智能吸塵器的製作方法
2023-05-27 18:08:21 1
專利名稱：智能吸塵器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸塵器，特別涉及一種智能吸塵器。
目前市場上的吸塵器存在以下不足1、帶有一定長度的電線，這樣人們必須在電線和電源插座所限制的空間範圍內操作吸塵器，吸塵器能工作的範圍只能是半徑5m的半圓，用戶打掃一次房間需多次插拔電線，尋找合適的電源插座，而5米的電線每插拔一次，操作者需走10m的長度，非常不方便；2、當房間障礙物較多時，帶線的吸塵器使用起來就特別不方便；3、人工打掃地面時要彎腰，這對老人是很不方便的；4、現在的吸塵器不適合兒童使用。吸塵器本身是高電壓，對兒童使用是不安全的；5、現在的吸塵器產品均需專人操作，費時費力。
針對上述問題，本發明的目的是提供一種使用方便的智能吸塵器。
本發明包括吸塵器外殼、支架、吸塵部分、電源，其特徵在於它還包括使吸塵器自主行走的自行走裝置、用於檢測障礙的傳感器以及相應的控制部分；其中，所述的吸塵部分包括電動地板刷、吸塵管路、塵腔、吸塵電機及塵腔與吸塵電機間的出風口過濾片；所述的自行走裝置包括左右行走輪、左右驅動電機、左右減速器和一個萬向輪；所述的傳感器包括多個超聲波傳感器和多個紅外傳感器；所述的控制部分包括主控晶片、驅動控制模塊和吸塵控制模塊；所述的電源包括左右行走電池、吸塵電池和相應的電源管理模塊。
本發明使用方便，能夠自主行走，解除了用戶使用吸塵器電線纏繞，長度有限的限制，以及吸塵時用戶需要彎腰費力操作的不便，特別適合老人、兒童等用戶的需求。
圖1是本發明的外部結構示意圖。
圖2是本發明的後視圖。
圖3是本發明的內部結構示意圖。
圖4是本發明的控制原理方框圖。
圖5是本發明的電路連接原理圖。
如圖1、2所示，本發明包括吸塵器外殼11、支架12、塵腔蓋14，左(右)行走輪13、安裝在支架12上的多個超聲波傳感器和多個紅外傳感器。其中，每個傳感器又都包括發射傳感器、接收傳感器各一個。超聲波發射和接收傳感器15安放在吸塵器前方，用於探測前方障礙物以實現自動避障功能。紅外傳發射和接收感器16安放在左，右側面及後面，當傳感器前有物體時，其輸出為TTL高電平；用於探測吸塵器側面及後方的物體。
如圖3所示，本發明的吸塵部分包括電動地板刷21、吸塵管路22、塵腔23、吸塵電機25及塵腔與吸塵電機間的出風口過濾片24；電動地板刷21安裝在吸塵器的最前方，並採用了自動升降設計，可輕鬆越過門檻等障礙。吸塵管路22內置，並設計成直角彎管，可有效防止灰塵掉出來。自行走裝置包括安裝於吸塵器後面的左(右)行走輪13、相應的(左)右驅動電機27、左右減速器(圖中未畫出)和安裝於吸塵器前面的萬向輪28；左右驅動電機採用了雙永磁直流力矩電機，接受控制部分的統一控制，可實現原地360度旋轉的功能。本發明的電源部分26採用二塊鎳氫電池(吸塵電池和行走電池)，分別給吸塵器電機、驅動電機和控制部分供電。
如圖4所示，本發明的控制部分包括主控晶片31、驅動控制模塊32和吸塵控制模塊34；主控晶片31接受傳感器30傳來的信號，並根據所接受的信號經過計算判斷給吸塵控制模塊34及驅動控制模塊32相應的信號，由它們根據主控晶片31給出的指令控制吸塵電機25和(左)右驅動電機27產生相應的動作。具體在自動行走的狀態下，本產品傳感器30同時通過紅外傳感器和超聲波傳感器探測外部障礙，探測後的反饋信號發送到主控晶片31，主控晶片31是一個小型單片機，其作用是對信號進行分析計算，將得到的外部障礙的情況轉化為數位訊號並結合本身的規划算法，運算後得出機器的下一前進方向，將此前進方向作為輸出信號發送給驅動控制晶片，驅動控制晶片將信號轉換為模擬信號輸出驅動行走電機。
為了實現給控制部分供電，本發明還包括一個電源管理模塊，行走電池通過2個DC/DC變換器，將DC24V電源轉換為+12V和-12V，給控制電路提供電源，+5V給主控晶片供電。
如圖5所示，是本發明的電路連接原理圖。其中，U1為主控晶片，它是整機的控制核心，採用了型號為89C55PLCC的單片機。紅外和超聲波傳感器接收的信號，通過接口J4(J4共9腳，前8位為傳感器信號輸入，第9腳為地端)，發送到晶片U5，處理後經36～43腳發送給主控晶片U1，由U1結合本身的規划算法，運算後得出機器的下一前進方向，將此前進方向作為輸出信號通過7～14腳發送給驅動控制晶片U2，由U2、U3、U4將信號轉換為模擬信號通過接口J2、J3輸出分別驅動左右行走電機，從而控制吸塵器前、後、左、右及高低速運動。
吸塵電機的控制通過U1、U6、U7晶片完成，包括吸塵電機驅動波形產生及強、弱吸控制，最後通過J5接吸塵電機；電動地板刷的控制由晶片U1、U7D、繼電器RL1完成，主控晶片U1產生的控制信號通過P1.7口輸入U7D，經由RL1的RL1-1及COM1控制電動地板刷的的啟停。
電源管理模塊主要包括2號繼電器(RL2)和晶片MAX724，通過接口J0將吸塵電池電壓(30V)引入，經RL2和晶片MAX724變換後，轉成+12V電源，向主控晶片和控制電路供電。圖中的二極體D5、D6、D7及外接發光二極體LE1、LE2、LE3完成吸塵電池電量顯示功能。
權利要求
1.一種智能吸塵器，包括吸塵器外殼、支架、吸塵部分、電源，其特徵在於它還包括使吸塵器自主行走的自行走裝置、用於檢測障礙的傳感器以及相應的控制部分。
2.根據權利要求1所述的智能吸塵器，其特徵在於所述的吸塵部分包括電動地板刷、吸塵管路、塵腔、吸塵電機及塵腔與吸塵電機間的出風口過濾片。
3.根據權利要求1所述的智能吸塵器，其特徵在於所述的自行走裝置包括左右行走輪、左右驅動電機、左右減速器和一個萬向輪；
4.根據權利要求1所述的智能吸塵器，其特徵在於所述的傳感器包括多個超聲波傳感器和多個紅外傳感器；
5.根據權利要求1所述的智能吸塵器，其特徵在於所述的控制部分包括主控晶片、驅動控制模塊和吸塵控制模塊；
6.根據權利要求1所述的智能吸塵器，其特徵在於所述的電源包括左右行走電池、吸塵電池和相應的電源管理系統。
全文摘要
本發明公開了一種智能吸塵器，它包括吸塵器外殼、支架、吸塵部分、電源，其特徵在於它還包括使吸塵器自主行走的自行走裝置、用於檢測障礙的傳感器以及相應的控制部分；其中，所述的吸塵部分包括電動地板刷、吸塵管路、塵腔、吸塵電機及塵腔與吸塵電機間的出風口過濾片；所述的自行走裝置包括左右行走輪、左右驅動電機、左右減速器和一個萬向輪；所述的傳感器包括多個超聲波傳感器和多個紅外傳感器；所述的控制部分包括主控晶片、驅動控制模塊和吸塵控制模塊。本發明使用方便，能夠自主行走，解除了用戶使用吸塵器電線纏繞，長度有限的限制，以及吸塵時用戶需要彎腰費力操作的不便，特別適合老人、兒童等用戶的需求。
文檔編號A47L5/00GK1436511SQ02110070
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月5日 優先權日2002年2月5日
發明者杜光林, 李天箭, 蔡文東, 緱春麗, 張魯楠 申請人:海爾集團公司, 青島製冷技術研究所