抽氣嘴高度調節控制電路的製作方法
2023-10-06 08:34:49
專利名稱：抽氣嘴高度調節控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地板護理裝置，更具體地說，涉及一種帶有抽氣嘴高度調節系統的地板護理裝置，該抽氣嘴高度調節系統帶有電子高度調節行程限位制動裝置。
背景技術：
地板護理裝置在本領域是為人廣泛所知的。典型的地板護理裝置包括直立式真空吸塵器、罐式真空吸塵器、硬地板清潔器以及抽洗機。比較近期的地板護理裝置提供了一個電動機，用以根據用戶需要調整抽氣嘴的高度。開關通常位於清潔器手柄部分，用來升起或者降低抽氣嘴。但是，這樣的設置可能會在抽氣嘴處於高度範圍的極限時，損壞電動機或者連接到電動機的用於升起或降低抽氣嘴的傳動系統裝置。
另外在本領域所公知的是，開關和電動高度調節電動機是通過線束連接。通常這種線束至少需要四根電線用來在兩個方向上開關和通斷電動機的電源。但是，通過利用線束和二極體裝置，可以去除一根或兩根電線。因此，本發明滿足了迄今為止在本技術領域尚未解決的問題。
發明內容
在本發明的優選實施例中，清潔器手柄上的開關通過控制一個獨立的吸嘴高度調節電機來控制抽氣嘴的高度。高度調節電機通過傳動裝置與圓柱凸輪有效地連接，該圓柱凸輪向地板表面推動輪座來提升抽氣嘴的高度。或者，當凸輪按反方向轉動時，圓柱凸輪釋放對輪座的壓力，抽氣嘴的重量導致抽氣嘴向地板表面降低。一個附加的抽氣嘴高度調節行程限制凸輪裝置被安裝在圓柱凸輪裝置的頂部，用來嚙合一個或者多個抽氣嘴高度限位開關，該高度限位開關在抽氣嘴到達高度行程極限時關閉高度調節電機。當抽氣嘴移到最高或最低位置時，行程限制凸輪轉動並分別與高位行程限位開關或低位行程限位開關嚙合。當高位行程限位開關或者低位行程限位開關被嚙合時，抽氣嘴高度調節電機被斷電，從而防止電機過熱，並保護齒輪和凸輪裝置。在本發明的優選實施例中，高位和低位抽氣嘴高度調節行程限位開關通過兩條導線有效連接到抽氣嘴高度調節電機上，二極體與每個行程限位開關並聯安裝。當抽氣嘴被移動到兩個相反的行程極限之一處，並且相應的行程限位開關打開時，二極體可以使抽氣嘴高度調節電機瞬時運行。儘管行程限位開關已經被打開，二極體也可讓電流流通，使得一旦手柄上的高度調節開關向反方向移動，高度調節電機被通電。一旦抽氣嘴高度調節電機被瞬時通電，行程限制凸輪系統從行程限位開關移開，電路回復到正常工作狀態。
在本發明的另一個實施例中，使用三條導線連接抽氣嘴高度調節開關和抽氣嘴高度調節電機。高位和低位抽氣嘴高度調節行程限位開關沿著所述導線中的兩條設置，使得當行程限位開關中的一個打開，另外一個閉合，即使抽氣嘴高度調節開關往相反方向移動，仍然有一個閉合電路來操作抽氣嘴高度調節電機。
在本發明的另外一個實施例中，抽氣嘴高度調節行程限位開關可以由通過感應抽氣嘴高度精確位置的電位計替代，以控制抽氣嘴高度調節電機，並且在行程極限處關閉抽氣嘴高度調節電機。這可以通過多種辦法實現，包括從電位計向當感應到適當電壓時關閉抽氣嘴高度調節電機的電路輸入電壓。或者，電壓可以輸入給微處理器，該微處理器在感應到特定電壓時控制抽氣嘴高度調節電機。
在本發明的另一個實施例中，可以使用兩個以上的抽氣嘴高度調節行程限位開關向控制抽氣嘴高度調節電機工作的電路或者微處理器提供位置信息。當抽氣嘴移動經過不同的高度位置時，抽氣嘴高度調節行程限制凸輪轉動並嚙合提供位置信息的不同行程限位開關中的一個。行程限位開關在抽氣嘴高度位置到達極限時關閉供給抽氣嘴高度調節電機的電流，從而防止抽氣嘴高度齒輪和凸輪裝置的過熱和損壞。
因此，本發明的一個目標是提供一種帶有可調高度抽氣嘴的地板護理裝置。
本發明的另一個目標是提供一種帶有高度可以由獨立抽氣嘴高度調節電機調節的抽氣嘴的地板護理裝置。
本發明的另一個目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，該抽氣嘴高度由開關控制的獨立抽氣嘴高度調節電機調節。
本發明的另一個目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，該抽氣嘴的高度由獨立抽氣嘴高度調節電機調節，在抽氣嘴行程高度到達極限時，抽氣嘴高度調節行程限位開關關閉抽氣嘴高度調節電機。
本發明的一個目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，該抽氣嘴的高度由獨立抽氣嘴高度調節電機調節，在抽氣嘴行程高度到達極限時，抽氣嘴高度調節行程限位開關將關閉抽氣嘴高度調節電機。
本發明的進一步目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，其中抽氣嘴高度由獨立抽氣嘴高度調節電機調節，該獨立抽氣嘴高度調節電機由一個開關控制，該開關通過兩條導線、一對抽氣嘴高度調節行程限位開關和兩個二極體連接到抽氣嘴高度調節電機。
本發明的目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，其中高度可由獨立抽氣嘴高度調節電機調節，該獨立抽氣嘴高度調節電機由開關控制，該開關通過三條導線和一對抽氣嘴高度調節行程限位開關連接到抽氣嘴高度調節電機。
本發明的另一個目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，抽氣嘴的高度由被開關控制的獨立抽氣嘴高度調節電機調節，一個電位計被用來感應抽氣嘴位置，並在抽氣嘴高度到達行程極限時關閉抽氣嘴高度調節電機。
本發明的目標是提供一種帶有抽氣嘴的地板護理裝置，其中抽氣嘴的高度由被開關控制的獨立抽氣嘴高度調節電機調節，使用三個和更多行程限位開關來感應抽氣嘴位置，使用兩個行程限位開關在抽氣嘴高度到達行程極限時關閉抽氣嘴高度調節電機。
為了更好地理解本發明的結構和功能，可結合附圖參看以下示例性的說明，在附圖中圖1是根據本發明優選實施例的一個帶有自動吸嘴高度調節裝置的地板護理裝置的透視圖；圖2是根據本發明優選實施例的一個帶有自動吸嘴高度調節裝置的地板護理裝置的分解圖；圖3是根據本發明優選實施例的一個電機驅動抽氣嘴高度調節裝置的透視圖，該裝置帶有在抽氣嘴高度範圍的極限處關閉高度調節電機的行程限位制動裝置；和圖4是根據本發明的優選實施例的現有技術電路的電路圖，該電路用於在兩個方向上控制電機。
圖5A-5F是根據本發明的優選實施例的一個電路，該電路利用在控制開關和電機之間的兩條導線在兩個方向上控制電機，以便升高和降低抽氣嘴；和圖6A-6F是根據本發明的另一個實施例的一個電路，該電路利用控制開關和電機之間的三條導線在兩個方向上控制電機，以便升高和降低抽氣嘴。
具體實施例方式
參看圖1和2，顯示了一個在本發明優選實施例中是一個直立式真空吸塵器的地板護理裝置10。在本發明的另一個實施例中，地板護理裝置10可以是任何類型的地板護理清潔器，比如罐式清潔器、杆式清潔器(stick cleaner)、地毯清潔器或者裸露地板清潔器。直立式真空吸塵器10包括一個與底座100樞軸地連接的上部外殼裝置200。底座100與本領域已知的底座相似，具有吸嘴口(未示出)和攪拌器(未示出)，當直立式真空吸塵器10處於地板護理模式時，吸嘴口接受載有塵土的空氣流，而攪拌器用於攪拌和鬆散地板表面的灰塵和碎屑。底座100還包括一對轉動安裝在輪座(未示出)上的前輪(未示出)和一對後輪。
電機風扇裝置M2位於底座100或上部外殼200上，該電機風扇裝置M2產生從地板表面帶走鬆散的灰塵和碎屑的抽吸。電機風扇裝置M2通過一個汙物管(未示出)流體連接到底座或者抽氣嘴100。上部外殼裝置200裝有用於接收和過濾由電機風扇裝置M2產生的載有塵土的空氣流的顆粒過濾和收集系統300。該顆粒過濾和收集系統300可插入在處於抽氣嘴100和電機風扇裝置M2之間的載有塵土的空氣流中作為「間接空氣」系統，如圖1所示，或者電機風扇裝置M2可置於抽氣嘴100和顆粒過濾和收集裝置300之間作為「間接空氣」系統。獨立的電動攪拌驅動電機M1用於給至少一個旋轉攪拌器(未示出)提供轉動力，獨立抽氣嘴高度調節電機M3用於調節抽氣嘴100相對於地板表面的高度。開關SW1位於手柄上，用來開關電機風扇裝置。
參看圖2，示出具有優選實施例汙物收集系統300的地板護理設備10的分解圖。汙物收集系統300大體包括半透明的汙物杯350、可拆卸地安裝在汙物杯350中的過濾裝置380、和蓋在汙物杯350上汙物杯蓋382。過濾裝置380大體包括帶孔壁312、從帶孔壁312伸出的過濾器支撐架314、和可拆卸地安裝在過濾器支撐架314上的主過濾部件381。孔為第一汙物收集腔316和第二汙物收集腔318之間提供流體的連通。帶孔壁312作為粗顆粒分離器或者預過濾器，其可以包括各種形狀(圓環、方形、橢圓等)、大小和角度的任何數目的孔洞。為了能使通過孔洞的氣流最大，同時仍然能夠防止大的碎屑通過，需要形成最大為0.0036平方英寸以及最小為600目篩網的孔洞。在本實施例中，孔洞312是圓形的，孔洞直徑約為0.030英寸。進一步地，孔洞壁應該形成有足夠的總開口面積來保持通過汙物杯的氣流。帶孔壁312所需要形成的總開口面積在大約2.5平方英寸到大約4平方英寸之間。汙物收集系統300的完整詳細資料可以在共同受讓人所有的胡佛公司案卷號2521(申請號為09/519,106)中找到，在此結合其全部內容作為參考。抽氣嘴高度裝置310的抽氣嘴高度調節電機M3也示出在圖3中。
參看圖3，示出一個抽氣嘴100的輪廓，其中示出抽氣嘴高度調節電機M3和抽氣嘴高度調節裝置110。當用戶在任一個方向按下開關SW2，抽氣嘴高度調節電機M3被通電，從而升起或降低抽氣嘴100。被通電的電機轉動蝸輪115，蝸輪115轉動第二齒輪116。第二齒輪116轉動第三齒輪114，第三齒輪114轉動嚙合在圓柱凸輪118上的輪齒117。圓柱凸輪118具有螺旋凸輪部108，該螺旋凸輪部與輪座裝置120上的突起121嚙合。該螺旋凸輪部108緊靠著突起121，在圓柱凸輪118轉動時向上推動抽氣嘴100。輪座裝置120具有一對輪125用於接觸地板表面，並允許抽氣嘴100在地板表面上被推動。當圓柱凸輪118以反方向轉動時，螺旋凸輪部分108釋放對突起121的壓力，重力則會導致抽氣嘴100向地板表面降低。制動器107與螺旋凸輪部108相鄰，防止圓柱凸輪118在抽氣嘴100的最低高度位置處繼續轉動。為了防止對抽氣嘴高度調節電機M3的損壞，抽氣嘴高度調節行程限制凸輪裝置111被安裝於圓柱凸輪118的上端。該抽氣嘴高度調節行程限制凸輪111在抽氣嘴100降低到最低高度位置時嚙合開關SW5，在抽氣嘴100升高到最高高度位置時嚙合開關SW4，從而關閉抽氣嘴高度調節電機M3，以防止過熱和過度的移動。
在本發明的另一個實施例中，可以裝有兩個以上的開關SW4和SW5，在所需的抽氣嘴100高度調節實現時，中斷抽氣嘴高度調節電機M3的電源。在再一個實施例中，完全去除了開關SW4和SW5，並由一個電位計(未示出)來替代，以感應抽氣嘴100的位置。當達到抽氣嘴100的特定高度時，關閉抽氣嘴高度調節電機M3的電流。在這些實施例的任一個以及優選實施例中，可使用常規的電路或者微型處理器來控制抽氣嘴高度調節電機。
圖4示出一個通過一對雙刀雙擲(DPDT)開關SW在兩個方向控制電機M的現有技術的電路50，並且由電源Vcc供電。開關SW通過四條導線W1、W2、W3和W4有效地連接到電機M，其中對於電機行程的每一個方向需要兩條導線將Vcc連接到電機M。在圖4中，Vcc是一個直流電源，但是對於交流電機也可以使用交流電源。這樣的電路50通常可在地板護理設備(如圖1-2中的地板護理設備10)上看到，這種地板護理設備通常在手柄上帶有類似開關SW2的開關，並利用獨立電動高度調節電機，來升高和降低抽氣嘴100高度。
本發明的優選實施例只利用兩條導線連接開關SW2和電機M3，並控制電機在兩個方向的運轉，其電路被標記55，如圖5A到5F所示。先參看圖5A，開關SW2有效連接到抽氣嘴高度調節電機M3和兩條導線W5和W6。限位開關SW4和SW5以串聯方式設置在導線W5上，並且各帶有一個並聯安裝的二極體D1和D2。如圖5A所示，當SW2在一個極的方向上閉合時，因為SW4和SW5同樣是閉合的，所以電流流到M3上。電機M3沿著箭頭64的方向轉動。當抽氣嘴處於在此方向的行程極限時，凸輪112(圖3)就會使SW5打開(圖5B)，導致到達電機M3的電流被切斷。電流不會流過二極體D2，這是由於其在相反方向上被偏置。當SW2移到相反的一極時，如圖5C所示，相反的電流以箭頭62的方向流到電機M3，電機M3在箭頭65的方向上被通電。然而，當如圖5B所示開關SW5打開，電流不會流入電機M3，電流現在流經電機M3是因為電流是以如箭頭62所示的相反方向流過前向偏置的二極體D2。在電機M3被瞬間通電後，凸輪112從開關SW5處轉開，開關SW5現在又閉合，電流自由通過SW5。只要開關SW2保持壓下，電流就會保持連通。當抽氣嘴100高度達到反向行程極限時，凸輪112壓下開關SW4，並且SW4打開，關閉流向電機M3的電流，如圖5E所示。電流將保持斷開，直到開關SW2切換到相反極。即使如圖5F所示，開關SW4仍然打開，沿著箭頭61的方向的電流流動會在瞬間沿著箭頭64的方向給電機M3通電。因為二極體D1現在是前向偏置，電流可以流經它，所以電流可以沿箭頭61的方向流動。一旦凸輪112從開關SW4轉開，開關4閉合，電流可經SW4流到電機M3(圖5A)。當開關SW2被壓下，這個循環不斷重複，直到達到抽氣嘴高度行程極限為止，然後被釋放並壓下，使得抽氣嘴高度向相反方向移動。
本發明的另一個實施例的工作是利用三條導線連接開關SW2和電機M3，並且控制電機M3在兩個方向上的運行，其電路被標記為56，如圖6A到6F所示。先參看圖6A，開關SW2可操作地連接到抽氣嘴高度調節電機M3和三條導線W7、W8和W9。限位開關SW4以串聯方式沿著導線W7設置，開關SW5以串聯方式沿著導線W9設置。如圖6A所示，當SW2在一個極的方向上關閉時，電流沿著箭頭72的方向通過W7和開關SW4流過電機M3。電機M3以箭頭75的方向轉動，直到抽氣嘴高度在此方向上到達極限，凸輪112(圖3)打開開關SW4，然後中斷電流(圖6B)。電流將保持中斷，直到開關SW2移到相反極為止，這時電流以箭頭74(圖6C)的方向流過開關SW5和導線W9，並在箭頭74(圖6C)的方向上轉動電機M3。一旦電機被瞬時通電，凸輪112(圖3)釋放開關SW4，並且這時電流可以流經開關SW4和導線W9(圖6D)。只要開關SW2保持下壓，電流就會保持連通，直到達到抽氣嘴高度行程反方向的極限為止，這時凸輪112(圖3)會打開開關SW5(圖6E)。電流會保持斷開，直到開關SW2移到相反極，讓電流沿著箭頭72的方向通過開關SW4和導線W7流向電機M3並在箭頭75的方向上轉動電機(圖6F)。一旦被瞬時通電，凸輪112就會轉離開關SW5，導致開關SW5打開，電路56完全回到如圖6A所示狀態。
從上文可明顯看出，上述結構明顯滿足在說明書開始部分描述的本發明的目標。同樣很明顯地，對於在此公開的結構可以做很多修改，但仍然落在其精神和範圍之內。
權利要求
1.一種地板護理裝置，包括抽氣嘴，該抽氣嘴可以相對於待清潔的地板表面升起或者降低，所述抽氣嘴具有最高行程位置和最低行程位置；電機，該電機用於將抽氣嘴相對於待清潔地板表面升起或者降低；用於所述電機的電流源；第一開關，該第一開關可操作地連接到所述電機，用以在所述抽氣嘴移動到所述最高行程位置時切斷供給所述電機的電流；和第二開關，該第二開關可操作地連接到所述電機，用以在所述抽氣嘴移動到所述最低行程位置時切斷供給所述電機的電流。
2.如權利要求1所述的地板護理裝置，還包括抽氣嘴高度調節控制開關，該抽氣嘴高度調節開關通過當移到第一位置時允許電流以第一方向流動，而當移到第二位置時允許電流以第二方向流動來控制電機的運轉。
3.如權利要求2所述的地板護理裝置，其中所述抽氣嘴高度調節開關位於地板護理裝置的手柄上。
4.如權利要求2所述地板護理裝置，還包括兩條導線，該兩條導線將所述電流源連接到所述電機，其中所述第一開關和所述第二開關在所述兩條導線中的一條上串聯設置；第一二極體，該第一二極體並聯跨接在所述第一開關上；第二二極體，該第二二極體並聯跨接在所述第二開關上；其中所述第二二極體在所述抽氣嘴高度調節開關從第一位置移到第二位置時，允許電流沿第二方向從所述電流源流到所述電機，並且所述第一二極體在所述抽氣嘴高度調節開關從所述第二位置移到所述第一位置時，允許電流沿第一方向從所述電流源流到所述電機。
5.如權利要求2所述的地板護理裝置，還包括將所述電流源連接到所述電機的三條導線，其中所述第一開關和所述第二開關串聯設置在所述三條導線中的兩條上；其中當所述第一開關打開，在所述抽氣嘴高度控制開關從第一位置移到第二位置時，所述電流可沿第二方向從所述電流源流向所述電機，而當所述第二開關打開，在所述抽氣嘴高度調節開關從所述第二位置移到所述第一位置時，所述電流可沿著第一方向從所述電流源流向所述電機。
6.一種控制可調節抽氣嘴高度的方法，包括步驟提供抽氣嘴；提供電機，用來將抽氣嘴相對於待清潔的地板表面升起或者降低；為電機提供電流源；提供第一開關，該第一開關可操作地連接到所述電機，用於在所述抽氣嘴移動到所述最高行程位置時切斷流到所述電機的電流；和提供第二開關，該第二開關可操作地連接到所述電機，用於在所述抽氣嘴移動到所述最低行程位置時切斷流向所述電機的電流。
7.如權利要求6所述的控制可調節抽氣嘴高度的方法，還包括步驟提供一個抽氣嘴高度調節控制開關，該抽氣嘴高度調節控制開關通過在移動到第一位置時允許電流沿第一方向流動，而在移動到第二位置時允許電流沿第二方向流動而控制電機運行。
8.如權利要求7所述的控制可調節抽氣嘴高度的方法，還包括步驟在地板護理裝置的手柄上安裝抽氣嘴高度調節開關。
9.如權利要求7所述的控制可調節抽氣嘴高度的方法，還包括步驟提供兩條將所述電流源連接到所述電機的導線，其中所述第一開關和所述第二開關串聯設置在所述兩條導線中的一條上；提供第一二極體，該第一二極體並聯跨接在所述第一開關上；和提供第二二極體，該第二二極體並聯跨接在所述第二開關上；其中所述第二二極體在所述抽氣嘴高度控制開關從第一位置移到第二位置時，允許電流沿著第二方向從所述電流源流向所述電機，並且所述第一二極體在所述抽氣嘴高度控制開關從所述第二位置移到所述第一位置時，允許電流沿著第一方向從所述電流源流向所述電機。
10.如權利要求7所述的控制可調節抽氣嘴高度的方法，還包括步驟提供三條將所述電流源連接到所述電機的導線，其中所述第一開關和所述第二開關串聯連接在所述三條導線中的兩條上；其中當所述第一開關打開，在所述抽氣嘴高度控制開關從第一位置移到第二位置時，所述電流可沿第二方向從所述電流源流向所述電機，而當所述第二開關打開，在所述抽氣嘴高度調節開關從所述第二位置移到所述第一位置時，所述電流可沿著第一方向從所述電流源流向所述電機。
全文摘要
一種地板護理裝置，配備有控制抽氣嘴高度的開關。抽氣嘴高度由可操作地連接到輪座的獨立電動機和齒輪以及凸輪裝置調節。另一個凸輪裝置可操作地連接到獨立電動機，該獨立電動機在抽氣嘴高度的兩個極限上嚙合抽氣嘴高度調節行程限位開關。抽氣嘴高度調節行程限位開關在抽氣嘴高度到達極限時切斷流向獨立電機的電流，以避免獨立電機過熱或者行程過大。在本發明的優選實施例中，兩條導線將抽氣嘴高度控制開關連同兩個行程限位開關和一對二極體連接到獨立電機。在本發明的另一個實施例中，三條導線將抽氣嘴高度控制開關連同兩個行程限位開關連接到獨立電機。
文檔編號A47L5/22GK1714732SQ20051008043
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月1日 優先權日2004年7月1日
發明者A·C·巴德 申請人:胡佛公司