專利名稱：吸塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸塵器。特別是涉及一種感知通過吸塵器軟管輸入的 使用者操作意圖后，對(duì)吸塵器主體進(jìn)行控制的吸塵器。
背景技術(shù)：
真空吸塵器(下面統(tǒng)稱為吸塵器)利用由設(shè)置在主體內(nèi)部的扇風(fēng)產(chǎn)生 的真空壓，吸入清掃面附近的空氣后，利用主體內(nèi)部的濾芯等過濾吸入空 氣中所含有的異物。
通常，這種真空吸塵器大體上可分為使吸入含有灰塵的空氣的吸入 裝置與主體分離地設(shè)置、兩者并通過連接管連接的分體式，以及吸入裝置 與主體形成一體的直立式。
最近，以使用上的方便為目的，吸塵器逐漸得到普及。賓館、住宿行 業(yè)之外各個(gè)家庭中，對(duì)沙發(fā)等部位用傳統(tǒng)的擦、掃很難清掃干凈，因此吸塵 器的需求量非常大，具有穩(wěn)固的市場(chǎng)。
下面，對(duì)分體式吸塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單進(jìn)行說明。該吸塵器包括在內(nèi)部設(shè)有 產(chǎn)生真空壓的電機(jī)、灰塵捕捉區(qū)以及移動(dòng)輪等的主體，吸入單元(下面， 把吸嘴、吸入管、吸入管把手3個(gè)部分合起來稱作吸入單元)，以及連接 上述主體和吸入單元的柔軟的軟管。作為基本動(dòng)作原理，使用者順著清掃 面操作上述吸入單元時(shí)，通過軟管連接的主體被使用者拉動(dòng)的同時(shí)通過安 裝在內(nèi)部的電機(jī)提供吸入壓力，把通過軟管收集的灰塵儲(chǔ)存在安裝于主體
或吸入單元的箱(CANISTER)內(nèi)部。
上述分體式吸塵器通常把電源線長長地拉出來插在家庭內(nèi)的插座上、 向電機(jī)提供電源，但是需要拉動(dòng)連接在軟管的不容易移動(dòng)(裝有沉重電機(jī)) 的主體、很費(fèi)力，而且由于電源線妨礙，使用上也不便。
為了解決上述缺點(diǎn)而出現(xiàn)的吸嘴與主體形成一體的直立式吸塵器，也 存在一些問題。由于直立式吸塵器把裝有沉重電機(jī)的主體在吸入面上方移
動(dòng)、直接進(jìn)行清掃，只能在以單純的清掃動(dòng)作對(duì)寬闊空間進(jìn)行清掃時(shí)才能使用。而為了精細(xì)的清掃動(dòng)作，需要把額外的工具連接后才能適用。從而， 很難趕上吸入單元小而輕、用很小的力也能進(jìn)行精細(xì)動(dòng)作的分體式吸塵器。 另外，對(duì)于上述直立式吸塵器，也有把電機(jī)小型化、直接裝在吸入單 元上的立桿式吸塵器。但這種吸塵器由于電機(jī)的功率小，很難得到滿意的 吸入性能。
另外，也有把最麻煩的電源線去掉的充電式吸塵器。但這種吸塵器裝 配小功率電機(jī)，吸力不足，而且使用時(shí)間非常短。加上按電池的使用壽命需 要定期更換電池。因此很難滿意地解決原有問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種把移動(dòng)吸塵器的牽引力最小 化，并讓吸塵器很容易地按使用者想要的方向移動(dòng)，并可隨時(shí)切換方向， 具有感知使用者的吸入單元操作行為、自動(dòng)地移動(dòng)的功能的吸塵器。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種為了讓吸塵器容易跨過 各種障礙物和電源線，讓吸塵器主體具有高機(jī)動(dòng)性，并讓吸塵器具有即使 主體有時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)也可以自動(dòng)校正中心的自我平衡功能的吸塵器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種吸塵器，包括至少具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中 心的主體；驅(qū)動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)部；與旋轉(zhuǎn)中心相隔設(shè)定距離，與主體結(jié)合的 吸入軟管結(jié)合部；對(duì)吸入軟管結(jié)合部移動(dòng)時(shí)的主體的傾斜度進(jìn)行感知的感 知部；根據(jù)感知部的感知信息，對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部。
所述的吸入軟管結(jié)合部以清掃面為基準(zhǔn)位于與旋轉(zhuǎn)中心相互不同的高度。
所述的感知部是具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息 中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
所述的感知部位于與主體的移動(dòng)速度相比，其傾斜度的變化量或變化速 度或變化加速度最大的位置。
所述的驅(qū)動(dòng)部以讓主體被吸入軟管結(jié)合部傾斜的方式，在直立狀態(tài)下 以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐或驅(qū)動(dòng)主體。
所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方 式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。一種吸塵器，包括主體；在停止的狀態(tài)下以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐以及驅(qū) 動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)部；與主體的旋轉(zhuǎn)中心或移動(dòng)中心相隔設(shè)定距離，與主體結(jié) 合的吸入軟管結(jié)合部；對(duì)吸入軟管結(jié)合部移動(dòng)時(shí)主體的傾斜度進(jìn)行感知的 感知部；根據(jù)感知部感知的信息對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部。
所述的吸入軟管結(jié)合部以清掃面為準(zhǔn)，位于與驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)中心相互不 同的高度。
所述的感知部是具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息 中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
所述的感知部位于與主體的移動(dòng)速度相比，其傾斜度的變化量或變化 速度或變化加速度最大的位置。
所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方 式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。
一種吸塵器，包括主體；支撐以及驅(qū)動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)部；連接主體和驅(qū) 動(dòng)部，可按與主體或驅(qū)動(dòng)部相反的方向旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)的連接部件；與主 體的旋轉(zhuǎn)中心或移動(dòng)中心相隔一定距離，與主體結(jié)合的吸入軟管結(jié)合部； 對(duì)吸入軟管結(jié)合部移動(dòng)時(shí)的主體傾斜度進(jìn)行感知的感知部；根據(jù)感知部的 感知信息對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部。
所述的吸入軟管結(jié)合部以清掃面為準(zhǔn)，位于與旋轉(zhuǎn)中心相互不同的高度。
所述的感知部還具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息 中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
所述的感知部位于與主體的移動(dòng)速度相比、傾斜度的變化量或變化速 度或變化加速度最大的位置。
所述的驅(qū)動(dòng)部以讓主體被吸入軟管結(jié)合部傾斜的方式，在直立狀態(tài)下 以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐或驅(qū)動(dòng)主體。
所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方 式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。
所述的連接部件可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接在主體上，并讓驅(qū)動(dòng)部的輪相對(duì)于 主體具有扭矩彈力地結(jié)合。
所述的連接部件的旋轉(zhuǎn)中心與主體的旋轉(zhuǎn)中心或驅(qū)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)中心中的任一個(gè)一致。
本發(fā)明的吸塵器具有如下發(fā)明效果。
首先，安裝在主體內(nèi)部的感知部能夠適當(dāng)?shù)貐^(qū)分使用者的清掃行為以 及移動(dòng)行為，從而在使用者移動(dòng)吸塵器的意圖通過吸入軟管輸入、這時(shí)不 需要施加額外的牽引力，而是利用安裝在內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)吸塵器，從 而可以讓使用者省去移動(dòng)吸塵器的麻煩。
另外，在上述吸塵器移動(dòng)過程中如果碰到糾纏的電源線或輪子遇到厚 地毯、被子、座墊等物品時(shí)，沒必要象現(xiàn)有的吸塵器那樣拿起吸塵器搬動(dòng)、 而是在輪子的自行驅(qū)動(dòng)作用下可以自動(dòng)地跨過障礙物。
另外，上述感知部以及控制部在使用者的控制之外，還對(duì)主體自身的 傾斜進(jìn)行感知、對(duì)吸塵器的姿勢(shì)進(jìn)行控制，可以把吸塵器設(shè)計(jì)成重心高的 不穩(wěn)定狀態(tài)。從而可以大大提高吸塵器的機(jī)動(dòng)性，而且優(yōu)雅地取得機(jī)動(dòng)平 衡，讓使用者在作業(yè)的過程中得到很高的滿足感。


圖1是具有一個(gè)轉(zhuǎn)軸和一雙輪的吸塵器處于準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)的側(cè)面示意圖2是圖1的準(zhǔn)備狀態(tài)下，剛剛開始清掃行為時(shí)的側(cè)面示意圖3是從圖1或圖2的狀態(tài)，進(jìn)行移動(dòng)行為時(shí)的側(cè)面示意圖4是圖1 圖3的狀態(tài)下進(jìn)行反向移動(dòng)行為時(shí)的側(cè)面示意圖5 圖7是輪的驅(qū)動(dòng)軸和主體旋轉(zhuǎn)中心一致的同軸旋轉(zhuǎn)中心，重心位
置更高的主體側(cè)面示意圖8 圖10是輪的驅(qū)動(dòng)軸和主體的旋轉(zhuǎn)中心一致的同軸旋轉(zhuǎn)中心，重
心位置更低的主體側(cè)面示意圖11到圖15是從圖8 圖10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，使之具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中
心的主體側(cè)面示意圖16到圖20是從圖5 圖7的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，使之具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心 的主體側(cè)面示意圖；圖24是圖21的吸塵器外部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中
10:主體11:重心
12:第2旋轉(zhuǎn)中心14:彈簧部件
15:連接部件16:第2連接部件
20:輪21:輪轉(zhuǎn)軸
30:吸入軟管結(jié)合部31:吸入軟管結(jié)合
40:吸入單元41:吸嘴
42:吸入管43:吸入管把手
50:吸入軟管61:吸入電機(jī)
62:吸入扇63:吸入灰塵桶
64:電源線軸70:驅(qū)動(dòng)電機(jī)
71:齒輪箱72:變壓整流模塊
80:感知部81:控制部
具體實(shí)施例方式
為了更加詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)特征，下面，參照附圖中本發(fā)明的 實(shí)施例，進(jìn)行詳細(xì)說明。
下面說明的本發(fā)明實(shí)施例僅僅只是一個(gè)例子，其構(gòu)成要素和結(jié)合構(gòu)造 對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征所包含的思想不構(gòu)成限制。
圖1是具有一個(gè)轉(zhuǎn)軸和一雙輪的吸塵器處于準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)的側(cè)面示意圖。
如圖1所示，包括具有吸嘴41、吸入管42以及吸入管把手43的吸入 單元40是使用者的清掃行為直接傳達(dá)的部分，這種清掃動(dòng)作通過吸入軟管 50傳達(dá)到吸入軟管接合部30。
吸入軟管結(jié)合部30不是剛體，而是把吸入軟管50的移動(dòng)有效地傳達(dá) 到主體10的起中介作用的部件，如果具有吸入軟管50逐漸靠近主體10時(shí) 變硬的結(jié)構(gòu)、則即使吸入軟管結(jié)合部30的突出長度短或根本不存在也能把 自己的整個(gè)移動(dòng)可以有效地傳達(dá)到主體10。
一般的吸入軟管50具有柔軟的結(jié)構(gòu)，為了區(qū)分使用者的移動(dòng)行為和清 掃行為、需要起適當(dāng)?shù)木彌_作用，因此如果吸入軟管50的整體柔軟性已被確定、則吸入軟管結(jié)合部30具有一定部分突出長度對(duì)于有效的移動(dòng)傳達(dá)更
有益o
本發(fā)明中，上述吸入軟管50的柔軟性和自身重量作為影響向吸入軟管 結(jié)合部30傳達(dá)的移動(dòng)量的變數(shù)，下面把兩種變量分別進(jìn)行說明。
首先，從吸入軟管50的柔軟性側(cè)面出發(fā)，1)如果吸入軟管50完全是 剛體，則清掃動(dòng)作或移動(dòng)動(dòng)作的移動(dòng)狀態(tài)毫無區(qū)別地直接傳向吸入軟管結(jié) 合部30，因此實(shí)際上與直立式或一體式吸塵器沒有區(qū)別；相反2)吸入軟 管50如果是如細(xì)繩似的柔軟體，則雖然清掃行為中不會(huì)傳達(dá)移動(dòng)、但直到 移動(dòng)動(dòng)作完全進(jìn)行(即，吸入軟管50被拉動(dòng)繃緊)為止不會(huì)向吸入軟管結(jié) 合部30傳達(dá)移動(dòng)。
接下來，從吸入軟管50的自重側(cè)面來看，在具有一定稱度的柔軟性前 提下，3)如果吸入軟管50的重量很沉，則吸入軟管的一部分會(huì)一直接觸 在地面、在進(jìn)行清掃行為時(shí)接觸在地面的部分幾乎不會(huì)移動(dòng)、只有從地面 到連接在吸入單元結(jié)合部中心為止的部分(圖1的V2 = 0點(diǎn)的左側(cè)部分) 移動(dòng)。這一情況下，雖然清掃動(dòng)作根本不會(huì)被傳達(dá)，但從地面到連接在吸 入軟管結(jié)合部中心31為止的部分(V2二0點(diǎn)的右側(cè)部分)因?yàn)槲胲浌?0 的重量會(huì)一直處于傾斜狀態(tài)。從而，與上述2)相同，與清掃動(dòng)作的輸入與 否無關(guān)，吸入軟管結(jié)合部30的傾斜度不會(huì)發(fā)生變化。
相反，4)如果吸入軟管50的重量非常輕，則與上述情況l)相同，與 重量相比的柔軟性實(shí)際上相當(dāng)于剛體水平，因此清掃動(dòng)作和移動(dòng)動(dòng)作根本 沒有區(qū)別地全部傳向吸入軟管結(jié)合部30。
因此，按本發(fā)明的目的，如果想要讓吸入軟管結(jié)合部30把使用者的吸 入單元操作行為傳向主體10、讓吸塵器按使用者的意圖容易轉(zhuǎn)換方向，則 要過濾一部分清掃動(dòng)作，而為了主要把移動(dòng)動(dòng)作的移動(dòng)傳向吸入軟管結(jié)合 部30,需要通過試驗(yàn)，把吸入軟管50的柔軟性和重量調(diào)整到與主體10的 重量和穩(wěn)定度相符的程度。
另外，不僅要調(diào)整吸入軟管50的重量，還要同時(shí)調(diào)整吸入軟管結(jié)合部 30和主體10的重量。
下面，參照附圖，對(duì)吸入軟管50等的設(shè)計(jì)因素得到適當(dāng)選擇的情況進(jìn) 行更詳細(xì)的說明。
9圖1的情況下，由于吸塵器處于不清掃、不移動(dòng)的等待狀態(tài)，因此吸 入軟管50沒有移動(dòng)量，主體io也處于e =0的直立狀態(tài)。
圖2是圖1的準(zhǔn)備狀態(tài)下，剛剛開始清掃行為時(shí)的側(cè)面示意圖。
如圖2所示，吸入單元40順著清掃面前進(jìn)，隨之吸入單元結(jié)合部中心 也按V1〉0地發(fā)生移動(dòng)，但是移動(dòng)量在吸入軟管50與地面接觸的點(diǎn)上V2 、0、 被相當(dāng)大地吸收，只有P^ 0的微量傳向吸入軟管結(jié)合部中心31 。
這時(shí)，主體io的傾斜度e 只有輕微地變動(dòng)，如果想要補(bǔ)正上述變
動(dòng)信號(hào)、則向輪20施加微小的旋轉(zhuǎn)力(力矩)T^0即可。但是這一情況下，
實(shí)際上輪20幾乎不會(huì)旋轉(zhuǎn)，主體10不會(huì)前進(jìn)或后退保持直立狀態(tài)、即相
對(duì)于吸入軟管50清掃動(dòng)作的移動(dòng)穩(wěn)立的狀態(tài)。
圖3是從圖1或圖2的狀態(tài)，進(jìn)行移動(dòng)行為時(shí)的側(cè)面示意圖。 如圖3所示，吸入單元40離清掃面遠(yuǎn)離一定高度移動(dòng)，因此吸入單元
結(jié)合部中心以V1》0地誘發(fā)大的移動(dòng)量，從而吸入軟管50從地面脫離。 從地面脫離的吸入軟管50的最低點(diǎn)速度是大于0的V2>0，而這種吸入
軟管50的整體移動(dòng)，讓吸入軟管結(jié)合部30或吸入軟管結(jié)合部中心31承受
P〉0的作用力。
當(dāng)然，上述P〉0的力引發(fā)傾斜度的變化，即讓6〉0，因此為了讓主體
10維持平衡，追隨吸入單元40，需要向輪20施加一定量以上的旋轉(zhuǎn)力T〉0。 在旋轉(zhuǎn)力T的作用下輪20旋轉(zhuǎn)、使主體10前進(jìn)，從而主體10的平衡
狀態(tài)不會(huì)被破壞，而自動(dòng)地跟著吸入單元40或吸入管50移動(dòng)，從而使用
者沒必要為了牽引主體10費(fèi)力氣。
圖4是圖1 圖3的狀態(tài)下進(jìn)行反向移動(dòng)行為時(shí)的側(cè)面示意圖。
圖4是與圖3的情況在所有方面相反。在這一情況下，雖然有可能存
在與圖面不同地吸入軟管50接觸在地面的狀況，但是無論是什么情況，吸
入軟管50的最低點(diǎn)速度V2<0是不會(huì)變的。
從而，主體10以與圖3相反的方式動(dòng)作，得到平衡。
在圖4的情況下，吸入單元40或吸入管50后退、與主體10重疊之前，
主體10會(huì)自動(dòng)地先行后退，而使用者沒必要為了讓主體10向后移動(dòng)而施
加額外的動(dòng)作。
如圖1 圖4所示，由于具有一定重量和柔軟性的軟管下垂接觸于地面，吸入單元40以及吸入軟管50的"清掃動(dòng)作"移動(dòng)被忽略或得到相消，而 施加在主體的外部輸入信息可近似為"作用在軟管結(jié)合部的作用力矢量 (P)"。
從而，在整個(gè)控制過程中，產(chǎn)生重要影響的是主體io的中心軸傾斜度 e ，而中心軸傾斜度e可以通過多種方法測(cè)定以及分析。
另外，對(duì)于主體io的中心軸傾斜度e存在，是需要追加考慮的重要設(shè) 計(jì)因素，而主體的"重心"位置以及重量w大小和主體具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心 時(shí)，主體"第2旋轉(zhuǎn)中心"的位置可以是重要的設(shè)計(jì)因素，而位于輪轉(zhuǎn)軸 21和主體特定部分(比如中心點(diǎn))拉近兩者的彈簧部件的彈性系數(shù)也是可 考慮的因素。
圖5 圖7是輪驅(qū)動(dòng)軸和主體旋轉(zhuǎn)中心一致的同軸旋轉(zhuǎn)中心，重心11 位置更高的主體10側(cè)面示意圖。首先，如圖6所示，重心11高于輪轉(zhuǎn)軸 21的不穩(wěn)定平衡的逆振子情況下，由于P二0、旋轉(zhuǎn)力T不是總是維持O，而
是安裝在主體io內(nèi)部的感知部對(duì)e變化量進(jìn)行感知，向左右施加微量的旋
轉(zhuǎn)力T，在不穩(wěn)定平衡狀態(tài)下不會(huì)翻倒。
當(dāng)然，為了方便考慮，這時(shí)上述e定義為以連接力P作用的中心點(diǎn)——
吸入軟管結(jié)合部中心31和輪轉(zhuǎn)軸21之間的連接線，與重力線(垂直線)
之間形成的夾角作為基本值，但是為了測(cè)定上述e、不需要一定測(cè)定上述
吸入軟管結(jié)合部中心31和輪轉(zhuǎn)軸21之間連線，而是根據(jù)需要把安裝的感
知部感知的與重力相對(duì)的角度作為基本角度也可以。
上述圖6的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)被破壞時(shí)的狀態(tài)就是圖5和圖7，這一情況 下，上述重心11向翻倒的方向移動(dòng)、因此重心下降的速度更快，從而有必 要讓旋轉(zhuǎn)力T以更大的變動(dòng)量準(zhǔn)確地施加。
如圖5、圖7所示，選擇重心高的不穩(wěn)定控制時(shí)，主體10的機(jī)動(dòng)性會(huì) 大大提高，在使用的整個(gè)過程中、向左右晃動(dòng)，可以方便使用者，但為了 維持姿勢(shì)需要增加額外驅(qū)動(dòng)能量，即使存在微小的外力P時(shí)也要做出應(yīng)對(duì)， 很難有效地區(qū)分移動(dòng)動(dòng)作和清掃動(dòng)作。
圖8 圖10是輪的驅(qū)動(dòng)軸和主體的旋轉(zhuǎn)中心一致的同軸旋轉(zhuǎn)中心，重 心11位置更低的主體10側(cè)面示意圖。
如圖9所示，重心11低于輪轉(zhuǎn)軸21的穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，與圖6不同，
ii當(dāng)P=0時(shí)，旋轉(zhuǎn)力T也維持0，這時(shí)主體10象不倒翁似的維持穩(wěn)定狀態(tài)。
當(dāng)然，為了方便考慮，這時(shí)也把e定義為以連接力P作用的中心點(diǎn)——
吸入軟管結(jié)合部中心31和輪轉(zhuǎn)軸21之間的連接線，與重力線(垂直線)
之間形成的夾角作為基本值，但是為了測(cè)定上述e、不需要一定測(cè)定吸入
軟管結(jié)合部中心31和輪轉(zhuǎn)軸21之間連線，而是如果(角度)感知部采用
感知重力的方式、按水平方向安裝則以垂線為準(zhǔn)把e設(shè)定為o也可以。
上述圖9的穩(wěn)定平衡狀態(tài)向左右破壞的狀態(tài)如圖8以及圖10所示。這
一情況下，重心11向與翻倒的方向相反的方向移動(dòng)，從而產(chǎn)生回復(fù)力，重
心不會(huì)輕易被破壞，從而在e變化微小時(shí)不施加旋轉(zhuǎn)力T也可以。
上述內(nèi)容的意義非常重要。重心ii設(shè)計(jì)得越低，對(duì)小而斷續(xù)的e的變 化、即對(duì)清掃行為的認(rèn)識(shí)越敏感，而對(duì)從小的變動(dòng)開始向中間以上擴(kuò)展的 e的連續(xù)變動(dòng)、即對(duì)移動(dòng)行為的認(rèn)識(shí)越遲鈍。
從而，把圖1 圖4的內(nèi)容和上述圖5 10的內(nèi)容綜合考慮時(shí)，如果吸 入軟管50的重量重、柔韌性小，則可以設(shè)計(jì)成如圖8 10所示的重心11 低的穩(wěn)定平衡主體IO，如果吸入軟管50輕而柔韌性大，則可以設(shè)計(jì)成如圖 5 7所示的重心11高的不穩(wěn)定平衡主體10。
上述設(shè)計(jì)因素，可以根據(jù)內(nèi)設(shè)的吸入電機(jī)功率等級(jí)、吸入灰塵桶的大 小和重量以及與銷售對(duì)象的年齡段相關(guān)的操作力等，多樣地調(diào)節(jié)，通過實(shí)
際使用試驗(yàn)可以更加完美地調(diào)節(jié)。
圖11到圖15是從圖8 圖10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，使之具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中 心的主體10側(cè)面示意圖。這里圖11 15中，主體10具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心而 不是一個(gè)，即具有輪轉(zhuǎn)軸21和第2旋轉(zhuǎn)中心12。
輪轉(zhuǎn)軸21和第2旋轉(zhuǎn)中心12可以通過連接部件15連接。而在主體重 心11和輪轉(zhuǎn)軸21之間連接有當(dāng)主體10傾斜時(shí)，與輪20的動(dòng)作無關(guān)地防 止主體10翻倒的彈簧部件14。
彈簧部件14的形狀和結(jié)構(gòu)沒有限制，由于該部件是不對(duì)整體旋轉(zhuǎn)的支 撐而只是對(duì)第2旋轉(zhuǎn)中心12的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行支撐的部件，因此可以在第2旋轉(zhuǎn) 中心12軸上設(shè)置扭簧，只要是約束第2旋轉(zhuǎn)中心12和連接部件15之間的 相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則可以采用任何連接方式。
在如圖11的狀態(tài)下，主體10具有重心11被支撐在第2旋轉(zhuǎn)中心12，而輪20通過輪轉(zhuǎn)軸21支撐，通過連接部件15傳達(dá)主體的重量。
圖12以及圖13是向圖11的狀態(tài)左右施加微小水平力F的狀態(tài)。這時(shí)， 連接部件15與主體10 —體化，向左右晃動(dòng)。而圖12是與圖10實(shí)質(zhì)相同 的狀態(tài)，圖13是與圖8實(shí)質(zhì)相同的狀態(tài)。(當(dāng)然力P和力P的水平分量力 F不相同)
對(duì)圖12和圖13的狀態(tài)詳細(xì)說明的話，力F小而柔和的作用的狀態(tài)， 即可以當(dāng)作使用者移動(dòng)吸塵器的狀態(tài)，對(duì)使用者的移動(dòng)速度以及移動(dòng)操作 以力學(xué)角度分析，在這基礎(chǔ)上結(jié)合彈簧部件14的彈性系數(shù)以及彈性連接位 置以及主體10重心11位置和主體重量W、外加吸入軟管50的重量和柔軟 性等廣泛設(shè)計(jì)因素，設(shè)計(jì)成使之在使用者的移動(dòng)行為作用下有所選擇地成 為圖12或圖13的狀態(tài)。
圖14以及圖15是從圖11的狀態(tài)左右施加沖擊性的水平力F的狀態(tài)。 這時(shí)，連接部件15相對(duì)于主體10相反地旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)然，如果把圖14以及圖15的主體重心11的位置與輪轉(zhuǎn)軸21的位 置相比，則可以發(fā)現(xiàn)處于比圖12和圖13更向旁邊移動(dòng)的狀態(tài)。但這一情 況下，由于彈簧14的回復(fù)力向輪轉(zhuǎn)軸21方向自動(dòng)發(fā)生，因此主體10強(qiáng)烈 地要回復(fù)到圖12或圖13的狀態(tài)。
圖14以及圖15的狀態(tài)是使用者急劇拉或推吸塵器的狀態(tài)，而這一情 況下施加在輪20上的旋轉(zhuǎn)力T需要更大。但使用者急劇移動(dòng)吸塵器的情況 會(huì)很少發(fā)生，大部分情況下使用者快速進(jìn)行清掃時(shí)瞬間地出現(xiàn)圖14以及圖 15的狀態(tài)。
圖16到圖20是從圖5 圖7的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，使之具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心 的主體側(cè)面示意圖。圖16 20，與圖11 15相同，主體10具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn) 中心而不是一個(gè)，即具有輪轉(zhuǎn)軸21以及第2旋轉(zhuǎn)中心12，而這里的第2旋 轉(zhuǎn)中心12高于輪轉(zhuǎn)軸21和主體重心11。從而主體10以第2旋轉(zhuǎn)中心12 為軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于做單振子(simple pendulum)運(yùn)動(dòng)，主體10以輪轉(zhuǎn)軸 21為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于做逆振子(inverted pendulum)運(yùn)動(dòng)。
在圖16 20中，輪轉(zhuǎn)軸21和第2旋轉(zhuǎn)中心12與圖11 15相同、通過 連接部件15連接，而還具有將連接部件15與主體10相連接的第2連接部 件16。第2連接部件16與連接部件15處于可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的銷支撐(jointed
13with pin)狀態(tài)，而與主體IO處于不相互旋轉(zhuǎn)的固定支撐狀態(tài)。
因此，輪20進(jìn)行動(dòng)作后為了讓主體10回復(fù)原位，需要在主體重心11 和輪轉(zhuǎn)軸21之間追加彈性地連接兩者的彈簧部件14。
當(dāng)然，彈簧部件14的形狀和結(jié)構(gòu)沒有限制，由于該部件是不對(duì)整體旋 轉(zhuǎn)支撐而只是對(duì)第2旋轉(zhuǎn)中心12的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行支撐的部件，因此可以在第2 旋轉(zhuǎn)中心12軸上設(shè)置扭簧，只要是約束第2旋轉(zhuǎn)中心12和連接部件15之 間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則可以采用任何形狀、任何連接方式。
在圖16的狀態(tài)下，主體10具有重心11被支撐在第2旋轉(zhuǎn)中心，而輪 20通過輪轉(zhuǎn)軸21支撐有連接部件15傳達(dá)的主體重量。
圖17以及圖18是向圖11的狀態(tài)左右施加微小水平力F的狀態(tài)。這時(shí)， 連接部件15與主體10—體化，向左右晃動(dòng)。而圖17是與圖7實(shí)質(zhì)相同的 狀態(tài)，圖18是與圖5實(shí)質(zhì)相同的狀態(tài)。(當(dāng)然力P和力F不相同)
對(duì)圖17和圖18的狀態(tài)詳細(xì)說明的話，力F小而柔和的作用的狀態(tài)， 即可以當(dāng)作使用者移動(dòng)吸塵器的狀態(tài)，對(duì)使用者的移動(dòng)速度以及移動(dòng)操作 以力學(xué)角度分析，在這基礎(chǔ)上結(jié)合彈簧部件14的彈性系數(shù)以及彈性連接位 置以及主體10重心11位置和主體重量W、外加吸入軟管50的重量和柔軟 性等廣泛設(shè)計(jì)因素，設(shè)計(jì)成使之在使用者的移動(dòng)行為作用下有所選擇地成 為圖17或圖18的狀態(tài)。
另外，圖19以及圖20是從圖11的狀態(tài)左右施加沖擊性的水平力F的 狀態(tài)。這時(shí)，連接部件15相對(duì)于主體10相反地旋轉(zhuǎn)。
如果把圖19以及圖20的主體重心11的位置與輪轉(zhuǎn)軸21的位置相比， 則可以發(fā)現(xiàn)處于比圖17和圖18更向旁邊移動(dòng)的狀態(tài)。但這一情況下，由 于彈簧14的回復(fù)力向輪轉(zhuǎn)軸21方向自動(dòng)發(fā)生，因此主體10強(qiáng)烈地要回復(fù) 到圖17或圖18的狀態(tài)。
圖19以及圖20的狀態(tài)是使用者急劇拉或推吸塵器的狀態(tài)。而大部分 情況下，由于圖16 20都是不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，因此圖19或圖20是在極短 的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。如圖11 圖15所示，以單振子為基礎(chǔ)結(jié)合逆振子的吸塵器主體，與單 純的單振子方式的重心低的吸塵器(圖8 圖10)相比，機(jī)動(dòng)性能增加、
穩(wěn)定性降低。相反，如圖16 圖20所示的以逆振子為基礎(chǔ)、結(jié)合單振子的 吸塵器主體，與單純逆振子方式重心高的吸塵器(圖5 圖7)相比雖然機(jī)
動(dòng)性低但穩(wěn)定性增加。
從而，對(duì)于想要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)思想的設(shè)計(jì)人員來說，可以根據(jù)需要
的穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性，從圖5 圖20中適當(dāng)?shù)剡x擇，并結(jié)合適當(dāng)?shù)剡x擇吸入 軟管50的材料以及結(jié)構(gòu)，以此達(dá)到自行控制以及機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)性能的目的。
為了把具有圖5 圖20的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的吸塵器主體10按吸入軟管結(jié)合部 30的移動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或控制，需要具有對(duì)e感知的感知部；對(duì)感知部的感知
信息進(jìn)行處理、以驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的控制部；以及根據(jù)控制部發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)、把輪20按需要的旋轉(zhuǎn)力或轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部。
首先，對(duì)感知部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。作為感知部可以使用角度傳感器 (inclinometer)或傾斜度傳感器(tilt sensor)等，最好是使用不僅可以 感知當(dāng)前角度、而且能感知當(dāng)前角速度以及角加速度的傳感器。
其中，角速度或角加速度可以由控制部通過內(nèi)部計(jì)算得到，因此沒必 要一定具有結(jié)構(gòu)，只是控制部在內(nèi)部具有計(jì)時(shí)裝置外加與感知部感知信息 相符的內(nèi)部微分電路或積分電路、從而由與時(shí)間變化對(duì)應(yīng)的角度信息求角 速度、并把角速度進(jìn)行微分求角加速度。
同理，只要是感知部測(cè)定符合于F二ma (以作用力為基礎(chǔ)的)的感知信 息的種類，則也可以測(cè)定加速度信息，因此對(duì)感知的角加速度進(jìn)行積分求 角速度，再次積分求當(dāng)前角度，并通過控制部內(nèi)的微處理器計(jì)算、得到需 要的旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)力、并把它施加在驅(qū)動(dòng)部上。
接下來，驅(qū)動(dòng)部可安裝區(qū)別于吸入電機(jī)的可自由調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電機(jī)、比 如直流電機(jī)，可以把一個(gè)電機(jī)安裝在一個(gè)軸上、或者分別安裝在主體兩側(cè) 輪上，分別調(diào)節(jié)左右輪的旋轉(zhuǎn)力。
為了使用可以容易地適用于本發(fā)明吸塵器的直流電機(jī)，需要在主體內(nèi) 部設(shè)置把家用交流電轉(zhuǎn)換成直流電并變壓的電壓整流模塊。從變壓整流模 塊接收直流電源的直流電機(jī)，可以通過調(diào)整定子線圈的電阻或變化轉(zhuǎn)子的 電壓改變速度。
15直流電機(jī)具有轉(zhuǎn)速越小旋轉(zhuǎn)力T越大的特點(diǎn)，而且轉(zhuǎn)速的變化連續(xù)而 自由，因此，對(duì)于本發(fā)明主體10的姿勢(shì)控制以及驅(qū)動(dòng)控制非常適合。
圖21是具有一個(gè)轉(zhuǎn)軸和一雙輪的吸塵器結(jié)構(gòu)側(cè)剖面示意圖。如圖21
所示，在主體10的下部，設(shè)有電源線軸64。因此把電線向下可360。旋轉(zhuǎn) 地抽出后，具有自行驅(qū)動(dòng)力的輪子20可以容易地跨過電源線。(一般的吸 塵器由于使用者拉動(dòng)吸塵器，輪很難跨過電源線。)
在圖21中，最沉的吸入電機(jī)61和之外的重物一~"驅(qū)動(dòng)電機(jī)70、齒輪 箱71、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變壓整流模塊72、電源線軸64等，可以在考慮主 體10重心(圖21中沒有顯示)位置的情況下，配置在靠近于輪轉(zhuǎn)軸21的 部位。
在圖21中，吸入電機(jī)61可傳達(dá)旋轉(zhuǎn)力地連接在吸入扇62，在吸入扇 62上連接有從吸入軟管結(jié)合部30延伸的內(nèi)部吸入管。
可以外加設(shè)置按吸入扇62的旋轉(zhuǎn)圓周方向延伸的吸入灰塵桶63。
附圖中，感知角度的感知部80設(shè)置在與主體10的相對(duì)晃動(dòng)最小的輪 轉(zhuǎn)軸21上，從而可以最大限度地避免外部的散亂移動(dòng)引發(fā)角度信號(hào)不穩(wěn)定。
安裝有感知部80的控制部81是安裝有內(nèi)設(shè)有微處理器的控制器的電 路板，根據(jù)感知部80中傳感器感知的信號(hào)，通過內(nèi)部計(jì)算，向驅(qū)動(dòng)電機(jī)70 發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖22是圖21的吸塵器結(jié)構(gòu)正面示意圖。這里，吸入軟管結(jié)合部30不 一定必需安裝在主體10的中央，可以根據(jù)情況安裝在靠近于某一側(cè)輪的部 位。
圖23是圖21的吸塵器結(jié)構(gòu)頂面結(jié)構(gòu)示意圖。圖24是圖21的吸塵器 外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖21 圖24顯示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為了改變吸塵器的機(jī)動(dòng)性 和穩(wěn)定性，可以隨時(shí)變更。
上面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明。但本發(fā)明的技術(shù) 思想不受限于實(shí)施例，對(duì)于具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)的人員來說， 可以活用本發(fā)明的技術(shù)思想提出沒有包括在附圖以及說明書中的多種變更 以及擴(kuò)展實(shí)施例，但是這些也屬于本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種吸塵器，其特征在于包括至少具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心的主體(10)；驅(qū)動(dòng)主體(10)的驅(qū)動(dòng)部；與旋轉(zhuǎn)中心相隔設(shè)定距離，與主體(10)結(jié)合的吸入軟管結(jié)合部(30)；對(duì)吸入軟管結(jié)合部(30)移動(dòng)時(shí)的主體的傾斜度進(jìn)行感知的感知部(80)；根據(jù)感知部(80)的感知信息，對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部(81)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塵器，其特征在于所述的吸入軟管結(jié)合部(30)以清掃面為基準(zhǔn)位于與旋轉(zhuǎn)中心相互不同的高度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)是具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)位于與主體(10)的移動(dòng)速度相比，其傾斜度的變化量或變化速度或變化加速度最大的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塵器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)部以讓主體(10)被吸入軟管結(jié)合部(30)傾斜的方式，在直立狀態(tài)下以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐或驅(qū)動(dòng)主體(10)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸塵器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪(20)旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。
7. —種吸塵器，其特征在于包括主體(10);在停止的狀態(tài)下以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐以及驅(qū)動(dòng)主體(10)的驅(qū)動(dòng)部；與主體(10)的旋轉(zhuǎn)中心或移動(dòng)中心相隔設(shè)定距離，與主體(10)結(jié)合的吸入軟管結(jié)合部(30);對(duì)吸入軟管結(jié)合部(30)移動(dòng)時(shí)主體(10)的傾斜度進(jìn)行感知的感知部(80);根據(jù)感知部(80)感知的信息對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部(81)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸塵器，其特征在于所述的吸入軟管結(jié)合部(30)以清掃面為準(zhǔn)，位于與驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)中心不同的高度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)是具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)位于與主體(10)的移動(dòng)速度相比，其傾斜度的變化量或變化速度或變化加速度最大的位置上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸塵器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪(20)旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。
12. —種吸塵器，其特征在于包括主體(10);支撐以及驅(qū)動(dòng)主體(10)的驅(qū)動(dòng)部；連接主體(10)和驅(qū)動(dòng)部，可按與主體(10)或驅(qū)動(dòng)部相反的方向旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)的連接部件(15);與主體(10)的旋轉(zhuǎn)中心或移動(dòng)中心相隔一定距離，與主體結(jié)合的吸入軟管結(jié)合部(30);對(duì)吸入軟管結(jié)合部(30)移動(dòng)時(shí)的主體傾斜度進(jìn)行感知的感知部(80);根據(jù)感知部(80)的感知信息對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部(81)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸塵器，其特征在于所述的吸入軟管結(jié)合部(30)以清掃面為準(zhǔn)，位于與旋轉(zhuǎn)中心相互不同的高度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)還具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸塵器，其特征在于所述的感知部(80)位于與主體(10)的移動(dòng)速度相比、傾斜度的變化量或變化速度或變化加速度最大的位置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸塵器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)部以讓主體(10)被吸入軟管結(jié)合部(30)傾斜的方式，在直立狀態(tài)下以一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心支撐或驅(qū)動(dòng)主體(10)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的吸塵器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)部包括以在輪(20)旋轉(zhuǎn)或停止的狀態(tài)下都能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)力的方式，通過變化轉(zhuǎn)子的電壓或定子的線圈電阻控制速度的電機(jī)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸塵器，其特征在于所述的連接部件(15)可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接在主體(10)上，并讓驅(qū)動(dòng)部的輪(20)相對(duì)于主體(10)具有扭矩彈力地結(jié)合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的吸塵器，其特征在于所述的連接部件(15)的旋轉(zhuǎn)中心與主體(10)的旋轉(zhuǎn)中心或驅(qū)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)中心中的任一個(gè)一致。
全文摘要
一種吸塵器，至少具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心的主體；驅(qū)動(dòng)主體的驅(qū)動(dòng)部；與旋轉(zhuǎn)中心相隔設(shè)定距離，與主體結(jié)合的吸入軟管結(jié)合部；對(duì)吸入軟管結(jié)合部移動(dòng)時(shí)的主體的傾斜度進(jìn)行感知的感知部；根據(jù)感知部的感知信息，對(duì)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制的控制部，感知部位于與主體的移動(dòng)速度相比，其傾斜度的變化量或變化速度或變化加速度最大的位置，具有把傾斜度的變化速度或變化加速度作為感知信息中的一個(gè)進(jìn)行感知的結(jié)構(gòu)。還可設(shè)置有連接主體和驅(qū)動(dòng)部按與主體或驅(qū)動(dòng)部相反的方向旋轉(zhuǎn)的連接部件。本發(fā)明可以讓使用者省去移動(dòng)吸塵器的麻煩，在輪子的自行驅(qū)動(dòng)作用下可以自動(dòng)地跨過障礙物，可以大大提高吸塵器的機(jī)動(dòng)性，而且優(yōu)雅地取得機(jī)動(dòng)平衡，讓使用者在作業(yè)的過程中得到很高的滿足感。
文檔編號(hào)A47L5/00GK101554309SQ20081005271
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者宣昌和, 崔奎天, 鄭敞旭, 鄭景善, 閔珠英, 黃根培 申請(qǐng)人:樂金電子(天津)電器有限公司