專利名稱：用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的設備，該真空吸塵器至少具 有電機、除塵設備和吸嘴，該設備具有用于控制或調節(jié)電機功率的配置(在下文中簡稱為 調節(jié)設備)和用于檢測吸嘴區(qū)域內(nèi)的負壓的第一傳感器。
背景技術：
這種用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的設備是眾所周知的，并且通常用于 圓筒型真空吸塵器。特別地，如果所檢測的推力變得太大，也即是說，用于在將被吸塵的地 板上推或拉地板吸嘴或吸嘴(如縫隙吸嘴等)所需的力變得太大時，所述設備用于減小電 機功率。這種情況可能發(fā)生在如當?shù)匕逦鞆膱杂驳牡匕逡苿又练浅Ｈ彳浀牡靥荷蠒r。因 為柔軟的材料特性，因此較少的空氣從外部進入地板吸嘴，從而導致所述地板吸嘴中散布 的負壓上升。負壓的上升導致推力相應地上升。現(xiàn)有技術包括各種用于再次減少推力的方法，例如，一種解決方法包括減小電機 功率。例如，其它解決方法規(guī)定地板吸嘴上升以使更多的空氣能夠流入，或者規(guī)定開啟輔助 空氣通道以減小負壓。當使用這種類型的真空吸塵器時，一些物體可被真空吸塵器吸起，而阻塞真空吸 塵器并且因此使真空吸塵器不能繼續(xù)使用。用戶首先必須從吸嘴或地板吸嘴上將該物體移 除，這是困難和費力的。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景下，本發(fā)明的目的是提出一類設備以使它們提高操作者的便利，特別 是當物品阻塞吸嘴時，并且更易將阻塞物從吸嘴處移除。在上文所述的裝置情況下，該目的被如下實現(xiàn)將調節(jié)設備設計為如果負壓的上 升率超出預定值那么將電機關閉一段預定的時間。也即是說，調節(jié)設備監(jiān)控負壓的變化，并且當發(fā)生非?？焖俚呢搲荷仙龝r，例如在 0. 1秒內(nèi)上升IOOhPa的范圍時，得出吸嘴(如地板吸嘴等)已經(jīng)突然被阻塞的結論，并且將 電機關閉一段短的時間。因為電機被關閉，因此已經(jīng)被真空吸塵器吸起的物品被再次通過 吸嘴釋放，或者所述物品至少可非常容易地被使用者移除。在預定時間段過去之后，電機被正常重啟，并且設備以正常的控制或調節(jié)模式工作。該設備的優(yōu)點是在無需提供額外技術措施的情況下提高了操作者的便利。因為用 于檢測負壓的傳感器已經(jīng)因為其它目的而非常普遍存在，因此只需相應地將調節(jié)算法添加 至調節(jié)設備。在優(yōu)選的實施方式中，調節(jié)設備具有微分單元，其用于對來自于傳感器的信號相 對于時間進行微分。該方案具有這樣的優(yōu)點，即，能夠非常有效和準確地判斷負壓的上升率。
優(yōu)選地，調節(jié)設備具有比較單元，其被提供有來自于微分單元的輸出信號和預定 的比較值。在該設備的輔助下，將來自于微分單元的作為上升率度量的確定值與預定的比較 值進行比較。在優(yōu)選的實施方式中，傳感器是以模擬壓力傳感器的形式被提供的。這具有成本方面的優(yōu)勢，因為模擬壓力傳感器是具有低復雜性的元件，因此是合 適的。在優(yōu)選的實施方式中，第一傳感器與調節(jié)設備形成第一控制環(huán)路，以根據(jù)來自于 該傳感器的信號使負壓保持為低于預定值，并且因此使推力保持低于預定值。這具有這樣的優(yōu)點，S卩，負壓的檢測可被額外地用于調節(jié)推力，也即是說，使所述 推力低于預定的最大推力值。因為負壓與推力成正比，因此所檢測的負壓可被用于得出與 推力有關的結論。因此，不必提供任何更復雜的額外的測力傳感器，例如，應變計的形式的 測力傳感器。在優(yōu)選的實施方式中，提供用于檢測容積氣流的第二傳感器，第二傳感器與調節(jié) 裝置形成第二控制環(huán)路，以根據(jù)來自于第二傳感器的信號使容積氣流保持在預定容積氣流 值，并且提供控制環(huán)路選擇設備，其根據(jù)來自于兩個傳感器的信號激活兩個控制環(huán)路中的一個。也即是說，根據(jù)本發(fā)明所述的電機功率調節(jié)設備具有兩個非同時作用的控制環(huán) 路。相反地，控制環(huán)路選擇設備選擇兩個控制環(huán)路中的一個以用于調節(jié)電機功率，尤其是根 據(jù)由兩個傳感器提供的值進行選擇。例如，如果第一傳感器發(fā)出超出預定值的推力信號時， 控制環(huán)路選擇設備從執(zhí)行容積氣流調節(jié)的控制環(huán)路切換到執(zhí)行推力調節(jié)的另一控制環(huán)路。 該控制環(huán)路保持啟用狀態(tài)，直到控制環(huán)路選擇設備接收到來自于第一傳感器的信號表面表 明推力已經(jīng)再次下降至預定最大值以下。這樣不僅有利于改善吸塵結果，還改善了操作員的便利。在優(yōu)選的實施方式中，調節(jié)設備被設計為使電機僅在由第一傳感器檢測到的負壓 超出預定值時關閉。這種方式的優(yōu)點是，在盡管已經(jīng)識別了負壓的快速上升、但是還未達到特定的負 壓值的某些情況下，可避免關閉操作。例如，這些情況可發(fā)生在吸嘴從非常堅硬的地板移動 至非常柔軟的地板上時。在該情況下，負壓的上升是非常大的，但是，因為吸嘴不會被阻塞， 所以負壓將不會達到預定值。本發(fā)明提出的問題也可通過用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的方式被解 決，所述方法包括如下步驟檢測吸嘴處的負壓；計算所檢測的負壓值；以及如果上升率超 出預定值，則在預定時間周期內(nèi)關閉電機。該方法的優(yōu)點已經(jīng)在上面進行了描述，因此這里將不再對這些優(yōu)點進行重復說 明。在優(yōu)選的實施方式中，將所檢測的負壓相對于時間進行微分，然后與預定值進行 比較。通過使用這種方法，可特別有效和精確地確定上升率。在優(yōu)選的實施方式中，電機的功率是按照使推力低于預定值的方式被調節(jié)的。
這種方法具有這樣的優(yōu)點，即，因為使用者可一直以低于最大預定值的力度移動 地板吸嘴，因此增加了操作員便利。由本發(fā)明提出的問題也可通過包含根據(jù)本發(fā)明的調節(jié)設備的圓筒型真空吸塵器 被解決。本發(fā)明的其它優(yōu)點和精華可在說明書和附圖中找到。不用說，上述特征和下面將解釋的特征不僅可以分別指定的組合進行使用，而且 可在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下結合或單獨使用。


下面將參照示例性的實施方式并且在附圖的輔助下更詳細地對本發(fā)明進行描述， 其中圖1示出了真空吸塵器的示意圖；圖2示出了真空吸塵器中使用的調節(jié)設備的示意性方框圖；和圖3示出了用于解釋調節(jié)設備的操作方式的曲線圖。
具體實施例方式圖1示意性地示出了真空吸塵器，特別是圓筒型真空吸塵器，其被定義為參考符 號10。圓筒型真空吸塵器10具有外殼12，其不僅可容納電機(圖中未示出)還可容納除 塵設備，特別是包含除塵袋15的除塵袋容納設備14。外殼12還包含控制或調節(jié)電機所需 的電子設備，電機的功率通常通過所謂的相位門控器(phase gating controller)被調節(jié)。軟管和/或導管16從真空除塵器外殼12通向吸嘴，特別是為了清潔而在地板上 被推動的地板吸嘴18。雖然下文中僅討論了地板吸嘴，但是任何其它類型的吸嘴也可被用 于替換地板吸嘴。因為這種類型的圓筒型真空吸塵器的一般設計是眾所周知的，因此將不 再進一步詳細說明所述圓筒型真空吸塵器。由電機抽出的空氣經(jīng)由地板吸嘴18和軟管16進入濾除塵埃粒子的除塵袋15，然 后通過電機再次離開真空吸塵器外殼12。為了使真空狀態(tài)保持不變，必須對由除塵袋產(chǎn)生的持續(xù)改變的流阻進行補償。特 別地，除塵袋與電機之間的容積氣流應該保持恒定以達到好的真空狀態(tài)。為了使容積氣流保持恒定，圓筒式吸塵器10包括控制回路，該控制回路具有用于 檢測除塵設備(特別是除塵袋容納設備14)與電機之間的容積氣流的傳感器，并且根據(jù)所 述容積氣流調節(jié)電機的功率。當容積氣流控制器啟用時，如果地板吸嘴18從堅硬的地板被推至柔軟的地毯，那 么，從外部流入地板吸嘴18并且因此進入除塵袋的氣流會顯著地減少，這將使容積氣流控 制器增大電機功率，從而因為減小的容積氣流率而再次達到由預定的恒定容積氣流率。然而，這將導致地板吸嘴更加堅固地吸附于地板，并且使推動地板吸嘴所需的力 (推力)進一步增加，這將使使用變得相當困難。為了克服容積氣流控制器的缺點，提供另一個控制回路，其通過傳感器檢測推力 并且調節(jié)電機功率以使推力不超出預定值。然后，將兩個控制回路彼此連接，以使當推力超出預定值時，總是使用影響推力的第一控制回路。在該情況下，執(zhí)行容積氣流控制的第二控制回路被禁用。推力通過第一控 制回路被調節(jié)，直到推力下降至低于預定值為止。然后，第二控制回路被重新啟用，并且第 一控制回路被禁用。因此，提供的兩個控制回路根據(jù)預定的標準或規(guī)則被使用，通常兩個控制回路中 僅有一個是可用的，而另一個控制回路是無效的。在所述的示例性實施方式中，根據(jù)所檢測 的推力選擇將被激活的控制器。如果超出了預定推力，那么將激活第一控制回路，反之則激 活第二控制回路。在真空吸塵期間，地板吸嘴經(jīng)常會被無意吸起的物品阻塞。其結果是，容積氣流控 制器將電機轉換至其最大功率以保持預定的容積氣流值。其次，這意味著，物品是以最大電 機功率被吸起的。為了移除該阻塞物，用戶必須通過抵抗吸力以將物品從地板吸嘴18處拉出，或者 關掉電機以減小吸力。這使利用真空吸塵變得更加困難并且未增加利用真空吸塵器打掃的 便利。為此，圓筒型真空吸塵器10具有控制或調節(jié)電路(在下文中只被稱作調節(jié)電路)， 如果在特定時間內(nèi)負壓上升(或壓力下降)非常高，那么關閉電機功率一段短時間。如果 負壓例如在0. 1秒內(nèi)上升了 IOOhPa,那么調節(jié)電路可據(jù)此得出這樣的結論，即，因為特殊物 品被吸起而導致地板吸嘴18被阻塞。在該情況下，如果電機在短時間周期內(nèi)被關閉，那么地板吸嘴18可容易地與已經(jīng) 吸入的物品(例如窗簾等)分離，或者用戶可容易地將已經(jīng)吸起的物品與地板吸嘴18分罔。此外，調節(jié)電路還可將所測的負壓與預定值進行比較，并且允許在超過該值時關 閉電機。為了達到上述功能，調節(jié)設備被設計為如圖2所示。圖2是調節(jié)系統(tǒng)的設計的示意圖，地板吸嘴18和除塵袋容納設備14被表示為矩 形并且均表示流阻。調節(jié)切換設備20包括調節(jié)電路24，例如為微處理器的形式，其經(jīng)由線 36接收具體的輸入信號，評估所述信號并將所述信號以功率調節(jié)信號的形式輸出至電機 22。調節(jié)設備20包括壓力傳感器32，其與地板吸嘴18相關聯(lián)并且對地板吸嘴18中散 布的負壓(或壓力)進行測量。壓力傳感器32可提供在地板吸嘴18的區(qū)域或在圓筒型真 空吸塵器的外殼12中的軟管16的末端處。壓力傳感器32是以模擬壓力傳感器33的形式 被提供的。調節(jié)設備20具有另一個壓力傳感器34，其被放置在除塵袋容納設備14與外殼12 內(nèi)的電機22之間。兩個傳感器32、34經(jīng)由線36將它們的信號輸出至調節(jié)電路24。兩個控制回路40、 42被構造為，第二控制回路40包括壓力傳感器34和調節(jié)電路24，第一控制回路42包括壓 力傳感器32和調節(jié)電路24。如前所述，第二控制回路40用于保持除塵袋容納設備14與電機22之間具有恒定 的容積氣流，并且第一控制回路42確保推力未超出預定值。應該注意，在本發(fā)明的示例性實施方式中，推力不是通過力傳感器確定的，而是通過測量地板與地板吸嘴18之間的負壓確定的。因為推力與負壓之間滿足正比關系，因此通 過檢測負壓可得到關于所需推力的結論。地板吸嘴18處的負壓越高，用于在地板上推動或 拉動地板吸嘴所需的力就越大。與壓力傳感器32相似，壓力傳感器34也被設計為模擬壓力傳感器35的形式，可 通過所測的壓力得出關于空氣的流速的結論，并且因此得出關于容積氣流的結論。因此，流 速測量傳感器不是必須的，而是可使用壓力傳感器34作為替代品而被提供。第二或第一控制回路40、42通過控制回路選擇設備28被激活，控制回路選擇設備 28被提供在調節(jié)電路24中。根據(jù)壓力傳感器32輸出的信號，將第一控制回路或者第二控制回路42、40激活。如前所述，當?shù)匕逦?8處的負壓低于預定值時，控制回路選擇設備28激活第二 控制回路40 ；當來自于傳感器32的信號(也即是說在那里測得的負壓)高于預定值時，控 制回路選擇設備28切換至第一控制回路42。因此，調節(jié)設備20首先確保容積氣流保持恒定，即使除塵袋被緩慢地填充并且因 此流阻增加。在該情況下，調節(jié)電路24增大電機22的功率。其次，為了防止調節(jié)操作導致 地板吸嘴18處的負壓的過多上升并且因此導致推壓的過多上升，在該情況下，將第一控制 回路激活，直到負壓(并且因此推力)已經(jīng)下降至最大值以下時，所述第一控制回路再次減 小電機功率。為了按照上述方式暫時關閉電機，調節(jié)電路24具有微分器50，將來自于傳感器32 的信號提供給微分器50。微分器50對地板吸嘴18處所測的負壓進行微分并且將結果提供 給比較器52。比較器52將由微分器提供的值與預定值進行比較，并且將結果轉發(fā)給由參考 符號54標識的電機功率控制器，由微分器提供的值是對負壓變化率的度量。如果來自于比較器52的輸出信號指示已經(jīng)超出了預定值，那么在短暫的時間周 期內(nèi)關閉電機，例如幾秒。然后，電機被再次開啟，并且兩個控制回路40、42中的一個變?yōu)?啟用的。調節(jié)電路24可選地具有另一個比較器，首先將由第一傳感器32檢測的負壓值提 供給該比較器，其次將預定值提供給該比較器。如果所檢測的負壓值超出預定值，那么電機 的關閉被阻礙，也即是說，關閉未被執(zhí)行，即使上升率超出預定值。圖3所示的圖形說明三個情況，這些情況示出了地板吸嘴18處的不同負壓分布。情況1示出了與相對于時間恒定的負壓分布，并且因此電機關閉操作不必被激 活。在情況2中，壓力在時間窗ΔΤ內(nèi)從300下降至225hPa(等同于負壓增大)。在如0. 1 秒等時間周期Δ T內(nèi)負壓的上升低于應用于比較器52的預定值，因此電機在這種情況下也 不關閉。在所示的情況3中，負壓上升了 IOOhPa,也即是說，在時間Δ T內(nèi)壓力從300hPa下 降至200hPa。負壓的快速上升被認為是地板吸嘴18堵塞，這是因為差值(例如，IOOhPa除 以0.1秒)大于預定值。電機功率控制器54接收來自于比較器52的相應的輸出信號，并 允許電機在預定時間周期內(nèi)關閉。在該時間周期過去之后，電機被再次開啟。在這里應該 注意，所選的壓力值完全是示例性的并且僅用于解釋本發(fā)明，但是本發(fā)明不應該被局限于 所述值。根據(jù)負壓的上升電機被關閉，這完全獨立于第一和第二控制回路。特別地，電機可在沒有這兩個控制回路的情況下被關閉。為了根據(jù)壓力的上升關閉電機，僅需提供壓力傳 感器32、微分器50、比較器52以及電機功率控制器54。在該情況下，例如，不需要用于容積 氣流調節(jié)的傳感器34。 然而，結合兩個控制回路和所述控制回路選擇，根據(jù)本發(fā)明的電機的關閉特別有 利，這是因為在技術花費保持不變的情況下可實現(xiàn)增加便利的很多功能。
權利要求
一種用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的設備，所述真空吸塵器至少具有電機、除塵設備和吸嘴，所述設備還具有用于控制或調節(jié)所述電機功率的裝置(24；調節(jié)設備)；和第一傳感器(32)，其用于檢測所述吸嘴(18)的區(qū)域內(nèi)的負壓；所述設備的特征在于，所述調節(jié)設備(24)被設計為如果所述負壓的上升率超出預定值，則在預定的時間周期內(nèi)將所述電機(22)關閉。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述調節(jié)設備(24)具有微分單元(50)， 所述微分單元對來自于所述傳感器(32)的信號相對于時間進行微分。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述調節(jié)設備(24)具有比較單元(52)， 所述比較單元被提供有來自于所述微分單元(50)的輸出信號以及預定的比較值。
4.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的設備，其特征在于，所述傳感器(32)是模擬壓 力傳感器(33)。
5.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的設備，其特征在于，所述傳感器(32)與所述調 節(jié)設備(24)形成第一控制環(huán)路(42)，以根據(jù)來自于所述傳感器(32)的信號使負壓保持為 低于預定值，從而使推力保持為低于預定值。
6.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的設備，還包括用于檢測容積氣流的第二傳感器(34)，所述第二傳感器(34)與所述調節(jié)設備形成第 二控制環(huán)路(40)，以根據(jù)來自于所述第二傳感器(34)的信號將容積氣流保持為低于預定 容積氣流值；以及控制環(huán)路選擇設備(28)，根據(jù)來自于兩個傳感器(32、34)的信號激活兩個控制環(huán)路 (40、42)中的一個。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備，其特征在于，所述第二傳感器(34)是壓力傳感器 (35)。
8.根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的設備，其特征在于，所述調節(jié)設備(24)被設計 為僅當由所述第一傳感器檢測到的負壓已經(jīng)超出預定值時關閉所述電機。
9.一種用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的方法，所述真空吸塵器至少具有電 機、除塵設備和吸嘴，所述方法包括如下步驟檢測所述吸嘴處的負壓；計算所檢測的負壓的上升率；以及如果所述上升率超出預定值，則在預定時間周期內(nèi)將所述電機關閉。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，將所檢測的負壓相對于時間進行微分， 并且然后與預定值進行比較。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其特征在于，將所述電機功率調節(jié)為使推力低于預定值。
12.根據(jù)權利要求9至11中任意一項所述的方法，包括如下步驟檢測所述除塵設備與所述電機之間的容積氣流；只要所檢測的負壓高于預定值，則將所述電機的功率調節(jié)為使負壓低于預定值，否則， 將所述電機的功率調節(jié)為保持預定的容積氣流值。
13.根據(jù)權利要求9至12中任意一項所述的方法，其特征在于，僅當所述吸嘴處檢測的負壓還超出了預定值時，才將所述電機關閉。
14. 一種真空吸塵器，其具有電機、除塵設備和吸嘴，所述除塵設備能夠容納除塵袋，所 述吸嘴經(jīng)由吸入管線連接于所述電機，其特征在于，還包括權利要求1至8中的任意一項所 述的調節(jié)設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制或調節(jié)真空吸塵器的電機功率的設備，該真空吸塵器具有至少一個電機、除塵設備和吸嘴，該設備還具有用于控制或調節(jié)電機功率的裝置(24)(調節(jié)設備)和用于檢測吸嘴(18)區(qū)域內(nèi)的負壓的第一傳感器(32)，其特征在于，調節(jié)設備(24)被設計為如果負壓上升率超出預定值，那么在預定時間周期內(nèi)將電機(22)關閉。
文檔編號A47L9/28GK101883515SQ200880118884
公開日2010年11月10日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者馬瑞·科曼 申請人:格哈德·庫爾策