CN102221248B - 空气处理装置及其障碍物检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气处理装置及其障碍物检测方法，所述空气处理装置包括主体和空气处理单元，在所述主体中设有控制单元和升降单元，所述升降单元的自由端与所述空气处理单元相连，所述升降单元受控于所述控制单元可自由升降，从而改变与其连接的所述空气处理单元的高度；在所述空气处理单元和所述主体上设有检测单元，用于在所述升降单元下降时或下降过程中，检测空气处理单元下方的圆周区域内是否有障碍物，并将检测到的障碍物信号发送给所述的控制单元，控制单元根据该障碍物信号控制所述升降单元停止下降，可以及时避让以保证空气处理装置及人身、物品的安全。

Description

空气处理装置及其障碍物检测方法

技术领域

本发明涉及一种空气处理装置及其控制方法，尤其是一种空气处理装置及其障碍物检测方法。

背景技术

空气处理装置是一种新型家用电器，它具有自动检测烟雾、滤去尘埃、消除异味及有害气体、灭菌、加湿、除湿等功能。以空气净化器为例，空气净化器通常由高压产生电路、负离子发生器、通风机(微风扇)、空气过滤器等系统组成。通过空气净化器内的通风机使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤器过滤后将各种污染物清除或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器(工作时负离子发生器中的高压产生电路产生直流负高压)，将空气不断电离，产生大量负离子，被通风机(微风扇)送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。其中，用于进行空气净化的过滤器、负离子发生器、通风机等统称为净化单元。

空气净化器的净化方式主要有以下类型：一是过滤吸附型，即采用物理式净化方式，利用多孔性滤材，如无纺布、滤纸、纤维、活性炭、泡棉等(目前吸附能力最强的滤材为HEPA高密度空气滤材)，吸附空气中的悬浮颗粒、有害气体，从而净化空气；二是静电集尘型，即静电式净化方式，通过电晕放电使空气中污染物带电，使用集尘装置收集带电粒子，达到净化空气的目的；三是化学式净化方式，如：光催化法或甲醛清除剂或药剂等，再有就是复合型：同时利用上述过滤、静电和/或化学净化方式，净化空气。从原理上讲，以上几种净化空气方式对室内空气都有一定净化能力。

随着科技的进步，空气净化器作为一种智能产品，也经历了不同的阶段，第一阶段：固定的、净化单元不能升降式的空气处理器，该空气净化器通过物理式净化方式(如：活性炭或HEPA过滤网)、静电式净化方式(如：负离子)或者是化学式净化方式(如：光催化法或甲醛清除剂或药剂等)，在固定位置、固定高度来净化空气。

第二阶段：空气净化器为固定的、净化单元可升降的空气净化器。该空气净化器安装在固定位置，但净化器中的空气净化单元可以在不同高度视情况进行上下移动，从而达到有效循环某一区域空气的作用。相关该空气处理器的具体技术方案请见专利号为ZL03106666.6，名称为《空气处理器》的专利文献。在该专利文献中，披露了如下内容：净化器上设有升降单元，该单元包括纵向地设置在机壳内表面上的齿条，在壳体的外表面上纵向形成以便容纳齿条、从而对壳体的升降运动进行导向的导槽；与齿条啮合并由壳体可转动地支撑的小齿轮；以及设置在壳体处使小齿轮顺时针或者逆时针旋转的电动机。电动机旋转时，使得空气净化单元通过齿条在垂直方向上运动。

除此之外，现有技术中还有一种自移动的空气净化器。该空气净化器通过设有的驱动部件，实现在预定区域周围移动时净化空气。具体技术方案请见专利号为ZL200410043117.4，名称为《空气净化机器人及其系统》的专利文献；ZL200510051309.4，名称为《空气处理器及其控制方法》的专利文献。该机器人能实现自移动，但其空气净化单元无法实现在不同高度上下移动。

在以上各种空气净化器中，固定的、净化单元不能升降式的空气净化器的净化效果远没有净化单元能升降、或可移动的空气净化器的净化效果好。但是，第二阶段的空气净化器各有缺陷，如第一种，由于不能移动，只能在原地就不同高度的空间进行空气净化，并且，由于没有检测升降机构相关高度位置的传感器，当升降机构进行升降时，孩童将手触及机壳内安有升降机构的腔体时，而存在潜在的人体伤害危险。而第二种，虽然可以在不同的地点移动，但只能在一个高度水平的空间进行空气净化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种空气处理装置及其障碍物检测方法，当升降机构下降时，可以检测出空气处理单元下方是否有障碍物，从而可以及时避让，以保证空气处理装置及人身、物品的安全。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空气处理装置，包括主体和空气处理单元，在所述主体中设有控制单元和升降单元，所述升降单元的自由端与所述空气处理单元相连，所述升降单元受控于所述控制单元可自由升降，从而改变与其连接的所述空气处理单元的高度；在所述空气处理单元和所述主体上设有检测单元，用于在所述升降单元下降过程中，检测空气处理单元下方的圆周区域内是否有障碍物，并将检测到的障碍物信号发送给所述的控制单元，控制单元根据该障碍物信号控制所述升降单元停止下降。

本发明还提供了一种在空气处理装置升降机构下降时的障碍物检测方法，所述空气处理装置的控制单元在升降单元下降的移动过程中，检测是否收到前述的检测单元发来的障碍物信号，如果收到，则停止所述升降单元下降，或使升降单元上升，以避让在所述空气处理单元和主体之间的区域出现的障碍物。

通过本发明提供的空气处理装置及其障碍物检测方法，可以有效检测出位于空气处理单元下方的圆周区域内是否有障碍物，以保证空气处理装置及人身、物品的安全。

附图说明

图1为本发明实施例一中的空气处理装置的结构图；

图2为图1所示实施例中的空气处理装置在升降单元升起时的结构图；

图3为本发明实施例二中的空气处理装置的结构图；

图4为图3所示实施例中的空气处理装置在升降单元升起时的结构图；

图5为本发明中检测单元实施例一中传感元件的检测原理示意图；

图6为本发明中检测单元实施例一的检测原理示意图；

图7为本发明中检测单元实施例一分布示意图之一；

图8为本发明中检测单元实施例一分布示意图之二；

图9为本发明中检测单元实施例二中导电布检测单元的结构展开图。

图10A-10B为本发明中空气处理装置的防护罩实施例一的结构示意图；

图11A-11D为本发明中空气处理装置的防护罩实施例二的结构示意图；

图12A-12B为本发明卷绕式防护罩结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例一中的空气处理装置的结构图，图2为图1所示实施例中的空气处理装置在升降单元升起时的结构图。如图1、图2所示，所述空气处理装置包括空气处理单元1和主体2，该空气处理单元1作为空气处理器的功能部分，用于净化空气或空气的加湿/除湿，所述的主体2包括壳体21和控制单元(图未示)，所述空气处理单元1和主体2之间连接有升降单元3，在所述主体上设有向内凹设的容置空间23，用于收容所述空气处理单元1和升降单元3。所述升降单元3受控于控制单元进行自由升降，从而改变与其连接空气处理单元的高度。所述空气处理装置还包括设于空气处理单元1和所述主体2上的检测单元4，用于检测当升降单元3下降过程中在所述空气处理单元和主体2之间的区域可能出现的障碍物，一旦检测到有障碍物，将检测到的障碍物信号发送给所述控制单元，可以由控制单元控制所述升降单元停止下降，以免与障碍物相撞而产生不利的后果。

如图3、图4所示，为本发明实施例二中的空气处理装置的结构图，所述空气处理装置包括上下两部分，上部分为上主体和位于上主体内的空气处理单元1’，上主体起到支撑和容纳各种部件的作用。下部分为下主体2’，其包括壳体21’、驱动轮22’和驱动部件等。并且，在壳体21’中还设有控制单元和电源，如可充电电池等，所述上主体和下主体2’之间由升降单元3’连接。另外，空气处理装置还包括设于空气处理单元1’下表面边沿处和下主体2’上的检测单元4，用于检测当升降单元3’在下降过程中时所述空气处理单元1’和下主体2’之间的区域可能出现的障碍物。

在本发明上述的实施例中，所述的检测单元可以采用多种结构和原理，在实施例一，所采用的检测单元4为多组分别设于所述主体上表面和所述空气处理单元下表面边沿处的传感元件，每一组传感元件形成一个信号通道，并且所述多组传感元件的感测范围覆盖所述空气处理单元下方的圆周区域。

具体地，每一组传感元件的检测原理如图5所示。信号发射元件41包括发射部件411和光学组件412，所述光学组件412将所述发射部件411发出的发射信号扩散，与所述信号发射元件41相对应的信号接收元件42包括接收部件421和光学组件422，所述光学组件422将对应的信号发射元件41发射的发射信号聚集给所述接收部件421。

在本发明中，由于检测区域要覆盖所述空气处理单元下方的圆周区域，因此，多组传感元件的检测原理示意展开图如图6所示，信号发射元件43位于空气处理单元1下表面边沿处，与其对应的信号接收元件44位于下主体2的上表面，所述信号发射元件43发射出呈一发散角度的发射信号，信号接收元件44可以全部接收信号发射元件43的发射信号。类似地，在主体2的上表面设有信号发射元件43’，对应地，在空气处理单元1下表面边沿处设有信号接收元件44’这两组信号的发射区域连续，信号接收区域连续，相类似地，一直到最右侧，即环绕空气处理单元1下表面的边沿形成一圆周连续的检测区域。其中，信号发射元件43可以垂直向下地发射，其发散角度仅在圆周方向上发散。

如图7、8所示，分别为如图6所示的传感元件在主体上表面或空气处理单元1上分布的展开图。为如图6所示的检测单元可以有两种方式，一种是所有元件在主体上表面上排列成一周，如图7所示。另一种是，信号发射元件43’排列成一周，信号接收元件44排列成另一周，如图8所示。

前述的传感元件可以无线电子信号的发送/接收元件、红外线发送/接收元件、光发送/接收元件和激光发射/接收元件中的一种或任意组合。

空气处理装置中的空气处理单元在下降时或下降过程中，如果信号接收单元没有接收到相应的信号发射单元所发出的信号，由此意味着传感元件检测到空气处理单元下方的圆周区域内有障碍物，位于空气处理装置内的控制单元则控制升降单元停止下降或者使升降单元上升，以避让在所述空气处理单元和主体之间的区域出现的障碍物。

另外，所述检测单元还可以为浮动设置于空气处理单元外圆周的撞板结构，其为一碰撞传感器。所述碰撞传感器可以感测到上、下方向的碰撞。所述碰撞传感器包括上盖、底盖和撞板机构，在撞板机构中设有上传感器和下传感器，当顶盖由于障碍物的碰撞与撞板机构产生相对位移的时候，顶盖会触及位于撞板机构上的上传感器，从而触发上传感器；当底盖由于障碍物的碰撞与撞板机构产生相对位移的时候，底盖会触及位于撞板机构上的下传感器，从而触发下传感器。无论触发哪一个传感器，控制单元接收到该触发信号。

具体如何实现向下方向的撞板探测，将作如下介绍：

碰撞传感器包括：上盖、撞板支架、底盖和微动开关。底盖的上表面上设有四个通孔，每个通孔中都安装一导柱。为保证精度，所述导柱为金属材质。该导柱上设有台阶，台阶上设有挡圈。导柱安装到底盖通孔上后，使得该台阶与底盖的下表面齐平，当在台阶上设挡圈后，使得挡圈抵压在底盖的下表面上。导柱安装在底盖上后，在底盖的上表面上，其四个导柱上各装一弹簧。撞板机构中的撞板呈封闭式环状，在撞板的内腔上设有四个凸台，每个凸台上都设有通孔，该通孔位与底盖上的四个通孔相对应。将撞板凸台上的通孔与底盖上装有弹簧的导柱进行安装，使得弹簧位于底盖与撞板凸台之间。

为保证工作效果，导柱与底盖之间的配合为松配合，其中间的间隙值为0.3～1mm，本实施例中优选值为0.5mm。导柱与底盖凸台的通孔之间的配合为紧配合。如此一来，由于位于底盖下表面处有挡圈对导柱进行了限位，而在底盖上表面有撞板凸台对其限位。这样，就对底盖下表面和撞板凸台之间的弹簧进行了限位。

底盖的上表面朝向撞板支架的下表面。在该撞板支架的下表面的左、右两侧分别设有两个微动开关。优选方案中，该两个微动开关设置成轴心线呈对称设置。

当空气净化单元下降时，在下降的过程中，位于空气净化装置底部的底盖碰到障碍物，底盖受力后，由于底盖与位于其通孔中的导柱是间隙配合，而导柱固设在不受力的撞板上，底盖会沿着导柱的垂直方向，相对于导柱以及撞板作向上移动。在底盖向上运动时，底盖的上表面(即朝向撞板支架的一面)抵触到位于撞板支架的下表面，由此触发位于撞板支架下表面上的微动开关。控制单元接收到该开关信号后，控制空气净化单元不再下降。

为保证底盖向上运动的动作精度和工作顺畅，在撞板支架穿过导柱的四个通孔内分别装设直线轴承。

当底盖不受力后，由于位于底盖与撞板凸台之间弹簧的回复力，使得底盖又回复到原先位置。底盖的上表面不再抵压到位于撞板支架上的微动开关，控制单元接收不到该开关的信号。

图9为本发明中检测单元实施例二中一组导电布检测单元的结构展开图。

所述检测单元包括两层间隙设置的导电布10和传感电路(图中未示出)，所述导电布71、72通过一支架70环绕所述空气处理单元1下表面的边沿一周平行于下表面设置，两层导电布71、72相向的表面导电，相背的表面不导电。

空气处理装置中的空气处理单元1在下降时或下降过程中，如果其下方的外层导电布72经障碍物碰撞受力内凹，与位于内侧的导电布71接触引起传感电路的发出电信号，由此意味着导电布检测到空气处理单元下方的圆周区域内有障碍物，位于空气处理装置内的控制单元则控制升降单元停止下降或者使升降单元上升，以避让在所述空气处理单元和主体之间的区域出现的障碍物。

由于本装置是自动装置，属于无须人为干预的装置，其安全性尤其重要，再者升降单元长期处于暴露状态，很容易由于落尘而造成枢轴不灵敏，因此在空气处理装置的实施例二中升降单元外围设有防护罩6。防护罩6的上下两端分别于空气处理装置及移动装置相连接，连接的方式可为多种，可以为黏胶连接的一次性连接，也可为拆卸式如卡口式、卡槽式、或螺钉等方式。采用可拆卸式好处是容易替换，便于清洁。

对于本发明中的防护罩可以有多种方式。如图10A、10B分别为本发明中空气处理装置的防护罩实施例一处于打开、收缩状态的结构示意图。在本实施例中，防护罩为一多级筒结构，将多个尺寸大小逐一减小的筒一级一级相扣连接而成，当升降机构降至最低位时，所有的筒都收纳在尺寸最大的筒内。更好地，为使得筒收缩后的高度最小，每个筒的连接间距保持一致。筒的截面形状可有多种，如矩形、椭圆形、三角形等。

如图11A-11D分别为本发明中空气处理器的防护罩实施例二的结构示意图。图11A为防护罩实施例二的打开立体图，图11B为防护罩实施例二的打开侧面图，图11C为防护罩实施例二的收缩后的立体图，图11D为防护罩实施例二的收缩后的侧面图。防护罩为一可收缩的筒。

本发明中防护罩的结构也可以为一卷绕式结构，如图12A、12B所示。包括罩体51、固定轴52和卷轴53，所述固定轴52固定于空气处理装置上一周形成环形固定轴，所述卷轴53固定于所述移动装置上一周形成环形卷轴，所述罩体51的一端固定在所述固定轴52上，另一端卷绕在所述卷轴53上，形成筒形。卷轴53上设有卷簧(图中未示出)，当罩体51完全卷绕在所述卷轴53上时，卷簧处于最初的状态，即不受力，当罩体51随着升降单元3，3’的升起被所述空气处理装置拉起时，卷簧受力，罩体51被拉得越多，受力越大，弹性形变越大；当所述空气处理装置随着升降单元3，3’下降时，罩体51受卷簧的弹性形变的回复力，将罩体51收缩卷绕到卷轴53上。

当然，固定轴52固定也可固定于移动装置上，而卷轴53固定于空气处理单元，有关该防护罩的结构的工作原理如上文相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种空气处理装置，包括主体和空气处理单元，在所述主体中设有控制单元和升降单元，所述升降单元的自由端与所述空气处理单元相连，所述升降单元受控于所述控制单元可自由升降，从而改变与其连接的所述空气处理单元的高度；

其特征在于，在所述空气处理单元和所述主体上设有检测单元，用于在所述升降单元下降过程中，检测空气处理单元下方的圆周区域内是否有障碍物，并将检测到的障碍物信号发送给所述的控制单元，控制单元根据该障碍物信号控制所述升降单元停止下降。

2.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述检测单元包括多组分别设于所述主体上表面和所述空气处理单元下表面边沿处的传感元件，每一组传感元件形成一个信号通道，并且所述多组传感元件的检测区域覆盖所述空气处理单元下方的圆周区域。

3.如权利要求2所述的空气处理装置，其特征在于，所述多组传感元件包括设于所述主体上表面/所述空气处理单元下表面边沿处的信号发射元件和设于所述空气处理单元下表面边沿处/所述主体上表面的信号接收元件；所述每一信号发射元件包括发射部件和光学组件，所述光学组件将所述发射部件发出的发射信号扩散，每相邻两个信号发射元件发出的发射信号覆盖区域连续；所述每一信号接收元件包括接收部件和光学组件，所述光学组件将对应的信号发射元件发射的发射信号聚集给所述接收部件。

4.如权利要求2所述的空气处理装置，其特征在于，所述多组传感元件至少包括第一组和第二组传感元件，其中，第一组传感元件包括多个环设于主体上表面的信号发射元件和多个环设于所述空气处理单元下表面边沿处的信号接收元件；第二组传感元件包括多个环设于空气处理单元下表面边沿处的信号发射元件和多个环设所述主体上表面的信号接收元件；所述信号发射元件发射出呈一发散角度的发射信号，所述信号接收元件全部接收与其对应的信号发射元件的发射信号；其中，第一组传感元件中的信号发射元件的发射信号覆盖所述空气处理单元下表面边沿处的圆周区域；所述第二组传感元件中的信号发射元件的发射信号覆盖与所述空气处理单元下表面边沿处对应的所述主体上表面的圆周区域；并且，第一组传感元件中的信号发射元件的发射信号的信号区域与所述第二组传感元件中的信号发射元件的发射信号的信号区域相连续。

5.如权利要求4所述的空气处理装置，其特征在于，所述第一组和第二组传感元件间隔设置成一个圆周或两个圆周。

6.如权利要求2-5任一所述的空气处理装置，其特征在于，所述传感元件为无线电子信号的发送/接收元件和光发送/接收元件中的一种或组合。

7.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述检测单元为浮动环设于所述空气处理单元外圆周表面的撞板单元。

8.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述检测单元包括两层间隙设置的导电布和传感电路，所述导电布通过一支架环绕所述空气处理单元下表面的边沿一周平行于下表面设置，两层导电布相向表面导电，相背的表面不导电。

9.如权利要求1-5、7、8中的任一所述的空气处理装置，其特征在于，在所述升降单元的外部套设有防护罩，所述防护罩可随着升降单元的升降运动而伸缩。

10.如权利要求9所述的空气处理装置，其特征在于，所述防护罩由多组筒逐级相扣而成；或者所述防护罩为一可折叠的筒；或者所述防护罩包括罩体和卷轴，所述罩体的一端固定在所述主体/所述空气处理单元上，另一端固定在所述卷轴上，所述卷轴固定在所述空气处理单元/所述主体上，卷轴上设有卷簧。

11.如权利要求1-5、7、8中的任一所述的空气处理装置，其特征在于，所述主体内还设有移动单元，与所述控制单元相连接，用于根据所述控制单元的控制信息改变所述空气处理装置的当前位置。

12.如权利要求1-5、7、8中的任一所述的空气处理装置，其特征在于，所述空气处理单元为空气净化单元或空气加湿/除湿单元。

13.一种在空气处理装置升降机构下降过程中的障碍物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述空气处理装置的控制单元在升降单元下降的移动过程中，检测是否收到权利要求1-12任一所述的检测单元发来的障碍物信号，如果收到，则停止所述升降单元下降，或使升降单元上升，以避让在所述空气处理单元和主体之间的区域出现的障碍物。

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