发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种性能可靠和易于实现的杀菌除螨吸尘器,使得通过电路控制能够有效利用紫外线杀菌破坏螨虫的DNA,并使其拍打器和无动力滚刷共同作用将螨虫拍出或刷出并同灰尘一并清扫吸除,做到同时具备拍打、杀菌除螨、清扫和吸尘的清洁功能。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:一种杀菌除螨吸尘器,主要由机体和扣合在机体上端的机壳盖、轴流吸风扇、电路板、集灰盒所组成,所述的机体底部前端横向设有灯仓,灯仓内设管式杀菌灯座,管式杀菌灯座上设有管式杀菌灯,管式杀菌灯座前端的机体底部上设有拍打器振头,拍打器振头与位于机体内的电振动体相接,电振动体前侧的机体上设有振动线圈。所述的灯仓后侧内的机体上横向设有刷仓,刷仓内两侧设有刷轴卡架,刷轴卡架上设有无动力滚刷,无动力滚刷后侧的刷仓中部设有吸尘口,吸尘口斜置,吸尘口两侧的刷仓内设有斜向集灰板,斜向集灰板外侧延伸至刷轮部,底封板扣合在机体底部前端,底封板分割灯仓与刷仓为独立空间,刷仓前部的底封板上设有供刷毛和刷轮探出的刷孔槽和轮孔槽;所述的电路板包括电源单元,所述的电源单元连接控制单元,所述的控制单元连接功能单元。
所述的控制单元具有:
主控芯片U5;
Q10连接电阻R56、R60、R61,以及三极管Q11的集电极,R56、R60连接电动振体BZ1,Q11的基极连接电阻R58和电容C41,电阻R60、R61连接三极管Q13的集电极,Q13的基极连接电阻R67和电容C44,电阻R58连接U5,电阻R67连接U5;
Q12连接U5,并与电阻R3和R6连接,R3连接发光二极管LED,R6连接继电器J7,J7与电阻R39、R43和电容C32连接,电阻R43连接U5;
继电器J2,其与双向可控硅Q1连接,Q1连接电容C5和电阻R1,电阻R1连接到Q9,Q9连接到U5;
继电器J3连接电容C25,电容C25连接电阻R23,电阻R23与电容C25连接到双向可控硅Q3,Q3连接电容C22和电阻R24,电阻R24连接Q4,Q4连接到U5。
所述的电源单元具有:
输入端由T2,C14和整流桥D3构成的整流电路,D3连接电阻R26,R26连接电容C23和电阻R25,三极管Q2的集电极连接电阻R27和R29,R27连接U5,Q2的基极连接D10,以及电阻R22、R25、R28;
光电耦合器U4连接场效应晶体管FET1,以及电阻R7、R37和R40,电阻R37连接Q8,Q8连接U5;
电流互感器L4连接电容C15和C18,以及电感L2,C15连接电阻R17,R17连接二极管D7与三极管Q5的基极,C18连接电阻R16,R16连接二极管D5与三极管Q6的基极,Q6的发射极和集电极连接电容C9;
继电器J5连接电容C6、C12和C19,继电器J6连接电容C19和电感L2;
瞬变电压抑制器T1连接电容C1,二极管D2、D6和电源模块U3,二极管D4连接电阻R13和电容C17;
光电耦合器U2连接电阻R4、R20和电容C2,电容C8连接电阻R8,R8连接电阻R9。
所述的功能单元具有:
Q15连接电阻R62和R63,R62连接继电器J9,R63连接继电器J11,Q15连接U5;
J9连接电阻R51和电容C38,电容C38连接电阻R47,R47连接电阻R46,二极管D12的正极,以及放大器U7A的反向输入端,U7A的输出端连接二极管D12的负极与二极管D13的正极,D13再连接电阻R48,R48与电阻R49和电容C40连接,R49连接U5;
J11连接电阻R68和电容C42,电容C42连接电阻R64、R64连接电阻R57、二极管D18的正极,以及放大器U7B的反向输入端,U7B的输出端连接二极管D18的负极与二极管D21的正极,D21再连接电阻R65,R65与电阻R66和电容C46连接,R66连接U5;
电容式触摸芯片U6的4脚连接电阻R21和电容C24,5脚连接电阻R34和电容C27,6脚连接电容C21,7脚连接电阻R2和U5,8脚连接电阻R12和U5。
所述的主控芯片采用MC81F4204D。所述的机体底部设置有连接管式杀菌灯的光控探测器。所述的电振动体通过连杆带动两个拍打器振头。所述的刷仓呈梯形仓。所述的集灰盒的进灰口和出风口分别位于集灰盒的底面前部和后端,与进灰口和出风口对接的机体部位设密封圈。上述结构实现了本发明的目的。
本发明相对于现有技术具有以下的有益效果:
第一,本发明同时具备一拍,二杀,三扫和四吸的拍打、杀菌除螨、清扫和吸尘的功能,本发明独特的无动力滚刷和刷仓的设计更能有效对地毯、布艺沙发、靠垫、窗帘、床上用品等进行清洁。
第二,电源单元包括整流电路、滤波电路、限流电路、稳压电路、过压保护电路和短路保护电路,具有抑制交流电源输入端在通断电瞬间产生的大电流,并解决低电压输出端因短路造成的大电流和元器件因短路而异常发热的问题,同时提供了可靠性好,随输入电压和温度等因素变化小的驱动电路。
第二,控制单元与功能单元电路控制实现UV灯菌,UV灯菌吸尘,以及UV灯菌吸尘拍打三种功能;吸尘口不仅能够吸床上的螨虫及过敏源,而且可以将浮起来的灰尘吸入,同时达到通风的作用;机体底部的光控探测器在机体离开清扫物体时,熄灭UV紫外线灯,以保护人体免遭紫外线照射;高频振动拍打,可将吸附在纤维中的顽固螨虫、细菌拍打起来,并配合吸尘口将尘螨一并彻底清扫干净,具有电路结构简单,性能稳定可靠,成本价格降低和控制易于实现的优点。
具体实施方式
如图1至图3所示,一种杀菌除螨吸尘器,主要由机体13和扣合在机体上端的机壳盖22、轴流吸风扇14、电路板2、集灰盒6所组成。所述的机体底部前端横向设有灯仓30,灯仓内设管式杀菌灯座19,管式杀菌灯座上设有管式杀菌灯29。管式杀菌灯座前端的机体底部上设有拍打器振头20,拍打器振头与位于机体内的电振动体1相接,电振动体前侧的机体上设有振动线圈。所述的电振动体通过连杆带动两个拍打器振头。
所述的灯仓后侧内的机体上横向设有刷仓3,刷仓内两侧设有刷轴卡架4,刷轴卡架上设有无动力滚刷。如图2所示,所述的无动力滚刷由刷轴24、刷轮17和刷毛25构成,两刷轮位于刷轴两侧端,两刷轮之间的刷轴上设有刷毛,刷轮与刷毛同轴。无动力滚刷后侧的刷仓中部设有吸尘口16,吸尘口斜置,吸尘口两侧的刷仓内设有斜向集灰板28,斜向集灰板外侧延伸至刷轮部。底封板18扣合在机体底部前端,底封板分割灯仓与刷仓为独立空间,灯仓下端的底封板为带网栅的开口槽,以供紫外线透出杀菌。刷仓前部的底封板上设有供刷毛和刷轮探出的刷孔槽27和轮孔槽26。当无动力滚刷的刷轴两端卡轴设在刷轴卡架上时,其上的两个刷轮下部正好从分布在底封板两侧的轮孔槽中探出,同时位于该刷轴上的刷毛下部亦从刷孔槽中探出;刷轮配合机体底部后端的后轮12即用于机体的支撑,又用于带动刷轴转动进而使刷毛部转动的动力轮;探出的刷毛部在滚动中将织物表面翻扫并将螨尘等扫入刷仓中。所述的刷仓呈梯形仓。这样,刷孔槽为刷仓进口,而向内收窄的并带有斜向集灰板的刷仓另一侧中部设有的吸尘口为刷仓出口,更利于本发明的扫吸功能。
机体内设有电路板。电路板上设有控制各部件运行的元件及电路。各元件及电路由电源导线引入外接电源供给。
在本发明的杀菌除螨吸尘器的机壳盖上端中部设有供集灰盒插入的集灰盒座21,所述的集灰盒的进灰口和出风口分别位于集灰盒的底面前部和后端,与进灰口和出风口对接的机体部位设密封圈5、15;即与集灰盒的进灰口对接的机体部位为吸尘口;与集灰盒的出风口对接的机体部位为轴流吸风扇的吸风口,集灰盒的出风口设有过滤棉层7,用于过滤灰尘。
吸尘电机10带动轴流吸风扇转动产生吸力风将灰尘、螨虫等从刷仓经吸尘口吸入集灰盒内经过滤棉层过滤灰尘后,洁净空气再从吸尘电机后侧的隔栅网11排出机体外,完成除尘清洁。
本发明的拍打除尘是通过主控芯片U5控制实现高频振动拍打,振动线圈产生间接电磁吸力带动电振动体产生快速震动,使通过连杆与其连接的两拍打器振头也快速震动将与其接触物内的尘土、螨虫等污物震出供上述吸尘装置吸走清除。清灰时,抽出集灰盒和卸下过滤棉盒可清灰和更换过滤棉。所述的机壳盖后上端设有手柄8,手柄前侧设控制钮9。
所述的电路板包括电源单元,所述的电源单元连接控制单元,所述的控制单元连接功能单元。
本发明的杀菌除螨吸尘器的电路板包括:电源单元,所述的电源单元连接控制单元,所述的控制单元连接功能单元。
如图4所示,所述的电源单元包括:输入端由T2,C14和D3构成的整流电路,整流桥D3连接电阻R26,R26连接电容C23和电阻R25,三极管Q2的集电极连接电阻R27和R29,R27连接U5的17脚,Q2的基极连接D10,以及电阻R22、R25、R28。在本实施例中,D10采用KDS193。
光电耦合器U4连接场效应晶体管FET1,以及电阻R7和R37,电阻R37连接Q8,Q8的2脚为UV信号端,在本实施例中,U4采用PC817,场效应晶体管采用TQ220。
电流互感器L4连接电容C15和C18,以及电感L2,C15连接电阻R17,R17连接二极管D7与三极管Q5的基极,C18连接电阻R16,R16连接二极管D5与三极管Q6的基极。
继电器J5连接C6、C12和C19,继电器J6连接电容C19和电感L2。
瞬变电压抑制器T1连接二极管D2、D6和电源模块U3,二极管D4连接电阻R13和电容C17,在本实施例中,瞬变电压抑制器采用P6KE200A,电源模块采用LNK363PN。
光电耦合器U2连接电阻R4、R20和电容C2,电容C8连接电阻R8,R8连接电阻R9,在本实施例中,U2采用PC817。
在较典型的隔离开关式吸尘器电路的实施例中,可采用了交流继电器来控制电机电源,220V市电电源经电源插头和电源线进入吸尘器,加到电机两端,继电器的控制绕组被短路,主绕组中的电流迅速增大,产生的磁场带动使触点闭合,因而电机获得电源而旋转,吸尘器开始工作,F1使得电路具有过载保护功能,其作用是当电机过载或电路短路时迅速熔断。
由于继电器的主绕组和控制绕组两者是相互绝缘的,因此电源开关与市电是绝缘的,从而使吸尘器的安全性能得以提高。电路中的电容器C13用来抑止电机换向器工作中所产生的电火花干扰信号,以减弱对家电等的干扰和影响。J5和J6是电路中的连接端头,以确保连接可靠和绝缘性能良好,另外,C13与TNR1组成的滤波电路可削弱电机火花所产生的高频电磁波通过电源或空间发射对其它家用电器的干扰。
图5示意了本发明杀菌除螨吸尘器电路的控制单元的电路图,如图所示,主控芯片U5,采用MC81F4204D,该芯片的1脚控制ADIR2,6脚控制Powerkey,7脚控制LED UV,8脚控制BUZZER,9脚控制Back Light,10脚控制BUZ_ECHO,11脚控制电机蓝色指示LED灯,12脚控制电机红色指示LED灯,18脚控制UV Signal,19脚控制ADIR1。
Q10连接电阻R56、R60、R61,以及三极管Q11的集电极,R56、R60连接电动振体BZ1,Q11的基极连接电阻R58和电容C41,电阻R60连接三极管Q13的集电极,Q13的基极连接电阻R67和电容C44,电阻R58连接U5的10脚,电阻R67连接U5的8脚,在本实施例中,Q10采用KRA106S。
Q12连接U5的9脚,并连接电阻R3和R6,R3连接发光二极管LED1,R6连接继电器J7,J7还连接电阻R39、R43和电容C32,R43连接U5的6脚,在本实施例中,Q12采用KRA106S。
继电器J2,其连接到双向可控硅Q1,Q1连接电容C5和电阻R1,电阻R1连接到Q9,在本实施例中,Q9采用KRA106S,Q9连接到U5的2脚。
继电器J3连接电容C25,电容C25连接电阻R23,并连接到双向可控硅Q3,Q3连接电容C22和电阻R24,电阻R24连接Q4,在本实施例中,Q4采用KRA106S,Q4连接到U5的3脚。电路中的C25和R23为可控硅过电压吸收保护电路。
接通电源开关,市电电源向C22充电,当C22两端电压达一定值时,触发双向可控硅Q3导通,通过调整双向可控硅的平均导通时间,达到控制电路平均电流,进而调整电机转速的目的,由于电路具有电源正、负半周的对称特性,因而可实现交流电全周期的无级调速。
图6为本发明的本发明的功能单元的电路图,Q15连接电阻R62和R63,R62连接继电器J9,R63连接继电器J11,J9连接电阻R51和电容C38,电容C38连接电阻R47、二极管D12与放大器U7A的反向输入端,U7A的输出端连接二极管D13,D13再连接电阻R48,R48再连接电阻R49和电容C40,R49连接U5的19脚;J11连接电阻R68和电容C42,电容C42连接电阻R64、电阻R57连接二极管D18与放大器U7B的反向输入端,U7B的输出端连接二极管D21,D21再连接电阻R65,R65再连接电阻R66和电容C46,R66连接U5的1脚。在本实施例中,Q15采用KRC106S。
电容式触摸芯片U6的4脚连接电阻R21和电容C24,5脚连接电阻R34和电容C27,6脚连接电容C21,7脚连接电阻R2和U5的14脚key2,8脚连接电阻R12和U5的13脚key1,在本实施例中,U6采用TS02K。
电阻R35连接红色发光二极管LD2的正极,LD2的负极连接U5的11脚MOTBLUE;电阻R41连接红色发光二极管LD1的正极,LD1的负极连接U5的12脚MOTRED;电阻R36连接蓝色发光二极管LD3的正极,LD3的负极连接U5的7脚UV。
继电器J4的2端连接U5的13脚key1,3端连接U5的14脚key2,4端连接U5的12脚,控制MOTRED电机红色指示灯,5端控制MOTGRN电机绿色指示灯,6端连接U5的7脚UV,控制紫外线杀菌灯。通过设置不同颜色的LED灯实现UV灯菌,UV灯菌吸尘,以及UV灯菌吸尘拍打三种功能。
所述的管式杀菌灯可为UV灯或为紫外线灯,紫外线是指波长在200nm~380nm之间的太阳光线,包括:UV-A波长为315nm~380nm,UV-B波长为280nm~315nm,UV-C波长200nm~280nm。本发明的杀菌灯采用UV灯光波长优选为250~270nm,其作用于螨虫的DNA,起到一种光化作用,紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收,引起遗传物质发生变异,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到实现杀菌除螨的目的。所述的机体底部设置有连接管式杀菌灯的光控探测器23,通过U5的控制,当本发明的杀菌除螨吸尘器在离开清扫物体时,熄灭UV紫外线灯,以保护人体免遭紫外线照射。
本发明的杀菌除螨吸尘器是专门用来消灭在床上、沙发、地毯、衣物以及任何纺织物品上面所滋生的细菌、病毒、螨虫等过敏原的紫外线抗过敏型除螨机。使用时,将本发明机体底部置在上述物体表面,启动开关,反复推动机体即可,本发明从电路控制上有效利用紫外线杀菌的原理破坏螨虫的DNA,其拍打器将螨虫碎片与过敏源高频拍出并扫出,再吸除,将这些残余物以及它们留下的排泄物统统吸入机器内,以实现拍打、杀菌除螨、清扫和吸尘的目的。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。