CN106175599B - 运行电动机驱动的设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运行电动机驱动的设备(1)的方法，所述设备(1)尤其是吸尘器，其中，根据使用者的手处在或不处在所述设备(1)上，通过对传感器信号的分析检测所述设备(1)的当前的手持状态，并且根据测得的手持状态设置所述设备(1)的运行状态、尤其所述设备(1)的风扇(2)和/或电动机的转速和/或功率。为了改进这种方法，在此建议，测量所述设备(1)的加速度和/或速度和/或空间定向，其中，将用于设置所述设备(1)的运行状态的已测得的手持状态与已测量的加速度和/或速度和/或空间定向相关联。此外，本发明还涉及一种电动机驱动的设备(1)、尤其吸尘器，用于执行前述方法。

Description

运行电动机驱动的设备的方法

技术领域

本发明涉及一种运行电动机驱动的设备的方法，所述设备尤其是吸尘器，其中，根据使用者的手处在或不处在所述设备上，通过对传感器信号的分析检测所述设备的当前的手持状态，并且根据测得的手持状态设置所述设备的运行状态、尤其所述设备的风扇和/或电动机的转速和/或功率。

本发明还涉及一种电动机驱动的设备、尤其吸尘器，用于执行前述方法，所述设备具有用于检测所述设备的手持状态的第一传感器以及控制和分析装置，用于根据测得的手持状态设置风扇和/或电动机的运行状态。

背景技术

本发明意义上的电动机驱动的设备尤其是手动的或自动运行的家用设备、如电池吸尘器、窗户清洁器、清洁机器人等。为了实施相应的清洁作业、如抽吸、擦或刷，设备具有风扇和/或电动机，其根据测得的手持状态被控制。

在现有技术中已知，电动机驱动的设备为了特别舒适的操作如此设计，从而检测设备的当前的手持状态，并且根据测得的手持状态将设备调节到相对应的运行状态。设备的手持状态例如可以是使用者的手抓握设备。根据测得的手持状态，随后设置设备的运行状态，例如使风扇和/或电动机投入运行。

文献DE 26 44 697A1例如公开了一种电动机驱动的吸尘器，其中，为了开启和关闭风扇，设有通过触摸改变开关状态的传感器开关。借助传感器开关改变风扇的转速。传感器开关的触摸板如此安置在设备上，使得使用者在设备运行时通常与之接触。在接触触摸板时，风扇开启并且保持开启直至使用者放开传感器开关或其触摸板。

前述方法的缺点是，设备的运行状态只与单一的手持状态相关。其它的参数不参与运行状态的设定。

发明内容

本发明所要解决的问题是，提供一种用于运行电动机驱动的设备的方 法，其可以根据实际情况对设备的运行状态进行不同的设定，并且由此也可以实现对设备的舒适的操作。

所述技术问题按照本发明通过一种运行电动机驱动的设备的方法解决，其中规定，测量所述设备的加速度和/或速度和/或空间定向，其中，将用于设置所述设备的运行状态的已测得的手持状态与已测量的加速度和/或速度和/或空间定向相关联。

与现有技术不同的是，设备的运行状态不再只根据手持状态设定，而是根据手持状态与其它参数(即设备的加速度和/或速度和/或空间定向)的结合而设定。加速度和速度在本发明的意义下既可包含数量值也可包含矢量值(空间定向)。空间定向在此有利地根据具有水平轴线和竖直轴线的三维坐标系(例如笛卡尔坐标系)获得。由此，为了设定运行状态，不仅起决定作用地探测使用者对设备的操作，还探测设备的主动的运动(例如确定的速度)和/或所具有的确定的空间定向，其尤其是与设备的静止状态不同的定向。由此，区别地决定，设备的风扇和/或电动机在当前的情况下有利地设为哪种运行状态。例如当识别到，使用者握住设备并且实施清洁运动时，才随之开启设备的风扇。可以区分，设备的使用者是否例如仅仅为了维修而将其握于手中，或者当前正在实施或计划实施清洁作业。风扇可以有利地用于将抽吸物从待清洁的平面输送到设备(吸尘器)的抽吸物室中。电动机例如可以理解为用于驱动擦洗锟、清洁刷的电动机。

在此建议，根据使用者的手处在或不处在所述设备上，检测设备的手持状态。由此可以检测不同的手持状态，即例如“设备被握住”或者“设备没有被握住”。此外，可以实现，不仅使用者的手处在或不处在所述设备上参与运行状态的设定，而是例如也包括设备接触充电站和/或设备接触待清洁的表面。分别根据手持状态与测得的设备的加速度/速度/定向的逻辑关联，可以设定不同的运行状态，例如“开启风扇”、“关闭风扇”或者“风扇的转速/功率等于X”。

借助逻辑关联，设备的运行状态可以被区别地设定。例如电动机或风扇的开启不仅根据手持状态，而是例如出于“安全方面”的原因附加地根据设备的实际运动或者设备相对于待处理的表面的空间定向。当使用者仅仅握住设备而没有清洁运动时，建议设备的运行状态为“关闭”，使得电动机驱动的部件、如风扇、清洁刷等继续停机。由此相对于前述的现有技术带来了本 质的优点，因为仅凭设备的握持但不能区别，使用者是否将设备真正地放置在待处理的表面上并且进行清洁作业。由此通过本发明一方面明显减少了对设备使用者的伤害风险，另一方面也节省电能，这尤其对于电池驱动的设备是有利的。由此，通过手持状态与设备的加速度和/或速度和/或空间定向的关联以更大的精确度测得，设备是否当前处于清洁过程，从而实现设备的特别舒适和安全的可操作性。尤其为了操作设备不再需要手动开关。可以仅仅设有单一的具有运行类别“开启、自动、关闭”的开关，其中，运行类别“自动”允许按照本发明自动设定运行状态。

此外建议，借助安置在所述设备上的第一传感器、即测量光强度变化的光学传感器或者压力传感器或者电容传感器测量手持状态。在使用电容传感器时，例如可以在操作件、例如设备的手柄和设备的另外的表面之间设计一个区域，在该区域内使用者在抓握设备时伸入他的手。操作件和设备的另外的表面在此构成电容器的相对应的板，该电容器的电容量通过伸入的手受到影响。备选地，手的存在也可以借助安置在设备上的压力传感器或光学传感器探测，这些传感器在设备例如布置在充电站上时探测作用在压力传感器上的压力或者光强度的减少。进一步与传感器的类型无关地，传感器可以识别设备的使用者是否抓握或没有抓握在操作件上。

除了与设备的接触，还要测量使用者正在实施的清洁作业，这通过对设备的加速度和/或速度和/或定向的测量识别出，设备的电动机和/或风扇已开启。同样地对于电动机或风扇的关闭也是有利的，当手从设备的操作件上移开时并且由此不再与设备接触时，电动机或风扇随后始终关闭。在手持的设备中这保证了用户安全性。对于自动移动的设备、如清洁机器人，反而建议，设备的运行与设备和使用者的手之间的接触无关，而是例如与设备和待清洁的表面的接触相关。

还建议，测得的手持状态和已测量的加速度、速度和/或定向与存储的标准参数进行比较，并且根据比较结果自动设置所述设备的运行状态。所存储的标准参数通常包含设备的反复的运动模型，其一方面包含手持状态，另一方面也包含设备的加速度和/或速度和/或定向。每个所存储的标准参数在此对应于设备的一个对应的运行状态，使得在手持状态与加速度和/或速度和/或定向相关联时触发适合的行动。在简单的情况下，运动模型例如包含“设备被抓握”的手持状态和等于“零”的加速度和速度。该运行模型与被存储 的标准参数相比较，其中，例如设置为前述的关联的运行状态“关闭风扇”。设备由此保持关闭，直至当前的运行模型的参数如此改变，使得例如比较结果导致运行状态“设备开启”。随后例如通过设备的控制和分析装置使风扇自动开启。

在此建议，在出现紧随着朝反方向的突然运动时，将所述风扇和/或电动机的转速和/或功率设定为所述风扇和/或电动机的最大转速和/或最大功率。由此标准参数包含一种运动模型，其涉及设备在清洁作业时的典型的运动。当使用者想要清洁待清洁表面的一块特别脏的局部区域时，他通常将设备短促地、快速地来回运动。对于这种运动可以设定确定的速度或加速度，也或速度值域或加速度值域，它们表现出这种运动模型的特征。只要在当前参数与标准参数的比较过程中确定实施了这种突然的运动，则将风扇和/或电动机的转速和/或功率设定为为此规定的最大值，从而可以实现对局部表面的所希望的强力清洁。

还建议，当检测到使用者的手没有处在所述设备上时，将所述风扇和/或电动机的转速和/或功率设定为零或者保持为零，和/或当检测到使用者的手处在所述设备上时，将所述风扇和/或电动机的转速和/或功率设定为大于零的数值或者保持在大于零的数值。当可能检测到使用者的手不存在时，设备的风扇或电动机原则上保持关闭，也就是风扇或电动机的转速和/或功率是零。当可能检测到使用者的手存在时，设备的风扇或电动机开启并且设定用于设备的当前的加速度、速度和/或定向的转速和/或功率。当例如识别到，设备以用于清洁作业通常的速度在待清洁的表面上运行时，如此设定风扇的转速和/或功率，使得其等于用于这种速度的相应通常的标准参数。在此也可考虑到设备的当前的空间定向。例如通过地板吸嘴相对于设备的壳体的确定的夹角，识别设备的定向。通常，地板吸嘴可运动地安置在设备壳体上，其中，抽吸嘴和设备壳体之间的角度在未使用时具有一个确定的角度值。但是当设备用于清洁作业时，在地板吸嘴和设备壳体之间形成另外的夹角，由此希望设备当前运动并且风扇或电动机开启。为了识别设备的定向，例如可以在抽吸嘴和设备壳体之间使用导电的、运动支承的元件，其根据设备的定向相互间接通不同的电触头。当然也可以考虑使用可替换的有效的位置传感器。

还建议，根据测得的手持状态时间延迟地和/或连续地改变所述风扇和/ 或电动机的运行状态。分别根据前述的设备的运行状态可以延迟地实施风扇和电动机的开启或关闭，以便例如避免在清洁作业时在短暂运动中止情况下的关闭。由此电动机驱动的设备的运行总体上对于使用者是舒适的。

附加地也可以规定，设备的使用者或者手动地开启或关闭，或者设有运行待命状态。例如可以设有三类别开关，即关闭、开启、自动，其中，风扇和/或电动机在“自动”开关位置时在实现确定运动模型时开启，例如当使用者将设备保持在手中并且借助位置传感器识别到，设备例如从基站取出，这相当于使用者将设备抬起。

除了前述的方法，本发明同样涉及一种电动机驱动的设备、尤其吸尘器，用于执行前述方法，所述设备具有用于检测所述设备的手持状态的第一传感器以及控制和分析装置，用于根据测得的手持状态设置风扇和/或电动机的运行状态，并且电动机驱动的设备还具有加速度传感器和/或位置传感器，其中，用于检测所述设备的手持状态的所述第一传感器是光学传感器或者压力传感器或者电容传感器。

由此，电动机驱动的设备一方面具有用于检测设备的手持状态的传感器，另一方面还具有用于检测运动参数、如设备的加速度、速度和/或空间定向的传感器。从而测得的参数可以如此关联，根据保存在控制和分析装置中的标准参数可调节到风扇或电动机的理想的运行状态，使得电动机驱动的设备可以与当前的清洁情况/工作情况最佳地匹配。加速度传感器可以有利地是压电陶瓷传感器板，其将动态的压力波动转变为电信号，或者是微电子机械系统(MEMS)，其包含弹性质量系统，通过加速器改变其弹性并且改变电容量。此外，也可以使用已知的另外的加速度传感器，例如应变测量条或者磁感应为基础的传感器。位置传感器例如可以包含导电的、运动支承的元件，其根据设备的运动接通不同的电触头，其可推断出设备的当前位置。例如，运动支承的元件可以是壳体内的具有多个电触头的金属球。

最后建议，用于检测设备的手持状态的第一传感器是光学传感器或者压力传感器或者电容传感器。第一传感器的工作方式参照前述的方法详细阐述。在此所述的实施方式类似地也适用于按照本发明的电动机驱动的设备。

附图说明

以下参照实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出基站上的按照本发明的设备，

图2示出清洁作业时的设备，

图3示出按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出电机驱动的设备1，在此是手持式电池吸尘器，其处于在基站9上的静止状态。基站9例如可以通过电气接口用于对设备1的电池充电。此外，基站9还可以以简单的方式仅用作用于设备1的固持装置。

设备1具有抽吸嘴6，其在清洁作业时可以在待清洁的平面上导引，并且设备1还具有壳体8，其例如具有用于容纳抽吸物的过滤室、风扇2、流动通道和类似部分。在壳体8上构造有手柄10、在此是壳体8的变细部，其用于使设备1的使用者抓握设备1。手柄10配设有第一传感器3，其在此被设计为压力传感器。该压力传感器具有平面的构造，在由使用者抓握手柄10时通常接触该平面的构造。

设备1还具有两个第二传感器5，即一个设备1的壳体8内部的加速传感器和一个位置传感器，其配属于壳体8上的抽吸嘴6的旋转轴线7。

第一传感器3和两个第二传感器5均与设备1的控制和分析装置4相连。所述控制和分析装置4以通常的方式方法具有处理器和数据存储器，用于存储关于设备1的通常的运动模式的标准参数。

图2示出清洁作业时的设备1，其中，设备1沿彼此相反的两个运动方向x、y移动，即一方面沿第一运动方向x并且另一方面沿相反的第二运动方向y，这相当于抽吸嘴6在待清洁的平面上的往复运动。与图1所示的设备1的静止状态不同的是，抽吸嘴6和壳体8之间的角度不再是180度，而是明显小于180度，即在此大约135度。这种被改变的抽吸嘴6和壳体8之间的角度借助第二传感器5，即位置传感器测得，从而控制和分析装置4通过与标准参数的比较可以推断出，设备1目前不再处于基站9上的静止状态。结合设备1的壳体8内的加速传感器的信号，识别出设备1时间上相继地沿着彼此相反的运动方向x、y运动。由这种运动模式，控制和分析装置4推断出，目前正在进行清洁作业。

图3示出流程示意图，借此控制和分析装置4可以识别出设备1的当前的运动模式，并且随之控制设备1的运行状态，即在此风扇2的运行状态。

在步骤A中，借助第一传感器3、即在此为压力传感器检测，使用者当前是否紧握手柄10。当是这种情况时，也就是说第一传感器3确认存在接触(+)，则接下来在步骤B中检测设备1的当前的定向和运动。在第一传感器3没有确定使用者的手放在手柄10的情况下(-)，则设备1关闭或者保持关闭(O)。

随后在方法步骤B中检测设备1的当前的空间定向和运动。在此，第二传感器5测量当前的参数“加速”和“定向”。配属于旋转轴线7的位置传感器在此测量设备1的抽吸嘴6和壳体8之间的角度，其中确定，设备1是否处于基站9上的静止装置(180度)或者放置在待清洁的平面上(角度小于180度)。此外，加速传感器测量设备1的当前的加速度，其当前或者朝着第一运动方向x指向或者朝着第二运动方向y指向。在此，尤其是也可以在短时间隔内检测到运动方向x、y的交替，从而推断出抽吸嘴6在待清洁的平面上的往复运动。当探测到设备1的抽吸嘴6和壳体8之间始终是平行定向(箭头向下)的情况，则设备1的风扇2关闭(O)，必要时在经过确定的延迟时间后实施关闭。当探测到设备1旋转180度定向时，也就是说，抽吸嘴6处于相对于壳体8竖直方向时(箭头向上)，则设备1的风扇2开启(I)，因为推断出例如在房间顶板的区域内进行清洁作业。当识别到设备1的倾斜定向时(箭头倾斜向下)，则控制和分析装置4推断出，打算进行清洁作业(最后执行方法步骤C)。

接下来导入方法步骤C，其包含对加速传感器的测量信号的不同的评估。

在方法步骤C中，设备1的被测量的加速度(和/或速度)与存储在数据存储器中的标准参数相比较。如果加速度传感器例如在大约一秒至数秒的较短的时间间隔内探测到，从第一运动方向x变化到第二运动方向y并且反之，与被探测的参数相比已知一种所谓的“点清洁”的运动模式(+)，从而使设备的风扇2立即开启(I)。如果加速度传感器没有测到的加速度或者测得一种与典型清洁作业的标准参数不符的加速度(-)，则设备1的风扇2保持关闭(O)。当风扇之前是开启的，则必要时风扇2延迟地关闭。此外，不仅可以设置风扇2的开启和关闭，还能调节确定的风扇转速或风扇功率。

综上，在相继的方法步骤A、B和C中测得和评估手持状态，接下来检测和分析设备1的空间定向，并且最后探测和分析设备1在确定的时间段中 的加速度，从而根据所示的流程图决定风扇2的开启或关闭(或者转速/功率)。

附图标记列表

1 设备

2 风扇

3 第一传感器

4 控制和分析装置

5 第二传感器

6 抽吸嘴

7 旋转轴线

8 壳体

9 基站

10 手柄

x 第一运动方向

y 第二运动方向

A 第一方法步骤

B 第二方法步骤

C 第三方法步骤。

Claims (8)

1.一种运行电动机驱动的设备(1)的方法，所述设备(1)是手持式电池吸尘器，并且具有壳体(8)，所述壳体具有过滤室和风扇(2)，在壳体(8)上构造有手柄(10)，其中，根据使用者的手处在或不处在所述设备(1)上，通过对传感器信号的分析检测所述设备(1)的当前的手持状态，该手持状态是用户对设备(1)的抓握，并且根据测得的手持状态设置所述设备(1)的运行状态，其特征在于，测量所述设备(1)的加速度和/或速度和/或空间定向，其中，将用于设置所述设备(1)的运行状态的已测得的手持状态借助通过控制和分析装置(4)产成的逻辑关联与已测量的加速度和/或速度和/或空间定向相关联，根据所述逻辑关联设定不同的运行状态。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助安置在所述设备(1)上的第一传感器(3)、即测量光强度变化的光学传感器或者压力传感器或者电容传感器测量手持状态。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将测得的手持状态和已测量的加速度、速度和/或定向与存储的标准参数进行比较，并且根据比较结果自动设置所述设备(1)的运行状态。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在出现紧随着朝反方向的突然运动时，将所述风扇(2)和/或电动机的转速和/或功率设定为所述风扇(2)和/或电动机的最大转速和/或最大功率。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当检测到使用者的手没有处在所述设备(1)上时，将所述风扇(2)和/或电动机的转速和/或功率设定为零或者保持为零，和/或当检测到使用者的手处在所述设备(1)上时，将所述风扇(2)和/或电动机的转速和/或功率设定为大于零的数值或者保持在大于零的数值。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据测得的手持状态时间延迟地和/或连续地改变所述风扇(2)和/或电动机的运行状态。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备(1)的运行状态是所述设备(1)的风扇(2)和/或电动机的转速和/或功率。

8.一种电动机驱动的设备(1)，所述设备(1)是手持式电池吸尘器，并且具有壳体(8)，所述壳体具有过滤室和风扇(2)，在壳体(8)上构造有手柄(10)，所述设备用于执行按照前述权利要求之一所述的方法，所述设备(1)具有用于检测所述设备(1)的手持状态的第一传感器(3)，该手持状态是用户对设备(1)的抓握，以及所述设备(1)具有控制和分析装置(4)，用于根据测得的手持状态设置风扇(2)和/或电动机的运行状态，其特征在于，用于检测所述设备(1)的手持状态的所述第一传感器(3)是光学传感器或者压力传感器或者电容传感器，并且电动机驱动的设备(1)还具有第二传感器(5)、即加速度传感器和/或位置传感器，其中，控制和分析装置(4)设置为借助逻辑关联将手持状态与由第二传感器(5)测量的加速度和/或速度和/或空间定向相关联，根据所述逻辑关联设定不同的运行状态。

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