CN107713907A - 一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器，涉及信号传输技术领域。该吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，所述第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接。本发明提供的吸尘器工作状态控制装置与吸尘器具有误码率低、通讯快速以及占用体积小的优点。

Description

一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，具体而言，涉及一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器。

背景技术

目前，随着人们生活水平的提高，一些自动化工作设备组件走进人们的生活，吸尘器便是其中一种。目前大部分吸尘器从之前的使用交流电转变为使用节能环保、循环性能非常好的锂电池。

为了实现对吸尘器的不同档位的控制，一般会在吸尘器中设置两个电路板，其中一个电路板上集成有档位开关，另一个电路板上集成有用于控制电机工作的控制器，用户可通过调节档位开关的档位，实现对电机功率的控制，从而使吸尘器处于不同的工作状态。并且，目前用于两个电路板之间的通讯方式均为双线或多线通讯，即采用两根或多根通讯线连接分别与两个电路板连接，其中一根通讯线用于传输时钟信号，另一根通讯线用于传输数据信号。

但是，一方面，在采用双线通讯时，由于必须保证时钟信号与数据信号匹配，即时钟信号与数据信号必须完全对上，从而使得板与板之间的通讯方式复杂，且在实际应用中时钟信号与数据信号可能无法完全对上，增大了误码率。另一方面，由于吸尘器的体积较小，所以当采用双线通讯时，线材之间占用的空间较大，不利于吸尘器的小型化。

如何解决上述问题，是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种吸尘器工作状态控制装置，以解决现有技术中采用双线通讯时误码率较高且占用体积较大的问题。

本发明的另一目的在于提供一种吸尘器，以解决现有技术中采用双线通讯时误码率较高且占用体积较大的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提出了一种吸尘器工作状态控制装置，所述吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，所述第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接；所述第一电路板用于响应一用户输入的控制指令以生成控制信号，所述第二电路板用于在接收到所述控制信号后，控制一电机执行与所述控制信号匹配的操作。

进一步地，所述第一电路板包括信号端口，所述信号输出电路包括第一电阻、三极管以及第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端均与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的基极与所述信号端口电连接，所述三极管的发射极接地，且所述第一电阻的另一端与一外接电源电连接，所述第二电阻的另一端与所述通信总线电连接。

进一步地，所述第一电路板还包括电源端口，所述电源端口与所述外接电源电连接。

进一步地，所述第一电路板上集成有保护电路、逻辑控制电路以及档位调节装置，所述保护电路与所述逻辑控制电路电连接，且所述档位调节装置与所述逻辑控制电路电连接，所述逻辑控制电路与所述信号输出电路电连接，所述档位调节装置用于响应一用户操作以处于不同档位，所述逻辑控制电路用于输出与所述档位调节装置的当前所处档位匹配的占空比波形信号，已生成控制信号。

进一步地，所述吸尘器工作状态控制装置还包括除干扰电路，所述通信总线、所述除干扰电路以及所述第二电路板依次电连接。

进一步地，所述除干扰电路包括第三电阻与电容，所述第三电阻的一端与所述通信总线电连接，所述第三电阻的另一端分别与所述电容的一端、所述第二电路板电连接，所述电容的另一端接地。

进一步地，所述第二电路板集成有控制器，所述控制器与所述通信总线电连接，所述吸尘器工作状态控制装置还包括电机，所述电机与所述控制器电连接，所述控制器用于在接收到所述控制信号后控制所述电机按与所述控制信号匹配的功率运行。

进一步地，所述吸尘器工作状态控制装置还包括电源，所述电源分别与所述第一电路板、所述第二电路板以及所述信号输出电路电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种吸尘器，所述吸尘器包括外壳与吸尘器工作状态控制装置，所述吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，所述第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接；所述第一电路板用于响应一用户输入的控制指令以生成控制信号，所述第二电路板用于在接收到所述控制信号后，控制一电机执行与所述控制信号匹配的操作，所述吸尘器工作状态控制装置设置于所述外壳内。

进一步地，所述外壳包括手柄与底座，所述手柄与所述底座转动连接，所述第一电路板与所述信号输出电路均设置于所述手柄内，所述第二电路板设置于所述底座内。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的了一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器，该吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，且第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接。第一方面，由于在本发明提供的吸尘器工作状态控制装置与吸尘器中仅采用一条通信总线，即可实现第一电路板与第二电路板之间的限号传输与识别，不会出现时钟信号与数据信号不能对上的情况，从而降低了传输时的误码率。第二方面，由于相对于传统的双线或者多线的复杂通讯方式，采用单线通讯方式更加简单，使得信号传输更加快速，从而实现了板与板之间的快速通信。第三方面，由于采用单线通讯的方式结构更加简单，所以占用的体积更小，有利于吸尘器的小型化，同时节约了成本。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明第一实施例所提供的吸尘器工作状态控制装置的一部分模块连接框图。

图2示出了本发明第一实施例所提供的吸尘器工作状态控制装置的电路图。

图3示出了本发明第一实施例所提供的保护电路、逻辑控制电路以及档位调节装置的连接框图。

图4示出了本发明第一实施例所提供的吸尘器工作状态控制装置的另一部分模块连接框图。

图5示出了本发明第二实施例所提供的吸尘器的结构示意图。

图标：100-吸尘器工作状态控制装置；110-第一电路板；111-保护电路；112-逻辑控制电路；113-档位调节装置；120-信号输出电路；121-三极管；122-第一电阻；123-第二电阻；130-通信总线；140-第二电路板；141-控制器；142-电量采集单元；150-除干扰电路；151-第三电阻；152-电容；160-电源；170-电机；180-电量显示板；190-工作指示灯；200-吸尘器；210-外壳；211-底座；212-手柄。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式做详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

图1示出了本发明实施例所提供的吸尘器工作状态控制装置100的一部分模块连接框图，本发明实施例所提供的吸尘器工作状态控制装置100的电路图，请参阅图1与图2，本发明实施例提供了一种吸尘器工作状态控制装置100，该吸尘器工作状态控制装置100包括电机170、第一电路板110、第二电路板140、信号输出电路120以及一条通信总线130，第一电路板110、信号输出电路120、通信总线130以及第二电路板140依次电连接，第二电路板140与电机170电连接。

具体地，请参阅图3，在本实施例中，第一电路板110上集成有保护电路111、逻辑控制电路112以及档位调节装置113，保护电路111与逻辑控制电路112电连接，且档位调节装置113与逻辑控制电路112电连接，逻辑控制电路112与信号输出电路120电连接。

由于在该吸尘器工作状态控制装置100工作时，需要第一电路板110与第二电路板140同时处于通电的状态，而在通电的状态下，若第一电路板110中出现断路的情况，则可能导致第一电路板110中电子元器件损坏的情况，有鉴于此，本实施例中第一电路板110设置有保护电路111，以防止第一电路板110中电子元件损坏的情况的产生。

并且，在本实施例中，逻辑控制电路112能够输出不同比例的占空比信号，用户通过控制档位调节装置113处于不同的档位，从而使逻辑控制电路112输出与该档位匹配的占空比信号。需要说明的是，在本实施例中，档位调节装置113实际为通过控制逻辑控制电路112的不同工作状态，从而达到控制逻辑控制电路112输出不同的占空比信号，即档位调节装置113的每个工作档位对应逻辑控制电路112的一种工作状态，在该种红做状态下逻辑控制电路112能够输出一种占空比信号。

例如，档位调节装置113分为0档、1档、2档，当档位调节装置113处于0档时，则吸尘器处于关机状态，逻辑控制电路112不会输出信号；当档位调节装置113处于1档时，逻辑控制电路112输出PWM为25％占空比的波形信号，频率为1KHz；当档位调节装置113处于2档时，逻辑控制电路112输出PWM为75％占空比的波形信号，频率为1KHz。当然地，在其它的一些实施例中，档位调节装置113还可包括更多的档位，本实施例对此并不做任何限定。

需要说明的是，在本实施例中，档位调节装置113为一档位调节开关，用户可通过拨动档位调节开关的方式控制吸尘器处于不同的档位。

还需要说明的是，在本实施例中，第一电路板110设置有电源160端口与信号端口，逻辑控制电路112的输出端与信号端口电连接。

为了使吸尘器正常工作，吸尘器工作状态控制装置100还包括有电源160，电源160分别与第一电路板110的电源160端口、第二电路板140以及信号输出电路120电连接，电源160为整个吸尘器的正常工作供电。需要说明的，在本实施例中，电源160采用5V的锂电池包。同时，本实施例还设置有电源160开关，当电源160开关闭合后，电源160为第一电路板110与第二电路板140供电，第一电路板110与第二电路板140处于通电状态。

具体地，信号输出电路120包括第一电阻122、三极管121以及第二电阻123，第一电阻122的一端与第二电阻123的一端均与三极管121的集电极电连接，三极管121的基极与信号端口电连接，三极管121的发射极接地，且第一电阻122的另一端与电源160电连接，第二电阻123的另一端与通信总线130电连接。

当逻辑控制电路112输出不同占空比的波形信号时，即输出方波波形信号时，高电平信号会是三极管121导通，而低电平信号会使三极管121断开，利用方波波形的特点，可使三极管121处于间断性的导通或断开的状态，例如，在吸尘器处于1档工作时，逻辑控制电路112输出25％占空比的波形信号，若频率选择2K，则一个周期的时间为500ms，即每一个周期里高电平的的时间为500*0.25＝125ms，即在一个周期中，有125ms的时间，三极管121处于导通状态，而另外的375ms的时间中，三极管121处于断开的状态。

用时，由于三极管121的内阻较小，所以当三极管121导通时，电流不会流至通信总线130，而只会沿三极管121方向流向接地端，从而使第二电路板140无法接收到信号；而当三极管121断开时，电流不会沿三极管121方向流向接地端，而是流至通信总线130，使得第二电路板140接收到信号。从而使第二电路板140最终接收到的控制信号也为波形信号，且第二电路板140接收到的波形信号的占空比与逻辑控制电路112输出的波形信号的占空比相反，例如，逻辑控制电路112输出的波形信号的占空比为25％，则第二电路板140接收到的波形信号的占空比为75％。

需要说明的是，由于在实际工作过程中，会有干扰信号的产生，如波形干扰信号或静电信号，为了去除干扰信号，本实施例提供的吸尘器工作状态控制装置100还包括除干扰电路150，通信总线130、除干扰电路150以及第二电路板140依次电连接。

具体地，除干扰电路150包括第三电阻151与电容152，第三电阻151的一端与通信总线130电连接，第三电阻151的另一端分别与电容152的一端、第二电路板140电连接，电容152的另一端接地，其中，电容152可实现滤波的作用，而电阻与电容152的配合使用可实现防静电信号的作用。

需要说明的是，本实施例提供的第一电阻122的阻值为510k、第二电阻123的阻值为1k，第三电阻151的阻值为1k，所以当吸尘器处于关机或者充电状态时，通信总线130上的电平为持续高电平，且关机时的功耗降低到小于5V/(510K+1K+1K)＝9uA，达到休眠或关机时的一个极低功耗。

本实施例提供的吸尘器工作状态控制装置100还包括电机170，且第二电路板140上集成有控制器141，该控制器141与电机170电连接，且该控制器141与通信总线130电连接，当控制器141接收到第一电路板110发送的控制信号后，能够根据该控制信号执行相应的操作。即控制器141首先检测通过通信总线130接收的控制信号的PWM占空比，实现信号的通信，然后根据该PWM占空比控制电机170的运行功率。例如，当为1档时，通信总线130传输至第二电路板140信号占空比为25％，当第二电路板140检测到该控制信号的占空比为25％时，控制器141则控制电机170按额定功率的50％运行，即低速运转。并且，本实施例提供的吸尘机的电机170包括地刷电机170与真空电机170，地刷电机170与真空电机170均与控制器141电连接，即控制器141会同时控制地刷电机170与真空电机170的工作功率。

同时，需要说明的是，当第一电路板110与第二电路板140在信号匹配的时候，控制器141还会连续检测两个周期的波形，若检测两个周期的波形为正确波形，则判断此时第一电路板110所发控制信号为正确档位工作的命令，然后控制器141才会控制电机170执行相应操作。如果两个周期的波形中其中出现错误波形或两个周期波形不一致，则控制器141不会控制电机170执行相应操作，从而保护了电机170。

并且，请参阅图4，在本实施例中，吸尘器工作状态控制装置100还包括电量显示板180，第二电路板140上还集成有电量采集单元142，电量显示板180与电量采集单元142均与控制器141电连接，电量采集单元142能够采集电源160的电量信息，并将该电量信息传输至控制器141，控制器141能够将电量信息传输至该电量现实板中进行显示，本实施例中电量显示板180分三颗灯显示电量。

并且，本实施例中提供的吸尘器工作状态控制装置100还包括工作指示灯190，该工作指示灯190与控制器141电连接，当控制器141控制电机170以不同功率运转时，会同时控制工作指示灯190显示不同的颜色。当然地，在其它的一些实施例中，还可通过其它方式进行工作指示，本实施例对此并不总任何限定。

第二实施例

请参阅图5，本发明实施例提供了一种吸尘器200，该吸尘器200包括外壳210与如第一实施例所述的吸尘器工作状态控制装置100，吸尘器工作状态控制装置100设置于外壳210内。

具体地，外壳210包括手柄212与底座211，手柄212与底座211转动连接，第一电路板110与信号输出电路120均设置于手柄212内，第二电路板140与电机170均设置于底座211内。

需要说明的是，在本实施例中，为了实现在体积较小的吸尘器200中设置该吸尘器工作状态控制装置100，同时实现用户在使用时更加便利，本实施例中，第一电路板110与信号输出电路120均设置于手柄212的靠近端部的三分之一的位置，从而便于用户的操作，同时，本实施例中的电源160开关设置于手柄212的端部，而电量显示板180设置于手柄212的靠近端部的三分之二的位置，从而充分利用吸尘器200内的空间的同时，还便于用户的操作。

综上所述，本发明提供的了一种吸尘器工作状态控制装置与吸尘器，该吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，且第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接。第一方面，由于在本发明提供的吸尘器工作状态控制装置与吸尘器中仅采用一条通信总线，即可实现第一电路板与第二电路板之间的限号传输与识别，不会出现时钟信号与数据信号不能对上的情况，从而降低了传输时的误码率。第二方面，由于相对于传统的双线或者多线的复杂通讯方式，采用单线通讯方式更加简单，使得信号传输更加快速，从而实现了板与板之间的快速通信。第三方面，由于采用单线通讯的方式结构更加简单，所以占用的体积更小，有利于吸尘器的小型化，同时节约了成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述吸尘器工作状态控制装置包括第一电路板、第二电路板、信号输出电路以及一条通信总线，所述第一电路板、所述信号输出电路、所述通信总线以及所述第二电路板依次电连接；所述第一电路板用于响应一用户输入的控制指令以生成控制信号，所述第二电路板用于在接收到所述控制信号后，控制一电机执行与所述控制信号匹配的操作。

2.如权利要求1所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述第一电路板包括信号端口，所述信号输出电路包括第一电阻、三极管以及第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端均与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的基极与所述信号端口电连接，所述三极管的发射极接地，且所述第一电阻的另一端与一外接电源电连接，所述第二电阻的另一端与所述通信总线电连接。

3.如权利要求2所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述第一电路板还包括电源端口，所述电源端口与所述外接电源电连接。

4.如权利要求1所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述第一电路板上集成有保护电路、逻辑控制电路以及档位调节装置，所述保护电路与所述逻辑控制电路电连接，且所述档位调节装置与所述逻辑控制电路电连接，所述逻辑控制电路与所述信号输出电路电连接，所述档位调节装置用于响应一用户操作以处于不同档位，所述逻辑控制电路用于输出与所述档位调节装置的当前所处档位匹配的占空比波形信号，已生成控制信号。

5.如权利要求1所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述吸尘器工作状态控制装置还包括除干扰电路，所述通信总线、所述除干扰电路以及所述第二电路板依次电连接。

6.如权利要求5所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述除干扰电路包括第三电阻与电容，所述第三电阻的一端与所述通信总线电连接，所述第三电阻的另一端分别与所述电容的一端、所述第二电路板电连接，所述电容的另一端接地。

7.如权利要求1所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述第二电路板集成有控制器，所述控制器与所述通信总线电连接，所述吸尘器工作状态控制装置还包括电机，所述电机与所述控制器电连接，所述控制器用于在接收到所述控制信号后控制所述电机按与所述控制信号匹配的功率运行。

8.如权利要求1所述的吸尘器工作状态控制装置，其特征在于，所述吸尘器工作状态控制装置还包括电源，所述电源分别与所述第一电路板、所述第二电路板以及所述信号输出电路电连接。

9.一种吸尘器，其特征在于，所述吸尘器包括外壳与如权利要求1至8任意一项所述的吸尘器工作状态控制装置，所述吸尘器工作状态控制装置设置于所述外壳内。

10.如权利要求9所述的吸尘器，其特征在于，所述外壳包括手柄与底座，所述手柄与所述底座转动连接，所述第一电路板与所述信号输出电路均设置于所述手柄内，所述第二电路板设置于所述底座内。