CN107913024A - 真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

真空吸尘器，包括传感器24，其感应吸尘器的头10的运动。传感器24连接到控制器25，控制器25被设置为当传感器24检测到头10的加速或减速高于一个预定限制时，减小施加到电机和风扇单元17的电机上的能量，从而当头在各清洁行程中减速、改变方向和再次加速时，使吸尘器瞬时消耗较少的能量。当传感器24检测到头10是静止的时候，控制器25减少施加到电机和风扇单元17的电机的能量。施加到搅拌电机的能量也可以被减少。电机能量的减低为真空吸尘器提供改善的能耗。

Description

真空吸尘器

技术领域

本发明涉及一种真空吸尘器。

背景技术

在一些国家的规定要求对大部分真空吸尘器必须提供信息，以便让顾客了解根据预期的真空吸尘器在硬地板上和/或地毯的使用的年度能量消耗(AE)和吸尘能力或者所谓的DPU。

确定通用目的真空吸尘器的能源效率等级的标准测试程序包括在上述两种地板表面上的对DPU能力的评价。AE能量消耗等级所根据的值是清洁每种地板类型分别所得到的DPU值的50％的和与获得上述每种地板上的DPU所需的风扇电机功率的产品。

通用目的的真空吸尘器的问题是在一种或者两种地板上可能不能获得一个良好的DPU，其结果是吸尘器的总DPU等级和综合年度能量消耗(AE)等级可能不好。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种具有改善的AE能量消耗等级的真空吸尘器。

根据本发明，第一方面，提供一种真空吸尘器，包括与被清洁的地板表面接合的头部，检测头的加速和/或减速的传感器，风扇，被设置用于旋转风扇以将空气从头吸入吸尘器的风扇电机，和与传感器及风扇电机连接的控制单元，其中，控制单元被设置为当传感器检测到加速或者减速高于预定限制时，减少施加到风扇电机的能量。

根据本发明的真空吸尘器在被用于确定吸尘器的DPU和AE能量消耗等级的具体的标准测试中具有节省能量的优点，在该测试中，头被多次以一个设定的速度反复向前和向后移动，跨越灰尘覆盖的测试表面的设定的长度。由于行程的方向改变，必须在跨域测试表面的每个行程的一个适当的区域允许加速到设定速度或者从设定速定减速，当计算AE能量消耗时，头在加速和减速时所用的能量也是被考虑在内的，因此，我们意识到当头在加速和/或减速时，通过减少风扇电机的能量可以得到显著的能量节约，这样减少在测试中的总能量消耗并改善吸尘器的AE等级。

根据本发明的真空吸尘器不仅可以在测试中的得到良好的AE等级，而且还为用户提供降低的能量消耗而对吸尘器的清洁能力没有不利的影响。通过检测加速和/或减速，而不是仅仅依靠一个简单的开/关运动传感器，当吸尘器有可能转变方向时，允许吸尘器预测或预料，因此任何电机功率的变化可以被更快地实现，其结果将是电机功率的平滑或更快的变化。

能源标签上所需提供的另一个参数是真空吸尘器发出的噪声，值得赞赏的是，当头部加速或减速时降低风扇电机的功率可以显著降低噪声，从而降低在测试期间的总噪声并提高吸尘器的噪声功率等级。

能源标签上所需提供的另一个参数是真空吸尘器的灰尘再排放水平，值得赞赏的是，当头部加速或减速时减少风扇电机功率可以显著降低该灰尘再排放水平，从而提高吸尘器的灰尘再排放等级。

在第一实施例中，传感器检测头的加速和减速，而当传感器检测到的加速或减速超过预定限制时，控制单元减小施加于风扇电机的能量。

在第二实施例中，传感器检测头部的减速，当传感器检测到的减速超过预定的限制时，控制单元减少风扇电机的能量，控制单元包括一个定时器，在设定的一段时间之后，增加风扇电机的能量。由于用于头从测试速度减速、改变方向和加速回到测试速度所需要的时间可以被确定，本发明可以通过感应减速开始并使用一个定时器来实现。然而，在实际情况中，第一个实施例是优选的，因为用户可能不会按照固定的方式移动头。

所述限制可能是一个相对较低的值，因为头需要以设定的速度通过测试表面(例如零加速或减速)。

预定的减速水平可能与预定的加速水平不同。该水平或每个水平可以被存储在控制单元中。控制单元可以被设置为当头部加速时，增加风扇电机的功率，从而当头到达被覆盖灰尘的测试表面时，使风扇电机全速运行。

控制单元可以被设置为当传感器检测到的加速或减速高于预定限制时，停止对风扇电机的能量供应。然后，由于这样会使风扇电机达到全速运行所需要的时间增加，优选的是仅将供应给风扇电机的能量减少到一个更低的值。

较低的功率值可能是一个固定的较低的值，例如全功率的20-60％。在某些情况下，在测试过程中，风扇电机可能不在全功率的情况下操作。我们的中国专利申请CN20160675680.6公开了一种用于通用目的的真空吸尘器，其在硬地板和地毯上具有良好的DPU等级，还配置减少用于清洁硬地板的风扇电机功率，通过在清洁硬地板过程中降低能耗的优点，也取得了很好的总AE等级。因此，吸尘器可以包括一模式选择执行器，其被设置为设定风扇电机的功率在第一清洁模式下为一低值而在第二清洁模式下为一高值。

在一个实施例中，根据清洁的设定模式，控制单元被设置为当传感器检测到的加速和/或减速超过预定限制时，以各自的设定百分比来降低设定的低或高功率值。该百分比在第一和第二清洁模式下可能是不同的。

在另一个实施例中，根据清洁的设定模式，控制单元被设置为当传感器检测到的加速和/或减速超过预定限制时，降低设定的低或高功率到各自的一个设定值。该设定值在第一和第二清洁模式下可能是不同的。

传感器可以被安装在吸尘器的任何部分，尽管如此，优选地，传感器被安装在吸尘器的头内，从而使它直接检测到的头的加速和/或减速。

吸尘器可能是所谓的直立吸尘器，其包括：直立的本体部分，本体部分在其下端枢接到通过轮子与地板接合的头部，用于围绕一横向轴向前和向后部分转动，本体部分包括用于分离和收集通过风扇被吸入吸尘器内的灰尘和污物的装置，在本体部分上端的直立的手柄，用于引导和操作吸尘器，位于头的下侧的抽吸口，空气从被清洁的地板表面通过该抽吸口而被风扇抽吸进入吸尘器内。在这样一个吸尘器中，传感器可以被安装在吸尘器的任何地方，因为在清洁过程中，整个吸尘器被向前和向后反复移动。

尽管如此，吸尘器还可能是所谓的罐式真空吸尘器，其包括被枢转连接到管状棒的一端的头部，该管状棒通过一个细长的柔性导管连接到吸尘器的本体。吸尘器的本体包括风扇和电机单元，被设置为通过头部吸入空气，沿导管进入本体，在此，空气中的任何被夹带的灰尘和污物被分离和收集。在本实施例中，传感器被设置在头部或管状棒内，并或者是无线地或者是通过沿导管延伸的电缆而连接到控制器。

一旋转搅拌刷可被横跨安装在头的抽吸口中，其敲打并清扫在进入吸尘器的气流区域内的地板表面。旋转搅拌刷或者由风扇电机驱动，或者也可以由头内的单独的搅拌电机驱动。在后一种情况下，控制单元也可以被设置为当传感器检测到的加速和/或减速超过预定限制时，降低施加到搅拌电机的能量。以这种方式，可以实现进一步的节能。当传感器检测到超过预定限制的加速或减速时，风扇电机和搅拌电机可以被控制并且和功率被降低。

由于硬地板清洁不需要搅拌器，在第一清洁模式中，模式选择执行器可以断开搅拌器电机的电源。

按照本发明，从第一方面来看，提供了一种操作真空吸尘器的方法，该方法包括在被清洁的表面向前和向后反复移动吸尘器的头，检测头的加速和/或减速，当被检测到的加速和/或减速超过预定限制时，降低供给吸尘器的风扇电机的能量。

优选地，本方法包括检测头的加速和减速，当检测到的加速或减速超过预定限制时，减小供给风扇电机的能量。

优选地，本方法包括：在一个方向上以恒定速度反复移动头，使其跨越待清洁的表面，头的运动减速，检测减速，降低供给风扇电机的能量，把头的运动方向改变到与第一方向相反的第二方向，朝向一基本恒定的速度加快头的运动，当头的运动速度达到或接近所述恒定的速度时，提高供给风扇电机的能量。

按照本发明，从第二方面看，也提供了一个真空吸尘器，包括与被清洁的地板表面接合的头部，用于检测头部的运动的传感器，风扇，被设置为转动风扇通过头部将空气吸入吸尘器的风扇电机，连接到传感器和风扇电机的控制单元，和模式选择执行器，其被设置为在第一清洁模式下设定风扇电机的功率在低值而在第二清洁模式下设定风扇电机的功率在高值，其中，控制单元被设置为根据被检测到的头的运动情况而改变供给风扇电机的能量。

在一个实施例中，根据清洁的设定模式，控制单元可以被设置为根据检测到的头部的运动而相应的以设定百分比来分别改变设定的低或高功率值。所述百分比在第一和第二清洁模式下可能是不同的。

在另一个实施例中，根据清洁的设定模式，控制单元可以被设置为根据检测到的头部的运动而将设定的低或高功率值改变到各自的设定值。所述设定值在第一和第二清洁模式下可能是不同的。

控制单元可以被设置为根据检测到的头的加速和/或减速而改变施加到风扇电机的设定功率。

可选择地或另外地，控制单元可以被设置为根据检测到的头部是移动还是静止的状态而改变所供给风扇电机的设定能量。在吸尘器处于静止状态时，供给施加到风扇电机的能量可以大大减少或完全去除，因为这往往是表明该吸尘器没有被使用。在当传感器检测到头部为静止状态后的预定时间段后，供给风扇电机的能量可以大幅度地减少或完全去除。

一些直立吸尘器可以包括一柔性软管，在该柔性软管的远端安装有清洁工具，以便用户可以进行高于地面的清洁。在这样的吸尘器中，由风扇所产生的抽吸可以通过多个不同的方式中的一个从头切换到软管。显然地，可取的是，当吸尘器被带入一个静止状态而用于高于地面的清洁的时候，应防止供给到风扇电机的能量被减少或去除。因此，优选地，吸尘器包括感应装置，用于感应当清洁器被用于高于地面的清洁和防止施加到风扇电机上的能量被减少或去除。该感应装置可以包括一个开关或检测器，其检测软管的远端脱离吸尘器或清洁工具从吸尘器上的存储位置上移除。

一旋转搅拌刷可跨越头部内的抽吸口而被安装，其敲打并清扫在气流进入吸尘器的区域内的地板表面。旋转搅拌刷或者是由风扇电机驱动，或者是由单独的搅拌电机驱动。在后一种情况下，控制单元也可以被设置为根据所检测到的头部的运动而改变施加到搅拌电机的能量。

附图说明

仅通过举例的方式对本发明的真空吸尘器头的实施例进行描述并参照附图，其中：

图1是根据本发明的直立真空吸尘器的示意图；

图2是模拟真空吸尘器在地毯灰尘清除测试的示意图。

具体实施方式

参考附图1，示出了一直立真空吸尘器，其包括与地板接合的头10，头10由前轮12和后轮13支撑。直立的本体部分11枢转安装到头10的后部，本体部分11包括手柄14，用于引导吸尘器。头10包括被紧邻前轮12设置的一细长的横向抽吸口15。旋转搅拌刷16延伸跨越抽吸口15，用于在清洁过程中敲打并清扫地板表面。

被设置在头10内的电机和风扇单元17可以通过带子(未显示)驱动搅拌刷16。在一个可选择的实施例中，搅拌刷16可由单独的电机(未显示)驱动。在另一个可选择的实施例中，电机和风扇单元17可以被设置在直立本体部分11内。

电机和风扇单元17在导管18中生成一个降低的空气压力，其通过颈部20连通位于本体部分11内的灰尘分离装置19的清洁空气出口管。在使用中，颈部20作为一个点，本体部分11可以围绕该点相对于头10在所显示的停止位置和一个使用位置之间转动。一个细长的柔性软管21连接到被设置在本体部分11中的灰尘分离装置19的脏空气入口。

在吸尘器的地板清洁模式下，软管的21的远端可拆卸地连接到位于吸尘器的头10上的端口22，其与抽吸口15连通。因此，在旋转搅拌器16的动作引导下，污垢和灰尘被吸引离开地板进入抽吸口15。污垢和灰尘然后被沿着软管21输送到分离装置19。干净的空气于是被向下通过颈部20抽吸进入电机和风扇单元17，在这里，空气通过排气管23被排入大气。

在吸尘器的高于地面的清洁模式下，软管的21的远端可拆卸地连接到清洁工具(未显示)。软管21是柔韧的和可扩展的，因此允许在其远端的工具可被用于清洁可以触及的各种表面。因此，污垢和灰尘被吸引离开表面，并沿着软管21被输送到分离装置19。干净的空气于是被向下通过颈部20抽吸进入电机和风扇单元17，在这里，空气通过排气管23被排入大气。值得注意的是，旋转搅拌器16在高于地面的清洁中是多余的，并且在高于地面的清洁过程中，用于从地面提升吸尘器头所需要的常规机制可以避免。

运动传感器24被设置在头10中。该运动传感器可以包括以下任何一个：

1、一个单元，其包含一可移动构件，用于操作一个开关；

2、一个弹簧开关，其与位于一个轮子上的一个或多个磁铁配合；

3、一个档位开关或水银开关；

4、一个光学传感器，其感应从地板表面反射的光；

5、一个光电池，其与位于一个轮子上的或者位于一个轮轴上的标志配合；

6、一个加速度计，例如微机电系统(MEMS)加速度计。

运动传感器24连接到控制器25，该控制器具有连接到电机和风扇单元17的电机的输出。如果有安装搅拌电机的话，控制器25也可以连接到搅拌电机。

旋转的模式选择执行器26被设置在头10的上表面上。执行器26可以根据吸尘器所需的模式而被转动到多个不同位置中的一个位置上。在一个实施例中，可能有4种不同的模式。执行器26被设置为根据被选择的吸尘器的模式而使头10的前轮12向上和向下，请参考我们在中国专利申请CN20160675680.6中的更详细的说明。

清洁硬地板时，在吸尘器中的搅拌器16持续旋转，清洁硬地板时最好将抽吸口15提高以避免地板被搅拌器损伤，而地毯清洗时最好的是将抽吸口降低到一个位置，在此搅拌器可以击打和清扫地毯。

吸尘器的搅拌器16的旋转可以停止，将抽吸口15降低到一个水平以下，在该水平，可以执行最好的地毯清洁，从而可以得到更好的DPU值。清洁地毯时，抽吸口15的被提升的量取决于被清洁的地毯的纤维的长度。此外，当执行硬地板清洁时，硬地板清洁模式被执行器26选定，模式选择执行器26被设置为断开搅拌电机(如果有安装搅拌电机)的电源。在进行硬地板清洁时解除搅拌电机的电源有助于节省能量，并提高吸尘器的总AE年度能耗。

因此，通过将执行器26旋转到一个适当的位置，真空吸尘器可以有以下的使用模式：

参考附图2，吸尘器的AE和DPU值的确定是通过这样的测试得到的：以设定的速度反复向前和向后移动头10一定次数，使其通过灰尘覆盖的测试表面的设定长度(例如700mm)。由于行程的方向改变，必须在跨域测试表面的每个行程的末端的一个适当的区域内允许头加速到设定速度或者从设定速定减速。

按照本发明，控制器25被设置为当传感器24检测到头10的加速或减速高于一个预定限制从而表明头10处于测试区域的端部的加速/减速区内时，减小施加到电机和风扇单元17的电机上的能量。

当通过将执行器26转到位置P2而选定硬地板清洁模式时，电机和风扇单元17的电机通常在清洁过程中运行在一减小的功率W1。然而，当传感器24检测到头10的加速或减速超过预定限制，功率水平W1被降低到预先设定的功率水平W1’。

当通过将执行器26转到位置P3或P4而选定地毯清洁模式时，电机和风扇单元17的电机通常在清洁过程中运行在全功率W2。然而，当传感器24检测到头10的加速或减速超过预定限制时，功率水平W2被降低到预先设定的功率水平W2’。

被降低的功率水平W1’和W2’可能分别是功率水平W1和W2的50–60％，虽然，值得欣赏的是，该比例可以是不同的。

值得欣赏的是，当头10减速、改变方向和加速时，通过减少供给到电机和风扇单元17的电机的能量而实现节能。以这种方式，在测试过程中的总能量消耗被降低，并提高了吸尘器的AE等级。

如果吸尘器装有搅拌电机，当通过将执行器26转到位置P2而选定硬地板清洁模式时，该电机不运行。然而，如果该电机运行或者通过将执行器26转到位置P3或P4而选定地毯清洁模式时，当传感器24检测到头10的加速或减速超过预定限制，施加到搅拌电机的功率可以被去除或减小。

值得欣赏的是，在每个行程的末端，当头减速、变化方向和再次加速时，通过减少或去除施加到搅拌电机的能量可以进一步实现节能。以这种方式，在测试过程中的总能量消耗被进一步降低，并进一步提高吸尘器的AE等级。

当传感器24检测到头10是静止的，施加到电机和风扇单元17的电机的能量可以被减少或完全去除，优选地，是在检测到静止后几秒钟的延迟后减小功率，以避免在清洁过程中的瞬时中断导致的功率水平的变化。如果供给电机和风扇单元17的电机的能量被降低，其可能会被降低到一个预先设定的功率水平，可能是功率水平W1和W2的50–60％，虽然值得欣赏的是，该比例可能是不同的。

如果吸尘器装有搅拌电机，当通过将执行器26转到位置P2而选定硬地板清洁模式时，该电机可能不运行。然而，如果该电机是运行的或者当通过将执行器26转到位置P3或P4而选定地毯清洁模式时，当传感器24检测到头10是静止的时，施加到搅拌电机的能量可以被去除或减小。

再次参照附图1，该吸尘器包括一个开关27，其根据软管21的远端是连接到吸尘器的头10上的端口22或从该端口22上移除而改变状态。当软管21的远端被从端口22上移除以用于高于地面的清洁时，无论吸尘器是静止状态，开关17工作，使施加到电机和风扇单元17的电机上的功率为全功率。当软管21的远端被从端口22移除而用于高于地面的清洁时，开关17也可以工作，去除施加到搅拌电机的供电，这是因为执行高于地板的清洁时不需要搅拌器，这也是不可取的，因为它能导致电机上的应变和磨损表面。

在第一实施例中，取代开关17，还可以通过把执行器26转到另一个位置P5而选择执行高于地面的清洁。在第二个可选实施例中，可用真空开关或传感器来检测头内的真空，因为当软管21被移除而进行高于地面的清洁时，头内的真空水平为零。在第三个可选的实施例中，如果吸尘器是用于高于地面的清洁的话，开关或传感器，如传感器24是能够检测到的。

根据本发明的一种真空吸尘器，其结构简单、价格低廉，但具有以下优点：

减少损坏或磨损地板表面的机会；

减少能源消耗和改善AE等级；

降低噪音和改善噪声水平等级；

减少灰尘再排放量和改善灰尘再排放等级；

在翻倒时减少来自搅拌器的损伤和潜在危险；

减少传动带磨损；

增加电机寿命。

Claims (20)

1.一种真空吸尘器，包括与被清洁的地板表面接合的头部，检测头的加速和/或减速的传感器，风扇，被设置用于旋转风扇以将空气从头吸入吸尘器的风扇电机，和与传感器及风扇电机连接的控制器，其中，控制器被设置为当传感器检测到加速或者减速高于预定限制时，减少施加到风扇电机的能量。

2.根据权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中，传感器检测头的加速和减速，而当传感器检测到的加速或减速超过预定限制时，控制器减小施加于风扇电机的能量。

3.根据权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为当头部加速时，增加风扇电机的能量。

4.根据权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为将供应给风扇电机的能量减少到一个固定的更低的值。

5.根据权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中，包括一模式选择执行器，其被设置为设定风扇电机的设定功率在第一清洁模式下为一低值而在第二清洁模式下为一高值。

6.根据权利要求5所述的一种真空吸尘器，其中，当传感器检测到的加速和/或减速超过预定限制时，以设定百分比降低设定功率。

7.根据权利要求5所述的一种真空吸尘器，其中，设定功率被分别降低到一个设定值。

8.根据权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中，包括一旋转搅拌刷，其被横跨安装在头的抽吸口中，旋转搅拌刷由独立于风扇电机的搅拌电机驱动，控制器也可以被设置为当传感器检测到的加速和/或减速超过预定限制时，降低供给搅拌电机的能量。

9.一种操作真空吸尘器的方法，该方法包括在被清洁的表面向前和向后反复移动吸尘器的头，检测头的加速和/或减速，当被检测到的加速和/或减速超过预定限制时，降低供给吸尘器的风扇电机的能量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法包括检测头的加速和减速，当检测到的加速或减速超过预定限制时，减小供给风扇电机的能量。

11.根据权利要求9所述的方法，包括：在一个方向上以基本恒定的速度反复移动头，使其跨越待清洁的表面，头减速，检测头的运动的减速，降低供给风扇电机的能量，把头部的运动方向改变到与第一方向相反的第二方向，朝向一基本恒定的速度加快头的运动，当头的运动速度达到或接近所述恒定的速度时，提高供给风扇电机的能量。

12.一种真空吸尘器，包括与被清洁的地板表面接合的头部，用于检测头的运动的传感器，风扇，被设置为转动风扇通过头部将空气吸入吸尘器的风扇电机，连接到传感器和风扇电机的控制器，和模式选择执行器，其被设置为在第一清洁模式下设定风扇电机的功率在低值而在第二清洁模式下设定风扇电机的功率在高值，其中，控制器被设置为根据被检测到的头的运动情况而改变施加到风扇电机的能量。

13.根据权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为根据检测到的头部的运动而以相应的设定百分比来改变设定功率值。

14.根据权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为根据检测到的头部的运动而将设定功率分别改变到各自的设定值。

15.根据权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为根据检测到的头的加速和/或减速而改变施加到风扇电机的设定功率。

16.根据权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中，控制器被设置为根据检测到的头部是移动还是静止的状态而改变所施加到风扇电机的设定功率。

17.根据权利要求16所述的一种真空吸尘器，其中，控制器可以被设置为在当传感器检测到头部为静止状态后的预定时间段后，改变供给风扇电机的能量。

18.根据权利要求16所述的一种真空吸尘器，包括一柔性软管，在该柔性软管的自由远端可安装有清洁工具，以进行高于地面的清洁，该吸尘器进一步包括感应装置，其用于感应当清洁器被用于高于地面清洁时和头被检测到处于静止状态时防止施加到风扇电机上的能量被减少或去除。

19.根据权利要求18所述的一种真空吸尘器，其中，所述感应装置包括一个开关或检测器，其检测软管的远端脱离吸尘器。

20.根据权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中，一旋转搅拌刷被横跨安装在头的抽吸口中，旋转搅拌刷由独立于风扇电机的搅拌电机驱动，控制器被设置为根据检测到的头的运动而改变施加到搅拌电机的能量。