CN115459671A - 基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备。方法包括：获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。本发明的清洁设备上的旋转编码器的旋转不需要局限于一个360°方向上的调节，可以在任意多个360°方向上进行循环调节，通过旋转编码器在任意多个360°方向上的循环调节来实现电机任意转速的调节，可以实现清洁设备的高精度的电机调速，操作灵活度高，能有效提升用户对清洁设备的体验感。

Description

基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备

技术领域

本发明涉及清洁设备领域，特别涉及一种基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备。

背景技术

近年来，电机已广泛应用于各个领域，如机械车床、清洁设备等。其中，在用于清洁设备的实际应用中，可以通过电机调速来满足清洁设备对速度的不同需求。要实现清洁设备中电机调速精度高、调速范围广的目的，调速控制器的设计与研究显得至关重要。

目前，现有的电机调速控制器大都是通过操作电位调档器的旋钮开关(其核心器件为旋转编码器)来实现的。在这种类型的电机调速控制器中，旋转开关只能在单个360°方向上进行旋转。例如为了实现电机加速，是通过在单个个360°方向上瞬时针操作旋转开关，当旋转开关顺时针旋转一周(即单个360°)后，电机从一个起始值加速到最大值，之后旋转开关只能逆时针操作而无法继续顺时针操作；同理，为了实现电机减速，是通过在单个360°方向上逆时针操作旋转开关，当旋转开关逆时针旋转一周(即单个360°)后，电机从一个起始值减速到最小值，之后旋转开关只能顺时针操作而无法继续逆时针操作。

因此，这种电机调速控制器只能在单个360°方向上进行旋转，而无法通过旋转编码器在多个360°方向上的循环调节来实现高精度的电机调速，其操作灵活度较差。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是如何通过旋转编码器在多个360°方向上的循环调节来实现高精度的电机调速，提升电机调速的操作灵活度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于编码器的电机调速方法，包括：

获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；

根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

可选地，所述输出脉冲信号包括至少一组双脉冲信号，且每组所述双脉冲信号中均包括两个先后输出的单脉冲信号；

所述根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量，包括：

对每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号的输出先后顺序分别进行识别；

根据每组所述双脉冲信号中两个单脉冲信号的所述输出先后顺序，分别确定出对应的所述双脉冲信号的计数值；

对所有所述双脉冲信号的所述计数值进行求和，得到所述输出脉冲信号的脉冲数值；

根据所述脉冲数值，分别确定所述电机的所述加减速调节方向和所述速度调节量。

可选地，每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号分别为第一脉冲信号和第二脉冲信号；

所述根据每个所述双脉冲信号中两个所述单脉冲信号的所述输出先后顺序，分别确定出对应的所述双脉冲信号的计数值，包括：

在每组所述双脉冲信号中，当所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为+1；当所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为-1。

可选地，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为高电平信号。

可选地，所述根据所述脉冲数值，确定所述电机的所述加减速调节方向和所述速度调节量，包括：

当所述脉冲数值为正数时，确定电机的所述加减速调节方向为加速调节；当所述脉冲数值为负数时，确定电机的所述加减速调节方向为减速调节；

预先获取所述旋转编码器上配置的旋钮每顺时针旋转一周或每逆时针旋转一周时，所述旋转编码器所对应产生的脉冲总数；

比较所述脉冲数值的绝对值与所述脉冲总数之间的大小；

当所述脉冲数值的绝对值小于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值确定为所述电机的速度调节档位数；

当所述脉冲数值的绝对值大于或等于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值除以所述脉冲总数之后的余数确定为所述电机的所述速度调节档位数；

根据所述速度调节档位数和预设速度档位给定值，计算得到所述速度调节量；其中，所述预设速度档位给定值指所述速度调节档位数中每个速度调节档位所对应的电机转速变化量。

可选地，所述根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速，包括：

获取所述电机的当前转速；

根据所述当前转速和所述速度调节量，得到所述电机的目标转速；

当所述加减速调节方向为加速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行加速调节；当所述加减速调节方向为减速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行减速调节。

可选地，所述获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号，包括：

当所述旋转编码器上配置的所述旋钮每顺时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出；

当所述旋转编码器上配置的所述旋钮每逆时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出。

此外，本发明还提出一种基于编码器的电机调速系统，应用于前述的基于编码器的电机调速方法中，包括：

信号获取模块，用于获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

主控模块，用于根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；还用于根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

此外，本发明还提出一种清洁设备，包括：

设备本体；

旋转编码器，设于所述设备本体上；

电机，设于所述设备本体上；以及

前述的基于编码器的电机调速系统，设于所述设备本体上，与所述旋转编码器和所述电机均通信连接。

可选地，还包括：

电源，设于所述设备本体上，与所述基于旋转编码器的电机无极调速系统、所述旋转编码器和所述电机均电连接。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

加减速调节方向包括加速调节和减速调节，指电机是加速还是减速；速度调节量是指电机的转速需要调节多少。清洁设备上的旋转编码器在旋转时，会产生输出脉冲信号，通过获取该输出脉冲信号，可以确定用户在操作一次旋转编码器时，电机对应的加减速调节方向，即确定在用户的操作下，电机需要加速还是减速；同时，根据该输出脉冲信号，还可以确定在用户的操作下，电机对应的速度变化量；基于该加减速调节方向和速度调节量，即可以按照用户的实际操作需求来控制电机进行对应的调速；

由于输出脉冲信号是旋转编码器旋转时所产生的，当旋转编码器旋转一周后，其无论向原来的方向继续旋转，还是往相反的方向旋转，均会产生对应的输出脉冲信号，因此当旋转编码器在多个360°方向上循环调节时，均能产生对应的输出脉冲信号，基于对应的输出脉冲信号确定出的对应的加减速调节和速度调节量，即可实现对应的电机调速；

本发明提供的基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备，清洁设备上的旋转编码器的旋转不需要局限于一个360°方向上的调节，可以在任意多个360°方向上进行循环调节，通过旋转编码器在任意多个360°方向上的循环调节来实现电机任意转速的调节，可以实现清洁设备的高精度的电机调速，操作灵活度高，能有效提升用户对清洁设备的体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中一种基于编码器的电机调速方法的流程图；

图2a为本发明实施例一中旋转编码器顺时针旋转α角时输出的两个单脉冲信号的时序图；

图2b为本发明实施例一中旋转编码器逆时针旋转α角时输出的两个单脉冲信号的时序图；

图3为本发明实施例一中确定电机的加减速调节方向和速度调节量的流程图；

图4为本发明实施例一中根据加减速调节方向和速度调节量控制电机调速的流程图；

图5为本发明实施例一中吸尘器进行电机调速的完整流程图；

图6为本发明实施例二中一种基于编码器的电机调速系统的模型结构图；

图7为本发明实施例三中一种清洁设备的模型结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

本发明中的基于编码器的电机调速方法、系统和具有其的清洁设备，可适用于任何设有电机的清洁设备，例如吸尘器、洗地机等，下述实施例以吸尘器为例进行说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种基于编码器的电机调速方法，用于清洁设备，包括：

S1：获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

S2：根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；

S3：根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

本实施例提供的基于编码器的电机调速方法中，清洁设备上的旋转编码器在旋转时，会产生输出脉冲信号，通过获取该输出脉冲信号，可以确定用户在操作一次旋转编码器时，电机对应的加减速调节方向，即确定在用户的操作下，电机需要加速还是减速；同时，根据该输出脉冲信号，还可以确定在用户的操作下，电机对应的速度变化量；基于该加减速调节方向和速度调节量，即可以按照用户的实际操作需求来控制电机进行对应的调速；

由于输出脉冲信号是旋转编码器旋转时所产生的，当旋转编码器旋转一周后，其无论向原来的方向继续旋转，还是往相反的方向旋转，均会产生对应的输出脉冲信号，因此当旋转编码器在多个360°方向上循环调节时，均能产生对应的输出脉冲信号，基于对应的输出脉冲信号确定出的对应的加减速调节和速度调节量，即可实现对应的电机调速。

本实施例提供的基于编码器的电机调速方法，清洁设备上的旋转编码器的旋转不需要局限于一个360°方向上的调节，可以在任意多个360°方向上进行循环调节，通过旋转编码器在任意多个360°方向上的循环调节来实现电机任意转速的调节，可以实现清洁设备的高精度的电机调速，操作灵活度高，能有效提升用户对清洁设备的体验感。

优选地，所述输出脉冲信号包括至少一组双脉冲信号，且每组所述双脉冲信号中均包括两个先后输出的单脉冲信号。

通过上述至少一组具有输出先后顺序的双脉冲信号，能够便于后续获取输出脉冲信号的脉冲数值，进而依据脉冲数值来确定电机的加减数调节方法和速度调节量。

具体地，每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号分别为第一脉冲信号和第二脉冲信号。

在一个可选的实施例中，S1包括：

当所述旋转编码器上配置的旋钮每顺时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出；

当所述旋转编码器上配置的所述旋钮每逆时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出。

在清洁设备中，为便于基于旋转编码器来控制电机，通常在旋转编码器上配置旋钮来方便用户来旋转该旋转编码器；因此，本实施例中，当旋转编码器每旋转α角时，即输出一组双脉冲信号；更具体地，当每顺时针旋转α角时，旋转编码器即输出一组第一脉冲信号先于第二脉冲信号输出的双脉冲信号，清洁设备的主控模块可依次接收该第一脉冲信号和第二脉冲信号；当每逆时针旋转α角时，旋转编码器即输出一组第二脉冲信号先于第一脉冲信号输出的双脉冲信号，清洁设备的主控模块可依次接收该第二脉冲信号和第一脉冲信号；基于上述产生机制的输出脉冲信号，一方面能便于后续确定出输出脉冲信号中每组双脉冲信号的计数值，进而统计出输出脉冲信号的脉冲数值；另一方面便于通过旋转编码器顺时针旋转或逆时针旋转，均可以实现多个档位的电机调速，进而实现电机的无极调速。

其中，α角可根据实际情况设置和调整，例如将α角设置为36°，则旋转编码器上的旋钮每顺时针旋转36°，旋转编码器即输出一个第一脉冲信号，接着再输出一个第二脉冲信号；旋转编码器上的旋钮每逆时针旋转36°，旋转编码器即输出一个第二脉冲信号，接着再输出一个第一脉冲信号。若用户操作旋转编码器上配置的旋钮，顺时针旋转180°，则旋转编码器依次输出5组双脉冲信号，且每组双脉冲信号中的第一脉冲信号均先于第二脉冲信号输出；若逆时针旋转180°，则旋转编码器依次输出5组双脉冲信号，且每组双脉冲信号中的第二脉冲信号均先于第一脉冲信号输出；若顺时针旋转540°，则旋转编码器依次输出15组双脉冲信号，且每组双脉冲信号中的第一脉冲信号均先于第二脉冲信号输出；若逆时针旋转540°，则旋转编码器依次输出15组双脉冲信号，且每组双脉冲信号中的第二脉冲信号均先于第一脉冲信号输出。旋钮顺时针旋转一周或逆时针旋转一周，旋转编码器均可输出15组双脉冲信号，相当于通过旋钮在单个360°上的调节，可以实现10个档位的速度调节。

当然，在另一个可选的实施例中，也可以设置成，当每顺时针旋转α角时，旋转编码器即输出一组第二脉冲信号先于第一脉冲信号输出的双脉冲信号；当每逆时针旋转α角时，旋转编码器即输出一组第一脉冲信号先于第二脉冲信号输出的双脉冲信号，这对于本领域技术人员是可以理解的。

具体地，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为高电平信号。

在本实施例中，旋转编码器有1个地线和2个输出信号脚，分别为A信号脚和B信号脚，这2个输出信号脚均与清洁设备中的主控模块进行连接；当顺时针旋转该旋转编码器时，A信号脚会先输出一个高电平信号到主控模块，B信号脚随后也输出一个高电平信号到主控模块，2个输出信号脚所输出的2个高电平信号的波形图如图2a所示；当逆时针旋转该旋转编码器时，B信号脚会先输出一个高电平信号到主控模块，A信号脚随后也输出一个高电平信号到主控模块，，2个输出信号脚所输出的2个高电平信号的波形图如图2b所示。当然，本实施例也可以设置成，当顺时针旋转该旋转编码器时，B信号脚会先输出一个高电平信号到主控模块，A信号脚随后也输出一个高电平信号到主控模块；当逆时针旋转该旋转编码器时，A信号脚会先输出一个高电平信号到主控模块，B信号脚随后也输出一个高电平信号到主控模块。

需要说明的是，第一脉冲信号与第二脉冲信号之间的相位差(即输出时间差)可根据实际情况预先设定，其具体数值此处不再列举。

优选地，如图3所示，S2包括：

S21：对每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号的输出先后顺序分别进行识别；

S22：根据每组所述双脉冲信号中两个单脉冲信号的所述输出先后顺序，分别确定出对应的所述双脉冲信号的计数值；

S23：对所有所述双脉冲信号的所述计数值进行求和，得到所述输出脉冲信号的脉冲数值；

S24：根据所述脉冲数值，分别确定所述电机的所述加减速调节方向和所述速度调节量。

由于用户在操作旋转编码器上配置的旋钮时，旋转编码器在不同的旋转方向下会产生输出先后顺序不同的至少一组双脉冲信号，而不同的旋转方向则对应电机不同的加减速调节方向；因此首先对每组双脉冲信号中两个单脉冲信号的输出先后顺序进行识别，基于每个输出先后顺序来确定每组双脉冲信号的计数值，能将旋转编码器的旋转方向体现到计数值中，便于后续利用计数值来分析旋转编码器的旋转方向，进而统计出最终的脉冲数值，并最终确定出电机是加速还是减速；同时，旋转编码器在旋转不同角度时，产生的输出脉冲信号中的双脉冲信号的数量也不同，而旋转编码器不同的旋转角度对应电机不同的速度调节量，因此基于双脉冲信号的计数值所统计而来的脉冲数值也能体现出旋转编码器的旋转角度，进而能便于确定出电机的转速最终需要调节的量。

本实施例通过上述S21～S24所述方法步骤，能高效地、准确地识别出旋转编码器被用户操作后，清洁设备中电机对应的加减速调节方向和速度调节量，便于实现高精度的电机调速。

在一个可选的实施例中，S21中可以利用清洁设备中的主控模块来识别每组双脉冲信号中两个单脉冲信号的输出信号顺序，其具体识别方法为现有技术，此处不再赘述。

在一个可选的实施例中，S22包括：

在每组所述双脉冲信号中，当所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为+1；当所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为-1。

通过上述计数方法，可以利用计数值的正负来表示每组双脉冲信号中两个单脉冲信号的输出先后顺序，利用计数值的具体数值来表示双脉冲信号的数量，即将双脉冲信号的输出先后顺序和数量赋予到对应的计数值上，进而便于后续利用该赋予了输出先后顺序和数量的计数值来统计最终的脉冲数值，进而分析出加速度调节方向和速度调节量。

S23中直接对所有的计数值进行求和，可得到同时反映出加减速调节方向和速度调节量的脉冲数值。

在一个可选的实施例中，S24中，根据脉冲数值确定电机的加减速调节方法，包括：

当所述脉冲数值为正数时，确定电机的所述加减速调节方向为加速调节；当所述脉冲数值为负数时，确定电机的所述加减速调节方向为减速调节。

由于脉冲数值是基于赋予了双脉冲信号的输出先后顺序和数量的计数值求和而得，因此根据脉冲数值的正负能直接准确地分析出旋转编码器上旋钮的旋转方向，进而确定出所需要调节的加减速调节方向，方法简单可靠，易于实现。

具体地，当α角设置为36°时，若操作旋转编码器上配置的旋钮，顺时针旋转180°，则旋转编码器依次输出的5组双脉冲信号对应的计数值分别为+1、+1、+1、+1和+1，进而最终得到输出脉冲信号的脉冲数值为+5，该脉冲数值为正数，则确定电机需要加速；若逆时针旋转180°，则依次输出的5组双脉冲信号对应的计数值分别为-1、-1、-1、-1和-1，进而最终得到输出脉冲信号的脉冲数值为-5，该脉冲数值为负数，则确定电机需要减速；若顺时针旋转540°，则依次输出的15组双脉冲信号对应的计数值均为+1，进而最终得到输出脉冲信号的脉冲数值为+15，该脉冲数值为正数，则确定电机需要加速；若逆时针旋转540°，则依次输出的15组双脉冲信号对应的计数值均为-1，进而最终得到输出脉冲信号的脉冲数值为-15，该脉冲数值为负数，则确定电机需要减速。

当然，也可以设置成，在每组双脉冲信号中，当第一脉冲信号先于第二脉冲信号输出时，其对应的双脉冲信号的计数值为-1；当第二脉冲信号先于第一脉冲信号输出时，其对应的双脉冲信号的计数值为+1。与前述的是实施例同理，只需要在后续根据最终的脉冲数值的正负来确定加减速调节方向的机制，调整为：脉冲数值为负数时，确定电机的加减速调节方向为加速调节；当脉冲数值为正数时，确定电机的加减速调节方向为减速调节，这对于本领域技术人员是可以理解的。

在一个可选的实施例中，在S24中，根据脉冲数值，确定电机的速度调节量，包括：

预先获取所述旋转编码器上配置的旋钮每顺时针旋转一周或每逆时针旋转一周时，所述旋转编码器所对应产生的脉冲总数；

比较所述脉冲数值的绝对值与所述脉冲总数之间的大小；

当所述脉冲数值的绝对值小于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值确定为所述电机的速度调节档位数；

当所述脉冲数值的绝对值大于或等于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值除以所述脉冲总数之后的余数确定为所述电机的所述速度调节档位数；

根据所述速度调节档位数和预设速度档位给定值，计算得到所述速度调节量；其中，所述预设速度档位给定值指所述速度调节档位数中每个速度调节档位所对应的电机转速变化量。

由于本实施例中旋钮编码器上配置的旋钮可在任意多个360°上循环调节，因此预先设定旋钮每顺时针旋转一周或每逆时针旋转一周时，旋转编码器所产生的脉冲总数，与脉冲数值的绝对值进行比较，可以知晓用户在实际旋转旋钮时，是否经历过一个或一个以上的360°的循环调节；而由于旋钮在经历过一个或一个以上的360°的调节后若继续循环调节，则对应电机的转速会从循环调节前的起始值继续进行调节(例如，若旋钮从零位顺时针旋转到360°位时，电机是从最小转速加速到最大转速，若旋钮从该360°位继续顺时针旋转，则电机的转速会跳转到最小转速，并从该最小转速继续加速)，因此根据脉冲总数和脉冲数值的绝对值的比较结果，可以准确获取到在旋钮编码器上配置的旋钮经过任意多个360°的循环调节时，电机转速实际所真实需要调节的量(即速度调节量)；进而基于旋转编码器在任意多个360°的循环调节，来实现电机高精度的调速。

在根据脉冲总数和脉冲数值的绝对值的比较结果来确定电机转速实际所真实需要调节的量时，当脉冲数值的绝对值小于脉冲总数，说明旋钮的旋转角度未超过360°，即旋转编码器仅在单个360°上对电机转速进行调节，此时脉冲数值的绝对值即代表在该单个360°的调节上，电机实际调节的速度档位的数量(即速度调节档位数)；当脉冲数值的绝对值大于或等于脉冲总数，说明旋钮的旋转角度超过360°，即此时旋转编码器经历了一个或一个以上的360°的循环调节，此时将脉冲数值的绝对值除以脉冲总数，得到的商数即代表旋钮旋转的周数，即旋转编码器经过360°循环调节的循环数量n，而脉冲数值的绝对值除以脉冲总数之后的余数即代表在该n个360°的循环调节后，电机实际调节的速度档位的数量(即速度调节档位数)；当脉冲数值的绝对值除以脉冲总数之后的余数为0，说明旋钮的旋转角度刚好等于n个360°，此时电机转速回到循环调节前的起始值(即当前转速)，速度调节档位数为0，即电机的速度调节量为0，在实际过程中电机转速维持当前转速不变。

具体地，当α角设置为36°时，旋钮每顺时针旋转一周或每逆时针旋转一周时，旋转编码器所对应产生的脉冲总数均为10，即可以实现10个速度档位的电机调速；若操作旋转编码器上配置的旋钮，顺时针旋转180°，则得到输出脉冲信号的脉冲数值为+5，其绝对值小于脉冲总数，则速度调节档位数为脉冲数值的绝对值，即为5；若逆时针旋转180°，则输出脉冲信号的脉冲数值为-5，其绝对值同样小于脉冲总数，则速度调节档位数也为脉冲数值的绝对值，即5；若顺时针旋转540°，则输出脉冲信号的脉冲数值为+15，其绝对值大于脉冲总数，则速度调节档位数为脉冲数值的绝对值除以脉冲总数之间的余数，即5；若逆时针旋转540°，则输出脉冲信号的脉冲数值为-15，其绝对值也大于脉冲总数，则速度调节档位数为脉冲数值的绝对值除以脉冲总数之间的余数，也为5。

预设速度档位给定值指每个速度调节档位所对应的电机转速变化量，即旋转编码器上的旋钮每旋转α角，则电机转速即变化一档，其变化量为预设速度档位给定值。基于该预设速度档位给定值和速度调节档位数，可直接计算出电机总的速度调节量。

优选地，如图4所示，S3包括：

S31：获取所述电机的当前转速；

S32：根据所述当前转速和所述速度调节量，得到所述电机的目标转速；

S33：当所述加减速调节方向为加速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行加速调节；当所述加减速调节方向为减速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行减速调节。

通过当前转速和速度调节量可直接计算得到用户操作旋转编码器后电机所需要达到的目标转速，按照该目标转速和加减速调节方向，即可实现电机对应的调速控制；该控制方法简单易行，可靠性高。

在S31中，电机的当前转速可通过清洁设备内置的速度传感器实时检测而得，并实时存储在主控模块的存储单元中。

在一个可选的实施例中，设电机当前转速为700r/s，预设速度档位给定值为100r/s，则电机在旋转编码器的调节下，每变化一档时，转速即变化100r/s，若是加速调节，则控制电机加速至800r/s，若是减速调节，则控制电机减速至600r/s；若速度调节档位数为m，则电机转速变化m档，即速度变化量为m×100r/s；若是加速调节，则控制电机加速至(700+m×100)r/s，若是减速调节，则控制电机减速至(700-m×100)r/s。

本实施例以吸尘器为例，按照本实施例的基于编码器的电机调速方法来实现吸尘器中电机调速的完整流程如图5所示。

需要说明的是，在实际过程中，当吸尘器上电后，吸尘器中的电机以一个预设的最小转速启动，并进入自动模式。在该自动模式下，当顺时针操作旋转编码器上的旋钮后，吸尘器即进入手动模式，以该最小转速为电机当前转速，吸尘器内部的主控模块按照图5所示流程对电机进行实时调速；当在该自动模式下逆时针操作旋转编码器上的旋钮时，吸尘器的主控模块首先自动调节电机转速至最大转速，以该最大转速为电机当前转速，并进入手动模式，然后吸尘器吸尘器内部的主控模块按照图5所示流程对电机进行实时调速。

实施例二

如图6所示，本实施例提供一种基于编码器的电机调速系统，应用于实施例一的基于编码器的电机调速方法中，包括：

信号获取模块，用于获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

主控模块，用于根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；还用于根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

本实施例提供的基于编码器的电机调速系统，清洁设备上的旋转编码器的旋转不需要局限于一个360°方向上的调节，可以在任意多个360°方向上进行循环调节，通过旋转编码器在任意多个360°方向上的循环调节来实现电机任意转速的调节，可以实现清洁设备的高精度的电机调速，操作灵活度高，能有效提升用户对清洁设备的体验感。

本实施例所述的基于编码器的电机调速系统各模块的功能与实施例一的基于编码器的电机调速方法的步骤均对应，本实施例中的未尽细节，详见实施例一及图1至图5的具体描述，此处不再赘述。

实施例三

如图7所示，本实施例提供一种清洁设备，该装置包括：

设备本体；

旋转编码器，设于所述设备本体上；

电机，设于所述设备本体上；以及

实施例二的基于编码器的电机调速系统，设于所述设备本体上，与所述旋转编码器和所述电机均通信连接。

本实施例提供的清洁设备，通过旋转编码器在任意多个360°方向上的循环调节来实现电机任意转速的加减档，档位可以任意设置，可以真正实现电机的无极调速，其调速范围更广，操作更加灵活。

具体地，本实施例中的旋转编码器配置有旋钮和通讯模块，通过旋钮便于用户操作，通过旋钮的旋转来触发旋转编码器产生输出脉冲信号；通过通讯模块，便于与清洁设备内的主控模块进行通信，将输出脉冲信号发送至主控模块，以实现电机调速。

优选地，如图7所示，还包括：

电源，设于所述设备本体上，与所述基于旋转编码器的电机调速系统、所述旋转编码器和所述电机均电连接。

通过电源为旋转编码器、电机和电机调速系统中的各元件供电，保证该清洁设备能正常工作。

具体地，还包括：

启动开关，设于所述设备本体上，与所述电源电连接。

通过启动开关的启停，来实现清洁设备中各元件的上电和断电。

具体地，还包括：

显示器，设于所述设备本体上，与所述基于编码器的电机调速系统和所述电源电连接，用于显示加减速调节方向、速度调节档位数和当前转速。

当然，本实施例的清洁设备中，为便于旋转编码器更好地工作，还可以配置其他与旋转编码器搭配使用的常规元件，例如速度传感器、位移传感器等，这些均为现有技术，此处不再列举。

本实施例所述的基于编码器的电机调速系统与实施例二的基于编码器的电机调速系统结构相同，本实施例中的未尽细节，详见实施例一、实施例二及图1至图6的具体描述，此处不再赘述。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于编码器的电机调速方法，用于清洁设备中，其特征在于，包括：

获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；

根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

2.根据权利要求1所述的基于编码器的电机调速方法，其特征在于，所述输出脉冲信号包括至少一组双脉冲信号，且每组所述双脉冲信号中均包括两个先后输出的单脉冲信号；

所述根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量，包括：

对每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号的输出先后顺序分别进行识别；

根据每组所述双脉冲信号中两个单脉冲信号的所述输出先后顺序，分别确定出对应的所述双脉冲信号的计数值；

对所有所述双脉冲信号的所述计数值进行求和，得到所述输出脉冲信号的脉冲数值；

根据所述脉冲数值，分别确定所述电机的所述加减速调节方向和所述速度调节量。

3.根据权利要求2所述的基于编码器的电机调速方法，其特征在于，每组所述双脉冲信号中的两个所述单脉冲信号分别为第一脉冲信号和第二脉冲信号；

所述根据每个所述双脉冲信号中两个所述单脉冲信号的所述输出先后顺序，分别确定出对应的所述双脉冲信号的计数值，包括：

在每组所述双脉冲信号中，当所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为+1；当所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出时，其对应的所述双脉冲信号的所述计数值为-1。

4.根据权利要求3所述的基于编码器的电机无极调速方法，其特征在于，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号均为高电平信号。

5.根据权利要求3所述的基于编码器的电机调速方法，其特征在于，所述根据所述脉冲数值，确定所述电机的所述加减速调节方向和所述速度调节量，包括：

当所述脉冲数值为正数时，确定所述电机的所述加减速调节方向为加速调节；当所述脉冲数值为负数时，确定所述电机的所述加减速调节方向为减速调节；

预先获取所述旋转编码器上配置的旋钮每顺时针旋转一周或每逆时针旋转一周时，所述旋转编码器所对应产生的脉冲总数；

比较所述脉冲数值的绝对值与所述脉冲总数之间的大小；

当所述脉冲数值的绝对值小于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值确定为所述电机的速度调节档位数；

当所述脉冲数值的绝对值大于或等于所述脉冲总数时，将所述脉冲数值的绝对值除以所述脉冲总数之后的余数确定为所述电机的所述速度调节档位数；

根据所述速度调节档位数和预设速度档位给定值，计算得到所述速度调节量；其中，所述预设速度档位给定值指所述速度调节档位数中每个速度调节档位所对应的电机转速变化量。

6.根据权利要求5所述的基于编码器的电机调速方法，其特征在于，所述根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速，包括：

获取所述电机的当前转速；

根据所述当前转速和所述速度调节量，得到所述电机的目标转速；

当所述加减速调节方向为加速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行加速调节；当所述加减速调节方向为减速调节时，按照所述目标转速对所述电机进行减速调节。

7.根据权利要求5所述的基于编码器的电机调速方法，其特征在于，所述获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号，包括：

当所述旋转编码器上配置的所述旋钮每顺时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第一脉冲信号先于所述第二脉冲信号输出；

当所述旋转编码器上配置的所述旋钮每逆时针旋转α角时，所述旋转编码器输出一组所述双脉冲信号，且所述双脉冲信号中的所述第二脉冲信号先于所述第一脉冲信号输出。

8.一种基于编码器的电机调速系统，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的基于编码器的电机调速方法中，包括：

信号获取模块，用于获取清洁设备中旋转编码器所产生的输出脉冲信号；

主控模块，用于根据所述输出脉冲信号，确定所述清洁设备中电机的加减速调节方向和速度调节量；还用于根据所述加减速调节方向和所述速度调节量，控制所述电机调速。

9.一种清洁设备，其特征在于，包括：

设备本体；

旋转编码器，设于所述设备本体上；

电机，设于所述设备本体上；以及

如权利要求8所述的基于编码器的电机调速系统，设于所述设备本体上，与所述旋转编码器和所述电机均通信连接。

10.根据权利要求9所述的清洁设备，其特征在于，还包括：

电源，设于所述设备本体上，与所述基于旋转编码器的电机无极调速系统、所述旋转编码器和所述电机均电连接。

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