CN208689178U - 一种吸尘器地刷的报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸尘器地刷的报警装置，包括地刷电机堵转报警电路，地刷供电低电压报警电路和地刷接近报警电路。本实用新型提供的吸尘器的报警装置，能够实时监测地刷电机是否堵转，对电机堵转故障提供声音和灯光报警；能够实时监测地刷电机的供电是否低于最低供电电压，当供电电压过低时提供声音和灯光报警，提醒使用人员及时检查电源或更换电池；能够在地刷接近家具或其他物体时，实时以声音和灯光方式提醒吸尘器使用人员，减少地刷的碰撞。

Description

一种吸尘器地刷的报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种吸尘器地刷组件，尤其涉及一种吸尘器地刷的报警装置。

背景技术

吸尘器在工作时，地刷电机带动地刷运动。当有物体卡到地刷上时，会引起地刷电机堵转，如果不及时发现会引起地刷电机的损坏；如果地刷电机的供电电压过低，也会引起地刷电机工作不正常。

吸尘器在工作时，地刷运动有可能会碰撞到家具或者其他物体，造成家具或其他物体的损坏，因此，对地刷与其他物体进行近距报警，也成为一种需要。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型提供了一种吸尘器地刷的报警装置，提供地刷电机堵转报警、地刷电机供电低电压报警和地刷接近报警。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的实施例提供了一种吸尘器的报警装置，包括地刷电机堵转报警电路，所述地刷电机堵转报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电流采集电路、第一比较电路和第一报警电路；

所述电流采集电路采集地刷电机供电主回路电流，输出与主回路电流对应的电压值到所述第一比较电路，与所述第一比较电路中的基准电压进行比较，当电机堵转时，所述电压值大于基准电压，第一比较电路输出高电平到第一报警电路进行电机堵转报警。

优选的，所述电流采集电路采用霍尔电流传感器ACS711，所述ACS711的引脚12连接+5V电源，引脚5接地；引脚1、2短接，引脚3、4短接后，接入地刷电机供电主回路，使主回路电流从引脚1、2流入，从引脚3、4流出；引脚11输出与主回路电流对应的采样电压值；引脚12和引脚6之间连接电阻R1；

所述第一比较电路包括第一比较器、电阻R2、R3和稳压二极管D1；所述ACS711的引脚11通过电阻R2与第一比较器的同相输入端连接；电阻R3与稳压二极管D1组成二极管稳压电路，所述二极管稳压电路输出端与第一比较器的反相输入端连接；第一比较器的输出端连接第一报警电路的输入端。

优选的，还包括延时接通电路，所述延时接通电路包括电阻R4和电解电容C2，+5V电源与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极接地；电解电容C2的正极与所述ACS711的引脚12连接。

优选的，所述第一报警电路包括电阻R5、发光二极管D2、开关管T1和第一蜂鸣器；

所述第一比较器的输出端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地；

所述第一比较器的输出端连接开关管T1的基极，开关管T1的发射极接地；第一蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T1的集电极连接。

进一步的，还包括地刷供电低电压报警电路；所述地刷供电低电压报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电压采集电路、第二比较器电路和第二报警电路；

所述电压采集电路采集地刷供电电压，输出到所述第二比较器电路，与所述第二比较器电路中的基准电压进行比较，当供电电压低时，所述电压值小于基准电压，第二比较器电路输出高电平到报警电路进行地刷供电低电压报警。

优选的，所述电压采集电路包括电阻R6和R7，所述电阻R6和R7串联后，并联在地刷供电电源正负极之间，电阻R6和R7的连接端输出采样的电压输出到所述第二比较器电路；

所述第二比较器电路包括第二比较器、电阻R8和稳压二极管D3；所述电阻R6和R7的连接端与第二比较器的同相输入端连接；电阻R8与稳压二极管D3组成二极管稳压电路，所述二极管稳压电路输出端与第二比较器的反相输入端连接；第二比较器的输出端连接第二报警电路的输入端。

优选的，所述第二报警电路包括电阻R9、发光二极管D4、开关管T2和第二蜂鸣器；

所述+5V电压连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接所述第二比较器的输出端；

所述第二比较器的输出端连接开关管T2的基极，开关管T2的发射极接地，开关管T2的集电极接+5V；

第二蜂鸣器的正接线端与开关管T2的集电极连接，负接线端与开关管T2的发射极连接。

进一步的，还包括地刷接近报警电路，所述接近报警电路包括，接近开关、电阻R10、发光二极管D5、开关管T3和第三蜂鸣器；

所述接近开关的输出端out与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极接地；

所述接近开关的输出端out连接开关管T3的基极，开关管T3的发射极接地；第三蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T3的集电极连接。

进一步的，还包括地刷接近报警电路，所述接近报警电路包括，第一接近开关、第二接近开关、电阻R11、R12、发光二极管D6、D7、二极管D8、D9、开关管T4和第四蜂鸣器；

所述第一接近开关的输出端out与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端连接发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接地；

所述第一接近开关的输出端out连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接开关管T4的基极，开关管T4的发射极接地；第四蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T4的集电极连接；

所述第二接近开关的输出端out与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端连接发光二极管D7的正极，发光二极管D7的负极接地；

所述第二接近开关的输出端out连接二极管D9的正极，二极管D9的负极连接开关管T4的基极。

优选的，所述接近开关为红外线反射光电开关传感器E3F-DS30C4。

与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：

a)本实用新型提供的吸尘器的报警装置，能够实时监测地刷电机是否堵转，对电机堵转故障提供声音和灯光报警。

b)本实用新型提供的吸尘器的报警装置，能够实时监测地刷电机的供电是否低于最低供电电压，当供电电压过低时提供声音和灯光报警，提醒使用人员及时检查电源或更换电池。

c)本实用新型提供的吸尘器的报警装置，能够在地刷接近家具或其他物体时，实时以声音和灯光方式提醒吸尘器使用人员，减少地刷的碰撞。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例的地刷电机堵转报警电路示意图；

图2为本实用新型实施例的地刷供电低电压报警电路示意图；

图3为本实用新型实施例的一种地刷接近报警电路示意图；

图4为本实用新型实施例的一种地刷接近报警电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实用新型具体实施例提供了一种吸尘器地刷的报警装置，包括地刷电机堵转报警电路，该电路检测地刷电机电流的变化，当因为异物卡在地刷上，造成地刷卡阻，不能运动，使驱动地刷运动的地刷电机堵转；此时，电机电流会剧烈增大，根据机容量的大小和加工工艺不同，电机堵转电流一般为电机额定电流的50-12倍。通过检测电机的堵转电流可及时发现电机因地刷卡阻造成的堵转，方便吸尘器使用人员及时发现故障，及时处理，防止吸尘器的损坏。

如图1所示，吸尘器报警装置的地刷电机堵转报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电流采集电路、第一比较电路和第一报警电路；

具体的，电流采集电路采集地刷电机供电主回路电流，输出与主回路电流对应的电压值到所述第一比较电路，与所述第一比较电路中的基准电压进行比较，当电机堵转时，所述电压值大于基准电压，第一比较电路输出高电平到第一报警电路进行电机堵转报警。

特殊的，本实施例的电流采集电路采用霍尔电流传感器ACS711；

ACS711的引脚12连接+5V电源(VCC)，引脚5接地；引脚1、2短接，引脚3、4短接后，接入地刷电机供电主回路，使主回路电流从引脚1、2流入，从引脚3、4流出；引脚11输出与主回路电流对应的采样电压值；引脚12和引脚6之间连接电阻R1。

其中，+5V电源(VCC)，是通过AMS1117以及外围电路，将地刷供电电压或电池的输出电压变换到+5V输出的。

特殊的，本实施例的第一比较电路具体包括第一比较器、电阻R2、R3和稳压二极管D1；

可选的，第一比较器使用LM393芯片中的一个比较器。

其中，ACS711的引脚11通过电阻R2与LM393的同相输入端连接；电阻R3与稳压二极管D1组成二极管稳压电路，二极管稳压电路输出端与LM393的反相输入端连接；LM393的输出端连接第一报警电路的输入端。

在地刷电机正常工作时，采样电压值小于二极管稳压电路输出的电压值，这时，LM393输出低电平；当地刷卡阻电机堵转时，采样电压值大于二极管稳压电路输出的电压值，这时，LM393输出高电平。

特殊的，本实施例的第一报警电路包括电阻R5、发光二极管D2、开关管T1和第一蜂鸣器；

其中，LM393的输出端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地；所述LM393的输出端连接开关管T1的基极，开关管T1的发射极接地；第一蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T1的集电极连接。

在地刷电机正常工作时，LM393输出低电平，发光二极管D2不能发光；开关管T1关闭，第一蜂鸣器电源断开，不工作；当地刷卡阻电机堵转时，LM393输出高电平，通过电阻R5使发光二极管D2导通发光；使开关管T1导通，第一蜂鸣器电源接通，发出报警声。

特殊的，由于地刷电机在开机工作的瞬间会产生很高的一个冲击电流，这个电流会干扰上述地刷电机堵转报警电路的正常报警，为解决这个问题，本实施例的地刷电机堵转报警电路还包括延时接通电路；

其中，延时接通电路包括电阻R4和电解电容C2，+5V电源与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极接地；电解电容的正极与所述ACS711的引脚12连接。

当接通电源，地刷电机开始工作时，电阻R4和电解电容C2组成的电容充电电路开始给电解电容C2充电，C2上电压未达到，霍尔电流传感器ACS711正常工作电压时，尔电流传感器ACS711不工作，地刷电机堵转报警电路，不能报警。由于地刷电机在开机工作产生冲击电流持续时间非常短，短于电解电容C2充电，电压上升到使霍尔电流传感器ACS711正常工作电压的时间。因此，在增加延时接通电路后，地刷电机堵转报警电路不会受电机开机工作产生的冲击电流的影响。

进一步地，为提醒吸尘器使用人员由于供电电压过低造成地刷工作不正常的问题，本实施例的吸尘器报警装置还包括地刷供电低电压报警电路；

如图2所示，地刷供电低电压报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电压采集电路、第二比较器电路和第二报警电路；

电压采集电路采集地刷供电电压，输出到所述第二比较器电路，与所述第二比较器电路中的基准电压进行比较，当供电电压低时，所述电压值小于基准电压，第二比较器电路输出高电平到报警电路进行电机堵转报警。

特殊的，本实施例的电压采集电路包括电阻R6和R7，电阻R6和R7串联后，并联在地刷供电电源正负极之间，电阻R6和R7的连接端输出采样的电压输出到所述第二比较器电路；

特殊的，本实施例的第二比较器电路包括第二比较器、电阻R8和稳压二极管D3；

可选的，第二比较器使用LM393芯片中的另一个比较器。

电阻R6和R7连接端输出的采样电压与LM393的同相输入端连接；电阻R8与稳压二极管D3组成二极管稳压电路，所述二极管稳压电路输出端与LM393的反相输入端连接；LM393的输出端连接第二报警电路的输入端。

在地刷供电电源的供电电压正常时，采样电压值大于二极管稳压电路输出的电压值，这时，LM393的输出高电平；当地刷供电电源的供电电压过低时，采样电压值小于二极管稳压电路输出的电压值，这时，LM393的输出低电平。

特殊的，本实施例的第二报警电路包括电阻R9、发光二极管D4、开关管T2和第二蜂鸣器；

其中，+5V(VCC)电压连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接所述LM393的输出端；所述LM393的输出端连接开关管T2的基极，开关管T2的发射极接地，开关管T2的集电极接+5V；第二蜂鸣器的正接线端与开关管T2的集电极连接，负接线端与开关管T2的发射极连接。

在地刷供电电源的供电电压正常时，LM393的输出高电平，使发光二极管D4截止，不发光，同时使开关管T2导通，使第二蜂鸣器的正、负接线端短接，第二蜂鸣器不工作；当地刷供电电源的供电电压过低时，LM393的输出低电平，+5V(VCC)电压通过电阻R9到发光二极管D4，使发光二极管D4导通发光，低电平使开关管T2关闭，使第二蜂鸣器的正极与VCC连接，负极与地连接，电源接通发出报警声。

进一步地，为能够在地刷接近家具或其他物体时，提醒吸尘器使用人员减少地刷的碰撞。本实施例的吸尘器报警装置还包括地刷接近报警电路；

如图3所示，接近报警电路包括，接近开关、电阻R10、发光二极管D5、开关管T3和第三蜂鸣器；

其中，接近开关优选安装在地刷前端的防撞条上，接近开关的朝向为地刷前向；

接近开关的输出端out与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极接地；

接近开关的输出端out连接开关管T3的基极，开关管T3的发射极接地；第三蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T3的集电极连接。

当地刷距前方障碍的距离小于设定的距离时，接近开关输出高电平，高电平经过电阻R10到发光二极管D5再到地，使得发光二极管D5导通发光，使开关管T3导通，第三蜂鸣器电源接通，发出报警声。

可选的，当地刷的宽度很宽时，一个接近开关的探测范围不足以覆盖到整个地刷的宽度时，可以在地刷上安装两个或多个接近开关；

当安装两个接近开关时，接近开关优选安装在地刷前端的防撞条的两侧，接近开关的朝向为地刷前向；

如图4所示，本实施例吸尘器报警装置的接近报警电路包括，第一接近开关、第二接近开关、电阻R11、R12、发光二极管D6、D7、二极管D8、D9、开关管T4和第四蜂鸣器；

具体的，第一接近开关的输出端out与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端连接发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接地；

第一接近开关的输出端out连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接开关管T4的基极，开关管T4的发射极接地；第四蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T4的集电极连接；

第二接近开关的输出端out与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端连接发光二极管D7的正极，发光二极管D7的负极接地；

第二接近开关的输出端out连接二极管D9的正极，二极管D9的负极连接开关管T4的基极。

当第一接近开关探测到地刷距前方障碍的距离小于设定的距离时，第一接近开关输出高电平，高电平经过电阻R11到发光二极管D6再到地，使得发光二极管D6导通发光，通过二极管D8，使开关管T3导通，第三蜂鸣器电源接通，发出报警声；由于二极管D9处于反向电压状态，第一接近开关输出高电平不能使发光二极管D7导通发光。

当第二接近开关探测到地刷距前方障碍的距离小于设定的距离时，第二接近开关输出高电平，高电平经过电阻R12到发光二极管D7再到地，使得发光二极管D7导通发光，通过二极管D9，使开关管T3导通，第三蜂鸣器电源接通，发出报警声；由于二极管D8处于反向电压状态，第二接近开关输出高电平不能使发光二极管D6导通发光。

特殊的，上述接近开关都可以采用红外线反射光电开关传感器E3F-DS30C4。

与现有技术相比，本实施例提供的吸尘器地刷的报警装置，能够实时监测地刷电机是否堵转，对电机堵转故障提供声音和灯光报警；，能够实时监测地刷电机的供电是否低于最低供电电压，当供电电压过低时提供声音和灯光报警，提醒使用人员及时检查电源或更换电池；能够在地刷接近家具或其他物体时，实时以声音和灯光方式提醒吸尘器使用人员，减少地刷的碰撞。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吸尘器地刷的报警装置，其特征在于，包括地刷电机堵转报警电路，所述地刷电机堵转报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电流采集电路、第一比较电路和第一报警电路；

所述电流采集电路采集地刷电机供电主回路电流，输出与主回路电流对应的电压值到所述第一比较电路，与所述第一比较电路中的基准电压进行比较，当电机堵转时，所述电压值大于基准电压，第一比较电路输出高电平到第一报警电路进行电机堵转报警。

2.根据权利要求1所述的报警装置，其特征在于，

所述电流采集电路采用霍尔电流传感器ACS711，所述ACS711的引脚12连接+5V电源，引脚5接地；引脚1、2短接，引脚3、4短接后，接入地刷电机供电主回路，使主回路电流从引脚1、2流入，从引脚3、4流出；引脚11输出与主回路电流对应的采样电压值；引脚12和引脚6之间连接电阻R1；

所述第一比较电路包括第一比较器、电阻R2、R3和稳压二极管D1；所述ACS711的引脚11通过电阻R2与第一比较器的同相输入端连接；电阻R3与稳压二极管D1组成二极管稳压电路，所述二极管稳压电路输出端与第一比较器的反相输入端连接；第一比较器的输出端连接第一报警电路的输入端。

3.根据权利要求2所述的报警装置，其特征在于，还包括延时接通电路，所述延时接通电路包括电阻R4和电解电容C2，+5V电源与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极接地；电解电容C2的正极与所述ACS711的引脚12连接。

4.根据权利要求2或3任一所述的报警装置，其特征在于，所述第一报警电路包括电阻R5、发光二极管D2、开关管T1和第一蜂鸣器；

所述第一比较器的输出端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地；

所述第一比较器的输出端连接开关管T1的基极，开关管T1的发射极接地；第一蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T1的集电极连接。

5.根据权利要求1所述的报警装置，其特征在于，还包括地刷供电低电压报警电路；所述地刷供电低电压报警电路连接在地刷电机供电主回路上，包括电压采集电路、第二比较器电路和第二报警电路；

所述电压采集电路采集地刷供电电压，输出到所述第二比较器电路，与所述第二比较器电路中的基准电压进行比较，当供电电压低时，所述电压值小于基准电压，第二比较器电路输出高电平到报警电路进行地刷供电低电压报警。

6.根据权利要求5所述的报警装置，其特征在于，

所述电压采集电路包括电阻R6和R7，所述电阻R6和R7串联后，并联在地刷供电电源正负极之间，电阻R6和R7的连接端输出采样的电压输出到所述第二比较器电路；

所述第二比较器电路包括第二比较器、电阻R8和稳压二极管D3；所述电阻R6和R7的连接端与第二比较器的同相输入端连接；电阻R8与稳压二极管D3组成二极管稳压电路，所述二极管稳压电路输出端与第二比较器的反相输入端连接；第二比较器的输出端连接第二报警电路的输入端。

7.根据权利要求5所述的报警装置，其特征在于，

所述第二报警电路包括电阻R9、发光二极管D4、开关管T2和第二蜂鸣器；

+5V电压连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接所述第二比较器的输出端；

所述第二比较器的输出端连接开关管T2的基极，开关管T2的发射极接地，开关管T2的集电极接+5V；

第二蜂鸣器的正接线端与开关管T2的集电极连接，负接线端与开关管T2的发射极连接。

8.根据权利要求1所述的报警装置，其特征在于，还包括地刷接近报警电路，所述接近报警电路包括，接近开关、电阻R10、发光二极管D5、开关管T3和第三蜂鸣器；

所述接近开关的输出端out与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极接地；

所述接近开关的输出端out连接开关管T3的基极，开关管T3的发射极接地；第三蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T3的集电极连接。

9.根据权利要求1所述的报警装置，其特征在于，还包括地刷接近报警电路，所述接近报警电路包括，第一接近开关、第二接近开关、电阻R11、R12、发光二极管D6、D7、二极管D8、D9、开关管T4和第四蜂鸣器；

所述第一接近开关的输出端out与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端连接发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接地；

所述第一接近开关的输出端out连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接开关管T4的基极，开关管T4的发射极接地；第四蜂鸣器的正接线端与电源连接，负接线端与开关管T4的集电极连接；

所述第二接近开关的输出端out与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端连接发光二极管D7的正极，发光二极管D7的负极接地；

所述第二接近开关的输出端out连接二极管D9的正极，二极管D9的负极连接开关管T4的基极。