CN217118319U - 一种表面清洁装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种具有干燥结构的滚刷，包括旋转筒体，还包括控制单元和加热部，加热部与旋转筒体的清洁部外周相贴和/或间隙配合，控制单元用于控制加热部加热干燥所述的清洁部；所述的具有干燥结构的滚刷有利于降低能耗、提高干燥速度；还提出一种清洁装置，包括所述的具有干燥结构的滚刷。

Description

一种表面清洁装置

技术领域

本实用新型涉及洗地机、吸尘器、扫地机等表面清洁装置技术领域，具体讲是一种表面清洁装置。

背景技术

在洗地机、吸尘器、扫地机等具有吸口(吸口将尘等脏污吸入收集到尘仓或者集污室)的表面清洁装置中，采用无线设计(即利用电池作为供电单元)成为一种重要的技术方案，越来越多的产品采用无线设计的方案，例如手持吸尘器、洗地机、扫地机器人(又称为地宝)等，这样就避免了以前需要拖着电源线进行清洁的麻烦，另外，用户在打扫时也更为灵活、受束缚较少，因此无线设计广受用户的欢迎，虽然具有前述的巨大优势，但是由于受限于电池容量，持续工作时间较短，为了延长工作时间，一般为准备多块电池或者做大单块电池的容量。

目前对于表面清洁装置的功率输出结构方案，一般采用恒功率输出的技术方案，即表面清洁装置设置有低中高等不同档位的工作模式，用户可根据当前清洁需要选择不同档位，但是在每档功率输出下，表面清洁装置按恒功率输出的方式进行工作，例如选择高档，则表面清洁装置按高功率持续输出，在选择高档时，以吸尘器为例，现在市场上这类吸尘器在高功率使用时最长续航时间也就10-15分钟，这就使得当打扫面积较大时(例如80平米以上)的家庭，在配置一块电池并采用高功率打扫的情况下就难以打扫完成，而配置多块电池，这又增加了用户成本。

前述改变功率输出的结构采用用户根据当前清洁需要选择不同档位来实现，还有一种吸尘器，其具有功率自动调节结构，即设置灰尘传感器，当灰尘传感器检测到灰尘浓度较大时，则提高功率输出，也就是自动调节到高的档位。

但是无论哪一种，都并非围绕节能的问题展开，另外，目前为了获得较大的续航时间，主要还是通过准备多块电池或者做大单块电池的容量来实现，这样也从侧面反应出从另外的方向来解决节能问题非常困难，准备多块电池或者做大单块电池的容量是行业内一般技术人员的普遍选择，准备多块电池或者做大单块电池的容量这样的技术方案容易想到且效果明显，虽然增加了成本，但是相比获得的续航时间，用户也愿意接受增加的购入成本。

而本申请人希望突破现有的技术认识限制，通过本申请人的不懈努力，本申请人将在本公开中提出一种表面清洁装置，有利于降低能耗、提高续航时间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提出一种表面清洁装置，有利于降低能耗、提高续航时间。

相比现有技术，本实用新型提出一种表面清洁装置，包括控制单元、电动马达、风轮组件和吸口，电动马达用于带动风轮组件产生吸力，该吸力通过吸口吸入脏污，控制单元用于控制输出功率以使电动马达按该输出功率运行，还包括吸口大小判断单元，吸口大小判断单元用于检测吸口的开度情况，控制单元与吸口大小判断单元信号连接，控制单元还用于根据吸口大小判断单元所检测到的吸口开度情况来调节所述的输出功率。

优选的，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速。

优选的，对于检测电动马达的转速的情况，转速检测结构采用设于电动马达的转速传感器。

优选的，还包括比较单元，比较单元具有第一阈值，第一阈值用于表征吸口开度小到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第一阈值，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率。

优选的，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第一阈值设置为第一转速，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速大于第一转速时降低输出功率。

优选的，比较单元具有第二阈值，第二阈值用于表征吸口开度大到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第二阈值，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率。

优选的，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第二阈值设置为第二转速，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速小于第二转速时降低输出功率。

优选的，电动马达采用直流无刷电动马达。

优选的，还包括比较单元，比较单元具有第二阈值，第二阈值用于表征吸口开度大到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第二阈值，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率。

采用上述结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

根据表面清洁装置的工作原理可知，电动马达带动风轮组件产生一定负压，负压产生吸力，吸力产生吸入气流来达到吸污的目的，那么当吸口开度较小或开度较大时，如果还是维持和其它开度一样的输出功率，那么输出功率产生的吸污效率并不高，基于该原理，本公开提出控制单元与吸口大小判断单元信号连接，控制单元还用于根据吸口大小判断单元所检测到的吸口开度情况来调节所述的输出功率，这样有利于减少能量的浪费，因此，本公开为采用电池的表面清洁装置降低能耗提供了重要的结构基础。为了便于直观理解，以下举例手持式吸尘器来说明，当用户在各被清洁表面移动时，会存在吸口完全暴露的时间段，也就是说吸口处于100％打开状态，但是这时候并未处于吸尘状态，因此若还是维持原有输出功率，则对于采用无线设计的技术方案(电池本身不大)，应该说造成了较大的能量浪费，而本公开则能够避免这种情况，例如在开度较大时自动降低输出功率。类似的，当表面清洁装置在地毯等被清洁表面移动工作时，吸口由于被地毯等被清洁表面遮盖较多而导致吸口较小，吸口较小导致即使用最高档输出功率，对于气流流量的增加效果仍然较小，流量较小意味着吸污效率也较低，那么，在前述这种情况下，若继续维持最高档输出功率工作，从能效比的角度来说，也是能量的一种浪费，即受限于流量，能量不会用在吸污上，更多的能量将浪费在电动马达发热上，而本公开则能够避免这种情况，例如在开度较小时自动降低输出功率。还有的情况是在不同种类的被清洁表面之间切换，例如表面清洁装置的滚刷在地毯和地砖之间切换，这样，由于被清洁表面的不同，将导致吸口的开度不同，如果还是继续维持原来的输出功率不变，那么将导致能量浪费。综上所述，本公开的一种表面清洁装置，有利于降低能耗、提高续航时间。

另外，还可以进一步利用吸口在不同被清洁表面的开度变化来判断表面清洁装置当前处于什么类型的被清洁表面，即通过吸口大小判断单元来检测吸口的开度情况来判断表面清洁装置当前处于什么类型的被清洁表面，从而有利于控制单元简单高效地实现自动选择针对相应被清洁表面的清洁程序。

附图说明

图1为一种表面清洁装置的方框原理图。

图2为一种表面清洁装置的滚刷部分的结构示意图。

图3为图2去掉旋转筒体后的立体示意图。

附图标记说明，1-滚刷架、2-上盖、3-旋转筒体、4-吸入部、5-吸管。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其它显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其它实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其它技术方案。

下面对本实用新型作进一步详细的说明：

本公开提供一种表面清洁装置所公开的技术方案可适用于多种产品，比如电动吸尘拖把、吸尘器、扫地机、扫地机器人(又称为地宝)等，并非局限于手持式吸尘器。本公开所指的表面清洁装置，一般指家用的，或者说小型的表面清洁装置，这也是本公开提供的一种表面清洁装置的一个特点，即要求整体结构尺寸较小，能够适用于小空间清洁。

为了便于理解，如图2、3所示，本公开还举例了一种表面清洁装置的滚刷部分，它包括滚刷架1和一个旋转筒体3，当然，旋转筒体3可以是多个，比如两个、三个等，为配合形成吸口，滚刷架1具有吸入部4，吸入部4将气流汇集后再通过吸管5送向过滤器(例如气污分离组件)，并最终将过滤后的干净的气流排出在环境中。

要注意的是，吸口并非单指吸入部4(在本例中，吸入部4可以认为是吸口的组成部分)，而是指吸入气流的结构，吸口的作用是将气流从环境中吸入，在从环境中吸入时，由于存在表面清洁装置与被清洁表面的接触，所以吸口的开度(流通截面)会发生变化，例如图2、3所示的滚刷部分放在不同的清洁表面，由于不同的清洁表面对滚刷部分的底面的遮蔽或者填充程度不同，导致吸口的开度不同，所以通过判断气流的流量，比如在吸管处设置流量传感器，也能够一定程度上判断吸口情况，而更加可靠、低成本的做法则是本公开将要提到的检测风轮组件或电动马达的转速，通过检测转速即可间接判断气流的流量，这是基于流量产生负载的原理，当流量越大时，电动马达的负载越大，若采用相同的输出功率，那么在不同流量下，转速将不同，例如在小流量或者没有流量时，因为负载小，所以在相同输出功率下，转速将高，而在大流量或者完全敞口情况下，因为负载大，所以在相同输出功率下，转速将低。上述负载变化和转速的变化关系也可以通过式1表达式进行理解：

P＝F×S＝F×R×ω；(式1)

P:电机输出功率；F：力；S：线速度；R:半径；ω：角速度；F×R:力矩(即负载)。

由式1可知，在电机输出功率恒定的情况下，负载大，转速就低，因此我们可以用测量电机转速就可知道负载大小，也就是吸口开度的变化。

如图1所示，本公开的表面清洁装置包括控制单元、电动马达、风轮组件和吸口，电动马达用于带动风轮组件产生吸力，该吸力通过吸口吸入脏污，控制单元用于控制输出功率以使电动马达按该输出功率运行，还包括吸口大小判断单元，吸口大小判断单元用于检测吸口的开度情况，控制单元与吸口大小判断单元信号连接，控制单元还用于根据吸口大小判断单元所检测到的吸口开度情况来调节所述的输出功率。

例如手持式吸尘器，电动马达用于带动风轮组件产生吸力，该吸力通过吸口吸入气尘混合物，控制单元用于控制输出功率以使电动马达按该输出功率运行。

在一些实施例中，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速。前述结构即通过负载来间接判断吸口开度情况，无需额外增加开度检测传感器，且不受气流的影响，有利于提升可靠性，另外，由转速来判断，实时性也较好。

在一些实施例中，对于检测电动马达的转速的情况，转速检测结构采用设于电动马达的转速传感器，这样设计后，结构更加简单可靠。转速传感器例如编码器。

在一些实施例中，还包括比较单元，比较单元具有第一阈值，第一阈值用于表征吸口开度小到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第一阈值，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率。这样设计后，结构较为简单，实时性较好。由于不同的机型具有不同的阈值，所以第一阈值的选取可以通过实验得到，每个机型通过实验测试来找出平衡点，即选取的第一阈值可在节能和清洁性能这两方面实现一定的平衡，例如以手持式吸尘器为例，根据实验测试所得的吸入功率曲线(一般用)，通过曲线可知被测机型在哪个吸口开度(吸尘孔径)下具有较高的吸入功率，对于第一阈值而言，在维持输出功率不变的情况下，当吸口开度小到一定值时吸入功率转折下降，那么该转折下降段所对应的各吸口开度可选为第一阈值，也就是说，当吸口开度进一步小于第一阈值时，即使维持当前输出功率或者进一步提高输出功率，清洁提升效果也不明显，因此有必要降低输出功率来进行节能。

在一些实施例中，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第一阈值设置为第一转速，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速大于第一转速时降低输出功率。由于吸口开度进一步减小将导致更少的气流吸入，那么负载减小，电动马达的转速将升高，那么检测转速将升高，利用该特点，能够简单、可靠、实时地判断吸口开度并与第一阈值高效比较，所以这样设计后，令结构更加简单、成本更低，且可靠性和实时性较好。

在一些实施例中，比较单元具有第二阈值，第二阈值用于表征吸口开度大到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第二阈值，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率。可以单独仅有第二阈值，也可以与第一阈值结合使用，即将吸口开度分成了大致三段，小于第一阈值的将降低输出功率，高于第二阈值的也将降低输出功率，从而在降低能耗的同时，有利于表面清洁装置维持在一个较好地清洁性能区间中。由于不同的机型具有不同的阈值，所以第二阈值的选取可以通过实验得到，每个机型通过实验测试来找出平衡点，即选取的第二阈值可在节能和清洁性能这两方面实现一定的平衡，例如以手持式吸尘器为例，根据实验测试所得的吸入功率曲线，通过曲线可知被测机型在哪个吸口开度(吸尘孔径)下具有较高的吸入功率，对于第二阈值而言，在维持输出功率不变的情况下，当吸口开度大到一定值时吸入功率转折下降，那么该转折下降段所对应的各吸口开度可选为第二阈值，也就是说，当吸口开度进一步大于第二阈值时，即使维持当前输出功率或者进一步提高输出功率，清洁提升效果也不明显，因此有必要降低输出功率来进行节能。

在一些实施例中，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第二阈值设置为第二转速，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速小于第二转速时降低输出功率。由于吸口开度进一步增大将导致更多的气流吸入，那么负载增大，电动马达的转速将降低，那么检测转速将降低，利用该特点，能够简单、可靠、实时地判断吸口开度并与第二阈值高效比较，所以这样设计后，令结构更加简单、成本更低，且可靠性和实时性较好。

在一些实施例中，电动马达采用直流无刷电动马达。因为直流无刷电动马达的功率变化控制更为准确，即控制单元控制输出功率若为300W，那么直流无刷电动马达的当前功率可控制在300W正负10％，误差偏移较小，所以采用本公开的技术方案，在根据吸口开度情况进行输出功率调整时，直流无刷电动马达能够较为精确的改变，而不会发生控制单元已调整输出功率，但是电动马达的实际输出功率变化却并不大的情况。因此，前述改进对于本公开的技术方案而言，将使本公开的技术方案具有更好的节能效果。

在一些实施例中，比较单元可与控制单元集成设置，即数据处理的工作可交由控制单元完成，控制单元例如单片机，控制单元通过输出功率调整单元对电动马达进行输出功率调整。

在一些实施例中，本公开的表面清洁装置的控制方法可以参考如下：在表面清洁装置开机时，先给定一个较小的输出功率，并检测电动马达的转速，即检测转速，如果此时的检测转速大于第一阈值的转速，那么首先加大输出功率，若检测转速达到第一阈值的转速，或者落在第一阈值的转速和第二阈值的转速之间，则维持增大后的输出功率，通过前述措施，我们也可以判断出，原先检测转速大于第一阈值的转速的原因在于吸入气体流量较少，即吸入气体流量较少的原因在于输出功率不足导致，不在于吸口开度问题，那么增大输出功率后，就能够增大吸入气体流量，使得表面清洁装置处于一个高效的工作区间，从而使得能量的利用是更有效的，也就是说能量的浪费减少；若达不到第一阈值的转速，则表明吸口开度有问题，不适合增大输出功率，那么维持初始的较小的输出功率或进一步减小输出功率，从而有利于节能、延长续航时间，接下来可以周期性地试探吸口开度的问题是否解决，周期设定可以是5分钟或8分钟或10分钟等等，试探过程可采用上述加大输出功率的过程。

若加大输出功率后，如果检测转速小于第二阈值的转速，则减小输出功率，达到节能目的。

总之，所述的控制方法的设计目的在于：表面清洁装置能够处于一个高效的工作区间，即检测转速达到第一阈值的转速或第二阈值的转速，或者落在第一阈值的转速和第二阈值的转速之间。优选是达到第一阈值的转速，这样更为节能。

本公开的表面清洁装置可在不同的被清洁表面上工作来实现节能目的，也适应于在不同的被清洁表面之间切换下实现节能目的。

本公开的表面清洁装置对于无线设计的方案具有重要的意义，但是并非局限于无线设计的方案，从节能角度来说，也适用有电源线的设计方案。

在理解本实用新型时，若有需要，上述结构可参考其它实施例/附图一并理解，这里不加赘述。

以上所述仅是本实用新型的用于举例说明的实施方式，故凡依本实用新型专利保护范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种表面清洁装置，包括控制单元、电动马达、风轮组件和吸口，电动马达用于带动风轮组件产生吸力，该吸力通过吸口吸入脏污，控制单元用于控制输出功率以使电动马达按该输出功率运行，其特征在于，还包括吸口大小判断单元，吸口大小判断单元用于检测吸口的开度情况，控制单元与吸口大小判断单元信号连接，控制单元还用于根据吸口大小判断单元所检测到的吸口开度情况来调节所述的输出功率。

2.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其特征在于，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速。

3.根据权利要求2所述的表面清洁装置，其特征在于，对于检测电动马达的转速的情况，转速检测结构采用设于电动马达的转速传感器。

4.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其特征在于，还包括比较单元，比较单元具有第一阈值，第一阈值用于表征吸口开度小到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第一阈值，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率。

5.根据权利要求4所述的表面清洁装置，其特征在于，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第一阈值设置为第一转速，控制单元被配置为当吸口开度小于该第一阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速大于第一转速时降低输出功率。

6.根据权利要求4所述的表面清洁装置，其特征在于，比较单元具有第二阈值，第二阈值用于表征吸口开度大到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第二阈值，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率。

7.根据权利要求6所述的表面清洁装置，其特征在于，吸口大小判断单元包括转速检测结构，转速检测结构用于检测风轮组件或电动马达的转速，风轮组件或电动马达的转速用于表征吸口开度，风轮组件或电动马达的转速记为检测转速，第二阈值设置为第二转速，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率是指：控制单元被配置为当检测转速小于第二转速时降低输出功率。

8.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其特征在于，电动马达采用直流无刷电动马达。

9.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其特征在于，还包括比较单元，比较单元具有第二阈值，第二阈值用于表征吸口开度大到一定程度，比较单元用于比较吸口开度和第二阈值，控制单元被配置为当吸口开度大于该第二阈值时降低输出功率。

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