电动吸尘器

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电动吸尘器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种电动吸尘器。\n背景技术\n[0002] 在现有的电动吸尘器中，有的在供灰尘穿过的吸气通道中设有灰尘检测装置，对灰尘的量和质等进行判断，然后再据此对吸头中的旋转刷等进行控制(其中的一例可参考日本专利237,410)。\n[0003] 目前，随着生活水平的提高，人们对室内尘埃的关心也越来越高，对于电动吸尘器也提出了要设置上能够检测出数微米级的微小灰尘的灰尘检测装置、并根据这样的灰尘检测装置进行最佳的吸尘操作的要求。\n[0004] 但是，在上述的现有电动吸尘器的构成中，灰尘的数量是通过检测信号即脉冲的个数进行判断，其大小尺寸是通过脉冲的宽度来进行判断的。在这样的情况下，考虑到通过脉冲宽度来检测灰尘的大小的变换电路的电路特性的话，可以发现，能够检测出的灰尘大小(尺寸)是有限制的，要检测出只有数微米的微小灰尘是非常困难的。同时，家庭内的灰尘的大小又千差百异，光是能够被吸尘器吸起的灰尘其大小也相差数千倍以上，如果将检测电路的特性(主要是信号放大倍数及其频率特性等)调整成与小灰尘相对应，则对于较大的灰尘而言，即使脉冲数能够作出反应，通过脉冲宽度进行判断就变得非常困难；反之，如果使电路特性与某种程度的大小相对应，则会发生对于小灰尘就产生不出脉冲的问题。\n[0005] 此外，在上述的现有电动吸尘器的构成中，对于与吸气的流速几乎相同的速度吸引进来的、比检测单元小得多的小灰尘而言，其大小根本就无法通过脉冲信号的宽度来进行判断。例如，如果穿过的灰尘为直径是X的球体、光接收单元的检测区域为直径为Y的圆，灰尘的穿过速度为与吸气速度基本相等的Z时，则穿过时间为(X+Y)/Z。这里，由于X＜＜Y，故穿过时间即为Y/Z，灰尘的大小对穿过时间几乎不产生任何影响。因此，现有的灰尘检测装置的特性只是与某一程度的大小的灰尘相对应，对于非常小的灰尘而言并不能进行有效的旋转刷控制。\n发明内容\n[0006] 本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，其目的在于提供一种能对于各种大小的灰尘进行最佳的旋转刷控制、并能进行与被吸尘面的情况相适合的最佳吸尘的电动吸尘器。\n[0007] 为了解决上述问题，本发明的电动吸尘器中设有：设置在机体内部、用于产生吸尘气流的电动风机；用于吸引被吸尘面上的灰尘、带有旋转刷的吸头；控制所述旋转刷的转速的控制装置；用于设定被所述控制装置所控制的所述旋转刷的转速的转速设定装置；和设置在所述电动风机和吸头之间的吸气通道上、用于检测不同尺寸范围的灰尘的多个灰尘检测装置。所述转速设定装置根据由所述的多个灰尘检测装置检测出的灰尘量来设定所述旋转刷的转速，同时，所述多个灰尘检测装置中用来检测大灰尘的第一灰尘检测装置检测到较多灰尘时的旋转刷设定转速A、和用于检测小灰尘的第二灰尘检测装置检测到较多灰尘时的旋转刷设定转速B之间的关系被设置成：设定转速A＜设定转速B。\n[0008] 这样，由于设置有特性与各种大小的灰尘相适宜的多个灰尘检测装置，能够对多个检测信号进行判断，从而可以对旋转刷的转速进行精度更高的控制，提供一种能够进行与被吸尘面相适应的最佳吸尘操作的电动吸尘器。\n[0009] 本发明产生的技术效果如下。本发明的电动吸尘器设置有特性与各种大小的灰尘相适宜的多个灰尘检测装置，能够对多个检测信号进行判断，从而可以对旋转刷的转速进行精度更高的控制，能够进行与被吸尘面相适应的最佳吸尘操作。\n[0010] 本发明具体实施方式概述如下。本发明的第1方案中的电动吸尘器中设有：设置在机体内部、用于产生吸尘气流的电动风机；用于吸引被吸尘面上的灰尘、带有旋转刷的吸头；控制所述旋转刷的转速的控制装置；用于设定被所述控制装置所控制的所述旋转刷的转速的转速设定装置；和设置在所述电动风机和吸头之间的吸气通道上、用于检测不同尺寸范围的灰尘的多个灰尘检测装置。所述转速设定装置根据由所述的多个灰尘检测装置检测出的灰尘量来设定所述旋转刷的转速，同时，所述多个灰尘检测装置中用来检测大灰尘的第一灰尘检测装置检测到较多灰尘时的旋转刷设定转速A、和用于检测小灰尘的第二灰尘检测装置检测到较多灰尘时的旋转刷设定转速B之间的关系被设置成：设定转速A＜设定转速B。这样，由于设置有特性与各种大小的灰尘相适宜的多个灰尘检测装置，能够对多个检测信号进行判断，从而可以对旋转刷的转速进行精度更高的控制，能够进行与被吸尘面相适应的最佳吸尘操作。\n[0011] 另外，在特别是地毯等小灰尘的检测数较多的情况下，转速容易上升(即上升较快)，从而可将进入到地毯毛根部的灰尘扫出；反过来，在地板等小灰尘不易残留、故小灰尘的检测数也少的情况下，由于转速不必增加多少也使将灰尘吸干净，因此使转速设定成不易上升，从而可以防止转速出现不必要的上升，节约驱动旋转刷所需的电能，同时可以抑制旋转刷的刷子敲击地面时产生的噪声。\n[0012] 第2方案为，在第1方案中，在多个灰尘检测装置中用于检测小灰尘的第二灰尘检测装置检测到的灰尘量小于预定的判定值的情况下，所述转速设定装置则降低旋转刷的设定转速、或者使所述旋转刷停止旋转。这样，对于地板等小灰尘不易残留、吸尘时也吸不到多少小灰尘的被吸尘面，使旋转刷的旋转速度下降或者停止旋转。因此，在对地板那样的即使旋转刷不旋转也能将灰尘吸干净的被吸尘面进行吸尘时，可以实现很好的节能效果。\n[0013] 第3方案为，第1方案中的控制装置在从吸尘操作开始时起的规定时间内将旋转刷的转速固定在规定值上。这样，在吸尘操作开始时，可以确保一定程度的旋转刷转速，从而可以在吸尘操作开始后马上能够正确地检测出进行吸尘操作的被吸尘面及其灰尘量，可以将旋转刷的转速更快地设定在所希望的值上，缩短吸尘操作所需的时间。\n附图说明\n[0014] 图1为本发明第1实施例中的电动吸尘器的结构框图，\n[0015] 图2为由该电动吸尘器中的多个灰尘检测装置检测出的灰尘检测数量的分布示意图，\n[0016] 图3中示出了由该电动吸尘器中的多个灰尘检测装置检测出的灰尘检测数与吸头中的旋转刷设定转速之间的关系，\n[0017] 图4为由该电动吸尘器中的转速设定装置设定的、从吸尘操作开始时起的旋转刷转速变化示意图，\n[0018] 图5为表示该电动吸尘器中的多个灰尘检测装置检测出的灰尘检测数与吸头的旋转刷设定转速之间的关系的另一个示意图，\n[0019] 图6为表示由该电动吸尘器的转速设定装置设定的、从吸尘操作开始时起的旋转刷转速变化的另一个示意图，\n[0020] 图7为表示由该电动吸尘器的转速设定装置设定的、从吸尘操作开始时起的旋转刷转速变化的又一个示意图，\n[0021] 图8为表示由该电动吸尘器中的多个灰尘检测装置检测出的灰尘检测数与吸头的旋转刷设定转速之间的关系的又一个示意图。\n[0022] 上述附图中，9为旋转刷，10为控制装置，11为转速设定装置，231为传感器装置，\n235为第一灰尘检测装置，236为第二灰尘检测装置。\n具体实施方式\n[0023] 下面参照附图来对本发明的一个实施例进行详细说明。需要指出的是，这样的实施例并不具有限定本发明范围的作用。\n[0024] (实施例)\n[0025] 下面通过附图对本发明的一个实施例进行详细描述。\n[0026] 图1为本发明的一个实施例中的电动吸尘器灰尘检测装置的方框图。图1中，231为传感器装置，该传感器装置由向电动风机(图中未示出)产生的吸尘气流作用下吸起的灰尘流过的空气通道内发射出光束的光发射单元、和接收其光束并输出与光接收量相对应的信号的光接收单元构成。传感器装置231的输出信号Vs被分别输入到第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236中。第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236中分别包括运算放大器等放大装置、过滤器装置及比较装置等装置，在信号Vs的变化量大于或等于预定的判定值时分别输出脉冲信号。也就是说，在灰尘从传感器装置231中穿过时，本来照到光接收单元上的光会被灰尘阻挡住，光接收单元中的光接收量将会减少，输出信号Vs也会减少。利用这一现象，在第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236中分别设置上针对信号Vs的变化量ΔVs的判定值Va和Vb；当ΔVs＞Va、ΔVs＞Vb时，使第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236分别输出脉冲信号Sa和Sb，这样就可以检测出灰尘。另外，判定值Va和Vb被分别设定在用于检测不同的灰尘大小的值上，第一灰尘检测装置235被设定成可以检测出100μm或更大的沙粒类灰尘，第二灰尘检测装置236被设定成可以检测出大于或等于10μm的小灰尘。并且，当第一灰尘检测装置235检测到灰尘时，第二灰尘检测装置236也被设定为一定检测到灰尘。转速设定装置11从Sa和Sb这2个输入信号对正在吸尘的被吸尘面种类和灰尘量进行判断，然后设定吸头(图中未示出)中的旋转刷9的转速。控制装置10通过使供给到旋转刷9的电动机(图中未示出)中的电源功率发生变化来对其转速进行控制，使其达到上述的转速设定装置11设定的转速设定值。\n[0027] 下面对具有以上构成的电动吸尘器的操作情况进行描述。\n[0028] 图2中示出了对地毯/草席/地板进行吸尘时由第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236检测到的灰尘数量的分布示意图(每5秒钟内检测到的数量)。地毯毛的根部及地毯毛本身很容易沾附上细微尘埃，且由于扁虱很容易繁殖，故扁虱的残骸及粪便具有在此积存的倾向。由于这些灰尘基本上都是大小在10～数十μm级的微小灰尘，故第一灰尘检测装置235检测不出来，只有第二灰尘检测装置236可以检测出来。另外，由于在草席及地板上扁虱不易繁殖，而且细小的尘埃也不易停留在被吸尘面上，而是会飞扬起来，故细小尘埃的量要比地毯上少，如图2中的分布图所示。\n[0029] 利用这一性质，转速设定装置11中采用了如图3中所示的设定表，驱动旋转刷9在1000～3000转/分之间旋转。具体操作过程为，首先通过第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236输出的信号Sa和信号Sb分别求出5秒钟内的灰尘检测数(下面称为Ca和Cb)，然后通过图3中所示的设定表将旋转刷9设定在所希望的转速上。这一设定表利用了上述的被吸尘面的性质，小灰尘的检测数越多、转速越容易上升(越快)；反过来，只是大灰尘的检测数越多的话，转速被设定成不太上升多少。这样，在地毯等小灰尘的检测数(Ca)多的情况下，转速容易上升，从而将毛根深处的灰尘扫出；反过来，在地板等小灰尘的检测数少的情况下，由于转速不必上升很多也能将灰尘扫掉，因此将转速设定成上升较慢，避免转速不必要地上升。\n[0030] 图4中示出了使用图3中的设定表对地板和地毯进行吸尘时由转速设定装置11设定的转速从吸尘操作开始时的变化情况。从吸尘操作开始起的5秒期间，由于其前5秒期间没在操作，亦即没有灰尘被吸入，故Ca＝Cb＝0，故转速根据上述设定表被设定在1000转/分上。接着，在又经过5秒后，则从0～5秒的Ca和Cb来决定转速设定值。在图4的情况下，由于地板上在0～5秒期间的Ca＝34、Cb＝70，故根据图3的设定表5～10秒的转速设定值为1300转/分；而在地毯上，由于0～5秒的Ca＝80、Cb＝500，则根据图\n3的设定表，5～10秒的转速设定将会上升到3000转/分，从而可以将沾附在地毯毛根部及毛本身上的尘埃强有力地扫出。\n[0031] 通过进行这样的控制，可以将旋转刷9的转速设定成与被吸尘面相适应的最佳值，在没有必要的时候，使旋转刷9的转速不发生上升。这样，可以节约驱动旋转刷9所需的电能，并且可以抑制旋转刷9中的刷毛敲击地面时发出的噪声。\n[0032] 另外，在地板那样的被吸尘面上，由于小灰尘很少，因此，在图5中，当小灰尘很少(检测数小于20/秒时)时，旋转刷9则停止旋转。这样，在旋转刷不旋转也能将灰尘吸起的被吸尘面上，可以实现更好的节能和降噪效果。在使用图5的设定表对地板和地毯进行吸尘时，由转速设定装置11设定的转速从吸尘操作开始的的变化情况见图6。\n[0033] 在进行以上的控制的情况下，吸尘器刚刚开始操作时的旋转刷9的转速设定为较低的转速，在图3的设定表中为1000转/分，在图5的设定表中将成为0转/分(停止)。\n这样，在对地毯进行吸尘时，旋转刷9扫出灰尘的力就显得较弱，第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236的检测数也低，旋转刷9的转速也就不易提高。因此，在从吸尘操作开始时起的规定时间内，本实施例中是从吸尘操作开始到下一个的转速被决定为止的5秒期间内，控制装置10将旋转刷9的转速设定为1000转～3000转的中间值即2000转/分上。这样，在吸尘操作开始后，马上可以正确地检测出正在进行吸尘的被吸尘面及其灰尘量，从而可以更快地将旋转刷9的转速设定在所希望的值上。将这一方式适用在图5的设定表中时，由转速设定装置11设定的转速从操作开始时起的推移如图7所示，比起图4及图\n6来转速将在更早的时间开始上升，因此马上就可以将灰尘吸引起来，灰尘的检测数也容易下降，从而可以缩短吸尘操作所需的时间。另外，虽然在本实施例中将操作开始时的转速设定在1000转～3000转的中间值2000转/分上，但是也可以根据家庭中被吸尘面情况进行改变，如在地毯较多的家庭中可以设定为3000转/分，在地板较多的家庭设定为1000转/分等。\n[0034] 在采用上述的小灰尘越多、旋转刷9的转速也提高越多的控制方式的情况下，在那些空气中漂浮着极小的砂尘的地区，即使被吸尘面是地板，第二灰尘检测装置236的检测数也多。特别是主要是地板而地毯很少的家庭中，上述倾向显得特别凸出。因此，旋转刷\n9的转速就会上升得过高，无谓地浪费掉不少电能，噪声也会变得很大。在这样的情况下，采用图8中所示的设定表可以解决这一问题。在图8中所示的设定表中，即使有小灰尘进入，转速也并不上升多少。但是，在只是设定成在小灰尘进入时转速不太上升的情况下，在对地毯吸尘时转速也不会上升多少，对于很脏的地毯就无法将灰尘吸干净。图8的设定值解决这一问题的办法为，当小灰尘大量进入时，本实施例中是第二灰尘检测装置236检测到300次/5秒时，就使旋转刷9的转速设定值迅速上升。这样，即使是很脏的地毯，也可以用旋转刷9将处于地毯毛深处的灰尘扫出。\n[0035] 另外，本实施例中虽然是以5秒为单位来进行转速设定的，但是，也可以根据过去\n5秒期间的检测数以1秒为单位来改变转速，这样可以使转速发生更加实时的变化。此外，在控制装置10使转速发生变化时，采用的是使其发生圆滑的、而不是迅疾的变化。这样，在使用时可以缓和因转速变化产生的不协调感，同时也可以延长旋转刷9的电动机寿命。另外，在对尘埃存积很多的地方进行吸尘时，由于第一灰尘检测装置235和第二灰尘检测装置236的检测数短时间内会上升很多，故此时旋转刷9的转速也会短时间内上升，从而可以进行与被吸尘面更加适宜的吸尘。\n[0036] 综上所述，本发明中的电动吸尘器设有其特性能与各种大小的灰尘相适合的多个灰尘检测装置，通过对多个检测信号进行判断可以对旋转刷的转速进行精度更高的控制，从而可以用与被吸尘面相适宜的最佳转速进行吸尘。