专利名称：智能吸尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸尘器，特别涉及一种智能吸尘器。
目前市场上的吸尘器存在以下不足1、带有一定长度的电线，这样人们必须在电线和电源插座所限制的空间范围内操作吸尘器，吸尘器能工作的范围只能是半径5m的半圆，用户打扫一次房间需多次插拔电线，寻找合适的电源插座，而5米的电线每插拔一次，操作者需走10m的长度，非常不方便；2、当房间障碍物较多时，带线的吸尘器使用起来就特别不方便；3、人工打扫地面时要弯腰，这对老人是很不方便的；4、现在的吸尘器不适合儿童使用。吸尘器本身是高电压，对儿童使用是不安全的；5、现在的吸尘器产品均需专人操作，费时费力。
针对上述问题，本发明的目的是提供一种使用方便的智能吸尘器。
本发明包括吸尘器外壳、支架、吸尘部分、电源，其特征在于它还包括使吸尘器自主行走的自行走装置、用于检测障碍的传感器以及相应的控制部分；其中，所述的吸尘部分包括电动地板刷、吸尘管路、尘腔、吸尘电机及尘腔与吸尘电机间的出风口过滤片；所述的自行走装置包括左右行走轮、左右驱动电机、左右减速器和一个万向轮；所述的传感器包括多个超声波传感器和多个红外传感器；所述的控制部分包括主控芯片、驱动控制模块和吸尘控制模块；所述的电源包括左右行走电池、吸尘电池和相应的电源管理模块。
本发明使用方便，能够自主行走，解除了用户使用吸尘器电线缠绕，长度有限的限制，以及吸尘时用户需要弯腰费力操作的不便，特别适合老人、儿童等用户的需求。
图1是本发明的外部结构示意图。
图2是本发明的后视图。
图3是本发明的内部结构示意图。
图4是本发明的控制原理方框图。
图5是本发明的电路连接原理图。
如图1、2所示，本发明包括吸尘器外壳11、支架12、尘腔盖14，左(右)行走轮13、安装在支架12上的多个超声波传感器和多个红外传感器。其中，每个传感器又都包括发射传感器、接收传感器各一个。超声波发射和接收传感器15安放在吸尘器前方，用于探测前方障碍物以实现自动避障功能。红外传发射和接收感器16安放在左，右侧面及后面，当传感器前有物体时，其输出为TTL高电平；用于探测吸尘器侧面及后方的物体。
如图3所示，本发明的吸尘部分包括电动地板刷21、吸尘管路22、尘腔23、吸尘电机25及尘腔与吸尘电机间的出风口过滤片24；电动地板刷21安装在吸尘器的最前方，并采用了自动升降设计，可轻松越过门槛等障碍。吸尘管路22内置，并设计成直角弯管，可有效防止灰尘掉出来。自行走装置包括安装于吸尘器后面的左(右)行走轮13、相应的(左)右驱动电机27、左右减速器(图中未画出)和安装于吸尘器前面的万向轮28；左右驱动电机采用了双永磁直流力矩电机，接受控制部分的统一控制，可实现原地360度旋转的功能。本发明的电源部分26采用二块镍氢电池(吸尘电池和行走电池)，分别给吸尘器电机、驱动电机和控制部分供电。
如图4所示，本发明的控制部分包括主控芯片31、驱动控制模块32和吸尘控制模块34；主控芯片31接受传感器30传来的信号，并根据所接受的信号经过计算判断给吸尘控制模块34及驱动控制模块32相应的信号，由它们根据主控芯片31给出的指令控制吸尘电机25和(左)右驱动电机27产生相应的动作。具体在自动行走的状态下，本产品传感器30同时通过红外传感器和超声波传感器探测外部障碍，探测后的反馈信号发送到主控芯片31，主控芯片31是一个小型单片机，其作用是对信号进行分析计算，将得到的外部障碍的情况转化为数字信号并结合本身的规划算法，运算后得出机器的下一前进方向，将此前进方向作为输出信号发送给驱动控制芯片，驱动控制芯片将信号转换为模拟信号输出驱动行走电机。
为了实现给控制部分供电，本发明还包括一个电源管理模块，行走电池通过2个DC/DC变换器，将DC24V电源转换为+12V和-12V，给控制电路提供电源，+5V给主控芯片供电。
如图5所示，是本发明的电路连接原理图。其中，U1为主控芯片，它是整机的控制核心，采用了型号为89C55PLCC的单片机。红外和超声波传感器接收的信号，通过接口J4(J4共9脚，前8位为传感器信号输入，第9脚为地端)，发送到芯片U5，处理后经36～43脚发送给主控芯片U1，由U1结合本身的规划算法，运算后得出机器的下一前进方向，将此前进方向作为输出信号通过7～14脚发送给驱动控制芯片U2，由U2、U3、U4将信号转换为模拟信号通过接口J2、J3输出分别驱动左右行走电机，从而控制吸尘器前、后、左、右及高低速运动。
吸尘电机的控制通过U1、U6、U7芯片完成，包括吸尘电机驱动波形产生及强、弱吸控制，最后通过J5接吸尘电机；电动地板刷的控制由芯片U1、U7D、继电器RL1完成，主控芯片U1产生的控制信号通过P1.7口输入U7D，经由RL1的RL1-1及COM1控制电动地板刷的的启停。
电源管理模块主要包括2号继电器(RL2)和芯片MAX724，通过接口J0将吸尘电池电压(30V)引入，经RL2和芯片MAX724变换后，转成+12V电源，向主控芯片和控制电路供电。图中的二极管D5、D6、D7及外接发光二极管LE1、LE2、LE3完成吸尘电池电量显示功能。
权利要求
1.一种智能吸尘器，包括吸尘器外壳、支架、吸尘部分、电源，其特征在于它还包括使吸尘器自主行走的自行走装置、用于检测障碍的传感器以及相应的控制部分。
2.根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于所述的吸尘部分包括电动地板刷、吸尘管路、尘腔、吸尘电机及尘腔与吸尘电机间的出风口过滤片。
3.根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于所述的自行走装置包括左右行走轮、左右驱动电机、左右减速器和一个万向轮；
4.根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于所述的传感器包括多个超声波传感器和多个红外传感器；
5.根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于所述的控制部分包括主控芯片、驱动控制模块和吸尘控制模块；
6.根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于所述的电源包括左右行走电池、吸尘电池和相应的电源管理系统。
全文摘要
本发明公开了一种智能吸尘器，它包括吸尘器外壳、支架、吸尘部分、电源，其特征在于它还包括使吸尘器自主行走的自行走装置、用于检测障碍的传感器以及相应的控制部分；其中，所述的吸尘部分包括电动地板刷、吸尘管路、尘腔、吸尘电机及尘腔与吸尘电机间的出风口过滤片；所述的自行走装置包括左右行走轮、左右驱动电机、左右减速器和一个万向轮；所述的传感器包括多个超声波传感器和多个红外传感器；所述的控制部分包括主控芯片、驱动控制模块和吸尘控制模块。本发明使用方便，能够自主行走，解除了用户使用吸尘器电线缠绕，长度有限的限制，以及吸尘时用户需要弯腰费力操作的不便，特别适合老人、儿童等用户的需求。
文档编号A47L5/00GK1436511SQ02110070
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月5日 优先权日2002年2月5日
发明者杜光林, 李天箭, 蔡文东, 缑春丽, 张鲁楠 申请人:海尔集团公司, 青岛制冷技术研究所