专利名称：抽气嘴高度调节控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地板护理装置，更具体地说，涉及一种带有抽气嘴高度调节系统的地板护理装置，该抽气嘴高度调节系统带有电子高度调节行程限位制动装置。
背景技术：
地板护理装置在本领域是为人广泛所知的。典型的地板护理装置包括直立式真空吸尘器、罐式真空吸尘器、硬地板清洁器以及抽洗机。比较近期的地板护理装置提供了一个电动机，用以根据用户需要调整抽气嘴的高度。开关通常位于清洁器手柄部分，用来升起或者降低抽气嘴。但是，这样的设置可能会在抽气嘴处于高度范围的极限时，损坏电动机或者连接到电动机的用于升起或降低抽气嘴的传动系统装置。
另外在本领域所公知的是，开关和电动高度调节电动机是通过线束连接。通常这种线束至少需要四根电线用来在两个方向上开关和通断电动机的电源。但是，通过利用线束和二极管装置，可以去除一根或两根电线。因此，本发明满足了迄今为止在本技术领域尚未解决的问题。
发明内容
在本发明的优选实施例中，清洁器手柄上的开关通过控制一个独立的吸嘴高度调节电机来控制抽气嘴的高度。高度调节电机通过传动装置与圆柱凸轮有效地连接，该圆柱凸轮向地板表面推动轮座来提升抽气嘴的高度。或者，当凸轮按反方向转动时，圆柱凸轮释放对轮座的压力，抽气嘴的重量导致抽气嘴向地板表面降低。一个附加的抽气嘴高度调节行程限制凸轮装置被安装在圆柱凸轮装置的顶部，用来啮合一个或者多个抽气嘴高度限位开关，该高度限位开关在抽气嘴到达高度行程极限时关闭高度调节电机。当抽气嘴移到最高或最低位置时，行程限制凸轮转动并分别与高位行程限位开关或低位行程限位开关啮合。当高位行程限位开关或者低位行程限位开关被啮合时，抽气嘴高度调节电机被断电，从而防止电机过热，并保护齿轮和凸轮装置。在本发明的优选实施例中，高位和低位抽气嘴高度调节行程限位开关通过两条导线有效连接到抽气嘴高度调节电机上，二极管与每个行程限位开关并联安装。当抽气嘴被移动到两个相反的行程极限之一处，并且相应的行程限位开关打开时，二极管可以使抽气嘴高度调节电机瞬时运行。尽管行程限位开关已经被打开，二极管也可让电流流通，使得一旦手柄上的高度调节开关向反方向移动，高度调节电机被通电。一旦抽气嘴高度调节电机被瞬时通电，行程限制凸轮系统从行程限位开关移开，电路回复到正常工作状态。
在本发明的另一个实施例中，使用三条导线连接抽气嘴高度调节开关和抽气嘴高度调节电机。高位和低位抽气嘴高度调节行程限位开关沿着所述导线中的两条设置，使得当行程限位开关中的一个打开，另外一个闭合，即使抽气嘴高度调节开关往相反方向移动，仍然有一个闭合电路来操作抽气嘴高度调节电机。
在本发明的另外一个实施例中，抽气嘴高度调节行程限位开关可以由通过感应抽气嘴高度精确位置的电位计替代，以控制抽气嘴高度调节电机，并且在行程极限处关闭抽气嘴高度调节电机。这可以通过多种办法实现，包括从电位计向当感应到适当电压时关闭抽气嘴高度调节电机的电路输入电压。或者，电压可以输入给微处理器，该微处理器在感应到特定电压时控制抽气嘴高度调节电机。
在本发明的另一个实施例中，可以使用两个以上的抽气嘴高度调节行程限位开关向控制抽气嘴高度调节电机工作的电路或者微处理器提供位置信息。当抽气嘴移动经过不同的高度位置时，抽气嘴高度调节行程限制凸轮转动并啮合提供位置信息的不同行程限位开关中的一个。行程限位开关在抽气嘴高度位置到达极限时关闭供给抽气嘴高度调节电机的电流，从而防止抽气嘴高度齿轮和凸轮装置的过热和损坏。
因此，本发明的一个目标是提供一种带有可调高度抽气嘴的地板护理装置。
本发明的另一个目标是提供一种带有高度可以由独立抽气嘴高度调节电机调节的抽气嘴的地板护理装置。
本发明的另一个目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，该抽气嘴高度由开关控制的独立抽气嘴高度调节电机调节。
本发明的另一个目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，该抽气嘴的高度由独立抽气嘴高度调节电机调节，在抽气嘴行程高度到达极限时，抽气嘴高度调节行程限位开关关闭抽气嘴高度调节电机。
本发明的一个目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，该抽气嘴的高度由独立抽气嘴高度调节电机调节，在抽气嘴行程高度到达极限时，抽气嘴高度调节行程限位开关将关闭抽气嘴高度调节电机。
本发明的进一步目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，其中抽气嘴高度由独立抽气嘴高度调节电机调节，该独立抽气嘴高度调节电机由一个开关控制，该开关通过两条导线、一对抽气嘴高度调节行程限位开关和两个二极管连接到抽气嘴高度调节电机。
本发明的目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，其中高度可由独立抽气嘴高度调节电机调节，该独立抽气嘴高度调节电机由开关控制，该开关通过三条导线和一对抽气嘴高度调节行程限位开关连接到抽气嘴高度调节电机。
本发明的另一个目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，抽气嘴的高度由被开关控制的独立抽气嘴高度调节电机调节，一个电位计被用来感应抽气嘴位置，并在抽气嘴高度到达行程极限时关闭抽气嘴高度调节电机。
本发明的目标是提供一种带有抽气嘴的地板护理装置，其中抽气嘴的高度由被开关控制的独立抽气嘴高度调节电机调节，使用三个和更多行程限位开关来感应抽气嘴位置，使用两个行程限位开关在抽气嘴高度到达行程极限时关闭抽气嘴高度调节电机。
为了更好地理解本发明的结构和功能，可结合附图参看以下示例性的说明，在附图中图1是根据本发明优选实施例的一个带有自动吸嘴高度调节装置的地板护理装置的透视图；图2是根据本发明优选实施例的一个带有自动吸嘴高度调节装置的地板护理装置的分解图；图3是根据本发明优选实施例的一个电机驱动抽气嘴高度调节装置的透视图，该装置带有在抽气嘴高度范围的极限处关闭高度调节电机的行程限位制动装置；和图4是根据本发明的优选实施例的现有技术电路的电路图，该电路用于在两个方向上控制电机。
图5A-5F是根据本发明的优选实施例的一个电路，该电路利用在控制开关和电机之间的两条导线在两个方向上控制电机，以便升高和降低抽气嘴；和图6A-6F是根据本发明的另一个实施例的一个电路，该电路利用控制开关和电机之间的三条导线在两个方向上控制电机，以便升高和降低抽气嘴。
具体实施例方式
参看图1和2，显示了一个在本发明优选实施例中是一个直立式真空吸尘器的地板护理装置10。在本发明的另一个实施例中，地板护理装置10可以是任何类型的地板护理清洁器，比如罐式清洁器、杆式清洁器(stick cleaner)、地毯清洁器或者裸露地板清洁器。直立式真空吸尘器10包括一个与底座100枢轴地连接的上部外壳装置200。底座100与本领域已知的底座相似，具有吸嘴口(未示出)和搅拌器(未示出)，当直立式真空吸尘器10处于地板护理模式时，吸嘴口接受载有尘土的空气流，而搅拌器用于搅拌和松散地板表面的灰尘和碎屑。底座100还包括一对转动安装在轮座(未示出)上的前轮(未示出)和一对后轮。
电机风扇装置M2位于底座100或上部外壳200上，该电机风扇装置M2产生从地板表面带走松散的灰尘和碎屑的抽吸。电机风扇装置M2通过一个污物管(未示出)流体连接到底座或者抽气嘴100。上部外壳装置200装有用于接收和过滤由电机风扇装置M2产生的载有尘土的空气流的颗粒过滤和收集系统300。该颗粒过滤和收集系统300可插入在处于抽气嘴100和电机风扇装置M2之间的载有尘土的空气流中作为“间接空气”系统，如图1所示，或者电机风扇装置M2可置于抽气嘴100和颗粒过滤和收集装置300之间作为“间接空气”系统。独立的电动搅拌驱动电机M1用于给至少一个旋转搅拌器(未示出)提供转动力，独立抽气嘴高度调节电机M3用于调节抽气嘴100相对于地板表面的高度。开关SW1位于手柄上，用来开关电机风扇装置。
参看图2，示出具有优选实施例污物收集系统300的地板护理设备10的分解图。污物收集系统300大体包括半透明的污物杯350、可拆卸地安装在污物杯350中的过滤装置380、和盖在污物杯350上污物杯盖382。过滤装置380大体包括带孔壁312、从带孔壁312伸出的过滤器支撑架314、和可拆卸地安装在过滤器支撑架314上的主过滤部件381。孔为第一污物收集腔316和第二污物收集腔318之间提供流体的连通。带孔壁312作为粗颗粒分离器或者预过滤器，其可以包括各种形状(圆环、方形、椭圆等)、大小和角度的任何数目的孔洞。为了能使通过孔洞的气流最大，同时仍然能够防止大的碎屑通过，需要形成最大为0.0036平方英寸以及最小为600目筛网的孔洞。在本实施例中，孔洞312是圆形的，孔洞直径约为0.030英寸。进一步地，孔洞壁应该形成有足够的总开口面积来保持通过污物杯的气流。带孔壁312所需要形成的总开口面积在大约2.5平方英寸到大约4平方英寸之间。污物收集系统300的完整详细资料可以在共同受让人所有的胡佛公司案卷号2521(申请号为09/519,106)中找到，在此结合其全部内容作为参考。抽气嘴高度装置310的抽气嘴高度调节电机M3也示出在图3中。
参看图3，示出一个抽气嘴100的轮廓，其中示出抽气嘴高度调节电机M3和抽气嘴高度调节装置110。当用户在任一个方向按下开关SW2，抽气嘴高度调节电机M3被通电，从而升起或降低抽气嘴100。被通电的电机转动蜗轮115，蜗轮115转动第二齿轮116。第二齿轮116转动第三齿轮114，第三齿轮114转动啮合在圆柱凸轮118上的轮齿117。圆柱凸轮118具有螺旋凸轮部108，该螺旋凸轮部与轮座装置120上的突起121啮合。该螺旋凸轮部108紧靠着突起121，在圆柱凸轮118转动时向上推动抽气嘴100。轮座装置120具有一对轮125用于接触地板表面，并允许抽气嘴100在地板表面上被推动。当圆柱凸轮118以反方向转动时，螺旋凸轮部分108释放对突起121的压力，重力则会导致抽气嘴100向地板表面降低。制动器107与螺旋凸轮部108相邻，防止圆柱凸轮118在抽气嘴100的最低高度位置处继续转动。为了防止对抽气嘴高度调节电机M3的损坏，抽气嘴高度调节行程限制凸轮装置111被安装于圆柱凸轮118的上端。该抽气嘴高度调节行程限制凸轮111在抽气嘴100降低到最低高度位置时啮合开关SW5，在抽气嘴100升高到最高高度位置时啮合开关SW4，从而关闭抽气嘴高度调节电机M3，以防止过热和过度的移动。
在本发明的另一个实施例中，可以装有两个以上的开关SW4和SW5，在所需的抽气嘴100高度调节实现时，中断抽气嘴高度调节电机M3的电源。在再一个实施例中，完全去除了开关SW4和SW5，并由一个电位计(未示出)来替代，以感应抽气嘴100的位置。当达到抽气嘴100的特定高度时，关闭抽气嘴高度调节电机M3的电流。在这些实施例的任一个以及优选实施例中，可使用常规的电路或者微型处理器来控制抽气嘴高度调节电机。
图4示出一个通过一对双刀双掷(DPDT)开关SW在两个方向控制电机M的现有技术的电路50，并且由电源Vcc供电。开关SW通过四条导线W1、W2、W3和W4有效地连接到电机M，其中对于电机行程的每一个方向需要两条导线将Vcc连接到电机M。在图4中，Vcc是一个直流电源，但是对于交流电机也可以使用交流电源。这样的电路50通常可在地板护理设备(如图1-2中的地板护理设备10)上看到，这种地板护理设备通常在手柄上带有类似开关SW2的开关，并利用独立电动高度调节电机，来升高和降低抽气嘴100高度。
本发明的优选实施例只利用两条导线连接开关SW2和电机M3，并控制电机在两个方向的运转，其电路被标记55，如图5A到5F所示。先参看图5A，开关SW2有效连接到抽气嘴高度调节电机M3和两条导线W5和W6。限位开关SW4和SW5以串联方式设置在导线W5上，并且各带有一个并联安装的二极管D1和D2。如图5A所示，当SW2在一个极的方向上闭合时，因为SW4和SW5同样是闭合的，所以电流流到M3上。电机M3沿着箭头64的方向转动。当抽气嘴处于在此方向的行程极限时，凸轮112(图3)就会使SW5打开(图5B)，导致到达电机M3的电流被切断。电流不会流过二极管D2，这是由于其在相反方向上被偏置。当SW2移到相反的一极时，如图5C所示，相反的电流以箭头62的方向流到电机M3，电机M3在箭头65的方向上被通电。然而，当如图5B所示开关SW5打开，电流不会流入电机M3，电流现在流经电机M3是因为电流是以如箭头62所示的相反方向流过前向偏置的二极管D2。在电机M3被瞬间通电后，凸轮112从开关SW5处转开，开关SW5现在又闭合，电流自由通过SW5。只要开关SW2保持压下，电流就会保持连通。当抽气嘴100高度达到反向行程极限时，凸轮112压下开关SW4，并且SW4打开，关闭流向电机M3的电流，如图5E所示。电流将保持断开，直到开关SW2切换到相反极。即使如图5F所示，开关SW4仍然打开，沿着箭头61的方向的电流流动会在瞬间沿着箭头64的方向给电机M3通电。因为二极管D1现在是前向偏置，电流可以流经它，所以电流可以沿箭头61的方向流动。一旦凸轮112从开关SW4转开，开关4闭合，电流可经SW4流到电机M3(图5A)。当开关SW2被压下，这个循环不断重复，直到达到抽气嘴高度行程极限为止，然后被释放并压下，使得抽气嘴高度向相反方向移动。
本发明的另一个实施例的工作是利用三条导线连接开关SW2和电机M3，并且控制电机M3在两个方向上的运行，其电路被标记为56，如图6A到6F所示。先参看图6A，开关SW2可操作地连接到抽气嘴高度调节电机M3和三条导线W7、W8和W9。限位开关SW4以串联方式沿着导线W7设置，开关SW5以串联方式沿着导线W9设置。如图6A所示，当SW2在一个极的方向上关闭时，电流沿着箭头72的方向通过W7和开关SW4流过电机M3。电机M3以箭头75的方向转动，直到抽气嘴高度在此方向上到达极限，凸轮112(图3)打开开关SW4，然后中断电流(图6B)。电流将保持中断，直到开关SW2移到相反极为止，这时电流以箭头74(图6C)的方向流过开关SW5和导线W9，并在箭头74(图6C)的方向上转动电机M3。一旦电机被瞬时通电，凸轮112(图3)释放开关SW4，并且这时电流可以流经开关SW4和导线W9(图6D)。只要开关SW2保持下压，电流就会保持连通，直到达到抽气嘴高度行程反方向的极限为止，这时凸轮112(图3)会打开开关SW5(图6E)。电流会保持断开，直到开关SW2移到相反极，让电流沿着箭头72的方向通过开关SW4和导线W7流向电机M3并在箭头75的方向上转动电机(图6F)。一旦被瞬时通电，凸轮112就会转离开关SW5，导致开关SW5打开，电路56完全回到如图6A所示状态。
从上文可明显看出，上述结构明显满足在说明书开始部分描述的本发明的目标。同样很明显地，对于在此公开的结构可以做很多修改，但仍然落在其精神和范围之内。
权利要求
1.一种地板护理装置，包括抽气嘴，该抽气嘴可以相对于待清洁的地板表面升起或者降低，所述抽气嘴具有最高行程位置和最低行程位置；电机，该电机用于将抽气嘴相对于待清洁地板表面升起或者降低；用于所述电机的电流源；第一开关，该第一开关可操作地连接到所述电机，用以在所述抽气嘴移动到所述最高行程位置时切断供给所述电机的电流；和第二开关，该第二开关可操作地连接到所述电机，用以在所述抽气嘴移动到所述最低行程位置时切断供给所述电机的电流。
2.如权利要求1所述的地板护理装置，还包括抽气嘴高度调节控制开关，该抽气嘴高度调节开关通过当移到第一位置时允许电流以第一方向流动，而当移到第二位置时允许电流以第二方向流动来控制电机的运转。
3.如权利要求2所述的地板护理装置，其中所述抽气嘴高度调节开关位于地板护理装置的手柄上。
4.如权利要求2所述地板护理装置，还包括两条导线，该两条导线将所述电流源连接到所述电机，其中所述第一开关和所述第二开关在所述两条导线中的一条上串联设置；第一二极管，该第一二极管并联跨接在所述第一开关上；第二二极管，该第二二极管并联跨接在所述第二开关上；其中所述第二二极管在所述抽气嘴高度调节开关从第一位置移到第二位置时，允许电流沿第二方向从所述电流源流到所述电机，并且所述第一二极管在所述抽气嘴高度调节开关从所述第二位置移到所述第一位置时，允许电流沿第一方向从所述电流源流到所述电机。
5.如权利要求2所述的地板护理装置，还包括将所述电流源连接到所述电机的三条导线，其中所述第一开关和所述第二开关串联设置在所述三条导线中的两条上；其中当所述第一开关打开，在所述抽气嘴高度控制开关从第一位置移到第二位置时，所述电流可沿第二方向从所述电流源流向所述电机，而当所述第二开关打开，在所述抽气嘴高度调节开关从所述第二位置移到所述第一位置时，所述电流可沿着第一方向从所述电流源流向所述电机。
6.一种控制可调节抽气嘴高度的方法，包括步骤提供抽气嘴；提供电机，用来将抽气嘴相对于待清洁的地板表面升起或者降低；为电机提供电流源；提供第一开关，该第一开关可操作地连接到所述电机，用于在所述抽气嘴移动到所述最高行程位置时切断流到所述电机的电流；和提供第二开关，该第二开关可操作地连接到所述电机，用于在所述抽气嘴移动到所述最低行程位置时切断流向所述电机的电流。
7.如权利要求6所述的控制可调节抽气嘴高度的方法，还包括步骤提供一个抽气嘴高度调节控制开关，该抽气嘴高度调节控制开关通过在移动到第一位置时允许电流沿第一方向流动，而在移动到第二位置时允许电流沿第二方向流动而控制电机运行。
8.如权利要求7所述的控制可调节抽气嘴高度的方法，还包括步骤在地板护理装置的手柄上安装抽气嘴高度调节开关。
9.如权利要求7所述的控制可调节抽气嘴高度的方法，还包括步骤提供两条将所述电流源连接到所述电机的导线，其中所述第一开关和所述第二开关串联设置在所述两条导线中的一条上；提供第一二极管，该第一二极管并联跨接在所述第一开关上；和提供第二二极管，该第二二极管并联跨接在所述第二开关上；其中所述第二二极管在所述抽气嘴高度控制开关从第一位置移到第二位置时，允许电流沿着第二方向从所述电流源流向所述电机，并且所述第一二极管在所述抽气嘴高度控制开关从所述第二位置移到所述第一位置时，允许电流沿着第一方向从所述电流源流向所述电机。
10.如权利要求7所述的控制可调节抽气嘴高度的方法，还包括步骤提供三条将所述电流源连接到所述电机的导线，其中所述第一开关和所述第二开关串联连接在所述三条导线中的两条上；其中当所述第一开关打开，在所述抽气嘴高度控制开关从第一位置移到第二位置时，所述电流可沿第二方向从所述电流源流向所述电机，而当所述第二开关打开，在所述抽气嘴高度调节开关从所述第二位置移到所述第一位置时，所述电流可沿着第一方向从所述电流源流向所述电机。
全文摘要
一种地板护理装置，配备有控制抽气嘴高度的开关。抽气嘴高度由可操作地连接到轮座的独立电动机和齿轮以及凸轮装置调节。另一个凸轮装置可操作地连接到独立电动机，该独立电动机在抽气嘴高度的两个极限上啮合抽气嘴高度调节行程限位开关。抽气嘴高度调节行程限位开关在抽气嘴高度到达极限时切断流向独立电机的电流，以避免独立电机过热或者行程过大。在本发明的优选实施例中，两条导线将抽气嘴高度控制开关连同两个行程限位开关和一对二极管连接到独立电机。在本发明的另一个实施例中，三条导线将抽气嘴高度控制开关连同两个行程限位开关连接到独立电机。
文档编号A47L5/22GK1714732SQ20051008043
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者A·C·巴德 申请人:胡佛公司