智能吸尘器的制造方法
【专利摘要】一种智能吸尘器，包括本体和充电座，本体上设有顶灯、回充信号接收灯、驱动装置、接触片和控制器，顶灯和回充信号接收灯相对且间隔设置，控制器发送指令给驱动装置来驱动本体旋转或沿直线运动，充电座上设有第一信号发射灯、第二信号发射灯、灯架和充电弹片，第一信号发射灯和第二信号发射灯固设于灯架的PCB板上，第一信号发射灯和第二信号发射灯平行且间隔设置，第一信号发射灯和第二信号发射灯分别发射不同编码的信号经灯架遮挡后形成第一信号带和第二信号带，顶灯和回充信号接收灯均用于接收第一信号带或/和第二信号带的信号，当本体运动至充电座进行充电时，接触片和充电弹片接触，从而实现对本体进行自动充电，智能化程度高。
【专利说明】智能吸尘器
【技术领域】
[0001] 本发明属于清洁卫生【技术领域】，尤其涉及一种智能吸尘器。
【背景技术】
[0002] 目前，随着人们生活水平提高，智能吸尘器因使用方便获得了人们的青睐，市场对 智能吸尘器需求不断增加，吸引了不少厂商进入此行业，但是现有的智能吸尘器智能化程 度低，具有如下缺点：（1)当智能吸尘器的电能快用完之后，无法进行自动充电；（2)智能 吸尘器无法避免与障碍物碰撞；（3)当地面上脏污比较严重时，智能吸尘器无法清扫干净； (4)无法将智能吸尘器限定在所需的范围内工作。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种智能吸尘器，其智能化程 度高，功能齐全，便于使用。
[0004] 本发明是这样实现的，一种智能吸尘器，包括本体和充电座，所述本体上设有顶 灯、第一回充信号接收灯、第二回充信号接收灯、驱动装置、接触片和控制器，所述顶灯设于 所述本体的顶部，所述第一回充信号接收灯和所述第二回充信号接收灯平行且间隔设置， 所述控制器发送指令给所述驱动装置来驱动所述本体旋转或沿直线运动，所述充电座上设 有第一信号发射灯、第二信号发射灯、灯架、充电弹片和识别灯，所述第一信号发射灯和所 述第二信号发射灯固设于所述灯架的PCB板上，所述第一信号发射灯和所述第二信号发射 灯平行且间隔设置，所述第一信号发射灯和第二信号发射灯分别发射不同编码的信号经所 述灯架遮挡后形成第一信号带和第二信号带，所述顶灯用于接收所述识别灯发出的信号， 所述第一回充信号接收灯用于接收所述第一信号带的信号，所述第二回充信号接收灯用于 接收所述第二信号带的信号，当所述本体运动至所述充电座进行充电时，所述接触片和所 述充电弹片接触。
[0005] 进一步地，所述本体上设有风扇座，所述风扇座上开设有渐开线空腔，所述渐开线 空腔内设有涡轮风扇，所述涡轮风扇的叶片为渐开线叶片。
[0006] 进一步地，所述本体的下端设有用于避开凹坑或沟槽的踩空灯组件，所述踩空灯 组件包括至少一组发射灯和至少一组接收灯，，所述发射灯的光轴和所述接收灯的光轴相 交。
[0007] 进一步地，所述本体外侧连接有前挡组件，所述前挡组件上设有电子侦测路径部 件和机械侦测路径部件，所述电子侦测路径部件包括发射信号灯和接收信号灯，所述发射 信号灯的光轴和所述接收信号灯的光轴相交，所述机械侦测路径部件包括前挡板、前挡架、 扭簧、推杆和机械开关，所述前挡板设于所述前挡组件的外围，所述前挡架设于所述前挡板 内侧，所述扭簧一端与所述前挡架连接，所述扭簧另一端与所述推杆连接，所述推杆与所述 机械开关相对且间隔设置。
[0008] 进一步地，所述本体下端转动连接有至少两个边刷，每两个所述边刷之间设有吸 尘嘴，所述吸尘嘴内设有灰尘量检测部件，所述灰尘量检测部件包括位于所述吸尘嘴一侧 的第三信号发射灯和位于所述吸尘嘴另一侧的第四信号接收灯，所述第三信号发射灯和所 述第四信号接收灯同轴且相对设置，所述第三信号发射灯的前端和所述第四信号接收灯的 前端分别设有凸透镜。
[0009] 进一步地，所述吸尘嘴两侧分别有用于检测进入所述吸尘嘴的灰尘多少的传感 器。
[0010] 进一步地，所述集尘盒内部设有初级滤网和过滤棉。
[0011] 进一步地,所述本体连接有用于驱动所述本体行进或转弯的主动轮，所述主动轮 与所述本体之间设有用于使所述主动轮凸出于所述本体下部的弹性结构。
[0012] 进一步地，所述智能吸尘器还包括用于界定所述本体工作范围的虚拟墙组件，所 述虚拟墙组件包括界定信号灯和设置于所述界定信号灯前的凸透镜。
[0013] 进一步地，所述智能吸尘器还包括可以无线遥控所述本体的遥控器。
[0014] 本发明所提供的智能吸尘器，利用充电座可以对本体进行自动充电；利用电子侦 测路径部件和机械侦测路径部件两种方式来避免本体与障碍物碰撞；利用传感器来检测进 入集尘盒灰尘量的多少，如检测到灰尘量多，控制器将提高涡轮风扇的输出功率和转速，在 检测到区域进行重点清扫，直至灰尘检测量变少再恢复普通清扫模式，智能化程度高；利用 虚拟墙组件将智能吸尘器限定在所需的范围内工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简 单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技 术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1是本发明实施例提供的智能吸尘器的本体和充电座的示意图； 图2是本发明实施例提供的智能吸尘器的充电座的局部示意图； 图3是沿图2中A-A方向的剖视图； 图4是本发明实施例提供的智能吸尘器的涡轮风扇的示意图； 图5是本发明实施例提供的智能吸尘器的本体底部的底部示意图； 图6是图5中N处的发射灯和接收灯的详细示意图； 图7是本发明实施例提供的智能吸尘器的本体上的发射灯和接收灯的工作原理示意 图； 图8是本发明实施例提供的智能吸尘器的分解示意图； 图9是本发明实施例提供的智能吸尘器的前挡组件的示意图； 图10是本发明实施例提供的智能吸尘器的吸尘嘴的示意图； 图11是图10的半剖示意图； 图12是本发明实施例提供的智能吸尘器的第三信号发射灯的光路图； 图13是本发明实施例提供的智能吸尘器的本体的半剖示意图； 图14是本发明实施例提供的智能吸尘器的虚拟墙组件的半剖示意图； 图15是本发明实施例提供的智能吸尘器的虚拟墙组件的界定信号灯的光路图； 图16是本发明实施例提供的智能吸尘器的虚拟墙组件的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。
[0018] 如图1、2、3、8所示，本发明实施例提供的一种智能吸尘器，包括本体1和充电座 2,本体1上设有顶灯11、第一回充信号接收灯12、第二回充信号接收灯13、驱动装置(未示 出）、接触片14和控制器15,顶灯11设于本体1的顶部，第一回充信号接收灯12和第二回 充信号接收灯13平行且间隔设置，控制器15发送指令给驱动装置来驱动本体1旋转或沿 直线运动，充电座2上设有第一信号发射灯21、第二信号发射灯22、灯架23、充电弹片24和 识别灯25,第一信号发射灯21和第二信号发射灯22固设于灯架23的PCB板24上，第一信 号发射灯21和第二信号发射灯22平行且间隔设置，第一信号发射灯21和第二信号发射灯 22分别发射不同编码的信号经灯架23遮挡后形成第一信号带和第二信号带，顶灯11用于 接收识别灯25发出的信号，第一回充信号接收灯12用于接收第一信号带的信号，第二回充 信号接收灯13用于接收第二信号带的信号，当本体1运动至充电座2进行充电时，接触片 14和充电弹片24接触。
[0019] 本体1的回充原理具体为：当充电座2接入电源适配器后，第一信号发射灯21、第 二信号发射灯22分别发射不同编码的信号经灯架23遮挡后形成第一信号带和第二信号 带；当智能吸尘器需充电时，智能吸尘器进入回充模式，在驱动装置的作用下，本体1每前 进一段距离就旋转360°，以此通过第一回充信号接收灯12和第二回充信号接收灯13寻 找充电座2发射的第一信号带和第二信号带，第一回充信号接收灯12找到第一信号带或第 二回充信号接收灯13找到第二信号带后，再通过第一回充信号接收灯12或第二回充信号 接收灯13调整本体1与第一信号带和第二信号带的方位角，具体引导原理为：当仅第一回 充信号接收灯12接收到第一信号带的信号时，控制器15控制本体1向第二信号带区域前 进，当仅第二回充信号接收灯13接收到第二信号带的信号时，控制器15控制本体1向第一 信号带区域前进，当第一回充信号接收灯12接收到第一信号带的信号、同时第二回充信号 接收灯13接收到第二信号带的信号时，控制器15控制本体1沿直线前进，即本体1行驶范 围限于第一信号带和第二信号带的交集范围内，引导本体1行驶至充电座2,此时接触片14 和充电弹片24接触，从而实现本体1自动充电的目的，假如此过程失败本体1将重复上述 程序，直至本体1行驶至充电座2进行充电。
[0020] 另外，充电座2上的识别灯25具有如下两种作用：（1)当本体1处于清扫模式时， 本体1可以识别到识别灯25发出的信号，本体1不能进入充电座2四周设定的范围（比如 半径为30cm的范围，具体数值可以根据需要随意设定)，因此当本体1处于清扫模式时，识 别灯25可以防止本体1与充电座2发生碰撞，防止本体1在清扫模式时接触充电座2。（2) 当本体1处于回充模式时，本体1前进到第一信号带和第二信号带相交的Μ点时，由于Μ点 后面的区域为信号盲区，此时识别灯25可以起到引导本体1继续向前进的作用，直至本体 1上的接触片14和充电座2上的充电弹片24接触。
[0021] 如图4所示，所述本体1上设有风扇座31，风扇座31上开设有渐开线空腔32,渐 开线空腔32内设有涡轮风扇33,涡轮风扇33的叶片为渐开线叶片。渐开线空腔32绕涡 轮风扇33外圆形成以ΑΒ为起始点，按图示箭头C方向形成体积均匀递增的流道空间。以 AB为起始点，涡轮风扇33的散风叶片数量按箭头C方向的递增幅度与流道体积的递增幅 度相同。涡轮风扇33旋转时，进入流道空间的空气量随叶片数、流道体积等幅递增情况下， 在流道内不同位置产生压强相等、流动方向相同（即涡轮风扇33旋转方向）的有序稳定气 流，从而降低了风扇叶片、风扇壳的风阻，最大程度减小背压、紊流，提高了涡轮风扇33的 效率，且降低了噪音和电池能耗。
[0022] 如图5、6、7所示，所述本体1的下端设有用于避开凹坑或沟槽的踩空灯组件4,踩 空灯组件4包括至少一组发射灯41和至少一组接收灯42,发射灯41的光轴和接收灯42 的光轴相交所成的角度为Θ，发射灯41的中心和接收灯42的中心之间的距离为L，发射灯 41的信号范围角度和接收灯42的信号范围角度均为β，定义信号反馈高度H1和H2, Hl= (L/2)*[ctg0/2 - ctg ( θ-β )/2]，H2= (L/2)*ctg ( θ-β )/2,其中，HI 的高度小于发 射灯41或接收灯42到本体1底面的高度，H2为能接收信号的极限高度；发射灯41和接收 灯42组成反馈单元，发射灯41的发射信号在图7所示AB夹线范围内，接收灯42只能接收 反射高度HI SH2的⑶夹线范围内信号；正常情况下，发射灯41距离地面的高度SH2,接 收灯42能持续接收到发射灯41所发且经地面反射的信号，但当本体1前方地面出现凹坑 或者沟槽时，发射灯41距离凹坑或沟槽底面的高度> H2时，接收灯42接收不到反射信号， 控制器15根据反馈指令控制本体1停止前进并重新规划路径避开凹坑或者沟槽，从而实现 了本体1避开凹坑或沟槽的目的。
[0023] 如图8、9所示，所述本体1外侧连接有前挡组件5,前挡组件5上设有电子侦测路 径部件51和机械侦测路径部件52,电子侦测路径部件51包括发射信号灯511和接收信号 灯512,发射信号灯511的光轴和接收信号灯512的光轴相交，机械侦测路径部件52包括前 挡板521、前挡架522、扭簧523、推杆524、和机械开关525,前挡板521设于前挡组件5的 外围，前挡架522设于前挡板521内侧，扭簧523 -端与前挡架522连接，扭簧523另一端 与推杆524连接，推杆524与机械开关525相对且间隔设置，推杆524可与机械开关525触 接。
[0024] 所述前挡组件5的工作原理为：（1)当本体1前进方向有障碍物时，由发射信号灯 511和接收信号灯512组成一对灯组反馈单元检测障碍物，如果接收信号灯512在一定距 离内成功接收到发射信号灯511所发出的信号，控制器15控制本体1停止前进并重新规划 路径，从而避免本体1与障碍物碰撞；（2)当障碍物反射的信号非常弱或存在信号干扰等原 因时，接收信号灯512在一定距离内未接收到发射信号灯511所发出的信号，导致前挡组 件5外围的前挡板521与障碍物碰撞，此时前挡板521推动推杆524,推杆524触动机械开 关525,机械开关525闭合后将碰撞信号反馈给控制器15,控制器15接收信号后重新规划 本体1的路径。
[0025] 本发明的前挡组件5通过电子侦测路径部件51和机械侦测路径部件52两种方 式来避免本体1与障碍物碰撞，与单一防撞方式相比，提高了检测可靠性和效率，智能程度 商。
[0026] 如图5、10、11、12、13所示，所述本体1下端转动连接有至少两个边刷61，每两个边 刷61之间设有吸尘嘴62,吸尘嘴62内设有灰尘量检测部件，该灰尘量检测部件包括位于吸 尘嘴62 -侧的第三信号发射灯63和位于吸尘嘴62另一侧的第四信号接收灯64,第三信号 发射灯63和第四信号接收灯64同轴且相对设置，第三信号发射灯63的前端和第四信号接 收灯64的前端分别设有凸透镜65,第三信号发射灯63发出的光线经凸透镜65聚集后平行 射出，经过吸尘嘴62的空腔后由另一端的凸透镜65接收后再聚集信号给第四信号接收灯 64,第四信号接收灯64接收到的信号强度、纯度得到极大提高，相应地增加了检测灵敏度。 本体1工作时，先由本体1下端的各边刷61分别将灰尘扫至本体1的中心区域，涡轮风扇 33高速旋转，在吸尘嘴62产生吸入空气流（即产生负压差），将边刷61收集来的灰尘通过 吸尘嘴62后吸入集尘盒66,灰尘由初级滤网67初步过滤后再经过滤棉68过滤，过滤后的 空气再经涡轮风扇33从排风口 69排出。吸尘嘴62两侧分别有传感器(未示出），该传感器 用于检测进入吸尘嘴62灰尘多少，机器清扫过程中，假如检测到灰尘量多，本体1的控制器 15将提高涡轮风扇33的输出功率和转速，在检测到区域进行重点清扫，直至灰尘检测量变 少再恢复普通清扫模式，智能化程度高。
[0027] 如图8、13所示，所述本体1连接有用于驱动所述本体1行进或转弯的主动轮71, 主动轮71与本体1之间设有用于使主动轮71凸出于本体1下部的弹性结构72。本体1前 进或转弯由主动轮71和控制器15完成，主动轮71与齿轮箱受到弹簧拉力，当提起机器时， 主动轮71可弹出本体1的底壳，这样好处是在非正常工作状态下，如本体1底壳着地有情 况时（例如地面有台阶、凹坑），主动轮71仍可与地面接触，本体1能轻松脱离障碍。在正 常工作情况下，主动轮71及齿轮箱受到本体1的重力作用，主动轮71大部分被隐藏在本体 1内。
[0028] 如图8、14、15、16所示，所述智能吸尘器包括用于界定本体1工作范围的虚拟墙组 件8,虚拟墙组件8包括界定信号灯81和设置于界定信号灯81前的凸透镜82。利用凸透 镜82对光线聚集原理，界定信号灯81的信号（光线）经凸透镜82后平行发出，平行信号 (光线）相对于散射信号定向精度要高的多，对信号（光线）起到了非常好的定向作用，大 大提高了对智能吸尘器工作区域划分的精度。另外，光线经过凸透镜82聚集的平行且狭窄 信号带基本为一条直线，即使远距离后也不会散射，提高了清扫区域划分精度，提高了智能 吸尘器清扫效率。当工作区域A内的本体1接近界定信号灯81发出的平行信号(光线)时， 本体1对界定信号灯81所发出的平行信号(光线）进行自我识别，控制器15控制本体1改 变运动方向，从而可将本体1限定在工作区域A内，而不会运动至工作区域B。
[0029] 如图8所示，所述智能吸尘器还包括遥控器9,遥控器9可以无线遥控本体1，且可 以放置于充电座2上进行充电。
[0030] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种智能吸尘器，其特征在于，包括本体和充电座，所述本体上设有顶灯、第一回充 信号接收灯、第二回充信号接收灯、驱动装置、接触片和控制器，所述顶灯设于所述本体的 顶部，所述第一回充信号接收灯和所述第二回充信号接收灯平行且间隔设置，所述控制器 发送指令给所述驱动装置来驱动所述本体旋转或沿直线运动，所述充电座上设有第一信号 发射灯、第二信号发射灯、灯架、充电弹片和识别灯，所述第一信号发射灯和所述第二信号 发射灯固设于所述灯架的PCB板上，所述第一信号发射灯和所述第二信号发射灯平行且间 隔设置，所述第一信号发射灯和第二信号发射灯分别发射不同编码的信号经所述灯架遮挡 后形成第一信号带和第二信号带，所述顶灯用于接收所述识别灯发出的信号，所述第一回 充信号接收灯用于接收所述第一信号带的信号，所述第二回充信号接收灯用于接收所述第 二信号带的信号，当所述本体运动至所述充电座进行充电时，所述接触片和所述充电弹片 接触。
2. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述本体上设有风扇座，所述风扇 座上开设有渐开线空腔，所述渐开线空腔内设有涡轮风扇，所述涡轮风扇的叶片为渐开线 叶片。
3. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述本体的下端设有用于避开凹 坑或沟槽的踩空灯组件，所述踩空灯组件包括至少一组发射灯和至少一组接收灯，，所述发 射灯的光轴和所述接收灯的光轴相交。
4. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述本体外侧连接有前挡组件，所 述前挡组件上设有电子侦测路径部件和机械侦测路径部件，所述电子侦测路径部件包括发 射信号灯和接收信号灯，所述发射信号灯的光轴和所述接收信号灯的光轴相交，所述机械 侦测路径部件包括前挡板、前挡架、扭簧、推杆和机械开关，所述前挡板设于所述前挡组件 的外围，所述前挡架设于所述前挡板内侧，所述扭簧一端与所述前挡架连接，所述扭簧另一 端与所述推杆连接，所述推杆与所述机械开关相对且间隔设置。
5. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述本体下端转动连接有至少两 个边刷，每两个所述边刷之间设有吸尘嘴，所述吸尘嘴内设有灰尘量检测部件，所述灰尘量 检测部件包括位于所述吸尘嘴一侧的第三信号发射灯和位于所述吸尘嘴另一侧的第四信 号接收灯，所述第三信号发射灯和所述第四信号接收灯同轴且相对设置，所述第三信号发 射灯的前端和所述第四信号接收灯的前端分别设有凸透镜。
6. 根据权利要求5所述的智能吸尘器，其特征在于，所述吸尘嘴两侧分别有用于检测 进入所述吸尘嘴的灰尘多少的传感器。
7. 根据权利要求5所述的智能吸尘器，其特征在于，所述集尘盒内部设有初级滤网和 过滤棉。
8. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述本体连接有用于驱动所述本 体行进或转弯的主动轮，所述主动轮与所述本体之间设有用于使所述主动轮凸出于所述本 体下部的弹性结构。
9. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述智能吸尘器还包括用于界定 所述本体工作范围的虚拟墙组件，所述虚拟墙组件包括界定信号灯和设置于所述界定信号 灯前的凸透镜。
10. 根据权利要求1所述的智能吸尘器，其特征在于，所述智能吸尘器还包括可以无线
【文档编号】A47L9/00GK104095589SQ201410339166
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】蔡展 申请人:深圳远欧智慧科技有限公司