专利名称：全自动型吸尘器的控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸尘器的控制电路，尤其涉及一种不用人工操作的智能化的全自动型吸尘器的控制电路。
背景技术：
随着社会的进步，人们的工作越来越繁忙，消费水平也越来越高，同时由于家电自动化程度的普遍改善，消费者对吸尘器的要求也越来越高。目前市场上的吸尘器，都要插上电源插座、拖一根电线，必须在人工的操纵下才能工作，使用时经常要随着吸尘地方的变动而将插头拔下插上更换插座，很不方便。这类吸尘器由于不具有自动控制部分，无法实现全自动运行，不能将人们正真从繁琐的清洁工作中解脱出来，满足现代化社会生活节奏快的需要。
发明内容
本发明主要是解决原有吸尘器带有电源线、无自动控制部分、需要人工操纵的技术问题；提供一种不带有电源线、工作时无需人工操纵的全自动型吸尘器的控制电路。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本发明以单片机控制电路为核心，左右碰撞检测电路将检测到的信号输送给单片机，由单片机内的程序进行复杂的判断、计算，分别将控制信号输送给与左轮相连的左轮驱动电路、与右轮相连的右轮驱动电路以及清扫吸尘驱动电路，为整个吸尘器供电的电源电路采用充电电池供电。采用充电电池避免了繁琐的电源线插拔，左右碰撞检测电路起探路作用，使吸尘器自动行走避开障碍，使清扫吸尘可在无人操纵下顺利进行，实现全自动吸尘。
作为优选，所述的单片机控制电路上还连接有红外线接收电路，所述的电源电路上还连接有低电压检测电路，红外线接收电路接收与之配套的带红外发射的自动充电电路发出的红外线信号并输送给单片机控制电路，低电压检测电路将检测到的低电压信号输送给单片机控制电路，单片机经过内部程序处理判断出带红外发射的自动充电电路的方位，输出信号给左右轮驱动电路，找到自动充电电路进行自动充电。使吸尘器能自动发现电池电量不足，自动寻找到安放在合适位置的充电座并与之连接上，然后开始充电，进一步提高智能化性能。
作为优选，所述的单片机控制电路还发送启动信号给红外线探测电路进行红外线探测，红外线探测电路再将探测到的信号送给若干路探空信号处理电路，所述的单片机控制电路接收到探空信号处理电路送来的信号，经内部程序处理，再将控制信号输送给左、右轮驱动电路驱动左、右轮作出停止或后退的动作。吸尘器在自动行走过程中来到楼梯口或地面高低分界线处，红外线探测电路会感应到轮子前方为空，再把这个信号经探空信号处理电路发送给单片机控制电路，然后控制左、右轮驱动电路使左右轮作出停止或后退的动作，避免吸尘器继续向低的地方前进造成侧翻、滚动而不能正常工作。
作为优选，所述的单片机控制电路上还连接有与所述的红外线探测电路相连的探墙信号处理电路，所述的单片机控制电路接收到探墙信号处理电路送来的信号，经内部程序处理，再将控制信号输送给左右轮驱动电路，让左、右轮动作配合，使整个吸尘器作出沿墙前进的动作。
作为优选，所述的探空信号处理电路有四路，所述的探墙信号处理电路为一路，每路都经两级运算放大器接二极管正极，二极管负极再经一个运算放大器将信号输送给单片机控制电路。
作为优选，所述的单片机控制电路上还连接有按键电路、发音装置。吸尘器开始工作前，使用者可以通过按键对吸尘器进行工作方式设置，更便于使用；吸尘器工作时，会发出各种工作状态的提示音，便于使用者通过听觉也能了解吸尘器的工作状态。
作为优选，所述的全自动型吸尘器的控制电路还设有红外线虚拟墙发生电路，所述的红外线接收电路将感应到的红外线虚拟墙的信号输送给所述的单片机控制电路，单片机作出判断，将控制信号输送给左右轮驱动电路，阻止吸尘器前进。使用时，红外线虚拟墙发生电路放置在不允许吸尘器前往或开着门的门口，它启动后不断地产生红外线虚拟墙，阻止吸尘器前进。
作为优选，所述的单片机控制电路上连接有提起检测电路，当提起检测电路检测到吸尘器的轮子被提起时，发送信号给单片机控制电路，单片机作出判断输出停机信号，吸尘器停止工作。避免吸尘器侧翻或被提起时，轮子还在旋转、清扫吸尘还在进行，有效节省能源，避免伤到别的设备，同时也延长吸尘器的使用寿命。
作为优选，所述的单片机控制电路为PIC系列单片机及其外围电路，所述的左轮驱动电路包括三极管Q3、Q13、Q7、Q17，四个三极管上分别并联有二极管D14、D12、D15、D13，Q3与Q13的集电极相连、Q7与Q17的集电极相连再接左轮驱动电机，Q13、Q17的发射极相连后接电压输入，Q3、Q7的发射极相连后接地，Q17的基极经电阻R6、三极管Q23、电阻R67接三极管Q11的集电极，Q13的基极经电阻R10、三极管Q24、电阻R69接三极管Q14的集电极，Q11、Q14的发射极接单片机的12脚，Q11的基极经电阻R63接单片机的3脚，Q14的基极经电阻R7、三极管Q4、电阻R64接单片机的3脚，Q23的发射极与Q3的基极相连，Q24的发射极与Q7的基极相连。右轮驱动电路同理。
作为优选，所述的单片机控制电路为PIC系列单片机及其外围电路，所述的清扫吸尘驱动电路包括场效应管Q21，其栅极与电阻R86相连，其源极经电阻R102、R103、R104的并联电路后接地，其漏极输出给清扫吸尘电机，电阻R86的另一端接单片机的5脚，所述的左右碰撞检测电路由发光二极管A1串联电阻R99、发光二极管Q19串联电阻R100、发光二极管A2串联电阻R98、发光二极管Q20串联电阻R101四路并联组成，并联电路一端接VCC，另一端接地，并且R100与Q19的连接处、R101与Q20的连接处引出信号接单片机的16、17脚。
本发明的有益效果是通过采用充电电池抛弃了需连接到电源座上的电源线，无需再插拔电源插头；通过左右碰撞检测电路、探空信号处理电路、探墙信号处理电路、红外线虚拟墙发生电路将吸尘器周边的各种状态信号发送给吸尘器内的单片机控制电路，再由单片机经复杂的运算、处理，发送控制信号给左右轮驱动电路、清扫吸尘驱动电路，使吸尘器能在无人操纵的情况下自动地、正确地行走并进行清扫吸尘工作；通过红外线接收电路、带红外发射的自动充电电路配合使用，使吸尘器能自动发现电池电量不足，自动寻找到安放在合适位置的充电座并与之连接上，然后开始自动充电。智能化性能非常全面，真正实现清扫吸尘的自动化，把人们从繁琐的家务中解脱出来。
图1是本发明的一种电路结构框图。
图2是本发明中单片机控制电路、左右碰撞检测电路、电源电路、按键电路、发音装置部分的一种电路原理图。
图3是本发明中左轮驱动电路、右轮驱动电路、清扫吸尘驱动电路部分的一种电路原理图。
图4是本发明中探空信号处理电路、探墙信号处理电路部分的一种电路原理图。
图5是本发明中带红外发射的自动充电电路部分的一种电路原理图。
图中1.单片机控制电路，2.左右碰撞检测电路，3.左轮驱动电路，4.右轮驱动电路，5.清扫吸尘驱动电路，6.电源电路，7.红外线探测电路，8.探空信号处理电路，9.探墙信号处理电路，10.提起驱动电路，11.按键电路，12.发音装置，13.低电压检测电路，14.红外线接收电路，15.红外线虚拟墙发生电路，16.带红外发射的自动充电电路。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1本实施例的全自动型吸尘器的控制电路，如图1所示，以单片机控制电路1为核心，其上连接有左右碰撞检测电路2、红外线探测电路7、四路探空信号处理电路8、一路探墙信号处理电路9、与左轮相连的左轮驱动电路3、与右轮相连的右轮驱动电路4、清扫吸尘驱动电路5、提起检测电路10、按键电路11、发音装置12、低电压检测电路13、红外线接收电路14，红外线探测电路7又与四路探空信号处理电路8、一路探墙信号处理电路9相连，低电压检测电路13又与电源电路6相连，红外线接收电路14接收与之配套的红外线虚拟墙发生电路15、带红外发射的自动充电电路16发出的红外线信号，为整个吸尘器供电的电源电路6采用充电电池供电。
本实施例的单片机控制电路1采用PIC16F876A单片机及其外围电路，如图2、图3、图4所示，单片机的3、12、14脚接左轮驱动电路3，其4、13、15脚接右轮驱动电路4，其16、17脚接左右碰撞检测电路2，其5脚接清扫吸尘驱动电路5。
左轮驱动电路3包括三极管Q3、Q13、Q7、Q17，四个三极管上分别并联有二极管D14、D12、D15、D13，Q3与Q13的集电极相连、Q7与Q17的集电极相连再接左轮驱动电机，Q13、Q17的发射极相连后接电压输入，Q3、Q7的发射极相连后接地，Q17的基极经电阻R6、三极管Q23、电阻R67接三极管Q11的集电极，Q13的基极经电阻R10、三极管Q24、电阻R69接三极管Q14的集电极，Q11、Q14的发射极接单片机的12脚，Q11的基极经电阻R63接单片机的3脚、Q14的基极经电阻R7、三极管Q4、电阻R64接单片机的3脚，Q23的发射极与Q3的基极相连，Q24的发射极与Q7的基极相连。右轮驱动电路4由三极管Q6、Q16、Q12、Q25、Q26、Q15、Q18、Q5、Q8和二极管D10、D11、D16、D17及电阻R66、R65、R68、R9、R70、R11、R8、R92、R94、R85、R89组成，电路连接结构与左轮一样。
清扫吸尘驱动电路5包括场效应管Q21，其栅极与电阻R86相连，其源极经电阻R102、R103、R104的并联电路后接地，其漏极输出给清扫吸尘电机，电阻R86的另一端接单片机的5脚。左右碰撞检测电路2由发光二极管A1串联电阻R99、发光二极管Q19串联电阻R100、发光二极管A2串联电阻R98、发光二极管Q20串联电阻R101四路并联组成，并联电路一端接VCC，另一端接地，并且R100与Q19的连接处、R101与Q20的连接处引出信号接单片机的16、17脚。
按键电路通过译码器74HC164由其2脚输出译码信号给单片机的6脚。提起检测电路的输入信号中一个脚接单片机的28脚，另一脚经二极管D6接74HC164的3脚。单片机的7脚经电阻R15接三极管Q1的基极，Q1的发射极接地，Q1的集电极分别经电阻R13、R14接插座CON1的4脚、CON4的5脚与红外线探测电路7相连，红外线探测电路7又通过插座CON1、CON4与四路探空信号处理电路8和一路探墙信号处理电路9相连。CON1的3脚经运放U1A、U1D接二极管D1的正极，D1的负极接运放U2A输出信号给单片机的21脚，形成第一路探空信号处理电路；CON1的2脚经运放U1B、U1C接二极管D2的正极，D2的负极接运放U2B输出信号给单片机的22脚，形成第二路探空信号处理电路；CON4的4脚经运放U3D、U3A接二极管D3的正极，D3的负极接运放U4D输出信号给单片机的23脚，形成第四路探空信号处理电路；CON4的3脚经运放U3C、U3B接二极管D4的正极，D4的负极接运放U4C输出信号给单片机的22脚，形成第三路探空信号处理电路；CON4的2脚经运放U4B、U4A接二极管D5的正极，D5的负极接运放U2D输出信号给单片机的18脚，形成一路探墙信号处理电路。
本实施例中的发音装置采用蜂鸣器B1，单片机的25脚经电阻R58接三极管Q2基极，Q2的发射极接地，Q2的集电极接B1。充电电池电压通过插座CON8接入电路，经电容、电阻、稳压管78L05得到电路所需的工作电压。电压输入端的正极上连接有电阻R95，再分别经电阻R96接地、经电阻R97电容C43接地，R97与C43的连接处引出连线与单片机的2脚相连，组成低电压检测电路。
本实施例中的带红外发射的自动充电电路16包括充电电路和红外发射电路两部分，如图5所示，充电电路和传统的相同，红外发射电路包括芯片CF745，如图5所示，其10脚经电阻R2接绿色发光二极管，用于上电指示，其12脚经电阻R6接三极管Q1的基极，Q1的集电极经电阻R3接红外发射管L1，设于充电座顶部，其13脚经电阻R7接三极管Q2的基极，Q2的集电极经电阻R4接红外发射管L2，其11脚经电阻R8接三极管Q3的基极，Q3的集电极经电阻R5接红外发射管L3，L2、L3设于充电座左右两边。
工作过程吸尘器开始工作前，使用者先通过按键电路设置吸尘器将要进行的各项工作，然后启动开始工作。工作时，单片机发送信号给左右轮驱动电路和清扫吸尘驱动电路，使吸尘器边前进边做清扫吸尘工作；同时左右碰撞检测电路检测吸尘器附近是否有障碍物，将检测到的信号送给单片机，由单片机内的程序进行复杂的判断、计算，将控制信号输送给左右轮驱动电路，控制左右轮前进、后退或左转、右转；另一方面，单片机发信号启动红外线探测电路工作，探测左右轮下方地面判断吸尘器是否会踏空或左右轮前方是否有墙，探测信号经探空信号处理电路、探墙信号处理电路送给单片机，再由单片机内的程序进行复杂的判断、计算，如有探空信号，则单片机发送后退信号给左右轮驱动电路使吸尘器后退，如有探墙信号，则单片机将信号输送给左右轮驱动电路，让左、右轮动作配合，使整个吸尘器作出沿墙前进的动作。单片机内的程序中设置了吸尘器的每一工作状态都对应一个固定的声音，由蜂鸣器发出，这样使用者凭听觉也能了解吸尘器的工作状态。
当吸尘器因侧翻等原因有轮子被提起时，提起检测电路马上有信号输送单片机，单片机作出停机判断使整个吸尘器停止工作。将红外线虚拟墙发生电路放置在开着门的门口附近或者不想让吸尘器前往的区域，当吸尘器行驶到这些区域时，单片机通过红外线接收电路接收到红外线虚拟墙发生电路产生的红外线墙面信号，经内部程序处理，发出信号给左右轮驱动电路，阻止轮子前往这些区域。当充电电池电量不足时，低电压检测电路将检测到的低电压信号发送给单片机，单片机作出判断接收通过红外线接收电路接收到的带红外发射的自动充电电路发出的方位信号，再经处理将控制信号输送给左、右轮驱动电路找到充电座进行自动充电。
装有本发明控制电路的吸尘器工作时，不需要使用者跟踪操纵，只需开机时设置一下，完成吸尘清扫后关一下机器，把人们从繁琐的清扫工作中解脱出来，节约现代生活宝贵的时间，真正实现吸尘器的智能化、全自动化。
权利要求
1.一种全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于以单片机控制电路(1)为核心，左右碰撞检测电路(2)将检测到的信号输送给单片机，由单片机内的程序进行复杂的判断、计算，将控制信号输送给与左轮相连的左轮驱动电路(3)、与右轮相连的右轮驱动电路(4)以及清扫吸尘驱动电路(5)，为整个吸尘器供电的电源电路(6)采用充电电池供电。
2.根据权利要求1所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)上还连接有红外线接收电路(14)，所述的电源电路(6)上还连接有低电压检测电路(13)，红外线接收电路(14)接收与之配套的带红外发射的自动充电电路(16)发出的红外线信号并输送给单片机控制电路(1)，低电压检测电路(13)将检测到的低电压信号输送给单片机控制电路(1)，单片机经过内部程序处理判断出带红外发射的自动充电电路(16)的方位，输出信号给左右轮驱动电路(3、4)，找到自动充电电路进行自动充电。
3.根据权利要求1所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)还发送启动信号给红外线探测电路(7)进行红外线探测，红外线探测电路(7)再将探测到的信号送给若干路探空信号处理电路(8)，所述的单片机控制电路(1)接收到探空信号处理电路(8)送来的信号，经内部程序处理，再将控制信号输送给左、右轮驱动电路(3、4)驱动左、右轮作出停止或后退的动作。
4.根据权利要求3所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)上还连接有与所述的红外线探测电路(7)相连的探墙信号处理电路(9)，所述的单片机控制电路(1)接收到探墙信号处理电路(9)送来的信号，经内部程序处理，再将控制信号输送给左右轮驱动电路(3、4)，让左、右轮动作配合，使整个吸尘器作出沿墙前进的动作。
5.根据权利要求4所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的探空信号处理电路(8)有四路，所述的探墙信号处理电路(9)为一路，每路都经两级运算放大器接二极管正极，二极管负极再经一个运算放大器将信号输送给单片机控制电路(1)。
6.根据权利要求1所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)上还连接有按键电路(11)、发音装置(12)。
7.根据权利要求2所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的全自动型吸尘器的控制电路还设有红外线虚拟墙发生电路(15)，所述的红外线接收电路(14)将感应到的红外线虚拟墙的信号输送给所述的单片机控制电路(1)，单片机控制电路(1)作出判断，将控制信号输送给左右轮驱动电路(3、4)，阻止吸尘器前进。
8.根据权利要求1所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)上连接有提起检测电路(10)，当提起检测电路(10)检测到吸尘器的轮子被提起时，发送信号给单片机控制电路(1)，单片机作出判断输出停机信号，吸尘器停止工作。
9.根据权利要求1或2或3或6或8所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)为PIC系列单片机及其外围电路，所述的左轮驱动电路(3)包括三极管Q3、Q13、Q7、Q17，四个三极管上分别并联有二极管D14、D12、D15、D13，Q3与Q13的集电极相连、Q7与Q17的集电极相连再接左轮驱动电机，Q13、Q17的发射极相连后接电压输入，Q3、Q7的发射极相连后接地，Q17的基极经电阻R6、三极管Q23、电阻R67接三极管Q11的集电极，Q13的基极经电阻R10、三极管Q24、电阻R69接三极管Q14的集电极，Q11、Q14的发射极接单片机的12脚，Q11的基极经电阻R63接单片机的3脚，Q14的基极经电阻R7、三极管Q4、电阻R64接单片机的3脚，Q23的发射极与Q3的基极相连，Q24的发射极与Q7的基极相连。
10.根据权利要求1或2或3或5或7所述的全自动型吸尘器的控制电路，其特征在于所述的单片机控制电路(1)为PIC系列单片机及其外围电路，所述的清扫吸尘驱动电路(5)包括场效应管Q21，其栅极与电阻R86相连，其源极经电阻R102、R103、R104的并联电路后接地，其漏极输出给清扫吸尘电机，电阻R86的另一端接单片机的5脚，所述的左右碰撞检测电路(2)由发光二极管A1串联电阻R99、光电三极管Q19串联电阻R100、发光二极管A2串联电阻R98、光电三极管Q20串联电阻R101四路并联组成，并联电路一端接VCC，另一端接地，并且R100与Q19的连接处、R101与Q20的连接处引出信号接单片机的16、17脚。
全文摘要
本发明涉及一种全自动型吸尘器的控制电路，它以单片机控制电路为核心，左右碰撞检测电路将检测到的信号输送给单片机，单片机经过处理，再将控制信号输送给左、右轮驱动电路以及清扫吸尘驱动电路，为整个吸尘器供电的电源电路采用充电电池供电。单片机控制电路上还连接有红外线接收电路，电源电路上还连接有低电压检测电路，红外线接收电路接收带红外发射的自动充电电路发出的红外线信号并输送给单片机控制电路，低电压检测电路将检测到的低电压信号输送给单片机控制电路，单片机经过处理，输出信号给左右轮驱动电路，找到自动充电电路进行自动充电。装有本发明的吸尘器工作时，不需要使用者跟踪操纵，真正实现吸尘器的智能化、全自动化。
文档编号G05B15/02GK1849989SQ20061005006
公开日2006年10月25日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者熊圣友 申请人:熊圣友