专利名称：一种自动吸尘器的电子控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动吸尘器的电子控制装置。
背景技术：
传统吸尘器需要人来操作，工作量比较大，并且耽误时间，强烈的噪声让人心情烦 躁。随着生活节奏的加快，以及对于家庭卫生的进一步要求，人们迫切需要一种可以自动清 扫房间地面，并且可以自我保护的全自动设备。近年来电子技术、传感器技术、高容量电池 技术的发展，使得这样的愿望逐渐成为可能。以高容量的可充电电池作为移动电源，直流电 机作为驱动设备，高速电机作为真空吸尘设备，以红外或者超声波传感器作为障碍物检测 装置，组成一个可以独立完成地面清扫任务的全自动吸尘器。
发明内容为了克服传统吸尘器的控制装置的不足，本实用新型提供一种能独立控制两个驱 动轮电机，实现吸尘器的自主行走，并且可以检测障碍物，避免碰撞，可驱动高速无刷电机 和滚刷电机，实现清洁功能，且可显示各种工作状态并进行声音提示与报警的自动吸尘器 的电子控制装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种自动吸尘器的电子控制装置，包括为该装置提供电力的电源模块，执行控制 算法的单片机，还包括与所述的单片机连接的人机交互模块，所述人机交互模块包括输入 装置和输出装置；所述的输入装置为多个轻触开关；所述的输出装置为LCD显示屏。与所述的单片机连接的用于控制驱动轮正转或反转的驱动轮电机控制电路，可以 单独控制两个驱动电机启动、停止、调速。与所述的单片机连接的用于控制吸尘电机启动、停止、调速的无刷电机控制电路。与所述的单片机连接的用于控制滚刷电机启动、停止的滚刷电机控制电路；与所述的单片机连接的用于控制电池充电过程的充电控制电路。与所述的单片机连接的用于检测前方障碍物的障碍物检测电路；所述的障碍物检 测电路，是超声波障碍物检测电路；所述的障碍物检测电路，还可以是红外线障碍物检测电 路；所述的障碍物检测电路，还可以是红外与超声波组合的障碍物检测电路。与所述的单片机连接的声音报警电路。本实用新型的有益效果主要表现在能独立控制两个驱动轮电机，实现吸尘器的 自主行走，并且可以检测障碍物，避免碰撞，可驱动高速无刷电机和滚刷电机，实现清洁功 能，且可显示各种工作状态并进行声音提示与报警。
图1是自动吸尘器电子控制装置的系统框图；图2是自动吸尘器电子控制装置的驱动轮电机控制原理图；[0015]图3是自动吸尘器电子控制装置的无刷电机控制原理图；图4是自动吸尘器电子控制装置的滚刷电机控制原理图；图5是自动吸尘器电子控制装置的充电控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1，一种自动吸尘器的电子控制装置，包括为该装置提供电力的电源模块 2，执行控制算法的单片机1。还包括与所述的单片机1连接的人机交互模块3，所述人机交互模块3包括输入装 置和输出装置。所述的输入装置为多个轻触开关，可以进行参数设置，以及命令输入，所述 的输出装置为LCD显示屏，信息丰富，具有多层菜单，可选择和设置多种参数和指令。与所述的单片机1连接的用于控制驱动轮正转或反转的驱动轮电机控制电路4， 可以单独控制两个驱动电机启动、停止、调速。现在以一组为例描述，如图2所示，开关管Ql 和开关管Q3组成上桥电路，开关管Q2和开关管Q4组成下桥电路，上桥电路和下桥电路之 间连接直流电机，电机并联电容Cl，起到滤除杂波干扰的作用。测流电阻Rl连接在下桥电 路和地之间，可以将电流转换为电压信号，并连接单片机1的ADl 口，通过单片机1的检测 可以实现过流保护，并通过声音报警电路9进行声音提示。当电机正转时，单片机1控制导 通开关管Ql和开关管Q4，关闭开关管Q2和开关管Q3 ；当电机反转时，单片机1控制关闭开 关管Ql和开关管Q4，导通开关管Q2和开关管Q3。与所述的单片机1连接的用于控制吸尘电机启动、停止、调速的无刷电机控制电 路5。吸尘器采用无刷直流电机作为吸尘电机，无刷电机可以达到上万转的速度，形成的真 空可以将地面灰尘吸进去。如图3所示，开关管Q6、开关管Q8和开关管QlO组成上桥电路， 开关管Q7、开关管Q9和开关管Qll组成下桥电路，上桥电路和下桥电路之间连接无刷电机， 电机输出与转子位置对应的位置信号SA、SB、SC，并连接单片机1的输入端口，单片机1根 据位置信号可以进行电子换相。测流电阻R3连接在下桥电路和地之间，可以将电流转换为 电压信号，并连接单凭机1的AD3 口，通过单片机1的检测可以实现过流保护，并通过声音 报警电路9进行声音提示。与所述的单片机1连接的用于控制滚刷电机启动、停止的滚刷电机控制电路6。如 图4所示，单片机1控制导通开关管Q5，滚刷电机转动，测流电阻R2起到将电流转换为电压 信号的作用，连接单片机1的AD2 口，通过单片机1的检测可以实现过流保护，并通过声音 报警电路9进行声音提示。与所述的单片机连接的用于控制电池充电过程的充电控制电路8。如图5所示，单 片机1通过电阻R4控制三极管Q13的导通与截至，三极管Q13通过电阻R5控制开关管Q12 的导通和截至，从而控制充电电流，二极管Dl可以限制电流的流动方向；电阻R6和电阻R7 对二极管Dl输出电压进行分压，并连接单片机1的AD4 口。在充电过程中，二极管Dl输出 电压等于电池电压，因此单片机1可以通过电压的模数转换控制充电过程。与所述的单片机1连接的用于检测前方障碍物的障碍物检测电路7。所述的障碍 物检测电路7是超声波障碍物检测电路。超声波障碍物检测电路采用检测超声波在吸尘器 与障碍物之间的渡越时间方法测量障碍物距离。超声波发射探头与超声波接收探头成对设置。距离=渡越时间X声波速度/2。所述的障碍物检测电路7还可以是红外线障碍物检测电路。所述红外线障碍物检 测电路采用检测红外反射能量强度的方法测量障碍物距离。电路结构简单，检测速度快，性 能可靠，并且成本低。所述的障碍物检测电路7还可以是红外与超声波组合的障碍物检测电路。红外检 测技术具有反应速度快，无危害，价格低廉的特点，但是对于深色介质检测能力很弱，并且 检测范围小；而超声波检测技术具有检测范围广，无危害，对介质颜色不敏感，但是价格较 高，大量使用会增加系统成本。两者结合以后，可以形成一个价格低廉，性能可靠，对介质颜 色和质地不敏感的多传感器障碍物检测电路。
权利要求1.一种自动吸尘器的电子控制装置，包括为该装置提供电力的电源模块，执行控制算 法的单片机，其特征在于与所述的单片机连接的人机交互模块，所述人机交互模块包括输入装置和输出装置； 与所述的单片机连接的用于控制驱动轮正转或反转的驱动轮电机控制电路； 与所述的单片机连接的用于控制吸尘电机启动、停止、调速的无刷电机控制电路； 与所述的单片机连接的用于控制滚刷电机启动、停止的滚刷电机控制电路； 与所述的单片机连接的用于控制电池充电过程的充电控制电路； 与所述的单片机连接的用于检测前方障碍物的障碍物检测电路； 与所述的单片机连接的声音报警电路。
2.如权利要求1所述的一种自动吸尘器的电子控制装置，其特征在于所述的输入装 置为多个轻触开关，所述的输出装置为LCD显示屏。
3.如权利要求1所述的一种自动吸尘器的电子控制装置，其特征在于所述的障碍物 检测电路，是超声波障碍物检测电路。
4.如权利要求1所述的一种自动吸尘器的电子控制装置，其特征在于所述的障碍物 检测电路，还可以是红外线障碍物检测电路。
5.如权利要求1所述的一种自动吸尘器的电子控制装置，其特征在于所述的障碍物 检测电路，还可以是红外线与超声波组合的障碍物检测电路。
专利摘要一种自动吸尘器的电子控制装置，包括为该装置提供电力的电源模块，执行控制算法的单片机，还包括与所述的单片机连接的人机交互模块，用于控制驱动轮正转或反转的驱动轮电机控制电路，用于控制吸尘电机启动、停止、调速的无刷电机控制器，用于控制滚刷电机启动、停止的滚刷电机控制电路，用于控制电池充电过程的充电控制电路，用于检测前方障碍物的障碍物检测电路以及声音报警电路，能自动行走，并避免障碍物，调节吸力大小，检测各种状态，进行状态显示，声音提示及报警。
文档编号G05B19/042GK201840421SQ20102029717
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者刘瑜, 潘海鹏, 程晓东, 胡丽花 申请人:刘瑜