吸尘器的制作方法

本实用新型涉及一种吸尘器。

背景技术：

目前，在市场上可以购得各种尺寸和结构的真空吸尘器。但是，通常的真空吸尘器仅仅单一使用交流电源供电或者直流电源供电。当用户在使用交流电源供电的真空吸尘器时，需要使用电线连接到交流电源，需要拖着电线到处走动进行吸尘操作，严重影响了真空吸尘器的移动便利性。特别地，对于住宅建设中的安装工、服务技术人员和商业人员，这些用户在某些工作场所获得电能并不便利，有可能需要用又长又重的延长线从附近(例如邻居)获得交流电能，或者需要不停的拔下电线插头、寻找新的电源插座。

为了解决交流真空吸尘器移动不便性以及在无交流电能工作场所使用的不便利性，市场上出现了直流电源驱动的真空吸尘器以及可根据需要选择使用交流电源或者直流电源驱动的真空吸尘器。但是，市场上的直流电池组的驱动电压一般在36V以下，负载功率一般在400W以下，直流电源驱动的真空吸尘器功率均较低，性能较差。对于交流/直流电源驱动的真空吸尘器，使用交流电源时拥有较高的功率和性能，但是在使用直流电源时，同样只有较低的功率和性能。较低的性能，大大地降低了吸尘工作的效率，对于专业用户，甚至无法有效的工作。

一般的单体电芯放电电流有上限限制，一般为10C，其中C为电池容量数，单位为Ah。例如，一款2Ah的18650电芯，那么它的放电电流最大值即为20A，而最佳放电电流一般为最大值的一半。由此可以推测，对于一款直流器具，其功率的最大值，即电流的最大值是由与其配套的电池组决定的。因此，要想提高直流器具的最大功率，必须将电池组的电压提高，以降低单体电芯的电流，使其在正常限值范围内工作。因此，需要将与器具配套的电池组的输出电压提升至60V或以上，才能使器具达到1000W以上的功率。对于大功率的真空吸尘器，一般需要将功率提升到1000W～1400W，吸尘器才具有强劲的吸力，较高的工作效率。

普通的专业款大功率干湿吸尘器，包括尘桶、动力头组件以及提供电能的电池组。尘桶容积通常在9gal以上，器具高度在500mm以上，如果没有排布好电池组、马达等主要部件的位置，可能会导致器具在正常使用时被软管拉扯倾倒，在具有一定坡度的地面上无法直立，以致倾倒，给用户带来不便。

有鉴于此，有必要设计一种改进的吸尘器，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够在使用、运输和储藏过程中稳定、不易倾倒的吸尘器。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种吸尘器，包括尘桶、安装于所述尘桶上方的动力头组件以及为所述吸尘器提供电源的电池组，所述动力头组件包括壳体、设于所述壳体内的风扇以及驱动所述风扇的马达，所述电池组具有第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的重心与所述第二电池组的重心在水平面上的投影点分别与所述马达的重心在水平面上的投影点相连形成第一投影线与第二投影线，所述第一投影线与所述第二投影线相交形成夹角，所述夹角的大小介于48°-120°之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹角的大小介于60°-80°之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一投影线与所述第二投影线的长度相等。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电池组与所述第二电池组在同一水平面上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电池组、所述第二电池组以及所述马达三者中的任意两者沿所述吸尘器的高度方向呈错位排布。

作为本实用新型的进一步改进，所述马达的功率大于1000W。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电池组和/或所述第二电池组的容量为2.5Ah或者5.0Ah。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电池组与所述第二电池组的单组输出电压为60V。

作为本实用新型的进一步改进，所述吸尘器还包括设于所述尘桶的底部的若干脚轮，每一个所述脚轮的重心在水平面上有对应的投影点，连接所述投影点形成投影框，所述第一电池组、所述第二电池组及所述马达的总体重心在水平面上的投影点与所述投影框的中心点重合。

作为本实用新型的进一步改进，所述电池组由15节电芯串联而成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的吸尘器通过对第一电池组、第二电池组以及马达的位置进行合理排布，使三者的总体重心在水平面上的投影尽量的靠近吸尘器的支撑点的拟合中心。如此设置，保证了吸尘器在组装不同容量的电池组时，吸尘器的重心是稳定的，使得吸尘器在正常使用、运输和储藏过程中都保持稳固，不易倾倒。

附图说明

图1为本实用新型的吸尘器的立体图。

图2为本实用新型中9种不同配重情况下两组电池组与马达的重心在水平面上的投影示意图。

图3为本实用新型的一种实施方式下两组电池组与马达的重心在水平面上的投影示意图。

图4为本实用新型的另一种实施方式下两组电池组与马达的重心在水平面上的投影示意图。

图5为本实用新型中脚轮重心与吸尘器在不同配重情况下总体重心在水平面上的投影点分布情况。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参阅图1所示，一种吸尘器100，包括尘桶1、安装于所述尘桶1上方的动力头组件2、为所述吸尘器100提供电源的电池组3以及安装于所述尘桶1底部的脚轮4。所述动力头组件2包括壳体21、设于所述壳体21内的风扇(未图示)以及驱动所述风扇的马达22。所述壳体21上设有自所述壳体21的顶壁向内凹陷而成的用于放置所述电池组3的两个容纳仓23。根据所述吸尘器100工作状态的需要，所述容纳仓23可以同时组装两组所述电池组3运行，也可以组装单组所述电池组3运行。当然，对于所述电池组3的容量也不作限制，可以配备2.5Ah的低容量版本，一般重量为1.3kg左右，也可以配备5.0Ah的高容量版本，一般重量为2.0kg。

为了便于清楚描述，定义两个所述容纳仓23分别为第一容纳仓231与第二容纳仓232，对应地，所述电池组3包括两组电池组，分别为第一电池组31与第二电池组32。根据所述吸尘器100组装的所述电池组3的数量、种类的不同，所述吸尘器100的总体重心是不同的。

请见表1所示，所述第一容纳仓231与所述第二容纳仓232的配重情况有9种：

表1第一容纳仓231与第二容纳仓232的配重情况

在所述吸尘器100中，除了所述第一电池组31与所述第二电池组32之外，所述马达22也是重量较重的部件。在本实用新型中，所述马达22的功率大于1000W，通常1000W以上功率的马达在2.0kg左右。

请参阅图2所示，所述第一电池组31的重心、所述第二电池组32的重心以及所述马达22的重心在水平面上的投影点分别为G³¹、G³²、G^M，连接所述G³¹与G^M以及G³²与G^M形成第一投影线G³¹G^M与第二投影线G³²G^M，所述第一投影线G³¹G^M与所述第二投影线G³²G^M相交形成夹角β。表1中所述的9种配重情况下，所述吸尘器100中所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的总体重心在水平面上的投影分别为G¹、G²、G³、G⁴、G⁵、G⁶、G⁷、G⁸、G⁹。可以看出，所述马达22、所述第一电池组31以及所述第二电池组32的总体重心在水平面上的投影是在四边形G⁴G⁵G⁹G^M范围内移动的。此时，引入一个值R，R为四边形G⁴G⁵G⁹G^M的最小全包络圆的半径，R值的大小即代表了所述马达22、所述第一电池组31以及所述第二电池组32的总体重心在水平面上的投影的变化范围的大小，为使所述吸尘器100在各个状态下都能保持稳固、不易倾倒，需要尽量减小R值。

在本实用新型中，所述第一投影线G³¹G^M与所述第二投影线G³²G^M的长度相等。如此设置，所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22排列最紧密，有利于减小R值。

请参阅图3至图4并结合图2所示，图3、图4为所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22不同位置排布情况下三者的总体重心的范围变化情况。所述R值的最小值的计算过程如下：

过所述马达22的重心的投影点G^M作一条直线D。令所述马达22的重量为mM，所述第一电池组31的重量为mB，G³¹G^M的长度为L。由图3与图4可以看出，所述四边形G⁴G⁵G⁹G^M的最小全包络圆的半径R可能有两种情况：一种为半径R1的圆，一种为半径R2的圆，R取R1和R2中的较大值。

因为，G⁴为所述第二容纳仓232为空的情况下，所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的总体重心在水平面上的投影。此时，所述G⁴实际上为所述第一电池组31与所述马达22的总体重心在水平面上的投影。根据杠杆原理可知，mM×G⁴G^M＝mB×G⁴G³¹，

则mM×G⁴G^M+mB×G⁴G^M＝mB×G⁴G³¹+mB×G⁴G^M，

则G⁴G^M×(mM+mB)＝mB×G³¹G^M，

可得，G⁴G^M＝mB×G³¹G^M/(mM+mB)＝L×mB/(mM+mB)。

令k＝(mB+mM)/mB，则G⁴G^M＝L/k (1)

请参阅图3所示，四边形G⁴G⁵G⁹G^M的最小全包络圆的半径R＝R1＝G⁵G^M/2。

过G^M作一条G³¹G³²的垂线G^MH，H为G³¹G³²与G^MH的交点，过G⁴作一条G^MH的垂线G⁴F，F为G⁴F与G^MH的交点。可知，

R1＝G⁵G^M/2＝1/2(FG^M+FG⁵) (2)

在直角三角形G⁴G^MF中，FG^M＝G⁴G^M×cos(β/2) (3)

由△G⁴G⁵F∽△G³¹G⁵H，△G⁴G^MF∽△G³¹G^MH，可得，

FG⁵/G⁵H＝G⁴F/G³¹H＝G⁴G^M/G³¹G^M＝1/k (4)

在直角三角形G³¹G^MH中，FG^M+FG⁵+G⁵H＝L×cos(β/2) (5)

联立算式(1)至(5)，可得R1＝[L×cos(β/2)]/(k+1) (6)

请参阅图4所示，四边形G⁴G⁵G⁹G^M的最小全包络圆的半径R＝R2＝JG^M，其中，J为最小包络圆的圆心。

过J点作G^MG⁴的垂线JQ，Q为JQ与G^MG⁴的交点。

可知，R2＝JG^M＝G^MQ/cos(β/2)＝1/2×G⁴G^M cos(β/2)

＝L/[2×k×cos(β/2)] (7)

在所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的重量确定的情况下，可以确定所述k值；在所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的体积已经确定的情况下，可以确定所述L值的最小值，当所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的重量和体积等比例变化时，上述三者的总体重心不变，在水平面上的投影点不变。则，对于(6)、(7)两个函数而言，只有β是变量。同时可以看出，β的域为0°-180°，R1是相对β单调递减的，R2是相对β单调递增的，因为R取R1和R2中较大的一个，那么只有当R1＝R2时，R取到最小值，结合(6)、(7)两式，可得

[cos(β/2)]²＝(k+1)/(2×k) (8)

由于k＝(mB+mM)/mB，可得

[cos(β/2)]²＝(k+1)/(2×k)＝(2mB+mM)/(2mB+2mM) (9)

根据算式(9)可知，k值由所述第一电池组31或者所述第二电池组32与所述马达22的重量决定。

[cos(β/2)]²＝(k+1)/(2×k)＝1/2+1/(2k)＞1/2，可知，β值的最大值为120°。在本实用新型中，所述k值的取值范围为1.5-3.5，则可知，所述夹角β的取值范围为48°-72°。考虑到所述吸尘器100中还包括组装所述电池组3所需要的一些部件、吸尘风道结构等其它部件，同时，由于所述电池组3体积的限制，以及为了所述吸尘器100整体的外形美观，所述夹角β的取值不能太小。所述夹角β的取值范围为60°-120°。优选地，所述夹角β的取值范围为60°-80°。

在一种实施方式中，所述第一电池组31与所述第二电池组32在同一水平面上。如此设置，有利于所述第一电池组31的重心与所述第二电池组32的重心在水平面上的投影对称分布于所述马达22两侧，有利于提高所述吸尘器100的平衡稳固性能。在其他实施方式中，所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22三者中的任意两者沿所述吸尘器100的高度方向呈上下错位排布，只需保证所述第一电池组31与所述第二电池组32的重心在水平面上的投影点对称分布于所述马达22的重心在水平面上的投影点的两侧即可。

所述第一电池组31与所述第二电池组32的单组输出电压为60V。单组所述电池组3由15节电芯串联而成。所述电芯为市场上最常见的18650电芯，该款电芯的标称电压为3.8V，满电电压4.2V，容量为2.5Ah，重量为45g。再加上电池组壳体、电芯支架、保护板等零件的重量，单组所述电池组3的重量为1.3kg。当然，为了延长所述吸尘器100的使用时间，也可以选用30节电芯的5.0Ah高容量版本的60V电池组，其重量为2.0kg左右。如此设置，实现了一个电压平台，对应多种容量的电池组，丰富了所述吸尘器100的配置，增加了可升级性。

请参阅图5并结合图1所示，所述尘桶1的底部设有四个所述脚轮4。每一个所述脚轮4的重心在水平面上有对应的投影点，连接所述投影点形成投影框，所述第一电池组31、所述第二电池组32及所述马达22的总体重心在水平面上的投影点落在所述投影框内。优选地，所述第一电池组31、所述第二电池组32及所述马达22的总体重心在水平面上的投影点与所述投影框的中心点O重合。如此，可以使所述吸尘器100的平衡性达到最优状态。当然，所述脚轮4的数量也可以根据实际的产品设计需要设计为3个、5个或者其他数量，只需保证所述所述第一电池组31、所述第二电池组32及所述马达22的总体重心在水平面上的投影点落在所述投影框内即可。

综上所述，本实用新型的吸尘器100通过对所述第一电池组31、所述第二电池组32以及所述马达22的位置进行合理排布，使三者的总体重心在水平面上的投影尽量的靠近所述吸尘器100的支撑点的拟合中心。如此设置，保证了所述吸尘器100在组装不同容量的所述电池组3时，所述吸尘器100的重心是稳定的，使得所述吸尘器100在正常使用、运输和储藏过程中都保持稳固，不易倾倒。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。