一种用于吸尘器的有源降噪系统及其吸尘器的制作方法

本发明涉及家用清洁领域，尤其涉及一种吸尘器。

背景技术：

家用吸尘器已经成为现代家庭必不可少的清洁工具，但是随着吸尘器的功率的变大，其产生噪音也成为让用户为之头疼，严重之下还可能使用户产生头疼、神经衰退等不良反应。吸尘器的降噪技术也成为了技术人员们日益关注的焦点。现有的技术中，主要从对电机进行优化、改善风道或者增加/改进吸音材料方面入手，进行降噪处理，但是该等手段对于中高频噪能产生明显抑制作用，对低频噪音的处理效果欠佳。现有的专利中(可以参考中国实用新型专利，公开号：cn206102556u)，也揭示了一些利用有源降噪技术对低频噪音处理的方案，然而该等方案过于理想化，使得该等专利技术难以引入到吸尘器的实际应用中；同时由于吸尘器内部空间紧凑，有源降噪设备如何有效排布，同时如何消除紊乱的气流对声样采集等的影响等仍是亟待解决的问题。

是以，有必要提出一种能与吸尘器相契合的有源降噪方案，及使用该方案的吸尘器。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种能与吸尘器相契合的有源降噪方案，及使用该方案的吸尘器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于吸尘器的有源降噪系统，以所述吸尘器正常工作的流体流通方向定义上下游，所述吸尘器包括负压风机、位于所述负压风机的上游的前级风道及位于所述负压风机下游的后级风腔，其中，所述有源降噪系统至少部分设于所述吸尘器的后级风腔中，所述有源降噪系统至少包括用于收集噪音的拾音组件及用于发射降噪声波的扬声组件，所述扬声组件包括扬声腔，所述扬声腔与所述后级风腔连通或所述扬声腔位于所述后级风腔中。

进一步，所述拾音组件至少包括第一拾音装置，所述第一拾音装置包括第一拾音腔，所述第一拾音腔与所述后级风腔连通，所述第一拾音腔开口方向与所述流体流通方向的夹角不大于90度。

进一步，所述拾音组件至少包括第一拾音装置，所述后级风腔包括弯折风路，所述第一拾音装置和所述扬声组件位于所述弯折风路的不同弯折段中。

进一步，所述拾音组件至少包括位于所述扬声组件上游的第一拾音装置及位于所述扬声组件下游的第二拾音装置。

进一步，所述第二拾音装置设于所述吸尘器的壳体，所述第二拾音装置包括第二拾音腔，所述第二拾音腔与所述后级风腔独立，所述第二拾音腔的沿所述吸尘器的外壳向外开口。

进一步，所述有源降噪系统包括信号处理模组及信号发生模组，所述信号处理模组至少包括信号过滤单元、调相单元，所述信号过滤单元被配置为根据第一拾音装置的信号过滤出低频信号，所述调相单元被配置为基于所述低频信号生成反相低频信号；所述信号发生模组被配置为基于所述反相低频信号向所述扬声组件产生降噪信号。

进一步，所述有源降噪系统包括负反馈模组，所述负反馈模组基于所述第二拾音装置的信号过滤出第二低频信号，并基于所述第二低频信号反相后产生负反馈信号，所述负反馈模组被配置为在所述信号发生模组输出所述降噪信号后，向所述信号发生模组输出所述负反馈信号；所述信号发生模组被配置为基于所述负反馈信号调节所述降噪信号。

进一步，所述吸尘器包括机身组件、可拆卸连接于所述机身组件的尘杯组件，所述机身组件包括支撑或收容所述负压风机的支架组件，所述拾音组件包括第三拾音装置，所述第三拾音装置包括第三拾音腔，所述第三拾音腔相对所述后级风腔独立，并面向所述负压风机或所述支架组件。

进一步，在流体流通方向上，所述第三拾音装置与所述风机组件的距离小于所述扬声组件与所述风机组件之间的距离。

进一步，所述有源降噪系统包括信号处理模组及信号发生模组，所述信号处理模组至少包括信号过滤单元、调相单元；所述信号过滤单元被配置为根据第三拾音装置的信号过滤出高频信号，所述调相单元被配置为基于所述高频信号及生成反相高频信号；所述信号发生模组被配置为基于所述反相高频信号向所述扬声组件产生降噪信号。

进一步，所述吸尘器包括机身组件、可拆卸连接于所述机身组件的尘杯组件，所述机身组件包括支撑或收容所述负压风机的支架组件，所述拾音组件包括第三拾音装置，所述第三拾音装置包括第三拾音腔，所述第三拾音腔相对所述后级风腔独立，并面向所述负压风机或所述支架组件；所述有源降噪系统包括信号处理模组及信号发生模组，所述信号处理模组至少包括信号过滤单元、调相单元；所述信号过滤单元被配置为根据第一拾音装置及第三拾音装置的信号对比过滤出低频信号，所述调相单元被配置为基于所述低频信号生成反相低频信号；所述信号发生模组被配置为基于所述反相低频信号向所述扬声组件产生降噪信号。

进一步，所述有源降噪系统包括负反馈模组，所述负反馈模组基于所述第二拾音装置及所述第三拾音装置的信号对比过滤出第二低频信号，并基于所述第二低频信号反相后产生负反馈信号，所述负反馈模组被配置为在所述信号发生模组输出所述降噪信号后，向所述信号发生模组输出所述负反馈信号；所述信号发生模组被配置为基于所述负反馈信号调节所述降噪信号。

本发明还提供一种包括上述任一有源降噪系统的吸尘器。

综上所述，本发明在吸尘器的机身组件的不同位置部署拾音组件及扬声组件，针对吸尘器内部的实际情况排布有源降噪系统的各个组件，使得降噪系统更具有针对性，同时调整各个组件的结构，以降低紊流对器件的干扰以及降噪组件和采集组件之间的串扰，使得信号收集的数据更为准确。另外，通过第三拾音装置单独探测高频噪声，并将前述组件采集的噪音数据及反馈数据分别基于第三拾音装置的高频数据而进行滤波处理，相对于直接对采集的噪音数据及反馈数据进行滤波处理，其所得到低频数据更为准确，通过该数据而达到的降噪效果也更佳。

附图说明

图1为本发明所述吸尘器的一种实施例的整体结构示意图；

图2为图1所示吸尘器的部分结构示意图；

图3为图2所示吸尘器沿a-a方向的剖面示意图；

图4为图2所示吸尘器沿b-b方向的剖面示意图；

图5为本发明所述用于吸尘器的有源降噪系统一种实施逻辑的示意图；

图6为本发明所述用于吸尘器的有源降噪系统另一种实施逻辑的示意图；

图7为本发明所述用于吸尘器的有源降噪系统另一种实施逻辑的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

请参照图1所示，本发明提供一种具有有源降噪系统的吸尘器，在本发明的一种实施方式中，吸尘器包括机身组件10、相对于机身组件10可拆卸连接的尘杯组件20，机身组件10包括机头组件11、进气组件12及手柄组件13，该机头组件11至少包括一个负压组件，该负压组件被配置为为所述吸尘器提供负压。

实施例一：

请结合参考图2所示，以吸尘器正常工作的流体流通方向定义上下游，机头组件11进一步包括位于上述负压装置上游的进气口111和负压装置下游的出气口119。进气口111可与所述尘杯组件20相连通，在吸尘器实际使用时，混有灰尘的气流可以通过上述进气管道12进入所述尘杯组件20，并经过尘杯组件20尘气分离后，洁净气流通过前述进口口111进入所述负压装置，最终经由所述出气口119排出。

具体地，请参考图3至图4所示，所述负压装置包括负压风机15，该负压风机15与吸尘器的机身之间设有减震垫圈(未图示)，以减轻负压风机15工作时产生的震荡噪音。机身组件10包括支撑或收容负压风机15的支架组件(未标号)，前述减震垫圈设置在所述支架组件和机身之间，需要注意的是在可选的实施方式中，该减震垫圈也可以设置在支架组件和机身之间；在其他的实施方式中，也可以同时在负压风机、支架组件和机身三者之间设置类似减震垫圈的减震结构。

具体地，在本实施例中，吸尘器还包括位于负压风机15的上游的前级风道(未图示)、位于所述负压风机15下游的后级风腔(未标号)及位于机身组件10内的有源降噪系统，该有源降噪系统至少包括用于收集噪音的拾音组件及用于发射降噪声波的扬声组件50，所述拾音组件至少包括一个位于所述扬声组件上游的第一拾音装置51及一个位于所述扬声组件下游的第二拾音装置52。该第一拾音装置51包括第一拾音腔(未标号)及设于所述拾音装置内的拾音器(未标号)，该第一拾音腔与所述后级风腔连通，同时第一拾音腔的开口的开口方向与所述流体流通方向的夹角不大于90度，使得第一拾音装置51能够监控流出负压风机的气流中的噪音的同时，避免被气流直接冲击到，使得噪音监测数据更为准确。扬声组件50包括扬声腔，所述扬声腔位于所述后级风腔中并与该后级风腔连通。

对于吸尘器而言，由于对真空度的需求，吸尘器对于气路的密封性要求很高，一般吸尘器在工作时，在前级风道中产生的噪音很小，而且由于气流方向的原因，前级风道向空气传播的噪音相对于整个机器的噪音的比例很小，所以对于有源降噪系统的实际工作位置而言，直接对整机采集噪音远没有直接对后级风腔采集风噪的数据来的准确，同样的将扬声组件设置在后级风腔中，可以直接对噪声源进行降噪，降噪效果更好。

在优选的实施方式中，该后级风腔包括弯折风道，例如图示中的类似u型的风道，当然该弯折风道也可以是业内常用的回形风道，z形风道等。第一拾音装置51与扬声组件50分别设于弯折风道的不同的弯折段(不在同一直线风道内)，以降低扬声组件50对第一拾音装置51的串扰。更优选的实施例中，第一拾音装置51的第一拾音腔的开口方向与所述扬声组件50的扬声腔的开口方向向背。

具体地，第二拾音装置52设于所述吸尘器的壳体上，第二拾音装置52包括第二拾音腔，该第二拾音腔与所述后级风腔独立，同时第二拾音腔的沿所述吸尘器的外壳向外开口，以使得第二拾音装置能够收集吸尘器在空气中实际产生的噪音，并基于该第二拾音装置收集到的数据对整体降噪系统进行调整，以达到最佳降噪效果。

在本实施例中，该有源降噪系统至少包括信号处理模组及信号发生模组，所述信号处理模组至少包括信号过滤单元、调相单元，所述信号过滤单元被配置为根据第一拾音装置的信号过滤出低频信号，所述调相单元被配置为基于所述低频信号生成反相低频信号；所述信号发生模组被配置为基于所述反相低频信号并通过信号放大等常规手段产生降噪信号，并将该降噪信号输出给所述扬声组件以进行有源降噪。

同时，该有源降噪系统还包括负反馈模组，该负反馈模组基于所述第二拾音装置的信号过滤出第二低频信号，并基于所述第二低频信号反相后产生负反馈信号，所述负反馈模组被配置为在所述信号发生模组输出所述降噪信号后，向所述信号发生模组输出所述负反馈信号。一般地，该负反馈信号属于叠加信号，即在上述降噪信号不中断的情况下，叠加上负反馈信号成为新的降噪信号。通过该负反馈模组，实时对降噪信号进行调整，以达到最佳降噪效果。

当然，在改劣的实施例中，在扬声组件进行有源降噪后，也可以基于第一拾音装置的信号进行负反馈调节，但是，由于第一拾音装置位于流动空气的上游，根据多普勒效应，其数据的准确性会使反馈调节的灵敏性差上很多，在不考虑将降噪效果达到最好的情形下，本发明也可以采用上述方法进行负反馈调节。

在优选的实施例中，在流体流通的方向上，该第二拾音装置与所述扬声组件50的距离小于所述第一拾音装置与扬声组件50的距离。以提高负反馈调节的灵敏性。

需要注意的是，第一拾音装置的信号过滤频段和第二拾音装置的过滤频段一致。以使得有源降噪系统更具有针对性。

实施例二：

在本发明的另一实施例中，该有源降噪系统的拾音组件还包括第三拾音装置53，第三拾音装置53包括第三拾音腔，该第三拾音腔相对所述后级风腔独立，并面向所述负压风机或所述支架组件，以针对性地收集上述负压风机的噪音数据。由于整个机体的高频噪音最主要的来源就是风机对空气的切割和风机整体的转子的摩擦噪音，所以对于该部分高频噪音数据直接收集，更便于整个有源降噪系统分析出低频噪音信号，使得整个系统对于低频噪音的降噪效果达到最佳。

具体地，在本实施方式中，有源降噪系统包括信号处理模组及信号发生模组，所述信号处理模组至少包括信号过滤单元、调相单元，所述信号过滤单元被配置为根据第一拾音装置及第三拾音装置的信号对比过滤出低频信号，所述调相单元被配置为基于所述低频信号生成反相低频信号；所述信号发生模组被配置为基于所述反相低频信号向所述扬声组件产生持续的降噪信号。

同样地，有源降噪系统还包括负反馈模组，所述负反馈模组基于所述第二拾音装置及所述第三拾音装置的信号对比过滤出第二低频信号，并基于所述第二低频信号反相后产生负反馈信号，所述负反馈模组被配置为在所述信号发生模组输出所述降噪信号后，向所述信号发生模组输出所述负反馈信号。一般地，该负反馈信号属于叠加信号，即在上述降噪信号不中断的情况下，叠加上负反馈信号成为新的降噪信号。通过该负反馈模组，实时对降噪信号进行调整，以达到最佳降噪效果。

需要注意的是，第一拾音装置的信号过滤频段和第二拾音装置的过滤频段一致。

实施例三：

不同于实施例二中将第三拾音装置的拾取的信息作为滤波的辅助，在本发明的另一实施例中，该第三拾音装置53可以进一步用来针对高频噪音的主动降噪(有源降噪)。由于高频噪音的波长很短，整个有源降噪系统的反应时间(收集到信号到输出信号之间的时间差)内，实际采集到的声波传播的距离与采集点与降噪点之间的距离的差值相对于波长的比值越大，那么整个高频段的降噪效果越不可控，所以该第三拾音装置的位置和扬声组件的位置之间的距离，对高频有源降噪的效果影响很大。为了克服这一点，本发明的当前实施方式中，在流体连通方向上，高频拾音组件(第三拾音装置53)与风机组件的距离小于所述扬声组件和风机组件之间的距离。可选地，在流体流通方向上，所述第三拾音装置与所述风机组件的之间具有第一距离，所述扬声组件与所述风机组件之间具有第二距离，所述第一距离与所述第二距离差值等于所述有源降噪系统反应时间与声音在空气中的传播速度的乘积(340m/s)。优选地，所述第一距离与所述第二距离的差值大于3cm。

在本实施例的高频有源降噪系统中，前述信号过滤单元被配置为根据第三拾音装置的信号过滤出高频信号，调相单元被配置为基于所述高频信号及生成反相高频信号；信号发生模组被配置为基于所述反相高频信号向所述扬声组件产生持续的降噪信号。

在本实施例的高频反馈系统中，在产生降噪信号后，所述负反馈模组基于所述第三拾音装置的信号过滤出第二高频信号，并基于所述第二高频信号反相后产生负反馈信号，此时，负反馈模组向所述信号发生模组输出所述负反馈信号，以实时调节信号发生模组输出的降噪信号。

除上述本发明提到的三个实施例里的描述外，一般的有源降噪的系统还包括类似比较模块、功率放大模块等，但是由于该部分结构均属于业内常识，所本发明不再对此有源降噪的系统的具体构成再次赘述。同时，对于扬声器的性能或者拾音器的性能之类对于本发明而言其并不影响本发明构思的实施，故此处也不再赘述。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。