专利名称：可自动调整扫地刷高度的扫地机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地面清洁用设备，尤指一种能够根据路面状况自动调节扫地刷高度的可自动调整扫地刷高度的扫地机。
背景技术：
扫地机是一种在可操控运动的车架上设置旋转的扫地刷对地面进行清扫的装置， 以市场上用得较多的扫地机为例，通常在车架上安装3个扫地刷前置两旋转轴与地面垂直的边刷和中置的旋转轴与地面平行的一个主刷，主刷的旋转轴和边刷的马达都设于在扫地机机架下侧与机架铰接的升降装置上，通过调整该升降装置升降的高度能够升降扫地刷，调整升降装置使扫地刷降低与地面接触便可以进行清扫作业，由于扫地机通常工作于多种场合，地面摩擦系数往往不同，当路面状况如摩擦系数或路面有凸凹不平时，扫地刷与地面之间的相对压力和相对摩擦力都会改变，摩擦力过小会造成清扫不干净，摩擦力过大， 则会造成电机功率过高，不仅耗费能量，而且会缩短电机和毛刷的寿命，特别是造成毛刷磨损过快，导致使用成本成倍增加，另外当压力过大时还会造成二次扬尘，不利于地面的彻底清洁，因此扫地刷应该与地面保持在一定摩擦力范围，扫地刷与地面之间压力由升降装置所预设的降低高度决定，现有扫地机的扫地刷使用的高度调节装置只是将扫地刷降低到预定的高度位置处，而且要在停机状况下操作，不仅降低工作效率，且由于扫地刷与路面之间摩擦阻力不能准确测定，因此调节困难且适用性差，另外由于扫地刷在工作过程会持续地磨损，为达到满意的清扫效果，需不停地调整铰杆角度降低扫地刷的工作高度，当底刷磨损到报废程度时，需要更换新的扫地刷，这时为减小不必要的磨损，必须重新调整扫地刷与地面之间的高度，压力过小难以达到最佳的使用效果，压力过大同样是增加扫地刷的磨损，产生二次扬尘影响清扫效果，造成操作使用过程烦琐，且需要操作者具有较高的操作技能和经验，造成用户使用成本上升，阻碍扫地机在更大范围推广应用。
发明内容
本发明的技术目的是为了提供一种能够扫地同时又具备吸尘功能的可自动调整扫地刷高度的扫地机。为了实现上述目的，本发明该扫地装置采用如下的技术方案，首先扫地机包括设有驾驶操控系统的车架、用于供电的电池组、设于车架上的包括有带有扫地刷的扫地刷电机、与过滤集尘箱连接的抽气机、垃圾收集箱和设有集尘过滤芯的过滤集尘箱，扫地机的扫地刷电机通过可上下自由移动的升降装置与机架连接，扫地刷电机与该扫地机的扫地机控制器连接，作为本技术方案的改进，本发明的自动调整扫地刷高度的扫地机还包括往复驱动装置、中央控制单元和电流传感器，往复驱动装置具有固定部、相对固定部可作往复直线运动的往复运动部，以及控制往复驱动部作往复动作的往复驱动控制模块，固定部与机架连接，往复运动部与固定扫地刷电机的升降装置连接，电流传感器信号感应装置与扫地刷电机的供电电路连接，电流传感器信号输出端与中央控制单元连接，中央控制单元与往复驱动部的往复驱动控制模块连接，该中央控制单元对电流传感器信号输出端输入的电流进行分析，并根据分析结果对往复驱动控制模块发送运动指令，往复驱动控制模块根据所接收的运动指令，驱动往复运动部作相应推拉动作拉动所述升降装置上下运动，中央控制单元通常包括储存器和编程器，在中央控制单元内预设一个扫地机电机的最佳工作电流，即预设电流，扫地机的扫地刷所接触的路面的摩擦系数发生改变时，假如路面摩擦系数增大， 或地面有凸起而导致扫地刷与接触地面之间的压力增加时，这时扫地刷受到的阻力也相应增加，此时，保持恒定转度的扫地刷电机的功率也随之增大，此时，电流传感器将获得的扫地刷电机的电流输入给中央控制单元，中央控制单元与预设电流进行比较后，向往复驱动装置的往复驱动控制模块发出拉起往复驱动装置往复驱动部的指令，往复驱动部做相应的运动向上拉动升降装置运动，以提起扫地刷降低扫地刷与地面之间的摩擦力，恒速旋转的扫地机电机的工作功率也相应降低，扫地刷电机的电流减小，直到最后该扫地刷电机内的电流大小与预设电流相同；反之，假如路面摩擦系数减小，或地面有凹陷而导致扫地刷与接触地面之间的压力减小时，这时扫地刷受到的阻力也相应减小，此时，保持恒定转度的扫地刷电机的功率也随之变小，此时，电流传感器将获得的扫地刷电机的电流输入给中央控制单元，中央控制单元与预设电流进行比较后，向往复驱动装置的往复驱动控制模块发出推出往复驱动装置往复驱动部的指令，往复驱动部做相应的运动向上拉动升降装置运动，以降低扫地刷，使扫地刷与地面之间的摩擦力增大，恒速旋转的扫地机电机的工作功率也相应增加，扫地刷电机的电流变大，直到最后该扫地刷电机内的电流大小与预设电流相同，保证扫地刷电机在恒定功率下工作。通常，所述的往复驱动装置为推杆电机，该推杆电机的机座与机架连接，保持推杆电机在扫地刷电机8升降装置可以使用普通的与机架铰接的铰杆6，该铰杆6的一端与扫地机的机架固定，在推杆电机与扫地刷电机的升降装置之间采用钢丝绳或连杆的连接方式，保持推杆电机的推杆与升降装置之间具有适当的自由度，以保证推杆电机的正常；工作该推杆电机通过控制信号电缆与中央控制单元连接，所述中央控制单元则使用 PLC (Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)，电流传感器信号输出端与该 PLC的模拟量输入端AD输入模块连接，该PLC输出模块与往复驱动部的往复驱动控制模块连接。本发明可自动调整扫地刷高度的扫地机的有益效果在于，克服了现有扫地机不能根据扫地刷与地面之间的摩擦力大小随时对扫地刷高度进行调解压力的缺点，采用上述技术方案，当扫地机在不平坦区域或路面状况不一致的地面进行清扫作业时，当路面状况改变时，扫地刷与地面之间的摩擦力跟着会发生变化，由于扫地机的扫地刷采用恒压的直流电供电，且转速也保持恒定，因此扫地刷电机的电流会发生相应的变化，中央控制单元会根据电流传感器的反馈信息，驱动往复驱动装置进行相应的运动，以升高或降低升降装置以调整扫地刷与地面之间的高度，实现自动调整扫地刷与地面摩擦力的目的，不仅能够满足清扫质量要求，而且可降低扫地刷刷毛的磨损。本发明可自动调整扫地刷高度的扫地机与现有技术的区别在于，现有的技术只是通过各种提起装置，按照预设的提升或降低的行程来调整扫地刷与地面之间高度，扫地刷只有上限位和下限位两个固定位置，因而不能调整扫地刷工作时与地面之间压力，容易使扫地刷与地面之间压力过大或过小，地面凸出时还会造成扫地刷与地面之间压力过大，不仅容易烧毁电机，而且过大的压力会在扫地刷的边刷处形成二次扬尘，使扫地机的清洁效果下降，即便是增加行进中人工手动微调，也会因操作者不能直接掌握扫地机电流值大小， 即不能掌握扫地刷与地面之间摩擦力，因此调整后的效果不够直观，难以达到良好的调整效果。为便于说明和本发明有关的详细内容及技术，以下兹就配合附图进行说明。
图1、为扫地机的电路原理框图；图2、为本发明扫地车的示意图；图3、为图2的放大图；图4、为第一种实施例的推杆电机与升降装置连接示意图；图5、为第一种实施例的推杆电机与升降装置连接示意图。
具体实施例方式本发明的课自动调整扫地刷高度的扫地机，是通过在现有扫地机的扫地刷电机升降装置2上，设置自动推拉装置，将该自动推拉装置于中央控制单元100连接，在扫地刷电机8上连接电流传感器102随时侦测扫地刷电机8的电流，并将电流的变化反馈给中央控制单元100，中央控制单元100根据扫地刷电机8内电流的变化，控制自动推拉装置进行相应的动作调整扫地刷3与地面之间的高度，从而达到调节扫地刷3与地面之间摩擦阻力的目的。请参照图1所示，通常扫地机在工作时，因为扫地刷电机8是由12V的直流电供电，而且扫地刷电机8的转速始终保持恒定，在此情况下，扫地刷电机8的输出扭矩为T，转速为n，电流为I，直流电压为V，则具有如下等式关系T*n = I*V因此，T= (V/n)*I，因电压V和转速η恒定，因此，转矩T和电流I成正比关系，在相同摩擦系数的路面上，转矩T大小与扫地刷3和地面之间压力有关，在扫地刷3和地面之间压力不变时，转矩T与地面的摩擦系数有关，但无论如何，扫地刷电机8的电流I的增大或变小，均可证明扭矩T变大或变小，此时，无论是地面摩擦系数改变，还是扫地刷3与地面之间压力的改变，均可以通过调整扫地刷3与地面之间压力，即调整扫地刷3与地面之间距离，来保持扭矩T恒定，最终体现在电流I的恒定，因此，通过监测扫地机电机的电流，来调整扫地刷3与地面之间高度，最终可将电流控制在恰当范围内，使扫地刷电机8工作在预设的功率下，可实现保护扫地刷电机8的目的，将扫地刷3磨损速度控制在适当范围内。请参照图2和图3所示，为本发明的一种较佳实施例，在本实施例中，首先扫地机包括设有驾驶操控系统的车架、用于供电的电池组、设于车架上的包括有带有扫地刷3的扫地刷电机8、与过滤集尘箱连接的抽气机、垃圾收集箱和设有集尘过滤芯的过滤集尘箱， 扫地机的扫地刷电机8通过可上下自由移动的升降装置2与机架连接，扫地刷电机8与该扫地机的扫地机控制器连接，作为本技术方案的改进，本发明的自动调整扫地刷高度的扫地机还包括往复驱动装置、中央控制单元100和电流传感器102，往复驱动装置具有固定部、相对固定部可作往复直线运动的往复运动部，以及控制往复驱动部作往复动作的往复驱动控制模块105，固定部与机架连接，往复运动部与固定扫地刷电机8的升降装置2连接， 电流传感器102信号感应装置与扫地刷电机8的供电电路101连接，电流传感器102信号输出端与中央控制单元100连接，中央控制单元100与往复驱动部的往复驱动控制模块105 连接，该中央控制单元100对电流传感器102信号输出端输入的电流进行分析，并根据分析结果对往复驱动控制模块105发送运动指令，往复驱动控制模块105根据所接收的运动指令，驱动往复运动部作相应推拉动作拉动升降装置2上下运动，中央控制单元100通常包括储存器和编程器，在中央控制单元100内预设一个扫地机电机的最佳工作电流，即预设电流，扫地机的扫地刷3所接触的路面的摩擦系数发生改变时，假如路面摩擦系数增大，或地面有凸起而导致扫地刷与接触地面之间的压力增加时，这时扫地刷3受到的阻力也相应增加，此时，保持恒定转度的扫地刷电机8的功率也随之增大，此时，电流传感器将获得的扫地刷电机8的供电电路102的电流输入给中央控制单元100，中央控制单元100与预设电流进行比较后，向往复驱动装置的往复驱动控制模块105发出拉起往复驱动装置往复驱动部的指令，往复驱动部做相应的运动向上拉动升降装置运动，以提起扫地刷降低扫地刷与地面之间的摩擦力，恒速旋转的扫地机电机的工作功率也相应降低，扫地刷电机8的电流减小，直到最后该扫地刷电机8内的电流大小与预设电流相同；反之，假如路面摩擦系数减小，或地面有凹陷而导致扫地刷与接触地面之间的压力减小时，这时扫地刷3受到的阻力也相应减小，此时，保持恒定转度的扫地刷电机8的功率也随之变小，此时，电流传感器将获得的扫地刷电机8的供电电路102的电流输入给中央控制单元100，中央控制单元100与预设电流进行比较后，向往复驱动装置的往复驱动控制模块105发出推出往复驱动装置往复驱动部的指令，往复驱动部做相应的运动向上拉动升降装置运动，以降低扫地刷，使扫地刷3与地面之间的摩擦力增大，恒速旋转的扫地机电机的工作功率也相应增加，扫地刷电机8的电流变大，直到最后该扫地刷电机8内的电流大小与预设电流相同，保证扫地刷电机 8在恒定功率下工作。更进一步地，所述的往复驱动装置为推杆电机9，该推杆电机9的机座与机架连接，推杆电机9的推杆90末端与升降装置2活动连接，该推杆电机9通过控制信号电缆与中央控制单元100连接，所述中央控制单元100则使用PLC (Programmable logic Controller,可编程逻辑控制器)，电流传感器102信号输出端与该PLC的模拟量输入端AD 输入模块103连接，该PLC输出模块104与往复驱动部的往复驱动控制模块105连接。请参照图4和图5所示，本发明中，推杆电机9可以固定在机架上不同位置处，保持推杆电机9在扫地刷电机8升降装置2可以使用普通的与机架铰接的铰杆6，该铰杆6的一端与扫地机的机架固定，在推杆电机9与扫地刷电机8升降装置2之间采用金属丝绳91 或连杆92的连接方式，保持推杆电机9的推杆90与升降装置2之间具有适当的自由度，以保证推杆电机9的正常工作。上述的实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述方案教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种可自动调整扫地刷高度的扫地机，包括设有驾驶操控系统的车架、用于供电的电池组、设于车架上的包括有带有扫地刷的扫地刷电机、与过滤集尘箱连接的抽气机、垃圾收集箱和设有集尘过滤芯的过滤集尘箱，扫地机的扫地刷电机通过可上下自由移动的升降装置与机架连接，扫地刷电机与该扫地机的扫地机控制器连接，其特征在于该自动调整扫地刷高度的扫地机还包括往复驱动装置、中央控制单元和电流传感器，往复驱动装置具有固定部、相对固定部可作往复直线运动的往复运动部，以及控制往复驱动部作往复动作的往复驱动控制模块，固定部与机架连接，往复运动部与固定扫地刷电机的升降装置连接，电流传感器信号感应装置与扫地刷电机的供电电路连接，电流传感器信号输出端与中央控制单元连接，中央控制单元与往复驱动部的往复驱动控制模块连接，该中央控制单元对电流传感器信号输出端输入的电流进行分析，并根据分析结果对往复驱动控制模块发送运动指令，往复驱动控制模块根据所接收的运动指令，驱动往复运动部作相应推拉动作拉动升降装置上下运动。
2.如权利要求1所述的可自动调整扫地刷高度的扫地机，其特征在于所述往复驱动装置为推杆电机，该推杆电机的机座与机架连接，保持推杆电机在扫地刷电机升降装置可以使用普通的与机架铰接的铰杆，该铰杆的一端与扫地机的机架固定，该推杆电机通过控制信号电缆与中央控制单元连接。
3.如权利要求1所述的可自动调整扫地刷高度的扫地机，其特征在于所述中央控制单元为PLC，电流传感器信号输出端与该PLC的模拟量输入端AD输入模块连接，该PLC输出模块与往复驱动部的往复驱动控制模块连接。
全文摘要
本发明公开一种可自动调整扫地刷高度的扫地机，包括设有车架、电池组、包括有带有扫地刷的扫地刷电机、抽气机、垃圾收集箱和设有集尘过滤芯的过滤集尘箱，扫地刷通过升降装置与机架连接，其还包括往复驱动装置、中央控制单元和电流传感器，往复驱动装置固定部与机架连接，往复运动部与固定扫地刷电机的升降装置连接，电流传感器信号感应装置与扫地刷电机的供电电路连接，电流传感器信号输出端与中央控制单元连接，中央控制单元与往复驱动部的往复驱动控制模块连接，该中央控制单元对电流传感器信号输出端输入的电流进行分析，根据分析结果使往复驱动控制模块驱动往复运动部作相应的推拉动作调节升降装置上下运动。
文档编号E01H1/08GK102409631SQ20101029173
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者关静雯 申请人:关静雯