專利名稱：便攜式家用電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及沒有電源電纜的便攜式家用電器類型。
技術背景現(xiàn)在有些時候，許多家用電器都已經(jīng)使用，并且是在不直接連接到電源例如普通民用動力電源上的情況下工作。這些家用電器例如真空吸塵器在技術上叫做"無繩"家用電器。 在具體的真空吸塵器的情況下，這些真空吸塵器主要由外殼和一組電池組成，在上述外殼內部裝配電動機，該電動機驅動風扇，所述風扇產(chǎn)生真空，與過濾器一起用于分離通過風扇吸取的空氣中的雜質， 而上述一組電池通常是可再充電型，連接到電動機上以便驅動所述電 動機。當不使用時，或者當電池組電量不足時，將真空吸塵器用專用電 纜連接到標準輸電線插口例如工業(yè)或民用動力電源上，給電池組再充 電。另一方面，當真空吸塵器使用時，將民用動力電源連接電纜斷開 以便使它可到處攜帶，且電動機僅由電池組驅動。因此，只要電池組有足夠的電量，電動機就驅動風扇，所述風扇 又產(chǎn)生真空，而當電量不足時，電動機停止驅動風扇，且真空吸塵器 不能使用，直到電池組再充電。電池組常常是可更換類型，并且由于這個原因，用戶為了防止真 空吸塵器在清潔周期結束之前停止工作，至少購買另一組備用電池， 當?shù)?一組電池在真空吸應器中使用時，上述備用電池通過放在連接到輸電線上的專用再充電設備中這樣，當?shù)谝唤M電池電量不足時，將 這組電池從真空吸塵器中取出，并放在再充電設備上，而在真空吸塵 器中用第二組充過電的電池代替，并可以及時延長真空操作。然而，這種現(xiàn)有技術水平有某些缺點。第一個缺點是電池電量持續(xù)時間有限，尤其是萬一真空吸塵器運 行需要高電動機功率，并因此電動機運行總是接近最大旋轉速度時更 是如此。另一個缺點是，當一組電池電力不足時，為了不中斷真空吸塵器 的使用，用戶必須購買至少第二組備用電池，并在第一組電池使用時 繼續(xù)處置如上所述至少第二組待再充電的備用電池，反之亦然。另一個缺點是，當電池組不可再充電，且由于它們結束了使用壽 命而必須用另外新電池組替換時，這些報廢的電池必須通過放置在具 體專用于這一目的的合適地方進行處置，以便防止如果它們設置在通 常收集家庭廢棄物的旁邊的地方處置或者甚至更壞的是如果它們拋棄 到野外或投擲到水源中時所產(chǎn)生的污染。另一個缺點是電池組必須具有高蓄電量，所述高蓄電量導致更重 的重量和更高的成本，并需要長的充電時間，所述長的充電時間可在3小時和5小時之間變動，在這段時間里便攜式家用電器不可使用。 另 一個缺點是許多類型電池組由于制造它們的材料的原因而不能再完全充電，所述這些材料保留所謂的"記憶效應"，這意味著當它們不再能給電動機提供足夠電力時，它們未完全放電，并保持殘留的電荷電平，所述殘留的電荷電平不可使用。當這些電池組經(jīng)受隨后的再充電時，這只儲存殘留電平和最大電平之間的電量差其結果是可用電量的持續(xù)時間比電池組的實際容量顯著減少。發(fā)明內容本發(fā)明的技術目的是使現(xiàn)有技術水平升級。本發(fā)明的目的是制造便攜式家用電器，所述便攜式家用電器屬于 沒有電源電纜類型，具有運行時間顯著高于已知便攜式家用電器的運 行時間。本發(fā)明的另一目的是制造一種沒有電源電纜類型的便攜式家用電 器，所述家用電器要求減少再充電時間。本發(fā)明的另一目的是制造一種沒有電源電纜類型的便攜式家用電器，所述家用電器能減小電池組尺寸、保持與已知便攜式家用電器相 比性能水平基本上不變。本發(fā)明的另 一 目的是制造沒有電源電纜類型的便攜式家用電器， 所述家用電器能通過在很短時間，意思是指僅幾秒鐘的時間內給電動 機供電設備再充電來實施它的運行功能。按照本發(fā)明的一方面，提供一種便攜式家用電器，所述便攜式家用電器設想包括電動機單元，所述電動機單元安裝成至少在較低運 行速度或在較高運行速度下運行，反之亦然；第一供電機構，所述第 一供電機構設計成一直不斷給電動機機構供電；控制機構，所述控制 機構用于在第 一 時間間隔內將上述較低速度增加到上述較高速度，或 者在第二時間間隔內將上述較高速度降低到較低速度，其特征在于， 它包括輔助機構，所述輔助機構用于上述電動機單元的臨時供電，電 動機單元可在上述第 一 時間間隔期間驅動。因此便攜式家用電器能具有自由處理的延長的運行時間，節(jié)約了 供電機構的重量和成本，即使在供電機構電量不足時也延長運行和工 作時間。


另 一 些特點和優(yōu)點從附圖中作為非限制性例子示出的沒有電源電 纜的便攜式家用電器的說明將顯得更顯而易見，其中圖l是沒有電源電纜的便攜式真空吸塵器的很簡略的透視圖；圖2是圖1中的真空吸塵器的電動機單元、電池組機構和輔助供 電機構之間連接的方框圖；圖3是圖2中電動機單元的三種可能運行速度的分布質量曲線圖， 其中Y軸表示電動機單元的每分鐘轉數(shù)(rpm)，而X軸表示運行時間；圖4是圖2中輔助供電機構的充電狀況的質量曲線圖，其中Y軸 表示輔助供電系統(tǒng)的充電電平，而X軸表示它們的充電時間和放電時 間。圖5是圖2中電池機構的充電狀況的質量曲線圖，其中Y軸表示電池機構的充電電平，而x軸表示它們的放電時間。
具體實施方式
特別參見圖1，不帶電源電纜的便攜式家用電器用標號1示意表示。真空吸塵器l包括外殼2，所述外殼2在其內部裝有電動機單元3， 電動機單元3旋轉式驅動風扇4,以便產(chǎn)生通過吸管5從外部的空氣 吸入。吸入的空氣進入室6，在所述室6中空氣發(fā)展成旋轉流，如箭頭 Fl所表示的，以便將吸入空氣中的碎片通過離心力或重力釋放，并收 集在室6的底部上。然后空氣通過第一過濾器7，并搭接電動機單元3以便使其冷卻； 然后在空氣通過第二過濾器8之后將其輸送到外部。電動才幾單元3—直由可充電電池組9供電；除了可充電電池組9 之外，還裝配一組超電容器10 (ultra-capacity),所述超電容器10是 用于給電動機單元3供電的輔助才幾構，并可以啟動一段時間，如下所 述。通過電源連接線17，電池9給電動機單元3供電，而通過第二電 源連接線18，也給超電容器10供電，當這些不用時，使它們保持充 電，無論何時需要都準備提供電力。如已知的，超電容器IO是儲能器，所述儲能器在很有限的時間間 隔內放電，并提供所儲存的電力的大部分，而上述超電容器IO在同等 有限的時間量內，意思是僅幾秒鐘內再充電；這些超電容器例如由美 國公司Maxwell Technologies Inc.制造，且每種使用型號都具有不同的蓄電量o電池9用標準動力電例如民用或工業(yè)用動力電再充電，上述動力 電用"R"表示。按照本發(fā)明，及參照圖1和2，可以看出，電池9和超電容器10 二者的再充電是利用基底11通過感應作用進行，上述基底11連接到 輸電點上，并且有發(fā)射裝置12,所述發(fā)射裝置12產(chǎn)生磁波，并利用第一電子機構例如可編程電子控制板16起動或停止。真空吸塵器1在外殼2內部還包括接收裝置13，所述接收裝置13 安裝成當真空吸塵器1位于基底11上，和具體地說位于由基底11中 所得到的放置座位14中時，接收由發(fā)射裝置12所發(fā)射的再充電電波， 并將這些再充電電波通過第三輸電線19傳送到電池9和超電容器10， 上述放置底座14加工成一定形狀，以便在真空吸塵器1的再充電位置 中，發(fā)射裝置12和接收裝置13相互彼此相對定位。當充好電時，電池9在電動機單元3運行期間用基本上恒定的方 式向其供電。電動機單元3可以在不同的運行速度下運轉，在圖3， 4， 5所示 的情況下，上述不同運行速度總共是3種速度，亦即最低速度"M"， 中速"MD"，和最高速度"MX"。自然，運行速度數(shù)也可以限于2個或者3個以上速度。使用者可以使用位于例如真空吸塵器1上的普通控制裝置來選擇 最適合于他/她的運行要求的速度。每次使用者改變電動機單元3的運行速度并增加該運行速度，除 了由電池9恒定供電之外，還提供輔助供電，所述輔助供電由驅動超 電容器10的編程電子控制板15驅動，以4更這些電源給電動機單元3 供電第一時間間隔Tl，所述第一時間間隔Tl為從低運行速度例如最 低速度"M"轉換到較高運行速度例如中速"MD，，，或者另外從中速 "MD"轉換到最高速度"MX"所必需。更詳細地，參見圖3,傾斜的分段R1表示電動機單元3的點火狀 態(tài)，所述電動機單元3從零運行速度轉換到最低運行速度，該最低運 行速度在Y軸上用字母"M，，表示。在這種轉換期間，電動機單元由電池9和超電容器IO通過電子控 制板15驅動聯(lián)合供電，如圖4的對應曲線所示，當電動機單元3到達 最低運行速度"M"時，上述超電容器10總體所擁有的電量快速減少， 如傾斜的分段U1所定性表示的，直至它們被電子控制板15分開，且 它們的供電中斷。再參見圖3的曲線，水平分段R2顯示在用戶所設定的時間間隔 FZ1內電動機單元3的最小運行速度狀況，用戶在這個運行速度下使 用真空吸塵器l。在這個時間間隔FZ1期間，超電容器10被電池9通過另一電力 線17快速充電，如圖4中的分段U2所表示的，然后在整個時間間隔 FZ1內保持充電，如同一圖4的水平分段U3所示。在這種狀態(tài)期間，由于真空吸塵器1的用戶連續(xù)使用，所以電池 9逐漸損失它的荷電量，如圖5的曲線中分段B1和B2所表示的。當用戶要求更高的電動機單元3運行速度，亦即要求增加真空吸 塵器1的吸力時，他/她操縱為此目的而設置在真空吸塵器1上的專用 控制裝置，所述控制裝置由于該領域的技術人員已知，所以未示出。電子控制板15接受用戶的請求，并驅動超電容器10第一時間間 隔Tl,以便在這段時間間隔里與電池9一起給電動機單元3供電，電 動機單元3需要上述時間間隔來從最低運行速度"M"轉換到更高的 運行速度，例如在圖3的曲線上用"MD"所表示的中速度。當?shù)竭_這個中運行速度"MD"時，如圖3的曲線上傾斜的分段 "R3"所示，電子控制板15松開超電容器10,其間，超電容器10 再經(jīng)歷電量下降，如圖4的曲線上分段U4所示；電池9也經(jīng)歷電量 進一步下降，如圖5的曲線上分段B3所示。用戶可以保持中運行速度一段時間間隔，所述時間間隔在圖3， 4， 5中用"FZ2"表示詳細地說，這種狀況在圖3的曲線上用水平分段 R4示出，在此期間，電池9經(jīng)歷電量的進一步下降，這用圖5中的分 段B4表示，而同時超電容器10在約2/3秒的時間間隔里被電池9快 速再充電，如圖4中分段U5所表示的，盡管未達到最大充電水平。如果用戶要求進一步將電動機單元3的運行速度增加到最大速 度，如圖3中曲線"MX"所表示的，則電子控制板15再次驅動超電 容器10另外的第一時間間隔Tl,并保持這些驅動直至電動機單元達 到最大所要求的運行速度"MX"。這種運行速度的增加在圖3的曲線中用分段R5表示，而用分段R6表示電動機單元3在最大功率下隨后的恒定運行速度。在超電容器10和電池9中，發(fā)生上述定性表示的相同情況，用于 從最小運行速度"M，，轉換到中運行速度"MD"，亦即再參照圖4的 曲線，可以觀察到，超電容器10在恒定的運行速度R4下保持它們的 充電，如分段U6所表示的，而同時在隨后的另外的第一時間間隔Tl 中，它們經(jīng)歷電量快速下降，所述下降用分段U7定性表示，同時用 電子控制板15驅動，以便在運行速度改變期間向電動機單元3供電。 在這些狀況下，電池9持續(xù)經(jīng)歷總電量下降，分別用分段B5和 B6表示。當用戶停止使用真空吸塵器1并通過控制裝置再次將電動機單元 3的運行速度轉換到最低速度"M"時，磁性控制板15轉換電動機單 元3的運行，以便由于運行速度所具有的慣性在轉換到低運行速度期 間，轉變成在第二短時間間隔T2期間用來至少給超電容器再充電的 能量，即使短時間延長電動機單元3在低速度下運行，也能延長真空 吸塵器l的運行，并完成待實施的真空運行。實際上說來，在圖3的曲線中，分段R7表示在第二時間間隔T2 期間，真空吸塵器的運行速度逐漸減小，而垂直分段R8表示用戶只 要使用控制裝置來減小電動機單元3的運行速度，就不再吸收電力， 而是相反產(chǎn)生電力。超電容器10在第三運^f亍時間間隔FZ3期間再充電，如圖4的曲 線中分段U8所示，并保持所達到的充電電平，如下一個水平分段U9 所示。當電動機單元3轉換到第二時間間隔T2的功率發(fā)生器(power generator)時，超電容器10通過這個以基本上完全的方式再充電， 如分段U10所示，并能使電動機單元3持續(xù)運行數(shù)十秒或更長時間。如圖5中曲線所示，在同一第二時間間隔T2期間，電池組9還 接收小電量增加，如分段B7所示。當超電容器10和電池組9電量下降，分別是用圖4中分段U11 和圖5中B8表示的狀況時，用戶將真空吸塵器1定位在基底11的外殼14中，并通過發(fā)射裝置12和接收裝置13，給電池9和超電容器10 再充電。應該注意，超電容器10的充電時間很短，僅僅幾秒鐘，并且用戶 還可以按照快速充電狀況決定再充電，只是通過將真空吸塵器1放在 基底ll上進行再充電，并且一旦超電容器完全再充電，就將上述真空 吸塵器移離基底；這樣，用戶可以繼續(xù)使用真空吸塵器l一段短時間， 而不必等電池9完全充電。用戶可以將這種快速再充電狀況重復幾次，以便僅通過超電容器 10來延長真空吸塵器1的運行。因此，使用超電容器不僅能延長真空吸塵器1或任何其它便攜式 家用電器的運行時間，所述超電容器可以與電池9 一起裝配在家用電 器上，而且還減少電池9的容量，并因此減輕電池9的重量和成本， 因為在從較低的運行速度轉換到較高的運行速度期間，為增加這些轉 動速度所需的供電增加由超電容器IO提供，所述超電容器IO增加它 們的電力一段時間間隔，所述時間間隔由電子控制板15控制，上述電 力加到由電池9所提供的恒定電力供應上。
權利要求
1.便攜式家用電器，包括電動機單元(3)，所述電動機單元(3)安裝成至少在較低運行速度(M)或者在較高速度(MD、MX)下運行，反之亦然；第一供電機構(9)，所述第一供電機構(9)設計成恒定地給上述電動機單元(3)供電；控制機構，所述控制機構用于在第一時間間隔(T1)內將上述較低速度(M)增加到上述較高速度(MD，MX)或者在第二時間間隔(T2)內將上述較高速度(MD、MX)降低到上述較低速度(M)，其特征在于，它包括輔助機構(10)，所述輔助機構(10)用于上述電動機單元(3)的臨時電力供應，可以在所述第一時間間隔(T1)期間驅動所述電動機單元(3)。
2. 按照權利要求l所述的便攜式家用電器，其中上述電動機單元 (3)安裝成在上述第二時間間隔(T2)內至少給輔助供電機構(10)再充電。
3. 按照權利要求l所述的便攜式家用電器，其中上述第一供電機 構包括電池(9)。
4. 按照權利要求3所述的便攜式家用電器，其中上述電池(9) 是可通過再充電機構(R， 11, 12, 13)再充電類型。
5. 按照權利要求4所述的便攜式家用電器，其中上述可再充電機 構包括通過感應再充電的機構(12, 13)。
6. 按照權利要求5所述的便攜式家用電器，其中上述通過感應再 充電的機構包括基底機構(11)，所述基底機構(11)成形一種上述 家用電器(1)在電池(9)和/或輔助供電機構(10)的再充電條件下 的放置底座；再充電電力發(fā)射機構(12)，所述電力發(fā)射機構(12)裝 在上述基底機構(11)中，并可以連接到常規(guī)電能總電源(R)上； 第一電子機構(16)，所述第一電子機構(16)安裝成當上述家用電器(1)位于上述放置底座(14)中時自動驅動上述發(fā)射機構(12);再 充電接收機構(13)，所述再充電接收機構(13)裝在所述便攜式家用 電器中并連接到上述電池(9)和所述輔助供電機構(10)上。
7. 按照權利要求6所述的便攜式家用電器，其中上述放置底座 (14)成形為將上述家用電器(1)容納在預定位置中，以便上述發(fā)射機構(12)和接收才幾構(13)彼此面對。
8. 按照權利要求l所述的便攜式家用電器，其中上述輔助供電機 構包括至少一個超電容器(10 )，所述超電容器(10 )通過連接電路(17， 19)連接到上述電動機單元(3)和電池(9)上。
9. 按照上述權利要求其中之一項所述的便攜式家用電器，其中提 供第二電子編程控制板機構(15)用于放置在上述至少一個超電容器(10)和電池組(9)之間，并安裝成在每個上述第一時間間隔(Tl) 內驅動和/或停止上述至少一個超電容器(10)。
10. 按照權利要求2或9所述的便攜式家用電器，其中上述第二 電子編程控制板機構(15 )還安裝成將上述電動機單元(3 )轉換到再 充電發(fā)生器裝置，以便在上述第二時間間隔(T2)內給至少一個超電 容器(10)充電。
11. 按照上述權利要求其中之一所述的便攜式家用電器，其中上 述至少一個超電容器(10)可用上述基底機構(11)再充電一次或多 次，并與上述電池(9)分開。
12. 按照上述權利要求其中之一所述的便攜式家用電器，其中上 述至少一個超電容器(10)適合于與上述電池(9)分開給電動機單元(3)供電。
13. 按照上述權利要求其中之一所述的便攜式家用電器，其中上 述便攜式家用電器包括真空吸塵器(1)。
全文摘要
便攜式家用電器包括電動機單元(3)，所述電動機單元(3)安裝成至少在較低速度(M)下或者在較高速度(MD，MX)下運行，反之亦然；第一供電機構(9)，所述第一供電機構(9)安裝成恒定地向上述電動機單元(3)供電；控制機構，所述控制機構用于在第一時間間隔(T1)內將上述較低速度(M)增加到上述較高速度(MD，MX)，或者在第二時間間隔(T2)內將上述較高速度(MD，MX)降到上述較低速度(M)；輔助機構(10)，所述輔助機構(10)用于上述電動機單元(3)的臨時供電，上述電動機單元(3)可以在上述第一時間間隔(T1)內驅動所述電動機單元(3)。
文檔編號A47L9/28GK101316543SQ200680044767
公開日2008年12月3日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權日2005年11月29日
發(fā)明者M·皮內斯基 申請人:Kos技術股份有限公司