專利名稱：用于地板維護(hù)裝置的能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地板護(hù)理，更具體的涉及一種具有能量管理系統(tǒng)以限制裝置的負(fù)載設(shè)備可消耗的總電流的地板維護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
地板維護(hù)裝置在本領(lǐng)域是熟知的。典型的地板維護(hù)裝置包括豎式真空吸塵器、罐式真空吸塵器、硬地板吸塵器和提取器。已知可以提供具有能量管理系統(tǒng)的地板維護(hù)裝置，用于管理提供給各種負(fù)載設(shè)備的電流，比如電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件和/或攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
例如，在為Robitaille等人發(fā)布的美國5747973號(hào)專利中提出了一種調(diào)節(jié)開關(guān)電路，其用于在第二負(fù)載的操作下調(diào)節(jié)第一負(fù)載的操作，其中第一和第二負(fù)載消耗來自電源的電能。該電路包括一個(gè)用于檢測(cè)第二負(fù)載操作的檢測(cè)工具，和一個(gè)用于傳感一個(gè)電能參數(shù)的傳感工具，該電能加在第一和第二負(fù)載中的至少一個(gè)上，超過預(yù)定水平的量值。負(fù)載控制設(shè)備將第一和第二負(fù)載的至少一個(gè)耦合到電源，其中負(fù)載控制設(shè)備具有控制終端?？刂齐娐否詈系截?fù)載控制設(shè)備的控制終端，并響應(yīng)傳感工具和檢測(cè)工具，以變化地調(diào)節(jié)由電源施加給第一和第二負(fù)載的至少一個(gè)的電能，從而限制電能的參數(shù)達(dá)到預(yù)定水平。
然而，該電路根據(jù)用于特定的第一和第二負(fù)載的預(yù)定水平調(diào)節(jié)提供給第一和第二負(fù)載的電流。它不是根據(jù)提供給第一和第二負(fù)載的總電流的預(yù)定的水平調(diào)節(jié)提供給第一和第二負(fù)載的電流。此外，由于電路使用模擬設(shè)備設(shè)計(jì)，在根據(jù)不同參數(shù)構(gòu)造電路時(shí)幾乎不具有多功能性。因此，在技術(shù)中就存在對(duì)能量管理系統(tǒng)的需要，其可以利用微處理器技術(shù)控制提供給至少第一和第二負(fù)載的總電流，微處理器技術(shù)在根據(jù)不同參數(shù)構(gòu)造電路中更為靈活。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的能量管理系統(tǒng)，以用于限制提供給裝置的至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的總電流。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種利用微處理器技術(shù)的改進(jìn)的能量管理系統(tǒng)，可以對(duì)微處理器進(jìn)行編程以控制提供給裝置的至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的電流總量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的地板維護(hù)裝置，其能夠與網(wǎng)絡(luò)連接。
本發(fā)明的進(jìn)一步另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的地板維護(hù)裝置，其具有用于接收和存儲(chǔ)操作數(shù)據(jù)的可編程微處理器。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種改進(jìn)的能量管理系統(tǒng)，用于控制提供給裝置的至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的電流總量。能量管理系統(tǒng)包括微處理器、交流電壓源、電壓調(diào)節(jié)電路、鉗位電路、至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備，以及用于至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的一個(gè)MOC和一雙向三極晶閘管。在交流周期的正區(qū)，鉗位電路輸出5.7伏的固定電壓，在交流周期的負(fù)區(qū)，鉗位電路輸出-0.7伏的固定電壓。將這些電壓輸入微處理器，由此微處理得知交流電壓從一部分到另一部分穿越零閥值的時(shí)間。該微處理器利用這些輸入來控制對(duì)于至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的電流開啟的時(shí)間量。通過從微處理器提供給連接的MOC的輸出，電流對(duì)至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的每個(gè)開啟，其中MOC依次控制連接的雙向三極晶閘管，以對(duì)連接的負(fù)載開啟由微處理器確定的時(shí)間量的電流。至少第一和第二負(fù)載設(shè)備中的一個(gè)具有傳感電路，其監(jiān)測(cè)負(fù)載汲取的電流。在電流汲取中的電涌或上升將造成傳感電路的輸出，該輸出被輸入到微處理器。微處理器將根據(jù)預(yù)先編程的指令調(diào)節(jié)電流開啟的時(shí)間量，并由此調(diào)節(jié)施加給至少第一和第二負(fù)載的每個(gè)的平均電壓，從而使通過所有至少第一和第二負(fù)載汲取的總電流不超過預(yù)定值。這需要微處理器減小提供給至少第二負(fù)載的平均電壓和電流，來顧及第一負(fù)載使用電流的增量。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，至少第一和第二負(fù)載是電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件和攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。可能由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)汲取的預(yù)定水平或總電流是12安培，其中，攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)初始編程為汲取2安培。這意味著電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件初始可以汲取10安培。置于攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載的增加將導(dǎo)致由攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)汲取的電流量超過2安培。必要地，微處理器將提供給電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件的電流調(diào)節(jié)小于10安培。攪動(dòng)器負(fù)載的增加可以和被清潔的表面類型相聯(lián)系，比如裸露地板、地毯型、小墊子、布匹等等。
在本發(fā)明的替換優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種具有可編程微處理器的地板維護(hù)裝置，其中對(duì)微處理器進(jìn)行編程，以存儲(chǔ)裝置的操作參數(shù)和實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)。微處理器能夠與網(wǎng)絡(luò)連接，其中，編程的操作參數(shù)可以通過與網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程接口來改變，并將實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)上傳至接口。然后，可以對(duì)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定吸塵器的操作環(huán)境，用于修理和保養(yǎng)用途。性能數(shù)據(jù)也可以用于確定對(duì)裝置的操作參數(shù)所實(shí)施的調(diào)節(jié)，并通過網(wǎng)絡(luò)將所述參數(shù)下載給微處理器。


現(xiàn)參考附圖以更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能，所作說明僅是示范性的，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的具有改進(jìn)能量管理系統(tǒng)的豎式真空吸塵器的透試圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的圖1的豎式真空吸塵器的分解透試圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的改進(jìn)能量管理系統(tǒng)的電氣示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1和2，顯示了具有改進(jìn)能量管理系統(tǒng)500的豎式真空吸塵器10。豎式真空吸塵器10包括底座100和與底座100樞軸連接的上部殼體組件200。底座100與那些本領(lǐng)域所熟知的類似，并包括用于接受載滿污物的空氣流的噴嘴開口(未顯示)和用于在豎式真空吸塵器10處于護(hù)理地板模式時(shí)攪動(dòng)和松弛來自地板表面的灰塵和碎片的攪動(dòng)器(未顯示)。底座100進(jìn)一步包括可旋轉(zhuǎn)地裝配于輪架(未顯示)的一對(duì)前輪(未顯示)，和一對(duì)后輪130。
位于底座100或上部殼體200中的是電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2，其產(chǎn)生從地板表面移走松動(dòng)的灰塵和碎片所必需的吸力。電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2通過污物輸送管(未顯示)與底座或吸嘴100流動(dòng)地連接。上部殼體組件200容納了微粒過濾和收集系統(tǒng)300，用于接收和過濾由電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2產(chǎn)生的滿載污物的空氣流。如在圖1給出的“間接空氣”系統(tǒng)中，微粒過濾和收集系統(tǒng)300可放入吸嘴100和電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2之間的滿載污物的氣流中，或者如在“直接空氣”系統(tǒng)中，電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2可將放入吸嘴100和微粒過濾和收集系統(tǒng)300之間。提供獨(dú)立的電動(dòng)攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1，用于為至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)器(未顯示)提供旋轉(zhuǎn)能量。位于上部殼體200中的能量管理系統(tǒng)800控制電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2和攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1。盡管能量管理系統(tǒng)800可以位于包括底座100的地板維護(hù)裝置10上的任何位置，不過理想的是將能量管理系統(tǒng)800置于運(yùn)動(dòng)的氣流中，比如起冷卻作用的電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2的排氣中。能量管理系統(tǒng)800以咬接模塊的形式在圖1中顯示，但也可以以多種其它方式構(gòu)造。能量管理系統(tǒng)800的構(gòu)成和操作的詳細(xì)描述將在下面給出。
現(xiàn)在參考圖2，給出了具有優(yōu)選實(shí)施方式的污物收集系統(tǒng)300的地板維護(hù)裝置10的分解圖。污物收集系統(tǒng)300通常包括半透明的污物杯350、可拆卸地安裝于污物杯350中的過濾器組件380和封閉污物杯350的污物杯蓋382。過濾器組件380通常包括有孔壁312、從有孔壁312延伸的過濾器支撐結(jié)構(gòu)314和可拆卸地安裝于過濾器支撐結(jié)構(gòu)314上的主過濾器部件381。過濾器組件380，特別是及其有孔壁312，隨同隔斷壁310將污物杯腔室394分成第一污物收集腔室316和第二污物收集腔室318。有孔壁312位于后壁386和前壁392之間，同時(shí)由多個(gè)孔或洞320形成。洞320提供了第一污物收集腔室316和第二污物收集腔室318之間的流通。有孔壁312用作粗糙微粒分離器或預(yù)過濾器，并可以包括任何數(shù)量具有各種形狀(圓形、正方形、橢圓形，等等)、尺寸和角度的洞。為了將通過洞的氣流最大化，同時(shí)仍阻止大的碎片從那里通過，理想的是形成為0.0036平方英寸大，和為600目篩網(wǎng)(mesh screen)小的洞。在該實(shí)施方式中，洞312是圓形的，具有大約0.030英寸的洞直徑。進(jìn)一步，形成有孔壁，使其具有足夠的總開口面積，以保持氣流通過污物杯。理想的是，形成總開口面積在大約2.5平方英寸到大約4平方英寸之間的有孔壁312。污物收集系統(tǒng)300的完整細(xì)節(jié)可以在在普通受讓人所有的、申請(qǐng)序列號(hào)為09/519106的Hoover Case 2521中找到，在這里將其全部結(jié)合作為參考。
在上殼體200的下部是用于將地板維護(hù)裝置10連接到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)端口700。位于地板維護(hù)裝置10中的微處理器810(圖3)可以用來控制地板維護(hù)裝置10的各種特性。微處理器810可以是能量管理系統(tǒng)800的一部分或者不是。用于這種目的的微處理器810，通常在工廠中用地板維護(hù)裝置10的操作參數(shù)進(jìn)行預(yù)先編程，或者它可以在最后裝配中編程來顧及裝配過程中吸塵器的變化。當(dāng)?shù)匕寰S護(hù)裝置10連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，操作參數(shù)可以通過與網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程接口來改變。微處理器810也可以被編程以收集和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)，其可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳給接口?？梢詫?duì)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定地板維護(hù)裝置10的操作條件用于修理和保養(yǎng)目的。性能數(shù)據(jù)也可以用來確定對(duì)裝置操作參數(shù)的調(diào)節(jié)用以改進(jìn)性能，其通過網(wǎng)絡(luò)下載給微處理器810。這種性能數(shù)據(jù)的實(shí)例可以包括電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間的記錄、吸塵器的吸力、攪動(dòng)器的刷洗壽命、使用的電流和振動(dòng)分析。其它的這種數(shù)據(jù)可以是涉及地板高度調(diào)節(jié)、用于推進(jìn)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)的響應(yīng)特性、袋子裝滿情況、帶子的情況等等的操作數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，顯示的是一種改進(jìn)的能量管理系統(tǒng)800的優(yōu)選實(shí)施方式的電氣示意圖。能量管理系統(tǒng)800包括微處理器810、交流電壓源805、電壓調(diào)節(jié)電路820、鉗位或“過零檢測(cè)電路”830、至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備M1和M2、至少一個(gè)第一負(fù)載驅(qū)動(dòng)器電路860和第二負(fù)載驅(qū)動(dòng)器電路880、用于傳感由至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備M1和M2的一個(gè)汲取的電流的傳感電路870、用于控制各種地板維護(hù)裝置10的特性的多個(gè)開關(guān)SW1到SW4，以及多個(gè)發(fā)光二極管ld1到ld5，其中，一個(gè)發(fā)光二極管ldx可以與所述多個(gè)開關(guān)SW1到SW4中的一個(gè)連接。提供開關(guān)SW5用于開啟和關(guān)閉對(duì)裝置的供電。鉗位或“過零”電路830在交流周期的正區(qū)過程中輸出5.7V的固定電壓，并在交流周期的負(fù)區(qū)過程中輸出-0.7V的固定電壓。這樣，當(dāng)5.7V和-0.7V的固定電壓輸入微處理器810時(shí)，在任何給定的時(shí)間鉗位電路830用作“過零檢測(cè)器”，這樣微處理器810得知交流周期跨越“零電壓閥值”的時(shí)間以及交流周期目前同相的是哪部分。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，固定電壓是5.7V和-0.7V，但在其它的實(shí)施方式中，固定電壓可以是不同的值。對(duì)微處理器810進(jìn)行編程，以利用這些輸入來控制施加給至少第一和第二負(fù)載設(shè)備M1和M2的每一個(gè)的平均電壓。微處理器810具有內(nèi)部計(jì)時(shí)器，針對(duì)至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備M1和M2的每一個(gè)，以在每次交流電流越過“零電壓閥值”時(shí)，對(duì)電流開啟于和平均電壓施加于至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備M1和M2的時(shí)間量進(jìn)行計(jì)時(shí)。通過將從微處理器810提供到連接的已知為“MOC”的雙向三極晶閘管驅(qū)動(dòng)器設(shè)備MOC1和MOC2的輸出，電流對(duì)至少第一和第二負(fù)載設(shè)備M1和M2的每個(gè)開啟，其中，雙向三極晶閘管驅(qū)動(dòng)器設(shè)備MOC1和MOC2依次控制連接的雙向三極晶閘管U1和U2。雙向三極晶閘管U1和U2在激活時(shí)對(duì)連接的負(fù)載設(shè)備M1和M2開啟電流。已發(fā)現(xiàn)一個(gè)雙向三極晶閘管驅(qū)動(dòng)器設(shè)備或由緬因州的南波特蘭的FairchildSemiconductor制造的型號(hào)MOC3010-M的“MOC”適用于這種用途。至少第一和第二負(fù)載M1和M2的一個(gè)具有與之連接的傳感電路870，其監(jiān)控由負(fù)載設(shè)備M1和M2汲取的電流。在優(yōu)選實(shí)施方式中，電流傳感電路870與M1連接。由負(fù)載設(shè)備M1汲取的電流中的電涌或上升將造成傳感電路870的輸出，其將輸入到微處理器810。微處理器810將根據(jù)預(yù)先編程的指令或數(shù)值表對(duì)至少第一和第二負(fù)載M1和M2的每個(gè)施加的平均電壓和開啟電流的時(shí)間量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使所有至少第一和第二負(fù)載M1和M2汲取的總電流不會(huì)超過預(yù)定值。這需要微處理器810減小提供給至少第二負(fù)載設(shè)備M2的電流和平均電壓，以顧及由第一負(fù)載設(shè)備M1使用的電流的增量。可選擇的，數(shù)學(xué)關(guān)系式可以取代數(shù)值表來為此目的編程進(jìn)入微處理器。當(dāng)?shù)诙?fù)載設(shè)備M2上的負(fù)載減少時(shí)，微處理器810的設(shè)計(jì)將減少電流對(duì)第一負(fù)載M1開啟的時(shí)間量，同時(shí)增加電流對(duì)第二負(fù)載M2開啟的時(shí)間量，從而使由第一和第二負(fù)載M1和M2使用的總電流不會(huì)超過預(yù)定值。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施方式中，至少第一和第二負(fù)載M1和M2是電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件和攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。可以由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)汲取的預(yù)定水平或總電流是12安培，其中，攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1的初始編程汲取2安培。這就意味著電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2初始能汲取10安培。位于攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1上負(fù)載的增加會(huì)使由攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1汲取的電流量超過2安培。必要地，微處理器810將提供給電動(dòng)風(fēng)機(jī)組件M2的電流調(diào)節(jié)小于10安培。需要指出，僅給出一種可能的結(jié)構(gòu)，來增加附加負(fù)載M3到Mn，并在M1到Mn負(fù)載中的一個(gè)電流增加時(shí)，對(duì)微處理器810進(jìn)行編程以調(diào)節(jié)對(duì)于負(fù)載M1到Mn的每個(gè)的電流，從而使由所有負(fù)載M1到Mn使用的總電流之和不超過預(yù)定值。通過使用開關(guān)SW1到SW4開啟和關(guān)閉各種特性，微處理器810可以控制對(duì)負(fù)載M1到Mn的每個(gè)的電流保持開啟，從而使由負(fù)載M1到Mn汲取的總電流不超過預(yù)定水平。整個(gè)能量管理系統(tǒng)800可以嵌入插頭模塊中，其簡化了地板維護(hù)裝置10的裝配，以及簡化了替換和/或更新能量管理組件800。
通過交流電壓源805對(duì)能量管理系統(tǒng)800提供能量，典型的電壓源是60赫茲120交流電壓伏。通過電阻器R1和電容器C1以及然后的齊納二極管減小120交流電壓伏的線電壓，其中齊納二極管D1將電壓鉗位至30交流電壓伏左右。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，R1＝220歐姆，C1＝4.7微法，以及D1是30伏的齊納二極管。通過二極管D2將30交流電壓伏的電壓半波整流成直流，并通過電容器C2對(duì)其進(jìn)行平滑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，D2是1N4003二極管，以及C2＝1000微法。將平滑直流傳送到電壓調(diào)節(jié)器U1中，其從10-35直流電壓伏的輸入輸出調(diào)節(jié)的5直流電壓伏電壓。然后將5直流電壓伏的能量提供給微處理器和其它的低壓設(shè)備和上述的控制。需要指出，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，可將電壓調(diào)節(jié)為其它電壓值，而且通過各種電壓值的直流對(duì)至少兩個(gè)負(fù)載M1和M2供給能量。
120交流電壓伏的電壓源805也具有通過電阻分壓器R2和R3的其電壓降。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，R2＝1兆歐姆，以及R3＝100千歐姆。在交流波形的正半?yún)^(qū)上，上部二極管D4導(dǎo)通，并且輸出信號(hào)被鉗位至5.7直流電壓伏。在交流波形的負(fù)半?yún)^(qū)上，下部二極管D3導(dǎo)通，且輸出信號(hào)被鉗位至0或-0.7直流電壓伏。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，D3和D4是1N4003二極管。這種方波脈沖序列與120交流電壓伏的干線的零點(diǎn)交叉一致。信號(hào)傳送到微處理器810中，并用于基于零點(diǎn)交叉采用主交流電壓干線對(duì)電動(dòng)機(jī)M1和M2(或其它負(fù)載設(shè)備M3到Mn)的啟動(dòng)排序。
開關(guān)SW1到SWn力求從0直流電壓伏到5直流電壓伏的變換，反之亦然，以識(shí)別有效的按壓。每個(gè)開關(guān)SW1到SWn對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的模式、特性或速率選擇。發(fā)光二極管L1到Ln和連接的電阻器R4到Rn用于當(dāng)前選擇的模式、特性或速率的指示。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，電阻器R4到R7＝680歐姆。
每個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)器電路870和880包括MOC1和MOC2，其分別用于觸發(fā)雙向三極晶閘管U2和U3。MOC1和MOC2是用于將一部分120交流電壓伏的能量阻塞或者傳遞到負(fù)載設(shè)備M1和M2的設(shè)備。當(dāng)確定有效過零時(shí)，微處理器810內(nèi)部的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，并當(dāng)達(dá)到預(yù)置時(shí)間時(shí)，MOC1和MOC2的輸入信號(hào)被觸發(fā)，而且該設(shè)備允許一部分120交流電壓伏的波形通過。該計(jì)時(shí)器根據(jù)需要通過M1和M2的平均電壓具有0到7毫秒的范圍。雙向三極晶閘管U2和U3是基于MOC1和MOC2和經(jīng)過微處理器810的定時(shí)信號(hào)來允許電流流向M1和M2而開和關(guān)的設(shè)備。計(jì)時(shí)器允許電流通過諸如M1和M2的至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的時(shí)間量將被編入數(shù)值表。該數(shù)值表的每個(gè)時(shí)間對(duì)應(yīng)于施加給諸如M1和M2的至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的平均電壓，和從電流傳感電路870輸入的值，其將在下面更完全地描述。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，R4和R5＝330歐姆，R6和R11＝150歐姆，R7和R12＝10歐姆，以及C3＝C5＝100毫微法。
電流傳感電路870是低阻值能量電阻器或線性霍爾效應(yīng)傳感器，其根據(jù)通過攪動(dòng)器電動(dòng)機(jī)的電流產(chǎn)生電壓。低電壓交流信號(hào)通過二極管進(jìn)行半波整流，并通過電阻/電容性網(wǎng)絡(luò)過濾和平滑。然后該信號(hào)送入微處理器810上的A/D管腳，在此用于確定M1上的負(fù)載?；贛1上的負(fù)載，可以根據(jù)被清潔的表面、失速檢測(cè)(stall detection)等等作出改變M1和M2速度的決定。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，R1＝1千歐姆，C4＝1微法，R8＝.47歐姆，R10＝1兆歐姆，以及D5是1N4003二極管。
在本發(fā)明的替代實(shí)施方式中，比如位于能量控制裝置800中的微處理器810或其他微處理器可以進(jìn)行設(shè)定和編程，以收集和存儲(chǔ)關(guān)于地板維護(hù)裝置10的操作參數(shù)，例如到此給出的關(guān)于對(duì)施加給至少第一和第二負(fù)載M1和M2的電流的控制。然而，將各種已知的或迄今不知的特性添加給地板維護(hù)裝置10時(shí)，可能編入微處理器810或其他微處理器的可能有無數(shù)可能性。微處理器810或其他的微處理器也可以進(jìn)行編程，來收集和存儲(chǔ)關(guān)于地板維護(hù)裝置10的性能和操作的實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)。然后對(duì)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定地板維護(hù)裝置10的操作環(huán)境用于修理和保養(yǎng)用途。該性能數(shù)據(jù)可以用于確定對(duì)地板維護(hù)裝置10的操作參數(shù)所作出的調(diào)節(jié)，并通過與遠(yuǎn)程接口連接的網(wǎng)絡(luò)下載到微處理器810或其他的微處理器。與微處理器810或其他的微處理器連接的數(shù)據(jù)端口位于地板維護(hù)裝置10上，用于此目的。數(shù)據(jù)端口700可以是諸如USB、串行、并行、RJ-11或其他已知或未知的數(shù)據(jù)端口的幾種類型數(shù)據(jù)端口中的一個(gè)。在最可能的連接安排中，地板維護(hù)裝置10通過USB電纜與個(gè)人型計(jì)算機(jī)連接，而個(gè)人型計(jì)算機(jī)進(jìn)一步與互聯(lián)網(wǎng)連接。個(gè)人型計(jì)算機(jī)用戶可以從裝置10上傳或取回性能數(shù)據(jù)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程站點(diǎn)。遠(yuǎn)程站點(diǎn)典型的是一個(gè)裝置修理工廠，其分析用于裝置性能的數(shù)據(jù)和可能的故障。裝置修理工廠也可以基于性能數(shù)據(jù)的分析傳輸要下載給裝置10的新的操作參數(shù)。裝置10的操作參數(shù)的更新也可以由修理工廠提供，或發(fā)布在網(wǎng)站上來由個(gè)人計(jì)算機(jī)站點(diǎn)的終端用戶取回。更新或修理的數(shù)據(jù)也可以分布在其它計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒介上，例如CD-ROM，用于由個(gè)人計(jì)算機(jī)站點(diǎn)的終端用戶的安裝。
從前述中可以清楚地看出，說明的結(jié)構(gòu)無疑滿足說明書開始陳述的本發(fā)明的目的。顯而易見的是，可對(duì)公開結(jié)構(gòu)作出的許多改變將仍落入本發(fā)明的精神和范圍之中。
權(quán)利要求
1.用于一種裝置的一種能量管理系統(tǒng)，包括一個(gè)交流電源；一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路；一個(gè)過零檢測(cè)器電路，用于產(chǎn)生指示交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間的輸出；至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備；一個(gè)微處理器，其用于接收來自所述過零檢測(cè)器電路的輸出，并產(chǎn)生用于控制施加給所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)的電壓的輸出；其中，所述微處理器控制施加給所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備每一個(gè)的電壓，從而使由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備消耗的總電流不超過預(yù)定水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路，其中一個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)的連接，以對(duì)該連接的負(fù)載設(shè)備開啟電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器控制施加給具有一個(gè)連接計(jì)時(shí)器的所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的平均電壓，每次所述微處理器檢測(cè)到交變電流越過零電壓閥值時(shí)，該計(jì)時(shí)器就復(fù)位，所述微處理器是預(yù)先編程的，具有一個(gè)數(shù)值表，該數(shù)值表具有與施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)的電壓相關(guān)的每個(gè)計(jì)時(shí)器開啟時(shí)的一個(gè)時(shí)間量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器接收來自所述至少一個(gè)傳感電路的所述輸入，并且與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)計(jì)時(shí)器的時(shí)間量基于所述輸入，根據(jù)編入數(shù)值表的與施加給所有所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)電壓相關(guān)的時(shí)間量，從而使總電流不超過預(yù)定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗10安培，而所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的另一個(gè)消耗2安培。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗9.5安培，而所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的另一個(gè)消耗2.5安培。
9.一種用于一種裝置的能量管理系統(tǒng)，包括一個(gè)交流電源；一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路；一個(gè)過零檢測(cè)器電路，用于產(chǎn)生指示交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間的輸出；用于接收來自所述過零檢測(cè)器電路的輸出，并產(chǎn)生輸出的一個(gè)微處理器；至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備；至少一個(gè)電流傳感電路，其用于檢測(cè)由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗的電流量，并對(duì)應(yīng)檢測(cè)的電流量產(chǎn)生到所述微處理器的輸入；至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路，其中所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路的一個(gè)與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)連接；其中當(dāng)接收到所述微處理器的輸出時(shí)，至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路的每個(gè)對(duì)連接的負(fù)載設(shè)備開啟電流，所述微處理器產(chǎn)生到所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路的每個(gè)的所述輸出，從而由與所述一個(gè)電流傳感電路相連接的所述一個(gè)負(fù)載設(shè)備所消耗的電流量的改變將使微處理器調(diào)節(jié)對(duì)所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的輸出，從而使由所有所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備消耗的總電流不超過預(yù)定量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路，其中一個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)的連接，以對(duì)連接的負(fù)載設(shè)備開啟電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器控制施加給具有一個(gè)連接的計(jì)時(shí)器的所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的平均電壓，每次所述微處理器檢測(cè)到交變電流越過零電壓閥值時(shí)，該計(jì)時(shí)器就復(fù)位，所述微處理器是預(yù)先編程的，具有一個(gè)數(shù)值表，該數(shù)值表具有與施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)的平均電壓相關(guān)的每個(gè)計(jì)時(shí)器開啟時(shí)的一個(gè)時(shí)間量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器接收來自所述至少一個(gè)傳感電路的所述輸入，并且與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)計(jì)時(shí)器開啟的時(shí)間量基于所述輸入，根據(jù)編入數(shù)值表的與一個(gè)平均電壓相關(guān)的時(shí)間量來調(diào)節(jié)，從而使施加到所有所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的總電流量不超過預(yù)定值。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗10安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的另一個(gè)消耗2安培。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗9.5安培，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的另一個(gè)消耗2.5安培。
17.一種用于地板維護(hù)裝置的能量管理系統(tǒng)，包括一個(gè)交流電源；一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路；一個(gè)過零檢測(cè)器電路，用于產(chǎn)生指示交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間的輸出；至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備；一個(gè)微處理器，其用于接收來自所述過零檢測(cè)器電路的輸出，并產(chǎn)生用于控制施加給所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)的平均電壓的輸出；其中，所述微處理器控制施加給所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備每一個(gè)的平均電壓，從而使由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備消耗的總電流不超過預(yù)定水平。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路，其中一個(gè)負(fù)載設(shè)備觸發(fā)電路與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)連接，以對(duì)連接的負(fù)載設(shè)備開啟電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器控制施加給具有一個(gè)連接的計(jì)時(shí)器的所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的平均電壓，每次所述微處理器檢測(cè)到交變電流越過零電壓閥值時(shí)，該計(jì)時(shí)器就復(fù)位，所述微處理器是預(yù)先編程的，具有一個(gè)數(shù)值表，該數(shù)值表具有與施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)的平均電壓相關(guān)的每個(gè)計(jì)時(shí)器開啟時(shí)的一個(gè)時(shí)間量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的能量管理系統(tǒng)，其中所述微處理器接收來自所述至少一個(gè)傳感電路的所述輸入，并且與所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每一個(gè)相關(guān)的每一個(gè)計(jì)時(shí)器開啟的時(shí)間量基于所述輸入，根據(jù)編入數(shù)值表的與一個(gè)施加于所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的平均電壓相關(guān)的時(shí)間量來調(diào)節(jié)，從而使所有所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備消耗的總電流量不超過預(yù)定值。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)是攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并且所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的另一個(gè)是抽吸電動(dòng)機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述抽吸電動(dòng)機(jī)消耗10安培，而所述攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)消耗2安培。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的能量管理系統(tǒng)，其中所述預(yù)定水平是12安培，并且所述抽吸電動(dòng)機(jī)消耗9.5安培，而所述攪動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)消耗2.5安培。
25.一種在裝置中管理能量的方法，包括的步驟有提供至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備；提供一個(gè)交流電源；提供一個(gè)電壓調(diào)節(jié)電路；提供一個(gè)過零檢測(cè)器電路，用于檢測(cè)交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間；提供一個(gè)微處理器；將交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間輸入至微處理器；以及基于交變電流穿越零電壓閥值的時(shí)間，使用微處理器控制施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的平均電壓，從而由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備消耗的總電流量不超過預(yù)定值。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置中管理能量的方法，包括的步驟有對(duì)微處理器提供計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器與至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)連接，以控制施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的平均電壓；提供至少一個(gè)傳感電路，用于確定由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)所消耗的電流量；將由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)消耗的電流量輸入至微處理器；當(dāng)由所述至少一個(gè)傳感電路確定時(shí)，基于由所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的一個(gè)所消耗的電流量，改變施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的平均電壓，由與計(jì)時(shí)器對(duì)所述至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)開啟電流的時(shí)間相關(guān)的平均電壓表確定施加給至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的平均電壓。
全文摘要
提供一種具有改進(jìn)的能量管理系統(tǒng)的地板維護(hù)裝置，以用于控制提供給裝置的至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的電流總量。能量管理系統(tǒng)包括微處理器、交流電壓源、電壓調(diào)節(jié)電路、鉗位電路、至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備以及用于至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的每個(gè)的一個(gè)MOC和一個(gè)雙向三極晶閘管。在交流周期的正區(qū)，鉗位電路輸出5.7伏的固定電壓，在交流周期的負(fù)區(qū)，鉗位電路輸出－0.7伏的固定電壓。將固定電壓輸入微處理器，該微處理器利用這些輸入控制平均電壓和對(duì)至少第一和第二負(fù)載設(shè)備的每個(gè)開啟電流的時(shí)間量。電流傳感電路用于監(jiān)控至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的電流，以提供對(duì)微處理器的反饋，從而使微處理器可以調(diào)節(jié)平均電壓和對(duì)至少兩個(gè)負(fù)載設(shè)備的電流，從而使消耗的電流總量不超過預(yù)定水平。
文檔編號(hào)H02P5/46GK1573636SQ20041003837
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者A·P·東德拉, E·A·戈登, A·C·斯克拉法尼 申請(qǐng)人:胡佛公司