專利名稱：自動(dòng)吸塵器的充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，用于自動(dòng)吸塵器的電池接近耗盡的時(shí)候，幫助吸塵器找到充電座，并自動(dòng)對接進(jìn)行充電。
背景技術(shù)：
同傳統(tǒng)吸塵器相比，自動(dòng)吸塵器完全自主工作，采用可充電電池供電，工作時(shí)不必拖著電源線。在工作一段時(shí)間，電池電量快耗盡的時(shí)候，吸塵器需要重新充電。此時(shí)，自動(dòng)吸塵器自動(dòng)尋找充電座并進(jìn)行自動(dòng)對接，然后自動(dòng)充電。這項(xiàng)功能是自動(dòng)吸塵器實(shí)現(xiàn)完全自主工作的非常關(guān)鍵的一項(xiàng)功能。其中，有3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)需要解決，第一，保證吸塵器充電電極與充電座充電電極緊密接觸的機(jī)構(gòu)；第二，吸塵器可以識別充電座的方法；第三，吸塵器可以調(diào)整自己的位姿，使自身的充電電極與充電座的充電電極正對的方法?，F(xiàn)有的充電裝置以及對接方法是依靠磁鋼或者反光材料這樣的被動(dòng)介質(zhì)，作為識別標(biāo)志，來確定充電座位置，充電座作為一個(gè)被動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣不利于引導(dǎo)吸塵器順利對接，并且不具有自主功能，不能進(jìn)行狀態(tài)顯示，以及控制充電電源。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，克服引導(dǎo)吸塵器對接不順利，自主功能不強(qiáng)，不能進(jìn)行狀態(tài)顯示等缺點(diǎn)。
它具有充電座體，在充電座體中間正前方設(shè)有充電電極裝置、紅外發(fā)射管、紅外接收模塊；在充電座體兩側(cè)設(shè)有狀態(tài)指示燈、遙控器插座，在充電座體上設(shè)有控制電路板；控制電路板的電路為整流濾波電路依次與開關(guān)管、充電電極相接，處理器分別與開關(guān)管、功率放大電路、紅外接收模塊相接，功率放大電路與紅外發(fā)射管相接。
所述的充電電極通過安裝支架固在充電座體上，后端設(shè)有支撐彈簧。充電電極前端與充電座體的電極安裝槽相配合。紅外發(fā)射管、紅外接收模塊在充電電極裝置的正上方。充電電極包括正極和負(fù)極，呈垂直上下放置或者水平左右放置，正、負(fù)極之間保持固定間距，外形呈條狀。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)首先，本實(shí)用新型通過結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了吸塵器在無人干預(yù)的情況下，自行補(bǔ)充電力，真正實(shí)現(xiàn)吸塵器的自主工作。
其次，吸塵器通過貼墻尋找充電座，可以高效、可靠的定位充電座，為順利充電提供必要前提。
其次，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)吸塵器與充電座之間的握手信號，使充電座可以識別吸塵器是否需要信號引導(dǎo)，這樣可以避免紅外信號一直處于發(fā)射狀態(tài)；同時(shí)，可以在需要充電的時(shí)候打開充電電源，而在平時(shí)充電電源關(guān)閉。
其次，通過單一的紅外發(fā)射信號，和眾多的紅外接收管陣列，可以有效的確定吸塵器與充電座之間的位置關(guān)系，便于最終實(shí)現(xiàn)對接。
最后，充電座上的電極背面設(shè)置兩個(gè)支撐彈簧，各自可以伸縮，這樣可以保證充電座和吸塵器上的電極可靠接觸。


圖1(a)是自動(dòng)吸塵器的充電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(b)是自動(dòng)吸塵器的充電裝置的俯視圖；圖2是本實(shí)用新型充電座控制電路框圖；圖3是本實(shí)用新型充電座電極裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(a)是吸塵器本體的主視圖；圖4(b)是吸塵器本體的俯視圖；圖5是吸塵器本體的紅外接收管陣列示意圖；圖6是吸塵器本體電路框圖。
圖7是吸塵器本體與充電裝置對接完成的示意圖；圖中充電座體1、充電電極2、紅外發(fā)射管3、紅外接收模塊4，狀態(tài)指示燈5、遙控器插座6、控制電路板7、固定支架8、支撐彈簧9、吸塵器本體10、碰撞板11、充電電極12、紅外接收管陣列13、紅外發(fā)射管14。
具體實(shí)施方式
自動(dòng)吸塵器的充電裝置及其對接方法，用于自動(dòng)吸塵器的電池接近耗盡的時(shí)候，幫助吸塵器找到充電座，并自動(dòng)對接進(jìn)行充電。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是自動(dòng)吸塵器的充電裝置具有充電座體1，在充電座體1中間正前方設(shè)有充電電極裝置、紅外發(fā)射管3、紅外接收模塊4；在充電座體1兩側(cè)設(shè)有狀態(tài)指示燈5、遙控器插座6，在充電座體1上設(shè)有控制電路板7；控制電路板的電路為整流濾波電路依次與開關(guān)管、充電電極2相接，處理器分別與開關(guān)管、功率放大電路、紅外接收模塊相接，功率放大電路與紅外發(fā)射管相接。
設(shè)置于充電座上的控制電路負(fù)責(zé)控制紅外收發(fā)，并根據(jù)信號情況開啟和關(guān)閉充電電源，包括整流濾波電路，開關(guān)管，處理器，紅外接收模塊，功率放大電路，紅外發(fā)射管。處理器采用單片機(jī)89C2051；開關(guān)管采用功率三極管TIP127；功率放大采用三極管9013放大；紅外接收模塊采用FM-6038LM-5AN。
充電電極裝置，具有固定支架8，固定支架8固在充電座體1上，固定支架設(shè)有兩充電電極2，兩充電電極后端設(shè)有支承彈簧9，兩充電電極前端與充電座體(1)的電極安裝槽相配合。
充電電極包括正極和負(fù)極，呈垂直上下放置或者水平左右放置，正、負(fù)極之間保持固定間距，外形呈條狀。紅外發(fā)射管3、紅外接收模塊4在充電電極2裝置的正上方。
吸塵器本體10上設(shè)置的紅外接收管陣列13，其中包括8-16個(gè)紅外接收管，并呈半圓布置，安裝在碰撞板11上。同時(shí)在吸塵器本體10的右側(cè)設(shè)置紅外發(fā)射管14。相應(yīng)的控制電路負(fù)責(zé)紅外發(fā)射和紅外接收陣列的信號處理，包括處理器，信號放大電路，接收路選電路，檢波電路以及調(diào)頻電路，功率放大電路。處理器采用單片機(jī)MEGA64；信號放大電路，采用運(yùn)放LM358構(gòu)成同向放大器；接收路選電路由4051組成；檢波電路由LM567組成；功率放大電路采用三極管9013組成；調(diào)頻信號由振蕩電路產(chǎn)生。
在上述裝置的基礎(chǔ)上，提出自動(dòng)吸塵器與充電座的對接方法，它包括如下步驟1)充電座靠墻放置。
2)自動(dòng)吸塵器檢測到電池電量過低或者完成工作任務(wù)的情況下，吸塵器進(jìn)入尋找充電座的工作狀態(tài)吸塵器貼墻行走，側(cè)面的紅外發(fā)射管發(fā)射喚醒信號，同時(shí)紅外接收管陣列不斷探測是否有充電座回應(yīng)的紅外信號。
3)當(dāng)自動(dòng)吸塵器經(jīng)過充電座前方的時(shí)候，自動(dòng)吸塵器喚醒充電裝置上的控制電路；控制電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，讓自動(dòng)吸塵器接收到特征信號，并確定了充電座位置；4)吸塵器確定充電座位置以后，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)本體，根據(jù)吸塵器前方的紅外接收管陣列檢測到的特征信號，調(diào)整位姿。當(dāng)正中的紅外接收管接收到特征信號時(shí)，吸塵器正對充電座；5)自動(dòng)吸塵器向前移動(dòng)，直到充電裝置上的電極與自動(dòng)吸塵器上的電極都接觸成功，此時(shí)對接完成；如果對接不成功，吸塵器左右調(diào)整一定角度，重新上述過程，直到對接完成。
因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境中，墻面組成一個(gè)封閉的二維空間。充電座放在靠墻的位置，也就是處于這個(gè)封閉二維空間的外邊曲線上。本實(shí)用新型中，吸塵器沿墻行走，順著這個(gè)封閉曲線就必然找到充電座，保證了順利對接和充電。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，其特征在于，它具有充電座體(1)，在充電座體(1)中間正前方設(shè)有充電電極裝置、紅外發(fā)射管(3)、紅外接收模塊(4)；在充電座體(1)兩側(cè)設(shè)有狀態(tài)指示燈(5)、遙控器插座(6)，在充電座體(1)上設(shè)有控制電路板(7)；控制電路板的電路為整流濾波電路依次與開關(guān)管、充電電極(2)相接，處理器分別與開關(guān)管、功率放大電路、紅外接收模塊相接，功率放大電路與紅外發(fā)射管相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，其特征在于，所述的充電電極裝置，具有固定支架(8)，固定支架(8)固在充電座體(1)上，固定支架設(shè)有兩充電電極(2)，兩充電電極后端設(shè)有支承彈簧(9)，兩充電電極前端與充電座體(1)的電極安裝槽相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，其特征在于，所述的紅外發(fā)射管(3)、紅外接收模塊(4)在充電電極(2)的正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置，其特征在于，所述的充電電極包括正極和負(fù)極，呈垂直上下放置或者水平左右布置，正、負(fù)極之間保持固定間距，外形呈條狀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)吸塵器的充電裝置。它具有充電座體，在充電座體中間正前方設(shè)有充電電極裝置、紅外發(fā)射管、紅外接收模塊；在充電座體兩側(cè)設(shè)有狀態(tài)指示燈、遙控器插座，在充電座體上設(shè)有控制電路板；控制電路板的電路為整流濾波電路依次與開關(guān)管、充電電極相接，處理器分別與開關(guān)管、功率放大電路、紅外接收模塊相接，功率放大電路與紅外發(fā)射管相接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了吸塵器在無人干預(yù)的情況下，自行補(bǔ)充電力，真正實(shí)現(xiàn)吸塵器的自主工作。吸塵器通過貼墻尋找充電座，可以高效、可靠的定位充電座，為順利充電提供必要前提。充電座上的電極背面設(shè)置兩個(gè)支撐彈簧，各自可以伸縮，這樣可以保證充電座和吸塵器上的電極可靠接觸。
文檔編號H02J7/00GK2868164SQ20052001506
公開日2007年2月14日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者朱世強(qiáng), 劉瑜, 龐作偉, 陳文洲 申請人:浙江大學(xué)