專利名稱：用于確定真空吸塵器中電動刷的頻率的方法
技術領域：
本發明涉及一種真空吸塵器的電動刷，尤其涉及一種用于確定驅動真空吸塵器電動刷的馬達頻率的方法。
背景技術：
圖1為一分解透視圖，其部分地示出傳統真空吸塵器的吸頭。
如圖1所示，傳統真空吸塵器的吸頭包括吸頭體1，具有吸孔2，用以從地面吸走廢物；以及毛刷單元3，用于從地面刷起廢物，以更有效地通過吸孔2吸入廢物。
毛刷單元3包括刷體4，可旋轉地安裝在吸頭體1內；毛刷5，附著在刷體4的表面，從而構成毛刷5的多個毛刷部分的端部被植入到刷體4中；電力傳輸部分，用于旋轉刷體4；以及馬達6，用于驅動電力傳輸部分。
馬達6驅動該電力傳輸部分例如傳動帶7，刷體4通過傳動帶7在一個方向上被旋轉。毛刷5通過被旋轉的刷體4與地面上的廢物接觸。接觸毛刷5的廢物通過經由吸孔2吸入的空氣而被引入到吸塵器中。
然而，在如上所述通過使用毛刷5從地面刷起廢物的傳統方法中，用來從地面刷起廢物的電力完全從馬達6供給，結果其電力消耗很高。
發明內容
因此，考慮到上述問題而提出本發明，并且本發明的目的是提供一種用于運轉真空吸塵器的方法，該真空吸塵器能夠從地面刷起廢物，同時更有效地使用馬達的電力。
按照本發明的一方案，上述和其他的目的可通過提供一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法來實現，其中，驅動單元的機械振蕩(oscillation)頻率與供電單元的驅動頻率一致；該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力；該供電單元驅動該驅動單元，從而該驅動單元能夠共振(resonate)。
按照本發明的另一方案，提供一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，其中，驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比供電單元的驅動頻率高一指定百分比；該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力；該供電單元驅動該驅動單元，從而取決于真空吸塵器吸孔的接觸程度而產生的引入空氣所造成的振動(vibration)和噪音能夠被減少。
優選地，該驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比該供電單元的驅動頻率高7％到10％。
優選地，該供電單元的驅動頻率為50Hz，并且該驅動單元的機械振蕩頻率為53.5Hz到55Hz。
優選地，該供電單元的驅動頻率為60Hz，并且該驅動單元的機械振蕩頻率為64.2Hz到66Hz。
按照本發明的另一方案，提供一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，其中驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比供電單元的驅動頻率低一指定百分比；該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力；該供電單元驅動該驅動單元，從而取決于真空吸塵器吸孔的接觸程度而產生的引入空氣所造成的振動和噪音能夠被減少。
優選地，該驅動單元的機械振蕩頻率設置成比該供電單元的驅動頻率低7％到10％。
優選地，該供電單元的驅動頻率為50Hz，并且該驅動單元的機械振蕩頻率為45Hz到46.5Hz。
優選地，該供電單元的該驅動頻率為60Hz，并且該驅動單元的機械振蕩頻率為54Hz到55.8Hz。
優選地，該驅動單元的機械振蕩頻率通過調整從包括該驅動單元的質量、密度和形狀以及該彈性裝置的彈性系數、材料、長度和直徑的組合中選擇的至少一個來調整。
利用按照根據本發明的用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，通過利用驅動單元的機械振蕩頻率與供電單元的驅動頻率一致時的共振，能夠以小功率值獲得大量的移動。
此外，根據本發明，驅動單元的機械振蕩頻率能夠被設定成比供電單元的驅動頻率高或低一指定百分比，由此在清潔效率被最大化的同時，噪音和振動被最小化。
從結合附圖的如下詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特征和其他優點將更加清楚地被理解，在附圖中圖1是示出傳統真空吸塵器的吸頭的透視圖；圖2是示出根據本發明優選實施例的真空吸塵器的吸頭內部的透視圖；圖3是示意性地示出圖2中所示吸頭的電力傳輸部分的側視圖；以及圖4是示出在本發明的電動刷設定于不同外界條件時基于頻率的旋轉角和效率的曲線圖。
具體實施例方式
現在將參考附圖，詳細描述本發明的優選實施例。
圖2是示出根據本發明優選實施例的真空吸塵器吸頭內部的透視圖，圖3是示意性地示出圖2中所示吸頭的電力傳輸部分的側視圖，以及圖4是示出基于本發明電動刷驅動頻率的運轉角實驗值的曲線圖。
如圖2所示，根據本發明的真空吸塵器的吸頭包括吸頭主體10，具有一形成于其中的吸孔11；以及電動刷，附著于吸頭主體10。
該電動刷包括供電單元和驅動單元，該驅動單元由該供電單元驅動，用以從地面刷起廢物。
優選地，該供電單元包括馬達22，其通過施加到馬達22的電流來驅動。
該驅動單元包括毛刷32，接觸地面上的廢物，用以從地面刷起廢物；刷體34，在其表面上附著毛刷32；扭桿36，可靠地固定于吸頭主體10的內部，同時延伸穿過刷體34；以及電力傳輸部分，用以通過馬達22驅動刷體34。
刷體34形成為圓柱形。毛刷32由多個毛刷部分組成，這些毛刷部分的端部成直線地被植入到刷體34的下部中。
扭桿36可靠地固定于刷體34，同時延伸穿過刷體34。扭桿36的兩端35和37的至少一端被可靠地固定到吸頭主體10。在此實施例中，扭桿36的一端35被固定于吸頭主體10，并且扭桿36的另一端37可旋轉地附著于刷體34。
如圖3所示，馬達22通過施加到馬達22的電流來驅動。馬達22以與施加的電流頻率相同的頻率被驅動。具體地，當施加的電流具有50Hz的頻率時，馬達22的馬達軸21以50Hz的頻率有角度地旋轉。當施加的電流具有60Hz的頻率時，馬達22的馬達軸21以60Hz的頻率有角度地旋轉。
該電力傳輸部分包括臂部42，通過馬達軸21有角度地旋轉，在一指定角度的范圍內進行往復角運動；以及連桿44，連接于該臂部，用于以指定的距離進行往復的線性運動。
該臂部42被可靠地固定于馬達軸21。連桿44被鉸接于臂部42和刷體34。因此，通過進行往復角旋轉的臂部42，連桿44以指定的距離進行線性往復運動。通過鉸接于刷體34外部的連桿，刷體34圍繞扭桿36有角度地旋轉。
通過連桿44而有角度地旋轉的刷體34在扭桿36內儲備彈力。當刷體34返回到其初始位置時，刷體34收集儲備在扭桿36內的彈力。換句話說，刷體34聚積扭桿36內的彈力，扭桿36的一端35可靠地固定于刷體34，由此最小化能量的損失。
如上所述的本發明的特征在于，馬達的頻率與驅動單元的機械振蕩頻率一致，馬達軸21在該馬達上有角度地旋轉，從而使用少量能量就可獲得大量移動。
當需要設定馬達22的頻率和驅動單元的機械振蕩頻率以使馬達22的頻率和驅動單元的機械振蕩頻率彼此一致時，調整驅動單元的機械振蕩頻率是有效的，因為馬達22的頻率被設定成50Hz或60Hz，這是商用電流的頻率。
改變驅動單元振蕩頻率的因素可包括質量、密度和形狀。驅動單元的慣性質量矩可通過質量、密度和形狀的修改而變化。
改變驅動單元振蕩頻率的因素可包括扭桿36的彈性系數、材料、長度和直徑。扭桿36的彈簧(剛度)常數可通過調整扭桿36的彈性系數、材料、長度和直徑而變化。
在具有上述構造的真空吸塵器的電動刷中，通過使馬達22的頻率與驅動單元的機械振蕩頻率一致來產生共振。結果在某種程度上，在共振的驅動單元中產生噪音和振動。
圖4是示出在上述電動刷設定于不同外界條件時基于頻率的旋轉角的曲線圖。
通過吸孔11引入的空氣的壓力是取決于吸頭如何放置在地面上來改變的。如圖4所示曲線圖的曲線A、B和C是基于吸頭如何放置在地面上來獲得的。
曲線A示出當吸頭與地面正常接觸時基于頻率的旋轉角。曲線B和C分別示出了當吸頭離開地面一定間隔時基于頻率的旋轉角。
更具體地，當使用者使用真空吸塵器清潔地面時，吸頭交替地與地面接觸和分離。曲線B示出吸頭完全離開地面的情形，從而大量的空氣被吸入。曲線C示出當吸頭以指定的距離離開地面的情形，從而其引入的指定氣體量比曲線A情形下的氣體量多，而比曲線B情形下的氣體量少。
曲線M示出基于馬達22頻率的馬達22效率。
在正常進行清潔操作的曲線A情形下，電動刷以頻率f1進行運轉是最有效率的。頻率f1是當馬達22的驅動頻率與驅動單元的機械振蕩頻率一致時的頻率。
另一方面，參考頻率f1時的曲線B和C，電動刷的旋轉角被表示為相當大。與正常的曲線A相比，當電動刷的旋轉角相當大時，其在驅動單元中產生的振動量和噪音量也相對較大。
因此，在根據本發明的用于確定電動刷頻率的方法中，除了可提供最高效率時的頻率f1外，還可以選擇可減少振動和噪音時的頻率f2和f3。
具體地，除了頻率f1之外所選擇的頻率f2和f3是能夠通過利用共振來減少振動和噪音時的最佳頻率。頻率f2是曲線A和B彼此一致時的頻率。頻率f3是曲線A和C彼此一致時的頻率。
特別地，頻率f2或f3是比頻率f1高或低7％到10％的頻率。
輸入到馬達22的電流被設定成50Hz或60Hz的商用頻率。例如當在馬達22的頻率為60Hz時馬達的頻率設定成頻率f1的情形下，驅動單元的頻率f2設定在64.2Hz和66Hz之間，頻率f3設定在54Hz和55.8Hz之間。
另一方面，當在馬達22的頻率為50Hz時馬達的頻率被設定成頻率f1的情形下，驅動單元的頻率f2被設定在53.5Hz和55Hz之間，頻率f3被設定在45Hz和46.5Hz之間。
根據本發明，馬達22的頻率和驅動單元的振蕩頻率有意地這樣設定，使得馬達22的頻率與驅動單元的振蕩頻率一致，以便確定電動刷的頻率。
也可把機械振蕩頻率f2和f3設定成比共振頻率高或低7％到10％，從而減少通過上述有意的一致來共振的驅動單元的振動和噪音。
因此，在該共振頻率下，或者在被設定成比該共振頻率高或低一指定百分比的頻率下，使用小功率值就能獲得大量的移動。
從上面的描述明顯看出，本發明提供一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，該真空吸塵器能夠通過利用驅動單元的機械振蕩頻率與供電單元的驅動頻率一致時的共振頻率，以小功率值獲得大量的移動。
此外，根據本發明，驅動單元的機械振蕩頻率可被設定成比該共振頻率高或低一指定的百分比，由此獲得具有最小化噪音和振動的最佳頻率。
盡管為了說明的目的而揭示本發明的優選實施例，但本領域的技術人員可以理解，在不脫離所附權利要求書中所揭示的本發明的范圍和精神下，可以進行各種改型、補充和替代。
權利要求
1.一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，其中驅動單元的機械振蕩頻率與供電單元的驅動頻率一致，該驅動單元包括刷體，其在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力，該供電單元驅動該驅動單元，使得該驅動單元共振。
2.如權利要求1所述的方法，其中該驅動單元的機械振蕩頻率是通過調整從包括該驅動單元的質量、密度和形狀以及該彈性裝置的彈性系數、材料、長度和直徑的組合中選擇的至少一個來調整的。
3.如權利要求1所述的方法，其中該供電單元的驅動頻率為50Hz。
4.如權利要求1所述的方法，其中該供電單元的驅動頻率為60Hz。
5.一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，其中驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比供電單元的驅動頻率高一指定百分比，該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力，該供電單元驅動該驅動單元，使得取決于該真空吸塵器的吸孔的接觸程度而產生的引入空氣所造成的振動和噪音可被減少。
6.如權利要求5所述的方法，其中該驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比該供電單元的驅動頻率高7％到10％。
7.如權利要求5所述的方法，其中該驅動單元的機械振蕩頻率是通過調整從包括該驅動單元的質量、密度和形狀以及該彈性裝置的彈性系數、材料、長度和直徑的組合中選擇的至少一個來調整的。
8.一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法，其中驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比供電單元的驅動頻率低一指定百分比，該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及彈性裝置，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力，該供電單元驅動該驅動單元，使得取決于該真空吸塵器的吸孔的接觸程度而產生的引入空氣所造成的振動和噪音可被減少。
9.如權利要求8所述的方法，其中該驅動單元的機械振蕩頻率被設定成比該供電單元的驅動頻率低7％到10％。
10.如權利要求8所述的方法，其中該驅動單元的機械振蕩頻率是通過調整從包括該驅動單元的質量、密度和形狀以及該彈性裝置的彈性系數、材料、長度和直徑的組合中選擇的至少一個來調整的。
全文摘要
本發明公開一種用于確定真空吸塵器中電動刷頻率的方法。根據本發明的方法，驅動單元的機械振蕩頻率被設定成與驅動該驅動單元的供電單元的驅動頻率相等，或者被設定成比供電單元的驅動頻率高或低一指定百分比；該驅動單元包括刷體，在指定角度的范圍內往復運動；以及扭桿，用于為該刷體的角旋轉提供指定的彈力，從而該驅動單元能夠共振。通過共振，使用小功率值能夠獲得大量移動。
文檔編號A47L9/04GK1640355SQ200410086928
公開日2005年7月20日 申請日期2004年10月20日 優先權日2004年1月16日
發明者劉明根, 林俊榮, 李約翰, 金相永 申請人:Lg電子株式會社