具有自动移动和姿态控制能力的真空吸尘器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种真空吸尘器，其包括：真空吸尘器的主体(1)； 以可旋转的方式安装在主体处的轮子(2)；用于驱动轮子(2)的驱 动单元；位于主体处的传感器(71)，用于感测主体(1)的倾斜方向； 以及控制单元，用于根据由传感器(71)感测到的主体(1)的倾斜 方向来控制驱动单元。在此构造中，能够根据倒摆控制理论来控制真 空吸尘器的主体(1)的姿态。因此，真空吸尘器的主体(1)能够保 持其姿态而不倒下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种真空吸尘器，更具体地，本专利技术涉及一种能够感 测主体的倾斜方向并驱动轮子从而使主体能够保持其姿态而不倒下的 真空吸尘器。
技术介绍
真空吸尘器通过安装在主体中的真空马达所产生的真空压力吸 入含有杂质的空气，在主体中将杂质过滤掉，并且收集并倒掉杂质。真空吸尘器通过吸嘴吸入含有杂质的空气。当用户想要进行大 面积清洁时，他/她必须不断地改变吸嘴的位置，因此必须不断地移 动连接于吸嘴的主体。图l示出了传统的真空吸尘器。在该传统真空吸尘器中，主体l包括轮子2。然而，当用户进行清洁时，为了移动主体l，他/她必 须通过施加力来拉动主体1。除了清洁外，移动真空吸尘器也是费 力的。这种工作对用户来说成为了体力负担，尤其是对妇女或病人 或年长的人。结果，清洁变得更为费力和麻烦。为了解决上述问题， 必须使移动吸尘器的牵引力最小化。此外，吸尘器必须能够根据用 户的意愿移动或改变方向，即4吏在狭小的空间内也必须如此。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种能够控制驱动单元从而使主体能够 保持其姿态而不倒下的真空吸尘器。本专利技术的另一目的在于提供一种能够根据吸嘴单元的行进方向 来控制主体的移动速度和方向并同时保持主体的姿态的真空吸尘4本专利技术的又一目的在于提供一种能够通过驱动线筒驱动单元来 控制线筒的松开长度并同时保持主体的姿态且移动主体的真空吸尘 器。本专利技术的又一目的在于提供一种控制真空吸尘器使得真空吸尘 器的主体能够保持其姿态的方法。本专利技术的又一目的在于提供一种控制真空吸尘器使得真空吸尘 器的主体能够保持其姿态从而将与吸嘴单元之间的距离保持在预定 范围内的方法。本专利技术的又一 目的在于提供一种控制能够根据真空吸尘器的主 体的移动方向和速度来驱动线筒的真空吸尘器的方法。技术问题提供了一种真空吸尘器，包括真空吸尘器的主体；以可旋转 的方式安装在主体处的轮子；用于驱动轮子的驱动单元；位于主体 处的传感器，用于感测主体的倾斜方向；以及控制单元，该控制单 元用于根据由传感器感测到的主体的倾斜方向来控制驱动单元。在 此构造中，能够根据倒摆控制理论控制真空吸尘器主体的姿态。因 此，真空吸尘器的主体能够保持其姿态而不倒下。在本专利技术另一方面，轮子的外径大于主体的外径。在此构造中， 由于轮子的外径大，所以主体能够容易地改变方向。另外，真空吸 尘器能够容易地越过诸如门槛的障碍物。在本专利技术又一方面，传感器包括陀螺仪、加速度计、倾斜传感 器和电位计中的任一种。在本专利技术又一方面，传感器面对底表面，并通过测量传感器与 底表面之间的距离来感测主体的倾斜方向。在此构造中，诸如超声 波传感器或红外传感器的简单的距离测量传感器测量传感器与底表 面之间距离的增大和减小，并确定真空吸尘器主体的倾斜方向。在本专利技术的又一方面，控制单元驱动驱动单元使得主体能够沿 其倾斜方向移动。在本专利技术的又一方面，真空吸尘器还包括连接于主体的吸嘴单元；以及位于主体处和吸嘴单元处的一对相对应的传感器，用于 测量主体与吸嘴单元之间的距离，其中，控制单元驱动驱动单元使 得主体的传感器与相对应的传感器之间的距离能够处于预定范围 内。此构造不仅控制主体的姿态，还将主体与吸嘴单元之间的距离 保持在预定范围内，这为用户提供了便利。在本专利技术的又一方面，安装有两对或更多对相对应的传感器对， 且控制单元通过比较各对相对应的传感器的距离来控制驱动单元的 驱动方向和速度。在此构造中，主体能够相对于吸嘴单元的移动方 向移动，从而为用户提供了便利。在本专利技术的又一方面，真空吸尘器还包括线筒和线筒驱动单元， 其中，控制单元根据用于驱动轮子的驱动单元的操作来驱动线筒驱 动单元。在此构造中，由于控制动单元根据主体的运动控制线筒驱 动单元以绕线和解线，用户可以省略清洁前的解线过程和清洁后的 绕线过程。此外，提供了一种控制真空吸尘器以使主体沿主体的倾斜方向 移动的方法，所述方法包括感测主体的倾斜方向的第一步骤；计 算主体的驱动方向和速度的第二步骤；以及根据在第二步骤中计算 出的值来驱动驱动单元的第三步骤。在本专利技术的另一方面，所述第三步骤控制用于驱动各个轮子的 各个驱动单元。在本专利技术的又一方面，所述第三步骤还包括根据在所述第二步 骤中计算出的值来驱动线筒驱动单元的过程。有利效果在根据本专利技术的真空吸尘器以及控制该真空吸尘器的方法中， 真空吸尘器的主体能够通过应用倒摆控制理论在运动过程中控制其 姿态。在根据本专利技术的真空吸尘器以及控制该真空吸尘器的方法中， 由于主体是根据相对于吸嘴单元的相对位置而被自动驱动的，所以 在清洁过程中用户不必自己来拉动主体。因此，能够减少或省去移 动真空吸尘器主体的劳动。在根据本专利技术的真空吸尘器以及控制该真空吸尘器的方法中， 线筒驱动单元安装在电源线线筒处，用于根据真空吸尘器主体的运 动自动地解开电源线或绕起电源线。因此，用户不必在清洁前将电 源线解开到足够的长度，并且不必在清洁后绕线筒绕起电源线。附图说明图l是示出传统真空吸尘器的一个示例的视图2和图3是帮助解释用于本专利技术的控制的倒摆控制理论的典 型视图4后图5是示出根据本专利技术一个实施例的具有姿态控制功能 的真空吸尘器的视图6是示出根据本专利技术另一实施例的包括用于测量吸嘴单元和 主体之间的距离的传感器的具有姿态控制功能的真空吸尘器；图7是示出根据本专利技术又一实施例的包括线筒驱动单元的具有 姿态控制功能的真空吸尘器；以及图8和图9是典型示出了根据本专利技术一个实施例的控制真空吸 尘器的方法的流程图。具体实施例方式将参照附图对根据本专利技术优选实施例的真空吸尘器及其控制方 法进行详细描述。图2示出了用于说明本专利技术的倒摆控制理论的模型。将通过简 单的示例简要说明本专利技术的倒摆原理。当将棍子立在手掌上时，棍 子略一失衡就容易地倒下。也就是说，棍子的上部转动并倒下。在 这种情形下，如果手掌(也就是说，棍子的下部)沿棍子上部的下 落方向移动，则棍子不会倒下。倒摆控制理论利用的正是该原理。在图2中，棍子和竖直线所形成的角度定义为'6，。假定小车 的质量为'M，，摆的质量为'm，，棍子的长度为1,并且摆的质 量m集中在棍子的悬吊摆的那个端部上。当该系统限于xy平面上的二维运动模型并且摆的质量m的重心的坐标用(xG，yG)表示时， 下面的关系式成立公式1<formula>formula see original document page 8</formula>当对包括小车和质体的整个系统应用牛顿第二定律时，x方向的 平动的运动方程由下式表示公式2<formula>formula see original document page 8</formula>可以总结如下公式3<formula>formula see original document page 8</formula>悬在棍子上的质量m执行绕固定于小车的棍子的轴线的转动。 这种转动可通过下式来表示公式4<formula>formula see original document page 8</formula>公式5<formula>formula see original document 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空吸尘器，包括：　真空吸尘器的主体；　以可旋转的方式安装在所述主体处的轮子；　用于驱动所述轮子的驱动单元；　位于所述主体处的传感器，所述传感器用于感测所述主体的倾斜方向；以及　控制单元，所述控制单元用于根据由所述传感器感测到的所述主体的倾斜方向来控制所述驱动单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种真空吸尘器，包括真空吸尘器的主体；以可旋转的方式安装在所述主体处的轮子；用于驱动所述轮子的驱动单元；位于所述主体处的传感器，所述传感器用于感测所述主体的倾斜方向；以及控制单元，所述控制单元用于根据由所述传感器感测到的所述主体的倾斜方向来控制所述驱动单元。2. 如权利要求l所述的真空吸尘器，其中，所述轮子的外径比所述 主体的外径大。3. 如权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述传感器包括陀螺 仪、加速度计、倾斜传感器和电位计中的任一种。4. 如权利要求l所述的真空吸尘器，其中，所述传感器面对底表面 并通过测量所述传感器与所述底表面之间的距离来感测所述主体的倾 斜方向。5. 如权利要求l所述的真空吸尘器，其中，所述控制单元驱动所述 驱动单元使得所述主体能够沿所述主体的倾斜方向移动。6. 如权利要求l所述的真空吸尘器，包括 连接于所述主体的吸嘴单元；和位于所述主体和所述吸嘴单元处的一对相对应的传感器，用于测量 所述主体和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑敞旭，郑景善，玄起卓，赵圣救，黄根培，崔奎天，辛镇赫，张淙圭，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR