具有控制系统用于清洁表面的清洁机器 【技术领域】
本发明涉及一种具有控制系统用于清洁表面的清洁机器。
背景技术
清洁表面的清洁机器已为人所知。清洁机器的一个例子是地毯抽吸装置分施清洁溶液到清洁表面，并以连续操作的方式基本上同时吸取清洁溶液以及地毯的污垢。期望根据抽吸装置的某些操作特性控制抽吸装置分配溶液的某些清洁操作。比如在使用这样的抽吸装置清洁表面时，在抽吸装置快速移动过的清洁表面的面积上分配较少的清洁溶液。
同样，具有搅拌器的抽吸装置就不那么多的搅动那些清洁表面的面积，因为搅拌器以较少的时间搅动那些表面。相同的情况适用于抽吸的程度。此外，期望改变清洁溶液中清洁剂和干净水地混合比例，以补偿抽吸装置在表面上的移动速度的变化。这样，期望在抽吸装置沿着表面移动时，不考虑抽吸装置沿着表面移动的速度，都能利用这些清洁功能均匀地清洁表面。此外，可以根据抽吸装置的速度或抽吸装置的其他操作特性控制这些或其它的清洁功能。
因此，本发明的一个目的是提供一种清洁机器，其根据抽吸装置的某些操作特性控制抽吸装置的某些清洁操作。
本发明的另一个目的是提供一种清洁机器，其可以更均匀地清洁要清洁的表面。
【发明内容】
通过下面的描述并结合附图，将会更容易理解本发明上述的及其它的目的。在本发明的一个方面中，提供用于清洁表面的清洁机器，其中清洁机器将清洁溶液分配至清洁表面，并以连续操作的方式基本上同时吸取清洁溶液和表面上的污垢。该清洁机器包括沿着表面移动的基底部件。一个与所述基底部件连接的液体分配系统包括一个液源，其提供所述清洁溶液的供给到分配装置，分配装置与所述液源液体连接。一个液体回收系统也与所述基底部件连接，该系统包括具有位于基底部件的前面部分处的入口的抽吸管口。一个抽吸源与所述抽吸管口液体导通，用于通过抽吸管口施加抽吸以便从表面抽取清洁溶液和污垢。该清洁机器进一步包括检测装置，用于在清洁机器沿着表面移动时检测清洁机器的速度，并产生代表清洁机器相对于表面的速度的速度信号。控制器可操作地连接于所述检测装置和液体分配装置，根据速度信号控制分配到表面的清洁溶液的数量。
在本发明的另一个方面中，提供用于清洁表面的清洁机器，其中清洁机器将清洁溶液分配至表面，并以连续操作的方式基本上同时吸取清洁溶液和表面上的污垢。该清洁机器包括沿着表面移动的基底部件。一个与所述基底部件连接的液体分配系统包括一个液源，其供给清洁溶液给与所述液源液体连接的分配装置。一个液体回收系统也与所述基底部件连接，并包括抽吸管口。一个抽吸源与所述抽吸管口液体导通，用于通过抽吸管口施加抽吸以便从表面抽取清洁溶液和污垢。一个搅拌器可操作地连接于所述基底部件。该清洁机器进一步包括检测装置，用于在清洁机器沿着表面移动时检测清洁机器的速度，并产生代表清洁机器相对于表面的速度的速度信号。一个控制器可操作的连接于所述检测装置和所述搅拌器，根据所述速度信号控制所述搅拌器相对于基底部件搅动表面的速度。
在本发明的又一个方面中，提供一种利用地毯抽吸装置清洁表面的方法，包括步骤：沿着表面移动地毯抽吸装置，检测所述地毯抽吸装置的操作特性，根据所述地毯抽吸装置的操作特性从地毯抽吸装置分配预定量的清洁溶液，使用地毯抽吸装置回收表面上的清洁溶液和污垢。
【附图说明】
现在通过实施例并参照附图描述本发明，其中：
图1是体现本发明的地毯抽吸装置的透视图；
图2是在图1中给出实施例的液体分配系统和控制系统的示意图；
图3是图1的实施例中本发明的速度传感器的分解图；
图4是给出了图3中的速度传感器的图1的地毯抽吸装置的基底左侧的部分图；以及
图5是本发明的第二实施例的液体分配系统和控制系统的示意图。
【具体实施方式】
参照附图，图1表示依照本发明的一个实施例的立式地毯抽吸装置60的透视图。立式地毯抽吸装置60包括与地板接合部分或基底部件64的后部枢轴连接的竖式手柄装置62，地板接合部分或基底部件64沿着比如地毯或裸露的地板表面74移动并进行清洁。基底部件64包括两个设置在侧面与其可转动连接的轮子66(仅给出左边的轮子66L)。供液箱装置或溶液箱装置76可移动的安装于抽吸装置60的手柄部分62。具有提手332的组合的空气/水分离器和回收箱80可移动地设置于基底部件64的抽吸电动机/鼓风机组件81(图2)的顶部，并被护罩部分82所围绕。地板抽吸管口组件124可移动的安装于基底部件64的护罩部分82，并与回收箱80液体导通，以将空气和液体传送进入回收箱80。地板抽吸管口组件124向前延伸至底座组件64的前面部分。地板抽吸管口组件124包括与前部板固定的后部板，其结合在一起确定了被水滴形开口134分开的两侧输送管130、132。地板抽吸管口组件124具有入口138，其向前与基底部件64的前端毗邻。在序列号为no.10/165,731的共同审理的申请中进一步描述了地毯抽吸装置的上面涉及到的结构；因此在这里将其参考结合入本发明。
如在图2中给出的，基底部件64包括具有多个用于擦洗表面的旋转擦洗刷子72的刷子组件70。在专利5867857中给出了合适的刷子组件70，在这里将其参照并结合进来。通过合适的齿轮系(或其它已知的方式)操作刷子组件70。具有齿轮传动的电动机73驱动刷子上的齿轮系。在号码为09/956,297的共同专利申请的图24中，对一种这样合适的电动机作了最好的说明；将其全部参照并结合进来。也可以使用其它的刷子组件，比如水平毛刷滚或振动或振荡类型的刷子组件。
供液箱装置76包括干净水供给箱620和清洁剂供给箱622，如在图1给出的，清洁剂供给箱622粘附安装于干净水供给箱620。供液箱装置76包括结合的提手和液箱安全销78，提供了便利的手段以运载液箱和/或固定液箱到抽吸装置的手柄组件62上。
参照图2，地毯抽吸装置60包括溶液软管794，其将干净水箱620的出口与截流阀800液体连接，该截流阀800用于有选择的开启和关闭干净水的流动。另一个溶液软管790将水箱620的出口与压力传动截流阀804的进口812液体连接。通过合适的柔软管798，清洁剂箱622的出口与混合阀796的进口523液体连接。
压力传动截流阀804液体连接于干净水箱620和混合阀796之间，以关闭和开启水的流动。通过导管806提供的外部压力开启和关闭关闭阀804，导管806通过T形三通管817连接于截流阀和泵808的出口807之间。阀804包括与泵808的出口807液体连接的压力孔822。阀814的出口通过软管815与混合阀796的进口521液体连接。需要指出，干净水箱620可以与阀804的出口814液体连接，阀804的进口812和混合阀796液体连接从而可以根据需要使水反方向流动。
在操作中，当压力孔822处的压力低于比如7到10psi之间的一个预定值时，阀804开启以允许水朝两个方向流动。当主截流阀820打开并且泵808开启时产生这样在压力孔822处的压力值。泵808也对混合了清洁剂的水增压，并将其托拽进入分配器792。当压力超过比如20到30psi之间的第二预定值时，阀804关闭。如果主截流阀820关闭并且泵开启时将出现这样的情况。这样，随着阀804关闭，将阻止干净水或清洁剂流经该阀。可以使用诸如齿轮泵或离心泵的各种类型的泵。
通过柔性管823，T字形混合三通管796的出口525与泵808的入口液体连接，当打开时，这提供了将清洁溶液抽吸至开启的分配器792的压力。安全阀809与泵808两端液体连接，以限定在泵808的出口807处的压力到一个预定值。通过柔性管825、874和876，泵808的出口807与主截流阀820液体连接。截流阀800、820都是电磁阀的形式，但是也可以使用其它的电驱动阀。
通过如在图1中给出的触发开关821操作阀800、820。触发开关821与大约接近闭环状的把手824的上部手柄部分358枢轴连接。滑动开关858用于选择通过触发开关821开启和关闭的截流阀800、822中的一个。滑动开关856是主电源开关，其开启和关闭抽吸电动机81、泵808和刷子电动机73。可选择的，可以结合单独的开关以独立于主电源开关开启和关闭刷子电动机。由水或者由水和清洁剂混合成的清洁溶液从箱620、622流向与之相连的截流阀800、820。清洁液体分配器792均匀地分配清洁溶液到每个旋转擦洗刷子72。旋转擦洗刷子72然后将清洁溶液涂覆于地毯(或裸露地板)，然后用清洁溶液擦洗地毯并移除内含有的污垢。溶液排出阀877允许混合的清洁剂和干净水经整体成型的喷嘴218和可分离的管子216流向手持清洁附属装置(没有给出)，并通过典型的喷雾装置对其进行分配。
如通常所知，当在表面上移动地毯抽吸装置60使其对地板进行清洁时，使用者将手柄62枢轴转动至倾斜位置。地毯抽吸装置60利用刷子72将清洁溶液分配于地毯表面，并基本上同时以连续操作的方式吸取地板表面的清洁溶液和污垢。具体的，通过抽吸管口124吸取地板上被污染的清洁液体，并将其输送进入回收箱80，在回收箱80中分离液体和空气。利用抽吸电动机81在回收箱80中产生真空，抽吸电动机81抽取回收箱80中的空气，并将空气排至地面。
位于手柄62上的使用者界面模块200允许使用者选择抽吸装置60上的附加选项以清洁表面。这些选项包括：根据基底部件64在清洁表面上的移动速度分配清洁溶液量，控制擦洗刷子72擦洗表面的速度，以及根据基底部件64在清洁表面上的移动速度控制抽吸电动机81以改变抽吸量。其他的选项也可以结合进模块中。模块200的形式可以是具有触摸传感器的触摸屏来选择选项，或者模块可以包括按钮、旋转开关或其它合适的方法以选择选项。控制器202与模块200电连接，以用于接收模块200产生代表选择选项的信号。
速度传感器204也电连接至控制器202，并输出代表基底部件64相对于清洁表面的速度的信号。图3详细说明了速度传感器204和相关零件。速度传感器204包括与臂210固定连接的霍尔传感器206，其与磁性圆盘222间隔毗邻，通过螺丝钉208或诸如粘合剂的其它合适手段，将磁性圆盘安装于抽吸装置的后轮66L。磁性圆盘222也可以楔入，使其互补设置的轴(complimentary configured axle)牢固配合。磁性圆盘222具有交替混合形状的极性相反的扇形体，比如图中给出的北极和南极扇形体224、226。当轮子66L在清洁表面滚动时，轮子66L旋转，磁性圆盘222随之旋转。臂210包括具有滚轴228的轴承227，其搭载于磁性圆盘222上以确保霍尔传感器206和磁性圆盘222之间的间隙。
如在图4中给出的，抽吸装置后轮66L包括轴67，其经过臂210中的开口滑动延伸并在开口之内转动。臂210进一步定位于机架或主体结构84的凹槽211中，从而使当基底部件64沿着清洁表面移动，轴67旋转时，保持臂210和霍尔传感器206的稳定。霍尔传感器206电连接至控制器202。可选择的，可将霍尔传感器206安装于主体结构84上。
当磁性圆盘旋转时，霍尔传感器206介入北极电极磁场区域的正极磁场，使霍尔传感器206输出代表轮子66L转速的脉冲信号到控制器202。可选择的，在将信号输入到控制器之前，通常所知的RC网络可以将信号调整成相称的输出电压类型。速度传感器204也可以是红外线或光学传感器或其它合适类型的传感器。
将控制器202的输出电连接至泵808、混合阀796、刷子电动机73和抽吸电动机81。可以结合控制器202的其它输出结合并电连接至抽吸装置60上的其它装置，比如控制刷子组件70施加在清洁表面上的压力量的装置。此外，可将检测地毯抽吸装置60的操作特性的其它装置电连接至控制器202的附加输入。
控制器202首先通过比较模块200输出的选项信号和存储于控制器202中的数据，确定选择的是什么选项。如果控制器202接收到代表根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度的清洁溶液的分配数量的选项信号，控制器202对由速度传感器204产生的速度信号和存储于控制装置中的数据进行比较。控制器202然后输出一个脉冲宽度的调制控制信号到泵808，其根据速度信号控制流向分配器792的清洁溶液的数量。对于这种选项，对控制器202编程以控制泵808，从而使分配器792的清洁溶液量与沿着表面移动的基底部件64的速度成比例地增加。驱动装置232电连接至控制器的输出和电源开关装置234之间，电源开关装置234与泵808电连接。一旦接收到由控制器产生的信号，驱动装置232将电压调整成合适的值，以用于将其输入至电源开关装置234，电源开关装置接通和切断泵808中电动机的控制，从而控制流向分配器792的清洁溶液的数量。
如果控制器202接收到代表根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度设置擦洗清洁表面的刷子72的速度的选项信号，控制器202对由速度传感器204产生的速度信号和存储于控制装置中的数据进行比较。控制器202然后输出一个的脉冲宽度调制控制信号到刷子电动机73，其根据速度信号控制刷子72擦洗清洁表面的速度。驱动装置236电连接至控制器202的输出端和电源开关装置238之间，电源开关装置238与刷子电动机73电连接。对于这种选项，对控制器202编程以控制刷子电动机73，从而使刷子72擦洗清洁表面的速度与沿着表面移动的基底部件64的速度成比例地增加。一旦接收到由控制器202产生的控制信号，驱动装置将电压调整成合适的值，以用于将其输入至电源开关装置238，电源开关装置接通和切断刷子电动机73的控制，从而控制刷子72擦洗清洁表面的转速。
如果控制器202接收到代表根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度设置抽吸电动机81速度的选项信号，控制器202对由速度传感器204产生的速度信号和存储于控制器中的数据进行比较。控制器202然后输出一个脉冲宽度的调制控制信号到抽吸电动机81。驱动装置240电连接至控制器202的输出端和电源开关装置242之间，电源开关装置与抽吸电动机81电连接。对于这种选项，对控制器202编程以控制抽吸电动机81，从而使抽吸电动机81产生抽吸的速度与沿着表面移动的基底部件64的速度成比例地增加。一旦接收到由控制器202产生的信号，驱动装置240将电压调整成合适的值，以用于将其输入至电源开关装置242，电源开关装置接通和切断抽吸电动机81的控制，从而控制产生的抽吸量或与抽吸电动机的速度相关的动力量。
如果控制器202接收到代表根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度设置混合阀796的选项信号，控制器202对由速度传感器204产生的速度信号和存储于控制装置中的数据进行比较。控制器202然后输出一个脉冲宽度的调制控制信号到混合阀244。驱动装置244电连接至控制器202的输出端和阀控制装置246之间，阀控制器246与混合阀796电连接。对于这种选项，对控制器202编程以控制混合阀796，从而使清洁溶液中清洁剂的比例与沿着表面移动的基底部件64的速度成比例增加。一旦接收到由控制器202产生的控制信号，驱动装置240将电压调整成合适的值，以用于将其输入至阀控制器246，其控制混合阀796以调整清洁剂和水的混合比例。
如在图5给出的本发明的第二个实施例中，使用两个泵248、250拖曳清洁溶液至分配器792。图1到4给出的先前实施例中结构和通过相同的组件将用同样的参考数字表示。在该实施例中，用于干净水箱620的泵248液体连接于干净水箱620和分配器792之间。用于清洁剂箱622的另一个泵250通过导管260液体连接于T字形三通管252和干净水箱620之间，导管256中的T字形结构252与水泵248连接。泵248、250是齿轮泵，但它们也可以是离心泵或其它合适类型的泵。控制器202在一个或多个控制装置的输出端电连接至每个泵248、250。位于导管256中的止回阀258与水泵248的出口连接。
如果控制器202接收到代表根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度的控制泵248、250抽吸清洁剂和/或干净水量的选项信号，控制器202对由速度传感器204产生的速度信号和存储于控制装置中的数据进行比较。控制器202然后输出脉冲宽度调制控制泵248、250。对于这种选项，对控制器202编程以控制泵248、250，从而使清洁溶液中清洁剂的比例与沿着表面移动的基底部件64的速度成比例增加。此外，如果使用者选择这种选项信号，根据基底部件64对应于清洁表面的移动速度，泵248、250可以控制混合清洁溶液的数量。进一步的，如果需要，使用者可以不考虑基底部件64对应于清洁表面的移动速度，而在模块200上增加或减少清洁溶液的数量。控制器202可以是微处理器或模拟电路。电源开关装置可以是场效应晶体管、双向三端晶闸管或其它合适的电源开关装置。
除了速度，速度传感器204也可以检测抽吸装置60向前和向后的运动方向，并输出这样的信号到控制器202。在这种情况下，控制器202将该信号与存储数据相比较，并输出一个或多个控制信号到各种装置(比如刷子电动机73、抽吸电动机81和泵808或泵248、250)以控制它们的功能。比如，如果速度传感器204输出表示抽吸装置60以向后方向移动的信号，控制装置给阀控制器246发出控制信号，以控制混合阀796，从而允许仅有干净水流向分配装置792。如果在此实例中使用第二实施例，一旦速度传感器204检测到抽吸装置60的向后方向，控制器202给清洁剂泵250发出控制信号，以将其关闭，从而只允许干净水流向分配装置792。此外，一旦速度传感器204检测到抽吸装置60的向后方向，控制器202给刷子电动机73发出控制信号，以倒转搅动表面的刷子72的转动方向，从而使在抽吸装置60在清洁路径上向前和向后移动时，刷子72以顺时针和反时针两个方向擦洗清洁路径的表面。
可选择的，速度传感器可以可运转地与刷子组件70和控制器202连接，以检测刷子72(或毛刷滚)搅动表面的速度，并给控制器202输出代表该搅动速度的速度信号。控制器202将该信号与存储数据相比较，并输出一个或多个控制信号到各种装置(比如阀控制器246、刷子电动机73、抽吸电动机81和泵808或泵248、250)，根据刷子组件70搅动表面的速度，如前所述控制它们的功能。
通过利用给出的实施例的举例已经描述了本发明。通过回顾给出的详细描述与附图，实施例的各种修改和变化对本领域的普通技术人员变得更清楚。所有这种明显的修改和变化都将包含在本发明和附上的权利要求的范围之内。
考虑到上面的描述，本发明不会受到先前给出的具体实施例的限制，而仅通过附上的权利要求对本发明进行限定。