技术领域
本发明首先涉及一种用于操作包括吸嘴的真空吸尘器的方法，以由马 达驱动的方式在真空吸尘器中产生吸气容积流，引起吸嘴中的负压，和测 量一力负载，该力负载在真空吸尘器移位(通过推和/或拉来操作)时出现， 并导致使用者感受到推动或拉动阻力。
背景技术
从WO97/26819A2已知一种所讨论的类型的方法，该文献提供了一种 方法，通过该方法，检测任何一次移动的相应方向，即吸嘴的移位方向， 并且依据该方向，改变有效负压。该解决方案起因于下面的发现，即特别 当吸气被用在地毯上时，与清洁地板时相比，吸入口区域中存在一个相对 较高的负压，且该负压自身单独导致使用者感受到阻力。由于吸嘴通常由 使用者用刚性手柄如吸入管等等操纵，所以出现进一步的阻力，该阻力根 据吸嘴移位的方向改变。取决于使用者是推还是拉吸嘴，对于吸嘴产生不 同的压和操作情况。在上述WO申请中提供的解决方案通过依据吸嘴移动 方向改变负压来响应。
发明内容
鉴于上述现有技术，认为本发明是基于以使其更有利于使用的方式改 进所讨论类型的方法的技术问题。
该问题首先和首要地由权利要求1的主题解决，其是这样提供的，即 至少当正在通过推动对其进行操作时，依据测量的力负载至少自动地影响 真空吸尘器的推动阻力。根据本发明，保持对力负载进行不断的检查，依 据记录的值影响推动阻力，这导致对使用者的有益效果。因而，依据下方 表面和也可能依据设备的组合，自动设定合适的容积流窗，以使得使用者 总是获得关于下方表面最佳的清洁效果，而且在这种情况下不会不必要地 增加推力。本发明的本质是吸嘴推力的记录和为了使推动阻力合适而向适 当设备的反馈。至少当正在通过推动操作真空吸尘器时，其涉及到测量力 负载和使推动阻力处于同一水平。进一步优选地是不但在通过推动操作的 过程中而且在通过拉动操作的过程中测量力负载，作为其结果，将推动和 拉动阻力调节到近似相等的水平。在这方面，进一步建议通过改变吸嘴中 的负压、关于负压变化选择一个值来造成影响，在特别关于下方表面具有 最佳的清洁结果的情况下，该值为使用者实现合适的、不变的力负载。这 被证明特别有利于这样的范围，即对于地毯清洁，取决于地毯类型，为了 最佳地清洁地毯仅仅需要某些最大容积流。更高的容积流将仅仅产生较高 的推力或拉力，这是使用者不想要的。力负载的不断的、自动的测量允许 清洁性和力负载的不断适应得以实现，不仅利用待清洁地毯的性质而且进 一步利用用于变化的参数，如吸嘴的类型和操作状态和/或使用者例如通过 吸入管施加在吸嘴上的压负载，是可能的。可以在作动柄的区域中，例如 在真空吸尘器的吸入管或手柄的区域中，测量使使用者感受到推动或拉动 阻力的力负载。在这种情况下，力传感器位于力流链(force flow chain)中， 例如就手持式真空吸尘器而言，力传感器在真空吸尘器的手柄和吸嘴之间， 或就地板支承式真空吸尘器而言，力传感器在吸入管和吸嘴之间。该力传 感器不但在通过拉动操作的过程中而且在通过推动操作的过程中记录推 力。测量的变量充当控制系统的输入信号，其例如以使推力与预定设定点 相应的方式影响吸嘴处的负压。作为一种备选方案或与其结合，可以在吸 嘴中测量力负载。此外，也可能在真空吸尘器与吸嘴之间的接合件的区域 中和在真空吸尘器或吸嘴的区域中受力影响的其它位置处测量力负载。就 具有能由电动机驱动的作用在地板上的可旋转刷子的吸嘴而言，建议除了 力负载之外还估计刷子马达的功率消耗，结果，能迅速且可靠地检测主要 由地板覆盖材料改变引起的推力短期突然改变。当地板覆盖材料改变时马 达电流非常迅速地改变，在为地毯的情况下负载通常高，在为硬地板的情 况下负载通常相对较低。然而，由于马达电流也取决于其它参数，如马达 磨损或刷子和夹刷器之间的致污物，所以根据该方法，不是估计马达电流 的绝对值而是估计该值的变化，这是因为它与独立于绝对值给出清楚的测 量信号。与测量的挤压力或刷子马达的功率输出成比例地实现负压的改变。 可备选地，也能想到不与测量的挤压力或刷子马达的功率输出成比例地、 而是增长地或下降地(upward or downward)实现负压的改变。也可以是这 样的，即真空吸尘器具有其自己的用于推进的移位驱动器，除了负压的改 变之外，推进的改变可能被自动执行，因此，在考虑到地板是怎样形成或 其弄脏程度而必须用增强的清洁性来清洁和因此必须用增强的负压来清洁 的地板的情况下，能通过作动移位驱动器将推动和/或拉动阻力调节成适合 于使用者的水平。这可能涉及例如仅仅在推动模式中被接通的移位驱动器。 影响推动阻力和/或拉动阻力的负压的改变更优选地通过改变次级空气开口 和/或改变风机叶轮的旋转速度来实现。次级空气开口可以相应地设在吸嘴 中，次级空气开口的开口横截面在或多或少的程度上依据测量的力负载而 改变。作为备选方案或与其结合，也可以依据测量的力负载通过对马达功 率输出或产生吸气容积流的风机叶轮的旋转速度进行电控来进行负压的改 变。作为另一个备选方案，也可以通过调节吸气输出横截面，如通过控制 吸气管路中的枢转活叶，来进行负压的改变。也可以改变吸嘴底部和待清 洁地板之间的距离来改变负压。根据本发明的方法相当大地增加了容易性、 使人能容易地地操作真空吸尘器，在完全不同的下方表面上(不同密度的 地毯或硬地板)，能在推动和拉动模式中将吸入性能保持不变，由此通过自 动功能为使用者实现对推力更简单和更有意义的限制。此外，通过现有的 物理参数或使用专门的测量传感器，如负压传感器等等，地板覆盖材料的 间接识别是可能的，其也可能还使用另外的参数用以调节推动阻力。
本发明还涉及一种真空吸尘器，其包括吸嘴和由马达驱动的用于产生 吸气容积流的风机叶轮，通过吸气容积流在吸嘴中产生负压，力测量设备 设置在真空吸尘器中，例如设置在真空吸尘器柄中，用于确定导致使用者 感受到推动或拉动阻力的力负载，其至少在推动模式中确定挤压力。从开 始提及的WO97/26819A2已知所讨论类型的真空吸尘器，该文献描述了一 种具有传感器装置且另外还具有转换装置的真空吸尘器，传感器装置响应 吸嘴的各个移动方向(向前，向后)，转换装置依据记录的移动方向改变吸 嘴区域中的负压或气流。为了使所讨论类型的真空吸尘器更容易操作，建 议依据记录的力负载至少自动影响推动阻力。根据本发明，保持对力负载 进行不断的检查，依据记录的值影响推动阻力，这导致对使用者的有益效 果。因而，依据下方表面和也可能依据设备的组合，自动设定合适的容积 流窗，以使得使用者总是获得关于下方表面最佳的清洁效果，且在这种情 况下不会不必要地增加推力。本发明的本质是吸嘴推力的记录和为了使推 动阻力合适而对适当设备的反馈。至少当正在通过推动操作真空吸尘器时， 其涉及到测量力负载和使推动阻力处于同一水平。进一步优选地是不但在 通过推动操作的过程中而且在通过拉动操作的过程中测量力负载，作为其 结果，将推动和拉动阻力调节到近似相等的水平。在这方面，进一步建议 通过改变吸嘴中的负压、关于负压变化选择一个值来造成影响，在特别关 于下方表面具有最佳的清洁结果的情况下，该值为使用者实现合适的、不 变的力负载。这被证明特别有利于这样的范围，即对于地毯清洁，取决于 地毯类型，为了最佳地清洁地毯仅仅需要某些最大容积流。更高的容积流 将仅仅产生较高的推力或拉力，使用者不想要的。力负载的不断的、自动 的测量允许清洁性和力负载的不断适应得以实现，不仅利用待清洁地毯的 性质而且进一步利用用于变化的参数，如吸嘴的类型和操作状态和/或使用 者例如通过吸入管施加在吸嘴上的压负载，是可能的。可以在作动柄的区 域中，例如在真空吸尘器的吸入管或手柄的区域中，测量使使用者感受到 推动或拉动阻力的力负载。在这种情况下，力传感器位于力流链中，例如 就手持式真空吸尘器而言，力传感器在真空吸尘器的手柄和吸嘴之间，或 就地板支承式真空吸尘器而言，力传感器在吸入管和吸嘴之间。该力传感 器不但在通过拉动操作的过程中而且在通过推动操作的过程中记录推力。 测量的变量充当控制系统的输入信号，其例如以使推力与预定设定点相应 的方式影响吸嘴处的负压。作为一种备选方案或与其结合，可以在吸嘴中 测量力负载。此外，也可能在真空吸尘器与吸嘴之间的接合件的区域中和 在真空吸尘器或吸嘴的区域中受力影响的其它位置处测量力负载。与测量 的挤压力成比例地实现负压的改变。可选地，也能想到不与测量的挤压力 成比例地、而是增长地或下降地实现负压的改变。也可以是这样的，即真 空吸尘器具有其自己的用于推进的移位驱动器，除了负压的改变之外，推 进的改变可能被自动执行。因此，在考虑到地板是怎样形成或其弄脏程度 而必须用增强的清洁性来清洁和因此必须用增强的负压来清洁的地板的情 况下，能通过作动移位驱动器将推动和/或拉动阻力调节成适合于使用者的 水平。这可能涉及例如仅仅在推动模式中被接通的移位驱动器。影响推动 阻力和/或拉动阻力的负压的改变更优选地通过改变次级空气开口和/或改 变风机叶轮的旋转速度来实现。次级空气开口可以相应地设在吸嘴中，次 级空气开口的开口横截面在或多或少的程度上依据测量的力负载而改变。 作为备选方案或与其结合，也可以依据测量的力负载通过对马达功率输出 或产生吸气容积流的风机叶轮的旋转速度进行电控来进行负压的改变。例 如也可以通过控制吸气管路中的枢转活叶以改变管路直径来进行负压的改 变。在作为例子给出的另一种构造中，也可以通过改变吸嘴底部和待清洁 下方表面之间的距离实现负压的改变。力的测量主要沿柄或吸入管的方向 进行，即沿操作方向进行。可以想到的是，通过转换来测量和使用与地板 平行的力。适合作为测量点的主要位置是：就手持式真空吸尘器而言为吸 尘器的柄、就地板支承式真空吸尘器而言为吸入管、提供关于附件的接合 件的部件、关于真空吸尘器的接合点、真空吸尘器的连接器或者是附件或 吸嘴中受力影响的一点。力测量设备可以包括应变计，或者可想到的是， 它也可以是力传感器、电容传感器、压阻传感器、法拉第传感器或压力传 感器。力测量设备还可以包括具有极限开关的弹簧偏转系统 (spring-deflection system)。在另外的备选构造中，力测量设备包括连续工作 的信号变送器。另外，不同力测量设备的组合也是可以想到的。因而，能 通过设置在接合件壳件(joint shell)的塑料部分上的应变计进行力测量， 作为备选方案，在插入塑料部分中的金属板上进行力测量。与主要力流中 的力测量结合，例如也可能通过板簧使用次要力流。借助于电位计导轨 (potentiometer)或极限开关或另外借助于光分辨能力(by means of optical resolution)的弹簧偏转系统也是可能的。电容传感器例如可以设置在吸入 连接器和空气管道之间。如果提供光学传感器用于力测量，则用它测量光 强度或折射率的变化。通过呈偏心轮形式的弹簧偏转系统进行力偏转的检 测也是可能的，其中偏心轮处于提供接合件的部件和底架之间。可通过弹 簧施加与使用者的推力相反的某个力矩或力，该偏转的变化可以被相应地 访问感知。除了挤压力之外，还可以估计马达的功率消耗和/或位于吸嘴中 的旋转刷子的速度。关于具有地毯刷子的这种附件或吸嘴，给它们提供停 放开关也是已知的，在真空吸尘器停止时，即使吸风机马达正在运行，也 能通过停放开关至少关掉刷子的驱动马达，以便不伤害地板覆盖材料。根 据本发明的构造能省去这种停放开关。力测量设备发觉到停止的位置，这 是由于在该位置中没有出现推动或拉动负载。结果，自动关掉旋转刷子。 一般而言，该停放位置也能用于实现系统的平衡。检测并估计停放位置， 真空吸尘器外壳、作用在吸嘴或附件上的吸入管和/或吸入软管的重量充当 皮重。在任何其它规定的停止位置中和通过根据前进和后退移动的测量值 形成一平均值，平衡也是可能的。取决于检测到的力和返回到地板，也能 关于旋转刷子的旋转速度控制旋转刷子。被证明特别有利的是，精确的重 量测定测量变量的记录不是绝对必需的，它只需要对关于系统的零点的变 化进行记录和评估。另外，连接的真空吸尘器也能通过附件或吸嘴中的电 编码检测哪个容积流窗是最佳清洁效果所需的。通过吸嘴中的旋转刷子， 还能检测地毯类型，因而，能把刷子在地毯上的速度、各个马达的功率消 耗或刷子毛的磨损作为参数。为了在这方面实现高精确性，当刷子正在自 由运转时和当正在地板上使用刷子时测量参数，从而实现系统的校准。相 似地，作为旋转刷子的自由运转和合适的设定模式的结果，也能检测硬地 板。用于不同地板的特定极限值例如存储在相应附件中的值表中，且以这 种方式被用于控制真空吸尘器。除完全自动操作以在没有使用者干涉的情 况下调节推动阻力之外，关于默认设定的控制也是可能的。在这种情况下， 使用者可以将推力预先选择为操纵变量，因而推力例如对于不同使用者群 体(较老的或虚弱的等等)的适应性是可能的。根据本发明的解决方案提 供了一种较容易使用的真空吸尘器，在非常不同的下方表面(不同密度的 地毯或硬地板)上，能在推动和拉动模式中使吸入性保持不变，由此通过 自动功能为使用者实现推力的更简单和有意义的限制。此外，通过现有的 物理参数或使用专门的测量传感器，如负压传感器等等，地板覆盖材料的 间接识别是可能的，所述参数也可能另外被获得以调节推动阻力。
附图说明
下面基于附图更详细地说明本发明，附图仅仅代表示范实施例和其中：
图1以透视图的方式表示根据本发明的包括吸嘴的真空吸尘器；
图2表示穿过吸嘴的示意性剖视图，具有数个备选或组合的力测量设 备的布置；
图3表示说明本发明方法的原理电路图；
图4表示另一个实施例的对应图2的剖视图。
具体实施方式
首先，图1表示呈手持式真空吸尘器形式的真空吸尘器1，呈附件形式 的吸嘴2不但与其电力地关联而且与其气动地关联。
吸嘴2以通常的方式具有吸入空间3，吸入空间3相对于习惯移动方向 (r，r′)横向地延伸且与吸嘴2的端部区域相关联，吸入空间3实际在端 部区域的整个宽度上形成。吸入空间3通向吸入口5，吸入口5朝向待清洁 的地板4。
吸入通道6从吸入空间3伸出，吸入通道6在另一端通向接收连接器7， 接收连接器7设置成朝向吸嘴2的后部。所述接收连接器用于将吸嘴2连 接到在真空吸尘器1脚部的吸入管8，接收连接器7形成吸嘴2中的接合件 9，用于使真空吸尘器1单独地、在角度上适应吸嘴2。
平行于吸入空间3延伸的密封件10与吸入空间3和吸入口5相关联且 密封件10例如呈刷子毛带子或带唇边的密封件的形式，吸入空间3和吸入 口5分别设在沿习惯移动方向(r，r′)的上游和下游。这些密封件10能 以已知方式调节高度，因而当清洁硬地板时，将它们降低以密封吸入空间3， 从而它们突出到吸嘴的底部11之外直到它们几乎与待清洁的地板4密封地 接触为止。另一方面，当清洁地毯时，升高密封件10。
此外，在远离吸入空间3的后部区域中，吸嘴2具有移位轮12。
在所示示例性实施例中，刷子15设置在吸入空间3中，刷子15能由 集成在吸嘴2中的电动机13驱动。该刷子形成为关于吸入空间3在中心对 齐的刷辊，刷辊绕在吸入空间的范围中对齐的轴线旋转。刷子15的刷子毛 从吸入口5向下突出到吸嘴的底部11之外，以便在待清洁地毯上的刷子进 行机械动作的情况下起作用。
为了产生吸气容积流，在真空吸尘器1中设置吸气/风机马达16，该马 达具有风机叶轮(没有再具体地示出)，通过风机叶轮能在吸嘴2的吸入口 5中产生负压。
为了以这样一种方式，即一方面拉/推力位于令使用者舒适的范围中和 另一方面仍确保待处理地板的最佳清洁，来调节当真空吸尘器1在其操作 (通过沿箭头r方向的推动操作和/或通过沿箭头r′方向的拉动操作)过程 中移位时出现的力负载(导致使用者感受到推动或拉动阻力)，提供力负载 的主动测量和根据它得到的对推动阻力的影响。附图仅仅示出了可能的力 测量设备17的一种选择。
例如，这种力测量设备17可以设置在设有手柄18的真空吸尘器柄19 的区域中，在这种情况下，力测量设备17可以是通常的压力传感器20。作 为备选方案，力测量设备17也可以设置在吸入管8的区域中，这里它采取 弹簧偏转系统21的形式是可能的，弹簧偏转系统21具有极限开关或连续 工作的信号变送器，如电位计导轨(potentiometer track)。此外，借助于接 收连接器7的区域中的应变计22的力测量也是可想到的，该应变计22设 置在形成为塑料部分的接收连接器7上。作为备选方案，也可以在插入塑 料部分中的金属板上进行力测量。
也可以通过弹簧偏转系统进行力测量，弹簧偏转系统设置成在铰接的 接收连接器7和吸嘴外壳之间的一个偏心轮(eccentric)。能通过弹簧施加 与使用者的推力相反的某个力矩或力，偏转的这个变化可以相应地被访问 查知。
力测量设备17还可以设在吸嘴2中的受力影响的一个点的区域中。
如图3中示意性表示的，优选地不但在沿箭头r方向的推动模式中而且 在沿箭头r′方向的拉动模式中通过控制单元23记录和估计由力测量设备 17记录的力负载值，控制单元23设置在吸嘴2中。
依据测量的力负载，即通过改变吸嘴2或吸入空间3中的负压，来控 制真空吸尘器1的推动阻力。可以通过改变真空吸尘器1中的吸气/风机马 达16的旋转速度来进行负压的这个改变。作为备选方案或与其结合，也可 以通过改变吸嘴2中的次级空气开口24来使吸入空间3中的负压合适，例 如通过以滑动控制的方式使次级空气开口24的横截面合适地改变来实现该 改变。作为备选方案或与其结合，也可以通过控制图4中示意性表示的枢 转活叶30来进行负压的改变，其中通过枢转活叶30能实现吸入管道6的 横截面的改变。
此外，关于图4，也可以通过升高或降低吸嘴2或吸嘴外壳31来实现 负压的改变。为了该目的，含有吸入空间3以及刷子15和吸入通道6的吸 嘴外壳31能相对于承载移位轮12的支架32沿垂直方向移位。取决于力测 量，该移位在所示的示范实施例中借助于能由压力作动的波纹管33进行， 波纹管33在下侧支承在支架32上和在上侧施加负载于支架34上，支架34 刚性地与外壳31相连。如果主动使波纹管33动作，则这使得外壳31升高， 结果吸入口5和待清洁的地板4之间的距离增加，负压减小。
如果记录到超过预定阀值的力负载，则通过控制单元23降低负压，力 负载的不断测量实现了真空吸尘器1对推/拉的阻力的不断适应，即通过改 变吸入空间3中的负压实现了真空吸尘器1对推/拉的阻力不断适应。
在另一种构造中，吸嘴2的移位轮12能由电动机驱动。在这方面，进 一步建议，在除了依据测量的力负载调节负压之外，可能的情况下，还自 动执行通过移位轮12实现的推进的改变。通过接通移位轮12的电动驱动， 将出现的力负载减小到使用者可忍受的水平。
此外，还能依据测量的力负载对设置在吸入空间3中的刷子15的旋转 速度和/或旋转方向施加影响。
通过附件或吸嘴2中的电编码，连接的真空吸尘器1能检测哪个容积 流窗是最佳清洁效果所需的。为了这个目的，附件将电检测信号施加到真 空吸尘器1上。在图3中用附图标记25表示用于附件的电编码的模块。
信号可以包括电压、电流、电阻、电容、一连串脉冲或这些成分的混 合，信号还可以得自电感的变化。作为另一种备选方案，存在使用光信号 或亮度信号的可能性，例如通过设置在吸嘴中的LED和控制电路23的下游 光导件产生的光信号或亮度信号。
一般而言，对于地毯清洁来说能使容积流窗较狭窄。依据地毯类型， 仅仅某些最大容积流是地毯的最佳清洁所需的。如果吸入空间3中的较高 的容积流和相应较高的负压是绝对必需的——然而其也将导致推力的增 加，这是使用者不想要的——则可以想到例如已经指出的、可电动驱动的 移位轮12的自动操作。
通过记录参数如驱动刷子15的电动机13的旋转速度和/或功率消耗， 在吸入空间3中旋转的刷子15也能用于检测地毯的类型。依据所需的精确 性，必须当刷子15正在自由运转时和当在地板4上使用刷子15时测量参 数，这样，可想到系统的校准。用于不同地板的特定极限值存储在相应附 件的值表26中，附件存储在控制单元23中，由此控制真空吸尘器1。
吸入空间3中的负压测量也可以另外用于检测和充当用于调节推动阻 力的另外的辅助变量(further auxiliary varialbe)。
披露的所有特征(本身)与本发明相关，相关的/所附的优先权文件(在 先申请的拷贝)的公开内容特此也全部并入本申请的公开中，包括为了在 本申请的权利要求中并入这些文献的特征。