基本信息
- 項目名稱：
- 交直流多管多級高效低耗嵌入式系統(tǒng)控制的智能吸塵器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我們研制出了新一代的交直流三級二十管高效低耗嵌入式系統(tǒng)控制的智能吸塵器。該吸塵器實現(xiàn)了交（有纜）直流（無纜）兩用、手動無級功率調(diào)節(jié)、智能功率調(diào)整、故障自診斷及實時工況顯示、數(shù)據(jù)采集、車載家用（直立式和手持式）、遠程通信控制等功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、無需電纜、分離效果好、使用方便、能遠程控制等優(yōu)點。
- 詳細介紹：
- 為解決我國現(xiàn)有吸塵器普遍存在使用麻煩、壽命短、分離效果差、功耗大、自動化水平和效率低等問題，在國外吸塵器制造技術(shù)基礎(chǔ)上，利用多管多級等多項發(fā)明專利，結(jié)合單片機控制技術(shù)、ARM Cortex-M3處理器應(yīng)用技術(shù)和通信技術(shù)進行開發(fā)研制新一代智能吸塵器。采用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的微控制器（MCU）、STM32F103RBT6（基于ARM Cortex-M3內(nèi)核）、STM8S103F3P6以及一個來自美國微芯公司（Microchip，Inc.）的SPI接口以太網(wǎng)控制器ENC28J60作為主要部件，研制出新一代的交直流三級二十管高效低耗嵌入式系統(tǒng)控制的智能吸塵器。經(jīng)過長期試驗，該吸塵器通過了鹽霧、跌落、電子兼容等所有檢測并且符合GB 4706.1中的有關(guān)標準。實現(xiàn)了交（有纜）直流（無纜）兩用、手動無級功率調(diào)節(jié)、智能功率調(diào)整、故障自診斷及實時工況顯示、數(shù)據(jù)采集、車載家用（直立式和手持式）、遠程通信控制等功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、無需電纜、分離效果好、使用方便、能遠程控制等優(yōu)點。經(jīng)寧波富佳實業(yè)有限公司吸塵器測試中心測試，本吸塵器吸入100克垃圾后仍然能夠保持97%的吸力，很好地解決了普通市面上吸塵器用久以后會產(chǎn)生吸塵能力下降等問題，在市場調(diào)查中有很好的反響，將來必將深受廣大消費者的青睞。本文闡述了該吸塵器的硬件和軟件理論設(shè)計方法，為今后的同類吸塵器的改進發(fā)展設(shè)計打下基礎(chǔ)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 從吸塵器廠商、經(jīng)銷商和用戶等進行的調(diào)查的結(jié)果可以看出，多數(shù)家庭因為吸塵器移動不方便、耗電量大、操作麻煩、噪聲大、吸力損耗大等問題而減少吸塵器的使用時間和頻率，甚至放棄使用吸塵器。為解決上述問題，以及與現(xiàn)今國家所制定的促進節(jié)能環(huán)保的一系列政策措施相對應(yīng)，本團隊創(chuàng)新地通過嵌入式控制系統(tǒng)、交（有纜）直流（無纜）兩用和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的靈活運用，研發(fā)出交直流兩用三級二十管高效低耗嵌入式系統(tǒng)控制的智能吸塵器，解決了電池持續(xù)時間短等問題，還利用嵌入式控制系統(tǒng)對吸塵器進行自動功率調(diào)節(jié)。在使用本吸塵器時，不用拖拽電纜、不用彎腰調(diào)節(jié)吸力、不用頻繁地清理塵杯，同時吸塵器能夠智能調(diào)整功率、自動檢測故障、實時顯示工作狀態(tài)，使日常打掃變得更加輕松、方便。 同時，本吸塵器還包含具有三次分離功能和二十管的吸塵器旋風式塵杯（ZL200710126525.X等）3項發(fā)明專利和35項實用新型專利技術(shù)，并予以保護。 該吸塵器有下列創(chuàng)新點： 1.交直兩用設(shè)計2.手動無級功率調(diào)節(jié)3.智能功率調(diào)整4.故障自診斷、自動保護及實時工況顯示5．數(shù)據(jù)采集6.車載家用（直立式和手持式）7.多管多級旋風式集塵杯8. 通信聯(lián)網(wǎng)9.風動刷頭 主要技術(shù)指標： ① 吸力（kPa）：4.5kPa ② 額定電壓及頻率（w）：10.8V DC/220V AC 50Hz ③ 電池電壓/容量（V/Ah）：10.8V / 1.8Ah ④ 毛重/凈重（Kg）：3.3/3.5
科學(xué)性、先進性
- 本作品結(jié)構(gòu)部分應(yīng)用了“一種吸塵器二次旋風式分離塵杯；一種多次分離的旋風式吸塵器塵杯；具有三次分離功能的吸塵器旋風式塵杯”專利技術(shù)實現(xiàn)了吸力損耗低于百分之三。領(lǐng)先于市場上同類產(chǎn)品。 現(xiàn)有吸塵器普遍使用交流電機，使用過程中必須用一根電纜連接電源。給用戶帶來了不便。因此,我們創(chuàng)新性地運用了交直兩用電機使吸塵器脫離了電纜。用戶能很便捷地提著吸塵器移動，不再束縛于電纜長度等問題。 本項目還應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)控制實現(xiàn)了吸塵器功率智能調(diào)整，在吸塵器的吸嘴上裝有反射式光耦傳感器，當吸嘴離開被清除表面一定距離（5～20mm）時，吸塵器自動減小電動機的功率，從而避免了不必要的能量消耗，達到了節(jié)能、綠色環(huán)保的目的。嵌入式系統(tǒng)控制的應(yīng)用還做到了吸塵器實時工況顯示、故障自診斷。通過檢測吸塵器當前工作時的功率和真空度反映吸塵器的工作狀態(tài)，從而加以保護。還能自行處理一些簡單的故障，使吸塵器智能化工作。通過嵌入式系統(tǒng)控制應(yīng)用達到的上述功能屬國內(nèi)首創(chuàng)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品前身曾獲得浙江省第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽三等獎；2010.5.10.在浙江省計量學(xué)院，由浙江省第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽評審委員會評定。
作品所處階段
- 處于吸塵器生產(chǎn)中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一次性轉(zhuǎn)讓、分地區(qū)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)入股均可，通過雙方協(xié)商，可以技術(shù)買賣或雙方合作等技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、圖片、錄像、樣品。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 特點和優(yōu)勢：該吸塵器具有三級二十管旋風式集塵杯；交直流兩用；故障自診斷、自動保護及實時工況顯示；自動功率調(diào)整；通信聯(lián)網(wǎng)；風動刷頭；車載家用等技術(shù)特點。通過對比測試，100克灰塵吸入多管多級吸塵器的分離效率、風量仍保持在97％以上，而一般的吸塵器幾乎沒有風量吸力。適應(yīng)范圍：普通酒店、大型連鎖商務(wù)酒店、企業(yè)用戶、特殊需求客戶、家庭用戶和車載等。推廣前景：目前我國的高端吸塵器市場仍有較大的空間與市場潛力，我們采用高端產(chǎn)品低端價格的銷售策略，尤其是“未有王者”的局面使得該高性價比吸塵器產(chǎn)品的推廣具有更大的機遇。經(jīng)濟效益預(yù)測：毛利300元/臺，其年總利潤為：5萬臺/年×300元/臺=1500萬元/年。
同類課題研究水平概述
- 目前，國外已經(jīng)研制出成熟的全自動智能家用吸塵機器人，最具代表性的是美國iRobot公司的iRobot Roomba機器人。該產(chǎn)品具有16國語音、自動充電、地面材質(zhì)判斷、虛擬墻和防跌落等功能，具有一次清潔多達180平方米的面積和四個房間的清潔能力。國內(nèi)也已經(jīng)量產(chǎn)了相近功能的產(chǎn)品，售價從900至數(shù)萬元人民幣不等。 與多管多級分離技術(shù)相類似的多級旋風吸塵器已由詹姆士?戴森（James Dyson）在20世紀80年代研制，使旋風式吸塵器有了顯著的改進，它無需更換集塵袋，吸力也不會隨著垃圾的增加而減弱。目前大部分吸塵器都具有多級旋風結(jié)構(gòu)。小狗、美的、飛利浦、海爾、伊萊克斯、三洋、LG等品牌均有生產(chǎn)。 本項目研究的基于嵌入式控制系統(tǒng)及通信技術(shù)的多管多級低損耗高效智能吸塵器有別于上述的吸塵器與吸塵機器人。本產(chǎn)品是在本課題組與王躍旦長期合作研發(fā)并得到授權(quán)的“一種吸塵器二次旋風式分離塵杯（ZL200610155619.5）；一種多次分離的旋風式吸塵器塵杯（ZL200710068363.9）；具有三次分離功能的吸塵器旋風式塵杯（分案申請）（ZL200710126525.X）”的綜合三項發(fā)明專利和35項實用新型專利的基礎(chǔ)上進一步研發(fā)而成的。在分離效果測試中，100克灰塵吸入后千面NV-23產(chǎn)品的分離效率、風量仍保持在97％以上，而美的W12T-04C以完全堵塞，沒有風量吸力，國外的MORPHY RICHARDS也僅有52％的風量吸力，因此，在風量吸力上具有極好的性能優(yōu)勢。 國內(nèi)外吸塵器廠商還沒有將多管多級低損耗高效分離技術(shù)與嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，本項目屬于首創(chuàng)。本發(fā)明技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足增加了二十管三級旋風式集塵杯；交（有纜）直流（無纜）兩用；故障自診斷、自動保護及實時工況顯示；手動無級功率調(diào)節(jié)；智能自動功率調(diào)整；通信聯(lián)網(wǎng)；風動刷頭；車載家用（直立式和手持式）；遠程監(jiān)控等功能的新型智能吸塵器。高性價比、低能耗、結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、吸塵效果好、不會產(chǎn)生細塵倒吸現(xiàn)象。
