Электробритва с индикатором очистки
Изобретение относится к области устройств для бритья. Электробритва содержит блок ножей, приводимых в действие электродвигателем, датчик нагрузки. Датчик нагрузки измеряет электрический параметр, указывающий на энергопотребление электродвигателя с получением измеренного значения. Калькулятор холостой нагрузки получает одно или более значений, измеренных в разные моменты времени во время периода холостого хода электробритвы. Калькулятор холостой нагрузки рассчитывает значение холостой нагрузки с использованием упомянутых одного или более измеренных значений и сохраняет рассчитанное значение холостой нагрузки в запоминающем устройстве. Калькулятор порогового значения определяет пороговое значение очистки. Компаратор генерирует сигнал об очистке при превышении значения холостой нагрузки для текущего сеанса бритья порогового значения очистки. Сигнализатор выдает предупреждение, указывающее пользователю на необходимость очистки блока ножей электробритвы. Техническим результатом изобретения является создание электробритвы, обеспечивающей достоверный сигнал предупреждения о необходимости своей очистки. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к электробытовым приборам и, более конкретно, к электробритве.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В электробритвах бреющие головки или блоки ножей забиваются и загрязняются отходами бритья. Особенно когда электробритва используется с кремом для бритья или какими-то другими добавками, наносимыми на лицо перед бритьем, которые собираются в бреющих головках или блоках ножей. Электробритвы более высокого класса часто содержат индикатор очистки. Это - символ или элемент пользовательского интерфейса, который активируется, например, освещается, чтобы предупредить пользователя о необходимости очистить электробритву, в частности, бреющие головки или блоки ножей.
Взаимодействие пользователя с индикаторами (необходимости) очистки в электробритвах по существу одинаково, т.е., индикатор очистки ведет себя одинаково для всех пользователей и вариантов использования. Известные индикаторы очистки активируются по существу на основе времени. Они активируются, например, по истечении заданного числа минут времени бритья или заданного числа сеансов бритья. В некоторых известных электробритвах индикатор очистки активируется даже после каждого сеанса бритья для напоминания пользователю об очистке.
Вышеописанные известные индикаторы очистки в восприятии пользователя обеспечивают достаточно произвольные предупреждения. Это приводит к общему сниженному доверию к электробритве и худшей ее оценке. При предупреждении пользователя об очистке после каждого сеанса бритья, индикатор очистки даже напрасно обременяет пользователя, принижая тот факт, что камера для волос электробритвы специально разработана для приема волос и отходов бритья от нескольких сеансов, и тем самым снижает доверие. Когда после каждого сеанса бритья пользователя предупреждают об очистке, на пользователя возлагается бремя дополнительной работы по регулярной очистке, и пользователь не видит прямой выгоды от наличия индикатора очистки.
В патентной публикации US 5274735 описана электробритва, содержащая двигатель, микрокомпьютер и цепь измерения тока, которая измеряет электрический ток в двигателе. Микрокомпьютер выполнен с возможностью считывания, после того как частота вращения двигателя стабилизируется после пуска, числового значения, выводимого цепью аналого-цифрового преобразования, и сравнения этого значения с заданным значением, установленным заранее. Когда измеренное значение тока двигателя превышает заданное значение, микрокомпьютер решает, что накопленное количество отходов бритья увеличивается, и выводит на дисплей электробритвы заданное предупреждение, требующее очистки электробритвы.
В настоящее время производятся электробритвы, в которых можно использовать разные блоки ножей на единственном основном корпусе. Хранение единственного заданного значения в такой электробритве и сравнение фактического тока двигателя с заданным значением, как это делается в электробритве, известной из US 5274735, может обеспечить надежные предупреждающие сигналы об очистке только для единственного индивидуального блока ножей. Но из-за разницы в энергопотреблении между индивидуальными блоками ножей, а также из-за сдвига энергопотребления со временем на индивидуальном блоке ножей, невозможно обеспечивать достоверные сигналы предупреждения об очистке, применяя метод, используемый в электробритве, известной из US 5274735.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является предоставление электробритвы, обеспечивающей более достоверный сигнал предупреждения об очистке по сравнению с известными электробритвами.
Согласно настоящему изобретению эта цель достигается с помощью электробритвы, содержащей блок ножей, электродвигатель, выполненный с возможностью приведения в действие блока ножей, и датчик нагрузки, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного электрического параметра, указывающего на энергопотребление электродвигателя с получением измеренного значения. Электробритва также содержит запоминающее устройство, калькулятор холостой нагрузки, калькулятор пороговой величины, компаратор и сигнализатор. Калькулятор холостой нагрузки выполнен с возможностью приема одного или более значений, измеренных в разные моменты во время холостого хода электробритвы, когда электробритва включена, но не осуществляет бритье. Калькулятор холостой нагрузки выполнен с возможностью расчета холостой нагрузки с использованием упомянутых одного или более измеренных значений и сохранения рассчитанного значения холостой нагрузки в запоминающем устройстве. Запоминающее устройство может быть энергонезависимым запоминающим устройством, поэтому рассчитанные значения холостой нагрузки можно считывать даже после отключения питания электробритвы. Калькулятор пороговой величины выполнен с возможностью считывания N значений холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящихся к N предыдущим сеансам бритья, где N - положительное целое число, и расчета порогового значения для очистки с использованием N значений холостой нагрузки. Компаратор выполнен с возможностью приема значения холостой нагрузки для текущего сеанса бритья и формирования сигнала об очистке, если значение холостой нагрузки для текущего сеанса бритья превышает пороговое значение очистки. Сигнализатор выполнен с возможностью приема сигнала об очистке от компаратора и выдачи предупреждения, указывающего пользователю на то, что блок ножей электробритвы нуждается в очистке.
При сравнении значения холостой нагрузки для текущего сеанса бритья с пороговым значением очистки, которое рассчитано на основе значений холостой нагрузки, измеренных для ряда предыдущих сеансов бритья, генерирование сигнала об очистке зависит от значений холостой нагрузки предыдущих сеансов бритья, которые могут меняться для индивидуальных бритв и/или индивидуальных блоков ножей. Таким образом, обнаружение изменения в энергопотреблении двигателя из-за наличия волос и отходов бритья в блоке ножей, и выдача на основе этого предупреждения об очистке, становится основанным на фактах, а не на времени. Это дает в результате электроприбор более высокого качества и обеспечивает более ясные и эффективные предупреждения (которые не следует игнорировать). Сохраняя временную историю измеренных значений, электробритва на практике может выполнять надежное обнаружение степени загрязнения блоков ножей и это обнаружение устойчиво к дрейфу во времени энергопотребления электробритвы и к изменениям энергопотребления при использовании разных блоков ножей на одной и той же электробритве.
В одном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением компаратор выполнен с возможностью формирования сигнала пересчета, если значение холостой нагрузки для текущего сеанса бритья не превышает пороговое значение очистки, при этом калькулятор порогового значения выполнен с возможностью приема сигнала пересчета и, по его получении, считывания из запоминающего устройства K холостых значений, относящихся к K предыдущим сеансам бритья, и пересчета порогового значения очистки с использованием K холостых значений, причем K - положительное целое число больше N.
В одном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением калькулятор холостой нагрузки выполнен с возможностью усреднения одного или более значений, измеренных во время холостого хода электробритвы с получением значения холостой нагрузки.
В одном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением холостой период электробритвы является заданным периодом, начинающимся с момента включения электродвигателя. В дополнительном варианте реализации холостой период электробритвы является заданным периодом, начинающимся в некий момент времени после включения двигателя и после первоначального пускового пика энергопотребления электродвигателя.
В одном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением электробритва содержит датчик очистки, выполненный с возможностью обнаружения, был ли очищен блок ножей и, если он было очищен, отправки сигнала сброса на калькулятор порогового значения. В дополнительном варианте реализации датчик очистки выполнен с возможностью сравнения рассчитанного значения холостой нагрузки текущего сеанса бритья и рассчитанного значения холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья с пороговым значением очистки, и отправки сигнала сброса на калькулятор порогового значения, если и рассчитанное значение холостой нагрузки текущего сеанса бритья меньше порогового значения очистки, и рассчитанное значение холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья больше порогового значения очистки.
В одном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением калькулятор порогового значения выполнен с возможностью расчета порогового значения очистки с использованием следующей формулы:
CL_TH=(1+F)×Aver(N_idle_values)
где CL_TH соответствует пороговому значению очистки
F - коэффициент в диапазоне 0,0-1,0
Aver() - функция усреднения
N_idle_values соответствует N значениям холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящимся к N предыдущим сеансам бритья.
В дополнительном варианте реализации коэффициент F находится в диапазоне 0,1-0,2, а в конкретном варианте реализации коэффициент F равен 0,12. В одном варианте реализации N равно 3. Для N можно выбрать и другие значения, такие как 4 или больше 4.
В дополнительном варианте реализации электробритвы в соответствие с изобретением электробритва содержит микропроцессор, содержащий калькулятор холостой нагрузки, калькулятор порогового значения и компаратор. В этом варианте реализации калькулятор холостой нагрузки, калькулятор порогового значения и компаратор могут быть соответствующим образом запрограммированными модулями, работающими на микропроцессоре. Эта реализация программного обеспечения легка в изготовлении с помощью аппаратных средств, уже имеющихся в большинстве современных электробритв.
Электробритва в соответствие с изобретением может быть бритвой для гладкого бритья или триммером.
Дополнительные предпочтительные варианты реализации устройства в соответствие с изобретением даны в приложенной формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты изобретения будут понятны из и объяснены дополнительно со ссылкой на варианты реализации, описанные путем примера в последующем описании и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе электробритвы в соответствие с вариантом реализации изобретения;
Фиг. 2 схематически показывает электрические компоненты электробритвы по варианту реализации по фиг. 1;
Фиг. 3 показывает диаграмму измеренного энергопотребления Р как функции времени t для электродвигателя бритвы по дополнительному варианту реализации изобретения;
Фиг. 4 показывает диаграмму измеренного энергопотребления Pidle во время периода холостого хода электробритвы в соответствие с изобретением для семи последовательных сеансов бритья;
Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций примера этапов обработки, выполняемых микропроцессором электробритвы в соответствии с изобретением;
Фиг. 6 показывает пример датчика нагрузки вместе с двигателем и аналого-цифровым преобразователем электробритвы в соответствие с изобретением;
Фиг. 7 схематически показывает часть дополнительного варианта реализации, в котором в бритве в соответствие с изобретением расположен бесщеточный электродвигатель с электронной коммутацией.
Фигуры являются чисто схематическими и представлены не в масштабе. На фигурах элементы, соответствующие уже описанным элементам, могут иметь одинаковые ссылочные позиции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе электробритвы 1 в соответствие с вариантом реализации изобретения. Электробритва 1 содержит корпус 2 и блок 3 ножей. Внутри корпуса расположен электродвигатель 4, выполненный с возможностью приведения в действие блока 3 ножей. В этом примере блок ножей 3 содержит три бреющие головки и связанные с ними камеры для волос (не показаны). В корпусе 2 также расположены схема 5 управления и батарея 6. Электробритва 1 также содержит сигнализатор 8, выполненный с возможностью выдачи предупреждения, указывающего пользователю на необходимость очистки блока 3 ножей электробритвы 1. Сигнализатор 8 может быть дисплеем, демонстрирующим индикатор, такой как мигающий свет. Альтернативно, сигнализатор 8 может быть выполнен с возможностью выдачи пользователю звуковой обратной связи или тактильной обратной связи.
Фиг. 2 схематически показывает электрические компоненты электробритвы 1 по варианту реализации по фиг. 1. Как показано на фиг. 2, батарея 6 соединена с двигателем 4 через выключатель 12 ВКЛ/ВЫКЛ. Батарея 6 может выдавать напряжение от 3,7 до 4,4 Вольта, но возможны и другие значения, такие как 1,2 или 1,5 Вольта. Батарея может быть аккумуляторной батареей.
Электробритва 1 также содержит датчик 14 нагрузки, расположенный между двигателем 4 и землей. Кроме того, электробритва 1 содержит аналого-цифровой преобразователь 15, калькулятор 16 холостой нагрузки, запоминающее устройство 17, калькулятор 18 порогового значения и компаратор 19. Датчик 14 нагрузки, аналого-цифровой преобразователь 15, калькулятор 16 холостой нагрузки, запоминающее устройство 17, калькулятор 18 порогового значения и компаратор 19 являются частями схемы 5 управления, показанной на фиг. 1.
Датчик 14 нагрузки выполнен с возможностью измерения фактического энергопотребления двигателя 4 посредством измерения тока нагрузки с получением измеренного значения. Ток через двигатель 4, также известный как ток нагрузки, можно использовать в качестве воспринимаемого входного параметра для аналого-цифрового преобразователя 15. Более качественным способом является расчет энергопотребления двигателя путем измерения и тока через двигатель 4, и напряжения на двигателе 4, однако, учитывая плоскую характеристику двигателя 4, ток через двигатель 4 является достаточно хорошим параметром для определения фактического энергопотребления.
В одном варианте реализации аналого-цифровой преобразователь 15 выполнен с возможностью приема данных о фактическом токе двигателя от датчика 14 нагрузки и преобразования полученных аналоговых значений в цифровые значения. Калькулятор 16 холостой нагрузки выполнен с возможностью приема одного или более значений, измеренных в разные моменты во время периода холостого хода электробритвы 1. Это измеренное значение может быть цифровым значением, полученным от аналого-цифрового преобразователя 15, или аналоговым значением, полученным непосредственно от датчика 14 нагрузки. Калькулятор 16 холостой нагрузки выполнен с возможностью расчета значения холостой нагрузки с использованием одного или более измеренных значений и сохранения рассчитанного значения холостой нагрузки в запоминающем устройстве 17. Таким способом можно хранить и делать доступной историю значений холостой нагрузки. Если запоминающее устройство 17 является энергонезависимым, значения холостой нагрузки будут доступны даже после полного отключения питания электробритвы.
Фиг. 3 показывает диаграмму измеренного энергопотребления Р как функции времени t для электробритвы в соответствие с одним вариантом реализации. Как показано на фиг. 3, энергопотребление Р достигает пика 31 с максимальным значением Рpeak сразу после пуска двигателя в момент t0, т.е. между t0 и t1, после чего она стабилизируется на значении Pidle холостой нагрузки. Когда пользователь начинает бритье в момент t2, энергопотребление возрастает до уровня Puse. Период между t0 и t2, когда электробритва включена, но не бреет, относится к холостому периоду. В примере по Фиг. 3 t2=2 с.
Когда блок 3 ножей чист, энергопотребление в течение холостого периода фактически колеблется вокруг значения Pidle холостой нагрузки. Измеряя энергопотребление P в период времени после включения двигателя, например, в период времени от t0 до t3 поле включения двигателя, и применяя алгоритм усреднения, (среднее или среднее после исключения n крайних значений) можно измерить воспроизводимое значение. Следует отметить, что первоначальный период пуска (в данном примере период между t0 и t1) можно исключить из процесса усреднения, поскольку этот первоначальный период времени показывает поведение двигателя при пуске (пусковую мощность), а не испытываемую нагрузку. Значение t1 может быть, например, 200 мс, а значение t3, например, 600 мс. Практические значения для t3 могут находиться в диапазоне от 400 мс до 3 с в зависимости от ожидаемого применения электробритвы. Предполагается, что пользователь активирует электробритву 1 до того, как блок 3 ножей войдет в контакт с бородой или другой частью тела.
Для того, чтобы знать, когда энергопотребление установится на холостом значении Pidle, можно использовать разные методы. Можно составить диаграмму энергопотребления как функцию времени (такую как на фиг. 3), и из этой диаграммы производитель электробритв может найти подходящий период времени (например, t1-t0), после которого можно заключить, что энергопотребление установилось на определенном уровне. Альтернативно, можно делать замеры энергопотребления и рассчитывать отклонения. Если отклонение, например, последних 5 замеров находится в определенных пределах, таких как менее 12% от номинального холостого значения, то можно заключить, что энергопотребление установилось на требуемом уровне.
По мере того, как камеры для волос в блоке 3 ножей заполняются отходами бритья, сопротивление движению, которое испытывает блок 3 ножей, увеличивается. Это приводит к большему энергопотреблению двигателя 4.
Калькулятор 16 холостой нагрузки выполнен с возможностью приема одного или более измеренных значений энергопотребления, измеренных в разные моменты во время периода холостого хода электробритвы 1. Калькулятор 16 холостой нагрузки выполнен с возможностью расчета значения холостой нагрузки с использованием упомянутых одного или более измеренных значений и сохранения рассчитанного значения холостой нагрузки в запоминающем устройстве 17. В одном варианте реализации калькулятор 16 холостой нагрузки выполнен с возможностью усреднения нескольких измеренных значений энергопотребления, измеренных в разные моменты в период холостого хода электробритвы, с получением значения холостой нагрузки.
Фиг. 4 показывает диаграмму (усредненную) измеренного энергопотребления Pidle во время холостого периода (т.е. значения холостой нагрузки) для семи последовательных сеансов бритья с помощью электробритвы 1, как описано выше.
В одном варианте реализации калькулятор 18 порогового значения выполнен с возможностью считывания N значений холостой нагрузки из запоминающего устройства 17, относящихся к N последовательным сеансам бритья, где N – положительное целое число. Вместо использования N последовательных сеансов бритья, можно использовать ряд предыдущих сеансов бритья, причем эти сеансы бритья фактически не являются последовательными, а являются просто N сеансами из набора предшествующих сеансов бритья. Калькулятор 18 порогового значения рассчитывает пороговое значение очистки, используя N значений холостой нагрузки. В одном варианте реализации для расчета порогового значения очистки используют первые три значения холостой нагрузки. Например, можно рассчитать среднее от первых трех значений холостой нагрузки, которое увеличивается на определенный процент для получения порогового значения очистки. На фиг. 4 это пороговое значение очистки указано пунктирной горизонтальной линией TH_CL.
Компаратор 19 выполнен с возможностью приема значения холостой нагрузки для текущего K-го сеанса бритья, где К равно N+1, N+2…. Поэтому, если N, например, равно 3, то К имеет значения равные или большие 4. Компаратор 19 дополнительно выполнен с возможностью генерирования сигнала об очистке, если значение холостой нагрузки для текущего К-го сеанса бритья превышает пороговое значение очистки. В примере по фиг. 4 пороговое значение очистки превышено на пятом сеансе бритья, см. БРИТЬЕ 5.
Сигнализатор 8 принимает сигнал об очистке от компаратора 19 и выдает предупреждение, указывающее пользователю на необходимость очистки блока 3 ножей электробритвы 1.
Следует отметить, что индивидуальные измерения (среднего) уровня мощности электробритвы 1 не дадут имеющего смысла значения, позволяющего сделать какое-либо утверждение о степени загрязнения. Изменение в уровне мощности по образцам между бритвами и различия между индивидуальными пользователями слишком велики, относительно увеличения мощности из-за прогрессирующего загрязнения, чтобы быть применимыми. Однако при измерении (среднего) энергопотребления за N предыдущих сеансов бритья и сохранении этих значений, становится возможным использование уровня мощности (энергопотребления) в качестве косвенного показателя загрязнения. Отметим, что между измеренными уровнями мощности и уровнем загрязнения бритвы существует нелинейная, пропорциональная корреляция.
Значения холостой нагрузки за несколько сеансов бритья и знание такой корреляции используют для выдачи корректных предупреждений об очистке, когда бритва действительно нуждается в очистке. Принимая во внимание серию измерений уровня мощности при холостом ходе, можно определить номинальный уровень мощности при холостом ходе электробритвы 1. Абсолютное значение этого номинального уровня будет разной для разных электробритв и конкретных блоков ножей, используемых в комбинации с бритвами, но при выполнении такой серии измерений в течение ряда предыдущих сеансов бритья можно определить корректный уровень мощности при холостом ходе конкретной бритвы и блока ножей. Измеренные значения холостой нагрузки будут иметь небольшое различие, порядка 6% от измерения к измерению.
В одном варианте реализации предупреждение об очистке выдается, когда обнаруживается уровень мощности при холостом ходе, превышающий изменение, которое обнаружено в предыдущих сеансах бритья. В альтернативном варианте реализации предупреждение об очистке выдается, когда уровень мощности при холостом ходе превышает рассчитанное среднее значение нагрузки на определенный процент. В одном варианте реализации калькулятор 18 порогового значения выполнен с возможностью расчета порогового значения очистки с использованием формулы:
CL_TH=(1+F)×Aver(N_idle_values) (1)
где CL_TH соответствует пороговому значению очистки
F - коэффициент в диапазоне 0,0-1,0
Aver() - функция усреднения
N_idle_values соответствует N значениям холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящихся к N предыдущим сеансам бритья.
В одном варианте реализации коэффициент F находится в диапазоне 0,1-0,2. Практическое значение коэффициента F равно 0,12. Такие значения дали удовлетворительные результаты во время испытания, но следует отметить, что применимы другие значения, такие как значения выше 0,2.
Электробритва 1 может дополнительно содержать датчик 13 очистки, см. фиг. 2, выполненный с возможностью определения, был ли очищен блок 3 ножей, и, если он был очищен, отправки сигнала сброса на калькулятор 18 порогового значения. Датчик 13 очистки может быть выполнен с возможностью сравнения рассчитанного значения холостой нагрузки текущего сеанса бритья и рассчитанного значения холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья с пороговым значением очистки, и отправки сигнала сброса на калькулятор 18 порогового значения, если и рассчитанное значение холостой нагрузки текущего сеанса бритья меньше порогового значения очистки, и рассчитанное значение холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья больше порогового значения очистки.
Фиг. 4 показывает ситуацию, в которой рассчитанное значение холостой нагрузки шестого сеанса бритья ниже порогового значения очистки. Рассчитанное значение холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья (т.е. пятого сеанса бритья) было выше порогового значения очистки, см. фиг. 4. Таким образом можно сделать вывод, что пользователь очистил блок 3 ножей.
В конкретном варианте реализации электробритва 1 содержит микропроцессор 20, см. фиг. 2, который содержит калькулятор 16 холостой нагрузки, калькулятор 18 порогового значения и компаратор. Необязательно, процессор 20 также содержит аналого-цифровой преобразователь 15 и/или датчик очистки.
В одном варианте реализации микропроцессор 20 выполнен с возможностью выполнения способа выдачи сигнала об очистке на сигнализатор 8. Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций примера этапов обработки, выполняемых микропроцессором 20.
После запуска 501 выполняется этап 502 "обнаружения очистки", который может выполняться датчиком 13 очистки, описанным выше. Если очистка блока 3 ножей не обнаружена, см. проверку 503, счетчик i сеансов увеличивается, см. этап 504. В противном случае счетчик i сеансов задается как 1, см. этап 505. Далее, на этапе 506 определяют значение холостой нагрузки для текущего сеанса бритья и вводят его в запоминающее устройство 17, см. этап 507.
При последующей проверке 508, проверяется меньше ли счетчик i сеанса, чем значение N, где N целое число, например, равное 3. Если счетчик i сеанса меньше, чем значение N, способ останавливается на этапе 509 и предупреждение не активируется. Сеанс бритья продолжается без предупреждения пользователя.
Однако если i не меньше N, то на этапе 414 проверяется, равно ли i значению N. Если i равно N, то выполняется этап 515 для расчета среднего по сеансам с использованием хранящихся значений холостой нагрузки. Среднее по сеансам сохраняется в запоминающем устройстве 17, см. этап 516. На последующем этапе 517 рассчитывается пороговое значение очистки с использованием среднего значения по сеансам. Затем пороговое значение очистки сохраняется в запоминающем устройстве. Этапы 515, 516 и 517 можно считать процессом калибровки с использованием N сеансов бритья для калибровки значения порога очистки.
Если на этапе 514 будет обнаружено, что i больше N (например, больше 3), на этапе 520 проверяется, превышает ли значение холостой нагрузки пороговое значение. В случае, если значение холостой нагрузки больше порогового значения, следует этап 521, на котором выдается первый предупреждающий сигнал и посылается на сигнализатор 8 для оповещения пользователя. Этот первый предупреждающий сигнал выдается во время сеанса бритья. Когда пользователь выключает электробритву, микропроцессор обнаруживает выключение, см. этап 522. После обнаружения выключения, см. этап 523, выдается дополнительное предупреждение посредством направления второго сигнала предупреждения на сигнализатор 8. Второй сигнал предупреждения может заставить сигнализатор 8 выдать иной сигнал по сравнению с сигналом, вызванным первым сигналом предупреждения. Например, во время конкретного сеанса бритья может выдаваться звуковой сигнал, в то время как в конце этого сеанса может выдаваться только визуальный сигнал. Возможны другие варианты, такие как первый короткий звуковой сигнал, а затем постоянный звуковой сигнал, возможно в комбинации с соответствующими визуальными сигналами.
Если при проверке на этапе 520 окажется, что значение холостой нагрузки на больше, чем пороговое значение очистки, предупреждение не выдается и будут исполнены этапы 515, 516 и 517. Таким образом, пороговое значение будет пересчитано даже после первоначального процесса калибровки с использованием N сеансов бритья. Пересчет порогового значения очистки может улучшить пороговое значение, принимая во внимание, например, износ бреющего блока (головки) за длительное время. За время своего срока службы бреющий блок подвергается износу и поэтому его номинальное значение холостой нагрузки может постепенно изменяться. При пересчете порогового значения очистки описанным способом, пороговое значение продолжает относится к номинальному значению холостой нагрузки на протяжении всего срока службы электробритвы и бреющего узла. Аналогично, пересчет порогового значения гарантирует правильность и релевантность предупреждений об очистке, например, также, когда пользователь покупает новый бреющий блок в качестве замены старого.
При первом использовании электробритвы 1, история значений холостой нагрузки в запоминающем устройстве 17 отсутствует. В случае первого использования значения холостой нагрузки считаются номинальными, т.е. бритва не требует очистки. После начальной серии небольшого числа (т.е. N) измерений холостой нагрузки, пороговое значение очистки считается действительным (т.е. применимым). Как указано выше, для этого периода инициализации или привязки хорошим значением N является 3 сеанса бритья.
В варианте реализации по фиг. 5 после периода инициализации измеренное значение холостой нагрузки добавляют в запоминающее устройство 17, см. этап 507. Только когда значение холостой нагрузки не превышает порогового значения, оно считается частью для расчета среднего и значением для обновления порога, см. проверку на этапе 520, после чего следуют этапы 515, 516 и 517. Значение холостой нагрузки, которое превышает этот критерий, не влияет на критерии запуска предупреждения об очистке, но вместо этого активирует предупреждение об очистке.
Как указано выше, событие очистки можно достаточно надежно обнаружить, сравнивая рассчитанное значение холостой нагрузки текущего сеанса бритья и рассчитанное значение холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья с пороговым значением очистки. Альтернативно, событие очистки также можно обнаружить по падению общего уровня мощности для полного цикла бритья. Если электробритва сделана так, что она может рассчитывать и сохранять общий средний уровень мощности за цикл бритья (например, 3 минуты), то очищенный блок покажет падение этого значения, которое превышает практический порог. Это изменение среднего уровня мощности всей электробритвы немного более выражено, когда он падает, чем когда он растет.
В качестве иллюстрации конкретной электробритвы с бреющим блоком, значение холостой нагрузки чистого блока ножей в среднем составляет около 1,4 Вт. Во время бритья бреющие головки сначала могут выбрасывать отходы в камеру для волос и, следовательно, уровень холостой нагрузки растет незначительно. Однако, по мере того, как камера для волос достигает своего предела (заполняется), бреющие головки больше не могут разгружаться в камеру для волос, начинаются препятствия ножам (мешая функции бритья) и уровни холостой нагрузки заметно возрастают, в среднем до 1,6 Вт. Это увеличение на 0,2 Вт больше чем и отличается от естественных колебаний мощности при холостом ходе с течением времени по сравнению с предыдущими сеансами бритья по мере постепенного заполнения камер для волос.
Описанные варианты реализации позволяют электробритве более точно определить события очистки и необходимость в очистке по сравнению с известными электробритвами. В результате предупреждения пользователя могут быть выполнены более явно и эффективно.
В частности, предупреждения о состоянии в современных электробритвах, которые выдаются во время каждого бритья, не должны быть слишком заметными или значимыми. Эти частые предупреждения должны быть "игнорируемыми". В случае индикатора очистки, указание которого определено необходимостью очистки, как в описанных вариантах реализации, эти предупреждения могут быть более значимыми, такими как визуальные и звуковые предупреждения большего размера и большей громкости, а также, например, звуковым сигналом в начале бритья или задержкой двигателя, или определенным образцом, чтобы привлечь внимание пользователя.
Необязательно, предупреждение об очистке выдается непосредственно после определения первоначального значения холостой нагрузки и выполнения проверок. Это предупреждение может носить относительно смягченный характер. Предупреждение после бритья может быть выбрано имеющим более выраженный характер.
Следует отметить, что предупреждение об очистке, выдаваемое непосредственно после определения первоначального значения холостой нагрузки, будет иметь полезную функцию, поскольку в этот момент пользователь включает функцию бритья и сосредоточен на качестве бритья. Дополнительно, пользователь будет более ясно ощущать разницу в характеристиках между бритьем с полной камерой для волос и бритьем с очищенной камерой для волос, что приведет к немедленному позитивному подтверждению релевантности выданных предупреждений.
Фиг. 6 показывает пример датчика 14 нагрузки вместе с электродвигателем 4 и аналого-цифровым преобразователем 15. Датчик 14 нагрузки содержит первый резистор 51, подключенный между электродвигателем 4 и землей, второй резистор 52, подключенный к электродвигателю 4 и входу аналого-цифрового преобразователя 15. Между входом аналого-цифрового преобразователя 15 и землей подключен конденсатор 53. Аналого-цифровой преобразователь 15 получает напряжение, которое непосредственно связано с током, текущим через резистор 51 и, следовательно, с током, текущим через электродвигатель 4, в предположении, что второй резистор 52 имеет достаточно большое сопротивление. Второй резистор 52 и конденсатор 53 совместно образуют фильтр нижних частот. Добавление этого фильтра поможет выполнять стабильные измерения тока и избежать слышимого акустического "свиста" электроприбора. Практическими значениями для первого резистора 51, второго резистора 52 и конденсатора 53 являются R1=0,5 Ом, R2=1000 Ом, C1=10 микрофарад при среднем напряжении на двигателе Va в диапазоне 3,7-4,2 Вольта. Аналого-цифровой преобразователь 15 выполнен с возможностью отбора и анализа принятых значений напряжения и преобразования их в цифровые значения, обрабатываемые процессором 16. Аналого-цифровой преобразователь 15 может быть отдельным устройством, но альтернативно он может быть встроен в единственный процессор вместе с процессором 16.
Вариант реализации, описанный со ссылкой на фиг. 2, может применяться к щеточному электродвигателю постоянного тока, который управляется методом ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) и единственным выключателем 13. Фиг. 7 схематически показывает часть дополнительного варианта реализации, в котором в электробритве 1 установлен электронно-коммутируемый бесщеточный электродвигатель 61, скоростью которого управляет дополнительный процессор 62. Электронно-коммутируемый бесщеточный электродвигатель 61 содержит N обмоток 611, 612, 613 и N переключателей 615, 616, 617, где N равно 3 или более. Отметим, что фиг.6 показывает упрощенную схему и что электронно-коммутируемый бесщеточный электродвигатель 61 может иметь Y-образную или дельта-конфигурацию. Дополнительный процессор 62 выполнен с возможностью управления электронно-коммутируемым бесщеточным электродвигателем 61 с помощью последовательной коммутации индивидуальных обмоток 611, 612, 613. Переходы через нуль в обмотках 611, 612, 613 можно использовать для определения частоты вращения двигателя 61 и для управления коммутацией, но это решение является не самым практичным. Более надежным и недорогим способом определения энергопотребления электронно-коммутируемого бесщеточного электродвигателя 61 является измерение тока в электродвигателе 61 перед разделением сигналов по отдельным обмоткам или после него. Измерительная точка 64 и измерительная точка 65 указывают на возможные точки, где может быть установлен датчик 14 нагрузки. Учитывая коммутируемый характер электронно-коммутируемого бесщеточного электродвигателя 61, в этом варианте улучшить работу электробритвы 1 также поможет фильтр нижних частот, описанный на фиг. 6.
Вместо описанного выше микропроцессора/процессора для управления напряжением электродвигателя 2 можно использовать схему другого типа, такую как коммутирующие магазины резисторов или аналоговой электроника, но такие решения менее надежны и более дороги.
Альтернативы могут включать источник питания, выполненный с возможностью переключения между высоким и низким средним уровнем напряжения постоянного тока в зависимости от измеренного значения. В этом случае вышеупомянутый "средний уровень напряжения" идентичен среднему уровню напряжения постоянного тока.
Следует отметить, что в данном документе слово "содержащий" не исключает наличия отличных от перечисленных этапов или элементов, а указанное для элемента единственное число не исключает наличия множества таких элементов, и что любые ссылочные позиции не ограничивают объем формулы изобретения. Кроме того, изобретение не ограничивается вариантами реализации, и изобретение заключается в любом и каждом новом признаке или комбинации признаков, описанных выше или перечисленных во взаимно различных зависимых пунктах формулы.
1. Электробритва, содержащая
- блок ножей,
- электродвигатель, выполненный с возможностью приведения в действие блока ножей,
- датчик нагрузки, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного электрического параметра, указывающего энергопотребление электродвигателя, с получением измеренного значения,
- запоминающее устройство,
- калькулятор холостой нагрузки, выполненный с возможностью приема одного или более значений, измеренных в разные моменты времени в течение периода холостого хода электробритвы, в котором электробритва не бреет, расчета значения холостой нагрузки с использованием упомянутых одного или более измеренных значений, сохранения рассчитанного значения холостой нагрузки в запоминающем устройстве,
- калькулятор порогового значения, выполненный с возможностью считывания N значений холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящихся к N предыдущим сеансам бритья, где N - положительное целое число, расчета порогового значения очистки с использованием N значений холостой нагрузки,
- компаратор, выполненный с возможностью приема значения холостой нагрузки для текущего сеанса бритья и генерирования сигнала об очистке, если значение холостой нагрузки для текущего сеанса бритья превышает пороговое значение очистки,
- сигнализатор, выполненный с возможностью приема от компаратора сигнала об очистке и выдачи предупреждения, указывающего пользователю на необходимость очистки блока ножей электробритвы.
2. Электробритва по п. 1, в которой компаратор выполнен с возможностью генерирования сигнала пересчета, если значение холостой нагрузки для текущего сеанса бритья не превышает порогового значения очистки, при этом калькулятор порогового значения выполнен с возможностью приема сигнала пересчета и, по его получении, считывания К значений холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящихся к K предыдущим сеансам бритья, и пересчета порогового значения очистки с использованием K значений холостой нагрузки, где К - положительное целое число больше N.
3. Электробритва по п. 1, в которой калькулятор холостой нагрузки выполнен с возможностью усреднения упомянутых одного или более значений, измеренных во время периода холостого хода электробритвы, с получением значения холостой нагрузки.
4. Электробритва по п. 1, в которой периодом холостого хода электробритвы является заданный период, начинающийся при включении электродвигателя.
5. Электробритва по п. 1, в которой периодом холостого хода электробритвы является заданный период, начинающийся в момент времени после включения двигателя и после первоначального пускового пика энергопотребления электродвигателя.
6. Электробритва по п. 1, при этом электробритва содержит датчик очистки, выполненный с возможностью обнаружения, был ли очищен блок ножей, и, если он был очищен, отправки сигнала сброса на калькулятор порогового значения.
7. Электробритва по п. 6, в которой датчик очистки выполнен с возможностью сравнения рассчитанного значения холостой нагрузки текущего сеанса бритья и рассчитанного значения холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья с пороговым значением очистки и отправки сигнала сброса на калькулятор порогового значения, если и рассчитанное значение холостой нагрузки текущего сеанса бритья меньше порогового значения очистки и рассчитанное значение холостой нагрузки непосредственно предшествующего сеанса бритья больше порогового значения очистки.
8. Электробритва по п.1, в которой калькулятор порогового значения выполнен с возможностью расчета порогового значения очистки с использованием формулы:
CL_TH =(1+F)×Aver(N_idle_values),
где CL_TH соответствует пороговому значению очистки,
F - коэффициент в диапазоне 0,0-1,0,
Aver() - функция усреднения,
N_idle_values соответствует N значениям холостой нагрузки из запоминающего устройства, относящимся к N предыдущим сеансам бритья.
9. Электробритва по п. 8, в которой коэффициент F находится в диапазоне 0,1-0,2.
10. Электробритва по п. 9, в которой коэффициент F составляет 0,12.
11. Электробритва по п. 1, при этом электробритва содержит микропроцессор, содержащий калькулятор холостой нагрузки, калькулятор порогового значения и компаратор.
12. Электробритва по п. 1, в которой N равно 3.
13. Электробритва по п. 1, при этом электробритва является бритвой для гладкого бритья или триммером.
