CN104790696B - 游泳池全方位清洁过滤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及游泳池水质自动化清洁过滤技术。本发明公开了一种游泳池全方位清洁过滤机器人，通过优化结构提高机器人的清洁过滤效率，降低能源消耗。本发明的技术方案是，游泳池全方位清洁过滤机器人，包括外壳、电动水泵、控制模块、电池、过滤器、多通道旋转开关、储水仓、储气罐、电磁阀、出水口、舵片、舵机、水通道、水面入水口、水底入水口。本发明的游泳池全方位清洁过滤机器人，通过储气罐中的压缩空气控制储水仓的水量，机器人可以漂浮在游泳池水面或沉入水中进行水质清洁过滤。由于采用电池供电为机器人提供动力，去掉了电缆连接，机器人行动根据灵活自如。机器人处于水面时，可以通过遥控指令进行操作或根据内部编程进行操作。

Description

游泳池全方位清洁过滤机器人

技术领域

本发明涉及游泳池水质自动化清洁过滤技术，特别涉及一种可以在水面、水中、水底全方位自动清理过滤泳池水质的器人。

背景技术

目前，已有的泳池清洁机器大致分为两类：水质过滤机器和污垢清洁机器。第一类机器以靠岸固定的、以大功率抽取泳池水进行过滤的机器为主，第二类机器以手推或者自行在池泳池底部或侧壁收集污垢的机器为主。这两类清洁机器人均存在明显问题：岸边固定的抽水过滤机器，由于需要制造水流，获得更好的过滤效果，功率十分巨大，而且往往需要关闭游泳池，以多台机器不间断运行操作。污垢清洁机器则只能清洁泳池污垢，对泳池水质的清洁过滤不起作用，特别是对游泳池水面和水中的漂浮物、悬浮物清洁效果甚微。另外清洁泳池底部的机器人往往需要冗长的线缆传输能量和控制信号，清洁过程十分缓慢、繁复。

据检索，目前已有应用于泳池清洁的自动机器装置，如公开号为CN101725263A的中国专利申请公开了一种泳池自动清洁机，其包括可充电漂浮电源、脐带电缆、泳池水下自动清洁机与遥控器：可充电漂浮电源漂浮在水面上，其上面部分露出水面，可接收遥控器发出的信号，用以控制水下自动清洁机的工作。又如公开号为CN103967297A的中国专利申请公开了一种泳池自动清洁机，其包括非动力行走轮、清洁机下部壳体、刚性平面滤网、在水平放置的双伸轴电机两端各装有叶轮的水动力组件、清洁机上部壳体及装配锁扣组成。该自动清洁机具有在水下沿池壁自动抽吸过滤清洁的功能。

上述两种泳池清洁机器均存在明显不足：首先，这类设备只能在水下沿池壁进行清洁，无法顾及泳池中部的水以及水面漂浮杂质，使其清洁效果大打折扣；其次，这类设备由于需要在水中行动其运动机构受到阻力比较大，能源消耗大，且清洁过程十分缓慢，需要额外人员在旁值守，同时需要安排额外的封闭清洁时段，影响泳池使用便利性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种游泳池全方位清洁过滤机器人，通过优化结构提高机器人的清洁过滤效率，降低能源消耗。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，游泳池全方位清洁过滤机器人，包括外壳、电动水泵、控制模块、电池、过滤器、多通道旋转开关、储水仓、储气罐、电磁阀、出水口、舵片、舵机、水通道、水面入水口、水底入水口；所述电池为机器人提供动力，所述控制模块用于控制电动水泵、多通道旋转开关、舵机和电磁阀，所述电磁阀控制储水仓储水、储气罐储气和水通道的开闭，所述舵机控制舵片的旋转角度，所述电动水泵通过水面入水口或水底入水口吸入游泳池的水，经过过滤器过滤后从出水口喷出，所述水面入水口设置在外壳两侧并处于吃水线上，所述出水口设置在外壳一侧吃水线以下并处于两侧水面入水口连线的垂直平分线上，所述舵片设置在出水口，所述出水口喷出的水推动机器人移动，所述舵片用于控制喷水方向，所述水底入水口设置在外壳底部。

本发明的游泳池全方位清洁过滤机器人，通过储气罐中的压缩空气控制储水仓的水量，机器人可以漂浮在游泳池水面或沉入水中进行水质清洁过滤。由于采用电池供电为机器人提供动力，去掉了电缆连接，机器人行动根据灵活自如。机器人处于水面时，可以通过遥控指令进行操作或根据内部编程进行操作。为了降低成本，机器人处于水下时通常按照内部编程进行控制。本发明巧妙地利用过滤时排除的水流作为驱动力，推动机器人移动，通过舵机控制舵片的旋转角度改变喷水方向，可以非常方便地控制机器人移动方向。本发明不需要专门的行走机构和额外的能量消耗，进一步降低了机器人成本和电力消耗。水面入水口设置在外壳两侧并处于吃水线上，通过涡流效应可以扩大吸水面积，提高过滤清洁效率。出水口设置在外壳一侧吃水线以下并处于两侧水面入水口连线的垂直平分线上，这种布置方式兼顾了机器人移动速度和吸水范围，可以充分发挥水流驱动的效率，提高机器人移动速度，同时能够提供大面积的吸水过滤。水底入水口设置在外壳底部，便于机器人在泳池底部工作时，抽吸水底沉淀物。

进一步的，所述水底入水口也是储水仓的排水口和入水口。

设置在外壳底部的水底入水口通过多通道旋转开关的控制，可以作为储水仓的排水口和入水口，在进行机器人升降操作时，不会影响机器人的移动方向。

具体的，所述电动水泵安装在外壳中部，通过支架与外壳连接，所述多通道旋转开关安装在电动水泵下部，所述控制模块、电池、过滤器、储水仓、储气罐、电磁阀，舵机安装在所述支架周边。

具体的，所述电池为充电电池。

采用充电电池可以反复利用，有利于节约成本和环境保护。

更具体的，所述充电电池为锂电池。

锂电池技术成熟，比容量大，成本方面也有优势。

进一步的，所述机器人处于水面时，通过遥控器控制其运行。

进一步的，所述机器人处于水下时，按照控制器中的程序运行。

优选的，所述外壳成圆柱形。

进一步的，所述圆柱形成直立状态。

采用直立的圆柱形机器人，可以减小水中移动的阻力，降低能耗。

优选的，所述圆柱形处于水面时所述水面入水口高度大约1/2浸没在水中。

该方案机器人处于水面时，吃水线正好处于水面入水口中间位置，有利于吸入漂浮物，最大限度利用水面入水口的高度尺寸。

本发明的有益效果是，机器人可以到达泳池的各个方位，满足了全方位泳池清洁过滤的需求，避免了供电线缆的纠结缠绕的弊端，同时也不需要额外人员值守，达到了全自动泳池清洁的目标。本发明的清洁机器人行进动力来源于过滤后排出的水，能源利用效率高，行动快，且所用能源为自带电池，节省了冗长的电缆带来的能量损耗，使之成为一种更加高效、节能环保的泳池水质过滤解决方案。本发明的机器人在运行时，不需要关闭游泳池，可以一边使用一边清洁，同时可以多台机器人同时对泳池进行清洁，相互之间没有干扰，可以大大提高清洁过滤的速度。

附图说明

图1是实施例的机器人内部结构示意图；

图2是实施例的机器人外部结构示意图；

图3是实施例的工作状态示意图；

图4是实时例的电路连接示意图。

具体实施方式

实施例

参见图1～4。本例全方位清洁机器人，包括外壳1、支架2、电动水泵3、控制模块4、电池5、过滤器6、多通道旋转开关7、储水仓8、储气罐21、电磁阀9、、出水口10、舵片11，舵机12，水通道13，水面入水口14，水底入水口20。外壳1外部左右两侧设置有水面入水口14，出水口10设置在左右两侧的水面入水口14连线的垂直平分线上，舵片11安装在出水口10中，如图2所示。本例外壳1内部有安装支架2的空间位置及水通道13。支架2安装在外壳1之中，支架2中部安装电动水泵3，四周有用于安装控制模块4、电池5、过滤器6、储水仓8、电磁阀9、舵机12的槽位。电动水泵3安装在支架2中部，多通道旋转开关7安装在电动水泵3下部，控制模块4、电池5、过滤器6、储水仓8、电磁阀9、舵机12、水通道13分别安装在支架2四周。如图1所示。

如图4所示，控制模块4与电动水泵3、电池5，多通道旋转开关7，电磁阀9，舵机12连接。水通道13与电动水泵3，多通道旋转开关7，储水仓8，电磁阀9，舵11连接。多通道旋转开关7与外壳1，储水仓8连接，其底部为水底入水口20。过滤器6与多通道旋转开关7以及水面入水口14连接。储水仓8有储水仓入水口8b和储水仓排水口8a，所述储水仓入水口8b与水通道13连接，储水仓排水口8a与多通道旋转开关7连接。通过旋转开关7的切换可以将水底入水口用作储水仓的排水口和入水口。

本例机器人形状为圆柱形，即机器人外壳1为圆柱形。当机器人处于水面状态时，储水仓中没有水，机器人依靠自身重量漂浮在水面上，并保持直立状态，底部向下水底入水口淹没在水中，这时机器人沉入水中的深度即为吃水线100。机器人外壳左右两侧的水面入水口设置在吃水线100上，如图2所示，水面入水口高度大约1/2刚好浸没在水中，参见图3所示。

本例控制模块4可以控制多通道旋转开关7，使水流有三种方式进入过滤器6：其一，机器人处于水面位置时，多通道旋转开关连通电动水泵入水口、过滤器6与水面入水口14。水流从水面入水口14进入，流向过滤器6过滤并收集污物，之后通过水泵入水口，从水泵出水口流出，通过出水口10喷出。其二，机器人处于水中位置时，多通道旋转开关7连通水泵入水口、过滤器6与水底入水口20，水流从水底入水口20进入，流向过滤器6过滤并收集污物，之后通过水泵入水口，从水泵出水口流出，通过出水口10喷出。其三，机器人处于水底位置时，多通道旋转开关7连通水泵入水口、储水仓出水口与水底入水口，水流从储水仓出水口进入水泵入水口，在通过水底入水口排出机器人外，此时水底入水口变成出水口。

本例的水通道连接电动水泵出水口，电动水泵流出的水流，通过水通道流入电磁阀，电磁阀控制水流有两个流向：其一，连通出水口10，水流喷出作为机器人的动力；其二，连通储水仓入水口，向储水仓注水，使机器人下潜。多通道旋转开关底部为水底入水口20。

过滤器与多通道旋转开关以及水面入水口连接。所述储水仓有储水仓进水口和储水仓出水口，所述储水仓进水口与水通道连接，所述储水仓出水口与多通道旋转开关连接。

本例的储水仓，当电磁阀连接储水仓入水口和水通道的时候，储水仓进水，清洁机器人下沉；当多功能旋转开关连接储水仓入水口和电动水泵入水口的时候，储气罐中的压缩空气进入储水仓，排除其中的水，机器人上浮。

本例采用的舵片，能够通过舵机的控制，改变从出水口10喷出水流的方向，从而控制机器人的运动方向。

本例采用的电池为可充电锂电池。

本方案中的清洁机器人在电池耗尽之前，可以在回到泳池边固定位置更换电池或者进行充电。

Claims (10)

1.游泳池全方位清洁过滤机器人，包括外壳、电动水泵、控制模块、电池、过滤器、多通道旋转开关、储水仓、储气罐、电磁阀、出水口、舵片、舵机、水通道、水面入水口、水底入水口；所述电池为机器人提供动力，所述控制模块用于控制电动水泵、多通道旋转开关、舵机和电磁阀，所述电磁阀控制储水仓储水、储气罐储气和水通道的开闭，所述舵机控制舵片的旋转角度，所述电动水泵通过水面入水口或水底入水口吸入游泳池的水，经过过滤器过滤后从出水口喷出，所述水面入水口设置在外壳两侧并处于吃水线上，所述出水口设置在外壳一侧吃水线以下并处于两侧水面入水口连线的垂直平分线上，所述舵片设置在出水口，所述出水口喷出的水推动机器人移动，所述舵片用于控制喷水方向，所述水底入水口设置在外壳底部。

2.根据权利要求1所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述水底入水口也是储水仓的排水口和入水口。

3.根据权利要求1所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述电动水泵安装在外壳中部，通过支架与外壳连接，所述多通道旋转开关安装在电动水泵下部，所述控制模块、电池、过滤器、储水仓、储气罐、电磁阀，舵机安装在所述支架周边。

4.根据权利要求1所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述电池为充电电池。

5.根据权利要求4所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述充电电池为锂电池。

6.根据权利要求1所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述机器人处于水面时，通过遥控器控制其运行。

7.根据权利要求1所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述机器人处于水下时，按照控制器中的程序运行。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述外壳成圆柱形。

9.根据权利要求8所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述圆柱形成直立状态。

10.根据权利要求9所述的游泳池全方位清洁过滤机器人，其特征在于，所述圆柱形处于水面时所述水面入水口高度1/2浸没在水中。