CN107898394A - 一种可变形扫地机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及清洁装置技术领域，尤其涉及一种可变形扫地机器人及其控制方法，用以解决现有技术中存在的扫地机器人无法有效清扫角落，清洁效率不高的问题。主要包括：设置在尾仓中的气囊、将气囊隔离为上部的正压保形区和下部的负压吸尘区的气囊内隔膜、吸尘支气道、多个副吸尘口、出风主气道、出风支气道、气阀等，利用该可变形扫地机器人，在从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，弹出收缩在尾仓内的气囊，使得暴露出的副吸尘口吸附尘埃，并通过吸尘支气道送入集尘盒中，该气囊可以根据角落的形变而发生形变，适应角落形状，从而，可以有效清扫角落的灰尘，提升清洁效率。

Description

一种可变形扫地机器人及其控制方法

技术领域

本申请涉及清洁装置技术领域，尤其涉及一种可变形扫地机器人及其控制方法。

背景技术

目前，吸尘器作为清洁设备备受青睐，尤其是当前比较流程的自动进行清洁操作而不由用户操控的扫地机器人。其主要通过驱动设置在清洁器主体中的空气吸入单元产生空气吸入力来吸入包含异物的外部空气，并且然后分离地收集异物。

扫地机器人从地板吸入诸如灰尘等异物，自动地行驶在待清洁的区域。而且，扫地机器人能够自动地进行特定区域的清洁。为此，机器人清洁器设置有：距离传感器，感测到与诸如家具、办公用品等障碍物或待清洁的区域中墙壁等的距离；以及左轮和右轮（配置成通过左轮电机和右轮电机旋转），用于机器人清洁器的移动，根据左轮电机和右轮电机的运行，机器人清洁器自动地进行室内清洁，改变行驶方向。

现有的扫地机器人主要依赖设置于壳体底部的吸尘口吸附灰尘，但是，这种结构并不利于对角落的清扫，因为吸尘口无法够及到角落中，这就导致现有的扫地机器人无法有效清扫角落，清洁效率不高。

发明内容

本申请实施例提供一种可变形扫地机器人及其控制方法，用以解决现有技术中存在的扫地机器人无法有效清扫角落，清洁效率不高的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种可变形扫地机器人，包括上壳体、下壳体以及置于二者之间的集尘盒、吸尘风机、自动行走单元、控制电路；所述集尘盒连接主吸尘口及吸尘风机；

上壳体和下壳体在尾部限定出可开放的尾仓，

一气囊设于所述尾仓中；

一气囊内隔膜将所述气囊隔离为上部的正压保形区和下部的负压吸尘区；

一吸尘支气道联通所述集尘盒与所述气囊的负压吸尘区，所述气囊底部对应负压吸尘区的位置设置多个副吸尘口；

所述吸尘风机另一端联通一用于排出气体的出风主气道，所述出风主气道设置出风支气道，所述出风支气道联通所述气囊的正压保形区；

所述出风支气道设置一气阀，当所述气阀关闭时，所述正压保形区所产生的正压为零，在负压吸尘区的负压作用下，所述气囊收缩至所述尾仓内；当所述气阀打开时，所述正压保形区所产生的正压大于所述负压吸尘区所产生负压的绝对值，所述气囊膨胀保持一定外形且可在外力作用下变形。

可选地，所述气囊的负压吸尘区包含有并排设置的至少两个气囊内风道，所述至少两个气囊内风道汇聚至所述吸尘支气道。

可选地，所述气囊中用于接触地面的底部表面设置有多个滑动凸点。

可选地，所述气囊上还设置有泄压阀，当所述泄气阀被打开时所述气囊中的空气排出。

可选地，还包括：设置在上壳体的红外传感单元。

可选地，在所述集尘盒的腔室内设置有控制挡板，在尾仓门未打开且只有主吸尘口工作时，所述控制挡板关闭，用于阻挡尘埃进入所述吸尘支气道，在尾仓门打开且副吸尘口工作时，所述控制挡板打开。

可选地，所述气囊的材质为弹性可伸缩材料。

可选地，所述气囊的连接端设置有固体连接部；所述固体连接部通过螺纹固定在所述尾仓内。

一种可变形扫地机器人的控制方法，包括：

1）在检测到从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，控制电路控制自动行走单元使扫地机器人调转180度，使气囊朝向角落运行；

2）控制电路控制气阀打开，所述正压保形区所产生的正压大于所述负压吸尘区所产生负压的绝对值，弹出收缩在尾仓内的气囊，尾仓门被自然顶开；

3）在吸尘风机的作用下，气体由设置在出风主气道的出风支气道进入气囊的正压保形区，使得所述气囊充气膨胀；在所述气囊打开一定程度后，暴露出的副吸尘口吸附尘埃，并通过吸尘支气道送入集尘盒中。

可选地，还包括一自动模式，该自动模式下，红外传感单元探测该扫地机器人的移动方向上是否有障碍物，控制电路根据红外传感单元的信号判断该障碍物是否为角落，如果是，则从正常清扫模式切换至角落清扫模式。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过上述技术方案，能够利用可变形扫地机器人，在从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，弹出收缩在尾仓内的气囊，使得暴露出的副吸尘口吸附尘埃，并通过吸尘支气道送入集尘盒中，而且，该气囊可以根据角落的形变而发生形变，可以使用角落形状，从而，可以有效清扫角落的灰尘，提升清扫效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种可变形扫地机器人的结构示意图；

图2为从该扫地机器人底部看去的仰视图；

图3为沿AA线对气囊纵切的截面示意图；

图4为沿BB线对气囊横切的截面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种可变形扫地机器人的结构示意图，该可变形扫地机器人包括：上壳体101、下壳体102以及置于二者之间的集尘盒103、吸尘风机104、自动行走单元105、控制电路106；所述集尘盒103连接主吸尘口107及吸尘风机104，电源单元122；其中，上壳体101和下壳体102的材质相同，可以是金属或者塑料材质，且上壳体101可以根据内部结构的限制设计为呈一定弧状的结构。其中，自动行走单元105可以根据其设置的左轮和右轮，配置成通过左轮电机和右轮电机旋转，来实现其自动移动行走的功能。

区别于现有扫地机器人的结构的是，该可变形扫地机器人的上壳体101和下壳体102在尾部限定出可开放的尾仓108，一气囊109设于所述尾仓108中；该尾仓108的容积可以设计的并不特别大，完美保证扫地机器人的体型精巧的优势。在该尾仓108中设置有一个体积可以通过气压伸缩的气囊109。

在气囊109内，气囊内隔膜110将所述气囊109隔离为上部的正压保形区S1和下部的负压吸尘区S2；其中，气囊内隔膜110的材质与气囊109相同，一般而言，气囊内隔膜110与气囊109为一体结构。可选地，在本发明中，所述气囊109的材质为弹性可伸缩材料。气囊109可以采用橡胶、硅胶、编织材料、纺织材料等可变形材料制成。优选地，气囊109采用耐磨的材料，或者在外表面涂覆或贴合耐磨涂层或材料层，优选在气囊底部涂覆耐磨涂层。同时，所述气囊109的连接端设置有固体连接部；所述固体连接部通过螺纹固定在所述尾仓108内。其实，该连接端可以设置有柔性连接部，通过捆扎的方式可拆卸固定在所述尾仓108内，从而，在使用了一定时间内，可以对气囊109拆卸清洗。作为优选的方案，可更换的气囊109可以具有不同的设置，如侧重于对墙角清洁的气囊，正压保形区较大，且材质柔软，以容易变形并匹配角落的形状，气囊展开后，其长度范围为10-20cm（图1中向右方向定义为长），高度范围为8-14cm；而侧重于对床底、柜底清洁的专用气囊，正压保形区较为扁平，以控制气囊打开状态的整体厚度不会太大，便于探入至床底、柜底等角落，选材则可相对较硬，气囊展开后的长度范围为20-80cm，高度范围为5-10cm。优选地，气囊109被设置为，在不充气状态下，能够自然向下卷曲。这个卷曲力度很小，但在负压的帮助下，可以诱导气囊朝向一定方向卷曲并回缩，以自动收回到尾仓108中。

吸尘支气道111联通所述集尘盒103与所述气囊109的负压吸尘区S2，所述气囊109底部对应负压吸尘区S2的位置设置多个副吸尘口112。其中，所述多个副吸尘口112可以均匀排布在气囊109的最外层，以便于及时有效的接触到角落最里侧的尘埃，副吸尘口112的个数可以根据需求设置，也可以根据气囊的大小设置。参照图2所示，为从该扫地机器人底部看去的仰视图，该气囊109膨胀后呈圆弧状，副吸尘口112分别分布在气囊109的边缘。同时，所述气囊109中用于接触地面的底部表面设置有多个滑动凸点117。这些滑动凸点117可以为实心或空心，用于在气囊109膨胀后，且在角落中移动时，减小气囊109与地面的摩擦，方便移动，且减小对气囊109的磨损。而且，这些微小的滑动凸点117的存在，还可以将气囊109支撑起来，使得气囊109与地面保持一定的距离，便于副吸尘口112吸附尘埃。

由图1中所示，其实在集尘盒103与洗尘风机104之间，设置有过滤器，用于过滤吸附吸入的气体中携带的尘埃。而在所述吸尘风机104另一端联通一用于排出气体的出风主气道113，所述出风主气道113设置出风支气道114，所述出风支气道114联通所述气囊109的正压保形区S1。同时，所述出风支气道114设置一气阀115，当所述气阀115关闭时，所述正压保形区S1所产生的正压为零，在负压吸尘区S2的负压作用下，所述气囊109收缩至所述尾仓108内；当所述气阀115打开时，所述正压保形区S1所产生的正压大于所述负压吸尘区S2所产生负压的绝对值，所述气囊109膨胀保持一定外形且可在外力作用下变形。

可选地，在本发明中，所述扫地机器人中所述气囊109的负压吸尘区S2包含有并排设置的至少两个气囊内风道116，所述至少两个气囊内风道116汇聚至所述吸尘支气道111。参照图3的沿AA线对气囊109纵切的截面图，图4所示为沿BB线对气囊109横切的截面图，气囊内风道116通过底部的副吸尘口112吸附尘埃以及气体进入负压吸尘区S2，并通过两侧的气囊内风道116分别汇聚至吸尘支气道111，最终送入集尘盒103，以实现对尘埃的收集清扫处理。

其实，在本申请中，当扫地机器人处于正常使用模式下，控制电路106控制扫地机器人使用主吸尘口107对房屋地面等暴露的地方进行有效清扫。在选择进入角落清扫模式后，控制电路106会控制扫地机器人的自动行走单元105改变行走方向，即变为尾仓108部分朝前行进。同时，控制电路106控制气阀115打开，气囊109从而利用洗尘风机104带入正压保形区S1的充气从尾仓108里弹出，从而，便于气囊109底部的副吸尘口112能够将角落里的灰尘吸走。而且，由于气囊109可以变形，因此，扫地机器人会随着角落形状来改变自身的形变，从而保证不论角落形状如何复杂，都可将气囊109顶入角落，并将灰尘彻底吸走。从而，实现了对角落的有效清扫，提升了清扫效率。

参照图1所示，所述气囊109上还设置有泄压阀118，当所述泄气阀118被打开时所述气囊109中的气体排出。进而，可以便于气囊109收缩至尾仓108中，提升收集效率。其中，所述气囊109上的泄压阀118可以是气嘴盖或是其他结构，以便于方便打开放出气囊109中的气体。可选地，在本发明中，该扫地机器人还可以包括：设置在上壳体101的红外传感单元121。该红外传感单元121可用于探测该扫地机器人的移动方向以及前方是否有障碍物，以及前方是否为角落，以便于及时通知控制电路106控制自动行走单元105调整行走方向，避免撞击前方障碍物或是卡在角落里。需要说明的是，当切换至角落清扫模式时，可以允许扫地机器人在障碍物附近移动或是循环转动，以便于彻底清扫角落区域；或者当切换至角落清扫模式时，在红外传感单元121探测到前方为角落时，控制电路106控制自动行走单元105使扫地机器人调转一定角度，使气囊109朝向角落行进，并且启用气囊对角落进行清洁。这里的一定角度，可以是扫地机器人通过红外传感单元121探测到前方为角落时，根据测距以及角度测量得到的结果，借助控制电路106中内置的算法模块计算得到，例如，计算结果确定在扫地机器人的2点钟方向，那么，控制扫地机器人向与正前方呈60°角的方向行进。再如，计算结果确定角落处在扫地机器人当前行走方向的正前方，则可以旋转180度后，再向角落处行走。

优选地，红外传感单元121为红外摄像机，所述控制电路106内预设视觉识别算法，用于识别前方障碍为直线型（边障碍），还是直线交汇型（角落障碍）。所述视觉识别算法至少包括视觉分析算法、模式识别算法、特征提取算法中的一种或多种，但不限于这些算法。

优选地，所述控制电路106内预设的算法能够根据红外传感单元121获得的信号判断前方是否有台阶或边缘，并且控制自动行走单元105爬上较低的台阶，或者倒退以防止坠落。

优选地，还包括一充电站（图中未示出），扫地机器人能够自动寻找该充电站位置，并在电量低于预设值时返回充电站，与充电站的端口对接充电；或者，扫地机器人在电量低于预设值时返回充电站，开启无线充电模式，利用自身携带的接收线圈进行无线充电（相应地，此时的充电站为与扫地机器人中的充电线圈相对应的发射线圈）。

优选地，在所述集尘盒103的腔室内设置有控制挡板119，在尾仓门120未打开且只有主吸尘口107工作时，即当扫地机器人处于正常工作模式时，所述控制挡板119关闭，用于阻挡尘埃进入所述吸尘支气道111，在尾仓门120打开且副吸尘口112工作时，即当扫地机器人处于角落清扫工作模式时，所述控制挡板119打开，以便于副吸尘口112吸附的尘埃可以通过吸尘支气道111进入集尘盒103内。同时，本发明还提供了一种可变形扫地机器人的控制方法，主要包括：

1）在检测到从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，首先，控制电路106控制自动行走单元105使扫地机器人调转一定角度，使气囊109朝向角落运行；

2）控制电路106控制气阀115打开，所述正压保形区S1所产生的正压大于所述负压吸尘区S2所产生负压的绝对值，弹出收缩在尾仓内的气囊，尾仓门被自然顶开；

3）在吸尘风机的作用下，气体由设置在出风主气道113的出风支气道114进入气囊109的正压保形区，使得所述气囊109充气膨胀；在所述气囊109打开一定程度后，暴露出的副吸尘口112吸附尘埃，并通过吸尘支气道111送入集尘盒103中。

作为优选的方案，步骤2）中还包括打开控制挡板119的步骤。

作为优选的方案，所述控制方法还包括：扫地机器人可以切换至一自动模式，在该模式下，红外传感单元121探测该扫地机器人的移动方向上是否有障碍物，控制电路106根据红外传感单元121的信号判断该障碍物是否为角落，如果是，则从正常清扫模式切换至角落清扫模式。

通过上述技术方案，能够利用可变形扫地机器人，在从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，利用弹出收缩在尾仓内的气囊，使得暴露出的副吸尘口吸附尘埃，并通过吸尘支气道送入集尘盒中，而且，该气囊可以根据角落的形变而发生形变，可以使用角落形状，从而，可以有效清扫角落的灰尘，提升清扫效率。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种可变形扫地机器人，包括上壳体、下壳体以及置于二者之间的集尘盒、吸尘风机、自动行走单元、控制电路；所述集尘盒连接主吸尘口及吸尘风机；其特征在于，

上壳体和下壳体在尾部限定出可开放的尾仓，

一气囊设于所述尾仓中；

一气囊内隔膜将所述气囊隔离为上部的正压保形区和下部的负压吸尘区；

一吸尘支气道联通所述集尘盒与所述气囊的负压吸尘区，所述气囊底部对应负压吸尘区的位置设置多个副吸尘口；

所述吸尘风机另一端联通一用于排出气体的出风主气道，所述出风主气道设置出风支气道，所述出风支气道联通所述气囊的正压保形区；

所述出风支气道设置一气阀，当所述气阀关闭时，所述正压保形区所产生的正压为零，在负压吸尘区的负压作用下，所述气囊收缩至所述尾仓内；当所述气阀打开时，所述正压保形区所产生的正压大于所述负压吸尘区所产生负压的绝对值，所述气囊膨胀保持一定外形且可在外力作用下变形。

2.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，所述气囊的负压吸尘区包含有并排设置的至少两个气囊内风道，所述至少两个气囊内风道汇聚至所述吸尘支气道。

3.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，所述气囊中用于接触地面的底部表面设置有多个滑动凸点。

4.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，所述气囊上还设置有泄压阀，当所述泄气阀被打开时所述气囊中的空气排出。

5.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，还包括：设置在上壳体的红外传感单元。

6.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，在所述集尘盒的腔室内设置有控制挡板，在尾仓门未打开且只有主吸尘口工作时，所述控制挡板关闭，用于阻挡尘埃进入所述吸尘支气道，在尾仓门打开且副吸尘口工作时，所述控制挡板打开。

7.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，所述气囊的材质为弹性可伸缩材料。

8.如权利要求1所述的可变形扫地机器人，其特征在于，所述气囊的连接端设置有固体连接部；所述固体连接部通过螺纹固定在所述尾仓内。

9.一种可变形扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括：

1）在检测到从正常清扫模式切换至角落清扫模式时，控制电路控制自动行走单元使扫地机器人调转180度，使气囊朝向角落运行；

2）控制电路控制气阀打开，所述正压保形区所产生的正压大于所述负压吸尘区所产生负压的绝对值，弹出收缩在尾仓内的气囊，尾仓门被自然顶开；

3）在吸尘风机的作用下，气体由设置在出风主气道的出风支气道进入气囊的正压保形区，使得所述气囊充气膨胀；在所述气囊打开一定程度后，暴露出的副吸尘口吸附尘埃，并通过吸尘支气道送入集尘盒中。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括一自动模式，该自动模式下，红外传感单元探测该扫地机器人的移动方向上是否有障碍物，控制电路根据红外传感单元的信号判断该障碍物是否为角落，如果是，则从正常清扫模式切换至角落清扫模式。