CN109077673A - 可控供水装置、供水方法及扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控供水装置、供水方法及扫地机器人，属于地面清扫技术领域，解决现有技术中供水系统在工作时间内出水量难控制、地毯积水的问题。上述可控供水系统包括水箱、套接的两层导流套、流道、渗水条、步进电机、供电组件、信息采集单元和控制器；导流套贯穿水箱，其中一层导流套沿竖直方向设有导流缝，另一层导流套上设有导流孔，步进电机驱动两层导流套相对转动；信息采集单元用于采集扫地机器人前方的地面类型信号、扫地机器人颠簸信号和速度信号；控制器判断扫地机器人行驶在地毯或地板上，输出控制信号控制供电组件的关闭或打开。上述可控供水装置可用于为扫地机器人的抹布供水。

Description

可控供水装置、供水方法及扫地机器人

技术领域

本发明涉及一种地面清扫装置，尤其涉及一种可控供水装置、供水方法及扫地机器人。

背景技术

随着自动化发展，日常生活中对自动化的要求也越来越高。

扫地机器人是一种用于地面清洁的装置，随着扫地机器人附带水箱抹布的问世，拖地变得越来越简便。

现有的扫地机器人多为自动出水水箱，在工作时间中，出水速度都是随机的，难以控制，无法满足在不同环境和介质下不同出水量的要求，从而影响清洁效果。

此外，目前，带有水箱的扫地机器人在工作过程中对地面可以进行吸尘与擦拭操作。当扫地机器人在对地毯上进行清洁时，由于地毯的粗糙性很大，导致扫地机器人在地毯上的行进速度很慢，尤其是那种长毛地毯，扫地机器人的行进速度就很更慢。在此种情况下，水箱中的水通过抹布容易积存在地毯上，从而对地毯造成影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种可控供水装置、供水方法及扫地机器人，解决现有技术中供水系统在工作时间内出水量难控制、地毯积水的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种可控供水装置，包括水箱、套接的两层导流套、流道、渗水条、步进电机、用于为步进电机供电的供电组件、信息采集单元和控制器；导流套贯穿水箱，其中一层导流套沿竖直方向设有导流缝，另一层导流套上设有导流孔，步进电机驱动两层导流套相对转动；信息采集单元用于采集扫地机器人前方的地面类型信号、扫地机器人颠簸信号和速度信号；控制器用于根据信息采集单元采集的信号，判断扫地机器人行驶在地毯或地板上，输出控制信号控制供电组件的关闭或打开。

在一种可能的设计中，导流孔的数量为多个，多个导流孔分为多列设置，每列导流孔的数量不同。

在一种可能的设计中，沿水箱底部至顶部的方向，导流孔的直径逐渐增大。

在一种可能的设计中，可控供水装置还包括吸水泵；吸水泵的入水口与流道连接，出水口与水箱连接；吸水泵还与控制器信号连接，控制器能够控制吸水泵将流道中留存的水吸回水箱中。

在一种可能的设计中，信息采集单元包括地面类型预判传感器、振动传感器和轮速传感器；地面类型预判传感器安装在扫地机器人本体的底盘上，且位于水箱的前方，用于预判扫地机器人的行进前方地面是否包括地毯；振动传感器安装于扫地机器人的底盘上，用于采集扫地机器人本体的颠簸信号；轮速传感器安装于扫地机器人的轮子上，用于采集扫地机器人的轮速变化信号。

在一种可能的设计中，地面类型预判传感器为具有类型检测功能的传感器或TOF摄像设备。

本发明还提供了一种扫地机器人的供水方法，采用上述可控供水装置，供水方法包括如下步骤：

检测扫地机器人行驶的地面类型；

如果为地板，则控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱与抹布之间的供水管路连通，水箱为抹布供水；

如果为地毯，则控制供电组件再次开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱无需为抹布供水中。

在一种可能的设计中，包括以下步骤：

步骤S11、依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方包括地毯、由当前地板越障到地毯和在地毯上行进，确认扫地机器人行进在地毯上；

步骤S12、控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S13、扫地机器人在地毯行进过程中，依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方不包括地毯、由当前地毯下落到地板和在地板上行进，确认扫地机器人行进在地板上；

步骤S14、控制供电组件通电，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭。

在一种可能的设计中，包括以下步骤：

步骤S21、采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方包含有地毯时，产生并存储第一预警信号；

步骤S22、当扫地机器人的轮子由当前地板越障到地毯上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二预警信号；

步骤S23、检测到扫地机器人行进速度下降信号，产生并存储第三预警信号；

步骤S24、顺序收到第一、第二和第三预警信号后，控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S25、清除第一、第二和第三预警信号；继续采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方不包含地毯时，产生并存储第一解除预警信号；

步骤S26、当扫地机器人的轮子由当前地毯下落到地板上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二解除预警信号；

步骤S27、检测到扫地机器人行进速度上升信号，且行进速度恢复到其在地板上行进速度，产生并存储第三解除预警信号；

步骤S28、顺序收到第一、第二和第三解除预警信号后，控制供电组件通电，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭，清除第一、第二和第三解除预警信号。

本发明还提供了一种扫地机器人，包括本体以及上述可控供水装置，本体内设有用于容纳可控供水装置的收纳区，可控供水装置位于收纳区内。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

a)本发明提供的可控供水装置，在两层导流套上分别设置导流缝和导流孔，通过通过导流缝和导流孔的对应或错开，控制水箱与抹布之间供水管路的通断，结构简单，控制准确，且能够根据实际情况有效控制水箱的出水量，提高扫地机器人的清洁效果。

b)本发明提供的可控供水装置，自动识别扫地机器人行进的地面是地毯或地板，以控制水箱是否出水；在地板上行进时，控制水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭；在地毯上行进时，控制器控制供电组件通电，供电组件驱动步进电机转动，使得导流缝与导流孔错开，水箱中的水不会流入抹布中，减少在地毯上出现积水的现象。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提供的可控供水装置的结构示意图；

图2为图1的局部示意图；

图3为本发明提供的扫地机器人的供水装置中设有导流缝的导流套的结构示意图；

图4为本发明提供的扫地机器人的供水装置中设有导流孔的导流套的结构示意图；

图5为本发明实施例二中供水方法的流程图；

图6为本发明实施例二中另一种供水方法的流程图。

附图标记：

1-水箱；2-导流套；3-导流缝；4-流道；5-渗水条；6-步进电机；7-供电组件；8-抹布；9-控制器；10-导流孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种可控供水装置，参见图1至图4，包括水箱1、套接的两层导流套2、流道4、渗水条5、步进电机6、用于为步进电机6供电的供电组件7、信息采集单元和控制器9，其中，导流套2贯穿水箱1，其中一层导流套2沿竖直方向设有导流缝3，另一层导流套2上设有导流孔10，步进电机6驱动两层导流套2相对转动；流道4位于水箱1底部，流道4底部设有渗水孔，渗水条5位于流道4底部表面；信息采集单元用于采集扫地机器人前方的地面类型信号、扫地机器人颠簸信号和速度信号；控制器9用于根据信息采集单元采集的信号，判断扫地机器人行驶在地毯或地板上，输出控制信号控制供电组件7的关闭或打开；导流缝3与导流孔10相对应时，水箱1通过导流缝3、导流孔10、流道4和渗水条5与抹布8连通，为抹布8供水。

需要说明的是，导流套2可以沿竖直方向贯穿水箱1，也可以倾斜地贯穿水箱1。

实施时，控制器9依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方包括地毯、由当前地板越障到地毯和在地毯上行进，确认扫地机器人行进在地毯上；控制器9控制供电组件7通电，供电组件7驱动步进电机6转动，使得导流缝3与导流孔10错开，水箱1中的水不会流入抹布8中；扫地机器人在地毯行进过程中，控制器9依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方不包括地毯、由当前地毯下落到地板和在地板上行进，确认扫地机器人行进在地板上；供电组件7驱动步进电机6的输出轴进一步转动，进而驱动两层导流套2相对转动，使得导流缝3与导流孔10相对应，水箱1中的水通过流缝、导流孔10、流道4和渗水条5流入抹布8，水箱1向流道4供水，通过渗水条5向抹布8供水，对地板进行擦拭。

与现有技术相比，本实施例提供的可控供水装置，在两层导流套2上分别设置导流缝3和导流孔10，通过通过导流缝3和导流孔10的对应或错开，控制水箱1与抹布8之间供水管路的通断，结构简单，控制准确，且能够根据实际情况有效控制水箱1的出水量，提高扫地机器人的清洁效果。

此外，上述可控供水装置，自动识别扫地机器人行进的地面是地毯或地板，以控制水箱1是否出水；在地板上行进时，控制水箱1向流道4供水，通过渗水条5向抹布8供水，对地板进行擦拭；在地毯上行进时，控制器9控制供电组件7通电，供电组件7驱动步进电机6转动，使得导流缝3与导流孔10错开，水箱1中的水不会流入抹布8中，减少在地毯上出现积水的现象。

为了使上述可控供水装置的出水量可调，导流孔10的数量可以为多个，多个导流孔10分为多列设置，且每列导流孔10的数量不同，示例性地，导流孔10的数量可以为10个，分为4列设置，其中，第一列导流孔10的数量为1个，第二列导流孔10的数量为2个，第三列导流孔10的数量为3个，第四列导流孔10的数量为4个。这样，通过步进电机6的转动角度，可以控制导流缝3与不同数量的导流孔10相对应，当导流缝3与第一列导流孔10对应时，出水量较小，当导流缝3与第四列导流孔10对应时，出水量较大，进而使得上述可控供水装置的出水量可调。

考虑到水箱1内随着水深度的增加，水压越大，相同直径下，位于水箱1下部的导流孔10的出水量会大于位于水箱1上部的导流孔10的出水量，为了保证多个疏水孔的水流量基本一致，沿水箱1底部至顶部的方向，导流孔10的直径逐渐增大。

值得注意的是，当水箱1停止为抹布8供水后，流道4中还会存留一些水，因此，上述可控供水装置还可以包括吸水泵；吸水泵的入水口与流道4连接，出水口与水箱1连接；吸水泵还与控制器9信号连接，控制器9控制吸水泵将流道4中留存的水吸回水箱1中。当控制器9依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方包括地毯、由当前地板越障到地毯和在地毯上行进，确认扫地机器人行进在地毯上；控制器9控制供电组件7通电，驱动步进电机6转动，使得导流缝3与导流孔10错开，水箱1中的水不会流入抹布8中；然后，控制器9控制吸水泵开启，将将流道4中留存的水吸回水箱1中，从而进一步减少了在地毯上出现积水的现象。

对于信息采集单元的结构，具体来说，其可以包括地面类型预判传感器、振动传感器和轮速传感器；其中，地面类型预判传感器安装在扫地机器人本体的底盘上，且位于水箱的前方，用于预判扫地机器人的行进前方地面是否包括地毯；振动传感器安装于扫地机器人的底盘上，用于采集扫地机器人本体的颠簸信号；轮速传感器安装于扫地机器人的轮子上，用于采集扫地机器人的轮速变化信号。示例性地，地面类型预判传感器可以为具有类型检测功能的传感器或TOF摄像设备。

当信息采集单元为TOF摄像设备时，控制器9根据TOF摄像设备检测并输出前方包括地毯判定信号，产生第一预警信号，在控制器9中缓存；根据当扫地机器人的轮子由当前地板越障到地毯上时，振动传感器检测并输出的颠簸信号，产生第二预警信号，在控制器9中缓存；根据轮速传感器检测并输出的行进速度下降信号，产生第三预警信号，在控制器9中缓存；根据顺序产生的第一、第二和第三预警信号，控制器9产生水箱1停止供水控制信号，输出到供电组件7，供电组件7通电，驱动步进电机6转动，使得导流缝3与导流孔10错开，并且输出控制信号到控制器9，控制吸水泵将流道4中留存的水吸回水箱1中；并且清除缓存中的第一、第二和第三预警信号；扫地机器人继续在地毯上行进，控制器9根据TOF摄像设备检测并输出前方不包括地毯判定信号，产生第一解除预警信号，在控制器9中缓存；根据当扫地机器人的轮子由当前地毯下落到地板时，振动传感器检测并输出的颠簸信号，产生第二解除预警信号，在控制器9中缓存；根据轮速传感器检测并输出扫地机器人行进速度上升信号，且行进速度恢复到其在地板上行进速度，产生第三解除预警信号，在控制器9中缓存；根据顺序产生的第一、第二和第三解除预警信号，控制器9产生水箱1供水控制信号，输出到供电组件7，供电组件7通电，驱动步进电机6转动，使得导流缝3与导流孔10对应；水箱1向流道4供水，通过渗水条5向抹布8供水，对地板进行擦拭；并且清除缓存中的第一、第二和第三解除预警信号。

实施例二

本实施例提供了一种扫地机器人的供水方法，采用实施例一提供的可控供水装置，上述供水方法包括如下步骤：

检测扫地机器人行驶的地面类型；

如果为地板，则控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱与抹布之间的供水管路连通，水箱为抹布供水；

如果为地毯，则控制供电组件再次开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱无需为抹布供水中。

与现有技术相比，本实施例提供的扫地机器人的供水方法的有益效果与实施例一提供的可控供水装置的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

具体的，本实施例通过对前方地面类型预判、扫地机器人颠簸信号检测和速度信号检测，得到扫地机器人行驶的地面类型；

对前方地面类型预判，其目的是为了预判扫地机器人行进前方地面是否包括地毯；

对扫地机器人颠簸信号检测，其目的是为了检测扫地机器人行进过程中的颠簸信号；判断扫地机器人从地板越障到地毯，或者从地毯下落到地板。

对速度信号检测，其目的是为了检测扫地机器人行进中的速度；由于地毯的粗糙性相比地板的粗糙性大很多，导致扫地机器人在地毯上的行进速度很慢，尤其是那种长毛地毯，扫地机器人的行进速度就很更慢；通过检测地机器人行进中的速度变化，可判断扫地机器人是在地毯或地板上行进。

特殊的，可采用具有类型检测功能的传感器或图像采集分析器来预测扫地机器人前方地面是否包含有地毯。

具体一种方式采用图像采集分析器，例如TOF摄像设备，拍摄扫地机器人前方地面的图像，通过已知图像识别方法，预判前方是否包含地毯。

本实施例中一个具体的供水方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S11、依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方包括地毯、由当前地板越障到地毯和在地毯上行进，确认扫地机器人行进在地毯上；

步骤S12、控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S13、扫地机器人在地毯行进过程中，依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方不包括地毯、由当前地毯下落到地板和在地板上行进，确认扫地机器人行进在地板上；

步骤S14、控制供电组件通电，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭。

本实施例中另一个具体的水箱控制方法，如图6所示，包括以下步骤：

步骤S21、采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方包含有地毯时，产生并存储第一预警信号；

步骤S22、当扫地机器人的轮子由当前地板越障到地毯上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二预警信号；

步骤S23、检测到扫地机器人行进速度下降信号，产生并存储第三预警信号；

步骤S24、顺序收到第一、第二和第三预警信号后，控制供电组件开启，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，供电组件关闭，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S25、清除第一、第二和第三预警信号；继续采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方不包含地毯时，产生并存储第一解除预警信号；

步骤S26、当扫地机器人的轮子由当前地毯下落到地板上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二解除预警信号；

步骤S27、检测到扫地机器人行进速度上升信号，且行进速度恢复到其在地板上行进速度，产生并存储第三解除预警信号；

步骤S28、顺序收到第一、第二和第三解除预警信号后，控制供电组件通电，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，供电组件关闭，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭，清除第一、第二和第三解除预警信号。

可选的，步骤S21、S25中可采用具有类型检测功能的传感器来判定扫地机器人前方是否包含有地毯。

本实施例通过三个预警信号和三个解除预警信号的连续确认，使对地面类型的判断更加准确，防止在地毯上行进时错误供水，在地板上行进时错误停止供水；

本实施例中公开的停止供水的地面类型，不止包括地毯，还包括与地毯性质相似对积水敏感的大面积的编织物。

实施例三

本实施例提供了一种扫地机器人，包括本体以及实施例一提供的可控供水装置，本体内设有用于容纳可控供水装置的收纳区，可控供水装置位于收纳区内。

与现有技术相比，本实施例提供的扫地机器人的有益效果与实施例一提供的可控供水装置的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可控供水装置，其特征在于，包括水箱、套接的两层导流套、流道、渗水条、步进电机、用于为步进电机供电的供电组件、信息采集单元和控制器；所述导流套贯穿水箱，其中一层导流套沿竖直方向设有导流缝，另一层导流套上设有导流孔，所述步进电机驱动两层导流套相对转动；

所述信息采集单元用于采集扫地机器人前方的地面类型信号、扫地机器人颠簸信号和速度信号；所述控制器用于根据信息采集单元采集的信号，判断扫地机器人行驶在地毯或地板上，输出控制信号控制供电组件的关闭或打开。

2.根据权利要求1所述的可控供水装置，其特征在于，所述导流孔的数量为多个，多个导流孔分为多列设置，每列导流孔的数量不同。

3.根据权利要求2所述的可控供水装置，其特征在于，沿水箱底部至顶部的方向，所述导流孔的直径逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的可控供水装置，其特征在于，所述可控供水装置还包括吸水泵；所述吸水泵的入水口与流道连接，出水口与水箱连接；所述吸水泵还与控制器信号连接，所述控制器能够控制吸水泵将流道中留存的水吸回水箱中。

5.根据权利要求1至4所述的可控供水装置，其特征在于，所述信息采集单元包括地面类型预判传感器、振动传感器和轮速传感器；

所述地面类型预判传感器安装在扫地机器人本体的底盘上，且位于水箱的前方，用于预判扫地机器人的行进前方地面是否包括地毯；所述振动传感器安装于扫地机器人的底盘上，用于采集扫地机器人本体的颠簸信号；所述轮速传感器安装于扫地机器人的轮子上，用于采集扫地机器人的轮速变化信号。

6.根据权利要求5所述的可控供水装置，其特征在于，所述地面类型预判传感器为具有类型检测功能的传感器或TOF摄像设备。

7.一种扫地机器人的供水方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的可控供水装置，所述供水方法包括如下步骤：

检测扫地机器人行驶的地面类型；

如果为地板，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，水箱与抹布之间的供水管路连通，水箱为抹布供水；

如果为地毯，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，水箱无需为抹布供水中。

8.根据权利要求7所述的扫地机器人的供水方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S11、依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方包括地毯、由当前地板越障到地毯和在地毯上行进，确认扫地机器人行进在地毯上；

步骤S12、步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S13、扫地机器人在地毯行进过程中，依次根据前方地面类型预判结果、颠簸信号检测结果和速度信号检测结果，按顺序依次判断出行进前方不包括地毯、由当前地毯下落到地板和在地板上行进，确认扫地机器人行进在地板上；

步骤S14、步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭。

9.根据权利要求7所述的扫地机器人的供水方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S21、采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方包含有地毯时，产生并存储第一预警信号；

步骤S22、当扫地机器人的轮子由当前地板越障到地毯上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二预警信号；

步骤S23、检测到扫地机器人行进速度下降信号，产生并存储第三预警信号；

步骤S24、顺序收到第一、第二和第三预警信号后，步进电机转动使得导流缝与导流孔错开，水箱停止供水，并且将流道中留存的水吸回水箱中；

步骤S25、清除第一、第二和第三预警信号；继续采集扫地机器人前方行进方向的图像，进行图像分析，当判定扫地机器人前方不包含地毯时，产生并存储第一解除预警信号；

步骤S26、当扫地机器人的轮子由当前地毯下落到地板上时，检测到颠簸信号，产生并存储第二解除预警信号；

步骤S27、检测到扫地机器人行进速度上升信号，且行进速度恢复到其在地板上行进速度，产生并存储第三解除预警信号；

步骤S28、顺序收到第一、第二和第三解除预警信号后，步进电机转动使得导流缝与导流孔对应，水箱向流道供水，通过渗水条向抹布供水，对地板进行擦拭，清除第一、第二和第三解除预警信号。

10.一种扫地机器人，其特征在于，包括本体以及如权利要求1至6任一项所述可控供水装置，所述本体内设有用于容纳可控供水装置的收纳区，所述可控供水装置位于收纳区内。