CN109956598A - 一种游泳池水的清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁机器人，特别是一种游泳池水的清洁机器人，包括一个基座，一对文丘里管，一对通过叶轮旋转促使水流流经对应的文丘里管的轴流泵，一个臭氧发生器，一个负离子发生器，一个用于驱动基座运行的电机，一对能够改变自身浮力的浮体，一对监测清洁机器人在工作过程中，其前进方向上的离岸距离的第一测距传感器，一对监测清洁机器人在工作过程中，其左右方向上的离岸距离的第二测距传感器，以及一个能够根据第一测距传感器以及第二测距传感器的电信号，切换轴流泵以及电机的工作状态的控制器。本发明解决了“提供一种采用纯粹的物理手段对游泳池水杀菌消毒的设备”的技术问题，具备智能化、结构简单等优点。

Description

一种游泳池水的清洁机器人

技术领域

本发明涉及一种清洁机器人，特别是一种游泳池水的清洁机器人。

背景技术

游泳场馆的经营者不仅要提供一个清澈透明的水体，更应提供一个具有消毒杀菌免受病菌感染功能的水质环境。在游泳过程中游泳者除了不可避免的从毛孔、皮肤等处分泌出各种排泄物，公共道德素质不高的少数游泳者甚至将各种细菌与病毒带入池内。另一方面，由于人体体表在空气中暴露面积的增加，使得体表污染物亦相应增加，加之气温高，易出汗，进入池水中极易脱落溶解，使得池水的污染变得非常严重，而且这些污染物中包含有大量的细菌和各种致病菌，为一些传染性疾病的传播埋下了隐患。对此，游泳池杀菌消毒药品可谓是现在游泳池必备的防护措施。目前，国内使用的杀菌消毒药品主要有：液氯、漂白粉、次氯酸钠、三氯异氰尿酸等几种。

但是，为了达到行业或监管部门的标准，大量的使用杀菌消毒药品，很容易导致游泳池水出现氯超标的问题，潜在的危害到游泳者的健康，比如，皮肤瘙痒、头发发涩、眼睛发红等。随着人们健康意识的增强，游泳者们现在越来越感觉到这种伤害的严重性，他们更乐于追求清新的环境和安全高标准的水质。因此，必须加强游泳池水的卫生管理与消毒杀菌等处理措施，既可以对游泳池水杀菌消毒、又不至于引发化学污染的游泳池水物理清洁方法与设备，是一种具有社会效益和经济效益的技术手段。

臭氧进行水处理具备如下的优点：1、臭氧是优良的氧化剂，可以杀灭抗氯性强的病毒和芽孢；2、臭氧消毒受污水PH值及温度影响较小；3、臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，增加水中的溶解氧，改善水质；4、臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性；5、臭氧在水中易分解，不会因残留造成二次污染。

负氧离子是一种很活泼的离子，易于同其他物质发生电荷转移和氧化反应。水在接触到负氧离子后，很快就会形成过氧化氢和氧气。众所周知，过氧化氢是一种常用的消毒剂，这是由于其强大的氧化能力，能够破坏细胞膜以及细胞内正常的代谢过程，从而造成细胞的死亡。“负离子消毒”正是依靠这一原理来达到杀菌消毒的目的。此外，负氧离子产生同时形成的臭氧也同时能起到杀菌消毒的作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种既可以对游泳池水杀菌消毒、又不至于引发化学污染的游泳池水的清洁机器人。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种游泳池水的清洁机器人，其包括：

一个基座；

所述基座包括一个平行于水面的第一长方体部分以及一对均垂直于水面的第二长方体部分，一对第二长方体部分分别位于第一长方体部分两侧宽面的外侧；一对第二长方体部分的同侧窄面均设有向外延伸的安装臂，在一对安装臂之间形成气液混合区域；

一对文丘里管，其分别对应一个安装臂，且均安装至对应的安装臂上，一对文丘里管的中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分的窄面；每个文丘里管上均设有贯通管内外区域的气孔，所述气孔环布在气液混合区域一侧的收缩管部分，且每个气孔在管内壁上的孔口均紧邻喉管部分；

一对通过叶轮旋转促使水流经对应的文丘里管流向一对安装臂之间的气液混合区域的轴流泵，其分别位于一个文丘里管上背离气液混合区域一侧的收缩管部分内，且每个轴流泵均通过安装支架固定至对应文丘里管的喉管部分上；一对轴流泵的叶轮中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分的窄面；

一个臭氧发生器，其位于基座的上方，并固定至第一长方体部分上；所述臭氧发生器的臭氧发生端子通过气管接入至一侧文丘里管的气孔上；

一个负离子发生器，其位于基座的上方，并固定至第一长方体部分上；所述负离子发生器的负离子发生端子通过气管接入至另一侧文丘里管的气孔上；

一个过滤网，其位于基座的下方，且可拆卸式固定至基座上，所述过滤网的开口正对着气液混合区域；

一个用于驱动基座运行的电机，其位于基座上第一长方体部分的背离气液混合区域一侧，并通过电机安装座居中固定至第一长方体部分上；在电机轴上设有与之相联动的螺旋桨；

一对能够通过改变自身的浮力，以确保清洁机器人在工作过程中过滤网的开口以及一对文丘里管均浸入水中的浮体，其分别位于基座上一对第二长方体部分两侧宽边的外侧，且分别固定至对应的第二长方体部分上；

一对监测清洁机器人在工作过程中，其前进方向上的离岸距离的第一测距传感器，其分别安装至一对安装臂的外侧端部；一对监测清洁机器人在工作过程中，其左右方向上的离岸距离的第二测距传感器，其分别安装至一对浮体上背离气液混合区域的端部；常见的测距传感器有激光测距传感器以及超声波测距传感器等；

以及，一个能够根据第一测距传感器以及第二测距传感器的电信号，切换轴流泵以及电机的工作状态的控制器。

优选的，上述一对能够改变自身浮力的浮体，其结构包括高强度塑料材质（例如增韧PA66）的壳体以及位于壳体内的泡沫填充物，且壳体以及泡沫填充物的大小根据清洁机器人整体重量进行计算设计；为了保证清洁机器人的水质杀菌消毒性能以及水面漂浮物清理及收集性能，根据上述方式计算设计的浮体需保证清洁机器人在工作过程中，其结构中所述过滤网的开口以及一对文丘里管均浸入水中。

上述一种游泳池水的清洁机器人在工作过程中，每个轴流泵的旋转均会使得水流经对应的文丘里管流向一对安装臂之间的气液混合区域，游泳池水进入背离气液混合区域一侧的收缩管部分，水流的速度会逐渐增加，在喉管部分水流的速度达到最高，且在喉管部分内会形成低于大气压的压强，从而形成真空环境，真空吸力会将臭氧发生器产生的臭氧/负离子发生器产生的负离子均匀的引流至气液混合区域一侧的收缩管部分内，随后受到高速水流的冲击作用，气液得到充分混合，从而对游泳池水进行充分有效的杀菌消毒。因此，上述一种游泳池水的清洁机器人可以对游泳池水进行有效的杀菌消毒。另外，无论是臭氧杀菌消毒，亦或者是负离子杀菌消毒，其均为纯粹的物理清洁手段，与传统化学杀菌消毒手段相比，其又不至于引发二次的化学污染。

同时，上述一种游泳池水的清洁机器人在工作过程中，当清洁机器人行进时，游泳池水的水面固体漂浮物就会进入过滤网内，完成水面固体漂浮物的清洁作业。

还有，上述一种游泳池水的清洁机器人，其结构中所述第一测距传感器监测清洁机器人在工作过程中，其前进方向上的离岸距离，而所述第二测距传感器则监测清洁机器人在工作过程中，其左右方向上的离岸距离；每个轴流泵的旋转均会使得水流经对应的文丘里管流向一对安装臂之间的气液混合区域，控制一侧的轴流泵停转或反转，可使得清洁机器人前端向另外一侧转向；所述电机驱动清洁机器人在工作过程中前后运行。因此，所述控制器根据第一测距传感器以及第二测距传感器的电信号，判断及确定清洁机器人的前进方向上以及左右方向上的各自离岸距离，切换一对轴流泵以及电机的工作状态，能够自动调整清洁机器人的运行状态及路径，以避免清洁机器人碰撞到岸边。最终，上述清洁机器人能够实现自行控制运行方向，顺利完成对游泳池水的杀菌消毒处理。

进一步的，在一对安装臂之间设有一个因自重始终垂直于水面从而阻挡过滤网的开口，而当清洁机器人向前运行时因水流冲击又自行打开的挡板，所述挡板的两侧端部分别铰接至对应的安装臂上。

上述进一步的技术方案中所提供的一种游泳池水的清洁机器人在工作过程中，当清洁机器人停留在原处不再前行时，所述挡板能够阻挡位于过滤网内的水面漂浮物，避免其二次污染水面。

与现有技术相比较，本发明得到的一种游泳池水的清洁机器人，其具备以下的优点：

1、上述清洁机器人采用臭氧杀菌消毒、负离子杀菌消毒等纯粹的物理清洁手段，不仅能够对游泳池水进行有效的杀菌消毒，而且又不至于引发二次的化学污染；从而极大的改善游泳池水环境情况；

2、上述清洁机器人具备多功能的特点，其不但能够净化游泳池水，对游泳池水进行杀菌消毒处理，同时还能够清扫及收集游泳池水面的漂浮物；

3、上述清洁机器人的结构简单，生产成本相对较低，适合于大批量工业生产。

附图说明

图1是一种游泳池水的清洁机器人的前视图；

图2是图1中A-A处的断面结构示意图；

图3是一种游泳池水的清洁机器人的局部结构示意图；

图4是一种游泳池水的清洁机器人的轴向断面结构示意图；

图5是一种游泳池水的清洁机器人的后视图；

图6是另一种游泳池水的清洁机器人的轴向断面结构示意图。

图中：基座1、第一长方体部分2、第二长方体部分3、安装臂4、气液混合区域5、文丘里管6、气孔7、收缩管部分8、孔口9、喉管部分10、叶轮11、轴流泵12、安装支架13、臭氧发生器14、负离子发生器15、过滤网16、开口17、电机18、电机安装座19、螺旋桨20、浮体21、第一测距传感器22、第二测距传感器23、控制器24、挡板25。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-5所示，本实施例提供的一种游泳池水的清洁机器人，其包括：

一个基座1；

所述基座1包括一个平行于水面的第一长方体部分2以及一对均垂直于水面的第二长方体部分3，一对第二长方体部分3分别位于第一长方体部分2两侧宽面的外侧；一对第二长方体部分3的同侧窄面均设有向外延伸的安装臂4，在一对安装臂4之间形成气液混合区域5；

一对文丘里管6，其分别对应一个安装臂4，且均安装至对应的安装臂4上，一对文丘里管6的中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分2的窄面；每个文丘里管6上均设有贯通管内外区域的气孔7，所述气孔7环布在气液混合区域5一侧的收缩管部分8，且每个气孔7在管内壁上的孔口9均紧邻喉管部分10；

一对通过叶轮11旋转促使水流经对应的文丘里管6流向一对安装臂4之间的气液混合区域5的轴流泵12，其分别位于一个文丘里管6上背离气液混合区域5一侧的收缩管部分8内，且每个轴流泵12均通过安装支架13固定至对应文丘里管6的喉管部分10上；一对轴流泵12的叶轮11中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分2的窄面；

一个臭氧发生器14，其位于基座1的上方，并固定至第一长方体部分2上；所述臭氧发生器14的臭氧发生端子通过气管接入至一侧文丘里管6的气孔7上；

一个负离子发生器15，其位于基座1的上方，并固定至第一长方体部分2上；所述负离子发生器15的负离子发生端子通过气管接入至另一侧文丘里管6的气孔7上；

一个过滤网16，其位于基座1的下方，且可拆卸式固定至基座1上，所述过滤网16的开口17正对着气液混合区域5；

一个用于驱动基座1运行的电机18，其位于基座1上第一长方体部分2的背离气液混合区域5一侧，并通过电机安装座19居中固定至第一长方体部分2上；在电机18轴上设有与之相联动的螺旋桨20；

一对能够通过改变自身的浮力，以确保清洁机器人在工作过程中过滤网16的开口17以及一对文丘里管6均浸入水中的浮体21，其分别位于基座1上一对第二长方体部分3两侧宽边的外侧，且分别固定至对应的第二长方体部分3上；上述浮体21，其结构包括高强度塑料材质（例如增韧PA66）的壳体以及位于壳体内的泡沫填充物；

一对监测清洁机器人在工作过程中，其前进方向上的离岸距离的第一测距传感器22，其分别安装至一对安装臂4的外侧端部；一对监测清洁机器人在工作过程中，其左右方向上的离岸距离的第二测距传感器23，其分别安装至一对浮体21上背离气液混合区域5的端部；

以及，一个能够根据第一测距传感器22以及第二测距传感器23的电信号，切换轴流泵12以及电机18的工作状态的控制器24。

上述一种游泳池水的清洁机器人，其结构中所述控制器24的运行控制逻辑如下：

（1）清洁机器人入水后，控制器24获取一对第二测距传感器23的测量数据，设置一对第二测距传感器23中某一个能够检测到岸边距离的第二测距传感器23作为基准传感器（如果两个都能够检测到岸边距离，则取距离值小的第二测距传感器23为基准传感器），进入步骤（3）；

（2）如果一对第二测距传感器23的测量数据均为无穷大或者没有数据，则启动任意一个轴流泵12，使得清洁机器人产生转向运动，随后重复步骤（1）；

（3）电机18停止，仅维持基准传感器同侧的轴流泵12工作，使得清洁机器人前部产生90度转向，随后基准传感器同侧的轴流泵12停止工作；

（4）电机18开启，清洁机器人朝岸边行进至距离岸边一个设定的安全距离（此处的安全距离应保证能够避免清洁机器人与岸边发生碰撞）；

（5）电机18停止，基准传感器异侧的轴流泵12工作，使得清洁机器人前部产生90度转向，随后基准传感器异侧的轴流泵12停止工作；

（6）电机18开启，驱动清洁机器人正常行进，调整一对轴流泵12启停，驱动清洁机器人转向，保持基准传感器能够检测到岸边的距离不变；

（7）保持电机18驱动清洁机器人正常行进，直行进至一对第一测距传感器22检测到岸边时，电机18减速或反转，驱动清洁机器人停止在距离水岸边一个身位的距离；

（8）电机18停止，仅维持基准传感器异侧的轴流泵12工作，直至清洁机器人产生90度转向，随后基准传感器异侧的轴流泵12停止工作；

（9）电机18开启，驱动清洁机器人前行一个身位的距离；

（10）电机18停止，再次仅维持基准传感器异侧的轴流泵12工作，直至清洁机器人产生90度转向，随后基准传感器异侧的轴流泵12再次停止工作；

（11）设置一对第二测距传感器23中原非基准传感器为基准传感器，原基准传感器为非基准传感器；

（12）重复步骤（6）-（11）。

如图6所示，本发明的另一种实施方式，本实施例中在一对安装臂4之间设有一个因自重始终垂直于水面从而阻挡过滤网16的开口17，而当清洁机器人向前运行时因水流冲击又自行打开的挡板25，所述挡板25的两侧端部分别铰接至对应的安装臂4上。

上述一种游泳池水的清洁机器人在工作过程中，当清洁机器人停留在原处不再前行时，所述挡板25能够阻挡位于过滤网16内的水面漂浮物，避免其二次污染水面。

本发明所提供的一种游泳池水的清洁机器人，其结构中一对轴流泵12分别位于一个文丘里管6上背离气液混合区域5一侧的收缩管部分8内，与臭氧发生端子/负离子发生端子对接的气孔7则是环布在气液混合区域5一侧的收缩管部分8，且每个气孔7在管内壁上的孔口9均紧邻喉管部分10，且一对轴流泵12的叶轮11旋转促使水流经对应的文丘里管6流向一对安装臂4之间的气液混合区域5，即限定了一对轴流泵12的叶轮11旋转方向。考虑到臭氧以及负离子均对金属有腐蚀性，因此上述设计的目的是出于对一对轴流泵12的保护，延长一对轴流泵12的使用寿命。若不考虑到上述设计目的，本发明所提供的一种游泳池水的清洁机器人，其结构还可以不进行如上述内容的限定，从而呈现出更多的实施方式。

以上显示和描述了本发明专利的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明专利的原理，在不脱离本发明专利精神和范围的前提下，本发明专利还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明专利范围内。本发明专利要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种游泳池水的清洁机器人，其特征是包括：

一个基座；

所述基座包括一个平行于水面的第一长方体部分以及一对均垂直于水面的第二长方体部分，一对第二长方体部分分别位于第一长方体部分两侧宽面的外侧；一对第二长方体部分的同侧窄面均设有向外延伸的安装臂，在一对安装臂之间形成气液混合区域；

一对文丘里管，其分别对应一个安装臂，且均安装至对应的安装臂上，一对文丘里管的中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分的窄面；每个文丘里管上均设有贯通管内外区域的气孔，所述气孔环布在气液混合区域一侧的收缩管部分，且每个气孔在管内壁上的孔口均紧邻喉管部分；

一对通过叶轮旋转促使水流经对应的文丘里管流向一对安装臂之间的气液混合区域的轴流泵，其分别位于一个文丘里管上背离气液混合区域一侧的收缩管部分内，且每个轴流泵均通过安装支架固定至对应文丘里管的喉管部分上；一对轴流泵的叶轮中心线在同一直线上，且平行于第一长方体部分的窄面；

一个臭氧发生器，其位于基座的上方，并固定至第一长方体部分上；所述臭氧发生器的臭氧发生端子通过气管接入至一侧文丘里管的气孔上；

一个负离子发生器，其位于基座的上方，并固定至第一长方体部分上；所述负离子发生器的负离子发生端子通过气管接入至另一侧文丘里管的气孔上；

一个过滤网，其位于基座的下方，且可拆卸式固定至基座上，所述过滤网的开口正对着气液混合区域；

一个用于驱动基座运行的电机，其位于基座上第一长方体部分的背离气液混合区域一侧，并通过电机安装座居中固定至第一长方体部分上；在电机轴上设有与之相联动的螺旋桨；

一对能够通过改变自身的浮力，以确保清洁机器人在工作过程中过滤网的开口以及一对文丘里管均浸入水中的浮体，其分别位于基座上一对第二长方体部分两侧宽边的外侧，且分别固定至对应的第二长方体部分上；

一对监测清洁机器人在工作过程中，其前进方向上的离岸距离的第一测距传感器，其分别安装至一对安装臂的外侧端部；

一对监测清洁机器人在工作过程中，其左右方向上的离岸距离的第二测距传感器，其分别安装至一对浮体上背离气液混合区域的端部；

以及，一个能够根据第一测距传感器以及第二测距传感器的电信号，切换轴流泵以及电机的工作状态的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种游泳池水的清洁机器人，其特征在于：在一对安装臂之间设有一个因自重始终垂直于水面从而阻挡过滤网的开口，而当清洁机器人向前运行时因水流冲击又自行打开的挡板，所述挡板的两侧端部分别铰接至对应的安装臂上。