CN109984664A - 多介质智能清洁机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多介质智能清洁机器人及其控制方法，所述多介质智能清洁机器人包括吸附于工作表面的吸附模块、清洁模块、行走模块及控制模块，所述多介质智能清洁机器人具有工作模式和省电模式，省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2，在非工作状态时以较小的吸附压吸附于工作表面，达到增加风机寿命和多介质智能清洁机器人寿命的效果，并能节约用电，使多介质智能清洁人更加耐用更加人性化。
Description
技术领域
本发明涉及机器人，尤其涉及一种可在多种介质面上工作且能够节约用电的多介质智能清洁机器人及其控制方法。
背景技术
现有的清洁机器人工作时，多通过吸盘吸附在工作面上，具体通过风机转动给所述吸盘提供负压使其吸附在工作表面上，再通过清洁模块进行清洁；若无论清洁机器人是否工作一直以相同的吸附压吸附在工作面上时，难免会造成风机寿命短、易损耗的情况，间接的影响机器寿命，并在一定程度上造成能源浪费。另外，现有清洁机器人均以相同的吸附压吸附在不同的介质表面上，也在一定程度上造成了能源的浪费，且在一定程度上降低风机和清洁机器人的寿命。
有鉴于此，有必要提供一种改进的多介质智能清洁机器人及其控制方法予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可在多种介质面上工作且能够节约用电的多介质智能清洁机器人及其控制方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种多介质智能清洁机器人，包括吸附于工作表面的吸附模块、清洁模块、行走模块及控制模块，所述多介质智能清洁机器人具有工作模式和省电模式，省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2。
作为本发明的进一步改进，所述多介质智能清洁机器人还包括检测工作表面粗糙度的粗糙度检测组件、检测工作表面倾斜角度的第一传感器、检测多介质智能清洁机器人自身重量的第二传感器，所述粗糙度检测组件、所述第一传感器及第二传感器均与所述控制模块通信连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一传感器为陀螺仪传感器、或地磁传感器、或加速度传感器。
作为本发明的进一步改进，第二传感器为重力传感器或压力传感器。
作为本发明的进一步改进，所述粗糙度检测组件至少包括电流表、测速仪中的一个。
作为本发明的进一步改进，所述电流表用于检测所述多介质智能清洁机器人的工作电流，所述测速仪用于检测所述多介质智能清洁机器人的行走速度。
为实现上述发明目的，本发明还提供了.一种多介质智能清洁机器人的控制方法，如下步骤：控制模块根据多介质智能清洁机器人的工作状态调节吸附模块的吸附压，多介质智能清洁机器人处于省电模式时，所述吸附模块在工作表面的吸附压为P1，多介质智能清洁机器人处于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压为P2，P1小于P2。
作为本发明的进一步改进，P1≥40％P2。
作为本发明的进一步改进，所述多介质智能清洁机器人还包括检测工作表面粗糙度的粗糙度检测组件、检测工作表面倾斜角度的第一传感器、检测多介质智能清洁机器人自身重量的第二传感器；所述控制方法还包括如下步骤：粗糙度检测组件检测工作表面的粗糙度并将粗糙度值传递给控制模块，第一传感器检测工作表面的倾斜角度并将倾斜角度传递给控制模块，第二传感器检测多介质智能清洁机器人的重量并将重量传递给控制模块，控制模块根据粗糙度、倾斜角度和重量计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3。
作为本发明的进一步改进，所述粗糙度检测组件至少包括电流表、测速仪中的一个，所述控制模块根据所述多介质智能清洁机器人的工作电流、行走速度中的至少一个变量计算工作表面的摩擦系数，控制模块根据摩擦系数、倾斜角度和重量判断多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3，P2不小于P3。
作为本发明的进一步改进，所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人在工作表面移动时，控制模块记录工作表面上任意位置处多介质智能清洁机器人需要的最小吸附压，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块移动至工作表面上需要的最小吸附压最小的位置处，移动过程中P2逐渐减小至P1。
作为本发明的进一步改进，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块停止移动，P2逐渐减小至P1。
作为本发明的进一步改进，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块移动至原始位置，移动过程中P2逐渐减小至P1。
作为本发明的进一步改进，所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动，遇到阻碍所述清洁机器人工作的紧急情况时，所述控制模块控制所述行走模块停止移动并发出警报，警报结束后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。
作为本发明的进一步改进，所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动；清洁完成后，所述控制模块发出完成信号，并在预定时间t后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则控制所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。
作为本发明的进一步改进，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块移动至原始位置，移动过程中P2逐渐减小至P1。
本发明的有益效果是：本发明的多介质智能清洁机器人省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2，在非工作状态时以较小的吸附压吸附于工作表面，达到增加风机寿命和多介质智能清洁机器人寿命的效果，并能节约用电，使多介质智能清洁人更加耐用更加人性化。
附图说明
图1为本发明的多介质智能清洁机器人的框架结构示意图；
图2为本发明的多介质智能清洁机器人于一较佳实施例中的控制流程图；
图3为本发明的多介质智能清洁机器人于另一较佳实施例中的控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
请参阅图1所示，本发明的多介质智能清洁机器人包括吸附于工作表面的吸附模块、用于清洁工作表面的清洁模块、根据规划路径驱动所述多介质智能清洁机器人在工作表面移动的行走模块及控制模块，吸附模块、清洁模块与行走模块均与控制模块通信连接。
所述吸附模块包括用于吸附在工作表面上的吸盘、给所述吸盘提供负压的风机，所述风机转动给所述吸盘提供负压使所述多介质智能清洁机器人吸附在工作表面上，其吸附力通常以吸盘的吸附压表示。
所述多介质智能清洁机器人具有清洁模块清洁工作表面时的工作模式、清洁模块不工作而多介质智能清洁机器人静置于工作表面的省电模式。吸附模块在工作表面的吸附压大小可调，省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2。
所述多介质智能清洁机器人可在玻璃、墙壁、太阳能电池板等不同介质的工作表面上工作，由于各种工作表面的摩擦系数不同，多介质智能清洁机器人在其表面需要的吸附压P1和P2均不相同。例如：在较平滑的玻璃窗户表面，工作模式时的吸附压P1为3.0KPa，省电模式时的吸附压P2为1.4KPa；而在摩擦系数较大的墙壁上，则需要增大相应的吸附压。
所述多介质智能清洁机器人还包括检测工作表面粗糙度的粗糙度检测组件、检测工作表面倾斜角度的第一传感器、检测多介质智能清洁机器人自身重量的第二传感器，所述粗糙度检测组件、所述第一传感器及第二传感器均与所述控制模块通信连接。其中，所述第一传感器为能检测工作表面倾斜角度的任意传感器，包括但不限于陀螺仪传感器、或地磁传感、或加速度传感器。第二传感器为能检测多介质智能清洁机器人自身重量的任意传感器即可，包括但不限于重力传感器或压力传感器。
所述控制模块可根据多介质智能清洁机器人的重力、工作表面的粗糙度和工作表面的倾斜角度计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面需要的最小吸附压P3。优选地，省电模式时，吸附模块以最小的吸附压P3吸附于工作表面。所述多介质智能清洁机器人通过传感器组件与控制模块的配合，在任何介质的工作表面上工作时均能够自动获取需要的最小吸附压P3，从而适应性地调整吸附压的大小。
具体地，所述粗糙度检测组件至少包括电流表、测速仪中的一个。所述电流表用于检测所述多介质智能清洁机器人的工作电流，所述测速仪用于检测所述多介质智能清洁机器人的行走速度。相同条件下，工作电流越大或行走速度越慢，工作表面的粗糙度越大；工作电流越小或行走速度越快，工作表面的粗糙度越小。
本发明还提供一种用于上述多介质智能清洁机器人的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：控制模块获取多介质智能清洁机器人的工作状态并根据工作状态调节吸附模块的吸附压，多介质智能清洁机器人处于省电模式时，所述吸附模块在工作表面的吸附压为P1，多介质智能清洁机器人处于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压为P2，P1小于P2。
进一步地，所述控制方法还包括如下步骤：所述传感器组件检测工作表面的粗糙度、工作表面的倾斜角度、多介质智能清洁机器人的重量并将粗糙度值、倾斜角度、重量传递给控制模块，控制模块根据粗糙度、倾斜角度和重量计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3，P2不小于P3。优选P2等于P3。
具体地，粗糙度检测组件检测工作表面的粗糙度并将粗糙度值传递给控制模块，第一传感器检测工作表面的倾斜角度并将倾斜角度传递给控制模块，第二传感器检测多介质智能清洁机器人的重量并将重量传递给控制模块，控制模块根据粗糙度、倾斜角度和重量计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3。
所述控制模块根据所述多介质智能清洁机器人的工作电流、行走速度中的至少一个变量计算工作表面的摩擦系数，控制模块根据摩擦系数、倾斜角度和重量计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3。因此，无论清洁模块位于任何介质的工作表面上，均能够自动计算并获取其摩擦系数，进而计算多介质智能清洁机器人吸附于该工作表面的最小吸附压P3。
并且，在多介质智能清洁机器人移动的过程中，控制模块记录工作表面上任意位置处多介质智能清洁机器人需要的最小吸附压，因此能够准确判断出工作表面上需要的最小的吸附压最小的位置处。
另外，由于电量不足、清洁工作完成等因素，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块可以停止移动，P2逐渐减小至P1。或者，由工作模式转换为省电模式时，多介质智能清洁机器人移动至原始位置，移动过程中P2逐渐减小至P1。或者，由工作模式转换为省电模式时，多介质智能清洁机器人移动至整个工作表面上需要的吸附压最小的位置处，移动过程中P2逐渐减小至P1。
本发明的多介质智能清洁机器人，在任何介质的工作表面上工作时，均可以通过传感器组件及其上述方法获取多介质智能清洁机器人在工作表面上的最小吸附压，从而在省电模式时以最小的吸附压吸附于工作表面上，节约用电。另外，在存在天气环境及其他外力因素影响时，多介质智能清洁机器人以最小的吸附压可能无法吸附于工作表面，此时P1≥40％P2，能保证多介质智能清洁机器人在任何环境中均能够吸附在工作表面而不会滑落。
以下以多介质智能清洁机器人清洁窗户为例，说明工作流程：(1)准备条件：将安全绳插好，吸附模块与控制模块通讯，并将吸盘牢牢的吸附在光滑的窗户玻璃上，使气压满足条件；(2)在准备条件成立时，抽真空设备将自动开启，此时将吸盘到玻璃上；(3)主控模块控制风机自动调节气压，通过气压传感器检测气压，如果气压大于3.0KPa将减小风机电压，如果气压小于3.0KPa将增大电压；(4)多介质智能清洁机器人吸附在玻璃上，如果2min无动作或报警，将气压降低到1.4KPa。其中工作模式时的气压3.0KPa，是综合考虑所述多介质智能清洁机器人在窗户玻璃上的安全性、行走速度及清洁效果等拟定的经验值；而省电模式时的气压为1.4KPa，是通过本发明的上述方法，根据所述多介质智能清洁机器人在窗户玻璃上工作时候的共组电流、行走速度等获得的最小吸附压为参考，综合其他环境因素设定的吸附压。
以下提供不同的工作场景对本发明的多介质智能清洁机器人的使用方法及其有益效果做进一步地说明。
请参阅图2所示，工作场景一：当多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动，遇到阻碍所述清洁机器人工作的紧急情况时，所述控制模块控制所述行走模块停止移动并发出警报，警报结束后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。所述紧急情况包括但不限于：遇到障碍、工作表面出现缝隙等。
具体地，当人们外出工作情况下，需要多介质智能清洁机器人清洁玻璃时，多介质智能清洁机器人可根据需要启动并清洁玻璃。在工作过程中，当遇到障碍或玻璃有缝隙不能正常工作时，多介质智能清洁机器人会报警并停止前进，这时风机继续工作，多介质智能清洁机器人通过吸盘继续吸附在玻璃上；若在报警结束后用户仍然没有取下所述多介质智能清洁机器人时，多介质智能清洁机器人转换为省电模式，降低吸盘的吸附压，即降低风机的转速，以达到增加风机寿命和机器寿命的目的，并能节约用电，使多介质智能清洁人更加耐用更加人性化。
工作场景二：当多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动；对整个工作表面清洁完成后，所述控制模块发出完成信号，并在预定时间t后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则控制所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。预定时间t可根据具体的工作表面、用户使用习惯等进行设定，例如2min。
具体地，当人们外出工作情况下，需要多介质智能清洁机器人清洁玻璃时，多介质智能清洁机器人可根据需要启动并清洁玻璃。当清洁完成时，多介质智能清洁机器人会发出清洁完成信号，这时由于家中无人，不能人为取下所述多介质智能清洁机器人时，多介质智能清洁机器人通常会在清洁完成信号结束后的2min内进入省电模式，降低吸盘的吸附压，即降低风机的转速，以达到增加风机寿命和机器寿命的效果，并能节约用电，使多介质智能清洁人更加耐用更加人性化。
上述两种工作场景中，工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2，省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1，且由工作模式转换为省电模式时，吸附模块的吸附压由P2减小为P1的过程可以采用上述方法中的任意一种。
综上所述，本发明的多介质智能清洁机器人省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2，在非工作状态时以较小的吸附压吸附于工作表面，达到增加风机寿命和多介质智能清洁机器人寿命的效果，并能节约用电，使多介质智能清洁人更加人性化更加耐用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种多介质智能清洁机器人，包括吸附于工作表面的吸附模块、清洁模块、行走模块及控制模块，其特征在于：所述多介质智能清洁机器人具有工作模式和省电模式，省电模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P1小于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压P2。
2.根据权利要求1所述的多介质智能清洁机器人，其特征在于：所述多介质智能清洁机器人还包括检测工作表面粗糙度的粗糙度检测组件、检测工作表面倾斜角度的第一传感器、检测多介质智能清洁机器人自身重量的第二传感器，所述粗糙度检测组件、所述第一传感器及第二传感器均与所述控制模块通信连接。
3.根据权利要求2所述的多介质智能清洁机器人，其特征在于：所述第一传感器为陀螺仪传感器、或地磁传感器、或加速度传感器。
4.根据权利要求2所述的多介质智能清洁机器人，其特征在于：第二传感器为重力传感器或压力传感器。
5.根据权利要求2所述的多介质智能清洁机器人，其特征在于：所述粗糙度检测组件至少包括电流表、测速仪中的一个。
6.根据权利要求5所述的多介质智能清洁机器人，其特征在于：所述电流表用于检测所述多介质智能清洁机器人的工作电流，所述测速仪用于检测所述多介质智能清洁机器人的行走速度。
7.一种多介质智能清洁机器人的控制方法，多介质智能清洁机器人包括吸附于工作表面的吸附模块、清洁模块、行走模块及控制模块，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：控制模块根据多介质智能清洁机器人的工作状态调节吸附模块的吸附压，多介质智能清洁机器人处于省电模式时，所述吸附模块在工作表面的吸附压为P1，多介质智能清洁机器人处于工作模式时所述吸附模块在工作表面的吸附压为P2，P1小于P2。
8.根据权利要求7所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：P1≥40％P2。
9.根据权利要求7所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：所述多介质智能清洁机器人还包括检测工作表面粗糙度的粗糙度检测组件、检测工作表面倾斜角度的第一传感器、检测多介质智能清洁机器人自身重量的第二传感器；所述控制方法还包括如下步骤：粗糙度检测组件检测工作表面的粗糙度并将粗糙度值传递给控制模块，第一传感器检测工作表面的倾斜角度并将倾斜角度传递给控制模块，第二传感器检测多介质智能清洁机器人的重量并将重量传递给控制模块，控制模块根据粗糙度、倾斜角度和重量计算多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3。
10.根据权利要求9所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：所述粗糙度检测组件至少包括电流表、测速仪中的一个，所述控制模块根据所述多介质智能清洁机器人的工作电流、所述智能清洁机器人的行走速度中的至少一个变量计算工作表面的摩擦系数，控制模块根据摩擦系数、倾斜角度和重量判断多介质智能清洁机器人吸附于工作表面的最小吸附压P3，P2不小于P3。
11.根据权利要求9所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人在工作表面移动时，控制模块记录工作表面上任意位置处多介质智能清洁机器人需要的最小吸附压，多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块移动至工作表面上需要的最小吸附压最小的位置处，移动过程中P2逐渐减小至P1。
12.根据权利要求7所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块停止移动，P2逐渐减小至P1。
13.根据权利要求7所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式时，行走模块移动至原始位置，移动过程中P2逐渐减小至P1。
14.根据权利要求7～13所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动，遇到阻碍所述清洁机器人工作的紧急情况时，所述控制模块控制所述行走模块停止移动并发出警报，警报结束后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。
15.根据权利要求7～13所述的多介质智能清洁机器人的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下步骤：多介质智能清洁机器人处于工作模式时，所述行走模块带动所述多介质智能清洁机器人按照规划路径于工作表面上移动；清洁完成后，所述控制模块发出完成信号，并在预定时间t后判断所述多介质智能清洁机器人是否被取下工作表面，若是，则工作结束；若否，则控制所述多介质智能清洁机器人由工作模式转换为省电模式。
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