CN110584550A - 一种智能给排水洗地机器人系统及其给排水控制方法 - Google Patents

一种智能给排水洗地机器人系统及其给排水控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种智能给排水洗地机器人系统及其给排水控制方法，包括机器人、给排水装置、对接模块和抽放模块，对接模块包括归位系统，机器人包括清水结构和污水结构，清水结构包括清水箱和清水进水口，污水结构包括污水箱和污水出水口，给排水装置包括给水管和排水管。特别地，对接模块还包括在机器人进入预设位置后对机器人进行位置微调的微调系统，抽放模块连接于对接模块，且抽放模块包括位于污水箱中的污水液位传感器和位于清水箱中的清水液位传感器，污水液位传感器耦合于位于污水出水口处的污水出水电磁阀，清水液位传感器耦合于位于给水管处的清水进水电磁阀。本发明具有工作效率高，对接效果好等优点。

Description

一种智能给排水洗地机器人系统及其给排水控制方法
技术领域
本发明属于洗地机器人技术领域，尤其是涉及一种智能给排水洗地机器人系统及其给排水控制方法。
背景技术
洗地机器人主要工作内容为清洗地面，喷出清水清洁地面，同时将污水及时清除。然而，受自身体积限制以及空间限制，传统的方式是人工及时参与换水清污工作，没有实现完全解放劳动力，保证工作效率的作用。
为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种清洁机器人基站及清洁机器人系统[申请号：201710252621.2]、一种扫地机器人自动加水排水装置[申请号：CN201711169081.8]等专利。其中扫地机器人自动加水排水装置包括箱体，所述的箱体固定在L型底座上，L型底座外侧面上端部设置有与箱体连通的并可与扫地机器人进水口对接的进水管，所述进水管的一端连接有自来水管，L型底座外侧面底部固定有可与扫地机器人排污口对接的污水槽。
上述方案能够实现对洗地机器人进行自动换水清污，实现提高工作效率和降低人力输出的目的。但是上述方案仍然存在部分缺陷，例如上述两个方案的对接结构和对接方式存在对接粗糙，容易出现对接错误的问题。
另外，上述方案没有提供污水箱自清洁功能，而污水箱在长期使用以后很容易存在污垢残留严重的问题，上述两个方案均需要人工清洁污水箱以保证污水箱的清洁程度。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种能够自动检测清洁水位和污水水位，根据其状态实现自动排水和给水功能的智能给排水洗地机器人系统；
本发明的另一目的是提供一种智能给排水洗地机器人系统的给排水控制方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种智能给排水洗地机器人系统，包括机器人、给排水装置、对接模块和抽放模块，所述对接模块包括用于控制所述机器人移动至预设位置的归位系统，所述机器人包括清水结构和污水结构，所述清水结构包括清水箱和清水进水口，所述污水结构包括污水箱和污水出水口，所述给排水装置包括用于与所述清水进水口相对接的给水管和用于与污水出水口相对接的排水管，所述对接模块还包括在机器人进入预设位置后对机器人进行位置微调的微调系统，所述抽放模块连接于所述对接模块，且所述抽放模块包括位于所述污水箱中的污水液位传感器和位于清水箱中的清水液位传感器，所述污水液位传感器耦合于位于所述污水出水口处的污水出水电磁阀，所述清水液位传感器耦合于位于所述给水管处的清水进水电磁阀。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述对接模块还包括位于所述污水出水口处用于对接所述污水出水口和排水管的污水处理部件。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述污水处理部件包括一端连接于所述污水出水口的污水出水管，所述污水出水管远离所述污水出水口的一端用于连接排水管，且所述污水出水管处连接有用于将所述污水出水管深度对接于所述排水管的对接结构。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述污水出水管包括前段管和后段管,所述前段管与后段管之间通过弹性软管相连接,所述前段管远离所述弹性软管的一端连接于所述污水出水口,后段管远离所述弹性软管的一端用于连接所述排水管,所述对接结构包括连接在后段管上用于将所述后段管水平推拉以对接或脱离排水管的推杆电机。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述微调系统包括视觉定位系统，以及位于所述污水箱和/或清水箱上的接近传感器。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述视觉定位系统包括位于所述机器人上的扫描器和位于所述给排水管上能够被所述扫描器识别的识别部。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述对接模块还包括位于所述清水进水口处用于开闭所述清水进水口的开关门电机。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述的污水箱还具有污水清理装置。
在上述的智能给排水洗地机器人系统中，所述污水清理装置包括清水管，所述清水管的一端接入至所述清水箱，另一端接入至污水箱，所述清水管上具有加压泵和清洗电磁阀，且所述清水管位于所述污水箱中的部分具有至少一个清洗喷头。
一种智能给排水洗地机器人系统的给排水控制方法，在机器人移动至预设位置后开启微调模式：
A.打开开关门电机以为对接提供准备，并使对接后给水管的出水口位于所述清水箱的清水进水口处；
B.开启水平方向微调模式，由扫描器扫描识别部以确定机器人相对给排水装置的当前偏移量，并根据当前偏移量微调机器人直至达到指定偏移量；
C.开启距离方向微调模式，由接近传感器实时监测机器人与给排水装置之间的距离值，并根据距离值微调机器人直至距离值小于预设距离；
D.在微调结束后，开启污水处理部件的对接工作以完成污水出水口与排水管之间的对接。
本发明的优点在于，自动完成清水添加和污水排放工作，解放劳动力，提高工作效率；在机器人移动至预设位置后能够对机器人进行进一步微调以提高对接效率和对接效果；将污水出水管通过弹性软管的方式划分为两段，并通过压缩或拉伸弹性软管的方式对接或脱离污水出水管和排水管，提高对接工作的可控性及进一步提高对接效果；清水箱采用电动开门注水的方式，控制方便且不需要精确对接；在污水箱中设置污水清理装置，能够实现自动清理污水箱。
附图说明
图1是本发明清水结构的结构示意图；
图2是本发明清水进水口处的结构示意图；
图3是本发明污水结构的结构示意图；
图4是本发明给排水装置的结构示意图；
图5是本发明微调系统的结构示意图。
附图标记：给排水装置1；给水管11；排水管12；清水进水电磁阀13；电控箱14；WiFi天线17；清水结构2；清水箱21；清水进水口22；清水出水口23；清水出水电磁阀24；清水液位传感器25；盖体26；开关门电机27；污水结构4；污水箱41；污水进水口42；污水出水口43；污水出水管44；前段管45；后段管46；弹性软管47；推杆电机48；污水出水电磁阀49；清水管50；加压泵51；清洗喷头52；清洗电磁阀53；污水液位传感器54；滤网55；微调系统6；二维码扫描相机61；二维码62；接近传感器63。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
本实施例公开了一种智能给排水洗地机器人系统，包括机器人、给排水装置1、对接模块和抽放模块，所述对接模块包括用于控制所述机器人进入预设位置的归位系统，所述机器人包括清水结构2和污水结构4。如图1所示，所述清水结构2包括清水箱21、清水进水口22和清水出水口23，清水出水口23处具有清水出水电磁阀24，具体地，清水出水口23上连接有清水出水管，出水电磁阀24位于该清水出水管上，且清水出水口23通过清水出水管连接于水刮以用于洗地出水，清水出水口23处通过清水出水电磁阀24控制出水开关和流量；如图2所示，清水进水口22处具有用于开闭清水进水口22的开关门电机27，该开关门电机27为平移电机，具体地，清水进水口22周线两侧具有导轨，导轨处具有用于将清水进水口22闭合的盖体26，盖体26连接于开关门电机27的输出轴，通过开关门电机27输出轴的推拉动作打开或关闭盖体26。且为了保证盖体26与清水箱21之间的密闭性，可以在闭合时盖体26与清水箱21的相互接触处设置密封条，例如在盖体26的周向外侧设置密封条等。如图3所示，污水结构4包括污水箱41、污水进水口42和污水出水口43，污水出水口43处具有污水出水电磁阀49，污水进水口42处连接于吸水扒，且污水进水口42靠近污水箱41的一端末端具有滤网55，通过污水出水电磁阀49控制排污。
如图4所示，给排水装置1包括用于与所述清水进水口22相对接的给水管11和用于与污水出水口43相对接的排水管12，给水管11处具有清水进水电磁阀13，通过清水进水电磁阀13控制清水进水口22处进水。
进一步地，抽放模块连接于所述对接模块，且所述抽放模块包括位于所述污水箱41中的污水液位传感器54和位于清水箱21中的清水液位传感器25，所述污水液位传感器54耦合于位于所述污水出水口43处的污水出水电磁阀49，所述清水液位传感器25耦合于位于所述给水管11处的清水进水电磁阀13。
具体地，本领域技术人员应当知道机器人中具有MCU，且MCU连接有行走机构(主要包括电池和移位电机)，通过MCU驱动移位电机的正转和反转来实现位置的移动，MCU与行走机构均采用现有技术即可，不在此进行赘述。具体到本实施例，MCU还连接于对接模块和抽放模块，通过MCU实现对接模块与抽放模块的相互连接。
具体地，MCU连接于污水出水电磁阀49、清水出水电磁阀24、等电控设备以及清水液位传感器25、污水液位传感器54及后述的接近传感器63、扫描器等传感设备，且MCU连接有第一无线模块，给排水装置1处具有电控箱14(主要为控制器)，控制器连接于清水进水电磁阀13和第二无线模块，MCU与控制器通过第一无线模块和第二无线模块实现无线连接，本实施例以WiFi连接为例，给排水装置1上设置有WiFi天线17。在清水液位传感器25监测到清水水位低于低位警戒值时，由MCU通过无线的方式通知给排水装置1，在机器人状态就绪后-完成对接后发起注水请求，控制器控制清水进水电磁阀13打开并向MCU返回开关状态信息，当清水液位传感器25监测到水位高于高位警戒值后，MCU发起关闭请求，给排水装置1控制清水进水电磁阀13关闭并返回开关状态信号。同时，给排水装置1内可以内置流量计并通过控制器进行流量冗余判断，当高于警戒流量后，关闭清水进水电磁阀13，同时向后台通信/同步故障信号。
特别地，现有技术已给出较多能够使机器人(如扫地机器人)一类设备自动归位以用于充电或排污、加清水等工作的实现方式，例如使用激光定位、红外线定位或雷达定位等方式归位，故对于机器人自动到达预设位置的方式不在此进行赘述。本实施例主要在于实现机器人在进入预设位置后进行微调以实现污水出水口43和排水管12之间高效及完全的对接目的。
所以，本实施例的对接模块还包括在机器人进入预设位置后对机器人进行位置微调的微调系统6。
具体地，如图5所示，微调系统6包括视觉定位系统，以及位于所述污水箱41和/或清水箱21上的接近传感器63。且这里的视觉定位系统包括位于所述机器人上的扫描器和位于所述给排水管12上能够被所述扫描器识别的识别部。本实施例的扫描器为二维码扫描相机61，识别部为粘贴在给排水装置1上固定位置的二维码62。通过二维码扫描相机61扫描二维码62的方式调整机器人相对于给排水装置1水平方向的相对位置。
优选地，本实施例污水箱41和清水箱21上均具有接近传感器63，通过接近传感器63探测当前机器人与给排水装置1之间的距离，并根据探测结果调整机器人相对给排水装置1距离方向-深度方向的相对位置。在水平方向与深度方向均达到指定位置后即完成归位微调。此时给水管11的末端位于清水箱21的清水进水口22内或清水进水口22上方，打开清水进水电磁阀13即可向清水箱21内注水。
进一步地，对接模块还包括位于所述污水出水口43处用于对接所述污水出水口43和排水管12的污水处理部件。
具体地，污水处理部件包括一端连接于所述污水出水口43的污水出水管44，污水出水电磁阀49位于该污水出水管44上。污水出水管44远离所述污水出水口43的一端用于连接排水管12，且所述污水出水管44处连接有用于将所述污水出水管44深度对接于所述排水管12的对接结构。
具体地，污水出水管44包括前段管45和后段管46,所述前段管45与后段管46之间通过弹性软管47相连接,所述前段管45远离所述弹性软管47的一端连接于所述污水出水口43,后段管46远离所述弹性软管47的一端用于连接所述排水管12,且所述后段管连接有用于将所述后段管46水平推拉以对接或脱离排水管12的推杆电机48。推杆电机48固定在机器人上，并使推杆电机48的推杆，即输出轴在水平方向上移动，通过输出轴的输出、回缩完成污水出水管44与排水管12之间的对接和脱离。
优选地，污水箱41中还具有污水清理装置。且这里的污水清理装置包括清水管50，所述清水管50的一端接入至所述清水箱21，另一端接入至污水箱41，所述清水管50上具有加压泵51和清洗电磁阀53，且所述清水管50位于所述污水箱41中的部分具有至少一个清洗喷头52，清洗电磁阀53电连于MCU。
具体地，本实施例智能给排水洗地机器人系统的给排水方法包括：
在污水液位传感器54监测到污水水位高出污水警戒值和/或清水液位传感器25监测到清水水位低于低位警戒值时，控制机器人移动至预设位置以进行排污和/或加水工作，并在在机器人移动至预设位置后开启微调模式；
打开开关门电机27以为对接提供操作空间，并使对接后给水管11的出水口位于所述清水箱21的清水进水口22处；
开启水平方向微调模式，由二维码扫描相机61扫描二维码62以确定机器人相对给排水装置1的当前偏移量，并根据当前偏移量微调机器人位置直至达到指定偏移量；
开启距离方向微调模式，由接近传感器63实时监测机器人与给排水装置1之间的距离值，并根据距离值微调机器人位置直至距离值小于预设距离；
在微调结束后，开启污水处理部件的对接工作以完成污水出水口43与排水管12之间的对接，即驱动推杆电机48的输出轴向外，使后段管46对接入排水管12。
在机器人状态就绪后开始排污和/或加水工作：
排污工作主要分为污水排放和污水箱清洗两部分，由污水出水电磁阀49控制污水出水口43处的开关状态和流量大小，水位变化的同时，污水液位传感器54输出的水位值随之变化。当污水液位传感器54输出值为0，即可认为当前污水排净，可以开启污水箱清洗流程，由于污水进水口42处预置滤网55，所以污水箱41内主要是小颗粒的泥沙。此时，开启加压泵51进行箱内清洗，持续时间5-10s，次数2-3次，即完成箱内清洗，关闭加压泵51。再次比较箱内水位，确认排净后，关闭污水出水电磁阀49，完成排污水流程。
增添清水流程属于最后一个流程，但可以提前于排污水过程，开启时间取决于当前清水箱21水位是否低于低位警戒值，当低于低位警戒值即可立即开启本流程。本流程开启动作需要通过无线方式通知给排水装置1，当机器人状态就绪后发起注水命令，给排水装置1返回开关状态信号。当清水液位传感器25检测到水位高于高位警戒值后，机器人发起关闭请求，给排水装置1返回开关状态信号。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了给排水装置1；给水管11；排水管12；清水进水电磁阀13；电控箱14；WiFi天线17；清水结构2；清水箱21；清水进水口22；清水出水口23；清水出水电磁阀24；清水液位传感器25；盖体26；开关门电机27；污水结构4；污水箱41；污水进水口42；污水出水口43；污水出水管44；前段管45；后段管46；弹性软管47；推杆电机48；污水出水电磁阀49；清水管50；加压泵51；清洗喷头52；清洗电磁阀53；污水液位传感器54；滤网55；微调系统6；二维码扫描相机61；二维码62；接近传感器63等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种智能给排水洗地机器人系统，包括机器人、给排水装置(1)、对接模块和抽放模块，所述对接模块包括用于控制所述机器人移动至预设位置的归位系统，所述机器人包括清水结构(2)和污水结构(4)，所述清水结构(2)包括清水箱(21)和清水进水口(22)，所述污水结构(4)包括污水箱(41)和污水出水口(43)，所述给排水装置(1)包括用于与所述清水进水口(22)相对接的给水管(11)和用于与污水出水口(43)相对接的排水管(12)，其特征在于，所述对接模块还包括在机器人进入预设位置后对机器人进行位置微调的微调系统(6)，所述抽放模块连接于所述对接模块，且所述抽放模块包括位于所述污水箱(41)中的污水液位传感器(54)和位于清水箱(21)中的清水液位传感器(25)，所述污水液位传感器(54)耦合于位于所述污水出水口(43)处的污水出水电磁阀(49)，所述清水液位传感器(25)耦合于位于所述给水管(11)处的清水进水电磁阀(13)。
2.根据权利要求1所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述对接模块还包括位于所述污水出水口(43)处用于对接所述污水出水口(43)和排水管(12)的污水处理部件。
3.根据权利要求2所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述污水处理部件包括一端连接于所述污水出水口(43)的污水出水管(44)，所述污水出水管(44)远离所述污水出水口(43)的一端用于连接排水管(12)，且所述污水出水管(44)处连接有用于将所述污水出水管(44)深度对接于所述排水管(12)的对接结构。
4.根据权利要求3所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述污水出水管(44)包括前段管(45)和后段管(46),所述前段管(45)与后段管(46)之间通过弹性软管(47)相连接,所述前段管(45)远离所述弹性软管(47)的一端连接于所述污水出水口(43),后段管(46)远离所述弹性软管(47)的一端用于连接所述排水管(12),所述对接结构包括连接在后段管(46)上用于将所述后段管(47)水平推拉以对接或脱离排水管(12)的推杆电机(48)。
5.根据权利要求1所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述微调系统(6)包括视觉定位系统，以及位于所述污水箱(41)和/或清水箱(21)上的接近传感器(63)。
6.根据权利要求5所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述视觉定位系统包括位于所述机器人上的扫描器和位于所述给排水管(12)上能够被所述扫描器识别的识别部。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述对接模块还包括位于所述清水进水口(22)处用于开闭所述清水进水口(22)的开关门电机(27)。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述的污水箱(41)还具有污水清理装置。
9.根据权利要求8所述的智能给排水洗地机器人系统，其特征在于，所述污水清理装置包括清水管(50)，所述清水管(50)的一端接入至所述清水箱(21)，另一端接入至污水箱(41)，所述清水管(50)上具有加压泵(51)和清洗电磁阀(53)，且所述清水管(50)位于所述污水箱(41)中的部分具有至少一个清洗喷头(52)。
10.一种智能给排水洗地机器人系统的给排水控制方法，其特征在于，在机器人移动至预设位置后开启微调模式：
A.打开开关门电机(27)以为对接提供准备，并使对接后给水管(11)的出水口位于所述清水箱(21)的清水进水口(22)处；
B.开启水平方向微调模式，由扫描器扫描识别部以确定机器人相对给排水装置(1)的当前偏移量，并根据当前偏移量微调机器人直至达到指定偏移量；
C.开启距离方向微调模式，由接近传感器(63)实时监测机器人与给排水装置(1)之间的距离值，并根据距离值微调机器人直至距离值小于预设距离；
D.在微调结束后，开启污水处理部件的对接工作以完成污水出水口(43)与排水管(12)之间的对接。
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