CN110840337A - 扫地机器人及其控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扫地机器人及其控制方法和控制装置，所述扫地机器人包括机器人本体，所述机器人本体上设置有运动机构、吸尘机构、控制装置和至少一个边刷机构，所述控制装置在所述运动机构驱动所述机器人本体运动时，控制所述吸尘机构进行吸尘和至少一个所述边刷机构进行清扫，所述运动机构的运动速度与至少一个所述边刷机构的清扫速度呈正相关。本发明解决了现有技术中扫地机器人无法实现运动和清扫联动控制的问题。

Description

扫地机器人及其控制方法和控制装置
技术领域
本发明涉及智能家电领域，并且更具体地，涉及一种扫地机器人及其控制方法和控制装置。
背景技术
随着科技的发展与人们生活水平的提高，各种智能家电逐渐进入了人们的生活。扫地机器人作为一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器，可自动对房间大小、家具摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠内置的程序制定合理的清洁路线以清扫地面，受到了人们的喜爱，越来越广泛地应用于人们的生活中。
目前扫地机器人主要由边刷和吸尘主刷进行清扫，边刷负责将周围的垃圾收集到机器人底部，底部的主刷对垃圾通过吸尘的方式进行吸收，这种方式以边刷收集垃圾，吸尘主刷完成垃圾吸收的动作，因此为了实现吸尘的目的一般要达到2000pa的吸尘压强，导致吸尘的噪声比较大，一般会达到60分贝甚至更高，严重影响用户体验，而且清扫效率比较低。
现有技术中扫地机器人的运动部分和吸尘部分是相互独立的两部分，运动速度和吸尘力度需要进行提前设定，不能够进行自动灵活调整。为了解决上述问题，研发一种能够实现扫地机器人运动和清扫联动控制的扫地机器人就显得尤为重要。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本发明提供了一种扫地机器人及其控制方法和控制装置，解决了现有技术中扫地机器人无法实现运动和清扫联动控制的问题。
第一方面，本发明提供一种扫地机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有运动机构、吸尘机构、控制装置和至少一个边刷机构，所述控制装置在所述运动机构驱动所述机器人本体运动时，控制所述吸尘机构进行吸尘和至少一个所述边刷机构进行清扫，所述运动机构的运动速度与至少一个所述边刷机构的清扫速度呈正相关。
在其中一个实施方式中，所述运动机构的运动速度与所述吸尘机构的吸尘力度呈正相关。
采用上述实施方式的有益效果是：实现了扫地机器人运动与吸尘的联动。
在其中一个实施方式中，所述吸尘机构还包括风机和第一驱动电机，所述风机设置在所述机器人本体内且靠近所述机器人本体底部的吸尘口；所述第一驱动电机设置在所述机器人本体内，所述风机设置在所述第一驱动电机的输出端，所述第一驱动电机驱动所述风机进行吸尘。
采用上述实施方式的有益效果是：通过第一驱动电机驱动风机转动，使扫地机器人的进风口产生负压形成真空，进而形成吸力。
在其中一个实施方式中，至少一个所述边刷机构周缘设置在所述机器人本体上，且至少一个所述边刷机构通过行星轮系与所述第一驱动电机传动连接。
采用上述实施方式的有益效果是：通过行星轮系进行传动和变速。
在其中一个实施方式中，所述运动机构包括万向轮和第二驱动电机，所述第二驱动电机设置在所述机器人本体内，所述万向轮设置在所述机器人本体的底部，所述第二驱动电机驱动所述万向轮运动。
采用上述实施方式的有益效果是：通过电机驱动万向轮运动带动扫地机器人运动。
在其中一个实施方式中，所述边刷机构包括齿轮和边刷，所述齿轮与所述内外齿圈的外侧传动连接；所述边刷设置在所述齿轮上，所述齿轮带动所述边刷运动。
采用上述实施方式的有益效果是：通过齿轮带动边刷运动完成对地面的清扫。
在其中一个实施方式中，所述行星轮系包括内外齿圈、主动轮和至少一个行星轮，所述主动轮设置在所述第一驱动电机的输出轴上，所述第一驱动电机驱动所述主动轮和所述风机同轴转动；所述行星轮传动设置在所述内外齿圈和所述主动轮之间。
采用上述实施方式的有益效果是：通过行星轮系的设置实现了风机与边刷机构的机械联动。
在其中一个实施方式中，还包括防撞感应装置，其设置在所述机器人本体的外侧壁上。
采用上述实施方式的有益效果是：能够避免扫地机器人发生碰撞。
第二方面，本申请提供一种扫地机器人的控制方法，包括以下步骤：
获取控制扫地机器人的控制模式的指令；
根据所述控制模式的指令控制所述扫地机器人运动；
获取扫地机器人运动速度的信息；
根据所述扫地机器人运动速度的信息，生成与所述运动速度信息对应的吸尘力度的信息；
根据所述扫地机器人的吸尘力度的信息，控制所述扫地机器人的吸尘力度和清扫速度，其中，所述运动机构的运动速度与至少一个所述边刷机构的清扫速度呈正相关。
在其中一个实施方式中，所述控制模式包括匀速模式、变速模式、加速模式和反向控制模式，其中，所述扫地机器人的运动速度根据控制模式的不同发生变化。
采用上述实施方式的有益效果是：通过多模式调控，从而满足在不同工况条件下完成清扫。
第三方面，本申请提供一种扫地机器人的控制装置，包括：包括：信息获取模块、控制模块和信息生成模块，
信息获取模块用于获取控制扫地机器人的控制模式的指令以及用于获取扫地机器人运动速度的信息；
控制模块用于根据所述控制模式的指令控制所述扫地机器人运动以及用于根据所述扫地机器人的吸尘力度的信息，控制所述扫地机器人的吸尘力度和清扫速度；
信息生成模块用于根据所述扫地机器人运动速度的信息，生成与所述运动速度信息对应的吸尘力度的信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过控制装置在运动机构驱动机器人本体运动时，控制吸尘机构吸尘和边刷机构清扫，从而实现了扫地机器人运动与清扫以及吸尘的联动。
(2)通过设置匀速模式、变速模式、加速模式和反向控制模式等多种模式，能够实现多模式调控，从而满足在不同工况条件下完成清扫吸尘。
(3)边刷机构通过行星轮系与吸尘机构传动连接，从而实现了吸尘机构与边刷机构的机械联动。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中，
图1是本申请的扫地机器人主视图；
图2是本申请的扫地机器人原理图；
图3是本申请的扫地机器人的仰视图；
图4是本申请的行星轮系原理图；
图5是本申请扫地机器人设有吸尘主刷的仰视图；
图6是本申请扫地机器人设有挡板的仰视图；
图7是本申请扫地机器人控制方法流程图；
图8是本申请扫地机器人控制装置示意图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
附图标记：
10-扫地机器人；11-机器人本体；13-边刷机构；131-边刷；133-齿轮，15-运动机构；151-第二驱动电机；153-万向轮；17-吸尘机构；171-第一驱动电机；173-风机；19-行星轮系，191-主动轮，193-行星轮，195-内外齿圈，21-控制装置，211-第一信息获取单元，213-第二信息获取单元，215-第一控制单元，217-第二控制单元，219-信息生成单元，23-吸尘口，25-吸尘主刷，27-挡板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
如图1-4所示，本发明的一种扫地机器人10，包括机器人本体11，其上设置有至少一个边刷机构13、运动机构15、吸尘机构17和控制装置21。
控制装置21在运动机构15驱动机器人本体11运动时，控制吸尘机构17进行吸尘和边刷机构13进行清扫，运动机构15的运动速度与吸尘机构17的吸尘力度呈正相关，运动机构15的运动速度与边刷机构13的清扫速度呈正相关。
其中，至少一个边刷机构13周缘设置在机器人本体11上。
具体的，本实施例中，机器人本体11为圆柱状空腔结构的壳体，其底部开设有吸尘口23，在机器人本体11空腔结构的内部还设置有集灰室，集灰室和吸尘口连通，用于收集从吸尘口进入的垃圾和灰尘。
其中，多个边刷机构13周缘设置在机器人本体11上，边刷机构13包括边刷131和齿轮133，边刷131固定在齿轮133上，齿轮133转动过程中带动边刷131转动，完成对地面的清扫。齿轮133通过轴承装置固定在机器人本体11的外侧面上，并穿过机器人本体11的壳体后与设置在机器人本体11内部的行星轮系19传动连接。
其中，运动机构15包括四个第二驱动电机151和四个万向轮153，四个第二驱动电机151固定在机器人本体11空腔结构内，四个万向轮153均设置在机器人本体11的底部，且分别关于机器人本体11底部的中线对称分布，每个第二驱动电机151的输出端与其对应的万向轮153传动连接，驱动万向轮153带动机器人本体11运动。
其中，吸尘机构17包括第一驱动电机171和风机173，风机173设置在集灰室内且风机173的进风口靠近机器人本体11底部的吸尘口23，第一驱动电机171固定在机器人本体11空腔结构内并垂直于机器人本体11的上下两个底面，第一驱动电机171的输出轴朝向机器人本体11的下底面，风机173设置在第一驱动电机171的输出轴上，第一驱动电机171驱动风机173转动，风机173转动过程中，进风口产生负压形成真空，进而形成吸力，进行吸尘。
其中，行星轮系19包括主动轮191、至少一个行星轮193和内外齿圈195，行星轮系19设置在机器人本体11的内部，主动轮191设置在第一驱动电机171的输出轴上，位于第一驱动电机171和风机173之间。主动轮191与风机173同轴转动，第一驱动电机171在驱动风机173吸尘时，同时驱动主动轮191转动。至少一个行星轮193位于内外齿圈195与主动轮191之间，行星轮193、内外齿圈195和主动轮191之间传动连接。
齿轮133与内外齿圈195的外侧齿圈啮合，第一驱动电机171驱动主动轮191转动时，带动齿轮133转动，从而实现边刷131的转动，边刷机构13通过行星轮系19与第一驱动电机171传动连接，从而实现了吸尘机构17与边刷机构13的机械联动。
控制装置21包括信息获取模块、控制模块和信息生成模块，其中
信息获取模块包括第一信息获取单元211和第二信息获取单元213；
控制模块包括第一控制单元215和第二控制单元217；
信息获取模块包括信息获取单元219；
第一信息单元211用于获取扫地机器人10的控制模式的指令；
第一控制单元215用于根据控制模式的指令控制扫地机器人10运动；
第二信息获取单元213用于获取扫地机器人10运动速度的信息；
信息生成单元219用于根据扫地机器人10运动速度的信息，生成与运动速度对应的吸尘力度的信息；
第二控制单元217用于根据扫地机器人10的吸尘力度的信息，控制扫地机器人10的吸尘力度和清扫速度。
上述扫地机器人10的控制方法包括以下步骤：
步骤S110，获取控制扫地机器人10的控制模式的指令。
其中，控制模式包括匀速模式、变速模式、加速模式和反向控制模式，扫地机器人10的运动速度根据控制模式的不同发生变化。
步骤S120，根据控制模式的指令控制控制第二驱动电机151转动驱动扫地机器人10运动。
步骤S130，获取扫地机器人10运动速度的信息。
步骤S140，根据获取的扫地机器人10运动速度的信息，生成与运动速度的信息对应的吸尘力度的信息。
步骤S150，根据扫地机器人10吸尘力度的信息，控制第一驱动电机171驱动风机173转动，进而控制扫地机器人10的吸尘力度和清扫速度。
其中，运动机构15的运动速度与吸尘机构17的吸尘力度呈正相关，运动机构15的运动速度与至少一个边刷机构13的清扫速度呈正相关。
在一个实施例中，如图5所示，机器人本体11的底部吸尘口23还设置有吸尘主刷25，吸尘主刷25为呈螺旋排列设置的滚刷。吸尘主刷25可以将边刷131转动清扫向机器人本体11底部的尘土或垃圾聚拢在吸尘口23，便于吸尘机构17吸尘。
在一个实施例中，固定在第一驱动电机171输出轴上的主动轮191还可以直接与边刷机构13传动连接，实现风机173和边刷131的机械联动。
在一个实施例中，主动轮191和齿轮133还可以替换为皮带轮，通过皮带实现主动轮191与边刷机构13的传动连接，实现风机173和边刷131的机械联动。
在一个实施例中，如图6所示，机器人本体11上设有多个边刷131，边刷131为软质毛刷，机器人本体11底部对应每个边刷131设有一个挡板，边刷131在旋转清扫中经过挡板拦截，将清扫的尘土或垃圾阻挡在机器人本体11的底部，并通过吸尘机构将尘土或垃圾吸入集灰室，避免了边刷131在旋转过程中将清扫至机器人本体11下的尘土或垃圾带出，导致清扫不干净。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (11)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括：
机器人本体，其上设置有运动机构、吸尘机构、控制装置和至少一个边刷机构，所述控制装置在所述运动机构驱动所述机器人本体运动时，控制所述吸尘机构进行吸尘和至少一个所述边刷机构进行清扫，所述运动机构的运动速度与至少一个所述边刷机构的清扫速度呈正相关。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述运动机构的运动速度与所述吸尘机构的吸尘力度呈正相关。
3.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述吸尘机构包括：
风机，其设置在所述机器人本体内且靠近所述机器人本体底部的吸尘口；以及
第一驱动电机，其设置在所述机器人本体内，所述风机设置在所述第一驱动电机的输出端，所述第一驱动电机驱动所述风机进行吸尘。
4.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，至少一个所述边刷机构周缘设置在所述机器人本体上，且至少一个所述边刷机构通过行星轮系与所述第一驱动电机传动连接。
5.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述运动机构包括：
万向轮；以及
第二驱动电机，其设置在所述机器人本体内，所述万向轮设置在所述机器人本体的底部，所述第二驱动电机驱动所述万向轮运动。
6.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述边刷机构包括：
齿轮，其与所述内外齿圈的外侧传动连接；以及
边刷，其设置在所述齿轮上，所述齿轮带动所述边刷运动。
7.根据权利要求4所述的扫地机器人，其特征在于，所述行星轮系包括：
内外齿圈；以及
主动轮，其设置在所述第一驱动电机的输出轴上，所述第一驱动电机驱动所述主动轮和所述风机同轴转动；
至少一个行星轮，所述行星轮传动设置在所述内外齿圈和所述主动轮之间。
8.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，还包括防撞感应装置，其设置在所述机器人本体的外侧壁上。
9.一种扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取控制扫地机器人的控制模式的指令；
根据所述控制模式的指令控制所述扫地机器人运动；
获取扫地机器人运动速度的信息；
根据所述扫地机器人运动速度的信息，生成与所述运动速度信息对应的吸尘力度的信息；
根据所述扫地机器人的吸尘力度的信息，控制所述扫地机器人的吸尘力度和清扫速度，其中，所述运动机构的运动速度与至少一个所述边刷机构的清扫速度呈正相关。
10.根据权利要求9所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，所述控制模式包括匀速模式、变速模式、加速模式和反向控制模式，其中，所述扫地机器人的运动速度根据控制模式的不同发生变化。
11.一种扫地机器人的控制装置，其特征在于，包括：信息获取模块、控制模块和信息生成模块，
信息获取模块用于获取控制扫地机器人的控制模式的指令以及用于获取扫地机器人运动速度的信息；
控制模块用于根据所述控制模式的指令控制所述扫地机器人运动以及用于根据所述扫地机器人的吸尘力度的信息，控制所述扫地机器人的吸尘力度和清扫速度；
信息生成模块用于根据所述扫地机器人运动速度的信息，生成与所述运动速度信息对应的吸尘力度的信息。
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