CN114569009A - 水箱水位检测设备及扫地机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种水箱水位检测设备及扫地机器人，其中方法其中，水位检测设备包括：微控制单元、信号发生器、二极管和水位检测电容；微控制单元与二极管连接；水位检测电容包括正极板和负极板，正极板和负极板竖直设置于水箱内，且正极板和负极板之间设有间隙，正极板分别与信号发生器和二极管连接，负极板接地；信号发生器，用于产生检测信号，并将检测信号作用于正极板；微控制单元，用于检测二极管的当前电压信号，根据当前电压信号确定水箱的当前水位。这样，通过所提供的水箱水位检测设备和扫地机器人，可以对机器人水箱的水位进行实时检测，提高水箱水位检测精度，提高水箱水位检测效果。

Description

水箱水位检测设备及扫地机器人
技术领域
本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种水箱水位检测设备及扫地机器人。
背景技术
现有扫拖一体机对水箱水位的检测只检测空箱、满箱两种状态，空箱状态、满箱状态可以提醒用户及时添加净水和倒掉污水，在实际使用过程中还存在一些缺陷，例如，当净水箱的水位偏低，但还没有触发空箱提醒时，用户可能没有增加水量就启动一次自动扫拖任务，而净水箱里面的水量很可能无法支持完成自动扫拖任务；再比如，当污水箱的水位偏高但还没有触发满箱提醒时，用户可能没有去处理污水就启动一次自动扫拖任务，而污水箱里面的空间很可能无法支持完成该任务。现有技术中存在水箱水位检测效果比较差的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种水箱水位检测设备及扫地机器人。
第一方面，本申请实施例提供了一种水箱水位检测设备，应用于包括水箱的扫地机器人，所述水箱水位检测设备包括：
微控制单元、信号发生器、二极管和水位检测电容；
所述微控制单元与所述二极管连接；
所述水位检测电容包括正极板和负极板，所述正极板和负极板竖直设置于所述水箱内，且所述正极板和所述负极板之间设有间隙，所述正极板分别与所述信号发生器和所述二极管连接，所述负极板接地；
所述信号发生器，用于产生检测信号，并将所述检测信号作用于所述正极板；
所述微控制单元，用于检测所述二极管的当前电压信号，根据所述当前电压信号确定所述水箱的当前水位。
在一实施方式中，所述正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板平行于所述正极板设置。
在一实施方式中，所述正极板为U型正极板，所述U型正极板包括第一竖直正极板、第二竖直正极板和底面正极板，所述底面正极板相对的第一侧边和第二侧边分别与所述第一竖直正极板和所述第二竖直正极板连接，所述第一竖直正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板竖直设置于所述U型正极板的U型空腔内，且所述负极板与第一竖直正极板、第二竖直正极板、底面正极板之间分别设置有间隙。
在一实施方式中，所述负极板设置于所述底面正极板的中垂面上，且所述负极板与所述底面正极板间隔预设距离。
在一实施方式中，所述微控制单元存储有电压与水位的映射关系；
所述微控制单元，还用于从所述电压与水位的映射关系中查找与所述当前电压信号匹配的目标水位，将所述目标水位确定为所述水箱的当前水位。
在一实施方式中，所述微控制单元包括模数转换器，所述模数转换器与所述二极管连接。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备还包括：滤波电路，所述滤波电路包括：滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电容的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电阻的第二端和所述滤波电容的第二端接地。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备还包括：
与所述微控制单元连接的晶振，用于向所述微控制单元输入预设频率的时钟信号。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备还包括：
与所述微控制单元连接的线性稳压器，用于分别向所述微控制单元和所述晶振输入预设电压。
第二方面，本申请实施例提供了一种扫地机器人，包括第一方面提供的水箱水位检测设备。
上述本申请提供的水箱水位检测设备、扫地机器人，可以对机器人水箱的水位进行实时检测，提高水箱水位检测精度，提高水箱水位检测效果。在水箱净水水位比较低时，提醒增加净水量，在水箱污水水位比较高时，提醒倒掉污水，提高水箱水位管理的便捷度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例提供的水箱检测设备的一结构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的水箱的一结构示意图；
图3示出了本申请实施例提供的水位检测电容的一结构示意图；
图4示出了本申请实施例提供的水箱检测设备的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
本申请实施例1提供一种水箱检测设备，该水箱检测设备应用于包括水箱的扫地机器人。
具体的参阅图1，水箱检测设备包括微控制单元103、信号发生器104、二极管102和水位检测电容101；
所述微控制单元103与所述二极管102连接；
所述水位检测电容101包括正极板和负极板，所述正极板和负极板竖直设置于所述水箱内，且所述正极板和所述负极板之间设有间隙，所述正极板分别与所述信号发生器104和所述二极管102连接，所述负极板接地；
所述信号发生器104，用于产生检测信号，并将所述检测信号作用于所述正极板；
所述微控制单元103，用于检测所述二极管102的当前电压信号，根据所述当前电压信号确定所述水箱的当前水位。
请参阅图2，水箱20中包括水203和空气202，水箱20的内壁紧贴一水位检测电容201，水位检测电容201的一侧面与水箱20的内壁相接。在本实施例中，信号发生器104可以为时钟振荡器，采用时钟振荡器作为激励源，时钟振荡器向水位检测电容101的正极板输出检测信号，具体的，检测信号可以为预设频率的方波信号，预设频率可以为1～2MHz范围中的任一频率。方波信号不断给水位检测电容做充放电的操作，当水箱20中的水位下降或者上升，而水位检测电容的正极板和负极板之间的介质改变会使得充放电时间常数发生改变，进而改变方波信号的波形峰值，从而输入微控制单元的电压信号发生实时变化，通过二极管102向微控制单元103实时输入电压信号。水箱水位变化时有两种特殊情况，当水满时，水位检测电容的正极板和负极板之间的介质是水；当箱空时，水位检测电容的正极板和负极板之间的介质就是空气。
在本实施例中，微控制单元103检测二极管102输入的当前电压信号。微控制单元103可以通过模数转换器对当前电压信号进行采样处理，得到数字电压，根据数字电压确定水箱的水位，实现对水箱数位的实时变化的反馈功能。在一实施方式中，所述正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板平行于所述正极板设置。
具体的，正极板平行于负极板设置，且正极板与负极板之间存在间隙，在水箱中的水位发生变化时，正极板与负极板之间的介质会发生变化，会引起水位检测电容的电压信息发生相应变化，从而，微控制单元可以根据水位检测电容的电压信息检测水箱水位。
在一实施例中，所述正极板为U型正极板，所述U型正极板包括第一竖直正极板、第二竖直正极板和底面正极板，所述底面正极板相对的第一侧边和第二侧边分别与所述第一竖直正极板和所述第二竖直正极板连接，所述第一竖直正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板竖直设置于所述U型正极板的U型空腔内。
请参阅图3，U型正极板包括第一竖直正极板3011、第二竖直正极板3012、底面正极板3013和U型空腔303，底面正极板3013相对的第一侧边和第二侧边分别与第一竖直正极板3011和第二竖直正极板3012连接，在将U型正极板安装到机器人的水箱时，可以将U型正极板的第一竖直正极板3011与所述水箱的内壁相接，U型正极板的底面正极板3013与水箱的底面相接，负极板302竖直设置于U型空腔内，且负极板302分别与第一竖直正极板3011、第二竖直正极板3012、底面正极板3013之间分别设置有间隙。
这样，可以提高在水箱安装水位检测电容的效率。
在一实施方式中，所述负极板设置于所述底面正极板的中垂面上，且所述负极板与所述底面正极板间隔预设距离。
请再次参阅图3，图3中虚线表示底面正极板3013的中垂面304，负极板302设置与中垂面304上，且负极板302与底面正极板3013间隔预设距离，该预设距离可以为3厘米、2厘米，在此不做限定。
在一实施方式中，所述微控制单元存储有电压与水位的映射关系；
所述微控制单元，还用于从所述电压与水位的映射关系中查找与所述当前电压信号匹配的目标水位，将所述目标水位确定为所述水箱的当前水位。
对于扫地机器人的水箱来说，随着水位变化，会导致水位检测电容的电压发生变化，可以预先根据水位变化实验，检测各个水位高度对应的电压信号，根据各个水位高度和对应的电压信息生成电压与水位的映射关系，电压与水位的映射关系可以是一对一的映射关系表。具体来说，可以通过实验对水箱处于不同水位时，检测得到二极管向微控制单元输入的电压信号，以获得电压与水位的映射关系。例如，具体的，电压与水位的映射关系可以如表1所示。在表1中，例举了每隔3厘米检测一个水位高度对应的电压值，为增加水位检测精度，可以将水位检测的间隔设置得更加密集，例如间隔1厘米检测对应的电压。
表1、电压与水位的映射关系表。
水位 电压值
0 2.71V
3cm 2.62V
6cm 2.48V
9cm 2.23V
12cm 2.16V
15cm 1.96V
18cm 1.73V
21cm 1.62V
24cm 1.42V
27cm 1.25V
30cm 1.18V
在本实施方式中，可以通过电压与数位的映射关系，快速确定当前电压信号对应的当前水位，提高水位精确度，提高水位获取效率。
在一实施例中，所述微控制单元包括模数转换器，所述模数转换器与所述二极管连接。
需要说明的是，信号发生器产生的检测信号作用于正极板，在水位变化时，对导致水位检测电容的介质发生改变，进而引起水位检测电容两端的电压变化，二极管导通输入模数转换器的电压信号也发生变化，模数转换器接收二极管输入的当前电压信号，将当前电压信号转换为数字电压，根据数字电压从电压与水位的映射表中确定与数字电压对应的当前水位。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备，还包括滤波电路，所述滤波电路包括：滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电容的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电阻的第二端接地、所述滤波电容的第二端接地。
请参阅图4，水箱水位检测设备包括滤波电路106，具体的，滤波电路106包括滤波电阻R和滤波电容C，滤波电阻R的第一端分别和模数转换器1031和二极管102的阴极连接，滤波电容C的第一端分别和模数转换器1031和二极管102的阴极连接。滤波电阻R的第二端和滤波电容C的第二端接地。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备，还包括与所述微控制单元连接的晶振，用于向所述微控制单元输入预设频率的时钟信号。
请再次参阅图4，水箱水位检测设备还包括晶振107，晶振107与微控制单元103连接，用于向所述微控制单元103输入预设频率的时钟信号。
在一实施方式中，预设频率的时钟信号为8000MHz的时钟信号，该晶振107作为微控制单元103的时钟源，能确保微控制单元正常工作。
在一实施方式中，所述水箱水位检测设备，还包括与所述微控制单元连接的线性稳压器，用于分别向所述微控制单元和所述晶振输入预设电压。
请再次参阅图4，水箱水位检测设备还包括线性稳压器105，线性稳压器105，与微控制单元103连接，线性稳压器105可以将外部电压转换为稳定的3.3V电压，并向微控制单元103和晶振107提供3.3V电压。
本实施例提供的水箱水位检测设备，可以对机器人水箱的水位进行实时检测，提高水箱水位检测精度，提高水箱水位检测效果。在水箱净水水位比较低时，提醒增加净水量，在水箱污水水位比较高时，提醒倒掉污水，提高水箱水位管理的便捷度。
实施例2
本申请实施例1提供一种扫地机器人，包括实施例1提供的水箱水位检测设备。
本实施例提供的扫地机器人可以实现实施例1所示水箱数位检测设备的功能，为避免重复，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水箱水位检测设备，其特征在于，应用于包括水箱的扫地机器人，所述水箱水位检测设备包括：
微控制单元、信号发生器、二极管和水位检测电容；
所述微控制单元与所述二极管连接；
所述水位检测电容包括正极板和负极板，所述正极板和负极板竖直设置于所述水箱内，且所述正极板和所述负极板之间设有间隙，所述正极板分别与所述信号发生器和所述二极管连接，所述负极板接地；
所述信号发生器，用于产生检测信号，并将所述检测信号作用于所述正极板；
所述微控制单元，用于检测所述二极管的当前电压信号，根据所述当前电压信号确定所述水箱的当前水位。
2.根据权利要求1所述的水箱水位检测设备，其特征在于，所述正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板平行于所述正极板设置。
3.根据权利要求2所述的水箱水位检测设备，其特征在于，所述正极板为U型正极板，所述U型正极板包括第一竖直正极板、第二竖直正极板和底面正极板，所述底面正极板相对的第一侧边和第二侧边分别与所述第一竖直正极板和所述第二竖直正极板连接，所述第一竖直正极板与所述水箱的内壁相接，所述负极板竖直设置于所述U型正极板的U型空腔内，且所述负极板与第一竖直正极板、第二竖直正极板、底面正极板之间分别设置有间隙。
4.根据权利要求3所述的水箱水位检测设备，其特征在于，所述负极板设置于所述底面正极板的中垂面上，且所述负极板与所述底面正极板间隔预设距离。
5.根据权利要求1所述的水箱水位检测设备，其特征在于，所述微控制单元存储有电压与水位的映射关系；
所述微控制单元，还用于从所述电压与水位的映射关系中查找与所述当前电压信号匹配的目标水位，将所述目标水位确定为所述水箱的当前水位。
6.根据权利要求1所述的水箱水位检测设备，其特征在于，所述微控制单元包括模数转换器，所述模数转换器与所述二极管连接。
7.根据权利要求6所述的水箱水位检测设备，其特征在于，还包括：滤波电路，所述滤波电路包括：滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电容的第一端分别与所述二极管和所述模数转换器连接，所述滤波电阻的第二端和所述滤波电容的第二端接地。
8.根据权利要求7所述的水箱水位检测设备，其特征在于，还包括：
与所述微控制单元连接的晶振，用于向所述微控制单元输入预设频率的时钟信号。
9.根据权利要求8所述的水箱水位检测设备，其特征在于，还包括：
与所述微控制单元连接的线性稳压器，用于分别向所述微控制单元和所述晶振输入预设电压。
10.一种扫地机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的水箱水位检测设备。
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