CN116280114A - 水下机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水下机器人其控制方法，该水下机器人包括机器人主体，机器人主体的底部设有吸污口，机器人主体的顶部设有与吸污口连通的第一排水口，机器人主体的底部还设有与第一排水口连通的第二排水口，第二排水口位于吸污口靠近前端的一侧；机器人主体内还设有抽水机构和脱困机构；水下机器人具有控制水流从吸污口流入并经由第一排水口排出的第一状态，在第一状态下，抽水机构工作，脱困机构停止工作；水下机器人还具有控制水流从第一排水口流入并经由第二排水口排出的第二状态，在第二状态下，抽水机构停止工作，脱困机构工作，以使经由第二排水口排出水流将机器人主体的前端抬升预设角度。本发明旨在提升水下机器人的越障能力。

Description

水下机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种水下机器人及其控制方法。

背景技术

水下机器人可用于多种水下环境作业，例如，可用于对泳池进行清洁。水下机器人在泳池内进行清洁作业时，可能需要越过泳池底部的台阶、障碍物或者爬到泳池的侧壁面等区域进行清洁，现有的方案中，主要依靠水下机器人的行进机构(轮子或者履带)产生的摩擦力来攀爬台阶或者障碍物，由于水下环境中，行进机构与泳池侧壁或台阶侧壁之间的摩擦力较小，导致机器人在攀爬泳池侧壁、台阶以及障碍物的难度较大，影响了水下机器人爬上泳池侧壁、台阶以及障碍物的成功率，还有可能造成水下机器人被困在某一位置，进而影响了水下机器人的清洁范围。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种水下机器人，旨在提升水下机器人的越障能力。

为实现上述目的，本发明提出的水下机器人，包括：

机器人主体，所述机器人主体具有前端，所述机器人主体的底部设有吸污口，所述机器人主体的顶部设有与所述吸污口连通的第一排水口，所述机器人主体的底部还设有与所述第一排水口连通的第二排水口，所述第二排水口位于所述吸污口靠近所述前端的一侧；

所述机器人主体内还设有抽水机构和脱困机构；

所述水下机器人具有控制水流从所述吸污口流入并经由所述第一排水口排出的第一状态，在所述第一状态下，所述抽水机构开启工作，所述脱困机构停止工作；

所述水下机器人还具有控制水流从所述第一排水口流入并经由所述第二排水口排出的第二状态，在所述第二状态下，所述抽水机构停止工作，所述脱困机构开启工作，以使经由所述第二排水口排出水流将所述机器人主体的前端抬升预设角度。

在本发明的一实施例中，所述抽水机构靠近所述第一排水口设置；

所述脱困机构靠近所述第二排水口设置。

在本发明的一实施例中，所述水下机器人还包括检测器，在所述检测器检测到障碍时，所述水下机器人以第二状态运行。

在本发明的一实施例中，所述检测器包括：

距离检测器，所述距离检测器设于所述机器人主体的前端，当检测到所述机器人主体与障碍物之间距离大于预设阈值时，所述水下机器人以第一状态运行，当检测到所述机器人主体与障碍物之间距离小于或等于预设阈值时，所述水下机器人以第二状态运行；

和/或，陀螺仪，所述陀螺仪设于所述机器人主体的内部，当检测到所述机器人主体的姿态异常时，所述水下机器人以第二状态运行。

在本发明的一实施例中，所述第一排水口的中轴线呈竖直设置，或者所述第一排水口的中轴线呈倾斜设置；

所述第二排水口的中轴线呈竖直设置；或者所述第二排水口的中轴线呈倾斜设置。

在本发明的一实施例中，所述水下机器人还包括过滤部件，所述过滤部件设于所述机器人主体内，所述过滤部件的开口与所述吸污口连通，所述过滤部件罩盖所述吸污口设置，所述过滤部件还设有与所述第一排水口连通的过水口。

在本发明的一实施例中，所述水下机器人还包括第一挡水板，所述第一挡水板转动连接于所述吸污口的一侧，所述水下机器人以所述第一状态运行时，所述第一挡水板打开所述吸污口，所述水下机器人以所述第二状态运行时，所述第一挡水板关闭所述吸污口，

所述水下机器人还包括第二挡水板，所述第二挡水板转动连接于所述第二排水口的一侧，所述水下机器人以所述第一状态运行时，所述第二挡水板关闭所述第二排水口，所述水下机器人以所述第二状态运行时，所述第二挡水板打开所述第二排水口。

在本发明的一实施例中，所述第一挡水板打开所述吸污口，所述第一挡水板转动至所述机器人主体的内部；

所述第二挡水板打开所述第二排水口时，所述第二挡水板转动至所述机器人主体的外侧。

本发明还提供了一种水下机器人的控制方法，包括以下步骤：

在水下机器人启动后，控制抽水机构开启工作，脱困机构停止工作，以使水下机器人以第一状态运行，水流从吸污口流入并经由第一排水口排出；

当检测到水下机器人遇到障碍时，控制抽水机构停止工作，脱困机构开启工作，以使水下机器人以第二状态运行，水流从第一排水口流入并经由第二排水口排出，以将机器人主体的前端抬升预设角度。

在本发明的一实施例中，在所述当检测到水下机器人遇到障碍时，控制抽水机构停止工作，脱困机构开启工作，以使水下机器人以第二状态运行，水流从第一排水口流入并经由第二排水口排出，以将机器人主体的前端抬升预设角度的步骤中，还包括：

确定水下机器人以第二状态运行的时长；

当水下机器人以第二状态运行的时长达到预设时长时，控制水下机器人切换为以第一状态运行。

本发明技术方案中，水下机器人包括机器人主体和设于机器人主体内部的抽水机构和脱困机构，其中，机器人主体的底部设有吸污口和第二排水口，机器人主体的顶部设有与吸污口连通的第一排水口，第一排水口连通第二排水口，并且第二排水口的位置还设置在吸污口靠近前端的一侧。当水下机器人在泳池内进行清洁作业时，当水下机器人在泳池内较为平坦的壁面清洁时，此时，脱困机构为停止工作的状态，抽水机构开启工作，并控制水流从吸污口流入并经由第一排水口排出，经由第一排水口排除的水流会对机器人主体产生下压力，以使得机器人主体与泳池底部的底壁接触产生摩擦力并正常行走；当水下机器人遇到陡坡、台阶或者泳池的侧壁等障碍时，此时，抽水机构停止工作，脱困机构开始工作，并控制水流从第一排水口流入并经由第二排水口排出，由于第二排水口位于机器人主体底部，并靠近前端设置，此时，经由第二排水口排出的水流会对机器人主体的前端产生向上的推力，使得机器人主体的前端向上抬升一定角度，即机器人主体的前端以一定角度翘起，使得机器人主体能越过陡坡、台阶或者爬上泳池的侧壁面，以使得水下机器人能轻易地越过障碍，确保水下机器人能在复杂环境中作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明水下机器人一实施例的侧面的结构示意图；

图2为本发明水下机器人一实施例的底面的结构示意图；

图3为本发明水下机器人跨越障碍的示意图；

图4为图1中水下机器人的内部结构示意图；

图5为本发明水下机器人一实施例的控制流程图；

图6为本发明又一实施例的控制流程图。

附图标号说明：

100、水下机器人；10、机器人主体；11、机壳；111、吸污口；113、第一排水口；115、第二排水口；13、行走部件；15、清洁滚筒；20、脱困机构；30、抽水机构；40、检测器；50、过滤部件；60、第一挡水板；70、第二挡水板。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种水下机器人100。

请参照图1至图4，本发明提出的水下机器人100，包括：

机器人主体10，所述机器人主体10具有前端，所述机器人主体10的底部设有吸污口111，所述机器人主体10的顶部设有与所述吸污口111连通的第一排水口113，所述机器人主体10的底部还设有与所述第一排水口113连通的第二排水口115，所述第二排水口115位于所述吸污口111靠近所述前端的一侧；

所述机器人主体10内还设有抽水机构30和脱困机构20；

所述水下机器人100具有控制水流从所述吸污口111流入并经由所述第一排水口113排出的第一状态，在所述第一状态下，所述抽水机构30开启工作，所述脱困机构20停止工作；

所述水下机器人100还具有控制水流从所述第一排水口113流入并经由所述第二排水口115排出的第二状态，在所述第二状态下，所述抽水机构30停止工作，所述脱困机构20开启工作，以使经由所述第二排水口115排出水流将所述机器人主体10的前端抬升预设角度。

本发明技术方案中，水下机器人100包括机器人主体10和设于机器人主体10内部的抽水机构30和脱困机构20，其中，机器人主体10的底部设有吸污口111和第二排水口115，机器人主体10的顶部设有与吸污口111连通的第一排水口113，第一排水口113连通第二排水口115，并且第二排水口115的位置还设置在吸污口111靠近前端的一侧。当水下机器人100在泳池内进行清洁作业时，当水下机器人100在泳池内较为平坦的壁面清洁时，此时，脱困机构20为停止工作的状态，抽水机构30开启工作，并控制水流从吸污口111流入并经由第一排水口113排出，经由第一排水口113排除的水流会对机器人主体10产生下压力，以使得机器人主体10与泳池底部的底壁接触产生摩擦力并正常行走。

当水下机器人100遇到陡坡、台阶或者泳池的侧壁等障碍时，此时，抽水机构30停止工作，脱困机构20开始工作，并控制水流从第一排水口113流入并经由第二排水口115排出，由于第二排水口115位于机器人主体10底部，并靠近前端设置，此时，经由第二排水口115排出的水流会对机器人主体10的前端产生向上的推力，使得机器人主体10的前端向上抬升一定角度，即机器人主体10的前端以一定角度翘起，使得机器人主体10能越过陡坡、台阶或者爬上泳池的侧壁面，以使得水下机器人100能轻易地越过障碍，确保水下机器人100能在复杂环境中作业。

在本发明的一个实施例中，当水下机器人100由第一状态切换至第二状态时，应该是抽水机构30先停止工作，脱困机构20在抽水机构30完全停止再开始工作；对应地，当水下机器人100由第二状态切换至第一状态时，应该是脱困机构20先停止工作，抽水机构30在脱困机构20完全停止再开始工作。这样设置，可以避免抽水机构30和脱困机构20的两者之一在关闭时，由于惯性未完全停止工作时，若此时启动抽水机构30和脱困机构20的两者之另一，可能会造成水下机器人100失去平衡。

本实施例中，机器人主体10包括机壳11、行走部件13、清洁滚筒15以及驱动机构(图中未标示出)，机壳11具有相对设置前端和后端，通常，前端为水下机器人行进方向的前方。行走部件13设于机壳11宽度方向两侧，用以支撑机壳11以及安装于机壳11内部件，清洁滚筒15设于机壳11的底部，驱动机构设于机壳11内部，并与行走部件13、清洁滚筒15传动连接，以驱动行走部件13带动整个机器人主体10前进，同时，驱动机构还驱动清洁滚筒15滚动，以对行进位置进行清洁。

可以理解地，机壳11内部还设有密封腔，密封腔内还设有电池(图中未标示出)、电路板(图中未标示出)以及控制器(图中未标示出)等器件，电路板与电池、控制器抽水机构30以及脱困机构20电连接。

在一个实施例中，行走部件13可以是轮体，其中，位于前端的轮体直径大于后端的轮体的直径，以提升前端轮体的越障能力。在另一个实施例中，还可以在轮体的外侧设置有履带，使行走部件13形成为履带式结构，以增加机器人主体10与池壁的接触面积和摩擦力，使得水下机器人100能适应复杂环境，提升行走过程中的稳定性。

在另一个实施例中，清洁滚筒15的数量可以有两个，可以在机器人主体10前端和后端均设置有清洁滚筒15，以提升水下机器人100的清洁能力。

在本实施例中，吸污口111和第一排水口113连通以形成有第一水流通道(图中未示出)，第一水流通道可以是直接在机壳11内部形成，也可以是在吸污口111和第一排水口113之间设置有第一导管(图中未示出)，第一导管内部形成有第一水流通道。同样地，第一排水口113和第二排水口115之间连通以形成有第二水流通道(图中未示出)，第二水流通道可以是直接在机壳11内部形成，也可以是在第一排水口113和第二排水口115之间设置有第二导管(图中未示出)，第二导水管内形成有第二水流通道。第一导管和第二导管的设置可以简化机壳11的设计难度，提升第一水流通道和第二水流通道走向灵活性。

进一步，在本发明的一实施例中，由于第一水流通道和第二水流通道共用第一排水口113，第一水流通道和第二水流通道形成有汇合处。抽水机构30可以是设置在第一水流通道内部的任意位置，例如，在一个实施例中，抽水机构30设置在靠近所述第一排水口113的位置，如此，可以方便抽水机构30的安装和维护。同样地，所述脱困机构20也可以是设置在第二水流通道内部的任意位置，例如，为了方便脱困机构20的安装和调试，同样可以将脱困机构20设置在靠近第二排水口115的位置。通过抽水机构30和脱困机构20的工作状态进行分别控制，改变经由机器人主体10内部的水流方向，实现水下机器人100在第一状态和第二状态之间的切换。

可以理解地，抽水机构30和脱困机构20均包括有电机和螺旋浆，其中，电机可以通过螺钉或卡扣等结构固定在水流通道内壁面。电机的轴向方向还与水流通道的延伸方向一致，以减小电机占用水流通道的面积，减小电机对水流的影响。螺旋浆与电机的输出轴连接，电机驱动螺旋浆转动，以使水流通道内产生负压，从而将外部水流吸入，并经由第一排水口113或第二排水口115排出，使排出的水流对机器人主体10施以压力或推力。

请继续参照图1至图4，在本发明的一实施例中，水下机器人100还包括检测器40，在所述检测器40检测到障碍时，所述水下机器人100以第二状态运行。

在本发明的一个实施例中，检测器40可以是距离检测器40，也可以是陀螺仪，也可以是同时设有距离检测器40和陀螺仪。可以理解地，距离检测器40设置在机器人主体10的前端，用于检测机器人主体10与障碍物之间距离，为水下机器人100切换工作状态提供数据依据。距离检测器40可以是声呐传感器、光电传感器、激光测距仪等距离检测器40。当检测到所述机器人主体10与障碍物之间距离大于预设阈值时，控制水下机器人100以第一状态运行；当检测到所述机器人主体10与障碍物之间距离小于或等于预设阈值时，控制水下机器人100以第二状态运行。

可以理解地，本实施例中的障碍物可以是泳池底部的地漏、台阶、泳池侧壁等等。机器人主体10与障碍物之间距离预设阈值可以是0.2m，也可以是0.3m，或者是1.0m等，可以根据实际要求进行合理设置。

在另一实施例中，陀螺仪又称为IMU传感器，可以实现水下机器人100的三轴姿态角、角速率以及加速度的测量。通常，陀螺仪设置在机器人主体10的中心位置，当检测水下机器人100的姿态出现异常时，表示水下机器人100可能遇到了障碍，此时，可以控制水下机器人100以第二状态运行。可以理解地，当未检测水下机器人100的姿态出现异常时，水下机器人100是以第一状态运行。需要说明的是，水下机器人100的异常状态包括水下机器人100的车轮出现空转、机器人主体10出现倾斜，或者是机器人主体10还出现在某一位置停留的时间较长等。

请继续参照图4，在本发明的一实施例中，所述第一排水口113的中轴线呈竖直设置，或者所述第一排水口113的中轴线呈倾斜设置；

所述第二排水口115的中轴线呈竖直设置；或者所述第二排水口115的中轴线为倾斜设置。

在本实施例的技术方案中，由于经由第一排水口113排出的水流是给机器人主体10施以下压力，将第一排水口113的中轴线设置为竖直方向，如此，经由第一排水口113排出的水流是竖直向上，此时，水流对机器人主体10施加了竖直方向的下压力，进而增大了机器人主体10与底壁的摩擦力，可以提升清洁效果。在另一个实施例中，将第一排水口113的中轴线呈倾斜设置，使得经由第一排水口113排出的水流是向倾斜向上方流动，此时水流对机器人主体10施加了的压力可以分解为正下方的下压力和朝向机器人主体10的推动力，如此，可以辅助机器人主体10的移动。可以理解地，为了确保机器人主体10的受力均匀，第一排水口113的位置大致位于顶部的中心位置。

相同的原理，将第二排水口115的中轴线设置为竖直方向，如此，经由第二排水口115排出的水流是竖直向下的，此时，水流对机器人主体10施加了竖直向上的推力，在该推力的作用下，可以使得机器人主体10的前端向上抬起预设角度，从而使得机器人主体10的前端能轻松地跨过障碍物。在另一个实施例中，将第二排水口115的中轴线设置为倾斜设置，此时，经由第二排水口115排出的水流是向倾斜向前流动，此时水流对机器人主体10施加了的推力可以分解为朝正上方的上推力和朝向机器人主体10前端的推动力，如此，可以辅助机器人主体10的移动。在一个实施例中，机器人主体10的前端向上抬升的角度可以是10°、15°、20°、30°、40°等，在此不进行限定；可以理解地，机器人主体10的前端向上抬升的角度可根据实际需求进行合理设置，在此不进行限定。

请继续参照图4，在本发明的一实施例中，所述水下机器人100还包括过滤部件50，所述过滤部件50设于所述机器人主体10内，其开口与吸污口111连通，并罩盖所述吸污口111设置，所述过滤部件50还设有与所述第一排水口113连通的过水口。

在本实施例中，过滤部件50用于过滤并收纳所清洁的杂物、污垢等物质。过滤部件50设置在机壳11的内部，可以避免所收纳的杂物汇集并凸出于机器人主体10的底面，而造成对水下机器人100的影响。具体地，过滤部件50可以是机壳11上所形成的向内部凹陷的结构；过滤部件50也可以是与机壳11为拆卸连接结构，例如，过滤部件50可以是滤网，滤网的孔形成为过水口；或者过滤部件50为具有开口和过水口的收纳盒，收纳盒可拆卸固定于机壳11的内部，其开口与吸污口111连通。水下机器人100以第一状态运行时，水流从机器人主体10底部的吸污口111流入时，也将泳池中的杂物、污垢一起吸入过滤部件50的内部。

请继续参照图4，在本发明的一实施例中，所述水下机器人100还包括第一挡水板60，所述第一挡水板60转动连接于所述吸污口111的一侧，所述水下机器人100以所述第一状态运行时，所述第一挡水板60打开所述吸污口111，所述水下机器人100以所述第二状态运行时，所述第一挡水板60关闭所述吸污口111。

在本实施例中，第一挡水板60与机壳11通过转动轴实现转动连接，转动轴与第一挡水板60可以是一体结构，转动轴与第一挡水板60可以是分体结构，转动轴的两端与机壳11转动连接。当水下机器人100以第一状态运行时，抽水机构30开启工作，吸污口111处的水压大于第一排水口113处的水压，使得第一水流通产生负压，在负压的作用下，使得第一挡水板60呈打开吸污口111的状态，以使水流从吸污口111流入。当水下机器人100以第二状态运行时，抽水机构30停止工作，此时，吸污口111和第一排水口113之间的水压实现平衡，第一挡水板60可以关闭吸污口111，以阻止过滤部件50内收集的杂物流出。需要说明的是，机壳11上还设置有限位结构(图中未示出)，限位结构位于吸污口111内，并在第一挡水板60远离转动轴的一侧，限位结构用于限制第一挡水板60转动至机壳11的外侧，如此，第一挡水板60只能朝向机壳11的内部的打开，以避免第一挡水板60朝向机壳11外侧打开，对水下机器人100的行走带来影响。

请继续参照图4，在本发明的一实施例中，所述水下机器人100还包括第二挡水板70，所述第二挡水板70转动连接于所述第二排水口115的一侧，所述水下机器人100以所述第一状态运行时，所述第二挡水板70关闭所述第二排水口115，所述水下机器人100以所述第二状态运行时，所述第二挡水板70打开所述第二排水口115。

在本实施例中，第二挡水板70与机壳11同样也是通过转动轴实现转动连接，转动轴与第二挡水板70可以是一体结构，可以是分体结构，在此不进行限定。转动轴的两端均与机壳11转动连接。当水下机器人100以第一状态运行时，脱困机构20为停止工作的状态，此时，第二排水口115和第一排水口113之间的水压实现平衡，第二挡水板70为关闭第二排水口115的状态。当水下机器人100以第二状态运行时，脱困机构20开始工作，此时，第一排水口113处的水压大于第二排水口115处的水压，使得第二水流通内产生负压，在负压的作用下，第二挡水板70向机壳11的外侧转动以使其能呈打开第二排水口115的状态，以使水流从第一排水口113流入，从第二排水口115流出。

同样地，机壳11上还设置有限位结构(图中未示出)，限位结构位于第二排水口115内，并在第二挡水板70远离转动轴的一侧，限位结构用于限制第二挡水板70转动至机壳11的内侧，如此，第二挡水板70只能朝向机壳11的外部打开。在另一个可能的实施例中，还可以是将第二挡水板70的面积大于第二排水口115设置，使得第二挡水板70只能向机壳11的外侧转动。

在一个实施例中，第一挡水板60和第二挡水板70的材质为可以采用轻质材质，例如塑胶材质或者是亚克力材质等。

在另一个实施例中，还可以设置电动机(图中未示出)分别与第一挡水板60、第二挡水板70连接，以通过电动机分别控制第一挡水板60、第二挡水板70的打开或关闭，提升准确性。

请参照图5，本发明还提供了一种水下机器人100的控制方法，包括以下步骤：

步骤S10：在水下机器人100启动后，控制抽水机构30开启工作，脱困机构20停止工作，以使水下机器人100以第一状态运行，水流从吸污口111流入并经由第一排水口113排出；

步骤S20：当检测到水下机器人100遇到障碍时，控制抽水机构30停止工作，脱困机构20开启工作，以使水下机器人100以第二状态运行，水流从第一排水口113流入并经由第二排水口115排出，以将机器人主体10的前端抬升预设角度。

在本实施例中，水下机器人100在启动时，默认其为以第一状态运行，此时，控制器控制抽水机构30开启工作，脱困机构20停止工作，以使水下机器人100以第一状态运行，水流从吸污口111流入并经由第一排水口113排出。水下机器人100在工作时，实时检测其状态，当检测到水下机器人100遇到障碍时，控制抽水机构30停止工作，脱困机构20开启工作，以使水下机器人100以第二状态运行，水流从第一排水口113流入并经由第二排水口115排出，以将机器人主体10的前端抬升预设角度。

在一个实施例中，检测器40可以是距离检测器40，距离检测器40设置在机器人主体10的前端，用于检测机器人主体10与障碍物之间距离，为水下机器人100切换工作状态提供数据依据。距离检测器40可以是声呐传感器、光电传感器、激光测距仪等距离检测器40。当检测到所述机器人主体10与障碍物之间距离大于预设阈值时，控制水下机器人100以第一状态运行；当检测到所述机器人主体10与障碍物之间距离小于或等于预设阈值时，控制水下机器人100以第二状态运行。其中，本实施例中的障碍物可以是泳池底部的台阶、泳池侧壁等等。机器人主体10与障碍物之间距离预设阈值可以是0.2m，也可以是0.3m，或者是1.0m等，可以根据实际要求进行合理设置。

在另一个实施例中，检测器40也可以是陀螺仪。陀螺仪可以实现水下机器人100的姿态测量，具体包括三轴姿态角、角速率以及加速度的测量。当水下机器人100在泳池平坦的壁面行走时，水下机器人100的姿态实现平衡，可以控制水下机器人100以第二状态运行。当水下机器人100遇到有地漏、台阶、或者其他障碍时，使得车轮出现空转、机器人主体10出现倾斜，或者是机器人主体10还出现在某一位置停留的时间较长等导致姿态失衡，此时，可以控制水下机器人100以第二状态运行。

可以理解的，在一个实施中，检测器40也可以是距离检测器40和陀螺仪的组合，使得检测器40检测更为精确，进而提升水下机器人100的灵活性。

检测器40实时检测水下机器人100的状态，并将所检测到的传输至控制器，控制器接收到所检测的信号，并判断当前状态是否为异常状态，当确定水下机器人100处于正常状态时，控制器控制抽水机构30开启工作，控制脱困机构20关闭，使水下机器人100以第一状态运行，水流从吸污口111流入并经由第一排水口113排出，经由第一排水口113排除的水流会对机器人主体10产生下压力，以使得机器人主体10与泳池底部的底壁接触产生摩擦力并正常行走。

当确定水下机器人100处于异常状态时，控制器控制抽水机构30关闭，控制脱困机构20开启工作，使水下机器人100以第二状态运行，水流从第一排水口113流入并经由第二排水口115排出，由于第二排水口115位于机器人主体10底部，并靠近前端设置，此时，经由第二排水口115排出的水流会对机器人主体10的前端产生向上的推力，使得机器人主体10的前端向上抬升一定角度，即机器人主体10的前端以一定角度翘起，使得机器人主体10能越过陡坡、台阶或者爬上泳池的侧壁面，以使得水下机器人100能轻易地越过障碍，确保水下机器人100能在复杂环境中作业。

进一步，请参照图，在一个实施例中，当水下机器人100以第二状态开始运行时，还包括步骤S21：确定水下机器人100以第二状态运行的时长；步骤S23：当水下机器人100以第二状态运行的时长达到预设时长时，控制水下机器人100切换为以第一状态运行。在本实施例中，通过对水下机器人100越过障碍物所需要的时长进行预判，并设置对应值，当水下机器人100以第二状态运行设时长之后，水下机器人100能成功越过障碍物或者是成功爬上泳池的侧壁，此时，将水下机器人100切换为以第一状态运行，以实现水下机器人100的清洁操作。可以理解地，预设时长可以根据实际需求实行合理设置，例如，预设时长可以是5秒、10秒或者是20秒等。需要说明的是，预设时长还可以有多个，如此，可以根据障碍物的大小、高度等选择合理的预设时长，以提升水下机器人100的灵活性等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下机器人，其特征在于，包括：

机器人主体(10)，所述机器人主体(10)具有前端，所述机器人主体(10)的底部设有吸污口(111)，所述机器人主体(10)的顶部设有与所述吸污口(111)连通的第一排水口(113)，所述机器人主体(10)的底部还设有与所述第一排水口(113)连通的第二排水口(115)，所述第二排水口(115)位于所述吸污口(111)靠近所述前端的一侧；

所述机器人主体(10)内还设有抽水机构(30)和脱困机构(20)；

所述水下机器人具有控制水流从所述吸污口(111)流入并经由所述第一排水口(113)排出的第一状态，在所述第一状态下，所述抽水机构(30)开启工作，所述脱困机构(20)停止工作；

所述水下机器人还具有控制水流从所述第一排水口(113)流入并经由所述第二排水口(115)排出的第二状态，在所述第二状态下，所述抽水机构(30)停止工作，所述脱困机构(20)开启工作，以使经由所述第二排水口(115)排出水流将所述机器人主体(10)的前端抬升预设角度。

2.如权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述抽水机构(30)靠近所述第一排水口(113)设置；

所述脱困机构(20)靠近所述第二排水口(115)设置。

3.如权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括检测器(40)，在所述检测器检测到障碍时，所述水下机器人以第二状态运行。

4.如权利要求3所述的水下机器人，其特征在于，所述检测器(40)包括：

距离检测器，所述距离检测器设于所述机器人主体(10)的前端，当检测到所述机器人主体(10)与障碍物之间距离大于预设阈值时，所述水下机器人以第一状态运行，当检测到所述机器人主体(10)与障碍物之间距离小于或等于预设阈值时，所述水下机器人以第二状态运行；

和/或，陀螺仪，所述陀螺仪设于所述机器人主体(10)的内部，当检测到所述机器人主体(10)的姿态异常时，所述水下机器人以第二状态运行。

5.如权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述第一排水口(113)的中轴线呈竖直设置，或者所述第一排水口(113)的中轴线呈倾斜设置；

所述第二排水口(115)的中轴线呈竖直设置；或者所述第二排水口(115)的中轴线呈倾斜设置。

6.如权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括过滤部件(50)，所述过滤部件(50)设于所述机器人主体(10)内，所述过滤部件(50)的开口与所述吸污口(111)连通，所述过滤部件(50)罩盖所述吸污口(111)设置，所述过滤部件(50)还设有与所述第一排水口(113)连通的过水口。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括第一挡水板(60)，所述第一挡水板(60)转动连接于所述吸污口(111)的一侧，所述水下机器人以所述第一状态运行时，所述第一挡水板(60)打开所述吸污口(111)，所述水下机器人以所述第二状态运行时，所述第一挡水板(60)关闭所述吸污口(111)，

所述水下机器人还包括第二挡水板(70)，所述第二挡水板(70)转动连接于所述第二排水口(115)的一侧，所述水下机器人以所述第一状态运行时，所述第二挡水板(70)关闭所述第二排水口(115)，所述水下机器人以所述第二状态运行时，所述第二挡水板(70)打开所述第二排水口(115)。

8.如权利要求7所述的水下机器人，其特征在于，所述第一挡水板(60)打开所述吸污口(111)，所述第一挡水板(60)转动至所述机器人主体(10)的内部；

所述第二挡水板(70)打开所述第二排水口(115)时，所述第二挡水板(70)转动至所述机器人主体(10)的外侧。

9.一种水下机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在水下机器人启动后，控制抽水机构(30)开启工作，脱困机构(20)停止工作，以使水下机器人以第一状态运行，水流从吸污口(111)流入并经由第一排水口(113)排出；

当检测到水下机器人遇到障碍时，控制抽水机构(30)停止工作，脱困机构(20)开启工作，以使水下机器人以第二状态运行，水流从第一排水口(113)流入并经由第二排水口(115)排出，以将机器人主体(10)的前端抬升预设角度。

10.如权利要求9所述的水下机器人的控制方法，其特征在于，在所述当检测到水下机器人遇到障碍时，控制抽水机构(30)停止工作，脱困机构(20)开启工作，以使水下机器人以第二状态运行，水流从第一排水口(113)流入并经由第二排水口(115)排出，以将机器人主体(10)的前端抬升预设角度的步骤中，还包括：

确定水下机器人以第二状态运行的时长；

当水下机器人以第二状态运行的时长达到预设时长时，控制水下机器人切换为以第一状态运行。

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