CN116927552A - 具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，包括主体，所述主体上设有控制模组，所述主体上还设有与所述控制模组电性连接的应变检测组件，所述应变检测组件包括变形体和设于所述变形体上的应变片。本泳池清洁机器人搭载有应变检测组件，通过应变片的变形即可准确地获知泳池清洁机器人的行进速度，再结合对泳池清洁机器人运动方向控制即可控制泳池清洁机器人的运动轨迹，整个检测系统结构简单可靠、制造成本低廉，且维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及移动式水体清洁设备技术领域，尤其涉及具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人。
背景技术
泳池是人们进行游泳运动的场地，泳池在使用过程中会出现一些垃圾或细菌，因此泳池需要定期进行清洁处理。
泳池清洁机器人(含水上、水下机器人)可以自动对泳池进行清洁，为了确保清洁效果，必须有效提高泳池清洁机器人的运动覆盖率，因此需要控制泳池清洁机器人的运动轨迹以有效到达所有需要清洁的地区。这就需要实时检测获取泳池清洁机器人的运动速度等状态信息，以便于利用配套的算法进行控制和修正。而现有的螺旋桨驱动的水下泳池清洁机器人无法直接获取自身的运动状态信息；现有的轮式水下泳池清洁机器人时常会出现打滑现象，因此无法直接获取自身准确地运动状态信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，包括主体，所述主体上设有控制模组，所述主体上还设有与所述控制模组电性连接的应变检测组件，所述应变检测组件包括变形体和设于所述变形体上的应变片。
本发明的有益效果在于：本泳池清洁机器人搭载有应变检测组件，通过应变片的变形即可准确地获知泳池清洁机器人的行进速度，再结合对泳池清洁机器人运动方向控制即可控制泳池清洁机器人的运动轨迹，整个检测系统结构简单可靠、制造成本低廉，且维护方便。
附图说明
图1为本发明实施例一的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人的结构简化示意图(正视时)；
图2为本发明实施例一的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人的结构简化示意图(俯视时)；
图3为本发明实施例二的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人的结构简化示意图(正视时)。
标号说明：
1、主体；
2、控制模组；
3、应变检测组件；31、变形体；32、应变片；
4、陀螺仪传感器；
5、驱动件；
6、角度传感器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图3，具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，包括主体1，所述主体1上设有控制模组2，所述主体1上还设有与所述控制模组2电性连接的应变检测组件3，所述应变检测组件3包括变形体31和设于所述变形体31上的应变片32。
本技术方案的原理简述如下：泳池清洁机器人在水下行进时，水体会驱使变形体31发生变形，应变片32则随着变形体31发生变形导致其电阻发生变化，泳池清洁机器人行进速度越快，则应变片32的电阻变化程度越大，因此，根据应变片32的电阻变化程度可间接地获知泳池清洁机器人的行进速度。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本泳池清洁机器人搭载有应变检测组件3，通过应变片32的变形即可准确地获知泳池清洁机器人的行进速度，再结合对泳池清洁机器人运动方向控制即可控制泳池清洁机器人的运动轨迹，整个检测系统结构简单可靠、制造成本低廉，且维护方便。
进一步地，所述变形体31呈片状。
由上述描述可知，呈片状的变形体31加工容易且能够为应变片32提供适宜的安装位置。
进一步地，所述变形体31上所述应变片32的数量为一个或多个。
由上述描述可知，变形体31上应变片32的数量可以按需设置，当变形体31上应变片32的数量为多个时，至少有两个所述应变片32的量程不同。
进一步地，所述应变检测组件3的数量为多组。
由上述描述可知，设置多组应变检测组件3可以提高检测精准度。
进一步地，所述主体1的相对两侧分别设有所述应变检测组件3。
由上述描述可知，主体1的相对两侧分别设有应变检测组件3，控制模组2可以利用不同应变检测组件3获得的速度信号差值计算出泳池清洁机器人的转弯情况。
进一步地，至少有两组所述应变检测组件3中，所述变形体31的弹性模量不同。
由上述描述可知，至少有两个变形体31的弹性模量不同，使得多组应变检测组件3可以分别适用于泳池清洁机器人缓速行进状态及快速行进状态，利于提高泳池清洁机器人速度检测结果的准确性。
进一步地，所述主体1上还设有相连的放大检测电路及模数转换组件，所述放大检测电路连接所述应变片32，所述模数转换组件连接所述控制模组2。
由上述描述可知，相应的放大检测电路可将微弱的电阻变化转变为电压变化值，然后通过模数转换组件(ADC)获取准确的电压数值V，通过一定的系数K转换即可以计算出泳池清洁机器人的实际运行速度U，简化后的计算公式为U＝V*K，其中具体的K值通过标定可得。
进一步地，所述主体1上还设有与所述控制模组2电性连接的陀螺仪传感器4。
由上述描述可知，陀螺仪传感器4的设置可以测量泳池清洁机器人的角度状态，进一步提高泳池清洁机器人运动状态检测精度，进而提高泳池清洁机器人的运动轨迹控制精度。
进一步地，所述变形体31转动设于所述主体1上，所述主体1上还设有用于驱动所述变形体31转动的驱动件5，所述驱动件5连接所述控制模组2。
由上述描述可知，当泳池清洁机器人转弯时，驱动件5驱动应变检测组件3同步转向，让应变片32的检测面可以一直保持与泳池清洁机器人的动作方向垂直，从而提高泳池清洁机器人速度检测结果的准确性。
进一步地，所述主体1上还设有用于检测所述变形体31的转动角度的角度传感器6，所述角度传感器6连接所述控制模组2。
由上述描述可知，角度传感器6的设置可让驱动件5更精确地驱动变形体31转动。
进一步地，所述应变检测组件3的至少部分区域外露于所述主体1。
由上述描述可知，应变检测组件3既可以全部区域均外露于所述主体1，也可以仅部分区域外露于所述主体1，具体的设置方式可以按需选择。
实施例一
请参照图1和图2，本发明的实施例一为：具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，可以通过简单的方式来检测自身的运动速度。
具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人包括主体1，所述主体1包括外壳，所述外壳内设有滤网，所述滤网将所述外壳的内腔分隔为第一空间与第二空间，第一空间与主体1的进水口连通，第二空间与主体1的出水孔连通，所述主体1上设有控制模组2及与所述控制模组2电性连接的应变检测组件3，所述应变检测组件3包括变形体31和设于所述变形体31上的应变片32，所述变形体31呈片状，所述应变检测组件3的至少部分区域外露于所述主体1。容易理解的，所述变形体31的材质既可以是塑胶，也可以是金属(包括但不限于铁片、铜片等)。
所述变形体31上所述应变片32的数量为一个或多个，本实施例中，所述变形体31的相对两侧分别设有所述应变片32。
进一步地，所述应变检测组件3的数量为多组，为了能够对泳池清洁机器人的转弯情况进行检测，所述主体1的相对两侧分别设有所述应变检测组件3。容易理解的，所述主体1的相对两侧并不一定是所述主体1相对的两个侧面，靠近所述主体1的侧面的区域也可以作为所述应变检测组件3的设置位置，比如，所述主体1的顶部靠近所述主体1的侧面的区域。需要说明的是，如果仅需要检测泳池清洁机器人的行进速度，可以只设置一个所述应变检测组件3。
当所述应变检测组件3的数量为多组时，可选的，至少有两组所述应变检测组件3中，所述变形体31的弹性模量不同，变形体31的弹性模量越小则变形体31越容易变形，变形体31的弹性模量越大则变形体31越不容易变形，因此，使用不同弹性模量的变形体31的应变检测组件3的检测灵敏度是不同。当泳池清洁机器人缓速行进时，水体对应变检测组件3施加的反作用力小，此时，应当使用搭载弹性模量小的变形体31的应变检测组件3收集的数据计算泳池清洁机器人的行进速度；当泳池清洁机器人快速行进时，水体对应变检测组件3施加的反作用力大，此时，应当使用搭载弹性模量大的变形体31的应变检测组件3收集的数据计算泳池清洁机器人的行进速度，如此，可进一步提高泳池清洁机器人行进状态检测的精准性，有效地克服了泳池清洁机器人在快速行进时，水体的反作用力使检测灵敏度高的应变检测组件3过度变形致使检测结果不准确的问题，以及泳池清洁机器人在缓速行进时，水体的反作用力不能驱使检测灵敏度低的应变检测组件3发生变形致使检测结果不准确的问题。在实际使用时，可预设一阈值，检测灵敏度不同的应变检测组件3检测结果未达到所述阈值时，控制模组2使用检测灵敏度高的应变检测组件3的检测结果，进行泳池清洁机器人的行进速度计算；检测灵敏度不同的应变检测组件3检测结果达到或超过所述阈值时，控制模组2使用检测灵敏度低的应变检测组件3的检测结果，进行泳池清洁机器人的行进速度计算。
具体的，所述主体1上还设有相连的放大检测电路及模数转换组件，所述放大检测电路连接所述应变片32，所述模数转换组件连接所述控制模组2。更具体的，所述放大检测电路设于一电路板上；模数转换组件可直接采用现有的模数转换装置，利于节省研发费用。
为进一步提高泳池清洁机器人运动状态检测的精准度，所述主体1上还设有与所述控制模组2电性连接的陀螺仪传感器4。另外，陀螺仪传感器4的存在还能够让控制模组2感知到泳池清洁机器人的撞击事件(包括但不限于撞击泳池墙壁事件、撞击扶手事件等)，从而防止泳池清洁机器人出现卡死现象，提高了泳池清洁机器人的脱困能力，利于保证泳池清洁机器人的工作稳定性，详细的，泳池清洁机器人发生撞击事件的瞬间，被撞击物向泳池清洁机器人施加反作用力，该反作用力使泳池清洁机器人发生一定程度的偏转，该偏转会被陀螺仪传感器4所感知，控制模组2接收到来自陀螺仪传感器4的信号并与应变检测组件3所传回的信息进行结合(控制模组2根据应变检测组件3所传回的信息计算出泳池清洁机器人的行进速度为零或接近零)，确认泳池清洁机器人发生撞击事件并陷入困境后，控制模组2控制改变泳池清洁机器人的行进方向，进而使泳池清洁机器人脱困。
实施例二
请参照图3，本发明的实施例二是在实施例一的基础上对泳池清洁机器人做出的进一步改进，与实施例一的不同之处在于：
主体1上设有电性连接控制模组2的驱动件5，变形体31转动设于所述主体1上，所述驱动件5连接所述变形体31以驱使所述变形体31转动。如此，可让应变检测组件3与能够多向移动的泳池清洁机器人更好地配合，比如，当泳池清洁机器人侧向移动时，驱动件5可将应变检测组件3转动90°，从而使得应变检测组件3的检测面与泳池清洁机器人的行进方向保持垂直。
本实施例中，所述驱动件5为驱动电机，在其他实施例中，所述驱动件5还可以是其他结构，例如电动推杆等。
为提高驱动件5驱动结果的准确性，所述主体1上还设有用于检测所述变形体31的转动角度的角度传感器6，所述角度传感器6连接所述控制模组2。
综上所述，本发明提供的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，搭载有应变检测组件，通过应变片的变形即可准确地获知泳池清洁机器人的行进速度，再结合对泳池清洁机器人运动方向控制即可控制泳池清洁机器人的运动轨迹，整个检测系统结构简单可靠、制造成本低廉，且维护方便；主体上应变检测组件的数量为多组，可以提高检测精准度并可判断泳池清洁机器人的转弯情况；陀螺仪传感器的设置可以进一步提高泳池清洁机器人运动状态检测精度，进而提高泳池清洁机器人的运动轨迹控制精度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，包括主体，所述主体上设有控制模组，其特征在于：所述主体上还设有与所述控制模组电性连接的应变检测组件，所述应变检测组件包括变形体和设于所述变形体上的应变片。
2.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述变形体呈片状。
3.根据权利要求2所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述变形体上所述应变片的数量为一个或多个。
4.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述应变检测组件的数量为多组。
5.根据权利要求4所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述主体的相对两侧分别设有所述应变检测组件。
6.根据权利要求4所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：至少有两组所述应变检测组件中，所述变形体的弹性模量不同。
7.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述主体上还设有相连的放大检测电路及模数转换组件，所述放大检测电路连接所述应变片，所述模数转换组件连接所述控制模组。
8.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述主体上还设有与所述控制模组电性连接的陀螺仪传感器。
9.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述变形体转动设于所述主体上，所述主体上还设有用于驱动所述变形体转动的驱动件，所述驱动件连接所述控制模组。
10.根据权利要求9所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述主体上还设有用于检测所述变形体的转动角度的角度传感器，所述角度传感器连接所述控制模组。
11.根据权利要求1所述的具有运动状态检测功能的泳池清洁机器人，其特征在于：所述应变检测组件的至少部分区域外露于所述主体。
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