CN215305581U - 一种商用清洁机器人污水循环节水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种商用清洁机器人污水循环节水装置，包括污水箱、清水箱和刷盘，所述污水箱电性连接吸污电机，所述吸污电机用于将地面的污水吸入所述污水箱内，所述污水箱通过污水出水管与滤水箱联通，所述过滤水箱的过滤水出水管和清水箱的清水出水管均通过三通阀与出水总管的一端联通，所述出水总管的另一端与刷盘联通。本实用新型提出的清洁机器人的水路系统除了具有放置清水的清水箱外还增设了过滤水箱，用于存放过滤后的污水，根据连杆浮球液位开关和液位传感器的信号指示，由中央控制器轮流切换清水箱或者过滤水箱进行供水，该装置提高水循环利用率，无需频繁加水和处理污水且保证了清水箱中的水不被污染。

Description

一种商用清洁机器人污水循环节水装置

技术领域

本实用新型涉及扫地机器人技术领域，尤其涉及一种商用清洁机器人污水循环节水装置。

背景技术

随着人工智能技术的发展，尤其是无人驾驶技术的不断成熟，低速无人商用清洁车在室内室外环境的落地商业化已成为可能。目前市面上大多数喷水型商用清洁机器人的工作方式是将储存在清水箱中的清水喷洒清洗地面，然后通过吸耙回收到污水箱。由于这种清洁机器人使用电池作为动力源对地板进行清洁，当人工驾驶或无人驾驶模式清洁作业时，一旦清水箱内的水用完，则清洁机器人无法正常清洁作业。通常的做法是清水箱中的水用完后，通过人工的方式重新加装清水并处理掉污水箱中的污水。然而，在清洁机器人面对大面积大场景的清洁工作时，用水量大，必然导致加水频繁，严重影响清洁效率。

中国专利CN206548443U提出一种扫地机水循环过滤装置，包括清水箱、污水箱、通过水管分别连接清水箱和污水箱的过滤泵，所述过滤水泵与污水箱之间设有泵前过滤装置，过滤管路的进水口自污水箱底伸出，高于污水箱底部并与泵前过滤装置连接；所述的过滤水泵与清水箱设有泵后过滤装置，与喷水管路不重合。该实用新型的优点在于水资源得到循环利用，无需频繁加水和处理污水，提高扫地机的工作效率，结构简单适用于大多数喷水型扫地机。目前市面上的清洁机器人的水路电控系统多数采用水泵和电池阀共同组成，这种方式虽然控制简单，但是在实际使用过程中电池阀易烧坏，另外，在清洁机器人由于安装问题，导致电池阀烧坏后不易更换，同时这种水路系统由于增加了管接头，所以在安装和使用过程中易漏水，在实际机器人量产过程中不易把控，增加装配测试工艺，降低装配效率，而且好的电池阀成本较高，所以增加了整机成本。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出一种商用清洁机器人污水循环节水装置，可以提高水循环利用率同时解决了漏水的问题。

一种商用清洁机器人污水循环节水装置，包括污水箱、清水箱和刷盘，所述污水箱电性连接吸污电机，所述吸污电机用于将地面的污水吸入所述污水箱内，所述污水箱通过污水出水管与滤水箱联通，所述过滤水箱的过滤水出水管和清水箱的清水出水管均通过三通阀与出水总管的一端联通，所述出水总管的另一端与刷盘联通；

所述过滤水箱内设有连杆浮球液位开关，所述清水箱内设有液位传感器，所述过滤水箱内设有与所述过滤水出水管联通的潜水泵A，所述清水箱内设有与所述清水出水管连通的潜水泵B，所述连杆浮球液位开关、液位传感器、潜水泵A、潜水泵B均与中央控制器电性连接。

优选地，所述过滤水出水管上设有单向阀A，所述清水出水管上设有单向阀B。

优选地，所述污水出水管、过滤水出水管、清水出水管上均设过滤器。

优选地，所述中央控制器电性连接光电编码器，所述光电编码器设置于清洁机器人的车轮上，用于检测清洁机器人的运行速度。

优选地，所述污水箱连接进水总管的一端，所述进水总管的另一端与吸水耙相连通。

优选地，所述进水总管与所述污水箱联通的一端设有过滤网。

本实用新型中的有益效果：

本实用新型提出一种商用清洁机器人污水循环节水装置，潜水泵安装比较方便，可直接分别放到污水箱和清水箱中，若损坏可方便更换，解决电池阀易损坏更换的难题。通过增加单向阀可解决潜水泵在停止工作时水箱中的水通过管道在大气压的作用下在刷盘处漏水问题；同时，由于单向阀具有单向流通和反方向堵塞的作用，因此无论哪个潜水泵工作，管道中的水只会往盘刷处流通而不会从一个水箱流进另一个水箱中。

本实用新型提出的清洁机器人的水路系统更加简洁，该装置中省去安装电池阀，避免了电池阀烧坏后不易更换的难题，减少了清洁机器人装配工艺，提高了整机装配效率；此外一台机器省去两个电池阀成本，降低了整机成本。

本实用新型提出的清洁机器人的水路系统除了具有放置清水的清水箱外还增设了过滤水箱，用于存放过滤后的污水，根据连杆浮球液位开关和液位传感器的信号指示，由中央控制器轮流切换清水箱或者过滤水箱进行供水，该装置提高水循环利用率，无需频繁加水和处理污水且保证了清水箱中的水不被污染。

根据商用清洁机器人在自动驾驶清洁作业的时候，根据机器人的行驶的线速度速度的大小实时调节潜水泵的流量大小，从而实现根据机器人线速度实现闭环控制清洁水流量的大小，达到智能节水的目的。该智能控制节水系统适用于多数大型、中型和小型喷水型商用清洁机器人或传统清洁车和扫地机。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为商用清洁机器人污水循环节水装置的示意图；

图2为清洁机器人的结构示意图；

图3为清洁机器人用水控制示意图。

图中：1-吸水耙、2-进水总管、3-污水箱、31-污水箱出水管、4-吸污电机、5-污水箱过滤网、6-过滤水箱、61-过滤水箱出水管、7-连杆浮球液位开关、71-上浮球、72-下浮球、8-潜水泵A、9-过滤器、10-单向阀A、11-清水箱、111-清水箱出水管、12-液位传感器、13-潜水泵B、14-单向阀B、15-三通阀、16-出水总管、17-盘刷A、18-刷盘B、19-中央控制器、20-光电编码器。

具体实施方式

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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实用新型中的具体含义。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步解说。

参照图1-3，一种商用清洁机器人污水循环节水装置，包括污水箱3和清水箱11，污水箱3电性连接吸污电机4，污水箱3连接进水总管2的一端，进水总管2的另一端与吸水耙1相连通；吸污电机4用于将地面的污水从吸水耙1吸入进水总管2然后进入污水箱3内，进水总管2与污水箱3联通的一端设有过滤网5，过滤网5为粗过滤，过滤颗粒为80目。

污水箱3通过污水出水管31与滤水箱6联通，过滤水箱6的过滤水出水管61和清水箱11的清水出水管111均通过三通阀15与出水总管16的一端联通，出水总管16的另一端与刷盘(17,18)联通；本装置中设有两个刷盘，分别是刷盘A17和刷盘B18，刷盘A17和刷盘B18通过三通阀15与出水总管16联通。

过滤水箱6内设有连杆浮球液位开关7，清水箱11内设有液位传感器12，过滤水箱6内设有与过滤水出水管61联通的潜水泵A8，清水箱11内设有与清水出水管111连通的潜水泵B13，连杆浮球液位开关7、液位传感器12、潜水泵A8、潜水泵B13均与中央控制器19电性连接。

连杆浮球液位开关7包括上浮球71和下浮球72，当过滤水箱6中的水位到达上浮球71所在的位置时，上浮球71的感应信号发送给中央控制器19，中央控制器19发送指令关闭清水箱11内的潜水泵B13、同时开启过滤水箱6内的潜水泵A8。当过滤水箱6中的过滤水不断使用后水位下降到下浮球72所在的位置时，下浮球72的感应信号发送给中央控制器19，中央控制器19发送指令关闭潜水泵A8、同时开启潜水泵B13，通过设置连杆浮球液位开关7、潜水泵A8、潜水泵B13与中央控制器19进行信息传输，实现过滤水箱6和清水箱11的交替使用。

清洁水箱11的底部设置有液位传感器12，当清水箱11内的清水用完时，液位传感器12的将信号传输至中央控制器19，中央控制器19发出报警信号提示清水箱11缺水；当清水箱11没水且过滤水箱6有过滤水时，中央控制器19发出信号关闭潜水泵B13、开启潜水泵A8，即使当前过滤水箱4的水位没有达到上浮球71的位置，也应该启动过滤水箱6作为水源；当过滤水箱6内的过滤水位达到下浮球72所在的位置时，中央控制器19发出停机信号，清洁机器人停止工作。

在实际工作过程中，当清洁机器人整机系统开始处于没电状态，上电后第一时间检测到过滤水箱6有水，此时只要过滤水箱6内的水位高于下浮球72的位置，则中央控制器19发出信号首先使用过滤水箱6中的过滤水。

本实施例的清洁机器人设有中央控制器19，中央控制器19电性连接光电编码器20，光电编码器20设置于清洁机器人的车轮上，用于检测清洁机器人的运行速度。本实施例中清洁机器人共有两个主动车轮，每个主动车轮上安装一个光电编码器19。

光电编码器19的工作原理：清洁机器人的伺服系统中，由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，光电码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出，根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。

过滤水出水管61上设有单向阀A10，清水出水管111上设有单向阀B14，由于吸污电机4会导致污水箱3处于负压状态，设置单向阀A10可有效防止出水总管16中的水逆流，通过增加单向阀可解决潜水泵在停止工作时候水箱中的水通过管道在大气压的作用下在刷盘处漏水的问题，由于单向阀具有单向流通和反方向堵塞的作用，因此无论哪个水箱里的潜水泵工作，管道中的水只会往盘刷处流通而不会从一个水箱流进另一个水箱中。

污水出水管31、过滤水出水管61、清水出水管111上均设过滤器9，过滤器9为细过滤，过滤颗粒为200目。

工作原理：

清洁机器人启动时，过滤水箱6内潜水泵A8的关闭，清水箱11内的潜水泵B13开启，清水箱11内的清水流入刷盘A17和刷盘B18；

启动吸污电机4将地面上的污水从吸水耙1中吸入污水箱3，污水从污水箱3流出时经过污水出水管31进入过滤水箱6；

当过滤水箱6中的水位到达连杆浮球液位开关7的上浮球71所在位置时，潜水泵A8开启、潜水泵B13关闭，过滤水箱6内的过滤水流入刷盘A17和刷盘B18；

当过滤水箱6中水位下降到连杆浮球液位开关7的下浮球72所在位置时，潜水泵A8关闭、潜水泵B13开启，刷盘A13和刷盘B14的供水源切换成清水箱5。

本实用新型中，潜水泵的品牌为：Bluefish，型号为DC40-2430。

本实用新型的使用场景扬程最大为1.6米，由于管道或者单向阀的阻力作用，潜水泵最大流量为2.5L/min

根据光电编码器可知清洁机器人线速度的范围为0-0.5m/s，设定PWM(脉冲宽度调制)占空比来定义潜水泵3个档位，如表1所示：

表1

1)当清洁机器人线速度为0或者以小于0.25m/s的速度转弯时，中央控制器控制潜水泵不排水，流量为0。

2)当清洁机器人线速度在起步加速或遇到障碍物减速过程中，线速度V在0.25≤V＜0.5(m/s)范围内时候，中央控制器控制潜水泵水量为1L/min。

3)当清洁机器人线速度以最大速度0.5m/s匀速清洁作业时，中央控制器控制潜水泵水量在2.5L/min。

清洁机器人用水实验

本实验中，清洁机器人的清水箱容量为130L，污水箱的容量为135L，出水量设置为固定值2.5L/min，将该清洁机器人分别放置于环氧地坪、大理石地面和水泥地面三种环境中进行测试；

实验组：启动污水循环系统，即实施例的装置中清水箱和过滤水箱轮流供水；

对照组：单独使用清水箱供水。

实验结果如表2、表3所示。

表2实验组的用水量

表3对照组的用水量

由表2可知：清洁机器人开启工作时，清水箱中装满清水130L，大概用掉60L的清水后，更换污水箱供水，此时污水箱的水容量为55L。启动污水循环，在环氧树脂的工厂地面作业时，清水箱中130L的清水可支持清洁机器人工作10小时即使地面渗水强的水泥地面，将清水箱中的水也可以延长至6小时。

由表3可知：表示在无污水循环系统时，在清洗地面的水流量不变的情况下，不同的清洗地面，用完一箱清水箱用时43分钟，用时一样，跟清洁地面无关。

由上述实验数据可以清楚的表示出本实用新型提出一种清洁机器人污水循环节水装置和方法能够有效延长工作时间，提高了清水的循环利用效率。因此带有污水循环系统在实际使用过程中有明显的优势。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种商用清洁机器人污水循环节水装置，包括污水箱(3)、清水箱(11)和刷盘(17,18)，所述污水箱(3)电性连接吸污电机(4)，所述吸污电机(4)用于将地面的污水吸入所述污水箱(3)内，其特征在于，所述污水箱(3)通过污水出水管(31)与过滤水箱(6)联通，所述过滤水箱(6)的过滤水出水管(61)和所述清水箱(11)的清水出水管(111)均通过三通阀(15)与出水总管(16)的一端联通，所述出水总管(16)的另一端与刷盘(17,18)联通；

所述过滤水箱(6)内设有连杆浮球液位开关(7)，所述清水箱(11)内设有液位传感器(12)，所述过滤水箱(6)内设有与所述过滤水出水管(61)联通的潜水泵A(8)，所述清水箱(11)内设有与所述清水出水管(111)连通的潜水泵B(13)，所述连杆浮球液位开关(7)、液位传感器(12)、潜水泵A(8)、潜水泵B(13)均与中央控制器(19)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种商用清洁机器人污水循环节水装置，其特征在于，所述过滤水出水管(61)上设有单向阀A(10)，所述清水出水管(111)上设有单向阀B(14)。

3.根据权利要求1所述的一种商用清洁机器人污水循环节水装置，其特征在于，所述污水出水管(31)、过滤水出水管(61)、清水出水管(111)上均设过滤器(9)。

4.根据权利要求1所述的一种商用清洁机器人污水循环节水装置，其特征在于，所述中央控制器(19)电性连接光电编码器(20)，所述光电编码器(20)设置于清洁机器人的车轮上，用于检测清洁机器人的运行速度。

5.根据权利要求1所述的一种商用清洁机器人污水循环节水装置，其特征在于，所述污水箱(3)连接进水总管(2)的一端，所述进水总管(2)的另一端与吸水耙(1)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种商用清洁机器人污水循环节水装置，其特征在于，所述进水总管(2)与所述污水箱(3)联通的一端设有过滤网(5)。

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