CN218844557U - 水泵流量调节系统和清洁设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种水泵流量调节系统和清洁设备，涉及清洁设备技术领域。该系统包括：水泵、电源、控制器、开关调节电路以及电源电压检测电路。开关调节电路通过电源引脚与电源电连接，通过水泵引脚与水泵电连接，通过控制引脚与控制器电连接。控制器通过电源电压检测电路与电源电连接，用于检测电源当前的输出电压，以及，基于在水泵目标工作电压的约束下电源的不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整控制器输出的脉冲波的占空比为与电源当前的输出电压相对应的目标占空比。开关调节电路，用于根据目标占空比的脉冲波控制电源向水泵的供电。本申请无需额外增加稳压芯片，成本较低。

Description

水泵流量调节系统和清洁设备

技术领域

本申请涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种水泵流量调节系统和清洁设备。

背景技术

随着智能家居和人工智能技术的发展，清洁类家电设备逐渐进入人们的日常生活，给人们的日常生活带来极大的便利。清洁类家电设备在工作过程中，往往需要根据脏污程度对水泵在各个流量档位之间进行切换，这时，保证水泵流量的稳定就显得十分重要。

相关技术一般是使用结构复杂的稳压芯片对电源输出的电压进行稳压，随后使用控制器对水泵的流量进行调节，而使用稳压芯片带来的问题就是成本较高。

实用新型内容

本申请的多个方面提供一种水泵流量调节系统和清洁设备，用以在保证水泵流量稳定的同时，降低成本。

本申请实施例提供一种水泵流量调节系统，包括：水泵、电源、控制器、开关调节电路以及电源电压检测电路；所述开关调节电路通过电源引脚与所述电源电连接，通过水泵引脚与所述水泵电连接，通过控制引脚与所述控制器电连接；所述控制器通过所述电源电压检测电路与所述电源电连接，用于检测所述电源当前的输出电压，以及，基于在所述目标工作电压的约束下电源的不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整所述控制器输出的脉冲波的占空比为与所述电源当前的输出电压相对应的目标占空比；所述开关调节电路，用于根据所述目标占空比的脉冲波控制所述电源向所述水泵的供电。

本申请实施例还提供一种清洁设备，包括：设备本体，所述设备本体上设有一个或多个处理器、以及存储有计算机程序的一个或多个存储器；获取水泵在当前流量下所需的目标工作电压，以及电源当前的输出电压；获取在所述目标工作电压的约束下，所述电源的不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，其中，所述电源在所述控制器输出的脉冲波的控制下为所述水泵供电，以提供所述水泵所需的工作电压；根据所述映射关系调整所述控制器当前输出的脉冲波的占空比为与所述电源当前的输出电压相对应的目标占空比，以根据所述目标占空比控制所述电源向所述水泵的供电。

在本申请实施例中，通过设置控制器，可以利用电源电压检测电路完成对电源输出电压的采样，以及基于在水泵目标工作电压的约束下电源的不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整控制器输出的脉冲波的占空比为与电源当前的输出电压相对应的目标占空比，保证输入至水泵的电压为稳定的电压，进而使水泵的流量保持稳定。通过设置开关调节电路，可以根据目标占空比的脉冲波控制电源向水泵的供电，确保水泵在目标占空比的脉冲波下正常运行。综上，本申请无需额外增加稳压芯片去稳定电源电压，只需要预先建立不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，根据电源的当前输出电压，通过控制器调整输出的脉冲波的占空比，即可确保输入至水泵的电压为稳定的电压，水泵的流量处于稳定状态，成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种水泵流量调节系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电源电压检测电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种开关调节电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种开关调节电路的具体示例图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

清洁类家电设备在工作过程中，往往需要根据环境的脏污程度对清洁类家电设备中的水泵在各个流量档位之间进行切换，以保证对环境的清洁效果，这时，保证水泵流量的稳定就显得十分重要。在对本申请实施例的技术方案进行详细介绍之前，先对本申请实施例提供的清洁类家电设备进行介绍说明。本申请实施例提供的清洁类家电设备可以是任何能够在其所在环境中进行环境清洁的机械设备，例如，其可以是扫地机、洗地机等，在此不作限定。

应理解，由于清洁类家电设备中会存在用于为不同组件提供动力的多个电机，而在清洁类家电设备工作的不同时刻，有些电机是工作的，有些电机是不工作的，而这就会导致在水泵切换至某一档位后，用于为水泵供电的电源电压会频繁波动，从而使水泵两端的电压不稳，而水泵两端的电压不稳则容易导致水泵的流量不稳定。

鉴于此，为了保证水泵在进行流量切换后流量稳定，本申请实施例提供了一种水泵流量调节系统，如图1所示，该系统包括：电源1、水泵2、控制器3、开关调节电路4以及电源电压检测电路5。其中，开关调节电路4通过电源引脚与电源1电连接，通过水泵引脚与水泵2电连接，通过控制引脚与控制器3电连接。控制器3通过电源电压检测电路5与电源1电连接，用于检测电源1当前的输出电压，以及，基于在水泵2目标工作电压的约束下电源1的不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整控制器3输出的脉冲波的占空比为与电源1当前的输出电压相对应的目标占空比。开关调节电路4用于根据目标占空比的脉冲波控制电源1向水泵2的供电。

其中，电源1可以为电池，以及由多个电池组成的电池包，但不以此为限，只要能够完成对水泵2的供电即可，控制器3可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，控制器3输出的脉冲波可以为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)波。

实际应用中，需要预先建立在水泵2目标工作电压的约束下电源1的不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系。具体地，该映射关系可以预先通过试验确定，举例来说，假设电源1的工作电压范围为18V-25.8V，那么，在每个水泵2的目标工作电压的约束下，可以每隔0.2V在18V-25.8V范围内进行一次采样，并确定与每一个电源1采样电压相对应的脉冲波占空比。简单来说就是：水泵2在不同的流量下分别具有相对应的档位(即目标工作电压)，而在每个档位下，分别具有电源1的输出电压与控制器3输出的脉冲波占空比的对应关系。

例如，在水泵2的目标工作电压为7V时，若采样电压为18V，则其对应的脉冲波占空比为39％，若采样电压为18.2V，则其对应的脉冲波占空比为38％；在水泵2的目标工作电压为8V时，若采样电压为18V，则其对应的脉冲波占空比为44％，若采样电压为18.2V，则其对应的脉冲波占空比为43％；在水泵2的目标工作电压为9V时，若采样电压为18V，则其对应的脉冲波占空比为49％，若采样电压为18.2V，则其对应的脉冲波占空比为48％，在此不一一列举。

具体实施时，水泵流量调节系统可以根据实际作业需求(例如，当前环境的赃污程度)确定水泵2当前需要调节到的流量，并确定水泵2在该流量对应的工作电压，例如水泵2当前需要调节到的流量为70ml/min，则其所需要的工作电压可以为7V。此时，控制器3通过电源电压检测电路5检测电源1当前的输出电压，如果电源1当前的输出电压与控制器3输出的脉冲波占空比不匹配，则根据上述预先建立的映射关系对控制器3输出的脉冲波占空比进行调整，使其与电源1当前的输出电压相匹配，确保后续输入至水泵2的电压为稳定的电压，进而通过开关调节电路4根据调整后的占空比的脉冲波控制电源1向水泵2的供电。

简单来说，为了保证输入至水泵2的电压为稳定的电压，水泵2具有稳定的流量，当电源1输出电压变大时，就将控制器3输出的脉冲波占空比调小，当电源1输出电压变小时，就将控制器3输出的脉冲波占空比调大。通过调整脉冲波占空比实现稳压的原理如下：电源1可以进行能量输入，占空比对应能量接通输入的时间，能量接通输入越久，输入的能量越多。具体实施时，当电源输出电压变小时，增加占空比，可以加大能量输入，保证电源1输出的电压稳定，反正，当电源输出电压变大时，降低占空比，可以减少能量输入，保证电源1输出的电压稳定。

而对于电源1、脉冲波占空比和水泵2之间的关系，举例来说，假设电源1的输出电压为18V，脉冲波占空比为50％，那么，水泵2对应的工作电压为9V；假设电源1的输出电压为20V，脉冲波占空比为40％，那么水泵2对应的工作电压为8V，以上仅为示例，不以此为限。简单理解，电源1、脉冲波占空比和水泵2三者具有预设对应关系。

基于上述，本申请通过设置控制器3，可以利用电源电压检测电路5完成对电源1输出电压的采样，以及基于在水泵2目标工作电压的约束下电源1的不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整控制器3输出的脉冲波的占空比为与电源1当前的输出电压相对应的目标占空比，保证输入至水泵2的电压为稳定的电压，进而使水泵2的流量保持稳定。通过设置开关调节电路4，可以根据目标占空比的脉冲波控制电源1向水泵2的供电，确保水泵2在目标占空比的脉冲波下正常运行。综上，本申请无需额外增加稳压芯片去稳定电源1电压，只需要预先建立不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，根据电源的当前输出电压，通过控制器3调整输出的脉冲波的占空比，即可确保输入至水泵2的电压为稳定的电压，水泵2的流量处于稳定状态，成本较低。

图2为本申请实施例提供的电源电压检测电路5的结构示意图，如图2所示，该电源电压检测电路5包括：第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2构成了用于对电源1当前的输出电压进行分压处理的第一分压电路。电源1、第一电阻R1、第二电阻R2与地线GND通过第一导线依次串联，控制器3的电源电压采样接口A通过第二导线与第一电阻R1和第二电阻R2之间的第一导线电连接。

需要说明的是，电源1的输出电压一般较高，而控制器3的工作电压一般较低，为了使控制器3通过电源电压采样接口A采样得到的电源输出电压能够在其工作电压范围内，本申请实施例使用了第一电阻R1和第二电阻R2构成的第一分压电路，对电源1当前的输出电压进行分压处理。

具体地，举例来说，假设电源1为电池包，其工作电压最大值为25.2V，而控制器3为单片机，其最高工作电压为3.3V。那么，为了保证控制器3采样得到的电压在3.3V以内，且保证采样精度(应理解，采样电压越低，精度就越低，如果采样电压过小的话，那么很难保证采样精度)，可以将第一电阻R1设置为510KΩ，将第二电阻R2设置为51KΩ，这样，经过第一电阻R1和第二电阻R2分压后，控制器3的采样电压为：25.2V×(51KΩ/510KΩ)＝2.29V，该2.29V在控制器3的工作电压3.3V以内，且能够保证采样精度，此仅为一具体示例，不以此为限。

进一步地，为了降低干扰，防止输入至控制器3的电压出现瞬间电压波动毛刺，如图2所示，该电源电压检测电路5还包括：第一滤波电容C1。该第一滤波电容C1的一端与控制器3的电源电压采样接口A和第一导线之间的第二导线电连接，另一端与第二电阻R2和地线GND之间的第一导线电连接。在上述示例的基础上，该滤波电容的容量值可以设置为0.1μF/50V。

在本实施例中，如图2所示，该电源电压检测电路5还包括：第九电阻R9。该第九电阻R9设置在第一滤波电容C1与控制器3的电源电压采样接口A之间的第二导线上。通过设置该第九电阻R9，可以降低输入至控制器3的电源电压采样接口A的电流，避免电流过大导致电路损坏。

图3为本申请实施例提供的开关调节电路4的结构示意图，如图3所示，该开关调节电路4包括：第一开关子电路、第二开关子电路以及第一开关晶体管Q1。第一开关子电路的一端与控制引脚a电连接，另一端与第二开关子电路电连接，用于对从控制器3接收的脉冲波进行分压处理，并在脉冲波输出高电平时导通与第二开关子电路的电连接，在脉冲波输出低电平时断开与第二开关子电路的电连接。第二开关子电路的一端与电源正极引脚P+连接，另一端与第一开关晶体管Q1连接，用于在脉冲波输出高电平时导通第一开关晶体管Q1，在脉冲波输出低电平时断开第一开关晶体管Q1。第一开关晶体管Q1的一端与电源正极引脚P+电连接，另一端与水泵正极引脚PM+电连接，电源负极引脚P-与水泵负极引脚PM-电连接。

实际应用中，控制器3在采集电源1当前的输出电压后，会根据在水泵2目标工作电压的约束下电源1的不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，自控制引脚a输出与电源1当前的输出电压对应的占空比的脉冲波。通过第一开关子电路对从控制器3接收的脉冲波进行分压处理，若该脉冲波输出高电平，则导通第一开关子电路与第二开关子电路的电连接，以及导通第一开关晶体管Q1，根据该脉冲波控制电源1向水泵2的供电。若脉冲波输出低电平，则断开第一开关子电路与第二开关子电路的电连接，以及断开第一开关晶体管Q1，停止电源1向水泵2的供电。其中，控制引脚a与控制器3的脉冲波输出引脚电连接，第一开关晶体管Q1可以为PMOS管。

通过设置第一开关子电路、第二开关子电路以及第一开关晶体管Q1，可以在控制引脚a发出的脉冲波输出高电平时，导通电源1与水泵2之间的电连接，根据控制引脚a发出的脉冲波控制电源1向水泵2的供电。并在控制引脚a发出的脉冲波输出低电平时，断开电源1与水泵2之间的电连接，停止电源1向水泵2供电，快速且有效地实现对水泵2的开关调节。

在本实施例中，如图4所示，该第一开关子电路包括：第三电阻R3、第四电阻R4和第二开关晶体管Q2。其中，第三电阻R3和第四电阻R4构成了用于对从控制器3接收的脉冲波进行分压处理的第二分压电路，第二开关晶体管Q2用于在脉冲波输出高电平时导通与第二开关子电路的电连接，在脉冲波输出低电平时断开与第二开关子电路的电连接。控制引脚a与第二开关晶体管Q2的第一引脚通过第三导线连接，第三电阻R3设置在第三导线上，第二开关晶体管Q2的第二引脚通过第四导线与第二开关晶体管Q2的第一引脚和第三电阻R3之间的第三导线电连接，第四电阻R4设置在第四导线上，第二开关晶体管Q2的第三引脚与第二开关子电路连接。其中，第二开关晶体管Q2可以为晶体三极管。

实际应用中，当控制引脚a发出的脉冲波输出高电平时，第三电阻R3和第四电阻R4构成的第二分压电路对该脉冲波进行分压处理，进而使第二开关晶体管Q2的基级电压高于发射级电压，集电极电压高于基极电压，发射结正偏，集电结反偏，第一开关子电路与第二开关子电路导通。反之，当控制引脚a发出的脉冲波输出低电平时，发射结和集电结反偏，第一开关子电路与第二开关子电路断开。通过设置该第三电阻R3和第四电阻R4，使其构成了用于对从控制器3接收的脉冲波进行分压处理的第二分压电路，以便后续针对脉冲波输出的高电平或低电平更好地控制第二开关晶体管Q2与第二开关子电路电连接的通断。

在本实施例中，为了针对脉冲波输出的高电平或低电平准确控制第一开关晶体管Q1的通断，如图4所示，该第二开关子电路包括：第五电阻R5和第六电阻R6。第二开关晶体管Q2的第三引脚、第五电阻R5、第六电阻R6与电源正极引脚P+通过第五导线串联。第五电阻R5和第六电阻R6构成了用于对从第二开关晶体管Q2输出的脉冲波进行分压处理的第三分压电路，经第三分压电路分压处理后的脉冲波在输出高电平时导通第一开关晶体管Q1，在输出低电平时断开第一开关晶体管Q1。

实际应用中，以第一开关晶体管Q1为PMOS管为例，在通过第五电阻R5和第六电阻R6构成的第三分压电路对第二开关晶体管Q2输出的脉冲波进行分压处理后，若该脉冲波输出高电平，则PMOS管的栅极电压(经第三分压电路分压处理后输出的电压)小于源极电压(电源正极引脚P+输出的电压)，PMOS管导通，反正，若该脉冲波输出低电平，则PMOS管的栅极电压大于源极电压，PMOS管断开。

此外，需要说明的是，控制器3输出的是弱电，电源1输出的是强电，即第二开关晶体管Q2接的是弱电，第一开关晶体管Q1接的是强电，通过设置第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q2，可以将弱电转换为强电，也即，可以将控制器3输出的很微弱的脉冲波占空比转换成电源1输出到水泵2的有驱动能力的占空比。而在转换过程中，可能会存在放电不充的情况，这时就需要对第一开关晶体管Q1进行快速放电，即快速断开第一开关晶体管Q1。鉴于此，在本申请实施例中，该开关调节电路还包括：放电电路。该放电电路的一端与第六电阻R6和电源正极引脚P+之间的第五导线电连接，另一端与第一开关晶体管Q1的第一引脚电连接，该放电电路用于在经第三分压电路分压处理后的脉冲波输出低电平时对第一开关晶体管Q1进行放电处理。

在一种可选的实施例中，如图4所示，该放电电路包括：第三开关晶体管Q3和晶体二极管D1。其中，第三开关晶体管Q3用于在经第三分压电路分压处理后的脉冲波输出低电平时对第一开关晶体管Q1进行放电。第一开关晶体管Q1的第一引脚与第五电阻R5与第六电阻R6之间的第六导线电连接，晶体二极管D1设置在第六导线上，晶体二极管D1用于产生压降，在经第三分压电路分压处理后的脉冲波输出低电平时导通第三开关晶体管Q3，输出高电平时断开第三开关晶体管Q3。第三开关晶体管Q3的第一引脚与第五导线电连接，第三开关晶体管Q3的第二引脚与第五导线和晶体二极管D1之间的第六导线电连接，第三开关晶体管Q3的第三引脚与第一开关晶体管Q1的第一引脚电连接。

实际应用中，在晶体二极管D1的压降作用下，若经第三分压电路分压处理后的脉冲波输出低电平，则第三开关晶体管Q3的基级电压高于发射级电压，集电极电压高于基极电压，发射结正偏，集电结反偏，第三开关晶体管Q3导通。反正，若经第三分压电路分压处理后的脉冲波输出高电平，则发射结和集电结反偏，第三开关晶体管Q3断开。通过第三开关晶体管Q3能够在第一开关晶体管Q1断开时实现对第一开关晶体管Q1的快速放电，保证了传输向水泵2的脉冲波的稳定性。

在本实施例中，为了便于后续对电路进行调试及兼容设计，如图4所示，还可以在第三开关晶体管Q3的第三引脚与第六导线之间设置阻值为0的兼容电阻R14。

在本申请实施例中，开关调节电路4还包括：采样电路。该采样电路设置在电源负极引脚P-和水泵负极引脚PM-之间，并与控制器3的水泵电压采样接口B电连接，采样电路用于对水泵2的电压进行采样，并将采样得到的电压发送给控制器3。控制器3用于在采样得到的电压超过设定阈值时，通过控制引脚a发出的脉冲波输出低电平。

应理解，在水泵2工作过程中，经常容易会出现短路、过流等异常情况，从而影响水泵2的正常工作。而本申请通过设置采样电路，利用采样电路对水泵2的电压进行采样，并将采样得到的电压通过水泵电压采样接口B发送给控制器3，控制器3在采样得到的电压超过设定阈值时，通过控制引脚a发出的脉冲波输出低电平，即控制水泵2停止工作，避免了水泵2因短路、过流等异常情况发生损坏。

在一种可选的实施例中，如图4所示，采样电路包括：设置在电源负极引脚P-与水泵负极引脚PM-之间的第七电阻R7和第八电阻R8。其中，第七电阻R7和第八电阻R8相并联，且与控制器3的水泵电压采样接口B电连接，第七电阻R7和第八电阻R8用于对水泵2两端的电压进行采样。应理解，在本申请实施例中，第七电阻R7和第八电阻R8作为采样电阻对水泵2的电压进行采样。

进一步地，为了保证对水泵2电压采样的准确性，该开关调节电路还包括：滤波电路，该滤波电路设置在采样电路和控制器3的水泵电压采样接口B之间。

在一种可选的实施例中，如图4所示，该滤波电路可以包括：滤波电阻R12和第六滤波电容C6。其中，第七电阻R7和第八电阻R8通过采样导线与控制器3的水泵电压采样接口B连接，滤波电阻R12设置在采样导线上，第六滤波电容C6的一端接地，另一端与滤波电阻R12和水泵电压采样接口B之间的采样导线连接。而为了避免传输至水泵电压采样接口B的电流过大，导致电路损坏，还可以在第六滤波电容C6和水泵电压采样接口B之间的采样导线上设置过流保护电阻R13。

在本申请实施例中，如图4所示，该开关调节电路还包括：稳压二极管D2。该稳压二极管D2的两端分别与水泵正极引脚PM+和水泵负极引脚PM-电连接，用于对水泵2两端的电压进行稳压。通过设置稳压二极管D2，可以对水泵2两端的电压进行稳压，进而保证水泵2能够输出稳定的流量。

进一步地，如图4所示，稳压二极管D2和水泵正极引脚PM+之间设置有第一保护电阻R10，稳压二极管D2和水泵负极引脚PM-之间设置有第二保护电阻R11。通过设置第一保护电阻R10和第二保护电阻R11，提高了水泵2的安全等级，当水泵2发生短路、过流等异常情况时，第一保护电阻R10和第二保护电阻R11会自动烧毁，进而使水泵2停止工作。

此外，为了降低干扰，防止传输至水泵2的电压出现瞬间电压波动毛刺，如图4所示，该开关调节电路还包括：分别与稳压二极管并联的第二滤波电容C2和第三滤波电容C3，以及与第一开关晶体管并联的第四滤波电容C4和第五滤波电容C5，与第七电阻R7并联的第七滤波电容C7。

综上所述，本申请通过设置控制器3，可以利用电源电压检测电路5完成对电源1输出电压的采样，以及基于在水泵2目标工作电压的约束下电源1的不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，调整控制器3输出的脉冲波的占空比为与电源1当前的输出电压相对应的目标占空比，保证输入至水泵2的电压为稳定的电压，进而使水泵2的流量保持稳定。通过设置开关调节电路4，可以根据目标占空比的脉冲波控制电源1向水泵2的供电，确保水泵2在目标占空比的脉冲波下正常运行。综上，本申请无需额外增加稳压芯片去稳定电源1电压，只需要预先建立不同输出电压与控制器3输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，根据电源的当前输出电压，通过控制器3调整输出的脉冲波的占空比，即可确保输入至水泵2的电压为稳定的电压，水泵2的流量处于稳定状态，成本较低。通过设置不同的滤波电容，可以降低干扰，防止电压出现瞬间电压波动毛刺。通过设置采样电路，可以对水泵2的电压进行采样，并将采样得到的电压发送给控制器3，进而使控制器3在采样得到的电压超过设定阈值时，通过控制引脚a发出的脉冲波输出低电平。通过设置第一保护电阻R10和第二保护电阻R11，提高了水泵2的安全等级，当水泵2发生短路、过流等异常情况时，第一保护电阻R10和第二保护电阻R11会自动烧毁，进而使水泵2停止工作。

为了便于理解，以清洁类设备是洗地机为例，该水泵流量系统安装在洗地机上。该水泵流量系统包括：电源1、水泵2、控制器3、开关调节电路4以及电源电压检测电路5。其中，电源1为电池包，工作电源为25.2V，水泵2的工作电压为7V-18V，控制器为微控制单元MCU。

电源电压检测电路5包括：第一电阻R1(510KΩ)和第二电阻R2(51KΩ)、第一滤波电容C1(容量值0.1μF/50V)和第九电阻R9(10KΩ)。

开关调节电路4包括：第一开关晶体管Q1(PMOS管)、第三电阻R3(10KΩ)、第四电阻R4(10KΩ)、第二开关晶体管Q2(晶体三极管)、第五电阻R5(10KΩ)、第六电阻R6(10KΩ)、第三开关晶体管Q3(晶体三极管)、晶体二极管D1、兼容电阻R14(0Ω)、第七电阻R7(0.2Ω)、第八电阻R8(0.2Ω)、滤波电阻R12(10KΩ)、第六滤波电容C6(容量值0.1μF/50V)、稳压二极管D2、第一保护电阻R10(30Ω)、第二保护电阻R11(30Ω)、过流保护电阻R13(10KΩ)、第二滤波电容C2(容量值0.1μF/100V)、第三滤波电容C3(容量值0.1μF/100V)、第四滤波电容C4(容量值0.1μF/50V)、第五滤波电容C5(容量值0.1μF/50V)、第六滤波电容C6(容量值0.1μF/50V)、第七滤波电容C7(容量值0.1μF/50V)，以上各元器件的连接关系和具体功用请见上述水泵流量系统实施例中的描述，在此不再赘述。

基于上述洗地机中的水泵流量系统，下面结合洗地机在环境中执行清洁任务的场景，对本申请实施例进行详细说明。

应用场景实例1：

假设洗地机中水泵的初始流量为中等流量，那么，洗地机在执行清洁任务过程中，若遇到脏污程度高等严重的环境，则增加水泵的流量，通过水泵流量系统确定水泵在当前流量所需的目标工作电压(假设为18V)，同时，采集电池包当前的输出电压(假设为19V)。

获取在水泵的目标工作电压18V的约束下，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系：

{18000,100},{18200,99},{18400,98},{18600,97},{18800,96}，

{19000,95},{19200,94},{19400,93},{19600,92},{19800,91}，

{20000,90},{20200,89},{20400,88},{20600,87},{20800,87}，

{21000,86},{21200,85},{21400,84},{21600,84},{21800,83}，

{22000,82},{22200,81},{22400,81},{22600,80},{22800,79}，

{23000,79},{23200,78},{23400,77},{23600,76},{23800,76}，

{24000,75},{24200,74},{24400,73},{24600,73},{24800,72}，

{25000,71},{25200,70},{25400,70},{25600,69},{25800,68}。

以其中的{18000,100}为例对该映射关系进行解释说明，18000表示的是18000MV，即18V，而100即为100％的占空比。

假设MCU当前输出的脉冲波占空比为93％，那么，从上述映射关系中可以看出，MCU当前输出的脉冲波占空比对应的电池包电压应该是19.4V，与上述采集到的电池包当前输出电压不同。这时，继续采集电池包的输出电压和MCU输出的脉冲波占空比，若在之后的100ms内，两者均不相同，则根据上述映射关系调整MCU当前输出的脉冲波占空比(将93％调整为95％)，进而根据95％的占空比控制电池包向水泵供电，利用水泵对脏污处进行清理。

在此过程中，实时监测水泵是否出现短路、过流等异常情况，若出现短路、过流等异常情况，则停止向水泵供电。

应用场景实例2：

假设洗地机中水泵的初始流量为中等流量，那么，洗地机在执行清洁任务过程中，若遇到脏污程度中等严重的环境，则保持水泵的流量，通过水泵流量系统确定水泵在当前流量所需的目标工作电压(假设为12V)，同时，采集电池包当前的输出电压(假设为19V)。

获取在目标工作电压12V的约束下，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系：

{18000,65},{18200,65},{18400,64},{18600,63},{18800,62},

{19000,62},{19200,61},{19400,60},{19600,60},{19800,59},

{20000,58},{20200,58},{20400,57},{20600,57},{20800,56},

{21000,55},{21200,55},{21400,54},{21600,54},{21800,53},

{22000,53},{22200,52},{22400,52},{22600,51},{22800,51},

{23000,50},{23200,50},{23400,49},{23600,49},{23800,48},

{24000,48},{24200,47},{24400,47},{24600,47},{24800,47},

{25000,45},{25200,45},{25400,45},{25600,45},{25800,44}。

以其中的{18000,100}为例对该映射关系进行解释说明，18000表示的是18000MV，即18V，而65即为65％的占空比。

假设MCU当前输出的脉冲波占空比为54％，那么，从上述映射关系中可以看出，MCU当前输出的脉冲波占空比对应的电池包电压应该是21.4V，与上述采集到的电池包当前输出电压不同。这时，继续采集电池包的输出电压和MCU输出的脉冲波占空比，若在之后的100ms内，两者均不相同，则根据上述映射关系调整MCU当前输出的脉冲波占空比(将54％调整为62％)，进而根据62％的占空比控制电池包向水泵供电，利用水泵对脏污处进行清理。

在此过程中，实时监测水泵是否出现短路、过流等异常情况，若出现短路、过流等异常情况，则停止向水泵供电。

应用场景实例3：

假设洗地机中水泵的初始流量为中等流量，那么，洗地机在执行清洁任务过程中，若遇到脏污程度低等严重的环境，则保持水泵的流量，通过水泵流量系统确定水泵在当前流量所需的目标工作电压(假设为7V)，同时，采集电池包当前的输出电压(假设为19V)。

获取在目标工作电压7V的约束下，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系：

{18000,39},{18200,38},{18400,38},{18600,37},{18800,37},

{19000,37},{19200,36},{19400,36},{19600,36},{19800,35},

{20000,35},{20200,34},{20400,34},{20600,34},{20800,34},

{21000,33},{21200,33},{21400,33},{21600,32},{21800,32},

{22000,32},{22200,31},{22400,31},{22600,31},{22800,30},

{23000,30},{23200,30},{23400,30},{23600,30},{23800,29},

{24000,29},{24200,29},{24400,29},{24600,28},{24800,28},

{25000,27},{25200,27},{25400,27},{25600,27},{25800,27}。

以其中的{18000,39}为例对该映射关系进行解释说明，18000表示的是18000MV，即18V，而39即为39％的占空比。

假设MCU当前输出的脉冲波占空比为34％，那么，从上述映射关系中可以看出，MCU当前输出的脉冲波占空比对应的电池包电压应该是20.4V，与上述采集到的电池包当前输出电压不同。这时，继续采集电池包的输出电压和MCU输出的脉冲波占空比，若在之后的100ms内，两者均不相同，则根据上述映射关系调整MCU当前输出的脉冲波占空比(将34％调整为37％)，进而根据37％的占空比控制电池包向水泵供电，利用水泵对脏污处进行清理。

在此过程中，实时监测水泵是否出现短路、过流等异常情况，若出现短路、过流等异常情况，则停止向水泵供电。

下面对水泵在不同目标工作电压下(以目标工作电压范围是7V-18V为例)，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系进行举例说明：

当水泵的目标工作电压为7V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,39},{18200,38},{18400,38},{18600,37},{18800,37},

{19000,37},{19200,36},{19400,36},{19600,36},{19800,35},

{20000,35},{20200,34},{20400,34},{20600,34},{20800,34},

{21000,33},{21200,33},{21400,33},{21600,32},{21800,32},

{22000,32},{22200,31},{22400,31},{22600,31},{22800,30},

{23000,30},{23200,30},{23400,30},{23600,30},{23800,29},

{24000,29},{24200,29},{24400,29},{24600,28},{24800,28},

{25000,27},{25200,27},{25400,27},{25600,27},{25800,27}。

当水泵的目标工作电压为8V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,44},{18200,43},{18400,43},{18600,42},{18800,42},

{19000,41},{19200,41},{19400,41},{19600,40},{19800,40},

{20000,39},{20200,39},{20400,39},{20600,38},{20800,38},

{21000,38},{21200,37},{21400,37},{21600,36},{21800,36},

{22000,36},{22200,35},{22400,35},{22600,35},{22800,34},

{23000,34},{23200,34},{23400,34},{23600,33},{23800,33},

{24000,33},{24200,32},{24400,32},{24600,32},{24800,32},

{25000,31},{25200,31},{25400,31},{25600,31},{25800,30}。

当水泵的目标工作电压为9V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,49},{18200,48},{18400,48},{18600,47},{18800,47},

{19000,46},{19200,46},{19400,45},{19600,45},{19800,44},

{20000,44},{20200,43},{20400,43},{20600,43},{20800,42},

{21000,42},{21200,41},{21400,41},{21600,40},{21800,40},

{22000,40},{22200,39},{22400,39},{22600,39},{22800,38},

{23000,38},{23200,38},{23400,37},{23600,37},{23800,37},

{24000,36},{24200,36},{24400,36},{24600,35},{24800,35},

{25000,34},{25200,34},{25400,34},{25600,34},{25800,34}。

当水泵的目标工作电压为10V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,54},{18200,54},{18400,53},{18600,53},{18800,52},

{19000,51},{19200,51},{19400,50},{19600,50},{19800,49},

{20000,49},{20200,48},{20400,47},{20600,47},{20800,47},

{21000,46},{21200,46},{21400,45},{21600,45},{21800,44},

{22000,44},{22200,43},{22400,43},{22600,43},{22800,42},

{23000,42},{23200,42},{23400,41},{23600,41},{23800,40},

{24000,40},{24200,40},{24400,39},{24600,39},{24800,39},

{25000,38},{25200,38},{25400,38},{25600,37},{25800,37}。

当水泵的目标工作电压为11V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,59},{18200,59},{18400,58},{18600,58},{18800,57},

{19000,56},{19200,56},{19400,55},{19600,55},{19800,54},

{20000,53},{20200,53},{20400,52},{20600,52},{20800,51},

{21000,51},{21200,50},{21400,50},{21600,49},{21800,49},

{22000,48},{22200,48},{22400,47},{22600,47},{22800,46},

{23000,46},{23200,46},{23400,45},{23600,45},{23800,44},

{24000,44},{24200,43},{24400,43},{24600,43},{24800,43},

{25000,42},{25200,42},{25400,41},{25600,41},{25800,41}。

当水泵的目标工作电压为12V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,65},{18200,65},{18400,64},{18600,63},{18800,62},

{19000,62},{19200,61},{19400,60},{19600,60},{19800,59},

{20000,58},{20200,58},{20400,57},{20600,57},{20800,56},

{21000,55},{21200,55},{21400,54},{21600,54},{21800,53},

{22000,53},{22200,52},{22400,52},{22600,51},{22800,51},

{23000,50},{23200,50},{23400,49},{23600,49},{23800,48},

{24000,48},{24200,47},{24400,47},{24600,47},{24800,47},

{25000,45},{25200,45},{25400,45},{25600,45},{25800,44}。

当水泵的目标工作电压为13V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,72},{18200,71},{18400,71},{18600,70},{18800,68},

{19000,68},{19200,67},{19400,66},{19600,65},{19800,65},

{20000,64},{20200,63},{20400,62},{20600,62},{20800,61},

{21000,60},{21200,60},{21400,59},{21600,58},{21800,58},

{22000,57},{22200,57},{22400,56},{22600,56},{22800,55},

{23000,54},{23200,54},{23400,53},{23600,53},{23800,53},

{24000,52},{24200,51},{24400,51},{24600,51},{24800,50},

{25000,49},{25200,49},{25400,49},{25600,48},{25800,48}。

当水泵的目标工作电压为14V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,78},{18200,77},{18400,76},{18600,76},{18800,75},

{19000,74},{19200,73},{19400,72},{19600,71},{19800,71},

{20000,70},{20200,69},{20400,68},{20600,67},{20800,66},

{21000,65},{21200,65},{21400,64},{21600,63},{21800,62},

{22000,62},{22200,61},{22400,61},{22600,60},{22800,59},

{23000,59},{23200,58},{23400,58},{23600,57},{23800,57},

{24000,56},{24200,56},{24400,55},{24600,55},{24800,54},

{25000,53},{25200,53},{25400,53},{25600,52},{25800,52}。

当水泵的目标工作电压为15V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,84},{18200,83},{18400,82},{18600,81},{18800,80},

{19000,79},{19200,79},{19400,78},{19600,77},{19800,76},

{20000,75},{20200,74},{20400,74},{20600,73},{20800,72},

{21000,71},{21200,70},{21400,69},{21600,69},{21800,68},

{22000,67},{22200,66},{22400,66},{22600,65},{22800,64},

{23000,63},{23200,63},{23400,62},{23600,61},{23800,61},

{24000,60},{24200,60},{24400,59},{24600,59},{24800,59},

{25000,58},{25200,57},{25400,57},{25600,56},{25800,56}。

当水泵的目标工作电压为16V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,89},{18200,88},{18400,87},{18600,86},{18800,85},

{19000,84},{19200,84},{19400,83},{19600,82},{19800,81},

{20000,80},{20200,79},{20400,79},{20600,78},{20800,77},

{21000,76},{21200,76},{21400,75},{21600,74},{21800,73},

{22000,72},{22200,72},{22400,71},{22600,70},{22800,69},

{23000,68},{23200,68},{23400,67},{23600,66},{23800,66},

{24000,65},{24200,64},{24400,63},{24600,63},{24800,63},

{25000,62},{25200,61},{25400,61},{25600,60},{25800,60}。

当水泵的目标工作电压为17V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,94},{18200,93},{18400,92},{18600,91},{18800,90},

{19000,90},{19200,89},{19400,88},{19600,87},{19800,86},

{20000,85},{20200,84},{20400,83},{20600,83},{20800,82},

{21000,81},{21200,80},{21400,80},{21600,79},{21800,78},

{22000,78},{22200,77},{22400,76},{22600,75},{22800,75},

{23000,74},{23200,73},{23400,72},{23600,71},{23800,71},

{24000,70},{24200,69},{24400,68},{24600,67},{24800,67},

{25000,66},{25200,65},{25400,65},{25600,64},{25800,64}。

当水泵的目标工作电压为18V时，电池包的不同输出电压与MCU输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系为：

{18000,100},{18200,99},{18400,98},{18600,97},{18800,96}，

{19000,95},{19200,94},{19400,93},{19600,92},{19800,91}，

{20000,90},{20200,89},{20400,88},{20600,87},{20800,87}，

{21000,86},{21200,85},{21400,84},{21600,84},{21800,83}，

{22000,82},{22200,81},{22400,81},{22600,80},{22800,79}，

{23000,79},{23200,78},{23400,77},{23600,76},{23800,76}，

{24000,75},{24200,74},{24400,73},{24600,73},{24800,72}，

{25000,71},{25200,70},{25400,70},{25600,69},{25800,68}。

相应地，本申请实施例还提供一种清洁设备，该清洁设备包括：设备本体，设备本体上设有一个或多个处理器、以及存储有计算机程序的一个或多个存储器；获取水泵在当前流量下所需的目标工作电压，以及电源当前的输出电压。获取在目标工作电压的约束下，电源的不同输出电压与控制器输出的不同脉冲波占空比之间的映射关系，其中，电源在控制器输出的脉冲波的控制下为水泵供电，以提供水泵所需的工作电压。根据映射关系调整控制器当前输出的脉冲波的占空比为与电源当前的输出电压相对应的目标占空比，以根据目标占空比控制电源向水泵的供电。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种水泵流量调节系统，其特征在于，包括：

水泵、电源、控制器、开关调节电路以及电源电压检测电路；

所述开关调节电路通过电源引脚与所述电源电连接，通过水泵引脚与所述水泵电连接，通过控制引脚与所述控制器电连接；

所述控制器通过所述电源电压检测电路与所述电源电连接，用于检测所述电源当前的输出电压，以及调整所述控制器输出的脉冲波的占空比为与所述电源当前的输出电压相对应的目标占空比；

所述开关调节电路，用于根据所述目标占空比的脉冲波控制所述电源向所述水泵的供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源电压检测电路包括：第一分压电路，用于对所述电源当前的输出电压进行分压处理，并将分压处理后的输出电压传至所述控制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关调节电路包括：

第一开关子电路、第二开关子电路以及第一开关晶体管；

所述第一开关子电路的一端与所述控制引脚电连接，另一端与所述第二开关子电路电连接，用于对从所述控制器接收的脉冲波进行分压处理，并在所述脉冲波输出高电平时导通与所述第二开关子电路的电连接，在所述脉冲波输出低电平时断开与所述第二开关子电路的电连接；

所述第二开关子电路的一端与电源正极引脚连接，另一端与所述第一开关晶体管连接，用于在所述脉冲波输出高电平时导通所述第一开关晶体管，在所述脉冲波输出低电平时断开所述第一开关晶体管；

所述第一开关晶体管的一端与所述电源正极引脚电连接，另一端与水泵正极引脚电连接，电源负极引脚与水泵负极引脚电连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一开关子电路包括：第二分压电路和第二开关晶体管，所述控制引脚、所述第二分压电路、所述第二开关晶体管和所述第二开关子电路顺次电连接；

所述第二分压电路用于对从所述控制器接收的脉冲波进行分压处理；

所述第二开关晶体管用于在所述脉冲波输出高电平时导通与所述第二开关子电路的电连接，在所述脉冲波输出低电平时断开与所述第二开关子电路的电连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二开关子电路包括：第三分压电路，用于对从所述第二开关晶体管输出的脉冲波进行分压处理，经所述第三分压电路分压处理后的脉冲波在输出高电平时导通所述第一开关晶体管，输出低电平时断开所述第一开关晶体管。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述开关调节电路还包括：放电电路，一端与所述电源正极引脚电连接，另一端与所述第一开关晶体管电连接，所述放电电路用于在经所述第三分压电路分压处理后的脉冲波输出低电平时对所述第一开关晶体管进行放电处理。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关调节电路还包括：采样电路，设置在所述电源负极引脚和所述水泵负极引脚之间，并与所述控制器的水泵电压采样接口电连接，所述采样电路用于对所述水泵的电压进行采样，并将采样得到的电压发送给控制器；

所述控制器用于在所述采样得到的电压超过设定阈值时，控制所述控制引脚发出的脉冲波输出低电平。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述开关调节电路还包括：滤波电路，设置在所述采样电路和所述控制器的水泵电压采样接口之间。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关调节电路还包括：稳压二极管，两端分别与所述水泵正极引脚和所述水泵负极引脚电连接，用于对所述水泵两端的电压进行稳压。

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