一种智能扫地机的制作方法

本实用新型涉及智能扫地机技术领域，具体涉及一种具有材质识别功能的智能扫地机。

背景技术：

现有扫地机器人在执行湿拖功能时无法识别地毯，因此在湿拖时可能会打湿地毯，在此场景下需要扫地机具有识别地面材质功能，主要是能区分瓷砖、木地板等硬质材质和地毯软质材质。在识别出软质地毯材质时，扫地机需要在执行湿拖功能中能规避地毯以免打湿地毯，同时在执行清扫功能中可以增加吸力来增加地毯除尘效果。然而，现有技术中还没有能够识别地毯以规避湿拖的技术。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本实用新型通过超声波接收对电容充电，依据电压幅值来区分地面材质，将超声波识别材质的功能融入到扫地机器人中，针对不同的场景，在简单组合的基础上额外所能带来的效果。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种智能扫地机，包括：超声波模块、扫地机本体、微控制器；所述超声波模块与所述微控制器连接，且均安装在扫地机本体上，所述微控制器根据超声波模块测得的超声波信号幅值判断地板的材质，以控制所述扫地机的动作。

本实用新型的智能扫地机，将扫地机器人和超声波技术相结合，在湿拖过程中规避毛绒地毯，避免打湿地毯，同时在地毯上清扫时自适应增大吸力来进一步除尘，并且能够提高扫地机器人的智能程度以及科技感，进一步提升用户的体验。

另外，根据本实用新型上述智能扫地机，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述超声波模块安装在扫地机本体的前部，包括超声波发射传感器和超声波接收传感器，所述超声波发射传感器和超声波接收传感器以一定的倾斜角度朝向地面设置，以分别发送和接收超声波信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述超声波模块为收发单体超声波传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述微控制器安装在扫地机本体的中部，接收超声波模块发送的超声波信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述微控制器包括一个电容，根据所述超声波信号幅值对该电容充电，从而依据该电容充电后的电压幅值来判断地板的材质。

根据本实用新型的一个实施例，所述扫地机进一步包括：第一驱动轮、第二驱动轮；所述第一驱动轮、第二驱动轮分别安装在扫地机本体的两侧，根据微控制器的控制信号做出相应动作。

根据本实用新型的一个实施例，所述扫地机进一步包括：万向轮；所述万向轮安装在扫地机本体的前部下侧，以和第一驱动轮、第二驱动轮共同支撑所述扫地机本体。

根据本实用新型的一个实施例，所述微控制器根据所述扫地机处于湿拖模式以及地板材质为地毯，控制所述扫地机的第一和/或第二驱动轮转向。

根据本实用新型的一个实施例，所述扫地机进一步包括安装在所述扫地机本体上的主风机，所述微控制器根据扫地机处于正常除尘模式以及地板材质为地毯，控制扫地机的主风机转速增加。

根据本实用新型的一个实施例，所述扫地机进一步包括安装在所述扫地机本体上的无线通信模块，所述微控制器根据地板材质为地毯，控制无线通信模块将地毯所在的位置和大小发送给外部手机。本实施例在地毯上清扫时在手机端提示用户，能够提高扫地机器人的智能程度以及科技感，进一步提升用户的体验。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的智能扫地机的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例的智能扫地机的第一种工作模式流程图；

图3为本实用新型一个实施例的智能扫地机的第二种工作模式流程图；

图4为本实用新型一个实施例的智能扫地机的第三种工作模式流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“侧”、“内”、“外”、“底部”、“端”、“径向”、“上”、“前”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。机构可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型第一方面的实施例，提供了一种智能扫地机1，包括：超声波模块2、扫地机本体3、微控制器4、第一驱动轮5、第二驱动轮6、万向轮7；其中，超声波模块2、微控制器4、第一驱动轮5、第二驱动轮6、万向轮7均安装在扫地机本体3上。

超声波模块2安装在扫地机本体3的前部，包括超声波发射传感器8和超声波接收传感器9。超声波发射传感器8和超声波接收传感器9以一定的倾斜角度朝向地面设置，以分别发送和接收超声波信号。接收到的超声波信号发送给微控制器4。本实施例的超声波模块2可以采用收发单体超声波传感器，将收发两颗传感器整合在一起形成单独模块，将模块放在扫地机器人的正下方，使得两个超声波传感器正对地面。

微控制器4安装在扫地机本体3的中部，接收超声波模块2发送的超声波信号。微控制器4包括一个电容，根据接收到的超声波信号对该电容充电，从而依据电容充电后的电压幅值来区分地面材质。本实施例进行控制的原理是木地板、瓷砖等硬质地面反射超声波的能力较强，而地毯会吸收一定量的超声波从而导致反射超声波的能力较弱，因而会在接收的超声波信号强度上产生明显的差异，根据这种差异即可判断地板的材质。

第一驱动轮5、第二驱动轮6分别安装在扫地机本体的两侧，根据微控制器4的控制信号从而做出前进、后退、转向等动作，从而控制智能扫地机的运行方向和速度。

万向轮7安装在扫地机本体3的前部下侧，用以和第一驱动轮5、第二驱动轮6共同支撑扫地机本体3，并根据扫地机本体3的前进、后退、转向等动作进行适应性的前进、后退、转向等运动。

本实施例的扫地机工作原理如图2所示，包括以下步骤：

s1、扫地机在行走过程中，由扫地机微控制器4驱动超声波模块2的超声波发射传感器8实时发射超声波，超声波接收传感器9实时接收超声波。由于软性材质(如毛绒地毯)对超声波的吸收比硬性材质(如瓷砖木地板)要强，所以超声波接收传感器9接收到反射回来的超声波幅值不一样。扫地机超声波模块2在地毯上接收到的值要比在瓷砖或者木地板上接收到的幅值要小。

s2、微控制器可以根据接收到的超声波信号对电容进行充电，根据电容充电后的电压幅值判断地板的材质。一般用户家庭场景的地板材质包括地毯、瓷砖或木地板。如果是瓷砖或木地板，由于反射的超声波较强，接收到的超声波信号较大，从而给电容充电后的电压幅值较大；如果是地毯，由于反射的超声波较弱，接收到的超声波信号较小，从而给电容充电后的电压幅值较小。通过大量实验的检测结果，可以设定一个电压的阈值，当电容充电后的电压超过该阈值时，可以判断地板的材质是瓷砖或者木地板，而如果电容充电后的电压低于该阈值时，可以判断地板的材质是地毯。

s3、在扫地机湿拖行走过程中，可以根据步骤s2判断出的地板材质，控制扫地机规避或者不规避前方地板。例如，如果判断前方地板材质为瓷砖或者木地板，则控制扫地机继续前进，不需规避。而如果判断前方地板材质为地毯时，则对前方地板进行规避，微控制器4控制驱动轮5、6转向，从而使得扫地机本体后退或者转向，以规避前方地板上的地毯，以达到湿拖时不打湿地毯的目的。

本实施例将扫地机器人和超声波技术相结合，在湿拖过程中规避毛绒地毯，避免打湿地毯，并且能够提高扫地机器人的智能程度以及科技感，进一步提升用户的体验。

实施例2

本实施例的扫地机的硬件与实施例1相同，在此不在赘述。本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在正常除尘模式下，可以根据超声波模块接收到的幅值来决定扫地机是否增大主风机吸力，来达到在地毯上除尘时增大吸力增强除尘效果的目的。具体的工作过程如图3所示，包括以下步骤：

s11、扫地机在行走过程中，由扫地机微控制器4驱动超声波模块2的超声波发射传感器8实时发射超声波，超声波接收传感器9实时接收超声波。由于软性材质(如毛绒地毯)对超声波的吸收比硬性材质(如瓷砖木地板)要强，所以超声波接收传感器9接收到反射回来的超声波幅值不一样。扫地机超声波模块2在地毯上接收到的值要比在瓷砖或者木地板上接收到的幅值要小。

s12、微控制器可以根据接收到的超声波信号对电容进行充电，根据电容充电后的电压幅值判断地板的材质。一般用户家庭场景的地板材质包括地毯、瓷砖或木地板。如果是瓷砖或木地板，由于反射的超声波较强，接收到的超声波信号较大，从而给电容充电后的电压幅值较大；如果是地毯，由于反射的超声波较弱，接收到的超声波信号较小，从而给电容充电后的电压幅值较小。通过大量实验的检测结果，可以设定一个电压的阈值，当电容充电后的电压超过该阈值时，可以判断地板的材质是瓷砖或者木地板，而如果电容充电后的电压低于该阈值时，可以判断地板的材质是地毯。

s13、扫地机进一步包括安装在扫地机本体上的主风机(未图示)，在扫地机处于正常除尘模式下，可以根据步骤s2判断出的地板材质，控制扫地机的主风机转速。例如，如果判断前方地板材质为瓷砖或者木地板，则控制扫地机的主风机转速不变。而如果判断前方地板材质为地毯时，则微控制器4控制主风机转速增加，从而达到在地毯上除尘时增大吸力增强除尘效果的目的。

本实施例在地毯上清扫时自适应增大吸力来进一步除尘，能够提高扫地机器人的智能程度以及科技感，进一步提升用户的体验。

实施例3

本实施例的扫地机的硬件与实施例1相同，在此不在赘述。本实施例与实施例1的不同之处在于，扫地机在识别到地毯区域时上报手机app，由app界面显示出地毯，增加用户体验和趣味性。具体的工作过程如图4所示，包括以下步骤：

s21、扫地机在行走过程中，由扫地机微控制器4驱动超声波模块2的超声波发射传感器8实时发射超声波，超声波接收传感器9实时接收超声波。由于软性材质(如毛绒地毯)对超声波的吸收比硬性材质(如瓷砖木地板)要强，所以超声波接收传感器9接收到反射回来的超声波幅值不一样。扫地机超声波模块2在地毯上接收到的值要比在瓷砖或者木地板上接收到的幅值要小。

s22、微控制器可以根据接收到的超声波信号对电容进行充电，根据电容充电后的电压幅值判断地板的材质。一般用户家庭场景的地板材质包括地毯、瓷砖或木地板。如果是瓷砖或木地板，由于反射的超声波较强，接收到的超声波信号较大，从而给电容充电后的电压幅值较大；如果是地毯，由于反射的超声波较弱，接收到的超声波信号较小，从而给电容充电后的电压幅值较小。通过大量实验的检测结果，可以设定一个电压的阈值，当电容充电后的电压超过该阈值时，可以判断地板的材质是瓷砖或者木地板，而如果电容充电后的电压低于该阈值时，可以判断地板的材质是地毯。

s23、扫地机进一步包括无线通信模块(未图示)，在扫地机识别到地毯时通过无线通信模块发送地毯的相关信息(例如地毯在房间地图中所在的位置、大小等)到手机上，由app界面显示出地毯所在的区域或大小，增加用户体验和趣味性。

本实施例在地毯上清扫时在手机端提示用户，能够提高扫地机器人的智能程度以及科技感，进一步提升用户的体验。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。