清洁系统的制作方法

1.本发明涉及清洁技术领域，特别指一种清洁系统。


背景技术：

2.目前市面上的清洁设备如扫地机器人的持续清扫覆盖率是一大弱项，扫地机器人在较小的房间进行清扫，可以在有限的电量之内完成清扫；但较大的房间进行清扫时，会出现所需清扫房间未清扫完，扫地机器人就会耗光电量亟需进行回充的现象。
3.基于此，如公开号为cn111490210a及其同族的中国发明专利公开说明书提出了利用自动换电池装置为扫地机器人进行续航的方案，一定程度解决了以上问题，但是这种自动换电池装置采用曲柄滑块装置进行更换电池，可靠性和使用寿命均较低，若加工精度不高则很容易造成换电池过程无法完成。
4.如公开号为cn206059566u的中国实用新型专利公开说明书公开了一种扫地机器人，包括机器人本体，机器人本体包括机身及至少两个电池盒，机身上设置有用于容纳电池盒的电池仓，电池盒在电池仓内与机身可拆卸电连接，且每个电池盒均能够为机身单独供电；上述扫地机器人至少具有两块电池，在使用时，其中一块作为供电电池，其余的作为备用电池，扫地机器人即可将备用电池随身携带，也可将备用电池置于电源处充电备用，当供电电池电量不足时，可用备用电池替换供电电池，而将供电电池放回电源处充电，交替使用，在电池充电的同时，扫地机器人还可继续工作，从而延长扫地机器人的续航时间，提高清洁效率，并且上述的充供电方式不会受到距离及干扰物的影响和限制，使用方便，清洁效果好。但是这种方式需要在扫地机器人的机器人本体上携带两块电池，这对于本就空间狭小的扫地机器人而言，无疑是一种非常大的不便。
5.因此，如何提供一种结构简单、可靠性较高的扫地机器人自动更换电池的方案，成为了业内亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够解决现有技术中扫地机器人自动更换电池方案可靠性不够的解决方法。
7.技术方案：一种清洁系统，包括：
8.可自移动的扫地机器人，包括：用以驱动所述扫地机器人移动的驱动轮、用以控制所述扫地机器人行进方向的万向轮和用以存储灰尘的尘盒，以及用以容纳电池的电池仓，所述电池仓设有用以抓取或释放电池的第一可变磁体；
9.基站，包括：
10.至少一个用以容纳备用电池的备用电池仓；
11.用以暂存电池或备用电池的暂存仓；
12.第一驱动装置，用以将所述暂存仓内的备用电池推入所述电池仓内，以及用以接收所述电池仓内通过所述第一可变磁体所释放的电池并收纳进所述暂存仓内；
13.第二驱动装置，包括用以抓取或释放备用电池的第二可变电磁体，所述第二驱动装置用以将备用电池从所述备用电池仓推出，以及用以将所述暂存仓内的电池收纳进所述备用电池仓内。
14.进一步地，所述基站顶部设有用以放置所述扫地机器人的平台，所述电池仓设于所述扫地机器人底部，所述平台上设有用以供扫地机器人进入换电池状态的换电工位，当所述扫地机器人位于所述换电工位上时，所述暂存仓对应所述电池仓，所述暂存仓包括沿竖直方向由下至上依次设置的第一暂存仓和第二暂存仓，所述第一暂存仓和所述第二暂存仓相互连通，当所述第一可变磁体释放所述电池仓内的电池后，电池掉落至被所述第一驱动装置接收并被收纳进入所述第二暂存仓。
15.进一步地，所述第一驱动装置设于所述第一暂存仓下方，包括沿竖直方向设置的第一轨道、滑动连接所述第一轨道的第一推杆和第一动力组件，所述第一动力组件驱动连接所述第一推杆并驱动所述第一推杆沿所述第一轨道方向做直线往复运动。
16.进一步地，所述第二驱动装置设于所述第二暂存仓一侧，包括第二轨道、滑动连接所述第二轨道的第二推杆和第二动力组件，所述第二推杆上设有所述第二可变磁体，所述第二动力组件驱动连接所述第二推杆并驱动所述第二推杆沿所述第二轨道方向做直线往复运动。
17.进一步地，所述第二驱动装置设于所述第二暂存仓一侧，包括第二轨道、滑动连接所述第二轨道的第二推杆和第二动力组件，所述第二推杆上设有所述第二可变磁体，所述第二动力组件驱动连接所述第二推杆并驱动所述第二推杆沿所述第二轨道方向做直线往复运动。进一步地，所述备用电池仓至少为两个，且呈至少部分地包围所述第二暂存仓设置。
18.进一步地，第二可变磁体为电磁铁。
19.进一步地，所述平台上设有回充校准装置，用以检测所述扫地机器人是否位于换电工位。
20.进一步地，所述回充校准装置包括设于所述平台上且用以检测所述驱动轮和/或万向轮的红外探测组件。
21.进一步地，所述平台上设有用以固定所述扫地机器人的固定机构，当所述扫地机器人进入所述换电工位时，所述固定机构固定所述扫地机器人，当所述扫地机器人未进入所述换电工位时，所述固定机构释放所述扫地机器人。
22.进一步地，所述固定机构包括万向轮锁定组件，用以在当所述扫地机器人的电池仓对准所述暂存仓时锁定所述万向轮，并在完成电池更换后，释放所述万向轮。
23.进一步地，所述第一可变磁体包括至少一个设置于所述电池仓内或抵近所述电池仓设置的电磁铁。
24.进一步地，所述电磁铁包括四个，分设于所述电池仓上端四角处。
25.进一步地，所述第一推杆顶部还设有压力传感器，用以探测第一推杆是否装载有电池，以及判定所装载的电池数量。
26.进一步地，所述平台还连接有斜面，用以供所述扫地机器人进入所述平台。
27.进一步地，所述基站还包括灰尘收集装置，包括设于所述基站内的负压集尘通道和设于所述平台上表面的吸尘口，所述吸尘口与所述负压集尘通道连通且所述吸尘口与所
述负压集尘通道之间设有过滤组件；所述尘盒底端设有用以与所述吸尘口对接的排尘口。
28.进一步地，所述备用电池仓内设有用以对所述电池或备用电池充电的充电组件，包括充电接口，用以在电池进入备用电池仓时与电池接口对接，并使电池进入充电状态。
29.有益效果：本发明清洁系统，通过在扫地机器人的电池仓上设置第一可变磁体，使得扫地机器人的电池可以从电池仓被释放，而且通过设置基站，以及基站内设置备用电池仓和暂存仓，使得备用电池在第一驱动装置和第二驱动装置作用下，通过暂存仓以将扫地机器人上的电池替换成备用电池仓里的备用电池，并将原有的电池收纳进备用电池仓内，相比现有方案，结构原理简单，降低了成本，且可靠性较强，利于大规模推广。
附图说明
30.附图1为本发明清洁系统的一个实施例的平面剖视结构示意图；
31.附图2为图1所示清洁系统在第一驱动装置将电池收纳于第一暂存仓时的平面剖视结构示意图；
32.附图3为图1所示清洁系统在第二驱动装置驱动备用电池装载进第二暂存仓时的平面剖视结构示意图；
33.附图4为图1所示清洁系统第一驱动装置将备用电池装载进电池仓时的平面剖视结构示意图；
34.附图5为图1所示清洁系统在第二驱动装置收纳电池进备用电池仓时的平面剖视结构示意图；
35.附图6为本发明清洁系统的另一个实施例的平面剖视结构示意图；
36.附图7为本发明清洁系统的另一个实施例的平面剖视结构示意图；
37.附图8为本发明清洁系统的另一个实施例的平面剖视结构示意图；
38.附图9为本发明自动更换电池方法的一个实施例的步骤流程示意图；
39.附图10为图9所示自动更换电池方法中步骤s500的流程示意图；
40.附图11为图9所示自动更换电池方法中步骤s200的流程示意图；
41.附图12为图9所示自动更换电池方法中步骤s100的前置流程示意图；
42.附图13为图12所示步骤流程中步骤s110的后置流程示意图；
43.附图14为图13所示步骤流程中步骤s130的前置流程示意图；
44.附图15为图13所示步骤流程中步骤s130的另一个实施例的前置流程示意图；
45.附图16为图9所示自动更换电池方法中s100的另一个实施例前置步骤流程示意图。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
47.参见图1-5本发明清洁系统的一个实施例，包括:可自移动的扫地机器人2和基站1。可自移动的扫地机器人2包括：用以驱动所述扫地机器人2移动的驱动轮22、用以控制所
述扫地机器人2行进方向的万向轮24和用以存储灰尘的尘盒21，以及用以容纳电池的电池仓23，所述电池仓23设有用以抓取或释放电池的第一可变磁体231；
48.基站1包括：至少一个用以容纳备用电池的备用电池仓120；用以暂存电池或备用电池的暂存仓10；第一驱动装置11，用以将所述暂存仓10内的备用电池推入所述电池仓23内，以及用以接收所述电池仓23内通过所述第一可变磁体231所释放的电池并收纳进所述暂存仓10内；第二驱动装置12，包括用以抓取或释放备用电池的第二可变电磁体，所述第二驱动装置12用以将备用电池从所述备用电池仓120推出，以及用以将所述暂存仓10内的电池收纳进所述备用电池仓120内。
49.通过在扫地机器人2的电池仓23上设置第一可变磁体231，使得扫地机器人2的电池可以从电池仓23被释放，而且通过设置基站1，以及基站1内设置备用电池仓120和暂存仓10，使得备用电池在第一驱动装置11和第二驱动装置12作用下，通过暂存仓10以将扫地机器人2上的电池替换成备用电池仓120里的备用电池，并将原有的电池收纳进备用电池仓120内，相比现有方案，结构原理简单，降低了成本，且可靠性较强，利于大规模推广。
50.在本实施例中，所述基站1顶部设有用以放置所述扫地机器人2的平台，所述电池仓23设于所述扫地机器人2底部，所述平台上设有用以供扫地机器人2进入换电池状态的换电工位，当所述扫地机器人2位于所述换电工位上时，所述暂存仓10对应所述电池仓23，所述暂存仓10包括沿竖直方向由下至上依次设置的第一暂存仓101和第二暂存仓102，第一暂存仓101和第二暂存仓102被设置为上下垂直排列并相互连通。
51.当所述第一可变磁体231释放所述电池仓23内的电池后，电池掉落至被所述第一驱动装置11接收并被收纳进入所述第二暂存仓102。通过电池的自然掉落至，省却了设置主动控制的夹持机构，不但结构更为简单，降低了成本，且可靠性较强。相互连通的第一暂存仓101和第二暂存仓102共同构成暂存仓10，使得从电池仓23内释放的电池可以在第一暂存仓101和第二暂存仓102之间移动，节省了空间。
52.具体地，所述第一驱动装置11设于所述第一暂存仓101下方，包括沿竖直方向设置的第一轨道111、滑动连接所述第一轨道111的第一推杆112和第一动力组件113，所述第一动力组件113驱动连接所述第一推杆112并驱动所述第一推杆112沿所述第一轨道111方向做直线往复运动。
53.具体地，所述第二驱动装置12设于所述第二暂存仓102一侧，包括第二轨道121、滑动连接所述第二轨道121的第二推杆123和第二动力组件122，所述第二推杆123上设有所述第二可变磁体124，所述第二动力组件122驱动连接所述第二推杆123并驱动所述第二推杆123沿所述第二轨道121方向做直线往复运动。
54.在本实施例中，所述第二轨道121呈水平设置，备用电池仓120设置于第二暂存仓102水平一侧，即所述第二动力组件122驱动连接所述第二推杆123并驱动所述第二推杆123沿所述第二轨道121方向做水平直线往复运动。
55.在另一实施中，上述第二驱动装置12中的第二轨道121、滑动连接所述第二轨道121的第二推杆123和第二动力组件122可以替换为斜向方向设置，第二动力组件122通过斜向设置的第二推杆123在斜向设置的第二轨道121中推动电池做直线往复运动，如图6所示。
56.在另一实施例中，所述备用电池仓120为两个，分设于第二暂存仓102两侧设置，如图7所示。在另一实施例中，备用电池仓120数量为三个或者更多，且呈至少部分地包围所述
第二暂存仓102设置，即以第二暂存仓102为中心呈扇形或者圆形布置。如此，则可以实现多个备用电池同时贮存于基站1内，可供更换的备用电池数量更多。
57.在本实施例中，第二可变磁体124为电磁铁，通过对电磁铁的电路通断，实现对备用电池的抓取/释放，结构简单且成本较低，抓取/释放速度快，提高工作效率。
58.作为对本实施例进一步地优化，所述平台上设有回充校准装置，用以检测所述扫地机器人2是否位于换电工位。具体地，换电工位上设有对应万向轮24和/或驱动轮22设置的凹位，回充校准装置包括设于所述平台上且设于该凹位内、用以检测所述驱动轮22和/或万向轮24的红外探测组件，当扫地机器人2的驱动轮22和/或万向轮24位于凹位内时，红外探测组件即探测到扫地机器人2处于换电工位，并发送信号至扫地机器人2，扫地机器人2开始进入换电池状态。
59.在另一实施例中，回充校准装置包括设置于凹位内的压力传感器，通过压力传感器探测驱动轮22和/或万向轮24是否进入凹位内，从而判定扫地机器人2是否处于换电工位上。
60.作为对本实施例进一步地优化，所述平台上设有用以固定所述扫地机器人2的固定机构，当所述扫地机器人2进入所述换电工位时，所述固定机构固定所述扫地机器人2，当所述扫地机器人2未进入所述换电工位时，所述固定机构释放所述扫地机器人2，以保证扫地机器人2在换电池状态中的稳固性，降低换电池状态中电池掉落不对准从而影响正常换电池状态的可能。
61.具体地，所述固定机构包括万向轮24锁定组件，用以在当所述扫地机器人2的电池仓23对准所述暂存仓10时锁定所述万向轮24，并在完成电池更换后，释放所述万向轮24。
62.在另一实施例中，固定机构还包括驱动轮22锁定组件，用以在当所述扫地机器人2的电池仓23对准所述暂存仓10时锁定驱动轮22，并在完成电池更换后，释放驱动轮22。多个固定机构的设置，可以进一步保证扫地机器人2被固定的稳固性，降低换电池状态中电池掉落不对准从而影响正常换电池状态的可能。
63.所述第一可变磁体231包括至少一个设置于所述电池仓23内或抵近所述电池仓23设置的电磁铁。在本实施例中，电磁铁为一个，设于扫地机器人2内电池仓23上方。在另一实施例中，所述电磁铁包括四个，分设于所述电池仓23上端四角处，以提供稳固的抓取/释放效果。
64.在本实施例中，所述第一推杆112顶部还设有压力传感器，用以探测第一推杆112是否装载有电池，以及判定所装载的电池数量。当第一推杆112顶部的压力传感器探测到有一个电池被装载至第一推杆112顶部时，第一推杆112在第一动力组件113带动下降并带动电池进入暂存仓10内。当第一推杆112顶部的压力传感器探测到有两个电池被装载至第一推杆112顶部时，第一推杆112在第一动力组件113带动上升并将位于上方的电池顶入扫地机器人2。
65.在本实施例中，所述平台还连接有斜面14，用以供所述扫地机器人2进入所述平台。如此，则方便扫地机器人2自行驶入平台，而无需用户人工将扫地机器人2抬起装至平台上。在另一实施例之中，斜面14被设置为呈螺旋装围绕平台设置。以减小基站1的占地面积，并提供美观的效果，如图8所示。
66.在本实施例中，所述基站1还包括灰尘收集装置，包括设于所述基站1内的负压集
尘通道15和设于所述平台上表面的吸尘口151，所述吸尘口151与所述负压集尘通道15连通且所述吸尘口151与所述负压集尘通道15之间设有过滤组件；所述尘盒21底端设有用以与所述吸尘口151对接的排尘口211。如此，则可以使扫地机器人2在换电池状态中实现尘盒21内灰尘的排空，从而提高工作效率。
67.在本实施例中，所述备用电池仓120内设有用以对所述电池或备用电池充电的充电组件，包括充电接口，用以在电池进入备用电池仓120时与电池接口对接，并使电池进入充电状态，以使得扫地机器人2在下一次换电池状态开始前，备用电池仓120内的电池处于充满电的状态。
68.参见图9所示本发明提供的自动更换电池方法的实施例，包括如下步骤：
69.s100:扫地机器人行驶到基站的换电工位并与所述基站对接，并使基站的暂存仓与所述扫地机器人的电池仓对准，并进入换电池状态。
70.具体地，可以通过设置于换电工位上的红外探测组件或压力传感器检测扫地机器人是否处于换电工位，并同时触发扫地机器人和基站的换电池状态进入指令。
71.s200:第一可变磁体释放并使电池仓内的电池掉落，所述第一驱动装置接收并收纳所述电池进入所述第一暂存仓。
72.具体地，当扫地机器人接收到换电池状态进入指令后，命令第一可变磁体改变磁性，如电磁铁断电则消磁，释放使电池仓内的电池，使电池朝向对准的暂存仓掉落。基站收到换电池状态进入指令后，接收掉落的电池并收纳所述电池进入所述第一暂存仓。
73.s300:所述第二驱动装置推出备用电池至所述第二暂存仓，使备用电池堆叠于电池上方。
74.具体地，第一暂存仓和第二暂存仓被设置为上下垂直排列并相互连通，电池可以在第一暂存仓和第二暂存仓之间移动。
75.s400:所述第一驱动装置将所述备用电池推入所述电池仓内并通过第一可变磁体固定所述备用电池，同时所述第一驱动装置将所述电池装载至第二暂存仓。
76.具体地，第一可变磁体如电磁铁通电则具备磁性，且磁力被设置为恰好能抓取一块电池，因而抓取备用电池从而将备用电池固定于扫地机器人的电池仓内，而不会同时抓取两块电池，从而完成了扫地机器人的电池更换。而且因为备用电池和电池堆叠设于暂存仓内，第一驱动装置驱动即带动备用电池和电池同时运动。
77.s500:所述第二驱动装置通过第二可变磁体抓取所述电池，将所述电池从第二暂存仓收纳进所述备用电池仓。
78.通过改变第二可变磁体的磁性，如电磁铁通电则具备磁性从而抓取所述电池，继而在第二驱动装置带动下将电池从第二暂存仓收纳进所述备用电池仓，完成了更换后的电池的收纳。
79.本实施例通过第一驱动装置接收扫地机器人内通过第一可变磁体释放的电池，并带动电池进入第一暂存仓；之后通过第二驱动装置推出备用电池至所述第二暂存仓，使备用电池堆叠于电池上方，并在第一驱动装置的驱动下，驱使电池和备用电池同时运动，将备用电池推入扫地机器人的电池仓内并通过第一可变磁体将备用电池锁定在电池仓内，同时将电池推入第二暂存仓内；之后第二驱动装置再通过第二可变磁体抓取电池，并驱动电池进入备用电池仓进行备用。该方案将电池的收纳进备用电池仓和将备用电池驱动至电池仓
的步骤部分重合同步进行，提升了更换电池的效率。
80.进一步地，所述步骤所述第二驱动装置将所述电池从第二暂存仓收纳进所述备用电池仓后还包括步骤：
81.s600：所述第一驱动装置持续向上运动到基站顶端并准备接受下一个电池。具体地，为防止电池掉落距离过大导致电池损坏，第一驱动装置驱动至更贴近电池仓处，减小电池掉落距离，以降低电池损坏风险。在一些实施例中，第一驱动装置可以伸入电池仓内抵接电池。
82.在另一实施例中，在将所述电池从第二暂存仓收纳进所述备用电池仓后，还包括步骤s601：对备用电池仓内的电池充电，从而保证备用电池仓内的电池一直处于有电状态，以方便下次更换电池工作。
83.进一步地，在步骤s200中，还包括以下步骤：
84.s201：第一可变磁体释放并使电池仓内的电池掉落后。
85.s202：判定所述第一驱动装置是否接收到所述电池。若是，则继续执行步骤s203；若否，则执行步骤s204。
86.s203:所述第一驱动装置接收并收纳所述电池进入所述第一暂存仓中。
87.s204：停止换电池状态并发出报警，以提醒用户电池未正确地进入第一暂存仓，换电池状态不正常需要检修。
88.进一步地，在步骤扫地机器人行驶到基站的换电工位并与所述基站对接前，还包括方法s110：当扫地机器人电量低于预设的低电量阈值，扫地机器人与基站通信，并发送更换电池请求。如此则以避免扫地机器人在清洁过程中停机。
89.具体地，在扫地机器人与基站通信，并发送更换电池请求后，还包括方法：
90.s120：所述基站接收请求，查询存储的备用电池的信息，并根据所述信息判定是否同意更换电池请求，若同意请求，则扫地机器人行驶至所述基站进入换电池状态，执行s100。若不同意请求，则执行步骤s130。
91.s130：扫地机器人进入待机状态。
92.具体地，所述备用电池的信息包括以下数据信息：备用电池的电量、使用次数和健康度信息。当备用电池的电量过低时，则基站拒绝扫地机器人的更换电池的请求，以防止扫地机器人在更换电池后继续执行重复的换电池状态，避免电池不必要的损耗。而当备用电池使用次数超过电池设计要求和备用电池健康度信息不足以支持备用电池继续供电时，基站也拒绝扫地机器人的更换电池请求。
93.进一步地，若基站不同意请求，则扫地机器人进入待机状态前，执行以下策略：
94.s121：搜索附近的充电座,并根据搜索的结果进行判定，若搜索到附近的充电座，则执行步骤s122，若没搜索到，则执行步骤s130扫地机器人进入待机状态。
95.s122:若搜索到附近的充电座，则规划行驶至充电座的路径并执行，进入充电状态。为避免扫地机器人停机，如此使扫地机器人再搜索附近的充电座进行座充。
96.在另一实施例中，若基站不同意请求，则扫地机器人进入待机状态前，执行以下策略：
97.s123：搜索附近的基站，并根据搜索的结果进行判定，若搜索到附近的基站，则执行步骤s124；若搜索不到附近的基站，则执行步骤s130扫地机器人进入待机状态。
98.s124：规划行驶至基站的路径并执行，且执行步骤s110：扫地机器人与基站通信，并发送更换电池请求。如此，当基站拒绝扫地机器人更换电池请求后，为避免扫地机器人停机，则使扫地机器人再搜索其他的基站进行更换电池。
99.进一步地，在扫地机器人行驶至换电工位时，执行步骤s101：检测扫地机器人的万向轮和/或驱动轮是否处于换电工位内预定位置，并根据检测的结果分别执行步骤s102和s103。
100.s102：若是，则固定所述万向轮和/或驱动轮。
101.s103：若否，则结束，不对所述万向轮和/或驱动轮进行固定。
102.以方便扫地机器人正确驶入换电工位，并保证处于稳固的换电池状态。
103.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。