清水箱监测装置和清洁机器人的制作方法

1.本实用新型涉及清洁产品领域，具体而言，涉及一种清水箱监测装置和清洁机器人。


背景技术：

2.随着时代的发展，清洁机器人是生活中常见的清洁产品，清洁机器人上设有清水箱，在使用过程中需要对清水箱的水位进行实时监测。目前通常采用两种方式检测水箱是否处于空载状态，一种是通过极片的方式检测水箱空，另一种是通过水泵的电流方式检测水箱空。发明人在研究中发现，第一种检测方式存在误判的情景，即水箱中有水时，也会提醒水箱空载，由于水泵在空载的情况下存在较大差异，通过第二种方式进行检测时，在水箱空载的情况下，若水泵继续工作，则存在空抽的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种清水箱监测装置和清洁机器人，能够更加准确地判断清水箱中的水位，从而及时提醒用户，以提高用户的使用体验。
4.本实用新型提供一种技术方案：
5.第一方面，本实用新型提供一种清水箱监测装置，所述装置包括电源控制电路、电解电路、电流检测电路、微控制单元和电极片组件；
6.所述电解电路分别与所述电极片组件、所述电流检测电路和所述电源控制电路连接，所述电极片组件设置于所述清水箱内；
7.所述微控制单元分别与所述电流检测电路和所述电源控制电路连接；
8.所述电解电路用于对所述清水箱中的水进行电解，并产生电解电流；
9.所述微控制单元用于当通过所述电流检测电路检测到所述电解电流时，控制所述电源控制电路导通，以使扫地机器人工作；并在未检测到所述电解电流时，控制所述电源控制电路断开，以使所述扫地机器人停止工作。
10.在可选的实施方式中，所述电源控制电路包括开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和三极管；
11.所述第一电阻一端与所述微控制单元连接，所述第一电阻另一端与所述第二电阻的一端和所述三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端接地；
12.所述三极管的集电极连接第三电阻的一端，所述三极管的发射极接地；
13.所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和所述开关管的第一端连接，所述第四电阻的另一端与工作电源和所述开关管的第二端连接，所述开关管的第三端与所述电解电路连接。
14.在可选的实施方式中，所述开关管为pmos管，所述开关管的第一端为所述pmos管的栅极，所述开关管的第二端为所述pmos管的源极，所述开关管的第三端为所述pmos管的漏极。
15.在可选的实施方式中，所述电解电路包括电极片接口、电感、二极管、恒流驱动芯片、第一电容、第二电容、第五电阻和第六电阻；
16.所述电极片接口的第一端与所述电感的一端连接，所述电极片接口的第二端分别与所述恒流驱动芯片的电流采样端、所述第五电阻的一端和所述电流检测电路连接；
17.所述电感的另一端分别与所述恒流驱动芯片的功率开关漏端和所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极分别与所述恒流驱动芯片的电源输入端、所述第五电阻的另一端、所述第一电容的一端、所述第二电容的一端、所述电源控制电路和所述电流检测电路连接；
18.所述恒流驱动芯片的调控端通过所述第六电阻与工作电源连接，所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的另一端和地连接。
19.在可选的实施方式中，所述电流检测电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和运算放大器；
20.所述第七电阻的一端分别连接所述电解电路和所述第八电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接所述电解电路和所述第九电阻的一端；
21.所述第八电阻的另一端连接所述运算放大器的反相输入端，所述第九电阻的另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述运算放大器的输出端与所述微控制单元连接。
22.在可选的实施方式中，所述电流检测电路还包括信号转换模块，所述信号转换模块集成在所述微控制单元中。
23.在可选的实施方式中，所述电极片组件包括第一电极片和第二电极片，所述第一电极片设置于所述清水箱中第一高度位置，所述第二电极片设置于所述清水箱中第二高度位置，所述第一高度位置小于所述第二高度位置。
24.在可选的实施方式中，所述第一电极片和所述第二电极片之间还设置有隔片。
25.在可选的实施方式中，每个电极片为钛钢结构，所述钛钢结构呈网状。
26.第二方面，本实用新型提供一种清洁机器人，包括：机器人本体和所述的清水箱监测装置，所述清水箱监测装置设置于所述机器人本体内。
27.本实用新型提供的清水箱监测装置和清洁机器人的有益效果是：
28.本技术实施例提供了一种清水箱监测装置，该清水箱监测装置包括电源控制电路、电解电路、电流检测电路、微控制单元和电极片组件，电解电路分别与电极片组件、电流检测电路和电源控制电路连接，电极片组件设置于清水箱内，微控制单元分别与电流检测电路和电源控制电路连接，电解电路用于对清水箱中的水进行电解，并产生电解电流，微控制单元用于当通过电流检测电路检测到电解电流时，控制电源控制电路导通，以使扫地机器人工作；并在未检测到电解电流时，控制电源控制电路断开，以使扫地机器人停止工作。本技术不仅能避免水位误判以及清水箱的水泵空抽的问题，还能更加准确地判断清水箱中的水位，从而及时提醒用户，提高用户的使用体验。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可
以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的清水箱监测装置的结构示意图；
31.图2为本实用新型实施例提供的清水箱监测装置中电极片组件的结构示意图；
32.图3为本实用新型实施例提供的清水箱监测装置中电源控制电路的结构示意图；
33.图4为本实用新型实施例提供的清水箱监测装置中电解电路和电流检测电路的结构示意图。
34.图标：
35.100-清水箱监测装置；110-电源控制电路；120-电解电路；130-电流检测电路；140-微控制单元；150-电极片组件；151-第一电极片；152-第二电极片；153-隔片；q1-开关管；q2-三极管；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；j1-电极片接口；u1-恒流驱动芯片；l1-电感；d1-二极管；c1-第一电容；c2-第二电容；r5-第五电阻；r6-第六电阻；r7-第七电阻；r8-第八电阻；r9-第九电阻；u2-运算放大器。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。
40.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.实施例
43.请参阅图1，本实施例提供了一种清水箱监测装置，应用于扫地机器人，本实施例
提供的清水箱监测装置100包括电源控制电路110、电解电路120、电流检测电路130、微控制单元140和电极片组件150。
44.可以理解的是，电解电路120分别与电极片组件150、电流检测电路130和电源控制电路110连接，微控制单元140(mcu，microcontroller unit)分别与电流检测电路130和电源控制电路110连接，电极片组件150设置在清水箱内。其中，电解电路用于对扫地机器人的清水箱中的水进行电解，并产生电解电流。
45.如图2所示，电极片组件150包括两个电极片，即第一电极片151和第二电极片152，第一电极片151和第二电极片152的尺寸相同，第一电极片151设置于清水箱中第一高度位置，第二电极片152设置于清水箱中第二高度位置，其中第一高度位置小于第二高度位置。第一电极片151为正极电极片，第二电极片152为负极电极片，设置在清水箱中的正极电极片和负极电极片通过两条外接线与电解电路120连接。示范性地，正极电机片设置于负极电机片的下方。
46.其中，第一电极片151和第二电极片152之间还设置有隔片153，该隔片153可以采用绝缘材料来实现，以使第一电极片151和第二电极片152之间保持一定距离。电极片可以为钛钢等导电材料，电极片可以为网状电极片、板状电极片以及孔状电极片等，网状电极片上具有圆孔、菱形孔、四边形孔、三角孔等各种孔结构，本实施例中可以根据实际需要选择不同的电极片结构形式。例如，每个电极片为钛钢结构，钛钢结构呈网状，可以使电极片与水的接触面更大，从而可以提高电解效率。
47.当扫地机器人启动后，电解电路120将启动，此时微控制单元140将通过电流检测电路130检测电解电路是否存对清水箱中的水进行电解产生电解电流，若检测到电流检测电路130中存在电解电流，则微控制单元140将通过控制电源控制电路110导通，以使扫地机器人工作。
48.若微控制单元140未检测到电解电流，说明第二电极片152无法与水接触，第一电极片151与第二电极片152无法形成完整的导体，表明此时清水箱中的水位较低，则微控制单元140将控制电源控制电路110断开，以使扫地机器人停止工作，并可以使扫地机器人发出警报，以使用户注意清水箱的水位，避免清水箱中的水泵空抽的问题，以提高用户使用体验。其中，扫地机器人停止工作时，清水箱中的水位将根据设置于第二电极片设置的位置确定，即第二位置确定。其中，每个电极片设置在清水箱中的位置可根据实际需求进行设置，换言之，清水箱的报警水位可根据实际需求设定。
49.在一种实施方式中，如图2所示，电源控制电路110包括开关管q1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和三极管q2。
50.其中，第一电阻r1一端与微控制单元140连接，第一电阻r1另一端与第二电阻r2的一端和三极管q2的基极(对应图3中三极管q2的1端)连接，第二电阻r2的另一端接地；三极管q2的集电极(对应图3中三极管q2的3端)连接第三电阻r3的一端，三极管q2的发射极(对应图3中三极管q2的2端)接地；第三电阻r3的另一端分别与第四电阻r4的一端和开关管的第一端连接(对应图3中开关管q1的1端)连接，第四电阻r4的另一端与工作电源(对应图3中vbat+)和开关管q1的第二端(对应图3中开关管q1的2端)连接，开关管q1的第三端(对应图3中开关管q1的3端)与电解电路120连接。
51.例如，当开关管q1为pmos管时，开关管q1的第一端为栅极(g极)，开关管q1的第二
端均为源极(s极)，开关管q1的第二端为漏极(d极)，当然，该开关管q1也可以采用nmos管和三极管等，若采用nmos管和三极管等，相应地，与其连接的电阻的位置也可作适应性调整，这里不作限定。
52.可以理解的是，在通过微控制单元140检测到电流检测电路130的电解电流时，将控制开关管q1的导通，当未检测到电流检测电路130中存在电解电流时，将控制开关管q1断开，以使清水箱将停止工作并报警。
53.在一种实施方式中，如图4所示，电解电路120包括电极片接口j1、电感l1、二极管d1、恒流驱动芯片u1、第一电容c1、第二电容c2、第五电阻r5和第六电阻r6。
54.电极片接口j1的第一端(对应图4中电极片接口j1的2端)与电感l1的一端连接，电极片接口j1的第二端(对应图4中电极片接口j1的1端)分别与恒流驱动芯片u1的电流采样端(即csn端，对应图3中恒流驱动芯片u1的4端)、第五电阻r5的一端和电流检测电路130连接；电极片接口j1的第三端(对应图4中电极片接口j1的3端)和第四端(对应图4中电极片接口j1的4端)均接地。电感l1的另一端分别与恒流驱动芯片u1的功率开关漏端(即sw端，对应图3中恒流驱动芯片u1的1端)和二极管d1的阳极连接，二极管d1的阴极分别与恒流驱动芯片u1的电源输入端(即vin端，对应图3中恒流驱动芯片u1的5端)、五电阻的另一端、第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、电源控制电路110和电流检测电路130连接；恒流驱动芯片u1的调控端(即dim端，对应图3中恒流驱动芯片u1的3端)通过第六电阻r6与工作电源(即图中sw_5v)连接，第一电容c1的另一端分别与第二电容c2的另一端和地连接，恒流驱动芯片u1的接地端(即gnd端，对应图3中恒流驱动芯片u1的3端)接地。其中，恒流驱动芯片u1可以为pt4115芯片。
55.可以理解的是，电极片接口j1的第一端用于连接电极片组件150中的第二电极片152，即负极电极片，电极片接口j1的第二端用于连接电极片组件150中的第一电极片151，即正极电极片。当清水箱中的第二电极片接触到水，即负极电极片接触到水时，恒流驱动芯片u1导通，电解电路120形成回路，此时恒流驱动芯片u1处于工作状态。当清水箱中第二电极片无法接触到水时，此时恒流驱动芯片u1停止工作，电解电路中电流为零。
56.在一种实施方式中，如图4所示，电流检测电路130包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9和运算放大器u2。
57.可以理解的是，第七电阻r7的一端分别连接电解电路120和第八电阻r8的一端，第七电阻r7的另一端分别连接电解电路120和第九电阻r9的一端；第八电阻r8的另一端连接运算放大器u2的反相输入端(对应图4中运算放大器u2的2脚)，第九电阻r9的另一端连接运算放大器u2的同向输入端(对应图4中运算放大器u2的3脚)，运算放大器u2的输出端(对应图4中运算放大器u2的1脚)与微控制单元140连接。其中，运算放大器u2可以为双运算放大器lm358；lm358运算放大器中设置有两个独立的运算放大器。
58.其中，电流检测电路还包括信号转换模块，信号转换模块集成在微控制单元中，信号转换模块为adc模块，即模数转换模块/ad转换模块，功能是将电压信号转换为相应的数字信号。
59.在本实施例中，微控制单元140通过运算放大器u2采集电流检测电路130中的电解电流，对采样的电解电流进行放大，并通过adc模块将模拟信号转换为数字信号，以使微控制单元140中获取到电流检测电路130中的电解电流的大小，从而控制电源控制电路110的
通断。
60.本技术不仅能避免水位误判以及清水箱中水泵空抽的问题，还能更加准确地判断清水箱中的水位，从而及时提醒用户，以提高用户的使用体验。
61.本技术实施还提供一种清洁机器人，包括：主机机身和上述的清水箱监测装置100，清水箱监测装置100设置于主机机身内。
62.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。