一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法與流程
2023-05-04 01:35:51
本發明屬於掃地機器人領域，尤其涉及一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法。
背景技術：
掃地機越來越多的進入家庭生活之中，掃地機的智能化程度也越來越高。掃地機的主要的功能就是清掃地面的垃圾，並將垃圾收集到它的集塵盒中。掃地機清掃過程基本不需要人工的幹預，它能夠自主的完成清掃工作，但是集塵盒的清理是需要人工操作的，所以需要檢測掃地機器人的集塵盒是否已經裝滿，來提示用戶清理集塵盒。現有的一種檢測方法是在集塵盒內或者進口位置安裝光電的發射和接收裝置，通過檢測光電接收裝置的信號來判斷集塵盒是否裝滿。這種檢測方式的缺陷是光電裝置容易被灰塵覆蓋而導致誤觸發，需要用戶去清洗；另外，要達到比較好的檢測效果需要的不僅僅是一對檢測，可能需要多對甚至陣列的方式來檢測，複雜度和成本都比較高。
相對於普通吸塵器，掃地機器人的優勢在於它的智能化，掃地機器人具有出色控制功能和數據處理能力。但由於尺寸的限制，掃地機器人的集塵盒容量較小、過濾網面積較小，要使掃地機器人保持良好的工作狀態和使用壽命，就必須控制好過濾網和集塵盒的清理操作。清理操作滯後會影響掃地機器人的清掃效果，增加功耗；清理操作過於頻繁也會影響設備的使用壽命，增加了人的工作量，降低了掃地機器人的功效。由於掃地機器人是一種智能化的設備，可以充分利用其數據處理能力和控制能力將濾網和集塵盒的清理操作控制在良好甚至最佳狀態。
技術實現要素：
本發明的目的是提出一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法的技術方案。提高掃地機器人對集塵過濾裝置的檢測準確性，使掃地機器人保持良好的工作狀態。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法，所述掃地機器人設有過濾網、集塵盒、控制器和吸塵電機，所述吸塵電機是在最低工作轉速和最高工作轉速之間調節轉速的電機；所述吸塵電機是設有多個轉速檔的分級調節轉速的電機，所述掃地機器人設有電機轉速傳感器，在所述掃地機器人的吸塵口和出風口設有風速傳感器；所述集塵過濾裝置智能檢測方法包括：
a.數據初始化：所述掃地機器人為全新的狀態下在清潔環境中啟動吸塵電機，在每個所述轉速檔測量並記錄風速值作為空載風速，並根據所述空載風速設置每個所述轉速檔的空載風速下限、工作風速下限和清理區間；所述空載風速下限低於所述空載風速，所述工作風速下限低於所述空載風速下限，所述清理區間是一個風速區間，所述清理區間的風速大於所述工作風速下限、小於所述空載風速下限；
b.過濾網初始檢測：在所述過濾網為全新的狀態下在清潔環境中啟動吸塵電機，在每個所述轉速檔測量風速，若風速值小於所述空載風速下限，提示檢查過濾網或吸塵電機；若風速值不小於所述空載風速下限，掃地機器人進入工作狀態；
c.在掃地機器人在工作時，實時檢測和紀錄吸塵器電機在當前轉速檔的當前風速值；
若所述當前風速值小於所述工作風速下限時，吸塵器電機停止工作、並提示清理過濾網和集塵盒；
若所述當前風速值在所述清理區間內，提示清理過濾網和集塵盒；
d.清理過濾網和集塵盒：清理過濾網和集塵盒時，若所述當前風速值不在所述清理區間內，根據所述當前風速值修訂所述清理區間的設置值；若更換新過濾網，則重複方法b。
更進一步，為了提高風速測量的準確性，所述空載風速、空載風速下限、工作風速下限和清理區間的風速值是所述吸塵口風速和出風口風速的平均值，所述當前風速值是所述吸塵口風速和出風口風速的平均值。
更進一步，為了降低系統複雜性，所述吸塵電機的轉速檔不多於十個。
更進一步，所述吸塵電機的轉速檔為六個，所述六個轉速檔包括最低檔和最高檔，其他四個轉速檔在所述最低檔與最高檔之間按等差方式設置。
更進一步，所述方法a中，每個所述轉速檔的空載風速下限是該轉速檔的所述空載風速值的94%；所述方法a中，每個所述轉速檔的工作風速下限值是該轉速檔的所述空載風速值的65%；所述方法a中，每個所述轉速檔的清理區間是該轉速檔的所述空載風速值的73%～76%。
更進一步，在所述方法c中，設有清理提前區間和清理滯後區間；所述清理提前區間的下限值是所述清理區間的上限值，所述清理提前區間的上限值是所述清理提前區間的下限值加所述清理區間的變量；所述清理滯後區間的上限值是所述清理區間的下限值，所述清理滯後區間的下限值等於所述工作風速下限的風速值；若所述當前風速值在所述清理提前區間內，提示提前清理過濾網和集塵盒；若所述當前風速值在所述清理滯後區間內，提示滯後清理過濾網和集塵盒。
更進一步，為了使掃地機器人能夠改進清理操作，所述掃地機器人為每個轉速檔存儲一個包含多個單元的歷史清理隊列，所述歷史清理隊列的每個單元存儲一個風速值，所述方法d中修訂所述清理區間的方法為：計算出所述歷史清理隊列中全部有效單元中的風速值和所述當前風速值的平均值，所述平均值即為所述清理區間的平均值，重新設置所述清理區間，將當前風速值存儲到歷史清理隊列的第一個單元中，原歷史清理隊列單元中的風速值依次後移，歷史清理隊列最後一個單元中的風速值被移除。
本發明的有益效果是：採用風速的變化量探測集塵盒和過濾網的清潔程度，掃地機器人自行記錄集塵盒和過濾網的清理數據，並根據歷史記錄推算合理的控制數據，充分利用掃地機器人的數據處理能力和控制能力，將過濾網和集塵盒的清理操作控制在合理狀態，並逐步接近最佳狀態。
下面結合附圖和實施例對本發明作一詳細描述。
附圖說明
圖1是本發明外檢測方法功能示意圖；
圖2是實施例一初始化狀態時的風速對照表。
具體實施方式
如圖1，一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法，所述掃地機器人設有過濾網、集塵盒、控制器和吸塵電機，所述吸塵電機是在最低工作轉速和最高工作轉速之間調節轉速的電機；所述吸塵電機是設有多個轉速檔的分級調節轉速的電機，所述掃地機器人設有電機轉速傳感器，在所述掃地機器人的吸塵口和出風口設有風速傳感器；所述集塵過濾裝置智能檢測方法包括：
a.數據初始化：所述掃地機器人為全新的狀態下在清潔環境中啟動吸塵電機，在每個所述轉速檔測量並記錄風速值作為空載風速，並根據所述空載風速設置每個所述轉速檔的空載風速下限、工作風速下限和清理區間；所述空載風速下限低於所述空載風速，所述工作風速下限低於所述空載風速下限，所述清理區間是一個風速區間，所述清理區間的風速大於所述工作風速下限、小於所述空載風速下限；
b.過濾網初始檢測：在所述過濾網為全新的狀態下在清潔環境中啟動吸塵電機，在每個所述轉速檔測量風速，若風速值小於所述空載風速下限，提示檢查過濾網或吸塵電機；若風速值不小於所述空載風速下限，掃地機器人進入工作狀態；
c.在掃地機器人在工作時，實時檢測和紀錄吸塵器電機在當前轉速檔的當前風速值；
若所述當前風速值小於所述工作風速下限時，吸塵器電機停止工作、並提示清理過濾網和集塵盒；
若所述當前風速值在所述清理區間內，提示清理過濾網和集塵盒；
d.清理過濾網和集塵盒：清理過濾網和集塵盒時，若所述當前風速值不在所述清理區間內，根據所述當前風速值修訂所述清理區間的設置值；若更換新過濾網，則重複方法b。
為了提高風速測量的準確性，所述空載風速、空載風速下限、工作風速下限和清理區間的風速值是所述吸塵口風速和出風口風速的平均值，所述當前風速值是所述吸塵口風速和出風口風速的平均值。
為了降低系統複雜性，所述吸塵電機的轉速檔不多於十個。
在所述方法c中，設有清理提前區間和清理滯後區間；所述清理提前區間的下限值是所述清理區間的上限值，所述清理提前區間的上限值是所述清理提前區間的下限值加所述清理區間的變量；所述清理滯後區間的上限值是所述清理區間的下限值，所述清理滯後區間的下限值等於所述工作風速下限的風速值；若所述當前風速值在所述清理提前區間內，提示提前清理過濾網和集塵盒；若所述當前風速值在所述清理滯後區間內，提示滯後清理過濾網和集塵盒。
為了使掃地機器人能夠改進清理操作，所述掃地機器人為每個轉速檔存儲一個包含多個單元的歷史清理隊列，所述歷史清理隊列的每個單元存儲一個風速值，所述方法d中修訂所述清理區間的方法為：計算出所述歷史清理隊列中全部有效單元中的風速值和所述當前風速值的算數平均值，所述平均值即為所述清理區間的平均值，重新設置所述清理區間，將當前風速值存儲到歷史清理隊列的第一個單元中，原歷史清理隊列單元中的風速值依次後移，歷史清理隊列最後一個單元中的風速值被移除。
實施例一：
如圖1，一種掃地機器人集塵過濾裝置智能檢測方法，掃地機器人設有過濾網、集塵盒、控制器和吸塵電機。
吸塵電機是調節轉速的電機，吸塵器電機轉速範圍是2000r/min～3000r/min，吸塵電機設有六個轉速檔，六個轉速檔包括最低檔2000r/min和最高檔3000r/min，其他四個轉速檔在最低檔與最高檔之間按等差方式設置，分別為2200r/min、2400r/min、2600r/min、2800r/min。所述掃地機器人設有電機轉速傳感器，用於測量吸塵器電機的轉速。採用六個轉速檔可以滿足掃地機器人在不同工作狀態的應用要求，同時也可避免掃地機器人的控制系統過於複雜。
在掃地機器人的吸塵口和出風口設有風速傳感器,測量風速時採用所述吸塵口風速和出風口風速的平均值。在吸塵口和出風口同時測量風速可以獲得較高的風速重複度（或稱為重複精度），提風速值數據的準確性。
理論和實驗都證明，隨著過濾網和集塵盒內灰塵的增加，在吸塵器電機轉速不變的條件下，通過過濾網的風量會逐步降低，在吸塵器吸塵口和出風口的風速也隨之變化。
集塵過濾裝置智能檢測的方法包括：
a.數據初始化：掃地機器人為全新的狀態下在清潔環境中啟動吸塵電機，在六個轉速分別檔測量並記錄風速值，作為空載風速，本實施例中，六個轉速檔的空載風速為：
第一檔：轉速2000r/min，空載風速52m/s，
第二檔：轉速2200r/min，空載風速54m/s，
第三檔：轉速2400r/min，空載風速57m/s，
第四檔：轉速2600r/min，空載風速60m/s，
第五檔：轉速2800r/min，空載風速64m/s，
第六檔：轉速3000r/min，空載風速68m/s。
然後根據空載風速設置每個轉速檔的空載風速下限、工作風速下限和清理區間。本實施例中，每個轉速檔的所述空載風速下限是在該轉速檔測得的空載風速的94%。每個轉速檔的工作風速下限是在該轉速檔測得的空載風速的65%。清理區間是一個連續的風速值區間，每個所述轉速檔的清理區間是在該轉速檔的空載風速值的73%～76%。
其結果為：
第一檔轉速：空載風速下限48.9m/s，工作風速下限33.8m/s，清理區間38.0m/s～39.5m/s；
第二檔轉速：空載風速下限50.7m/s，工作風速下限35.1m/s，清理區間39.4m/s～41.0m/s；
第三檔轉速：空載風速下限53.6m/s，工作風速下限37.1m/s，清理區間41.6m/s～43.3m/s；
第四檔轉速：空載風速下限56.4m/s，工作風速下限39.0m/s，清理區間43.8m/s～45.6m/s；
第五檔轉速：空載風速下限值60.2m/s，工作風速下限值41.6m/s，清理區間46.7m/s～48.6m/s；
第六檔轉速：空載風速下限63.9m/s，工作風速下限44.2m/s，清理區間49.6m/s～51.7m/s。
數據初始化可以在掃地機器人出廠前有生產方完成，也可以由用戶在新機器使用前進行設置操作，由掃地機器人自動完成。在掃地機器人進行維修或更換吸塵器電機後，也應重新進行數初始化操作。
b.過濾網初始檢測：在過濾網為全新的狀態下，通常包括新機器第一次使用前或更換新的過濾網後，在清潔環境中啟動吸塵電機，在每個所述轉速檔測量風速。若風速值小於所述空載風速下限，提示檢查過濾網或吸塵電機；若風速值不小於所述空載風速下限，掃地機器人可進入工作狀態。在檢測過程中，風速小於空載風速下限的原因包括過濾網品質不佳和吸塵器電機效率降低，如吸塵器電機的風扇積存灰塵或磨損。由於風速小於空載風速下限值時，不至於對設備造成損壞，掃地機器人仍可進行清潔工作，因此只給出提示。
c.在掃地機器人在工作時，實時檢測和紀錄吸塵器電機在當前轉速檔的當前風速值。
若當前風速值小於工作風速下限時，吸塵器電機停止工作、並提示清理過濾網和集塵盒。由於當前風速小於工作風速下限時，會嚴重降低掃地機器人的清潔效率，顯著增加能耗，還可能對設備造成損壞，因此掃地機器人的控制器停止吸塵器的工作，直至過濾網和集塵盒被清理之後，方可重新開機。
若當前風速值在清理區間內，提示清理過濾網和集塵盒。
作為更進一步的措施，為了使掃地機器人有效地調整過濾網和集塵盒的清理操作，還設置了清理提前區間和清理滯後區間。清理提前區間的下限值是清理區間的上限值，清理提前區間的上限值是所述清理提前區間的下限值加所述清理區間的變量。清理滯後區間的上限值是清理區間的下限值，清理滯後區間的下限值等於工作風速下限值。本實施例的掃地機器人在初始化狀態時的風速對照表見圖2。
若當前風速值在清理提前區間內，提示提前清理過濾網和集塵盒，提前清理意味著使過濾網在較為清潔的範圍內工作。若當前風速值在清理滯後區間內，提示滯後清理過濾網和集塵盒，滯後為了意味著過濾網會沉積較多的灰塵，但可減少清理操作的次數。
由於清理提前區間、清理區間和清理滯後區間內的風速值小於工作風速下限值，在此區間掃地機器人仍可進行清潔工作，因此只給出提示。這樣有利於掃地機器人的使用。
實際上，用戶可以在任何時候清理或更換過濾網和集塵盒，本方法為用戶提供指導和建議，使掃地機器人合理的進行過濾網和集塵盒的清理，保持掃地機器人的良好工作狀態。
d.清理過濾網和集塵盒：清理過濾網和集塵盒時，若方法c中紀錄的當前風速值不在清理區間之內，則根據當前風速值修訂清理區間的設置值；若更換新過濾網，則重複方法b。
為了使掃地機器人能夠改進清理操作，掃地機器人為每個轉速檔存儲一個包含五個單元的歷史清理隊列，歷史清理隊列的每個單元存儲一個風速值。修訂清理區間的方法為：計算出所述歷史清理隊列中全部有效單元中的風速值和所述當前風速值的平均值，所述平均值即為清理區間的平均值，重新設置所述清理區間。然後，將當前風速值存儲到歷史清理隊列的第一個單元中，原歷史清理隊列單元中的風速值依次後移，歷史清理隊列最後一個單元中的風速值被移除。此方法中所述的歷史清理隊列的有效單元的含義是，當掃地機器人進行修訂清理區間的操作少於五次時，其有效單元是僅包括被改寫過的單元。
例如，在一次掃地機器人清理過濾網時，掃地機器人記錄的第三檔轉速當前風速值為41.2，在歷史清理隊列五個單元中存儲的風速值分別是40.8、43.6、44.0、39.7、38.9，代表前五次修訂清理區間時的當前風速值，本次修訂清理區間將上述五個風速值和當前風速值相加：40.8＋43.6＋44.0＋39.7＋38.9＋41.2=248.2，再被6除，得到新的清理區間的平均值41.4，新的清理區間應為42.3～40.6。
將當前風速值41.2存入歷史清理隊列的第一個單元中，歷史清理隊列的五個單元中的風速值分別為41.2、40.8、43.6、44.0、39.7，原最後一個單元中的風速值38.9被移除。
為了提高風速測量的準確性，本實施例中所述的風速值均是吸塵口風速和出風口風速的平均值。
風速的測量應獲得相對穩定的風速值，本實施例中，方法a和方法b的風速值是在吸塵器電機穩定達到對應的轉速檔1s後，在1s的間隔時間內連續測量三次，取三層測量的平均值。方法c中，當前風速值的測量方法是每隔3s為一個測量周期，在1s的間隔時間內連續測量三次，取三次測量的平均值。