遙控有序泳池清潔機器人及其有序清洗方法

2023-05-19 12:40:56

專利名稱：遙控有序泳池清潔機器人及其有序清洗方法
技術領域：
本發明涉及一種清潔設備，特別地涉及一種清洗泳池的遙控有序清潔機 器人及有序清洗方法。
背景技術：
為人們提供遊泳活動的泳池，必須保持清潔衛生。通常是定期更換池水， 採用人工方法對泳池進行清洗。近些年來， 一些發達國家和地區採取用自動 化機械設備——泳池自動清潔機，可在不排放池水的情況下，自動對泳池進 行清洗。既節約了寶貴水資源，又代替了人工清洗泳池的繁重勞動。這些清 潔機有的只清潔池底的吸汙機，也有能自動清洗池底和池壁的爬牆無序清潔 機，還有技術先進的可左右轉彎爬行的可控制的清潔機，但還沒有達到有序 和全覆蓋的清洗水平。
現有的泳池清潔機對泳池清洗力度較弱，對清洗的池底、池壁及水垢線 沒有實現強有力的刷洗；通常的泳池清潔機， 一般均有一個內濾式的過濾器 部件，該部件與機殼的連接處往往接觸不嚴，含有被清洗下來汙物的池水極 易直接進入機殼內，與經過過濾的水混合產生二次汙染；現有技術中，普遍 採用清潔輥來作為清潔部件，常用的是前後清潔輥均從中間分開成左右兩部 分，這樣可由左右傳動部件帶動運轉，實現左右轉彎機動，但清潔輥從中間 分開，左右兩部分之間這一段不能清洗，不利於全覆蓋清洗。

發明內容
本發明的目的是提供一個遙控有序泳池清潔機器人，對泳池能自動進行有 序地全覆蓋清洗。
本發明的另一個目的是設計有序清洗的路徑，針對不同形狀的泳池，採取 兩種路徑規劃，即全程折反清洗路徑和半程折反清洗路徑。
本發明採用以下技術方案來實現 一種遙控有序泳池清潔機器人，包括清 潔機器人主機、電源控制箱和遙控器，其特徵在於清潔機器人主機由過濾器、 機殼體部件、軸流泵和密封盒、機殼蓋部件、左右傳動系統、清潔輥和自浮電 纜組成；過濾器在清潔機器人主機的底部，安裝在機殼體下部的開口處，並用 密封圈密封連接；軸流泵和密封盒初定位在機殼體兩內側的筋臺上，並與機殼 體固定，兩驅動電機軸分別從密封盒兩側伸出，與傳動系統的齒形帶驅動輪連 接，軸流泵電機軸從密封盒蓋上伸出，其上裝有五葉片葉輪和導流罩，水下控 制器的控制電路板安裝在密封盒蓋內；機殼蓋部件通過機殼蓋內側密封槽內的 密封件與機殼體上端開口密封連接，機殼蓋兩側邊上的連接孔與軸流泵和密封
盒的密封盒蓋上的定位孔對正，並緊固；傳動系統為左傳動系統和右傳動系統，
左傳動系統和右傳動系統中心對稱地緊固在機殼體兩側；前後清潔輥的驅動端 蓋一端與傳動系統上對應的齒型驅動輪連接，傳動端蓋一端與傳動系統上對應
的齒型傳動輪軸承內孔連接；過濾器、機殼體部件、軸流泵和密封盒及機殼蓋 組成帶過濾器的軸流泵；軸流泵和密封盒上端的葉輪及導流罩組成泵頭；過濾 器、機殼體部件和機殼蓋之間密封連接組成軸流泵殼體；過濾器底板上兩單向 活門是軸流泵的進水口；軸流泵和密封盒與機殼體、機殼蓋之間的空間是軸流泵的進水流道；機殼蓋上端是軸流泵的出水流道；鎖母和導葉中間通道是軸流 泵的排水口；清潔機器人主機左右對稱，電纜從機殼蓋上後端沿爬行方向引出。
所述的清潔機器人主機前後端各有一個清潔棍，清潔輥上的清潔皮帶的外 緣直徑大於傳動系統上齒型端輪節圓直徑。
所述的機殼蓋部件中有一個浮力盒，浮力盒處於清潔機器人主機的頂部。
所述的電源控制箱配置了低功耗的開關電源和防水電纜插座；清潔機器人 電纜為自浮電纜，並用防水連接器與清潔機器人主機連接。
所述的水下控制器電路板上設置有加速度傳感器。
泳池清潔機器人主機清洗爬行的路徑和被清洗泳池的形狀、大小、深度有 關。在清洗泳池池底或對泳池進行全面清洗時，本發明針對不同泳池形狀採用 兩種不同的路徑控制方法對於矩形泳池採用全程折反路經控制方法，而非矩
形泳池則採用半程折反路徑控制方法。全程是指泳池池壁相對面之間的距離， 半程就是指池壁相對面之間距離的一半。下面以清洗池底模式為例說明這兩種 控制方法
全程折反路經控制方法是清潔機器人清洗矩形泳池池底的一個控制程序 當傳感器檢測到觸壁，微控制器判別出清潔機器人主機觸壁並發出指令，機器 人自動調整方向後停止爬行，緊接著垂直於此處池壁退行爬行0.5米停，機器人 主機兩側同步帶反向運行，以中心軸為中心原地順時針轉90°後停止；啟動兩
驅動電機，機器人主機兩側同步帶同向同步運行，機器人主機向前爬行0.35米
停止；接著機器人主機兩側同步帶等速反向運行，以屮心軸為中心逆時針轉回 90°後停止，此時機器人主機方向與觸壁退回時的機器人主機方向一致，只是 向右平移了 0.35米。緊接著機器人主機向池壁方向爬行，並很快觸壁，傳感器 檢測到，微控制器判別出觸壁，此時機器人自動調整方向後停止爬行。微控制器發出爬行指令，機器人主機兩側同步帶等速同向沿直線向後退行爬行，機器 人主機垂直離開池壁直到其後端清潔輥觸壁，此時傳感器檢測到，微控制器判 別出清潔機器人主機觸壁，發出停止退行爬行指令，機器人主機垂直池壁後退
0.5米停止，順時針轉90。後前進0.35米，再逆時針轉90。，機器人主機狀態 是與觸壁時的方向一致，且右移了 0.35米。微控制器發出指令退行爬行，機器 人主機後端爬向池壁，當傳感器檢測到，微控制器判別出觸壁時，機器人停止 爬行，微控制器發出前進指令，機器人主機垂直離開池壁，並沿直線向機器人 主機前端的池壁方向爬行，返回到開始時池壁一面。這樣往復繼續進行，機器 人的爬行路徑是向右側移動的折返式的蛇形路線。當起始點是從泳池一端開始， 終點是泳池另一端時，清潔機器人對泳池就有序地進行了全覆蓋清洗。清洗的 起點和終點可由清潔機器人先進行清洗準備測量和判定來實現。
半程折反路經控制方法是清潔機器人主機清洗非矩形泳池池底模式。清潔 機器人主機自動爬行清洗路徑是按選定的工作模式的控制程序進行的當傳感 器檢測到，微控制器判別出清潔機器人觸壁，機器人主機靠爬行觸壁時的動量 使其清潔輥能自動地與池壁處於平行狀態後停止爬行；微控制器發出退行指令， 機器人主機前端會垂直離開池壁，向後退行爬行0.5米停止；順時針轉90°後 前進0.35米停止；再逆時針轉90。，機器人主機的前端轉向池壁，並向池壁爬 行；當傳感器檢測到，微控制器判別出清潔機器人主機觸壁後，微控制器發出 向後退行指令，機器人主機前端垂直離開池壁，沿直線退行至泳池中間或由時 間程序控制退行大約相對池壁距離的一半停止，微控制器發出前進指令，機器 人主機由時間程序控制沿退行的路線返回前進一段行程停止爬行，微控制器發 出順時針轉9(T後前進0.35米停止指令，機器人主機向前進路線右側移動0.35 米，接著逆時針轉90。後向前爬行，機器人主機沿直線爬行觸壁後，在爬行觸壁動量作用下，自動調整方向，使清潔輥與池壁平行，機器人主機回到開始的 池壁。傳感器檢測到，微控制器判別出觸壁，微控制器發出退行爬行半程距離 指令，機器人主機垂直離開池壁退行爬行半程距離，其爬行路線會與前面走過 的路線相交。這樣往復繼續進行，機器人主機將沿著池壁順時針半程折返路徑 清洗池底，當沿池壁移動一周時，即對非矩形泳池池底有序地進行了全覆蓋清 洗。
本發明的有益效果
1、 清潔機器人主機的轉彎結構系統，使清潔機器人主機在爬行清洗過程中 具有轉彎功能，能自動爬行到泳池所有地方。
2、 在驅動控制電路板中設置了過載傳感器，檢測判斷清潔機器人觸壁狀況 並發出相應信號，控制清潔機器人主機實現有序清洗。
3、 本發明泳池清潔機器人，能對不同形狀泳池進行有序的全覆蓋清洗。
4、 本發明泳池清潔機器人具有自動爬行、爬壁、自動清洗、自動過濾、將 刷洗下來的汙物集中收集，避免清洗過程中的二次汙染等功能。
5、 清潔機器人主機的過濾器、機殼體和機殼蓋之間均採用密封連接，保證 被過濾的池水不被汙染。
6、 本發明清潔機器人的同步帶外側齒面與池底或池壁接觸，是同步帶運行
帶動清潔機器人主機爬行。
7、 本發明清潔輥上的清潔皮帶外緣直徑大於清潔輥齒型端輪的節圓直徑， 清潔皮帶外緣線速度大於同步帶運行速度，即大於清潔機器人主機的爬行速度， 清潔皮帶外緣接觸池底或壁，在清潔機器人主機爬行過程中，與池底或壁產生 滑動摩擦形成強有力的刷洗。
8、 本發明在清潔機器人主機頂部設置一個浮力盒，為機器人提供浮力，提供穩定力矩。
9、 本發明清潔機器人主機總體是左右對稱的，電纜線從爬行方向上引出， 為保爬行方向提供有利條件。
10、 本發明中的電源控制箱，配置低功耗開關電源和防水電纜插座。
11、 本發明中採取有效措施降低能耗，如選用高效葉輪的軸流泵和傳動系 統中採用滾動軸承代替滑動摩擦等。
12、 本發明中清潔機器人主機選用自浮電纜，連接採用防水電纜連接器，
使操作更方便。
13、 本發明中的遙控器，是雙向通訊，其顯示屏可顯示清潔機器人主機的
工作狀態和接收報警信號，運用貼膜按鍵設置自動工作模式和手動操作，使清 潔機器人主機按操作者意願工作。
14、 本發明的清潔機器人具有主機出水自動停機保護和報警，具有主機在 清洗過程中被卡住報警、保護，以及過濾口袋濾孔堵塞報警等功能。
15、 本發明清潔機器人是按設定程序有序爬行，在清洗過程中，不會產生 電纜纏繞問題。
16、 本發明對清潔機器人制定兩套有效的有序清洗方法。對不同形狀的泳 池池底採用不同的清洗路徑方法，對矩形泳池採用全程折返路徑清洗方法，對 非矩形泳池採用半程折返路徑清洗方法。


圖l，遙控有序泳池清潔機器人組成的立體圖； 圖2，本發明中的清潔機器人主機； 圖3，顯示本發明中的電源控制箱；
10圖4，本發明中的遙控器；
圖5，本發明清潔機器人主機的過濾器部件；
圖6，本發明清潔機器人主機的機殼體部件；
圖7，本發明清潔機器人主機的軸流泵和密封盒；
圖8，本發明清潔機器人主機的機殼蓋部件；
圖9，本發明清潔機器人主機的傳動系統；
圖10，本發明清潔機器人主機的清潔輥；
圖ll，本發明清潔機器人主機的自浮電纜部件；
圖12，本發明的遙控器按鍵功能圖13，本發明的電源、控制、通訊電路原理圖14，本發明三種報警保護電路原理圖15，本發明機器人清洗矩形泳池池底工作流程圖16，機器人清洗非矩形泳池池底工作流程其中，1.含電纜的清潔機器人；2.電源控制箱；3.遙控器；11.過濾器； 12.機殼體部件；13.軸流泵和密封盒；14.機殼蓋部件；15.傳動系統；16.清 潔輥；17.自浮電纜；21.機箱；22.開關電源；23.電源控制電路板；24.貼膜 按鍵；25.連接板；26.連接角片；27.底板；28.帶輸入電源線的電纜堵頭； 29.防水電纜插座；31.前機殼；32.後機殼；33.顯示屏；34.通訊電路板；35. 含電池的電池盒；36.機殼密封圈；37.電池盒蓋；38.電池盒蓋密封墊；39.貼
膜按鍵；111.過濾器底板；112.密封圈；113.框架；114.過濾口袋；115.旋 轉搬把；116.矽膠蓋板；117.壓板；121.機殼體；122.排水口蓋板；123.壓 板；131.葉輪；132.導流罩；133.帶軸承和油封的接軸；134.無刷電機；135. 帶有兩個密封圈的密封盒蓋；136.導熱板；137.泵電機控制板；138.水下控制器電路板；139.密封盒體；139A.帶連接端板的驅動電機；139B.帶油封的接 軸；139C.鎖母；140.防水電纜堵頭和電纜；141.機殼蓋；142.導葉；143.鎖 母；144.浮力盒；145.提手；146.防水電纜連接器插座；147.密封圈；151.支 架座；152.六方連接軸；153.齒形帶驅動輪；154.傳動輪；155.雙面錯齒同 步帶；156.齒形驅動端輪；157.齒形傳動端輪；161.清潔皮帶；162.滾筒； 163.驅動端蓋；164.傳動端蓋；171、浮力電纜；172.拖線式防水公插頭；173. 拖線式防水母插頭。
具體實施例方式
一種有纜遙控有序泳池清潔機器人(見圖1)，包括清潔機器人主機和電纜、 電源控制機箱、遙控器；清潔機器人主機包括過濾器ll、機殼體部件12、軸流 泵和密封盒13、機殼蓋部件14、傳動系統15 、清潔輥16 、自浮電纜17 。
所述的過濾器11通過過濾器底板111凸緣上的密封圈112與機殼體121下 端開口密封連接，並用旋轉搬把115將過濾器底板111鎖緊在機殼體121下端開 口處；在過濾器底板111上還有框架113支撐著過濾口袋114，過濾口袋的袋口
繫繩用彈簧卡扣緊緊地系在過濾器底板111上。
所述的機殼體部件12是由機殼體121、排水口蓋板122和壓板123組成。 機殼體121內安裝軸流泵和密封盒13，兩側螺釘固定。機殼體121上面是開敞 的，其周邊與機殼蓋部件14密封連接，底面有一個大開口與過濾器11密封連 接，前後面下部各開有3個排水口，在排水口外側用拉鉚釘通過壓板123將排 水口蓋板固定在機殼體121上，形成排水單向活門。在機殼體兩側的外側各有6 個導向定位支柱和4個定位連接螺母與傳動系統15連接。
所述的軸流泵和密封盒13，由軸流泵泵頭，密封盒蓋和密封盒體三部分組成。密封盒內裝有導熱板136，其上固定安裝軸流泵控制電路板和水下控制器電 路板。軸流泵無刷電機134安裝在密封盒蓋135的中央，其軸承伸出蓋外，並 連接其上安裝有軸承和雙唇骨架油封的接軸133，導流罩132通過軸承支撐在接
軸上，其上端有雙唇骨架油封與接軸密封，其下端用密封圈與密封盒蓋135密 封連接；密封盒體139的兩側端均安裝有帶連接端板的行走電機139A，其連接 端板由密封圈與密封盒體的孔臺密封連接，並用鎖母139C鎖緊，帶雙唇骨架油 封的接軸插接在行走電機139A軸上，並通過雙唇骨架油封與連接端板內孔密封 連接。在密封盒體139底面中央安裝有帶電纜的電纜密封堵頭140，將電纜從密 封盒體139內密封引出。密封盒蓋135與密封盒體139之間用密封圈柱面密封 連接，並用螺釘鎖緊。所說的軸流泵和密封盒13通過機殼體121兩內側的筋臺 初定位，在密封盒體139兩遄用螺釘與機殼體121兩側固定。機殼體121的前 後面下端安裝有排水口蓋板122。
所述的機殼蓋部件14內側密封槽內設置有密封圈147與機殼體121上端開 口密封連接。機殼蓋141上四個連接孔對正密封盒蓋135上的對應的定位連接 孑L，用螺釘固定連接，機殼蓋141上面中間處用鎖母143將導葉142和浮力盒 144鎖緊，固定在機殼蓋141上，在機殼蓋上面兩側安裝有提手145，機殼蓋141 上面後端設置有防水電纜插座母插頭146。這樣過濾器ll、機殼體部件12和機 殼蓋部件14就組成了軸流泵的外殼，過濾器底板111上的矽膠蓋板下的開口處 就是泵的進水口，機殼泵頭131， 132與機殼體121和機殼蓋141之間就成軸流 泵的進水流道，而其與機殼蓋部件上部間就形成軸流泵的出水流道。
所述的傳動系統15是由支架座151、六方連接軸152、齒形帶驅動輪153、 6個傳動輪154、齒形驅動端輪156、齒形傳動端輪157和同步帶155組成。同 步帶155由齒形帶驅動輪153驅動，並圍繞在齒形驅動端輪156、傳動輪154和
13齒形傳動端輪157之間。所說的傳動系統15通過定位柱孔用螺釘固定連接在機 殼體121兩側，傳動系統15上的同步帶155下部外齒與池底壁接觸，機殼體121 底面距池底15mm，同步帶運行時，就帶動清潔機器人移動，即爬行。
所述的清潔輥16的驅動端蓋163的插銷插入傳動系統15的齒形驅動端輪 156孔內，清潔輥16的另一端的傳動端蓋164的圓柱銷插入傳動系統15齒形傳 動端輪157的軸承孔內環的孔內，這樣前後兩清潔滾筒就由左右傳動系統支撐 並分別由左右傳動系統帶動運轉，清潔輥16的清潔皮帶與池底或壁接觸，其運 轉時，與池底或壁之間產生滑動摩擦，形成刷洗功能。
所述的清潔機器人上所用的電纜為自浮電纜17，其一端防水插頭172與機 殼蓋上防水插座173連接。
所說的電源控制機箱包括機箱21、開關電源22、電源控制電路板23、貼膜 按鍵24、連接板25、連接角片26、底板27、輸入電源線28和防水電纜插座29。 開關電源22和電源控制電路板23通過連接角片26用螺絲固定在連接板25上， 連接板25用螺釘與機箱21緊固，底板27用螺釘與機箱21和連接板25連接。 其具有防水能力的貼膜按鍵24膠粘在機箱21上面。在機箱21上面臺階處安裝 有電源輸入線的防水電纜堵頭28和防水電纜插座29公插頭。
所述的遙控器包括前機殼31、後機殼32、顯示屏33、通訊電路板34、電 池盒35、機殼密封圈36、電池盒蓋37、電池盒蓋密封墊38貼膜按鍵39。顯示 屏33、通訊電路板34和電池盒35用螺釘固定在前機殼31內，貼膜按鍵39粘 接在前機殼31的外表面，前機殼31和後機殼32之間有密封圈36密封連接並 用螺釘擰緊。電池盒蓋37下墊有用密封墊38通過卡口緊扣在後機殼32的外面。
如圖14所示，在無刷電機控制迴路中串聯l只採樣電阻，用於將水泵電機 的電流信號轉換為電壓信號；該電壓信號與單片機的AD採樣引腳相連接，從而將電壓信號轉換為單片機能夠處理與識別的數位訊號。當水泵工作在不同狀
態時其電流大小是不同的，從而使單片機上AD採樣的數值發生變化，根據AD 採樣數值的變化進行相應的處理，從而實現上述的三種保護功能。當機器人出 水時由於水泵的負載減小，水泵的輸出功率下降，水泵上流過的電流相應變小， 單片機上AD採樣的數值減小，當採樣數值小於一定值時，單片機判斷機器已 經出水，延時幾秒後停機保護，並使報警燈閃爍進行相應的提示；當過濾網堵 塞時，水泵的輸出功率會有所上升，從而引起單片機AD採樣的數值增大，當 AD採樣數值增大到一定值時，單片機判斷過濾網已經堵塞，報警燈閃爍提示； 當水泵由於某種原因堵轉時，其上的電流會有明顯的增加，當單片機AD採用 的數值大幅度超過正常工作值時，單片機判斷電機堵轉，此時立即切斷水泵電 機的供電，並使報警燈閃爍進行相應的提示。
下面通過遙控有序泳池清潔機器人的工作過程和原理進一步對本發明的特 徵和優越性進行描述
當泳池清潔機器人主機在泳池中工作時，軸流泵電機運行，軸流泵的葉輪 旋轉將清潔機器人主機機殼體下面覆蓋的池水經單向活門和過濾口袋吸進機殼 體內，再進而經進水流道和出水流道將有壓力的潔淨水向機殼體外排出。在此 同時，由於軸流泵工作而使機殼體下面的池水和機殼體內的潔淨水流動，在機 殼體底面處形成低壓區，故而產生吸附力，而出水流道處排出有壓力的潔淨水， 此處產生對殼體的反向壓力，這兩個力為機器人提供在池底爬行和爬壁的正壓 力，進而轉換為吸附力。
清潔機器人主機是由兩個行走電機運轉帶動傳動系統的同步帶運行。由於 同歩帶有部分外側齒與池底接觸，因而當同步帶運行時就使整個機器人爬行移 動。能在池壁上爬行，是由於軸流泵提供的吸附力產生的摩擦力大於清潔機器
15人在水中的重量而實現的。
清潔機器人主機在泳池中爬行時，同步帶帶動清潔輥轉動，由於清潔輥上 清潔皮帶外緣線速度大於同步帶的線速度，即大於清潔機器人主機的爬行速度， 這樣在清潔皮帶外緣與池底或池壁接觸處產生滑動摩擦，形成刷洗作用。其刷 洗作用的強弱與滑動摩擦的程度有關，即滑動摩擦速度越快，刷洗作用越強， 刷洗力度就越大。故清潔皮帶的線速度與爬行速度的差，再與爬行速度的比值， 是表示刷洗力度的指標之一，簡稱速度差比。
由於清潔皮帶的刷洗作用，清潔機器人主機在爬行過程中，就自動對泳池 進行了清洗，清洗下來的汙物被圍控在機器人機殼下的池水中，在軸流泵抽吸 作用下，機殼下的池水大量地被吸進過濾器內，機殼體底面下形成低壓區，清 潔機器人底面周圍的池水，連續地從清潔機器人主機下部與池底或池壁的間隙 中流入到機殼體底面下，阻止含有清洗下來汙物的池水向外擴散，防止汙染。 吸入過濾器的池水經過過濾後進入機殼體，經進水流道、出水流道，從排水口 排出潔淨水。這一過程中，在軸流泵的作用下，經過過濾器將清洗下來的汙物 過濾出來，併集中收集在過濾器內，有效地避免清洗過程中的二次汙染。
由於傳動系統是中心對稱地設置在清潔機器人主機的兩側，左側傳動系統 的齒形驅動端輪在前端與前清潔輥驅動端蓋連接只帶動前清潔輥運轉，右側傳 動系統齒形驅動端輪在後端與後清潔輥驅動端輪連接只帶動後清潔輥運轉。這 樣清潔機器人的兩個驅動電機就分別驅動左右傳動系統，左右傳動系統分別帶 動前後清潔輥運轉。當左右同步帶同向運行向前(或向後)，前後兩清潔滾筒也 隨之同向運行，則清潔機器人主機向前或向後爬行。當左右同步帶等速反向運 行，如左側向前右側向後時，則前後清潔輥反向運轉，此時兩側同步帶運行與 池底產生方向相反的摩擦力，對清潔機器人主機中心軸形成順時針方向的扭矩，而前後清潔輥反向運轉與池底也產生反向摩擦力，而且是前後對稱的，故它對
清潔機器人主機中心軸不產生扭矩，此時清潔機器人主機在同步帶與池底之間
摩擦力的力矩作用下會產生順時針方向原地轉動，轉動的角度大小由兩側同步
帶反向運行時間決定；如若左側同步帶向後運行，右側同步帶向前運行，此時
清潔機器人主機將逆時針方向原地轉動。同樣道理，當左右兩側同步帶以不同
速度同向或反向運行時，清潔機器人將按相應規律改變爬行方向。傳動系統的 爬行轉彎機構是機器人實現有序清洗的技術基礎。
本發明的清潔機器人有序工作流程圖如圖15-16所示。
本發明的遙控器打開時，顯示屏上顯示清潔機器人的工作狀態，可用貼膜
按鍵上的功能鍵選擇工作模式
當選擇A清洗池底時，清潔機器人主機入水後，當傳感器檢測到、微控制 器(MCU)判別出清潔機器人主機己觸壁並發出指令，機器人主機自動調整方向， 使清潔輥與池壁平行後立即停止，接著垂直離開池壁爬行0.5米停，順時時針轉 90°向前爬行0.35米停，再逆時針轉90。停，接著爬向池壁並觸壁，觸 壁後自動調整方向後停，傳感器檢測到、微控制器(MCU)判別出觸壁並發出指 令，機器人主機垂直離開池壁退行爬行到對面池壁觸壁或半程返回觸壁。這樣 往復進行就可以完成對池底的清洗。
當選擇B清洗池壁時，清潔機器人主機入水後，傳感器檢測到、微控制器 (MCU)判別出機器人已觸壁並發出指令，此時要繼續往池壁上爬行，當達到水 面時(用時間控制)，機器人主機反向退行到池底，此吋傳感器檢測到、微控制 器判別出觸底並發出指令，機器人主機繼續爬行垂直離開池壁0.5米停，順時針 轉90°後向前爬行0.35米停，再逆時針轉90°後爬向池壁，觸壁後繼續爬上池 壁，這樣往復進行，就可完成單獨對池壁的清洗。當選擇C全面清洗泳池時，清潔機器人主機水池後，傳感器檢測到、微控 制器判別出機器人主機觸壁後，發出繼續往池壁上爬行指令，當達到水面時， 用時間控制，微控制器發出指令機器人主機退行爬行到池底，此時傳感器檢測 到、微控制器判別出觸底並發出指令，垂直離開池壁繼續爬行到對面池壁觸壁 或半程返回觸壁，自動調整方向後繼續爬上池壁，當爬到水面時，用時間控制機 器人主機退行爬行到池底，傳感器檢測到、微控制器判別出觸底並發出指令，機
器人主機垂直離開池壁繼續爬行0.5米停，順時針轉90。後向前爬行0.35米停， 再逆時針轉90°後爬向池壁觸壁，傳感器檢測到、微控制器判別出觸壁並發出 指令，機器人主機繼續爬上池壁。這樣往復進行，就可以對整個泳池的底和壁進 行全面清洗。
當選擇D清洗水垢線時，清潔機器人主機入水後，傳感器檢測到、微控制 器判別出機器人主機已觸壁並發出指令，此時要繼續往池壁上爬行，當達到水 面時，用時間控制微控制器發出指令，控制兩個驅動電機的轉速達到某一個轉 速差，使清潔機器人主機在池壁上呈傾斜平衡姿態爬行，並沿水垢線水平移動， 完成對水垢線清i先。
當按動手動按鍵前進後退及左右轉彎時，清潔機器人主機將按操作者的意 願所控制的路徑爬行清洗。
權利要求
1、一種遙控有序泳池清潔機器人，包括清潔機器人主機、電源控制箱和遙控器，其特徵在於清潔機器人主機由過濾器、機殼體部件、軸流泵和密封盒、機殼蓋部件、左右傳動系統、清潔輥和自浮電纜組成；過濾器在清潔機器人主機的底部，安裝在機殼體下部的開口處，並用密封圈密封連接；軸流泵和密封盒初定位在機殼體兩內側的筋臺上，並與機殼體固定，兩驅動電機軸分別從密封盒兩側伸出，與傳動系統的齒形帶驅動輪連接，軸流泵電機軸從密封盒蓋上伸出，其上裝有五葉片葉輪和導流罩，水下控制器的控制電路板安裝在密封盒蓋內；機殼蓋部件通過機殼蓋內側密封槽內的密封件與機殼體上端開口密封連接，機殼蓋兩側邊上的連接孔與軸流泵和密封盒的密封盒蓋上的定位孔對正，並緊固；傳動系統為左傳動系統和右傳動系統，左傳動系統和右傳動系統中心對稱地緊固在機殼體兩側；前後清潔輥的驅動端蓋一端與傳動系統上對應的齒型驅動輪連接，傳動端蓋一端與傳動系統上對應的齒型傳動輪軸承內孔連接；過濾器、機殼體部件、軸流泵和密封盒及機殼蓋組成帶過濾器的軸流泵；軸流泵和密封盒上端的葉輪及導流罩組成泵頭；過濾器、機殼體部件和機殼蓋之間密封連接組成軸流泵殼體；過濾器底板上兩單向活門是軸流泵的進水口；軸流泵和密封盒與機殼體、機殼蓋之間的空間是軸流泵的進水流道；機殼蓋上端是軸流泵的出水流道；鎖母和導葉中間通道是軸流泵的排水口；清潔機器人主機左右對稱，電纜從機殼蓋上後端沿爬行方向引出。
2、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於清潔機 器人主機前後端各有一個清潔棍，清潔輥上的清潔皮帶的外緣直徑大於傳動系 統上齒型端輪節圓直徑。
3、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於機殼蓋部件中有一個浮力盒，浮力盒處於清潔機器人主機的頂部。
4、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於電源控 制箱配置了低功耗的開關電源和防水電纜插座；清潔機器人電纜為自浮電纜， 並用防水連接器與清潔機器人主機連接。
5、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於水下控 制器電路板上設置有加速度傳感器。
6、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於遙控器 雙向通訊，顯示屏顯示清潔機器人主機工作狀態和接收警報信號，貼膜按鍵設 置自動工作模式和手動操作，使清潔機器人主機按操作者意願工作。
7、 根據權利要求1所述的遙控有序泳池清潔機器人，其特徵在於左傳動 系統和右傳動系統的同歩帶外齒面與池底或池壁接觸，並確保清潔機器人主機機殼體底面距池底或池壁15mm。
8、 一種遙控有序泳池清潔機器人的有序清洗方法，其特徵在於對泳池清洗路線順序進行路徑規劃設計，用加速度傳感器和爬壁高度控制信號控制清潔 機器人主機按規劃的路徑爬行，對泳池進行有序全覆蓋清洗。
9、 根據權利要求8所述遙控有序泳池潔機器人的有序清洗方法,其特徵在於，對不同形狀泳池池底採用不同路徑清洗方法對矩形泳池採用全程折返路徑清洗方法，清潔機器人主機觸壁後自動調整方向，清潔輥垂直離開池壁爬行0.5M停，向左或向右轉90°後向前爬行(X35M停再迴轉90。，回到離開池壁時 的方向並爬向池壁，再次觸壁後退行爬行到對面池壁，重複進行上述動作，清 潔機器人主機從泳池一端移動到另一端就完成矩形泳池池底的全覆蓋有序清 洗；對非矩形泳池採用半程折返路徑清洗方法；清潔機器人主機觸壁後自動調 整方向,清潔輥垂直離開池壁爬行0.5M停,向左或向右轉90°後向前爬行0.35M 停再轉回90°，回到離開池壁時的方向並爬向池壁,再次觸壁後退行爬行到對面池 壁距離一半停，向左或向右轉90。後向前爬行0.35M停再轉回90。並爬向初始池壁觸壁，重複進行上述動作，清潔機器人主機沿著池壁移動一周後就完成對 非矩形泳池池底的全覆蓋有序清洗。
全文摘要
本發明涉及一種遙控有序泳池清潔機器人，其包括清潔機器人主機、電源控制箱和遙控器。清潔機器人主機包括過濾器、機殼體部件、軸流泵和密封盒、機殼蓋部件、左右傳動系統、清潔輥和自浮電纜。左右傳動系統分別驅動前後清潔輥轉動，同步帶外齒接觸池底或池壁驅動機器人爬行，清潔輥上的清潔皮帶外緣與池底或池壁產生滑動摩擦，進行刷洗；清潔機器人的控制系統中設置有過載傳感器，檢測判斷在爬行清洗中觸壁狀況，發出相應信號使清潔機器人轉入下一步程序工作；遙控器具有雙向通訊功能，顯示屏能顯示工作狀況和故障報警。該機器人對不同形狀泳池進行路徑規劃設計，採用全程折返路徑法和半程折返路徑法，實現了對不同形狀泳池進行有序全覆蓋清洗。
文檔編號E04H4/16GK101481957SQ20091000860
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月5日 優先權日2009年2月5日
發明者付桂蘭, 淺 餘, 建 劉, 宮欣茹, 王必昌, 鄒常勝 申請人:付桂蘭