储汽式自动地面蒸汽清洁装置及其工作方法与流程

本发明涉及自动地面清洁装置领域，尤其是指储汽式自动地面蒸汽清洁装置及其工作方法。

背景技术：

随着经济的不断发展，人们生活节奏越来越快，人们在忙碌的生活中很难抽出时间认真对家居地面进行清洁，传统的家居地面清洁过程是对地面进行清扫，然后浸湿地拖，拧出多余水分，然后用地拖清洁地面，之后还需要对地拖进行清洗。为了节约人们清洁家居的时间，降低劳动强度，市面上出现了通过蒸汽对地面进行清洁的蒸汽地拖，常见的蒸汽地拖由主机、把手和地拖头组成，把手、主机和地拖头自上而下依次设置，地拖头下部设有蒸汽喷孔；主机内设置有蒸汽发生装置、控制机构和水箱，水箱通过水阀与蒸汽发生装置连通，蒸汽发生装置与蒸汽喷孔连通，人们通过控制机构控制水阀工作，从而控制蒸汽发生装置产生蒸汽，这种蒸汽地拖在使用过程中需要通过电源线与外电源连接进行供电，导致清洁范围受限，同时由于电源线也增加蒸汽地拖拖动时的阻力，导致人们清洁时的劳动量增大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种储汽式自动地面蒸汽清洁装置，能实现对家居地面的自动智能清洁，并且清洁范围不受限制。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：储汽式自动地面蒸汽清洁装置，包括机体，机体设有控制电路、移动机构、导航模块、清洁机构、蒸汽发生装置、储水容器、检测模块和电源模块；移动机构用于驱动机体在目标地面移动；导航模块用于根据机体的移动路径建立导航信息；清洁机构用于对机体下侧地面进行清洁；蒸汽发生装置设有蒸汽室和加热模块，蒸汽室设有向清洁机构输送蒸汽的蒸汽通道，蒸汽通道上设有阀门装置，控制电路控制阀门装置向清洁机构输送蒸汽；加热模块可在机体与外置的加热基座连接时加热蒸汽室内的水体蒸发产生蒸汽；储水容器通过开关装置与蒸汽室连通，开关装置与控制电路电连接；检测模块与控制电路电连接，用于检测蒸汽室内的压力或/和温度，若小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座；电源模块为移动机构、导航模块、清洁机构和检测模块提供电能。

与现有技术相比，本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置，具有以下有益效果：

(1)储汽式自动地面蒸汽清洁装置设有用于供电的电源模块，以及加热水体产出蒸汽的加热模块，其在目标地面移动时无需通过电源线连接外电源，从而使其清洁范围不受限制，能对地面的各个角落进行清洁；

(2)本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置可自动设定移动路径并执行，能对家居地面进行自动智能清洁，有效节约人们清洁家居地面的时间，以及省去人们清洁家居地面的劳累；

(3)本发明的加热模块在机体位于加热基座上时运作产生蒸汽，从而确保加热模块处于相对稳定的环境状态下才运作，一方面确保蒸汽的稳定产出，提高加热效率，同时延长加热模块的工作寿命，降低维护成本，另一方面可以提高自动地面蒸汽清洁装置的安全性；

(4)通过设置检测模块，能避免蒸汽室内的蒸汽压力过大，温度过高，导致储汽式自动地面蒸汽清洁装置发生故障，同时有效延长储汽式自动地面蒸汽清洁装置的使用寿命。

所导航模块为现有的技术手段，例如通过slam定位导航、lds激光导航、无线载波室内导航、图像位移导航、惯性导航等现有的解决方案建立导航信息，实现自动地面蒸汽清洁装置的移动和返航。

其中lds激光导航，利用的是360°不断旋转的激光装置来探索并标记家居内的各类物品方位，从而将室内布局得到最高的还原，以此为基础规划的清洁路径能够更工整。

无线载波室内导航，利用无线载波的探测原理，来获取家居环境的地图信息，这种方式的精准度高且易实现。

图像位移导航，利用的是摄像头的拍摄原理来获取家居环境的地图信息，

惯性导航，利用的是陀螺仪的矫正功能实现导航。

导航模块如何建立导航信息不是本发明的创新点，故没有详细说明。

本发明的机体和加热基座之间设有安全装置，本发明提供两种安全装置的设置方式，本发明可选用下述两种安全装置中的至少一种：

作为安全装置的第一种设置方式：还包括加热基座，所述机体和加热基座设有安全装置，所述安全装置包括设置在加热基座上的微动开关，以及设置在机体上的触发机构，所述微动开关与加热基座的电源电路串联，所述机体返航至加热基座时，触发机构触发微动开关使加热基座的电源电路接通。

作为安全装置的第二种设置方式：还包括加热基座，所述机体和加热基座设有安全装置，所述安全装置包括设置在加热基座上的霍尔开关，以及设置在机体上的磁性件，所述霍尔开关与加热基座的电源电路串联，所述机体返航至加热基座时，磁性件触发霍尔开关使加热基座的电源电路接通。

通过设置安全装置，避免机体偏离加热基座上的预定位置，导致加热基座无法对电源模块进行充电，以及对加热模块进行供电；另外，通过设置安全装置，使机体进入至加热基座上的预定位置后，加热基座才开始对电源模块进行充电，以及对加热模块进行供电，从而提高加热基座的可靠性，以及储汽式自动地面蒸汽清洁装置的安全性。

本发明提供两种加热基座对加热模块进行加热的方式：

加热基座与加热模块采用接触式连接：所述加热基座设有电源电路，电源电路设有供电输出端子，所述加热模块包括发热元件，机体设有与发热元件电连接的供电输入端子，机体返航至加热基座时，供电输入端子与所述加热基座的供电输出端子电连接，使发热元件加热蒸汽室内的水体。

加热基座与加热模块采用非接触式连接：所述加热模块包括储热体，所述加热基座设有电磁感应加热器，机体返航至加热基座时电磁感应加热器加热储热体，使储热体加热蒸汽室内的水体。

本发明提供两种加热基座对电源模块进行充电的方式：

加热基座与电源模块采用接触式连接：所述电源模块为充电式电源，机体设有充电模块，电源模块、供电输入端子与充电模块电连接。

加热基座与电源模块采用非接触式连接：所述电源模块为充电式电源，机体设有无线充电接收模块，无线充电接收模块与电源模块电连接；所述加热基座上设有无线充电发射模块；机体返航至加热基座时，无线充电发射模块与无线充电接收模块感应连接。

本发明的另一目的是提供一种储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法，包括以下步骤：

(a)机体在加热基座上，加热基座对加热模块进行供电，加热模块加热蒸汽室内的水体蒸发产生蒸汽；

(b)移动机构驱动机体在目标地面上移动，清洁机构对机体下侧地面进行清洁，控制电路控制阀门装置向清洁机构输送蒸汽；

(c)检测装置检测蒸汽室内的压力，若压力小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电；

(d)循环步骤(a)至(c),直到目标地面清洁完毕。

作为储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法的一种替代方案：步骤(c)替换为检测装置检测蒸汽室内的温度，若温度小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电。

作为储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法的另一种替代方案：步骤(c)替换为检测装置检测蒸汽室内的温度和压力，若温度和压力均小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电。

与现有技术相比，本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法，具有以下有益效果：

(1)储汽式自动地面蒸汽清洁装置可以根据不同的家居地面，自动规划清洁路径，并自动对家居地面进行清洁，相比于人工方法清洁家居地面，更加智能和节省人力；

(2)储汽式自动地面蒸汽清洁装置能自动控制产生蒸汽并用蒸汽对家居地面进行高温清洁，有效对附着在地面上的污迹进行清理，杀灭细菌，自动化程度高，清洁效果好。

附图说明

图1是实施例一的示意图；

图2是实施例一的剖视图；

图3是实施例二的示意图；

图4是充电装置的剖视图；

图5是自动地面蒸汽清洁装置的剖视图；

图6是实施例二的剖视图。

标号说明：

1自动地面蒸汽清洁装置，2机体，21供电输入端子，22无线充电接收模块，23触发机构，24磁性件，31驱动轮，32从动轮，4导航模块，51加热模块，52蒸汽室，53蒸汽通道，531蒸汽喷孔，54储水容器，541加水口，55水泵，56蒸汽阀，6电源模块，7检测模块，8清洁机构，81驱动电机，82地拖盘，83拖地布，9加热基座，90基体，91阻挡部，910斜面部，911竖挡，92控制处理机构，93供电输出端子，94无线充电发射模块，95电磁感应加热器，96微动开关，97弹性件，98霍尔开关。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的实施方式：

实施例一

参见图1至图2,本实施例的储汽式自动地面蒸汽清洁装置1，包括机体2；所述机体2设有控制电路(图中未示出)、移动机构、导航模块4、清洁机构8、蒸汽发生装置、储水容器54、检测模块7和电源模块6；移动机构用于驱动机体2在目标地面移动；导航模块4用于根据机体2的移动路径建立导航信息；清洁机构8用于对机体2下侧地面进行清洁；蒸汽发生装置设有蒸汽室52和加热模块51，蒸汽室52设有向清洁机构8输送蒸汽的蒸汽通道53，蒸汽通道53设有阀门装置，控制电路控制阀门装置向清洁机构8输送蒸汽；加热模块51可在机体2与外置的加热基座连接时加热蒸汽室52内的水体蒸发产生蒸汽；储水容器54通过开关装置与蒸汽室52连通，开关装置与控制电路电连接；检测模块7与控制电路电连接，用于检测蒸汽室52内的压力或/和温度，若小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体2返航至加热基座9；电源模块6为移动机构、导航模块4、清洁机构8和检测模块7提供电能。

所述机体2上设有连通储水容器54的加水口541；蒸汽通道53外端设有朝向地面的蒸汽喷孔531。

具体地，所述阀门装置为蒸汽阀56。

所述导航模块4为现有的技术手段，具体地，所述导航模块4可通过slam定位导航、lds激光导航、无线载波室内导航、图像位移导航、惯性导航等现有的解决方案建立导航信息，实现自动地面蒸汽清洁装置的移动和返航。

其中lds激光导航，利用的是360°不断旋转的激光装置来探索并标记家居内的各类物品方位，从而将室内布局得到最高的还原，以此为基础规划的清洁路径能够更工整。

无线载波室内导航，利用无线载波的探测原理，来获取家居环境的地图信息，这种方式的精准度高且易实现。

图像位移导航，利用的是摄像头的拍摄原理来获取家居环境的地图信息，

惯性导航，利用的是陀螺仪的矫正功能实现导航。

导航模块如何建立导航信息不是本发明的创新点，故没有详细说明。

具体地，所述开关装置具体为水泵55，所述控制电路可控制所述水泵55的启闭状态和供水速度。

还包括加热基座9，所述加热基座9包括基体90和竖挡911，所述基体90上设有电源电路(图中未示出)、控制处理机构92、供电输出端子93和清洗机构(图中未示出)，控制处理机构92、供电输出端子93和清洗机构均接入所述加热基座9的电源电路，所述控制处理机构92可控制供电输出端子93的输出电压，以及控制清洗机构的启闭状态。所述清洗机构用于对拖地布83进行清洗。本实施例的清洗机构可采用现有电动清扫装置、电动地拖的结构。

竖挡911设于基体90的后侧，基体90的两侧设有阻挡部91，基体90的前侧设有斜面部91，所述供电输出端子93设置在竖挡911的前侧，所述机体2可沿斜面部91进入基体90，上述设置方式可限制机体2在加热基座9上的移动范围，使机体2移动至加热基座9上的预定的位置；通过设置斜面部91，使机体2在进入基体90时可沿着斜面部91的导向方向逐渐向预定位置移动。

所述机体2上还设有充电模块(图中未示出)和供电输入端子21，所述电源模块6、供电输入端子21与充电模块电连接。所述电源模块6为充电式电源。所述加热模块51包括发热元件，所述发热元件电与供电输入端子21电连接。机体2返航至加热基座9时，供电输入端子21与所述加热基座9的供电输出端子93电连接，使发热元件加热蒸汽室52内的水体。

为了避免供电输入端子21输入的电流过大，导致加热模块51受损，供电输入端子21与加热模块51之间设有温度保护装置(图中未示出)，温度保护装置用于在供电输入端子21输入的电流过大时断开供电输入端子21与加热模块51之间的电路。

具体地，移动机构包括驱动装置(图中未示出)、驱动轮31和从动轮32，从动轮32设有至少两个，两个从动轮32设置在机体2底部后端，所述驱动轮31设置在机体2底部前端，驱动装置与控制电路电连接，驱动装置与驱动轮31传动连接。

具体地，所述清洁机构8包括驱动电机81、地拖盘82和拖地布83，地拖盘82为圆盘状，所述拖地布83设置在地拖盘82下部，所述驱动电机81用于驱动所述地拖盘82旋转；作为一种改进方案，所述地拖盘82设有两个，两个地拖盘82并列设置在机体2前端，所述驱动电机81为双轴驱动电机81，所述驱动电机81驱动两个地拖盘82同时旋转；这种设置方式能提高清洁机构8的清洁效率。

检测模块7对蒸汽室52内的压力或/和温度的检测情况分为以下三种工作情况：

第一种检测模块7工作情况：检测模块7检测蒸汽室52内的压力；在加热模块51加热水体，蒸汽室52储存蒸汽的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的压力，避免蒸汽室52内的压力过大；在机体2自动智能清洁的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的压力，若压力小于预设阈值(说明蒸汽储存量不足，甚至耗尽)，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座9。

第二种检测模块7工作情况：检测模块7检测蒸汽室52内的压力和温度；在加热模块51加热水体，蒸汽室52储存蒸汽的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的压力和温度，避免蒸汽室52内的温度过高或压力过大(液体的饱和蒸汽压与温度有关，随着温度升高,分子运动加速,从液相进入气相的分子数增加,因而蒸汽压升高)；在机体2自动智能清洁的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的温度，若温度小于预设阈值(说明蒸汽的高温消毒能力下降)，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座9。

第三种检测模块7工作情况：检测模块7检测蒸汽室52内的压力和温度；在加热模块51加热水体，蒸汽室52储存蒸汽的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的压力和温度，避免蒸汽室52内的温度过高或压力过大；在机体2自动智能清洁的过程中，检测模块7检测蒸汽室52内的温度和压力，若温度和压力均小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座9。

具体地，本实施的检测模块7包括压力检测元件和温度检测元件，通过检测蒸汽室52内的压力和温度，能提高自动地面蒸汽清洁装置的安全性。

所述机体2上还设有温湿度监测装置(图中未示出)，所述温湿度监测装置用于监测外界的温湿度，温湿度监测装置与所述控制电路通信连接，控制电路可根据工作环境的温湿度来调整蒸汽温度，从而减少耗能。

实施例二

参见图3至图6，本实施例作为实施例一的一种改进方案，与实施例一的区别在于：加热基座9对加热模块51进行加热的方式，以及加热基座9对电源模块6进行充电的方式，本实施例的机体2与加热基座9采用非接触式连接。

所述加热模块51包括储热体，所述加热基座9设有电磁感应加热器95，机体2返航至加热基座9时电磁感应加热器95加热储热体，使储热体加热蒸汽室52内的水体。

所述加热基座9通过无线感应的电磁涡流方式对储热体进行加热，相比有线连接，这种设置方式不用设置连接端口，从而简化加热基座9和机体2的结构，同时能提高加热基座9和机体2的密封性，避免灰尘进入到加热基座9和机体2内，影响加热基座9和机体2的正常工作。

储热体可为层状钙钛矿、高分子类聚合物、多元醇和碱金属熔融盐等，储热体属于现有技术材料的应用，不是本发明的创新点，故没有详细说明。

所述电源模块6为充电式电源，机体2设有无线充电接收模块22，无线充电接收模块22与电源模块6电连接；所述加热基座9上设有无线充电发射模块94；机体2返航至加热基座9时，无线充电发射模块94与无线充电接收模块22感应连接。

通过使加热基座9采用无线充电方式对电源模块6进行充电，只需确保机体2进入无线充电发射模块94的辐射位置即可确保加热基座9对电源模块6进行充电。

本发明的机体2和加热基座9之间设有安全装置，所述安全装置包括第一安全装置和第二安全装置。

所述第一安全装置包括设置在加热基座9上的微动开关96，以及设置在机体2上的触发机构23，所述微动开关96与加热基座9的电源电路串联，所述机体2返航至加热基座9时，触发机构23触发微动开关96使加热基座9的电源电路接通。为了增大微动开关96与触发机构23的接触面，所述基体90上设有与微动开关96联动的弹性件97，所述触发机构23碰压所述弹性件97即可触发所述微动开关96。具体地，所述触发机构23为凸点。

所述第二安全装置包括设置在加热基座9上的霍尔开关98，以及设置在机体2上的磁性件24，所述霍尔开关98与加热基座9的电源电路串联，所述机体2返航至加热基座9时，磁性件24触发霍尔开关98使加热基座9的电源电路接通。

由于自动地面蒸汽清洁装置1和加热基座9采用无线连接，为了确保自动地面蒸汽清洁装置1精准进入至加热基座9预设的位置后，加热基座9才开始对电源模块6进行充电，以及对加热模块51进行供电，故设定自动地面蒸汽清洁装置1需同时触发第一安全装置和第二安全装置后加热基座9才开始工作。

通过设置安全装置，避免机体2偏离加热基座9上的预定位置，导致加热基座9无法对电源模块6进行充电，以及对加热模块51进行供电；另外，通过设置安全装置，使机体2进入至加热基座9上的预定位置后，加热基座9才开始对电源模块6进行充电，以及加热模块51进行供电，从而提高加热基座9的可靠性，以及储汽式自动地面蒸汽清洁装置1的安全性。

由于本实施例中将原实施例一的供电输出端子93替换为电磁感应加热器95和无线充电发射模块94，且基体90上增加了第一安全装置和第二安全装置，故本实施例中的加热基座9中各部件的电连接关系为：电磁感应加热器95、无线充电发射模块94、微动开关96、霍尔开关98、控制处理机构和清洗机构(图中未示出)均接入所述加热基座9的电源电路。

与现有技术相比，本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置1，具有以下有益效果：

(1)储汽式自动地面蒸汽清洁装置1设有用于供电的电源模块6，以及加热水体产出蒸汽的加热模块51，其在目标地面移动时无需通过电源线连接外电源，从而使其清洁范围不受限制，能对地面的各个角落进行清洁；

(2)本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置1可自动设定移动路径并执行，能对家居地面进行自动智能清洁，有效节约人们清洁家居地面的时间，以及省去人们清洁家居地面的劳累；

(3)本发明的加热模块51在机体2位于加热基座9上时运作产生蒸汽，从而确保加热模块51处于相对稳定的环境状态下才运作，一方面确保蒸汽的稳定产出，提高加热效率，同时延长加热模块51的工作寿命，降低维护成本，另一方面可以提高自动地面蒸汽清洁装置1的安全性；

(4)通过设置检测模块7，能避免蒸汽室52内的蒸汽压力过大，温度过高，导致储汽式自动地面蒸汽清洁装置1发生故障，同时有效延长储汽式自动地面蒸汽清洁装置1的使用寿命。

实施例三

本发明的另一目的是提供一种储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法，包括以下步骤：

(a)机体在加热基座上，加热基座对加热模块加热模块进行供电，加热模块加热蒸汽室内的水体蒸发产生蒸汽；

(b)移动机构驱动机体在目标地面上移动，清洁机构对机体下侧地面进行清洁，控制电路控制阀门装置向清洁机构输送蒸汽；

(c)检测装置检测蒸汽室内的压力，若压力小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电；

(d)循环步骤(a)至(c),直到目标地面清洁完毕。

其中步骤(c)中存在以下三种情况：

第一种情况，将预设阈值设定为蒸汽量完全消耗或蒸汽压力不足以对外输送，此时，机体在没有储存蒸汽的情况下直接返航至加热基座；

第二种情况，将预设阈值设定为蒸汽量消耗部分，此时，机体在储存有部分蒸汽的情况下，在返航至加热基座的同时可继续对地面进行清洁；这种设置方式能减少自动地面蒸汽清洁装置的返航次数。

第三种情况，随着自动地面蒸汽清洁装置的返航次数增加，房间内未进行清洁的地面面积的减少，若自动地面蒸汽清洁装置的在最后一次出航时，加热模块的储热量达到最大值，则在自动地面蒸汽清洁装置完成清洁任务后，加热模块内可能存在剩余储热量，从而造成资源浪费；为了降低能耗，所述控制电路计算若干次返航后剩余的待清洁地面面积，并根据蒸汽量与清洁面积的线性关系控制加热基座对加热模块的加热时间，从而控制加热模块的储热量。上述指出的蒸汽量与清洁面积的线性关系为1立方密度为1g/立方米的蒸汽可清洁10平方的地面，气体密度可通过气体压力测试结果进行换算。

实施例四

本实施例作为实施例三的一种改进方案，与实施例三的区别在于：步骤(c)中，自动地面蒸汽清洁装置的自动返航触发条件。

(c)检测装置检测蒸汽室内的温度，若温度小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电。

实施例五

本实施例作为实施例三的一种改进方案，与实施例三的区别在于：步骤(c)中，自动地面蒸汽清洁装置的自动返航触发条件。

(c)检测装置检测蒸汽室内的温度和压力，若温度和压力均小于预设阈值，控制电路控制移动机构驱动机体返航至加热基座对加热模块进行供电。

本发明中出现的导航方法，以及其他计算方法属于现有技术的应用，本发明的实施例中不一一叙述。

与现有技术相比，本发明的储汽式自动地面蒸汽清洁装置的工作方法，具有以下有益效果：

(1)储汽式自动地面蒸汽清洁装置可以根据不同的家居地面，自动规划清洁路径，并自动对家居地面进行清洁，相比于人工方法清洁家居地面，更加智能和节省人力；

(2)储汽式自动地面蒸汽清洁装置能自动控制产生蒸汽并用蒸汽对家居地面进行高温清洁，有效对附着在地面上的污迹进行清理，杀灭细菌，自动化程度高，清洁效果好。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。