一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法与流程

本发明属于扫地机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法。

背景技术：

扫地机越来越多的进入家庭生活之中，扫地机的智能化程度也越来越高。扫地机的主要的功能就是清扫地面的垃圾，并将垃圾收集到它的集尘盒中。扫地机清扫过程基本不需要人工的干预，它能够自主的完成清扫工作，但是集尘盒的清理是需要人工操作的，所以需要检测扫地机器人的集尘盒是否已经装满，来提示用户清理集尘盒。现有的一种检测方法是在集尘盒内或者进口位置安装光电的发射和接收装置，通过检测光电接收装置的信号来判断集尘盒是否装满。这种检测方式的缺陷是光电装置容易被灰尘覆盖而导致误触发，需要用户去清洗；另外，要达到比较好的检测效果需要的不仅仅是一对检测，可能需要多对甚至阵列的方式来检测，复杂度和成本都比较高。

相对于普通吸尘器，扫地机器人的优势在于它的智能化，扫地机器人具有出色控制功能和数据处理能力。但由于尺寸的限制，扫地机器人的集尘盒容量较小、过滤网面积较小，要使扫地机器人保持良好的工作状态和使用寿命，就必须控制好过滤网和集尘盒的清理操作。清理操作滞后会影响扫地机器人的清扫效果，增加功耗；清理操作过于频繁也会影响设备的使用寿命，增加了人的工作量，降低了扫地机器人的功效。由于扫地机器人是一种智能化的设备，可以充分利用其数据处理能力和控制能力将滤网和集尘盒的清理操作控制在良好甚至最佳状态。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法的技术方案。提高扫地机器人对集尘过滤装置的检测准确性，使扫地机器人保持良好的工作状态。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法，所述扫地机器人设有过滤网、集尘盒、控制器和吸尘电机，所述吸尘电机是在最低工作转速和最高工作转速之间调节转速的电机；所述吸尘电机是设有多个转速档的分级调节转速的电机，所述扫地机器人设有电机转速传感器，在所述扫地机器人的吸尘口和出风口设有风速传感器；所述集尘过滤装置智能检测方法包括：

a.数据初始化：所述扫地机器人为全新的状态下在清洁环境中启动吸尘电机，在每个所述转速档测量并记录风速值作为空载风速，并根据所述空载风速设置每个所述转速档的空载风速下限、工作风速下限和清理区间；所述空载风速下限低于所述空载风速，所述工作风速下限低于所述空载风速下限，所述清理区间是一个风速区间，所述清理区间的风速大于所述工作风速下限、小于所述空载风速下限；

b.过滤网初始检测：在所述过滤网为全新的状态下在清洁环境中启动吸尘电机，在每个所述转速档测量风速，若风速值小于所述空载风速下限，提示检查过滤网或吸尘电机；若风速值不小于所述空载风速下限，扫地机器人进入工作状态；

c.在扫地机器人在工作时，实时检测和纪录吸尘器电机在当前转速档的当前风速值；

若所述当前风速值小于所述工作风速下限时，吸尘器电机停止工作、并提示清理过滤网和集尘盒；

若所述当前风速值在所述清理区间内，提示清理过滤网和集尘盒；

d.清理过滤网和集尘盒：清理过滤网和集尘盒时，若所述当前风速值不在所述清理区间内，根据所述当前风速值修订所述清理区间的设置值；若更换新过滤网，则重复方法b。

更进一步，为了提高风速测量的准确性，所述空载风速、空载风速下限、工作风速下限和清理区间的风速值是所述吸尘口风速和出风口风速的平均值，所述当前风速值是所述吸尘口风速和出风口风速的平均值。

更进一步，为了降低系统复杂性，所述吸尘电机的转速档不多于十个。

更进一步，所述吸尘电机的转速档为六个，所述六个转速档包括最低档和最高档，其他四个转速档在所述最低档与最高档之间按等差方式设置。

更进一步，所述方法a中，每个所述转速档的空载风速下限是该转速档的所述空载风速值的94%；所述方法a中，每个所述转速档的工作风速下限值是该转速档的所述空载风速值的65%；所述方法a中，每个所述转速档的清理区间是该转速档的所述空载风速值的73%～76%。

更进一步，在所述方法c中，设有清理提前区间和清理滞后区间；所述清理提前区间的下限值是所述清理区间的上限值，所述清理提前区间的上限值是所述清理提前区间的下限值加所述清理区间的变量；所述清理滞后区间的上限值是所述清理区间的下限值，所述清理滞后区间的下限值等于所述工作风速下限的风速值；若所述当前风速值在所述清理提前区间内，提示提前清理过滤网和集尘盒；若所述当前风速值在所述清理滞后区间内，提示滞后清理过滤网和集尘盒。

更进一步，为了使扫地机器人能够改进清理操作，所述扫地机器人为每个转速档存储一个包含多个单元的历史清理队列，所述历史清理队列的每个单元存储一个风速值，所述方法d中修订所述清理区间的方法为：计算出所述历史清理队列中全部有效单元中的风速值和所述当前风速值的平均值，所述平均值即为所述清理区间的平均值，重新设置所述清理区间，将当前风速值存储到历史清理队列的第一个单元中，原历史清理队列单元中的风速值依次后移，历史清理队列最后一个单元中的风速值被移除。

本发明的有益效果是：采用风速的变化量探测集尘盒和过滤网的清洁程度，扫地机器人自行记录集尘盒和过滤网的清理数据，并根据历史记录推算合理的控制数据，充分利用扫地机器人的数据处理能力和控制能力，将过滤网和集尘盒的清理操作控制在合理状态，并逐步接近最佳状态。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1是本发明外检测方法功能示意图；

图2是实施例一初始化状态时的风速对照表。

具体实施方式

如图1，一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法，所述扫地机器人设有过滤网、集尘盒、控制器和吸尘电机，所述吸尘电机是在最低工作转速和最高工作转速之间调节转速的电机；所述吸尘电机是设有多个转速档的分级调节转速的电机，所述扫地机器人设有电机转速传感器，在所述扫地机器人的吸尘口和出风口设有风速传感器；所述集尘过滤装置智能检测方法包括：

a.数据初始化：所述扫地机器人为全新的状态下在清洁环境中启动吸尘电机，在每个所述转速档测量并记录风速值作为空载风速，并根据所述空载风速设置每个所述转速档的空载风速下限、工作风速下限和清理区间；所述空载风速下限低于所述空载风速，所述工作风速下限低于所述空载风速下限，所述清理区间是一个风速区间，所述清理区间的风速大于所述工作风速下限、小于所述空载风速下限；

b.过滤网初始检测：在所述过滤网为全新的状态下在清洁环境中启动吸尘电机，在每个所述转速档测量风速，若风速值小于所述空载风速下限，提示检查过滤网或吸尘电机；若风速值不小于所述空载风速下限，扫地机器人进入工作状态；

c.在扫地机器人在工作时，实时检测和纪录吸尘器电机在当前转速档的当前风速值；

若所述当前风速值小于所述工作风速下限时，吸尘器电机停止工作、并提示清理过滤网和集尘盒；

若所述当前风速值在所述清理区间内，提示清理过滤网和集尘盒；

d.清理过滤网和集尘盒：清理过滤网和集尘盒时，若所述当前风速值不在所述清理区间内，根据所述当前风速值修订所述清理区间的设置值；若更换新过滤网，则重复方法b。

为了提高风速测量的准确性，所述空载风速、空载风速下限、工作风速下限和清理区间的风速值是所述吸尘口风速和出风口风速的平均值，所述当前风速值是所述吸尘口风速和出风口风速的平均值。

为了降低系统复杂性，所述吸尘电机的转速档不多于十个。

在所述方法c中，设有清理提前区间和清理滞后区间；所述清理提前区间的下限值是所述清理区间的上限值，所述清理提前区间的上限值是所述清理提前区间的下限值加所述清理区间的变量；所述清理滞后区间的上限值是所述清理区间的下限值，所述清理滞后区间的下限值等于所述工作风速下限的风速值；若所述当前风速值在所述清理提前区间内，提示提前清理过滤网和集尘盒；若所述当前风速值在所述清理滞后区间内，提示滞后清理过滤网和集尘盒。

为了使扫地机器人能够改进清理操作，所述扫地机器人为每个转速档存储一个包含多个单元的历史清理队列，所述历史清理队列的每个单元存储一个风速值，所述方法d中修订所述清理区间的方法为：计算出所述历史清理队列中全部有效单元中的风速值和所述当前风速值的算数平均值，所述平均值即为所述清理区间的平均值，重新设置所述清理区间，将当前风速值存储到历史清理队列的第一个单元中，原历史清理队列单元中的风速值依次后移，历史清理队列最后一个单元中的风速值被移除。

实施例一：

如图1，一种扫地机器人集尘过滤装置智能检测方法，扫地机器人设有过滤网、集尘盒、控制器和吸尘电机。

吸尘电机是调节转速的电机，吸尘器电机转速范围是2000r/min～3000r/min，吸尘电机设有六个转速档，六个转速档包括最低档2000r/min和最高档3000r/min，其他四个转速档在最低档与最高档之间按等差方式设置，分别为2200r/min、2400r/min、2600r/min、2800r/min。所述扫地机器人设有电机转速传感器，用于测量吸尘器电机的转速。采用六个转速档可以满足扫地机器人在不同工作状态的应用要求，同时也可避免扫地机器人的控制系统过于复杂。

在扫地机器人的吸尘口和出风口设有风速传感器,测量风速时采用所述吸尘口风速和出风口风速的平均值。在吸尘口和出风口同时测量风速可以获得较高的风速重复度（或称为重复精度），提风速值数据的准确性。

理论和实验都证明，随着过滤网和集尘盒内灰尘的增加，在吸尘器电机转速不变的条件下，通过过滤网的风量会逐步降低，在吸尘器吸尘口和出风口的风速也随之变化。

集尘过滤装置智能检测的方法包括：

a.数据初始化：扫地机器人为全新的状态下在清洁环境中启动吸尘电机，在六个转速分别档测量并记录风速值，作为空载风速，本实施例中，六个转速档的空载风速为：

第一档：转速2000r/min，空载风速52m/s，

第二档：转速2200r/min，空载风速54m/s，

第三档：转速2400r/min，空载风速57m/s，

第四档：转速2600r/min，空载风速60m/s，

第五档：转速2800r/min，空载风速64m/s，

第六档：转速3000r/min，空载风速68m/s。

然后根据空载风速设置每个转速档的空载风速下限、工作风速下限和清理区间。本实施例中，每个转速档的所述空载风速下限是在该转速档测得的空载风速的94%。每个转速档的工作风速下限是在该转速档测得的空载风速的65%。清理区间是一个连续的风速值区间，每个所述转速档的清理区间是在该转速档的空载风速值的73%～76%。

其结果为：

第一档转速：空载风速下限48.9m/s，工作风速下限33.8m/s，清理区间38.0m/s～39.5m/s；

第二档转速：空载风速下限50.7m/s，工作风速下限35.1m/s，清理区间39.4m/s～41.0m/s；

第三档转速：空载风速下限53.6m/s，工作风速下限37.1m/s，清理区间41.6m/s～43.3m/s；

第四档转速：空载风速下限56.4m/s，工作风速下限39.0m/s，清理区间43.8m/s～45.6m/s；

第五档转速：空载风速下限值60.2m/s，工作风速下限值41.6m/s，清理区间46.7m/s～48.6m/s；

第六档转速：空载风速下限63.9m/s，工作风速下限44.2m/s，清理区间49.6m/s～51.7m/s。

数据初始化可以在扫地机器人出厂前有生产方完成，也可以由用户在新机器使用前进行设置操作，由扫地机器人自动完成。在扫地机器人进行维修或更换吸尘器电机后，也应重新进行数初始化操作。

b.过滤网初始检测：在过滤网为全新的状态下，通常包括新机器第一次使用前或更换新的过滤网后，在清洁环境中启动吸尘电机，在每个所述转速档测量风速。若风速值小于所述空载风速下限，提示检查过滤网或吸尘电机；若风速值不小于所述空载风速下限，扫地机器人可进入工作状态。在检测过程中，风速小于空载风速下限的原因包括过滤网品质不佳和吸尘器电机效率降低，如吸尘器电机的风扇积存灰尘或磨损。由于风速小于空载风速下限值时，不至于对设备造成损坏，扫地机器人仍可进行清洁工作，因此只给出提示。

c.在扫地机器人在工作时，实时检测和纪录吸尘器电机在当前转速档的当前风速值。

若当前风速值小于工作风速下限时，吸尘器电机停止工作、并提示清理过滤网和集尘盒。由于当前风速小于工作风速下限时，会严重降低扫地机器人的清洁效率，显著增加能耗，还可能对设备造成损坏，因此扫地机器人的控制器停止吸尘器的工作，直至过滤网和集尘盒被清理之后，方可重新开机。

若当前风速值在清理区间内，提示清理过滤网和集尘盒。

作为更进一步的措施，为了使扫地机器人有效地调整过滤网和集尘盒的清理操作，还设置了清理提前区间和清理滞后区间。清理提前区间的下限值是清理区间的上限值，清理提前区间的上限值是所述清理提前区间的下限值加所述清理区间的变量。清理滞后区间的上限值是清理区间的下限值，清理滞后区间的下限值等于工作风速下限值。本实施例的扫地机器人在初始化状态时的风速对照表见图2。

若当前风速值在清理提前区间内，提示提前清理过滤网和集尘盒，提前清理意味着使过滤网在较为清洁的范围内工作。若当前风速值在清理滞后区间内，提示滞后清理过滤网和集尘盒，滞后为了意味着过滤网会沉积较多的灰尘，但可减少清理操作的次数。

由于清理提前区间、清理区间和清理滞后区间内的风速值小于工作风速下限值，在此区间扫地机器人仍可进行清洁工作，因此只给出提示。这样有利于扫地机器人的使用。

实际上，用户可以在任何时候清理或更换过滤网和集尘盒，本方法为用户提供指导和建议，使扫地机器人合理的进行过滤网和集尘盒的清理，保持扫地机器人的良好工作状态。

d.清理过滤网和集尘盒：清理过滤网和集尘盒时，若方法c中纪录的当前风速值不在清理区间之内，则根据当前风速值修订清理区间的设置值；若更换新过滤网，则重复方法b。

为了使扫地机器人能够改进清理操作，扫地机器人为每个转速档存储一个包含五个单元的历史清理队列，历史清理队列的每个单元存储一个风速值。修订清理区间的方法为：计算出所述历史清理队列中全部有效单元中的风速值和所述当前风速值的平均值，所述平均值即为清理区间的平均值，重新设置所述清理区间。然后，将当前风速值存储到历史清理队列的第一个单元中，原历史清理队列单元中的风速值依次后移，历史清理队列最后一个单元中的风速值被移除。此方法中所述的历史清理队列的有效单元的含义是，当扫地机器人进行修订清理区间的操作少于五次时，其有效单元是仅包括被改写过的单元。

例如，在一次扫地机器人清理过滤网时，扫地机器人记录的第三档转速当前风速值为41.2，在历史清理队列五个单元中存储的风速值分别是40.8、43.6、44.0、39.7、38.9，代表前五次修订清理区间时的当前风速值，本次修订清理区间将上述五个风速值和当前风速值相加：40.8＋43.6＋44.0＋39.7＋38.9＋41.2=248.2，再被6除，得到新的清理区间的平均值41.4，新的清理区间应为42.3～40.6。

将当前风速值41.2存入历史清理队列的第一个单元中，历史清理队列的五个单元中的风速值分别为41.2、40.8、43.6、44.0、39.7，原最后一个单元中的风速值38.9被移除。

为了提高风速测量的准确性，本实施例中所述的风速值均是吸尘口风速和出风口风速的平均值。

风速的测量应获得相对稳定的风速值，本实施例中，方法a和方法b的风速值是在吸尘器电机稳定达到对应的转速档1s后，在1s的间隔时间内连续测量三次，取三层测量的平均值。方法c中，当前风速值的测量方法是每隔3s为一个测量周期，在1s的间隔时间内连续测量三次，取三次测量的平均值。