用于自动清洁设备的主动降噪装置和自动清洁设备的制作方法

本公开涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种用于自动清洁设备的主动降噪装置和自动清洁设备。

背景技术：

随着技术的发展，出现了多种多样的自动清洁设备，比如自动扫地机器人、自动拖地机器人等。自动清洁设备可以自动地执行清洁操作，方便用户。以自动扫地机器人为例，是通过直接刷扫、真空吸尘等技术来实现对地方的自动清理。

技术实现要素：

本公开提供一种用于自动清洁设备的主动降噪装置和自动清洁设备，以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种用于自动清洁设备的主动降噪装置，包括：

信号获取模块，用于获取自动清洁设备在工作状态下产生的噪声对应的反相声波信号；

噪声减少模块，连接至所述信号获取模块，用于播放从所述信号获取模块处得到的所述反相声波信号，以至少部分抵消所述自动清洁设备产生的噪声。

可选的，所述信号获取模块包括：

声音存储子模块，预存储有对所述自动清洁设备在工作状态下产生的预 采样噪声进行反相处理得到的预置声波信号；

其中，所述噪声减少模块连接至所述声音存储子模块，以将所述预置声波信号作为所述反相声波信号进行播放。

可选的，所述信号获取模块包括：

噪声采集子模块，用于采集所述自动清洁设备在工作状态下产生的实时噪声；

噪声处理子模块，连接至所述噪声采集子模块，用于获取所述噪声采集子模块输出的所述实时噪声，对所述实时噪声进行反相处理得到相应的实时反相声波信号；

其中，所述噪声减少模块连接至所述噪声处理子模块，以将所述实时反相声波信号作为所述反相声波信号进行播放。

可选的，所述信号获取模块包括：

声音存储子模块，预存储有对所述自动清洁设备在工作状态下产生的预采样噪声进行反相处理得到的预置声波信号；

噪声采集子模块，用于采集所述自动清洁设备在工作状态下产生的实时噪声；

噪声处理子模块，连接至所述噪声采集子模块，用于获取所述噪声采集子模块输出的所述实时噪声，对所述实时噪声进行反相处理得到相应的实时反相声波信号；

其中，所述噪声减少模块分别连接至所述声音存储子模块和所述噪声处理子模块，以将所述预置声波信号和所述实时反相声波信号作为所述反相声波信号进行叠加播放。

可选的，还包括：

第一声波调节模块，连接至所述信号获取模块，用于按照预设振幅调整降低所述预置声波信号和所述实时反相声波信号中至少之一。

可选的，还包括：

效果采集模块，用于采集所述噪声减少模块播放所述预置声波信号和/ 或所述实时反相声波信号后的效果声波信号；

第二声波调节模块，连接至所述效果采集模块，用于根据所述实时噪声、所述实时反相声波信号和所述效果声波信号中至少之一，调整所述实时反相声波信号，以降低或消除所述效果声波信号。

可选的，所述噪声采集子模块包括安装于所述自动清洁设备上、噪声采集方向朝向所述自动清洁设备的预设噪声源的麦克风。

可选的，还包括：

噪声预处理模块，用于获取所述噪声采集子模块输出的所述实时噪声，对所述实时噪声进行预处理后，输出至所述噪声处理子模块进行反向处理得到所述实时反相声波信号。

可选的，所述噪声预处理模块包括：

过滤元件，用于对所述实时噪声中预设高频噪声进行滤除。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种自动清洁设备，包括：如上述实施例中任一所述的用于自动清洁设备的主动降噪装置。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本公开通过获取并播放自动清洁设备产生噪声的反相声波信号，使得该反相声波信号与噪声信号可以相互中和抵消，从而至少可以消除部分噪声信号，有助于降低自动清洁设备在清洁过程中产生的噪声，减少对用户的影响。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1-4是根据一示例性实施例示出的一种机器人的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种用于自动清洁设备的主动降噪装 置的结构示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种主动降噪的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的另一种用于自动清洁设备的主动降噪装置的结构示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的另一种用于自动清洁设备的主动降噪装置的结构示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的另一种用于自动清洁设备的主动降噪装置的结构示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的另一种用于自动清洁设备的主动降噪装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1-4是根据一示例性实施例示出的一种机器人的结构示意图，如图1-4所示，机器人100可以为扫地机器人、拖地机器人等自动清洁设备，该机器人100可以包含机器主体110、感知系统120、控制系统130、驱动系统140、清洁系统150、能源系统160和人机交互系统170。其中：

机器主体110包括前向部分111和后向部分112，具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似D形形状。

感知系统120包括位于机器主体110上方的位置确定装置121、位于机器主体110的前向部分111的缓冲器122、悬崖传感器123和超声传感器(图中未示出)、红外传感器(图中未示出)、磁力计(图中未示出)、加速度计(图中未示出)、陀螺仪(图中未示出)、里程计(图中未示出)等传感 装置，向控制系统130提供机器的各种位置信息和运动状态信息。位置确定装置121包括但不限于摄像头、激光测距装置(LDS)。

机器主体110的前向部分111可承载缓冲器122，在清洁过程中驱动轮模块141推进机器人在地面行走时，缓冲器122经由传感器系统，例如红外传感器，检测机器人100的行驶路径中的一或多个事件(或对象)，机器人可通过由缓冲器122检测到的事件(或对象)，例如障碍物、墙壁，而控制驱动轮模块141使机器人来对所述事件(或对象)做出响应，例如远离障碍物。

控制系统130设置在机器主体110内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器，通信的计算处理器，例如中央处理单元、应用处理器，应用处理器根据激光测距装置反馈的障碍物信息利用定位算法，例如SLAM，绘制机器人所在环境中的即时地图。并且结合缓冲器122、悬崖传感器123和超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断扫地机当前处于何种工作状态，如过门槛，上地毯，位于悬崖处，上方或者下方被卡住，尘盒满，被拿起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得机器人的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。进一步地，控制系统130能基于SLAM绘制的即使地图信息规划最为高效合理的清扫路径和清扫方式，大大提高机器人的清扫效率。

驱动系统140可基于具有距离和角度信息，例如x、y及θ分量，的驱动命令而操纵机器人100跨越地面行驶。驱动系统140包含驱动轮模块141，驱动轮模块141可以同时控制左轮和右轮，为了更为精确地控制机器的运动，优选驱动轮模块141分别包括左驱动轮模块和右驱动轮模块。左、右驱动轮模块沿着由主体110界定的横向轴对置。为了机器人能够在地面上更为稳定地运动或者更强的运动能力，机器人可以包括一个或者多个从动轮142，从动轮包括但不限于万向轮。驱动轮模块包括行走轮和驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路和里程计。驱 动轮模块141可以可拆卸地连接到主体110上，方便拆装和维修。驱动轮可具有偏置下落式悬挂系统，以可移动方式紧固，例如以可旋转方式附接，到机器人主体110，且接收向下及远离机器人主体110偏置的弹簧偏置。弹簧偏置允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引，同时机器人100的清洁元件也以一定的压力接触地面10。

清洁系统150可为干式清洁系统和/或湿式清洁系统。作为干式清洁系统，主要的清洁功能源于滚刷结构、尘盒结构、风机结构、出风口以及四者之间的连接部件所构成的清扫系统151。与地面具有一定干涉的滚刷结构将地面上的垃圾扫起并卷带到滚刷结构与尘盒结构之间的吸尘口前方，然后被风机结构产生并经过尘盒结构的有吸力的气体吸入尘盒结构。扫地机的除尘能力可用垃圾的清扫效率DPU(Dust pick up efficiency)进行表征，清扫效率DPU受滚刷结构和材料影响，受吸尘口、尘盒结构、风机结构、出风口以及四者之间的连接部件所构成的风道的风力利用率影响，受风机的类型和功率影响，是个负责的系统设计问题。相比于普通的插电吸尘器，除尘能力的提高对于能源有限的清洁机器人来说意义更大。因为除尘能力的提高直接有效降低了对于能源要求，也就是说原来充一次电可以清扫80平米地面的机器，可以进化为充一次电清扫100平米甚至更多。并且减少充电次数的电池的使用寿命也会大大增加，使得用户更换电池的频率也会增加。更为直观和重要的是，除尘能力的提高是最为明显和重要的用户体验，用户会直接得出扫得是否干净/擦得是否干净的结论。干式清洁系统还可包含具有旋转轴的边刷152，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到清洁系统150的滚刷区域中。

能源系统160包括充电电池，例如镍氢电池和锂电池。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路，充电控制电路、电池组充电温度检测电路、电池欠压监测电路再与单片机控制电路相连。主机通过设置在机身侧方或者下方的充电电极与充电桩连接进行充电。如果裸露的充电电极上沾附有灰尘，会在充电过程中由于电荷的累积效应， 导致电极周边的塑料机体融化变形，甚至导致电极本身发生变形，无法继续正常充电。

人机交互系统170包括主机面板上的按键，按键供用户进行功能选择；还可以包括显示屏和/或指示灯和/或喇叭，显示屏、指示灯和喇叭向用户展示当前机器所处状态或者功能选择项；还可以包括手机客户端程序。对于路径导航型清洁设备，在手机客户端可以向用户展示设备所在环境的地图，以及机器所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项。

然而，无论是驱动系统140驱动机器人100进行行走的过程中，或是清洁系统150控制机器人100执行清洁操作的过程中等，均可能产生一定程度的噪声；尤其是用户处于休息、学习等噪声敏感的场景时，很容易形成对用户的噪声干扰。

因此，本申请通过对诸如上述机器人100等自动清洁设备进行改进，可以解决相关技术中存在的噪声问题。

图5是根据一示例性实施例示出的一种用于自动清洁设备的主动降噪装置的结构示意图，如图5所示，该主动降噪装置可以包括：

信号获取模块51，用于获取自动清洁设备在工作状态下产生的噪声对应的反相声波信号；

噪声减少模块52，连接至信号获取模块51，用于播放从信号获取模块51处得到的反相声波信号，以至少部分抵消自动清洁设备产生的噪声。

在本实施例中，通过获取并播放噪声对应的反相声波信号，如图6所示，反相声波信号可以与噪声信号进行叠加，使得最终得到的效果为两者相互抵消，从而至少部分抵消自动清洁设备产生的噪声，那么尤其是在用户处于休息、学习等噪声敏感的场景时，可以避免对用户造成不良影响，有助于提升用户的应用体验。

在本实施例中，信号获取模块51、噪声减少模块52以及下述的各个功能模块，可以根据实际情况选择是否开启；比如，可以在自动清洁设备上添加“静音模式”，从而仅当该静音模式被启动后，才通过开启信号获取模块 51、噪声减少模块52等相关功能模块，以实现自动清洁设备的主动降噪功能。

在本公开的技术方案中，信号获取模块51可以通过多种方式获得反相声波信号，下面进行举例说明。

1)预先存储

作为一示例性实施例，如图7所示，信号获取模块51可以包括：声音存储子模块511，预存储有对自动清洁设备在工作状态下产生的预采样噪声进行反相处理得到的预置声波信号；其中，噪声减少模块52连接至声音存储子模块511，以将预置声波信号作为反相声波信号进行播放。

在本实施例中，可以通过预先对自动清洁设备在工作状态下的噪声进行收集，并通过实验、测试等方式，确定并生成相应的反相声波信号，然后将该反相声波信号预存储于该声音存储子模块511中，比如该声音存储子模块511可以为自动清洁设备中的任意存储设备。例如，根据申请人的反复实验分析发现，自动清洁设备的噪声主要来源可以包括：

A、主刷齿轮箱。当自动清洁设备需要通过电机带动齿轮转动，并进而驱动主刷转动时，电机会产生高速旋转，那么由于电机的转子较大，导致电机自身会产生很大噪声；同时，齿轮箱中齿轮的摩擦也会导致很大噪声。

B、风机。自动清洁设备中的风机会产生空气的流通，空气沿自动清洁设备内的风路流通时存在抖动而产生很大噪声；同时，风机的马达在高速旋转时，也会产生很大噪声。

C、主刷。自动清洁设备的主刷在旋转时存在动平衡问题，当动平衡状况不佳时会造成较大噪声；同时，主刷打击地面时也会产生很大噪声。

那么，通过由噪声减少模块52从该声音存储子模块511中读取并播放预存储的反相声波信号(即预置声波信号)，即可实现对噪声信号的中和抵消作用，尤其是对于自动清洁设备产生的中低频段的噪声具有较好的抵消效果。

2)实时生成

作为另一示例性实施例，如图8所示，信号获取模块51可以包括：噪声采集子模块512，用于采集自动清洁设备在工作状态下产生的实时噪声；噪 声处理子模块513，连接至噪声采集子模块512，用于获取噪声采集子模块512输出的实时噪声，对实时噪声进行反相处理得到相应的实时反相声波信号；其中，噪声减少模块52连接至噪声处理子模块513，以将实时反相声波信号作为反相声波信号进行播放。

在本实施例中，由于自动清洁设备在工作状态下，可能行走至各种不同的清洁环境中，那么诸如房间的大小、障碍物的多少、清洁对象的类型(如纸片等轻质物体，或者硬质颗粒等)等，均可能使得自动清洁设备产生的噪声存在差异，因而通过采集实时噪声，使得噪声减少模块52最终播放的反相声波信号也同样具备实时性，从而不仅可以更好地抵消实时噪声，尤其是针对场景导致的高频段噪声具有较好的抵消效果，还可以减少反相声波信号中无法与实时噪声相互抵消的声波，从而降低反相声波信号可能造成的噪声影响。

3)预先存储与实时生成相结合

作为另一示例性实施例，如图9所示，通过结合上述图7和图8所示的实施例，信号获取模块51可以包括：

声音存储子模块511，预存储有对自动清洁设备在工作状态下产生的预采样噪声进行反相处理得到的预置声波信号；

噪声采集子模块512，用于采集自动清洁设备在工作状态下产生的实时噪声；

噪声处理子模块513，连接至噪声采集子模块512，用于获取噪声采集子模块512输出的实时噪声，对实时噪声进行反相处理得到相应的实时反相声波信号；

其中，噪声减少模块52分别连接至声音存储子模块511和噪声处理子模块513，以将预置声波信号和实时反相声波信号作为反相声波信号进行叠加播放。

在本实施例中，通过结合声音存储子模块511、噪声采集子模块512和噪声处理子模块513，可以结合预置声波信号与实时反相声波信号的优势， 分别对自动清洁设备产生的中低频段噪声和场景差异而带来的高频段噪声进行中和抵消，能够更为有效地降低自动清洁设备在工作状态下产生的噪声，从而避免对用户的休息、学习等造成影响。

在上述的实施例二和实施例三中，噪声采集子模块512可以为安装于自动清洁设备上、噪声采集方向朝向自动清洁设备的预设噪声源的麦克风，从而可以对自动清洁设备的噪声进行实时采集；当然，本领域技术人员可以根据实际需求选用其他形式的噪声采集子模块512，以及对麦克风采取其他按照形式，本公开并不对此进行限制。

进一步地，本公开还可以在上述实施例的基础上，实现处理步骤的优化，下面以图9所示的实施例为例，结合图10进行说明：

1)声波预处理

在一实施例中，在本公开的技术方案中，如图10所示，用于自动清洁设备的主动降噪装置还可以包括：噪声预处理模块53，用于获取噪声采集子模块512输出的实时噪声，对实时噪声进行预处理后，输出至噪声处理子模块513进行反向处理得到实时反相声波信号。举例而言，噪声预处理模块53可以包括：过滤元件，用于对实时噪声中预设高频噪声进行滤除，即低通过滤元件。

在本实施例中，噪声预处理模块53滤除的高频噪声区别于实时噪声中包含的由自动清洁设备产生的噪声，属于可能对实时噪声造成干扰的“噪声”，通过对高频噪声的滤除，可以避免噪声处理子模块513生成的反相声波信号被影响和干扰，防止反相声波信号由此造成额外的噪声影响。

2)声波播放调节

在一实施例中，在本公开的技术方案中，如图10所示，用于自动清洁设备的主动降噪装置还可以包括：第一声波调节模块54，连接至信号获取模块51，用于按照预设振幅调整降低预置声波信号和实时反相声波信号中至少之一。

在本实施例中，由于噪声减少模块52播放的反相声波信号可能无法完全 与自动清洁设备实际产生的噪声形成反相关系，因而通过适当降低反相声波信号的振幅(比如降低预置声波信号和实时反相声波信号中至少之一)，虽然在一定程度上降低了对噪声的抵消作用，但能够有效避免反相声波信号与噪声未准确抵消的部分造成新的噪声干扰，有助于获得更佳的综合降噪效果。

3)声波实时调节

在一实施例中，在本公开的技术方案中，如图10所示，用于自动清洁设备的主动降噪装置还可以包括：效果采集模块55，用于采集噪声减少模块52播放预置声波信号和/或实时反相声波信号后的效果声波信号；第二声波调节模块56，连接至效果采集模块55，用于根据实时噪声、实时反相声波信号和效果声波信号中至少之一，调整实时反相声波信号，以降低或消除效果声波信号。

在本实施例中，效果采集模块55可以为安装于自动清洁设备上、噪声采集方向朝向自动清洁设备的外部的麦克风，从而对主动降噪的效果进行采集(即采集到效果声波信号)；然后，通过对实时反相声波信号的实时调整，使得调整后的实时反相声波信号和预置声波信号被噪声减少模块52播放时，可以对先前没有抵消的部分进行中和抵消，相当于对实时反相声波信号的实时反馈和迭代处理；尤其是，当自动清洁设备处于不同场景时，比如从一个房间进入另一个房间时，通过对效果声波信号的采集和对实时反相声波信号的调整，可以使得自动清洁设备在每个场景下均能够实现更佳的降噪效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。