一种智能扫地机器人的除尘器机构及其控制方法与流程

本发明涉及智能扫地机器人技术领域，具体地说是一种智能扫地机器人的除尘器机构及其控制方法。

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背景技术：
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随着自动化技术和人工智能的发展，智能机器人的需求越来越广泛；机器人时代的到来，将变革现有生产制造模式及人类生活方式。扫地机器人适用于各种室外和大型室内环境，例如广场、公园、社区、地下车库及其他封闭区域的道路。目前，市面上适用于扫地机器人内的除尘器机构在振动除尘的过程中，不能同步实现空气过滤的动作，且过滤芯的更换需要工作人员定时观察，不利于扫地机器人的智能化发展。

因此，若能对现有的扫地机器人进行改进，提供一种智能扫地机器人的除尘器机构，以克服上述缺陷，将具有非常重要的意义。

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技术实现要素：
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本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种智能扫地机器人的除尘器机构，能够吸收、过滤和排放扫地机器人清扫垃圾时产生的灰尘以及吸收扫地刷周围空气中弥漫的微尘颗粒物，实现了自动过滤除尘工作。

为实现上述目的设计一种智能扫地机器人的除尘器机构，包括外壳1，所述外壳1内通过隔舱板10隔分成多个独立的腔室，每个腔室内均设有过滤芯2、振动台3、振动机4和减震柱8，所述振动台3设置于过滤芯2上端，所述振动台3上安装有振动机4，所述过滤芯2下端设置有进风口挡板5，所述振动台3与进风口挡板5之间连接有在上下方向上延伸的减震柱8，所述外壳1外端安装有吸风机9，所述吸风机9用于提供空气流动的力以使得空气从过滤芯2底部设有的进气口进入，并经过滤芯2过滤后再排出。

进一步地，所述外壳1包括桶状部11及除尘器盖12，所述桶状部11四周封闭且在上下方向上贯通，所述桶状部11于上下贯通处形成有上开口111及下开口112，所述上开口111为检修口，所述除尘器盖12盖设于上开口111上，所述进风口挡板5安装于下开口112处，所述进风口挡板5上设有贯通其上下表面的圆孔51，所述圆孔51与过滤芯2底部设有的进气口相配合。

进一步地，所述过滤芯2呈圆筒状，所述过滤芯2底端设置有进气口，所述过滤芯2上端呈封闭状，所述过滤芯2内部侧壁上设置有过滤材料。

进一步地，所述振动台3呈板状，所述振动机4安置于振动台3上并与过滤芯2紧密压接，所述振动机4受控后产生振动，并将振动传递给过滤芯2进而使滞留于过滤芯2或粘附于过滤芯2内部的灰尘脱落并散落下来由过滤芯2底部的进气口落出。

进一步地，所述减震柱8呈细长圆棒状，所述减震柱8由橡胶类材料制成，每个腔室内设置有至少三根在上下方向上延伸的减震柱8。

进一步地，所述每个腔室内均设有压力检测器和振动机控制器7，所述压力监测器用于监测各腔室压力值，所述压力监测器通过线路连接振动机控制器7，所述振动机控制器7与振动机4电连接，所述振动机控制器7实时接收压力监测器反馈来的压力信号值，并触发振动机4震动除尘。

进一步地，所述压力监测器包括上压力监测器61及下压力监测器62，所述上压力监测器61安装于腔室的仓壁上，并实时监测腔室内的气压值，所述下压力监测器62安装于腔室的进风口挡板5的下端，并实时监测腔室外的气压值。

本发明还提供了一种智能扫地机器人的除尘器机构的控制方法，包括以下步骤：1)振动机控制器7实时接收安装于各腔室的上压力监测器61与下压力监测器62反馈来的压力信号值，并将得到的两个压力信号值做差值计算得到p，将p与预先设定值p0进行比较；2)当计算差值p小于预先设定值p0时，振动机控制器7不改变现行除尘器机构的工作状态，即继续保持吸风机9的运行和振动机4的关闭状态，腔体内持续进行吸风除尘工作；3)当计算差值p大于或等于预先设定值p0时，振动机控制器7向吸风机9发出一定时间长度t的停止命令使其停止工作，同时向振动机4发出一定时间长度t的启动命令使其开始振动；即此时腔室内的空气定向流动，吸风除尘工作停止，过滤芯2受迫振动，粘附于过滤芯2的灰尘颗粒逐渐剥离脱落；当振动机4运行时间达到指定的时间长度t时自行关闭，吸风机9重新启动，该腔体内继续进行吸风除尘工作；4)上压力监测器61与下压力监测器62展开再一次的检测和信息反馈，振动机控制器7也再次不断的计算其差值p，直到下一次的差值p大于预设值p0时，则再次重复上述步骤3)，否则重复上述步骤2)，依次循环。

进一步地，上述动作循环的时间间隔t通过预先设定值p0和振动机4工作时间长度t来控制，其具体控制方法为：当p0设定值偏大时，差值p满足大于或等于p0的时间则更长，当p0设定值较小时，差值p满足大于或等于p0的时间则更短；当振动机4工作时间长度t设定值越大时，过滤芯2上粘附的灰尘被剥离脱落的更充分，过滤芯2再次使用的时间则更久，反之，过滤芯2继续使用的时间更短。

进一步地，振动机控制器7根据上述动作循环的时间间隔t或累计次数n，判断过滤芯2的更换时间并发出预警，其具体判断方法为：随着过滤芯2的多次使用，过滤芯2因封堵严重而无法实现振动自清理，此时则需更换新的过滤芯2；而振动机控制器7通过比较上述循环动作的累计次数n是否达到设定次数来判断是否需发出报警信息，或者，振动机控制器7比较某个固定时间段t内的振动循环次数值n来判断是否需发出警报信息，以提醒更换新的过滤芯2。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明提供的除尘器机构设有多个独立的腔室，每个腔室内均设有过滤芯和由振动机、振动台和减震柱构成的振动组件，腔室外设有吸风机，吸风机能够提供空气流动的力以保证空气可以从过滤芯的进气口进入，并经过滤芯过滤后再排出，振动组件可以振动去除随同空气进入粘附于过滤芯上的灰尘，从而实现吸风除尘的功能；

(2)本发明将除尘器机构内的整体空间利用隔舱板隔分成多个腔室，从而当单个腔室内的过滤芯被灰尘堵塞时，可以实现单独腔室的独立振动除尘操作，此时另一腔室依然可以进行除尘过滤操作，从而可以保证整个除尘器机构的在线除尘不会发生停机的情况；

(3)本发明通过在单个腔室内设置上压力检测器及下压力检测器来计算腔体内部与外部环境的压力腔值，并通过振动机控制器来触发振动机震动除尘，且振动机控制器还可以判断出过滤芯的更换时间，并发出预警，使得除尘器机构更智能化，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本发明的内部结构示意图一(未盖合除尘器盖)；

图2是本发明的内部结构示意图二(盖合除尘器盖)；

图3是本发明的正面剖视图；

图4是本发明的立体结构示意图一；

图5是本发明的立体结构示意图二；

图中：1、外壳2、过滤芯3、振动台4、振动机5、进风口挡板51、圆孔61、上压力监测器62、下压力监测器7、振动机控制器8、减震柱9、吸风机10、隔舱板11、桶状部12、除尘器盖111、上开口112、下开口。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

请参照图1至图5所示，本发明提供了一种智能扫地机器人的除尘器机构，该除尘器机构设置于智能扫地机器人的垃圾箱总成的正上方，主要用于吸收、过滤和排放智能扫地机器人清扫垃圾时产生的灰尘和吸收扫地刷周围空气中弥漫的微尘颗粒物。该除尘器机构包括外壳1，外壳1内通过隔舱板10隔分成多个独立的腔室，每个腔室内均设有过滤芯2、振动台3、振动机4和减震柱8，振动台3设置于过滤芯2上端，振动台3上安装有振动机4，过滤芯2下端设置有进风口挡板5，振动台3与进风口挡板5之间连接有在上下方向上延伸的减震柱8，外壳1外端安装有吸风机9，吸风机9用于提供空气流动的力以使得空气从过滤芯2底部设有的进气口进入，并经过滤芯2过滤后再排出。

其中，外壳1包括桶状部11及除尘器盖12，桶状部11四周封闭且在上下方向上贯通，桶状部11于上下贯通处形成有上开口111及下开口112，上开口111为检修口，用于更换过滤芯2及对振动台3与振动机4的维修。除尘器盖12盖设于上开口111上，用于对除尘器机构的上开口111密封，进风口挡板5安装于下开口112处，进风口挡板5上设有贯通其上下表面的圆孔51，圆孔51用于与过滤芯2底部设有的进气口相配合以保证空气沿过滤芯2的进气口进入而不旁漏。

隔舱板10用于将除尘器机构内部分割为多个独立的、不连通的舱室。本发明中，隔舱板10将除尘器机构内部分割出两个舱室，在其他实施例中可以分隔出多个彼此独立的舱室。过滤芯2是过滤空气灰尘的主要部件。该过滤芯2呈圆筒状，过滤芯2底端设置有进气口，过滤芯2上端呈封闭状，过滤芯2内部侧壁上设置有精密度极高的过滤材料。当空气中的灰尘从过滤芯2的底部进气口进入过滤芯2内部，经过滤芯2侧壁的精密度极高的过滤材料过滤后，只将洁净的空气排出，灰尘则被滞留或粘附于过滤芯2内部。

减震柱8呈细长圆棒状，减震柱8由橡胶类材料制成，每个腔室内设置有至少三根在上下方向上延伸的减震柱8。如，可在各腔室内设置有三根在上下方向上延伸的减震柱8，该三根减震柱8作为三角形状的三个支点而支撑于振动台3与进风口挡板5之间。当然在其他实施方式中，根据实际所需可以设置多根减震柱8以达到支撑振动台3的效果，如，可在各腔室内设置有四根在上下方向上延伸的减震柱8，该四根减震柱8作为长方形的四个支点而支撑于振动台3与进风口挡板5之间。当振动台3振动时，因减震柱8自身的材料和形状的原因，可以减弱或消除即将被传递至进风口挡板5上的振动，进而避免整个除尘器机构的振动。

振动台3呈板状，振动机4安置于振动台3上并与过滤芯2形成紧密压接，振动机4受控后产生振动，并将振动传递给过滤芯2进而使滞留于过滤芯2或粘附于过滤芯2内部的灰尘脱落并散落下来由过滤芯2底部的进气口落出。吸风机9安装于外壳1的侧壁上，用于为整个除尘器机构提供空气流动的力以保证空气可以从进气口进入，并经由过滤芯2过滤后再从侧壁上设置的通孔排出。在其他实施方式中，吸风机9也可以安装于除尘器盖12的顶部。

每个腔室内均设有压力监测器和振动机控制器7，压力监测器用于监测各腔室压力值，压力监测器通过线路连接振动机控制器7，振动机控制器7与振动机4电连接，振动机控制器7实时接收压力监测器反馈来的压力信号值，并触发振动机4震动除尘。压力监测器包括上压力监测器61及下压力监测器62，上压力监测器61安装于腔室的仓壁上，用于实时监测腔室内的气压值，也即过滤芯2后端空间气压值；下压力监测器62安装于腔室的进风口挡板5的下端，用于实时监测腔室外的气压值，也即过滤芯2前端空间气压值。

本发明中，振动机控制器7安装于各腔室的仓壁上或安装于其他的专用位置处，当除尘器机构正常工作时，该振动机控制器7用于实时接收安装于各腔室的上压力监测器61与下压力监测器62反馈来的压力信号值，并将得到的两个压力信号值做差值计算得到p，并与预先设定值进行比较：

当计算差值小于预先设定值p0时(p＜p0)，振动机控制器7不改变现行的除尘器机构的工作状态，继续保持吸风机的运行和振动机4的关闭状态，腔体内持续进行吸风除尘工作；

当计算差值大于或等于预先设定值p0时(p≥p0)，所述振动机控制器7向吸风机9发出一定时间长度t的停止命令，使其停止工作，同时向振动机4发出一定时间长度t的启动命令使其开始振动。此时，该腔室内的空气定向流动、吸风除尘工作停止，过滤芯2受迫振动，粘附于过滤芯2的灰尘颗粒逐渐剥离脱落。振动机4运行时间达到指定的时间长度t时自行关闭，吸风机9重新启动，该腔体内继续进行吸风除尘工作，压力监测器也同时展开再一次的监测和信息反馈，振动机控制器7也再次不断的的计算其差值p，直到下一次的差值大于预设值p0时，再次重复上述循环。

上述的动作循环的时间间隔，可以通过预先设定值p0和振动机4工作时间长度t来控制：即，当p0设定值较大时，差值p满足大于或等于p0的时间就会较长，当p0设定值较小时，差值p满足大于或等于p0的条件较容易实现，同时相应的时间就会较短；当振动机4工作时间长度t设定值越大时，过滤芯上粘附的灰尘被剥离脱落的越充分，过滤芯2再次使用的时间就越久；反之，过滤芯2继续使用的时间就越短。

振动机控制器7还可以根据上述动作循环的时间间隔t或累计次数n，判断出过滤芯2的更换时间，并发出预警。随着过滤芯2的多次使用，过滤芯2会无可避免的因封堵严重而无法实现振动自清理，此时就需要更换新的过滤芯2。而振动机控制器7通过比较上述循环动作的累计次数n是否达到设定次数来判断是否需要发出报警信息，提醒使用人员更换新的过滤芯2。当然，振动机控制器7也可以比较某个固定时间段t内的振动循环次数值n来判断是否需要发出警报信息，提醒使用人员更换新的过滤芯2。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。