智能清洁设备的制作方法

本实用新型涉及智能家居技术领域，且更具体地涉及一种智能清洁设备。

背景技术：

智能清洁设备通常包括设备主体，万向轮组件通常安装在设备主体的底部，用于实现对智能清洁设备的支撑，并且万向轮组件仅用于智能清洁设备在行走过程中的转向，对于智能清洁设备的行走状态的监测，通常通过惯性传感器、陀螺仪等来实现，但是这样做，成本较高。

因此，需要提供一种改进的智能清洁设备，以至少部分地解决上述问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种智能清洁设备，其包括：

设备主体；

万向轮组件，所述万向轮组件包括万向轮支座和相对于所述万向轮支座转动的万向轮；

可识别颜色的光电传感器；以及

控制主板，所述光电传感器与所述控制主板信号连接；

其中，所述万向轮的周向外表面具有第一区域和第二区域，其中第一区域具有第一颜色，第二区域具有颜色不同于第一颜色的第二颜色，所述光电传感器用于检测颜色的变换。

优选地，所述万向轮设置在所述万向轮支座内，所述万向轮支座的包覆所述万向轮的部分具有透光区域或镂空区域，所述光电传感器配置为通过所述透光区域或所述镂空区域检测所述颜色的变换。

优选地，所述第一区域构造为覆盖所述周向外表面的黑色涂层，所述第二区域构造为覆盖所述周向外表面的白色涂层，所述黑色涂层和所述白色涂层沿圆周方向首尾相接以完全覆盖所述周向外表面。

优选地，所述白色涂层和所述黑色涂层各自覆盖所述周向外表面的一半。

优选地，所述白色涂层覆盖的所述周向外表面的面积大于或小于所述黑色涂层覆盖的所述周向外表面的面积。

优选地，所述白色涂层和所述黑色涂层中覆盖所述周向外表面的面积较小的一者在所述万向轮的径向平面内所形成的圆心角为5°至10°。

优选地，所述白色涂层和所述黑色涂层的数量均为多个且数量相等，所述白色涂层和所述黑色涂层沿所述圆周方向交替且均匀地排布。

优选地，所述光电传感器设置在所述控制主板上。

优选地，所述光电传感器设置在所述万向轮支座上，且通过金手指或线缆与所述控制主板信号连接。

优选地，所述万向轮包括轮本体和轮面层，所述轮面层由两种不同颜色的材料制成以各自对应形成所述第一区域和所述第二区域。

根据本实用新型的智能清洁设备，设置有光电传感器以及万向轮的周向外表面具有第一区域和第二区域，其中第一区域具有第一颜色，第二区域具有颜色不同于第一颜色的第二颜色，能够通过光电传感器检测万向轮自身的运动状态，例如万向轮是否卡死，进而得知智能清洁设备的工作状态，相比采用陀螺仪等其他方式，大大降低了成本；进一步地，若智能清洁设备同时也设置了惯性传感器，则光电传感器也可以与惯性传感器输出的数据相互验证，当智能清洁设备遇到行走障碍时，可以精准地知道是不是由于万向轮卡死而导致的行进障碍，从而更精确地报障。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的第一实施方式的智能清洁设备的万向轮组件的示意图；

图2为图1中所示的万向轮的示意图；

图3为根据本实用新型的第二实施方式的万向轮组件的立体示意图；

图4为图3中所示的万向轮的示意图；

图5为第三实施方式的万向轮的示意图；

图6为第四实施方式的万向轮的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施例。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施例进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施例，并不是限定本实用新型。

本实用新型提供了一种智能清洁设备，其可以为扫地智能清洁设备、拖地智能清洁设备等。该智能清洁设备包括设备主体，设备主体通常具有近似圆形形状，也可具有其他形状。

设备主体通常装载感知系统、控制系统、驱动系统、清洁系统、能源系统和人机交互系统，另外还需要留出电连接、机械连接的接口。

感知系统通常包括位置确定装置，和缓冲器、悬崖传感器和超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置，向控制系统提供各种位置信息和运动状态信息。位置确定装置包括但不限于摄像头、激光测距装置(lds)。

控制系统通常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，绘制智能清洁设备所在环境中的即时地图。控制系统中的各处理器集成在控制主板上，并且结合缓冲器、悬崖传感器和超声传感器、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，使得智能清洁设备的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。

驱动系统可基于具有距离和角度信息的驱动命令而操纵智能清洁设备跨越地面行驶。

清洁系统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。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。

能源系统通常包括充电电池，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。设备主体通常通过充电电极与充电桩连接进行充电。

人机交互系统通常包括智能清洁设备主机面板上的按键，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。

本实用新型的智能清洁设备还包括万向轮组件以及可识别颜色的光电传感器。

光电传感器与控制主板信号连接。光电传感器可以是反射式光电传感器，若其工作性能正常，则光发射器所发射的光通过反光板反射之后，再由光接收器接收。光电传感器可以设置在万向轮组件上，也可以直接设置在控制主板上。当光电传感器构造为设置在万向轮组件上时，其可以通过金手指或线缆与控制主板信号连接。

万向轮组件包括万向轮支座和相对于万向轮支座转动的万向轮。万向轮的周向外表面具有第一区域和第二区域，其中第一区域具有第一颜色，第二区域具有颜色不同于第一颜色的第二颜色。光电传感器位于万向轮的上方，其检测方向朝向万向轮的表面，以便检测颜色的变换。具体地，因为在万向轮转动的过程中，具有不同颜色的第一区域和第二区域轮流成为万向轮的上表面，因此，如果万向轮在正常转动，光电传感器一定能够检测到颜色的变换，进而发出相应的脉冲信号，控制装置中的计数器可以对该脉冲信号进行计数，并根据该脉冲信号的频率判断万向轮的转速，进而判断智能清洁设备的转速。

图1为根据本实用新型的第一实施方式的智能清洁设备的万向轮组件100的示意图。

如图1所示，万向轮组件100包括万向轮支座110和万向轮120。万向轮120可拆卸地安装于万向轮支座110内。万向轮120的周向外表面的第一区域构造为覆盖周向外表面的黑色涂层121，万向轮120的周向外表面的第二区域构造为覆盖周向外表面的白色涂层122。参考图2，黑色涂层121和白色涂层122沿圆周方向首尾相接以共同覆盖该周向外表面。

返回参考图1，光电传感器130设置在万向轮支座110的安装板的下表面。万向轮支座110的包覆万向轮120的部分具有镂空区域111，光电传感器130通过镂空区域111检测第一区域和第二区域的切换，即黑色和白色之间的切换。可以理解，由于黑色吸光白色反光的原理，当万向轮120转动到白色涂层122朝上时，光接收器能持续接收到光信号，一旦万向轮120转过白色涂层122，而是黑色涂层121朝上时，光接收器不能接收到光信号，这时光电传感器130就会发出一个脉冲信号给控制主板，控制主板接收到该脉冲信号即为检测到了一次颜色的变换。因此，如果万向轮120正常运转，那么，控制主板间隔预定的时间一定会接收到一个脉冲信号，如果控制主板超过预定的时间还没有接收到光电传感器130发射的脉冲信号，则可以认为万向轮120卡死。

对于上文中的间隔预定的时间，也就是时间预定阈值，是根据黑色涂层121和白色涂层122覆盖万向轮120的周向外表面的面积的比例来确定的。具体地，在本实施方式中，白色涂层122和黑色涂层121各自覆盖万向轮120的周向外表面的一半。因此，可以理解，光电传感器130在万向轮120每转过半圈即可发出一个脉冲信号，假定万向轮120转过一圈的时间为ts，那么，时间预定阈值可以在0.5ts-0.8ts之间选定。

图3为根据本实用新型的第二实施方式的智能清洁设备的万向轮组件200的示意图。

万向轮组件200包括万向轮支座210以及万向轮220。本实施方式的万向轮组件200和第一实施方式的万向轮组件100之间的区别可以仅在于：万向轮支座210的包覆万向轮220的部分具有透光区域211，光电传感器230设置在该透光区域211上；以及万向轮220的周向外表面上的黑色涂层221和白色涂层222的布置不同，即：白色涂层222和黑色涂层221的数量均为多个且数量相等，白色涂层222和黑色涂层221沿圆周方向交替且均匀地排布共同覆盖万向轮220的周向外表面。需要说明的是，“均匀”是指覆盖万向轮220的周向外表面的面积是均匀的。

具体地，在本实施方式中，如图4所示，白色涂层222和黑色涂层221的数量均为2个，白色涂层222和黑色涂层221沿圆周方向交替且均匀地排布。因此，可以理解，光电传感器230在万向轮220每转过四分之一圈即可发出一个脉冲信号，假定万向轮220转过一圈的时间为ts，那么，时间预定阈值可以在0.25ts-0.5ts之间选定。因此，光电传感器230的检测频率相应有所提高。当然在其他实施方式中，黑色涂层221和白色涂层222的数量可以均是4个，并沿圆周方向交替且均匀的排布，这样，检测频率又成倍地提高。

在其他实施方式中，万向轮的周向外表面的白色涂层覆盖的外表面的面积可以大于或小于黑色涂层覆盖的周向外表面的面积，即：黑色涂层的面积不等于白色涂层的面积。可以理解，光电传感器至多需在万向轮转过黑色涂层和白色涂层中覆盖面积较大的一者后就发出脉冲信号。因此，时间预定阈值也要通过计算相应地合理设定。

图5为第三实施方式的万向轮320的示意图。从图5中可以看出，万向轮320的周向外表面的白色涂层322覆盖的外表面的面积小于黑色涂层321覆盖的周向外表面的面积。进一步地，白色涂层322在万向轮320的径向平面内(即图5纸面所示的平面内)所形成的圆心角α为5°至10°。由于该圆心角α较小，由此，光电传感器大致在万向轮320每转过一圈才检测一次，这样对控制主板上的处理器来说，计算压力较小。同理，在其他实施方式中，如图6所示，万向轮420的周向外表面的白色涂层422覆盖的外表面的面积可以设置成大于黑色涂层421覆盖的周向外表面的面积。黑色涂层421在万向轮420的径向平面内(即图5纸面所示的平面内)所形成的圆心角α为5°至10°。

上述实施方式中的万向轮的具有不同颜色的第一区域和第二区域是设置在万向轮的周向外表面的黑色涂层和白色涂层，但是在其他实施方式中，万向轮可以包括轮本体和轮面层，轮面层由两种不同颜色的材料，例如橡胶、塑料等材料制成以各自对应形成该第一区域和第二区域。

根据本实用新型的智能清洁设备，设置有光电传感器以及万向轮的周向外表面具有第一区域和第二区域，其中第一区域具有第一颜色，第二区域具有颜色不同于第一颜色的第二颜色，能够通过光电传感器检测万向轮自身的运动状态，例如万向轮是否卡死，进而得知智能清洁设备的工作状态，相比采用陀螺仪等其他方式，大大降低了成本；进一步地，若智能清洁设备同时也设置了惯性传感器，则光电传感器也可以与惯性传感器输出的数据相互验证，当智能清洁设备遇到行走障碍时，可以精准地知道是不是由于万向轮卡死而导致的行进障碍，从而更精确地报障。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。