一种智能声波马桶清洗盖及清洗方法与流程

本发明属于智能家居技术领域，具体涉及一种智能声波马桶清洗盖及清洗方法。

背景技术：

随着人们生活习惯的改变，现在越来越多人的家里都会安装马桶，一方面是为了符合家装的风格，另一方面是觉得使用马桶会比较舒适。但无论怎么美观、怎样舒适，马桶作为我们每天都会接触到用具，它同时也是最容易滋生细菌的地方。在清洁的过程中不仅要忍受蹲便器散发的恶臭味，而且人工清洁在搅拌刷洗的过程中易造成洗涤剂液体的飞溅。洗涤剂液体飞溅到衣服、皮肤上，不仅会弄脏衣物，还可能会灼伤皮肤，同时飞溅的液体中携带有大量的细菌、病菌，寄生到身上，会影响清洁者的身体健康。除了以上对人健康上的不利影响外，手动清洁还存在清洗不干净的问题。

除手动清洗外还有半自动清洗，但半自动清洗仍需要人忍受着马桶脏臭的氛围，仅仅可以让清洗效果相对于手动更为干净，但是还会造成水花溅起更多的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能声波马桶清洗盖，可以替代现有的马桶盖和马桶清洗工具，智能完成清洗马桶内壁的工作，结构简单，智能实用。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种智能声波马桶清洗盖，用于自动封闭式清洗马桶内壁，保持马桶卫生，所述智能声波马桶清洗盖包括运动组件、控制与测绘组件和外壳；

所述外壳包括上顶盖和围盖，运动组件、控制与测绘组件安装在所述的围盖上；

所述运动组件包括依次连接的一号旋转模块、二号运动模块、三号摆动模块和刷洗模块，所述的一号旋转模块与所述外壳相连，通过一号旋转模块、二号运动模块、三号摆动模块的运动实现所述的刷洗模块沿竖直方向的升降和垂直于竖直方向的水平360°旋转运动。

所述控制与测绘组件包括控制中心与红外传感器，所述控制中心上装有视觉传感摄像头与照明光源，所述红外传感器安装在所述刷洗模块上，所述控制中心与所述运动组件上的各个模块的动力输入端以及所述红外传感器连接，控制所述的运动组件配合所述红外传感器实现对马桶壁进行测绘，生成栅格地图，并根据所述栅格地图规划所述的刷洗模块的清洗过程。

进一步地，所述一号旋转模块包括竖向放置的起旋转运动作用的一号舵机、将一号舵机连接并固定在手推车外壳上的一号舵机支撑架、连接一号舵机和二号运动模块的一号圆形金属舵盘。

进一步地，所述二号运动模块包括二号舵机支撑架、二号舵机、二号圆形金属舵盘、一号长u型支架，所述二号舵机支撑架与所述一号圆形金属舵盘固连，所述二号舵机固定在所述二号舵机支撑架上，所述二号舵机的输出轴通过所述二号圆形金属舵盘与一号长u型支架的u型口的一端连接作动力输出端，二号舵机支撑架与一号长u型支架的另一端u型口进行转动连接。

进一步地，所述三号摆动模块包括二号长u型支架、三号圆形金属舵盘、三号舵机、三号舵机支撑架，所述二号长u型支架与所述一号长u型支架固连，所述三号舵机固定在所述三号舵机支撑架上，并将所述三号舵机的输出轴通过三号圆形金属舵盘与二号长u型支架的u型口的一端连接作为动力输出端，三号舵机支撑架与二号长u型支架的另一端u型口进行转动连接。

进一步地，所述刷洗模块包括连接片、气弹簧、刷杆、声波震动电机、偏心轮、刷座、刷头，所述的连接片与三号摆动模块中三号舵机支撑架固定连接，所述的气弹簧一端与所述的连接片固定连接，另一端固定在刷杆中，刷杆由公刷杆与母刷杆组成，所述刷杆前端与刷座连接，所述声波震动电机装在所述刷杆中，所述声波震动电机前端连接偏心轮，与刷座接触，所述刷座与刷头可拆卸连接。

一种智能声波马桶清洗器的清洗方法，该清洗方法包括如下步骤：

s1：位于所述刷洗模块上的红外传感器，依靠所述控制中心控制所述一号旋转模块中的所述一号舵机带动固定在其上的二号运动模块、三号运动模块、和刷洗模块组成的整体实现垂直于竖直方向的360°水平旋转，控制二号舵机和三号舵机实现二号运动模块中的一号长u型支架和三号运动模块二号长u型支架做竖直方向上的旋转运动，从而间接实现连接在二号运动模块上的组件的竖直升降，从而带动红外传感器实现360°水平旋转和竖直位置升降，测得红外传感器在不同竖直位置处距离蹲便器内壁的水平距离的数据；

s2：控制中心根据红外传感器测得的数据，测绘蹲便器内部尺寸和形状，生产对应的栅格地图，栅格地图中的每一栅格对应一个清洗区域；

s3：控制中心采用a*算法在栅格地图上规划刷头的最佳运动路径；

s4：根据待清洗区域位置确定刷头沿最佳运动路径依次接触的栅格，并判断最佳运动路径以及所有栅格的可行性，若最佳运动路径以及所有栅格均为可行，则确定为最终的最佳运动路径；否则在标记当前最佳运动路径为不可行的基础上重新执行步骤s3；

s5：根据规划获取的转动角速度确定最终的最佳运动路径上各舵机转动角速度与声波震动电机的震动幅度及强度，开展对蹲便器内壁的全方位清洗工作，完成第一次清洗任务；

s6：第一次清洗任务完成后，视觉传感摄像头与照明光源启动并识别此时蹲便器内部残留的污渍情况，控制中心将视觉识别的结果区块对应由红外传感器测绘出的栅格地图，并将残留有污渍的栅格区块标记出来，设定该栅格为污染栅格，然后执行步骤s3专门对该污染栅格清洗。

s7：重复步骤s6，直至蹲便器内部脏污情况低于预设污染程度，停止清洗并自动到达收集盒处，完成抛弃动作，抛弃一次性刷头。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的智能声波马桶清洗盖及清洗方法，采用红外传感器测量及感应，定制清洗路径，适应各种形状尺寸的马桶；视觉感应污渍位置，对仍有污渍的地方进行二次清洗乃至多次清洗，直至污渍被清洗干净，保证了整洁度；贴合马桶内壁的弧面设计，结构巧妙，机械灵活度高，旋转、上下左右移动，实现马桶各个角落及细节处的清洗；采用气弹簧等弹性伸缩装置，给予适当的压力控制清洁力度，可清洁顽固难除的污渍；清洁刷头采用声波震动设计，清洗效果更好，还有自清洗效果；清洗盖与马桶形成封闭空间，保证携带有细菌的水花不会飞溅出来，造成二次污染。

附图说明

图1为本发明智能声波马桶清洗器的结构示意图；

图2为本发明运动组件的结构示意图；

图3为本发明智能声波马桶清洗器的分解图；

图4为本发明一号旋转模块与二号旋转模块的结构示意图；

图5为本发明刷洗模块的结构示意图；

图6为本发明震动电机的结构示意图；

图7为本发明偏心轮的工作示意图；

图示中：智能声波马桶清洗盖1、运动组件2、控制与测绘组件3、外壳4、一号旋转模块21、二号运动模块22、三号摆动模块23、刷洗模块24、一号舵机211、一号舵机支撑架212、一号圆形金属舵盘213、二号舵机支撑架221、二号舵机222、二号圆形金属舵盘223、一号长u型支架224、二号长u型支架231、三号圆形金属舵盘232、三号舵机233、三号舵机支撑架234、连接片241、气弹簧242、刷杆243、声波震动电机244、偏心轮245、刷座246、刷头247、控制中心31、红外传感器32、上顶盖41、围盖42。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件；当组件被称为与另一个组件“固定”时，它可以直接与另一个组件固定或者也可以存在居中的组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

如图1所示，本发明的智能声波马桶清洗盖，用于清洗马桶，该智能声波马桶清洗盖1包括运动组件2、控制与测绘组件3、外壳4，结构简单，易于更换损坏部件。

如图2和4所示，运动组件2包括位于底部的一号旋转模块21、与一号旋转模块21旋转轴相连接的二号运动模块22、与二号运动模块22臂相连的三号摆动模块23，以及与三号运动模块23支撑架连接的刷洗模块24。

如图3所示，所述外壳4采用pvc材料制成，包括上顶盖41、围盖42，运动组件2、控制与测绘组件3安装在围盖42上。上顶盖41、围盖42比马桶座圈略大，能覆盖并包围住座圈。

一号旋转模块21包括竖向设置的起旋转运动组件作用的一号舵机211、帮助一号舵机连接与固定的一号舵机支撑架212、连接旋转轴与旋转部件的一号圆形金属舵盘213。

二号运动模块22包括二号舵机支撑架221、二号舵机222、二号圆形金属舵盘223、一号长u型支架224。二号舵机222用螺丝螺母连接固定在二号舵机支撑架221上，将二号舵机222的输出轴通过二号圆形金属舵盘223与一号长u型支架224的u型口的一端连接作动力输出，另一端作作普通转动连接。

三号摆动模块23包括二号长u型支架231、三号圆形金属舵盘232、三号舵机233、三号舵机支撑架234。二号长u型支架231与二号运动模块22中的一号长u型支架224固定连接，二号长u型支架231的u型口两端分别与三号舵机233两侧连接，其中输出轴一侧用三号圆形金属舵盘232作过渡连接，同时三号舵机支撑架234固定连接于三号舵机233上起支撑作用。

一号旋转模块21与二号运动模块22，三号摆动模块与二号运动模块22结构基本类似，其中，舵机支撑架212与221为同型号通用多功能支架，用于固定舵机，圆形金属舵盘213与223也为同型号舵盘，便于舵机传动；支撑架两延伸臂上四个孔位对应舵机两侧孔位通过螺丝螺母安装固定；长u型支架224一端与二号舵机支撑架221底面孔位通过螺丝螺母连接，另一面与二号圆形金属舵盘223通过螺丝固连。

如图3和5所示，刷洗模块24包括连接片241、气弹簧242、刷杆243、声波震动电机244、偏心轮245、刷座246、刷头247。三号摆动模块23中三号舵机支撑架234上四个孔位用螺丝螺钉连接有连接片241，刷杆243由公刷杆2431与母刷杆2432组成，气弹簧242长杆尾端有一圈螺纹，通过螺纹与连接件241相连，气弹簧242前端同样有一圈螺纹，由公电机壳和母电机壳合并成的电机壳阶梯状孔位旋入，声波震动电机244先置入公电机壳2431中，再与母电机壳2432合并，声波震动电机244前端主动轴与偏心轮245相连，偏心轮245朝向电机244方向，与刷座246接触，刷座246与刷头247采用卡扣连接。如图6-7所示，偏心轮245圆心半圈为圆柱体，中间有一个与电机主动轴尺寸合适的正六边形孔，朝外半圈为圆台，斜率与刷座246内壁相同，同时正六边形孔圆心到边上最远的长度比刷座内壁半径略大，电机壳在刷头一端有一圈内槽，其半径比刷座246半径略大，用于固定刷座与辅助刷头震动，刷座外表面有两个突出的小凸台，刷头连接孔内有两小槽，两者通过这种卡扣结构连接固定。

所述控制与测绘组件3包括控制中心31与红外传感器32，所述控制中心电路板31上装有视觉传感摄像头与照明光源，所述红外传感器32安装在所述刷洗模块24上，所述控制中心31与所述运动组件2上的各个模块的动力输入端以及所述红外传感器32连接，控制所述的运动组件配合所述红外传感器32实现对马桶壁进行测绘，生成栅格地图，并根据所述栅格地图规划所述的刷洗模块24的清洗过程。

本发明的智能声波马桶清洗盖的清洗方法包括以下步骤：

s1：位于所述刷洗模块24上的红外传感器，依靠所述控制中心控制所述一号旋转模块21中的所述一号舵机211带动固定在其上的二号运动模块22、三号运动模块23、和刷洗模块24组成的整体实现垂直于竖直方向的360°水平旋转，控制二号舵机222和三号舵机233实现二号运动模块22中的一号长u型支架224和三号运动模块23二号长u型支架231做竖直方向上的旋转运动，从而间接实现连接在二号运动模块22上的组件的竖直升降，从而带动红外传感器实现360°水平旋转和竖直位置升降，测得红外传感器在不同竖直位置处距离蹲便器内壁的水平距离的数据；

s2：控制中心根据红外传感器测得的数据，测绘蹲便器内部尺寸和形状，生产对应的栅格地图，栅格地图中的每一栅格对应一个清洗区域；

s3：控制中心采用a*算法在栅格地图上规划刷头的最佳运动路径；

s4：根据待清洗区域位置确定刷头沿最佳运动路径依次接触的栅格，并判断最佳运动路径以及所有栅格的可行性，若最佳运动路径以及所有栅格均为可行，则确定为最终的最佳运动路径；否则在标记当前最佳运动路径为不可行的基础上重新执行步骤s3；

s5：根据规划获取的转动角速度确定最终的最佳运动路径上各舵机转动角速度与声波震动电机的震动幅度及强度，开展对蹲便器内壁的全方位清洗工作，完成第一次清洗任务1；

s6：第一次清洗任务完成后，视觉传感摄像头与照明光源启动并识别此时蹲便器内部残留的污渍情况，控制中心将视觉识别的结果区块对应由红外传感器测绘出的栅格地图，并将残留有污渍的栅格区块标记出来，设定该栅格为污染栅格，然后执行步骤s3专门对该污染栅格清洗。

s7：重复步骤s6，直至蹲便器内部脏污情况低于预设污染程度，停止清洗并自动到达收集盒处，完成抛弃动作，抛弃一次性刷头。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。