一种扫地机器人及其流道结构的制作方法

本申请涉及，具体而言涉及一种扫地机器人及其流道结构。

背景技术：

扫地机器人给家庭清洁带来了诸多便利。在实际使用中，用户都希望扫地机器人的风量或吸力尽可能大，以提升吸尘除杂的效率。然而，若使扫地机器人的风量、吸力越大，扫地机器人内部高速气流会导致机器运行噪声越发显著。

现阶段，不同款式扫地机器人结构与尺寸大致相似，提升扫地机器人风量往往需要通过提高电机转速来实现。提高电机转速不仅会增加功耗，还会使得与工况相关的电机噪声也随之大幅增加。

综上，现有扫地机器人的期望工作效率与噪声水平互为矛盾。用户在家中享受扫地机器人所带便利的同时不得不忍受其噪声困扰。

技术实现要素：

本申请针对现有技术的不足，提供一种扫地机器人及其流道结构，本申请通过流道结构以及主动降噪系统，能够在保证风量、保证扫地机器人吸尘效率的同时，有效降低其工作噪声。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种流道结构，用于扫地机器人，该流道结构包括：流入端口；流出端口；及连通所述流入端口和所述流出端口的流道腔体；其中，所述流道腔体包括信号输出装置，所述信号输出装置用于输出降噪信号，以降低所述扫地机器人的整机噪声，所述降噪信号根据所述扫地机器人的工作噪声信号进行确定。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，所述信号输出装置为至少一个；所述流道腔体的内壁设有至少一个音腔，所述至少一个音腔分别容纳每一个所述信号输出装置。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，每一个音腔与所述音腔所容纳的信号输出装置气密连接，所述音腔的腔体内部形成气密空间。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，所述流道腔体包括：用于吸入气流的第一腔体、用于对所述气流进行处理操作的第二腔体、用于排出所述第二腔体处理后的气流的第三腔体；所述处理操作包括下述操作中的至少一种：整流、加速、过滤除杂；其中，所述第一腔体的入口连通所述流入端口，所述第一腔体的出口连通所述第二腔体的入口；所述第二腔体的出口连通所述第三腔体的入口；所述第三腔体的出口连通所述流出端口；所述信号输出装置位于所述第三腔体。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，所述第三腔体为直管或l型弯管。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，所述信号输出装置包括扬声器；所述扬声器的振膜面与所述第三腔体中所述气流的流线方向平行。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，还包括：至少一个第一采集装置；所述至少一个第一采集装置位于所述第一腔体，用于采集所述第一腔体对应区域内的所述扫地机器人的第一工作噪声信号。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，还包括：至少一个第二采集装置；所述至少一个第二采集装置位于所述第三腔体中所述信号输出装置的下游，用于采集所述第三腔体对应区域内的所述扫地机器人的第二工作噪声信号。

可选的，如上任一所述的流道结构，其中，还包括：信号处理单元；所述信号处理单元用于处理所述第一工作噪声信号，以根据所述第一工作噪声信号确定所述降噪信号；或，所述信号处理单元用于处理所述第一工作噪声信号和所述第二工作噪声信号，以根据所述第一工作噪声信号和所述第二工作噪声信号确定所述降噪信号。

同时，为实现上述目的，本申请还提供一种扫地机器人，其中，包括如上任一项所述的流道结构。

有益效果

本申请通过将流道结构的腔体设置为包括有输出装置，以实现降噪信号的输出，从而实现降低扫地机器人整机噪声的技术效果。本申请的降噪信号可以由采集装置根据所述扫地机器人的工作噪声信号而确定，因此，降噪效果更好。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1是本申请的第一种流道结构的示意图；

图2是本申请的第二种流道结构的示意图；

图中，1表示第一腔体；2表示第二腔体；3表示第三腔体；4表示音腔；5表示信号处理单元；6表示输出装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中的“内、外”的含义指的是相对于流道结构本身而言，由流道结构外壁指向流道结构内部气流的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中的“上游、下游”的含义指的是使用者正对流道结构时，由流入端口指向流出端口的方向即为指向下游，由流出端口指向流入端口的方向即为指向上游，而非对本申请的装置机构的特定限定。

图1为根据本申请的一种用于扫地机器人的流道结构。扫地机器人内部电机带动风机高速旋转而在流道结构内产生气流，该气流可以将粘附在吸尘口附近地面上的灰尘和杂物扬起并吸入流道，经过滤网过滤，通过尘盒将固体颗粒收集起来，并将干净的空气从出风口排出。该流道结构具体可设置为包括：

流入端口，其开口端连接至扫地机器人的吸尘口；

流出端口，其开口端连接至扫地机器人的出风口；

流道腔体，其连通流入端口和流出端口，形成供扫地机器人内部气流流通的流道，流道腔体包括有信号输出装置6，信号输出装置6用于输出降噪信号，以降低扫地机器人的整机噪声，降噪信号根据扫地机器人的工作噪声信号进行确定。

上述的信号输出装置6可以具体通过扬声器实现，该扬声器由信号处理单元5控制，根据采集装置所采集的扫地机器人的工作噪声信号，输出与噪声信号相位相反的降噪声波，实现声场抵消而达到良好的降噪效果。该扬声器具体可安装在一个音腔4内，扬声器所实现的信号输出装置6，其数量不应受到限制，其数量一般需要根据噪声大小而具体计算。用于安装信号输出装置6的音腔4可以设置在流道腔体的内壁上。为避免扬声器之间共振或各扬声器之间相互影响，本申请具体可设置至少一个音腔4分别容纳每一个信号输出装置6。每一个音腔4与该音腔4内所容纳的信号输出装置6可进一步设置为气密连接，由音腔4的腔体内部形成气密空间，避免泄漏流道内部气流。

在更为具体的实现方式下，本申请所提供的流道腔体包括：用于吸入气流的第一腔体1、用于对气流进行处理操作的第二腔体2、用于排出第二腔体2处理后的气流的第三腔体3。其中，第二腔体2对气流所进行的处理操作包括下述操作中的至少一种：整流、加速、过滤除杂。第一腔体1，其入口连通流入端口，第一腔体1的出口连通第二腔体2的入口；第二腔体2的出口连通第三腔体3的入口；第三腔体3的出口连通流出端口。为实现更好的降噪效果，本申请中，优选的可设置信号输出装置6通过音腔4安装在第三腔体3的内壁上。

在一些实现方式下，上述的第一腔体1具体可设置为一个吸入腔，上述的第二腔体2具体可设置为一个过渡腔，上述的第三腔体3具体可设置为一个流出腔。第三腔体3均可选择设置为图1所示的l型弯管或图2所示的直管结构。而其中，安装输出装置6的第三腔体3，其具体可设置音腔4结构的接口贴合于流出腔体的侧壁，从而保证扬声器的振膜面与第三腔体3中气流的流线方向平行，保证扬声器所输出的降噪声波能够充分作用于流道内部所通过的气流，从而降低其噪声水平。

在一些实施例中，除主风机外，本申请还可以进一步的在弯管式流出腔内设置有辅助风机以补偿扫地机器人内部气流流过弯管过程中因弯道内部流向转换所造成的能量损失。主风机和辅助风机的设置位置一般不受限制，可设置在流道腔体中出风口或气流流出端口前的任意位置。由此，可进一步保持扫地机器人内部流道具有大风量大吸力，以实现更优的吸尘清洁效果。

为保证输出装置6所输出的降噪声波的准确性，本申请还可以具体设置信号处理单元5根据采集装置所采集的噪声信号而生成对应的降噪信号。采集装置至少包括一个，其可设置在第一腔体1内，用于采集第一腔体1对应区域内的扫地机器人的第一工作噪声信号。在更为优选的实现方式下，第三腔体3中还可进一步设置有第二采集装置。第二采集装置具体可设置为位于第三腔体3中信号输出装置6的下游，用于采集第三腔体3对应区域内的扫地机器人的第二工作噪声信号。

采集装置可通过麦克风实现。当其仅设置在第一腔体1内时，可作为参考麦克风实现前馈降噪。此时，麦克风可具体沿流线方向设置为位于扬声器上游，例如可设置于吸入腔出口段、过渡腔或流出腔入口段，用于采集源噪声。

当麦克风设置在扬声器下游时，可作为误差麦克风，实现反馈降噪。此时，麦克风可具体设置于流出腔出口段，用于采集源噪声与降噪声波叠加后的剩余噪声。

当系统包括至少两个麦克风时，多个麦克风可同时分别作为参考麦克风和误差麦克风，实现混合降噪。

针对上述各采集装置的设置方式，本申请中的信号处理5可对应设置为用于处理第一工作噪声信号，以根据第一工作噪声信号确定降噪信号；或，本申请中的信号处理单元也可对应设置为用于处理第一工作噪声信号和第二工作噪声信号，以同时根据第一工作噪声信号和第二工作噪声信号确定降噪信号。

由此，本申请通过在扫地机器人的流道结构内设置麦克风、处理器和扬声器构成一个完整的主动降噪系统，从而通过麦克风采集扫地机器人的工作噪声信号；通过处理器根据麦克风采集的噪声信号计算对应的降噪信号；通过扬声器响应处理器输出的降噪信号以发出降噪声波。本申请中可以将流道具体通过第三腔体3的l型弯管设置为弯管道结构。三个腔体可以分别单独组装拼接成型，也可以一体化设置以保证流道的气密性及导流效果。弯管道结构内部可进一步进行流体方面的设计，减少因快速气体流动而产生的湍流、结构振动等问题。但由于管道的曲折，弯管道结构的腔体中，一部分频段的噪声会产生折射、增强等现象，导致麦克风所采集的噪声数据与需要降噪区域的噪声数据差别较大，虽然属于少数情况，但一定程度会影响其降噪效果。而将流道结构设置为直管道，则相当于在留到中形成一个标准的管道声场，降噪环境会更为理想，因此降噪效果会相对更好。但是，对于弯道结构，其搭配主动降噪系统，经试验验证，也可相对传统被动降噪手段，实现更好的降噪效果，使得扫地机器人工作噪声水平更低。

在较为优选的实现方式下，上述的主动降噪系统中各硬件可以在扫地机器人的流道结构中按照如下的方式进行布局：

信号处理单元：其可设置为集成有搭载主动降噪算法的芯片。或者，该信号处理单元也可以通过独立设置的主动降噪芯片实现。或者，该信号处理单元也可以与扫地机器人控制芯片一体化，设置于过渡腔。

扬声器：其可设置于流出腔出口段。为不影响工作流体的正常流通，扬声器可以被优选设置于流出腔出口段的壳体之外，任意设置在流出腔出口段的壳体四个侧面均可。扬声器单元的振膜端开口朝向流道，振膜面以图1以及图2中所示与流线方向平行，或振膜面与流线方向之间也可设置成具有一定夹角，如，具有0~60°、120~180°等角度范围的夹角。为保证流道的吸尘效果，该扬声器单元的后壳端可与流出腔出口段壳体气密性连接。

麦克风：其可根据信号处理单元的控制需要而分为参考麦克风、误差麦克风。当作为参考麦克风时，采集源噪声，提供前馈降噪的参考噪声输入；当作为误差麦克风时，采集源噪声与降噪声波叠加后的剩余噪声反馈降噪，沿流线方向位于扬声器下游，提供反馈噪声输入；当同时设置至少两个麦克风时，麦克风还可分别设置参考麦克风和误差麦克风，实现混合降噪。

本申请中，扫地机器人流道结构的各腔体可设计为无突变截面的流线型、流道沿线还可布设吸声材料，配合主动降噪系统进一步提升扫地机器人的降噪效果。

由此，本申请可以从源头处抑制扫地机器人的工作噪声，尤其是抵消中低频噪声能量，并配合吸声材料及流道外部的扫地机器人结构对中高频噪声能量进行耗散。

综上，本申请能够显著降低扫地机器人的噪声，并且，可以在较低功耗下保持大风量、大吸力清洁。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。