一种模块化的水箱控制电路及清洁机器人的制作方法

1.本实用新型涉及清洁机器人控制电路技术领域，尤其涉及一种模块化的水箱控制电路及清洁机器人。


背景技术：

2.随着人们的生活水平的提高，越来越多的智能家居设备进入了人们的生活中，其中，清洁机器人是一种新兴的家居清洁设备。现有的清洁机器人会设置有用于储水的水箱，以在对目标区域进行清洗或拖地时出水，为了使得清洁机器人的功能更加多样化，部分研发者会针对水箱设置一些控制功能电路。但现有的清洁机器人中的水箱相关的控制功能电路，其一般将所有关联电路集中设计到一块电路板中，但这种做法显然使得不同电路没有隔离分开设置，其被水或其他因素破坏的风险很高，且也不利于后续的电路检测或维护。。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种模块化的水箱控制电路及清洁机器人，能够使将电路被破坏或影响的风险分散，保证部分电路受损时仍然能够照常执行其他电路，且也有利于电路的检测维护或更换。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面公开了一种模块化的水箱控制电路，所述水箱控制电路应用于清洁机器人中，所述水箱控制电路包括主控器电路和多个水箱功能控制电路；其中：
5.所述主控器电路被模块化地设置在第一电路板上；所述第一电路板设置在所述清洁机器人的水箱外；
6.每一所述水箱功能控制电路被分别模块化地设置在第二电路板上；所述第二电路板设置在所述清洁机器人的水箱内；每一所述第二电路板连接至所述第一电路板。
7.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述多个水箱功能控制电路包括水箱控制器电路、水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少两种。
8.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述水箱控制器电路包括mcu控制器及其外围电路。
9.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述水箱电源电路包括电源限流电路和电源转换电路；其中：
10.所述电源限流电路连接至驱动电源和所述mcu控制器，其包括多个限流电阻和连接端子；
11.所述电源转换电路连接至所述电源限流电路和所述mcu控制器，其包括有直流电源转换芯片及其外围电路。
12.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述升降模块控制电路连接至所述驱动电源和所述mcu控制器的pwm信号口，所述升降模块控制电路包括pwm马达驱
动控制芯片及其外围电路。
13.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述电流检测控制电路连接至所述水泵控制电路、所述升降模块控制电路以及所述mcu控制器的adc口；所述电流检测控制电路包括运算放大器芯片及其外围电路。
14.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述振动模块控制电路连接至所述驱动电源、所述mcu控制器的pwm信号口、所述电流检测控制电路以及所述清洁机器人的振动马达部件。
15.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，所述mcu控制器为型号是ac1003的soc控制器芯片，和/或，所述直流电源转换芯片为型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片，和/或，所述pwm马达驱动控制芯片为型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片，和/或，所述运算放大器芯片为型号是lm258dr的运算放大器芯片。
16.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第一方面中，每一所述水箱功能控制电路可拆卸地设置在所述第二电路板上；和/或，每一所述第二电路板通过串口连接至所述第一电路板。
17.本实用新型第二方面公开了一种用于控制水箱的清洁机器人，所述清洁机器人包括一种模块化的水箱控制电路，所述水箱控制电路包括主控器电路和多个水箱功能控制电路；其中：
18.所述主控器电路被模块化地设置在第一电路板上；所述第一电路板设置在所述清洁机器人的水箱外；
19.每一所述水箱功能控制电路被分别模块化地设置在第二电路板上；所述第二电路板设置在所述清洁机器人的水箱内；每一所述第二电路板连接至所述第一电路板。
20.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述多个水箱功能控制电路包括水箱控制器电路、水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少两种。
21.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述水箱控制器电路包括mcu控制器及其外围电路。
22.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述水箱电源电路包括电源限流电路和电源转换电路；其中：
23.所述电源限流电路连接至驱动电源和所述mcu控制器，其包括多个限流电阻和连接端子；
24.所述电源转换电路连接至所述电源限流电路和所述mcu控制器，其包括有直流电源转换芯片及其外围电路。
25.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述升降模块控制电路连接至所述驱动电源和所述mcu控制器的pwm信号口，所述升降模块控制电路包括pwm马达驱动控制芯片及其外围电路。
26.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述电流检测控制电路连接至所述水泵控制电路、所述升降模块控制电路以及所述mcu控制器的adc口；所述电流检测控制电路包括运算放大器芯片及其外围电路。
27.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述振动模块控制电路连
接至所述驱动电源、所述mcu控制器的pwm信号口、所述电流检测控制电路以及所述清洁机器人的振动马达部件。
28.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，所述mcu控制器为型号是ac1003的soc控制器芯片，和/或，所述直流电源转换芯片为型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片，和/或，所述pwm马达驱动控制芯片为型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片，和/或，所述运算放大器芯片为型号是lm258dr的运算放大器芯片。
29.作为一种可选的实施方式，在本实用新型第二方面中，每一所述水箱功能控制电路可拆卸地设置在所述第二电路板上；和/或，每一所述第二电路板通过串口连接至所述第一电路板。
30.与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：
31.本实用新型中，提供了一种模块化的水箱控制电路，该电路用于清洁机器人中，该电路包括主控器电路和多个水箱功能控制电路；其中：所述主控器电路被模块化地设置在第一电路板上；所述第一电路板设置在所述清洁机器人的水箱外；每一所述水箱功能控制电路被分别模块化地设置在第二电路板上；所述第二电路板设置在所述清洁机器人的水箱内；每一所述第二电路板连接至所述第一电路板。可见，实施本实用新型能够使得设置在水箱中的电路被模块化地分别设置在不同的电路板上，从而将电路被破坏或影响的风险分散，保证部分电路受损时仍然能够照常执行其他电路，且也有利于电路的检测维护或更换。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本实用新型实施例公开的一种模块化的水箱控制电路的结构示意图；
34.图2是本实用新型实施例公开的水箱控制器电路的一种具体电路示意图；
35.图3是本实用新型实施例公开的水箱电源电路的一种具体电路示意图；
36.图4是本实用新型实施例公开的升降模块控制电路的一种具体电路示意图；
37.图5是本实用新型实施例公开的电流检测控制电路的一种具体电路示意图；
38.图6是本实用新型实施例公开的振动模块控制电路的一种具体电路示意图；
39.图7是本实用新型实施例公开的升降限位控制电路的一种具体电路示意图；
40.图8是本实用新型实施例公开的水泵控制电路的一种具体电路示意图；
41.图9是本实用新型实施例公开的水位检测控制电路的一种具体电路示意图；
42.图10是本实用新型实施例公开的一种清洁机器人的结构示意图。
具体实施方式
43.为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
44.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“电连接”应做广义理解，例如，可以是固定电连接，也可以是可拆卸电连接，或一体地电连接；可以是机械电连接，也可以是电电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.实施例一
46.请参阅图1，图1是本实用新型实施例公开的一种模块化的水箱控制电路的结构示意图。其中，图1所描述的模块化的水箱控制电路可以应用于清洁机器人中，本实用新型实施例不做限定。该清洁机器人可以为扫地机或洗地机，本实用新型不做限定。如图1所示，该模块化的水箱控制电路包括主控器电路和多个水箱功能控制电路，其中主控器电路被模块化地设置在第一电路板上，具体的，第一电路板设置在清洁机器人的水箱外，而每一水箱功能控制电路被分别模块化地设置在第二电路板上，每一第二电路板连接至第一电路板，且所有第二电路板设置在清洁机器人的水箱内。
47.可选的，每一水箱功能控制电路可拆卸地设置在第二电路板上，以便于后续的检测和维修。可选的，每一第二电路板可以通过串口连接至第一电路板。
48.可见，实施图1所描述的模块化的水箱控制电路能够使得设置在水箱中的电路被模块化地分别设置在不同的电路板上，从而将电路被破坏或影响的风险分散，保证部分电路受损时仍然能够照常执行其他电路，且也有利于电路的检测维护或更换。
49.作为一种可选的实施方式，上述多个水箱功能控制电路可以包括水箱控制器电路、水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少两种。
50.优选的，多个水箱功能控制电路包括有水箱控制器电路，同时进一步包括有水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少一种，从而能够实现利用水箱控制器电路单独统筹控制水箱中的其他水箱功能控制电路，以实现水箱和清洁机器人主电路板的分离控制，降低电路被破坏的风险。
51.作为一种可选的实施方式，水箱控制器电路包括mcu控制器及其外围电路，可选的，mcu控制器为型号是ac1003的soc控制器芯片，水箱控制器电路的一种具体的实施电路图可以参见图2，其中，型号是ac1003的soc控制器芯片是面向小家电、物联网节点、遥控器、电子烟、充电器、智能家居等应用，推出的通用型mcu芯片，该芯片集成arm cortex m0+低功耗内核，具有低电压、低功耗、低待机电流、高集成度、快速唤醒，以及高性价比等优势。
52.作为一种可选的实施方式，水箱电源电路包括电源限流电路和电源转换电路，其中电源限流电路连接至驱动电源和mcu控制器，其包括多个限流电阻和连接端子，而电源转换电路连接至电源限流电路和mcu控制器，其包括有直流电源转换芯片及其外围电路。可选的，直流电源转换芯片为型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片，水箱电源电路的一种具体的实施电路图可以参见图3，其中，型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片是一
款降压型dc-dc变换芯片，它具有4.5～40v宽电压输入和2a大电流输出，同时输出电压有可调式adj及固定电压值3.3v、5v和12v三种输出。其具有低纹波，以及出色的线性调整率和负载调整率，可以大大简化电路设计的复杂程度。
53.作为一种可选的实施方式，升降模块控制电路连接至驱动电源和mcu控制器的pwm信号口，升降模块控制电路包括pwm马达驱动控制芯片及其外围电路。可选的，pwm马达驱动控制芯片为型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片，升降模块控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图4，其中，型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片是具有脉冲宽度调制(pwm)功能的直流电机驱动器，其峰值输出电流为
±
3.5a，工作电压上限为40v。通过外加pwm信号到相应输入脚，可以控制直流电机的速度和方向，同时内部同步整流电路会降低芯片功耗。内部电路保护包括过电流保护，电机引线对地或电源短路保护，热关断保护，欠压监控和交越电流保护。
54.作为一种可选的实施方式，电流检测控制电路连接至水泵控制电路、升降模块控制电路以及mcu控制器的adc口，具体的，电流检测控制电路包括运算放大器芯片及其外围电路，可选的，运算放大器芯片为型号是lm258dr的运算放大器芯片，电流检测控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图5。
55.作为一种可选的实施方式，振动模块控制电路连接至驱动电源、mcu控制器的pwm信号口、电流检测控制电路的adc端以及清洁机器人的振动马达部件，振动模块控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图6。
56.具体的，升降限位控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图7，水泵控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图8，水位检测控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图9。
57.实施例二
58.请参阅图10，图10是本实用新型实施例公开的清洁机器人的结构示意图,该清洁机器人包括有水箱，以及水箱控制电路。其中，水箱控制电路如图1所示。如图1所示，该水箱控制电路包括主控器电路和多个水箱功能控制电路，其中主控器电路被模块化地设置在第一电路板上，具体的，第一电路板设置在清洁机器人的水箱外，而每一水箱功能控制电路被分别模块化地设置在第二电路板上，每一第二电路板连接至第一电路板，且所有第二电路板设置在清洁机器人的水箱内。
59.可选的，每一水箱功能控制电路可拆卸地设置在第二电路板上，以便于后续的检测和维修。可选的，每一第二电路板可以通过串口连接至第一电路板。
60.作为一种可选的实施方式，上述多个水箱功能控制电路可以包括水箱控制器电路、水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少两种。
61.优选的，多个水箱功能控制电路包括有水箱控制器电路，同时进一步包括有水箱电源电路、升降限位控制电路、水泵控制电路、水位检测控制电路、电流检测控制电路、升降模块控制电路和振动模块控制电路中的至少一种，从而能够实现利用水箱控制器电路单独统筹控制水箱中的其他水箱功能控制电路，以实现水箱和清洁机器人主电路板的分离控制，降低电路被破坏的风险。
62.作为一种可选的实施方式，水箱控制器电路包括mcu控制器及其外围电路，可选
的，mcu控制器为型号是ac1003的soc控制器芯片，其一种具体的实施电路图可以参见图2，其中，型号是ac1003的soc控制器芯片是面向小家电、物联网节点、遥控器、电子烟、充电器、智能家居等应用，推出的通用型mcu芯片，该芯片集成arm cortex m0+低功耗内核，具有低电压、低功耗、低待机电流、高集成度、快速唤醒，以及高性价比等优势。
63.作为一种可选的实施方式，水箱电源电路包括电源限流电路和电源转换电路，其中电源限流电路连接至驱动电源和mcu控制器，其包括多个限流电阻和连接端子，而电源转换电路连接至电源限流电路和mcu控制器，其包括有直流电源转换芯片及其外围电路。可选的，直流电源转换芯片为型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片，水箱电源电路的一种具体的实施电路图可以参见图3，其中，型号是xl1509的pwm降压型dc-dc转换器芯片是一款降压型dc-dc变换芯片，它具有4.5～40v宽电压输入和2a大电流输出，同时输出电压有可调式adj及固定电压值3.3v、5v和12v三种输出。其具有低纹波，以及出色的线性调整率和负载调整率，可以大大简化电路设计的复杂程度。
64.作为一种可选的实施方式，升降模块控制电路连接至驱动电源和mcu控制器的pwm信号口，升降模块控制电路包括pwm马达驱动控制芯片及其外围电路。可选的，pwm马达驱动控制芯片为型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片，升降模块控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图4，其中，型号是sdc9150的pwm马达驱动控制芯片是具有脉冲宽度调制(pwm)功能的直流电机驱动器，其峰值输出电流为
±
3.5a，工作电压上限为40v。通过外加pwm信号到相应输入脚，可以控制直流电机的速度和方向，同时内部同步整流电路会降低芯片功耗。内部电路保护包括过电流保护，电机引线对地或电源短路保护，热关断保护，欠压监控和交越电流保护。
65.作为一种可选的实施方式，电流检测控制电路连接至水泵控制电路、升降模块控制电路以及mcu控制器的adc口，具体的，电流检测控制电路包括运算放大器芯片及其外围电路，可选的，运算放大器芯片为型号是lm258dr的运算放大器芯片，电流检测控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图5。
66.作为一种可选的实施方式，振动模块控制电路连接至驱动电源、mcu控制器的pwm信号口、电流检测控制电路的adc端以及清洁机器人的振动马达部件，振动模块控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图6。
67.具体的，升降限位控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图7，水泵控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图8，水位检测控制电路的一种具体的实施电路图可以参见图9。
68.以上对本实用新型实施例公开的一种模块化的水箱控制电路以及清洁机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在不脱离本实用新型的精神和范围内，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。