清洁设备的制作方法

本实用新型涉及清洁技术领域，具体涉及一种清洁设备。

背景技术：

在科技高速发展的今天，无论是教学课堂还是社会企业中，多媒体设备基本普及，教学工作也大多需要多媒体设备的协助，传统的黑板与粉笔已经不能满足人们的要求，取而代之的是没有灰尘、更加方便实用的白板和白板笔。但是白板的清洁较为费力，较深的墨迹需要反复清洁，无论是在教学过程中或者是在企业的培训过程中，花一段时间来清洁黑板，容易打断人们的思路，清洁的过程非常浪费时间也非常消耗体力，清洁效率不高。同样，高空玻璃幕墙、大电子屏幕等表面，也需要清洁，而玻璃墙、大电子屏幕处于较高位置的部分，人工清洁困难，清洁效率低。因此，目前的清洁设备需要人工控制，擦除效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种清洁设备，以克服目前清洁设备需要人工控制，擦除效率低的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种清洁设备，包括清洁设备主体、真空吸附装置、驱动装置、检测装置和控制器；

所述驱动装置包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块和/或所述第二驱动模块驱动清洁设备；

所述检测装置包括距离检测器和压力检测器；

所述第一驱动模块、所述第二驱动模块、所述距离检测器、所述压力检测器和所述真空吸附装置分别与所述控制器相连；

所述第一驱动模块、所述第二驱动模块、所述距离检测器、所述压力检测器、所述真空吸附装置与所述控制器设置在所述清洁设备主体上，所述清洁设备主体的清洁面上设置有清洁装置；

所述距离检测器检测所述清洁设备与障碍物的距离，所述控制器根据所述距离调整所述第一驱动模块、所述第二驱动模块的运动状态；

所述压力检测器检测所述清洁设备的吸附程度，所述控制器根据所述吸附程度调整所述真空吸附装置的吸附状态。

进一步地，以上所述清洁设备，所述真空吸附装置包括：真空电机和风扇；

所述真空电机与所述风扇相连；

所述清洁设备主体与被清洁设备之间设置有真空腔；

所述真空电机驱动所述风扇转动，排空所述真空腔内的空气，形成压强差，从而产生吸附力，并将所述清洁设备主体吸附在所述被清洁设备上。

进一步地，以上所述清洁设备，所述检测装置还包括电流检测器；

所述电流检测器与所述真空电机相连；

所述电流检测器还与所述控制器相连；

所述电流检测器检测到所述真空电机的电流在预设范围之外时，所述控制器调节所述电流至所述预设范围内。

进一步地，以上所述清洁设备，所述第一驱动模块包括：第一驱动电机和第一驱动轮；

所述第一驱动电机与所述控制器电性相连，所述第一驱动电机还与所述第一驱动轮相连；

所述第二驱动模块包括：第二驱动电机和第二驱动轮；

所述第二驱动电机与所述控制器电性相连，所述第二驱动电机还与所述第二驱动轮相连。

进一步地，以上所述清洁设备，所述第一驱动轮上设置有第一履带；

所述第二驱动轮上设置有第二履带。

进一步地，以上所述清洁设备，还包括蓄电池；

电源断电后，由所述蓄电池供电。

进一步地，以上所述清洁设备，还包括交互设备；

所述交互设备与所述控制器相连；

所述交互设备与外部控制设备进行数据交互。

进一步地，以上所述清洁设备，还设置有加湿器；

所述加湿器与所述控制器相连；

所述加湿器将液体雾化，并喷至所述被清洁设备的清洁部位。

进一步地，以上所述清洁设备，所述真空腔的出气口设置有过滤设备；

所述过滤设备中设置有干燥剂；

所述真空腔内的空气经过所述过滤设备，并被所述干燥剂干燥。

进一步地，以上所述清洁设备，所述清洁装置与所述清洁设备主体可拆卸设置。

本实用新型的清洁设备，包括：清洁设备主体、真空吸附装置、驱动装置、检测装置和控制器；驱动装置包括第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块和/或第二驱动模块驱动清洁设备；检测装置包括距离检测器和压力检测器；第一驱动模块、第二驱动模块、距离检测器、压力检测器和真空吸附装置分别与控制器相连；第一驱动模块、第二驱动模块、距离检测器、压力检测器、真空吸附装置与控制器设置在清洁设备主体上，清洁设备主体的清洁面上设置有清洁装置；距离检测器检测清洁设备与障碍物的距离，控制器根据距离调整第一驱动模块、第二驱动模块的运动状态；压力检测器检测清洁设备的吸附程度，控制器根据吸附程度调整真空吸附装置的吸附状态。本方案的清洁设备能够吸附在被清洁设备上，自动清洁被清洁设备上的污渍。不需要人工清洁，清洁效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1是本实用新型清洁设备一种实施例提供的结构图；

图2是本实用新型清洁设备一种实施例提供的电路图；

图3是本实用新型清洁设备另一种实施例提供的电路图；

图4是本实用新型清洁设备一种实施例的工作路径图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型清洁设备一种实施例提供的结构图，图2是本实用新型清洁设备一种实施例提供的电路图，请参阅图1和图2，本实施例的清洁设备可以包括清洁设备主体101、真空吸附装置102、驱动装置103、检测装置104和控制器105；具体地，本实施例的控制器105可以包括主控芯片1051，主控芯片1051优选为Arduino UNO主板，其工作电压为5V，14个数字IO脚，6个模拟输入脚，IO脚直流电流为40mA。

Arduino是目前较为流行的电子互动平台，基于单片机系统开发，具有使用简单、功能多样、价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面。它构建于开放原码simple I/O面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板，本实施例选用的是Arduino UNO开发板，其14路数字输入/输出引脚，6路模拟输入口，适合于本实施例的清洁设备所需，又有造价便宜的特点；Arduino UNO的开发环境为Arduino IDE，可以用计算机进行程序开发。本实施例的编程工具选用Arduino 1.8.5windows版本。

Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制马达和其他的装置来反馈、影响环境。控制板上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对Arduino的编程是利用Arduino编程语言和Arduino开发环境来实现的。

本实施例可以在Arduino UNO主板上编辑控制程序，来控制清洁装置1011的工作状态，设定工作路线，实现清洁的目的。

具体地，本实施例的驱动装置103包括第一驱动模块1031和第二驱动模块1032，第一驱动模块1031和/或第二驱动模块1032驱动清洁设备，当第一驱动模块1031和第二驱动模块1032同时前后移动时，实现清洁设备的前后移动，当第一驱动模块1031或第二驱动模块1032单独工作，另一个驱动模块不工作时即可实现设备转向。

具体地，检测装置104可以包括距离检测器1041和压力检测器1042，具体地，本实施例的距离检测器1041优选为超声波传感器，压力检测器1042优选为真空度传感器。

第一驱动模块1031、第二驱动模块1032、距离检测器1041、压力检测器1042和真空吸附装置102分别与控制器105相连；第一驱动模块1031、第二驱动模块1032、距离检测器1041、压力检测器1042、真空吸附装置102与控制器105设置在清洁设备主体101上，清洁设备主体101的清洁面上设置有清洁装置1011。

具体地，本实施例的清洁装置可以设置指示灯和声音报警器。指示灯可以显示清洁设备的工作状态，当出现异常情况时，声音报警器可以发出警报。

具体地，本实施例的清洁设备可以按照预先设定的路径工作。本实施例的距离检测器1041可以检测清洁设备与障碍物的距离，控制器105根据距离调整第一驱动模块1031和第二驱动模块1032的运动状态。本实施例中，可以预先设定安全距离，当距离检测器1041检测到清洁设备与障碍物的实际距离小于安全距离时，控制器105控制第一驱动模块1031和第二驱动模块1032改变运动状态，在预设时间内实现转向或者后退，避免发生碰撞；若清洁设备的初始位置摆放不当，此时第一驱动模块1031和第二驱动模块1032均不动作，并通过亮灯、发出声音警告等方式提醒用户；当距离检测器1041检测到清洁设备与障碍物的实际距离大于安全距离时，第一驱动模块1031和第二驱动模块1032继续按照预先设定的路径工作。

具体地，本实施例的压力检测器1042检测清洁设备的吸附程度，控制器105根据吸附程度调整真空吸附装置102的吸附状态。本实施例中，可以预先设定清洁设备不会从被清洁设备111表面落下的安全压力范围，在工作过程中，压力检测器1042检测器检测到实际压力不在安全压力范围内，控制器105控制吸附装置调整压力到安全范围内。

本实施例的清洁设备，可以包括清洁设备主体101、真空吸附装置102、驱动装置103、检测装置104和控制器105；驱动装置103包括第一驱动模块1031和第二驱动模块1032，第一驱动模块1031和/或第二驱动模块1032驱动清洁设备；检测装置104包括距离检测器1041和压力检测器1042；第一驱动模块1031、第二驱动模块1032、距离检测器1041、压力检测器1042和真空吸附装置102分别与控制器105相连；第一驱动模块1031、第二驱动模块1032、距离检测器1041、压力检测器1042、真空吸附装置102与控制器105设置在清洁设备主体101上，清洁设备主体101的清洁面上设置有清洁装置1011；距离检测器1041检测清洁设备与障碍物的距离，控制器105根据距离调整第一驱动模块1031、第二驱动模块1032的运动状态；压力检测器1042检测清洁设备的吸附程度，控制器105根据吸附程度调整真空吸附装置102的吸附状态。本方案的清洁设备能够吸附在被清洁设备111上，自动清洁被清洁设备111上的污渍，不需要人工清洁，清洁效率较高。

图3是本实用新型清洁设备另一种实施例提供的电路图。请参考图3，本实施例在以上实施例的基础上，真空吸附装置102可以包括真空电机1021和风扇1022，具体地，本实施例的真空电机1021优选为额定电压为18V的有刷直流电机。本实施例的直流电机可以连接继电器106，以实现通过继电器106与控制器105连接，控制器105通过控制继电器106来控制直流电机的开关或者正反转。具体地，本实施例的继电器106可以是由多个单独的继电器组成的继电器组，以实现控制直流电机的开关或者正反转的功能。

具体地，本实施例的清洁设备主体101和被清洁设备111之间设置有真空腔，真空电机1021驱动风扇1022转动，短时间内排空真空腔内的空气，形成压强差，从而产生吸附力，并将清洁设备主体101吸附在被清洁设备111上。

具体地，在以上实施例的基础上，本实施例的检测装置104还可以包括电流检测器1043，电流检测器1043与真空电机1021相连，电流检测器1043还与控制器105相连。具体地，真空电机1021的电流大小可以反映出真空电机1021的工作状态，它和压力检测器1042的测量值一起确定吸附情况。具体的，本实施例可以根据清洁设备的吸附程度预设安全电流范围，当电流检测器1043检测到真空电机1021的电流在预设范围之外时，控制器105调节电流至预设范围内。进而通过真空电机1021的电流大小判断是否会存在跌落的状态。进一步的，当真空腔的气密性出现问题或者真空电机工作异常时，都可能导致跌落现象，此时压力检测器1042与电流检测器1043检测到的数据无法对应。因此，本实施例的清洁设备在工作过程中，主控芯片1051检测到压力检测器1042与电流检测器1043提供的数据不匹配后，可以通过控制亮灯、发出声音警告等方式提醒用户清洁设备存在跌落风险，并且可以控制清洁设备停止运行。在维修时，可以根据压力检测器1042与电流检测器1043检测到的数据情况，确定导致跌落现象的原因，进而判定异常位置。

具体地，本实施例的清洁设备，在以上实施例的基础上，第一驱动模块1031可以包括第一驱动电机10311和第一驱动轮10312，第一驱动电机10311与控制器105电性相连，第一驱动电机10311还与第一驱动轮10312相连；第二驱动模块1032包括：第二驱动电机10321和第二驱动轮10322；第二驱动电机10321与控制器105电性相连，第二驱动电机10321还与第二驱动轮10322相连。第一驱动轮10312上可以设置第一履带，第二驱动轮10322上可以设置第二履带。本实施例的第一履带和第二履带可以使用橡胶材料，在光滑表面上移动时可以起到吸附、防火的作用。

优选地，本实施例的第一驱动电机10311和第二驱动电机10321优选为额定电压为18V的有刷直流电机。本实施例的直流电机可以连接继电器106，通过继电器106与控制器105连接，控制器105通过控制继电器106来控制直流电机的开关或者正反转。

具体地，本实施例第一驱动模块1031和第二驱动模块1032分别还可以包括变速调节装置，本实施例优选使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)变速调节。

PWM是通过数字均值获得模拟结果的技术。数字控制被用来创建一个方波，信号在开和关之间切换。这种开关模式通过改变“开”时间段和“关”时间段的比值完全模拟从开(5V)和关(0V)之间的电压。“开时间”的周期称为脉冲宽度。为了得到不同的模拟值，可以更改或调节脉冲宽度。如果重复这种开关模式速度足够快，其结果是一个介于0和5V之间的稳定电压用以输出控制。一个固定的时间期限内，持续时间或周期是PWM频率的倒数。例如Arduino主板输出的PWM频率约为500Hz，每个绿线之间表示2毫秒。一个analogWrite()函数的调用区间为0-255，例如analogWrite(255)需要100％占空比(常开)，和analogWrite(127)是50％占空比(上一半的时间)。

利用上述原理，本实施例将Arduino模拟值(PWM波)输出到管脚，可用于以不同的速度驱动电机。调用analogWrite()后，该引脚将产生一个指定占空比的稳定方波，直到下一次调用analogWrite()(或在同一引脚调用digitalRead()或digitalWrite())。

具体地，本实施例的控制器105还可以包括驱动芯片1052。本实施例的驱动芯片1052优选为ULN2064B芯片。ULN2064B芯片高耐压、大电流达林顿陈列，由四个硅NPN达林顿管组成，工作电压5V；灌电流可达1500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。具体地，本实施例的真空电机1021、第一驱动电机10311和第二驱动电机10321都优选为额定电压为18V的有刷直流电机。因此，对应的，可以优选驱动芯片1052将电压和电流放大，来驱动电机。并且，本实施例通过主控芯片1051的PWM输出引脚接到驱动芯片1052的输入引脚，调节PWM的输出值来实现对电机的变速控制。

具体地，本实施例的清洁设备，在以上实施例的基础上，还可以包括蓄电池1071，当电源1072断电后，可以使用蓄电池1071继续工作，保证清洁设备不会掉落且能够正常工作。蓄电池的电压应该满足电路中所有元器件对电压的要求。本实施例的蓄电池1071优选为18V的电池和5V的电池，其中18V的电池提供真空电机1021、第一驱动电机10311、第二驱动电机10321的所需的电能，5V的电池提供其他电子元件所需的电能，也为主控芯片1051供电。驱动芯片1052通过主控芯片1051输出的弱信号来控制需要高电压和大电流的真空电机1021、第一驱动电机10311、第二驱动电机10321的运动。本实施例中，驱动芯片1052的供电采用18V，而输入控制信号是0～5V。

具体地，本实施例的清洁设备，在以上实施例的基础上还可以包括：交互设备108，交互设备108与控制器105的主控芯片1051相连，交互设备108可以与外界控制设备实现数据交互。具体地，交互设备108可以接受外部控制设备的命令，并且将命令发送给控制器105，进而外部控制设备可以控制清洁设备的移动，实现清洁设备的手动控制；控制器105还可以通过交互设备108将检测装置104检测到的数据发送给外部控制设备，实现清洁设备工作状态的监控。具体地，本实施例的外部控制设备可以是手机、平板电脑、或者计算机、遥控器等。

具体地，本实施例的清洁设备，还可以包括加湿器109，加湿器109与控制器105相连，加湿器109中可以放置清洁液、水或者其他有助于清洁的液体。加湿器109可以将液体雾化，喷至被清洁设备111的清洁部位。如果被清洁设备111上的污渍难以清除，可以通过交互设备、控制按键等启动加湿器109，使用清洁液、水或者其他有助于清洁的液体，加速污渍的清除。

具体地，本实施例的真空腔出气口可以设置过滤设备110，将清洁过程中产生的灰尘或者其他杂质过滤掉，避免这些物质进入到电子设备中，影响电子设备的正常使用；过滤设备110中还可以设置干燥剂，当加湿器109打开时，附近的空气会潮湿，设置干燥剂能够将潮湿的空气干燥，避免潮湿的空气腐蚀电子设备，影响电子设备的正常使用。

具体地，本实施例的清洁装置1011与清洁设备主体101可拆卸设置，当清洁装置1011不能够使用时，可以直接更换或者清洗清洁装置1011，进而延长清洁设备的使用寿命。

具体地，本实施例的清洁设备的清洁效果与清洁装置1011与被清洁设备111之间的压力有关，清洁设备能否按照指令有效运动与与被清洁设备111间的压力以及电机驱动力有关，而这些因素都与真空电机1021、第一驱动电机10311、第二驱动电机10321的电压和电流有直接的关系。因此本实施例探索了重要器件在不同工作电流、电压下的擦洗效果。表1是清洁设备不同工作电流电压下的擦洗效果测试，从而摸索出一组合适的参数。

表1 清洁设备不同工作电流电压下的擦洗效果测试

通过表1可知，第7组数据效果最好，同时测试到除了上述三个电机电流外，其他电路电流基本不变，为0.06A，因此，本实施例选用该组数据作为系统的默认数据。

图4是本实用新型清洁设备一种实施例的工作路径图。具体地，请参阅图4，本实施例的清洁设备在工作时，可以将清洁设备放置于被清洁设备111的左上角，当处于自动擦洗状态时，设备会自动直线向下运动到位置1，当设备遇到被清洁设备111框前，距离检测器1041探测到障碍物，可以提前自动旋转180度并往右边运动设备自身长度的位移，再向上直线运动，直到位置2，以此类推运动到终点3位置，完成全部被清洁设备111擦洗范围。用户可以通过外接控制设备向清洁设备发送路径指令，清洁设备也可以按照外部控制设备的指令进行清洁，同样当遇到障碍物会自动调整运动方向。

具体地，本实施例的清洁装置，在以上实施例的基础上还可以包括电流检测器1043，通过压力检测器1042和真空电机1021的电流大小共同判断是否会存在跌落的状态。本实施例优选使用脉冲宽度调制对第一驱动电机10311和第二驱动电机10321进行变速调节，本实施例的控制器105还可以包括驱动芯片1052，将电压和电流放大，来驱动电机。还可以包括蓄电池1071，当电源1072断电后，可以使用蓄电池1071继续工作，保证清洁设备不会掉落且能够正常工作；还可以包括交互设备108，实现清洁设备的手动控制和工作状态的监控；还可以包括加湿器109，加速污渍的清除；真空腔出气口可以设置过滤设备110，将清洁过程中产生的灰尘或者其他杂质过滤掉。本实施例的清洁设备能够吸附在被清洁设备111上，自动清洁被清洁设备111上的污渍，不需要人工清洁，清洁效率较高。本实施例的清洁设备适用于白板、高空玻璃幕墙、大电子屏幕等光滑表面的清洗，有利于提升效率、降低劳动强度和安全风险。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。