一种物体表面脏污程度检测装置及清洁设备的制作方法

1.本发明涉及清洁设备领域，更具体地说，涉及一种物体表面脏污程度检测装置及清洁设备。


背景技术：

2.在使用清洁设备清洁物体表面时，现有技术需要用户观察清扫对象的脏污程度，并手动调节清洁设备的工作参数，操作繁琐，用户使用体验差。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种物体表面脏污程度检测装置及清洁设备。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种物体表面脏污程度检测装置，包括光发射模块、光接收模块和处理器，所述处理器分别连接所述光发射模块和所述光接收模块，所述光发射模块和所述光接收模块位于透明吸污管外侧，所述透明吸污管用于吸收物体表面清洁后产生的清洁物；
5.所述处理器控制所述光发射模块发射预设光照强度的发射光，所述发射光经所述透明吸污管射入所述光接收模块，所述光接收模块将接收光强度发送至所述处理器，所述处理器根据光强和脏污度对照表查找所述接收光强度对应的脏污程度，其中所述光强和脏污度对照表为接收光强度和物体表面脏污程度的对应关系。
6.进一步，在本发明所述的物体表面脏污程度检测装置中，所述透明吸污管位于所述光发射模块和所述光接收模块之间，所述发射光经所述透明吸污管透射至所述光接收模块；或
7.所述发射光经所述透明吸污管反射后射入所述光接收模块。
8.另外，本发明还提供一种物体表面脏污程度检测装置，包括光发射模块、光接收模块、分压模块和处理器，所述处理器连接所述光发射模块，所述光接收模块和所述分压模块串联连接，串联连接后连接电压供电端；所述光发射模块和所述光接收模块位于透明吸污管外侧，所述透明吸污管用于吸收物体表面清洁后产生的清洁物；
9.所述处理器控制所述光发射模块发射预设光照强度的发射光，所述发射光经所述透明吸污管射入所述光接收模块，所述处理器采集所述光接收模块或所述分压模块的分压电压，根据电压和脏污度对照表查找所述分压电压对应的脏污程度，其中所述电压和脏污度对照表为分压电压和物体表面脏污程度的对应关系。
10.进一步，在本发明所述的物体表面脏污程度检测装置中，所述透明吸污管位于所述光发射模块和所述光接收模块之间，所述发射光经所述透明吸污管透射至所述光接收模块；或
11.所述发射光经所述透明吸污管反射后射入所述光接收模块。
12.进一步，在本发明所述的物体表面脏污程度检测装置中，所述分压模块为分压电
阻。
13.另外，本发明还提供一种物体表面脏污程度检测装置，包括光发射模块、光接收模块、限流模块和处理器，所述处理器连接所述光发射模块，所述光接收模块和所述限流模块串联连接，串联连接后一端连接电压供电端，另一端连接所述处理器；所述光发射模块和所述光接收模块位于透明吸污管外侧，所述透明吸污管用于吸收物体表面清洁后产生的清洁物；
14.所述处理器控制所述光发射模块发射预设光照强度的发射光，所述发射光经所述透明吸污管射入所述光接收模块，所述处理器采集所述光接收模块和所述限流模块串联电路的串联电流，根据电流和脏污度对照表查找所述串联电流对应的脏污程度，其中所述电流和脏污度对照表为串联电流和物体表面脏污程度的对应关系。
15.进一步，在本发明所述的物体表面脏污程度检测装置中，所述透明吸污管位于所述光发射模块和所述光接收模块之间，所述发射光经所述透明吸污管透射至所述光接收模块；或
16.所述发射光经所述透明吸污管反射后射入所述光接收模块。
17.进一步，在本发明所述的物体表面脏污程度检测装置中，所述限流模块为限流电阻。
18.另外，本发明还提供一种清洁设备，包括如上述的物体表面脏污程度检测装置。
19.进一步，在本发明的所述的清洁设备中，根据脏污程度调节所述清洁设备的工作参数。
20.实施本发明的一种物体表面脏污程度检测装置及清洁设备，具有以下有益效果：本发明利用光线传播原理，通过透明吸污管对光线传播的影响检测物体表面脏污程度，实现物体表面脏污程度的自动检测。
附图说明
21.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
22.图1是本发明实施例提供的物体表面脏污程度检测装置的结构示意图；
23.图2a是本发明实施例提供的透明吸污管安装位置的结构示意图；
24.图2b是本发明实施例提供的透明吸污管安装位置的结构示意图；
25.图3a是本发明实施例提供的透明吸污管安装位置的结构示意图；
26.图3b是本发明实施例提供的透明吸污管安装位置的结构示意图；
27.图4a是本发明实施例提供的物体表面脏污程度检测装置的结构示意图；
28.图4b是本发明实施例提供的物体表面脏污程度检测装置的结构示意图；
29.图5是本发明实施例提供的物体表面脏污程度检测电路的电路图；
30.图6是本发明实施例提供的物体表面脏污程度检测装置的结构示意图。
具体实施方式
31.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
32.在一优选实施例中，参考图1，本实施例的物体表面脏污程度检测装置包括光发射
模块10、光接收模块20和处理器30，处理器30分别连接光发射模块10和光接收模块20。作为选择，光发射模块10可选用红外光发射模块、led光发射模块、荧光灯等光源；优选地，光发射模块10为红外光发射模块，对应的光接收模块20为红外光接收模块。光发射模块10和光接收模块20位于透明吸污管40外侧，透明吸污管40用于吸收及运输物体表面清洁后产生的清洁物，透明吸污管40使用透光材质制成，能够透射和反射光发射模块10发出的发射光。作为选择，透明吸污管40为圆形管。
33.该物体表面脏污程度检测装置的工作原理为：处理器30控制光发射模块10发射预设光照强度的发射光，发射光经透明吸污管40射入光接收模块20，发射光被透明吸污管40及其内部的清洁物吸收和反射后减弱。光接收模块20将接收光强度发送至处理器30，处理器30根据光强和脏污度对照表查找接收光强度对应的脏污程度。其中，光强和脏污度对照表为接收光强度和物体表面脏污程度的对应关系，即每个接收光强度都有对应的脏污程度，若接收光强度越小，则说明透明吸污管40及其内部的清洁物对发射光的吸收和反射越大，进而说明物体表面脏污程度越大；若接收光强度越大，则说明透明吸污管40及其内部的清洁物对发射光的吸收和反射越小，进而说明物体表面脏污程度越小。作为选择，光强和脏污度对照表存储在处理器30中，或光强和脏污度对照表存储在与处理器30通信连接的存储器中。
34.可以理解，光强和脏污度对照表与预设光照强度以及光发射模块10和光接收模块20之间的距离有关，在相同预设光照强度下，不同距离对应不同的光强和脏污度对照表；在距离相同时，不同预设光照强度对应不同的光强和脏污度对照表。在实际使用过程中，可在选定光强和脏污度对照表后选择对应的预设光照强度和距离；也可在安装好光发射模块10和光接收模块20后，根据预设光照强度和距离制定光强和脏污度对照表。
35.本实施例利用光线传播原理，通过透明吸污管对光线传播的影响检测物体表面脏污程度，实现物体表面脏污程度的自动检测。本实施例虽然有一定滞后性，但考虑到实际污垢的分布具有一定连续性，所以本实施例能够在一定程度上反应物体表面脏污程度。
36.在一些实施例的物体表面脏污程度检测装置中，参考图2a，透明吸污管40位于光发射模块10和光接收模块20之间，即透明吸污管40位于光发射模块10和光接收模块20的传输光路上，发射光经透明吸污管40透射至光接收模块20。可以理解，透明吸污管40可位于光发射模块10和光接收模块20之间传输光路上的任何位置，可靠近光发射模块10设置，也可靠近光接收模块20设置，还可以位于光发射模块10和光接收模块20传输光路的中间，具体可根据实际安装需求进行调整。例如，参考图2b，透明吸污管40为圆形管，透明吸污管40位于光发射模块10和光接收模块20之间，且光发射模块10和光接收模块20位于透明吸污管40的同一垂直切面上，且光发射模块10和光接收模块20的连接线通过透明吸污管40的轴心。
37.在一些实施例的物体表面脏污程度检测装置中，参考图3a，透明吸污管40不位于光发射模块10和光接收模块20的传输光路上，光接收模块20位于，发射光经透明吸污管40反射后的光路上，发射光经透明吸污管40反射后射入光接收模块20。例如，参考图3b，透明吸污管40为圆形管，光发射模块10和光接收模块20位于透明吸污管40的同一垂直切面上，且光发射模块10和光接收模块20与透明吸污管40的垂直切面圆心的连线成90
°
夹角。
38.在一优选实施例中，本实施例的物体表面脏污程度检测装置包括光发射模块10、光接收模块20、分压模块50和处理器30，光发射模块10和光接收模块20位于透明吸污管40
外侧，透明吸污管40用于吸收物体表面清洁后产生的清洁物。作为选择，分压模块50为分压电阻。处理器30连接光发射模块10，光接收模块20和分压模块50串联连接，光接收模块20和分压模块50串联连接后的一端连接电压供电端(vdd)，另一端接地。作为选择，光接收模块20和分压模块50有两种串联方式：
39.第一种串联方式：参考图4a，分压模块50连接电压供电端(vdd)，光接收模块20接地，光接收模块20和分压模块50的连接点连接处理器30，则处理器30采集的是光接收模块20上的分压电压。
40.第二种串联方式：参考图4b，光接收模块20连接电压供电端(vdd)，分压模块50接地，光接收模块20和分压模块50的连接点连接处理器30，则处理器30采集的是分压模块50上的分压电压。
41.本实施例以第一种串联方式为例进行原理说明，第二种串联方式可参考实施。第一种串联方式下物体表面脏污程度检测装置的工作原理为：
42.处理器30控制光发射模块10发射预设光照强度的发射光，发射光经透明吸污管40射入光接收模块20。光接收模块20在不同光照条件下电阻值不同，光接收模块20的电阻值可与接收光强度成反比，即接收光强度越大，光接收模块20的电阻值越小；接收光强度越小，光接收模块20的电阻值越大。光接收模块20的电阻值也可与接收光强度成正比，即接收光强度越大，光接收模块20的电阻值越大；接收光强度越小，光接收模块20的电阻值越小。
43.光接收模块20和分压模块50串联连接，根据串联分压原理可知，光接收模块20电阻发生变化时光接收模块20和分压模块50的分压对应变化，所以可通过采集光接收模块20的分压电压来反映光接收模块20上接收光强度的变化，进而反映透明吸污管40对发射光的影响。处理器30采集光接收模块20的分压电压，根据电压和脏污度对照表查找分压电压对应的脏污程度。作为选择，处理器30可通过电压采样电路采集光接收模块20的分压电压。其中，电压和脏污度对照表为分压电压和物体表面脏污程度的对应关系，即每个接收电压都有对应的脏污程度，以下分两种情况对电压和脏污度对照表进行说明：
44.第一种情况：在光接收模块20的电阻值与接收光强度成反比时，若光接收模块20的分压电压越小，则说明光接收模块20的接收光强度越大，进而说明脏污程度越小；若光接收模块20的分压电压越大，则说明光接收模块20的接收光强度越小，进而说明脏污程度越大。
45.第二种情况：在光接收模块20的电阻值与接收光强度成正比时，若光接收模块20的分压电压越小，则说明光接收模块20的接收光强度越小，进而说明脏污程度越大；若光接收模块20的分压电压越大，则说明光接收模块20的接收光强度越大，进而说明脏污程度越小。
46.可以理解，电压和脏污度对照表与预设光照强度以及光发射模块10和光接收模块20之间的距离有关，在相同预设光照强度下，不同距离对应不同的电压和脏污度对照表；在距离相同时，不同预设光照强度对应不同的电压和脏污度对照表。在实际使用过程中，可在选定电压和脏污度对照表后选择对应的预设光照强度和距离；也可在安装好光发射模块10和光接收模块20后，根据预设光照强度和距离制定电压和脏污度对照表。作为选择，电压和脏污度对照表存储在处理器30中，或电压和脏污度对照表存储在与处理器30通信连接的存储器中。
47.本实施例利用光线传播原理和串联分压原理，通过透明吸污管对光线传播的影响改变光接收模块20的电阻值，进而由串联分压检测物体表面脏污程度，实现物体表面脏污程度的自动检测。
48.在一优选实施例中，参考图5，本实施例中光发射模块10包括电阻r1和红外发射管led1，光接收模块20为红外接收管led2，分压模块50为电阻r2。电阻r1的第一端连接电压供电端(vdd)，电阻r1的第二端通过红外发射管led1接地，红外发射管led1用于发出红外光。电阻r2的第一端连接电压供电端(vdd)，电阻r2的第二端连接处理器30，电阻r2的第二端通过红外接收管led2接地，红外接收管led2用于接收红外光，红外接收管led2的电阻值随接到到红外光的变化而变化。红外发射管led1和红外接收管led2按照图2b所示方式安装。电压供电端(vdd)的电压为5v。
49.该物体表面脏污程度检测电路的工作原理为：
50.若透明吸污管40中清洁物特别少，接近没有清洁物时，红外发射管led1发出的红外光直接穿过透明吸污管40到达红外接收管led2，基本没有损耗，此时红外接收管led2的电阻较小，处理器30采集的电压趋于零。也就是说，如果处理器30采集的电压趋于零，则说明透明吸污管40中清洁物特别少，进而说明物体表面的脏污程度越小。
51.若透明吸污管40中清洁物特别多，红外发射管led1发出的红外光基本都被清洁物吸收，几乎没有红外光能穿过透明吸污管40到达红外接收管led2，此时红外接收管led2的电阻较大，处理器30采集的电压趋于电压供电端(vdd)，即约等于5v。也就是说，如果处理器30采集的电压约等于5v，则说明透明吸污管40中清洁物特别多，进而说明物体表面的脏污程度越大。
52.若透明吸污管40中清洁物介于特别少和特别多之间，则处理器30采集的电压介于0v至5v之间。也就是说，如果处理器30采集的电压介于0v至5v之间，可根据电压和脏污度对照表得到物体表面的脏污程度。
53.在一优选实施例中，参考图6，本实施例的物体表面脏污程度检测装置包括光发射模块10、光接收模块20、限流模块60和处理器30，处理器30连接光发射模块10，光接收模块20和限流模块60串联连接，串联连接后一端连接电压供电端(vdd)，另一端连接处理器30。本实施例以限流模块60连接电压供电端(vdd)，光接收模块20连接处理器30为例进行原理说明；光接收模块20连接电压供电端(vdd)，限流模块60连接处理器30的情况可参考本实施例实施。光发射模块10和光接收模块20位于透明吸污管40外侧，透明吸污管40用于吸收物体表面清洁后产生的清洁物。作为选择，限流模块60为限流电阻。
54.该物体表面脏污程度检测装置的工作原理为：处理器30控制光发射模块10发射预设光照强度的发射光，发射光经透明吸污管40射入光接收模块20。光接收模块20在不同光照条件下电阻值不同，光接收模块20的电阻值可与接收光强度成反比，即接收光强度越大，光接收模块20的电阻值越小；接收光强度越小，光接收模块20的电阻值越大。光接收模块20的电阻值也可与接收光强度成正比，即接收光强度越大，光接收模块20的电阻值越大；接收光强度越小，光接收模块20的电阻值越小。
55.光接收模块20在不同光照条件下电阻值不同，在电压供电端(vdd)不变的前提下，光接收模块20的变化会导致流经光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流发生变化。处理器30采集光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流，根据电流和脏污度对
照表查找串联电流对应的脏污程度，其中电流和脏污度对照表为串联电流和物体表面脏污程度的对应关系，以下分两种情况对电流和脏污度对照表进行说明：
56.第一种情况：在光接收模块20的电阻值与接收光强度成反比时，若光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流越小，则说明光接收模块20的电阻越大，进而说明光接收模块20的接收光强度越小，进而说明脏污程度越大；若光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流越大，则说明光接收模块20的电阻越小，进而说明光接收模块20的接收光强度越大，进而说明脏污程度越小。
57.第二种情况：在光接收模块20的电阻值与接收光强度成正比时，若光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流越小，则说明光接收模块20的电阻越大，进而说明光接收模块20的接收光强度越大，进而说明脏污程度越小；若光接收模块20和限流模块60串联电路的串联电流越大，则说明光接收模块20的电阻越小，进而说明光接收模块20的接收光强度越小，进而说明脏污程度越大。
58.作为选择，处理器30可通过电流采样电路采集光接收模块20的串联电流。其中，电流和脏污度对照表为串联电流和物体表面脏污程度的对应关系，即每个串联电流都有对应的脏污程度。电流和脏污度对照表与预设光照强度以及光发射模块10和光接收模块20之间的距离有关，在相同预设光照强度下，不同距离对应不同的电流和脏污度对照表；在距离相同时，不同预设光照强度对应不同的电流和脏污度对照表。在实际使用过程中，可在选定电流和脏污度对照表后选择对应的预设光照强度和距离；也可在安装好光发射模块10和光接收模块20后，根据预设光照强度和距离制定电流和脏污度对照表。作为选择，电流和脏污度对照表存储在处理器30中，或电流和脏污度对照表存储在与处理器30通信连接的存储器中。
59.本实施例利用光线传播原理和串联限流原理，通过透明吸污管对光线传播的影响改变光接收模块20的电阻值，进而由串联限流检测物体表面脏污程度，实现物体表面脏污程度的自动检测。
60.在一优选实施例中，本实施例的清洁设备包括如上述实施例的物体表面脏污程度检测装置，清洁设备的其他结构可参考现有技术。作为选择，清洁设备可为扫地机器人、吸尘器、清扫车等。本实施例的清洁设备利用光线传播原理，通过透明吸污管对光线传播的影响检测物体表面脏污程度，实现物体表面脏污程度的自动检测。
61.在一些实施例的清洁设备中，清洁设备存储有脏污程度和工作参数对照表，每个脏污程度都对应有设定的工作参数。在获取脏污程度后，查找脏污程度和工作参数对照表得到当前脏污程度对应的工作参数，清洁设备自动将设备参数调整为当前工作参数，并按照调整后的工作参数进行清扫作业。例如，当脏污程度越大时说明物体表面越脏，需要调整工作参数以加大清扫力度；当脏污程度越小时说明物体表面越干净，需要调整工作参数以减小清扫力度。本实施例的清扫设备根据脏污程度自动调节工作参数，既能达到更好的清扫效果，又能节省电量。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
63.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
64.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器(30)执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
65.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。