清洁控制电路及扫地机器人的制作方法

1.本技术涉及扫地机器人技术领域，特别是涉及清洁控制电路及扫地机器人。


背景技术：

2.随着社会的进步，人工智能技术的快速发展，大数据的快速整合与应用，扫地机器人的应用越来越普及，扫地机器人的感知器件也越来越多、越来越精密。然而，基于成本等因素，在扫地机器人中得到普遍应用的感知器件通常有tof传感器、光流传感器、红外光电传感器、激光雷达传感器、摄像头等。其中，扫地机器人中用于跌落检测最为通用的感知传感器有tof传感器、光流传感器、红外光电传感器、其中成本最低的为红外光电传感器。
3.在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：现有的扫地机器人利用红外光电传感器进行防跌落检测时，红外光电传感器容易受光线的影响，如在较暗光线或较强光线环境下，难以接收到有效信号，进而降低自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，最终导致扫地机器人无法在较暗光线或较强光线环境下进行清洁工作。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述传统的扫地机器人在采用低成本的传感器进行防跌落检测时，容易受光线的影响，如在较暗光线或较强光线环境下，难以接收到有效信号，进而降低自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，最终导致扫地机器人无法在较暗光线或较强光线环境下进行清洁工作的问题，提供一种清洁控制电路及扫地机器人。
5.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种清洁控制电路，包括：
6.光电感应元件，光电感应元件被配置为接收光反射信号；
7.第一电流调节电路，第一电流调节电路连接光电感应元件的电源端；
8.第二电流调节电路，第二电流调节电路连接光电感应元件的电源端；
9.电流切换电路，电流切换电路连接第二电流调节电路，电流切换电路被配置为接收切换控制信号，并根据切换控制信号，控制第二电流调节电路的通断；
10.控制器，控制器的驱动端连接电流切换电路，采集端连接光电感应元件的电源端；控制器被配置为向电流切换电路传输切换控制信号，控制器还被配置为采集光电感应元件的感应信号，并根据感应信号控制扫地机器人主体执行动作。
11.在其中一个实施例中，第一电流调节电路包括第一电阻；第一电阻的第一端连接光电感应元件的电源端，第一电阻的第二端连接供电电源。
12.在其中一个实施例中，电流切换电路包括开关元件；开关元件的输入端连接供电电源，输出端连接第二电流调节电路，控制端连接控制器。
13.在其中一个实施例中，第二电流调节电路包括第二电阻；第二电阻的第一端连接光电感应元件的电源端，第二电阻的第二端连接开关元件的输出端。
14.在其中一个实施例中，第二电阻的阻值小于第一电阻的阻值。
15.在其中一个实施例中，开关元件为mos管或三极管。
16.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种扫地机器人，包括扫地机器人主体，以及设置在扫地机器人主体上、如上述任意一项所述的清洁控制电路。
17.在其中一个实施例中，所述光电感应元件为红外光电接收管。
18.在其中一个实施例中，所述光电感应元件为光电二极管或光电三极管。
19.在其中一个实施例中，所述控制器包括处理器和adc模块，所述处理器的采集端连接所述adc模块，所述处理器的驱动端连接所述电流切换电路，所述adc模块连接所述光电感应元件的电源端。
20.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
21.上述清洁控制电路的各实施例中，通过第一电流调节电路连接光电感应元件的电源端，第二电流调节电路连接光电感应元件的电源端，电流切换电路连接第二电流调节电路，控制器的驱动端连接电流切换电路，采集端连接光电感应元件的电源端；电流切换电路可接收控制器传输的切换控制信号，并根据切换控制信号，控制第二电流调节电路的通断；控制器可采集光电感应元件的感应信号，并根据感应信号控制扫地机器人主体执行动作，进而扩宽了光照强度的感应范围，实现扫地机器人在较暗与较强光线环境下都能正常检测到有效红外发射信号。本技术通过采用低成本的光电感应元件，通过设置第一电流调节电路和第二电流调节电路，通过电流切换电路控制第二电流调节电路的通断，进而实现光照强度敏感区域的切换，从而覆盖更大的光照强度范围，进而提高了自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，实现扫地机器在较暗光线或较强光线环境下仍然能够进行清洁工作。
附图说明
22.图1为传统的清洁控制电路的电路结构示意图；
23.图2为传统的光照强度与采集信号的曲线示意图；
24.图3为一个实施例中清洁控制电路的第一电路结构示意图；
25.图4为一个实施例中清洁控制电路的第二电路结构示意图；
26.图5为一个实施例中清洁控制电路的第三电路结构示意图；
27.图6为一个实施例中清洁控制电路的第四电路结构示意图；
28.图7为一个实施例中光照强度与采集信号的第一曲线示意图；
29.图8为一个实施例中光照强度与采集信号的第二曲线示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
33.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
34.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
35.传统的在扫地机器人上用于防跌落光电传感器接收电路，如图1所示，光电接收管ir接收地面反射的光线，电阻r1给光电接收管提供上拉电流，此电流会随地面发射的光线强弱变化而变化。通过adc采集电阻r1与光电接收管ir的连接处的信号。adc采集到的信号随光线强度变化关系，描绘出曲线如下图2所示。图2中标识出的“敏感区域1”是本电路参数下，adc采样到的信号随光线强度变化明显的区域。在该区域的左边，即光线较弱时，adc采样到的信号随光线强度变化微弱，分辨光线变化较困难；在该区域的右边，即光线较强时，adc采样到的信号随光线强度变化也微弱，分辨光线变化也较困难。
36.传统的在扫地机器人在有阳光照射在浅色地板上行走时，传感器受到强烈的光线影响，使传感器难以接收到有效信号，进而降低自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，最终导致扫地机无法在强烈阳光环境下工作。当行走在深色地毯上时，由于反射回来的光线较其微弱，以至于降低光电传感器自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，最终导致扫地机器人无法在深色地毯上进行清洁工作。
37.为了解决传统的扫地机器人在采用低成本的传感器进行防跌落检测时，容易受光线的影响，如在较暗光线或较强光线环境下，难以接收到有效信号，进而降低自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，最终导致扫地机器人无法在较暗光线或较强光线环境下进行清洁工作的问题，在一个实施例中，如图3所示，提供了一种清洁控制电路，包括光电感应元件100、第一电流调节电路200、第二电流调节电路300、电流切换电路400和控制器500。
38.光电感应元件100被配置为接收光反射信号；第一电流调节电路200连接光电感应元件100的电源端；第二电流调节电路300连接光电感应元件100的电源端；电流切换电路400连接第二电流调节电路300，电流切换电路400被配置为接收切换控制信号，并根据切换控制信号，控制第二电流调节电路300的通断；控制器500的驱动端连接电流切换电路400，采集端连接光电感应元件100的电源端；控制器500被配置为向电流切换电路400传输切换控制信号，控制器500还被配置为采集光电感应元件100的感应信号，并根据感应信号控制扫地机器人主体执行动作。
39.其中，光电感应元件100可以是红外光电接收管，例如光电感应元件100可以是光电二极管或光电三极管。光电感应元件100可用来进行光电转换，例如，光电感应元件100的感应区朝向地面，光电感应元件100可接收地面反射回来的光信号，并对接收到的光信号进行光电转换，输出相应的电信号。光反射信号可以是通过地面反射的光信号。在一个示例中，可通过光电反射管传输光信号，并通过地面发射后，由光电感应元件100(即光电接收
管)接收该光反射信号。
40.第一电流调节电路200可用来调节光电感应元件100的上拉电流，进而向光电感应元件100提供第一电流信号。其中，该第一电流会随地面发射的光反射信号的光线强弱变化而变化。第二电流调节电路300可用来调节光电感应元件100的上拉电流，进而向光电感应元件100提供第二电流信号。其中，该第二电流会随地面发射的光反射信号的光线强弱变化而变化。
41.电流切换电路400可用来根据控制器500传输的切换控制信号来切换第二电流调节电路300的通断，当电流切换电路400控制第二电流调节电路300导通时，进而由第一电流调节电路200和第二电流调节电路300共同作用于光电感应元件100的电源端，进而向光电感应元件100提供第一电流信号和第二电流信号的组合，通过第一电流信号和第二电流信号的组合来调节光照强度的感应范围。当电流切换电路400控制第二电流调节电路300断开时，由第一电流调节电路200于光电感应元件100的电源端，进而向光电感应元件100提供第一电流信号，通过第一电流信号来调节光照强度的感应范围，从而扩宽了光照强度的感应范围。
42.控制器500可包括处理器和adc模块，其中，清洁控制电路和扫地机器人主体可以共用一个处理器；在一个示例中，清洁控制电路和扫地机器人主体可以分别采用独立的处理器。adc模块可以是集成在处理器中；adc模块也可以是独立的连接处理器的adc模块。例如，adc模块可用来采集光电感应元件100的电源端处的模拟量的感应信号，并将模拟量的感应信号转换成数字量的感应信号，进而将感应信号传输给处理器，处理器根据感应信号，控制扫地机器人主体执行动作。其中感应信号可由光电感应元件100基于光反射信号，对第一电流信号、或第二电流信号与第一电流信号的组合处理得到。感应信号可以是电流信号，感应信号的电流值根据光照强度的变化而变化，进而可根据感应信号的电流值和光照强度，划分光照的敏感区域和饱和区域。光照的敏感区域指的是感应信号的电流值随光照强度的变化而变化；光照的饱和区域指的是感应信号的电流值不随光照强度的变化而变化(即感应信号的电流值固定不变)。
43.控制器500还可向电流切换电路400传输切换控制信号。例如，控制器500可采用现有的计算机程序，周期性的向电流切换电路400传输切换控制信号，进而实现电流切换电路400周期性控制第二电流调节电路300的通断。
44.上述实施例中，通过第一电流调节电路200连接光电感应元件100的电源端，第二电流调节电路300连接光电感应元件100的电源端，电流切换电路400连接第二电流调节电路300，控制器500的驱动端连接电流切换电路400，采集端连接光电感应元件100的电源端；第一电流调节电路200可向光电感应元件100提供第一电流信号；第二电流调节电路300可向光电感应元件100提供第二电流信号；电流切换电路400可接收控制器500传输的切换控制信号，并根据切换控制信号，控制第二电流调节电路300的通断；光电感应元件100可基于光电感应特性，基于光反射信号，对第一电流信号、或第二电流信号与第一电流信号的组合感应得到感应信号；控制器500可采集光电感应元件100的感应信号，并根据感应信号控制扫地机器人主体执行动作，进而扩宽了光照强度的感应范围，实现扫地机器人在较暗与较强光线环境下都能正常检测到有效红外发射信号。本技术通过采用低成本的光电感应元件100，通过设置第一电流调节电路200和第二电流调节电路300，通过电流切换电路400控制
第二电流调节电路300的通断，进而实现光照强度敏感区域的切换，从而覆盖更大的光照强度范围，进而提高了自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，实现扫地机器在较暗光线或较强光线环境下仍然能够进行清洁工作。
45.需要说明的是，本技术可预先采用现有的计算机程序加载在控制器中，实现对数据的传输和处理，以及实现对电流切换电路的通断控制和对光电感应元件的感应信号采集。另外，本技术的主控模块还可采用现有的比较器、定时器、触发器、采集器和开关元件等元器件实现对数据的传输和处理，以及实现对电流切换电路的通断控制和对光电感应元件的感应信号采集。例如可通过定时器实现周期性的向电流切换电路400传输切换控制信号。
46.在一个示例中，如图4所示，第一电流调节电路200包括第一电阻210；第一电阻210的第一端连接光电感应元件100的电源端，第一电阻210的第二端连接供电电源。
47.其中，第一电阻210可用作上拉电阻，上拉电阻将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用。基于第一电阻210的第一端连接光电感应元件100的电源端，第一电阻210的第二端连接供电电源，进而供电电源通过第一电阻210向光电感应元件100提供第一电流信号(即第一上拉电流)。示例性的，第一电阻210的阻值可取大于传统的清洁控制电路中相应电阻的阻值(如图1中的电阻r1的阻值)。供电电源(即vcc电源)的电压值可以但不限于是5v或12v。
48.在一个示例中，如图4所示，第二电流调节电路300包括第二电阻310；第二电阻310的第一端连接光电感应元件100的电源端，第二电阻310的第二端连接开关元件410的输出端。
49.其中，第二电阻310可用作上拉电阻，上拉电阻将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用。基于第二电阻310的第一端连接光电感应元件100的电源端，第二电阻310的第二端连接供电电源，进而供电电源通过第二电阻310向光电感应元件100提供第二电流信号(即第二上拉电流)。示例性的，第二电阻310的阻值可取小于传统的清洁控制电路中相应电阻的阻值(如图1中的电阻r1的阻值)。供电电源(即vcc电源)的电压值可以但不限于是5v或12v。
50.在一个示例中，第二电阻310的阻值小于第一电阻210的阻值。
51.在一个示例中，如图4所示，电流切换电路400包括开关元件410；开关元件410的输入端连接供电电源，输出端连接第二电流调节电路300，控制端连接控制器500。
52.其中，开关元件410可以是mos管(如图5中)；例如，开关元件410可以是p型mos管，开关元件410的输入端对应为p型mos管的源极(即s极)，开关元件410的输出端对应为p型mos管的漏极(即d极)，开关元件410的控制端对应为p型mos管的栅极(即g极)。即p型mos管的源极连接供电电源，p型mos管的漏极连接第二电流调节电路300，p型mos管的栅极连接控制器500。
53.开关元件410可以是三极管(如图6中)；例如，开关元件410可以是pnp型三极管，开关元件410的输入端对应为pnp型三极管的发射极(即e极)，开关元件410的输出端对应为pnp型三极管的集电极(即c极)，开关元件410的控制端对应为pnp型三极管的基极(即b极)。即pnp型三极管的发射极连接供电电源，pnp型三极管的集电极连接第二电流调节电路300，pnp型三极管的基极连接控制器500。
54.示例性的，基于开关元件410的输入端连接供电电源，开关元件410的输出端连接
第二电流调节电路300，开关元件410的控制端连接控制器500。当开关元件410可接收控制器500传输的切换控制信号，并根据切换控制信号控制第二电流调节电路300的通断。当开关元件410断开时，第二电流调节电路300断开，即第二电阻310断开，则光电感应元件100基于第一电阻210的上拉作用，调节感应信号的敏感区域和饱和区域，即相比传统的电阻r1(如图1中)，第一电阻210增大了上拉电阻阻值，从而控制器500采集到的感应信号随光照强度变化关系，描绘出曲线如图7所示。可以明显看出，图7中的“敏感区域2”在“敏感区域1”(如图1中)的基础上进行了左移，进而能够正常识别深色地面(比如深色地砖，深色地毯)，不会误判断为悬崖，从而实现扫地机器人在较暗光线环境下都能正常检测到有效红外发射信号，确保扫地机器人在较暗光线环境中能正常进行清洁工作。
55.当开关元件410导通时，第二电流调节电路300导通，即第二电阻310导通，则光电感应元件100基于第一电阻210和第二电阻310并联后的上拉作用，调节感应信号的敏感区域和饱和区域，即相比传统的电阻r1(如图1中)，第一电阻210和第二电阻310并联后减小了上拉电阻阻值，控制器500采集到的感应信号随光照强度变化关系，描绘出曲线如图8所示。可以明显看出，图8中的“敏感区域3”在“敏感区域1”(如图1中)的基础上进行了右移并且向右进行了拓展，进而能够在阳光下正常识别深色地毯，不会误判断为悬崖，从而实现扫地机器人在较亮光线环境下都能正常检测到有效红外发射信号，确保扫地机器人在较亮光线环境中能正常进行清洁工作，拓宽了扫地机器人防跌落光电传感器感应光线强度范围，使得扫地机器人可以覆盖更广的使用场景。
56.上述实施例中，通过采用开关元件切换电阻(第一电阻和第二电阻)的阻值，通过对电阻值的切换来实现对光照强度敏感区域的切换，从而覆盖更大的光照强度范围，以达到切换量程的目的；可以实现对传统方式中“敏感区域1”扩大，向左向右两边延伸(如图7中的敏感区域2和图8中的敏感区域3)，拓宽光电传感器感应光线强度范围，从而实现光线较弱时与光线较强时，都能够很好的分辨光线强弱变化，进而实现拓宽光电感应元件感应光照强度范围，在低成本的基础上，实现扫地机器人在较暗与较强光线环境下都能正常进行清洁工作。另外，采用开关元件来切换电阻值，方便微处理器控制，随时可切换，提高了感应控制效率。
57.在一个实施例中，还提供了一种扫地机器人，包括扫地机器人主体，以及设置在扫地机器人主体上、如上述任意一项所述的清洁控制电路。
58.上述实施例中，通过第一电流调节电路连接光电感应元件的电源端，第二电流调节电路连接光电感应元件的电源端，电流切换电路连接第二电流调节电路，控制器的驱动端连接电流切换电路，采集端连接光电感应元件的电源端；第一电流调节电路可向光电感应元件提供第一电流信号；第二电流调节电路可向光电感应元件提供第二电流信号；电流切换电路可接收控制器传输的切换控制信号，并根据切换控制信号，控制第二电流调节电路的通断；控制器可采集光电感应元件的感应信号，并根据感应信号控制扫地机器人主体执行动作，进而扩宽了光照强度的感应范围，实现扫地机器人在较暗与较强光线环境下都能正常检测到有效红外发射信号。本技术通过采用低成本的光电感应元件，通过设置第一电流调节电路和第二电流调节电路，通过电流切换电路控制第二电流调节电路的通断，进而实现光照强度敏感区域的切换，从而覆盖更大的光照强度范围，进而提高了自身对有效防跌落发射信号的灵敏度，实现扫地机器在较暗光线或较强光线环境下仍然能够进行清洁
工作。
59.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个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。
60.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。