一种家庭式空气净化机器人及其污染源确定与净化方法技术

本发明专利技术属于机器人空气净化技术领域，涉及一种家庭式空气净化机器人及其污染源确定与净化方法；家庭式空气净化机器人包括中心控制模块、驱动模块、启动模块、电源模块、提示模块、空气净化模块和气体浓度检测模块；电源模块与启动模块电性连接，启动模块与中心控制模块电性连接；中心控制模块还分别与驱动模块、提示模块、空气净化模块和气体浓度检测模块连接通信；中心控制模块包括污染源定位子模块、智能导航子模块、智能调节子模块和滤芯监控子模块；所述净化机器人结构完备，其污染源确定与净化方法步骤完备，不需要通过电脑或者手机APP预设路线，能够根据气体浓度自主规划净化路线，自动寻找并识别污染源，应用方便。

A family type air purification robot and its pollution source determination and purification method

【技术实现步骤摘要】
一种家庭式空气净化机器人及其污染源确定与净化方法
：本专利技术属于机器人空气净化
，涉及一种根据累计气体浓度确定污染源并进行净化的机器人及其方法，具体涉及一种家庭式空气净化机器人及其污染源确定与净化方法。
技术介绍
：目前，人们越来越注重居住环境的空气质量，市场上出现各种功能的空气净化器以满足人们的客观需要，传统的空气净化器只能固定在特定位置，远离空气净化器之处的空气净化效果难以保证；而可移动的智能净化机器人需要预设净化路线，难以准确定位污染源。在现有技术中，公开号为CN105526630B的中国专利，公开了一种净化机器人多点净化的方法，包括如下步骤：步骤S1：建立待净化区域的坐标地图，步骤S2：净化机器人在待净化区域内按预设行走模式行走，检测空气质量，将污染值超出预设阈值的位置记为一级污染源，并在坐标地图中标记其坐标，步骤S3：净化机器人完成在待净化区域内的行走后，移动至每个一级污染源坐标位置，对其进行首次净化处理，同时检测该位置的空气质量，直至所有一级污染源的空气质量均符合要求；公开号为CN106997177A的中国专利，公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家庭式空气净化机器人，其特征在于：包括：中心控制模块、驱动模块、启动模块、电源模块、提示模块、空气净化模块和气体浓度检测模块；电源模块与启动模块电性连接，启动模块与中心控制模块电性连接；中心控制模块包括污染源定位子模块、智能导航子模块、智能调节子模块和滤芯监控子模块；污染源定位子模块的接收端与气体检测模块的输出端连接通信；污染源定位子模块的输出端与智能导航子模块的接收端连接通信；智能导航子模块的输出端与驱动模块的接收端连接通信；气体浓度检测模块的输出端与智能调节子模块的接收端连接通信；智能调节子模块的输出端与空气净化模块的接收端连接通信,空气净化模块的输出端与滤芯监控子模块的接收端连接...

【技术特征摘要】
1.一种家庭式空气净化机器人，其特征在于：包括：中心控制模块、驱动模块、启动模块、电源模块、提示模块、空气净化模块和气体浓度检测模块；电源模块与启动模块电性连接，启动模块与中心控制模块电性连接；中心控制模块包括污染源定位子模块、智能导航子模块、智能调节子模块和滤芯监控子模块；污染源定位子模块的接收端与气体检测模块的输出端连接通信；污染源定位子模块的输出端与智能导航子模块的接收端连接通信；智能导航子模块的输出端与驱动模块的接收端连接通信；气体浓度检测模块的输出端与智能调节子模块的接收端连接通信；智能调节子模块的输出端与空气净化模块的接收端连接通信,空气净化模块的输出端与滤芯监控子模块的接收端连接通信；滤芯监控子模块的输出端与提示模块的接收端连接通信。


2.根据权利要求1所述的家庭式空气净化机器人，其特征在于：所述气体浓度检测模块采用气体浓度检测传感器或者雾霾传感器，提示模块采用显示屏、蜂鸣器或者信号灯。


3.根据权利要求2所述的家庭式空气净化机器人，其特征在于：所述电源模块用于为家庭式空气净化机器人提供电能；
启动模块用于控制电源模块向家庭式空气净化机器人通电或者断电从而实现开闭中心控制模块；
污染源定位子模块用于获取气体检测模块检测到的气体浓度，并根据获取的气体浓度计算累积气体浓度值和梯度值，并进一步根据累积气体浓度值和梯度值计算移动轨迹，将计算的移动轨迹传输给智能导航子模块；
智能导航子模块用于接收污染源定位子模块发送的移动轨迹，根据移动轨迹驱使驱动模块运转；
驱动模块用于将家庭式空气净化机器人驱动至空气污染源；
气体浓度检测模块用于采集家庭式空气净化机器人周围环境的空气浓度，并将采集的空气浓度传输给污染源定位子模块，当检测到空气浓度超出设定的空气良好的浓度阈值时，向智能调节子模块发送启动信号；
智能调节子模块用于接收到启动信号后启动空气净化模块，根据室内灰尘、花粉或者空气污染物的浓度水平调节和修改空气净化模块过滤的空气流量；
空气净化模块采用现有空气净化结构，空气净化模块用于吸附、过滤空气污染源，将滤芯吸附污染物的吸附量传输给滤芯监控子模块；
滤芯监控子模块用于接收滤芯吸附污染物的吸附量，当滤芯吸附污染物的吸附量达到最大吸附程度时向提示模块发送更换滤芯提醒信号；
提示模块用于接收更换滤芯提醒信号并发出更换滤芯提示。


4.根据权利要求3所述的家庭式空气净化机器人，其特征在于：所述的家庭式空气净化机器人进行污染源追踪与净化的具体过程为：
(1)通过启动模块启动家庭式空气净化机器人，家庭式空气净化机器人以自身中心为圆点旋转做圆周运动，气体浓度检测模块将家庭式空气净化机器人所做圆周运动均分为八个区段，在每个区段采集三个以上取样点的气体浓度值，气体浓度检测模块将采集的气体浓度值传输给污染源定位子模块；
(2)污染源定位子模块获取气体检测模块检测到的气体浓度值后，计算累积气体浓度值和梯度值，并进一步根据累积气体浓度值和梯度值计算污染气源方向和移动轨迹，将计算的移动轨迹传输给智能导航子模块；
(3)当气体浓度检测模块检测到空气浓度超出空气良好的浓度阈值时，向智能调节子模块发送启动信号，智能调节子模块接收到启动信号后启动空气净化模块，并根据空气污染物的浓度水平调节和修改空气净化模块过滤的空气流量；
(4)空气净化模块过滤净化空气，将滤芯吸附污染物的吸附量传输给滤芯监控子模块；滤芯监控子模块监控滤芯吸附污染物的吸附量，当滤芯吸附污染物的吸附量达到最大吸附程度时，向提示模块发送更换滤芯提醒信号；提示模块接收更换滤芯提醒信号后发出更换滤芯提示。


5.根据权利要求4所述的家庭式空气净化机器人，其特征在于：所述污染源定位子模块确定污染气源方向的具体方法为：
(1)计算累积气体浓度值和梯度值：以气体浓度初始采集区段为第一区段将家庭式空气净化机器人所做圆形移动轨迹均分为八个区段，区段号逆时针标记，在每个区段采集三个以上取样点的气体浓度值，根据采集的气体浓度值计算出相应区段的累积气体浓度值，使用累积气体浓度值追踪被怀疑为污染气源的浓度值局部最大点，累积气体浓度(CGC)计算公式为：



其中ns是抽样数据的数量，i是区段号，i可取值为1、2、3、4、5、6、7、8；
(2)计算梯度值：根据CGC值计算气体分布的梯度值，梯度值表示圆周运动区内直线浓度的变化，通过直线浓度的最大变化来确定污染气源的方向，气体分布的梯度值决定家庭式空气净化机器人下一个移动轨迹的起始位置；为了计算梯度，将圆周运动区划分的八个区段中两两相对的区段作为一个部分；
将圆周运动区划分的八个区段确定为四个部分，用梯度值Gn,k表示每个部分两端之间气体浓度的差异程度，Gn,k通过如下公式获得：



其中k表示划分的需要计算的区段编号，k+4表示k相对的区段编号...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪刚，周粉粉，周萌萌，商胜楠，
申请(专利权)人：青岛联合创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37