本发明涉及一种空气净化器及其控制方法， 尤其是一种空气净化器及其进行空气 净化的控制方法。 背景技术

随着现在空气污染状况的加剧和消费者对居住 环境质量认知的提高及重视， 各种 功能的空气净化器被越来越多的家庭使用。 空气净化器的原理： 通过空气净化器内的 通风机使室内空气循环流动， 污染的空气通过机内的空气过滤器过滤后将各 种污染物 清除或吸附， 然后经过出风口， 将清洁的、 净化的空气释放出去。 净化方式通常包括 物理式净化方式 （如： 活性炭或 HEPA过滤网）、 静电式净化方式 （如： 负离子） 或者 是化学式净化方式 （如： 光催化法或甲醛清除剂或药剂等）。

传统的空气净化器只能放置在室内一个固定位 置， 当使用空气净化器以净化空气 时， 空气净化器周围的空气顺畅循环， 因而空气净化效果显著， 然而远离空气净化器 之处的空气净化效果相对较差，因此需要相当 长的时间才能比较均匀地净化室内空气。

随着科技的发展， 出现了固定升降式空气净化器。 该空气净化器是安装在固定位 置， 但净化器中的空气净化单元可以在不同高度视 情况进行上下移动， 从而达到有效 循环某一区域空气的作用。 相关该空气净化器的具体技术方案请见专利号 为 ZL03106666.6, 名称为 《空气净化器》 的专利文献。

另外， 目前出现了一种移动式的智能保洁机器人， 所述智能保洁机器人具有同时 清扫和净化的功能。 所述智能保洁机器人上设有吸尘单元和毛刷装 置， 通过吸扫来清 洁待清洁表面； 与此同时， 所述智能保洁机器人内置活性碳， 通过活性碳来吸附空气 中有害物质。 而所述智能保洁机器人在行走时采取的是随机 模式， 具体来说， 就是机 器人随意行走， 在随意行走的同时， 边清扫地面， 边净化空气。

移动式的智能保洁机器人在工作时， 处于移动状态， 无法象固定式的空气净化装 置那样采用市电等固定电源提供能源， 因此， 工作时所需的能源由自身所带的充电电 池提供。 其中， 净化空气的工作需要能源， 而移动也需要能源供应， 因而能源消耗很 快。 当电量不足以维持其移动和空气净化时， 该空气净化器的工作模式转为充电模式， 即不再在预定区域一边移动一边净化空气， 而是返回充电座进行充电。

前述的移动式的智能保洁机器人在行走时采用 的是随机模式， 这至少带来三个问 题： 一是净化没有指对性， 不能在第一时间对污染源进行有效消除； 二是会产生部分 区域重新净化， 而部分区域没有净化的缺陷； 三是浪费能源， 不能在有限的能源供应 的情况下， 提高净化效率。 发明内容

本发明所要解决的技术问题在于， 针对现有技术的不足提供一种空气净化器及其 进行空气净化的控制方法， 通过设计优化的行走路线， 有效地净化预定区域的空气， 在有限的能源供应的情况下， 提高净化效率。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方 案实现的：

本发明提供了一种空气净化器进行空气净化的 控制方法， 具体包括以下步骤： 步骤 1， 使空气净化器沿待净化空间的边沿移动， 在进行空气净化的同时实时检 测空气的污染程度；

步骤 2， 当检测到的空气污染值大于第一预定值时， 所述空气净化器寻找污染源， 对找到的污染源进行空气净化；

步骤 3， 当检测到的空气污染值小于第二预定值时， 使所述空气净化器按第一预 定行走方式移动；

步骤 4， 当所述空气净化器按第一预定行走方式移动过 程中达到预定要求时， 返 回步骤 1， 否则继续按所述第一预定行走方式移动；

其中， 所述第一预定值大于所述第二预定值。

本发明还提供了一种空气净化器， 包括主体、 控制单元、 移动单元、 空气净化单 元和传感单元， 所述控制单元、 移动单元和空气净化单元设置在主体内部， 所述传感 单元包括分别与所述控制单元连接的障碍物检 测子单元和空气污染检测子单元， 所述 控制单元根据所述障碍物检测子单元检测到的 障碍物信号和空气污染检测子单元检测 到的空气污染值按权利要求 1所述的方法驱动所述移动单元、所述空气净� �单元工作。

本发明的有益效果在于：

对于较大工作区域进行净化， 如果直接采用随机探寻， 由于空气净化器自身带电 有限， 很容易会出现由于空气净化器未经过之地， 而有漏净化的可能。 通过采用本发 明所述模式进行工作， 可以减少漏净化的可能， 并且节约能源。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技 术方案进行详细地说明。 附图说明 图 1为本发明空气净化器的结构示意图；

图 2为本发明空气净化器的结构组成框图；

图 3为本发明实施例一， 空气净化器进行空气净化的控制方法的流程图 ； 图 4为本发明实施例一， 空气净化器进行空气净化的控制方法的优化流 程图； 图 5为本发明实施例一， 空气净化器进行空气净化中的寻找污染源的控 制方法的 流程图 ，

图 6为本发明实施例一， 空气净化器寻找污染源的示意图；

图 7为本发明实施例一， 空气净化器在作螺旋移动时的轨迹图；

图 8为本发明实施例一， 空气净化器在作扇形移动时的轨迹图；

图 9为本发明实施例一， 空气净化器在作梳状移动时的轨迹图；

图 10为本发明实施例二 ， 空气净化器寻找污染源的示意图；

11为本发明实施例三 ， 空气净化器进行空气净化的控制方法的流程图 。 具体实施方式

实施例一

图 1为本发明空气净化器的结构示意图； 图 2为本发明空气净化器的结构组成框 图。 如图 1和图 2所示， 一种空气净化器包括主体 1、 移动单元 2、 空气净化单元 3、 控制单元 4和传感单元 5。 控制单元 4、 移动单元 2和空气净化单元 3设置在主体 1 内部，传感单元 5包括分别与控制单元 4连接的障碍物检测子单元 51和空气污染检测 子单元 52。 空气污染检测子单元 52包括检测空气污染程度的传感器。 障碍物检测子 单元 51包括前侧传感器 510和侧面传感器 511。 前侧传感器 510位于空气净化器的前 进方向的主体的前端； 侧面传感器 511位于主体的一个侧面。 前侧传感器 510为碰撞 传感器。 该碰撞传感器为接触式传感器， 如微动开关。 除碰撞传感器外， 前侧传感器 510也可以是一对信号发射和接收元件。 侧面传感器 511为一对信号发送和接收元件。 前侧传感器 510或者侧面传感器 511作为信号发送和接收元件， 其可以是无线电子发 送和接收元件、 红外线发送和接收元件、 光发送和接收元件以及激光发送和接收元件 中的一种或任意种的组合。

本空气净化器的控制单元 4根据障碍物检测子单元 51检测到的障碍物信号和空 气污染检测子单元 52检测到的空气污染值控制移动单元 2和空气净化单元 3工作。

在本实施例中， 由于移动单元 2、 空气净化单元 3可以采用现有技术中的任何一 种结构， 因此， 在此不再展开说明。 图 3和图 4分别为本空气净化器采用贴边净化时的流程� �， 有关空气净化器进行 空气净化的控制方法将根据图 3、 图 4、 并结合图 2具体说明如下：

步骤 S10， 空气净化器沿待净化空间的边沿移动， 在进行空气净化的同时实时检 测空气的污染程度。

其中， 步骤 S10包括步骤 Sll、 S12、 S12a、 S12b和 S13。

步骤 Sll， 空气净化器调整姿态， 如移动， 转动方向等， 以使侧面传感器 511 能 接收到信号， 当侧面传感器 511能接收到信号时， 继续移动。

步骤 S12， 控制单元 4检测是否连续收到侧面传感器 511发来的探测信号； 如果 是， 则进入步骤 S12a; 如果不是， 则返回步骤 Sll， 再次调整姿态。

步骤 S12a， 该步骤作为优选方案， 是为了使净化器能与边沿保持一定的距离， 因 此， 控制单元 4计算与侧面传感器 511每一次收到的探测信号相对应的空气净化器 到 待净化空间的边沿的距离， 并且判断相邻两次探测信号所对应的距离之差 是否大于一 个预先设定值？ 如果大于， 则进入步骤 S12b; 如果不大于， 则进入步骤 S13。

步骤 S12b， 控制单元 4驱动空气净化器向所述的边沿靠近或者远离� � 而后返回步 骤 S12a， 再次进行判别比较。

当控制单元 4 判断相邻两次探测信号所对应的距离之差不大 于一个预先设定值 时， 则进入步骤 S13， 说明净化器与边沿保持一个理想间距， 净化器将以当前移动方 向继续移动， 进入步骤 S20。

步骤 S20， 空气污染检测子单元 52将检测到的空气污染值提供给控制单元 4; 控 制单元 4内设有第一预定值 Al， 控制单元 4对检测到的空气污染值与第一预定值 A1 进行比较， 当检测到的空气污染值大于第一预定值 A1时， 进入步骤 S30; 如果没有大 于， 则返回步骤 S13继续移动。 在此步骤中， 第一预定值 A1代表空气污染程度较重， 需要重点清除。

步骤 S30， 空气净化器寻找污染源， 对找到的污染源进行空气净化。

图 5为空气净化器在空气净化过程中寻找污染源� �控制方法的流程图； 有关如何 寻找污染源， 如图 5所示：

步骤 30a， 空气净化器移动一直角轨迹， 根据空气污染检测子单元对两个直角边 的起点位置和终点位置所检测到的空气污染值 ， 从而确定污染源方向。

步骤 30b， 空气净化器向污染源的方向旋转以两个直角边 的起点位置和终点位置 的空气污染值确定的角度。

步骤 30c， 空气净化器继续移动一直角轨迹， 并且判断移动过程中的空气污染源 是否增加？ 如果不再增加， 则步骤 S30d， 空气净化器在空气污染源最大的位置进行空 气净化； 如果增加， 则返回步骤 30b。

进一步说， 步骤 30a和步骤 30c中所提到的直角轨迹的两个直角边的长度为 预定 的移动距离， 两者可以相等也可以不相等。 除此之外， 直角轨迹的两个直角边的长度 也可以是与设定的空气净化器移动的时间对应 的距离。

进一步说， 步骤 30a确定污染源的方向的步骤具体包括： 根据在同一方向的起点 位置与终点位置检测的空气污染值， 得出两直边空气污染值的差值， 根据差值判断空 气净化器相对于污染源所在象限。

步骤 30b中的角度通过如下步骤确定： 在同一方向的起点位置与终点位置检测的 空气污染值， 得出两直角边空气污染值的差值的绝对值， 通过三角函数关系求出角度 值。

图 6为空气净化器寻找污染源的示意图。 为便于理解， 步骤 30a和步骤 30b， 现 结合图 6进行说明。

移动单元在控制单元的控制下开始直行， 设直行方向为 A方向， 该方向的移动起 点为 ο点。 如图 6所示， 控制单元内设有计时器， 此时计时器开始计时， 空气污染检 测子单元同时检测空气污染值。 一旦移动单元行走的时间到达控制单元中预先 设定时 间时，控制单元控制移动单元暂停移动，此时 空气净化器位于 Α方向的移动终点 a点。 空气污染检测子单元检测到的 o点和 a点这两个位置的空气污染信息值分别为 Ao和 Aa, 控制单元中的存储器这两个空气污染息值。 控制单元控制移动单元逆时针方向旋 转 90 度， 使得空气净化器的机身方向与原来的行走方向 相垂直且在此方向上开始直 行， 设当前的直行方向为 B方向， 空气净化器在该方向的起点 a点移动 （即为空气净 化器在 A方向的移动终点 a点）， 与此同时， 控制单元内的计时器开始计时， 一旦移 动单元行走的时间到达控制单元中预先设定时 间时，控制单元控制移动单元暂停移动， 此时空气净化器位于 B方向， 的移动终点 b 点。信息存储子单元存储空气净化器分别 位于 a点和 b点时空气污染检测子单元检测到的 a点和 b点的空气污染值分别为 Ba 禾口 Bb。

控制单元根据存储的空气污染值 Ao和 Aa、 Ba和 Bb进行计算， 分别得到空气净 化器在 A和 B方向空气污染值的变化值 Aa-Ao和 Bb-Ba。 通过所得到的净化器在 A 方向和 B方向的空气污染值的变化值后，将所得到的� �气污染信息值变化值取绝对值， 利用反正切函数关系， 得到一个角度值 （p=ar _C tanGA _a -A ₀ |/|Bb-Ba|)， 该角度的范围是 0°~90°。并且，信息处理子单元根据所得到的� ��气污染信息值的变化值 Aa-Ao和 Bb-Ba， 判断出空气净化器相对于污染源所在的象限。 控制单元根据空气净化器位于的象限以 及角度值 φ， 控制空气净化器向污染源靠近。

具体说来， 空气净化器从起点 ο点出发， 沿着 Α方向和 Β方向， 分别测得位于 o 点、 a点以及 b点空气污染信息值的变化值， 其分别为 Aa-Ao和 Bb-Ba。 如果所测得 的空气污染信息值变化值 Aa-Ao和 Bb-Ba均为正数， 说明污染源位于第一象限。 然后 根据 Aa-Ao和 Bb-Ba的绝对值，通过反正切函数得到角度值 cp=arctan(;|Aa-Ao|/|Bb-Ba|;)。 由于污染源位于第一象限， 空气净化器在 b点以顺时针方向旋转 φ角， 并保持此方向 前进， 该前进方向即为污染源所在地方向。

空气净化器从原点 ο点出发， 沿着 Α方向和 Β方向， 分别测得位于 o点、 a点以 及 b点空气污染信息值的变化值， 分别为 Aa-Ao和 Bb-Ba。 如果所测得的空气污染信 息值变化值 Aa-Ao为负数， Bb-Ba为正数，说明污染源位于第二象限。然后� ��据 Aa-Ao 和 Bb-Ba的绝对值， 通过反正切函数得到角度值 cp=arctan(|Aa-Ao|/|Bb-Ba|)。 由于污染 源位于第二象限， 空气净化器在 B点以顺时针方向旋转 90+φ角， 并保持此方向前进， 该前进方向即为污染源所在地方向。

空气净化器从原点 ο点出发， 沿着 Α方向和 Β方向， 分别测得位于 o点、 a点以 及 b点空气污染信息值的变化值，分别为 Aa-Ao和 Bb-Ba。如果所测得的变化值 Aa-Ao 为负数， Bb-Ba为负数， 说明污染源位于第三象限。 然后根据 Aa-Ao和 Bb-Ba的绝对 值， 通过反正切函数得到角度值 cp=arctan(|Aa-Ao|/|Bb-Ba|)。 由于污染源位于第三象限， 空气净化器在 B点以顺时针方向旋转 180+φ角， 并保持此方向前进， 该前进方向即为 污染源所在地方向。

空气净化器从原点 ο点出发， 沿着 Α方向和 Β方向， 分别测得位于 o点、 a点以 及 b点空气污染信息值的变化值， 分别为 Aa-Ao和 Bb-Ba。如果所测得的变化值 Aa-A 为正数， Bb-Ba为负数， 说明污染源位于第四象限。 然后根据 Aa-Ao和 Bb-Ba的绝对 值， 通过反正切函数得到角度值 (p=ar _C tan(|A _a -A ₀ |/|Bb-Ba|)。 由于污染源位于第四象限， 净化器在 B点以顺时针方向旋转 -φ角， 并保持原方向前进， 该前进方向即为污染源所 在地方向。

控制单元内设有计时器， 采用预先设定一时间段来确定空气净化器行走 的距离。 除此之外， 也可以是在控制单元内直接设定空气净化器行 走的距离， 当空气净化器从 ο起点沿 Α方向开始移动时， 控制单元开始计算移动单元所走的距离， 一旦计算出其 所走的距离与预先设定的距离相同时， 控制单元则控制机器人停止移动。 在此所说的 计算移动单元所走的距离， 是由移动单元中的电机的转速、 移动单元的驱动轮直径等 相关信息所确定的。

步骤 S40， 空气净化器在污染值最大的位置进行空气净化 的同时， 空气污染检测 子单元检测空气污染值， 并将信息提供给控制单元。 控制单元将空气污染检测子单元 检测到的空气污染值与控制单元中预设的第二 预定值进行比较， 如果检测到的空气污 染值小于第二预定值时， 说明此时的空气质量达标， 则进入步骤 S50 ; 如果检测到的 空气污染值大于第二预定值时， 继续原地净化。 其中， 第一预定值 A1 大于第二预定 值 A2。

步骤 S50， 净化器按第一预定行走方式移动并净化空气。 本实施例中， 所说的第 一预定行走方式为随机移动模式。

步骤 S60， 控制单元判别空气净化器按第一预定行走方式 移动过程中是否达到预 定要求？ 如是， 则退出第一预定行走方式， 返回步骤 S 10或者 S l l， 再次进入贴边步 骤。 如不是， 返回步骤 S50， 继续进行随机移动模式。

在此， 所说的预定要求是在随机移动模式中检测到障 碍物的次数达到预定次数， 或者是检测到的空气污染值小于第二预定值， 或者是达到随机移动模式的预定时间。

随机移动模式是空气净化器以当前的前进方向 直线移动到预定长度， 或者根据当 有检测到的周边环境， 偏转一个预定或者是随机的角度后再直线移动 。 并且， 在随机 移动模式中， 遇到障碍物的次数包括与检测到障碍物的次数 或者移动预定距离后转向 这一过程的数量或者两者数量的叠加。

如图 7至图 9所示， 空气净化器的第一预定行走方式除了采用上述 所说的随机移 动模式之外， 还可以是以净化器停止为圆心所做的螺旋状移 动或者扇形移动， 或者以 净化器停止点为起始点的梳状移动。 此时， 所说的预定要求是在以净化器停止为圆心 所做的螺旋状移动或者扇形移动， 或者以净化器停止点为起始点的梳状移动过程 中检 测到障碍物的次数达到预定次数， 或者是检测到的空气污染值小于第二预定值， 或者 是在随机移动模式运行的预定时间。 在其中， 遇到障碍物的次数包括与检测到障碍物 的次数或移动预定距离后转向这一过程的数 量或者两者的叠加。

本实施例， 通过净化器将贴边模式、 自动寻找污染源模式等移动方式进行有效结 合， 从而切实有效地解决空气净化器能在第一时间 清除污染源， 并且在能量有限的情 况下， 最大成效地对房间进行净化。 实施例二

本实施例二与实施例一基本相同， 仅有的差别是： 寻找污染源的方法。 实施例一 中， 通过在 A方向和 B方向行走一预定距离后， 在准确判别污染源所在象限以及净化 器所需转的角度后， 净化器即在当前位置开始朝向污染源进行按方 向地逐步逼近污染 源。 而本实施例中， 图 10为本发明实施例二， 空气净化器寻找污染源的示意图， 通过 在 A'方向和 B'方向行走一预定距离后，在准确判别污染源� ��在象限以及净化器所需转 的角度后， 净化器即重新返回起始点， 从该位置开始朝向污染源进行按方向地逐步逼 近污染源。 具体过程与实施例一类似， 在此不再赘述。

除了采用本实施例一和二中通过对两个垂直方 向的空气污染信息值的变化量进 行反正切函数计算其角度值的方法外， 同样也可以通过将对两个垂直方向的空气污染 信息值的变化量进行反余切等三角函数来计算 其角度值。 实施例三

实施例三是在实施例一和实施例二的基础上的 改进。 其相对于实施例一和实施例 二仅增加了一个步骤， 即： 在净化器贴边移动 （S 10 ) 和寻找污染源移动 （S20 ) 的步 骤中增加一个净化机器人在原地停止行走进行 净化。

如图 1 1所示：

步骤 S 15， 控制单元内设有第三预定值 A3， 空气净化器控制单元判断检测到的空 气污染值是否大于第三预定值 A3， 并且小于第一预定值 A1 ? 如是， 进入步骤 S 16。 如不是， 进入步骤 S20

步骤 S 16， 空气净化器停止移动并在原地进行空气净化。

本实施例， 第三预定值 A3大于第二预定值 A2且小于第一预定值 Al。 此时， 表 明该处的空气质量不足以使空气净化器在一边 移动一边净化时就能达到要求， 但又不 足以退出贴边移动的模式， 因此， 此时， 通过停下来定点净化的方式， 可以有效地进 行净化。 本发明通过增设第三预定值， 从而增加了空气净化器应对不同检测数据的不 同处理方式， 使得空气净化器能更快更有效地清除污染， 突显出机器人灵敏应对复杂 环境的高智能水平。