本公開涉及泳池機器人，具體而言，涉及一種泳池機器人及其水面清潔方法。
背景技術：
1、隨著泳池清潔設備的普及，泳池機器人逐漸被應用于泳池底部、池壁以及水面區域的清潔作業。其中，在水面清潔模式下，需要對漂浮于泳池水面及泳池水線區域附近的待清潔物進行收集過濾。然而，由于泳池水面與池壁交界處的泳池水線區域具有結構邊界復雜、水流狀態不穩定等特點，導致泳池水線區域的清潔難度顯著高于泳池其他區域。
2、目前的泳池機器人在水面清潔過程中，一般依賴前過濾入口對待清潔物進行收集，為提升清潔效率，部分技術方案嘗試在泳池機器人前側配置邊刷結構，通過邊刷旋轉產生的擾動水流或機械撥動作用，使待清潔物向前過濾入口方向移動。通常邊刷刷體與泳池池壁之間通常存在一定結構間距，導致邊刷對貼近池壁分布的待清潔物作用有限，尤其是在池壁與水面交界及邊角位置，待清潔物不易被有效帶離原有滯留區域；與此同時，邊刷的作用范圍主要集中于刷體能夠覆蓋的局部水面區域，對于受水面波動影響而偏離刷體作用路徑的待清潔物，往往難以及時引導至前過濾入口，從而在泳池水線區域形成清潔覆蓋不足的問題，導致清潔效果較差。
3、需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
技術實現思路
1、本公開實施例的目的在于提供一種泳池機器人及其水面清潔方法，進而能夠提升泳池水線區域中待清潔物收集過程的穩定性與連續性，擴大對泳池水線區域的清潔覆蓋范圍，減少清潔盲區，且相比于邊刷水面清潔，可以降低對邊刷貼合狀態和磨損程度的依賴，提升水面清潔模式下清潔效果的穩定性與可靠性。
2、本公開的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本公開的實踐而習得。
3、根據本公開實施例的第一方面，提供了一種泳池機器人，包括：
4、機器人本體；
5、前過濾入口，所述前過濾入口設置于所述機器人本體的前側，用于在所述泳池機器人處于水面清潔模式時，對待清潔物進行收集；
6、前噴射組件，所述前噴射組件設置于所述機器人本體的前側，且位于所述前過濾入口的至少一側，用于輸出噴射介質，所述噴射介質在前進方向上形成的導流流場能夠將泳池水線區域的所述待清潔物引導至所述前過濾入口；
7、其中，所述泳池水線區域包括泳池水面與泳池池壁的交界區域。
8、通過在泳池機器人前側、且位于前過濾入口至少一側設置前噴射組件，并利用前噴射組件輸出的噴射介質在泳池機器人前進方向上形成導流流場，使泳池水線區域的待清潔物能夠在尚未進入前過濾入口之前即被主動引導導向，從而使水面清潔模式下水線區域及池壁邊角處的漂浮物通過導流流場方式提前匯集至前過濾入口的前進路徑上，可以有效避免邊刷等結構導致待清潔物在前過濾入口堆積導致前過濾入口易堵塞的問題，提升泳池水線區域待清潔物進入前過濾入口的穩定性與連續性；通過將導流流場作用于泳池水面與泳池池壁交界形成的水線區域，使位于池壁附近、易受水面波動和池壁回流影響而反復漂移的待清潔物，能夠沿預設導向路徑脫離池壁或者池壁邊緣并向前過濾入口集中，從而擴大前過濾入口在泳池水線區域的實際清潔覆蓋范圍，克服傳統僅依靠邊刷或前吸口正前方作用時在池壁邊角位置易形成清潔盲區的問題，提升泳池機器人對泳池水線區域的清潔覆蓋度；通過采用噴射介質形成導流流場引導待清潔物，相比于依賴邊刷撥動，能夠在長期使用過程中仍能夠保持水線區域清潔效果的一致性和可靠性，減少因邊刷磨損或者變形導致清潔能力下降的問題，提高水面清潔模式下整體清潔作業的穩定性，保證泳池機器人對于泳池水線區域的清潔效果。
9、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述前噴射組件沿外擴方向輸出所述噴射介質，所述外擴方向與所述前過濾入口的開口朝向之間存在預設角度，所述預設角度的范圍為10°至60°。
10、通過使前噴射組件沿外擴方向輸出噴射介質，并將噴射方向與前過濾入口開口朝向之間的夾角控制在10°至60°范圍內，使形成的導流流場能夠在橫向與前向之間取得平衡，從而既能夠有效覆蓋泳池水線區域及側向位置的待清潔物，又能夠保證導流方向指向前過濾入口或者其前進路徑上，避免噴射角度過小導致覆蓋范圍受限或噴射角度過大導致導向效率下降，提高泳池水線區域中待清潔物的匯集效率，提升水線區域清潔過程的穩定性。
11、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述前噴射組件的噴射出口在工作時滿足：
12、所述噴射出口在高于泳池水面0.5cm至5cm的位置區間內輸出所述噴射介質；或者，所述噴射出口在部分處于泳池水面以下的位置處輸出所述噴射介質。
13、進一步地，由于泳池水線區域處于空氣、水體與池壁的交界位置，局部水體易在表面張力作用下形成附著帶，使部分待清潔物貼附于池壁附近并呈滯留狀態，通過將噴射出口設置在高于水面0.5cm至5cm的位置區間，使噴射介質在接觸水面時能夠對附著帶形成擾動并破壞貼附狀態，從而促使貼壁分布的待清潔物脫離原有滯留區域并進入導流路徑，使噴射作用不再局限于對待清潔物的水面單向推動，而是在泳池水線區域形成具有空間范圍的導向流動，使得前噴射組件所形成的導流流場能夠有效作用于泳池水線區域的水下、水面以及高于水面的池壁等空間，提高在空間方向上的清潔導向范圍，從而能夠有效抑制待清潔物在泳池水線區域形成回流聚集，降低已導向污染物再次脫離導向流場的概率。
14、同時，當噴射出口部分處于泳池水面以下時，噴射介質能夠在水體內部直接形成連續的動量傳遞路徑，減少空氣與水體交界處的能量衰減，使噴射動量跨越界面并與水體形成耦合作用，增強導流流場對泳池水線區域中水體下漂浮的待清潔物的作用強度，從而在泳池水線區域構建更加集中且穩定的空間導流流場，提升導流過程的連續性。
15、此外，通過對噴射出口空間高度進行限定，使噴射介質不僅能夠作用于水面漂浮的待清潔物，還能夠覆蓋貼近水面或處于半浸沒狀態的待清潔物，形成具有垂向作用范圍的立體導向效果，使導流方式由傳統平面推動轉變為空間流場引導，進一步提高泳池水線區域的整體清潔效率。
16、通過將前噴射組件的噴射出口設置為高于水面0.5cm至5cm的位置區間內或部分處于水面以下，使噴射介質能夠在水線附近或水面以下直接作用于待清潔物，從而增強導流流場對泳池水線區域中漂浮的待清潔物的作用強度，減少因水面波動造成的導向失效問題，提高不同水位條件下對泳池水線區域中待清潔物導向收集的穩定性和有效性，降低漏收集概率，保證對泳池水線區域清潔的覆蓋完整性，同時減少噴射流場能量在非清潔區域的損耗，提升泳池機器人在泳池水線區域的有效能耗比。
17、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述前噴射組件輸出所述噴射介質時具有朝向泳池水面的噴射方向，所述噴射方向與水平方向的夾角大于0°且小于或者等于45°。
18、通過引入大于0°且小于或者等于45°的朝向泳池水面的噴射方向，使導流流場更貼近水面及水線交界位置，形成將前向水推向處于中間前過濾入口的匯集趨勢，降低漂浮的待清潔物在泳池水線區域附近上浮回彈或隨波漂移的概率，從而提高待清潔物向前過濾入口聚攏過程的穩定性，并增強對水線附近輕質漂浮物的有效驅動能力，減少漂浮物被水面擾動帶離導向路徑的情況。
19、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述泳池機器人包括感知模塊，所述感知模塊能夠識別所述泳池機器人本體相對于所述泳池水線區域的位置；
20、所述泳池機器人還包括位置調節件，所述位置調節件能夠調整所述泳池機器人本體相對于所述泳池水線區域的位置，使所述泳池機器人處于水面清潔模式時，所述前噴射組件控制在預設位置處。
21、通過利用感知模塊識別機器人本體相對于水線區域的位置，并通過位置調節件對機器人本體位置進行調整，使水面清潔模式下前噴射組件能夠穩定保持在預設工作位置，使前噴射組件能夠跟隨泳池水面/水線位置變化進行自適應覆蓋，避免因水位波動或姿態變化導致噴射出口偏離目標區域，從而提升泳池水線區域的導向流場覆蓋的準確性與連續性，并提高導向收集的穩定性與一致性。
22、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述噴射介質為氣體和/或水。
23、通過設置噴射介質為氣體和/或水，使前噴射組件能夠根據不同的使用場景靈活選擇不同成分構成的噴射介質，如在水面漂浮物較為松散或質量較輕的場景下，采用氣體作為噴射介質，可在泳池水線區域形成作用范圍較大的擾動效果，促使待清潔物快速脫離原有位置并進入前過濾入口的清潔區域；在待清潔物密集度較高或易受水面波動影響的場景下，采用水和氣體、或者僅由水構成的噴射介質，可提供更集中的作用強度，使待清潔物沿導流路徑穩定移動；由此，使噴射介質能夠有效應對不同使用場景下的待清潔物，提高導流作用對待清潔物的適配性，從而提升泳池機器人對于不同場景條件下泳池水線區域的清潔效率和作用強度，增強泳池機器人在多樣化清潔工況下的實用性和穩定性，保證對泳池水線區域的清潔效果。
24、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，在所述泳池機器人沿邊清潔，且所述機器人本體與所述泳池池壁之間的距離小于或者等于10cm時，控制所述前噴射組件輸出噴射介質；和/或
25、在所述泳池機器人的前進方向上與所述機器人本體小于或者等于50cm位置處存在待清潔物時，控制所述前噴射組件輸出噴射介質；
26、其中，所述前進方向包括所述泳池機器人的正前方或者側前方。
27、通過在沿邊清潔且機器人本體與池壁距離不大于10cm，或在機器人前進方向小于等于50cm范圍內存在待清潔物時觸發前噴射組件的噴射，使前噴射組件的工作與實際泳池水線區域的清潔需求相匹配，從而減少無效噴射，提高泳池機器人的能源利用效率，并增強導流流場對關鍵清潔場景的針對性，在保證對泳池水線區域清潔效果的同時提升泳池機器人的續航能力。
28、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述泳池機器人按照預設的觸發間隔，控制所述前噴射組件的噴射時機。
29、通過設置預設觸發間隔控制噴射時機，可以在缺少明確視覺判據或環境信息波動較大時，提供穩定的周期性導流補償，使泳池水線區域的待清潔物能夠被穩定持續推送至前過濾入口的清潔路徑上，從而提高水面清潔模式下收集過程的連續性與一致性，并降低待清潔物遺漏的概率；同時，使導流流場以間歇方式形成，在保證水線區域待清潔物持續被引導的同時，降低連續噴射對水流穩定狀態和能耗的影響，從而提高水面清潔過程的整體穩定性和能效表現。
30、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述泳池機器人還包括：
31、底部進水口；
32、頂部出水口；
33、連通所述前過濾入口和所述頂部出水口的第一過濾通道；
34、連通所述底部進水口和所述頂部出水口的第二過濾通道；
35、第一驅動泵，用于在所述第一過濾通道和/或所述第二過濾通道中形成水流；以及
36、過濾器，用于過濾在所述第一過濾通道和/或所述第二過濾通道中形成的水流；
37、其中，當所述噴射介質為水時，所述泳池機器人還包括取水結構，所述取水結構用于向所述前噴射組件供水。
38、在噴射介質為水時通過設置取水結構向前噴射組件供水，可以形成穩定的水噴射供給路徑，使水噴射導流功能不依賴外部條件隨機臨時供給，從而提高導流流場生成的可控性與噴射介質輸出的穩定性和一致性，從而提高前噴射組件產生的導流流場對于待清潔物導向的有效性和穩定性。
39、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述取水結構包括取水通道和第二驅動泵，且所述取水通道與所述第一過濾通道和所述第二過濾通道之間物理隔離；
40、所述取水通道包括設置在所述泳池機器人底部的取水口，且所述取水口與所述底部進水口之間具有間隔距離，所述取水通道能夠連通所述取水口和所述前噴射組件，所述第二驅動泵設置在所述取水通道中，為所述前噴射組件提供取水動力。
41、通過設置與第一過濾通道和第二過濾通道物理隔離的取水通道，并利用第二驅動泵向前噴射組件供水，使噴射用水不依賴清潔過濾通道中的水流，從而避免噴射供水與清潔抽吸之間相互干擾，提高前噴射組件噴射輸出的穩定性，提升泳池機器人整體的系統穩定性。
42、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述取水結構包括第二驅動泵，所述第二驅動泵用于將所述過濾器過濾后的水輸送至所述前噴射組件；
43、其中，所述泳池機器人沿其前進方向具有第一端側和第二端側，所述第一驅動泵設置在所述第一端側，所述第二驅動泵設置在所述第二端側，所述第一端側和所述第二端側分別為處于虛擬平面的兩側，所述虛擬平面垂直于所述泳池機器人的前進方向且經過所述過濾器上最靠近所述第一驅動泵的位置。
44、通過利用原有過濾器過濾后的水作為前噴射組件的噴射水源，可以簡化泳池機器人的結構，降低制造成本，同時過濾器過濾后的水經第二驅動泵輸送至前噴射組件，有助于減少雜質進入噴射通路的可能性，從而提升噴射供水過程的穩定性；進一步地，通過將第一驅動泵設置在第一端側以及將第二驅動泵設置在第二端側，使兩驅動泵在空間上形成分側布置關系，降低兩驅動泵在空間布局和流體路徑上的相互影響，減少兩個驅動泵同時工作時對彼此的動力干擾，從而提高噴射供水過程的可靠性和穩定性。
45、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述取水結構包括取水支路，所述取水支路能夠連通所述第一過濾通道和/或所述第二過濾通道至所述前噴射組件，且所述取水支路在所述第一過濾通道和/或所述第二過濾通道上的分支開口位置，相比于所述過濾器更靠近所述第一驅動泵；
46、其中，所述前噴射組件的取水動力來源于所述第一驅動泵。
47、通過在第一過濾通道和/或第二過濾通道上設置取水支路，并使取水支路的分支位置靠近第一驅動泵，使前噴射組件能夠直接利用第一驅動泵形成的水流獲得取水動力，從而在不增加額外驅動泵的情況下實現噴射供水，簡化泳池機器人的結構，降低制造成本，提升系統結構集成度，提高泳池機器人的續航能力，同時由于水路結構更加簡單，可以提高泳池機器人的系統穩定性和可靠性。
48、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，在處于水面清潔模式時，所述泳池機器人的底部進水口處于開啟狀態。
49、通過在水面清潔模式下保持底部進水口處于開啟狀態，使泳池機器人在作業過程中能夠持續從泳池水體中引入水流，從而使機器人本體在水面清潔模式下的進水狀態保持穩定，避免因進水受限或進水中斷導致機器人內部水量分布發生突變，進而提升泳池機器人在水面作業過程中的姿態穩定性；同時，借助底部進水口的持續進水與第一驅動泵排水形成的協同作用，使第一驅動泵能夠通過調節下壓力對機器人本體的機體姿態進行輔助控制，有助于前噴射組件在水線區域保持穩定的工作位置，從而保證前噴射組件噴射過程的連續性和穩定性。
50、在本公開的一些示例實施例中，基于前述方案，所述泳池水線區域還包括泳池水面、與所述泳池水面相鄰且處于預設深度的水下區域、與所述泳池水面與泳池池壁的交界區域相鄰的預設范圍區域中的至少一種。
51、根據本公開實施例的第二方面，提供了一種用于泳池機器人的水面清潔方法，所述泳池機器人包括設置于機器人本體的前側的前過濾入口和前噴射組件，所述前噴射組件位于所述前過濾入口的至少一側；
52、所述方法包括：
53、在所述泳池機器人處于水面清潔模式時，通過所述前噴射組件輸出噴射介質，所述噴射介質在所述泳池機器人的前進方向上形成導流流場，所述導流流場能夠將泳池水線區域的待清潔物引導至所述前過濾入口；
54、通過所述前過濾入口收集所述待清潔物。
55、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。