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清洁机器人及其边扫组件的制作方法

2021-01-15 20:01:19|184|起点商标网
清洁机器人及其边扫组件的制作方法

本申请涉及地面清洁设备,特别是涉及一种清洁机器人及其边扫组件。



背景技术:

清洁机器人,又称自动打扫机、智能吸尘器、扫地机器人等,是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地面的清理工作。

清洁机器人通常通过超声波与碰撞感应自动走遍室内位置,并在房间之间穿行,其通常采用边扫和真空方式,将地面杂物吸收进入自身的垃圾集尘盒,从而完成对地面的清洁功能。一般来说,将完成清洁、吸尘、擦地工作的机器人,也统一归为清洁机器人。

现有的清洁机器人包括边扫组件,所述边扫组件包括电机和边扫,其中电机设置在机器人本体的内部,边扫延伸到机器人本体外。在工作状态下,清洁机器人平放在地面,所述边扫与地面接触,电机驱动边扫旋转进而实现对地面的清洁工作,边扫旋转扫动将毛发、碎纸屑、食物残渣等地面上的杂物送向中扫毛刷位置,通过中扫毛刷的旋转被吸入集尘盒。在工作状态下,如果地面平整且杂物体积较小,清洁机器人能够正常完成地面的清洁工作。但是,当地面出现凸起(即地面凹凸不平整),或者粘附有不易清理的杂物时,边扫会与所述地面凸起或粘附的杂物刚性接触,这会产生两方面的影响:一方面,当边扫遇到地面凸起或粘附的杂物时,如果阻力足够大,所述阻力会对边扫产生向上方或斜上方的推力,这样会导致边扫与机器人本体同时相对地面抬起一定高度,这会影响清洁机器人运动的平稳性,进而会出现局部地面没有被清洁的问题;另一方面,边扫与地面凸起或粘附的杂物接触产生的刚性碰撞会产生振动,进而影响边扫工作位置和使用寿命,因此,需要对现有技术中存在的问题进行解决。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种应用于清洁机器人的边扫组件,用于解决现有技术中边扫与地面凸起或粘附的杂物直接刚性接触等问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第一方面提供一种应用于清洁机器人的边扫组件,所述边扫组件包括:电机,通过浮动安装支架设于机器人本体内;边扫,与所述电机连接;其中,所述电机和所述边扫在清洁机器人工作状态下能通过所述浮动安装支架相对于机器人本体上下浮动。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述浮动安装支架的一侧通过转轴铰接于机器人本体内部,所述浮动安装支架以所述转轴为支点浮动。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,还包括用于限制所述浮动安装支架上下浮动幅度的限位结构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述限位结构包括设置在机器人本体内的上限位部和下限位部,所述上限位部设于所述浮动安装支架的上方,所述下限位部设于所述浮动安装支架的下方,所述上限位部和所述下限位部形成供所述浮动安装支架上下浮动的浮动空间。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述上限位部固定设于机器人本体上,所述浮动安装支架的一侧通过转轴与上限位部铰接,所述浮动安装支架以所述转轴为支点浮动。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述机器人本体包括底盘,所述底盘设有向上凹进的边扫容纳槽,所述底盘在所述边扫容纳槽向上凹进的位置形成所述下限位部。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述机器人本体内设有导向机构,所述浮动安装支架通过所述导向机构相对机器人本体浮动。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述导向机构包括:

导向柱;以及

缓冲件,设于所述浮动安装支架和所述机器人本体之间。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述边扫组件位于机器人本体前进方向的至少一边侧,所述转轴位于所述浮动安装支架与机器人本体的前后中心线之间,所述转轴的轴线与机器人本体前进方向的角度为0度至75度。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述电机的转轴通过减速箱驱动所述边扫转动,所述减速箱的输入轴与所述电机配合连接,所述减速箱的输出轴与所述边扫配合连接。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述边扫包括底座和刷毛,所述底座顶面设有与所述减速箱的输出轴配合连接的轴孔。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述输出轴端部的横截面为多边形,所述轴孔的横截面形状与输出轴端部横截面相适配。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述输出轴端部的侧表面设有至少一限位凸起,所述轴孔的内侧壁中设有与所述至少一限位凸起配合的至少一卡槽;或者

所述输出轴端部的侧表面设有至少一卡槽,所述轴孔的内侧壁中设有与所述至少一限位凸起配合的至少一限位凸起。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述刷毛设有多组,所述多组刷毛沿底座水平方向的周向均匀设置。

在本申请的第一方面的某些实施方式中,所述浮动安装支架在机器人本体内部上下浮动的幅度为3毫米至6毫米。

本申请的第二方面还提供一种清洁机器人,包括:机器人本体;如前所述的边扫组件。

如上所述,本申请应用于清洁机器人的边扫组件以及清洁机器人,具有以下有益效果:本申请中的边扫组件在机器人本体中浮动设置。在工作状态下,当边扫组件接触地面凸起或粘附的杂物时能够自动向上浮动收缩,起到缓冲作用,避免刚性接触,然后再通过自身重力作用自由下降复位。在移动过程中,机器人本体一直保持平稳的工作状态,保证清洁效果,而且边扫本身的使用寿命能够得到有效保证。

附图说明

图1显示为本申请清洁机器人在某一实施例中的立体示意图。

图2显示为图1中边扫组件在常态下的剖面示意图。

图3显示为图2中a处的局部放大示意图。

图4显示为图2中边扫组件在正视角下的剖面示意图。

图5显示为图4中b处局部放大示意图。

图6显示为图1中边扫组件在动态下的剖面示意图。

图7显示为图6中c处的局部放大示意图。

图8显示为本申请图6中边扫组件在正视角下的示意图。

图9显示为图8中d处局部放大示意图。

图10显示为本申请边扫组件在某一实施例中的爆炸图。

图11显示为本申请边扫组件在另一实施例中的剖面示意图。

图12显示为本申请边扫组件在某一实施例中通过转轴浮动的示意图。

图13显示为本申请边扫组件在另一实施例中通过转轴浮动的示意图。

图14显示为本申请边扫组件在又一实施例中通过转轴浮动的示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中,参考附图,附图描述了本申请的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本申请。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件,但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如,第一预设阈值可以被称作第二预设阈值,并且类似地,第二预设阈值可以被称作第一预设阈值,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一预设阈值和预设阈值均是在描述一个阈值,但是除非上下文以其他方式明确指出,否则它们不是同一个预设阈值。相似的情况还包括第一音量与第二音量。

再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个:a;b;c;a和b;a和c;b和c;a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。

本申请涉及清洁机器人领域,清洁机器人,又名自动扫地机、智能吸尘器等,是智能家用电器的一种,能完成清扫、吸尘、拖地等清洁工作。具体地,清洁机器人可受人控制(操作人员手持遥控器)或按照一定的设定规则自行在房间内完成地面清洁工作。边扫组件是清洁机器人清的重要组成部件。在工作状态下,当边扫组件接触地面凸起或粘附的杂物时会产生刚性碰撞,这不利于清洁机器人工作的稳定,对边扫的寿命也有一定的影响。有鉴于此,本申请公开一种应用于清洁机器人的边扫组件及配置有所述边扫组件的清洁机器人。

如图1所示,清洁机器人包含一个机器人本体10,机器人本体包括底盘101、罩体、以及其他相关装置或部件。

在某些实施例中,底盘101可以由诸如塑料的材料整体成型,其包括多个预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将相关装置或部件安装或集成在所述底盘上。在某些实施例中,所述罩体可包括顶部面板和侧部面板,罩体也可以由诸如塑料的材料整体成型,并且被构造为与所述底盘101互补,能为安装到底盘的各个相关装置或部件提供保护。底盘101和罩体可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣等)可拆卸地组合在一起,并且在结合在一起之后,底盘101和罩体可形成一封装结构,该封装结构具有一定的容纳空间。

如图1所示,本实施例清洁机器人中的机器人本体10整体呈扁圆柱形结构:底盘101为圆形,所述罩体的顶部面板为圆形,所述罩体的侧部面板自圆形的顶部面板的周缘向下延伸形成外圆周侧壁,所述侧部面板也可开设有多个凹槽、开口等。当所述清洁机器人进行移动(所述移动包括前进、后退、转向、以及旋转中的至少一种组合)时,扁圆柱形结构的机器人本体具有更好的环境适应性,例如,在移动时会减少与周边物件(例如家具、墙壁等)发生碰撞的几率或者减少碰撞的强度以减轻对清洁机器人本身和周边物件的损伤,更有利于转向或旋转。但并不以此为限,在其他实施例中,机器人本体10还可以采用例如为矩形体结构、三角柱结构、或半椭圆柱结构(也可称为d字型结构)等。

另外,所述机器人本体10包括前部和后部,并且在前部和后部之间限定一沿前后方向延伸的前后中心线,前后中心线将机器人本体分成左部和右部。所述“前部”是相对于清洁机器人的前进方向而言的,当清洁机器人进行前进移动时,此时,所述机器人本体中最接近于前进方向的最前端部分即为前部,如此,所述机器人本体中与所述前部相对的就是为后部。

一般地,所述罩体的顶面还设有顶盖,所述顶盖可通过转动结构转动连接于罩体上。所述顶盖可位于所述罩体的后部,但并不以此为限,所述顶盖也可位于所述罩体的前部。在某些实施方式中,所述转动结构可具有一转动端和一连接端,其中,所述转动端转动连接于所述罩体,所述连接端固定连接于所述顶盖。在实际应用中,通过拨动顶盖中远离转动结构的远端促使顶盖绕着所述转动结构相对罩体翻转,实现顶盖的开启、闭合等。

所述罩体的顶面还设有按键区,所述按键区布设有一个或多个功能按键,例如:电源按键、充电按键、清洁模式选择按键等。在某些实施例中,所述这些按键还配置有状态显示灯,显示这些按键的状态,以提供更佳的人机用户体验。在具体实现上,所述状态显示灯可在显示颜色及显示方式上有不同的选择,例如,所述状态显示灯可根据不同的状态(例如:正常、待机、故障等)而显示不同的灯光颜色,所述状态显示灯也可根据不同的功能(例如:电源、充电、清洁模式等)而显示不同的灯光颜色,所述状态显示灯也可根据不同的状态(例如:正常、待机、故障等)或不同的功能(例如:电源、充电、清洁模式等)而采用不同的显示方式(例如:常亮、呼吸灯方式、闪烁等)。

所述罩体的顶面还可设有其他装置。例如,在某些实施例中,在所述罩体的顶面可设有摄像装置,所述摄像装置的数量可以是一个或多个,至于摄像装置的结构及设置信息可容后详述。在某些实施例中,在所述罩体的顶面可设有拾音器,用于采集来自清洁机器人在清洁操作过程中的环境声音或者来自使用者的语音指令。在某些实施例中,在所述罩体的顶面可设有麦克风,用于播放语音信息。在某些实施例中,在所述罩体的顶面可设有触控显示屏,实现良好的人机体验。

为保护清洁机器人,机器人本体上还配置有防撞组件,用于避免因清洁机器人与清洁环境中的周边物体碰撞而产生损毁。在某些实施例中,所述防撞组件可例如为保险杠,用于缓冲清洁机器人在移动过程中与周围物体产生的碰撞。所述保险杠大致呈圆弧片状,其可安装于机器人本体的侧部面板的前向部分处。所述保险杠与机器人本体10之间可设有弹性结构,从而在两者之间形成有一可伸缩弹性空间。当清洁机器人碰撞到障碍物时,所述保险杠受力后朝向机器人本体收缩,吸收并消解碰撞到障碍物所产生的冲击力,从而保护机器人本体10。在某些实施例中,所述保险杠可采用多层结构,或者,在保险杠外侧还可设有软胶条等。

所述其他相关装置或部件可包括供电装置、移动装置、感知系统、清洁装置、以及控制系统等。

所述供电装置用于向其他用电装置(例如移动装置、摄像设备等)供电。在实际的实施方式中,所述供电装置包括可充电电池(组),例如可采用常规的镍氢(nimh)电池,经济可靠,或者,所述供电装置也可采用其他合适的可充电电池(组),例如锂电池,相比于镍氢电池,锂电池的体积比能量比镍氢电池更高,且,锂电池无记忆效应,可随用随充,便利性大大提高。所述可充电电池(组)安装在底盘的电池凹槽中,该电池凹槽的大小可以根据所安装的电池(组)来定制。所述可充电电池(组)可以通过常规的方式安装在所述电池凹槽中,例如弹簧闩。所述电池凹槽可被电池盖板封闭,所述电池盖板可以通过常规方式固定到所述底盘,例如螺丝。所述可充电电池(组)可连接有充电控制电路、电池充电温度检测电路以及电池欠压监测电路,充电控制电路、电池充电温度检测电路、以及电池欠压监测电路再与所述控制系统相连。清洁机器人通过设置在机器人本体侧部或者底部的充电电极与充电座连接进行充电。另外,在必要的情形下,所述供电装置中可包括主用电池和备用电池,当主用电池电量过低或出线故障时,就可转由备用电池工作。

所述移动装置设置于所述机器人本体上用于驱动清洁机器人移动。在这里,为了更加清楚地描述清洁机器人的移动行为,作出如下定义:清洁机器人可通过相对于由机器人本体界定的如下三个相互垂直轴的移动的各种组合在地面上行进:x轴、y轴、以及z轴,其中,x轴与前后中心线对应,x轴与y轴相互垂直,z轴垂直于由x轴和y轴构成的平面。如此,将清洁机器人沿x轴的前向驱动方向标示为“前向”而沿着x轴的后向驱动方向标示为“后向”。当清洁机器人的前向部分向上倾斜而后向部分向下倾斜时为“上仰”,当清洁机器人的前向部分向下倾斜而后向部分向上倾斜时为“下俯”。另外,清洁机器人可绕z轴转动。例如,在清洁机器人的前向方向上,当清洁机器人朝向x轴的左侧倾斜为“左转”,当清洁机器人朝向x轴的右侧倾斜为“右转”。

于实际的实施方式中,所述移动装置可包括行走机构和行走驱动机构,其中,所述行走机构可设置于所述机器人本体的底部,所述行走驱动机构内置于所述机器人本体内。进一步地,所述行走机构可采用行走轮方式,在一种实现方式中,所述行走机构可例如包括至少两个万向行走轮,所述至少两个万向行走轮可可分别由对应的至少两个行走驱动机构实现独立驱动。由所述至少两个万向行走轮实现前进、后退、转向、以及旋转等移动。在其他实现方式中,所述行走机构可例如包括两个直行行走轮和至少一个辅助转向轮的组合,所述两个直行行走轮分别设于机器人本体的底部的相对两侧,所述两个直行行走轮可分别由对应的两个行走驱动机构实现独立驱动,即,左直行行走轮由左行走驱动机构驱动,右直行行走轮由右行走驱动机构驱动。所述的万向行走轮或直行行走轮可具有偏置下落式悬挂系统,以可移动方式紧固,例如以可旋转方式安装到机器人本体上,且接收向下及远离机器人本体偏置的弹簧偏置。所述弹簧偏置允许万向行走轮或直行行走轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引。在实际的应用中,所述至少一个辅助转向轮未参与的情形下,所述两个直行行走轮主要用于前进和后退,而在所述至少一个辅助转向轮参与并与所述两个直行行走轮配合的情形下,就可实现转向和旋转等移动。所述行走驱动机构可包括驱动电机和控制所述驱动电机的控制电路,利用所述驱动电机可驱动所述行走机构中的行走轮实现移动。在具体实现上,所述驱动电机可例如为可逆驱动电机,且所述驱动电机与所述行走轮的轮轴之间还可设置有变速机构。所述行走驱动机构可以可拆卸地安装到机器人本体上,方便拆装和维修。

所述清洁装置可至少包括清洁组件和吸尘组件。所述清洁组件又可包括中扫组件、边扫边扫组件和吸尘组件。

所述中扫组件设于底盘的底部中央区域。在某些实施例中,所述中扫组件可包括上壳体、下壳体、中扫部件和驱动马达,其中,所述上壳体和所述下壳体经合体可形成一腔体,所述中扫部件设置于上壳体和下壳体之间的腔体内。

在本申请中,所述中扫部件可例如为滚刷结构。

在某些实施例中,所述滚刷结构可包括中扫转动辊和设置在中扫转动辊上的中扫毛刷,中扫部件安装在上壳体与下壳体之间的腔体内,且在下壳体的下部设有毛刷清洁腔口(也可称为吸尘口),中扫毛刷凸出清洁腔口与需清洁地面接触。在实际应用中,驱动马达用于驱动中扫部件中的中扫转动辊及其上的中扫毛刷转动进行清洁工作,将垃圾由清洁地面扫入并通过收集入口输送到吸尘组件内。

在某些实施例中,所述滚刷结构可包括中扫转动辊和设置在中扫转动辊上的中扫毛刷及中扫胶刷,这样可以兼顾地板、毛毯等多种清洁环境。中扫胶刷、中扫毛刷的生长方向与中扫转动辊的径向基本一致,且中扫胶刷的胶条宽度、中扫毛刷的宽度要适配于毛刷清洁腔口,中扫胶刷和中扫毛刷并非采取平行或接近平行的设置方式,而是两者之间具有较大的夹角,以确保中扫胶刷和中扫毛刷能够各自实现自身的应用功能。

由于中扫毛刷上的毛刷簇之间存在较大缝隙,使得风很容易从缝隙之间流失,对形成真空环境形成的帮助比较小。因此,通过设置中扫胶刷,可以形成兜风效果,并且当兜风强度达到预设强度时,即可协助实现对清洁对象的扫动,使得清洁垃圾可以在所述滚刷结构的扫动和风的吹动下,更方便地被输送至集尘箱内。

其他地,中扫毛刷的刷毛设置为v型或u型螺旋结构,且“v”字形的尖端位于所述滚刷结构的中部位置,在滚刷结构滚扫过程中,由v型或u型螺旋结构相对两侧的毛刷将垃圾从两侧的向中部位置聚集,使部分灰尘,尤其是大颗粒的垃圾更容易吸入集尘室中,结构简单却大大提高了清洁效率。当然,滚刷结构中的毛刷也可以呈其它螺旋排列方式,如“\”“/”向滚刷中部交错分布,同样可以起到将垃圾朝毛刷清洁腔口前侧中部位置聚集的效果。

在某些实施例中,所述上壳体可例如浮动系统支架或固定框架,所述下壳体可例如滚刷盖。

以浮动系统支架为例,浮动系统支架更可包括固定支架和浮动支架,且在所述浮动系统支架上还可安装有用于驱动所述中扫部件的驱动马达等。所述浮动支架的一侧可通过轴转结构轴接于所述固定支架,从而可使得所述浮动支架的另一侧相对所述固定支架实现上下浮动。另外,在浮动系统支架中,所述浮动支架的后端开设有进尘开口,所述固定支架的后端开设有对应的进尘开口,且所述浮动支架的进尘开口与所述固定支架的进尘开口之间通过可伸缩的柔性进风通道连通。所述柔性进风通道可在所述浮动支架相对所述固定支架相对上下浮动时实现伸缩运动,具体地,当所述浮动支架相对所述固定支架远离时,所述浮动支架和所述固定支架之间的柔性进风通道伸展,当所述浮动支架相对所述固定支架靠近时,所述浮动支架和所述固定支架之间的柔性进风通道收缩。当清洁机器人处于正常的清洁过程时,所述浮动系统支架中的浮动支架在重力作用下浮动至最低位置,无论在地板、地毯或者其他不光滑清洁表面上,安装在所述浮动系统支架内的滚刷结构都可以紧贴于被清洁地面,以实现最高效率的贴地清扫,同时,针对不同类型清洁地面上都具有较好的贴地效果,这样,对风道的密封性贡献明显。另外,当清洁地面高低起伏或清洁地面上存在障碍物时,通过所述浮动支架的上下浮动,可以降低滚刷结构等与障碍物之间的相互作用,从而协助清洁机器人完成越障操作,也能保护滚刷结构及驱动马达等,延长其使用寿命。

值得注意的是,一般地,作为中扫部件的滚刷结构,其宽度越宽则清洁覆盖范围越大,单次清洁宽度越宽,而集尘盒作为垃圾收纳部件,其与行走轮等部件共同设置在外壳内,宽度受限,而且为了增加真空净压以将垃圾抽吸到集尘盒内,尘盒的进尘口也不能很宽,因此,浮动支架中对应滚刷结构的毛刷清扫腔口至浮动支架的进尘开口之间的截面是减缩。

所述滚刷盖可拆卸地盖合于浮动系统支架或固定框架的底部。当所述滚刷盖盖合于浮动系统支架或固定框架时,两者之间形成一可容纳滚刷结构的腔体并将滚刷结构限定于所述腔体内。所述滚刷盖设有与滚刷结构对应以能显露出滚刷结构中的中扫毛刷及中扫胶刷的开口。在某些实施例中,在所述滚上盖的开口的后边缘上设有刮条(即,所述刮条沿清洁机器人行进方向上是位于滚刷结构的后方),所述挂条与滚刷结构之间保持一定间距(例如1毫米至3毫米),并通过贴合于清扫地面,使其可以将一小部分未被滚刷结构直接卷起的垃圾拦截并撮起,从而使其在滚刷结构的扫动和风机的抽吸下被卷入。所述刮条的位置和角度的选择使得垃圾始终位于最佳的清扫和抽吸位置,避免在胶条之后还有遗留。在实际应用中,所述刮条可采用软胶材料制作,并可拆卸式地安装在所述滚刷盖上。

在以下描述中,参考图1至图14,附图描述了本申请边扫组件的若干实施例。

本申请中的边扫组件设于底盘底部的边缘。在某些实施例中,所述边扫组件在机器人本体10上的数量为一个或两个,当边扫组件设有一个时,参考图12和图13,边扫组件设置于机器人本体10前部的相对一侧。当边扫组件在机器人本体10上的数量为两个时,参考图1和图14,两个边扫组件对称设置于机器人本体10前端的相对两侧。所述边扫可采用旋转式清洁结构,可在所述电机的控制下作旋转。在某些实施例中,旋转式边扫中的旋转轴相对于地面(所述地面可以设定为与机器人主体的底盘地面平行)成一定角度,更有利于将垃圾碎屑等清扫到滚刷区域中。

本申请中的边扫组件包括:电机22和边扫23,其中,电机22通过浮动安装支架21设于机器人本体10内部,边扫23与电机22连接。图2至图5显示为某一实施例中在常态下边扫组件的剖面示意图,在图2至图5所示的实施例中,浮动安装支架21及其上的电机22和边扫23在它们自身的重力作用下浮动至最低位置。当清洁机器人工作时,清洁机器人平放在清扫地面上,在某些情况下,边扫23在旋转过程中会接触到地面凸起或粘附在地面上的杂物,所述地面凸起或杂物相当于清洁机器人行进过程中遇到的不能清扫的障碍物,在接触这些障碍物时,边扫23通常会受到向上方或向斜上方的作用力,当作用力足够大并超过其重力时,边扫组件中的边扫23和电机22会因作用力而向上抬起,即通过浮动安装支架21向上浮动,边扫组件的抬起高度为h,参见图6至图9,显示为某一实施例中在动态下边扫组件的剖面示意图。在越过障碍物时,边扫组件通过自身受到的重力作用回落,即边扫组件整体通过浮动安装支架21向下浮动回落复位,由上可知,在边扫组件的浮动过程中,机器人本体10在边扫组件浮动范围内相对边扫组件不发生移动,能够确保机器人本体10在移动过程中的稳定性;而且,边扫组件浮动设置对其自身与障碍物的接触起到缓冲作用,进而保证边扫组件的使用寿命。

在某些实施例中,所述边扫组件通过传感器与清洁机器人的控制系统电路连接,当边扫组件浮动时,浮动电信号传递给控制系统,控制系统对相关数据进行处理,让机器人本体对行进路线上的障碍物进行及时躲避或者重新规划行进路线,避免机器人本体与障碍物发生不必要的碰撞。这种实施例的设计原理是:在将清洁机器人平放在地面上时,能够被清扫的杂物高度一般不会高于机器人本体的底盘高度,如果障碍物高于所述底盘的高度,则机器人本体上的防撞组件会对机器人本体起到保护作用。因此,对于防撞组件不能起作用的障碍物,通过可浮动的边扫组件对清洁机器人提供保护,也就是说,当边扫与障碍物接触而导致边扫组件浮动时,电信号传递给控制系统,进而实现躲避障碍物的技术效果。

参考图2至图9,在某一实施例中,浮动安装支架21的一侧通过转轴211铰接于机器人本体10内部,浮动安装支架21以转轴211为支点浮动。

针对浮动安装支架21通过转轴211铰接于机器人本体10内部的布置方式可以是采用如下任一种:

在一种实施方式中,浮动安装支架21的一侧可以通过转轴211铰接于机器人本体10的内部上表面。

在另一种实施方式中,浮动安装支架21的一侧可以通过转轴211铰接于机器人本体10的底盘101上。

浮动安装支架21以转轴211为支点浮动的实施方式可以根据其他零部件的位置情况进行不同方式的铰接布置,只要能让边扫组件实现浮动即可。

此外,转轴211在上述两种布置方式的情况下,因为转轴211是位于浮动安装支架21的一侧,在清洁机器人平放在清洁地面的常态下,边扫组件(例如电机22和边扫23)受到自身重力作用,边扫组件中与浮动安装支架21的转轴211相对的那一侧将下沉,图5中所显示的边扫组件是倾斜的,这也是为了满足清洁时的位置需要。在清洁机器人工作状态时,例如,边扫组件的边扫23遇到障碍物时,所述障碍物产生的作用力会将边扫组件向上顶起,边扫组件通过浮动安装支架21以转轴211为支点转动,通过转动作用实现边扫组件上下方向上的高度浮动,即如图9所示的状态,上下浮动的幅度范围为h。因为此时的障碍物不能被清扫处理,因此,即使边扫组件没有倾斜到工作角度也不会影响清扫工作。

为了限制边扫组件的浮动幅度,本申请还包括用于限制浮动安装支架21上下浮动幅度的限位结构。所述限位结构位于机器人本体10内部,其在上下方向上限制浮动安装支架21的浮动位置,避免浮动过大或过小。参考图2至图9,在某些实施例中,所述限位结构包括设置在机器人本体10内的上限位部103和下限位部104,上限位部103设于浮动安装支架21的上方,下限位部104设于浮动安装支架21的下方,上限位部103和下限位部104形成供浮动安装支架21上下浮动的浮动空间。

在不同的实施方式中,上限位部103和下限位部104的设置可有多种方式,例如:

在一种实施方式中,上限位部103和下限位部104一体制造,其整体在水平方向呈c形或框型结构,其中间位置用于浮动安装支架21的浮动,其整体通过连接结构与机器人本体10的底盘101连接。

在一种实施方式中,上限位部103和下限位部104一体制造,其整体在水平方向呈c形或框型结构,其中间位置用于浮动安装支架21的浮动,其整体通过连接结构与机器人本体10的罩体连接。

在一种实施方式中,上限位部103与罩体或底盘101连接,下限位部104与底盘101连接,上限位部103和下限位部104作为两个独立的结构设置在机器人本体10的内部。在安装时,通过螺丝等连接件分别安装。在安装时,因为上限位部103和下限位部104是两个独立的结构,可以对上限位部103的形状和位置进行单独调整和改进,可以对下限位部104的形状和位置进行单独调整和改进。

在上述实施例的基础上,结合图4和图5,其显示为上限位部103固定设于机器人本体10内部,可以是罩体上,也可以是其他合适位置,浮动安装支架21的一侧通过转轴211与上限位部103铰接,浮动安装支架21以转轴211为支点浮动,即如图5中所示的箭头方向转动。

在不同的实施方式中,转轴211可有不同的设置方式:

在一种实施方式中,浮动安装支架21的一侧设有用于穿设转轴211的轴孔,上限位部103上设有用于穿设转轴211的轴孔,转轴211是独立的零部件,转轴211依次穿过浮动安装支架21上的轴孔以及上限位部103上的轴孔,从而实现浮动安装支架21和上限位部103的铰接。

在一种实施方式中,浮动安装支架21的一侧设有用于穿设转轴211的轴孔,转轴211与上限位部103一体制造或者直接将转轴211焊接在上限位部103上,转轴211并非独立的零部件,上限位部103上的转轴211穿过浮动安装支架21上的轴孔,从而实现浮动安装支架21和上限位部103的铰接。

在一种实施方式中,上限位部103上设有用于穿设转轴211的轴孔,浮动安装支架21与转轴211一体制造或者直接将转轴211焊接在浮动安装支架21的一侧,转轴211并非独立的零部件,浮动安装支架21上的转轴211穿过上限位部103上的轴孔,从而实现浮动安装支架21和上限位部103的铰接。

参考图10,显示了上述浮动安装支架21和上限位部103的一种连接方式,其中:上限位部103上的一侧向外形成两个并列设置的凸起,两个凸起上分别开设有在同一轴线上的轴孔;浮动安装支架21的一侧向外形成凸起,所述凸起的两侧分别向外延伸形成两个在同一轴线上的转轴211,即相当于将转轴211分成两段,并分别设置在凸起的两侧。在上限位部103和浮动安装支架21连接时,两段转轴211分别与上限位部103的两个轴孔配合连接,从而实现浮动安装支架21和上限位部103的铰接。

在某些实施例中,如图11所示,上限位部103的底面向上凹进形成容腔,所述容腔能够容纳电机22。在配合安装后,将电机22的上部置于上限位部103的容腔中,可以对电机22起到保护作用,也能够对电机22的位置进行一定程度的限制。此外,在容腔的内壁可以设置软质材料,例如橡胶垫,在边扫组件浮动时,电机22不会与容腔的内部刚性接触。另外,上限位部103上可以开设多个气孔,以便于电机22散热。

在某些实施例中,参考图3、图5、图7或图9,机器人本体10的底盘101上设有向上凹进的边扫容纳槽102,底盘101在边扫容纳槽102向上凹进的位置形成下限位部104。边扫容纳槽102用于容纳边扫组件的边扫23,对边扫23起到一定的保护作用。边扫容纳槽102向上凹进后,相当于在机器人本体10内部形成凸起,将边扫容纳槽102向上凹进位置形成的凸起作为下限位部104,能够起到节约机器人本体10内部空间的技术效果,也就是说一个结构起到了两个作用。在实际设置时,根据情况对边扫容纳槽102的深度、宽度和整体的容积大小进行计算并合理设置,同时,在机器人本体10内部的凸起高度进行精确计算,使其与上限位部103的位置相适应,进而限制边扫组件的浮动安装支架21在工作时的浮动高度的大小。

在某些实施例中,参考图11,为了实现浮动安装支架21的浮动,机器人本体10内设有导向机构,浮动安装支架21通过所述导向机构相对机器人本体10浮动。具体的结构设置方式是:在清洁机器人平放于地面时,导向结构在机器人本体10内部沿上下方向设置,所述导向结构可以是导轨滑块结构,即导轨沿上下方向设置,滑块可自由在导轨上滑动,所述滑块与浮动安装支架21相连接,当边扫组件浮动时,浮动安装支架21与滑块在导轨上同步滑动,从而实现边扫组件的上下浮动。在另外的实施方式中,结合图1和图11,所述导向机构包括至少一根导向柱105,导向柱105沿上下方向设置在机器人本体10内部,浮动安装支架21上开设有与导向柱105相配合的导向孔,导向柱105穿设在导向孔中。在清洁机器人平放于地面的工作状态下,当边扫组件遇到障碍物时,浮动安装支架21带着边扫组件的其他结构沿着导向柱105向上浮动,在越过障碍物时,边扫组件通过自身受到的重力作用沿着导向柱105向下浮动,回落复位。图11中所显示的导向柱105设有两根,其分别位于浮动安装支架21的两边侧,这样可以确保在边扫组件上下浮动时不会出现因受力不平衡导致的卡涩,确保上下浮动的稳定顺畅。在其他的实施例中,所述导向柱可以设置三根、四根以及更多根,但是一般情况下,不应超过三根,因为设置过多会导致零部件数量的增加,也就会导致用料成本的增加,而且会占用过多的空间;此外,零部件数量的增加必然导致在配合时的位置要求和尺寸精度要求更高,这会增大技术难度,不利于生产制造。所以综合以上,如果采用本实施例方式,两根导向柱即可满足使用需要。

在某些实施例中,在机器人本体10内部还包括缓冲件106,缓冲件106设于浮动安装支架21和机器人本体10之间,可以是图11所示的浮动安装支架21和底盘101之间;即当清洁机器人平放在地面上时,从上到下依次是浮动安装支架21、缓冲件106和机器人本体的内底(或底盘)。

缓冲件106在不同实施例中可以是不同的结构形式,例如:

在一种实施方式中,缓冲件106是设置在浮动安装支架21和机器人本体10之间的橡胶垫、塑料垫、等软质材料,其可以直接敷设或粘贴在浮动安装支架21与机器人本体10相接触的位置,从而减少浮动安装支架21在向下回落复位时与机器人本体10产生的冲击,避免刚性接触。

在一种实施方式中,缓冲件106是弹簧,即所述弹簧设置在浮动安装支架21和机器人本体10之间,即参考图11,弹簧设置在浮动安装支架21底面和底盘101之间,或浮动安装支架21底面和下限位部104之间。此实施例中的弹簧能起到两方面的作用:一方面,弹簧自身具有弹性,当边扫组件上下浮动时,通过弹簧的弹性作用能够起到缓冲作用;另一方面,在清洁机器人平放在地面上时,边扫组件受到的重力会作用在弹簧上,弹簧处于压缩状态,弹簧向两端方向一直有回复力,也就是说,压缩状态下的弹簧对边扫组件一直有一个向上静态的外力;当边扫组件接触障碍物向上浮动时,弹簧的对边扫组件的静态外力转化为动态外力,以辅助边扫组件向上提升,进而也就让边扫组件实现更自由的浮动。弹簧作为缓冲件的实施方式可以设置在任何实施例中,例如图5所示的实施例中,其均能起到相同的作用效果,即辅助提升边扫组件。

在某些实施例中,参考图12,为所述边扫组件位于机器人本体10前进方向的一边侧(图示左侧),转轴211位于浮动安装支架21与机器人本体10的前后中心线之间(即图示中x轴方向的点划线),转轴211的轴线与机器人本体前进方向的角度为0度至75度。在某些实施例中,转轴211的轴线与机器人本体10前进方向的角度可以但不限于是5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度等,如此,可使得边扫组件中下沉的那一侧位于机器人本体10的外侧后方,在工作状态下,边扫组件中的边扫23在旋转时,能将清洁地面上的垃圾由外侧后方聚拢至中扫组件的区域,更有利于清扫,提高清扫效率。根据清洁机器人整体的尺寸大小、需要清洁的范围大小、边扫的尺寸大小等相关因素来确定转轴211的轴线与机器人本体前进方向的具体角度。例如,在某些实施例中,转轴211的轴线与机器人本体前进方向的角度可超过75度。在某些实施例中,转轴211的轴线与机器人本体前进方向的角度也可为负角度,例如,-45度至0度,可使得边扫组件中下沉的那一侧位于机器人本体10的外侧前方。

参考图13,所述边扫组件位于机器人本体10前进方向的一边侧(图示左侧),转轴211的轴线与机器人本体前进方向的角度为0度,即转轴211的轴线与机器人本体10的前后中心线(即图示中x轴方向的点划线)平行。

参考图14,为所述边扫组件有两个,并分别位于机器人本体10前进方向的两边侧(即在左右两侧),转轴211的轴线与机器人本体前进方向的角度为75度;此外,两个边扫组件相对前后中心线(即图示中x轴方向的点划线)对称设置。

在某些实施例实际布置结构时,参考图5、图9和图10,电机22的转轴(即电机输出轴)通过减速箱24驱动边扫23转动,减速箱24的输入轴与电机22配合连接,减速箱24的输出轴与边扫23配合连接。通常情况下,电机22的转轴和减速箱24的输入轴通过联轴器相连接。减速箱24对电机22的转速起到减速作用,进而实现对边扫23的减速驱动。

结合参考图3、图7和图10,本申请边扫组件中的边扫23包括底座231和刷毛232,底座231顶面设有与减速箱24的输出轴配合连接的轴孔233。在组装配合时,浮动安装支架21、电机22和减速箱24在机器人本体10内部,在将浮动安装支架21、电机22和减速箱24组装配合并定位好后,从机器人本体10外侧将边扫23的底座231对准减速箱24的输出轴并与所述输出轴配合连接,其可以采用过渡配合的方式,连接时可以用胶水密封进而保证连接的稳定性。在某些实施例中,减速箱24的输出轴端部的横截面可以为多边形,所述边扫底座231上轴孔的横截面形状与输出轴端部横截面相适配;例如,减速箱24的输出轴端部的横截面可以但不限于三角形、正方形、长方形、正六边形、梯形或椭圆形等。

为了便于减速箱24输出轴与底座231轴孔233的配合连接,参考图10,输出轴端部与底座231的轴孔233之间可以进行快捷安装,其可以采用以下实施方式:

在一种实施方式中,所述输出轴端部的侧表面设有至少一个限位凸起241,轴孔233的内侧壁中设有与至少一个限位凸起241配合的至少一个卡槽234。在某一实施例中:当输出轴端部的横截面为三角形时,轴孔233的横截面也为三角形;输出轴的端部可以在一个面、两个面或三个面分别设置限位凸起241;如果只在一个面上设置限位凸起241,则轴孔233至少在一个面上设置一个卡槽234,为了能够便于输出轴与底座231的快速配合连接,最好在三个面分别设置一个卡槽234,即,限位凸起241与任意一个卡槽234配合就能实现输出轴与底座231的配合连接。当然,在本实施例输出轴端部为三角形的基础上,每个面上沿输出轴的轴向可以设置多个限位凸起,这样当输出轴与轴孔233配合时还能控制输出轴插入轴孔233的深度,从而起到调整刷毛232与地面之间距离的作用。

在一种实施方式中,所述输出轴端部的侧表面设有至少一个卡槽,轴孔233的内侧壁中设有与所述至少一个卡槽配合的至少一个限位凸起。在某一实施例中:当输出轴端部的横截面为正方形时,轴孔233的横截面也为正方形;输出轴的端部可以在一个面、两个面、三个面或四个面分别设置一个所述卡槽;如果只有一个面上设有所述卡槽,则轴孔233至少在一个面上设置一个限位凸起,为了能够便于输出轴与底座231的快速配合连接,最好在四个面分别设置一个限位凸起,即所述卡槽与任意一个限位凸起配合就能实现输出轴与底座231的配合连接。当然,在本实施例输出轴端部为正方形的基础上,每个面上沿输出轴的轴向可以设置多个卡槽,这样当输出轴与轴孔233配合时还能控制输出轴插入轴孔233的深度,从而起到调整刷毛232与地面之间距离的作用。

由上述输出轴端部与轴孔233配合连接的两种实施方式可知,限位凸起和卡槽的数量并不需要完全对应一致,设置限位凸起和卡槽的目的在于实现快速装配、稳定连接和输出轴插入底座的深度可调,只要能够满足上述要求即可。

在某些实施例中,刷毛232设有多组,多组刷毛232沿底座231水平方向的周向均匀设置,进而实现均匀清洁。

在以上所有实施例中,浮动安装支架21在机器人本体内部10上下浮动的幅度为3毫米至6毫米,一般取整数幅度,即3毫米、4毫米、5毫米、6毫米。最优方案为浮动安装支架21在机器人本体内部10上下浮动的幅度为4毫米。浮动安装支架21在机器人本体10内部上下浮动的具体幅度要根据清洁机器人的具体规格尺寸而定,即需要考虑到机器人本体10的高度、整体的清扫范围、底盘101距离地面的距离、边扫23的倾斜角度、边扫23的刷毛232长度等因素。除此之外,最重要的是要让边扫组件再向上浮动后及时复位,如果浮动幅度过大,会导致刷毛232不能及时回落接触地面,出现某些位置清洁不到位或者清洁力度差的问题。因此,综合考虑不同因素,浮动安装支架21在机器人本体内部10上下浮动的幅度3毫米至6毫米。

本申请在实际应用时的动作过程和技术原理如下:将清洁机器人平放在地面,启动开关开始工作,供电装置供电,移动装置带动整体前进行走,通过感知系统采集周围信号,边扫组件的边扫23旋转将杂物扫入中扫组件所在区域,最后通过吸尘组件吸附收集。在边扫组件工作过程中,当边扫23接触到地面凸起或粘附在地面上的杂物时,边扫23通常会受到向上方或斜上方的阻力作用,当阻力足够大时,边扫组件会因阻力而向上抬起,即通过浮动安装支架21向上浮动,参见图8和图9,边扫组件的抬起高度为h。在越过障碍物时,边扫组件通过自身受到的重力作用回落,即边扫组件整体通过浮动安装支架21向下浮动回落复位,参见图4和图5。在边扫组件的浮动过程中,机器人本体10相对边扫组件不发生移动,能够确保机器人本体10在移动过程中的稳定性;而且,边扫组件浮动设置对其自身与障碍物的接触起到缓冲作用,进而保证边扫组件的使用寿命。

清洁装置中的所述吸尘组件可包括集尘盒、吸尘风机以及相应的风道结构。

所述集尘盒可安装在底盘的集尘盒容槽中,该集尘盒容槽开设于底盘的中央区域,该集尘盒容槽的大小可以根据所安装的集尘盒来定制。所述集尘盒可以通过常规的方式安装在所述集尘盒容槽中,例如弹簧闩或者直接放置。在某些实施例中,所述集尘盒设有把手或握手结构(例如凹槽、凸块等),以便于握持。所述把手可采用抽拉式把手或翻转式把手。

所述集尘盒可至少包括集尘腔以及与所述集尘腔连通的进尘口和出风口,在所述集尘盒的出风口处还设有滤芯或类似的过滤网结构。所述集尘盒的进尘口处设有密封条或密封圈,所述集尘箱的进尘口与所述浮动系统支架中固定支架的进尘开口对应,这样,所述集尘盒的进尘口就通过所述固定支架和所述浮动安装支架之间的进风通道与所述浮动安装支架连通。所述集尘盒的出风口设有密封条或密封圈。

另外,所述集尘盒为可开合设计,在某些实施例中,所述集尘盒可分为盒本体和盒盖,所述盒本体具有集尘腔,且,所述出风口及所述出风口处的滤芯或类似的过滤网结构设于所述盒本体上,所述盒盖上则开设有进尘口,所述盒盖可以例如转轴等方式轴接于所述盒本体,并可通过例如卡扣等方式盖合于所述盒本体上。

所述吸尘风机具有进风口和出风口,所述吸尘风机的进风口通过一连接通道与所述集尘盒的出风口的连通,所述吸尘风机的出风口与一排风通道连通。因此,本申请所述的风道结构可至少包括所述浮动支架的进尘开口与所述固定支架的进尘开口之间柔性进风通道(未在图式中显示)、集尘盒和吸尘风机之间的连接通道、以及与吸尘风机的出风口连通的排风通道。所述排风通道可通过安装结构固定于底盘上,在某些实施例中,所述安装结构可例如为螺丝锁附等。所述排风通道内设有曲线型的主通道,在所述主通道的至少一旁侧设有副通道,所述主通道和所述副通道之间还设有可供相互连通的排风导流元件。在某一实施方式上,所述排风导流元件可例如为间隔设置的格栅,所述格栅的间隙可依照实际需要、吸尘风机的特性、以及排风通道的尺寸等而设计,所述格栅的高度可略微低于所述主通道的高度,这样,所述格栅与所述主通道的顶部也留有一定的流动空间。当然,所述排风导流元件也可采用其他结构,例如鳍片或通孔等。

在实际应用中,由所述吸尘风机中的风机马达驱动风扇旋转以使得掺杂有垃圾的气流通过进尘口进入所述集尘盒内,气流中的垃圾被所述滤芯或类似的过滤网结构过滤后留存在所述集尘盒内,过滤后的气流则从出风口通过所述连接通道进入所述吸尘风机内,再由所述吸尘风机的出风口经由所述排风通道而排出清洁机器人的外部,在所述排风通道内,大多的风流都是在主通道内流动,但在所述排风通道拐弯或风流湍急的区域,部分的风流会经由排风导流元件散逸至旁侧的副通道内并在副通道内流动后再经由排风导流元件回流至主通道汇合,对风流起到很好的分流导向。整体上形成的排风通道较长,有利于消除噪音,并且气流最终排出清洁机器人的外部,使得清洁机器人本身可以形成一个相对密封的空间,灰尘不易进入清洁机器人内部。另外,所述排风通道的排风口呈逐渐扩大的外扩结构,这样,也更有利于排风,同时,可起到降低风噪的效果。

承前所述,集尘盒的出风口处设有滤芯或类似的过滤网结构以过滤空气,避免集尘盒内的垃圾逸出后对后面的吸尘风机造成损坏,为了避免滤芯或类似的过滤网结构的堵塞影响风道畅通,集尘盒的出风口截面积通常较大,而吸尘风机的进风口则会远小于集尘盒的出风口,因此,连通于所述集尘盒的出风口和所述吸尘风机的进风口的连接通道,其截面也是减缩的,从而使得从集尘盒的滤芯或类似的过滤网结构出来的风尽量少损失地以一定方向进入吸尘风机。

为检测所述集尘盒是否落位于所述集尘盒容槽内,所述吸尘组件还可配置有集尘盒落位检测机构。在某些实施例中,所述集尘盒落位检测机构可包括霍尔感应器和磁体,其中,所述霍尔感应器设于所述机器人本体上,例如底盘中邻近所述集尘盒容槽的安装结构上,且所述霍尔感应器与底盘上的控制系统连接,所述磁体则设于所述集尘盒的侧部或底部或者是所述滤芯或类似的过滤网结构上。所述磁体设于所述滤芯或类似的过滤网结构上,在所述集尘盒容槽内放置集尘盒后不会遗漏掉所述滤芯或类似的过滤网结构,避免在遗漏所述滤芯或类似的过滤网结构的情形下所述集尘盒内的垃圾进入风机造成损坏的风险。在实际应用中,当将所述集尘盒放置于所述集尘盒容槽内时,当所述集尘盒上的磁体与所述集尘盒容槽处的霍尔感应器对应,因为受到磁场变化并切割磁力线,霍尔感应器就会输出脉冲信号,以此确定所述集尘盒放置到位已正确落位于所述集尘盒容槽内,当所述集尘盒上的磁体没有与所述集尘盒容槽处的霍尔感应器对应,则霍尔感应器就不会输出脉冲信号,所述控制系统因未收到相应的脉冲信号而输出报警信号,提醒使用者所述集尘盒未放置到位(或者,所述滤芯或类似的过滤网结构未放置到位)。

感知系统用于感测相关信号和物理量以确定移动装置的位置信息和运动状态信息等。

在某些实施例中,感知系统可包括摄像装置、激光测距装置(laserdirectstructuring,lds)以及各类传感装置等,其中,这些装置可根据产品需求而作不同的组合。例如,在一实现方式中,所述感知系统可包括摄像装置和各类传感装置。在一实现方式中,所述感知系统可包括激光测距装置和各类传感装置。在一实现方式中,所述感知系统可包括摄像装置、激光测距装置以及各类传感装置。在这些实现方式中,所述摄像装置可以是一个也可以是多个。

在某些实施例中,所述至少一摄像装置可设置在机器人本体的顶部表面(例如,顶部表面的中央区域、顶部表面中相对中央区域的前端、顶部表面中相对中央区域的后端),且,所述至少一摄像头的光学轴与顶部表面所形成的平面成一锐角或接近于直角,用于摄取清洁机器人的操作环境的图像,以利于后续的vslam(visualsimultaneouslocalizationandmapping,视觉同时定位与地图创建)和物体识别。例如,在一实现方式中,所述机器人本体的顶部表面可设有单目摄像头,所述单目摄像头可以通过临近图像匹配计算出摄像头位姿的变换,在两个视角上进行三角测距又可以得出对应点的深度信息,通过迭代过程可以实现定位及建图。在一实现方式中,所述机器人本体的顶部表面可设有双目摄像头,所述单目摄像头可以通过三角方法计算出深度信息,通过迭代过程可以实现定位及建图。在一实现方式中,所述机器人本体的顶部表面可设有鱼眼摄像头,所述鱼眼摄像头凸出于机器人本体的顶部表面,通过所述鱼眼摄像头可获得全景图像。

在某些实施例中,所述至少一摄像装置可设置在机器人本体的侧部表面。例如,在一实现方式中,所述至少一摄像装置可设于机器人本体的前方(所述前方即是位于前后中心线上的前部)的侧部表面上。

在某些实施例中,所述至少一摄像装置可设置在机器人本体的顶部表面和侧部表面的交接处,例如,在一实现方式中,可在邻设于机器人本体的顶部表面和侧部表面的交接处设置至少一凹陷结构,将所述至少一摄像装置设置于对应的至少一凹陷结构内,如此,可使得所述摄像装置具有更为宽广的摄像视角,获得信息量更多的图像资料,借助所述摄像装置的图像资料来获得更精准的距离测量并确定移动机器人的位置及姿态,提高基于视觉同时定位与地图构建的精准度及可靠性。关于凹陷结构及其摄像装置的设置位置、设置方式、设计结构、工作方式等信息可参阅本申请人于2017年11月20日提交的专利申请(发明名称:移动机器人,申请号:cn201721554630.9,授权号:cn207424680u)中的相关描述,在此不再赘述。

所述感知系统可包括多种不同用途的各类传感器,这些传感器包括但不限于压力传感器、重力感应器、测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器等中的任一或多个组合。

在某些实施例中,压力传感器可设置在行走轮的减震装置上,通过检测减震装置压力变化来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,减震装置的减震运动使得所述压力传感器输出不同于在平坦地面压力信号的压力信号。在某些实施例中,压力传感器可设置在清洁机器人的防撞组件(例如保险杠等)上,当所述防撞组件碰撞到障碍物时,所述防撞组件的减压振动使得该压力传感器输出基于碰撞而产生的压力信号。

在某些实施例中,重力感应器可设置在机器人本体的任意位置处,通过检测清洁机器人重力值来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,清洁机器人的重力值发生变化。

测距传感器既可以检测清洁机器人的底盘与地面之间的垂向距离变化也可检测清洁机器人与周边物体之间的距离变化。在某些实施例中,测距传感器可设置在清洁机器人的底盘,通过检测清洁机器人的底盘与地板表面之间的距离来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,测距传感器能够检测到清洁机器人底盘与地面之间的距离变化。在某些实施例中,测距传感器可设置在清洁机器人的防撞组件上,用于在清洁机器人在行进时,测距传感器能够检测到清洁机器人与清洁环境中其他物体的距离变化。如前所述,以防撞组件为保险杠为例,所述保险杠为圆弧片状,设置在机器人本体的前部。在一具体实现上,测距传感器可包括红外测距传感器,红外测距传感器的数量可为多个,例如,红外测距传感器的数量可为四路、六路或八路,分别对称设置于所述保险杠的相对两侧。每一路红外测距传感器具有红外信号发射器和红外信号接收器,利用红外信号发射器发射出一束红外光,在照射到物体后形成反射,反射的红外光再被红外信号接收器接收,根据红外线发射与接收的时间差数据,计算得出清洁机器人与物体之间的距离。在一具体实现上,测距传感器可包括tof传感器,tof(timeofflight)即飞行时间技术。tof传感器的数量可为多个,例如,tof传感器的数量为两个,分别对称设置于所述保险杠的相对两侧。tof传感器通过发射经调制的近红外光,遇物体后反射,接收反射的光线,通过计算光线发射和反射时间差或相位差,计算得出清洁机器人与物体之间的距离。在一具体实现上,测距传感器可包括超声测距传感器,所述超声测距传感器可设置在所述保险杠中居中的最前端上。所述超声测距传感器具有超声波发射器和声波接收器,超声波发射器用于发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到物体阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时,从而根据计时器记录的时间,计算出清洁机器人与物体之间的距离。在实际应用中,上述各类测距传感器也可组合使用,通过多种方式的测距方式,在测距范围、测距准确性以及成本等方面获得较好的平衡。

碰撞检测传感器设置于机器人本体上且与保险杠相关联,主要包括光线发射器、光线接收器以及位于光线发射器和光线接收器之间的碰撞伸缩杆,在正常状态下,碰撞伸缩杆处于初始位置,光线发射器和光线接收器之间光路畅通,当清洁机器人躲闪不及而碰撞到障碍物时,位于清洁机器人前部的保险杠将受到障碍物的冲击而相对机器人本体内陷,此时,位于保险杠内侧的碰撞伸缩杆经受力后收缩并阻挡在光线发射器和光线接收器之间,光线发射器和光线接收器之间的光路被切断,碰撞检测传感器发出碰撞信号。

悬崖传感器设置于机器人本体的底部。在某些实施例中,悬崖传感器的数量为多个,例如为四个,分别设置于机器人本体底部的前端,用于向地面发射感知信号并利用反射而接收的信号来感知悬崖。悬崖传感器还称为悬空传感器,悬崖传感器是主要利用多种形态的光传感器,在某些实施例中,悬崖传感器可采用红外线传感器,具有红外信号发射器和红外信号接收器,如此,可通过发射红外光线和接收反射的红外光线来感知悬崖,更进一步地,能够分析悬崖的深度。

当然,在某些实施例中,所述传感装置还可包括其他传感器,例如,磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等。

控制系统设置在机器人本体内的电路主板上,包括存储器(例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器)和处理器(例如中央处理单元、应用处理器)等。所述处理器根据感知系统中的激光测距装置反馈的物体信息利用定位算法(例如slam)来绘制清洁机器人所在环境中的即时地图,或者,所述处理器根据感知系统中的摄像装置所拍摄的图像信息利用定位算法(例如vslam)来绘制清洁机器人所在环境中的即时地图,从而基于绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清洁路径和清洁方式,大大提高机器人的清洁效率。并且,结合感知系统中的其他传感器(例如:压力传感器、重力感应器、测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等)反馈的距离信息、速度信息、姿态信息等综合判断扫地机当前处于何种工作状态,从而能针对不同情况给出具体的下一步动作策略,向清洁机器人发出相应的控制指令。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

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