CN115297755A - 扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫地机器人，遮蔽模块设置于清扫机本体的下部，遮蔽模块具有以同一旋转轴为中心以保持相同的相位角的状态旋转的凸轮和遮挡板。遮挡板的中心和旋转轴的中心之间的距离大于凸轮的倾斜面的与缓冲件的引导凸起接触的接触位置和旋转轴的中心之间的距离。因此，为遮挡悬崖传感器而旋转的遮挡板的旋转移动速度远快于缓冲件的内侧移动速度。由此，能够利用悬崖传感器来提高对缓冲件和障碍物之间的碰撞感测的灵敏度。

Description

扫地机器人

技术领域

本发明涉及一种利用悬崖传感器来感测缓冲件的碰撞的扫地机器人。

背景技术

一般来说，机器人是为工业用途而开发的，负责工厂自动化的一部分。近年来，应用机器人的领域进一步扩大，不仅制造出了航天机器人、医用机器人，而且还制造出了能够在一般家庭中使用的家用机器人。

家用机器人的典型例子是扫地机器人。扫地机器人在规定区域自主行驶的同时执行吸入地面的灰尘和异物的真空清扫功能或通过拖地的拖布清扫功能。这种扫地机器人通常具有能够充电的电池和行驶中能够避开障碍物的障碍物感测传感器，从而能够在自主行驶的同时进行清扫。

根据情况，扫地机器人在行驶过程中来不及避开障碍物而与障碍物碰撞。为了感测与障碍物的碰撞，在清扫机本体设置有碰撞感测部，所述碰撞感测部包括在与障碍物接触时能够向内侧移动的缓冲件和感测缓冲件的内侧移动的感测装置。

US2007/0017061A1(2007.01.25.公开；以下，称为专利文献1)公开了一种扫地机器人用转向控制传感器，其在扫地机器人行驶过程中到达地面末端或遇到障碍物时进行驱动以转换方向。

转向控制传感器安装于扫地机器人的前方底面。转向控制传感器包括：接触构件，容纳于壳体的内部，由弹簧弹性支撑为能够移动；以及照相传感器，随着所述接触构件的移动而选择性地露出。

接触构件能够在开放位置和封闭位置之间移动。若接触构件移动到开放位置，则照相传感器可以通过贯通孔感测从地面反射的光。

若扫地机器人遇到前方的障碍物而接触构件受外部压力移动到封闭位置，则接触构件遮挡从地面反射的光，照相传感器无法接收反射的光的信号，因此，扫地机器人能够识别与障碍物的碰撞。

在专利文献1中，接触构件与缓冲件成为一体，因此需要缓冲件充分后退有效距离，传感器才能够识别碰撞动作。

但是，在缓冲件没有后退有效距离的情况下，存在传感器无法识别碰撞动作的问题。

另外，WO2018/169180A1(2018年9月20日公开；以下，称为专利文献2)公开了一种扫地机器人。

专利文献2的扫地机器人包括：缓冲件，能够借助外力向内侧移动；以及悬崖传感器，感测下方的地形。悬崖传感器具有发光部和收光部，控制部通过测量在收光部接收的从发光部向下方照射的光的时间来感测下方的地形。

在专利文献2中，所述缓冲件配置成在缓冲件借助外力移动到内侧的状态下遮挡悬崖传感器，从而悬崖传感器能够识别缓冲件的碰撞动作。

但是，在缓冲件没有充分后退到有效距离的情况下，存在传感器无法识别碰撞动作的问题。

因此，专利文献1和专利文献2均需要改善传感器对碰撞动作进行识别的灵敏度。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是为解决现有的问题而提出的，其第一目的在于，提供一种扫地机器人，其能够提供与由缓冲件的内侧移动遮挡作为缓冲件的碰撞感测装置的悬崖传感器的结构不同的新的碰撞感测结构。

另外，本发明的第二目的在于，提供一种能够提高缓冲件的碰撞感测的灵敏度的扫地机器人。

此外，本发明的第三目的在于，提供一种能够提高缓冲件的碰撞感测的可靠性的扫地机器人。

解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的扫地机器人包括：清扫机本体，具有控制部和驱动由所述控制部控制的驱动轮；缓冲件，安装于所述清扫机本体的前面部，使得能够在外力的作用下朝所述清扫机本体的内侧移动；悬崖传感器，安装于在所述清扫机本体的底部向下方开放的开口部的内侧，以感测下方的地形；以及遮蔽模块，配置于所述清扫机本体的底部，以感测所述缓冲件和障碍物的碰撞；所述遮蔽模块包括：凸轮，与从所述缓冲件向内侧凸出的引导凸起接触以便能够与所述缓冲件联动，以旋转轴为中心可旋转地安装于所述清扫机本体的底部；以及遮挡板，与所述凸轮保持相位角且以所述旋转轴为中心可旋转地安装，以使所述悬崖传感器选择性地露出。

根据与本发明相关的一例，所述遮挡板在第一位置和第二位置之间进行往复旋转运动，所述第一位置为在所述缓冲件和所述障碍物碰撞之前使所述悬崖传感器露出的位置，所述第二位置为在所述碰撞之后通过所述缓冲件的内侧移动而遮挡所述悬崖传感器的位置，所述遮蔽模块还可以包括弹性单元，所述弹性单元将所述遮挡板从所述第二位置复位到所述第一位置。

根据与本发明相关的一例，所述弹性单元配置在所述缓冲件和所述开口部之间，可以对所述遮挡板弹性施压，使得所述遮挡板在上下方向上与所述开口部不重叠。

根据与本发明相关的一例，所述遮蔽模块还包括弹性单元，所述弹性单元将随着所述缓冲件的内侧移动而旋转的所述遮挡板复位到初始位置，所述弹性单元可以由弹簧实现。

根据与本发明相关的一例，所述遮蔽模块还包括：弹性单元，将随着所述缓冲件的内侧移动而旋转的所述遮挡板复位到初始位置；以及安装引导件，设置于所述清扫机本体的底部，引导所述遮蔽模块的安装；所述弹性单元的一侧可以由形成于所述安装引导件的第一固定凸起支撑，所述弹性单元的另一侧可以由形成于所述遮挡板的第二固定凸起支撑。

根据与本发明相关的一例，所述遮蔽模块还可以包括铰链部，所述铰链部铰链结合于所述旋转轴，与所述凸轮和所述遮挡板连接，以支撑所述凸轮和所述遮挡板。

根据与本发明相关的一例，所述凸轮可以包括倾斜面，所述倾斜面形成为相对于所述缓冲件和所述障碍物的正面碰撞或侧面碰撞在与前后方向和左右侧方向交叉的方向上倾斜，并且与所述引导凸起接触。

根据与本发明相关的一例，所述遮挡板的中心和所述旋转轴的中心之间的距离可以大于所述凸轮的与所述引导凸起接触的接触位置和所述旋转轴的中心之间的距离。

根据与本发明相关的一例，所述遮蔽模块还可以包括安装引导件，所述安装引导件设置于所述清扫机本体的底面，引导所述遮蔽模块的安装。

根据与本发明相关的一例，所述安装引导件具有限制所述缓冲件的移动范围的引导孔，所述引导凸起随着所述缓冲件的内侧移动，可以在容纳于所述引导孔的内部的状态下沿前后方向或左右方向移动。

根据与本发明相关的一例，所述缓冲件还包括凸出部，所述凸出部从所述缓冲件朝所述安装引导件凸出地形成，所述安装引导件可以包括：第一容纳部，容纳在上下方向上与所述开口部不重叠的所述遮挡板；以及第二容纳部，容纳所述凸出部，以便可移动地支撑所述凸出部。

根据与本发明相关的一例，所述安装引导件配置在所述缓冲件和所述开口部之间，所述安装引导件还可以包括：分隔壁，沿横穿所述安装引导件的外侧和内侧的方向延伸，以分隔所述第一容纳部和所述第二容纳部；第一遮蔽壁，从所述分隔壁的一端沿所述第一容纳部的外侧边缘延伸，以朝面向所述遮挡板的方向开放所述第一容纳部；以及第二遮蔽壁，从所述分隔壁的另一端沿所述第二容纳部的内侧边缘延伸，以朝面向所述缓冲件的方向开放所述第二容纳部。

根据与本发明相关的一例，所述悬崖传感器可以包括：发光部，向所述开口部的下方照射光；以及收光部，接收反射光。

根据与本发明相关的一例，所述遮蔽模块可以以沿前后方向经过所述清扫机本体的中心的前后方向中心线为中心，在所述清扫机本体的左右两侧彼此对称地配置。

根据与本发明相关的一例，还可以包括支撑部，所述支撑部将所述缓冲件支撑为能够相对于所述清扫机本体在前后方向和左右侧方向上移动。

根据与本发明相关的一例，所述缓冲件还可以包括卡钩，所述卡钩从所述缓冲件的上端朝所述内侧凸出地形成，以悬挂支撑于所述支撑部，所述支撑部可以包括：支撑主体，沿所述清扫机本体的前方边缘延伸，以使所述卡钩能够滑动；卡止台阶，从所述支撑主体的前端凸出地形成，以卡住所述卡钩；以及复数个夹入部，将所述支撑主体夹入结合到所述清扫机本体。

根据与本发明相关的一例，包括以容纳于所述清扫机本体的内部的方式安装的毛刷模块或拖布模块，所述开口部可以形成于所述毛刷模块或拖布模块的前方。

根据与本发明相关的一例，还包括引导所述遮蔽模块的安装的安装引导件，所述安装引导件具有限制所述引导凸起的移动范围的引导孔，所述引导孔随着从所述安装引导件的外侧越靠近内侧而朝后方倾斜地形成，从而所述引导凸起可以向后方按压旋转所述凸轮。

根据与本发明相关的一例，所述悬崖传感器可以配置于所述引导孔的后方。

根据与本发明相关的一例，所述凸轮可以包括倾斜面，所述倾斜面随着从所述安装引导件的内侧越靠近外侧而朝后方倾斜地形成以与所述引导凸起接触。

发明效果

本发明的扫地机器人的效果的说明如下。

第一，与缓冲件分开地设置于清扫机本体的下部的遮蔽模块与缓冲件的内侧移动联动而使悬崖传感器选择性地露出，从而能够感测缓冲件和障碍物之间的碰撞。

第二，遮蔽模块具有以同一旋转轴为中心在保持相同的相位角的同时旋转的凸轮和遮挡板。遮挡板的中心和旋转轴的中心之间的距离大于凸轮的倾斜面的与缓冲件的引导凸起接触的接触位置和旋转轴的中心之间的距离。因此，为遮挡悬崖传感器而旋转的遮挡板的旋转移动速度远快于缓冲件的内侧移动速度。由此，利用悬崖传感器提高对缓冲件和障碍物之间的碰撞感测的灵敏度。

第三，从缓冲件的内侧面凸出的引导凸起设置于缓冲件，遮蔽模块具有限制引导凸起的移动范围的引导孔。引导孔倾斜地形成，以在缓冲件正面碰撞时以及缓冲件侧面碰撞时都能够借助引导凸起使凸轮的倾斜面向后方移动。因此，通过将遮挡板引导为针对缓冲件的所有碰撞方向遮挡悬崖传感器，从而能够提高对碰撞感测的可靠性。

附图说明

图1是示出本发明的扫地机器人的外观的立体图。

图2是沿图1中的II-II截取的剖视图。

图3是图1的仰视图。

图4是沿图3中的IV-IV截取的剖视图。

图5是从底面观察安装于图3中的清扫机本体的前方面的碰撞感测部的形态的组装图。

图6是图5中的缓冲件、支撑部、悬崖传感器以及遮蔽模块(安装引导件、遮挡板、凸轮)的分解图。

图7是示出图6中的安装引导件的仰视图。

图8是示出图6中的遮挡板、凸轮以及旋转轴的仰视图。

图9是放大图5中的IX-IX而示出遮蔽模块安装于清扫机本体的底面的形态的概念图。

图10是示出在缓冲件和障碍物碰撞之前遮挡板处于使悬崖传感器露出的第一位置的情形的概念图。

图11是沿图10中的XI-XI截取的剖视图。

图12是示出在图10中的缓冲件与障碍物正面碰撞之后遮挡板处于遮挡悬崖传感器的第二位置的情形的概念图。

图13是沿图12中的XIII-XIII截取的剖视图。

图14是示出在图10中的缓冲件与障碍物发生侧面碰撞之后遮挡板处于遮挡悬崖传感器的第二位置的情形的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本说明书所公开的实施例进行详细说明，与图号无关地，对相同或相似的构成要素标上相同的附图标记，并且将省略对其的重复说明。以下说明中使用的构成要素的后缀“模块”及“部”仅考虑到说明书的容易撰写而被赋予或混用，它们本身并不具有彼此区分的含义或作用。并且，在说明本说明书中公开的实施例时，如果判断为对相关的公知技术的具体说明可能会混淆本说明书中公开的实施例的主旨，则省略其详细说明。并且，附图仅是用于使本说明书中公开的实施例容易理解，应当理解为本说明书中公开的技术思想并不受附图限制，而涵盖了本发明的思想及技术范围内所包括的所有变更、均等物以及替代物。

包括序数的术语诸如第一、第二等可以用于说明各种构成要素，但是所述构成要要素不受所述术语的限制。所述术语仅用于将一个构成要素与其他构成要素进行区分。

当提及某一个构成要素“连接”或“耦合”到另一个构成要素时，应理解为，可以直接连接或耦合到另一个构成要素，但也可以在它们之间存在其他构成要素。相反，当提及某一个构成要素“直接连接”或“直接耦合”到另一个构成要素时，应理解为在它们之间不存在其他构成要素。

除非在上下文中另有明确说明，否则单数的表达包括复数的表达。

在本申请中，应理解为，“包括”或“具有”等术语旨在说明在说明书中描述的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，并非预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或增加的可能性。

图1是示出本发明的扫地机器人的外观的立体图。

图2是沿图1中的II-II截取的剖视图。

图3是图1的仰视图。

图4是沿图3中的IV-IV截取的剖视图。

扫地机器人构成为，在自主行驶规定区域的同时执行清扫地面的功能。在此，地面的清扫可以理解为，包括吸入地面的灰尘和异物或拖地面的概念。

在本例中示出了扫地机器人在自主行驶规定区域的同时吸入地面的空气，并执行在吸入的空气中分离并收集灰尘和异物的真空清扫功能。

扫地机器人包括清扫机本体100。形成清扫机的外观。在清扫机本体100内置或安装有包括用于控制清扫机的控制部在内的各种部件。

在清扫机本体100可以配置有构成控制部的电路板(未图示)。各种模块，例如，毛刷模块102或拖布模块(未图示)可以可装卸地结合于清扫机本体100。

在清扫机本体100的底面设置有驱动轮104。驱动轮104构成为，从驱动马达(未图示)接收驱动力而进行旋转。驱动马达从控制部接收控制信号，从而其驱动可以被控制。

驱动轮104可以分别设置于清扫机本体100的底面的左右两侧。为了独立驱动每个驱动轮104，每个驱动轮104可以连接有所述驱动马达。

清扫机本体100可以通过驱动轮104的旋转，向前后左右移动或旋转。

在清扫机本体100的底面可以追加设置有辅助轮105。辅助轮105与驱动轮104的区别在于，辅助轮105仅具有对地面的滚动功能。

辅助轮105可以与驱动轮104一起支撑清扫机本体100。辅助轮105构成为，对清扫机本体100的行驶进行辅助。

复数个辅助轮105以经过复数个驱动轮104的中心的侧方向中心线为中心，可以可旋转地设置于清扫机本体100的前方和后方各自的中央。

在清扫机本体100安装有向扫地机器人供应电源的电池(未图示)。电池可以构成为能够进行充电，能够在清扫机本体100的底面部进行装卸。

在清扫机本体100可以配置有感测单元103。感测单元103可以配置于清扫机本体100的前方。感测单元103可以在清扫机本体100的前方面位于规定的高度。

感测单元103可以利用超声波来感测前方的障碍物或地形地貌等以防止清扫机本体100与障碍物碰撞。

在扫地机器人执行真空清扫功能的情况下，可以通过形成于清扫机本体100的底部的开口吸入包含灰尘和异物的空气。

在所述开口可以安装有扫除地面的灰尘和异物的毛刷模块102。

若毛刷模块102与清扫机本体100分离，则拖布模块可以代替分离的毛刷模块102可装卸地结合于清扫机本体100的底面。

根据清扫的目的，用户可以将毛刷模块102或拖布模块选择性地安装到清扫机本体100。

控制部可以通过识别安装到清扫机本体100的模块来执行与其对应的动作。

例如，在毛刷模块102安装于清扫机本体100的情况下，控制部可以通过驱动马达和风扇来产生用于吸入地面的空气的吸入力。另外，通过驱动旋转驱动部(未图示)，能够使连接于旋转驱动部的毛刷模块102扫除地面的灰尘和异物。

在拖布模块安装于清扫机本体100的情况下，控制部可以驱动旋转驱动部。通过旋转驱动部的驱动，连接于旋转驱动部的拖布模块在旋转的同时擦拭地面。在拖布模块安装于清扫机本体100的状态下，控制部控制为不驱动马达和风扇。

通过毛刷模块102吸入的空气中的灰尘和异物被过滤而收集到灰尘桶(未图示)，分离了灰尘和异物的空气排出到清扫机本体100的外部。

在清扫机本体100的内部可以形成有将通过开口流入的空气引导至灰尘桶的吸入流路(未图示)和将空气的流动从灰尘桶引导至清扫机本体100的外部的排气流路(未图示)。

灰尘桶可以可装卸地容纳于清扫机本体100的内部。

在灰尘桶可以设置有用于过滤吸入的空气中的灰尘和异物的过滤器和旋风分离器中的至少一种。

在清扫机本体100行驶过程中与障碍物碰撞的情况下，所述碰撞可能主要发生在清扫机本体100的前面部或左右两侧端部。

为了缓冲清扫机本体100的前方与障碍物碰撞时产生的冲击，缓冲件110可以安装于清扫机本体100的正面。

缓冲件110可以沿清扫机本体100的左右外周较长地延伸，以包围清扫机本体100的正面和左右两侧端部。

缓冲件110可以沿清扫机本体100的上下方向延伸。缓冲件110具有规定的高度。

缓冲件110的下端可以高于清扫机本体100的底面。

缓冲件110的上端可以低于感测单元103。

缓冲件110可以包含弹性材质而形成，以吸收清扫机本体100与障碍物碰撞时的冲击。

缓冲件110被支撑为，在与障碍物碰撞时能够借助支撑部120朝清扫机本体100的内侧方向移动。

支撑部120可以支撑缓冲件110，使得缓冲件110能够相对于清扫机本体100在清扫机本体100的前后方向上移动。

缓冲件110可以在其上端部置于支撑部120的状态下进行悬挂安装。

为此，缓冲件110的上端的卡钩111可以凸出到支撑部120的上部。卡钩111的后端部可以形成为向下方弯曲的形态以便被支撑部120卡住。

根据这种构成，可以防止卡钩111从支撑部120脱离。

支撑部120可以配置在缓冲件110和清扫机本体100的前面部之间。支撑部120可以沿清扫机本体100的前面部和左右两侧外周形成为曲面形状。

支撑部120可以包括支撑主体121、卡止台阶122以及夹入部123。

支撑主体121的后端部支撑于清扫机本体100的前面部，支撑主体121可以以悬臂形态向前方水平地延伸。

卡止台阶122从支撑主体121的前端朝上方向凸出，以卡住卡钩111。卡止台阶122可以沿支撑部120的左右外周较长地延伸。

卡钩111的凸出长度可以与支撑主体121的凸出长度对应地形成。

卡钩111的至少一部分与支撑主体121在上下方向上重叠配置。

根据这种构成，卡钩111的端部能够在支撑主体121的顶面沿前后方向移动，缓冲件110的上端部可以被支撑为，在悬挂于支撑部120的状态下能够借助支撑部120向前后左右移动。

夹入部123可以设置于支撑主体121的后端部。夹入部123可以沿支撑主体121的外周隔开配置复数个。

夹入部123可以隔着中间分隔壁在左右两侧面分别设置有夹入槽。夹入部123可以形成为H或I形状。在清扫机本体100的正面可以形成有复数个狭缝。

夹入部123的中间分隔壁沿狭缝夹入，清扫机本体100的狭缝的左右两端部夹入到两侧的夹入槽，从而支撑部120可以结合于清扫机本体100。

在缓冲件110的下端可以形成有复数个凸出部113，以防止在缓冲件110的上端部悬挂于支撑部120的状态下缓冲件110的下端部比缓冲件110的上端部更向清扫机本体100的内侧倾斜，并使缓冲件110的正面保持垂直方向。

凸出部113可以形成为朝清扫机本体100的内侧水平地凸出。

复数个凸出部113可以沿缓冲件110的外周在左右两侧隔开配置。复数个凸出部113可以以沿前后方向经过缓冲件110的长度方向中心的前后方向中心线为中心，在左右两侧彼此对称地隔开配置。复数个凸出部113可以以所述前后方向中心线为中心彼此对称地形成。

凸出部113可以沿缓冲件110的左右外周的一部分区间延伸。凸出部113的一侧面可以在相对于缓冲件110的曲面垂直的曲率半径方向上凸出，凸出部113的另一侧面可以相对于缓冲件110的曲面倾斜地凸出。

凸出部113的外侧周长可以延伸得比凸出部113的内侧周长更长。凸出部113可以形成为梯形形状的板结构。

凸出部113容纳于后述的安装引导件150的一侧，可以被支撑为能够借助安装引导件150向清扫机本体100的内侧移动。

根据这种构成，凸出部113容纳于在安装引导件150的一侧形成的第二容纳部153，可以稳定地引导缓冲件110的移动。

感测单元103感测清扫机本体100的前方的障碍物，但是，在感测单元103无法感测到的死角地带存在障碍物或者突然出现障碍物的情况下，可能会发生扫地机器人和障碍物之间的碰撞。

在发生这种碰撞的情况下，需要控制清扫机本体100，使其通过后退或方向转换来与障碍物分离。为此，首先需要感测与障碍物之间的碰撞。

以下，对感测与障碍物之间的碰撞的碰撞感测部进行进一步具体说明。

图5是从底面观察安装于图3中的清扫机本体100的前方面的碰撞感测部的形态的组装图。

图6是图5中的缓冲件110、支撑部120、悬崖传感器130以及遮蔽模块140(安装引导件150、遮挡板142、凸轮141)的分解图。

图7是示出图6中的安装引导件150的仰视图。

图8是示出图6中的遮挡板142、凸轮141以及旋转轴145的仰视图。

图9是放大图5中的IX-IX而示出遮蔽模块140安装于清扫机本体100的底面的形态的概念图。

开口部101在清扫机本体100的底面向下方开放形成。开口部101可以在清扫机本体100的底面隔着毛刷模块102或拖布模块形成于左右两侧。

在开口部101的内侧可以配置有感测下方的地形的悬崖传感器130。悬崖传感器130可以配置于开口部101的上部。悬崖传感器130可以安装于清扫机本体100的内部。

悬崖传感器130可以通过开口部101向清扫机本体100的下方露出。

悬崖传感器130可以包括传感器罩体、罩体盖、发光部131及收光部132。

紧固部可以从传感器罩体的两侧端部凸出形成。紧固部可以形成为在内侧形成有紧固孔的环形状。紧固部可以利用贯穿紧固孔的螺钉等紧固构件来将传感器罩体的两侧紧固到清扫机本体100。

罩体盖以覆盖传感器罩体的开放的下部的方式安装。

发光部131构成为，向开口部101的下方照射光(例如，紫外线)。

收光部132构成为，接收从地面反射的反射光。

根据这种构成，光从发光部131通过开口部101向下方照射，反射光从地面反射而被收光部132接收。

控制部可以通过测量从光从发光部131照射的时间点到收光部132完成接收的时间来测量悬崖传感器130和地面之间的距离。

因此，在清扫机本体100的前方具有急剧下降的台阶的情况下，反射光的接收时间急剧增加，而在前方具有悬崖的情况下，收光部132无法接收反射光。

悬崖传感器130可以相对于清扫机本体100的底面倾斜配置，使得发光部131朝前方下侧的地面照射光。

根据这种构成，悬崖传感器130可以感测清扫机本体100的前方下侧的地形，由此，优点是，能够通过进一步预先感测清扫机本体100的预期路径上的地形地貌来执行避开动作。

与悬崖传感器130的倾斜的配置结构不同地，悬崖传感器130也可以构成为，垂直配置于清扫机本体100的底面，使得发光部131垂直地向支撑清扫机本体100的地面照射光。

若通过悬崖传感器130感测到下方的地形降低规定水平以上，则控制部可以以预设的方式改变驱动轮104的控制。

例如，为了旋转扫地机器人，控制部可以通过控制驱动马达来使仅驱动某一驱动轮104或者使两侧驱动轮104朝彼此不同的方向驱动。

或者，为了使扫地机器人朝反方向后退，控制部可以朝相反方向驱动驱动轮104。

另一方面，在清扫机本体100设置有感测与障碍物之间的物理碰撞的碰撞感测部。碰撞感测部包括上述的缓冲件110和悬崖传感器130。

缓冲件110可移动地安装于支撑部120，在没有受到外力的状态下，缓冲件110从清扫机本体100的正面向前方凸出。

缓冲件110构成为，在与障碍物碰撞时被外力按压，从而缓冲件110的一部分可以朝清扫机本体100的内侧移动。

若缓冲件110与障碍物分离，则缓冲件110移动到清扫机本体100的外侧即清扫机本体100的前方而再次回到初始位置，例如，缓冲件110从清扫机本体100的前表面向前方凸出的位置。

为了这种缓冲件110的内外侧移动，在缓冲件110和清扫机本体100之间可以配置有弹性构件(未图示)。弹性构件可以构成为向清扫机本体100的外侧弹性施压缓冲件110。

与此不同地，缓冲件110也可以构成为，弹性支撑于清扫机本体100，能够向内侧移动。

为此，在缓冲件110可以设置有弹性支撑于清扫机本体100的弹性支撑部120。在这种情况下，考虑到不需要弹性构件，因此具有节约生产成本和简化结构的优点。

在现有的扫地机器人中，感测缓冲件110的内侧移动的感测装置，例如微动开关和红外线传感器等设置于缓冲件110的内侧。但是，在这种情况下，存在由感测装置导致的生产成本的增加和由感测装置的安装引起的清扫机本体100的体积增大的问题。

在本发明中，作为与障碍物碰撞时感测缓冲件110的内侧移动的单元，提供上述的悬崖传感器130和遮蔽模块140。

以下，对此进行具体说明。

复数个遮蔽模块140可以以沿前后方向经过清扫机本体100的中心的前后方向中心线为中心，在左右两侧彼此对称地配置。复数个遮蔽模块140可以分别与缓冲件110的左右两侧端部相邻配置。

遮蔽模块140与缓冲件110联动，从而使悬崖传感器130选择性地露出。

遮蔽模块140可以包括安装引导件150、凸轮141、遮挡板142、旋转轴145以及弹性单元146。

安装引导件150可以形成为圆弧形的板形状。

安装引导件150安装于清扫机本体100的底面。在安装引导件150的周向上的前端部和后端部可以凸出地形成有结合部1501。在结合部1501的内侧可以形成有结合孔。结合部1501可以通过使螺钉等紧固部贯穿结合孔来紧固安装引导件150和清扫机本体100。

安装引导件150可以配置在缓冲件110和开口部101之间。

安装引导件150的外周边缘部可以与缓冲件110相邻配置，安装引导件150的内周边缘部可以与开口部101相邻配置。

第一容纳部151可以在安装引导件150的一侧凹陷形成，第二容纳部153可以在安装引导件150的另一侧凹陷形成。第一容纳部151和第二容纳部153可以由分隔壁154分隔开。

第一容纳部151容纳凸轮141和遮挡板142。凸轮141与缓冲件110接触。遮挡板142使悬崖传感器130选择性地露出。

凸轮141和遮挡板142形成为以同一旋转轴145为中心一起旋转的结构。凸轮141和遮挡板142可以通过包围旋转轴145的铰链部143彼此连接。

铰链部143可以形成为环形状。在铰链部143的内侧可以形成有铰链孔。铰链部143可以通过使旋转轴145贯穿铰链孔而铰链结合到旋转轴145。

凸轮141和遮挡板142可以在两者之间保持预设的相位角并沿旋转径向延伸。在此，相位角可以是小于90度的锐角。

凸轮141的一侧可以连接并支撑于铰链部143的一侧。

遮挡板142的一侧可以连接并支撑于铰链部143的另一侧。在朝向缓冲件110的方向上，铰链部143的一侧可以比铰链部143的另一侧更靠前侧。连接部在遮挡板142和铰链部143之间延伸，遮挡板142和铰链部143可以通过连接部连接。连接部可以以包围开口部101的一侧边角的方式以曲线形延伸。

凸轮141可以形成为直角三角形形状。凸轮141的边角中以直角相交的边角部分可以与铰链部143连接。

凸轮141的轮廓面可以由三面即倾斜面1411、底面1412、高度面1413构成。

倾斜面1411相对于底面1412和高度面1413倾斜地形成。

倾斜面1411构成为与从缓冲件110凸出地形成的引导凸起112接触。引导凸起112可以通过连接筋与缓冲件110一体地连接。

连接筋可以由第一连接筋和第二连接筋构成。

第一连接筋可以从缓冲件110的内侧面朝清扫机本体100的内侧沿缓冲件110的曲率半径方向延伸。

第二连接筋可以形成为从第一连接筋的内侧端沿周向延伸。

引导凸起112从第二连接筋朝下方向凸出地形成。引导凸起112的截面形状可以形成为四边形、圆形等各种形状。

凸轮141的三面在缓冲件110的碰撞动作发生之前的初始位置可以以如下的方向延伸(以图8为基准)。

底面1412可以沿清扫机本体100侧左右侧方向延伸。

高度面1413可以沿清扫机本体100的前后方向延伸。

倾斜面1411可以沿与所述底面1412和高度面1413交叉的方向倾斜地延伸。

底面1412的长度可以形成为长于高度面1413的长度。

倾斜面1411与缓冲件110的引导凸起112接触以与缓冲件110的移动联动。

倾斜面1411沿与引导凸起112的移动方向交叉的方向延伸。

倾斜面1411的与底面1412和高度面1413相交的两侧边角部可以以弯曲形态呈弧形地形成。

根据这种构成，在缓冲件110与障碍物碰撞时，无论引导凸起112向哪个方向按压倾斜面1411，均能够使凸轮141以旋转轴145为中心进行旋转。

另外，凸轮141的倾斜面1411可以起到将引导凸起112的直线运动转换成凸轮141的旋转运动的作用。

遮挡板142可以形成为矩形板形状。遮挡板142可以形成为小于开口部101的开口面积。遮挡板142的各个边角部可以以弯曲形态呈弧形地形成。

遮挡板142可以通过连接部与铰链部143连接。连接部的一侧与遮挡板142的一侧边角部连接，连接部的另一侧可以延伸为与铰链部143的另一侧连接。

根据这种构成，遮挡板142可以在缓冲件110和障碍物的碰撞之前和碰撞之后选择性地露出悬崖传感器130。

例如，配置成能够以旋转轴145为中心在第一位置和第二位置之间往复旋转运动。

第一位置是缓冲件110与障碍物碰撞之前的状态下的遮挡板142的位置。在第一位置，遮挡板142在上下方向上不与开口部101重叠配置。遮挡板142的一侧面可以配置在开口部101的一侧边界线上。

在第一位置，遮挡板142可以露出悬崖传感器130。悬崖传感器130通过开口部101向下方照射光之后接收从地面反射的反射光，因而无法识别缓冲件110的内侧移动(碰撞动作)。

第二位置是缓冲件110与障碍物碰撞之后的状态下的遮挡板142的位置。

在第二位置，遮挡板142与开口部101在上下方向上重叠配置。

在第二位置，遮挡板142可以遮挡悬崖传感器130。悬崖传感器130在通过开口部101向下方照射光之后，接收在所述光到达地面之前通过遮挡板142反射的反射光，因此能够识别缓冲件110的内侧移动(碰撞动作)。

此时，与通过地面反射的反射光的接收时间相比，通过遮挡板142反射的反射光的接收时间急剧缩短，由此控制部识别碰撞动作。

基于遮挡板142的反射光的接收时间可以短于基于台阶的反射光的接收时间。遮挡板142和地面之间的高度高于能够通过缓冲件110的下部的台阶上端的高度。

从旋转轴145的中心至遮挡板142的距离旋转轴145的中心最远的最外围部之间的距离长于凸轮141的倾斜面1411的与引导凸起112接触的接触位置和旋转轴145的中心之间的距离。例如，从旋转轴145的中心至遮挡板142的距离旋转轴145的中心最远的最外围部之间的距离可以比凸轮141的倾斜面1411的与引导凸起112接触的接触位置和旋转轴145的中心之间的距离大两倍至三倍。

根据这种构成，在缓冲件110向内侧移动时，相同时间内的遮挡板142的旋转移动距离大于引导凸起112的移动距离，因此遮挡板142的移动速度远快于缓冲件110的移动速度，从而能够提高对缓冲件110的内侧移动的识别速度。

另外，在缓冲件110向内侧移动时，相同时间内的遮挡板142的旋转量远大于由引导凸起112的按压引起的凸轮141的旋转量，从而能够提高对缓冲件110的内侧移动识别的灵敏度。

第二容纳部153容纳从缓冲件110的下侧凸出的凸出部113。

第二容纳部153可以形成为平板形状。凸出部113也可以形成为平板形状。凸出部113可以与第二容纳部153面接触。凸出部113在缓冲件110向内侧移动时能够沿第二容纳部153进行滑动。

由于凸出部113插入到第二容纳部153，因此安装引导件150可以通过引导缓冲件110的安装来提高组装性。

第二容纳部153沿周向配置在第一容纳部151的前方。

分隔壁154可以配置在第一容纳部151和第二容纳部153之间。分隔壁154可以沿横穿安装引导件150的外侧边缘部和内侧边缘部的方向延伸。

第一容纳部151和第二容纳部153可以沿彼此相反的方向开放形成。

随着缓冲件110的凸出部113从第一容纳部151的外侧容纳到内侧，第一容纳部151可以开放形成为与缓冲件110的凸出部113的凸出方向相向。缓冲件110的凸出部113的一部分可以与第一容纳部151在上下方向上重叠配置。

随着凸轮141和遮挡板142从第二容纳部153的内侧朝开口部101旋转移动，第二容纳部153可以朝凸轮141和遮挡板142的旋转方向(覆盖悬崖传感器130的方向)开放形成。

第一遮蔽壁155可以沿安装引导件150的外侧边缘部从分隔壁154的一端(外侧)朝安装引导件150的一端(后端)延伸。第一遮蔽壁155遮挡第一容纳部151的外侧边界。第一遮蔽壁155开放第一容纳部151的内侧边界。

第二遮蔽壁156沿安装引导件150的内侧边缘部可以从分隔壁154的另一端(内侧)朝安装引导件150的另一端(前端)延伸。第二遮蔽壁156遮挡第二容纳部153的内侧边界。第二遮蔽壁156开放第二容纳部153的外侧边界。

根据这种构成，第一遮蔽壁155可以阻断凸轮141和遮挡板142从第一容纳部151向第一容纳部151的外侧脱离。

第二遮蔽壁156可以防止在缓冲件110向内侧移动时凸出部113过度插入到第二容纳部153而从第二容纳部153向清扫机本体100的内侧脱离。

安装引导件150具有用于限制引导凸起112的移动范围的引导孔152。

引导孔152在第一容纳部151可以沿上下方向贯通形成。引导孔152可以与引导凸起112在上下方向上重叠配置。引导凸起112可以贯穿引导孔152并插入到第一容纳部151的内侧。贯穿引导孔152的引导凸起112在第一容纳部151的内侧与凸轮141的倾斜面1411接触。

引导孔152可以形成为梯形形状。引导孔152可以形成为周向宽度随着从安装引导件150的外侧越靠近内侧而变宽。

引导孔152的周面中的内侧面可以相对于所述周面中的外侧面倾斜地形成。

引导孔152可以形成为径向宽度随着从安装引导件150的前方越靠近后方而变宽。

根据这种构成，不仅能够限制引导凸起112的不必要的移动范围，而且在引导凸起112按压凸轮141的倾斜面1411时，能够确保用于将按压力充分传递到倾斜面1411的引导凸起112的有效距离。

安装引导件150具有用于与旋转轴145结合的轴结合部1502。

轴结合部1502可以从安装引导件150的内侧面以圆环形状凸出地形成。贯通孔可以沿上下方向贯通轴结合部1502而形成。

安装引导件150的轴结合部1502和铰链部143可以在上下方向上重叠配置。

旋转轴145可以形成为管状。旋转轴145可以插入结合于铰链部143的铰链孔和轴结合部1502的贯通孔。旋转轴145可以与铰链部143一起相对于轴结合部1502可旋转地支撑于清扫机本体100。

遮蔽模块140包括用于将遮挡板142复位到初始位置的弹性单元146。

弹性单元146构成为将遮挡板142从第二位置(遮挡悬崖传感器130)复位到第一位置(露出悬崖传感器130)。

弹性单元146可以由弹簧实现。

弹簧的一端可以固定于安装引导件150。弹簧的另一端可以固定于遮挡板142。

第一固定凸起157在安装引导件150的第一遮蔽壁155凸出地形成，弹簧的一端可以固定于第一固定凸起157。但是，不限于此，弹簧的一端可以固定于清扫机本体100。

第二固定凸起158在遮挡板142凸出地形成，弹簧的另一端可以固定于第二固定凸起158。

以下，详细说明缓冲件110与障碍物碰撞时的本发明的遮蔽模块140和悬崖传感器130的碰撞识别方法。

图10是示出在缓冲件110和障碍物碰撞之前遮挡板142处于使悬崖传感器130露出的第一位置的情形的概念图。

图11是沿图10中的XI-XI截取的剖视图。

图12是示出在图10中的缓冲件110与障碍物正面碰撞之后遮挡板142处于遮挡悬崖传感器130的第二位置的情形的概念图。

图13是沿图12中的XIII-XIII截取的剖视图。

图14是示出在图10中的缓冲件110与障碍物侧面碰撞之后遮挡板142处于遮挡悬崖传感器130的第二位置的情形的概念图。

参照图10，在缓冲件110与障碍物碰撞之前，遮挡板142通过第一位置即开口部101向下方露出悬崖传感器130。

在这种情况下，如图11所示，悬崖传感器130的发光部131向下部地形照射光，悬崖传感器130的收光部132接收从下部地形反射的反射光。

控制部可以从悬崖传感器130接收感测信号，并通过测量收光部132中接收的时间来感测下方的地形。

参照图12，在缓冲件110与障碍物正面碰撞之后，缓冲件110被推向后方。

缓冲件110的引导凸起112在容纳于安装引导件150的引导孔152的状态下与凸轮141的倾斜面1411接触并向后方按压凸轮141。凸轮141以旋转轴145为中心，以图为基准朝顺时针方向旋转。

遮挡板142以旋转轴145为中心与凸轮141保持规定的相位角并从第一位置向第二位置旋转移动。第一位置是悬崖传感器130通过开口部101露出的位置，第二位置是悬崖传感器130被遮挡板142遮挡的位置。在第二位置，遮挡板142和悬崖传感器130可以在上下方向上重叠配置。

随着缓冲件110与障碍物正面碰撞，遮挡板142覆盖开口部101的至少一部分，从而能够遮挡悬崖传感器130。

如图13所示，悬崖传感器130的发光部131向遮挡板142照射光，悬崖传感器130的收光部132接收从遮挡板142反射的反射光。遮挡板142位于比下部地形(清扫机行驶的地面)更高的位置。

控制部从悬崖传感器130接收感测信号并测量收光部132中接收的时间，通过比较预设的时间值和测量的时间值，若判断为测量的时间值急剧小于预设的时间值，则可以识别出缓冲件110与障碍物发生了正面碰撞。

在此，遮挡板142的中心和旋转轴145中心之间的距离h比凸轮141的倾斜面1411的与引导凸起112接触的接触位置和旋转轴145的中心之间的距离g大两倍以上。

由于遮挡板142的旋转移动距离(旋转量)远大于被引导凸起112按压的凸轮141的旋转移动距离(旋转量)，因此遮挡板142的旋转速度远快于凸轮141的旋转速度。

这意味着遮挡板142的旋转速度比缓冲件110的内侧移动速度更快。

因此，随着遮挡板142的旋转速度加速，可以提高利用悬崖传感器130的碰撞感测的灵敏度。

参照图14，在缓冲件110与障碍物的侧面碰撞时，缓冲件110的引导凸起112在容纳于引导孔152的状态下，以图为基准从右侧向左侧移动，并且引导孔152的一侧面从右侧朝左侧后方倾斜地形成，引导凸起112被引导孔152引导，从而从右侧向左侧后方移动。

缓冲件110和障碍物之间的侧面碰撞与缓冲件110和障碍物之间的正面碰撞的不同之处在于，引导凸起112的移动方向被引导孔152引导为从右侧向左侧后方移动。

其他凸轮141和遮挡板142等的作用和效果与上述的图12和图13的实施例相同或类似，因此省略重复的说明。

因此，根据本发明，与缓冲件110分开地设置于清扫机本体100的下部的遮蔽模块140与缓冲件110的内侧移动联动而使悬崖传感器130选择性地露出，从而能够感测缓冲件110和障碍物之间的碰撞。

另外，遮蔽模块140具有以同一旋转轴145为中心以相同的相位角旋转的凸轮141和遮挡板142。遮挡板142的中心和旋转轴145的中心之间的距离大于凸轮141的倾斜面1411的与缓冲件110的引导凸起112接触的接触位置和旋转轴145的中心之间的距离。因此，为遮挡悬崖传感器130而旋转的遮挡板142的旋转移动速度远快于缓冲件110的内侧移动速度。由此，利用悬崖传感器130提高对缓冲件110和障碍物之间碰撞感测的灵敏度。

此外，从缓冲件110的内侧面凸出的引导凸起112设置于缓冲件110，遮蔽模块140具有限制引导凸起112的移动范围的引导孔152。引导孔152倾斜地形成，以在缓冲件110正面碰撞时以及缓冲件110侧面碰撞时都能够借助引导凸起112使凸轮141的倾斜面1411向后方移动。因此，通过将遮挡板142引导为在缓冲件110的所有碰撞方向上遮挡悬崖传感器130，从而能够提高对碰撞感测的可靠性。

Claims (20)

1.一种扫地机器人，其中，包括：

清扫机本体，具有控制部和驱动由所述控制部控制的驱动轮；

缓冲件，安装于所述清扫机本体的前面部，使得能够在外力的作用下朝所述清扫机本体的内侧移动；

悬崖传感器，安装于在所述清扫机本体的底部向下方开放的开口部的内侧，以感测下方的地形；以及

遮蔽模块，配置于所述清扫机本体的底部，以感测所述缓冲件和障碍物的碰撞；

所述遮蔽模块包括：

凸轮，与从所述缓冲件向内侧凸出的引导凸起接触以便能够与所述缓冲件联动，以旋转轴为中心可旋转地安装于所述清扫机本体的底部；以及

遮挡板，与所述凸轮保持相位角且以所述旋转轴为中心可旋转地安装，以使所述悬崖传感器选择性地露出。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮挡板在第一位置和第二位置之间进行往复旋转运动，所述第一位置为在所述缓冲件和所述障碍物碰撞之前使所述悬崖传感器露出的位置，所述第二位置为在所述碰撞之后通过所述缓冲件的内侧移动而遮挡所述悬崖传感器的位置，

所述遮蔽模块还包括弹性单元，所述弹性单元将所述遮挡板从所述第二位置复位到所述第一位置。

3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其中，

所述弹性单元配置在所述缓冲件和所述开口部之间，对所述遮挡板弹性施压，使得所述遮挡板在上下方向上与所述开口部不重叠。

4.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮蔽模块还包括弹性单元，所述弹性单元将随着所述缓冲件的内侧移动而旋转的所述遮挡板复位到初始位置，所述弹性单元由弹簧实现。

5.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮蔽模块还包括：

弹性单元，将随着所述缓冲件的内侧移动而旋转的所述遮挡板复位到初始位置；以及

安装引导件，设置于所述清扫机本体的底部，引导所述遮蔽模块的安装；

所述弹性单元的一侧由形成于所述安装引导件的第一固定凸起支撑，所述弹性单元的另一侧由形成于所述遮挡板的第二固定凸起支撑。

6.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮蔽模块还包括铰链部，所述铰链部铰链结合于所述旋转轴，与所述凸轮和所述遮挡板连接，以支撑所述凸轮和所述遮挡板。

7.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述凸轮包括倾斜面，所述倾斜面形成为相对于所述缓冲件和所述障碍物的正面碰撞或侧面碰撞在与前后方向和左右侧方向交叉的方向上倾斜，并且与所述引导凸起接触。

8.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮挡板的中心和所述旋转轴的中心之间的距离大于所述凸轮的与所述引导凸起接触的接触位置和所述旋转轴的中心之间的距离。

9.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述遮蔽模块还包括安装引导件，所述安装引导件设置于所述清扫机本体的底面，引导所述遮蔽模块的安装。

10.根据权利要求9所述的扫地机器人，其中，

所述安装引导件具有限制所述缓冲件的移动范围的引导孔，

所述引导凸起随着所述缓冲件的内侧移动，在容纳于所述引导孔的内部的状态下沿前后方向或左右方向移动。

11.根据权利要求9所述的扫地机器人，其中，

所述缓冲件还包括凸出部，所述凸出部从所述缓冲件朝所述安装引导件凸出地形成，

所述安装引导件包括：

第一容纳部，容纳在上下方向上与所述开口部不重叠的所述遮挡板；以及

第二容纳部，容纳所述凸出部，以便可移动地支撑所述凸出部。

12.根据权利要求11所述的扫地机器人，其中，

所述安装引导件配置在所述缓冲件和所述开口部之间，

所述安装引导件还包括：

分隔壁，沿横穿所述安装引导件的外侧和内侧的方向延伸，以分隔所述第一容纳部和所述第二容纳部；

第一遮蔽壁，从所述分隔壁的一端沿所述第一容纳部的外侧边缘延伸，以朝面向所述遮挡板的方向开放所述第一容纳部；以及

第二遮蔽壁，从所述分隔壁的另一端沿所述第二容纳部的内侧边缘延伸，以朝面向所述缓冲件的方向开放所述第二容纳部。

13.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

所述悬崖传感器包括：

发光部，向所述开口部的下方照射光；以及

收光部，接收反射光。

14.根据权利要求11所述的扫地机器人，其中，

所述遮蔽模块以沿前后方向经过所述清扫机本体的中心的前后方向中心线为中心，在所述清扫机本体的左右两侧彼此对称地配置。

15.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

还包括支撑部，所述支撑部将所述缓冲件支撑为能够相对于所述清扫机本体在前后方向和左右侧方向上移动。

16.根据权利要求15所述的扫地机器人，其中，

所述缓冲件还包括卡钩，所述卡钩从所述缓冲件的上端朝所述内侧凸出地形成，使得所述缓冲件的上端部悬挂支撑于所述支撑部，

所述支撑部包括：

支撑主体，沿所述清扫机本体的前方边缘延伸，以使所述卡钩能够滑动；

卡止台阶，从所述支撑主体的前端凸出地形成，以卡住所述卡钩；以及

复数个夹入部，将所述支撑主体夹入结合到所述清扫机本体。

17.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

包括以容纳于所述清扫机本体的内部的方式安装的毛刷模块或拖布模块，所述开口部形成于所述毛刷模块或拖布模块的前方。

18.根据权利要求1所述的扫地机器人，其中，

还包括引导所述遮蔽模块的安装的安装引导件，

所述安装引导件具有限制所述引导凸起的移动范围的引导孔，

所述引导孔随着从所述安装引导件的外侧越靠近内侧而朝后方倾斜地形成，从而所述引导凸起向后方按压旋转所述凸轮。

19.根据权利要求18所述的扫地机器人，其中，

所述悬崖传感器配置于所述引导孔的后方。

20.根据权利要求18所述的扫地机器人，其中，

所述凸轮包括倾斜面，所述倾斜面随着从所述安装引导件的内侧越靠近外侧而朝后方倾斜地形成以与所述引导凸起接触。

Images