CN211375427U - 一种扫地机器人 - Google Patents

Abstract

一种扫地机器人，扫地机器人包括检测模块和运动模块，检测模块活动安装于扫地机器人的本体，运动模块用于控制检测模块相对于本体向外伸出，使得检测模块可活动地设置于本体，获取信息以进行扫地机器人的工作规划。本实用新型中检测模块能够相对于本体向外伸出，减少检测盲区，从而检测到范围更大整体环境信息，规划完整的清扫路线，提高清扫效率。

Description

一种扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及扫地机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人。

背景技术

扫地机器人，一种智能家用电器，凭借一定的人工智能，自动在室内完成底板清理工作。随着时代的进步，扫地机器人已陆续出现在家家户户，在人们的日常生活中发挥着重要作用，极大的提高了人们的生活质量。

一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。

现有的扫地机器人的检测模块基本是固定设置在扫地机器人侧壁，检测视野通过扫地机器人自身转动实现改变；具有以下不足：一是检测视野固定，检测盲区大，难以获取室内的整体环境信息，清扫路线规划不完整，二是难以实时获取扫地机器人周边的局部环境信息，容易发生碰撞。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种扫地机器人，使检测模块能够扩大检测视野，减少检测盲区，提高清扫效率，并且，能够实时检测所述扫地机器人的周边环境，尤其是对所述扫地机器人周边的障碍物做到精准实时检测。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种扫地机器人，包括检测模块和运动模块，所述检测模块活动安装于所述扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块可伸缩地活动设置于所述本体。

进一步，所述检测模块通过所述运动模块相对于所述本体的顶部向外伸出或回退复位。

进一步，所述运动模块位于所述扫地机器人的内部，所述运动模块包括相对于所述本体活动的伸缩组件，所述检测模块安装于所述伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩方向与所述扫地机器人的垂直中轴线的夹角为φ，其中0°≤φ≤ 60°。

进一步，所述运动模块还包括摆动组件，所述摆动组件包括底座和摆动驱动器，所述伸缩组件安装在所述底座，所述摆动驱动器设置在所述底座的下方，所述摆动驱动器和所述底座之间设有传动件，所述摆动驱动器通过所述传动件摆动所述底座，进而改变所述伸缩组件的伸缩方向，使得所述检测模块的伸缩方向与所述扫地机器人的所述垂直中轴线的夹角φ可变。

进一步，所述伸缩组件包括活动部和驱动部，所述活动部包括伸缩柱，所述驱动部包括电力驱动器，所述检测模块设置在所述伸缩柱，所述伸缩柱与电力驱动器之间设有传动配合件，所述电力驱动器通过所述传动配合件驱动所述伸缩柱伸出或回退。

进一步，所述传动配合件包括相互配合的驱动齿轮和齿条，所述齿条竖直并固定地设置在所述伸缩柱的底端面，所述驱动齿轮设置在电力驱动器的驱动轴。

进一步，所述检测模块设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块以伸缩运动方向的轴线为中心线进行旋转，以检测各个方向情况。

本实用新型根据上述内容提出一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法，所述检测模块通过所述运动模块安装于所述扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块可伸缩地活动设置于所述本体。

因此，所述检测模块能够相对于所述本体向外伸出，扩大检测视野，减少检测盲区，从而检测到范围更大整体环境信息，规划完整的清扫路线，提高清扫效率。

所述扫地机器人在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人的周边环境，尤其是对所述扫地机器人周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人避免无意义碰撞，避免伸出检测模块的损坏。

所述检测模块检测出运行方向上的某高度存在障碍物时，所述运动模块控制所述检测模块往所述扫地机器人缩进对应高度，降低所述检测模块的高度，便于所述扫地机器人通过障碍物，从而使扫地机器人进入低矮空间，进行清扫。

附图说明

图1是本实用新型其中一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型其中一个实施例的伸缩组件与检测模块的结构示意图，其中，β是检测模块可以对检测端正前方的上下方向检测角度；

图3是本实用新型其中一个实施例的伸缩组件与检测模块的结构示意图，其中，β是检测模块可以对检测端正前方的上下方向检测角度；

图4是本实用新型其中一个实施例的检测模块与运动模块的组合示意图；

图5是本实用新型其中一个实施例的检测模块与运动模块的组合示意图，其中φ是检测模块的伸缩运动方向与所述扫地机器人的垂直中轴线的夹角。

其中：1、扫地机器人；11、检测模块；12、运动模块；121、伸缩组件；122、摆动组件；31、伸缩柱；32、电力驱动器；33、升降台；34、斜截面；35、连接杆；36、滑轮；41、底座；42、摆动驱动器；43、传动件；431、主动齿轮； 432、从动齿轮；44、传动配合件；441、驱动齿轮；442、齿条；3、垂直中轴线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-5所示，一种扫地机器人，包括检测模块11和运动模块12，所述检测模块11活动安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块11可伸缩地活动设置于所述本体。

具体地，检测模块11可以是红外检测模块、超声检测模块、激光检测模块和视觉检测模块等。

所述检测模块11用于获取外部环境信息、构建地图、定位及检测障碍物，由于本实施例的所述检测模块11活动安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出或回退复位，使得所述检测模块11可活动地设置于所述本体。

因此，所述检测模块11能够相对于所述本体向外伸出，扩大检测视野，减少检测盲区，从而检测到范围更大整体环境信息，规划完整的清扫路线，提高清扫效率。

通过本实施例的一种扫地机器人1，在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人1的周边环境，尤其是对所述扫地机器人1周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人1避免无意义碰撞，避免伸出检测模块11的损坏。

进一步，所述检测模块11通过所述运动模块12相对于所述扫地机器人1 的顶部向外伸出。

所述检测模块11可相对于所述扫地机器人1的顶部、底部或侧壁向外伸出，更优地，所述检测模块11通过所述运动模块12相对于所述扫地机器人1的顶部向外伸出，由于所述扫地机器人1的顶部上方空间大，因此所述检测模块11 的伸出空间大，且碰撞几率低，检测模块11的活动无需考虑所需清扫地面是否存在地面不平的因素，方便所述检测模块11伸出，从而扩大所述检测模块11 的检测视野，因此将所述检测模块11设置为相对于所述扫地机器人1的顶部向外伸出。

进一步，所述运动模块12位于所述扫地机器人1的内部，所述运动模块12 包括相对于所述本体活动的伸缩组件121，所述检测模块11安装于所述伸缩组件121，如安装在所述伸缩组件121的伸缩端面，使所述检测模块11部分或全部安装于所述扫地机器人1内部。具体地，所述伸缩组件121的伸缩方向与所述扫地机器人1的垂直中轴线3的夹角为φ，其中0°≤φ≤60°，如图5所示，所述垂直中轴线3是指所述扫地机器人1竖直方向的中心轴线。

所述伸缩组件121可以是气缸伸缩组件、液压伸缩组件或电机驱动的伸缩组件121，更优地，选用电力驱动的伸缩组件121，由电力驱动的所述伸缩组件 121结构成本低，可靠性更高，故障维修也相对简单。如图2所示，电力驱动的所述伸缩组件121包括活动部和驱动部，所述活动部包括伸缩柱31，所述驱动部包括电力驱动器32，所述电力驱动器32可以是直流电动机、交流电动机、伺服电机等电动机。所述检测模块11设置在所述伸缩柱31，所述伸缩柱31与电力驱动器32之间设有传动配合件44，所述电力驱动器32通过所述传动配合件 44驱动所述伸缩柱31伸出或回退。其中，所述传动配合件44包括相互配合的驱动齿轮441和齿条442，所述齿条442竖直并固定地设置在所述伸缩柱31的底端面，所述驱动齿轮441设置在电力驱动器32的驱动轴。通过电力驱动器32 驱动所述驱动齿轮441转动，所述驱动齿轮441驱动所述齿条442上下活动，从而带动所述伸缩柱31伸缩。

此外电力驱动的所述伸缩组件121还可以如图3所示，所述活动部包括导腔和伸缩柱31，所述检测模块11安装在所述伸缩柱31的上端面，所述驱动部包括电力驱动器32和升降台33，所述电力驱动器32驱动所述升降台33圆周转动，所述升降台33的顶部设有斜截面34，所述活动部与所述驱动部之间设有连接杆35，所述连接杆35的一端固定地设置在所述伸缩柱31的下端面，所述连接杆35的另一端活动地设置在所述斜截面34，通过所述斜截面34支承所述连接杆35，所述连接杆35与所述斜截面34之间设有滑轮36。所述电力驱动器32驱动所述升降台33转动，所述滑轮36沿所述斜截面34滑动，所述连接杆35 因所述斜截面34的高度变化而带动所述伸缩柱31活动，从而实现所述检测模块11的伸缩。

进一步，所述运动模块12还包括摆动组件122，所述摆动组件122包括底座41和摆动驱动器42，所述伸缩组件121安装在所述底座41的上端面，所述摆动驱动器42设置在所述底座41的下方，所述摆动驱动器42和所述底座41 之间设有传动件43，所述摆动驱动器42通过所述传动件43摆动所述底座41，进而改变所述伸缩组件121的伸缩方向，使得所述检测模块11的伸缩方向与垂直中轴线3的夹角φ可变。

所述摆动驱动器42可以是直流电动机、交流电动机、伺服电机等电动机，所述传动件43可以是齿轮、连杆等传动件，更优地，选用齿轮传动。所述传动件43包括主动齿轮431和从动齿轮432，所述从动齿轮432设置在所述底座41 的下端面，通过所述摆动驱动器42带动所述主动齿轮431旋转，所述主动齿轮431带动所述从动齿轮432转动，实现上下摆动所述底座41，进而改变所述伸缩组件121的伸缩方向，使得所述检测模块11的伸缩方向与所述垂直中轴线3 的夹角φ可变。此外，也可以是齿轮和齿条的配合，具体可以通过电机、气缸或液压缸驱动齿条的运动，从而实现齿轮的转动，实现夹角φ的改变。通过改变所述检测模块11的伸缩方向与所述垂直中轴线3的夹角φ，实现所述检测模块11的检测视野上下摆动，扩大检测范围，减少检测盲区，利于所述检测模块 11精确地实时检测所述扫地机器人1周边的障碍物，减少无意义碰撞，避免伸出检测模块11的损坏。

进一步，所述检测模块11设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块11的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块11以伸缩运动方向的轴线为中心线进行旋转，以检测各个方向情况。

所述转动驱动器如电动机等转动驱动器，所述检测模块11通过所述转动驱动器绕伸缩运动方向的轴线为中心线自转，实现检测模块11全方位检测所述扫地机器人1周围的整体环境，利于规划完整的清扫路线。

一种检测控制清扫的方法，包括如下步骤：

向外伸出所述检测模块11，获取所述扫地机器人1周围的整体环境信息；

根据整体环境信息，确定清扫工作的运行方向；

所述扫地机器人1进行清扫工作，同时所述检测模块11持续检测，获取所述扫地机器人1周边的局部环境信息；

所述扫地机器人1检测到运行方向上的某高度存在障碍物，所述检测模块 11往所述扫地机器人1缩进对应高度，以使所述扫地机器人1通过障碍物；

所述扫地机器人1越过障碍物后，所述检测模块11重新伸出，继续进行检测工作。

由于本实施例的所述检测模块11通过所述运动模块12安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块11可活动地设置于所述本体。

因此，所述检测模块11能够相对于所述本体向外伸出，减少检测盲区，从而检测到范围更大整体环境信息，规划完整的清扫路线，提高清扫效率。

所述扫地机器人1在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人1的周边环境，尤其是对所述扫地机器人1周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人1避免无意义碰撞。

所述检测模块11检测出运行方向上的某高度存在障碍物时，所述运动模块 12控制所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，所述对应高度的计算可以为障碍物的最低点到地面的距离减去当前检测模块11到地面的距离，降低所述检测模块11的高度，便于所述扫地机器人1通过障碍物，从而使所述扫地机器人1进入低矮空间，进行清扫。

进一步，获取所述扫地机器人1周围的整体环境信息的过程为：

所述扫地机器人1伸出所述检测模块11，所述检测模块11通过所述转动驱动器自转，获取所述扫地机器人1当前周围的整体环境信息。

通过所述运动模块12控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，再通过转动驱动器实现所述检测模块11全方位检测所述扫地机器人1周围的整体环境，获取整体的环境信息以进行所述扫地机器人1工作规划，利于规划完整的清扫路线。

进一步，获取所述扫地机器人1周边的局部环境信息的过程为：

所述扫地机器人1通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩行程或/和伸缩运动方向，使所述检测模块11的检测视野上下移动，调整所述检测模块11的检测范围，实时获取所述扫地机器人1周边的局部环境。

通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩行程，使所述检测模块 11的检测视野上下移动，调整所述检测模块11的检测范围，便于所述检测模块 11实时检测所述扫地机器人1周边的局部环境；通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩方向，使所述检测模块11上下摆动，提供更广的检测视野，便于所述检测模块11作出更加精准的检测。

进一步，所述扫地机器人1通过所述检测模块11及所述扫地机器人1内置的传感器建立地图并进行定位。

其中，所述扫地机器人1内置的传感器可以是陀螺仪或加速度传感器等惯性测量单元。在清扫过程中，通过所述检测模块11和传感器获取所述扫地机器人1周边环境信息，建立更加精准立体的地图，利于确定规划清扫路径，减少碰撞。

进一步，所述扫地机器人1检测出在运行方向上的某高度存在障碍物时，所述检测模块11获取到障碍物的离地高度、方向及距离信息，所述检测模块11 躲避障碍物时，所述运动模块12控制所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，记录并计算运行路径记录，通过障碍物后，所述检测模块11重新伸出，继续实时检测所述扫地机器人1的周边环境。

于本实施例中，所述检测模块11相对于所述扫地机器人1的顶部往外伸出，清扫过程中，加大了扫地机器人的整体厚度，当所述检测模块11检测出运行方向上的某高度存在障碍物时，如所述扫地机器人1需进入桌底或柜底等低矮空间，通过所述检测模块11获取到障碍物的离地高度、方向及距离等信息，当所述检测模块11躲避障碍物时，所述运动模块12控制所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，降低所述检测模块11的高度，便于所述扫地机器人1通过障碍物；记录并计算运行路径记录，通过障碍物后，所述检测模块11重新伸出，继续实时检测所述扫地机器人1的周边环境。其中，所述检测模块11 仅缩进一定距离，仍可进行某高度范围内的检测，可以识别当前状态是否已通过障碍物。

进一步，所述检测模块11的伸缩运动方向与所述垂直中轴线3的夹角为φ，其中0°≤φ≤60°。

进一步，所述检测模块11相对于所述扫地机器人1的垂直方向行程为H，其中0mm≤H≤70mm。

进一步，所述检测模块11对检测端正前方的上下方向检测角度为β，其中 -30°≤β≤50°，其中，水平线下方的检测角度为负，水平线上方的检测角度为正。

进一步，所述扫地机器人1结束清洁任务后，所述检测模块11缩进到所述扫地机器人1内收纳。

当所述扫地机器人1结束清洁任务后，所述运动模块12控制所述检测模块 11缩进到所述扫地机器人1内收纳，避免所述检测模块11外露，提高所述检测模块11的工作寿命。

进一步，全区域清扫完成后，所述扫地机器人1根据所述检测模块11及所述扫地机器人1内置传感器所建立的地图找充电桩进行回充。

在一定范围内接收到充电桩发出的定位信号后，结合定位信号进行定位，提高回充位置控制精度，所述扫地机器人1回桩充电后，确保下一次所述扫地机器人1清扫工作时有足够的电量。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种扫地机器人，其特征在于：包括检测模块(11)和运动模块(12)，所述检测模块(11)活动安装于所述扫地机器人(1)的本体，所述运动模块(12)用于控制所述检测模块(11)相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块(11)可伸缩地活动设置于所述本体。

2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述检测模块(11)通过所述运动模块(12)相对于所述本体的顶部向外伸出或回退复位。

3.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述运动模块(12)位于所述扫地机器人(1)的内部，所述运动模块(12)包括相对于所述本体活动的伸缩组件(121)，所述检测模块(11)安装于所述伸缩组件(121)，所述伸缩组件(121)的伸缩方向与所述扫地机器人(1)的垂直中轴线(3)的夹角为φ，其中0°≤φ≤60°。

4.根据权利要求3所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述运动模块(12)还包括摆动组件(122)，所述摆动组件(122)包括底座(41)和摆动驱动器(42)，所述伸缩组件(121)安装在所述底座(41)，所述摆动驱动器(42)设置在所述底座(41)的下方，所述摆动驱动器(42)和所述底座(41)之间设有传动件(43)，所述摆动驱动器(42)通过所述传动件(43)摆动所述底座(41)，进而改变所述伸缩组件(121)的伸缩方向，使得所述检测模块(11)的伸缩方向与所述垂直中轴线(3)的夹角φ可变。

5.根据权利要求3所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述伸缩组件(121)包括活动部和驱动部，所述活动部包括伸缩柱(31)，所述驱动部包括电力驱动器(32)，所述检测模块(11)设置在所述伸缩柱(31)，所述伸缩柱(31)与电力驱动器(32)之间设有传动配合件(44)，所述电力驱动器(32)通过所述传动配合件(44)驱动所述伸缩柱(31)伸出或回退。

6.根据权利要求5所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述传动配合件(44)包括相互配合的驱动齿轮(441)和齿条(442)，所述齿条(442)竖直并固定地设置在所述伸缩柱(31)的底端面，所述驱动齿轮(441)设置在电力驱动器(32)的驱动轴。

7.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述检测模块(11)设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块(11)的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块(11)以伸缩运动方向的轴线为中心线进行旋转。

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