CN104799767A - 一种免碰撞结构及机器人吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种免碰撞结构及机器人吸尘器，所述免碰撞结构包括壳体、控制器和传感器，所述控制器和传感器设于壳体内，所述壳体上设有与所述传感器对应的透光孔，所述传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，该信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，所述控制器就会做出前方具有障碍物的判断，其中所述信号发射器对应的透光孔为出光孔，所述信号接收器对应的透光孔为入光孔，所述出光孔和入光孔的大小和位置，使得所述信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可。

Description

一种免碰撞结构及机器人吸尘器

技术领域

本发明属于家用电器领域，具体涉及一种免碰撞结构及机器人吸尘器。

背景技术

市面上现有机器人吸尘器中大多数免碰撞都是检测到障碍物后减速碰撞，此种方案依然会轻碰家具，未能做到真正的免碰撞。其中，少量机器人吸尘器可以做到不触碰家具，但都使用了价格较为昂贵的距离传感器，使得产品价位较高，普通消费者不易接受。

于现有技术中，申请号为201420584819.2的实用新型专利公布了一种机器人吸尘器，包括：主体、位于主体前端的至少一个信号发射装置及至少一个用于接收信号发射装置所发出信号的信号接收装置，机器人吸尘器在运行方向遇到障碍物时，信号发射装置发射的信号会反射回被信号接收装置所接收，机器人吸尘器的信号接收装置在接收到信号时进行减速，当机器人吸尘器继续向前移动并当信号接收装置所接收的信号消失时，机器人吸尘器进行转向。

现有技术中，往往通过接收到的信号强弱来判断障碍物的距离，当障碍物的距离少于一个安全值时，接收装置接收到的信号强度会超出预设值，因而触发规避机制，机器人会随之进行减速会变向。然而实际应用中，障碍物的颜色深浅及表面粗糙程度，均对信号反射有着不同的影响：障碍物颜色越深，其吸光性越强，对于红外线信号削弱越大；表面越粗糙(例如布面沙发)，相对光面家具(例如漆面家俱)而言，反射回的信号也就越弱，当返回的信号较弱时，机器人吸尘器往往不能准确判断出障碍物的距离。此外，对于不同行进速度的机器人吸尘器，必然各自的制动距离也不相同，由此障碍物距离的控制也至为重要。然而，对于上述技术问题，该专利均没有公布相关技术方案。

鉴于此，本发明提供一种免碰撞结构及机器人吸尘器，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种免碰撞结构，包括壳体、控制器和传感器，所述控制器和传感器设于壳体内，所述壳体上设有与所述传感器对应的透光孔，所述传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，该信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，所述控制器就会做出前方具有障碍物的判断，其中所述信号发射器对应的透光孔为出光孔，所述信号接收器对应的透光孔为入光孔，所述出光孔和入光孔的大小和位置，使得所述信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可。

优选的，所述出光孔的边界分为靠近所述信号接收器的边界和远离所述信号接收器的边界，其中该远离所述信号接收器的边界位于所述发射的信号的辐射面中心线靠近所述信号接收器的一侧。

优选的，所述入光孔的位置设置在所述发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器的路径上。

优选的，所述信号发射器及信号接收器为多对，分布于壳体内。

优选的，相邻两对的信号发射器及信号接收器中，两个信号发射器相邻设置或两个信号接收器相邻设置。

优选的，按照行进方向分，所述壳体的前端为圆弧形或直边形。

本发明还提供一种机器人吸尘器，包括上述的免碰撞结构，其中所述壳体同时为所述机器人吸尘器的壳体。

优选的，所述免碰撞结构包括若干个传感器，均匀分布于所述壳体靠近该机器人吸尘器行进方向的一端。

优选的，所述壳体为圆形或半圆形时，所述若干个传感器的分布范围为0度-180度的弧度面上。

根据本发明提供的免碰撞结构及机器人吸尘器，所述结构包括壳体、控制器和传感器，所述传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，控制器就会做出前方具有障碍物的判断，能够即时识别前方障碍物，不受障碍物颜色或材质的影响。此外，出光孔和入光孔的大小和位置，使得信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可。如此，机器人吸尘器以任意速度行进时，均可及时制动或转向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的机器人吸尘器整体俯视图；

图2是本发明较佳实施例提供的免碰撞结构传感器分布示意图；

图3a是本发明较佳实施例提供的免碰撞结构已识别障碍物信号反射原理图；

图3b是本发明较佳实施例提供的免碰撞结构未识别障碍物信号反射原理图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明较佳实施例提供的机器人吸尘器整体俯视图，图2是本发明较佳实施例提供的免碰撞结构传感器分布示意图。结合图1及图2，本发明较佳实施例提供的免碰撞结构包括壳体1、传感器2和控制器3，所述传感器2和控制器3设于壳体1内，所述壳体1上设有与所述传感器2对应的透光孔。

于此，所述传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，该信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，所述控制器就会做出前方具有障碍物的判断，其中所述信号发射器对应的透光孔为出光孔，所述信号接收器对应的透光孔为入光孔，所述出光孔和入光孔的大小和位置，使得所述信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可。

所述透光孔尺寸可通过外部设备调节，以使发射信号及接收信号的角度随之变化。显然地，当出光孔和入光孔的尺寸做相应的调节后，所需的障碍物距离也将随之变化，实际可根据需要自行设定。于此，透光孔尺寸的调整方式可以通过机械方式或电动方式调整。

本实施例中，所述出光孔的边界分为靠近所述信号接收器的边界和远离所述信号接收器的边界，其中该远离所述信号接收器的边界位于所述发射的信号的辐射面中心线靠近所述信号接收器的一侧。于此，所述入光孔的位置设置在所述发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器的路径上。这种设置的另一个好处是，该信号接收器只能接收位于其一侧的同一组信号发射器的信号，而对于位于其另一侧的相邻的另一组传感器中发出的信号，就可以实现屏蔽，从而避免干扰。

图3a是本发明较佳实施例提供的免碰撞结构已识别障碍物信号反射原理图。如图3a所示，信号发射器m对应透光孔e，信号接收器n对应透光孔f，信号发射器m及信号接收器n对称设置，所述透光孔e的位置设置使得信号发射器m发出的靠近对称线L一侧的信号得以从透光孔e透出后被障碍物反射，反射后的信号穿过透光孔f，被信号接收器n靠近对称线L一侧的部分接收。类似地，在图3b中，被障碍物反射的光线不能通过透光孔f’返回到信号接收器n’。

结合图3a和图3b：当免碰撞结构距离障碍物为D1时，透光孔e和f的大小刚好使得一部分信号通过透光孔f返回到信号接收器n，免碰撞结构在该位置即可识别到障碍物；当免碰撞结构距离障碍物为D2时，信号发射器m’发出的所有信号均不能通过透光孔f’返回到信号接收器n’，此时，免碰撞结构无法判断出障碍物。由此，根据透光孔的尺寸大小，可控制免碰撞结构自动识别障碍物的距离。

参照图1及图2：按照行进方向分，所述壳体的前端为圆弧形或直边形，本实施例中，壳体前端为圆弧形；所述信号发射器及信号接收器为多对，分布于壳体内。本实施例中，信号发射器及信号接收器为10至16对，具体可根据实际需要设置，然而对此本发明并不作限定。

此外，相邻两对的信号发射器及信号接收器中，两个信号发射器相邻设置或两个信号接收器相邻设置，如此，可避免相邻两对信号发射器及信号接收器的信号互相干扰。

所述信号发射器发射的信号强度可以进行调节，当发射出的信号越强时，障碍物颜色的深浅对于信号的削减效果越弱。因此，通过加大信号发射器的信号强度，能有效增加免碰撞结构的识别灵敏度。于此，所述信号包括但不限于红外线信号。

本发明提供的免碰撞结构用于机器人吸尘器中，其中免碰撞结构内的壳体同时为所述机器人吸尘器的壳体。本实施例中，所述免碰撞结构包括若干个传感器，均匀分布于所述壳体靠近该机器人吸尘器行进方向的一端。所述壳体为圆形或半圆形时，所述若干个传感器的分布范围为0度-180度的弧度面上。

综上所述，根据本发明较佳实施例提供的免碰撞结构及机器人吸尘器，设置了壳体、控制器和传感器，传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，控制器就会做出前方具有障碍物的判断，不再局限于反射信号的强弱。此外，出光孔和入光孔的大小和位置，使得信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可，灵活控制了障碍物距离。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种免碰撞结构，其特征在于：包括壳体、控制器和传感器，所述控制器和传感器设于壳体内，所述壳体上设有与所述传感器对应的透光孔，

所述传感器至少包括一对信号发射器及信号接收器，该信号接收器只要收到所对应的信号发射器发射的信号，所述控制器就会做出前方具有障碍物的判断，其中所述信号发射器对应的透光孔为出光孔，所述信号接收器对应的透光孔为入光孔，所述出光孔和入光孔的大小和位置，使得所述信号发射器发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器，所述所需的障碍物距离，以所述免碰撞结构所在的装置在行进过程中，有足够的缓冲时间进行制动或转向，从而避免与该障碍物进行碰撞即可。

2.如权利要求1所述的免碰撞结构，其特征在于：所述出光孔的边界分为靠近所述信号接收器的边界和远离所述信号接收器的边界，其中该远离所述信号接收器的边界位于所述发射的信号的辐射面中心线靠近所述信号接收器的一侧。

3.如权利要求1所述的免碰撞结构，其特征在于：所述入光孔的位置设置在使发射的信号能够以所需的障碍物距离反射回所述信号接收器的路径上。

4.如权利要求1所述的免碰撞结构，其特征在于：所述信号发射器及信号接收器为多对，分布于壳体内。

5.如权利要求1或2所述的免碰撞结构，其特征在于：相邻两对的信号发射器及信号接收器中，两个信号发射器相邻设置或两个信号接收器相邻设置。

6.如权利要求1所述的免碰撞结构，其特征在于：按照行进方向分，所述壳体的前端为圆弧形或直边形。

7.一种机器人吸尘器，其特征在于：包括如权利要求1-6任意一项所述的免碰撞结构，其中所述壳体同时为所述机器人吸尘器的壳体。

8.如权利要求7所述的机器人吸尘器，其特征在于：所述免碰撞结构包括若干个传感器，均匀分布于所述壳体靠近该机器人吸尘器行进方向的一端。

9.如权利要求8所述的机器人吸尘器，其特征在于：所述壳体为圆形或半圆形时，所述若干个传感器的分布范围为0度-180度的弧度面上。