CN106142045A - 一种行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走装置，属于机械自动化技术领域。所述行走装置包括：机体和多级微动开关；所述多级微动开关安装在所述机体上，与所述机体包括的控制模块电连接；所述机体包括的驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述多级微动开关包括的各级开关被逐级触发；所述机体包括的控制模块控制所述机体执行当前被触发的一级开关对应的控制功能。本公开能够提高行走装置的通过性。

Description

一种行走装置

技术领域

本公开涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种行走装置。

背景技术

机器人是指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作，如扫地机器人是用于代替人类进行扫地作业的机器人。

目前扫地机器人通过电机驱动轮子，通过轮子转动带动扫地机器人整体在地面上移动，在机器人整体移动的过程中将地面的垃圾和灰尘带走。

发明内容

为了提高行走装置的通过性，本公开提供了一种行走装置。所述技术方案如下：

一种行走装置，所述行走装置包括：

机体和多级微动开关；

所述多级微动开关安装在所述机体上，与所述机体包括的控制模块电连接；

所述机体包括的驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述多级微动开关包括的各级开关被逐级触发；

所述机体包括的控制模块控制所述机体执行当前被触发的一级开关对应的控制功能。

所述机体的机械臂的一端安装有驱动轮，另一端延伸出一延伸部，所述多级微动开关安装在所述机体的轮槽靠近所述延伸部的一侧；

所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述延伸部按压所述多级微动开关，以触发所述多级微动开关。

所述延伸部上还设凸点，所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述凸点按压所述多级微动开关上的触点，以触发所述多级微动开关。

所述多级微动开关安装在所述机体包括的第一机械臂或第二机械臂上，所述第一机械臂的一端和所述第二机械臂的一端铰接在一起；

所述多级微动开关靠近所述第一机械臂和所述第二机械臂铰接处，所述第一机械臂的另一端上装有驱动轮。

在所述驱动轮向所述机体的方向收起时，未安装有所述多级微动开关的机械臂按压所述多级微动开关的触点。

所述多级微动开关为双级微动开关。

所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时，在所述机体的第一机械臂与所述机体的第二机械臂之间的夹角达到第一预设夹角时所述双级微动开关的第一级开关被触发；

在所述第一机械臂与所述第二机械臂之间夹角达到第二预设夹角时所述双级微动开关的第二级开关被触发，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角。

所述双级微动开关的第一级开关对应越障功能，所述双级微动开关的第二级开关对应报警功能。

当所述第一级开关被触发时，所述控制模块控制所述机体内的马达增加驱动所述驱动轮的驱动力。

当所述第二级开关被触发时，所述控制模块控制所述机体内的报警模块进行报警提示。

所述行走装置为扫地机器人、吸尘器、打蜡机或拖地机。

在本公开实施例中，行走装置遇到障碍，行走装置的机体被障碍抬起，驱动轮被向远离机体的方向弹出，安装在第一机械臂或第二机械臂上的多级微动开关中各级开关被逐渐触发，控制模块可以控制机体执行被触发的开关对应的控制功能。其中，可以设置一越障功能，当越障功能对应的开关被触发时，控制模块控制机体执行越障功能，且在越障功能下机体的驱动驱动轮的驱动力会增加，使行走装置能顺利越过障碍，提高通过性。

附图说明

图1是本公开实施例1提供的一种行走装置的运动结构示意图；

图2是本公开实施例1提供的一种行走装置第一结构示意图；

图3是本公开实施例1提供的一种行走装置的运动结构示意图；

图4是本公开实施例1提供的一种行走装置第二结构示意图

图5是本公开实施例2提供的一种行走装置第一结构示意图；

图6是本公开实施例2提供的一种行走装置第二结构示意图；

图7是本公开实施例2提供的一种第一机械臂和第二机械臂铰接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本文中的行走装置为移动机器人，特别为通过轮子驱动的机器人。移动机器人在平地上以恒定的驱动力行走，移动机器人在地面上行走时可能遇到障碍，在遇到障碍时移动机器人可能因驱动力不足导致无法越过障碍。例如，移动机器人可以为扫地机器人，扫地机器人在平地上以恒定驱动力进行均速行驶，有时扫地机器人可能遇到像门坎或地毯等障碍，因驱动力不足可能无法越过。在本公开中，可以通过如下任一实施方式，使移动机器人越过障碍。

实施例1

参见图1和2，本发明实施例提供了一种行走装置，包括：

机体1和多级微动开关2；

机体1的机械臂31的一端安装有驱动轮13，另一端延伸出一延伸部32，多级微动开关2安装在机体1的轮槽33的靠近延伸部32的一侧上，多级微动开关2还与机体1包括的控制模块(图中未画出)电连接；

驱动轮13向远离机本1的方向弹出时延伸部32按压多级微动开关2，以触发多级微动开关2；

控制模块控制机体1执行当前被触发的一级开关对应的控制功能。

机械臂31的另一端还向上延伸出第一挂钩35，以及轮槽33靠近驱动轮13的一侧延伸出第二挂钩36，机体1包括的弹性件38的一端挂在第一挂钩35上，另一端挂在第二挂钩36上。

行走装置在平地上行走时，由机体1自重压制驱动轮13和机械臂31，机械臂31围绕旋转轴34向机体1内收起，并带动驱动轮13也向机体1内收起。同时，延伸部32在机械臂31的带动下远离多级微动开关2。

参见图3，在行走装置遇到障碍物时，行走装置的机体1被障碍物逐渐抬升，在弹性件37的牵引下，机械臂31带动驱动轮13向远离机体1的方向逐渐弹出；同时延伸部32在机械臂31的带动下逐渐靠近多级微动开关2；延伸部32便可以逐渐按压多级微动开关2上的各级开关，该级开关被按压即该级开关被触发；多级微动开关2向控制模块发送该级开关对应的触发信号，控制模块根据接收该触发信号确定出该级开关，并控制机体1执行该级开关对应的控制功能。

其中，在本公开实施例中，可以事先设置多级微动开关2中的某级开关对应的控制功能为越障功能，在越障功能下机体1会增加行走驱动力。所在在机体1被抬升到一定高度时，多级微动开关2中的越障功能对应的一级开关就可以被延伸部分32按下，多级微动开关2向控制模块发送该级开关对应的触发信号；控制模块根据该触发信号控制机体1执行该级开关对应的越障功能，使得机体1增加行走驱动力，顺利越过障碍。

参见图1，延伸部32上还设有凸点38，在驱动轮13向远离机体1的方向弹出时该凸点38可以按压多级微动开关2上的触点，以触发多级微动开关2。多级微动开关2安装在轮槽33的一侧上且向下倾斜，可以保证凸点38能够准确地按压到多级微动开关2上触点。

可选的，多级微动开关2可以为双级微动开关。双级微动开关包括第一级开关和第二级开关。事先设置第一级开关和第二级开关分别对应的控制功能。例如，可以在控制模块中设置第一开关对应越障功能，设置第二级开关对应报警功能，即事先在控制模块中存储如表1所示的开关标识与控制功能的对应关系，其中，ID1和ID2分别为第一级开关和第二级开关的开关标识。

表1

开关标识	控制功能
		ID1	越障功能
ID2	报警功能

在行走装置遇到障碍物时，位于机械臂31上的驱动轮13向远离机体1的方向弹出时，从机械臂31延伸出来的延伸部32逐渐地靠近多级微动开关2；当延伸部32上的凸点38按压双级微动开关时，双级微动开关包括的第一级开关被按压；双级微动开关发送第一级开关对应的触发信号给控制模块；控制模块根据该触发信号确定出第一级开关，根据第一级开关的开关标识，从开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能，并控制机体1执行该控制功能。例如，控制模块根据第一级开关的开关标识ID1，从如表1所示的开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能为越障功能。然后控制模块控制机体1执行越障功能来增加行驶驱动力，以越过障碍。

有时行走装置可能会被用户拿起，当用户拿起时在弹性件37的牵引下，机械臂31围绕旋转轴旋转，延伸部32随着机械臂31旋转并快速向双级微动开关靠近，很快双级微动开关的第一级开关和第二级开关被延伸部32上的凸点38按压。在第二级开关被按压后，双级微动开关发送第二级开关对应的触发信号给控制模块；控制模块根据该触发信号确定出第二级开关，根据第二级开关的开关标识，从开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能，并控制机体1执行该控制功能。例如，控制模块根据第二级开关的开关标识ID2，从如表1所示的开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能为报警功能。然后控制模块控制机体内的报警模块进行报警提示，以及控制机体1内的马达停止转动。

参见图4，机体内包括马达15、驱动电路16和电源17，驱动电路16分别与马达15、电源17和控制模块电连接，马达15通过皮带或齿轮等方式与驱动轮13连接。

相应的，控制模块控制机体1执行越障功能来增加行驶驱动力的方式可以为：控制模块可以发送电流增加指令给驱动电路16，驱动电路16接收该电流增加指令后增加供给马达15的供电电流，供电电流增加后，马达15增加输出给驱动驱动轮13的驱动力，使行走装置越过障碍。

进一步地，当行走装置越过障碍后，行走装置恢复在在平地上行走，机体1的自重压制机械臂31和驱动轮13，机械臂31带动驱动轮13逐渐向机体1的方向收起。同时延伸部32随着机械臂31旋转并远离双级微动开关，被按压的第一级开关被松开。双级微动开关向控制模块发送第一级开关对应的松开信号；控制模块接收该松开信号，控制模块发送电流减小指令给驱动电路16，驱动电路16减小供给马达15的供电电流，使马达15减小驱动驱动轮13的驱动力。

在本公开实施例中，行走装置可以为扫地机器人、吸尘器、打蜡机或拖地机。

在本公开实施例中，行走装置遇到障碍，行走装置的机体被障碍抬起，驱动轮被向远离机体的方向弹出，机械臂上的延伸部会逐渐按压多级微动开关中各级开关，控制模块可以控制机体执行被按压的开关对应的控制功能。其中，可以设置一越障功能，当越障功能对应的开关被按压时，控制模块控制机体执行越障功能，且在越障功能下机体的驱动驱动轮的驱动力会增加，使行走装置能顺利越过障碍，提高通过性。

实施例1

参见图5，本发明实施例提供了一种行走装置，包括：

机体1和多级微动开关2；

多级微动开关2安装在机体1包括的第一机械臂11或第二机械臂12上，第一机械臂11的一端和第二机械臂12的一端铰接在一起，多级微动开关2靠近第一机械臂11和第二机械臂12铰接处；

多级微动开关2与机体1包括的控制模块(在图5中未示出)电连接，第一机械臂11的一端上装有驱动轮13，在驱动轮13向远离机体1的方向弹出时多级微动开关2包括的各级开关被逐级触发；

控制模块13控制机体1执行当前被触发的一级开关对应的控制功能。

可以事先设置多级微动开关中的每级开关对应一或多种种控制功能。其中，可以设置某级开关对应的控制功能为越障功能，在行走装置遇到障碍时，驱动轮13向远离机体1的方向弹出，当越障功能对应的一级开关被触发时，控制模块控制机体1执行越障功能，在越障功能下机体1的驱动力增加，顺利越过障碍。其中，多级微动开关2中的某级开关被触发即为该级开关被打开。

可选的，机体1内的控制模块可以为单片机、控制器或FPDA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等，控制模块集成在机体内的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板上并通过信号线与多级微动开关2电连接。在控制模块中事先存储有各级开关的开关标识与各级开关对应的控制功能的对应关系。

多级微动开关2包括的某级开关被触发时，多级微动开关2将当前被触发的该级开关对应的触发信号发送给控制模块；控制模块接收该触发信号，根据该触发信号确定出当前被触发的该级开关，根据当前被触发的该级开关的开关标识，从开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能，然后控制机体1执行该控制功能。其中，该触发信号中可以包含当前被触发的该级开关的开关标识，控制模块可以直接从该触发信号中提取当前被触发的该级开关的开关标识。

参见图5和6，第二机械臂12的一端固定在机体1上，另一端与第一机械臂11的一端铰接在一起，在铰接处装有弹性件14，弹性件14的两端各伸出延伸部，其中一延伸部贴合在第一机械臂11上，另一延伸部贴合在第二机械臂12上。

在行走装置遇到障碍之前，行走装置在平地上行走。参见图5，在平地上机体1的自重压制第一机械臂11和第二机械臂12，位于第一机械臂11的驱动轮13向靠近机体1的方向收起。在第一机械臂11上的驱动轮13向靠近机体1的方向收起时，第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角逐渐变小，安装在第一机械臂11或第二机械臂12上的多级微动开关2的触点被未安装有多级微动开关2的机械臂按压，多级微动开关2上各级开关逐渐地被按压关闭。当第一机械臂11与第二机械臂12之间的夹角收缩到最小时，多级微动开关2上的各级开关都被按压关闭。

例如，参见图5，多级微动开关2安装在第一机械臂11上，行走装置在平地上时，第一机械臂11上的驱动轮13被机体1的自重压制逐渐向靠近机体1的方向收起，第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角逐渐减少，第二机械臂12按压多级微动开关2，使多级微动开关2包括的各级开关被逐渐地按压关闭；当第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角达到最小时，位于第一机械臂11上的驱动轮13存在部分收起到机体1内，还有部分露出机体1外，此时多级微动开关2包括的各级开关都按压关闭。

参见图7，行走装置在平地上行走时会遇到障碍，该障碍将行走装置的机体1逐渐抬升。在机体1逐渐抬升的过程中，弹性件14牵引第一机械臂11，带动位于第一机械臂11上的驱动轮13向远离机体1的方向弹出并按压地面，使驱动轮11具有抓地摩擦力。在驱动轮13向远离机体1的方向弹出时，第一机械臂11与第二机械臂12之间的夹角逐渐变大，使得安装在第一机械臂11或第二机械臂12上的多级微动开关2中包括的各级开关被逐渐打开，即被逐渐触发，并向控制模块发送被触发的一级开关对应的触发信号。

其中，需要说明的是：多级微动开关2包括的各级开关对应后一个预设夹角，在驱动轮13向远离机体1的方向弹出时，当第一机械臂11与第二机械臂12之间张开的夹角增大至某级开关对应的预设夹角时，该级开关被触发。

可选的，多级微动开关2可以双级微动开关。

双级微动开关包括第一级开关和第二级开关。第一级开关对应第一预设夹角，第二级开关对应第二预设夹角；第一预设夹角小于第二预设夹角，第二预设夹角小于或等于第一机械臂11和第二机械臂12之间能够张开的最大夹角。可选的，第一预设夹角可以为第一机械臂11和第二机械臂12之间能够张开的最大夹角的中段，例如，第一预设夹角的大小可以为该最大夹角的50％、40％或60％等。

事先设置第一级开关和第二级开关分别对应的控制功能。例如，可以在控制模块中设置第一开关对应越障功能，设置第二级开关对应报警功能，即事先在控制模块中存储如表2所示的开关标识与控制功能的对应关系，其中，ID1和ID2分别为第一级开关和第二级开关的开关标识。

表2

开关标识	控制功能
		ID1	越障功能
ID2	报警功能

在行走装置遇到障碍物时，位于第一机械臂11上的驱动轮13向远离机体1的方向弹出时，第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角逐渐被张开变大。当第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角张开达到第一预设夹角时，双级微动开关对应的第一级开关被触发；双级微动开关发送第一级开关对应的触发信号给控制模块；控制模块根据该触发信号确定出第一级开关，根据第一级开关的开关标识，从开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能，并控制机体1执行该控制功能。例如，控制模块根据第一级开关的开关标识ID1，从如表2所示的开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能为越障功能。然后控制模块控制机体1执行越障功能来增加行驶驱动力，以越过障碍。

当行走装置被用户拿起时，位于第一机械臂11上的驱动轮13向远离机体1的方向弹出，第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角逐渐被张开变大。当第一机械臂11和第二机械臂12之间的夹角张开达到第二预设夹角时，双级微动开关包括的第二级开关被触发；双级微动开关发送第二级开关对应的触发信号给控制模块；控制模块根据该触发信号确定出第二级开关，根据第二级开关的开关标识，从开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能，并控制机体1执行该控制功能。例如，控制模块根据第二级开关的开关标识ID2，从如表2所示的开关标识与控制功能的对应关系中获取对应的控制功能为报警功能。然后控制模块控制机体内的报警模块进行报警提示，并停止机体1的马达输出驱动力给驱动轮13。

参见图4，机体内包括马达15、驱动电路16和电源17，驱动电路16分别与马达15、电源17和控制模块电连接，马达15通过皮带或齿轮等方式与驱动轮13连接。

相应的，控制模块控制机体1执行越障功能来增加行驶驱动力的方式可以为：控制模块可以发送电流增加指令给驱动电路16，驱动电路16接收该电流增加指令后增加供给马达15的供电电流，供电电流增加后，马达15增加输出给驱动驱动轮13的驱动力，使行走装置越过障碍。

进一步地，当行走装置越过障碍后，行走装置恢复在在平地上行走，机体1的自重压制第一机械臂11和第二机械臂12，第一机械臂11带动驱动轮13逐渐向机体1的方向收起，第一机械臂11与第二机械臂12之间的夹角逐渐变小。当第一机械臂11与第二机械臂12之间的夹角减小至第一预设夹角时，未安装双级微动开关的机械臂按压双级微动开关的触点，使双级微动开关关闭的第一级开关，同时双级微动开关向控制模块发送第一级开关对应的关闭信号；控制模块接收该关闭信号，控制模块发送电流减小指令给驱动电路16，驱动电路16减小供给马达15的供电电流，使马达15减小驱动驱动轮13的驱动力。

在本公开实施例中，行走装置可以为扫地机器人、吸尘器、打蜡机或拖地机。

在本公开实施例中，行走装置遇到障碍，行走装置的机体被障碍抬起，驱动轮被向远离机体的方向弹出，安装在第一机械臂或第二机械臂上的多级微动开关中各级开关被逐渐触发，控制模块可以控制机体执行被触发的开关对应的控制功能。其中，可以设置一越障功能，当越障功能对应的开关被触发时，控制模块控制机体执行越障功能，且在越障功能下机体的驱动驱动轮的驱动力会增加，使行走装置能顺利越过障碍，提高通过性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种行走装置，其特征在于，所述行走装置包括：

机体和多级微动开关；

所述多级微动开关安装在所述机体上，与所述机体包括的控制模块电连接；

所述机体包括的驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述多级微动开关包括的各级开关被逐级触发；

所述机体包括的控制模块控制所述机体执行当前被触发的一级开关对应的控制功能。

2.如权利要求1所述的行走装置，其特征在于，

所述机体的机械臂的一端安装有驱动轮，另一端延伸出一延伸部，所述多级微动开关安装在所述机体的轮槽靠近所述延伸部的一侧；

所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述延伸部按压所述多级微动开关，以触发所述多级微动开关。

3.如权利要求2所述的行走装置，其特征在于，

所述延伸部上还设凸点，所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时所述凸点按压所述多级微动开关上的触点，以触发所述多级微动开关。

4.如权利要求1所述的行走装置，其特征在于，

所述多级微动开关安装在所述机体包括的第一机械臂或第二机械臂上，所述第一机械臂的一端和所述第二机械臂的一端铰接在一起；

所述多级微动开关靠近所述第一机械臂和所述第二机械臂铰接处，所述第一机械臂的另一端上装有驱动轮。

5.如权利要求4所述的行走装置，其特征在于，

在所述驱动轮向所述机体的方向收起时，未安装有所述多级微动开关的机械臂按压所述多级微动开关的触点。

6.如权利要求1至5任一项权利要求所述行走装置，其特征在于，所述多级微动开关为双级微动开关。

7.如权利要求6所述行走装置，其特征在于，

所述驱动轮向远离所述机体的方向弹出时，在所述机体的第一机械臂与所述机体的第二机械臂之间的夹角达到第一预设夹角时所述双级微动开关的第一级开关被触发；

在所述第一机械臂与所述第二机械臂之间夹角达到第二预设夹角时所述双级微动开关的第二级开关被触发，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角。

8.如权利要求6所述的行走装置，其特征在于，所述双级微动开关的第一级开关对应越障功能，所述双级微动开关的第二级开关对应报警功能。

9.如权利要求8所述的行走装置，其特征在于，

当所述第一级开关被触发时，所述控制模块控制所述机体内的马达增加驱动所述驱动轮的驱动力。

10.如权利要求8所述的行走装置，其特征在于，

当所述第二级开关被触发时，所述控制模块控制所述机体内的报警模块进行报警提示。

11.如权利要求1至5任一项权利要求所述行走装置，其特征在于，所述行走装置为扫地机器人、吸尘器、打蜡机或拖地机。