CN106393058B - 扫地机器人配套的爬楼装置 - Google Patents

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Abstract

扫地机器人配套的爬楼装置,包括主爬行机构、附爬行机构、主机架、附机架、底板、栏杆装置、转折机构、检测器、蓄电池、控制系统。附、主机架两边都安装有履带式爬行机构。附机架铰连在主机架前端。主机架中间下方安装有底板,主机架后端有栏杆装置。机器人要上楼或下楼时,机器人和爬楼装置在楼梯上边或下边会合。栏杆收起,机器人经底板斜面爬上底板,然后放下栏杆挡住机器人。上、下楼以后,栏杆收起直立,机器人经底板斜面爬行到地板上。附爬行机构根据上、下楼情况可以改变与主爬行机构之间的角度。爬楼装置与机器人之间有无线联系的功能。不使用时,附爬行机构向上转动直立靠拢墙壁,占据空间很小。解决了扫地机器人不能上、下楼梯的难题。

Description

扫地机器人配套的爬楼装置
技术领域
[0001] 本发明属于环保机械领域,特别是扫地机器人配套的爬楼装置。
背景技术
[0002] 现有的扫地机器人体积小,可以进入千家万户清扫地板,由于其高度矮,可以进入 柜下、沙发下边去清扫垃圾。但都不能上楼梯、下楼梯。现在跃层式、错层式套房都有梯步。 一台扫地机器人只能在同一层面的几个房间清扫作业,只能在楼上,或楼下清扫,不能对楼 上楼下全部房间清扫。
发明内容
[0003]本发明的目的是为了克服现有扫地机器人的不足,使扫地机器人能够上、下楼梯, 能对楼上、楼下各房间进行清扫的扫地机器人配套的爬楼装置。
[0004]本发明是这样实现的:扫地机器人配套的爬楼装置,是一种与扫地机器人配套用 于上、下楼梯的装置。爬楼装置包括主爬行机构、附爬行机构、主机架、附机架、底板、栏杆装 置、转折机构、检测器、蓄电池、控制系统;附机架后端铰连在主机架前端,能绕铰连轴心转 动;附机架与主机架之间安装有转折机构。底板安装在主机架下方;主爬行机构安装在主机 架上,附爬行机构安装在附机架上;主爬行机构和附爬行机构由各自的履带、驱动轮、导轮、 驱动电机组成;栏杆装置由栏杆电机、栏杆、支架组成,栏杆电机安装在主机架后端的支架 上,栏杆安装在栏杆电机上;爬楼装置与扫地机器人之间有相互配合的无线联系功能;爬楼 装置有无线导航功能;扫地机器人要上、下楼梯时,扫地机器人经底板后面的斜面爬到底板 上,然后栏杆向下转动卡进主机架上的支架内挡住扫地机器人,爬楼装置承载扫地机器人 上、下楼梯完成后,栏杆向上转动直立,扫地机器人经底板后面的斜面爬到地板上;附机架 上安装有输入面板;附机架和主机架下方安装有检测器;控制系统根据爬楼装置上、下楼梯 时检测器检测到的自身位置所经过的梯步序号,经过处理后,即指令转折电机调整附爬行 机构与主爬行机构之间的角度;爬楼装置不使用时,附机架向上收起,停放到指定位置,减 少占地空间。转折机构包括转销、转柄、支架、转折电机。扫地机器人的控制系统中有自动爬 上底板、爬下底板的功能。
[0005] 本发明是对现有扫地机器人配套的一套专用爬楼装置,以下简称爬楼装置。扫地 机5人以下简称机器人。爬楼装置的主框架由主机架、附机架组成,主机架和附机架两边各 自f 5有一套履带式爬行机构。履带式爬行机构本身是现有技术。附机架后端铰连在主机 架前端。附架与主机架之间安装有转折机构。转折机构由转销、转柄、支架、转折电机组 成。主机架前端的支架上安装有转折电机,主机架前端的铰链中心与转折电机的输出轴中 心同轴线。转柄一端与转折电机的输出轴连接,另一端用转销连接固定在附机架后端。当转 折电机正、反转,即使转柄转动带动整个附机架和附爬行机构上、下转动,可以改变附爬行 机构与主爬行机构的角度。
[0006] 附机架和主机架下方安装有检测器,通过图像或者测距检测,可以把检测器所在 位置在上楼或下楼中经过的梯步序号传入控制系统。控制系统即根据该信号经计算处理 后,指令转折电机调整附爬行机构与主爬行机构之间的角度,以保证该爬楼装置顺利平稳 地上、下楼梯。用户只需要把楼梯的级数、梯步的高度和宽度输入爬楼装置上的输入面板就 行。
[0007] 底板安装在主机架中间下方,适当高于地面。底板后方制成斜面,方便扫地机器人 爬上、爬下底板。底板前方中间部分向上弯折,形成一个竖直的前挡板,可以挡住机器人。栏 杆装置由栏杆电机、栏杆、支架组成。主机架后端一边侧面上设置有支架,支架上安装有栏 杆电机,栏杆电机的轴上安装有栏杆。栏杆电机转动即带动栏杆转动。与栏杆对应位置的主 机架后端另一侧边设置有带有凹槽的支架。栏杆向下转动到位后,即被卡在支架的凹槽内。 爬楼装置与机器人之间有无线联系的功能。爬楼装置有导航功能,即具有从其指定停放地 点到楼梯处的路线识别功能。
[0008] 机器人要上、下楼梯,先给爬楼装置一个无线信号,爬楼装置收到信号后即和机器 人都到楼梯上或楼梯下面会合。随后,爬楼装置的栏杆电机转动,栏杆向上直立,机器人自 动经底板后方的斜面爬到底板上。然后,栏杆电机反转,栏杆向下转并卡在相应支架上,挡 住机器人。爬楼装置上、下楼梯后,栏杆向上直立,机器人经底板后方的斜面爬到地板上。
[0009] 爬楼装置不使用时,移动到指定停放位置。附爬行机构向上转动收拢直立,可以靠 近墙壁,占据空间较小。
[0010] 爬楼装置采用无线充电方式充电。
[0011]本发明的优点在于:1、在主机架中间下方安装底板,底板后方设置斜面,主机架后 端设置栏杆装置。栏杆向上收起直立时,机器人能方便爬上底板、爬下底板。爬楼梯时,放下 栏杆可以挡住机器人,机器人不会因主机架倾斜而掉下来。2、附机架可以绕主机架前端的 铰链转动。爬楼梯时,可以改变附机架与主机架之间的角度,方便上、下楼梯。不使用时,附 机架向上转动收起直立、靠墙,大大减少占用空间。3、机器人的控制系统有自动爬上、爬下 楼梯的功能,机器人能自动爬上、爬下楼梯。4、爬楼装置具有与机器人相互无线联系的功能 和导航功能,能方便与机器人配合随时上楼与下楼。解决了现有家用扫地机器人不能上、下 楼的难题。
附图说明
[0012] 图1是扫地机器人配套的爬楼装置的整体结构图。
[0013] 图2是主、附机架结构和部分连接件安装情况图。
[0014] 图3是爬楼装置上楼梯过程图。
[0015] 图4是爬楼装置上楼梯过程图。
[0016] 图5是爬楼装置上楼梯过程图。
[0017] 图6是爬楼装置上楼梯过程图。
[0018] 图7是爬楼装置上楼梯过程图。
[0019]附图中:附机架1、前挡板2、履带3、导轮4、驱动轮5、墙壁6、检测器7、驱动电机8、输 入面板9、扫地机器人10、栏杆电机11、主机架12、支架13、栏杆14、底板15、地面16、转销17、 转柄18、转折电机19、蓄电池20、楼梯21。
具体实施方式
[0020]图1中,是扫地机器人配套的爬楼装置的整体结构图,也是附爬行机构向上转动直 立情况图。爬楼装置是履带式爬楼结构。附机架1两边后端铰连在主机架12两边前端。主爬 行机构与附爬行机构都由履带3、导轮4、驱动轮5、驱动电机8组成。主机架12上安装主爬行 机构,附机架1上安装附爬行机构,主、附机架两边前端或后端,安装有驱动电机8。主爬行机 构与附爬行机构之间的角度可以调整。导轮4和驱动轮5都安装在主、附机架两边,履带3是 橡胶履带,安装在导轮4和驱动轮5上。主机架与附机架之间安装有转折机构。图1中转折机 构被挡住未画出。
[0021]底板15安装在主机架中间下方,适当高于地面。底板后方制成斜面,方便扫地机器 人爬上、爬下底板。底板I5前方中间部分向上弯折,形成一个竖直的前挡板2,可以挡住机器 人。同时参看图2。主机架后方设置有栏杆装置。栏杆装置由栏杆电机丨丨、栏杆丨4、支架13组 成。主机架后端一边侧面上设置有支架13,支架13上安装有栏杆电机11,栏杆电机11的轴上 安装有栏杆14。栏杆电机转动即带动栏杆转动。与栏杆对应位置的主机架后端另一侧边设 置有带有凹槽的支架I3。栏杆向下转动到位后,即被卡在支架的凹槽内。图丨中,扫地机器人 10停放在底板15上,栏杆14已放下挡住扫地机器人10。爬楼装置不使用时,停放在指定位 置,附爬行机构向上转动直立,靠近墙壁6,占用空间很小。
[0022]图2中,是主、附机架结构和部分连接件安装情况图。主机架丨2、附机架1两边都有 轮架,轮架用来安装主、附爬行机构的驱动轮和导轮。附机架前端画出了驱动电机8,并只画 出了一个导轮4。附机架两边的轮架后端铰连在主机架两边的轮架前端,铰连中心轴销分别 固定在轮架前端两边。转折电机19的壳体安装在主机架两边的轮架前方固定的支架13上, 转折电机19输出轴上安装有转柄18。主机架和附机架的铰链中心与转折电机的输出轴中心 同轴线。附机架两边的轮架后端内侧固定有转销17。转柄18的另一端套在转销17上。转折电 机正、反转,即带动转柄正、反转,从而带动附机架转动一个角度。主机架两边的轮架下方安 装固定有底板15,底板下方是两边轮架之间的连块,图2中未画出连块。底板前方靠近主机 架轮架位置设置有蓄电池20。
[0023]主机架和附机架上安装有检测器7。附机架上安装有输入面板9。主机架的轮架前 方下方安装有一个检测器7,以下叫主检测器,附机架轮架上的检测器叫附检测器。
[0024]图3、图4、图5、图6、图7中,是爬楼装置上楼梯过程图。图3中,是爬楼装置带着机器 人刚开始爬楼,附爬行机构已经搭在第一级楼梯上的情况图。
[0025]机器人要上楼梯时,先给爬楼装置发出一个信号,爬楼装置收到信号后即与机器 人都在楼梯下面会合。爬楼装置的栏杆向上直立。机器人经底板后方的斜面爬上底板。然 后,栏杆放下,挡住机器人。上楼时,附爬行机构先搭在第一级楼梯21的棱边上,如图3所示。 爬楼装置随即向上爬楼梯。当主检测器检测到所在位置经过最后一级楼梯21时,如图4所 示,附爬行机构即向下转动,附爬行机构前方落在楼梯上方的地面16上,爬楼装置继续向前 走,附爬行机构随主爬行机构的上升改变一个角度,如图5所示。当主爬行机构完全爬上最 后一级楼梯时,主爬行机构仍在地面上行走,如图6所示。当爬楼装置后端有适当空间,这时 附爬行机构向上转动,使主、附爬行机构全部着地,附爬行机构继续向上转动,如图7所示。 随后栏杆向上转动直立,机器人经过底板后方斜面爬到楼上的地面16上进行清扫工作。爬 楼装置处于待命状态,供机器人下楼时使用,或爬楼装置可回到指定位置待命。
[0026] 机器人下楼过程与上楼过程相反,是一个逆向过程。即其顺序是如图了、图6、图5、 图4、图3的顺序。
[0027] 机器人要下楼梯时,先给爬楼装置发出一个信号,爬楼装置与机器人都在楼梯上 面会合。爬楼装置的栏杆向上转动直立,机器人经底板后方斜面爬上底板。栏杆向下转动卡 在相应支架上,挡住机器人,如图7所示。下楼时,主爬行机构在前,倒退爬行。附爬行机构转 动到图6位置,爬楼装置向楼梯前进,爬下楼梯,如图5所示。附爬行机构向上转动,如图4所 示。爬楼装置继续爬下楼梯,最后到达楼梯下面的地面上,如图3所示。下楼过程结束。
[0028]爬楼装置与机器人之间有无线联系的功能。爬楼装置有自动导航功能,即有从楼 梯到指定停放点之间路线的识别功能。

Claims (3)

1. 扫地机器人配套的爬楼装置,是一种与扫地机器人配套用于上、下楼梯的装置,其特 征在于:爬楼装置包括主爬行机构、附爬行机构、主机架、附机架、底板、栏杆装置、转折机 构、检测器、蓄电池、控制系统;附机架后端铰连在主机架前端,能绕铰连轴心转动;附机架 与主机架之间安装有转折机构;底板安装在主机架下方;主爬行机构安装在主机架上,附爬 行机构安装在附机架上;主爬行机构和附爬行机构由各自的履带、驱动轮、导轮、驱动电机 组成;栏杆装置由栏杆电机、栏杆、支架组成,栏杆电机安装在主机架后端的支架上,栏杆安 装在栏杆电机上;爬楼装置与扫地机器人之间有相互配合的无线联系功能;爬楼装置有无 线导航功能;扫地机器人要上、下楼梯时,扫地机器人经底板后面的斜面爬到底板上,然后 栏杆向下转动卡进主机架上的支架内挡住扫地机器人,爬楼装置承载扫地机器人上、下楼 梯完成后,栏杆向上转动直立,扫地机器人经底板后面的斜面爬到地板上;附机架上安装有 输入面板;附机架和主机架下方分别安装有检测器;控制系统根据爬楼装置上、下楼梯时检 测器检测到的自身位置所经过的梯步序号,经过处理后,即指令转折电机调整附爬行机构 与主爬行机构之间的角度;爬楼装置不使用时,附机架向上收起,停放到指定位置,减少占 地空间。
2. 根据权利要求1所述的扫地机器人配套的爬楼装置,其特征在于:转折机构包括转 销、转柄、支架、转折电机。
3. 根据权利要求1所述的扫地机器人配套的爬楼装置,其特征在于:扫地机器人的控制 系统中有自动爬上底板、爬下底板的功能。
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