CN107149435A - 自移动机器人 - Google Patents

Abstract

一种自移动机器人，包括机器人主体(1),所述机器人主体上设有控制单元和边界检测装置(2)，所述边界检测装置包括探测杆，所述探测杆的一端为固定端，在所述机器人主体的侧边固定，另一端为自由端，远离所述机器人主体侧边边缘，所述探测杆能够以所述固定端为中心转动，并在转动过程中根据外围环境发出检测信号，所述控制单元根据所述检测信号，控制自移动机器人动作。本发明通过在自移动机器人上设置了边界检测装置，使得自移动机器人在遇到边界后，无需后退便可实现贴边行走，从而提高了边界附近区域的清洁效率；另外，自移动机器人能有效的识别出工作表面各种类型的边界，从而避免自移动机器人在工作时发生损坏，保证自移动机器人的安全。

Description

自移动机器人

技术领域

本发明涉及一种自移动机器人，属于小家电制造技术领域。

背景技术

现有市场上销售的擦窗机器人多采用真空吸附的方式将机器吸附在窗户上工作，为了减少擦窗机器人与玻璃边界之间的碰撞，现有技术中一般采用在擦窗机器人上设置防撞板的方法，当擦窗机器人与玻璃边界发生碰撞时，防撞板触发微动开关，擦窗机器人内的控制单元根据微动开关的信号还控制擦窗机器人的行走，具体的，由于发生碰撞后，擦窗机器人无法继续前行，因此，控制单元收到碰撞信号后，控制擦窗机器人后退一定距离后转向继续行走。上述过程中由于需要使擦窗机器人后退，擦窗机器人无法清洁到碰撞时玻璃边界与擦窗机器人之间的玻璃表面，其清洁效率低下。且该擦窗机器人撞板无法有效检测低边框或斜边框，当擦窗机器人爬上斜边框或低边框后，仍易导致擦窗机器人吸盘漏气，擦窗机器人易产生跌落导致的损坏和安全隐患。

另外，上述擦窗机器人对于无边框玻璃的边界无法识别，CN203885426U号专利公开了一种带有运动表面缺陷检测装置的自移动机器人，图1为现有技术CN203885426U号专利中检测装置的结构示意图，如图1所示，检测装置B包括可移动设置在自移动机器人基体100上的检测杆200，检测杆200的下端为自由端，该自由端呈球面210形状。基体100设有容置空间110，其位置和形状与检测杆200对应设置，容置空间110的内壁向内腔凸设有挡止部120。检测杆200上套设有弹簧300，该弹簧300在挡止部120和球面210的内侧之间定位。当自移动机器人运行到无边框工作表面或低边框工作表面的边界时，其球面210不再被工作表面表面抵住，在弹簧300的弹力作用下，球面210被向下顶出，传感器上的信号发射器发射的信号被检测杆的杆体挡住，信号接收器接收不到信号，此时，自移动机器人识别到信号的变化，输出信号给控制单元，对其自身的运动状态做出相应的调整。但是，该方法只能检测到无边框的情形，无法检测到高边框的情形，且需要设置的组件较多，同时在机器人本体设置容置空间，需要对机器人本体结构做出改变、安装复杂且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种带有边界检测装置的自移动机器人，通过在自移动机器人上设置了边界检测装置，使得自移动机器人在遇到边界后，无需后退便可实现贴边行走，从而提高了边界附近区域的清洁效率；另外，自移动机器人能有效的识别出工作表面各种类型的边界，从而避免自移动机器人在工作时发生损坏，保证自移动机器人的安全。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种自移动机器人，包括机器人主体,所述机器人主体上设有控制单元和边界检测装置，所述边界检测装置包括探测杆，所述探测杆的一端为固定端，在所述机器人主体的侧边固定，另一端为自由端，远离所述机器人主体侧边边缘，所述探测杆能够以所述固定端为中心转动，并在转动过程中根据外围环境发出检测信号，所述控制单元根据所述检测信号，控制自移动机器人动作。

为了清洁边界附近的工作表面，所述探测杆朝向工作表面的一侧设有清洁件。

为了检测无边框工作表面的边界，所述边界检测装置还包括球头，所述球头设置在所述探测杆自由端内朝向工作表面的一侧，所述球头可沿垂直于工作表面的方向滑动。

优选的，所述球头设置在检测杆上，所述检测杆可移动的设置在所述探测杆的自由端内，所述探测杆内设有容置空间，其位置和形状与检测杆对应设置，容置空间的内壁向内凸设有挡止部，使得带有球头的检测杆能够将球头从探测杆内部部分弹出，检测杆上套设有弹簧，该弹簧在挡止部和球头的内侧之间定位。

为了检测低边框或斜边框工作表面的边界，所述探测杆的固定端设有套管，所述机器人主体上设有转动轴，所述套管套设在所述转动轴上，所述套管可沿转动轴轴线方向滑动。

优选的，以自移动机器人行走时的方向A为前进的方向所述机器人主体前端上设有撞板。

优选的，所述机器人主体呈方形，所述边界检测装置的数量为1个，设于机器人主体的顶角上。

优选的，所述机器人主体呈方形，所述边界检测装置的数量为4个，以自移动机器人行走时的方向为前进的方向，分别设置在左、右两侧边的上、下两端顶角上的探测杆与机器人主体的侧边之间的夹角为锐角。

综上所述，本发明通过在自移动机器人上设置了边界检测装置，使得自移动机器人在遇到边界后，无需后退便可实现贴边行走，从而提高了边界附近区域的清洁效率；另外，自移动机器人能有效的识别出工作表面各种类型的边界，从而避免自移动机器人在工作时发生损坏，保证自移动机器人的安全。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为现有技术CN203885426U号专利中检测装置的结构示意图；

图2为本发明自移动机器人的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图2为本发明自移动机器人的结构示意图。如图2所示，本发明自移动机器人包括机器人主体1，机器人主体1内设有控制单元(图中未示出)，自移动机器人还包括可转动的设置在机器人主体1上的边界检测装置2，边界检测装置2包括探测杆，探测杆的一端为固定端，在所述机器人主体1的侧边固定，探测杆的另一端为自由端，远离所述机器人主体1侧边边缘，所述探测杆能够以所述固定端为中心转动，并在转动过程中根据外围环境发出检测信号，所述控制单元根据所述检测信号，控制自移动机器人动作。

需要说明的是，本发明中并不限制边界检测装置2在机器人主体1上的数量，例如，当机器人主体1为方形时，边界检测装置2的数量可以为1个，其设于机器人主体1的顶角上。当边界检测装置2接触到工作表面边界时，受到工作表面边界的挤压，此时，由于探测杆的自由端能够绕其固定端旋转，自移动机器人并不会像传统的擦窗机器人那样卡死在工作表面的边界上，因此，控制单元能够直接控制自移动机器人转向后贴边行走，无需控制自移动机器人先后退再转向，从而使得机器人能更好的清洁边界的边缘位置并提高机器人的工作效率。在本实施例中，为了达到更好的检测效果，所述边界检测装置2的数量为4个，以自移动机器人行走时的方向A为前进的方向，分别设置在左、右两侧边的上、下两端顶角上的探测杆与机器人主体1的侧边之间的夹角α为锐角，此时由于在机器人主体1的四周均设置了边界检测装置2，无论自移动机器人的行走方向如何，边界检测装置2均能有效的检测边界，防止自移动机器人卡死，从而提高清洁效率。

所述控制单元获得边界检测装置检测信号的方法有多种，例如，可以在探测杆的固定端处设置微动开关或光耦开关等传感器，微动开关或光耦开关与控制单元连接，当然，微动开关或光耦开关也可以设置在机器人主体1上接近固定端的位置，只要保证探测杆的自由端绕固定端旋转的过程中能够触发微动开关或光耦开关便可；另外，还可以在机器人主体1内设置一导轨和距离传感器，导轨与探测杆连接，距离传感器与控制单元连接，在探测杆发生移动的过程中，导轨随之移动，当导轨的移动距离超过一定距离后，控制单元接收距离传感器的信号，控制自移动机器人动作。

为了使自移动机器人能够清洁边界附近的工作表面，可以在探测杆朝向工作表面的一侧加装清洁件，如抹布，皮条等，清洁件与自移动机器人主体1的底部一起紧贴工作表面同时行走，在边界检测装置的引导下，可使清洁件与自移动机器人一起清洁边界附近的所有角落，将工作表面角落清洁彻底。具体来说，在自移动机器人转向的过程中，由于探测杆始终接触工作表面的边界，由于其底部设有清洁件，机器人主体1无需后退，便可贴边行走，由探测杆上的清洁件完成边界附近的清洁工作。

需要说明的是，除了边界检测装置2外，机器人主体1前端和/或后端上还可设有撞板等传感器，用来检测自移动机器人前进或后退时的异常，即边界检测装置2的作用为检测自移动机器人两侧的工作表面边界。

实施例二

本实施例与实施例一中的自移动机器人的结构基本相同，不同在于，边界检测装置2还包括球头，具体的，探测杆的自由端朝向工作表面的一侧设置有可在探测杆内伸缩的球头，球头可沿垂直于工作表面的方向滑动，控制单元根据设有球头的边界检测装置的检测信号，控制自移动机器人动作。

实施例一中的自移动机器人仅能探测具有高边框的工作表面的边界，而本实施例中，设有球头的自移动机器人可以实现对于无边框工作表面的边界探测。

球头的具体结构可参见CN203885426U号专利，球头可以利用弹簧连接于探测杆内部以实现可伸缩的目的，自移动机器人正常工作时球头抵靠工作表面，收缩在探测杆内部，当自移动机器人移动到无框工作表面的边界时，球头失去工作表面的支撑，在弹簧的弹力下会从探测杆内部部分弹出，具体来说，球头设置在一检测杆上，检测杆可移动的设置在探测杆的自由端内，自由端内设有容置空间，其位置和形状与检测杆对应设置，容置空间的内壁向内凸设有挡止部，使得带有球头的检测杆能够将球头从探测杆内部部分弹出。检测杆上套设有弹簧，该弹簧在挡止部和球头的内侧之间定位。

探测球头位置的传感器可以为CN203885426U号专利中的传感器，即包括信号发射器和信号接收器，当球头收缩在探测杆内部时，信号发射器发出的信号被球头阻挡，信号接收器无法接收到信号，当球头从探测杆内部部分弹出时，信号发射器发出的信号没有被阻挡，信号接收器能够接收到信号，优选的，传感器为光耦开关；探测球头位置的传感器还可以为微动开关，利用球头的位移触发微动开关，当微动开关或光耦开关被触发后，将信号传输给控制单元，控制单元控制自移动机器人动作。

实施例三

本实施例与实施例一中的自移动机器人的结构基本相同，不同在于，探测杆的固定端设有套管，机器人主体1上设有转动轴，套管套设在转动轴上，套管可沿转动轴轴线方向滑动，即套管的长度小于转动轴的长度。上述结构能够实现探测杆绕转动轴旋转，还能使边界检测装置2整体沿转动轴轴向移动。套管的位置同样可以利用与控制单元相连接的传感器，如微动开关或者距离传感器探测，在此不再赘述，根据套管的位置，边界检测装置将检测信号传输给控制单元，控制单元控制自移动机器人动作。

本实施例中自移动机器人不仅能识别高边框工作表面的边界和无边框工作表面的边界，还能实现低边框或斜边框工作表面的边界检测。

具体来说，本实施例中自移动机器人在斜边框或低边框工作表面上的工作过程有三种情况，情况1：当探测杆遇到工作表面上的斜边框时，探测杆爬上斜边框，探测杆中的球头受到边界的挤压不会掉出，探测杆整体沿垂直于工作表面方向发生远离工作表面的滑动，当套管的滑动距离超过设定的阈值时，相应的传感器将信号传给控制单元，控制单元控制自移动机器人改变行走方向；情况2：当探测杆遇到工作表面上的低边框时，探测杆爬上低边框，恰巧探测杆的球头受到边界挤压而没有掉出，在探测杆与低边框之间的摩擦力较大时，机器人继续行走，就会推动探测杆的自由端向边界处移动，此时，自由端以固定端为轴心发生转动，从而触发传感器，传感器将信号传给控制单元，控制单元控制自移动机器人改变行走方向；情况3：当探测杆遇到工作表面上的低边框或斜边框时，探测杆爬上边界，探测杆在边界处翘起，探测杆的球头悬空，失去边界支撑的球头在弹簧的弹力下会从探测杆内部部分弹出，从而触发传感器，传感器将信号传给控制单元，控制单元控制自移动机器人改变行走方向。

本实施例中自移动机器人在高边框工作表面上的工作过程为：当探测杆遇到工作表面上的高边框时，探测杆会在自移动机器人靠近高边框的过程中被压至机器人主体1侧边，自由端以固定端为轴心转动，触发传感器，传感器将信号传给控制单元，控制单元控制自移动机器人改变行走方向。

本实施例中自移动机器人在无边框工作表面上的工作过程为：当自移动机器人移动到无边框工作表面的边界时，探测杆先于机器人主体1离开工作表面，探测杆中的球头失去工作表面的支撑，在弹簧的弹力下会从探测杆内部部分弹出，从而触发传感器，传感器将信号传给控制单元，控制单元控制自移动机器人改变行走方向。

综上，本发明中由于在自移动机器人上设置了边界检测装置，使得自移动机器人在遇到边界后，无需后退便可实现贴边行走，从而提高了边界附近区域的清洁效率；另外，自移动机器人能有效的识别出工作表面各种类型的边界，从而避免自移动机器人在工作时发生损坏，保证自移动机器人的安全。

Claims (8)

1.一种自移动机器人，包括机器人主体(1),所述机器人主体上设有控制单元和边界检测装置(2)，其特征在于，所述边界检测装置包括探测杆，所述探测杆的一端为固定端，在所述机器人主体的侧边固定，另一端为自由端，远离所述机器人主体侧边边缘，所述探测杆能够以所述固定端为中心转动，并在转动过程中根据外围环境发出检测信号，所述控制单元根据所述检测信号，控制自移动机器人动作。

2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述探测杆朝向工作表面的一侧设有清洁件。

3.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述边界检测装置(2)还包括球头，所述球头设置在所述探测杆自由端内朝向工作表面的一侧，所述球头可沿垂直于工作表面的方向滑动。

4.如权利要求3所述的自移动机器人，其特征在于，所述球头设置在检测杆上，所述检测杆可移动的设置在所述探测杆的自由端内，所述探测杆内设有容置空间，其位置和形状与检测杆对应设置，容置空间的内壁向内凸设有挡止部，使得带有球头的检测杆能够将球头从探测杆内部部分弹出，检测杆上套设有弹簧，该弹簧在挡止部和球头的内侧之间定位。

5.如权利要求3所述的自移动机器人，其特征在于，所述探测杆的固定端设有套管，所述机器人主体(1)上设有转动轴，所述套管套设在所述转动轴上，所述套管可沿转动轴轴线方向滑动。

6.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，以自移动机器人行走时的方向(A)为前进的方向，所述机器人主体(1)前端上设有撞板。

7.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述机器人主体(1)呈方形，所述边界检测装置(2)的数量为1个，设于机器人主体的顶角上。

8.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述机器人主体(1)呈方形，所述边界检测装置(2)的数量为4个，以自移动机器人行走时的方向(A)为前进的方向，分别设置在左、右两侧边的上、下两端顶角上的探测杆与机器人主体的侧边之间的夹角(α)为锐角。