CN107662213A - 一种智能移动机器人及用于清扫的智能机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种智能移动机器人及用于清扫的智能机器人，该智能移动机器人采用的装置的结构简单，并且通过驱动装置及齿轮对行走臂进行控制，使得行走臂可以在行走面上移动，该智能移动机器人是结合驱动装置、转动支架、行走臂、吸附装置及吸附控制装置以实现行走臂的移动，并且吸附装置的吸附力较大，适用于大倾斜角度或垂直的工作环境，该智能移动机器人可以在任意角度的路面或壁面上稳定、快速、灵活的行走；另一方面，该机器人具有轻量化和安全可靠性的特点。

Description

一种智能移动机器人及用于清扫的智能机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人的技术领域，具体涉及一种智能移动机器人，另外还涉及一种用于清扫的智能机器人。

背景技术

在现代工业设计中，出现了可以部分替代人工操作的智能机器人，而智能机器人在一定程度上解放的人工劳动力，但是，现有的一些承载有特定功能的承载机器人的爬行的装置绝大多数是轮胎、履带或机械臂等结构。而这些结构都不适应在大倾斜角度或垂直的工作环境中，并且上述这些结构在工作过程中也不够灵活。

发明内容

本发明提供一种智能移动机器人，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明另外还提供一种用于清扫的智能机器人。

本申请提供一种智能移动机器人，包括：行走臂、转动支架、驱动装置、吸附装置及吸附控制装置；

所述行走臂为两组，所述吸附装置设置于所述行走臂的贴近行走面的一侧；所述吸附控制装置连接所述吸附装置，以控制所述吸附装置的吸附状态；

所述转动支架为U型支架，包括第一支架和第二支架，所述第一支架为两个，所述第二支架的两端分别与两个第一支架的固定端固定连接，所述第二支架与所述第一支架呈预设角度；两个第一支架的自由端均设置有第一齿轮；所述第二支架的两端分别以可旋转的方式与每组行走臂中的一端连接；

每组行走臂的另一端设置有驱动装置，在所述驱动装置上设置有第二齿轮，所述驱动装置的输出轴与所述第二齿轮的转轴连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮的齿相啮合。

可选的，所述吸附装置包括吸盘，相应的所述吸附控制装置包括连接管、真空泵和控制器；

所述连接管连接所述吸盘和真空泵，所述控制器控制所述真空泵的抽气状态。

可选的，所述吸附装置设置于所述行走臂的贴近行走面的一侧，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂的两端，且贴近行走面的一侧。

可选的，还包括固定座，所述固定座设置于所述行走臂的两个端部，所述行走臂与所述固定座之间采用可移动连接的方式连接固定；

相应的，所述吸盘设置于所述行走臂的两端，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂的两端的固定座上。

可选的，还包括行走轮，所述行走轮设置于所述固定座上，且贴近行走面的一侧；

所述行走轮包括万向轮。

可选的，还包括行走轮，所述行走轮设置于每组行走臂的两个端部，且贴近行走面的一侧。

可选的，所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径。

可选的，所述第一齿轮为半齿轮。

可选的，所述第一齿轮的半齿轮结构为具有预设弧度的扇形结构，所述扇形结构的外圈上设置有齿；

相应的，所述第二齿轮与所述第一齿轮的齿相啮合，是该扇形结构外圈上齿与所述第二齿轮上的齿相啮合。

可选的，所述驱动装置包括驱动电机。

可选的，所述每组行走臂的另一端设置有驱动装置，具体是，在每组行走臂上设置有驱动电机，且两个驱动电机为同步驱动电机。

可选的，还包括驱动控制装置，所述驱动控制装置控制所述驱动电机的电源开关状态。

本申请还提供一种用于清扫的智能机器人，包括上述述的智能移动机器人。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种智能移动机器人，该智能移动机器人包括：行走臂、转动支架、驱动装置、吸附装置及吸附控制装置；所述行走臂为两组，所述吸附装置设置于所述行走臂的贴近行走面的一侧；所述吸附控制装置连接所述吸附装置，以控制所述吸附装置的吸附状态；所述转动支架为U型支架，包括第一支架和第二支架，所述第一支架为两个，且平行设置，所述第二支架的两端分别与两个第一支架的固定端固定连接，所述第二支架与所述第一支架垂直；两个第一支架的自由端均设置有第一齿轮；所述第二支架的两端分别以可旋转的方式与每组行走臂中的一端连接；每组行走臂的另一端设置有驱动装置，在所述驱动装置上设置有第二齿轮，所述驱动装置的输出轴与所述第二齿轮的转轴连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮的齿相啮合。

该智能移动机器人采用的装置的结构简单，并且通过驱动装置及齿轮对行走臂进行控制，使得行走臂可以在行走面上移动，在应用中，首先将一组行走臂上的吸附装置固定吸附在行走面上，另一组行走臂上的吸附装置处于非吸附装置，此时，通过驱动装置启动带动第二齿轮转动，进而带动第一齿轮转动，以及带动转动支架摆动，由于一组行走臂被固定，而转动支架的转动将带动另一组行走臂向前移动，当该行走臂移动到预设位置时，吸附控制装置控制将该行走臂上的吸附装置吸附在行走面上，之后将原来固定吸附的吸附装置控制为非吸附状态，驱动装置反向转动，同理，处于非吸附状态的吸附装置所在的行走臂向前移动，通过上述方式实现该智能机器人的移动。因此，该智能移动机器人是结合驱动装置、转动支架、行走臂、吸附装置及吸附控制装置以实现行走臂的移动，并且吸附装置的吸附力较大，适用于大倾斜角度或垂直的工作环境，该智能移动机器人可以在任意角度的路面或壁面上稳定、快速、灵活的行走；另一方面，该机器人具有轻量化和安全可靠性的特点。

附图说明

图1是本申请实施例提供的智能移动机器人的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的智能移动机器人处于静止初始状态的结构示意图。

其中，001、行走臂，001-1、第一行走臂，001-2、第二行走臂，002、转动支架，003、驱动装置，004、吸附装置，005、固定座，006、行走轮，007、第一齿轮，008、第二齿轮。

具体实施方式

本申请实施例提供一种智能移动机器人，该智能移动机器人结构简单，实现方式可靠且稳定，适用于不同倾斜角度，甚至垂直角度的壁面工作环境，利用该智能移动机器人可实现高空极限作业，从而拓展了人类的生产能力，解放了危险工作环境下的工作人员，极大地推动了人类科技革命和社会进步。

另外，该智能移动机器人是采用真空吸附技术实现机器人在路面或壁面的行走，因此，该机器人具有稳定性和快速行走的特点，同时，该智能移动机器人的结构简单，所用材料轻便，因此该机器人也具有质量轻，安全性高的特点。总之，该智能移动机器人适用于任意角度的路面或壁面。

以下通过具体的实施例对该智能移动机器人进行说明和介绍。

图1是本申请实施例提供的智能移动机器人的结构示意图。请参照图1，该智能移动机器人包括：行走臂001、转动支架002、驱动装置003、吸附装置004及吸附控制装置(图未示)。

所述行走臂001为两组，该两组行走臂001可以是采用普通的型材制备而成的两个平行的直杆，也可以采用槽铝作为该行走臂001，采用槽铝形成两个平行的行走臂001。总之，可以支撑设置在行走臂001上的转动支架002及驱动装置003的型材均是可行的，且属于本申请保护的范围。另外，在实际应用中，或者在该机器人处于工作状态时，也可以使两组行走臂001处于平行状态，在此状态下，机器人将沿着直线进行移动。

为了更清楚的对该行走臂001进行介绍和说明，将该行走臂001可以分为第一行走臂001-1和第二行走臂001-2，在机器人移动的过程中，第一行走臂001-1和第二行走臂001-2是不会同时移动的，两者是相互交替的移动的，具体的移动方式及原理在后续过程中进行介绍。

所述吸附装置004和吸附控制装置配合应用可以保证吸附装置004在需要吸附的情况下吸附行走面，在不需要吸附的情况下不再吸附行走面。具体的，所述吸附装置004及吸附控制装置可通过吸盘及配合吸盘的连接管和真空泵实现。

所述吸附装置004包括吸盘，相应的所述吸附控制装置包括连接管、真空泵和控制器；所述连接管连接所述吸盘和真空泵，所述控制器控制所述真空泵的抽气状态。

因此，所述吸附装置004设置于所述行走臂001的贴近行走面的一侧，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂001的贴近行走面的一侧。需要说明的事，在所述行走臂001的一侧可设置有一组吸盘，每组吸盘可包括多个吸盘，一般情况下，一组吸盘可包括有三个呈三角形状排列的吸盘。

由于所述吸盘式用于吸附该机器人移动的行走面的，所以，需要在每组行走臂001的均设置有吸盘，并且该吸盘处于行走臂001贴近行走面的一侧，同时吸盘的开口朝向所述行走面，该吸盘的开口边缘可接触所述行走面。

需要说明的是，为了使该机器人在移动过程中可以稳定的移动，所以，一般将所述吸盘设置在所述行走臂001的两端的位置，并且，也是贴近所述行走臂001行走面的一侧，这样，吸盘还可以作为支撑结构，稳定支撑保证该机器人在移动过程中的稳定性。

另外，两个吸盘设置在行走臂001的两端还可以增加吸盘的吸附性，由于将两个吸盘设置于行走臂001中间位置相比于设置在两端位置，中间位置更不容易平衡，而设置在两端位置可以使机器人的两个行走臂001更平衡，相应的，两端的吸盘所承受力更平衡，吸盘与行走面也就更贴合，从而保证两个吸盘的吸附力，使得机器人在大倾斜角度的情况下不容易脱落。

但是，将所述吸盘设置在行走臂001上时，虽然可以保证机器人稳定快速的行走移动，但是，当需要改变行走臂001长度时，该固定长度的行走臂001将不能满足要求，因此，可以在行走臂001的两端位置设置固定座005，该固定座005可以与行走臂001以可移动的方式固定连接。相应的，所述吸盘设置于所述行走臂001的两端，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂001的两端的固定座005上。

具体的，在每组行走臂001的两端均设置有上述固定座005，该固定座005可以是一个凹槽的长条形状，所述行走臂001可以放置于该固定座005的凹槽中，这样，所述行走臂001可以在所述固定座005中移动，即所述固定座005可以与所述行走臂001之间具有相对移动，但在机器人的工作状态时，所述固定座005与所述行走臂001之间为锁紧固定状态，及两者之间是不可以发生相对移动的。

所述固定座005与所述行走臂001之间可以采用螺栓进行固定，每个螺栓孔的大小相同，以保证在改变固定座005与行走臂001之间的相对距离时可以通过改变螺栓孔的对应关系进行设置。另外，两者之间的固定可通过其他的卡固方式，任何可以使两者进行固定的方式均属于本申请所要保护的范围。

通过上述设置固定座005的方式，一方面可以使所述固定座005和行走臂001之间相互移动，以增加或者减少整个机器人的长度，固定座005向外拉，则机器人长度增长，固定座005向里推，相应的机器人的长度缩段。

另一方面，可以简化更换吸盘的难度和缩短更换时间。由于吸盘在工作状态下经常要承受一定的重量，长时间的工作会造成吸盘的损坏，或者由于工作环境对喜欢也可能造成破坏，所以，如果将吸盘固定在行走臂001上，将必须要单独更换吸盘，而吸盘会连接软管和真空泵的装置，其不容易拆卸。而通过设置固定座005，并将吸盘设置在固定座005上则可以解决上述问题，当吸盘发生损坏时，可直接更换固定座005，而固定座005与行走臂001之间可以通过螺栓固定，所以将固定座005拆卸下来更换新的固定座005的方式要比更换吸盘更简单方便，同时也可以节省更换的时间。特别是针对大批量更换的情况。

由于吸盘的吸附力是机器人是否能稳定安全可靠移动的关键因素，因此，不能将吸盘作为主要的承重装置，因此，在吸盘的附件需要设置有可以支撑该机器人的装置，所以，可以设置行走轮006，该行走轮006设置于所述固定座005上，且贴近行走面的一侧。

所述行走轮006安装在与所述吸盘相同侧，并且设置于吸盘的外侧，这样行走轮006主要用于承受整个机器人的重量，并且采用行走轮006也可以使机器人在移动时更省力。

需要说明的是，当不设置所述固定座005时，所述行走轮006可以直接设置在两组行走臂001中的每组行走臂001的两端。所述行走轮006可以包括万向轮。万向轮可以保证机器人在不同的方向上行走，使机器人在移动的方向上更具灵活性。

以上是对行走臂001、固定座005以及吸盘的介绍，除了上述部件之外，还有一个重要的部件，即转动支架002，该转动支架002设置于所述行走臂001上，且与行走臂001之间可发生相对转动。

具体的，所述转动支架002为U型支架，包括第一支架和第二支架，所述第一支架为两个，该第一支架和第二之间可以平行设置，也可以是呈任意角度设置。所述第二支架的两端分别与两个第一支架的固定端固定连接，所述第二支架与所述第一支架可以采用垂直角度设置，也可以采用任意角度设置；两个第一支架的自由端均设置有第一齿轮007；所述第二支架的两端分别以可旋转的方式与每组行走臂001中的一端连接。

所述行走臂001有两组，相应的，该行走臂001平行设置时，所述第二支架横跨在两组平行的行走臂001上，并且，位于两组行走臂001的端部。

所述第二支架与所述行走臂001端部之间的连接方式为可转动连接，在所述第二支架与行走臂001端部之间设置有一转轴，第二支架可沿着该转轴在工作平面内转动。

所述两个第一支架之间为平行状态，当机器人处于非工作状态时，两个第一支架之间的垂直距离与所述两组行走臂001之间的垂直距离相同。所述第二支架固定设置在两个平行的第一支架的端部，第一支架和第二支架构成一个固定的U型支架。

另外，在U型支架的两个自由端，也就是在两个第一支架的自由端设置有第一齿轮007，而在所述行走臂001的未固定第二支架的另一端固定设置有驱动装置003，在所述驱动装置003上设置有第二齿轮008，所述第二齿轮008与所述第一齿轮007的齿相啮合的关系。

每组行走臂001的另一端设置有驱动装置003，在所述驱动装置003上设置有第二齿轮008，所述驱动装置003的输出轴与所述第二齿轮008的转轴连接，所述第二齿轮008与所述第一齿轮007的齿相啮合。

所述驱动装置003一般为驱动电机，该驱动电机可带动所述第二齿轮008转动，由于第二齿轮008与第一齿轮007相互啮合，所以第二齿轮008的转动同样会带动第一齿轮007的转动，第一齿轮007固定在转动支架002的第一支架上，相应的第一支架及转动支架002将随着第一齿轮007的转动而转动。因此，驱动电机可以带动所述转动支架002在工作平面内转动。

另外，优选的，所述驱动装置003为两个。

相应的，所述在所述行走臂001的另一端固定设置有驱动装置003，具体的是，在两组行走臂001的另一端上均固定有一个驱动装置003。也就是在两组行走臂001的端部均设置有驱动装置003，而每个驱动装置003上均安装有第二齿轮008，相应的，第二齿轮008与第一支架的上第一齿轮007之间相互啮合。

所述驱动装置003可以为驱动电机，而两个驱动电机可以为同步驱动电机，也可以是非同步的状态。

当两个驱动电机为同步状态时，两个驱动电机同时驱动相应侧的第二齿轮008转动，进而使得相应侧的第一齿轮007转动，最终可使得转动装置向相应的转动方向转动。

另外，所述两个驱动装置003也可以使不同步的状态，以通过控制装置对驱动装置003的转动角度进行调控，使该智能移动机器人的移动方向发生相应的改变。具体的，所述驱动装置003的工作状态由两节该驱动装置003的控制装置控制。控制装置可调控该驱动装置003的转动角度及转动方向，通过预先设置的角度和方向对驱动装置003进行控制，以使得该机器人在移动过程中移动方向的转变。

另外，针对第一齿轮007与第二齿轮008的形状和大小进行说明和介绍。

所述第一齿轮007与第二齿轮008的直径尺寸可以相同，也可以是第一齿轮007直径大于所述第二齿轮008的直径，也可以是第一齿轮007的直径小于第二齿轮008的直径，也就是第一齿轮007和第二齿轮008的直径大小可以根据实际工作环境和工作需要进行调整，优选的，一般是设置为第二齿轮008的直径小于所述第一齿轮007的直径。这样可以节省驱动装置003的驱动力，利用小的驱动力即可使得转动装置发生转动。

但是，针对一些特殊情况，也可能需要将第二齿轮008设置为大齿轮，相应的，驱动装置003需要设置为具有较大驱动力的装置，以带动将转动装置发生转动，进而使机器人进行移动。

此外，针对第一齿轮007和第二齿轮008的形状，当第二齿轮008的直径小于所述第一齿轮007的直径时，可以将第二齿轮008设置为完整的齿轮，即第二齿轮008的外圈上的齿为均匀完整的，没有缺口。而相应的，第一齿轮007可以是半齿轮，该半齿轮可以是具有预设弧度的扇形结构，所述扇形结构的外圈上设置有齿。由于第一齿轮007直径大，并且转动装置只需要转动一定角度，所以，可以不需要将第一齿轮007设置为完整的齿轮，该扇形结构的齿轮可以保证转动装置可以转动相应的角度即可。

相应的，所述第二齿轮008与所述第一齿轮007的齿相啮合，是该扇形结构外圈上齿与所述第二齿轮008上的齿相啮合。

上述是对该智能移动机器人的各部分结构的介绍和说明，以下对该机器人的行走方式和原理进行说明和介绍。

图2是本申请实施例提供的智能移动机器人处于静止初始状态的结构示意图。请参照图1和图2。

当智能移动机器人处于起始状态时，两组行走臂001为平行状态，两个第一支架也为平行状态，驱动装置003未启动。在此状态下，若要启动该机器人，需要预先做以下准备，首先，将图1或图2中左侧的第一行走臂001-1上的两组吸盘进行吸附处理，具体是，通过连接吸盘的真空泵和软管将吸盘中的气体抽出，外界压强大于吸盘内的压强，吸盘将吸附在行走面上固定。相应的，右侧的第二行走臂001-2上的两个吸盘处于非吸附状态，即右侧的第二行走臂001-2是可以移动的。

开启驱动装置003，启动装置转动，带动第二齿轮008、第一齿轮007转动，进而使转动支架002向左侧移动，由于转动支架002与行走臂001之间为转动连接，转动支架002的转动将带动右侧第二行走臂001-2向前移动，因此，驱动装置003带动转动支架002向左侧移动时，在左侧的第一行走臂001-1固定的情况下，右侧的第二行走臂001-2将向前移动。如图2所处的状态。

与右侧的第二行走臂001-2移动的原理相同，当右侧的第二移动臂移动到预定位置之后，右侧的第二行走臂001-2下方的吸盘连通的真空泵工作，使得右侧的第二行走臂001-2吸附在行走面上固定，相应的，控制左侧的第一行走臂001-1上的吸盘由原来的吸附状态变为非吸附装置004，此时，右侧的第二行走臂001-2为固定状态，左侧的第一行走臂001-1为自由移动状态。之后，驱动装置003反转，进而带动转动装置向右侧转动，右侧的第二行走臂001-2固定，左侧的第一行走臂001-1在转动装置的带动下，向前移动，直至与右侧的第二行走臂001-2相对位置，驱动装置003继续驱动转动装置向右转动，直至左侧的第一行走臂001-1向前的位置到达指定位置。此时，左侧的第一行走臂001-1处于所述右侧的第二行走臂001-2的前方，左右侧行走臂依次交替按照上述方式行走。

总之，该智能移动机器人是结合驱动装置003、转动支架002、行走臂001、吸附装置004及吸附控制装置以实现行走臂001的移动，并且吸附装置004的吸附力较大，适用于大倾斜角度或垂直的工作环境，并且，该智能移动机器人可以在任意角度的路面或壁面上稳定、快速、灵活的行走；另一方面，该机器人具有轻量化和安全可靠性的特点。

另外，本申请另外还提供一种用于清扫的智能机器人，该智能机器人包括上述智能移动机器人，在上述智能移动机器人的基础上，增加相应的清扫设备，利用该智能机器人可以完成清扫工作，特别是针对具有倾斜角度或垂直角度等高难度的墙面，利用该智能机器人可以完成上述高难度任务。

该用于清扫的智能机器人是在上述智能移动机器人的基础上增加相应的清扫设备而实现清扫功能的，具体的，可在所述智能移动机器人的行走臂001上设置相应的夹持固定装置，用以夹持相应的清扫设置，具体的清扫设备及夹持工具可根据实际需要进行设置。总之，采用该用于清扫的智能机器人可以实现智能清扫工作。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种智能移动机器人，其特征在于，包括：行走臂、转动支架、驱动装置、吸附装置及吸附控制装置；

所述行走臂为两组，所述吸附装置设置于所述行走臂的贴近行走面的一侧；所述吸附控制装置连接所述吸附装置，以控制所述吸附装置的吸附状态；

所述转动支架为U型支架，包括第一支架和第二支架，所述第一支架为两个，所述第二支架的两端分别与两个第一支架的固定端固定连接，所述第二支架与所述第一支架呈预设角度；两个第一支架的自由端均设置有第一齿轮；所述第二支架的两端分别以可旋转的方式与每组行走臂中的一端连接；

每组行走臂的另一端设置有驱动装置，在所述驱动装置上设置有第二齿轮，所述驱动装置的输出轴与所述第二齿轮的转轴连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮的齿相啮合。

2.根据权利要求1所述的智能移动机器人，其特征在于，所述吸附装置包括吸盘，相应的所述吸附控制装置包括连接管、真空泵和控制器；

所述连接管连接所述吸盘和真空泵，所述控制器控制所述真空泵的抽气状态。

3.根据权利要求2所述的智能移动机器人，其特征在于，所述吸附装置设置于所述行走臂的贴近行走面的一侧，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂的两端，且贴近行走面的一侧。

4.根据权利要求3所述的智能移动机器人，其特征在于，还包括固定座，所述固定座设置于所述行走臂的两个端部，所述行走臂与所述固定座之间采用可移动连接的方式连接固定；

相应的，所述吸盘设置于所述行走臂的两端，具体是，所述吸盘设置于所述行走臂的两端的固定座上。

5.根据权利要求4所述的智能移动机器人，其特征在于，还包括行走轮，所述行走轮设置于所述固定座上，且贴近行走面的一侧；

所述行走轮包括万向轮。

6.根据权利要求1所述的智能移动机器人，其特征在于，还包括行走轮，所述行走轮设置于每组行走臂的两个端部，且贴近行走面的一侧。

7.根据权利要求1所述的智能移动机器人，其特征在于，所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径。

8.根据权利要求7所述的智能移动机器人，其特征在于，所述第一齿轮为半齿轮。

9.根据权利要求8所述的智能移动机器人，其特征在于，所述第一齿轮的半齿轮结构为具有预设弧度的扇形结构，所述扇形结构的外圈上设置有齿；

相应的，所述第二齿轮与所述第一齿轮的齿相啮合，是该扇形结构外圈上齿与所述第二齿轮上的齿相啮合。

10.根据权利要求1所述的智能移动机器人，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机。

11.根据权利要求10所述的智能移动机器人，其特征在于，所述每组行走臂的另一端设置有驱动装置，具体是，在每组行走臂上设置有驱动电机，且两个驱动电机为同步驱动电机。

12.根据权利要求10所述的智能移动机器人，其特征在于，还包括驱动控制装置，所述驱动控制装置控制所述驱动电机的电源开关状态。

13.一种用于清扫的智能机器人，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的智能移动机器人。