CN107802210A - 一种地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，一种碰撞检测装置，包括碰撞模块、红外检测模块，所述碰撞模块置于上盖与底壳之间，所述红外检测模块与安装组件固定连接，其特征在于，所述红外检测模块还包括开关模块，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与碰撞模块相接触并产生位移。本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，通过在开关模块，使地面处理装置在遇障碍物时反馈控制模块以相应信号，墙体检测传感模块增加障碍物识别功能，使地面处理装置更加智能化、工作适用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及人类生活必需的家庭地面清扫洗涤装置，尤其地，本发明涉及智能机器人领域的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置。
背景技术
扫地机器人，又称为自动扫地机、智能清洁装置、地面处理装置等，属于智能家居设备。扫地机器与传统的吸尘器相比，其机身为无线机器，克服因电线而导致的清洁不便，其以圆盘型为主，也存在不同厂商生产的方形机身等。
目前，扫地机器人多使用充电电池运作，操作方式以遥控器、机器上的操作面板为主。产品通常具有以下特征：一般能设定时间进行预约打扫，且具备自动回充功能，从一定程度上实现了人工智能；产品的清洁方式主要有两种：室内导航式，前方有设置感应器等导航系统，可侦测障碍物，并依每间不同厂商设定，而走不同的路线，有规划清扫地区；随机碰撞式，清扫的路径是随机的，但是通过算法最大限度覆盖所有区域。
现有扫地机器人大都安装有地面检测传感气和墙体检测传感器等，在一定程度上实现对地面路况和墙体距离的检测，实现扫地机器人的智能化。但是，现有的墙体检测传感器无法检测到扫地机器人的碰撞障碍物的具体情况，因而容易出现卡死甚至关机等现象。
发明内容
本发明所提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，通过开关模块实现墙体检测的同时，通过检测红外检测模块电压差值判断前方是否有障碍物，能够对底壳碰撞的障碍物进行检测，通过控制模块实现底壳的转向、倒退等操作。
本发明公开的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，其具体技术方案如下：
一种碰撞检测装置，包括碰撞模块、红外检测模块，所述碰撞模块置于上盖与底壳之间，所述红外检测模块与安装组件固定连接，其特征在于，所述红外检测模块包括红外模块、开关模块，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与碰撞模块相接触并产生位移。
进一步地，所述红外检测模块通过安装组件固定在所述碰撞模块的内表面，所述开关模块固定在所述安装组件远碰撞模块端，所述底壳上设置有挡板。
进一步地，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与固定在所述挡板相接触并产生位移。
进一步地，所述红外检测模块通过安装组件固定在所述碰撞模块的内表面，所述开关模块固定在所述安装组件近碰撞模块端。
进一步地，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与所述碰撞模块内表面相接触并产生位移。
进一步地，所述红外检测模块包括红外发射模块、红外接收模块，所述红外发射模块、红外接收模块分别设置于所述安装组件的两侧，且所述红外发射模块、红外接收模块的头部之间的距离小于两者尾部之间的距离。
进一步地，所述红外发射模块、红外接收模块位于安装组件的对应位置分别开设有发射口和接收口，所述发射口和接收口处于同一水平面上。
进一步地，所述碰撞模块为竖直方向的面状结构，且其在竖直方向上的上边缘与下边缘之间安装有透光板，且所述发射口和接收口在竖直方向上处于所述红外透光板的上边缘、下边缘之间。
一种地面处理装置，包括外壳、控制模块、行走模块、碰撞检测装置、清扫模块，所述外壳包括上盖、底壳，所述控制模块分别与所述行走模块、碰撞检测装置和清扫模块连接，其特征在于，所述地面清洁装置包括权利要求1-8中任一项所述的碰撞检测装置。
有益效果：
①本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，通过在开关模块，使地面处理装置在遇障碍物时反馈控制模块以相应信号，墙体检测传感模块增加障碍物识别功能，使地面处理装置更加智能化、工作适用性更强。
②本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，通过开关模块的机械位移实现红外检测模块端电压变化，控制模块接收反馈信号后，可做出相应制动措施，结构简单，但功效显著。
③本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，相比传统的设置于扫地机两侧的微动开关，其优点在于可节省IO口，达到检测障碍物和碰撞的功能，且便于安装，可省去两侧的微动开关，节约线路成本，以及更便于安装，大大提升美观。
④本发明提供的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，在特殊情况下，例如障碍物为黑色或较小时，可通过碰撞模块碰撞导致开关动作，可检测是否有障碍物。
附图说明
图1为未安装上盖的地面处理装置结构示意图A；
图2为未安装上盖的地面处理装置结构示意图B；
图3为图2的局部放大图；
图4为安装组件与红外检测模块的结构示意图；
图5为安装组件固定在底壳的结构示意图；
图6为图5的局部放大图；
图7为安装组件固定在上盖的结构示意图；
图8为图7的局部放大图；
图9为开关模块单独固定的结构示意图A；
图10为图9的局部放大图；
图11为开关模块单独固定的结构示意图B；
图12为图11的局部放大图；
图13为开关模块单独固定的结构示意图C；
图14为碰撞检测电路电路图；
上盖1、底壳2、透光板3、挡板4；
碰撞模块10、红外检测模块20，红外发射模块200、红外接收模块201、开关模块202、发射口203、接收口204、安装组件30、控制模块40。
具体实施方式
本发明涉及的地面碰撞检测模块及安装该模块的地面处理装置，参考附图1-13：
本发明涉及一种碰撞检测装置，包括碰撞模块10、红外检测模块20，其中：
碰撞模块10置于上盖1与底壳2之间，且碰撞模块10为竖直方向的面状结构，碰撞模块10在竖直方向上的上边缘与下边缘之间安装有透光板3，红外检测模块20发射、接收红外光信号即通过透光板3，且红外检测模块20与安装组件30固定连接。
红外检测模块20包括红外发射模块200、红外接收模块201、开关模块202，红外发射模块200、红外接收模块201分别设置于安装组件30的两侧，且红外发射模块200、红外接收模块201的头部(200a，201a)之间的距离小于两者尾部(200b，201b)之间的距离。
优选地，红外检测模块20与安装组件30固定连接，其中安装组件30为一体式模块化结构，开关模块202与红外发射模块200、红外接收模块201分别通过安装组件30实现固定连接，安装组件30可以固定在上盖1、碰撞模块10或底壳2上。
当安装组件30为一体式结构时，红外发射模块200、红外接收模块201位于安装组件30的对应位置分别开设有发射口203和接收口204，发射口203和接收口204处于同一水平面上，且发射口203和接收口204在竖直方向上处于透光板3的上边缘、下边缘之间。红外发射模块20发射的红外光信号通过发射口203、透光板3后，遇墙体反射，依次通过透光板3、接收口204，而为红外接收模块201接收，红外接收模块201端电路与控制模块40相连接，控制模块40根据反馈信号进行相应操作。
①安装组件30的远碰撞模块10端固定有开关模块202，开关模块202至少有一个，且开关模块202与红外检测模块20的数量相对应。当碰撞模块10与障碍物相接触时，开关模块40与固定在底壳2上的挡板4相接触并产生位移，导致红外接收模块201与控制模块40相连的电路处于短路状态，此时检测电压为0或趋于0，控制模块40根据检测电压进行相应操作，如转向、倒退等操作。
②安装组件30的近碰撞模块10端固定有开关模块202，开关模块202至少有一个，且开关模块202与红外检测模块20的数量相对应。当碰撞模块10与障碍物相接触时，开关模块40与碰撞模块10的内表面相接触并产生位移，导致红外接收模块201与控制模块40相连的电路处于短路状态，此时检测电压为0或趋于0，控制模块40根据检测电压进行相应操作，如转向、倒退等操作。
优选地，安装组件包括安装件A和安装件B，红外检测模块、开关模块分别与安装件A、安装件B固定；安装件A固定在碰撞模块上时，安装件B可固定在上盖1或碰撞模块10或底壳2上。
①安装件B的远碰撞模块10端固定有开关模块202，开关模块202至少有一个，且开关模块202与红外检测模块20的数量相对应。当碰撞模块10与障碍物相接触时，开关模块40与固定在底壳2上的挡板4相接触并产生位移，导致红外接收模块201与控制模块40相连的电路处于短路状态，此时检测电压为0或趋于0，控制模块40根据检测电压进行相应操作，如转向、倒退等操作。
②安装件B的近碰撞模块10端固定有开关模块202，开关模块202至少有一个，且开关模块202与红外检测模块20的数量相对应。当碰撞模块10与障碍物相接触时，开关模块40与碰撞模块10的内表面相接触并产生位移，导致红外接收模块201与控制模块40相连的电路处于短路状态，此时检测电压为0或趋于0，控制模块40根据检测电压进行相应操作，如转向、倒退等操作。
当然，安装件A存在固定在上盖1或底壳2的两种不同方式，其实现的效果与安装件A固定在碰撞模块10上的效果相同。另外，开关模块202也可以单独固定在上盖1、碰撞模块10或底壳2上。属于本领域技术人员不需创造性思维就能够想到的等同替代方案。
另外，作为传统的替代方案，底壳2内部固定有微动开关模块，微动开关模块与控制模块40相连接；当碰撞模块10与障碍物相接触时，碰撞模块10产生与底壳2运动方向相反的位移，碰撞模块10的内表面与微动开关模块相接触。作为传统的碰撞检测方式，微动开关模块将信号反馈于控制模块40，进而控制地面处理装置的转向或倒退等操作。
一种地面处理装置，包括外壳、控制模块40、行走模块、碰撞检测装置、清扫模块，外壳包括上盖1、底壳2，控制模块40分别与行走模块、碰撞检测装置和清扫模块连接，地面清洁装置包括上述碰撞检测装置。
参考附图14，碰撞检测电路工作原理：
A.MCU1通过MCU IO口，以PWM方式或者直接电平让红外发送二极管D1工作，此时红外发送管发出的光属于不可见光。
B.红外接收二极管D2通过R1上拉，此处在未接收时会有一定电压。在通过R2给MCU1，此时R3 C2组成了一个RC滤波电路。
C.在红外接收二极管未收到红外信号时，MCU AD IO可检测出D2两端电压，并记录该值为U1。
D.MCU1此时可让红外发射管工作，此时MCU AD IO可检测出D2两端另外一电压值为U2。
E.当U1-U2大于一定值U3时，此时认为前方有障碍物。
F.若此时U1＝U2＝0，说明此时开关S1已经动作，结合结构，此时碰撞模块10已碰到障碍物。
在本发明的技术方案中，需要理解，″上″、″下″、″左″、″右″、″内部″等指示的方位和位置关系是基于说明书附图所示的方位和位置关系，只是为了便于、简化描述，并非指示或暗示所指的装置的或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语″至少″仅用于描述目的，而不能理解为指标或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本发明的描述中，″至少一个″的含义是一个、两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″小于″、″大于″仅用于描述目的，其描述是基于所指装置或元件的特定形状，指示为了便于理解和描述，不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″连接″、″安装″、″设置″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接、电连接；也可以是直接相连、通过中间媒介间接相连或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，但上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下载本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种碰撞检测装置，包括碰撞模块、红外检测模块，所述碰撞模块置于上盖与底壳之间，所述红外检测模块与安装组件固定连接，其特征在于，所述红外检测模块包括红外模块、开关模块，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与碰撞模块相接触并产生位移。
2.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述红外模块通过安装组件固定在所述碰撞模块的内表面，所述开关模块固定在所述安装组件远碰撞模块端，所述底壳上设置有挡板。
3.根据权利要求2所述的碰撞检测装置，其特征在于，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与固定在所述挡板相接触并产生位移。
4.根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述红外模块通过安装组件固定在所述碰撞模块的内表面，所述开关模块固定在所述安装组件近碰撞模块端。
5.根据权利要求4所述的碰撞检测装置，其特征在于，当碰撞模块与障碍物相接触时，所述开关模块与所述碰撞模块内表面相接触并产生位移。
6.根据权利要求1-5所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述红外模块包括红外发射模块、红外接收模块，所述红外发射模块、红外接收模块分别设置于所述安装组件的两侧，且所述红外发射模块、红外接收模块的头部之间的距离小于两者尾部之间的距离。
7.根据权利要求6所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述红外发射模块、红外接收模块位于安装组件的对应位置分别开设有发射口和接收口，所述发射口和接收口处于同一水平面上。
8.根据权利要求7所述的碰撞检测装置，其特征在于，所述碰撞模块为竖直方向的面状结构，且其在竖直方向上的上边缘与下边缘之间安装有透光板，且所述发射口和接收口在竖直方向上处于所述红外透光板的上边缘、下边缘之间。
9.一种地面处理装置，包括外壳、控制模块、行走模块、碰撞检测装置、清扫模块，所述外壳包括上盖、底壳，所述控制模块分别与所述行走模块、碰撞检测装置和清扫模块连接，其特征在于，所述地面清洁装置包括权利要求1-8中任一项所述的碰撞检测装置。
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