CN109091075B - 自移动装置及其行进控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种自移动装置及其行进控制方法，所述自移动装置包括主体、突出于所述主体的外周并相对于所述主体活动设置的撞板组件、设于所述主体的开关，其中，所述自移动装置还包括设于所述撞板组件和所述开关之间的触发件，当所述撞板组件沿平面内任意方向被碰撞时，所述撞板组件沿平行于碰撞方向的方向运动，所述撞板组件抵推所述触发件并使得所述触发件沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发所述开关。该自移动装置实现了智能运行的同时，成本较低。

Description

自移动装置及其行进控制方法
技术领域
本发明涉及一种自移动装置及其行进控制方法，尤其涉及一种扫地自移动装置及其行进控制方法。
背景技术
目前的扫地机器人，碰撞板大多数放置于机身的前方，其长度近似等于或者小于机身周长，因而只能检测到来自前方的碰撞或者侧前方的碰撞，不能够检测到后方和侧后方的碰撞。另外，为检测多方向的碰撞，其使用的碰撞开关的数量必须设置为两个及两个以上，增加了扫地机器人的成本，另外设置两个及两个以上的开关，也使得控制电路比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自移动装置，该自移动装置实现了智能运行的同时，成本较低。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种自移动装置，所述自移动装置包括主体、突出于所述主体的外周并相对于所述主体活动设置的撞板组件及设于所述主体内的开关，其特征在于：所述自移动装置还包括设于所述撞板组件和所述开关之间的触发件，当所述撞板组件沿平面内任意方向被碰撞时，所述撞板组件沿平行于碰撞方向的方向运动，所述撞板组件抵推所述触发件并使得所述触发件沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发所述开关。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述撞板组件和触发件其中之一上设有突起部，所述撞板组件和触发件其中另一个上设有与所述突起部相配接的凹槽，所述突起部至少部分凸伸入所述凹槽内。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述凹槽呈球弧面，所述突起部设置为与所述凹槽相适配的球形突起部。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述撞板组件包括撞板和固定设于所述撞板的第一连接板，所述突起部和凹槽其中之一设于所述第一连接板，所述突起部和凹槽其中另一个设于所述触发件。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述撞板组件包括撞板和固定设于所述撞板的第一连接板，所述第一连接板与所述主体之间设有第一导引支架组件，所述第一导引支架组件对所述撞板组件的运动进行导引。
作为本发明一实施方式的进一步改进，第一导引支架组件包括固定设于主体的第一支架、沿第一方向可滑移地与所述第一支架相配接的第二支架，所述第一连接板沿第二方向可滑移地与所述第二支架相配接，所述第一方向与第二方向成角度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述撞板组件还包括固定设于所述撞板的第三连接板，所述第三连接板与所述第一连接板相间隔设置，且所述第三连接板与所述主体之间设有第二导引支架组件，第二导引支架组件包括固定设于主体的第三支架、沿第三方向可滑移地与所述第三支架相配接的第四支架，所述第三连接板沿第四方向可滑移地与所述第四支架相配接，所述第三、第四方向两者之一与所述第一方向平行，两者另一与所述第二方向平行。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主体包括底盘和与所述底盘固定连接的上盖，所述撞板至少部分位于所述底盘和上盖之间，所述自移动装置还包括至少一个弹性构件，所述弹性构件包括纵长主体部及分别与所述底盘及所述上盖对接的两端，所述撞板与所述弹性构件的纵长主体部相连。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述撞板组件还包括固定设于所述撞板的第二连接板，所述第二连接板上设有供所述弹性构件延伸穿过的孔。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主体与所述触发件之间设有促使所述触发件复位的复位件。
为实现上述发明目的之一，本发明另一实施方式还提供了一种根据上述任一种技术方案所述的自移动装置的行进控制方法，其中，所述行进控制方法包括如下步骤：
S1：正常行进，并每隔预定时间T自动记录修正位置及行进方向；
S2：持续检测碰撞信号，若检测到碰撞信号，停止自动记录修正位置，进入避障步骤：
S201：以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退，并持续检测碰撞信号；
S202：回到修正位置后，进行路径修正流程：在修正位置处所记录的行进方向的基础上对当前行进方向进行微调，并以当前行进方向更新记录的行进方向，同时记录修正次数；
S203：若修正次数大于或等于设定阈值V时，定义该修正区域为障碍区域，并回到上上次修正位置绕开该区域继续正常行进；
S204：若修正次数小于设定的阈值V且阈值时间T2内未检测到碰撞信号时，沿当前修正路径回到正常行进，T2的值不小于T的值的两倍；
S205：若修正次数小于设定的阈值V但阈值时间T2内检测到碰撞信号时，再次回到S201。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在S202中对当前行进方向进行微调时，以修正位置记录的前进方向为基准，每次增加15～30度并向相同旋转方向微调。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在S201执行以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退过程中，若检测到碰撞信号，则默认碰撞来自于后方，停止后退，并以当前位置为临时修正位置，同时以当前位置及当前行进方向覆盖最后一次记录的修正位置及行进方向。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于所述撞板组件和触发件其中之一上设有突起部，所述撞板组件和触发件其中另一个上设有与所述突起部相配接的凹槽，且当所述撞板组件沿平面内任意方向被碰撞时，所述撞板组件均能抵推所述触发件并使得所述触发件沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发所述开关，因此仅需要设置一个开关就能检测全向碰撞，并将该检测结果与前进方向结合调整行进方向以实现避障，使得成本大大降低，并实现了智能运行。
附图说明
图1是本发明一实施方式中自移动装置的剖视图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是图1中自移动装置的横剖立体分解示意图，；
图4是图3中B处的局部放大图；
图5是图1中自移动装置的另一位置剖视图；
图6是图5中C处的局部放大图；
图7是图1中自移动装置的立体示意图，此时去除上盖；
图8是图1中自移动装置的立体示意图，此时去除上盖和撞板组件；
图9是图1中自移动装置的第二支架的立体示意图；
图10是图1中自移动装置的行进控制逻辑图。
10.主体，12.撞板组件，14.开关，16.触发件，18.限定件，20.套筒部，22.突起部，24.凹槽，26.撞板，28.第一连接板，30.底盘，32.上盖，34.弹性构件，36.第二连接板，38.孔，40.第一支架，42.第二支架，43.第一导引筋，44.第一导引槽，46.第二导引筋，48.第二导引槽，50.第三连接板，52.第三支架，54.第四支架
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
再者，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到上述术语的限制。上述术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一导引组件可以被称作第二导引组件，同样，第二导引组件也可以被称作第一导引组件，这并不背离该申请的保护范围。
参照图1至图9，本发明具体实施方式公开了一种自移动装置，优选的，自移动装置为扫地机器人。当然，自移动装置也可以为割草机器人或其他类机器人。自移动装置包括主体10、突出于主体10的外周并相对于主体10活动设置的撞板组件12、设于主体10的开关14。其中，自移动装置还包括设于撞板组件12和开关14之间的触发件16，当撞板组件12沿平面内任意方向被碰撞时，撞板组件12沿平行于碰撞方向的方向运动，且撞板组件12抵推触发件16并使得触发件16沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发开关14。因此当撞板组件12被碰撞时，撞板组件12相对于主体10沿平面内任意方向上的运动均能促使触发件16触发开关14，即将开关14闭合。具体的，开关14固定设置于主体10，且开关14与控制电路相电连接。从而当自移动装置碰到障碍物时，开关14闭合以接通控制电路对自移动装置的行进进行调整以避开障碍物。
本优选实施例中，由于当撞板组件12沿平面内任意方向被碰撞时，撞板组件12均能抵推触发件16并使得触发件16沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发开关14，因此仅需要设置一个开关14就能检测全向碰撞，并将该检测结果与前进方向结合调整行进方向以实现避障，使得成本大大降低，并实现了智能运行。
具体到本实施例中，当撞板组件12被碰撞时，撞板组件12相对于主体10沿水平面内任意方向上的运动均能促使触发件16沿竖直方向移动，以触发开关14。当然，也可以设置成，当撞板组件12相对于主体10沿水平面内任意方向上运动时，撞板组件12促使触发件16沿与水平面成除了直角以外的其它角度移动，只要使触发件16的移动能触发开关14即可。此处的水平面和竖直方向是以自移动装置处于使用状态为参照。
主体10上设有限定件18，限定件18用于限制触发件16的移动，使得触发件16只能在竖直方向上上下移动。主体10与触发件16之间设有促使触发件16复位的复位件。本实施例中，限定件18设置为导柱，触发件16包括套设于限定件18的套筒部20，复位件设置为压簧，且复位件位于限定件18和套筒部20之间。当然，复位件也可以设置为拉簧等其它结构件，同样，复位件的具体安装方式和安装位置也可以做变化，只要当撞板组件12不被碰撞时，复位件能促使触发件16向上移动，从而释放开关14即可。
撞板组件12和触发件16其中之一上设有突起部22，撞板组件12和触发件16其中另一个上设有与突起部22相配接的凹槽24。具体到本实施例中，突起部22设置于撞板组件12，凹槽24设置于触发件16。当然，也可以将突起部22设置于触发件16，相应的，将凹槽24设置于撞板组件12。进一步的，凹槽24呈球弧面，突起部22设置为与凹槽24相适配的球形突起部22。
具体的，撞板组件12包括撞板26和固定设于撞板26的第一连接板28，突起部22和凹槽24其中之一设于第一连接板28，突起部22和凹槽24其中另一个设于触发件16。本优选实施例中，第一连接板28自撞板26的内壁向内延伸，突起部22设于第一连接板28。其中突起部22可由第一连接板28一体成型，也可在第一连接板28上连接一具有突起部22的构件。当撞板26被碰撞时，撞板26带动第一连接板28移动，从而带动突起部22移动以挤压凹槽24，使得凹槽24的位置发生变化，从而触发件16触发开关14。
主体10包括底盘30和与底盘30固定连接的上盖32，撞板26至少部分位于底盘30和上盖32之间，自移动装置还包括至少一个弹性构件34，具体的，弹性构件34包括纵长主体部和两端，弹性构件34的其中一端与底盘30相对接，弹性构件34的另一端与上盖32相对接，撞板26与弹性构件34的纵长主体部相连，从而弹性构件34为撞板26提供其径向方向上的弹性回复力。当自移动装置避障成功后，即当撞板组件12不再被碰撞时，弹性构件34能促使撞板26回复到初始位置。另外，弹性构件34可设置为拉簧，也可设置为橡胶件等其它弹性类构件。
具体的，撞板组件12还包括固定设于撞板26的第二连接板36，第二连接板36上设于供弹性构件34延伸穿过的孔38。第二连接板36与第一连接板28相间隔设置。当撞板组件12被碰撞时，撞板26带动第二连接板36移动，孔38的孔38壁抵接弹性构件34并使其在径向上发生一定的弹性变形。当撞板组件12不再被碰撞时，在弹性构件34的作用下，弹性构件34促使第二连接板36带动撞板26回复到初始位置。优选的，第二连接板36和弹性构件34均设置为两个。
另外，为了避免撞板组件12在运行中或碰撞时晃动，提高其稳定性，第一连接板28与主体10之间设有第一导引支架组件，第一导引支架组件对撞板组件12的运动进行导引。
第一导引支架组件包括固定设于主体10的第一支架40、沿第一方向可滑移地与第一支架40相配接的第二支架42，第一连接板28沿第二方向可滑移地与第二支架42相配接，第一方向与第二方向成角度。具体到本实施例中，第一方向与第二方向相互垂直，当然，第一方向和第二方向也可以成其它角度。当撞板组件12被碰撞时，根据碰撞方向的不同，撞板26和第一连接板28一起相对于第二支架42沿第二方向滑移，但第二支架42相对于第一支架40保持不动；或撞板26和第一连接板28相对于第二支架42保持不动，但撞板26、第一连接板28和第二支架42一起相对于第一支架40沿第一方向滑移；又或者撞板26和第一连接板28一起相对于第二支架42向第二方向滑移，且撞板26、第一连接板28和第二支架42一起相对于第一支架40沿第一方向滑移。
具体的，第一连接板28上设有第一导引筋43，第二支架42上设有与第一导引筋43配合的第一导引槽44。当然，也可以将第一导引槽44设置于第一连接板28上，相应的，将第一导引筋设置于第二支架42上。第二支架42上设有第二导引筋46，第一支架40上设有与第二导引筋46相配合的第二导引槽48。同样，也可以将第二导引槽48设置于第二支架42上，相应的，将第二导引筋46设置于第一支架40上。
为进一步提高撞板组件12的运行中和碰撞中的运动稳定性，撞板组件12还包括固定设于撞板26的第三连接板50，第三连接板50与第一连接板28相间隔设置，且第三连接板50与主体10之间设有第二导引支架组件，第二导引支架组件包括固定设于主体10的第三支架52、沿第三方向可滑移地与第三支架52相配接的第四支架54，第三连接板50沿与第四方向可滑移地与第四支架54相配接。其中，第三方向和第四方向两者之一与第一方向平行，第三方向和第四方向两者中其中另一方向与第二方向平行。本优选实施例中，既设置了第一导引组件，又设置了第二导引组件。当然，也可仅设置第一导引组件或仅设置第二导引组件。
另外，进一步参照图10，本发明另一实施方式还提供了一种的自移动装置的行进控制方法，其中，行进控制方法包括如下
S1：自移动装置以规划的方式正常行进，并每隔预定时间T自动记录修正位置及行进方向；此处的正常行进即未发生碰撞时。
S2：持续检测碰撞信号，若检测到碰撞信号，停止自动记录修正位置，进入避障步骤：
S201：以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退，并持续检测碰撞信号；
S202：回到修正位置后，进行路径修正流程：在修正位置处所记录的行进方向的基础上对当前行进方向进行微调，并以当前行进方向更新记录的行进方向，同时记录修正次数；
S203：若修正次数大于或等于设定阈值V时，定义该修正区域为障碍区域，并回到上上次修正位置绕开该区域继续正常行进；
S204：若修正次数小于设定的阈值V且阈值时间T2内未检测到碰撞信号时，沿当前修正路径回到正常行进，T2的值不小于T的值的两倍；
S205：若修正次数小于设定的阈值V但阈值时间T2内检测到碰撞信号时，再次回到S201。
进一步的，在步骤S202中对当前行进方向进行微调时，以修正位置记录的前进方向为基准，每次增加15～30度并向相同旋转方向微调。也就是说，每次均向左或向右微调。
进一步的，在S201执行以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退过程中，若检测到碰撞信号，则默认碰撞来自于后方，停止后退，并以当前位置为临时修正位置，同时以当前位置及当前行进方向覆盖最后一次记录的修正位置及行进方向。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种自移动装置，所述自移动装置包括主体、突出于所述主体的外周并相对于所述主体活动设置的撞板组件及设于所述主体内的开关，其特征在于：所述自移动装置还包括设于所述撞板组件和所述开关之间的触发件，所述撞板组件和触发件其中之一上设有突起部，所述撞板组件和触发件其中另一个上设有与所述突起部相配接的凹槽，所述突起部至少部分凸伸入所述凹槽内，当所述撞板组件沿平面内任意方向被碰撞时，所述撞板组件沿平行于碰撞方向的方向运动，所述撞板组件抵推所述触发件并使得所述触发件沿垂直于碰撞方向的方向运动以触发所述开关，所述撞板组件包括撞板和固定设于所述撞板的第一连接板，所述突起部和凹槽其中之一设于所述第一连接板，所述突起部和凹槽其中另一个设于所述触发件。
2.根据权利要求1所述的自移动装置，其特征在于：所述凹槽呈球弧面，所述突起部设置为与所述凹槽相适配的球形突起部。
3.根据权利要求1所述的自移动装置，其特征在于：所述撞板组件包括撞板和固定设于所述撞板的第一连接板，所述第一连接板与所述主体之间设有第一导引支架组件，所述第一导引支架组件对所述撞板组件的运动进行导引。
4.根据权利要求3所述的自移动装置，其特征在于：第一导引支架组件包括固定设于主体的第一支架、沿第一方向可滑移地与所述第一支架相配接的第二支架，所述第一连接板沿第二方向可滑移地与所述第二支架相配接，所述第一方向与第二方向成角度。
5.根据权利要求4所述的自移动装置，其特征在于：所述撞板组件还包括固定设于所述撞板的第三连接板，所述第三连接板与所述第一连接板相间隔设置，且所述第三连接板与所述主体之间设有第二导引支架组件，第二导引支架组件包括固定设于主体的第三支架、沿第三方向可滑移地与所述第三支架相配接的第四支架，所述第三连接板沿第四方向可滑移地与所述第四支架相配接，所述第三、第四方向两者之一与所述第一方向平行，两者另一与所述第二方向平行。
6.根据权利要求1所述的自移动装置，其特征在于：所述主体包括底盘和与所述底盘固定连接的上盖，所述撞板至少部分位于所述底盘和上盖之间，所述自移动装置还包括至少一个弹性构件，所述弹性构件包括纵长主体部及分别与所述底盘及所述上盖对接的两端，所述撞板与所述弹性构件的纵长主体部相连。
7.根据权利要求6所述的自移动装置，其特征在于：所述撞板组件还包括固定设于所述撞板的第二连接板，所述第二连接板上设有供所述弹性构件延伸穿过的孔。
8.根据权利要求1所述的自移动装置，其特征在于：所述主体与所述触发件之间设有促使所述触发件复位的复位件。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的自移动装置的行进控制方法，其特征在于，所述行进控制方法包括如下步骤：
S1：正常行进，并每隔预定时间T自动记录修正位置及行进方向；
S2：持续检测碰撞信号，若检测到碰撞信号，停止自动记录修正位置，进入避障步骤：
S201：以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退，并持续检测碰撞信号;
S202：回到修正位置后，进行路径修正流程：在修正位置处所记录的行进方向的基础上对当前行进方向进行微调，并以当前行进方向更新记录的行进方向，同时记录修正次数；
S203：若修正次数大于或等于设定阈值V时，定义该修正位置为障碍区域，并回到上上次修正位置绕开该区域继续正常行进；
S204：若修正次数小于设定的阈值V且阈值时间T2内未检测到碰撞信号时，沿当前修正路径回到正常行进，T2的值不小于T的值的两倍；
S205：若修正次数小于设定的阈值V但阈值时间T2内检测到碰撞信号时，再次回到S201。
10.根据权利要求9所述的行进控制方法，其特征在于，在S202中对当前行进方向进行微调时，以修正位置记录的前进方向为基准，每次增加15~30度并向相同旋转方向微调。
11.根据权利要求9所述的行进控制方法，其特征在于，在S201执行以行驶或探测过的路径向上个修正位置后退过程中，若检测到碰撞信号，则默认碰撞来自于后方，停止后退，并以当前位置为临时修正位置，同时以当前位置及当前行进方向覆盖最后一次记录的修正位置及行进方向。
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