CN109421056A - 自移动机器人 - Google Patents
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Abstract
一种自移动机器人，包括机体(100)，机体上设有超声波传感器组件(200)，超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，在超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件(300)，防串扰阻隔件设置在所述机体的外表面上且突出或凹陷于机体的外表面。本发明通过设置在机体外表面上的防串扰阻隔件，有效防止超声串扰现象，提高测距精度和超声系统的工作效率，结构简单且安全有效；同时，通过在自移动机器人机体的不同高度上设置不同的传感器组件，有效采集作业环境内不同高度上的障碍物信息，方便自移动机器人建立多层地图，有效规划在作业环境中的行走路径，准确可靠。
Description
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
现有的许多自移动机器人利用超声波传感器来探测并规避障碍物，如美国专利US8489234B2公开了一种扫地机器人，在机器人的外周设置了多个超声波发射器和接收器。然而，超声波本身的定向性不是很好，容易沿各种介质传播。如上述专利的图1所示，超声波发射器125的发射波容易沿着光滑壳体的外周直接传播到超声波接收器121，而非探测到障碍物后的发射波，这样就很容易造成机器人的误判。另外，超声传感器被广泛地应用于移动机器人测距领域，为获得周围360°范围内的环境信息，通常需要在一个移动机器人上安装多个这样的传感器，这就出现了超声串扰现象，即一个传感器可能接收到其它传感器的超声回声信号，串扰会严重影响测距精度并降低超声系统的工作效率。
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，提供一种自移动机器人，通过设置在自移动机器人机体外表面上的防串扰阻隔件，有效防止超声串扰现象，提高测距精度和超声系统的工作效率，结构简单且安全有效。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种自移动机器人，包括机体，机体上设有超声波传感器组件，所述超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件，所述防串扰阻隔件设置在所述机体的外表面上。更佳的，所述防串扰阻隔件突出或凹陷于机体的外表面。
所述防串扰阻隔件可以设置为多种形态，在本发明的一个具体实施例中，防串扰阻隔件可以为直线形，将超声波发射器和接收器分割在两侧，以其为中心基本对称。
所述防串扰阻隔件还可以为圆弧形，将超声波发射器或接收器至少部分包围在其内部。
直线形的防串扰阻隔件可以包括多个等距离平行设置的凹槽；每个所述凹槽的宽度≥2mm，深度≥2mm。
所述防串扰阻隔件也可以为密集设置在机体的外表面上的凸点或凹坑；或者，所述防串扰阻隔件还可以为设置在机体的外表面上的隔离软胶段。
根据需要，所述超声波传感器组件设置在所述机体的下部。所述机体的顶部设有激光测距传感器组件、中部设有红外传感器组件，构成不同高度上的多层传感器组件。
所述激光测距传感器组件和超声波传感器组件采集作业环境内不同高度上的障碍物信息，发送不同高度的障碍物信息给自移动机器人的控制单元，控制单元接收、处理不同高度的障碍物信息，并建立多层地图。
为了达到更好的传感效果，所述激光测距传感器组件的测距范围＞超声波传感器组件的测距范围。
本发明还提供一种自移动机器人，包括机体，机体上设有超声波传感器组件，所述超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件，所述防串扰阻隔件包括开设在所述机体的外表面上的凹槽和填充在所述凹槽中的吸音材料。
综上所述，本发明提供一种自移动机器人，通过设置在自移动机器人机体外表面上的防串扰阻隔件，有效防止超声串扰现象，提高测距精度和超声系统的工作效率，结构简单且安全有效。
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为本发明实施例一的外形结构示意图；
图2为本发明实施例二的外形局部结构示意图。
具体实施方式
实施例一
图1为本发明实施例一的外形结构示意图。如图1所示，本发明提供一种自移动机器人，包括机体100，机体100上设有超声波传感器组件200，所述超声波传感器组件200包括超声波发射器和接收器，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件300，所述防串扰阻隔件设置在所述机体的外表面上。为了更好的防止超声波的串扰，所述防串扰阻隔件突出或凹陷于机体的外表面。
所述防串扰阻隔件300可以设置为多种形态，在实施例一中，防串扰阻隔件300可以为直线形，将超声波发射器和接收器分割在两侧，以其为中心基本对称。直线形的防串扰阻隔件300可以包括多个等距离平行设置的凹槽；为了有效阻挡超声波沿机体的外表面传播，每个所述凹槽的宽度≥2mm，深度≥2mm。防串扰阻隔件300也可以为圆弧形，将超声波发射器或接收器至少部分包围在其内部。圆弧形的防串扰阻隔件300也可以包括多个等距离平行设置的凹槽；每个所述凹槽的宽度≥2mm，深度≥2mm。为了外形更加美观，如图1所示，防串扰阻隔件在靠近机体底部的位置呈弧形，在美化机体的同时也能起到防串扰的作用。
除了上述的直线形或圆弧形的凹槽之外，还可以采用凸条结构，防串扰阻隔件包括多个等距离平行设置的凸条，同样的，为了有效阻挡超声波沿机体的外表面传播，相邻两个凸条之间的距离≥2mm，每个所述凸条的高度≥2mm。所述防串扰阻隔件300还可以为设置在机体的外表面上的隔离软胶段，具体的，隔离软胶段可以做成凸起的条状。
另外，如图1所示，所述超声波传感器组件200设置在所述机体100的下部。所述机体100的顶部设有激光测距传感器组件400、中部设有红外传感器组件500，构成不同高度上的多层传感器组件，从而有效探测不同高度的障碍物，预防探测盲区。
所述激光测距传感器组件400和超声波传感器组件200采集作业环境内不同高度上的障碍物信息，发送不同高度的障碍物信息给自移动机器人的控制单元，控制单元接收、处理不同高度的障碍物信息，并建立多层地图，用于规划自移动机器人在作业环境中的行走路径。为了达到更好的传感效果，所述激光测距传感器组件400的测距范围＞超声波传感器组件200的测距范围，使得机器人定位和建图效率最高。具体来说，鉴于激光测距传感器组件400的测距范围最大，设置在自移动机器人的顶部，可以避免矮小区域障碍物的阻挡，便于形成作业环境的轮廓图。结合激光测距传感器组件400探测低矮障碍物，使得机器人的多层地图能对应得到各种不同高度的障碍物分布信息。需要说明的是，该多层地图可以包含多个二维地图，每个二维地图对应不同高度的障碍物信息；或者，所述多层地图为一个二维地图，该二维地图对应不同高度障碍物的综合分布信息，为了便于识别，不同高度的障碍物信息用可以采用不同方式标记，如：不同颜色，使用户很容易看到各种高矮障碍物的分布。也就是说，本发明通过采用数据量较小的一个或多个二维地图，却达到了庞大数据量的三维地图的效果。
实施例二
图2为本发明实施例二的外形局部结构示意图。如图2所示，本实施例与实施例一之间的差别在于，防串扰阻隔件300的形状有所不同，在本实施例中，防串扰阻隔件300为密集设置在机体的外表面上的凸点或凹坑。这些凸点或凹坑可以如图2所示以规则的方式排列在一起，也可以以非规则的方式密集设置。也就是说，实质上，无论防串扰阻隔件300采用何种形状，只要能够保证机体表面为非光滑表面，就能有效阻止超声波的串扰。
本实施例中的其他技术特征与实施例一基本相同，具体内容请参照实施例一内容，在此不再赘述。
实施例三
本发明还提供一种自移动机器人，包括机体，机体上设有超声波传感器组件，所述超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件，所述防串扰阻隔件包括开设在所述机体的外表面上的凹槽和填充在所述凹槽中的吸音材料。
在上述实施例一中提到，所述防串扰阻隔件300可以为设置在机体的外表面上的隔离软胶段，且隔离软胶段可以做成凸起的条状。在本实施例中，则是在隔离软胶段基础上的一种改进，具体来说，是在机体的外表面上开设凹槽，并将隔离软胶填塞在凹槽中使得机体外表面连续。更佳的，该隔离软胶段采用吸音材料。
开设在机体外表面的凹槽也包括多个，其形状、位置与实施例一基本相同，请参照实施例一内容，在此不再赘述。
综上所述，本发明提供一种自移动机器人，如：扫地机器人、空气净化机器人或安防机器人等等，通过设置在机体外表面上的防串扰阻隔件，有效防止超声串扰现象，提高测距精度和超声系统的工作效率，结构简单且安全有效；结合实施例一至三可知，本发明可以采用凸起、凹槽、阻隔材料或者吸音材料单独使用或组合使用制成防串扰阻隔件；同时，通过在自移动机器人机体的不同高度上设置不同的传感器组件，有效采集作业环境内不同高度上的障碍物信息，方便自移动机器人建立多层地图，有效规划在作业环境中的行走路径，准确可靠。
Claims (12)
1.一种自移动机器人，包括机体(100)，机体上设有超声波传感器组件(200)，所述超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，其特征在于，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件(300)，所述防串扰阻隔件设置在所述机体的外表面上且突出或凹陷于机体的外表面。
2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述防串扰阻隔件(300)为直线形，将超声波发射器和接收器分割在两侧，以其为中心基本对称。
3.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述防串扰阻隔件(300)为圆弧形，将超声波发射器或接收器至少部分包围在其内部。
4.如权利要求2或3所述的自移动机器人，其特征在于，所述防串扰阻隔件(300)包括多个等距离平行设置的凹槽(301)。
5.如权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于，每个所述凹槽(301)的宽度≥2mm，深度≥2mm。
6.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述防串扰阻隔件(300)为密集设置在机体的外表面上的凸点或凹坑。
7.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述防串扰阻隔件(300)为设置在机体的外表面上的隔离软胶段。
8.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述超声波传感器组件(200)设置在所述机体的下部。
9.如权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于，所述机体的顶部设有激光测距传感器组件(400)、中部设有红外传感器组件(500)，构成不同高度上的多层传感器组件。
10.如权利要求9所述的自移动机器人，其特征在于，所述激光测距传感器组件(400)和超声波传感器组件(200)采集作业环境内不同高度上的障碍物信息，发送不同高度的障碍物信息给自移动机器人的控制单元，控制单元接收、处理不同高度的障碍物信息，并建立多层地图。
11.如权利要求10所述的自移动机器人，其特征在于，所述激光测距传感器组件(400)的测距范围＞超声波传感器组件(200)的测距范围。
12.一种自移动机器人，包括机体(100)，机体上设有超声波传感器组件(200)，所述超声波传感器组件包括超声波发射器和接收器，其特征在于，在所述超声波发射器和接收器之间设有防串扰阻隔件(300)，所述防串扰阻隔件包括开设在所述机体的外表面上的凹槽和填充在所述凹槽中的吸音材料。
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