CN111166235A - 一种扫地机器人及其离地传感器 - Google Patents

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刘悦
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Abstract

本发明公开了一种扫地机器人及其离地传感器，后者包括：红外线对管，所述红外线对管包括用于向地面发射红外线的发射端和用于接收地面反射红外线的接收端，所述发射端和所述接收端均设置于所述扫地机器人的外壳底部；红外线挡板，所述红外线挡板通过转轴可转动地安装于所述外壳，所述红外线挡板的一端与所述扫地机器人的轮轴相连接，所述红外线挡板的另一端遮挡或解除遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束。这样，通过增设该离地传感器，可在硬件上实现光学信号的切断，从而迅速停止电机工作，避免底轮空转，从而提高安全性能，避免电力浪费。

Description

一种扫地机器人及其离地传感器
技术领域
本发明属于智能家居技术领域，尤其涉及一种扫地机器人及其离地传感器。
背景技术
随着生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对智能化家居的要求也日益提高。扫地机器人是智能家居的一种，它能够以人工智能为依托，自动在房间内完成地面清理工作。但是，在扫地机器人的工作过程中，若由于被抬起而造成扫地机器人离地时，现有技术无法实现机器人电机的及时切断，导致机器人离地后，发生电机空转，不仅造成电力浪费，且电机带动轮子空转，还可能造成安全事故。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述现有技术中存在的问题之一，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提供了一种离地传感器，用于扫地机器人，包括：
红外线对管，所述红外线对管包括用于向地面发射红外线的发射端和用于接收地面反射红外线的接收端，所述发射端和所述接收端均设置于所述扫地机器人的外壳底部；
红外线挡板，所述红外线挡板通过转轴可转动地安装于所述外壳，所述红外线挡板的一端与所述扫地机器人的轮轴相连接，所述红外线挡板的另一端遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束，通过所述红外线挡板转动，可解除对所述红外线对管的遮挡。
在工作过程中，若机器人离地，则机器人底轮会在重力作用下下移，由于红外线挡板与底轮的轮轴相连接，在底轮下移时，会带动红外线挡板与轮轴固接的一端随之下移，而红外线挡板的中部通过转轴与扫地机器人的外壳转动连接，则红外线挡板远离轮轴的一端会绕转轴转动，从而遮挡红外线对管与地面之间的红外线束，以切断红外线信号，根据红外对管的工作原理可知，当红外线信号切断时，会向机器人的中控单元发出离地指令。这样，通过增设该离地传感器，可在硬件上实现光学信号的切断，从而迅速停止电机工作，避免底轮空转，从而提高安全性能，避免电力浪费。
进一步地，所述红外线挡板包括连杆和位于所述连杆末端的挡片，所述连杆通过所述转轴与所述外壳可转动连接，所述挡片遮挡或解除遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束。
进一步地，还包括固定座，所述固定座固接于所述外壳，所述连杆与所述固定座可转动连接。
进一步地，所述转轴安装于所述固定座，所述连杆上固接有安装环，所述安装环可活动地套设于所述转轴。
进一步地，所述转轴与所述固定座为一体成型式结构。
进一步地，所述固定座包括底盒和可拆卸地安装于所述底盒的顶盖，所述连杆的一端穿出所述底盒并与所述轮轴相连接，所述挡片位于所述底盒与所述顶盖围成的容置空间内。
进一步地，还包括限位防尘板，所述限位防尘板位于所述底盒的外侧，且与所述连杆固接。
进一步地，所述发射端和/或所述接收端均设置有防尘结构。
进一步地，所述防尘结构为密封垫。
本发明还提供一种扫地机器人，包括外壳，还包括安装于所述外壳底部的离地传感器，所述离地传感器为如上所述的离地传感器。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明所提供的离地传感器一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1所提供的离地传感器的外形图。
附图标记说明：
1-红外线挡板 11-连杆 12-挡片
2-固定座 21-底盒
3-限位防尘板
具体实施方式
以下结合附图对发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的离地传感器一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1所提供的离地传感器的外形图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的离地传感器用于扫地机器人，用于在扫地机器人离地时快速切断红外信号，从而实现光电开关的快速断开，以切断机器人的驱动电路，避免轮子发生空转。
该离地传感器包括红外线对管(图中未示出)和红外线挡板1，其中，所述红外线对管包括用于向地面发射红外线的发射端和用于接收地面反射红外线的接收端，所述发射端和所述接收端均设置于所述扫地机器人的外壳底部。红外线挡板1通过转轴可转动地安装于所述外壳，所述红外线挡板1的一端与所述扫地机器人的轮轴相连接，所述红外线挡板1的另一端遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束，通过所述红外线挡板1转动，可解除对所述红外线对管的遮挡。
该红外线对管以光电开关的原理实现对机器人电机的控制，其电路控制原理与现有的光电开关原理相同，应当理解的是，作为光电开关的红外线对管还应具有开关电路。具体地，光是一种电磁射线，其特性如同无线电波和X射线，传递速度约为300000千米/秒，因此它可以在发射的一瞬间被其接收，红外线光电开关是利用人眼不可见(波长为780nm-1mm)的近红外线和红外线的来检测、判别物体，通过光电装置瞬间发射的微弱光束能被安全可靠的准确的发射和接收。
光电开关是传感器的一种，它把发射端和接收端之间光的强光电开关弱变化转化为电流的变化以达到探测和开关控制的目的。红外线光电开关的重要作用是能够处理光的强度变化，利用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变化，利用光束来反射物体，使光束发射经过长距离后瞬间返回。在工作过程中，发射端对准地面发射光束，光束不间断地发射，受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着地面不间接地运行；上述接收端为光电二极管或光电三极管，在接收端的前面，可装有光学元件如透镜和光圈等，接收端与上述开关电路电连接。开关电路包括输入回路和输出回路，其输出回路和输入回路是电隔离的(即电绝缘)，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，然后用数字积分光电开关或RC积分方式排除干扰，最后根据光强触发驱动器输出光电开关控制信号。当红外线挡板1移走而对红外线束解除遮挡时，光强较强并发出高电平信号，控制开关闭合，机器人电路导通，处于正常工作状态；当红外线挡板1对红外线束产生遮挡时，光强变弱并发出低电平信号，控制开关断开，机器人电路断开，底轮停转。
在工作过程中，若机器人离地，则机器人底轮会在重力作用下下移，由于红外线挡板1与底轮的轮轴相连接，在底轮下移时，会带动红外线挡板1与轮轴固接的一端随之下移，而红外线挡板1的中部通过转轴与扫地机器人的外壳转动连接，则红外线挡板1远离轮轴的一端会绕转轴转动，从而遮挡红外线对管与地面之间的红外线束，以切断红外线信号，根据红外对管的工作原理可知，当红外线信号切断时，会向机器人的中控单元发出离地指令。这样，通过增设该离地传感器，可在硬件上实现光学信号的切断，从而迅速停止电机工作，避免底轮空转，从而提高安全性能，避免电力浪费。同时，采用机械结构实现红外信号切断，不会出现电子部件存在的磨损失效问题，使用寿命更长，功能稳定性更好。
为了便于安装，在降低耗材成本的同时保证遮挡能力，该红外线挡板1包括连杆11和位于所述连杆11末端的挡片12，连杆11的宽度小于挡片12的宽度，所述连杆11通过所述转轴与所述外壳可转动连接，所述挡片12遮挡或解除遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束。
该离地传感器还包括固定座2，所述固定座2固接于扫地机器人的外壳上，所述连杆11与所述固定座2可转动连接。具体地，所述转轴安装于所述固定座2，所述连杆11上固接有安装环，所述安装环可活动地套设于所述转轴，通过固定座2将离地传感器的主要结构集成为一个橇体内，显著提高了空间利用率，且能够避免与其他零部件发生的干涉和碰撞，提高了使用安全性，保证了相关结构的使用性能。理论上，连杆11也可以直接铰接在机器人的外壳上，上述转轴与固定座可以为一体成型式结构，或通过粘接、焊接等方式将转轴固定在固定座上。或者，转轴可以可拆卸地安装在固定座上，由于转轴处经常受力，为易损件，采用可拆卸方式可有效降低零件维修和更换难度。转轴也可以采用可伸缩的套轴形式，以便于根据需要调整转轴长度。
由于离地传感器用到了多个光学元件，考虑到光学元件对灰尘的敏感度，需要设置防尘结构。例如，可将固定座2设计为盒体的形式，由于需要走线，需要在固定座2上开设走线孔等结构，走线孔处设置密封圈以防尘。另外，为了防尘和限位，该离地传感器还包括限位防尘板3，所述限位防尘板位于所述底盒的外侧，且与所述连杆固接，其大于底盒上开设的走线孔开度，以保证连杆外伸状态，且能够在安装状态下封堵走线孔，起到防尘的作用。
具体地，所述固定座2包括底盒21和可拆卸地安装于所述底盒21的顶盖，所述连杆11的一端穿出所述底盒21并与所述轮轴相连接，所述挡片12位于所述底盒21与所述顶盖围成的容置空间内。并且，发射端和/或所述接收端均设置有防尘结构，所述防尘结构为密封垫。
除了上述离地传感器，本发明还提供一种包括该离地传感器的扫地机器人，该扫地机器人的其他各部分结构请参考现有技术，在此不作赘述。
该扫地机器人在工作过程中，若出现离地，则机器人底轮会在重力作用下下移，由于红外线挡板与底轮的轮轴相连接，在底轮下移时，会带动红外线挡板与轮轴固接的一端随之下移，而红外线挡板的中部通过转轴与扫地机器人的外壳转动连接，则红外线挡板远离轮轴的一端会绕转轴转动，从而遮挡红外线对管与地面之间的红外线束，以切断红外线信号，根据红外对管的工作原理可知，当红外线信号切断时，会向机器人的中控单元发出离地指令。这样，通过增设该离地传感器，可在硬件上实现光学信号的切断，从而迅速停止电机工作，避免底轮空转，从而提高安全性能，避免电力浪费。同时，采用机械结构实现红外信号切断，不会出现电子部件存在的磨损失效问题，使用寿命更长，功能稳定性更好。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种离地传感器，用于扫地机器人，其特征在于，包括：
红外线对管，所述红外线对管包括用于向地面发射红外线的发射端和用于接收地面反射红外线的接收端，所述发射端和所述接收端均设置于所述扫地机器人的外壳底部；
红外线挡板(1)，所述红外线挡板(1)通过转轴可转动地安装于所述外壳上，所述红外线挡板(1)的一端与所述扫地机器人的轮轴相连接，所述红外线挡板(1)的另一端遮挡所述红外线对管，通过所述红外线挡板(1)转动，解除对所述红外线对管的遮挡。
2.如权利要求1所述的离地传感器，其特征在于，所述红外线挡板(1)包括连杆(11)和位于所述连杆(11)末端的挡片(12)，所述连杆(11)通过所述转轴与所述外壳可转动连接，所述挡片(12)遮挡或解除遮挡所述红外线对管与地面之间的红外线束。
3.如权利要求2所述的离地传感器，其特征在于，还包括固定座(2)，所述固定座(2)固接于所述外壳，所述连杆(11)与所述固定座(2)可转动连接。
4.如权利要求3所述的离地传感器，其特征在于，所述转轴安装于所述固定座(2)，所述连杆(11)上固接有安装环，所述安装环可活动地套设于所述转轴。
5.如权利要求4所述的离地传感器，其特征在于，所述转轴与所述固定座为一体成型式结构。
6.如权利要求4所述的离地传感器，其特征在于，所述固定座(2)包括底盒(21)和可拆卸地安装于所述底盒(21)的顶盖，所述连杆(11)的一端穿出所述底盒(21)并与所述轮轴相连接，所述挡片(12)位于所述底盒(21)与所述顶盖围成的容置空间内。
7.如权利要求6所述的离地传感器，其特征在于，还包括限位防尘板，所述限位防尘板位于所述底盒的外侧，且与所述连杆固接。
8.根据权利要求1所述的离地传感器，其特征在于，所述发射端和/或所述接收端均设置有防尘结构。
9.根据权利要求8所述的离地传感器，其特征在于，所述防尘结构为密封垫。
10.一种扫地机器人，包括外壳，其特征在于，还包括安装于所述外壳底部的离地传感器，所述离地传感器为如权利要求1-9任一项所述的离地传感器。
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