CN111317404A - 滚轮转动检测组件及其清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明适用于滚轮转动检测技术领域，提供了一种滚轮转动检测组件及其清洁机器人。上述滚轮转动检测组件包括支撑架、滚轮、磁铁和用于感应磁铁的磁场变化而实现检测滚轮转动信息的检测元件，滚轮活动连接在支撑架上，磁铁固定在滚轮上，滚轮转动检测组件还包括能够被磁铁磁化而传导磁场至检测元件的导磁轴，导磁轴的一端连接在支撑架上，另一端连接在主体上，检测元件连接在主体上。上述清洁机器人包括主体和上述滚轮转动检测组件。滚轮转动检测组件通过设置导磁轴，能够可靠将磁铁的磁场传导给检测元件，实现对滚轮转动情况的可靠检测，很好得解决了滚轮与检测元件距离较远的检测问题。

Description

滚轮转动检测组件及其清洁机器人

技术领域

本发明属于滚轮转动检测技术领域，尤其涉及一种滚轮转动检测组件及其清洁机器人。

背景技术

现有的清洁机器人，如扫地机在工作时，难以判断驱动轮组是否打滑而导致只是驱动轮组的转动，扫地机的位置却没有发生变化。而驱动轮组打滑对于扫地机的清洁效率、覆盖率以及地图规划清扫都有一定的影响。为了能对扫地机是否产生位移进行检测判断，目前市场上使用最多的检测方案是对扫地机的万向轮的转动进行检测，由于万向轮自身无转动的动力，只有在驱动轮组驱使扫地机整体移动时才能够使万向轮转动。因而，通过检测万向轮的转动情况便可以判断扫地机是否有位置的变化。

现有，检测万向轮转动的方案一般有两种，一种是使用红外检测万向轮的转动，一种是在万向轮上设置一个磁铁，使用霍尔感应元件检测磁场的变化来判断万向轮是否转动。此两种检测方案中，虽然能够实现万向轮转动情况的检测，但是，由于万向轮是装配在可以360°旋转的万向轮支架上，而检测元件因为有接线的原因，只能装配在距离万向轮较远的机身上，而不能装配在可以旋转的万向轮支架上。因为距离较远，外界干扰大，又有万向轮支架的遮挡，检测误差较大，检测准确率低。而如果将检测元件设置在可以360°旋转的万向轮支架上，虽然减小了检测元件与万向轮之间的距离，减少了外界干扰，但检测元件与机身连接线的处理也会导致成本的增加，可靠性难度的增加、生产制造的难度增加。因此，目前仍没有解决检测元件与万向轮远距离检测的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种滚轮转动检测组件及其清洁机器人，以解决滚轮与检测元件距离远的检测问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种滚轮转动检测组件，至少一部分连接在被支撑物的主体上，所述滚轮转动检测组件包括支撑架、滚轮、磁铁和用于感应所述磁铁的磁场变化而实现检测所述滚轮转动信息的检测元件，所述滚轮活动连接在所述支撑架上，所述磁铁固定在所述滚轮上，所述滚轮转动检测组件还包括能够被所述磁铁磁化而传导磁场至所述检测元件的导磁轴，所述导磁轴的一端连接在所述支撑架上，另一端连接在所述主体上，所述检测元件连接在所述主体上。

优选地，所述导磁轴包括轴体、用于与所述主体连接的第一连接头和用于与所述支撑架连接的第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头分别连接于所述轴体的两端；所述第一连接头上设置用于与所述主体实现活动连接的第一连接结构，所述第二连接头上设置有用于与所述支撑架实现固定或活动连接的第二连接结构。

优选地，所述主体包括底座和设置在所述底座上的连接部，所述连接部上开设有用于与所述导磁轴连接的第一连接孔，所述第一连接孔的孔壁上设置有凸块，所述第一连接结构包括卡槽，所述凸块在所述卡槽内。

优选地，所述检测元件设置在所述连接部的侧壁或端头或底部。

优选地，所述检测元件设置有多个、且均匀分布。

优选地，所述支撑架包括架体和设置在所述架体上用于与所述第二连接头连接的第二连接孔，所述第二连接头插设在所述第二连接孔内。

优选地，所述第二连接结构包括定位环和/或定位槽，所述第二连接孔的孔壁上对应设置有限位凸起，所述限位凸起抵靠在所述定位环上或所述限位凸起卡设在所述定位槽内。

优选地，所述定位环或所述定位槽设置有多个，各所述定位环或各所述定位槽间隔设置，所述限位凸起对应设置有相同的个数。

优选地，所述滚轮上开设有安装槽，所述磁铁固定在所述安装槽内。

本发明还提供了一种清洁机器人，包括主体，还包括上述的滚轮转动检测组件，所述滚轮转动检测组件至少一部分与所述主体连接。本发明所提供的一种滚轮转动检测组件及其清洁机器人，滚轮转动检测组件中的磁铁设置在滚轮上，检测元件设置在主体上，通过采用设置有能够被磁铁磁化而传导磁场的导磁轴，从而，在该导磁轴的连接下，不仅实现了支撑架与主体之间的活动连接，而且，通过该导磁轴来将磁铁的磁场传导给检测元件，便实现了对滚轮转动情况的实时检测，检测结果准确度高，克服了磁铁与检测元件距离远而存在的检测误差较大，检测准确率低的问题。该滚轮转动检测组件的设置，在不增加零件，不增加额外成本及设计、生产、制造难度的情况下，有效的解决了检测元件与滚轮的远距离检测问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的滚轮转动检测组件的结构示意图，图中省略的检测元件；

图2是本发明实施例提供的清洁机器人的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的清洁机器人的局部分解示意图；

图4是本发明实施例提供的清洁机器人的局部剖面示意图；

图5是图4中A处的局部放大示意图。

附图标记说明：

11、支撑架；111、架体；112、第二连接孔；113、限位凸起；12、滚轮；121、安装槽；122、转轴；13、磁铁；14、检测元件；15、导磁轴；151、轴体；152、第一连接头；1521、第一连接结构；153、第二连接头；1531、第二连接结构；21、主体；211、底座；212、连接部；213、第一连接孔；214、凸块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

本发明实施例中所提供的滚轮转动检测组件，至少一部分连接在被支撑物的主体21上。被支撑物是指需要通过安装滚轮来实现整体位置的移动，同时，又是需要对整体位置移动的情况进行检测的物体，如扫地机、排爆机器人等，因而，通过对滚轮的转动情况进行检测，获取整机是否真正发生有效位置移动，有利于获取实际的工作状态，确保相应工作能够可靠进行。在本发明实施例中，为了便于理解本技术方案，将该滚轮转动检测组件应用在扫地机上进行举例说明，在此并不是对滚轮转动检测组件的应用范围进行限定。

具体地，如图1和图2所示，在本发明实施例中，该滚轮转动检测组件包括支撑架11、滚轮12、磁铁13和用于感应磁铁13的磁场变化而实现检测滚轮12转动信息的检测元件14，滚轮12活动连接在支撑架11上，能够相对于支撑架11灵活转动。磁铁13固定在滚轮12上，在滚轮12转动时，能够跟着滚轮12一起转动。滚轮转动检测组件还包括能够被磁铁13磁化而传导磁场至检测元件14的导磁轴15，导磁轴15的一端连接在支撑架11上，另一端连接在主体21上，检测元件14连接在主体21上。通过这样的设置，由于导磁轴15与主体21之间为活动连接，而且能够相对于主体21进行360°旋转，在导磁轴15的连接下，支撑架11能够以导磁轴15为旋转中心进行旋转运动，进而带动滚轮12转动而实现位置移动时的方向调整。检测元件14感应磁铁13磁场而实现滚轮12转动情况的检测原理为：当磁铁13靠近检测元件14时，会在检测元件14的周围产生磁场，检测元件14感应到磁场的变化时，会转化成不同强度的电信号汇报给控制模块。当磁场滚动到远离检测元件14的位置时，检测元件14周围的磁场强度降低。检测元件14转化的电信号也会减弱，控制模块通过分析检测元件14感应到磁场的强弱变化来实现判滚轮12是否有滚动，从而判断扫地机是否有位置的变化。这样，通过采用将磁铁13设置在滚轮12上，检测元件14设置在主体21上，支撑架11与主体21之间的连接由能够被磁化并可以传导磁场的导磁轴15连接，这种设置方式，并未改变现有滚轮12组件的结构设计，检测元件14仍然固定在主体21上，与滚轮12上的磁铁13仍存在较远的距离。但是，导磁轴15与检测元件14的位置以及导磁轴15能够被磁铁13磁化的位置不会发生变化，通过导磁轴15来传导磁场，便实现了即便支撑架11不断转动，甚至遮挡磁铁13，通过导磁轴15进行磁场的传导，检测元件14仍然能够实时、准确地感应到由滚动带动磁铁13转动而引起的磁场变化情况，进而实现准确、可靠地检测滚轮12的转动情况。该方案的设置，在不增加零件，不增加额外成本及设计、生产、制造难度的情况下，有效的解决了检测元件14与滚轮12的远距离检测问题。达到了准确检测滚轮12是否有真正发生转动的检测目的。

在扫地机上，滚轮12的转动是由其它的驱动轮组带动的，当滚轮12发生转动时，便可以获知整体位置发生了移动，因而，通过设置上述滚轮转动检测组件，能够准确、可靠地实现对滚轮12的转动情况进行检测，进而实现了对扫地机的清扫位置是否真正发生移动进行检测，提高清洁的效率。

具体地，该导磁轴15由能够被磁化，并且能够传导磁场的材料制成，如铁或钢等，同时支撑强度高，能够实现可靠支撑主体21。

具体地，如图1所示，导磁轴15包括轴体151、用于与主体21连接的第一连接头152和用于与支撑架11连接的第二连接头153，第一连接头152和第二连接头153分别连接于轴体151的两端。并且，在第一连接头152上设置用于与主体21实现活动连接的第一连接结构1521，在第二连接头153上设置有用于与支撑架11实现固定或活动连接的第二连接结构1531。这样，在连接时，将第一连接头152插入到主体21内，在第一连接结构1521的连接作用下，实现了导磁轴15不会从主体21上掉落，但是能够相对于主体21圆周旋转的连接功能，进而实现滚轮12行走方向的调整。而通过将第二连接头153插入到支撑架11内，并在第二连接结构1531的连接作用下，实现了导磁轴15与支撑架11之间的固定连接或活动连接。在具体连接时，第一连接头152与主体21可以是活动连接，也可以是固定连接。而当将第一连接头152与主体21采用固定连接时，需要将第二连接头153与支撑架11之间设置为活动连接，从而能确保滚轮12可以圆周转动而实现方向的调整。

具体地，如图4和图5所示，在本发明实施例中，主体21包括底座211和设置在底座211上的连接部212，连接部212上开设有用于与导磁轴15连接的第一连接孔213，第一连接孔213的孔壁上设置有凸块214，而第一连接结构1521包括卡槽。当第一连接头152插入到第一连接孔213内，并使凸块214在卡槽内便实现了导磁轴15与主体21之间的活动连接。通过凸块214与卡槽的配合而起到限定整个导磁轴15与主体21之间连接的位置，使导磁轴15不会从第一连接孔213内脱落。

为了在连接时，便于卡扣卡入到卡槽内，可采用在凸块214相对于第一连接头152插入方向的一面上设置有斜面或弧面，并在第一连接头152的顶部上设置有斜面或弧面或将第一连接头152的顶部设置成半球状。从而，能够导向第一连接头152的插入，提高装配连接时的方便性。同时，还可以将卡槽对应与凸块214上的斜面或弧面相接触的侧壁也匹配设成斜面或弧面。

在实际设置当中，由于凸块214与卡槽之间为活动配合连接，因而，卡槽在轴向上的设置宽度大于凸块214的厚度，以确保导磁轴15相对于连接部212能够可靠灵活转动。而且卡扣至少对称设置有两个，以确保连接的牢固、可靠性。

具体地，为了提高导磁轴15相对于连接部212转动的灵活性，可采用在第一连接孔213的孔壁上或是在导磁轴15上设置有轴套，通过轴套来减少导磁轴15在转动时所承受的摩擦力，使导磁轴15能够灵活转动。而且，还可将轴套采用由能够被磁化并能够传导磁场的材料制成，便起到了提高检测元件14感应磁场的灵敏度的作用。

具体地，根据不同的设计方式，在确保能够可靠感应到导磁轴15上的磁场变化的前提下，可将检测元件14设置在连接部212的侧壁或端头或底部。在本发明实施例中，如图5所示，检测元件14嵌设在连接部212的侧壁上。

具体地，为了提高检测的灵敏度，检测元件14设置有多个、且均匀分布。即可在连接部212的侧壁、端头和底部位置处都设置有检测元件14。也可以是在连接部212的侧壁上均布有多个检测元件14或是在连接部212的端头上均布有多个检测元件14或是在连接部212的底部上均布有多个检测元件14。设置方式灵活、多样，通过多个检测元件14来共同检测导磁轴15上的磁场变化，确保检测的准确度。

具体地，检测元件14为能够磁场变化(如磁场方向变化或磁通量的变化)的处传感器元件，如霍尔传感器或地磁传感器等。

具体地，如图1和图3所示，在本发明实施例中，支撑架11包括架体111和设置在架体111上用于与第二连接头153连接的第二连接孔112，第二连接头153插设在第二连接孔112内。第二连接头153插入到第二连接孔112内的深度在不影响滚轮12转动的前提下，可以是最大程度的靠近滚轮12，从而能够提高被磁铁13磁化的效率，有效传导磁铁13的磁场。在具体连接当中，当第二连接头153与架体111之间为活动连接时，第二连接头153与第二连接孔112内为间隙配合，并在第二连接结构1531的限位作用下，能够确保第二连接头153与架体111之间不会脱离。而第二连接头153与架体111之间为固定连接时，第二连接头153与第二连接孔112内为过盈配合，并在第二连接结构1531的限位作用下，能够确保第二连接头153与架体111之间连接的牢固稳定性。而当将第二连接头153与架体111之间设置为活动连接，并结合第一连接头152与连接部212之间的活动连接，能够可靠实现滚轮12的旋转而实现移动方向的调整。

具体地，该第二连接结构1531包括定位环和/或定位槽，第二连接孔112的孔壁上对应设置有限位凸起113，限位凸起113抵靠在定位环上或限位凸起113卡设在定位槽内。即通过限位凸起113与定位环和/或定位槽之间的对应配合作用，实现第二连接头153与架体111之间的可靠连接。

具体地，在本发明实施例中，将第二连接头153与架体111之间的连接方式设定为固定连接，并且，将定位环或定位槽设置有多个，各定位环或各定位槽间隔设置，限位凸起113对应设置有相同的个数。这样，通过多个限位凸起113与定位环和/或定位槽之间的对应配合连接，确保了第二连接头153与架体111之间连接的牢固性。同时，为了进一步提高连接的牢固性，可在定位环上或定位槽内设置有数个凹槽，用于提高与第二连接孔112的孔壁接触面积，从而能够提高连接的牢固性。

具体地，如图1和图5所示，可以采用在滚轮12的圆心位置处穿设有转轴122，转轴122的两端对应连接在架体111上而实现滚轮12与架体111之间的活动连接。当然，可以是在位于滚轮12两侧的圆心位置处分别设置有转轴122，转轴122并不穿过圆心，同样能实现滚轮12与架体111之间的活动连接。，

具体地，为实现将磁铁13固定在滚轮12上，能够跟随滚轮12一起转动，采用在滚轮12上开设有安装槽121，然后将磁铁13固定在安装槽121内来实现磁铁13的固定安装。磁铁13与安装槽121之间可以是过盈配合的连接方式，也可以是通过采用胶粘或嵌设的方式来将磁铁13固定在安装槽121内。

本发明实施例中所提供的滚轮转动检测组件，通过采用设置有能够被磁铁13磁化而传导磁场的导磁轴15，从而，在该导磁轴15的连接下，既能满足支撑架11与主体21之间的活动连接，又能通过该导磁轴15来将磁铁13的磁场传导给检测元件14，实现了对滚轮12转动情况的实时检测，克服了磁铁13与检测元件14距离远而存在的检测误差较大，检测准确率低的问题。该滚轮转动检测组件的设置，检测结果准确度高，在不增加零件，不增加额外成本及设计、生产、制造难度的情况下，有效的解决了检测元件14与滚轮12的远距离检测问题，设计巧妙性好。

本发明实施例中还提供了一种清洁机器人，如图2至图3所示，包括主体21，还包括上述的滚轮转动检测组件，滚轮转动检测组件至少一部分与主体21连接。清洁机器人还包括用于提供驱使整体移动的驱动轮组22。通过设置有上述滚轮转动检测组件，能够可靠准确地实现检测主体21底部的滚轮12是否发生旋转，进而能够判断清洁机器人是否真正移动，避免了由于驱动轮打滑而清洁机器人并没有移动所存在的使用问题。通过滚轮转动检测组件来实现对主体21是否发生移动进行检测，以便能够在检测发生打滑时，能够及时调整清洁的路径，确保了清洁的效率和清洁的覆盖率，自动清洁的可靠性得到了提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滚轮转动检测组件，至少一部分连接在被支撑物的主体上，其特征在于，所述滚轮转动检测组件包括支撑架、滚轮、磁铁和用于感应所述磁铁的磁场变化而实现检测所述滚轮转动信息的检测元件，所述滚轮活动连接在所述支撑架上，所述磁铁固定在所述滚轮上，所述滚轮转动检测组件还包括能够被所述磁铁磁化而传导磁场至所述检测元件的导磁轴，所述导磁轴的一端连接在所述支撑架上，另一端连接在所述主体上，所述检测元件连接在所述主体上。

2.如权利要求1所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述导磁轴包括轴体、用于与所述主体连接的第一连接头和用于与所述支撑架连接的第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头分别连接于所述轴体的两端；所述第一连接头上设置用于与所述主体实现活动连接的第一连接结构，所述第二连接头上设置有用于与所述支撑架实现固定或活动连接的第二连接结构。

3.如权利要求2所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述主体包括底座和设置在所述底座上的连接部，所述连接部上开设有用于与所述导磁轴连接的第一连接孔，所述第一连接孔的孔壁上设置有凸块，所述第一连接结构包括卡槽，所述凸块在所述卡槽内。

4.如权利要求3所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述检测元件设置在所述连接部的侧壁或端头或底部。

5.如权利要求4所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述检测元件设置有多个、且均匀分布。

6.如权利要求2至5中任一项所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述支撑架包括架体和设置在所述架体上用于与所述第二连接头连接的第二连接孔，所述第二连接头插设在所述第二连接孔内。

7.如权利要求6所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述第二连接结构包括定位环和/或定位槽，所述第二连接孔的孔壁上对应设置有限位凸起，所述限位凸起抵靠在所述定位环上或所述限位凸起卡设在所述定位槽内。

8.如权利要求7所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述定位环或所述定位槽设置有多个，各所述定位环或各所述定位槽间隔设置，所述限位凸起对应设置有相同的个数。

9.如权利要求1至5中任一项所述的滚轮转动检测组件，其特征在于，所述滚轮上开设有安装槽，所述磁铁固定在所述安装槽内。

10.一种清洁机器人，包括主体，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的滚轮转动检测组件，所述滚轮转动检测组件至少一部分与所述主体连接。

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