CN111449577B - 一种可爬楼梯的扫地机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可爬楼梯的扫地机器人及其工作方法，包括本体、清扫机构、行走机构和爬梯机构；爬梯机构包括两组爬梯系统，爬梯系统包括前支撑杆组件和后支撑杆组件，前支撑杆组件包括第一驱动件、第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，第一支撑杆的一端与第一驱动件连接，另一端与第二支撑杆滑动连接，第二支撑杆的另一端与第三支撑杆转动连接，第二支撑杆的一端设有活动轮，第三支撑杆的一端转动连接在壳体上，壳体上还设有限位挡板；后支撑杆组件包括第二驱动件和后支撑杆，后支撑杆上安装有驱动轮组件。本发明的扫地机器人能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率。

Description

一种可爬楼梯的扫地机器人及其工作方法

技术领域

本发明涉及清扫设备技术领域，具体涉及一种可爬楼梯的扫地机器人及其工作方法。

背景技术

随着科技的发展，以及人们对生活质量的要求的不断增高，智能家居逐渐出现在人们的日常生活中，其中，扫地机器人作为最具有代表性的智能家居也越来越受人们的喜爱。

扫地机器人在开始清扫工作之前都需要预先规划清扫路线，扫地机器人工作时能在控制器的控制下自动在房间内完成地面的清理工作。具体地，扫地机器人一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物清扫并吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。

目前市面上的扫地机器人只能对沿地面行走并对地面进行清扫，这种扫地机器人在对复式房屋或办公楼等进行清扫时，当完成其中一层房间地面的清扫后，需要人为的将扫地机器人拿上楼梯，以便对下一层房间的地面进行清扫，这样一方面使得现有的扫地机器人无法对楼梯处的杂物进行清扫，而需要人为的对楼梯进行清扫，增加了劳动强度，另一方面，当扫地机器人完成一层房间的清扫需要对下一层的房间进行清扫时，必须人为的将其进行拿上楼梯，降低了扫地机器人的智能性和清扫效率。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率，降低劳动强度的可爬楼梯的扫地机器人。

另外，本发明还提供一种可爬楼梯的扫地机器人的工作方法，以实现扫地机器人自动爬楼梯，并在爬楼梯过程中自动对楼梯进行清扫的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种可爬楼梯的扫地机器人，包括本体、清扫机构和行走机构，行走机构包括安装在本体底部的多个行走组件，还包括爬梯机构，所述爬梯机构通过壳体安装在所述本体上；

所述爬梯机构包括分别设置在所述本体前后侧的两组爬梯系统，所述爬梯系统包括前支撑杆组件和后支撑杆组件，所述前支撑杆组件包括第一驱动件、第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一驱动件安装在所述壳体位于所述本体上方的位置，所述第一支撑杆的一端与所述第一驱动件连接，所述第一支撑杆远离其连接所述第一驱动件的一端朝向所述后支撑杆组件所在方向斜向下滑动连接在所述第二支撑杆上，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆夹角呈锐角的一端朝远离所述后支撑杆组件所在方向斜向上设置并与所述第三支撑杆转动连接，所述第二支撑杆远离其连接所述第三支撑杆的一端斜向下设置并设有活动轮，所述第三支撑杆远离其连接所述第二支撑杆的一端朝远离所述后支撑杆组件所在方向斜向上设置并转动连接在所述壳体上，所述壳体上靠近所述壳体与所述第三支撑杆的转动连接处还设有限位挡板，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆在转动过程中能够分别与所述限位挡板相抵；所述后支撑杆组件包括第二驱动件和后支撑杆，所述第二驱动件安装在所述壳体位于所述本体侧面的位置，所述后支撑杆的一端与所述第二驱动件连接，所述后支撑杆远离其连接所述第二驱动件的一端沿所述本体左右方向斜向上设置并安装有驱动轮组件，所述驱动轮组件包括驱动轮和与所述驱动轮连接的第三驱动件。

本发明的工作原理是：当扫地机器人运动到楼梯处需要爬楼梯并对楼梯进行清扫时，第一驱动件带动第一支撑杆与第二支撑杆连接的一端向靠近本体的底部方向转动，第一支撑杆转动再带动与第一支撑杆滑动连接的第二支撑杆同方向转动，第二支撑杆转动再带动与第二支撑杆转动连接的第三支撑杆同方向转动，直到第三支撑杆转动到接触限位挡板后第三支撑杆停止转动；第一支撑杆在第一驱动件的作用下继续带动第二支撑杆转动，此时第二支撑杆将支撑起扫地机器人并使得扫地机器人靠近楼梯的一侧向上抬升，随着第二支撑杆的转动角度的不断增大，扫地机器人该侧抬升的高度也不断上升，直到第二支撑杆转动到接触限位挡板后第二支撑杆停止转动，第一驱动件停止带动第一支撑杆转动，此时扫地机器人该侧抬升的高度大于楼梯的高度；第二驱动件带动后支撑杆进行与第一支撑杆同方向的转动，直到后支撑杆转动到与水平面垂直的状态，此时扫地机器人在前支撑杆组件和后支撑杆组件的共同作用向整体被抬升起来；第三驱动件给予驱动轮一个驱动力，使得驱动轮对扫地机器人产生一个朝向楼梯方向的推力，此时，第一驱动件带动第一支撑杆进行相反方向的转动复位，第一支撑杆带动第二支撑杆和第三支撑杆反方向转动复位，第二支撑杆对扫地机器人对应位置的支撑力消失，使得此处扫地机器人靠近楼梯方向的一侧在重力作用下下降到楼梯表面，扫地机器人底部行走机构中的部分行走组件也将下降到楼梯表面；驱动轮持续对扫地机器人产生朝向楼梯方向的推力，同时下降到楼梯表面的行走组件也将带动扫地机器人进行与推力同方向的运动，在驱动轮和行走组件的共同作用下，扫地机器人将沿楼梯表面持续前进，直到行走机构中的所有行走组件均接触到楼梯表面；第二驱动件带动后支撑杆复位到初始位置，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动并对楼梯进行清洁，清洁完后，爬梯机构又将进行下一楼梯的爬梯，由此就实现了爬楼梯并对楼梯进行清洁的目的。

本发明的有益效果在于：本发明通过连杆机构与轮系机构的有效模块化组合，实现爬楼功能，有效将连杆爬梯机构可控性、方便性及轮系爬楼机构省力性、稳定性的特点结合在了一起，使扫地机器人能稳定爬上较高的楼梯，同时利用清扫机构对楼梯进行清扫。另外，本发明的爬梯机构采用模块化设计，爬楼机构可根据需要拆卸，当不需要爬楼梯时，可拆下爬梯机构进行使用。综上，本发明的扫地机器人能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率。

优选的，所述第二支撑杆上沿其轴线方向开设有滑动孔，所述第一支撑杆远离其连接所述第一驱动件的一端设有滑块，所述滑块上开设有凹槽，所述凹槽处设有连接螺钉，所述凹槽卡设在所述第二支撑杆外，所述连接螺钉穿过所述凹槽和所述滑动孔以实现所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的滑动连接。

这样，滑块上的凹槽卡设在第二支撑杆外，然后再通过连接螺钉来对滑块和第二支撑杆进行连接，使得滑块可以沿第二支撑杆上的滑动孔进行滑动，由此实现了第一支撑杆和第二支撑杆之间的滑动连接。同时，第一支撑杆和第二支撑杆之间形成曲柄滑块的结构形式，可实现远距离的控制，并且面接触低副压强小，便于润滑，磨损轻寿命长，传递动力大。

优选的，扫地机器人还包括距离感应机构，所述距离感应机构包括侧方距离传感组件和安装在所述本体前侧的前方距离传感器，所述侧方距离传感组件安装在与所述第二驱动件对应侧的所述本体上；

所述清扫机构包括沿所述本体前后方向对称分布的两组清扫组件，所述清扫组件安装在与所述侧方距离传感组件同一侧的所述本体上，所述清扫组件包括第一驱动系统和竖向设置的莱洛三角柱，所述第一驱动系统包括第一驱动电机和与所述第一驱动电机的转轴连接的齿轮传动组，所述莱洛三角柱的侧面凸出于对应位置的所述本体并套设有第一清扫件，所述莱洛三角柱的下端安装有第二清扫件，所述第二清扫件在所述本体放置在地面上时能够与地面有效贴合，所述莱洛三角柱的上端凸出于所述本体，所述莱洛三角柱的上方还设有方形装配体，所述方形装配体连接在所述本体上，所述方形装配体上开设有竖向的安装孔，所述安装孔内设有能够在所述安装孔内转动的等宽三角形装配体，所述等宽三角形装配体的下端凸出于所述安装孔并与所述莱洛三角柱固定连接，所述等宽三角形装配体的轴线与所述莱洛三角柱的轴线重合，所述等宽三角形装配体的上端设有偏心圆盘，所述偏心圆盘的下端通过连接凸起与所述等宽三角形装配体进行固定连接，所述连接凸起的轴线偏离所述偏心圆盘的轴线但与所述等宽三角形装配体的轴线重合，所述偏心圆盘的上端凸出于所述方形装配体并设有齿盘，所述齿盘与所述齿轮传动组中的齿轮进行啮合。

这样，距离感应机构可以对扫地机器人工作过程中的距离进行感应，当扫地机器人运动到楼梯处时，利用侧方距离传感组件对扫地机器人到楼梯垂直面之间的距离进行感应，只有当感应的距离小于等于第四设定值时，爬梯机构才开始工作带动扫地机器人进行爬梯操作，由此保证了爬梯位置的准确性，使得扫地机器人能够顺利的爬上楼梯；同时扫地机器人在对墙角和踢脚线位置进行清扫时，侧方距离传感组件和前方距离传感器使得扫地机器人先能自动到达墙根位置，然后沿着墙根前进移动到墙角位置进行清扫，由此保证了清扫机构在清扫过程中始终能与踢脚线和墙角位置进行有效贴合，保证了清扫的效果。

清扫机构在对楼梯进行清扫时，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对楼梯的垂直面进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对楼梯表面和楼梯缝隙处进行清扫；清扫机构在对踢脚线和墙角位置进行清扫时，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对踢脚线位置进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对墙角处的地面进行清扫，同时本方案在对墙角位置进行清扫时，通过设置偏心圆盘，利用第一驱动电机通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，然后再利用偏心圆盘的运动轨迹来确定等宽三角形的方形运动轨迹，并由等宽三角形装配体外部的方形装配体对等宽三角形装配体的方形运动轨迹进行修正，通过相似原理进而确定莱洛三角柱的方形运动轨迹，方形运动轨迹使莱洛三角柱能更加有效的贴合墙角进行清扫，由此实现对直角形墙角死角位置的有效清扫，清扫范围增大，提升了清扫质量。

优选的，所述第一驱动件为第一舵机，所述第二驱动件为第二舵机，所述第三驱动件为马达，所述壳体可拆卸连接在本体上。

这样，舵机是一种比较精确的驱动件，第一驱动件和第二驱动件均采用舵机，能实现对前支撑杆组件和后支撑杆组件的精确控制，同时，壳体可拆卸的连接在本体上，而爬梯机构是安装在壳体上的，这样当不需要爬梯时，可方便的将爬梯机构从本体上拆下，方便使用。

优选的，所述本体安装所述侧方距离传感组件的一侧还设有吸尘嘴，所述本体内设有吸尘泵和储存盒，所述吸尘嘴通过软管分别与所述吸尘泵通和所述储存盒连通，所述吸尘嘴沿所述本体前后方向的两端接近对应位置的所述莱洛三角柱，且所述吸尘嘴沿所述本体前后方向的两端的底部开设有吸尘口，所述莱洛三角柱在所述第一驱动系统的带动下向所述本体内侧方向旋转。

这样，当第二清扫件在对地面或楼梯表面的灰尘进行清扫时，莱洛三角柱在第一驱动系统的带动下向扫地机器人内侧方向旋转，由此使得第二清扫件能将地面上或楼梯表面的灰尘向吸尘嘴方向扫起，扫向吸尘嘴方向的灰尘再被吸入到吸尘口内，并最终储存在储存盒内，当清扫完成后，对储存盒内的灰尘进行清理即可。

优选的，所述行走机构包括安装在所述本体底部的四个行走组件，所述行走组件两两一组对称分布在所述本体的底部，所述行走组件包括第二驱动电机和能够在所述第二驱动电机的带动下转动的万向轮。

这样，当行走机构带动扫地机器人运动时，分布在扫地机器人底部的四个万向轮在各自第二驱动电机的带动下转动，由此实现扫地机器人沿各个方向运动的效果。

一种可爬楼梯的扫地机器人的其工作方法，采用上述可爬楼梯的扫地机器人，该扫地机器人爬楼梯并对楼梯进行清扫的过程包括以下步骤：

步骤1）行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处；

步骤2）第一驱动件带动第一支撑杆与第二支撑杆连接的一端向靠近本体的底部方向转动，第一支撑杆转动再带动与第一支撑杆滑动连接的第二支撑杆同方向转动，第二支撑杆转动再带动与第二支撑杆转动连接的第三支撑杆同方向转动，直到第三支撑杆转动到接触限位挡板后第三支撑杆停止转动；

步骤3）第一支撑杆在第一驱动件的作用下继续带动第二支撑杆转动，此时第二支撑杆将支撑起扫地机器人并使得扫地机器人靠近楼梯的一侧向上抬升，随着第二支撑杆的转动角度的不断增大，扫地机器人该侧抬升的高度也不断上升，直到第二支撑杆转动到接触限位挡板后第二支撑杆停止转动，第一驱动件停止带动第一支撑杆转动，此时扫地机器人该侧抬升的高度大于楼梯的高度；

步骤4）第二驱动件带动后支撑杆进行与步骤1）中第一支撑杆同方向的转动，直到后支撑杆转动到与水平面垂直的状态，此时扫地机器人在前支撑杆组件和后支撑杆组件的共同作用向整体被抬升起来；

步骤5）第三驱动件给予驱动轮一个驱动力，使得驱动轮对扫地机器人产生一个朝向楼梯方向的推力，此时，第一驱动件带动第一支撑杆进行与步骤1）中相反方向的转动复位，第一支撑杆带动第二支撑杆和第三支撑杆反方向转动复位，第二支撑杆对扫地机器人对应位置的支撑力消失，使得此处扫地机器人靠近楼梯方向的一侧在重力作用下下降到楼梯表面，扫地机器人底部行走机构中的部分行走组件也将下降到楼梯表面；

步骤6）驱动轮持续对扫地机器人产生朝向楼梯方向的推力，同时下降到楼梯表面的行走组件也将带动扫地机器人进行与推力同方向的运动，在驱动轮和行走组件的共同作用下，扫地机器人将沿楼梯表面持续前进，直到行走机构中的所有行走组件均接触到楼梯表面；

步骤7）第二驱动件带动后支撑杆复位到初始位置，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动，清扫机构对楼梯进行清洁；

步骤8）返回执行步骤1）。

采用本发明的方法在爬楼梯并对楼梯进行清扫时，先利用前支撑杆组件将扫地机器人的一侧抬起到高于楼梯的高度，然后再由后支撑杆组件带动扫地机器人的另一侧抬起，当扫地机器人整体都抬起后，利用驱动轮对扫地机器人提供朝向楼梯方向的推动力，使得扫地机器人的部分区域在前支撑杆组件复位后能自动的落到楼梯的表面，然后再利用驱动轮和行走机构的共同作用带动扫地机器人整体移动到楼梯上，由此实现了爬梯的目的，当扫地机器人爬梯完成后，扫地机器人上的清扫组件再对楼梯进行清扫，清扫完成后再次爬下一个楼梯，因此本发明的方法能能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率。

优选的，扫地机器人还包括距离感应机构，所述距离感应机构包括侧方距离传感组件，所述侧方距离传感组件安装在与所述第二驱动件对应侧的所述本体上；

所述清扫机构包括沿所述本体前后方向对称分布的两组清扫组件，所述清扫组件安装在与所述侧方距离传感组件同一侧的所述本体上，所述清扫组件包括第一驱动系统和竖向设置的莱洛三角柱，所述第一驱动系统包括第一驱动电机和与所述第一驱动电机的转轴连接的齿轮传动组，所述莱洛三角柱的侧面凸出于对应位置的所述本体并套设有第一清扫件，所述莱洛三角柱的下端安装有第二清扫件，所述第二清扫件在所述本体放置在地面上时能够与地面有效贴合，所述莱洛三角柱的上端凸出于所述本体，所述莱洛三角柱的上方还设有方形装配体，所述方形装配体连接在所述本体上，所述方形装配体上开设有竖向的安装孔，所述安装孔内设有能够在所述安装孔内转动的等宽三角形装配体，所述等宽三角形装配体的下端凸出于所述安装孔并与所述莱洛三角柱固定连接，所述等宽三角形装配体的轴线与所述莱洛三角柱的轴线重合，所述等宽三角形装配体的上端设有偏心圆盘，所述偏心圆盘的下端通过连接凸起与所述等宽三角形装配体进行固定连接，所述连接凸起的轴线偏离所述偏心圆盘的轴线但与所述等宽三角形装配体的轴线重合，所述偏心圆盘的上端凸出于所述方形装配体并设有齿盘，所述齿盘与所述齿轮传动组中的齿轮进行啮合；

步骤1）中，行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处时，侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离，当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离大于第四设定值时，行走机构带动扫地机器人不断靠近楼梯，直到侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值后，执行步骤2）；当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值时，执行步骤2）；

步骤7）中，当行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动对楼梯进行清扫时，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对楼梯的垂直面进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对楼梯表面和楼梯缝隙处进行清扫。

这样，通过设置侧方距离传感组件，当扫地机器人运动到楼梯处时，利用侧方距离传感组件对扫地机器人到楼梯垂直面之间的距离进行感应，只有当感应的距离小于等于第四设定值时，爬梯机构才开始工作带动扫地机器人进行爬梯操作，由此保证了爬梯位置的准确性，使得扫地机器人能够顺利的爬上楼梯；通过设置清扫机构，在对楼梯进行清扫时，第一清扫件可以对楼梯的垂直面进行清扫，第二清扫件能对楼梯的表面进行清扫，保证了楼梯的清扫效果。

优选的，所述清扫机构还包括第三驱动电机和安装在所述本体的底部并沿所述本体左右方向布置的扫筒，所述扫筒与所述第三驱动电机的转轴进行连接，且所述扫筒的外侧还设有多个清扫毛刷；

步骤7）中，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动并对楼梯进行清洁时，第三驱动电机带动扫筒转动，安装在扫筒上的清扫毛刷转动对楼梯的表面进行清扫。

这样，当行走机构带动扫地机器人沿楼梯行走进行清扫时，扫筒上的清扫毛刷和第二清扫件一起对楼梯的表面进行清扫。

优选的，所述距离感应机构还包括安装在所述本体前侧的前方距离传感器；

该扫地机器人对地面踢脚线和墙角的清扫过程包括以下步骤：

步骤A1）开启扫地机器人，扫地机器人在行走机构的带动下前进；

步骤A2）侧方距离传感组件发射信号到墙根，侧方距离传感组件根据接收到的墙根处反射回信号的时间测算出扫地机器人到墙根之间的距离，当扫地机器人与墙根之间的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A3）行走机构带动扫地机器人不断寻找并靠近墙根，当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A4）行走机构带动扫地机器人沿墙根直线行走，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对踢脚线进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对地面进行清扫；同时，前方距离传感器发射信号到墙角，前方距离传感器根据接收到的墙角处反射回信号的时间测算出扫地机器人的前侧到墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第二设定值时，执行步骤A5），当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A5）行走机构带动扫地机器人沿墙根继续向墙角处靠近并对行进过程中的踢脚线和地面进行清扫，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A6）行走机构停止运行，扫地机器人停车，扫地机器人前侧的莱洛三角柱持续转动对墙角位置进行清扫，其中，莱洛三角柱侧面上的第一清扫件对墙角位置处的踢脚线进行清扫，莱洛三角柱下端的第二清扫件对墙角位置的地面进行清扫；

步骤A7）扫地机器人前侧的清扫组件在对墙角清扫设定的时间后，行走机构带动扫地机器人后退，前方距离传感器发射信号用于确定扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值时，执行步骤A9），当扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离小于等于第三设定值时，执行步骤A8）；

步骤A8）行走机构带动扫地机器人不断后退，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值后执行步骤A9）；

步骤A9）行走机构带动扫地机器人转向，使得莱洛三角柱朝向墙根还未进行清扫的一侧，然后行走机构带动扫地机器人向墙根还未进行清扫的一侧前进设定的距离后，返回执行步骤A2）。

采用本发明的方法在对踢脚线及墙角进行清扫时，首先利用侧方距离传感组件对扫地机器人的位置进行检测，并根据检测结果自动的调整位置，使得在进行清扫时，扫地机器人到墙根之间的位置保持在限位的范围内，这样第一清扫件才能更好的与踢脚线进行贴合并对其进行清扫，同时，本方法利用前方距离传感器来自己检测扫地机器人到墙角的距离，当扫地机器人到墙角的距离在限位的范围内时，扫地机器人停止运行，第一清扫件和第二清扫件分别对墙角位置的踢脚线和地面进行清扫，同时本方法中的莱洛三角柱的运动轨迹在偏心圆盘和方形装配体的作用下能接近于墙角位置的方形轨迹，由此第一清扫件和第二清扫件在莱洛三角柱的带动下也具有接近于方形的运动轨迹，以此来达到对墙角位置进行有效清扫的技术效果。由此，本发明的方法能有效的对踢脚线和墙角位置进行清扫。

附图说明

图1为本发明可爬楼梯的扫地机器人前侧方向视角的结构示意图；

图2为本发明可爬楼梯的扫地机器人底部方向视角的结构示意图（未示出第一清扫件和第二清扫件）；

图3为本发明可爬楼梯的扫地机器人的前侧方向的正视图；

图4为本发明可爬楼梯的扫地机器人中爬梯系统的局部爆炸示意图；

图5为本发明可爬楼梯的扫地机器人后侧方向视角的结构示意图（未示出第一清扫件和第二清扫件）；

图6为图5中A处去除方形装配体、支架和外壳后的放大示意图；

图7为图5中B-B的局部剖视图；

图8为本发明可爬楼梯的扫地机器人上楼梯时的状态示意图；

图9为本发明可爬楼梯的扫地机器人中莱洛三角柱的运动原理及轨迹图；

图10为本发明可爬楼梯的扫地机器人在对楼梯进行清扫时的工作方法的流程示意图；

图11为本发明可爬楼梯的扫地机器人在对墙角和踢脚线进行清扫时的工作方法的流程示意图。

附图标记说明：顶盖1、本体2、前方距离传感器3、莱洛三角柱4、第一清扫件5、第二清扫件6、第一侧方距离传感器7、第二侧方距离传感器8、吸尘嘴9、吸尘口91、支架10、方形装配体11、齿盘12、后方距离传感器13、万向轮14、扫筒15、清扫毛刷16、等宽三角形装配体17、偏心圆盘18、连接凸起181、齿轮传动组19、第一驱动电机20、外壳21、壳体22、第一支撑杆23、滑块231、第二支撑杆24、滑动孔241、第三支撑杆25、活动轮26、后支撑杆27、限位挡板28、驱动轮29、第一驱动件30、第二驱动件31、第三驱动件32。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如附图1到附图7所示，一种可爬楼梯的扫地机器人，包括本体2、清扫机构和行走机构，本体2包括顶盖1和底座，行走机构包括安装在本体2底部的多个行走组件，还包括爬梯机构，扫地机器人爬梯机构通过壳体22安装在扫地机器人本体2上；

扫地机器人爬梯机构包括分别设置在扫地机器人本体2前后侧的两组爬梯系统，扫地机器人爬梯系统包括前支撑杆组件和后支撑杆组件，扫地机器人前支撑杆组件包括第一驱动件30、第一支撑杆23、第二支撑杆24和第三支撑杆25，扫地机器人第一驱动件30安装在扫地机器人壳体22位于扫地机器人本体2上方的位置，扫地机器人第一支撑杆23的一端与扫地机器人第一驱动件30连接，扫地机器人第一支撑杆23远离其连接扫地机器人第一驱动件30的一端朝向扫地机器人后支撑杆组件所在方向斜向下滑动连接在扫地机器人第二支撑杆24上，扫地机器人第二支撑杆24与扫地机器人第一支撑杆23夹角呈锐角的一端朝远离扫地机器人后支撑杆组件所在方向斜向上设置并与扫地机器人第三支撑杆25转动连接，扫地机器人第二支撑杆24远离其连接扫地机器人第三支撑杆25的一端斜向下设置并设有活动轮26，扫地机器人第三支撑杆25远离其连接扫地机器人第二支撑杆24的一端朝远离扫地机器人后支撑杆组件所在方向斜向上设置并转动连接在扫地机器人壳体22上，扫地机器人壳体22上靠近扫地机器人壳体22与扫地机器人第三支撑杆25的转动连接处还设有限位挡板28，扫地机器人第二支撑杆24和扫地机器人第三支撑杆25在转动过程中能够分别与扫地机器人限位挡板28相抵；扫地机器人后支撑杆组件包括第二驱动件31和后支撑杆27，扫地机器人第二驱动件31安装在扫地机器人壳体22位于扫地机器人本体2侧面的位置，扫地机器人后支撑杆27的一端与扫地机器人第二驱动件31连接，扫地机器人后支撑杆27远离其连接扫地机器人第二驱动件31的一端沿扫地机器人本体2左右方向斜向上设置并安装有驱动轮29组件，扫地机器人驱动轮29组件包括驱动轮29和与扫地机器人驱动轮29连接的第三驱动件32。

在本发明中，定义扫地机器人沿墙根前进方向的两侧为本体2的前后侧，其中本体2沿墙根前进方向的前侧为本体2的前侧，与本体2的前侧对应的一侧为本体2的后侧，与本体2的前后侧方向垂直的方向为本体2的左右侧，其中，其中本体2的左侧为本体2前侧的逆时针方向，本体2的右侧为本体2前侧的顺时针方向。

本发明的工作原理是：当扫地机器人运动到楼梯处需要爬楼梯并对楼梯进行清扫时，第一驱动件30带动第一支撑杆23与第二支撑杆24连接的一端向靠近本体2的底部方向转动，第一支撑杆23转动再带动与第一支撑杆23滑动连接的第二支撑杆24同方向转动，第二支撑杆24转动再带动与第二支撑杆24转动连接的第三支撑杆25同方向转动，直到第三支撑杆25转动到接触限位挡板28后第三支撑杆25停止转动；第一支撑杆23在第一驱动件30的作用下继续带动第二支撑杆24转动，此时第二支撑杆24将支撑起扫地机器人并使得扫地机器人靠近楼梯的一侧向上抬升，随着第二支撑杆24的转动角度的不断增大，扫地机器人该侧抬升的高度也不断上升，直到第二支撑杆24转动到接触限位挡板28后第二支撑杆24停止转动，第一驱动件30停止带动第一支撑杆23转动，此时扫地机器人该侧抬升的高度大于楼梯的高度；第二驱动件31带动后支撑杆27进行与第一支撑杆23同方向的转动，直到后支撑杆27转动到与水平面垂直的状态，此时扫地机器人在前支撑杆组件和后支撑杆组件的共同作用向整体被抬升起来（如附图8所示）；第三驱动件32给予驱动轮29一个驱动力，使得驱动轮29对扫地机器人产生一个朝向楼梯方向的推力，此时，第一驱动件30带动第一支撑杆23进行相反方向的转动复位，第一支撑杆23带动第二支撑杆24和第三支撑杆25反方向转动复位，第二支撑杆24对扫地机器人对应位置的支撑力消失，使得此处扫地机器人靠近楼梯方向的一侧在重力作用下下降到楼梯表面，扫地机器人底部行走机构中的部分行走组件也将下降到楼梯表面；驱动轮29持续对扫地机器人产生朝向楼梯方向的推力，同时下降到楼梯表面的行走组件也将带动扫地机器人进行与推力同方向的运动，在驱动轮29和行走组件的共同作用下，扫地机器人将沿楼梯表面持续前进，直到行走机构中的所有行走组件均接触到楼梯表面；第二驱动件31带动后支撑杆27复位到初始位置，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动并对楼梯进行清洁，清洁完后，爬梯机构又将进行下一楼梯的爬梯，由此就实现了爬楼梯并对楼梯进行清洁的目的。

本发明的有益效果在于：本发明通过连杆机构与轮系机构的有效模块化组合，实现爬楼功能，有效将连杆爬梯机构可控性、方便性及轮系爬楼机构省力性、稳定性的特点结合在了一起，使扫地机器人能稳定爬上较高的楼梯，同时利用清扫机构对楼梯进行清扫。另外，本发明的爬梯机构采用模块化设计，爬楼机构可根据需要拆卸，当不需要爬楼梯时，可拆下爬梯机构进行使用。综上，本发明的扫地机器人能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率。

在本实施例中，顶盖1上安装有支架10，方形装配体11安装在支架10上，第一驱动电机20通过安装座安装在顶盖1上，齿轮传动组19安装在外壳21内，其中齿轮传动组19中的一个齿轮与第一驱动电机20的转轴连接，另一个齿轮凸出于外壳21并与齿盘12进行啮合。

在本实施例中，扫地机器人第二支撑杆24上沿其轴线方向开设有滑动孔241，扫地机器人第一支撑杆23远离其连接扫地机器人第一驱动件30的一端设有滑块231，扫地机器人滑块231上开设有凹槽，扫地机器人凹槽处设有连接螺钉，扫地机器人凹槽卡设在扫地机器人第二支撑杆24外，扫地机器人连接螺钉穿过扫地机器人凹槽和扫地机器人滑动孔241以实现扫地机器人第一支撑杆23和扫地机器人第二支撑杆24的滑动连接。

这样，滑块231上的凹槽卡设在第二支撑杆24外，然后再通过连接螺钉来对滑块231和第二支撑杆24进行连接，使得滑块231可以沿第二支撑杆24上的滑动孔241进行滑动，由此实现了第一支撑杆23和第二支撑杆24之间的滑动连接。同时，第一支撑杆23和第二支撑杆24之间形成曲柄滑块231的结构形式，可实现远距离的控制，并且面接触低副压强小，便于润滑，磨损轻寿命长，传递动力大。

在本实施例中，扫地机器人还包括距离感应机构，扫地机器人距离感应机构包括侧方距离传感组件和安装在扫地机器人本体2前侧的前方距离传感器3，扫地机器人侧方距离传感组件安装在与扫地机器人第二驱动件31对应侧的扫地机器人本体2上；

扫地机器人清扫机构包括沿扫地机器人本体2前后方向对称分布的两组清扫组件，扫地机器人清扫组件安装在与扫地机器人侧方距离传感组件同一侧的扫地机器人本体2上，扫地机器人清扫组件包括第一驱动系统和竖向设置的莱洛三角柱4，扫地机器人第一驱动系统包括第一驱动电机20和与扫地机器人第一驱动电机20的转轴连接的齿轮传动组19，扫地机器人莱洛三角柱4的侧面凸出于对应位置的扫地机器人本体2并套设有第一清扫件5，扫地机器人莱洛三角柱4的下端安装有第二清扫件6，扫地机器人第二清扫件6在扫地机器人本体2放置在地面上时能够与地面有效贴合，扫地机器人莱洛三角柱4的上端凸出于扫地机器人本体2，扫地机器人莱洛三角柱4的上方还设有方形装配体11，扫地机器人方形装配体11连接在扫地机器人本体2上，扫地机器人方形装配体11上开设有竖向的安装孔，扫地机器人安装孔内设有能够在扫地机器人安装孔内转动的等宽三角形装配体17，扫地机器人等宽三角形装配体17的下端凸出于扫地机器人安装孔并与扫地机器人莱洛三角柱4固定连接，扫地机器人等宽三角形装配体17的轴线与扫地机器人莱洛三角柱4的轴线重合，扫地机器人等宽三角形装配体17的上端设有偏心圆盘18，扫地机器人偏心圆盘18的下端通过连接凸起181与扫地机器人等宽三角形装配体17进行固定连接，扫地机器人连接凸起181的轴线偏离扫地机器人偏心圆盘18的轴线但与扫地机器人等宽三角形装配体17的轴线重合，扫地机器人偏心圆盘18的上端凸出于扫地机器人方形装配体11并设有齿盘12，扫地机器人齿盘12与扫地机器人齿轮传动组19中的齿轮进行啮合。

这样，距离感应机构可以对扫地机器人工作过程中的距离进行感应，当扫地机器人运动到楼梯处时，利用侧方距离传感组件对扫地机器人到楼梯垂直面之间的距离进行感应，只有当感应的距离小于等于第四设定值时，爬梯机构才开始工作带动扫地机器人进行爬梯操作，由此保证了爬梯位置的准确性，使得扫地机器人能够顺利的爬上楼梯；同时扫地机器人在对墙角和踢脚线位置进行清扫时，侧方距离传感组件和前方距离传感器3使得扫地机器人先能自动到达墙根位置，然后沿着墙根前进移动到墙角位置进行清扫，由此保证了清扫机构在清扫过程中始终能与踢脚线和墙角位置进行有效贴合，保证了清扫的效果。

清扫机构在对楼梯进行清扫时，第一驱动电机20转动通过齿轮传动组19带动偏心圆盘18转动，偏心圆盘18转动再通过等宽三角形装配体17带动莱洛三角柱4转动，莱洛三角柱4转动时，套设在莱洛三角柱4侧面上的第一清扫件5转动并对楼梯的垂直面进行清扫，安装在莱洛三角柱4下端的第二清扫件6对楼梯表面和楼梯缝隙处进行清扫；清扫机构在对踢脚线和墙角位置进行清扫时，第一驱动电机20转动通过齿轮传动组19带动偏心圆盘18转动，偏心圆盘18转动再通过等宽三角形装配体17带动莱洛三角柱4转动，莱洛三角柱4转动时，套设在莱洛三角柱4侧面上的第一清扫件5转动并对踢脚线位置进行清扫，安装在莱洛三角柱4下端的第二清扫件6对墙角处的地面进行清扫，同时本方案在对墙角位置进行清扫时，通过设置偏心圆盘18，利用第一驱动电机20通过齿轮传动组19带动偏心圆盘18转动，然后再利用偏心圆盘18的运动轨迹来确定等宽三角形的方形运动轨迹，并由等宽三角形装配体17外部的方形装配体11对等宽三角形装配体17的方形运动轨迹进行修正，通过相似原理进而确定莱洛三角柱4的方形运动轨迹（如附图9所示），方形运动轨迹使莱洛三角柱4能更加有效的贴合墙角进行清扫，由此实现对直角形墙角死角位置的有效清扫，清扫范围增大，提升了清扫质量。

在本实施例中，扫地机器人侧方距离传感组件包括沿本体2前后方向分布的第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8，扫地机器人第一侧方距离传感器7和扫地机器人第二侧方距离传感器8的感应头连线平行于两个扫地机器人莱洛三角柱4轴线的连接线。

这样，通过沿本体2前后方向分别设置第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8，利用这两个传感器从两个位置分别检测其到墙根或楼梯垂直面之间的距离，当第一侧方距离传感器7感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离大于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身前部向墙根或楼梯垂直面方向靠近，当第一侧方距离传感器7感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离小于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身后部向墙根或楼梯垂直面方向靠近，直到第一侧方距离传感器7感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根或楼梯垂直面的距离，这样，可以使得扫地机器人整体是处于与墙根或楼梯垂直面平行的状态，两组清扫组件中的第一清扫件5和第二清扫件6均能有效的对踢脚线和楼梯的垂直面进行清扫。

在本实施例中，扫地机器人莱洛三角柱4的高度大于待清扫的踢脚线和楼梯垂直面的高度，扫地机器人第一清扫件5为可拆卸连接在扫地机器人莱洛三角柱4侧面上的纳米海绵，扫地机器人第二清扫件6为可拆卸连接在扫地机器人莱洛三角柱4下端的边角毛刷。

这样，莱洛三角柱4的高度大于待清扫的踢脚线和楼梯垂直面的高度，保证了对踢脚线高度方向位置和楼梯垂直面方向的有效清扫，同时第一清扫件5采用纳米海绵，并且可拆卸的连接在莱洛三角柱4的侧面上，当使用一段时间后可以方便的对纳米海绵进行更换，同理，第二清扫件6采用边角毛刷，并且可拆卸的连接在莱洛三角柱4的下端，也是为了方便边角毛刷的更换。

在本实施例中，扫地机器人莱洛三角柱4的下端开设有凹槽，扫地机器人凹槽内设有橡胶套环，扫地机器人边角毛刷安装在扫地机器人橡胶套环上。

这样，将边角毛刷安装在橡胶套环上，再将橡胶套环安装在莱洛三角柱4下端的凹槽内，当边角毛刷在使用一段时间后需要更换时，只需要从凹槽内取下橡胶套环并安装上新的有边角毛刷的橡胶套环即可，方便拆卸和更换。

在本实施例中，扫地机器人第一驱动件30为第一舵机，扫地机器人第二驱动件31为第二舵机，扫地机器人第三驱动件32为马达，扫地机器人壳体22可拆卸连接在本体2上。

这样，舵机是一种比较精确的驱动件，第一驱动件30和第二驱动件31均采用舵机，能实现对前支撑杆组件和后支撑杆27组件的精确控制，同时，壳体22可拆卸的连接在本体2上，而爬梯机构是安装在壳体22上的，这样当不需要爬梯时，可方便的将爬梯机构从本体2上拆下，方便使用。

在本实施例中，扫地机器人本体2安装扫地机器人侧方距离传感组件的一侧还设有吸尘嘴9，扫地机器人本体2内设有吸尘泵和储存盒，扫地机器人吸尘嘴9通过软管分别与扫地机器人吸尘泵通和扫地机器人储存盒连通，扫地机器人吸尘嘴9沿扫地机器人本体2前后方向的两端接近对应位置的扫地机器人莱洛三角柱4，且扫地机器人吸尘嘴9沿扫地机器人本体2前后方向的两端的底部开设有吸尘口91，扫地机器人莱洛三角柱4在扫地机器人第一驱动系统的带动下向扫地机器人本体2内侧方向旋转。

这样，当第二清扫件6在对地面或楼梯表面的灰尘进行清扫时，莱洛三角柱4在第一驱动系统的带动下向扫地机器人内侧方向旋转，由此使得第二清扫件6能将地面上或楼梯表面的灰尘向吸尘嘴9方向扫起，扫向吸尘嘴9方向的灰尘再被吸入到吸尘口91内，并最终储存在储存盒内，当清扫完成后，对储存盒内的灰尘进行清理即可。

在本实施例中，扫地机器人行走机构包括安装在扫地机器人本体2底部的四个行走组件，扫地机器人行走组件两两一组对称分布在扫地机器人本体2的底部，扫地机器人行走组件包括第二驱动电机和能够在扫地机器人第二驱动电机的带动下转动的万向轮14。

这样，当行走机构带动扫地机器人运动时，分布在扫地机器人底部的四个万向轮14在各自第二驱动电机的带动下转动，由此实现扫地机器人沿各个方向运动的效果。

如附图10所示，一种可爬楼梯的扫地机器人的其工作方法，采用上述可爬楼梯的扫地机器人，该扫地机器人爬楼梯并对楼梯进行清扫的过程包括以下步骤：

步骤1）行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处；

步骤2）第一驱动件30带动第一支撑杆23与第二支撑杆24连接的一端向靠近本体2的底部方向转动，第一支撑杆23转动再带动与第一支撑杆23滑动连接的第二支撑杆24同方向转动，第二支撑杆24转动再带动与第二支撑杆24转动连接的第三支撑杆25同方向转动，直到第三支撑杆25转动到接触限位挡板28后第三支撑杆25停止转动；

步骤3）第一支撑杆23在第一驱动件30的作用下继续带动第二支撑杆24转动，此时第二支撑杆24将支撑起扫地机器人并使得扫地机器人靠近楼梯的一侧向上抬升，随着第二支撑杆24的转动角度的不断增大，扫地机器人该侧抬升的高度也不断上升，直到第二支撑杆24转动到接触限位挡板28后第二支撑杆24停止转动，第一驱动件30停止带动第一支撑杆23转动，此时扫地机器人该侧抬升的高度大于楼梯的高度；

步骤4）第二驱动件31带动后支撑杆27进行与步骤1）中第一支撑杆23同方向的转动，直到后支撑杆27转动到与水平面垂直的状态，此时扫地机器人在前支撑杆组件和后支撑杆27组件的共同作用向整体被抬升起来；

步骤5）第三驱动件32给予驱动轮29一个驱动力，使得驱动轮29对扫地机器人产生一个朝向楼梯方向的推力，此时，第一驱动件30带动第一支撑杆23进行与步骤1）中相反方向的转动复位，第一支撑杆23带动第二支撑杆24和第三支撑杆25反方向转动复位，第二支撑杆24对扫地机器人对应位置的支撑力消失，使得此处扫地机器人靠近楼梯方向的一侧在重力作用下下降到楼梯表面，扫地机器人底部行走机构中的部分行走组件也将下降到楼梯表面；

步骤6）驱动轮29持续对扫地机器人产生朝向楼梯方向的推力，同时下降到楼梯表面的行走组件也将带动扫地机器人进行与推力同方向的运动，在驱动轮29和行走组件的共同作用下，扫地机器人将沿楼梯表面持续前进，直到行走机构中的所有行走组件均接触到楼梯表面；

步骤7）第二驱动件31带动后支撑杆27复位到初始位置，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动，清扫机构对楼梯进行清洁；

步骤8）返回执行步骤1）。

采用本发明的方法在爬楼梯并对楼梯进行清扫时，先利用前支撑杆组件将扫地机器人的一侧抬起到高于楼梯的高度，然后再由后支撑杆组件带动扫地机器人的另一侧抬起，当扫地机器人整体都抬起后，利用驱动轮29对扫地机器人提供朝向楼梯方向的推动力，使得扫地机器人的部分区域在前支撑杆组件复位后能自动的落到楼梯的表面，然后再利用驱动轮29和行走机构的共同作用带动扫地机器人整体移动到楼梯上，由此实现了爬梯的目的，当扫地机器人爬梯完成后，扫地机器人上的清扫组件再对楼梯进行清扫，清扫完成后再次爬下一个楼梯，因此本发明的方法能能自动爬楼梯，且在爬楼梯过程中能对楼梯进行清扫，从而提高扫地机器人智能性和清扫效率。

在本实施例中，步骤1）中，行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处时，侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离，当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离大于第四设定值时，行走机构带动扫地机器人不断靠近楼梯，直到侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值后，执行步骤2）；当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值时，执行步骤2）；

步骤7）中，当行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动对楼梯进行清扫时，第一驱动电机20转动通过齿轮传动组19带动偏心圆盘18转动，偏心圆盘18转动再通过等宽三角形装配体17带动莱洛三角柱4转动，莱洛三角柱4转动时，套设在莱洛三角柱4侧面上的第一清扫件5转动并对楼梯的垂直面进行清扫，安装在莱洛三角柱4下端的第二清扫件6对楼梯表面和楼梯缝隙处进行清扫。

这样，通过设置侧方距离传感组件，当扫地机器人运动到楼梯处时，利用侧方距离传感组件对扫地机器人到楼梯垂直面之间的距离进行感应，只有当感应的距离小于等于第四设定值时，爬梯机构才开始工作带动扫地机器人进行爬梯操作，由此保证了爬梯位置的准确性，使得扫地机器人能够顺利的爬上楼梯；通过设置清扫机构，在对楼梯进行清扫时，第一清扫件5可以对楼梯的垂直面进行清扫，第二清扫件6能对楼梯的表面进行清扫，保证了楼梯的清扫效果。

在本实施例中，扫地机器人清扫机构还包括第三驱动电机和安装在扫地机器人本体2的底部并沿扫地机器人本体2左右方向布置的扫筒15，扫地机器人扫筒15与扫地机器人第三驱动电机的转轴进行连接，且扫地机器人扫筒15的外侧还设有多个清扫毛刷16；

步骤7）中，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动并对楼梯进行清洁时，第三驱动电机带动扫筒15转动，安装在扫筒15上的清扫毛刷16转动对楼梯的表面进行清扫。

这样，当行走机构带动扫地机器人沿楼梯行走进行清扫时，扫筒15上的清扫毛刷16和第二清扫件6一起对楼梯的表面进行清扫。

在本实施例中，清扫机构在对楼梯的垂直面进行清扫时，第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8分别感应各自到楼梯垂直面之间的距离，当第一侧方距离传感器7感应到其到楼梯垂直面的距离大于第二侧方距离传感器8感应到其到楼梯垂直面的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身前部向楼梯垂直面的方向靠近，直到第一侧方距离传感器7感应到其到楼梯垂直面的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到楼梯垂直面的距离，直到第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8感应到其到楼梯垂直面的距离小于等于第一设定值时，此时第二清扫件6对楼梯的垂直面进行清扫；

当第一侧方距离传感器7感应到其到楼梯垂直面的距离小于第二侧方距离传感器8感应到其到楼梯垂直面的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身后部向楼梯垂直面的方向靠近，直到第一侧方距离传感器7感应到其到楼梯垂直面的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到梯垂直面的距离，直到若第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8感应到其到楼梯垂直面的距离小于等于第一设定值时，此时第二清扫件6对楼梯的垂直面进行清扫。

这样，本方法通过第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8来检测扫地机器人两个不同的位置到楼梯垂直面的距离，由此使得在对楼梯的垂直面进行清扫时，扫地机器人整体是处于与楼梯垂直面平行的状态，保证了第一清扫件5对楼梯垂直面的清扫效果。

在本实施例中，扫地机器人距离感应机构还包括安装在扫地机器人本体2前侧的前方距离传感器3；

如附图11所示，该扫地机器人对地面踢脚线和墙角的清扫过程包括以下步骤：

步骤A1）开启扫地机器人，扫地机器人在行走机构的带动下前进；

步骤A2）侧方距离传感组件发射信号到墙根，侧方距离传感组件根据接收到的墙根处反射回信号的时间测算出扫地机器人到墙根之间的距离，当扫地机器人与墙根之间的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A3）行走机构带动扫地机器人不断寻找并靠近墙根，当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A4）行走机构带动扫地机器人沿墙根直线行走，第一驱动电机20转动通过齿轮传动组19带动偏心圆盘18转动，偏心圆盘18转动再通过等宽三角形装配体17带动莱洛三角柱4转动，莱洛三角柱4转动时，套设在莱洛三角柱4侧面上的第一清扫件5转动并对踢脚线进行清扫，安装在莱洛三角柱4下端的第二清扫件6对地面进行清扫；同时，前方距离传感器3发射信号到墙角，前方距离传感器3根据接收到的墙角处反射回信号的时间测算出扫地机器人的前侧到墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第二设定值时，执行步骤A5），当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A5）行走机构带动扫地机器人沿墙根继续向墙角处靠近并对行进过程中的踢脚线和地面进行清扫，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A6）行走机构停止运行，扫地机器人停车，扫地机器人前侧的莱洛三角柱4持续转动对墙角位置进行清扫，其中，莱洛三角柱4侧面上的第一清扫件5对墙角位置处的踢脚线进行清扫，莱洛三角柱4下端的第二清扫件6对墙角位置的地面进行清扫；

步骤A7）扫地机器人前侧的清扫组件在对墙角清扫设定的时间后，行走机构带动扫地机器人后退，前方距离传感器3发射信号用于确定扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值时，执行步骤A9），当扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离小于等于第三设定值时，执行步骤A8）；

步骤A8）行走机构带动扫地机器人不断后退，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值后执行步骤A9）；

步骤A9）行走机构带动扫地机器人转向，使得莱洛三角柱4朝向墙根还未进行清扫的一侧，然后行走机构带动扫地机器人向墙根还未进行清扫的一侧前进设定的距离后，返回执行步骤A2）。

采用本发明的方法在对踢脚线及墙角进行清扫时，首先利用侧方距离传感组件对扫地机器人的位置进行检测，并根据检测结果自动的调整位置，使得在进行清扫时，扫地机器人到墙根之间的位置保持在限位的范围内，这样第一清扫件5才能更好的与踢脚线进行贴合并对其进行清扫，同时，本方法利用前方距离传感器3来自己检测扫地机器人到墙角的距离，当扫地机器人到墙角的距离在限位的范围内时，扫地机器人停止运行，第一清扫件5和第二清扫件6分别对墙角位置的踢脚线和地面进行清扫，同时本方法中的莱洛三角柱4的运动轨迹在偏心圆盘18和方形装配体11的作用下能接近于墙角位置的方形轨迹，由此第一清扫件5和第二清扫件6在莱洛三角柱4的带动下也具有接近于方形的运动轨迹，以此来达到对墙角位置进行有效清扫的技术效果。由此，本发明的方法能有效的对踢脚线和墙角位置进行清扫。

在本实施例中，该扫地机器人对地面踢脚线和墙角的清扫过程的步骤A2）中，第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8分别感应各自到墙根之间的距离，当第一侧方距离传感器7感应到其到墙根的距离大于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身前部向墙根方向靠近，直到第一侧方距离传感器7感应到其到墙根的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离，此时，若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

当第一侧方距离传感器7感应到其到墙根的距离小于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离时，行走机构带动扫地机器人的机身后部向墙根方向靠近，直到第一侧方距离传感器7感应到其到墙根的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离，此时，若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

当第一侧方距离传感器7感应到其到墙根的距离等于第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离时，此时，若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），若第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A3）中，行走机构带动扫地机器人不断寻找并靠近墙根，直到第一侧方距离传感器7或第二侧方距离传感器8感应到其到墙根的距离小于等于第一设定值后，执行步骤A4）。

这样，本方法通过第一侧方距离传感器7和第二侧方距离传感器8来检测扫地机器人两个不同的位置到墙根之间的距离，可以使得扫地机器人整体是处于与墙根平行的状态，两组清扫组件中的第一清扫件5和第二清扫件6均能有效的对踢脚线和地面进行清扫。

在本实施例中，扫地机器人距离感应机构还包括安装在本体2后侧的后方距离传感器13；

该扫地机器人对地面踢脚线和墙角的清扫过程的步骤A9）中，行走机构带动扫地机器人向墙根还未进行清扫的一侧前进设定的距离后，后方距离传感器13感应其到后方墙角之间的距离，当后方距离传感器13感应其到后方墙角之间的距离大于第二设定值时，执行步骤A10），当后方距离传感器13感应其到后方墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A11）；

步骤A10）行走机构带动扫地机器人不断后退，直到后方距离传感器13感应到其到后方墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A11）；

步骤A11）返回执行步骤A2）。

这样，通过设置后方距离传感器13，当扫地机器人完成对墙角位置的清扫并进行转向后，利用后方距离传感器13对扫地机器人的位置进行调整，使得扫地机器人转向后进行清扫的起始位置在限定的范围内，由于扫地机器人在转向时，为了保证其顺利转向，扫地机器人先是向侧后方后退了一定的距离，这样，扫地机器人转向后其到墙根和墙角之间的距离是一个较大的值，如果扫地机器人此时直接向前行走进行清扫，则靠近墙角位置处的踢脚线会存在未清扫的地方，通过设置后方距离传感器13，当扫地机器人转向后，先通过后方距离传感器13检测扫地机器人的后侧到墙角之间的距离，当该距离过大时，扫地机器人后退，这样就可以避免靠近墙角位置处的踢脚线未清扫的问题。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种可爬楼梯的扫地机器人，包括本体、清扫机构和行走机构，行走机构包括安装在本体底部的多个行走组件，其特征在于，还包括爬梯机构，所述爬梯机构通过壳体安装在所述本体上；

所述爬梯机构包括分别设置在所述本体前后侧的两组爬梯系统，所述爬梯系统包括前支撑杆组件和后支撑杆组件，所述前支撑杆组件包括第一驱动件、第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一驱动件安装在所述壳体位于所述本体上方的位置，所述第一支撑杆的一端与所述第一驱动件连接，所述第一支撑杆远离其连接所述第一驱动件的一端朝向所述后支撑杆组件所在方向斜向下滑动连接在所述第二支撑杆上，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆夹角呈锐角的一端朝远离所述后支撑杆组件所在方向斜向上设置并与所述第三支撑杆转动连接，所述第二支撑杆远离其连接所述第三支撑杆的一端斜向下设置并设有活动轮，所述第三支撑杆远离其连接所述第二支撑杆的一端朝远离所述后支撑杆组件所在方向斜向上设置并转动连接在所述壳体上，所述壳体上靠近所述壳体与所述第三支撑杆的转动连接处还设有限位挡板，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆在转动过程中能够分别与所述限位挡板相抵；所述后支撑杆组件包括第二驱动件和后支撑杆，所述第二驱动件安装在所述壳体位于所述本体侧面的位置，所述后支撑杆的一端与所述第二驱动件连接，所述后支撑杆远离其连接所述第二驱动件的一端沿所述本体左右方向斜向上设置并安装有驱动轮组件，所述驱动轮组件包括驱动轮和与所述驱动轮连接的第三驱动件。

2.根据权利要求1所述的可爬楼梯的扫地机器人，其特征在于，所述第二支撑杆上沿其轴线方向开设有滑动孔，所述第一支撑杆远离其连接所述第一驱动件的一端设有滑块，所述滑块上开设有凹槽，所述凹槽处设有连接螺钉，所述凹槽卡设在所述第二支撑杆外，所述连接螺钉穿过所述凹槽和所述滑动孔以实现所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的滑动连接。

3.根据权利要求1所述的可爬楼梯的扫地机器人，其特征在于，扫地机器人还包括距离感应机构，所述距离感应机构包括侧方距离传感组件和安装在所述本体前侧的前方距离传感器，所述侧方距离传感组件安装在与所述第二驱动件相同侧的所述本体上；

所述清扫机构包括沿所述本体前后方向对称分布的两组清扫组件，所述清扫组件安装在与所述侧方距离传感组件同一侧的所述本体上，所述清扫组件包括第一驱动系统和竖向设置的莱洛三角柱，所述第一驱动系统包括第一驱动电机和与所述第一驱动电机的转轴连接的齿轮传动组，所述莱洛三角柱的侧面凸出于对应位置的所述本体并套设有第一清扫件，所述莱洛三角柱的下端安装有第二清扫件，所述第二清扫件在所述本体放置在地面上时能够与地面有效贴合，所述莱洛三角柱的上端凸出于所述本体，所述莱洛三角柱的上方还设有方形装配体，所述方形装配体连接在所述本体上，所述方形装配体上开设有竖向的安装孔，所述安装孔内设有能够在所述安装孔内转动的等宽三角形装配体，所述等宽三角形装配体的下端凸出于所述安装孔并与所述莱洛三角柱固定连接，所述等宽三角形装配体的轴线与所述莱洛三角柱的轴线重合，所述等宽三角形装配体的上端设有偏心圆盘，所述偏心圆盘的下端通过连接凸起与所述等宽三角形装配体进行固定连接，所述连接凸起的轴线偏离所述偏心圆盘的轴线但与所述等宽三角形装配体的轴线重合，所述偏心圆盘的上端凸出于所述方形装配体并设有齿盘，所述齿盘与所述齿轮传动组中的齿轮进行啮合。

4.根据权利要求1所述的可爬楼梯的扫地机器人，其特征在于，所述第一驱动件为第一舵机，所述第二驱动件为第二舵机，所述第三驱动件为马达，所述壳体可拆卸连接在本体上。

5.根据权利要求3所述的可爬楼梯的扫地机器人，其特征在于，所述本体安装所述侧方距离传感组件的一侧还设有吸尘嘴，所述本体内设有吸尘泵和储存盒，所述吸尘嘴通过软管分别与所述吸尘泵和所述储存盒连通，所述吸尘嘴沿所述本体前后方向的两端接近对应位置的所述莱洛三角柱，且所述吸尘嘴沿所述本体前后方向的两端的底部开设有吸尘口，所述莱洛三角柱在所述第一驱动系统的带动下向所述本体内侧方向旋转。

6.根据权利要求1所述的可爬楼梯的扫地机器人，其特征在于，所述行走机构包括安装在所述本体底部的四个行走组件，所述行走组件两两一组对称分布在所述本体的底部，所述行走组件包括第二驱动电机和能够在所述第二驱动电机的带动下转动的万向轮。

7.一种可爬楼梯的扫地机器人的工作方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的可爬楼梯的扫地机器人，该扫地机器人爬楼梯并对楼梯进行清扫的过程包括以下步骤：

步骤1）行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处；

步骤2）第一驱动件带动第一支撑杆与第二支撑杆连接的一端向靠近本体的底部方向转动，第一支撑杆转动再带动与第一支撑杆滑动连接的第二支撑杆同方向转动，第二支撑杆转动再带动与第二支撑杆转动连接的第三支撑杆同方向转动，直到第三支撑杆转动到接触限位挡板后第三支撑杆停止转动；

步骤3）第一支撑杆在第一驱动件的作用下继续带动第二支撑杆转动，此时第二支撑杆将支撑起扫地机器人并使得扫地机器人靠近楼梯的一侧向上抬升，随着第二支撑杆的转动角度的不断增大，扫地机器人该侧抬升的高度也不断上升，直到第二支撑杆转动到接触限位挡板后第二支撑杆停止转动，第一驱动件停止带动第一支撑杆转动，此时扫地机器人该侧抬升的高度大于楼梯的高度；

步骤4）第二驱动件带动后支撑杆进行与步骤1）中第一支撑杆同方向的转动，直到后支撑杆转动到与水平面垂直的状态，此时扫地机器人在前支撑杆组件和后支撑杆组件的共同作用向整体被抬升起来；

步骤5）第三驱动件给予驱动轮一个驱动力，使得驱动轮对扫地机器人产生一个朝向楼梯方向的推力，此时，第一驱动件带动第一支撑杆进行与步骤1）中相反方向的转动复位，第一支撑杆带动第二支撑杆和第三支撑杆反方向转动复位，第二支撑杆对扫地机器人对应位置的支撑力消失，使得此处扫地机器人靠近楼梯方向的一侧在重力作用下下降到楼梯表面，扫地机器人底部行走机构中的部分行走组件也将下降到楼梯表面；

步骤6）驱动轮持续对扫地机器人产生朝向楼梯方向的推力，同时下降到楼梯表面的行走组件也将带动扫地机器人进行与推力同方向的运动，在驱动轮和行走组件的共同作用下，扫地机器人将沿楼梯表面持续前进，直到行走机构中的所有行走组件均接触到楼梯表面；

步骤7）第二驱动件带动后支撑杆复位到初始位置，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动，清扫机构对楼梯进行清洁；

步骤8）返回执行步骤1）。

8.根据权利要求7所述的可爬楼梯的扫地机器人的工作方法，其特征在于，扫地机器人还包括距离感应机构，所述距离感应机构包括侧方距离传感组件，所述侧方距离传感组件安装在与所述第二驱动件相同侧的所述本体上；

所述清扫机构包括沿所述本体前后方向对称分布的两组清扫组件，所述清扫组件安装在与所述侧方距离传感组件同一侧的所述本体上，所述清扫组件包括第一驱动系统和竖向设置的莱洛三角柱，所述第一驱动系统包括第一驱动电机和与所述第一驱动电机的转轴连接的齿轮传动组，所述莱洛三角柱的侧面凸出于对应位置的所述本体并套设有第一清扫件，所述莱洛三角柱的下端安装有第二清扫件，所述第二清扫件在所述本体放置在地面上时能够与地面有效贴合，所述莱洛三角柱的上端凸出于所述本体，所述莱洛三角柱的上方还设有方形装配体，所述方形装配体连接在所述本体上，所述方形装配体上开设有竖向的安装孔，所述安装孔内设有能够在所述安装孔内转动的等宽三角形装配体，所述等宽三角形装配体的下端凸出于所述安装孔并与所述莱洛三角柱固定连接，所述等宽三角形装配体的轴线与所述莱洛三角柱的轴线重合，所述等宽三角形装配体的上端设有偏心圆盘，所述偏心圆盘的下端通过连接凸起与所述等宽三角形装配体进行固定连接，所述连接凸起的轴线偏离所述偏心圆盘的轴线但与所述等宽三角形装配体的轴线重合，所述偏心圆盘的上端凸出于所述方形装配体并设有齿盘，所述齿盘与所述齿轮传动组中的齿轮进行啮合；

步骤1）中，行走机构带动扫地机器人运动到楼梯处时，侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离，当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离大于第四设定值时，行走机构带动扫地机器人不断靠近楼梯，直到侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值后，执行步骤2）；当侧方距离传感组件感应其到楼梯垂直面之间的距离小于等于第四设定值时，执行步骤2）；

步骤7）中，当行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动对楼梯进行清扫时，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对楼梯的垂直面进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对楼梯表面和楼梯缝隙处进行清扫。

9.根据权利要求7所述的可爬楼梯的扫地机器人的工作方法，其特征在于，所述清扫机构还包括第三驱动电机和安装在所述本体的底部并沿所述本体左右方向布置的扫筒，所述扫筒与所述第三驱动电机的转轴进行连接，且所述扫筒的外侧还设有多个清扫毛刷；

步骤7）中，行走机构带动扫地机器人在楼梯上运动并对楼梯进行清洁时，第三驱动电机带动扫筒转动，安装在扫筒上的清扫毛刷转动对楼梯的表面进行清扫。

10.根据权利要求8所述的可爬楼梯的扫地机器人的工作方法，其特征在于，所述距离感应机构还包括安装在所述本体前侧的前方距离传感器；

该扫地机器人对地面踢脚线和墙角的清扫过程包括以下步骤：

步骤A1）开启扫地机器人，扫地机器人在行走机构的带动下前进；

步骤A2）侧方距离传感组件发射信号到墙根，侧方距离传感组件根据接收到的墙根处反射回信号的时间测算出扫地机器人到墙根之间的距离，当扫地机器人与墙根之间的距离大于第一设定值时，执行步骤A3），当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A3）行走机构带动扫地机器人不断寻找并靠近墙根，当扫地机器人与墙根之间的距离小于等于第一设定值时，执行步骤A4）；

步骤A4）行走机构带动扫地机器人沿墙根直线行走，第一驱动电机转动通过齿轮传动组带动偏心圆盘转动，偏心圆盘转动再通过等宽三角形装配体带动莱洛三角柱转动，莱洛三角柱转动时，套设在莱洛三角柱侧面上的第一清扫件转动并对踢脚线进行清扫，安装在莱洛三角柱下端的第二清扫件对地面进行清扫；同时，前方距离传感器发射信号到墙角，前方距离传感器根据接收到的墙角处反射回信号的时间测算出扫地机器人的前侧到墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第二设定值时，执行步骤A5），当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A5）行走机构带动扫地机器人沿墙根继续向墙角处靠近并对行进过程中的踢脚线和地面进行清扫，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离小于等于第二设定值时，执行步骤A6）；

步骤A6）行走机构停止运行，扫地机器人停车，扫地机器人前侧的莱洛三角柱持续转动对墙角位置进行清扫，其中，莱洛三角柱侧面上的第一清扫件对墙角位置处的踢脚线进行清扫，莱洛三角柱下端的第二清扫件对墙角位置的地面进行清扫；

步骤A7）扫地机器人前侧的清扫组件在对墙角清扫设定的时间后，行走机构带动扫地机器人后退，前方距离传感器发射信号用于确定扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离，当扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值时，执行步骤A9），当扫地机器人的前侧到待清扫墙角之间的距离小于等于第三设定值时，执行步骤A8）；

步骤A8）行走机构带动扫地机器人不断后退，直到扫地机器人的前侧到墙角之间的距离大于第三设定值后执行步骤A9）；

步骤A9）行走机构带动扫地机器人转向，使得莱洛三角柱朝向墙根还未进行清扫的一侧，然后行走机构带动扫地机器人向墙根还未进行清扫的一侧前进设定的距离后，返回执行步骤A2）。

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