CN112847432A - 辅助抬升结构以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辅助抬升结构，安装在主机上，辅助抬升结构能够伸出或缩回主机，当辅助抬升结构伸出主机时，能够支撑主机以使主机抬升一定角度，辅助抬升结构包括：固定架，固定连接于主机；导向件，固定连接于固定架；支撑架、传动组件和驱动件，驱动件通过传动组件连接支撑架、以驱动支撑架沿第一方向运动，支撑架与导向件直接或间接的滑动连接，当驱动件驱动支撑架沿第一方向运动时，通过导向件与支撑架的相对滑动连接使支撑架相对固定架还沿第二方向运动。一种机器人，包括上述的辅助抬升结构。通过驱动件使支撑架伸出或缩回主机，当支撑架伸出主机，支撑架支撑在地面上，以使主机抬升一定角度，此时机器人可以继续前进，并脱离困境。

Description

辅助抬升结构以及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种辅助抬升结构以及机器人。

背景技术

扫地机器人是一种具有吸尘器功能的机器人，能够实现在待清扫空间中在无人操作下达到自动化清洁底板的功能。

目前的扫地机器人在碰撞到阻碍物时，可进行倒退、旋转等指令原理障碍物。但是，当扫地机器人在行进过程中，遇到路面凸起或凹陷的时候，往往会继续前进，但是由于较低的底座使得扫地机器人往往会卡住，无法继续前进，导致扫地机器人陷入困境。

这时候，扫地机器人往往不能自动脱困，需要依靠人将其搬运至合适的地面才能继续工作。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种辅助抬升结构以及机器人。

一种辅助抬升结构，安装在主机上，所述辅助抬升结构能够伸出或缩回所述主机，当所述辅助抬升结构伸出所述主机时，能够支撑所述主机以使所述主机抬升一定角度，所述辅助抬升结构包括：

固定架，固定连接于所述主机；

导向件，固定连接于所述固定架；

支撑架、传动组件和驱动件，所述驱动件通过所述传动组件连接所述支撑架、以驱动所述支撑架沿第一方向运动，所述支撑架与所述导向件直接或间接的滑动连接，当所述驱动件驱动所述支撑架沿所述第一方向运动时，通过所述导向件与所述支撑架的相对滑动连接使所述支撑架相对所述固定架还沿第二方向运动。

在其中一个实施例中，还包括连接所述驱动件的滑动件，所述滑动件被所述驱动件驱动以沿所述第一方向运动；

所述滑动件与所述支撑架沿第二方向滑动连接，当所述滑动件沿所述第一方向运动时还带动所述支撑架沿所述第二方向滑动。

在其中一个实施例中，所述导向件上设置有导向槽，所述支撑架上设置有滑动连接于所述导向槽的销。

在其中一个实施例中，所述导向槽包括相互连接的第一槽部和第二槽部，所述第一槽部沿第一方向延伸，所述第二槽部沿第三方向延伸。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括：

丝杆，固定于所述固定架；

第一齿轮，所述第一齿轮中部设置有螺纹孔，且通过所述螺纹孔螺纹连接所述丝杆，所述第一齿轮转动连接于所述滑动件；以及

第二齿轮，转动连接于所述滑动件，且通过所述滑动件与所述第一齿轮啮合，所述驱动件连接所述第二齿轮，并驱动所述第二齿轮转动。

在其中一个实施例中，所述丝杆沿所述第一方向延伸，以使所述第一齿轮沿所述第一方向相对所述丝杆运动，所述第一齿轮、第二齿轮、驱动件和滑动件同步的沿第一方向相对所述丝杆运动。

在其中一个实施例中，所述支撑架上设置有辅助轮。

一种机器人，包括上述的辅助抬升结构。

在其中一个实施例中，所述机器人包括主机和设置在所述主机上的主动轮，还包括设置在所述主机上的扫地毛刷，所述辅助抬升结构设置在所述主动轮和所述扫地毛刷之间。

在其中一个实施例中，所述主动轮弹性连接于所述主机，当所述辅助抬升结构支撑所述主机以使所述主机抬升一定角度时，所述主动轮能够弹性支撑地面，以提供驱动所述机器人前进的驱动力。

有益效果：本申请中的辅助抬升结构，安装在机器人的主机上时，通过驱动件使支撑架伸出或缩回主机，当支撑架伸出主机后，支撑架能够支撑在地面上，以使主机抬升一定角度，此时机器人可以继续前进，并脱离困境。安装有辅助抬升结构的机器人，当机器人陷入困境时，通过支撑架伸出主机，并支撑在地面上，以使主机抬升一定的角度，此时机器人就能够继续前进并自动脱离困境。脱离困境后，支撑架能够缩回主机，机器人回复正常的形式状态。

附图说明

图1为本申请一个实施例中的机器人的两个工作状态的结构示意图；

图2为一个实施例中的辅助抬升结构的正视图；

图3为图2所示的辅助抬升结构的俯视图；

图4为本申请一个实施例中的机器人所包含的舱门结构封闭时的结构示意图；

图5为图4所示的舱门结构打开时的结构示意图；

图6为图4所示的舱门结构的部分结构示意图。

附图标记：10、主机；11、主动轮；12、扫地毛刷；100、辅助抬升结构；101、固定架；102、滑动件；110、驱动件；120、传动组件；121、第一齿轮；122、第二齿轮；123、丝杆；124、齿轮组；130、支撑架；131、辅助轮；140、导向件；141、导向槽；141A、第一槽部；141B、第二槽部；150、舱门结构；151、底座；151A、第二通过口；152、上盖；152A、第一通过口；153、门片；153A、转动轴；153B、驱动轴；153C、第一弧边；153D、第二弧边；153E、尖角；154、驱动杆；155、驱动槽组件；155A、第一驱动槽；155B、第二驱动槽；156、弹性回复件；157、通道。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

本申请的一个实施例提供一种机器人，该机器人可以为扫地机器人、拖地机器人等带轮子的机器人。机器人在实际运行时，可能会遇到各种地面环境，如果在机器人行走的路径上出现障碍物，机器人需要越过障碍物，并回复原始运行状态。

图1为本申请一个实施例中的机器人的结构示意图，图1中的机器人以扫地机器人为例进行说明，扫地机器人包括主机10、主动轮11、扫地毛刷12和辅助抬升结构100，如图1(a)所示，如果地面上具有上凸的障碍物，机器人向右行走时，扫地毛刷12不能越过障碍物，通过辅助抬升结构100伸长并支撑在地面上，如图1(b)所示，使主机10抬升一定的角度，以使扫地毛刷12脱离地面，主动轮11带动机器人向右越过障碍物之后，辅助抬升结构100回缩，机器人回复初始状态。

上述实施例中的辅助抬升结构100安装在主机10上，辅助抬升结构100能够伸出或缩回主机10，当辅助抬升结构100伸出主机10时，能够支撑主机10以使主机10相对地面抬升一定的角度。上述实施例中，主机10抬升一定角度可用于使机器人越过障碍，当然，在具体的应用场景中，主机10抬升一定的角度后还可以有其他功能或作用，比如当遇到地毯等不希望扫地毛刷12与地毯接触的地面时，主机10抬升一定的角度，以使扫地毛刷12与地面脱离。

应当理解的，辅助抬升结构100缩回主机10可以理解为辅助抬升结构100全部缩回并收容在主机10内部；也可以理解为辅助抬升结构100缩回并回复到不与地面接触的初始状态，但此时并不要求辅助抬升结构100收容在主机10内部。

在其中一个实施例中，辅助抬升结构100设置在主动轮11与扫地毛刷12之间，在其他实施例中，扫地毛刷12可以设置在主动轮11与辅助抬升结构100之间。在一些实施例中，当机器人为打磨机器人时，扫地毛刷12实际上为打磨轮。

图2为一个实施例中的辅助抬升结构100的正视图，图3为图2所示的辅助抬升结构100的俯视图。在图2中，标识出第一方向、第二方向和第三方向，例如，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向，第三方向与第一方向和第二方向均在竖直平面内，第三方向与第二方向的夹角为锐角。在其他实施例中，第一方向并不严格的为水平方向，第一方向与第二方向之间的夹角δ可以为锐角。

例如，在一个实施例中，机器人包括主机10、主动轮11和辅助抬升结构100，主动轮11设置在主机10上，辅助抬升结构100设置在主机10上。如图2所示，辅助抬升结构100包括驱动件110、支撑架130和辅助轮131，辅助轮131设于支撑架130上，驱动件110驱动支撑架130相对于主机10伸出或缩回，当支撑架130伸出主机10后，辅助轮131能够支撑于地面，以使主机10相对地面抬升一定的角度。

如图2所示，辅助抬升结构100包括固定架101、驱动件110和支撑架130，驱动件110用于驱动支撑架130相对于固定架101移动。具体地，固定架101固定连接于主机10。辅助抬升结构100还包括导向件140，导向件140固定连接于固定架101，当驱动件110驱动支撑架130相对于固定架101移动时，导向件140能够对支撑架130的移动方向进行导向。

如图2所示，辅助抬升结构100还包括传动组件120，传动组件120用于将驱动件110的动力传动至支撑架130。例如，驱动件110通过传动组件120连接支撑架130，以驱动支撑架130沿第一方向运动。支撑架130与导向件140直接或间接的滑动连接，例如，支撑架130可以与导向件140直接滑动连接，又如，支撑架130与导向件140之间还设置有中间连接件，支撑架130通过中间连接件滑动连接于导向件140。当驱动件110驱动支撑架130沿第一方向运动时，通过导向件140与支撑架130的相对滑动连接使支撑架130相对固定架101还沿第二方向运动。例如，在图2中，第一方向可以为水平方向，第二方向可以为竖直方向，也就是说，驱动件110驱动支撑架130沿水平方向运动，通过导向件140与支撑架130的相对滑动连接，支撑架130沿水平方向运动的同时还相对固定架101沿竖直方向运动，最终支撑架130相对固定架101的综合运动轨迹可以沿着第三方向，进而使得支撑架130能够斜向下伸出或斜向上缩回主机10。当支撑架130伸出主机10后，支撑架130可以支撑在地面上，从而实现对主机10的抬升。

在其中一个实施例中，如图2所示，辅助抬升结构100还包括滑动件102，滑动件102是驱动件110的承载件。也就是说，驱动件110的壳体可以固定在滑动件102上，驱动件110的输出端可以通过其他元件传递至滑动件102，进而驱动滑动件102运动，当滑动件102运动时，驱动件110也跟随滑动件102同步运动。例如，滑动件102与支撑架130沿第二方向滑动连接，当驱动件110驱动滑动件102沿第一方向运动时，滑动件102带动支撑架130沿第一方向运动的同时，支撑架130还相对于滑动件102沿第二方向运动。

在其中一个实施例中，如图2所示，导向件140上设置有导向槽141，支撑架130上设置有滑动连接于导向槽141的销，也就是说，支撑架130的销滑动配合于导向槽141，支撑架130的实际运动轨迹是导向槽141的延伸轨迹。而导向槽141的延伸轨迹可以包括沿着第三方向的部分，第三方向可以位于第一方向与第二方向之间。因此，当驱动件110驱动滑动件102沿第一方向滑动时，由于滑动件102还与支撑架130沿第二方向滑动连接，因此滑动件102带动支撑架130沿第一方向运动时，支撑架130通过销与导向槽141的配合，使得支撑架130相对滑动件102沿第二方向滑动。

在其中一个实施例中，如图2所示，导向槽141包括相互连接的第一槽部141A和第二槽部141B，例如，第一槽部141A沿着第一方向延伸，第二槽部141B沿着第三方向延伸，其中第三方向是介于第一方向和第二方向之间的任意方向，因此，当支撑架130通过销沿第二槽部141B滑动时，支撑架130的实际运动轨迹既包括沿着第一方向的运动，又包括沿着第二方向的运动，支撑架130沿着第二方向的运动实际上能够使支撑架130伸出或缩回主机10。当然，在其他实施例中，还可以包括其他槽，例如，还可以包括第三槽部，第二槽部141B设置在第一槽部141A和第三槽部之间，第三槽部可以沿着第一方向延伸。

在其中一个实施例中，如图2和图3所示，传动组件120包括丝杆123和齿轮组124，齿轮组124至少包括相互啮合的第一齿轮121和第二齿轮122。其中，齿轮组124连接滑动件102，滑动件102使第一齿轮121和第二齿轮122保持啮合。在一个实施例中，第一齿轮121中部设置有螺纹孔，第一齿轮121通过螺纹孔螺纹连接丝杆123，丝杆123固定连接在固定架101上。第二齿轮122与第一齿轮121啮合，驱动件110直接或间接连接第二齿轮122，驱动件110驱动第二齿轮122转动，第二齿轮122带动第一齿轮121转动，由于第一齿轮121与丝杆123螺纹配合，且丝杆123固定在固定架101上，因此第二齿轮122实际上能够沿着丝杆123运动。

在其中一个实施例中，滑动件102可以为齿轮盒，第一齿轮121和第二齿轮122均转动连接在该齿轮盒内，驱动件110的外壳可以固定在齿轮盒上。当驱动件110的输出端运动时，滑动件102、第一齿轮121、第二齿轮122和驱动件110均是沿着丝杆123的延伸方向运动的，进而带动滑动连接滑动件102的支撑架130运动。

在其中一个实施例中，丝杆123可以沿着第一方向延伸，以使第一齿轮121沿着第一方向相对丝杆123运动，第一齿轮121、第二齿轮122、驱动件110和滑动件102同步沿着第一方向相对丝杆123运动。

在其中一个实施例中，如图2所示，支撑架130上设置有辅助轮131，例如，辅助轮131设置在支撑架130下端，当机器人的主动轮11运动时，能够推动辅助轮131相对支撑架130转动，从而使机器人顺利越过障碍物。例如，驱动件110可以为伺服电机或普通电机，当机器人越过障碍物之后，驱动件110反向运转，可以驱动辅助轮131缩回主机10。

在其中一个实施例中，如图1所示，主动轮11弹性连接于主机10，例如，主动轮11可以通过弹簧连接主机10，因此当主机10抬升后，主动轮11可以通过弹簧提供朝向地面运动的力，以使主动轮11弹性支撑地面，因此当障碍物顶起主机10后，主动轮11依然能够弹性支撑在地面上，从而提供驱动机器人前进的驱动力，防止机器人出现打滑现象。

在其中一个实施例中，辅助抬升结构100能够完全缩回主机10内，所述主机10上设置有将所述辅助抬升结构100封闭在主机10内的舱门结构150，舱门结构150安装在主机10的壳体上。

图4为本申请一个实施例中的舱门结构150封闭时的结构示意图，图5为图4所示的舱门结构150打开时的结构示意图。图6是图4所示的舱门结构150的部分结构示意图。

如图4所示，舱门结构150包括底座151、上盖152和设置在底座151和上盖152之间的门片153。如图5所示，上盖152设置有第一通过口152A，底座151设置有第二通过口151A，第一通过口152A和第二通过口151A能够连通形成用于使支撑架130通过的通道157。门片153活动连接在底座151和上盖152之间，且门片153活动时能够打开或封闭由第一通过口152A和第二通过口151A组成的通道157。在一些实施例中，门片153并不一定设置在底座151和上盖152之间，也可以设置在底座151远离上盖152的一侧，或者设置在上盖152远离底座151的一侧。

如图4、图5和图6所示，图中表示的是门片153相对底座151或上盖152做旋转运动的实施例。且该实施例中所示的舱门结构150中，上盖152能够相对底座151旋转，当上盖152旋转时，上盖152能够驱动门片153相对底座151旋转，进而实现门片153对通道157的打开或关闭。

如图4所示，上盖152连接有驱动杆154，驱动杆154可以由辅助抬升结构100中的驱动件110驱动，驱动杆154也可以由其他单独的驱动源驱动。不论由驱动件110驱动，还是由其他驱动源驱动，均可以使上盖152相对底座151旋转。如图4所示，上盖152上设置有驱动槽组件155，驱动槽组件155包括条状的第一驱动槽155A和条状的第二驱动槽155B，第二驱动槽155B为圆弧状，第二驱动槽155B的圆弧中心与上盖152的转动中心重合。第一驱动槽155A一端靠近第二驱动槽155B、另一端远离第二驱动槽155B；具体地，在图4中的第二驱动槽155B所在的轨迹为圆c，虚线矩形框出的一组驱动槽组件155中，第一驱动槽155A左侧与圆c的最短距离大于第一驱动槽155A右侧与圆c的最短距离。

如图6所示，门片153上设置有转动轴153A和驱动轴153B，如图4所示，转动轴153A滑动连接于第二驱动槽155B，驱动轴153B滑动连接于第一驱动槽155A，且转动轴153A能够沿第二驱动槽155B的延伸方向滑动，驱动轴153B能够沿第一驱动槽155A的延伸方向滑动。如图4所示，第二驱动槽155B的圆弧中心就是圆c的圆心，本实施例中，圆c的圆心也是上盖152的转动中心；结合图4、图5和图6，由于第二驱动槽155B的圆弧中心与上盖152的转动中心重合，因此门片153的转动轴153A始终位于同一个圆周轨迹上，即圆c上。由于第一驱动槽155A一端靠近第二驱动槽155B、另一端远离第二驱动槽155B，因此，第一驱动槽155A能够推动驱动轴153B，使驱动轴153B靠近或远离上盖152的转动中心，从而驱动门片153打开或关闭由第一通过口152A和第二通过口151A组成的通道157。

在其中一个实施例中，第一驱动槽155A可以为弧形槽，第一驱动槽155A的弯曲方向朝向上盖152的转动中心。在其他实施例中，第一驱动槽155A可以为直槽。

在其中一个实施例中，如图4所示，还包括连接上盖152与底座151的弹性回复件156，如图4所示，当门片153封闭通道157时，弹性回复件156可以处于压缩状态，如图5所示，当门片153打开通道157时，弹性回复件156进一步压缩，此时，如果撤销对上盖152的驱动力，弹性回复件156能够驱动上盖152相对底座151旋转，以回复图4所示的门片153封闭通道157的状态。

在其中一个实施例中，如图4和图6所示，门片153和驱动槽组件155均设置有多组，且门片153和驱动槽组件155一一对应，多个门片153拼合后共同封闭由第一通过口152A和第二通过口151A组成的通道157，驱动槽组件155能够驱动对应的门片153朝着远离上盖152的转动中心的方向运动，从而打开由第一通过口152A和第二通过口151A组成的通道157。

如图6所示，每个门片153均包括相邻设置的第一弧边153C和第二弧边153D，第一弧边153C和第二弧边153D之间形成尖角153E，当多个门片153共同封闭通道157时，相邻的两个门片153中，其中一个门片153的第一弧边153C与另一个门片153的第二弧边153D贴合。这些门片153共同封闭通道157时，所有的门片153的夹角拼合在一起为360°。

在一些实施例中，例如，门片153的活动可以由单独的驱动源驱动，又如，门片153的活动可以由辅助抬升结构100中的驱动件110驱动。在其中一个实施例中，门片153可以相对底座151或上盖152做平移运动，在其中一个实施例中，门片153也可以相对底座151或上盖152做旋转运动。在一个实施例中，门片153可以通过中间传动件连接驱动件110或驱动源。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种辅助抬升结构(100)，其特征在于，安装在主机(10)上，所述辅助抬升结构(100)能够伸出或缩回所述主机(10)，当所述辅助抬升结构(100)伸出所述主机(10)时，能够支撑所述主机(10)以使所述主机(10)抬升一定角度，所述辅助抬升结构(100)包括：

固定架(101)，固定连接于所述主机(10)；

导向件(140)，固定连接于所述固定架(101)；

支撑架(130)、传动组件(120)和驱动件(110)，所述驱动件(110)通过所述传动组件(120)连接所述支撑架(130)、以驱动所述支撑架(130)沿第一方向运动，所述支撑架(130)与所述导向件(140)直接或间接的滑动连接，当所述驱动件(110)驱动所述支撑架(130)沿所述第一方向运动时，通过所述导向件(140)与所述支撑架(130)的相对滑动连接使所述支撑架(130)相对所述固定架(101)还沿第二方向运动。

2.根据权利要求1所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，还包括连接所述驱动件(110)的滑动件(102)，所述滑动件(102)被所述驱动件(110)驱动以沿所述第一方向运动；

所述滑动件(102)与所述支撑架(130)沿第二方向滑动连接，当所述滑动件(102)沿所述第一方向运动时还带动所述支撑架(130)沿所述第二方向滑动。

3.根据权利要求2所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，所述导向件(140)上设置有导向槽(141)，所述支撑架(130)上设置有滑动连接于所述导向槽(141)的销。

4.根据权利要求3所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，所述导向槽(141)包括相互连接的第一槽部(141A)和第二槽部(141B)，所述第一槽部(141A)沿第一方向延伸，所述第二槽部(141B)沿第三方向延伸。

5.根据权利要求2所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，所述传动组件(120)包括：

丝杆(123)，固定于所述固定架(101)；

第一齿轮(121)，所述第一齿轮(121)中部设置有螺纹孔，且通过所述螺纹孔螺纹连接所述丝杆(123)，所述第一齿轮(121)转动连接于所述滑动件(102)；以及

第二齿轮(122)，转动连接于所述滑动件(102)，且通过所述滑动件(102)与所述第一齿轮(121)啮合，所述驱动件(110)连接所述第二齿轮(122)，并驱动所述第二齿轮(122)转动。

6.根据权利要求5所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，所述丝杆(123)沿所述第一方向延伸，以使所述第一齿轮(121)沿所述第一方向相对所述丝杆(123)运动，所述第一齿轮(121)、第二齿轮(122)、驱动件(110)和滑动件(102)同步的沿第一方向相对所述丝杆(123)运动。

7.根据权利要求1所述的辅助抬升结构(100)，其特征在于，所述支撑架(130)上设置有辅助轮(131)。

8.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的辅助抬升结构(100)。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括主机(10)和设置在所述主机(10)上的主动轮(11)，还包括设置在所述主机(10)上的扫地毛刷(12)，所述辅助抬升结构(100)设置在所述主动轮(11)和所述扫地毛刷(12)之间。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述主动轮(11)弹性连接于所述主机(10)，当所述辅助抬升结构(100)支撑所述主机(10)以使所述主机(10)抬升一定角度时，所述主动轮(11)能够弹性支撑地面，以提供驱动所述机器人前进的驱动力。

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