CN115500734B - 一种带分体式激光雷达的扫地机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带分体式激光雷达的扫地机，属于扫地机技术领域，其包括扫地机本体，所述扫地机本体顶部开设有安装孔，所述安装孔内可拆卸安装有激光雷达器，所述扫地机本体与所述激光雷达器电连接。本申请的扫地机，具有激光雷达器并能将激光雷达器拆卸下来，从而具有便于使用较矮的清洁环境的特点，达到更好清洁环境的效果。

Description

一种带分体式激光雷达的扫地机

技术领域

本申请涉及扫地机技术领域，尤其是涉及一种带分体式激光雷达的扫地机。

背景技术

扫地机，也称扫地机器人，可以对室内环境进行清洁，节省用户清扫时间，解放用户双手，提高生活质量。目前的扫地机为适应室内复杂环境而变得越来越智能，特别是在扫地机的避障功能、定向清洁等功能，可以使清洁效率更高。这些智能功能依赖于其内部的导航装置。导航装置分为惯导导航装置、陀螺仪导航装置、激光雷达导航装置等。

其中激光雷达导航装置的精度比惯导导航装置、陀螺仪导航装置的精度高。因此，越来越多的扫地机采用激光雷达导航装置，激光雷达导航装置一般固定安装在扫地机的顶部，能通过高速旋转发射激光，再通过激光反射及障碍物反射回来的时间判断自己和障碍物之间的距离，从而判断相对位置，实现定位。为不让扫地机壳体遮挡激光雷达导航装置的激光，激光雷达导航装置需要高于扫地机的顶部。

在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：由于激光雷达导航装置的安装位置高于扫地机的顶部，使扫地机的整体高度变高，无法适应更矮的清扫环境，对此有待进一步改进。

发明内容

为了使扫地机能适应更矮的清扫环境，扩大扫地机的适用范围，本申请提供一种带分体式激光雷达的扫地机。

本申请提供的一种带分体式激光雷达的扫地机采用如下的技术方案：

一种带分体式激光雷达的扫地机，包括扫地机本体，所述扫地机本体顶部开设有安装孔，所述安装孔内可拆卸安装有激光雷达器，所述扫地机本体与所述激光雷达器电连接。

通过采用上述技术方案，开设安装孔，并在安装孔内可拆卸式安装激光雷达器，可以在需要清扫高度更低的环境时，拆下激光雷达器，然后通过遥控或者扫地机内部其他导航装置进行导航清扫环境，从而达到适应更低清洁环境的效果；同时，可以便于维修和更换激光雷达器，降低扫地机的维修成本；此外，通过拆下激光雷达器进行运输，还可以降低扫地机的包装体积，减少因激光雷达器与扫地机之间的作用力而损坏激光雷达器的情况，更好的保护处于运输状态的激光雷达器。

优选的，所述扫地机本体和所述激光雷达器安装有相互电连接的无线通讯模组。

通过采用上述技术方案，扫地机本体和激光雷达器之间的通讯通过无线电实现，减少电线的束缚，可以便于激光雷达器的安装和拆卸。

优选的，所述扫地机本体安装有无线供电发射模组，所述激光雷达器安装有与所述无线供电发射模组电连接的无线供电接收模组。

通过采用上述技术方案，扫地机本体通过无线电为激光雷达器进行供电，减少激光雷达器额外充电的麻烦，减少充电线制作成本，提高激光雷达器安装和拆卸的便捷性。

优选的，所述安装孔内壁两侧均安装有第一母磁性件，所述激光雷达器安装有与对应第一母磁性件相吸引的子磁性件。

通过采用上述技术方案，两侧的第一母磁性件与子磁性件相互吸引，从而可以在激光雷达器嵌入安装孔时，将激光雷达器稳固在安装孔的内侧壁和内底壁中，提高激光雷达器的安装精度，减少激光雷达器的测量误差。

优选的，还包括取放架，所述取放架开设有用于容纳所述激光雷达器的容纳腔，所述取放架靠近所述容纳腔开口一侧设置有引导架，所述激光雷达器顶部安装有尺寸比所述激光雷达器大的滑环。

通过采用上述技术方案，将取放架安装在较低的清洁环境边缘附近或者放在与扫地机相适配的自动充电设备上，在需要拆卸激光雷达器对较低环境进行清扫时，通过扫地机的运动，可以使激光雷达器上的滑环沿着引导架导入取放架中，并在扫地机的运动下，克服第一母磁性件与子磁性件的相互作用力，使激光雷达器离开安装孔，从而使激光雷达器从扫地机拆出，以便于扫地机清扫更低的清洁环境。

优选的，所述引导架为透明材质，所述取放架安装有定位器，所述定位器与所述扫地机本体电连接。

通过采用上述技术方案，设置定位器，激光雷达器可以实时测量取放架与扫地机本体之间的距离，一方面，可以使扫地机本体更加准确的到达取放架的位置安装激光雷达器，另一方面，在扫地机本体清扫更低环境时，通过扫地机本体可以测量出朝向扫地机本体一侧的障碍物与激光雷达器之间的距离，通过计算可以得出扫地机本体与周围障碍物之间的距离，从而使扫地机本体达到更高精度的避障能力。

优选的，还包括安装架，所述安装架安装有第二母磁性件，所述第一母磁性件设置有极性相反的子极和母极，所述扫地机本体安装有用于带动第一母磁性件调节子极和母极位置的动力件。

通过采用上述技术方案，将安装架安装在较低的清洁环境边缘附近或者放在与扫地机相适配的自动充电设备上，在当需要拆下激光雷达器时，扫地机本体移动至安装架与激光雷达器相对应的位置，动力件将第一母磁性件的子极移动至母极的位置，激光雷达器的子磁性件与第一母磁性件的子极相排斥，同时，第二母磁性件与激光雷达器的子磁性件相互吸引，从而使激光雷达器从安装孔移动至安装架中，由此，可以使激光雷达器从扫地机本体中拆出，继而可以便于扫地机清扫更低的清洁环境；另外，这种方式拆出激光雷达器不需要扫地机有特定的运动方向，可以提高扫地机本体清洁的效率，提高安装和拆卸激光雷达器的灵活性。

优选的，所述第一母磁性件为导电线圈且中部弯折呈L状。

通过采用上述技术方案，第一母磁性件为导电线圈，在通电的时候就可以产生磁场，达到第一母磁性件具有两磁极相反的两磁端且便于更换磁端的效果，同时，还能通过控制电流大小来保证第一母磁性件的磁力大小，以保障激光雷达器的正常拆装。

优选的，所述取放架转动安装有转环，所述转环转动卡接有粘贴板。

通过采用上述技术方案，通过粘贴板，可以将取放架粘贴在安装位置处，同时通过转环与取放架的转动和转环与粘贴板的转动，可以适应不同安装面的安装位置，提高取放架安装适配性。

优选的，所述安装孔的深度大于或等于激光雷达器的高度，所述扫地机本体安装有用于带动激光雷达器在安装孔伸缩的驱动件。

通过采用上述技术方案，在需要扫地机本体1进入较矮的地方进行清理时，驱动件可以带动激光雷达器缩回安装孔中，减少由激光雷达器带来的高度，扩大可使用范围，且结构更加简单，便于使用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过可拆卸安装激光雷达器，通过拆卸激光雷达器，可以便于扫地机本体对较低清洁环境进行清洁，提高扫地机本体的清洁范围适配性，从而使扫地机本体能更加全面的清扫清洁环境，提高清洁能力；

2.通过安装取放架、引导架、滑环以及定位器，可以通过扫地机运动带动滑环在引导架的引导下滑入或滑出取放架，以实现激光雷达器的安装和拆卸；

3.通过安装第一母磁性件、子磁性件、安装架以及动力件，可以通过动力件带动第一母磁性件中的子极运动，代替第一母磁性件中的母极，使激光雷达器能受到排斥而滑出安装孔，实现激光雷达器的拆卸，达到更便于扫地机本体对较矮清洁环境进行清洁的效果。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构分解示意图。

图2是本申请实施例1的整体结构示意图。

图3是本申请实施例2的整体结构分解示意图。

图4是图3中A部的放大图。

图5是本申请实施例3的整体结构示意图。

图6是本申请实施例3的驱动件剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、扫地机本体；10、安装孔；2、激光雷达器；3、第一母磁性件；301、子极；302、母极；30、子磁性件；4、取放架；40、容纳腔；41、引导架；42、滑环；5、安装架；50、第二母磁性件；6、转环；60、粘贴板。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种带分体式激光雷达的扫地机。

实施例1：

参照图1和图2，带分体式激光雷达的扫地机包括扫地机本体1和激光雷达器2，扫地机本体1和激光雷达器2相互电连接。扫地机本体1的顶部开设有安装孔10，安装孔10的横截面呈圆形，激光雷达器2呈圆柱状且可拆卸式安装在安装孔10内，其中安装孔10的深度尺寸小于激光雷达器2的高度尺寸，从而使激光雷达器2安装在安装孔10时，能保障激光雷达器2的正常工作。

当需要扫地机本体1清洁高于扫地机本体1高度并低于激光雷达器2安装后高度的环境时，可拆下激光雷达器2，使扫地机本体1能清洁到较低的清洁环境，提高扫地机本体1的清洁能力。此外，可以根据用户需求是否配置激光雷达器2，使销售模式多样化，匹配更广的用户。

在本实施例中，扫地机本体1处于安装孔10的底壁和激光雷达器2的底面安装有相互电连接的无线通讯模组，实现扫地机本体1与激光雷达器2之间的无线信息交流。同时，扫地机本体1安装有无线供电发射模组，激光雷达器2安装有无线供电接收模组，无线供电发射模组和无线供电接收模组之间电连接，可以实现扫地机本体1为激光雷达器2进行无线供电，减少激光雷达器2需额外充电的麻烦。由此，可以使激光雷达器2与扫地机本体1的拆装结构更加简单，拆装更加方便，以提高扫地机本体1的清洁效率。

其中，无线通讯模组、无线供电发射模组以及无线供电接收模组中的线圈均采用圆环形平面缠绕方式设置且同心分布，可以进一步节省安装空间。采用无线连接，可以使安装孔10内壁不需要留导线通孔而形成封闭空间，提高扫地机主题的防水性能和外观性能。

在安装孔10的内侧壁底部两侧均安装有第一母磁性件3，激光雷达器2的底部两侧安装有子磁性件30，子磁性件30与第一母磁性件3相靠近一端相互吸引，从而激光雷达器2能稳固地安装在安装孔10内。在本实施例中，第一母磁性件3和子磁性件30为相靠近的一端相互吸引的磁铁。

本实施例还包括取放架4，取放架4的一侧开设有容纳腔40，容纳腔40的底部开设有供激光雷达器2嵌入的避让槽，在取放架4靠近所述避让槽开口两侧位置安装有引导架41。引导架41的中部顶面呈倾斜设置，使引导架41远离取放架4一端向下倾斜。在激光雷达器2的顶部安装有直径比激光雷达器2直径大的滑环42，激光雷达器2与引导架41相适配，使激光雷达器2可以在引导架41内部滑动，而滑环42可以在引导架41顶面滑动。

将取放架4安装在固定的位置，取放架4可以只一个也可以设置分布在不同位置的多个。当需要拆卸激光雷达器2时，扫地机本体1运动至取放架4附近的位置，并从引导架41远离取放架4一侧朝向取放架4的方向运动，使激光雷达器2顶部的滑环42可以在引导架41的顶面滑动，在引导架41的引导下，激光雷达器2克服第一母磁性件3与子磁性件30之间的吸附力而脱离安装孔10，激光雷达器2最终抵压在取放架4的容纳腔40中，以完成激光雷达器2的拆卸。

当需要安装激光雷达器2时，扫地机本体1运动至取放架4附近的位置，并从取放架远离引导架41一侧朝向引导架41的方向运动，激光雷达器2中的子磁性件30受到第一母磁性件3吸附力而滑至引导架41，并从引导架41的滑动导向下滑落至扫地机本体1顶部的安装孔10中，以完成激光雷达器2的安装。

设置取放架4和引导架41，可以实现激光雷达器2的自动拆卸，提高本实施例的智能化程度，达到更好的清洁效果。当激光雷达器2拆下时，扫地机本体1可通过人工控制对环境进行清洁，或者通过扫地机本体1内部精度较低的惯性导航模式或陀螺仪进行导航清扫。

在本实施例中，引导架41为折射率较低透明材质，在取放架4安装有定位器，定位器与扫地机本体1电连接，一方面，定位器可以使扫地机本体1更加快速且准确的找到取放架4的位置，便于提高激光雷达器2的拆装效率；另一方面，放置在取放架4上的激光雷达器2可以继续测量周围障碍物与激光雷达器2之间的距离，结合障碍物和激光雷达器2连线与扫地机本体1和激光雷达器2连线之间的角度，通过数学几何等方式计算得出障碍物与扫地机本体1的距离。此涉及的计算公式简单，是常规领域技术人员可以轻松计算出来的，在此不过多阐述。由此，从而提高扫地机本体1的避障能力和清洁精准度。

若选用的激光雷达器2没有识别扫地机本体1位置的能力，可以在扫地机本体1内部再安装一个定位器。

取放架4的顶部转动安装有转环6，转环6的顶部与取放架4相平，以减少取放架4的整体厚度。在转环6的顶面固定安装有转轴，在转轴的两侧转动安装有粘贴板60，粘贴板60一侧的两端固定安装有套筒，套筒可转动卡接在转轴两端，粘贴板60远离转环6一侧设置有粘胶。

通过粘贴板60可以便于将取放架4安装在所需位置上，并在转环6与取放架4和转环6与粘贴板60的转动作用下，可以使粘贴板60适应更多复杂的安装位置，提高取放架4安装的适配性。此外，也能便于更换粘贴板60，从而便于改变取放架4的安装位置，提高取放架4后期的维护性能。

本申请实施例一种带分体式激光雷达的扫地机的实施原理为：将取放架4安装在较矮的环境附近并调整好位置和方向，使引导架41的底部一端能供激光雷达器2嵌入，将激光雷达器2嵌入在扫地机本体1顶部的安装孔10中，完成安装。

扫地机本体1在需要打扫较矮的环境的卫生时，先运动至取放架4附近，并沿着引导架41开口处运动至取放架4位置，使激光雷达器2顶部的滑环42能滑动在引导架41上并最终到达取放架4的容纳腔40中，完成拆下激光雷达器2。然后扫地机本体1可以对较矮的环境进行清洁，清洁完成后，沿着取放架4的位置移动，并朝向引导架41开口移动，激光雷达器2最终从引导架41滑落至扫地机本体1顶部的安装孔10中，完成激光雷达器2的安装。

实施例2：

参照图3和图4，本实施例与实施例1的不同之处在于第一母磁性件和实现激光雷达器2取放的对应安装结构不同。本实施例中，带分体式激光雷达的扫地机还包括安装架5，安装架5的底部安装有第二母磁性件50，第二母磁性件50可以与子磁性件30相吸附，且第二母磁性件50与子磁性件30的磁力小于第一母磁性件3与子磁性件30的磁力。在扫地机本体1经过安装架5时，第二母磁性件50无法克服第一母磁性件3与子磁性件30的磁力而无法将激光雷达器2吸附在安装架5上。因此，无论安装架5安装在哪里，都不会影响扫地机本体1的正常清扫。

其中，安装架5可直接通过粘胶粘贴在安装位置处，也可采用实施例1中取放架4的安装方式，在安装架5顶部安装转环6和粘贴板60进行安装。

本实施例中，第一母磁性件3设置有极性相反的子极301和母极302，子极301与第二母磁性件50之间具有吸附作用力、与子磁性件30之间具有排斥作用力；母极302与子磁性件30具有吸附作用力、与第二母磁性件50具有排斥作用力。在扫地机本体1内部安装有动力件，动力件可以更换第一母磁性件3中子极301和母极302的位置。

在激光雷达器2正常工作情况下，激光雷达器2安装在扫地机本体1的顶部，此时第一母磁性件3的母极302处于子极301的上方，母极302与子磁性件30相互吸附，从而使激光雷达器2稳固安装在安装孔10中。

在需要拆下激光雷达器2时，动力件改变第一母磁性件3的子极301和母极302的位置，使子极301处于母极302的上方。此时，子极301与子磁性件30相互排斥，从而将激光雷达器2推出，结合第二母磁性件50与子磁性件30的相互吸附，使激光雷达器2从扫地机本体1顶部移动到安装架5的底部，完成激光雷达器2的拆下。

在需要安装激光雷达器2时，动力件改变第一母磁性件3的子极301和母极302的位置，使母极302处于子极301的上方。母极302与子磁性件30相互吸附，且母极302与子磁性件30的吸附力比子磁性件30与第二母磁性件50的吸附力大，激光雷达器2被吸附到安装孔10中，从而完成激光雷达器2的安装。

在本实施例中，第一母磁性件3为圆环型的导电线圈，动力件为可提供正反电流的电源设备，动力件通过对第一母磁性件3导入电流，可以产生所需的磁场，通过改变第一母磁性件3内的电流方向以及电流大小可以调节第一母磁性件3所产生的磁场大小，以调节第一母磁性件3与子磁性件30之间的吸附力，进而可控制激光雷达器2的拆装效率和灵敏度。

所述第一母磁性件3中部弯折呈L状，使导电线圈的两端分别处于安装孔10的底面一侧和侧面底部位置；中部向远离激光雷达器2一侧弯折。一方面，可以使第一母磁性件3与子磁性件30之间的作用力方向倾斜，使得激光雷达器2两侧的子磁性件30能更好地对准安装孔10内两侧的第一母磁性件3，提高激光雷达器2的安装精度。

另一方面，导电线圈所形成的磁场线会更集中在中部弯折的位置，在同一导电条件下，可以提高导电线圈弯折处短距离范围内的磁场强度，提高第一母磁性件3与子磁性件30的吸附力，同时，减少导电线圈弯折处长距离范围内第一母磁性件3与子磁性件30的吸附力，这样可以提高激光雷达器2的安装稳固性和拆装的便捷性。

需要特别说明的是，在拆装激光雷达器2的过程中，可以关闭扫地机本体1中对磁力有影响的部件，从而更好的保障拆装激光雷达器2的顺利进行。

另一实施例中，第一母磁性件3还可以是两端具有相反磁极的磁铁，动力件为电机，第一母磁性件3安装在动力件的输出端上，动力件可以带动第一母磁性件3转动，从而改变两端的位置，继而改变子极301和母极302的位置。

本申请实施例一种带分体式激光雷达的扫地机的实施原理为：将安装架5安装在较矮的环境附近并调整好位置和方向，安装架5的安装位置比激光雷达器2安装在扫地机本体1时的安装位置高10-100毫米，安装架5可以倾斜0-30度。将激光雷达器2嵌入在扫地机本体1顶部的安装孔10中，完成安装。

扫地机本体1在需要打扫较矮的环境的卫生时，先运动至安装架5与激光雷达器2相对应的位置，动力件带动第一母磁性件3将子极301调节至母极302的上方，激光雷达器2被吸附至安装架5底部，完成拆下激光雷达器2。然后扫地机本体1可以对较矮的环境进行清洁，清洁完成后，再运动至安装架5与激光雷达器2相对应的位置，动力件带动第一母磁性件3将母极302调节至子极301母极302的上方，激光雷达器2在母极302的吸附下被吸附在扫地机本体1顶部的安装孔10内，完成激光雷达器2的安装。

实施例3：

参照图5和图6，本实施例与其他实施例的不同之处在于激光雷达器的安装结构不同，在本实施例中，安装孔10的深度大于或等于激光雷达器2的高度，扫地机本体1安装有用于带动激光雷达器2在安装孔10伸缩的驱动件。驱动件可以带动激光雷达器2缩回安装孔10中，使激光雷达器2的上表面与扫地机本体1的上表面相平，降低整体的高度，便于扫地机本体1移动至较低的地方进行打扫。

驱动件包括安装在扫地机本体1内部的电机，电机的输出端安装有横截面呈非圆形且滑动穿设在激光雷达器2的螺纹杆，螺纹杆螺纹连接在激光雷达器2中，电机带动螺纹杆转动，从而使激光雷达器2在安装孔10内滑动，从而使激光雷达器2伸出或缩回安装孔10。激光雷达器2可伸出或缩回安装孔10，可以便于调节整体的高度，使本申请在使用时，可以便捷的适应较低清洁范围的环境，且整体结构简单，制造成本低，经济效益更佳。在其他实施例中，驱动件可以是安装在扫地机本体1内部的电动推杆，电动推杆的输出端与激光雷达器2相安装，由电动推杆推动激光雷达器2的伸缩。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带分体式激光雷达的扫地机，包括扫地机本体（1），其特征在于：所述扫地机本体（1）顶部开设有安装孔（10），所述安装孔（10）内可拆卸安装有激光雷达器（2），所述扫地机本体（1）与所述激光雷达器（2）电连接；还包括取放架（4），所述取放架（4）开设有用于容纳所述激光雷达器（2）的容纳腔（40），所述取放架（4）靠近所述容纳腔（40）开口一侧设置有引导架（41），所述激光雷达器（2）顶部安装有尺寸比所述激光雷达器（2）大的滑环（42）。

2.根据权利要求1所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述扫地机本体（1）和所述激光雷达器（2）安装有相互电连接的无线通讯模组。

3.根据权利要求2所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述扫地机本体（1）安装有无线供电发射模组，所述激光雷达器（2）安装有与所述无线供电发射模组电连接的无线供电接收模组。

4.根据权利要求1所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述安装孔（10）内壁两侧均安装有第一母磁性件（3），所述激光雷达器（2）安装有与对应第一母磁性件（3）相吸引的子磁性件（30）。

5.根据权利要求1所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述引导架（41）为透明材质，所述取放架（4）安装有定位器，所述定位器与所述扫地机本体（1）电连接。

6.根据权利要求4所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：还包括安装架（5），所述安装架（5）安装有第二母磁性件（50），所述第一母磁性件（3）设置有极性相反的子极（301）和母极（302），所述扫地机本体（1）安装有用于带动第一母磁性件（3）调节子极（301）和母极（302）位置的动力件。

7.根据权利要求6所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述第一母磁性件（3）为导电线圈且中部弯折呈L状。

8.根据权利要求1所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述取放架（4）转动安装有转环（6），所述转环（6）转动卡接有粘贴板（60）。

9.根据权利要求1所述的一种带分体式激光雷达的扫地机，其特征在于：所述安装孔（10）的深度大于或等于激光雷达器（2）的高度，所述扫地机本体（1）安装有用于带动激光雷达器（2）在安装孔（10）伸缩的驱动件。