CN116746832A - 边界检测模组与清洁机器人 - Google Patents

Abstract

边界检测模组与清洁机器人，其中，边界检测模组包括第一检测部件、第二检测部件、触发部件与感应器，第一检测部件被配置为当其与板件的边框发生挤碰时相对于壳体沿第一方向移动，第二检测部件活动安装在第一检测部件上并被配置为当其移动至板件边缘外侧时相对于第一检测部件沿不同于第一方向的第二方向移动，触发部件设置在第二检测部件上且处于第一位置，感应器被配置为当第一检测部件沿第一方向移动并带动触发部件从第一位置移动至第二位置或者第二检测部件沿第二方向移动并带动触发部件从第一位置移动至第三位置时产生感应信号。上述边界检测模组仅采用一个感应器与一个触发部件即可实现边界检测，具有结构简单、稳定可靠的优点。

Description

边界检测模组与清洁机器人

技术领域

本发明涉及智能清洁设备技术领域，特别涉及一种边界检测模组与清洁机器人。

背景技术

中国专利文献CN114869164A公开了一种吸附式平面清洁机器人，其在壳体的外周边缘处设置有多个凸出的检测模组，检测模组既用于无框玻璃的边缘检测，又用于有框玻璃的边框检测。清洁机器人吸附于玻璃面上后，杆状部底端的探珠会被弹簧推抵在玻璃表面，当机器人行走至玻璃边缘处时，探珠从玻璃边缘滑脱，致使杆状部顶端的第一挡片与传感器的相对位置发生变化以阻断或改变传感器原先的信号传输路径，触发传感信号。当清洁机器人行走过程中出现碰撞套与窗框发生挤撞的情况时，碰撞套产生水平位移，其内周面的斜推台阶推动位移套在竖直方向上位移，使得设置在位移套顶端的第二挡片与传感器的相对位置发生变化进而触发传感信号。

中国专利文献CN110250987A公开了一种擦窗机器人，在机器人本体的四个边角处设置有触发式到边检测装置，到边检测装置也是既用于无框玻璃的边缘检测，又用于有框玻璃的边框检测。其中，无框玻璃的边缘检测方式与CN114869164A类似，通过在探杆的顶端设置压板，当探杆带动压板往下移动时将触发第二微动开关形成边缘感应信号，边框检测则是通过摆臂自由端触边摆动时碰触第一微动开关来形成碰撞感应信号。

以上能够同时用于无框玻璃与有框玻璃边界检测的模组结构较为复杂，复杂的结构会影响检测模组的工作稳定性与可靠性，同时也导致检测模组的组装效率偏低，制造成本较高。

发明内容

本发明的目的之一是在不丧失功能性的前提下，通过对检测模组的检测方式及结构进行改进，进而降低工厂的制造成本，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明涉及的边界检测模组包括：

第一检测部件，连接清洁机器人的壳体并被配置为当受挤碰时相对于所述壳体沿第一方向移动；

第二检测部件，活动安装在所述第一检测部件上并被配置为在清洁机器人工作过程中抵靠住待清洁面且当其移动至待清洁面边缘外侧时相对于第一检测部件沿不同于第一方向的第二方向移动；

触发部件，设置在所述第二检测部件上且于第二检测部件抵靠住待清洁面以及第一检测部件未受挤碰时处于第一位置；

感应器，固定安装在清洁机器人的壳体上，且被配置为当所述第一检测部件沿第一方向移动并带动触发部件从第一位置移动至第二位置或者第二检测部件沿第二方向移动并带动触发部件从第一位置移动至第三位置时产生感应信号。

其中，所述第一方向位于与待清洁面平行的平面内，所述第二方向垂直于待清洁面；

所述触发部件上设置有第一触发部和第二触发部，所述触发部件从第一位置移动至第二位置时由第一触发部触发感应器产生感应信号，所述触发部件从第一位置移动至第三位置时由第二触发部触发感应器产生感应信号。

其中，所述感应器可以采用反射式传感器或遮断式传感器，所述第一触发部与第二触发部通过阻断或改变传感器原先的信号传输路径来触发感应信号。

于本发明中，所述感应器为反射式传感器或遮断式传感器；

所述触发部件包括第一触发部与第二触发部；

所述触发部件处于第一位置时，所述第一触发部位于感应器的信号传输路径的后侧，所述第二触发部位于感应器的信号传输路径的上方；

所述触发部件从第一位置移动至第二位置的过程中，所述第一触发部件沿第一方向往前移动直至与原先的信号传输路径发生干涉，由此阻断或改变传感器原先的信号传输路径并触发感应信号；所述挡板从第一位置移动至第三位置的过程中，所述第二触发部件沿第二方向往下移动直至与原先的信号传输路径发生干涉，由此阻断或改变传感器原先的信号传输路径并触发感应信号。

进一步地，所述第一检测部件包括连接清洁机器人壳体的支座，所述支座被限制为受挤碰后能够相对于壳体沿第一方向移动并在所受挤碰作用力撤销后复位；

所述第二检测部件包括活动连接于支座并被限制为仅能够相对于支座沿垂直于待清洁面的第二方向来回移动的杆件以及用于向杆件施加作用力以使其底端抵靠住待清洁面的弹性部件；

所述触发部件为固定设置在杆件顶端的挡板，所述挡板上设置第一触发部与第二触发部。

于本发明一实施例中，边界检测模组还包括连接臂，所述支座通过连接臂与清洁机器人壳体固定连接，所述连接臂被配置为于支座受挤碰时产生弹性形变并约束支座相对于壳体沿第一方向移动，以及在挤碰作用力撤销后促使所述支座复位。

进一步地中，前述边界检测模组除了包含连接臂外还包括复位部件，所述支座通过连接臂与清洁机器人壳体活动连接，所述连接臂与清洁机器人壳体上设置相配合的转轴与轴孔，所述转轴与的轴心位于支座外侧，所述支座被限制为在其受挤碰时以转轴为中心相沿第一方向偏转，并在此过程中致使所述复位部件产生弹性形变，所述复位部件被配置为在挤碰作用力撤销后带动支座与连接臂复位。

其中，所述复位部件包括自连接臂上延伸出来的弹片，所述弹片的自由端抵靠住清洁机器人壳体，所述支座带动连接臂转动的过程中致使弹片产生弹性变形，所述弹片用于在挤碰作用力撤销后带动支座与连接臂复位。

于本发明另一实施例中，所述第一检测部件还包括滑轨及复位部位，所述滑轨固定连接于壳体且滑轨的延伸方向与第一方向一致，所述支座活动连接于滑轨，所述复位部件连接支座，所述支座被限制为在其受挤碰时沿滑轨移动，并在此过程中致使所述复位部件产生弹性形变，所述复位部件被配置为在挤碰作用力撤销后带动支座复位。

作为一种优选的实施方案，上述边界检测模组还可以包括环套在支座外部的滚轮，所述滚轮与支座连接且轴向开设通孔，所述第二检测部件的底端从通孔中穿出。

最后，本发明还涉及一种清洁机器人，在其壳体的外周边缘处设有多个前面所述的边界检测模组。

上述边界检测模组既适用于有框玻璃的边界检测，又适用于无框玻璃的边界检测。当采用该边界检测模组的清洁机器人移动至有框玻璃的边缘处时，第一检测部件与玻璃的边框发生挤碰，第一检测部件将沿第一方向相对于壳体移动并带动触发部件从第一位置移动至第二位置，由此触发感应器产生感应信号。当采用该边界检测模组的清洁机器人移动至无框玻璃的边缘处时，原本抵靠住玻璃表面的第二检测部件将从玻璃边缘外侧滑落，失去玻璃支撑作用后，第二检测部件沿第二方向移动并带动触发部件从第一位置移动至第三位置，由此触发感应器产生感应信号。

与现有的边界检测模组不同，本发明利用可相对于清洁机器人壳体移动的第一检测部件和第二检测部件带动触发部件（触发部件设置在第二检测部件上）从不触发感应信号的第一位置分别对应移动至触发感应信号的第二位置与第三位置，实现了仅采用一个感应器与一个触发部件就可对有框玻璃与无框玻璃进行边界检测，边界检测模组的结构简单，工作稳定性与可靠性更高，并且能够大幅提高提高工厂的组装效率，降低检测模组的制造成本。

附图说明

图1为实施例1中边界检测模组的整体结构示意图；

图2为图1中边界检测模组的爆炸结构示意图；

图3为实施例1中清洁机器人壳体（底壳）与边界检测模组的连接结构示意图；

图中：

1——第一检测部件 2——第二检测部件

3——触发部件 4——感应器

1a——支座 1b——连接臂

1c——滚轮 2a——杆件

3a——第一触发部 3b——第二触发部

1b1——转轴 1b2——弹片

a——壳体。

实施方式

总的来说，本发明相对于现有技术的改进之处主要在于边界检测模组的不同，本发明采用的边界检测模组的结构见图1所示，其主要包括：在清洁机器人的壳体a上安装有能够相对于该壳体a沿第一方向移动的第一检测部件1，在第一检测部件1上活动安装有能够相对于该第一检测部件1沿第二方向移动的第二检测部件2，并在清洁机器人工作过程中，使该第二检测部件2抵靠住待清洁面（“待清洁面”是指待清洁的平板状部件的表面，例如可以是窗户玻璃表面，为便于理解，以下均以窗户玻璃为例来进行说明），以及在该第二检测部件2上设置有触发部件3，在清洁机器人的壳体a上固定安装有感应器4。

以上结构的边界检测模组执行边界检测的方式为：在清洁机器人对有框窗户玻璃进行清洁的过程中，当第一检测部件1与玻璃的边框发生挤碰时，在边框的推挤作用下，第一检测部件1带动第二检测部件2以及设置在第二检测部件2上的触发部件3相对于壳体a沿第一方向移动，使得触发部件3从原本所处的第一位置（非触发位置）移动至第二位置（触发位置），进而触发感应器4形成感应信号。而在清洁机器人对无框窗户玻璃进行清洁的过程中，清洁机器人行走玻璃边缘处时，由于没有边框的阻挡，第一检测部件1不会发生位移，而当第二检测部件2移动至玻璃外侧悬空时，由于失去了玻璃的支撑，其将相对于第一检测部件1沿第二方向移动，进而使得触发部件3从原本所处的第一位置（非触发位置）移动至第三位置（触发位置），并触发感应器4形成感应信号。

在效果方面，本发明涉及的边界检测模组仅采用一个感应器与一个触发部件即可实现对有框玻璃与无框玻璃进行边界检测，由于大幅简化边界检测模组的结构，使得检测模组长期工作的稳定性与可靠性得以提高，与此同时，还能够在一定程度上提高工厂的生产组装效率，降低检测模组的制造成本。

为了便于本领域技术人员更清楚地理解本发明相对于现有技术的改进指出，下面结合实施例与附图对本发明作进一步说明。

实施例1

图3示出了本实施中清洁机器人的结构，从图3可以看出，与现有的清洁机器人结构类似，本实施例所涉及的清洁机器人也包括壳体a（为简化表述，图中仅示出了壳体a的底壳部分），并且在壳体a的外周边缘处也设置了多个边界检测模组。

单个边界检测模组的具体结构参考图1-2所示，其主要包括第一检测部件1、第二检测部件2、触发部件3与感应器4。在本实施例中，感应器4采用了遮断式传感器，当然也可以选用其它类型的感应器，例如反射式传感器，只要该感应器4能够由触发部件3的位置移动触发感应信号即可。另外，触发部件3触发感应信号的方式可以是与感应器4发生接触来触发感应信号，也可以是非接触式触发，例如通过阻断或改变感应器4原先的信号传输路径来触发感应信号。鉴于触发部件3从第一位置移动至第二位置（对应于有框玻璃的边界检测）以及从第一位置移动至第三位置（对应于无框玻璃边界检测）时均需要产生感应信号，本实施例在触发部件3上设置了第一触发部3a和第二触发部3b，当触发部件3从第一位置移动至第二位置时，由第一触发部3a阻断感应器4原先的信号传输路径来触发感应器4产生感应信号，当触发部件3从第一位置移动至第三位置时，由第二触发部3b阻断感应器4原先的信号传输路径来触发感应信号。

在图1-2中，第一检测部件1被设计成由支座1a、连接臂1b、复位部件及滚轮1c组成。其中，支座1a通过连接臂1b与壳体a活动连接，滚轮1c环套在支座1a外部并与之可转动，在连接臂1b与壳体a上设置由彼此配合的转轴1b1与轴孔（图中转轴1b1设置在连接臂1b上），转轴1b1的轴心位于支座1a的外侧。当支座1a与窗户玻璃的边框发生挤碰时，将以转轴1b1为中心沿第一方向偏转，并在此过程中致使复位部件产生弹性形变。当挤碰作用力撤销后，在复位部件的带动下，支座1a与连接臂1b复位。具体地，在前述图中，复位部件被设计成自连接臂1b上延伸出来的弹片1b2，弹片1b2的自由端抵靠住壳体a，这样的话，在支座1a带动连接臂1b转动的过程中就会致使弹片1b2产生弹性变形，而当挤碰作用力撤销后，在弹片1b2的回弹力作用下，将带动支座1a与连接臂1b回到原来的位置。需要说明的是，虽然图示复位部件为弹片1b2，但本领域技术人员应当明白，还可以采用其它方式来驱使支座1a与连接臂1b复位，例如在转轴1b1与轴孔a1间设置扭簧也同样可以实现该目的。

第二检测部件2的结构较第一检测部件1要简单得多，其主要由杆件2a以及用于向杆件2a施加作用力以使其底端抵靠住玻璃表面的弹性部件构成。其中，杆件2a活动连接于支座1a并被限制为仅能够相对于支座1a沿垂直于玻璃表面的第二方向来回移动，在滚轮1c的轴向开设有通孔，杆件2a的底端经通孔中穿出后将抵靠在玻璃表面上。触发部件3则采用了较第二检测部件2更加简单的结构，从上述图中可以看出，触发部件3为一块固定设置在杆件2a顶端的挡板，在该挡板上设置了第一触发部3a与第二触发部3b，其中，第一触发部3a位于第二触发部3b的后下方（相应地，第二触发部3b就位于第一触发部3a的前上方）。

图1示出了触发部件3处于第一位置时，第一触发部3a、第二触发部3b与感应器4的相对位置关系。从图1中可以看出，当触发部件3处于第一位置时，第一触发部3a位于感应器4的信号传输路径的后侧，同时，第二触发部3b位于感应器4的信号传输路径的上方。在清洁机器人的工作过程中，当其移动至有框玻璃的边缘处时，第一检测部件1与玻璃的边框发生挤碰，由于第一检测部件1能够在其与板件的边框发生挤碰时相对于壳体a沿第一方向移动，在边框的推挤作用下，第一检测部件1带动第二检测部件2以及设置在第二检测部件2上的触发部件3相对于壳体a沿平行于玻璃表面的第一方向偏转，当第一触发部3a往前移动至与感应器4原先的信号传输路径发生干涉（此时触发部件3位于第二位置）时，原信号传输路径被阻断，从而触发感应信号。当清洁机器人行走至无框玻璃的边缘处时，由于第一检测部件1未受到边框的推挤作用，其不会相对于壳体a发生位移，但第二检测部件2将会移动至玻璃外侧并处于悬空状态。在失去了玻璃的支撑后，第二检测部件2带动触发部件3相对于第一检测部件1沿垂直于玻璃表面的第二方向移动，第二触发部3b往下移动至与感应器4原先的信号传输路径发生干涉（此时触发部件3位于第三位置）时，原信号传输路径被阻断，进而触发感应信号。

实施例2

本实施中清洁机器人的结构与实施例1大致相同，二者的差异主要在于边界检测模组的结构。在实施例1所采用的边界检测模组中，其是通过连接臂1b以及设置在连接臂1b与壳体a上转轴1b1与轴孔a1来限制支座1a沿第一方向移动，而本实施例所采用的边界检测模组是通过滑轨来对支座1a的运动过程进行约束。其中，滑轨固定连接清洁机器人的壳体a，且滑轨的延伸方向与第一方向一致，支座1a活动连接于滑轨，再用具有弹性变形能力的复位部件连接支座1a，支座1a与边框发生挤碰时被限制为仅能沿滑轨移动，且在前述沿滑轨移动过程中致使复位部件产生弹性形变，当挤碰作用力撤销后，通过复位部件的回弹力即可带动支座1a复位。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.边界检测模组，其特征在于，包括：

第一检测部件（1），连接清洁机器人的壳体（a）并被配置为当其侧面受挤碰时相对于所述壳体（a）沿第一方向移动；

第二检测部件（2），活动安装在所述第一检测部件（1）上并被配置为在清洁机器人工作过程中抵靠住待清洁面且当其移动至待清洁面边缘外侧时相对于第一检测部件（1）沿不同于第一方向的第二方向移动；

触发部件（3），设置在所述第二检测部件（2）上且于第二检测部件（2）抵靠住待清洁面以及第一检测部件（1）未受挤碰时处于第一位置；

感应器（4），固定安装在所述壳体（a）上，且被配置为当所述第一检测部件（1）沿第一方向移动并带动触发部件（3）从第一位置移动至第二位置时或者第二检测部件（2）沿第二方向移动并带动触发部件（3）从第一位置移动至第三位置时产生感应信号。

2.如权利要求1所述边界检测模组，其特征在于：

所述第一方向位于与待清洁面平行的平面内，所述第二方向垂直于待清洁面；

所述触发部件（3）上设置有第一触发部（3a）和第二触发部（3b），所述触发部件（3）从第一位置移动至第二位置时由第一触发部（3a）触发感应器（4）产生感应信号，所述触发部件（3）从第一位置移动至第三位置时由第二触发部（3b）触发感应器（4）产生感应信号。

3.如权利要求2所述边界检测模组，其特征在于：所述感应器（4）为反射式传感器或遮断式传感器，所述第一触发部（3a）与第二触发部（3b）通过阻断或改变感应器（4）原先的信号传输路径来触发感应信号。

4.如权利要求1所述边界检测模组，其特征在于：

所述感应器（4）为反射式传感器或遮断式传感器；

所述触发部件（3）包括第一触发部（3a）与第二触发部（3b）；

所述触发部件（3）处于第一位置时，所述第一触发部（3a）位于感应器（4）的信号传输路径的后侧，所述第二触发部（3b）位于感应器（4）的信号传输路径的上方；

所述触发部件（3）从第一位置移动至第二位置的过程中，所述第一触发部（3a）沿第一方向往前移动直至与原先的信号传输路径发生干涉，由此阻断或改变所述感应器（4）原先的信号传输路径并触发感应信号；所述触发部件（3）从第一位置移动至第三位置的过程中，所述第二触发部（3b）沿第二方向往下移动直至与原先的信号传输路径发生干涉，由此阻断或改变所述感应器（4）原先的信号传输路径并触发感应信号。

5.如权利要求4所述边界检测模组，其特征在于：

所述第一检测部件（1）包括连接壳体（a）的支座（1a），所述支座（1a）被限制为受挤碰后能够相对于壳体（a）沿第一方向移动并在所受挤碰作用力撤销后复位；

所述第二检测部件（2）包括活动连接于支座（1a）并被限制为仅能够相对于支座（1a）沿垂直于待清洁面的第二方向来回移动的杆件（2a）以及用于向杆件（2a）施加作用力以使其底端抵靠住待清洁面的弹性部件；

所述触发部件（3）为固定设置在杆件（2a）顶端的挡板，所述挡板上设置第一触发部（3a）与第二触发部（3b）。

6.如权利要求5所述边界检测模组，其特征在于：所述第一检测部件（1）还包括连接臂（1b），所述支座（1a）通过连接臂（1b）与壳体（a）固定连接，所述连接臂（1b）被配置为于支座（1a）受挤碰时产生弹性形变并约束支座（1a）相对于壳体（a）沿第一方向移动，以及在挤碰作用力撤销后促使所述支座（1a）复位。

7.如权利要求5所述边界检测模组，其特征在于：所述第一检测部件（1）还包括连接臂（1b）及复位部件，所述支座（1a）通过连接臂（1b）与壳体（a）活动连接，所述连接臂（1b）与壳体（a）上设置相配合的转轴（1b1）与轴孔，所述转轴（1b1）的轴心位于支座（1a）外侧，所述支座（1a）被限制为在受挤碰时以转轴（1b1）为中心沿第一方向偏转，并在此过程中致使所述复位部件产生弹性形变，所述复位部件被配置为在挤碰作用力撤销后带动支座（1a）与连接臂（1b）复位。

8.如权利要求5所述边界检测模组，其特征在于：所述第一检测部件（1）还包括滑轨及复位部位，所述滑轨固定连接于壳体（a），所述第一方向与滑轨的延伸方向一致，所述支座（1a）活动连接于滑轨，所述复位部件连接支座（1a），所述支座（1a）被限制为在其受挤碰时沿滑轨移动，并在此过程中致使所述复位部件产生弹性形变，所述复位部件被配置为在挤碰作用力撤销后带动支座（1a）复位。

9.如权利要求5-8中任意一项所述边界检测模组，其特征在于：所述第一检测部件（1）还包括环套在支座（1a）外部的滚轮（1c），所述滚轮（1c）与支座（1a）连接且轴向开设通孔，所述第二检测部件（2）的底端从通孔中穿出。

10.清洁机器人，包括壳体（a），其特征在于：于所述壳体（a）的外周边缘处设有多个如权利要求1-9中任意一项所述的边界检测模组。