CN201757861U - 侦测装置及具有该侦测装置的自走设备 - Google Patents

Abstract

一种侦测装置，包含一光侦测器及一镜片模块，光侦测器包括一可朝表面照射一光线的光发射组件，及一与光发射组件相间隔的光接收组件；镜片模块包括一设置于光侦测器上的镜片本体，镜片本体包括一第一光通过面、一第二光通过面及一第三光通过面，光发射组件可朝表面照射一通过第一、第二光通过面的光线，使光发射组件可于表面上定义出一照射区域，光接收组件对应于第一、第三光通过面位置并可于表面上定义出一接收区域，接收区域会随着光发射组件与表面之间的距离不同而与照射区域交叉重叠或不交叉重叠。通过在光侦测器上设置镜片模块，使得光接收组件能有效地接收经由表面反射后的光线，借此，能提升侦测装置侦测障碍的精确性。

Description

侦测装置及具有该侦测装置的自走设备

技术领域

本实用新型涉及一种侦测装置，特别是涉及一种用以侦测障碍的侦测装置及具有该侦测装置的自走设备。

背景技术

美国专利第7,155,308号专利案中揭露了一种自动机之障碍侦测系统，其通过一光发射器与一光接收器相配合，光发射器会发出光源并在表面上形成一照射区域，光接收器定义出一接收区域，当接收区域与照射区域相交叉并重叠在一起时，光发射器发射出来的光源可被光接收器所接收，此时即表示自动机与行进的表面之间的距离是在一正常距离，自动机可在表面上行走。当接收区域与照射区域没有交叉重叠在一起时，即表示自动机与行进的表面之间的距离太远，自动机会判断为遇到障碍的状态，自动机会转弯或后退以避免掉落摔坏。

在该专利案中，由于光发射器及光接收器是分别呈倾斜地设置在自动机的壳体内，使得接收区域与照射区域能够相互交叉并重叠在一起，以达到侦测自动机与表面之间距离的功效。本案则欲构思一种通过镜片搭配光发射器及光接收器来达到侦测自动机与表面之间距离的结构设计。

发明内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种侦测装置，通过在光侦测器上设置镜片模块，使得光接收组件能有效地接收经由表面反射后的光线，借此，能提升侦测装置侦测障碍的精确性。

本实用新型的另一目的，在于提供一种具有侦测装置的自走设备，通过在光侦测器上设置镜片模块，使得光接收组件能有效地接收经由表面反射后的光线，借此，能提升侦测装置侦测障碍的精确性。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现的，依据本实用新型提出的侦测装置，适于安装在一自走设备上，用以侦测自走设备与一表面之间的距离，侦测装置包含一光侦测器，及一镜片模块。

光侦测器包括一光发射组件，及一与光发射组件相间隔的光接收组件；镜片模块包括一设置于光侦测器上的镜片本体，镜片本体包括一第一光通过面、一第二光通过面及一第三光通过面，第一光通过面位于光发射组件及光接收组件下方，第一光通过面包含一第一端，及一相反于第一端的第二端；第二光通过面由第一光通过面的第一端朝下并朝内倾斜延伸；第三光通过面由第一光通过面的第二端朝下并朝内倾斜延伸，光发射组件可朝表面照射一通过第一、第二光通过面的光线，使光发射组件可于表面上定义出一照射区域，光接收组件对应于第一、第三光通过面位置并可于表面上定义出一接收区域，接收区域会随着光发射组件与表面之间的距离不同而与照射区域交叉重叠或不交叉重叠。

本实用新型的目的还可以采用以下技术手段进一步实现。

第二、第三光通过面分别为一斜面且底端相连接在一起；或者第二、第三光通过面分别为一弧形面且底端相连接在一起；或者第二、第三光通过面其中一者为一斜面而另一者为一弧形面，且第二、第三光通过面底端相连接在一起。

光侦测器包括一供光发射组件与光接收组件容置的外壳，镜片模块还包括两个分别设置于第一端与第二端的侧臂，两侧臂抵接于外壳左、右侧，两侧臂其中之一设有一卡掣于外壳顶端的卡钩。

外壳包含两个设于前、后侧的卡槽，镜片模块还包括两个相间隔地凸设于第一光通过面的卡掣件，各卡掣件卡掣于各卡槽内。

依据本实用新型所揭露的具有侦测装置的自走设备，该侦测装置用以侦测自走设备与一表面之间的距离，自走设备包括一壳体、一电路板，及一侦测装置，壳体包含一开口；电路板设置于壳体内并可控制壳体运动；侦测装置设置于壳体内且对应于开口，侦测装置包含一光侦测器及一镜片模块，光侦测器包括一光发射组件，及一与光发射组件相间隔的光接收组件，光发射组件与光接收组件分别与电路板电性连接；镜片模块包括一设置于光侦测器上的镜片本体，镜片本体包括一第一光通过面、一第二光通过面及一第三光通过面。

第一光通过面位于光发射组件及光接收组件下方，第一光通过面包含一第一端，及一相反于第一端的第二端；第二光通过面由第一光通过面的第一端朝下并朝内倾斜延伸；第三光通过面由第一光通过面的第二端朝下并朝内倾斜延伸，光发射组件可朝表面照射一通过第一、第二光通过面的光线，使光发射组件可于表面上定义出一照射区域，光接收组件对应于第一、第三光通过面位置并可于表面上定义出一接收区域，接收区域会随着光发射组件与表面之间的距离不同而与照射区域交叉重叠或不交叉重叠。

通过上述技术方案，本实用新型的优点及有益效果在于：通过镜片模块之镜片本体结构设计，光发射组件所照射的光线可通过镜片本体的折射而改变照射后的角度，使得照射区域能位于接收区域的范围内，由于光线直接经由表面反射后的能量较强，因此，光接收组件能有效地接收大部分反射后之光线，以达到良好的接收效果，借此，能提升侦测装置侦测障碍的精确性。

附图说明

图1是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例位于表面上的侧视图；

图2是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例的立体分解图；

图3是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例的侦测装置的立体分解图；

图4是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例的示意图，说明接收区域会与照射区域交叉并重叠在一起；

图5是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例位于表面上的侧视图，说明表面呈现高低落差的状态，接收区域不会与照射区域交叉并重叠在一起；

图6是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第二较佳实施例的俯视图，说明侦测装置侦测一为墙面的表面，图中省略上盖；

图7是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第三较佳实施例的示意图，说明第二、第三光通过面分别为一弧形面；

图8是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第三较佳实施例的另一实施态样的示意图；

图9是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第四较佳实施例的示意图，说明第二、第三光通过面其中一者为斜面而另一者为弧形面。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图所示的四个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式只是提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

在本实用新型被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

如图1及图2所示，是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第一较佳实施例，该自走设备200是以一扫地机为例作说明，自走设备200包括一壳体2、一电路板3，及一侦测装置4，自走设备200可于一表面1上运动，其中，表面1是以地面为例说明。

壳体2包含一底壳21，及一可拆卸地盖合于底壳21上的上盖22，底壳21包括一形成于内部可供电路板3容置的容置空间211，及一位于底端使容置空间211与外部相连通的开口212，底壳21底端设有多数个可转动的滚轮23，电路板3可驱使滚轮23转动以控制壳体2运动的方式与方向。另外，侦测装置4设置于底壳21的容置空间211内且对应于开口212位置，侦测装置4用以侦测自走设备200与表面1之间的距离，以防止自走设备200踩空而产生掉落摔坏的情形。

如图2、图3及图4所示，侦测装置4包含一光侦测器41，光侦测器41包括一外壳411、一光发射组件412，及一光接收组件413。外壳411具有一开口朝下且呈直立延伸的第一安装槽414，及一开口朝下且呈直立延伸并与第一安装槽414相间隔的第二安装槽415，第一安装槽414用以安装光发射组件412，第二安装槽415则用以安装光接收组件413，光发射组件412可通过多数条导线416与电路板3电性连接，电路板3可提供电源至光发射组件412，使得光发射组件412可沿着第一安装槽414直立地朝着表面1方向照射一光线。另外，光接收组件413可通过多数条导线417与电路板3电性连接，光接收组件413用以感测光发射组件412照射在表面1后所反射的光线，在本实施例中，光发射组件412为一红外线发射器，光接收组件413为一红外线接收器。

侦测装置4进一步地包含一镜片模块42，镜片模块42包括一位于光侦测器41的外壳411下方的镜片本体421，镜片本体421为一个三菱镜，其包括一呈水平的第一光通过面422、一第二光通过面423及一第三光通过面424，第一光通过面422包含一第一端425，及一相反于第一端425的第二端426，第二光通过面423由第一光通过面422的第一端425朝下并朝内倾斜延伸，第三光通过面424则由第一光通过面422的第二端426朝下并朝内倾斜延伸，第二、第三光通过面423、424分别为一斜面且第三光通过面424底端与第二光通过面423底端相连接，使得镜片本体421呈三菱镜结构。

较佳地，为了便于将镜片本体421组装固定在光侦测器41上，镜片模块42还包括两个分别设置于镜片本体421的第一端425与第二端426的侧臂427，两侧臂427抵接于光侦测器41的外壳411左、右侧，其中一侧臂427顶端设有一卡钩428，通过卡钩428卡掣于外壳411顶端，使得外壳411不易向上滑脱出侧臂427。另一侧臂427顶端朝外凸设有一固定片429，固定片429可通过螺锁或卡接方式连接固定在底壳21上，使得镜片模块42与光侦测器41能同时固定在底壳21。另外，外壳411包含两个设于前、后侧的卡槽418，镜片模块42还包括两个相间隔地凸设于第一光通过面422上的卡掣件430(图中只显示其中一个)，各卡掣件430用以卡掣于各卡槽418内，借此，能限制外壳411向前或向后晃动，使得镜片模块42能稳固地与光侦测器41相接合。

由于镜片本体421的第一光通过面422是固定在第一、第二安装槽414、415的开口位置，因此，光发射组件412所照射的光线可由第一光通过面422进入镜片本体421内，并经由第二光通过面423折射而出，使得光线所照射的角度能向内偏移，且光发射组件412可在表面1上定义出光线所照射的一照射区域43。光接收组件413对应于第一、第三光通过面422、424位置并可于表面1上定义出一接收区域44，接收区域44会随着光发射组件412与表面1之间的距离不同而与照射区域43交叉重叠或不交叉重叠。

如图1及图4所示，自走设备200在表面1上运动时，光发射组件412是与表面1相距一预定的距离，例如为3公分，接收区域44会与照射区域43交叉并重叠在一起，使得光接收组件413会接收到经由表面1反射后的光发射组件412的光线，此时，光接收组件413会传送一控制讯号至电路板3上，使得电路板3能判定表面1是呈平坦的状态，自走设备200可持续地进行清扫表面1的动作。

如图5所示，当表面1呈现高低落差的状态，使得光发射组件412(如图4)是与表面1相距较远时，接收区域44即无法与照射区域43交叉并重叠在一起，故光接收组件413无法接收到经由表面1反射后之光发射组件412的光线，此时，光接收组件413会传送另一种控制讯号至电路板3上，使得电路板3能判定表面1有高低落差，自走设备200即不会再继续前进而会后退或转弯，借此，能避免自走设备200踩空而产生掉落摔坏的情形。

如图4所示，通过镜片本体421的第二光通过面423能将光发射组件412所照射的光线折射，使其照射的角度能向内偏移，使得照射区域43能位于接收区域44的范围内，由于光线直接经由表面1反射后的能量较强，因此，光接收组件413能有效地接收大部分反射后的光线。当表面1若为颜色较深的材质时，侦测装置4的光接收组件413仍能有效地达到接收反射后的光线的功效，以避免侦测装置4遇到颜色较深的表面1时，因光线反射的能量不足而使得光接收组件413无法接收，进而造成无法判断的情形。再者，当表面1为长地毯结构时，地毯的长毛(图未示)会非常接近底壳21处，由于本实施例的光发射组件412的光线经由开口212照射出底壳21时，光接收组件413能接收光线的范围会与光线的行径路径重叠，因此，光接收组件413能有效地接收经由长毛反射后的光线，借此，使得自走设备200能有效地在长地毯上运动并进行清扫。

如图6所示，是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第二较佳实施例，其整体结构与操作方式大致与第一较佳实施例相同，不同之处在于应用的场合有所不同。

在本实施例中底壳21的开口212是设在一围绕壁213上，使得侦测装置4能进行一如墙面之表面1’的侦测。当接收区域44与照射区域43交叉并重叠在一起时，判定自走设备200与表面1’是接近的状态，当接收区域44没有与照射区域43交叉并重叠在一起时，即判定自走设备200与表面1’距离较远，电路板3即可驱使自走设备200朝表面1’方向靠近，以确保自走设备200与表面1’之间是保持在一定的距离范围内，借此，使得自走设备200能沿着靠近表面1’的地方进行清扫且不会撞击到表面1’。

如图7所示，是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第三较佳实施例，其整体结构与操作方式大致与第一较佳实施例相同，不同之处在于第二、第三光通过面423’、424’分别为一弧形面，使得镜片本体421的断面呈半圆形结构。借由第二、第三光通过面423’、424’分别呈弧形面的设计，使得光线能聚焦，以便侦测较不易使光线反射的表面1。另外，第二、第三光通过面423”、424”的结构也可为图8所示的态样，第二、第三光通过面423”、424”的曲率与第二、第三光通过面423’、424’有所不同，在设计时可视实际需求调整。

如图9所示，是本实用新型具有侦测装置的自走设备的第四较佳实施例，其整体结构与操作方式大致与第一较佳实施例相同，不同之处在于第二、第三光通过面423’、424其中一者为一斜面而另一者为一弧形面，在本实施中是以第二光通过面423’为弧形面而第三光通过面424为斜面来作举例说明。

归纳上述，各实施例的侦测装置4，通过镜片模块42的镜片本体421结构设计，光发射组件412所照射的光线可通过镜片本体421的折射而改变照射后的角度，使得照射区域43能位于接收区域44的范围内，由于光线直接经由表面1反射后的能量较强，因此，光接收组件413能有效地接收大部分反射后的光线，以达到良好的接收效果，借此，能提升侦测装置4侦测障碍的精确性，确实能达到本实用新型的目的。

Claims (12)

1.一种侦测装置，适于安装在一自走设备上，用以侦测该自走设备与一表面间的距离；其特征在于：

该侦测装置包含一光侦测器，及一镜片模块，该光侦测器包括一光发射组件，及一与该光发射组件相间隔的光接收组件，该镜片模块包括一设置于该光侦测器上的镜片本体，该镜片本体包括一第一光通过面、一第二光通过面及一第三光通过面，该第一光通过面位于该光侦测器下方，该第一光通过面包含一第一端，及一相反于该第一端的第二端，该第二光通过面由该第一光通过面的第一端朝下并朝内倾斜延伸，该第三光通过面由该第一光通过面的第二端朝下并朝内倾斜延伸，该光发射组件可朝该表面照射一通过该第一光通过面、第二光通过面的光线，使该光发射组件于该表面上定义出一照射区域，该光接收组件对应于该第一光通过面、第三光通过面位置并可于该表面上定义出一接收区域，该接收区域会随着该光发射组件与该表面之间的距离不同而与该照射区域交叉重叠或不交叉重叠。

2.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面分别为一斜面且底端相连接在一起。

3.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面分别为一弧形面且底端相连接在一起。

4.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面其中一者为一斜面而另一者为一弧形面，且该第二光通过面、第三光通过面底端相连接在一起。

5.根据权利要求1至4其中任一项所述的侦测装置，其特征在于：该光侦测器包括一供该光发射组件与该光接收组件容置的外壳，该镜片模块还包括两个分别设置于该第一端与该第二端的侧臂，所述两侧臂抵接于该外壳左侧、右侧，所述两侧臂其中之一设有一卡掣于该外壳顶端的卡钩。

6.根据权利要求5所述的侦测装置，其特征在于：该外壳包含两个设于前侧、后侧的卡槽，该镜片模块还包括两个相间隔地凸设于该第一光通过面的卡掣件，各该卡掣件卡掣于各该卡槽内。

7.一种具有侦测装置的自走设备，该侦测装置用以侦测该自走设备与一表面之间的距离，该自走设备包括一壳体、一电路板及一侦测装置，该壳体包含一开口，该电路板设置于该壳体内并可控制该壳体运动，该侦测装置设置于该壳体内且对应于该开口；其特征在于：

该侦测装置包含一光侦测器，及一镜片模块，该光侦测器包括一光发射组件，及一与该光发射组件相间隔的光接收组件，该光发射组件与该光接收组件分别与该电路板电性连接，该镜片模块包括一设置于该光侦测器上的镜片本体，该镜片本体包括一第一光通过面、一第二光通过面及一第三光通过面，该第一光通过面位于该光侦测器下方，该第一光通过面包含一第一端，及一相反于该第一端的第二端，该第二光通过面由该第一光通过面的第一端朝下并朝内倾斜延伸，该第三光通过面由该第一光通过面的第二端朝下并朝内倾斜延伸，该光发射组件可朝该表面照射一通过该第一光通过面、第二光通过面的光线，使该光发射组件于该表面上定义出一照射区域，该光接收组件对应于该第一光通过面、第三光通过面位置并可于该表面上定义出一接收区域，该接收区域会随着该光发射组件与该表面之间的距离不同而与该照射区域交叉重叠或不交叉重叠。

8.根据权利要求7所述的具有侦测装置的自走设备，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面分别为一斜面且底端相连接在一起。

9.根据权利要求7所述的具有侦测装置的自走设备，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面分别为一弧形面且底端相连接在一起。

10.根据权利要求7所述的具有侦测装置的自走设备，其特征在于：该第二光通过面、第三光通过面其中一者为一斜面而另一者为一弧形面，且该第二光通过面、第三光通过面底端相连接在一起。

11.根据权利要求7至10其中任一项所述的具有侦测装置的自走设备，其特征在于：该光侦测器包括一供该光发射组件与该光接收组件容置的外壳，该镜片模块还包括两个分别设置于该第一端与该第二端的侧臂，所述两个侧臂抵接于该外壳左侧、右侧，所述两个侧臂其中之一设有一卡掣于该外壳顶端的卡钩。

12.根据权利要求11所述的具有侦测装置的自走设备，其特征在于：该外壳包含两个设于前侧、后侧的卡槽，该镜片模块还包括两个相间隔地凸设于该第一光通过面的卡掣件，各该卡掣件卡掣于各该卡槽内。

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