CN205018982U - 扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种扫地机器人（1），包括两个驱动轮（3）和激光测距装置（2），所述激光测距装置（2）安装在扫地机器人（1）上，且位于两个驱动轮（3）转轴连线的中点（O）的正上方。本实用新型扫地机器人的激光测距装置位于两个驱动轮转轴连线的中点（O）的正上方，可保证扫地机器人在原地旋转过程中，激光测距装置与参考物体的相对距离和角度不变，因而扫地机器人的定位算法更简单。

Description

扫地机器人

技术领域

本发明涉及用于清洁地面的扫地机器人，特别是采用激光测距装置进行导航及避障的扫地机器人。

背景技术

激光测距装置可测量观测点与被观测物体之间的距离，目前广泛运用于移动机器人的导航及避障，如中国专利CN104027041A就公开了一种利用激光测距装置（即专利文献中的发光单元和图像传感器）对障碍物进行识别的机器人清洁器。

目前的激光测距在扫地机器人上的进行测距的原理如下：基于扫地机器人所处环境的物体为相对静止坐标，通过激光测距装置在移动机器人上360°持续旋转，通过激光测距装置的收发单元不断地获取扫地机器人与相对静止坐标的的角度和距离，然后通过计算取得扫地机器人在当前环境中的位置。

但是，由于激光测距装置测量的是激光测距装置与物体之间的距离和角度，而不是扫地机器人与参考物体之间的距离和角度，因此需根据激光测距装置在扫地机器人上的相对位置（如专利文献CN104027041A中的激光测距装置就安装在扫地机器人上表面靠后的位置），经过计算获得扫地机器人与参考物体之间的距离和角度；例如，扫地机器人在原地打转（在初始位置定位或回避障碍时，扫地机器人会有原地打转动作）时，激光测距装置与参考物体之间的角度和距离都会发生变化，此时需要通过补偿算法以获取扫地机器人与参考物体之间的距离和角度，算法相对比较复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用激光测距装置进行导航及避障的扫地机器人，该扫地机器人通过调整激光测距装置在扫地机器人上的位置以使得扫地机器人的定位算法相对简单。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种扫地机器人（1），包括两个驱动轮（3）和激光测距装置（2），所述激光测距装置（2）安装在扫地机器人（1）上，且其在水平面的投影的几何中心与所述两个驱动轮（3）转轴连线的中点在同一水平面的投影之间的距离不大于1厘米。

在本实用新型的优化方案中，为保证扫地机器人在原地旋转过程中，激光测距装置与参考物体的相对距离和角度保持不变，所述激光测距装置（2）在水平面的投影的几何中心与所述两个驱动轮（3）转轴连线的中点在同一水平面的投影重合。

进一步地，为避免激光测距装置（1）在扫地机器人的轮廓范围内形成检测盲区，所述激光测距装置（2）在水平面的投影的几何中心到扫地机器人（1）边缘任意一点的水平距离(d)不小于12厘米。

本实用新型扫地机器人的激光测距装置在水平面的投影的几何中心与所述两个驱动轮（3）转轴连线的中点在同一水平面的投影之间的距离不大于1厘米，因此，可保证扫地机器人在原地旋转过程中，激光测距装置与参考物体的相对距离和角度保持在相对的误差范围内，因而扫地机器人的定位算法更简单。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的扫地机器人在某一工作区域的示意图。

图2是图1中的扫地机器人逆时针旋转30°后的示意图。

图3是激光测距装置位于后侧90毫米时，扫地机器人在某一工作区域中的示意图。

图4是图3中的扫地机器人逆时针旋转30°后的示意图。

图5是激光测距装置位于后侧10毫米时，扫地机器人在某一工作区域中的示意图。

图6是图5中的扫地机器人逆时针旋转30°后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

请参考图1至图2，为本实用新型的较佳实施例。扫地机器人1包括左右两个驱动轮3（由于驱动轮安装在扫地机器人的底部，此处附图中的左右两个驱动轮用虚线标记）和激光测距装置2，激光测距装置2上部分突出扫地机器人的面盖以便激光发射单元和激光接收单元收发信号；所述激光测距装置2安装在扫地机器人1上，且其在水平面的投影的几何中心O'与所述两个驱动轮3转轴连线的中点在同一水平面的投影O之间的距离不大于1厘米，需要说明的是，由于目前的激光测距装置的测距误差范围为2厘米，因此将此距离限定为1厘米完全满足扫地机器人的定位精度需求。此外，扫地机器人底部还设有万向轮、边扫、吸尘口、主板等机构，由于与本实用新型的要保护的技术点不相关，在此不再对其进行详细说明。

在本实施例中，扫地机器人1后端呈半圆形，前端大致呈矩形（扫地机器人1也可以为其他形状，扫地机器人的形状不影响本技术方案的实现）；在本技术方案中，扫地机器人1的形状优选为圆形、椭圆形、正多边形等左右对称的形状，以便扫地机器人1在原地旋转工作中更为平稳。

如图1所示，为避免激光测距装置1在扫地机器人的轮廓范围内形成检测盲区，激光测距装置2在水平面的投影的几何中心到扫地机器人边缘任意一点的水平距离(d)不小于12厘米。

在本实施例中，激光测距装置2为圆柱形（激光测距装置2的形状还可为截面圆锥形），其在水平面的投影为圆形，此时激光测距装置2在水平面上的投影的几何中心即是圆心O'；激光测距装置2可绕垂直于圆心O'的轴旋转，左右两个驱动轮3的转轴连线的中点在同一水平面的投影O重合，可以保证扫地机器人1在原地旋转时，激光测距装置2相对同一参考物体的距离和角度都不变。

下面举例进行详细说明：

图1至图6中的线A-A表示水平参考线，a-a为两个驱动轮转轴连线。

请对比图1和图2，图1中扫地机器人1的激光测距装置2与边界上的参考点S的距离为590mm，角度为45°(与水平参考线A-A的夹角)；如图2所示，在扫地机器人1原地逆时针旋转30°后，由于激光测距装置2的中点O'与扫地机器人1的两个驱动轮2的转轴的连线的中点O在水平投影重合，因此，激光测距装置1相当于在原地原地逆时旋转30°，激光测距装置2相对边界上的参考点S的距离还是为590mm，角度还是为45°。

请对比图3和图4，图中的扫地机器人1的激光测距装置2位于扫地机器人的后端，激光测距装置1在水平面投影的几何中心O'与两个驱动轮转轴连线的中点的在水平面的投影O之间的距离为90mm。在图3中，激光测距装置2与边界上的参考点S的距离为657mm，角度为50.6°(与水平参考线A-A的夹角)；在图4中，扫地机器人1原地逆时针旋转30°后，激光测距装置2与边界上的参考点S的距离为677mm，距离偏差为20mm，角度为47.0°，角度偏差为3.6°，激光测距装置1与参考点S的距离和角度都发生了变化，并且超出了激光测距装置1的误差范围（误差距离20mm，误差角度1°）。

请对比图5和图6，图中的扫地机器人1的激光测距装置2位于扫地机器人的后端，激光测距装置1在水平面投影的几何中心O'与两个驱动轮转轴连线的中点的在水平面的投影O之间的距离为10mm。在图5中，激光测距装置2与边界上的参考点S的距离为597mm，角度为45.6°(与水平参考线A-A的夹角)；在图6中，扫地机器人1原地逆时针旋转30°后，激光测距装置2与边界上的参考点S的距离为600mm，距离偏差为3mm；角度为45.2°，角度偏差为0.4°，均在激光测距装置2的误差范围内（误差距离20mm，误差角度1°）。同样地，在扫地机器人1旋转其他角度时，距离偏差和角度偏差的范围也在激光测距装置的误差范围内，不会影响扫地机器人的定位。

以上是本实用新型的较佳实施例的详细说明，不能认定本实用新型只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下所作出的等同替代或明显变形，且性能或用途相同，都应当视为本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种扫地机器人（1），包括两个驱动轮（3）和激光测距装置（2），其特征在于：所述激光测距装置（2）安装在扫地机器人（1）上，且其在水平面的投影的几何中心与所述两个驱动轮（3）转轴连线的中点在同一水平面的投影之间的距离不大于1厘米。

2.如权利要求1所述的扫地机器人（1），其特征在于：所述激光测距装置（2）在水平面的投影的几何中心与所述两个驱动轮（3）转轴连线的中点在同一水平面的投影重合。

3.如权利要求1或2所述的扫地机器人（1），其特征在于：所述激光测距装置（2）在水平面的投影的几何中心到扫地机器人边缘任意一点的水平距离(d)不小于12厘米。