CN205996974U - 一种清洁机器人及其避障电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能家居技术领域，提供了一种清洁机器人及其避障电路。在本实用新型中，通过在清洁机器人上采用包括磁感芯片与磁性元件的避障电路，使得当清洁机器人开始工作后，控制模块读取磁感芯片的传感数值，并将传感数值与初始传感数值进行比较，若传感数值相对于初始传感数值的变化率未达到预设范围，控制模块控制清洁机器人继续前进；若传感数值相对于初始传感数值的变化率达到预设范围，控制模块控制清洁机器人拐弯，并且该避障电路不受灰尘等异物影响，且质量可控，进而解决了现有清洁机器人的避障电路存在易损坏与寿命短的问题。

Description

一种清洁机器人及其避障电路

技术领域

本实用新型属于智能家居技术领域，尤其涉及一种清洁机器人及其避障电路。

背景技术

随着科技的高速发展，清洁机器人进入了千家万户，大大提高人们的生活舒适性和便利性。

目前，现有的清洁机器人主要采用两种方式避障：第一种方式是利用光电耦合开关实现避障，具体的，光电耦合开关包括一对红外对管，该红外对管包括一个红外发射管和一个红外接收管，该红外发射管与红外接收管之间具有空隙。当清洁机器人没有撞击到障碍物时，红外发射管发出的光线经过空隙照射到红外接收管，进而使得红外接收管向外输出相应的数据，微控制单元(Micro controller Unit，MCU)读取红外接收管发送的数据，进而对清洁机器人进行控制；当清洁机器人撞击到障碍物时，清洁机器人上的间隔物插入红外对管的空隙中，使得红外发射管发出的光线被阻隔，进而使得红外接收管向外输出数据发生变化，MCU根据变化后的数据控制清洁机器人避障。由于在该方法中，光电耦合开关的红外对管之间具有一定的空隙，而长时间使用将到导致灰尘等异物进入该空隙，进而使得光电耦合开关失效，从而导致清洁机器人无法实现有效避障；此外，由于光电耦合开关是手工焊接在印制电路板(Printed circuit board，PCB)上，因此，手工焊接过程中所存在的工人操作不熟练、漏焊等问题导致其质量得不到保障。

第二种方式是利用微动开关避障，具体的，当清洁机器人没有撞击到障碍物时，微动开关断开，当清洁机器人撞击到障碍物时，微动开关导通，MCU通过检测微动开关的通断状态而对控制清洁机器人进行相应的控制。在该方法中，虽然利用微动开关可以有效的实现清洁机器人的避障，但是微动开关易损坏、寿命短；此外，由于微动开关是通过手工焊接工艺焊接在PCB板上，因此手工焊接过程中所存在的工人操作不熟练、漏焊等问题导致其质量得不到保障。

综上所述，现有清洁机器人的避障电路存在易损坏与寿命短的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人及其避障电路，旨在解决现有清洁机器人的避障电路存在易损坏与寿命短的问题。

本实用新型是这样实现的，一种避障电路，所述避障电路应用于清洁机器人上，所述避障电路包括：

磁感芯片与磁性元件；

所述磁感芯片的输入引脚接收工作电压，所述磁感芯片的输出端与所述清洁机器人的控制模块输入端连接，所述磁感芯片与所述磁性元件相对设置；

当所述清洁机器人上电后，所述磁感芯片感应其与所述磁性元件之间的初始距离，并将所述初始距离转化为相应的初始传感数值，所述控制模块读取所述初始传感数值，并对其进行保存；当所述清洁机器人开始工作后，所述控制模块读取所述磁感芯片的传感数值，并将所述传感数值与所述初始传感数值进行比较，若所述传感数值相对于所述初始传感数值的变化率未达到预设范围，所述控制模块控制所述清洁机器人继续前进；若所述传感数值相对于所述初始传感数值的变化率达到预设范围，所述控制模块控制所述清洁机器人拐弯。

本实用新型的另一目的还在于提供一种清洁机器人，所述清洁机器人包括控制模块与至少两个上述的避障电路。

在本实用新型中，通过采用包括磁感芯片与磁性元件的避障电路，使得当清洁机器人上电后，磁感芯片感应其与磁性元件之间的初始距离，并将初始距离转化为相应的初始传感数值，控制模块读取初始传感数值，并对其进行保存；当清洁机器人开始工作后，控制模块读取磁感芯片的传感数值，并将传感数值与初始传感数值进行比较，若传感数值相对于初始传感数值的变化率未达到预设范围，控制模块控制清洁机器人继续前进；若传感数值相对于初始传感数值的变化率达到预设范围，控制模块控制清洁机器人拐弯。由于本实用新型提供的避障电路中的磁感芯片与磁性元件不受灰尘等异物影响，并且磁感芯片采用表面贴装技术设置在PCB板上，因此该避障电路寿命长，且质量可控，从而解决了现有清洁机器人的避障电路存在易损坏与寿命短的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的避障电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型一实施例所提供的避障电路的电路结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的清洁机器人的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的避障电路10的模块结构，为了便于说明，仅示出与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的避障电路10包括磁感芯片100与磁性元件102。

其中，磁感芯片100的输入引脚接收工作电压，磁感芯片100的输出端与清洁机器人的控制模块20的输入端连接，磁感芯片100与磁性元件101相对设置。

具体的，当清洁机器人上电后，磁感芯片100感应其与磁性元件101之间的初始距离，并将初始距离转化为相应的初始传感数值，控制模块20读取初始传感数值，并对其进行保存；当清洁机器人开始工作后，控制模块20读取磁感芯片100的传感数值，并将传感数值与初始传感数值进行比较，若传感数值相对于初始传感数值的变化率达到预设范围，控制模块20控制清洁机器人继续前进；若传感数值相对于初始传感数值的变化率没有达到预设范围，控制模块20控制清洁机器人拐弯；需要说明的是，在本实施例中，预设范围可根据需要进行设置。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，磁性元件101设置在清洁机器人的底壳上，磁感芯片100设置在清洁机器人的保险杠上。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，磁性元件101设置在清洁机器人的保险杠上，磁应芯片100设置在清洁机器人的底壳上。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，磁感芯片100的中心轴与磁性元件101的中心轴在一条直线上。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，磁性元件101为磁铁，并且磁铁的形状为圆形、椭圆形、长方形、正方形等规则形状。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，磁感芯片为型号是SS4825的线性霍尔传感器，该线性霍尔传感器SS4825的电压输入端VCC为磁感芯片100的输入引脚，该线性霍尔传感器SS4825的输出端VOUT为磁感芯片100的输出引脚，该线性霍尔传感器SS4825的接地端GND接地。

在本实施例中，由于避障电路10采用霍尔传感器通过磁场感应磁铁，以使控制模块20根据霍尔传感器的传感数值控制清洁机器人1进行相应的动作，而霍尔传感器采用表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)完成，其生产简单且质量可控，此外，该霍尔传感器与磁铁不受灰尘等异物影响，从而保证了本实用新型所提供的避障电路10不受损坏，进而提高了避障电路10的寿命。

此外，霍尔传感器具有体积小的优点，进而使得避障电路10的体积小，便于在清洁机器人1上安装；再者，本实施例提供的避障电路10中的霍尔传感器无需区分磁铁的N/S极，其仅通过控制单元20计算霍尔传感器输出数值的变化率便可获取霍尔传感器与磁铁之间的距离，进而使得本实施例提供的避障电路10可以精准的实现避障。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，避障电路10还包括第一电阻R1、第二电阻R2以及电容C1；

第一电阻R1的第一端与电容C1的第一端共接于磁感芯片100的输入引脚，第一电阻R1的第二端接收工作电压，电容C1的第二端接地，第二电阻R2的第一端与磁感芯片100的输出引脚连接，第二电阻R2的第二端与控制模块20连接；需要说明的是，在本实施例中，第一电阻R1与电容C构成滤波电路，其对输入至磁感芯片100的工作电压中的杂波信号进行滤除。

进一步地，图3示出了本实用新型一实施例所提供的清洁机器人1的局部结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，本实施例所提供的清洁机器人1包括控制模块20与至少两个如图1和图2所示的避障电路10，其中，图中仅示出两个。

具体的，图3所示的清洁机器人1是以避障电路10中的磁感芯片100设置在清洁机器人1的保险杠30上，避障电路10中的磁性元件101固定在清洁机器人1的底壳(图中未示出)上为例；其中，清洁机器人1的保险扛30是设置在清洁机器人底壳与上盖(图中未示出)之间的圆弧状弹性器件30，磁感芯片100在该圆弧状弹性器件30上间隔分布，该圆弧形弹性器件30可沿着清洁机器人1的底壳半径方向朝着磁性元件101来回运动，例如，当圆弧形弹性器件30受到挤压或者碰撞时，其将往磁性元件101方向靠近，当圆弧形弹性器件30所受到的挤压或碰撞消失时，则远离磁性元件101，进而使得圆弧形弹性器件30上的磁感芯片100根据感应到的自身与磁性元件101之间的距离输出对应的感应数据；需要说明的是，在本实施例中，圆弧形弹性器件30的保险杠结构、其与清洁机器人1的底壳和上盖之间的位置以及工作原理均与现有的清洁机器人相同，因此，此处不再赘述。

进一步地，当清洁机器人1开始工作后，控制模块20读取磁感芯片100的传感数值，并将该传感数值与初始传感数值进行比较，若该传感数值相对于初始传感数值的变化率未达到预设范围，则表明磁感芯片100和与之相对的磁性元件101之间的距离变化未达到预设范围，即清洁机器人1没有撞击到障碍物，控制模块20控制清洁机器人1继续前进，例如，当清洁机器人1开始工作后，控制模块20读取到的传感数值为M，控制模块20将该传感数值M与初始传感数值N做比较，若该传感数值M相对于初始传感数值N的变化率(N-M)/N未达到预设范围，则表明清洁机器人1上的圆弧形弹性器件30没有向磁性元件101靠近，即清洁机器人1没有撞击到障碍物，控制模块20控制清洁机器人1继续前进。

若该传感数值相对于初始传感数值的变化率达到预设范围，则表明磁感芯片100和与之相对的磁性元件101之间的距离变化达到预设范围，即清洁机器人1撞击到障碍物，控制模块20控制清洁机器人1拐弯，例如，当清洁机器人1开始工作后，控制模块20读取到的传感数值为M，控制模块20将该传感数值M与初始传感数值N做比较，若该传感数值M相对于初始传感数值N的变化率(N-M)/N达到预设范围，则表明清洁机器人1上的圆弧形弹性器件30向磁性元件101靠近，即清洁机器人1撞击到障碍物，控制模块20控制清洁机器人1拐弯。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，控制模块20可采用现有的单片机、MCU等实现。

在本实用新型中，通过采用包括磁感芯片100与磁性元件101的避障电路10，使得当清洁机器人1上电后，磁感芯片100感应其与磁性元件101之间的初始距离，并将初始距离转化为相应的初始传感数值，控制模块20读取初始传感数值，并对其进行保存；当清洁机器人1开始工作后，控制模块20读取磁感芯片100的传感数值，并将传感数值与初始传感数值进行比较，若传感数值相对于初始传感数值的变化率未达到预设范围，控制模块20控制清洁机器人1继续前进；若传感数值相对于初始传感数值的变化率达到预设范围，控制模块20控制清洁机器人1拐弯。由于本实用新型提供的避障电路10中的磁感芯片100与磁性元件101不受灰尘等异物影响，并且磁感芯片100采用表面贴装技术设置在PCB板上，因此该避障电路10寿命长，且质量可控，从而解决了现有清洁机器人的避障电路存在易损坏与寿命短的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种避障电路，其特征在于，所述避障电路应用于清洁机器人上，所述避障电路包括：

磁感芯片与磁性元件；

所述磁感芯片的输入引脚接收工作电压，所述磁感芯片的输出端与所述清洁机器人的控制模块输入端连接，所述磁感芯片与所述磁性元件相对设置；

当所述清洁机器人上电后，所述磁感芯片感应其与所述磁性元件之间的初始距离，并将所述初始距离转化为相应的初始传感数值，所述控制模块读取所述初始传感数值，并对其进行保存；当所述清洁机器人开始工作后，所述控制模块读取所述磁感芯片的传感数值，并将所述传感数值与所述初始传感数值进行比较，若所述传感数值相对于所述初始传感数值的变化率未达到预设范围，所述控制模块控制所述清洁机器人继续前进；若所述传感数值相对于所述初始传感数值的变化率达到预设范围，所述控制模块控制所述清洁机器人拐弯。

2.根据权利要求1所述的避障电路，其特征在于，所述磁性元件设置在所述清洁机器人的底壳上，所述磁感芯片设置在所述清洁机器人的保险杠上。

3.根据权利要求1所述的避障电路，其特征在于，所述磁性元件设置在所述清洁机器人的保险杠上，所述磁感芯片设置在所述清洁机器人的底壳上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的避障电路，其特征在于，所述磁感芯片的中心轴与所述磁性元件的中心轴在一条直线上。

5.根据权利要求1所述的避障电路，其特征在于，所述磁感芯片为型号是SS4825的线性霍尔传感器，所述线性霍尔传感器的电压输入端为所述磁感芯片的输入引脚，所述线性霍尔传感器的输出端为所述磁感芯片的输出引脚。

6.根据权利要求1所述的避障电路，其特征在于，所述避障电路还包括第一电阻、第二电阻以及电容；

所述第一电阻的第一端与所述电容的第一端共接于所述磁感芯片的输入引脚，所述第一电阻的第二端接收所述工作电压，所述电容的第二端接地，所述第二电阻的第一端与所述磁感芯片的输出引脚连接，所述第二电阻的第二端与所述控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的避障电路，其特征在于，所述磁性元件为磁铁。

8.一种清洁机器人，包括控制模块，其特征在于，所述清洁机器人还包括至少两个如权利要求1至7任一项所述的避障电路。