CN206105825U - 自移动机器人 - Google Patents

Abstract

一种自移动机器人，包括自移动机器人本体(1000)和其上的控制单元和主驱动轮组件(200)，主驱动轮组件包括驱动电机(100)和主驱动轮(201)，该机器人还包括副驱动轮组件(300)，该组件包括有连杆组件(400)及设于连杆组件一端的副驱动轮(301)，连杆组件可动设于本体或主驱动轮组件上；该机器人还包括与副驱动轮组件相连的触发机构，触发机构至少包括触发端(401)，在前进方向上，触发端位于主驱动轮之前；触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮产生向下的作用力，副驱动轮在向下作用力下相对本体做下降运动或提高其对行走表面的正压力。本实用新型有效避免死点现象、高度可调，适应各种复杂地面的越障要求，结构紧凑排布合理。

Description

自移动机器人

技术领域

本实用新型涉及一种自移动机器人，属于小家电制造技术领域。

背景技术

自移动机器人以其控制方便行走自如的特点而得到广泛的应用，但由于作业环境的复杂，在自移动机器人行走作业的过程中，通常会遇到各种障碍物，因此，如何安全跨越障碍物并保持行走顺畅，是提高自移动机器人工作效率的关键问题所在。

图1为US8998215B2现有技术的结构示意图。如图1所示，该专利文献公开了一种用于跨越行驶障碍物的装置9，该装置优选安装在具有被驱动的行驶轮3的可在地面2上自主行驶的地面清洁设备上。具体来说，在所述行驶轮3上设置有抬升部件10，该抬升部件10的前部端面12可以通过偏心摆动，沿行驶方向r超出所述行驶轮3的滚动面7向外突出，抬举面13帮助跨越障碍物。上述现有技术存在如下不足：1、无法顺利通过所有障碍，越障角度有死点；2、辅助驱动力有脉冲波动，运行不平稳；3、提供的辅助驱动力不足。

图2和图3分别为CN204581162U现有技术的模块连接图和爬坡状态示意图。如图2并结合图3所示，该专利文献公开了一种智能保洁机器人，包括：机器人本体、控制装置100、电源装置200、行走驱动装置300、清洁装置400、行走轮组件311、导向轮组件321、红外避障感应装置620、红外地面检测装置630、爬坡轮组件511、爬坡驱动装置500和红外斜坡检测装置610。当红外斜坡检测装置610检测到前进方向有斜坡时，将斜坡反馈信号传送至控制装置100，控制装置100控制所述爬坡驱动装置500工作，带动爬坡轮组件511工作，以辅助机器人本体爬坡。上述现有技术同样存在如下不足：1、机构占用空间大，不能普遍应用于大部分自移动机器人，尤其对于自移动机器人来说，如果采用该机构则无法安装水箱；2、多设置一个驱动轮电机，功耗大为增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种自移动机器人，能有效避免辅助越障装置的死点现象；可根据具体产品型号需要的越障高度调整机构尺寸，适应各种不同的高度要求；可以应付复杂地面的越障要求；使用驱动轮外侧空间，不影响其他元件的排布，结构紧凑合理。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种自移动机器人，包括自移动机器人本体和设置在所述本体上的控制单元和主驱动轮组件，所述主驱动轮组件包括驱动电机和主驱动轮，所述自移动机器人还包括有副驱动轮组件，所述副驱动轮组件包括有连杆组件及设于所述连杆组件一端的副驱动轮，所述连杆组件可动设于所述本体或所述主驱动轮组件上；所述自移动机器人还包括与所述副驱动轮组件相连的触发机构，所述触发机构至少包括触发端，在自移动机器人前进方向上，所述触发端位于所述主驱动轮之前；所述触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮产生向下的作用力，所述副驱动轮在所述向下作用力下相对所述本体做下降运动或提高其对行走表面的正压力。

具体来说，所述触发端未遇到障碍物时，所述副驱动轮悬离于行走表面；所述触发端遇到障碍物后被抬高，所述副驱动轮相对所述本体下降并与所述行走表面接触。

所述触发端未遇到障碍物时，所述副驱动轮贴于行走表面；所述触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮产生向下的作用力，并在所述向下的作用力下所述副驱动轮提高其对行走表面的正压力。

进一步地，所述连杆组件可旋转设于所述本体或所述主驱动轮组件上，所述触发机构与所述连杆组件的另一端相连；所述触发端遇到障碍物后被抬高，使得所述连杆组件旋转，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

所述连杆组件包括与所述本体或所述主驱动轮组件旋转连接的连接部、自所述连接部向前延伸的直臂及向后延伸的连臂，所述触发端为所述直臂的末端；所述副驱动轮设于所述连臂的末端，所述连臂的中部通过拉簧固定在所述本体上。

另外，所述直臂和连臂之间设有扭簧，当触发端遇到障碍物后被抬高时，在扭簧的作用下所述连臂摆动，使副驱动轮下降与行走表面接触。

根据需要，所述连杆组件可滑动设于所述本体或所述主驱动轮组件上，所述触发机构与所述连杆组件之间设有齿轮传动组件；所述触发端遇到障碍物后被抬高，使得齿轮传动组件转动并带动所述连杆组件向下滑动，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

所述连杆组件可滑动设于所述本体或所述主驱动轮组件上，所述触发机构与所述连杆组件之间还可以设有液压传动组件；所述触发端遇到障碍物后被抬高，压迫所述液压传动组件，使得所述连杆组件在液压传动组件压迫下向下滑动，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

为了使结构更加紧凑，所述连接部与所述主驱动轮的驱动轴同轴设置。

为了方便动作，所述触发端的两侧分别设有导轮；同时，所述触发端在朝着自移动机器人行走方向的一侧边缘设有突出部。

更具体地，所述驱动电机的输出轴通过第一皮带与第一皮带轮相连，所述第一皮带轮与主驱动轮的驱动轴同轴设置；主驱动轮的驱动轴通过第二皮带与副驱动轮的转轴相连；所述第二皮带和副驱动轮轴之间还包括有减速齿轮。

另外，所述主驱动轮和副驱动轮与驱动电机相连且均由所述驱动电机提供动力。

所述主驱动轮组件、副驱动轮组件分别在所述自移动机器人本体的两侧对称设置，所述触发端设置在所述主驱动轮的外侧。

本实用新型还提供一种自移动机器人，包括自移动机器人本体和设置在所述本体上的控制单元和主驱动轮组件，所述自移动机器人还包括副驱动轮组件及触发机构，在自移动机器人前进方向上，所述触发机构设于所述主驱动轮组件的主驱动轮的前方；所述触发机构的触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮组件产生向下的作用力，所述主驱动轮组件的副驱动轮在所述向下的作用力下相对所述本体下降或者提高其对行走表面的正压力；所述触发端到所述本体的底盘的距离大于所述副驱动轮到运行表面的距离。

综上所述，本实用新型提供一种自移动机器人，能有效避免辅助越障装置的死点现象；可根据具体产品型号需要的越障高度调整机构尺寸，适应各种不同的高度要求；可以应付复杂地面的越障要求；使用驱动轮外侧空间，不影响其他元件的排布，结构紧凑合理。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为US8998215B2现有技术的结构示意图；

图2为CN204581162U现有技术的模块连接图；

图3为CN204581162U现有技术的爬坡状态示意图；

图4为本实用新型实施例一自移动机器人在平整工作面正常行走状态示意图；

图5为本实用新型实施例一自移动机器人中的副驱动轮组件和与其相连的连杆组件的连接结构示意图；

图6为本实用新型实施例一自移动机器人遇到障碍物时行走状态示意图；

图7为本实用新型实施例二齿轮传动组件局部结构示意图；

图8为本实用新型实施例三液压传动组件局部结构示意图。

具体实施方式

图4为本实用新型实施例一自移动机器人在平整工作面正常行走状态示意图；图5为本实用新型实施例一自移动机器人中的副驱动轮组件和与其相连的连杆组件的连接结构示意图；图6为本实用新型实施例一自移动机器人遇到障碍物时行走状态示意图。如图4并结合图5所示，本实用新型提供一种自移动机器人，包括自移动机器人本体1000和设置在所述本体1000上的控制单元和主驱动轮组件200，所述主驱动轮组件200包括驱动电机100和主驱动轮201，所述自移动机器人还包括有副驱动轮组件300，所述副驱动轮组件300包括有连杆组件400及设于所述连杆组件400一端的副驱动轮301，所述连杆组件400可旋转固设于所述本体100或所述主驱动轮组件200上。所述自移动机器人还包括与所述副驱动轮组件300相连的触发机构，所述触发机构至少包括触发端401，在自移动机器人前进方向上，所述触发端401位于所述主驱动轮201之前；所述触发端401遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮301产生向下的作用力，所述副驱动轮301在所述向下作用力下相对所述本体1000做下降运动或提高其对行走表面A的正压力。具体来说，所述触发端401未遇到障碍物B时，所述副驱动轮301悬离于行走表面A；所述触发端401遇到障碍物后被抬高，所述副驱动轮301相对所述本体100下降并与所述行走表面A接触。除此之外，还存在另一种情形，所述触发端401未遇到障碍物B时，所述副驱动轮301贴于行走表面A；所述触发端401遇到障碍物B后被抬高，从而对所述副驱动轮301产生向下的作用力，并对所述提高所述副驱动轮对行走表面A的正压力。

在本实用新型的优选的实施例中，在自移动机器人正常移动的情况下，如图4所示，所述副驱动轮301悬离于自移动机器人的行走表面A；当自移动机器人在移动过程中遇到障碍物B时，结合图6所示，所述触发端401被抬高，使得所述连杆组件400相对所述本体1000或所述主驱动轮组件200旋转，所述副驱动轮301下降与所述行走表面A接触，为自移动机器人跨越障碍物B提供额外动力。需要注意的是，在其他实施方式中，在自移动机器人正常移动的情况下，所述副驱动轮301也可以与自移动机器人的行走表面A相接触，当自移动机器人在移动过程中遇到障碍物B时，所述触发端401被抬高，使得所述连杆组件400相对所述本体1000或所述主驱动轮组件200旋转，所述副驱动轮301具有相对于本体1000下降的趋势，即增强了副驱动轮对行走表面A的正压力，为自移动机器人跨越障碍物B提供更大的驱动力。

具体来说，结合图5所示，所述连杆组件400包括与所述本体1000或所述主驱动轮组件200旋转连接的连接部410、自所述连接部410向前延伸的直臂402及向后延伸的连臂403，所述触发端401为所述直臂402的末端；所述副驱动轮301设于所述连臂403的末端，所述连臂403的中部通过拉簧405固定在所述本体1000上。需要注意的是，本实用新型并不局限所述拉簧405的位置，所述拉簧405也可以设于所述连臂403末端等以牵拉所述副驱动轮301以使副驱动轮301保持悬离所述行走表面A。更进一步的，所述直臂402和连臂403之间设有扭簧404，当触发端401遇到障碍物B后被抬高时，在扭簧404的作用下所述连臂403摆动，使副驱动轮301下降与行走表面A接触。为了使整体结构更加紧凑，所述连接部410与所述主驱动轮200的驱动轴同轴设置。另外，为了使副驱动轮组件300对障碍物B的反应更加灵敏，方便动作，所述触发端401的两侧分别设有导轮4011，同时，所述触发端401在朝着自移动机器人行走方向的一侧边缘设有突出部4011。结合图6所示，当自移动机器人在行走过程中遇到障碍物B时，突出部4011首先与该障碍物B接触，在导轮4011的滚动导引作用下，触发端401被障碍物B抬高，基于杠杆原理，此时扭簧404对连臂403施加向下的力，使得副驱动轮组件300克服拉簧405所提供的上拉力而下降与行走表面A接触。

特别地，由于触发端401和副驱动轮301为联动结构，触发端401在遇到较高的障碍物时，触发端401被抬起的程度将更大，使得副驱动轮301下降趋势越大，副驱动轮301施加到行走表面A上的正压力也越大，从而使得副驱动轮301提供的辅助动力(表面摩擦力)也越大，即，副驱动轮301可以自适应障碍物高度而调整驱动力。

更具体地传动结构如图5所示，所述驱动电机100的输出轴101通过第一皮带102与第一皮带轮103相连，所述第一皮带轮103与主驱动轮200的驱动轴同轴设置；主驱动轮200的驱动轴通过第二皮带104与副驱动轮301的转轴相连；另外，所述第二皮带104和副驱动轮301的转轴之间还可以进一步设置减速齿轮，本领域技术人员可以根据具体的转速需要进行选择。上述传动结构属于本领域的常规技术，在此不再详细赘述。为了节约能源，所述主驱动轮201和副驱动轮301均由驱动电机100提供动力。同时，为了使整机结构更加紧凑合理，各个部件之间不会造成彼此干涉，所述副驱动轮组件300设置在所述主驱动轮组件200的外侧，特别地，所述触发端401设于所述主驱动轮201的外侧，使得触发端401的可触发范围变大，避免自移动机器人行进方向上与障碍物“擦边”相遇时出现触发死点的现象。

同时，所述主驱动轮组件200、副驱动轮组件300分别在所述自移动机器人本体1000的两侧对称设置；即：驱动电机100在本体1000的左、右两侧分别设置，每一侧的主驱动轮201和副驱动轮301组成双联驱动轮。

结合图4并对照图6，本实用新型其中一个实施例的具体动作过程是这样的：

当该自移动机器人在平整行走表面A上正常行走作业时，连杆组件400和副驱动轮组件300保持悬空状态。具体来说，连杆组件400中的直臂402通过扭簧404给触发端401提供向上的力，使触发端401悬空离地，与行走表面A之间保持一定距离。与此同时，连臂403在拉簧405的提拉作用下使副驱动轮组件300也处于收紧状态，副驱动轮301也悬空离地，与行走表面A之间保持一定距离。此时，副驱动轮组件300没有任何作用。如图6所示，在自移动机器人遇到障碍B时，在其运行方向上，由于触发端401的设置位置位于主主驱动轮201的前方，因此，触发端401会首先接触到障碍物B，并在设置在所述触发端401两侧的导轮406的导引作用下被障碍物B抬高，基于杠杆原理，此时扭簧404对连臂403施加向下的力，使得副驱动轮组件300克服拉簧405所提供的上拉力而下降到行走表面A，在实际应用中，可以控制副驱动轮301下降的高度，使其实际位置略低于行走表面A，这样才能使行走表面A通过副驱动轮301对整个系统提供前进的水平牵引力，通过主主驱动轮201在障碍物B上的摩擦力和副驱动轮301在行走表面A上的摩擦推力共同作用，使自移动机器人越障能力提升。

实施例二

由上述内容可知，本实用新型所提供的这种自移动机器人是通过触发端与障碍物的接触触发启动副驱动轮组件的，属于机械式触发。对于本领域技术人员来说，同样可以通过其他替代机构实现对自移动机器人的辅助越障。

图7为本实用新型实施例二齿轮传动组件局部结构示意图。如图7所示，自移动机器人的连杆组件可滑动设于所述本体1000或所述主驱动轮组件200上，所述触发机构与所述连杆组件之间设有齿轮传动组件600；所述触发端遇到障碍物后被抬高，使得齿轮传动组件转动并带动所述连杆组件向下滑动，所述副驱动轮相对所述本体或所述主驱动轮组件下降与所述行走表面A接触。

本实施例中的其他技术特征与实施例一相同，请参照上述实施例一种的内容，在此不再赘述。

实施例三

图8为本实用新型实施例三液压传动组件局部结构示意图。如图8所示，自移动机器人的连杆组件可滑动设于所述本体1000或所述主驱动轮组件200上，所述触发机构与所述连杆组件之间设有液压传动组件700；所述触发端遇到障碍物后被抬高，压迫所述液压传动组件，使得所述连杆组件在液压传动组件压迫下向下滑动，所述副驱动轮相对所述本体或所述主驱动轮组件下降与所述行走表面A接触。

本实施例中的其他技术特征与实施例一相同，请参照上述实施例一种的内容，在此不再赘述。

另外，除了采用上述的机械式触发方式，还可以在自移动机器人本体上设置感测装置或传感器，用来测定是否遇到了斜坡之类的障碍物，采用电子式触发的方式来启动副驱动轮组件的动作。

本实用新型还提供一种自移动机器人，包括自移动机器人本体1000和设置在所述本体上的控制单元和主驱动轮组件200，所述自移动机器人还包括副驱动轮组件300及触发机构，在自移动机器人前进方向上，所述触发机构设于主驱动轮201的前方；所述触发机构的触发端401遇到障碍物B后被抬高，从而对所述副驱动轮301产生向下的作用力，所述副驱动轮301在所述向下的作用力下相对所述本体下降或者提高其对行走表面A的正压力；所述触发端到所述本体底盘的距离大于所述副驱动轮到运行表面的距离。

综上所述，本实用新型的有益效果包括：1、副驱动轮触发机构在驱动轮外侧，触发范围大于驱动轮覆盖范围，能避免辅助越障装置的死点现象；2、可根据具体产品型号需要的越障高度，对该机构的尺寸略加调整，即可适应各种不同的高度要求；3、因触发机构跟主驱动轮接触点基本重合，可以应付复杂地面的越障要求；4、使用驱动轮外侧小空间，不影响其他元件的排布，可以广泛推广。

Claims (15)

1.一种自移动机器人，包括自移动机器人本体(1000)和设置在所述本体上的控制单元和主驱动轮组件(200)，所述主驱动轮组件包括驱动电机(100)和主驱动轮(201)，其特征在于，所述自移动机器人还包括有副驱动轮组件(300)，所述副驱动轮组件包括有连杆组件(400)及设于所述连杆组件一端的副驱动轮(301)，所述连杆组件可动设于所述本体或所述主驱动轮组件上；

所述自移动机器人还包括与所述副驱动轮组件相连的触发机构，所述触发机构至少包括触发端(401)，在自移动机器人前进方向上，所述触发端位于所述主驱动轮之前；

所述触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮产生向下的作用力，所述副驱动轮在所述向下作用力下相对所述本体做下降运动或提高其对行走表面的正压力。

2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述触发端未遇到障碍物时，所述副驱动轮悬离于行走表面；所述触发端遇到障碍物后被抬高，所述副驱动轮相对所述本体下降并与所述行走表面接触。

3.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述触发端未遇到障碍物时，所述副驱动轮贴于行走表面；所述触发端遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮产生向下的作用力，并在所述向下的作用力下所述副驱动轮提高其对行走表面的正压力。

4.如权利要求1所述自移动机器人，其特征在于，所述连杆组件可旋转设于所述本体(1000)或所述主驱动轮组件(200)上，所述触发机构与所述连杆组件的另一端相连；

所述触发端遇到障碍物后被抬高，使得所述连杆组件旋转，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

5.如权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于，所述连杆组件(400)包括与所述本体(1000)或所述主驱动轮组件(200)旋转连接的连接部(410)、自所述连接部向前延伸的直臂(402)及向后延伸的连臂(403)，所述触发端(401)为所述直臂的末端；所述副驱动轮(301)设于所述连臂(403)的末端，所述连臂的中部通过拉簧(405)固定在所述本体(1000)上。

6.如权利要求5所述的自移动机器人，其特征在于，所述直臂(402)和连臂(403)之间设有扭簧(404)，当触发端(401)遇到障碍物后被抬高时，在扭簧的作用下所述连臂(403)摆动，使副驱动轮(301)下降与行走表面(A)接触。

7.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述连杆组件可滑动设于所述本体(1000)或所述主驱动轮组件(200)上，所述触发机构与所述连杆组件之间设有齿轮传动组件(600)；所述触发端遇到障碍物后被抬高，使得齿轮传动组件转动并带动所述连杆组件向下滑动，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

8.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述连杆组件可滑动设于所述本体(1000)或所述主驱动轮组件(200)上，所述触发机构与所述连杆组件之间设有液压传动组件(700)；所述触发端遇到障碍物后被抬高，压迫所述液压传动组件，使得所述连杆组件在液压传动组件压迫下向下滑动，所述连杆组件对所述副驱动轮产生向下的作用力。

9.如权利要求5所述的自移动机器人，其特征在于，所述连接部(410)与所述主驱动轮(201)的驱动轴同轴设置。

10.如权利要求5或6所述的自移动机器人，其特征在于，所述触发端(401)的两侧分别设有导轮(406)。

11.如权利要求10所述的自移动机器人，其特征在于，所述触发端(401)在朝着自移动机器人行走方向的一侧边缘设有突出部(4011)。

12.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述驱动电机(100)的输出轴(101)通过第一皮带(102)与第一皮带轮(103)相连，所述第一皮带轮与主驱动轮(201)的驱动轴同轴设置；主驱动轮的驱动轴通过第二皮带(104)与副驱动轮(301)的转轴相连；所述第二皮带和副驱动轮轴之间还包括有减速齿轮。

13.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述主驱动轮(201)和副驱动轮(301)与驱动电机(100)相连且均由所述驱动电机提供动力。

14.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述主驱动轮组件(200)、副驱动轮组件(300)分别在所述自移动机器人本体(1000)的两侧对称设置，所述触发端(401)设置在所述主驱动轮(201)的外侧。

15.一种自移动机器人，包括自移动机器人本体(1000)和设置在所述本体上的控制单元和主驱动轮组件(200)，其特征在于，所述自移动机器人还包括副驱动轮组件(300)及触发机构，在自移动机器人前进方向上，所述触发机构设于所述主驱动轮组件的主驱动轮(201)的前方；

所述触发机构的触发端(401)遇到障碍物后被抬高，从而对所述副驱动轮组件产生向下的作用力，所述副驱动轮组件的副驱动轮在所述向下的作用力下相对所述本体下降或者提高其对行走表面的正压力；所述触发端到所述本体的底盘的距离大于所述副驱动轮到运行表面的距离。