CN207082015U - 移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动机器人，包括：本体；驱动轮机构，设于所述本体，被配置为驱动所述移动机器人在地面上移动；探测机构，突出于所述本体的顶部设置，被配置为探测外部环境特征；检测部，设于所述探测机构且靠近所述探测机构的顶部设置，被配置为检测在所述移动机器人的前进方向上且低于所述探测机构的顶部的障碍物，从而使得移动机器人执行避障动作，防止探测机构撞击或卡死在障碍物上。

Description

移动机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种移动机器人。

背景技术

目前，移动机器人已经广泛应用在各种领域，包括：主要用在室内进行清扫和吸尘的扫地机器人、用来与人交流互动的陪护机器人、用来取放和搬运物体的负重机器人等，为了路径规划、地图构建、障碍物检测等需要，往往需要在移动机器人上安装摄像头、小型激光雷达之类的探测机构。然而，在实际应用中，往往基于复杂的工艺制造、安全防护、结构设计等原因，探测机构并未被安装在移动机器人上距离地面距离最高的顶部，引起探测机构无法感知大致相当于移动机器人顶部高度的障碍物，导致移动机器人顶部撞击或者卡死在障碍物上而无法正常工作。如图1所示，以扫地机器人10为例，扫地机器人10的本体11的顶部111突出地安装有小型激光雷达12或者摄像头，若扫地机器人10遇到的障碍物21的底部211恰好位于高于扫地机器人10的本体11的顶部111且低于小型激光雷达12的最高顶缘121时(障碍物21的底部211距离地面22的高度标识为h1，本体11的顶部111距离地面22的高度标识为h2，小型激光雷达12的最高顶缘121距离地面22的高度标识为h3，h2<h1<h3)，小型激光雷达12的最高顶缘121容易撞击或者卡死在障碍物21上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种移动机器人，通过在移动机器人的探测机构设置检测部，防止探测机构撞击或卡死在障碍物上。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种移动机器人，包括：

本体；

驱动轮机构，设于所述本体，被配置为驱动所述移动机器人在地面上移动；

探测机构，突出于所述本体的顶部设置，被配置为探测外部环境特征；

检测部，设于所述探测机构且靠近所述探测机构的顶部设置，被配置为检测在所述移动机器人的前进方向上且低于所述探测机构的顶部的障碍物，以使所述移动机器人执行避障动作。

在其中一个实施例中，所述探测机构包括固定设于所述本体的顶部的壳罩以及罩设于所述壳罩内的激光测距传感器，所述壳罩的侧壁开设有供所述激光测距传感器的光线穿过的窗口，所述检测部位于所述窗口与所述壳罩的顶部之间。

在其中一个实施例中，所述壳罩的侧壁开设有容置腔，所述检测部收纳于所述容置腔内。

在其中一个实施例中，所述容置腔的开口处封设有透光镜片。

在其中一个实施例中，所述探测机构为摄像头模块。

在其中一个实施例中，所述检测部包括相背设置的两个检测部，两个所述检测部分别一一对应地被配置为检测在所述移动机器人的前进和后退方向上的障碍物。

在其中一个实施例中，所述检测部为红外传感器、摄像头模块、超声波传感器中的任意一种。

在其中一个实施例中，所述驱动轮机构包括：设于所述本体的底部的左轮和右轮、以及分别一一对应地被配置为驱动所述左轮和右轮转动的左轮马达和右轮马达。

在其中一个实施例中，所述本体的底部开设有吸尘口，所述移动机器人还包括：

清扫机构，设于所述本体的底部；

马达机构，被配置为驱动所述清扫机构执行清扫动作；

集尘盒，可拆卸地设于所述本体；

吸尘风机，被配置为提供将细碎物从所述吸尘口吸入所述集尘盒的抽吸力。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种移动机器人，该移动机器人的顶部突出设置有探测机构，通过在靠近探测机构的顶部位置设置检测部，实现检测在移动机器人的前进方向上且低于探测机构的顶部的障碍物，从而使得移动机器人执行避障动作，防止探测机构撞击或卡死在障碍物上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的变形形式。

图1是突出设置小型激光雷达的扫地机器人在一应用场景的简化图；

图2是本实用新型实施例扫地机器人的底部视图；

图3是图2中扫地机器人的顶部及局部放大视图；

图4是图3中扫地机器人的部分结构分解视图；

图5是扫地机器人中部分电子电气元器件的线路连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型涉及一种移动机器人，该移动机器人可以是陪护机器人、拖地机器人、扫地机器人中的任意一种，以下面实施例中所描述的扫地机器人为例进行说明：

如图2-图5所示，本实用新型实施例提供了一种扫地机器人300，其可被设计成自主地在地面上规划清扫路径。扫地机器人300包括本体，该本体包括底盘310和上盖320，上盖320可拆卸地设于底盘310上，以在使用期间保护扫地机器人300内部的各种功能部件免受激烈撞击或无意间滴洒的液体的损坏；底盘310用于承载和支撑各种功能部件。

扫地机器人300还包括驱动轮机构，该驱动轮机构被配置为驱动扫地机器人300在地面上移动。驱动轮机构包括设于底盘310的底部的左轮331和右轮332以及驱动左轮331转动的左轮马达333和驱动右轮332转动的右轮马达334。尤其在移动机器人的结构设计上，左轮331和右轮332通常是安装在底盘310的底部，并不延伸出底盘310的外周缘。在扫地机器人300的重量作用下，左轮331和右轮332可以部分地伸缩于底盘310内，以便起到缓冲作用。另外，为了便于转向，底盘310还安装一个万向轮335，该万向轮335可以设于左轮331和右轮332连线的中垂线上，万向轮335与左轮331和右轮332可以呈三角形分布于底盘310，万向轮335能够沿垂直于底盘310的轴360°旋转，便于快速、顺畅地调整移动机器人的方向。

在本实施例中，左轮331和右轮332为圆形轮，其轮辋上套设橡胶轮胎，橡胶轮胎的外表面设有防滑突起或纹理，以增加左轮331和右轮332在地面上转动时的摩擦力和抓地力，适应表面光滑的地板砖、木质地板以及表面粗糙的地毯等不同类型的地面。在其他实施例中，左轮和右轮也可以为三角履带轮。

扫地机器人300还包括清扫机构340和马达机构，马达机构被配置为驱动清扫机构340转动来执行清扫动作。

在一实施例中，清扫机构340包括中扫毛刷和中扫胶刷中的一种或两种，清扫机构340设于底盘310开设的收容槽311内，例如，清扫机构340包括一个中扫毛刷或者两个中扫毛刷，这两个中扫毛刷平行设置且彼此分开一小的细长间隙；又如，清扫机构340包括一个中扫胶刷或者两个中扫胶刷，这两个中扫胶刷平行设置且彼此分开一小的细长间隙；又如，在本实施例中，清扫机构340包括一个中扫毛刷。马达机构可以包括一个被配置为驱动中扫毛刷和/或中扫胶刷转动的中扫马达351，这一个中扫马达351可以驱动清扫机构340中的一个中扫部件，这一个中扫马达351也可以同时驱动清扫机构340中的两个中扫部件，例如，两个中扫毛刷，又如，两个中扫胶刷，又如，一个中扫毛刷和一个中扫胶刷。

在一实施例中，清扫机构340除了包括中扫毛刷和中扫胶刷中的一种或两种，还包括边扫343，马达机构包括被配置为驱动边扫343转动的边扫马达352。

上文中提到的中扫毛刷包括滚筒和沿滚筒表面分布的刷毛，中扫胶刷包括滚筒和沿滚筒表面分布的细长柔韧薄片。中扫毛刷和中扫胶刷可由中扫马达351驱动以从地面上提升被搅动的细碎物，边扫343可由边扫马达352驱动以搅动角落中的细碎物。

扫地机器人300可以在向前或相反的方向上移动，上盖320具有相应的前端和后端，以万向轮335所在的一端定义为前端，本实施例中，碰撞板360为围绕上盖320成型的环形结构，在其他实施例中，碰撞板360安装在上盖320的前端，碰撞板360的形状与上盖320的前端形状相匹配，例如，呈弧形结构。碰撞板360与上盖320的前端之间设有多个传感器，例如，微动开关，碰撞板360的不同区域碰撞到电器、家具等障碍物时，该区域对应的传感器被触发，因而扫地机器人300可以获知碰撞板360的哪块区域碰撞到障碍物，进而采取转向、反弹等避障动作。另外，碰撞板360的内侧还可以设置多个并排的红外传感器，被配置为检测墙等障碍物，进而采取“沿墙模式”。红外传感器还可以设置于上盖320的前端，碰撞板360中的至少部分可以被构造成能够被红外线穿过的透明或半透明材质。

扫地机器人300还包括吸尘风机371，该吸尘风机371被配置为提供将细碎物从底盘310开设的吸尘口吸入的抽吸力，吸尘口开设于收容槽311的侧壁或底部，吸尘口为细长的缝隙状结构，吸尘口的长度方向与中扫毛刷或中扫胶刷的长度方向平行。吸尘风机371将细碎物向上吸起后通过吸尘口进入扫地机器人300中的集尘盒372，集尘盒372内设置有过滤片，被配置为将吸尘口和吸尘风机371的进气口隔离开，避免细碎物进入吸尘风机371。在一实施例中，吸尘风机371与集尘盒372一体设置，两者同时可拆卸地安装；在另一实施例中，吸尘风机371固定设于底盘310，集尘盒372可拆卸地安装。

扫地机器人300包括由底盘310承载的控制单元电路373，在一可选实施例中，控制单元电路373包括印刷电路板，该印刷电路板承载若干存储部件和计算部件(例如，存储器和处理芯片、输入/输出组件等)。在一些实施例中，控制单元电路373包括微控制器的分布网，每个微控制器被配置成管理扫地机器人300的各个子系统。通过适当的设计和编程，控制单元电路373被配置成管理扫地机器人300的各种其它部件(例如，中扫马达351、边扫马达352、左轮马达333、右轮马达334、吸尘风机371、红外传感器、惯性测量单元、激光测距传感器、摄像头等)，例如，控制单元电路373输出命令以操作左轮331和右轮332正转或反转；又如，控制单元电路373接收下文所述的检测部390和激光测距传感器的数据信号。

再次参阅图3和图4，扫地机器人300还包括探测机构380和检测部390，其中，探测机构380突出于上盖320的顶部设置，被配置为探测外部环境特征。在本实施例中，探测机构380为激光测距传感器模块，在其他实施例中，探测机构380为摄像头模块。

检测部390设于探测机构380上且靠近探测机构380的顶部设置，被配置为检测在扫地机器人300的前进方向上且低于探测机构380的顶部的障碍物，以使扫地机器人300执行避障动作，防止探测机构380撞击或卡死在障碍物上。检测部390为红外传感器、摄像头模块、超声波传感器中的任意一种。在本实施例中，检测部390为包括一个红外发射头和一个红外接收头的红外传感器。

在本实施例中，探测机构380包括固定设于上盖320的顶部的壳罩381以及罩设于壳罩381内的激光测距传感器382，壳罩381的侧壁开设有供激光测距传感器382的光线穿过的窗口3811，检测部390位于窗口3811与壳罩381的顶部之间。激光测距传感器382可以是由马达带动旋转扫描的机械式激光测距传感器，还可以是固态激光测距传感器。

检测部390可以直接固定设置于窗口3811与壳罩381的顶部之间的壳罩381侧壁上，较佳的，壳罩381的侧壁开设有容置腔3812，检测部390收纳于容置腔3812内，容置腔3812的开口处可以根据需要封设有透光镜片391，起到保护检测部390的作用。

除了在朝向扫地机器人300的前进方向上的探测机构380一侧设置一个检测部390，在其他实施例中，也可以同时在朝向扫地机器人300的后退方向上的探测机构380相背一侧设置另外一个检测部390，基于此，两个检测部390可以分别一一对应地被配置为检测在扫地机器人300的前进和后退方向上且低于探测机构380的顶部的障碍物。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移动机器人，其特征在于，包括：

本体；

驱动轮机构，设于所述本体，被配置为驱动所述移动机器人在地面上移动；

探测机构，突出于所述本体的顶部设置，被配置为探测外部环境特征；

检测部，设于所述探测机构且靠近所述探测机构的顶部设置，被配置为检测在所述移动机器人的前进方向上且低于所述探测机构的顶部的障碍物，以使所述移动机器人执行避障动作。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述探测机构包括固定设于所述本体的顶部的壳罩以及罩设于所述壳罩内的激光测距传感器，所述壳罩的侧壁开设有供所述激光测距传感器的光线穿过的窗口，所述检测部位于所述窗口与所述壳罩的顶部之间。

3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述壳罩的侧壁开设有容置腔，所述检测部收纳于所述容置腔内。

4.根据权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，所述容置腔的开口处封设有透光镜片。

5.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述探测机构为摄像头模块。

6.根据权利要求5所述的移动机器人，其特征在于，所述检测部包括相背设置的两个检测部，两个所述检测部分别一一对应地被配置为检测在所述移动机器人的前进和后退方向上的障碍物。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述检测部为红外传感器、摄像头模块、超声波传感器中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述驱动轮机构包括：设于所述本体的底部的左轮和右轮、以及分别一一对应地被配置为驱动所述左轮和右轮转动的左轮马达和右轮马达。

9.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于，所述本体的底部开设有吸尘口，所述移动机器人还包括：

清扫机构，设于所述本体的底部；

马达机构，被配置为驱动所述清扫机构执行清扫动作；

集尘盒，可拆卸地设于所述本体；

吸尘风机，被配置为提供将细碎物从所述吸尘口吸入所述集尘盒的抽吸力。