CN207858837U - 移动机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种移动机器人系统，包括：执行工作任务的功能模块(100)；与功能模块上下可分离设置的移动机器人(200)；以及装卸平台(300)，所述装卸平台包括升降装卸组件，所述升降装卸组件连接并携带所述功能模块上升或下降。本实用新型通过提供一种上下设置的功能模块和移动机器人，并利用结构简单的装卸平台，解决了功能模块更换难的问题，且其不需要功能模块具有相同的外形尺寸，功能模块可扩容能力强，占用空间小。

Description

移动机器人系统

技术领域

本实用新型涉及一种移动机器人系统，属于小家电制造技术领域。

背景技术

目前市面上现有的可交换工作模块的移动机器人系统存在诸多不足之处。例如将所有模块做成相同外形尺寸并安置于模块站的方法限制了模块的体积扩展，同时模块站也需要占用较大空间；而将组装/分离机构植入功能模块中的做法，造成多个模块的功能重复，增加生产成本，也增加了模块的体积。

专利文献CN1927553A中提到的移动机器人系统中各功能模块必须具有形状大小相同的半圆形外观，限制了模块的体积扩展；其各模块的安装方式为一字排开，在平面上需占用较大的空间，同时充电座也占用了其中一个模块位置；另外，该文献中提到的半圆形移动机器人平台仅具有移动功能，自身不具备其他功能模块。

专利文献US6338013B1中设计了一种上下滑轨式的模块更换系统，该系统可更换多个模块，各模块具有尺寸相同的长条形外观，同样存在单个模块体积扩展困难的问题；虽然该模块更换系统采用的上下滑轨更换模块的方式，但移动机器人和单个模块仍采用前后对接的方式，实际操作较复杂，模块站和移动机器人平台需要额外的充电座；同样的，该文献中提到的矩形移动机器人平台仅具有移动功能，自身不具备其他功能模块。

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，提供一种移动机器人系统，通过提供一种上下设置的功能模块和移动机器人，并利用结构简单的装卸平台，解决了功能模块更换难的问题，且其不需要功能模块具有相同的外形尺寸，功能模块可扩容能力强，占用空间小。

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：

一种移动机器人系统，包括：执行工作任务的功能模块；与功能模块上下可分离设置的移动机器人；以及装卸平台，所述装卸平台包括升降装卸组件，所述升降装卸组件连接并携带所述功能模块上升或下降。

为使升降装卸组件能够携带功能模块，所述升降装卸组件包括可水平方向移动的一对手柄，所述功能模块的侧壁设有凹槽，所述手柄插入凹槽定位。

优选地，所述升降装卸组件包括从下往上依次设置的支撑部、导轨以及手柄支撑部，所述支撑部用于连接底座和导轨，所述手柄支撑部可上下滑动的设置在所述导轨上，所述手柄设置在手柄支撑部上。

为实现手柄支撑部在导轨上下滑动，所述手柄支撑部中设有竖直设置的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠由丝杠电机经减速箱减速后带动，所述滚珠丝杠的丝杠螺母通过垫板与手柄支撑部连接。

用来减小垫板与导轨间的摩擦，所述垫板内装有线性轴承。

为实现手柄在手柄支撑部内的水平伸缩，所述手柄支撑部内设置一电机及由电机驱动的螺柱，所述螺柱与电机的旋转轴同轴水平设置，螺柱远离电机的一端设有螺母，螺母远离电机的一端连接手柄。

另选的，所述升降装卸组件包括吊臂或吊钩，所述功能模块的顶部设有吊环。

为方便更换功能模块，所述移动机器人系统还包括传送带模块，所述传送带模块包括传送带以及传送带驱动机构。

为了在将功能模块组装在移动机器人上时精确定位，所述移动机器人和功能模块上分别设有对接的凹凸结构。

为了给移动机器人内的供电单元充电，所述装卸平台上配有充电模块。

综上所述，本实用新型通过提供一种上下设置的功能模块和移动机器人，并利用结构简单的装卸平台，解决了功能模块更换难的问题，且其不需要功能模块具有相同的外形尺寸，功能模块可扩容能力强，占用空间小。

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为移动机器人系统部分结构示意图；

图2为装卸平台的结构示意图；

图3为装卸平台手柄处的结构剖视图；

图4为装卸平台手柄支撑部的结构剖视图；

图5为传送带模块与升降装卸组件的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供一种移动机器人系统，包括功能模块100、移动机器人200以及装卸平台300。所述功能模块100可分离的设置在移动机器人200上部，所述装卸平台300被设置为控制功能模块100与移动机器人200组合或分离。

所述功能模块100被设置为执行工作任务，其设置数量为至少一个，包括但不限于进行清洁地面工作的除尘模块、用于净化空气的净化模块、为地面打蜡的上漆模块、用于擦拭清洗玻璃的清洗模块、用于提高空气湿度的加湿模块、用于监视报警的安防模块以及用于搬运物品的机械手臂模块等。由于执行上述功能的装置为现有技术，在此不再赘述。优选的，所述功能模块具有圆柱形外观，可向上方进行体积扩展，以减少外部体积对模块尺寸的限制。

移动机器人200包括控制单元、行走单元、检测单元及供电单元等组件。所述行走单元可以在控制单元的控制下，带动移动机器人200行走；检测单元能够检测移动机器人200四周的工作环境，并将检测信号发送给控制单元，控制单元根据检测信号规划移动机器人200的行走路径，避免其发生碰撞；供电单元用于为移动机器人200上的组件提供电力。需要补充的是，移动机器人200本身可自带如吸尘、拖地等清洁模块。

进一步地，移动机器人200和功能模块100上设有配套的连接端子，移动机器人200通过连接端子为功能模块100供电或者通讯。功能模块100上还可设置用于在多个功能模块100之间供电的连接端子(图中未示出)，从而可以在移动机器人200上组合多个功能模块100，即将多个功能模块100沿竖直方向堆叠在移动机器人200上。

本实用新型并不以此为限，功能模块100上也可以单独设置供电单元。或者功能模块和移动机器人可以进行无线供电或通讯。

移动机器人200和功能模块100上分别设有对接的凹凸结构，如图1所示，分别设置在功能模块100上定位柱和位于移动机器人200上的凹槽，用于在将功能模块100组合在移动机器人200上时精确定位。

所述装卸平台300包括底座310和升降装卸组件，所述升降装卸组件连接并携带所述功能模块上升或下降。

如图2至图4所示，所述升降装卸组件包括从下往上依次设置的支撑部320、导轨330以及手柄支撑部340，所述支撑部320用于连接底座310和导轨330，所述手柄支撑部340可上下滑动的设置在所述导轨330上。优选的，所述支撑部320、导轨330以及手柄支撑部340的数量均为2个，依次连接的支撑部320、导轨330以及手柄支撑部340为一组，底座310上设有两组支撑部320、导轨330以及手柄支撑部340，两组支撑部320、导轨330以及手柄支撑部340对称的设置在底座310的两侧。手柄支撑部340可上下滑动的设置在导轨330上。手柄支撑部340上设有一对可水平方向移动的手柄341，功能模块100的侧壁设有凹槽101，当手柄341从手柄支撑部340上伸出时，能够卡入凹槽101内定位。

需要补充的是，由于在功能模块100设置了对应手柄的凹槽101，本实用新型并不需要功能模块100具有相同的形状，仅需要在固定位置设置凹槽101便可实现二者的组装，功能模块可扩容能力强。

具体来说，当组合功能模块100的移动机器人200驶入装卸平台300后，装卸平台300两侧的手柄341从手柄支撑部340中伸出，插入功能模块100两侧的凹槽101内。手柄支撑部340沿着导轨330上移，带动功能模块100上移，实现功能模块100与移动机器人200的分离。组合功能为上述动作的逆运动，即没有组合功能模块100的移动机器人200驶入装卸平台300后，装有功能模块100的手柄支撑部340下移，至功能模块100与移动机器人200完成组合后，手柄341回缩离开功能模块100的凹槽101完成组装。

为实现手柄341在手柄支撑部340内的水平伸缩，本领域技术人员可采用多种现有方式实现。如图3所述，可以在手柄支撑部340内设置一电机342及由电机驱动的螺柱343，所述螺柱343与电机342的旋转轴同轴水平设置，当电机342的旋转轴旋转时，带动螺柱343旋转。螺柱343远离电机342的一端设有螺母344，所述螺母344被手柄支撑部340的壳体限位，仅能沿水平方向移动，而不能跟随螺柱343旋转，螺母344远离电机342的一端连接手柄341，当螺柱343旋转时，推动螺母344水平移动，从而带动手柄341，实现手柄341的水平伸缩。

为实现手柄支撑部340在导轨330上下滑动，本领域技术人员可采用多种现有方式实现。如图4所示，手柄支撑部340中设有竖直设置的滚珠丝杠345，所述滚珠丝杠345由丝杠电机(图中为示出)经减速箱减速后带动，由于滚珠丝杠345两端有轴承限位，滚珠丝杠345的丝杠螺母346沿竖直方向做直线运动，与丝杠螺母346固接的垫板347和手柄支撑部340也沿竖直方向做直线运动。垫板347内装有线性轴承，用来减小垫板347与导轨330间的摩擦，同时使直线运动稳定进行。本实用新型也可以采用伸缩油缸或齿轮齿条等其它升降机构实现手柄的竖直升降。

进一步地，完成工作模块100与移动机器人200的分离后，装卸平台300应产生自锁，防止工作模块100下落，该自锁由丝杠电机减速箱内的蜗轮蜗杆结构(图中为示出)实现，也可以将滚珠丝杠替换为具有自锁功能的螺杆螺母配合。

例如，所述升降装卸组件还可以采用吊臂或吊钩(图中未示出)，对应的，所述功能模块的顶部设有吊环，所述吊臂或吊钩能够插入所述吊环内，以使升降装卸组件能够携带所述功能模块上升或下降。所述吊臂或吊钩的结构可采用现有技术，在此不再赘述。

为了给移动机器人200内的供电单元充电，所述装卸平台300上配有充电模块以及对应供电单元设置的充电触点301。

如图5所示，为了方便移动机器人200更换功能模块100，所述移动机器人系统还可增设传送带模块，所述传送带模块包括传送带400以及传送带驱动机构(图中未示出)，升降装卸组件携带功能模块上升后，传送带400在传送带驱动机构的带动下用于将与移动机器人200分离的功能模块100交换位置，以方便更换。

下面结合具体场景对该移动机器人系统进行说明。

所述移动机器人200为自移动吸尘器，所述功能模块100为香薰模块，所述香薰模块与自移动吸尘器上下设置。当用户家庭已经执行香薰工作后，不再需要香薰时，可以通过装卸平台300上的控制器/无线控制器/移动机器人200上的控制器/功能模块100上的控制器给移动机器人系统下达控制命令，接收控制命令的移动机器人200行走至装卸平台300，手柄支撑部340内电机342的旋转轴旋转，带动螺柱343旋转，推动螺母344移动，使得手柄341从手柄支撑部340中伸出，插入香薰模块两侧的凹槽101内，随后丝杠电机经减速箱减速后带动滚珠丝杠345旋转，丝杠螺母346沿竖直方向做直线运动，带动手柄支撑部340沿着导轨330上移，从而使香薰模块与移动机器人200分离。

例如，当需要调节室内湿度对客厅加湿时，移动机器人200驶入装卸平台300并与之对接。传送带400将香薰模块送到存储位置，并将加湿模块运送到装卸平台300。相反的，手柄支撑部340内电机342的旋转轴旋转，带动螺柱343旋转，推动螺母344移动，使得手柄341从手柄支撑部340中伸出，插入加湿模块两侧的凹槽101内，随后丝杠电机经减速箱减速后带动滚珠丝杠345旋转，丝杠螺母346沿竖直方向做直线运动，带动手柄支撑部340沿着导轨330下移，从而将加湿模块与移动机器人200相组合。然后，自移动机器人200携带加湿模块对客厅执行加湿动作。

综上所述，本实用新型通过提供一种可上下分离设置的功能模块和移动机器人，并利用结构简单的装卸平台，解决了功能模块更换难的问题，且其不需要功能模块具有相同的外形尺寸，功能模块可扩容能力强，占用空间小。

需要补充的是，基于本实用新型中的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种移动机器人系统，其特征在于，包括：

执行工作任务的功能模块(100)；

与功能模块上下可分离设置的移动机器人(200)；以及

装卸平台(300)，所述装卸平台包括升降装卸组件，所述升降装卸组件连接并携带所述功能模块上升或下降。

2.如权利要求1所述的移动机器人系统，其特征在于，所述升降装卸组件包括可水平方向移动的一对手柄(341)，所述功能模块的侧壁设有凹槽(101)，所述手柄插入凹槽定位。

3.如权利要求2所述的移动机器人系统，其特征在于，所述升降装卸组件包括从下往上依次设置的支撑部(320)、导轨(330)以及手柄支撑部(340)，所述支撑部用于连接底座(310)和导轨，所述手柄支撑部可上下滑动的设置在所述导轨上，所述手柄(341)设置在手柄支撑部上。

4.如权利要求3所述的移动机器人系统，其特征在于，所述手柄支撑部(340)中设有竖直设置的滚珠丝杠(345)，所述滚珠丝杠(345)由丝杠电机经减速箱减速后带动，所述滚珠丝杠的丝杠螺母(346)通过垫板(347)与手柄支撑部(340)连接。

5.如权利要求4所述的移动机器人系统，其特征在于，所述垫板(347)内装有线性轴承。

6.如权利要求5所述的移动机器人系统，其特征在于，所述手柄支撑部(340)内设置一电机(342)及由电机驱动的螺柱(343)，所述螺柱与电机的旋转轴同轴水平设置，螺柱远离电机的一端设有螺母，螺母远离电机的一端连接手柄(341)。

7.如权利要求1所述的移动机器人系统，其特征在于，所述升降装卸组件包括吊臂或吊钩，所述功能模块的顶部设有吊环。

8.如权利要求1所述的移动机器人系统，其特征在于，所述移动机器人系统还包括传送带模块，所述传送带模块包括传送带(400)以及传送带驱动机构。

9.如权利要求1所述的移动机器人系统，其特征在于，所述移动机器人(200)和功能模块(100)上分别设有对接的凹凸结构。

10.如权利要求1所述的移动机器人系统，其特征在于，所述装卸平台(300)上配有充电模块。