CN208016344U - 自动行走设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动行走设备，包括机壳、超声波组件、主控板以及行走模块；超声波组件包括超声波传感器；行走模块包括轮组和用于驱动轮组的行走电机；主控板设置在机壳内，主控板分别与行走模块和超声波组件电连接，用于控制自动行走设备工作及行走；超声波传感器的发声面凸出于机壳外。本实用新型使得超声波传感器发出的声波不会受到机壳的阻挡，扩大了声波的发射范围，从而确保了超声波传感器既能检测到自动行走设备正前方的障碍物，也能检测到自动行走设备前方两侧的障碍物。

Description

自动行走设备

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种自动行走设备。

背景技术

随着自动化技术的发展，自动行走设备已走进人们的日常生活，其可应用于自动房屋清洁、草坪修剪等领域。

现有技术的自动行走设备主要包括：机壳、行走模块、超声波传感器以及主控板。其中，行走模块包括安装在所述机壳上的轮组和用于驱动轮组的行走电机。主控板分别与行走模块和超声波传感器电连接，用于控制自动行走设备工作及行走。超声波传感器和主控板均位于所述机壳内部。同时，为了便于声波的传递，机壳上对应超声波传感器的位置开设有槽，以供声波穿过，使自动行走设备对前方障碍物进行检测以实现避障。

然而，由于现有技术的自动行走设备的超声波传感器整体位于机壳的内部，虽然机壳上开设有槽，但是两侧的声波均会被机壳挡住，即，机壳会阻挡声波的发射范围，导致超声波传感器只能检测到正前方的障碍物，对于其前方两侧的障碍物则无法检测到，导致自动行走设备的障碍物检测范围受限。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种自动行走设备，能够扩大自动行走设备的障碍物检测范围。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种自动行走设备，包括：机壳、超声波组件、主控板以及行走模块；所述超声波组件包括超声波传感器；所述行走模块包括安装在所述机壳上的轮组和用于驱动所述轮组的行走电机；所述主控板设置在所述机壳内，所述主控板分别与所述行走模块和所述超声波组件电连接，用于控制所述自动行走设备工作及行走；所述超声波传感器的发声面凸出于所述机壳外。

本实用新型的自动行走设备，通过将超声波传感器的发声面凸出于机壳的外部设置，使得超声波传感器发出的声波不会受到机壳的阻挡，扩大了声波的发射范围，从而确保了超声波传感器既能检测到自动行走设备正前方的障碍物，也能检测到自动行走设备前方两侧的障碍物，扩大了自动行走设备的障碍物检测范围，有利于自动行走设备进行避障处理。

可选的，所述自动行走设备还包括：设置在所述机壳外侧的保护罩；

所述超声波组件被容纳在所述保护罩内，且所述保护罩开设有朝向所述机壳前端的用于供所述发声面显露在所述机壳正面的通孔。

这样设置在保证保护罩不会对发声面发出的声波阻挡的基础上，通过保护罩对超声波组件进行有效保护，防止超声波组件受到外界雨水、灰尘等影响而发生损坏的情况出现，延长了超声波组件的使用寿命。

可选的，所述发声面与所述通孔的外侧面平齐；

或者，所述发声面位于所述通孔外。

可选的，所述保护罩位于所述机壳的顶部，所述保护罩具有朝向所述机壳前端的向下倾斜延伸的延伸面，所述延伸面低于所述通孔的下缘，所述延伸面的形状与所述机壳的形状匹配。

通过设置向下延伸的延伸面，且使延伸面低于通孔的下缘，在保证发声面发出的声波不会被延伸面阻挡的基础上，延伸面可对声波起到较好的引导作用。

可选的，所述超声波传感器具有声波束轴，所述延伸面的切线与所述声波束轴之间的夹角范围为6°～22°。

这样设置可进一步保证延伸面不会对声波造成阻挡。

可选的，所述保护罩位于所述机壳的顶部，所述机壳的前端顶面为向下倾斜的斜面，所述斜面低于所述通孔的下缘。

可选的，所述超声波传感器具有声波束轴，所述斜面的切线与所述声波束轴之间的夹角范围为7°～25°。

这样设置可进一步保证机壳的前端顶面不会对声波造成阻挡。

可选的，所述保护罩上具有第一连接部，所述机壳上具有可与所述第一连接部匹配的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸式连接。

可选的，所述第一连接部为向下延伸的第一卡扣，所述第二连接部为可与所述第一卡扣匹配卡合的第二卡扣。

在装配时，可先将超声波组件安装在保护罩中，且使发声面显露在外壳的通孔中，然后通过第一连接部和第二连接部的相互配合便可将保护罩固定在机壳上，装配方便且可靠。

可选的，所述超声波组件还包括位于所述超声波传感器外侧的外壳，所述超声波传感器的发声面位于所述外壳的沿所述机壳方向的最前端；

所述外壳上设置有超声波电路板，所述超声波电路板分别与所述超声波传感器和所述主控板电连接。

通过外壳对超声波传感器进行保护，同时在外壳上设置超声波电路板，超声波电路板将超声波传感器探测障碍物后的反馈信号进行处理，然后传输至主控板，主控板根据接收到的信号控制自动行走设备进行避障。通过将超声波电路板和主控板分开设计，不仅有效利用了外壳的空间，而且可避免主控板上集成的器件过多，降低了主控板的设计难度。

可选的，所述自动行走设备为割草机，所述机壳上设置有用于割草的割草部件。

本实用新型的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的侧视结构图；

图2为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的立体结构图；

图3为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的主视图；

图4为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的俯视图；

图5为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的机壳内部结构以及保护罩的内部结构示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩以及位于保护罩内的超声波组件的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的超声波组件的结构示意图；

图8为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的超声波组件的后视图；

图9为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩以及显露在保护罩通孔中的超声波传感器的发声面的主视图；

图10为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的剖视图；

图11为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的立体结构图；

图12为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的俯视图；

图13为图12中A-A向的剖视图。

附图标记说明：

1—机壳； 10—斜面；

21—驱动轮； 22—辅助轮；

3—超声波组件； 31—外壳；

32—超声波传感器； 320—发声面；

33—超声波电路板； 331—变压器；

332—电容； 4—保护罩；

40—端面； 41—通孔；

42—延伸面； 43—第一连接部；

44—防串扰板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

现有技术的自动行走设备主要包括：机壳、行走模块、超声波传感器以及主控板。其中，行走模块包括安装在所述机壳上的轮组和用于驱动轮组的行走电机。主控板分别与行走模块和超声波传感器电连接，用于控制自动行走设备工作及行走。超声波传感器和主控板均位于所述机壳内部。同时，为了便于声波的传递，机壳上对应超声波传感器的位置开设有槽，以供声波穿过，使自动行走设备对前方障碍物进行检测以实现避障。

然而，由于现有技术的自动行走设备的超声波传感器整体位于机壳的内部，虽然机壳上开设有槽，但是两侧的声波均会被机壳挡住，即，机壳会阻挡声波的发射范围，导致超声波传感器只能检测到正前方的障碍物，对于其前方两侧的障碍物则无法检测到，导致自动行走设备的障碍物检测范围受限。

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种自动行走设备，能够扩大自动行走设备的障碍物检测范围。

本实用新型中，术语“声波束轴”指波束最强辐射方向。

下面通过具体的实施例对该自动行走设备进行详细说明：

图1为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的侧视结构图。图2为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的立体结构图。图3为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的主视图。图4为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的俯视图。图5为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的机壳内部结构以及保护罩的内部结构示意图。图6为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩以及位于保护罩内的超声波组件的结构示意图。图7为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的超声波组件的结构示意图。图8为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的超声波组件的后视图。图9为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩以及显露在保护罩通孔中的超声波传感器的发声面的主视图。图10为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的剖视图。图11为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的立体结构图。图12为本实用新型一实施例提供的自动行走设备的保护罩的俯视图。图13为图12中A-A向的剖视图。参照图1至图13所示，本实施例提供一种自动行走设备。

在本实施例中，该自动行走设备具体为自动割草机。需要说明的是，自动行走设备也可以为自动剪草机、自动吸尘器等。

该自动行走设备具体包括：机壳1以及行走模块。其中，行走模块包括：安装在机壳1上的轮组和用于驱动轮组的行走电机(图中未示出)。

其中，轮组可以有多种设置方法，轮组具体可包括：由行走电机驱动的驱动轮21和辅助支撑机壳1的辅助轮22。参照图1至图3所示，在本实施例中，自动行走设备的驱动轮21为2个，辅助轮22为两个，其中，驱动轮21分别为位于自动行走设备左侧的左轮和位于自动行走设备右侧的右轮，左轮和右轮一般关于自动行走设备的中轴线对称设置。其中，左轮和右轮优选的位于机壳1的后方，辅助轮22位于前方。需要说明的是，在其他实现方式中，驱动轮21和辅助轮22也可以替换位置，驱动轮21和辅助轮22的数量也可以分别为1个或者2个以上，具体可根据实际需要进行设定。

为了使自动行走设备能够自动行走及工作，自动行走设备一般还包括主控板、工作模块、能量模块等。其中，主控板设置在机壳1内部，主控板连接工作模块、能量模块，控制自动行走设备行走及工作。

其中，工作模块用于执行预定工作，在本实施例中，自动行走设备为自动割草机，因此，工作模块具体包括用于割草的割草部件(图中未示出)，割草部件具体可包括：割草刀片以及与割草刀片电连接的切割电机，由切割电机提供动力带动割草刀片转动进行割草工作。

其中，能量模块用于为自动行走设备的运行提供能量。能量可以为汽油、柴油、电池等。在本实施例中，能量模块包括设置在机壳1内的可充电电池。当自动行走设备在工作或行走时，电池释放电能，从而维持自动行走设备工作。当自动行走设备不工作时，可通过外部电源为电池充电。较为优选的，可以在自动行走设备的工作区域边界设置基站，当自动行走设备的电量不足时，主控板可控制自动行走设备向基站移动，以通过基站进行充电。

为了使自动行走设备具有避障功能，即，对行进前方的障碍物进行避让，自动行走设备还包括：超声波组件3。超声波组件3包括：超声波传感器32，超声波传感器32具有发声面320。若自动行走设备前方一定距离内具有障碍物时，比如，当自动行走设备靠近障碍物50cm～80cm时，超声波传感器32的发声面320发出的超声波遇到障碍物返回，超声波传感器32将该返回信号传输至主控板，主控板接收到返回信号后立即控制自动行走设备作出避让。比如，当主控板接收到反馈信号后，向行走装置发出转弯信号，以对障碍物进行避让。当然，主控板也可以向行走装置发出减速以及后退信号，以对障碍物进行避让。

为了保证超声波传感器32的声波的发射范围，避免机壳1对声波进行阻挡，在本实施例中，超声波传感器32的发声面320凸出于机壳1外。也就是说，使超声波传感器32的发声面320位于机壳1的外部。本领域技术人员可以理解的是，当发声面320凸出于机壳1外时，发声面320朝向机壳1的前端，以向自动行走设备前方发射声波，实现对障碍物的检测。由于发声面320凸出于机壳1外，因此，其发出的声波在两侧方向上不会受到机壳1的阻挡。

具体实现时，可以将整个超声波组件3均设置在机壳1的外部，也可以仅使超声波组件3中的超声波传感器32的发声面320凸出于机壳1的外部。

本实施例提供的自动行走设备，通过将超声波传感器32的发声面320凸出于机壳1的外部设置，使得超声波传感器32发出的声波不会受到机壳1的阻挡，扩大了声波的发射范围，从而确保了超声波传感器32既能检测到自动行走设备正前方的障碍物，也能检测到自动行走设备前方两侧的障碍物，扩大了自动行走设备的障碍物检测范围，有利于自动行走设备进行避障处理。

参照图6至图8所示，具体实现时，超声波组件3还包括：位于超声波传感器32外侧的外壳31，超声波传感器32的发声面320位于外壳31的沿机壳1方向的最前端。其中，可以在外壳31上设置超声波电路板33，超声波电路板33分别与超声波传感器32和主控板电连接。

具体实现时，该超声波电路板33可以是印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)。超声波电路板33上设置有多个电子元器件，具体可以包括：电容332、变压器331等。

通过外壳31对超声波传感器32进行保护，同时在外壳31上设置超声波电路板33，通过超声波电路板33实现超声波传感器32与主控板之间的通信。超声波电路板33将超声波传感器32探测障碍物后的反馈信号进行处理，然后传输至主控板，主控板根据接收到的信号控制自动行走设备进行避障。通过将超声波电路板33和主控板分开设计，不仅有效利用了外壳31的空间，而且可避免主控板上集成的器件过多，降低了主控板的设计难度。

在本实施例中，超声波电路板33与主控板具体通过信号线连接，机壳1上开设有可供信号线穿过的引线孔。具体地，超声波电路板33具有信号线接口，信号线的一端连接在该接口上，信号线的另一端从该引线孔穿过，连接至主控板上。

当然，在其他实现方式中，超声波电路板33和主控板之间也可以通过无线通信的方式连接，比如，超声波电路板33上具有无线发射模块，主控板上具有可与该无线发射模块通信的无线接收模块，同样可实现超声波电路板33与主控板之间的信号的传输。

在本实施例中，自动行走设备还包括：设置在机壳1外侧的保护罩4。其中，超声波组件3被容纳在该保护罩4内，且保护罩4开设有朝向机壳1前端的用于供发声面320显露在机壳1正面的通孔41。此处机壳1的前端和正面分别指的是自动行走设备在正常行进时机壳1的前端和机壳1的正面。

通过设置保护罩4，在保证保护罩4不会对发声面320发出的声波阻挡的基础上，通过保护罩4对超声波组件3进行有效保护，防止超声波组件3受到外界雨水、灰尘等影响而发生损坏的情况出现，延长了超声波组件3的使用寿命。

在本实施例中，发声面320位于通孔41外，即，发声面320凸出于通孔41外。当然，发声面320也可以与通孔41的外侧面平齐。

参照图3至图13所示，保护罩4位于机壳1的顶部。保护罩4的前端具有端面40，通孔41开设在该端面40上。其中，通孔41可具体开设在该端面40的中部，该端面40的两侧可形成为朝向机壳1的后端方向倾斜的斜面，以进一步保证扩大声波的发射范围。

其中，保护罩4具有朝向机壳1前端的向下倾斜延伸的延伸面42，延伸面42低于通孔41的下缘，延伸面42的形状与机壳1的形状匹配。

通过设置向下延伸的延伸面42，且使延伸面42低于通孔41的下缘，在保证发声面320发出的声波不会被延伸面42阻挡的基础上，延伸面42可对声波起到较好的引导作用。通过使延伸面42的形状与机壳1的形状匹配，使保护罩4与机壳1能够较好的配合，提高了整个自动行走设备的外观美感。

较为优选的，超声波传感器32具有声波束轴，可将延伸面42的切线与超声波传感器32的声波束轴之间的夹角设置在6°～22°，这样设置可进一步保证延伸面42不会对声波造成阻挡。

需要说明的是，保护罩4上也可以不设置延伸面42。具体可以使机壳1的前端顶面为向下倾斜的斜面10，斜面10低于通孔41的下缘。参照图1所示，此处的向下倾斜是指由机壳1的前端顶面由后方至前方逐渐向下倾斜。具体实现时，可将该斜面10的切线与超声波传感器32的声波束轴之间的夹角设置在7°～25°，这样可进一步保证机壳1的前端顶面不会对声波造成阻挡。

在本实施例中，超声波组件3具体为两个，两个超声波组件3分别位于机壳1顶部的左侧和右侧。较为优选的，两个超声波组件3关于自动行走设备的中轴线对称设置。相应地，保护罩4也为两个，一个超声波组件3对应一个保护罩4。其中，继续参照图2至图13所示，为了避免两个超声波组件3发出的声波发生干扰，保护罩4上还具有防串扰板44，具体地，保护罩4的内侧边朝向机壳1的前端延伸形成防串扰板44，即，位于自动行走设备顶部左侧的保护罩4的靠近右侧保护罩4的一侧边前端具有防串扰板44，位于自动行走设备顶部右侧的保护罩4的靠近左侧保护罩4的一侧边前端具有防串扰板44，从而在扩大声波的发射范围的基础上，避免左右两侧的超声波传感器32发出的声波互相干扰的情况发生。

需要说明的是，超声波组件3也可以设置为一个或者两个以上，本实用新型对其数量不作限定，具体可根据实际需要进行设定。

其中，保护罩4上具有第一连接部43，机壳1上具有可与第一连接部43匹配连接的第二连接部，第一连接部43和第二连接部可拆卸式连接。在装配时，可先将超声波组件3安装在保护罩4中，且使发声面320显露在外壳31的通孔41中，然后通过第一连接部43和第二连接部的相互配合便可将保护罩4固定在机壳1上，装配方便且可靠。

在本实施例中，第一连接部43具体为向下延伸的第一卡扣，第二连接部为可与第一卡扣匹配卡合的第二卡扣。将安装有超声波组件3的保护罩4放置在机壳1上的安装位置，使第一卡扣与第二卡扣对准，将保护罩4压下，此时第一卡扣与第二卡扣扣合，从而快速方便地将保护罩4安装在机壳1上，装配方便且可靠。

需要说明的是，在其他实现方式中，也可以是，第一连接部43为卡扣，第二连接部为卡槽或卡孔。或者，第一连接部43和第二连接部均为螺孔，第一连接部43和第二连接部通过穿设在螺孔中的螺钉或螺栓实现连接。对于保护罩4和机壳1的具体连接方式，本实用新型并不限于此。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种自动行走设备，包括：机壳、超声波组件、主控板以及行走模块；

所述超声波组件包括超声波传感器；

所述行走模块包括安装在所述机壳上的轮组和用于驱动所述轮组的行走电机；

所述主控板设置在所述机壳内，所述主控板分别与所述行走模块和所述超声波组件电连接，用于控制所述自动行走设备工作及行走；

其特征在于，所述超声波传感器的发声面凸出于所述机壳外。

2.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于，所述自动行走设备还包括：设置在所述机壳外侧的保护罩；

所述超声波组件被容纳在所述保护罩内，且所述保护罩开设有朝向所述机壳前端的用于供所述发声面显露在所述机壳正面的通孔。

3.根据权利要求2所述的自动行走设备，其特征在于，所述发声面与所述通孔的外侧面平齐；

或者，所述发声面位于所述通孔外。

4.根据权利要求2所述的自动行走设备，其特征在于，所述保护罩位于所述机壳的顶部，所述保护罩具有朝向所述机壳前端的向下倾斜延伸的延伸面，所述延伸面低于所述通孔的下缘，所述延伸面的形状与所述机壳的形状匹配。

5.根据权利要求4所述的自动行走设备，其特征在于，所述超声波传感器具有声波束轴，所述延伸面的切线与所述声波束轴之间的夹角范围为6°～22°。

6.根据权利要求2所述的自动行走设备，其特征在于，所述保护罩位于所述机壳的顶部，所述机壳的前端顶面为向下倾斜的斜面，所述斜面低于所述通孔的下缘。

7.根据权利要求6所述的自动行走设备，其特征在于，所述超声波传感器具有声波束轴，所述斜面的切线与所述声波束轴之间的夹角范围为7°～25°。

8.根据权利要求2所述的自动行走设备，其特征在于，所述保护罩上具有第一连接部，所述机壳上具有可与所述第一连接部匹配的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸式连接。

9.根据权利要求8所述的自动行走设备，其特征在于，所述第一连接部为向下延伸的第一卡扣，所述第二连接部为可与所述第一卡扣匹配卡合的第二卡扣。

10.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于，所述超声波组件还包括位于所述超声波传感器外侧的外壳，所述超声波传感器的发声面位于所述外壳的沿所述机壳方向的最前端；

所述外壳上设置有超声波电路板，所述超声波电路板分别与所述超声波传感器和所述主控板电连接。

11.根据权利要求1至10任一项所述的自动行走设备，其特征在于，所述自动行走设备为割草机，所述机壳上设置有用于割草的割草部件。