CN208755874U - 一种适应不同场合的扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适应不同场合的扫地机器人，包括壳体、壳体内设控制器及电源，控制器连接清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构，控制器、清洁机构、行走机构、充电机构与电源配合，行走机构包括套设于第一电机输出轴上的左行动轮、套设于第二电机输出轴上的右行动轮和设于壳体底部前端的万向轮，第一电机和第二电机安装在顶部设于壳体内侧顶部的升降机构上，第一电机、第二电机和升降机构与控制器配合，万向轮设于升降机构底；万向轮、左行动轮和右行动轮的底部于同一水平面。本实用新型完成基本清洁、行走，控制器获得传感机构信息控制升降机构整体改变机器人高度，机器人能清扫盲区，降低地面保洁难度，减轻打扫卫生的负担。

Description

一种适应不同场合的扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及清扫地板、地毯、家具、墙壁或墙上覆盖物的机械的技术领域，特别涉及一种适应不同场合的扫地机器人。

背景技术

扫地机器人，是智能家用电器的一种，使用最为普及，其能凭借一定的人工智能自动在房间内完成地板清理工作，一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。

从功能上说，扫地机器人相当于具有简单路径规划和壁障功能的自动吸尘器，其扫地功能与吸尘器基本相同，由毛刷将灰尘聚拢至机体吸尘区域的开口处，强力风扇产生低压吸力将灰尘杂物吸入吸尘管道，随着机体的运动，将机体运动路径下的灰尘、杂物吸入机体内，过滤存留在储灰盒中。

在家庭中往往存在各式家具，有的家具直接底部着地，免去了清扫的麻烦，而很多家具则是在底部与地面存在一定的距离，通过家具周围的支撑脚支撑，如果距离较大，扫地机器人尚可进入打扫，一旦距离较小，扫地机器人容易撞到，事实上，又有很多家具的底部仅是边缘与地面距离较小，在中心部位与地面距离较大，这导致了扫地机器人的打扫盲区，由人工打扫又存在诸多困难。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种优化结构的适应不同场合的扫地机器人，机器人能通过收缩进到不同的区域完成清扫灰尘、杂物的工作，降低地面保洁难度，减轻打扫卫生的负担。

本实用新型所采用的技术方案是，一种适应不同场合的扫地机器人，包括壳体和设于壳体内的控制器及电源，所述壳体内设有与控制器连接的清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构，所述控制器、清洁机构、行走机构和充电机构与电源连接，所述行走机构包括设于壳体底部的左行动轮和右行动轮；所述左行动轮套设于第一电机的输出轴上，所述右行动轮套设于第二电机的输出轴上，所述第一电机和第二电机安装在升降机构上，所述升降机构的顶部设于壳体内侧顶部，所述第一电机、第二电机和升降机构与控制器配合设置；所述行走机构还包括设于壳体底部前端的万向轮，所述万向轮设于升降机构底部；所述万向轮、左行动轮和右行动轮的底部处于同一水平面上。

优选地，所述升降机构包括顶部设于壳体内侧顶部的伸缩杆，所述伸缩杆下方套设有伸缩套，所述伸缩套内的伸缩杆底部设有推拉气缸，所述伸缩套下设有固定架，所述第一电机和第二电机设于固定架上；所述推拉气缸与所述控制器连接。

优选地，所述清洁机构包括与控制器连接的至少1个第三电机，所述第三电机的输出轴贯穿壳体底部，所述壳体下部的输出轴上设有毛刷，所述壳体内设有空腔，所述空腔的吸附口设于毛刷侧部的壳体底部，所述空腔内设有微型吸尘器。

优选地，所述空腔包括空间连通的主空腔和辅空腔，所述主空腔和辅空腔的内壁上均贴设有静电贴。

优选地，所述传感机构包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器水平方向朝向前侧设置，所述壳体前侧设有与所述第一距离传感器和第二距离传感器配合设置的距离感应孔。

优选地，所述第二距离传感器的一端套设于转轴上，所述转轴连接至第四电机，所述第四电机固定于壳体内部，所述第四电机连接至控制器；所述壳体前侧的距离感应孔为长条形孔。

优选地，所述转轴相对于第四电机的一侧设有限位块，所述转轴相对于第四电机的一侧的壳体内设有2个凸起，所述2个凸起与转轴间成角度设置。

优选地，所述传感机构还包括光照传感器，所述壳体顶部前端设有与光照传感器配合设置的光照感应孔。

优选地，所述壳体下部边缘设有防撞条。

本实用新型提供了一种优化结构的适应不同场合的扫地机器人，通过在壳体内设置与控制器连接的电源、清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构，完成机器人的基本清洁、行走功能，并通过传感机构反馈信息触发控制器；同时，将行走机构设置在升降机构上，控制器通过获得传感机构反馈的信息控制升降机构进行升降，整体改变扫地机器人的高度，机器人在控制器的控制下，完成清扫灰尘、杂物的工作，亦能清扫盲区，降低地面保洁难度，减轻打扫卫生的负担。

附图说明

图1为本实用新型的主视图结构示意图；

图2为本实用新型的壳体内部省略行走机构和升降机构的结构示意图；

图3为本实用新型的行走机构和升降机构的结构示意图；

图4为本实用新型的俯视图结构示意图；

图5为本实用新型的仰视图结构示意图；

图6为本实用新型的壳体内部机构的俯视图结构示意图，其中，虚线表示机构间的电连接或通信连接；

图7为本实用新型的扫地机器人在行进的过程中，第二距离传感器的工作示意图，其中，虚线表示扫地机器人的行进状态，点划线表示第一距离传感器和第二距离传感器的传感路径，扫地机器人行进的前方为障碍物；

图8为图7中A的局部放大图，其中，α为第一距离传感器和第二距离传感器间的传感角度。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型涉及一种适应不同场合的扫地机器人，包括壳体1和设于壳体1内的控制器2及电源3，所述壳体1内设有与控制器2连接的清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构4，所述控制器2、清洁机构、行走机构和充电机构4与电源3连接，所述行走机构包括设于壳体1底部的左行动轮5和右行动轮6；所述左行动轮5套设于第一电机7的输出轴上，所述右行动轮6套设于第二电机8的输出轴上，所述第一电机7和第二电机8安装在升降机构上，所述升降机构的顶部设于壳体1内侧顶部，所述第一电机7、第二电机8和升降机构与控制器2配合设置；所述行走机构还包括设于壳体1底部前端的万向轮9，所述万向轮9设于升降机构底部；所述万向轮9、左行动轮5和右行动轮6的底部处于同一水平面上。

本实用新型中，机器人的主体包括一个壳体1，壳体1中设置有整个机器人的各种机构与控制器2交互信号，通过控制器2分派指示进行具体的动作，控制器2中一般还应当集成人机交互模块等更适于应用在现有环境需求中的模块。控制器2采用一般的单片机即能完成后续叙述的相应功能，非本实用新型主要解决的技术问题，本领域技术人员可以依据各自需求完成基础设置。

本实用新型中，清洁机构用于接收控制器2的控制对地面进行保洁作业；行走机构用于接收控制器2的控制，完成在路面的前进、转向、后退作业；传感机构用于朝控制器2发送相应的传感信息，进而触发控制器2控制其他机构的工作；充电机构4用于对机器人完成充电作业，一般情况下，控制器2中集成充电模块，通过充电机构4对电源3进行充电，其为本领域技术人员的公知技术，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本实用新型中，清洁机构、行走机构、充电机构4涉及到充放电，故与电源3连接。

本实用新型中，控制器2控制第一电机7和第二电机8产生不同输出，进而带动左行动轮5和右行动轮6产生不同的运行速度，达到往不同的方向转向的目的；通过万向轮9进行支撑和正常前进；当机器人触壁时，控制器2控制第一电机7和第二电机8的输出，进而带动机器人向其他路径进行清洁作业。此为本领域技术人员容易理解的内容，具体的行走机构的结构设置可以依据本领域技术人员的实际需求自行设置。

本实用新型中，第一电机7和第二电机8安装在升降机构上，同时升降机构的顶部抵设在壳体1内侧顶部，即控制器2可以接收传感机构的传感信息，反馈至升降机构，由升降机构带动第一电机7和第二电机8上下运动，完成升降的作业，为了保证扫地机器人整体的平稳，万向轮9设于升降机构的底部、壳体1的前侧且万向轮9、左行动轮5和右行动轮6的底部处于同一水平面上。

本实用新型中，控制器2通过获得传感机构反馈的信息控制升降机构进行升降，整体改变扫地机器人的高度，机器人在控制器2的控制下，完成清扫灰尘、杂物的工作，亦能清扫盲区，降低地面保洁难度，减轻打扫卫生的负担。

所述升降机构包括顶部设于壳体1内侧顶部的伸缩杆10，所述伸缩杆10下方套设有伸缩套11，所述伸缩套11内的伸缩杆10底部设有推拉气缸12，所述伸缩套11下设有固定架13，所述第一电机7和第二电机8设于固定架13上；所述推拉气缸12与所述控制器2连接。

本实用新型中，具体来说，升降机构的伸缩杆10的顶部抵设于壳体1内侧顶部，其伸缩杆10下方先是抵设在一个推拉气缸12的作用端，然后在外侧套设伸缩套11，伸缩套11下的固定架13上安置有第一电机7和第二电机8，控制器2通过传感信息对推拉气缸12进行触发，进而完成固定架13的升降，即带动第一电机7、第二电机8、左行动轮5和右行动轮6进行升降。

本实用新型中，显而易见，固定架13前端底部设有万向轮9。

所述清洁机构包括与控制器2连接的至少1个第三电机14，所述第三电机14的输出轴贯穿壳体1底部，所述壳体1下部的输出轴上设有毛刷15，所述壳体1内设有空腔，所述空腔的吸附口16设于毛刷15侧部的壳体1底部，所述空腔内设有微型吸尘器17。

所述空腔包括空间连通的主空腔18和辅空腔19，所述主空腔18和辅空腔19的内壁上均贴设有静电贴20。

本实用新型中，清洁机构包括至少1个第三电机14，即对应一个毛刷15，在实际的操作中，可以依据需求设置2组第三电机14和毛刷15的组合，增加清扫力度。

本实用新型中，以第三电机14的输出轴带动毛刷15转动，在毛刷15侧部的壳体1底部设置有吸附口16，毛刷15转动的过程中灰尘和杂物会有一定程度的扬起，在空腔中设置有微型吸风机17，灰尘和杂物随即通过吸附口16进入到空腔中。

本实用新型中，显而易见，在壳体1侧部设有风道配合的微型吸风机17完成吸附灰尘和杂物的作业，此为本领域技术人员容易理解的内容。

本实用新型中，空腔包括空间连通的主空腔18和辅空腔19，设置2个腔体主要是为了存放足够多的灰尘和杂物；主空腔18和辅空腔19可以是两个并联的腔体，亦可以在主空腔18内包含设置辅空腔19。

本实用新型中，为了增加吸附能力，在主空腔18和辅空腔19的内壁上均贴设有静电贴20，对于吸附物进行进一步固定，空腔整体可拆卸、替换，或是至少更换静电贴20。

本实用新型中，在实际的作业中，主空腔18和辅空腔19间还可以设置过滤层21，过滤层21用于过滤体积较大的杂物，即一般情况下，主空腔18用于吸附较大的杂物，辅空腔19用于吸附灰尘等小颗粒物。

所述传感机构包括第一距离传感器22和第二距离传感器23，所述第一距离传感器22水平方向朝向前侧设置，所述壳体1前侧设有与所述第一距离传感器22和第二距离传感器23配合设置的距离感应孔24。

所述第二距离传感器23的一端套设于转轴25上，所述转轴25连接至第四电机26，所述第四电机26固定于壳体1内部，所述第四电机26连接至控制器2；所述壳体1前侧的距离感应孔24为长条形孔。

所述转轴25相对于第四电机26的一侧设有限位块27，所述转轴25相对于第四电机26的一侧的壳体1内设有2个凸起28，所述2个凸起28与转轴25间成角度设置。

所述传感机构还包括光照传感器29，所述壳体1顶部前端设有与光照传感器29配合设置的光照感应孔30。

本实用新型中，传感机构主要包括了距离传感器和光照传感器29，距离传感器用于与距离感应孔24配合实时获取机器人与障碍物间的距离，尽可能不产生碰撞，而光照传感器29用于与光照感应孔30配合实时获取机器人是否处于不易进行保洁作业的区域。

本实用新型中，距离传感器主要包括第一距离传感器22和第二距离传感器23，其中第一距离传感器22主要用于对水平方向的障碍物进行距离探测，第二距离传感器23用于确认扫地机器人是否即将进入不易清扫的家具底部以及扫地机器人是否可以进入；壳体1前侧设有与所述第一距离传感器22和第二距离传感器23配合设置的距离感应孔24。

本实用新型中，第二距离传感器23主要用于扫动传感扇形面，获得障碍物的方位，故将第二距离传感器23的一端套设在转轴25上，控制器2通过控制第四电机26进而控制转轴25转动。

本实用新型中，为了便于第一距离传感器22和第二距离传感器23的工作，壳体1前侧的距离感应孔24为长条形孔，且宽度至少为第一距离传感器22和第二距离传感器23的传感单元的传感宽度。

本实用新型中，为了保证第二距离传感器23的工作效率、不发生过转的情况，在转轴25相对于第四电机26的一侧设有限位块27，且在对应侧的壳体1内设置2个凸起28与转轴25间成角度设置，保证限位块27不会过转。一般情况下，2个凸起28处于转轴25的前方和上方。

本实用新型中，传感机构还包括光照传感器29，并在壳体1顶部前端设置与光照传感器29配合设置的光照感应孔30，用于感应扫地机器人实际处于的工作区域。

所述壳体1下部边缘设有防撞条31。

本实用新型中，为了尽可能减少扫地机器人与周围障碍物的碰撞，故在壳体1下部边缘设置防撞条31，保证扫地机器人内环境的相对稳定、零部件工作的正常。

本实用新型中，采用所述的地面保洁机器人的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：清空并安装空腔，启动机器人；控制器2控制清洁机构、行走机构和传感机构开始工作；控制器2控制第三电机14带动毛刷15转动，微型吸尘器17工作将毛刷15掸扫的灰尘通过吸附口16扫入空腔；

步骤2：控制器2控制第一距离传感器22实时传输机器人与清扫路线前方障碍物的距离L1，当距离为0时，控制器2控制第一电机7和第二电机8根据障碍物的位置进行转向操作，万向轮9随行；

步骤3：控制器2控制第四电机26带动转轴25匀速转动，获得第一距离传感器22和第二距离传感器23间的传感角度α及第二距离传感器23的传感距离L2；当第四电机26带动第二距离传感器23朝下转动且L1＞L2×cosα，同时下一秒时L1=L2时，第四电机26反转，锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物，进行步骤4；当第四电机26带动第二距离传感器23朝上转动且L1＞L2×cosα，同时上一秒的L1=L2时，锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物，进行步骤4；否则保持当前工作状态或停机；

步骤4：控制器2控制第四电机26带动转轴25匀速转动，使得第二距离传感器23始终锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物，当第一距离传感器22和第二距离传感器23间的传感角度α为90°时，控制器2控制升降机构下降，清洁机构持续工作；若升降机构下降后扫地机器人的最高点与障碍物产生碰撞，则返回步骤2，否则，光照传感器29反馈光照强度差△E；

步骤5：当光照传感器29再次反馈光照强度差△E’，第一距离传感器22与前方障碍物的传感距离L3为扫描机器人前端至后端的长度时，控制器2控制升降机构上升，清洁机构持续工作，进行步骤2。

本实用新型中，机器人的初始工作模式为利用清洁机构对地面的灰尘和杂物进行清扫，并适时进行转向操作。

本实用新型中，当第四电机26带动第二距离传感器23朝下转动且L1＞L2×cosα，同时下一秒时L1=L2时，意味着机器人正在朝向底部与地面有一定距离的家具或障碍物运行，故第四电机26反转，锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物；当第四电机26带动第二距离传感器23朝上转动且L1＞L2×cosα，同时上一秒的L1=L2时，意味着机器人正在朝向底部与地面有一定距离的家具或障碍物运行，锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物。

本实用新型中，在扫地机器人朝向底部与地面有一定距离的家具或障碍物运行的过程中，控制器2控制第四电机26带动转轴25匀速转动，使得第二距离传感器23始终锁定当前第二距离传感器23反馈距离信息的障碍物，α的角度越来越大，当第一距离传感器22和第二距离传感器23间的传感角度α为90°时，控制器2控制升降机构下降，清洁机构持续工作，同时光照传感器29反馈光照强度差△E。

本实用新型中，也存在着扫地机器人无论降到何点都无法进到底部与地面有一定距离的家具或障碍物的底部的情况，即若升降机构下降后扫地机器人的最高点与障碍物产生碰撞，则返回步骤2。

本实用新型中，当光照传感器29再次反馈光照强度差△E’时，表示扫地机器人已经离开底部与地面有一定距离的家具或障碍物，经过扫地机器人的直径距离后，扫地机器人整体离开，控制器2控制升降机构上升，清洁机构持续工作。

本实用新型中，由于每个清扫场合的需求不同，△E和△E’的取值不同，一般情况下，取100~300Lx。

本实用新型通过在壳体1内设置与控制器2连接的电源3、清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构4，完成机器人的基本清洁、行走功能，并通过传感机构反馈信息触发控制器2；同时，将行走机构设置在升降机构上，控制器2通过获得传感机构反馈的信息控制升降机构进行升降，整体改变扫地机器人的高度，机器人在控制器2的控制下，完成清扫灰尘、杂物的工作，亦能清扫盲区，降低地面保洁难度，减轻打扫卫生的负担。

Claims (9)

1.一种适应不同场合的扫地机器人，包括壳体和设于壳体内的控制器及电源，所述壳体内设有与控制器连接的清洁机构、行走机构、传感机构和充电机构，所述控制器、清洁机构、行走机构和充电机构与电源连接，其特征在于：所述行走机构包括设于壳体底部的左行动轮和右行动轮；所述左行动轮套设于第一电机的输出轴上，所述右行动轮套设于第二电机的输出轴上，所述第一电机和第二电机安装在升降机构上，所述升降机构的顶部设于壳体内侧顶部，所述第一电机、第二电机和升降机构与控制器配合设置；所述行走机构还包括设于壳体底部前端的万向轮，所述万向轮设于升降机构底部；所述万向轮、左行动轮和右行动轮的底部处于同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述升降机构包括顶部设于壳体内侧顶部的伸缩杆，所述伸缩杆下方套设有伸缩套，所述伸缩套内的伸缩杆底部设有推拉气缸，所述伸缩套下设有固定架，所述第一电机和第二电机设于固定架上；所述推拉气缸与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述清洁机构包括与控制器连接的至少1个第三电机，所述第三电机的输出轴贯穿壳体底部，所述壳体下部的输出轴上设有毛刷，所述壳体内设有空腔，所述空腔的吸附口设于毛刷侧部的壳体底部，所述空腔内设有微型吸尘器。

4.根据权利要求3所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述空腔包括空间连通的主空腔和辅空腔，所述主空腔和辅空腔的内壁上均贴设有静电贴。

5.根据权利要求1所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述传感机构包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器水平方向朝向前侧设置，所述壳体前侧设有与所述第一距离传感器和第二距离传感器配合设置的距离感应孔。

6.根据权利要求5所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述第二距离传感器的一端套设于转轴上，所述转轴连接至第四电机，所述第四电机固定于壳体内部，所述第四电机连接至控制器；所述壳体前侧的距离感应孔为长条形孔。

7.根据权利要求6所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述转轴相对于第四电机的一侧设有限位块，所述转轴相对于第四电机的一侧的壳体内设有2个凸起，所述2个凸起与转轴间成角度设置。

8.根据权利要求5所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述传感机构还包括光照传感器，所述壳体顶部前端设有与光照传感器配合设置的光照感应孔。

9.根据权利要求1所述的一种适应不同场合的扫地机器人，其特征在于：所述壳体下部边缘设有防撞条。