CN208864195U - 一种清洁机器人避障装置 - Google Patents

Abstract

一种清洁机器人避障装置，清洁机器人包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元，激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人的路径规划及导航行走，其特征在于：清洁机器人还包括防撞检测单元，防撞检测单元安装于激光单元的侧面位置用于检测激光单元的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元包括发射检测信号的发射部和用于接收发射部发出的检测信号的接收部。本实用新型方案解决了现有清洁机器人无法检测激光单元的侧面是否存在障碍物的问题，且解决了现有清洁机器人的激光单元无法避障导致的激光单元容易卡住或撞坏的问题。

Description

一种清洁机器人避障装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，涉及到一种清洁机器人，具体涉及到一种清洁机器人避障装置。

背景技术

随着智能家居产品的普及，越来越多的人使用清洁机器人来代替人工打扫室内的清洁，现有市场上的清洁机器人大部分为规划式的清洁机器人，主要通过内部的陀螺仪来判断清洁机器人的行走方向，通过传感器来检测障碍物的位置并进行行走方向上的规避处理；为了使清洁机器人更准确的探测障碍物和探索室内的环境情况，通过在清洁机器人的顶部设置激光单元来实现对室内环境的扫描检测，并对室内的环境扫描建图来规划清洁机器人的行走路径；激光单元主要设置在清洁机器人的顶部且凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元的内部设置有可360度旋转的激光扫描组件，通过激光扫描组件发射出激光光束来实现对室内障碍物和室内环境的探索并形成地图，并进一步实现对清洁机器人的导航规划。

目前清洁机器人在行走的过程中会穿梭于障碍物的边沿或底部，比如室内的沙发、床底等，因激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，这样就容易导致当清洁机器人需要进入到障碍物的底部时激光单元容易卡死或撞坏的问题，主要原因为激光单元无法检测到激光单元的侧面位置是否存在障碍物，因而使得清洁机器人无法避开一些较低的障碍物的底部空间；当清洁机器人在行走清洁的过程中需要进入障碍物的底部空间时，此时清洁机器人包含激光单元的整体高度大于或等于障碍物的底部空间高度时，清洁机器人的激光单元会撞击在障碍物的侧面位置，同时激光单元容易卡死在障碍物的底部空间边缘位置处，导致清洁机器人卡住而无法行走并自动停止工作，在激光单元撞击障碍物的侧面位置较长时间后容易导致激光单元的损坏且容易导致用户的家具被撞坏，用户体验差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人避障装置，主要解决现有清洁机器人无法检测激光单元的侧面是否存在障碍物的问题，且解决现有清洁机器人的激光单元无法避开障碍物导致的激光单元容易出现卡住或撞坏的问题。

本实用新型的实施方式提供了一种清洁机器人避障装置，清洁机器人包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元，激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人的路径规划及导航行走，其特征在于：清洁机器人还包括防撞检测单元，防撞检测单元安装于激光单元的侧面位置用于检测激光单元的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元包括发射检测信号的发射部和用于接收发射部发出的检测信号的接收部。

前述的一种清洁机器人避障装置，所述发射部与接收部位于垂直于激光单元顶面的同一中心面上，发射部安装于激光单元的侧面位置的上部，接收部安装于激光单元的侧面位置的下部。

前述的一种清洁机器人避障装置，所述防撞检测单元与控制单元电性连接，当接收部接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面存在障碍物，当接收部未接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面不存在障碍物。

前述的一种清洁机器人避障装置，所述激光单元的侧面至少设置有一个防撞检测单元，防撞检测单元为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。

一种清洁机器人避障装置，清洁机器人包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元，激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人的路径规划及导航行走，其特征在于：清洁机器人还包括防撞检测单元，防撞检测单元安装于激光单元的侧面位置用于检测激光单元的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元包括发射检测信号的发射部和用于接收发射部发出的检测信号的接收部；发射部与接收部位于平行于激光单元顶面的同一高度的水平面上，且发射部与接收部分别安装于垂直于激光单元顶面的同一中心面的左右两侧位置。

前述的一种清洁机器人避障装置，所述防撞检测单元与控制单元电性连接，当接收部接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面存在障碍物，当接收部未接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面不存在障碍物。

前述的一种清洁机器人避障装置，所述激光单元的侧面至少设置有一个防撞检测单元，防撞检测单元为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型方案通过设置防撞检测单元，主要在清洁机器人的激光单元的侧面位置设置防撞检测单元来检测激光单元的侧面是否存在障碍物，以便引导清洁机器人行走并避开激光单元侧面的障碍物，解决了现有清洁机器人无法检测激光单元的侧面是否存在障碍物的问题，实现了清洁机器人可避开激光单元的侧面的障碍物来行走。

本实用新型方案通过设置防撞检测单元的发射部和接收部来检测激光单元的侧面是否存在障碍物，发射部发射检测信号，当激光单元的侧面存在障碍物时，障碍物改变发射部发出的检测信号的方向使得接收部可接收到检测信号，此时控制单元判定激光单元的侧面存在障碍物并引导清洁机器人避开障碍物来行走或引导清洁机器人不进入障碍物的底部空间内，从而解决了现有清洁机器人无法避开障碍物导致的激光单元容易卡住或撞坏的问题。

附图说明

图1为本实用新型方案的清洁机器人的立体示意图；

图2为本实用新型方案的清洁机器人的平面示意图；

图3为本实用新型方案的图2中A处的局部放大示意图；

图4为本实用新型方案的清洁机器人的侧面示意图；

图5为本实用新型方案的图4中B处的局部放大示意图；

图6为本实用新型方案的清洁机器人准备进入沙发底部的示意图；

图7为本实用新型方案的图6中C处的局部放大示意图；

图8为本实用新型方案的清洁机器人进入沙发底部并检测到沙发存在的示意图；

图9为本实用新型方案的图8中D处的局部放大示意图；

图10为清洁机器人检测到沙发存在但不能进入沙发底部的一种转向避开的行走示意图；

图11为本实用新型方案的防撞检测单元的另一种安装方式的示意图；

图12为本实用新型方案的图1中E处的局部放大示意图；

图13为本实用新型方案的的防撞检测单元的另一种安装示意的俯视图；

图14为本实用新型方案的图13中H处的局部放大示意图；

图15为清洁机器人进入沙发底部并检测到沙发存在的示意图；

图16为本实用新型方案的图15中M处的局部放大示意图；

图17为本实用新型方案的清洁机器人准备进入沙发底部的示意图；

图18为本实用新型方案的图17中N处的局部放大示意图。

附图标记：1-清洁机器人，2-防撞检测单元，201-发射部，202-接收部，3-激光单元， F-沙发。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

实施例：本实用新型的清洁机器人避障装置，如图1至图18构成所示，清洁机器人1包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元3，激光单元3凸起于清洁机器人1的顶部，激光单元3用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人1的路径规划及导航行走，其特征在于：清洁机器人1还包括防撞检测单元2，防撞检测单元2安装于激光单元3的侧面位置用于检测激光单元3的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元2包括发射检测信号的发射部201和用于接收发射部201发出的检测信号的接收部202。

所述发射部201与接收部202位于垂直于激光单元3顶面的同一中心面上，发射部201 安装于激光单元3的侧面位置的上部，接收部202安装于激光单元3的侧面位置的下部；所述防撞检测单元2与控制单元电性连接，当接收部202接收到检测信号时控制单元判定激光单元3的侧面存在障碍物，当接收部202未接收到检测信号时控制单元判定激光单元3的侧面不存在障碍物；所述激光单元3的侧面至少设置有一个防撞检测单元2，防撞检测单元2为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。

清洁机器人避障装置，清洁机器人1包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元3，激光单元3凸起于清洁机器人1的顶部，激光单元3用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人1的路径规划及导航行走，其特征在于：清洁机器人1还包括防撞检测单元2，防撞检测单元2安装于激光单元3的侧面位置用于检测激光单元3的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元2包括发射检测信号的发射部201和用于接收发射部201发出的检测信号的接收部202；发射部201与接收部202位于平行于激光单元3 顶面的同一高度的水平面上，且发射部201与接收部202分别安装于垂直于激光单元3顶面的同一中心面的左右两侧位置。

所述防撞检测单元2与控制单元电性连接，当接收部202接收到检测信号时控制单元判定激光单元3的侧面存在障碍物，当接收部202未接收到检测信号时控制单元判定激光单元3的侧面不存在障碍物；所述激光单元3的侧面至少设置有一个防撞检测单元2，防撞检测单元2为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。

本实用新型方案的清洁机器人1包括行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元3，激光单元3凸起于清洁机器人1的顶部，激光单元3用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人1的路径规划及导航行走；行走单元为左右分布的驱动轮来实现清洁机器人1的行走，清洁单元为清洁机器人1底部的吸尘模块或滚刷模块或拖地模块，可用于吸尘或清扫或拖地来实现对室内的地面进行不同方式的清洁。

本实用新型方案设置防撞检测单元2，防撞检测单元2设置在激光单元3的侧面位置，在本实施方案中，激光单元3为圆柱形结构，防撞检测单元2设置在激光单元3的圆柱形的侧面圆周面上，可在侧面圆周面上的任意位置，可设置一个或多个防撞检测单元2；优选的，防撞检测单元2设置在清洁机器人1前进方向上的激光单元3的侧面位置，如图2所示，其中黑色填充的箭头表示清洁机器人1前进方向，清洁机器人1在行走中沿箭头方向前进，当遇到障碍物时可沿前进方向左转或右转或掉头来避开障碍物继续前行。

本实用新型方案设置有用于检测清洁机器人1的激光单元3的侧面是否存在障碍物的防撞检测单元2，主要用于检测清洁机器人1包含激光单元3的整体高度大于或等于障碍物的底部空间高度的障碍物，还可用于检测高度在清洁机器人1主体高度与清洁机器人1包含激光单元3的整体高度之间的障碍物，即为检测清洁机器人1的激光单元3的侧面是否存在障碍物，清洁机器人1主体高度为清洁机器人1不包括激光单元3的机身在竖直方向上的主体高度；防撞检测单元2主要检测激光单元3的侧面圆周的近距离的环形区域内是否存在障碍物，可检测清洁机器人1主体机身的顶部上方区域内的障碍物是否存在激光单元3的侧面位置；当防撞检测单元2检测到激光单元3的侧面存在障碍物时，此时引导清洁机器人1左转或右转或掉头来避开障碍物，或引导清洁机器人1不进入障碍物的底部空间，防止激光单元 3卡住在障碍物底部空间的边缘位置，防止激光单元3与障碍物之间直接碰撞导致激光单元3 损坏。

本实用新型方案的防撞检测单元2与控制单元电性连接，防撞检测单元2包括发射部201 和接收部202，发射部201发射检测障碍物的检测信号，接收部202接收检测信号，控制单元根据接收部202是否接收到检测信号来判断激光单元3的侧面是否存在障碍物；当接收部 202无法接收到检测信号，此时发射部201发出的检测信号一直向外发射无任何阻挡，如图7 或图18所示，此时发射部201发出的检测信号一直处于发射的状态，且因无任何障碍物阻挡检测信号并改变检测信号的方向使得接收部202不能接收到检测信号，控制单元判定激光单元3的侧面不存在障碍物，清洁机器人1可沿当前的前进方向继续行走，也可沿室内任意方向前进行走进行室内清洁任务；当接收部202接收到检测信号，此时发射部201发出的检测信号因遇到障碍物而改变了检测信号的方向，如图9或图16所示，使得接收部202可接收到检测信号，控制单元判定激光单元3的侧面存在障碍物，清洁机器人1需沿当前的前进方向左转或右转或掉头来避开障碍物继续行走，如图10所示；障碍物可为沙发F，若清洁机器人 1的主体高度可进入到沙发F的底部空间内但清洁机器人1包含激光单元3的整体高度无法进入到沙发F的底部空间内，或者若清洁机器人1无法检测到激光单元3的侧面的障碍物则会导致清洁机器人1行走至沙发F底部空间边沿出现激光单元3与沙发F的侧面位置相互碰撞，激光单元3出现被卡住或撞坏的问题，沙发F的侧面出现因被撞而损坏的问题。

本实用新型方案中障碍物可以为沙发F或床或其他家具等，当防撞检测单元2检测到激光单元3的侧面存在障碍物时，此时清洁机器人1无法进入到沙发F或床的底部空间内；当防撞检测单元2检测到激光单元3的侧面不存在障碍物时，此时清洁机器人1可进入到沙发 F或床的底部空间内进行清洁；防撞检测单元2可防止沙发F或床或其他家具的侧面被清洁机器人1的激光单元3所碰撞，不仅保护了家具不受到损坏同时也保护了清洁机器人1不受到损坏，提升了用户体验效果，更安全可靠。

本实用新型方案的防撞检测单元2的一种安装方式，其中发射部201和接收部202安装于垂直于激光单元3顶面的同一中心面上，即为过清洁机器人1轴线上的竖直中心面上，如图2所示；发射部201安装于激光单元3的侧面位置的上部，接收部202安装于激光单元3 的侧面位置的下部，如图2、图3、图4、图5所示；可选的，发射部201与接收部202之间可相互更换地安装于激光单元3的侧面，即为发射部201可安装于激光单元3的侧面位置的上部或下部，接收部202对应的可安装于激光单元3的侧面位置的下部或上部，均不影响对障碍物的检测效果；可选的，为了检测到更大的范围内是否存在障碍物，可设置多个防撞检测单元2，多个防撞检测单元2均匀分布在激光单元3的侧面圆周面上，即为可设置多个发射部201和多个接收部202；可选的，为了扩大防撞检测单元2对激光单元3竖直方向上的检测高度，发射部201与接收部202可设置呈一定的角度形成检测范围内的夹角来实现对竖直方向上的更大区域内的障碍物的检测；可选的，发射部201水平安装，发射部201发射水平方向的检测信号，接收部202呈一定角度安装，角度可为锐角或钝角，当激光单元3的侧面存在障碍物时，接收部202可接收到检测信号；可选的，发射部201呈一定角度安装，角度可为锐角或钝角，发射部201发射在竖直方向上向上或向下倾斜的检测信号，接收部202 水平安装，当激光单元3的侧面存在障碍物时，接收部202可接收到检测信号。

本实用新型方案的防撞检测单元2的另一种安装方式，发射部201和接收部202安装于平行于激光单元3顶面的同一高度的水平面上，且发射部201与接收部202分别安装于垂直于激光单元3顶面的同一中心面的左右两侧位置，即为过洁机器人轴线上的竖直中心面的左右两侧位置，如图1、图12、图13、图14所示；可选的，发射部201与接收部202之间可相互更换地安装于激光单元3的侧面，即为发射部201可安装于垂直于激光单元3顶面的同一中心面上的左侧或右侧位置，接收部202对应的可安装于垂直于激光单元3顶面的同一中心面上的右侧或左侧位置，均不影响对障碍物的检测效果；优选的，发射部201与接收部202之间设置有相对夹角的安装分布，夹角为锐角或钝角；可选的，为了检测到更大的范围内是否存在障碍物，可设置多个防撞检测单元2，多个防撞检测单元2均匀分布在激光单元3的侧面圆周面上，即为可设置多个发射部201和多个接收部202；可选的，发射部201与垂直于激光单元3顶面的同一中心面之间平行的水平安装，发射部201发射水平方向的检测信号，接收部202与垂直于激光单元3顶面的同一中心面之间呈一定角度安装，角度可为锐角，当激光单元3的侧面存在障碍物时，接收部202可接收到检测信号；可选的，发射部201与垂直于激光单元3顶面的同一中心面之间呈一定角度安装，角度可为锐角，发射部201发射倾斜的检测信号，接收部202与垂直于激光单元3顶面的同一中心面之间平行的水平安装，当激光单元3的侧面存在障碍物时，接收部202可接收到检测信号；可选的，为了扩大防撞检测单元2对激光单元3竖直方向上的检测高度，激光单元3的侧面上可设置在竖直方向上多层分布的发射部201和接收部202，实现对激光单元3侧面的障碍物的多层检测，检测范围更大，检测效果更可靠。

工作原理：本实用新型方案设置防撞检测单元2，防撞检测单元2与控制单元电性连接，防撞检测单元2设置发射部201和接收部202，发射部201发射检测信号用于检测激光单元3 的侧面是否存在障碍物，接收部202接收检测信号；当接收部202可接收到检测信号时，控制单元判定激光单元3的侧面存在障碍物，并引导清洁机器人1转向或掉头来避开障碍物继续行走；本实用新型方案主要通过控制单元对接收部202是否接收到检测信号来判断是否存在障碍物或障碍物的具体位置，通过对障碍物位置的检测来防止清洁机器人1的激光单元3 与障碍物之间发生碰撞，防止激光单元3被卡住或被撞坏且防止家具被损坏。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种清洁机器人避障装置，清洁机器人包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元，激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人的路径规划及导航行走，其特征在于：

清洁机器人还包括防撞检测单元，防撞检测单元安装于激光单元的侧面位置用于检测激光单元的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元包括发射检测信号的发射部和用于接收发射部发出的检测信号的接收部。

2.根据权利要求1所述的一种清洁机器人避障装置，其特征在于：发射部与接收部位于垂直于激光单元顶面的同一中心面上，发射部安装于激光单元的侧面位置的上部，接收部安装于激光单元的侧面位置的下部。

3.根据权利要求1或2所述的一种清洁机器人避障装置，其特征在于：防撞检测单元与控制单元电性连接，当接收部接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面存在障碍物，当接收部未接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面不存在障碍物。

4.根据权利要求1所述的一种清洁机器人避障装置，其特征在于：激光单元的侧面至少设置有一个防撞检测单元，防撞检测单元为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。

5.一种清洁机器人避障装置，清洁机器人包括：行走单元、清洁单元、控制单元、激光单元，激光单元凸起于清洁机器人主体的顶部，激光单元用于检测清洁区域内的障碍物以及对清洁区域内的环境扫描建图，并用于清洁机器人的路径规划及导航行走，其特征在于：

清洁机器人还包括防撞检测单元，防撞检测单元安装于激光单元的侧面位置用于检测激光单元的侧面是否存在障碍物；防撞检测单元包括发射检测信号的发射部和用于接收发射部发出的检测信号的接收部；

发射部与接收部位于平行于激光单元顶面的同一高度的水平面上，且发射部与接收部分别安装于垂直于激光单元顶面的同一中心面的左右两侧位置。

6.据权利要求5所述的一种清洁机器人避障装置，其特征在于：防撞检测单元与控制单元电性连接，当接收部接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面存在障碍物，当接收部未接收到检测信号时控制单元判定激光单元的侧面不存在障碍物。

7.据权利要求5或6所述的一种清洁机器人避障装置，其特征在于：激光单元的侧面至少设置有一个防撞检测单元，防撞检测单元为红外线传感器或超声波传感器其中的一种。