CN209153448U - 激光雷达清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光雷达清洁机器人，包括清洁机体和激光雷达,激光雷达固定在清洁机体的顶部,激光雷达包括雷达本体、雷达座、用于驱动雷达本体转动的驱动装置和用于探测周围障碍物的探测装置，雷达本体可转动连接在雷达座上，雷达座设置在清洁机体上，探测装置设置在雷达本体的顶部，探测装置包括用于发射探测激光的激光器以及用于接收激光器所探测到的光信号的接收装置，激光器与雷达本体的平面存在倾斜向上的夹角。本实用新型提供的激光雷达清洁机器人，激光雷达具有倾斜向上设置的激光器，使得激光器发射的激光在激光雷达转动一周后形成一个锥形，避免了清洁机体在工作的过程中出现激光雷达被碰撞，提高了使用的安全性和合理性。

Description

激光雷达清洁机器人

技术领域

本实用新型属于清洁装置技术领域，更具体地说，是涉及一种激光雷达清洁机器人。

背景技术

随着科学技术的不断进步和人们生活水平的不断提高，清洁机器人逐渐替代了现有的一些手动的清洁工具，尤其是一些较大的场所，人工清洁方式耗费的人力和时间的成本较大。

目前的一些清洁机器人的顶部安装有激光雷达，通过激光雷达来实现对其周围障碍物的探测，以实现清洁机器人在清洁过程中的避障。

然而目前的清洁机器人上的激光雷达的激光输出方向多是水平的，因此激光雷达在探测的过程中只能探测到水平方向的障碍物，激光雷达的探测范围为一个平面，不具有空间上的探测效果，而且水平方向的激光往往低于激光雷达的最高点，导致激光雷达在探测的过程中顶部易受到碰撞。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光雷达清洁机器人，以解决现有技术中存在的清洁机器人不具有空间探测效果、高度方向的探测能力差导致激光雷达的顶部易受到碰撞的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种激光雷达清洁机器人，包括清洁机体和激光雷达,所述激光雷达固定在所述清洁机体的顶部,所述激光雷达包括雷达本体、雷达座、用于驱动所述雷达本体转动的驱动装置和用于探测周围障碍物的探测装置，所述雷达本体可转动连接在所述雷达座上，所述雷达座设置在所述清洁机体上，所述探测装置设置在所述雷达本体的顶部，所述探测装置包括用于发射探测激光的激光器以及用于接收所述激光器所探测到的光信号的接收装置，所述激光器与所述雷达本体的平面存在倾斜向上的夹角。

进一步地，所述夹角的范围是0度～15度。

进一步地，所述驱动装置包括纵向设置于所述雷达座上的电机和设置于所述电机输出端的传动轮，所述传动轮和所述雷达本体水平并排设置，所述传动轮与所述雷达本体之间套设有传动带。

进一步地，所述传动轮的周向开设有用于供所述传动带套设的凹槽。

进一步地，所述雷达本体上设置有用于供所述传动带远离所述传动轮一端套设的凸环，所述凸环的直径小于所述雷达本体边缘的直径。

进一步地，所述雷达座具有容置腔，所述电机设置在所述容置腔内。

进一步地，所述激光雷达还包括用于盖合所述雷达本体的雷达盖。

进一步地，所述雷达盖的周向开设有用于供所述激光器所发射激光通过的发射孔以及用于供所述接收装置接收光信号的接收孔，所述发射孔和所述接收孔分别与所述激光器和接收装置的激光传播方向正对。

进一步地，所述雷达本体上还设置有遮光筒，所述遮光筒置于所述激光器和所述接收装置前端且遮光筒的两端与所述发射孔、所述接收孔正对。

进一步地，所述雷达盖上还开设有若干散热孔。

本实用新型提供的激光雷达清洁机器人的有益效果在于：本实用新型的激光雷达具有倾斜向上设置的激光器，而且激光雷达工作的过程中可不断地发生转动，使得激光器发射的激光在激光雷达转动一周后形成一个锥形，相比平面扫描的激光雷达，增大了空间上的扫描范围，而且激光器能够探测到比激光雷达顶部更高的障碍物，激光器和接收装置探测到障碍物后，清洁机体随之做出减速或者避让动作，避免了清洁机体在工作的过程中出现激光雷达发生碰撞的现象，提高了使用的安全性和合理性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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为本实用新型实施例提供的激光雷达清洁机器人的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光雷达的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光雷达的爆炸结构示意图，部分结构未示出；

图4为本实用新型实施例提供的激光雷达的主视结构示意图，部分结构未示出；

图5为本实用新型实施例提供的激光雷达的侧视结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-清洁机体；

2-激光雷达；21-雷达本体；22-雷达座；23-驱动装置；24-探测装置；241-激光器；242-接收装置；231-电机；232-传动轮；233-传动带；2321-凹槽；211-凸环；25-雷达盖；251-发射孔；252-接收孔；212-遮光筒；253-散热孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的激光雷达清洁机器人进行说明。所述激光雷达清洁机器人，包括清洁机体1和激光雷达2,激光雷达2安装在清洁机体1的顶部,其中激光雷达2包括雷达本体21、雷达座22、驱动装置23以及探测装置24，激光雷达2和清洁机体1在工作的过程中驱动装置23驱使雷达本体21相对于雷达座22转动，探测装置24用于不断探测周围环境中的障碍物。雷达本体21设置在雷达座22上且与雷达座22可转动连接，雷达座22安装在清洁机体1上，探测装置24设置在雷达本体21的顶部，探测装置24包括激光器241和接收装置242，激光器241用于发射探测激光以探测周围的障碍物，接收装置242用于不断地接收激光器241所探测到的光信号，由于激光器241与雷达本体21之间存在倾斜向上的夹角，激光器241发射的激光与激光器241的发射端平行，激光器241随着雷达本体21的转动使得激光形成圆锥面，能够探测到比激光雷达2的顶部更高的障碍物。清洁机体1在清洁的过程中，通过对激光雷达2形成的点云数据进行采集和SLAM运算，获得环境地图与清洁机体1的位姿信息，同时还可以获得环境中的障碍物信息，当探测到障碍物接近清洁机体1时，清洁机体1将做出相应的动作，常用的应对方式为减速与避让。

与现有技术相比，本实用新型的激光雷达2具有倾斜向上设置的激光器241，而且激光雷达2工作的过程中可不断地发生转动，使得激光器241发射的激光在激光雷达2转动一周后形成一个锥形，相比平面扫描的激光雷达2，增大了空间上的扫描范围，而且激光器241能够探测到比激光雷达2顶部更高的障碍物，激光器241和接收装置242探测到障碍物后，清洁机体1随之做出减速或者避让动作，避免了清洁机体1在工作的过程中出现激光雷达2发生碰撞的现象，提高了使用的安全性和合理性。

进一步地，请参阅图4，上述夹角的范围是度0～15度，假设激光雷达2的极限探测距离为d，激光发射方向和水平面之间的夹角为α，则激光雷达2所能够探测到激光器241中心以上的高度范围为0～d*sinα。

进一步地，请一并参阅图3至图5，驱动装置23包括电机231和传动轮232，其中传动轮232安装于电机231的输出轴上，传动轮232和雷达本体21之间套设有传动带233。清洁机体1在工作的过程中，电机231处于启动状态，电机231的输出轴转动从而带动传动轮232转动，传动轮232将其转动通过传动带233传送给雷达本体21，从而使得雷达本体21随着传动轮232转动，激光器241发射的激光随之在转动状态下不断地探测周围的障碍物。

进一步地，请参阅图3，在本实施例中，传动轮232的周向开设有用于供传动带233套设的凹槽，传动带233得以套设在凹槽内以防传动带233在传动的过程中发生沿着传动轮232轴向方向的串动。当然，在其他实施例中，还可以在传动轮232的周向设置两凸缘，两凸缘之间形成用于供传动带233套设的空间即可。

进一步地，请参阅图3，雷达本体21上一体成型有用于供传动带233远离传动轮232一端套设的凸环211，其中凸环211的直径小于雷达本体21边缘的直径，如此便形成了用于供传动带233套设的空间。

进一步地，请一并参阅图3至图5，雷达座22具有容置腔，电机231安装在容置腔内，雷达座22起到对电机231保护的作用，使得电机231和外界隔开，以防电机231受到外界的碰撞等干扰。

进一步地，请参阅图2，激光雷达2还包括用于盖合雷达本体21的雷达盖25，雷达盖25将雷达本体21、激光器241等内部的重要元件罩住，以防外界的物体碰撞到上述重要的元件。

进一步地，请参阅图2，雷达盖25的周向开设有用于供激光器241所发射激光通过的发射孔251以及用于供接收装置242接收光信号的接收孔252，发射孔251和接收孔252分别与激光器241和接收装置242的激光传播方向正对，即发射孔251的轴向与水平面之间的夹角与激光发射方向与水平面之间的夹角保持一致，接收孔252的轴向与水平面之间的夹角与激光接收方向与水平面之间的夹角保持一致。

进一步地，请一并参阅图2至图5，雷达本体21上还安装有遮光筒212，遮光筒212的两端分别对准发射孔251和接收孔252，遮光筒对外界的杂散光具有遮挡的作用，减少了外界的杂散光对激光器241和接收装置242的干扰，提高了激光雷达测距的准确性。

进一步地，请参阅图2，雷达盖25上还开设有若干散热孔253，雷达本体21、激光器241、接收装置242在工作的过程中容易产生热量，散热孔253有利于将产生的热量散发到外界，以防雷达盖25的内部过热，造成重要元件因过热而导致损坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光雷达清洁机器人，包括清洁机体和激光雷达,其特征在于：所述激光雷达固定在所述清洁机体的顶部,所述激光雷达包括雷达本体、雷达座、用于驱动所述雷达本体转动的驱动装置和用于探测周围障碍物的探测装置，所述雷达本体可转动连接在所述雷达座上，所述雷达座设置在所述清洁机体上，所述探测装置设置在所述雷达本体的顶部，所述探测装置包括用于发射探测激光的激光器以及用于接收所述激光器所探测到的光信号的接收装置，所述激光器与所述雷达本体的平面存在倾斜向上的夹角。

2.如权利要求1所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述夹角的范围是0度～15度。

3.如权利要求1所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述驱动装置包括纵向设置于所述雷达座上的电机和设置于所述电机输出端的传动轮，所述传动轮和所述雷达本体水平并排设置，所述传动轮与所述雷达本体之间套设有传动带。

4.如权利要求3所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述传动轮的周向开设有用于供所述传动带套设的凹槽。

5.如权利要求3所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述雷达本体上设置有用于供所述传动带远离所述传动轮一端套设的凸环，所述凸环的直径小于所述雷达本体边缘的直径。

6.如权利要求3所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述雷达座具有容置腔，所述电机设置在所述容置腔内。

7.如权利要求1所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述激光雷达还包括用于盖合所述雷达本体的雷达盖。

8.如权利要求7所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述雷达盖的周向开设有用于供所述激光器所发射激光通过的发射孔以及用于供所述接收装置接收光信号的接收孔，所述发射孔和所述接收孔分别与所述激光器和接收装置的激光传播方向正对。

9.如权利要求8所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述雷达本体上还设置有遮光筒，所述遮光筒置于所述激光器和所述接收装置前端且遮光筒的两端与所述发射孔、所述接收孔正对。

10.如权利要求7-9中任一项所述的激光雷达清洁机器人，其特征在于：所述雷达盖上还开设有若干散热孔。