CN209220144U - 清洁机器人及其避障装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种避障装置，包括安装座、设于安装座内用于探测周围障碍物的激光雷达，以及底座，底座上设有导向柱，安装座内且位于激光雷达底部设有调节装置用于带动安装座沿导向柱上下以移动以躲避障碍物。本实用新型提供的避障装置与现有技术相比，在底座上设置若干导向柱，在激光雷达的底部设置调节装置，当遇到外界的障碍物时，调节装置带动安装座沿着导向柱上下移动以避开障碍物，减少了激光雷达发生剐蹭或卡死现象。

Description

清洁机器人及其避障装置

技术领域

本实用新型属于清洁机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种清洁机器人及其避障装置。

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。

清洁机器人在工作的过程中常会遇到障碍物的阻碍，目前的一些清洁机器人是将激光雷达安装在清洁机器人之上，通过激光雷达对清洁机器人周围的环境进行探测，清洁机器人通过激光雷达进行测距，以实现清洁机器人在清洁过程中的避障。

然而，目前的清洁机器人多将激光雷达安装在清洁机器人的上部，当障碍物高于激光雷达扫描平面而低于激光雷达上表面时仍然是避障检测盲区，在这种情况下极易发生剐蹭或卡死现象；而且当清扫区域高度高于激光雷达扫描平面而低于激光雷达上表面时仍然是无法清扫的区域，这将降低清洁机器人的清扫覆盖率，影响清洁机器人的清扫性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人，以解决现有技术中存在的清扫的过程中激光雷达有检测盲区和死角的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种避障装置包括安装座、设于所述安装座内用于探测周围障碍物的激光雷达，以及底座，所述底座上设有导向柱，所述安装座内且位于激光雷达底部设有调节装置用于带动所述安装座沿所述导向柱上下以移动以躲避所述障碍物。

进一步地，所述调节装置包括设于所述安装座内且可在所述安装座内上下移动的承托架、设于所述安装座底部的第一金属件、穿设于所述第一金属件上的第一弹性件、套设于所述第一弹性件上且可在所述第一弹性件带动下与所述第一金属件吸附/分离的磁性件，以及设于所述承托架顶部可向上推顶所述安装座的第二弹性件，所述磁性件设于所述承托架内，所述承托架套设于所述导向柱上。

进一步地，所述承托架包括固定柱以及多个均匀设置在所述固定柱周向的固定块，所述固定块具有中空孔，所述磁性件及所述第一弹性件位于所述中空孔的底部，所述导向柱为多个，各所述固定块的端部由所述安装座的侧壁伸出并套设各所述导向柱上，所述第二弹性件的两端分别抵顶于所述固定块的顶部与所述激光雷达的底部。

进一步地，所述安装座包括座体以及分别设于所述座体底部与顶部的底板与顶盖，所述座体内设有容置腔，所述固定柱及所述固定块设于所述容置腔底部，所述激光雷达设于所述容置腔顶部且抵顶所述顶盖，所述容置腔侧壁设有可供各所述固定块上下移动的滑动槽，各所述滑动槽贯通所述座体的侧面，各所述固定块的端部由所述滑动槽贯通的侧面伸出并套设于所述导向柱上，所述第一金属件固定于所述底板上。

进一步地，各所述固定块顶部还设有容置孔，所述第二弹性件的底部置于所述容置孔内，所述第二弹性件的顶部抵顶于所述激光雷达底部。

进一步地，各所述固定块由所述安装座的侧壁伸出的端部设有贯通孔，各所述导向柱穿于所述贯通孔内，各所述固定块上的容置孔位于各贯通孔的内侧。

进一步地，所述第一弹性件为拉伸弹簧，所述第二弹性件为压缩弹簧。

进一步地，所述顶盖呈穹顶状。

进一步地，所述顶盖呈水平板状，所述激光雷达上设置有用于检测外界高度方向上的传感器，所述调节装置还包括设于所述固定柱中空孔内且位于所述磁性件上方的电磁铁以及位于所述电磁铁顶部且固定于所述激光雷达底部可与所述电磁铁吸附/分离的第二金属件。

本实用新型的另一目的在于提供一种清洁机器人，包括机身，所述机身上还设有上述避障装置。

本实用新型提供的避障装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型在底座上设置若干导向柱，在激光雷达的底部设置调节装置，当遇到外界的障碍物时，调节装置带动安装座沿着导向柱上下移动以避开障碍物，减少了激光雷达发生剐蹭或卡死现象。

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避障装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的避障装置的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的避障装置的具体实施方式的剖面结构示意图一；

图4为本实用新型实施例提供的避障装置的具体实施方式的剖面结构示意图二；

图5为本实用新型实施例提供的避障装置的避障流程图。

其中，图中各附图主要标记：

1-安装座；11-座体；12-底板；13-顶盖；111-容置腔；112-滑动槽；

2-激光雷达；3-底座；4-导向柱；

5-调节装置；51-承托架；52-第一金属件；53-第一弹性件；54-磁性件；55-第二弹性件；511-固定块；512-固定柱；5111-中空孔；5112-容置孔；5113-贯通孔；56-电磁铁；57-第二金属件。

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及图2，现对本实用新型提供的避障装置进行说明。避障装置，包括安装座1、激光雷达2以及底座3，激光雷达2设于安装座1内且用于探测周围障碍物，底座3上设置有若干导向柱4，安装座1内设置有调节装置5，调节装置5位于激光雷达2的底部，调节装置5用于带动安装座1沿导向柱4上下以移动以躲避障碍物。

本实用新型提供的避障装置，与现有技术相比，在底座3上设置若干导向柱4，在激光雷达2的底部设置调节装置5，当遇到外界的障碍物时，调节装置5带动安装座1沿着导向柱4上下移动以避开障碍物，减少了激光雷达2发生剐蹭或卡死现象。

进一步地，请一并参阅图2至图4，调节装置5包括承托架51、第一金属件52、第一弹性件53、磁性件54以及第二弹性件55，承托架51设置在安装座1内且可在安装座1内上下移动，第一金属件52设置在安装座1的底部，第一弹性件53穿设在第一金属件52上，磁性件54套设在第一弹性件53上且可在第一弹性件53的带动下与第一金属件52吸附和分离，第二弹性件55设置于承托架51的顶部且可向上推顶安装座1，磁性件54设置于承托架51内，承托架51套设置在导向柱4上。

进一步地，请参阅图1及图2，承托架51包括固定柱512以及多个固定块511，固定块511均匀设置在固定柱512的周向，固定块511具有中空孔5111，磁性件54和第一弹性件53位于中空孔5111的底部，各个固定块511的端部从安装座1的侧壁伸出并套设在各个导向柱4上，第二弹性件55的两端分别抵顶固定块511的顶部和激光雷达2的底部。

进一步地，请参阅图1及图2，安装座1包括座体11、底板12以及顶盖13，座体11内开设有容置腔111，固定柱512、固定块511设置于容置腔111的底部，激光雷达2设置于容置腔111的顶部且抵顶顶盖13，容置腔111的侧壁开设有用于供各个固定块511上下移动的滑动槽112，各滑动槽112贯通座体11的侧面，各个固定块511的端部从滑动槽112贯通的侧面伸出并套设于导向柱4上，第一金属件52固定在底板12上。

进一步地，请参阅图2，各个固定块511的顶部还开设有容置孔5112，第二弹性件55的底部容置于容置孔5112内，第二弹性件55的顶部抵顶在激光雷达2的顶部。

进一步地，请参阅图2，各所述固定块511由所述安装座1的侧壁伸出的端部设有贯通孔5113，各所述导向柱4穿于所述贯通孔5113内，各所述固定块511上的容置孔5112位于各贯通孔5113的内侧。

进一步地，在本实施例中，将第一弹性件53选用为拉伸弹簧，将第二弹性件55选用为压缩弹簧。

进一步地，请参阅图3及图5，作为本实用新型提供的避障装置的一种具体实施方式，所述顶盖13呈穹顶状，顶盖13的边缘高度低于其中心的高度，本实施例属于被动避障的避障方式，在宽阔区域，磁性件54吸附第一金属件52，磁性件54对第一金属件52的吸附作用力平衡整个避障装置使得安装座1与导向柱4之间保持升起的状态，此时，磁性件54和第一金属件52相互吸附在一起；在进入低高度区域时，若顶盖13的边缘触碰到障碍物，如沙发、椅子的底部，顶盖13在向前移动的同时受到向下的力的作用，使得磁性件54和第一金属件52之间的吸合状态被破坏，从而使得安装座1通过贯通孔5113沿着导向柱4向下移动从而实现避障的效果，此时第一弹性件53处于被拉伸的状态，第二弹性件55处于被压缩的状态，承托架51相对于座体11向上移动了一段距离，承托架51相对于座体11向上移动的距离等于第一弹性件53的拉伸量或者第二弹性件55的压缩量。

进一步地，请参阅图2、图4及图5，作为本实用新型提供的避障装置的另一种具体实施方式，顶盖13呈水平板状，激光雷达2上设置有传感器，传感器用于检测外界高度方向上的障碍物，调节装置5还包括电磁铁56以及第二金属件57，第二金属件57固定在激光雷达2的底部，电磁铁56位于磁性件54的上方，电磁铁56在通断电时第二金属件57可与电磁铁56吸附和分离。本实施方式属于主动避障的避障方式，在宽阔的区域，电磁铁56处于断电的状态，磁性件54吸附第一金属件52，磁性件54对第一金属件52的吸附作用力平衡整个避障装置使得安装座1与导向柱4之间保持升起的状态，此时，磁性件54和第一金属件52相互吸附在一起；在进入低高度区域时，传感器检测到外界高度方向的障碍物后，电磁铁56被通电，电磁铁56吸附第二金属件57，电磁铁56产生的磁力吸附第二金属件57，在电磁铁56产生的作用克服磁性件54产生的磁力，第一弹性件53、第二弹性件55的弹力，使得安装座1通过贯通孔5113沿着导向柱4向下移动，第一弹簧处于被拉伸的状态，第二弹簧处于被压缩的状态，承托架51相对于座体11向上移动的距离等于第一弹性件53的拉伸量或者第二弹性件55的压缩量。在离开第高度区域后，电磁铁56断电，座体11在第一弹性件53和第二弹性件55的复位作用下向上运动直至磁性件54和第一金属件52吸附在一起。

本实用新型还提供一种清洁机器人，所述清洁机器人包括机身，机身上还安装有上述避障装置。清洁机器人在清扫时，通过上述避障装置实现在清扫过程中对高度方向上的避障。减少了机身和激光雷达2的剐蹭和卡死的现象。

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.避障装置，包括安装座、设于所述安装座内用于探测周围障碍物的激光雷达，以及底座，其特征在于：所述底座上设有导向柱，所述安装座内且位于激光雷达底部设有调节装置用于带动所述安装座沿所述导向柱上下以移动以躲避所述障碍物。

2.如权利要求1所述的避障装置，其特征在于：所述调节装置包括设于所述安装座内且可在所述安装座内上下移动的承托架、设于所述安装座底部的第一金属件、穿设于所述第一金属件上的第一弹性件、套设于所述第一弹性件上且可在所述第一弹性件带动下与所述第一金属件吸附/分离的磁性件，以及设于所述承托架顶部可向上推顶所述安装座的第二弹性件，所述磁性件设于所述承托架内，所述承托架套设于所述导向柱上。

3.如权利要求2所述的避障装置，其特征在于：所述承托架包括固定柱以及多个均匀设置在所述固定柱周向的固定块，所述固定块具有中空孔，所述磁性件及所述第一弹性件位于所述中空孔的底部，所述导向柱为多个，各所述固定块的端部由所述安装座的侧壁伸出并套设各所述导向柱上，所述第二弹性件的两端分别抵顶于所述固定块的顶部与所述激光雷达的底部。

4.如权利要求3所述的避障装置，其特征在于：所述安装座包括座体以及分别设于所述座体底部与顶部的底板与顶盖，所述座体内设有容置腔，所述固定柱及所述固定块设于所述容置腔底部，所述激光雷达设于所述容置腔顶部且抵顶所述顶盖，所述容置腔侧壁设有可供各所述固定块上下移动的滑动槽，各所述滑动槽贯通所述座体的侧面，各所述固定块的端部由所述滑动槽贯通的侧面伸出并套设于所述导向柱上，所述第一金属件固定于所述底板上。

5.如权利要求3所述的避障装置，其特征在于：各所述固定块顶部还设有容置孔，所述第二弹性件的底部置于所述容置孔内，所述第二弹性件的顶部抵顶于所述激光雷达底部。

6.如权利要求5所述的避障装置，其特征在于：各所述固定块由所述安装座的侧壁伸出的端部设有贯通孔，各所述导向柱穿于所述贯通孔内，各所述固定块上的容置孔位于各贯通孔的内侧。

7.如权利要求2所述的避障装置，其特征在于：所述第一弹性件为拉伸弹簧，所述第二弹性件为压缩弹簧。

8.如权利要求4所述的避障装置，其特征在于：所述顶盖呈穹顶状。

9.如权利要求4所述的避障装置，其特征在于：所述顶盖呈水平板状，所述激光雷达上设置有用于检测外界高度方向上的传感器，所述调节装置还包括设于所述固定柱中空孔内且位于所述磁性件上方的电磁铁以及位于所述电磁铁顶部且固定于所述激光雷达底部可与所述电磁铁吸附/分离的第二金属件。

10.清洁机器人，包括机身，其特征在于：所述机身上还设有如权利要求1至9中任一项所述的避障装置。