CN209966275U - 一种扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于家电领域，尤其涉及一种扫地机器人，本申请提供一种扫地机器人，包括：机体、测距装置和一对驱动轮；以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置设置在所述机体的前端；所述驱动轮设置在所述机体的底部；其中，所述测距装置设置在机体的顶部，位于所述驱动轮的前方；与现有技术相比，本申请通过将测距装置设置在机体的顶部，位于所述驱动轮的前方，实现防止机器机身过多进入障碍物下方而卡死，进而障碍物在脱困时回转半径变小，更容易实现脱困；另外，减少了测距装置的测量盲区，提高了测距数据的准确性，在相同的视野盲区下，能够降低LDS装置的高度，使机器做的更薄，能清洁更低矮的空间。

Description

一种扫地机器人

技术领域

本实用新型属于家电领域，尤其涉及一种扫地机器人。

背景技术

扫地机器人通常具有完整的清洁系统，通过传感器或者超声波系统检测地面的情况，启动滚刷清洁地面，将待清洁区域内的垃圾毛发吸入集尘盒内完成清洁工作。一些功能更全面的扫地机器人还拥有水箱、拖布、杀菌灯等部件，实现拖扫一体、杀菌灯额外效果。

随着人工智能技术的发展，扫地机器人的清扫模式更加的智能，清扫模式逐渐由固定模式向路径规划模式发展。固定模式是指扫地机器人内部搭载固定程序，执行清扫工作时只能对待清洁区域转圈清扫，会频繁地出现磕碰情况。路径规划模式是指扫地机器人内部搭载定位导航技术让清扫变得有规律，有效降低机器的碰撞，使得使用寿命延长。路径规划模式主要通过对障碍物的测距来实现避障，以测距为避障的基础，具体可以通过多种技术实现，如无线射频、超声波、红外线或激光/雷射等。

以激光测距为例，扫地机器人的顶端设置一个可以旋转的激光测距传感器(也称LDS，laser distance sensor)，通过发射激光扫描自身到室内房间各个边界的距离，从而形成数字地图，将数字地图内室内的布局规划存储记忆后，扫地机器人根据室内房间的家具、墙壁的边界以及其它障碍物的布局进行合理的清扫路线规划，完成清扫工作。另外，还能根据屋内家具位置的变化实时更新数字地图。现有的LDS放置在扫地机器人的尾部，水箱的上方，在测距时，遇到障碍物高于机器人上盖平面且低于LDS上平面的障碍物时，容易使机身卡死在障碍物的下方，扫地机器人在进行脱困时的回转半径过大，脱困困难。

实用新型内容

本申请的发明目的在于提供一种扫地机器人，用于解决扫地机器人容易卡死、脱困困难的技术问题。

本申请提供一种扫地机器人，包括：机体、测距装置和一对驱动轮；以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置设置在所述机体的前端；所述驱动轮设置在所述机体的底部；其中，所述测距装置设置在机体的顶部，位于所述驱动轮的前方。

可选的，所述机体的底部还设有万向轮，所述测距装置位于所述万向轮和所述驱动轮之间。

可选的，所述测距装置与所述扫地机器人的前进方向的端部的距离大于所述测距装置与驱动轮的距离。

可选的，所述测距装置为LDS装置。

可选的，所述机体底部设有万向轮和超声波组件，所述超声波组件设置在所述万向轮的一侧；所述超声波组件用于向地面发送超声波，并接收反射回的超声波；根据所述反射回的超声波，能够判断地面性质。

可选的，还包括：所述机体底部还设有边刷，所述超声波组件位于万向轮和边刷之间。

可选的，在所述扫地机器人的拖地模式下，所述超声波组件的检测信号传递给所述扫地机器人的控制单元，所述控制单元根据超声波组件的检测信号判断地面的性质，若地面上有地毯时，控制机体避让。

本申请还提供一种扫地机器人，包括：机体、测距装置、一对驱动轮和水箱；以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置设置在机体的前端，所述水箱设置在机体的后端，所述驱动轮位于所述测距装置和水箱之间。

与现有技术相比，本申请实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有以下优点：

本申请提供一种扫地机器人，包括：机体、测距装置、驱动轮和万向轮；所述万向轮设置在所述机体的一端，靠近所述扫地机器人的前进方向；所述驱动轮设置在所述机体的底部；所述测距装置设置在机体的顶部，位于所述万向轮和所述驱动轮之间。与现有技术相比，本申请通过将测距装置设置在机体的顶部，位于所述驱动轮的前方，使扫地机器人在前进方向遇到高于机器上盖平面且低于LDS上盖平面的障碍物时，提前触发LDS装置，实现防止机器机身过多进入障碍物下方而卡死，进而障碍物在脱困时回转半径变小，更容易实现脱困；另外，减少了测距装置的测量盲区，提高了测距数据的准确性，在相同的视野盲区下，能够降低LDS装置的高度，使机器做的更薄，能清洁更低矮的空间。

附图说明

图1为现有技术扫地机器人的机构示意图；

图2为现有技术扫地机器人遇到障碍物时的位置关系示意图；

图3为现有技术扫地机器人回转半径示意图；

图4为现有技术LDS测量盲区原理示意图；

图5为现有技术扫地机器人刮条设置的示意图；

图6为现有技术扫地机器人内水箱设置的示意图；

图7为本申请提供的扫地机器人的机构示意图；

图8为本申请提供的扫地机器人遇到障碍物时的位置关系示意图；

图9为本申请提供的扫地机器人回转半径示意图；

图10为本申请提供的测距装置测量盲区原理示意图；

图11为本申请提供的扫地机器人刮条设置的示意图；

图12为本申请提供的扫地机器人内水箱设置的示意图；

图13为本申请提供的扫地机器人设置超声波组件的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

为便于说明本申请实施例提供的扫地机器人与现有技术提供的扫地机器人的差别，以下首先介绍现有技术的扫地机器人。

现有技术提供的扫地机器人的一个典型方案如图1-图6所示，图1为现有技术扫地机器人的机构示意图，图2为现有技术扫地机器人遇到障碍物时的位置关系示意图，图3为现有技术扫地机器人回转半径示意图，图4为现有技术LDS测量盲区原理示意图，图5为现有技术扫地机器人刮条设置的示意图，图6为现有技术扫地机器人内水箱设置的示意图。

请参照图1，现有的扫地机器人100的尾部设置有LDS装置120(激光测距装置)。请参照图2，图2示出了障碍物P与扫地机器人100、LDS装置120的位置关系，扫地机器人100的上盖平面110低于障碍物P的下底面，扫地机器人100按照图示箭头的方向行进，在扫地机器人100行进方向的后端，即在上盖平面110的右侧设置有LDS装置120，LDS装置120通过一铜柱121可旋转的设置在上盖平面110上，LDS装置120的上平面高于障碍物P的下底面。

请参照图3，图3示出了扫地机器人100的前端与障碍物P接触时，LDS装置120与障碍物P的距离为L1，当扫地机器人100的前端卡紧障碍物P内，继续行进直到LDS装置120的撞板受到障碍物P的阻挡后。电机驱动扫地机器人100的驱动轮130反转，使扫地机器人100脱离障碍物，在此种情况下，所述扫地机器人100脱离障碍物的回转半径为R1(通常情况下，扫地机器人会后退一段距离再转向脱困)。

图4示出了LDS装置120的测量盲区D1，LDS装置120是通过发射激光束照射到物体上的某一点(称为目标点)，目标点经过成像后通过透镜汇聚到LDS装置120内形成图像像点。如图4所示，由LDS装置120发射的光束经过扫地机器人前端后的距离即为测量盲区D1，在测量盲区D1的范围内，存在障碍物时，LDS装置120无法准确的获知障碍物的实际位置，影响机器人的行走避障效果。

图5示出了刮条140的设置，由于扫地机器人100的内部空间的限制，通常将刮条设置在驱动轮远离LDS装置120的一侧，如图5所示，刮条与驱动轮轴心的距离为e。

图6示出了水箱150的设置，所述水箱150和LDS装置均设置在扫地机器人100的尾部，方便加水。由于LDS装置120会占据一定的机体空间，导致水箱150的体积不能做到较大。

以下结合图7-13，对本申请实施例提供的扫地机器人进行说明。在具体说明的过程中，请结合现有技术中图1-6的描述，以便于对比了解本申请的技术方案。

图7是本申请提供的扫地机器人的结构示意图。如图7所示，本申请实施例提供一种扫地机器人200，包括：机体210、测距装置220和一对驱动轮230；以所述扫地机器人200的前进方向为前向，所述测距装置220设置在所述机体210的前端；所述驱动轮230设置在所述机体210的底部；其中，所述测距装置220设置在机体210的顶部，位于所述驱动轮230的前方。在本实施例中，所述测距装置220处于位置N(测距装置220距离驱动轮的距离为40mm)，与所述扫地机器人200的前进方向的端部的距离大于所述测距装置220与驱动轮230的距离。可选的，当测距测距装置220处于位置M时(和万向轮240的位置基本相同)，测距装置距离驱动轮的距离为100mm。

在本实施例中，所述机体210的底部还设有万向轮240所述万向轮240设置在所述机体200的前端，以所述扫地机器人200的前进方向为前向(如图7箭头所示方向)；所述驱动轮230为一对，相互平行设置在所述机体200的底部；所述测距装置220设置在机体210的顶部，位于所述万向轮240和所述驱动轮230之间。

所述测距装置220可以为LDS装置(即激光测距传感器)、红外传感器、无线射频装置等，通过将测距装置220设置在万向轮240和驱动230之间，使扫地机器人200在前进方向遇到高于机器上盖平面且低于LDS上盖平面的障碍物时，提前触发LDS装置，实现防止机器机身过多进入障碍物下方而卡死，进而障碍物在脱困时回转半径变小，更容易实现脱困。例如，装配有LDS装置的扫地机器人在进行清洁房屋的工作时，遇到需要清洁的狭小空间，例如，沙发底部、柜子底部等等。LDS装置发射激光束照射到物体上的某一点，根据接收的反射光确定扫地机器人与狭小空间的距离。扫地机器人行进到狭小空间附近进行清扫工作时，同时，LDS装置不断反馈与狭小空间的距离信息，当扫地机器人行进至部分机身伸入到狭小空间内时，LDS装置就可以提前被触发，控制扫地机器人的行进方向，以免更多的机身部分进入狭小空间。

以下以测距装置220为LDS装置为例，说明本实施例在扫地机器人的顶部安装LDS装置时的具体位置，该具体位置以与驱动轮230的相对位置关系体现。驱动轮230通常安装在扫地机器人200的底部中心线位置，当驱动轮230与万向轮240的距离具体为100-200mm时，所述LDS装置的轴线与驱动轮230的轴线距离控制在40-100mm，从而既不影响扫地机器人内部其它组件的设置空间，又能实现LDS装置提前检测到障碍物的作用。

请参照图8，图8示出了障碍物P与扫地机器人200、测距装置220的位置关系，测距装置220至驱动轮230的距离为A，则测距装置220在行进方向(如图8箭头所示方向)上与扫地机器人200的前端的距离为B，也就是说扫地机器人卡进障碍物的距离最大值即为B(实际值比B小，此处忽略LDS本身的尺寸)。对照图2可知，距离B的数值变小，即扫地机器人卡紧障碍物的距离最大值变小。

请参照图9，图9示出了扫地机器人200的前端与障碍物P接触时，测距装置220与障碍物P的距离为L2。对照图3相比，L2的值小于L1，则电机驱动扫驱动轮230反转，扫地机器人200的回转半径为R2的值小于R1，更容易实现扫地机器人的脱困。

请参照图10，图10示出了测距装置220的测量盲区D2，对照图4可知，测量盲区D2的值小于D1，减少了测距装置220的测量盲区，提高了测距数据的准确性，在相同的视野盲区下，能够降低测距装置220的高度，使机器做的更薄，能清洁更低矮的空间。

请参照图11，图11示出了刮条的设置，所述扫地机器人200还包括：刮条250，所述刮条250设置在所述一对驱动轮230之间的位置，刮条250与驱动轮230轴心的距离为f，对照图5可知，f的值小于e，从而使扫地机器人200在跨越地面障碍物的时候，刮条250可以随驱动轮230上下运动，减少了刮条卡在障碍物上的风险，从而减少了刮条250对翻越能力的影响，提升了扫地机器人200的翻越能力。

请参考图12，图12示出了水箱的设置，所述扫地机器人200还包括：水箱260，所述水箱260设置在扫地机器人200的尾部，可以占据现有技术中测距装置220的位置，因此，水箱260可以设计为更大的规格，从而减少了用户加水的次数。本实施例中，以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置220设置在机体210的前端，所述水箱260设置在机体210的后端，所述驱动轮230位于所述测距装置220和水箱260之间。

本实施例提供的扫地机器人200还在底部设置了超声波组件。请参考图13，图13示出了超声波组件的设置位置；具体而言，所述超声波组件270设置在所述万向轮240的一侧。

所述超声波组件270的中心与所述扫地机器人200的前进方向的端部的距离为50-70mm，所述超声波组件270用于向地面发送超声波，并接收反射回的超声波；根据所述反射回的超声波，能够判断地面性质。其中，所述地面性质是指地面的具体情况，例如地面覆盖木地板、瓷砖或地毯的情况，不同情况下反射的超声波的波形和反射强度不同，通过这些不同，可以对地面的材质进行判断并进而进行相应的控制处理。

例如，在所述扫地机器人200的拖地模式下，所述超声波组件270的检测信号传递给所述扫地机器人200的控制单元，所述控制单元根据超声波组件270的检测信号判断地面的性质，若地面上有地毯时，控制机体210避让。具体的，装配有超声波组件的扫地机器人在清洁房屋时，超声波组件发出超声波信号，地面的物体反射超声波信号后被超声波组件接收，所述超声波组件预设有地毯反射超声波信号的阈值范围，超声波组件根据接收的地面检测信号，当判断出该检测信号在所述阈值范围内，扫地机器人识别出地毯的位置。扫地机器人的控制单元控制机体进行地毯的避让，例如通过控制驱动轮的减速或驱动轮230的反转，使扫地机器人200在拖地模式下不会行走到地毯上，以免使地毯沾水或弄脏地毯。

如图13所示，本实施例提供的所述扫地机器人200的底部还可以设置边刷290，此时，所述超声波组件270可以设置在万向轮240和边刷之间。使得边刷290的旋转不影响到超声波组件270的探测，且超声波组件270位于驱动轮前方的距离较大，反应及时。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括：机体、测距装置和一对驱动轮；以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置设置在所述机体的前端；所述驱动轮设置在所述机体的底部；其中，所述测距装置设置在机体的顶部，位于所述驱动轮的前方。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述机体的底部还设有万向轮，所述测距装置位于所述万向轮和所述驱动轮之间。

3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述测距装置与所述扫地机器人的前进方向的端部的距离大于所述测距装置与驱动轮的距离。

4.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述测距装置为LDS装置。

5.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述机体底部设有万向轮和超声波组件，所述超声波组件设置在所述万向轮的一侧；所述超声波组件用于向地面发送超声波，并接收反射回的超声波；根据所述反射回的超声波，能够判断地面性质。

6.根据权利要求5所述的扫地机器人，其特征在于，还包括：所述机体底部还设有边刷，所述超声波组件位于万向轮和边刷之间。

7.根据权利要求5所述的扫地机器人，其特征在于，在所述扫地机器人的拖地模式下，所述超声波组件的检测信号传递给所述扫地机器人的控制单元，所述控制单元根据超声波组件的检测信号判断地面的性质，若地面上有地毯时，控制机体避让。

8.一种扫地机器人，其特征在于，包括：机体、测距装置、一对驱动轮和水箱；以所述扫地机器人的前进方向为前向，所述测距装置设置在机体的前端，所述水箱设置在机体的后端，所述驱动轮位于所述测距装置和水箱之间。

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