CN210019184U - 一种强感知行走的机器人吸尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种强感知行走的机器人吸尘器，包括行走结构、返程信号增强装置。本实用新型采用辅助导向轮后置结构，滚刷位置更贴近机器前部，充分增大滚刷有效清扫尺寸，在遇到障碍物时能有效清扫障碍物附近灰尘，提高清扫效率；同时在扫地机器人的侧面布置至少一个信号接收传感器，并在信号接收传感器的正前方设置信号反射机构，使得返程信号再被导向至信号接收传感器的同时，能够调整导航信号接收角度，使得信号能够进入信号接收传感器的最佳接收区域，进而使得返程信号更稳定更高效地被信号接收传感器所接收，最终使得扫地机器人能够根据接收到的信号作出更加准确、稳定、无滞后的动作判断，增强机器人感知能力。

Description

一种强感知行走的机器人吸尘器

技术领域

本实用新型属于智能清洁领域，是一种强感知行走的机器人吸尘器。

背景技术

机器人吸尘器，又名扫地机，是新一代家庭保姆，可以清扫毛发、瓜子壳、灰尘等房间垃圾。随着国内生活水平的不断提高，原本一直在欧美市场销售的扫地机器人也逐步的走入平常百姓家，并且逐步的被越来越多的人所接受，扫地机器人将在不久的将来像白色家电一样成为每个家庭必不可少的清洁帮手。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，逐步的取代人工清洁。机器人吸尘器作为近年来新兴的智能家用清洁设备正逐步走进并改善人们生活方式。

市面上机器人吸尘器为保持机器整体平衡并行走平稳，采用电机驱动的两大轮与万向轮形成的三支点作为行走结构。目前市场上的机器人吸尘器将万向轮放置在机器人整体布局的前端，并与万向轮后部设置的电机驱动的两大轮形成三点支撑，用于保证机器重心处于三个支点范围之内；但此种行走结构的布局方式由于万向轮占据前部空间，导致滚刷的布局必须向后布局，使滚刷清扫区域受到限制，在清扫时，由于滚刷远离前部，在遇到障碍物时无法清扫到障碍物附近区域，易形成清扫死角，同时滚刷向后的布局方式由于受到机身结构与主动轮结构限制，滚刷需缩短长度，如此清扫效率大大降低，即降低整机的清扫性能。另一方面，市场上的扫地机器人的信号接收传感器多置于扫地机器人的顶部，虽可以360°接收来自充电座的引导信号以实现返程功能，但却导致扫地机器人的整体高度较高，穿越隧道型通道的能力有所降低，同时，扫地机器人整体高度的增高也导致其重心上移，使得其在翻越具有一定高度差的障碍物时重心不稳，容易造成侧翻。

鉴于此，急需对提高机器人吸尘器的行走性能并增强增强感知能力。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出的一种强感知行走的机器人吸尘器，采用辅助导向轮后置结构，滚刷位置更贴近机器前部，充分增大滚刷有效清扫尺寸，在遇到障碍物时能有效清扫障碍物附近灰尘，提高清扫效率。

本实用新型提供一种强感知行走的机器人吸尘器，包括用于地面清洁的机器人吸尘本体，其特征在于：所述机器人吸尘本体包括行走结构、返程信号增强装置；其中，

所述行走结构包括相互独立驱动的两动轮、辅助轮；沿机器人吸尘器前进方向，所述辅助轮设置于两动轮的后端；所述辅助轮与两动轮都安装于机器人吸尘器底部。

所述返程信号增强装置用于增加机器人吸尘本体信号接收强度。

优选地，所述返程信号增强装置包括信号反射机构，机器人吸尘本体的侧面设有至少一个信号接收传感器，每个信号接收传感器的正前方均设有与之相对的所述信号反射机构。

优选地，两动轮包括第一动轮、第二动轮，所述辅助轮、所述第一动轮、所述第二动轮形成机器人吸尘器的三点支撑；所述第一动轮与所述第二动轮分别各自连接驱动装置并安装于机器人吸尘器底部壳体，所述第一动轮与所述第二动轮相互独立控制，所述辅助轮安装于机器人吸尘器底部壳体；以机器人吸尘器前进方向为前部方向，所述辅助轮、所述第一动轮、所述第二动轮都位于滚刷后部；所述辅助轮位于所述第一动轮与所述第二动轮的连接轴线后部。

优选地，还包括防跌落结构，所述防跌落结构包括安装于机器人吸尘本体底部的防跌落视觉传感器，所述防跌落视觉传感器设置于两动轮的连接轴线后部。

优选地，所述信号反射机构还包括罩设于信号接收传感器上的安装支架、以及设于安装支架内的锥形反射结构；所述安装支架的旁侧开设有透光窗以使得锥形反射结构的反射面外露，信号接收传感器与锥形反射结构的反射面相对设置。

优选地，所述锥形反射结构的外侧面至少有1/3区域为反射面；所述反射面呈顶角朝向机器人吸尘本体侧面的圆锥面结构。

优选地，假定所述反射面的半顶角为ω，则有45°≤ω≤75°；假定锥形反射结构的锥底距离信号接收传感器的距离为H，锥形反射结构的锥顶距离信号接收传感器的距离为h，则有h:H＝0.6～0.8。

优选地，所述第一动轮与所述第二动轮的轮间距不小于滚刷长度尺寸。

优选地，所述机器人吸尘本体还包括用于放置电池的第一电池仓与第二电池仓。

优选地，所述第一电池仓与所述第二电池仓相对第一动轮与第二动轮连接轴线的垂直平分线对称分布。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种强感知行走的机器人吸尘器，包括行走结构、返程信号增强装置。本实用新型采用辅助导向轮后置结构，滚刷位置更贴近机器前部，充分增大滚刷有效清扫尺寸，在遇到障碍物时能有效清扫障碍物附近灰尘，提高清扫效率。同时在扫地机器人的侧面布置至少一个信号接收传感器，并在信号接收传感器的正前方设置信号反射机构，使得返程信号再被导向至信号接收传感器的同时，能够调整导航信号接收角度，使得信号能够进入信号接收传感器的最佳接收区域，进而使得返程信号更稳定更高效地被信号接收传感器所接收，最终使得扫地机器人能够根据接收到的信号作出更加准确、稳定、无滞后的动作判断，增强机器人感知能力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种强感知行走的机器人吸尘器示意图；

图2为应用本实用新型的一种强感知行走的机器人吸尘器场景示意图一；

图3为应用本实用新型的一种强感知行走的机器人吸尘器场景示意图二；

图4为根据本实用新型的返程信号增强装置与充电座相适配时的平面布置图；

图5为根据本实用新型的返程信号增强装置中信号反射机构的正视图；

图6为根据本实用新型的返程信号增强装置中信号反射机构的纵向剖视图。

图中所示：

机器人吸尘本体100、返程信号增强装置1、滚刷2、边刷组件4、充电座11、信号发射器111、信号反射机构13、安装支架131、信号接收传感器132、锥形反射结构133、第一电池仓51、第二电池仓52、辅助轮71、第一动轮72、第二动轮73、第一视觉传感器91、第二视觉传感器92、第三视觉传感器93、防跌落视觉传感器94、台阶300、检测区域400。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种强感知行走的机器人吸尘器，包括用于地面清洁的机器人吸尘本体 100，其特征在于：所述机器人吸尘本体100包括行走结构、返程信号增强装置1；其中，所述行走结构包括相互独立驱动的两动轮、辅助轮71；沿机器人吸尘器前进方向，所述辅助轮71设置于两动轮的后端；所述辅助轮71与两动轮都安装于机器人吸尘器底部。所述返程信号增强装置1用于增加机器人吸尘本体100信号接收强度。

所述返程信号增强装置1包括信号反射机构13，机器人吸尘本体100的侧面设有至少一个信号接收传感器132，每个信号接收传感器132的正前方均设有与之相对的所述信号反射机构13。

如图1、图2所示，两动轮包括第一动轮72、第二动轮73，所述辅助轮 71、所述第一动轮72、所述第二动轮73形成机器人吸尘器的三点支撑；所述第一动轮72与所述第二动轮73分别各自连接驱动装置并安装于机器人吸尘器底部壳体，所述第一动轮72与所述第二动轮73相互独立控制，所述辅助轮71安装于机器人吸尘器底部壳体；以机器人吸尘器前进方向为前部方向，所述辅助轮71、所述第一动轮72、所述第二动轮73都位于滚刷2后部；所述辅助轮71位于所述第一动轮72与所述第二动轮73的连接轴线后部。

如图1、图2所示，在本实施例中，通过第一动轮72与第二动轮73的驱动装置的差速转动，实现机器人吸尘本体100的转弯，如图2所示，当机器人吸尘本体100前部的测距装置检测到前方距离L出存在障碍物200，则控制第一动轮72转速高于第二动轮73转速，此时，机器人吸尘本体100相对向前进方向的左侧转动，辅助轮71辅助转向；在一实施例中，所述辅助轮 71为万向轮，便于实现机器人吸尘本体100灵活移动以及快速转向。

在一实施例中，为均衡运动受力情况，所述辅助轮71位于所述第一动轮 72与所述第二动轮73的连接轴线的垂直平分线上，有利于保持所述第一动轮72与所述第二动轮73的磨损一致，同时有利于第一动轮72与第二动轮 73的驱动电机的负载均衡，并在一定程度上提高设计的通用性。

在一实施例中，如图1所示，所述第一动轮72与所述第二动轮73的轮间距不小于滚刷长度尺寸，通过滚刷2前置结构，在轮间距一定的情况下充分增大滚刷2的尺寸，提高清扫能力。

如图1、图2所示，所述机器人吸尘本体100还包括安装于机器人吸尘本体100底部的第一视觉传感器91、第二视觉传感器92、第三视觉传感器 93，所述第一视觉传感器91设置于滚刷2前部；所述第二视觉传感器92设置于第一动轮72前部；所述第三视觉传感器93设置于第二动轮73前部；其中，第一视觉传感器91、第二视觉传感器92、第三视觉传感器93分别用于检测机器人吸尘本体100前进过程中滚刷2前部、第一动轮72前部、第二动轮73前部是否出现台阶300，若任何一个传感器检测到出现台阶，则机器人吸尘本体100停止前进；所述机器人吸尘本体100还包括安装于机器人吸尘本体100底部的防跌落视觉传感器94，所述防跌落视觉传感器94设置于所述第一动轮72与所述第二动轮73的连接轴线后部。在一实施中，如图3所示，当机器人吸尘本体100在后退过程中，防跌落视觉传感器94检测区域 400中出现台阶300时，机器人吸尘本体100停止后退，第一动轮72与第二动轮73停止运动，防止辅助轮71跌落台阶300。

在一实施中，具体地，所述第一视觉传感器91、所述第二视觉传感器92、所述第三视觉传感器93、所述防跌落视觉传感器94为红外传感器或光电感应传感器。通过反馈红外或光电信号的差异判断是否出现台阶300，反应迅速且灵敏度高。

在一实施例中，如图1所示，所述机器人吸尘本体100还包括用于放置电池的第一电池仓51与第二电池仓52。双电池仓设计增大机器人吸尘本体 100续航能力，降低充电次数，增大清洁范围。

在一实施例中，如图1所示，所述第一电池仓51与所述第二电池仓52 相对第一动轮72与第二动轮73连接轴线的垂直平分线对称分布，采用对称电池仓设计，提高机器人吸尘本体100整体平衡性，减少配重设计。

在一实施例中，如图1所示，所述机器人吸尘本体100还包括边刷组件4；所述边刷组件4的边刷旋转将杂物送至滚刷2处。在本实施例中，采用单侧边刷设计，即在机器人吸尘本体100前进方向的右侧设置边刷组件4，边刷组件的边刷逆时针旋转将杂物送至滚刷2处，同时机器人吸尘本体100在前进过程中优先左转，沿边清洁边界处。

需要说明的是，为提高机器人吸尘本体100穿越隧道型通道的能力，增强信号强度，从而感知能力有所限制；参照图4～图6，一种强感知行走的机器人吸尘器包括返程信号增强装置1，返程信号增强装置1包括信号反射机构13，其中，充电座11的外侧设有信号发射器111，扫地机器人12的侧面设有至少一个信号接收传感器132，每个信号接收传感器132的正前方均设有与之相对的信号反射机构13。

参照图5及图6，信号反射机构13包括：

安装支架131；以及

设于安装支架131之上的锥形反射结构133，

其中，锥形反射结构133的反射面与信号接收传感器132相对设置。

进一步地，锥形反射结构133的外侧面至少有1/3区域为反射面。

进一步地，所述反射面呈圆锥面结构。在优选的实施方式中，锥形反射结构133的外侧面有1/2区域为反射面，从而使得所述反射面呈半圆锥面结构。

参照图6，假定所述反射面的半顶角为ω，则有45°≤ω≤75°。在一实施方式中，ω＝45°；在另一实施方式中，ω＝75°；在优选的实施方式中，ω＝60°。

再次参照图6，假定锥形反射结构133的锥底距离信号接收传感器132 的距离为H，锥形反射结构133的锥顶距离信号接收传感器132的距离为h，则有h:H＝0.6～0.8。在一实施方式中，h:H＝0.6；在另一实施方式中，h:H＝0.8；在优选的实施方式中，h:H＝0.7。

工作原理：

参照图4，根据信号接收传感器132的接收曲线原理，通常只有信号接收传感器132正前方的夹角β区域S1内能够接收到信号，区域S1两侧的区域S3及区域S4则为信号盲区，无法接收到信号，而只有在区域S1呈夹角α的中央区域S2中接收的信号最为稳定、信号效果最佳。通常，夹角α的角度范围为20°，夹角β的角度范围为90°，而从信号发射器111发出的返程信号经过锥形反射结构133的反射导向后，能够精确地进入区域S2被信号接收传感器132接收。

本实用新型采用辅助导向轮后置结构，滚刷位置更贴近机器前部，充分增大滚刷有效清扫尺寸，在遇到障碍物时能有效清扫障碍物附近灰尘，提高清扫效率。同时在扫地机器人的侧面布置至少一个信号接收传感器，并在信号接收传感器的正前方设置信号反射机构，使得返程信号再被导向至信号接收传感器的同时，能够调整导航信号接收角度，使得信号能够进入信号接收传感器的最佳接收区域，进而使得返程信号更稳定更高效地被信号接收传感器所接收，最终使得扫地机器人能够根据接收到的信号作出更加准确、稳定、无滞后的动作判断，增强机器人感知能力。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强感知行走的机器人吸尘器，包括用于地面清洁的机器人吸尘本体(100)，其特征在于：所述机器人吸尘本体(100)包括行走结构、返程信号增强装置(1)；其中，

所述行走结构包括相互独立驱动的两动轮、辅助轮(71)；沿机器人吸尘器前进方向，所述辅助轮(71)设置于两动轮的后端；所述辅助轮(71)与两动轮都安装于机器人吸尘器底部；

所述返程信号增强装置(1)用于增加机器人吸尘本体(100)信号接收强度。

2.如权利要求1所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述返程信号增强装置(1)包括信号反射机构(13)，机器人吸尘本体(100)的侧面设有至少一个信号接收传感器(132)，每个信号接收传感器(132)的正前方均设有与之相对的所述信号反射机构(13)。

3.如权利要求1所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：两动轮包括第一动轮(72)、第二动轮(73)，所述辅助轮(71)、所述第一动轮(72)、所述第二动轮(73)形成机器人吸尘器的三点支撑；所述第一动轮(72)与所述第二动轮(73)分别各自连接驱动装置并安装于机器人吸尘器底部壳体，所述第一动轮(72)与所述第二动轮(73)相互独立控制，所述辅助轮(71)安装于机器人吸尘器底部壳体；以机器人吸尘器前进方向为前部方向，所述辅助轮(71)、所述第一动轮(72)、所述第二动轮(73)都位于滚刷(2)后部；所述辅助轮(71)位于所述第一动轮(72)与所述第二动轮(73)的连接轴线后部。

4.如权利要求1所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：还包括防跌落结构，所述防跌落结构包括安装于机器人吸尘本体(100)底部的防跌落视觉传感器(94)，所述防跌落视觉传感器(94)设置于两动轮的连接轴线后部。

5.如权利要求2所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述信号反射机构(13)还包括罩设于信号接收传感器(132)上的安装支架(131)、以及设于安装支架(131)内的锥形反射结构(133)；所述安装支架(131)的旁侧开设有透光窗以使得锥形反射结构(133)的反射面外露，信号接收传感器(132)与锥形反射结构(133)的反射面相对设置。

6.如权利要求5所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述锥形反射结构(133)的外侧面至少有1/3区域为反射面；所述反射面呈顶角朝向机器人吸尘本体(100)侧面的圆锥面结构。

7.如权利要求6所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：假定所述反射面的半顶角为ω，则有45°≤ω≤75°；假定锥形反射结构(133)的锥底距离信号接收传感器(132)的距离为H，锥形反射结构(133)的锥顶距离信号接收传感器(132)的距离为h，则有h:H＝0.6～0.8。

8.如权利要求3所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述第一动轮(72)与所述第二动轮(73)的轮间距不小于滚刷长度尺寸。

9.如权利要求3所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述机器人吸尘本体(100)还包括用于放置电池的第一电池仓(51)与第二电池仓(52)。

10.如权利要求9所述的一种强感知行走的机器人吸尘器，其特征在于：所述第一电池仓(51)与所述第二电池仓(52)相对第一动轮(72)与第二动轮(73)连接轴线的垂直平分线对称分布。

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