CN211155583U - 一种扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种扫地机器人，涉及机器人技术领域。扫地机器人包括车体、主动轮、从动轮以及越障机构，主动轮连接于车体底部，从动轮连接于车体底部且位于主动轮的前方，越障机构连接于车体且位于主动轮的后方，越障机构用于在从动轮已爬上障碍台阶且主动轮未爬上障碍台阶时从后端支撑车体以避免车体与障碍台阶接触。本扫地机器人越障能力较高。

Description

一种扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种扫地机器人。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，它能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。扫地机器人采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。现有的扫地机器人在遇到台阶障碍时，即使车体前端的从动轮能够攀爬至障碍台阶上，但位于车体中部的主动轮难以继续攀爬成功，越障能力较低。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种扫地机器人，其越障能力较高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

实施例提供一种扫地机器人，包括车体、主动轮、从动轮以及越障机构，主动轮连接于车体底部，从动轮连接于车体底部且位于主动轮的前方，越障机构连接于车体且位于主动轮的后方，越障机构用于在从动轮已爬上障碍台阶且主动轮未爬上障碍台阶时从后端支撑车体以避免车体与障碍台阶接触。

在可选的实施方式中，越障机构包括连接于车体的伸缩组件和连接于伸缩组件的尾轮，伸缩组件能够驱动尾轮靠近或远离车体的底部。

在可选的实施方式中，越障机构包括第一电机，第一电机连接于尾轮以用于驱动尾轮转动。

在可选的实施方式中，尾轮的触地宽度占车体宽度的1/5-1/2。

在可选的实施方式中，越障机构包括至少两个尾轮，至少两个尾轮沿车体的宽度方向间隔设置且均连接于伸缩组件。

在可选的实施方式中，伸缩组件转动连接于车体的底部，越障机构包括尾轮架，尾轮架的一侧转动连接于车体，另一侧转动连接于尾轮，且尾轮架转动连接于伸缩组件，伸缩组件能够驱动尾轮架相对于车体转动以使尾轮靠近或远离车体的底部。

在可选的实施方式中，车体底部设置有用于收纳尾轮和尾轮架的容置槽。

在可选的实施方式中，伸缩组件包括第二电机、螺杆以及与螺杆螺纹配合的支管，第二电机转动连接于车体，螺杆和支管中的一者与第二电机连接，螺杆和支管中的另一者与尾轮架转动连接。

在可选的实施方式中，车体设置有控制器和电连接于控制器的传感器，传感器用于检测车体前方路况，控制器电连接于第二电机，控制器用于接收传感器的检测数据并控制第二电机的动作。

在可选的实施方式中，车体的底部前端设置有导向斜面。

本实用新型实施例的有益效果包括：

扫地机器人包括车体、主动轮、从动轮以及越障机构，主动轮连接于车体底部，从动轮连接于车体底部且位于主动轮的前方，越障机构连接于车体且位于主动轮的后方，越障机构用于在从动轮已爬上障碍台阶且主动轮未爬上障碍台阶时从后端支撑车体以避免车体与障碍台阶接触。扫地机器人通过在车体设置越障机构以辅助扫地机器人攀爬障碍台阶，当位于主动轮前方的从动轮爬上障碍台阶而主动轮还未爬上障碍台阶时，越障机构能够在主动轮的后方支撑起车体，减小车体倾斜角度或者使车体保持水平，避免车体继续前进时车体与障碍台阶接触而卡住车体或者因车体与障碍台阶之间摩擦较大而阻碍车体继续前进，从而避免导致主动轮不能攀爬至障碍台阶上而影响正常清扫，扫地机器人的越障能力得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例中尾轮收起时扫地机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中尾轮放下时扫地机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中车体与越障机构的装配示意图；

图4为本实用新型实施例中越障机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中扫地机器人越障前的状态图；

图6为本实用新型实施例中从动轮攀爬至障碍台阶上时扫地机器人的状态图；

图7为本实用新型实施例中扫地机器人尾轮放下时的状态图；

图8为本实用新型实施例中扫地机器人越障后的状态图。

图标：100-扫地机器人；110-车体；112-导向斜面；120-主动轮；130-从动轮；132-挡板；134-斜坡；140-越障机构；141-第一电机；142-伸缩组件；143-尾轮架；144-尾轮；145-连接槽；146-第二电机；147-螺杆；148-支管；149-伸缩槽；150-容置槽；200-障碍台阶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种扫地机器人100，包括车体110、主动轮120、从动轮130以及越障机构140。主动轮120连接于车体110底部，从动轮130连接于车体110底部且位于主动轮120的前方，越障机构140连接于车体110且位于主动轮120的后方。越障机构140用于在从动轮130已爬上障碍台阶200且主动轮120未爬上障碍台阶200时从后端支撑车体110以避免车体110与障碍台阶200接触。

车体110为圆盘形，车体110沿车体110的宽度方向(图示ab方向)间隔设置两个主动轮120，车体110的宽度方向与车体110的前进方向(图示cd方向中的c方向)垂直。两个主动轮120均通过悬挂减震机构连接于车体110的底部。悬挂减振机构能够使得主动轮120可以在低洼地面处下落而在凸起地面处抬升，从而适应不同地形的需要，可保证主动轮120一直为触地状态，从而能够一直驱动车体110前进。两个主动轮120之间设置有主刷以清扫灰尘。车体110的底部前端设置有导向斜面112，导向斜面112与车体110的底面之间具有夹角，使车体110前端底部边缘呈类似倒角的结构。导向斜面112能够降低越障时的阻力，以方便车体110的前端能较为容易地越过障碍台阶200。

车体110底部设置一个从动轮130，从动轮130位于主动轮120的前方，从动轮130与两个主动轮120构成稳定对的三角形触地点。车体110底部位于从动轮130的两侧分别设置有挡板132，从动轮130转动连接于挡板132。挡板132用于在从动轮130的两侧对从动轮130起到防护作用。在本实施例中，为方便从动轮130能够攀爬至障碍台阶200，两个挡板132的前端均设置斜坡134，斜坡134的倾斜方向与导向斜面112的倾斜方向基本相同，车体110在导向斜面112以及斜坡134的辅助下能够降低越障时的阻力，使车体110前端的从动轮130能够较为容易地攀爬到障碍台阶200上。

请参照图3和图4，越障机构140包括连接于车体110的伸缩组件142和连接于伸缩组件142的尾轮144，伸缩组件142能够驱动尾轮144靠近或远离车体110的底部。

在本实施例中，越障机构140包括第一电机141，第一电机141连接于尾轮144以用于驱动尾轮144转动，从而当尾轮144触地时可通过第一电机141为尾轮144提供驱动力，在主动轮120的后方提供动力，促使车体110前进。在其他实施例中，也可以不设置第一电机141，即尾轮144本身不具有动力，尾轮144仅负责支撑于地面并转动即可。

其中，越障机构140包括尾轮架143，尾轮架143的一侧转动连接于车体110，另一侧转动连接于尾轮144。尾轮架143转动连接于伸缩组件142，尾轮架143上设置有靠近尾轮144的连接槽145，伸缩组件142转动连接于车体110的底部，伸缩组件142远离车体110的一端转动连接于连接槽145内，从而伸缩组件142能够驱动尾轮架143相对于车体110转动以使尾轮144靠近或远离车体110的底部。

伸缩组件142包括第二电机146、螺杆147以及与螺杆147螺纹配合的支管148，第二电机146转动连接于车体110，螺杆147和支管148中的一者与第二电机146连接，螺杆147和支管148中的另一者与尾轮架143转动连接。在本实施例中，车体110底部设置伸缩槽149，伸缩槽149内设置第二电机146，第二电机146连接于螺杆147以驱动螺杆147转动，支管148设置有与螺杆147配合的内螺纹，支管148与螺杆147螺纹连接。支管148远离第二电机146的一端从伸缩槽149露出并转动连接于尾轮架143的连接槽145内。从而，当第二电机146正转启动时可带动螺杆147转动，由于螺杆147与支管148螺纹配合，支管148可相对于螺杆147作轴向向下的移动，从而使得尾轮架143相对于车体110转动，尾轮144远离车体110。到达预设支撑高度后，第二电机146停止转动，此时尾轮架143、伸缩组件142以及车体110构成三角形连接关系，具有足够的稳定性，尾轮144的位置被锁定，可稳定触地以起到支撑作用。另外，车体110底部设置有用于收纳尾轮144和尾轮架143的容置槽150，容置槽150与伸缩槽149对应且连通，当不需要越障机构140工作时，第二电机146反转，尾轮144和尾轮架143在伸缩组件142的回缩作用下收起并容纳于容置槽150内，避免妨碍车体110正常行走，且减小整车占用体积。可以理解，在其他实施例中，伸缩组件142也可以包括气缸，通过气缸实现伸缩动作。

可以理解，在其他实施例中，螺杆147与支管148的位置可以相互调换，即支管148连接于第二电机146，螺杆147转动连接于尾轮架143，也可具有与上述方案相同的伸缩功能。

在本实施例中，越障机构140完全设置于车体110的底部，可以理解，在其他实施例中，越障机构140也可以连接在车体110的侧部，仅需其能够相对车体110朝地面靠近且能够支撑于地面即可。

在本实施例中，将尾轮144设置在尾轮架143上进而借助伸缩组件142带动尾轮架143的转动实现尾轮144的收放，可以理解，在其他实施例中，可以不设置尾轮架143而使尾轮144直接转动连接于伸缩组件142的底端，伸缩组件142的上端直接固定于车体110，也可以对车体110在后方进行支撑，仅需保证结构的稳定性。

在本实施例中，越障机构140带有伸缩组件142从而能够使得尾轮144在需要时放下以起到支撑作用而在不需要时收起，同时可以调节尾轮144的支撑高度以适应不同的障碍台阶200的高度，灵活性更强。在其他实施例中，越障机构140也可以不设置伸缩组件142而直接设置带尾轮144的摆动件，摆动件通过转轴转动连接于车体110，摆动件可在转轴设置齿部，在车体110设置与齿部啮合的驱动齿轮，通过齿部和驱动齿轮啮合进行传动控制，从而使得摆动件能够在一定行程内摆动，从而可以实现尾轮144的收放和支撑，仅需保证齿部之间的卡合强度满足稳定支撑所需强度即可。

另外，为保证车体110的稳定性，尾轮144的触地宽度占车体110宽度的1/5-1/2。在其他实施例中，越障机构140包括至少两个尾轮144，至少两个尾轮144沿车体110宽度方向间隔设置且均连接于伸缩组件142，从而即使缺少主动轮120的支撑，尾轮144也可以和前方的从动轮130稳定支撑车体110。

车体110设置有控制器和电连接于控制器的传感器，传感器设置于车体110前方，传感器用于检测车体110前方路况，从而判断是否有障碍台阶200以及障碍台阶200的高度状况，并确保车体110正对障碍台阶200以及台阶高度可以越过。控制器电连接于第二电机146，控制器用于接收传感器的检测数据并控制第二电机146的动作，从而在需要时控制尾轮架143放下尾轮144以起支撑作用，完成越障后还能够控制尾轮架143收起尾轮144以避免妨碍正常行驶。

扫地机器人100的工作原理和工作过程如下：

请参照图5、图6、图7和图8，当传感器检测到车体110前方存在合适范围内的障碍台阶200时，控制器控制第二电机146准备启动。此时，车体110能够获得主动轮120足够的驱动力，且在车体110前端的导向斜面112以及斜坡134的辅助下，车体110的从动轮130能够攀爬至障碍台阶200。

当从动轮130已经位于障碍台阶200上时，由于主动轮120还处于先前的地面上，整个车体110呈向后倾斜的状态。此时，第二电机146在控制器的控制下启动正转，从而在支管148的作用下尾轮架143向下转动从而放下尾轮144使得尾轮144触地，对车体110后端进行支撑，抬高后端，减小倾斜角度使得车体110基本恢复水平状态，在此过程中，由于主动轮120通过悬挂减震机构连接于车体110，主动轮120始终触地从而为车体110提供前进动力，同时尾轮144也在第一电机141的驱动下对车体110提供动力，车体110可继续前进。在此过程中，车体110的底部不会与障碍台阶200接触，车体110不会被障碍台阶200卡住，也不会与障碍台阶200之间产生摩擦而阻碍车体110前行。

在主动轮120以及尾轮144的驱动下，车体110继续前行。当障碍台阶200具有足够摩擦力时，主动轮120可以直接缓慢碾过障碍台阶200从而成功攀爬到台阶上。当障碍台阶200表面较为光滑时，由于缺少足够的摩擦力，可能会导致卡住，此时可以在越障前使车体110提前加速，依靠惯性直接冲上障碍台阶200，从而完成越障。

当主动轮120也达到障碍台阶200上时，车体110已完越障，此时，控制器可以控制第二电机146反转，驱动支管148带动尾轮架143上转，从将尾轮144收至容置槽150，避免妨碍车体110正常前行。

扫地机器人100通过在车体110设置越障机构140以辅助扫地机器人100攀爬障碍台阶200。当位于主动轮120前方的从动轮130爬上障碍台阶200而主动轮120还未爬上障碍台阶200时，越障机构140能够在主动轮120的后方支撑起车体110，减小车体110倾斜角度或者使车体110保持水平，避免车体110继续前进时车体110与障碍台阶200接触而卡住车体110或者因车体110与障碍台阶200之间摩擦较大而阻碍车体110继续前进，从而避免导致主动轮120不能攀爬至障碍台阶200上而影响正常清扫，扫地机器人100的越障能力得到提高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括车体、主动轮、从动轮以及越障机构，所述主动轮连接于所述车体底部，所述从动轮连接于所述车体底部且位于所述主动轮的前方，所述越障机构连接于所述车体且位于所述主动轮的后方，所述越障机构用于在所述从动轮已爬上障碍台阶且所述主动轮未爬上所述障碍台阶时从后端支撑所述车体以避免所述车体与所述障碍台阶接触。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述越障机构包括连接于所述车体的伸缩组件和连接于所述伸缩组件的尾轮，所述伸缩组件能够驱动所述尾轮靠近或远离所述车体的底部。

3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述越障机构包括第一电机，所述第一电机连接于所述尾轮以用于驱动所述尾轮转动。

4.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述尾轮的触地宽度占所述车体宽度的1/5-1/2。

5.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述越障机构包括至少两个所述尾轮，至少两个所述尾轮沿所述车体的宽度方向间隔设置且均连接于所述伸缩组件。

6.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述伸缩组件转动连接于所述车体的底部，所述越障机构包括尾轮架，所述尾轮架的一侧转动连接于所述车体，另一侧转动连接于所述尾轮，且所述尾轮架转动连接于所述伸缩组件，所述伸缩组件能够驱动所述尾轮架相对于所述车体转动以使所述尾轮靠近或远离所述车体的底部。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述车体底部设置有用于收纳所述尾轮和所述尾轮架的容置槽。

8.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述伸缩组件包括第二电机、螺杆以及与所述螺杆螺纹配合的支管，所述第二电机转动连接于所述车体，所述螺杆和所述支管中的一者与所述第二电机连接，所述螺杆和所述支管中的另一者与所述尾轮架转动连接。

9.根据权利要求8所述的扫地机器人，其特征在于，所述车体设置有控制器和电连接于所述控制器的传感器，所述传感器用于检测所述车体前方路况，所述控制器电连接于所述第二电机，所述控制器用于接收所述传感器的检测数据并控制所述第二电机的动作。

10.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述车体的底部前端设置有导向斜面。

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