CN211187061U - 一种扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扫地机器人，包括本体，所述本体至少包括：圆形或大致圆形的底盘、与所述本体连接并驱动所述扫地机器人移动的边轮组件、辅助所述扫地机器人转向的转向件以及辅助清洁组件；所述边轮组件包含设置于所述底盘两侧的行进轮，并与所述转向件呈三角型布置，所述辅助清洁组件设置于转向件与边轮组件之间且靠近底盘边缘位置；在所述边轮组件接近所述转向件一侧且靠近底盘边缘位置还设置有第一悬崖传感器；其中，所述第一悬崖传感器布置于所述辅助清洁组件工作时扫过的区域之外的位置。本申请可提高悬崖传感器的检测准确性。

Description

一种扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及一种智能家用电器，具体涉及一种扫地机器人。

背景技术

扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般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。扫地机器人的发展方向，将是更加高级的人工智能带来的更高的清扫效果、更高的清扫效率、更大的清扫面积。

现有的扫地机器人为了便于侧刷将待清洁面上的污物清扫到垃圾盒里，将侧刷设置于垃圾箱的前方，侧刷旋转时将垃圾导向垃圾盒的入口。为了防止边轮组件驶入地面上的悬空处，需将所述悬空感应器设置于边轮组件的侧前方。因此，现有技术中，侧刷和悬空感应器均位于边轮组件的前方。但是侧刷旋转时会频繁地遮挡悬空感应器的光信号的发射和接收，降低了悬崖感应器的检测准确率，可能导致清洁设备不能及时检测到地面有悬空，致使清洁设备继续向悬空处行进，从而导致清洁设备摔落而受损。

或者现有的扫地机器人为了提高检测效率而将侧刷刷毛剪短，但是剪短的刷毛降低了清洁效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种扫地机器人，以解决现有扫地机器人容易跌落的问题。

本申请提供的一种扫地机器人，其中，包括本体，所述本体至少包括：

圆形或大致圆形的底盘、与所述本体连接并驱动所述扫地机器人移动的边轮组件、辅助所述扫地机器人转向的转向件以及辅助清洁组件；

所述边轮组件包含设置于所述底盘两侧的行进轮，所述行进轮与所述转向件呈三角型布置，所述辅助清洁组件设置于转向件与边轮组件之间且靠近底盘边缘位置；

在所述边轮组件接近所述转向件一侧且靠近底盘边缘位置还设置有第一悬崖传感器；其中，所述第一悬崖传感器布置于所述辅助清洁组件工作时扫过的区域之外的位置。

可选的，所述第一悬崖传感器与所述的边轮组件中心纵向距离不小于该第一悬崖传感器探测响应时间及执行刹停时间内该边轮组件移动的距离。

可选的，所述扫地机器人正常工作时的行走速度控制为0.28m/s-0.32m/s。

可选的，操控扫地机器人停止继续向前运动的操作的时间为5ms-20ms。

可选的，所述边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离大于15.4mm，且边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离不大于20.4mm。

可选的，所述底盘直径为32.5cm至35cm。

可选的，所述辅助清洁组件为可旋转毛刷，且所述毛刷的刷毛伸出所述底盘之外；所述刷毛的长度为135mm至155mm。

可选的，以所述扫地机器人正常工作时的行进方向为前向，扫地机器人的重心位于所述本体的中心的前方，所述边轮组件中心设置于所述本体的中心的后方。

可选的，所述辅助清洁组件的中心距离到扫地机器人中心的距离为80mm至95mm。

可选的，还包括第二悬崖传感器及第三悬崖传感器；其中，所述第二悬崖传感器设置于所述边轮组件所述边轮组件中心线的远离所述转向件一侧；所述第三悬崖传感器设置于所述转向件靠近底盘边缘一侧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供一种大致圆形的扫地机器人，通过调节边轮组件与悬崖传感器之间的距离关系以及刷毛的伸出底盘边缘的距离大小，从而达到提高悬崖传感器的检测准确性的目的，并且保证边刷清扫角落的干净度的效果。在满足边刷清洁角落的情况下，毛刷不经过悬崖传感器，增加悬崖感应器的检测准确率。

附图说明

图1是本实用新型实施例扫地机器人的仰视结构示意图之一；

图2是本实用新型实施例扫地机器人的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例扫地机器人的仰视结构示意图之二；

图4是图3中沿A-A方向的截面图；

图5是图4中悬崖传感器截面图的放大图；

图6是本实用新型实施例扫地机器人的仰视结构示意图之三。

附图标记：

本体1、底盘101、悬崖传感器102、边轮组件103、转向件104、辅助清洁组件105、主清洁组件106、控制单元107、电机108、上盖109、激光测距装置110、缓存器111、垃圾箱112、开关113、毛刷1051、第三悬崖传感器1021、第一悬崖传感器1022、第二悬崖传感器1023、第一发光单元1021-1、第二发光单元1021-2。

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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

本申请的实施例提供一种扫地机器人，本申请实施例的扫地机器人，外形为圆形或大致圆形，为了美观和节约能量，扫地机器人的直径大致控制在32.5-35cm。

下面结合附图对本申请实施例的扫地机器人进行描述。

请参考图1和图2，本申请实施例中，扫地机器人包括本体1，所述本体1至少包括：圆形或大致圆形的底盘101、设置于所述本体1上的悬崖传感器102、与本体1连接并驱动所述扫地机器人移动的边轮组件103、控制所述扫地机器人转向的转向件104，转向件104为万向轮、辅助清洁组件105；

此外，构成完整的扫地机器人还可以包括盖合于底盘上的上盖109、设置于本体1前部的缓存器111、设置于本体1上部的激光测距装置110、可拆卸安装于所述本体1的垃圾箱112、清洁地面的主清洁组件106以及安装于所述本体1内部控制所述扫地机器人行为的控制器(图中未示出)。

本实施例中，所述缓存器111设置于扫地机器人的本体1的前部，用于感测碰到的障碍物，包括信号发射器和信号接收器，控制器通过信号接收器接收到的信号发射器发出的信号经障碍物反射后的信号，判断扫地机器人与所述障碍物之间的位置或距离信息，并控制扫地机器人行走。信号发射器可以是红外发射器、超声波发生器、激光发射器以及其他可以发射出检测信号的装置，相应的信号接收器为红外接收器、超声波接收器、激光接收器及其他对应所述信号发射器发射出的信号类型的信号接收器。

激光测距装置110，设置于本体1的上部，是一种通测得实物距离的装置，对行走环境的情况进行判断。激光测距装置包括发光单元和受光单元。发光单元可以包括发射光的光源，光源可以包括发光元件，例如发射红外光线或可见光线的红外或可见光线发光二极管(LED)。受光单元可以包括图像传感器，在该图像传感器上形成由障碍物反射或散射的光点。图像传感器可以是单排或者多排的多个单位像素的集合。这些受光元件可以将光信号转换为电信号。

本实施例中，所述边轮组件103被配置为驱动扫地机器人在地面上移动。边轮组件103可以是履带轮，或其它安装于扫地机器人本体1并承载扫地机器人本体行走的装置。本实施例中，所述边轮组件103设置两组或两个，分别安装于所述本体1的左右两侧，与底盘101连接，并至少部分凸伸出所述底盘101的底部。

扫地机器人本体1还包括风机，扫地机器人在清扫过程中，风机转动，产生吸力，将清洁对象吸入垃圾箱。

所述垃圾箱112安装于扫地机器人本体1的后部。垃圾箱112也可以安装于扫地机器人的其他位置，清洁对象可以是灰尘、碎屑物、垃圾、毛发或其他人们丢弃的物品。扫地机器人在清洁过程中，风机转动，将清洁对象吸入垃圾箱。

所述转向件104也称为活动脚轮，它的结构允许水平360度旋转。所述转向件104安装于本体1，并与边轮组件呈大致三角型布置。本实施例中，所述转向件104到两个边轮组件103的距离相同，同时满足边轮组件103和转向件104的重心与扫地机器人的重心重合或大致重合，使得扫地机器人在行走过程中更加稳定。

如图3所示，O点为扫地机器人本体1的中心，以扫地机器人工作时运动方向P为前方，垃圾箱112位于扫地机器人本体1的后部，占据的扫地机器人部分体积，所以扫地机器人的重心G位于O点沿着P方向的前面，为满足扫地机器人在行走过程中更加稳定，边轮组件103和转向件104的重心与扫地机器人的重心重合或大致重合，边轮组件中心(边轮组件中心线L)往往设置于中心O点或者O点沿着P方向的后方。

当然，所述万向轮1与两边轮组件103的距离也可以不同，三者重心与扫地机器人重心也可以有其它设置，本申请对此不作限制。

所述主清洁组件106横向安装于底盘，本文中横向是指垂直于扫地机器人的前进方向，纵向为所述扫地机器人前进方向。其中，所述扫地机器人前进方向是指如图3中P所指方向。

本申请实施例中，所述辅助清洁组件105设置于所述转向件104与边轮组件103之间且靠近底盘边缘位置，用于清扫将主清洁组件106无法清扫到的障碍物边缘或角落位置。本实施例中，所述辅助清洁组件105设置为两组，相对设置于转向件104后方的底盘边缘位置。

本实施例中，所述辅助清洁组件105为可旋转毛刷，且所述毛刷的刷毛伸出所述底盘101之外。为提高清扫效率以及清扫效果，所述毛刷的刷毛伸出所述底盘101之外的距离不小于所述底盘101外周至与外周相切的直角顶点的最小距离。也就是说，所述刷毛伸出底盘101的距离可保证该毛刷旋转时可触及扫地机器人由于被障碍物阻挡而无法清洁的区域。当然，所述刷毛的长度还可以有其它选择，其可以根据其它方面的考量而选择更长或缩短。

本实施例中，在所述本体1布置的所述悬崖传感器102用于检测扫地机器人的工作环境。例如，当扫地机器人行走至楼梯时，通过悬崖传感器的检测信号，扫地机器人能够及时转向或后退避免跌落。故而，悬崖传感器102布置在边轮组件103中心线两侧或转向件靠近底盘边缘一侧。

其中，任一所述悬崖传感器均布置于所述辅助清洁组件工作时扫过的区域之外的位置。悬崖传感器102可设置于底盘101上，也可以与PCB直接相连。

本实施例中，如图3所示，所述悬崖传感器包括第一悬崖传感器1022-1、1022-2，第二悬崖传感器1023-1、1023-2及第三悬崖传感器1021；其中，所述第一悬崖传感器1022-1、1022-2设置于边轮组件103接近所述转向件104一侧且靠近底盘边缘位置；第二悬崖传感器1023-1、1023-2设置于边轮组件所述边轮组件103中心线的远离所述转向件104一侧；所述第三悬崖传感器1021设置于所述转向件104靠近底盘边缘一侧。

也即在边轮组件103中心线两侧均设置悬崖传感器，或者在边轮组件103靠近转向件104的一侧设置悬崖传感器；在转向件104靠近底盘边缘一侧设置悬崖传感器。

请继续参考附图3，P方向为扫地机器人的运动方向，扫地机器人沿着P方向运动，当第三悬崖传感器1021检测到前方具有悬空环境时，及时转向或后退避免跌落，从而避免扫地机器人受损。第三悬崖传感器1021应位于本体底盘前方边缘处且位于转向件104的前方，为保证转向件104不陷入悬崖中，导致转向件104卡住于悬崖中而扫地机器人无法转向和后退。

第一悬崖传感器1022-1、1022-2位于边轮组件的侧前方，当第一悬崖传感器1022-1、1022-2检测到边轮组件的侧方有悬崖时，及时转向或后退避免从而跌落，同时，第一悬崖传感器1022-1、1022-2应位于边轮组件的前方。若第一悬崖传感器1022-1、1022-2检测到边轮组件的侧方有悬崖时，边轮组件已经陷入悬崖，则扫地机器人因边轮组件卡在悬崖处而无法后退或转向，所以第一悬崖传感器1022-1、1022-2位于边轮组件的侧前方。

第二悬崖传感器1023-1、1023-2位于边轮组件的侧后方，当扫地机器人在后退或转向时，第二悬崖传感器1023-1、1023-2检测到边轮组件的侧方有悬崖，及时向前移动或转向，同时，第二悬崖传感器1023-1、1023-2应位于边轮组件的后方，避免扫地机器人在检测到有悬崖时边轮组件已经陷入悬崖中。

本实施例中，所述悬崖传感器与相应运动轮的距离还应满足一定的关系，以保证在悬崖传感器检测到悬崖时，扫地机器人能够控制该运动轮刹停。因而，本实施例中，

所述第一悬崖传感器1022-1、1022-2与所述的边轮组件中心纵向距离不小于该第一悬崖传感器1022-1、1022-2探测响应时间及执行刹停时间内该边轮组件移动的距离；所述第二悬崖传感器1023-1、1023-2与所述的边轮组件中心纵向距离不小于该第二悬崖传感器1023-1、1023-2探测响应时间及执行刹停时间内该边轮组件移动的距离。第三悬崖传感器1021与转向件104之间的距离设置可参考上述第一悬崖传感器和第二悬崖传感器设置，在此不再赘述。

具体而言，请参考图3、图4和图5，其中，图4为附图3沿A-A方向的截面图，图5为附图4中所示的悬崖传感器截面图的放大示意图。扫地机器人沿P方向做匀速运动，为保证清扫效率，速度若控制在0.28m/s-0.32m/s。在边轮组件侧前方有悬崖时，悬崖传感器的发光单元102-1发射的信号，如红外线，受光单元102-2接收不到信号或阈值低于设定值时判断为悬崖，扫地机器人的控制系统执行扫地机器人停止继续向前运动的操作，执行该操作的大致时间为5ms(该时间即为悬崖传感器的响应时间)，则从悬崖传感器接收悬崖信号到执行控制扫地机停止运动行驶的距离为S1＝(0.28m/s-0.32m/s)*5ms＝1.4mm-1.6mm。根据能量守恒定律，从扫地机器人的行驶速度为0.28m/s-0.32m/s到速度为0时，行驶过的大致距离为S2＝14ms。只要边轮组件的中心线不过悬崖，则扫地机器人在停止运动时，不会继续向前运动，导致边轮组件陷入悬崖，致使扫地机器人无法转向或后退，甚至调入悬崖。则扫地机器人从悬崖传感器的发光单元发射信号到检测到有悬崖，到控制系统执行扫地机器人停止继续向前运动的操作，共行驶的距离为G＝S1+S2＝15.4mm-15.6mm。所以，在扫地机器人的速度控制在0.28m/s-0.32m/s时，只要满足边轮组件中心线L到悬崖传感器的发光单元的距离大于(15.4mm-15.6mm),则小车不会陷入悬崖。

扫地机器人的控制系统执行扫地机器人停止继续向前运动的操作的时间不仅仅是5ms,有时也在5ms-20ms的时间内，则从第一悬崖传感器接收悬崖信号到执行控制扫地机停止运动行驶的距离为S1在1.4mm-6.4mm，控制系统的执行时间的缓慢容易导致第一悬崖传感器被清洁组件的刷毛遮挡。G＝S1+S2＝15.4mm-20.4mm。

本申请实施例中，所述悬崖传感器的设置不仅考虑与运动轮之间的关系，还需考虑相对于所述辅助清洁组件105的距离，从而保证悬崖传感器工作时，其探测信号(例如光信号)不至于被辅助清洁组件105的刷毛1051所阻挡。本实施例中，任一所述悬崖传感器均布置于所述底盘上且所述辅助清洁组件工作时扫过的区域之外的位置。其中，本实施例中所述的“扫过的区域”具体为该辅助清洁组件工作时其刷毛由于旋转运动所经过的区域在底盘的投影区域。具体而言，为防止辅助清洁组件105的刷毛遮挡第三悬崖传感器1021和转向件104，辅助清洁组件105往往是设置在转向件104后方，辅助清洁组件105比转向件104更靠近主清洁组件。每个辅助清洁组件105上至少有三个边刷。为防止辅助清洁组件105遮挡第一悬崖传感器1022-1、1022-2，则需要选择二者合适的距离，必要时还需要调整刷毛1051的长度。例如，本实施例中，选择刷毛突出扫地机器人边缘距离为15mm至30mm选择刷毛的长度为：135mm-155mm,所述刷毛长度值得是从H点向外延伸的长度。为防止辅助清洁组件105遮挡第一悬崖传感器1022-1、1022-2，则需要选择二者合适的距离。例如，本实施例中，边刷中心距离H(参见图三)距离扫地机器人中心0点的距离为80mm-95mm，以保证清扫边角的清洁效果以及对避免对悬崖传感器的遮挡。如图6所示，在清扫过程中，控制扫地机器人与墙面保持一定距离并控制其沿直线行走，实现对墙根进行清理，通常情况下，控制扫地机器人与墙面保持L＝1cm-3cm并控制其沿直线行走，刷毛刚好触碰到墙面或墙根，或者刷毛与墙面与墙根弯曲接触。此外，扫地机器人还包括安装于本体1内部的电机，电机与控制器通信，为扫地机器人的各个部件提供动力，驱动各个部件运动。在此不再展开论述。

采用本实施例提供的扫地机器人，通过调节边轮组件与悬崖传感器之间的距离关系以及刷毛的凸出底盘之外的距离大小，从而达到提高悬空传感器的检测准确性，保证边刷清扫角落的干净度的效果。在满足边刷清洁角落的情况下，边刷不经过悬崖传感器，增加悬崖感应器的检测准确率。

应用场景

扫地机器人行走于地面进行清洁，在行走过程中，通过安装于其底部的悬崖传感器探测器探测前方是否为楼梯、凹陷等悬空环境。位于其万向轮外侧即靠近底盘边缘一侧的悬崖传感器在探测到前方有楼梯等悬崖时，会及时向控制机构发出控制信号，控制扫地机器人停止前进或者改变行进方向，避免万向轮继续前进悬空并导致扫地机器人跌落。底盘上位于边轮前方外侧(即靠近底盘边缘一侧)的悬崖传感器在扫地机器人向前运动过程中，在探测到该边轮前方有楼梯或凹陷时，向控制机构发出控制信号，控制扫地机器人及时刹车，避免扫地机器人跌落或所述边轮被卡入所述凹陷。由于边轮前方的边刷(即本申请的辅助清洁组件)在工作时不会阻挡悬崖传感器的探测信号，故而该悬崖传感器可以准确及时的探测边轮前方的工作环境，可有效避免机器人跌落以及边轮被卡住的情形。此外，在扫地机器人的传感器探测到前方有障碍物或位于扫地机器人前方的悬崖传感器探测到前方有悬崖时，扫地机器人除及时刹车停止外，还可以向后运动，位于边轮后方外侧(即靠近底盘边缘一侧)的悬崖传感器会探测边轮后方的工作环境，避免扫地机器人在后退时边轮跌落至悬崖。

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

Claims (12)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括本体，所述本体至少包括：

圆形或大致圆形的底盘、与所述本体连接并驱动所述扫地机器人移动的边轮组件、辅助所述扫地机器人转向的转向件以及辅助清洁组件；

所述边轮组件包含设置于所述底盘两侧的行进轮，所述行进轮与所述转向件呈三角型布置，所述辅助清洁组件设置于转向件与边轮组件之间且靠近底盘边缘位置；

在所述边轮组件接近所述转向件一侧且靠近底盘边缘位置还设置有第一悬崖传感器；其中，所述第一悬崖传感器布置于所述辅助清洁组件工作时扫过的区域之外的位置。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述第一悬崖传感器与所述的边轮组件中心纵向距离不小于该第一悬崖传感器探测响应时间及执行刹停时间内该边轮组件移动的距离。

3.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人正常工作时的行走速度控制为0.28m/s-0.32m/s。

4.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，操控扫地机器人停止继续向前运动的操作的时间为5ms-20ms。

5.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离大于15.4mm，且边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离不大于20.4mm。

6.根据权利要求3所述的扫地机器人，其特征在于，所述边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离大于15.4mm，且边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离不大于20.4mm。

7.根据权利要求4所述的扫地机器人，其特征在于，所述边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离大于15.4mm，且边轮组件中心线到所述第一悬崖传感器的发光单元的纵向距离不大于20.4mm。

8.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述底盘直径为32.5cm至35cm。

9.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，所述辅助清洁组件为可旋转毛刷，且所述毛刷的刷毛伸出所述底盘之外；所述刷毛的长度为135mm至155mm。

10.根据权利要求1或2所述的扫地机器人，其特征在于，以所述扫地机器人正常工作时的行进方向为前向，扫地机器人的重心位于所述本体的中心的前方，所述边轮组件中心设置于所述本体的中心的后方。

11.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述辅助清洁组件的中心距离到扫地机器人中心的距离为80mm至95mm。

12.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，还包括第二悬崖传感器及第三悬崖传感器；

其中，所述第二悬崖传感器设置于所述边轮组件所述边轮组件中心线的远离所述转向件一侧；

所述第三悬崖传感器设置于所述转向件靠近底盘边缘一侧。

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