CN211322058U - 一种用于自行走装置的超声波装置及自行走装置 - Google Patents

Abstract

一种用于自行走装置的超声波装置及自行走装置，其壳体表面设置安装槽，安装槽内卡接固定件，固定件一方面为自行走装置的超声波组件提供固定，一方面又能够配合超声波固定组件一并对自行走装置的壳体提供密封。其中的固定件，以相对水平方向倾斜向上20°~30°的角度固定在安装槽内，能够保持超声波组件所发射的超声波具有倾斜向上的角度，实现对超声波探头的波束角的调节。本实用新型能够通过抬高波束角的下边界，避免割草机器人受近距离杂草误触发。

Description

一种用于自行走装置的超声波装置及自行走装置

技术领域

本实用新型涉及花园工具，尤其涉及一种用于自行走装置的超声波装置及自行走装置。

背景技术

目前使用的割草机器人等自行走装置，其可采用超声波探测技术对割草过程中遇到的障碍物进行感应，以实现自行走装置的避障功能。其在检测到超声波反射信号具有障碍物特征时，会及时根据该信号作为对下一步动作的判断依据，驱动自行走装置下一步执行如停止、转向或者后退等动作。

超声波探测技术，能够检测到超声波探头所发出的超声波的波束角范围α内的物体。而现有技术中，自行走装置在草地中工作时，距离其比较近的高度较高的草也会被反射超声波，使得超声波探头将近距离高度较高的草当成是障碍物，而触发避障等响应机制。现有的用于自行走装置的超声波探测技术，存在有可能会把草误判成是障碍物的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于自行走装置的超声波装置及自行走装置。本申请通过固定件，一方面实现对超声波组件的角度的固定，另一方面也能够实现对安装槽的密封。

为实现上述目的，本实用新型提供的超声波装置，其包括：超声波组件，其安装在自行走装置的壳体上，所述超声波组件的超声波发射口向上倾斜，并且所发出的超声波波束中轴线与水平方向形成20°~30°夹角。

可选的，上述超声波装置，其中，还包括安装槽，其设置在所述自行走装置的壳体表面；还包括固定件，其卡接在所述安装槽内，具有倾斜向上的开口；所述安装槽设置在所述自行走装置的壳体的上部，具有倾斜向上的开口，所述安装槽的开口内侧沿周向设置有安装凸起。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件的外壁前端设置有卡槽，所述卡槽沿周向紧密卡接所述安装凸起，所述固定件以及其内部所卡接的超声波组件配合共同密封所述安装槽的开口。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件的内壁中部设置有台阶，所述固定件的内径自所述台阶后侧缩小。

可选的，上述超声波装置，其中，所述超声波组件的侧壁紧密抵接所述固定件的台阶前侧的内壁，所述超声波组件的后端面抵接所述台阶表面。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件的后端还设置有通孔，所述通孔包裹所述超声波组件的连接线，所述超声波组件的连接线穿过该通孔与所述自行走装置的内部电路电连接。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件为硅胶材质。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件与所述安装槽之间和/或所述超声波组件与所述固定件之间过盈配合相互紧密抵接。

可选的，上述超声波装置，其中，所述固定件的外壁前端以及所述超声波组件的前端面均与所述安装槽的开口平齐。

本实用新型同时还提供一种自行走装置，其中，包括如上任一所述的超声波装置。

本实用新型和现有方案相比具有如下技术效果:

1.本实用新型提供一种用于自行走装置的超声波装置，其利用安装槽卡接固定件，使得固定件一方面为自行走装置的超声波组件提供固定，一方面又能够配合超声波固定组件一并对自行走装置的壳体提供密封。本实用新型通过将固定件以相对水平方向倾斜向上20°~30°的角度固定在安装槽内，能够保持超声波组件所发射的超声波具有倾斜向上的角度，实现对超声波探头的波束角的调节。本实用新型能够通过抬高波束角的下边界，避免割草机器人受近距离杂草误触发。

2.尤其，本实用新型利用固定件抬高超声波探头所发射的超声波的角度的下边界，使得超声波探头实际测量的起始角度上抬。通过将其有效波束角范围进行抬高，本实用新型能够提高割草机器人的探测高度，避免将较高草误判成障碍物。由此，本实用新型能够有效规避近距离，尤其是机器前轮附近范围杂草对超声波的反射，避免杂草所造成的误判。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型的自行走装置的整体结构示意图；

图2为根据本实用新型的自行走装置的剖视图；

图3为图2中B区域的局部放大图。

图中，1表示自行走装置；2表示超声波装置；21表示安装凸台；3表示导向结构；4表示超声波组件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本实用新型中所述的“前、后”的含义指的是相对于自行走装置的超声波组件发射方向而言，沿超声波发射的方向为前，反之为后；而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

本实用新型中所述的“内、外”的含义指的是相对于自行走装置本身而言，指向自行走装置内部的方向为内，反之为外；而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

本实用新型中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本实用新型中所述的“上、下”的含义指的是自行走装置处于工作状态时，由地面指向自行走装置的方向即为上，反之即为下，而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

本实用新型所提供的自行走装置，包括割草机器人以及其他具备自行走的设备。其包括驱动轮，驱动轮受自行走装置内部控制单元控制而旋转，驱动自行走装置进行行走、转向、停止或后退操作。为正确的驱动自行走装置，避免其被障碍物阻挡而出现驱动轮或电机空转，上述的自行走装置，通常在其前进方向上还会设置检测元件，例如，在其外壳的上部设置向前或向后，或朝向自行走方向的超声波组件。超声波组件中的超声波探头以一定的发射波束角向外发射超声波，超声波遇障碍物后被障碍物反射回自行走装置的检测单元中，产生检测信号。自行走装置通过对检测信号的分析即可判断是否存在障碍物，是否需要执行避障、转弯、停止或后退等操作。

为解决现有自行走装置容易被地面上距离较近而高度较高的杂草或杂物误触发检测信号进行避障，本实用新型所提供的自行走装置包括有图1所示，特别设计的超声波装置2。其包括：

安装槽，设置在所述自行走装置1的壳体表面；

固定件，卡接在所述安装槽内，具有倾斜向上的开口；

所述自行走装置的超声波组件4卡接在所述固定件的开口内，相对水平方向倾斜向上20°~30°发射超声波。

其中，参考图2以及图3所示，所述安装槽设置在所述自行走装置的壳体的上部，具有倾斜向上的开口，所述安装槽的开口内侧沿周向设置有安装凸起11。对应于该安装凸起11，所述固定件的外壁前端设置有卡槽21，所述卡槽21沿周向紧密卡接所述安装凸起11，所述固定件以及其内部所卡接的超声波组件4配合共同密封所述安装槽的开口。由此，所述超声波组件所发射的超声波的波束角度被向上抬升20°~30°，超声波所能够感知的障碍物范围，被向上抬升对应α的角度。超声波发射范围的下线被抬高，距离较近的情况下，较低的杂草落入超声波发射的“盲区”而不会被检测到，不会造成自行走装置被误触发。

在一种更为具体的实现方式下，所述的固定件的内壁中部设置有台阶，所述固定件的内径自所述台阶后侧缩小，所述台阶前侧的内径较大，能够紧密抵接在超声波组件的周向。由此，所述超声波组件4的侧壁紧密抵接所述固定件的台阶前侧的内壁，所述超声波组件4的后端面抵接所述台阶表面，形成对超声波组件4的紧密的承托，能够有效的在设备自行走的过程中保证其具有20°~30°的倾斜向上的超声波射出角度而不受机器抖动的干扰。

为实现对自行走设备外壳上安装槽的密封，所述固定件可选择为带有弹性的硅胶或橡胶材质，固定件与所述安装槽之间和/或所述超声波组件4与所述固定件之间过盈配合相互紧密抵接。由此，能够通过过盈的抵接关系对自行走设备外部的水汽或飞溅的草屑等杂物进行遮挡，避免细小颗粒进入设备内部影响电路结构工作。

尤其，为避免雨水积攒在凹槽内影响电子器件，所述的固定件的外壁前端以及所述超声波组件4的前端面均可设置为与所述安装槽的开口平齐。由此，雨水、杂物可沿平滑的开口表面落下，由于上述α的倾斜角度，杂物不会累积，进而可以避免积攒在超声波前端的杂物对发射的超声波进行干扰，影响自行走设备对外界环境的检测。

进一步的，还可参考图1，在超声波组件4的前侧设置沿机壳倾斜向下设置导向结构3，该结构中部较低，左右两侧过渡至机壳高度，保证超声波组件4不会被遮挡，并且能够将落入超声波组件4前侧的杂物通过该向下倾斜的过渡结构引导至地面或至少不会影响超声波正常发射和接收。

考虑到超声波组件其一般需要通过有线的方式连接至自行走设备的内部电路才能够有效、及时的提供检测信号，所述的固定件的后端还进一步设置通孔。所述通孔包裹所述超声波组件4的连接线，比如信号线和供电线，使得所述超声波组件4的连接线穿过该通孔与所述自行走装置的内部电路电连接，同时提供对该连接线的密封，保持连接线电接触稳定不受机器行走过程中振动的影响。

本领域普通技术人员可以理解：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种用于自行走装置的超声波装置，其特征在于，包括：

超声波组件(4)，其安装在自行走装置的壳体上，所述超声波组件(4)的超声波发射口向上倾斜，并且所发出的超声波波束中轴线与水平方向形成20°～30°夹角。

2.如权利要求1所述的超声波装置，其特征在于，还包括安装槽，其设置在所述自行走装置的壳体表面；还包括固定件，其卡接在所述安装槽内，具有倾斜向上的开口；所述安装槽设置在所述自行走装置的壳体的上部，具有倾斜向上的开口，所述安装槽的开口内侧沿周向设置有安装凸起(11)。

3.如权利要求2所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件的外壁前端设置有卡槽(21)，所述卡槽(21)沿周向紧密卡接所述安装凸起(11)，所述固定件以及其内部所卡接的超声波组件(4)配合共同密封所述安装槽的开口。

4.如权利要求2所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件的内壁中部设置有台阶，所述固定件的内径自所述台阶后侧缩小。

5.如权利要求4所述的超声波装置，其特征在于，所述超声波组件(4)的侧壁紧密抵接所述固定件的台阶前侧的内壁，所述超声波组件(4)的后端面抵接所述台阶表面。

6.如权利要求5所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件的后端还设置有通孔，所述通孔包裹所述超声波组件(4)的连接线，所述超声波组件(4)的连接线穿过该通孔与所述自行走装置的内部电路电连接。

7.如权利要求2所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件为硅胶材质。

8.如权利要求2所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件与所述安装槽之间和/或所述超声波组件(4)与所述固定件之间过盈配合相互紧密抵接。

9.如权利要求8所述的超声波装置，其特征在于，所述固定件的外壁前端以及所述超声波组件(4)的前端面均与所述安装槽的开口平齐。

10.一种自行走装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的超声波装置。

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