CN211883620U - 一种扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种扫地机器人，包括主体、图像采集装置、清洁驱动装置以及靠近图像采集装置设置的清洁装置，图像采集装置设置于主体上，清洁驱动装置能够驱动清洁装置对图像采集装置进行清洁。扫地机器人主体用于固定和安装机器人各零部件，图像采集装置用于检测周边环境进行自主定位，扫地机器人内部的清洁驱动装置用于驱动清洁装置对图像采集装置进行自动化清洁。这样的设计一方面能够使图像采集装置在脏污的情况下进行自清洁，防止导航规划工作发生错乱；另一方面构造简单，容易实现，生产成本较低。

Description

一种扫地机器人

技术领域

本实用新型属于生活家电领域，尤其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，能够自动完成清洁工作，随着科技进步和人们生活水平的提高，扫地机器人应用越来越广泛。目前越来越多的扫地机器人具有导航规划功能，现有的具备导航规划功能的扫地机器人主要分为两种:一种是激光雷达导航，另外一种是视觉导航。视觉导航的实现方式一般是在扫地机器人的顶部设置图像采集装置，通过图像采集装置如摄像头，观察周边环境的特征点实现定位导航功能。

但是在实际的工作环境中，随着工作时间的延长，扫地机器人顶部的图像采集装置如摄像头会覆盖很多的灰尘，甚至在它上面会落上一些生活垃圾，比如饭渍、食品等，导致图像采集装置无法准确获取周边环境的特征点，使导航规划工作的错乱，严重影响用户对产品的使用体验。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种扫地机器人，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种扫地机器人，包括主体、图像采集装置、清洁驱动装置以及靠近图像采集装置设置的清洁装置，图像采集装置设置于主体上，清洁驱动装置能够驱动清洁装置对图像采集装置进行清洁。扫地机器人主体用于固定和安装机器人各零部件，图像采集装置用于检测周边环境进行自主定位，扫地机器人内部的清洁驱动装置用于驱动主体运动和驱动清洁装置对图像采集装置进行自动化清洁。这样的设计一方面能够使图像采集装置在脏污的情况下进行自清洁，防止导航规划工作发生错乱；另一方面构造简单，容易实现，生产成本较低。

进一步地，清洁装置包括清洁杆，清洁杆包括连接部与清洁部，连接部与清洁驱动装置连接；清洁部设置有擦拭件；清洁驱动装置能够驱动清洁杆带动擦拭件相对于图像采集装置运动。清洁装置的擦拭件用于擦拭图像采集装置，清洁杆的长度与图像采集装置的位置相适配，使擦拭件能够准确地对图像采集装置进行擦拭。

优选地，连接部设置有连接孔或者连接槽；清洁驱动装置包括输出扭矩的输出轴；输出轴连接于连接孔或者连接槽。通过这样的设计可以使清洁杆与清洁驱动装置连接。

优选地，连接部与清洁驱动装置之间设置有齿轮齿条传动组件；齿轮齿条传动组件包括与清洁驱动装置的输出轴连接的齿轮，设置于清洁杆上与齿轮配合的齿条。在清洁驱动装置的输出轴与清洁装置的连接部之间设置齿轮齿条传动组，清洁驱动装置的输出轴与传动组上的齿轮连接，驱动齿轮带动齿条，进而带动清洁杆做往复运动，使清洁装置的清洁部能够很好地擦拭图像采集装置。

优选地，连接部上设置有齿轮传动组件，齿轮传动组件包括与清洁驱动装置的输出轴连接的第一齿轮，设置于清洁杆上与第一齿轮配合的第二齿轮。在清洁驱动装置的输出轴与清洁装置的连接部之间设置齿轮组，通过清洁驱动装置驱动清洁杆做旋转运动，带动清洁装置的清洁部擦拭图像采集装置。

进一步地，擦拭件包括刷毛和/或刮片。刷毛可以用于擦拭图像采集装置上的灰尘或体积较小、重量较轻的异物；刮片可以用于清洁落在图像采集装置上的一些生活垃圾，如饭渍、食品等体积或重量较大不易清洁的异物。这样设计能够更好地对图像采集装置进行清洁，确保图像采集装置能够准确地获取周边环境的特征点，及时准确地进行导航规划工作。

进一步地，清洁装置为可升降式的。

优选地，图像采集装置设置于主体顶部。图像采集装置设置在主体顶部可以用于观察周边环境的特征点实现定位导航功能。

优选地，图像采集装置设置于主体侧面，图像采集装置外侧设置有保护罩。图像采集装置设置在主体侧面可以实现躲避周边障碍物的定位导航功能，能够识别周围较小的不易被顶部图像采集装置所识别的一些物体，比如拖鞋、玩具、宠物的粪便等。将图像采集装置设置在主体的一侧虽然能够更好地实现定位导航功能，但是扫地机器人在工作时也容易造成图像采集装置被周围的异物碰撞损坏的情况，因此在图像采集装置外侧设置保护罩，可以起到保护定制装置不被异物碰撞损坏的作用。

进一步地，保护罩包括罩体和透光孔，罩体设置于主体上，包裹于图像采集装置的外部；透光孔设置于罩体上，且位置与图像采集装置对应，图像采集装置透过透光孔进行图像采集。保护罩设置在主体上构造简单，生产成本低；透光孔设置在与图像采集装置对应的位置上可以使图像采集装置透过透光孔进行定位监控。

优选地，上述扫地机器人还包括：存储器、处理器与控制元件，存储器内记录有至少一个不变像素阈值；处理器根据图像采集装置采集的图像获取不变像素实时值，比较不变像素实时值与不变像素阈值并将结果输出；控制元件与处理器电信号连接，且控制元件根据处理器的输出结果控制清洁驱动装置驱动清洁装置。

扫地机器人可以在移动时通过图像采集装置获取多幅图像，通过处理器对图像进行分析，判断图像中不变像素是否超过预设置在存储器中的阈值，进而判断图像采集装置的镜头脏污程度，以确定镜头是否需要进行清洁，进而向控制元件输出结果，控制元件控制清洁装置对图像采集装置进行清洁。

优选地，上述扫地机器人还包括：控制元件和开关元件，控制元件与开关元件电信号连接且根据扫地机器人的工作状态控制开关元件的连通或断开；开关元件与清洁驱动装置连接，开关单元连通或断开清洁驱动装置电信号，控制清洁驱动装置驱动清洁装置。扫地机器人可以根据工作状态通过控制元件控制开关元件的连通或断开，当开关元件连通时给清洁驱动装置电信号，清洁驱动装置带动清洁装置对图像采集装置进行擦拭；当开关元件断开时，清洁驱动装置断电，清洁装置停止对图像采集装置的擦拭。

进一步地，图像采集装置为摄像头。

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，构成本实用新型的一部分，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绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人的一种工作状态的结构示意图；

图2绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人的一种清洁状态的结构示意图；

图3绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人的一种工作状态的剖视图；

图4绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人的一种清洁状态的剖视图；

图5绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人清洁装置的结构示意图；

图6绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人的另一种工作状态的剖视图；

图7绘制了本实用新型一实施例中扫地机器人清洁装置的升降方式的示意图。

附图标记：

1-主体，2-图像采集装置，3-清洁装置，4-清洁驱动装置，5保护罩，6-罩体，7-透光孔;

擦拭件,32-清洁杆，33-连接部,34-清洁部。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

另外，还需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。

最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

首先，对本实用新型所揭示的技术方案的技术构思进行说明。目前采用视觉导航进行定位的扫地机器人，一般是在机器人顶部设置图像采集装置，通过图像采集装置如摄像头，观察周边环境的特征点实现导航功能。但在实际工作中，扫地机器人顶部的图像采集装置容易被污染，如被灰尘覆盖或者落上一些生活垃圾等，导致图像采集装置无法准确获取周边环境特征点，使导航规划工作错乱，严重影响产品的使用体验。

考虑到现有扫地机的上述问题，本实用新型实施例提供了一种新型扫地机器人。

具体采取的方案是：

实施例一

如图1至图4所示，本实施例提供了一种扫地机器人，包括主体1、图像采集装置2、清洁驱动装置4和靠近图像采集装置设置的清洁装置3；图像采集装置2设置于主体1上；清洁驱动装置4能够驱动清洁装置3对图像采集装置2进行清洁。清洁驱动装置4还可以驱动主体1进行运。

在本实施例中，图像采集装置2采用摄像头。当然，可以理解的是本实施例示例的图像采集装置2不仅可以采用摄像头，还可以采用双目摄像头、深度摄像机、视频信号数字化设备或基于DSP的快速信号处理器等其他设备获权图像，对周围环境进行光学处理采集图像信息，然后将采集到的图像信息与机器人的实际位置联系起来，完成定位功能即可。

在本实施例中，清洁驱动装置4采用电机。

如图1所示，扫地机器人主体1上固定和安装了机器人的各零部件，图像采集装置2检测周边环境进行自主定位。扫地机器人内部的清洁驱动装置4驱动清洁装置3对图像采集装置2进行自动化清洁。在本实施例中，图像采集装置2设置于主体1顶部，图像采集装置2设置在主体1顶部能够更好地对周围环境进行光学处理、采集图像信息，捕捉周围环境的特征点，实现定位导航功能。

如图5所示，清洁装置3包括清洁杆32，清洁杆32包括连接部33和清洁部34，连接部33与清洁驱动装置4连接，清洁部34设置有擦拭件31。清洁装置3的清洁部设置擦拭件31用于擦拭图像采集装置2，清洁杆32的连接部33用于连接清洁驱动装置4，清洁杆32的长度与图像采集装置2的位置相适配，使擦拭件31能够准确地对图像采集装置2进行擦拭。

清洁装置3与清洁驱动装置4之间的连接，可以采用下述实施例中的其中一个实现：

实施例1：连接部33上设置有连接孔或者连接槽；清洁驱动装置4包括输出扭矩的输出轴；输出轴连接于连接孔或者连接槽。通过在连接部33上设置连接孔或者连接槽可以使清洁杆32与清洁驱动装置4连接。

实施例2：连接部33与清洁驱动装置4之间设置有齿轮齿条传动组，齿轮齿条传动组件包括与清洁驱动装置4的输出轴连接的齿轮，设置于清洁杆32上与齿轮配合的齿条。在清洁驱动装置4的输出轴与清洁装置3的连接部33之间设置齿轮齿条传动组，清洁驱动装置4的输出轴与传动组上的齿轮连接，驱动齿轮带动齿条，进而带动清洁杆32做往复运动，使清洁装置3的清洁部34能够很好地擦拭图像采集装置2。

实施例3，连接部33上设置有齿轮传动组件，齿轮传动组件包括与清洁驱动装置4的输出轴连接的第一齿轮，设置于清洁杆32上与第一齿轮配合的第二齿轮。在清洁驱动装置4的输出轴与清洁装置的连接端33之间设置齿轮组，通过第一齿轮与第二齿轮的配合运动驱动清洁杆32做旋转运动，带动清洁装置3的清洁部34擦拭图像采集装置2。

本实施例中，擦拭件31的具体结构可采用下述实施例中的其中一种：

实施例1：擦拭件31上设置有刷毛。刷毛可以擦拭图像采集装置2上的灰尘或体积较小、重量较轻的异物。

实施例2：擦拭件31上设置有刮片。刮片可以清洁落在图像采集装置2上的一些体积、重量较大或不易清洁的异物，如生活垃圾、饭渍、食品等。

实施例3：擦拭件31上设置有刷毛和刮片。同时设置刷毛和刮片，既能够清洁灰尘等体积较小、重量较轻的异物，又能够清洁体积重量较大或不易清洁的异物，这样能够更好地清洁扫地机器人上的图像采集装置2。

本实施例中，扫地机器人可以采用下述实施例中的其中一种控制清洁装置3对图像采集装置2进行清洁：

实施例1：扫地机器人还包括：存储器、处理器与控制元件，存储器内记录有至少一个不变像素阈值；处理器根据图像采集装置2采集的图像获取不变像素实时值，比较不变像素实时值与不变像素阈值并将结果输出；控制元件与处理器电信号连接，且控制元件根据处理器的输出结果控制清洁驱动装置4驱动清洁装置3对图像采集装置2进行清洁。

扫地机器人可以在移动时通过图像采集装置2获取多幅图像，通过处理器对图像进行分析，判断图像中不变像素是否超过预设置在存储器中的阈值，从而判断图像采集装置2的镜头脏污程度，以确定镜头是否需要进行清洁，并向控制元件输出结果，控制元件根据处理器发出的指令控制清洁驱动装置4启动，驱动清洁装置3对图像采集装置2进行清洁。上述识别方式系相关技术领域中的成熟技术，扫地机器人本身就是要通过图像采集手段对周围环境变化进行识别继而进行相关的操作，而通过设置阈值的方式确定某个位置的脏污程度是能够通过已有的识别模块实现的，本实施例仅将其与清洁装置进行整合，以实现根据镜头的脏污程度确定是否启动清洁装置。

实施例2：扫地机器人还包括控制元件和开关元件，其中控制元件与开关元件电信号连接且根据扫地机器人的工作状态控制开关元件的连通或断开；开关元件与清洁驱动装置4连接，开关单元能够连通或断开清洁驱动装置4的电信号，控制清洁驱动装置4驱动清洁装置3。

扫地机器人可以根据其运行阶段通过控制元件控制开关元件的连通或断开，进而控制清洁装置3对图像采集装置2进行清洁的时段。当开关元件连通时给清洁驱动装置4电信号，清洁驱动装置4带动清洁装置3对图像采集装置2进行擦拭；当开关元件断开时，清洁驱动装置4断电，清洁装置3停止对图像采集装置2的擦拭。如图1和图3所示，在工作状态下，清洁驱动装置4不会驱动清洁装置3工作，即清洁装置3不会对图像采集装置2摄像头进行自清洁。如图2和图4所示，扫地机器人只有在开始工作和结束工作的时候才会进入清洁状态，即清洁驱动装置4电机驱动清洁装置3清洁刷对图像采集装置2摄像头进行自清洁。

本实施例示例的扫地机器人一方面能够在图像采集装置被脏污的情况下进行自清洁，防止导航规划工作发生错乱；另一方面构造简单，容易实现，生产成本较低。

实施例二

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：

如图6所示，图像采集装置2设置在主体1的侧面，图像采集装置2外侧设置有保护罩5。保护罩5包括罩体6和透光孔7，罩体6设置在图像采集装置2一侧的主体1上，包裹于图像采集装置2的外部；透光孔7设置于罩体6上且与图像采集装置2对应的位置上。保护罩5设置在主体1可以方便安装，而且构造简单，生产成本低；透光孔7设置在与图像采集装置2对应的位置上可以使图像采集装置2透过透光孔7进行定位监控。

本实施例中，透光孔7的具体结构可采用下述各实施例中的其中一种：

实施例1：透光孔7为贯通区域，图像采集装置2可以直接透过透光孔7获取周围环境的图像，然后对周围环境进行光学处理。

实施例2：透光孔7采用透光玻璃片，透光玻璃片与罩体6连接，将图像采集装置2与外部环境隔开。这样设计可以进一步保护图像采集装置2，扫地机器人在运动过程中不可避免的会发生与周边物体碰撞的情况，采用玻璃片等部件将图像采集装置2隔开，可以有效地保护图像采集装置2，避免图像采集装置2被碰撞造成损坏。当然可以理解的是，透光孔2不仅可以采用透光玻璃片，还可以采用透光塑料、透光树脂等透明材料，只要能够使图像采集装置2透过透光孔7准确获取周围环境的图像即可。

本实施例示例的扫地机器人，将图像采集装置2设置在主体1的侧面，一方面可以用于导航避障，实现躲避周边障碍物的定位导航功能；另一方面，可以用于实现物体识别，比如识别扫地机器人周边的拖鞋、玩具、宠物的粪便等较小的不易被顶部图像采集装置识别的物体，使图像采集装置2更好地实现定位导航功能。同时，清洁装置3同样可以对图像采集装置2摄像头进行自清洁，防止发生导轨规划错乱的情况。

实施例三

本实施例与实施例一、实施例二相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一和实施例二不同的特征在于：

在本实施例中，图像采集装置2同时设置于主体1的顶部和侧面。图像采集装置2同时设置在主体1的顶部和侧面时，既可以用于观察周边环境的特征点，实现定位导航功能；又可以实现物体识别功能，识别扫地机器人周边的物体，尤其是的体积较小不易被顶部图像采集装置识别的物体，如拖鞋、玩具、宠物的粪便等。

实施例四

本实施例与上述实施例相同的特征不再赘述，本实施例与上述实施例不同的特征在于：

本实施例中，清洁装置3设置为可升降式的。可升降的清洁装置的具体结构可以采用下述方式：

实施例1：清洁装置包括升降部，升降部包含有依序相互套接的外杆、中杆及内杆，其中内杆可以上下滑动地套设于中杆内，中杆可上下滑动地套设于外杆内。

实施例2：清洁装置包括升降部，升降部包含固定杆、伸缩杆及固定杆和伸缩杆之间的弹性件，弹性件的弹力方向与伸缩杆的伸展方向一致，伸缩杆可以在固定杆内上下滑动。

实施例3：清洁装置包括升降部，升降部包含固定座及旋转杆，固定座与旋转杆之间通过螺纹连接，旋转杆可以通过旋转沿固定座轴向上下移动。

当然可以理解的是，清洁装置3不仅可以采用上述方式，还可以采用其他方式，只要能够使清洁装置3为可升降的即可。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，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理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括：

主体；

图像采集装置，所述图像采集装置设置于所述主体上；

靠近所述图像采集装置设置的清洁装置；

清洁驱动装置，所述清洁驱动装置能够驱动所述清洁装置对所述图像采集装置进行清洁。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述清洁装置包括：

清洁杆，所述清洁杆包括连接部与清洁部，所述连接部与所述清洁驱动装置连接；

设置于所述清洁部的擦拭件；

所述清洁驱动装置能够驱动所述清洁杆带动所述擦拭件相对于所述图像采集装置运动。

3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述连接部设置有连接孔或者连接槽；

所述清洁驱动装置包括输出扭矩的输出轴；所述输出轴连接于所述连接孔或者连接槽。

4.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述连接部与所述清洁驱动装置之间设置有齿轮齿条传动组件；所述齿轮齿条传动组件包括与所述清洁驱动装置的输出轴连接的齿轮，设置于所述清洁杆上与所述齿轮配合的齿条。

5.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，所述连接部上设置有齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括与所述清洁驱动装置的输出轴连接的第一齿轮，设置于所述清洁杆上与所述第一齿轮配合的第二齿轮。

6.根据权利要求1-5任一项所述的扫地机器人，其特征在于，所述清洁装置为可升降式的。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述图像采集装置设置于所述主体顶部。

8.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述图像采集装置设置于所述主体侧面，所述图像采集装置外侧设置有保护罩。

9.根据权利要求8所述的扫地机器人，其特征在于，所述保护罩包括：

罩体，所述罩体设置于所述主体上，包裹于所述图像采集装置的外部；

透光孔，所述透光孔设置于所述罩体上，且位置与所述图像采集装置对应，所述图像采集装置透过所述透光孔进行图像采集。

10.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，还包括：存储器、处理器与控制元件，

所述存储器内记录有至少一个不变像素阈值；

所述处理器根据所述图像采集装置采集的图像获取不变像素实时值，比较所述不变像素实时值与所述不变像素阈值并将结果输出；

所述控制元件与所述处理器电信号连接，且所述控制元件根据所述处理器的输出结果控制所述清洁驱动装置驱动所述清洁装置。

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