CN214055246U - 移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种移动机器人，包括底盘、上盖、行走轮和电控组件；电控组件位于底盘和上盖共同围成的容置腔内，电控组件包括电池、电机和控制单元，底盘的沿行进方向的前后两端分别各自设有气窗组件，气窗组件连通容置腔的内外两侧，且两个气窗组件相对设置，以形成贯通容置腔的散热通道；气窗组件具有导风口和设置在导风口内的导流件，导流件的导流方向指向电控组件的上方。本实用新型能够可靠的进行散热，且受环境影响较小。

Description

移动机器人

技术领域

本实用新型涉及智能设备领域，尤其涉及一种移动机器人。

背景技术

随着科技的不断发展，各类机器人等智能设备越来越多的出现在了人们的工作和生活中。

目前，机器人等智能设备包括壳体和内置在壳体中的电控元件和电机等部件，并需要通过这些电控元件和电机来实现各类驱动和控制功能，然而，这些电控元件和电机等部件在工作时会产生较高的热量。机器人工作和行走时，为了将这些电控元件和电机的热量散去，机器人壳体外侧需要设置散热器，散热器和电控元件以及电机等部件之间通过传导等方式实现传热，且散热器具有散热翅片，这样可以依靠散热翅片和空气之间的热交换来将电控元件和电机等部件的热量传递至外界环境中，从而实现散热。

然而，由于机器人可能在户外环境中使用，散热器容易沾染上外界的灰尘和杂质，从而影响散热效率，工作可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种移动机器人，能够可靠的进行散热，且受环境影响较小。

本实用新型提供一种移动机器人，包括底盘、上盖、行走轮和电控组件；所述行走轮设置在底盘上，所述底盘的上部和所述上盖共同围成容置腔，所述电控组件位于所述容置腔内，所述电控组件包括电池、电机和控制单元，所述电机的输出轴和所述行走轮连接，所述控制单元和所述电机均与所述电池电连接，所述底盘的沿行进方向的前后两端分别各自设有气窗组件，所述气窗组件连通所述容置腔的内外两侧，且两个所述气窗组件相对设置，以形成贯通所述容置腔的散热通道；所述气窗组件具有导风口和设置在所述导风口内的导流件，所述导流件的导流方向指向所述电控组件的上方。

本实用新型的移动机器人可以通过气窗组件为电控组件等内部部件进行对流散热，同时保证电控组件免受外界灰尘、水汽和杂质的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种移动机器人的外形示意图；

图2是图1中的移动机器人的爆炸示意图；

图3是本申请实施例提供的移动机器人进行对流散热的工作示意图；

图4是本申请实施例提供的移动机器人中气窗组件形成的散热通道的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的移动机器人的内部结构示意图；

图6是图5中A处的局部放大示意图；

图7是本申请实施例提供移动机器人中导流件在隔挡雨滴时的第一种状态示意图；

图8是本申请实施例提供的移动机器人中导流件在隔挡雨滴时的第二种状态示意图；

图9是本申请实施例提供的另一种移动机器人的结构示意图；

图10是图9的仰视图。

附图标记说明：

1-底盘；

2-上盖；

3-行走轮；

4-电控组件；

11-气窗组件；

111-导风口；

112-导流件；

41-电机；

42-电池；

43-控制单元；

431-散热片；

1a-散热通道；

100-移动机器人；

W-冷却气流；

R-雨滴。

具体实施方式

随着科技的不断发展，各类机器人等智能设备越来越多的出现在了人们的工作和生活中。

目前，机器人等智能设备包括底盘、围设在底盘上部的壳体和内置在壳体中的电控元件和电机等部件。机器人在工作时，可以通过这些电控元件来实现机器人的感测、导航以及各类控制功能。这些电控元件包括有控制器等各类芯片或者是集成电路，其在工作时会具有较大的功耗和热量。此外，机器人中的电机等驱动部件，由于其在工作时需要通入较大的电流，同样会产生较高的热量。由于这些元器件位于机器人的壳体内部，其产生的热量不易散去，所以当机器人持续工作时，这些积聚的热量可能会在机器人壳体内部产生较高的温度，从而影响机器人的正常工作。因此，为了将这些电控元件和电机的热量散去，现有的机器人壳体外侧会设置散热器，散热器和机器人壳体内部的发热部件之间通过热传导等方式实现传热，且散热器具有散热翅片，这样可以依靠散热翅片和空气之间的热交换来将电控元件和电机等部件的热量传递至外界环境中，从而实现散热。

然而，由于机器人在使用时，可能会处于户外等较为恶劣的环境，这样机器人壳体外侧的散热器，其散热翅片可能会吸附外界的灰尘和杂质，从而影响其传热性能，导致散热效率较低，影响了机器人的工作可靠性。

为此，本申请提供一种新的移动机器人，能够借助空气对流作用来提高散热效率，同时其散热时受到外界环境影响较小，保证了机器人具有较高的工作可靠性。

图1是本申请实施例提供的一种移动机器人的外形示意图。图2是图1中的移动机器人的爆炸示意图。如图1和图2所示，本申请提供的移动机器人100，具体包括底盘1、上盖2、行走轮3和电控组件4等组成部分。其中，行走轮3设置在底盘1上，底盘1具有容置腔，电控组件4位于容置腔内。

具体的，移动机器人100的主体结构主要有底盘1和上盖2等部分构成，底盘1作为移动机器人100的结构基础，可以用于设置移动机器人100的各类部件，例如是上盖2以及电控组件等。其中，底盘1内可以设置有凹陷或者是凹槽等结构，这样上盖2可以盖设在底盘1上部，并和底盘1共同围成封闭的容置腔，并将移动机器人100的电控组件4等内部部件容纳于其中。

而行走轮3设置在底盘1上，从而支撑底盘1，并带动整个移动机器人100进行移动。其中，为了维持平衡，行走轮3可以成对设置在底盘1的两侧。示例性的，本实施例中，行走轮3为两对，且设置在底盘1的前后两侧。本领域技术人员可以理解的是，行走轮3也可以为其它数量，例如是行走轮3为三对或四对等。

为了实现移动机器人100的各类驱动以及控制功能，电控组件4包括电池42、电机41和控制单元43等组成部分。其中，电机41的输出轴和行走轮3连接，并用于带动行走轮3转动和行走。而控制单元43和电机41均与电池42电连接。电池42可以为控制单元43、电机41或者是移动机器人100中的其它用电部件进行供电，从而带动移动机器人100进行行走和工作。而控制单元43可以包括有处理器以及导航器件等，较佳的可为设置有处理器以及导航器件等的印刷线路板(PCB)。

电控组件4在工作时，会具有较高的功耗，为了对移动机器人100内部的电控组件4以及其它发热部件进行散热，移动机器人100可以通过气窗或风口来连通壳体内外两侧，从而让电控组件4得到对流散热。具体的，移动机器人100在底盘1的沿行进方向的前后两端分别各自设有气窗组件11，气窗组件11连通容置腔的内外两侧，且两个气窗组件11相对设置，以形成贯通容置腔的散热通道1a。

其中，由于移动机器人100可以通过行走轮3进行移动，因此在底盘1的沿行进方向的前后两端均设置气窗组件11，这样气窗组件11会面向或朝向气流的流动方向，移动机器人100在沿行进方向移动时，位于移动机器人100行进方向前端的气窗组件11会位于迎风方向，外界空气相对移动机器人100形成冷却风流，并可以通过位于移动机器人100进行方向前端的气窗组件11进入移动机器人100的底盘1内部，并为移动机器人100内部的电控组件4进行对流传热，而携带有热量的空气，则可以通过位于移动机器人100行进方向后端的气窗组件11流出，并将热量传导给外界环境。其中，移动机器人100行进方向的两端，也可以认为是移动机器人100的长度方向的两端。

图3是本申请实施例提供的移动机器人进行对流散热的工作示意图。图4是本申请实施例提供的移动机器人中气窗组件形成的散热通道的结构示意图。如图3和图4所示，由于位于底盘1前后两端的气窗组件11相对设置，因此在前后两端的两个气窗组件11之间会形成一个散热通道1a，该散热通道1a沿移动机器人100的移动方向延伸，并贯穿移动机器人100的前后两端。这样，移动机器人100在移动时，冷却气流W会经过散热通道1a，并对位于散热通道中的发热器件，例如是电控组件4等部件进行散热。这样外界的冷却气流W流入移动机器人100内部时，会受到较小的阻碍，从而能够流畅的在散热通道1a中流动，并带走电控组件4所产生的热量，使电控组件4得以冷却散热。

图5是本申请实施例提供的移动机器人的内部结构示意图。图6是图5中A处的局部放大示意图。如图3至图6所示，由于移动机器人100可能在户外等场合使用，为了避免外界的水汽、灰尘和杂质通过气窗组件11进入移动机器人100内部，并对电控组件4造成影响，移动机器人100的气窗组件11具有导风口111和设置在导风口111内的导流件112，导流件112的导流方向指向电控组件4的上方。

此时，外界冷却气流在通过气窗组件11的导风口111进入移动机器人100的内部时，在导流件112的导流作用下，冷却气流会吹向电控组件4的上方。因而夹杂在冷却气流中的水汽、灰尘以及杂质也会向电控组件4的上方移动，而不会直接和电控组件4的表面接触。这样电控组件4的表面受到水汽、灰尘和杂质的影响较小，能够有效进行工作。因此，移动机器人100即使在较为恶劣的户外环境工作，气窗组件11也能够为电控组件4进行正常对流散热，同时保证电控组件4免受外界灰尘、水汽和杂质的影响。

以下对气窗组件11的具体结构和设置方式进行详细说明。

作为一种可选的实施方式，导流件112为多个，且间隔设置在导风口111内，同一气窗组件11中的导流件112的导流方向一致。

这样，当气窗组件11所形成的导风口111面积较大时，多个导流件112可以同时对由移动机器人100外侧引入的冷却气流W进行导向，从而保证冷却气流W的流动方向。同时，由于气窗组件11通过多个导流件112同时工作并导流，因而单个导流件112的结构和形状所受的限制较少，导流件112的设置方式和单个导流件112的形状可以设置的较为灵活。

其中，导流件112为多个时，相邻导流件112之间的间隔能够供冷却气流出入的入口，这样相邻导流件112之间即可形成导流通道，而导风口111即可利用这些导流通道完成冷却气流W的出入。

移动机器人100处在户外进行作业时，可能会受到外界的雨雪天气等影响。而外界的雨滴等如果经由气窗组件11而落入移动机器人100内部，则可能会使移动机器人100的内部受潮，并影响到电控组件4或者是其它部件的正常工作。

为此，气窗组件11中的导流件112，其导流方向需要和雨滴的下落方向相互错开，即导流件112的导流方向需要和雨滴的下落方向之间具有夹角，以避免雨滴通过相邻导流件112之间的间隔落入移动机器人100内部。

图7是本申请实施例提供移动机器人中导流件在隔挡雨滴时的第一种状态示意图。图8是本申请实施例提供的移动机器人中导流件在隔挡雨滴时的第二种状态示意图。如图1至图8所示，作为一种可选的实施方式，导流件112的长度方向(即图3中X方向)沿和行进方向(即图3中Y方向)垂直的方向，且导流件112的朝向容置腔外侧的一端高度低于朝向容置腔内侧的一端高度。

此时，每个导流件112整体呈外侧低、内侧高的结构，也就是说，相邻导流件112之间形成的导流通道也会呈外侧端高度较低，而内侧段高度较高的状态。同时，导流件112的朝向容置腔的内侧并向电控组件4的上方倾斜。这样，当外界的雨滴R滴落在机器人的外表面上，并落在导流通道的外侧一端时，无论雨滴R是如图7中的竖直下落状态，还是如图8中的倾斜下落状态，由于导流通道的外侧端高度较低，所以雨滴R均无法在重力作用下进入导流通道内侧，并抵达至导流通道的内侧端。这样，导流件112即可依靠自身的形状而将外界的雨滴等拒挡在移动机器人100的外侧，避免了雨滴R通过气窗组件11流入移动机器人100内部，而影响到移动机器人100内部部件的正常工作。

其中，导流件112的长度方向可以沿着和移动机器人100行进方向相互垂直的方向，也就是移动机器人100的宽度方向延伸。这样由于移动机器人100的外形一般较为低矮，所以气窗组件11的导风口111也可能具有扁平或低矮的形状。此时，让导流件112的长度方向保持和移动机器人100的宽度方向一致，能够让每个导流件112均横跨整个导风口111，并对导风口111在水平方向上的各个部位进行导流。

可选的，多个导流件112可以沿竖直方向并列排布。

此时，多个导流件112沿着竖直方向并列排布在导风口111的同一截面处。由于导流件112的长度方向沿着与移动机器人100行进方向相互垂直的方向，因此多个沿竖直方向并列排布的导流件112，能够覆盖导风口111纵向和横向上的各个部位，从而让导风口111各个部位均位于导流件112的导风范围之中。同时，并排排列的各导流件112会位于沿冷却气流流动方向的同一截面位置，因而各导流件112之间的干扰较小。

在外界的冷却气流通过气窗组件11吹入移动机器人100内部，并对移动机器人100内部的电控组件4等部分进行对流冷却时，为了避免冷却气流中夹杂的水汽、灰尘和其它杂质随冷却气流吹到电控组件4表面，作为一种可选的设置方式，导风口111所在的高度高于电控组件4所在的高度。

具体的，移动机器人100中，气窗组件11会位于和电控组件4不同的高度，此时，气窗组件11的导风口111也会具有和电控组件4不同的高度。电控组件4可以设置在移动机器人100的底盘1的下部或底部，从而获得较为稳定的重心。相应的，导风口111可以位于较高的高度位置，也就是说，导风口111所在的高度高于电控组件4所在的高度。

这样的设置方式，当外界的冷却气流由气窗组件11进入移动机器人100内部，并沿散热通道行进时，由于电控组件4所处的高度低于两个相对设置的导风口111所在的高度，因此电控组件4也会位于冷却气流的下方，因此冷却气流中所夹杂的水汽和灰尘等杂质，可以从电控组件4的上方随冷却气流而直接冲出容纳腔外，和电控组件4的接触几率较小。

本领域技术人员可以理解的是，移动机器人100中所设置的气窗组件11，可以相对于底盘1及上盖2具有多种不同的设置方式。在其中一种可能的设置方式中，气窗组件11能够可拆卸的设置在底盘1上。

具体的，气窗组件11可以为一个独立的组件，且该独立的气窗组件11通过可拆卸的连接方式而与底盘1连接在一起。当气窗组件11通过可拆卸方式与底盘1连接时，具体可以让底盘1上具有与导风口111对应的开口，而气窗组件11可拆卸的连接于开口上。其中，气窗组件11和底盘1之间的连接方式可以为卡接、粘接或者螺纹连接等常用的可拆卸连接方式。

在另一种可能的设置方式中，气窗组件11和底盘1可以为一体式结构。此时，气窗组件11可以固定连接在底盘1上，或者是在底盘1的侧壁上直接开设导风口111，并在导风口111上设置导流件112，以形成气窗组件11。本实施例中，以气窗组件11直接形成在底盘1上，从而和底盘1形成一体式结构为例进行说明。

而为了让移动机器人100的内部部件通过冷却气流的对流作用而得到有效的散热，移动机器人100内部的电控组件4等结构也可以具有一定的排列方式。在一种可选的结构中，移动机器人100中的电机41、电池42和控制单元43可以沿散热通道1a的长度方向依次设置。

具体的，由于散热通道1a沿着移动机器人100的行进方向延伸，而该方向也是移动机器人100的长度方向，移动机器人100在该方向上的长度空间较为充裕，所以可以将电控组件4中的电机41、电池42以及控制单元43等部分沿着散热通道1a的延伸方向依次设置。此时，外界的冷却气流从移动机器人100前端的气窗组件11吹进后，会沿着散热通道1a前进，并对排列在散热通道1a中的电机41、电池42和控制单元43进行冷却。

这样设置电控组件4时，一方面，电机41、电池42和控制单元43等部件能够有序排列在散热通道1a中，从而让冷却气流对这些部件进行有效散热；另一方面，这些部件具有较为充裕的容置空间，便于移动机器人100的内部部件的设置和摆放。

其中，需要说明的是，由于电控组件4和位于两个气窗组件11之间的散热通道1a可能具有高度差，所以本实施例中电机41、电池42和控制单元43沿散热通道1a的长度方向依次排列，主要指电机41、电池42和控制单元43的排列方向，而并不是指电机41、电池42和控制单元43必须处于两个气窗组件11之间。

电控组件4中，控制单元43中一般包含有较多芯片和集成电路，可能会产生较多的热量，且这些芯片和集成电路在工作时对温度较为敏感。为了提高对控制单元43的散热效率，移动机器人100中可以设置有专门为控制单元43进行散热的散热结构。

可选的，底盘1的底壁上设置有开口，而控制单元43的至少部分结构通过开口暴露在底盘1的底壁外侧。

这样，可以在移动机器人100的底盘1底部位置设置开口(图中未示出)，并让控制单元43中的部分或全部结构由开口露出，从而暴露于底盘1的外侧。此时，控制单元43中的部分或全部结构可以直接和移动机器人100外部的环境进行换热，从而提高散热效率。

其中，控制单元43可以是部分或者全部结构都暴露在开口外侧，本实施例中，以控制单元43的部分结构通过开口暴露在底盘1外侧为例进行说明。

具体的，为提高控制单元43与移动机器人100外部环境之间的换热效率，控制单元43上可以设置散热结构，且散热结构暴露在底盘1的外侧。图9是本申请实施例提供的另一种移动机器人的结构示意图；图10是图9的仰视图。如图9和图10所示，在一种可选的方式中，可以在控制单元43的底部设置有散热片431，散热片431通过开口暴露于底盘1的底壁外侧。散热片431可以作为底盘1的支撑部位，以增加底盘1的强度。

其中，控制单元43的本体大部分结构仍可以位于底盘1的内部，而仅让底部的散热片431从开口伸出底盘1，并暴露在底盘1的底壁外侧。散热片431和控制单元43的本体相互连接，并能够通过热传导等方式将控制单元43的热量传递给散热片。其中，散热片431的结构为翅片状，即散热片431包括多个间隔排列的散热翅片，这些散热翅片之间会形成供空气流动的间隙，这样当移动机器人100行进时，外界空气相对于移动机器人100会产生流动的气流，气流经过移动机器人100底盘1下侧的过程中，即可流经这些散热翅片，并和散热翅片表面进行热量交换。由此，控制单元43可以通过散热片431和外界空气的对流实现散热。

在一种可选的设置方式中，散热片431通过可拆卸的方式连接在控制单元43的本体上。示例性的，控制单元43本体的外壁由导热性较好的材料构成，而散热片431通过螺纹连接、卡接或者是粘接等手段设置在控制单元43本体底侧外壁上，从而和控制单元43的本体之间进行热量传递。

此外，可以理解的是，散热片431也可以和控制单元43的本体呈一体结构，以提高散热片和控制单元43本体之间的热量交换效率。

需要说明的是，底盘1上的开口，其大小和形状可以和控制单元43的形状相匹配。这样控制单元43的外侧壁可以和开口边缘相互贴合，从而让控制单元43封闭开口，使得容置腔仍然为密闭的腔体。

而移动机器人100的底盘1和上盖2，也可能具有多种不同的结构和实施方式。

可选的，移动机器人100的上盖2，其靠近行进方向的前后两端的部分，其高度会低于上盖2中部的位置。这样移动机器人100的顶部整体会呈中间高，前后两端低的斜面形状。这样的结构，可以让外界的雨滴等落到上盖2之后，从上盖2的前后两端滑落，避免上盖2顶部出现积水。

此外，在一种可选的结构中，上盖2上设置有连接接口或者安装位(图中未示出)。这样上盖2盖设在底盘1上之后，即可组成移动机器人100的主体底部结构，而机器人的其它功能结构，可以通过连接接口或者是安装位而连接在上盖2上，并用于执行相关的操作。

本实施例中，移动机器人具体包括底盘、上盖、行走轮和电控组件等组成部分；其中，行走轮设置在底盘上，底盘的上部和上盖共同围成容置腔，电控组件位于容置腔内，电控组件包括电池、电机和控制单元，电机的输出轴和行走轮连接，控制单元和电机均与电池电连接，底盘的沿行进方向的前后两端分别各自设有气窗组件，气窗组件连通容置腔的内外两侧，且两个气窗组件相对设置，以形成贯通容置腔的散热通道；气窗组件具有导风口和设置在导风口内的导流件，导流件的导流方向指向背离电控组件的一侧。这样移动机器人可以通过气窗组件为电控组件等内部部件进行对流散热，同时保证电控组件免受外界灰尘、水汽和杂质的影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种移动机器人，其特征在于，包括底盘、上盖、行走轮和电控组件；所述行走轮设置在底盘上，所述底盘的上部和所述上盖共同围成容置腔，所述电控组件位于所述容置腔内，所述电控组件包括电池、电机和控制单元，所述电机的输出轴和所述行走轮连接，所述控制单元和所述电机均与所述电池电连接，所述底盘的沿行进方向的前后两端分别各自设有气窗组件，所述气窗组件连通所述容置腔的内外两侧，且两个所述气窗组件相对设置，以形成贯通所述容置腔的散热通道；所述气窗组件具有导风口和设置在所述导风口内的导流件，所述导流件的导流方向指向所述电控组件的上方。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述导流件为多个，且间隔设置在所述导风口内，同一所述气窗组件中的所述导流件的导流方向一致。

3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述导流件的长度方向沿和所述行进方向垂直的方向，且所述导流件的朝向所述容置腔外侧的一端高度低于朝向所述容置腔内侧的一端高度。

4.根据权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，多个所述导流件沿竖直方向并列排布。

5.根据权利要求1-4任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述导风口所在的高度高于所述电控组件所在的高度。

6.根据权利要求1-4任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述气窗组件可拆卸的设置在所述底盘上；或者，所述气窗组件和所述底盘为一体式结构。

7.根据权利要求1-4任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述电机、所述电池和所述控制单元沿所述散热通道的长度方向依次设置。

8.根据权利要求1-4任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述底盘的底壁上设置有开口；

所述控制单元的至少部分结构通过所述开口暴露在所述底盘的底壁外侧。

9.根据权利要求8所述的移动机器人，其特征在于，所述控制单元的底部设置有散热片，所述散热片通过所述开口暴露于所述底盘的底壁外侧。

10.根据权利要求1-4任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述上盖上设置有连接接口或者安装位。

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