CN215534005U - 一种扫地机器人辅助装置及扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种扫地机器人辅助装置及扫地机器人，包括收集槽、收集铲、安装架、舵机a、减速电机、安装座、机械臂、齿条、齿轮、收揽爪。所述的扫地机器人包括底板、中间板、顶板、支撑柱、吸尘装置、激光雷达等。本实用新型旨的辅助装置结构科学合理、能够有效清扫较大的垃圾，成本较低等特点，应用了该装置的机器人能有效克服现有技术清扫垃圾体积受限的问题。

Description

一种扫地机器人辅助装置及扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及清扫机器人领域，具体涉及一种扫地机器人辅助装置及扫地机器人。

背景技术

现有的家庭清洁机器人中，随着技术的不断进步和成熟，导航定位、自动归位、防撞感应等功能得到很大的完善与应用，但其垃圾清扫会受到垃圾大小和形状影响，对于相对较大的垃圾清扫处理麻烦，且清扫效率低，成本高。现阶段市场上的家庭清扫机器人普遍存在清扫垃圾受限等缺点。

发明内容

本实用新型旨在提供一种扫地机器人辅助装置及机器人，该辅助装置结构科学合理、能够有效清扫较大的垃圾，成本较低等特点，应用了该装置的机器人能有效克服现有技术清扫垃圾体积受限的问题。

本实用新型的技术方案如下：

所述的扫地机器人辅助装置，包括收集槽、收集铲、安装架、舵机a、减速电机、安装座、机械臂、齿条、齿轮、收揽爪；

所述的收集槽、安装架分别设于扫地机器人上，所述的收集槽前端开口，所述的收集铲倾斜向下设置，收集铲的下边沿接近地面，上边沿对应收集槽的前端开口；

所述的安装架位于收集槽的左侧或右侧，其上设有舵机a；所述的舵机a的输出轴水平向外侧延伸，所述的安装座安装于舵机a的输出轴上，所述的减速电机设于安装座上，减速电机的输出轴水平向外侧延伸；

所述的安装座上设有滑动套，所述的滑动套跟随安装座转动，滑动套的转动轨迹所在平面垂直于收集槽的横向；所述的机械臂设于滑动套内，能够相对于滑动套滑动；所述的齿条设于机械臂上，所述的减速电机的输出轴上设有齿轮，所述的齿轮与齿条啮合；所述的减速电机驱动齿轮带动齿条进而使机械臂沿滑动套滑动；

所述的收集铲固定设于机械臂的前端，水平沿收集槽横向延伸，一直延伸至超过收集槽。

所述的机械臂包括连杆a、连杆b、安装板a、安装板b，所述的连杆a、连杆b平行设置，连杆a位于连杆b的上方，两根连杆a、连杆b的前后两端分别通过安装板a、安装板b连接形成矩形框体结构；所述的连杆a、连杆b设于滑动套内；所述的齿条设于安装板a和安装板b之间，并与连杆a平行。

所述的滑动套包括套板、套轮，所述的套板设于安装座上，套板的中部设有电机轴孔；所述的减速电机的输出轴的前端从电机轴孔伸出，其上安装齿轮；所述的套板外侧面的上下部分别通过转轴设有呈矩形排布的四组套轮；所述的连杆a、连杆b分别置于套板外侧面的上下部的四组套轮组成的两组夹持结构中。

所述的套轮的外圆面中部设有连杆槽，所述的连杆a或连杆b置于该连杆槽内，在上下套轮的夹持下不会脱离。

所述的收揽爪位弧形结构，包括四组弧形杆和四组连接杆，所述的四组弧形杆的一端固定安装于安装板b的前侧面上，另一端沿横向向收集槽的另一侧延伸，弧形杆的弧形面的凹部朝向收集槽前端的开口，各组弧形杆之间通过间隔设置的连接杆连接。

本实用新型还提供了一种扫地机器人，应用了上述的扫地机器人辅助装置；

包括底板、中间板、顶板、支撑柱、吸尘装置；所述的底板上通过多组支撑柱分别安装中间板和顶板，底板、中间板、顶板形成三层结构；所述的收集槽设于中间板前部，所述的收集铲设于中间板的前端；所述的安装架设于顶板左侧或者右侧的前部；

所述的吸尘装置设于中间板后部，其吸尘口设于底板中部。

所述的扫地机器人，还包括舵机b，所述的收集铲的上侧边铰接安装于中间板的前端，所述的舵机b设有两组，分别设于底板顶面的前侧的左右两端，每组舵机b的输出轴沿横向设置，其上固定设有摆动臂，摆动臂的前端铰接有连接件，所述的连接件与收集铲的左侧边或者右侧边的中部铰接。

所述的扫地机器人，还包括驱动轮和万向轮，所述的驱动轮设有两组，两组驱动轮分别通过伺服电机安装于底板前部的两侧上，所述的万向轮设于底板后端的中部。

所述的扫地机器人，还包括激光雷达、高速电机、控制主板和电池；所述的支架设于顶板顶面的前端，所述的支架上设有高速电机，所述的高速电机的电机轴竖直向上，所述的激光雷达安装于高速电机的电机轴上；所述的控制主板设于底板上，用于根据激光雷达探测情况，控制扫地机器人工作；所述的电池设于底板上，用于给各个用电模块供电。

所述的吸尘装置包括收集箱、风机、滤网、吸尘管、吸尘口，所述的收集箱设于中间板顶面的中部，所述的风机设于收集箱的后侧板外壁上，所述的收集箱的后侧板上设有对应风机的抽风口，所述的抽风口上覆盖有滤网，所述的收集箱前侧板上设有吸尘管，所述的吸尘管穿过中间板后与底板上的吸尘口连接。所述的滤网由HEPA滤纸制成。

所述的控制主板型号可选用：STM32F405RGT6。

所述的激光雷达型号可选用：A1标准版16Hz

所述的扫地机器人控制系统可采用树莓派系统进行路径规划，控制机械臂伸长并通过舵机a控制旋转收揽地面大块垃圾，并驱动安装在机器人前面的收集铲通过舵机b控制旋转，配合将垃圾揽入垃圾盒，完成辅助清扫。

所述的树莓派系统为现有技术，比如：

[1]赵文瑜.移动机器人SLAM与路径规划研究[D].华北科技学院,2020.

[2]杜哲夫.基于激光雷达的室内移动机器人SLAM与导航技术研究[D].湖北工业大学,2019.

本实用新型的机器人，通过激光雷达检测到大型垃圾位于收捡区域时，通过机械臂和前铲将垃圾揽入垃圾盒，实现辅助清扫，提高清扫效率。

本实用新型的的清扫辅助装置机械臂装置由减速电机、舵机a、齿轮、齿轮条、收揽爪等组成，实现机械臂的伸缩运动和摆动升降运动。

本实用新型的清扫辅助装置能够有效针对清扫环境的复杂多变，即使工作平面与空间大小受限，仍然能够通过机械臂的缩放性达到环境适应性强的效果，并且这种伸缩摆动运动形式，可以轻松保证垃圾进入收捡区域，并且实现精确定位，较好的解决了其他形式的机械臂对垃圾定位难的难题。

本实用新型的收集铲机构设计成圆周上下转动，可以轻松实现前铲与机械臂的动作配合，达到垃圾清扫的收捡辅助效果，同时节约机器人的占空比。

本实用新型的机器人，通过激光雷达检测到大型垃圾位于收捡区域时，收集铲机构圆周向上转动，然后向前伸出到极限位置，从垃圾上方经过伸至垃圾前方，然后收集铲机构向下转动，收揽爪接触或贴近底面，收集铲机构收回，就能将垃圾拨回收集槽内。

本实用新型的清扫辅助装置大大提高了扫地机器人的清扫效率，提高清扫效率的同时缩减了机器人的空间体积，使机器人的环境适应性更强。

附图说明

图1为本实用新型的扫地机器人的左视角结构示意图图；

图2为本实用新型的扫地机器人的右视角的结构示意图；

图3为本实用新型的扫地机器人后视角结构示意图；

图中各部分名称及序号如下：

1-收集槽，2-收集铲，3-安装架，4-舵机a，5-减速电机，6-安装座，7-机械臂，8 -齿条，9-齿轮，10-收揽爪，11-滑动套，12-连杆a，13-连杆b，14-安装板a，15-安装板b，16-套板，17-套轮，18-弧形杆， 19-连接杆，20-底板，21-中间板，22-顶板，23-支撑柱，24-伺服电机，25-驱动轮，26-万向轮，27-激光雷达，28-支架，29-收集箱，30-风机，31-吸尘管，32-吸尘口，33-抽风口，34-舵机b，35-摆动臂，36-连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1-3所示，所述的扫地机器人辅助装置，包括收集槽1、收集铲2、安装架3、舵机a4、减速电机5、安装座6、机械臂7、齿条8、齿轮9、收揽爪10；

所述的收集槽1、安装架3分别设于扫地机器人上，所述的收集槽1前端开口，所述的收集铲2倾斜向下设置，收集铲2的下边沿接近地面，上边沿对应收集槽1的前端开口；

所述的安装架3位于收集槽1的左侧或右侧，其上设有舵机a4；所述的舵机a4的输出轴水平向外侧延伸，所述的安装座6安装于舵机a4的输出轴上，所述的减速电机5设于安装座6上，减速电机5的输出轴水平向外侧延伸；

所述的安装座6上设有滑动套11，所述的滑动套11跟随安装座6转动，滑动套11的转动轨迹所在平面垂直于收集槽1的横向；所述的机械臂7设于滑动套11内，能够相对于滑动套11滑动；所述的齿条8设于机械臂7上，所述的减速电机5的输出轴上设有齿轮9，所述的齿轮9与齿条8啮合；所述的减速电机5驱动齿轮9带动齿条8进而使机械臂7沿滑动套11滑动；

所述的收集铲2固定设于机械臂7的前端，水平沿收集槽1横向延伸，一直延伸至超过收集槽1。

所述的机械臂7包括连杆a12、连杆b13、安装板a14、安装板b15，所述的连杆a12、连杆b13平行设置，连杆a12位于连杆b13的上方，两根连杆a12、连杆b13的前后两端分别通过安装板a14、安装板b15连接形成矩形框体结构；所述的连杆a12、连杆b13设于滑动套11内；所述的齿条8设于安装板a14和安装板b15之间，并与连杆a12平行。

所述的滑动套11包括套板16、套轮17，所述的套板16设于安装座6上，套板16的中部设有电机轴孔；所述的减速电机5的输出轴的前端从电机轴孔伸出，其上安装齿轮9；所述的套板16外侧面的上下部分别通过转轴设有呈矩形排布的四组套轮17；所述的连杆a12、连杆b13分别置于套板16外侧面的上下部的四组套轮17组成的两组夹持结构中。

所述的套轮17的外圆面中部设有连杆槽，所述的连杆a12或连杆b13置于该连杆槽内，在上下套轮17的夹持下不会脱离。

所述的收揽爪10位弧形结构，包括四组弧形杆18和四组连接杆19，所述的四组弧形杆18的一端固定安装于安装板b15的前侧面上，另一端沿横向向收集槽1的另一侧延伸，弧形杆18的弧形面的凹部朝向收集槽1前端的开口，各组弧形杆18之间通过间隔设置的连接杆19连接。

本实用新型还提供了一种扫地机器人，应用了上述的扫地机器人辅助装置；

包括底板20、中间板21、顶板22、支撑柱23、吸尘装置；所述的底板20上通过多组支撑柱23分别安装中间板21和顶板22，底板20、中间板21、顶板22形成三层结构；所述的收集槽1设于中间板21前部，所述的收集铲2设于中间板21的前端；所述的安装架3设于顶板22左侧或者右侧的前部；

所述的吸尘装置设于中间板21后部，其吸尘口32设于底板20中部。

所述的扫地机器人，还包括舵机b34，所述的收集铲2的上侧边铰接安装于中间板21的前端，所述的舵机b34设有两组，分别设于底板20顶面的前侧的左右两端，每组舵机b34的输出轴沿横向设置，其上固定设有摆动臂35，摆动臂35的前端铰接有连接件36，所述的连接件36与收集铲2的左侧边或者右侧边的中部铰接。

所述的扫地机器人，还包括驱动轮25和万向轮26，所述的驱动轮25设有两组，两组驱动轮25分别通过伺服电机24安装于底板20前部的两侧上，所述的万向轮26设于底板20后端的中部。

所述的扫地机器人，还包括激光雷达27、高速电机、控制主板和电池；所述的支架28设于顶板22顶面的前端，所述的支架28上设有高速电机，所述的高速电机的电机轴竖直向上，所述的激光雷达27安装于高速电机的电机轴上；所述的控制主板设于底板20上，用于根据激光雷达27探测情况，控制扫地机器人工作；所述的电池设于底板20上，用于给各个用电模块供电。

所述的吸尘装置包括收集箱29、风机30、滤网、吸尘管31、吸尘口32，所述的收集箱29设于中间板21顶面的中部，所述的风机30设于收集箱29的后侧板外壁上，所述的收集箱29的后侧板上设有对应风机30的抽风口33，所述的抽风口33上覆盖有滤网，所述的收集箱29前侧板上设有吸尘管31，所述的吸尘管31穿过中间板21后与底板20上的吸尘口32连接。所述的滤网由HEPA滤纸制成。

Claims (10)

1.一种扫地机器人辅助装置，包括收集槽（1）、收集铲（2）、安装架（3）、舵机a（4）、减速电机（5）、安装座（6）、机械臂（7）、齿条（8）、齿轮（9）、收揽爪（10），其特征在于：

所述的收集槽（1）、安装架（3）分别设于扫地机器人上，所述的收集槽（1）前端开口，所述的收集铲（2）倾斜向下设置，收集铲（2）的下边沿接近地面，上边沿对应收集槽（1）的前端开口；

所述的安装架（3）位于收集槽（1）的左侧或右侧，其上设有舵机a（4）；所述的舵机a（4）的输出轴水平向外侧延伸，所述的安装座（6）安装于舵机a（4）的输出轴上，所述的减速电机（5）设于安装座（6）上，减速电机（5）的输出轴水平向外侧延伸；

所述的安装座（6）上设有滑动套（11），所述的滑动套（11）跟随安装座（6）转动，滑动套（11）的转动轨迹所在平面垂直于收集槽（1）的横向；所述的机械臂（7）设于滑动套（11）内，能够相对于滑动套（11）滑动；所述的齿条（8）设于机械臂（7）上，所述的减速电机（5）的输出轴上设有齿轮（9），所述的齿轮（9）与齿条（8）啮合；所述的减速电机（5）驱动齿轮（9）带动齿条（8）进而使机械臂（7）沿滑动套（11）滑动；

所述的收集铲（2）固定设于机械臂（7）的前端，水平沿收集槽（1）横向延伸，一直延伸至超过收集槽（1）。

2.如权利要求1所述的扫地机器人辅助装置，其特征在于：所述的机械臂（7）包括连杆a（12）、连杆b（13）、安装板a（14）、安装板b（15），所述的连杆a（12）、连杆b（13）平行设置，连杆a（12）位于连杆b（13）的上方，两根连杆a（12）、连杆b（13）的前后两端分别通过安装板a（14）、安装板b（15）连接形成矩形框体结构；所述的连杆a（12）、连杆b（13）设于滑动套（11）内；所述的齿条（8）设于安装板a（14）和安装板b（15）之间，并与连杆a（12）平行。

3.如权利要求2所述的扫地机器人辅助装置，其特征在于：所述的滑动套（11）包括套板（16）、套轮（17），所述的套板（16）设于安装座（6）上，套板（16）的中部设有电机轴孔；所述的减速电机（5）的输出轴的前端从电机轴孔伸出，其上安装齿轮（9）；所述的套板（16）外侧面的上下部分别通过转轴设有呈矩形排布的四组套轮（17）；所述的连杆a（12）、连杆b（13）分别置于套板（16）外侧面的上下部的四组套轮（17）组成的两组夹持结构中。

4.如权利要求3所述的扫地机器人辅助装置，其特征在于：所述的套轮（17）的外圆面中部设有连杆槽，所述的连杆a（12）或连杆b（13）置于该连杆槽内，在上下套轮（17）的夹持下不会脱离。

5.如权利要求2所述的扫地机器人辅助装置，其特征在于：所述的收揽爪（10）位弧形结构，包括四组弧形杆（18）和四组连接杆（19），所述的四组弧形杆（18）的一端固定安装于安装板b（15）的前侧面上，另一端沿横向向收集槽（1）的另一侧延伸，弧形杆（18）的弧形面的凹部朝向收集槽（1）前端的开口，各组弧形杆（18）之间通过间隔设置的连接杆（19）连接。

6.一种扫地机器人，应用了如权利要求1-5任何一项所述的扫地机器人辅助装置，其特征在于：

包括底板（20）、中间板（21）、顶板（22）、支撑柱（23）、吸尘装置；所述的底板（20）上通过多组支撑柱（23）分别安装中间板（21）和顶板（22），底板（20）、中间板（21）、顶板（22）形成三层结构；收集槽（1）设于中间板（21）前部，收集铲（2）设于中间板（21）的前端；安装架（3）设于顶板（22）左侧或者右侧的前部；

所述的吸尘装置设于中间板（21）后部，其吸尘口（32）设于底板（20）中部。

7.如权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于：还包括舵机b（34），所述的收集铲（2）的上侧边铰接安装于中间板（21）的前端，所述的舵机b（34）设有两组，分别设于底板（20）顶面的前侧的左右两端，每组舵机b（34）的输出轴沿横向设置，其上固定设有摆动臂（35），摆动臂（35）的前端铰接有连接件（36），所述的连接件（36）与收集铲（2）的左侧边或者右侧边的中部铰接。

8.如权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于：还包括驱动轮（25）和万向轮（26），所述的驱动轮（25）设有两组，两组驱动轮（25）分别通过伺服电机（24）安装于底板（20）前部的两侧上，所述的万向轮（26）设于底板（20）后端的中部。

9.如权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于：还包括支架（28）、激光雷达（27）、高速电机、控制主板和电池；所述的支架（28）设于顶板（22）顶面的前端，所述的支架（28）上设有高速电机，所述的高速电机的电机轴竖直向上，所述的激光雷达（27）安装于高速电机的电机轴上；所述的控制主板设于底板（20）上，用于根据激光雷达（27）探测情况，控制扫地机器人工作；所述的电池设于底板（20）上，用于给各个用电模块供电。

10.如权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于：所述的吸尘装置包括收集箱（29）、风机（30）、滤网、吸尘管（31）、吸尘口（32），所述的收集箱（29）设于中间板（21）顶面的中部，所述的风机（30）设于收集箱（29）的后侧板外壁上，所述的收集箱（29）的后侧板上设有对应风机（30）的抽风口（33），所述的抽风口（33）上覆盖有滤网，所述的收集箱（29）前侧板上设有吸尘管（31），所述的吸尘管（31）穿过中间板（21）后与底板（20）上的吸尘口（32）连接。

Images