CN215838766U - 自适应升降装置及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能家用电器技术领域，特别是涉及一种自适应升降装置及清洁机器人。自适应升降装置，包括驱动装置、轮组驱动件、控制器以及障碍检测装置。驱动装置与轮组驱动件驱动连接，驱动装置和障碍检测装置分别与控制器电性连接；控制器能够控制驱动装置并驱动轮组驱动件，轮组驱动件能够与轮组装置发生驱动连接。本实用新型的自适应升降装置，在检测到较高的障碍时，控制器控制驱动装置启动，驱动轮组驱动件与轮组装置发生驱动连接，在轮组驱动件的作用下，轮组装置向下移动，使得主机与地面的间隙得到增加，从而帮助清洁机器人能够跨越所述障碍。

Description

自适应升降装置及清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及智能家用电器技术领域，特别是涉及一种自适应升降装置及清洁机器人。

背景技术

随着技术的发展和人们家居生活的需要，各种智能机器人快速地涌向市场，并渗透进用户的生活。清洁机器人就是其中的典型代表，其或单一或组合地具有扫、吸、拖、洗功能。

清洁机器人为了实现清洁功能，保证清洁效果，其执行清洁作业时，底盘上的清洁件(如；边刷、中扫及拖地盘)必须紧贴地面。正是因为底盘低矮，现有技术的清洁机器人仅能越过类似电线、网线、鞋垫等低矮障碍物。

然而，机器人清洁作业环境中都通常无法避免一些诸如落地风扇底座、掉落在地面的书籍、门槛石之类的较高障碍物。如图1所示，当清洁机器人试图越过这些较高障碍物时，会出现轮组虽然与地面接触，但机器人的底盘边缘已经“骑”上了所述障碍物的现象，而导致机器轮组无法产生足够的驱动力，使得机器人卡在障碍上不能动弹。

实用新型内容

基于此，本实用新型提出了一种自适应升降装置及清洁机器人，本实用新型的所述清洁机器人其底盘高度可调节，从而可以跨越较高的障碍物。

本实用新型一方面公开了一种自适应升降装置，应用于清洁机器人，所述自适应升降装置包括驱动装置、轮组驱动件、控制器以及障碍检测装置，所述驱动装置与所述轮组驱动件驱动连接，所述驱动装置和所述障碍检测装置分别与所述控制器电性连接，所述控制器能够控制所述驱动装置并驱动所述轮组驱动件，所述轮组驱动件能够与所述清洁机器人的轮组装置发生驱动连接。

在其中一个实施例中，所述轮组驱动件为驱动臂，包括连接端和驱动端，所述驱动装置与所述连接端连接，并使所述驱动臂以所述连接端为旋转中心发生旋转，所述轮组装置设置在所述驱动臂的所述驱动端的旋转路径上。

在其中一个实施例中，所述轮组驱动件包括螺杆以及螺母，所述螺杆与所述驱动装置驱动连接，所述螺母套设在所述螺杆上，所述驱动装置带动所述螺杆旋转，使所述螺母沿所述螺杆发生轴向运动，所述轮组装置设置在所述螺母的运动路径上。

在其中一个实施例中，所述自适应升降装置还包括限位检测装置，所述限位检测装置设置在所述轮组驱动件的运动路径上，所述限位检测装置与所述控制器电性连接。

在其中一个实施例中，所述限位检测装置包括上限定位信号开关以及下限定位信号开关。

在其中一个实施例中，所述自适应升降装置还包括连接件，所述连接件与所述轮组驱动件连接，所述连接件能够被所述限位检测装置检测。

在其中一个实施例中，所述障碍检测装置包括角度传感器和测距传感器中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括电机以及减速齿轮，所述电机通过所述减速齿轮与所述轮组驱动件传动连接。

本实用新型另一方面公开了一种清洁机器人，包括前述任一所述的自适应升降装置、主机以及轮组装置，所述轮组装置与所述自适应升降装置分别安装在所述主机上，所述轮组装置能够与所述自适应升降装置驱动连接。

在其中一个实施例中，所述自适应升降装置为不止一个。

有益效果

本实用新型的所述自适应升降装置，在检测到较高的障碍时，控制器控制所述驱动装置启动，驱动所述轮组驱动件与轮组装置发生驱动连接，在所述轮组驱动件的作用下，轮组装置向下移动，使得所述主机与地面的间隙得到增加，从而帮助所述清洁机器人能够跨越所述障碍。

本实用新型的所述清洁机器人，通过设置独立的自适应升降装置，其可以保持正常状态时较低的机身高度，并能在遇到障碍时顺利越障。

附图说明

图1为现有技术所述清洁机器人遇到障碍时的示意图；

图2为本实用新型部分实施例中的所述自适应升降装置在清洁机器人正常状态时的示意图；

图3为本实用新型部分实施例中的所述自适应升降装置在清洁机器人遇到障碍时的示意图；

图4为本实用新型部分实施例中的所述自适应升降装置在清洁机器人越过障碍时的示意图；

图5为本实用新型部分实施例中的所述轮组装置的示意图；

图6为本实用新型部分实施例中的所述自适应升降装置的示意图；

图7为本实用新型另一部分实施例中的所述自适应升降装置的示意图；

图8为本实用新型又一部分实施例中的所述自适应升降装置的示意图；

图9为本实用新型部分实施例中的所述清洁机器人越过障碍时的示意图。

其中，100为自适应升降装置，200为轮组装置，3为主机，101为驱动装置，102为轮组驱动件，103为上限定位信号开关，104为下限定位信号开关，105为连接件，1021为驱动端，1022为螺杆，1023为螺母，201为轮组本体，202为悬挂组件。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。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改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图2，图2示出了本实用新型一实施例中的清洁机器人的示意图，清洁机器人包括主机3和轮组装置200。

如图5所示，在某些实施例中，轮组装置200包括轮组本体201以及悬挂组件202。轮组本体201通过悬挂组件202与主机3连接。轮组本体201与地面接触为主机3提供支撑，并为清洁机器人运动提供驱动力；悬挂组件202可以使得清洁机器人在遇到低矮的起伏地形时，保证主机3的位置处于相对稳定的状态，换句话说，轮组装置200自身可上下运动，主机3在轮组装置200的辅助下，使其相对于地面的高度可发生一定范围的变化，从而使清洁机器人能够越过低矮情况下的障碍。

但是当障碍的高度超过了轮组装置200的可调节范围时，清洁机器人底盘边缘会“骑”上障碍物，机器人从正常状态时的轮组受力变更为底盘受力，轮组与地面之间的正压力因此而减小，导致轮组与地面之间的摩擦力下降，造成轮组无法产生足够的驱动力，使得机器人卡在障碍上不能动弹。

为了解决这一问题，如图2-4所示，本实用新型的清洁机器人还包括自适应升降装置100，自适应升降装置100安装在主机3上，自适应升降装置100能够识别主机3是否处于翻越障碍的状态，在该状态下自适应升降装置100能够驱动轮组装置200下移，以增加主机3与地面的距离，使轮组装置200能够与地面产生足够的正压力，从而增强轮组装置200能够产生足够的驱动力，使清洁机器人成功翻越障碍。

具体来说，本实用新型的自适应升降装置100如图6所示，在部分实施例中，自适应升降装置100包括驱动装置101、轮组驱动件102、控制器(图中未示出，下同)以及障碍检测装置(图中未示出，下同)。驱动装置101与轮组驱动件102驱动连接，轮组驱动件102可以与轮组装置200驱动连接；驱动装置101和障碍检测装置分别与控制器电性连接；障碍检测装置用于识别障碍，当障碍检测装置检测到障碍向控制器发送信号，控制器接收信号，控制驱动装置101驱动轮组驱动件102，轮组驱动件102与轮组装置200发生驱动连接并带动其向下运动。

可以理解的是，上述的控制器既可以是用于自适应升降装置100的专用控制器，也可是与清洁机器人其他模块共用的同一主控制器。

通过在清洁机器人上设置独立的自适应升降装置100，当清洁机器人遇到低矮障碍时，自适应升降装置100不启动，轮组驱动件102也就不会与轮组装置200发生驱动连接，这就使得轮组装置200不会受到来自自适应升降装置100的干涉，轮组装置200能够保持原有的高度调节能力，使清洁机器人可以顺利越过低矮情形的障碍。

而当清洁机器人遇到较高的障碍时，此时轮组装置200的高度调节机能已经不足以使清洁机器人跨越该障碍。自适应升降装置100的障碍检测装置检测到这一情况，向控制器发送信号。控制器接收信号并控制驱动装置101启动，驱动轮组驱动件102与轮组装置200发生驱动连接，在轮组驱动件102的作用下，轮组装置200向下移动，使得主机3与地面的间隙得到增加，从而帮助清洁机器人能够跨越障碍。

具体来说，在部分实施例中，本实用新型的自适应升降装置100的轮组驱动件102如图6所示为驱动臂，驱动臂包括连接端和驱动端1021，驱动装置101与连接端连接，并能够使驱动臂以连接端为旋转中心发生旋转，轮组装置200设置在驱动臂的驱动端1021的旋转路径上。

在如图2所示的实施例中，轮组装置200处于正常工作状态，此时驱动装置101未启动，驱动臂与轮组装置200不会发生相互干涉。如图3所示，在该实施例中，清洁机器人遇到了障碍，本实用新型的自适应升降装置100的障碍检测装置检测到这一状况。控制器控制驱动装置101启动，驱动装置101带动驱动臂发生旋转，使得驱动臂的驱动端1021与轮组装置200发生抵接，驱动臂将驱动装置101的驱动力传递给轮组装置200。如图4所示，轮组装置200受到驱动臂的力而向下移动，使得主机3与地面的距离增加，轮组装置200与地面之间的相互作用力也增加，使得清洁机器人有足够的驱动力和足够的高度完成对障碍的跨越。

可以理解的是，本实用新型的自适应升降装置100的轮组驱动件102除了前述的驱动臂形式，也可以为其他的实现形式。如图7所示，在该实施例中，轮组驱动件102为丝杠螺母机构，包括螺杆1022以及螺母1023，螺杆1022与驱动装置101驱动连接，螺母1023套设在螺杆1022上，驱动装置101能够带动螺杆1022旋转，使得螺母1023可沿螺杆1022的轴向运动，轮组装置200设置在螺母1023的运动路径上。

在该实施例中，当自适应升降装置100的障碍检测装置检测到障碍，控制器将驱动装置101启动，驱动装置101带动螺杆1022旋转。根据丝杠螺母机构的运动原理，螺母1023开始沿着螺杆1022直线运动。螺母1023在运动过程中与轮组装置200发生干涉，螺母1023将轮组装置200向远离主机3的方向推动，从而使主机3与地面的距离增加，轮组装置200与地面之间的相互作用力也增加，使得清洁机器人有足够的驱动力和足够的高度完成对障碍的跨越。

可以理解的是，本实用新型的自适应升降装置100还包括限位检测装置，限位检测装置设置在轮组驱动件102的运动路径上，限位检测装置与控制器电性连接。通过设置限位检测装置，当轮组驱动件102运动到指定位置时，其可以触发限位检测装置，限位检测装置向控制器发送信号，控制器控制驱动装置101停止运动，从而避免驱动装置101过度运动，导致轮组驱动件102超出其正常运动范围。例如，轮组驱动件102使轮组装置200向下移动超出其能调节的高度范围，或者轮组驱动件102向上移动与主机3发生干涉。

具体来说，如图8所示，限位检测装置包括安装在主机3上的上限定位信号开关103以及下限定位信号开关104。以轮组驱动件102为驱动臂为例，上限定位信号开关103以及下限定位信号开关104分别设置在驱动臂的两侧。当驱动臂被驱动装置101驱动发生顺时针旋转时，驱动臂能够将轮组装置200向下移动。通过设置下限定位信号开关104可以控制轮组装置200向下移动的距离。同理地，设置上限定位信号开关103可以控制驱动臂向上移动的距离，避免驱动臂与其他装置发生干涉。其中，上限定位信号开关103和下限定位信号开关104可具体地选自微动开关、红外开关、光耦开关及霍尔开关等常见开关中的一种或多种组合。

具体来说，如图8所示，本实用新型的自适应升降装置100还包括连接件105，连接件105与轮组驱动件102连接并同步运动，连接件105能够触发限位检测装置。

可以理解的是，本实用新型的自适应升降装置100对于驱动装置101的具体实现形式并不加以限定。例如，驱动装置101包括电机以及减速齿轮副，电机通过减速齿轮副与轮组驱动件102传动连接。

可以理解的是，本实用新型的自适应升降装置100对于障碍检测装置的具体实现形式也不加以限定。在某些实施例中，障碍检测装置可以为角度传感器，角度传感器能够测量遇到障碍时主机3相对地面形成的倾斜角，控制器通过倾斜角信息可以判断清洁机器人是否遇到障碍。

在另一些实施例中，障碍检测装置可以为测距传感器，测距传感器可以测得主机3与地面的高度，控制器通过将高度信息与预设的阈值进行比对，从而判断清洁机器人是否遇到障碍。测距传感器可具体地选用本领域常用的红外测距传感器、ToF传感器及dToF传感器中的一种或多种。

可以理解的是，在一些实施例中，自适应升降装置100还可以同时包括角度传感器和测距传感器，从而提高障碍检测的准确性。

基于上述自适应升降装置100，本实用新型还公开了一种包括前述任一的自适应升降装置100的清洁机器人。这种清洁机器人由于设置了独立的自适应升降装置100，其可以保持正常状态时较低的机身高度和较高的底盘高度。当清洁机器人遇到障碍时，如图9所示，清洁机器人通过自适应升降装置100自动地将主机3与地面的高度增加，在该实施例中清洁机器人形成前低后高的位姿，使主机3的离去角增大，从而有助于清洁机器人越过障碍，让清洁机器人可以实现更多场景的应用。

可以理解的是，本实用新型的清洁机器人其自适应升降装置100的数目可以为不止一个。优选地，自适应升降装置100的数目为与轮组装置200的数量相对应。如此设置可以使得清洁机器人能够对其部分轮组装置200进行升降，使清洁机器人能够平稳地越过障碍。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自适应升降装置，应用于清洁机器人，其特征在于，所述自适应升降装置包括驱动装置、轮组驱动件、控制器以及障碍检测装置，所述驱动装置与所述轮组驱动件驱动连接，所述驱动装置和所述障碍检测装置分别与所述控制器电性连接，所述控制器能够控制所述驱动装置并驱动所述轮组驱动件，所述轮组驱动件能够与所述清洁机器人的轮组装置发生驱动连接。

2.根据权利要求1所述的自适应升降装置，其特征在于，所述轮组驱动件为驱动臂，包括连接端和驱动端，所述驱动装置与所述连接端连接，并使所述驱动臂以所述连接端为旋转中心发生旋转，所述轮组装置设置在所述驱动臂的所述驱动端的旋转路径上。

3.根据权利要求1所述的自适应升降装置，其特征在于，所述轮组驱动件包括螺杆以及螺母，所述螺杆与所述驱动装置驱动连接，所述螺母套设在所述螺杆上，所述驱动装置带动所述螺杆旋转，使所述螺母沿所述螺杆发生轴向运动，所述轮组装置设置在所述螺母的运动路径上。

4.根据权利要求1所述的自适应升降装置，其特征在于，还包括限位检测装置，所述限位检测装置设置在所述轮组驱动件的运动路径上，所述限位检测装置与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的自适应升降装置，其特征在于，所述限位检测装置包括上限定位信号开关以及下限定位信号开关。

6.根据权利要求4所述的自适应升降装置，其特征在于，还包括连接件，所述连接件与所述轮组驱动件连接，所述连接件能够被所述限位检测装置检测。

7.根据权利要求1所述的自适应升降装置，其特征在于，所述障碍检测装置包括角度传感器和测距传感器中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的自适应升降装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机以及减速齿轮，所述电机通过所述减速齿轮与所述轮组驱动件传动连接。

9.一种清洁机器人，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的自适应升降装置、主机以及轮组装置，所述轮组装置与所述自适应升降装置分别安装在所述主机上，所述轮组装置能够与所述自适应升降装置驱动连接。

10.根据权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于，所述自适应升降装置为不止一个。

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