CN216628445U

CN216628445U - 悬崖传感器和扫地机器人

Info

Publication number: CN216628445U
Application number: CN202120311071.9U
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 宫海涛; 余谦; 曾晓波
Original assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Current assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2031-02-03

Abstract

本实用新型公开一种悬崖传感器和扫地机器人，其中，悬崖传感器包括：壳体、安装支架、红外发射灯、红外接收灯、第一透镜以及第二透镜；壳体一端敞口设置，并具有容置腔；安装支架位于容置腔内，并将容置腔分设为发射腔和接收腔；红外发射灯设于安装支架，并位于所述发射腔内；红外接收灯设于安装支架，并位于所述接收腔内；所述红外发射灯和红外接收灯相互平行设置；第一透镜设于所述壳体，并对应所述发射腔的位置设置，以供所述红外发射灯发出的光线发出；第二透镜设于所述壳体，并对应所述接收腔的位置设置，以供所述红外接收灯接收反射的光线。本实用新型技术方案不仅可以减小悬崖传感器的整体体积，还可以提升悬崖传感器的检测精度。

Description

悬崖传感器和扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及扫地机器人技术领域，特别涉及一种悬崖传感器和扫地机器人。

背景技术

现有的悬崖传感器，为了增强接收信号，发射管与接收管呈一定角度设置，往往使得悬崖传感器整体结构设计的比较大，占用扫地机器人的内部空间，且内部设置较为复杂的倾斜定位结构，不方便安装，且内部定位结构受生产工艺影响，不易把控生产精度，发射管在悬崖传感器中定位偏移很小的角度，发射光线在经过介质反射后的反射路径，相对于本应该的反射路径会产生很大的差异。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种悬崖传感器，旨在减小悬崖传感器的整体体积。

为实现上述目的，本实用新型提出的悬崖传感器，用于扫地机器人防跌落检测，包括：

壳体，一端敞口设置，所述壳体具有容置腔；

安装支架，位于所述容置腔内，并将所述容置腔分设为发射腔和接收腔；

红外发射灯，设于所述安装支架，并位于所述发射腔内；

红外接收灯，设于所述安装支架，并位于所述接收腔内；所述红外发射灯和红外接收灯相互平行设置；

第一透镜，设于所述壳体，并对应所述发射腔的位置设置，以供所述红外发射灯发出的光线发出；

以及第二透镜，设于所述壳体，并对应所述接收腔的位置设置，以供所述红外接收灯接收反射的光线。

可选地，所述红外发射灯和所述红外接收灯与所述安装支架中心线的夹角为0°。

可选地，所述红外发射灯与红外接收灯的间距为0.5cm-10cm。

可选地，所述红外发射灯和红外接收灯均为引脚式红外LED灯，所述红外发射灯和红外接收灯均包括灯体、基板和引脚，所述灯体、所述基板和所述引脚依次连接。

可选地，所述安装支架包括：

第一定位槽，所述第一定位槽与所述发射腔的位置对应，所述红外发射灯的基板安装于所述第一定位槽中，以使所述红外接收灯被限定于所述发射腔；

第二定位槽，所述第二定位槽与所述接收腔的位置对应，所述红外接收灯的基板安装于所述第二定位槽中，以使所述红外接收灯被限定于所述接收腔。

可选地，所述第一定位槽靠近所述壳体的敞口设置，所述第二定位槽远离所述敞口设置。

可选地，所述安装支架还设有阻隔板，以将所述容置腔分隔为所述发射腔和所述接收腔。

可选地，所述阻隔板与所述安装支架为一体结构，或者，所述阻隔板与所述安装支架为分体结构。

可选地，所述悬崖传感器还包括：

固定板，与所述安装支架连接，所述固定板设有卡槽，所述壳体的对应位置设有凸块，所述固定板和所述壳体通过所述凸块与所述卡槽卡接，以将所述安装支架固定于所述壳体内；

导线，所述导线自所述敞口处插设于所述容置腔，并与所述红外发射灯和所述红外接收灯的引脚分别电连接。

本实用新型还提出一种扫地机器人，包括机器人主体和上述任意实施例所述的悬崖传感器，其中，所述悬崖传感器安装于所述机器人主体内。

本实用新型技术方案通过在悬崖传感器中，红外发射灯与红外接收灯相互平行设置的安装于壳体内的安装支架上，可以使得悬崖传感器的整体体积减小，从而减少对扫地机器人内部空间的占用；此外，红外发射灯与红外接收灯相互平行设置，使得安装支架的定位结构相对简单，简化了模具结构，方便生产，且容易控制生产工艺精度，避免因红外发射灯与红外接收灯在安装支架上定位偏移而影响检测精度；第一透镜用于将红外发射灯发出的光线聚焦发射至环境中，红外接收灯通过第二透镜接收地面反射的光线，通过对应设置有第一透镜和第二透镜可以增强光线的接收强度。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型悬崖传感器一实施例的结构示意图；

图2为悬崖传感器另一角度的结构示意图；

图3为图1中悬崖传感器的爆炸图；

图4为图1中悬崖传感器的俯视图；

图5为图4中悬崖传感器沿截面A-A的阶梯剖视图；

图6为图3中悬崖传感器的安装支架的结构示意图；

图7为图6中安装支架的正视图；

图8为图3中悬崖传感器的壳体的结构示意图；

图9为图8中壳体的另一角度的结构示意图；

图10为图8中壳体的俯视图；

图11为图10中壳体沿截面B-B的阶梯剖视图；

图12为图3中悬崖传感器的固定板的结构示意图；

图13为图3中悬崖传感器的阻隔板的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种悬崖传感器1。

具体而言，悬崖传感器1安装于扫地机器人内部，其红外发射灯20和红外接收灯30朝向地面。红外发射灯20发射光线，经地面或物体反射，反射光线被红外接收灯30接收，红外接收灯30的信号经导线传达到扫地机器人的控制模块，以判断扫地机器人距地面的距离，从而判断扫地机器人是否处于悬崖边，并使之作出相应的反应。

参照图1至5，图1为本实用新型悬崖传感器1一实施例的结构示意图；图2 为悬崖传感器1另一角度的结构示意图；图3为图1中悬崖传感器1的爆炸图；图4为图1中悬崖传感器1的俯视图；图5为图4中悬崖传感器1沿截面A-A的阶梯剖视图。

在本实用新型实施例中，该悬崖传感器1包括壳体40、安装支架10、红外发射灯20、红外接收灯30、第一透镜420以及第二透镜430；如图5所示，壳体40一端敞口设置，并具有半封闭的容置腔410，安装支架10通过敞口插入壳体40的容置腔410中，并将容置腔410分设为发射腔411和接收腔412，红外发射灯20安装于安装支架10上并位于发射腔411内，红外接收灯30安装于安装支架10并位于接收腔412内，其中，红外发射灯20与红外接收灯 30沿自身轴线方向相互平行设置，第一透镜420设于壳体40，并对应发射腔 411的位置设置，以供红外发射灯20发出的光线经过第一透镜420发出，第二透镜430设于壳体40，并对应接收腔412的位置设置，以供所述红外接收灯30通过第二透镜430接收从地面反射的光线。

可以理解地，壳体40的形状可以有多种，例如其可以是方形，也可以是圆柱形等，本实用新型实施例中壳体40大致呈方形为例设置，如图8至图11 所示，壳体40一端敞口，呈半封闭型，使得水汽和灰尘不容易进入避免对壳体40中的红外发射灯20和红外接收灯30造成腐蚀损坏。

可以理解地，第一透镜420和第二透镜430可以与壳体40采用一体成型，也可以通过热熔或者胶粘连接，壳体40的材质为透明材料，以使发射光线和反射光线可以穿过壳体40并分别通过第一透镜420和第二透镜430。第一透镜420与第二透镜430在壳体40上的具体位置根据红外发射灯20和红外接收灯30的具体间距决定。

本实用新型技术方案通过在悬崖传感器1中，红外发射灯20与红外接收灯30相互平行设置的安装于壳体40内的安装支架10上，可以使得悬崖传感器1的整体体积减小，从而减少对扫地机器人内部空间的占用；此外，红外发射灯20与红外接收灯30相互平行设置，使得安装支架10的定位结构相对简单，简化了模具结构，方便生产，且容易控制生产工艺精度，避免因红外发射灯20与红外接收灯30在安装支架10上定位偏移而影响检测精度；第一透镜420用于将红外发射灯20发出的光线聚焦发射至环境中，红外接收灯30 通过第二透镜430接收地面反射的光线，通过对应设置有第一透镜420和第二透镜430可以增强光线的接收强度。

可以理解地，红外发射灯20和红外接收灯30与安装支架10中心线的夹角为0°，也即红外发射灯20与红外接收灯30的轴线与安装支架10的中心线平行，安装支架10垂直安装于壳体40中并朝向地面设置，进而红外发射灯 20与红外接收灯30的轴线与地面垂直。

进一步地，在本实用新型实施例中，红外发射灯20与红外接收灯30的轴线的间距在为0.5cm-10cm，其中，红外发射灯20与红外接收灯30的轴线的具体间距可根据悬崖传感器1距离地面的距离，或者红外发射灯20和红外接收灯30本身的光线发射角范围和接收角范围决定；例如，当悬崖传感器1 安装在扫地机器人距地面非常近的距离时，红外发射灯20与红外接收灯30 的距离可以设置的很小；当悬崖传感器1安装于扫地机器人距地面较远的距离时，为了使红外接收灯30依然可以接收到地面的反射光线，红外接收灯30 与红外发射灯20的距离相应的增大。

进一步地，本实用新型实施例中，红外发射灯20和红外接收灯30均为引脚式红外LED灯，参照图5，红外发射灯20和红外接收灯30均包括灯体、基板和引脚，其中，灯体、基板和引脚依次连接。

参照图5至图7，安装支架10上第一定位槽110和第二定位槽120，第一定位槽110与发射腔411的位置对应，红外发射灯20的基板安装于第一定位槽110中，以使红外接收灯30被限定于发射腔411中；第二定位槽120与接收腔412的位置对应，红外接收灯30的基板安装于所述第二定位槽120中，以使红外接收灯30被限定于接收腔412中；其中，红外发射灯20和红外接收灯30与第一定位槽110和第二定位槽120可以是较小的间隙配合，使得红外发射灯20和红外接收灯30稳固的安装于安装支架10上，由于红外发射灯20和红外接收灯30平行设置，相比于呈特定角度设计的定位槽，第一定位槽 110和第二定位槽120成型过程中无需设计复杂的定位模具，更容易控制工艺精度，减小生产成本。

进一步地，参照图5和图7，第一定位槽110靠近壳体40的敞口设置，第二定位槽120远离敞口设置，使得第一定位槽110在安装支架10上的位置高于第二定位槽120，如此，红外发射灯20相对远离地面，使得红外发射灯 20在相同大小的光线出口条件下可以发射出更多的有效光线，同时，红外接收灯30更靠近地面使得可以接收更多的反射光线，避免大部分发射光线或者反射光线被安装支架10的侧壁阻挡或者吸收。

进一步地，参照图5和图13，安装支架10上还设置有阻隔板50，以将容置腔410分隔为发射腔411和接收腔412，阻隔板50位于发射腔411与接收腔412之间，由于红外发射灯20位于发射腔411，红外接收灯30位于接收腔412，从而可以防止红外发射灯20发射的光线在悬崖传感器1内部直接被红外接收灯30接收，避免影响悬崖传感器1做出正确的判断；可以理解地，阻隔板50采用深色材料或者是不透光的材料制作，可以吸收或者阻挡红外发射灯20朝向红外接收灯30的方向发出的光线。

进一步地，阻隔板50与安装支架10可以采用一体结构设置，或者，阻隔板50与安装支架10也可以是分体结构设置；在本实用新型实施例中，为了方便加工，减小生产成本，阻隔板50与安装支架10采用分体结构设置；参照图8、图11和图13，壳体40上开设有安装槽450，阻隔板50安装于壳体40的安装槽450中，安装槽450与阻隔板50的形状相对应，相应地，安装支架10上开设有供阻隔板50穿过的避让口140；可以理解地，为了可以增强壳体40的密封性，减少水汽和灰尘进入对红外发射灯20和红外接收灯30 造成腐蚀，且由于阻隔板50与壳体40的材质不同，阻隔板50与壳体40可以通过二次注塑成型；或者，阻隔板50与壳体40可以是分别单独注塑后，再通过过盈配合安装于壳体40的安装槽450中。

参照图3和图5，悬崖传感器1还包括固定板60以及导线；其中，固定板60与安装支架10可拆卸连接，参照图6和图12，固定板60上设有定位柱 620，安装支架10的对应位置设有定位孔130，固定板60与安装支架10连接时，定位柱620插入定位孔130中；参照图9和12，固定板60还设有卡槽610，壳体40的对应位置设有凸块440，固定板60和壳体40通过凸块440与卡槽610卡接，以将安装支架10固定于壳体40内；可以理解地，导线的一头自敞口处插设于容置腔410，并与红外发射灯20和红外接收灯30的引脚分别电连接，导线的另一头与扫地机器人的控制器电连接。

本实用新型还提出一种扫地机器人，该扫地机器人包括机器人主体和悬崖传感器1，该悬崖传感器1的具体结构参照上述实施例，由于本扫地机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该悬崖传感器1安装于机器人主体内。

本以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种悬崖传感器，用于扫地机器人防跌落检测，其特征在于，包括：

壳体，一端敞口设置，所述壳体具有容置腔；

红外发射灯，设于所述安装支架，并位于所述发射腔内；

第一透镜，设于所述壳体，并对应所述发射腔的位置设置，以供所述红外发射灯发出的光线发出；以及

第二透镜，设于所述壳体，并对应所述接收腔的位置设置，以供所述红外接收灯接收反射的光线。

2.如权利要求1所述的悬崖传感器，其特征在于，所述红外发射灯和所述红外接收灯与所述安装支架中心线的夹角为0°。

3.如权利要求2所述的悬崖传感器，其特征在于，所述红外发射灯与红外接收灯的间距为0.5cm-10cm。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的悬崖传感器，其特征在于，所述红外发射灯和红外接收灯均为引脚式红外LED灯，所述红外发射灯和红外接收灯均包括灯体、基板和引脚，所述灯体、所述基板和所述引脚依次连接。

5.如权利要求4所述的悬崖传感器，其特征在于，所述安装支架包括：

6.如权利要求5所述的悬崖传感器，其特征在于，所述第一定位槽靠近所述壳体的敞口设置，所述第二定位槽远离所述敞口设置。

7.如权利要求1所述的悬崖传感器，其特征在于，所述安装支架还设有阻隔板，以将所述容置腔分隔为所述发射腔和所述接收腔。

8.如权利要求7所述的悬崖传感器，其特征在于，所述阻隔板与所述安装支架为一体结构，或者，所述阻隔板与所述安装支架为分体结构。

9.如权利要求4所述的悬崖传感器，其特征在于，所述悬崖传感器还包括：

导线，所述导线自所述壳体的敞口插设于所述容置腔，并与所述红外发射灯和所述红外接收灯的引脚分别电连接。

10.一种扫地机器人，其特征在于，包括机器人主体和如权利要求1至9任意一项所述的悬崖传感器，其中，所述悬崖传感器安装于所述机器人主体内。