CN216853101U - 自移动设备 - Google Patents

Abstract

一种自移动设备，包括：驱动系统，可驱动自移动设备在工作表面移动；防护罩，通过悬挂系统可移动地安装在自移动设备的主壳体上；检测组件，构造为用于检测防护罩相对于主壳体的运动距离和方向；检测组件在磁性元件与霍尔传感器之间设置金属板，金属板在磁性元件产生的第一磁场的作用下被磁化，霍尔传感器用于感应金属板产生的磁场，当霍尔传感器相对于金属板产生竖直方向的相对运动时，霍尔传感器产生不同的输出信号；控制器用于接收霍尔传感器的输出信号，并确定防护罩相对于主壳体的运动距离和方向，这样只有当磁性元件相对于金属板产生竖直方向的相对运动，才确定自移动设备发生抬起事件，从而防止自移动设备被误识别为发生抬起事件。

Description

自移动设备

【技术领域】

本实用新型涉及自移动设备领域，尤其涉及一种自移动设备。

【背景技术】

自移动设备，作为一种在工作区域内自动工作的机器人，如自动割草机、自动吸尘器等，这些自移动设备自动化程度高，让人们能够摆脱繁多的劳动，大大节省了人们的时间。在自移动设备的工作场景中，经常会遇到障碍物，此时自移动设备会发生抬起事件。

通常在自移动设备上设置机体和浮动盖。其中，浮动盖支撑在机体上方，能够相对机体移动。并且在机体和浮动盖之间设置检测相对运动的传感器，借此检测抬起事件。现有技术中，在浮动盖的上侧设置磁性元件，在机体上设置霍尔传感器，通过霍尔传感器检测磁性元件相对于霍尔传感器的距离的变化，从而识别机体的抬起动作。在实际操作中，受浮动盖前后移动的影响，当自移动设备与障碍物发生碰撞时，磁性元件相对于霍尔传感器在水平面上产生位移时也会触发磁性元件与霍尔传感器之间的距离变化，此时自移动设备会被误识别为发生抬起事件，从而导致自移动设备存在误触发的可能以及降低自移动设备对抬起事件检查的准确性。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种自移动设备，在磁性元件与霍尔传感器之间设置金属板，通过霍尔传感器检测金属板被磁性元件磁化后形成的磁场强度，以此判断自移动设备是否发生抬起事件，这样能够防止自移动设备被误识别为发生抬起事件以及避免自移动设备误触发。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：

一种自移动设备，包括：

驱动系统，可驱动所述自移动设备在工作表面移动；

防护罩，通过悬挂系统可移动地安装在所述自移动设备的主壳体上；

检测组件，构造为用于检测所述防护罩相对于所述主壳体的运动距离和方向；

其特征在于，所述检测组件包括：

磁性元件，设置在所述防护罩的下侧；

金属板，设置在所述主壳体上，位于所述磁性元件的下方，在所述磁性元件产生的第一磁场的作用下被磁化；

霍尔传感器，设置于所述金属板的下方，与所述金属板间隔一固定距离相对设置，用于感应所述金属板产生的磁场，其中，当所述磁性元件相对于所述金属板产生竖直方向的相对运动时，所述霍尔传感器产生不同的输出信号；

所述自移动设备还包括控制器，与所述霍尔传感器电连接，用于接收所述霍尔传感器的输出信号，并确定所述防护罩相对于所述主壳体的运动距离和方向。

在其中一实施例中，所述霍尔传感器在水平面上的投影位于所述金属板在水平面上的投影范围内。

在其中一实施例中，所述霍尔传感器设置在所述主壳体的内部，所述金属板设置于所述主壳体的上表面。

在其中一实施例中，所述霍尔传感器设置在所述主壳体的上表面，所述金属板通过非磁性固定支架安装在所述霍尔传感器的上方。

在其中一实施例中，当所述防护罩未相对于所述主壳体产生相对运动时，所述磁性元件的中心与所述霍尔传感器的中心在水平面上的投影重合。

在其中一实施例中，所述金属板整体呈扁平圆盘状结构，所述金属板的中心与所述霍尔传感器的中心在水平面上的投影重合。

在其中一实施例中，所述磁性元件相对于所述金属板产生最大距离的相对运动时，所述磁性元件在所述金属板上的投影位于所述金属板的50％的半径范围内。

在其中一实施例中，所述磁性元件的下表面距离所述金属板的上表面的距离不大于20毫米。

在其中一实施例中，所述防护罩的内表面设置有安装柱，在所述安装柱的底面设置有容置槽，所述磁性元件固定安装在所述容置槽内。

在其中一实施例中，所述悬挂系统包括多个悬挂柱，所述悬挂柱包括：弹簧、基座以及可伸缩杆，所述可伸缩杆的底部通过所述弹簧固定至所述基座，所述基座固定安装至所述主壳体，所述可伸缩杆的顶部呈球头结构，所述球头结构容纳在所述防护罩内壁设置的球形凹槽内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本申请提供的自移动设备，在磁性元件与霍尔传感器之间设置金属板，通过霍尔传感器检测金属板被磁性元件磁化后形成的磁场强度，能够确保只有当金属板相对于霍尔传感器产生竖直方向的相对运动时，霍尔传感器才能检测到磁场强度的变化，进而判断发生抬起事件，从而防止自移动设备被误识别为发生抬起事件以及避免自移动设备误触发。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。其中：

图1是现有技术的自移动设备的检测组件的工作原理示意图。

图2是本申请提供的自移动设备的结构示意图。

图3是图2所示的自移动设备的检测组件的结构示意图。

图4是图2所示的自移动设备的检测组件的工作原理示意图。

图5是图2所示的自移动设备的检测组件的另一工作原理示意图。

附图标记：1、驱动系统；2、防护罩；3、悬挂系统；4、主壳体；5、磁性元件；6、金属板；7、霍尔传感器；8、电路基板；9、安装柱；10、容置槽；11、悬挂柱；12、弹簧；13、基座；14、可伸缩杆；15、球头结构；16、球形凹槽。

【具体实施方式】

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图2至5，本申请一实施例提供的自移动设备，自移动设备包括驱动系统1、防护罩2、悬挂系统3、主壳体5以及检测组件。

驱动系统1用于驱动自移动设备在工作表面移动。驱动系统1设置于自移动设备的左右两侧，包括电机和与电机驱动连接的车轮组件，在电机运行时，电机驱动车轮组件转动，从而带动自移动设备在地面等工作表面上移动。车轮组件包括分别设置在自移动设备前后左右不同侧的四个车轮。

防护罩2通过悬挂系统3可移动地安装在自移动设备的主壳体4上。主壳体4覆盖在自移动设备的机体上方，用于对自移动设备的内部元件进行覆盖保护。主壳体4的上表面固定设置有悬挂系统3，防护罩2与悬挂系统3活动连接，这样防护罩2在竖直方向上间隔一定距离覆盖设置在主壳体4的上方，从而对自移动设备整体进行覆盖防护。

悬挂系统3包括四个分别分布在主壳体4的四个角落位置处的悬挂柱11，用于对防护罩2进行活动支撑。当自移动设备在移动过程中遇到障碍物并与障碍物发生碰撞时，防护罩2会跟随发生移动。每个悬挂柱11包括弹簧12、基座13以及可伸缩杆14。基座13固定安装在主壳体14的上表面，可伸缩杆14的底部通过弹簧12固定至基座13上，这样可伸缩杆14能够借助于弹簧12在水平方向上进行前后左右移动以及在竖直方向上进行上下移动。可伸缩杆14能够进行长度伸缩，这样防护罩2与悬挂柱11之间为活性连接。当在自移动设备与障碍物发生碰撞时，防护罩2能够在水平面的前后左右方向以及竖直上下方向进行移动，并且还同步带动防护罩2下方的磁性元件5移动。此外，可伸缩杆14的顶部成球头结构15，防护罩2的内壁与球头结构15对应的位置设置有球型凹槽16，球头结构15能够容纳在球形凹槽16内，以实现防护罩2与悬挂柱11之间的球头连接，从而提高防护罩2与悬挂柱11之间的连接活动性。

检测组件设置在防护罩2与主壳体4之间的空间区域，用于检测防护罩2相对于主壳体4的运动距离和方向。检测组件包括磁性元件5、金属板6以及霍尔传感器7。

防护罩2的内表面设置有安装柱9，安装柱9的顶部与防护罩2的内表面固定连接，安装柱9的底面为自由端，并且底面设置有容置槽10，磁性元件5固定安装在容置槽10内。当自移动设备发生碰撞事件时，防护罩2在移动过程中会同步带动磁性元件5移动。

金属板6设置在主壳体4的上表面，并位于磁性元件5的下方，金属板6在磁性元件5产生的第一磁场的作用下会被磁化。被磁化后的金属板6自身会产生第二磁场，金属板6整体呈平板状结构，这使得第二磁场在相应平面上的磁场强度分布是均匀的。

霍尔传感器7设置在金属板6的下方，并与金属板6间隔一固定距离相对设置，用于感应金属板产生的磁场。霍尔传感器7在不同强度的磁场作用下会产生不同的输出信号。当自移动设备发生碰撞事件时，磁性元件5会在水平方向和/或竖直方向上移动，当磁性元件5只在水平方向上移动时，磁性元件5对金属板6的磁化作用没有改变，此时第二磁场的强度也不会发生改变，相应地霍尔传感器7产生的输出信号也是不变的；当磁性元件5相对于金属板6产生竖直方向的相对运动时，磁性元件5对金属板6的磁化作用会发生改变，比如磁性元件5在竖直方向上远离金属板6，磁性元件5对金属板6的磁化作用会减弱，相应地第二磁场的强度也会变小，磁性元件5在竖直方向上靠近金属板6，磁性元件5对金属板6的磁化作用会增强，相应地第二磁场的强度也会变大，这样霍尔传感器7产生的输出信号也会发生改变。

自移动设备还包括控制器，该控制器与霍尔传感器7共同设置于电路基板8上。控制器与霍尔传感器7电连接，用于接收霍尔传感器7的输出信号，并确定防护罩2相对于主壳体4的运动距离和方向。当控制器接收到霍尔传感器7的输出信号时，其将输出信号与预设信号阈值进行比对，若输出信号大于或等于预设信号阈值，则确定防护罩2相对于主壳体4产生竖直方向的相对运动，即确定自移动设备被抬起。进一步，控制器通过分析输出信号的强度，能够确定防护罩2相对于主壳体4在竖直方向上的运动距离，以及通过分析输出信号的强度变化，能够确定防护罩2相对于主壳体4在竖直方向上的运动方向。

在一实施例中，霍尔传感器7在水平面上的投影位于金属板6在水平面上的投影范围内。霍尔传感器7是用于感应金属板6产生的第二磁场，以产生不同的输出信号。霍尔传感器7与金属板6之间的相对位置关系决定霍尔传感器7感应第二磁场的灵敏度，当霍尔传感器7在水平面上的投影位于金属板6在水平面上的投影范围内时，霍尔传感器7能够位于第二磁场的覆盖范围中，这样霍尔传感器7能够准确地感应第二磁场。

在一实施例中，霍尔传感器7设置在主壳体4的内部，金属板6设置于主壳体4的上表面。主壳体4的上表面可设置有用于安装金属板6的安装槽，霍尔传感器7设置在主壳体4的内部，这样确保霍尔传感器7与金属板6之间的相对位置关系是固定的。

在一实施例中，霍尔传感器7设置在主壳体4的上表面，金属板6通过非磁性固定支架安装在霍尔传感器7的上方。利用非磁性固定支架安装金属板6，能够确保霍尔传感器7与金属板6之间的相对位置关系是可靠固定的，不易受外界干扰而产生偏差。

在一实施例中，当防护罩2未相对于主壳体4产生相对运动时，磁性元件5的中心与霍尔传感器7的中心在水平面上的投影重合。当自移动设备未发生碰撞事件时，相应地防护罩2未相对于主壳体4产生相对运动，此时磁性元件5的中心与霍尔传感器7的中心在水平面上的投影重合，这样霍尔传感器7能够处于磁性元件5产生的第一磁场的中央位置处，从而保证霍尔传感器7准确感应磁场。

在一实施例中，金属板6整体呈扁平圆盘状结构，金属板6的中心与霍尔传感器7的中心在水平面上的投影重合。具有扁平圆盘状结构的金属板6在磁性元件5的磁化作用下能够产生面分布形式的第二磁场，第二磁场在相应平面范围内的磁场强度是均匀的。金属板6的中心与霍尔传感器7的中心在水平面上的投影重合，能够保证霍尔传感器7始终与金属板6对准以及使霍尔传感器7精确检测到金属板6产生的第二磁场。

在一实施例中，磁性元件5相对于金属板6产生最大距离的相对运动时，磁性元件5在金属板6上的投影位于金属板6的50％的半径范围内。金属板6是在磁性元件5的磁化作用下产生第二磁场的，若磁性元件5相对于金属板6产生相对运动时，磁性元件5的磁化作用也会跟随发生变化，比如当磁性元件5相对于金属板6相对运动产生的运动距离越大，磁性元件5的磁化作用越小，金属板6被磁化后产生的第二磁场也相应越弱，此时霍尔传感器7感应得到的第二磁场强度也越小。通过在磁性元件5相对于金属板6产生最大距离的相对运动时，磁性元件5在金属板6上的投影位于金属板6的50％的半径范围内，能够保证无论磁性元件5的相对运动幅度多大，金属板6也能被磁性元件5充分磁化。

在一实施例中，磁性元件5的下表面距离金属板6的上表面的距离不大于20毫米。在实际使用中，金属板6的厚度通常为2毫米，磁性元件5与金属板6在竖直方向上的距离通常为11毫米，金属板6与霍尔传感器7在竖直方向上的距离为8毫米。将金属板6的厚度设为2毫米，能够保证金属板6在磁性元件5产生的第一磁场作用下被均匀磁化，若金属板6的厚度过大，则金属板6在第一磁场作用下靠近磁性元件5的区域的磁化强度会大于远离磁性元件5的区域的磁化强度，从而无法保证金属板6产生的第二磁场是均匀分布的。将磁性元件5下表面距离金属板6的上表面的距离设成不大于20毫米以及金属板6与霍尔传感器7在竖直方向上的距离设为8毫米，能够保证磁性元件5产生的第一磁场对金属板6整体进行充分磁化以及使霍尔传感器7准确感应金属板6产生的第二磁场。

上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自移动设备，包括：

驱动系统(1)，可驱动所述自移动设备在工作表面移动；

防护罩(2)，通过悬挂系统(3)可移动地安装在所述自移动设备的主壳体(4)上；

检测组件，构造为用于检测所述防护罩(2)相对于所述主壳体(4)的运动距离和方向；

其特征在于，所述检测组件包括：

磁性元件(5)，设置在所述防护罩(2)的下侧；

金属板(6)，设置在所述主壳体(4)上，位于所述磁性元件(5)的下方，在所述磁性元件(5)产生的第一磁场的作用下被磁化；

霍尔传感器(7)，设置于所述金属板(6)的下方，与所述金属板(6)间隔一固定距离相对设置，用于感应所述金属板(6)产生的磁场，其中，当所述磁性元件(5)相对于所述金属板(6)产生竖直方向的相对运动时，所述霍尔传感器(7)产生不同的输出信号；

所述自移动设备还包括控制器，与所述霍尔传感器(7)电连接，用于接收所述霍尔传感器(7)的输出信号，并确定所述防护罩(2)相对于所述主壳体(4)的运动距离和方向。

2.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述霍尔传感器(7)在水平面上的投影位于所述金属板(6)在水平面上的投影范围内。

3.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述霍尔传感器(7)设置在所述主壳体(4)的内部，所述金属板(6)设置于所述主壳体(4)的上表面。

4.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述霍尔传感器(7)设置在所述主壳体(4)的上表面，所述金属板(6)通过非磁性固定支架安装在所述霍尔传感器(7)的上方。

5.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，当所述防护罩(2)未相对于所述主壳体(4)产生相对运动时，所述磁性元件(5)的中心与所述霍尔传感器(7)的中心在水平面上的投影重合。

6.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述金属板(6)整体呈扁平圆盘状结构，所述金属板(6)的中心与所述霍尔传感器(7)的中心在水平面上的投影重合。

7.根据权利要求6所述的自移动设备，其特征在于，所述磁性元件(5)相对于所述金属板(6)产生最大距离的相对运动时，所述磁性元件(5)在所述金属板(6)上的投影位于所述金属板(6)的50％的半径范围内。

8.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述磁性元件(5)的下表面距离所述金属板(6)的上表面的距离不大于20毫米。

9.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述防护罩的内表面设置有安装柱(9)，在所述安装柱(9)的底面设置有容置槽(10)，所述磁性元件(5)固定安装在所述容置槽(10)内。

10.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述悬挂系统(3)包括多个悬挂柱(11)，所述悬挂柱(11)包括：弹簧(12)、基座(13)以及可伸缩杆(14)，所述可伸缩杆(14)的底部通过所述弹簧(12)固定至所述基座(13)，所述基座(13)固定安装至所述主壳体(4)，所述可伸缩杆(14)的顶部呈球头结构(15)，所述球头结构(15)容纳在所述防护罩(2)内壁设置的球形凹槽(16)内。

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