CN218528622U - 一种自移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自移动设备，包括：设备主体、转向轮、测角组件和控制装置，通过旋转轴可旋转地连接设备主体；测角组件设置于转向轮的旋转轴的外侧，并位于壳体内，测角组件包括：摆臂，摆臂的固定端连接转向轮的旋转轴，摆臂的自由端位于旋转轴的外侧，且摆臂的长度方向沿转向轮的旋转轴的径向方向延伸，摆臂配置为：能够随旋转轴旋转而旋转；发射模组和接收模组发射模组用于发射探测信号，接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的探测信号并将接收到的探测信号转换为电信号输出，摆臂能够遮挡发射模组发射的部分探测信号；控制装置连接发射模组和接收模组，并用于：接收接收模组发送的电信号，以基于电信号获取转向轮的旋转轴的旋转角度。

Description

一种自移动设备

技术领域

本申请涉及自移动机器人领域，特别是涉及一种自移动设备。

背景技术

随着人们生活水平的提高，自移动机器人(例如：扫地机器人、拖地机器人、智能割草机等)的应用越来越广泛，已逐渐成为人们生活中必不可少的工具。

自移动机器人中，转向轮(例如：万向轮)可以反应出机器人的运动状态，如果能够获取转向轮的运动状态信息，将有助于提高自移动机器人的场景识别的准确率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种自移动设备，其包括：

设备主体；

转向轮，通过旋转轴可旋转地连接所述设备主体；

测角组件，设置于所述转向轮的旋转轴的外侧，所述测角组件包括：

摆臂，所述摆臂的固定端连接所述转向轮的旋转轴，所述摆臂的自由端位于所述旋转轴的外侧，且所述摆臂的长度方向沿所述转向轮的旋转轴的径向方向延伸，所述摆臂配置为：能够随所述旋转轴旋转而旋转；

发射模组和接收模组，设置于所述摆臂的外侧，所述发射模组和所述接收模组相对设置，所述发射模组用于发射探测信号，所述接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的探测信号并将接收到的探测信号转换为电信号输出，其中，所述摆臂能够遮挡所述发射模组发射的部分探测信号；

控制装置，所述控制装置连接所述发射模组和所述接收模组，并用于：接收所述接收模组发送的电信号，以基于所述电信号获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度。

本申请的自移动设备设置有测角组件，通过测角组件来获得摆臂的旋转角度，由于摆臂的固定端和转向轮的旋转轴连接，因此，摆臂的旋转角度也即为转向轮的旋转角度，从而得出转向轮的运动方向，体现实际清洁设备在运动过程中的真实运动状态，以及由于转向轮的从动性，在地面的部分场景将较为直接的反馈为转向轮角度的偏移、振荡等信息，因此本申请的自移动设备可以测量转向轮的旋转角度等信息，从而可以提供部分地表状态的判断依据，方便进行场景的识别。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。在附图中，

图1A示出了本实用新型一个实施方式的自移动设备的俯视图；

图1B示出了本实用新型一个实施方式的自移动设备的仰视图；

图2为本申请一实施例中的自移动设备的转向轮的俯视示意图；

图3为本申请一实施例中的自移动设备的转向轮的侧视图；

图4为本申请一实施例中的自移动设备的转向轮的前视图；

图5为本申请另一实施例中的自移动设备的转向轮的侧视图；

图6为本申请一实施例中的自移动设备的测角组件的第一示意图；

图7为本申请一实施例中的自移动设备的测角组件的第二示意图；

图8为本申请一实施例中的自移动设备的测角组件的第三示意图；

图9为本申请一实施例中的自移动设备的旋转角度计算原理示意图；

图10为本申请一实施例中的自移动设备的测角组件的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

为了检测自移动设备的转向轮的旋转轴的旋转角度，本申请提供一种自移动设备，包括：设备主体；转向轮，通过旋转轴可旋转地连接设备主体；测角组件，设置于转向轮的旋转轴的外侧，测角组件包括：摆臂，摆臂的固定端连接转向轮的旋转轴，摆臂的自由端位于旋转轴的外侧，且摆臂的长度方向沿转向轮的旋转轴的径向方向延伸，摆臂配置为：能够随旋转轴旋转而旋转；发射模组和接收模组，设置于摆臂的外侧，发射模组和接收模组相对设置，发射模组用于发射探测信号，接收模组用于接收未被摆臂遮挡的探测信号并将接收到的探测信号转换为电信号输出，其中，摆臂能够遮挡发射模组发射的部分探测信号；控制装置，控制装置连接发射模组和接收模组，并用于：接收接收模组发送的电信号，以基于电信号获取转向轮的旋转轴的旋转角度。

本申请的自移动设备设置有测角组件，通过测角组件来获得摆臂的旋转角度，由于摆臂的固定端和转向轮的旋转轴连接，因此，摆臂的旋转角度也即为转向轮的旋转角度，从而得出转向轮的运动方向，体现实际清洁设备在运动过程中的真实运动状态，以及由于转向轮的从动性，在地面的部分场景将较为直接的反馈为转向轮角度的偏移、振荡等信息，因此转向轮的旋转角度等信息，可提供部分地表状态的判断依据，方便进行场景的识别。

下面，将参考图1至图10对本申请的自移动设备的结构进行解释和说明。

首先，作为示例，如图1所示，本申请的自移动设备100包括设备主体，设备主体包括壳体，壳体内部具有容纳空间，该容纳空间用于容纳自移动设备100的各种元部件。壳体的形状可以是任意的形状，例如壳体的形状大体为高度小于预设厚度的圆柱形、椭圆柱型、或者其他适合的形状。

壳体包括底壳101和顶壳106，顶壳106位于底壳101上并与底壳101连接，底壳101和顶壳106组合为自移动设备100的壳体。

底壳101和顶壳106连接以形成容纳空间，底壳101和顶壳106可以通过由紧固件(例如螺钉、螺栓)进行紧固连接的方式或者卡扣的方式组合在一起，其中底壳101和顶壳106之间为容纳空间，该容纳空间用于容纳自移动设备100的各种元部件。

底壳101可以由例如塑料的材料一体成型，其包括多个预先形成的槽、凹陷或结构部件，用于将容纳空间的各种元部件安装或集成在底壳101上。

在一些实施例中，顶壳106也可以由例如塑料的材料一体成型，并且被构造为与底壳101相互补的形状和尺寸，并且对安装到底壳101的各个部件提供保护。可选地，底壳101和顶壳106可以通过各种合适的紧固件(例如螺钉、螺栓)可拆卸地组合在一起，并且在结合在一起之后，底壳101和顶壳106形成高度低于预设高度的大体为圆柱形的壳体，壳体沿着其前后轴线大致对称，或者壳体还可以为他适合形状的对称结构。

在一个示例中，自移动设备100为自移动清洁设备时，自移动设备100还包括清洁组件，用于清扫或处理待清洁表面例如地板表面。清洁组件可以为清扫组件或拖地组件。作为示例，清扫组件可以包括滚刷结构、尘盒结构108、风机结构、出风口以及四者之间的连接部件所构成的组件。与待清洁表面具有一定干涉的滚刷结构将待清洁表面上的垃圾扫起并卷带到滚刷结构与尘盒结构之间的吸尘口前方，然后被风机结构产生并经过尘盒结构的有吸力的气体吸入尘盒结构，最终垃圾、灰尘等暂存在尘盒结构中。清扫组件还可包括具有旋转轴的边刷，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到清洁组件的滚刷区域中，边刷的数量可以根据实际需要合理设定，例如可以在滚刷结构的两端分别设置一个边刷。自移动设备100还包括用于控制边刷旋转的边扫电机(未示出)。在一些实施例中，滚刷结构也可以省略，风机结构直接将垃圾、灰尘等通过吸尘口吸入尘盒结构内。当清洁组件包括拖地组件时，壳体的底部设置有拖布，壳体内还可以设置水箱，在水箱中可以储备有用于拖地使用的水，拖地模组还可以包括供水装置，用于将水箱中的清水提供给拖布，可选地，在壳体的底部还可以设置有多个平铺排布的出水孔，拖布覆盖该出水孔，供水装置供给的水可以通过该出水孔流进拖布，从而对拖布进行加湿。

在一个示例中，自移动设备还包括安装结构，清扫组件(例如清扫组件的滚刷结构或拖布)可拆卸地连接安装结构，安装结构设置于所述底壳。

作为示例，自移动设备100还包括用户接口，例如各种按键以及状态显示单元等，其可以安置在自移动设备100的顶壳106或者侧壁上，以接收一个或多个用户命令和/或显示自移动设备100的当前状态。用户接口能够与控制装置通信，使得由用户接口接收的一个或多个用户命令可使例如扫地机器人的自移动设备100执行例如清扫的程序等。

自移动设备100还包括多个用于感知周围环境的传感器，例如位于壳体上方的传感模组、位于壳体的前向部分的缓冲器、悬崖传感器和超声传感器(图中未示出)、红外传感器(图中未示出)、跌落传感器(未示出)、磁力计(图中未示出)、加速度计(图中未示出)、陀螺仪(未示出)、风机转速传感器(未示出)、里程计(未示出)、摄像头等传感装置，用于向控制系统提供自移动清洁装置的各种位置信息和运动状态信息等。传感模组用于对所述自移动设备的周围环境进行感知。

陀螺仪用于测角速度，以判断方向；加速度计用于测线性加速度，以判断速度，通过两者结合以获知自移动设备100的运行状态。摄像头可以用于采集自移动设备100周围的图像信息，进而用于视觉避障。

悬崖传感器是指通过检测在周围是否存在地面而检测地面不存在的场所即悬崖(孔穴、断崖等)的传感器。自移动设备100通过具备悬崖传感器，能够防止例如从桌子等高台上落下。

用于测距的红外传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射预定频率的红外信号，接收管接收对应频率的红外信号，当红外发射信号的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，即可利用红外信号的返回信号来识别周围环境的变化。

自移动清洁装置还包括控制装置，控制装置可设置于壳体的容纳空间内，例如，控制装置可以设置在自移动清洁装置的电路主板上，控制装置可以包括一个或多个存储器和一个或多个处理器，其中，存储器用于存储相关自移动设备100移动过程中产生的各种数据和可执行程序指令，例如用于存储各种应用程序或实现各种具体功能的算法。可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。

处理器可以是微控制单元(MCU)、中央处理单元(CPU)、图像处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，其可以控制自移动清洁装置的其他组件以执行期望的功能。控制装置还可以包括与处理器和各种传感器等电连接的控制电路等。

控制装置与驱动组件、清洁组件以及传感模组电连接，且还可以和其他的各个传感器等电连接，从而使控制装置自该些元部件中获取电信号并执行运算处理，并输出运算处理后的信号，控制装置还可以控制各个传感器以及驱动组件等执行预期的动作等，或者，控制装置还可以获取用户通过用户接口输入的用户指令，并根据控制相应部件执行用户指令所指示的动作。

在一个示例中，自移动设备100还包括驱动组件，与壳体可拆卸连接，且至少部分驱动组件设置于壳体内，用于驱动自移动设备100在待清洁的表面行进，可选地，驱动组件包括驱动轮组件和驱动装置，驱动轮组件设置于壳体的底部，驱动装置设置于壳体内，驱动装置配置为：驱动驱动轮组件转动。可选地，驱动轮组件包括第一驱动轮组件1041和第二驱动轮组件1042，每个驱动轮组件都具有各自独立操作的驱动装置(例如电机)。

第一驱动轮组件1041和第二驱动轮组件1042被独立地安装在底壳101的底面横向直径的相对两端的凹槽中，横向直径与前后直径相垂直，通常转向轮设置在前后直径上。由于两个驱动轮组件通过独立的电机驱动，能够为自移动设备100提供更宽范围的转向操纵，例如，急转弯、逐渐转弯和原地转弯等。将两个驱动轮组件安装在横向直径的两端为自移动设备100提供了更强的转向能力。

在一个实施例中，自移动设备100还包括转向轮102，其通过旋转轴1021可旋转地连接设备主体，例如，其设置在壳体的下方(也即壳体的底部)，如图2所示，转向轮102包括沿竖直方向设置的旋转轴1021，其通过旋转轴1021可旋转地连接壳体。该旋转轴1021在水平360°范围内进行旋转从而带动转向轮的轮体在水平360°范围内旋转。

示例性地，在底壳101的底部设置有容纳转向轮的凹槽，在转向轮附接至底壳101时，转向轮的至少部分轮体从底壳101的底部向外凸出。

转向轮例如可以为万向轮，或者其他适合的转向轮结构。示例性地，如图3和图4所示，转向轮102包括轮体1020和基座1022。转向轮102位于自移动设备100例如扫地机器人的前后直径的一端，例如前端，在本申请中，扫地机器人的前端也即指当机器人向前行进时的前端。在自移动设备100的底壳101的底部上设置有凹槽，基座1022安装在该凹槽内且可以在与基座的底面平行的水平面上旋转，轮体1020被安装在基座1022上并且可以在与水平面垂直的垂直面上旋转。基座1022大体具有圆形结构，轮体1020被偏心地安装在圆形基座1022上。例如，基座1022包括倾斜表面，倾斜表面相对于基座1022的底面倾斜并且与轮体1020相邻，从而在清扫期间，倾斜表面在轮体1020的前方以减少轮体1020对自移动设备100的运动所产生的阻力。在一些实施例中，基座1022的倾斜表面相对于底壳101的底面倾斜5°-30°，例如10°、15°、20°等等。在一些实施例中，轮体1020位于比底壳101的底面低0.3-3厘米的位置，例如，轮体1020的最低端比底壳101的底面低0.5厘米、1厘米、2厘米等等。

虽然在上述实施例中，自移动设备100例如扫地机器人只具有一个转向轮，但在另外一些实施例中，自移动设备100也可以具有两个或者更多个转向轮。例如，自移动设备100可以具有第一转向轮和第二转向轮，第一转向轮和第二转向轮分别位于扫地机器人的前后直径的一端并且相互间隔分开。

转向轮例如万向轮作为从动轮，将直接的反应出机器的运动状态，例如运动方向，而万向轮在正常工作中，如果已知万向轮的旋转轴的方向，即可推断出扫地机器人的实际的运动状态，直行，后退，旋转等信息，将有助于提高扫地机器人的场景识别的准确率。因此，为了测量转向轮的旋转轴的旋转角度，本申请的自移动设备100还包括测角组件，测角组件设置于所述转向轮102的旋转轴1021的外侧，并位于壳体内，用于测量转向轮的旋转轴的旋转角度。

如图2所示，测角组件可以包括摆臂140，摆臂的固定端连接所述转向轮的旋转轴1021，所述摆臂140的自由端位于旋转轴1021的外侧，且摆臂140的长度方向沿转向轮102的旋转轴1021的径向方向延伸，所述摆臂配置为：能够随所述旋转轴旋转而旋转，因此，摆臂的旋转角度也即对应为旋转轴的旋转角度。

可以将自移动设备前进时旋转轴的角度定义为0°，而旋转轴的旋转角度则可以是相对该0°而定义的。或者，还可以根据需要将旋转轴旋转到任意位置时定义为0°。

在一个示例中，当自移动设备前进时，摆臂的长度方向可以与所述壳体的前端和后端的连线平行，或者，也可以是当自移动设备前进时，摆臂的长度方向可以与所述壳体的前端和后端的连线呈预设夹角。

该摆臂140的长度以及形状可以根据实际需要合理设定，在此不做具体限定。

进一步，如图2所示，测角组件还可以包括发射模组12和接收模组13，设置于所述摆臂140的外侧，所述发射模组和所述接收模组相对设置，所述发射模组用于发射探测信号，所述接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的探测信号并将接收到的探测信号转换为电信号输出，其中，所述摆臂能够遮挡所述发射模组发射的部分探测信号，例如当探测信号为光信号时，则摆臂可以是由不透光的材料制成的，那么当光信号传播至摆臂时即会被摆臂遮挡。由于摆臂会遮挡发射模组发射的部分探测信号，可以基于其遮挡的探测信号的位置以及遮挡的探测信号的尺寸等，来确定摆臂140的旋转角度和位置等信息，具体细节将在下文描述。

可选地，发射模组12包括多个发射器，多个发射器可以由例如多个能够发射光信号的光源组成，其可以大体呈直线排列，能够发射光信号的光源可以是灯珠等，该光源发射的光信号可以是可见光或者红外光等。

可选地，接收模组13包括多个接收器，所述接收器为光敏器件，光敏器件用于接收光信号并将其转换为电信号，光敏器件包括但不限于光电二极管、光电三极管或者光敏电阻等中的任意一种或多种。

在其他示例中，发射模组还可以用于发射其他类型的信号，例如超声信号等，而接收模组则用于接收超声信号等。

值得一提的是，接收模组包括的接收器的数量还可以是一个或者，还可以由一个接收器对应多个发射器。

在一个示例中，如图2所示，发射模组12包括第一发射模组121和第二发射模组122，所述接收模组13包括第一接收模组131和第二接收模组132，其中，所述第一发射模组121和所述第一接收模组131相对设置，所述第一发射模组121用于发射沿第一方向传播的第一模拟信号，所述第一接收模组131用于接收未被所述摆臂遮挡的第一模拟信号并将接收到的第一模拟信号转换为第一电信号；所述第二发射模组122和所述第二接收模组132相对设置，所述第二发射模组122用于发射沿第二方向传播的第二模拟信号，所述第二接收模组132用于接收未被所述摆臂遮挡的第二模拟信号并将接收到的第二模拟信号转换为第二电信号，所述第一方向和所述第二方向垂直。

可选地，所述第一发射模组121包括多个第一发射器，所述第一接收模组131包括多个第一接收器，所述多个第一发射器和所述多个第一接收器一一对应，其中，所述摆臂140遮挡所述多个第一发射器中的部分第一发射器发射的第一模拟信号，从而使得和该部分第一发射器相对的接收器无法获取第一模拟信号或者获取到信号强度较弱的第一模拟信号；所述第二发射模组122包括多个第二发射器，所述第二接收模组132包括多个第二接收器，所述多个第二发射器和所述多个第二接收器一一对应，其中，所述摆臂140遮挡所述多个第二发射器中的部分第二发射器发射的第二模拟信号，从而使得和该部分第二发射器相对的接收器无法获取第二模拟信号或者获取到信号强度较弱的第二模拟信号。

可选地，设备主体的前端和后端的连线(例如扫地机器人的前后长径)与第一方向平行，也即第一发射模组发射的探测信号为平行光，其光沿着第一方向传播，而在光的传播路径上设置对应的第二接收模组132，当第二接收模组132中的部分接收器或者无法接收到或者接收到少量的信号，而没有被阻挡的探测信号相比该信号的强度会弱。

在一个示例中，如图6至10所示，所述第一发射模组121、所述第一接收模组131、第二发射模组131和第二接收模组132围绕摆臂140大体呈正方形排布，且该正方形的中心位于转向轮的旋转轴1021的轴线上。该正方形的形状只作为示例，例如还可以呈其他的形状例如长方形。

由于摆臂140会随着旋转轴1021的旋转而旋转，为了避免其在旋转过程中碰触发射模组或接收模组，可选地，所述第一发射模组121和所述第一接收模组131之间的距离大于或等于所述摆臂的长度的2倍；可选地，所述第二发射模组122和所述第二接收模组132之间的距离大于或等于所述摆臂140的长度的2倍。

在一个示例中，第一发射模组121的多个第一发射器用于发射彼此平行的多个第一模拟信号，其中所述多个第一发射器沿所述第二方向排布成第一长度的阵列，其中所述第一长度大于或等于2倍的所述摆臂140的长度，从而使得摆臂旋转的过程中第一发射器发射的信号能够覆盖到处于任意位置的摆臂。同理，第二发射模组122的多个第二发射器用于发射彼此平行的多个第二模拟信号，其中所述多个第二发射器沿所述第一方向排布成第二长度的阵列，其中所述第二长度大于或等于2倍的所述摆臂140的长度，从而使得摆臂140旋转的过程中第二发射器发射的信号能够覆盖到处于任意位置的摆臂140。

如图5所示，本申请的自移动设备还包括角度采集线路板150，该角度采集线路板150可以电连接发射模组和接收模组，角度采集线路板150可以设置有用于驱动发射模组发射信号的驱动电路，以及接收接收模组输出的电信号的电路结构等，该角度采集线路板可以电连接控制装置，或者，控制装置还可以集成在该角度采集线路板上。

在摆臂处于不同角度的时候，在接收端投影的投影长度不同，例如，如图6所示，当摆臂140大体与第一发射模组发射的光信号的传播方向(也即第一方向时)，摆臂140在接收端(也即第一接收模组)投影1311的投影长度大体等于摆臂140的长度，而摆臂140在接收端(也即第二接收模组)投影的投影长度大体等于摆臂140的宽度；再例如，如图7和8所示，当摆臂140旋转到与第一发射模组发射的光信号的传播方向(也即第一方向时)呈预定角度时，摆臂140在接收端(也即第一接收模组)投影1311的投影长度会小于摆臂140的长度，而摆臂140在接收端(也即第二接收模组)投影的投影长度大体小于摆臂140的长度。

进一步，本申请的控制装置连接所述发射模组和所述接收模组，并用于：接收所述接收模组发送的电信号，以基于所述电信号获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度，也即获得转向轮的旋转轴的角度方向。

在扫地机器人运行过程中，测量组件可以处于工作状态，而控制装置则可以接收所述接收模组实时发送的电信号，以实时基于所述电信号获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度。角度的分辨率由发射模组中包括的发射器例如平行光源和接收模组中包括的接收器例如光敏器件的数量决定。通常数量越多分辨率越高。

将参考图10对控制装置基于所述电信号获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度进行描述。例如，控制装置用于通过每个接收端的状态进行判断，来确定投影长度，具体地，控制装置还用于：根据第一接收模组131输出的第一电信号，获取所述摆臂140在所述第二方向上的第一投影长度(也即在第一接收模组的延伸方向上的投影长度)；以及根据第二接收模组132输出的第二电信号，获取所述摆臂140在所述第一方向上的第二投影长度(也即在第二接收模组的延伸方向上的投影长度)。

第一投影长度的大小取决于摆臂所遮挡的第一发射模组发射的第一模拟信号的数量，数量越多长度越长。第二投影长度的大小取决于摆臂所遮挡的第二发射模组发射的第二模拟信号的数量，数量越多长度越长。

在一个示例中，所述控制装置还用于：根据所述第一投影长度和所述第二投影长度以及所述摆臂140的长度中的任意两个长度，获取所述转向轮102的旋转轴1021的旋转角度。

参考图10，例如以旋转轴的轴心为原点，将自移动设备的前后长径方向(也即为自移动设备直行0°方向)作为第一轴(也即X轴)，以与前后长径方向垂直的方向作为第二轴(也即Y轴)，建立坐标系，将发射模组和接收模组所围成的正方形划分为四个象限，例如第一象限161、第二象限162、第三象限163、第四象限164。

当获取了第一投影长度Dx和第二投影长度Dy之后，如图10所示，控制装置可以基于以下方式计算获得转向轮102的旋转轴1021的旋转角度。

例如可通过以下公式计算摆臂和Y轴之间的夹角α：

α＝arcsin(Dy/L) (1)

其中，L为摆臂的长度。

值得一提的是，夹角α的计算方式还可以采用其他适合方式，例如利用反余弦函数、反正切函数等进行计算。

控制装置还进一步用于：根据第一电信号确定被摆臂遮挡的第一发射模组的第一发射器所对应的第一接收器的位置，以及根据第二电信号确定被摆臂遮挡的第二发射模组的第二发射器所对应的第二接收器的位置，以及根据第一接收器的位置和第二接收器的位置，确定摆臂当前所处的区域(也即前述的象限)。

被摆臂遮挡的第一发射模组的第一发射器所对应的第一接收器的位置反映到前述的坐标系中可以是第一投影长度Dx在坐标系中的向量长度，被摆臂遮挡的第二发射模组的第二发射器所对应的第二接收器的位置反映到前述的坐标系中可以是第二投影长度Dy在坐标系中的向量长度。

在一个示例中，如图10所示，若Dx>0，Dy>0，则可以确定摆臂140处于第一象限，转向轮方向与X轴夹角(也即对应转向轮的旋转轴的旋转角度)：90°-α；在另一个示例中，如果Dx<0，Dy>0；则可以确定摆臂140处于第二象限，转向轮方向与X轴夹角为：-1*(90-a)；在又一个示例中，如果Dx<0，Dy<0，可以确定摆臂140处于第三象限，则转向轮方向与X轴夹角为：-1*(90+a)；在又一个示例中，如果Dx>0，Dy<0，则可以确定摆臂140处于第四象限，转向轮方向与X轴夹角为:90+a。因此可以得出转向轮与直线行驶的方向在-180°至+180°中的准确角度。

至此完成了对自移动设备的主要部件的描述，但可以理解的是，对于完成的自移动设备其还可以包括其他部件，在此不做详细描述。自移动设备可以是具有自移动能力的扫地机、拖地机、割草机、空气净化器等设备。

综上所述，本申请的自移动设备设置有测角组件，通过测角组件来获得摆臂的旋转角度，由于摆臂的固定端和转向轮的旋转轴连接，因此，摆臂的旋转角度也即为转向轮的旋转角度，从而得出转向轮的运动方向，体现实际清洁设备在运动过程中的真实运动状态，以及由于转向轮的从动性，在地面的部分场景将较为直接的反馈为转向轮角度的偏移、振荡等信息，因此本申请的自移动设备可以测量转向轮的旋转角度等信息，从而可以提供部分地表状态的判断依据，方便进行场景的识别。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种自移动设备，其特征在于，包括：

设备主体；

转向轮，通过旋转轴可旋转地连接所述设备主体；

测角组件，设置于所述转向轮的旋转轴的外侧，所述测角组件包括：

摆臂，所述摆臂的固定端连接所述转向轮的旋转轴，所述摆臂的自由端位于所述旋转轴的外侧，且所述摆臂的长度方向沿所述转向轮的旋转轴的径向方向延伸，所述摆臂配置为：能够随所述旋转轴旋转而旋转；

发射模组和接收模组，设置于所述摆臂的外侧，所述发射模组和所述接收模组相对设置，所述发射模组用于发射探测信号，所述接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的探测信号并将接收到的探测信号转换为电信号输出，其中，所述摆臂能够遮挡所述发射模组发射的部分探测信号；

控制装置，所述控制装置连接所述发射模组和所述接收模组，并用于：接收所述接收模组发送的电信号，以基于所述电信号获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度。

2.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述发射模组包括第一发射模组和第二发射模组，所述接收模组包括第一接收模组和第二接收模组，其中，所述第一发射模组和所述第一接收模组相对设置，所述第一发射模组用于发射沿第一方向传播的第一模拟信号，所述第一接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的第一模拟信号并将接收到的第一模拟信号转换为第一电信号；

所述第二发射模组和所述第二接收模组相对设置，所述第二发射模组用于发射沿第二方向传播的第二模拟信号，所述第二接收模组用于接收未被所述摆臂遮挡的第二模拟信号并将所述第二模拟信号转换为第二电信号，所述第一方向和所述第二方向垂直。

3.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述设备主体的前端和后端的连线与所述第一方向平行。

4.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述第一发射模组和所述第一接收模组之间的距离大于或等于所述摆臂的长度的2倍；

所述第二发射模组和所述第二接收模组之间的距离大于或等于所述摆臂的长度的2倍。

5.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述第一发射模组、所述第一接收模组、第二发射模组和第二接收模组围绕所述摆臂呈正方形排布，且所述正方形的中心位于所述转向轮的旋转轴的轴线上。

6.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述第一发射模组包括多个第一发射器，所述第一接收模组包括多个第一接收器，所述多个第一发射器和所述多个第一接收器一一对应，其中，所述摆臂遮挡所述多个第一发射器中的部分第一发射器发射的第一模拟信号；

所述第二发射模组包括多个第二发射器，所述第二接收模组包括多个第二接收器，所述多个第二发射器和所述多个第二接收器一一对应，其中，所述摆臂遮挡所述多个第二发射器中的部分第二发射器发射的第二模拟信号。

7.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述控制装置还用于：根据所述第一电信号，获取所述摆臂在所述第二方向上的第一投影长度；以及根据所述第二电信号，获取所述摆臂在所述第一方向上的第二投影长度。

8.如权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述控制装置还用于：根据所述第一投影长度和所述第二投影长度以及所述摆臂的长度中的任意两个长度，获取所述转向轮的旋转轴的旋转角度。

9.如权利要求6所述的自移动设备，其特征在于，所述多个第一发射器用于发射彼此平行的多个第一模拟信号，其中所述多个第一发射器沿所述第二方向排布成第一长度的阵列，其中所述第一长度大于或等于2倍的所述摆臂的长度；

所述多个第二发射器用于发射彼此平行的多个第二模拟信号，其中所述多个第二发射器沿所述第一方向排布成第二长度的阵列，其中所述第二长度大于或等于2倍的所述摆臂的长度。

10.如权利要求1至9任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述发射模组包括多个发射器，所述接收模组包括多个接收器，所述发射器为光源，所述光源用于发射光信号，所述接收器为光敏器件。

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