CN218738726U - 清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种清洁机器人。本申请的清洁机器人通过设置具有检测单元、触发单元以及翻转单元的碰撞检测组件，使得保护盖通过翻转单元活动连接于上盖上，进一步通过设置检测单元具有正向检测元件和侧向检测元件，可以在采用较少的检测元件的基础上，实现作用在保护盖上的碰撞的全方位检测，继而控制清洁机器人的行走方向，以避免其在碰撞后卡住或者持续挤压障碍物的情况发生；使清洁机器人运行更加智能敏锐。

Description

清洁机器人

技术领域

本申请涉及清洁技术领域，具体涉及一种清洁机器人。

背景技术

现有的很多清洁机器人设置有LDS组件，LDS(Laser Direct Structuring)就是激光雷达，通过高速旋转发射激光，再通过激光发射后触及障碍物反射回来的时间判断自己和障碍物之间的距离，从而判断相对位置，实现定位。

在清洁机器人行走过程中，LDS组件作为清洁机器人上表面的凸出结构容易与周围的障碍物发生碰撞，因此需要对清洁机器人的碰撞情况进行检测，以避免清洁机器人与障碍物碰撞后卡住或者持续挤压障碍物的情况。

现有的碰撞检测技术中，存在检测元件多或者检测不灵敏导致碰撞时难触发等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种清洁机器人，用于解决现有技术中的清洁机器人的碰撞检测技术中存在的检测元件多、检测不灵敏导致碰撞时难触发以及碰撞检测范围小等问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种清洁机器人，包括上盖、活动连接在所述上盖上的保护盖、安装在所述上盖和所述保护盖之间的碰撞检测组件以及与所述碰撞检测组件连接的控制装置，所述碰撞检测组件包括：

检测单元，包括正向检测元件和成对设置的侧向检测元件，沿所述清洁机器人的运行方向，同一对中两个所述侧向检测元件倾斜设置在所述运行方向的两侧，且两个所述侧向检测元件的感测方向均朝向所述运行方向；

触发单元，位于所述上盖和所述保护盖之间，包括与所述正向检测元件对应设置的正向触发部和与所述侧向检测元件对应设置的侧向触发部；

翻转单元，被配置为将所述保护盖受到碰撞产生的碰撞运动转换为所述保护盖沿所述碰撞方向和上下方向的复合运动；所述检测单元和所述翻转单元分设在所述保护盖沿所述运行方向相对设置的两侧，且沿所述运行方向所述触发单元位于所述翻转单元的前侧；所述检测单元用于对所述保护盖的碰撞运动方向进行检测，并通过所述控制装置对作用在所述保护盖上的碰撞产生方位进行判断。

作为本实用新型的进一步改进，所述碰撞检测组件还包括位于所述上盖和所述保护盖之间的复位弹性件，所述复位弹性件成对设置，并关于所述保护盖沿所述运行方向的中线对称设置；每个所述复位弹性件均包括固定部和弹片部，所述复位弹性件通过所述固定部连接在所述上盖上；所述弹片部的一端连接在所述固定部上，另一端朝向所述保护盖所在方向向外倾斜延伸。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹片部与水平面之间的夹角在40°～50°之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述保护盖的下表面设有与所述复位弹性件对应设置的复位凸起，所述弹片部延伸的端部抵在所述复位凸起的一侧面，以在所述保护盖受到外力碰撞偏离原始位置时，在所述复位弹性件的复位弹力作用下复位。

作为本实用新型的进一步改进，沿所述运行方向，所述正向检测元件位于所述保护盖的中线上；所述侧向检测元件对称设置在所述中线的两侧。

作为本实用新型的进一步改进，两个所述侧向检测元件的感测方向与所述运行方向之间的夹角在40°～50°之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述上盖上设有用于收容所述检测单元的凹槽和用于将所述检测单元固定在所述凹槽内的固定盖板，所述固定盖板上形成有与所述检测单元对应设置的通孔，所述触发单元贯穿所述通孔，并可在随所述保护盖在所述通孔中移动，以触发所述检测单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述正向触发部和所述侧向触发部形成在所述保护盖的下表面，且所述正向触发部和所述侧向触发部一体设置或分体设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述翻转单元包括形成在所述保护盖的底面和所述盖板的上表面中的一者上的长形凹槽以及设置在另一者上的长形凸起；所述长形凹槽在所述运行方向上的宽度大于所述长形凸起的宽度。

作为本实用新型的进一步改进，所述长形凹槽的侧壁倾斜设置。

本实用新型的有益效果是：本申请的清洁机器人通过设置具有检测单元、触发单元以及翻转单元的碰撞检测组件，使得保护盖通过翻转单元活动连接于上盖上，进一步通过设置检测单元具有正向检测元件和侧向检测元件，可以在采用较少的检测元件的基础上，实现作用在保护盖上的碰撞的全方位检测，继而控制清洁机器人的行走方向，以避免其在碰撞后卡住或者持续挤压障碍物的情况发生；使清洁机器人运行更加智能敏锐。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请的一个实施例中清洁机器人处于分解状态的结构示意图；

图2为图1中E处放大图；

图3为根据本申请的一个实施例中清洁机器人的剖切结构示意图；

图4为图3中M处放大图；

图5为根据本申请的一个实施例中复位弹性件在盖板上的布置示意图；

图6为图5中的N处放大图；

图7为复位弹性件对保护盖施加的复位弹力的示意图；

图8为根据本申请的一个实施例中复位弹性件与保护盖上的抵触部配合的示意图；

图9为图8中的P处放大图。

图10为根据本申请的一个实施例中在保护盖和上盖之间设置的碰撞检测组件以及复位凸起的布置结构框图；

图11为保护盖受到来自后方的碰撞时的示意图；

图12为保护盖受到来自前方的碰撞时的示意图；

图13为保护盖受到来自左方的碰撞时的示意图；

图14为保护盖受到来自右方的碰撞时的示意图；

图15为一个实施例中侧向检测元件远离正向检测元件设置时的示意图；

图16为一个实施例中各检测元件与对应的触发部的布置示意图；

图17为另一实施例中各检测元件与对应的触发部的布置示意图。

附图标记说明：

1-盖板；11-长形凸起；2-保护盖；21-凸起部；22-安装部；23-长形凹槽；24-正向触发部；25-第一侧向触发部；26-第二侧向触发部；27-抵触部；3-翻转单元；4-正向检测元件；5-第一侧向检测元件；6-第二侧向检测元件；7-第一复位弹性件；71-倾斜弹片；72-固定部；8-第二复位弹性件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

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。

本申请提供一种清洁机器人，如图1和图2所示，该清洁机器人包括上盖1、活动连接在上盖1上的保护盖2以及安装在上盖1和保护盖2之间的碰撞检测组件。除此之外，清洁机器人还包含控制装置、用于带动清洁机器人在清洁区域移动的行走组件以及用于执行清洁任务的清洁组件等；控制装置用于连接碰撞检测组件、行走组件以及清洁组件；以对碰撞检测组件采集的碰撞数据进行比较，并控制行走组件和清洁组件的运行；由于控制装置、行走组件以及清洁组件均为成熟配件，故在本说明书中不再赘述。

保护盖2用于对清洁机器人的图像获取结构进行保护，且保护盖2具有用于收容图像获取结构的凸起部21，凸起部21至少部分超出上盖1设置；在本申请中，图像获取结构可以是LDS组件、红外线传感器、声波传感器或者是摄像头等清洁机器人中常用的图像获取装置。

碰撞检测组件包括检测单元、用于触发检测单元的触发单元以及将保护盖2翻转连接在上盖1上的翻转单元3。

检测单元包括正向检测元件4和成对设置的侧向检测元件，检测单元设置在上盖1和保护盖2之间，沿清洁机器人的运行方向，同一对中两个侧向检测元件倾斜设置在运行方向的两侧，且两个侧向检测元件的感测方向均朝向运行方向。

在本申请中，检测单元可拆卸的安装在上盖1上；上盖1上设有用于收容检测单元的凹槽11和用于封闭凹槽11的固定盖板12，固定盖板12上形成有与检测单元对应设置的通孔，以使得正向检测元件4和侧向检测元件5的触点自通孔中漏出，方便触发单元的触发。

请参阅图10～图14并结合图1所示，在本申请的一较佳实施例中，检测单元包括1个正向检测元件4和成对设置的第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52；其中，正向检测元件4位于清洁机器人运行方向的前侧，并位于保护盖2沿运行方向的中线上，且正向检测元件4的触点朝向保护盖2设置；第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52设置在正向检测元件4的两侧，并关于保护盖2沿运行方向的中线对称设置。

进一步的，参阅图16和图17所示，在本实施例中，第一侧向检测元件51的感测方向与运行方向的夹角为α，第二侧向检测元件52的感测方向与运行方向的夹角为β；且夹角α和夹角β均为锐角。也就是说，第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52的感测方向分别为左前方向和右前方向；如此设置，当保护盖2受到来自运行方向前侧或左右两侧的碰撞时，可以通过触发单元同时/分别触发第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52，进一步方便根据触发的侧向传感器的数量和设置位置对保护盖2的碰撞方向进行判断。

可选地，第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52相对于运行方向的倾斜角度分别为40°～50°，更优选为45°，如此设置，可以利于第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52对来自运行方向前侧或左右两侧作用力进行检测。

需要说明的是，在本实施例中，仅以检测单元具有一个正向检测元件4；一对侧向检测元件，且检测单元整体位于清洁机器人运行方向的前侧为例进行举例说明。在本申请的其他实施例中，侧向检测元件可以同时设置有多对，且侧向检测元件还可以设置上盖1远离的正向检测元件4的位置上(如图15所示)，只需保证成对设置的侧向检测元件倾斜设置在运行方向的两侧，且均朝向运行方向即可。

触发单元位于上盖1和保护盖2之间，用于触发检测单元。在本申请中，触发单元设置在保护盖2的下表面，包括与正向检测元件4对应设置的正向触发部61和与侧向检测元件对应设置的侧向触发部；进一步的，侧向触发部包括与第一侧向检测元件51对应设置的第一侧向触发部62和与第二侧向检测元件52对应设置的第二侧向触发部63。

请参阅图16所示，在本申请的一实施例中，保护盖2上的正向触发部61、第一侧向触发部62以及第二侧向触发部63一体设置。当然，在本申请的其他实施例中，保护盖2上的正向触发部61、第一侧向触发部62以及第二侧向触发部63还可呈现分体设置(如图17所示)。具体的，本说明书中的“一体设置”是指除正向触发部61、第一侧向触发部62以及第二侧向触发部63的上端与保护盖2的下表面直接或间接相连外，还指三者彼此相连；而“分体设置”是指除正向触发部61、第一侧向触发部62以及第二侧向触发部63的上端与保护盖2的下表面直接或间接相连外，三者彼此独立。

翻转单元3被配置为将保护盖2受到碰撞产生的碰撞运动转换为保护盖2沿碰撞方向和上下方向的复合运动；继而通过设置在保护盖2上的触发单元触发检测单元，对保护盖2的碰撞运动方向进行检测，并通过控制装置对作用在保护盖2上的碰撞产生方位进行判断。

在本申请中，检测单元和翻转单元3分设在保护盖2沿运行方向相对设置的两侧，且沿运行方向，检测单元位于翻转单元3的前侧；检测单元用于对保护盖2的碰撞运动方向进行检测，并通过控制装置对作用在保护盖2上的碰撞产生方位进行判断。

在本申请的一较佳实施例中，翻转单元3包括设置在保护盖2的下表面的长形凹槽31以及设置上盖1上表面的长形凸起32；长形凹槽31和长形凸起32垂直于运行方向延伸，且长形凹槽31扣合在长形凸起32上方。进一步的，长形凹槽31侧壁均呈倾斜延伸；且长形凹槽31的尺寸略大于长形凸起11的尺寸；长形凸起32为半圆型长形凸起；如此设置，当保护盖2受到碰撞时，保护盖2具有沿碰撞运动方向的运动趋势，长形凹槽31的侧壁抵在长形凸起32的半圆形表面，使得保护盖2远离翻转单元3的一端具有向下转动的运动趋势以及沿碰撞运动方向的平移趋势，继而使得设置在保护盖2下表面的触发单元运动，触发检测单元，以判定保护盖2受到了沿碰撞运动方向的碰撞。

需要说明的是，在本申请的说明书中仅以翻转单元3包括设置在保护盖2的下表面上的长形凹槽31以及设置上盖1上表面的长形凸起32为例进行举例说明，在本申请的其他实施例中，还可将长形凹槽31设置在上盖1的上表面；长形凸起32设置在保护盖2底面上；进一步的，在本申请的另一些实施例中，翻转单元3还可以包括设置在保护盖2上的轴状件以及设置在上盖1上的安装孔，同样的，轴状件和安装孔垂直于运行方向延伸，且安装孔的直径大于轴状件的直径；以使得轴状件可轴向移动地安装在安装孔中，此时，当保护盖2受到来自碰撞运动方向上的碰撞时，保护盖2会在安装孔限定的宽度范围内移动以及沿碰撞运动方向的平移趋势，继而使得触发单元触发检测单元，对保护盖2受到的碰撞进行检测。

即，本申请中翻转单元3的具体设置形式可根据实际需要进行选择，只需保证保护盖2在受到沿碰撞运动方向的碰撞时，翻转单元3可将沿碰撞运动方向的运动趋势转换为保护盖2沿碰撞运动方向平移和上下方向的转动的复合运动即可，本申请说明书和附图中翻转单元3的设置形式仅是示例性的，不应以此为限。

进一步需要说明的是，本申请的说明书和附图中，仅以检测单元设置在上盖1上；触发单元设置在保护盖2上为例进行举例说明，在本申请的其他实施例中，还可将检测单元设置在保护盖2上；触发单元设置在上盖1上，此时，检测单元可随保护盖2一起运动，继而与触发构件接触以被触发，完成对作用在保护盖2上的碰撞方位的判断。

请参阅图5～图8并结合图1所示，碰撞检测组件还包括位于上盖1和所述保护盖2之间的复位弹性件7，复位弹性件7成对设置，并关于保护盖2沿运行方向的中线对称设置；如此设置，可使得保护盖2在受到碰撞后能够复位，避免保护盖2的位置移动对收容在其内的图像获取结构造成遮挡，保证图像获取结构获取图像的完整性和全面性。

在本申请中，每个复位弹性件7均包括固定部71和弹片部72，复位弹性件7通过固定部71连接在上盖1上；弹片部72的一端连接在固定部71上，另一端朝向保护盖2所在方向向外倾斜延伸，并抵持在保护盖2下表面的复位凸起22上(如图10所示)，以使得弹片部72能够在至少两个方向上对保护盖2施加复位弹力。

具体的，弹片部72从下至上、朝向保护盖2的边缘倾斜延伸，并抵持在复位凸起22的一侧面上；当保护盖2受到外力的碰撞时，弹片部72提供的复位弹力具有沿竖直和水平方向上的复位分力，继而使得清洁机器人离开碰撞位置后，保护盖2在复位弹力的作用下复位。可选的，弹片部72相对于水平面的倾斜角度为40°～50°，优选的，弹片部72相对于水平面的倾斜角度为45°。

本申请提供的清洁机器人在执行清洁任务或运行时，当保护盖2的凸起部21受到来自后方(即沿运行方向)的碰撞时(如图11所示)，保护盖2沿运行方向向前移动，且产生使得保护盖2沿翻转单元3的支点翻转的力矩，保护盖2前侧向下转动，设置在保护盖2下表面的正向触发部61向下抵压在正向检测元件4上，继而触发正向检测元件4；同样的，当清洁机器人行驶至沙发下、柜底等低矮区域时，凸起部21受到来自上方向下的碰撞力，保护盖2带动正向触发部61向下触发正向检测元件4，即，当且仅有正向检测元件4被触发时，可判定保护盖2受到来自正后方或上方的碰撞，此时控制装置控制清洁机器人朝向与当前的运行方向相反或呈一定夹角的方向运行，脱离碰撞产生区域。

如图12所示，当保护盖2的凸起部21受到来自前方的碰撞时，保护盖2朝向后方(即与运行方向相反的方向)移动，使得保护盖2上的第一侧向触发部62和第二侧向触发部63分别挤压并触发对应的第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52。也就是说，当第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52被同时触发，且第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52感测到受到的压力大小相同时，则可判定凸起部21受到来自前方的碰撞。

如图13所示，当保护盖2的凸起部21受到来自右方的碰撞时，保护盖2向左方移动，保护盖2上的第二侧向触发部63会向左挤压并触发对应的第二侧向检测元件52，且此时第一侧向检测元件51和正向检测元件4均未被触发，则可判定凸起部21受到来自右方的碰撞。

如图14所示，当凸起部21受到左方的碰撞作用力时，保护盖2向右方移动，保护盖2上的第一侧向触发部62会向右挤压并触发对应的第一侧向检测元件51，此时第二侧向检测元件52和正向检测元件4均未被触发，则可判定凸起部21受到左方的碰撞。

进一步的，当凸起部21受到来自左后方的碰撞时，保护盖2在翻转单元的带动将沿左后方的碰撞运动转换为保护盖2沿左后方向右前方的平移运动和上下方向的复合运动，并通过正向触发部61和第一侧向触发部62同时触发正向检测元件4和第一侧向检测元件51，继而判定凸起部21受到来自左后方的碰撞。

当凸起部21受到来自右后方的碰撞时，保护盖2在翻转单元的带动将沿右后方的碰撞运动转换为保护盖2沿右后方向左前方的平移运动和上下方向的复合运动，并通过正向触发部61和第二侧向触发部63同时触发正向检测元件4和第二侧向检测元件52，继而判定凸起部21受到来自右后方的碰撞。

当凸起部21受到来自左前方的碰撞时，保护盖2具有向右后方移动的碰撞运动趋势，此时，第一侧向触发部62和第二侧向触发部63同时触发第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52，且第二侧向检测元件52检测到的碰撞压力大于第一侧向检测元件51检测到的碰撞压力，继而判定凸起部21受到来自左前方的碰撞。

当凸起部21受到来自右前方的碰撞时，保护盖2具有向左后方移动的碰撞运动趋势，此时，第一侧向触发部62和第二侧向触发部63同时触发第一侧向检测元件51和第二侧向检测元件52，且第一侧向检测元件51检测到的碰撞压力大于第二侧向检测元件52检测到的碰撞压力，继而判定凸起部21受到来自右前方的碰撞。

综上所述，本申请的清洁机器人通过设置具有检测单元、触发单元以及翻转单元的碰撞检测组件，使得保护盖2通过翻转单元活动连接于上盖1上，进一步通过设置检测单元具有正向检测元件4和侧向检测元件5，可以在采用较少的检测元件的基础上，实现了作用在保护盖2上的碰撞的全方位检测，继而控制清洁机器人的行走方向，以避免其在碰撞后卡住或者持续挤压障碍物的情况发生；使清洁机器人运行更加智能敏锐。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种清洁机器人，包括上盖、活动连接在所述上盖上的保护盖、安装在所述上盖和所述保护盖之间的碰撞检测组件以及与所述碰撞检测组件连接的控制装置，其特征在于，所述碰撞检测组件包括：

检测单元，包括正向检测元件和成对设置的侧向检测元件，沿所述清洁机器人的运行方向，同一对中两个所述侧向检测元件倾斜设置并位于所述运行方向的两侧，且两个所述侧向检测元件的感测方向均朝向所述运行方向；

触发单元，位于所述上盖和所述保护盖之间，包括与所述正向检测元件对应设置的正向触发部和与所述侧向检测元件对应设置的侧向触发部；

翻转单元，被配置为将所述保护盖受到碰撞产生的碰撞运动转换为所述保护盖沿所述碰撞方向和上下方向的复合运动；所述检测单元和所述翻转单元分设在所述保护盖沿所述运行方向相对设置的两侧，且沿所述运行方向所述触发单元位于所述翻转单元的前侧；所述检测单元用于对所述保护盖的碰撞运动方向进行检测，并通过所述控制装置对作用在所述保护盖上的碰撞产生方位进行判断。

2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述碰撞检测组件还包括位于所述上盖和所述保护盖之间的复位弹性件，所述复位弹性件成对并关于所述保护盖沿所述运行方向的中线对称设置；每个所述复位弹性件均包括固定部和弹片部，所述复位弹性件通过所述固定部连接在所述上盖上；所述弹片部的一端连接在所述固定部上，另一端朝向所述保护盖所在方向向外倾斜延伸。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述弹片部与水平面之间的夹角在40°～50°之间。

4.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述保护盖的下表面设有与所述复位弹性件对应设置的复位凸起，所述弹片部延伸的端部抵在所述复位凸起的一侧面，以在所述保护盖受到碰撞偏离原始位置时，在所述复位弹性件的复位弹力作用下复位。

5.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，沿所述运行方向，所述正向检测元件位于所述保护盖的中线上；所述侧向检测元件对称设置在所述中线的两侧。

6.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，两个所述侧向检测元件的感测方向与所述运行方向之间的夹角在40°～50°之间。

7.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述上盖上设有用于收容所述检测单元的凹槽和用于将所述检测单元固定在所述凹槽内的固定盖板，所述固定盖板上形成有与所述检测单元对应设置的通孔，所述触发单元设置在所述保护盖的下表面并贯穿所述通孔，且可随所述保护盖在所述通孔中移动，以触发所述检测单元。

8.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述正向触发部和所述侧向触发部形成在所述保护盖的下表面，且所述正向触发部和所述侧向触发部一体设置或分体设置。

9.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述翻转单元包括形成在所述保护盖的下表面和所述上盖的上表面中的一者上的长形凹槽以及设置在另一者上的长形凸起；所述长形凹槽在所述运行方向上的宽度大于所述长形凸起的宽度。

10.根据权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于，所述长形凹槽的侧壁倾斜设置。

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