CN219048249U - 清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种清洁机器人。包括顶盖和安装在顶盖上的激光雷达，顶盖包括壳体和组装在壳体上的透明罩，壳体上设有供安装激光雷达的安装部，透明罩罩设在激光雷达的外侧并与安装部连接，透明罩包括与安装部连接并呈弧形设置的透明件，激光雷达包括光发射器，且光发射器发射至顶盖外部的激光仅穿过透明件。本实用新型的清洁机器人通过将光发射器发射至顶盖外部的激光设置为仅穿过透明件，减少了激光在穿透透明件时的激光损失；同时，测距组件的外侧未套设密封罩，降低了激光雷达的高度，提高了移动机器人的通过率。

Description

清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及一种清洁机器人，属于清洁机器人技术领域。

背景技术

清洁机器人在工作过程中，其用于光学定位的光学测距模块(激光雷达)需要进行旋转，使用激光源发射激光束，再使用光学敏感器件采集激光束照射在障碍物上的反射光，通过飞行时间法计算清洁机器人与障碍物的距离，以实现对清洁机器人周围环境的探测。

现有激光雷达为一体设计，测距组件外部套设有密封罩，避免水汽和灰尘进入测距组件导致发光和收光受到影响。激光雷达的外部还固定有将激光雷达密封在清洁机器人顶盖上的罩体，一方面对激光雷达进行保护，避免激光雷达与其它物品碰撞，另一方面进一步防止灰尘等脏污物进入罩体内。但是，这样的设计，一方面使得激光需要穿过两层罩体向外射出，反射的激光也需要穿过两层罩体进入接收光路，激光强度被削弱，甚至接收光路无法接收到反射的激光；另一方面，使得激光雷达的高度较高，在清洁机器人运行的过程中，很容易与其它物品发生碰撞而导致激光雷达损坏。

为了便于激光向外射出，通常会在罩体上设置供光路穿过的透明件，然而，由于透明件的外形呈圆形且在竖直方向上垂直于发射光路，因而在水平方向上会与发射光路形成一定倾角，当激光经过透明件时，会有一部分反射激光进入接收光路，从而影响测量精度。

有鉴于此，确有必要提出一种清洁机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人，以解决现有清洁机器人的顶盖高度较高以及激光强度被削弱的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种清洁机器人，包括顶盖和安装在所述顶盖上的激光雷达，所述顶盖包括壳体和组装在所述壳体上的透明罩，所述壳体上设有供安装激光雷达的安装部，所述透明罩罩设在所述激光雷达的外侧并与所述安装部连接，所述透明罩包括与所述安装部连接并呈弧形设置的透明件，所述激光雷达包括光发射器，且所述光发射器发射至所述顶盖外部的激光仅穿过所述透明件。

作为本实用新型的进一步改进，所述激光雷达包括测距组件，所述透明件相对于所述测距组件的旋转轴线呈倾斜设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明件与所述测距组件的旋转轴线之间的夹角为8°～10°，所述透明件呈U型设置且围设在所述测距组件的外侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明件的透光率大于90％。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明件设有连接边，所述安装部上对应设有凹槽，所述连接边收容在所述凹槽内，以连接所述透明罩和所述壳体。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明件还设有自所述连接边向外伸出的卡接件，所述凹槽内对应开设有卡接孔，所述卡接件伸入所述卡接孔内并与所述卡接孔的边缘抵接，以卡扣连接所述透明罩和所述壳体。

所述激光雷达包括测距组件，所述光发射器安装于所述测距组件，所述透明罩还包括与所述透明件连接的顶壁，所述透明件和所述顶壁共同围设形成一容置腔，所述测距组件收容在所述容置腔内并能够在所述容置腔内转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述激光雷达还包括驱动组件，所述驱动组件与所述测距组件连接并能够驱动所述测距组件转动，所述安装部包括自所述壳体的外表面向内凹陷的收容槽以及形成于所述收容槽的内侧壁上的凸筋，所述驱动组件收容在所述收容槽内，并使得所述驱动组件的外侧壁与所述凸筋抵接。

作为本实用新型的进一步改进，所述收容槽内还设有固定柱，所述驱动组件上对应设有固定孔，所述壳体还包括固定件，所述固定件穿过所述固定孔并与所述固定柱锁紧，以固定连接所述驱动组件和所述安装部。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定柱设有两个且相对设置于所述收容槽的对角处，所述固定孔也设有两个，以与两个所述固定柱一一对应。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的清洁机器人通过将光发射器发射至顶盖外部的激光设置为仅穿过透明件，减少了激光在穿透透明件时的激光损失，提高了清洁机器人对周围环境感应的灵敏度，同时，测距组件的外侧未套设密封罩，降低了激光雷达的高度，提高了移动机器人的通过率。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的清洁机器人的立体示意图。

图2是图1中顶盖和透明罩的立体示意图。

图3是图2中顶盖、透明罩和激光雷达的爆炸图。

图4是图2中顶盖、透明罩和激光雷达的剖视图。

图5是图3中透明罩的立体示意图。

图6是图3中壳体的立体示意图。

图7是图6中安装部的局部放大图。

图8是图3中激光雷达的立体示意图。

附图标记说明：

清洁机器人200，顶盖100，激光雷达1，壳体2，透明罩3；

驱动组件11，接线部111，测距组件12，光发射器121，光接收器122；

安装部21，凹槽211，卡接孔212，收容槽213，接线孔214，凸筋215，固定柱216，穿孔217；

透明件31，连接边32，卡接件321，卡接块322，顶壁33，容置腔34，挡壁35，加强柱351。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参阅图1至图4所示，本实用新型揭示了一种清洁机器人200，用于对地面进行清扫和清洁。清洁机器人200包括设于顶部的顶盖100，顶盖100供安装激光雷达1，顶盖100包括壳体2和组装在壳体上的透明罩3，透明罩3和激光雷达1均设于清洁机器人200移动方向的前端，激光雷达1能够相对于清洁机器人200转动，使得激光雷达1发出的激光能够穿过透明罩3向外射出，当激光发射到障碍物时，激光发生反射以形成反射激光向激光雷达1射出，反射激光穿过透明罩3并被激光雷达1接收，以测量清洁机器人200与障碍物之间的距离，以避免清洁机器人200与障碍物碰撞，提高了清洁机器人200的安全系数。

结合图8所示，壳体2上设有供安装激光雷达1的安装部21，透明罩3罩设在激光雷达1外侧并与安装部21连接，激光雷达1包括驱动组件11和测距组件12，驱动组件11与测距组件12连接并能够驱动测距组件12转动，透明罩3包括与安装部21连接且呈弧形设置的透明件31，透明件31相对于测距组件12的旋转轴线a呈倾斜设置，测距组件12包括光发射器121和光接收器122，且光发射器121发射至顶盖100外部的激光仅穿过透明件31，射出后的激光经过障碍物的反射形成反射激光，反射激光也仅穿过透明件31到达光接收器122，光接收器122接收该反射激光并计算清洁机器人200与障碍物之间的距离，避免清洁机器人200与障碍物碰撞。

具体的，安装部21设于壳体2朝向清洁机器人200向前移动的一端，驱动组件11与安装部21连接，并使得测距组件12能够在驱动组件11的驱动下转动，以对清洁机器人200周围的环境进行勘察。光接收器122和光发射器121并列且平行设置，使得在转动方向上，光发射器121发射的激光经过障碍物反射后能够被光接收器122接收。

需要说明的是，本实施例中，激光雷达1不设置密封罩，即光发射器121发出的激光仅穿过一层透光件向外射出，经过障碍物反射后形成的反射光线也仅穿过一层透光件进入光接收器122，如此设置，减少了激光在穿过多层透光件时出现的损失，提高了激光的强度，同时使得激光更容易被光接收器122捕捉，提高了激光雷达1对周围环境的测量精度。

本实施例中，透明件31的材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯，透明件31的透光率大于90％，以提高激光的穿透率，进而提高激光雷达1的测量精度，当然，在其它还实施例中，透明件31的还可以由其它材料制成，只要能够实现透光率大于90％即可，此处不做限制。

请参阅图4和图5所示，透明件31呈U型设置且围设在测距组件12的外侧，透明件31与测距组件12的旋转轴线a之间的夹角为8°～10°，优选的，透明件31与测距组件12的旋转轴线a之间的夹角为9°。具体的，透明件31在测距组件12的旋转平面b上的投影呈“U”字形设计，测距组件12设于“U”字形的中部位置，使得光发射器121与透明件31上的各位置之间的距离相同，提高了激光雷达1的测量精度。

透明罩3包括与透明件31连接的顶壁33，透明件31和顶壁33围设形成一容置腔34，测距组件12收容在容置腔34内并能够在容置腔34内转动。透明罩3还包括分别与顶壁33和透明件31连接的挡壁35，挡壁35和透明件31围设在顶壁33的四周，即挡壁35、透明件31和顶壁33共同围设形成上述容置腔34，顶壁33与测距组件12的转动平面b平行设置，透明件31与该转动平面b倾斜设置，挡壁35垂直于顶壁33设置，透明件31设于清洁机器人200的前进方向，挡壁35设于清洁机器人200的后退方向。透明罩3罩设在激光雷达1外侧后，测距组件12远离驱动组件11的一端与顶壁33之间存在间隙，使得测距组件12在转动时不会与顶壁33碰撞，一方面实现了测距组件12收容在容置腔34内并能够相对于顶壁33转动，另一方面，由于测距组件12与顶壁33之间不存在其它组件，使得激光雷达1和透明罩3之间的距离缩小，进一步缩小了清洁机器人200的高度。

请参阅图5至图7所示，挡壁35上还设有与挡壁35连接的加强柱351，安装部21上设有与加强柱351相对应的穿孔217，壳体2还包括固定件，固定件穿过穿孔217并与加强柱351锁紧连接，以将透明罩3固定在壳体2上。优选的，固定件为螺钉，加强柱351设于挡壁35远离容置腔34的一侧，且设有均匀分布的四个，穿孔217也设有四个，以与加强柱351一一对应。

透明件31包括连接边32，安装部21上对应设有凹槽211，连接边32收容在凹槽211内，以连接透明罩3和壳体2。连接边32设于透明件31远离顶壁33的一侧，凹槽211自安装部21靠近透明罩3的一侧向内凹陷形成，凹槽211的形状与尺寸与连接边32的形状与尺寸相匹配，使得连接边32能够收容在凹槽211内，以实现透明件31和安装部21之间的定位连接。具体的，凹槽211呈环状设置，以与挡壁35和透明件31的形状相匹配，使得连接边32和挡壁35远离顶壁33的一侧均能收容在凹槽211内，以实现透明罩3与安装部21的连接。优选的，在清洁机器人200的前进方向上，连接边32的厚度小于透明件31的厚度，挡壁35远离顶壁33的一端呈收缩状延伸，以便捷组装透明罩3和壳体2，凹槽211内还设有密封胶，以实现透明件31、挡壁35和安装部21之间的密封连接，当然，在其他实施例中，连接边32的厚度与透明件31的厚度可以相同，连接边32和凹槽211之间还可以设置密封条，此处不做限制。

此外，透明件31还设有自连接边32向外伸出的卡接件321，凹槽211内对应开设有卡接孔212，卡接件321伸入卡接孔212内并与卡接孔212的边缘抵接，以卡扣连接透明罩3和壳体2。卡接件321自透明件31朝向远离顶壁33的一侧向外延伸，且卡接件321远离透明件31的一端设有卡接块322，卡接块322自卡接件321向外突出，且卡接孔212与卡接块322的形状相匹配，卡接孔212设于凹槽211的底部并贯穿安装部21，使得卡接件321和卡接块322能够穿过卡接孔212，卡接块322穿过卡接孔212后，在卡接件321弹力的作用下与卡接孔212的壁抵接，以限制卡接块322的移动，实现了透明件31与安装部21的卡扣连接。

优选的，卡接块322设于卡接件321远离透明件31的一侧，卡接块322呈三角形状设置，以在穿过卡接孔212后能够与卡接孔212的壁抵接，以限制卡接件321的位移，卡接件321设有均匀分布在连接边32上的6个，卡接孔212设有6个以与卡接件321一一对应。

请参阅图6至图8所示，安装部21包括自壳体的外表面向内凹陷的收容槽213以及形成于收容槽213的内侧壁上的凸筋215，驱动组件11收容在收容槽213内，并使得驱动组件11的外侧壁与凸筋215抵接。其中，收容槽213自安装部21靠近透明罩3的一侧向内凹陷，且凹槽211围设在收容槽213的四周，收容槽213的形状和尺寸与驱动组件11相匹配，驱动组件11包括底板与底板固定连接的侧板，当驱动组件11收容在收容槽213内时，底板与收容槽213的底部位置抵接，侧板与收容槽213的侧壁抵接，凸筋215自收容槽213的侧壁向收容槽213内突伸，以与驱动组件11的侧板抵接，以提高驱动组件11与收容槽213侧壁之间的摩擦力，避免驱动组件11在自由状态下从收容槽213内滑出。

优选的，驱动组件11呈正方体形设计，收容槽213的形状与驱动组件11的形状相匹配，凸筋215设有四个，且分别设于收容槽213四面侧壁的中部位置。

具体的，收容槽213内还设有固定柱216，驱动组件11上对应设有固定孔，壳体2还包括固定件，固定件穿过固定孔并与固定柱216锁紧，以固定连接驱动组件11和安装部21。固定柱216设有两个且相对设置于收容槽213的对角处，驱动组件11的固定孔也设有两个，以与两个固定柱216一一对应。具体的，固定柱216呈圆柱状且设有两个，固定孔设于驱动组件11的对角线边缘处且贯穿驱动组件11，使得固定件能够穿过固定孔以与固定柱216连接。

驱动组件11上还设有接线部111，清洁机器人200包括电源组件(未图示)以及与电源组件电性连接的供电组件(未图示)，安装部21上还设有与收容槽213相连通的接线孔214，其中，接线部111设于驱动组件11的底部位置，接线孔214与接线部111相对应设置，使得供电组件远离电源组件的一端能够穿过接线孔214以与接线部111电性连接，以向驱动组件11供电，驱动测距组件12转动。

综上所述，本实用新型的清洁机器人200通过将光发射器121发射至顶盖100外部的激光设置为仅穿过透明件31，减少了激光在穿透透明件31时的激光损失，提高了清洁机器人200对周围环境感应的灵敏度，同时，测距组件12的外侧未套设密封罩，降低了激光雷达1的高度，提高了移动机器人的通过率；通过将透明件31设置为相对于测距组件12的旋转轴线a倾斜，使得光发射器121发出的激光在透明件31处反射的光线不会进入光接收器122，进一步提高了测距组件12的测量精度；通过在安装部21上设有凹槽211，透明件31上设置与凹槽211相匹配的连接边32，实现了透明罩3和安装部21之间的密封连接；通过在透明件31上设置卡接件321，凹槽211内设置卡接孔212，实现了透明件31与安装部21之间的卡扣连接；通过在收容槽213内设置凸筋215，提高了驱动组件11与安装部21之前的连接强度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种清洁机器人，包括顶盖和安装在所述顶盖上的激光雷达，其特征在于：所述顶盖包括壳体和组装在所述壳体上的透明罩，所述壳体上设有供安装激光雷达的安装部，所述透明罩罩设在所述激光雷达的外侧并与所述安装部连接，所述透明罩包括与所述安装部连接并呈弧形设置的透明件，所述激光雷达包括光发射器，且所述光发射器发射至所述顶盖外部的激光仅穿过所述透明件。

2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述激光雷达包括测距组件，所述透明件相对于所述测距组件的旋转轴线呈倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于：所述透明件与所述测距组件的旋转轴线之间的夹角为8°～10°，所述透明件呈U型设置且围设在所述测距组件的外侧。

4.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述透明件的透光率大于90％。

5.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述透明件设有连接边，所述安装部上对应设有凹槽，所述连接边收容在所述凹槽内，以连接所述透明罩和所述壳体。

6.根据权利要求5所述的清洁机器人，其特征在于：所述透明件还设有自所述连接边向外伸出的卡接件，所述凹槽内对应开设有卡接孔，所述卡接件伸入所述卡接孔内并与所述卡接孔的边缘抵接，以卡扣连接所述透明罩和所述壳体。

7.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述激光雷达包括测距组件，所述光发射器安装于所述测距组件，所述透明罩还包括与所述透明件连接的顶壁，所述透明件和所述顶壁共同围设形成一容置腔，所述测距组件收容在所述容置腔内并能够在所述容置腔内转动。

8.根据权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于：所述激光雷达还包括驱动组件，所述驱动组件与所述测距组件连接并能够驱动所述测距组件转动，所述安装部包括自所述壳体的外表面向内凹陷的收容槽以及形成于所述收容槽的内侧壁上的凸筋，所述驱动组件收容在所述收容槽内，并使得所述驱动组件的外侧壁与所述凸筋抵接。

9.根据权利要求8所述的清洁机器人，其特征在于：所述收容槽内还设有固定柱，所述驱动组件上对应设有固定孔，所述壳体还包括固定件，所述固定件穿过所述固定孔并与所述固定柱锁紧，以固定连接所述驱动组件和所述安装部。

10.根据权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于：所述固定柱设有两个且相对设置于所述收容槽的对角处，所述固定孔也设有两个，以与两个所述固定柱一一对应。

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