CN219331516U - 一种清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种清洁机器人，属于清洁机器人技术领域。清洁机器人包括机器人主体、检测装置和控制器。检测装置设置于机器人主体上，且位于机器人主体的行进方向，检测装置包括电路板、第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件包括第一发射元件和第一接收元件，第二检测组件包括第二发射元件和第二接收元件；控制器用于接收第一检测组件和第二检测组件的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物。本申请提供的清洁机器人，能够有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，对机器人主体和障碍物起到保护作用，有效防止机器人主体与障碍物发生碰撞，提升了清洁机器人和障碍物的使用寿命。

Description

一种清洁机器人

技术领域

本申请涉及清洁机器人技术领域，尤其涉及一种清洁机器人。

背景技术

目前，随着科技水平的提高，人们越来越倾向于采用扫地机器人来代替人工完成扫地、吸尘、拖地等工作，以减轻人们清洁地面的工作负担，扫地机器人能够缓解体力劳累，使其受到越来越广泛的应用。障碍物检测与避障依然是扫地机器人所要面对的一大难题。传统避障方式由于障碍物颜色、材质不同，反射信号强度值有较大差异，即不同颜色、材质的障碍物反射信号不同，从而导致扫地机器人对障碍物的检测容易产生误判，进而导致扫地机器人容易与障碍物发生碰撞而影响扫地机器人及障碍物的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种清洁机器人，以解决现有技术中扫地机器人对障碍物的检测容易产生误判，导致扫地机器人容易与障碍物发生碰撞而影响扫地机器人及障碍物的使用寿命的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了：

一种清洁机器人，包括：

机器人主体；

检测装置，设置于所述机器人主体上，且位于所述机器人主体的行进方向，所述检测装置包括电路板、第一检测组件和第二检测组件，所述电路板分别与所述第一检测组件和所述第二检测组件电连接，所述第一检测组件包括第一发射元件和第一接收元件，所述第二检测组件包括第二发射元件和第二接收元件；

控制器，所述控制器用于接收所述第一检测组件和所述第二检测组件的多个检测信号，并根据所述多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物。

另外，根据本申请的清洁机器人，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述第二发射元件的功率大于所述第一发射元件的功率，所述第一发射元件与所述第一接收元件相对设置，所述第二发射元件与所述第二接收元件相对设置。

在本申请的一些实施例中，所述第一发射元件和所述第一接收元件设置于所述电路板的一侧，所述第二发射元件和所述第二接收元件设置于所述电路板的另一侧。

在本申请的一些实施例中，所述检测装置还包括散光件和聚光件，所述散光件设置于所述第二发射元件靠近所述障碍物的一侧，所述聚光件设置于所述第二接收元件靠近所述障碍物的一侧。

在本申请的一些实施例中，所述第一发射元件与所述第一接收元件之间的夹角为α，满足30度≤α≤70度；

所述第二发射元件与所述第二接收元件之间的夹角为β，满足30度≤β≤70度。

在本申请的一些实施例中，所述第一发射元件与所述机器人主体的行进方向之间的夹角为γ，满足15度≤γ≤35度；

所述第二发射元件与所述机器人主体的行进方向之间的夹角为δ，满足15度≤δ≤35度。

在本申请的一些实施例中，所述检测装置还包括红外信号增强模块，所述红外信号增强模块设置于所述电路板上且与所述电路板电连接。

在本申请的一些实施例中，所述检测装置还包括第三接收元件，所述第三接收元件用于接收清洁基站发射的第三红外线。

在本申请的一些实施例中，所述检测装置还包括支架，所述支架安装于所述机器人主体上，且位于所述机器人主体的行进方向，所述电路板、所述第一检测组件和所述第二检测组件均安装于所述支架上。

在本申请的一些实施例中，所述检测装置每侧至少还设置有一个二级检测装置，所述二级检测装置沿所述机器人主体的周向相间隔设置，所述二级检测装置的信号发射角度与机器人主体的行进方向夹角大于γ和β中任意一者。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：

本申请提出一种清洁机器人，清洁机器人包括机器人主体、检测装置和控制器，检测装置设置于机器人主体上，且位于机器人主体的行进方向，检测装置包括电路板、第一检测组件和第二检测组件，电路板分别与第一检测组件和第二检测组件电连接，第一检测组件包括第一发射元件和第一接收元件，第二检测组件包括第二发射元件和第二接收元件，控制器用于接收第一检测组件和第二检测组件的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物。

本申请提供的清洁机器人，通过在机器人主体上设置位于机器人主体的行进方向检测装置，检测装置包括电路板、第一检测组件和第二检测组件，并通过设置电路板分别与第一检测组件和第二检测组件电连接，这样使得第一检测组件的第一发射元件能够向障碍物的方向发射第一红外线，且第一红外线经过障碍物的表面反射后能够被第一接收元件接收，同时使得第二检测组件的第二发射元件能够向障碍物的方向发射第二红外线，且第二红外线经过障碍物的表面反射后能够被第二接收元件接收，从而使得检测装置能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体的相对位置，控制器能够接收第一接收元件和第二接收元件的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物，进而使得机器人主体靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，对机器人主体和障碍物起到保护作用，有效防止机器人主体与障碍物发生碰撞，提升了清洁机器人和障碍物的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中清洁机器人的立体结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中清洁机器人的俯视结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中检测装置的正视结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中检测装置的俯视结构示意图一；

图5示出了本申请一些实施例中检测装置的立体结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中检测装置的俯视结构示意图二。

主要元件符号说明：

100-清洁机器人；110-机器人主体；120-检测装置；121-电路板；122-第一检测组件；1221-第一发射元件；1222-第一接收元件；123-第二检测组件；1231-第二发射元件；1232-第二接收元件；124-散光件；125-聚光件；126-支架；127-红外信号增强模块；128-第三接收元件；130-二级检测装置。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图3所示，本申请的实施例提供了一种清洁机器人100，主要用于清洁设备。该清洁机器人100包括机器人主体110、检测装置120和控制器。

一并参阅图5，其中，检测装置120设置于所述机器人主体110上，且位于所述机器人主体110的行进方向，所述检测装置120包括电路板121、第一检测组件122和第二检测组件123，所述电路板121分别与所述第一检测组件122和所述第二检测组件123电连接，所述第一检测组件122包括第一发射元件1221和第一接收元件1222，所述第二检测组件123包括第二发射元件1231和第二接收元件1232，所述控制器用于接收所述第一检测组件122和所述第二检测组件123的多个检测信号，并根据所述多个检测信号控制清洁机器人100回避障碍物。

本申请实施例提供的清洁机器人100，通过在机器人主体110上设置位于机器人主体110的行进方向的检测装置120，检测装置120包括电路板121、第一检测组件122和第二检测组件123，并通过设置电路板121分别与第一检测组件122和第二检测组件123电连接，这样使得第一检测组件122的第一发射元件1221能够向障碍物的方向发射第一红外线，且第一红外线经过障碍物的表面反射后能够被第一接收元件1222接收，同时使得第二检测组件123的第二发射元件1231能够向障碍物的方向发射第二红外线，且第二红外线经过障碍物的表面反射后能够被第二接收元件1232接收，从而使得检测装置120能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，控制器能够接收第一接收元件1222和第二接收元件1232的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人100回避障碍物，进而使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，对机器人主体110和障碍物起到保护作用，有效防止机器人主体110与障碍物发生碰撞，提升了清洁机器人100和障碍物的使用寿命。

示例性的，第一发射元件1221和第二发射元件1231均可以为红外发射灯，第一接收元件1222和第二接收元件1232均可以为红外接收灯。

如图3、图4、图5和图6所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述第二发射元件1231的功率大于所述第一发射元件1221的功率，所述第一发射元件1221与所述第一接收元件1222相对设置，所述第二发射元件1231与所述第二接收元件1232相对设置。

所述第一发射元件1221和所述第一接收元件1222设置于所述电路板121的一侧，所述第二发射元件1231和所述第二接收元件1232设置于所述电路板121的另一侧。

在本实施例中，第二发射元件1231的功率大于第一发射元件1221的功率，即第二红外线的信号强度大于第一红外线的信号强度。通过将第一发射元件1221与第一接收元件1222相对设置于电路板121的一侧，同时将第二发射元件1231与第二接收元件1232相对设置于电路板121的另一侧，使得第一发射元件1221能够向障碍物的方向发射第一红外线，且第一红外线经过障碍物的表面反射后能够被第一接收元件1222接收，同时使得第二发射元件1231能够向障碍物的方向发射第二红外线，且第二红外线经过障碍物的表面反射后能够被第二接收元件1232接收。这样能够有效提升检测装置120检测的精准性、实时性和稳定性，进一步使得检测装置120能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，从而进一步使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够进一步有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，对机器人主体110和障碍物起到保护作用，有效防止机器人主体110与障碍物发生碰撞，提升了清洁机器人100和障碍物的使用寿命。

示例性的，第一发射元件1221和第二发射元件1231均可以为红外发射灯，第一接收元件1222和第二接收元件1232均可以为红外接收灯。其中，第一发射元件1221的型号可以为BIR-3AIE9SC-11-SDJ，3mm，100mW；第一接收元件1222的型号可以为BPT-3APT1SD-14-SDJ，3mm，100mW；第二发射元件1231的型号可以为BPT-BP0A512，5mm，150mW；第二接收元件1232的型号可以为BIR-BM13B7M，5mm，150mW。

如图3、图5和图6所示，在本申请的上述实施例中，可选的，所述检测装置120还包括散光件124和聚光件125，所述散光件124设置于所述第二发射元件1231靠近所述障碍物的一侧，所述聚光件125设置于所述第二接收元件1232靠近所述障碍物的一侧。

在本实施例中，通过在第二发射元件1231靠近障碍物的一侧设置散光件124，这样能够分散第二发射元件1231发射的红外线，增强了第二发射元件1231向障碍物的方向发射的第二红外线信号。同时，通过在第二接收元件1232靠近障碍物的一侧设置聚光件125，这样能够聚焦经障碍物的表面反射的第二红外线，增强了第二接收元件1232接收障碍物的表面反射的第二红外线信号。从而，能够更进一步提升检测装置120检测的精准性、实时性和稳定性，更进一步使得检测装置120能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，进而更进一步使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够更进一步有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物。

示例性的，散光件124可以为凹透镜，聚光件125可以为凸透镜。

如图4和图6所示，在本申请的上述实施例中，可选的，所述第一发射元件1221与所述第一接收元件1222之间的夹角为α，满足30度≤α≤70度；所述第二发射元件1231与所述第二接收元件1232之间的夹角为β，满足30度≤β≤70度。

所述第一发射元件1221与所述机器人主体110的行进方向之间的夹角为γ，满足15度≤γ≤35度；所述第二发射元件1231与所述机器人主体110的行进方向之间的夹角为δ，满足15度≤δ≤35度。

在本实施例中，利用三角测距原理，将第一发射元件1221与第一接收元件1222之间的夹角α设置在30度到70度之间，第二发射元件1231与第二接收元件1232之间的夹角β设置在30度到70度之间，第一发射元件1221与机器人主体110的行进方向之间的夹角γ设置在15度到35度之间，第二发射元件1231与机器人主体110的行进方向之间的夹角δ设置在15度到35度之间，这样使得检测装置120的检测距离适中，从而利于规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，避免夹角过大导致检测距离过小而造成机器人主体110容易与障碍物发生碰撞，避免夹角过小导致检测距离过大而造成机器人主体110离障碍物还有很远时就执行避障动作，导致漏扫的情况发生。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述检测装置120还包括红外信号增强模块127，所述红外信号增强模块127设置于所述电路板121上且与所述电路板121电连接。

在本实施例中，通过在电路板121上设置与电路板121电连接的红外信号增强模块127，这样能够有效增强红外信号，从而更进一步提升检测装置120检测的精准性、实时性和稳定性，更进一步使得检测装置120能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，进而更进一步使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够更进一步有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物。

如图3和图6所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述检测装置120还包括第三接收元件128，所述第三接收元件128用于接收清洁基站发射的第三红外线。

在本实施例中，通过设置用于接收清洁基站发射的第三红外线的第三接收元件128，以实现清洁机器人100的回充功能。

示例性的，第三接收元件128可以为红外接收灯。

如图3和图5所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述检测装置120还包括支架126，所述支架126安装于所述机器人主体110上，且位于所述机器人主体110的行进方向，所述电路板121、所述第一检测组件122和所述第二检测组件123均安装于所述支架126上。

在本实施例中，通过在机器人主体110上设置位于机器人主体110的行进方向的支架126，并在支架126上设置电路板121、第一检测组件122和第二检测组件123，这样使得检测装置120能够稳固地安装在支架126和机器人主体110上，提升了安装稳定性和可靠性，从而提升了检测装置120检测的精准性和稳定性。

如图1和图2所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述检测装置120每侧至少还设置有一个二级检测装置130，所述二级检测装置130沿所述机器人主体110的周向相间隔设置，所述二级检测装置130的信号发射角度与机器人主体110的行进方向夹角大于γ和β中任意一者。

在本实施例中，检测装置120每侧至少还设置有一个二级检测装置130，并将二级检测装置130沿机器人主体110的周向相间隔设置，且二级检测装置130的信号发射角度与机器人主体110的行进方向夹角大于γ和β中任意一者，以提升避障容错率，这样能够更进一步提升检测的精准性、实时性和稳定性，更进一步使得清洁机器人100能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，控制器能够接收检测装置120和二级检测装置130的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物，进而更进一步使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够更进一步有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物。

需要说明的是，现有技术中清洁机器人采用激光雷达传感器避障的测试数据如表1所示：

表1

本申请中清洁机器人采用第二发射元件和第二接收元件避障的测试数据如表2所示：

表2

本申请中清洁机器人采用第一发射元件和第一接收元件避障的测试数据如表3所示：

表3

如表1、表2和表3所示，以上测试数据表明：现有技术中清洁机器人采用激光雷达传感器避障的方式能够有效回避浅色的白墙障碍物，但无法有效回避深色的黑墙、灰墙或透明玻璃等障碍物；而本申请中清洁机器人100采用第一检测组件122和第二检测组件123组合检测的方式能够有效规避浅色的白墙、深色的黑墙、灰墙或透明玻璃等障碍物，且在距离透明玻璃障碍物2cm至4.5cm时停止前行，但是当清洁机器人100与障碍物的倾斜角为10-30度时出现无法避开透明玻璃障碍物的情况，因此本申请通过沿机器人主体110的周向相间隔设置二级检测装置130，以解决当倾斜角为10-30度时无法避开透明玻璃障碍物的问题，有效提升了避障容错率。

示例性的，清洁机器人100可以是扫地机器人、具有扫地功能的吸尘器、玻璃面或墙面清洁机器人100等。

综上所述，本申请提出一种清洁机器人100，清洁机器人100包括机器人主体110和检测装置120，检测装置120设置于机器人主体110上，且位于机器人主体110的行进方向，检测装置120包括电路板121、第一检测组件122和第二检测组件123，电路板121分别与第一检测组件122和第二检测组件123电连接，第一检测组件122包括第一发射元件1221和第一接收元件1222，第二检测组件123包括第二发射元件1231和第二接收元件1232，控制器用于接收第一检测组件122和第二检测组件123的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人100回避障碍物。

本申请提供的清洁机器人100，通过在机器人主体110上设置位于机器人主体110的行进方向的检测装置120，检测装置120包括电路板121、第一检测组件122和第二检测组件123，并通过设置电路板121分别与第一检测组件122和第二检测组件123电连接，这样使得第一检测组件122的第一发射元件1221能够向障碍物的方向发射第一红外线，且第一红外线经过障碍物的表面反射后能够被第一接收元件1222接收，同时使得第二检测组件123的第二发射元件1231能够向障碍物的方向发射第二红外线，且第二红外线经过障碍物的表面反射后能够被第二接收元件1232接收，从而使得检测装置120能够精准、实时、稳定地检测障碍物与机器人主体110的相对位置，控制器能够接收第一接收元件1222和第二接收元件1232的多个检测信号，并根据多个检测信号控制清洁机器人100回避障碍物，进而使得机器人主体110靠近障碍物时能够执行相应的减速、转向、后退等规避动作，能够有效规避透明玻璃材质、深色或浅色的障碍物，对机器人主体110和障碍物起到保护作用，有效防止机器人主体110与障碍物发生碰撞，提升了清洁机器人100和障碍物的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种清洁机器人，其特征在于，包括：

机器人主体；

检测装置，设置于所述机器人主体上，且位于所述机器人主体的行进方向，所述检测装置包括电路板、第一检测组件和第二检测组件，所述电路板分别与所述第一检测组件和所述第二检测组件电连接，所述第一检测组件包括第一发射元件和第一接收元件，所述第二检测组件包括第二发射元件和第二接收元件；

控制器，所述控制器用于接收所述第一检测组件和所述第二检测组件的多个检测信号，并根据所述多个检测信号控制清洁机器人回避障碍物。

2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述第二发射元件的功率大于所述第一发射元件的功率，所述第一发射元件与所述第一接收元件相对设置，所述第二发射元件与所述第二接收元件相对设置。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一发射元件和所述第一接收元件设置于所述电路板的一侧，所述第二发射元件和所述第二接收元件设置于所述电路板的另一侧。

4.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置还包括散光件和聚光件，所述散光件设置于所述第二发射元件靠近所述障碍物的一侧，所述聚光件设置于所述第二接收元件靠近所述障碍物的一侧。

5.根据权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一发射元件与所述第一接收元件之间的夹角为α，满足30度≤α≤70度；

所述第二发射元件与所述第二接收元件之间的夹角为β，满足30度≤β≤70度。

6.根据权利要求5所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一发射元件与所述机器人主体的行进方向之间的夹角为γ，满足15度≤γ≤35度；

所述第二发射元件与所述机器人主体的行进方向之间的夹角为δ，满足15度≤δ≤35度。

7.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置还包括红外信号增强模块，所述红外信号增强模块设置于所述电路板上且与所述电路板电连接。

8.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置还包括第三接收元件，所述第三接收元件用于接收清洁基站发射的第三红外线。

9.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置还包括支架，所述支架安装于所述机器人主体上，且位于所述机器人主体的行进方向，所述电路板、所述第一检测组件和所述第二检测组件均安装于所述支架上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置每侧至少还设置有一个二级检测装置，所述二级检测装置沿所述机器人主体的周向相间隔设置，所述二级检测装置的信号发射角度与机器人主体的行进方向夹角大于γ和β中任意一者。

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