WO2022222706A1

WO2022222706A1 - 一种自移动清洁设备

Info

Publication number: WO2022222706A1
Application number: PCT/CN2022/083691
Authority: WO
Inventors: 潘柯; 朱道文; 刘小禹
Original assignee: Beijing Rockrobo Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Rockrobo Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2023-10-19
Also published as: CN113057542A

Abstract

一种自移动清洁设备，包括主体（1）及至少一个感测模组（4）；自移动清洁设备还包括流体储存装置（2），流体储存装置（2）的外表面成型为主体（1）的外表面，流体储存装置（2）用于储存清洁流体或者回收的脏污流体；每个感测模组（4）包括安装构件（401）及至少一个感测部（403），至少一个感测部（403）通过安装构件（401）设置在主体（1）的外侧。

Description

一种自移动清洁设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年4月19日递交的中国专利申请202110417940.0的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。

技术领域

本公开实施例涉及一种自移动清洁设备。

背景技术

移动清洁设备指的是在待清洁区域行进，而通过吸入或拖擦待清洁区域的灰尘等异物而进行清洁的装置。其中，洗地机作为移动清洁设备的一种，已得到广泛的应用。

洗地机按操作方式一般分为手推式或驾驶式，其工作原理为在洗地机在待清洁区域行驶的同时，清流体储存装置内的清洁剂经由水管通路至刷盘下方，配合刷盘的转动来洗刷地面，之后通过吸水系统将污水吸入污流体储存装置，以达到清洁的目的。但是手推式洗地机和驾驶式洗地机自动化程度较低，需要人工操作，不便于使用。而提高洗地机的自动化程度，则需要在洗地机上装载多种传感器来实现位置感知、导航控制、路径规划和避障等功能。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本公开的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本公开实施例提供了一种自移动清洁设备，包括主体及至少一个感测模组；

所述自移动清洁设备还包括流体储存装置，所述流体储存装置的外表面成型为所述主体的外表面，所述流体储存装置用于储存清洁流体或者回收的脏污流体；

每个所述感测模组包括安装构件及至少一个感测部，至少一个所述感测部通过所述安装构件设置在所述主体的外侧。

附图说明

本公开的下列附图在此作为本公开实施例的一部分用于理解本发明。附图中示出了本公开的实施例及其描述，用来解释本公开的原理。

附图中：

图1为根据本公开的一实施例的自移动清洁设备的立体示意图；

图2为根据本公开的一实施例的感测模组的结构图；

图3为根据本公开的一实施例的感测模组的结构图。

附图标记说明：

1-主体，2-流体储存装置，3-卡槽，4-感测模组，401-安装构件，402-安装槽，4021-底面，4022-周壁，403-感测部，41-导航感测模组，42-测距感测模组，5-第一腔室，6-第二腔室，7-第一透镜，8-第二透镜，9-隔板，10-滤光片，11-透光槽，12-壳体，1201-上盖，1202-底板，13-开口。

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公开更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开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，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本公开的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本公开的内容彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

如图1所示，本公开实施例提供了一种自移动清洁设备，包括主体1及至少一个感测模组4；自移动清洁设备还包括流体储存装置2，流体储存装置2的外表面成型为主体的外表面，流体储存装置2用于储存清洁流体或者回收的脏污流体；每个感测模组4包括安装构件401及至少一个感测部403，至少一个感测部403通过安装构件设置在主体1的外侧。

本实施例中的自移动清洁设备为在特定区域内自主行走且无需人工操作就能完成清洁作业的设备。自移动清洁设备包括但不限于自动洗地机、自动拖扫一体机等。该特定区域例如包括需要通过自动清洁设备进行清洁的区域，例如家里、办公区域，公共场所等各种区域。

以自动洗地机为例，自动洗地机包括但不限于可以包括但不限于主体1、行走机构、清洁供给系统、控制装置、感测模组4及污水回收系统。

主体1可配置为具有一定厚度的流体储存装置2，该流体储存装置2用于储存清洁液以及回收的污水。流体储存装置2可采用诸如塑料的材料整体成型，以提高主体1的弹性、韧性、防腐蚀及防撞性能，并且减小主体1的重量。流体储存装置2的周壁4022可预先形成多个槽、凹陷、卡位或类似结构，用于安装清洁供给系统、污水回收系统、行走机构及电池组件。同时，将流体储存装置2作为主体1，也无需额外制作壳体等其他构件，可简化生产工艺。并且在洗地机用于清洁大型场所的情况下，可增加主体1的体积，以提高流体储存装置2的容积，使流体储存装置2具有充足的清洁液，以满足清洗需求。其中，清洁液可以是清洁溶液，或者是清水和洗涤剂的混合液。在某些实施例中，流体储存装置2可化为多个舱室，例如，划分为两个舱室，一个用来储存清洁液，另一个用来储存回收后的污水；进一步地，针对清水和洗涤剂混合的情形下，储存清洁液的舱室也可以划分为两个子舱室，一个子舱室的容积要远远大于另一个子舱室的容积，这样，较大的子舱室内储存清水，较小的子舱室存储洗涤剂。

行走机构包括设置在主体1下部的多组滚轮以及驱动机构，每组的两个滚轮分别位于主体1的相对两侧，驱动机构内置于机器人本体内，通过驱动机构驱动滚轮带动主体1行走来进行清洁作业。

控制装置设置在本体内的电路主板上，包括存储器(例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器)和处理器(例如中央处理单元、应用处理器)等。处理器根据感测部403反馈的物体信息来绘制自移动清洁设备所在环境中的即时地图，从而规划最为高效合理的清洁路径和清洁方式，大大提高自移动清洁设备的清扫效率。并且根据感测部403反馈的距离信息、速度信息、姿态信息等综合判断自移动清洁设备当前处于何种工作状态，从而能针对不同情况给出具体的下一步动作策略，向自移动清洁设备发出相应的控制指令。

清洁液供给系统包括清洁装置、清洁液输出管路、设在清洁头壳体内且用于向清洁装置提供清洁液的喷嘴以及用于使清洁装置升降的升降机构。流体储存装置2通过清洁液输出管路与喷嘴连通，在清洁液输出管路上还设有必要的泵等部件，以便清洁液及时足量的输送至喷嘴处。在清洁作业时，升降机构驱动清洁装置下降，以使清洁装置与待清洁表面接触，之后将清洁液输送至喷嘴处来向清洁装置提供清洁液，从而实现清洁作业。在清洁作业完毕后，升降机构驱动清洁装置上升，以使清洁装置与待清洁表面形成一定距离，从而降低地面对清洁装置的磨损，提高清洁装置的使用寿命。

在其他实施例中，喷嘴也可设在清洁头壳体的外部并位于吸口的前侧，这样利用喷嘴直接将吸口前侧的待清洁面湿润，利用清洁件来刷洗润湿过的待清洁面，也同样能起到对待清洁面的刷洗效果。

污水回收系统包括风机组件及连接于污水回收装置与吸口之间的污水回收管路。污水回收管路在风机组件提供的抽吸力作用下，将待清洁面上的杂质及污液通过污水回收管路吸入至流体储存装置2内。

感测模组4的数量可由工作人员根据自清洁设备的作业需求进行设置，通常感测模组4设置为多个，这样可以全面的感测环境信息，从而提高感测的准确性。多个感测模组4中可以包括测距感测模组42和/或导航感测模组41的一种或几种。每种类型的感测模组4可以是一个，也可以是多个。

每个感测模组4包括安装构件401及至少一个感测部403，通过安装构件401将感测部403固定在主体1外侧，从而解决在滚塑外壳无法直接安装感测设备的问题，这样通过安装的感测部403反馈的采集信息，控制器可控制自移动清洁设备进行自主行进清洁作业，从而解决了采用滚塑工艺形成的主体无法直接安装感测元器件的问题，有利于自移动清洁设备智能化和自动化的实现。其中，安装构件401可采用诸如塑料材料，并整体成型，塑料材料具有弹性、任性、重量轻、优良的化学稳定性、防震等性能特点，可满足安装构件401的使用需求。塑料材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。

在上述实施例中，如图1所示，主体1被配置为流体储存装置2，流体存储装置的外表面作为主体1的外表面，流体储存装置2用于储存清洁流体或者回收的脏污流体。

主体1可配置为具有一定厚度的流体储存装置2，该流体储存装置2用于储存清洁液以及回收的污水。流体储存装置2可采用诸如塑料的材料整体成型，以提高主体1的弹性、韧性、防腐蚀及防撞性能，并且减小主体1的重量。流体储存装置2的周壁4022可预先形成多个槽、凹陷、卡位或类似结构，用于安装清洁供给系统、污水回收系统、行走机构等器件。同时，将流体储存装置2作为主体1，也无需额外制作壳体等其他构件，可简化生产工艺。

进一步地，主体1为滚塑工艺成型。

滚塑工艺的原料在模具中成形的过程中，只受重力影响，而不需额外施加外力，所以生产出的产品理论上是没有内应力的，因此更适合长期使用；滚塑模具受力相对较小，如此一来，对模具材质的要求会比较低；模具可以由两块或者更多块组成，而且形状和尺寸没有任何的限制；产品的壁厚一般比较均匀，而且可以生产壁厚很厚的产品，不受尺寸的限制。由此主体1采用滚塑制品，可满足大型自移动清洁设备，例如商用洗地机大尺寸的需求。

在上述实施例中，如图1所示，至少一个感测模组4包括测距感测模组42和/或导航感测模组41。具体地，测距感测模组42的感测部403包括雷达传感器、红外传感器、激光传感器及超声波传感器的一种或几种，导航感测模组41包括单目摄像装置、双目摄像装置及TOF摄像装置的一种或几种。

测距感测模组42可检测自移动清洁设备与周边物体之间的距离变化。测距传感器的工作原理为由发射部发射出射信号，在遇到预物体后形成反射，反射后的信号由接收器接收，根据发射信号与接收信号的时间差数据，计算出自移动设备与物体之间的距离。

导航感测模组41可拍摄装置的图像来获得更精准的距离测量并确定自移动清洁设备的位置及姿态，提高定位及地图构件的精准及可靠性。例如，单目摄像装置用于通过图像匹配进行障碍物的识别，双目摄像装置用于检测障碍物与自移动清洁设备之间的距离，其主要通过两幅图像的视差来确定距离，通过两个图像中的相同的特征点可得到匹配点，从而确定与目标的距离。通过单目摄像装置及双目摄像装置，可以便于自移动清洁设备对于其周围障碍物的种类以及距离进行识别，进而根据不同种类的障碍物进行智能避障，起到导航的作用，提成自移动清洁设备的智能化程度。为了进一步提高避障的准确性，还可以加装TOF摄像装置，TOF摄像装置基于TOF技术。TOF技术属于光学非接触式三维深度测量感知方式中的一种，通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测这些发射和接收光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。TOF的照射单元都是对光进行高频调制之后再进行发射，一般采用LED或激光(包含激光二极管和VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器))来发射高性能脉冲光，本申请的实施例中，采用激光来发射高性能脉冲光。脉冲可达到100MHz左右，主要采用红外光。TOF摄像装置应用的原理有以下两类，1)基于光学快门的方法；主要实现方式为：发射一束脉冲光波，通过光学快门快速精确获取照射到三维物体后反射回来的光波的时间差t，由于光速c已知，只要知道照射光和接收光的时间差，来回的距离可以通过公示d＝t/2·c；2)基于连续波强度调制的方法；主要实现方式为：发射一束照明光，利用发射光波信号与反射光波信号的相位变化来进行距离测量。其中，照明模组的波长一般是红外波段，且需要进行高频率调制。TOF感光元件与普通手机摄像模组类似，由芯片、镜头和线路板等部件构成，TOF感光芯片每一个像元对发射光波的往返相机与物体之间的具体相位分别进行记录，通过数据处理单元提取出相位差，由公式计算出深度信息。TOF摄像装置的体积小，可以直接输出被探测物体的深度数据，且TOF摄像装置的深度计算结果不受物体表面灰度和特征的影响，可以非常准确的进行三维探测。

在具体应用中，上述各不同传感器可组合使用，例如多个感测模组4的感测部403可包括雷达传感器、红外传感器和超声波传感器，这样通过不同的传感器反馈的信息进行比对，可选择较为准确的反馈结果，从而提高感测的准确性。

为了进一步提高检测的准确性，不同种类的感测模组4设置在主体1不同的位置，在一些可实现的方式中，测距感测模组42设置在主体1的下部边缘。

在具体实现中，如图1所示，主体1的下部可设置有内陷且与测距感测模组42的安装构件401相匹配的组装卡槽3，从而使安装构件401安装在主体1的下部。在设置多个测距感测模组42的情况下，多个测距感测模组42可环绕主体1的下部边缘设置，设置多个测距感测模组42能够增大自移动清洁设备的检测范围，以提高检测的全面性。进一步地，测距感测模组42的感测部403向主体1上部倾斜设置，以避免将低矮的物体检测为障碍物，进而提高检测的准确性。

导航感测模组41设置在主体1的外周壁4022上。

具体应用而言，在导航感测模组41可环绕主体1外周进行排布，从而可实现避障空间测量的全覆盖及全方位检测。

进一步地，导航感测模组41的总数量为至少两个，导航感测模组41形成感测模组阵列。

通过阵列分布的导航感测模组41能够使自移动清洁设备获得各种运动状态下的环境信息，判定障碍物位置，将数据上传至控制装置，由控制装置实时分析数据，及时作出判断，实现导航功能，躲避障碍物，保证其实际应用过程的安全性。

其中，阵列分布方式包括单层环绕分布阵列或多层环绕分布阵列。

单层环绕分布阵列是多个导航感测模组41围绕主体1外周呈单层排列，单层环绕分布阵列主要针对自移动清洁设备本体高度较低的情形。

多层环绕分布阵列时多个导航感测模组41围绕主体1外周呈两层或两层以上排列。多层环绕分布阵列主要针对主体1高度较高的情形，在这种情况下，如果采用单层环绕分布方式，则测量范围不足以全覆盖主体1高度范围内的障碍物检测。

在上述实施例中，如图1所示，每个安装构件401可拆卸地连接在主体1的外侧。

将安装构件401可拆卸连接的安装在主体1外侧，可在安装构件401由于碰撞等原因造成损坏或者其上的感测部403发生损坏时，可便于对该感测模组4进行更换。

可拆卸连接可采用现有的可拆卸连接件实现，例如螺栓等，本实施例不做严格限定。

进一步地，如图1所示，主体1上设有用于每个安装构件401相适配的卡槽3，每个安装构件401固定在对应的卡槽3内，且每个安装构件401的外表面与主体1的外表面平齐。

每个安装构件401的外表面与主体1的外表面平齐，这样主体1上没有突出的部分，从而减少在行进过程中，物品对主体1的碰撞的几率，并且减小主体1的尺寸及占用空间。

进一步地，如图2所示，安装构件401设有与每个感测部403相对应的安装槽402，每个感测部403安装在对应的安装槽402的底面4021上，以使感测部403内陷于安装构件401的外表面，每个安装槽402上覆盖有透明盖体。

感测部403内陷于安装构件401的外表面可避免感测部403与外界物体产生直接的撞击，对感测部403起到保护的作用。在具体应用中，安装槽402的周壁4022可设置为逐渐向外倾斜的倾斜面，从而避免对感测部403发射和接收信号的遮挡。

透明盖体能够提高对感测部403的保护性，并且感测部403不外露设置也可以有效减小灰尘和杂物的沉积，从而避免信号出射及接收的影响，有效提高检测性能。

进一步地，测距感测模组的感测部，例如红外传感器或者激光传感器，通常具有发射部和接收部，为了避免发射部发射的光信号对接收部造成干扰，如图3所示，在安装槽402的中部设有隔板9，以将安装槽402分割为第一腔室5和第二腔室6，第一腔室5安装有发射部，发射部的上方设有第一透镜7，第一透镜7用于将发射器发射的光线进行汇聚；第二腔室6内安装有发射部，发射部上设有第二透镜8，第二透镜8用于将被测物反射后的光线进行汇聚，第二透镜8的上方安装有滤光部。

隔板9起到信号隔离的作用，从而防止发射部的发射光信号没有经物体反射就被接收部接收的情况发生。

在感测部工作时，发射部的发射光经由第一透镜7汇聚后，照射至被测物体上，再由被测物体反射后射入滤光部，光线透过滤光部过滤后，经由第二透镜8进行聚光，最终被接收部接收，从而其输出信号不会产生波动，输出信号更加稳定，一致性好。

滤光部包括壳体12和滤光片10，壳体12的顶部开设有透光差11，壳体12的底部开设有开口13，壳体12内设有容置腔，滤光片10安装在容置腔内。

其中，开口13和透光差11用来保证光线的透过，壳体12对滤光片10起到保护和固定的作用。具体地，滤光片10为940nm带通滤光片10，滤光片10的透过率为95％，截止率大于，进一步提高改善光路的效果。

进一步地，壳体12包括底板1202与底板1202相扣合的上盖1201，底板1202和上盖1201可拆卸连接，以方便对滤光片10的装卸和更换。

根据本公开的一些实施例，所述主体为滚塑工艺成型。

根据本公开的一些实施例，至少一个所述感测模组包括测距感测模组和/或导航感测模组的一种或几种。

根据本公开的一些实施例，所述测距感测模组设置在所述主体的下部边缘。

根据本公开的一些实施例，所述测距感测模组的感测部向所述主体上部倾斜设置。

根据本公开的一些实施例，所述导航感测模组设置在所述主体的外周壁上。

根据本公开的一些实施例，每个所述安装构件可拆卸地连接在所述主体的外侧。

根据本公开的一些实施例，所述主体上设有用于每个安装构件相适配的卡槽，每个安装构件固定在对应的卡槽内，且每个所述安装构件的外表面与所述主体的外表面平齐。

根据本公开的一些实施例，导航感测模组的数量为至少两个，所述导航感测模组形成感测模组阵列。

根据本公开的一些实施例，所述阵列分布方式包括单层环绕分布阵列或多层环绕分布阵列。

根据本公开的一些实施例，所述安装构件设有与每个感测部相对应的安装槽，每个所述感测部安装在对应的安装槽的底面上，以使所述感测部内陷于所述安装构件的外表面，每个所述安装槽上覆盖有透明盖体。

根据本公开的一些实施例，所述测距感测模组的感测部包括雷达传感器、红外传感器、激光传感器及超声波传感器的一种或几种，所述导航感测模组包括单目摄像装置、双目摄像装置及TOF摄像装置的一种或几种。

根据本公开实施例所提供的自移动清洁设备，感测部通过安装构件设置在主体的外侧，从而可将感测部安装在自移动清洁设备上，这样通过安装的感测部反馈的采集信息，控制器可控制自移动清洁设备进行自主行进清洁作业，从而解决了采用滚塑工艺形成的主体无法直接安装感测元器件的问题，有利于自移动清洁设备智能化和自动化的实现。

本公开已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本公开限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本公开并不局限于上述实施例，根据本公开的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本公开所要求保护的范围以内。本公开的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

一种自移动清洁设备，包括主体及一个或多个感测模组；

所述自移动清洁设备还包括流体储存装置，所述流体储存装置的外表面成型为所述主体的外表面，所述流体储存装置用于储存清洁流体或者回收的脏污流体；

所述一个或多个感测模组中的至少一个感测模组包括安装构件及至少一个感测部，至少一个所述感测部通过所述安装构件设置在所述主体的外侧。
根据权利要求1所述的自移动清洁设备，其中，所述流体储存装置由滚塑工艺成型。
根据权利要求1或2所述的自移动清洁设备，其中，至少一个所述感测模组包括测距感测模组和/或导航感测模组。
根据权利要求3所述的自移动清洁设备，其中，所述测距感测模组设置在所述主体的下部边缘。
根据权利要求4所述的自移动清洁设备，其中，所述测距感测模组的感测部向所述主体上部倾斜设置。
根据权利要求3所述的自移动清洁设备，其中，所述导航感测模组设置在所述主体的外周壁上。
根据权利要求1至6中任一项所述的自移动清洁设备，其中，每个所述安装构件可拆卸地连接在所述主体的外侧。
根据权利要求7所述的自移动清洁设备，其中，所述主体上设有用于每个安装构件相适配的卡槽，每个安装构件固定在对应的卡槽内，且每个所述安装构件的外表面与所述主体的外表面平齐。
根据权利要求6所述的自移动清洁设备，其中，所述导航感测模组的总数量为至少两个，所述导航感测模组形成感测模组阵列。
根据权利要求9所述的自移动清洁设备，其中，所述感测模组阵列的分布方式包括单层环绕分布阵列或多层环绕分布阵列。
根据权利要求1至10中任一项所述的自移动清洁设备，其中，所述安装构件设有与每个感测部相对应的安装槽，每个所述感测部安装在对应的安装槽的底面上，以使所述感测部内陷于所述安装构件的外表面，每个所述安装槽上覆盖有透明盖体。
根据权利要求3至11中任一项所述的自移动清洁设备，其中，所述测距感测模组的感测部包括雷达传感器、红外传感器、激光传感器及超声波传感器的一种或几种，所述导航感测模组包括单目摄像装置、双目摄像装置及TOF摄像装置的一种或几种。