一種掃地機器人智能自適應行走機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種掃地機器人智能自適應行走機構，包括設置于掃地機器人本體(1)下表面的行走機構，行走機構包括至少四個子行走機構，各個子行走機構分別包括預設長度的差位桿(2)、轉動電機(4)、行走控制模塊(6)、兩個測距傳感器(5)和兩個電動輪(3)；基于本實用新型設計的技術方案，針對上述各裝置進行連接，構成本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構，大大提高了掃地機器人行走過程中的通過性，能夠實現更大范圍的清掃，有效保證了掃地機器人的清掃工作效率。
【專利說明】
一種掃地機器人智能自適應行走機構
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種掃地機器人智能自適應行走機構，屬于智能家居技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著科技技術水平的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，越來越多的家用電器正朝著智能化的方向發展，諸如近些年來，越來越多的家庭中出現了掃地機器人，它可以在無需任何控制的情況下，自動針對地面進行清掃，并且隨著掃地機器人使用率的不斷提高，生產廠家也針對現有的掃地機器人不斷做著改進與創新，諸如專利號:201320537462.8;公開了一種掃地機器人，包括主機和塵盒，主機上設有凹腔，塵盒嵌設在所述凹腔內，塵盒的進灰口和主機的灰塵通道出灰口對應設置，在凹腔的側壁上、位于灰塵通道出灰口的兩端處，分別設置一光信號發射器和用于輸出灰塵濃度信號給控制單元的一第一光信號接收器;且塵盒為透明材質。上述技術方案設計的掃地機器人，將灰塵濃度傳感器設置在凹腔側壁上，用戶清潔塵盒時即可同時清潔了灰塵傳感器的光發射元件和光接收元件的透光板，解決了現有技術無法有效清潔灰塵傳感器透光板的問題。
[0003]還有專利申請號:201410752789.6，公開了一種智能掃地機器人，包括:以預設間距設置的多個障礙傳感器，且每個所述障礙傳感器對應設置一轉向角度，當障礙傳感器被觸發時，機器人進行轉向的角度與該被觸發的障礙傳感器對應的轉向角度關聯。上述技術方案設計的掃地機器人，檢測到障礙物時其轉向的角度與被觸發的障礙物傳感器預設的轉向角度關聯，從而可以優化機器人運動路徑，提高清潔效率。
[0004]不僅如此，專利號:201520042353.8，公開了一種掃地機器人，該掃地機器人包括:掃地機器人本體，所述掃地機器人本體包括外殼、邊刷組件、驅動電機和彈性結構，所述邊刷組件設在所述外殼的底部，所述驅動電機與所述邊刷組件相連且用于驅動所述邊刷組件繞所述邊刷組件的旋轉軸線轉動，所述彈性結構設置成向下彈性地抵壓所述邊刷組件。上述技術方案設計的掃地機器人，其機器人本體能夠延長邊刷使用壽命，有效地對地面進行清潔，從而提尚清掃效果。
[0005]由上述現有技術可知，現有掃地機器人的發展可謂是日新月異，功能也在不斷改進與完善，操作也更加智能化，但是現有掃地機器人在實際的應用過程中，依舊存在著些許不足之處，諸如現有掃地機器人在不斷追求精致小巧的方向上，將產品本身的體積不斷做小，以便能適應更多的狹窄空間，這其中尤指貼地性，需要采用更小的行走輪實現產品的移動，但是此種設計方向，嚴重影響了現有掃地機器人的通過性，即一旦遇到一些相對高點的物體就無法通過，比如地毯等，現有的掃地機器人就很難通過，進而無法針對地毯表面進行清掃。
【實用新型內容】
[0006]針對上述技術問題，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種掃地機器人智能自適應行走機構，采用了全新行走機構的結構設計，并引入智能檢測、智能控制結構，能夠大大提高掃地機器人的通過性，保證掃地機器人的工作效率。
[0007]本實用新型為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本實用新型設計了一種掃地機器人智能自適應行走機構，包括設置于掃地機器人本體下表面的行走機構;所述行走機構包括至少四個子行走機構，各個子行走機構陣列分布設置在掃地機器人本體的下表面，其中，各個子行走機構分別包括預設長度的差位桿、轉動電機、行走控制模塊、兩個測距傳感器和兩個電動輪;各個子行走機構中的轉動電機和兩個測距傳感器分別與行走控制模塊相連接;各個子行走機構中的行走控制模塊分別與掃地機器人本體中的電源端相連接，電源端經各個子行走機構中的行走控制模塊分別為對應的轉動電機，以及對應各個兩個測距傳感器進行供電；各個子行走機構中的各個電動輪與掃地機器人本體中的控制端相連接;各個子行走機構中轉動電機驅動桿的端部與對應差位桿的中部相固定連接，且轉動電機驅動桿所在直線與差位桿所在直線相垂直;各個子行走機構中轉動電機固定設置在掃地機器人本體下表面對應子行走機構所在的位置，并且各個子行走機構中差位桿所在直線與掃地機器人本體行走方向所在直線共面，各個子行走機構中差位桿在對應所連轉動電機的控制下進行擺動;各個子行走機構中的兩個電動輪分別連接在對應差位桿的兩端，且位于對應差位桿兩端的下方，而且兩個電動輪的所在面共面，該共面與掃地機器人本體行走方向所在直線相平行;各個子行走機構中的兩個測距傳感器分別連接在對應差位桿兩端的下表面，各個測距傳感器的測距方向豎直向下，且各個測距傳感器的測距方向不被電動輪遮擋。
[0008]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個子行走機構中的轉動電機為無刷轉動電機。
[0009]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個子行走機構中的各個電動輪為無刷電機驅動輪。
[0010]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個子行走機構中的行走控制模塊為單片機。
[0011]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個子行走機構中差位桿的長度為電動輪(3)直徑的3倍至4倍。
[0012]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個子行走機構中的差位桿采用鋁合金材料制成。
[0013]本實用新型所述一種掃地機器人智能自適應行走機構采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
[0014](I)本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構，針對現有掃地機器人本體下表面的各個子行走機構，設計了全新的電控結構，通過子行走機構中差位桿兩端上測距傳感器的設計，智能檢測判斷差位桿兩端間高度差的變化，由此針對掃地機器人行走方向地面上的障礙物實現智能檢測，并結合所設計的智能控制結構，通過轉動電機的設計，智能控制各子行走機構中差位桿的擺動，利用各子行走機構中前后電動輪隨差位桿擺動控制下高低位置差的設計，能夠有效提高針對高低行走面的抓地效果，大大提高了掃地機器人行走過程中的通過性，能夠實現更大范圍的清掃，有效保證了掃地機器人的清掃工作效率；
[0015](2)本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構中，針對各個子行走機構中的轉動電機，進一步設計采用無刷轉動電機，以及針對各個子行走機構中的各個電動輪，進一步設計采用無刷電機驅動輪，使得本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構在實際工作過程中，能夠實現靜音工作，既保證了所設計掃地機器人智能自適應行走機構具有高通過性，又能保證其工作過程不對周圍環境造成影響，體現了設計過程中的人性化設計；
[0016](3)本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構中，針對各個子行走機構中的行走控制模塊，進一步設計采用單片機，一方面能夠適用于后期針對掃地機器人智能自適應行走機構的擴展需求，另一方面，簡潔的控制架構模式能夠便于后期的維護；
[0017](4)本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構中，針對各個子行走機構中的差位桿，進一步設計采用鋁合金材料制成，在保證差位桿高強度的同時，有效控制了差位桿的重量，保證了掃地機器人的輕便性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型設計掃地機器人智能自適應行走機構的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型設計掃地機器人智能自適應行走機構中子行走機構的側視結構示意圖。
[0020]其中，1.掃地機器人本體，2.差位桿，3.電動輪，4.轉動電機，5.測距傳感器，6.行走控制模塊。
【具體實施方式】
[0021]下面結合說明書附圖針對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0022]如圖1所示，本實用新型設計的一種掃地機器人智能自適應行走機構，包括設置于掃地機器人本體I下表面的行走機構;所述行走機構包括至少四個子行走機構，各個子行走機構陣列分布設置在掃地機器人本體I的下表面，其中，如圖2所示，各個子行走機構分別包括預設長度的差位桿2、轉動電機4、行走控制模塊6、兩個測距傳感器5和兩個電動輪3;各個子行走機構中的轉動電機4和兩個測距傳感器5分別與行走控制模塊6相連接;各個子行走機構中的行走控制模塊6分別與掃地機器人本體I中的電源端相連接，電源端經各個子行走機構中的行走控制模塊6分別為對應的轉動電機4，以及對應各個兩個測距傳感器5進行供電；各個子行走機構中的各個電動輪3與掃地機器人本體I中的控制端相連接;各個子行走機構中轉動電機4驅動桿的端部與對應差位桿2的中部相固定連接，且轉動電機4驅動桿所在直線與差位桿2所在直線相垂直;各個子行走機構中轉動電機4固定設置在掃地機器人本體I下表面對應子行走機構所在的位置，并且各個子行走機構中差位桿2所在直線與掃地機器人本體I行走方向所在直線共面，各個子行走機構中差位桿2在對應所連轉動電機4的控制下進行擺動;各個子行走機構中的兩個電動輪3分別連接在對應差位桿2的兩端，且位于對應差位桿2兩端的下方，而且兩個電動輪3的所在面共面，該共面與掃地機器人本體I行走方向所在直線相平行;各個子行走機構中的兩個測距傳感器5分別連接在對應差位桿2兩端的下表面，各個測距傳感器5的測距方向豎直向下，且各個測距傳感器5的測距方向不被電動輪3遮擋。上述技術方案設計的掃地機器人智能自適應行走機構，針對現有掃地機器人本體I下表面的各個子行走機構，設計了全新的電控結構，通過子行走機構中差位桿2兩端上測距傳感器5的設計，智能檢測判斷差位桿2兩端間高度差的變化，由此針對掃地機器人行走方向地面上的障礙物實現智能檢測，并結合所設計的智能控制結構，通過轉動電機4的設計，智能控制各子行走機構中差位桿3的擺動，利用各子行走機構中前后電動輪3隨差位桿2擺動控制下高低位置差的設計，能夠有效提高針對高低行走面的抓地效果，大大提高了掃地機器人行走過程中的通過性，能夠實現更大范圍的清掃，有效保證了掃地機器人的清掃工作效率。
[0023]基于上述設計掃地機器人智能自適應行走機構技術方案的基礎之上，本實用新型還進一步設計了如下優選技術方案:針對各個子行走機構中的轉動電機4，進一步設計采用無刷轉動電機，以及針對各個子行走機構中的各個電動輪3，進一步設計采用無刷電機驅動輪，使得本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構在實際工作過程中，能夠實現靜音工作，既保證了所設計掃地機器人智能自適應行走機構具有高通過性，又能保證其工作過程不對周圍環境造成影響，體現了設計過程中的人性化設計;而且針對各個子行走機構中的行走控制模塊6，進一步設計采用單片機，一方面能夠適用于后期針對掃地機器人智能自適應行走機構的擴展需求，另一方面，簡潔的控制架構模式能夠便于后期的維護;除此之外，針對各個子行走機構中的差位桿2，進一步設計采用鋁合金材料制成，在保證差位桿2高強度的同時，有效控制了差位桿2的重量，保證了掃地機器人的輕便性。
[0024]本實用新型設計的掃地機器人智能自適應行走機構在實際應用過程當中，包括設置于掃地機器人本體I下表面的行走機構;所述行走機構包括至少四個子行走機構，各個子行走機構陣列分布設置在掃地機器人本體I的下表面，其中，各個子行走機構分別包括預設長度的差位桿2、無刷轉動電機、單片機、兩個測距傳感器5和兩個無刷電機驅動輪;各個子行走機構中差位桿2的長度為電動輪3直徑的3倍至4倍，且差位桿2采用鋁合金材料制成;各個子行走機構中的無刷轉動電機和兩個測距傳感器5分別與單片機相連接;各個子行走機構中的單片機分別與掃地機器人本體I中的電源端相連接，電源端經各個子行走機構中的單片機分別為對應的無刷轉動電機，以及對應各個兩個測距傳感器5進行供電；各個子行走機構中的各個無刷電機驅動輪與掃地機器人本體I中的控制端相連接;各個子行走機構中無刷轉動電機驅動桿的端部與對應差位桿2的中部相固定連接，且無刷轉動電機驅動桿所在直線與差位桿2所在直線相垂直;各個子行走機構中無刷轉動電機固定設置在掃地機器人本體I下表面對應子行走機構所在的位置，并且各個子行走機構中差位桿2所在直線與掃地機器人本體I行走方向所在直線共面，各個子行走機構中差位桿2在對應所連無刷轉動電機的控制下進行擺動;各個子行走機構中的兩個無刷電機驅動輪分別連接在對應差位桿2的兩端，且位于對應差位桿2兩端的下方，而且兩個無刷電機驅動輪的所在面共面，該共面與掃地機器人本體I行走方向所在直線相平行;各個子行走機構中的兩個測距傳感器5分別連接在對應差位桿2兩端的下表面，各個測距傳感器5的測距方向豎直向下，且各個測距傳感器5的測距方向不被無刷電機驅動輪遮擋。實際應用過程當中，首先針對設置于掃地機器人本體I下表面各個子行走機構進行初始化，各個子行走機構中的單片機分別針對與之相連的無刷轉動電機進行控制，使得各個子行走機構中的差位桿2在對應無刷轉動電機的控制下，差位桿2上對應掃地機器人本體I行走方向的一端所在位置高于其另一端所在位置，使得各個子行走機構中分別位于差位桿2兩端的兩個無刷電機驅動輪之間的高度差為無刷電機驅動輪直徑1/2，即各個子行走機構中位于前方和后方的兩個無刷電機驅動輪之間的高度差為無刷電機驅動輪直徑1/2，由此構成各個子行走機構中差位桿2的初始角度;與此同時，各個子行走機構中的單片機分別獲取與之相連兩個測距傳感器5的測距結果，獲得兩個測距傳感器5測距結果之間的高度差作為差位桿2初始角度所對應的初始高度差;應用中，設置于掃地機器人本體I下表面的各個子行走機構中的兩個無刷電機驅動輪在掃地機器人本體I中控制端的控制下進行轉動，同時，各個子行走機構中的兩個測距傳感器5分別實時檢測其所設位置與其下方物體表面之間的距離，獲得測距結果，并分別上傳至與之相連接的單片機當中，單片機實時接收來自對應兩測距傳感器5的測距結果，并獲得該兩個測距結果之間的高度差，并針對高度差進行實時分析，做出相應操作;應用中，當將掃地機器人放置在地面上時，此時，各個子行走機構中后方無刷電機驅動輪與地面相接觸，掃地機器人本體I在各子行走機構中后方無刷電機驅動輪的轉動下而沿行走方向進行移動，此時，各子行走機構中的差位桿2保持初始角度，即各子行走機構中單片機所獲來自對應兩個測距傳感器5的測距結果的高度差為初始高度差，則單片機不做任何進一步操作，掃地機器人繼續沿其行走方向進行移動；當掃地機器人前進方向的地面上存在障礙物，且障礙物相對地面的高度差為無刷電機驅動輪直徑1/3至1/2，此時，掃地機器人繼續沿其行走方向進行移動，由于各個子行走機構中分別位于差位桿2兩端的兩個無刷電機驅動輪之間的高度差為無刷電機驅動輪直徑1/2，因此，沿掃地機器人本體I行走方向位于其下表面最前方各子行走機構中前方無刷電機驅動輪會隨掃地機器人的移動，先移動至障礙物的上表面，由于各個子行走機構中的測距傳感器5實時工作，獲得測距結果并上傳至與之相連的單片機中，則此時，沿掃地機器人行走方向，該各個子行走機構中位于差位桿2前方的測距傳感器5的測距結果會相應變小，即該各個子行走機構中單片機所獲來自與之相連兩個測距傳感器5測距結果之間的高度差就會相應變大，大于初始高度差，則該各個子行走機構中的單片機隨即控制與之相連的無刷轉動電機工作，使得該各個子行走機構中差位桿2在對應無刷轉動電機的控制下進行轉動，下壓差位桿2對應掃地機器人行走方向的一端，即下壓差位桿2的前端，使得該端部上的無刷電機驅動輪與障礙物的上表面相接觸，這樣，該各個子行走機構中前方和后方的兩個無刷電機驅動輪分別在障礙物表面和地面表面上進行移動，共同發力帶動該各個子行走機構中的后方無刷電機驅動輪移動至障礙物表面上，繼續沿掃地機器人行走方向進行移動，當該各個子行走機構中的后方無刷電機驅動輪移動至障礙物表面上后，由于此時各個子行走機構中前方和后方兩個無刷電機驅動輪均在障礙物的上表面進行移動，則此時該各個子行走機構中分別位于差位桿2兩端上測距傳感器5的測距結果彼此相同，相應該各個子行走機構中單片機所獲來之與之相連兩個測距傳感器5的測距結果之間的高度差即為O，則此時，該各個子行走機構中的單片機隨即控制與之相連的無刷轉動電機工作，使得該各個子行走機構中差位桿2在對應無刷轉動電機的控制下，恢復至初始角度，即使得該差位桿2兩端上測距傳感器5測距結果之間的高度差回復至初始高度差；同樣設置于掃地機器人I下表面的其余各個子行走機構均按上述移動過程移動至障礙物的表面進行移動，直至整個掃地機器人越過障礙物繼續移動，大大提高了掃地機器人的通過性，能夠實現更大范圍的清掃，有效保證了掃地機器人的清掃工作效率。
[0025]上面結合說明書附圖針對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種掃地機器人智能自適應行走機構，包括設置于掃地機器人本體(I)下表面的行走機構;其特征在于:所述行走機構包括至少四個子行走機構，各個子行走機構陣列分布設置在掃地機器人本體(I)的下表面，其中，各個子行走機構分別包括預設長度的差位桿(2)、轉動電機(4)、行走控制模塊(6)、兩個測距傳感器(5)和兩個電動輪(3);各個子行走機構中的轉動電機(4)和兩個測距傳感器(5)分別與行走控制模塊(6)相連接;各個子行走機構中的行走控制模塊(6)分別與掃地機器人本體(I)中的電源端相連接，電源端經各個子行走機構中的行走控制模塊(6)分別為對應的轉動電機(4)，以及對應各個兩個測距傳感器(5)進行供電；各個子行走機構中的各個電動輪(3)與掃地機器人本體(I)中的控制端相連接;各個子行走機構中轉動電機(4)驅動桿的端部與對應差位桿(2)的中部相固定連接，且轉動電機(4)驅動桿所在直線與差位桿(2)所在直線相垂直;各個子行走機構中轉動電機(4)固定設置在掃地機器人本體(I)下表面對應子行走機構所在的位置，并且各個子行走機構中差位桿(2)所在直線與掃地機器人本體(I)行走方向所在直線共面，各個子行走機構中差位桿(2)在對應所連轉動電機(4)的控制下進行擺動;各個子行走機構中的兩個電動輪(3)分別連接在對應差位桿(2)的兩端，且位于對應差位桿(2)兩端的下方，而且兩個電動輪(3)的所在面共面，該共面與掃地機器人本體(I)行走方向所在直線相平行;各個子行走機構中的兩個測距傳感器(5)分別連接在對應差位桿(2)兩端的下表面，各個測距傳感器(5)的測距方向豎直向下，且各個測距傳感器(5)的測距方向不被電動輪(3)遮擋。2.根據權利要求1所述一種掃地機器人智能自適應行走機構，其特征在于:所述各個子行走機構中的轉動電機(4)為無刷轉動電機。3.根據權利要求1所述一種掃地機器人智能自適應行走機構，其特征在于:所述各個子行走機構中的各個電動輪(3)為無刷電機驅動輪。4.根據權利要求1所述一種掃地機器人智能自適應行走機構，其特征在于:所述各個子行走機構中的行走控制模塊(6)為單片機。5.根據權利要求1所述一種掃地機器人智能自適應行走機構，其特征在于:所述各個子行走機構中差位桿(2)的長度為電動輪(3)直徑的3倍至4倍。6.根據權利要求1所述一種掃地機器人智能自適應行走機構，其特征在于:所述各個子行走機構中的差位桿(2)采用鋁合金材料制成。
【文檔編號】A47L11/24GK205625814SQ201620081391
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月27日
【發明人】曾勝興
【申請人】蘇州宏奇銳自動化有限公司