CN210249718U

CN210249718U - 一种电子设备

Info

Publication number: CN210249718U
Application number: CN201920754247.0U
Authority: CN
Inventors: 张永明; 邢世清
Original assignee: Midea Group Co Ltd; Jiangsu Midea Cleaning Appliances Co Ltd
Current assignee: Midea Robozone Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-05-23

Abstract

本实用新型实施例提供一种电子设备，包括：设备本体；设置在所述设备本体上的第一部件；所述第一部件能够转动；设置在所述第一部件上的第二部件；所述第二部件为为所述电子设备提供导航功能的组件；设置在所述第一部件上的第三部件，所述第三部件为测量所述第一部件与障碍物之间距离的部件；利用测量的距离控制所述电子设备避开所述障碍物的控制器；其中，所述第一部件的转动带动所述第二部件和所述第三部件转动。如此，电子设备可以通过第三部件获得第一部件与障碍物之间的距离，并在第一部件接近障碍物时，及时采用合适的策略避开障碍物。

Description

一种电子设备

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

随着机器人技术的发展，扫地机器人的智能化程度越来越高。相关技术中，扫地机器人一般采用激光测距传感器(Laser Distance Sensor，LDS)模块进行导航，并将LDS模块安装在位于扫地机器人本体上的可转动部件上。

然而，在扫地机器人清扫的过程中，存在扫地机器人本体上可转动部件与障碍物碰撞的问题。

实用新型内容

为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提出一种电子设备，能够获得设备本体上的部件与障碍物之间的距离，并在设备本体上的部件接近障碍物时，及时采用合适的策略避开障碍物。

本实用新型实施例提供一种电子设备，包括：

设备本体；

设置在所述设备本体上的第一部件；所述第一部件能够转动；

设置在所述第一部件上的第二部件；所述第二部件为为所述电子设备提供导航功能的组件；

设置在所述第一部件上的第三部件，所述第三部件为测量所述第一部件与障碍物之间距离的部件；

利用测量的距离控制所述电子设备避开所述障碍物的控制器；其中，所述第一部件的转动带动所述第二部件和所述第三部件转动。

上述方案中，所述控制器为利用测量的距离并结合第一转动角度，控制所述电子设备调整移动方向，以避开所述障碍物的控制器；所述第一转动角度为所述第一部件与所述障碍物形成的直线与所述电子设备移动方向所形成的角度。

上述方案中，所述第二部件为LDS模块。

上述方案中，所述第三部件为红外测距传感器模块、或为飞行时间(Time offlight，TOF)测距模块。

上述方案中，所述第三部件为TOF测距模块，所述TOF测距模块以预设的倾角设置在所述第一部件上。

上述方案中，第一位置与第二位置之间设置有预设距离；所述第一位置为所述第二部件设置在所述第一部件的位置；所述第二位置为所述第三部件设置在所述第一部件上的位置。

上述方案中，所述第一部件设置在所述设备本体的上表面上。

上述方案中，所述电子设备为扫地机器人。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电子设备的结构组成示意图；

图2为本实用新型应用实施例中电子设备的外形示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型实施例中的电子设备可以包括扫地机器人，拖地机器人等，但不限于此。

相关技术中，LDS模块安装在扫地机器人本体上的可360°转动部件上，并通过激光测距实现辅助扫地机器人绘制地图和规划清扫路线的功能。然而，LDS模块在测量时，高出激光光源位置以上的环境物体是测量盲区，此时若扫地机器人遇到的障碍物恰好高于扫地机器人主体并低于LDS模块所在的转动部件的最高点的位置时，扫地机器人无法感知该障碍物的存在，从而使得LDS模块所在的转动部件很容易与障碍物碰撞，甚至卡在一起，无法分开。

相关技术中，为了防止LDS模块所在的转动部件与障碍物碰撞，一般会在LDS模块所在的转动部件上增加保护罩，并在保护罩上安装红外测距传感器模块或者可微动保护罩触发机械开关装置来检测转动部件是否被障碍物碰撞。然而这两种方案存在以下问题：

1、在保护罩上安装红外测距传感器模块方式：红外测距传感器模块安装位置固定，无法全面检测多方位的障碍物的接近，比如当红外测距传感器模块安装在保护罩的前方(与扫地机器人前进的方向相同)，扫地机器人在行进过程会检测到前方障碍物是否会碰撞LDS模块所在转动部件，但是在后退的时候就无法检测到后退方向的障碍物是否会碰撞LDS模块所在转动部件；

2、在保护罩上安装可微动保护罩触发机械开关装置的方式：保护罩的结构设计需要增加在受到轻微外力时可触发的机械开关，机械开关安装位置固定，对于不同方向的受力灵敏度不同(受力与机械开关越接近的地方，灵敏度越高)，并且，结构设计复杂，安装难度大，成本增幅大。

综上，相关技术中，扫地机器人并不能检测任何方向的障碍物，对不同方向的测量灵敏度不同。

基于此，本实用新型各实施例中的电子设备，通过设置在转动部件上但不同于LDS模块的第三部件获得转动部件与障碍物之间的距离，并在转动部件接近障碍物时，及时采用合适的策略避开障碍物。同时，由于第三部件同样设置在转动部件上，并可以随转动部件一起转动，从而使电子设备对障碍的检测不受电子设备行进方向的限制，同时对于不同方向的障碍物的测量灵敏度也是相同的。

图1示出了本实用新型实施例充电装置的结构组成图，本实用新型实施例的电子设备10包括：设备本体100、第一部件200、第二部件300、第三部件400及控制器500；其中，

所述第一部件200，设置在所述设备本体100上，能够转动；其中，所述第一部件的转动带动所述第二部件和所述第三部件转动；

所述第二部件300，设置在所述第一部件200上，用于为所述电子设备提供导航功能；

所述第三部件400，设置在所述第一部件200上，用于测量所述第一部件与障碍物之间距离；

所述控制器500，用于利用测量的距离控制所述电子设备10避开所述障碍物。

这里，所述设备本体100一般为实现电子设备核心功能的主体部分，如扫地机器人中实现清扫的机器人主体。

这里，所述第一部件200可进行360°转动，并且所述第一部件200还可以带动设置在所述第一部件200上的部件转动。实际应用时，第一部件200通过电机实现360°转动，第一部件200的材质可以为具有一定强度的材料，如高强度塑料、铝合金等。

这里所述第二部件300，设置在所述第一部件200上，可随第一部件200进行360°转动，用于为所述电子设备10提供导航功能，如LDS模块。

这里，由于第二部件300不能检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物，因此在第一部件200上设置了第三部件400。第三部件400，同样设置在所述第一部件200上，并可随第一部件200进行360°转动，用于测量所述第一部件200与障碍物之间距离，这里的距离主要是指高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物的距离。

这里，实际应用时，所述控制器500，可以设置于设备本体100中，通过有线或无线的方式与第三部件400连接。控制器500接收所述第三部件400测量的所述第一部件200与障碍物之间的距离，并根据接收的距离判断第一部件200接近障碍物时，及时采用合适的策略避开障碍物障。

这里，由于第三部件400可随所述第一部件200一起转动，而第三部件400的转动角度(指所述第一部件200与所述障碍物连成的直线与所述设备本体100前进方向形成的角度)与第一部件200的转动角度一致。第三部件400的转动角度直接表征了所述障碍物相对于所述第一部件200的位置。并且，实际应用时，所述转动角度可从驱动第一部件200的电机运行状态参数中获取。

实际应用时，当控制器500根据接收的距离判断第一部件200接近障碍物时，可以参考障碍物相对于所述第一部件200的位置，并根据将所述位置作为指导，以控制所述电子设备调整移动方向，如采用与障碍物相对于所述第一部件200的位置更加远离障碍物的方向移动，以避开所述障碍物。

基于此，在一实施例中，所述控制器500用于利用测量的距离并结合第一转动角度，控制所述电子设备10调整移动方向，以避开所述障碍物；所述第一转动角度为所述第一部件200与所述障碍物形成的直线与所述电子设备10移动方向所形成的角度。

本实用新型实施例中，一种应用场景是：所述电子设备为扫地机器人；如图2所示，扫地机器人包含：设备本体100、第一部件200、第二部件300、第三部件400及控制器(图2中未示出)；其中，

在本应用实施例中，所述设备本体100为扫地机器人本体。所述第二部件300为LDS模块。第一部件200为LDS模块所在的转动部件。所述第一部件200可进行360°转动，并且所述第一部件200还可以带动设置在所述第一部件200上的部件转动。实际应用时，第一部件200通过电机实现360°转动，第一部件200的材质可以为具有一定强度的材料，如高强度塑料、铝合金等。实际应用时，扫地机器人利用安装在可转动部件上的LDS模块实现辅助扫地机器人绘制地图和规划清扫路线的功能。

实际应用中，为了防止扫地器人机的其它部件遮挡LDS模块发出的激光，进而干扰测距，需要将LDS模块所在转动部件安装在扫地机器人主体的顶部，并且高出扫地器人机主体上表面一定距离。

基于此，在一实施例中，所述第一部件200设置在所述设备本体的上表面上(所述设备本体正常工作时，正视所述设备本体的方向)。

这里，由于第二部件300不能检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物，因此在第一部件200上设置了第三部件400，并且第三部件400的测距原理与第二部件300的测距原理不同。同时由于第三部件400的测距的目的仅在于防止第一部件200与障碍物碰撞，因此第三部件400的测量精度可以低于激光测距的精度。这里第三部件400测距原理可以是红外测距法、TOF测距法或超声波测距法等。

基于此，在一实施例中，所述第三部件400可以为红外测距传感器模块、或为TOF模块。

实际应用中，所述第三部件400为红外测距传感器模块时，利用红外测距传感器模块实现障碍物检测的原理如下：

红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用接收发射与接收的时间差的数据计算出物体的距离。相较于激光测距时发出的激光，红外测距时发出的红外光的发射角度较大，因此，红外测距传感器可以检测到位于红外测距传感器前方(这里，测距传感器前方为红外信号发射二极管发出红外线的延长方向)，位置高出红外发射二极管位置一段距离的环境物体。前已述及，为了防止扫地器人机的其它部件遮挡LDS模块，第一部件200需要安装在扫地机器人主体的顶部，并高出扫地机器人主体表面一段距离，但这个高出的距离很小(如1厘米等)。此时，红外测距传感器可以轻松的检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物。如此，通过红外测距传感器模块可以实现对高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物的检测。

实际应用中，所述第三部件400为TOF模块时，利用TOF模块实现障碍物检测的原理如下：

TOF测距法是通过给目标连续发送探测光脉冲，然后接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。相较于红外测距时发出的红外光，TOF测距时发出的光脉冲的发射角度较小。因此TOF模块测距的精度比红外测距传感器模块测距的精度高，但可能也存在不能完全检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物。因此，在将TOF模块设置在第一部件上时，一般会将TOF模块发出的光脉冲的方向上微调，以保证TOF模块能够检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物。

基于此，在一实施例中，所述第三部件400为TOF测距模块，所述TOF测距模块以预设的倾角设置在所述第一部件200上。这里，预设的倾角是为了将TOF测距模块发出的光脉冲的方向上微调，倾角的取值可以根据实际情况进行调整。如此，通过TOF测距模块可以实现对高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物的检测。

实际应用中，所述第三部件400为超声波测距模块时，利用超声波测距模块实现障碍物检测的原理如下：

超声波测距模块具有一对超声波发射器与超声波接收器，利用超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。已知超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间，即可计算出发射点距障碍物的距离。相较于激光测距时发出的激光，超声波测距时发出的超声波的发射角度较大，因此，超声波测距可以检测到位于超声波测距模块前方(这里，超声波测距模块前方为超声波发射器发出超声波的延长方向)，位置高出超声波发射器位置一段距离的环境物体。前已述及，为了防止扫地器人机的其它部件遮挡LDS模块，第一部件200需要安装在扫地机器人主体的顶部，并高出扫地机器人主体表面一段距离，但这个高出的距离很小(如1厘米等)。此时，超声波测距模块也可以轻松的检测到高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物。如此，通过超声波测距模块可以实现对高于设备主体100并低于第一部件200最高点的障碍物的检测。

实际应用时，为了避免第二部件300与第三部件400产生干扰，影响互相测距的正常进行，需要将第二部件300与第三部件400设置在第一部件200上时需要间隔一段距离。

基于此，在一实施例中，第一位置与第二位置之间设置有预设距离；所述第一位置为所述第二部件300设置在所述第一部件200的位置；所述第二位置为所述第三部件400设置在所述第一部件200上的位置。这里预设的距离可以根据实际情况进行调整。

实际应用时，当控制器根据接收的距离判断第一部件200接近障碍物时，可以参考障碍物相对于所述第一部件200的位置情况，并根据将所述位置情况作为指导，以控制所述电子设备调整移动方向，如采用与障碍物相对于所述第一部件200的位置相反的方向移动，以避开所述障碍物。

基于此，在一实施例中，所述控制器用于利用测量的距离并结合第一转动角度，控制所述电子设备调整移动方向，以避开所述障碍物；所述第一转动角度为所述第一部件200与所述障碍物形成的直线与所述电子设备移动方向所形成的角度。

本实用新型实施例提供了一种扫地机器人。当扫地机器人在清扫过程中，利用安装在可转动第一部件上的LDS模块实现辅助扫地机器人绘制地图和规划清扫路线的功能，同时利用安装在可转动第一部件上的第三部件实现对高于扫地机器人主体并低于第一部件最高点的障碍物的检测。并且利用第三部件跟随第一部件转动的特点，得到障碍物相对于第一部件的位置。当扫地机器人检测到障碍物靠近时，结合障碍物相对于第一部件的位置信息，能够及时采用合适的策略避开障碍物，以防止第一部件碰撞在障碍物上，从而进一步提升了扫地机器人的智能程度。

需要说明的是：需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本实用新型实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

设备本体；

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器为利用测量的距离并结合第一转动角度，控制所述电子设备调整移动方向，以避开所述障碍物的控制器；所述第一转动角度为所述第一部件与所述障碍物形成的直线与所述电子设备移动方向所形成的角度。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二部件为激光测距传感器模块。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三部件为红外测距传感器模块、或为飞行时间测距模块。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三部件为飞行时间测距模块，所述飞行时间测距模块以预设的倾角设置在所述第一部件上。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，第一位置与第二位置之间设置有预设距离；所述第一位置为所述第二部件设置在所述第一部件的位置；所述第二位置为所述第三部件设置在所述第一部件上的位置。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一部件设置在所述设备本体的上表面上。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电子设备为扫地机器人。