CN216014060U - 一种自移动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种自移动设备，包括主体；所述主体的底部设有多个爬楼装置，每个爬楼装置包括行走从动机构、升降机构及行走驱动机构，所述行走从动机构设置在所述主体的底部，所述行走驱动机构通过所述升降机构与所述主体的底部连接，且所述行走从动机构位于所述行走驱动机构的前方，所述前方为与所述自移动设备正常作业前进方向相同的方向。在主体上升或下降的过程中，通过升降机构带动行走驱动机构的升降运动与行走驱动机构驱动行走从动机构的平移运动的相互配合，使行走驱动机构与行走从动机构交替支撑主体，从而实现上楼或下楼动作，无需用户搬运，便于用户的使用，并且省时省力。

Description

一种自移动设备

技术领域

本实用新型涉及机器人控制领域，具体而言涉及一种自移动设备。

背景技术

自移动设备指的是在待工作区域无需人工控制，通过自主行进及自动作业的装置。但是，目前的自移动设备只能在平面进行运动作业，而对于上层地面或者下层地面的作业，则需要用户将自移动设备经由楼梯搬运至上层地面或者下层地面，费时费力，不便于用户的使用。

实用新型内容

在实用新型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。本实用新型的实用新型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。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自移动设备，包括主体；

所述主体的底部设有多个爬楼装置，每个爬楼装置包括行走从动机构、升降机构及行走驱动机构，所述行走从动机构设置在所述主体的底部，所述行走驱动机构通过所述升降机构与所述主体的底部连接，且所述行走从动机构位于所述行走驱动机构的前方，所述前方为与所述自移动设备正常作业前进方向相同的方向。

可选地，所述主体的外周壁上至少部分设有清洁部。

可选地，所述清洁部与所述主体可拆卸连接。

可选地，所述爬楼装置的数量为三个，分别为第一爬楼装置，第二爬楼装置及第三爬楼装置，所述第一爬楼装置在所述主体底部的中轴线上，所述第二爬楼装置及第三爬楼装置位于所述第一爬楼装置的后方且以所述中轴线为对称轴对称设置。

可选地，所述行走从动机构上设有压力传感器；每个所述压力传感器用于检测对应的行走从动机构是否到达台阶的水平面或者待清洁表面。

可选地，所述自移动设备的底部还设有清扫装置。

可选地，所述清扫装置的数量为两个，其中一个清扫装置位于所述第一爬楼装置的一侧，另一个清扫装置位于所述第一爬楼装置的另一侧。

可选地，所述自移动设备的底部还设有拖地装置。

可选地，所述拖地装置位于所述第二爬楼装置及第三爬楼装置之间的区域。

可选地，所述行走从动机构包括万向轮。

根据本实用新型实施例所提供的一种自移动设备，在主体上升或下降的过程中，通过升降机构带动行走驱动机构的升降运动与行走驱动机构驱动行走从动机构的平移运动的相互配合，使行走驱动机构与行走从动机构交替支撑主体，从而实现上楼或下楼动作，无需用户搬运，便于用户的使用，并且省时省力。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型实施例的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的一个可选实施例的自移动设备的仰视图；

图2为图1的侧视图；

图3为根据本实用新型的一个可选实施例的自移动设备上楼的示意图；

图4为根据本实用新型的一个可选实施例的自移动设备下楼的示意图；

图5为根据本实用新型的一个可选实施例的自移动设备清洁台阶侧立面的示意图。

其中，1-主体，2-爬楼装置，201-行走从动机构，202-升降机构，203-行走驱动机构，3-清扫装置，4-拖地装置，5-台阶侧立面，6-台阶水平面，7-清洁部。

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实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其它的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，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实用新型的示例性实施例。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，其指明存在所述特征、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它特征、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实用新型的示例性实施例。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实用新型的公开彻底且完整，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和图2所示，本实用新型实施例提供了一种自移动设备，包括主体1；主体1的底部设有多个爬楼装置2，每个爬楼装置2包括行走从动机构201、升降机构202及行走驱动机构203，行走从动机构201设置在主体1的底部，行走驱动机构203通过升降机构202与主体1的底部连接，且行走从动机构201位于行走驱动机构203的前方，其中，前方为与自移动设备正常作业前进方向相同的方向。

本实施例中的自移动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等特定作业的设备。自移动设备包括但不限于清洁机器人、智能机器人、移动机器人、自动扫地机等。

以清洁机器人为例，清洁机器人还包括本体、控制器、感测组件及其它相关部件。其中，如图1和图2所示，本实施例中清洁机器人的本体整体呈扁圆柱形结构。主体1包括底盘和罩体，其中，底盘为圆形，罩体的顶部面板为圆形，罩体的侧部面板自圆形的顶部面板的周缘向下延伸形成外圆周侧壁，侧部面板也可开设有多个凹槽、开口等。当清洁机器人进行移动(移动包括前进、后退、转向、以及旋转中的至少一种或任意组合)时，扁圆柱形结构的本体具有更好的环境适应性，例如，在移动时会减少与周边物件(例如家具、墙壁等)发生碰撞的几率或者减少碰撞的强度以减轻对清洁机器人本身和周边物件的损伤，更有利于转向或旋转。但并不以此为限，在其它实施例中，本体还可以采用例如为矩形体结构、三角柱结构、或半椭圆柱结构(也可称为D字型结构)等。

感测组件可包括多种不同用途的各类传感器，这些传感器包括但不限于测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器、地面介质检测传感器等中的任一或多个组合。

控制器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。处理器根据感知***中的激光测距装置反馈的物体信息利用定位算法(例如SLAM)来绘制清洁机器人所在环境中的即时地图，从而基于绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清扫路径和清扫方式，大大提高机器人的清扫效率。并且，结合感知***中的其它传感器(例如测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等)反馈的距离信息、速度信息、姿态信息等综合判断扫地机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，向清洁机器人发出相应的控制指令。

拖擦组件用于对待清洁区域进行拖地清洁，设置在清洁机器人主体1的底部。拖擦组件的数量可以是一个或多个。拖擦组件可采用拖擦滚刷的结构，也可采用振动拖布的结构。具体地，拖擦滚刷包括拖擦辊及能够驱动拖擦辊转动的转动电机，在清洁机器人进行拖擦作业时，利用转动电机驱动拖擦辊转动来对待清洁区域进行拖擦。振动拖布包括振动电机及与振动部件连接的拖布，在清洁机器人进行拖擦作业时，利用振动电机驱动拖布往复移动来对待清洁区域进行拖擦。在一些可实现的方式中，在拖擦辊转动或拖擦布振动前，可由喷流件向拖擦辊或拖布喷洒清洁流体，也可以由喷流件直接向待清洁区域喷洒清洁流体。

清扫组件可至少包括清扫滚刷和吸尘结构，清扫滚刷可包括转盘、设置在转盘上的毛刷以及驱动转盘转动的驱动马达，在清洁机器人主体1的下部设有吸尘口。在实际应用中，驱动马达用于驱动转盘及其上的刷齿转动以进行清扫工作。吸尘结构可包括集尘盒、吸尘风机和相应的通道，吸尘风机具有进风口和出风口，吸尘风机的进风口通过进风通道与集尘盒连通，吸尘风机的出风口与排风通道连通。在实际应用中，由吸尘风机中的风机马达驱动风扇旋转，以使得掺杂有垃圾的气流进入集尘盒内，气流中的垃圾经集尘盒内的滤网过滤后存留在集尘盒内，过滤后的气流由由吸尘风机的出风口经由排风通道而排出清洁机器人的外部。

清洁机器人上还设有用于与外部设备进行有线或无线通信的通信单元。其可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信单元经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信单元还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术、红外数据协会(IrDA)技术、超宽带(UWB)技术、蓝牙(BT)技术和其它技术来实现。

供电装置用于向其它用电装置供电。在实际的实施方式中，供电装置包括可充电电池(组)，例如可采用常规的镍氢(NiMH)电池，经济可靠，或者，供电装置也可采用其它合适的可充电电池(组)，例如锂电池，相比于镍氢电池，锂电池的尺寸比能量比镍氢电池更高，且锂电池无记忆效应，可随用随充，便利性大大提高。可充电电池(组)安装在底盘的电池凹槽中，该电池凹槽的大小可以根据所安装的电池(组)来定制。可充电电池(组)可以通过常规的方式安装在电池凹槽中，例如弹簧闩。电池凹槽可被电池盖板封闭，电池盖板可以通过常规方式固定到底盘102，例如螺丝。可充电电池(组)可连接有充电控制电路、电池充电温度检测电路以及电池欠压监测电路，充电控制电路、电池充电温度检测电路、以及电池欠压监测电路再与控制***相连。清洁机器人通过设置在本体侧部或者底部的充电电极与充电座连接进行充电。

下面对自移动设备上下楼梯的动作进行详细描述。为了便于对上下楼梯动作的描述，本实施例以三个爬楼装置2为例来进行描述，其中，三个爬楼装置2分别为第一爬楼装置2A、第二爬楼装置2B及第三爬楼装置2C，第一爬楼装置2A的行走从动机构称为第一行走从动机构A1、升降机构称为第一升降机构A2、行走驱动机构称为第一行走驱动机构A3。第二爬楼装置2B的行走从动机构称为第二行走从动机构B1、升降机构称为第二升降机构B2、行走驱动机构称为第二行走驱动机构B3。第三爬楼装置2C的行走从动机构称为第三行走从动机构C1、升降机构称为第三升降机构C2、行走驱动机构称为第三行走驱动机构C3。其中，所有的升降机构可采用现有的具有升降功能的部件来实现，本实施例对升降机构的具体结构不做严格限定。

在初始状态即自移动设备在进行作业时，所有的行走从动机构201与所有的行走驱动机构203在同一高度，也就是说所有的行走从动机构与所有的行走驱动机构共同支撑主体1，并且所有行走驱动机构203驱动相应的行走从动机构201向靠近楼梯方向行进。

如图3所示，自移动设备的上楼动作：在主体1的周壁与台阶的侧立面相接触时，也就是第一行走从动机构A1距离台阶的侧立面最近时，所有升降机构同时上升，以带动主体1上升至预设高度，从而使所有行走从动机构的高度大于该级台阶的高度，然后所有的行走驱动机构驱动行走从动机构向靠近台阶方向移动，以使第一行走从动机构A1位于台阶水平面6的正上方，之后所有的升降机构同时下降，从而使第一行走从动机构A1与台阶水平面6相接触，然后第一升降机构A2带动第一行走驱动机构A3上升至收起状态，再由第二行走驱动机构B3及第三行走驱动机构C3驱动所有行走从动机构继续移动，使第一行走驱动机构A3位于台阶水平面6的正上方，然后利用第一升降机构A2带动第一行走驱动机构A3下降至与台阶水平面6接触为止，然后再由所有行走驱动机构驱动相应的行走从动机构继续移动，使第二行走从动机构B1及第三行走从动机构C1与台阶水平面6接触，之后通过第二升降机构B2带动第二行走驱动机构B3上升至收起状态，以及第三升降机构C2带动第三行走驱动机构C3上升至收起状态，再由第一行走驱动机构A1驱动提供驱动力，使主体1继续移动，当第二行走驱动机构B3及第三行走驱动机构C3位于台阶水平面6的正上方时，第二升降机构B2带动第二行走驱动机构B3下降至与台阶水平面6接触为止，并且第三升降机构C2带动第三行走驱动机构C3下降至与台阶水平面6接触为止，这样就完成了上楼作用。

如图4所示，自移动设备的下楼动作：调整自移动设备的行进方向，使自移动设备的行进方向与正常作业时的行进方向相反，也就是说第二行走从动机构B1及第三行走从动机构C1距离台阶的侧立面较近，第一行走从动机构A1距离台阶的侧立面较远，第二行走驱动机构A3驱动所有行走从动机构向靠近台阶方向移动，直至第二行走驱动机构B3及第三行走驱动机构C3悬空，也就是位于下一级的台阶水平面6的正上方，然后第二升降机构B2带动第二行走驱动机构B3下降至与台阶水平面6接触为止，并且第三升降机构C2带动第三行走驱动机构C3下降至与台阶水平面6接触为止，然后第二行走驱动机构B3及第三行走驱动机构C3驱动第一行走从动机构A1继续移动，直至第一行走驱动机构A1悬空，也就是位于下一级的台阶水平面6的正上方，再由第一升降机构A2带动第一行走驱动机构A1下降至与台阶水平面6接触为止，再由所有行走驱动机构驱动主体1在下一级的台阶水平面6上向远离台阶立面的方向移动，直至第一行走从动机构A1悬空，也就是位于下一级的台阶水平面6的正上方，然后再同时通过所有升降机构带动主体1下降，直至所有行走从动机构与地面接触为止，这样就完成了下楼动作。

由此，根据本实用新型实施例所提供的一种自移动设备，在主体1上升或下降的过程中，通过升降机构202带动行走驱动机构203的升降运动与行走驱动机构203驱动行走从动机构201的平移运动的相互配合，使行走驱动机构203与行走从动机构201交替支撑主体1，从而实现上楼或下楼动作，无需用户搬运，便于用户的使用，并且省时省力。

如图5所示，在一些可能的实施例中，主体1的外周壁上至少部分设有清洁部7。

清洁部7可采用毛刷或者抹布等具有清洁功能的部件，本实施例不做严格限定。在具体应用中，当需要清洁台阶侧立面5时，自移动设备移动至该级台阶侧立面5附近，使清洁部7与台阶的侧立面接触，然后通过自移动设备的行走驱动机构203与行走从动机构201的配合，使主体1进行旋转和平移运动，以对台阶侧立面5的局部进行清洁，清洁完毕后，所有的升降部同时上升一定高度，然后重复上述的清洁过程，直至主体1的高度高于台阶侧立面5的高度，就完成对台阶侧立面5的清洁，这样在本实施例中，自移动设备可对台阶的侧立面进行自动清洁，从而提高了自移动设备的清洁效果及智能程度。

进一步地，清洁部7与主体1可拆卸连接，从而可便于用户对清洁部7的清理及更换。具体地，清洁部7与主体1可采用魔术贴、螺栓或者卡接的形式实现可拆卸连接，本实施例不做严格限定。

在上述实施例中，如图1所示，爬楼装置2的数量为三个，分别为第一爬楼装置2，第二爬楼装置2及第三爬楼装置2，第一爬楼装置2在主体1底部的中轴线上，第二爬楼装置2及第三爬楼装置2位于第一爬楼装置2的后方且以中轴线为对称轴对称设置。

将爬楼装置2设置为三个并且第一爬楼装置2在主体1底部的中轴线上，第二爬楼装置2及第三爬楼装置2位于第一爬楼装置2的后方且以中轴线为对称轴对称设置，这样既能保证对主体1支撑的稳固性，又能保证主体1的底部具有较的空间来安装其它功能的部件。

进一步地，行走从动机构201上设有压力传感器；每个压力传感器用于检测对应的行走从动机构201是否到达台阶的水平面或者待清洁表面。

在清洁装置上楼或下楼的过程中，行走从动机构201有时处于悬空状态，有时需与台阶水平面6进行接触，由此通过压力传感器可准确判断行走从动机构201的状态。具体而言，如果压力传感器检测的压力值大于或等于阈值，则确定相应的行走从动机构201与台阶水平面6接触，如果压力传感器的压力值小于阈值，则确定相应的行走从动机构201没有与台阶水平面6接触，也就是处于悬空状态。

在另一些可能的实现方式中，如图1所示，自移动设备的底部还设有清扫装置3。

清扫装置3可采用上述实施例中清扫组件的结构，在此不再赘述。通过设置清扫装置3，可实现自移动设备的清扫作业。

具体地，清扫装置3的数量为两个，其中一个清扫装置3位于第一爬楼装置2的一侧，另一个清扫装置3位于第一爬楼装置2的另一侧。

将清扫装置3设置为两个并分别位于在第一爬楼装置2的两侧，可扩大清扫装置3的清扫范围，从而提高清洁效果及清洁效率。

在又一些可能的实现方式中，如图1所示，自移动设备的底部还设有拖地装置4。

拖地装置4可采用上述实施例中的拖擦组件的机构，在此不再赘述。通过设置拖擦装置，可实现自移动设备的拖地作业。具体地，拖地装置4位于第二爬楼装置2及第三爬楼装置2之间的区域。

进一步地，行走从动机构201包括万向轮。万向轮配合各行走驱动机构203的驱动力，可以实现清洁设备在水平上的转弯或掉头动作，从而使清洁设备的移动更加灵活，进而适应更加复杂的作业环境。

本实用新型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，而非意在将本实用新型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，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型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实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种自移动设备，其特征在于，包括主体；

所述主体的底部设有多个爬楼装置，每个爬楼装置包括行走从动机构、升降机构及行走驱动机构，所述行走从动机构设置在所述主体的底部，所述行走驱动机构通过所述升降机构与所述主体的底部连接，且所述行走从动机构位于所述行走驱动机构的前方，所述前方为与所述自移动设备正常作业前进方向相同的方向。

2.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述主体的外周壁上至少部分设有清洁部。

3.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述清洁部与所述主体可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述爬楼装置的数量为三个，分别为第一爬楼装置，第二爬楼装置及第三爬楼装置，所述第一爬楼装置在所述主体底部的中轴线上，所述第二爬楼装置及第三爬楼装置位于所述第一爬楼装置的后方且以所述中轴线为对称轴对称设置。

5.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述行走从动机构上设有压力传感器；每个所述压力传感器用于检测对应的行走从动机构是否到达台阶的水平面或者待清洁表面。

6.根据权利要求4所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备的底部还设有清扫装置。

7.根据权利要求6所述的自移动设备，其特征在于，所述清扫装置的数量为两个，其中一个清扫装置位于所述第一爬楼装置的一侧，另一个清扫装置位于所述第一爬楼装置的另一侧。

8.根据权利要求4所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备的底部还设有拖地装置。

9.根据权利要求8所述的自移动设备，其特征在于，所述拖地装置位于所述第二爬楼装置及第三爬楼装置之间的区域。

10.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述行走从动机构包括万向轮。

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