[發(fā)明專利]一種用于掃描家具底部輪廓的掃地機器人

有效

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112493926B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖剛軍;楊武
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: A47L11/24
• 分類號: A47L11/24;A47L11/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種用于掃描家具底部輪廓的掃地機器人，該掃地機器人包括機體、運動驅(qū)動單元、建圖處理電路板和四個單點測距傳感器；建圖處理電路板與四個不同方向上的單點測距傳感器電性連接；四個單點測距傳感器都固定安裝在機體的側(cè)面以避免被家具的底部卡住，其中，這四個單點測距傳感器的固定安裝位置關(guān)于機體的中心對稱設(shè)置，且這四個單點測距傳感器的探測光束方向所在的直線保持經(jīng)過機體的中心；建圖處理電路板與運動驅(qū)動單元電性連接，運動驅(qū)動單元以雙驅(qū)動輪和一個萬向輪的結(jié)構(gòu)安裝機體的底部，使得這四個單點測距傳感器在隨著掃地機器人在家具底部的中空區(qū)域直行過程中測量出家具底部的支撐部件的距離信息，以掃描出家具底部滿足定位要求的輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人測距的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于掃描家具底部輪廓的掃地機器人。

背景技術(shù)

具有自動行動的機器人，這幾年發(fā)展迅速，例如常見的家居清潔類掃地機。目前常見的slam技術(shù)有視覺導航、激光導航、慣性導航。其中，旋轉(zhuǎn)式激光雷達導航的用戶體驗較好，主要是在于它能夠精準地把房間輪廓掃描出來，呈現(xiàn)在用戶界面中，比較直觀。但是掃地機需要在機頂開模安裝一個動作旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，從而讓掃地機的頂面存在一個凸起，當掃地機進入沙發(fā)底部、茶幾的底部時，容易被卡住而不能測量這些家具底部的輪廓信息，比如：當帶激光雷達的掃地機卡在某一位置處時，激光雷達的動作旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的探頭被遮擋，讓部分測距方向無法掃描覆蓋到，導致相距較遠的家具支撐腳的位置分布信息難以被掃描獲取。而且，激光雷達需要電機帶動動作旋轉(zhuǎn)機構(gòu)不停旋轉(zhuǎn)、功率較高、處理數(shù)據(jù)量大、還容易損壞、面臨使用壽命的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明在掃地機器人的側(cè)面對稱安裝四個單點測距傳感器，取代凸起的激光雷達去掃描家具底部輪廓，具體的技術(shù)方案如下：

一種用于掃描家具底部輪廓的掃地機器人，該掃地機器人包括機體、運動驅(qū)動單元、建圖處理電路板和四個單點測距傳感器；建圖處理電路板的四個信號輸入端分別與四個不同方向上的單點測距傳感器的信號輸出端電性連接；四個單點測距傳感器都固定安裝在機體的側(cè)面以避免被家具的底部卡住，其中，這四個單點測距傳感器的固定安裝位置關(guān)于機體的中心對稱設(shè)置，且這四個單點測距傳感器的探測光束方向所在的直線保持經(jīng)過機體的中心；建圖處理電路板的信號輸出端與運動驅(qū)動單元的信號輸入端電性連接，運動驅(qū)動單元以雙驅(qū)動輪和一個萬向輪的結(jié)構(gòu)安裝機體的底部，使得這四個單點測距傳感器在隨著掃地機器人在家具底部的中空區(qū)域直行過程中測量出家具底部的支撐部件的距離信息，以掃描出家具底部滿足定位要求的輪廓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案同時采用不同側(cè)面上的4個單點測距傳感器發(fā)射出相交于機體的中心的探測光束，這一測距結(jié)構(gòu)在不需要旋轉(zhuǎn)機體的前提下也可以采用這4個單點測距傳感器去獲取沙發(fā)底部、茶幾的底部的輪廓，由于這些家具的底部輪廓邊界比較簡單，所以這4個單點測距傳感器掃描的效果就滿足掃描定位輪廓的要求，從而，不需電機控制激光雷達旋轉(zhuǎn)，節(jié)省掃地機器人的模具設(shè)計的成本。

進一步地，這四個單點測距傳感器分別安裝在機體側(cè)面的左前方、機體側(cè)面的右前方、機體側(cè)面的左后方和機體側(cè)面的右后方，且這四個單點測距傳感器在機體上的固定安裝位置左右對稱布置，使得掃地機器人沿著同一方向在家具底部的中空區(qū)域內(nèi)直行的過程中，用于同時測量掃地機器人的前后兩側(cè)的支撐部件的不同角度方向處的輪廓點的距離信息；其中，機體的側(cè)面前方是掃地機器人的直行方向。

進一步地，機體側(cè)面的左前方安裝的單點測距傳感器與掃地機器人的中心軸的夾角是45度，機體側(cè)面的右前方安裝的單點測距傳感器與掃地機器人的中心軸的夾角是45度；機體側(cè)面的左后方安裝的單點測距傳感器與掃地機器人的中心軸的夾角是45度，機體側(cè)面的右后方安裝的單點測距傳感器與掃地機器人的中心軸的夾角是45度。該技術(shù)方案采用45度的傳感器裝配角度，使得機器人的建圖處理電路板更容易處理這4個單點測距傳感器采集的距離信息。

進一步地，這四個單點測距傳感器的發(fā)射方向和接收方向都平行于掃地機的行進平面。滿足掃地機器人建圖導航的目的。