CN111158369B 一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法 （佛山市云米电器科技有限公司）

(12)发明专利(10)授权公告号CN111158369B(65)同一申请的已公布的文献号(73)专利权人佛山市云米电器科技有限公司地址528000广东省佛山市顺德区伦教街道办事处霞石村委会新熹四路北2号专利权人陈小平(74)专利代理机构佛山市禾才知识产权代理有限公司44379专利代理师刘羽波朱培祺US2014257564A1,2014.09.11审查员邹聪一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法，扫地机器人包括检测模块和运动模块，检测模块活动安装于扫地机器人的本体，运动模块用于控制检测模块相对于本体向外伸出，使得检测模块可活动地设置于本体，获取信息以进行扫地机器人的工作规划；一种检测控制清扫的方法，包括如下步骤：向外伸出检测模块，获取扫地机器人周围的整体环境信息；根据整体环境信息，确定清扫工作的运行方向；扫地机器人进行清扫工作，同时检测模块持续检测，获取扫地机器人周边的局部环境信息。本发明中检测模块能够相对于本体向外伸出，减少检测盲区，从而检测到范21.一种扫地机器人，其特征在于：包括检测模块(11)和运动模块(12),所述检测模块(11)活动安装于所述扫地机器人(1)的本体，所述运动模块(12)用于控制所述检测模块(11)相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块(11)可伸缩地活动设置于所述本体；所述运动模块(12)位于所述扫地机器人(1)的内部，所述运动模块(12)包括相对于所述本体活动的伸缩组件(121),所述检测模块(11)安装于所述伸缩组件(121),所述伸缩组件(121)的伸缩方向与所述扫地机器人(1)的垂直中轴线(3)的夹角为φ,其中0°≤φ≤所述运动模块(12)还包括摆动组件(122),所述摆动组件(122)包括底座(41)和摆动驱动器(42),所述伸缩组件(121)安装在所述底座(41),所述摆动驱动器(42)设置在所述底座(41)的下方，所述摆动驱动器(42)和所述底座(41)之间设有传动件(43),所述摆动驱动器(42)通过所述传动件(43)摆动所述底座(41),进而改变所述伸缩组件(121)的伸缩方向，使得所述检测模块(11)的伸缩方向与所述垂直中轴线(3)的夹角φ可变；所述检测模块(11)设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块(11)的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块(11)以伸缩运动方向的轴线为中心线进行旋转；所述伸缩组件(121)包括活动部和驱动部，所述活动部包括伸缩柱(31),所述驱动部包括电力驱动器(32),所述检测模块(11)设置在所述伸缩柱(31),所述伸缩柱(31)与电力驱动器(32)之间设有传动配合件(44),所述电力驱动器(32)通过所述传动配合件(44)驱动所述伸缩柱(31)伸出或回退；所述活动部包括导腔和伸缩柱(31),所述检测模块(11)安装在所述伸缩柱(31)的上端面，所述驱动部包括电力驱动器(32)和升降台(33),所述电力驱动器(32)驱动所述升降台(33)圆周转动，所述升降台(33)的顶部设有斜截面(34),所述活动部与所述驱动部之间设有连接杆(35),所述连接杆(35)的一端固定地设置在所述伸缩柱(31)的下端面，所述连接杆(35)的另一端活动地设置在所述斜截面(34),通过所述斜截面(34)支承所述连接杆(35),所述连接杆(35)与所述斜截面(34)之间设有滑轮(36);所述传动件(43)包括主动齿轮(431)和从动齿轮(432),所述从动齿轮(432)设置在所述底座(41)的下端面，通过所述摆动驱动器(42)带动所述主动齿轮(431)旋转，所述主动齿轮(431)带动所述从动齿轮(432)转动。2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述检测模块(11)通过所述运动模块(12)相对于所述本体的顶部向外伸出或回退复位。3.根据权利要求1所述的一种扫地机器人，其特征在于：所述传动配合件(44)包括相互配合的驱动齿轮(441)和齿条(442),所述齿条(442)竖直并固定地设置在所述伸缩柱(31)的底端面，所述驱动齿轮(441)设置在电力驱动器(32)的驱动轴。4.一种检测控制清扫的方法，其特征在于：应用于根据权利要求1至3任意一项所述的一种扫地机器人；包括如下步骤：向外伸出所述检测模块(11),获取所述扫地机器人(1)周围的整体环境信息；根据整体环境信息，确定清扫工作的运行方向；所述扫地机器人(1)进行清扫工作，同时所述检测模块(11)持续检测，获取所述扫地机3所述扫地机器人(1)检测到运行方向上的某高度存在障碍物，所述检测模块(11)往所所述扫地机器人(1)通过所述运动模块(12)改变所述检测模块(11)的伸缩行程或/和所述检测模块(11)的伸缩运动方向与所述垂直中轴线(3)的夹角为φ,其中0°≤φ≤所述扫地机器人(1)伸出所述检测模块(11),所述检测模块(11)通过所述转动驱动器6.根据权利要求4所述的一种检测控制清扫的方法，其特征在于：所7.根据权利要求4所述的一种检测控制清扫的方法检测出在运行方向上的某高度存在障碍物时，所述检测模块(11)获取到障碍物的离地高9.根据权利要求4所述的一种检测控制清扫的方法，其特征在于：所所述扫地机器人(1)根据所述检测模块(11)及所述扫地机器人(1)内置传感器所建立的地4一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法技术领域[0001]本发明涉及扫地机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人及其检测控制清扫的方背景技术[0002]扫地机器人，一种智能家用电器，凭借一定的人工智能，自动在室内完成底板清理工作。随着时代的进步，扫地机器人已陆续出现在家家户户，在人们的日常生活中发挥着重要作用，极大的提高了人们的生活质量。[0003]一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器[0004]现有的扫地机器人的检测模块基本是固定设置在扫地机器人侧壁，检测视野通过扫地机器人自身转动实现改变；具有以下不足：一是检测视野固定，检测盲区大，难以获取室内的整体环境信息，清扫路线规划不完整，二是难以实时获取扫地机器人周边的局部环发明内容[0005]针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种扫地机器人及其检测控制清扫的方扫地机器人的周边环境，尤其是对所述扫地机器人周边的障碍物做到精准实时检测。[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种扫地机器人，包括检测模块和运动模块，所述检测模块活动安装于所述扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块可伸缩地活动设置于所述本体。[0007]进一步，所述检测模块通过所述运动模块相对于所述本体的顶部向外伸出或回退复位。[0008]进一步，所述运动模块位于所述扫地机器人的内部，所述运动模块包括相对于所述本体活动的伸缩组件，所述检测模块安装于所述伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩方向与所述扫地机器人的垂直中轴线的夹角为φ,其中0°≤φ≤60°。[0009]进一步，所述运动模块还包括摆动组件，所述摆动组件包括底座和摆动驱动器，所述伸缩组件安装在所述底座，所述摆动驱动器设置在所述底座的下方，所述摆动驱动器和所述底座之间设有传动件，所述摆动驱动器通过所述传动件摆动所述底座，进而改变所述伸缩组件的伸缩方向，使得所述检测模块的伸缩方向与所述扫地机器人的所述垂直中轴线的夹角φ可变。[0010]进一步，所述伸缩组件包括活动部和驱动部，所述活动部包括伸缩柱，所述驱动部包括电力驱动器，所述检测模块设置在所述伸缩柱，所述所述伸缩柱与电力驱动器之间设有传动配合件，所述电力驱动器通过所述传动配合件驱动所述伸缩柱伸出或回退。5[0011]进一步，所述传动配合件包括相互配合的驱动齿轮和齿条，所述齿条竖直并固定地设置在所述伸缩柱的底端面，所述驱动齿轮设置在电力驱动器的驱动轴。[0012]进一步，所述检测模块设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块以伸缩运动方向的轴线为中心线进行旋[0014]向外伸出所述检测模块，获取所述扫地机器人周围的整体环境信息；[0016]所述扫地机器人进行清扫工作，同时所述检测模块持续检测，获取所述扫地机器人周边的局部环境信息；[0017]所述扫地机器人检测到运行方向上的某高度存在障碍物，所述检测模块往所述扫地机器人缩进，以使所述扫地机器人通过障碍物；[0018]所述扫地机器人越过障碍物后，所述检测模块重新伸出，继续进行检测工作。[0019]进一步，获取所述扫地机器人周围的整体环境信息的过程为：[0020]所述扫地机器人伸出所述检测模块，所述检测模块通过所述转动驱动器自转，获取所述扫地机器人当前周围的整体环境信息。[0021]进一步，获取所述扫地机器人周边的局部环境信息的过程为：[0022]所述扫地机器人通过所述运动模块改变所述检测模块的伸缩行程或/和伸缩运动方向，使所述检测模块的检测视野上下移动，调整所述检测模块的检测范围，实时获取所述扫地机器人周边的局部环境。[0023]进一步，所述扫地机器人通过所述检测模块及所述扫地机器人内置的传感器建立地图并进行定位。[0024]进一步，所述扫地机器人检测出在运行方向上的某高度存在障碍物时，所述检测模块获取到障碍物的离地高度、方向及距离信息，所述检测模块躲避障碍物时，所述运动模块控制所述检测模块往所述扫地机器人缩进，记录并计算运行路径记录，通过障碍物后，所述检测模块重新伸出，继续实时检测所述扫地机器人的周边环境。[0025]进一步，所述检测模块的伸缩运动方向与所述扫地机器人的所述垂直中轴线的夹[0026]进一步，所述检测模块相对于所述扫地机器人的垂直方向行程为H,其中O0mm≤H≤[0027]进一步，所述检测模块对检测端正前方的上下方向检测角度为β,其中-30°≤β≤[0028]进一步，所述扫地机器人结束清洁任务后，所述检测模块缩进到所述扫地机器人内收纳。[0029]进一步，全区域清扫完成后，所述扫地机器人根据所述检测模块及所述扫地机器人内置传感器所建立的地图找充电桩进行回充。[0030]本发明根据上述内容提出一种扫地机器人及其检测控制清扫的方法，所述检测模块通过所述运动模块安装于所述扫地机器人的本体，所述运动模块用于控制所述检测模块相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块可伸缩地活动设置于所述本体。6[0031]因此，所述检测模块能够相对于所述本体向外伸出，扩大检测视野，减少检测盲[0032]所述扫地机器人在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人的周边环境，尤其是对所述扫地机器人周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人避免无意义碰撞，避免伸出检测模块的损坏。[0033]所述检测模块检测出运行方向上的某高度存在障碍物时，所述运动模块控制所述检测模块往所述扫地机器人缩进对应高度，降低所述检测模块的高度，便于所述扫地机器人通过障碍物，从而使扫地机器人进入低矮空间，进行清扫。附图说明[0034]图1是本发明其中一个实施例的结构示意图；[0035]图2是本发明其中一个实施例的伸缩组件与检测模块的结构示意图，其中，β是检测模块可以对检测端正前方的上下方向检测角度；[0036]图3是本发明其中一个实施例的伸缩组件与检测模块的结构示意图，其中，β是检测模块可以对检测端正前方的上下方向检测角度；[0037]图4是本发明其中一个实施例的检测模块与运动模块的组合示意图；[0038]图5是本发明其中一个实施例的检测模块与运动模块的组合示意图，其中φ是检测模块的伸缩运动方向与所述扫地机器人的垂直中轴线的夹角。具体实施方式[0040]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。[0041]如图1-5所示，一种扫地机器人，包括检测模块11和运动模块12,所述检测模块11活动安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块11可伸缩地活动设置于所述本体。[0042]具体地，检测模块11可以是红外检测模块、超声检测模块、激光检测模块和视觉检测模块等。[0043]所述检测模块11用于获取外部环境信息、构建地图、定位及检测障碍物，由于本实施例的所述检测模块11活动安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出或回退复位，使得所述检测模块11可活动地设置于所述本体。[0044]因此，所述检测模块11能够相对于所述本体向外伸出，扩大检测视野，减少检测盲[0045]通过本实施例的一种扫地机器人1,在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人1的周边环境，尤其是对所述扫地机器人1周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人1避免无意义碰撞，避免伸出检测模块11的损坏。7[0046]进一步，所述检测模块11通过所述运动模块12相对于所述扫地机器人1的顶部向[0047]所述检测模块11可相对于所述扫地机器人1的顶部、底部或侧壁向外伸出，更优于所述本体活动的伸缩组件121,所述检测模块11安装于所述伸缩组件121,如安装在所述[0049]所述伸缩组件121可以是气缸伸缩组件、液压伸缩组件或电机驱动的伸缩组件所述伸缩柱31与电力驱动器32之间设有传动配合件44,所述电力驱动器32通过所述传动配441和齿条442,所述齿条442竖直并固定地设置在所述伸缩柱31的底端面，所述驱动齿轮柱31,所述检测模块11安装在所述伸缩柱31的上端面，所述驱动部包括电力驱动器32和升降台33,所述电力驱动器32驱动所述升降台33圆周转动，所述升降台33的顶部设有斜截面34,所述活动部与所述驱动部之间设有连接杆35,所述连接杆35的一端固定地设置在所述伸缩柱31的下端面，所述连接杆35的另一端活动地设置在所述斜截面34,通过所述斜截面34支承所述连接杆35,所述连接杆35与所述斜截面34之间设有滑轮36。所述电力驱动器32[0051]进一步，所述运动模块12还包括摆动组件122,所述摆动组件122包括底座41和摆底座41的下方，所述摆动驱动器42和所述底座41之间设有传动件43,所述摆动驱动器42通从动齿轮432,所述从动齿轮432设置在所述底座41的下端面，通过所述摆动驱动器42带动8所述主动齿轮431旋转，所述主动齿轮431带动所述从动齿轮432转动，实现上下摆动所述底座41,进而改变所述伸缩组件121的伸缩方向，使得所述检测模块11的伸缩方向与所述垂直缸驱动齿条的运动，从而实现齿轮的转动，实现夹角φ的改变。通过改变所述检测模块11的伸缩方向与所述垂直中轴线3的夹角φ,实现所述检测模块11的检测视野上下摆动，扩大检测范围，减少检测盲区，利于所述检测模块11精确地实时检测所述扫地机器人1周边的障碍[0053]进一步，所述检测模块11设有转动驱动器，所述转动驱动器的转动轴设置在所述检测模块11的伸缩运动方向的轴线，使得所述检测模块11以伸缩运动方向的轴线为中心线[0054]所述转动驱动器如电动机等转动驱动器，所述检测模块11通过所述转动驱动器绕伸缩运动方向的轴线为中心线自转，实现检测模块11全方位检测所述扫地机器人1周围的整体环境，利于规划完整的清扫路线。[0055]一种检测控制清扫的方法，包括如下步骤：[0056]向外伸出所述检测模块11,获取所述扫地机器人1周围的整体环境信息；[0057]根据整体环境信息，确定清扫工作的运行方向；[0058]所述扫地机器人1进行清扫工作，同时所述检测模块11持续检测，获取所述扫地机器人1周边的局部环境信息；[0059]所述扫地机器人1检测到运行方向上的某高度存在障碍物，所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，以使所述扫地机器人1通过障碍物；[0060]所述扫地机器人1越过障碍物后，所述检测模块11重新伸出，继续进行检测工作。[0061]由于本实施例的所述检测模块11通过所述运动模块12安装于所述扫地机器人1的本体，所述运动模块12用于控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，使得所述检测模块11可活动地设置于所述本体。[0062]因此，所述检测模块11能够相对于所述本体向外伸出，减少检测盲区，从而检测到范围更大整体环境信息，规划完整的清扫路线，提高清扫效率。[0063]所述扫地机器人1在清扫过程中持续大范围的检测，实时检测所述扫地机器人1的周边环境，尤其是对所述扫地机器人1周边的障碍物做到精准实时检测，从而使所述扫地机器人1避免无意义碰撞。[0064]所述检测模块11检测出运行方向上的某高度存在障碍物时，所述运动模块12控制所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，所述对应高度的计算可以为障碍物的最低点到地面的距离减去当前检测模块11到地面的距离，降低所述检测模块11的高度，便于所述扫地机器人1通过障碍物，从而使所述扫地机器人1进入低矮空间，进行清扫。[0065]进一步，获取所述扫地机器人1周围的整体环境信息的过程为：[0066]所述扫地机器人1伸出所述检测模块11,所述检测模块11通过所述转动驱动器自转，获取所述扫地机器人1当前周围的整体环境信息。[0067]通过所述运动模块12控制所述检测模块11相对于所述本体向外伸出，再通过转动驱动器实现所述检测模块11全方位检测所述扫地机器人1周围的整体环境，获取整体的环境信息以进行所述扫地机器人1工作规划，利于规划完整的清扫路线。9[0068]进一步，获取所述扫地机器人1周边的局部环境信息的过程为：[0069]所述扫地机器人1通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩行程或/和伸缩运动方向，使所述检测模块11的检测视野上下移动，调整所述检测模块11的检测范围，实时获取所述扫地机器人1周边的局部环境。[0070]通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩行程，使所述检测模块11的检测视野上下移动，调整所述检测模块11的检测范围，便于所述检测模块11实时检测所述扫地机器人1周边的局部环境；通过所述运动模块12改变所述检测模块11的伸缩方向，使所述检测模块11上下摆动，提供更广的检测视野，便于所述检测模块11作出更加精准的检测。[0071]进一步，所述扫地机器人1通过所述检测模块11及所述扫地机器人1内置的传感器建立地图并进行定位。[0072]其中，所述扫地机器人1内置的传感器可以是陀螺仪或加速度传感器等惯性测量单元。在清扫过程中，通过所述检测模块11和传感器获取所述扫地机器人1周边环境信息，建立更加精准立体的地图，利于确定规划清扫路径，减少碰撞。[0073]进一步，所述扫地机器人1检测出在运行方向上的某高度存在障碍物时，所述检测模块11获取到障碍物的离地高度、方向及距离信息，所述检测模块11躲避障碍物时，所述运动模块12控制所述检测模块11往所述扫地机器人1缩进对应高度，记录并计算运行路径记录，通过障碍物后，所述检测模块11重新伸出，继续实时检测所述扫[0074]于本实施例中，所述检测模块11相对于所述扫地机器