掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，由至少三個碰撞檢測單元組成，每個碰撞檢測單元包括弧形活動罩（1）和與弧形活動罩（1）相配合的固定檢測器（2），各碰撞檢測單元的弧形活動罩（1）組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。碰撞檢測單元設(shè)置有九個，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個碰撞檢測單元的九段弧形活動罩（1）組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。本發(fā)明將半圓形前罩分割成九段碰撞檢測單元，通過讀取每個碰撞檢測單元的信號可準(zhǔn)確、具體地識別碰撞方位，為機(jī)器人的智能判斷及轉(zhuǎn)向提供了可靠了物理依據(jù)。叉指電容PCBlayout層內(nèi)側(cè)設(shè)置有PCB絕緣層和反面屏蔽層，增加了叉指電容工作的可靠性。
【專利說明】掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能清潔機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，智能家用電器的應(yīng)用越來越廣泛，而且具有非常廣闊的市場前景。掃地機(jī)器人，又稱自動打掃機(jī)、智能吸塵器、機(jī)器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進(jìn)入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。掃地機(jī)器人最早在歐美市場進(jìn)行銷售，隨著國內(nèi)生活水平的提高，逐步進(jìn)入中國市場。
[0003]現(xiàn)有掃地機(jī)器人的工作方式主要分為兩類:定位引擎和隨機(jī)碰撞:
(一)定位引擎可分為:偏移檢測式定位引擎和邊界掃描式定位引擎:
1)偏移檢測式定位引擎:美國Evolution公司的NorthStar北極星室內(nèi)定位系統(tǒng)；
2)邊界掃描式定位引擎:韓國Samsung、LG公司為代表的高清攝像頭和NeatoXV-1l的RPS激光繪圖。
[0004]基于定位引擎的產(chǎn)品技術(shù)門檻較高，特別是對定位系統(tǒng)的硬件檢測精度有著較為嚴(yán)格的要求，成本較高，所以目前國產(chǎn)掃地機(jī)器人產(chǎn)品中暫時還沒有搭載定位引擎的高端產(chǎn)品問世。
[0005]( 二)隨機(jī)碰撞
目前國內(nèi)掃地機(jī)器人產(chǎn)品常用的避障機(jī)制是隨機(jī)碰撞，隨機(jī)碰撞式掃地機(jī)器人在發(fā)生碰撞后以隨機(jī)角度轉(zhuǎn)向，無法做出智能轉(zhuǎn)向判斷，因此存在重復(fù)清潔、清潔覆蓋率低、清潔效率低下等缺點。
[0006]現(xiàn)有隨機(jī)碰撞掃地機(jī)器人前障探測采用的是紅外加前杠碰撞裝置，以感應(yīng)前方障礙物，為機(jī)器的轉(zhuǎn)向提供依據(jù)。
[0007]A.紅外檢測方式的缺陷:現(xiàn)有掃地機(jī)器人前撞紅外檢測都采用3段式(左、中、右)紅外結(jié)構(gòu)，由于紅外的發(fā)射及接收都具有很強(qiáng)的方向性，因此:
a)紅外探測的角度很受限制:在紅外探測夾角內(nèi)，體積較大、反射能力較強(qiáng)的物體能被檢測到，但是對于體積較小的小物體(如桌椅的腿等)一般探測不到，透明的玻璃門、玻璃魚缸等也無法有效檢測；
b)紅外探測的方位很受限制:探測到前方障礙物時，僅能知道障礙物位于機(jī)器人的左邊、中間還是右邊，對于障礙物相對方位的檢測不夠具體；
c)對窗簾、下垂的床單常誤判。
[0008]B.前杠碰撞裝置的缺陷:由于采用的是一整塊碰撞裝置，僅能識別是左側(cè)或右側(cè)發(fā)生碰撞，無法準(zhǔn)確有效地提供碰撞方位角，且對正前方的障礙物經(jīng)常出現(xiàn)誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可準(zhǔn)確檢測障礙物碰撞方位的掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，將掃地機(jī)器人半圓形前罩分割成九段碰撞檢測單元，通過讀取每個碰撞檢測單元的信號，準(zhǔn)確、具體地識別碰撞方位。
[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，由至少三個碰撞檢測單元組成，每個碰撞檢測單元包括弧形活動罩和與弧形活動罩相配合的固定檢測器，各碰撞檢測單元的弧形活動罩組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0011]所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個碰撞檢測單元的九段弧形活動罩組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0012]所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座上，輕觸開關(guān)與弧形活動罩之間通過彈簧連接，弧形活動罩與塑膠基座之間的間隙中填充有防潮海綿層。
[0013]所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層、PCB絕緣層和塑膠件，塑膠件的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條，塑膠件的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層，金屬鍍層與叉指電容PCBlayout層之間填充有彈性防潮海綿層，叉指電容PCBlayout層的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層和反面屏蔽層。
[0014]所述的碰撞檢測單元為分段式應(yīng)變傳感器，分段式應(yīng)變傳感器包覆在掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩上。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
I)將掃地機(jī)器人半圓形前罩分割成九段碰撞檢測單元，通過讀取每個碰撞檢測單元的信號可準(zhǔn)確、具體地識別碰撞方位，為機(jī)器人的智能判斷及轉(zhuǎn)向提供了可靠了物理依據(jù)。
[0016]2)弧形活動罩與塑膠基座，或是金屬鍍層與叉指電容PCBlayout層之間均設(shè)置有彈性防潮海綿層，不僅為弧形活動罩提供了復(fù)位的回彈力，而且可有效起到防潮作用，保護(hù)碰撞檢測單元內(nèi)部電路。
[0017]3)叉指電容PCBlayout層內(nèi)側(cè)設(shè)置有PCB絕緣層和反面屏蔽層，增加了叉指電容工作的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明碰撞檢測組件未發(fā)生碰撞時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明碰撞檢測組件碰撞障礙物后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為輕觸開關(guān)型碰撞檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為叉指電容型碰撞檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為分段式應(yīng)變傳感器型碰撞檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1-弧形活動罩，2-固定檢測器，3-套桿，4-彈簧，5-觸片，6-塑膠基座，7-防潮海綿層，8-叉指電容PCBlayout層，9- PCB絕緣層，10-塑膠件，11-防損硅膠條，12-金屬鍍層，13-彈性防潮海綿層，14-反面屏蔽層。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。[0020]掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，由至少三個碰撞檢測單元組成，每個碰撞檢測單元包括弧形活動罩I和與弧形活動罩I相配合的固定檢測器2，各碰撞檢測單元的弧形活動罩I組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0021]如圖1所示，所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個碰撞檢測單元的九段弧形活動罩I組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
[0022]如圖2所示，掃地機(jī)器人前行時碰撞到障礙物，九段碰撞檢測單元中某一段碰撞檢測單元的弧形活動罩I因碰撞受壓，弧形活動罩I與固定檢測器2之間的距離變短，固定檢測器2的輸出信號發(fā)生改變。微控制器MCU定期掃描讀取九個固定檢測器2的信號，找出信號輸出發(fā)生變化的固定檢測器2，即可識別發(fā)生碰撞的具體方位。
[0023]如圖3所示，所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座6上，輕觸開關(guān)與弧形活動罩I之間通過彈簧4連接，彈簧4 一端固定安裝在弧形活動罩I上，另一端套接在輕觸開關(guān)的套桿3上，未發(fā)生碰撞時彈簧4不對觸片5產(chǎn)生壓力；發(fā)生碰撞時，彈簧4受壓，對觸片5產(chǎn)生壓力，輕觸開關(guān)接通?；⌒位顒诱諭與塑膠基座6之間的間隙中填充有防潮海綿層7?；⌒位顒诱諭的外側(cè)也設(shè)置有用于防磨損的硅膠條。
[0024]如圖4所示，所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層8、PCB絕緣層9和塑膠件10，塑膠件10的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條11，塑膠件10的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層12，金屬鍍層12與叉指電容PCBlayout層8之間填充有彈性防潮海綿層13，叉指電容PCBlayout層8的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層9和反面屏蔽層14。當(dāng)發(fā)生碰撞時，金屬鍍層12與叉指電容PCBlayout層8之間的距離發(fā)生變化，從而引起叉指電容的電容量變化。微控制器MCU定期掃描讀取電容量的變化，即可識別發(fā)生碰撞的具體方位。通過機(jī)器轉(zhuǎn)向的連續(xù)多次碰撞,可感知障礙物的方位、形狀和大小。
[0025]如圖5所示，所述的碰撞檢測單元為分段式應(yīng)變傳感器，分段式應(yīng)變傳感器包覆在掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩上，附著在硅膠條上。
[0026]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，設(shè)置于掃地機(jī)器人前端，其特征在于:它由至少三個碰撞檢測單元組成，每個碰撞檢測單元包括弧形活動罩(I)和與弧形活動罩(I)相配合的固定檢測器(2)，各碰撞檢測單元的弧形活動罩(I)組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元設(shè)置有九個，各碰撞檢測單元之間的夾角為20°，九個碰撞檢測單元的九段弧形活動罩(I)組合構(gòu)成掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元為輕觸開關(guān)，輕觸開關(guān)固定安裝在塑膠基座(6)上，輕觸開關(guān)與弧形活動罩(I)之間通過彈簧(4)連接，弧形活動罩(I)與塑膠基座(6)之間的間隙中填充有防潮海綿層(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元為叉指電容，包括叉指電容PCBlayout層(8)、PCB絕緣層(9)和塑膠件(10)，塑膠件(10)的外側(cè)設(shè)置有防損硅膠條(11)，塑膠件(10)的內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬鍍層(12)，金屬鍍層(12)與叉指電容PCBlayout層(8)之間填充有彈性防潮海綿層(13)，叉指電容PCBlayout層(8)的內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有PCB絕緣層(9 )和反面屏蔽層(14 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃地機(jī)器人新型碰撞避障結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的碰撞檢測單元為分段式應(yīng)變傳感器，分段式應(yīng)變傳感器包覆在掃地機(jī)器人前端的半圓形前罩上。
【文檔編號】A47L11/40GK104000543SQ201410266629
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】唐炳鋼 申請人:成都北斗群星智能科技有限公司