一种具有防撞功能的扫地机器人的制作方法

本实用新型涉及扫地机器人技术领域，尤其涉及一种具有防撞功能的扫地机器人。

背景技术：

扫地机器人，又称自动打扫机或吸尘器，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，在房间内自动完成地板清理工作，扫地机器人一般采用刷扫和真空吸取的方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。

扫地机器人的扫地机以圆盘型为主，带有可充电的电池，操作方式以遥控器操作，或是使用机器上的操作面板进行操作，扫地机器人一般能够设定时间预约打扫，并能够自行充电。

扫地机一般是在分布有障碍物(如桌脚、台阶和墙壁等)的环境中工作的，扫地机在直线前行打扫时，如果不能及时检测出扫地机前方的障碍物，确定障碍物的位置，从而转弯绕开障碍物或及时停止运动，扫地机将与障碍物碰撞，导致扫地机外表出现损伤，甚至出现功能障碍，因此，为保证扫地机能在分布有障碍物(如桌脚、台阶和墙壁等)的环境中工作，需要对扫地机进行改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，在于如何扫地机在前行打扫时，及时检测出扫地机前方的障碍物，确定障碍物的位置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种具有防撞功能的扫地机器人，包括有扫地机，所述扫地机上设置有第一激光测距传感器，所述第一激光测距传感器发出的激光束位于所述扫地机的行进平面上，且所述第一激光测距传感器发出的激光束朝向所述扫地机的前行方向发射，所述第一激光测距传感器发出的激光束与所述扫地机的直线前进方向的夹角为锐角。

在一种优选的实施方式中，所述第一激光测距传感器发出的激光束与所述扫地机的直线前进方向的夹角不小于45°。

在一种优选的实施方式中，所述第一激光测距传感器发出的激光束与所述扫地机的直线前进方向的夹角为77°。

在一种优选的实施方式中，还包括有第二激光测距传感器，所述第二激光测距传感器发出的激光束位于所述扫地机的行进平面上，且所述第二激光测距传感器发出的激光束朝向所述扫地机的前行方向发射，所述第二激光测距传感器发出的激光束与所述扫地机的直线前进方向的夹角为锐角；所述第二激光测距传感器发出的激光束的朝向与所述第一激光测距传感器发出的激光束的朝向相反。

在一种优选的实施方式中，所述第一激光测距传感器设置在所述扫地机的前端面靠近左侧面或右侧面的端点上。

在一种优选的实施方式中，所述扫地机的前端设置有腔体，所述第一激光测距传感器置于所述腔体中。

在一种优选的实施方式中，还包括有透明罩，所述透明罩将所述第一激光测距传感器密封在所述腔体中，所述第一激光测距传感器发出的激光束从所述透明罩出射。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的扫地机设置有第一激光测距传感器，第一激光测距传感器发出的激光束朝向扫地机的前行方向发射，第一激光测距传感器发出的激光束与扫地机的直线前进方向的夹角为锐角，也即第一激光测距传感器发出的激光束横跨在扫地机的前方，当扫地机的前方有障碍物时，障碍物先挡住第一激光测距传感器发出的激光束，由此检测出扫地机的前方有障碍物，并能测出障碍物与扫地机之间的距离，由此方便扫地机规避障碍物，保证扫地机的正常工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型第一个实施例的扫地机器人的斜视图；

图2是图1中的扫地机器人的局部剖视图；

图3是图1中的扫地机器人的第一激光测距传感器的工作示意图；

图4是本实用新型第二个实施例的扫地机器人的局部剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型的较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，从而能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。当某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接在另一个特征上。

在本实用新型的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个或者多个，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，除非另有定义，本实用新型所使用的技术术语和科学术语均与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。

参照图1至图3，图1是本实用新型第一个实施例的扫地机器人的斜视图，图2是图1中的扫地机器人的局部剖视图，图3是图1中的扫地机器人的第一激光测距传感器的工作示意图，与此同时，图2和图3也是图1中的扫地机器人的俯视图。本实施例的扫地机器人包括有扫地机1和第一激光测距传感器组件2，第一激光测距传感器组件2设置在扫地机1的前端面上(在图2所示的方位，扫地机1的上端面为前端面)，扫地机1的前端面指的是扫地机1在直线前进进行清扫的时候，扫地机1上朝向未打扫区域的侧面。

第一激光测距传感器组件2包括有pcb板21、第一激光测距传感器22和透明罩23，第一激光测距传感器22焊接固定在pcb板21上，并与pcb板21上的电路导电连接，扫地机1的前端设置有腔体11，第一激光测距传感器22置于腔体11中，由此可保护第一激光测距传感器22，防止第一激光测距传感器22与外界物体发生碰撞。

为防止水流进入到腔体11中，保障第一激光测距传感器22的正常工作，与此同时，满足第一激光测距传感器22发出的激光束能够向外界发射的要求，设置有透明罩23，透明罩23固定在扫地机1上，并将腔体11密封，固定方式可采用胶水进行粘接，胶水可同时实现密封，胶水可采用硅橡胶，或者，透明罩23通过螺钉锁紧固定在扫地机1上，且透明罩23与扫地机1之间设置有密封圈，密封圈使得腔体11密封。

为使得扫地机1在前进打扫时，能够检测到扫地机1前方的障碍物3，并确定障碍物3相对扫地机1的位置，第一激光测距传感器22发出的激光束位于扫地机1的行进平面(在图2中，行进平面为yz平面，在实际的工作场景中，行进平面为与地平面平行的面)上，第一激光测距传感器22发出的激光束朝向扫地机1的前行方向发射，且第一激光测距传感器22发出的激光束与扫地机1的直线前进方向(一般的扫地机都具有两个驱动轮，扫地机的直线前进方向即为驱动轮轴心的垂线)的夹角为锐角，也即，第一激光测距传感器22发出的激光束横跨在扫地机1的前方，综合上述要求，以图2所示方位来看，第一激光测距传感器22发出的激光束朝右上方发射。

具体设置时，可使第一激光测距传感器22发出的激光束与扫地机1的直线前进方向的夹角大于45°，此时，第一激光测距传感器22的检测范围不会过大，不会过度限制扫地机1的运动范围，在本实施例中，第一激光测距传感器22发出的激光束与扫地机1的直线前进方向的夹角为77°。

由此，当扫地机1的前方有障碍物3时，障碍物3先挡住第一激光测距传感器22发出的激光束，第一激光测距传感器22能接收到障碍物3反射回来的激光，由此确定扫地机1的前方有障碍物3，并根据发出的激光与反射的激光之间的时间差，检测出障碍物3与第一激光测距传感器22之间的距离，从而确定障碍物3相对扫地机1的位置，扫地机1可选择转弯绕过障碍物3，或者选择减速，停止运动。

在本实施例中，为使第一激光测距传感器22的检测范围最大，第一激光测距传感器22设置在扫地机1左端或右端的端点上，由此，第一激光测距传感器22发出的激光束横跨在整个扫地机1的前方，而不会有部分的区域覆盖不到。

具体的，在判断障碍物3相对扫地机1的位置时，可根据正余弦定理计算障碍物3相对第一激光测距传感器22在y轴方向的投影距离和在z轴方向的投影距离(参照图3)，第一激光测距传感器22发出的激光束照射到障碍物3上后，激光束在障碍物3上发生漫反射，漫反射中的一道光线沿原路射向第一激光测距传感器22，先测量出激光束在障碍物3的反射点和第一激光测距传感器22之间的直线距离为c，激光束在障碍物3的反射点和第一激光测距传感器22之间的连线与z轴的夹角为θ，由此，可计算得激光束在障碍物3的反射点和第一激光测距传感器22之间的直线距离在y轴方向的投影为b＝c*sinθ，激光束在障碍物3的反射点和第一激光测距传感器22之间的直线距离在z轴方向的投影为a＝c*cosθ，由此可确定障碍物3相对扫地机1的位置。

在判断障碍物3是否会影响扫地机1前行时，可事先设定安全距离c0，首先，将扫地机1的最右端点沿z轴负方向平移距离f(参照图2，其中，f为0-50mm)，然后沿y轴方向延伸，形成有一安全直线，安全距离c0为第一激光测距传感器22发出的激光束传播到安全直线的距离，当c＜c0时，认为障碍物3会影响扫地机1前进，当c≥c0时，或者第一激光测距传感器22接收不到反射的激光时，认为障碍物3不会影响扫地机1前进。

参照图4，图4是本实用新型第二个实施例的扫地机器人的局部剖视图，与本实用新型的第一个实施例的扫地机器人所不同的是，扫地机1的前端面上设置有第二激光测距传感器组件4，且设置在远离第一激光测距传感器组件2的一端上，第二激光测距传感器组件4与第一激光测距传感器组件2的组成零件完全相同，第二激光测距传感器组件4发出的激光束位于扫地机1的行进平面(在图4中，行进平面为yz平面，在实际的工作场景中，行进平面为与地平面平行的面)上，第二激光测距传感器组件4发出的激光束朝向扫地机1的前行方向发射，且第二激光测距传感器组件4发出的激光束与扫地机1的直线前进方向(一般的扫地机都具有两个驱动轮，扫地机的直线前进方向即为驱动轮轴心的垂线)的夹角为锐角，所不同的是，第二激光测距传感器组件4发出的激光束与第一激光测距传感器组件2发出的激光束的朝向相反。

由此，第二激光测距传感器组件4与第一激光测距传感器组件2形成了一对交叉的激光束，由此可避免设置单个的第一激光测距传感器组件2所导致的检测盲区(即在扫地机1的前端面上，越靠近第一激光测距传感器组件2的位置，障碍物3就越能接近扫地机1，而不被检测出)。

以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，所属领域的技术人员在不脱离本实用新型宗旨的前提下还可做出种种的等同变形或替换。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。