驱动装置、自主移动设备及清洁机器人的制作方法

本申请涉及自主移动设备技术领域，尤其涉及一种驱动装置、自主移动设备及清洁机器人。

背景技术：

自主移动设备，如扫地机器人、拖扫一体机器人等，已被现在的家庭广泛应用。但现在的家庭中各种家具和装饰形成了复杂的地面环境，各种障碍物如台阶、靠椅圆棒腿、移门滑轨等高低不平的地面环境严重限制了自主移动设备的运动范围，极易困住自主移动设备且不易脱困。为了提高自主移动设备的越障能力，可增设越障辅助机构。目前出现越障辅助机构与驱动轮之间容易产生异物缠绕。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种能解决或改善上述问题的驱动装置、自主移动设备及清洁机器人。

在本申请的一个实施例中，提供了一种自主移动设备的驱动装置。其中，所述驱动装置包括：

驱动轮；

调速机构，与所述驱动轮连接，用于调整动力源输出的动力，以将调整后的动力输出给所述驱动轮；

越障辅助机构，具有摆动件，所述摆动件绕自身的摆动轴摆动，所述摆动轴与所述调速机构的输出轴平行，且所述摆动轴在所述输出轴的周围活动，用以在越障时，所述摆动轴的活动与所述摆动件的摆动，使得所述摆动件能与障碍物接触以与所述障碍物产生相对作用力，辅助所述驱动装置越障；

其中，所述越障辅助机构和所述驱动轮位于所述调速机构的两侧。

在本申请的另一个实施例中，还提供了一种自主移动设备。该自主移动设备包括设备体及驱动装置，其中，所述驱动装置设置在所述设备体上；

所述驱动装置包括：

驱动轮；

调速机构，与所述驱动轮连接，用于调整动力源输出的动力，以将调整后的动力输出给所述驱动轮；

越障辅助机构，具有摆动件，所述摆动件绕自身的摆动轴摆动，所述摆动轴与所述调速机构的输出轴平行，且所述摆动轴在所述输出轴的周围活动，用以在越障时，所述摆动轴的活动与所述摆动件的摆动，使得所述摆动件能与障碍物接触以与所述障碍物产生相对作用力，辅助所述驱动装置越障；

其中，所述越障辅助机构和所述驱动轮位于所述调速机构的两侧。

在本申请的又一个实施例中，还提供了一种清洁机器人。该清洁机器人包括机器人机体及驱动装置；其中，所述驱动装置设置在所述机器人机体上；

所述驱动装置包括：

驱动轮；

调速机构，与所述驱动轮连接，用于调整动力源输出的动力，以将调整后的动力输出给所述驱动轮；

越障辅助机构，具有摆动件，所述摆动件绕自身的摆动轴摆动，所述摆动轴与所述调速机构的输出轴平行，且所述摆动轴在所述输出轴的周围活动，用以在越障时，所述摆动轴的活动与所述摆动件的摆动，使得所述摆动件能与障碍物接触以与所述障碍物产生相对作用力，辅助所述驱动装置越障；

其中，所述越障辅助机构和所述驱动轮位于所述调速机构的两侧。

本申请实施例提供的技术方案中，将越障辅助机构与驱动轮分别设置在调速机构的两侧；越障辅助机构中包含有至少一个与驱动轮存在相对运动的部件，如摆动件，因越障辅助机构中的与驱动轮存在相对运动的部件与驱动轮被调速机构隔开，可减少因相对运动而导致的异物缠绕。

另外，本申请实施例提供的所述自主移动设备可以是各种类型的设备，比如：物流车辆、公共服务车辆、医疗服务车辆、银行或商场内提供引导服务的引导机器人、家用机器人(如清洁机器人)等。其中，清洁机器人又可分为：扫地机器人、拖地机器人、扫拖一体机器人、擦窗机器人、桌面清洁机器人等等。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的自主移动设备的驱动装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的自主移动设备的外部结构示意图；

图3为图1所示示意图的右视图；

图4为本申请一实施例提供的驱动装置越障时摆动件与障碍物接触的示意图；

图5为本申请一实施例提供的驱动装置在成功越障后的一种状态示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。此外，下文描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相同的标号在下面的附图及实施例中表示同一物体，因此，一旦某一物体在一个附图及实施例中被定义，则在随后的附图及实施例中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了本申请一实施例提供的自主移动设备的驱动装置的结构示意图。如图1所示，所述驱动装置12包括：驱动轮121、调速机构122及越障辅助机构20。其中，驱动轮121的一周具有驱动轮包胶。驱动轮包胶可增加与行进面(如地面)间的摩擦力。调速机构122与驱动轮121连接。调速机构122用于调整动力源(如电机)输出的动力，以将调整后的动力输出给驱动轮121。越障辅助机构20具有摆动件14，如图3所示的实施例。参见图3，摆动件14绕自身的摆动轴141摆动。摆动轴141与调速机构122的输出轴平行，且摆动轴141在调速机构122的输出轴轮轴的周围活动，用以在越障时，摆动轴141的活动与摆动件14的摆动，使得摆动件14能与障碍物接触以与障碍物产生相对作用力，辅助驱动装置越障，参见图4所示。继续参见图1，越障辅助机构20和驱动轮121位于所述调速机构122的两侧。

本实施例提供的技术方案中，将越障辅助机构20与驱动轮121分别设置在调速机构122的两侧；越障辅助机构122中包含有至少一个与驱动轮121存在相对运动的部件，如摆动件14，因越障辅助机构20中的与驱动轮121存在相对运动的部件与驱动轮121被调速机构隔开，可减少因相对运动而导致的异物缠绕。

进一步的，本实施例中的越障辅助机构可采用如图3和图4所示的结构实现。具体的，参见图3和图4所示，所述越障辅助机构20包括：第一部件13、摆动件14及第二部件15。其中，第一部件13能输出动力。摆动件14的摆动轴141与第一部件13连接；在第一部件13输出的动力作用下，摆动轴141在调速机构122的输出轴周围活动。第二部件的一端位置固定且能相对一固定轴转动，另一端与摆动件14转动连接。摆动件14具有延长部142，所述延长部142与第二部件15位于摆动轴141的两侧。

如图4示出的示例图，在驱动装置12的行进方向上，出现如台阶类的障碍物时，第一部件13带动摆动件14转动，摆动件14的摆动轴141在调速机构122的输出轴外周活动，即摆动轴141沿一弧线活动，该弧线是以调速机构122的输出轴的轴心为原点、固定长度为半径的圆上的一段。其中，这里固定长度可以是第一部件的长度。即该第一部件13的一端与调速机构122的输出轴连接，另一端与所述摆动轴141连接。

具体的，第一部件13驱动摆动轴141在调速机构122的输出轴外周活动，摆动件14绕摆动轴141转动，摆动件14的延长部142上下往复运动。若前方有障碍物，延长部处于下方位置处(如图4所示)时会接触到障碍物，能与障碍物产生相对作用力，这个相对作用力产生向上的抬升力和向前的摩擦力，再与驱动轮前进动力的共同作用，使得驱动装置的障碍能力提高。可见，本申请实施例提供的技术方案，采用了较为简单的越障辅助结构，便可显著提高驱动装置的越障能力，成本低，安装方便。

本实施例提供的驱动装置可设置自主移动设备100(如图2所示)的设备体上。驱动装置12的调速机构122及辅助越障机构20可位于设备体的外壳内；驱动轮可部分的显露于外。设置有本实施例提供的驱动装置的自主移动设备具有成本低、越障能力强等优点。

如上文中提及的，本实施例中的自主移动设备可以是任何能够在其作业环境中自主地进行空间移动的设备，不同类型的自主移动设备，设备体11的结构及外轮廓也会有所不同。本实施例对自主移动设备的类型、设备体11结构及外轮廓等不作具体限定。另外，自主移动设备的类型不同，其上所具有功能部件也就不同。比如，扫地机器人，其上除具有驱动装置外，还具有清洁执行装置(如吸尘口、吸尘通道、产生抽吸气流的动力装置等等)。又比如，服务机器人，其上除具有驱动装置外，还具有摄像头、屏幕、语音播报装置等等。

如图3和图4所示的实施例，驱动装置12还包括连接件16。连接件16自调速机构122的壳体朝所述驱动轮121尾部方向延伸，且与所述壳体的位置关系固定。连接件16的朝驱动轮121尾部延伸出的端部具有固定轴；第二部件15的一端与该固定轴转动连接。在实际应用中，朝驱动轮121尾部方向伸出的连接件16的长度没有具体限定，连接件16可以超出驱动轮121的尾部，也可以不超出驱动轮121的尾部。在图1和图2所示的实施例中，连接件16超出驱动轮121的尾部。

进一步地，连接件16可以为任意结构，比如图1和图2所示的杆状结构。在本实施例中，连接件16可具体为支杆，该支杆与设备体11的行进方向可以呈任意角度，该角度可以是锐角或钝角。具体的，支杆具有位于调速机构122的壳体上的第一端部，以及超出驱动轮122尾部的第二端部，第二端部低于第一端部。

由于延长部142需与障碍物接触，时间长了，延长部的端部会出现磨损。因此，该延长部142的材料也可选用耐磨材料。或者，在延长部142的用于接触障碍物的位置处，如延长部的端头，设置耐磨部件17。该耐磨部件17可以的材料可以是耐磨橡胶等。该耐磨部件17可采用永久(或不可拆卸)连接方式，如热熔连接、超声连接、背胶连接等，连接在延长部的端头。参见图3和图4所示的实施例，该耐磨部件17为形状。前方出现障碍物时，摆动轴141在第一部件13的带动下活动，同时摆动件14绕摆动轴141摆动，致使摆动件摆动到如图4所示的姿态(或角度)时，延长部142端头的耐磨部件与障碍物的顶面接触，以产生向上的抬升力f1以及向前的摩擦力f2。

第一部件13输出的动力可以由驱动装置提供，也可另增加一个动力源(如电机)提供。比如，在一种可实现的方式中，第一部件13包括转动件及第一电机(图中未示出)；即另增加一个动力源的方案。转动件的一端与第一电机的输出轴联动旋转。转动件与第一电机之间可设置减速机等。所述转动件的另一端输出动力，以驱动所述摆动轴在所述输出轴的周围活动。在驱动装置12需越障时，第一电机驱动转动件旋转，转动件带动摆动轴141活动，摆动件14绕摆动轴141摆动，使得摆动件14的延长部142接触到障碍物，并与障碍物产生相对作用力以辅助驱动装置12越障。如图4所示，驱动轮121在调速机构122输出轴输出的动力驱动下及摆动件14与障碍物产生的相对作用力的辅助下，跨越障碍物。其中，第一电机的启停可由设置有本实施例驱动装置的自主移动设备的设备体11上的控制器来控制。比如，设备体11上还设有检测装置，检测装置检测到设备体11遇障碍无法行进时，向控制器发送检测信号。控制器在接收到该检测信号后，以便控制第一电机启动，以驱动第一部件转动。该检测装置可以是检测电路，以检测电机工作电流，通过工作电流超过阈值时，向控制器发送检测信号，以便控制器控制第一电机启动。在检测装置检测到身体11越过障碍物后，便可控制第一电机关闭，不向外输出动力。具体实施时，所述第一电机可设置在调速机构122的壳体上，或者设置在设备体的外壳上，等等，本实施例对此不作具体限定。进一步的，设备体11上的控制器可在用户设置辅助越障功能开启后，才会接收检测装置的检测信号，以便控制第一电机启动。假设，用户可通过与自主移动设备通信连接的客户端设备设置是否开启辅助越障功能，或者，用户可通过设备体上的一个控件来设置是否开启辅助越障功能，等鞥，本实施例对此不作具体限定。

另一种可实现的技术方案，第一部件13包括转动件，不含第一电机。所述转动件的一端与所述调速机构的输出轴连接，所述转动件的另一端输出动力，以驱动所述摆动轴在所述输出轴的周围活动。也就是，驱动装置12的驱动轮转动时，第一部件13就跟着转动。在驱动装置的驱动轮行进在平地上时，第一部件13转动，带动摆动轴141活动，摆动件14绕摆动轴141转动，第二部件15又因摆动件14的动作跟着动作，不断重复运动；摆动件14的延长部142不起作用，即不会与任何物体接触。在驱动装置12运动过程中遇到障碍物时(如图2所示的台阶)，摆动件14的延长部142端头的耐磨部件会接触到障碍物的高点或高面，障碍物高点或高面对耐磨部件产生向上的抬升力和向前的摩擦力，同时与调速机构122的输出轴输出的前进动力的共同作用下，使得驱动装置的障碍能力提高。图5示出了成功越障后，驱动装置12的一种状态示意图。

这里需要说明的是，本申请实施中，转动件、摆动件14及第二部件1构成了较为简单的曲柄摇杆机构。其中，转动件可以为曲柄摇杆机构中的曲柄13；摆动件14可以为曲柄摇杆机构中的连杆14；第二部件15可以为曲柄摇杆机构中的摇杆15。实质上，还可采用具有四连杆或者多连杆的曲柄摇杆机构实现，用于辅助自主移动设备能够满足大部分行驶的地面环境。针对较为严苛的地面环境，可采用其他更为复杂的曲柄摇杆机构机构实现辅助越障。

在本申请实施例中，调速机构122可包括壳体及齿轮组(图中未示出)。所述齿轮组设置在所述壳体内；第一部件13与所述齿轮组中的最后一级齿轮的齿轮轴(即调速机构的输出轴)连接。具体实施时，所述调速机构122的输出轴(如最后一级齿轮的齿轮轴)可贯穿壳体，在壳体的两侧均有伸出端。第一部件13设置在所述壳体的第一侧，并与该第一侧的伸出端连接；驱动轮设置在所述壳体的第二侧，并与该第二侧的伸出端连接。

转动件、摆动件及第二部件的长度、连接件朝驱动轮尾部伸出长度、摆动轴在所述摆动件上的位置等参数，与驱动轮121的大小、设备体的工作环境(即存在的障碍物的大小、类型等)、驱动轮的驱动力大小等有关。因此，在具体实施时，可参照上述各因素来确定上述各参数。

本申请另一实施例提供一种自主移动设备。如图2所示，该自主移动设备包括设备体100及驱动装置12，其中，所述驱动装置12设置在所述设备体100上。

所述驱动装置12包括：驱动轮121、调速机构122及越障辅助机构20。其中，驱动轮121的一周具有驱动轮包胶。驱动轮包胶可增加与行进面(如地面)间的摩擦力。调速机构122与驱动轮121连接。调速机构122用于调整动力源(如电机)输出的动力，以将调整后的动力输出给驱动轮121。越障辅助机构20具有摆动件14，如图3所示的实施例。参见图3，摆动件14绕自身的摆动轴141摆动。摆动轴141与调速机构122的输出轴平行，且摆动轴141在调速机构122的输出轴轮轴的周围活动，用以在越障时，摆动轴141的活动与摆动件14的摆动，使得摆动件14能与障碍物接触以与障碍物产生相对作用力，辅助驱动装置越障，参见图4所示。继续参见图1，越障辅助机构20和驱动轮121位于所述调速机构122的两侧。

本实施例中的驱动装置可采用上述实施例中所描述的结构实现，具体内容可参见上文，此处不作赘述。

本实施例中所述自主移动设备可以是清洁机器人。该清洁机器人包括机器人机体及驱动装置。其中，所述驱动装置设置在所述机器人机体上；所述驱动装置包括：驱动轮、调速机构及越障辅助机构。调速机构设置在动力源与所述驱动轮之间，用于调整动力源输出的动力，以将调整后的动力输出给所述驱动轮。越障辅助机构，具有摆动件，所述摆动件绕自身的摆动轴摆动，所述摆动轴与所述调速机构的输出轴平行，且所述摆动轴在所述输出轴的周围活动，用以在越障时，所述摆动轴的活动与所述摆动件的摆动，使得所述摆动件能与障碍物接触以与所述障碍物产生相对作用力，辅助所述驱动装置越障。所述越障辅助机构和所述驱动轮位于所述调速机构的两侧。

本实施例中的机器人机体同上述实施例中的设备体，可具有任意形状的外形结构，以及多种功能模块，本实施例对此不作限定。

同样的，本实施例中的驱动装置可采用上述实施例中所描述的结构实现，具体内容可参见上文，此处不作赘述。

下面结合具体的应用场景对本申请各实施例提供的技术方案进行说明。

场景一

用户开启家里的扫地机器人以让其清扫地面。扫地机器人上设置有上述实施例中提供的驱动装置。扫地机器人按照规划路线清扫完客厅后，欲进入厨房。客厅与厨房之间具有一个台阶。扫地机器人的驱动装置中的越障辅助机构工作。越障辅助机构中的摆动件绕自身的摆动轴摆动，所述摆动轴与所述调速机构的输出轴平行，所述摆动轴并在所述输出轴的周围活动。在越障时，摆动轴的活动与摆动件的摆动，使得摆动件能与障碍物接触以与障碍物产生相对作用力，辅助驱动装置越障，使得扫地机器人成功越障进入了厨房。然后扫地机器人按照清扫路线，对厨房进行了清扫。

场景二

用户开启家里的扫地机器人以让其清扫地面。该扫地机器人上设置的驱动装置的第一部件包含有转动件及第一电机。用户开启了辅助越障功能后，扫地机器人的控制器才会在检测装置检测到需越障时，控制第一电机工作，以使辅助越障机构提供辅助越障功能。刚开始，用户忘记开启该越障功能，扫地机器人在清扫过程中遇到了障碍物，因为该障碍物扫地机器人无法正常行进。用户在客厅的沙发上坐着，察觉扫地机器人长时间还未行进到沙发区域进行清扫。用户在家里寻找发现扫地机器人被困。这时，用户想起来忘记开辅助越障功能。用户开启辅助越障功能，此时扫地机器人的检测装置检测遇到障碍物，向控制器发送检测信号。控制器控制第一电机输出动力，以驱动转动件转动。转动件驱动摆动件的摆动轴在调速机构的输出轴的周围活动，摆动件绕摆动轴摆动，在越障时，摆动轴的活动与摆动件的摆动，使得摆动件能与障碍物接触以与障碍物产生相对作用力，辅助驱动装置越障，使得扫地机器人成功越障。

另外，因为驱动轮与越障辅助机构被调速机构隔开，可减少因相对运动而导致的异物缠绕。因为无异物缠绕或缠绕物很少，用户无需频繁的对缠绕物进行清理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。