支撑结构和支撑结构与识别系统的配合结构和清洁设备的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种支撑结构和支撑结构与识别系统的配合结构和清洁设备。


背景技术：

2.清洁机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，统一归为扫地机器人。扫地机器人在扫地过程中通常设有用于识别周围环境的识别系统，以对清扫路径进行规划。例如，识别系统可以为lds 激光雷达识别系统、红外传感识别系统或者超声波识别系统。
3.但是，目前的扫地机器人的结构中，一般都将识别系统凸出设于扫地机的顶部表面上，使得扫地机器人的整体高度增大，即扫地机器人的高度为扫地机器人机体的高度与障碍物识别系统的高度之和，导致扫地机器人能够清扫的范围有限，例如，当室内家具或其他设备的底部与地面之间的高度，小于扫地机器人的高度且大于扫地机器人机体的高度时，此时扫地机器人就不能对家具或其他设备下方的地面进行清扫，因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种支撑结构和支撑结构与识别系统的配合结构和清洁设备，能够根据外界环境调节自身高度，可实现低矮空间的清洁作业，扩大了清洁设备的清扫范围，提高了清洁机器人的清扫能力。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现：
6.在本发明公开的第一方面，提供了一种支撑结构，应用于清洁设备，所述清洁设备的机体的顶部外设有用于对周围环境检测的识别系统，所述支撑结构包括：滑动座，受升降机构的驱动可升降地设在机架上；安装座，其适于供所述识别系统安装；所述安装座可活动地设于所述机架上；触发部，设在所述安装座或适于设在所述识别系统上；触发件，设在所述触发部的运动路径上；所述安装座受所述识别系统接收外界障碍物的碰撞力的驱动而运动，带动所述触发部触发所述触发件；所述升降机构响应于所述触发件的触发而驱使所述滑动座做下降运动。
7.在其中一实施方式中，所述安装座可活动地设在所述滑动座上，所述触发件设在所述滑动座上；所述触发部随所述安装座移动，通过碰撞所述触发件而触发所述触发件。
8.在其中一实施方式中，所述安装座沿竖向可浮动设在所述滑动座的顶部上，所述触发件位于所述滑动座的顶部与所述触发部的底部之间；所述支撑结构还包括运动转换组件，用于将所述安装座受碰撞力的水平运动量至少部分转化为竖向运动分量，迫使所述触发部沿竖向碰撞所述触发件。
9.在其中一实施方式中所述运动转换组件包括至少一个转换件，具有由所述滑动座朝向所述安装座方向倾斜的第一坡面；所述转换件设在所述安装座或所述滑动座上，所述
安装座和所述滑动座通过所述第一坡面抵接设置；至少一个弹性件，设在所述滑动座和安装座之间，所述安装座受所述弹性件的偏压力，而驱使所述滑动座与所述安装座趋于保持抵接在所述第一坡面的顶部处。
10.在其中一实施方式中，所述转换件包括至少两个安装孔和至少一个滑动杆，二者之一设在所述安装座上，另一个设在所述滑动座上；所述安装孔的孔壁呈所述第一坡面；所述滑动杆的两端分别穿在至少一个所述安装孔内。
11.在其中一实施方式中，所述滑动座的顶部设有向下凹陷的安装腔；所述安装座嵌入所述安装腔内，所述安装座和所述滑动座重叠分布的侧壁中，一个侧壁上设所述安装孔，另一个侧壁上设所述滑动杆。
12.在其中一实施方式中，所述安装座上设有通孔区；所述触发部设在所述识别系统的底部上，所述触发件位于所述通孔区内，所述安装座受所述碰撞力的驱动而移动，迫使所述触发部碰撞所述触发件。
13.在其中一实施方式中，所述安装座的顶部上设有安装凸起或安装凹槽，所述安装凸起或安装凹槽供所述识别系统插接配合；和/或所述触发件为触发开关；
14.在其中一实施方式中，所述升降机构包括驱动器，设在所述机架上，与所述触发件连接，用于执行所述触发件的控制信号；动力件和传动件，所述动力件的底部固定于所述驱动器的转轴上，所述动力件的顶部铰接在所述传动件的底部上；所述传动件的顶部铰接于所述滑动座的底部上；以及导向组件，用于引导所述滑动座沿竖向做升降运动。
15.在其中一实施方式中，所述导向组件包括至少一个导向件和至少一个导向套，二者之一设在所述机架上，另一个设在所述滑动座上；所述导向套具有沿竖向延伸的导向通道，所述导向套套在所述导向件外。
16.在本发明公开的第二方面，提供了一种支撑结构与识别系统的配合结构，包括如前所述的支撑结构；识别系统，设在所述支撑结构的安装座上。
17.在本发明公开的第三方面，提供了一种清洁设备，包括清洁设备的机体，其内部具有安装区，及与所述安装区连通的顶部开口；如前所述的配合结构，所述配合结构的支撑结构设在所述安装区内，所述识别系统受所述支撑结构的驱动可在伸出所述顶部开口外的伸出状态与缩回所述安装区内的收缩状态之间切换。
18.本发明具有如下有益效果：
19.本发明提供的支撑结构和支撑结构与识别系统的配合结构和清洁设备，其通过机械碰撞触发，在识别系统与外界障碍物发生碰撞后，安装座受识别系统接收外界障碍物的碰撞力的驱动而运动，触发部随安装座一起运动而触发触发件，升降机构接收到触发件的控制信号后驱使滑动座做下降运动，实现识别系统的高度的调节；
20.进一步地，清洁设备的识别系统设于支撑结构上，当遇到沙发底部或是床底等低矮空间时，识别系统可缩入机体内，由此，清洁设备可实现低矮空间的清洁作业，有效提高了清洁能力，具有使用方便的优点。
附图说明
21.图1是本发明提出的支撑结构的立体结构示意图。
22.图2是图1在主视方向上的结构示意图。
23.图3是图1的剖面结构示意图。
24.图4是图1的分解结构示意图。
25.图5是图1中升降机构的结构示意图。
26.图6是图1中滑动座的结构示意图。
27.图7是滑动杆处于低位端时的示意图。
28.图8是滑动杆处于高位端时的示意图。
29.图9是识别系统完成上升运动时的示意图。
30.图10是识别系统完成下降运动时的示意图。
31.图11是本发明提出的清洁设备的示意图。
32.图12是图11的部分结构分解示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
35.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
36.请参阅图1至图10所示，本发明提供了一种支撑结构，应用于清洁机器人，清洁机器人的机体700的顶部外设有用于对周围环境检测的识别系统600，所述支撑结构包括：滑动座200，受升降机构300的驱动可升降地设在机架800上；安装座100，其适于供识别系统600安装；安装座100可活动地设于机架800上；触发部，设在安装座100或适于设在识别系统600上；触发件400，设在触发部的运动路径上；安装座100受识别系统600接收外界障碍物的碰撞力的驱动而运动，带动触发部触发触发件400；升降机构300响应于触发件400的触发而驱使滑动座200做下降运动。
37.在本发明中，所述支撑结构用于识别系统600的高度调节，以适用于不同的工作环境，识别系统600为lds激光雷达识别系统，当然，识别系统600 包括但不限于上述结构，还可以为其他互感系统。识别系统600通过触发部、触发件400以及升降机构300之间的触发和响应关系实现高度调节。触发件 400的触发包括以下两种方式，一种方式：机械碰撞触发，在识别系统600 与外界障碍物发生碰撞后，安装座100受识别系统600接收外界障碍物的碰撞力的驱动而运动，触发部随安装座100一起运动而触发触发件400，升降机构300接收到触发件400的控制信号后驱使滑动座200做下降运动，实现识别系统600的高度的调节；另一种
方式：信号触发，通过识别系统600上的触发部对外界障碍物的高度进行检测，当触发部检测到异常障碍物时，通过信号触发触发件400，升降机构300接收到触发件400的控制信号后驱使滑动座200做下降运动，从而实现识别系统600的高度的调节。下述对机械碰撞触发的触发方式进行详细阐述，具体如下。
38.在本发明中，安装座100的顶部上设有安装凸起或安装凹槽，安装凸起或安装凹槽供识别系统600插接配合，具有安装方便，连接稳定可靠的优点。安装座100沿竖向可浮动设在滑动座200的顶部上，触发件400设在滑动座200上，且触发件400位于滑动座200的顶部与触发部的底部之间。触发部随安装座100移动，通过碰撞触发件400而触发触发件400，其中，触发件400为触发开关，上述触发件400优选为按压式的触发开关。具体地，触发件400位于滑动座200的中央位置，滑动座200上设有用于安装触发件400的安装槽230，触发件400通过上述安装槽230实现在滑动座200上的安装与定位。
39.为了确保安装座100在既定的路径上移动，以保证触发部能够顺利触发触发件400，所述支撑结构还包括运动转换组件，用于将安装座100受碰撞力的水平运动量至少部分转化为竖向运动分量，迫使触发部沿竖向碰撞触发件400。运动转换组件包括至少一个转换件900和至少一个弹性件 500，考虑到连接的稳定性和可靠性，转换件900设置的数量为一对，弹性件500的数量为2至5个，优选的，弹性件500的数量为3个，且三个弹性件500呈三角形状分布。
40.进一步地，转换件900具有由滑动座200朝向安装座100方向倾斜的第一坡面，转换件900设在安装座100或滑动座200上，安装座100和滑动座200通过第一坡面抵接设置。转换件900包括至少两个安装孔110和至少一个滑动杆210，二者之一设在安装座100上，另一个设在滑动座200 上，安装孔110的孔壁呈上述第一坡面，滑动杆210的两端分别穿在至少一个安装孔110内，其中，滑动杆210呈细长圆柱体状，安装孔110呈跑道状。上述安装孔110与滑动杆210还能够限定安装座100的浮动位移量，具有结构简单、连接稳定可靠、运动精准的优点。弹性件500设在滑动座 200和安装座100之间，安装座100受弹性件500的偏压力，而驱使滑动座200与安装座100趋于保持抵接在第一坡面的顶部处。弹性件500也可以理解为用于使得安装座100与滑动座200之间存在位移间距并且在识别系统600发生碰撞后可驱使识别系统600复位。弹性件500的顶端与安装座100连接，弹性件500的底端与滑动座200连接，弹性件500优选为弹簧，大体沿竖向分布。其中，滑动座200靠近弹性件500的端面上设有限位凸部220，弹性件500的底端与限位凸部220卡接，以实现弹性件500 的定位。
41.为了减小所述支撑结构在竖向方向上的尺寸，以使所述支撑结构得整体结构紧凑。滑动座200的顶部设有向下凹陷的安装腔，安装座100嵌入安装腔内，有效利用了竖向空间，并且安装座100嵌入安装腔内的设置方式还能够起到运动导向的作用，具有运动稳定可靠的优点。其中，安装座 100和滑动座200重叠分布的侧壁中，一个侧壁上设安装孔110，另一个侧壁上设滑动杆210。为了更进一步地减小所述支撑结构在竖向方向上的尺寸，请参阅图所示，安装座100上设有通孔区120，触发部设在识别系统 600的底部上，触发件400位于通孔区120内，安装座100受碰撞力的驱动而移动，迫使触发部碰撞触发件400，进而使得所述支撑结构的结构紧凑、占用空间小。
42.在本发明中，升降机构300包括驱动器310、动力件320、传动件330 以及导向组件340，其中，驱动器310优选为具有旋转运动输出的电机，导向组件340用于引导滑动座200沿
竖向做升降运动。驱动器310设在机架800上，并与触发件400连接，用于执行触发件400的控制信号。动力件320的底部固定于驱动器310的转轴上，动力件320的顶部铰接在传动件330的底部上，传动件330的顶部铰接于滑动座200的底部上。导向组件340包括至少一个导向件341和至少一个导向套342，二者之一设在机架800上，另一个设在滑动座200上，导向套342具有沿竖向延伸的导向通道，导向套342套在导向件341外。为了使得滑动座200具有较好的运动稳定性能，导向件341的数量设置为3个，且导向件341之间呈三角形分布。可以理解地，升降机构300包括但不限于上述结构，还可以为气缸、丝杠单元等具有直线往复运动能力的电器件。
43.机架800上还设有第一微动开关323和第二微动开关324，第一微动开关 323和第二微动开关324靠近导向件341的端部设置，第一微动开关323配置为限定滑动座200的上极限位置，并且使得滑动座200保持在上述上极限位置；第二微动开关324配置为限定滑动座200的下极限位置，并且使得滑动座200保持在上述下极限位置。滑动座200的边沿处向外凸设有用于与第一微动开关323配合的第一抵接块240和用于与第二微动开关324配合的第二抵接块250。
44.为了能够实现识别系统600的快速升降，在本发明中，动力件320转动半圈即可完成滑动座200的下降运动或是上升运动，上述涉及的“半圈”是指：转动角度为180
°
的转动。通过上述方式，滑动座200完成下降运动或是上升运动所需时间为0.3s，有效地缩短了响应时间，由此，所述支撑结构具有升降效率高、响应快的优点。
45.可以理解地，本发明中的支撑结构可以应用到不同的使用场景，下面举例进行说明。
46.本发明中的支撑结构可以应用于支撑结构与识别系统的配合结构。其中，该支撑结构与识别系统的配合结构包括：如前所述的支撑结构；识别系统600，设在支撑结构的安装座100上。
47.本发明中的支撑结构还应用于清洁设备。请参阅图11和图12所示，该清洁设备包括：清洁设备的机体700，其内部具有安装区m，及与安装区 m连通的顶部开口；如前所述的配合结构，配合结构的支撑结构设在安装区m内，识别系统600受所述支撑结构的驱动可在伸出顶部开口外的伸出状态与缩回安装区m内的收缩状态之间切换。识别系统600包括设于安装座100顶部的识别系统本体610和罩设于识别系统本体610外周的外罩 620，外罩620用于保护识别系统本体610。识别系统600构造为生成自移动机器人的周围环境图像，并根据周围环境图像设定自移动机器人的行走路线。
48.清洁设备是能够在没有人为引导的环境中执行所需清洁操作的机器人，为了便于阐述，现以扫地机器人为例进行说明，当扫地机器人遇到沙发底部和床底等空间低矮空间时，机体700的高度低于沙发底部，但是机体700 和识别系统600的整体高度高于沙发底部，此时，识别系统600与沙发底部发生碰撞，在上述场景中，机体700的前进方向为前方，机体700的后退方向为后方，沙发的底部在识别系统600上产生一方向为由前方至后方的水平推力f，识别系统600在上述水平推力f和运动转换组件的作用下，驱使安装座100向后下方向运动，使得触发件400被触发，触发件400在触发后发出控制信号以使驱动升降机构300带动滑动座200下降。当扫地机器人通过其上的其他识别设备识别到机体700已脱离低矮空间后，升降机构300接收到信号而驱使识别系统600恢复至工作状态，继续进行清扫工作。由
此，自移动机器人可实现低矮空间的清洁作业，有效提高了清扫能力，具有使用方便的优点。
49.由此，碰撞产生的水平推力f作用于识别系统600后，在安装孔110和滑动杆210的共同作用下安装座100向后下方向运动，进而带动触发部触发上述触发件400。在本发明中，安装座100的移动量很小，可以看作为微动，在前后及高度方向上的微动距离为2mm。安装孔110具有一靠近识别系统 600的高位端m和一远离识别系统600的低位端n。当识别系统600未与障碍物碰撞时，请参阅图所示，滑动杆210位于低位端n；当识别系统600与障碍物碰撞时，请参阅图8所示，安装座100在识别系统600的带动下向后下方移动，此时，滑动杆210位于高位端m。
50.上述已经充分描述了所述支撑结构与清洁设备的结构，本领域技术人员将理解如下的运动过程：
51.当识别系统600与障碍物碰撞时，识别系统600带动安装座100向后下方移动，识别系统600底部的触发部触碰上述触发件400，触发件400产生控制信号，驱动器310接收到上述控制信号后驱使动力件320转动，当动力件320 转动180
°
后，滑动座200完成下降运动，滑动座200处于下极限位置，此时，滑动座200的第二抵接块250触发第二微动开关324，驱动器310收到第二微动开关324的信号后停止转动，使得滑动座200保持在下极限位置；当驱动器310收到外界信号后，驱使动力件320再次旋转180
°
，滑动座200由下极限位置运动至上极限位置而完成上升运动，此时，滑动座200的第一抵接块240 触发第一微动开关323，驱动器310收到第一微动开关323的信号后停止转动，使得滑动座200保持在上极限位置。
52.上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。