一种智能移动装置转向结构的制作方法

本实用新型涉及转向控制技术领域，具体涉及一种运用传感器控制万向轮运行状态的智能移动装置转向结构。

背景技术：

随着生活的水平的提高，扫地机器人因为操作简单、使用方便越来越多地走入了人们生活，和家庭，办公联系在了一起，成为了小家电中重要的一员，深受欢迎。然而，目前市场上在售的扫地机器人一般价格较高，难以普及大众，原因是因为一般的扫地机器人设计较为复杂、运用太多电子元件，使得造价昂贵；此外，大部分的扫地机器人多采用两个驱动轮控制转向，在结构上较为复杂，使得整体结构稳定性较差、成本也较高。

同时，一般在万向轮作为驱动轮的情况下，移动装置无法感测驱动的万向轮转向运行状态,导致反应慢，给差速器造成较大的摩擦损伤，磨损严重，进而产生较大噪音，严重干扰生活。移动装置也无法知道同周围障碍物的碰撞情况，从而做出合理运行规划。

而现阶段在扫地机器人转向结构方面,经文献检索发现，中国专利公开号为 CN204274336U，名称为“一种智能扫地机器人”的专利，该技术以预设间距设置了多个障碍传感器；中国专利公开号CN103885449A,该专利设置了包括温度传感器、烟雾传感器、光线传感器和测距传感器在内的多个传感器，这些传感器都是为了更好的判断机器人的运行状态。然而多个传感器加重了本身的造价成本，复杂的系统也降低了机器人的使用稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种巧妙利用传感器控制方向的智能移动装置转向结构，以保证功能最大化的同时有效的降低制造成本。

本实用新型提出一种智能移动装置转向结构，包含控制模块、感测模块、转向模块及驱动电机，其中，转向模块与驱动电机连接，感测模块与控制模块电性连接。感测模块设置于相邻转向模块的壳体，感测转向模块的转动方向，并传输感测信息至控制模块。控制模块与驱动电机电性连接，当控制模块接收感测信息后将感测信息转换为控制信息，并将控制信息传送至驱动电机。驱动电机接收控制信息，并根据控制信息控制改变动力输出方向。

更进一步的，感测模块包含至少一个传感器，转向模块上设置有被动感测单元，传感器与被动感测单元相对设置。

更进一步的，感测模块包含至少两个传感器，传感器设置于转向模块转动方向的两侧，转向模块上设置有被动感测单元。

更进一步的，传感器为反射式光传感器，被动感测单元为反光元件。

更进一步的，传感器为磁性传感器，被动感测单元为永磁元件。

更进一步的，转向模块为万向轮，万向轮包含固定轮及离合轮，固定轮与驱动电机连接。

更进一步的，离合轮与固定轮以离合结构连接，使离合轮与固定轮产生速差偏向。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的万向轮驱动仅需一个驱动电机，整体结构简单、结构稳定性高，通过在万向轮轮仓设置一个或两个光电反射传感器或磁传感器，直接感测万向轮的转动方向，增加万向轮的可控性，同时感知智能移动装置是在直行，转弯或者打滑，从而迅速反应，做出合理运行规划，即可使智能移动装置更快脱离障碍物完成转向，降低打滑对万向驱动轮的摩擦与机械损伤。本实用新型结构简单、实用方便、加工制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的模块结构连接示意图。

图2为本实用新型的实施例1的立体图1。

图3为本实用新型的实施例1的立体图2。

图4为本实用新型的实施例1向左转弯的仰视示意图。

图5为本实用新型的实施例2的结构仰视示意图。

图例说明：

反射式光传感器 11

反光元件 12

反射式光传感器 13

反射式光传感器 14

控制模块 2

驱动电机 3

万向轮 41

固定轮 411

离合轮 412

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。本实用新型主要在于公开一种合理的转向结构，并不仅限于使用在扫地机器人，而是可广泛使用在各种智能移动装置上，以下实施例中主要以扫地地器人作为实施说明，但并不以此为限。

实施例1：

参见图1、图2、图3及图4，为本实用新型提出的智能移动装置转向结构，包括感测模块、控制模块、驱动电机及转向模块，其中，感测模块与控制模块电性连接，转向模块与驱动电机连接。感测模块包含一个反射式光传感器11，转向模块包含万向轮41，万向轮41轮仓设置有反光元件12，反光元件12时刻与万向轮41保持同动，亦即万向轮41转向时反光元件12也连动偏移，反射式光传感器11与反光元件12设置在正相对的位置，因此当反射式光传感器11感测反光元件12偏移时即表示万向轮41产生偏向。感测模块感测万向轮41的运行方向，并传输感测信息(图中未示出)至控制模块。控制模块与驱动电机电性连接，当控制模块接收感测信息后将感测信息转换为控制信息(图中未示出)，并将控制信息传送至驱动电机。驱动电机接收控制信息，并根据控制信息控制改变动力输出方向。万向轮41包含固定轮411及离合轮412，固定轮411与驱动电机连接。其中离合轮412与固定轮411以离合结构连接，使离合轮412与固定轮 411产生速差进而可以产生改变方向的效果。反射式光传感器11设置于邻近万向轮41的壳体，更具体的说，反射式光传感器11设置在邻近万向轮41轮仓的位置，例如可以是在邻近万向轮41轮仓上方传动舱的的壳体上或者是智能移动装置邻近万向轮41的底壳上，反射式光传感器11以设定好的频率持续不断的发出强光信号，反光元件12能将强光信号反射回反射式光传感器11。

当万向轮41沿着直线前进时，位于与反射式光传感器11正相对位置的反光元件12就能准确地将强光信号反射回反射式光传感器11，反射式光传感器11 接收到反射的强光信号，将强光信号转换为电信号输出至控制模块，控制模块接收到电信号，发出继续直线前进的控制指令给驱动电机，驱动电机持续输出动力驱使万向轮41继续直线前进；当智能移动装置在前进过程中遇到了障碍物，安装于智能移动装置底部的万向轮41通过固定轮411与离合轮412产生的速差进行自旋转向，在转弯过程中设置于万向轮41上的反光元件12会偏离与反射式光传感器11的正相对位置，当反射式光传感器11接收不到反光元件12反射回来的强光信号，此时反射式光传感器11无电信号发送至控制模块，此时控制模块判断智能移动装置正在转向过程中，当在一个预设的固定时间内控制模块又重新收到感测模块发送的电信号，则表示转向成功，万向轮41方向回正，控制模块发出继续直线前进的控制指令。

当控制模块在预设的固定时间内还未收到反射式光传感器11发送的信号，表示万向轮41已进行一定幅度的转向仍未避开障碍物，则控制模块发出反转指令给驱动电机，通过控制驱动电机反转使万向轮41反转，使智能移动装置倒退，当反射式光传感器11重新接收到反光元件12反射的信号，重新发送至控制模块，控制模块重新接收信号后，先令给驱动电机停止，再发送恢复前进指令，使驱动电机正转驱动万向轮41继续直线前进。至此，智能移动装置快速完成转向。同理，当该转向结构进行多次反转操作后即可完成调头。

当控制模块持续接收到反射式光传感器11发送的间断式的反射信号，表示万向轮41在原地打滑，则控制模块发出反转指令给驱动电机，通过控制驱动电机反转使万向轮41反转，万向轮41倒退，当反射式光传感器11能重新接收到反光元件反馈的信号，重新发送至控制模块，控制模块重新接收信号后令驱动电机停止，当驱动电机停止后，控制模块发出恢复前进指令，驱动电机正转驱动万向轮41继续直线前进；若在控制模块发出反转指令后的一段时间内，间断式的反射信号仍然没有消失，则控制模块发出停止指令令驱动电机停止，并通过与控制模块连接的报警模块(图中未表示)进行报警。

实施例2：

请参考图1和图5，为本实用新型提出转向结构的第二实施例。在本实施例中，感测模块、控制模块、驱动电机及转向模块的连接关系跟基本动作原理与前述实施例相同，在此不再加以赘述。

在本实施例中，感测模块包含至少两个反射式光传感器13、14，分别设置于转向模块转动方向的两侧。反射式光传感器13、14以设定好的频率持续不断的发出光信号，反光元件12能将强光信号反射回反射式光传感器13、14。当万向轮41沿着直线前进时，设置在万向轮41中的反光元件12介于两个反射式光传感器13、14中间，因此无法反射反射式光传感器13、14的光信号，控制模块即接收不到反射式光传感器13、14发送的信号，此时控制模块判断为直线行走，使驱动电机保持前进。

当智能移动装置在前进过程中遇到了障碍物，万向轮41先藉由前述的差速结构进行转向，当转向幅度不大时，利用差速结构的转向即可避开障碍物，但是当万向轮41的转向幅度使得设置在万向轮41轮仓上的反光元件12移动至相对于反射式光传感器13或14前的位置时，反射式光传感器13或14接收到反光元件12反射的光信号，此时反射式光传感器13或14将电信号发送给控制模块，控制模块发出控制指令使驱动电机反转，驱动电机驱动万向轮41反转，带动智能移动装置倒退，当万向轮41回正带动反光元件12恢复至反射式光传感器13、 14之间的位置，此时反射式光传感器13或14其中之一的光信号消失，控制模块发出指令控制驱动电机恢复正转驱动万向轮41前进。

此外，前述实施例中，感测模块使用的传感器为光反射传感器，但是在另外的实施状态下，也可以采用磁性传感器，反光元件则为永磁元件，更具体的传感器可以使用霍尔传感器；此时，是经由磁传感器将磁性能变化转换为电信号。

本实用新型采用机械万向轮用作智能移动装置的驱动机构，通过传感器直接感测驱动的万向轮转向运行状态，并直接控制驱动电机进行转向。在没有传感器的情况下，若智能移动装置遇到障碍，万向轮要持续运行到一定角度才能完成转向运行，甚至当智能移动装置被卡住，万向轮则会永远自旋到电动机没电才停止。没有传感器的万向轮转向结构反应慢，差速器产生的噪音大，差速器磨损大，智能移动装置也无法知道同周围障碍物的碰撞情况，从而做出合理运行规划。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。