工作模组及其自移动机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种工作模组及其自移动机器人，该工作模组包括外模块(020)和可旋转地嵌设于外模块上的内模块(010)，外模块上设有传感器(021)，内模块上设有控制单元(011)，内模块上至少设有第一无线通讯模块(012)，外模块上至少设有第二无线通讯模块(022)，传感器的感测信息通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间的无线通讯传递给控制单元。本实用新型所提供的工作模组的内机体和外框通过无线通讯的方式实现信息传输，避免两者相对运动时产生绕线，提高机构的运转效率；自移动机器人在安全稳定地工作的同时，充分分配和利用资源，延长自移动机器人的工作时间，提高工作效率。
【专利说明】
工作模组及其自移动机器人
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种工作模组及其自移动机器人，属于小家电制造技术领域。
【背景技术】
[0002]随着擦窗机器人在家庭中的广泛使用，如何使擦窗机器人在窗户上安全正常地行走，关系到整个产品的安全性，而稳定的信号才是保证擦窗机器人正常行走的前提。由于现有的擦窗机器人一般都使用撞板或者球头来感应机器是否到达边框，所使用的信号传递大多还是开关类或光耦类传感器通过线束将信号传递给主板，但是在分离式旋转机构中，夕卜侧撞板球头等信号发生器在转弯时相对工作介面是静止的，而内部驱动和主板等则是转动的，在这种情况下，使用线束进行持续信号传递容易造成绕线或者容易造成传递信号因接触不良而缺失，影响擦窗机器人使用安全。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种工作模组及其自移动机器人，该工作模组的内机体和外框通过无线通讯的方式实现信息传输，避免两者相对运动时产生绕线，提高机构的运转效率；自移动机器人在保持安全稳定地工作的同时，充分分配和利用资源，延长自移动机器人的工作时间，提高工作效率。
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
[0005]—种工作模组，包括内模块及外模块，所述内模块可旋转地嵌设于外模块上，所述外模块上设有传感器，所述内模块上设有控制单元，所述内模块上至少设有第一无线通讯模块，所述外模块上至少设有第二无线通讯模块，所述传感器至少包括第一传感器，所述第一传感器的感测信息通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间的无线通讯传递给控制单元。
[0006]所述工作模组还包括执行单元，所述执行单元设置在内模块上，所述控制单元对传感器的感测信息进行处理后输出信号给执行单元执行相应动作。
[0007]为了便于机构设置，所述内模块嵌设在外模块的中央。
[0008]本实用新型还提供一种自移动机器人，该自移动机器人包括如上所述的工作模组，所述外模块为外框，所述内模块为内机体，所述内机体上分别设有控制单元和执行单
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[0009]所述传感器包括设置在外框上的自移动环境传感器，包括:红外传感器、碰撞传感器或边缘高度传感器;所述执行单元为动作执行单元，包括对应设置在所述内机体下方的履带或行走轮。
[0010]所述传感器还包括设置在外框上的作业条件传感器，包括:灰尘传感器或湿度传感器;所述执行单元为作业执行单元，包括对应设置在所述内机体上的滚刷或加湿单元。
[0011]通常情况下，所述自移动机器人的信号传输模式包括有线传输模式和无线传输模式，所述第一传感器为所述自移动环境传感器并通过无线传输模式与所述控制单元通讯；所述作业条件传感器通过有线传输模式与所述控制单元通讯。
[0012]在自移动机器人的工作过程中，所述自移动环境传感器提供运行路线的障碍物信号，所述作业条件传感器检测工作介面情况，收集完整的环境信息，当自移动环境传感器未检测到障碍物信息时，控制单元根据作业条件传感器反馈信息选择路径及清扫运行模式，此时为第一工作状态，所述内机体和外框相对静止；
[0013]当自移动环境传感器检测到障碍物信息时，所述控制单元控制所述内机体相对于外框旋转，此时为第二工作状态，旋转过程中作业条件传感器不工作。
[0014]此外，所述自移动机器人设有供电单元，包括分别设置在所述内机体和外框上的第一供电单元和第二供电单元;所述自移动机器人处于第一工作状态，所述第一供电单元与所述外框相连并为外框供电；所述自移动机器人处于第二工作状态，所述第一供电单元与所述外框断开，所述第二供电单元自行为所述外框供电。
[0015]综上所述，本实用新型提供一种工作模组及其自移动机器人，该工作模组的内机体和外框分开采用独立的线路并通过无线通讯的方式实现信息传输，既避免两者相对运动时绕线状况的产生又有效避免了现有技术中连接部件或接触部件之间的磨损，相对延长了自移动机器人的使用寿命，同时提高了机构的运转效率，更便于对设置在外框上的传感器的拆卸或更换升级；自移动机器人中不同类型的传感器采用了不同的信号传输模式，根据不同类型的传感器是否工作，将自移动机器人区分为不同的工作状态，并采用不同的供电方式，在保持操作便利的同时，充分分配和利用资源，延长自移动机器人的工作时间，提高工作效率。
[0016]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型工作模组的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型自移动机器人的结构示意图；
[0019]图3至图5分别为自移动机器人避障的运动模式的示意图。
【具体实施方式】
[0020]图1为本实用新型工作模组的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供一种工作模组，包括内模块010及外模块020，所述内模块可旋转地嵌设于外模块上，所述外模块上设有传感器021，所述内模块上设有控制单元011，所述内模块上至少设有第一无线通讯模块012，所述外模块上至少设有第二无线通讯模块022。其中，所述传感器021至少包括第一传感器，所述第一传感器的感测信息通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间的无线通讯传递给控制单元。也就是说，传感器021实际上并不是仅仅包括一种单一的传感器，而是包括了多种传感器，在这些传感器中，只有所述的第一传感器与控制单元之间是通过无线通讯方式相互传递信息的。所述工作模组还包括执行单元013，所述执行单元设置在内模块010上，所述控制单元011对传感器021的感测信息进行处理后输出信号给执行单元013执行相应动作。为了便于工作模组上的各个部件的结构设置，所述内模块010通常嵌设在外模块020的中央。
[0021]本实用新型还提供一种带有上述工作模组的自移动机器人。图2为本实用新型自移动机器人的结构示意图。如图2并结合图1所示，该自移动机器人包括如图1所述的工作模组，其中所述外模块020为图2中的外框200，所述内模块O1为图2中的内机体100，所述内机体上分别设有控制单元110和执行单元。
[0022]图3至图5分别为自移动机器人避障的运动模式的示意图。如图2并结合图3至图5所示，具体来说，当自移动机器人运行至图3所示的位置I，即:起始位置时，自移动环境传感器210，如:碰撞传感器，由于接触到障碍物而产生信号，该信号通过第二无线通讯模块022和第一无线通讯模块021之间的无线通讯传输到控制单元110，控制单元110接收信号后通过程序控制内机体100相对于外框200逆时针旋转90°到图4所示的位置2，自移动机器人可以躲开障碍物继续行走。依此类推，若自移动机器人运行过程中碰撞传感器再产生信号，则该信号仍然通过无线通讯传输到控制单元110，控制单元110接收信号以后通过程序控制内机体100在原有位姿的基础上逆时针旋转90°至图5所示的位置3以避开障碍物。
[0023]图2至图5中所示的自移动机器人为擦窗机器人，由于擦窗机器人的外框200通常为方形，导致外框200在玻璃边角位置转弯困难，因此本实用新型所述的擦窗机器人将内机体100可旋转嵌设在外框200的中部，同时所述执行单元设于该内机体100上，当遇到边角时，仅该内机体100相对旋转以调整运行方向，从而提高擦窗机器人的机动性及工作效率。可以参照图1所示工作模组，同样地，本实用新型所述的擦窗机器人的内机体100与外框200之间采用相同的工作模式。由于内机体100和外框200两者之间相对线路独立，内机体100可以原地转动而不受外框200的形状及布线的影响，相比现有技术中内机体100和外框200之间的通过线束传输的方式，既避免两者相对运动时绕线状况的产生又有效避免了现有技术中连接部件或接触部件之间的磨损，相对延长了自移动机器人的使用寿命，同时提高了机器人的运转效率。
[0024]所述传感器021包括设置在外框200上的自移动环境传感器210，例如:红外传感器、碰撞传感器或边缘高度传感器;所述执行单元为动作执行单元，包括对应设置在所述内机体下方的履带120或行走轮。所述传感器021还可以包括设置在外框200上的作业条件传感器220，例如:灰尘传感器或湿度传感器;所述执行单元为作业执行单元，包括对应设置在所述内机体100上的滚刷121或加湿单元。除此之外，所述擦窗机器人设有供电单元，包括分别设置在所述内机体100和外框200上的第一供电单元130和第二供电单元230。
[0025]在其他实施例中，自移动机器人的信号传输模式还可以根据传感器021的种类设置成有线传输模式和无线传输模式。所述自移动环境传感器210通过无线传输模式与所述控制单元110通讯;而所述作业条件传感器220通过有线传输模式与所述控制单元110通讯。所述自移动环境传感器210提供运行路线的障碍物信号，所述作业条件传感器220检测工作介面情况，收集完整的环境信息。优选地，所述作业条件传感器220与所述内机体100之间弹性接触，并与内机体100上设置的弹性接触点进行供电/信号传输;优选地，所述作业条件传感器220与所述内机体100之间设置四个间隔90°的弹性接触点；当自移动机器人按照上述图3至图5的方式运行时，即所述内机体100相对外框200旋转时，所述作业条件传感器220不工作。
[0026]由于在外框200与内机体100之间线路独立并单一采用无线的方式进行数据传输时，外框的传感器021均需由外框200供电，尤其在现今无线供电技术仍不成熟的情况下，夕卜框的供电压力将会大大提升，容易导致外框的续航能力不足，而在本实施例中，将部分不需要持续工作同时不影响作业安全性的传感器(作业条件传感器220)通过点触式有线传输模式连接到内机体上，有效减轻外框的供电压力。
[0027]在本实施例中，当自移动环境传感器未检测到障碍物信息时，控制单元110根据作业条件传感器反馈信息选择路径及清扫运行模式，此时为第一工作状态，所述内机体100和外框200相对静止;当自移动环境传感器210检测到障碍物信息时，所述控制单元110控制所述内机体相对于外框旋转，此时为第二工作状态，旋转过程中作业条件传感器220不工作。同时，所述自移动机器人设有供电单元，包括分别设置在所述内机体100和外框200上的第一供电单元130和第二供电单元230。所述自移动机器人处于第一工作状态时，所述第一供电单元130与外框200相连并为外框200供电。所述自移动机器人处于第二工作状态时，所述第一供电单元130与外框200断开，所述第二供电单元230自行为所述外框200供电。
[0028]综上所述，本实用新型提供的自移动机器人，内机体100和外框200之间采用无线信号传输模式，确保了信号传输的稳定性和持续性。可选地，将外框200的部分不需要持续工作同时不影响作业安全性的传感器通过点触式有线传输模式连接到内机体上，有效减轻外框的供电压力。这样可以在最大限度上充分分配和利用资源，延长自移动机器人的工作时间，提高工作效率。
【主权项】
1.一种工作模组，包括内模块(010)及外模块(020)，所述内模块可旋转地嵌设于外模块上，所述外模块上设有传感器(021)，所述内模块上设有控制单元(011)，其特征在于，所述内模块上至少设有第一无线通讯模块(012)，所述外模块上至少设有第二无线通讯模块(022)，所述传感器至少包括第一传感器，所述第一传感器的感测信息通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块之间的无线通讯传递给控制单元。2.如权利要求1所述的工作模组，其特征在于，所述工作模组还包括执行单元(013)，所述执行单元设置在内模块(010)上，所述控制单元(011)对传感器(021)的感测信息进行处理后输出信号给执行单元(013)执行相应动作。3.如权利要求2所述的工作模组，其特征在于，所述内模块(010)嵌设在外模块(020)的中央。4.一种自移动机器人，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的工作模组，所述外模块(020)为外框(200)，所述内模块(010)为内机体(100)，所述内机体上分别设有控制单元(110)和执行单元。5.如权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于，所述传感器(021)包括设置在外框(200)上的自移动环境传感器(210)，包括:红外传感器、碰撞传感器或边缘高度传感器;所述执行单元为动作执行单元，包括对应设置在所述内机体下方的履带(120)或行走轮。6.如权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于，所述传感器(021)包括设置在外框(200)上的作业条件传感器(220)，包括:灰尘传感器或湿度传感器;所述执行单元为作业执行单元，包括对应设置在所述内机体(100)上的滚刷(121)或加湿单元。7.如权利要求6所述的自移动机器人，其特征在于，所述自移动机器人的信号传输模式包括有线传输模式和无线传输模式，所述第一传感器为所述自移动环境传感器(210)并通过无线传输模式与所述控制单元(110)通讯;所述作业条件传感器(220)通过有线传输模式与所述控制单元(110)通讯。8.如权利要求7所述的自移动机器人，其特征在于，所述自移动环境传感器(210)提供运行路线的障碍物信号，所述作业条件传感器(220)检测工作介面情况，收集完整的环境信息，当自移动环境传感器未检测到障碍物信息时，控制单元(110)根据作业条件传感器反馈信息选择路径及清扫运行模式，此时为第一工作状态，所述内机体(100)和外框(200)相对静止； 当自移动环境传感器(210)检测到障碍物信息时，所述控制单元(110)控制所述内机体相对于外框旋转，此时为第二工作状态，旋转过程中作业条件传感器(220)不工作。9.如权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于，所述自移动机器人设有供电单元，包括分别设置在所述内机体(100)和外框(200)上的第一供电单元(130)和第二供电单元(230); 所述自移动机器人处于第一工作状态，所述第一供电单元与所述外框相连并为外框供电； 所述自移动机器人处于第二工作状态，所述第一供电单元与所述外框断开，所述第二供电单元自行为所述外框供电。
【文档编号】B25J13/08GK205521424SQ201620058625
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】吕小明, 陈爱兵
【申请人】科沃斯机器人有限公司