自移动装置制造方法
【专利摘要】一种自移动装置，包括外框（200）和可旋转连接在外框上的基体（100），基体上设有控制单元和行走单元，基体上连接一固定销（300），固定销的一端可移动固定在基体上，另一端为销头，外框上对应开设有销槽（110）；当销头卡合固定在销槽内时，基体与外框固定连接而卡合；当销头脱离销槽时，基体能够相对外框转动；基体上设有检测机构，检测机构检测到销头卡合固定在销槽内时，控制单元根据检测机构的检测信号控制行走单元执行相应的动作指令。本实用新型能够准确、有效地检测到基体和外框之间的连接状态，通过检测和调姿的方式，保证基体与外框在卡合状态下行走，结构简单且灵敏度高。
【专利说明】自移动装直
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自移动装置，属于家用小电器制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着擦窗机器人等自移动装置的问世，擦窗这项工作变得越来越简洁。怎样更加高效的擦窗，成为了擦窗机器人的发展方向，如果擦窗机器人在窗户边角处可以直接原地转动，显然能够提高机器人的擦窗效率。因此，为了方便擦窗机器人在原地的转动，同时在转动之后擦窗机器人还能够按照设定位置定位，需要通过一种卡合机构来实现。具体的，擦窗机器人通常包括机体和外框，其中，机体为圆形，具有运动功能，外框为方形，具有擦窗功能。机体与外框之间包括两种连接状态，即:分开或扣合。分开时，机体可以相对于外框转动；扣合时，机体则相对于外框固定，两者之间不能发生转动，外框只能与机体一起转动。然而，在实际采用这种卡合机构时，转动时由于存在微小的偏差，使卡合机构无法卡合到位，影响机器人的正常工作。
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，提供一种自移动装置，能够准确、有效地检测到基体和外框之间的连接状态，通过检测和调姿的方式，保证基体与外框在卡合状态下行走，结构简单且灵敏度高。
[0004]本实用新型的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
[0005]一种自移动装置，包括外框和可旋转连接在所述外框上的基体，基体上设有控制单元和行走单元，所述基体上连接一固定销，所述固定销的一端可移动固定在所述基体上，另一端为销头，所述外框上对应开设有销槽；当销头卡合固定在所述销槽内时，所述基体与所述外框固定连接而卡合；当销头脱离销槽时，所述基体能够相对所述外框转动；所述基体上设有检测机构，所述检测机构检测到销头卡合固定在所述销槽内时，控制单元根据所述检测机构的检测信号控制所述行走单元执行相应的动作指令。
[0006]所述检测机构可以采用多种结构来实现，具体来说，在第一实施例中，该检测机构为设置在基体上的光耦传感器，所述销头外周凸设一挡臂，当销头脱离销槽时，所述挡臂位于光耦传感器的信号传送路径上；当销头卡合固定在所述销槽内，所述挡臂脱离光耦传感器的信号传送路径。
[0007]所述检测机构除了采用上述的光耦传感器之外，还可以采用霍尔传感器或行程开关。
[0008]为了便于复位，所述固定销上套设有弹簧，所述弹簧在基体和销头之间定位。
[0009]为了便于定位，所述光耦传感器通过光耦固定座固定在所述基体上，所述光耦固定座两端分别对应设有信号发射器和信号接收器，所述信号发射器和信号接收器之间设有容纳所述挡臂的间隙。
[0010]除了上述结构之外，在实施例二中，所述基体上设有电机以及受其驱动的凸轮，所述凸轮对应驱动固定销移动，所述固定销上套设有弹簧，所述固定销上设有阻挡部，所述弹簧在外框和阻挡部之间定位；在实施例三中，述基体上设有电磁铁，所述固定销设置在所述电磁铁上并受其驱动。
[0011]综上所述，本实用新型提供一种自移动装置，能够准确、有效地检测到基体和外框之间的连接状态，通过检测和调姿的方式，保证基体与外框在卡合状态下行走，结构简单且灵敏度高。
[0012]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型自移动装置实施例一^^合状态局部结构示意图；
[0014]图2为本实用新型自移动装置实施例一释放状态局部结构示意图；
[0015]图3为本实用新型自移动装置实施例一工作原理示意图；
[0016]图4为本实用新型自移动装置运动方向示意图；
[0017]图5为本实用新型自移动装置实施例二卡合状态局部结构示意图；
[0018]图6为本实用新型自移动装置实施例三卡合状态局部结构示意图；
[0019]图7为本实用新 型检测机构实施例二的结构示意图；
[0020]图8为本实用新型检测机构实施例三的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]自移动装置实施例一
[0022]图1为本实用新型自移动装置实施例一^^合状态局部结构示意图；图2为本实用新型自移动装置实施例一释放状态局部结构示意图。如图1并结合图2所示，本实用新型提供一种自移动装置，包括外框100和可旋转连接在所述外框100上的基体200，基体200上设有控制单元和行走单元，所述基体200上连接一固定销300，所述固定销300的一端可移动固定在所述基体200上，另一端为销头，所述外框上对应开设有销槽110。当销头卡合固定在所述销槽内时，所述基体与所述外框固定连接而卡合；当销头脱离销槽时，所述基体能够相对所述外框转动。所述基体上设有检测机构，所述检测机构检测到销头卡合固定在所述销槽内时，控制单元根据所述检测机构的检测信号控制所述行走单元执行相应的动作指令。如图1所示，固定销300通过螺钉310固定在基体200上。固定销300的另一端为销头320，所述外框100上对应开设有销槽110。当固定销300向下移动时，销头320卡合固定在所述销槽110内，将外框100和基体200锁定，使两者不能产生相对运动。当固定销300向上移动时，销头320则脱离销槽110，基体200则可以在外框100上自由旋转。结合图1和图2所示，为了方便固定销300的上、下移动，固定销300上套设有弹簧400，所述弹簧400在基体200和销头320之间定位。
[0023]图3为本实用新型自移动装置实施例一工作原理示意图。如图3所示，为了方便检测外框和基体之间的连接关系是锁定还是释放，在所述基体上设有光耦传感器，光耦传感器通过光耦固定座120固定在所述基体200上。在图3所示的实施例中，所述光耦固定座120的形状为“[”形，其两端分别对应设有信号发射器121和信号接收器122。当然，其形状并不局限于此，本领域技术人员可以根据具体需要进行相应的结构设置。在所述销头320上凸设一挡臂330，根据信号发射器121和信号接收器122的信号传送路径所在位置的高度，对应设置挡臂330的高度，使销头320卡合固定在所述销槽110内或当销头320脱离销槽110时，所述挡臂330位于光耦传感器的信号传送路径上。
[0024]图4为本实用新型自移动装置运动方向示意图。结合图4所示，对本实施例中的工作过程进行详细地描述。自移动装置B在带有边框M、N的玻璃表面工作，起始位置位于X处，此时，该自移动装置B沿着边框M正常行驶，做直线运动，基体200和外框100之间通过卡合机构A相互卡合，销头320在弹簧400弹力的作用下压入销槽110内，两者一起做直线运动。图1结合图3所示，此时，挡臂330的高度低于光耦传感器的信号传送路径高度，信号发射器121和信号接收器122可以正常通讯。
[0025]当该自移动装置B运动到由边框M和N形成的窗户边角Y时，基体200在设置在基体100底部的驱动轮1000的驱动力下需要转向，当转动的力大于弹簧400的弹力时，销头320从销槽110中抬起释放出来，此时卡合机构A打开，随着固定销300向上运动，挡臂330的高度也增高，图2结合图3所示，此时，挡臂330的高度刚好位于光耦传感器的信号传送路径上，信号发射器121和信号接收器122无法正常通讯，且基体200与外框100之间发生相对转动。当转动到设定位置时，卡合机构A重新将基体200和外框100卡合锁定，两者继续一起沿边框N做直线运动，即图示中的Z位置处。
[0026]换句话说，当基体和外框处于未卡合状态时，挡臂阻挡了信号的发送和接收，当基体和外框处于卡合状态时，挡臂未遮挡信号的发送和接收，机器人接收到信号，判断机器完成旋转卡合进入下一步动作。自移动装置正常行走，收到转向信号后，卡合机构相互脱离，基体相对于边框旋转一个第一预设角度，该角度可以为90°。此时判断是否接收到光耦传感器的信号，若收到，判断卡合到位，基体连同外框朝向新的方向行走；若未收到，基体进行第二预设角度的旋转调整，直至判断卡合到位，该第二预设角度为±15°。需要指出的是，本实施例中旋转预设角度进行调整，并非一定要旋转到特定角度，其可以在旋转过程中卡合。如在旋转90°的过程中，在85°已到卡合位置，则在弹簧弹力作用下，基体与外框卡
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[0027]当自移动装置在玻璃上启动后，若信号接收器122接收到信号发射器121的发射信号，则基体与外框扣合。若信号接收器122接收不到信号发射器121的发射信号，则基体与外框分开，基体开始左转或右转或交替左右转动，直到检测到信号发射器121的发信号，基体与外框扣合。
[0028]在完全无框的玻璃上工作时，自移动装置工作时始终保持基体与外框扣合。
[0029]在有边框的玻璃上工作时，自移动装置外框未触及边框时，也保持基体与外框的扣合。若运动到玻璃的边框和角落时，基体与外框分开，基体转动到在一个新的位置，检测到基体与外框的重新扣合，然后基体带着外框朝新的方向运动。
[0030]自移动装置实施例二
[0031]图5为本实用新型自移动装置实施例二卡合状态局部结构示意图。如图5所示，本实施例中，设置在自移动装置上的旋转卡合结构与实施例一有所不同。实施例一采用的是机械式结构，而本实施例中则采用的是电机控制式结构。具体来说，在本实施例中，所述基体200上设有电机800，电机800与一凸轮600相连并驱动其旋转，所述凸轮600的轮缘抵顶在所述固定销300的顶部，所述固定销300上套设有弹簧400，所述固定销上设有阻挡部340，所述弹簧400在外框100和阻挡部340之间定位。
[0032]本实施例中的电机控制式卡合机构依靠凸轮600，及弹簧400实现基体200上的固定销300在外框100的销槽110内的插下与抬起，方便基体200与外框100的相对转动与固定，从而保证机器人行走方向与抹布支架对应边相互垂直。具体来说，为了方便固定，固定销300通过固定座350固定在基体200上，固定销300与基体200间安装有弹簧400，固定销300上方安装凸轮600，凸轮600由电机800控制，外框100上在对应的位置设有销槽110。结合图4所示，当自移动装置在正常行驶状态时，凸轮600转动到下方将固定销300压入销槽110内，卡住外框100防止其晃动。当自移动装置前进到窗户边角时，外框100的侧边则抵在窗户边框上不能转动，这时凸轮600抬起，固定销300在弹簧400回复力的作用下从销槽110中抬起，自移动装置的基体200在驱动轮的驱动力作用下与外框100发生相对转动。当基体200转动到设定位置时，驱动轮不再施加旋转的力，凸轮600再向下旋转将固定销300压入到外框100上对应的销槽110内，卡住外框100。
[0033]本实施例中的其它技术特征，尤其是通过光耦传感器与在销头320上凸设的挡臂330相配合，实现对外框和基体之间的连接关系是锁定还是释放状态的检测，与实施例一相同，参见前述对实施例一的描述，在此不再赘述。
[0034]自移动装置实施例三
[0035]图6为本实用新型自移动装置实施例三卡合状态局部结构示意图。如图6所示，在本实施例中，设置在自移动装置上的旋转卡合结构与实施例一和实施例二均有所不同。实施例一和实施例二分别采用的是机械式和电机控制式结构，而本实施例中则采用的是电磁铁控制式结构。具体来说，本实施例在所述基体200上设有电磁铁900，所述固定销300设置在所述电磁铁900上，实现基体200与外框100之间的相对转动，依靠电磁铁的特性，实现电磁铁上的固定销300在外框100的销槽110内的插下与抬起，方便基体200与外框100之间的相对转动与固定。具体来说，电磁铁900内部有一固定销300，通过电路来控制固定销300的伸出与收回，电磁铁900安装在基体200上，外框100上在对应的位置开设有销槽110。如图6所示，当机器人在正常行驶状态时，电磁铁900工作将固定销300伸出压入销槽110内，卡住外框100并防止其发生晃动，同时保证外框100的侧边与机器人前进方向垂直。结合图4所示，当机器人前进到窗户边角时，外框100的侧边则抵在窗户边框上不能转动，这时电磁铁900再次接收到信号，将固定销300从销槽110中抬起，机器人的基体200在驱动轮的驱动力作用下与外框100发生相对转动，当基体200转动到设定位置时，驱动轮不再施加旋转的力，电磁铁900再接收信号将固定销300伸出压入到外框100上对应的销槽110内，卡住外框100，保证机器人的行走方向与抹布支架对应的边垂直。
[0036]本实施例中的其它技术特征，尤其是通过光耦传感器与在销头320上凸设的挡臂330相配合，实现对外框和基体之间的连接关系是锁定还是释放状态的检测，与实施例一相同，参见前述对实施例一的描述，在此不再赘述。
[0037]对于上述三个实施例中的自移动装置，其行走控制方法从根本上来说，就是当所述检测机构检测到基体和外框处于卡合状态时，控制自移动装置行走，控制行走单元执行相应的动作指令。所述相应的动作指令，是指机体的运动方式不唯一，例如，根据实际作业情况，机体可以采用继续旋转或启动行走或沿新方向行走的多种运动方式。
[0038]该控制方法具体来说，包含如下步骤:[0039]步骤100:自移动装置开机启动；
[0040]步骤200:自移动装置行走；
[0041]步骤300:当自移动装置在行走过程中探测到障碍物后，控制单元控制基体旋转，检测机构检测基体和外框的位置状态，如果检测到两者处于卡合状态，进入步骤400 ;否贝IJ，调姿并重复检测，直至两者处于卡合状态；
[0042]步骤400:自移动装置沿新方向继续行走。
[0043]更具体地，所述步骤100和步骤200之间还包括步骤110:检测机构检测基体和外框的位置状态，如果检测到两者处于卡合状态，进入步骤200 ;否则，调姿并重复检测，直至两者处于卡合状态。
[0044]所述步骤300具体包含步骤:
[0045]步骤310:所述基体相对于外框旋转一第一预设角度；
[0046]步骤320:如果检测到两者处于卡合状态，则进入步骤400 ;否则，基体进行第二预设角度的旋转调整，直至判断卡合到位。
[0047]由于自移动装置可以预设不同的运动轨迹，比如:“Z”字形或者“弓”字形，又如贴边行走，沿着不同的运动轨迹行走，自移动装置遇到边框后基体相对于外框的旋转角度会有所不同。所述步骤310中的第一预设角度为90°，或者连续旋转180° ;所述步骤320中的第二预设角度为±15°。如贴边行走时，需控制行走单元动作，基体仅需相对外框旋转90°即可完成转向；在“2”或“弓”字形行走时，需控制行走单元动作，使得基体相对外框旋转180°，即检测机构可以检测到一次卡合(直接旋转180° )或二次卡合(90度时卡合了一次，继续旋转到180°进行第二次卡合)。
[0048]除了上述三个实施例中所提到的光耦传感器，根据需要，所述检测机构还可以包括行程开关或霍尔开关，比如:在外框和固定销上对应设置连动件可以构成行程开关为，或者在外框和固定销上对应设置霍尔元件和感应器构成霍尔开关。
[0049]检测机构实施例二
[0050]图7为本实用新型检测机构实施例二的结构示意图。如图7所示，在本实施例中，检测机构为设置在固定销300顶部的行程开关2000。具体来说，当固定销300上、下运动时，其顶端会触动行程开关2000，该行程开关2000被触动或释放后，就会发送相应的开关信号给所述控制单元，随后所述控制单元控制行走单元执行相应的动作指令。如图7所示，其中的行程开关2000设置在基体200上，当然，根据实际结构需要，其具体设置位置也可以进行适当的调整。
[0051]检测机构实施例三
[0052]图8为本实用新型检测机构实施例三的结构示意图。如图8所示，在本实施例中，检测机构为对应设置在固定销300和基体200上的霍尔元件3000。具体来说，当固定销300上、下运动时，分别设置在固定销300和基体200上的霍尔元件3000的相对位置会彼此对正或错开，就会发送相应的感应信号给所述控制单元，随后所述控制单元控制行走单元执行相应的动作指令。同样地，本实施例仅仅做示意性说明，根据实际结构需要，霍尔元件3000的具体设置位置也可以进行适当的调整。
[0053]综上所述，本实用新型提供一种自移动装置，能够准确、有效地检测到基体和外框之间的连接状态，通过检测和调姿的方式，保证基体与外框在卡合状态下行走，结构简单且灵敏度高。
【权利要求】
1.一种自移动装置，包括外框(200)和可旋转连接在所述外框上的基体(100)，基体上设有控制单元和行走单元，其特征在于，所述基体上连接一固定销(300)，所述固定销的一端可移动固定在所述基体上，另一端为销头，所述外框上对应开设有销槽(110)； 当销头卡合固定在所述销槽内时，所述基体与所述外框固定连接而卡合；当销头脱离销槽时，所述基体能够相对所述外框转动； 所述基体上设有检测机构，所述检测机构检测到销头卡合固定在所述销槽内时，控制单元根据所述检测机构的检测信号控制所述行走单元执行相应的动作指令。
2.如权利要求1所述的自移动装置，其特征在于，所述检测机构为设置在基体上的光耦传感器，所述销头外周凸设一挡臂(330)，当销头脱离销槽时，所述挡臂位于光耦传感器的信号传送路径上；当销头卡合固定在所述销槽内，所述挡臂脱离光耦传感器的信号传送路径。
3.如权利要求2所述的自移动装置，其特征在于，所述固定销上套设有弹簧(400)，所述弹簧在基体和销头之间定位。
4.如权利要求2所述的自移动装置，其特征在于，所述光耦传感器通过光耦固定座(120)固定在所述基体(100)上，所述光耦固定座两端分别对应设有信号发射器(121)和信号接收器(122)，所述信号发射器和信号接收器之间设有容纳所述挡臂(330)的间隙。
5.如权利要求1所述的自移动装置，其特征在于，所述基体(100)上设有电机(800)以及受其驱动的凸轮(600)，所述凸轮对应驱动固定销(300)移动，所述固定销上套设有弹簧(400)，所述固定销上设有阻挡部(340)，所述弹簧在外框(200)和阻挡部(340)之间定位； 或者所述基体上设有电磁铁(900)，所述固定销(300)设置在所述电磁铁上并受其驱动。
6.如权利要求1所述的自移动装置，其特征在于，所述检测机构采用霍尔传感器或行程开关。
【文档编号】A47L1/02GK203802382SQ201420120165
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】汤进举 申请人:科沃斯机器人科技(苏州)有限公司