激光模组和扫地机器人的制作方法

本发明涉及扫地机器人
技术领域：
，特别涉及一种激光模组和应用该激光模组的扫地机器人。
背景技术：
：目前，相关技术中的扫地机器人通常在机壳上设置红外传感器，以在扫地机器人工作时对工作环境进行障碍检测，降低扫地机器人和障碍物发生碰撞而对扫地机器人造成损坏的可能。然而，红外传感器的探测距离较短、同时容易受到环境的干扰，而且探测精度也相对较低，导致降低了扫地机器人的避障能力。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种激光模组，应用于扫地机器人，旨在提高扫地机器人的避障效果，让扫地机器人更智能，工作更高效。为实现上述目的，本发明提出的激光模组包括：安装架；激光器，所述激光器设于所述安装架；摄像头，所述摄像头设于所述安装架；以及电路板，所述电路板设于所述安装架，并电性连接于所述激光器和所述摄像头。在本发明的一实施例中，定义所述安装架具有呈相对设置的上端和下端，所述激光器和所述摄像头的出光角度呈倾斜向下设置。在本发明的一实施例中，所述激光器和所述摄像头沿所述安装架的上下分布；或者，所述激光器和所述摄像头沿所述安装架的左右分布。在本发明的一实施例中，当所述激光器和所述摄像头沿所述安装架的上下分布时，所述激光器在上下方向上的中心线和所述摄像头在上下方向上的中心线重合；或者，当所述激光器和所述摄像头沿所述安装架左右分布时，所述激光器和所述摄像头位于同一高度。在本发明的一实施例中，所述安装架的一表面凹设有容置槽；所述激光器和所述摄像头均嵌设于所述容置槽内，所述容置槽的槽底壁形成有透光部，所述透光部覆盖所述激光器和所述摄像头；所述电路板嵌设于所述容置槽内，或者封盖于所述容置槽的槽口。在本发明的一实施例中，当所述电路板嵌设于所述容置槽内时，所述激光模组还包括支架，所述支架嵌设于所述容置槽内；所述激光器、所述摄像头以及所述电路板均安装于所述支架。在本发明的一实施例中，所述激光模组还包括盖板，所述盖板连接于所述安装架，并封盖于所述容置槽的槽口。在本发明的一实施例中，所述激光模组还包括第一缓冲件，所述第一缓冲件位于所述盖板面向所述容置槽之槽底壁的表面，并被所述盖板和所述安装架相配合夹持固定。在本发明的一实施例中，当所述电路板封盖于所述容置槽的槽口时，所述激光器和所述摄像头安装于所述电路板面向所述容置槽之槽底壁的表面。在本发明的一实施例中，所述激光模组还包括第二缓冲件，所述第二缓冲件位于所述电路板面向所述容置槽之槽底壁的表面，并被所述电路板和所述安装架相配合夹持固定。在本发明的一实施例中，所述容置槽的槽底壁形成有安装口，所述安装口覆盖所述激光器和所述摄像头；所述激光模组还包括透光镜片，所述透光镜片嵌设于安装口内，所述透光镜片形成为所述透光部。在本发明的一实施例中，所述透光镜片和所述安装架为可拆卸连接；或者，所述透光镜片和所述安装架为一体结构。本发明还提出一种扫地机器人，包括机壳和激光模组，所述激光模组安装于所述机壳，所述激光模组包括：安装架；激光器，所述激光器设于所述安装架；摄像头，所述摄像头设于所述安装架；以及电路板，所述电路板设于所述安装架，并电性连接于所述激光器和所述摄像头。本发明的技术方案激光模组在应用于扫地机器人时，通过激光模组的激光器可以对扫地机器人的工作环境发射线激光，之后通过激光模组的摄像头可以获取到环境图像，并解算出工作环境的激光点云信息，基于激光点云信息计算出障碍物的轮廓、高度以及宽度等信息，从而使得扫地机器人通过激光模组实现了对工作环境的障碍检测，以便扫地机器人在工作时进行相应的避障动作。并且，由于本方案中的激光模组是通过激光器对扫地机器人的工作环境进行障碍检测的，而激光器具有检测精度高、测量距离远、覆盖范围广以及抗环境干扰能力强的优点，使其相较于现有技术中扫地机器人所采用的探测距离较短、同时容易受到环境的干扰，而且探测精度也相对较低红外传感器，本申请中的激光模组能够对障碍物具有较好的检测效果，从而提高扫地机器人的避障效果，让扫地机器人更智能，工作更高效。另外，本方案中的激光模组还包括安装架，通过该安装架可以对激光器和摄像头等零部件进行安装和承载。如此使得激光模组的各个零部件能够形成一个整体，从而便于对该激光模组进行安置和管理。附图说明为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明扫地机器人一实施例的结构示意图；图2为本发明激光模组一实施例的一视角示意图；图3为图2中激光模组的另一视角示意图；图4为图2中激光模组的爆炸结构的一视角示意图；图5为图2中激光模组的爆炸结构的另一视角示意图；图6为图2中激光模组的一局部结构示意图；图7为本发明激光模组的另一实施例的一视角示意图；图8为图7中激光模组的另一视角示意图；图9为图7中激光模组的爆炸结构的一视角示意图；图10为图7中激光模组的爆炸结构的另一视角示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100扫地机器人114密封件10激光模组13摄像头11安装架14电路板11a容置槽15支架111透光部15a卡接槽11b安装口16盖板113透光镜片17第一缓冲件1131卡接扣18第二缓冲件11c卡接孔30机壳12激光器本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。请结合参考图1和图2，本发明提出一种激光模组10，应用于扫地机器人100。请结合参考图2、图4、图7以及图9，在本发明的一实施例中，该激光模组10包括安装架11、激光器12、摄像头13以及电路板14；其中，激光器12设于安装架11；摄像头13设于安装架11；电路板14设于安装架11，并电性连接于激光器12和摄像头13。在本发明的一实施例中，安装架11主要可以用于安装激光器12和摄像头13等激光模组10的其他零部件，以使得该激光模组10的各个零部件能够形成一个整体而便于对其进行安置和管理。其中，该安装架11安装于扫地机器人100的机壳30，并且可以是可拆卸地连接于机壳30，例如：该安装架11可以是通过螺钉连接、卡扣连接或者磁吸固定于机壳30，以使得该激光模组10在发生损坏时可以将其从机壳30上拆卸下来进行维修更换，从而提高对激光模组10维修更换的便利性。当然，该安装架11和机壳30为不可拆卸连接也是可以的，能够保证安装架11稳定的安装于机壳30即可。由于扫地机器人100的机壳30于水平面上的投影多为圆形(以便通过机壳30的圆周侧面进行导向同时降低机壳30的整体体积)，为了使得安装架11和机壳30的外形相对较为适配而安装的更为紧凑，该安装架11的外壁面可以为弧面。而在垂直于水平面的投影面上(安装架11正对经过机壳30圆心的一竖直平面)，该安装架11的投影可以大致为长方形或者正方形，以使得该安装架11的形状较为规则而便于成型制造。当然，于其他实施例中，该安装架11的外壁面也可以为平面，而安装架11在垂直于水平面的投影面上也可以大致为圆形或者其他形状。本申请对安装架11的具体形状不作具体的限定，能够对激光器12和摄像头13等激光模组10的其他零部件进行安置即可。激光器12主要可以用于对扫地机器人100所在工作环境发出激光线，以在工作环境内形成激光云点。摄像头13主要可以获取到环境图像，并解算出工作环境的激光点云信息，基于激光点云信息计算出障碍物的轮廓、高度以及宽度等信息，实现对障碍物的检测，以便后续扫地机器人100控制器运行方向而避开工作环境内的障碍物。如此通过激光器12和摄像头13的配合可以检测到扫地机器人100所在工作环境中是否有物体会对其造成阻碍。例如，激光器12所发出线激光和竖直平面的角度已知，且该激光器12和扫地机器人100所在工作面之间的距离也是已知，从而利用三角函数能够算出扫地机器人100和障碍物之间的距离。电路板14主要可以用于对激光器12和摄像头13的工作进行相关的控制，以保证激光器12和摄像头13的自动工作和工作时的协调配合性。本发明的技术方案激光模组30在应用于扫地机器人100时，通过激光模组30的激光器31可以对扫地机器人100的工作环境发射线激光，之后通过激光模组30的摄像头33可以获取到环境图像，并解算出工作环境的激光点云信息，基于激光点云信息计算出障碍物的轮廓、高度以及宽度等信息，从而使得扫地机器人100通过激光模组30实现了对工作环境的障碍检测，以便扫地机器人100在工作时进行相应的避障动作。并且，由于本方案中的激光模组30是通过激光器31对扫地机器人100的工作环境进行障碍检测的，而激光器31具有检测精度高、测量距离远、覆盖范围广以及抗环境干扰能力强的优点，使其相较于现有技术中扫地机器人100所采用的探测距离较短、同时容易受到环境的干扰，而且探测精度也相对较低红外传感器，本申请中的激光模组30能够对障碍物具有较好的检测效果，从而提高扫地机器人100的避障效果，让扫地机器人100更智能，工作更高效。而且，本方案中的激光模组10仅包括一个激光器12和一个摄像头13，使得所需要的设置的传感器的数量相对较少而简化了扫地机器人100的避障结构，从而降低扫地机器人100的制造成本。另外，本方案中的激光模组30还包括安装架11，通过该安装架11可以对激光器31和摄像头33等零部件进行安装和承载。如此使得激光模组30的各个零部件能够形成一个整体，从而便于对该激光模组30进行安置和管理。请结合参考图4、图6以及图9，在本发明的一实施例中，定义安装架11具有呈相对设置的上端和下端，激光器12和摄像头13的出光角度呈倾斜向下设置。可以理解，激光器12和摄像头13的出光角度呈倾斜向下设置，使得激光器12和摄像头13捕获的视角能够较为靠近机壳30，而扫地机器人100又是逐步推进工作时。如此使得扫地机器人100的激光模组10在开始启动工作时即可获得距离机壳30相对较低的视角，降低扫该激光模组10在扫地机器人100的工作面上所产生的盲区，从而提高该激光模组10对扫地机器人100所在工作环境中的检测结果的准确性。其中，激光器12和摄像头13的出光角度为和水平面呈0°到90°中任意值，例如具体地可以为：10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°等，本申请对激光器12和摄像头13的出光角度的具体值不作限定，其可以根据激光器12和摄像头13于机壳30上的安装高度进行适应设置，能够使得激光器12和摄像头13于扫地机器热人的工作面在靠近扫地机器热人的区域形成相对较小的盲区即可。请结合参考图4、图5以及图6，在本发明的一实施例中，激光器12和摄像头13沿安装架11的上下分布。可以理解，扫地机器人100的机壳30的前侧面(扫地机器人100前进的方向定义为机壳30的前侧)设有该激光模组10时，激光器12和摄像头13沿安装架11的上下分布能够便于两者的视角在扫地机器人100的工作面上产生交汇，以便该激光模组10对扫地机器人100的前侧工作面进行障碍检测。其中，该激光器12所发出的线激光于工作面上的投影为一直线，且线激光于工作面上的投影线在左右两端点之间的距离可以大于机壳30左右两侧之间距离。如此通过该激光器12可对门间距或者桌子的两桌脚间距等间距信息进行探测，以便检测出搞扫地机器人100能否通过门或者桌子的两桌脚，降低扫地机器人100被卡住的可能。另外，激光器12可以是设于摄像头13的上方，当然也可以是设于摄像头13的下方。进一步地，当激光器12和摄像头13沿安装架11的上下分布时，激光器12在上下方向上的中心线和摄像头13在上下方向上的中心线重合，以便该激光模组10对扫地机器人100的前侧工作面在左右两侧进行均匀的检测，保证对门间距或者桌子的两桌脚间距等间距信息进行探测的准确性。请结合参考图9，在本发明的一实施例中，激光器12和摄像头13沿安装架11的左右分布。可以理解，扫地机器人100的机壳30的左侧面和/或右侧面设有该激光模组10时，激光器12和摄像头13沿安装架11的左右分布能够便于两者的视角在扫地机器人100的在上下方向上产生交汇，以便该激光模组10对扫地机器人100的左侧面和/或右侧面在扫地机器人100的左侧面和/或右侧面的进行障碍检测。其中，该激光器12所发出的线激光于竖直面上的投影为一直线，以探测扫地机器人100的左侧和/或右侧与墙之间的距离，同时探测位于扫地机器人100的左侧和/或右侧的障碍物所位于的高度(例如：凳子或者沙发和工作面之间的高度)，以使得该扫地机器人100即可以保持和墙面之间具有一定的间距而避免和墙面发生摩擦磨损，同时也可以检测障碍物所位于的高度而降低障碍物对扫地机器人100的顶部造成阻挡。进一步地，当激光器12和摄像头13沿安装架11左右分布时，激光器12和摄像头13位于同一高度。如此使得该激光模组10对扫地机器人100的左侧和/或右侧的上下方向均具有较大的检测视角，且检测的相对较为均匀。请结合参考图5和图10，在本发明的一实施例中，安装架11的一表面凹设有容置槽11a；激光器12和摄像头13均嵌设于容置槽11a内，容置槽11a的槽底壁形成有透光部111，透光部111覆盖激光器12和摄像头13；电路板14嵌设于容置槽11a内，或者封盖于容置槽11a的槽口。可以理解，容置槽11a对激光器12和摄像头13具有容置作用，能够使得激光器12和摄像头13于安装架11上安装的更为紧凑。如此能够缩小该激光模组10的整体体积，从而可以降低激光模组10于扫地机器人100的机壳30上对空间的占用，从而便于对该激光模组10进行安装。同时，通过容置槽11a的槽壁也可以对激光器12和摄像头13具有一定的保护的作用，从而降低该激光器12和摄像头13被外物所损坏的可能。请结合参考图4、图5以及图6，在本发明的一实施例中，当电路板14嵌设于容置槽11a内时，激光模组10还包括支架15，支架15嵌设于容置槽11a内；激光器12、摄像头13以及电路板14均安装于支架15。可以理解，通过支架15对激光器12、摄像头13以及电路板14进行安装和承载，使得电路板14也可以安装于容置槽11a内，从而提高了对电路板14的保护作用。其中，在激光器12和摄像头13的出光视角呈倾斜向下设置时，可以是激光器12和摄像头13呈倾斜向下安装，而支架15沿上下方向竖直安装；当然也可以是支架15呈倾斜向下安装，而激光器12和摄像头13垂直于安装于支架15上，即保证最终激光器12和摄像头13的出光视角沿倾斜向下即可。另外，激光器12和摄像头13可以是可拆卸地安装于支架15，使得激光器12和摄像头13在发生损坏时可以将其拆卸下来而便于维修更换。具体而言，激光器12和摄像头13可以是通过卡接，此时支架15上可以形成两个卡接槽15a，激光器12和摄像头13分别容置于两个卡接槽15a内并被卡接限位固定。如此通过卡接槽15a对接激光器12和摄像头13进行卡接固定，使得无需在激光器12和摄像头13上设置过多的连接结构以对其进行限位固定。从而即可以实现对激光器12和摄像头13的安装固定，又保证了激光器12和摄像头13的本身结构的安全性。当然，激光器12和摄像头13也可以是通过磁吸固定于支架15。而电路板14也可以是可拆卸地安装于支架15，使得电路板14在发生损坏时可以将其拆卸下来而便于维修更换。具体而言，电路板14可以是通过螺钉连接于支架15，使得即可以保证电路板14的安装效果，又可以简化电路板14的安装过程。当然，电路板14也可以是通过卡接或者磁吸固定于支架15。另外，需要说明的是，本申请不限于此，于其他实施例中，激光器12、摄像头13以及电路板14在支架15上呈不可拆卸地固定连接也是可以的。而为了使得支架15便于维修更换，支架15同样可以是可拆卸地连接于安装架11，例如：可是通过螺钉连接、卡接或者磁吸固定于安装架11。请结合参考图3和图4，在本发明的一实施例中，激光模组10还包括盖板16，盖板16连接于安装架11，并封盖于容置槽11a的槽口。可以理解，通过盖板16封盖于容置槽11a的槽口，能够使得盖板16和安装架11所围合形成空间相对较为密封，降低外界水汽或者灰尘等杂物进入容置槽11a而对位于容置槽11a内的激光器12、摄像头13或者电路板14等造成影响的可能，从而提高了该激光模组10在使用过程中的安全性。其中，盖板16和安装架11的连接可以为可拆卸连接，以便在位于容置槽11a内的零部件发生损坏时，可以将该盖板16拆卸下来。具体地，该盖板16可以是通过螺钉连接、卡扣连接或者磁吸固定于安装架11。在本发明的一实施例中，激光模组10还包括第一缓冲件17，第一缓冲件17位于盖板16面向容置槽11a之槽底壁的表面，并被盖板16和安装架11相配合夹持固定。可以理解，第一缓冲件17对盖板16与激光器12、摄像头13以及电路板14之间具有隔离作用，使得盖板16与激光器12、摄像头13以及电路板14之间为柔性接触。如此能够降低盖板16对激光器12、摄像头13以及电路板14的表面造成压损的可能，从而地提高了激光器12、摄像头13以及电路板14在安装过程中的安全性。其中，第一缓冲件17可以为泡棉、橡胶件或者硅胶件等。请结合参考图7、图8、图9以及图10，在本发明的一实施例中，当电路板14封盖于容置槽11a的槽口时，激光器12和摄像头13安装于电路板14面向容置槽11a之槽底壁的表面。可以理解，通过电路板14作为承载体以对激光器12和摄像头13进行安装和承载，使得无需额外设置承载件以对激光器12和摄像头13进行安装。如此简化了激光模组10的结构，从而能够降低该激光模组10的结构，以进一步地降低扫地机器人100的制造成本。而电路板14封盖于容置槽11a的槽口，则可以使得电路板14和安装架11所围合形成空间相对较为密封，降低外界水汽或者灰尘等杂物进入容置槽11a而对位于容置槽11a内的零部件造成影响的可能。其中，电路板14和安装架11的连接可以为可拆卸连接，以便在位于容置槽11a内的零部件发生损坏时，可以将该电路板14拆卸下来。具体地，该电路板14可以是通过螺钉连接、卡扣连接或者磁吸固定于安装架11。另外，在激光器12和摄像头13的出光视角呈倾斜向下设置时，可以是激光器12和摄像头13呈倾斜向下安装，而电路板14沿上下方向竖直安装；当然也可以是电路板14呈倾斜向下安装，而激光器12和摄像头13垂直于安装于支架15上，即保证最终激光器12和摄像头13的出光视角沿倾斜向下即可。进一步地，为了简化激光器12和摄像头13与电路板14之间的固定结构和保证激光器12和摄像头13安装的稳定性，激光器12和摄像头13可以是焊接于电路板14。请结合参考图8和图9，在本发明的一实施例中，激光模组10还包括第二缓冲件18，第二缓冲件18位于电路板14面向容置槽11a之槽底壁的表面，并被电路板14和安装架11相配合夹持固定。可以理解，第一缓冲件17对电路板14与安装架11之间具有隔离作用，使得电路板14与安装架11之间为柔性接触。如此能够降低电路板14和安装架11之间由于锁紧力过大而造成压损的可能，从而地提高了电路板14在安装过程中的安全性。其中，第二缓冲件18可以为泡棉、橡胶件或者硅胶件等。请结合参考图2和图4，在本发明的一实施例中，容置槽11a的槽底壁形成有安装口11b，安装口11b覆盖激光器12和摄像头13；激光模组10还包括透光镜片113，透光镜片113嵌设于安装口11b内，透光镜片113形成为透光部111。可以理解，通过透光镜片113形成为透光部111，使得该透光部111即可以透过激光器12和摄像头13的光线，以便激光器12和摄像头13进行稳定避障检测工作。并且，通过该透光镜片113还可以阻挡外界水汽和灰尘等杂物进入到容置槽11a内的可能；同时通过该透光镜片113也可以提高激光模组10外观的美观度。当然，本申请不限于此，于其他实施例中，也可以是容置槽11a的槽底壁设有透光孔，由该透光孔为透光部111。进一步地，安装架11面向透光镜片113的壁面设有密封件114，该密封件114呈环形状，并环绕激光器12和摄像头13设置，以实现密封防尘和防水汽的作用，从而进一步地提高对激光器12和摄像头13的保护作用。在本发明的一实施例中，透光镜片113和安装架11为可拆卸连接。可以理解，透光镜片113可拆卸地连接于安装架11，使其在发生损坏时可以将其拆卸下来进行维修更换，从而提高了对该透光镜片113维修更换的便利性。其中，透光镜片113可以设有卡接扣1131，安装架11设有卡接孔11c，以简化透光镜片113的安装过程，同时也保证透光镜片113表面的完整性而能够使得透光镜片113的各处对激光器12、摄像头13进行较好的透光。当然，透光镜片113和安装架11也可以是通过磁吸固定。请结合参考图7和图9，在本发明的一实施例中，透光镜片113和安装架11为一体结构。可以理解，透光镜片113和安装架11为一体结构，能够增大两者在连接处的强度，从而能提高安装架11的整体强度。同时也使得透光镜片113和安装架11可以通过一体成型制造，简化两者的加工工艺，从而提高生产效率。请参考图1，本发明还提出一种扫地机器人100，该扫地机器人100包括机壳30和安装于机壳30的激光模组10，该激光模组10的具体结构参照上述实施例，由于本扫地机器人100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12