一种传感器模组及清洁机器人的制作方法

1.本技术属于家电技术领域，尤其涉及一种传感器模组及清洁机器人。


背景技术：

2.扫地机器人近年来逐渐普及，但目前扫地机器人普遍存在智能化程度不高，环境适应能力弱，重复清扫和漏扫同时并存等问题。
3.为准确识别扫地机器人自身状态及环境信息，需要在扫地机设置各类传感器，如何合理的将上述传感器安装在扫地机人上成为一个难题；随着技术的发展，扫地机器人所采用的传感器的数量有所下降，但诸如障碍物感知传感器、悬空感知传感器、碰撞感知传感器、充电对接传感器仍必不可少。因此需要研究如何在扫地机器人上合理的布设上述传感器，尤其是需要避免彼此之间的干扰影响，这导致扫地机器人内部结构空间比较紧张。例如，用来沿边的位置传感器(position sensitive device，psd)是以三角测距原理的传感器，需要探测光线垂直于墙面，并且需要一定的结构空间来达到最小工作距离，以规避自身的盲区问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种传感器模组及清洁机器人，以规避传感器自身的盲区问题。
5.本技术第一方面实施例提供一种传感器模组，包括：传感器、反射镜和光线出口；
6.所述传感器，用于发出探测光线；
7.所述反射镜，用于将所述传感器发出的探测光线反射至所述光线出口，探测光线从所述光线出口射出至障碍物；
8.其中，所述探测光线从所述传感器经过所述反射镜到所述光线出口的光路总长度大于所述传感器的最小工作距离。
9.本技术第一方面实施例的传感器模组，包括传感器、反射镜和光线出口；传感器发出探测光线；反射镜将传感器发出的探测光线反射至光线出口，探测光线从光线出口射出至障碍物；其中，探测光线从传感器经过反射镜到光线出口的光路总长度大于传感器的最小工作距离，相比于现有技术，本技术中通过增加探测光线的光路，将传感器盲区隐藏在传感器模组范围内，可以规避由于传感器自身最小工作距离的需要而产生的盲区问题。
10.在本技术的一些实施例中，所述传感器模组还包括传动装置，所述传动装置用于驱动所述反射镜转动至预设角度。
11.在本技术的一些实施例中，所述传感器模组还包括电机，所述电机与所述传动装置连接。
12.在本技术的一些实施例中，所述传感器模组还包括控制器，所述控制器用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制所述电机旋转。
13.在本技术的一些实施例中，所述反射镜为平面反射镜。
14.在本技术的一些实施例中，所述反射镜的反射面与所述探测光线成45度夹角。
15.在本技术的一些实施例中，所述反射镜为直角棱镜。
16.在本技术的一些实施例中，所述探测光线为红外光。
17.在本技术的一些实施例中，所述传感器为psd传感器。
18.本技术第二方面实施例的清洁机器人，包括：清洁机器人主体和第一方面所述的传感器模组；所述传感器模组的光线出口设置在所述清洁机器人主体的侧面上。
19.本技术第二方面实施例的清洁机器人，通过增加探测光线的光路，将传感器盲区隐藏在清洁机器人主体内，可以在清洁机器人主体内结构空间不足的情况下，规避由于传感器自身最小工作距离的需要而产生的盲区问题。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
21.附图1示出了本技术实施例的一种传感器模组的示意图；
22.附图2示出了本技术实施例的另一种传感器模组的示意图；
23.附图3示出了本技术实施例的一种清洁机器人的示意图；
24.附图4示出了传感器探测距离与输出电压的对应关系。
25.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
26.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。
27.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。
28.另外，在本发明中如涉及“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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.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。
30.另外，本发明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。
31.本技术提出了一种传感器模组及清洁机器人，传感器发出探测光线；反射镜将传感器发出的探测光线反射至光线出口，探测光线从光线出口射出至障碍物；其中，探测光线从传感器经过反射镜到光线出口的光路总长度大于传感器的最小工作距离，相比于现有技术，本技术中通过增加探测光线的光路，将传感器盲区隐藏在传感器模组范围内，可以规避由于传感器自身最小工作距离的需要而产生的盲区问题。
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。
33.图1是本技术实施例提供的一种传感器模组的示意图。如图1所示，该传感器模组100包括：传感器110、反射镜120和光线出口130；传感器110、反射镜120和光线出口130之间的安装位置，根据实际需求是可变的。
34.传感器110，用于发出探测光线；探测光线可以为红外光。
35.反射镜120，用于将传感器110发出的探测光线反射至光线出口130，探测光线从光线出口130射出至障碍物；反射镜120对探测光线具有接近于全反射的特点，使用一定的角度来安装，则可以使探测光线无损的反射，从而达到增加探测光线光路长度的目的，也就是增加了探测光线从传感器到障碍物的光路长度，若光路长度小于传感器最小工作距离，则会存在探测盲区，因此增加了光路长度也就可以避免探测盲区问题，尤其适用于一些结构空间有限的装置，例如清洁机器人。
36.请参见图4，图4所示为传感器到障碍物的探测距离与传感器输出电压的对应关系，从图中可以看出，随着传感器到障碍物的探测距离由0到150mm，传感器对应的输出电压先从1.3v增加到2.1v(图中方框内所示),而后从2.1v逐渐下降到1v左右，这会导致传感器的同一输出电压对应两个传感器到障碍物的探测距离，不能形成传感器到障碍物的探测距离与传感器输出电压的一一对应关系，因此，为了形成传感器到障碍物的探测距离与传感器输出电压的一一对应关系，则将2.1v对应的传感器到障碍物的探测距离11mm作为传感器的最小工作距离，小于最小工作距离的探测距离为传感器的探测盲区。
37.本技术中，探测光线从传感器110经过反射镜120到光线出口130的光路总长度大于传感器110的最小工作距离。
38.根据本技术的一些实施方式中，传感器110可以为psd传感器。常见的psd传感器包含红外线发射与接收部分，利用三角测距法检测与障碍物的距离，输出量为模拟电压信号。
39.将psd传感器应用于清洁机器人，psd传感器能提供清洁机器人侧面某一点与墙面上某一点之间的距离，将psd反馈的实时距离和参考阈值比较，通过改变清洁机器人左右驱动轮的速度，可实现扫地机器人的沿墙行走。
40.根据本技术的一些实施方式中，反射镜120可以为平面反射镜，如图1所示。反射镜120的反射面与探测光线成45度夹角。
41.根据本技术的一些实施方式中，反射镜120可以为直角棱镜，如图2所示。
42.根据本技术的一些实施方式中，传感器模组100还包括传动装置，传动装置用于驱动反射镜120转动至预设角度。
43.实际应用中，为了适应清洁机器人内部有限的空间，传感器110的安装位置多变，探测光线的发射方向也会不一样，因此本技术中，反射镜120的偏转角度可以通过传动装置
改变，以适应传感器探测光线的发射方向。
44.根据本技术的一些实施方式中，传感器模组100还包括电机，电机与传动装置连接。电机带动传动装置转动，传动装置驱动反射镜120转动。
45.根据本技术的一些实施方式中，传感器模组100还包括控制器，控制器用于接收控制指令，并根据控制指令控制电机旋转。该控制指令是对反射镜120的转动角度的控制指令。
46.本技术实施例的传感器模组，传感器发出探测光线；反射镜将传感器发出的探测光线反射至光线出口，探测光线从光线出口射出至障碍物；探测光线从传感器经过反射镜到光线出口的光路总长度大于传感器的最小工作距离，相比于现有技术，本技术中通过增加探测光线的光路，将传感器盲区隐藏在传感器模组范围内，可以规避在有限空间中由于传感器自身最小工作距离而产生的盲区问题。
47.图3是本技术实施例提供的一种清洁机器人的示意图，如图3所示，该清洁机器人包括：清洁机器人主体和上述实施例中的传感器模组100；所述传感器模组100的光线出口设置在所述清洁机器人主体的侧面上。
48.清洁机器人例如可以是扫地机器人、拖地机器人等。
49.以psd传感器为例，psd传感器需要一定的结构空间来规避自身的盲区问题，也就是其需要一个最小工作距离，此时由于清洁机器人内部结构空间不足，因此本技术中通过在psd传感器正前方设置一个具有一定角度的反射镜，psd传感器发射探测光线传到反射镜镜面时，则全反射探测光线，使得垂直于墙面进行入射，从而既能垂直入射墙面(障碍物)又能增加探测光线光路长度来规避盲区问题。
50.当然，所述清洁机器人还可以包括：处理器，存储器，总线和通信接口，所述处理器、通信接口和存储器通过总线连接；所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序。
51.其中，存储器可能包含高速随机存取存储器(ram：random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
52.总线可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本技术实施例任一实施方式揭示的所述传感器模组可以应用于处理器中，或者由处理器实现。
53.处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件
模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
54.需要说明的是：
55.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
56.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
57.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
58.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
59.本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本技术实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本技术还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本技术的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
60.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本技术可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项
来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
61.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。