自动行走设备的防打滑系统及方法与流程

本发明涉及制动领域，特别是涉及一种自动行走设备的防打滑系统及方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

自动行走设备通常安装有刹车装置。刹车装置一般是在自动行走设备移动时，当需要制动时，可以对后轮进行制动，降低自动行走设备的移动速度，最终使自动行走设备停止移动。但是，自动行走设备如果通过的地面比较陡峭，或者地面比较平滑，仅对后轮进行制动，很难刹住自动行走设备。如果自动行走设备需要在一定的边界线内工作，有可能导致自动行走设备冲出边界线；如果地面上有障碍物，自动行走设备可能会撞击到障碍物；如此等等。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种自动行走设备的防打滑系统及方法，防止自动行走设备在下坡时冲出边界线。

一种自动行走设备的防打滑系统，包括在自动行走设备的后轮上安装的后刹车结构，还包括在所述自动行走设备的前轮上安装的前刹车结构，所述前刹车结构包括在前轮内侧对称设置的两段刹车片，所述刹车片连接有挤压片，所述挤压片的相应两端分别设置有对应的控制磁铁，所述挤压片之间分别设置有与控制磁铁对应的复位弹簧。

在其中一个实施例中，所述刹车片内设置有凹槽，所述挤压片设置于所述凹槽内。

在其中一个实施例中，所述挤压片的两侧相等长度延伸出所述凹槽的外部。

在其中一个实施例中，所述控制磁铁设置于所述挤压片延伸出所述凹槽的外部 位置。

在其中一个实施例中，所述防打滑系统还包括与所述自动行走设备的控制器连接的角度检测传感器，所述角度检测传感器检测自动行走设备在下坡时的下坡角度，并将角度值传递至所述控制器，所述控制器在检测所述角度值达到预定值时电连接所述控制磁铁，所述控制磁铁通过磁力控制所述复位弹簧拉伸带动所述挤压片将刹车片挤压至前轮内侧。

在其中一个实施例中，所述防打滑系统还包括与所述自动行走设备的控制器连接的加速度检测传感器，所述加速度检测传感器检测自动行走设备在下坡时加速度，并将加速度的值传递至所述控制器，所述控制器在检测所述加速度的值达到预定值时电连接所述控制磁铁，所述控制磁铁通过磁力控制所述复位弹簧拉伸带动所述挤压片将刹车片挤压至前轮内侧。

在其中一个实施例中，所述控制器在电连接所述控制磁铁的同时，控制所述自动行走设备旋转180度，使所述自动行走设备后退式下坡。

在其中一个实施例中，所述刹车片为与前轮相同的圆弧形状。

在其中一个实施例中，所述复位弹簧为拉伸弹簧。

在其中一个实施例中，所述刹车片设置有隔热层。

一种自动行走设备的防打滑方法，自动行走设备包括在后轮上安装的后刹车结构及在前轮上安装的前刹车结构，所述防打滑方法包括：

采集所述自动行走设备在下坡时的下坡值；

判断自动行走设备在下坡时的下坡值是否达到预定值；

在所述下坡值达到预定值时，启动所述前刹车结构。

在其中一个实施例中，所述下坡值为通过角度检测传感器或加速度检测传感器采集的所述自动行走设备在下坡时的下坡角度或下坡时的加速度。

在其中一个实施例中，所述在所述下坡值达到预定值时，启动所述前刹车结构的步骤包括：

所述自动行走设备的控制器在检测到所述下坡值达到预定值时电连接控制磁铁，所述控制磁铁通过磁力控制复位弹簧拉伸带动挤压片将刹车片挤压至前轮内侧以启动前刹车结构。

在其中一个实施例中，所述防打滑方法还包括：

所述在所述下坡值达到预定值时，启动所述前刹车结构的同时，所述控制器控制所述自动行走设备旋转180度，使所述自动行走设备后退式下坡。

以上所述自动行走设备的防打滑系统及方法，在前轮安装前刹车结构，可以和后轮的刹车结构共同在下坡时制动自动行走设备，有效防止自动行走设备在下坡时速度过快而冲出边界线。

附图说明

图1为一实施例的自动行走设备安装前后刹车结构后的结构图；

图2为一实施例的自动行走设备的前刹车结构的结构图；

图3为一实施例的自动行走设备正常下坡时的结构图；

图4为一实施例的自动行走设备后退式下坡时的结构图。

100前刹车结构 110刹车片

120挤压片 130控制磁铁

140复位弹簧

200前轮

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

传统的自动行走设备只是在后轮安装刹车结构，但仅在后轮安装刹车结构容易导致自动行走设备在下坡时(坡度较大时)使自动行走设备越过设置的边界线，或者撞击坡下可能出现的障碍物，对自动行走设备造成损坏。为此，如图1所示，本实施例的自动行走设备的防打滑系统包括在自动行走设备的后轮上安装的后刹车结构，还包括在自动行走设备的前轮上安装的前刹车结构100。通过前后轮的刹车结构可有效地对自动行走设备进行制动，防止在下坡时制动力过小使自动行走设备超出边界线，或者撞击障碍物。本实施例在前轮安装刹车结构，克服了人们对传统刹车只能安装在后轮，而不安装在前轮的认识偏见。

如图2所示，前刹车结构100包括在前轮200内侧对称设置的两段刹车片 110，两段刹车片110之间具有空隙，两段刹车片110分别连接有对应的挤压片120，两个挤压片120的相应两端分别设置有对应的控制磁铁130，两个控制磁铁130分别位于两段刹车片110两端之间的空隙位置，两个挤压片120之间分别设置有与控制磁铁130对应的复位弹簧140。

为防止刹车片110与挤压片120之间的位置脱位，可以在刹车片110的内部设置凹槽，将挤压片120设置于凹槽内。为更好实现前轮的制动效果，刹车片110的形状可以为与前轮200相同的圆弧形状。

由于刹车制动时，刹车片110会与前轮200之间产生摩擦，两者之间的摩擦会产生大量的热量，如果热量不及时散发，容易消耗刹车片110，因此，刹车片110可以设置隔热层，防止对刹车片110的消耗。

挤压片120的两端可以相等长度地延伸出凹槽的外部，并将控制磁铁130设置于挤压片120延伸出凹槽的外部位置，具体如图2中所示。挤压片120延伸出凹槽的外部，在复位弹簧140作用时，可发挥杠杆的作用，更好地挤压刹车片110，达到最佳的制动效果。

复位弹簧140需要具有较好的弹力，可以采用钢质的拉伸弹簧，充分保证前轮的制动效果。

以上所述自动行走设备的防打滑系统，在前轮安装前刹车结构，可以和后轮的刹车结构共同在下坡时制动自动行走设备，有效防止自动行走设备在下坡时速度过快而冲出边界线。

通常自动行走设备在下坡时，不是所有情况都会导致自动行走设备冲出边界线，或者撞击障碍物，只有在坡度较大时，才有可能出现这种情况。因此，不必在自动行走设备下坡时每次都启动前轮刹车。为此，可以在自动行走设备上安装与自动行走设备的控制器连接的角度检测传感器，角度检测传感器检测自动行走设备在下坡时的下坡角度，并将角度值传递至控制器，控制器在检测角度值达到预定值时电连接控制磁铁130，控制磁铁130通过磁力控制复位弹簧140拉伸带动挤压片120将刹车片110挤压至前轮内侧，刹车片110与前轮200内侧产生摩擦，使前轮200制动，降低自动行走设备的下坡速度。通常，自动行走设备的出现的下坡情况比较少，下坡的坡度比较小，因此，可以将预定的坡度值设置有20度到40度之间，以 间接性地发挥前轮的刹车结构的作用。

有时仅仅对自动行走设备下坡的坡度进行检测，可能坡度较小，但坡度较长，导致自动行走设备的下坡速度较快，同样可能导致自动行走设备越过边界线，或者撞击障碍物。为此，可以在在自动行走设备上安装与自动行走设备的控制器连接的加速度检测传感器，加速度检测传感器检测自动行走设备在下坡时加速度，并将加速度的值传递至控制器，控制器在检测加速度的值达到预定值时电连接控制磁铁130，控制磁铁130通过磁力控制复位弹簧140拉伸带动挤压片120将刹车片110挤压至前轮200内侧，降低自动行走设备的下坡速度。

自动行走设备可以单独安装角度检测传感器或者加速度检测传感器，也可以同时安装角度检测传感器与加速度检测传感器。当单独安装角度检测传感器时，如果自动行走设备下坡时的坡度大于预定值，即可启动前刹车结构100，快速制动自动行走设备。当单独安装加速度检测传感器时，如果自动行走设备在下坡时的加速度大于预定值，即可启动前刹车结构100，亦可快速制动自动行走设备。但为防止坡度较小，增长较长导致自动行走设备的速度较快时，可以同时安装角度检测传感器和加速度检测传感器，同时保证自动行走设备的速度不会太快而超出边界线。

如图3所示，通常情况下，自动行走设备在下坡时是正向移动，如图中箭头的方向所示，自动行走设备是前轮、后轮依次沿着下坡移动。但如果是坡度较大、较长时，即使是启动前轮的前刹车结构100也可能无法充分降低自动设备的下坡速度，自动行走设备仍有可能超出边界线或者撞击上障碍物。为此，当角度检测传感器或者/和加速度检测传感器检测到的对应的值较大时，在控制器在电连接控制磁铁130的同时，可以控制自动行走设备旋转180度，使自动行走设备后退式下坡。

自动行走设备在正常下坡时，在斜坡上后轮与坡面的正压力与在平地上相比减少，前轮与坡面的正压力与在平地上相比增加，这样在正常如图3中的下坡时，会导致自动行走设备与坡面的附着力与平地相比减小，不利于充分制动。如图4所示，自动行走设备在旋转180度后，其前、后轮掉转，自动行走设备后退式下坡，会使自动行走设备与坡面的附着力增大，刹车力也会增大，可充分降低自动行走设备冲出边界线或撞击障碍物的风险。

本实施例还提供了一种自动行走设备的防打滑方法，自动行走设备包括以上所述 在后轮上安装的后刹车结构及在前轮上安装的前刹车结构，所述防打滑方法包括：

采集所述自动行走设备在下坡时的下坡值；

判断自动行走设备在下坡时的下坡值是否达到预定值；

在下坡值达到预定值时，启动前刹车结构。

自动行走设备在下坡时，与自动行走设备中的控制器连接的角度传感器或加速度传感器会自动采集自动行走设备在下坡时的下坡角度或下坡时的加速度，控制器在接收到下坡值(下坡角度或下坡时的加速度)后，会自动判断下坡值与预定值的大小，并在下坡值达到预定值时，启动前刹车结构。具体的，控制器在下坡值达到预定值时，启动前刹车结构时的步骤包括：

自动行走设备的控制器在检测到下坡值达到预定值时电连接控制磁铁，控制磁铁通过磁力控制复位弹簧拉伸带动挤压片将刹车片挤压至前轮内侧以启动前刹车结构。

在下坡时，如果坡度较大、较长时，即使是启动前轮的前刹车结构也可以无法充分降低自动设备的下坡速度，自动行走设备仍有可能超出边界线或者撞击上障碍物。为此，当角度检测传感器或者/和加速度检测传感器检测到的对应的值较大时，在控制器在电连接控制磁铁的同时，可以控制自动行走设备旋转180度，使自动行走设备后退式下坡。即，所述防打滑方法还包括：

在下坡值达到预定值时，启动所述前刹车结构的同时，控制器控制自动行走设备旋转180度，使所述自动行走设备后退式下坡。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。