一种用于清洁机器人的感应脚掌的制作方法

本实用新型实施例涉及清洁机器人的技术领域，具体涉及一种用于清洁机器人的感应脚掌。

背景技术：

随着人工不方便清扫的倾斜面，如楼房壁面、玻璃屋顶和光伏电站的光伏面板等工况的增多，斜面自动化清扫设备的设计越来越得到关注。目前国内外有各式各样的行走机器人，有着各种不同的脚掌，且都能行走在平面上，但是机器人行走在斜面上的话会有一定的难度，因为在斜面上机器人脚掌产生的摩擦力减小。在一种特殊的斜面工作环境下，例如楼房壁面、玻璃屋顶和光伏电站的光伏面板上，机器人脚掌会由于摩擦力太小滑落，导致不能正常工作，这样对机器人行走在各种不同的环境下有极大的局限性。因此需要给机器人脚掌上加装吸盘，而吸盘需要能与作业面完全贴合才能进行吸附，所以机器人脚掌的吸盘需要能与作业面平行且稍微下压使得吸盘与作业平面之间有一个能完全封闭制造真空的环境。又因为吸盘是柔性材料，在斜面吸附时，机身的重力会使吸盘变形，形变到一定程度吸盘与作业面会出现缝隙，会造成吸盘与作业面脱落，导致机器不能正常作业。

针对这种情况，急需设计一种用于清洁机器人的感应脚掌，利用感应脚掌中的吸附装置将脚掌吸附在作业斜面上，通过传感器的感应和相对应的控制让机器人行走在各种作业斜面上。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、吸附效果好且安全可靠的用于清洁机器人的感应脚掌。

本实用新型的技术方案是这样的：

一种用于清洁机器人的感应脚掌，所述感应脚掌包括感应脚掌本体，所述感应脚掌本体包括关节支架、感应支架、触碰支架以及吸盘，所述关节支架设置在感应支架上，所述感应支架设置在所述触碰支架内部，且所述吸盘固定设置在所述感应支架的下表面，其中：

所述感应支架包括固定支架以及吸盘防形变支架，所述固定支架的形状为圆形，所述吸盘防形变支架的形状均为圆环形，所述固定支架上沿圆周方向设置有多个安装凹槽，每个所述安装凹槽中均设置有传感器和连接板，所述传感器与所述连接板连接，所述吸盘防形变支架设置在所述固定支架的下方，且所述吸盘防形变支架通过连接板与所述固定支架连接；

所述触碰支架包括触碰上支架和触碰下支架，所述触碰下支架通过多个支撑板设置在所述触碰上支架的下方，所述固定支架设设置在所述触碰上支架和触碰下支架之间，且所述固定支架通过多个支撑弹簧设置在所述触碰上支架的下方，所述固定支架上位于所述安装凹槽的两侧分别向上延伸设置有第一导向板和第二导向板，所述第一导向板和第二导向板位于所述触碰上支架沿圆周方向设置的导向槽中。

所述固定支架上中心位置设置有多个第一固定孔，所述吸盘通过固定圆盘与所述固定支架固定连接，且所述吸盘位于所述吸盘防形变支架中。

所述固定圆盘上与所述第一固定孔相对应的位置设置有第二固定孔，所述固定圆盘通过紧固螺栓与所述固定支架固定连接。

所述传感器为行程开关、u型红外传感器、红外光电传感器、漫反射红外光电传感器、光敏电阻、灰度传感器以及光强度传感器中的任意一种。

所述传感器为行程开关，所述传感器上设置有第三固定孔，所述连接板上与所述第三固定孔相对应的位置设置有第四固定孔，所述传感器通过紧固螺丝与所述连接板固定连接。

所述连接板的前端向上延伸设置有第一固定凸部，且所述第一固定凸部设置在所述固定支架上的第一安装孔中，所述连接板通过第一固定凸部与第一安装孔的配合与所述固定支架固定连接；所述连接板的下端向下延伸设置有第二固定凸部，且所述第二固定凸部设置在所述吸盘防形变支架上的第二安装孔中，所述连接板通过第二固定凸部与第二安装孔的配合与吸盘防形变支架固定连接，且所述固定支架的外径大于所述吸盘防形变支架的外径。

所述固定支架下表面沿圆周方向向下延伸设置有多个第一弹簧安装凸部，所述触碰下支架上表面沿圆周方向向上延伸设置有多个第二弹簧安装凸部，所述支撑弹簧的上端和下端分别固定设置在所述第一弹簧安装凸部和第二弹簧安装凸部上。

所述触碰上支架和触碰下支架的形状均为圆环形，所述固定支架的外径大于所述触碰上支架的内径，所述触碰上支架的内侧壁圆周方向设置有多个所述导向槽，所述第一导向板和第二导向板分别位于所述导向槽的左侧和右侧，通过第一导向板和第二导向板与导向槽的配合以限制所述固定支架相对于所述触碰上支架进行旋转。

所述触碰上支架包括第一触碰上支架和第二触碰上支架，且所述第一触碰上支架和第二触碰上支架的结构相同且其形状均为半圆环形，所述触碰下支架包括第一触碰下支架和第二触碰下支架，且所述第一触碰下支架和第二触碰下支架的结构相同且其形状均为半圆环形。

所述触碰上支架沿圆周方向设置有多个第五固定孔，所述触碰下支架沿圆周方向设置有多个第六固定孔，所述支撑板的上端固定设置在所述第五固定孔中，且所述支撑板的下端固定设置在所述第六固定孔中。

本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型实施例的用于清洁机器人的感应脚掌，由于清洁机器人采用了吸盘，为脚掌提供了足够的吸附力，同时可以通过在感应脚掌中传感器的状态调整感应脚掌的位置，使感应脚掌中的吸盘可以与水平作业面贴合吸附，并且在倾斜作业面上保证了吸盘不会因形变的原因而滑落，实现了清洁机器人在光伏阵列表面、玻璃以及幕墙等斜坡环境下行走，也即可使清洁机器人能够顺利在玻璃、幕墙以及光伏板等不同的工作环境下进行行走跨越，提高了清洁机器人的灵活性以及环境适应性，能够让清洁机器人在不同作业平面或者作业斜面上进行行走跨越。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌的分解结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌处于吸附状态的俯视结构示意图。

图4为图3中a-a方向的剖视结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中感应支架一个方向的分解结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中感应支架另一个方向的分解结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中第一触碰上支架和第一触碰下支架相配合的立体结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中连接板的立体结构示意图。

图9为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中传感器的立体结构示意图。

图10为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌与清洁机器人的机械腿相结合后一侧处于挤压状态的结构示意图。

图11为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌处于悬空状态的剖视结构示意图。

图12为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中u形红外传感器的立体结构示意图。

图13为本实用新型实施例提供的用于清洁机器人的感应脚掌中灰度传感器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图13所示：为本实用新型实施例提供的一种用于清洁机器人的感应脚掌，感应脚掌包括感应脚掌本体100，感应脚掌本体100包括关节支架101、感应支架、触碰支架以及吸盘102，关节支架101设置在感应支架上，感应支架设置在触碰支架内部，且吸盘102固定设置在感应支架的下表面，其中：

感应支架包括固定支架103以及吸盘防形变支架104，固定支架103的形状为圆形，吸盘防形变支架104的形状均为圆环形，固定支架103上沿圆周方向设置有多个安装凹槽105，具体可优先为四个安装凹槽105，该四个安装凹槽105均匀设置在固定支架103沿圆周方向的位置上，每个安装凹槽105中均设置有传感器106和连接板107，传感器106与连接板107连接，吸盘防形变支架104设置在固定支架103的下方，且吸盘防形变支架104通过连接板107与固定支架103连接；

触碰支架包括触碰上支架和触碰下支架，触碰下支架通过多个支撑板108设置在触碰上支架的下方，固定支架103设设置在触碰上支架和触碰下支架之间，且固定支架103通过多个支撑弹簧109设置在所述触碰上支架的下方，该感应脚掌不与作业平面相挤压的时候，所述固定支架103与所述触碰上支架的下表面未抵靠，也即存在预留空间，当该感应脚掌与作业平面相挤压的时候，所述固定支架103在预留空间中上升从而与所述触碰上支架的下表面相抵靠，固定支架上位于安装凹槽105的两侧分别向上延伸设置有第一导向板110和第二导向板111，第一导向板110和第二导向板111位于触碰上支架沿圆周方向设置的导向槽112中。

固定支架103上中心位置圆周方向均匀设置有多个第一固定孔113，具体可优选为4个第一固定孔113，吸盘102通过固定圆盘114与固定支架104固定连接，且吸盘102位于吸盘防形变支架104中。同时，固定圆盘114与吸盘102为一体成型，方便加工且提高加工效率，同时固定圆盘114与吸盘102的之间的强度得到增强，进而延长固定支架103与吸盘102的使用寿命。

固定圆盘114上与第一固定孔113相对应的位置设置有第二固定孔115，固定圆盘114通过紧固螺栓与固定支架103固定连接。通过上述设计，即固定圆盘114通过第一固定孔113和第二固定孔115的配合，以及通过紧固螺栓与固定支架103紧固连接，方便前期的组装以及后期的维护；同时，由于吸盘104与固定圆盘114为一体成型，因此提高吸盘114与固定支架103之间相结合的牢固性，安全可靠性得到一定程度的提升。

传感器106为行程开关、u型红外传感器、红外光电传感器、漫反射红外光电传感器、光敏电阻、灰度传感器以及光强度传感器中的任意一种。

传感器106为行程开关，传感器106上设置有第三固定孔116，连接板107上与第三固定孔116相对应的位置设置有第四固定孔117，传感器106通过紧固螺丝与连接板107固定连接。通过上述设计，也即传感器106通过紧固螺丝与连接板107固定连接，从而提高传感器106与连接板107相结合的牢固性，进而延长使用寿命。

连接板107的前端向上延伸设置有第一固定凸部118，且第一固定凸部118设置在固定支架103上的第一安装孔119中，连接板107通过第一固定凸部118与第一安装孔119的配合与固定支架103固定连接；连接板107的下端向下延伸设置有第二固定凸部120，且第二固定凸部120设置在吸盘防形变支架104上的第二安装孔121中，连接板107通过第二固定凸部120与第二安装孔121的配合与吸盘防形变支架104固定连接，且固定支架103的外径大于吸盘防形变支架104的外径。通过上述设计，上述连接板107通过第一固定凸部118与第一安装孔119的配合与固定支架103固定连接，方便前期的组装以及后期的维护，同时还可提高连接板107与固定支架103之间的强度，进而提高连接板107和固定支架103相结合的安全可靠性；同时，连接板107通过第二固定凸部120与第二安装孔121的配合与吸盘防形变支架104固定连接，方便前期的组装以及后期的维护，同时还可提高连接板107与吸盘防形变支架104之间的强度，进而提高连接板107和吸盘防形变支架104相结合的安全可靠性，从而达到固定支架103与吸盘防形变支架104相结合的牢固性。

固定支架103下表面沿圆周方向向下延伸设置有多个第一弹簧安装凸部122，触碰下支架上表面沿圆周方向向上延伸设置有多个第二弹簧安装凸部123，支撑弹簧109的上端和下端分别固定设置在第一弹簧安装凸部122和第二弹簧安装凸部123上。通过上述设计，可使支撑弹簧109的两端分别与触碰下支架和固定支架103牢固连接，同时通过设置的支撑弹簧109，可使固定架支架103位于所述触碰上支架的下方。

触碰上支架和触碰下支架的形状均为圆环形，固定支架103的外径大于触碰上支架的内径，同时固定支架103的外径大于触碰下支架的内径，触碰上支架的内侧壁圆周方向设置有多个导向槽112，第一导向板110和第二导向板111分别位于导向槽112的左侧和右侧，通过第一导向板110和第二导向板111与导向槽112的配合以限制固定支架103相对于触碰上支架进行旋转。通过上述设计，即固定支架103的外径大于触碰上支架的内径，可避免固定支架103脱离触碰上支架和触碰下支架，同时通过固定支架103上的第一导向板110和第二导向板111与触碰上支架上的导向槽112的配合，限制固定支架103相对于触碰上支架旋转，即可固定支架103只能在触碰上支架和触碰下支架之间的范围上下移动。

触碰上支架包括第一触碰上支架124和第二触碰上支架125，且第一触碰上支架124和第二触碰上支架125的结构相同且其形状均为半圆环形，触碰下支架包括第一触碰下支架126和第二触碰下支架127，且第一触碰下支架126和第二触碰下支架127的结构相同且其形状均为半圆环形。通过上述设计，方便触碰上支架和触碰下支架的安装和后期的维护。

触碰上支架沿圆周方向设置有多个第五固定孔128，触碰下支架沿圆周方向设置有多个第六固定孔129，支撑板108的上端固定设置在第五固定孔128中，且支撑板108的下端固定设置在第六固定孔129中。通过上述设计，也即触碰上支架通过支撑板108与触碰下支架相结合的牢固性，且提高触碰上支架和触碰下支架之间的强度。

清洁机器人在清洁作业的运动过程中，当感应脚掌悬空时，如图11所示，四个传感器106均未触发，触碰下支架略低于吸盘防形变支架104，吸盘102略低于触碰下支架；当清洁机器人运动到如图10所示的位置时，感应脚掌的一侧触碰作业平面，这一侧附近的1个传感器或2个传感器同时被挤压，被挤压的传感器触发，此时，清洁机器人会通过各传感器的状态判断感应脚掌的姿态，并计算出清洁机器人的机械腿300的三个关节301需要向何种方向旋转来使得感应脚掌与作业平面逐渐平行，通过机械腿的三个关节的配合运动，使感应脚掌运行到一个所有传感器同时触发的位置，则此时感应脚掌与作业平面贴合，通过控制关节使感应脚掌稍稍下压，使得吸盘102与作业平面紧贴并开始吸附，完全吸附时，触碰下支架(即第一触碰下支架126以及第二触碰下支架127)、吸盘防形变支架104、吸盘102均与作业平面贴合，因为吸盘防形变支架104的刚性足够，吸盘102也不会因机身重力发生过大形变。当感应脚掌抬起后，在支撑弹簧109的作用下，感应脚掌又恢复悬空状态。

当感应脚掌在与作业平面接触被挤压时，行程开关的直柄131被挤压，向上位移，挤压按键130，触发传感器106。也可以用另外一些传感器替代行程开关，例如u型红外传感器140，如图12所示，感应脚掌在与作业平面接触被挤压时，伸缩杆141被挤压，向上位移，遮挡感应区域142，触发传感器。或者采用灰度传感器150，如图13所示，整个灰度传感器放置在黑色密闭空间中，灰度传感器150的发光二极管151发光，使得灰度传感器可以检测伸缩支架153的灰度，感应脚掌在与作业平面未接触时，处于密闭空间中的伸缩支架153部分为黑色且其余部分为白色，采用灰度传感器的感应脚掌在与作业平面接触被挤压时，伸缩支架被挤压，向上位移，白色部分的伸缩支架进入密闭空间，被灰度传感器测到，触发传感器。

最后应说明的是：以上的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。