一种墙角清扫机器人及其工作方法与流程

1.本技术涉及扫地机器人领域，特别是一种墙角清扫机器人及其工作方法。


背景技术：

2.智能化扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借设定的人工智能自动在房间内完成对地板的清理工作，工作过程中通常采用刷、扫和真空吸附结合的方式，将地面杂物扫起后吸纳进入自身的收纳盒中，从而对地面进行清理。
3.目前，墙角清扫仍然是扫地机器人难以解决的一个技术问题，其原因在于，1、如图1所示，机器人多为圆形，与墙角内切留有死角，其位于边侧的边扫以圆周旋转难以对死角区域进行清扫；2、通过延长边扫的刷毛长度，依靠刷毛的弹性尽量抵近死角处，但长此以往刷毛的使用寿命不长，刷毛依旧是旋转扫掠的方式，死角处灰尘向空中弥漫的程度大，清扫难以彻底；3、刷毛越长，其传到末端的力就越小，清扫效果反而不佳。


技术实现要素：

4.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种墙角清扫机器人，包括机器人本体、设于所述机器人本体底侧部的边扫组件，以及设于所述机器人本体内部用于控制所述边扫组件工作的控制器，所述机器人本体的边侧设有图像采集装置和距离检测装置，还包括倾斜设于所述机器人本体内部的伸缩组件，所述伸缩组件上设有驱动其伸缩端向外部延伸的第一驱动电机；所述边扫组件包括与所述机器人本体连接的固定座、转动设于所述固定座底部的边刷盘，以及若干个可拆卸的均布于所述边刷盘侧壁上的边刷，所述固定座内部设有与所述边刷盘传动连接的第二驱动电机；其中一所述边刷位于所述伸缩组件的伸缩端的向外延伸线上，所述伸缩组件的伸缩端向外延伸并与其中一所述边刷连接，以使该边刷与所述边刷盘分离；所述伸缩组件的伸缩端上设有与所述机器人本体内部的吸尘泵连通的吸尘件；所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和所述吸尘泵分别与所述控制器电连接。
5.优选的，所述伸缩组件包括固定板，以及滑动设于所述固定板上的伸缩板；所述伸缩板靠近所述固定端的一端设有所述第一驱动电机，另一端为所述伸缩端，所述伸缩板沿其长度方向设有中空槽，所述固定座穿设于所述中空槽内并与所述中空槽的两对应长侧边相切，所述固定座沿所述伸缩组件的倾斜方向设有与所述伸缩板底面贴合的支撑台。
6.优选的，所述机器人本体内部还设有偏心组件，所述偏心组件包括转盘和驱动所述转盘同轴转动的第三驱动电机，所述固定板的固定端转动连接于所述转盘的偏心处，所述第三驱动电机与所述控制器电连接。
7.优选的，所述固定板的两端对应所述第一驱动电机的运动方向分别设有行程开关，所述第一驱动电机位于两所述行程开关之间。
8.优选的，所述固定座内部还设有制动组件，所述制动组件包括与所述第二驱动电
机动力输出端同轴连接的非完全齿盘，所述非完全齿盘的周缘上单向设有若干个与所述边刷对应的倾斜齿，所述倾斜齿的运动轨迹上设有可与所述倾斜齿背面滑动或与所述倾斜齿内面啮合的棘爪，所述棘爪远离所述倾斜齿的一端设有与所述第二驱动电机电连接的急停开关，当所述棘爪与其中一所述倾斜齿啮合时，则与该倾斜齿对应的所述边刷位于所述伸缩端的延伸线上，且所述棘爪远离所述倾斜齿的一端与所述急停开关抵接。
9.优选的，所述边刷盘的侧壁上对应所述伸缩组件的倾斜方向均设有若干个第一插销部，所述伸缩组件的伸缩端沿其倾斜方向设有第二插销部，所述边刷包括刷头和设于所述刷头一端的刷毛，所述刷头的另一端设有与所述第一插销部适配的第一销孔和与所述第二插销部适配的第二销孔。
10.优选的，所述第一销孔与所述第一插销部、所述第二销孔与所述第二插销部分别通过磁吸连接。
11.优选的，所述吸尘件设于所述第二插销部边侧，所述吸尘件通过通风管与所述吸尘泵连通。
12.还提供一种墙角清扫机器人的工作方法，应用于上述的机器人，所述方法包括：通过控制器控制机器人本体沿墙边清扫，并通过距离检测装置采集机器人本体与正向墙边之间的第一距离和与侧向墙边的第二距离，当所述第一距离小于等于第一预设距离、且第二距离小于等于第二预设距离时，则依据图像采集装置采集的墙角图像确定墙角区域并触发墙角清扫指令；所述控制器依据所述墙角清扫指令控制第二驱动电机停机，所述机器人本体的边扫组件的其中一边刷位于伸缩组件的伸缩端的延伸线上；所述控制器控制第一驱动电机驱动伸缩组件的伸缩端向外部运动，所述伸缩端与所述边刷连接并将该边刷顶离边刷盘，当所述边刷抵近所述墙角区域时，所述控制器控制吸尘泵对吸尘件提供吸力，以吸纳所述墙角区域的扬尘。
13.优选的，所述通过图像采集装置采集墙角图像，根据所述墙角图像确定墙角区域并触发墙角清扫指令，包括：确定所述墙角图像中的对角线目标以及该对角线目标与所述墙角图像中线的相对位置关系，所述相对位置关系表示所述对角线目标位于所述墙角图像中线的左侧或右侧或重合；当所述对角线目标位于所述墙角图像中线的左侧或右侧时，驱动所述扫地机器人向右侧或左侧转动，直至所述对角线目标与所述墙角图像中线重合；当所述对角线目标与所述墙角图像中线重合时，确定所述墙角区域并触发墙角清扫指令。
14.本技术具有以下优点：在本技术的实施例中，控制器控制第二驱动电机驱动边刷盘带动其中一边刷转动至伸缩端的延伸线上，接着控制第一驱动电机沿固定板长度方向并向外部行走，带动伸缩板向外部延伸，伸缩端在向外延伸的行程中与同延伸线的边刷连接，并逐渐将该边刷顶离边刷盘。该边刷在伸缩端的作用下可抵至墙角的死角处，同步的，控制器控制吸尘泵对吸尘件提供吸力，在边刷将墙角处的灰尘扬起时，通过吸尘件将其吸入机器人本体内部，从而实现对墙角死角处高效清扫。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是背景技术中机器人与墙角内切的示意图；图2是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的局部结构示意图；图3是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的又一局部结构示意图；图4是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的伸缩组件延伸前的结构示意图；图5是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的伸缩组件延伸后的结构示意图；图6是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的伸缩组件摆动的结构示意图；图7是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的制动组件的结构示意图；图8是本技术实施例中一种墙角清扫机器人的工作方法的步骤流程图；图中，1、墙角；2、机器人本体；10、固定板；11、伸缩板；12、第一驱动电机；13、行程开关；14、伸缩端；15、吸尘件；16、第二插销部；17、中空槽；20、固定座；21、第二驱动电机；22、边刷盘；231、第一销孔；232、第二销孔；234、刷毛；24、第一插销部；25、支撑台30、转盘；31、第三驱动电机；40、制动组件；41、非完全齿盘；42、棘爪；43、急停开关。
具体实施方式
17.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
18.需要说明的是，位于本技术实施例中机器人本体边侧的图像采集装置和距离检测装置用于机器人沿墙边行走至墙角处，调整边刷组件与墙角中线的相对位置关系，以便后续执行对墙角的清扫工作。
19.如图2-7，一种墙角清扫机器人，包括机器人本体2、设于所述机器人本体2底侧部的边扫组件，以及设于所述机器人本体2内部用于控制所述边扫组件工作的控制器，所述机器人本体2的边侧设有图像采集装置和距离检测装置。
20.还包括还包括倾斜设于所述机器人本体2内部的伸缩组件，所述伸缩组件上设有驱动其伸缩端14向外部延伸的第一驱动电机12；所述边扫组件包括与所述机器人本体2连接的固定座20、转动设于所述固定座20底部的边刷盘22，以及若干个可拆卸的均布于所述边刷盘22侧壁上的边刷，所述固定座20内部设有与所述边刷盘22传动连接的第二驱动电机21；其中一所述边刷位于所述伸缩组件的伸缩端14的向外延伸线上，所述伸缩组件的伸缩端14向外延伸并与其中一所述边刷连接，以使该边刷与所述边刷盘22分离；
所述伸缩组件的伸缩端14上设有与所述机器人本体2内部的吸尘泵连通的吸尘件15；所述第一驱动电机12、所述第二驱动电机21和所述吸尘泵分别与所述控制器电连接。
21.通过上述倾斜设于所述机器人本体2内部的伸缩组件，所述伸缩组件上设有驱动其伸缩端14向外部延伸的第一驱动电机12；所述边扫组件包括与所述机器人本体2连接的固定座20、转动设于所述固定座20底部的边刷盘22，以及若干个可拆卸的均布于所述边刷盘22侧壁上的边刷，所述固定座20内部设有与所述边刷盘22传动连接的第二驱动电机21；其中一所述边刷位于所述伸缩组件的伸缩端14的向外延伸线上，所述伸缩组件的伸缩端14向外延伸并与其中一所述边刷连接，以使该边刷与所述边刷盘22分离；所述伸缩组件的伸缩端14上设有与所述机器人本体2内部的吸尘泵连通的吸尘件15；所述第一驱动电机12、所述第二驱动电机21和所述吸尘泵分别与所述控制器电连接。
22.在机器人行走的过程中，当通过上述图像采集装置和距离检测装置确定已行至墙角1处时，使边扫组件与墙角1中线对应（一般的，机器人沿墙边行走，边扫组件与墙面呈45
°
夹角，行至墙角1时其边扫组件刚好与墙角1中线对应；当不对应时，可通过自身旋转使其对应），控制器然后控制第二驱动电机21驱动边刷盘22带动其中一边刷转动至伸缩端14的延伸线上，接着控制第一驱动电机12沿固定板10长度方向并向外部行走，带动伸缩板11向外部延伸，伸缩端14在向外延伸的行程中与同延伸线的边刷连接，并逐渐将该边刷顶离边刷盘22。该边刷在伸缩端14的作用下可抵至墙角1的死角处，同步的，控制器控制吸尘泵对吸尘件15提供吸力，在边刷将墙角1处的灰尘扬起时，通过吸尘件15将其吸入机器人本体2内部，从而实现对墙角1死角处高效清扫。
23.可理解的，通过控制器控制第一驱动电机12往返运动可带动边刷在墙角1处实现直线往复清扫，提高其清扫效果；第一驱动电机12可以是直线电机。
24.需要说明的是，伸缩组件的倾斜角度和延伸长度，以及边刷的长度需根据机器人本体2的尺寸以及内部结构等适配，本领域技术人员可依据上述所提及的技术方案自行调整，本技术实施例不再赘述。
25.还需要说明的是，控制第一驱动电机12停机后，且其中一边刷刚好与伸缩组件的伸缩端在同一线上，可通过编码器功能以实现对第一驱动电机12的精准控制，本领域技术人员可根据电机的型号以及边刷的分布情况设置编码器的程式，在此不再赘述。
26.上述技术方案，将原本固定在边刷盘22上用于常规边扫作业的边刷拆卸下来，送抵至墙角区域进行清扫，而非单独在机器人本体2中设计空间机构以容纳专门针对墙角清扫的边刷，在一定程度上节省了成本和空间。
27.下面，将对上述实施例中一种墙角清扫机器人作进一步说明。
28.在一实施例中，如图4所示，所述伸缩组件包括固定板10，以及滑动设于所述固定板10上的伸缩板11；所述伸缩板11靠近所述固定端的一端设有所述第一驱动电机12，另一端为所述伸缩端14，所述伸缩板11沿其长度方向设有中空槽17，所述固定座20穿设于所述中空槽17内并与所述中空槽17的两对应长侧边相切，所述固定座20沿所述伸缩组件的倾斜方向设有与所述伸缩板11底面贴合的支撑台。
29.图5中，靠近墙角1处的边刷位于固定座20外侧，伸缩组件从机器人本体2内部向外延伸，伸缩端14需穿过固定座20与边刷连接。通过上述实施例在伸缩板11上开设了可供固定座20穿过的中空槽17，当伸缩板11伸或缩时，固定座20对伸缩板11起到侧向限制的作用，
伸缩板11运动行程更加稳定。
30.在本实施例中，如图2、3、6所示，所述机器人本体2内部还设有偏心组件，所述偏心组件包括转盘30和驱动所述转盘30同轴转动的第三驱动电机31，所述固定板10的固定端转动连接于所述转盘30的偏心处，所述第三驱动电机31与所述控制器电连接。
31.需要说明的是，当边刷抵近墙角1时，除了按照上述技术方案可使边刷直线往复运动之外，通过偏心组件，以固定座20为节点，可使边刷以及吸尘件15按着一定的椭圆轨迹往复摆动，从而实现模拟人工扫地时或前或后或左或右的运动模式，增大边刷对墙角1处的清扫面积，提高墙角1清扫效率。
32.上述实施例中，第三驱动电机31可以是编码电机，通过编码电机可使边刷在偏心组件作用摆动后恢复初始位置，保证伸缩端14回缩时边刷能与边刷盘22再次连接。
33.在本实施例中，所述固定板10的两端对应所述第一驱动电机12的运动方向分别设有行程开关13，所述第一驱动电机12位于两所述行程开关13之间。
34.通过两行程开关13控制第一驱动电机12的行程距离，至于两行程开关13的具体设置间隔，本领域技术人员可根据固定座20位置、伸缩端14需要伸出的长度，以及边刷距离墙角1中线的距离等因素进行自适应设置，在此不再赘述。
35.在一实施例中，如图7所示，所述固定座20内部还设有制动组件40，所述制动组件40包括与所述第二驱动电机21动力输出端同轴连接的非完全齿盘41，所述非完全齿盘41的周缘上单向设有若干个与所述边刷对应的倾斜齿，所述倾斜齿的运动轨迹上设有可与所述倾斜齿背面滑动或与所述倾斜齿内面啮合的棘爪42，所述棘爪42远离所述倾斜齿的一端设有与所述第二驱动电机21电连接的急停开关43，当所述棘爪42与其中一所述倾斜齿啮合时，则与该倾斜齿对应的所述边刷位于所述伸缩端14的延伸线上，且所述棘爪42远离所述倾斜齿的一端与所述急停开关43抵接。
36.可理解的，非完全齿盘41对应边刷盘22上的边刷设置倾斜齿，通过棘爪42反向制动的原理，当两者啮合时，同步触动急停开关43使第二驱动电机21停机，边刷盘22带动转动的其中与所啮合的倾斜齿对应的边刷同步停止转动，且边刷刚好对应在伸缩端14的延伸线上，以此通过机械结构确保墙角1清扫前其中一边刷能顺利与伸缩端14连接。
37.需要说明的是，对于倾斜齿与边刷的对应关系、倾斜齿与棘爪42的啮合点，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，只需保证倾斜齿与棘爪42啮合时，其中一边刷刚好位于伸缩端14的延伸线上即可，通过，棘爪42的另一端触动急停开关43使第二驱动电机21停机。
38.还需要说明的是，棘爪42铰接于固定座20内，其铰接处设有复位扭簧，保证棘爪42在非完全齿盘41正转拨动后，能复位与非完全齿盘41反转时有效啮合。
39.在一实施例中，所述边刷盘22的侧壁上对应所述伸缩组件的倾斜方向均设有若干个第一插销部24，所述伸缩组件的伸缩端14沿其倾斜方向设有第二插销部16，所述边刷包括刷头和设于所述刷头一端的刷毛234，所述刷头的另一端设有与所述第一插销部24适配的第一销孔231和与所述第二插销部16适配的第二销孔232。
40.需要说明的是，伸缩组件、第一销孔231、第二销孔232、第一插销部24、第二插销部16的倾斜方向相互平行，第二销孔232与伸缩组件的伸缩端14共线；清扫墙角1前，第一插销部24与第一销孔231适配在一起，边刷安装在边刷盘22上，边刷盘22在固定座20内的第一驱
动电机12的驱动作用下，带动边刷作圆周清扫动作；当需要进行墙角1清扫时，控制第二驱动电机21停机，并使其中一边刷与伸缩组件位置对应，然后控制伸缩组件的伸缩端14向外延伸，行程中第二插销部16与第二销孔232进行适配，并将该边刷向外部顶出，使其第一插销部24与第一销孔231逐渐脱离，通过伸缩组件延伸将边刷运送至墙角1处。
41.在本实施例中，第一销孔231与第一插销部24、第二销孔232与第二插销部16分别通过磁吸连接，使其连接更加稳定。
42.在本实施例中，所述吸尘件15设于所述第二插销部16边侧，所述吸尘件15通过通风管与所述吸尘泵连通。
43.可理解的，第二插销部16和第二销孔232适配后，吸尘头同时也靠近边刷的侧部，当边刷对墙角1区域进行清扫时，吸尘头同步对该区域进行吸尘处理，以减少扬尘四处弥漫的范围。
44.如图8所示，一种墙角清扫机器人的工作方法，应用于上述的墙角清扫机器人，所述方法包括：s1，通过控制器控制机器人本体2沿墙边清扫，并通过距离检测装置采集机器人本体与正向墙边之间的第一距离和与侧向墙边的第二距离，当所述第一距离小于等于第一预设距离、且第二距离小于等于第二预设距离时，则依据图像采集装置采集的墙角图像确定墙角区域并触发墙角清扫指令。
45.s2，所述控制器依据所述墙角清扫指令控制第二驱动电机21停机，所述机器人本体2的边扫组件的其中一边刷位于伸缩组件的伸缩端14的延伸线上。
46.可理解的，上述机器人本体2采用常规沿边清扫模式，第二驱动电机21正转驱动边刷盘22带动边刷对墙边进行清扫，当机器人本体2行走至墙角处，也即当所述第一距离小于等于第一预设距离，且第二距离小于等于第二预设距离时，控制器控制第二驱动电机21停机，此时，其中一边刷位于伸缩组件的伸缩端14的延伸线上，保证伸缩端14延伸后可与该边刷顺利连接。
47.s3，所述控制器控制第一驱动电机12驱动伸缩组件的伸缩端14向外部运动，所述伸缩端14与所述边刷连接并将该边刷顶离边刷盘22，当所述边刷抵近所述墙角区域时，所述控制器控制吸尘泵对吸尘件15提供吸力，以吸纳所述墙角区域的扬尘。
48.控制器可在第二驱动电机21停机后的预设时段控制第一驱动电机12启动。
49.在s1中，所述依据图像采集装置采集的墙角图像确定墙角区域并触发墙角清扫指令，包括：确定所述墙角图像中的对角线目标以及该对角线目标与所述墙角图像中线的相对位置关系，所述相对位置关系表示所述对角线目标位于所述墙角图像中线的左侧或右侧或重合；当所述对角线目标位于所述墙角图像中线的左侧或右侧时，驱动所述扫地机器人向右侧或左侧转动，直至所述对角线目标与所述墙角图像中线重合；当所述对角线目标与所述墙角图像中线重合时，确定所述墙角区域并触发墙角清扫指令。
50.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为
包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
51.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
52.以上对本技术所提供的一种墙角清扫机器人及其工作方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。