一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置的制作方法

1.本实用新型涉及障碍物识别装置技术领域，具体为一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置。


背景技术：

2.清洁机器人，又叫扫地机器人，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作，一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能，一个扫地机器人能否较好的完成房间的清洁，与其避障能力密不可分，避障能力差的清洁机器人极易发生卡死的问题，其清洁效率自然底下哎，而若要提高清洁机器人的避障能力，则需要通过更加先进、智能的障碍物识别装置来实现。
3.现有的公开号为cn204301735u，名为一种新型障碍物识别装置的专利，该装置通过配备了光幕调制装置的激光光源发射出平行于地面的薄片状扇形光幕，使高于地面的障碍物带上反射光斑；再利用匹配安装的摄像头拍摄带有反射光斑信息的图像，并传输给光斑检测装置进行计算机识别后，就可以检测出障碍物的情况，与目前采用图像特征对比的现有障碍物识别装置相比，具有结构更简单、成本更低、识别概率更高的优点，适用于汽车、机器人、潜艇、飞机、家电等各种移动平台的障碍物识别。
4.上述装置虽然识别概率较高，但是其不具备方向与角度调节机构，当清洁机器人搭载该装置时，其只能够对单一方向进行探测，探测效率较低，不能很好的探测整个房间的障碍物位置，难以实现房间的智能化、全面化清洁，针对上述情况，在现有的障碍物识别装置基础上进行技术创新。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，包括转台和壳体，所述转台的下端左侧设置有铰链结构，且转台的下端中部设置有传动杆，所述传动杆的下端设置有曲轴，且曲轴的后端设置有减速电机，所述壳体安装于转台的上端。
7.进一步的，所述壳体的右壁上端设置有双目相机，且双目相机的下端设置有数据库模块。
8.进一步的，所述壳体的右壁下端设置有雷达模块，且雷达模块的前端设置有结构光模块。
9.进一步的，所述雷达模块的后端设置有红外组件，且红外组件包括红外发射器和红外接收器，所述红外发射器的后端设置有红外接收器。
10.进一步的，所述壳体的上端中部设置有天线模块，且天线模块与壳体为镶嵌连接。
11.进一步的，所述壳体的上端左侧设置有语音模块，且语音模块与壳体的镶嵌连接。
12.进一步的，所述壳体的内部上壁左端设置有导航模块，且壳体的内部上壁右端设置有卫星定位模块。
13.进一步的，所述壳体的内部底壁设置有处理模块，且壳体的左侧外壁内部设置有散热风机。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置设置有旋转和俯仰角度调节模块，能够识别探测各个方向的障碍物和高处的物品，有利于提高该装置的探测范围，同时该装置设置有雷达探测结构，能够对垃圾和地形进行探测，有利于避免清洁机器人摔坏，该装置还设置有定位和导航模块，当清洁机器人电量低时，能够控制其自动回到充电基座充电，且能够避免清洁机器人遗失，有利于提高该装置的便利性。
15.1.本实用新型通过转台、铰链结构、传动杆、曲轴、减速电机和壳体的设置，工作人员可将该装置的铰链结构安装在清洁机器人的上壁前端，减速电机安装在清洁机器人的的内部，转台可以使该装置旋转，进而可以探测各个方位的障碍物，减速电机的电机部分为伺服电机，其旋转能够带动曲轴旋转，进而使传动杆推动壳体上下移动，壳体的后端也对向设置有相同的结构，且两个伺服电机为同步运转，而铰链结构与清洁机器人的上端为转动连接，所以壳体会在指定的角度区间内以铰链结构为轴上下摆动，伺服电机记住其各个角度时的旋转圈数，即可通过减速电机的旋转来控制壳体的角度，进而使壳体右端的探测部分可以对准上方，达到探测高处的目的，通过上述过程，该装置能够识别探测各个方向的障碍物和高处的物品，有利于提高该装置的探测范围。
16.2.本实用新型通过天线模块、语音模块、导航模块、卫星定位模块、处理模块和散热风机的设置，散热风机能够对该装置内部进行散热，天线模块能够接收到充电基座不断发出的位置信号，并在清洁机器人电量低时通过导航模块控制清洁机器人到达充电基座进行充电，当清洁机器人在会场、厂方等宽广的房间进行工作时，有可能卡住或因其他原因找不到，此时使用者可使用手机等智能移动设备，通过卫星定位模块查找清洁机器人的位置，并在接近时通过智能移动设备控制其语音模块发出声音，从而帮助使用者找回清洁机器人，通过上述过程，当清洁机器人电量低时，该装置能够控制其自动回到充电基座充电，且能够避免清洁机器人遗失，有利于提高该装置的便利性。
附图说明
17.图1为本实用新型一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置的正视剖视结构示意图；
18.图2为本实用新型一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置的侧视结构示意图；
19.图3为本实用新型一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置的转台和铰链结构立体结构示意图。
20.图中：1、转台；2、铰链结构；3、传动杆；4、曲轴；5、减速电机；6、壳体；7、双目相机；8、数据库模块；9、雷达模块；10、结构光模块；11、红外组件；1101、红外发射器；1102、红外接收器；12、天线模块；13、语音模块；14、导航模块；15、卫星定位模块；16、处理模块；17、散热风机。
具体实施方式
21.如图1-3所示，一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，包括转台1和壳体6，转台1的下端左侧设置有铰链结构2，且转台1的下端中部设置有传动杆3，传动杆3的下端设置有曲轴4，且曲轴4的后端设置有减速电机5，壳体6安装于转台1的上端，工作人员可将该装置的铰链结构2安装在清洁机器人的上壁前端，减速电机5安装在清洁机器人的的内部，转台1可以使该装置旋转，进而可以探测各个方位的障碍物，减速电机5的电机部分为伺服电机，其旋转能够带动曲轴4旋转，进而使传动杆3推动壳体6上下移动，壳体6的后端也对向设置有相同的结构，且两个伺服电机为同步运转，而铰链结构2与清洁机器人的上端为转动连接，所以壳体6会在指定的角度区间内以铰链结构2为轴上下摆动，伺服电机记住其各个角度时的旋转圈数，即可通过减速电机5的旋转来控制壳体6的角度，进而使壳体6右端的探测部分可以对准上方，达到探测高处的目的，通过上述过程，该装置能够识别探测各个方向的障碍物和高处的物品，有利于提高该装置的探测范围。
22.如图1和图2所示，壳体6的右壁上端设置有双目相机7，且双目相机7的下端设置有数据库模块8，壳体6的右壁下端设置有雷达模块9，且雷达模块9的前端设置有结构光模块10，雷达模块9的后端设置有红外组件11，且红外组件11包括红外发射器1101和红外接收器1102，红外发射器1101的后端设置有红外接收器1102，双目相机7能够将拍摄到的画面传输至处理模块16，通过处理模块16转换成双目视觉信息，并与数据库模块8内的数据做比对，进而对障碍物进行准确分析，同时红外组件11能够探测房间的障碍物位置并存储到数据库模块8中，从而可以提高避障效果，而通过结构光模块10，该装置又能将结构光投射到房间地面部分，对地面障碍物进行三维测量，进而规划出最优清洁路线，雷达模块9则能在该装置运行时不断发出超声波，判断地形的变化，当检测到楼梯时，该装置随即控制清洁机器人进行转向，避免其摔坏，通过上述过程，该装置能够对垃圾和地形进行探测，有利于避免清洁机器人摔坏，壳体6的上端中部设置有天线模块12，且天线模块12与壳体6为镶嵌连接，壳体6的上端左侧设置有语音模块13，且语音模块13与壳体6的镶嵌连接，壳体6的内部上壁左端设置有导航模块14，且壳体6的内部上壁右端设置有卫星定位模块15，壳体6的内部底壁设置有处理模块16，且壳体6的左侧外壁内部设置有散热风机17，散热风机17能够对该装置内部进行散热，天线模块12能够接收到充电基座不断发出的位置信号，并在清洁机器人电量低时通过导航模块14控制清洁机器人到达充电基座进行充电，当清洁机器人在会场、厂方等宽广的房间进行工作时，有可能卡住或因其他原因找不到，此时使用者可使用手机等智能移动设备，通过卫星定位模块15查找清洁机器人的位置，并在接近时通过智能移动设备控制其语音模块13发出声音，从而帮助使用者找回清洁机器人，通过上述过程，清洁机器人电量低时，该装置能够控制其自动回到充电基座充电，且能够避免清洁机器人遗失，有利于提高该装置的便利性。
23.综上：在使用该用于清洁机器人避障的障碍物识别装置时，首先工作人员可将该装置的铰链结构2安装在清洁机器人的上壁前端，减速电机5安装在清洁机器人的的内部，转台1可以使该装置旋转，进而可以探测各个方位的障碍物，减速电机5的电机部分为伺服电机，其旋转能够带动曲轴4旋转，进而使传动杆3推动壳体6上下移动，壳体6的后端也对向设置有相同的结构，且两个伺服电机为同步运转，而铰链结构2与清洁机器人的上端为转动连接，所以壳体6会在指定的角度区间内以铰链结构2为轴上下摆动，伺服电机记住其各个
角度时的旋转圈数，即可通过减速电机5的旋转来控制壳体6的角度，进而使壳体6右端的探测部分可以对准上方，达到探测高处的目的，通过上述过程，该装置能够识别探测各个方向的障碍物和高处的物品，双目相机7能够将拍摄到的画面传输至处理模块16，通过处理模块16转换成双目视觉信息，并与数据库模块8内的数据做比对，进而对障碍物进行准确分析，同时红外组件11能够探测房间的障碍物位置并存储到数据库模块8中，从而可以提高避障效果，而通过结构光模块10，该装置又能将结构光投射到房间地面部分，对地面障碍物进行三维测量，进而规划出最优清洁路线，雷达模块9则能在该装置运行时不断发出超声波，判断地形的变化，当检测到楼梯时，该装置随即控制清洁机器人进行转向，避免其摔坏，通过上述过程，该装置能够对垃圾和地形进行探测，散热风机17能够对该装置内部进行散热，天线模块12能够接收到充电基座不断发出的位置信号，并在清洁机器人电量低时通过导航模块14控制清洁机器人到达充电基座进行充电，当清洁机器人在会场、厂方等宽广的房间进行工作时，有可能卡住或因其他原因找不到，此时使用者可使用手机等智能移动设备，通过卫星定位模块15查找清洁机器人的位置，并在接近时通过智能移动设备控制其语音模块13发出声音，从而帮助使用者找回清洁机器人，通过上述过程，当清洁机器人电量低时，该装置能够控制其自动回到充电基座充电，且能够避免清洁机器人遗失，这就是该用于清洁机器人避障的障碍物识别装置的工作原理。

技术特征：
1.一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，包括转台(1)和壳体(6)，其特征在于，所述转台(1)的下端左侧设置有铰链结构(2)，且转台(1)的下端中部设置有传动杆(3)，所述传动杆(3)的下端设置有曲轴(4)，且曲轴(4)的后端设置有减速电机(5)，所述壳体(6)安装于转台(1)的上端。2.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的右壁上端设置有双目相机(7)，且双目相机(7)的下端设置有数据库模块(8)。3.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的右壁下端设置有雷达模块(9)，且雷达模块(9)的前端设置有结构光模块(10)。4.根据权利要求3所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述雷达模块(9)的后端设置有红外组件(11)，且红外组件(11)包括红外发射器(1101)和红外接收器(1102)，所述红外发射器(1101)的后端设置有红外接收器(1102)。5.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的上端中部设置有天线模块(12)，且天线模块(12)与壳体(6)为镶嵌连接。6.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的上端左侧设置有语音模块(13)，且语音模块(13)与壳体(6)的镶嵌连接。7.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的内部上壁左端设置有导航模块(14)，且壳体(6)的内部上壁右端设置有卫星定位模块(15)。8.根据权利要求1所述的一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，其特征在于，所述壳体(6)的内部底壁设置有处理模块(16)，且壳体(6)的左侧外壁内部设置有散热风机(17)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，包括转台和壳体，所述转台的下端左侧设置有铰链结构，且转台的下端中部设置有传动杆，所述传动杆的下端设置有曲轴，所述壳体安装于转台的上端。该用于清洁机器人避障的障碍物识别装置，与现有的障碍物识别装置相比，设置有旋转和俯仰角度调节模块，能够识别探测各个方向的障碍物和高处的物品，有利于提高该装置的探测范围，同时该装置设置有雷达探测结构，能够对垃圾和地形进行探测，有利于避免清洁机器人摔坏，该装置还设置有定位和导航模块，当清洁机器人电量低时，能够控制其自动回到充电基座充电，且能够避免清洁机器人遗失，有利于提高该装置的便利性。有利于提高该装置的便利性。有利于提高该装置的便利性。


技术研发人员：刘往 田苗
受保护的技术使用者：深圳市德赛工业研究院有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/9/1