本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)向控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種運(yùn)用傳感器控制萬向輪運(yùn)行狀態(tài)的智能移動(dòng)裝置轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著生活的水平的提高，掃地機(jī)器人因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單、使用方便越來越多地走入了人們生活，和家庭，辦公聯(lián)系在了一起，成為了小家電中重要的一員，深受歡迎。然而，目前市場(chǎng)上在售的掃地機(jī)器人一般價(jià)格較高，難以普及大眾，原因是因?yàn)橐话愕膾叩貦C(jī)器人設(shè)計(jì)較為復(fù)雜、運(yùn)用太多電子元件，使得造價(jià)昂貴；此外，大部分的掃地機(jī)器人多采用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪控制轉(zhuǎn)向，在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，使得整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差、成本也較高。

同時(shí)，一般在萬向輪作為驅(qū)動(dòng)輪的情況下，移動(dòng)裝置無法感測(cè)驅(qū)動(dòng)的萬向輪轉(zhuǎn)向運(yùn)行狀態(tài),導(dǎo)致反應(yīng)慢，給差速器造成較大的摩擦損傷，磨損嚴(yán)重，進(jìn)而產(chǎn)生較大噪音，嚴(yán)重干擾生活。移動(dòng)裝置也無法知道同周圍障礙物的碰撞情況，從而做出合理運(yùn)行規(guī)劃。

而現(xiàn)階段在掃地機(jī)器人轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)方面,經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號(hào)為 CN204274336U，名稱為“一種智能掃地機(jī)器人”的專利，該技術(shù)以預(yù)設(shè)間距設(shè)置了多個(gè)障礙傳感器；中國專利公開號(hào)CN103885449A,該專利設(shè)置了包括溫度傳感器、煙霧傳感器、光線傳感器和測(cè)距傳感器在內(nèi)的多個(gè)傳感器，這些傳感器都是為了更好的判斷機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)。然而多個(gè)傳感器加重了本身的造價(jià)成本，復(fù)雜的系統(tǒng)也降低了機(jī)器人的使用穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種巧妙利用傳感器控制方向的智能移動(dòng)裝置轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，以保證功能最大化的同時(shí)有效的降低制造成本。

本實(shí)用新型提出一種智能移動(dòng)裝置轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，包含控制模塊、感測(cè)模塊、轉(zhuǎn)向模塊及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中，轉(zhuǎn)向模塊與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，感測(cè)模塊與控制模塊電性連接。感測(cè)模塊設(shè)置于相鄰轉(zhuǎn)向模塊的殼體，感測(cè)轉(zhuǎn)向模塊的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并傳輸感測(cè)信息至控制模塊?？刂颇K與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電性連接，當(dāng)控制模塊接收感測(cè)信息后將感測(cè)信息轉(zhuǎn)換為控制信息，并將控制信息傳送至驅(qū)動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收控制信息，并根據(jù)控制信息控制改變動(dòng)力輸出方向。

更進(jìn)一步的，感測(cè)模塊包含至少一個(gè)傳感器，轉(zhuǎn)向模塊上設(shè)置有被動(dòng)感測(cè)單元，傳感器與被動(dòng)感測(cè)單元相對(duì)設(shè)置。

更進(jìn)一步的，感測(cè)模塊包含至少兩個(gè)傳感器，傳感器設(shè)置于轉(zhuǎn)向模塊轉(zhuǎn)動(dòng)方向的兩側(cè)，轉(zhuǎn)向模塊上設(shè)置有被動(dòng)感測(cè)單元。

更進(jìn)一步的，傳感器為反射式光傳感器，被動(dòng)感測(cè)單元為反光元件。

更進(jìn)一步的，傳感器為磁性傳感器，被動(dòng)感測(cè)單元為永磁元件。

更進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)向模塊為萬向輪，萬向輪包含固定輪及離合輪，固定輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

更進(jìn)一步的，離合輪與固定輪以離合結(jié)構(gòu)連接，使離合輪與固定輪產(chǎn)生速差偏向。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型的萬向輪驅(qū)動(dòng)僅需一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，通過在萬向輪輪倉設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)光電反射傳感器或磁傳感器，直接感測(cè)萬向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，增加萬向輪的可控性，同時(shí)感知智能移動(dòng)裝置是在直行，轉(zhuǎn)彎或者打滑，從而迅速反應(yīng)，做出合理運(yùn)行規(guī)劃，即可使智能移動(dòng)裝置更快脫離障礙物完成轉(zhuǎn)向，降低打滑對(duì)萬向驅(qū)動(dòng)輪的摩擦與機(jī)械損傷。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用方便、加工制造成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)連接示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的立體圖1。

圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的立體圖2。

圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例1向左轉(zhuǎn)彎的仰視示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖例說明：

反射式光傳感器 11

反光元件 12

反射式光傳感器 13

反射式光傳感器 14

控制模塊 2

驅(qū)動(dòng)電機(jī) 3

萬向輪 41

固定輪 411

離合輪 412

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。本實(shí)用新型主要在于公開一種合理的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，并不僅限于使用在掃地機(jī)器人，而是可廣泛使用在各種智能移動(dòng)裝置上，以下實(shí)施例中主要以掃地地器人作為實(shí)施說明，但并不以此為限。

實(shí)施例1：

參見圖1、圖2、圖3及圖4，為本實(shí)用新型提出的智能移動(dòng)裝置轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，包括感測(cè)模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及轉(zhuǎn)向模塊，其中，感測(cè)模塊與控制模塊電性連接，轉(zhuǎn)向模塊與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。感測(cè)模塊包含一個(gè)反射式光傳感器11，轉(zhuǎn)向模塊包含萬向輪41，萬向輪41輪倉設(shè)置有反光元件12，反光元件12時(shí)刻與萬向輪41保持同動(dòng)，亦即萬向輪41轉(zhuǎn)向時(shí)反光元件12也連動(dòng)偏移，反射式光傳感器11與反光元件12設(shè)置在正相對(duì)的位置，因此當(dāng)反射式光傳感器11感測(cè)反光元件12偏移時(shí)即表示萬向輪41產(chǎn)生偏向。感測(cè)模塊感測(cè)萬向輪41的運(yùn)行方向，并傳輸感測(cè)信息(圖中未示出)至控制模塊?？刂颇K與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電性連接，當(dāng)控制模塊接收感測(cè)信息后將感測(cè)信息轉(zhuǎn)換為控制信息(圖中未示出)，并將控制信息傳送至驅(qū)動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收控制信息，并根據(jù)控制信息控制改變動(dòng)力輸出方向。萬向輪41包含固定輪411及離合輪412，固定輪411與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。其中離合輪412與固定輪411以離合結(jié)構(gòu)連接，使離合輪412與固定輪 411產(chǎn)生速差進(jìn)而可以產(chǎn)生改變方向的效果。反射式光傳感器11設(shè)置于鄰近萬向輪41的殼體，更具體的說，反射式光傳感器11設(shè)置在鄰近萬向輪41輪倉的位置，例如可以是在鄰近萬向輪41輪倉上方傳動(dòng)艙的的殼體上或者是智能移動(dòng)裝置鄰近萬向輪41的底殼上，反射式光傳感器11以設(shè)定好的頻率持續(xù)不斷的發(fā)出強(qiáng)光信號(hào)，反光元件12能將強(qiáng)光信號(hào)反射回反射式光傳感器11。

當(dāng)萬向輪41沿著直線前進(jìn)時(shí)，位于與反射式光傳感器11正相對(duì)位置的反光元件12就能準(zhǔn)確地將強(qiáng)光信號(hào)反射回反射式光傳感器11，反射式光傳感器11 接收到反射的強(qiáng)光信號(hào)，將強(qiáng)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出至控制模塊，控制模塊接收到電信號(hào)，發(fā)出繼續(xù)直線前進(jìn)的控制指令給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)持續(xù)輸出動(dòng)力驅(qū)使萬向輪41繼續(xù)直線前進(jìn)；當(dāng)智能移動(dòng)裝置在前進(jìn)過程中遇到了障礙物，安裝于智能移動(dòng)裝置底部的萬向輪41通過固定輪411與離合輪412產(chǎn)生的速差進(jìn)行自旋轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)彎過程中設(shè)置于萬向輪41上的反光元件12會(huì)偏離與反射式光傳感器11的正相對(duì)位置，當(dāng)反射式光傳感器11接收不到反光元件12反射回來的強(qiáng)光信號(hào)，此時(shí)反射式光傳感器11無電信號(hào)發(fā)送至控制模塊，此時(shí)控制模塊判斷智能移動(dòng)裝置正在轉(zhuǎn)向過程中，當(dāng)在一個(gè)預(yù)設(shè)的固定時(shí)間內(nèi)控制模塊又重新收到感測(cè)模塊發(fā)送的電信號(hào)，則表示轉(zhuǎn)向成功，萬向輪41方向回正，控制模塊發(fā)出繼續(xù)直線前進(jìn)的控制指令。

當(dāng)控制模塊在預(yù)設(shè)的固定時(shí)間內(nèi)還未收到反射式光傳感器11發(fā)送的信號(hào)，表示萬向輪41已進(jìn)行一定幅度的轉(zhuǎn)向仍未避開障礙物，則控制模塊發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)使萬向輪41反轉(zhuǎn)，使智能移動(dòng)裝置倒退，當(dāng)反射式光傳感器11重新接收到反光元件12反射的信號(hào)，重新發(fā)送至控制模塊，控制模塊重新接收信號(hào)后，先令給驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止，再發(fā)送恢復(fù)前進(jìn)指令，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)萬向輪41繼續(xù)直線前進(jìn)。至此，智能移動(dòng)裝置快速完成轉(zhuǎn)向。同理，當(dāng)該轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)進(jìn)行多次反轉(zhuǎn)操作后即可完成調(diào)頭。

當(dāng)控制模塊持續(xù)接收到反射式光傳感器11發(fā)送的間斷式的反射信號(hào)，表示萬向輪41在原地打滑，則控制模塊發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)使萬向輪41反轉(zhuǎn)，萬向輪41倒退，當(dāng)反射式光傳感器11能重新接收到反光元件反饋的信號(hào)，重新發(fā)送至控制模塊，控制模塊重新接收信號(hào)后令驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止后，控制模塊發(fā)出恢復(fù)前進(jìn)指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)萬向輪41繼續(xù)直線前進(jìn)；若在控制模塊發(fā)出反轉(zhuǎn)指令后的一段時(shí)間內(nèi)，間斷式的反射信號(hào)仍然沒有消失，則控制模塊發(fā)出停止指令令驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止，并通過與控制模塊連接的報(bào)警模塊(圖中未表示)進(jìn)行報(bào)警。

實(shí)施例2：

請(qǐng)參考圖1和圖5，為本實(shí)用新型提出轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例。在本實(shí)施例中，感測(cè)模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及轉(zhuǎn)向模塊的連接關(guān)系跟基本動(dòng)作原理與前述實(shí)施例相同，在此不再加以贅述。

在本實(shí)施例中，感測(cè)模塊包含至少兩個(gè)反射式光傳感器13、14，分別設(shè)置于轉(zhuǎn)向模塊轉(zhuǎn)動(dòng)方向的兩側(cè)。反射式光傳感器13、14以設(shè)定好的頻率持續(xù)不斷的發(fā)出光信號(hào)，反光元件12能將強(qiáng)光信號(hào)反射回反射式光傳感器13、14。當(dāng)萬向輪41沿著直線前進(jìn)時(shí)，設(shè)置在萬向輪41中的反光元件12介于兩個(gè)反射式光傳感器13、14中間，因此無法反射反射式光傳感器13、14的光信號(hào)，控制模塊即接收不到反射式光傳感器13、14發(fā)送的信號(hào)，此時(shí)控制模塊判斷為直線行走，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)保持前進(jìn)。

當(dāng)智能移動(dòng)裝置在前進(jìn)過程中遇到了障礙物，萬向輪41先藉由前述的差速結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，當(dāng)轉(zhuǎn)向幅度不大時(shí)，利用差速結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向即可避開障礙物，但是當(dāng)萬向輪41的轉(zhuǎn)向幅度使得設(shè)置在萬向輪41輪倉上的反光元件12移動(dòng)至相對(duì)于反射式光傳感器13或14前的位置時(shí)，反射式光傳感器13或14接收到反光元件12反射的光信號(hào)，此時(shí)反射式光傳感器13或14將電信號(hào)發(fā)送給控制模塊，控制模塊發(fā)出控制指令使驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)萬向輪41反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)智能移動(dòng)裝置倒退，當(dāng)萬向輪41回正帶動(dòng)反光元件12恢復(fù)至反射式光傳感器13、 14之間的位置，此時(shí)反射式光傳感器13或14其中之一的光信號(hào)消失，控制模塊發(fā)出指令控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)萬向輪41前進(jìn)。

此外，前述實(shí)施例中，感測(cè)模塊使用的傳感器為光反射傳感器，但是在另外的實(shí)施狀態(tài)下，也可以采用磁性傳感器，反光元件則為永磁元件，更具體的傳感器可以使用霍爾傳感器；此時(shí)，是經(jīng)由磁傳感器將磁性能變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

本實(shí)用新型采用機(jī)械萬向輪用作智能移動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過傳感器直接感測(cè)驅(qū)動(dòng)的萬向輪轉(zhuǎn)向運(yùn)行狀態(tài)，并直接控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。在沒有傳感器的情況下，若智能移動(dòng)裝置遇到障礙，萬向輪要持續(xù)運(yùn)行到一定角度才能完成轉(zhuǎn)向運(yùn)行，甚至當(dāng)智能移動(dòng)裝置被卡住，萬向輪則會(huì)永遠(yuǎn)自旋到電動(dòng)機(jī)沒電才停止。沒有傳感器的萬向輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)反應(yīng)慢，差速器產(chǎn)生的噪音大，差速器磨損大，智能移動(dòng)裝置也無法知道同周圍障礙物的碰撞情況，從而做出合理運(yùn)行規(guī)劃。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。