本發(fā)明屬于環(huán)保機械領(lǐng)域，特別是掃地機器人的專用爬樓裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的掃地機器人體積小，可以進入千家萬戶清掃地板，由于其高度矮，可以進入柜下、沙發(fā)下邊去清掃垃圾。但都不能上樓梯、下樓梯?，F(xiàn)在躍層式、錯層式套房都有梯步。一臺掃地機器人只能在同一層面的幾個房間清掃作業(yè)，只能在樓上，或樓下清掃，不能對樓上樓下全部房間清掃。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有掃地機器人的不足，使掃地機器人能夠上、下樓梯，能對樓上、樓下各房間進行清掃的掃地機器人的專用爬樓裝置。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：掃地機器人的專用爬樓裝置，是一種與掃地機器人配套用于上、下樓梯的裝置。爬樓裝置包括主爬行機構(gòu)、附爬行機構(gòu)、主機架、附機架、底板、擋板、轉(zhuǎn)折機構(gòu)、檢測器、控制系統(tǒng)。附機架與主機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)，附機架后端鉸連在主機架前端，能繞鉸連軸心轉(zhuǎn)動。主機架下方安裝有底板，底板后端連接固定有擋板。主爬行機構(gòu)安裝在主機架上，附爬行機構(gòu)安裝在附機架上。轉(zhuǎn)折機構(gòu)包括傳動鏈輪、附鏈輪、主齒輪、附齒輪、支架、轉(zhuǎn)折電機、鏈條。主齒輪安裝固定在主機架前端，附齒輪安裝在附機架后端，主齒輪與附齒輪嚙合。傳動鏈輪安裝在轉(zhuǎn)折電機上，轉(zhuǎn)折電機安裝在附機架后方的支架上，附鏈輪與附齒輪同軸線連接固定成一體，附鏈輪與傳動鏈輪上安裝有鏈條。掃地機器人要上、下樓梯時，附機架向上轉(zhuǎn)動，掃地機器人經(jīng)附機架下方中間空置空間爬到底板上到位，爬樓裝置承載掃地機器人上、下樓梯完成后，附機架向上轉(zhuǎn)動，掃地機器人經(jīng)附機架下方中間空間爬到地板上。主機架下方安裝有檢測器。爬樓裝置不使用時，附機架向上收起，停放到指定位置，減少占地空間。主爬行機構(gòu)和附爬行機構(gòu)由各自的履帶、驅(qū)動輪、導輪、驅(qū)動電機組成。爬樓裝置與掃地機器人之間有相互配合的無線聯(lián)系功能。爬樓裝置有無線導航功能。掃地機器人的控制系統(tǒng)中有自動爬上底板、爬下底板的功能。

本發(fā)明是對現(xiàn)有掃地機器人配套的一套專用爬樓裝置，以下簡稱爬樓裝置。掃地機器人以下簡稱機器人。爬樓裝置的主框架由主機架、附機架組成，主機架和附機架兩邊各自安裝有一套履帶式爬行機構(gòu)。附機架后端鉸連在主機架前端。附機架與主機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)。轉(zhuǎn)折機構(gòu)由傳動鏈輪、附鏈輪、主齒輪、附齒輪、支架、轉(zhuǎn)折電機、鏈條組成。主機架前端安裝固定有主齒輪，主齒輪與主機架之間不能轉(zhuǎn)動。主機架前端的鉸鏈中心與主齒輪中心同軸線。附機架后端安裝有附齒輪，附齒輪可以與附機架相互轉(zhuǎn)動。附齒輪與主齒輪嚙合。與附齒輪同軸的附鏈輪和附齒輪固定成一體。附機架后端的支架上安裝有轉(zhuǎn)折電機。轉(zhuǎn)折電機上安裝有傳動鏈輪。附鏈輪與傳動鏈輪由鏈條傳動。當轉(zhuǎn)折電機正反轉(zhuǎn)，帶動附鏈輪及附齒輪轉(zhuǎn)動，在主齒輪的反作用力下使整個附機架和附爬行機構(gòu)上、下轉(zhuǎn)動，可以改變附爬行機構(gòu)與主爬行機構(gòu)的角度。

主機架下方安裝有檢測器，通過圖像或者測距檢測，可以把檢測器所在位置在上樓或下樓中經(jīng)過的梯步序號傳入控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)即根據(jù)該信號經(jīng)計算處理后，指令轉(zhuǎn)折電機調(diào)整附爬行機構(gòu)與主爬行機構(gòu)之間的角度，以保證該爬樓裝置順利平穩(wěn)地上、下樓梯。用戶只需要把樓梯的級數(shù)、梯步的高度和寬度輸入爬樓裝置上的輸入面板就行。

底板安裝在主機架中間下方，適當高于地面。底板前端制成斜面，方便機器人爬上、爬下底板。底板后端連接固定有擋板。

爬樓裝置與機器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有導航功能，即具有從其指定停放地點到樓梯處的路線識別功能。

機器人要上、下樓梯，先給爬樓裝置一個無線信號，爬樓裝置收到信號后即和機器人都到樓梯上或樓梯下面會合。附機架向上轉(zhuǎn)動一定角度。機器人自動經(jīng)附機架下方中間空間爬到底板上。然后，上樓裝置承載機器人上、下樓梯后，附機架上轉(zhuǎn)，機器人經(jīng)附機架下方中間空間爬到地板上。

爬樓裝置不使用時，移動到指定停放位置。附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動收攏直立，可以靠近墻壁，占據(jù)空間較小。

爬樓裝置采用無線充電方式充電。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、在主機架中間下方安裝底板，底板后端設(shè)置擋板。爬樓梯時，擋板可以擋住機器人，機器人不會因主機架傾斜而掉下來。2、附機架可以繞主機架前端的鉸鏈轉(zhuǎn)動。爬樓梯時，可以改變附機架與主機架之間的角度，方便上、下樓梯。不使用時，附機架向上轉(zhuǎn)動收起直立、靠墻，大大減少占用空間。3、爬樓裝置具有與機器人相互無線聯(lián)系的功能和導航功能，能方便與機器人配合隨時上樓與下樓。解決了現(xiàn)有家用掃地機器人不能上、下樓的難題。4、機器人的控制系統(tǒng)有自動爬上、爬下樓梯的功能，機器人能自動爬上、爬下樓梯。

附圖說明

圖1是掃地機器人的專用爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是主、附機架結(jié)構(gòu)和部分連接件安裝情況圖。

圖3是爬樓裝置上樓梯過程圖。

圖4是爬樓裝置上樓梯過程圖。

圖5是爬樓裝置上樓梯過程圖。

圖6是爬樓裝置上樓梯過程圖。

圖7是爬樓裝置上樓梯過程圖。

附圖中：附機架1、履帶2、蓄電池3、導輪4、驅(qū)動輪5、墻壁6、驅(qū)動電機7、輸入面板8、掃地機器人9、底板10、擋板11、主機架12、地板13、支架14、傳動鏈輪15、轉(zhuǎn)折電機16、鏈條17、主齒輪18、檢測器19、附齒輪20、附鏈輪21、樓梯22。

具體實施方式

圖1中，是掃地機器人的專用爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，也是附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動直立情況圖。爬行機構(gòu)的是履帶式爬行機構(gòu)。圖1中，附機架1兩邊下端鉸連在主機架12兩邊前端。主爬行機構(gòu)與附爬行機構(gòu)都由履帶2、導輪4、驅(qū)動輪5、驅(qū)動電機7組成。主機架12上安裝主爬行機構(gòu)，附機架1上安裝附爬行機構(gòu)。主、附機架上兩邊都安裝有導輪4。主機架后端、附機架上端兩邊安裝有驅(qū)動電機7。主爬行機構(gòu)與附爬行機構(gòu)之間的角度可以調(diào)整。導輪4和驅(qū)動輪5都安裝在主、附機架兩邊，履帶2是橡膠履帶，安裝在導輪4和驅(qū)動輪5上。主機架與附機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)。為圖面清晰，圖1中轉(zhuǎn)折機構(gòu)未畫出。

底板10安裝在主機架中間下方。底板10后端連接有擋板11。圖1中，掃地機器人9停放在底板10上。

圖1中的情況是爬樓裝置不使用時，停放在指定位置，附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動直立，靠近墻壁6，占用空間很小。

圖2中，是主、附機架結(jié)構(gòu)和部分連接件安裝情況圖。主機架12、附機架1兩邊都有輪架，輪架用來安裝主、附爬行機構(gòu)的驅(qū)動輪和導輪。附機架前端畫出了驅(qū)動電機7，并只畫出了一個導輪4。附機架兩邊的輪架后端即圖1中的下端鉸連在主機架兩邊的輪架前端，鉸連中心軸銷分別固定在主機架輪架前端兩邊。主機架12前端安裝固定有主齒輪18，主齒輪軸心與主、附機架的鉸鏈中心同軸線。主齒輪與主機架不能相互轉(zhuǎn)動。附機架后端安裝有附齒輪20，附齒輪可以與附機架相互轉(zhuǎn)動。主齒輪18與附齒輪20嚙合。附齒輪20與附鏈輪21連接固定成一體，安裝在附機架上固定的同一軸銷上。附機架后方側(cè)邊的輪架上固定的支架14上安裝有轉(zhuǎn)折電機16，轉(zhuǎn)折電機16上安裝有傳動鏈輪15。傳動鏈輪15和附鏈輪21之間安裝有鏈條17。轉(zhuǎn)折電機正反轉(zhuǎn)，即帶動附機架轉(zhuǎn)動一個角度。主機架兩邊的輪架下方安裝固定有底板10，底板把兩邊的輪架連接成一體。底板10后端連接有擋板11。附機架上設(shè)置有蓄電池3和輸入面板8。圖2中，主機架的輪架前方下方安裝有一個檢測器19。

圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中，是爬樓裝置上樓梯過程圖。為圖面清晰，圖3至圖7中均未畫出轉(zhuǎn)折電機。機器人要上樓梯時，先給爬樓裝置發(fā)出一個信號，爬樓裝置收到信號后即與機器人都在樓梯下面會合。附機架向上轉(zhuǎn)動，現(xiàn)出下方空間。機器人經(jīng)附機架下方中間空間爬上底板。機器人爬進底板到位，被擋板擋住。上樓時，附爬行機構(gòu)先搭在第一級樓梯22的棱邊上，如圖3所示。爬樓裝置隨即向上爬樓梯。當檢測器檢測到所在位置經(jīng)過最后一級樓梯22時，如圖4所示，附爬行機構(gòu)即向下轉(zhuǎn)動，附爬行機構(gòu)前方落在樓梯上方的地板13上，爬樓裝置繼續(xù)向前走，附爬行機構(gòu)隨主爬行機構(gòu)的上升改變一個角度，如圖5所示。當主爬行機構(gòu)完全爬上最后一級樓梯時，主爬行機構(gòu)仍在地板上行走一段距離，如圖6所示。這時附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動，使主、附爬行機構(gòu)全部著地，附爬行機構(gòu)繼續(xù)向上轉(zhuǎn)動，如圖7所示。機器人經(jīng)過附機架下方中間空間爬到樓上的地板13上進行清掃工作。爬樓裝置處于待命狀態(tài)，供機器人下樓時使用，或爬樓裝置可回到指定位置待命。

機器人下樓過程與上樓過程相反，是一個逆向過程。即其順序是如圖7、圖6、圖5、圖4、圖3的順序。

機器人要下樓梯時，先給爬樓裝置發(fā)出一個信號，爬樓裝置與機器人都在樓梯上面會合。附機架上轉(zhuǎn)，機器人經(jīng)附機架下方中間空間爬上底板，如圖7所示。下樓時，主爬行機構(gòu)在前，倒退爬行。附爬行機構(gòu)轉(zhuǎn)動到圖6位置，爬樓裝置向樓梯前進，爬下樓梯，如圖5所示。附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動，如圖4所示。爬樓裝置繼續(xù)爬下樓梯，最后到達樓梯下面的地板上，如圖3所示。下樓過程結(jié)束。

爬樓裝置與機器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有自動導航功能，即從樓梯到指定停放點之間路線的識別功能。