本發(fā)明屬于環(huán)保機(jī)械領(lǐng)域，特別是掃地機(jī)器人的爬樓裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的掃地機(jī)器人體積小，可以進(jìn)入千家萬(wàn)戶清掃地板，由于其高度矮，可以進(jìn)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(cuò)層式套房都有梯步。一臺(tái)掃地機(jī)器人只能在同一層面的幾個(gè)房間清掃作業(yè)，只能在樓上，或樓下清掃，不能對(duì)樓上樓下全部房間清掃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：掃地機(jī)器人的爬樓裝置，是一種與掃地機(jī)器人配套用于上、下樓梯的裝置。爬樓裝置包括主爬行機(jī)構(gòu)、附爬行機(jī)構(gòu)、主機(jī)架、附機(jī)架、底板、擋攔裝置、轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)、檢測(cè)器、蓄電池、控制系統(tǒng)。附機(jī)架后端鉸連在主機(jī)架前端，能繞鉸連軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。附機(jī)架與主機(jī)架之間安裝有轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)。底板安裝在主機(jī)架下方。擋攔裝置的擋板鉸連在底板后端，能繞鉸鏈向上轉(zhuǎn)動(dòng)收起、向下轉(zhuǎn)動(dòng)著地。主爬行機(jī)構(gòu)安裝在主機(jī)架上，附爬行機(jī)構(gòu)安裝在附機(jī)架上。爬樓裝置與掃地機(jī)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(dǎo)航功能。掃地機(jī)器人要上、下樓梯時(shí)，擋板放下著地，掃地機(jī)器人經(jīng)擋板爬到底板上，然后擋板轉(zhuǎn)動(dòng)向上收起攔住掃地機(jī)器人，爬樓裝置承載掃地機(jī)器人上、下樓梯完成后，擋板放下，掃地機(jī)器人經(jīng)擋板爬到地板上。附機(jī)架和主機(jī)架下方安裝有檢測(cè)器?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)爬樓裝置上、下樓梯時(shí)檢測(cè)器檢測(cè)到的自身位置所經(jīng)過的梯步序號(hào)，經(jīng)過處理后，即指令轉(zhuǎn)折電機(jī)調(diào)整附爬行機(jī)構(gòu)與主爬行機(jī)構(gòu)之間的角度。爬樓裝置不使用時(shí)，附機(jī)架向上收起，停放到指定位置，減少占地空間。轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)銷、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)，轉(zhuǎn)折電機(jī)安裝在主機(jī)架前端的支架上，轉(zhuǎn)柄一端連接在轉(zhuǎn)折電機(jī)的輸出軸上，另一端用轉(zhuǎn)銷固定連接在附機(jī)架后端。主爬行機(jī)構(gòu)和附爬行機(jī)構(gòu)由各自的履帶、驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。擋攔裝置由擋攔電機(jī)、絞輪、拉繩、支架、擋板、扭簧組成。掃地機(jī)器人的控制系統(tǒng)中有自動(dòng)爬上底板、爬下底板的功能。

本發(fā)明是對(duì)現(xiàn)有掃地機(jī)器人配套的一套專用爬樓裝置，以下簡(jiǎn)稱爬樓裝置。掃地機(jī)器人以下簡(jiǎn)稱機(jī)器人。爬樓裝置的主框架由主機(jī)架、附機(jī)架組成，主機(jī)架和附機(jī)架兩邊各自安裝有一套履帶式爬行機(jī)構(gòu)。履帶式爬行機(jī)構(gòu)本身是現(xiàn)有技術(shù)。附機(jī)架后端鉸連在主機(jī)架前端。附機(jī)架與主機(jī)架之間安裝有轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)銷、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)。主機(jī)架前端的支架上安裝有轉(zhuǎn)折電機(jī)，主機(jī)架前端的鉸鏈中心與轉(zhuǎn)折電機(jī)輸出軸中心同軸線。轉(zhuǎn)折電機(jī)的輸出軸上連接有轉(zhuǎn)柄，轉(zhuǎn)柄另一端用轉(zhuǎn)銷連接在附機(jī)架后端。當(dāng)轉(zhuǎn)折電機(jī)正反轉(zhuǎn)，即使轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)附機(jī)架和附爬行機(jī)構(gòu)上、下轉(zhuǎn)動(dòng)，可以改變附爬行機(jī)構(gòu)與主爬行機(jī)構(gòu)的角度。

附機(jī)架和主機(jī)架下方安裝有檢測(cè)器，通過圖像或者測(cè)距檢測(cè)，可以把檢測(cè)器所在位置在上樓或下樓中經(jīng)過的梯步序號(hào)傳入控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)即根據(jù)該信號(hào)經(jīng)計(jì)算處理后，指令轉(zhuǎn)折電機(jī)調(diào)整附爬行機(jī)構(gòu)與主爬行機(jī)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(jí)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(jī)架中間下方，適當(dāng)高于地面。擋攔裝置由擋攔電機(jī)、絞輪、拉繩、支架、擋板、扭簧組成。擋板鉸連在底板后端，擋板與底板的鉸鏈軸上安裝有扭簧，扭簧作用是向外推壓擋板。擋攔電機(jī)固定在主機(jī)架后端側(cè)邊連接的支架上，擋欄電機(jī)上安裝有絞輪。拉繩一端固定在絞輪上，另一端固定在擋板上。爬樓裝置與機(jī)器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有導(dǎo)航功能，即具有從其指定停放地點(diǎn)到樓梯處的路線識(shí)別功能。

機(jī)器人要上、下樓梯，先給爬樓裝置一個(gè)無線信號(hào)，爬樓裝置收到信號(hào)后即和機(jī)器人都到樓梯上或樓梯下面會(huì)合。隨后，爬樓裝置的擋攔電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使拉繩放松，擋板在扭簧作用下轉(zhuǎn)動(dòng)著地。扭簧的彈力剛好推擋板著地。機(jī)器人自動(dòng)經(jīng)擋板爬到底板上。然后，擋攔電機(jī)反轉(zhuǎn)，絞輪拉動(dòng)拉繩拉起擋板成直立狀態(tài)，擋住機(jī)器人。爬樓裝置上、下樓梯后，擋板放下著地，機(jī)器人經(jīng)擋板爬到地板上。

爬樓裝置不使用時(shí)，移動(dòng)到指定停放位置。附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)在于：1、在主機(jī)架中間下方安裝底板，底板后端設(shè)置擋攔裝置。擋板放下著地時(shí)，機(jī)器人能方便爬上底板、爬下底板。爬樓梯時(shí)，擋板收起可以擋住機(jī)器人，機(jī)器人不會(huì)因主機(jī)架傾斜而掉下來。2、附機(jī)架可以繞主機(jī)架前端的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)。爬樓梯時(shí)，可以改變附機(jī)架與主機(jī)架之間的角度，方便上、下樓梯。不使用時(shí)，附機(jī)架向上轉(zhuǎn)動(dòng)收起直立、靠墻，大大減少占用空間。3、機(jī)器人的控制系統(tǒng)有自動(dòng)爬上、爬下樓梯的功能，機(jī)器人能自動(dòng)爬上、爬下樓梯。4、爬樓裝置具有與機(jī)器人相互無線聯(lián)系的功能和導(dǎo)航功能，能方便與機(jī)器人配合隨時(shí)上樓與下樓。解決了現(xiàn)有家用掃地機(jī)器人不能上、下樓的難題。

附圖說明

圖1是掃地機(jī)器人的爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是主、附機(jī)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是附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立情況圖。

附圖中：樓梯1、支架2、轉(zhuǎn)折電機(jī)3、導(dǎo)輪4、驅(qū)動(dòng)輪5、履帶6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、附機(jī)架8、輸入面板9、檢測(cè)器10、轉(zhuǎn)銷11、轉(zhuǎn)柄12、掃地機(jī)器人13、主機(jī)架14、底板15、擋板16、地面17、蓄電池18、扭簧19、擋攔電機(jī)20、絞輪21、拉繩22、墻壁23。

具體實(shí)施方式

圖1中，是掃地機(jī)器人的爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，也是爬樓裝置帶著機(jī)器人剛開始爬樓，附爬行機(jī)構(gòu)已經(jīng)搭在第一級(jí)樓梯上的情況圖。爬樓裝置是履帶式爬樓結(jié)構(gòu)。附機(jī)架8兩邊后端鉸連在主機(jī)架14兩邊前端。主爬行機(jī)構(gòu)與附爬行機(jī)構(gòu)都由履帶6、導(dǎo)輪4、驅(qū)動(dòng)輪5、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7組成。主機(jī)架14上安裝主爬行機(jī)構(gòu)，附機(jī)架8上安裝附爬行機(jī)構(gòu)，主、附機(jī)架兩邊前端或后端，安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)7。主爬行機(jī)構(gòu)與附爬行機(jī)構(gòu)之間的角度可以調(diào)整。導(dǎo)輪4和驅(qū)動(dòng)輪5都安裝在主、附機(jī)架兩邊，履帶6是橡膠履帶，安裝在導(dǎo)輪4和驅(qū)動(dòng)輪5上。附機(jī)架8后端用轉(zhuǎn)銷11連接固定有轉(zhuǎn)柄12。轉(zhuǎn)折電機(jī)3的殼體安裝在曲形的支架2上。曲形的支架2固定在主機(jī)架14前方。轉(zhuǎn)折電機(jī)3輸出軸上安裝固定有轉(zhuǎn)柄12。

底板15安裝在主機(jī)架中間下方。底板15后端鉸連有擋板16。圖1中，掃地機(jī)器人13停放在底板15上，擋板16已直立擋住掃地機(jī)器人13。為圖面清晰，圖1中未顯示擋板相關(guān)收放裝置結(jié)構(gòu)。

圖2中，是主、附機(jī)架結(jié)構(gòu)和部分連接件安裝情況圖。主機(jī)架14、附機(jī)架8兩邊都有輪架，輪架用來安裝主、附爬行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)輪。附機(jī)架前端畫出了驅(qū)動(dòng)電機(jī)7，并只畫出了一個(gè)導(dǎo)輪4。附機(jī)架兩邊的輪架后端鉸連在主機(jī)架兩邊的輪架前端，鉸連中心軸銷分別固定在輪架前端兩邊。主機(jī)架兩邊的輪架前方固定有一根曲形的支架2。曲形支架兩頭固定在主機(jī)架兩邊輪架上，主要是讓出轉(zhuǎn)折電機(jī)位置。曲形支架上靠近輪架處安裝固定有轉(zhuǎn)折電機(jī)3，轉(zhuǎn)折電機(jī)3輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)柄12。主機(jī)架和附機(jī)架的鉸鏈中心與轉(zhuǎn)折電機(jī)的輸出軸中心同軸線。附機(jī)架兩邊的輪架后端內(nèi)側(cè)固定有轉(zhuǎn)銷11。轉(zhuǎn)柄的另一端套在轉(zhuǎn)銷上。轉(zhuǎn)折電機(jī)正反轉(zhuǎn)，即帶動(dòng)轉(zhuǎn)柄正反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)附機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。主機(jī)架兩邊的輪架下方安裝固定有底板15，底板下方是兩邊輪架之間的連塊，圖2中未畫出連塊。底板15后端鉸連有擋板16，擋板16可以上、下轉(zhuǎn)動(dòng)。底板前方靠近主機(jī)架輪架位置設(shè)置有蓄電池18。

主機(jī)架和附機(jī)架上安裝有檢測(cè)器10。圖2中的附機(jī)架上安裝有檢測(cè)器10和輸入面板9。主機(jī)架的輪架前方下方安裝有一個(gè)檢測(cè)器10，以下叫主檢測(cè)器，附機(jī)架輪架上的檢測(cè)器叫附檢測(cè)器。

主機(jī)架后端有擋欄裝置。底板15與擋板16之間的鉸鏈軸銷端頭安裝有扭簧19。扭簧19始終推壓擋板向外轉(zhuǎn)。主機(jī)架后方的上方安裝有支架2，支架2上方安裝一個(gè)擋攔電機(jī)20。擋攔電機(jī)20軸上安裝一個(gè)絞輪21。擋攔電機(jī)所在位置高于主爬行機(jī)構(gòu)的履帶上方，不占據(jù)底板上方空間。拉繩22一端連接固定在絞輪21上，另一端連接在擋板16側(cè)邊。擋攔電機(jī)正轉(zhuǎn)，即拉擋板向上轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)折電機(jī)反轉(zhuǎn)、放松，扭簧即推擋板向下轉(zhuǎn)動(dòng)著地，扭簧彈力大小是使擋板剛好著地即可。

圖3、圖4、圖5、圖6中，是爬樓裝置上樓梯過程圖，同時(shí)結(jié)合圖1敘述。機(jī)器人要上樓梯時(shí)，先給爬樓裝置發(fā)出一個(gè)信號(hào)，爬樓裝置收到信號(hào)后即與機(jī)器人都在樓梯下面會(huì)合。爬樓裝置的擋板放下著地。機(jī)器人經(jīng)擋板爬上底板。然后，擋攔裝置使底板向上轉(zhuǎn)動(dòng)立起，擋住機(jī)器人。上樓時(shí)，附爬行機(jī)構(gòu)先搭在第一級(jí)樓梯1的棱邊上，如圖1所示。爬樓裝置隨即向上爬樓梯。當(dāng)主檢測(cè)器檢測(cè)到所在位置經(jīng)過最后一級(jí)樓梯1時(shí)，如圖3所示，附爬行機(jī)構(gòu)即向下轉(zhuǎn)動(dòng)，附爬行機(jī)構(gòu)前方落在樓梯上方的地面17上，爬樓裝置繼續(xù)向前走，附爬行機(jī)構(gòu)隨主爬行機(jī)構(gòu)的上升改變一個(gè)角度，如圖4所示。當(dāng)主爬行機(jī)構(gòu)完全爬上最后一級(jí)樓梯時(shí)，主爬行機(jī)構(gòu)仍在地面上行走，如圖5所示。當(dāng)爬樓裝置后端有適當(dāng)空間，這時(shí)附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使主、附爬行機(jī)構(gòu)全部著地，附爬行機(jī)構(gòu)繼續(xù)向上轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6所示。隨后擋板放下，機(jī)器人經(jīng)過擋板爬到樓上的地面17上進(jìn)行清掃工作。爬樓裝置處于待命狀態(tài)，供機(jī)器人下樓時(shí)使用，或爬樓裝置可回到指定位置待命。

機(jī)器人下樓過程與上樓過程相反，是一個(gè)逆向過程。即其順序是如圖6、圖5、圖4、圖3、圖1的順序。

機(jī)器人要下樓梯時(shí)，先給爬樓裝置發(fā)出一個(gè)信號(hào)，爬樓裝置與機(jī)器人都在樓梯上面會(huì)合。爬樓裝置的擋板放下著地。機(jī)器人經(jīng)擋板爬上底板。擋攔裝置使底板向上轉(zhuǎn)動(dòng)立起，擋住機(jī)器人，如圖6所示。下樓時(shí)，主爬行機(jī)構(gòu)在前，倒退爬行。附爬行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到圖5位置，爬樓裝置向樓梯前進(jìn)，爬下樓梯，如圖4所示。附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示。爬樓裝置繼續(xù)爬下樓梯，最后到達(dá)樓梯下面的地面上，如圖1所示。下樓過程結(jié)束。

圖7中，是附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立情況圖。爬樓裝置不使用時(shí)，停放在指定位置，附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立，靠近墻壁23，占用空間很小。

爬樓裝置與機(jī)器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有自動(dòng)導(dǎo)航功能，即有從樓梯到指定停放點(diǎn)之間路線的識(shí)別功能。