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1、(10)申请公布号 CN 103722555 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103722555 A (21)申请号 201210387224.3 (22)申请日 2012.10.12 B25J 11/00(2006.01) B25J 13/08(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (71)申请人 科沃斯机器人科技 （苏州） 有限公司 地址 215168 江苏省苏州市吴中区石湖西路 108 号 (72)发明人 王学斌 孙奇 (74)专利代理机构 北京信慧永光知识产权代理 有限责任公司 11290 代理人 姚垚 项荣 (54) 发明名称 自移动机器人 (。
2、57) 摘要 一种自移动机器人， 包括相互连接的功能处 理部 （200） 和移动部 （100） ， 通过控制部控制移动 部 （100）行走并实现功能处理部 （200）的作业， 所述的功能处理部 （200） 的顶部设有摄像头组件 （300） ， 在所述的功能处理部 （200） 和摄像头组件 （300） 之间设有摆动装置 （400） ， 所述摄像头组件 （300） 在摆动装置 （400） 的带动下， 相对于功能处 理部 （200） 摆动。本发明通过设置在功能处理部 和摄像头之间的摆动装置， 实现了摄像头相对于 功能处理部的摆动， 结构简单， 动作稳定， 扩大了 自移动机器人的视野。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103722555 A CN 103722555 A 1/2 页 2 1. 一种自移动机器人， 包括相互连接的功能处理部 （200） 和移动部 （100） ， 通过控制部 控制移动部 （100） 行走并实现功能处理部 （200） 的作业， 所述的功能处理部 （200） 的顶部设 有摄像头组件 （300） ， 其特征在于， 在所述的功能处理部 （200） 和摄像头组件 （300） 之间设 有摆动装置 （400） ，。
4、 所述摄像头组件 （300） 在摆动装置 （400） 的带动下， 相对于功能处理部 （200） 摆动。 2. 如权利要求 1 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的摆动装置 （400） 主要包括推 动组件和旋转支架组件， 所述推动组件设置在所述旋转支架组件的下方并与所述旋转支架 组件的一端连接， 所述摄像头组件 （300） 与所述旋转支架组件相连， 所述摄像头组件 （300） 在所述推动组件的带动下， 跟随旋转支架组件旋转。 3. 如权利要求 2 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述旋转支架组件主要包括旋转 支架 （9） 和旋转支架轴 （8） ， 旋转支架轴 （8） 穿设在旋转支架 （。
5、9） 的芯部 ； 所述推动组件主要包括偏心凸轮 （5） 和小齿轮 （4） ； 旋转支架 （9） 的下方设有凸轮固定架 （1） ， 旋转支架 （9） 通过旋转支架轴 （8） 固定在凸 轮固定架 （1） 上 ； 偏心凸轮 （5） 固定在凸轮固定架 （1） 的一侧， 凸轮轴 （51） 与旋转支架轴 （8） 的设置方 向在同一平面上的投影相交， 偏心凸轮 （5） 的轮缘置于旋转支架 （9） 一端的下方 ； 凸轮固定架 （1） 上设电机 （2） 和与其相连的小齿轮 （4） ， 所述小齿轮 （4） 的轮齿和偏心 凸轮 （5） 内侧设置的轮齿相互啮合 ； 所述的凸轮固定架 （1） 的两侧还分别设有复位弹簧 。
6、（11） ， 所述复位弹簧 （11） 的两端分 别与凸轮固定架 （1） 和旋转支架 （9） 相连。 4. 如权利要求 2 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述推动组件为升降支架机构， 所 述升降支架机构中升降支架的伸缩带动旋转支架组件绕旋转支架轴旋转 ； 或者， 所述推动组件为齿轮齿条伸缩机构， 齿条伸缩机构中的齿条伸缩带动旋转支架 组件绕旋转支架轴旋转。 5. 如权利要求 3 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的旋转支架 （9） 内设有凹槽 （91） ， 在凹槽 （91） 内部设有头部撞板支架组件 （12） ， 所述的头部撞板支架组件 （12） 上方通 过插接件 （16） 与所述摄。
7、像头组件 （300） 相连。 6. 如权利要求 5 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的凹槽 （91） 中心设有凸柱 （93） ， 凸柱 （93） 上套设减振弹簧 （15） ， 所述减振弹簧 （15） 的上、 下两端分别与所述旋转支 架 （9） 和所述插接件 （16） 相抵顶。 7. 如权利要求 3 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的旋转支架 （9） 上还设有防 跌落开关线路板组件 （13） ， 与所述控制部相连， 所述减震弹簧 （15） 支撑头部撞板支架组件 （12） 伸缩， 当摄像头组件 （12） 顶部碰撞障碍物时， 头部撞板支架组件 （12） 被压下降， 触动 跌落开关 （。
8、131） ， 输出信号给所述控制部。 8. 如权利要求 1 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的摆动装置 （400） 通过升降机 构 （500） 与所述功能处理部相连， 所述的摆动装置 （400） 与升降机构 （500） 的顶部相连并随 之进行升降动作， 升降机构 （500） 的底部固定在所述功能处理部 （200） 上 ； 所述的升降机构 （500） 包括相互连接可伸长或压缩进行升降的支架或者套筒。 9. 如权利要求 3 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述的旋转支架轴 （8） 通过支座 权 利 要 求 书 CN 103722555 A 2 2/2 页 3 （110） 固定支撑在所述。
9、凸轮固定架 （1） 上， 旋转支架轴 （8） 的两端通过卡扣 （7） 与支座 （110） 连接定位 ； 支座 （110） 的高度小于所述偏心凸轮 （5） 的最大半径。 10. 如权利要求 3 所述的自移动机器人， 其特征在于， 所述旋转支架 （9） 上设有定位槽 （92） ， 所述头部撞板支架组件 （12） 上对应设置有定位销 （121） ， 所述的定位销 （121） 插入定 位槽 （92） 中， 其端部通过卡扣 （7） 连接定位。 权 利 要 求 书 CN 103722555 A 3 1/4 页 4 自移动机器人 技术领域 0001 本发明涉及一种自移动机器人， 属于小型家电制造技术领域。 。
10、背景技术 0002 自移动机器人是一种常用的小型家电， 以其体积小巧、 运动灵活的优点得到了广 泛的应用。为了对其自移动的行走范围进行有效地监测， 现有的自移动机器人通常在功能 处理部的顶部设有图像撷取装置， 比如 ： 摄像头。 但由于现有摄像头通常的设置方式是固定 不动的， 使摄像范围的大小与自移动机器人的运动方式直接相关。自移动机器人可以通过 直行和拐弯等不同的运动方式确定不同的摄像范围。但是， 由于摄像头是固定在功能处理 部顶部的， 因此， 摄像头高出于功能处理部上表面的高度是不变的， 摄像头就只能在这个高 度面上进行拍摄， 严重限制了摄像头的摄像范围。 发明内容 0003 本发明所要解。
11、决的技术问题在于针对现有技术的不足， 提供一种自移动机器人， 通过设置在功能处理部和摄像头之间的摆动装置， 实现了摄像头相对于功能处理部的摆 动， 结构简单， 动作稳定， 扩大了自移动机器人的视野。 0004 本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的 ： 0005 一种自移动机器人， 包括相互连接的功能处理部和移动部， 通过控制部控制移动 部行走并实现功能处理部的作业， 所述的功能处理部的顶部设有摄像头组件， 在所述的功 能处理部和摄像头组件之间设有摆动装置， 所述摄像头组件在摆动装置的带动下， 相对于 功能处理部摆动。 0006 所述的摆动装置主要包括推动组件和旋转支架组件， 所述。
12、推动组件设置在所述旋 转支架组件的下方并与所述旋转支架组件的一端连接， 所述摄像头组件与所述旋转支架组 件相连， 所述摄像头组件在所述推动组件的带动下， 跟随旋转支架组件旋转。 0007 具体来说， 所述旋转支架组件主要包括旋转支架和旋转支架轴， 旋转支架轴穿设 在旋转支架的芯部 ； 所述推动组件主要包括偏心凸轮和小齿轮 ； 旋转支架的下方设有凸轮 固定架， 旋转支架通过旋转支架轴固定在凸轮固定架上 ； 偏心凸轮固定在凸轮固定架的一 侧， 凸轮轴与旋转支架轴的设置方向同一平面上的投影相交， 偏心凸轮的轮缘置于旋转支 架一端的下方 ； 凸轮固定架上设电机和与其相连的小齿轮， 所述小齿轮的轮齿和偏。
13、心凸轮 内侧设置的轮齿相互啮合 ； 所述的凸轮固定架的两侧还分别设有复位弹簧， 所述复位弹簧 的两端分别与凸轮固定架和旋转支架相连。 0008 根据需要， 所述推动组件可以采用不同的结构形式， 可以为所述推动组件为升降 支架机构， 所述升降支架机构中升降支架的伸缩带动旋转支架组件绕旋转支架轴旋转 ； 0009 或者， 所述推动组件为齿轮齿条伸缩机构， 齿条伸缩机构中的齿条伸缩带动旋转 支架组件绕旋转支架轴旋转。 0010 为了将头部撞板支架组件稳固定位， 所述的旋转支架内设有凹槽， 在凹槽内部设 说 明 书 CN 103722555 A 4 2/4 页 5 有头部撞板支架组件， 所述的头部撞板。
14、支架组件上方通过插接件与所述摄像头组件相连。 0011 为了防止碰撞， 所述的凹槽中心设有凸柱， 凸柱上套设减振弹簧， 所述减振弹簧的 上、 下两端分别与所述旋转支架和所述插接件相抵顶。 0012 另外， 所述的旋转支架上还设有防跌落开关线路板组件， 与所述控制部相连， 所述 减震弹簧支撑头部撞板支架组件伸缩， 当摄像头组件顶部碰撞障碍物时， 头部撞板支架组 件被压下降， 触动跌落开关， 输出信号给所述控制部。 0013 为了使摄像头在摆动的同时兼具升降功能， 所述的摆动装置通过升降机构与所述 功能处理部相连， 所述的摆动装置与升降机构的顶部相连并随之进行升降动作， 升降机构 的底部固定在所述。
15、功能处理部上 ； 所述的升降机构包括相互连接可伸长或压缩进行升降的 支架或者套筒。 0014 为了给偏心凸轮留有适当的工作空间， 所述的旋转支架轴通过支座固定支撑在所 述凸轮固定架上， 旋转支架轴的两端通过卡扣与支座连接定位 ； 支座的高度小于所述偏心 凸轮的最大半径。 0015 为了使头部撞板支架组件在旋转支架上有效定位， 所述旋转支架上设有定位槽， 所述头部撞板支架组件上对应设置有定位销， 所述的定位销插入定位槽中， 其端部通过卡 扣连接定位。 0016 综上所述， 本发明提供一种自移动机器人， 通过设置在功能处理部和摄像头之间 的摆动装置， 实现了摄像头相对于功能处理部的摆动， 结构简单。
16、， 动作稳定， 扩大了自移动 机器人的视野。 0017 下面结合附图和具体实施例， 对本发明的技术方案进行详细地说明。 附图说明 0018 图 1 为本发明自移动机器人的整体结构示意图 ； 0019 图 2 为本发明摆动装置各个部件的装配爆炸图。 具体实施方式 0020 图 1 为本发明自移动机器人的整体结构示意图。如图 1 所示， 本发明提供一种自 移动机器人， 包括相互连接的功能处理部 200 和移动部 100， 通过控制部 （图中未示出） 控制 移动部 100 行走并实现功能处理部 200 的作业。所述的功能处理部 200 的顶部设有摄像头 组件 300， 在所述的功能处理部 200 和。
17、摄像头组件 300 之间设有摆动装置 400。所述摄像头 组件 300 在摆动装置 400 的带动下， 相对于功能处理部 200 摆动。 0021 为了实现摄像头组件 300 在摆动装置 400 的带动下， 相对于功能处理部 200 的摆 动， 所述的摆动装置 400 应当主要包括推动组件和旋转支架组件。所述推动组件设置在所 述旋转支架组件的下方并与所述旋转支架组件的一端连接， 所述摄像头组件 300 与所述旋 转支架组件相连， 所述摄像头组件 300 在所述推动组件的带动下， 跟随旋转支架组件旋转。 为了实现上述的功能， 实际上， 所述推动组件可以采用不同的结构形式， 例如 ： 可以采用升 。
18、降支架机构， 所述升降支架机构中升降支架的伸缩带动旋转支架组件绕旋转支架轴旋转 ； 或者， 所述推动组件还可以采用齿轮齿条伸缩机构， 齿条伸缩机构中的齿条伸缩带动旋转 支架组件绕旋转支架轴旋转。摄像头组件 300 的摆动， 本质上就是旋转支架组件绕轴的旋 说 明 书 CN 103722555 A 5 3/4 页 6 转运动， 因此， 除了采用上述的升降支架的伸缩功能推动绕轴旋转、 齿轮齿条伸缩模块、 气 泵伸缩机构等结构形式之外， 还可以采用偏心凸轮推动旋转的方案。 0022 图 2 为本发明摆动装置各个部件的装配爆炸图。具体来说， 如图 2 所示的实施例 中， 所述旋转支架组件主要包括旋转支。
19、架 9 和旋转支架轴 8， 旋转支架轴 8 穿设在旋转支架 9 的芯部。所述推动组件主要包括偏心凸轮 5 和小齿轮 4。旋转支架 9 的下方设有凸轮固 定架 1， 旋转支架 9 通过旋转支架轴 8 固定在凸轮固定架 1 上。偏心凸轮 5 固定在凸轮固定 架 1 的一侧， 凸轮轴 51 与旋转支架轴 8 的设置方向同一平面上的投影相交， 优选的设置方 式是两者相互垂直。偏心凸轮 5 的轮缘置于旋转支架 9 一端的下方。凸轮固定架 1 上设电 机 2 和与其相连的小齿轮 4， 所述小齿轮 4 的轮齿和偏心凸轮 5 内侧设置的轮齿相互啮合。 所述的凸轮固定架1的两侧还分别设有复位弹簧11， 所述复位。
20、弹簧11的两端分别与凸轮固 定架 1 和旋转支架 9 相连。在图 2 所示的实施例中， 复位弹簧采用的是拉簧， 当然， 根据需 要， 设置在此处的复位弹簧 11 也可以是压簧。为了使旋转支架 9 两侧的回复力平衡， 可以 将复位弹簧 11 的成对设置在旋转支架 9 上。 0023 为了给偏心凸轮 5 留有适当的工作空间， 所述的旋转支架轴 8 通过支座 110 固定 支撑在所述凸轮固定架 1 上， 旋转支架轴 8 的两端通过卡扣 7 与支座 110 连接定位。为了 使偏心凸轮 5 在旋转的过程中， 能够实现对旋转支架 9 的顶起和释放， 实现旋转支架 9 绕旋 转支架轴 8 的旋转， 从而带动。
21、摄像头组件 300 的摆动， 支座 110 设置的高度应当小于所述偏 心凸轮 5 的最大半径。 0024 另外， 如图 1 并结合图 2 所示， 摄像头组件 300 的摆动方向， 实质上与头部撞板支 架组件 12 在旋转支架 9 上的安装位置有关， 更确切地说， 摄像头组件 300 中摄像头的安装 方向与旋转支架 9 的旋转支架轴 8 的设置位置有关。当两者方向一致或平行时， 摄像头为 左、 右摆动 ； 当两者方向垂直时， 摄像头为上、 下摆动。 当然， 也可以根据实际的需要， 通过调 整安装位置来实现特定的摆动角度和范围。 0025 为了将头部撞板支架组件 12 稳固定位， 所述的旋转支架 。
22、9 内设有凹槽 91， 凹槽 91 的形状与头部撞板支架组件 12 的外形对应设置， 头部撞板支架组件 12 的底部嵌设在凹槽 91 内。为了使头部撞板支架组件 12 在旋转支架 9 上有效定位， 所述旋转支架 9 上设有定位 槽 92， 所述头部撞板支架组件 12 上对应设置有定位销 121， 所述的定位销 121 插入定位槽 92 中， 其端部通过卡扣 7 连接定位。所述的头部撞板支架组件 12 上方通过插接件 16 与所 述摄像头组件 300 相连。为了防止碰撞， 在旋转支架 9 的凹槽 91 中心设有凸柱 93， 凸柱 93 上套设减振弹簧 15， 减振弹簧 15 的上、 下两端分别与。
23、旋转支架 9 和插接件 16 相抵顶。因 此， 头部撞板组件12的主要作用就是为了方便安装摄像头组件12， 通过插接件16和减震弹 簧 15 的设置， 在使用过程中减震或者防撞损坏， 从而提高摄像头组件 300 的使用安全性。 0026 另外， 所述的旋转支架 9 上还设有防跌落开关线路板组件 13， 与所述控制部相连， 由于设置了减震弹簧 15， 可以支撑头部撞板支架组件 12 有微量的伸缩， 在自移动机器人的 工作过程中， 当摄像头组件 300 摆动时， 其顶部遇撞障碍物并与其发生碰撞后， 头部撞板支 架组件 12 被压产生微量下降， 此时便会触动跌落开关 131， 输出信号给所述控制部，。
24、 控制自 移动机器人的移动部100执行后退之类的保护动作， 以免摄像头组件300因碰撞带来破坏。 0027 为了使摄像头组件 300 在摆动的同时兼具升降功能， 所述的摆动装置 400 通过升 降机构 500 与所述功能处理部 200 相连， 所述的摆动装置 400 与升降机构 500 的顶部相连 说 明 书 CN 103722555 A 6 4/4 页 7 并随之进行升降动作， 升降机构 500 的底部固定在所述功能处理部 200 上。所述的升降机 构 500 包括相互连接可伸长或压缩进行升降的支架或者套筒。 0028 如图 2 并结合图 1 所示， 本发明自移动机器人上的摆动装置具体的工作。
25、过程是这 样的 ： 0029 当需要摄像头组件300摆动时， 启动电机2， 电机2带动小齿轮4旋转， 小齿轮4上 的齿轮通过与偏心凸轮 5 一侧设置的齿轮相互啮合， 从而带动偏心齿轮 5 转动。当偏心齿 轮5半径较小的一侧旋转到旋转支架9的下方时， 摆动装置保持不动。 当偏心齿轮5半径较 大的一侧旋转到旋转支架 9 的下方时， 偏心齿轮 5 的顶端将旋转支架 9 的一侧顶起， 使其以 旋转支架轴 8 为中心发生旋转。由于头部撞板支架组件 12 是通过定位槽 91 和定位销 121 的相互插接方式彼此固定在一起的， 因此， 旋转支架 9 发生旋转， 同时带动头部撞板支架组 件 12 一并发生旋转。
26、， 进而使通过插接件 16 连接在头部撞板支架组件 12 上的摄像头 300 相 对于功能处理部 200 发生摆动。当偏心齿轮 5 半径小的一侧重新旋转到旋转支架 9 的下方 时， 旋转支架 9 之前向上翻转的一侧在复位弹簧的弹力作用下复位， 回到起始位置。当然， 在摆动的过程中， 也可以通过控制部对电机 2 进行控制， 使其能够停留在摆动的任意位置。 0030 综上所述， 本发明通过设置在功能处理部和摄像头之间的摆动装置， 实现了摄像 头相对于功能处理部的摆动， 结构简单， 动作稳定， 扩大了自移动机器人的视野。 说 明 书 CN 103722555 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103722555 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103722555 A 9 。