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

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。現(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)器人的專用爬樓裝置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：掃地機(jī)器人的專用爬樓裝置，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、擋板、轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)、檢測(cè)器、控制系統(tǒng)。附機(jī)架與主機(jī)架之間安裝有轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)，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)。主機(jī)架下方安裝有底板，底板后端連接固定有擋板。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。轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)鏈輪、附鏈輪、主齒輪、附齒輪、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)、鏈條。主齒輪安裝固定在主機(jī)架前端，附齒輪安裝在附機(jī)架后端，主齒輪與附齒輪嚙合。傳動(dòng)鏈輪安裝在轉(zhuǎn)折電機(jī)上，轉(zhuǎn)折電機(jī)安裝在附機(jī)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(dòng)鏈輪上安裝有鏈條。掃地機(jī)器人要上、下樓梯時(shí)，附機(jī)架向上轉(zhuǎn)動(dòng)，掃地機(jī)器人經(jīng)附機(jī)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(jī)器人上、下樓梯完成后，附機(jī)架向上轉(zhuǎn)動(dòng)，掃地機(jī)器人經(jīng)附機(jī)架下方中間空間爬到地板上。主機(jī)架下方安裝有檢測(cè)器。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。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。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，以下簡稱爬樓裝置。掃地機(jī)器人以下簡稱機(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)。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)由傳動(dòng)鏈輪、附鏈輪、主齒輪、附齒輪、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)、鏈條組成。主機(jī)架前端安裝固定有主齒輪，主齒輪與主機(jī)架之間不能轉(zhuǎn)動(dòng)。主機(jī)架前端的鉸鏈中心與主齒輪中心同軸線。附機(jī)架后端安裝有附齒輪，附齒輪可以與附機(jī)架相互轉(zhuǎn)動(dòng)。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(jī)架后端的支架上安裝有轉(zhuǎn)折電機(jī)。轉(zhuǎn)折電機(jī)上安裝有傳動(dòng)鏈輪。附鏈輪與傳動(dòng)鏈輪由鏈條傳動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)折電機(jī)正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)附鏈輪及附齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在主齒輪的反作用力下使整個(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。

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。底板前端制成斜面，方便機(jī)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(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。附機(jī)架向上轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。機(jī)器人自動(dòng)經(jīng)附機(jī)架下方中間空間爬到底板上。然后，上樓裝置承載機(jī)器人上、下樓梯后，附機(jī)架上轉(zhuǎn)，機(jī)器人經(jīng)附機(jī)架下方中間空間爬到地板上。

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)置擋板。爬樓梯時(shí)，擋板可以擋住機(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、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。4、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。

附圖說明

圖1是掃地機(jī)器人的專用爬樓裝置的整體結(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是爬樓裝置上樓梯過程圖。

附圖中：附機(jī)架1、履帶2、蓄電池3、導(dǎo)輪4、驅(qū)動(dòng)輪5、墻壁6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、輸入面板8、掃地機(jī)器人9、底板10、擋板11、主機(jī)架12、地板13、支架14、傳動(dòng)鏈輪15、轉(zhuǎn)折電機(jī)16、鏈條17、主齒輪18、檢測(cè)器19、附齒輪20、附鏈輪21、樓梯22。

具體實(shí)施方式

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

底板10安裝在主機(jī)架中間下方。底板10后端連接有擋板11。圖1中，掃地機(jī)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(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6，占用空間很小。

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12、附機(jī)架1兩邊都有輪架，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)架兩邊的輪架后端即圖1中的下端鉸連在主機(jī)架兩邊的輪架前端，鉸連中心軸銷分別固定在主機(jī)架輪架前端兩邊。主機(jī)架12前端安裝固定有主齒輪18，主齒輪軸心與主、附機(jī)架的鉸鏈中心同軸線。主齒輪與主機(jī)架不能相互轉(zhuǎn)動(dòng)。附機(jī)架后端安裝有附齒輪20，附齒輪可以與附機(jī)架相互轉(zhuǎn)動(dòng)。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(jī)架上固定的同一軸銷上。附機(jī)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(jī)16，轉(zhuǎn)折電機(jī)16上安裝有傳動(dòng)鏈輪15。傳動(dòng)鏈輪15和附鏈輪21之間安裝有鏈條17。轉(zhuǎn)折電機(jī)正反轉(zhuǎn)，即帶動(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(jī)架上設(shè)置有蓄電池3和輸入面板8。圖2中，主機(jī)架的輪架前方下方安裝有一個(gè)檢測(cè)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(jī)。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。附機(jī)架向上轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)出下方空間。機(jī)器人經(jīng)附機(jī)架下方中間空間爬上底板。機(jī)器人爬進(jìn)底板到位，被擋板擋住。上樓時(shí)，附爬行機(jī)構(gòu)先搭在第一級(jí)樓梯22的棱邊上，如圖3所示。爬樓裝置隨即向上爬樓梯。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到所在位置經(jīng)過最后一級(jí)樓梯22時(shí)，如圖4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板13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5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)仍在地板上行走一段距離，如圖6所示。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7所示。機(jī)器人經(jīng)過附機(jī)架下方中間空間爬到樓上的地板13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7、圖6、圖5、圖4、圖3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。附機(jī)架上轉(zhuǎn)，機(jī)器人經(jīng)附機(jī)架下方中間空間爬上底板，如圖7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6位置，爬樓裝置向樓梯前進(jìn)，爬下樓梯，如圖5所示。附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4所示。爬樓裝置繼續(xù)爬下樓梯，最后到達(dá)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(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，即從樓梯到指定停放點(diǎn)之間路線的識(shí)別功能。