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

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(hù)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)器人配套的爬樓裝置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：掃地機(jī)器人配套的爬樓裝置，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、欄桿裝置、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；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；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；欄桿裝置由欄桿電機(jī)、欄桿、支架組成，欄桿電機(jī)安裝在主機(jī)架后端的支架上，欄桿安裝在欄桿電機(jī)上；爬樓裝置與掃地機(jī)器人之間有相互配合的無(wú)線聯(lián)系功能；爬樓裝置有無(wú)線導(dǎo)航功能；掃地機(jī)器人要上、下樓梯時(shí)，掃地機(jī)器人經(jīng)底板后面的斜面爬到底板上，然后欄桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)卡進(jìn)主機(jī)架上的支架內(nèi)擋住掃地機(jī)器人，爬樓裝置承載掃地機(jī)器人上、下樓梯完成后，欄桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立，掃地機(jī)器人經(jīng)底板后面的斜面爬到地板上；附機(jī)架上安裝有輸入面板；附機(jī)架和主機(jī)架下方安裝有檢測(cè)器；控制系統(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(guò)的梯步序號(hào)，經(jīng)過(guò)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(xiāo)、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)。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(zhuān)用爬樓裝置，以下簡(jiǎn)稱(chēng)爬樓裝置。掃地機(jī)器人以下簡(jiǎn)稱(chēng)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)由轉(zhuǎn)銷(xiāo)、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機(jī)組成。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)的輸出軸中心同軸線。轉(zhuǎn)柄一端與轉(zhuǎn)折電機(jī)的輸出軸連接，另一端用轉(zhuǎn)銷(xiāo)連接固定在附機(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(guò)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(guò)的梯步序號(hào)傳入控制系統(tǒng)?？刂葡到y(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(hù)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。底板后方制成斜面，方便掃地機(jī)器人爬上、爬下底板。底板前方中間部分向上彎折，形成一個(gè)豎直的前擋板，可以擋住機(jī)器人。欄桿裝置由欄桿電機(jī)、欄桿、支架組成。主機(jī)架后端一邊側(cè)面上設(shè)置有支架，支架上安裝有欄桿電機(jī)，欄桿電機(jī)的軸上安裝有欄桿。欄桿電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)即帶動(dòng)欄桿轉(zhuǎn)動(dòng)。與欄桿對(duì)應(yīng)位置的主機(jī)架后端另一側(cè)邊設(shè)置有帶有凹槽的支架。欄桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，即被卡在支架的凹槽內(nèi)。爬樓裝置與機(jī)器人之間有無(wú)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(wú)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，爬樓裝置的欄桿電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，欄桿向上直立，機(jī)器人自動(dòng)經(jīng)底板后方的斜面爬到底板上。然后，欄桿電機(jī)反轉(zhuǎn)，欄桿向下轉(zhuǎn)并卡在相應(yīng)支架上，擋住機(jī)器人。爬樓裝置上、下樓梯后，欄桿向上直立，機(jī)器人經(jīng)底板后方的斜面爬到地板上。

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(wú)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，底板后方設(shè)置斜面，主機(jī)架后端設(shè)置欄桿裝置。欄桿向上收起直立時(shí)，機(jī)器人能方便爬上底板、爬下底板。爬樓梯時(shí)，放下欄桿可以擋住機(jī)器人，機(jī)器人不會(huì)因主機(jī)架傾斜而掉下來(lái)。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(wú)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(shuō)明

圖1是掃地機(jī)器人配套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(guò)程圖。

圖4是爬樓裝置上樓梯過(guò)程圖。

圖5是爬樓裝置上樓梯過(guò)程圖。

圖6是爬樓裝置上樓梯過(guò)程圖。

圖7是爬樓裝置上樓梯過(guò)程圖。

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

具體實(shí)施方式

圖1中，是掃地機(jī)器人配套的爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，也是附爬行機(jī)構(gòu)向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立情況圖。爬樓裝置是履帶式爬樓結(jié)構(gòu)。附機(jī)架1兩邊后端鉸連在主機(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3、導(dǎo)輪4、驅(qū)動(dòng)輪5、驅(qū)動(dòng)電機(jī)8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)架兩邊前端或后端，安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)8。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3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)。圖1中轉(zhuǎn)折機(jī)構(gòu)被擋住未畫(huà)出。

底板15安裝在主機(jī)架中間下方，適當(dāng)高于地面。底板后方制成斜面，方便掃地機(jī)器人爬上、爬下底板。底板15前方中間部分向上彎折，形成一個(gè)豎直的前擋板2，可以擋住機(jī)器人。同時(shí)參看圖2。主機(jī)架后方設(shè)置有欄桿裝置。欄桿裝置由欄桿電機(jī)11、欄桿14、支架13組成。主機(jī)架后端一邊側(cè)面上設(shè)置有支架13，支架13上安裝有欄桿電機(jī)11，欄桿電機(jī)11的軸上安裝有欄桿14。欄桿電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)即帶動(dòng)欄桿轉(zhuǎn)動(dòng)。與欄桿對(duì)應(yīng)位置的主機(jī)架后端另一側(cè)邊設(shè)置有帶有凹槽的支架13。欄桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)到位后，即被卡在支架的凹槽內(nèi)。圖1中，掃地機(jī)器人10停放在底板15上，欄桿14已放下?lián)踝叩貦C(jī)器人10。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(lái)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(huà)出了驅(qū)動(dòng)電機(jī)8，并只畫(huà)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(xiāo)分別固定在輪架前端兩邊。轉(zhuǎn)折電機(jī)19的殼體安裝在主機(jī)架兩邊的輪架前方固定的支架13上，轉(zhuǎn)折電機(jī)19輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)柄18。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(xiāo)17。轉(zhuǎn)柄18的另一端套在轉(zhuǎn)銷(xiāo)17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(huà)出連塊。底板前方靠近主機(jī)架輪架位置設(shè)置有蓄電池20。

主機(jī)架和附機(jī)架上安裝有檢測(cè)器7。附機(jī)架上安裝有輸入面板9。主機(jī)架的輪架前方下方安裝有一個(gè)檢測(cè)器7，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。

圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中，是爬樓裝置上樓梯過(guò)程圖。圖3中，是爬樓裝置帶著機(jī)器人剛開(kāi)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。

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。爬樓裝置的欄桿向上直立。機(jī)器人經(jīng)底板后方的斜面爬上底板。然后，欄桿放下，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21的棱邊上，如圖3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(guò)最后一級(jí)樓梯21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面16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)仍在地面上行走，如圖6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7所示。隨后欄桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立，機(jī)器人經(jīng)過(guò)底板后方斜面爬到樓上的地面16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(guò)程與上樓過(guò)程相反，是一個(gè)逆向過(guò)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。爬樓裝置的欄桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)直立，機(jī)器人經(jīng)底板后方斜面爬上底板。欄桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)卡在相應(yīng)支架上，擋住機(jī)器人，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)樓梯下面的地面上，如圖3所示。下樓過(guò)程結(jié)束。

爬樓裝置與機(jī)器人之間有無(wú)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。