自主模块化清扫器机器人和停靠系统技术方案

提供了一种自主清扫器，包括：清扫器模块；以及机器人底盘，其具有沿着限定内部空间的一对侧面、前侧、后侧和顶侧的长度。清扫器模块配置为当机器人底盘在清扫器模块上移动时装配在内部空间内。一对轮子靠近机器人底盘的后侧设置并且单个轮子靠近前侧设置。一对剪式升降机沿着所述一对侧面设置。包括装配到相应对准孔中的对准栓的升降框架设置在清扫器模块的顶侧上。升降框架由所述一对剪式升降机升高和降低，并且所述剪式升降机帮助提升清扫器模块，同时使用所述对准栓和对准孔将所述清扫器模块对准机器人底盘。模块对准机器人底盘。模块对准机器人底盘。

【技术实现步骤摘要】
自主模块化清扫器机器人和停靠系统


[0001]本专利技术总体涉及一种多功能机器人，更具体地，涉及一种模块化机器人，其配置为接受可以配置为执行各种功能的多个可互换附件。

技术介绍

[0002]自主机器人因其能够自动执行各种任务而越来越普遍，这些任务通常由人类手动执行，或者通过人类直接控制机器人来执行。自主机器人的简单示例是机器人地板清洁器，比如机器人吸尘器或机器人拖把。这些机器人通常是可编程的，允许用户为机器人配置操作时间、操作频率和各种其他设置。一旦被编程，机器人就可以执行任务、移动和与周围环境交互，而不需要进一步人工输入。虽然这种机器人变得越来越普遍，但机器人通常设计成只执行单个功能，比如清洁表面。结果，执行各种任务可能由于需要为用户希望完成的每个任务获得专用的自主机器人而变得困难和/或极其昂贵。

技术实现思路

[0003]在一些实施方式中，提供了一种自主清扫器，包括：清扫器模块；机器人底盘，其具有沿着限定内部空间的一对侧面、前侧、后侧和顶侧的长度，清扫器模块配置为当机器人底盘在清扫器模块上移动时装配在内部空间内；靠近机器人底盘的后侧设置的一对轮子和靠近前侧设置的单个轮子；沿着所述一对侧面设置的一对剪式升降机；附接到该一对剪式升降机的升降框架，包括装配到相应对准孔中的对准栓的升降框架设置在清扫器模块的顶侧上，其中升降框架由所述一对剪式升降机升高和降低；其中所述剪式升降机帮助提升清扫器模块，同时使用所述对准栓和对准孔将所述清扫器模块对准机器人底盘。
[0004]在一些实施方式中，升降框架包括多个水平梁，所述对准栓从多个水平梁竖直向下延伸。
[0005]在一些实施方式中，对准栓的底部是基本圆锥形的，当升降框架降低到清扫器模块的顶侧上时，能够使对准孔与对准栓自对准。
[0006]在一些实施方式中，升降框架包括锁定机构，用于当对准栓装配到对准孔中时，将清扫器模块固定到升降框架，以使得能够通过剪式升降机提升清扫器模块。
[0007]在一些实施方式中，锁定机构包括多个闩锁销，并且其中多个支架设置在清扫器模块的顶侧，闩锁销配置为插入穿过支架，以便将清扫器模块固定到升降框架。
[0008]在一些实施方式中，自主清扫器还包括：一对马达，其驱动靠近机器人底盘的后侧设置的所述一对轮子；其中机器人底盘通过使用所述一对马达驱动该一对轮子以使所述机器人底盘沿相反方向移动而在清扫器模块上移动，使得清扫器模块装配在该一对轮子之间。
[0009]在一些实施方式中，在清扫器模块上移动机器人底盘触发清扫器模块的一对刷子向外展开。
[0010]在一些实施方式中，靠近机器人底盘的前侧设置的单个轮子不被驱动。
[0011]在一些实施方式中，提供了一种系统，包括：清扫器模块；机器人，所述机器人具有限定机器人的内部空间的底盘，内部空间配置为容纳清扫器模块，所述机器人配置为接合和脱离清扫器模块，其中接合清扫器模块将清扫器模块固定到内部空间中的机器人，其中当清扫器模块固定到机器人时，机器人则能够在表面上移动清扫器模块；配置用于机器人停靠的停靠组件，所述停靠组件具有对准平台，该对准平台配置为当机器人停靠和脱离清扫器模块时从机器人接收清扫器模块，所述对准平台具有位于对准平台的顶侧的多个锥体，多个锥体配置成当清扫器模块从机器人脱离时接合位于清扫器模块的下侧的多个孔，其中当多个锥体接合多个孔时，多个锥体使得对准平台能够与清扫器模块自对准，所述对准平台还具有位于对准平台的底侧的多个支撑垫，支撑垫配置为搁置在多个轴承上，当多个锥体接合多个孔并且对准平台与清扫器模块自对准时，所述多个轴承允许对准平台的横向移动。
[0012]在一些实施方式中，多个锥体是基本圆锥形的，使得在给定锥体与相应孔接合期间，当给定锥体相对于相应孔偏离中心时，给定锥体则相对于相应孔自对中。
[0013]在一些实施方式中，给定锥体相对于相应孔的自对中引起如由搁置在多个轴承上的多个支撑垫所允许的对准平台的横向移动。
[0014]在一些实施方式中，多个支撑垫具有接触轴承的凹入底表面，凹入底表面配置为使支撑垫在轴承上自对中，同时允许对准平台的横向移动。
[0015]在一些实施方式中，轴承是滚珠轴承，其使得支撑垫能够在轴承上进行基本全向的横向移动。
[0016]在一些实施方式中，机器人包括升降框架和升降机构，其中通过机器人接合清扫器模块包括使用升降机构将升降框架降低到清扫器模块的顶侧上，将清扫器模块固定到升降框架，以及使用升降机构升高升降框架以便升高清扫器模块。
[0017]在一些实施方式中，升降框架包括一个或多个锁定销，并且其中清扫器模块包括位于清扫器模块的顶侧的一个或多个支架；其中将清扫器模块固定到升降框架包括驱动一个或多个锁定销分别穿过一个或多个支架。
[0018]在一些实施方式中，升高清扫器模块使锥体从孔脱离。
[0019]在一些实施方式中，提供了一种自主清扫器系统，包括：清扫器模块；机器人，其包括机器人底盘，机器人底盘联接到轮子，用于使用由控制器控制的马达自主地移动机器人，机器人底盘具有限定内部空间的一对侧面、前侧、后侧和顶侧，清扫器模块配置成当机器人底盘在清扫器模块上移动时至少部分地装配在内部空间内；连接到机器人底盘的所述一对侧面的升降机构；联接到升降机构的升降框架，包括装配到相应对准孔中的对准栓的升降框架设置在清扫器模块的顶侧上，其中升降框架由所述升降机构升高和降低；锁定机构与升降框架成一体，锁定机构配置成将升降框架固定到清扫器模块的顶侧；其中控制器配置为控制机器人在清扫器模块上的移动，控制所述升降机构以降低清扫器模块上的升降框架以将对准栓与对准孔连接，控制锁定机构以将升降框架固定到清扫器模块，并且控制升降机构以将所述升降框架连同清扫器模块一起朝向机器人的内部空间升高；其中联接到所述清扫器模块的机器人配置为沿着用于捕获清扫器模块的容器中的碎片的路径自主移动。
[0020]在一些实施方式中，机器人包括用于对马达供电的第一电池，并且所述清扫器模块包括用于对清扫器模块供电的第二电池，以及用于处理第一电池和第二电池之间的电力
共享的电池控制器。
[0021]在一些实施方式中，自主清扫系统还包括：用于清扫器模块的停靠系统，该停靠系统包括具有多个锥体的可移动平台，多个锥体配置成与沿着清扫器模块的下侧设置的相应多个孔配合；其中清扫器模块配置为放置在可移动平台上，用于对第二电池充电。
[0022]在一些实施方式中，机器人被控制以将清扫器模块放置在可移动平台上，多个锥体与相应多个孔接合，并且所述接合使可移动平台移动，以使得多个锥体能够装配到相应多个孔中；其中当机器人被控制以在清扫器模块放置在可移动平台上时将其释放时，可移动平台使清扫器模块自对中，其中在可移动平台上放置和释放的清扫器模块允许机器人移动离开停靠系统，同时清扫器模块被维修和/或第二电池被充电并准备好用于所述机器人或另一机器人与清扫器模块连接以进行清扫工作。
[0023]在一些实施方式中，机器人包括多个相机和全球定位系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主清扫器，包括：清扫器模块；机器人底盘，其具有沿着限定内部空间的一对侧面、前侧、后侧和顶侧的长度，清扫器模块配置为当机器人底盘在清扫器模块上移动时装配在内部空间内；靠近机器人底盘的后侧设置的一对轮子和靠近前侧设置的单个轮子；沿着所述一对侧面设置的一对剪式升降机；附接到该一对剪式升降机的升降框架，包括装配到相应对准孔中的对准栓的升降框架设置在清扫器模块的顶侧上，其中升降框架由所述一对剪式升降机升高和降低；其中，所述剪式升降机帮助提升清扫器模块，同时使用所述对准栓和对准孔将所述清扫器模块对准机器人底盘。2.根据权利要求1所述的自主清扫器，其中，所述升降框架包括多个水平梁，所述对准栓从多个水平梁竖直向下延伸。3.根据权利要求1所述的自主清扫器，其中，所述对准栓的底部是基本圆锥形的，当升降框架降低到清扫器模块的顶侧上时，能够使对准孔与对准栓自对准。4.根据权利要求1所述的自主清扫器，其中，所述升降框架包括锁定机构，用于当对准栓装配到对准孔中时，将清扫器模块固定到升降框架，以使得能够通过剪式升降机提升清扫器模块。5.根据权利要求4所述的自主清扫器，其中，所述锁定机构包括多个闩锁销，并且其中，多个支架设置在清扫器模块的顶侧，闩锁销配置为插入穿过支架，以便将清扫器模块固定到升降框架。6.根据权利要求1所述的自主清扫器，还包括：一对马达，其驱动靠近机器人底盘的后侧设置的所述一对轮子；其中，所述机器人底盘通过使用所述一对马达驱动该一对轮子以使所述机器人底盘沿相反方向移动而在清扫器模块上移动，使得清扫器模块装配在该一对轮子之间。7.根据权利要求1所述的自主清扫器，其中，在清扫器模块上移动机器人底盘触发清扫器模块的一对刷子向外展开。8.根据权利要求1所述的自主清扫器，其中，靠近机器人底盘的前侧设置的单个轮子不被驱动。9.一种自主清扫系统，包括：清扫器模块；机器人，其包括机器人底盘，机器人底盘联接到轮子，用于使用由控制器控制的马达自主地移动机器人，机器人底盘具有限定内部空间的一对侧面、前侧、后侧和顶侧，清扫器模块配置成当机器人底盘在清扫器模块上移动时至少部分地装配在内部空间内；连接到机器人底盘的所述一对侧面的升降机构；联接到升降机构的升降框架，包括装配到相应对准孔中的对准栓的升降框架设置在清扫器模块的顶侧上，其中升降框架由所述升降机构升高和降低；锁定机构与升降框架成一体，锁定机构配置成将升降框架固定到清扫器模块的顶侧；其中，所述控制器配置为：控制机器人在清扫器模块上的移动；控制所述升降机构，以降低清扫器模块上的升降框架，以将对准栓与对准孔连接；控制锁定机构以将升降框架固
定到清扫器模块；和控制升降机构，以将所述升降框架连同清扫器模块一起朝向机器人的内部空间升高；其中，联接到所述清扫器模块的机器人配置为沿着用于捕获清扫器模块的容器中的碎片的路径自主移动。10.根据权利要求9所述的自主清扫系统，其中，所述机器人包括用于对马达供电的第一电池，并且所述清扫器模块包括用于对清扫器模块供电的第二电池，以及用于处理第一电池和第二电池之间的电力共享的电池控制器。11.根据权利要求10所述的自主清扫系统，还包括，用于清扫器模块的停靠系统，该停靠系统包括具有多个锥体的可移动平台，多个锥体配置成与沿着清扫器模块的下侧设置的相应多个孔配合；其中，所述清扫器模块配置为放置在可移动平台上，用于对第二电池充电。12.根据权利要求11所述的自主清扫系统，其中，当机器人被控制为将清扫器模块放置在可移动平台上时，所述多个锥体与相应多个孔接合，并且所述接合使可移动平台移动，以使得多个锥体能够装配到相应多个孔中；其中，当机器人被控制为在清扫器模块放置在可移动平台上时将清扫器模块释放时，可移动平台使清扫器模块自对中，其中，在可移动平台上放置和释放的清扫器模块允许机器人移动离开停靠系统，同时清扫器模块被维修和/或第二电池被充电并准备好用于所述机器人或另一机器人与清扫器模块连接以进行清扫工作。13.根据权利要求11所述的自主清扫系统，其中，所述机器人包括多个相机和全球定位系统(GPS)，用于由控制器控制机器人的所述移动，其中，机器人使用至少一个相机以与位于停靠系统处的可视代码对准，并且可视代码的图像由控制器处理，用于当机器人接近停靠系统时引导机器人与停靠系统对准，以拾取或释放所述清扫器模块。14.一种自主清扫器机器人，包括：机器人，其包括机器人底盘，机器人底盘联接到轮子，用于使用由控制器控制的马达自主地移动机器人，机器人底盘具有限定内部空间的一对横向侧面、前侧、后侧和顶侧，清扫器模块配置成至少部分地装配在内部空间内；连接到机器人底盘的所述一对侧面的升降机构；联接到升降机构的升降框架，升降框架包括对准栓；锁定机构与升降框架成一体，锁定机构配置成将升降框架固定到清扫器模块的顶侧；其中，所述控制器配置成：控制机器人在清扫器模块上的移动，使得清扫器模块的至少一部分设置在机器人的内部空间中；控制所述升降机构，以降低清扫器模块上的升降框架，以将对准栓与清扫器模块的对准孔连接；控制锁定机构，以将升降框架固定到清扫器模块；和控制升降机构，以将所述升降框架连同清扫器模块一起朝向机器人的内部空间的上部区域升高。15.根据权利要求14所述的自主清扫器机器人，其中，所述机器人包括用于对马达供电的第一电池，并且所述清扫器模块配置为具有用于对清扫器模块供电的第二电池，其中，所
述机器人包括用于处理第一电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：F谢，D丁，G拉塔纳帕尼亚拉特，
申请(专利权)人：威尔伯特有限公司，
类型：发明
国别省市：