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

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的掃地機器人體積小，可以進入千家萬戶清掃地板，由于其高度矮，可以進入柜下、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、錯層式套房都有梯步。一臺掃地機器人只能在同一層面的幾個房間清掃作業(yè)，只能在樓上，或樓下清掃，不能對樓上樓下全部房間清掃。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：掃地機器人配套的爬樓裝置，是一種與掃地機器人配套用于上、下樓梯的裝置。爬樓裝置包括主爬行機構(gòu)、附爬行機構(gòu)、主機架、附機架、底板、欄桿裝置、轉(zhuǎn)折機構(gòu)、檢測器、蓄電池、控制系統(tǒng)；附機架后端鉸連在主機架前端，能繞鉸連軸心轉(zhuǎn)動；附機架與主機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)。底板安裝在主機架下方；主爬行機構(gòu)安裝在主機架上，附爬行機構(gòu)安裝在附機架上；主爬行機構(gòu)和附爬行機構(gòu)由各自的履帶、驅(qū)動輪、導輪、驅(qū)動電機組成；欄桿裝置由欄桿電機、欄桿、支架組成，欄桿電機安裝在主機架后端的支架上，欄桿安裝在欄桿電機上；爬樓裝置與掃地機器人之間有相互配合的無線聯(lián)系功能；爬樓裝置有無線導航功能；掃地機器人要上、下樓梯時，掃地機器人經(jīng)底板后面的斜面爬到底板上，然后欄桿向下轉(zhuǎn)動卡進主機架上的支架內(nèi)擋住掃地機器人，爬樓裝置承載掃地機器人上、下樓梯完成后，欄桿向上轉(zhuǎn)動直立，掃地機器人經(jīng)底板后面的斜面爬到地板上；附機架上安裝有輸入面板；附機架和主機架下方安裝有檢測器；控制系統(tǒng)根據(jù)爬樓裝置上、下樓梯時檢測器檢測到的自身位置所經(jīng)過的梯步序號，經(jīng)過處理后，即指令轉(zhuǎn)折電機調(diào)整附爬行機構(gòu)與主爬行機構(gòu)之間的角度；爬樓裝置不使用時，附機架向上收起，停放到指定位置，減少占地空間。轉(zhuǎn)折機構(gòu)包括轉(zhuǎn)銷、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機。掃地機器人的控制系統(tǒng)中有自動爬上底板、爬下底板的功能。

本發(fā)明是對現(xiàn)有掃地機器人配套的一套專用爬樓裝置，以下簡稱爬樓裝置。掃地機器人以下簡稱機器人。爬樓裝置的主框架由主機架、附機架組成，主機架和附機架兩邊各自安裝有一套履帶式爬行機構(gòu)。履帶式爬行機構(gòu)本身是現(xiàn)有技術(shù)。附機架后端鉸連在主機架前端。附機架與主機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)。轉(zhuǎn)折機構(gòu)由轉(zhuǎn)銷、轉(zhuǎn)柄、支架、轉(zhuǎn)折電機組成。主機架前端的支架上安裝有轉(zhuǎn)折電機，主機架前端的鉸鏈中心與轉(zhuǎn)折電機的輸出軸中心同軸線。轉(zhuǎn)柄一端與轉(zhuǎn)折電機的輸出軸連接，另一端用轉(zhuǎn)銷連接固定在附機架后端。當轉(zhuǎn)折電機正、反轉(zhuǎn)，即使轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動帶動整個附機架和附爬行機構(gòu)上、下轉(zhuǎn)動，可以改變附爬行機構(gòu)與主爬行機構(gòu)的角度。

附機架和主機架下方安裝有檢測器，通過圖像或者測距檢測，可以把檢測器所在位置在上樓或下樓中經(jīng)過的梯步序號傳入控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)即根據(jù)該信號經(jīng)計算處理后，指令轉(zhuǎn)折電機調(diào)整附爬行機構(gòu)與主爬行機構(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。

底板安裝在主機架中間下方，適當高于地面。底板后方制成斜面，方便掃地機器人爬上、爬下底板。底板前方中間部分向上彎折，形成一個豎直的前擋板，可以擋住機器人。欄桿裝置由欄桿電機、欄桿、支架組成。主機架后端一邊側(cè)面上設置有支架，支架上安裝有欄桿電機，欄桿電機的軸上安裝有欄桿。欄桿電機轉(zhuǎn)動即帶動欄桿轉(zhuǎn)動。與欄桿對應位置的主機架后端另一側(cè)邊設置有帶有凹槽的支架。欄桿向下轉(zhuǎn)動到位后，即被卡在支架的凹槽內(nèi)。爬樓裝置與機器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有導航功能，即具有從其指定停放地點到樓梯處的路線識別功能。

機器人要上、下樓梯，先給爬樓裝置一個無線信號，爬樓裝置收到信號后即和機器人都到樓梯上或樓梯下面會合。隨后，爬樓裝置的欄桿電機轉(zhuǎn)動，欄桿向上直立，機器人自動經(jīng)底板后方的斜面爬到底板上。然后，欄桿電機反轉(zhuǎn)，欄桿向下轉(zhuǎn)并卡在相應支架上，擋住機器人。爬樓裝置上、下樓梯后，欄桿向上直立，機器人經(jīng)底板后方的斜面爬到地板上。

爬樓裝置不使用時，移動到指定停放位置。附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動收攏直立，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)點在于：1、在主機架中間下方安裝底板，底板后方設置斜面，主機架后端設置欄桿裝置。欄桿向上收起直立時，機器人能方便爬上底板、爬下底板。爬樓梯時，放下欄桿可以擋住機器人，機器人不會因主機架傾斜而掉下來。2、附機架可以繞主機架前端的鉸鏈轉(zhuǎn)動。爬樓梯時，可以改變附機架與主機架之間的角度，方便上、下樓梯。不使用時，附機架向上轉(zhuǎn)動收起直立、靠墻，大大減少占用空間。3、機器人的控制系統(tǒng)有自動爬上、爬下樓梯的功能，機器人能自動爬上、爬下樓梯。4、爬樓裝置具有與機器人相互無線聯(lián)系的功能和導航功能，能方便與機器人配合隨時上樓與下樓。解決了現(xiàn)有家用掃地機器人不能上、下樓的難題。

附圖說明

圖1是掃地機器人配套的爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是主、附機架結(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：附機架1、前擋板2、履帶3、導輪4、驅(qū)動輪5、墻壁6、檢測器7、驅(qū)動電機8、輸入面板9、掃地機器人10、欄桿電機11、主機架12、支架13、欄桿14、底板15、地面16、轉(zhuǎn)銷17、轉(zhuǎn)柄18、轉(zhuǎn)折電機19、蓄電池20、樓梯21。

具體實施方式

圖1中，是掃地機器人配套的爬樓裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，也是附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動直立情況圖。爬樓裝置是履帶式爬樓結(jié)構(gòu)。附機架1兩邊后端鉸連在主機架12兩邊前端。主爬行機構(gòu)與附爬行機構(gòu)都由履帶3、導輪4、驅(qū)動輪5、驅(qū)動電機8組成。主機架12上安裝主爬行機構(gòu)，附機架1上安裝附爬行機構(gòu)，主、附機架兩邊前端或后端，安裝有驅(qū)動電機8。主爬行機構(gòu)與附爬行機構(gòu)之間的角度可以調(diào)整。導輪4和驅(qū)動輪5都安裝在主、附機架兩邊，履帶3是橡膠履帶，安裝在導輪4和驅(qū)動輪5上。主機架與附機架之間安裝有轉(zhuǎn)折機構(gòu)。圖1中轉(zhuǎn)折機構(gòu)被擋住未畫出。

底板15安裝在主機架中間下方，適當高于地面。底板后方制成斜面，方便掃地機器人爬上、爬下底板。底板15前方中間部分向上彎折，形成一個豎直的前擋板2，可以擋住機器人。同時參看圖2。主機架后方設置有欄桿裝置。欄桿裝置由欄桿電機11、欄桿14、支架13組成。主機架后端一邊側(cè)面上設置有支架13，支架13上安裝有欄桿電機11，欄桿電機11的軸上安裝有欄桿14。欄桿電機轉(zhuǎn)動即帶動欄桿轉(zhuǎn)動。與欄桿對應位置的主機架后端另一側(cè)邊設置有帶有凹槽的支架13。欄桿向下轉(zhuǎn)動到位后，即被卡在支架的凹槽內(nèi)。圖1中，掃地機器人10停放在底板15上，欄桿14已放下?lián)踝叩貦C器人10。爬樓裝置不使用時，停放在指定位置，附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動直立，靠近墻壁6，占用空間很小。

圖2中，是主、附機架結(jié)構(gòu)和部分連接件安裝情況圖。主機架12、附機架1兩邊都有輪架，輪架用來安裝主、附爬行機構(gòu)的驅(qū)動輪和導輪。附機架前端畫出了驅(qū)動電機8，并只畫出了一個導輪4。附機架兩邊的輪架后端鉸連在主機架兩邊的輪架前端，鉸連中心軸銷分別固定在輪架前端兩邊。轉(zhuǎn)折電機19的殼體安裝在主機架兩邊的輪架前方固定的支架13上，轉(zhuǎn)折電機19輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)柄18。主機架和附機架的鉸鏈中心與轉(zhuǎn)折電機的輸出軸中心同軸線。附機架兩邊的輪架后端內(nèi)側(cè)固定有轉(zhuǎn)銷17。轉(zhuǎn)柄18的另一端套在轉(zhuǎn)銷17上。轉(zhuǎn)折電機正、反轉(zhuǎn)，即帶動轉(zhuǎn)柄正、反轉(zhuǎn)，從而帶動附機架轉(zhuǎn)動一個角度。主機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。底板前方靠近主機架輪架位置設置有蓄電池20。

主機架和附機架上安裝有檢測器7。附機架上安裝有輸入面板9。主機架的輪架前方下方安裝有一個檢測器7，以下叫主檢測器，附機架輪架上的檢測器叫附檢測器。

圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中，是爬樓裝置上樓梯過程圖。圖3中，是爬樓裝置帶著機器人剛開始爬樓，附爬行機構(gòu)已經(jīng)搭在第一級樓梯上的情況圖。

機器人要上樓梯時，先給爬樓裝置發(fā)出一個信號，爬樓裝置收到信號后即與機器人都在樓梯下面會合。爬樓裝置的欄桿向上直立。機器人經(jīng)底板后方的斜面爬上底板。然后，欄桿放下，擋住機器人。上樓時，附爬行機構(gòu)先搭在第一級樓梯21的棱邊上，如圖3所示。爬樓裝置隨即向上爬樓梯。當主檢測器檢測到所在位置經(jīng)過最后一級樓梯21時，如圖4所示，附爬行機構(gòu)即向下轉(zhuǎn)動，附爬行機構(gòu)前方落在樓梯上方的地面16上，爬樓裝置繼續(xù)向前走，附爬行機構(gòu)隨主爬行機構(gòu)的上升改變一個角度，如圖5所示。當主爬行機構(gòu)完全爬上最后一級樓梯時，主爬行機構(gòu)仍在地面上行走，如圖6所示。當爬樓裝置后端有適當空間，這時附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動，使主、附爬行機構(gòu)全部著地，附爬行機構(gòu)繼續(xù)向上轉(zhuǎn)動，如圖7所示。隨后欄桿向上轉(zhuǎn)動直立，機器人經(jīng)過底板后方斜面爬到樓上的地面16上進行清掃工作。爬樓裝置處于待命狀態(tài)，供機器人下樓時使用，或爬樓裝置可回到指定位置待命。

機器人下樓過程與上樓過程相反，是一個逆向過程。即其順序是如圖7、圖6、圖5、圖4、圖3的順序。

機器人要下樓梯時，先給爬樓裝置發(fā)出一個信號，爬樓裝置與機器人都在樓梯上面會合。爬樓裝置的欄桿向上轉(zhuǎn)動直立，機器人經(jīng)底板后方斜面爬上底板。欄桿向下轉(zhuǎn)動卡在相應支架上，擋住機器人，如圖7所示。下樓時，主爬行機構(gòu)在前，倒退爬行。附爬行機構(gòu)轉(zhuǎn)動到圖6位置，爬樓裝置向樓梯前進，爬下樓梯，如圖5所示。附爬行機構(gòu)向上轉(zhuǎn)動，如圖4所示。爬樓裝置繼續(xù)爬下樓梯，最后到達樓梯下面的地面上，如圖3所示。下樓過程結(jié)束。

爬樓裝置與機器人之間有無線聯(lián)系的功能。爬樓裝置有自動導航功能，即有從樓梯到指定停放點之間路線的識別功能。