本發(fā)明涉及制動領域，特別是涉及一種自動行走設備的防打滑系統(tǒng)及方法。

背景技術：

隨著科學技術的發(fā)展，智能的自動行走設備為人們所熟知，由于自動行走設備可以自動預先設置的程序執(zhí)行預先設置的相關任務，無須人為的操作與干預，因此在工業(yè)應用及家居產(chǎn)品上的應用非常廣泛。工業(yè)上的應用如執(zhí)行各種功能的機器人，家居產(chǎn)品上的應用如割草機、吸塵器等，這些智能的自動行走設備極大地節(jié)省了人們的時間，給工業(yè)生產(chǎn)及家居生活都帶來了極大的便利。

自動行走設備通常安裝有剎車裝置。剎車裝置一般是在自動行走設備移動時，當需要制動時，可以對后輪進行制動，降低自動行走設備的移動速度，最終使自動行走設備停止移動。但是，自動行走設備如果通過的地面比較陡峭，或者地面比較平滑，僅對后輪進行制動，很難剎住自動行走設備。如果自動行走設備需要在一定的邊界線內(nèi)工作，有可能導致自動行走設備沖出邊界線；如果地面上有障礙物，自動行走設備可能會撞擊到障礙物；如此等等。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種自動行走設備的防打滑系統(tǒng)及方法，防止自動行走設備在下坡時沖出邊界線。

一種自動行走設備的防打滑系統(tǒng)，包括在自動行走設備的后輪上安裝的后剎車結(jié)構(gòu)，還包括在所述自動行走設備的前輪上安裝的前剎車結(jié)構(gòu)，所述前剎車結(jié)構(gòu)包括在前輪內(nèi)側(cè)對稱設置的兩段剎車片，所述剎車片連接有擠壓片，所述擠壓片的相應兩端分別設置有對應的控制磁鐵，所述擠壓片之間分別設置有與控制磁鐵對應的復位彈簧。

在其中一個實施例中，所述剎車片內(nèi)設置有凹槽，所述擠壓片設置于所述凹槽內(nèi)。

在其中一個實施例中，所述擠壓片的兩側(cè)相等長度延伸出所述凹槽的外部。

在其中一個實施例中，所述控制磁鐵設置于所述擠壓片延伸出所述凹槽的外部 位置。

在其中一個實施例中，所述防打滑系統(tǒng)還包括與所述自動行走設備的控制器連接的角度檢測傳感器，所述角度檢測傳感器檢測自動行走設備在下坡時的下坡角度，并將角度值傳遞至所述控制器，所述控制器在檢測所述角度值達到預定值時電連接所述控制磁鐵，所述控制磁鐵通過磁力控制所述復位彈簧拉伸帶動所述擠壓片將剎車片擠壓至前輪內(nèi)側(cè)。

在其中一個實施例中，所述防打滑系統(tǒng)還包括與所述自動行走設備的控制器連接的加速度檢測傳感器，所述加速度檢測傳感器檢測自動行走設備在下坡時加速度，并將加速度的值傳遞至所述控制器，所述控制器在檢測所述加速度的值達到預定值時電連接所述控制磁鐵，所述控制磁鐵通過磁力控制所述復位彈簧拉伸帶動所述擠壓片將剎車片擠壓至前輪內(nèi)側(cè)。

在其中一個實施例中，所述控制器在電連接所述控制磁鐵的同時，控制所述自動行走設備旋轉(zhuǎn)180度，使所述自動行走設備后退式下坡。

在其中一個實施例中，所述剎車片為與前輪相同的圓弧形狀。

在其中一個實施例中，所述復位彈簧為拉伸彈簧。

在其中一個實施例中，所述剎車片設置有隔熱層。

一種自動行走設備的防打滑方法，自動行走設備包括在后輪上安裝的后剎車結(jié)構(gòu)及在前輪上安裝的前剎車結(jié)構(gòu)，所述防打滑方法包括：

采集所述自動行走設備在下坡時的下坡值；

判斷自動行走設備在下坡時的下坡值是否達到預定值；

在所述下坡值達到預定值時，啟動所述前剎車結(jié)構(gòu)。

在其中一個實施例中，所述下坡值為通過角度檢測傳感器或加速度檢測傳感器采集的所述自動行走設備在下坡時的下坡角度或下坡時的加速度。

在其中一個實施例中，所述在所述下坡值達到預定值時，啟動所述前剎車結(jié)構(gòu)的步驟包括：

所述自動行走設備的控制器在檢測到所述下坡值達到預定值時電連接控制磁鐵，所述控制磁鐵通過磁力控制復位彈簧拉伸帶動擠壓片將剎車片擠壓至前輪內(nèi)側(cè)以啟動前剎車結(jié)構(gòu)。

在其中一個實施例中，所述防打滑方法還包括：

所述在所述下坡值達到預定值時，啟動所述前剎車結(jié)構(gòu)的同時，所述控制器控制所述自動行走設備旋轉(zhuǎn)180度，使所述自動行走設備后退式下坡。

以上所述自動行走設備的防打滑系統(tǒng)及方法，在前輪安裝前剎車結(jié)構(gòu)，可以和后輪的剎車結(jié)構(gòu)共同在下坡時制動自動行走設備，有效防止自動行走設備在下坡時速度過快而沖出邊界線。

附圖說明

圖1為一實施例的自動行走設備安裝前后剎車結(jié)構(gòu)后的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為一實施例的自動行走設備的前剎車結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為一實施例的自動行走設備正常下坡時的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為一實施例的自動行走設備后退式下坡時的結(jié)構(gòu)圖。

100前剎車結(jié)構(gòu) 110剎車片

120擠壓片 130控制磁鐵

140復位彈簧

200前輪

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

傳統(tǒng)的自動行走設備只是在后輪安裝剎車結(jié)構(gòu)，但僅在后輪安裝剎車結(jié)構(gòu)容易導致自動行走設備在下坡時(坡度較大時)使自動行走設備越過設置的邊界線，或者撞擊坡下可能出現(xiàn)的障礙物，對自動行走設備造成損壞。為此，如圖1所示，本實施例的自動行走設備的防打滑系統(tǒng)包括在自動行走設備的后輪上安裝的后剎車結(jié)構(gòu)，還包括在自動行走設備的前輪上安裝的前剎車結(jié)構(gòu)100。通過前后輪的剎車結(jié)構(gòu)可有效地對自動行走設備進行制動，防止在下坡時制動力過小使自動行走設備超出邊界線，或者撞擊障礙物。本實施例在前輪安裝剎車結(jié)構(gòu)，克服了人們對傳統(tǒng)剎車只能安裝在后輪，而不安裝在前輪的認識偏見。

如圖2所示，前剎車結(jié)構(gòu)100包括在前輪200內(nèi)側(cè)對稱設置的兩段剎車片 110，兩段剎車片110之間具有空隙，兩段剎車片110分別連接有對應的擠壓片120，兩個擠壓片120的相應兩端分別設置有對應的控制磁鐵130，兩個控制磁鐵130分別位于兩段剎車片110兩端之間的空隙位置，兩個擠壓片120之間分別設置有與控制磁鐵130對應的復位彈簧140。

為防止剎車片110與擠壓片120之間的位置脫位，可以在剎車片110的內(nèi)部設置凹槽，將擠壓片120設置于凹槽內(nèi)。為更好實現(xiàn)前輪的制動效果，剎車片110的形狀可以為與前輪200相同的圓弧形狀。

由于剎車制動時，剎車片110會與前輪200之間產(chǎn)生摩擦，兩者之間的摩擦會產(chǎn)生大量的熱量，如果熱量不及時散發(fā)，容易消耗剎車片110，因此，剎車片110可以設置隔熱層，防止對剎車片110的消耗。

擠壓片120的兩端可以相等長度地延伸出凹槽的外部，并將控制磁鐵130設置于擠壓片120延伸出凹槽的外部位置，具體如圖2中所示。擠壓片120延伸出凹槽的外部，在復位彈簧140作用時，可發(fā)揮杠桿的作用，更好地擠壓剎車片110，達到最佳的制動效果。

復位彈簧140需要具有較好的彈力，可以采用鋼質(zhì)的拉伸彈簧，充分保證前輪的制動效果。

以上所述自動行走設備的防打滑系統(tǒng)，在前輪安裝前剎車結(jié)構(gòu)，可以和后輪的剎車結(jié)構(gòu)共同在下坡時制動自動行走設備，有效防止自動行走設備在下坡時速度過快而沖出邊界線。

通常自動行走設備在下坡時，不是所有情況都會導致自動行走設備沖出邊界線，或者撞擊障礙物，只有在坡度較大時，才有可能出現(xiàn)這種情況。因此，不必在自動行走設備下坡時每次都啟動前輪剎車。為此，可以在自動行走設備上安裝與自動行走設備的控制器連接的角度檢測傳感器，角度檢測傳感器檢測自動行走設備在下坡時的下坡角度，并將角度值傳遞至控制器，控制器在檢測角度值達到預定值時電連接控制磁鐵130，控制磁鐵130通過磁力控制復位彈簧140拉伸帶動擠壓片120將剎車片110擠壓至前輪內(nèi)側(cè)，剎車片110與前輪200內(nèi)側(cè)產(chǎn)生摩擦，使前輪200制動，降低自動行走設備的下坡速度。通常，自動行走設備的出現(xiàn)的下坡情況比較少，下坡的坡度比較小，因此，可以將預定的坡度值設置有20度到40度之間，以 間接性地發(fā)揮前輪的剎車結(jié)構(gòu)的作用。

有時僅僅對自動行走設備下坡的坡度進行檢測，可能坡度較小，但坡度較長，導致自動行走設備的下坡速度較快，同樣可能導致自動行走設備越過邊界線，或者撞擊障礙物。為此，可以在在自動行走設備上安裝與自動行走設備的控制器連接的加速度檢測傳感器，加速度檢測傳感器檢測自動行走設備在下坡時加速度，并將加速度的值傳遞至控制器，控制器在檢測加速度的值達到預定值時電連接控制磁鐵130，控制磁鐵130通過磁力控制復位彈簧140拉伸帶動擠壓片120將剎車片110擠壓至前輪200內(nèi)側(cè)，降低自動行走設備的下坡速度。

自動行走設備可以單獨安裝角度檢測傳感器或者加速度檢測傳感器，也可以同時安裝角度檢測傳感器與加速度檢測傳感器。當單獨安裝角度檢測傳感器時，如果自動行走設備下坡時的坡度大于預定值，即可啟動前剎車結(jié)構(gòu)100，快速制動自動行走設備。當單獨安裝加速度檢測傳感器時，如果自動行走設備在下坡時的加速度大于預定值，即可啟動前剎車結(jié)構(gòu)100，亦可快速制動自動行走設備。但為防止坡度較小，增長較長導致自動行走設備的速度較快時，可以同時安裝角度檢測傳感器和加速度檢測傳感器，同時保證自動行走設備的速度不會太快而超出邊界線。

如圖3所示，通常情況下，自動行走設備在下坡時是正向移動，如圖中箭頭的方向所示，自動行走設備是前輪、后輪依次沿著下坡移動。但如果是坡度較大、較長時，即使是啟動前輪的前剎車結(jié)構(gòu)100也可能無法充分降低自動設備的下坡速度，自動行走設備仍有可能超出邊界線或者撞擊上障礙物。為此，當角度檢測傳感器或者/和加速度檢測傳感器檢測到的對應的值較大時，在控制器在電連接控制磁鐵130的同時，可以控制自動行走設備旋轉(zhuǎn)180度，使自動行走設備后退式下坡。

自動行走設備在正常下坡時，在斜坡上后輪與坡面的正壓力與在平地上相比減少，前輪與坡面的正壓力與在平地上相比增加，這樣在正常如圖3中的下坡時，會導致自動行走設備與坡面的附著力與平地相比減小，不利于充分制動。如圖4所示，自動行走設備在旋轉(zhuǎn)180度后，其前、后輪掉轉(zhuǎn)，自動行走設備后退式下坡，會使自動行走設備與坡面的附著力增大，剎車力也會增大，可充分降低自動行走設備沖出邊界線或撞擊障礙物的風險。

本實施例還提供了一種自動行走設備的防打滑方法，自動行走設備包括以上所述 在后輪上安裝的后剎車結(jié)構(gòu)及在前輪上安裝的前剎車結(jié)構(gòu)，所述防打滑方法包括：

采集所述自動行走設備在下坡時的下坡值；

判斷自動行走設備在下坡時的下坡值是否達到預定值；

在下坡值達到預定值時，啟動前剎車結(jié)構(gòu)。

自動行走設備在下坡時，與自動行走設備中的控制器連接的角度傳感器或加速度傳感器會自動采集自動行走設備在下坡時的下坡角度或下坡時的加速度，控制器在接收到下坡值(下坡角度或下坡時的加速度)后，會自動判斷下坡值與預定值的大小，并在下坡值達到預定值時，啟動前剎車結(jié)構(gòu)。具體的，控制器在下坡值達到預定值時，啟動前剎車結(jié)構(gòu)時的步驟包括：

自動行走設備的控制器在檢測到下坡值達到預定值時電連接控制磁鐵，控制磁鐵通過磁力控制復位彈簧拉伸帶動擠壓片將剎車片擠壓至前輪內(nèi)側(cè)以啟動前剎車結(jié)構(gòu)。

在下坡時，如果坡度較大、較長時，即使是啟動前輪的前剎車結(jié)構(gòu)也可以無法充分降低自動設備的下坡速度，自動行走設備仍有可能超出邊界線或者撞擊上障礙物。為此，當角度檢測傳感器或者/和加速度檢測傳感器檢測到的對應的值較大時，在控制器在電連接控制磁鐵的同時，可以控制自動行走設備旋轉(zhuǎn)180度，使自動行走設備后退式下坡。即，所述防打滑方法還包括：

在下坡值達到預定值時，啟動所述前剎車結(jié)構(gòu)的同時，控制器控制自動行走設備旋轉(zhuǎn)180度，使所述自動行走設備后退式下坡。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。