CN101721171A - 基于支点变换的吸尘器碰撞板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于支点变换的吸尘器碰撞板，它主要由碰撞板主体、支撑挡杆、滑动连杆、铰链连杆、圆柱销、锥形销、V形支撑块、扭簧和吸尘器底盘组成；本发明利用支点变换的原理，使得吸尘器在向前行驶的过程中，当碰撞板的任何一侧发生碰撞时，都会使碰撞板围绕另一侧的支点动作；本发明是一种基于支点变换的吸尘器碰撞板结构，有效地改善了碰撞板上的受力情况，防止了碰撞板单侧受力的发生，同时也防止了碰撞板发生碰撞时发生卡死的现象；通过支点变换的方式，放大了碰撞板在竖直方向的位移，提高了位移传感器的敏感度，可广泛应用于各式自主移动吸尘器。

Description

基于支点变换的吸尘器碰撞板

技术领域

本发明涉及一种吸尘器用碰撞传感装置，尤其涉及一种利用两支点互换改善受力的吸尘器碰撞板结构。

背景技术

现有的家庭用吸尘器大多数需要由人工操作，费力费时。在二十一世纪，集人工智慧于一体的自动移动吸尘机器人的出现，给了世界一个莫大的惊喜，让扫地彻底的实现了自动化。自动吸尘器一般包括碰撞检测装置，具有检测碰撞信号的功能。碰撞板在碰到障碍物时可相对于自动吸尘器本体向后移动，使得自动吸尘器可以感知到前方有障碍物，便于自动吸尘器采取后退或转向动作。它由自身的电机驱动行走，如遇到障碍物时，由传感器把信号传送到电机的控制电路，通过改变左右轮的转速，使吸尘器转弯，绕过障碍物继续清扫。

碰撞板作为吸尘器的一部分，既是整个结构的一部件，又是整个传感系统中的一不可或缺的元件。当吸尘器左前方或右前方或正前方位置碰到了障碍物时，吸尘器所采取的动作是不同的；且如吸尘器在清扫过程中直接与障碍物发生碰撞，会对吸尘器造成破坏。故碰撞的结构会直接影响到位移传感器的灵敏度、处理器判断的正确性以及吸尘器的运行性能。现有吸尘器碰撞板有的两边利用滑槽导轨与底盘连接，碰撞发生后所需的回复力紧靠两边仅有的两扭簧提供。此机构的优点是具有较好的灵敏度，缺陷是当碰撞发生在碰撞板的另一侧时有可能出现单边受力的情况，不能提供很好的回复力，碰撞板有可能会卡死在吸尘器上盖上；还有的吸尘器碰撞板则利用两连杆机构与底盘连接，但是只有一个固定支点，此结构的优点是能够很好的改善碰撞板的受力情况，避免了卡死现象的发生，缺陷是在侧面发生碰撞时不能提供很好的竖直位移，影响位移传感器的灵敏度都存在着或多或少的缺陷，不能很好地满足实际清扫过程当中对吸尘器的各种要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于支点变换的吸尘器碰撞板，本发明能够很好地改善碰撞板的受力情况，能够避免卡死现象，有良好的灵敏度，结构简单，制造成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种基于支点变换的吸尘器碰撞板，它包括碰撞板主体、支撑挡杆、滑动连杆、铰链连杆、圆柱销、锥形销、V形支撑块、扭簧和吸尘器底盘；所述碰撞板主体由4个支点支撑在底盘上面，其中，两个支撑点由支撑挡杆尾部的V形结构与V形支撑块面接触形成；另外两个支撑点由铰链连杆上面的圆柱轴与底盘上的圆柱孔配合连接形成。

进一步地，所述碰撞板主体为圆弧状，所包络的角度为不大于180度；所连接的4个支撑点把碰撞板主体悬浮地支撑在底盘上。

进一步地，所述滑动连杆和铰链连杆通过圆柱销形成圆柱副连接；其中，圆柱销与滑动连杆为过盈配合，圆柱销与滑动连杆为间隙配合。链连连杆的另一端有一圆柱孔与底盘上的圆柱轴形成圆柱副连接，扭簧的中心套在此连接处。

进一步地，所述支撑挡杆通过半月形长条孔用螺钉固定在碰撞板主体上，其尾部有一V形结构，此V形结构与底盘上的V形支撑块配合连接；支撑挡杆上还有一圆孔。

进一步地，所述支撑挡杆上有一长条孔，锥形销连接支撑挡杆和滑动连杆，支撑挡杆和滑动连杆之间能够沿着长条孔相对移动。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

1、具有两个可变换支点，通过支撑挡杆和V形支撑块实现。任意一侧的碰撞均会使得碰撞板主体围绕与碰撞发生点相反的一侧支点为圆心旋转，有效的改善了碰撞板上的受力情况，防止了碰撞板单侧受力的发生，同时也防止了碰撞板发生碰撞时发生卡死的现象。通过支点变换的方式，放大了碰撞板在竖直方向的位移，提高了位移传感器的敏感度。

2、碰撞板主体为圆弧状，所包络的角度为180度。在不影响总体设计功能的要求下，其表面允许有局部的形状变化或者可以镶嵌有不同材料的饰件以增加美观性。所连接的连杆铰链机构通过两固定支点把碰撞板主体悬浮的固定在底盘上，减小了碰撞板主体与底盘发生相对移动时的摩擦力，大大的提高碰撞板主体移动的灵活性以及敏感度。

3、碰撞板主体与底盘连接的关系不仅结构简单，而且制造成本低，能够很好的提高结构动作的可靠性以及准确性。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明的前视图；

图3是本发明的局部视图；

图4是支撑挡杆、滑动连杆和铰链连杆配合的结构示意图；

图5是支撑挡杆和滑动连杆配合的放大示意图；

图6是支撑挡杆和V形支撑块配合的放大示意图；

图中：1、吸尘器底盘，2、支撑挡杆，3、滑动连杆，4、碰撞板主体，5、铰链连杆，6、圆柱销，7、圆柱轴，8、锥形销，9、长条孔，10、圆孔，11、半月形长条孔，12、V形支撑块，13、扭簧。

具体实施方式

本发明的基于支点变换的吸尘器碰撞板，包括碰撞板主体、支撑挡杆、滑动连杆、铰链连杆、圆柱销、锥形销、V形支撑块、扭簧和吸尘器底盘。碰撞板主体由4个支点支撑在底盘上面，其中两个支撑点是靠支撑挡杆尾部的V形结构与V形支撑块面接触形成的；铰链连杆上面的圆柱轴与底盘上的圆柱孔配合连接形成另外两个支撑点。碰撞板主体可以绕这四个支点上下、左右灵活移动，与底盘可多自由度滑动的连接。复位弹簧是扭簧，安装在底盘的两侧，一端与上盖固定，另一端斜向顶紧在铰链连杆的限位钩上。在碰撞板主体前方的任意位置发生碰撞后，扭簧提供的回复力会使碰撞板主体回到原态。利用支点变换的原理，当碰撞板的任何一侧发生碰撞时，都会使碰撞板围绕另一侧的支点动作。此发明有效的改善了碰撞板上的受力情况，防止了碰撞板单侧受力的发生，同时也防止了碰撞板发生碰撞时发生卡死的现象。通过支点变换的方式，放大了碰撞板在竖直方向的位移，提高了位移传感器的敏感度。

下面结合附图和实施例对发明作进一步的说明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1、图2和图3所示，本发明包括碰撞板主体4、支撑挡杆2、滑动连杆3、铰链连杆5、圆柱销6、锥形销8、V形支撑块12、扭簧13和吸尘器底盘1。碰撞板主体4为圆弧状，所包络的角度为不大于180度。碰撞板主体4是由4个支点支撑在底盘1上面的，其中两个支撑点是靠支撑挡杆2尾部的V形结构与V形支撑块12面接触形成的；铰链连杆5上面的圆柱轴7与底盘1上的圆柱孔10配合连接形成另外两个支撑点。碰撞板主体4可以绕这四个支点上下、左右灵活移动。在碰撞板主体4前方的任意位置发生碰撞后，扭簧13提供的回复力会使碰撞板主体4回到原态。所连接的4个支撑点把碰撞板主体4悬浮的支撑在底盘1上。滑动连杆3和铰链连杆5通过圆柱销6形成圆柱副连接，其中，圆柱销6与滑动连杆3为过盈配合，圆柱销6与滑动连杆3为间隙配合。链连连杆5的另一端有一圆柱孔与底盘1上的圆柱轴10形成圆柱副连接，扭簧13的中心套在此连接处。支撑挡杆2通过半月形长条孔用螺钉固定在碰撞板主体4上，其尾部有一V形结构，此V形结构与底盘1上的V形支撑块12配合连接。

本发明的工作原理及各部分的功用如下：

如图4、图5和图6所示，碰撞板主体4为圆弧状，所包络的角度为不大于180度。在不影响总体设计功能的要求下，其表面允许有局部的形状变化或者镶嵌有不同材料的饰件以增加美观性。碰撞板主体4是由4个支点支撑在底盘1上面的，其中两个支撑点是靠支撑挡杆2尾部的V形结构与V形支撑块12面接触形成的；铰链连杆5上面的圆柱轴7与底盘1上的圆柱孔10配合连接形成另外两个支撑点。所连接的4个支撑点把碰撞板主体4悬浮的支撑在底盘1上。碰撞板主体4可以绕这四个支点上下、左右灵活移动。复位弹簧是扭簧13，安装在底盘1的两侧，一端与上盖固定，另一端斜向顶紧在铰链连杆5的限位钩上。

在碰撞板主体4前方的任意位置发生碰撞后，扭簧13提供的回复力会使碰撞板主体4回到原态。滑动连杆3和铰链连杆5通过圆柱销6形成圆柱副连接，其中，圆柱销6与滑动连杆3为过盈配合，圆柱销6与滑动连杆3为间隙配合。链连连杆5的另一端有一圆柱孔与底盘1上的圆柱轴10形成圆柱副连接，扭簧13的中心套在此连接处。支撑挡杆2通过半月形长条孔用螺钉固定在碰撞板主体4上，其尾部有一V形结构，此V形结构与底盘1上的V形支撑块12配合连接，不仅对碰撞板主体4有支撑作用，而且同时也限制了支撑挡杆2只能向后移动而不能向前移动。

此外，支撑挡杆2上还有一圆孔10，位移传感器发射的红外光可通过此孔用于检测碰撞板主体4是否发生碰撞。支撑挡杆2上有一长条孔，锥形销8用于连接支撑挡杆2和滑动连杆3，两者之间能够沿着长条孔9发生相对移动。如果正前方有障碍物，碰撞板主体4向后移动，能够推动支撑挡杆2、滑动连杆3和铰链连杆5同时向后移动，此时位移传感器所发射的红外光由于撑挡杆2上的圆孔10被V形支撑块12挡住而不能通过，故采集到支撑挡杆2的工作信号，控制自动吸尘器大角度转弯。转弯后，在扭簧13的作用下，碰撞板主体4恢复到常态；如左侧有障碍物，碰撞板主体4右侧向移动，支撑挡杆2和滑动连杆3之间会沿着长条孔9发生相对移动，并且滑动连杆3和铰链连杆5由于是圆柱副连接，两者之间会发生微小的位移和扭转，左右两侧的作用相反；而此时支撑挡杆2由于受到V形支撑块12的限制，导致左侧的支撑挡杆2只能向后移动，右侧的支撑挡杆2不能移动，这就类似于碰撞板主体4以右侧支撑挡杆2和V形支撑块12形成的接触面为可变换支点，并以此为旋转中心向右侧旋转移动。故在左侧发生碰撞时，对于左侧来说增大了旋转半径，起到了很好的位移放大的效果。

当绕开障碍物后，在扭簧13的作用下，支撑挡杆2、滑动连杆3和铰链连杆5恢复到原位，碰撞板主体4恢复到常态。同理，如右侧有障碍物，碰撞板主体4左侧向移动，支撑挡杆2和滑动连杆3之间会沿着长条孔9发生相对移动，并且滑动连杆3和铰链连杆5由于是圆柱副连接，两者之间会发生微小的位移和扭转，左右两侧的作用相反；而此时支撑挡杆2由于受到V形支撑块12的限制，导致右侧的支撑挡杆2只能向后移动，左侧的支撑挡杆2不能移动，这就类似于碰撞板主体4以左侧支撑挡杆2和V形支撑块12形成的接触面为可变换支点，并以此为旋转中心向左侧旋转移动。故在右侧发生碰撞时，对于右侧来说增大了旋转半径，起到了很好的位移放大的效果。当绕开障碍物后，在扭簧13的作用下，支撑挡杆2、滑动连杆3和铰链连杆5恢复到原位，碰撞板主体4恢复到常态。

Claims (5)

1.一种基于支点变换的吸尘器碰撞板，其特征在于：它包括碰撞板主体(4)、支撑挡杆(2)、滑动连杆(3)、铰链连杆(5)、圆柱销(6)、锥形销(8)、V形支撑块(12)、扭簧(13)和吸尘器底盘(1)。所述碰撞板主体(4)由4个支点支撑在底盘(1)上面，其中，两个支撑点由支撑挡杆(2)尾部的V形结构与V形支撑块(12)面接触形成；另外两个支撑点由铰链连杆(5)上面的圆柱轴(7)与底盘(1)上的圆柱孔(10)配合连接形成。

2.根据权利要求1所述基于支点变换的吸尘器碰撞板，其特征在于：所述碰撞板主体(4)为圆弧状，所包络的角度为不大于180度。所连接的4个支撑点把碰撞板主体(4)悬浮地支撑在底盘(1)上。

3.根据权利要求1所述基于支点变换的吸尘器碰撞板，其特征在于：所述滑动连杆(3)和铰链连杆(5)通过圆柱销(6)形成圆柱副连接；其中，圆柱销(6)与滑动连杆(3)为过盈配合，圆柱销(6)与滑动连杆(3)为间隙配合。链连连杆(5)的另一端有一圆柱孔与底盘(1)上的圆柱轴(10)形成圆柱副连接，扭簧(13)的中心套在此连接处。

4.根据权利要求1所述基于支点变换的吸尘器碰撞板，其特征在于：所述支撑挡杆(2)通过半月形长条孔用螺钉固定在碰撞板主体(4)上，其尾部有一V形结构，此V形结构与底盘(1)上的V形支撑块(12)配合连接。支撑挡杆(2)上还有一圆孔(10)。

5.根据权利要求3和4所述基于支点变换的吸尘器碰撞板，其特征在于：所述支撑挡杆(2)上有一长条孔，锥形销(8)连接支撑挡杆(2)和滑动连杆(3)，支撑挡杆(2)和滑动连杆(3)之间能够沿着长条孔(9)相对移动。

Images