CN108118648B - 一种清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种清洁机器人。本发明包括清洁底盘、一体化水箱、避障外壳和驱动装置，所述清洁底盘包括刷洗机构、污水收集机构及行走机构；所述一体化水箱包括清水供给部和污水回收部，所述一体化水箱设置在所述清洁底盘上，所述刷洗机构与所述清水供给部连接，所述污水收集机构与所述污水回收部连接；所述驱动装置设置在所述清洁底盘上，用于驱动所述清洁底盘；所述避障外壳罩在所述清洁底盘上，用于躲避障碍和防撞缓冲。本发明通过采用一体化的水箱、可拆卸的清洁刷头和防碰撞的外壳，使清洁机器人结构小巧、轻便，使清扫更加合理、安全。

Description

一种清洁机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种清洁机器人。

背景技术

传统清洁机器人包括清洁底盘、水箱和外壳，但在水箱的处理上将污水箱和清水箱两个水箱分别开来，使得体积较大，重量较重，空间利用不合理；并且在清洁底盘上的清洁刷不可拆卸，亦不可更换，不便于对不同的地表进行清洁；另外，在外壳的设计上，没有设计可防碰撞的外壳，当检测出现问题，清洁机器人碰撞上物体时可以造成清理机器人外壳或内部元器件的损伤，还会因为机器继续前进造成被撞人或物的进一步损伤或损坏。

为解决这一问题，设计一种清洁机器人，本机器人采用一体化的水箱、可拆卸的清洁刷头和防碰撞的外壳，结构小巧，智能安全，能适应各种区域的清洁。

发明内容

本发明旨在解决现有现在清洁机器人结构不够小巧轻便的问题，提供一种清洁机器人。

本申请的清洁机器人包括清洁底盘、一体化水箱、避障外壳和驱动装置；

清洁底盘包括刷洗机构、污水收集机构及行走机构；

一体化水箱包括清水供给部和污水回收部，一体化水箱设置在清洁底盘上，清水供给部与刷洗机构连接，污水回收部与污水收集机构连接；

驱动装置设置在清洁底盘上，用于驱动清洁底盘；

避障外壳罩在清洁底盘上，用于躲避障碍和防撞缓冲。

进一步地，污水回收部包括水箱壳体和水箱盖，水箱壳体上设置有真空吸口和排污水口；水箱盖设置有密封圈；清水供给部为清水袋，清水袋为柔软可变形材料组成，清水袋设置在水箱壳体内，清水袋上设置有清水吸管。

进一步地，刷洗机构包括刷盘、刷盘箱和刷盘电机，刷盘通过刷盘电机驱动，刷盘箱与刷盘连接；刷盘箱包括电动推杆、传动连杆、主平行连杆和辅平行连杆，刷盘箱通过传动连杆、主平行连杆和辅平行连杆的约束，使刷盘始终保持与地面水平。

进一步地，刷盘由一个或多个刷头组成，刷洗机构还包括传动带轮和第一同步带，传动带轮为一个或多个，传动带轮与刷头一一连接，刷盘电机带动其中一个传动带轮转动，通过第一同步带带动其他传动带轮转动。

进一步地，刷盘为可拆卸刷盘，刷盘包括刷头、刷头连接钉、刷头钉夹和刷头固定盘；刷头连接钉为T型钉，刷头固定盘上设置有长条圆孔，刷头连接钉一端与刷头连接，另一端穿过刷头固定盘上的长条圆孔被刷头钉夹固定。

进一步地，污水收集机构包括刮水耙和污水吸口，刮水耙与污水吸口连接，刮水耙与刷洗机构并排设置，与刷洗机构的下表面保持水平。

进一步地，行走机构包括驱动轮，驱动轮包括驱动电机、第二同步带、轴带轮、车轮、轴承、胀紧滑块和固定座，驱动电机驱动第二同步带，第二同步带带动轴带轮，轴带轮带动轴承，车轮套设在轴承上；胀紧滑块设置在第二同步带上，用于调节第二同步带的松紧度；固定座的一端与轴承连接，固定座的另一端与刷洗机构连接。

进一步地，避障外壳包括避障防碰外壳、避障检测外壳和缓冲器；避障防碰外壳设置在避障检测外壳的下方，避障防碰外壳为一块圆弧状的突出外壳；避障检测外壳上设置有声纳传感器和激光传感器；缓冲器设置在避障防碰外壳上，用于发生碰撞时的缓冲作用。

进一步地，缓冲器包括支撑框架、支撑导轨、导向杆、压缩弹簧和开关；支撑导轨与避障防碰外壳滑动连接；导向杆横向设置，远离支撑导轨的一端与支撑框架连接，接近支撑导轨的一端悬空；压缩弹簧套设在导向杆上，且与支撑导轨连接；开关设置在支撑框架上，压缩弹簧呈压缩状态时，开关被触发。

进一步地，机器人还包括充电装置，充电装置包括电池组和充电站，电池组与充电站相连，完成充电工作。

本发明通过采用一体化的水箱、可拆卸的清洁刷头和防碰撞的外壳，使清洁机器人结构小巧、轻便，使清扫更加合理、安全。

附图说明

图1、2为本发明一个实施例的外观图。

图3为本发明一个实施例的一体化水箱结构示意图。

图4、5为本发明一个实施例的清洁底盘示意图。

图6、7为本发明一个实施例的驱动轮结构示意图。

图8、9为本发明一个实施例的刷盘结构示意图。

图10为本发明一个实施例的刷头整体示意图。

图11为本发明一个实施例的刷头A-A处的剖视图。

图12、13为本发明一个实施例的刷头结构示意图。

图14为本发明一个实施例的刷盘箱的结构示意图。

图15、16为本发明一个实施例的避障外壳组成图。

图17为本发明一个实施例的缓冲器结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：

一体化水箱1；清洁底盘2；避障外壳3；水箱壳体11；清水袋12；水箱盖13；真空吸口14；清水吸管15；污水吸口16；排污水口17；刮水耙21；驱动轮22；刷洗机构23；充电装置25；支撑轮26；驱动电机221；固定座222；车轮223；胀紧滑块224；轴带轮225；轴承226；第二同步带227；刷盘箱231；刷盘电机232；传动带轮233；第一同步带234；胀紧轮235；刷盘236；电动推杆237；传动连杆238；辅平行连杆239；主平行连杆2310；刷头2361；刷头连接钉2362；刷头钉夹2363；刷头固定盘2364；避障防碰外壳31；声纳传感器32；缓冲器33；激光传感器34；支撑导轨331；开关332；导向杆333；压缩弹簧334；支撑框架335；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

如图1、2所示，本发明的一种清洁机器人包括清洁底盘2、一体化水箱1、避障外壳3和驱动装置，清洁底盘2包括刷洗机构23、污水收集机构及行走机构；一体化水箱1包括清水供给部和污水回收部，一体化水箱1设置在清洁底盘2上，刷洗机构23与清水供给部连接，污水收集机构与污水回收部连接；驱动装置设置在清洁底盘2上，用于驱动清洁底盘2；避障外壳3罩在清洁底盘2上，用于躲避障碍和防撞缓冲。

如图3所示，污水回收部包括水箱壳体11和水箱盖13，水箱壳体11和水箱盖13均由承压能力强的材料制成；水箱壳体11上设置有真空吸口14和排污水口17，真空吸口14由真空马达和过滤水汽网组成，排污水口17设置在水箱壳体11的底部，可以为多个；水箱盖13上设置有密封圈，用于使整个污水回收部形成密闭空间；清水供给部为清水袋12，清水袋12为柔软可变形材料组成，这种柔软可变形的材料可以为塑料，清水袋12放置在水箱壳体11内，由于清水袋12体积可变且与污水在一起不会相溶，形成一体化水箱1，节省空间。另外，清水袋12上还设置有清水吸管15，清水吸管15一端连接清水袋12，另一端连接刷洗机构23，清水吸管15和一个水泵一起作用，可用于刷洗地面时的湿润。

如图4所示，污水收集机构包括刮水耙21和污水吸口16，刮水耙21与污水吸口16连接，刮水耙21设置在刷洗机构23后，在清扫时，刮水耙21始终与地面接触，刮除多余的水分，使地面保持干燥；在不清扫时，刮水耙21也可向上伸缩收起，离开地面。

在清洁机器人工作前，需要将清水袋12注满清水，此时清水袋12与水箱壳体11基本贴合。当清洁机器人工作时，由清水吸管15将清水吸到刷洗机构23，配合刷洗机构23完成刷地。同时经真空吸口14将水箱壳体11内吸成真空，由于污水吸口16与刮水耙21连通，在刮水耙21与地面形成真空将刷地剩下的污水吸回水箱。当水箱装满污水或需要重新加注清水前，用排污水口17将水箱内的污水排出。另外，清水袋12材料也可以为可渗透水分子材料，通过污水和清水间的渗透差，清水袋12形成自动过滤网膜，将污水转变成清水渗透，免除了污水清倒和清水添加的过程，自动完成污水和清水的循环，使清洁机器人更加环保。

如图4至图13所示，刷洗机构23包括刷盘236、刷盘箱231和刷盘电机232，刷盘236通过刷盘电机232驱动，刷盘箱231与刷盘236连接，刷洗机构23通过和一体化水箱1配合，完成清水刷地的过程。刷盘236可以由多个刷头2361组成，刷洗机构23还包括传动带轮233、第一同步带234和胀紧轮235，传动带轮233与刷头2361一一连接。机器人进行地面清洁时，刷盘电机232带动与其连的传动带轮233将动力传递下去，在由一条第一同步带234将动力传递给其它两个传动带轮233，传动带轮233的轴与刷头2361的轴一凹一凸相嵌在一起，最终将动力传递到刷头2361。刷盘236与刷盘箱231下盖通过法兰连接。

刷盘箱231包括电动推杆237、传动连杆238、主平行连杆2310和辅平行连杆239，刷盘箱231在机器人不刷地时需要提起，此功能通过电动推杆237的伸缩带动与刷盘箱231固定连结的传动连杆238，在主平行连杆2310和辅平行连杆239的约束约下，保持与地需平行升降；在机器人清扫时，刷盘箱231下放，刷盘236一起下放，保持与地面水平，使地面每个面积受力均匀，使清扫更加干净。

刷盘236为可拆卸刷盘236，刷盘236由刷头2361，刷头连接钉2362，刷头钉夹2363，刷头固定盘2364组成。刷头2361上的T型刷头连接钉2362穿过刷头固定盘2364的长条圆孔，被刷头钉夹2363夹住，使刷盘236在逆时针方向上被固定(从上向下看，刷盘236工作时顺时针转动)，需要更换刷头2361时先固定刷头固定盘2364，将刷头2361顺时针转动，即可拆下更换。可拆卸的刷头2361能适应不同的环境，根据地面的类型选择不同的刷头2361，使地面刷洗更干净并且更保护地面。

行走机构包括驱动轮22和支撑轮26，驱动轮22由驱动电机221、第二同步带227、轴带轮225、车轮223、轴承226、胀紧滑块224和固定座222组成，驱动轮22由驱动提供动力，通过第二同步带227传动到车轮223轴带轮，最终带动车轮223运动。其中轴承226起支撑作用，胀紧滑块224可以调节第二同步带227的松紧。驱动轮22的固定座222顶端与清洁底盘2螺纹连结。支撑轮26设置在一体化水箱1下部，起支撑作用，与驱动轮22配合使得清洁机器人行走更加平稳。

如图15至图17所示，避障外壳3包括避障防碰外壳31、避障检测外壳和缓冲器33，避障防碰外壳31设置在避障检测外壳的下方，避障防碰外壳31为一块圆弧状的突出外壳；避障检测外壳上设置有声纳传感器32和激光传感器34，避障检测外壳用于检测障碍物，以及在与障碍物相碰撞时承担一定的缓冲作用。缓冲器33设置在避障防碰外壳31上，用于发生碰撞时的缓冲作用。缓冲器33包括支撑框架335、支撑导轨331、导向杆333、压缩弹簧334和开关332，支撑导轨331与避障防碰外壳31滑动连接，用于在碰撞发生时，避障防碰外壳31能沿支撑导轨331滑动，另外，支撑导轨331与避障防碰外壳31也可以固定连接。导向杆333横向设置，远离支撑导轨331的一端与支撑框架335连接，接近支撑导轨331的一端悬空；压缩弹簧334套设在导向杆333上，且与支撑导轨331连接；开关332设置在支撑框架335上，压缩弹簧334呈压缩状态时，开关332被触发。

在机器人遇到“障碍物”时先由声纳传感器32检测到“障碍物”并通知机器人进行主动避让。如果声纳传感器32没能检测到“障碍物”，避障防碰外壳31将与“障碍物”发生接触，此时避障防碰外壳31带动支撑导轨331和导向杆333使压缩弹簧334被压缩，并且导向杆333会触发开关332，从而通知机器人前方有“障碍物”。激光传感器34用于检测地面的坑洼，当机器人前方有深坑时，通过激光传感器34的检测通知机器人停止前进，做出避让。

机器人还包括充电装置25，充电装置25包括电池组和充电站，充电装置25用于在电池组电量不足时与充电站相连联，完成充电工作。

本发明通过采用一体化的水箱、可拆卸的清洁刷头和防碰撞的外壳，使清洁机器人结构小巧、轻便，使清扫更加合理、安全。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种清洁机器人，其特征在于，所述机器人包括清洁底盘、一体化水箱、避障外壳和驱动装置；

所述清洁底盘包括刷洗机构、污水收集机构及行走机构；

所述一体化水箱包括清水供给部和污水回收部，所述一体化水箱设置在所述清洁底盘上，所述清水供给部与所述刷洗机构连接，所述污水回收部与所述污水收集机构连接；

所述驱动装置设置在所述清洁底盘上，用于驱动所述清洁底盘；

所述避障外壳罩在所述清洁底盘上，用于躲避障碍和防撞缓冲；

所述避障外壳包括避障防碰外壳、避障检测外壳和缓冲器；所述避障防碰外壳设置在所述避障检测外壳的下方，所述避障防碰外壳为一块圆弧状的突出外壳；所述避障检测外壳上设置有声纳传感器和激光传感器；所述缓冲器设置在所述避障防碰外壳上，用于发生碰撞时的缓冲作用；

所述缓冲器包括支撑框架、支撑导轨、导向杆、压缩弹簧和开关；所述支撑导轨与所述避障防碰外壳滑动连接；所述导向杆横向设置，远离所述支撑导轨的一端与所述支撑框架连接，接近所述支撑导轨的一端悬空；所述压缩弹簧套设在所述导向杆上，且与所述支撑导轨连接；所述开关设置在所述支撑框架上，所述压缩弹簧呈压缩状态时，所述开关被触发。

2.如权利要求1所述清洁机器人，其特征在于，所述污水回收部包括水箱壳体和水箱盖，所述水箱壳体上设置有真空吸口和排污水口；所述水箱盖设置有密封圈；所述清水供给部为清水袋，所述清水袋为柔软可变形材料密封组成，所述清水袋设置在所述水箱壳体内，所述清水袋上设置有清水吸管。

3.如权利要求1所述清洁机器人，其特征在于，所述刷洗机构包括刷盘、刷盘箱和刷盘电机，所述刷盘通过所述刷盘电机驱动，所述刷盘箱与所述刷盘连接；所述刷盘箱包括电动推杆、传动连杆、主平行连杆和辅平行连杆，所述刷盘箱通过所述传动连杆、所述主平行连杆和所述辅平行连杆的约束，使所述刷盘始终保持与地面水平。

4.如权利要求3所述清洁机器人，其特征在于，所述刷盘由一个或多个刷头组成，所述刷洗机构还包括传动带轮和第一同步带，所述传动带轮为一个或多个，所述传动带轮与所述刷头一一连接，所述刷盘电机带动其中一个所述传动带轮转动，通过所述第一同步带带动其他所述传动带轮转动。

5.如权利要求3所述清洁机器人，其特征在于，所述刷盘为可拆卸刷盘，所述刷盘包括刷头、刷头连接钉、刷头钉夹和刷头固定盘；所述刷头连接钉为T型钉，所述刷头固定盘上设置有长条圆孔，所述刷头连接钉一端与所述刷头连接，另一端穿过所述刷头固定盘上的长条圆孔被所述刷头钉夹固定。

6.如权利要求1所述清洁机器人，其特征在于，所述污水收集机构包括刮水耙和污水吸口，所述刮水耙与所述污水吸口连接，所述刮水耙与所述刷洗机构并排设置，与所述刷洗机构的下表面保持水平。

7.如权利要求1所述清洁机器人，其特征在于，所述行走机构包括驱动轮，所述驱动轮包括驱动电机、第二同步带、轴带轮、车轮、轴承、胀紧滑块和固定座，所述驱动电机驱动所述第二同步带，所述第二同步带带动所述轴带轮，所述轴带轮带动所述轴承，所述车轮套设在所述轴承上；所述胀紧滑块设置在所述第二同步带上，用于调节所述第二同步带的松紧度；所述固定座的一端与所述轴承连接，所述固定座的另一端与所述刷洗机构连接。

8.如权利要求1所述清洁机器人，其特征在于，所述机器人还包括充电装置，所述充电装置包括电池组和充电站，所述电池组与所述充电站相连，完成充电工作。