CN108289579A - 轮组件和具有该轮组件的机器人清洁器 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种轮组件和一种机器人清洁器，所述机器人清洁器包括主体和联接到主体以引导所述主体的移动的轮组件。所述轮组件具有：旋转臂，其包括可旋转地安装在主体上的第一端部分；驱动轮，其可旋转地安装在旋转臂的与第一端部分相反的第二端部分处；和弹性构件，其包括安装在主体处的第一端，和可垂直移动地安装在旋转臂处并与第一端相反的第二端，使得由于驱动轮的下降导致的接触力减小程度下降。

Description

轮组件和具有该轮组件的机器人清洁器

技术领域

本发明涉及一种轮组件以及具有该轮组件的机器人清洁器，更具体地涉及一种对于驱动轮的接触力的结构改进。

背景技术

通常，机器人清洁器是被配置为根据预设程序自动地在待清洁的区域中行进以在没有用户操作的情况下从地面抽吸诸如灰尘的异物并清洁该区域的装置。

这种机器人清洁器包括用于驱动机器人清洁器的主体的驱动轮，并且驱动轮利用在驱动轮和与驱动轮接触的地面之间产生的摩擦力来驱动机器人清洁器的主体。

需要朝向地面施加到驱动轮的力以产生摩擦力，并且该力与机器人清洁器的接触力有关。

机器人清洁器必须保持驱动轮的预定接触力，而不管地面的状态或条件如何，以在具有各种地板条件和高度的差异的地板(诸如硬地板)或地毯上具有预定的行进性能。

传统上，尽管使用诸如拉伸螺旋弹簧的弹性构件抵着地面按压驱动轮，但是由于当在具有高度差异的地面上使用机器人清洁器时弹性构件的弹性力根据驱动轮的位移而改变，产生按压驱动轮的力的大小的差异，因此存在驱动轮的接触力降低的问题。

发明内容

技术问题

本公开涉及一种轮组件，其被改进，以即使在机器人清洁器在具有高度差异的地面上行进时驱动轮的位移发生变化的情况下，也减小驱动轮的接触力的变化，本公开还涉及具有该轮组件的机器人清洁器。

技术方案

根据本公开的一个方面，提供一种机器人清洁器，包括主体和联接到主体并且配置成引导主体的移动的轮组件，其中，轮组件包括旋转臂，该旋转臂包括：第一端部分，其可旋转地安装在主体中；驱动轮，其可旋转地安装在所述旋转臂的与所述第一端部分相反的第二端部分处；以及弹性构件，其包括安装在所述主体处的第一端和可垂直移动地安装在所述旋转臂处并与所述第一端相反的第二端。

旋转臂可以包括引导件，该引导件配置成从第一端部分垂直地延伸，并且弹性构件的第二端可移动地安装在引导件处。

引导件可以包括：引导部分，其被配置成引导弹性构件的第一端的移动；一对止动件，其被设置在引导部分的上端和下端处，并被配置为限制弹性构件的第二端的移动。

弹性构件可以包括形成为螺旋形式的弹性部分、由主体支撑的第一钩、和由引导部分支撑的第二钩。

机器人清洁器还可以包括形成为弧形形状并且可移动地安装在引导部分处的移动衬套，其中，移动衬套包括在周向方向上设置的安置槽，并且第二钩安置于安置槽中。

机器人清洁器可以进一步包括可移动地安装在引导部分上的辊，其中第二钩连接到辊。

机器人清洁器可以进一步包括：轴承，其安装在辊的中心处；以及保持器，其包括通过轴联接到轴承的两个端，其中第一钩由保持器支撑。

引导部分可以形成为线性形状。

引导部分可以包括倾斜地连接以形成钝角的两个线部段。

引导部分可以形成为凹入弯曲的形状。

机器人清洁器可以进一步包括：小齿轮，其可移动地安装在形成为齿条的引导部分上；以及保持器，其具有通过轴联接到小齿轮的两个端，其中，第二钩由保持器支撑。

引导部分可以形成为内齿轮形式。

轮组件可以设置有联接到主体的两侧的一对轮组件。

根据本公开的另一方面，提供了一种轮组件，包括轮壳体；驱动轮，其可向下移动地设置在轮壳体中；旋转臂，其可绕其第一端部分旋转并且具有与第一端部分相反的第二端部分，驱动轮在该第二端部分上；以及弹性构件，其具有设置在所述轮壳体上的第一端和设置在所述第一端的相反侧上以在所述旋转臂上可垂直地移动的第二端。

根据本公开的另一方面，提供一种操作轮组件的方法，该轮组件包括：旋转臂，其具有可旋转地安装在移动对象处的第一端部分；驱动轮，其可旋转地安装在旋转臂的与第一端部分相反的第二端部分处；以及弹性构件，其具有安装在所述对象处的第一端，和与所述第一端相反地布置且可垂直移动地安装在所述旋转臂处的第二端，所述方法包括：使所述旋转臂绕所述第一端部分旋转，向下移动设置在旋转臂的第二端部分处的驱动轮，以及根据驱动轮的向下移动使弹性构件的第二端向上移动。

被配置成引导弹性构件的第二端的移动的引导件设置在旋转臂的第一端部分处，并且弹性构件和引导件之间的角度根据驱动轮的向下运动从钝角逐渐变为锐角。

有利的效果

如上所述，在轮组件和具有该轮组件的机器人清洁器中，由于驱动轮根据旋转臂的旋转而向下移动，所以弹性构件的第二端的位置远离旋转臂的旋转中心，施加到旋转臂的扭矩增大，使得由于弹性构件的弹性恢复力的减小而导致的驱动轮的接触力的减小程度降低。

附图说明

图1是示出根据本公开的第一实施例的机器人清洁器的透视图。

图2是示出当机器人清洁器通过平坦表面时根据本公开第一实施例的机器人清洁器的视图。

图3是示出当机器人清洁器通过具有高度差异的地板时根据本公开第一实施例的机器人清洁器的视图。

图4是示出根据本公开第一实施例的机器人清洁器中的轮组件的安装状态的透视图。

图5是示出根据本公开的第一实施例的轮组件的透视图。

图6是示出根据本公开第一实施例的轮组件的分解透视图。

图7是示出应用于根据本公开第一实施例的轮组件的移动衬套的安装状态的分解透视图。

图8是示出根据本公开的第一实施例的轮组件的侧视图。

图9至图11是根据本公开的第一实施例的轮组件的操作状态。

图12是示出应用于根据本公开的第二实施例的轮组件的辊和保持器的安装状态的透视图。

图13是示出根据本公开第二实施例的轮组件的侧视图。

图14至图16是示出应用于根据本公开的轮组件的各种其他类型的引导件的侧视图。

图17是示出应用于根据本公开的第三实施例的轮组件的小齿轮和保持器的安装状态的透视图。

图18是示出根据本公开的第三实施例的轮组件的侧视图。

图19是示出可应用于本公开的第三实施例的另一类型的引导件的侧视图。

图20是示出根据本公开的实施例的驱动轮上的法向力的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。

图1是示出根据本公开第一实施例的机器人清洁器1的视图。

机器人清洁器1包括形成其外部的主体10，联接到主体10的一侧并且被配置为抽吸地板周围的空气的抽吸单元20，以及如图4所示设置在主体10的两侧处并且被配置为允许主体10在地面上移动的轮组件30。

返回参考图1，主体10包括风扇马达11和灰尘收集容器12，该风扇马达11被配置为产生抽吸力，该灰尘收集容器12被配置为存储异物，诸如从通过抽吸单元20抽吸的空气过滤的灰尘。

抽吸单元20利用从风扇马达11传递的抽吸力用空气抽吸地面的异物。尽管在附图中未示出，刷子可旋转地安装在抽吸单元20中以向上扫动地面上的灰尘。

在机器人清洁器1沿着平坦表面移动的情况下，如图2所示，轮组件30保持其中主体10与地面相邻的状态，并且在机器人清洁器经过具有高度差异(诸如脊部)的地方时，轮组件30允许主体10与地面间隔开，如图3所示。

如图5和图6所示，轮组件30包括：旋转臂31，其具有设置在其一侧处并且可旋转地安装在主体10中的第一端部分31a；驱动轮32，其安装在旋转臂31的与第一端部分31a相反的第二端部分31b处；驱动马达33，其联接到旋转臂31的第一端部分的一侧并配置成产生用于旋转驱动轮32的旋转力；弹性构件34，其被配置为弹性地支撑旋转臂31以保持驱动轮32与地面之间的预定接触力或更大接触力；以及轮壳体35，其配置成容纳驱动轮32。

如上所述，由于旋转臂31的第一端部分31a可旋转地安装在主体10处，所以随着旋转臂31绕第一端部分31a旋转，旋转臂31的第二端部分31b向下移动。

在旋转臂31的第一端部分3 1a处设置有马达安装部分311，驱动马达33安装在该马达安装部分311中，在旋转臂31的第二端部分31b处设置有轮安装部分312，驱动轮32安装在该轮安装部分312中。另外，在旋转臂31的内部安装有功率传动单元，诸如皮带或齿轮，其用于将由驱动马达33产生的旋转力传递至驱动轮32。因此，随着旋转臂31的第二端部分31b向下移动，驱动轮32向下移动。

弹性构件34由螺旋弹簧形成，弹性构件34的第一端34b钩在设置在轮壳体35处的支撑件35c上并由该支撑件35c支撑，并且弹性构件34的第二端34c由旋转臂31的引导件313支撑。因此，在施加到驱动轮32的机器人清洁器1的重量减少的情况下，旋转臂31的第二端部分31b和安装在旋转臂31的第二端部分31b处的驱动轮32由于弹性构件34的弹性恢复力而向下移动。

弹性构件34包括形成为螺旋形式并被配置为产生弹性力的弹性部分34a，形成弹性构件34的第一端34b并由支撑件35c支撑的第一钩34b，以及形成弹性构件34的第二端34c并由旋转臂31的引导件313支撑的第二钩34c。即，第一钩34b是弹性构件34的第一端34b，并且第二钩34c是弹性构件34的第二端34c。

轮壳体35包括臂容纳部分35a和轮容纳部分35b，旋转臂31可旋转地容纳在该臂容纳部分35a中，驱动轮32可旋转地容纳在该轮容纳部分35b中。另外，上述支撑件35c设置在轮壳体35中。

因此，当机器人清洁器1在平坦表面上移动时，保持由于机器人清洁器1的重量而导致的驱动轮32容纳在轮容纳部分35b中的状态，并且当机器人清洁器1经过诸如脊部的地方时，由于传递到驱动轮32的机器人清洁器1的重量减少，所以当弹性构件34被弹性地恢复时，旋转臂31绕第一端部分31a旋转，因此，安装在第二端部分31b处的驱动轮32和旋转臂31的第二端部分31b向下移动。

如上所述，由于弹性构件34随着驱动轮32向下移动逐渐弹性地恢复，则随着驱动轮32向下移动，由于弹性构件34的弹性恢复力而被保持的驱动轮32的接触力逐渐减小。

由于弹性构件34的第二端34c安装在旋转臂31处以能够上下移动以便减小由于驱动轮32的下降而引起的接触力的减小量，因此弹性构件34的第二端34c根据驱动轮32的下降而向上移动。

旋转臂31包括引导件313，该引导件313从第一端部分31a的侧面向上延伸并且被配置成引导弹性构件34的第二端的移动。

引导件313包括：引导部分313a，在该引导部分313a处，弹性构件34的第二端可垂直移动地安装；以及一对止动件313b和313c，其设置在引导部分313a的上端和下端，并且被配置成允许弹性构件34的第二端在引导部分313a中移动。在本公开中，引导部分313a基本形成为线性形状。这里，引导部分313a被设计成使得在驱动轮32容纳在轮容纳部分35b中的状态中保持引导部分313a和弹性构件34s之间的钝角，并且当驱动轮32随着旋转臂31逐渐旋转而从轮容纳部分35b突出预定程度或更大时，引导部分313a和弹性构件34之间形成锐角。

由于弹性构件34的第二钩34c可移动地安装在上述引导部分处，因此第二钩34c使用如图7所示的移动衬套36由引导部分313a支撑，使得第二钩34c容易地移动。移动衬套36形成为大致圆弧形状，在移动衬套36的外周表面中设置有安置槽36a，第二钩34c安置在该安置槽36a中。

接下来，将参照附图详细描述轮组件和机器人清洁器的操作。

如图8和9所示，在机器人清洁器1清洁平坦表面的情况下，由于机器人清洁器1的重量直接传递到驱动轮，因此其中驱动轮32容纳在轮壳体35的轮容纳部分35b中的状态保持不变。

在上述状态下，当机器人清洁器1经过具有高度差异的诸如脊部等的地方时，传递到驱动轮32的机器人清洁器1的重量减少，并且因此，旋转臂31由于弹性构件34的弹性恢复力而绕第一端部分31a旋转。安装在旋转臂31的第二端部分31b处的驱动轮32根据旋转臂31的旋转而向下移动并且从轮容纳部分35b逐渐向下突出。

如上所述，设置在旋转臂31的第一端部分31a处的引导件313也根据旋转臂31的旋转而与旋转臂31一起旋转。随着旋转臂31旋转，由于弹性构件34的恢复力,设置在引导件313处的引导部分313a和弹性构件34之间的角度θ从如图9所示的钝角变为如图10所示的直角，并且最终变成如图11所示的锐角。当引导部分313a和弹性构件34之间的角度为锐角时，如上所述，移动衬套36相应地沿着引导部分313a的表面滑动并且向上移动到这样的位置，在这样的位置处，可保持移动衬套36和引导件313之间的直角。另外，当旋转臂31连续旋转时，移动衬套36连续地向上移动直到移动衬套36由于止动件313b而停止。当旋转臂31即使在移动衬套36被上部止动件313b支撑之后而继续旋转时，引导部分313a与弹性构件34之间的角度为锐角，并且这种角度根据旋转臂31的旋转而减小。

当弹性构件34的第二端34c向上移动时，由于由弹性构件34弹性地支撑的第二端34c的位置远离旋转臂31的旋转中心，所以通过弹性构件34施加到旋转臂31的扭矩比弹性构件34的第二端位于引导部分313a的下方的情况下的扭矩大，由此驱动轮32的接触力增大。因此，驱动轮32的接触力根据旋转臂31的旋转的减小程度通过改变弹性构件34的第二端的位置被减小。

图20是示出当第二端34c在驱动轮32下方移动时施加到驱动轮32的法向力的曲线图。在该图中，线A表示在如同常规技术那样固定弹性构件34的第二端的状态下，在第二端于驱动轮32下方移动的情况下施加到驱动轮32的法向力，线B表示在如本公开的第一实施例那样移动弹性构件34的第二端的情况下施加到驱动轮32的法向力。由于驱动轮32的接触力与法向力成比例，因此接触力的减小程度可以通过弹性构件34的移动的第二端如图所示地减小。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的第二实施例的轮组件。

如图12和图13所示，根据本公开第二实施例的轮组件30包括具有与前述实施例相同的形式的驱动轮32、旋转臂31、弹性构件34和轮壳体35。

另外，弹性构件34的第二端通过可移动地安装在引导部分313a处的辊371、安装在辊371的中心处的轴承372、以及形成U形形状并具有经由轴373联接到轴承372的两个端的保持器374而被引导部分313a可移动地支撑。弹性构件34的第二钩34c通过钩在保持器374的中心处而被支撑。由于上述构造，弹性构件34的第二端可以更容易地沿着引导部分313a移动。

在上述实施例中，引导部分313a形成为线性形状，但是不限于此。如图14所示，引导件313-1可以包括引导部分313a-1，该引导部分313a-1具有倾斜地连接以形成钝角的两条线，或者如图15所示，引导件313-2还可以包括形成为凹入弯曲形状的引导部分313a-2。另外，如图16所示，引导件313-3还可以包括引导部分313a-3，该引导部分313a-3具有形成为凹入弯曲形状的下部部分和具有凸出弯曲形状的上部部分。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的第三实施例的轮组件30。

如图17和图18所示，根据本公开第三实施例的轮组件包括具有与前述实施例相同形式的驱动轮32、旋转臂31、弹性构件34和轮壳体，并且引导件313-4包括形成为齿条形式的引导部分313a-4。

另外，弹性构件34的第二端通过小齿轮381和保持器383可移动地安装在引导部分313a处，小齿轮381与形成为齿条形式的引导部分313a-4以齿的方式接合，保持器383形成为U形形状并且具有通过轴382可旋转地联接到小齿轮381的两个端。弹性构件34的第二钩34c通过钩在保持器383的中心而被支撑。由于上述构造，弹性构件34的第二端可以更容易地沿着引导部分313a-4移动。

图20的线C示出了根据其中弹性构件34的第二端可以通过形成为齿条形式的引导部分313a和小齿轮381而移动的结构的驱动轮32的法向力。

在该实施例中，引导部分313a包括线性形状的齿条，但是不限于此，并且如图19所示，引导件313-5还可以包括形成为内齿条形式的引导部分313a-5。

尽管在上述实施例中弹性构件的第二端具有其中第二端可垂直移动地安装的结构，但是实施例不限于此，并且弹性构件的安装在主体的一侧处的第一端也可以向上和向下移动。

另外，在上述实施例中，轮组件安装在机器人清洁器1中并且机器人清洁器1移动，但是实施例不限于此，并且轮组件也可以应用于除了机器人清洁器之外的各种移动对象。也就是说，轮组件也可以应用于除机器人清洁器以外的各种不同类型的移动机器人、车辆等。

尽管基于如上所述的各种实施例已经公开了本公开的精神，但是本公开的范围不限于这些实施例。在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以改变或修改的各种其他实施例落入本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种机器人清洁器，包括：

主体；和

轮组件，其联接到所述主体并且被配置为引导所述主体的移动，

其中，所述轮组件包括：

旋转臂，其包括能够旋转地安装在所述主体中的第一端部分；

驱动轮，其能够旋转地安装在所述旋转臂的与所述第一端部分相反的第二端部分处；和

弹性构件，其包括安装在所述主体处的第一端和能够垂直移动地安装在所述旋转臂处的并与所述第一端相反的第二端。

2.根据权利要求1所述的机器人清洁器，其中，

所述旋转臂包括引导件，该引导件被配置为从所述第一端部分垂直地延伸；和

所述弹性构件的第二端能够移动地安装在所述引导件处。

3.根据权利要求2所述的机器人清洁器，其中，所述引导件包括：

引导部分，其被配置为引导所述弹性构件的第一端的移动；和

一对止动件，其设置在所述引导部分的上端和下端处，并且被配置为限制所述弹性构件的第二端的移动。

4.根据权利要求3所述的机器人清洁器，其中，所述弹性构件包括：

形成为螺旋形式的弹性部分；

由所述主体支撑的第一钩；和

由所述引导部分支撑的第二钩。

5.根据权利要求4所述的机器人清洁器，还包括：移动衬套，其形成为弧形形状，并且能够移动地安装在所述引导部分处，

其中，所述移动衬套包括在周向方向上设置的安置槽，所述第二钩安置在所述安置槽中。

6.根据权利要求4所述的机器人清洁器，还包括：辊，其能够移动地安装在所述引导部分上，

其中，所述第二钩连接到所述辊。

7.根据权利要求6所述的机器人清洁器，还包括：

轴承，其安装在所述辊的中心处；和

保持器，其包括通过轴联接到所述轴承的两个端，

其中，所述第一钩由所述保持器支撑。

8.根据权利要求3所述的机器人清洁器，其中，所述引导部分形成为线性形状。

9.根据权利要求3所述的机器人清洁器，其中，所述引导部分包括倾斜地连接以形成钝角的两个线部段。

10.根据权利要求3所述的机器人清洁器，其中，所述引导部分形成为凹入弯曲形状。

11.根据权利要求5所述的机器人清洁器，还包括：

小齿轮，其能够移动地安装在形成为齿条的引导部分上；和

保持器，其具有通过轴联接到所述小齿轮的两个端，

其中，所述第二钩由所述保持器支撑。

12.根据权利要求11所述的机器人清洁器，其中，所述引导部分形成为内齿轮形式。

13.根据权利要求1所述的机器人清洁器，其中，所述轮组件设置有联接到所述主体的两侧的一对轮组件。

14.一种操作轮组件的方法，所述轮组件包括：旋转臂，其具有能够旋转地安装在移动的对象处的第一端部分；驱动轮，其能够旋转地安装在旋转臂的与第一端部分相反的第二端部分处；以及弹性构件，其具有安装在所述对象处的第一端，和与所述第一端相反地布置且能够垂直移动地安装在所述旋转臂处的第二端，所述方法包括

使所述旋转臂绕所述第一端部分旋转；

向下移动设置在所述旋转臂的第二端部分处的所述驱动轮；以及

根据所述驱动轮的向下移动使所述弹性构件的第二端向上移动。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

被配置为引导所述弹性构件的第二端的移动的引导件设置在所述旋转臂的第一端部分处；和

所述弹性构件与所述引导件之间的角度根据所述驱动轮的向下移动而从钝角逐渐变成锐角。