发明内容
为了解决上述技术问题,本发明公开一种用于洗地机的基站及机器人系统,让洗地机花费更少的运算控制资源完成对接清洗动作去获得拖擦件的更佳的清洁效果。具体技术方案如下:
一种用于洗地机的基站,该基站为凹槽结构,这个凹槽结构包括水平底座,以使洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用停靠在水平底座的顶面;该基站内设有用于向上对准停靠在水平底座的顶面的预设固定位置处的洗地机的拖擦件喷水的出水组件和用于抽离凹槽结构的表面液体的排水组件。与现有技术相比,本基站不需使用传感器装置对进入基站的洗地机的清洗对接位置进行微调,凭自身惯性作用更加稳定地停靠在水平底座的顶面,减小洗地机容易误判而移动出基站的可能性,再配合出水组件和排水组件,减小洗地机的拖擦件的清洁难度。
进一步地,所述凹槽结构还包括前引导部件和后引导部件,前引导部件和后引导部件分别固定连接在所述水平底座的两侧,前引导部件与所述水平底座固定连接以形成下沉的斜面,后引导部件与所述水平底座固定连接以形成向内凹的曲面,前引导部件的顶面高度大于所述水平底座的顶面高度,后引导部件的顶面高度大于所述水平底座的顶面高度,使得所述洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用停靠在所述水平底座的顶面的预设固定位置处;其中,前引导部件的顶面与所述水平底座的顶面的高度差保持在预设高度范围内。方便所述洗地机停靠在基站上进行拖擦件的清洁。
进一步地,所述前引导部件包括固定连接的进坡结构和下沉槽;下沉槽和所述水平底座固定连接,下沉槽和所述水平底座的固定连接位置是用于供所述洗地机从所述基站的外部进入所述基站的内部的位置的入槽口;所述前引导部件的顶面向入槽口延伸的方向上,下沉槽的顶面相对于所述水平底座的顶面高度逐渐降低,使得入槽口处所属的下沉的斜面用于防止所述洗地机由于自身惯性作用从所述基站内部退出到所述基站外部;进坡结构从所述前引导部件的顶面延伸至地面,用于引导所述洗地机进出所述基站。该技术方案让所述洗地机顺利进入所述基站,并保证所述洗地机沿着所述下沉槽稳定地停靠在所述水平底座的固定位置处。
进一步地,所述后引导部件还包括壁面,壁面的一端与所述后引导部件的顶面连接,壁面的另一端与所述水平底座的顶面连接以形成向内凹的曲面;所述入槽口向所述后引导部件延伸的方向上,所述后引导部件的壁面相对于所述水平底座的顶面高度逐渐升高,使得洗地机无法爬升过这个壁面;其中,所述出水组件和所述排水组件都设置在所述后引导部件的内部,使得所述后引导部件的顶面高度大于前引导部件的顶面高度。该技术方案保证所述洗地机沿着所述下沉槽和所述后引导部件的壁面自然稳定地停靠在所述水平底座的固定位置处,节省额外的对接调节控制手段的作用。
进一步地,所述出水组件包括清水箱、清洗喷头、进水管和电磁阀,清水箱的底部设置有清水出水口,电磁阀安装在清水出水口处,清水箱通过电磁阀与进水管的一端连接,进水管的另一端与清洗喷头连接;其中,清洗喷头凸出设置在所述水平底座的顶面。该技术方案采用电磁阀打开清水箱注水的方式,为清洗喷头的喷洗提供清洗水源,控制方便且不需要精确对接清洗位置。减小洗地机的拖擦件的清洁难度。
进一步地,所述清洗喷头的上表面均匀分布有预设数量的喷水口,所述清洗喷头还包括喷水管,喷水管与所述进水管连通,喷水管设置有预设数量的喷嘴,分别位于预设数量的喷水口的内部,使得所述清水箱内的清洗用水通过喷水口喷向停靠在所述水平底座的顶面的预设固定位置处的洗地机的拖擦件;其中,所述清水箱用于容纳清洗用水;所述水平底座的顶面还包括驱动轮停靠位置;其中,所有的喷水口的竖直高度位置都高于驱动轮停靠位置。该技术方案公开的预设数量的喷水口喷射范围广,清洗范围覆盖到预设固定位置处的洗地机的拖擦件的各个方向,即使没有准确对接清洗位置也能提高洗地机的拖擦件的清洁效果。
进一步地,所述排水组件包括污水箱、水泵和排水管;污水箱的侧面设置有污水进水口,排水管设置有吸口,排水管的吸口伸出所述基站的表面,所述排水管的吸口通过水泵与污水进水口连接,且这个排水管的吸口固定在所述水平底座的顶面上, 使得排水管用于抽离所述凹槽结构的表面液体;其中,污水箱用于容纳清洗过所述洗地机的拖擦件之后的清洗用水。从而达到及时有效地抽吸污染水体,避免向下引流污水的方式对所述清洗喷头或所述进水管的清洗用水造成污染,实现自动清洗和自动排污的自清洁技术效果。
进一步地,所述清水箱安装在所述污水箱的竖直上方,以使所述清水箱的底部的清水出水口在竖直方向上高于所述污水箱的侧面的污水进水口;其中,所述进水管在水平方向上的管道设置在所述排水管在水平方向上的管道的下方。该技术方案中,所述清水箱为所述清洗喷头向下供应的清洗用水所储备的重力势能更大,使得转换为所述预设数量的喷水口的喷射动能更大,从而增强喷水口喷射的清洗用水的清洁效果。
一种机器人系统,包括洗地机和所述的基站,其中,所述洗地机的拖擦件包括抹布。使得所述洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用更稳定自然地停靠在水平底座的顶面,方便所述洗地机的拖擦件在基站的预设固定位置处完成喷射清洗。
进一步地,所述洗地机的底部安装有驱动轮和万向轮,当所述洗地机的拖擦件停在所述水平底座的顶面的预设固定位置时,驱动轮和万向轮分别停靠在所述清洗喷头的两端,其中,驱动轮的停靠位置与所述入槽口的水平距离,小于万向轮的停靠位置与所述入槽口的水平距离。从而在所述洗地机自然停靠后,实现所述清洗喷头清洗安装于所述洗地机的驱动轮和万向轮之间的拖擦件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。根据本发明实施例的提醒装置的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的,在此不再详细描述。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。另外术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以拆卸连接,或成一体:可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在现有技术中已经给出较多能够使机器人(如洗地机器人)一类设备自动归位至基站以用于充电或排污、加清水等工作的实现方式,例如使用激光定位、红外线定位或雷达定位等微调方式归位,故对于机器人自动到达预设位置的方式不在此进行赘述,即使实现准确对接,但是这一微调过程比较耗时。
为了解决上述技术问题,本实施例公开一种用于洗地机的基站,让洗地机花费更少的对接动作去获得拖擦件的更佳的清洁效果。如图1所示,从整体上看,该基站为凹槽结构,这个凹槽结构包括水平底座102,以使洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用停靠在水平底座的顶面,本实施例将水平底座102设置为平面上的清洗槽,然后这个水平底座102结合两侧凸起的结构组成一个凹槽结构,以使得无驱动力的洗地机在水平底座102的其中一侧的凸起结构的顶面与水平底座102的水平面之间(等效于在凹槽和凸起交替的结构内)自由滑行,在整个过程中,洗地机的驱动轮与凹槽结构的顶面产生刮擦阻力作用,以使洗地机的重力势能转化为内能,以使得重力势能消耗掉,从而让洗地机在关闭驱动轮的驱动电机的状态下凭自身惯性作用停靠在水平底座102的顶面;该基站内设有用于向上对准停靠在水平底座102的顶面的预设固定位置处的洗地机的拖擦件111喷水的出水组件和用于抽离凹槽结构的表面液体的排水组件,出水组件与洗地机的拖擦件111存在接触关系以增强喷洗效果,同时,该凹槽结构内可积集清洗用水和清洗后的污水,减少或避免了清洗用水和清洗后的污水溢出这个凹槽结构,最后清洗用水和清洗后的污水都会被抽吸入排水组件内部的污水箱107内。与现有技术相比,本实施例公开的基站不需使用传感器装置对进入基站的洗地机的清洗对接位置进行微调,凭自身惯性作用和摩擦耗能更加稳定地停靠在水平底座的顶面,实现自由滑动的洗地机顺利停靠在基站上,减小洗地机容易出现传感器误判而移动出基站的可能性,再配合出水组件和排水组件,减小洗地机的拖擦件的清洁难度。
需要说明的是,洗地机的底部安装有驱动轮,洗地机通过驱动轮进行移动,驱动轮在从基站外开始引导至水平底座102的凸起结构的顶面时是有动力输入的轮子,然后驱动轮在凹槽结构的内部的顶面行走的过程中是无动力输入的轮子。在洗地机主体内部设有用于驱动驱动轮的驱动电机和驱动拖擦件的步进电机,在洗地机主体的底部伸出水平方向上的转轴或竖直方向上的转轴,洗地机的拖擦件111套接在转轴上。步进电机可带动转轴旋转,可以带动拖擦件111在水平底座102的顶面的预设固定位置处接受出水组件的喷水冲洗过程中旋转,但是驱动电机在这一过程中不发生转动。
作为一种实施例,所述凹槽结构还包括前引导部件和后引导部件,前引导部件和后引导部件分别固定连接在所述水平底座的两侧,也可视为一体成型,比起一般的卡接或可拆卸连接,整体凹槽结构更加稳定,保证所述洗地机顺利停靠在基站上,且在所述水平底座的顶面的预设固定位置处不容易发生移动。在本实施例中,前引导部件和后引导部件分别对应于水平底座102的左右两侧的凸起结构,前引导部件与所述水平底座102固定连接以形成下沉的斜面,方便驱动洗地机的驱动轮通过前引导部件进入所述水平底座102;后引导部件与所述水平底座102固定连接以形成向内凹的曲面,前引导部件的顶面高度大于所述水平底座102的顶面高度,后引导部件的顶面高度大于所述水平底座102的顶面高度,使得所述洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用停靠在所述水平底座的顶面的预设固定位置处,且本实施例将前引导部件的顶面高度与所述水平底座102的顶面高度的高度差保持在预设高度范围内,以缩短所述洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用停靠在所述水平底座的顶面的预设固定位置所消耗的时间。需要说明的是,所述预设高度范围设置得较小,以方便洗地机进入所述凹槽结构。
具体地,当驱动电机驱动洗地机移动至引导部件的顶面时,关闭驱动电机,移动方向保持向水平底座前进的直线方向,驱动电机不再为驱动轮传输运转动力,此时前引导部件也为洗地机积累了部分重力势能,然后,由于洗地机的惯性作用,洗地机从前引导部件的顶面开始,在无动力驱动的状态下自动向所述水平底座102的顶面移动,前述下沉的斜面将前引导部件积累的重力势能转化为洗地机在前述凹槽结构中滑动的动能,前引导部件和水平底座的顶面会刮擦阻碍洗地机的驱动轮以消耗其动能,再结合后引导部件与水平底座102形成的内凹曲面来阻止洗地机继续向前滑动,并将洗地机引导回水平底座的顶面的预设固定位置处,同时也进一步去消耗洗地机滑动的动能并转化为摩擦热能,最后实现在相对较短的时间内,前引导部件和后引导部件配合引导无动力驱动的状态下的洗地机凭自身惯性作用停靠在所述水平底座的顶面的预设固定位置,其中,基于能量守恒定律,洗地机经过前引导部件所积累的重力势能的大小决定洗地机在所述凹槽结构内部发生滑动运动的时间,也进一步决定所述水平底座的顶面的预设固定位置。
作为一种实施例,如图1所示,所述前引导部件包括固定连接的进坡结构1032和下沉槽1031,下沉槽1031和所述水平底座102固定连接,下沉槽1031和所述水平底座102的固定连接位置是用于供所述洗地机从所述基站的外部进入所述基站的内部的位置的入槽口,图1的水平底座102的左侧安装下沉槽1031,下沉槽1031的顶面是图1的三角形下沉槽的直角竖直上方的顶角所在平面。所述前引导部件的顶面向入槽口延伸的方向上,即:在所述下沉槽1031中,从所述前引导部件的顶面远离所述入槽口的一端至所述前引导部件的顶面靠近所述入槽口的一端,下沉槽1031的顶面相对于所述水平底座102的顶面高度逐渐降低,使得入槽口处所属的下沉的斜面用于防止所述洗地机由于自身惯性作用从所述基站内部退出到所述基站外部;具体地,洗地机为了进入所述水平底座102内,洗地机将下沉槽1031的尾端或所述水平底座102左侧边缘位置作为所述入槽口,洗地机越过下沉槽1031的顶面后,在无动力驱动的状态下,洗地机由于自身惯性作用,保持关闭驱动电机之前的移动方向,从靠近所述入槽口的位置向远离所述入槽口的位置移动,经过所述入槽口,并移动至所述水平底座102的顶面,从而正式进入所述凹槽结构内部往返来回滑动以消耗洗地机的动能和重力势能,并都转化为摩擦热能。在本实施例中,从所述前引导部件的顶面远离所述入槽口的一端至所述前引导部件的顶面靠近所述入槽口的一端的方向为洗地机进入所述基站的目标前进方向。
如图1所示,进坡结构1032从所述前引导部件的顶面延伸至地面,用于引导所述洗地机进出所述基站。在进坡结构1032中,沿着所述目标前进方向,从地面延伸至进坡结构1032的顶面(即地面延伸至所述前引导部件的顶面)的方向上,进坡结构1032的顶面相对于水平地面的高度逐渐升高,使得洗地机在驱动电机的驱动作用下从水平地面沿着进坡结构1032上升至进坡结构1032的顶面,从而相对于所述水平底座102而言,移动至进坡结构1032的顶面的洗地机已经积累重力势能,为后续利用自身惯性作用下滑至所述入槽口以进入所述基站储备能量。因此,本实施例让所述洗地机顺利进入所述基站,并保证所述洗地机沿着所述下沉槽稳定地停靠在所述水平底座的固定位置处。
作为一种实施例,如图1所示,所述后引导部件101还包括壁面,如图1所示的后引导部件101的剖面向下弯折以形成一向下凹的曲线。这个壁面的一端与所述后引导部件101的顶面连接,壁面的另一端与所述水平底座102的顶面连接以形成向内凹的曲面,可以具体表现为:所述入槽口向所述后引导部件101延伸的方向上(即所述目标前进方向),所述后引导部件101的壁面相对于所述水平底座102的顶面高度逐渐升高,使得洗地机无法爬升过这个壁面;其中,所述出水组件和所述排水组件都设置在所述后引导部件101的内部,使得所述后引导部件101的顶面高度大于前引导部件的顶面高度。当所述洗地机由于自身惯性作用从所述水平底座移动至所述后引导部件101的壁面时,甚至爬升至所述后引导部件101的预设高度的壁面上后,所述洗地机的运动动能都转化为重力势能和摩擦热能,然后由于惯性作用,所述洗地机沿着所述壁面滑落下来,使其沿着目标前进方向的反方向移动回所述水平底座102,但所述洗地机的驱动轮在整个滑动过程中与水平底座102、下沉槽1031和所述后引导部件101都会摩擦生热以损失动能和重力势能,所以,所述洗地机沿着目标前进方向的反方向移动的过程中不会跨越下沉槽1031以从所述基站内部退出到所述基站外部。本实施例保证所述洗地机沿着所述下沉槽和所述后引导部件的壁面自然稳定地停靠在所述水平底座的固定位置处,节省额外的对接调节控制手段的作用,进而减小洗地机的拖擦件111的清洁难度。
作为一种实施例,如图1所示,所述出水组件包括清水箱104、清洗喷头110、进水管106和电磁阀105,清水箱104的底部设置有清水出水口,清水出水口是清水箱104的底部的开口结构,电磁阀105安装在清水出水口处,清水箱104通过电磁阀105与进水管106的一端连接,进水管106的另一端与清洗喷头110连接;其中,清洗喷头110凸出设置在所述水平底座102的顶面,从而洗地机的底部的拖擦件111停在所述水平底座102的顶面的预设固定位置时,清洗喷头110更加靠近拖擦件111。本实施例采用电磁阀105打开清水箱104注水的方式,为清洗喷头110的喷洗提供清洗水源,控制方便且不需要精确对接清洗位置,从而减小洗地机的拖擦件的清洁难度。
在本实施例中,所述清洗喷头110的上表面均匀分布有预设数量的喷水口1101,所述清洗喷头110还包括喷水管,喷水管与所述进水管106连通,喷水管设置有预设数量的喷嘴,分别位于预设数量的喷水口1101的内部,使得所述清水箱104内的清洗用水通过喷水口1101喷向停靠在所述水平底座102的顶面的预设固定位置处的洗地机的拖擦件111;其中,所述清水箱用于容纳清洗用水;所述水平底座102的顶面还包括驱动轮停靠位置。其中,所有的喷水口1101的竖直高度位置都高于驱动轮停靠位置。在清洗拖擦件111时,喷水口1101和拖擦件111接触,从整体结构上看,所述清洗喷头110和拖擦件111之间还是存在部分间隙空间以使得在喷洗拖擦件111时,拖擦件111不会封闭喷水口1101,使喷水口1101能够正常喷水。本实施例公开的预设数量的喷水口喷射范围广,清洗范围覆盖到预设固定位置处的洗地机的拖擦件的各个方向,即使没有准确对接清洗位置也能提高洗地机的拖擦件的清洁效果。
作为一种实施例,如图1所示,所述排水组件包括污水箱107、水泵108和排水管109;污水箱107的侧面设置有污水进水口,排水管109设置有吸口,排水管109的吸口伸出所述基站的表面,所述排水管109的吸口通过水泵108与污水进水口连接,排水管109的吸口伸出所述后引导部件101的表面(所述后引导部件101的右侧壁面),排水管109的吸口固定在所述水平底座102的顶面上, 使得排水管109用于抽离所述凹槽结构的表面液体;其中,污水箱107用于容纳清洗过所述洗地机的拖擦件111之后的清洗用水。本实施例在电磁阀105打开清水箱104为清洗喷头110注水的同时,水泵108实时抽离所述水平底座102的顶面的清洗用水,从清洗喷头110的周围导流到所述后引导部件101的右侧壁面,并在水泵108的作用下通过排水管109吸入污水箱107内,避免了这些清洗用水流出所述基站,从而也达到及时有效地抽吸污染水体,避免向下引流污水的方式对所述清洗喷头或所述进水管106的清洗用水造成污染,实现自动清洗和自动排污的自清洁技术效果。
在前述实施例中,所述清水箱104安装在所述污水箱107的竖直上方,以使所述清水箱104的底部的清水出水口在竖直方向上高于所述污水箱107的侧面的污水进水口;其中,所述进水管106在水平方向上的管道设置在所述排水管109在水平方向上的管道的下方。电磁阀105打开后,在重力以及水压的作用下,所述清水箱104内部的清洗用水沿着所述进水管106,从高处流向低处,再在水的冲击力下从所述进水管106的弯折部分流向左侧相连通的喷水管,最后通过预设数量的喷水口1101喷出,再顺着所述水平底座102的顶面流向排水管109的吸口(主要依靠水泵108的抽吸作用),以不致于轻易流出基站而造成污染。
需要说明的是,在本发明的其他实施例中,还可以省略清水箱104和/或污水箱107,而直接将基站设置于安装有自来水管道和/或排水管道的位置附近,这样基站可以直接利用自来水管道所供给的自来水来清洗拖擦件111,而清洗后的污水也可以直接通过排水管道排走,由于可以减少清水箱104和/或污水箱107,因此,这种方式可以使基站的后引导部件的结构更加简单,成本也更低。
本发明实施例还公开一种机器人系统,包括洗地机和前述实施例公开的基站,其中,所述洗地机的拖擦件包括抹布。使得所述洗地机在无动力驱动的状态下凭自身惯性作用更加稳定自然地停靠在水平底座的顶面,方便所述洗地机的拖擦件在基站的预设固定位置处完成喷射清洗。
进一步地,所述洗地机的底部安装有驱动轮和万向轮,当所述洗地机的拖擦件停在所述水平底座的顶面的预设固定位置时,驱动轮和万向轮分别停靠在所述清洗喷头的两端,其中,驱动轮的停靠位置与所述入槽口的水平距离,小于万向轮的停靠位置与所述入槽口的水平距离。从而在所述洗地机自然停靠后,实现所述清洗喷头清洗安装于所述洗地机的驱动轮和万向轮之间的拖擦件。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。