CN112089364A - 一种扫地机器人的主刷抬升结构及其抬升方法 - Google Patents

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汪伟
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Abstract

本发明公开了一种扫地机器人的主刷抬升结构及其抬升方法，包括机架、主刷、提升组件及张紧组件；所述提升组件包括气缸及拉绳；所述拉绳的一端固定在主刷上，另一端固定在气缸输出端；所述气缸固定在机架上；所述主刷抬升结构还包括还包括张紧组件；所述张紧组件包括张紧轮及张紧弹簧；所述张紧弹簧的一端固定在机架上；所述张紧弹簧的另一端安装有张紧轮；所述张紧弹簧推动张紧轮的轮身绷直拉绳，本发明，在主刷遇到颠簸地面时，钢丝绳变松弛，防止对提升组件造成损伤，避开传统刚性提升组件易对零件造成损伤的弊端。

Description

一种扫地机器人的主刷抬升结构及其抬升方法
技术领域
本发明涉及扫地机器人主刷抬升技术领域，具体为一种扫地机器人的主刷抬升结构及其抬升方法。
背景技术
传统的扫地机器人主刷结构，使用的是刚性的抬升结构，在遇到障碍物时主刷被顶起，会对刚性的抬升结构造成损伤，长期以往会对抬升结构造成损毁。
如专利公开号为CN109464075A的对比文件，其公开了扫地机器人的清扫控制方法及其装置和扫地机器人，其控制方法包括：控制扫地机器人行进，触发扫地机器人上的碰撞探测器发出触发信号；根据触发信号控制扫地机器人后退第一距离；控制扫地机器人进行原地旋转，以使扫地机器人的行驶方向与障碍物的轮廓线或轮廓线的切线平行。该申请文件公开的扫地机器人避开障碍物是通过传感器实现的，并且很难清扫到障碍物后方的地面，不仅成本高，而且使用不便。
公开号为CN208884430U的对比文件，公开了扫地车主刷提升结构，具体的，在第一推杆电机输出端连接第一链条，然后在第一链条下直接连接主刷壳体；但是在遇到颠簸地面时，主刷壳体并没有设置抬升结构，会导致对主刷壳体造成一定的损坏；而且通过链条连接，在链条松弛时，主刷壳体会处于不稳定的状态，使用极其不方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种便于避障好的扫地机器人的主刷抬升结构及其抬升方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种扫地机器人的主刷抬升结构，包括机架、主刷、提升组件及张紧组件；所述提升组件包括气缸及拉绳；所述拉绳的一端固定在主刷上，另一端固定在气缸输出端；所述气缸固定在机架上；所述主刷抬升结构还包括还包括张紧组件；所述张紧组件包括张紧轮及张紧弹簧；所述张紧弹簧的一端固定在机架上；所述张紧弹簧的另一端安装有张紧轮；所述张紧弹簧推动张紧轮的轮身绷直拉绳。
在主刷遇到颠簸地面时，钢丝绳变松弛，防止对提升组件造成损伤，避开传统刚性提升组件易对零件造成损伤的弊端；而且在主刷遇到颠簸地面时，钢丝绳变松弛，防止对提升组件造成损伤，避开传统刚性提升组件易对零件造成损伤的弊端；然后松弛的钢丝绳，在张紧弹簧弹性作用下，拉回顶杆，进而使得底杆绕第二铰轴转动，底杆底部的张紧轮朝气缸方向压紧钢丝绳，保证钢丝绳的张紧度，防止钢丝绳松弛，从张紧轮上脱离下来。
优选地，所述提升组件还包括联动杆、摆动杆、第一铰轴及导轮；所述主刷朝向边刷的上方设置有长度方向与主刷轴线方向平行的连接梁；所述连接梁的两端底部固定在机架上；所述连接梁的一端转动连接有沿扫地机器人高度方向摆动的气缸；所述气缸的输出端朝主刷设置；所述联动杆的底端转动连接气缸的输出端；所述联动杆的顶端固定连接在第一铰轴上；且在气缸输出端输出时，联动杆的顶端相对于底端靠近气缸；所述第一铰轴转动连接在支撑板上；所述支撑板固定在连接梁的中心处；所述第一铰轴的轴身上还固定有摆动杆；所述摆动杆的自由端朝向气缸；且摆动杆的自由端固定拉绳；所述支撑板上还通过连轴转动连接有导轮；所述拉绳的一端从摆动杆上引出，从导轮的顶部绕过，且朝导轮的下方延伸，最后通过锁扣固定到主刷的顶部。
优选地，所述张紧组件还包括底杆、第二铰轴、锁杆及顶杆；所述张紧弹簧始终处于拉伸状态；所述张紧弹簧的一端通过固定柱固定在连接梁的侧壁上；所述底杆通过第二铰轴转动连接在支撑板上；所述第二铰轴设置在导轮远离气缸的一侧；所述第二铰轴的偏离底杆的一端杆身固定套接有顶杆；所述顶杆的杆端固定有两端封死的锁杆；所述张紧弹簧的另一端套挂在锁杆的杆身上；所述底杆的底端通过固定轴转动连接张紧轮；所述张紧轮设置在导轮的下方；且所述张紧轮的轮身绷直拉绳。
优选地，所述联动杆绕第一铰轴转动的运动角度范围在210度～330度。
优选地，所述联动杆与摆动杆的夹角为150度。
优选地，所述摆动杆的自由端通过螺栓固定拉绳。
优选地，所述气缸输出端倾斜朝下设置，倾斜角度为30度。
优选地，所述拉绳选用直径为2-4毫米的钢丝绳。
一种扫地机器人主刷抬升结构的抬升方法，包括以下步骤：
S1启动扫地机器人，扫地机器人前进，进行清扫工作；
S2扫地机器人遇到凸出的地面时，将主刷顶起；
S3主刷顶端的拉绳松弛，张紧弹簧通过导轮压紧拉绳，保持拉绳处于绷紧状态。
优选地，所述S2中，遇到凹陷的地面时主刷被拉绳吊住，拉绳绷紧，主刷越过凹陷地面。
在扫地机器人停机时，启动气缸，气缸输出端输出，气缸推杆朝外顶出，将气缸输出端连接的联动杆的底端推动，并绕第一铰轴转动，然后联动杆顶端及第一铰轴随之转动，第一铰轴转动，带动第一铰轴轴身上固定的摆动杆转动，摆动杆的自由端朝下运动，拉动摆动杆的自由端固定的钢丝绳向下运动，即使得绕过导轮顶部向下延伸的钢丝绳向上回收，并使得钢丝绳底端固定的主刷上升；反之气缸输出端缩回气缸内，联动杆的底端绕第一铰轴朝向气缸转动，带动第一铰轴及第一铰轴轴身上的摆动杆转动，摆动杆的自由端绕第一铰轴朝上运动，摆动杆自由端固定的钢丝绳朝导轮运动，导轮下方的钢丝绳在主刷的重力作用下下降，并使得主刷贴合到地面上，完成主刷的收放，操作简单，自动化程度高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
A.在主刷遇到颠簸地面时，钢丝绳变松弛，防止对提升组件造成损伤，避开传统刚性提升组件易对零件造成损伤的弊端；松弛的钢丝绳，在张紧弹簧弹性作用下，拉回顶杆，进而使得底杆绕第二铰轴转动，底杆底部的张紧轮朝气缸方向压紧钢丝绳，保证钢丝绳的张紧度，防止钢丝绳松弛，从张紧轮上脱离下来；
B.通过气缸的工作对钢丝绳收起或放下，进而完成钢丝绳底端的主刷的收放，操作简单，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明扫地机器人的整体第一轴侧结构示意图；
图2为本发明扫地机器人的局部第二轴侧结构示意图；
图3为本发明图2中A区域放大图。
附图标号：1、机架；2、主刷；3、提升组件；31、气缸；32、联动杆；33、摆动杆；34、第一铰轴；35、钢丝绳；36、导轮；4、张紧组件；41、张紧轮；42、底杆；43、第二铰轴；44、张紧弹簧；45、锁杆；46、顶杆；5、支撑板；6、连接梁。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，本实施例公开了一种扫地机器人的主刷抬升结构，包括机架1、主刷2及提升组件3。
参阅图2及图3，所述提升组件3包括气缸31、联动杆32、摆动杆33、第一铰轴34、钢丝绳35、导轮36。所述主刷2朝向边刷的上方设置有长度方向与主刷2轴线方向平行的连接梁6。所述连接梁6的两端底部通过螺栓固定在机架1上。所述连接梁6的一端通过铰链转动连接有沿扫地机器人高度方向摆动的气缸31。所述气缸31的输出端朝主刷2设置。所述联动杆32的底端通过铰链转动连接气缸31的输出端。所述联动杆32的顶端固定连接在第一铰轴34上。且在气缸31输出端输出时，联动杆32的顶端相对于底端，靠近气缸31。所述第一铰轴34转动连接在支撑板5上。所述支撑板5通过螺栓固定在连接梁6的中心处。所述第一铰轴34的轴身上还焊接有摆动杆33。所述摆动杆33的自由端朝向气缸31。且摆动杆33的自由端通过螺栓固定钢丝绳35。所述支撑板5上还通过连轴转动连接有导轮36。所述钢丝绳35的一端从摆动杆33上引出，从导轮36的顶部绕过，且朝导轮36的下方延伸，最后通过锁扣固定到主刷2的顶部。
所述联动杆32绕第一铰轴34转动的运动角度范围在210度～330度。
所述气缸31输出端倾斜朝下设置，倾斜角度为30度。
所述联动杆32与摆动杆33的夹角为150度。
在扫地机器人停机时，启动气缸31，气缸31输出端输出，气缸31推杆朝外顶出，将气缸31输出端连接的联动杆32的底端推动，并绕第一铰轴34转动，然后联动杆32顶端及第一铰轴34随之转动，第一铰轴34转动，带动第一铰轴34轴身上固定的摆动杆33转动，摆动杆33的自由端朝下运动，拉动摆动杆33的自由端固定的钢丝绳35向下运动，即使得绕过导轮36顶部向下延伸的钢丝绳35向上回收，并使得钢丝绳35底端固定的主刷2上升；反之气缸31输出端缩回气缸31内，联动杆32的底端绕第一铰轴34朝向气缸31转动，带动第一铰轴34及第一铰轴34轴身上的摆动杆33转动，摆动杆33的自由端绕第一铰轴34朝上运动，摆动杆33自由端固定的钢丝绳35朝导轮36运动，导轮36下方的钢丝绳35在主刷2的重力作用下下降，并使得主刷2贴合到地面上，完成主刷2的收放，操作简单，自动化程度高；而且在主刷2遇到颠簸地面时，钢丝绳35变松弛，防止对提升组件3造成损伤，避开传统刚性提升组件3易对零件造成损伤的弊端。
所述主刷抬升结构还包括还包括张紧组件4。所述张紧组件4包括张紧轮41、底杆42、第二铰轴43、始终处于拉伸状态的张紧弹簧44、锁杆45及顶杆46。所述张紧弹簧44的一端通过固定柱固定在连接梁6的侧壁上。所述底杆42通过第二铰轴43转动连接在支撑板5上。所述第二铰轴43设置在导轮36远离气缸31的一侧。所述第二铰轴43的偏离底杆42的一端杆身固定套接有顶杆46。所述顶杆46的杆端固定有两端封死的锁杆45。所述张紧弹簧44的另一端套挂在锁杆45的杆身上。所述底杆42的底端通过固定轴转动连接张紧轮41。所述张紧轮41设置在导轮36的下方。且所述张紧轮41的轮身绷直钢丝绳35。
在主刷2遇到颠簸地面时，主刷2在颠簸地面的反作用力下被抬升，然后主刷2上固定的钢丝绳35处于松弛状态，此时在张紧弹簧44弹性作用下，拉回顶杆46，进而使得底杆42绕铰接点转动，底杆42底部的张紧轮41朝气缸31方向压紧钢丝绳35，保证钢丝绳35的张紧度，防止钢丝绳35松弛，从导轮36上脱离下来。
一种扫地机器人主刷抬升结构的抬升方法，S1启动扫地机器人，扫地机器人前进，进行清扫工作；
S2扫地机器人遇到凸出的地面时，将主刷顶起；遇到凹陷的地面时主刷被拉绳吊住，拉绳绷紧，主刷越过凹陷地面；
S3主刷顶端的拉绳松弛，张紧弹簧通过导轮压紧拉绳，保持拉绳处于绷紧状态
本实施例的工作原理是：在扫地机器人停机时，启动气缸31，气缸31输出端输出，气缸31推杆朝外顶出，将气缸31输出端连接的联动杆32的底端推动，并绕第一铰轴34转动，然后联动杆32顶端及第一铰轴34随之转动，第一铰轴34转动，带动第一铰轴34轴身上固定的摆动杆33转动，摆动杆33的自由端朝下运动，拉动摆动杆33的自由端固定的钢丝绳35向下运动，即使得绕过导轮36顶部向下延伸的钢丝绳35向上回收，并使得钢丝绳35底端固定的主刷2上升；反之气缸31输出端缩回气缸31内，联动杆32的底端绕第一铰轴34朝向气缸31转动，带动第一铰轴34及第一铰轴34轴身上的摆动杆33转动，摆动杆33的自由端绕第一铰轴34朝上运动，摆动杆33自由端固定的钢丝绳35朝导轮36运动，导轮36下方的钢丝绳35在主刷2的重力作用下下降，并使得主刷2贴合到地面上，完成主刷2的收放，操作简单，自动化程度高；
而且在主刷2遇到颠簸地面时，钢丝绳35变松弛，防止对提升组件3造成损伤，避开传统刚性提升组件3易对零件造成损伤的弊端，然后松弛的钢丝绳35，在张紧弹簧44弹性作用下，拉回顶杆46，进而使得底杆42绕第二铰轴43转动，底杆42底部的张紧轮41朝气缸31方向压紧钢丝绳35，保证钢丝绳35的张紧度，防止钢丝绳35松弛，从张紧轮41上脱离下来。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：包括机架、主刷、提升组件及张紧组件；所述提升组件包括气缸及拉绳；所述拉绳的一端固定在主刷上，另一端固定在气缸输出端；所述气缸固定在机架上；所述主刷抬升结构还包括张紧组件；所述张紧组件包括张紧轮及张紧弹簧；所述张紧弹簧的一端固定在机架上；所述张紧弹簧的另一端安装有张紧轮；所述张紧弹簧推动张紧轮的轮身绷直拉绳。
2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述提升组件还包括联动杆、摆动杆、第一铰轴及导轮；所述主刷朝向边刷的上方设置有长度方向与主刷轴线方向平行的连接梁；所述连接梁的两端底部固定在机架上；所述连接梁的一端转动连接有沿扫地机器人高度方向摆动的气缸；所述气缸的输出端朝主刷设置；所述联动杆的底端转动连接气缸的输出端；所述联动杆的顶端固定连接在第一铰轴上；且在气缸输出端输出时，联动杆的顶端相对于底端靠近气缸；所述第一铰轴转动连接在支撑板上；所述支撑板固定在连接梁的中心处；所述第一铰轴的轴身上还固定有摆动杆；所述摆动杆的自由端朝向气缸；且摆动杆的自由端固定拉绳；所述支撑板上还通过连轴转动连接有导轮；所述拉绳的一端从摆动杆上引出，从导轮的顶部绕过，且朝导轮的下方延伸，最后通过锁扣固定到主刷的顶部。
3.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述张紧组件还包括底杆、第二铰轴、锁杆及顶杆；所述张紧弹簧始终处于拉伸状态；所述张紧弹簧的一端通过固定柱固定在连接梁的侧壁上；所述底杆通过第二铰轴转动连接在支撑板上；所述第二铰轴设置在导轮远离气缸的一侧；所述第二铰轴的偏离底杆的一端杆身固定套接有顶杆；所述顶杆的杆端固定有两端封死的锁杆；所述张紧弹簧的另一端套挂在锁杆的杆身上；所述底杆的底端通过固定轴转动连接张紧轮；所述张紧轮设置在导轮的下方；且所述张紧轮的轮身绷直拉绳。
4.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述联动杆绕第一铰轴转动的运动角度范围在210度～330度。
5.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述联动杆与摆动杆的夹角为150度。
6.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述摆动杆的自由端通过螺栓固定拉绳。
7.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述气缸输出端倾斜朝下设置，倾斜角度为30度。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种扫地机器人的主刷抬升结构，其特征在于：所述拉绳选用直径为2-4毫米的钢丝绳。
9.采用权利要求1的一种扫地机器人的主刷抬升结构的抬升方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1启动扫地机器人，扫地机器人前进，进行清扫工作；
S2扫地机器人遇到凸出的地面时，将主刷顶起；
S3主刷顶端的拉绳松弛，张紧弹簧通过导轮压紧拉绳，保持拉绳处于绷紧状态。
10.根据权利要求9所述的一种扫地机器人主刷抬升结构的抬升方法，其特征在于，所述S2中，遇到凹陷的地面时主刷被拉绳吊住，拉绳绷紧，主刷越过凹陷地面。
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