CN112746980B - 风机组件及清洁机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风机组件及清洁机器人，该风机组件包括进气室和出气室，进气室和出气室通过连通孔连通，进气室包括第一侧壁段和第二侧壁段，所述第一侧壁段以所述第一端为起点、且以基准圆为渐开中心，而形成渐开线状结构，所述第一端在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端到所述连通孔的径向距离d1为3～20mm。所述基准圆与所述连通孔同心且半径大于所述连通孔，所述圆心角θ为纵向中心基线与所述第一端和圆心的连线之间的夹角。第一侧壁段能够引导气流进入连通孔，而降低、甚至消除进气室内的气流循环绕流，提高了进气效率，降低了噪音。

Description

风机组件及清洁机器人
技术领域
本发明涉及清洁设备领域，特别是涉及一种风机组件及清洁机器人。
背景技术
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，市场上出现了多种家用清洁机器人，能够自主地在环境四周导航并执行清洁操作，大大降低人工的劳动强度和时间。清洁机器人通常具有用于收集垃圾、碎屑和灰尘的集尘腔室以及用于将垃圾或灰尘等吸入集尘腔室的风机组件，而且垃圾、碎屑和灰尘可以从集尘腔室清空。风机组件通常具有风叶，通过风叶的旋转驱动气流从外界流经集尘腔室后进入风机组件，而风叶旋转运动时会产生噪声。
通常而言，风机组件还具有进气室，进气室具有连通孔，风叶旋转而使气流进入进气室中，并通过连通孔到达风叶。然而，常规的进气室容易出现气流在其内循环绕流，进而会产生气流离散，影响风叶的进气，导致在风叶内的气流运行效率低下。
发明内容
本发明实施例提供一种风机组件及清洁机器人，旨在降低、甚至消除进气室内的气流循环绕流。
本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种风机组件，包括进气室、出气室以及风叶，所述进气室和所述出气室通过连通孔连通，所述进气室具有进风口，所述风叶设于所述出气室中，所述进气室包括侧壁，所述侧壁包括第一侧壁段和第二侧壁段，所述第一侧壁段的第一端与所述第二侧壁段的一端连接，所述第一侧壁段的第二端形成所述进风口的一部分，所述第二侧壁段的另一端形成所述进风口的另一部分；所述第一侧壁段以所述第一端为起点、且以基准圆为渐开中心，而形成渐开线状结构，所述第一端在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端到所述连通孔的径向距离d1为3～20mm，所述基准圆与所述连通孔同心且半径大于所述连通孔，所述圆心角θ为纵向中心基线与所述第一端和圆心的连线之间的夹角。
在一些实施例中，所述圆心角θ为45°～60°。
在一些实施例中，所述径向距离d1为3～5mm或者所述径向距离d1为5～10mm。
在一些实施例中，所述进气室还包括顶壁，所述顶壁与所述侧壁连接，所述顶壁具有朝向所述进气室内部凸起设置的凸起部，所述凸起部对应所述连通孔设置。
在一些实施例中，所述进气室还包括底壁，所述底壁与所述侧壁连接，所述底壁到所述顶壁的距离d2在所述连通孔的径向向内的方向上呈渐小设置。
在一些实施例中，所述第二侧壁段的另一端到所述第二端的距离d3在进风方向上逐渐变小。
在一些实施例中，所述第一侧壁段与所述第二侧壁段的连接处的内侧面呈倒圆设置。
在一些实施例中，所述第二侧壁段呈向外弯曲状或者呈斜直线状。
在一些实施例中，所述进气室还包括底壁，所述底壁连接所述侧壁，所述底壁设有螺旋状导风结构，所述螺旋状导风结构以所述连通孔为中心。
在一些实施例中，所述风机组件还包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体盖合在所述第二壳体上而形成所述进气室，所述连通孔开设于在所述第二壳体。
在一些实施例中，所述风机组件还包括第三壳体，所述第二壳体盖合在所述第三壳体上而形成所述出气室。
在一些实施例中，所述风叶朝向所述第三壳体的表面设有至少一圈第一凸环，所述第三壳体朝向所述风叶设有至少一圈第二凸环，任意相邻的所述第一凸环和所述第二凸环在径向方向上错开设置，且轴向方向上相交设置。
在一些实施例中，所述风叶朝向所述第二壳体的表面设有至少一圈第三凸环，所述第二壳体朝向所述风叶设有至少一圈第四凸环，任意相邻的所述第三凸环和所述第四凸环在径向方向上错开设置，且轴向方向上相交设置。
本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：提供一种清洁机器人，包括机身和安装于所述机身中的风机组件，所述风机组件包括进气室、出气室以及风叶，所述进气室和所述出气室通过连通孔连通，所述进气室具有进风口，所述风叶设于所述出气室中，所述进气室包括侧壁，所述侧壁包括第一侧壁段和第二侧壁段，所述第一侧壁段的第一端与所述第二侧壁段的一端连接，所述第一侧壁段的第二端形成所述进风口的一部分，所述第二侧壁段的另一端形成所述进风口的另一部分；所述第一侧壁段以所述第一端为起点、且以基准圆为渐开中心，而形成渐开线状结构，所述第一端在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端到所述连通孔的径向距离d1为3～20mm，所述基准圆与所述连通孔同心且半径大于所述连通孔，所述圆心角θ为纵向中心基线与所述第一端和圆心的连线之间的夹角。
与现有技术相比，在本发明实施例提供的风机组件及清洁机器人中，通过将进气室的第一侧壁段设置成渐开线状结构，并将连通孔与渐开线的基准圆同心设置，所述第一端在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端到所述连通孔的径向距离d1为3～20mm，进而第一侧壁段能够引导气流进入连通孔，降低、甚至消除进气室内的气流循环绕流，以改善了风叶的进气状态，从而提高了风机组件的进气效率，同时降低了风机组件的噪音。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明其中一实施例提供的风机组件的分解图；
图2是图1所示的风机组件的剖视图；
图3是图1所示的风机组件的第二壳体的结构示意图；
图4是图1所示的风机组件的进气室的原理图；
图5是图1所示的风机组件的气流仿真图；
图6是图5所示的风机组件在另一视角的气流仿真图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“上端”、“下端”、“顶部”以及“底部”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。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
请参阅图1，本发明其中一实施例提供的一种风机组件100，包括腔体10、马达20以及风叶30。所述风叶30设于所述腔体10内，所述马达20连接于所述风叶30，用于驱动所述风叶30转动。
所述腔体10包括进气室12和出气室14。所述进气室12具有进风口11。所述出气室14具有出风口15。所述进气室12与所述出气室14通过连通孔13连通。所述风叶30及所述马达20皆设于所述容置腔14。需要说明的是，在其他实施例，中风叶30可以设置在独立的腔室中，另设置出风通道与该腔室连通，进而构成出气室14。在其他实施例中，该风叶30设置在容置腔14中，马达20设置在容置腔14外部而通过贯穿的转轴连接风叶30。
所述风叶30的进气端31连通所述连通孔13，所述风叶30的出气端32连通所述出气室14。
所述出气室14内设有安装柱140。马达20的定子通过过盈配合而围套固定在所述安装柱140，所述马达20的转子嵌套于风叶30中，进而将所述马达20安装于所述出气室14内。
所述风叶30转动时，在所述出气室14内形成负压，气流经由所述进风口11进入所述进气室12，所述进气室12内的气流经由所述连通孔13进入所述出气室14，所述出气室14内的气流经由所述进气端31进入所述风叶30内，所述风叶30内的气流依次经由所述出气端32及所述出风口15排出。
可以理解的是，根据实际需要，所述进气端31可以直接对接所述连通孔13，以使所述进气室12内的气流直接经由所述连通孔13进入所述进气端31。
请参阅图1和图2，所述进气室12具有侧壁120，顶壁121以及底壁122。所述顶壁121与所述底壁122相分隔，所述侧壁120连接于所述顶壁121与所述底壁122之间。
所述腔体10可以为分体式结构，包括第一壳体16，第二壳体17以及第三壳体18。所述第二壳体17安装于所述第一壳体16及所述第三壳体18之间。
所述第一壳体16与所述第二壳体17可以通过卡扣19进行固定。所述第一壳体16盖合在所述第二壳体17上而形成所述进气室12。所述连通孔13开设于所述第二壳体17。
所述第二壳体17与所述第三壳体18可以通过卡扣19进行固定。所述第二壳体17盖合在所述第三壳体18形成所述出气室14。所述连通孔13贯穿所述第二壳体17而连通进气室12和出气室14。
所述进风口11处可以设置过滤结构，用于避免灰尘进入。过滤结构如石棉层，栅孔层等。
所述第一壳体16包括壳顶部160和第一壳侧部161。所述第二壳体17包括壳底部170和第二壳侧部171。
所述壳顶部160与所述壳底部170相分隔。所述第一壳侧部161自所述壳顶部160的边缘朝所述壳底部170的方向延伸。所述第二壳侧部171自所述壳底部170朝所述壳顶部160的方向延伸，所述第二壳侧部171与所述第一壳侧部161相接触，形成所述侧壁120。所述壳顶部160形成所述顶壁121，所述壳底部170形成所述底壁122。所述连通孔13贯穿所述壳底部170。
请参阅图3和图4，所述侧壁120包括第一侧壁段1200和第二侧壁段1201。所述第一侧壁段1200的第一端1202与所述第二侧壁段1201的一端连接，所述第一侧壁段1200的第二端形成所述进风口11的一部分，所述第二侧壁段1201的另一端形成所述进风口11的另一部分。
所述第一侧壁段1200以所述第一端1202为起点，并且以基准圆O为渐开中心，而形成渐开线状结构，所述第一端1202在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端1202到所述连通孔13的径向距离d1为3～20mm，所述基准圆O与所述连通孔13同心并且半径大于所述连通孔13，所述圆心角θ为纵向中心基线y与所述第一端和圆心的连线之间的夹角。换言之，由于第一端1202始终位于基准圆O上，故径向距离d1为基准圆O的半径与连通孔13的半径之差。
通过将第一侧壁段1200设置为渐开线状结构，并将连通孔13与基准圆O同心设置，所述第一端1202在所述基准圆上的圆心角θ为20°～60°，所述第一端1202到所述连通孔13的径向距离d1为3～20mm，气流S1经由进风口11进入进气室12后，在第一侧壁段1200的导流作用下，气流S1沿着第一侧壁段1200不断地向连通孔13汇集，而降低、甚至消除了进气室12内的气流循环绕流，改善了风叶30的进气状态，进而提高了风机组件100的进气效率，同时降低了风机组件100的噪音。
进一步地，圆心角θ为45°～60°，在该数值范围时避免环流的效果较为显著，即气流向连通孔13螺旋汇集、并通过连通孔13进入风叶的效果极佳。其中，所述圆心角θ为45°时避免环流的效果最佳，即气流向连通孔13螺旋汇集、并通过连通孔13进入风叶的效果最佳。可以理解的是，在其他实施例中，当圆心角θ为20°、30°或40°时同样可以降低、甚至消除了进气室12内的气流循环绕流。
进一步地，所述径向距离d1为3～5mm。在该数值范围时气流在进气室14内导流进入连通孔13的效果好，进气效率高，但会有噪音。其中，径向距离d1为5mm时可兼顾导流气流进入连通孔的效果和噪音，即既可以保证较佳的进气效率，又可以保证较低的噪音，不干扰用户。可以理解的是，在其他实施例中，所述径向距离d1还可以大于5mm且小于等于20mm，在这个范围内，导流气流进入连通孔的效果更佳，但是噪音偏大。
所述顶壁121具有朝向所述进气室12内部凸起设置的凸起部1210，凸起部1210对应连通孔13设置，该凸起部1210与第一侧壁段1200配合，而进一步提高了导流气流进入连通孔的效果，提升了进气效率。
其中，所述凸起部1210的中心的位置，也即所述凸起部1210的顶点处，对应所述连通孔13的中心设置，以使得在由所述连通孔13的四周指向所述连通孔13的方向上，所述顶壁121到底壁122距离d2逐渐缩小，也即，所述底壁122到所述顶壁121的距离d在所述连通孔13的径向向内的方向上呈渐小设置。
所述连通孔13四周的气流从任意方向进入所述连通孔13的通道皆逐渐变窄，以使所述连通孔13四周的气流不管从何角度进入所述连通孔13时皆加速，气流能够均匀地进入所述连通孔13，并且，所述凸起部1210具有一定导流作用，将气流导向所述连通孔13，气流不易分流，利于改善所述风叶30的进气效率，提高所述风机组件100的运行效率。
在本实施例中，由于底壁122的另一侧对应风叶设置，因此，底壁122采用水平结构设置。然而，在其他实施例中，所述底壁122设有螺旋状导风结构，该螺旋状导风结构以所述连通孔13为中心，用于引导气流螺旋进入连通孔13，气流的螺旋方向与风叶30的转向相匹配。
本实施例中，所述第二侧壁段1201的另一端到所述第一侧壁段1200的第二端的距离d3在进风方向上逐渐变小，进而在进风方向上气流不断向内汇集，有利于强化第一侧壁段1200的导流作用。
进一步地，所述第二侧壁段1201呈向外弯曲状，气流S2在第二侧壁段1201的导向作用下向连通孔汇流，而汇入经第一侧壁段1200导向的气流S1中，不会引起岔流、分流或扰流，最终导入连通孔，提升了进气效率。然而，在其他实施例中，该第二侧壁段1201呈斜直线状，其可以实现相同的效果。
进一步地，第一侧壁段1200与所述第二侧壁段1201的连接处的内侧面呈倒圆设置，如此可以降低气流流至此处时的阻力，提高导流效果，且降低噪音。
所述风叶30朝向所述第三壳体18的表面设有至少一圈第一凸环34。所述第三壳体18朝向所述风叶设有至少一圈第二凸环184，任意相邻的所述第一凸环34和所述第二凸环184在径向上错开设置，且轴向方向上相交设置，形成截面呈锯齿状的通道，而起到多层阻挡气流的作用，防止气流从第三壳体18的底部开孔中流出。
所述风叶30朝向所述第二壳体17的表面设有至少一圈第三凸环36，所述第二壳体17朝向所述风叶30设有至少一圈第四凸环174，任意相邻的所述第三凸环36和所述第四凸环174在径向方向上错开设置，且轴向方向上相交设置，形成截面呈锯齿状的通道，而起到多层阻挡气流的作用，防止气流回流至连通孔。
具体地，所述第三壳体18具有底表面180，所述底表面180居中处凹陷形成沉腔182，所述马达20收容于所述沉腔182。至少一圈第二凸环184设于底表面180上。
请参阅图5和图6，图中示出了气流在所述风机组件100的气流仿真图，图中清晰地显示了：该气流从进气口流入进气室中，而且在进气室的侧壁的导向作用下，螺旋流动而不断地汇入连通孔，基本上没有形成气流环流或者气流分散，极大地提升了风叶的进气效率，降低了风机组件的噪音。
本发明还提供一种清洁机器人，在一实施例中，该清洁机器人包括机身和安装于所述机身中的风机组件，该风机组件的具体结构参照上述实施例，由于本实施例清洁机器人采用了上述实施例风机组件的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参阅前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种风机组件，包括进气室、出气室以及风叶，所述进气室和所述出气室通过连通孔连通，所述进气室具有进风口，所述风叶设于所述出气室中，所述进气室包括侧壁，其特征在于，
所述侧壁包括第一侧壁段和第二侧壁段，所述第一侧壁段的第一端与所述第二侧壁段的一端连接，所述第一侧壁段的第二端形成所述进风口的一部分，所述第二侧壁段的另一端形成所述进风口的另一部分；
所述第一侧壁段以所述第一端为起点、且以基准圆为渐开中心，而形成渐开线状结构，所述第一端在所述基准圆上的圆心角θ为20°~60°，所述第一端到所述连通孔的径向距离d1为3~20mm，所述基准圆与所述连通孔同心且半径大于所述连通孔，所述圆心角θ为纵向中心基线与所述第一端和圆心的连线之间的夹角；
所述进气室还包括顶壁，所述顶壁与所述侧壁连接，所述顶壁具有朝向所述进气室内部凸起设置的凸起部，所述凸起部对应所述连通孔设置；
所述进气室还包括底壁，所述底壁与所述侧壁连接，所述底壁到所述顶壁的距离d2在所述连通孔的径向向内的方向上呈渐小设置；
所述底壁设有螺旋状导风结构，所述螺旋状导风结构以所述连通孔为中心。
2.根据权利要求1所述的风机组件，其特征在于，所述圆心角θ为45°~60°。
3.根据权利要求1或2所述的风机组件，其特征在于，所述径向距离d1为3~5mm或者所述径向距离d1为5~10mm。
4.根据权利要求1或2所述的风机组件，其特征在于，所述第二侧壁段的另一端到所述第二端的距离d3在进风方向上逐渐变小。
5.根据权利要求4所述的风机组件，其特征在于，所述第二侧壁段呈向外弯曲状或者呈斜直线状。
6.根据权利要求1或2所述的风机组件，其特征在于，所述第一侧壁段与所述第二侧壁段的连接处的内侧面呈倒圆设置。
7.根据权利要求1或2所述的风机组件，其特征在于，所述风机组件包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包括壳顶部和第一壳侧部，所述第二壳体包括壳底部和第二壳侧部，所述第一壳侧部自所述壳顶部的边缘朝所述壳底部的方向延伸，所述第二壳侧部自所述壳底部朝所述壳顶部的方向延伸，所述第二壳侧部与所述第一壳侧部相接触，形成所述侧壁，所述壳顶部形成所述顶壁，所述壳底部形成所述底壁，所述第一壳体盖合在所述第二壳体上而形成所述进气室，所述连通孔开设于在所述第二壳体。
8.根据权利要求7所述的风机组件，其特征在于，所述风机组件还包括第三壳体，所述第二壳体盖合在所述第三壳体上而形成所述出气室。
9.根据权利要求8所述的风机组件，其特征在于，所述风叶朝向所述第三壳体的表面设有至少一圈第一凸环，所述第三壳体朝向所述风叶设有至少一圈第二凸环，任意相邻的所述第一凸环和所述第二凸环在径向方向上错开设置，且轴向方向上相交设置。
10.根据权利要求8所述的风机组件，其特征在于，所述风叶朝向所述第二壳体的表面设有至少一圈第三凸环，所述第二壳体朝向所述风叶设有至少一圈第四凸环，任意相邻的所述第三凸环和所述第四凸环在径向方向上错开设置，且轴向方向上相交设置。
11.一种清洁机器人，包括机身和安装于所述机身中的风机组件，其特征在于，所述风机组件为权利要求1至10任意一项所述的风机组件。
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