CN112914425A - 清洁组件及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁组件及清洁机器人，其中清洁组件包括清洁件驱动电机、清洁件传动机构以及清洁装置，所述清洁件传动机构与所述清洁件驱动电机传动连接；所述清洁装置包括清洁件和升降轴，所述清洁件安装在所述升降轴，所述升降轴以周向固定方式与所述清洁件传动机构连接进而可在所述清洁件传动机构传动下带动所述清洁件旋转，所述升降轴以轴向可移动的方式与所述清洁件传动机构连接进而可使所述清洁装置进行上下移动。本发明可以实现清洁装置的升降，便于提高清洁机器人的适应性。

Description

清洁组件及清洁机器人

技术领域

本发明涉及清洁机器人技术领域，尤其涉及一种清洁组件及清洁机器人。

背景技术

一种清洁机器人包括滚刷装置和边刷装置，滚刷装置的滚刷通过滚刷驱动电机的驱动对地面进行滚动式清洁，边刷装置通过边刷驱动电机的驱动绕竖直轴线进行旋转以对地面进行清洁。不过该清洁机器人却存在以下技术问题：(1)滚刷装置无法向上升起并保持在升起位置，在一些不需要进行清洁的时候，比如，清洁机器人返回以进行自身清洗时，毫无疑问不利于清洁机器人的快速行进；而且，也没有办法对滚刷装置的高度进行调整以适应某些特殊区域的清洁。(2)边刷装置不能进行升降，在清洁机器人执行不同任务时，边刷装置始终保持在固定的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洁组件，可以实现清洁装置的升降，便于提高清洁机器人的适应性。

本发明的另一目的在于提供一种清洁机器人，可以实现清洁装置的升降，便于提高清洁机器人的适应性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种清洁组件，包括清洁件驱动电机、清洁件传动机构以及清洁装置，所述清洁件传动机构与所述清洁件驱动电机传动连接；所述清洁装置包括清洁件和升降轴，所述清洁件安装在所述升降轴，所述升降轴以周向固定方式与所述清洁件传动机构连接进而可在所述清洁件传动机构传动下带动所述清洁件旋转，所述升降轴以轴向可移动的方式与所述清洁件传动机构连接进而可使所述清洁装置进行上下移动。

可选地，所述清洁组件还包括弹力施加结构，所述弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至所述清洁装置以使所述清洁件与地面可浮动接触，所述清洁装置的向上移动使所述弹力施加结构储存弹性势能，所述清洁装置的自身重力以及所述弹性施加结构的弹性势能的释放使所述清洁装置向下移动。

可选地，所述升降轴安装有端盖，所述端盖和所述升降轴之间连接有轴承，所述升降轴与所述端盖在轴向上固定。

可选地，所述清洁组件还包括弹力施加结构，所述弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至所述端盖并通过所述升降轴传递给所述清洁件以使所述清洁件与地面可浮动接触，所述清洁装置的向上移动使所述弹力施加结构储存弹性势能，所述清洁装置的自身重力和所述弹性施加结构的弹性势能的释放使所述清洁装置向下移动。

可选地，所述弹力施加结构包括扭簧，所述端盖的顶部中间位置设有卡槽，所述扭簧的簧臂的自由端卡设在所述卡槽；所述清洁件传动机构设在清洁件传动箱体内，所述清洁件传动箱体上设有扭簧支架，所述扭簧安装在所述扭簧支架上。

可选地，所述清洁组件还包括升降驱动电机、升降传动机构和移动体，所述升降传动机构传动连接所述升降驱动电机与所述移动体以带动所述移动体上下移动，所述移动体上设有与所述端盖配合的移动部，所述移动部配置为在所述升降驱动电机的驱动下向上托起所述端盖以使所述清洁装置向上升起，所述移动部被所述升降驱动电机向下驱动时，所述清洁装置自动复位。

可选地，所述升降驱动电机包括竖向设置且向上伸出的输出轴；所述升降传动组件包括升降传动机构和移动体，所述升降传动机构包括齿轮组和丝杆，所述齿轮组包括与所述升降驱动电机的输出轴固定连接的主动齿轮和与所述丝杆的顶部固定连接的从动齿轮，所述丝杆与所述移动体螺纹连接，所述移动体配置为带动所述清洁装置向上移动。

可选地，所述清洁组件还包括升降驱动电机以及与所述升降驱动电机传动连接的升降传动组件，所述升降传动组件可带动所述清洁装置向上移动。

可选地，所述清洁组件还包括清洁件传动箱体，所述清洁件传动机构设在所述清洁件传动箱体内，所述清洁件传动机构包括与所述清洁件驱动电机的输出端传动连接的主动齿轮以及与所述升降轴键连接的从动齿轮。

为了实现上述另一目的，本发明提供了一种清洁机器人，包括如前所述的清洁组件。

本发明中清洁装置的升降轴以轴向可移动的方式与清洁件传动机构连接，进而可使清洁装置进行上下移动；从而可以实现清洁装置的升降，便于提高清洁机器人的适应性。

附图说明

图1显示了本发明实施例边刷和滚刷联动组件的立体结构示意图。

图2显示了本发明实施例边刷和滚刷联动组件的仰视结构示意图。

图3是图2沿A-A线的剖面结构示意图。

图4是图2沿B-B线的剖面结构示意图。

图5显示了本发明实施例边刷和滚刷联动组件的俯视结构示意图。

图6是图1隐藏边刷、边刷驱动电机、边刷传动结构和安装壳体等结构后的立体结构示意图。

图7是图6另一视角的立体结构示意图。

图8是图6的后视结构示意图。

图9是图8隐藏部分结构后的沿C-C线的剖面结构示意图。

图10显示了本发明实施例边刷组件的立体结构示意图。

图11显示了本发明实施例边刷组件和接触臂的立体结构示意图。

图12显示了本发明实施例边刷组件的俯视结构示意图。

图13显示了图12沿D-D线的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征、实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本发明的描述中，方位词“前、上、下、顶、底”皆是以基站正常使用时的状态定义的，其中以清洁机器人行进的方向为“前”。

图1至图13公开了一种滚刷装置10和一种边刷装置20，其分别作为清洁机器人的组成部分，用于对地面进行清洁。

请参阅图1至图5，清洁机器人还设有升降驱动电机30以及与升降驱动电机30传动连接的升降传动组件。升降传动组件在升降驱动电机30的驱动下可带动滚刷装置10和/或边刷装置20向上升起。

其中，滚刷装置10、升降驱动电机30和升降传动组件可以共同形成一滚刷组件，其可以使滚刷装置10被升起并保持在升起位置，在一些清洁机器人不需要进行清洁的行进时段，可以通过控制使滚刷装置10向上升起，避免滚刷装置10对清洁机器人的行进造成影响；而且，通过对滚刷装置10高度的调整，也有利于对某些特殊区域的清洁，提高了清洁机器人的适应性。

请参阅图1至图9，在一些实施例中，滚刷装置10包括滚刷壳11和转动连接在滚刷壳11的滚刷12，滚刷壳11的一侧设有摆动臂13；升降传动组件在升降驱动电机30的驱动下可带动摆动臂13摆动进而使滚刷装置10向上升起。借由摆动臂13和升降传动组件的配合，有利于带动滚刷装置10向上升起。

作为可选的实施方式，在升降驱动电机30驱动时，滚刷装置10可在自身重力作用下向下摆动回落。具体来讲，当滚刷装置10需要向下回落时，在升降驱动电机30的驱动下，升降传动组件会进行反向的运动，而反向运动的升降传动组件不具有对滚刷装置10的带动作用进而会释放或逐步释放对摆动臂13的位置限制，此时如果滚刷装置10具有可利用自身重力回落的特性，滚刷装置10则会在自身重力作用下自动向下摆动回落。当然，本发明并不限制于此，比如，在一些实施方式中，滚刷装置10也可以是在升降驱动电机30的驱动下利用升降传动组件的传动来进行向下的回落。

作为可选的实施方式，在清洁机器人进行正常的清洁作业时，当滚刷壳11遇到障碍物时，摆动臂13能够在障碍物的作用下产生向上的摆动以使滚刷装置10向上升起，滚刷装置10可依靠自身重力实现向下回落，以实现滚刷装置10的自适应浮动。借由该技术手段，使得滚刷装置10既可以利用升降驱动电机30的驱动实现向上升起并保持在升起位置，也可以根据地面的起伏实现自适应浮动以更好的进行清洁作业。

作为可选的实施方式，摆动臂13位于滚刷壳11的前侧，从而便于实现滚刷装置10的摆动。

具体地，升降传动组件包括升降传动机构40和移动体50，升降传动机构40传动连接升降驱动电机30和移动体50以带动移动体50移动，移动体50的移动能够带动摆动臂13进而使滚刷装置10产生向上的摆动。

可选地，移动体50被配置为可在升降驱动电机30的驱动下上下移动；移动体50上设有与滚刷装置10配合的第一移动部51，第一移动部51的向上移动会带动摆动臂13进而使滚刷装置10向上摆动。当然，也不排除滚刷装置10的回落也是由第一移动部51所带动。

在具体的示例中，第一移动部51的向上移动会推动摆动臂13以使滚刷装置10向上摆动，借由该技术手段，既便于带动滚刷装置10向上升起，也有利于滚刷装置10的自动回落和/或自适应浮动。

更具体地，摆动臂13包括连接臂131和接触臂132，连接臂131凸设在滚刷壳11的一侧，接触臂132的下端与连接臂131连接，接触臂132的上端形成有接触部1320。借由摆动臂13的上述结构形式，便于以推动或者其他方式带动摆动臂13。

在具体的示例中，在第一移动部51向上移动时，会推动接触臂132向远离滚刷装置10的一侧摆动进而带动滚刷装置10向上升起。优选地，接触部1320具有自下而上朝向第一移动部51倾斜的接触面1321，从而便于实现第一移动部51向上移动时对接触臂132的推动。但不局限于此。

优选地，第一移动部51侧向凸设在移动体50上且呈圆柱状，但不局限于此。

可以理解的是，接触臂132与连接臂131可以为固定连接，也可以是一体式结构。另外，连接臂131可以长在滚刷壳11上，也可以是固定连接在滚刷壳11上。

作为具体的实施方式，移动体50可上下移动地安装在一安装壳体60。

优选地，安装壳体60的一侧面开设有向下贯穿的摆动槽61，移动体50的第一移动部51伸至摆动槽61，接触臂132可摆动地设置在摆动槽61，摆动槽61远离滚刷装置10的一侧的内壁能够限制接触臂132的摆动范围。借由摆动槽61的设置，能够提高摆动的可靠性。

优选地，连接臂131位于安装壳体60的正下方且靠近安装壳体60，安装壳体60能够限制连接臂131向上摆动的范围，从而提高摆动的可靠性。

为了合理的利用空间，滚刷壳11与连接臂131相邻的位置形成有下凹区域111，升降驱动电机30对应下凹区域111设置，从而有利于整体结构的紧凑化。

优选地，移动体50上设有定位感应器52，定位感应器52用于感应移动体50是否升降到位，从而可以准确而及时的获知移动体50是否升降到位。在具体的示例中，安装壳体60上设有使定位感应器52暴露的开口62。

优选地，升降驱动电机30包括竖向设置且向上伸出的输出轴31；升降传动机构40包括齿轮组41和丝杆42，齿轮组41包括与升降驱动电机30的输出轴31固定连接的主动齿轮411和与丝杆42的顶部固定连接的从动齿轮412，丝杆42与移动体50螺纹连接。借由上述技术手段，能够驱动移动体50进行可靠的上下移动。

具体地，齿轮组41还包括传动连接在主动齿轮411和从动齿轮412之间的中间齿轮413。齿轮组41安装在一齿轮箱体43内。在具体的示例中，齿轮箱体43固设在安装壳体60的顶部。

当然，升降驱动电机30和升降传动机构40并不局限于上述形式。

在一些实施例中，滚刷装置10还包括固设在滚刷壳11上的滚刷驱动电机14，滚刷驱动电机14的输出端传动连接有滚刷传动机构15，滚刷传动机构15在滚刷驱动电机14的驱动下带动滚刷12转动。

在一些实施例中，滚刷壳11还设有与清洁机器人的尘盒(图未示)对应的集尘口112。具体地，集尘口112与摆动臂13位于滚刷壳11的同一侧。

在一些实施例中，摆动臂13被配置与清洁机器人内部的固定结构枢接，在带动摆动臂13时，摆动臂13能够围绕枢接位置进行可靠地摆动。在具体的示例中，枢接位置以设置在接触臂132和连接臂131相连接的区域为宜，以便于摆动的实现。

在一些实施例中，滚刷壳11还设有枢接臂113，枢接臂113与摆动臂13位于滚刷壳11的同一侧且沿滚刷壳11的长度方向隔开分布，枢接臂113的自由端被配置为与清洁机器人内部的固定结构枢接，滚刷装置10借由枢接臂113和摆动臂13的协作实现上下摆动。由于枢接臂113和摆动臂13的协同作用，便于实现滚刷装置10的上下摆动。特别是在枢接臂113和摆动臂13同时枢接时，能够保证滚刷装置10进行可靠地上下摆动。当然，这只是优选方案，不应以此限制本发明，比如，不排除滚刷壳上设有两个摆动臂，对应每一摆动臂分别对应设有升降驱动电机和升降传动组件。

应该注意的是，本发明中“固定结构”指的是使用状态时该结构处于固定的状态。

另外，需要注意的是，对于本发明来讲，升降传动组件的具体形式、带动滚刷装置的方式都不作限制。就与摆动臂配合的移动体而言，其还可以是其他各种形式，移动体的移动除了可以是上下移动，还可以其他形式的移动，比如前后方向的移动。只要移动体能够起到推动或以其他方式带动摆动臂的作用即可。升降传动组件可以利用任何可能的方式来带动摆动臂摆动。此外，当滚刷壳上没有设置摆动臂时，升降传动组件可以利用其他方式带动滚刷装置向上升起。

对于摆动臂而言，其具体形式、连接方式以及被驱动方式等也都不作限制，凡是设有摆动臂并且该摆动臂能够在升降驱动电机的驱动下实现滚刷装置向上摆动的技术方案皆应在本发明的保护范围之内。

请再参阅图10至图13，边刷装置20通过一边刷传动机构70与边刷驱动电机80连接，从而在进行清洁作业时，可以利用边刷驱动电机80的驱动实现绕竖直轴线的旋转。边刷装置20与边刷驱动电机80和边刷传动机构70共同形成边刷组件。

其中，边刷装置20包括边刷21和升降轴22，边刷21安装在升降轴22，升降轴22以周向固定的方式与边刷传动机构70连接进而可在边刷传动机构70传动下带动边刷21旋转，升降轴22以轴向可移动的方式与边刷传动机构70连接进而可使边刷装置20进行上下移动。由于边刷装置20可以实现升降，从而便于提高清洁机器人的适应性。在配合其他结构的情况下，有利于实现边刷装置20的浮动式清洁和/或主动控制边刷装置20的升降。

在一些实施例中，边刷组件还包括弹力施加结构，弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至边刷装置20以使边刷与地面可浮动接触，边刷装置20的向上移动使弹力施加结构储存弹性势能，边刷装置20的自身重力以及弹性施加结构的弹性势能的释放使边刷装置20向下移动。借由弹力施加结构的设置，能够实现边刷21与地面可浮动接触以更好地适应存在起伏的地面。

具体地，弹力施加结构包括扭簧N。当然，弹力施加结构并不局限于采用扭簧N的形式，凡是能够达成上述功能的选择皆应在本发明的保护范围之内。

在一些实施例中，升降轴22安装有端盖90，端盖90和升降轴22之间连接有轴承91，升降轴22与端盖90在轴向上固定。借由该技术手段，便于升降轴22进行可靠的旋转。

作为可选的实施方式，升降轴22上设有卡凹221，端盖90包括侧壁92，侧壁92向内凸设有与卡凹221配合的卡凸93，借此实现升降轴22与端盖90在轴向上的固定。

作为可选的实施方式，弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至端盖90并通过升降轴22传递给边刷21以使边刷21与地面可浮动接触。借由弹力施加结构和端盖90的配合，能够实现边刷21与地面可靠的可浮动接触。

具体地，弹力施加结构采用扭簧N的形式，扭簧N的簧臂N1压接在端盖90上。进一步地，端盖90的顶部中间位置设有卡槽94，扭簧N的簧臂N1的自由端卡设在卡槽94，从而实现扭簧N与端盖90的可靠配合。更进一步地，边刷组件还包括边刷传动箱体71，边刷传动机构70设在边刷传动箱体71内，边刷传动箱体71上设有扭簧支架72，扭簧N安装在扭簧支架72上。

在一些实施例中，边刷组件还包括边刷传动箱体71，边刷传动机构70设在边刷传动箱体71内，边刷传动机构70包括与边刷驱动电机80的输出端传动连接的主动齿轮(图未示)以及与升降轴22键连接的从动齿轮74。借由该技术手段，能够保证传动配合的可靠性，同时键连接的设计，也便于限制升降轴22的轴向移动范围。

在一些实施例中，边刷组件还可以包括升降驱动电机30和升降传动组件，在升降驱动电机30的驱动下，升降传动组件可带动边刷装置20向上升起。具体地，边刷装置20可以依靠其自身重力(可能还包括受到的弹力)自动回落，升降驱动电机30和升降传动组件的设置不会对边刷装置20的正常作业造成影响。当然，也不排除边刷装置20可以在升降传动组件的带动下回落，只要升降传动组件不影响边刷装置20正常清洁时的作动。

优选地，升降传动组件可以包括升降传动机构40和移动体50，移动体50上设有与边刷装置20配合的第二移动部53，第二移动部53的向上移动会带动边刷装置20向上升起。

在具体的示例中，第二移动部53与端盖90配合，第二移动部53配置为在升降驱动电机30的驱动下向上托起端盖90以使边刷装置20向上升起，第二移动部53被升降驱动电机30向下驱动时，边刷装置20自动向下复位。借此技术手段，能够可靠地带动边刷装置20向上升起，同时不会影响边刷装置20的转动。

作为边刷组件的组成部分，升降驱动电机30和升降传动机构40可以参考但并不局限于上文所述的具体形式。

应该注意的是，以上边刷组件中的边刷21也可以替换为其他清洁件(比如，拖地模块)，相应的，边刷组件、边刷驱动电机80、边刷传动机构70以及边刷装置20即分别为清洁组件、清洁件驱动电机、清洁件传动机构以及清洁装置。

请参阅图1至图13，本发明还公开了一种边刷和滚刷联动组件，其包括升降驱动电机30、升降传动组件、滚刷装置10以及边刷装置20，在升降驱动电机30的驱动下，升降传动组件可同时带动边刷装置20和滚刷装置10向上升起。

本发明可以使边刷装置20和滚刷装置10被升起并保持在升起位置，在一些清洁机器人不需要进行清洁的行进时段，可以通过控制使边刷装置20和滚刷装置10升起，避免边刷装置20和滚刷装置10对清洁机器人的行进造成影响；而且，通过对边刷装置20和滚刷装置10高度的调整，也有利于对某些特殊区域的清洁，提高了清洁机器人的适应性。另外，由于本发明利用同一个升降驱动电机30同时驱动边刷装置20和滚刷装置10，有利于整体结构的紧凑和作动的一致性。

在一些实施例中，升降传动组件可以包括升降传动机构40和移动体50，移动体50在升降传动机构40的传动下实现上下移动，移动体50上同时设有与滚刷装置10配合的第一移动部51以及与边刷装置20配合的第二移动部53，第一移动部51的向上移动会带动滚刷装置10向上升起，第二移动部53的向上移动会带动边刷装置20向上升起。借由同一个移动体50同时带动滚刷装置10和边刷装置20，有利于整体结构更加紧凑。

优先地，边刷装置20可以包括上文所述的边刷21和升降轴22，由于升降轴22以轴向可移动的方式与边刷传动机构70连接，进而有利于边刷装置20在第二移动部53的带动下向上移动。当然，边刷装置并不局限于上述形式。在其他一些实施方式中，不排除利用升降传动组件带动整个边刷组件升起等方式来使边刷装置向上升起。

具体地，第一移动部51形成在移动体50的内侧，第二移动部53形成在移动体50的外侧，从而有利于空间的利用。

进一步地，摆动臂13和边刷装置20的旋转中心位于滚刷壳11的同一侧，边刷装置20的支臂210具有弹性且旋转时会由滚刷12一端的底部经过，从而便于进行垃圾的归集。

关于边刷和滚刷联动组件的具体结构，可以参考但并不局限于上文所述的具体形式，在此不再赘述。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明的之权利范围，因此依本发明的申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明的所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种清洁组件，其特征在于，包括：

清洁件驱动电机；

清洁件传动机构，所述清洁件传动机构与所述清洁件驱动电机传动连接；

清洁装置，所述清洁装置包括清洁件和升降轴，所述清洁件安装在所述升降轴，所述升降轴以周向固定方式与所述清洁件传动机构连接进而可在所述清洁件传动机构传动下带动所述清洁件旋转，所述升降轴以轴向可移动的方式与所述清洁件传动机构连接进而可使所述清洁装置进行上下移动。

2.根据权利要求1所述的清洁组件，其特征在于，还包括弹力施加结构，所述弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至所述清洁装置以使所述清洁件与地面可浮动接触，所述清洁装置的向上移动使所述弹力施加结构储存弹性势能，所述清洁装置的自身重力以及所述弹性施加结构的弹性势能的释放使所述清洁装置向下移动。

3.根据权利要求1所述的清洁组件，其特征在于，所述升降轴安装有端盖，所述端盖和所述升降轴之间连接有轴承，所述升降轴与所述端盖在轴向上固定。

4.根据权利要求3所述的清洁组件，其特征在于，还包括弹力施加结构，所述弹力施加结构被配置为提供向下的弹性力至所述端盖并通过所述升降轴传递给所述清洁件以使所述清洁件与地面可浮动接触，所述清洁装置的向上移动使所述弹力施加结构储存弹性势能，所述清洁装置的自身重力和所述弹性施加结构的弹性势能的释放使所述清洁装置向下移动。

5.根据权利要求4所述的清洁组件，其特征在于，所述弹力施加结构包括扭簧，所述端盖的顶部中间位置设有卡槽，所述扭簧的簧臂的自由端卡设在所述卡槽；所述清洁件传动机构设在清洁件传动箱体内，所述清洁件传动箱体上设有扭簧支架，所述扭簧安装在所述扭簧支架上。

6.根据权利要求3至5任一项所述的清洁组件，其特征在于，还包括升降驱动电机、升降传动机构和移动体，所述升降传动机构传动连接所述升降驱动电机与所述移动体以带动所述移动体上下移动，所述移动体上设有与所述端盖配合的移动部，所述移动部配置为在所述升降驱动电机的驱动下向上托起所述端盖以使所述清洁装置向上升起，所述移动部被所述升降驱动电机向下驱动时，所述清洁装置自动复位。

7.根据权利要求6所述的清洁组件，其特征在于，所述升降驱动电机包括竖向设置且向上伸出的输出轴；所述升降传动组件包括升降传动机构和移动体，所述升降传动机构包括齿轮组和丝杆，所述齿轮组包括与所述升降驱动电机的输出轴固定连接的主动齿轮和与所述丝杆的顶部固定连接的从动齿轮，所述丝杆与所述移动体螺纹连接，所述移动体配置为带动所述清洁装置向上移动。

8.根据权利要求1所述的清洁组件，其特征在于，还包括升降驱动电机以及与所述升降驱动电机传动连接的升降传动组件，所述升降传动组件可带动所述清洁装置向上移动。

9.根据权利要求1所述的清洁组件，其特征在于，还包括清洁件传动箱体，所述清洁件传动机构设在所述清洁件传动箱体内，所述清洁件传动机构包括与所述清洁件驱动电机的输出端传动连接的主动齿轮以及与所述升降轴键连接的从动齿轮。

10.一种清洁机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的清洁组件。

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