CN113425204B - 一种边刷装置及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边刷装置及清洁机器人，涉及清洁机器人领域。其包括依次连接的驱动装置、抬升支架、边刷升降支架、摆臂和边刷组件；其驱动装置通过传动结构和软轴连接边刷组件，可以实现边刷组件的自动伸缩，实现扫尘、洗地等清洁功能的集成，在扩大清洁宽度的同时，不造成车身宽度的增加。本发明提供的一种边刷装置及清洁机器人，其边刷具有多功能的集成，可增加对不同清洁场景的适应性。

Description

一种边刷装置及清洁机器人

技术领域

本发明涉及清洁机器人领域，具体涉及一种边刷装置及清洁机器人。

背景技术

随着人口老龄化问题日益凸显，清洁人员的工作强度日近饱和，劳动力缺口将严重制约清洁行业发展，智能清洁机器人越来越引起行业的关注。

现阶段的清洁机器人的边刷大多数是固定宽度、单一功能，较大的限制了整车结构尺寸和对不同清洁场景的适应性。

因此需要一种可以实现自动伸缩的多功能边刷，实现扫尘、洗地等清洁功能的集成，在扩大清洁宽度的同时，不造成车身宽度的增加。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供了一种边刷装置及清洁机器人，其边刷可以实现自动伸缩，实现扫尘、洗地等清洁功能的集成，在扩大清洁宽度的同时，不造成车身宽度的增加。

本发明提供的具体技术方案如下：

一种边刷装置，包括依次连接的驱动装置、抬升支架、边刷升降支架、摆臂和边刷组件；所述驱动装置用于提供动力，并通过带动所述抬升支架、边刷升降支架和摆臂运动，以控制所述边刷组件进行多级升降调节；所述驱动装置与所述摆臂之间连接有软轴，所述驱动装置运动时，通过软轴带动所述边刷组件进行伸展或收缩。

可选地，所述边刷升降支架包括通过销轴铰接的边刷升降第一支架和边刷升降第二支架，所述边刷升降第一支架和边刷升降第二支架分别连接有所述摆臂和边刷组件，通过对称设计的边刷升降第一支架和边刷升降第二支架，可以同时对两侧的边刷组件进行升降控制，简化结构。

可选地，所述驱动装置的输出端通过所述抬升支架与所述边刷升降第一支架或边刷升降第二支架连接，结构简单、成本低。

可选地，所述驱动装置为电机或液压驱动装置；所述驱动装置采用推杆电机。推杆电机具有体积小、控制方便的优点。

可选地，所述推杆电机的输出端设有软轴固定件，所述软轴的第一端与所述软轴固定件连接，所述软轴的第二端与所述摆臂连接。结构简单、成本低。

可选地，所述抬升支架上设置有提升复位弹簧，所述提升复位弹簧对所述抬升支架提供压力或拉力，以用于所述抬升支架的复位。方便复位，使用弹簧复位具有占用体积小、寿命长、结构简单的优点。

可选地，所述边刷升降支架上设有转动轴支架和转动轴，所述摆臂的第一端可转动地套设于所述转动轴上，所述摆臂的第二端与所述边刷组件连接；所述软轴连接于所述摆臂的第一端与摆臂的第二端之间。便于控制，结构简单。

可选地，所述摆臂的第一端设有滑槽，所述边刷升降支架上设有压杆，所述压杆的端部抵靠于所述滑槽内，所述软轴带动所述摆臂转动时，所述压杆沿所述滑槽滑动。便于控制，结构简单。

可选地，所述滑槽的深度为渐变式设计，所述滑槽内设有一个或多个定位孔，所述压杆的端部设有滚珠，以通过所述滚珠与所述定位孔配合对所述边刷组件的伸展或收缩位置进行限位。方便对边刷组件的位置进行限定。

可选地，所述摆臂的第二端与所述边刷升降支架之间连接有弹性件，以用于对所述边刷组件的伸展或收缩位置进行复位。使用弹性件可以使边刷组件的限位和复位更精准。

可选地，所述边刷组件包括依次连接的边刷电机、吸水扒、喷水罩壳和边刷盘；所述边刷电机与所述摆臂连接，所述喷水罩壳设有用于喷水的喷水孔，所述边刷盘的周侧设有刷毛，所述边刷盘的底部设有清洁布，实现边刷组件的多功能集成。

可选地，所述边刷升降支架与所述吸水扒之间设有摆动连杆，以用于控制所述吸水扒的位置。结构简单。

本发明还提供了一种清洁机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底板处设置有如前所述的边刷装置。

本发明提供的一种边刷装置和清洁机器人，其驱动装置通过抬升支架、边刷升降支架、摆臂与边刷组件连接，以控制边刷组件进行多级升降调节，实现边刷组件的扫地除尘、喷水洗地功能；同时，驱动装置还通过软轴与摆臂连接，通过软轴带动所述边刷组件进行伸展或收缩，从而实现边刷组件的自动伸缩功能，在扩大清洁宽度的同时，不造成车身宽度的增加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种边刷装置的结构示意图；

图2是根据图1所示的边刷装置的结构示意图；

图3是根据图2所示的边刷装置(去除边刷升降第二支架及其连接件)的结构示意图。

图4是根据图3所示的边刷装置的爆炸示意图；

图5是根据图1所示的边刷装置的摆臂的结构示意图；

图6是根据图1所示的边刷装置的压杆的结构示意图；

图7是根据图1所示的边刷装置的边刷组件处的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供的一种边刷装置，一般性地，可以包括依次连接的驱动装置1、抬升支架2、边刷升降支架3、摆臂4和边刷组件5。驱动装置1可以安装于清洁机器人的底板10(或者底盘、车架底部等)上。驱动装置1为电机或液压驱动装置。优选地，驱动装置1采用推杆电机，其具有体积小、便于控制的优点。驱动装置1的输出端与抬升支架2连接，抬升支架2与边刷升降支架3连接。边刷升降支架3包括边刷升降第一支架31和边刷升降第二支架32。边刷升降第一支架31和边刷升降第二支架32通过销轴(图中未示出)铰接。边刷升降第一支架31和边刷升降第二支架32分别连接有摆臂4和边刷组件5，以构成左侧边刷和右侧边刷。左侧边刷和右侧边刷为对称式设计。驱动装置1的输出端通过抬升支架2与边刷升降第一支架31或边刷升降第二支架32连接。即，以图1所示为例，驱动装置1的输出端通过抬升支架2与边刷升降第一支架31连接，当驱动装置1提供动力，其输出端带动抬升支架2运动，抬升支架2带动边刷升降第一支架31在竖直方向上运动，边刷升降第一支架31带动摆臂4和边刷组件5升降，实现对一侧的边刷组件5的多级升降调节；抬升支架2带动边刷升降第一支架31在竖直方向上运动时，边刷升降第一支架31可同时带动边刷升降第二支架32进行同步运动，进而带动摆臂4和边刷组件5升降，实现对另一侧的边刷组件5的多级升降调节。驱动装置1的输出端通过软轴6与摆臂4连接。软轴6可以是钢丝绳、牵引绳等线状结构。当驱动装置1提供动力，其输出端运动时，会拉动(或放松)软轴6，使得带动摆臂4转动，控制边刷组件5进行伸展(即两侧的边刷组件5相互远离，扩大边刷的清洁宽度)或收缩(即两侧的边刷组件5相互靠近，缩小边刷的清洁宽度)。当边刷组件5收缩时，可回缩至机器人本体的内部，清洁宽度此时最小。当边刷组件5伸展时，边刷可在最外侧，此时，清洁宽度最大，其在扩大清洁宽度的同时，不造成机器人本体(或车身)的宽度的增加。

如图2、4、7所示，本发明提供的边刷装置，其边刷组件5包括依次连接的边刷电机51、吸水扒52、喷水罩壳53和边刷盘54。边刷电机51与摆臂4连接。喷水罩壳53设有用于喷水的喷水孔，喷水罩壳53内设有与机器人水箱连接的水路，以便于在清洁时向地面或者边刷盘54上喷水，便于清洁。边刷盘54的周侧设有刷毛55，刷毛55包括长刷毛和短刷毛，通过刷毛55实现扫地功能。边刷盘54的底部设有清洁布56。优选地，清洁布56通过魔术贴或者卡扣安装，以便于拆卸更换。通过喷水和清洁布56实现洗地功能。边刷升降支架3与吸水扒52之间设有摆动连杆37，以用于控制吸水扒52的位置。当通过软轴6使边刷组件5伸展或收缩时，吸水扒52在摆动连杆37的作用下随同边刷组件5运动，以保持对地面的接触和对污水的清扫。

具体地，本发明提供的边刷装置，其边刷组件5的多级升降调节至少包括三级调节(即边刷组件5至少具有三个高度的调节)。第一级为低档，实现洗地功能，此时，清洁布56接触地面，刷毛55过盈接触地面，刷毛55起到挡水的作用；第二级为中档，清洁布56脱离接触地面，刷毛55轻微接触地面实现扫地功能；第三级为高档，刷毛55、清洁布56均脱离地面。本发明提供的边刷装置，可以实现自动伸缩，实现扫尘、洗地等清洁功能的集成，在扩大清洁宽度的同时，不造成机器人(或车身)宽度的增加。

如图3和4所示，为本发明的去除边刷升降第二支架及其连接件后的边刷边刷装置的结构示意图和爆炸示意图。即，以一侧的边刷为例进行说明。推杆电机的输出端固定设有软轴固定件11。软轴固定件11上连接有两个软轴6。两个软轴6分别与左右两侧的摆臂4连接。软轴6的另一端连接于摆臂4的软轴连接孔43内。当推杆电机工作时，其输出端的位置发生变化，软轴6被拉紧或放松，从而带动摆臂4转动。

推杆电机的输出端与抬升支架2固定连接。抬升支架2上设置有提升复位弹簧21。提升复位弹簧21与机器人的底板10连接。当推杆电机工作时，提升复位弹簧21对抬升支架2提供压力或拉力，以用于抬升支架2的复位。

边刷升降支架3上固定安装有转动轴支架33和转动轴34。摆臂4的第一端可转动地套设安装于转动轴34上。摆臂4的第二端与边刷组件5连接。软轴6连接于所述摆臂4的第一端与摆臂4的第二端之间。当推杆电机工作时，即可通过抬升支架2、边刷升降支架3和摆臂4带动边刷组件5升降，实现对边刷组件5的多级升降调节。

如图5-7所示，摆臂4的第一端(靠近转动轴34的一端)设有滑槽41，滑槽41的深度为渐变式设计，滑槽41内设有一个或多个定位孔42。边刷升降支架3上设有压杆35。压杆35的端部抵靠于滑槽41内。当软轴6带动摆臂4转动时，压杆35沿滑槽41滑动。压杆35的端部抵靠于定位孔42内时，即可对边刷组件5的转动位置(即伸展或收缩位置)进行限位。

在一个优选的实施方式中，滑槽41为中间深、两侧浅的弧形槽。滑槽41的中间设一定位孔42。压杆35的端部设有滚珠36。通过滚珠36与定位孔42配合对边刷组件5的伸展或收缩位置进行限位。摆臂4的第二端上设有复位件连接孔44。摆臂4的第二端与边刷升降支架3之间连接有弹性件(图中未示出)。弹性件可以为弹簧。弹性件的一端与边刷升降支架3连接，另一端与复位件连接孔44连接。弹性件的数量可以为两个，分设于摆臂4的两侧，以用于对边刷组件5的伸展或收缩位置进行复位。

本发明提供的边刷装置，其工作过程为：

当推杆电机行程最大时，将抬升支架2、软轴固定件11顶至最低处，压缩提升复位弹簧21，抬升支架2与边刷升降支架3降至最低位置，软轴6此时释放到最大位置，摆臂4在弹簧作用下停在中间位置(对应于定位孔42处)，此时边刷组件5位于最外侧，清洁宽度最大，吸水扒52、刷盘底部的清洁布56保持对地面接触，此时边刷组件5具备洗地功能。此即为低档时的工作过程。

当推杆持续向上运动，提升复位弹簧21逐渐恢复，抬升支架2与边刷升降支架3抬升至指定位置，此时边刷组件5的清洁布56实现对地面脱离，但刷盘周围的刷毛55保持对地面的接触，此时边刷组件5具备扫尘功能，而软轴6消耗端部余量，摆臂4在弹簧作用下保持位置不变，边刷清洁宽度保持最大。此即为中档时的工作过程。

当推杆继续向上运动至极限位置，提升复位弹簧21恢复，抬升支架2运动至最高位置，边刷升降支架3随之到最高位，带动边刷组件5完全脱离地面，软轴固定件11带动软轴6拉线，随推杆在滑槽41内继续向上运动，软轴6拉线拉动摆臂4向后收缩，直至最后位置，此时边刷组件5回缩至机器人本体(车身)内，清洁宽度此时最小。此即为高档时的工作过程。

本发明还提供了一种清洁机器人，包括机器人本体。机器人本体的底板10处设置有如前所述的边刷装置。边刷装置的具体结构可参见前述内容，在此不再一一赘述。

本发明提供的一种边刷装置和清洁机器人，其通过传动结构和软轴连接边刷组件5，可以实现边刷组件5的自动伸缩，实现扫尘、洗地等清洁功能的集成，在扩大清洁宽度的同时，不造成车身宽度的增加。避免了边刷组件5对整车结构尺寸的限制，且能够增加对不同清洁场景的适应性。

尽管已描述了本发明实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种边刷装置，其特征在于，包括依次连接的驱动装置、抬升支架、边刷升降支架、摆臂和边刷组件；所述驱动装置用于提供动力，并通过带动所述抬升支架、边刷升降支架和摆臂运动，以控制所述边刷组件进行多级升降调节；所述驱动装置与所述摆臂之间连接有软轴，所述驱动装置运动时，通过软轴带动所述边刷组件进行伸展或收缩；

所述摆臂的第一端设有滑槽，所述边刷升降支架上设有压杆，所述压杆的端部抵靠于所述滑槽内，所述软轴带动所述摆臂转动时，所述压杆沿所述滑槽滑动；

所述滑槽的深度为渐变式设计，所述滑槽内设有一个或多个定位孔，所述压杆的端部设有滚珠，以通过所述滚珠与所述定位孔配合对所述边刷组件的伸展或收缩位置进行限位。

2.根据权利要求1所述的边刷装置，其特征在于，所述边刷升降支架包括通过销轴铰接的边刷升降第一支架和边刷升降第二支架，所述边刷升降第一支架和边刷升降第二支架分别连接有所述摆臂和边刷组件；所述驱动装置的输出端通过所述抬升支架与所述边刷升降第一支架或边刷升降第二支架连接。

3.根据权利要求1或2所述的边刷装置，其特征在于，所述驱动装置为电机或液压驱动装置；所述驱动装置采用推杆电机，所述推杆电机的输出端设有软轴固定件，所述软轴的第一端与所述软轴固定件连接，所述软轴的第二端与所述摆臂连接。

4.根据权利要求3所述的边刷装置，其特征在于，所述抬升支架上设置有提升复位弹簧，所述提升复位弹簧对所述抬升支架提供压力或拉力，以用于所述抬升支架的复位。

5.根据权利要求3所述的边刷装置，其特征在于，所述边刷升降支架上设有转动轴支架和转动轴，所述摆臂的第一端可转动地套设于所述转动轴上，所述摆臂的第二端与所述边刷组件连接；所述软轴连接于所述摆臂的第一端与摆臂的第二端之间。

6.根据权利要求1所述的边刷装置，其特征在于，所述边刷组件包括依次连接的边刷电机、吸水扒、喷水罩壳和边刷盘；所述边刷电机与所述摆臂连接，所述喷水罩壳设有用于喷水的喷水孔，所述边刷盘的周侧设有刷毛，所述边刷盘的底部设有清洁布；所述边刷升降支架与所述吸水扒之间设有摆动连杆，以用于控制所述吸水扒的位置。

7.根据权利要求4所述的边刷装置，其特征在于，所述摆臂的第二端与所述边刷升降支架之间连接有弹性件，以用于对所述边刷组件的伸展或收缩位置进行复位；所述边刷升降支架与吸水扒之间设有摆动连杆，以用于控制所述吸水扒的位置。

8.一种清洁机器人，其特征在于，包括机器人本体，所述机器人本体的底板处设置有如权利要求1-7中任一项所述的边刷装置。

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