CN113892868A - 一种自动行走的清洁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动行走的清洁系统，属于智能清洁设备技术领域。包括清洁机器人、供清洁机器人补给的基站，基站设有倾斜引导板，清洁机器人的机体底部设有万向轮、驱动轮、和拖擦组件，万向轮和拖擦组件相对设置在机体底部的两端，驱动轮设置于机体两侧，清洁机器人设有配重件，配重件相对机体中心设置于偏向万向轮的一端，且拖擦组件朝向基站方向经倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心与机体中心在水平方向上的距离在预设范围内。使清洁机器人的重心与机体的中心在水平方向上的距离在预设范围内，使清洁机器人的重心尽量靠近驱动轮，给驱动轮以足够的抵接力抵接在倾斜引导板上，以减少驱动轮出现打滑、溜坡等现象。

Description

一种自动行走的清洁系统
技术领域
本发明涉及智能清洁设备技术领域，具体地说，涉及一种自动行走的清洁系统。
背景技术
随着生活水平的提高，清洁机器人已经走进越来越多的家庭，并在地面清洁中扮演着重要的角色。现阶段的清洁机器人大多具有拖地功能，通过拖布在地面来回拖擦达到清洁的效果。
在清洁机器人工作过程中，通过基站来进行充电及对拖布进行回洗，由于基站的环境潮湿，在清洁机器人进入基站时，容易发生打滑的现象，尤其是设有斜坡供清洁机器人进入的基站，清洁机器人极易在斜坡上发生滑坡。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动行走的清洁系统，可以减少清洁机器人进入基站时在倾斜引导板上发生打滑或滑坡的现象。
为了实现上述目的，本发明提供的自动行走的清洁系统，包括清洁机器人、供清洁机器人补给的基站，所述基站设有倾斜引导板，清洁机器人的机体底部设有万向轮、驱动轮、和拖擦组件，所述万向轮和拖擦组件相对设置在机体底部的两端，驱动轮设置于机体两侧，所述清洁机器人设有配重件，所述配重件相对机体中心设置于偏向所述万向轮的一端，且所述拖擦组件朝向基站方向经所述倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心与机体中心在水平方向上的距离在预设范围内。
可选地，在一个实施例中，所述拖擦组件朝向基站方向经所述倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心在所述倾斜引导板上的投影位于两驱动轮相对形成的圆柱腔体在所述倾斜引导板上的投影范围内。
可选地，在一个实施例中，所述的预设范围为6-10mm。
可选地，在一个实施例中，所述倾斜引导板的倾斜角度为2.5°-8.5°。
可选地，在一个实施例中，所述倾斜引导板上设有防滑筋；所述倾斜引导板的底部设有防滑垫。
可选地，在一个实施例中，所述清洁机器人的机体内设有电路板，所述配重件为固定在所述电路板下方的配重块。
可选地，在一个实施例中，所述驱动轮与所述清洁机器人的机体之间设有弹性件，以使所述驱动轮可上下浮动；所述拖擦组件与所述清洁机器人的机体之间设有弹性件，以使所述拖擦组件可上下浮动。
可选地，在一个实施例中，所述拖擦组件包括转接件、清洁转盘和拖布，所述清洁转盘摆动且浮动地与所述转接件连接；所述清洁转盘的顶部设有凹槽，所述转接件安装于所述凹槽中，所述转接件与所述凹槽的底壁之间设有弹性件，且所述转接件的侧面与所述凹槽的侧壁之间留有摆动间隙。
可选地，在一个实施例中，所述凹槽至少设有两个对称的第一卡接部，所述转接件设有与所述第一卡接部配合的第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部相互配合使所述转接件安装在所述凹槽中，且所述第二卡接部与所述第一卡接部的接触点形成使所述清洁转盘相对所述转接件摆动的支点。
可选地，在一个实施例中，所述清洁机器人设有尘盒安装腔和安装在所述尘盒安装腔内的尘盒，所述尘盒设置于所述中轴线的第一侧，所述清洁机器人底部还横向设置有滚刷组件，所述滚刷组件包括滚刷电机，所述滚刷电机设置于所述中轴线的所述第一侧。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
本发明中，在清洁机器人跨越障碍物时，前端会向上翘起，将清洁机器人的配重件设置在机体中心偏向万向轮的一端，可以有效防止清洁机器人在跨越障碍物的过程中发生后翻，方便其跨过障碍物。同时，清洁机器人进入基站时，拖擦组件朝向基站进入，以机体为参照，清洁机器人的中心位于两驱动轮连轴中心所在的垂线上，以地面为参照，拖擦组件朝向基站方向经倾斜引导板进入基站时，使清洁机器人的重心与机体的中心在水平方向上的距离在预设范围内，使清洁机器人的重心尽量靠近驱动轮，给驱动轮以足够的抵接力抵接在倾斜引导板上，以减少驱动轮出现打滑、溜坡等现象。
本发明中，拖擦组件朝向基站方向经倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心在倾斜引导板上的投影位于两驱动轮相对形成的圆柱腔体在倾斜引导板上的投影范围内。使清洁机器人位于倾斜引导板上时，其重力的分力集中于两驱动轮之间，提高驱动轮与倾斜引导板之间的抵接力，从而减少驱动轮在倾斜引导板上发生打滑或溜坡的现象。
本发明中，配重件为固定在电路板下方的配重块，将配重块固定在电路板下方，使清洁机器人的重心尽量靠近地面，以提高机体稳定性。
本发明中，将滚刷电机与尘盒设置于清洁机器人中轴线的同一侧，通过滚刷电机的重量来弥补尘盒的空腔结构，平衡清洁机器人中轴线另一侧的重量，提高机体稳定性。
本发明中，在拖擦组件与清洁机器人的机体之间设有弹性件，给拖擦组件施加了向上的弹性力。通过将清洁机器人的重心偏向拖擦组件，即偏向弹性件设置，可以防止清洁机器人的机体在弹性力的作用下翘起。
附图说明
图1为本发明实施例的清洁系统的结构示意图。
图2为本发明实施例的清洁机器人的仰视图。
图3为本发明实施例的基站的结构示意图。
图4为本发明实施例的基站的爆炸图。
图5为本发明实施例的清洁机器人位于倾斜引导板上的重心位置图。
图6为本发明实施例的清洁机器人的俯视图。
图7为本发明实施例的清洁机器人的仰视图。
图8为本发明实施例的清洁机器人的局部爆炸图。
图9为图7的A-A剖视图。
图10为图9中局部A的放大图。
图11为本发明实施例的清洁转盘的结构示意图。
图12为本发明实施例的转接件的结构示意图。
图13为本发明实施例的清洁转盘与转接件的配合示意图。
图14为图13的B-B剖视图。
图15为图14中局部B的放大图。
图16为图13的C-C剖视图。
图17为图16中局部C的放大图。
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，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例
参见图1，本实施例提供的自动行走的清洁系统包括清洁机器人010和供清洁机器人补给的基站020。
参见图2，清洁机器人010包括机体100和设置在机体100底部的万向轮200、驱动轮300和拖擦组件400。万向轮200和拖擦组件400相对设置在机体100底部的两端，驱动轮300的个数为两个，分别设置于机体100的两侧。拖擦组件400为旋转式拖擦件，在清洁机器人的驱动作用下相对地面旋转以对地面进行擦拖清洁。
参见图3和图4，基站020的底部设有倾斜引导板021和清洗槽022，倾斜引导板021用于引导清洁机器人010进入基站020，清洗槽022用于对拖擦组件400进行清洗。在基站020上海设有清洁水箱023和污水箱024，清洁水箱023可用于对拖擦组件400进行补水或者用于拖擦组件400的清洗，污水箱024用于将清洗槽022内清洁完拖擦组件400后的污水进行回收。
本实施例中，清洁机器人010设有配重件，配重件相对机体100中心设置于偏向万向轮200的一端，且拖擦组件400朝向基站020方向经倾斜引导板021进入基站020时，清洁机器人010的重心G与机体100的中心O在水平方向上的距离在预设范围内。
在清洁机器人100跨越障碍物时，前端会向上翘起，将清洁机器人010的配重件设置在机体100中心偏向万向轮200的一端，可以有效防止清洁机器人010在跨越障碍物的过程中发生后翻，方便其跨过障碍物。
清洁机器人010在对待清洁区域进行拖擦清洁的过程中，若待清洁区域较大，清洁机器人010需要多次返回基站020，对拖擦组件400进行回洗。清洁机器人010进入基站020时，拖擦组件400朝向基站020进入，即清洁机器人010后退进入基站020内，拖擦组件400在基站020内时位于清洗槽022的正上方。
参见图5，以机体100为参照，清洁机器人010的中心O位于两驱动轮300连轴中心所在的垂线L1上。以地面为参照，拖擦组件400朝向基站020方向经倾斜引导板021进入基站020时，使清洁机器人010的重心G与机体100的中心O在水平方向上的距离在预设范围D内，使清洁机器人010的重心G尽量靠近驱动轮300，给驱动轮300以足够的抵接力抵接在倾斜引导板021上，以减少驱动轮300出现打滑、溜坡等现象。
由图5可知，线段aa、直线L1及直线L2在清洁机器人010的机体100中心切面（左右对称面）上围成的区域内的点均在预设范围D内，清洁机器人010的重心G可设置该区域的任意位置处。
进一步的，拖擦组件400朝向基站020方向经倾斜引导板021进入基站020时，清洁机器人010的重心G在倾斜引导板021上的投影位于两驱动轮300相对形成的圆柱腔体在倾斜引导板021上的投影范围内。由图5可知，清洁机器人010的重心G可设置在机体100的中心切面（左右对称面）所对应的阴影部分E的任意位置处。使清洁机器人010位于倾斜引导板021上时，其重力的分力集中于两驱动轮300之间，提高驱动轮300与倾斜引导板021之间的抵接力，从而减少驱动轮300在倾斜引导板021上发生打滑或溜坡的现象。
进一步的，清洁机器人010的重心G与机体100的中心O在水平方向上的距离在预设范围D内，预设范围D的取值为6-10mm。
本实施例中，倾斜引导板021的倾斜角度为2.5°-8.5°，避免倾斜引导板021过陡引起的机体100滑坡。进一步的，倾斜引导板021上设有防滑筋025，减少驱动轮300在倾斜引导板021上发生打滑的现象；倾斜引导板021的底部设有防滑垫（图中未示出），避免倾斜引导板021发生移动。
本实施例中，清洁机器人010的机体100内设有电路板（图中未示出），配重件为固定在电路板下方的配重块。将配重块固定在电路板下方，使清洁机器人010的重心尽量靠近地面，以提高机体稳定性。
参见图6和图7，清洁机器人的机体100内设有尘盒安装腔103和安装在尘盒安装腔103内的尘盒，尘盒设置于中轴线L3的第一侧，清洁机器人底部还横向设置有滚刷组件，滚刷组件包括辊刷700和滚刷电机（图中未示出），滚刷电机设置于中轴线L3的第一侧。尘盒设置于中轴线L3的第一侧，可以是尘盒完全设置于中轴线L3的第一侧，也可以是尘盒的中心位置偏向中轴线L3的第一侧，如图6中为尘盒的中心偏向中轴线L3的右侧设置。由于尘盒为空腔设置，尘盒的重量相对较轻，通过将辊刷电机设置于尘盒的同一侧，以平衡清洁机器人另一侧的重量，提高机体稳定性。
参见图8至图10，本实施例中，拖擦组件400与清洁机器人的机体100之间设有弹性件500，以使拖擦组件400可上下浮动，适应不平整的地面，达到减震的效果。同时，通过将清洁机器人的重心偏向拖擦组件400，即偏向弹性件500设置，可以防止清洁机器人的机体100在弹性力的作用下翘起。
具体地，机体100内设有驱动拖擦组件400旋转的拖布电机（图中未示出），机体100的底部设有垂直向下的转轴101，该转轴101的一端连接在拖布电机的输出端。拖擦组件400包括可拆卸地连接在转轴101另一端的转接件401，与转接件401浮动连接的清洁转盘402，以及连接在清洁转盘402底部的拖布403，弹性件500抵接在转接件401与清洁转盘402之间。清洁转盘402与转接块401之间设有卡扣结构，通过弹性件500实现清洁转盘402与转接块401之间的浮动复位，通过卡扣结构实现清洁转盘402与转接块401之间的复位锁定。清洁转盘402的底面与拖布403的顶面通过粘贴结构，比如魔术贴结构粘接。
参见图11，进一步的，清洁转盘402的顶部设有用于安装转接块401且朝上开口的凹槽4021，转接块401可在凹槽4021内上下活动，转接块401相对凹槽4021的一侧设有容纳弹性件的凹腔（图中未示出）。
本实施例的弹性件500为压缩弹簧，压缩弹簧的一端外侧抵接配合在转接块401的凹腔侧壁上，另一端置于凹槽4021内。
本实施例中，转接件401的侧面与凹槽4021的侧壁之间留有摆动间隙600，如图15所示，以使清洁转盘402摆动地安装在清洁机器人的机体100底部。摆动是指清洁转盘402的边缘在任意相对的两侧可以绕该相对两侧对应的直径摆动一定的角度，转动的基点位于转接件401上。通过清洁转盘401的摆动可以方便拖布403适应凹凸不平的地面环境，比如，当清洁机器人跨越台阶时，清洁转盘401在台阶处可以通过摆动来适应台阶的高度，并跨越台阶。同时，在跨越台阶的过程中，拖布403仍然可以伸到台阶的角落处进行清洁，减少了清洁死角。
参见图11至图17，转接件401与清洁转盘402之间的卡扣结构设置方式如下：
清洁转盘402在摆动时，即转接件401在凹槽4021内摆动，通过摆动间隙600可为转接件401在凹槽4021内摆动时提供避让空间。
凹槽4021至少设有两个对称的第一卡接部4022，转接件401设有与第一卡接部4022配合的第二卡接部4011，第一卡接部4022与第二卡接部4011相互配合使转接件401安装在凹槽4021中，且第二卡接部4011与第一卡接部4022的接触点形成使清洁转盘402相对转接件401摆动的支点。
在清洁转盘402静止状态下，第一卡接部4022和第二卡接部4011的接触点可以是一个面或者一条线，在清洁转盘摆动过程中，接触点对应的可以是一条线或一个点。
第一卡接部4022和第二卡接部4011中的一者可以为卡勾，另一者为凸缘，卡勾直接勾住凸缘，使转接件401卡在凹槽4021中，并可在弹性件500的作用下沿轴向上下浮动。同时，清洁转盘402可以卡勾与凸缘顶端的接触点作为摆动支点进行摆动。
可将卡勾与凸缘中的一者设置为活动件，以使转接件401与清洁转盘402之间可拆卸连接。比如，将卡勾的连接部设置为弹性连接，卡勾可在外力作用下向外侧摆动并可复原。当需要将转接件401与清洁转盘402拆卸时，只需将相对设置的两个卡勾向两侧掰动，转接件401便在弹性件500的作用下弹出。安装时，只需将凸缘对准卡勾，直接将转接件401摁进凹槽4021中。
或者，将凸缘设置为伸缩件，凸缘可在外力作用下向内侧收缩并可复原。当需要将转接件401与清洁转盘401拆卸时，只需将凸缘向内摁入，转接件401便在弹性件500的作用下弹出。安装时，同样将凸缘向内摁入，与卡勾配合后松开进入卡勾内。
第一卡接部4022和第二卡接部4011中的一者也可以为竖槽，另一者为可沿竖槽上下移动的移动块或移动轴，移动块或移动轴配合在竖槽中，并在弹性件的作用下沿竖槽上下浮动。同时，清洁转盘402可以移动块或移动轴与竖槽的顶端的接触点作为摆动支点进行摆动。
可将移动块或移动轴设置为可活动的伸缩件，移动块或移动轴在外力作用下向内侧收缩并可复原。当需要将转接件401与清洁转盘402拆卸时，只需将移动块或移动轴向内摁入，转接件401便在弹性件500的作用下弹出。安装时，同样将移动块或移动轴向内摁入，与竖槽配合后松开进入竖槽内。
参见图11和图12，转接件401的周面设有转动凸起4012，凹槽4021侧壁设有与转动凸起4012配合的转动槽4023，转动凸起4012置于转动槽4023中，以使转接件401带动清洁转盘402旋转。转动槽4023只对转接件401的旋转进行限制，并不对转接件401的轴向移动造成限制，即转动凸起4012可沿转动槽4023上下移动，并可从转动槽4023顶端进出。
进一步的，如图12所示，在转接块401上设置腰型孔4013，用于与转轴101过盈配合，实现周向定位。同时，在腰型孔4013内设置螺钉孔（图中未示出），通过螺钉102与转轴101在轴向固定连接，参见图9或图10。同时，在清洁转盘402的中心处设置通孔4024，安装时，首先将转接块401与清洁转盘402配合好，然后将转接块401的腰型孔4013对准转轴101并配合，最后将螺钉穿过清洁转盘402的通孔4024及转接块401的螺钉孔后与转轴101连接。
本实施例中，驱动轮300与清洁机器人的机体100之间设有弹性件（图中未示出），以使驱动轮300可上下浮动，适应凹凸不平的地面，使清洁机器人在凹凸不平的地面上行走时仍能保持机体100的平稳。

Claims (10)

1.一种自动行走的清洁系统，包括清洁机器人、供清洁机器人补给的基站，所述基站设有倾斜引导板，清洁机器人的机体底部设有万向轮、驱动轮、和拖擦组件，所述万向轮和拖擦组件相对设置在机体底部的两端，驱动轮设置于机体两侧，其特征在于：
所述清洁机器人设有配重件，所述配重件相对机体中心设置于偏向所述万向轮的一端，且所述拖擦组件朝向基站方向经所述倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心与机体中心在水平方向上的距离在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述拖擦组件朝向基站方向经所述倾斜引导板进入基站时，清洁机器人的重心在所述倾斜引导板上的投影位于两驱动轮相对形成的圆柱腔体在所述倾斜引导板上的投影范围内。
3.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述的预设范围为6-10mm。
4.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述倾斜引导板的倾斜角度为2.5°-8.5°。
5.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述倾斜引导板上设有防滑筋；所述倾斜引导板的底部设有防滑垫。
6.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述清洁机器人的机体内设有电路板，所述配重件为固定在所述电路板下方的配重块。
7.根据权利要求1-6任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述驱动轮与所述清洁机器人的机体之间设有弹性件，以使所述驱动轮可上下浮动；所述拖擦组件与所述清洁机器人的机体之间设有弹性件，以使所述拖擦组件可上下浮动。
8.根据权利要求1-6任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述拖擦组件包括转接件、清洁转盘和拖布，所述清洁转盘摆动且浮动地与所述转接件连接；所述清洁转盘的顶部设有凹槽，所述转接件安装于所述凹槽中，所述转接件与所述凹槽的底壁之间设有弹性件，且所述转接件的侧面与所述凹槽的侧壁之间留有摆动间隙。
9.根据权利要求8所述的清洁系统，其特征在于，所述凹槽至少设有两个对称的第一卡接部，所述转接件设有与所述第一卡接部配合的第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部相互配合使所述转接件安装在所述凹槽中，且所述第二卡接部与所述第一卡接部的接触点形成使所述清洁转盘相对所述转接件摆动的支点。
10.根据权利要求1-6任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述清洁机器人设有尘盒安装腔和安装在所述尘盒安装腔内的尘盒，所述尘盒设置于所述中轴线的第一侧，所述清洁机器人底部还横向设置有滚刷组件，所述滚刷组件包括滚刷电机，所述滚刷电机设置于所述中轴线的所述第一侧。
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