CN114305217B - 自移动机器人及其升降组件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种自移动机器人及其升降组件。自移动机器人包括本体、盘体以及升降组件。盘体包含相连接的转盘和轴杆，轴杆设置于本体的通道内，转盘悬置于本体外，并且可以相对本体往复位移。升降组件包含电机、主动件和从动件，其中从动件常态的支撑转盘悬置于远离本体的位置，并且当电机驱动主动件时，主动件带动从动件推抵轴杆朝向本体的顶部靠拢，一并带动转盘位移至靠近本体的位置。在本申请实施例中，自移动机器人具有主动升降与上下浮动的工作模式，可提高自移动机器人的湿态越障水平、避免地面二次污染以及保证主机在各种介质地面上的平稳运行。

Description

自移动机器人及其升降组件

技术领域

本申请涉及自移动机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人及其升降组件。

背景技术

为了符合消费者的使用需求，目前扫地机器人都带有拖地功能，主要在主机上原有的扫地系统外附带抹布系统，让扫地系统在清洁路径上进行清扫的同时，可以再通过抹布系统上的抹布接触地面，一并提供拖地功能。但是这种操作方式在使用者仅需进行扫地清洁时，往往因为抹布还是时常接触地面，容易在同一清洁范围内重复拖地，而发生水渍残留或抹布携带杂质再次污染地面等二次污染问题，时常造成使用者操作上的困扰。目前唯一解决方式，是在仅需要扫地时，事先将抹布系统的抹布与转盘等组件取下，以避免抹布造成二次污染以及转盘遭遇障碍物时导致主机无法顺利前进等问题发生，在使用上相当麻烦。

发明内容

本申请的多个方面提供一种自移动机器人及其升降组件，在扫地功能外提供可适应不同场景应用的拖地功能，通过抹布系统的主动升降与被动回弹的配合模式，可提高自移动机器人的湿态越障水平、避免地面二次污染以及保证主机在各种介质地面上的平稳运行。

本申请实施例提供一种自移动机器人，包括：本体、盘体以及升降组件。本体具有一顶部、一底部以及介于所述顶部与所述底部之间的一通道。盘体包含相连接的一转盘和一轴杆，所述轴杆设置于所述通道内，所述转盘悬置于所述本体外，并且可以在远离所述本体的一起始位置和靠近所述本体的一抬升位置之间往复位移。升降组件包含设置于所述本体内的一电机、一主动件和一从动件，所述电机连接所述主动件，所述从动件设置于所述轴杆上并且对应于所述主动件。其中，所述从动件常态的抵靠于所述底部，支撑所述转盘悬置于所述起始位置，当所述电机驱动所述主动件，所述主动件带动所述从动件推抵所述轴杆朝所述顶部靠拢，一并带动所述转盘位移至所述抬升位置。

本申请的某些实施例还提供一种自移动机器人，包括：本体、盘体以及升降组件。本体具有相对的一顶部和一底部。盘体包含相连接的一转盘和一轴杆，所述轴杆活动设置于所述本体内，所述转盘悬置于所述本体外，并且可通过所述轴杆带动，在远离所述本体的一起始位置和靠近所述本体的一抬升位置之间往复位移。升降组件包含设置于所述本体内的一电机、一主动件和一从动件，所述电机用以驱动所述主动件，带动所述从动件在所述顶部与所述底部之间位移。其中，所述轴杆朝所述底部的方向抵靠于所述从动件，并且可以在外力作用下朝所述顶部靠拢，或者是通过所述从动件推抵而朝所述顶部靠拢，一并带动所述转盘位移至所述抬升位置。

本申请的某些实施例还提供一种自移动机器人，具有拖擦模块。所述拖擦模块包括：壳体，具有相对的顶部和底部；拖擦件，用于清洁地面；升降组件，包括弹性件，设置在所述壳体内，并且可以在所述顶部和所述底部之间压缩和释放，一并用以带动所述拖擦件在远离所述壳体的一起始位置与靠近所述壳体的一抬升位置之间位移；其中，所述弹性件常态的支撑所述拖擦件位于所述起始位置，并且当所述自移动机器人在所述地面行走过程中遭遇障碍物时，所述拖擦件受所述障碍物的外力作用压缩所述弹性件，并位移至所述抬升位置，以及当所述外力自所述拖擦件移除，所述拖擦件受所述弹性件的弹性回复力作用，回复至所述起始位置。

本申请另一实施例提供一种升降组件，适配于自移动机器人的本体内，以升降所述自移动机器人的盘体。此升降组件包括：电机、主动件以及从动件。所述主动件连接于所述电机，并受所述电机驱动。所述从动件设置于所述盘体的轴杆上并且对应于所述主动件，其中所述从动件常态的抵靠于所述本体的底部，支撑所述盘体的转盘悬置于所述本体外的一起始位置，当所述电机驱动所述主动件，所述主动件带动所述从动件推抵所述轴杆朝所述本体的顶部靠拢，一并带动所述转盘位移至靠近所述本体的一抬升位置。

在本申请实施例中，自移动机器人的抹布系统具有其盘体常态的悬浮在起始位置，并且可以在起始位置与抬升位置之间往复位移而远离或靠近本体的特性，因此可依据其主机运行时的地面工况，提供主动升降或上下浮动的操作模式。在主动升降模式下，自移动机器人通过电机驱动主动件作动，导引从动件带动盘体在本体底部上升一预定高度，如此一来，可以顺利越过地面上的障碍物，并且在越过障碍物后下降回起始高度，以接续完成拖地工作；或者是，通过这种主动升降机构的作动，可以在已完成清洁程序的路径上避免盘体重复接触地面，从而预防水渍残留等二次污染的情形发生。在上下浮动模式下，当主机遭遇路况不平的场景时，盘体受到障碍物的外力推抵而朝向本体靠近，并且在通过障碍物后，由于外力消失而回复至起始位置，因此可以保持主机的重心位置，维持主机稳定的运行而不影响用以携带抹布的盘体的转动。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的自移动机器人的立体图。

图2为本申请实施例的自移动机器人的侧视图。

图3为本申请实施例另一视角的自移动机器人的剖面示意图。

图4为本申请实施例的自移动机器人在工作状态下的剖面示意图。

图5为本申请实施例另一视角的侧视图。

图6为本申请实施例的从动件的立体图。

图7为本申请另一实施例的剖面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例所揭示的自移动机器人一般具有主机与基站(充电站)，以扫地机器人作为主机为例，主机上设置有扫地系统和带有拖地功能的抹布系统。在此，为了方便说明本申请的技术特征，在图中仅绘示出主机上装设有抹布系统的示意图作为示例说明，并非用以限制本申请的技术范畴。自移动机器人还可以是擦窗机器人、空气净化机器人、太阳能电池板清洁机器人、安防机器人或迎宾服务机器人等等。

请参阅图1至图5，自移动机器人1包括本体10、盘体20以及升降组件30。本体10作为自移动机器人主机的一部分，其可以是但不局限于带有水箱11的中空壳体，在本体10内具有相对的顶部110和底部120、介于顶部110与底部120之间的通道130以及齿轮箱140，其中通道130贯穿底部120，从而与外界环境相连通；齿轮箱140设置在靠近顶部110的一侧，其包括箱体141以及设置在箱体141内的一级齿轮142和二级齿轮143，通道130靠近顶部110的一侧穿过箱体141，并且介于一级齿轮142和二级齿轮143之间。

自移动机器人1的盘体20包括轴杆210和转盘220，轴杆210的一端在本体10外连接于转盘220，另一端伸入本体10的通道130内，并且可以在齿轮箱140的驱动下带动转盘220相对本体10转动；或者是可以在升降组件30的驱动下沿轴心方向在顶部110和底部120之间位移，而朝向顶部110靠拢或与顶部110之间的间距缩短至一预定距离，从而带动转盘220在远离本体的一起始位置P1和靠近本体10的一抬升位置P2之间往复位移。其中，轴杆210相邻于底部120的一侧具有一凸缘211，此凸缘211沿轴杆210的径向方向突出于轴杆表面。轴杆210通过凸缘211抵靠在本体10内相邻于底部120的一侧，从而让转盘220在本体10外常态的悬置于起始位置P1上。

自移动机器人1的升降组件30包括设置于本体10内的电机310、主动件320和从动件330，其中主动件320可以是但并不局限于具有长轴端321和短轴端322的凸轮，例如盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等。主动件320连接于电机310，并且受电机310的驱动而转动。从动件330包括一套筒331以及连接于套筒331外表面的一支架332，其中套筒331具有一凹槽3311，并且在凹槽3311底部形成一带有轴孔的平台3312。从动件330设置在本体10的底部120，并且套接于盘体20的轴杆210上，使轴杆210在凹槽3311内穿过轴孔，并且以凸缘211抵靠于平台3312上，也就是抵靠于凹槽3311的底面上。通过这种浮动配置方式，轴杆210可以通过从动件330的推抵而朝向本体10的顶部110靠拢；或者是可以在转盘220受外力推抵时朝向本体10的顶部110靠拢，使转盘220从起始位置P1位移至抬升位置P2。从动件330的支架332沿轴杆210的径向方向延伸而突出于套筒331的外表面，并且在投影方向上对应于主动件320，也就是悬置或者是抵靠于主动件320面向顶部110的一侧。

在操作上，当主动件320通过电机310驱动而转动时，主动件320的长轴端321将抵顶于支架332上，导引支架332朝本体10的顶部110位移，以带动套筒331推抵轴杆210沿其轴心方向位移，从而连带的将转盘220从起始位置P1提升至抬升位置P2。同理，当电机310驱动主动件320转动，使主动件320的短轴端322接触支架332时，将导引支架332朝本体10的底部120位移，从而通过套筒331的带动和/或盘体20本身的重力作用，使转盘220移回起始位置P1。因此，当本申请实施例所揭示的自移动机器人1的主机循清洁路径进行清洁程序时，在一种应用场景下，例如转盘220上的抹布没水，需要回基站清洗抹布并加水的情境，可以通过电机310带动主动件320转动，主动件320通过与套筒331上的支架332摩擦，使得支架332往本体10的顶部110位移，并且当主动件320的长轴端321在垂直位置抵顶支架332至一预定距离时，电机310停止转动。在此过程中，启动抬升盘体20的功能，通过套筒331带动盘体20的轴杆210以及轴杆210带动转盘220的连动关系，使转盘220从起始位置P1提升至抬升位置P2(如图4所示)。由于盘体20已进行主动提升的预动作，可避免抹布对已扫拖的地方造成二次污染，同时在抹布自清洁、离开基站后，也可以避免清洁路径上已经拖过的地方被重复扫拖，使地面保持干净不湿滑，同时主机携带的水量也不会无端流失。

值得说明的是，一般而言，当抹布在润湿状态下，主机的越障水平会大幅度降低，比如原先可越障20mm，在湿态下仅可越障10mm，然而若搭配本实施例的主动升降功能后，可有效提高湿态越障水平。同理，在另一种应用场景下，例如通过垂直台阶时，因悬置于本体10下的盘体20会影响主机跨越障碍物，此时也可以通过相同机制抬起盘体20，便于主机越过。当主机抵达预定清洁区域或越过障碍物后，可通过电机310反转将主动件320转到水平位置，使主动件320从长轴端321抵顶支架332的形态转变为以短轴端322支撑支架332的形态，使支架带动套筒回落至本体的底部上(如图3所示)。由于套筒331与轴杆210之间的结构限位，电机310根据转动角度转动到相应初始位置停止，使转盘220从抬升位置P2回复至起始位置P1，从而在整个操作过程中实现盘体20在不同场景下的主动升降功能，免除人为的手动操作，例如手动拆卸抹布或转盘220。

此外，在其他应用场景下，例如遇到清洁路径上的地面不平的工况下，由于套筒331与轴杆210之间的结构限位以及轴杆210可相对套筒331上下浮动的配置方式，当转盘220受到障碍物、倾斜地面或其他外力推抵而朝向本体10靠近时，在不启动电机310的前提下，可通过轴杆210沿轴心方向朝本体10的顶部110位移，使凸缘211离开套筒331的平台3312来获得缓冲空间，使转盘220可以藉此卸除外力。当外力卸除后，例如转盘220沿着障碍物的周围通过障碍物后，轴杆210被转盘220的重力带动而朝向本体10的底部120位移，并且以凸缘211抵靠于套筒331内的平台3312上，从而让转盘220回复至起始位置P1。在此过程中，除了不影响转盘220带动抹布的旋转以及让主机顺利的越过障碍物外，还可以让主机运行时的重心随时的保持在稳定的状态，保证主机在各种介质地面上的平稳运行。值得说明的是，在本申请的一些实施例中，升降组件30还包括一弹性件340(如图3所示)，例如压缩弹簧或弹片。弹性件340套设在轴杆210上，且弹性件340的一端相邻于本体10的内壁面(在此实施例中为齿轮箱140面向底部120的一侧的外表面)，另一端接触于轴杆210的凸缘211上。弹性件340可以常态的将凸缘211推抵于套筒321的平台3212上，限制轴杆210沿轴心方向的自由位移，让转盘220可以稳定的悬置在起始位置P1，以避免产生误动作。并且在上述地面不平的工况下，通过外力压缩弹性件340来维持轴杆210的浮动状态，以及在外力卸除后，通过弹性件340的弹性回复力再次将轴杆210的凸缘211推抵于套筒331的平台3312上，以确保转盘220回复至起始位置P1。

如图3至图6所示，在本申请的一些实施例中，为了提升升降组件30运作时的稳定性与效率，还可以在从动件330的支架上配置一滚轮350。滚轮350通过一轮轴设置于支架332上，并且可以相对支架332转动，其中滚轮350位于主动件320面向顶部110的一侧，并且在水平位置常态的接触于短轴端322。当主动件320受电机310驱动而转动时，滚轮350可以受到主动件320的推动，沿着短轴端322滚动至长轴端321，并且在垂直位置受长轴端321的抵顶，使支架332和套筒331被推升至靠近本体10的顶部110，从而通过轴杆210带动转盘220移动至抬升位置P2。另一种提高升降组件30运作稳定性的实施方式，可以在本体10内配置一导杆150以及在从动件330的套筒331上设置一耳片333，通过导杆150穿过耳片333上的开口3331，使耳片333套接在导杆150上，阻挡套筒331沿轴杆210的圆周方向转动，从而限制套筒331只能沿着轴杆210的轴心方向在本体10的顶部110和底部120之间位移，以提供支架332与主动件320之间的精准对位。

如图3至图5所示，本申请实施例所揭示的自移动机器人1除了可以通过电机带动主动件320的转动角度来控制转盘220位移至抬升位置P2外，还可以在本体10上配置一微动开关360(或位置开关)，其位置对应于轴杆210位移至靠近本体10的顶部110位置处。此微动开关360可以作为升降组件30的一部分也可以是独立配置于本体10上的装置。微动开关360电性连接于升降组件30的电机310，并且当轴杆210朝向本体10的顶部110位移至预定位置时，恰好可触碰微动开关360，以通过微动开关360传送控制信号至电机310，令电机310在转盘220位移至抬升位置P2时停止作动，如此有助于确认转盘220被抬升并维持在预定高度。

在本申请中，自移动机器人的升降组件除了可以通过前述相配合的凸轮与滚轮的配置方式来达成升降机制外，如图7所示，在本申请的另一实施例中，可以在升降组件30中采用主动件320为电磁铁以及从动件330包括磁性物质的方式来达成升降盘体20的目的，其中磁性物质可以是但并不局限于金属磁性材料、陶瓷磁性材料以及磁铁等，并且磁性物质可以作为构成支架332的材料而成形于套筒331上；或者是被设置在套筒331的支架332上，例如以铁件的形式设置在支架332上。此外，在本实施例中可以将主动件320设置在靠近顶部110的一侧，以及将从动件330的支架332设置在靠近底部120的一侧，以通过电机310驱动主动件320产生磁力，将支架332由靠近底部120的一侧被主动件320吸附至靠近顶部110的一侧，一并带动套筒331与轴杆210产生位移，从而使转盘220从起始位置P1移动至抬升位置。反之，当主动件320的磁力消失，支架332、套筒331与轴杆210将回复原始状态，使转盘220从抬升位置返回起始位置P1。可以理解的是，在本实施例中，主动件320与从动件330的相对位置也可以依据先前所述的几个实施例的配置方式一样，并且将从动件330的支架332改以磁铁的方式配置。因此，当电机310驱动主动件320产生与支架332互斥的磁力时，支架332因磁力互斥作用而被推抵至靠近顶部110的一侧，从而带动套筒331与轴杆210朝向顶部110的方向移动，一并使转盘220被移动至抬升位置。

另外，在本申请的某些实施例中，也可以将从动件的支架设置于盘体的轴杆上，并延伸至投影方向与主动件重叠的位置，以及将套筒结合在本体的底部或者是省略套筒的配置，同样可以达到让主动件导引支架朝向顶部移动，同时让轴杆产生位移以带动转盘被提升至抬升位置的目的。

值得说明的是，一般带有扫地与拖地功能的自移动机器人其主机通常包括扫地模块以及带有水箱的海拖擦模块。因此，在本申请的其他实施例中，升降组件除了可以是设置在自移动机器人的本体内，作为主机的一部分外，也可以是设置在拖擦模块的壳体内作为拖擦模块的一部分，并通过擦模块结合于主机上。如图1至图5所示，本申请其他实施例提供一种自移动机器人，其具有拖擦模块。此拖擦模块包括壳体、拖擦件和升降组件。壳体的结构类似主机的本体10，其同样具有相对的顶部和底部。拖擦件用于清洁地面，其包括盘体20和设置在盘体20上的抹布或海绵等清洁工具。升降组件30包括弹性件340，其在壳体内连接于壳体的顶部和盘体20之间，并常态的将拖擦件支撑在靠近壳体的一起始位置P1上。其中，弹性件340可以受外力作用而在顶部和底部之间压缩和释放，从而带动拖擦件在远离壳体的起始位置P1与靠近壳体的一抬升位置P2之间位移。因此，当自移动机器人1在地面行走过程中遭遇障碍物时，拖擦件的盘体20受障碍物的外力作用而朝向壳体的方向压缩弹性件340，从而位移至抬升位置P2。当自移动机器人越过障碍物后，障碍物与拖擦件分离，使原先施加在盘体20的外力从拖擦件上移除，此时拖擦件受弹性件340的弹性回复力作用而回复至原先的起始位置P1。

通过这种拖擦模块的配置方式，让自移动机器人在执行清洁地面的任务时，可以不受障碍物阻碍，顺利完成任务。可以理解的是，在本实施例中，也可以如同先前所述的几个实施例所揭示的，选择性的在升降组件30中配置电机310、主动件320和从动件330等组件，让拖擦模块具有主动升降的功能，进一步提升自移动机器人对于不同工况的清洁效能。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自移动机器人，其特征在于，包括：

本体，具有一顶部、一底部以及介于所述顶部与所述底部之间的一通道；

盘体，包含相连接的一转盘和一轴杆，所述轴杆设置于所述通道内，所述转盘悬置于所述本体外，并且可以在远离所述本体的一起始位置和靠近所述本体的一抬升位置之间往复位移；以及

升降组件，包含设置于所述本体内的一电机、一主动件和一从动件，所述电机连接所述主动件，所述从动件设置于所述轴杆上并且对应于所述主动件，且所述从动件常态的抵靠于所述底部，支撑所述转盘悬置于所述起始位置，当所述电机驱动所述主动件，所述主动件带动所述从动件推抵所述轴杆朝所述顶部靠拢，一并带动所述转盘位移至所述抬升位置；

其中，所述从动件包括一支架和一套筒，所述支架沿所述轴杆的径向延伸，并且在投影方向上对应于所述主动件，所述主动件导引所述支架朝所述顶部位移，带动所述从动件推抵所述轴杆，所述套筒套接于所述轴杆并且抵靠于所述底部，其中所述套筒具有一凹槽，所述轴杆具有沿径向方向突出的凸缘，所述轴杆穿过所述凹槽，所述凸缘抵靠于所述凹槽的底面。

2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述主动件为一凸轮，所述凸轮的长轴端推抵所述支架朝所述顶部位移。

3.如权利要求2所述的自移动机器人，其特征在于，所述从动件还包括一滚轮，所述滚轮设置于所述支架上，并且常态的抵靠于所述凸轮的短轴端。

4.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述支架包括磁性物质，所述主动件为电磁铁，所述主动件通过磁力导引所述支架位移。

5.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述套筒表面突出一耳片，所述本体内还设置有一导杆，所述耳片套接在所述导杆上，阻挡所述套筒沿所述轴杆的圆周方向转动。

6.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述升降组件还包括一弹性件，套设于所述轴杆上，所述弹性件的一端接触于所述本体的内壁面，另一端接触于所述轴杆的所述凸缘上，限制所述轴杆沿轴心方向的自由位移。

7.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述升降组件还包括一微动开关，电性连接于所述电机，并且对应于所述轴杆，当所述转盘位移至所述抬升位置，所述轴杆触发所述微动开关，令所述电机停止作动。

8.一种升降组件，适配于自移动机器人的本体内，以升降所述自移动机器人的盘体，其特征在于，包括：

电机；

主动件，连接于所述电机，并受所述电机驱动；以及

从动件，设置于所述盘体的轴杆上并且对应于所述主动件，其中所述从动件常态的抵靠于所述本体的底部，支撑所述盘体的转盘悬置于所述本体外的一起始位置，当所述电机驱动所述主动件，所述主动件带动所述从动件推抵所述轴杆朝所述本体的顶部靠拢，一并带动所述转盘位移至靠近所述本体的一抬升位置；

其中，所述从动件包括一套筒和一弹性件，所述套筒套接于所述轴杆并且抵靠于所述底部，所述套筒具有一凹槽，且所述轴杆具有沿径向方向突出的凸缘，所述轴杆穿过所述凹槽，所述凸缘抵靠于所述凹槽的底面，所述弹性件套设于所述轴杆上，所述弹性件的一端接触于所述本体的内壁面，另一端接触于所述轴杆的所述凸缘上，限制所述轴杆沿轴心方向的自由位移。

9.如权利要求8所述的升降组件，其特征在于，所述从动件还包括一支架，所述支架沿所述轴杆的径向延伸，并且在投影方向上对应于所述主动件，所述主动件导引所述支架朝所述顶部位移，带动所述从动件推抵所述轴杆，其中所述主动件为一凸轮或一电磁铁，所述支架设置有相对应的滚轮或磁性物质，所述从动件通过所述凸轮推抵所述滚轮朝所述顶部位移或是通过所述电磁铁的磁力导引所述支架朝所述顶部位移。

10.如权利要求8所述的升降组件，其特征在于，还包括一微动开关，电性连接于所述电机，并且对应于所述轴杆，当所述转盘位移至所述抬升位置，所述轴杆触发所述微动开关，令所述电机停止作动。