CN114668350A - 行走装置及清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种行走装置及清洁设备，行走装置包括支架和设于所述支架内的主动轮组，所述支架上设有一级悬挂组件和二级悬挂组件，所述支架通过所述一级悬挂组件与清洁设备主体连接并被配置为相对所述清洁设备主体转动；所述主动轮组被配置为相对所述二级悬挂组件转动以越障和/或脱困。相较于现有技术，本发明通过设置一级悬挂组件和二级悬挂组件，使得清洁设备自身拥有更强劲的移动能力，提升了用户体验。

Description

行走装置及清洁设备

技术领域

本发明涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种行走装置及清洁设备。

背景技术

在家居环境中，家具的底部通常由于空间狭小而很难清理。现有的清洁设备通常采用较低的底盘结构，从而能够清理家具的底部。

然而，较低的底盘结构会降低清洁设备的越障能力，当清洁设备在遇到较高的台阶、推拉门的门槛、薄壁的竖直挡片或者台阶带有圆弧状轮廓时，常规的单驱动轮减震结构在斜坡攀爬过程中存在压力降低后打滑的现象，使得清洁设备很容易被卡住而无法通过障碍物。

有鉴于此，确有必要提供一种行走装置及清洁设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种行走装置及清洁设备，提高了越障能力和脱困能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种行走装置，用于清洁设备，包括支架和设于所述支架内的主动轮组，所述支架上设有一级悬挂组件和二级悬挂组件，所述支架通过所述一级悬挂组件与清洁设备主体连接并被配置为相对所述清洁设备主体转动；所述主动轮组被配置为相对所述二级悬挂组件转动以越障和/或脱困。

作为本发明的进一步改进，所述主动轮组包括前主动轮、后主动轮、驱动单元和减速齿轮箱，所述驱动单元通过减速齿轮箱与所述主动轮组驱动连接，同时驱动所述前主动轮和所述后主动轮同向转动。

作为本发明的进一步改进，所述一级悬挂组件包括一级转动副和一级拉簧，所述一级转动副设于所述前主动轮远离所述后主动轮的一端；所述一级拉簧的第一端固定连接在所述支架上，所述一级拉簧的第二端固定连接在所述清洁设备主体上。

作为本发明的进一步改进，所述一级拉簧设于所述支架远离所述减速齿轮箱的一侧，且所述一级拉簧在待清洁面上的正投影被所述减速齿轮箱在所述待清洁面上的正投影所覆盖。

作为本发明的进一步改进，所述一级拉簧设于所述支架靠近所述行走装置的行进方向的一端。

作为本发明的进一步改进，所述二级悬挂组件包括二级转动副和二级拉簧，所述二级转动副位于所述前主动轮与所述后主动轮之间并横穿所述减速齿轮箱设置；所述二级拉簧的第一端固定连接在所述支架上，所述二级拉簧的第二端固定连接在所述减速齿轮箱上，当所述二级拉簧被拉伸时，所述前主动轮对地面的摩擦力大于所述后主动轮对地面的摩擦力。

作为本发明的进一步改进，所述主动轮组包括前主动轮和后主动轮，所述前主动轮相对所述后主动轮位于所述主动轮组的行进方向的前端，且所述前主动轮在沿其厚度方向上的正投影与所述后主动轮在沿其厚度方向上的正投影重叠。

作为本发明的进一步改进，所述支架包括外支架和内支架，所述外支架套设在所述内支架外，并与所述内支架转动连接；所述主动轮组固定连接在所述内支架上。

作为本发明的进一步改进，所述支架还包括连接件，所述一级悬挂组件的一级转动副和所述二级悬挂组件的二级转动副通过所述连接件相连。

作为本发明的进一步改进，所述连接件在沿其长度方向上设有补强结构。

基于同样的构思，本发明还公开了一种行走装置，用于清洁设备，包括支架、设于所述支架内的主动轮组和驱动电机，还包括一级悬挂系统和二级悬挂系统，所述主动轮组包括由所述驱动电机同时驱动的前主动轮和后主动轮；所述一级悬挂系统被配置为带动支架整体转动，所述二级悬挂系统被配置为带动前/后主动轮相对后/前主动轮转动，以在越障过程中由所述后主动轮提供推力或者由所述前主动轮提供拉力。

作为本发明的进一步改进，所述一级悬挂系统包括一级转动副和一级弹性装置，所述二级悬挂系统包括二级转动副和二级弹性装置。

作为本发明的进一步改进，所述一级弹性装置和二级弹性装置均为拉簧。

作为本发明的进一步改进，所述一级弹性装置连接于所述支架与清洁设备主体之间，并位于所述支架远离地面的一端。

作为本发明的进一步改进，所述一级弹性装置连接于所述支架与清洁设备主体之间，并位于所述支架靠近所述行走装置行进方向的前端。

作为本发明的进一步改进，所述行走装置靠近清洁设备主体的中心轴线的一侧设有减速齿轮箱，所述驱动电机通过所述减速齿轮箱与所述主动轮组驱动连接，所述二级弹性装置的两端分别连接在所述支架和所述减速齿轮箱上。

作为本发明的进一步改进，所述支架包括外支架、内支架和连接件，所述外支架、一级连杆与清洁设备主体组配形成所述一级转动副；所述内支架、所述连接件与二级连杆组配形成所述二级转动副。

为进一步实现上述目的，本发明还揭示了一种清洁设备，包括清洁设备主体以及两个前述行走装置，两个所述行走装置对称安装在所述清洁设备主体的底盘上。

作为本发明的进一步改进，还包括从动轮，所述从动轮相对所述主动轮组设于所述行走装置的行进方向的前端，且所述从动轮位于所述清洁设备主体的中心轴线上。

本发明的有益效果是：本发明通过设置一级悬挂组件和二级悬挂组件，使得清洁设备自身拥有更强劲的移动能力，采用机械结构即可使得行走装置实现越障和/或脱困功能，越障操作十分简单，无需让用户为清洁设备在障碍物面前卡住等情况而困惑，提升了用户体验。

附图说明

图1是符合本发明一优选实施例的行走装置的结构示意图。

图2是图1除去外支架的结构示意图。

图3是图2在另个角度下的结构示意图。

图4是图2除去减速齿轮箱外壳的结构示意图。

图5是图2除去驱动件外壳的结构示意图。

图6是符合本发明另一优选实施例的行走装置的结构示意图。

图7是图6除去减速齿轮箱外壳的结构示意图。

图8是图6除去驱动件外壳的结构示意图。

图9是清洁设备攀爬台阶的第一状态示意图。

图10是清洁设备攀爬台阶的第二状态示意图。

图11是清洁设备攀爬台阶的第三状态示意图。

图12是清洁设备攀爬台阶的第四状态示意图。

图13是清洁设备攀爬台阶的第五状态示意图。

图14是清洁设备攀爬台阶的第六状态示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上方”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。另外，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另外定义，本发明使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

请参阅图1至图5所示，为本发明的行走装置100，装设于清洁设备(未图示)中，用于清洁设备的越障和/或脱困，包括支架1和设于支架1内的主动轮组2，支架1上设有悬挂组件3，悬挂组件3包括一级悬挂组件和二级悬挂组件，支架1通过一级悬挂组件与清洁设备主体(未图示)连接并被配置为相对清洁设备主体转动，主动轮组2被配置为相对二级悬挂组件转动。本发明通过设置一级悬挂组件和二级悬挂组件，能够使得主动轮组2上下转动，使得行走装置拥有更强劲的移动能力，从而实现清洁设备的越障和/或脱困。

本发明实施例中，通过转动副加之拉簧组配形成悬挂系统。整个行走装置100中存在有两处转动副和两个拉簧，分别为一级转动副31和二级转动副32，其中，一级转动副31用于将整个行走装置100连接至清洁设备主体的底盘上，然后将一级拉簧33的第一端固定在支架1即连接件13上，第二端固定在清洁设备主体上，构成清洁设备的一级悬挂系统，实现整个悬挂系统的上下转动，使清洁设备主体在地面上可以自适应着地。二级转动副32用于将主动轮组2连接至一级悬挂系统上，然后将二级拉簧34的第一端固定在支架1即连接件13上，第二端固定在减速齿轮箱5上，构成二级悬挂系统，从而实现主动轮组2在一级悬挂系统和二级悬挂系统内的上下转动，使得清洁设备主体在越障时更有利于解决相切圆的问题。本发明的一级拉簧33和二级拉簧34具有蓄能加压功能，能够辅助主动轮组2实现行走装置100的越障和/或脱困。

本发明以行走装置100应用于清洁设备为例进行描述，可以理解地，该清洁设备可以是自行走清洁设备，例如拖地机、扫地机等等，也可以是手持式清洁设备，清洁设备上需带有从动轮，以便于和行走装置100配合越障和/或脱困。清洁设备可以是对地面也可以是对桌面等待清洁面进行清洁，本发明不再一一列举。

可以理解地，主动轮组2设于支架1内，并和支架1装配形成一个整体，实现了行走装置100的模块化，使得行走装置100可以作为独立的产品单独进行销售，也可以应用到其他适用的场景中。

请参阅图1并结合图2所示，支架1包括外支架11和内支架12，外支架11套设在内支架12外，并与内支架12转动连接，主动轮组2固定连接在内支架12上，如此内支架12连同主动轮组2可以相对外支架11转动。

请参阅图3所示，主动轮组2包括前主动轮21和后主动轮22，前主动轮21相对后主动轮22位于主动轮组2的行进方向的前端，且前主动轮21在沿其厚度方向上的正投影与后主动轮22在沿其厚度方向上的正投影重叠，使得后主动轮22与前主动轮21的行走路径一致，且便于二级转动副32的安置。本实施例中，前主动轮21和后主动轮22为相同的两个驱动轮。

请参阅图4和图5所示，行走装置100还包括驱动单元4和减速齿轮箱5，驱动单元4通过减速齿轮箱5与驱动轮驱动连接，并驱动前主动轮21和后主动轮22同向转动。本实施例中，驱动单元4为驱动电机，该驱动电机通过减速齿轮箱5同时控制前主动轮21和后主动轮22进行同方向转动，实现清洁设备的平面移动。本实施例中，驱动单元4设于后主动轮22的斜上方，减速齿轮箱5与主动轮组2并列设置。

请继续参阅图5所示，支架1还包括连接件13，一级转动副31和二级转动副32通过连接件13相连。本实施例中，连接件13的数量为两个，两个连接件13分别设于外支架11的两侧，一级转动副31的一级连杆35贯穿两个连接件13后穿过外支架11靠近减速齿轮箱5的一端，使得外支架11和内支架12相连。两个连接件13之间连接有固定部(未标号)，紧固件穿过该固定部和外支架11后，固定部与外支架11固定连接。优选地，固定部上设有补强结构(未标号)，该补强结构径向设置在该固定部上。

优选地，连接件13在沿其长度方向上设有补强结构131(如图3所示)，以提高其刚性。本实施例中，连接件13为近“U”型结构。

请继续参阅图1所示，一级悬挂组件包括一级转动副31和一级弹性装置，一级弹性装置位于支架1远离待清洁面的一端，一级弹性装置可以为一级拉簧33，外支架11、一级连杆35和清洁设备主体组配形成该一级转动副31，且该一级转动副31设于前主动轮21远离后主动轮22的一端。一级拉簧33的第一端固定连接在支架1即连接件13上，一级拉簧33的第二端固定连接在清洁设备主体上，如此使得行走装置100绕一级连杆311相对清洁设备主体上下转动。一级拉簧33设于支架1远离待清洁面的一端，优选地，一级拉簧33设于支架1对应减速齿轮箱5的上方，且一级拉簧33在待清洁面上的正投影被减速齿轮箱5在待清洁面上的正投影所覆盖。

请继续参阅图2所示，二级悬挂组件包括二级转动副32和二级弹性装置，二级弹性装置的两端分别连接在支架1和减速齿轮箱5上。二级弹性装置可以为二级拉簧34，内支架12、连接件13和二级连杆36组配形成二级转动副32，且该二级转动副32位于前主动轮21与后主动轮22之间并横穿减速齿轮箱5设置。二级连杆36贯穿内支架12设置，前主动轮21与后主动轮22绕该二级连杆36相对外支架11转动。二级拉簧34的第一端固定连接在支架1即连接件13上，二级拉簧34的第二端固定连接在减速齿轮箱5上，如此使得主动轮组2相对外支架11上下转动。本实施例中，内支架12与减速齿轮箱5的壳体可以为一体成型制成，即减速齿轮箱5的壳体可以作为内支架12的一部分，内支架12与减速齿轮箱5的壳体也可以拼接组配形成一个整体。

请参阅图6至图8所示，在另一优选实施例中，为了使主动轮组2在实现其悬挂功能的同时，降低其空间占有率，可以通过改变减速齿轮箱5的传动比，并将驱动电机的位置进行移动，以便实现驱动电机的避位安装，从而节省空间，有利于清洁设备的小型化。如图6至图8所示，为本发明的行走装置100’，一级拉簧33’设于一级连杆35’的上方并靠近减速齿轮箱5’设置，换言之，一级拉簧33’设于内支架12靠近行走装置100的行进方向的一端。驱动单元4’设于前主动轮21’的上方，节省空间。而且，连接件13’为“L”型结构，相较于连接件13的近“U”型设计，可以节省材料。

可以理解地，当二级拉簧34不存在时，前主动轮21和后主动轮22对地面的压力一致，使得两者对地面的摩擦力也相同，两个摩擦力分解为水平方向时，大小相等方向相反，达到摩擦平衡状态，导致主动轮组2发生打滑卡死现象。本发明实施例中，通过设置二级拉簧34，当其被拉伸时，前主动轮21对地面的摩擦力大于后主动轮22对地面的摩擦力，改变了前主动轮21和后驱动后轮的对地摩擦力，打破了前述打滑卡死情况的摩擦平衡，从而有效解决了主动轮组2打滑卡死的现象。以台阶为例，当前主动轮21越障完成到达台阶上表面时，二级拉簧34被二次拉伸，此时，二级拉簧34产生复位拉力，进而增大前主动轮21的对地摩擦力，也可以避免主动轮组2打滑卡死现象发生。

请参阅图9至图14所示，分别为清洁设备在攀爬台阶过程的六个状态。可以理解地，常规的清洁设备在遇到带有圆弧倒角的光滑台阶时，难以攀越的车轮会在接触倾斜的坡度时出现打滑现象，因此，本发明的行走装置100以该种情况为例进行清洁设备的攀爬越障原理说明。

如图9所示，在水平路面正常工作的清洁设备主体正在接近一个带有圆弧倒角的光滑台阶。

如图10所示，清洁设备依靠驱动轮的推力配合清洁设备主体前部的从动轮，将该从动轮推到台阶上。此时，行走装置100达到上极限位置，由于清洁设备主体后仰，前主动轮21被腾空，依靠后主动轮22的接地推力前进。

如图11所示，清洁设备主体行进到前主动轮21接触台阶的圆弧面，由于圆弧面和驱动轮的切线倾角较大，而且该圆弧面表面光滑，因此，仅仅依靠前主动轮21是无法获得足够摩擦力攀越的。但是，由于此时后主动轮22具有推动作用，所以，仍可以有足够可靠的力量将前主动轮21挤到台阶上。

如图12所示，清洁设备的前主动轮21已经爬过台阶，到达台阶上表面的状态。在前主动轮21爬越的一瞬间，从动轮可能会抬起。但是，当前主动轮21到达台阶上表面后，由于清洁设备主体重心靠前，清洁设备主体在其自身重力作用下发生下压至从动轮再次接触地面，此时整机恢复水平，整机的重心也完全通过台阶。

如图13所示，清洁设备主要依靠前主动轮21的动力带动清洁设备主体继续前进，直至后主动轮22接触台阶，此时，后主动轮22也会在台阶的圆弧面上遇到压力不足、容易打滑的问题，但是，依靠前主动轮21的拉力，后主动轮22可以被轻松地拉动并爬上台阶。在此过程中，由于清洁设备主体的重心不再提升，后主动轮22的上移只会用来克服自身重力和拉簧的弹力，然而重力和弹力所产生的前进阻力很小，所以通过前主动轮21的拉力完全可以有效地完成越障。

如图14所示，为清洁设备的后主动轮22攀爬越过台阶的最终状态，此时清洁设备主体和如图1所示的状态完全一样，此时，行走装置100可以继续进行清洁工作。

因此，本发明的清洁设备在面对台阶等障碍时，无需任何电路的探测和控制，仅仅通过依靠自身的机械结构原理，自动完成机械越障的过程，越障操作十分简单，提高了行走装置100的适用性。

本发明还揭示了一种清洁设备，清洁设备包括清洁设备主体(未图示)以及两个前述行走装置100，两个行走装置100对称安装在清洁设备主体的底盘上。通过设置行走装置100，使得清洁设备能够完成越障和/或脱困，提高了其移动能力。

清洁设备还包括从动轮(未图示)，从动轮相对主动轮组设于行走装置的行进方向的前端，且从动轮位于清洁设备主体的中心轴线上，以配合主动轮组完成清洁设备的越障和/或脱困。

本发明的清洁设备可被构造成任意形状，其可以在瓷砖地面等表面行进，以便清洁对应表面的脏污。

综上所述，本发明通过设置一级悬挂组件和二级悬挂组件，使得清洁设备自身拥有更强劲的移动能力，采用机械结构即可使得行走装置实现越障和/或脱困功能，越障操作十分简单，无需让用户为清洁设备在障碍物面前卡住等情况而困惑，提升了用户体验。

需要说明的是，本发明提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种行走装置，用于清洁设备，包括支架和设于所述支架内的主动轮组，其特征在于：所述支架上设有一级悬挂组件和二级悬挂组件，所述支架通过所述一级悬挂组件与清洁设备主体连接并被配置为相对所述清洁设备主体转动；所述主动轮组被配置为相对所述二级悬挂组件转动以越障和/或脱困。

2.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于：所述主动轮组包括前主动轮、后主动轮、驱动单元和减速齿轮箱，所述驱动单元通过减速齿轮箱与所述主动轮组驱动连接，同时驱动所述前主动轮和所述后主动轮同向转动。

3.根据权利要求2所述的行走装置，其特征在于：所述一级悬挂组件包括一级转动副和一级拉簧，所述一级转动副设于所述前主动轮远离所述后主动轮的一端；所述一级拉簧的第一端固定连接在所述支架上，所述一级拉簧的第二端固定连接在所述清洁设备主体上。

4.根据权利要求3所述的行走装置，其特征在于：所述一级拉簧设于所述支架远离所述减速齿轮箱的一侧，且所述一级拉簧在待清洁面上的正投影被所述减速齿轮箱在所述待清洁面上的正投影所覆盖。

5.根据权利要求3所述的行走装置，其特征在于：所述一级拉簧设于所述支架靠近所述行走装置的行进方向的一端。

6.根据权利要求2所述的行走装置，其特征在于：所述二级悬挂组件包括二级转动副和二级拉簧，所述二级转动副位于所述前主动轮与所述后主动轮之间并横穿所述减速齿轮箱设置；所述二级拉簧的第一端固定连接在所述支架上，所述二级拉簧的第二端固定连接在所述减速齿轮箱上，当所述二级拉簧被拉伸时，所述前主动轮对地面的摩擦力大于所述后主动轮对地面的摩擦力。

7.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于：所述主动轮组包括前主动轮和后主动轮，所述前主动轮相对所述后主动轮位于所述主动轮组的行进方向的前端，且所述前主动轮在沿其厚度方向上的正投影与所述后主动轮在沿其厚度方向上的正投影重叠。

8.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于：所述支架包括外支架和内支架，所述外支架套设在所述内支架外，并与所述内支架转动连接；所述主动轮组固定连接在所述内支架上。

9.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于：所述支架还包括连接件，所述一级悬挂组件的一级转动副和所述二级悬挂组件的二级转动副通过所述连接件相连。

10.根据权利要求9所述的行走装置，其特征在于：所述连接件在沿其长度方向上设有补强结构。

11.一种行走装置，用于清洁设备，包括支架、设于所述支架内的主动轮组和驱动电机，其特征在于：还包括一级悬挂系统和二级悬挂系统，所述主动轮组包括由所述驱动电机同时驱动的前主动轮和后主动轮；所述一级悬挂系统被配置为带动支架整体转动，所述二级悬挂系统被配置为带动前/后主动轮相对后/前主动轮转动，以在越障过程中由所述后主动轮提供推力或者由所述前主动轮提供拉力。

12.根据权利要求11所述的行走装置，其特征在于：所述一级悬挂系统包括一级转动副和一级弹性装置，所述二级悬挂系统包括二级转动副和二级弹性装置。

13.根据权利要求12所述的行走装置，其特征在于：所述一级弹性装置和二级弹性装置均为拉簧。

14.根据权利要求12所述的行走装置，其特征在于：所述一级弹性装置连接于所述支架与清洁设备主体之间，并位于所述支架远离待清洁面的一端。

15.根据权利要求12所述的行走装置，其特征在于：所述一级弹性装置连接于所述支架与清洁设备主体之间，并位于所述支架靠近所述行走装置行进方向的前端。

16.根据权利要求12所述的行走装置，其特征在于：所述行走装置靠近清洁设备主体的中心轴线的一侧设有减速齿轮箱，所述驱动电机通过所述减速齿轮箱与所述主动轮组驱动连接，所述二级弹性装置的两端分别连接在所述支架和所述减速齿轮箱上。

17.根据权利要求12所述的行走装置，其特征在于：所述支架包括外支架、内支架和连接件，所述外支架、一级连杆与清洁设备主体组配形成所述一级转动副；所述内支架、所述连接件与二级连杆组配形成所述二级转动副。

18.一种清洁设备，其特征在于：包括清洁设备主体以及两个如权利要求1～17中任意一项所述的行走装置，两个所述行走装置对称安装在所述清洁设备主体的底盘上。

19.根据权利要求18所述的清洁设备，其特征在于：还包括从动轮，所述从动轮相对所述主动轮组设于所述行走装置的行进方向的前端，且所述从动轮位于所述清洁设备主体的中心轴线上。

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