CN115868859A - 自动清洁系统、基站及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动清洁系统,所述自动清洁系统包括清洁机器人和基站,所述清洁机器人包括主体和擦拭板;擦拭板用于供擦拭件可替换地抵附形成擦拭面,以当所述清洁机器人在工作表面上移动时擦拭工作表面;所述基站包括:擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;所述自动清洁系统还包括:操作模块,被配置为作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
Description
本申请是申请日为2020年4月30日,申请号为202080003028.4,名称为“基站、机器人清洁系统及其控制方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种基站、机器人清洁系统及其控制方法,特别是一种能够自动更换擦拭件的机器人清洁系统。
背景技术
随着科技的发展和人们对更高生活品质的不断追求,包括但不限于扫地机、拖地机、擦窗机等家用清洁机器人由于能够帮助人们从繁重的家务劳动中解放出来而日渐受到用户的广泛青睐。
清洁机器人一般采用擦拭件(例如纸巾、擦拭件等)进行清洁作业,清洁机器人在按照设定的路线行进时带动擦拭件在工作表面(例如地板、玻璃)上移动,实现清洁作业。不可避免的是,随清洁作业时间的延长,擦拭件上附着的污渍增多,清洁效果变差。为此,不得不将脏的擦拭件取下,换上干净的擦拭件。
现有的清洁机器人通常采用人工更换擦拭件的方式,用户需要持续关注清洁工作进程,以及时更换已经脏污的擦拭件。这种方式需要人为参与干预进行手动更换擦拭件,用户在更换擦拭件的过程中容易弄脏双手,体验较差。
发明内容
为克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的问题是提供一种正常工作过程中无需用户干预,自动更换擦拭件的清洁机器人。
本发明解决现有技术问题所采用的一种技术方案是:
一种供清洁机器人停放的基站,所述清洁机器人包括擦拭板,柔性的擦拭件可替换地抵附于所述擦拭板形成擦拭面,以擦拭所述清洁机器人行走的工作表面;所述基站包括:存储模块,用于存储连续的擦拭基材;进给模块,带动所述擦拭基材的自由端传递到分割位置,以使所述自由端从所述擦拭基材分割形成所述擦拭件。
本发明解决现有技术问题所采用的另一种技术方案是:
一种机器人清洁系统控制方法,所述机器人清洁系统包括清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,所述清洁机器人包括擦拭板,供柔性的擦拭件可替换地抵附形成擦拭面以擦拭工作表面;其特征在于,所述方法包括:
将连续的擦拭基材的自由端传递到分割位置;
将所述自由端从所述擦拭基材断开形成擦拭件;
将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:将所述擦拭件与所述擦拭板分离。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:将所述擦拭件与所述擦拭板分离之前,将所述擦拭板与所述清洁机器人分离。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:将所述擦拭件与所述擦拭板分离之前,驱动与清洁机器人分离的所述擦拭板移动至擦拭件操作位。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:在所述擦拭件安装于所述擦拭板之后,将所述擦拭板安装于所述清洁机器人。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:将所述擦拭板与所述清洁机器人分离后,所述清洁机器人向第一方向移动预设距离。
在一种可行方案中,所述控制方法还包括:所述清洁机器人向第一方向移动预设距离后,将所述擦拭板安装于所述清洁机器人。
在一种可行方案中,将所述擦拭件安装于所述擦拭板后,所述清洁机器人向第二方向移动预设距离,将所述擦拭板安装于所述清洁机器人,所述第一方向与所述第二方向相反。
本发明解决现有技术问题所采用的另一种技术方案是:
一种机器人清洁系统,包括清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,所述清洁机器人包括:主体;移动模块,安装于所述主体,带动清洁机器人在工作表面移动;擦拭板,安装于所述主体,供柔性的擦拭件可分离地抵附形成擦拭面以擦拭工作表面;所述擦拭板包括装载部,用于固定所述擦拭件;所述基站包括:存储模块,存储擦拭基材;进给模块,将所述擦拭基材的自由端传递到分割位置,以使所述自由端从所述擦拭基材分割形成所述擦拭件;操作模块,安装于所述主体或所述基站,作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使所述擦拭件与所述擦拭板的装载部结合。
在一种可行方案中,基站包括擦拭件操作位,用于接收待安装于擦拭板的擦拭件。
在一种可行方案中,分割位置位于擦拭件操作位,或进给模块与擦拭件操作位之间。
在一种可行方案中,基站包括分割模块,作用于存储模块与分割位置之间的所述擦拭基材,将自由端与擦拭基材分割以形成擦拭件。
在一种可行方案中,至少基于擦拭基材的自由端到达分割位置,进给模块在擦拭基材的弱连接点的至少一侧锁定擦拭基材,以使自由端通过弱连接点处的拉伸与擦拭基材分割。
在一种可行方案中,进给模块间歇地夹持擦拭基材。
在一种可行方案中,进给模块包括传送轮,传送轮的外轮廓包括至少两种曲率,以使传送轮的表面间歇地接触擦拭基材。
在一种可行方案中,进给模块至少部分地高于擦拭件操作位,使擦拭基材的自由端至少部分地基于重力传递至擦拭件操作位。
在一种可行方案中,擦拭件操作位在大致竖直的方向上延伸,以使擦拭件在重力作用下伸展。
在一种可行方案中,基站包括限位装置,用于检测擦拭件的位置,使进给模块将所述擦拭件传递到擦拭件操作位。
在一种可行方案中,擦拭基材卷绕于转轴,存储模块包括安装架,与转轴配合,以使所述转轴安装于基站。
在一种可行方案中,安装架包括保持转轴安装的第一状态和允许转轴拆卸的第二状态。
在一种可行方案中,基站包括操作模块,作用于擦拭件和/或擦拭板,使擦拭件与擦拭板的装载部结合。
在一种可行方案中,操作模块作用于擦拭件和/或擦拭板,使擦拭件与擦拭板的装载部分离。
在一种可行方案中,操作模块可拆卸地安装于基站。
在一种可行方案中,基站包括擦拭板操作位,用于供清洁机器人安装或分离擦拭板。
在一种可行方案中,擦拭件操作位高于擦拭板操作位,以形成空间供清洁机器人停靠。
在一种可行方案中,基站包括驱动模块,驱动擦拭板在擦拭板操作位和擦拭件操作位之间移动。
在一种可行方案中,擦拭件操作位包括擦拭件安装位和擦拭件分离位,供擦拭板分离或安装擦拭件,驱动模块驱动擦拭板在大致水平方向上移动和/或旋转以使擦拭板移动到擦拭件安装位或擦拭件分离位。
在一种可行方案中,基站包括收纳模块,用于收纳与擦拭板分离的擦拭件。
在一种可行方案中,所述基站包括分离模块,作用于擦拭件和/或擦拭板,使擦拭件与擦拭板的装载部分离。
在一种可行方案中,收纳模块位于擦拭板的移动方向上,使擦拭模块移动至分离模块时压缩收纳模块内的擦拭件。
在一种可行方案中,在至少一个状态下,收纳模块接收擦拭件的开口至少部分地低于所述擦拭件操作位,以使擦拭件至少部分地基于重力作用回收至收纳模块。
在一种可行方案中,收纳模块可拆卸地安装于基站。
在一种可行方案中,基站和清洁机器人上分别设置有通信模块,基站与清洁机器人通信以使基站与清洁机器人协同更换擦拭件。
在一种可行方案中,基站包括充电模块,供所述清洁机器人对接于所述基站时充电。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:基站通过连续输出擦拭基材,并对输出的擦拭基材的自由端进行分割形成擦拭件,供擦拭板安装,使得清洁机器人能够在基站内完全自动地实现擦拭件的更换。在现有的清洁机器人自动回归基站充电的基础上,本方案中清洁机器人自动回归基站更换擦拭件。与传统的清洁机器人相比,清洁机器人在擦拭表面后不仅不需要用户更换擦拭件,也不需要用户对基站和清洁机器人有很多的干预,仅需要将连续的擦拭基材安装到基站,并将清洁机器人分离的已使用的擦拭件扔掉即可。
本发明解决现有技术问题所采用的一种技术方案是:
一种自动清洁系统,清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,所述清洁机器人包括:
主体;
移动模块,安装于所述主体,带动清洁机器人在工作表面移动;
擦拭板,供擦拭件可替换地抵附形成擦拭面,以当所述清洁机器人在工作表面上移动时擦拭工作表面;
所述基站包括:擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;
所述自动清洁系统还包括:
操作模块,被配置为作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
在一种可行方案中,所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
在一种可行方案中,所述操作模块包括升降机构,安装于所述主体,用于带动所述擦拭板进行升降;
至少在所述擦拭件安装之前,所述擦拭板被配置为处于抬升状态;
所述升降机构被配置为至少在所述擦拭件安装时,带动所述擦拭板下降至所述擦拭件安装位,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
在一种可行方案中,所述升降机构采用凸轮结构。
在一种可行方案中,所述自动清洁系统包括夹紧机构,所述夹紧机构具有将擦拭件固定于擦拭板的夹紧位置、以及允许擦拭件脱离擦拭板的释放位置;其中,当所述擦拭板下移至擦拭件安装位时,所述夹紧机构从释放位置切换到夹紧位置,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
在一种可行方案中,所述自动清洁系统包括安装于擦拭板上且用于粘连所述擦拭件的粘贴组件。
在一种可行方案中,所述基站包括压板,用于辅助擦拭件安装于擦拭板上;所述压板被配置为当所述擦拭板到达擦拭件安装位时,朝向所述擦拭板枢转,将所述擦拭件压附于所述粘贴组件。
在一种可行方案中,所述粘贴组件设置于所述擦拭板的两侧。
在一种可行方案中,所述擦拭板包括两斜面,所述粘贴组件设置于所述两斜面。
在一种可行方案中,所述清洁机器人包括与所述擦拭板可拆卸连接的连接机构。
在一种可行方案中,所述自动清洁系统被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
在一种可行方案中,所述自动清洁系统被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
在一种可行方案中,所述自动清洁系统被配置为:当所述擦拭板位于所述擦拭件安装位时,所述擦拭件位于所述擦拭板的下方。
在一种可行方案中,所述擦拭板的宽度小于所述擦拭件的宽度。
在一种可行方案中,所述操作模块包括:吸附板,安装于所述基站,被配置为与所述擦拭板附接;
移动机构,安装于所述基站,被配置为带动与所述吸附板连接的所述擦拭板朝向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件与所述擦拭板连接。
在一种可行方案中,所述吸附板具有竖直位置;所述移动机构具有水平牵引段,被配置为当所述吸附板处于竖直位置时,带动与所述吸附板连接的所述擦拭板沿水平方向向所述擦拭件安装位移动,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
在一种可行方案中,所述擦拭板被配置为至少在所述吸附板与所述擦拭板附接之前,与所述清洁机器人分离。
在一种可行方案中,所述基站包括擦拭板操作位,用于供擦拭板与清洁机器人分离。
在一种可行方案中,所述擦拭件安装位高于所述擦拭板操作位,以在所述擦拭板操作位和所述擦拭件安装位之间形成空间供所述清洁机器人停靠。
本发明解决现有技术问题所采用的一种技术方案是:
一种基站,所述基站适用于将擦拭件安装于擦拭板上,所述擦拭板与清洁机器人可拆卸连接;
所述基站包括:
擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;
操作模块,被配置为作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
在一种可行方案中,所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
在一种可行方案中,所述擦拭板设有粘贴组件,用于粘连所述擦拭件。
在一种可行方案中,所述粘贴组件设置于所述擦拭板的两侧。
在一种可行方案中,所述基站被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部
在一种可行方案中,所述基站被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
在一种可行方案中,所述基站被配置为:当所述擦拭板位于所述擦拭件安装位时,所述擦拭件位于所述擦拭板的下方。
在一种可行方案中,所述基站包括压板,用于辅助擦拭件安装于擦拭板上;所述压板被配置为当所述擦拭板到达擦拭件安装位时,朝向所述擦拭板枢转,将所述擦拭件压附于所述粘贴组件。
在一种可行方案中,所述操作模块包括:吸附板,用于与与所述清洁机器人分离的所述擦拭板附接;其中所述吸附板具有竖直位置;
所述基站包括移动机构,具有水平牵引段,用于带动所述吸附板沿水平方向运动;
所述移动机构被配置为至少在所述吸附板与与所述清洁机器人分离的所述擦拭板附接,且所述吸附板处于竖直位置状态时,带动所述擦拭板沿所述水平方向朝向所述擦拭件安装位移动,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
在一种可行方案中,所述擦拭件安装位的宽度大于等于所述擦拭板的宽度。
本发明解决现有技术问题所采用的一种技术方案是:
一种自动清洁系统的控制方法,所述自动清洁系统包括清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,所述清洁机器人包括擦拭板,供擦拭件可替换地抵附形成擦拭面以擦拭工作表面;所述基站包括擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;所述自动清洁系统还包括操作模块,用于将擦拭件安装与所述擦拭板,所述方法包括:
通过所述操作模块作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
在一种可行方案中,所述方法包括:
通过所述操作模块作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
在一种可行方案中,所述擦拭板通过连接机构可拆卸的连接于所述清洁机器人,所述清洁机器人内还设置驱动所述连接机构上下运动进而带动所述擦拭板上升或下降的升降机构,所述清洁机器人回归所述基站安装擦拭板时,所述擦拭板处于抬升状态。
在一种可行方案中,所述清洁系统包括安装于擦拭板的粘贴组件;
将所述擦拭件安装于所述擦拭板,包括:通过粘贴组件粘连所述擦拭件。
在一种可行方案中,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
在一种可行方案中,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
在一种可行方案中,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过升降机构带动所述擦拭板下降至所述擦拭件安装位,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
在一种可行方案中,所述操作模块包括:吸附板,用于与所述擦拭板附接;
所述基站还包括移动机构,用于带动所述擦拭板运动;
所述方法包括:通过所述移动机构带动与所述吸附板连接的所述擦拭板向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件与所述擦拭板连接。
在一种可行方案中,所述方法还包括:在所述吸附板与所述擦拭板附接之前,将所述擦拭板与所述清洁机器人分离。
本发明解决现有技术问题所采用的一种技术方案是:
一种基站的控制方法,所述基站适用于将擦拭件安装于擦拭板上,所述擦拭板与清洁机器人可拆卸连接;所述基站包括:擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;
操作模块,将擦拭件安装于擦拭板;所述方法包括:
通过操作模块作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
在一种可行方案中所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
附图说明
以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现:
图1至图3为本发明第一实施例中的清洁系统的第一种可行方案的结构示意图;
图4为图1至图3所示的清洁系统包含的清洁机器人配置的清洁模块的结构示意图;
图5为图4所示的清洁模块在一个工作状态下的俯视图;
图6为图5所示的清洁模块的侧视图;
图7和图8为本发明第一实施例的清洁系统的部分结构示意图;
图9为基站的第一种可行方案的结构示意图;
图10为基站的第二种可行方案的结构示意图;
图11至图12为基站的第三种可行方案的结构示意图;
图13为基站的第四种可行方案的结构示意图;
图14为擦拭基材500的安装于基站的一种可行方案的结构示意图;
图15a和图15b为基站的第五种可行方案的结构示意图;
图16为基站的第六种可行方案的结构示意图;
图17为基站的第七种可行方案的结构示意图;
图18为基站的第八种可行方案的结构示意图;
图19为基站的第九种可行方案的结构示意图;
图20为基站的第十种可行方案的结构示意图;
图21为基站的第十一种可行方案的结构示意图;
图22为图21所示实施例的基站的部分放大图;
图23为基站的第十二种可行方案的结构示意图;
图24至图26为本发明第一实施例的清洁系统的第二种可行方案的结构示意图;
图27至图29为本发明第一实施例的清洁系统的第三种可行方案的结构示意图;
图30和图31为基站的第十三种可行方案的部分结构示意图;
图32为本发明第一实施例的清洁系统的第四种可行方案的结构示意图;
图33为本发明第一实施例的清洁系统的第五种可行方案的结构示意图;
图34和图35为基站的第十三种可行方案的部分结构示意图;
图36为本发明第一实施例的清洁系统的第六种可行方案的俯视结构示意图;
图37A至图37L为本发明第二实施例中第一种可行方案的基站为清洁机器人更换擦拭件的过程图;
图38A和图38B为擦拭板托盘分别处于展开状态和折叠状态时的结构示意图;
图39A和图39B为装载部分别处于夹紧状态和打开状态时的结构示意图;
图40为操作模块与清洁模块装配的分解结构示意图;
图41A至图43A为操作模块为清洁模块安装擦拭件的过程图;
图41B至图43B分别为图41A至图43A的侧视图;
图41C至图43C分别为图41A至图43A的剖视图;
图44A至图44I为本发明第二实施例中第二种可行方案的基站为清洁机器人更换擦拭件的过程图;
图45为图44A至图44I中平移换位机构的结构示意图;
图46A至图46L为本发明第二实施例中第三种可行方案的基站为清洁机器人更换擦拭件的过程图;
图47为本发明第三实施例中的清洁系统的第一种可行方案的结构示意图;
图48为图47中擦拭件收集机构的结构示意图;
图49为本发明第三实施例的清洁系统的第二种可行方案基站的结构示意图;
图50为图49所示的基站的分解结构示意图;
图51为本发明第四实施例中的基站的立体结构示意图;
图52为清洁机器人位于图51所示的基站内的结构示意图;
图53为夹持机构的结构示意图;
图54为夹持机构处于第一工作状态时基站的结构示意图;
图55为夹持机构处于第二工作状态时基站的结构示意图;
图56为夹持机构处于第三工作状态时基站的结构示意图;
图57为本发明第五实施例中的基站的结构示意图;
图58为图57中基带的结构示意图;
图59为图57中第一卷筒、第二卷筒和基带的结构示意图;
图60为清洁机器人准备进入基站中时的结构示意图;
图61为图60状态下的擦拭件操作位的基带结构示意图;
图62为清洁机器人卸下的清洁件位于基带上结构示意图;
图63为基带将新的清洁件移动到擦拭件操作位结构示意图。
具体实施方式
借由本发明各个实施例所提供的技术方案,清洁机器人在擦拭件更换过程中无需用户干预,即可实现自动更换,擦拭件更换的自动化和智能化程度较高,用户使用体验较佳。
如图1至图63所示,自动清洁系统300包括清洁机器人100和基站200。清洁机器人100包括主体101和安装于主体101的擦拭板(122,1201),柔性的擦拭件抵附于擦拭板(122,1201)形成擦拭面,使得清洁机器人100在工作表面移动时,擦拭面能够作用于工作表面进行擦拭。
在一个可行方式中,如图1和图14所示,基站200包括存储模块(213,520),用于存储擦拭基材500。基站200包括进给模块(220,421),进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至分割位置,使自由端与擦拭基材500本体进行分割,以形成擦拭件。
在一个可行方式中,擦拭件的长度和宽度与擦拭板(122,1201)的长度和宽度相关,一般的,擦拭件的长度和宽度均大于擦拭板(122,1201)。擦拭件是将擦拭基材500的自由端与擦拭基材500的本体分割得到的。可选的,如图19所示,擦拭基材500由若干个标准长度的擦拭件连接而成的,擦拭件之间的连接强度较小,如:在擦拭件之间设置多个间隔的孔,使擦拭件之间存在连接强度较弱的弱连接点,当弱连接点两侧受力进行拉伸时,擦拭件能够从擦拭基材500上分割出来。可选的,如图23所示,擦拭基材500可以是长度远大于擦拭件,且中间不设置弱连接点的柔性材料组成的。当擦拭基材500安装于基站200后,通过基站200的分割模块280将擦拭基材500的自由端与擦拭基材500的本体分割得到擦拭件。
在一个可行的方式中,如图14所示,擦拭基材500的一端固定于转轴510,以该一端为起点将擦拭基材500卷绕于转轴510。存储模块520包括安装架51,安装架51安装于基站200,安装架51与卷绕擦拭基材500的转轴510进行匹配,以使得转轴510能够安装在安装架51上。可选的,转轴510能够相对于安装架51旋转,当擦拭基材500的自由端在进给模块(220,421)的作用下受力,擦拭基材500带动转轴510相对于安装架51旋转,从而将擦拭基材500的自由端向远处传递。可选的,转轴510安装在安装架51上与安装架51相对固定,安装架51的与转轴510连接的部分可在进给模块(220,421)的驱动下旋转,从而带动转轴510旋转,使擦拭基材500的自由端向远处传递。在这种方式中,进给模块(220,421)包括驱动安装架51旋转的电机。
在一个可行的方式中,安装架51包括第一状态和第二状态,当安装架51处于第一状态,能够将转轴510保持在安装状态,防止其脱离安装架51;当用户需要安装或拆卸转轴510,安装架51处于第二状态,使得转轴510能够脱离安装架51。可选的,安装架51包括相对设置的第一支架和第二支架,分别于转轴510的左端和右端配合,当安装架51处于第一状态,第一支架和第二支架的相对距离较近;当安装架51处于第二状态,第一支架和第二支架的相对距离较远。在一个可行的方式中,安装架51的第一状态为安装于基站的状态,第二状态为拆卸状态,当安装架51处于拆卸状态时,可将转轴510安装于安装架51,或将转轴510从安装架51拆卸。
基站200包括擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),供擦拭板(122,1201)安装或分离擦拭件。在一个可行方式中,分割位置包括擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)。如图46I所示,进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位420,并在擦拭基材500的弱连接点的一侧锁定。擦拭基材500安装于擦拭板(122,1201)的过程中,对擦拭基材500自由端与擦拭基材500本体产生拉力,从而使擦拭基材500弱连接点一侧的擦拭基材500本体与擦拭基材500另一侧的擦拭基材500自由端分割,形成擦拭件。可选的,当擦拭基材500的自由端达到操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)之后,清洁机器人100将擦拭基材500的自由端安装于擦拭板(122,1201),当清洁机器人100移动时,擦拭基材500的自由端随擦拭板(122,1201)与擦拭基材500的本体产生拉伸,从而与擦拭基材500断开。
在一个可行的方式中,如图46I所示,进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),然后停止传递。在擦拭件安装位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)将擦拭基材500的自由端固定后,进给模块(220,421)将擦拭基材500向相反方向拉伸,使擦拭基材500弱连接点一侧的擦拭基材500本体与擦拭基材500另一侧的擦拭基材500自由端分割,形成擦拭件。
在一个可行的方式中,如图1所示,基站200包括分割模块280,作用于擦拭基材500使其分割。可选的,分割模块280可包括金属刀片或塑料刀片等对擦拭基材500产生作用力使其分离的装置。进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位,然后停止向擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)传递。擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)上的擦拭基材500自由端与擦拭基材500本体分别被锁定后,分割模块280作用于擦拭基材500进行分割,形成擦拭件。可选的,分割模块280还可包括激光刀或其他不对擦拭基材500产生作用力而使其分离的装置。进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),然后停止传递。分割模块280在擦拭基材500停止传递后将擦拭基材500自由端与擦拭基材500本体进行分割。
在一个可行的方式中,分割位置包括进给模块(220,421)与擦拭件操作位之间的中间位置,在进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)之前,先将擦拭基材500的自由端与擦拭基材500本体进行分割形成擦拭件,进给模块(220,421)再将擦拭件传递至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)。
在一个可行的方式中,进给模块(220,421)包括传送轮(2041,278),可选的由两个传送轮(2041,278)相互夹持,以在旋转过程中将夹持的擦拭基材500向外传递。由于擦拭基材500是柔性的,若擦拭基材500形成了褶皱,传送轮(2041,278)在持续夹持擦拭基材500进行旋转的过程中无法将褶皱展开,导致擦拭基材500的自由端分割后形成的擦拭件也保持一定的褶皱形态,造成擦拭件不能以平直展开的状态安装于擦拭板。因此,传送轮(2041,278)间歇性地夹持擦拭基材500,使得擦拭基材500在运动过程中间歇性的不受到压力,而自然的展平。可选的,传送轮(2041,278)的外轮廓包括至少两种曲率,如椭圆,使得传送轮(2041,278)在旋转过程时而挤压,时而分离。可选的,传送轮(2041,278)间歇地自动分离,使得传送轮(2041,278)与其接触的另一表面分离。可选的,为了防止在进给模块(220,421)分离时擦拭集采500的自由端掉落,可在存储模块(213,520)设置阻尼,或者在传送轮(2041,278)设置阻尼等。
在一个可行的方式中,如图1和图37所示,进给模块(220,421)至少部分地高于擦拭件操作位,由于进给模块(220,421)将擦拭基材500的自由端传递至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),进给模块(220,421)高于擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)时,擦拭基材500能够部分地依靠重力移动至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)。
在一个可行的方式中,如图44所示,擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)在大致竖直的方向上延伸,在进给模块(220,421)高于擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)的基础上,只需要进给模块(220,421)将擦拭基材500向外输出,擦拭基材500就能依靠重力在擦拭件操作位自然地伸展,而不需要其他装置改变擦拭基材500的移动方向,使其与擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)的延伸方向对应。
在一个可行的方式中,基站200包括限位模块260,用于检测擦拭件的位置,使得擦拭件能够以一个大致准确的长度被分割,并传递到一个大致准确的位置。可选的,限位模块260包括传感器组件261,用于检测检测擦拭件边缘,传感器组件261设置于擦拭件安装位的边界,当传感器组件261检测到擦拭件边缘,说明进给模块(220,421)已经将擦拭件传递至擦拭件操作位,则进给模块(220,421)停止向外传递。可选的,传感器组件261用于检测擦拭件的位置标记,如图19所示,传感器组件261设置于擦拭件操作位的另一边缘,传感器261检测擦拭基材500上设置的位置标记,如擦拭基材500的弱连接点处间隔设置的孔,当传感器组件261检测到位置标记,说明进给模块(220,421)已经将擦拭件传递至擦拭件操作位,则进给模块(220,421)停止向外传递。
在一个可行方式中,如图4-8所示,擦拭板(122,1201)包括装载部(123,127),擦拭件通过与装载部(123,127)结合固定于擦拭板(122,1201)。具体的,装载部(123,127)可以包括通过机械方式将擦拭件的至少部分边缘夹紧在装载部(123,127)和擦拭板(122,1201)之间的夹紧结构,或通过粘连擦拭件将擦拭件的至少部分边缘固定于擦拭板(122,1201)。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300包括操作模块(125,400),操作模块(125,400)可选的安装于清洁机器人100的主体101或安装于基站200,也可以部分安装于清洁机器人100的主体101,部分安装于基站200。操作模块(125,400)与基站200的擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)相对应,当擦拭板(122,1201)和擦拭件均位于擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)时,操作模块(125,400)可以作用于擦拭板(122,1201)和/或擦拭件,并与擦拭板(122,1201)的装载部(123,127)配合,将擦拭件安装于擦拭板(122,1201)。可选的,操作模块(125,400)可拆卸地安装于清洁机器人100或基站200,以便于维修。可选的,操作模块(125,400)既可以用于将擦拭件安装于擦拭板(122,1201),又可以用于将擦拭件与擦拭板(122,1201)分离。可选的,如图46所示,操作模块(125,400)仅用于将擦拭件安装于擦拭板(122,1201),基站200还包括分离模块422,分离模块422作用于擦拭板(122,1201)和/或擦拭件,使擦拭件与擦拭板(122,1201)分离。
在一个可行的方式中,如图1和图51所示,基站200包括收纳模块(211,15,206,240),用于收纳与擦拭板(122,1201)分离的擦拭件。可选的,收纳模块(211,15,206,240)上的开口供用户将存储擦拭件的袋子放置于收纳模块(211,15,206,240)中,当存储擦拭件的袋子容量不足时,基站200可以检测并提醒用户进行更换。可选的,收纳模块(211,15,206,240)可以拆卸,用户将收纳模块(211,15,206,240)从基站200拆卸后,将收纳模块(211,15,206,240)存储的擦拭件倒掉。
在一个可行的方式中,回收装置270对与擦拭板(122,1201)分离的擦拭件产生作用力,将擦拭件回收至收纳模块(211,15,206,240)中。回收装置270的具体实现方式在下面的实施例中展开叙述。
在一个可行的方式中,如图37-43所示,操作模块400安装于基站200。本实施例中,基站200包括擦拭板操作位(215、2021、2022、2023、218、13),供清洁机器人100将安装有擦拭件的擦拭板(122,1201)与主体101安装或分离。当清洁机器人100回归基站200,清洁机器人100将安装有擦拭件的擦拭板(122,1201)与主体101分离。基站200包括驱动模块(207、205、412),驱动模块(207、205、412)将与主体101分离的擦拭板(122,1201)移动至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),使得操作模块(125,400)将已使用的擦拭件与擦拭板(122,1201)分离。可选的,擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)高于擦拭板操作位,如图37所示,擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)和擦拭板操作位之间形成空间供清洁机器人100停放。此方案可以优化基站200在水平方向上的尺寸,使得基站200的结构更加紧凑。
在一个可行的方式中,如图46所示,擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)包括擦拭件分离位4221和擦拭件安装位420,擦拭件分离位和擦拭件安装位420在基本同一水平面上,使得驱动模块(207、205、412)能够水平方向上驱动擦拭板在擦拭件分离位和擦拭件安装位420之间移动。
在一个可行的方式中,收纳模块(211,15,206,240)用于收纳擦拭件的开口在至少一个状态下低于擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),具体的,低于擦拭件分离位217。如图1所示,在一个实施方式中,清洁机器人100在擦拭件分离位217将擦拭件分离,收纳模块(211,15,206,240)设置在擦拭件分离位217的下方,使擦拭件掉落至收纳模块(211,15,206,240)中。在该方式中,擦拭件依靠自身重力相互压缩,使得收纳模块(211,15,206,240)可以收纳更多地擦拭件。如图37所示,在一个实施方式中,收纳模块(211,15,206,240)的开口在一个状态下高于擦拭件分离位217,在另一状态下低于擦拭件分离位217。本实施方式中,收纳模块211可以在高度方向上移动,以在基站200内形成空间供清洁机器人100停靠。当清洁机器人100停靠在基站200内时,收纳模块(211,15,206,240)与基站200底面的距离大于清洁机器人100的高度。可选的,收纳模块(211,15,206,240)由驱动模块(207、205、412)驱动在高度方向上移动,即,驱动模块(207、205、412)同时驱动擦拭板(122,1201)和收纳模块(211,15,206,240)移动。
在一个可行的方式中,收纳模块211位于擦拭板(122,1201)的移动方向上。如图46所示,收纳模块(211,15,206,240)包括回收盒206,驱动模块(207、205、412)驱动擦拭板(122,1201)向回收盒206运动,以在回收盒206内将擦拭件与擦拭板(122,1201)。进一步的,当驱动模块(207、205、412)驱动擦拭板(122,1201)向206运动,擦拭板(122,1201)对回收盒206内的擦拭件进行压缩,以利于回收盒206存放更多的擦拭件。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:
将连续的擦拭基材500的自由端传递到分割位置;
将擦拭基材500的自由端从擦拭基材500断开形成擦拭件;
将擦拭件安装于擦拭板(122,1201)。
其中,将擦拭基材500的自由端从擦拭基材500断开可以与擦拭件安装于擦拭板(122,1201)同时进行,也可以先将擦拭件安装于擦拭板(122,1201),再将擦拭基材500的自由端从擦拭基材500断开。
具体的,将连续的擦拭基材500的自由端传递到分割位置,包括:通过进给模块(220,421),将存储模块213存储的擦拭基材500的自由端传递到分割位置。
将擦拭件安装于擦拭板(122,1201),包括:通过操作模块(125,400),将擦拭件安装于擦拭板(122,1201)的装载部(123,127)。
将自由端从擦拭基材500断开形成擦拭件,包括:通过进给模块(220,421)对所述擦拭基材500的锁定和/或拉伸,将自由端从擦拭基材500断开形成擦拭件。
将自由端从擦拭基材500断开形成擦拭件,包括:通过分割装置280,将自由端从所述擦拭基材500断开形成擦拭件。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:将擦拭件与擦拭板分离(122,1201)。当擦拭件与擦拭板(122,1201)分离之后,擦拭板通过上述步骤安装新的擦拭件,以实现擦拭件的自动更换。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:将擦拭件与擦拭板(122,1201)分离之前,将擦拭板(122,1201)与清洁机器人100分离。当擦拭板(122,1201)与清洁机器人100分离之后,基站200仅对分离后的带有擦拭件的擦拭板(122,1201)进行操作,使擦拭板更换擦拭件。
在一个可行的方式中,如图37-43所示,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:将擦拭件与擦拭板(122,1201)分离之前,驱动与清洁机器人分离的所述擦拭板移动至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)。本实施方式中,擦拭板(122,1201)与清洁机器人100的分离在擦拭板操作位完成,擦拭件与擦拭板(122,1201)的分离在擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)完成。因此,当擦拭板(122,1201)与清洁机器人100分离后,驱动模块(207、205、412)将擦拭板(122,1201)从擦拭板操作位移动至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420),然后完成擦拭件的更换。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:在擦拭件安装于擦拭板(122,1201)之后,将擦拭板(122,1201)安装于所述清洁机器人100。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:将擦拭板(122,1201)与清洁机器人100分离后,清洁机器人100向第一方向移动预设距离。如图37-43所示,由于擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)位于擦拭板操作位的上方,当擦拭板(122,1201)与清洁机器人分离后,驱动模块(207、205、412)将擦拭模块从擦拭板操作位驱动至擦拭件操作位(2021,2022,215,217,218,13,4221,420)。若清洁机器人100停留在擦拭板操作位,清洁机器人100的主体101会阻碍驱动模块(207、205、412)带动拖布板(122,1201)在竖直方向上移动。因此,清洁机器人100向第一方向移动,优选的第一方向清洁机器人100移动方向的相反方向,为拖布板(122,1201)的移动腾出空间。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:如图44所示,清洁机器人100向第一方向移动预设距离后,将擦拭板(122,1201)安装于所述清洁机器人100。本实施方式中,基站200包括擦拭板安装位2022和擦拭板分离位2021,当清洁机器人100在擦拭板分离位2021将擦拭板(122,1201)分离之后,清洁机器人向第一方向移动到达擦拭板安装位,优选的第一方向为清洁机器人100移动方向的相反方向。
如图44所示的为擦拭板安装位和擦拭板分离位分离设置的实施例,在该实施例中,擦拭板(122,1201)与清洁机器人100的分离和安装分别在不同的完成。当然,在某些实施例中,擦拭板安装位和擦拭板分离位可以为同一个位置,即擦拭板(122,1201)与清洁机器人100的分离和安装在同一个位置完成,如图1至图36、图37、图46、图58至63所示的实施例中。在这些实施例中,擦拭板操作位既作为擦拭板安装位,又作为擦拭板分离位。
在一个可行的方式中,自动清洁系统300的控制方法包括以下步骤:如图37所示,本实时方式中,基站200的擦拭板操作位供清洁机器人100在同一位置实现擦拭板(122,1201)的分离和安装,将擦拭件安装于擦拭板(122,1201)后,清洁机器人100向第二方向移动预设距离回到擦拭板操作位,将擦拭板(122,1201)安装于清洁机器人100,第一方向与第二方向相反。
如图1至图36所示,为本发明第一实施例所涉及的附图。图1至图3为该实施例中清洁系统300的第一种可行方案的结构示意图,其包括清洁机器人100和基站200。清洁机器人100可以是自动拖地机,或自动拖扫一体机,或自动扫地机等。清洁机器人100在工作区域内工作,完成拖地、扫地等任务,在需要回归基站200的时候,如检测到擦拭件需要更换时或者清洁机器人100需要充电时,启动回归程序,清洁机器人100回归到基站200完成擦拭件自动更换或充电。
如图1所示,清洁机器人100包括主体101、设于主体101底部用于在工作表面带动主体101移动的移动模块。移动模块包括行走轮110,可以理解的是,移动模块也可以包括履带结构。清洁机器人100还包括清洁机构,在本实施例中,清洁模块120作为清洁机构,清洁机器人100通过清洁模块120在工作表面执行拖地工作。在其他实施例中,该清洁机器人100的清洁机构还可以包括滚刷、边刷,用于清洁地面、墙角等的尘屑等杂物,通过边刷将杂物相对集中于滚刷处理,并将尘屑收集至集尘盒。
清洁机器人100还包括动力机构、动力源和传感器系统。动力机构包括电机以及与电机连接的传动机构,传动机构与移动模块连接,电机驱动传动机构工作,传动机构的传动作用使得移动模块运动。其中,传动机构可以是蜗轮蜗杆机构、锥齿轮机构等。
清洁机器人100的动力源设置为给清洁机器人100提供能量,向动力机构提供动力使得清洁机器人100能够移动及执行工作。动力源通常设置为电池包,当电池包能量消耗达到阈值时,清洁机器人100自动返回基站200补充能量,充电结束后继续进行工作。
清洁机器人100的传感器系统包括悬崖传感器,检测到悬崖存在改变行走策略;侧边传感器,检测到工作区域的侧边产生沿边行走的策略;倾斜传感器,检测到机器发生倾斜时改变工作策略以及向用户发出指示;以及其他各种常见的传感器,此处不再赘述。
清洁机器人100还包括控制模块,可以是嵌入式数字信号处理器、微处理器、特定集成电路、中央处理器或者现场可编程门阵列等。控制模块可根据预设条件或根据清洁机器人100接收到的指令控制清洁机器人100的工作。具体地,控制模块可以控制移动模块在清洁机器人100的工作区域内随机行走或按照预设的行走路径行走,在移动模块带动清洁机器人100行走的同时,清洁机构工作,从而将工作区域表面的污渍、尘屑等处理干净。
本实施例中,清洁模块120安装擦拭件,用于擦拭工作表面上的灰尘或附着于工作表面的污渍。擦拭基材500可分割为至少两个擦拭件,擦拭件为片状,厚度小于0.5cm,包括棉、麻等天然织物或聚酯纤维、尼龙纤维等化工织物,或橡胶、木浆棉等海绵制品,原木浆、脱脂棉等纸制品,及前述合成制品等柔软的一次性用品。在一个实施例中,擦拭件能够通过与工作表面的摩擦产生静电,如静电纸,从而吸附头发等工作表面的灰尘。在一个实施例中,擦拭件具有吸水功能且能在一段时间内保持擦拭件的完整性。
本实施例中,基站200包括存储装置,用于存储擦拭基材500。存储装置包括收纳模块211和存储模块213,收纳模块211用于存储已使用的擦拭件,存储模块213用于存储待使用的擦拭基材500。
如图2所示,基站200包括擦拭件分离位217和擦拭件安装位215。当清洁机器人100回归基站200,移动到擦拭件分离位217,使得清洁机器人100安装的擦拭件位于擦拭件分离位217上方,可将已使用的擦拭件分离,分离后的擦拭件进入收纳模块211。
如图3所示,当清洁机器人100在擦拭件分离位217分离了擦拭件后,后退至擦拭件安装位215。本实施例中,基站200包括进给模块220,用于将存储模块213内的擦拭件导出至擦拭件安装位215,以供清洁机器人100安装。在进给模块220的作用下,擦拭件从存储模块213导出,且以大致平行于擦拭件安装位215的方向移动到擦拭件安装位215,尽可能保持擦拭件平整。
由于存储模块213中的擦拭基材500是连续的,当擦拭件安装位215上的擦拭件长度满足预设长度后,进给模块220停止工作。基站200还包括限位模块260,用于检测擦拭件安装位215上擦拭件的长度,控制模块根据限位模块260的检测结果控制进给模块220。本实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215在基站200的不同位置上。在其他实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215可以部分或完全重合。
可选的,基站200包括展平模块250。由于擦拭件较为柔软,易褶皱,当进给模块220将擦拭基材500的自由端导出后,为了便于清洁机器人100正常安装擦拭件,擦拭件需要保持较为平整的状态,展平模块250则通过气流、压杆等方式保持擦拭件的平整。
可选的,基站200包括分割模块280,用于分离擦拭件安装位215上的擦拭基材500自由端与存储模块213中的擦拭基材500。为了保证存储模块213中的擦拭基材500在用户安装完毕后能够在进给模块220的作用下继续导出,存储模块213中存储的擦拭基材500是连续的。若限位模块260检测到的擦拭件长度满足预设长度,需要将擦拭件安装位215上的擦拭基材500自由端与存储模块213中的擦拭基材500分离开。
一种情况下,存储模块213中连续的擦拭基材500是由若干个标准长度的擦拭件连接而成的,且连接强度较小,清洁机器人100在安装擦拭件的过程中可以将擦拭件自然分离。另一种情况,当擦拭件安装位215上的擦拭件满足预设长度,分割模块280工作使擦拭基材500的自由端与本体分离。
本实施例中,擦拭件安装位215包括远离存储模块213的第一位置和靠近存储模块213的第二位置。当擦拭件到达第二位置,则说明擦拭件安装位215上的擦拭件长度满足预设长度要求,控制模块可控制进给模块220停止工作。存储模块213包括出口2111,出口2111的宽度大于擦拭件宽度。进给模块220从出口2111将擦拭基材500导出到擦拭件安装位215。可选的,存储模块213包括可枢转的盖体2113,供用户打开以更换擦拭基材500。收纳模块211包括出口,供用户打开以将收纳模块211中存储的已使用的擦拭件处理掉。可选的,收纳模块211包括垃圾袋收纳结构,用户可将垃圾袋装入收纳模块211,已使用的擦拭件直接存储于垃圾袋中,用户可直接从出口将垃圾袋取出。
在一个实施例中,存储模块213设有平行于地面的安装架51,安装架51两端由轴承支撑。相应的,存储模块213可存储的擦拭基材500形式为卷筒式擦拭基材500,包括圆柱状中空滚动体,包裹有长度远远大于单次使用所需的擦拭基材500。用户可将中空滚动体穿过安装架51安装于存储模块213内,使得中空滚动体能够绕着安装架51旋转。
在一个实施例中,移动模块包括辅助轮102。当清洁机器人100回归基站200,清洁模块120被抬起,辅助轮102降下,移动模块带动清洁机器人100进入基站200。在清洁机器人100启动擦拭件安装程序前,保持清洁模块120的抬升状态。当清洁机器人100启动擦拭件安装程序,辅助轮102抬起,清洁模块120下降至擦拭件安装位215完成擦拭件安装。
如图4所示,清洁模块120包括获取单元121,用于获取新擦拭件或分离旧擦拭件,从而在无需用户干预的状态下进行擦拭件更换。如图4所示,本实施例中,获取单元121包括擦拭板122和夹持组件123。夹持组件123包括外部夹持构件1231和内部夹持构件1233,通过传动组件125安装于擦拭板122。
传动组件125包括第一水平齿轮1251、第二水平齿轮1253和中间齿轮1255。外部夹持构件1231为两个,分别设在擦拭板122相对的两侧。第一水平齿轮1251、第二水平齿轮1253分别与两个外部夹持构件1231固定连接,使得第一水平齿轮1251、第二水平齿轮1253和两个外部夹持构件1231同时运动。第一水平齿轮1251和第二水平齿轮1253通过中间齿轮1255啮合起来,始终向相反方向做往复运动。第一水平齿轮1251与外部夹持构件1231连接,使得第一水平齿轮1251和外部夹持构件1231同时往复运动。中间齿轮1255由电机驱动,当中间齿轮1255向第一方向旋转时,第一水平齿轮1251和第二水平齿轮1253同时向内侧收缩,带动两个外部夹持构件1231向内侧收缩。外部夹持构件1231向内侧收缩时,内部夹持构件1233也向内收缩。弹簧构件(图未示)与内部夹持构件1233连接,在内部夹持构件1233向内收缩的状态下弹簧构件成压缩状态。当电机带动中间齿轮1255向第二方向旋转时,弹簧构件的压缩力向外侧推压,连接到其上的内部夹持构件1233也一起向外侧分离。
在一个实施例中,第二水平齿轮1253的端部上设有弹簧(图未示),并且当第一水平齿轮1251往复运动时,弹簧反复压缩和松弛。在中间齿轮1255带动第一水平齿轮1251向内运动的情况下,弹簧被压缩,外部夹持构件1231夹持擦拭件。在中间齿轮1255带动外部第一水平齿轮1251向外运动的情况下,利用被压缩的弹簧的压缩力使外部夹持构件1231向外部侧分离开,释放夹在内部夹持构件1233和外部夹持构件1231之间的擦拭件。在其他实施例中,在第二水平齿轮1251的端部也可以设有弹簧,从而形成两倍压缩力。
如图5和图6所示,当清洁机器人100移动到基站200获取擦拭件时,擦拭件会在获取单元121的作用下可拆卸地固定于清洁机器人100。当中间齿轮1255向第一方向(如图5所示意的顺时针方向)旋转时,外部夹持构件1231水平向内移动,外部夹持构件1231的棘爪带动擦拭件的两侧向内移动,使得擦拭件靠近棘爪的部分向上隆起。当外部夹持构件1231与内部夹持构件1233接触时,向上隆起的擦拭件被夹持在两者之间。内部夹持构件1233的内侧包括斜面,当外部夹持构件1231带动内部夹持构件1233进一步向内运动时,内部夹持构件1233的斜面与擦拭板122相抵,使得内部夹持构件1233沿斜面方向运动,并带动外部夹持构件1231沿斜面方向运动。相应的,外部夹持构件1231与内部夹持构件1233之间的擦拭件也随之向上运动,擦拭板122下方的擦拭件被张紧。当中间齿轮1255无法继续旋转之后,外部夹持构件1231与内部夹持构件1233达到张紧位置。此时,擦拭件已经最大程度地张紧并夹紧在外部夹持构件1231与内部夹持构件1233之间,不容易在工作过程中脱落。
如图7和图8所示,在一个实施例中,清洁机器人100的获取单元121包括擦拭板122和粘贴组件127,粘贴组件127安装于擦拭板122的两侧。当擦拭件与粘贴组件127接触时,即可相对稳定地粘连于粘贴组件127,使得擦拭件安装于擦拭板122。具体的,粘贴组件127可以是魔术贴等与擦拭件可拆卸连接的装置。
基站200包括操作模块290,用于辅助擦拭件安装于清洁机器人100上。操作模块290设于擦拭件安装位215下方,包括第一压板和第二压板。当清洁机器人100到达擦拭件安装位215时,第一压板和第二压板向上枢转,将其上的擦拭件压附于粘贴组件127。
如图8所示,本实施例中,第一压板和第二压板分别安装于第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮与第一齿条配接,第二齿轮与第二齿条配接,第一齿条与第一齿条相连,向同一方向运动。具体的,第一齿轮的齿芯相对固定地安装于基站200,第一齿轮可相对于齿芯旋转。第二齿轮同理。第一齿轮安装在第一齿条上方,第二齿轮安装在第二齿条下方。当第一齿条和第二齿条向第一齿条方向移动时,第一齿轮顺时针旋转,从而带动第一压板顺时针旋转。而第二齿轮逆时针旋转,从而带动第二压板逆时针旋转。为了与第一压板和第二压板的作用面相匹配,擦拭板122的相应两侧为斜面,即粘贴组件127设于擦拭板122的两个斜面上,从而与第一压板和第二压板贴合。
如图9所示,进给模块220包括滚轮组件221。本实施例中,滚轮组件221包括主动滚轮和从动滚轮,电机带动主动滚轮以第一方向转动,从而带动从动滚轮以第二方向旋转。擦拭基材500的自由端夹在滚轮组件221之间,主动滚轮和从动滚轮之间的压力形成对擦拭基材500的摩擦力,从而带动擦拭基材500离开中空滚动体,到达擦拭件安装位215。在其他所实施例中,滚轮组件221可以包括2个以上的滚轮,如两组相互配合的滚轮,擦拭基材500在两组滚轮的带动下导出,可以提供更大的牵引力。在其他实施例中,滚轮组件221可以包括1个滚轮,滚轮作用于基站200的一个表面,利用对擦拭基材500的摩擦力,在滚轮转动的同时带动擦拭基材500的自由端导出。
如图10所示,展平模块250包括风机251。当进给模块220工作时,控制模块控制风机251工作,风机251的出风口朝向第一位置,使得风机251出风口气体的流向大致为从第二位置到第一位置,擦拭件在气流的带动下朝向第一位置移动。进一步的,由于风机251出风口的气流在平行于擦拭件的方向对擦拭件产生了作用力,使得擦拭件保持水平方向的展开状态。
在一个实施例中,风机251进风口所在腔体与擦拭件安装位215空气连通,出风口朝向基站200外侧。当擦拭件导出到擦拭件安装位215后,擦拭件安装位215附近的气体向风机251内流动,从而在擦拭件安装位215产生负压,将擦拭件吸附于擦拭件安装位215,从而不易受到外力影响,能够以较为稳定的状态停留在擦拭件安装位215,等待清洁机器人100安装。
如图11所示,风机251的进风通道包括两个,第一进风通道直接与基站200外连通,不对基站200的其他模块产生影响,第二进风通道与擦拭件安装位215连通。两个进风通道与风机251的进风口之间安装有阀门,如三通阀。风机251的出风口沿擦拭件导出方向作用于擦拭件。在擦拭件导出过程中,风机251的进风口与第一进风通道连通,控制模块控制阀门将第二进风通道封闭,在风机251的辅助下将擦拭件导出到擦拭件安装位215。如图12所示,当擦拭件到达擦拭件安装位215后,风机251的进风口与第二进风通道连通,控制模块控制阀门将第一进风通道封闭。擦拭件安装位215在风机251的作用下产生负压,将擦拭件吸附在擦拭件安装位215上。
如图13所示,展平模块250包括同步带组件253,具体包括前轮和后轮,以及绕设于前轮和后轮的同步带,前轮或后轮带动同步带移动。当进给模块220将擦拭件导出到前轮位置后,同步带带动擦拭件向第一位置移动。本实施例中,为了使同步带对擦拭件起到更好的带动作用,在同步带上设有毛毡,毛毡与擦拭件接触后产生较大的摩擦力,辅助擦拭件向第一位置移动。并且,当擦拭件到达擦拭件安装位215之后,擦拭件在毛毡的作用下不会轻易移动,防止擦拭件褶皱。
如图15a和图15b所示,展平模块250包括压杆255,压杆255作用于擦拭件并向第二位置移动,使得擦拭件随着压杆255的运动张紧。本实施例中,压杆255与四连杆组件257连接,四连杆组件257包括机架、连杆和曲柄,机架固定于基站200,高度方向上与擦拭件安装位215的第二点重合。连杆在曲柄的带动下在高度方向和水平方向上运动,压杆255通过扭簧与连杆连接。当连杆位于位置A时,压杆255位于高度方向上的最高点,与擦拭件安装位215不接触。当连杆位于位置B时,压杆255与擦拭件安装位215接触。当连杆位于位置C时,压杆255在连杆的带动下达到最低点,扭簧对压杆255产生压力,从而对擦拭件安装位215上的擦拭件产生压力。当连杆位于位置D时,压杆255向第二位置移动,从而牵引压杆255与擦拭件安装位215之间的擦拭件向第二位置运动。本实施例中,擦拭件安装位215的第二位置设有一个凹槽2150,使得压杆255被扭簧向下压入凹槽2150,牵引擦拭件向下实现张紧。当清洁机器人100安装完成,则控制连杆向上运动到位置E,压杆255离开擦拭件安装位215。
如图16所示,压杆255安装于同步带组件253,与同步带组件253实现同步运动。当擦拭基材500自由端从存储模块213导出至第一位置,同步带组件253逆时针转动使得压杆255向下移动至位置a。当压杆255位于最低位置时,压杆255对擦拭基材500形成压力,压杆255在同步带组件253的带动下向位置b移动,从而带动擦拭基材500移动。当压杆255到达位置c时,擦拭基材500也到达第二位置等待清洁机器人100安装,并且擦拭基材500在压杆255的作用下实现张紧。当清洁机器人100安装完毕后,同步带组件253继续运动,将压杆255抬起。
如图17所示,限位模块260包括传感器组件261,用于检测擦拭件安装位215上导出的擦拭件长度,具体可以包括光电传感器或霍尔传感器等。本实施例中,传感器组件261安装于擦拭件安装位215的第二位置,当传感器组件261在第二位置检测到擦拭件时,说明擦拭件导出的长度达到预设长度要求,控制模块控制进给模块220停止工作。
如图18所示,传感器组件261安装于滚轮组件221,用于检测滚轮组件221转动的角度。传感器组件261可以包括角位移传感器等。由于擦拭基材500自由端是在滚轮组件221的带动下导出到擦拭件安装位215,在不打滑的情况下,滚轮组件221转动的一圈的周长与相应的擦拭件导出长度是一致的。因此,通过检测滚轮组件221转动的角度可以计算擦拭件的导出长度。若传感器组件261检测到的滚轮转动的角度达到预设角度,则说明擦拭件导出的长度达到预设长度要求,控制模块控制滚轮组件221停止工作。
如图19所示,存储模块213存储的擦拭基材500可以为多个标准长度的擦拭件连接而成的,每个擦拭件之间的连接强度较小,便于断开。本实施例中,每个擦拭件之间存在多个透光孔.因此,可以通过检测透光孔检测擦拭基材500自由端的导出长度。传感器组件261安装于第二位置,若传感器组件261检测到透光孔,说明擦拭基材500自由端导出的长度达到预设长度要求,控制模块控制进给模块220停止工作。本实施例中,传感器组件261包括光发射器和光接收器,当光接收器通过擦拭件之间的透光孔检测到光发射器发射的光时,传感器组件261输出信号,控制模块根据传感器组件261输出的信号控制进给模块220停止工作。
如图20所示,限位模块260包括传感器组件263,用于检测存储模块213内擦拭基材500的存储余量。当存储余量小于预设余量时,控制模块提醒用户更换,防止清洁机器人100回到基站200无法正常安装新擦拭件。传感器组件263可以包括微动开关或霍尔元件或光耦元件等。本实施例中,传感器组件263设于安装架51与擦拭件安装位215之间。由于擦拭基材500余量足够的情况下能够连续导出,若传感器组件263没有检测到擦拭基材500,则剩余擦拭基材500长度小于可使用长度或小于建议长度,需要提醒用户更换。本实施例中,基站200上安装有提示灯或蜂鸣器等,控制模块控制提示灯或蜂鸣器工作,达到提醒用户的目的。在其他实施例中,基站200可与用户设备进行通信,若传感器组件263没有检测到擦拭基材500,控制模块发送提示信息至用户设备。
如图21所示,传感器组件263用于检测擦拭基材500的高度,从而检测擦拭基材500的存储余量。对于卷筒式的擦拭基材500而言,擦拭基材500在中空滚动体上包裹的圈数越多,高度越高。因此预设余量的擦拭基材500对应了一个预设高度。若擦拭基材500的高度低于预设高度,则剩余擦拭基材500长度小于建议长度,需要提醒用户更换。
在一个实施例中,传感器组件263用于检测卷筒式擦拭基材500的重量,从而检测擦拭基材500的存储余量。本实施例中,传感器组件263安装于卷筒式擦拭基材500的安装架51上。由于存储模块213内卷筒式擦拭基材500的重量随着擦拭基材500的减少而减少,因此当擦拭基材500的重量小于预设重量,或当擦拭基材500的重量与初始重量的比值小于预设比值时,则剩余擦拭基材500长度小于建议长度,需要提醒用户更换。
在一个实施例中,控制模块对传感器261输出的信号进行计数,每一次擦拭件导出的长度达到预设长度要求,计数加1。当计数值大于等于预设值时,说明存储模块213内的存储余量小于预设余量,控制模块提醒更换。
如图21所示,在一个实施例中,限位模块260包括传感器组件265,传感器组件265安装于收纳模块211。本实施例中,传感器组件265安装于收纳模块211高度方向的上方,检测收纳模块211中的擦拭件是否到达安装位置。可以理解的是,收纳模块211中的擦拭件数量越多,高度越高。因此,当传感器组件265检测擦拭件到达安装位置时,发出提示信号,提示用户将收纳模块211中的擦拭件处理掉。在其他实施例中,传感器组件265可以用于检测收纳模块211的重量等参数,通过设置阈值提醒用户进行处理。
如图2所示,在一个实施例中,擦拭件分割模块280包括切割装置281和传动装置283。当擦拭基材500自由端导出长度达到预设长度时,控制模块通过传动装置283控制切割装置281接触并作用于擦拭基材500,从而切断擦拭基材500。本实施例中,切割装置281包括安装于刀片架的刀片,传动装置283包括凸轮,刀片架下方与凸轮接触,凸轮在电机的作用下旋转,使得刀片架在高度方向上移动。刀片架上方与弹簧连接,弹簧提供使刀片架向下移动的力,保持刀片架压紧于凸轮。控制模块通过控制电机带动凸轮绕电机输出轴旋转,由凸轮变化的直径对刀片架形成向上的推力,从而控制刀片架在高度方向上移动,使得刀片接触或不接触擦拭基材500。
如图22所示,在一个实施例中,切割装置281安装在存储模块213内。由于切割装置281包括刀片等锋利的切割装置,为了保证用户安全,存储模块213的出口2111的宽度小于等于3cm,防止用户伸入存储模块213接触到切割装置281。在一个实施例中,切割装置281安装在存储模块213外,为了保证用户安全,需要设置额外的保护罩,该保护罩包括出口,该出口的宽度小于等于3cm。
如图23所示,切割装置281在水平方向上移动,切割装置281底部可与擦拭件安装位215接触。本实施例中,传动装置283包括水平导轨,切割装置281安装于滑块,随着滑块在导轨中的移动,切割装置281可在水平方向上移动。当进给模块250工作时,切割装置281偏置于一侧。当擦拭基材500自由端导出长度达到预设长度时,控制模块控制切割装置281向擦拭基材500宽度方向上的另一侧水平移动,从而切断擦拭基材500。本实施例中,刀片为圆形,可枢转地安装在滑块上,当滑块移动时,刀片与擦拭基材500产生摩擦,从而产生旋转。在其他实施例中,其他形状的刀片也可以在滑块的带动下将擦拭基材500切断。
如图1所示,在一个实施例中,收纳模块211向上开口,擦拭件分离位217位于收纳模块211的上方。当清洁机器人100移动到擦拭件分离位217,清洁模块120分离擦拭件,使得擦拭件直接掉落到收纳模块211中。本实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215不重合,且擦拭件分离位217位于清洁机器人100移动方向上的前侧。当清洁机器人100分离擦拭件后,可退回到擦拭件安装位215进行擦拭件安装,完成安装后可退出基站200进行清洁工作。
如图24至图26所示,在一个实施例中,基站200包括擦拭件回收模块270,用于将擦拭件分离位217上的擦拭件回收到收纳模块211中。本实施例中,擦拭件回收模块270安装于收纳模块211。擦拭件回收模块270包括收纳件271,以及与收纳件271连接的转轴273,转轴273可枢转的安装于收纳模块211的一侧。当转轴273向下旋转,使收纳件271的第一面朝上。此时,收纳件271位于第一回收位,收纳件271的第一面用于接收已使用的旧擦拭件。第一回收位与擦拭件分离位217重合或部分重合。清洁机器人100的清洁模块120移动到擦拭件分离位217后,将擦拭件分离,使得擦拭件掉落于收纳件271的第一面上。当清洁机器人100分离擦拭件,并离开擦拭件分离位217后,控制模块控制转轴273向上枢转,收纳件271与转轴273同步枢转。当转轴273枢转到达最大角度时,收纳件271的第一面朝下。此时,收纳件271位于第二回收位,收纳件271上的擦拭件掉落,进入收纳模块211中。可以理解的是,本实施例中,收纳模块211的开口位置高于擦拭件分离位217,通过擦拭件回收模块270在高度方向上的枢转实现擦拭件回收。
在一个实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215重合或部分重合,而擦拭件回收模块270工作时在高度方向上存在位移,则清洁机器人100回归基站200更换擦拭件的步骤如下:
S1:清洁机器人100移动到擦拭件安装位215,使得获取单元121与擦拭件分离位217对准;
S2:清洁机器人100分离擦拭件;
S3:清洁机器人100移动至擦拭件分离位217以外;
S4:基站200回收擦拭件;
S5:基站200导出新擦拭件至擦拭件安装位215;
S6:清洁机器人100移动至擦拭件安装位215;
S7:清洁机器人100安装擦拭件。
如图27至图29所示,在一个实施例中,擦拭件回收模块270包括收纳件271和升降组件275,收纳件271安装于升降组件275,使其能随着升降组件275在高度方向上移动。当收纳件271在升降组件275的最低点时,收纳件271位于第一回收位。本实施例中,第一回收位与擦拭件分离位217重合或部分重合。清洁机器人100的清洁模块120移动到擦拭件分离位217后,将擦拭件分离,使得擦拭件下落到收纳件271。当清洁机器人100分离已使用擦拭件,并离开擦拭件分离位217后,升降组件275带动收纳件271抬升,并继续带动其向收纳模块211旋转,使得收纳件271的第一面朝下。此时,收纳件271位于第二回收位,擦拭件掉落进入收纳模块211中。本实施例中,升降组件275包括同步带。当收纳件271在同步带的作用下达到最高点时,同步带继续运动,则收纳件271随同步带一起旋转,到达第二回收位。在其他实施例中,升降组件275也可以是滑杆等装置。
如图30和图31所示,擦拭件回收模块270包括拨杆277,安装于擦拭件分离位217上,在水平方向上枢转。当清洁机器人100分离已使用擦拭件,拨杆277向收纳模块211方向枢转,使得擦拭件分离位217上的擦拭件在拨杆277的作用下进入收纳模块211。本实施例中,收纳模块211的开口与擦拭件分离位217在高度方向上等高,或收纳模块211的开口低于擦拭件分离位217;且擦拭件回收模块270与收纳模块211相邻,当拨杆277向收纳模块211旋转,擦拭件即可掉落进入收纳模块211。本实施例中,擦拭件安装位215可与擦拭件分离位217重合,且清洁机器人100分离擦拭件后可不作移动,等待基站200完成旧擦拭件的回收并导出新擦拭件后进行安装,然后退出基站200。
如图32所示,擦拭件回收模块270包括风机279,风机279安装于收纳模块211内。收纳模块211包括朝向擦拭件分离位217的入口2701,风机279工作时,擦拭件安装位215附近的气流从入口2701进入风机279。收纳模块211包括出口2703,风机279工作时流出的气体从出口2703排出。出口2703的位置可以设置在收纳模块211的上方,或其他不影响基站200工作的方向上。当风机279工作时,收纳模块211内的空气在风机279的作用下被排出,收纳模块211内形成负压,使得擦拭件分离位217上的擦拭件从入口2701进入收纳模块211内。擦拭件回收模块270还包括安装在风机279与入口2701之间的过滤装置274,将空气中较大的颗粒物滤除,以避免损坏风机279。并且,擦拭件在风机279的作用下可能会在收纳模块211内部向上运动,过滤装置274能够防止擦拭件遮住风机279的进风口。
在一个实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215重合,且擦拭件回收模块270工作时在高度方向上没有位移。也就是说,当清洁机器人100位于擦拭件分离位217,擦拭件回收模块270工作时基站200与清洁机器人100互不影响,清洁机器人100在分离擦拭件可等待擦拭件回收模块270完成擦拭件回收,且进给模块250导出擦拭件,然后进行擦拭件安装,整个过程无需移动。则清洁机器人100回归基站200更换擦拭件的步骤如下:
S10:清洁机器人100移动到基站200,使得获取单元121与擦拭件分离位217对准;
S20:清洁机器人100分离擦拭件;
S30:基站200回收擦拭件;
S40:基站200导出擦拭件至擦拭件安装位215;
S50:清洁机器人100安装擦拭件。
如图33所示,收纳模块211设于擦拭件分离位217下方,擦拭件回收模块270包括滚轮组件278,包括由电机驱动的主动滚轮和由主动滚轮带动旋转的从动滚轮。本实施例中,主动滚轮顺时针旋转,从动滚轮逆时针旋转。当擦拭件位于擦拭件分离位217时,主动滚轮和从动滚轮与擦拭件直接接触,擦拭件在滚轮278的作用下从中间折叠并向下运动。当滚轮278进一步旋转,擦拭件即进一步向下掉落到收纳模块211中。在一个实施例中,由于收纳模块211设于擦拭件分离位217下方,若基站200底面与清洁机器人100的工作表面在同一水平面上,擦拭件分离位217则高于清洁机器人100的工作表面。因此,擦拭件分离位217所在表面为斜面,便于清洁机器人100从工作表面移动到擦拭件分离位217。本实施例中,擦拭件分离位217与擦拭件安装位215为同一位置,即清洁机器人100可在移动到擦拭件安装位215/擦拭件分离位217后,在同一位置完成擦拭件分离及安装。
如图34和图35所示,基站200包括接口201,用于安装手持吸尘器的挂架,通过接口201将手持吸尘器集成于基站200。对于使用清洁机器人100的同时,使用手持吸尘器或其他手持设备的用户,接口201的设置能从高度方向上扩展存储空间,提高空间利用率。
如图36所示,以清洁机器人100的移动方向为长度方向,垂直于工作表面的方向为高度方向,垂直于长度方向和高度方向的方向为宽度方向。在一个实施例中,擦拭板122的宽度小于擦拭件的宽度,使得擦拭件宽度方向上的两侧能够被固定于擦拭板122,从而实现擦拭件的安装。在其他实施例中,为了清洁机器人100主体101的宽度等于或略大于擦拭板122的宽度,使得清洁机器人100的宽度小于擦拭件的宽度,提高清洁机器人100的紧凑度。
在一个实施例中,收纳模块211的宽度大于擦拭件的宽度,从而保证擦拭件能够平整地存放于收纳模块211内。也就是说,基站200的宽度大于擦拭件的宽度。在一个实施例中,清洁机器人100的宽度小于基站200的宽度。
如图37A至图46L所示,为本发明第二实施例所涉及的附图。在该第二实施例的技术精髓的指引下,衍生出三种不同的技术方案,分别为如图37A至图37L所示的第一种方案、如图44A至图44I所示的第二种方案以及如图46A至图46L所示的第三种方案。
该第二实施例具体提供了一种供清洁机器人100装配或携带的清洁模块120、与该清洁模块120配合使用以便为清洁模块120更换擦拭件的操作模块400、包含或配置该操作模块400的基站200,以及运用或配置该基站200的清洁系统300。在一个可行的实施例中,清洁机器人100可与上文第一实施例中的清洁机器人完全相同,在此不作赘述。
如图37A所示,在第一种方案中,清洁机器人100的主体101底部可设有位于行走轮110和辅助轮102之间的、用于连接清洁模块120的连接机构(未示出)。主体101内还可设置驱动连接机构上下运动进而带动清洁模块120上升或下降的升降机构,该升降机构可采用已知的凸轮结构。主体101的顶部可设有与控制模块连接探测元件例如激光扫描模块,用于检测清洁机器人100行走方向的前方是否有障碍物。当探测元件检测到清洁机器人100行走方向的前方存在障碍物时,控制模块控制升降机构将清洁模块120抬起,辅助轮102放下。此时,清洁机器人100处于越障模式。当清洁机器人100越过障碍物之后,控制模块再控制升降机构将清洁模块120放下,辅助轮102收起。此时,清洁机器人100处于工作模式,即可进行清洁作业。
连接机构与清洁模块120可拆卸连接,当清洁机器人100工作一定时间后,擦拭件变脏。则控制模块可控制清洁机器人100移动至基站200,随后清洁机器人100将清洁模块120卸下释放至基站200中。随后,由基站200对清洁机器人100卸下的清洁模块120更换擦拭件,具体包括:将清洁模块120上原本携带的脏擦拭件卸下,并为清洁模块120换上新的或干净的擦拭件。
如图39A和图39B所示,在本发明一个实施例中,清洁模块120可包括擦拭板1201以及与擦拭板1201转动连接的装载部1202,擦拭件可被夹持在擦拭板1201和装载部1202之间。擦拭板1201大致呈板状,包括但不限于如图39A和图39B所示意的矩形板状,其下表面可呈平滑过渡的弧形,亦或者是平面状。
擦拭板1201具有第一夹持面1211,装载部1202具有与第一夹持面1211相对的第二夹持面1212。在一个实施例中,第一夹持面1211为擦拭板1201上表面的部分区域,其靠近擦拭板1201的上表面边缘,并沿擦拭板1201的长边方向延伸,大致可为长条形区域形状。相应地,第二夹持面1212为装载部1202的下表面,并优选为与第一夹持面1211的形状相同或相匹配,呈长条形。
装载部1202可包括夹持主体1213以及与夹持主体1213连接的枢转部分1215。其中,夹持主体1213大致可呈长条形杆状,其下表面形成第二夹持面1212。枢转部分1215与擦拭板1201转动连接,即装载部1202通过枢转部分1215与擦拭板1201实现转动连接。
为提高装载部1202与擦拭板1201转动连接的稳定性,一个夹持主体1213连接的枢转部分1215的数量优选为不止一个,例如可以为两个或者更多个。两个或者更多个枢转部分1215沿夹持主体1213的轴线方向位于同一侧,并且所有枢转部分1215与夹持主体1213大致垂直设置。如图39A和图39B所示,在一个示意性的实施例中,枢转部分1215为两个,分别设在夹持主体1213的两端。优选地,枢转部分1215可以由夹持主体1213的两端朝同一个方向弯折(弯折角度大约为90°)形成。该实施例中,枢转部分1215与夹持主体1213为一体构造,但实际中并不以此为限。
由于装载部1202与擦拭板1201转动连接,因此装载部1202具有能够夹紧擦拭件的夹紧状态,以及解除对擦拭件的夹紧而将其释放的打开状态。
如图39A所示,当装载部1202处于夹紧状态时,第一夹持面1211与第二夹持面1212贴合,从而可以将擦拭件夹紧在两者之间。此时,擦拭件可包裹或覆盖擦拭板1201的下表面,端部被夹紧在两个贴合的夹持面之间。如图39B所示,当装载部1202处于打开状态时,第一夹持面1211与第二夹持面1212分离,原本擦拭件被释放。
为提高对擦拭件的夹持强度,以尽量避免携带或装配清洁模块120的清洁机器人100在执行清洁作业的过程中擦拭件从清洁模块120上脱落,清洁模块120还可以包括夹紧维持部件,用于向装载部1202施加使其维持夹紧状态或向夹紧状态切换的夹紧力。该夹紧力的存在使得装载部1202始终具有处于夹紧状态的趋势,或者始终具有朝向夹紧状态切换运动的趋势。因此,在没有与夹紧力反向的外力作用下,装载部1202通常情况下处于夹紧状态。
在一个可行的实施例中,夹紧力可通过弹性件施加的弹力实现施加。具体的,夹紧维持部件可以包括设在擦拭板1201和装载部1202之间的弹性件。则在该实施例中,夹紧力为弹性件产生的弹力。
一种实现上述实施例的方案可以为,枢转部分1215通过销轴实现与擦拭板1201的转动连接,该弹性件可以为套设在销轴外的扭簧,扭簧的两端分别抵接擦拭板1201和装载部1202,并向装载部1202施加使其始终具有朝向擦拭板1201的第一夹持面1211方向转动的弹力。具体可以为,如图39A和图39B所示,扭簧向装载部1202施加使其向下转动或维持夹紧的弹力。
或者,另一种可实现方案可以为,弹性件可以为拉簧,拉簧的两端分别连接第一夹持面1211和第二夹持面1212,拉簧始终处于拉伸状态。从而,拉簧可以始终向装载部1202施加弹性拉力。为减少拉簧对两个夹持面的占用,尽量避免对擦拭件形成阻挡或干涉,拉簧可设在夹持主体1213靠近端部的位置。
亦或者,再一种可实现的方案可以为,弹性件可以为弹片,弹片固定在擦拭板1201上,枢转部分1215的端部顶抵在弹片上。具体的,如图39A和图39B所示,擦拭板1201上设有对应枢转部分1215的避让凹槽1203,枢转部分1215与擦拭板1201的转动连接点位于枢转部分1215的两端之间,即枢转部分1215与擦拭板1201的转动连接点大致位于枢转部分1215的中部位置。此时,夹持主体1213及枢转部分1215背对夹持主体1213的端部(命名为触发端1214)可形成一杠杆结构,该杠杆结构的支点即为枢转部分1215与擦拭板1201的转动连接点。弹片设在避让凹槽1203中,枢转部分1215的触发端1214下表面顶抵在弹片上,从而弹片始终向触发端1214施以向上的弹力。进而根据杠杆原理,夹持主体1213始终具有向下转动或维持夹紧主体101的趋势。
上述实施例通过弹性件(扭簧、拉簧、弹片)实现夹紧力的施加。需要说明的是,实际中,可采用上述三种实现方式中的任意一种,也可以采用上述三种实现方式中的任意两种或全部的叠加。
当然,夹紧力的施加并不限于上述实施例的弹力。在另一个可行的实施例中,夹紧力还可以通过磁场力来实现施加。具体的,夹紧维持部件可以包括设在第一夹持面1211上的维持元件(未示出)和设在第二夹持面1212上并与维持元件对应的匹配元件(未示出)。其中,维持元件和匹配元件中的一个为磁性元件,另一个为可磁化元件或磁性元件。则在该实施例中,夹紧力为维持元件对匹配元件产生的磁吸力。
通过磁场力来实现夹紧力的施加,无需借助有形的物理连接构件,从而可简化结构。
在本实施例中,磁性元件可以为能够产生磁场的带磁元件,例如可以为自身带有磁性的磁体(如永磁体或硬磁体),也可以是通电后能够产生磁性的电磁元件(例如电磁铁)。可磁化元件可以由可被磁化的材料例如铁、钴、镍等制成,其能够被磁力吸引。
维持元件和匹配元件中的一个为磁性元件,另一个为可磁化元件或磁性元件包括:维持元件和匹配元件中的一个磁性元件,另一个为可磁化元件。或者,维持元件和匹配元件均为磁性元件。当维持元件和匹配元件均为磁性元件时,则维持元件面对匹配元件的极性与匹配元件面对维持元件的极性相异。
在进一步优选的方案中,为减轻清洁模块120整体的重量,装载部1202整体或夹持主体1213由可磁化材料制成。如此,装载部1202自身或夹持主体1213即构成匹配元件。如此,可避免在装载部1202上额外设置匹配元件而造成重量的增加。
维持元件可以为磁体,数量为多个,沿第一夹持面1211的长度方向均匀排布。从而,维持元件可沿长度方向均匀的对夹持主体1213实现磁吸,装载部1202的夹紧效果较佳。具体设置方式可以为,第一夹持面1211向内凹陷形成有多个容置凹槽,维持元件分别设在对应的容置凹槽中。并且,维持元件在置入容置凹槽中后优选不高出第一夹持面1211。这样,第二夹持面1212能够与第一夹持面1211较佳的贴合,避免两个夹持面之间存在间隙。以此提高对擦拭件的夹紧力,保证夹紧效果。
上述即为通过磁场实现夹紧力施加的实施例。需要说明的是,上述两种实现夹紧力的实施例可同时被配置在清洁模块120中,也可以择其中任意一种配置。也即是,夹紧力可以为弹性件产生的弹力或维持元件对匹配元件产生的磁吸力中的任意一种,也可以是上述两种力的叠加。
为进一步提高对装载部1202对擦拭件的夹持强度,装载部1202的数量可以为两个,两个装载部1202分别设在擦拭板1201相对的两侧(如图39A和图39B所示意的左右两侧)。这样,擦拭件的两端可分别被夹紧在第一夹持面1211和第二夹持面1212之间,擦拭件的夹紧强度较高。
在设置两个装载部1202的情况下,当装载部1202处于夹紧状态时,清洁模块120整体呈现上表面平整的平面状态(如图39A所示)。而但装载部1202处于打开状态时,两个装载部1202的外端(夹持主体1213)分别向上折起或掀起,从而清洁模块120整体呈现上表面内凹的状态(如图39B所示)。
借助上述施加夹紧力以及对称设置两个装载部1202的实施例,可大大提升擦拭件的夹紧强度,最大限度的避免携带或装配清洁模块120的清洁机器人100在执行清洁作业的过程中擦拭件从清洁模块120上脱落的情况发生。
由于夹紧维持件向装载部1202施加的夹紧力始终存在,因此在无外力作用下,装载部1202一般处于夹紧状态。因此,为实现装载部1202由夹紧状态向打开状态切换,需要由外力来克服夹紧力。具体的,承接上文描述,枢转部分1215的背对夹持主体1213的触发端1214可被配置为接收外部的操作力。当操作力大于预设阈值时,装载部1202可围绕其与擦拭板1201的转动连接点转动,而由夹紧状态切换至打开状态。
在本实施例中,预设阈值为根据力臂大小进行设置。根据杠杆原理F1 S1=F2S2可知,在触发端1214与转动支点的距离S1、夹持主体1213与转动支点的距离S2以及夹持主体1213受到的夹紧力F2已知的情况下,操作力F1=F2S2/S1。因此,实际中,外界对触发端1214施加的操作力达到或超过F2S2/S1这一预设阈值时,即可打开装载部1202。
进一步地,为使触发端1214受到外界的操作力的作用下能顺利的打开,擦拭板1201上设有对应枢转部分1215的避让凹槽1203。如图39A所示,当夹持件处于夹紧状态时,触发端1214至少部分位于避让凹槽1203外,以方便外界部件(具体为下文提及的顶凸404)与触发端1214的配合。而当外界操作力超过预设阈值时,装载部1202打开,触发端1214向下转动,进入避让凹槽1203中。如此,避免擦拭板1201对触发端1214形成阻挡或干涉,保证装载部1202能顺利转动打开。此外,通过设置避让凹槽1203,可在装载部1202处于夹紧状态时使枢转部分1215至少部分容置在其中,从而尽可能的使清洁模块120的上表面平整,以便于清洁模块120与清洁机器人100的安装。
如图40至图43C所示,本发明实施例提供的用于为上述清洁模块120更换擦拭件的装置400可以包括:用于与清洁模块120的擦拭板1201可分离附接的支撑框架401、设在支撑框架401上的第一移动机构402以及驱动第一移动机构402在支撑框架401上沿第一方向L1向内或向外移动的动力机构410。
当清洁模块120的擦拭板1201附接在支撑框架401上时,装载部1202处于打开状态,第一移动机构402能在动力机构410的驱动下沿第一方向L1向内移动,以将擦拭件向擦拭板1201的第一夹持面1211推送。当清洁模块120与支撑框架401分离时,装载部1202切换至夹紧状态。
在本实施例中,支撑框架401大致可呈与清洁模块120的擦拭板1201形状相似的板状,同样包括但不限于如图40所示意的矩形板状。第一移动机构402设在支撑框架401上,可在动力机构410的驱动下在支撑框架401上沿第一方向L1向内或向外移动。其中,第一方向L1为如图40中L1所示的箭头方向,或者为图41A、图41C、图42A、图42C、图43A和图43C所示意的水平左右方向。“向内移动”为第一移动机构402朝靠近支撑框架401的内部或中心移动,“向外移动”为第一移动机构402远离支撑框架401内部或中心移动。上述解释同样适用于下文的第二移动机构403。
第一移动机构402在被驱动向内移动时可以将新的或干净的擦拭件向擦拭板1201的第一夹持面1211推送,因此其数量应与装载部1202的数量匹配或相等。在上文阐述装载部1202优选为两个的情况下,第一移动机构402的数量也优选地为两个,并且两个第一移动机构402沿第一方向L1设在支撑框架401相对的两侧,具体为如图40、图41A、图41C、图42A、图42C、图43A和图43C所示意的左右两侧。并且,两个第一移动机构402优选为对称设置。
如图40所示,在一个可行的实施例中,第一移动机构402可包括一平移件4021以及与平移件4021转动连接的搂耙件4022。动力机构410可驱动平移件4021沿第一方向L1移动,平移件4021进而带动搂耙件4022移动。平移件4021和搂耙件4022大致可呈长条杆状,两者大致平行设置,搂耙件4022的两端设有向平移件4021延伸的连接耳,搂耙件4022通过两个连接耳与平移件4021的两端转动连接。搂耙件4022的外端设有向内弯折的钩状结构,以便更好的与将擦拭件接触,将擦拭件向擦拭板1201推送。
第一移动机构402被驱动移动的方式可以为被动力机构410直接驱动,也可以为通过与下文的第二移动机构403的联动实现间接或被动式驱动。其中,与第二移动机构403联动实现间接或被动式驱动将在下文介绍,在此介绍被动力机构直接驱动的方式。
当第一移动机构402为一个时,动力机构410可直接驱动该一个第一移动机构402向内或向外移动。则在该实施例中,动力机构410可以为气缸、液压缸等,或者动力机构410也可以采用马达驱动齿轮与设在第一移动机构402上的齿条啮合的方式。
而当第一移动机构402为两个时,两个第一移动机构402需同时向外或同时向内移动,因此可分别由两个动力机构分别驱动两个第一移动机构402同时向外或同时向内移动,具体实现方式可参照上述实施例。或者,也可由一套动力机构实现两个第一移动机构402需同时向外或同时向内移动。具体可以为:两个第一移动机构402上分别设有齿条,两个齿条与同一个齿轮啮合,并且两个齿条位于齿轮的相对的两侧。
进一步地,为使清洁模块120的擦拭板1201附接在支撑框架401上时,装载部1202由夹紧状态切换至打开状态,如图43C所示,支撑框架401上可设有顶凸404,顶凸404可以为支撑框架401的底部向下凸起形成。当清洁模块120附接在支撑框架401上时,顶凸404可以顶触在枢转部分1215的触发端1214上。从而,使装载部1202打开,将脏擦拭件释放。
实际上,顶凸404顶触触发端1214上之后仍需要外力施加在清洁模块120上,才能打开装载部1202,具体过程将下文介绍。当装载部1202打开后,为实现新擦拭件能安装至清洁模块120上,清洁模块120仍需与支撑框架401附接在一起。
为实现该目的,清洁模块120同样可以借助磁场力实现与支撑框架401的附接。具体的,清洁模块120的擦拭板1201上可设有第一附接元件(未示出),支撑框架401上可设有与第一附接元件对应的第二附接元件(未示出)。具体的,第一附接元件设在擦拭板1201的上表面,第二附接元件设在支撑框架401的下表面。第一附接元件和第二附接元件中的一个为磁性元件,另一个为可磁化元件或磁性元件。其中,可磁化元件和磁性元件可参照上文解释,在此不作赘述。第一附接元件可向第二附接元件产生的磁吸力,以使清洁模块120维持其与支撑框架401的附接。
当清洁模块120完成擦拭件的更换后,需将清洁模块120与支撑框架401分离。为此,支撑框架401上可转动设有分离件405,分离件405具有收纳至支撑框架401内的收纳状态,以及使其外端延伸至支撑框架401外部的支出状态。当分离件405处于收纳状态时,清洁模块120附接在支撑框架401上;当分离件405切换至支出状态时,分离件405顶触清洁模块120的擦拭板1201使其与支撑框架401分离。
如图40、图41B、图42B和图43B所示,支撑框架401靠近端部的位置处设有通孔406,分离件405的上端可通过销轴转动连接在通孔406的内壁上。分离件405的下端面可呈平滑过渡的弧状,并且当分离件405由收纳状态逐渐向支出状态切换过程中,分离件405的下端面伸出支撑框架401的距离逐渐增大,从而对清洁模块120的擦拭板1201施加的力逐渐增大,并最终将擦拭板1201顶开。
进一步地,分离件405与支撑框架401之间可设有复位件,复位件向分离件405施加使其维持收纳状态或向收纳状态切换的复位力。在本实施例中,复位件可以为扭簧,套设在销轴上,向分离件405施加使其向内收纳的力,从而使分离件405在无外力作用的情况下被收纳在支撑框架401内。
为了驱动分离件405向支出状态切换,支撑框架401上设有第二移动机构403,当第一移动机构402沿第一方向L1向内或向外移动时,第二移动机构403相应地沿第二方向L2向外或向内移动,第二方向L2与第一方向L1大致垂直。具体的,当第一移动机构402沿第一方向L1向内移动时,第二移动机构403相应地沿第二方向L2向外移动。同样的,当第一移动机构402沿第一方向L1向外移动时,第二移动机构403相应地沿第二方向L2向内移动。其中,第二方向L2为如图40中L2所示的箭头方向,或者为图41A、图41B、图42A、图42B、图43A和图43B所示意的竖直上下方向。
分离件405沿第二方向L2位于第二移动机构403的外侧。如图42B和图43B所示,当第二移动机构403沿第二方向L2向外移动时,第二移动机构403推动分离件405由收纳状态切换至支出状态。具体的,当第二移动机构403向外移动时,会逐渐接近分离件405,并最终与分离件405发生接触。当第二移动机构403继续向外移动时,会推动分离件405转动,使其下端逐渐从支撑框架401中伸出。分离件405伸出的下端会顶触在清洁模块120的擦拭板1201上,并且随着分离件405的下端伸出长度的增长,分离件405顶触擦拭板1201的力也逐渐增大,最终克服第一附接元件和第二附接元件之间的磁吸力,使擦拭板1201与支撑框架401分离。
当然,擦拭板1201与支撑框架401的附接与分离的实现方式并不限于上述实施例。在另一个可行的实施例中,可以不必设置分离件405和第二移动机构403,而仅依靠第一附接元件和第二附接元件的变化,即可实现上述目的。
具体的,第一附接元件和第二附接元件中的一个为电磁元件,另一个为磁性元件或可磁化元件。例如,第一附接元件为电磁元件,第二附接元件为磁性元件或可磁化元件。或者反之。当电磁元件通电时,可产生磁场,从而吸附第二附接元件,使擦拭板1201附接在支撑框架401上,随后即可进行擦拭件的更换操作。而当完成擦拭件的更换后,断开电磁元件的电源,磁场消失,擦拭板1201在重力作用下下落,实现与支撑框架401的自然分离。
在本实施例中,第二移动机构403由板状结构构成。并且,第二移动机构403也优选为两个,沿第二方向L2设在支撑框架401另一相对的两侧。具体为如图40、图41A、图41B、图42A、图42B、图43A和图43B所示意的上下两侧。并且,两个第一移动机构402优选为对称设置。
为使一个动力机构410能同时实现对两个移动机构的驱动,结合图41A、图42A和图43A,第一移动机构402上设有第一仿形部4023,第二移动机构403设有第二仿形部4032,第二仿形部4032与第一仿形部4023配合。其中,第一仿形部4023与第二仿形部4032的配合用于将驱动动力由其中一个移动机构传递至另一个移动机构。当两个移动机构中的其中一个沿其对应的方向向内或向外移动时,另一个移动机构在第一仿形部4023和第二仿形部4032的配合作用下沿与之对应的方向向外或向内移动。
在一个实施例中,第一仿形部4023和第二仿形部4032中的一个为滑槽,另一个为嵌入滑槽中的凸起。如图40所示意的实施例中,第一仿形部4023为凸起,第二仿形部4032为滑槽。具体设置方式为:第一移动机构402设在支撑框架401和第二移动机构403之间,也就是第一移动机构402位于下层,第二移动机构403位于上层。第一移动机构402的平移件4021上设有两个支臂4024,每个支臂4024上各设置一个凸起。相应的,第二移动机构403上设有两个滑槽。当其中一个移动机构被动力机构驱动移动时,凸起与滑槽的配合作用使得另一个移动机构被带动移动。
如图41A、图42A和图43A所示,滑槽为分段设置,包括两段:倾斜段和直段,直段与倾斜段的内端连接。倾斜段沿第二方向L2向外倾斜,直段与第二方向L2平行。
在一个实施例中,动力机构410可以包括被马达驱动旋转的齿轮407、与齿轮407啮合的齿条408,齿条408设在第一移动机构402或第二移动机构403上。在第一移动机构402和第二移动机构403的数量均为两个的情况下,采用一个动力机构410使两个移动机构同时实现向内或向外移动,齿条408的数量为两个,分别设在两个第一移动机构402上或者两个第二移动机构403上。并且,两个齿条408位于齿轮407的两侧。
动力机构同时驱动两个移动机构的方式包括两种,分别是:
(一)动力机构直接驱动第一移动机构402沿第一方向L1移动,而第一移动机构402的移动通过第一仿形部4023与第二仿形部4032的配合驱动第二移动机构403沿第二方向L2移动。亦即,第一移动机构402被动力机构410直接驱动移动,而第二移动机构403通过第一仿形部4023和第二仿形部4032的配合被动力机构410间接驱动移动。
(二)动力机构410直接驱动第二移动机构403沿第二方向L2移动,而第二移动机构403的移动通过第一仿形部4023与第二仿形部4032的配合驱动第一移动机构402沿第一方向L1移动。亦即,第二移动机构403被动力机构410直接驱动移动,而第一移动机构402通过第一仿形部4023和第二仿形部4032的配合被动力机构410间接驱动移动。
如图40、图41A、图42A和图43A所示意的实施例为上述第(二)种方式,下面结合图40、图41A、图42A和图43A介绍动力机构410同时驱动两个移动机构的过程。
在该示意性的实施例中,第一移动机构402设在支撑框架401上,第二移动机构403设在第一移动机构402上,即第一移动机构402、第二移动机构403由下至上依次设在支撑框架401上。第一移动机构402和第二移动机构403的数量均为两个,第一仿形部4023凸起,第二仿形部4032为滑槽。每个第二移动机构403上各设置一个齿条408,齿轮407与两个齿条408啮合,并且两个齿条408分列在齿轮407的相对两侧。当齿轮407被马达驱动旋转时,驱动两个相对设置的齿条408驱动,进而带动第二移动机构403相向(向内)或相背(向外)移动。而借助凸起与滑槽的配合作用,第一移动机构402相应的被驱动相背(向外)或相向(向内)移动。
而为实现上述第(一)种的驱动方式,在上述示意性实施例的基础上,第一移动机构402和第二移动机构403的设置位置可对调,第一仿形部4023和第二仿形部4032可以与上述实施例相同,也可以相反,齿条408可设在第一移动机构402上。相应的,当齿轮407被马达驱动旋转时,驱动两个相对设置的齿条408驱动,进而带动第一移动机构402相向(向内)或相背(向外)移动。而借助凸起与滑槽的配合作用,第二移动机构403相应的被驱动相背(向外)或相向(向内)移动。
进一步地,支撑框架401上还可设有顶盖409,顶盖409覆盖两个移动机构。顶盖409上设有长条形孔,齿条408容置在该长条形孔中,用于对齿条408的移动起到导向和扶正作用。此外,用于驱动齿轮407的马达可设在顶盖409上。
下面结合图41A至图43C来说明本发明实施例的操作模块400为清洁模块120换上新的或干净的擦拭件600的过程。
如图41A至图41C所示,通过第一附接元件与第二附接元件之间的磁吸作用,清洁模块120的擦拭板1201被附接在支撑框架401的底部。支撑框架401底部设置的顶凸404顶触枢转部分1215的触发端1214,枢转部分1215向上转动,装载部1202打开。齿轮407被驱动正转,如图41A所示意的顺时针旋转,左侧的齿条408被驱动向上运动,右侧的齿条408被驱动向下运动。相应的,下方的第二移动机构403向上运动,上方的第二移动机构403向下运动。即,两个第二移动机构403向内运动。与此同时,在凸起与滑槽的倾斜段的配合作用下,左侧的第一移动机构402向左运动,右侧的第一移动机构402向右运动。即,两个第二移动机构403向外运动。
如图42A至图42C所示,齿轮407被驱动反转,如图42A所示意的逆时针旋转,左侧的齿条408被驱动向下运动,右侧的齿条408被驱动向上运动。相应的,下方的第二移动机构403向下运动,上方的第二移动机构403向上运动。即,两个第二移动机构403向外运动。与此同时,在凸起与滑槽的倾斜段的配合作用下,左侧的第一移动机构402向右运动,右侧的第一移动机构402向坐运动。即,两个第二移动机构403向内运动。从而,将擦拭件的600两端向擦拭板1201的第一夹持面1211推送,并且第二移动机构403的下端将擦拭件600的端部压在擦拭板1201的第一夹持面1211上。直至凸起运动到滑槽的倾斜段与直段相接处。
如图43A至图43C所示,齿轮407被马达驱动继续反转,此时凸起进入滑槽的直段中并顶触直段的底壁。则第二移动机构403继续向外运动,而第一移动机构402不再继续向内移动。随后,第二移动机构403顶触分离件405,分离件405从支撑框架401中伸出并将擦拭板1201顶开。从而,清洁模块120与支撑框架401分离,并在自身重力的作用下下落。在维持元件和匹配元件的作用下,清洁模块120的装载部1202向下转动,切换至夹紧状态,将擦拭件600夹紧。
参照上述,操作模块400为清洁模块120卸下脏擦拭件的过程与上述相反,不再赘述。
本发明实施例的操作模块400设置在基站200上,该基站200用于供清洁机器人100停靠,并用于为清洁机器人100卸下的清洁模块120更换清洁清洁。
如图37A至图37L所示,本发明实施例的基站200可以包括一壳体202,壳体202上可设有供清洁机器人100进出的出入口(未示出)。壳体202底部设有擦拭件操作位2023,擦拭板托盘203位于擦拭件操作位2023上。清洁机器人100经出入口驶入基站200,将脏清洁模块120卸载在位于擦拭件操作位2023上的擦拭板托盘203上。待操作模块400完成擦拭件的更换后,并且新的清洁模块120将至擦拭件操作位2023上时,清洁机器人100将其安装。
操作模块400设在壳体202内,并位于壳体202内预定高度。此外,壳体202内还设有用于承载清洁模块120并位于操作模块400下方的擦拭板托盘203、用于向清洁模块120提供擦拭件的供应模块204,以及用于将供应模块204提供的擦拭件牵引至清洁模块120处的牵引机构205。
供应模块204大致位于操作模块400的上方或斜上方,其可以包括卷轴以及卷绕在卷轴上的擦拭件,卷轴转动设置在壳体202的内壁。供应模块204进一步还可以包括至少一对推送滚轮2041,一对推送滚轮2041相对设置且两者之间具有供擦拭件穿过的缝隙,两者被电机驱动而相向旋转,从而向前或向后推送擦拭件。其中,“向前”为背离卷轴的方向,“向后”为指向卷轴的方向。
牵引机构205可包括传送件2051以及设在传送件2051上的摩擦件2052。如图37A至图37L所示,传送件2051可以为大致在水平方向上旋绕的同步带,其与操作模块400大致处于同一高度。壳体202内靠近左右两端的位置各设有一个传送轮,同步带绕在两个传送轮外,其中一个传送轮被电机驱动而主动旋转,进而驱动同步带运动。同步带大体可包括上下平行的两段,摩擦件2052设在同步带的下段上。摩擦件2052具体可以为具有毛刷的结构,包括设在同步带上的块状本体以及设在块状本体上下表面的毛刷。籍此,可增大与擦拭件之间的接触摩擦,进而可带动擦拭件随之运动。
传送件2051可带动摩擦件2052在第一位置和第二位置之间往复运动。其中,第一位置和第二位置为摩擦件2052运动的两个极限位置,具体可以为分别靠近左右两个传送轮的位置。具体的,第一位置可以为摩擦件2052在如图37A所示意的位置,第一位置可以为摩擦件2052在如图37G所示意的位置。
此外,操作模块400位于第一位置和第二位置之间,具体可以为操作模块400向传送件2051的投影位于第一位置和第二位置之间。这样,摩擦件2052在第一位置和第二位置之间运动时可经过操作模块400,以便将吸附在操作模块400上的清洁模块120卸下的脏擦拭件移走,并可以将供应模块204提供的新的或干净的擦拭件牵引至清洁模块120处,供清洁模块120安装。
具体的,在传送件2051带动摩擦件2052由第一位置移动至第二位置的过程中,即如图37A至图37L所示由左向右运动,摩擦件2052可以与落在擦拭板托盘203上的脏擦拭件接触,并将脏擦拭件向第二位置牵引。具体可以为,参见图37F所示,此时的擦拭板托盘203位于操作模块400的下方,并略低于摩擦件2052。当摩擦件2052向第二位置运动经过擦拭板托盘203时,摩擦件2052下表面的毛刷与落在擦拭板托盘203上的脏擦拭件接触,从而将脏擦拭件向第二位置扫略,并最终将脏擦拭件移出擦拭板托盘203。
相应的,在传送件2051带动摩擦件2052由第二位置移动至第一位置的过程中,即如图37A至图37L所示由右向左运动,摩擦件2052可以与供应模块204提供的新的或干净的擦拭件接触,并将擦拭件向第一位置牵引。参见图37H所示,在摩擦件2052向第一位置运动的过程中,摩擦件2052上表面的毛刷可以与供应模块204提供的擦拭件接触,从而牵引擦拭件向第一位置移动。
进一步地,壳体202内设有可用于收集脏擦拭件的回收盒206,回收盒206位于第二位置。具体的,如图37A至图37L所示,回收盒206大致位于壳体202内并对应右边的传送轮。回收盒206大致呈上端开口的壳状,其包括盒体2061及设在盒体2061底部的托底2062。
在一个可行的实施例中,回收盒206沿竖直方向可固定设置在壳体202内,即回收盒206在壳体202中至少沿竖直方向的位置是固定不变的。
不过,由于壳体202需要供清洁机器人100进出。因此,为了不对清洁机器人100进出壳体202造成阻挡或干涉,沿竖直方向固定设置在壳体202内的回收盒206的高度,至少应不低于清洁机器人100的高度,这样将造成壳体202的高度增大,进而使基站200的体积较大,便携性不佳。
有鉴于此,在另一个可行的实施例中,回收盒206可被配置为在壳体202中沿竖直可升降,以在清洁机器人100进入壳体202内时,使其位置升高,以避免阻挡或干涉清洁机器人100;而在清洁机器人100由壳体202移出时,其位置可下降。如此,可充分利用壳体202的高度空间。具体实现方案将在下文详细介绍。
壳体202内可设有升降机构207,升降机构207与擦拭板托盘203连接,用于带动擦拭板托盘203朝向或远离操作模块400运动,即带动擦拭板托盘203上下运动。在一个可行的实施例中,升降机构207的具体结构可与牵引机构205相似,包括上下两个传送轮以及旋绕在两个传送轮外的同步带,擦拭板托盘203可与同步带连接。
而为实现回收盒206在壳体202中的升降,回收盒206可被另一个升降机构驱动;当然,也可由升降机构207驱动。即,采用一个升降机构207实现擦拭板托盘203和回收盒206的升降运动。具体的,升降机构207包括至少四个传送轮,限定至少四个角点,从而升降机构207至少包括第一升降段2071和第二升降段2072,两个升降段分别与两个水平段连接。两个升降段大致平行设置,因此同步带旋转时,两个升降段的运动恰好相反。擦拭板托盘203和回收盒206分别与第一升降段2071和第二升降段2072连接,因此当升降机构207运行时,擦拭板托盘203与回收盒206的升降情况相反。即当第一升降段2071向上运动时,第二升降段2072向下运动,分别驱动擦拭板托盘203和回收盒206向上和向下运动。反之亦然。
参照图37A至图37C所示,擦拭板托盘203初始时位于壳体202的底部。相应的,回收盒206此时位于壳体202的最高处。如此,回收盒206不会遮挡壳体202的进出口,从而清洁机器人100可顺利进入壳体202内,并到达擦拭板托盘203的位置处。随后,清洁机器人100将清洁模块120释放在擦拭板托盘203上,驶出壳体202。升降机构207运行,使第一升降段2071向上运动,相应的,第二升降段2072向下运动。从而,带动擦拭板托盘203承载着清洁模块120向上运动,至清洁模块120与操作模块400附接以进行擦拭件的更换操作,而回收盒206则向下运动,用于收集脏擦拭件。如此,通过一个升降机构207可同时实现擦拭板托盘203和回收盒206的升降,使得回收盒206发挥其收集脏擦拭件的功能时位于较低的位置,在需要清洁机器人100进出壳体202时位于较高的位置,并可兼顾清洁模块120与操作模块400和清洁机器人100的装配需要。从而,使得基站200的结构较为紧凑,高度不至于过高,体积较小,便携性较佳。
当升降机构207通过擦拭板托盘203带动清洁模块120向上运动,至清洁模块120的擦拭板1201与操作模块400的支撑框架401附接时,支撑框架401底部的顶凸404顶触枢转部分1215的触发端1214上表面,从而枢转部分1215转动,使清洁模块120的装载部1202由夹紧状态切换至打开状态。
在本实施例中,擦拭板托盘203用于承载清洁模块120,或者供擦拭件放置。在一个可行的实施例中,擦拭板托盘203可整体呈板状结构,大致水平设置。如图38A和图38B所示,在另一个可行的实施例中,擦拭板托盘203被设计为能够可折叠式结构,包括主板2031以及转动设置在主板2031相对两侧的定位件2032。主体101呈平整的板状结构,其两端设有竖直向上延伸的凸耳2033,两个凸耳2033的外侧向内凹陷形成有连接凹槽2034,连接凹槽2034中设有滑块2035,滑块2035与升降机构207的同步带连接,籍此实现升降机构207与擦拭板托盘203的连接。参照图37A和图37L所示,进一步地,滑块2035与连接凹槽2034之间还设有缓冲件(例如弹簧),以缓冲擦拭板托盘203在升降过程中的震荡。
同样的,回收盒206与升降机构207的同步带的连接方式,也可参照上述结构设计,即在盒体2061通过另一个滑块2053与同步带连接,在此不作水赘述。
定位件2032大致呈长条结构,其截面可呈“7”字形弯折形状,具有位于主板2031外的外端和位于主体101下的内端,并且定位件2032与主板2031的转动连接点位于内端和外端之间。同样的,定位件2032也形成一杠杆结构,该杠杆结构的支点即为定位件2032与主板2031的转动连接点。
擦拭板托盘203具有展平状态和折叠状态。当处于展平状态时,两个定位件2032的上表面与主板2031上表面大致平齐。此时,定位件2032的内端顶触在主板2031的下表面,擦拭板托盘203整体呈现上表面平整的平面状态(如图38A所示)。当处于折叠状态时,两个定位件2032的外端向上折起,清洁模块120整体呈现上表面内凹的状态(如图39B所示)。此时,定位件2032的内端与主板2031的下表面脱离,擦拭板托盘203整体呈现上表面内凹的状态(如图38B所示)。
进一步地,当清洁模块120与操作模块400未接触时,擦拭板托盘203处于展平状态。而当清洁模块120与操作模块400接触时,擦拭板托盘203切换至折叠状态,两个定位件2032顶抵清洁模块120的相对两侧,从而将清洁模块120夹持在其中,并纠正清洁模块120的位置,使其与支撑框架401以最佳的形态连接。
如图37E所示,在清洁模块120的装载部1202切换至打开状态后,升降机构207随后带动擦拭板托盘203向下运动一段,被释放的脏擦拭件落在擦拭板托盘203上。随后,牵引机构205将擦拭件牵引至目标位置后,升降机构207再带动擦拭板托盘203向上运动,使擦拭板托盘203与清洁模块120接触,此时擦拭板托盘203由展开状态切换至折叠状态。从而,擦拭板托盘203的定位件2032将擦拭件向上折起,从而便于操作模块400的第一移动机构402将擦拭件向擦拭板1201的第一夹持面1211推送。
在定位件2032无外力作用的情况下,擦拭板托盘203处于展平状态,具体实现方式同上文描述,可以为定位件2032与主板2031之间设有复位件。或者,定位件2032的外端质量被设置的较大,或者长度被设置的较长,从而在杠杆原理的作用下,定位件2032的内端自然顶触主板2031下表面,擦拭板托盘203处于展平状态。
为使擦拭板托盘203由展平状态向折叠状态切换,如图38A和图38B所示,定位件2032的内端设有止挡件2036,其外端延伸至主板2031的外部。壳体202内设有与止挡件2036配合的挡条208,挡条208为两个,位于第一升降段2071的两侧。如图37D所示,在升降机构207通过擦拭板托盘203承载着清洁模块120向上运动的过程中,当清洁模块120与操作模块400接触时,挡条208也刚好顶触止挡件2036的外端,从而使擦拭板托盘203由展平状态切换至折叠状态。
下面结合图37A至图37L来说明本发明实施例的基站200为清洁机器人100更换擦拭件的完整过程。
如图37A所示,清洁机器人100携带着清洁模块120准备驶入基站200。此时,擦拭板托盘203位于基站200底部,回收盒206被同步带悬吊在高处,从而将壳体202上的进出口打开,以便能供清洁机器人100顺利进入基站200中。
如图37B所示,清洁机器人100驶入基站200内,将清洁模块120卸在擦拭板托盘203上。此时,擦拭板托盘203处于展平状态。
如图37C所示,清洁机器人100驶出基站200。
如图37D所示,升降机构207运行,具体为升降机构207的同步带顺时针旋转,带动擦拭板托盘203向上运动,与此同时,回收盒206向下运动。擦拭板托盘203承载着放置在其上的清洁模块120一起向上运动,直至清洁模块120与支撑框架401接触。支撑框架401底部的顶凸404顶触触发端1214的上表面,将擦拭板1201打开,脏擦拭件被释放。与此同时,挡条208顶触止挡件2036的外端,定位件2032转动,擦拭板托盘203切换至折叠状态,定位件2032顶触清洁模块120的擦拭板1201的两侧,纠正擦拭板1201的位置,并将擦拭板1201夹住。
如图37E所示,升降机构207反向运行,具体为升降机构207的同步带逆时针旋转,擦拭板托盘203向下运动一段距离,被释放的脏擦拭件落在擦拭板托盘203上。而在第一附接元件和第二附接元件的作用下,清洁模块120被吸附在支撑框架401下,使清洁模块120继续保持与支撑框架401附接的状态。
如图37F所示,牵引机构205运行,具体为牵引机构205的同步带逆时针旋转,带动摩擦件2052向右(第二位置方向)运动,摩擦件2052下表面与落在擦拭板托盘203上的脏擦拭件接触,并将脏擦拭件向右推送。
如图37G所示,牵引机构205的同步带继续逆时针旋转,摩擦件2052继续带动脏擦拭件向右运动,最终脏擦拭件移离擦拭板托盘203并掉落入回收盒206中。
如图37H所示,供应模块204的推送滚轮2041被电机驱动运转,将卷绕在卷轴上的新的或干净的擦拭件向前推送一段距离。随后,牵引机构205的同步带顺时针旋转,摩擦件2052被带动向左(第一位置方向)运动,摩擦件2052的上表面与新的或干净的擦拭件接触,从而将擦拭件向左剐蹭牵引。与此同时,推送滚轮2041也同步运转,持续的向前推送擦拭件。直至摩擦件2052到达第一位置,推送滚轮2041停转。
如图37I所示,推送滚轮2041反转,将擦拭件往回拖曳一段距离。待设在牵引机构205上方的检测元件209(例如可以为光电传感器)检测到擦拭件往回移动预定距离后停止。
如图37J所示,升降机构207的同步带顺时针旋转,擦拭板托盘203向上运动,至清洁模块120与支撑框架401附接。与此同时,挡条208顶触止挡件2036的外端,使擦拭板托盘203再次切换至折叠状态,定位件2032的外端向上折起,将擦拭件向上折起。随后,推送滚轮2041继续反转,将擦拭件在断点处拉断。
如图37K所示,操作模块400的动力机构410运转,驱动第一移动机构402将擦拭件向擦拭板1201的第一夹持面1211推送。与此同时,第二移动机构403推送分离件405伸出,将擦拭板1201顶开,装载部1202切换至夹紧状态,擦拭件被夹持在清洁模块120上。再然后,升降机构207的同步带逆时针旋转,擦拭板托盘203向下运动。与此同时,回收盒206上升。直至擦拭板托盘203到达壳体202底部,此时回收盒206上升至最高处,停止。
如图37L所示,清洁机器人100再次驶入基站200,将更换完擦拭件的清洁模块120重新安装在其底部后,驶出基站200。随后,即可进行清洁作业。
上述更换流程可以看出,在上述实施例中,为避免对擦拭板托盘203形成的干涉,清洁机器人100更换擦拭件时,需二次进出基站200,擦拭件更换效率有待于提高。有鉴于此,本发明第二实施例提供了以下的进一步改进方案。
如图44A至图44I所示,基站200的壳体202中设置设有擦拭板操作位,擦拭板操作位包括擦拭板分离位2021和擦拭板安装位2022,擦拭板分离位2021用于供擦拭板托盘203放置,擦拭板安装位2022位于壳体202的出入口与擦拭板分离位2021之间,用于供更换新的擦拭件的清洁模块120放置。
基站200还包括设在壳体202中的平移换位机构212。如图45所示,该平移换位机构212包括:旋转臂2121,转动设在壳体202面对出入口的内壁上。旋转臂2121大致呈杆状,具有与壳体202内壁转动连接的连接端(如图45所示左端)和背对连接端的自由端(如图45所示右端)。连接端和自由端上分别转动设置有第一同步轮和第二同步轮(未示出),第一同步轮和第二同步轮外绕设有同步带2122,同步带2122上连接有推块2123。第一同步轮与马达连接,马达通过驱动第一同步轮旋转,带动同步带2122及其推块2123运动。具体的,旋转臂2121通过支座2124转动设置在壳体202内壁上,连接端上设置的传动轴2125穿过支座2124的连接耳与马达的输出轴连接。
推块2123由可磁化材料例如铁、钴、镍制成,能够被磁力吸引,或者,推块2123上设有磁性元件2127例如磁体。旋转臂2121靠近连接端和自由端分别设有第一磁体2126和第二磁体(未示出)。当推块2123被同步带2122带动而运动至靠近连接端或自由端时,第一磁体2126或第二磁体可分别对推块2123产生磁吸力,以使推块2123具有稳定的处于连接端或自由端的趋势。
本实施例的工作原理为:旋转臂2121一开始为竖直状态,推块2123靠近连接端,被第一磁体2126磁吸,同步带2122处于锁定状态。由于旋转臂2121背对擦拭板分离位2021和擦拭板安装位2022方向的旋转被壳体202内壁所限制,因此马达驱动传动轴2125旋转时,旋转臂2121只能擦拭板分离位2021和擦拭板安装位2022所在方向旋转,并最终使旋转臂2121由竖直状态切换至水平状态。随后,增大马达的输出扭力,直至马达对第一同步轮施加的作用力克服第一磁体2126对推块2123的磁吸力时,第一同步轮被驱动启动旋转,同步带2122随之旋转,带动推块2123运动。推块2123的运动方向为由擦拭板分离位2021指向擦拭板安装位2022,从而将位于擦拭板分离位2021上的擦拭板托盘203所承托刚完成擦拭件更换的擦拭板推动至擦拭板安装位2022。此时,推块2123被第二磁铁磁吸。然后,马达反向旋转,旋转臂2121旋转运动到竖直位置。
下面结合图44A至图44I来说明本发明实施例的基站200为清洁机器人100更换擦拭件的完整过程。
如图44A所示,清洁机器人100准备进入基站200更换擦拭件。此时,旋转臂2121处于竖直状态,推块2123被第一磁体2126磁吸,同步带2122处于锁定状态。
如图44B所示,清洁机器人100经出入口进入基站200,将清洁模块120卸载至位于擦拭板分离位2021的擦拭板托盘203上。
如图44C所示,清洁机器人100回退到擦拭板安装位2022,安装上一个操作轮次提供的更换了新擦拭件的清洁模块120。
如图44D所示,清洁机器人100机器退出基站200。
如图44E所示,依照如图37A至图37L所示的流程,基站200内对本轮次清洁机器人100卸下来的清洁模块120进行擦拭件的更换操作,随后擦拭板托盘203将更换了干净的擦拭件的清洁模块120降至擦拭板分离位2021。
如图44F所示,马达驱动平移换位机构212操作,使旋转臂2121由原来的竖直位置旋转至水平位置。
如图44G和图44H所示,马达驱动第一同步轮克服第一磁体2126对推块2123的磁吸力,带动推块2123向右运动,进而将放置在擦拭板托盘203上的更换了干净擦拭件的清洁模块120推动至擦拭板安装位2022。
如图44I所示,随后,马达反转,旋转臂2121旋转至竖直位置。
由此可见,借助上述改进实施例的技术方案,通过在基站200中增设平移换位机构212和用于暂存更换了新的擦拭件的清洁模块120的擦拭板安装位2022,平移换位机构120可以将由操作模块400完成了擦拭件更换的清洁模块120由擦拭板托盘203推至擦拭板安装位2022。如此,清洁机器人100在更换清洁模块120时,将脏的清洁模块120卸在擦拭板托盘203上,随后再从擦拭板安装位2022上安装新的清洁模块120。从而,只需进出一次基站200,即可完成清洁模块120的更换,更换效率大大提升。
需要说明的是,该第二种方案中的基站200与如图37A至图37L所示的第一种方案中的基站200的区别仅在于增设了平移换位机构212和擦拭板安装位2022(实质上,第一种方案中的基站200包含有擦拭板分离位2021),其他的结构大体相同,可参照上文描述,在此不作赘述。
如图46A至图46L所示,为本发明第二实施例中第三种可行方案的基站200为清洁机器人100更换擦拭件的过程图。该方案中的基站200与如图37A至图37L所示的第一种方案、如图44A至图44I所示的第二种方案中的基站200略有不同。区别在于,本方案中的基站200用于为清洁模块120更换擦拭件的装置400、回收盒206,与上述两方案中的操作模块400是不同的,其他相似之处可参照上文描述,在此不作赘述。
此外,本方案中的擦拭板托盘203可以与上述方案中相同,也可以不同。当擦拭板托盘203采用上述方案中相同的结构时,壳体202中可对应设置挡条208。而当擦拭板托盘203采用上述方案中不同的结构时,擦拭板托盘203可以仅包括一承托板,类似于上述方案中的主板2031,而不包括定位件2032。则此时,擦拭板托盘203仅包括展开状态,而不包括折叠状态。
擦拭板托盘203设在升降机构207上,被升降机构207带动上下移动。在本方案中,升降机构207同样可以与上述第一和第二方案相同,也可以采用其他替换方式。例如,在本实施例中,升降机构207可以包括在壳体202中竖直设置的同步带、传动带等带状结构,壳体202内靠近上端和底部的位置分别设置一个步轮,同步带、传动带绕设在两个步轮外,擦拭板托盘203固定在同步带、传动带的任意一侧的竖直段上。
如图46A所示,在本方案中,操作模块400可以仅包括一吸附板411以及设在吸附板411底部的磁性元件(未示出),吸附板411类似于上述方案中的支撑框架401。壳体202靠近上端的位置设有移动机构412,移动机构412也可以为包括同步带、传动带等带状结构,其环绕在多个带轮外,并且至少形成有水平牵引段4121。
结合图46E所示,吸附板411通过一连接组件与移动机构412的水平牵引段4121固定连接,而吸附板411与该连接组件转动连接。具体的,基站200的壳体202靠近上端的内壁设有水平的第一滑槽413和第二滑槽414。其中,第一滑槽413的尺寸小于第二滑槽414的尺寸,两个滑槽设在同一个水平位置。壳体202内壁还设有第三滑槽419,第三滑槽419呈山峰状,与第二滑槽414平滑过渡连通。并且,第三滑槽419与升降机构207的位置相对应。
连接组件包括设在第一滑槽413中并能在第一滑槽413中沿水平方向移动的第一滚轮415、与第一滚轮415转动连接的第一连接件416和第二连接件417。第一连接件416与移动机构412的水平牵引段4121固定连接,第二连接件417的一端与吸附板411连接,另一端转动设置有第二滚轮418,第二滚轮418可在第二滑槽414和第三滑槽419中滑动。第一连接件416、第二连接件417与第一滚轮415转动连接的一种方式可以为,第二连接件417呈片状或板状,其面对第一滑槽413的一侧设有,第一滚轮415转动设在该上。该的端部可延伸至第一滚轮415背对第一滑槽413的一侧。第一连接件416也呈片状或板状,与端部固定连接。
或者,第二连接件417中设有与第一滚轮415形状大小相适配的圆形孔,第一滚轮415部分嵌设在该圆形孔中,并能在其中转动,另一部分位于圆形孔外,该露出圆形孔外的部分再嵌入第一滑槽413中。第一滚轮415的圆心位置可设有,其背对第一滑槽413方向延伸,第一连接件416上可设有轴孔,穿设在该轴孔中。
吸附板411具有水平位置和竖直位置。具体的,当升降机构207将清洁模块120向上传递至吸附板411附近时,在磁力的作用下,清洁模块120被吸在吸附板411的下端。此时,第二滚轮418位于第三滑槽419内,吸附板411整体处于水平位置状态。当移动机构412运动时,与移动机构412的水平牵引段4121通过连接组件连接的吸附板411即为发生翻转。
具体的,当水平牵引段4121向左运动,原本在第三滑槽419中处于竖直状态的第二滚轮418就会进入水平的第二滑槽414的左半段。从而,在第二滚轮418与第二滑槽414的限位作用下,吸附板411顺时针向上旋转,如图46D至图46E所示意的过程。
相应的,当水平牵引段4121向左运动,原本在第三滑槽419中处于竖直状态的第二滚轮418就会进入水平的第二滑槽414的右半段,吸附板411逆时针向上旋转,如图46G至图46H所示意的过程。
在本方案中,回收盒206位于水平牵引段4121一端(如图46A至图46L所示意的左侧),水平牵引段4121的另一端外侧可设有擦拭件安装位420。回收盒206朝向水平牵引段4121开口,其开口处上下两端设有分离模块422,分离模块422呈倒钩状结构,用于勾住擦拭件,将擦拭件从清洁模块120的擦拭板1201取下。因此分离模块422设置的位置对应为擦拭件分离位4221。擦拭件安装位420大致呈朝内开口的槽状,其槽体的形状与清洁模块120的擦拭板1201的底部形状相适配。供应模块204提供的擦拭件的端部可下垂至擦拭件安装位420处。在供应模块204与擦拭件安装位420之间还设有进给模块421,其包括至少两个传送轮,两个传送轮间歇性的靠近远离以夹紧擦拭件。如图46A所示,其中一个传送轮为圆形滚轮,另一个传送轮为凸轮。下面结合图46A至图46L来说明本发明实施例的基站200为清洁机器人100更换擦拭件的完整过程。
如图46A所示,清洁机器人100准备进入基站200更换擦拭件。此时,擦拭板托盘203位于壳体202的底部,第二滚轮418位于第三滑槽419内,吸附板411处于水平位置状态。
如图46B所示,清洁机器人100经出入口进入基站200,将清洁模块120卸载在擦拭板托盘203上,回退一段距离。
如图46C所示,升降机构207带动擦拭板托盘203向上运动,将其承载的清洁模块120向吸附板411运送。
如图46D所示,在磁力的作用下,清洁模块120被吸附板411吸住。升降机构207下降,擦拭板托盘203回归至基站200底部。
如图46E所示,移动机构412顺时针旋转,水平牵引段4121向左运动。第二滚轮418由第三滑槽419进入第二滑槽414的坐半段中,吸附板411向左旋转90度,切换至竖直位置状态。随后,移动机构412继续运转,吸附板411固定着清洁模块120继续朝回收盒206运动。
如图46F所示,吸附板411和清洁模块120经开口进入回收盒206内。
如图46G所示,移动机构412反向逆时针旋转,带动吸附板411和清洁模块120往回运动。当清洁模块120经过分离模块422时,其上的脏擦拭件被勾住刮下,随后掉落在回收盒206内。
如图46H所示,移动机构412继续反向旋转,吸附板411和清洁模块120继续往回(向右)运动。当运动至对应第三滑槽419位置时,第二滚轮418再次进入其中,吸附板411切换至水平位置状态。紧接着,随着移动机构412的旋转,第二滚轮418再次运动至第二滑槽414的右半段中。吸附板411向右旋转90度,切换至竖直位置状态。
如图46I所示,移动机构412继续带动吸附板411和清洁模块120向右运动,至清洁模块120的擦拭板1201恰好坐在擦拭件安装位420中。此时,进给模块421的两个传送轮将供应模块204提供的新擦拭件夹紧。当清洁模块120的擦拭板1201坐在擦拭件安装位420上时,对擦拭件施加拉力,将其拉断并夹紧。
如图46J所示,移动机构412反向带动吸附板411和清洁模块120向左运动,至第二滚轮418由第二滑槽414再次进入第三滑槽419中,停止,吸附板411连通清洁模块120恢复至水平位置状态。
如图46K所示,升降机构207带动擦拭板托盘203上升,将清洁模块120从吸附板411上取下。随后,再带动擦拭板托盘203承载着清洁模块120下降至底部。
如图46L所示,清洁机器人100驶入基站200安装清洁模块120,随后退出基站200开始工作。
在该实施例中,吸附板411与清洁模块120实现可拆卸式磁性的方式可以为,吸附板411上设置的磁性元件可以为电磁铁。当需要将清洁模块120吸附在吸附板411上时,电磁铁通电产生磁场。当需要将清洁模块120从吸附板411上取下时(如图46K所示的步骤),电磁铁断电,磁场消失,则清洁模块120在重力作用下落在擦拭板托盘203上。
此外,清洁模块120也与上述两种方案的略有不同。在本实施例中,清洁模块120可以仅包括一擦拭板1201,其可通过魔力粘/刺毛粘粘贴清洁模块。这样,在如图46I所示的步骤中,移动机构412带动吸附板411和清洁模块120向右运动至擦拭板1201坐在擦拭件安装位420中时,擦拭板1201一方面可对擦拭件施加向下的拉力,从而将擦拭件在弱连接点处拉断,另一方面可对擦拭件施加压力,使其能牢固的粘贴在擦拭板1201底部的魔力粘/刺毛粘上。
如图47至图50所示,为本发明第三实施例所涉及的附图。该第三实施例具体提供了一种用于供清洁机器人100停靠的基站200,以及运用或配置该基站200的清洁系统300。在本实施例中,清洁机器人100可与上文第一和/或第二实施例中的清洁机器人完全相同,在此不作赘述。本实施例描述脏擦拭件的回收过程,基站200主要包括收纳模块,及将脏擦拭件回收至收纳模块的收集框240。
如图47、图49和图50所示,在本实施例中,基站200可包括一用于放置在支撑表面(例如地面)上的底板230、设在底板230上用于收集清洁机器人100卸下的脏擦拭件的收集框240。其中,底板230的面积大于收集框240在底板230上的投影面积。这样,收集框240设在底板230上时,仅占据底板230上表面的部分区域,从而底板230在收集框240外侧形成空置区域,用于供清洁机器人100停放(如图47所示)。
收集框240可为半开放式结构,包括后板240a、与后板240a连接并相对设置的两个侧板240b、滑动设于两个侧板240b之间并与后板240a相对的压板240c。其中,后板240a和两个侧板240b呈竖直状态设在底板230上,两个侧板240b平行设置,压板240c被夹持在两个侧板240b之间,压板240c优选与后板240a平行。且压板240c可相对两个侧板240b上下滑动,从而可打开或关闭收集框240。
如图50所示,为对压板240c的上下滑动进行导向和限位,压板240c的水平两端形成有凸耳结构240d,两个侧板240b上分别设有竖直延伸的长条形的限位导孔240e。凸耳结构240d嵌入在两个侧板240b的限位导孔240e中,并可在限位导孔240e中上下移动,籍此实现对压板240c的限位和上下滑动的导向。
为将清洁机器人100卸下的脏擦拭件回收至收集框240中,基站200还包括擦拭件收集机构。擦拭件收集机构包括设在收集框240上的驱动组件以及被驱动组件驱动的搂耙组件。搂耙组件被驱动组件驱动而使其下端具有朝向收集框240方向运动的工作行程和背离收集框240方向运动的返回行程。当处于工作行程时,搂耙组件的下端与底板230接触,以压紧脏擦拭件并拖动脏擦拭件在底板230上朝收集框240移动。而当处于返回行程时,搂耙组件的下端与底板230脱离。
如图47、图49和图50所示,搂耙组件可包括摆动件231。驱动组件可包括电机232、被电机232旋转驱动的致动件。致动件与摆动件231配合以驱动摆动件231的下端沿工作行程或返回行程移动。
驱动组件还包括被电机232旋转驱动的输入轴233,输入轴233穿设至收集框240的两个侧板240b的外侧,其两端分别设有一个致动件。结合图47所示,电机232可通过主动齿轮与被动齿轮的啮合作用驱动输入轴233旋转。摆动件231也为两个,设在收集框240的外侧,分别与两个致动件对应配合。
在一个可行的实施例中,搂耙组件可以仅包括摆动件231,或者,摆动件231单独构成搂耙组件。则当处于工作行程时,摆动件231的下端可以顶触在底板230上,压紧脏擦拭件,并拖动脏擦拭件向收集框240中移动。此时,摆动件231的下端即构成搂耙组件的下端。
在另一个可行的实施例中,搂耙组件进一步还可包括连接件234和擩推板235,连接件234的两端分别与两个摆动件231的下端转动连接,擩推板235转动设在连接件234的下端。此时,擩推板235的下端即构成搂耙组件的下端。
连接件234大致呈水平延伸的板条状,其两端分别与收集框240的两个侧板240b连接。擩推板235大致呈水平延伸的板状,为增大其下表面与脏擦拭件的接触摩擦,擩推板235的下表面可形成沿其长度方向延伸的凹凸纹理。
擩推板235与连接件234可通过销轴实现转动连接。具体的,如图50所示,擩推板235的下端可形成有一个或多个缺口,擩推板235的上端可对应设有一个或多个连接凸起。缺口的两侧以及连接凸起中设有销孔,销孔中穿设有销轴,连接凸起卡入对应的缺口中。
连接件234可相对摆动件231上下移动,使擩推板235实现上下浮动。具体的,如图48所示,连接件234的两端设有连接轴236,两个摆动件231的下端设有沿竖直方向延伸的轴孔237,两个连接轴236分别插设在两个轴孔237中。连接轴236可在轴孔237中上下移动,进而使擩推板235实现浮动。
当工作行程伊始,擩推板235将脏擦拭件压合在底板230上。随着工作行程的持续进行,擩推板235对脏擦拭件和底板230的压合力逐渐增大,推动连接件234向上移动。随后,擩推板235对脏擦拭件和底板230的压合力再逐渐减小,则连接件234回落。从而,在整个工作行程过程中,可始终使擩推板235保持与脏擦拭件和底板230的压合。
两个摆动件231之间可设有位于连接件234上方的导向件238,导向件238中设有导向孔238a,导向孔238a中活动穿设有导向销239,导向销239的下端与连接件234固定连接。当擩推板235在底板230上移动而推动连接件234相对于摆动件231上下移动时,可带动导向销239在导向孔238a中上下移动,进而对连接件234和擩推板235的上下浮动实现导向和扶正。
为提高对脏擦拭件和底板230的压合力,在另一个实施例中,可设置弹性件241来顶推连接件234和擩推板235。导向件238和连接件234之间设有处于压缩状态的弹性件241。如此,在整个工作行程过程中,随着连接件234相对于摆动件231的上下移动,偏压设置的弹性件241可对连接件234施加不同程度的向下的弹性作用力,进而提高擩推板235压合脏擦拭件和底板230的力度,避免因擩推板235施加的压合力较小而导致脏擦拭件未被擩推板235拖动的情况发生,保证脏擦拭件收集能够顺利的朝向收集框240移动。
擩推板235与连接件234之间可设有扭簧,扭簧对擩推板235施加的扭力使擩推板235靠近收集框240的端部具有朝向底板230方向转动的趋势。这样,在扭簧施加的扭力作用下,擩推板235靠近收集框240的端部始终具有向下转动的趋势。从而,当擩推板235由下降行程切换至工作行程伊始,擩推板235的左端率先接触脏擦拭件和底板230,并随着擩推板235的继续下降,擩推板235以其与底板230接触的端部为支点进行转动,直至其下表面完全与脏擦拭件和底板230接触。如此,通过使擩推板235逐渐与脏擦拭件和底板230接触压合的方式,可提高擩推板235对脏擦拭件的压合效果。
收集框240的压板240c被设计为可在擩推板235运动至工作行程末端时打开。压板240c的下端可形成有朝向擩推板235的楔入斜面,擩推板235面对楔入斜面的端部为楔入端。楔入斜面可以为压板240c的部分下端面朝向擩推板235倾斜形成,楔入端可以为尖端,其沿工作行程方向的截面面积逐渐缩小。当擩推板235沿工作行程移动至楔入端顶触楔入斜面时,压板240c可被楔入端顶推向上滑动,从而可打开收集框240,压合在擩推板235下端的脏擦拭件经打开的开口进入收集框240中。直至完成工作行程,擩推板235向上运动,到达返回行程。则压板240c可在自身重力的作用下下落,使其下端顶触底板230,压住脏擦拭件,使脏擦拭件保持在当前位置,避免因外界因素(例如风吹、气流)作用而导致脏擦拭件发生移位。
如图48所示,在一个实施例中,摆动件231上设有枢转部242,收集框240的侧板240b上设有配接部243。枢转部242可以为设在摆动件231上并沿摆动件231的长度方向延伸的长条形滑槽,配接部243可以为固定在收集框240侧板240b上的导向部件。导向部件嵌入长条形滑槽中并能在长条形滑槽中转动和滑动。致动件包括偏心结构,偏心结构与摆动件231的上端转动连接。
偏心结构可以为偏心轮244,偏心轮244与输入轴233偏心设置。摆动件231的上端可设有轮环245,偏心轮244设在轮环245中。或者,偏心结构也可以为连杆,连杆的延伸方向与输入轴233的轴线方向垂直,摆动件231的上端与连杆转动连接。
如图49所示,输入轴233带动偏心结构旋转,偏心结构可带动与之转动连接的摆动件231上端围绕输入轴233的轴线旋转,摆动件231上端的旋转轨迹为圆形。由于摆动件231靠近中部的位置被枢转部242和配接部243限位。从而,摆动件231以枢转部242和配接部243的连接处为支点进行转动,从而其下端可发生摆动。籍此,带动设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235随之摆动。
下面说明该实施例的工作过程:
搂耙组件的擩推板235一开始处于抬起位置,清洁节气人机器人工作后进基站200,脏擦拭件被释放至基站200的底板230上。
随后,电机232驱动输入轴233顺时针转动,在偏心结构的带动下,擩推板235逐渐向下运动,直至压住脏擦拭件。
电机232驱动输入轴233继续沿顺时针转动,擩推板235被驱动向工作行程方向运动,进而拖动脏擦拭件一起运动。至擩推板235的楔入端顶触到收集框240压板240c的楔入斜面,随着擩推板235继续向前运动,压板240c被顶开,脏擦拭件被送入收集框240。
擩推板235运动至工作行程末端,电机232驱动输入轴233继续沿顺时针转动,擩推板235开始上抬并往回运动,至楔入端与楔入斜面脱离,压板240c在重力作用下向下运动,压住脏擦拭件,脏擦拭件的一部分被输入到收集框240中。
电机232驱动输入轴233继续沿顺时针转动,擩推板235沿返回行程运动。重复上述过程,直至脏擦拭件被完全收入收集框240中。
如图49和图50所示,在另一个实施例中,收集框240的侧板240b上设有可沿工作行程方向或返回行程方向运动的滑动件246,滑动件246与侧板240b之间设有第一复位件247,第一复位件247向滑动件246施加的复位力使其具有朝返回行程方向移动的趋势。收集框240的侧板240b上设有导向卡箍248,滑动件246穿设在导向卡箍248中并被导向卡箍248沿竖直方向限,从而滑动件246可在侧板240b上水平移动。
滑动件246形成有豁口246a,豁口246a中设有第一挂接件246b。侧板240b的外壁可设有第二挂接件240f。第一复位件247可以为弹簧,其两端分别挂接在第一挂接件246b和第二挂接件240f上。第一挂接件246b可以为竖直设在豁口246a中的销轴结构,第二挂接件240f可以为设在侧板240b外壁的凸起结构。第一复位件247处于拉伸状态,对滑动件246施加朝向返回行程方向的拉力。
摆动件231可滑动的设在侧板240b上,且摆动件231与滑动件246之间沿工作行程方向或返回行程方向固定。摆动件231与滑动件246之间设有第二复位件249,第二复位件249向摆动件231施加的复位力使其具有背离底板230方向运动的趋势。
如图50所示,摆动件231的上端外壁设有第三挂接件231a,滑动件246的下端外壁设有第四挂接件246c,第二复位件249为弹簧,其两端分别挂接在第三挂接件231a和第四挂接件246c上。其中,第三挂接件231a可以为设在摆动件231外壁的凸起结构,第四挂接件246c可以为设在滑动件246外壁的钩状结构。第二复位件249处于拉伸状态,对摆动件231施加向上的拉力。
滑动件246内侧壁设有沿竖直方向延伸的导向滑槽246d,摆动件231穿设在导向滑槽246d中并被导向滑槽246d沿水平方向限位。
摆动件231上设有第一仿形凹槽231c,致动件包括设在第一仿形凹槽231c中的第一凸轮224。第一凸轮224被输入轴233驱动在第一仿形凹槽231c中旋转,可通过顶触第一仿形凹槽231c的表面,驱动摆动件231运动,并在第一复位件247和第二复位件249的作用下,实现摆动件231的复位,继而使摆动件231的运动实现循环。
摆动件231整体呈倒立的“F”形,包括杆体231d、设在杆体231d上的第一延伸部231e。杆体231d的右表面及第一延伸部231e的下表面限定出第一仿形凹槽231c。杆体231d穿设在导向滑槽246d中,第一延伸部231e位于滑动件246的下方。摆动件231还包括设在杆体231d下端的第二延伸部231b,连接件234转动设在第二延伸部231b的端部。
第一凸轮224包括两个相对设置的平直仿形面、以及与两个平直仿形面平滑过渡的圆弧形仿形面,第一凸轮224与输入轴233的连接点位于其中一个圆弧形仿形面的圆心。第一仿形凹槽231c包括连接杆体231d的右表面及第一延伸部231e的下表面之间的圆弧形平滑过渡面,圆弧形平滑过渡面的曲率与圆弧形仿形面的曲率相适配。靠近第一凸轮224与输入轴233连接点的圆弧形仿形面形成第一凸轮224的势能最低点。相应地,远离第一凸轮224与输入轴233连接点的圆弧形仿形面形成第一凸轮224的势能最高点。
当擩推板235处于工作行程时,第一凸轮224的势能最低点在圆弧形平滑过渡面中转动,第一凸轮224的势能最高点在杆体231d的右表面上滑动。第一延伸部231e的下表面与第一凸轮224的势能最低点接触,进而摆动件231处于最低位置。如此,设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235能够压合在底板230上。与此同时,第一凸轮224的势能最高点在杆体231d的右表面上滑动,摆动件231与输入轴233连接点之间的距离逐渐增大。由于输入轴233相对于收集框240固定,从而摆动件231作逐渐远离输入轴233的运动。如此,设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235随之朝收集框240移动。从而擩推板235将脏擦拭件压合在底板230上,摆动件231被第一凸轮224顶推着擩推板235朝收集框240方向运动,实现脏擦拭件的回收。
当擩推板235处于返回行程时,第一凸轮224的势能最低点在杆体231d的右表面上滑动,第一凸轮224的势能最高点在第一延伸部231e的下表面上滑动。第一延伸部231e的下表面与第一凸轮224的势能最高点接触,进而摆动件231处于最高位置。如此,设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235被抬离底板230。与此同时,第一凸轮224的势能最低点在杆体231d的右表面上滑动,则在第一复位件247的作用下,滑动件246和摆动件231被牵拉朝返回行程方向移动,设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235亦随之朝返回行程方向移动。从而,擩推板235被抬离高出底板230,并在第一复位件247的作用下带动摆动件231和设在摆动件231下端的连接件234和擩推板235朝返回行程方向运动,实现摆动件231的回程。
压板240c面对返回行程方向的表面形成有第二仿形凹槽240g。输入轴233上设有容置在第二仿形凹槽240g中的第二凸轮225,并且第二凸轮225的势能最高点与第一凸轮224的势能最高点位于输入轴233的两侧。
第二仿形凹槽240g包括面对返回行程方向的表面(下文简称前侧表面)和下表面。由于第二凸轮225的势能最高点与第一凸轮224的势能最高点位于输入轴233的两侧。因此,当擩推板235处于工作行程时,第一凸轮224的势能最高点位于下方,则此时第二凸轮225的势能最高点位于上方,顶触在第二仿形凹槽240g的下表面,压板240c被第二凸轮225顶开处于打开状态,进而被擩推板235拖动的脏擦拭件进入收集框240中。
而当擩推板235处于返回行程时,第一凸轮224的势能最高点位于上方,则此时第二凸轮225的势能最高点位于下方,也就是第二凸轮225的势能最低点顶触在第二仿形凹槽240g的下表面,从而压板240c在自身重力的作用下下落,进而压住脏擦拭件。
如图51至图56所示,为本发明第四实施例所涉及的附图。该第四实施例具体提供了一种基站200,其能够自动回收由清洁机器人100卸下的脏擦拭件,其包括:机架11、设于机架11上用于供清洁机器人100释放擦拭件的擦拭件分离位13、设于机架11上用于收容擦拭件的收纳模块15、设于机架11上的传送装置17、设于传送装置17上的夹持机构19、用于驱动传送装置17的驱动机构。夹持机构19具有在收纳模块15和擦拭件分离位13之间移动的第一工作状态、夹持擦拭件分离位13上的擦拭件的第二工作状态以及将擦拭件释放于收纳模块15内的第三工作状态。驱动机构驱动传送装置17以使夹持机构19在擦拭件分离位13和收纳模块15之间移动,进而在第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态之间转换。
使用时,清洁机器人100在擦拭件完成拖地后可以停靠在擦拭件分离位13上,并将擦拭件释放至擦拭件分离位13上。然后启动驱动机构,驱动传送装置17,进而使夹持机构19在擦拭件分离位13和收纳模块15之间移动,并在第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态之间转换。当夹持机构19夹持擦拭件分离位13上的擦拭件,并夹持擦拭件移动直至移动至收纳模块15时朝向收纳模块15张开,将擦拭件释放于收纳模块15内。如此实现对擦拭件的自动回收,不需要操作人员手动取出擦拭件,避免人工干预。
机架11包括竖直设置的第一框架41和第二框架43,第一框架41和第二框架43整体上呈矩形,分别形成第一开口和第二开口,清洁机器人100能穿过第一开口进入机架11内,并穿设于第二开口内。
擦拭件分离位13和收纳模块15均设于第一框架41和第二框架43之间,擦拭件分离位13为停放板,位于机架11的底部,用于供清洁机器人100停放并接收释放的擦拭件。收纳模块15位于擦拭件分离位13上方,其上端敞开,用于收集脏擦拭件。
传送装置17包括第一传送部37和第二传送部39,第一传送部37包括多个设于第一框架41上的第一同步轮45以及围设在多个第一同步轮45上的第一同步带49。驱动机构与各个第一同步轮45传动连接,以能驱动各个第一同步轮45的转动。该驱动机构可以是电机。
机架11上设有与驱动机构相连的控制器,用于接收清洁机器人100发送的信号,并根据该清洁机器人100发送的信号控制驱动机构。清洁机器人100发送的信号可以是擦拭件更换信号,当清洁机器人100向控制器发送了擦拭件更换信号时,控制器控制驱动机构,以使驱动机构能驱动传送装置传送。在其他的实施方式中,控制器与夹持机构19相连,用于控制夹持机构进行分离和接合。控制器为控制电磁铁。
第一框架41上设有多个第三转轴53,与多个第一同步轮45相对应,每个第一同步轮45固定套设于对应的第三转轴53上,从而通过驱动第三转轴53的转动带动第一同步轮45转动,进而带动第一同步带49转动。
同样的,参照上文对第一传送部37的描述,第二传送部39包括多个设于第二框架43上的第二同步轮47以及围设在多个第二同步轮47上的第二同步带51。驱动机构与各个第二同步轮47传动连接,以能驱动各个第二同步轮47的转动。
第二框架43上设有多个第四转轴55,与多个第二同步轮47相对应,每个第二同步轮47能固定套设于对应的第四转轴55上。从而通过驱动第四转轴55的转动带动第二同步轮47转动,进而带动第二同步带51转动。
夹持机构19包括相对设置的第一转轴31和第二转轴33以及分别套设于第一转轴31和第二转轴33上的第一卡爪21和第二卡爪23,第一卡爪21和第二卡爪23能分别绕第一转轴31和第二转轴33的延伸方向转动,第一转轴31和第二转轴33的两端分别与传送装置17的第一同步带与第二同步带相连。第一卡爪21和第二卡爪23之间设置有扭簧35,第一卡爪21和第二卡爪23在扭簧35的作用力下保持于相分离的状态,使得夹持机构19处于张开的状态。
第一卡爪21背对第一转轴31的一端设有用于与第二卡爪23相接合的。当夹持机构19处于张开状态时,第一卡爪21和第二卡爪23磁体间距大,扭簧35力大于第一卡爪21与第二卡爪23之间的磁力,夹持机构19可以保持张开状态。当夹持机构19处于闭合状态时,第一卡爪21和第二卡爪23磁体间距小,第一卡爪21与第二卡爪23之间的磁力大于扭簧35力,夹持机构19保持闭合并提供夹紧力。
如图54所示,机架11上还设有位于擦拭件分离位13一侧的第一导向部27,用于向第二卡爪23施加作用力,以使第二卡爪23能相对于第一卡爪21转动,并能与第一卡爪21相接合,以能夹持擦拭件。当清洁机器人100停靠在擦拭件分离位13上并释放擦拭件后,驱动机构驱动第一同步轮45和第二同步轮47分别带动第一同步带49和第二同步带51逆时针转动,夹持机构19向下移动。当第二卡爪23移动至与第一导向部27相接触时,第一导向部27向第二卡爪23施加作用力,第二卡爪23逆时针转动,进而与第一卡爪21上的磁体相接合,将擦拭件夹住。
第一导向部27为朝上敞开的第一凹槽,当第二卡爪23移动至与第一凹槽的内壁相接触时,第一凹槽的内壁对第二卡爪23施加阻力。随着传送装置17的转动,第二卡爪23在阻力作用下绕第二转轴33转动,与第一卡爪21上的磁体相接合,将擦拭件夹住。
机架11上还设有位于收纳模块15一侧的第二导向部29,用于向第二卡爪23施加作用力,以使第二卡爪23能相对于第一卡爪21转动,能与第一卡爪21相分离,以释放擦拭件。具体地,当第一卡爪21与第二卡爪23相接合并夹住擦拭件后,驱动机构驱动传送装置17顺时针转动,使夹持机构19向上移动。当移动至与第二导向部29相正对时,第二导向部29向第二卡爪23施加作用力,使得第二卡爪23顺时针转动,与第一卡爪21上的磁体相分离,将擦拭件释放。
第二导向部29为能伸入第一卡爪21与第二卡爪23之间的杆体,用于与第二卡爪23相抵。当夹持机构19随着传送装置17的传送朝向杆体移动时,杆体伸入第一卡爪21和第二卡爪23之间,对第二卡爪23施加作用力。随着传送装置17的继续传送,第二卡爪23在杆体作用力下绕第二转轴33转动,与第一卡爪21上的磁体相分离,擦拭件能在重力的作用下掉落在收纳模块15内。
第一卡爪21上设有用于供杆体穿设的第二凹槽,第二凹槽朝向第二卡爪23敞开。第二凹槽能引导杆体朝向第二卡爪23移动,保证第二卡爪23与第一卡爪21分离。
如图57至图63所示,为本发明第五实施例所涉及的附图。该第五实施例提供了一种供清洁机器人100停靠的基站200,以及配置该基站200的清洁系统300。基站200可以为清洁机器人100自动更换拖纸或拖布等擦拭件,减少用户干预,提升用户使用体验。
基站200包括:基带216、多个沿基带216排布且可分离地设于基带216上的擦拭件、用于带动基带216移动的移动机构、用于清洁机器人100更换擦拭件的擦拭件操作位218。位于擦拭件操作位218的基带216在其上的擦拭件被清洁机器人的清洁机器人100携带后形成空置区222。移动机构能够在空置区222接收清洁机器人100卸下的擦拭件21b后移动基带216,以使另一擦拭件21a位于擦拭件操作位218。
本实施例所提供的基站200,通过设有被移动机构带动进行移动的基带216以及供清洁机器人100更换擦拭件的擦拭件操作位218,使得清洁机器人100在需要更换擦拭件时进入到擦拭件操作位218,将已使用的擦拭件21b放置在基带216上的空置区222,基带216通过移动机构带动,将待使用的擦拭件21a切换到擦拭件操作位218,清洁机器人100将待使用的擦拭件21a更换后完成擦拭件的自动更换。因此,本实施例的基站200能够便于实现擦拭件的自动更换,减少用户对擦拭件更换的干预,提升用户使用体验。
多个擦拭件附着在基带216的表面,并沿基带216延伸方向排布。基带216为扁平结构,为布质材料或纸质材料。基带216穿过擦拭件操作位218,将擦拭件以面对清洁机器人100的形式携带至擦拭件操作位218。清洁机器人100进入擦拭件操作位218中,并不与基带216的移动形成干涉。基带216可以将擦拭件携带并传送,在携带擦拭件过程中,擦拭件可以在擦拭件操作位218停留,以被清洁机器人的清洁机器人100进行更换。
基带216上可以连续布置擦拭件,相邻擦拭件之间互不连接。相邻两个擦拭件之间间隔一定距离,或相互紧邻。优选的,多个擦拭件在基带216上相间隔布置,呈点断式分布。多个擦拭件沿基带216的长度方向间隔地附着于基带216表面,相邻擦拭件之间的间距相等。相邻擦拭件间隔的预设距离可以使得在擦拭件操作位218中的基带216仅附着一个擦拭件,以供清洁机器人100更换。如图61所示,在擦拭件被携带移走后,擦拭件操作位218内的基带216为空置状态,空置区222中并无擦拭件附着。空置区222位于擦拭件操作位218中为静止状态直至接收已使用的擦拭件21b,其他待使用的擦拭件21a仍被卷绕于第二卷筒227上存储,避免待使用的擦拭件21a提前被展开而暴露在空气中,影响清洁效果。相应的,已使用的擦拭件21b被卷绕于第一卷筒226上被收集。
多个擦拭件沿基带216移动方向依次移动至擦拭件操作位218,以不重复地方式切换移动到擦拭件操作位218。如此,保证清洁机器人100所更换的擦拭件为未使用的擦拭件,对地面形成有效清洁。
基站200上具有一定的存储空间,待使用的擦拭件21a可以层叠放置于该存储空间,基带216经过该存储空间依次将其携带移出。或者,基带216可以折叠存储在该存储空间中,通过第一卷筒226的拉动,基带216携带擦拭件一同移出该存储空间中。
基站200设有用于存储待使用的擦拭件21a的第一存储部、以及用于存储清洁机器人100卸下的擦拭件的第二存储部。第一存储部的擦拭件通过基带216移动至擦拭件操作位218,在擦拭件操作位218被清洁机器人100携带卸下后移动至第二存储部。通过设有第二存储部实现对已使用的擦拭件21b的自动收集存储。
移动机构包括第一卷筒226,其能够旋转以卷绕基带216,从而带动基带216移动。第一卷筒226通过卷绕基带216使基带216移动,利用基带216的移动可以将已使用的擦拭件21b运送到指定区域或指定存储空间。
第一卷筒226通过卷绕已使用的擦拭件21b形成上述第二存储部,实现已使用的擦拭件21b的自动收集,减少用户的干预。第一卷筒226在卷绕基带216的同时将基带216上的擦拭件一同卷绕,从而形成对已使用的擦拭件21b的收集。通过设有第一卷筒226,将基带216的卷绕与已使用的擦拭件21b的收集相结合,实现了已使用的擦拭件21b的自动收集,结构简单,方便制造。
基站200还包括第二卷筒227。,其能够卷绕基带216以及待使用的擦拭件21a。第一卷筒226通过卷绕基带216,以带动第二卷筒227同步释放基带216。随着基带216的释放,待使用的擦拭件21a随基带216进入擦拭件操作位218供清洁机器人100更换。如此可以将已使用的擦拭件21b的收集与待使用的擦拭件21a的供应相结合,保证清洁机器人100自动更换擦拭件的顺利进行。第二卷筒227通过卷绕待使用的擦拭件21a形成上述第一存储部。
在使用过程中,部分基带216卷绕在第一卷筒226上,部分基带216可以卷绕在第二卷筒227上。在初始状态下,大部分或全部擦拭件被卷绕在第二卷筒227上,第一卷筒226上仅卷绕部分长度的基带216或者第一卷筒226仅固定连接基带216的一端而未卷绕基带216。一个擦拭件位于擦拭件操作位218或已被提前安装于清洁机器人100的拖板上。清洁机器人100进行更换时,依次将基带216上的擦拭件更换给清洁机器人100。
基带216在第一卷筒226或第二卷筒227上层层叠加卷绕,相邻层的基带216之间形成擦拭件的附着空间。如此,既能通过基带216作为传动件带动第二卷筒227转动,将待使用的擦拭件21a释放提供至擦拭件操作位218,还能实现已使用的擦拭件21b的自动收集。
基带216的一端固定于第一卷筒226上,另一端固定于第二卷筒227上。第一卷筒226被驱动转动,通过基带216带动第二卷筒227转动。基站200上设有驱动第一卷筒226转动的驱动机构,例如马达。
基站200包括壳体,第一卷筒226及第二卷筒227以转轴平行的方式安装于壳体上,擦拭件操作位218位于壳体内,第一卷筒226和第二卷筒227位于擦拭件操作位218外。壳体具有底板219、设于底板219上的前面板228、背板229。前面板228设有通入擦拭件操作位218的进出口2881,用于清洁机器人100进入或移出擦拭件操作位218。
前面板228和背板229将第一卷筒226和第二卷筒227悬空架设,以方便第一卷筒226和第二卷筒227旋转。壳体在擦拭件操作位218在水平方向的两侧分别设有转向轴223,第二卷筒227位于擦拭件操作位218的上方,基带216从第二卷筒227经过转向轴223改变延伸方向后延伸至第一卷筒226。
位于擦拭件操作位218的基带216贴近底板219设置,擦拭件以背对底板219的形式附着于基带216上。为使基带216与底板219平行设置,在擦拭件操作位218水平方向的两侧设置的转向轴223相对于底板219的高度相同,基带216经过转向轴223时延伸方向发生改变。基带216在第一卷筒226和第二卷筒227之间处于拉伸状态或紧绷状态,从而在擦拭件操作位218可以将擦拭件以展开的形式面对清洁机器人100,方便清洁机器人100更换。
基站200还设有定位机构,用于将擦拭件定位于擦拭件操作位218。定位机构可以为结构定位组件,例如,可升降的阻挡板,基带216上具有与之配合的限位槽,在需要将基带216限位静止时该阻挡板升起或展开,伸入限位槽中,将基带216停止,阻止基带216移动。在需要解除限位时,阻挡板降低移出限位槽,基带216正常移动。
为实现自动控制,减少用户操作,定位机构包括控制器、以及测量转向轴223的转过的圈数的测量组件,控制器根据测量组件测量的圈数确定擦拭件的位置。测量组件可以测量两个转向轴223中任意一个转向轴转过的圈数。每个转向轴223在基带216承接已使用的擦拭件21b后将原有圈数清零,并重新开始计量圈数,达到指定圈数时停止基带216运动,将下一待使用的擦拭件21a移动到擦拭件操作位218中。另外,控制器还可以根据每次所增加的圈数确定基带216所携带过来的擦拭件的位置,并且通过最后累计的圈数确定剩余的待使用的擦拭件21a的数量。
清洁机器人100设有能够上下移动的万向轮和拖板,万向轮以及拖板通过上下移动进行收起放下。清洁机器人100具有清洁模式以及越障模式,在清洁模式下时,拖板下移支撑清洁机器人100,万向轮收起。在越障模式下时,拖板收起,万向轮下放支撑清洁机器人100。清洁机器人100在越障模式下进入擦拭件操作位218。拖板上设有夹紧机构,夹紧机构具有将擦拭件固定于拖板下表面的夹紧位置、以及允许擦拭件脱离拖板的释放位置。
清洁机器人100将基站200中位于擦拭件操作位218的擦拭件携带并移出擦拭件操作位218后,在擦拭件操作位218的基带216呈现未设置擦拭件的空置状态,形成空置区222。待清洁机器人100需要更换擦拭件时,清洁机器人100通过清洁模式切换到越障模式。
在清洁模式下,擦拭件被夹紧机构夹紧固定在拖板上,跟随拖板将地板清洁。拖板下移将擦拭件与地面接触。在越障模式下,清洁机器人100利用万向轮支撑,拖板上移将擦拭件悬空。参阅图60、图61所示,利用越障模式,清洁机器人100根据内部控制器的指令向基站200靠近从进出口2881进入到擦拭件操作位218,并横跨在基带216上面。此时,拖板面对空置区222。如图63所示,拖板携带已使用的擦拭件21b向下移动直至擦拭件与基带216接触附着。
此时,夹紧机构从夹紧位置切换到释放位置,擦拭件与托板分离。然后,拖板和夹紧机构上移,已使用的擦拭件21b位于擦拭件操作位218的基带216上。再通过马达驱动第一卷筒226转动,带动基带216移动,至下一个待使用的擦拭件21a从第二卷筒227上释放并跟随基带216进入到擦拭件操作位218中。相应的,已使用的擦拭件21b随基带216一同卷绕在第一卷筒226上。
然后,拖板下移直至与待使用的擦拭件21a接触、此时,夹紧机构从释放位置切换到夹紧位置,将擦拭件固定于拖板的下表面,完成擦拭件的安装。之后拖板再上升,夹紧机构保持在夹紧位置。如此完成擦拭件的更换。然后,清洁机器人100在越障模式下从进出口2881移出基站200,最后切换至清洁模式进行清洁。基带216保持静止直至清洁机器人100重复上述步骤进行放置已使用的擦拭件21b,然后更换待使用的擦拭件21a。
本实施例中提供清洁系统300包括:清洁机器人100、以及上述实施例所述的供清洁机器人100停靠的基站200。清洁机器人100与基站200能够通信,例如,清洁机器人100和基站200进行位置信息的通信,或者,基站200将擦拭件是否位于擦拭件操作位218信息进行与清洁机器人100通信。
本申请实施例中所提供的清洁系统300或基站200还可以包括提醒机构,用于在待使用的擦拭件21a的数量低于预定数量时发出提醒信号。其中,整个基带216的长度一定的情况下,可以通过累计转向轴223或第一卷筒226或第二卷筒227的圈数,在达到一定圈数时表明待使用的擦拭件21a的数量低于预定数量时。当然,还可以通过测量第一卷筒226或第二卷筒227的当前直径,在第一卷筒226的直径大于预设直径,或者在第二卷筒227的直径小于预定直径时,表明待使用的擦拭件21a的数量低于预定数量,需要整体更换新的基带216,提升用户使用体验。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
以上仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的内容,可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (39)
1.一种自动清洁系统,包括清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,其特征在于,所述清洁机器人包括:
主体;
移动模块,安装于所述主体,带动清洁机器人在工作表面移动;
擦拭板,供擦拭件可替换地抵附形成擦拭面,以当所述清洁机器人在工作表面上移动时擦拭工作表面;
所述基站包括:擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;
所述自动清洁系统还包括:
操作模块,被配置为作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
2.根据权利要求1所述的自动清洁系统,其特征在于,所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
3.根据权利要求1或2所述的自动清洁系统,其特征在于,所述操作模块包括升降机构,安装于所述主体,用于带动所述擦拭板进行升降;
至少在所述擦拭件安装之前,所述擦拭板被配置为处于抬升状态;
所述升降机构被配置为至少在所述擦拭件安装时,带动所述擦拭板下降至所述擦拭件安装位,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
4.根据权利要求3所述的自动清洁系统,其特征在于,所述升降机构采用凸轮结构。
5.根据权利要求1或2或3所述的自动清洁系统,其特征在于,所述自动清洁系统包括夹紧机构,所述夹紧机构具有将擦拭件固定于擦拭板的夹紧位置、以及允许擦拭件脱离擦拭板的释放位置;其中,当所述擦拭板下移至擦拭件安装位时,所述夹紧机构从释放位置切换到夹紧位置,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
6.根据权利要求1或2或3所述的自动清洁系统,其特征在于,所述自动清洁系统包括安装于擦拭板上且用于粘连所述擦拭件的粘贴组件。
7.根据权利要求6所述的自动清洁系统,其特征在于,所述基站包括压板,用于辅助擦拭件安装于擦拭板上;所述压板被配置为当所述擦拭板到达擦拭件安装位时,朝向所述擦拭板枢转,将所述擦拭件压附于所述粘贴组件。
8.根据权利要求6所述的自动清洁系统,其特征在于,所述粘贴组件设置于所述擦拭板的两侧。
9.根据权利要求8所述的自动清洁系统,其特征在于,所述擦拭板包括两斜面,所述粘贴组件设置于所述两斜面。
10.根据权利要求5所述的自动清洁系统,其特征在于,所述自动清洁系统被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
11.根据权利要求10所述的自动清洁系统,其特征在于,所述自动清洁系统被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
12.根据权利要求5所述的自动清洁系统,其特征在于,所述自动清洁系统被配置为:当所述擦拭板位于所述擦拭件安装位时,所述擦拭件位于所述擦拭板的下方。
13.根据权利要求6所述的自动清洁系统,其特征在于,所述擦拭板的宽度小于所述擦拭件的宽度。
14.根据权利要求1或2所述的自动清洁系统,其特征在于,所述操作模块包括:吸附板,安装于所述基站,被配置为与所述擦拭板附接;
移动机构,安装于所述基站,被配置为带动与所述吸附板连接的所述擦拭板朝向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件与所述擦拭板连接。
15.根据权利要求14所述的自动清洁系统,其特征在于,所述吸附板具有竖直位置;所述移动机构具有水平牵引段,被配置为当所述吸附板处于竖直位置时,带动与所述吸附板连接的所述擦拭板沿水平方向向所述擦拭件安装位移动,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
16.根据权利要求14所述的自动清洁系统,其特征在于,所述擦拭板被配置为至少在所述吸附板与所述擦拭板附接之前,与所述清洁机器人分离。
17.根据权利要求16所述的自动清洁系统,其特征在于,所述基站包括擦拭板操作位,用于供擦拭板与清洁机器人分离。
18.根据权利要求17所述的自动清洁系统,其特征在于,所述擦拭件安装位高于所述擦拭板操作位,以在所述擦拭板操作位和所述擦拭件安装位之间形成空间供所述清洁机器人停靠。
19.一种基站,其特征在于,所述基站适用于将擦拭件安装于擦拭板上,所述擦拭板与清洁机器人可拆卸连接;
所述基站包括:
擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;
操作模块,被配置为作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
20.根据权利要求19所述的基站,其特征在于,所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
21.根据权利要求19或20所述的基站,其特征在于,所述擦拭板设有粘贴组件,用于粘连所述擦拭件。
22.根据权利要求21所述的基站,其特征在于,所述粘贴组件设置于所述擦拭板的两侧。
23.根据权利要求21所述的基站,其特征在于,所述基站被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
24.根据权利要求23所述的基站,其特征在于,所述基站被配置为:在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
25.根据权利要求21所述的基站,其特征在于,所述基站被配置为:当所述擦拭板位于所述擦拭件安装位时,所述擦拭件位于所述擦拭板的下方。
26.根据权利要求21所述的基站,其特征在于,所述基站包括压板,用于辅助擦拭件安装于擦拭板上;所述压板被配置为当所述擦拭板到达擦拭件安装位时,朝向所述擦拭板枢转,将所述擦拭件压附于所述粘贴组件。
27.根据权利要求19或20所述的基站,其特征在于,所述操作模块包括:吸附板,用于与与所述清洁机器人分离的所述擦拭板附接;其中所述吸附板具有竖直位置;
所述基站包括移动机构,具有水平牵引段,用于带动所述吸附板沿水平方向运动;
所述移动机构被配置为至少在所述吸附板与与所述清洁机器人分离的所述擦拭板附接,且所述吸附板处于竖直位置状态时,带动所述擦拭板沿所述水平方向朝向所述擦拭件安装位移动,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
28.根据权利要求27所述的基站,其特征在于,所述擦拭件安装位的宽度大于等于所述擦拭板的宽度。
29.一种自动清洁系统的控制方法,所述自动清洁系统包括清洁机器人和供所述清洁机器人停靠的基站,其特征在于,所述清洁机器人包括擦拭板,供擦拭件可替换地抵附形成擦拭面以擦拭工作表面;所述基站包括擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;所述自动清洁系统还包括操作模块,用于将擦拭件安装与所述擦拭板,所述方法包括:
通过所述操作模块作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
通过所述操作模块作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
31.根据权利要求29或30所述的方法,其特征在于,所述擦拭板通过连接机构可拆卸的连接于所述清洁机器人,所述清洁机器人内还设置驱动所述连接机构上下运动进而带动所述擦拭板上升或下降的升降机构,所述清洁机器人回归所述基站安装擦拭板时,所述擦拭板处于抬升状态。
32.根据权利要求29或30所述的方法,其特征在于,所述清洁系统包括安装于擦拭板的粘贴组件;
将所述擦拭件安装于所述擦拭板,包括:通过粘贴组件粘连所述擦拭件。
33.根据权利要求32所述的自动清洁系统,其特征在于,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
34.根据权利要求33所述的自动清洁系统,其特征在于,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过所述擦拭板对所述擦拭件施加向下的压力,以将所述擦拭件粘贴在所述擦拭板的底部。
35.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
在安装所述擦拭件时,通过升降机构带动所述擦拭板下降至所述擦拭件安装位,使得所述擦拭件与所述擦拭板结合。
36.根据权利要求29或30所述的方法,其特征在于,所述操作模块包括:吸附板,用于与所述擦拭板附接;
所述基站还包括移动机构,用于带动所述擦拭板运动;
所述方法包括:通过所述移动机构带动与所述吸附板连接的所述擦拭板向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件与所述擦拭板连接。
37.根据权利要求36所述的自动清洁系统,其特征在于,所述方法还包括:
在所述吸附板与所述擦拭板附接之前,将所述擦拭板与所述清洁机器人分离。
38.一种基站的控制方法,其特征在于,所述基站适用于将擦拭件安装于擦拭板上,所述擦拭板与清洁机器人可拆卸连接;所述基站包括:擦拭件安装位,供擦拭板安装擦拭件;操作模块,将擦拭件安装于擦拭板;所述方法包括:
通过操作模块作用于所述擦拭板和/或擦拭件,使得所述擦拭件沿预设方向安装于所述擦拭板;其中所述预设方向为垂直于所述擦拭面的方向。
39.根据权利要求38所述的基站,其特征在于,所述操作模块被配置为作用于所述擦拭板,使得所述擦拭板沿预设方向向所述擦拭件安装位移动,以将所述擦拭件安装于所述擦拭板。
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