CN116136082B - 清扫装置和清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种清扫装置和清扫机器人，涉及智能机器人技术领域。其中，所述清扫装置包括：机架、固定板、安装板和转轴，所述固定板安装有底座，所述底座安装有升降驱动机构；所述底座安装有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块设有第一导滑行程，所述第二滑块设有第二导滑行程，所述第二滑块连接于所述升降驱动机构；转盘、压轴和旋刷头本体，所述转盘安装于所述安装板，所述转轴的两端分别安装于所述固定板和所述转盘，所述压轴活动安装于转盘，所述压轴的一端安装有滚子随动器，所述压轴的另一端连接于所述旋刷头本体；电机；传感器组件；以及控制组件。本发明中旋刷头本体不工作时可主动升起，增加通风干燥效果。本发明还提出一种清扫机器人。

Description

清扫装置和清扫机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，特别涉及一种清扫装置和应用所述清扫装置的清扫机器人。

背景技术

洗地车等大型智能清扫机器人的刷地后停放于停车区，其中位于车底起主要刷洗地作用的旋刷头不能升起，与地面间通风效果较差，不光使旋刷头干燥效果差，易导致局部地面滋生大量细菌和异味，机器人移动时，旋刷头与地面物体接触易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清扫装置，旨在解决清扫机器人中的旋刷头工作后不能离地，通风干燥效果差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的清扫装置，包括：

机架，所述机架设有固定板、安装板和转轴，所述安装板位于所述固定板的下方，所述固定板朝向所述安装板的一侧面安装有底座，所述底座为上下两端开口的空心筒状结构，所述底座的底部设有安装座，所述安装座安装有升降驱动机构，所述转轴可活动穿设于所述底座内，所述安装板的表面开设有第一通孔；

所述底座的外周壁安装有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块背离所述安装板的一侧面为平面且设有第一导滑行程，所述第一滑块的横截面形状为带有缺口的圆环形，所述第二滑块背离所述安装板的一侧面为向上凸起的弧形曲面且设有第二导滑行程，所述第一导滑行程与所述第二导滑行程相连通，所述第一导滑行程的长度大于所述第二导滑行程的长度，所述第二滑块连接于所述升降驱动机构；

旋刷机构，包括转盘、压轴和旋刷头本体，所述转盘可转动安装于所述安装板，所述旋刷头本体位于所述安装板的下方，所述转轴的一端可转动安装于所述固定板，所述转轴的另一端连接于所述转盘，所述转盘的表面开设有第二通孔，所述压轴可活动插设于所述第二通孔，所述压轴的一端安装有滚子随动器，所述滚子随动器沿着所述第一导滑行程和所述第二导滑行程的表面滚动，所述压轴的另一端穿过所述第一通孔后连接于所述旋刷头本体；

电机，所述电机安装于所述机架，用于驱动所述转轴旋转；

传感器组件，所述传感器组件设于所述第二滑块；

以及控制组件，所述控制组件分别电性连接于所述升降驱动机构、所述电机和所述传感器组件；

所述控制组件控制所述电机驱动所述转轴停止转动后，所述控制组件控制所述传感器组件工作，同时，所述控制组件控制所述升降驱动机构驱动所述第二滑块上升，控制所述电机驱动所述转轴转动，当所述滚子随动器滚动到所述第二导滑行程时，所述传感器组件获取所述滚子随动器的位置信号，所述控制组件根据所述位置信号控制所述电机停机，此时，所述压轴升起以使得所述旋刷头本体为悬空状态。

可选地，所述传感器组件为压力传感器，当所述滚子随动器滚动到所述第二导滑行程时，所述位置信号为所述压力传感器所获取的压力信号。

可选地，所述升降驱动机构为气缸，所述第二滑块的底部连接于所述气缸的活塞轴。

可选地，所述转盘安装有扭力限制器，所述转轴的另一端连接于所述扭力限制器。

可选地，所述第二通孔内安装有导向套，所述导向套套接于所述压轴。

可选地，所述固定板安装有轴承组件，所述转轴的一端连接于所述轴承组件。

可选地，所述压轴有两个，两个所述压轴沿圆周方向均等安装于所述转盘。

可选地，所述压轴的另一端设有第一连接部，所述旋刷头本体朝向所述压轴的一侧面设有第二连接部，所述第一连接部可拆卸连接于所述第二连接部。

可选地，所述底座、所述第一滑块、所述第二滑块和所述压轴均为金属结构。

本发明还提出一种清扫机器人，包括所述的清扫装置。

本发明技术方案旋刷头本体不工作时可主动升起，留出与地面间隙，增加旋刷头通风干燥效果，减少或防止地面细菌滋生、异味和旋刷头损坏的问题出现。

附图说明

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

图1为本发明清扫装置一实施例的立体结构示意图；

图2为本发明清扫装置一实施例中去除机架且第二滑块下移时的立体结构示意图；

图3为本发明清扫装置一实施例中去除机架且第二滑块上升时的立体结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	机架	332	传感器组件
2	固定板	4	安装板
				21	轴承组件	5	转轴
3	底座	6	转盘
				31	安装座	61	扭力限制器
311	升降驱动机构	62	导向套
				32	第一滑块	7	压轴
321	第一导滑行程	71	滚子随动器
				33	第二滑块	8	旋刷头本体
331	第二导滑行程	9	电机

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图3所示，在本发明实施例中，该清扫装置，包括：机架1，所述机架1设有固定板2、安装板4和转轴5，所述安装板4位于所述固定板2的下方，所述固定板2朝向所述安装板4的一侧面安装有底座3，所述底座3为上下两端开口的空心筒状结构，所述底座3的底部设有安装座31，所述安装座31安装有升降驱动机构311，所述转轴5可活动穿设于所述底座3内，所述安装板4的表面开设有第一通孔（图中未画出）；所述底座3的外周壁安装有第一滑块32和第二滑块33，所述第一滑块32背离所述安装板4的一侧面为平面且设有第一导滑行程321，所述第一滑块32的横截面形状为带有缺口的圆环形，所述第二滑块33背离所述安装板4的一侧面为向上凸起的弧形曲面且设有第二导滑行程331，所述第一导滑行程321与所述第二导滑行程331相连通，所述第一导滑行程321的长度大于所述第二导滑行程331的长度，所述第二滑块33连接于所述升降驱动机构311；旋刷机构，包括转盘6、压轴7和旋刷头本体8，所述转盘6可转动安装于所述安装板4，所述旋刷头本体8位于所述安装板4的下方，所述转轴5的一端可转动安装于所述固定板2，所述转轴5的另一端连接于所述转盘6，所述转盘6的表面开设有第二通孔（图中未标出），所述压轴7可活动插设于所述第二通孔，所述压轴7的一端安装有滚子随动器71，所述滚子随动器71沿着所述第一导滑行程321和所述第二导滑行程331的表面滚动，所述压轴7的另一端穿过所述第一通孔后连接于所述旋刷头本体8；电机9，所述电机9安装于所述机架1，用于驱动所述转轴5旋转；传感器组件332，所述传感器组件332设于所述第二滑块33；以及控制组件（图中未画出），所述控制组件分别电性连接于所述升降驱动机构311、所述电机9和所述传感器组件332；所述控制组件控制所述电机9驱动所述转轴5停止转动后，所述控制组件控制所述传感器组件332工作，同时，所述控制组件控制所述升降驱动机构311驱动所述第二滑块33上升，控制所述电机9驱动所述转轴5转动，当所述滚子随动器71滚动到所述第二导滑行程331时，所述传感器组件332获取所述滚子随动器71的位置信号，所述控制组件根据所述位置信号控制所述电机9停机，此时，所述压轴7升起以使得所述旋刷头本体8为悬空状态。

本发明工作原理：初始状态下，升降驱动机构311驱动第二滑块33下移，使第二导滑行程331的最高点与第一导滑行程321的平面位于同一水平高度，电机9驱动转轴5、转盘6转动，转盘6转动驱动压轴7运动，滚子随动器71沿着第一导滑行程321和第二导滑行程331的表面滚动，此时，转盘6转动过程中，压轴7的水平高度不变，以用于使旋刷头本体8贴近地面并旋转，以进行刷洗地工作，刷洗地工作时，传感器组件332不工作。实际应用中，洗地完成后，控制组件控制电机9驱动转轴5停止转动，而后控制组件再控制传感器组件332开始工作，若此时滚子随动器71刚好停在第二导滑行程331时，传感器组件332获取滚子随动器71的位置信号，控制组件根据位置信号控制升降驱动机构311驱动第二滑块33上升，使第二导滑行程331表面的最高点高于第一导滑行程321的表面，第二滑块33上升过程中，带动滚子随动器71、压轴7以及旋刷头本体8逐渐上升，以使旋刷头本体8呈悬空状态；若传感器组件332工作后未获取到滚子随动器71的位置信号，证明滚子随动器71不在第二导滑行程331中，控制组件先控制升降驱动机构311驱动第二滑块33上升，使第二导滑行程331表面的最高点高于第一导滑行程321的表面，控制组件再控制电机9驱动转轴5沿顺时针方向怠速转动，当滚子随动器71从第一导滑行程321滚动到第二导滑行程331并压在第二导滑行程331上时，传感器组件332获取滚子随动器71的位置信号，控制组件根据位置信号控制电机9停机，此时，压轴7升起以使得旋刷头本体8为悬空状态。当然，第二导滑行程331表面的最高点高于第一导滑行程321的表面，使得转轴5转动过程中，压轴7沿着第二导滑行程331路径移动且逐渐升起后，直至与传感器组件332相对以使传感器组件332获取其位置信号，其目的在于，保证旋刷头本体8在上升足够高度后转轴5才停止转动。值得提醒的是，如图2所示，第二导滑行程331的最高点与第一导滑行程321的平面位于同一水平高度时，第二导滑行程331的路径两端会与第一导滑行程321的路径两端出现断点，滚子随动器71的滚子的直径的取值范围应考虑：保证滚子随动器71在高速运动时能顺利通过断点而不被断点所阻挡。所述第一导滑行程321的长度大于所述第二导滑行程331的长度，该类结构设置，确保滚子随送气器的主要工作行程在平面上，从而保证旋刷头本体8具有良好的工作稳定性。

本发明整体结构呈多层转塔式结构，最底层为旋刷头本体8；中间层设有转盘6，转盘6可转动安装于安装板4，安装板4固定不转动，转盘6用于安装转轴5和压轴7，转盘6转动过程中，驱动压轴7带动旋刷头本体8转动和升降。当然，安装板4的表面可设有与转盘6适配安装的凹槽（图中未标出），凹槽主要用于支撑该转盘6，第一通孔开设于凹槽内，为保证转盘6转动灵活性，还可在凹槽中加装平面轴承（图中未画出），通过平面轴承中滚珠作用力，增加转盘6的转动灵活性；最上层为底座3、第一滑块32和第二滑块33以及升降驱动机构311，固定于机架1不转动，用于安装压轴7上的滚子随动器71，滚子随动器71在导滑行程的表面滚动，用于引导压轴7上升和下降。在高度方向上，安装板4位于旋刷头本体8的上方，可防止旋刷头本体8工作时产生的飞屑灰尘等落入转轴5、底座3及滑块的表面，保证转轴5、滚子随动器71工作环境的干净，减少或防止结构因杂质导致磨损和使用寿命下降的问题出现。当然，安装座31及升降驱动机构311的设置不应阻碍压轴7转动。当然，由于转轴5停转，转盘6不可转动，压轴7被限位，滚子随动器71在曲面上不会随意滑落。实际应用中，控制组件可为PLC控制器或单片机等，本文不再赘述。

本发明技术方案中，所述传感器组件332为压力传感器，当所述滚子随动器71滚动到所述第二导滑行程331时，所述位置信号为所述压力传感器所获取的压力信号。

该类结构设置，只要获取到压力信号，就可确认滚子随动器71位于第二导滑行程331（第二滑块33表面），此时，只要升起第二滑块33就能使压轴7及旋刷头本体8向上升起。该类控制结构反应灵敏可靠。

本发明技术方案中，所述升降驱动机构311为气缸，所述第二滑块33的底部连接于所述气缸的活塞轴。

该类结构设置，驱动效率快。

本发明技术方案中，所述转盘6安装有扭力限制器61，所述转轴5的另一端连接于所述扭力限制器61。

该类结构设置，扭力限制器61用于实现当转轴5卡死时使转轴5具有打滑功能，保护机构不被损坏，该类结构为现有技术，本文不再赘述。

本发明技术方案中，所述第二通孔内安装有导向套62，所述导向套62套接于所述压轴7。

压轴7插设于导向套62内，增加压轴7运动稳定性，减少与转盘6的摩擦间产生的震动，从而增加转盘6的运动稳定性。

为支撑转轴5转动，本发明技术方案中，所述固定板2安装有轴承组件21，所述转轴5的一端连接于所述轴承组件21。如图1至图3所示。

为增加旋刷头本体8的运动稳定性，本发明技术方案中，所述压轴7有两个，两个所述压轴7沿圆周方向均等安装于所述转盘6。

本发明技术方案中，所述压轴7的另一端设有第一连接部（图中未标出），所述旋刷头本体8朝向所述压轴7的一侧面设有第二连接部（图中未标出），所述第一连接部可拆卸连接于所述第二连接部。

为方便连接安装，第一连接部和第二连接部均可为带有螺钉孔（图中未标出）的连接结构，通过螺钉（图中未画出）将两者连接，方便拆装更换。

为增加结构强度和使用寿命，本发明技术方案中，所述底座3、所述第一滑块32、所述第二滑块33和所述压轴7均为金属结构。

实际应用中，金属结构可由碳钢等具有高强度和耐磨功能的金属材料制作。当然。常用的工业五金材料亦可制作上述结构。

本发明还提出一种清扫机器人，包括所述的清扫装置，该清扫装置的具体结构参照上述实施例，由于本清扫机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种清扫装置，其特征在于，包括：

机架，所述机架设有固定板、安装板和转轴，所述安装板位于所述固定板的下方，所述固定板朝向所述安装板的一侧面安装有底座，所述底座为上下两端开口的空心筒状结构，所述底座的底部设有安装座，所述安装座安装有升降驱动机构，所述转轴可活动穿设于所述底座内，所述安装板的表面开设有第一通孔；

所述底座的外周壁安装有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块背离所述安装板的一侧面为平面且设有第一导滑行程，所述第一滑块的横截面形状为带有缺口的圆环形，所述第二滑块背离所述安装板的一侧面为向上凸起的弧形曲面且设有第二导滑行程，所述第一导滑行程与所述第二导滑行程相连通，所述第一导滑行程的长度大于所述第二导滑行程的长度，所述第二滑块连接于所述升降驱动机构；

旋刷机构，包括转盘、压轴和旋刷头本体，所述转盘可转动安装于所述安装板，所述旋刷头本体位于所述安装板的下方，所述转轴的一端可转动安装于所述固定板，所述转轴的另一端连接于所述转盘，所述转盘的表面开设有第二通孔，所述压轴可活动插设于所述第二通孔，所述压轴的一端安装有滚子随动器，所述滚子随动器沿着所述第一导滑行程和所述第二导滑行程的表面滚动，所述压轴的另一端穿过所述第一通孔后连接于所述旋刷头本体；

电机，所述电机安装于所述机架，用于驱动所述转轴旋转；

传感器组件，所述传感器组件设于所述第二滑块；

以及控制组件，所述控制组件分别电性连接于所述升降驱动机构、所述电机和所述传感器组件；

所述控制组件控制所述电机驱动所述转轴停止转动后，所述控制组件控制所述传感器组件工作，同时，所述控制组件控制所述升降驱动机构驱动所述第二滑块上升，控制所述电机驱动所述转轴转动，当所述滚子随动器滚动到所述第二导滑行程时，所述传感器组件获取所述滚子随动器的位置信号，所述控制组件根据所述位置信号控制所述电机停机，此时，所述压轴升起以使得所述旋刷头本体为悬空状态。

2.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述传感器组件为压力传感器，当所述滚子随动器滚动到所述第二导滑行程时，所述位置信号为所述压力传感器所获取的压力信号。

3.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述升降驱动机构为气缸，所述第二滑块的底部连接于所述气缸的活塞轴。

4.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述转盘安装有扭力限制器，所述转轴的另一端连接于所述扭力限制器。

5.根据权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述第二通孔内安装有导向套，所述导向套套接于所述压轴。

6.根据权利要求1至5任一所述的清扫装置，其特征在于，所述固定板安装有轴承组件，所述转轴的一端连接于所述轴承组件。

7.根据权利要求1至5任一所述的清扫装置，其特征在于，所述压轴有两个，两个所述压轴沿圆周方向均等安装于所述转盘。

8.根据权利要求1至5任一所述的清扫装置，其特征在于，所述压轴的另一端设有第一连接部，所述旋刷头本体朝向所述压轴的一侧面设有第二连接部，所述第一连接部可拆卸连接于所述第二连接部。

9.根据权利要求1至5任一所述的清扫装置，其特征在于，所述底座、所述第一滑块、所述第二滑块和所述压轴均为金属结构。

10.一种清扫机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一所述的清扫装置。