CN116195928A - 底座结构及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底座结构及清洁机器人，底座结构包括：底壳、万向轮及弹性件，万向轮转动安装于所述底壳，所述弹性件设置于所述万向轮与所述底壳之间，所述弹性件在其弹性变形范围内具有形变状态和复位状态，其中，在所述弹性件处于所述形变状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第一间距，在所述弹性件处于所述复位状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第二间距，所述第二间距大于所述第一间距。本发明通过在万向轮与底壳之间设置弹性件，提高了机器人的越障能力。

Description

底座结构及清洁机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种底座结构及清洁机器人。

背景技术

现有的清洁机器人中，其底部通常设有两个驱动轮以及一个辅助转向的万向轮，以实现平稳移动与越障。清洁机器人在进行越障的时候，清洁机器人的前端遇到过高的障碍物时会被抬起，其与万向轮将机器人顶起，从而导致两驱动轮悬空，无法继续前进，使得清洁机器人无法越过较高的障碍，越障能力较低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种底座结构及清洁机器人，能够提高清洁机器人的越障能力。

本发明第一方面提供了一种底座结构，应用于清洁机器人，包括：

底壳；

万向轮，转动安装于所述底壳；

弹性件，所述弹性件设置于所述万向轮与所述底壳之间，所述弹性件在其弹性变形范围内具有形变状态和复位状态；其中，

在所述弹性件处于所述形变状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第一间距；

在所述弹性件处于所述复位状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第二间距，所述第二间距大于所述第一间距。

在本公开的一种示范性实施方式中，

所述底壳设有安装孔；

所述万向轮包括轮体、安装座及转轴，所述轮体转动安装于所述安装座，所述转轴的一端与所述安装座连接，另一端从所述安装安装孔中穿出至所述底壳内侧；

所述弹性件设置在所述底壳内侧，所述弹性件的一端与所述底壳内侧连接，所述弹性件的另一端与所述转轴中位于所述底壳内侧的一端连接。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述底壳内侧设有卡槽；

所述弹性件为弹片，所述弹片的一端与所述卡槽卡接，另一端抵接在所述转轴中位于所述底壳内侧的端面上。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述弹片包括卡接部、变形部和抵接部，所述卡接部卡接在所述卡槽内，所述变形部的一端与所述卡接部连接，另一端相对于所述卡接部斜向上延伸并与所述抵接部连接，所述抵接部抵接在所述转轴中位于所述底壳内侧的端面上。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述底壳设有安装孔；

所述万向轮包括轮体、安装座及转轴，所述轮体转动安装于所述安装座，所述转轴的一端与所述安装座连接，另一端转动安装于所述安装孔；

所述弹性件设置在所述底壳外侧，所述弹性件的一端与所述安装座连接，所述弹性件的另一端与所述底壳外侧连接。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套接在所述转轴上，所述压缩弹簧的一端与所述安装座连接，所述压缩弹簧的另一端与所述底壳外侧连接。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述底壳的外侧底面开设有槽口向下的容纳槽，且所述安装孔设于所述容纳槽的槽底；

所述轮体的一部分容置于所述容纳槽内，另一部分伸出所述容纳槽；

所述安装座的至少部分容置于所述容纳槽内。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述安装孔内设有环状筋条；

所述转轴包括第一段以及与所述第一段连接的第二段，所述第二段位于所述底壳内侧，且所述第二段的直径大于所述环状筋条的孔径，所述第一段的一端与所述第二段连接，另一端穿过所述环状筋条，并与所述安装座连接，所述第一段的直径小于或等于所述环状筋条的孔径。

在本公开的一种示范性实施方式中，所述转轴还包括第三段，所述第三段的一端与所述第一段远离所述第二段的一端连接，另一端与所述安装座连接，所述第三段的直径大于所述环状筋条的孔径；

在所述转轴的轴向上，所述第一段的长度大于所述环状筋条的长度。

本发明第二方面提供了一种清洁机器人，包括上述中任一项所述的底座结构及设于所述底座结构上的尘盒；其中，所述底壳上还设有至少两个驱动轮。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在万向轮与底壳之间设置弹性件，当遇到较高障碍物，驱动轮悬空后，机器人重心向作为支撑的万向轮转移，万向轮在弹性件的作用下，向底壳内侧缩回，从而使得机器人整体重心下移，驱动轮得以重新着地，以继续前进，从而使机器人能够越过更高的障碍物，提高了机器人的越障能力。

附图说明

图1示出了本公开一实施方式所述的清洁机器人的底面结构示意图；

图2示出了本公开一实施方式所述的清洁机器人的部分结构爆炸图；

图3示出了本公开一实施方式所述的清洁机器人的内部部分结构示意图；

图4示出了本公开一实施方式所述的清洁机器人的剖视图；

图5示出了图4中A处的局部放大图；

图6示出了本公开另一实施方式所述的清洁机器人的部分结构爆炸图；

图7示出了本公开另一实施方式所述的清洁机器人的局部剖视图；

图8示出了现有清洁机器人越障时的示意图。

附图标记：

1、底壳；11、安装孔；12、卡槽；13、容纳槽；14、环状筋条；111、第一孔段；112、第二孔段；

2、万向轮；21、轮体；22、安装座；23、转轴；24、轮轴；231、第一段； 232、第二段；233、第三段；

3、弹性件；31、卡接部；32、变形部；33、抵接部；

4、驱动轮；

5、轴承。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

下面结合附图和具体实施例对本公开作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本公开各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

实施例一：

本公开实施例提供了一种清洁机器人，清洁机器人是一种特种机器人，主要从事家庭卫生的清洁、清洗工作，主要种类有扫地机器人、拖地机器人、扫拖一体机器人等。

参见图1至图3所示，本公开实施方式提供的清洁机器人包括底座结构及设置于底座结构上的尘盒。底座结构包括底壳1、万向轮2、驱动轮4和弹性件 3。底壳1为清洁机器人的外壳，用于装配万向轮2、弹性件3、驱动轮4及尘盒。驱动轮4至少设有两个，在本公开实施方式中，驱动轮4设有两个，两个驱动轮4间隔设置于底壳1上，两驱动轮4位于机器人前进方向的前端，万向轮2位于机器人前进方向的后端，两驱动轮4与万向轮2呈三角分布，两驱动轮4作为驱动部件，万向轮2作为辅助转向部件，驱动轮4和万向轮2相互配合使机器人能够在地面自由行驶。尘盒用于收集清洁机器人清扫得到的灰尘杂物，其设置于底壳1内侧。

参见图2、图4及图5所示，万向轮2包括轮体21、安装座22及转轴23。安装座22包括顶盖和设置于顶盖下侧的侧围，轮体21可为滚轮，轮体21中心连接有轮轴24，轮轴24转动连接于侧围内，使轮体21转动安装于安装座22，轮体21能够在地面上滚动。转轴23的一端与安装座22连接，其可通过螺接、卡接等方式与安装座22的顶盖相连接。转轴23的另一端转动安装于底壳1设置的安装孔11，使万向轮2能够水平转动360°。

继续参见图5所示，底壳1的外侧底面开设有槽口向下的容纳槽13，安装孔11开设于容纳槽13的槽底，容纳槽13主要用于容纳万向轮2，对万向轮2 起到保护作用，为了使万向轮2能够正常接地行驶，万向轮2轮体21的一部分容置于容纳槽13内，另一部分伸出容纳槽13以与地面相接，相应地，用于安装轮体21的安装座22的至少部分容置于容纳槽13内，对安装座22也起到隔离保护作用。

安装孔11内设有轴承5和环状筋条14，其中安装孔11包括第一孔段111 和与第一孔段111相连的第二孔段112，第一孔段111比第二孔段112的孔径大，且第一孔段111相比于第二孔段112更靠近于安装座22，轴承5设置于第一孔段111，转轴23从轴承5的内圈中穿出，转轴23与轴承5的内圈为间隙配合，以此可以增加转轴23转动的顺畅度，其中，轴承5可为深沟球轴承5、角接触球轴承5或调心球轴承5等。

继续参见图5所示，环状筋条14设置于第二孔段112，转轴23包括第一段231以及与第一段231连接的第二段232，转轴23远离安装座22的一端从安装孔11中穿出至底壳1内侧，即第二段232位于底壳1内侧，第二段232 的直径大于环状筋条14的孔径，第一段231的一端与第二段232连接，另一端穿过环状筋条14并与安装座22连接，第一段231的直径小于或等于环状筋条 14的孔径，以使得环状筋条14卡住第二段232，防止第二段232及转轴23从安装孔11内脱出至底壳1外。

转轴23还包括第三段233，第三段233的一端与第一段231远离第二段232 的一端连接，另一端与安装座22连接，第三段233的直径大于环状筋条14的孔径，在转轴23的轴向上，第一段231的长度大于环状筋条14的长度，以使得环状筋条14卡住第三段233，防止第三段233及转轴23从安装孔11内脱出至底壳1内侧。环状筋条14卡在第二段232和第三段233之间，并可沿转轴 23轴向在第一段231上移动，以此对转轴23进行较好的轴向限位。在本公开实施例中，为了便于成型制造转轴，第三段233的直径与第二段232的直径相等。

参见图5，在一些实施例中，为了便于转轴23与安装孔11的安装，第二段232与第一段231的过渡面以及第三段233与第一段231的过渡面均为起导向作用的斜面结构，环状筋条14与两过渡面相接的面也为与之对应的斜面结构，从而使得转轴23安装于安装孔11时更加容易。

举例而言，环状筋条14还可以设置在转轴23上，安装孔11对应处设置相应的环状凹槽，此环状筋条14卡设在环状凹槽中，也可实现转轴23在其轴向上的限位。

参见图5及图8，为了提高清洁机器人的越障能力，使清洁机器人在越过较高障碍时，驱动轮4不至于悬空，在万向轮2和底壳1之间设置上述弹性件 3，弹性件3的两端分别作用于万向轮2和底壳1，弹性件3在其弹性变形范围内具有形变状态和复位状态。在弹性件3处于形变状态时，万向轮2的最低点即轮体21的最低点，与底壳1的底面之间具有第一间距，在弹性件3处于复位状态时，万向轮2的最低点即轮体21的最低点，与底壳1的底面之间具有第二间距，第二间距大于第一间距。

在本公开实施例中，清洁机器人的前端遇到过高的障碍物时被抬起，其与万向轮2将清洁机器人顶起，此时驱动轮4悬空，清洁机器人的重心向万向轮 2转移，地面对万向轮2的作用力增大，迫使万向轮2向底壳1内侧缩回，此时弹性件3处于形变状态，结果使得清洁机器人后端支点高度降低，驱动轮4 又重新着地，得以继续前进。驱动轮4重新着地后，地面对万向轮2的作用力降低，弹性件3恢复形变，迫使万向轮2向底壳1外侧移动，恢复至正常行驶高度，此时弹性件3处于复位状态，弹性件恢复到清洁机器人正常行驶时所处的状态。通过弹性件3的弹性变形，使得万向轮2变成可浮动的，可在越障时，自动调节万向轮2与底壳1间的距离，使得驱动轮4不至于一直悬空，从而提高了清洁机器人的越障能力。

具体的，参见图5，弹性件3设置在底壳1内侧，弹性件3的一端与底壳1 内侧连接，弹性件3的另一端与转轴23中位于底壳1内侧的一端连接，即弹性件3的另一端与转轴23的第二段232远离安装座22的一端连接。这样同样可以使得万向轮2变成可浮动的，从而提高清洁机器人的越障能力。

在底壳1内侧设有卡槽12，弹性件3为弹片，弹片的一端与卡槽12卡接，另一端抵接在转轴23中位于底壳1内侧的端面上，也即弹片的另一端抵接在第二段232的端面上，这样的话，弹片安装较为简便，结构较为紧凑。

弹片包括卡接部31、变形部32和抵接部33，卡接部31卡接在卡槽12内，变形部32的一端与卡接部31连接，另一端相对于卡接部31斜向上延伸并与抵接部33连接，抵接部33抵接在转轴23中位于底壳1内侧的端面上，使得弹片大致呈左右拉伸的Z字形，这样的话，弹片的卡接部31在卡槽12中卡的更紧，不易脱出，弹片安装的更为牢固。弹片处于形变状态时，变形部32产生弹性变形，抵接部33相对于卡接部31之间的距离被拉长，而当弹片处于复位状态时，变形部32恢复到清洁机器人正常行驶时所处的变形状态，抵接部抵接在转轴的端面上，其对万向轮还施加有向下的压力。

实施例二：

参见图6及图7，实施例二与实施例一主要区别点在于：弹性件3设置在底壳1外侧，弹性件3的一端与安装座22连接，弹性件3的另一端与底壳1 外侧连接，在本公开的实施方式中，弹性件3的另一端与轴承5的一端相连接，从而使弹性件3与底壳1外侧间接连接。弹性件3与安装座22及轴承5的连接方式可为抵接、粘接或者其他固连方式。

为了使弹性件3形变更加受控，弹性件3可为压缩弹簧，压缩弹簧套接在转轴23上，压缩弹簧的一端与安装座22连接，具体的可与安装座22的顶盖相连接，压缩弹簧的另一端与底壳1外侧连接，在本公开实施方式中，压缩弹簧的另一端与轴承5的一端相连接。弹性件还可为其他形式，如蝶形弹簧、扭转弹簧等。压缩弹簧处于形变状态时，压缩弹簧受到安装座给予的作用力处于被压缩的状态，使万向轮内缩，而当压缩弹簧处于复位状态时，压缩弹簧恢复到清洁机器人正常行驶时所处的变形状态，压缩弹簧此时对万向轮还施加有向下的压力。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用作区分以方便描述，不对本发明实施例做方位上的限制，比如所述“上”在实际中可以是“下”、“左”、“右”等方位。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本公开的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本公开专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种底座结构，应用于清洁机器人，其特征在于，包括：

底壳；

万向轮，转动安装于所述底壳；

弹性件，所述弹性件设置于所述万向轮与所述底壳之间，所述弹性件在其弹性变形范围内具有形变状态和复位状态；其中，

在所述弹性件处于所述形变状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第一间距；

在所述弹性件处于所述复位状态时，所述万向轮的最低点与所述底壳的底面之间具有第二间距，所述第二间距大于所述第一间距。

2.根据权利要求1所述的底座结构，其特征在于，

所述底壳设有安装孔；

所述万向轮包括轮体、安装座及转轴，所述轮体转动安装于所述安装座，所述转轴的一端与所述安装座连接，另一端从所述安装安装孔中穿出至所述底壳内侧；

所述弹性件设置在所述底壳内侧，所述弹性件的一端与所述底壳内侧连接，所述弹性件的另一端与所述转轴中位于所述底壳内侧的一端连接。

3.根据权利要求2所述的底座结构，其特征在于，

所述底壳内侧设有卡槽；

所述弹性件为弹片，所述弹片的一端与所述卡槽卡接，另一端抵接在所述转轴中位于所述底壳内侧的端面上。

4.根据权利要求3所述的底座结构，其特征在于，

所述弹片包括卡接部、变形部和抵接部，所述卡接部卡接在所述卡槽内，所述变形部的一端与所述卡接部连接，另一端相对于所述卡接部斜向上延伸并与所述抵接部连接，所述抵接部抵接在所述转轴中位于所述底壳内侧的端面上。

5.根据权利要求1所述的底座结构，其特征在于，

所述底壳设有安装孔；

所述万向轮包括轮体、安装座及转轴，所述轮体转动安装于所述安装座，所述转轴的一端与所述安装座连接，另一端转动安装于所述安装孔；

所述弹性件设置在所述底壳外侧，所述弹性件的一端与所述安装座连接，所述弹性件的另一端与所述底壳外侧连接。

6.根据权利要求2所述的底座结构，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套接在所述转轴上，所述压缩弹簧的一端与所述安装座连接，所述压缩弹簧的另一端与所述底壳外侧连接。

7.根据权利要求2或5所述的底座结构，其特征在于，

所述底壳的外侧底面开设有槽口向下的容纳槽，且所述安装孔设于所述容纳槽的槽底；

所述轮体的一部分容置于所述容纳槽内，另一部分伸出所述容纳槽；

所述安装座的至少部分容置于所述容纳槽内。

8.根据权利要求2或5所述的底座结构，其特征在于，

所述安装孔内设有环状筋条；

所述转轴包括第一段以及与所述第一段连接的第二段，所述第二段位于所述底壳内侧，且所述第二段的直径大于所述环状筋条的孔径，所述第一段的一端与所述第二段连接，另一端穿过所述环状筋条，并与所述安装座连接，所述第一段的直径小于或等于所述环状筋条的孔径。

9.根据权利要求8所述的底座结构，其特征在于，所述转轴还包括第三段，所述第三段的一端与所述第一段远离所述第二段的一端连接，另一端与所述安装座连接，所述第三段的直径大于所述环状筋条的孔径；

在所述转轴的轴向上，所述第一段的长度大于所述环状筋条的长度。

10.一种清洁机器人，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的底座结构及设于所述底座结构上的尘盒；其中，所述底壳上还设有至少两个驱动轮。

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