CN116709961A - 自主表面处理设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种自主表面清洁设备。该设备包括主体、由主体承载的驱动系统和设置在主体前部的清洁组件。清洁组件包括壳体，壳体限定抽吸室和从抽吸室延伸到设置在清洁组件的第一侧表面中的抽吸通道开口的抽吸通道，以及安装到伸缩组件的侧抽吸喷嘴，该伸缩组件布置成允许侧抽吸喷嘴在伸出位置和缩回位置之间移动。侧抽吸喷嘴包括第一弹性叶片和第二弹性叶片，第一弹性叶片被布置成使得第一弹性叶片的表面基本上面向前方，第二弹性叶片被布置成使得第二弹性叶片的表面基本上面向下方。

Description

自主表面处理设备

技术领域

本发明涉及自主表面清洁设备领域。更具体地说，它涉及机器人真空吸尘器。

背景技术

已经提出了关于自主表面清洁设备的各种建议，该设备是自动驱动的，并且不需要由用户推动穿过待清洁的表面。基本上，这种设备包括支撑在轮子或轨道上的主体或底盘，轮子或轨道由机载电池组驱动，并且由控制系统引导，控制系统在房间内导航设备，以便地板或地板覆盖物可以被清洁。为了清洁，这种设备通常还包括吸尘器头，吸尘器头具有与污垢或灰尘收集装置连通的抽吸开口，使得污垢和灰尘可以从待清洁的表面抽吸上来，并储存在容器中以供处理。

当这种自主表面清洁设备正在清洁表面时，对于它们来说，使其自身充分靠近任何壁以确保表面的边缘被吸尘器头彻底清洁是具有挑战性的。为了提高它们的边缘清洁能力，许多自主表面清洁设备设置有一个或多个旋转侧刷，其刷毛延伸超过设备的外围，目的是将任何污垢或碎屑从边缘扫走并扫入吸尘器头的路径中。US2010037418A1中示出了这种设备的示例。然而，依靠这种侧刷的清扫动作对于边缘清洁来说并不是特别有效的方法，因为灰尘和碎屑经常会绕过。

作为侧刷的替代方案，一些自主表面清洁设备设置有一个或多个抽吸喷嘴，抽吸喷嘴可以突出超过设备的外围，目的是使用设备的抽吸来捕获存在于边缘的污垢或碎屑。WO2016021808中示出了这种设备的示例。虽然抽吸的应用可以提高在边缘清洁期间捕获小污垢和碎屑的有效性，但是如果没有搅动器，这些抽吸喷嘴通常很难有效地捕获较大的碎屑。此外，这种抽吸喷嘴通常不能像用刷子的刷毛那样尽可能地接近壁的边缘或其他竖直表面。

正是在这种背景下设计了本发明。

发明内容

根据第一方面，提供了一种自主表面清洁设备。该设备包括主体、由主体承载并配置为在表面上移动自主表面清洁设备的驱动系统、以及设置在主体的前面的清洁组件。该清洁组件包括限定抽吸室的壳体，该抽吸室具有在清洁组件的底表面中的抽吸室开口和从抽吸室延伸到设置在清洁组件的第一侧表面中的抽吸通道开口的抽吸通道，以及安装到伸缩组件的侧抽吸喷嘴，伸缩组件被布置成允许侧抽吸喷嘴在伸出位置和缩回位置之间移动，在伸出位置中，侧抽吸喷嘴延伸远离抽吸通道开口。侧抽吸喷嘴包括第一弹性叶片和第二弹性叶片，第一弹性叶片布置成使得第一弹性叶片的表面基本上面向前方，第二弹性叶片布置成使得第二弹性叶片的表面基本上面向下方。

优选地，当处于缩回位置时，侧抽吸喷嘴不突出远离抽吸通道开口。当处于缩回位置时，侧抽吸喷嘴可以缩回到清洁组件内，并且优选地缩回到清洁组件的第一侧表面后方。

优选地，当处于伸出位置时，第一弹性叶片和第二弹性叶片都远离抽吸通道开口延伸。第一弹性叶片可以布置成当侧抽吸喷嘴处于伸出位置时突出远离抽吸通道开口的最后边缘。第二弹性叶片可以布置成当侧抽吸喷嘴处于伸出位置时突出远离抽吸通道开口的上边缘。

第一弹性叶片和第二弹性叶片可以布置成使得第一弹性叶片的横向轴线垂直于第二弹性叶片的横向轴线。优选地，当设备设置在水平表面上时，第一弹性叶片布置成基本垂直。优选地，第二弹性叶片被布置成基本水平，并且更优选地，当设备被放置在水平表面上时，在水平线以下0至20度。

第一弹性叶片可以基本上是平面的。第一弹性叶片可以具有直的下边缘和至少部分弯曲的上边缘，以便在一点处与下边缘相接。第二弹性叶片可以是波纹状的。第二弹性叶片可以布置成使得第二弹性叶片的脊和凹槽从第二弹性叶片的近端延伸到远端。

第一弹性叶片和第二弹性叶片可以各自包括弹性材料，例如弹性体，例如弹性塑料或橡胶。第一弹性叶片和第二弹性叶片可以各自包括弹性材料，例如热塑性聚氨酯(TPU)。

侧抽吸喷嘴还可以包括第一弹性叶片和第二弹性叶片附接到其上的喷嘴基部，第一弹性叶片和第二弹性叶片通过喷嘴基部连接到伸缩组件。第一弹性叶片、第二弹性叶片和喷嘴基部的至少一部分可以一体形成。第一弹性叶片可以通过喷嘴基部仅连接到第二弹性叶片。

伸缩组件可以包括可移动地连接到清洁组件的延伸臂，抽吸喷嘴附接到延伸臂的远端。延伸臂可以布置成相对于清洁组件横向移动。伸缩组件可以包括线性致动器，该线性致动器被布置成相对于清洁组件横向移动延伸臂。线性致动器可以包括布置成驱动驱动构件的电机和布置成由驱动构件驱动以使延伸臂相对于清洁组件横向移动的从动构件。驱动构件可以包括安装到电机轴的小齿轮，从动构件包括设置在延伸臂上的齿条。

清洁组件还可以包括门，该门被布置成在抽吸喷嘴处于缩回位置时的关闭位置和抽吸喷嘴处于伸出位置时的打开位置之间移动。优选地，门被布置成当抽吸喷嘴处于缩回位置时覆盖抽吸通道开口，而在处于伸出位置时不覆盖抽吸通道开口。清洁组件可以包括门致动组件，该门致动组件被布置成在关闭位置和打开位置之间移动门。门致动组件可以包括可移动地连接到清洁组件的收缩臂，然后门通过铰链附接到收缩臂的远端。收缩臂可以被布置成相对于清洁组件横向移动，然后门被布置成使得收缩臂的横向移动导致门在关闭位置和打开位置之间移动。然后，伸缩组件的线性致动器可以布置成沿第一方向移动延伸臂并且同时沿第二方向移动收缩臂。然后，延伸臂上的齿条可以布置成与小齿轮的第一侧接合，并且收缩臂可以设置有齿条，该齿条布置成与小齿轮的第二侧接合，小齿轮的第二侧与第一侧径向相对。

优选地，清洁组件的平面形状基本上是矩形的。优选地，清洁组件限定大致平坦的前表面以及从前表面的相对端向后延伸的第一侧表面和第二侧表面，第一侧表面和第二侧表面大致平坦并且基本上垂直于清洁组件的前表面。

清洁组件可以设置在主体的前表面下方，并从主体的前表面向前突出。主体可以限定大致平坦的前表面以及从前表面的相对端向后延伸的第一和第二侧表面。第一和第二侧表面可以各自具有大致平坦的最前部分和弯曲的最后部分，其中最后部分向内朝向彼此弯曲。主体的第一和第二侧表面的最前部分可以基本上垂直于主体的前表面。

清洁组件还可以包括设置在抽吸室内的搅动器。该设备还可以包括气流发生器，用于产生穿过抽吸室的气流。气流发生器可以包括电机驱动的叶轮。

该设备还可以包括容器，配置为接收由清洁组件收集的灰尘，容器可释放地附接到主体。该设备还可以包括分离系统，分离系统被配置为从穿过设备的气流中分离污垢并将污垢沉积到容器中。分离系统可以设置在设置在清洁组件的抽吸室处的空气入口和设备的空气出口之间的气流路径上。该设备可以包括从清洁组件延伸到分离系统的入口管道。入口导管可以是直的，并在平行于主体的纵向轴线的方向上延伸。分离系统可以至少部分地设置在容器内。分离系统可以包括旋风分离器。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是如本文所描述的接近相关联的对接站的自主表面清洁设备的后透视图；

图2是图1的设备的正透视图；

图3是图1的设备下侧的后透视图；

图4是图1的设备的底视图；

图5是图1的设备的前透视图，其中外壳和缓冲器与设备的主体分离；

图6是图1的设备的顶视图，其中设备的外壳被移除；

图7是图1的设备的抽吸喷嘴的下侧的前透视图；

图8是图1的设备的抽吸喷嘴的前视图；

图9是处于缩回位置的图1的设备的抽吸喷嘴的前透视图；

图10是处于伸出位置的图1的设备的抽吸喷嘴的前透视图；

图11是图1的设备的后透视图，其中容器与设备的主体分离；

图12是图1的设备的可充电电池系统的前透视图；

图13是图1的设备的控制系统的示意图；以及

图14是图1的设备的前拐角传感器组件的分解图。

具体实施方式

现在将描述一种自主表面清洁设备，其提供了优于传统自主表面清洁设备的各种优点。图1至4是这种自主表面清洁设备1000(以下称为“设备1000”)的实施例的外部视图。在该实施例中，在机器人真空吸尘器的背景下示出了设备1000，但是应当理解这对于本发明来说不是必需的，并且本发明适用于任何自主表面清洁设备，无论是在家庭环境中还是其他环境中。图1示出了接近相关联的对接站2000的设备1000的后透视图，图2示出了设备1000的前透视图，图3示出了设备1000的底部的后透视图，图4示出了设备1000的底视图。

如图1所示，设备1000具有在设备1000的前面和后面之间延伸的纵向轴线(X₁)、在设备1000的左侧(L)和右侧(R)之间沿横向延伸的横向轴线(Y₁)、以及相对于设备1000行进的表面基本垂直延伸的竖直轴线(Z₁)。出于本描述的目的，在设备1000的上下文中，术语诸如“前”和“后”是在操作期间其向前和向后方向的意义上使用的。类似地，术语“左”和“右”将参照设备1000的向前运动方向来使用。

设备1000包括主体1001、由主体1001承载并配置为使自主表面清洁设备1000在表面上移动的驱动系统1002、设置在主体1001的前面的清洁组件1003、以及可释放地附接到主体1001并配置为接收由清洁组件1003收集的污垢的容器1004。设备1000还包括可充电电池系统1005，该可充电电池系统1005由主体1001承载并且布置成向设备1000的各种系统提供电力，其中电池充电触点1006设置在主体1001的前表面1007上。充电触点1006电连接到可充电电池系统1005，并且配置为当与对应的充电触点2001接触时传递电流，例如，对应的充电触点2001设置在与自主表面清洁设备1000相关联的对接站2000上。

在所示的实施例中，主体1001限定大致平面的前表面1007，该前表面基本上垂直于主体1001的底部或基部，使得当设备1000支撑在水平表面上时，前表面1007大致竖直。主体1001还限定第一和第二(即左侧和右侧)侧表面1009、1010，侧表面的至少一部分从前表面1007的相对端向后延伸。第一和第二侧表面1009、1010各自具有大致平面的最前部分和弯曲的最后部分，其中最后部分朝向彼此并朝向设备1000的纵向轴线(X₁)向内弯曲。主体1001的侧表面1009、1010的最前部分基本上垂直于主体1001的前表面107，因此彼此平行。因此，设备1000的主体1001具有大致为D形的平面形状。此处使用的术语“平面形状”是指从上方观察时的外周形状。

如图5所示，设备1000的主体1001包括底盘1011和安装到底盘1011的外壳1012。外壳1012限定主体1001的外表面并且包括一个或多个盖，所述一个或多个盖共同布置成覆盖底盘1011并且形成主体1001的外表面。在所示的实施例中，外壳1012包括底盖1013、前盖1014和一对后盖1015。

驱动系统1002安装到底盘1011，并且包括一对差动驱动轮1016，该一对差动驱动轮1016部分地从主体1001的底部突出。在所示的实施例中，驱动系统1002设置在设备1000的最前部分和设备1000的最后部分之间的大约中间，第一和第二(即左和右)驱动轮1016设置为邻近相应的侧表面1009、1010。

清洁组件1003设置在主体1001的前表面1007的下方，并突出到主体1001的前表面1007前方。这种布置使得清洁组件1003是设备1000的第一个经过待清洁表面的部分，并且还使得清洁组件1003可以到达设备1000的整个高度可能无法到达的低物体下面。在所示的实施例中，清洁组件1003包括限定抽吸室1018的壳体1017，抽吸室1018在清洁组件的底表面中具有开口，使得该开口邻近待清洁的表面。如图6所示，设备1000还包括气流发生器1020，用于产生穿过抽吸室的气流。气流发生器1020包括由真空电机(未示出)驱动的叶轮(未示出)，其中真空电机由从可充电电池系统1005接收的电力驱动。搅动器1021也设置在抽吸室1018内，并且布置成从待清洁的表面移动或移除污垢，使得通过抽吸室1018收集污垢更加容易。在所示的实施例中，搅动器1021由可旋转刷杆提供。

清洁组件1003的平面形状大致为矩形。因此，清洁组件1003具有大致平面的前表面1022以及从前表面1022的相对端向后延伸的第一和第二(即左和右)侧表面1023、1024。如图3所示，清洁组件1003的壳体1017然后还限定了从抽吸室1018延伸到设置在清洁组件1003的第一侧表面1023中的抽吸通道开口1026的抽吸通道1025。然后侧抽吸喷嘴1027安装到壳体1017上，靠近抽吸通道开口1026。侧抽吸喷嘴1027通过伸缩组件安装到壳体1017，所述伸缩组件布置成允许侧抽吸喷嘴1027在伸出位置和缩回位置之间移动。在伸出位置，侧抽吸喷嘴1027突出远离抽吸通道开口1026并远离清洁组件1003的第一侧表面1023，而在缩回位置，侧抽吸喷嘴1027缩回清洁组件1003内(即，在清洁组件1003的第一侧表面1023后方)。

如图7和图8所示，侧抽吸喷嘴1027包括第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030，第一弹性叶片1029布置成使得第一弹性叶片1029的表面1031基本上面向前方，第二弹性叶片1030布置成使得第二弹性叶片1030的表面1032基本上面向下方。在该特定实施例中，当设备1000被支撑在水平表面上时，第一弹性叶片1029布置成基本竖直，而第二弹性叶片1030布置成基本水平。因此，第一弹性叶片的横向轴线(Y₂)垂直于第二弹性叶片的横向轴线(Y₃)。第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030各自包括弹性材料，例如弹性体，特别是弹性塑料或橡胶。例如，第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030可以包括弹性材料，例如热塑性聚氨酯(TPU)。侧抽吸喷嘴1027允许设备1000靠近诸如墙壁的竖直表面的边缘进行清洁，因为设备1000可以被操纵使得侧抽吸喷嘴1027的弹性叶片1029、1030接触并沿着这些表面滑动，以确保污垢和碎屑通过侧抽吸通道1025被引导到清洁组件1003中。

第一弹性叶片1029基本上是平面的，具有直的下边缘和至少部分弯曲的上边缘，以便在一点处与下边缘相接(即，使得第一弹性叶片1029具有直背叶片的形状)。相比之下，第二弹性叶片1030是波纹状的，并且布置成使得第二弹性叶片的脊和槽从叶片的近端或基部延伸到叶片的远端或尖端。在所示的实施例中，当设备1000被支撑在水平表面上时，第二弹性叶片1030布置成在水平线下方成0至20度的角度(θ₁)。

侧抽吸喷嘴1027还包括喷嘴基部1033，第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030附接到该喷嘴基部1033，第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030通过喷嘴基部1033连接到伸缩组件1028。在所示的实施例中，第一弹性叶片1029、第二弹性叶片1030和喷嘴基部1033一体形成，第一弹性叶片1029仅通过喷嘴基部1033连接到第二弹性叶片1030。

如图3和图4所示，当处于缩回位置时，第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030缩回并保持在清洁组件1003内，使得它们不突出远离清洁组件1003的第一侧表面1023，并且当处于伸出位置时，第一弹性叶片1029和第二弹性叶片1030远离清洁组件1003的第一侧表面1023延伸。具体地，当侧抽吸喷嘴1027处于伸出位置时，第一弹性叶片1029突出远离抽吸通道开口1026的最后边缘，而第二弹性叶片1030突出远离抽吸通道开口1026的上边缘。

伸缩组件如图9和图10所示，并且包括可移动地连接到清洁组件1003的延伸臂1034，抽吸喷嘴1027附接到延伸臂1034的远端。然后，延伸臂1034布置成相对于清洁组件1003横向移动(即，朝向和远离清洁组件1003的第一侧表面1023移动)。为此，伸缩组件还包括线性致动器，该线性致动器布置成相对于清洁组件1003横向移动延伸臂1034。在所示的实施例中，线性致动器包括喷嘴电机1035和从动构件1037，喷嘴电机布置成驱动驱动构件1036，从动构件1037布置成由驱动构件1036驱动以使延伸臂1034相对于清洁组件横向移动。具体地，驱动构件1036包括安装到喷嘴电机1035的轴的小齿轮，并且从动构件1037包括设置在延伸臂1034上的齿条，该齿条布置成与小齿轮的第一侧接合。

清洁组件1003还包括门1038，门1038布置成在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置中，当抽吸喷嘴1027处于缩回位置时，门1038覆盖抽吸通道开口1026，在打开位置中，当抽吸喷嘴1027处于伸出位置时，门1038不覆盖抽吸通道开口1026。在所示的实施例中，清洁组件1003包括门致动组件，该门致动组件布置成在关闭位置和打开位置之间移动门1038。门致动组件包括可移动地连接到清洁组件1003的收缩臂1040，其中门1038通过铰链1041附接到收缩臂1040的远端。收缩臂1040布置成相对于清洁组件1003横向移动(即，朝向和远离清洁组件1003的第一侧表面1023移动)，并且门1038布置成使得收缩臂1040的横向移动导致门1038在关闭位置和打开位置之间移动。然后，伸缩组件的线性致动器布置成沿第一方向移动延伸臂1034并且同时沿第二方向移动收缩臂1040。为此，收缩臂1040设置有齿条1042，齿条1042布置成与小齿轮1036的第二侧接合，小齿轮1036的第二侧与小齿轮1036的第一侧径向相对。

自主表面清洁设备1000还包括分离系统1050，该分离系统1050配置为从穿过设备1000的气流中分离污垢，并将污垢沉积到容器1004中。为此，分离系统1050定位在设置在清洁组件1003的抽吸室1018处的空气入口1051和设备1000的空气出口或排气口1052之间的气流路径中。在所示的实施例中，分离系统1050包括部分设置在容器1004内的旋风分离器。然后，设备1000包括从清洁组件1003延伸到容器1004内的分离系统1050的流入或入口管道1053。流入导管1053是直的，并且在平行于主体1001的纵向轴线(X₁)的方向上延伸穿过主体1001。设备1000还包括设置在设备1000的分离系统1050和空气出口1052之间的气流路径中的可拆卸过滤器组件1055。在所示的实施例中，可拆卸过滤器组件1055将电机前过滤器和电机后过滤器组合成单个单元。因此，过滤器组件1055布置成使得过滤器组件1055的电机前过滤器被设置在分离系统1050和气流发生器1020的电机之间的气流路径中，并且过滤器组件1055的电机后过滤器被设置在气流发生器1020的电机和设备1000的空气出口1052之间的气流路径中。

在所示的实施例中，设备1000还包括振动传感器1054，振动传感器1054被配置为检测由冲击流入管道1053的污物引起的流入管道1053的振动(即，当污物从清洁组件103穿过流入管道1053到达分离系统150时)。振动传感器1054邻近流入管道1053的上表面的外侧设置。在所示的实施例中，振动传感器1054包括压电感测元件。振动传感器1054配置为与设备1000的控制系统通信，从而提供振动数据，其中控制系统被配置为处理从振动传感器1054接收的振动数据，以确定污垢的体积、污垢块的尺寸、污垢块的质量和污垢块的类型等中的一个或多个。

如图1所示，当附接到设备1000的主体1001时，容器1004部分地设置在由主体1001限定的面向后的凹部1043内。设备1000配置为使得通过相对于主体1001向后移动容器1004(即，在基本平行于设备1000的纵向轴线(X₁)的方向上)，容器1004可以从凹部1043移除，如图11中的箭头所示。具体地，主体1001限定通向凹部1043的后开口1044，并且主体1001布置成允许通过在向后方向上移动容器1004穿过后开口1044来从凹部1043移除容器1004。容器1004相对于设备1000的电池充电触点1006的这种布置允许在设备1000与相关联的对接站对接时，例如在可充电电池系统1005充电期间，容易地移除容器1004。这种布置还使得当保持在凹部1043内时容器1004的侧表面1045的一部分是可见的，并且通过使该可见部分至少部分透明，于是容器1004的填充水平在使用期间是可见的。在所示的实施例中，容器1004大致上是圆柱形的，并且凹部1043具有基本上对应于容器1004的大致圆柱形形状的形状。然后，大致圆柱形的容器1004的外壁是完全透明的。

在所示的实施例中，设备1000还被配置为使得在容器1004已经从主体1001释放之后，通过相对于主体1001在向上的方向上(即，当支撑在水平表面上时，在基本上平行于设备1000的竖直轴线(Z₁)的方向上)移动容器1004，容器1004可以从凹部1043移除。具体地，主体1001限定通向凹部1043的后开口1044和通向凹部1043的上开口1046，在所示的实施例中，后开口1044和上开口1046组合成单个开口。

当附接到主体1001时，容器1004的一部分从凹部1043突出超过主体1001的最后部分。这种布置提供了更大的容器1004，而不增加设备1000的主体1001的尺寸。然后，容器1004的下边缘1047被至少部分地倒角，该下边缘1047在容器1004附接到主体1001时位于最后，并且因此突出超过凹部1043。该倒角使得容器1004的该突出的下边缘1047将不会阻碍或阻止设备1000的轻微向后倾斜，否则该突出的下边缘将阻止设备1000穿过其路径上的低物体。主体1001然后包括凸缘1048，凸缘1048与主体1001的底表面齐平，并且在凹部1043的下端上部分地延伸，以便在容器1004附接到主体1001时支撑容器1004的一部分。然而，凸缘1048布置成使得当容器1004附接到主体1001时，凸缘1048不延伸超过容器1004的底表面的外周。具体地，凸缘1048布置成使得当容器1004附接到主体1001时，凸缘1048不延伸超过倒角的下边缘1047的下角。因此，当容器1004附接到主体1001时，凸缘1048为容器1004提供支撑，而不会阻碍或防止设备1000的轻微向后倾斜。

然后，设备1000还包括用于将容器1004保持在凹部1043内的保持组件，其中保持组件包括用于将容器1004从保持组件释放的用户可致动释放机构。在所示的实施例中，保持组件包括设置在主体1001上的可移动上部锁扣1056和设置在容器1004上的上部锁扣保持器1057，其中上部锁扣保持器1057布置成当容器1004最大程度地设置在凹部1043内时与上部锁扣1056接合。可移动上部锁扣1056布置成在第一位置和第二位置之间移动，并且布置成当容器1004最大程度地设置在凹部1043内且上部锁扣1056处于第一位置时与上部锁扣保持器1057接合，而当上部锁扣1056处于第二位置时与上部锁扣保持器1057脱离。然后，上部锁扣1056被上部锁扣弹簧(未示出)偏压到第一位置，用户可致动释放机构由设置在主体1001上的容器释放按钮1058提供，该容器释放按钮1058布置成当由用户操作时，使得上部锁扣1056克服上部锁扣弹簧的力移动到第二位置。

在所示的实施例中，保持组件还包括设置在主体1001上的可移动下部锁扣1059和设置在容器1004上的下部锁扣1060保持器，其中下部锁扣保持器1060布置成当容器1004最大程度地设置在凹部1043内时与下部锁扣1059接合。与上部锁扣1056一样，下部锁扣1059布置成在第一位置和第二位置之间移动，并且布置成当容器1004最大程度地设置在凹部1043内且下部锁扣1059处于第一位置时与下部锁扣保持器1060接合，而当下部锁扣1059处于第二位置时与下部锁扣保持器1060脱离。下部锁扣1059被下部锁扣弹簧(未示出)偏压到第一位置，用户可致动释放机构布置成使得用户对容器释放按钮1058的操作导致上部锁扣1056克服上部锁扣弹簧的力移动到第二位置，并且下部锁扣1059克服下部锁扣弹簧的力移动到第二位置。下部锁扣1059还布置成使得当从第一位置移动到第二位置时，下部锁扣1059将相对于主体1001向后推动容器1004，以帮助移除容器1004。为此，下部锁扣1059布置成当处于第二位置时从主体1001向后延伸并进入凹部1043。

在替代实施例中，保持组件的锁扣1056、1059和用户可致动释放机构可以设置在容器1004上，而锁扣保持器1057、1060则设置在主体1001上。在这样的替代实施例中，下部锁扣1059然后将布置成当处于第二位置时从容器1004向前延伸，以便将容器1004推离设备1000的主体1001。

可充电电池系统1005包括设置在主体1001的后部的多个电池单元，因此这些电池单元设置在主体1001的相对于清洁组件1003的相对端，以便为设备1000提供有利的重心。在所示的实施例中，由主体1001限定的面向后的凹部1043与主体1001的纵向轴线(X₁)对齐。因此，主体1001限定了沿着凹部1043的第一(即左)侧延伸的第一最后部分1061和沿着凹部1043的第二(即右)侧延伸的第二最后部分1062。因此，第一最后部分1061和第二最后部分1062至少部分地限定凹部1043。可充电电池系统1005然后包括设置在第一最后部分1061内的第一组电池单元1063和设置在第二最后部分1062内的第二组电池单元1064。因此，第一组电池单元1063由主体1001承载在凹部1043的第一侧，第二组电池单元1064由主体1001承载在凹部1043的第二侧。这种布置使得电池单元1063、1064设置在设备1000的与清洁组件1003相对的端部，以对清洁组件1003的重量提供一些平衡，同时还使得电池单元1063、1064分布在设备的纵向轴线(X₁)的两侧，以保持有利的重心。在所示的实施例中，第一组1063中的电池单元的数量等于第二组1064中的电池单元的数量，使得电池单元均匀地分布在设备1000的纵向轴线(X₁)的两侧。

如图12所示，第一组电池单元1063中的电池单元设置在第一电池壳体1065内，该第一电池壳体1065支撑并提供第一组电池单元1063中的电池单元之间的互连，第二组电池单元1064中的电池单元设置在不同的第二电池壳体1066内，该第二电池壳体1066支撑并提供第二组电池单元1064中的电池单元之间的互连。可充电电池系统1005然后还包括电缆线束1067，电缆线束1067在第一电池壳体1065和第二电池壳体1066之间延伸并连接第一电池壳体和第二电池壳体，使得第一组电池单元1063和第二组电池单元1064连接在一起。

然后，设备100还包括被配置为控制设备100的操作的控制系统1070，其中在图13中示意性地示出了控制系统1070。特别地，控制系统1070负责控制设备100的移动、导航、清洁操作、对接、充电、通信等。因此，控制系统1070被实现为计算机硬件和软件的组合，并且包括一个或多个处理器1071，例如微控制器，以及存储器1072，存储器1072为控制系统1070所需的任何数据提供存储，例如由一个或多个处理器1071实现的任何计算机程序/软件应用。控制系统1070还包括一个或多个收发器1073，用于与诸如个人计算机设备(例如，用户的智能手机、平板电脑等)和/或通信接口设备(例如，无线接入点、电信基站)的其他实体进行无线通信。因此，控制系统包括控制通过收发器1073发送和接收的通信的通信单元1074。

在其他操作中，控制系统1070负责控制设备在环境内的移动，因此设置有控制驱动系统1002的运动控制单元1075以及从导航传感器系统1080接收数据并使用该数据在环境内自主导航设备1000的导航单元1076。具体地，导航单元1076被配置为使用从导航传感器系统1080接收的数据来实现诸如环境内的定位、环境的映射和危险避免的功能。

在所示的实施例中，导航传感器系统1080包括布置成捕获设备1000周围环境的图像的一个或多个视觉传感器1081、布置成检测设备1000的运动的一个或多个运动传感器1082、布置成检测物体的存在和/或与物体的距离的多个接近传感器1083-1086、布置成检测潜在落差的存在的多个悬崖传感器1087-1092、以及布置成检测设备和其他物体之间的碰撞的多个接触或碰撞传感器1112、1117、1118。在所示的实施例中，视觉传感器1081包括定位在设备1000顶部的全向摄像机，用于向设备1000提供其周围的全景视图以用于定位等，并且运动传感器1082包括指向支撑设备的表面的光流量传感器，用于实现视觉里程计以提供牵引打滑等的定位补偿。

如上所述，清洁组件1003然后具有大致平面的前表面1022以及从前表面1022的相对端向后延伸的第一和第二(即左和右)侧表面1023、1024。因此，清洁组件1003具有在前表面1022与第一侧表面1023相接的位置处形成的第一(即左)前拐角和在前表面1022与第二侧表面1024相接的位置处形成的第二(即右)前拐角。导航传感器系统1080然后包括第一前接近传感器1083，该第一前接近传感器1083设置在清洁组件1003的前表面1022处，邻近清洁组件1003的第一前拐角，以及第二前接近传感器1084，该第二前接近传感器1084设置在清洁组件1003的前表面1022处，邻近清洁组件1003的第二前拐角。第一和第二前接近传感器1083、1084布置成检测存在于设备1000和清洁组件1003的路径中的障碍物。为此，第一和第二前接近传感器1083、1084都朝向清洁组件1000的纵向轴线(X₁)向内倾斜。特别地，第一和第二前接近传感器1083、1084相对于清洁组件1003的前表面1022以锐角(θ₂)向内指向。前接近传感器1083、1084的这种布置使得仅需要两个接近传感器来监控设备1000的路径中的障碍物，并且通过确保接近传感器的视野至少部分重叠来提高危险检测的灵敏度。

在所示的实施例中，第一和第二前接近传感器1083、1084相对于清洁组件1003的前表面1022以大约25度的角度(θ₂)向内指向。然而，本领域技术人员将认识到，为前接近传感器选择的精确角度(θ₂)将取决于设备1000的宽度、接近传感器的视野的大小以及它们的检测范围。在所示的实施例中，第一和第二前接近传感器1083、1084中的每一个由飞行时间(TOF)传感器提供，例如超声波或红外TOF传感器，并且优选地由不可见红外激光TOF传感器提供。

导航传感器系统1080还包括第一侧面接近传感器1085，该第一侧面接近传感器1085设置在清洁组件1003的第一侧表面1023处，邻近清洁组件1003的第一前拐角，以及第二侧面接近传感器1086，该第二侧面接近传感器1086设置在清洁组件1003的第二侧表面处，邻近清洁组件1030的第二前拐角。第一侧面接近传感器1085和第二侧面接近传感器1086横向远离设备1000指向，并且优选地布置成使得它们基本上平行于清洁组件1003的前表面1022(即，使得传感器的轴线基本上平行于清洁组件1003的前表面1022)指向。侧面接近传感器1085、1086的这种布置使得设备1000的最前拐角检测到壁或其他类似的障碍物，并且当它们的输出与前接近传感器1083、1084的输出组合时，允许设备1000精确地检测接近的拐角。在所示的实施例中，第一侧面接近传感器1085和第二侧面接近传感器1086中的每一个由飞行时间(TOF)传感器提供，例如超声波或红外TOF传感器，并且优选地由不可见红外激光TOF传感器提供。

在所示的实施例中，导航传感器系统1080还包括第一前悬崖传感器1087，该第一前悬崖传感器1087设置在清洁组件1003的底表面上，邻近清洁组件1003的第一前拐角，以及第二前悬崖传感器1088，该第二前悬崖传感器1088设置在清洁组件1003的底表面上，邻近清洁组件1003的第二前拐角。前悬崖传感器1087、1088的这种布置确保由设备1000的最前拐角检测潜在的落差，以防止清洁组件1003越过落差，从而最小化设备1000下落的风险并避免在落差上方运行真空电机和/或搅动器而浪费能量。

在所示的实施例中，导航传感器系统1080还包括邻近主体1001的最后底边缘设置的后悬崖传感器1089、1090。具体地说，第一后悬崖传感器1089邻近第一最后部分1061的最后底边缘设置，第二后悬崖传感器1090邻近第二最后部分1062的最后底边缘设置。这些后悬崖传感器1089、1090提供由设备1000的最后边缘检测潜在的落差，以最小化设备1000在反向移动时将越过落差的风险。然而，由于这些后悬崖传感器1089、1090设置在主体1001的最后部分上，由于主体1001的这些最后部分1061、1062向内弯曲，这些后悬崖传感器1089、1090比驱动轮1016更靠近主体1001的纵向轴线(X₁)。因此，导航传感器系统1080还包括第一侧面悬崖传感器1091和第二侧面悬崖传感器1092，所述第一侧面悬崖传感器1091和第二侧面悬崖传感器1092各自紧接地设置在相应驱动轮1016后面并与之平行(即纵向对准)。因此，这些侧面悬崖传感器1091、1092位于每个驱动轮1016的正后方，以便检测可能存在于驱动轮1016正后方但可能没有被后悬崖传感器1089、1090检测到的落差。

如图6所示，所示实施例的导航传感器系统1080包括一对前拐角传感器组件1101、1102，其中这些前拐角传感器组件1101、1102中的每一个包括前接近传感器、侧面接近传感器和前悬崖传感器。具体地，导航传感器系统1080包括设置在清洁组件1003的第一(即左)前拐角处的第一前拐角传感器组件1101和设置在清洁组件1003的第二(即右)前拐角处的第二前拐角传感器组件1102。然后，第一前拐角传感器组件1101包括第一前接近传感器1083、第一侧面接近传感器1085和第一前悬崖传感器187，而第二前拐角传感器组件1102包括第二前接近传感器1084、第二侧面接近传感器1086和第二前悬崖传感器1088。

如图14所示，前拐角传感器组件1101、1102中的每一个包括单个电路板，使得前拐角传感器组件的前接近传感器、侧面接近传感器和前悬崖传感器都安装到相同的电路板上。具体地，第一前拐角传感器组件1101包括第一拐角传感器电路板1103，第一前接近传感器1083、第一侧面接近传感器1085和第一前悬崖传感器1087都安装在第一拐角传感器电路板1103上，第二前拐角传感器组件1102包括第二拐角传感器电路板1104，第二前接近传感器1084、第二侧面接近传感器1086和第二前悬崖传感器1088都安装在第二拐角传感器电路板1104上。将三个传感器组合到单个电路板上简化了设备1000的制造和组装。

第一拐角传感器电路板1103和第二拐角传感器电路板1104都是刚性-柔性电路板。本文中使用的术语“刚性-柔性电路板”是指由柔性电路板和刚性电路板混合而成的单个电路板，并且因此包括一个或多个柔性部分，柔性部分在刚性部分之间提供互连。刚性-柔性电路板的使用简化了这些电路板的制造和组装，因为它使得当电路板处于平坦配置时，包括单个传感器的电子部件可以安装在其上，然后电路板随后被重新配置，使得安装在其上的传感器处于所需的不同取向。第一拐角传感器电路板1103和第二拐角传感器电路板1104中的每一个都包括安装有前接近传感器的第一刚性部分1105、安装有前悬崖传感器的第二刚性部分1106、安装有侧面接近传感器的第三刚性部分1107、连接第一刚性部分1105和第二刚性部分1106的第一柔性部分1108、以及连接第二刚性部分1106和第三刚性部分1107的第二柔性部分1109。

第一前拐角传感器组件1101还包括第一拐角电路板框架1110，第一拐角传感器电路板1103安装在第一拐角电路板框架1110上，第一电路板框架1110布置成将第一拐角传感器电路板1003保持在固定配置中，使得传感器的相对位置固定在所需的取向上。相应地，第二前拐角传感器组件1102包括第二拐角电路板框架1111，第二拐角传感器电路板1104安装在第二拐角电路板框架1111上，第二拐角电路板框架1111布置成将第二拐角传感器电路板1104保持在固定配置中，使得安装在其上的传感器的相对位置固定在所需的不同取向上。然后，第一拐角传感器电路板1103通过第一电路板框架1110安装到设备1000的底盘1011，第二拐角传感器电路板1104通过第二电路板框架1111安装到设备1000的底盘1011。

如上所述，导航传感器系统1080包括多个接触或碰撞传感器，这些传感器布置成检测设备1000和其他物体之间的碰撞。在所示的实施例中，接触传感器包括多个最前接触传感器1112，所述多个最前接触传感器1112设置在安装到清洁组件1003的前表面1022的前缓冲器1113的后面，其中每个最前接触传感器1112然后布置成检测前缓冲器1113相对于清洁组件1003的位移。

前缓冲器1113布置成可响应于由于对缓冲器1113的冲击而施加的力而相对于清洁组件1003移位。具体地，前缓冲器1113包括多个刚性部段1114，这些刚性部段1114被共同布置成沿着清洁组件1003的前表面1022横向延伸，其中多个刚性部段1114中的每一个可响应于施加的力相对于多个刚性部段1114中的另一个移动。为此，多个刚性部段1114由柔性接头1115连接，优选地由弹性柔性接头连接。在所示的实施例中，这些柔性接头1115由活动铰链提供。此处使用的术语“活动铰链”是指由与其连接在一起的刚性部件相同的材料制成的柔性接头。然后，最前接触传感器1112设置在多个刚性部段1114中的每一个的下方，其中每个最前接触传感器1112布置成检测前缓冲器1113的对应刚性部段1114的位移。在所示的实施例中，每个刚性部段1114包括突起1116，该突起1116从前缓冲器1113向内延伸，并且当刚性部段1114朝向设备1000的主体1001纵向移位时，该突起1116布置成接触相应的最前接触传感器1112。前缓冲器1113和最前接触传感器1112的这种布置使得最前接触传感器1112可以彼此独立地被激活，这又使得可以基于哪个最前接触传感器1112被碰撞激活来精确地确定前缓冲器1113上的碰撞位置。

除了沿着清洁组件1003的前表面1022延伸之外，前缓冲器1113在清洁组件1003的第一和第二前拐角上方和周围延伸，并且部分地沿着清洁组件1003的第一和第二(即左和右)侧1023、1024两者延伸。具体地，缓冲器1113的第一(即左)端部刚性部段1114a围绕清洁组件1003的第一前拐角延伸，并且缓冲器1113的第二(即右)端部刚性部段1114b围绕清洁组件1003的第二前拐角延伸。缓冲器1113的第一端部刚性部段1114a布置成通过施加到缓冲器1113的第一前拐角的力而移位，并且缓冲器1113的第二端部刚性部段1114b布置成通过施加到缓冲器1113的第二前拐角的力而移位。

接触传感器还包括设置在外壳1012后方的第一多个外壳接触传感器1117a、1117b，其中第一多个外壳接触传感器1117a、1117b中的每一个布置成检测外壳1012相对于底盘1011的纵向位移，以及布置在外壳1012后方的第二多个外壳接触传感器1118a、1118b，其中第二多个外壳接触传感器1118a、1118b中的每一个布置成检测外壳1012相对于底盘1011和清洁组件1003的横向位移。因此，外壳1012布置成响应于由于对外壳1012的冲击而施加的力而相对于底盘1011在纵向和横向两个方向上可移位。然后，设备1000还包括第一偏置组件1119，该第一偏置组件1119布置成在外壳1012向后位移之后向外壳1012施加恢复力，以便使外壳1012返回到其相对于底盘1011的初始纵向位置，以及第二偏置组件1120、1121，该第二偏置组件1120、1121布置成在外壳1012横向位移之后向外壳1012施加恢复力，以便使外壳1012返回到其相对于底盘1011的初始横向位置。

在所示的实施例中，第一多个外壳接触传感器1117a、1117b设置在外壳1012的前表面1007的后方，并且每个传感器布置成检测外壳1012的前表面1007的相邻部分朝向底盘1011的纵向位移。具体地，第一多个外壳接触传感器包括邻近外壳1012的第一前拐角设置的第一前外壳接触传感器1117a和邻近外壳1012的第二前拐角设置的第二前外壳接触传感器1117b。外壳接触传感器1117s、1117b在外壳1012的前拐角后方的这种布置使得可以基于哪个前外壳接触传感器1117a、1117b被撞击激活来确定在外壳1012的前部上的撞击的位置。

第一偏置组件然后包括两个偏置臂1119，偏置臂1119可旋转地安装在位于底盘1011的右前拐角和左前拐角中的相应销(未示出)上。销竖直延伸，使得每个臂1119可围绕垂直轴线在偏置位置和致动位置之间旋转。臂1119大致上朝向主体1001的纵向轴线向内延伸，前外壳接触传感器1117a、1117b设置在相应臂1119的远端后方。在它们的偏置位置，每个臂1119向前推靠外壳1012的前表面1007的内侧，将外壳1012保持在其底盘1011前方的初始位置。当碰撞发生在外壳1012的前部时，外壳1012逆着对应扭簧(未示出)的偏压力向后移动，使臂1119中的至少一个移动到致动位置，在该致动位置，臂1119的远端激活相应的前外壳接触传感器1117a、1117b。然后，臂1119在去除纵向作用力后返回到偏置位置，使外壳1012返回到其初始位置。

第二多个外壳接触传感器1118a、1118b然后包括设置在外壳1012的第一侧表面1009后方的至少一个外壳接触传感器和设置在外壳1012的第二侧表面1010后方的至少一个外壳接触传感器。具体地，第二多个外壳接触传感器包括安装到清洁组件1003的第一侧1023的第一(即左)侧外壳接触传感器1118a和安装到清洁组件1003的第二侧1024的第二(即右)侧外壳接触传感器1118b。然后，外壳1012的第一侧表面1009和第二侧表面1010的最前部分也延伸到外壳1012的前表面1007的前方，以便覆盖设置在清洁组件1003的侧面1023、1024上的这些接触传感器。因此，第一侧外壳接触传感器1118a布置成检测外壳1012的第一侧表面1009朝向清洁组件1003的横向位移，而第二侧外壳接触传感器1118b布置成检测外壳1012的第二侧表面1010朝向清洁组件1003的横向位移。

在所示的实施例中，第二偏置组件包括朝向底盘1011的前部居中安装的定心装置1120，并且该定心装置1120通过设置在定心装置1020的任一侧上的压缩弹簧1021偏置到横向中心位置。然后，外壳1012经由定心装置1120安装到底盘1011，使得外壳1012相对于底盘1011保持在横向中心位置。然后，定心装置1020还用于在导致外壳1012从中心位置横向位移的冲击之后将外壳1012返回到横向中心位置。

接触传感器的上述布置允许设备1000精确地确定由设备1000的最前部中的任一个，即由外壳1012的清洁组件1003和前部1007中的每一个所做的接触的位置，同时还能够检测由设备1000的清洁组件1003和/或主体1001的侧面所做的接触。此外，组合以这种方式布置的接触传感器的输出允许设备1000更有效地确定将避开由设备1000接触的障碍物的操纵。

应当理解，上面描述的单个项目可以单独使用，或者与附图中示出的或说明书中描述的其他项目组合使用，并且在相同段落或相同附图中提及的项目不必彼此组合使用。此外，如所希望的，表述“装置”可以由致动器或系统或设备代替。此外，对“包括”或“组成”的任何引用并不旨在以任何方式限制，并且读者应相应地解释说明书和权利要求。

此外，尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本发明，但是应该理解，这些实施例仅仅是说明性的。本领域技术人员将能够根据本公开做出修改和替代，这些修改和替代被认为落入所附权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种自主表面清洁设备，包括：

主体；

驱动系统，由所述主体承载，并且配置为使所述自主表面清洁设备在表面上移动；和

清洁组件，设置在所述主体的前面；

所述清洁组件包括：

壳体，所述壳体限定抽吸室，所述抽吸室具有在所述清洁组件的底表面中的抽吸室开口和从所述抽吸室延伸到抽吸通道开口的抽吸通道，抽吸通道开口设置在所述清洁组件的第一侧表面中；以及

侧抽吸喷嘴，安装到伸缩组件，所述伸缩组件布置成允许所述侧抽吸喷嘴在伸出位置和缩回位置之间移动，在所述伸出位置中，所述侧抽吸喷嘴延伸远离所述抽吸通道开口；

所述侧抽吸喷嘴包括第一弹性叶片和第二弹性叶片，所述第一弹性叶片布置成使得所述第一弹性叶片的表面基本上面向前方，所述第二弹性叶片布置成使得所述第二弹性叶片的表面基本上面向下方。

2.根据权利要求1所述的自主表面清洁设备，其中，当处于缩回位置时，所述侧抽吸喷嘴缩回所述清洁组件内。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述第一弹性叶片基本上是平面的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述第一弹性叶片具有直的下边缘和至少部分弯曲的上边缘，以便在一点处与所述下边缘相接(即，具有直背叶片的形状)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述第二弹性叶片是波纹状的。

6.根据权利要求5所述的自主表面清洁设备，其中，所述第二弹性叶片布置成使得所述第二弹性叶片的脊和凹槽从所述叶片的根部/基部/近端延伸到所述叶片的尖端/远端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述第一弹性叶片和所述第二弹性叶片布置成使得所述第一弹性叶片的横向轴线垂直于所述第二弹性叶片的横向轴线。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述侧抽吸喷嘴还包括喷嘴基部，所述第一弹性叶片和所述第二弹性叶片附接到所述喷嘴基部，所述第一弹性叶片和所述第二弹性叶片通过所述喷嘴基部连接到所述伸缩组件。

9.根据权利要求8所述的自主表面清洁设备，其中，所述第一弹性叶片通过所述喷嘴基部仅连接到所述第二弹性叶片。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述伸缩组件包括可移动地连接到所述清洁组件的延伸臂，并且所述抽吸喷嘴附接到所述延伸臂的远端。

11.根据权利要求10所述的自主表面清洁设备，其中，所述延伸臂布置成相对于所述清洁组件横向移动。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述伸缩组件包括电机和从动构件，所述电机布置成驱动驱动构件，所述从动构件布置成由所述驱动构件驱动，以使所述延伸臂相对于所述清洁组件横向移动。

13.根据权利要求12所述的自主表面清洁设备，其中，所述驱动构件包括安装到所述电机的轴的小齿轮，并且所述从动构件包括设置在所述延伸臂上的齿条，所述延伸臂上的齿条布置成与所述小齿轮接合。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的自主表面清洁设备，其中，所述清洁组件还包括门，所述门布置成在所述抽吸喷嘴处于缩回位置时的关闭位置和所述抽吸喷嘴处于伸出位置时的打开位置之间移动。