CN116851361B - 粘尘滚筒自清洁结构及粘尘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粘尘滚筒自清洁结构及粘尘机器人，所述自清洁结构用于清洁无尘机器人上的粘尘滚筒，其包括粘尘布、用以拉伸所述粘尘布使其张紧且移动的拉伸导向机构、用以固定无尘机器人粘尘滚筒的固定件、可带动所述固定件和所述粘尘滚筒同步抬升变换位置的抬升变轨机构；所述粘尘滚筒在所述抬升变轨机构的作用下可与所述粘尘布表面贴合，所述粘尘布可清除所述粘尘滚筒表面的灰尘；本方案可通过抬升变轨机构使处于清洁地面状态下的粘尘滚筒快速抬升至与粘尘布表面贴合，并通过拉伸导向机构对粘尘布进行拉伸使其张紧且移动，从而使粘尘滚筒在粘尘布表面滚动，有效地去除粘尘滚筒表面的灰尘，提高机器人清洁效率，降低更换耗材的频率。

Description

粘尘滚筒自清洁结构及粘尘机器人

技术领域

本发明涉及粘尘机器人技术领域，具体涉及一种粘尘滚筒自清洁结构及粘尘机器人。

背景技术

粘尘机器人是一种用于室内清洁的自动化机器人，其一般使用在无尘室等工业环境下，粘尘机器人上设置的粘尘滚筒附带粘性，通过在地面上来回滚动可将地面上的灰尘粘附在滚筒上，从而保证无尘室的无尘状态；由于粘尘滚筒表面的粘附面有限，在清洁一段时间后会有大量灰尘粘附在粘尘滚筒表面，从而会很大程度上影响粘尘滚筒的清洁效果；针对这一问题，传统的解决办法有两种，第一种是定期更换粘尘滚筒，从而保证清洁效率，这种方法会增加耗材的消耗量；第二种是通过给粘尘滚筒配备清洁装置，对粘尘滚筒的表面进行清洁；现阶段，清洁装置有基站的或者直接安装在粘尘机器人上的，但是此类的清洁装置一般结构都很复杂，占据空间更大，且功能单一，用大空间去实现单一的清洁功能。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种粘尘滚筒自清洁结构及粘尘机器人，自清洁结构可实现粘尘滚筒的快速自清洁功能，且结构简单，占据空间小，从而有效地解决上述技术问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种粘尘滚筒自清洁结构，所述自清洁结构用于清洁无尘机器人上的粘尘滚筒，其包括：

粘尘布；

用以拉伸所述粘尘布使其张紧且移动的拉伸导向机构；

用以固定无尘机器人粘尘滚筒的固定件；粘尘滚筒为三段式差速粘尘滚筒，由三段滚筒安装在同一根转轴上形成，转轴安装在固定件上。

可带动所述固定件和所述粘尘滚筒同步抬升变换位置的抬升变轨机构；

用于清除粘尘滚筒表面的灰尘，粘尘布的粘性要保证大于粘尘滚筒的粘性，一般情况下，粘尘滚筒的粘性属于中低粘，粘贴强度（G/25MM）为400G左右，根据具体情况而定；而粘尘布的粘性属于特粘，粘贴强度（G/25MM）为900G左右；只有粘尘布的粘性大于粘尘滚筒的粘性，当粘尘滚筒在粘尘布表面滚动时，粘尘布才能将粘尘滚筒表面的灰尘沾除。

所述粘尘滚筒在所述抬升变轨机构的作用下可与所述粘尘布表面贴合，所述粘尘布可清除所述粘尘滚筒表面的灰尘；粘尘机器人在对室内地面进行除尘时，其粘尘滚筒垂直贴在地面上，粘附地面上的灰尘，而当粘尘滚筒表面沾满灰尘后，通过抬升变轨机构可带动粘尘滚筒与其固定件同步向上抬升，使粘尘滚筒贴在粘尘布的表面并通过粘尘布实现设备的自清洁。

本发明的有益效果为：本方案设计的一种粘尘滚筒自清洁结构，直接设置在粘尘机器人上，通过抬升变轨机构使处于清洁地面状态下的粘尘滚筒快速抬升至与粘尘布表面贴合，并通过拉伸导向机构对粘尘布进行拉伸使其张紧且移动，从而使粘尘滚筒在粘尘布表面滚动，有效地去除粘尘滚筒表面的灰尘，提高机器人清洁效率，降低更换耗材的频率，可实现粘尘滚筒的快速自清洁功能，且结构简单，占据空间小。

进一步地，所述拉伸导向机构包括卷料轴、导向转轴以及主动转轴，其中：

所述粘尘布卷绕在所述卷料轴上，且所述粘尘布经过所述导向转轴后其端部被固定于所述主动转轴上，所述主动转轴连接第一驱动电机，所述第一驱动电机带动所述主动转轴转动；拉伸导向机构用于拉伸所述粘尘布使其张紧且移动，由于粘尘布只有处于被张紧且移动的状态下，粘尘滚筒贴在粘尘布表面才能使粘尘滚筒在粘尘布表面滚动，进而让粘尘布有效地沾除粘尘滚筒表面的灰尘；具体为：粘尘布被卷绕在卷料轴，且通过导向转轴的导向，粘尘布的一端被主动转轴拉伸，当第一驱动电机工作转动时，主动转轴也开始转动，此时粘尘布就会从卷料轴上不断被拉出，从而使粘尘布在对粘尘滚筒进行清洁时，其一直处于被张紧且不断移动的状态，而粘尘滚筒也会被带动着在粘尘布上进行滚动，实现对粘尘滚筒表面沾除灰尘的功能。

进一步地，所述导向转轴包括第一导向转轴、第二导向转轴、第三导向转轴、第四导向转轴以及第五导向转轴，所述粘尘布从所述卷料轴上被所述主动转轴拉出后依次经过所述第一导向转轴、所述第二导向转轴、所述第三导向转轴、所述第四导向转轴以及所述第五导向转轴；粘尘布在被从卷料轴上拉出时，需要依次经过第一导向转轴、第二导向转轴、第三导向转轴、第四导向转轴以及第五导向转轴这五个导向轴导向，使粘尘布形成一个类似于U字的造型，卷料辊位于内侧顶部，拉出粘尘布的主动辊位于外侧顶部，此种结构可以提高粘尘布的张紧度，同时也实现粘尘布由内至外的转换。

进一步地，所述主动转轴、所述卷料轴、所述第一导向转轴、所述第二导向转轴、所述第三导向转轴、所述第四导向转轴以及所述第五导向转轴，上述所有轴的一端均设置有两个轴承，且在轴承的两侧设置轴承挡圈，另一端均设置有轴封；在所述主动转轴、所述卷料轴、所述第一导向转轴、所述第二导向转轴、所述第三导向转轴、所述第四导向转轴以及所述第五导向转轴中，每根轴有一端固定，固定端通过两个轴承约束径向自由度，目的使增加轴的稳定性，轴承两侧增加轴承挡圈以约束轴向自由度；同时，每根轴的非固定端增加了轴封，轴封可以用来限制粘尘布在轴上的滑动，由于粘尘布紧贴着所有轴的那一面是没有粘性的，所以粘尘布在被多根轴不断拉伸的过程中很容易出现在轴上来回滑动的情况，从而使粘尘布出现位置偏移，严重时，会导致粘尘布从轴上脱落，因此设置轴封可以将轴的一端封住，而所有轴的另一端又设置有轴承挡圈，所以可以有效地避免粘尘布在被多个轴拉伸的过程中出现从轴上脱离的情况。

进一步地，所述卷料轴包括内轴和外轴，所述外轴套设在所述内轴的外表面，且所述内轴和外轴的端部通过把手螺钉可拆卸设置；粘尘布在使用的过程中需要被不断地从卷料轴上被拉出，而拉出的部分会依次与粘尘滚筒的表面接触，继而粘附灰尘，被拉出的粘尘布在沾附满灰尘后就不再使用，而卷料轴上的粘尘布会越来越少，当粘尘布用完后就需要更换新的粘尘布，粘尘布一般都是事先就卷绕在外轴上，外轴其实是一个塑料的圆柱壳套，内部空心，而内轴安装在设备上，当卷料辊上的粘尘布用完时，将原有的外轴取下，然后安装一个卷绕新的粘尘布的外轴直接套在内轴上进行使用，这样可以实现粘尘布的快速更换，而外轴与内轴之间的拆装主要通过把手螺钉实现。

进一步地，所述第一驱动电机和所述主动转轴之间通过第一同步带机构连接，所述第一驱动电机的输出端连接所述第一同步带机构的主动带轮，所述主动转轴的端部连接所述第一同步带机构的从动带轮，所述第一同步带机构的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接；主动转轴的转动主要通过第一同步带机构配合第一驱动电机实现，当第一驱动电机工作时，第一驱动电机带动第一同步带机构中的主动带轮转动，由于主动带轮与从动带轮之间通过皮带连接，所以主动带轮带动从动带轮转动，从而使从动带轮带动主动转轴进行转动。

进一步地，所述拉伸导向机构还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机连接卷料轴并带动所述卷料轴同步转动；通过设置第二驱动电机带动卷料辊转动，第二驱动电机在带动卷料辊转动时，卷料轴的旋转方向与所述主动转轴的旋转方向相反，这样当第一驱动电机和第二驱动电机配合时，可以实现粘尘布来回移动的功能，从而让粘尘滚筒在粘尘布的一个区域内来回滚动，但这个过程一定要保证粘尘滚筒在粘尘布上滚满一圈；粘尘布的来回移动可以节省粘尘布的消耗，同时也能提高粘尘滚筒的清洁效果。另外，第二驱动电机还能给卷料轴提供一个反方向的扭矩，让粘尘布始终保持紧绷状态，从而提高粘尘布的张紧度。

进一步地，所述第二驱动电机与所述卷料轴之间通过第二同步带机构连接，所述第二驱动电机的输出端连接所述第二同步带机构的主动带轮，所述卷料轴的端部连接所述第二同步带机构的从动带轮，所述第二同步带机构的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接；卷料轴的转动主要通过第二同步带机构配合第二驱动电机实现，当第二驱动电机工作时，第二驱动电机带动第二同步带机构中的主动带轮转动，由于主动带轮与从动带轮之间通过皮带连接，所以主动带轮带动从动带轮转动，从而使从动带轮带动卷料轴进行转动。

进一步地，所述卷料轴的一端设置有第一光电传感器，所述第一光电传感器的光触发片设置在所述卷料轴的端部并与所述卷料轴同步转动；粘尘布在使用的过程中需要被不断地从卷料轴上被拉出，而拉出的部分会依次与粘尘滚筒的表面接触，继而粘附灰尘，被拉出的粘尘布在沾附满灰尘后就不再使用，因此需要控制粘尘布被拉伸出的长度，通过第一光电传感器记录卷料轴所旋转的圈数，从而使控制系统控制粘尘布被拉伸出的长度，在卷料轴的端部设置一个与其同步转动的光电触发片，卷料轴每转一圈，光触发片就会遮挡第一光电传感器一次，从而触发第一光电传感器一次，以此来时刻计算卷料轴旋转的圈数。

进一步地，所述卷料轴与所述第一导向转轴之间设置有用以感应所述粘尘布的第二光电传感器；粘尘布在使用的过程中需要被不断地从卷料轴上被拉出，而拉出的部分会依次与粘尘滚筒的表面接触，继而粘附灰尘，被拉出的粘尘布在沾附满灰尘后就不再使用，当粘尘布用完时就需要及时更换，第二光电传感器的作用是检测粘尘布是否用完，当卷料轴和导向轴之间还存在粘尘布时，第二光电传感器会被粘尘布遮挡，而当料轴和导向轴之间不存在粘尘时，第二光电传感器未收到遮光信号，此时设备需要停止工作，用户及时更换新的粘尘布。

进一步地，所述抬升变轨机构包括翻转支架，用以固定无尘机器人粘尘滚筒的固定件安装在所述翻转支架上，所述翻转支架可带动所述粘尘滚筒翻转抬升至与粘尘布表面接触；通过翻转支架翻转带动粘尘滚筒在工作和自清洁两个位置状态下进行切换，当需要清扫地面时，粘尘滚筒与地面垂直；当需要对粘尘滚筒进行自清洁时，通过翻转直接带动粘尘滚筒抬升至与粘尘布便面接触。

进一步地，所述翻转支架的底部开设有滑槽，固定粘尘滚筒的固定件顶部开设有插接块，所述翻转支架和所述固定件之间通过所述滑槽和插接块配合实现可拆卸设置；当需要更换粘尘滚筒时，可通过将插接块从滑槽内拉出，从而使固定件脱离翻转支架，进行快速更换粘尘滚筒。

进一步地，所述翻转支架的上方设置有安装板，所述安装板上安装有转动轴，所述翻转支架通过其顶部的两个连接臂套设在所述转动轴与所述转动轴同步转动；翻转支架在翻转时主要通过转动轴实现，当转动轴转动时，其可带动翻转支架和翻转支架上安装的固定件以及粘尘滚筒以轴心为圆点进行翻转。

进一步地，所述安装板上设置有光轴，所述光轴套设在固定设置的轴套上，所述光轴与所述安装板同步升降；所述转动轴的一端设置有与其同步转动的齿轮，且所述齿轮与一固定设置的齿条可啮合，当所述安装板上升时，所述齿轮与所述齿条啮合，且所述齿轮可带动所述转动轴转动。

抬升变轨机构的原理：

当粘尘机器人处于工作状态时，粘尘滚筒与地面接触，由于粘尘滚筒与地面接触时会给粘尘滚筒施加一个向上的反作用力，而这个反作用力可能会导致安装板和光轴上升，一旦安装板和光轴上升就会使啮合后的齿轮转动，齿轮带动转动轴转动，从而使粘尘滚筒出现抬升的情况，这样会影响粘尘滚筒的正常工作，所以在本设备中采用了两个结构解决上述问题：第一个结构是在光轴上套设弹簧，让粘尘滚筒与地面接触时产生的反作用力被弹簧的弹力所抵消，这样就不会出现上述问题；第二个结构是当粘尘滚筒处于工作状态时，齿轮是不与齿条粘合的，齿轮位于齿条的下方，两者之间的间距在2mm~3mm的范围之内，只有当齿轮上方一定高度后才会与齿条接触，齿轮才能转动，进而带动转动轴转动；设置了上述两者结构可以充分解决粘尘滚筒在工作产生抬升影响其正常工作的技术问题。

当粘尘滚筒进行清洁时，粘尘滚筒需要抬升与粘尘布接触时，先通过驱动件带动安装板和光轴同步上升，由于轴套是固定不动的，所以通过驱动件给安装板施加向上的拉力，安装板便能与光轴同步上升，而齿轮就套设在转动轴的一端，安装板上升会带着齿轮上升，齿轮上升到一定高度后会与齿条啮合，齿轮会因齿条的作用而滚动，齿轮转动会带动转动轴转动，而翻转支架通过其顶部的两个连接臂套设在所述转动轴与所述转动轴同步转动，所以实现翻转支架带着粘尘滚筒实现翻转抬升功能，从而使粘尘滚筒与粘尘布接触进行清洁。

当粘尘滚筒自清洁完成后，驱动件不再施加力，安装板和光轴在重力的作用下向下移动，从而使齿轮向下滚动并且带动转动轴往反方向转动，转动轴带动粘尘滚筒向下翻转，使粘尘滚筒复位至与地面接触的位置，再次进入工作状态。

进一步地，所述安装板通过连接驱动件实现升降，所述驱动件包括推杆电机、拉绳以及滑轮，所述拉绳的一端与所述推杆电机的作用端固定连接，且所述拉绳在经过滑轮后其另一端与所述安装板固定连接；带动安装板实现升降的驱动件工作原理为：当安装板需要上升时，推杆电机的作用端带动拉绳向推杆电机一侧拉动，拉绳经过滑轮的导向从与地面平行变成与地面垂直，从而使拉绳拉动安装板上升，当安装板上升时，齿轮会因齿条的作用而滚动，齿轮转动会带动转动轴转动，而翻转支架通过其顶部的两个连接臂套设在所述转动轴与所述转动轴同步转动，所以实现翻转支架带着粘尘滚筒实现翻转抬升功能。

一种粘尘机器人，所述粘尘机器人包括上述的自清洁结构。

附图说明

图1为本发明粘尘滚筒自清洁结构整体示意图1。

图2为本发明粘尘滚筒自清洁结构整体示意图2。

图3为本发明拉伸导向机构示意图1。

图4为本发明拉伸导向机构示意图2。

图5为本发明两个光电传感器分布示意图。

图6为本发明抬升变轨机构示意图。

图7为本发明自清洁结构粘尘滚筒工作状态示意图。

图8为本发明自清洁结构粘尘滚筒自清洁状态示意图。

图9为本发明抬升变轨机构中弹簧结构示意图。

图中：1、粘尘滚筒；2、粘尘布；3、卷料轴；4、主动转轴；5、第一导向转轴；6、第二导向转轴；7、第三导向转轴；8、第四导向转轴；9、第五导向转轴；10、轴封；11、把手螺钉；12、内轴；13、外轴；14、第一同步带机构；15、第一驱动电机；16、第二驱动电机；17、第二同步带机构；18、第一光电传感器；19、光触发片；20、第二光电传感器；21、翻转支架；22、安装板；23、转动轴；24、连接臂；25、光轴；26、轴套；27、齿轮；28、齿条；29、滑槽；30、插接块；31、推杆电机；32、拉绳；33、滑轮；34、固定件；35、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1~9。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1~图2所示，本实施例1公开了一种粘尘滚筒自清洁结构，所述自清洁结构直接安装在粘尘机器人上，在粘尘机器人清扫工作的过程中，可直接清除粘尘滚筒1上附着的灰尘，实现自清洁功能。

所述粘尘滚筒1自清洁结构包括粘尘布2，粘尘布2用于清除粘尘滚筒1表面的灰尘；因为粘尘机器人主要应用于无尘室清扫灰尘工作，工作具体形式为通过粘尘滚筒1在地面来回滚动以吸附地面上的灰尘，滚筒形式的结构清洁速度更快；但是在持续不断的清洁过程中，粘尘滚筒1的表面很快就会沾满灰尘，影响清洁效果；如果采用更换粘尘滚筒1的方式，既影响清洁效率还浪费耗材，所以采用粘尘布2沾除粘尘滚筒1表面的灰尘，能让粘尘滚筒1可以快速实现自清洁，还能重复使用节省耗材；另外，此粘尘滚筒1和粘尘布2的组合结构中，粘尘布2的粘性要保证大于粘尘滚筒1的粘性，一般情况下，粘尘滚筒1的粘性属于中低粘，粘贴强度（G/25MM）为400G左右，根据具体情况而定；而粘尘布的粘性属于特粘，粘贴强度（G/25MM）为900G左右；只有粘尘布2的粘性大于粘尘滚筒1的粘性，当粘尘滚筒1在粘尘布2表面滚动时，粘尘布2才能将粘尘滚筒1表面的灰尘沾除。

所述粘尘滚筒1自清洁结构包括拉伸导向机构，拉伸导向机构用于拉伸所述粘尘布2使其张紧且移动，由于粘尘布2只有处于被张紧且移动的状态下，粘尘滚筒1贴在粘尘布2表面才能使粘尘滚筒1在粘尘布2表面滚动，进而让粘尘布2有效地沾除粘尘滚筒1表面的灰尘。

如图3~图4所示，所述拉伸导向机构包括卷料轴3、导向转轴以及主动转轴4，其中：所述粘尘布2卷绕在所述卷料轴3上，且所述粘尘布2经过所述导向转轴后其端部被固定于所述主动转轴4上，所述主动转轴4连接第一驱动电机15，所述第一驱动电机15带动所述主动转轴4转动；粘尘布2被卷绕在卷料轴3，且通过导向转轴的导向，粘尘布2的一端被主动转轴4拉伸，当第一驱动电机15工作转动时，主动转轴4也开始转动，此时粘尘布2就会从卷料轴3上不断被拉出，从而使粘尘布2在对粘尘滚筒1进行清洁时，其一直处于被张紧且不断移动的状态，而粘尘滚筒1也会被带动着在粘尘布2上进行滚动，实现对粘尘滚筒1表面沾除灰尘的功能。

在一个或多个实施例中，所述导向转轴包括第一导向转轴5、第二导向转轴6、第三导向转轴7、第四导向转轴8以及第五导向转轴9，所述粘尘布2从所述卷料轴3上被所述主动转轴4拉出后依次经过所述第一导向转轴5、所述第二导向转轴6、所述第三导向转轴7、所述第四导向转轴8以及所述第五导向转轴9。

粘尘布2在被从卷料轴3上拉出时，需要依次经过第一导向转轴5、第二导向转轴6、第三导向转轴7、第四导向转轴8以及第五导向转轴9这五个导向轴导向，使粘尘布2形成一个类似于U字的造型，卷料辊位于内侧顶部，拉出粘尘布2的主动辊位于外侧顶部，此种结构可以提高粘尘布2的张紧度，同时也实现粘尘布2由内至外的转换。

在一个或多个实施例中，所述主动转轴4、所述卷料轴3、所述第一导向转轴5、所述第二导向转轴6、所述第三导向转轴7、所述第四导向转轴8以及所述第五导向转轴9，上述所有轴的一端均设置有两个轴承，且在轴承的两侧设置轴承挡圈，另一端均设置有轴封10。

在所述主动转轴4、所述卷料轴3、所述第一导向转轴5、所述第二导向转轴6、所述第三导向转轴7、所述第四导向转轴8以及所述第五导向转轴9中，每根轴有一端固定，固定端通过两个轴承约束径向自由度，目的是增加轴的稳定性，轴承两侧增加轴承挡圈以约束轴向自由度；同时，每根轴的非固定端增加了轴封10，轴封10可以用来限制粘尘布2在轴上的滑动，由于粘尘布2紧贴着所有轴的那一面是没有粘性的，所以粘尘布2在被多根轴不断拉伸的过程中很容易出现在轴上来回滑动的情况，从而使粘尘布2出现位置偏移，严重时，会导致粘尘布2从轴上脱落，因此设置轴封10可以将轴的一端封住，而所有轴的另一端又设置有轴承挡圈，所以可以有效地避免粘尘布2在被多个轴拉伸的过程中出现从轴上脱离的情况。

在一个或多个实施例中，所述卷料轴3包括内轴12和外轴13，所述外轴13套设在所述内轴12的外表面，且所述内轴12和外轴13的端部通过把手螺钉11可拆卸设置。

粘尘布2在使用的过程中需要被不断地从卷料轴3上被拉出，而拉出的部分会依次与粘尘滚筒1的表面接触，继而粘附灰尘，被拉出的粘尘布2在沾附满灰尘后就不再使用，而卷料轴3上的粘尘布2会越来越少，当粘尘布2用完后就需要更换新的粘尘布2，粘尘布2一般都是事先就卷绕在外轴13上，外轴13其实是一个塑料的圆柱壳套，内部空心，而内轴12安装在设备上，当卷料辊上的粘尘布2用完时，将原有的外轴13取下，然后安装一个卷绕新的粘尘布2的外轴13直接套在内轴12上进行使用，这样可以实现粘尘布2的快速更换，而外轴13与内轴12之间的拆装主要通过把手螺钉11实现。

在一个或多个实施例中，所述第一驱动电机15和所述主动转轴4之间通过第一同步带机构14连接，所述第一驱动电机15的输出端连接所述第一同步带机构14的主动带轮，所述主动转轴4的端部连接所述第一同步带机构14的从动带轮，所述第一同步带机构14的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接。

主动转轴4的转动主要通过第一同步带机构14配合第一驱动电机15实现，当第一驱动电机15工作时，第一驱动电机15带动第一同步带机构14中的主动带轮转动，由于主动带轮与从动带轮之间通过皮带连接，所以主动带轮带动从动带轮转动，从而使从动带轮带动主动转轴4进行转动。

在一个或多个实施例中，所述拉伸导向机构还包括第二驱动电机16，所述第二驱动电机16连接卷料轴3并带动所述卷料轴3同步转动。

通过设置第二驱动电机16带动卷料辊转动，第二驱动电机16在带动卷料辊转动时，卷料轴3的旋转方向与所述主动转轴4的旋转方向相反，这样当第一驱动电机15和第二驱动电机16配合时，可以实现粘尘布2来回移动的功能，从而让粘尘滚筒1在粘尘布2的一个区域内来回滚动，但这个过程一定要保证粘尘滚筒1在粘尘布2上滚满一圈；粘尘布2的来回移动可以节省粘尘布2的消耗，同时也能提高粘尘滚筒1的清洁效果。同时，第二驱动电机16还能给卷料轴3提供一个反方向的扭矩，让粘尘布2始终保持紧绷状态，从而提高粘尘布2的张紧度。

在一个或多个实施例中，所述第二驱动电机16与所述卷料轴3之间通过第二同步带机构17连接，所述第二驱动电机16的输出端连接所述第二同步带机构17的主动带轮，所述卷料轴3的端部连接所述第二同步带机构17的从动带轮，所述第二同步带机构17的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接。

卷料轴3的转动主要通过第二同步带机构17配合第二驱动电机16实现，当第二驱动电机16工作时，第二驱动电机16带动第二同步带机构17中的主动带轮转动，由于主动带轮与从动带轮之间通过皮带连接，所以主动带轮带动从动带轮转动，从而使从动带轮带动卷料轴3进行转动。

在一个或多个实施例中，如图5所示，所述卷料轴3的一端设置有第一光电传感器18，所述第一光电传感器18的光触发片19设置在所述卷料轴3的端部并与所述卷料轴3同步转动；所述卷料轴3与所述第一导向转轴5之间设置有用以感应所述粘尘布2的第二光电传感器20。

粘尘布2在使用的过程中需要被不断地从卷料轴3上被拉出，而拉出的部分会依次与粘尘滚筒1的表面接触，继而粘附灰尘，被拉出的粘尘布2在沾附满灰尘后就不再使用，而卷料轴3上的粘尘布2会越来越少，当粘尘布2用完后就需要更换新的粘尘布2，在这个过程中，通过设置两个光电传感器可以让用户及时了解两个情况，具体为：

如图5所示，第一光电传感器18的作用是记录卷料轴3所旋转的圈数，从而使控制系统控制粘尘布2被拉伸出的长度，在卷料轴3的端部设置一个与其同步转动的光触发片19，卷料轴3每转一圈，光触发片19就会遮挡第一光电传感器18一次，从而触发第一光电传感器18一次，以此来时刻计算卷料轴3旋转的圈数。

如图5所示，第二光电传感器20的作用是检测粘尘布2是否用完，当卷料轴3和导向轴之间还存在粘尘布2时，第二光电传感器20会被粘尘布2遮挡，而当卷料轴3和导向轴之间不存在粘尘布2时，第二光电传感器20未收到遮光信号，此时设备需要停止工作，用户及时更换新的粘尘布2。

所述粘尘滚筒1自清洁结构包括固定件34，固定件34用以固定无尘机器人粘尘滚筒1；滚筒为三段式差速粘尘滚筒1，由三段滚筒安装在同一根转轴上形成，转轴安装在固定件34上。

所述粘尘滚筒1自清洁结构包括抬升变轨机构，抬升变轨机构可带动所述固定件34和所述粘尘滚筒1同步抬升变换位置；所述粘尘滚筒1在所述抬升变轨机构的作用下可与所述粘尘布2表面贴合，所述粘尘布2可清除所述粘尘滚筒1表面的灰尘。

粘尘机器人在对室内地面进行除尘时，其粘尘滚筒1垂直贴在地面上，粘附地面上的灰尘，而当粘尘滚筒1表面沾满灰尘后，通过抬升变轨机构可带动粘尘滚筒1与其固定件34同步向上抬升，这样粘尘滚筒1就能贴在粘尘布2的表面并通过粘尘布2实现设备的自清洁。

所述抬升变轨机构有如下部件：

如图6所示，翻转支架21，翻转支架21用以固定无尘机器人粘尘滚筒1的固定件34安装在所述翻转支架21上，所述翻转支架21可带动所述粘尘滚筒1翻转抬升至与粘尘布2表面接触；通过翻转支架21翻转带动粘尘滚筒1在工作和自清洁两个位置状态下进行切换，当需要清扫地面时，粘尘滚筒1翻转至与粘尘布接触；当需要对粘尘滚筒1进行自清洁时，通过翻转直接带动粘尘滚筒1向上翻转与粘尘布2接触。

所述翻转支架21的上方设置有安装板22，所述安装板22上安装有转动轴23，所述翻转支架21通过其顶部的两个连接臂24套设在所述转动轴23与所述转动轴23同步转动；翻转支架21在翻转时主要通过转动轴23实现，当转动轴23转动时，其可带动翻转支架21和翻转支架21上安装的固定件34以及粘尘滚筒1以转动轴23的轴心为圆点进行上下九十度翻转。

所述安装板22上设置有光轴25，所述光轴25套设在固定设置的轴套26上，所述光轴25与所述安装板22同步升降；所述转动轴23的一端设置有与其同步转动的齿轮27，且所述齿轮27与一固定设置的齿条28啮合，当所述安装板22升降时，所述齿轮27在所述齿条28上滚动，所述齿轮27带动所述转动轴23转动。

抬升变轨机构的工作原理为：

抬升变轨机构的原理：

当粘尘机器人处于工作状态时，粘尘滚筒1与地面接触，由于粘尘滚筒1与地面接触时会给粘尘滚筒1施加一个向上的反作用力，而这个反作用力可能会导致安装板22和光轴25上升，一旦安装板22和光轴25上升就会使啮合后的齿轮27转动，齿轮27带动转动轴23转动，从而使粘尘滚筒1出现抬升的情况，这样会影响粘尘滚筒1的正常工作，所以在本设备中采用了两个结构解决上述问题：如图9所示，第一个结构是在光轴25上安装弹簧35，让粘尘滚筒1与地面接触时产生的反作用力被弹簧35的弹力所抵消，这样就不会出现上述问题；第二个结构是当粘尘滚筒1处于工作状态时，齿轮27是不与齿条28粘合的，齿轮27位于齿条28的下方，两者之间的间距在2mm~3mm的范围之内，只有当齿轮27上方一定高度后才会与齿条28接触，齿轮27才能转动，进而带动转动轴23转动；设置了上述两者结构可以充分解决粘尘滚筒1在工作产生抬升影响其正常工作的技术问题。

如图7~图8所示，当粘尘滚筒1需要抬升与粘尘布2接触时，先通过驱动件带动安装板22和光轴25同步上升，由于轴套26是固定不动的，所以通过驱动件给安装板22施加向上的拉力，安装板22便能与光轴25同步上升，而齿轮27就套设在转动轴23的一端，安装板22上升会带着齿轮27上升，齿轮27上升到一定高度后会与齿条28啮合，齿轮27会因齿条28的作用而滚动，齿轮27转动会带动转动轴23转动，而翻转支架21通过其顶部的两个连接臂24套设在所述转动轴23与所述转动轴23同步转动，所以实现翻转支架21带着粘尘滚筒1向上抬升翻转，靠近粘尘布2且与粘尘布2接触进行自清洁。

当粘尘滚筒1自清洁完成后，驱动件不再施加力，安装板22和光轴25在重力的作用下向下移动，从而使齿轮27向下滚动并且带动转动轴23往反方向转动，转动轴23带动粘尘滚筒1向下翻转，使粘尘滚筒1复位至与地面接触的位置，再次进入工作状态。

在一个或多个实施例中，所述翻转支架21的底部开设有滑槽29，固定粘尘滚筒1的固定件34顶部开设有插接块30，所述翻转支架21和所述固定件34之间通过所述滑槽29和插接块30配合实现可拆卸设置；当需要更换粘尘滚筒1时，可通过将插接块30从滑槽29内拉出，从而使固定件34脱离翻转支架21，进行快速更换粘尘滚筒1。

在一个或多个实施例中，所述安装板22通过连接驱动件实现升降，所述驱动件包括推杆电机31、拉绳32以及滑轮33，所述拉绳32的一端与所述推杆电机31的作用端固定连接，且所述拉绳32在经过滑轮33后其另一端与所述安装板22固定连接。

带动安装板22实现升降的驱动件工作原理为：当安装板22需要上升时，推杆电机31的作用端带动拉绳32向推杆电机31一侧拉动，拉绳32经过滑轮33的导向从与地面平行变成与地面垂直，从而使拉绳32拉动安装板22上升，当安装板22上升时，齿轮27会因齿条28的作用而滚动，齿轮27转动会带动转动轴23转动，而翻转支架21通过其顶部的两个连接臂24套设在所述转动轴23与所述转动轴23同步转动，所以实现翻转支架21带着粘尘滚筒1实现翻转抬升功能，从而使粘尘滚筒1与粘尘布2接触进行清洁。

本方案设计的一种粘尘滚筒自清洁结构，直接设置在粘尘机器人上，通过抬升变轨机构使处于清洁地面状态下的粘尘滚筒1快速抬升至与粘尘布表面贴合，并通过拉伸导向机构对粘尘布2进行拉伸使其张紧且移动，从而使粘尘滚筒1在粘尘布表面滚动，有效地去除粘尘滚筒1表面的灰尘，提高机器人清洁效率，降低更换耗材的频率，可实现粘尘滚筒的快速自清洁功能，且结构简单，占据空间小。

实施例2：

本实施例2公开了一种粘尘机器人，所述粘尘机器人包括上述的自清洁结构。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述自清洁结构用于清洁无尘机器人上的粘尘滚筒（1），其包括：

粘尘布（2）；

用以拉伸所述粘尘布（2）使其张紧且移动的拉伸导向机构；

用以固定无尘机器人粘尘滚筒（1）的固定件（34）；

可带动所述固定件（34）和所述粘尘滚筒（1）同步抬升变换位置的抬升变轨机构；

所述粘尘滚筒（1）在所述抬升变轨机构的作用下可与所述粘尘布（2）表面贴合，所述粘尘布（2）可清除所述粘尘滚筒（1）表面的灰尘；

所述抬升变轨机构包括翻转支架（21），用以固定无尘机器人粘尘滚筒（1）的固定件（34）安装在所述翻转支架（21）上，所述翻转支架（21）可带动所述粘尘滚筒（1）翻转抬升至与所述粘尘布（2）的表面接触；

所述翻转支架（21）的上方设置有安装板（22），所述安装板（22）上安装有转动轴（23），所述翻转支架（21）通过其顶部的两个连接臂（24）套设在所述转动轴（23）上并与所述转动轴（23）同步转动；

所述安装板（22）上设置有光轴（25），所述光轴（25）套设在固定设置的轴套（26）上，所述光轴（25）与所述安装板（22）同步升降；所述转动轴（23）的一端设置有与其同步转动的齿轮（27），且所述齿轮（27）与一固定设置的齿条（28）可啮合，当所述安装板（22）上升时，所述齿轮（27）与所述齿条（28）啮合，且所述齿轮（27）可带动所述转动轴（23）转动。

2.根据权利要求1所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述拉伸导向机构包括卷料轴（3）、导向转轴以及主动转轴（4），其中：

所述粘尘布（2）卷绕在所述卷料轴（3）上，且所述粘尘布（2）经过所述导向转轴后其端部被固定于所述主动转轴（4）上，所述主动转轴（4）连接第一驱动电机（15），所述第一驱动电机（15）带动所述主动转轴（4）转动。

3.根据权利要求2所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述导向转轴包括第一导向转轴（5）、第二导向转轴（6）、第三导向转轴（7）、第四导向转轴（8）以及第五导向转轴（9），所述粘尘布（2）从所述卷料轴（3）上被所述主动转轴（4）拉出后依次经过所述第一导向转轴（5）、所述第二导向转轴（6）、所述第三导向转轴（7）、所述第四导向转轴（8）以及所述第五导向转轴（9）。

4.根据权利要求3所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述主动转轴（4）、所述卷料轴（3）、所述第一导向转轴（5）、所述第二导向转轴（6）、所述第三导向转轴（7）、所述第四导向转轴（8）以及所述第五导向转轴（9），上述所有轴的一端均设置有两个轴承，且在轴承的两侧设置轴承挡圈，另一端均设置有轴封（10）。

5.根据权利要求2所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述卷料轴（3）包括内轴（12）和外轴（13），所述外轴（13）套设在所述内轴（12）的外表面，且所述内轴（12）和外轴（13）的端部通过把手螺钉（11）可拆卸设置。

6.根据权利要求2所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述第一驱动电机（15）和所述主动转轴（4）之间通过第一同步带机构（14）连接，所述第一驱动电机（15）的输出端连接所述第一同步带机构（14）的主动带轮，所述主动转轴（4）的端部连接所述第一同步带机构（14）的从动带轮，所述第一同步带机构（14）的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接。

7.根据权利要求2所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述拉伸导向机构还包括第二驱动电机（16），所述第二驱动电机（16）连接卷料轴（3）并带动所述卷料轴（3）同步转动。

8.根据权利要求7所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述第二驱动电机（16）与所述卷料轴（3）之间通过第二同步带机构（17）连接，所述第二驱动电机（16）的输出端连接所述第二同步带机构（17）的主动带轮，所述卷料轴（3）的端部连接所述第二同步带机构（17）的从动带轮，所述第二同步带机构（17）的主动带轮和从动带轮之间通过皮带进行连接。

9.根据权利要求3所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述卷料轴（3）的一端设置有第一光电传感器（18），所述第一光电传感器（18）的光触发片（19）设置在所述卷料轴（3）的端部并与所述卷料轴（3）同步转动。

10.根据权利要求9所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述卷料轴（3）与所述第一导向转轴（5）之间设置有用以感应所述粘尘布（2）的第二光电传感器（20）。

11.根据权利要求1所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述翻转支架（21）的底部开设有滑槽（29），固定粘尘滚筒（1）的固定件（34）顶部开设有插接块（30），所述翻转支架（21）和所述固定件（34）之间通过所述滑槽（29）和插接块（30）配合实现可拆卸设置。

12.根据权利要求1所述的粘尘滚筒自清洁结构，其特征在于：所述安装板（22）通过连接驱动件实现升降，所述驱动件包括推杆电机（31）、拉绳（32）以及滑轮（33），所述拉绳（32）的一端与所述推杆电机（31）的作用端固定连接，且所述拉绳（32）在经过滑轮（33）后其另一端与所述安装板（22）固定连接。

13.一种粘尘机器人，其特征在于：所述粘尘机器人包括上述权利要求1~12中任一项所述的自清洁结构。