CN1297224C - 用于机器人清洁器的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种具有减振单元的于机器人清洁器的驱动装置。所述驱动装置包括机器人清洁器主体和一对设置在机器人清洁器主体内并且由各电源驱动的电机。该驱动装置还包括一对由所述一对电机转动的驱动轮，一对跟随所述一对驱动轮的从动轮；以及使驱动轮和从动轮彼此相关联地运动的驱动力传送装置。框架单元设置在机器人清洁器主体内以支撑所述一对驱动轮和所述一对从动轮的，而减振单元设置在框架单元内以吸收从清扫表面产生的振动。所述减振单元包括：上支撑件；与上支撑件对应的下支撑件；设置在上支撑件和下支撑件之间的弹性件；以及穿过上支撑件，弹性件，以及下支撑件的单元轴。

Description

用于机器人清洁器的驱动装置

对相关申请的参考

本申请要求韩国专利申请No.2003-43244的优先权，该申请于2003年6月30日在韩国知识产权局提交，其公开内容在此通过参考整体并入。

对相关申请的交叉参考

本申请与同在审理中的2003年2月6日提交的韩国专利申请No.10-2003-0007426；2003年3月6日提交的韩国专利申请No.10-2003-0013961；2003年5月9日提交的韩国专利申请No.10-2003-0029242；2003年7月24日提交的韩国专利申请No.10-2003-0050904有关，其公开内容在此通过参考全部并入。

技术领域

本发明涉及用于机器人清洁器的驱动装置，尤其涉及具有减振单元的用于机器人清洁器的驱动装置，该减振单元允许机器人清洁器在清扫期间平稳地越过诸如地毯或门槛的障碍。

背景技术

尽管在家务中频繁使用真空吸尘器，但是真空除尘仍然是令人疲惫的家务，因为用户不得不直接操纵用于各种清扫的真空吸尘器。为了解决这一问题，机器人清洁器被研制，以便机器人清洁器能够运行和自动清扫，而不需外部装置操纵。最近，除了上述功能之外，机器人清洁器被研制，以便包括杀菌和净化室内空气的功能。

图1是描述传统机器人清洁器盖子移去后的透视图。

请参见图1，机器人清洁器10包括设置在主体10a上的吸部11，传感器部12，前摄像机13，上摄像机14，驱动装置15，发射/接收部17，控制器18，以及电池19。吸部11设置在主体10a上，以便从与其相对的清扫表面吸入含尘空气。吸部11具有熟知的结构，例如，吸部11包括抽气电机(图中未示出)以及集尘室，集尘室用于收集由抽气电机通过与清扫表面相对的吸部或吸管吸入的灰尘。传感器部12包括沿传感器部12主体的周围以预定间隔布置以将信号发射到外面并且接收反射信号的障碍传感器12a，以及测量机器人清洁器10运行距离的运行距离传感器12b。前摄像机13设置在主体10a上，以便拍摄前面的图像并且将拍摄的图像输出到控制器18。上摄像机14设置在主体10a上，以拍摄向上的图像并且将拍摄的图像输出到控制器18。前和上摄像机13和14是光学的。驱动装置15包括两个设置在两前侧的从动轮15a和15b，两个设置在两后侧的驱动轮15c和15d，分别转动驱动两后驱动轮15c和15d的电机15e和15f，以及将驱动力从两个后驱动轮15c和15d传送到两前从动轮15a和15b的同步皮带15g。驱动装置15根据控制器18的控制信号独立地沿顺时针/逆时针方向转动各电机15e和15f。机器人清洁器方向变化通过以不同的每分钟转数转动电机15e和15f实现。

控制器18处理发射/接收部17接收的信号并且相应地控制各元件。机器人清洁器10可以进一步包括键输入装置(图中未示出)。在这种情况下，键输入装置(图中未示出)可以形成在主体10a中并且包括多个用于操纵机器人清洁器10的功能设定的键，并且控制器18处理通过键输入装置(图中未示出)输入的键信号。

电池19设置在主体10a上并且通过设置在主体10a的外面的电池充电电力端子(图中未示出)充电，并且连接到外部充电装置(图中未示出)或与外部充电装置断开。

机器人清洁器120将前和上摄像机13和14拍摄的图像以无线方式发射到外面。机器人清洁器120根据从外面接收的控制信号操作。

当驱动装置15以相同方向转动各电机15e和15f时，两个驱动轮15c和15d以及两个从动轮15a和15b沿相同的方向转动，由此使清洁器主体100沿直线方向移动。

当电机15e和15f沿不同方向转动时，两个驱动轮15c和15d以及两个从动轮15a和15b沿相反的方向转动，由此使清洁器主体100也沿转动方向移动。当诸如门槛或地毯的障碍在机器人清洁器10的前方时，传统机器人清洁器10的驱动装置15沿不同方向转动两个驱动轮15c和15d以及两个从动轮15a和15b，以避免障碍。然而，有时用户想让机器人清洁器10越过该障碍并且清扫该障碍之上的地方，但是传统的机器人清洁器不能如此作，因为它一般在监测到前面的障碍时就绕弯迅速离去。如果用户将机器人清洁器10拉到障碍上，则频繁出现噪音和振动，使机器人清洁器的寿命降低。

由此，该行业存在上述未解决问题，需要解决上述缺点。

发明内容

本发明旨在解决上述相关领域的问题。本发明的一方面是提供一种具有驱动装置的机器人清洁器，该驱动装置允许机器人清洁器平稳地越过诸如地毯或门槛的障碍。本发明的另一个方面是提供一种机器人清洁器，当该机器人清洁器越过障碍时它能够平稳地穿过清扫区域，由于减振发生而不会发出噪音。

上述方面通过提供一种机器人清洁器的驱动装置实现，所述驱动装置，包括：机器人清洁器主体；一对设置在机器人清洁器主体内并且由各个电源驱动的电机；一对由所述一对电机转动的驱动轮；一对跟随所述一对驱动轮的从动轮；使驱动轮和从动轮彼此相关联地运动的驱动力传送装置；框架单元，所述框架单元具有设置在机器人清洁器主体内的上盖以支撑所述一对驱动轮和所述一对从动轮；减振单元，所述减振单元设置在框架单元内以吸收从清扫表面产生的振动，所述减振单元包括：上支撑件；与上支撑件对应的下支撑件；设置在上支撑件和下支撑件之间的弹性件；以及穿过上支撑件，弹性件，以及下支撑件的单元轴，其中减振单元被固定到框架单元的上盖并吸收冲击。

根据本发明的一方面提供了一种用于机器人清洁器的驱动装置，包括：机器人清洁器主体；一对设置在机器人清洁器主体内并且由各个电源驱动的电机；一对由所述一对电机转动的驱动轮；一对跟随所述一对驱动轮的从动轮；使驱动轮和从动轮彼此相关联地运动的驱动力传送装置；框架单元，以支撑所述一对驱动轮和所述一对从动轮所述框架单元具有：设置到机器人清洁器主体的上盖；设置在上盖处的第一下盖；以及与第一下盖连接并设置在上盖处的第二下盖，这样驱动轮和从动轮被设置在第一和第二下盖之间；所述上盖覆盖所述第一和第二下盖；减振单元，所述减振单元设置在框架单元内以吸收从清扫表面产生的振动，所述减振单元包括：上支撑件；与上支撑件对应的下支撑件；设置在上支撑件和下支撑件之间的弹性件；以及穿过上支撑件，弹性件，以及下支撑件的单元轴，其中减振单元被固定到框架单元的上盖并吸收冲击。

在另一实施方式中，弹性件是螺旋弹簧并且框架单元包括第一下盖；以及与第一下盖连接的第二下盖，这样驱动轮和从动轮被设置在第一和第二下盖之间；以及上盖，所述上盖被安装以覆盖所述第一和第二下盖。上盖还可以包括用于支撑减振单元的支撑件，以及形成在支撑件中的开口。此外，第一下盖包括形成在其侧面的凸起，而上盖包括形成在其中以允许所述凸起在其中围绕驱动轮的轴枢轴转动的凹部。凹部可以以弧状形成。

在又一实施方式中，上盖牢固地设置在机器人清洁器主体并且减振单元设置在上盖与第一和第二下盖之间。减振单元根据清扫表面的状况围绕驱动轮的轴与从动轮一起枢轴转动。

在另一实施方式中，电机直接连接到移动机器人清洁器主体的驱动轮并且驱动轮和从动轮分别具有锯齿状外周。

对于本领域的普通技术人员而言，本发明的其它系统，方法，特征以及优点通过下面的附图或详细说明将是或变得明显。所有这类另外的系统，方法，特征以及优点包括在该说明中，在本发明的范围内，并且被本发明的权利要求保护。

附图说明

本发明的上述和其它特征将参照附图更详细地描述。附图中的元件不必成比例，相反重点是清楚示出本发明的原理。此外，相同的附图标记在几个视图中始终表示相应的部件。

图1是描述传统机器人清洁器盖子移去后的透视图；

图2是描述根据本发明实施例的机器人清洁器驱动装置的透视图；

图3是描述根据本发明实施例的机器人清洁器驱动装置的分解透视图；

图4是描述根据本发明的机器人清洁器驱动装置的侧视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细描述本发明。

根据本发明的具有驱动装置的机器人清洁器100与图1所示的一般机器人清洁器10具有相同的结构。机器人清洁器100包括设置在主体10a上的吸部11，传感器部12，前摄像机13，上摄像机14，驱动装置15，发射/接收部17，控制器18，以及电池19。由于机器人清洁器100的结构和操作类似于图1所示的机器人清洁器10，因此其描述省略。

请参照图2和3，机器人清洁器100包括机器人清洁器主体101，一对电机140，一对驱动轮110，一对从动轮120，驱动力传送装置130，框架单元170，以及减振单元150。所述一对驱动轮110相对清扫表面支撑机器人清洁器主体101，而所述一对电机140固定到机器人清洁器主体101并且以顺时针或逆时针方向由电力独立地转动。此外，驱动轴111同轴连接到所述一对电机140并且由所述一对电机140的转动沿顺时针方向或逆时针方向转动。驱动轴111从驱动轮110伸出并且在其各端部连接到驱动带轮113。

所述一对从动轮120通过从动轴121连接到机器人清洁器主体101。每一个从动轮120与驱动轮110相关联地转动并且设置在其相同侧。从动轴121也从从动轮120伸出到外面并且与从动带轮123连接。

驱动力传送装置130将从所述一对电机140传送到所述一对驱动轮110的驱动力传送到从动轮120。驱动力传送装置130包括设置在驱动轮110和从动轮120上的同步皮带。同步皮带通过带轮113和123连接驱动轮110和从动轮120，其中轴111和121不从驱动轮110和从动轮120伸出到外面，并且连接到带轮113和123。此外，同步皮带可以直接设置在轴111和121的暴露部分上，而不使用带轮113和123，并且在这种情况下，进一步提供分离防止装置(图中未示出)，以防止同步皮带与轴111和121分离。

框架单元170包括上盖171，设置在上盖171处的第一下盖175，以及与第一下盖175连接并且设置在上盖171处的第二下盖173。框架单元170支撑驱动轮110和从动轮120并且设置在机器人清洁器主体101内。上盖171设有电机盖177，所述电机盖177从上盖171沿电机140的轴向延伸并且覆盖电机140的外周。框架单元170可以由诸如塑料的轻质材料制造。上盖171还设有用于支撑减振单元150的支撑件160。支撑件160具有形成在其中的开口161。减振单元150固定到框架单元170的上盖171并且减振。第一下盖175具有形成在其一个侧面中的凸起133。上盖171具有凹部135，以允许凸起133在其中围绕驱动轮110的轴枢轴转动。凹部135对应于凸起133并且呈弧状。

因此，当障碍位于机器人清洁器100的前面时，第一下盖175和第二下盖173围绕驱动轮110的轴111与从动轮120一起枢轴转动。从动轮120的枢轴运动限于上盖171的凹部135的深度。上盖171固定到机器人清洁器主体101。减振单元150设置在上盖171与第一和第二下盖175和173之间。

当障碍位于机器人清洁器100的前面时，从动轮120围绕驱动轮110的轴111向上枢轴转动，并且由于从动轮120的向上运动，减振单元150执行减振功能。随着机器人清洁器100越过障碍，从动轮120向下运动到与其相对的清扫表面。由此减振单元150吸收机器人清洁器100着陆清扫表面产生的噪音和振动。

电机140直接连接到用于移动机器人清洁器主体101的驱动轮110，代替这里采用的驱动电机140，可使用具有齿形带轮的电机。

驱动轮110和从动轮120具有锯齿状的外周，以便当机器人清洁器100撞击障碍时，或当机器人清洁器100接触清扫表面时，接触力增加，并且机器人清洁器100稳定移动越过障碍或在清扫表面上运行，而不打滑。

图4是描述根据本发明优选实施例的机器人清洁器100的驱动装置的主要部分的视图。下面将参照图4描述减振单元150。减振单元150设置在框架单元170内，以吸收当机器人清洁器100与清扫表面碰撞产生的振动。减振单元150包括上支撑件153，与上支撑件153相对应的下支撑件155，设置在上支撑件153和下支撑件155之间的弹性件151。单元轴157穿过弹性件151，上支撑件153，以及下支撑件155。在另一个实施例中，弹性件151是螺旋弹簧。

下面描述具有上述结构的减振单元150的机器人清洁器100的驱动装置100的操作。如图2至4所示，当驱动装置200沿相同的方向驱动所述一对电机140时，驱动轮110沿相同的方向转动，并且由此，从动轮110通过同步皮带130接受驱动力。结果，机器人清洁器主体101通过前进或后退移向需要的位置。

当所述一对电机140沿不同的方向被驱动时，驱动轮沿不同的方向转动。以上述相同的方式，从动轮120通过同步皮带130接受驱动力的从动轮120跟随驱动轮110，以转动机器人清洁器主体。如果诸如门槛或地毯的障碍在机器人清洁器100的前面，从动轮120围绕驱动轮110的驱动轴111向上枢轴转动，并且减振单元150执行减振功能。随着机器人清洁器100越过障碍，从动轮120向下枢轴转动到相对的清扫表面，从而减振单元150吸收机器人清洁器100着陆清扫表面产生的噪音和振动。

第一下盖175和第二下盖173支撑从动轮120的运动，和设置在框架单元170中的减振单元150。

从动轮120与第一下盖175和第二下盖173一起上下移动，由此允许机器人清洁器100平稳越过障碍。此外，由于振动被吸收，机器人清洁器100平稳越过障碍，由此降低噪音和振动。

如上所述，当诸如地毯或门槛的障碍位于机器人清洁器100的前面时，由于驱动装置允许机器人清洁器100平稳地越过障碍，并且由于噪音和振动被吸收，因此用户很少被打扰。

上述实施例和优点仅仅是示例，不是构造为限制本发明。本发明的说明旨在示例性，并不是限制权利要求的范围。许多替换，改进和变化对于本领域的普通技术人员而言是很明显的。在权利要求中，装置加功能条款旨在覆盖当执行引用的功能时这里描述的结构以及结构等同物和等同结构。

Claims (11)

1、一种用于机器人清洁器的驱动装置，包括：

机器人清洁器主体；

一对设置在机器人清洁器主体内并且由各个电源驱动的电机；

一对由所述一对电机转动的驱动轮；

一对跟随所述一对驱动轮的从动轮；

使驱动轮和从动轮彼此相关联地运动的驱动力传送装置；

框架单元，以支撑所述一对驱动轮和所述一对从动轮，所述框架单元具有：设置到机器人清洁器主体的上盖；设置在上盖处的第一下盖；以及与第一下盖连接并设置在上盖处的第二下盖，这样驱动轮和从动轮被设置在第一和第二下盖之间；所述上盖覆盖所述第一和第二下盖；

减振单元，所述减振单元设置在框架单元内以吸收从清扫表面产生的振动，所述减振单元包括：上支撑件；与上支撑件对应的下支撑件；设置在上支撑件和下支撑件之间的弹性件；以及穿过上支撑件，弹性件，以及下支撑件的单元轴，其中减振单元被固定到框架单元的上盖并吸收冲击。

2、根据权利要求1所述的驱动装置，其中驱动力传送装置是同步皮带。

3、根据权利要求1所述的驱动装置，其中框架单元设有电机盖，每一个电机盖从框架单元沿电机的轴向延伸。

4、根据权利要求1所述的驱动装置，其中弹性件是螺旋弹簧。

5、根据权利要求1所述的驱动装置，其中上盖还包括用于支撑减振单元的支撑件，以及形成在支撑件中的开口。

6、根据权利要求1所述的驱动装置，其中第一下盖包括形成在其侧面的凸起，而上盖包括形成在其中以允许所述凸起在其中围绕驱动轮的轴枢轴转动的凹部。

7、根据权利要求6所述的驱动装置，其中凹部以弧状形成。

8、根据权利要求1所述的驱动装置，其中上盖牢固地设置在机器人清洁器主体上。

9、根据权利要求1所述的驱动装置，其中减振单元设置在上盖与第一和第二下盖之间并且根据清扫表面的状况围绕驱动轮的轴与从动轮一起枢轴转动。

10、根据权利要求1所述的驱动装置，其中电机直接连接到移动机器人清洁器主体的驱动轮。

11、根据权利要求1所述的驱动装置，其中驱动轮和从动轮分别具有锯齿状的外周。

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