CN204218833U - 一种清洁机器人的驱动轮模块和清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种清洁机器人的驱动轮模块，包括壳体和安装在壳体上依次传动连接的电机、齿轮组和轮子，还包括弹簧和外罩，壳体包括电机安装部和设于所述电机安装部上的转轴部，壳体通过转轴部枢接于外罩一侧，弹簧安装于外罩和壳体之间，在弹簧的弹力作用下，壳体始终有向外部旋转的趋势；外罩上设有第一限位部和位置开关，壳体上设有第二限位部和触杆，静态下，在所述螺旋弹簧的弹力作用下所述第一限位部抵于所述第二限位部，同时所述触杆触动所述位置开关。当清洁机器人遇到工作突发事件时，例如当清洁机器人被抬起时，轮子向外弹出，同时触杆触动位置开关，此时机器人的控制系统即可从位置开关获得信号，从而控制驱动轮模块停止工作。

Description

一种清洁机器人的驱动轮模块和清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及清洁机器人领域，尤其涉及一种清洁机器人的驱动轮模块。

背景技术

清洁机器人是一种可以自动进行清洁工作而不需要人为操作的智能家电，其包括用于驱动清洁机器人在地面行走的驱动轮模块和动力系统，用于在行走时对地面进行清洁的清洁模块、用于控制机器人按内嵌程序进行清洁以及避开障碍物的控制系统以及用于探测工作环境的各种传感器。通常清洁机器人在地面上行走时会遇到台阶、楼梯等落差较大的工作环境，当工作环境突然发生改变时，清洁机器人需要进行自我保护，以避免进一步受到伤害，现有技术中没有较好的解决方案。

实用新型内容

针对现有存在的问题，本实用新型提供一种清洁机器人的驱动轮模块，该驱动轮可以在一定程度上避免清洁机器人在工作环境突然发生改变时，受到伤害。

本实用新型是这样实现的：一种清洁机器人的驱动轮模块，包括壳体和安装在壳体上的依次传动连接的电机、齿轮组和轮子，还包括弹簧和外罩，所述壳体包括用于安装电机的电机安装部、用于安装齿轮组的齿轮箱部、用于安装轮子的轮罩部和用于与所述外罩枢接的转轴部，所述转轴部设于所述电机安装部上，所述壳体通过所述转轴部枢接于所述外罩一侧，所述弹簧安装于所述外罩和所述壳体之间，在所述弹簧的弹力作用下，所述壳体始终有向所述外罩外部旋转的趋势；所述外罩上设有第一限位部，所述壳体上设有与所述第一限位部相配合的第二限位部，所述外罩上设有位置开关，所述壳体上设有与所述位置开关配合的触杆，静态下，在所述弹簧的弹力作用下所述第一限位部抵于所述第二限位部，同时所述触杆触动所述位置开关。

其中，本实用新型所述的位置开关为，与所述触杆配合的，用以检测所述触杆是否位于某一特定位置的装置，所述触杆上设有当其位于某一特定位置时能够触动所述位置开关(使得位置开关产生电信号或其他可以被清洁机器人的控制系统获取的信号)的部件。

根据上述结构，由于所述壳体枢接在所述外罩上，因此所述壳体可绕所述外罩向内或向外转动，从而所述轮子可以绕所述外罩转动(在所述第一限位部限定的范围内)，所述弹簧在所述壳体转动过程中始终提供弹力。所述驱动轮模块设置在清洁机器人底部时，所述位置开关和电机均与清洁机器人的控制系统电连接。在所述清洁机器人自身重力的作用下，所述 轮子受到地面的反作用力而向所述外罩内移动，所述触杆与所述位置开关分离，所述轮罩部将所述轮子与所述外罩隔离，使得所述轮子在转动的时候不会与外罩摩擦。在这样的情况下清洁机器人正常工作，当清洁机器人遇到工作突发事件时，例如当清洁机器人被人为抬起，或者经过楼梯边缘时有其中一只驱动轮不慎跌落，这时，在弹簧的弹力作用下所述轮子向外弹出，同时所述触杆触动所述位置开关，此时机器人的控制系统即可从所述位置开关获得信号，从而控制所述驱动轮模块停止工作，这时清洁机器人处于自我保护状态。

具体地，所述弹簧为螺旋弹簧，所述电机安装部上靠近所述外罩顶部的一侧设有第一挂钩，所述外罩顶部设有第二挂钩，所述螺旋弹簧的两端分别钩设于所述第一挂钩和第二挂钩上；所述位置开关为微动开关。

进一步地，所述电机尾端设有测速装置，所述测速装置可以检测电机的速度供清洁机器人的控制系统参考，从而使得清洁机器人的控制系统控制精确控制所述驱动轮的速度和行程。

具体地，所述测速装置包括与所述电机外壳固定连接的电路板和设于电路板外侧的与所述电机转轴连接的圆形平盖，所述圆形平盖周围设有朝向所述电路板的矩形齿条，所述矩形齿条内外两侧设有一对红外发射/接收头。

在另一种实施例中，所述测速装置包括与所述电机外壳固定连接的电路板和与所述电机转轴连接的圆盘，所述圆盘上设有磁性检测点，所述电路板上设有磁传感器。

具体地，所述外罩包括相互连接的外罩上壳和外罩下壳，所述外罩下壳侧壁封闭，两端开口；所述转轴部安装于所述外罩下壳的一侧，所述外罩上壳和外罩下壳通过凹凸止口相互配合连接，方便装配。

具体地，所述外罩上壳和外罩下壳通过紧固件相互连接，所述紧固件设于所述外罩外侧。

具体地，所述外罩上壳外侧设有凹座，所述微动开关安装在所述凹座上，所述凹座一侧开设有供所述触杆触碰所述微动开关的窗口。

进一步地，所述轮罩部上于所述轮子的内侧设有防尘盖，所述防尘盖呈圆形，其圆周设有向所述轮子延伸的侧边条，所述轮子内侧设有容置所述侧边条的圆槽，所述防尘盖覆盖所述轮子与齿轮组连接的转轴。

有益效果：本实用新型提供的一种清洁机器人的驱动轮模块，由于其轮子可以在限定范围内向内外弹性转动，当清洁机器人遇到某种突发状况时，所述轮子向外转动，触发微动开关，可以给机器人的控制系统提供信号，使得控制系统控制机器人停止工作，进入自我保护状态，避免进一步受到伤害。

本实用新型还提供一种清洁机器人，所述清洁机器人底部设有以上所述的驱动轮模块。

附图说明

图1所示为本实施例提供的一种清洁机器人仰视角度的立体结构示意图；

图2所示为图1所示的清洁机器人的驱动轮模块立体结构示意图；

图3所示为图2所示的驱动轮模块分解结构示意图；

图4所示为图3所示中的外罩上壳另一角度结构示意图；

图5所示为图3所示的驱动轮模块移除外罩和微动开关后的立体结构示意图；

图6所示为图4的分解结构示意图；

图7所示为图2所示的驱动轮模块侧面局部剖视结构示意图；

图8所示为图2中电机的分解结示意图；

图9所示为在另一事实例中电机的分解结构示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示为一种清洁机器人100的仰视角度的立体结构示意图，其包括用于驱动清洁机器人在地面行走的驱动轮模块110，用于控制机器人在行走时对地面进行清洁的清洁模块120(本实施例中清洁模块120包括设于清洁机器人底部边缘附近的边扫组件121和设于清洁机器人100底部纵轴线上位于边扫组件后方的吸尘口122，吸尘口122与设于机器人内部的真空吸尘装置连接)，用于控制机器人100按内嵌程序进行清洁以及避开障碍物的控制系统(图中未标示出)以及用于探测工作环境的各种传感器(图中未标出)。由于清洁机器人的工作原理和详细工作过程是本领域技术人员所熟知的且现有技术中也有详细的解释，因此本实用新型在此不做详细说明。下面详细说明本实用新型提供的与现有技术不同的驱动轮模块110

如图2所示为设于图1所示的清洁机器人底部的驱动轮模块100俯视角度的立体结构示意图。

如图2至图7所示，该驱动轮模块110，包括壳体1和安装在壳体1上的依次传动连接的电机2、齿轮组3(所示齿轮组为减速齿轮组)和轮子4，还包括螺旋弹簧5和外罩6，所述壳体1包括用于安装电机2的电机安装部11、用于安装齿轮组3的齿轮箱部12、用于安装轮子4的轮罩部13和用于与所述外罩6枢接的转轴部14，所述转轴部14设于所述电机安装部11上。所述轮子在地面上行走时容易卷起地面的灰尘、碎屑等物质，所述外罩6罩设于壳体1上方，可防止轮子4卷起的灰尘、碎屑等物质进入清洁机器人内部导致机器人 内部电子设备短路，因此外罩6具有防尘功能。所述壳体1通过所述转轴部14枢接于所述外罩6一侧，所述外罩6一侧设有供所述转轴部14安装的转轴支撑部621。所述转轴部13包括连接于所述电机安装部11的旋转臂141，其末端设有用于安装转轴17的通孔142，所述转轴支撑部621设于所述转轴部13的两侧，用以支撑转轴17旋转。安装时将转轴17穿设于转轴支撑部621和通孔142内。所述电机安装部11上靠近所述外罩6顶部的一侧设有第一挂钩111，所述外罩6顶部设有第二挂钩611，所述螺旋弹簧5的两端分别钩设于所述第一挂钩111和第二挂钩611上，在所述螺旋弹簧5的作用下，所述壳体1始终有向所述外罩6外部旋转的趋势；所述外罩6上设有第一限位部612，本实施例中所述限位部612为设于所述外罩6内侧的凸块(如图3中虚线所示)，所述壳体1上设有与所述第一限位部612相配合的第二限位部15，本实施例中所述第二限位部15为设于所述轮罩部13末端的凸块。所述外罩6上设有微动开关7，所述壳体1上设有与所述微动开7关配合的触杆16。静态下，在所述螺旋弹簧5的弹力作用下所述第一限位部612抵于所述第二限位部15，同时所述触杆16触动所述微动开关7。

具体地，所述外罩6包括外罩上壳61和外罩下壳62，所述外罩下壳62侧壁封闭，两端开口；所述转轴部14安装于所述外罩下壳62的一侧，所述外罩上壳61和外罩下壳62通过凹凸止口相互配合连接，本实施例中，所述外罩下壳62上边缘设有凸止口622，所述外罩上壳61设有凹止口613，方便装配。

具体地，所述外罩上壳61和外罩下壳62通过螺钉紧固连接，所述螺钉设于所述外罩外侧，在装配时有充足的作业空间。装配时所述凸止口622和凹止口613相互配合可以起到辅助定位的作用，便于螺钉的安装。

具体地，所述外罩上壳61外侧设有凹座613，所述微动开关7安装在所述凹座613上，所述凹座613一侧开设有供所述触杆16触碰所述微动开关7的窗口614。在装配时，由于微动开关7安装于外罩上壳61外侧，有充足的装配空间，便于安装，且可在一定程度上阻隔轮子在工作时卷起的灰尘。

进一步地，所述轮罩部13上于所述轮子4的内侧设有防尘盖131，所述防尘盖131呈圆形，其圆周设有向所述轮子4延伸的侧边条1311，所述轮子4内侧设有容置所述侧边条1311的圆槽41，所述防尘盖131覆盖所述轮子4与齿轮组3连接的转轴42。所述防尘盖不会影响轮子4的转动，且可阻隔灰尘进入转轴42的转动缝隙中。

根据上述结构，由于所述壳体1枢接在所述外罩6上，因此所述壳体1可绕所述外罩6向内或向外转动，从而所述轮子4可以绕所述外罩6转动(在所述第一限位部612限定的范 围内)，所述螺旋弹簧5在所述壳体1转动过程中始终提供弹力。所述驱动轮模块110设置在清洁机器人100底部时，所述微动开关7和电机2均与机器人100的控制系统电连接。在所述清洁机器人100自身重力的作用下，所述轮子4受到地面的反作用力而向所述外罩6内移动，所述触杆16与所述微动开关7分离，所述轮罩部13将所述轮子4与所述外罩6隔离，使得所述轮子4在转动的时候不会与外罩6摩擦。在这样的情况下清洁机器人100正常工作；当清洁机器人110遇到工作突发事件时，例如当清洁机器人被人为抬起，或者经过楼梯边缘时其中一只驱动轮不慎跌落，这时，在螺旋弹簧5的弹力作用下所述轮子4向外弹出，同时所述触杆16触动所述微动开关7，此时清洁机器人100的控制系统即可从微动开关7获得信号，从而控制所述驱动轮模块110停止工作(所有的部件均停止工作)，进入待机状态，这时清洁机器人100处于自我保护状态，可防止清洁机器人进一步受到伤害以及方便使用者操作或搬运清洁机器人。

进一步地，如图8所示，所述电机2尾端设有测速装置8，所述测速装置8可以检测电机2的速度以供清洁机器人100的控制系统参考，从而使得清洁机器人100的控制系统精确控制所述驱动轮的速度和行程。此外，测速装置8还可以用于确认当机器人进入自我保护状态后，驱动轮模块是否已停止工作。

具体地，所述测速装置8包括与所述电机2外壳固定连接的电路板81和设于电路板81外侧的与所述电机2转轴连接的圆形平盖82，所述圆形平盖82周围设有朝向所述电路板的矩形齿条83，所述矩形齿条83内外两侧设有一对红外发射/接收头84和85。所述电机2工作时带动所述矩形齿条83，所述矩形齿在所述一对红外发射/接收头84和85之间运动，使得所述红外发射/接收头对产生具有频率的信号，清洁机器人的控制系统通过获取该信号即可计算出电机的速度。

如图9所示，在另一种实施例中，所述测速装置8包括与所述电机2外壳固定连接的电路板81’和与所述电机转轴连接的圆盘82’，所述圆盘82’上设有3个磁性检测点83’，所述电路板81’上设有用以检测所述磁性检测点83’的磁传感器84’。所述电机2转动时，带动所述圆盘82’转动，从而所述磁传感器84’通过检测所述磁性检测点83’，产生频率的信号，清洁机器人的控制系统通过获取该信号即可计算出电机的速度。

本实施例提供的一种清洁机器人100的驱动轮模块110，由于其轮子4可以在限定范围内向内外弹性转动，当清洁机器人100遇到某种突发状况，所述轮子4向外转动时，触发微动开关，可以给机器人的控制系统提供信号，使得控制系统控制机器人停止工作，进入自我保护状态，避免进一步受到伤害。

在别的实施例中，也可以采用扭簧来替代所述螺旋弹簧的作用，例如可以在所述转轴部和所述转轴支撑部之间设置扭簧，以给所述壳体提供向外旋转的扭力。

在别的实施例中，也可以采用一对红外发射/接收管来替代所述微动开关7的作用。当所述壳体1向外转动至极限位置时，所述触杆伸出所述窗口614，置于所述红外发射管和红外接收管之间，所述红外接收管即可给清洁机器人的控制系统产生一反馈信号。此外，还可以采用接近传感器和与之对应的触杆来替代所述微动开关7的作用，当所述触杆靠近所述接近传感器时，所述接近传感器即可给清洁机器人的控制系统产生一反馈信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限定本实用新型，本领域技术人员还可以根据以上实施例的描述做出若干演变；凡在本发明的构思内所做的修改、改进、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种清洁机器人的驱动轮模块，包括壳体和安装在壳体上的依次传动连接的电机、齿轮组和轮子，其特征在于：还包括弹簧和外罩，所述壳体包括用于安装电机的电机安装部、用于安装齿轮组的齿轮箱部、用于安装轮子的轮罩部和用于与所述外罩枢接的转轴部，所述转轴部设于所述电机安装部上，所述壳体通过所述转轴部枢接于所述外罩一侧，所述弹簧安装于所述外罩和所述壳体之间，在所述弹簧的弹力作用下，所述壳体始终有向所述外罩外部旋转的趋势；所述外罩上设有第一限位部，所述壳体上设有与所述第一限位部相配合的第二限位部，所述外罩上设有位置开关，所述壳体上设有与所述位置开关配合的触杆，静态下，在所述弹簧的弹力作用下所述第一限位部抵于所述第二限位部，同时所述触杆触动所述位置开关。

2.根据权利要求1所述的驱动轮模块，其特征在于：所述弹簧为螺旋弹簧，所述电机安装部上靠近所述外罩顶部的一侧设有第一挂钩，所述外罩顶部设有第二挂钩，所述螺旋弹簧的两端分别钩设于所述第一挂钩和第二挂钩上；所述位置开关为微动开关。

3.根据权利要求1所述的驱动轮模块，其特征在于：所述电机尾端设有测速装置。

4.根据权利要求3所述的驱动轮模块，其特征在于：所述测速装置包括与所述电机外壳固定连接的电路板和设于电路板外侧的与所述电机转轴连接的圆形平盖，所述圆形平盖周围设有朝向所述电路板的矩形齿条，所述矩形齿条内外两侧设有一对红外发射/接收头。

5.根据权利要求3所述的驱动轮模块，其特征在于：所述测速装置包括与所述电机外壳固定连接的电路板和与所述电机转轴连接的圆盘，所述圆盘上设有至少一个磁性检测点，所述电路板上设有用以检测所述磁性检测点的磁传感器。

6.根据权利要求1所述的驱动轮模块，其特征在于：所述外罩包括相互连接的外罩上壳和外罩下壳，所述外罩下壳侧壁封闭，两端开口；所述转轴部安装于所述外罩下壳的一侧，所述外罩上壳和外罩下壳通过凹凸止口相互配合连接。

7.根据权利要求6所述的驱动轮模块，其特征在于：所述外罩上壳和外罩下壳通过紧固件相互连接，所述紧固件设于所述外罩外侧。

8.根据权利要求2所述的驱动轮模块，其特征在于：所述外罩上壳外侧设有凹座，所述微动开关安装在所述凹座上，所述凹座一侧开设有供所述触杆触碰所述微动开关的窗口。

9.根据权利要求1所述的驱动轮模块，其特征在于：所述轮罩部上于所述轮子的内侧设有防尘盖，所述防尘盖呈圆形，其圆周设有向所述轮子延伸的侧边条，所述轮子内侧设有容置所述侧边条的圆槽，所述防尘盖覆盖所述轮子与齿轮组连接的转轴。

10.一种清洁机器人，其特征在于，所述清洁机器人底部设有权利要求1至9任一项所述的驱动轮模块。