CN208625573U - 储液箱、智能清洁设备和智能清洁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储液箱、智能清洁设备和智能清洁系统，储液箱上设置有连通储液箱和外界大气的出液孔和进气孔，出液孔处设置有出液部，出液部构造为能够对出液孔处的液体施加作用力从而使液体从出液孔输出，并且，进气孔设置在储液箱的底部的位置，所述储液箱构造为使得在该位置处，通过所述进气孔进入所述储液箱内部的气泡不在所述进气孔附近聚集。本实用新型有效地控制了出液量，提高清洁效率。

Description

储液箱、智能清洁设备和智能清洁系统

技术领域

本实用新型总体涉及清洁工具领域，具体地涉及一种储液箱、智能清洁设备和智能清洁系统。

背景技术

现有的能够提供拖地功能的智能清洁设备通常设置有储液箱，储液箱的下部设置有出液孔，同时为了方便液体输出，还在储液箱的上部设置进气孔。进气孔位于储液箱的上部，将储液箱内的气体与外界大气连通，从而使得储液箱内的气体压强近似地等于大气压。这样，由于储液箱内外的气体压强相等，液体会在自身的重力作用下不断地从出液孔处流出，从而导致出液过量。出液过量则可能导致清洁效果不佳、损坏地板、损坏智能清洁设备的元器件等问题。

而有一些智能清洁设备的储液箱的进气孔设置在储液箱的底部，但进气孔上方的区域可能设置有一些阻挡部件或不够空旷，由于液体表面张力的存在，使得气泡在进气孔处堆积而无法顺利到达液体上方的空间。这样就可能导致储液箱内部压强过小，出液孔处无法输出液体。为解决该问题，一些智能清洁设备设置有前后振动的功能，使得气泡能够到达液体上方。但这样的解决方法效果不够直观，成本也较高。

因此，需提供一种储液箱、智能清洁装置和智能清洁系统，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种储液箱，所述储液箱上设置有连通所述储液箱和外界大气的出液孔和进气孔，所述出液孔处设置有出液部，所述出液部构造为能够对所述出液孔处的液体施加作用力从而使液体从所述出液孔输出，并且，所述进气孔设置在所述储液箱的底部的位置，所述储液箱构造为使得在该位置处，通过所述进气孔进入所述储液箱内部的气泡不在所述进气孔附近聚集。

优选地，所述储液箱内位于所述进气孔的上方的区域足够开阔，通过所述进气孔进入所述储液箱内部气泡不在所述进气孔上方的区域聚集。

优选地，所述进气孔和所述储液箱的顶壁之间的距离大于4mm。

优选地，所述进气孔的径向尺寸为0.3mm-0.8mm。

优选地，所述进气孔设置在所述储液箱的底面的横向中心和/或纵向中心。

优选地，所述进气孔贯穿所述储液箱的底壁，且所述进气孔的上端的径向尺寸小于下端的径向尺寸。

优选地，所述出液孔为两个，所述两个出液孔与所述进气孔的距离相等。

优选地，所述出液孔设置在所述储液箱的底部。

优选地，所述出液部包括清洁布，所述清洁布设置在所述储液箱的下方并与所述储液箱的下表面贴合，所述清洁布能够将所述储液箱内的液体从所述出液孔吸出。

优选地，所述出液孔处安装有滤嘴，所述滤嘴构造为能够控制所述出液孔处的出液速率。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种智能清洁设备，包括如上述任意一种方案所述的储液箱。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种智能清洁系统，包括：

根据上述方案所述的智能清洁设备；以及

充电设备，所述智能清洁设备能够由所述充电设备充电。

附图说明

为了使本实用新型的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本实用新型。可以理解这些附图只描绘了本实用新型的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本实用新型。

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的智能清洁系统的智能清洁设备的立体示意图；

图2为图1中的智能清洁设备的另一个立体示意图；

图3为图1中的智能清洁设备的再一个立体示意图；

图4为图1中的智能清洁设备的储液箱的以仰视角度观察的示意图；以及

图5为图4中的储液箱的进气孔处的截面示意图。

具体实施方式

在下文的讨论中，给出了细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，本领域技术人员可以了解，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在特定的示例中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详尽地描述。

参考图1至图5，本实施方式提供了一种智能清洁系统，智能清洁系统包括智能清洁设备以及用于对只能清洁设备充电的充电设备。智能清洁设备可移动并能够清扫其经过或附近的区域，而充电设备用于对智能清洁设备进行充电。充电设备通常固定地放置在平面上的某处，例如靠近墙壁或是角落的位置，智能清洁设备能够移动至充电设备处的充电位置。当智能清洁设备位于充电位置时，充电设备能够对智能清洁设备充电。

图1和图2是根据一个示例性实施例示出的一种智能清洁设备(例如自主清洁机器人)的结构示意图，智能清洁设备除包括机器主体1和清洁系统外还包括感知系统、控制系统(图中未示出)、驱动系统、能源系统和人机交互系统。下面将对智能清洁设备的各主要部分进行详细说明。

机器主体1包括上封盖、前向部分13、后向部分14和底盘等。机器主体1具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似D形形状。

感知系统包括位于机器主体1上方的位置确定装置、位于机器主体1的前向部分13的缓冲器、悬崖传感器和超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置。这些传感装置向控制系统提供机器的各种位置信息和运动状态信息。位置确定装置包括但不限于红外发射接收装置、摄像头、激光测距装置(LDS)。

清洁系统包括干式清洁部和湿式清洁部。其中，湿式清洁部为第一清洁部2，其主要作用是通过含有清洁液的清洁布4对被清洁表面(如地面)进行擦拭。干式清洁部为第二清洁部，其主要作用是通过清扫刷等结构清扫被清洁表面的固定颗粒污染物。

作为干式清洁部，主要的清洁功能源于滚刷61、尘盒、风机、出风口以及四者之间的连接部件所构成的第二清洁部。与地面具有一定干涉的滚刷61将地面上的垃圾扫起并卷带到滚刷61与尘盒之间的吸尘口前方，然后被风机产生并经过尘盒的有吸力的气体吸入尘盒。扫地机的除尘能力可用垃圾的清扫效率DPU(Dust pick up efficiency)进行表征，清扫效率DPU受滚刷61的结构和材料影响，受吸尘口、尘盒、风机、出风口以及四者之间的连接部件所构成的风道的风力利用率影响，受风机的类型和功率影响。相比于普通的插电吸尘器，除尘能力的提高对于能源有限的清洁机器人来说意义更大。因为除尘能力的提高直接有效降低了对于能源的要求，也就是说原来充一次电可以清扫80平米地面的机器人，可以进化为充一次电清扫100平米甚至更多。并且减少充电次数的电池的使用寿命也会大大增加，使得用户更换电池的频率降低。更为直观和重要的是，除尘能力的提高是最为明显和重要的用户体验，用户会直接得出扫得是否干净/擦得是否干净的结论。干式清洁系统还可包含具有旋转轴的边刷62，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到第二清洁部的滚刷61的清扫区域中。

作为湿式清洁部(例如湿式清洁盘)，第一清洁部2主要包括储液箱3和清洁布4等。储液箱3作为承载第一清洁部2的其他部件的基础。清洁布4可拆卸地设置在储液箱3上。储液箱3内的液体流向清洁布4，清洁布4对滚刷等清扫后的地面进行擦拭。

驱动系统用以驱动机器主体1及其上的部件移动，以进行自动行走和清扫。驱动系统包括驱动轮模块，驱动系统可基于距离和角度信息，例如x、y及θ分量，发出驱动命令而操纵机器人跨越地面行驶。驱动轮模块可以同时控制左轮和右轮，为了更为精确地控制机器的运动，优选驱动轮模块分别包括左驱动轮模块和右驱动轮模块。左、右驱动轮模块沿着由机器主体1界定的横向轴对置(对称设置)。为了机器人能够在地面上更为稳定地运动或者具有更强的运动能力，机器人可以包括一个或者多个从动轮，从动轮包括但不限于万向轮。

驱动轮模块包括行走轮和驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路和里程计。驱动轮模块可以可拆卸地连接到机器主体1上，方便拆装和维修。驱动轮可具有偏置下落式悬挂系统，以可移动方式紧固，例如以可旋转方式附接到机器主体1上，且接受向下及远离机器主体1偏置的弹簧偏置。弹簧偏置允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引，同时机器人的清洁元件(如滚刷等)也以一定的压力接触地面。

机器主体1的前向部分13可承载缓冲器，在清洁过程中驱动轮模块推进机器人在地面行走时，缓冲器经由传感器系统，例如红外传感器，检测机器人的行驶路径中的一个或多个事件，机器人可通过由缓冲器检测到的事件，例如障碍物、墙壁，而控制驱动轮模块使机器人来对事件做出响应，例如远离障碍物。

控制系统设置在机器主体1内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器，通信的计算处理器，例如中央处理单元、应用处理器，应用处理器根据激光测距装置反馈的障碍物信息利用定位算法，例如SLAM，绘制机器人所在环境中的即时地图。并且结合缓冲器、悬崖传感器51和超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断扫地机当前处于何种工作状态，如过门槛，上地毯，位于悬崖处，上方或者下方被卡住，尘盒满，被拿起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得机器人的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。进一步地，控制系统能基于SLAM绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清扫路径和清扫方式，大大提高机器人的清扫效率。

能源系统包括充电电池，例如镍氢电池和锂电池。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路，充电控制电路、电池组充电温度检测电路、电池欠压监测电路再与单片机控制电路相连。主机通过设置在机身侧方或者下方的充电电极与充电桩连接进行充电。如果裸露的充电电极上沾附有灰尘，会在充电过程中由于电荷的累积效应，导致电极周边的塑料机体融化变形，甚至导致电极本身发生变形，无法继续正常充电。

人机交互系统包括主机面板上的按键，按键供用户进行功能选择；还可以包括显示屏和/或指示灯和/或喇叭，显示屏、指示灯和喇叭向用户展示当前机器所处状态或者功能选择项；还可以包括手机客户端程序。对于路径导航型清洁设备，在手机客户端可以向用户展示设备所在环境的地图，以及机器所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项。

为了更加清楚地描述机器人的行为，进行如下方向定义：机器人可通过相对于由机器主体1界定的如下三个相互垂直轴的移动的各种组合在地面上行进：前后轴X(即沿机器主体1的前向部分13和后向部分14方向的轴线)、横向轴Y(即垂直于轴X且与轴X在同一水平面的轴)及中心垂直轴Z(垂直于轴X和轴Y所组成的平面的轴)。沿着前后轴X的前向驱动方向标示为“前向”，且沿着前后轴X的后向驱动方向标示为“后向”。横向轴Y实质上是沿着由驱动轮模块的中心点界定的轴心在机器人的右轮与左轮之间延伸。

机器人可以绕Y轴转动。当机器人的前向部分向上倾斜，后向部分向下倾斜时为“上仰”，且当机器人的前向部分向下倾斜，后向部分向上倾斜时为“下俯”。另外，机器人可以绕Z轴转动。在机器人的前向方向上，当机器人向X轴的右侧倾斜为“右转”，当机器人向X轴的左侧倾斜为“左转”。

尘盒以机械抠手卡接的方式将尘盒安装在容纳腔中，抠手被抠住时卡件收缩，抠手放开时卡件伸出卡在容纳腔中容纳卡件的凹槽中。

从图4中可以看到，储液箱3的水平方向上的尺寸明显大于其竖直方向上的尺寸，从而形成为扁盒状结构。从俯视角度看，储液箱3大致为半圆形结构(即前文所说的“D”形结构)。需要说明的是，本文所说的对各个部件的延伸方向或尺寸方向(例如“竖直”、“水平”、“上”、“下”)指的是当智能清洁设备位于水平面上的情况下的延伸方向和尺寸方向。

在储液箱3的底壁33上设置有两个用于输出液体的出液孔31和供气体进入储液箱3的进气孔32，两个出液孔31大致关于储液箱3的底面的对称轴对称地设置。出液孔31处安装有滤嘴，滤嘴能够调节出液速率。

可以理解，储液箱3的进气孔32设置在储液箱3的底部，从而使得外界大气和箱内气体之间隔离有液体，因而箱内的气体与外界大气不直接连通，而只有当进气孔32处的箱内压强小于大气压时，外界大气才能够从进气孔32进入储液箱3。

具体地，储液箱3构造为在出液孔31处无外力作用的情况下，能够保持出液孔31处的内外压强相等。即在无外力作用的情况下，出液孔31处的储液箱3的内外压强大致满足：

P₁+ρgh＝P，

其中，P₁为储液箱3内的气体压强，ρ为液体的密度，h为液体的高度，P为大气压。

需要说明的是，上述等式只用于示意性地描述了在无外力作用下的储液箱3的出液孔31处的平衡状态，而实际中，也可能存在其他影响储液箱3的该平衡的因素。例如，在出液孔31处的内部压强略大于外部压强而液体有向外运动的趋势时，出液孔31可能会对液体产生摩擦力，从而抑制液体的向外运动。并且，除了重力和气体压力的作用，液体在开始运动时也需克服其表面的张力。

可以理解，在无外力作用的情况下，储液箱3内的出液孔31处的压强和进气孔32处的压强相等。

优选地，在储液箱3的下表面贴合有清洁布4，清洁布4与出液孔31处的滤嘴相接触。而清洁布4本身具有吸水性，其能够对出液孔31处的液体产生吸力，因而在出液孔31处的内外压强相等的情况下，液体也能够在吸力的作用下从出液孔31中输出。当输出一部分液体后，储液箱3内的气体体积增大，从而使得储液箱3内的气体压强减小(可根据公式pV＝nRT推导得出)；同时，由于液体高度h减小，那么进气孔32处的液体压强ρgh也随之减小。此时，大气压大于储液箱3内的进气孔32处的压强，因而会有气体从进气孔32进入储液箱3。从而使得进气孔32处和出液孔31处的储液箱3内外的压强重新达到平衡。

当储液箱3的内外压强达到平衡后，气体便无法在通过进气孔32进入储液箱3。而当清洁布4再次从出液孔31处吸水后，平衡再次被打破，一定量的气体便又能够从进气孔32进入储液箱3。

优选地，当智能清洁设备位于无凹陷或凸起的平面上时，平面与清洁布4轻微干涉，使得平面向上抵靠清洁布4，清洁布4从而对出液结构施加持续的吸水作用力，使得出液孔31能够均匀地将液体输出。

优选地，进气孔32远离储液箱3的侧壁设置，更优选地设置在储液箱3的底壁33的横向中心处或纵向中心处，并使得进气孔32距离两个出液孔31的距离相等，从而使得两个出液孔31的出液速率尽可能相等。

出液孔31贯穿储液箱3的底壁33，其形状可参考图5。出液孔31包括上部321、中部322和下部323。上部321大致为直筒状结构，具有均一的径向尺寸；中部322形成为截锥状，其顶部的径向尺寸较小而底部的径向尺寸较大；而下部323也具有均一的径向尺寸，并且从图中可以看到，下部323的径向尺寸明显大于中部322和上部321的径向尺寸。

气体能够由下向上地进入储液箱3，而出液孔31的底部具有较大的径向尺寸，且径向尺寸由下向上地减小，这样的设置能够对气体的运动起到导向作用，方便在进气孔32处的内部压力小于外部压力时能够快速将气体吸入。

优选地，出液孔31的上部321的径向尺寸为0.3mm—0.8mm。需要说明的是，本文所说的“进气孔的径向尺寸”指的是进气孔的顶端处的径向尺寸。

为了使得气体从进气孔32处进入储液箱3后能够快速到达储液箱3内的气体部分，在进气孔32的上方不设置阻挡部件，即进气孔32的上方保持畅通。这样，储液箱3内的进气孔32上方的区域足够开阔。因而，无需对智能清洁设备设置额外的防止气泡集聚在进气口附近的功能(如震荡功能)，气体也能够顺利地上升到储液箱3的内部的液体的上方的空间，从而能够快速地使储液箱3内的气体压强发生变化。优选地，进气孔32与储液箱3的顶壁34之间的距离(即顶壁34的下表面与底壁33的上表面之间的距离H)大于4mm，从而进一步保证了气泡的运动空间。

本实用新型的智能清洁设备，将储液箱3的进气孔32设置在储液箱3的底部，从而使得：储液箱3内的气体压强持续地保持为小于大气压，出液孔31处的内外压强相等(内部压强为液体压强与气体压强的和，外部压强为大气压)，液体需要在清洁布4的吸力作用下才能够输出。这样便有效地控制了出液量，从而能够达到更好的清洁效果，避免了出液过多而损坏地板或元器件等问题。并且，进气孔32的上方的区域开阔，使得气体能够迅速上升到液体上方的空间，避免了气体在进气孔32处聚集，从而实现了快速调节储液箱3内的气体压强的目的，进而保证了液体能够顺利从出液孔31排出。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。

Claims (10)

1.一种储液箱，用于智能清洁设备，其特征在于，所述储液箱上设置有连通所述储液箱和外界大气的出液孔和进气孔，所述出液孔处设置有出液部，所述出液部构造为能够对所述出液孔处的液体施加作用力从而使液体从所述出液孔输出，并且，所述进气孔设置在所述储液箱的底部的位置，所述储液箱构造为使得在该位置处，通过所述进气孔进入所述储液箱内部的气泡不在所述进气孔附近聚集。

2.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述储液箱内位于所述进气孔的上方的区域足够开阔，通过所述进气孔进入所述储液箱内部的气泡不在所述进气孔上方的区域聚集。

3.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述进气孔和所述储液箱的顶壁之间的距离大于4mm。

4.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述进气孔的径向尺寸为0.3mm-0.8mm。

5.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述进气孔贯穿所述储液箱的底壁，且所述进气孔的上端的径向尺寸小于下端的径向尺寸。

6.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述出液孔设置在所述储液箱的底部。

7.根据权利要求6所述的储液箱，其特征在于，所述出液部包括清洁布，所述清洁布设置在所述储液箱的下方并与所述储液箱的下表面贴合，所述清洁布能够将所述储液箱内的液体从所述出液孔吸出。

8.根据权利要求1所述的储液箱，其特征在于，所述出液孔处安装有滤嘴，所述滤嘴构造为能够控制所述出液孔处的出液速率。

9.一种智能清洁设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的储液箱。

10.一种智能清洁系统，其特征在于，包括：

根据权利要求9所述的智能清洁设备；以及

充电设备，所述智能清洁设备能够由所述充电设备充电。