CN208892434U - 清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种清洁机器人，包括机体、除尘单元、监测单元及控制单元，所述除尘单元包括安装至所述机体的至少一个边刷组件，其特征在于：所述监测单元具有侦测组件，所述边刷组件具有弹性组件，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动，所述侦测组件根据所述边刷组件的运动状态变化或所述边刷组件位置的变化触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制所述清洁机器人的运动状态。本实用新型清洁机器人可有效地实现离地监测且行走平稳。

Description

清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种清洁机器人。

背景技术

吸尘器是一种室内清洁卫生的家用电器，用于清除地面、地毯、墙壁、家具、衣物及各种缝隙中的灰尘。而室内地面清洁机器人将移动机器人技术和吸尘器技术有机地结合起来，实现了室内环境的自主清洁，替代了人工劳动，大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于家庭和公共场馆的室内清洁，是一种便捷、环保、健康、智能型的服务机器人。

清洁机器人通常由四个部分组成：移动机构、感知系统、控制系统和清洁系统。为了让清洁机器人正常工作，必须对清洁机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态进行监控，还需要对机器人所处工作环境的静态和动态信息进行有效监测，使得清洁机器人能够适应工作环境的变化。但是，由于室内环境的差异性和复杂性，清洁机器人通常需要设置离地传感器来避免掉落或者及时停机，进而提高使用的安全可靠性。而离地传感器一般安装在上下浮动的行走结构上，当清洁机器人离开地面时，行走结构向下浮动，从而触发离地传感器，以实现离地监测；然而这样会使得清洁机器人行走部分的结构复杂，并且清洁机器人在行走时会有一定程度的上下摆动。

鉴于此，有必要提供一种改进的清洁机器人。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种清洁机器人，其可有效地实现离地监测且行走平稳。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种清洁机器人，其包括机体、除尘单元、监测单元及控制单元，所述除尘单元包括安装至所述机体的至少一个边刷组件，所述监测单元具有侦测组件，所述边刷组件具有弹性组件，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动，所述侦测组件根据所述边刷组件的运动状态变化或所述边刷组件位置的变化触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制所述清洁机器人的运动状态。

作为本实用新型的进一步改进，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件呈变形状态；当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件在其自身的弹性回复力的作用下向自由状态恢复，进而带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动以触发所述侦测组件。

作为本实用新型的进一步改进，所述边刷组件包括边刷及与所述边刷相对固定连接的传动轴，所述边刷包括基部及自所述基部向外延伸的至少一刷臂。

作为本实用新型的进一步改进，所述侦测组件包括触发件和传感装置，所述触发件与所述边刷组件相连，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述触发件在所述边刷组件的的带动下产生位移或偏转以触发所述传感装置并产生离地信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述触发件固定连接于所述传动轴的顶端，所述传动轴具有一轴向，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件弹性运动并带动所述传动轴沿所述轴向位移，进而带动所述触发件同步运动。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性组件套设于所述传动轴外，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件被所述边刷的基部向上挤压以处于压缩状态。

作为本实用新型的进一步改进，所述触发件直接或间接固定连接于所述边刷的基部，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件弹性运动并带动所述基部偏转运动，进而带动所述触发件同步偏转运动。

作为本实用新型的进一步改进，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件呈偏置状态；当所述边刷组件处于离地状态时，所述弹性组件回复至自由状态，进而带动所述基部及所述触发件偏转而使传感装置产生离地信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性组件包括所述传动轴，所述传动轴为套设于所述触发件外的弹性弯辊，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性弯辊呈偏置状；当所述边刷组件处于离地状态时，所述弹性弯辊回复至自由状态，进而带动所述基部及所述触发件偏转而使传感装置产生离地信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性弯辊为具有收容腔的中空式结构，所述触发件收容于所述收容腔内，所述弹性弯辊与所述边刷组件的基部固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性组件包括所述传动轴及位于所述传动轴内侧的弹性件，所述传动轴为套设于所述触发件外的弯辊，所述弹性件包括外径大小不同的内弹簧和外弹簧，且所述内弹簧位于所述外弹簧内侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述内、外弹簧具有不同的旋向。

本实用新型的有益效果：本实用新型清洁机器人在其边刷组件呈着地状态时，其弹性组件呈变形状态，当边刷组件由着地状态变成离地状态时其弹性组件产生位移或偏转，进而触发侦测组件产生离地信号，从而有效实现离地监测；且所述弹性组件设置于边刷上，以保证清洁机器人的行走平稳。

附图说明

图1是本实用新型清洁机器人的整机示意图；

图2是本实用新型清洁机器人的第一较佳实施例的部分分解图；

图3是图2所示清洁机器人的边刷组件处于着地状态时的部分结构示意图；

图4是图2所示清洁机器人的边刷组件处于离地状态时的部分结构示意图；

图5是图3所示清洁机器人中边刷组件的立体示意图；

图6是图5所示边刷组件的剖视示意图；

图7是本实用新型清洁机器人的第二较佳实施例的部分分解图；

图8是图7所示清洁机器人的边刷组件处于着地状态时的部分结构示意图；

图9是图7所示清洁机器人的边刷组件处于离地状态时的部分结构示意图；

图10是本实用新型的第三较佳实施例中清洁机器人的边刷组件处于着地状态时的部分结构示意图；

图11是图10所示清洁机器人的边刷组件处于离地状态时的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本实用新型进行详细描述。但该实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1所示为本实用新型清洁机器人100的整机结构示意图。请参图2至图6所示，为本实用新型清洁机器人的第一较佳实施例，在本实施例中，所述清洁机器人100包括机体10、除尘单元、监测单元及控制单元，所述除尘单元包括安装至所述机体10的至少一个边刷组件20及安装于所述机体10的中部区域的清扫刷组件30，所述边刷组件20靠近所述机体10的前端缘设置。

请参图1至图6所示，所述机体10包括底座11及盖合于所述底座11上的外壳12，所述底座11具有与所述边刷组件20对应设置的安装座13。另外，所述底座11的底部安装有沿横向方向间隔排布的两个驱动轮40，所述两个驱动轮40对称设置且分别邻近所述机体10沿横向方向上的两侧边缘设置。所述驱动轮40能够使所述机体10在清洁过程中前后行进和/或旋转行进。

请参图3至图6所示，在本实用新型中，所述清洁机器人100的边刷组件20具有着地状态和离地状态，其中所述离地状态包括被外力提起以使其驱动轮40离开地面的状态以及边刷组件20行进至悬崖地带且部分悬空的状态。

所述边刷组件20包括边刷21及与所述边刷21相对固定连接的传动轴23，所述边刷21包括基部211及自所述基部211向外延伸的至少一刷臂212。在本实施例中，所述刷臂212的数量为三个，且三个刷臂212均匀分布于所述基部211的外侧，在其他实施例中，所述刷臂212的数量也可为一个或二个或三个以上。

其中，每一所述刷臂212包括与所述基部211相连的臂部2121及位于所述臂部2121的自由末端的刷头2122，所述臂部2121与所述基部211相连的部位为其根部，且所述刷头2122在旋转时突露出所述机体10的前端缘。

在本实用新型的第一较佳实施例中，所述传动轴23的底端与所述基部211固定连接。在本实施例中，所述传动轴23与所述基部211一体成型而成，在其他实施例中，所述传动轴23也可与所述基部211分体成型并组装固定以形成可拆卸式连接。在本实施例中，所述传动轴23具有位于其顶端的安装部231，所述安装部231的外表面设有外螺纹。

进一步地，所述边刷组件20还具有套设于所述传动轴23外侧的支撑环24，所述支撑环24沿高度方向固定于所述机体10的安装座13上。

所述边刷组件20还包括弹性组件25，在本实施例中，所述弹性组件25为套设于所述传动轴23外的弹簧，当所述边刷组件20处于着地状态时，所述弹性组件25被所述边刷21的基部211向上挤压以处于压缩状态。

所述监测单元具有侦测组件50，当所述清洁机器人100的边刷组件20由着地状态行驶或者在外力作用下运动至呈离地状态时，所述弹性组件25弹性运动并带动所述边刷组件相对于所述机体10做位置变化运动，所述侦测组件50根据所述边刷组件20的运动状态变化或所述边刷组件20的位置变化来直接或间接触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制清洁机器人100的运动状态，也即确定清洁机器人是否改变行驶方向或者停止行驶。具体地，侦测组件50可以是类似于加速度计等用于监测所述边刷组件20的运动状态变化的侦测元件，可以通过监测到的运动状态变化来产生离地信号；可选地，该侦测组件50也可以是类似于微动开关、红外开关等用于监测边刷组件20是否达到某一触发位置的侦测元件，可以通过监测到的位置变化来产生离地信号。

具体地，当所述清洁机器人100的边刷组件20由着地状态行进至呈离地状态(也即行进至悬崖地带且部分悬空的状态)时，所述弹性组件25弹性运动带动所述边刷组件20相对于所述机体10做位置变化运动，所述侦测组件50根据所述边刷组件20的运动状态变化或所述边刷组件20的位置变化触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制清洁机器人100改变行驶方向。

当所述清洁机器人100的边刷组件20在着地时被外力提起以使其呈离地状态(也即机体被外力提起以使其驱动轮40及边刷组件20离开地面的状态)时，所述弹性组件25弹性运动带动所述边刷组件20相对于所述机体10做位置变化运动，所述侦测组件50根据所述边刷组件20的运动或所述边刷组件20的位置变化直接或间接触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制清洁机器人100停止行驶。

请参图3及图4所示，在第一较佳实施例中，所述侦测组件50包括触发件51和传感装置52，所述触发件51与所述边刷组件20相连，当所述边刷组件20由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件25弹性运动并使所述传动轴23产生位移，进而带动所述触发件51同步运动以产生位移，以触发所述传感装置52并产生离地信号，所述触发件51可直接被所述弹性组件25的回复力所作用，也可以借助于其他元件间接地被所述弹性组件25的回复力作用。

其中，在本实施例中，所述触发件51固定连接于所述传动轴23的顶端以与所述传动轴23同步运动，所述传动轴具有一轴向，所述弹性组件25为弹簧，所述弹性组件25套设于所述传动轴23外侧，且沿高度方向夹置并抵接于所述基部211与所述支撑环24之间。在本实施例中，所述触发件51设有向下开放的安装孔511，且该安装孔511内设有与所述传动轴23的安装部231相匹配的内螺纹，所述安装部231向上伸入并紧固于所述安装孔511内，以实现所述触发件51与传动轴23的同步运动。在其他实施例中，也可采用卡扣连接、干涉配合等方式实现触发件51与支撑杆24之间的固定连接；又或者，所述触发件51也可一体连接于所述支撑杆24上。

当清洁机器人100的边刷组件20处于着地状态时，所述边刷组件20的刷头2122向下抵压于待清洁物体表面(例如地面)，也即，所述刷头2122及基部211被地面向上推挤，此时所述弹性组件25被所述边刷21的基部211向上挤压以处于压缩状态(如图3所示)。

在第一较佳实施例中，所述传感装置52为安装至机体10上的触动开关，当边刷组件20运动或被提拉至呈离地状态时，所述弹性组件25在其自身的弹性回复力的作用下由压缩状态向自由状态恢复，并带动所述传动轴23沿所述轴向位移，也即带动所述基部211及与基部211相连的传动轴23向下运动，使得所述臂部2121的根部与底座11的底板112之间沿高度方向上的间距变大，同时，与所述传动轴23固定连接的所述触发件51也随之向下运动，在所述触发件51下移一定距离后与位于其下侧的所述传感装置52接触(如图4所示)，从而产生离地信号，该离地信号持续存在预定时间后，监测单元向控制单元输送离地信号。

在本实用新型的其他实施例中，所述传感装置52也可为微动开关、超声波测距仪、接近传感器、磁感线圈或者红外线传感器等。

进一步地，在本实施例中，所述传动轴23外连接有带传动装置90，所述带传动装置90包括套设于所述传动轴23外的带轮91及张紧在所述带轮91上的柔性带92。

请参图7至图9所示，为本实用新型清洁机器人100'的第二较佳实施例，其中所述清洁机器人100'的基本结构及组装关系与第一较佳实施例中类似，其中相同的结构在此不再赘述，以下仅以两实施例的不同之处加以说明：

在本实用新型的第二较佳实施例中，所述清洁机器人100'的侦测组件50'包括触发件51'和传感装置52'，当所述边刷组件20'由着地状态变为离地状态时，所述触发件51'在弹性组件25'的回复力作用下产生偏转以使所述传感装置52'产生离地信号。

所述触发件51'直接或间接地固定连接于所述边刷组件20'的基部211'，当所述边刷组件20'由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件25'弹性运动并带动所述基部211'偏转运动，进而带动所述触发件51'同步偏转运动。所述基部211'具有相对地面偏置的第一位置及第二位置，当所述边刷组件20'处于着地状态时，所述弹性组件25'呈偏置状态，所述基部211'处于相对地面偏置的第一位置；当所述边刷组件20'处于离地状态时，所述弹性组件25'回复至自由状态，进而带动所述基部211'及所述触发件51'偏转而使传感装置52'产生离地信号，此时所述基部211'处于相对地面偏置的第二位置。

在本实施例中，所述触发件51'为磁性元件，其与所述基部211'直接或间接固定连接，所述弹性组件25'套设于所述触发件51'外侧。具体地，在本实施例中，所述触发件51'呈杆状设置，其底端与所述基部211'固定连接；在其他实施例中，所述触发件51'也可设置于杆状载体上，所述载体的底端与所述基部211'固定连接。

在本实施例中，所述边刷组件20'的三个刷臂212'中，其中一个刷臂212'与所述底座11'的底板112'之间的夹角R1大于其余两个刷臂212'与所述底板112'之间的夹角R2，也即，在离地状态下，所述其中一个刷臂212'的自由末端低于另外两个刷臂212'的自由末端，且该其中一个刷臂212'位于其余两个刷臂212'的前侧，如此以使所述边刷组件20'、触发件51'及弹性组件25'呈向前偏置状，且所述触发件51'的中心轴的顶端较其底端靠前设置，所述弹性组件25'的中心轴的顶端也较其底端靠前设置。

当所述清洁机器人100'的边刷组件20'处于着地状态(被放置于地面上或者处于正常行驶状态)时，自由末端较低的所述其中一个刷臂212'被地面向上抵压，使得其与另外两个刷臂212'位于同一平面上，此时，所述弹性组件25'的上段向前偏转以使其整体呈偏置状，此时所述触发件51'呈直立状，其中心轴的顶端相对于传感装置52'向后运动，所述传感装置52'检测到较小的磁感应强度。在此状态下，在本实施例中，所述其中一个刷臂212'与所述底板112'之间的夹角R0与其余两个刷臂212'与所述底板112'之间的夹角相等，所述夹角R0大于R2且小于R1；在其他实施例中，所述其中一个刷臂212'与所述底板112'之间的夹角R0也可与其余两个刷臂212'与所述底板112'之间的夹角不等，只要使得刷臂212'的自由末端位于同一高度即可。

当所述清洁机器人100'的边刷组件20'由着地状态变为离地状态时，

所述弹性组件25'在其自身的弹性回复力的作用下向自由状态恢复，进而带动触发件51'的顶端相对于所述传感装置52'向前偏转，而使得传感装置52'感应到变化的磁感应强度，从而产生离地信号。

在本实施例中，所述弹性组件25'包括所述边刷组件20'的传动轴23'及位于所述传动轴23'内侧的弹性件252'，所述传动轴23'为套设于所述触发件51'外的弹性弯辊，当所述边刷组件20'处于着地状态时，所述弹性弯辊呈偏置状；当所述边刷组件20'处于离地状态时，所述弹性弯辊回复至自由状态，进而带动所述基部211'及所述触发件51'偏转而使传感装置52'产生离地信号。

所述弹性弯辊为具有收容腔230'的中空式结构，且具有足够的壁度以使其具有良好的扭矩传递作用，所述触发件51'收容于所述收容腔230'内，所述传动轴23'与所述边刷组件20'的基部211'固定连接。所述传动轴23'的收容腔230'内设有环形限位部232'，所述限位部232'自所述传动轴23'的内壁面沿其径向方向朝向其中心轴方向突伸。

所述弹性件252'位于所述收容腔230'内且套设于所述触发件51'外，所述弹性件252'位于所述限位部232'下侧，且其顶端被所述限位部232'所抵挡限位，所述弹性件252'可沿所述触发件的中心轴方向弹性运动，以对所述边刷组件20'提供较好的弹性变形能力。

请参图10及图11所示，为本实用新型清洁机器人的第三较佳实施例，其中所述清洁机器人的基本结构及组装关系均与第二较佳实施例中相同，在此不再赘述，以下仅以两实施例的不同之处加以说明：

在本实用新型的第三较佳实施例中，所述清洁机器人的侦测组件50”及其侦测原理均与第二较佳实施例中相同，也包括触发件51”和传感装置52”，当所述边刷组件20”由正常行驶状态变为离地状态时，所述触发件51”在弹性组件25”的回复力作用下产生偏转以使所述传感装置52”产生离地信号。

与第二较佳实施例不同的是，所述弹性组件25'包括传动轴23”及位于所述传动轴23”内侧的弹性件252”，所述清洁机器人的传动轴23”为套设于触发件51”外的弯辊，所述弹性件252”包括外径大小不同的内弹簧和外弹簧，其中所述内弹簧位于所述外弹簧内侧，且内、外弹簧具有不同的旋向。本实施例利用旋向相反的所述一对弹簧来提供扭矩传递，进而实现边刷组件20”、触发件51”及传动轴23”的向前偏置。

具体地，在本实施例中，所述内、外弹簧设置为旋向相反的左旋弹簧和右旋弹簧；在其他实施例中，所述内、外弹簧也可分别为右旋弹簧和左旋弹簧，如此以保证所述一对弹簧彼此独立不缠绕，而且能够提供较大的弹性回复力，以便顺利地带动触发件51”偏转。

在该实施例中，所述传动轴23”由弹性材料制成，且其形状及结构与第二较佳实施例中弹性弯辊的形状及结构相同，区别在于，传动轴23”的壁厚较第二较佳实施例中弹性弯辊的壁厚小，在该实施例中，传动轴23”主要是作为传动轴及防灰尘的作用，而不再起到扭矩传递作用。

本实用新型中，所述清洁机器人100的边刷组件在着地状态下其弹性组件25、25'、25”呈变形状态，当所述边刷组件由着地状态变成离地状态时，所述弹性组件在其自身的弹性回复力的作用下向自由状态恢复，并产生位移或偏转，进而带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动，以触发侦测组件产生离地信号，从而有效实现离地监测；且所述弹性组件设置于边刷组件上，不会影响到驱动轮的正常行进，进而保证清洁机器人的行走平稳。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种清洁机器人，包括机体、除尘单元、监测单元及控制单元，所述除尘单元包括安装至所述机体的至少一个边刷组件，其特征在于：所述监测单元具有侦测组件，所述边刷组件具有弹性组件，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动，所述侦测组件根据所述边刷组件的运动状态变化或所述边刷组件位置的变化触发产生离地信号，并将所述离地信号发送至控制单元，所述控制单元根据该离地信号控制所述清洁机器人的运动状态。

2.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件呈变形状态；当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件在其自身的弹性回复力的作用下向自由状态恢复，进而带动所述边刷组件相对于所述机体做位置变化运动以触发所述侦测组件。

3.如权利要求1或2所述的清洁机器人，其特征在于：所述边刷组件包括边刷及与所述边刷相对固定连接的传动轴，所述边刷包括基部及自所述基部向外延伸的至少一刷臂。

4.如权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于：所述侦测组件包括触发件和传感装置，所述触发件与所述边刷组件相连，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述触发件在所述边刷组件的带动下产生位移或偏转以触发所述传感装置并产生离地信号。

5.如权利要求4所述的清洁机器人，其特征在于：所述触发件固定连接于所述传动轴的顶端，所述传动轴具有一轴向，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件弹性运动并带动所述传动轴沿所述轴向位移，进而带动所述触发件同步运动。

6.如权利要求5所述的清洁机器人，其特征在于：所述弹性组件套设于所述传动轴外，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件被所述边刷的基部向上挤压以处于压缩状态。

7.如权利要求4所述的清洁机器人，其特征在于：所述触发件直接或间接固定连接于所述边刷的基部，当所述边刷组件由着地状态变为离地状态时，所述弹性组件弹性运动并带动所述基部偏转运动，进而带动所述触发件同步偏转运动。

8.如权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于：当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性组件呈偏置状态；当所述边刷组件处于离地状态时，所述弹性组件回复至自由状态，进而带动所述基部及所述触发件偏转而使传感装置产生离地信号。

9.如权利要求8所述的清洁机器人，其特征在于：所述弹性组件包括所述传动轴，所述传动轴为套设于所述触发件外的弹性弯辊，当所述边刷组件处于着地状态时，所述弹性弯辊呈偏置状；当所述边刷组件处于离地状态时，所述弹性弯辊回复至自由状态，进而带动所述基部及所述触发件偏转而使传感装置产生离地信号。

10.如权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于：所述弹性弯辊为具有收容腔的中空式结构，所述触发件收容于所述收容腔内，所述弹性弯辊与所述边刷组件的基部固定连接。

11.如权利要求8所述的清洁机器人，其特征在于：所述弹性组件包括所述传动轴及位于所述传动轴内侧的弹性件，所述传动轴为套设于所述触发件外的弯辊，所述弹性件包括外径大小不同的内弹簧和外弹簧，且所述内弹簧位于所述外弹簧内侧。

12.如权利要求11所述的清洁机器人，其特征在于：所述内、外弹簧具有不同的旋向。