CN211633119U - 扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本公开属于清洁设备技术领域，具体提供了一种扫地机器人。本公开旨在解决现有扫地机器人在导向轮和驱动轮与障碍物碰撞时容易出现侧倾的问题。为此，本公开提供了一种扫地机器人，该扫地机器人包括本体、设置在前述本体底部并且能够相对于前述本体上下移动的驱动轮和设置在前述本体底部的导向轮，常态下的前述驱动轮的轴线在竖直方向上的高度不小于前述本体的重心的高度，前述导向轮的轴线在竖直方向上的高度不大于前述本体的重心的高度。本公开具有上述结构的扫地机器人无论是在导向轮与地面上的凸起发生碰撞时，还是在驱动轮与地面上的凸起发生碰撞时，都能够有效地避免了侧倾的情形。

Description

扫地机器人

技术领域

本公开属于清洁设备技术领域，具体提供了一种扫地机器人。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，其能够凭借一定的人工智能，自动完成房间内地板的清理工作。目前的扫地机器人一般采用刷扫和真空方式，将地面上的杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒中，从而完成地面的清理工作。

现有的扫地机器人通常包括壳体、设置在壳体底部的驱动轮和导向轮、固定地设置在该壳体内的支架、与该支架固定连接的滚刷组件、通过柔性管路与滚刷组件连通的垃圾收纳盒以及迫使空气从滚刷组件流向该垃圾收纳盒的真空泵。工作时，行走轮支撑扫地机器人在地面上行走，滚刷组件通过其内转动的滚刷拾取地面上的垃圾，真空泵产生的气流将拾取的垃圾输送到垃圾收纳盒中，如此往复便可完成地面的清理工作。

在扫地机器人工作的过程中，导向轮和驱动轮经常会与地面上的凸起发（例如小台阶）生碰撞。对于质量较轻或者行进速度较快的扫地机器人，在导向轮和驱动轮与地面上的凸起发生碰撞时，经常会出现前端或后端翘起的情况，甚至出现侧倾的情形。另外，扫地机器人在行走过程中常会遇到地面不平的情况，例如门槛、线缆、地毯或底板边界，在这种情况下，扫地机容易出现航向偏移，增加导航难度；特别的，扫地机尘盒通常设置在扫地机后部，随着尘盒脏物的增加，扫地机的重心逐渐向后移动，这在扫地机抬升过程中例如爬坡过程中容易造成整机失稳。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有扫地机器人在导向轮和驱动轮与障碍物碰撞时容易出现侧倾的问题，本公开提供了一种扫地机器人，该扫地机器人包括本体、设置在前述本体底部并且能够相对于前述本体上下移动的驱动轮和设置在前述本体底部的导向轮，常态下的前述驱动轮的轴线在竖直方向上的高度不小于前述本体的重心的高度，前述导向轮的轴线在竖直方向上的高度不大于前述本体的重心的高度。

可选地，在水平方向上，前述本体的前述重心位于前述驱动轮与前述导向轮之间。

可选地，在水平方向上，前述本体的前述重心与前述导向轮之间的连线与前述扫地机器人在行走方向上的中轴线重合。

可选地，在水平方向上，前述驱动轮和前述导向轮彼此之间的连线形成有三角形，前述本体的前述重心位于前述三角形的几何中心。

可选地，前述驱动轮设置成能够使其自身的轴线在竖直方向上移动到与前述本体的前述重心相同的高度。

可选地，前述扫地机器人还包括设置在前述本体上的防撞结构，前述防撞结构在竖直方向上的高度与前述本体的前述重心在竖直方向上的高度的差值范围为【0,1cm】。

可选地，前述防撞结构与前述本体的前述重心位于同一水平面上。

可选地，前述防撞结构是采用弹性材料制成的弹性结构。

可选地，前述防撞结构远离前述扫地机器人的前述本体的一侧设置有防滑纹。

可选地，前述防撞结构是条形结构，前述条形结构沿着前述本体的圆周方向布置在前述本体的前侧和左右两侧；或者，前述防撞结构由多个凸点组成，前述多个凸点沿着前述本体的圆周方向均匀地分布在前述本体的前侧和左右两侧。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本公开的前述技术方案中，通过使常态下的驱动轮的轴线在竖直方向上的高度不小于本体的重心的高度，使导向轮的轴线在竖直方向上的高度不大于本体的重心的高度，使得扫地机器人本体的重心在靠近导向轮轴线高度的同时，也能够尽量靠近驱动轮的轴线的高度，从而减小了扫地机器人本体的重心在竖直方向上总的力臂之和。因此，本公开的扫地机器人无论是在导向轮与地面上的凸起发生碰撞时，还是在驱动轮与地面上的凸起发生碰撞时，都能够有效地避免了侧倾的情形。

其中，扫地机器人本体的重心在竖直方向上的力臂之和=扫地机器人本体的重心在竖直方向上与导向轮之间的力臂+扫地机器人本体的重心在竖直方向上与驱动轮之间的力臂。

进一步，本公开还通过使扫地机器人本体的重心在水平方向上位于驱动轮和行走轮之间，避免了扫地机器人出现偏重的情形。

本领域技术人员能够理解的是，驱动轮和导向轮彼此之间的连线在水平方向上形成有一个三角形，通过使扫地机器人本体的重心位于三角形的几何中心，使得扫地机器人在行走过程中更加稳定。

本申请方案将扫地机器人重心设置在驱动轮和导向轮彼此之间的连线在水平方向上形成的三角形的几何中心上，扫地机的重量均衡的由支撑轮承担，避免地面不平引起侧倾引起导航偏差，以及尘盒过重导致前轮支撑力过小甚至悬空的问题。

附图说明

下面参照附图来描述本公开的部分实施例，附图中：

图1是本公开第一实施例中扫地机器人的第一轴侧效果示意图；

图2是本公开第一实施例中扫地机器人的第二轴侧效果示意图；

图3是图1中扫地机器人的侧视图；

图4是图1中扫地机器人的俯视图。

附图标记列表：

1、本体；2、驱动轮；3、导向轮；4、防撞结构；41、板体；42、凸起结构；5、垃圾收纳盒。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。

需要说明的是，在本公开的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步，还需要说明的是，在本公开的描述中，术语“常态下”指的是扫地机器人在水平的地面上停靠、行走和/或工作时的状态。

在本公开的第一实施例中：

如图1至图3所示，本实施例的扫地机器人包括本体1、驱动轮2、导向轮3、防撞结构4和垃圾收纳盒5。其中，驱动轮2和导向轮3分别以可转动的方式设置在本体1的底部，并且驱动轮2位于本体1的后部，导向轮3位于本体1的前部。防撞结构4设置在本体1的前侧，并且能够包裹本体1的至少一部分。优选地，防撞结构4能够包裹本体1的前侧、左侧和右侧。具体地，防撞结构4绕本体1的周向能够包裹本体1的一半。垃圾收纳盒5以可拆卸的方式设置在本体1的后部，用于收纳垃圾。在扫地机器人工作的过程中，防撞结构4能够先于主体1与障碍物发生碰撞，从而对扫地机器人的主体1进行保护，防止主体1以及主体1内部的部件因碰撞力度过大而被损坏。

虽然图中并未示出，但是驱动轮2能够相对于本体1沿竖直方向上下移动。

需要说明的是，由于驱动轮2相对于本体1沿竖直方向上下移动的结构以及扫地机器人的其它结构都是本领域技术人员能够获悉的，并且与本公开所要保护的技术方案不相关或不直接相关，所以此处不再做过多说明。

另外，本申请所指重心均为尘盒无脏物时的整机重心。

如图1至图3所示，防撞结构4包括固定连接或一体制成的板体41和凸起结构42。其中，板体41为弧形的板状结构，以便板体41能够与本体1的圆周面相匹配，从而使板体41与本体1固定连接到一起，并因此使得板体41将本体1圆周面上的前侧、左侧和右侧进行包裹。本领域技术人员能够理解的是，板体41与本体1之间可以采用任意可行的连接方式固定连接到一起，例如卡接、螺钉连接、扣接等。示例性地，在本体1的顶面靠近圆周面的部分设置卡槽，在板体41顶部的水平部分（板体41位于本体1顶部的部分）的下侧面设置凸起的卡扣，通过将卡扣嵌入到卡槽中从而实现板体41与本体1的连接。或者，本领域技术人员也可以根据需要，将板体41和本体1一体制成。

从图1至图4中不难看出，本实施例的凸起结构42是具有条形结构的防护条，并且该防护条沿着板体41的弯曲方向布置。换句话说，该防滑条在扫地机器人工作时与地面平行。

需要说明的是，虽然本实施例的凸起结构42沿竖直方向的截面为一个类似于三角形的截面，但是本领域技术人员也可以根据需要，将凸起结构42在竖直方向上的截面设置成任意可行的截面，例如圆形、正方形、矩形、梯形等。

进一步，虽然图中并未示出，但是凸起结构42远离板体41的一侧设置有防滑纹，该防滑纹能够增加凸起结构42与障碍物之间的摩擦力，防止接触到一起的凸起结构42与障碍物发生相对位移。

优选地，凸起结构42是采用弹性材料制成的弹性结构，以便在扫地机器人与障碍物发生碰撞时起到缓冲作用，在时间上分散扫地机器人所受到的冲击力，防止扫地机器人因自身惯性力受到较大的瞬时冲击力（冲量）。本领域技术人员能够理解的是，凸起结构42可以采用任意可行的弹性材料制成，例如橡胶、弹性塑料等。

如图3所示，将凸起结构42在竖直方向上的高度（即与地面之间的距离）定义为L，将导向轮3的轴线在竖直方向上的高度（即与地面之间的距离）定义为a，将驱动轮2的轴线在竖直方向上的高度（即与地面之间的距离）定义为b。从图3中不难看出，导向轮3的直径小于驱动轮2的直径，所以a＜b。

本领域技术人员能够理解的是，凸起结构42在竖直方向上的高度具体指的是，凸起结构42在水平方向上厚度最大位置处在竖直方向上的高度。为了方便面描述，后文将基于“凸起结构42在竖直方向上的高度”对本实施例的技术方案进行详细说明。

基于驱动轮2能够相对于本体1沿竖直方向移动，本领域技术人员能够理解的是，b是一个在一定范围内变化的数值。示例性地，b的最小值比b的最大值小1CM。

优选地，驱动轮2的轴线能够移动到凸起结构42所在的水平面上。换句话说，凸起结构42在竖直方向上的高度不小于驱动轮2的轴线的最小高度，并且不大于驱动轮2的轴线的最大高度。再换句话说，（b的最小值）≤L≤（b的最大值）。以便使凸起结构42与驱动轮2的轴线之间的高度差在扫地机器人工作时尽可能得小。

进一步优选地，凸起结构42在竖直方向上的高度不小于导向轮3的轴线在竖直方向上的高度，换句话说，L≥a。

进一步优选地，本体1的重心的高度（定义为H）不小于导向轮3的轴线在竖直方向上的高度，并且不大于驱动轮2的轴线在竖直方向上的高度。换句话说，a≤H≤b。以便使凸起结构42与本体1的重心之间的高度差在扫地机器人工作时尽可能得小，从而减小扫地机器人与障碍物发生碰撞时竖直方向上的力矩，进而避免扫地机器人发生翘起的情形。其中，竖直方向上的力矩=（凸起结构42与本体1的重心在竖直方向上的高度差）×（扫地机器人的惯性力）。

本领域技术人员能够理解的是，在制造工艺允许的情况下，可以使凸起结构42与本体1的重心之间的高度差尽可能小。例如，将凸起结构42与本体1的重心之间的高度差的取值范围限制为【0，1CM】。其中，0是理想状态。

具体地，由于驱动轮2在水平的地面上行走时，不会发生上下移动，只有在凹凸不平的地面上行走时才会发生上下移动。所以，本领域技术人员在不考虑垃圾收纳盒5载重的情况下，可以针对于水平地面确定本体1的重心高度，进而使凸起结构42与本体1的重心位于同一水平面上。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本实施例通过使防撞结构4上凸起结构42的高度与本体1的重心的高度的差值尽量小，减小了扫地机器人与障碍物发生碰撞时竖直方向上的力矩，进而避免了扫地机器人发生翘起的情形。进一步，通过将凸起结构42设置成弹性结构，使得凸起结构42能够在扫地机器人与障碍物发生碰撞时起到缓冲作用，防止扫地机器人瞬时受到较大的冲击力，被损坏。再进一步，通过在凸起结构42远离板体41的一侧设置防滑纹，能够增加凸起结构42与障碍物之间的摩擦力，进而能够阻碍抵触到一起的凸起结构42和障碍物发生相对滑动（竖直方向和水平方向），从而有效地避免了扫地机器人发生碰撞时发生翘起的情形。

进一步，虽然图中并未示出，但是常态下的驱动轮2的轴线在竖直方向上的高度不小于本体1的重心的高度，导向轮3的轴线在竖直方向上的高度不大于本体1的重心的高度，以便使本体1的重心在靠近导向轮3轴线高度的同时，也能够尽量靠近驱动轮2的轴线的高度，从而减小了本体1的重心在竖直方向上总的力臂之和。使得扫地机器人无论是在导向轮3与地面上的凸起发生碰撞时，还是在驱动轮2与地面上的凸起发生碰撞时，都能够有效地避免了侧倾的情形。

其中，本体1的重心在竖直方向上的力臂之和=本体1的重心在竖直方向上与导向轮3之间的力臂+本体1的重心在竖直方向上与驱动轮2之间的力臂。

如图4所示，在水平方向（图4中所示的平面）上，本体1的重心位于驱动轮2与导向轮3之间，以便防止扫地机器人偏重，因碰撞容易出现侧倾。优选地，本体1的重心与导向轮3之间的连线与扫地机器人在行走方向上的中轴线（图4中的点划线）重合，以便防止扫地机器人在图4中的左右方向上偏重。进一步优选地，本体1的重心位于驱动轮2和导向轮3的几何中心上。具体地，驱动轮2和导向轮3彼此之间的连线在水平方向上形成有一个三角形（如图4中虚线所示的三角形），本体1的重心位于该三角形的几何中心（图4中O点），使得扫地机器人在行走过程中更加稳定。

在本公开的第二实施例中：

虽然图中并未示出，但是本实例与前述第一实施例不同的是，凸起结构42由多个凸点组成，并且该多个凸点沿着板体41的弯曲方向均匀分布。

在本公开的第三实施例中：

虽然图中并未示出，但是本实例与前述第一实施例或第二实施例不同的是，防撞结构4仅包括凸起结构42，而不包括板体41。并且，凸起结构42可以采用任意可行的连接方式与本体1固定连接到一起，例如卡接、螺钉连接、扣接等。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人包括本体、设置在所述本体底部并且能够相对于所述本体上下移动的驱动轮和设置在所述本体底部的导向轮，

常态下的所述驱动轮的轴线在竖直方向上的高度不小于所述本体的重心的高度，

所述导向轮的轴线在竖直方向上的高度不大于所述本体的重心的高度。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，在水平方向上，所述本体的所述重心位于所述驱动轮与所述导向轮之间。

3.根据权利要求2所述的扫地机器人，其特征在于，在水平方向上，所述本体的所述重心与所述导向轮之间的连线与所述扫地机器人在行走方向上的中轴线重合。

4.根据权利要求3所述的扫地机器人，其特征在于，在水平方向上，所述驱动轮和所述导向轮彼此之间的连线形成有三角形，所述本体的所述重心位于所述三角形的几何中心。

5.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于，所述驱动轮设置成能够使其自身的轴线在竖直方向上移动到与所述本体的所述重心相同的高度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人还包括设置在所述本体上的防撞结构，

所述防撞结构在竖直方向上的高度与所述本体的所述重心在竖直方向上的高度的差值范围为【0,1cm】。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述防撞结构与所述本体的所述重心位于同一水平面上。

8.根据权利要求7所述的扫地机器人，其特征在于，所述防撞结构是采用弹性材料制成的弹性结构。

9.根据权利要求8所述的扫地机器人，其特征在于，所述防撞结构远离所述扫地机器人的所述本体的一侧设置有防滑纹。

10.根据权利要求9所述的扫地机器人，其特征在于，所述防撞结构是条形结构，所述条形结构沿着所述本体的圆周方向布置在所述本体的前侧和左右两侧；或者，

所述防撞结构由多个凸点组成，所述多个凸点沿着所述本体的圆周方向均匀地分布在所述本体的前侧和左右两侧。

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