CN213993438U - 自动更换滚刷装置和基站 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种自动更换滚刷装置和基站。自动更换滚刷装置包括安装体、平移机构、升降机构以及两个机械手。平移机构设于安装体。升降机构与平移机构的执行端连接，且具有两个相互间隔布置的升降执行部。机械手与升降执行部一一对应并连接。平移机构驱使升降机构沿水平方向做往复运动，升降机构驱使机械手沿竖直方向做往复运动。本申请提供的技术方案能够自动地更换扫地机的滚刷。

Description

自动更换滚刷装置和基站

技术领域

本申请涉及清洁机器人技术领域，具体而言，涉及一种自动更换滚刷装置和基站。

背景技术

近年来，随着社会经济的发展以及家庭生活水平的提高，家具清洁逐步进入智能化、机器化的时代，应运而生的清洁机器人能够将人们从家居清洁工作中解放出来，有效减轻人们在家居清洁方面的工作负担，缓解人们在进行家居清洁过程中的劳累程度。

现有技术中，需手动更换扫地机的滚刷，无法自动化。

实用新型内容

本申请提供了一种自动更换滚刷装置和基站，其能够自动地更换扫地机的滚刷。

第一方面，本实用新型提供一种自动更换滚刷装置，包括：

安装体；

平移机构，设于安装体；

升降机构，升降机构与平移机构的执行端连接，且具有两个相互间隔布置的升降执行部；以及

两个机械手，机械手与升降执行部一一对应并连接；

平移机构驱使升降机构沿水平方向做往复运动，升降机构驱使机械手沿竖直方向做往复运动。

上述实现的过程中，自动更换滚刷装置应用于扫地机的基站中，用于扫地机更换滚刷。在扫地机进入基站且完成前序工作(例如，滚筒的清理工作、通过基站的吸附机构将滚筒固定于基站的工作)后，自动更换滚刷装置开始工作，首先可进行滚筒和扫地机外壳的分离工作：机械手作用于扫地机的外壳，升降机构工作，将托盘和托盘上的扫地机外壳抬升一定距离，例如50mm，使得扫地机外壳和滚筒相互分离，平移机构工作，将托盘向基站的出口方向平移一定距离，例如 110mm，随后通过升降机构将托盘，即扫地机外壳下放，此时，扫地机外壳和滚筒以实现完全的分离，且在水平方向间隔了一定的距离；然后，可进行旧滚刷的回收工作：在平移机构和升降机构的工作下，两个机械手复位且共同对滚刷的端部进行抓取(此时，基站的吸附机构可停止作用于滚刷，使得滚刷能够被提升)，通过升降机构和平移机构的运动，将旧的滚刷运输至基站内的特定的旧滚刷的放置区域，完成就滚刷的回收；随后可进行新滚刷的放置工作，与旧滚刷的回收工作同理，通过升降机构和平移机构的运动，使得机械手能够将基站内的新滚筒，通过多次升降运动和多次平移运动，运输至基站的吸附机构处，实现新旧滚刷位置的更换；最终进行滚刷的组装工作：与滚筒和扫地机外壳的分离工作同理，对照之反向操作，机械手作用于托盘，将托盘和托盘上的扫地机外壳抬升一定距离，例如50mm，平移机构工作，将托盘向基站的内部平移一定距离，例如110mm，此时，扫地机外壳处于新的滚刷的正上方，随后通过升降机构将托盘，即扫地机外壳下放，扫地机外壳与滚刷卡合，完整组装。上述描述示例性地展现出，通过平移机构和升降机构的多次工作，自动地完成滚刷的更换工作。

在可选的实施方式中，平移机构包括平移电机、平移同步带、带轮轴承座以及滑轨；

平移电机、带轮轴承座以及滑轨固定于安装体上，平移同步带设于平移电机和带轮轴承座之间；

升降机构与平移同步带固定连接，且与滑轨可滑动地配合。

上述实现的过程中，平移机构为带传动结构，通过平移电机转动，驱使平移同步带运动，以带动升降机构沿滑轨滑动，通过平移电机的正转和反转，以实现升降机构在水平方向做往复运动；其中，上述描述的平移机构结构简单，制造成本低，利于组装，也能够使得升降机构在水平方向上的稳定地运动。

在可选的实施方式中，升降机构包括支撑板、升降电机、同步带组件以及两个丝杠升降结构；

两个丝杠升降结构分别设于支撑板的两端，分别形成有升降执行部；

升降电机和同步带组件固定于支撑板上，升降电机通过同步带组件驱使两个丝杠升降结构同步运动，以实现两个机械手沿竖直方向做往复运动；

支撑板通过滑块可滑动地与滑轨连接。

上述实现的过程中，升降机构通过升价电机加丝杠升降结构实现机械手在竖直方向上做往复运动，其结构简单、组装方便，同时保证了机械手在竖直方向上位移的精度；通过同步带组件，实现了一个升降电机同步地驱使两个丝杠升降结构运动，保证两个机械手做出相同的运动，避免发生由于两个机械手高度不一，导致扫地机外壳或者滚刷倾覆的情况发生；同时，采用了一个升降电机为动力输出设备，利于成本的控制，降低了自动换滚刷装置的生产成本和维修成本。

在可选的实施方式中，平移机构包括两个滑轨；

两个滑轨间隔布置，且分布通过滑轨支撑架悬挂于安装体；

支撑板被两个滑轨共同支撑，且位于滑轨和安装体之间。

上述实现的过程中，两个滑轨共同支撑支撑板，利于升降机构和平移机构之间的稳定性；同时，通过滑轨悬挂，支撑板处于滑轨和安装体之间的布局放置，利于自动更换装置的结构布局，在外部尺寸不便情况下，有效地提高了升降机构的升降行程，利于滚刷的更换工作。

在可选的实施方式中，同步带组件包括升降同步带、主动带轮、两个张紧带轮以及两个从动带轮；

主动带轮与升降电机的输出轴连接，两个张紧带轮设于支撑板上且分别位于主动带轮的两侧，两个从动带轮分别设于丝杠升降结构的输入端，升降同步带套置于主动带轮、两个张紧带轮以及两个从动带轮之间。

上述实现的过程中，同步带组件结构简单，组装方便，通过一个升降递减有效地驱动两个丝杠升降结构同步运动，保证两个机械手的同步性。

在可选的实施方式中，丝杠升降结构包括导向轴、滚珠丝杠以及支座；

导向轴的一端固定于支撑板，另一端固定于支座；

滚珠丝杠的一端穿过支撑板与同步带组件连接，另一端可转动地设于支座；

机械手设于滚珠丝杠上，且机械手与导向轴滑动配合。

上述实现的过程中，升降电机工作，通过同步带组件带动滚珠丝杠转动，机械手在导向轴的导向下，沿竖直方向做升降运动。其中，机械手与导向轴之间设有直线轴承，以保证机械手在竖直方向地平滑运动，滚珠丝杠与支撑之间设有滚珠轴承，以保证滚刷丝杠能够平滑的转动，以稳定地驱使机械手升降。

在可选的实施方式中，机械手、支座以及支撑板之间设有光电开关，用于限制机械手在竖直方向运动的行程。

上述实现的过程中，通过光电开关，能够限制机械手在竖直方向的位移距离，避免机械手过量的移动，导致损坏，示例性地，机械手设有感应片，支座和支撑板分别设有光电感应器，光电感应器与升降电机连接，感应器触发光电感应器时，控制升降电机停止或反向转动。

第二方面，本实用新型提供一种基站，基站包括前述实施方式任一项的自动更换滚刷装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中自动更换滚刷装置在一种视角下的立体图；

图2为本实施例中自动更换滚刷装置在另一种视角下的立体图；

图3为本实施例中自动更换滚刷装置在隐藏安装体后的立体图；

图4为本实施例中丝杠升降结构的立体图。

图标：10-安装体；11-平移机构；12-升降机构；13-机械手；14- 平移电机；15-平移同步带；16-带轮轴承座；17-滑轨；18-支撑板； 19-升降电机；20-同步带组件；21-丝杠升降结构；22-滑轨支撑架； 23-升降同步带；24-主动带轮；25-张紧带轮；26-从动带轮；27-导向轴；28-滚珠丝杠；29-支座；30-感应片；31-光电感应器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种自动更换滚刷装置，其能够自动地更换扫地机的滚刷。

请参见图1和图2，图1为本实施例中自动更换滚刷装置在一种视角下的立体图，图2为本实施例中自动更换滚刷装置在另一种视角下的立体图。

自动更换滚刷装置包括安装体10、平移机构11、升降机构12以及两个机械手13。

平移机构11设于安装体10。升降机构12与平移机构11的执行端连接，且具有两个相互间隔布置的升降执行部。机械手13与升降执行部一一对应并连接。

平移机构11驱使升降机构12沿水平方向做往复运动，升降机构 12驱使机械手13沿竖直方向做往复运动。

上述实现的过程中，自动更换滚刷装置应用于扫地机的基站中，用于扫地机更换滚刷。在扫地机进入基站且完成前序工作(例如，滚筒的清理工作、通过基站的吸附机构将滚筒固定于基站的工作)后，自动更换滚刷装置开始工作，首先可进行滚筒和扫地机外壳的分离工作：机械手13作用于扫地机的外壳，升降机构12工作，将托盘和托盘上的扫地机外壳抬升一定距离，例如50mm，使得扫地机外壳和滚筒相互分离，平移机构11工作，将托盘向基站的出口方向平移一定距离，例如110mm，随后通过升降机构12将托盘，即扫地机外壳下放，此时，扫地机外壳和滚筒以实现完全的分离，且在水平方向间隔了一定的距离；然后，可进行旧滚刷的回收工作：在平移机构11和升降机构12的工作下，两个机械手13复位且共同对滚刷的端部进行抓取(此时，基站的吸附机构可停止作用于滚刷，使得滚刷能够被提升)，通过升降机构12和平移机构11的运动，将旧的滚刷运输至基站内的特定的旧滚刷的放置区域，完成就滚刷的回收；随后可进行新滚刷的放置工作，与旧滚刷的回收工作同理，通过升降机构12和平移机构11的运动，使得机械手13能够将基站内的新滚筒，通过多次升降运动和多次平移运动，运输至基站的吸附机构处，实现新旧滚刷位置的更换；最终进行滚刷的组装工作：与滚筒和扫地机外壳的分离工作同理，对照之反向操作，机械手13作用于托盘，将托盘和托盘上的扫地机外壳抬升一定距离，例如50mm，平移机构11工作，将托盘向基站的内部平移一定距离，例如110mm，此时，扫地机外壳处于新的滚刷的正上方，随后通过升降机构12将托盘，即扫地机外壳下放，扫地机外壳与滚刷卡合，完整组装。上述描述示例性地展现出，通过平移机构11和升降机构12的多次工作，自动地完成滚刷的更换工作。

需要说的是，机械手13可向下降至基站底板，再水平一定至托盘的底部，从而可支撑并抬升托盘；同时，滚刷的端部可配置有抵接结构，以使得机械手13在平移机构11和升降机构12的共同作用下，由下方向上方移动，从而抵接于滚刷端部的抵接结构，从而实现对滚刷的抓取。

参见图2，本公开中，平移机构11包括平移电机14、平移同步带15、带轮轴承座16以及滑轨17。

平移电机14、带轮轴承座16以及滑轨17固定于安装体10上，平移同步带15设于平移电机14和带轮轴承座16之间。升降机构12 与平移同步带15固定连接，且与滑轨17可滑动地配合。

上述实现的过程中，平移机构11为带传动结构，通过平移电机 14转动，驱使平移同步带15运动，以带动升降机构12沿滑轨17滑动，通过平移电机14的正转和反转，以实现升降机构12在水平方向做往复运动；其中，上述描述的平移机构11结构简单，制造成本低，利于组装，也能够使得升降机构12在水平方向上的稳定地运动。

请结合图3，图3为本实施例中自动更换滚刷装置在隐藏安装体 10后的立体图。

本公开中，升降机构12包括支撑板18、升降电机19、同步带组件20以及两个丝杠升降结构21。两个丝杠升降结构21分别设于支撑板18的两端，分别形成有升降执行部。升降电机19和同步带组件 20固定于支撑板18上，升降电机19通过同步带组件20驱使两个丝杠升降结构21同步运动，以实现两个机械手13沿竖直方向做往复运动。支撑板18通过滑块可滑动地与滑轨17连接。

上述实现的过程中，升降机构12通过升价电机加丝杠升降结构 21实现机械手13在竖直方向上做往复运动，其结构简单、组装方便，同时保证了机械手13在竖直方向上位移的精度；通过同步带组件20，实现了一个升降电机19同步地驱使两个丝杠升降结构21运动，保证两个机械手13做出相同的运动，避免发生由于两个机械手13高度不一，导致扫地机外壳或者滚刷倾覆的情况发生；同时，采用了一个升降电机19为动力输出设备，利于成本的控制，降低了自动换滚刷装置的生产成本和维修成本。

本公开中，平移机构11包括两个滑轨17。两个滑轨17间隔布置，且分布通过滑轨支撑架22悬挂于安装体10。支撑板18被两个滑轨17共同支撑，且位于滑轨17和安装体10之间。

上述实现的过程中，两个滑轨17共同支撑支撑板18，利于升降机构12和平移机构11之间的稳定性；同时，通过滑轨17悬挂，支撑板18处于滑轨17和安装体10之间的布局放置，利于自动更换装置的结构布局，在外部尺寸不便情况下，有效地提高了升降机构12 的升降行程，利于滚刷的更换工作。

本公开中，同步带组件20包括升降同步带23、主动带轮24、两个张紧带轮25以及两个从动带轮26。

主动带轮24与升降电机19的输出轴连接，两个张紧带轮25设于支撑板18上且分别位于主动带轮24的两侧，两个从动带轮26分别设于丝杠升降结构21的输入端，升降同步带23套置于主动带轮 24、两个张紧带轮25以及两个从动带轮26之间。

上述实现的过程中，同步带组件20结构简单，组装方便，通过一个升降递减有效地驱动两个丝杠升降结构21同步运动，保证两个机械手13的同步性。

参见图4，图4为本实施例中丝杠升降结构21的立体图。

丝杠升降结构21包括导向轴27、滚珠丝杠28以及支座29。

导向轴27的一端固定于支撑板18，另一端固定于支座29。滚珠丝杠28的一端穿过支撑板18与同步带组件20连接，另一端可转动地设于支座29。机械手13设于滚珠丝杠28上，且机械手13与导向轴27滑动配合。

上述实现的过程中，升降电机19工作，通过同步带组件20带动滚珠丝杠28转动，机械手13在导向轴27的导向下，沿竖直方向做升降运动。其中，机械手13与导向轴27之间设有直线轴承，以保证机械手13在竖直方向地平滑运动，滚珠丝杠28与支撑之间设有滚珠轴承，以保证滚刷丝杠能够平滑的转动，以稳定地驱使机械手13升降。

本公开中，机械手13、支座29以及支撑板18之间设有光电开关，用于限制机械手13在竖直方向运动的行程。

上述实现的过程中，通过光电开关，能够限制机械手13在竖直方向的位移距离，避免机械手13过量的移动，导致损坏，示例性地，机械手13设有感应片30，支座29和支撑板18分别设有光电感应器 31，光电感应器31与升降电机19连接，感应器触发光电感应器31 时，控制升降电机19停止或反向转动。同理，在水平方向同样可以设置光电开关，在平移机构11位置设置光电开关以限制机械手13在水平方向的运动行程。需要说明的是，在其他具体实施方式中，基于上述描述的光电开关，亦可结合物理限位结构，以双保险的形式，限制机械手13的水平方向和竖直方向的运动。

需要说明的是，本公开还提供一种基站，基站包括上述描述的自动更换滚刷装置。

扫地机在基站中，可通过自动更换滚刷装置自动地更换滚刷。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动更换滚刷装置，其特征在于，包括：

安装体；

平移机构，设于安装体；

升降机构，所述升降机构与所述平移机构的执行端连接，且具有两个相互间隔布置的升降执行部；以及

两个机械手，所述机械手与所述升降执行部一一对应并连接；

所述平移机构驱使所述升降机构沿水平方向做往复运动，所述升降机构驱使所述机械手沿竖直方向做往复运动。

2.根据权利要求1所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述平移机构包括平移电机、平移同步带、带轮轴承座以及滑轨；

所述平移电机、所述带轮轴承座以及滑轨固定于所述安装体上，所述平移同步带设于所述平移电机和所述带轮轴承座之间；

所述升降机构与所述平移同步带固定连接，且与所述滑轨可滑动地配合。

3.根据权利要求2所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述升降机构包括支撑板、升降电机、同步带组件以及两个丝杠升降结构；

两个所述丝杠升降结构分别设于所述支撑板的两端，分别形成有所述升降执行部；

所述升降电机和所述同步带组件固定于所述支撑板上，所述升降电机通过所述同步带组件驱使两个所述丝杠升降结构同步运动，以实现两个所述机械手沿竖直方向做往复运动；

所述支撑板通过滑块可滑动地与所述滑轨连接。

4.根据权利要求3所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述平移机构包括两个所述滑轨；

两个所述滑轨间隔布置，且分布通过滑轨支撑架悬挂于所述安装体；

所述支撑板被两个所述滑轨共同支撑，且位于所述滑轨和所述安装体之间。

5.根据权利要求3所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述同步带组件包括升降同步带、主动带轮、两个张紧带轮以及两个从动带轮；

所述主动带轮与升降电机的输出轴连接，两个所述张紧带轮设于所述支撑板上且分别位于所述主动带轮的两侧，两个所述从动带轮分别设于所述丝杠升降结构的输入端，所述升降同步带套置于所述主动带轮、两个所述张紧带轮以及两个从动带轮之间。

6.根据权利要求3所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述丝杠升降结构包括导向轴、滚珠丝杠以及支座；

所述导向轴的一端固定于所述支撑板，另一端固定于所述支座；

所述滚珠丝杠的一端穿过所述支撑板与所述同步带组件连接，另一端可转动地设于所述支座；

所述机械手设于所述滚珠丝杠上，且所述机械手与所述导向轴滑动配合。

7.根据权利要求6所述的自动更换滚刷装置，其特征在于，

所述机械手、支座以及支撑板之间设有光电开关，用于限制所述机械手在竖直方向运动的行程。

8.一种基站，其特征在于，

所述基站包括权利要求1-7任一项所述的自动更换滚刷装置。

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