CN214231212U - 清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件 - Google Patents

清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件 Download PDF

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CN214231212U CN202022503413.5U CN202022503413U CN214231212U CN 214231212 U CN214231212 U CN 214231212U CN 202022503413 U CN202022503413 U CN 202022503413U CN 214231212 U CN214231212 U CN 214231212U
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Abstract

本申请公开一种清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件,所述消音组件包括:消音盒,设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件的入风口、对接所述壳体的出风口、以及连通所述入风口和出风口的腔体;吸音棉,设置在所述腔体中,用于降低所述风机组件产生的风噪。本申请通过在清洁机器人上设置消音组件,实现降低风机组件产生的风噪。

Description

清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件
技术领域
本申请涉及清洁机器人领域,特别是涉及一种清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件。
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因其具有自动清洁等效果而正受到越来越多家庭的欢迎,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。
市面上的清洁机器人产品可实现扫地、吸尘、拖地三种基本清洁功能,清洁机器人在扫地、吸尘过程中通过气流将灰尘、碎屑等杂物收集到集尘系统中,其中,气流是由风机组件的作用产生的。风机组件在工作过程与气流相互作用会产生风噪,现有清洁机器人通过在风机组件与清洁机器人的排风口之间设置排风通道来降低风噪,但只是通过设置较长的排风通道很难降低风机组件产生的风噪,并且很难有效吸收风机组件产生的风噪,使风噪传播到清洁机器人的工作环境中,影响用户日常工作、学习和休息,因此难以满足用户的实际需求。
发明内容
鉴于以上所述相关技术的缺点,本申请的目的在于提供一种清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件,用于解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第一方面提供一种用于清洁机器人的消音组件,包括:消音盒,设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件的入风口、对接所述壳体的出风口、以及连通所述入风口和出风口的腔体;吸音棉,设置在所述腔体中,用于降低所述风机组件产生的风噪。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述腔体包括连通所述入风口和出风口的风道,设置在所述风道的第一侧的第一消音室,以及设置在所述风道的第二侧的第二消音室。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述第一消音室体积大于所述第二消音室。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述风道自所述入风口朝所述出风口之间具有一朝向所述第一消音室弯曲的弯曲部。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述风道自所述入风口朝所述出风口的风道横截面积逐渐变大。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述入风口的横截面与所述出风口的横截面的延长线角度呈20°-40°。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述吸音棉包括第一吸音棉及第二吸音棉。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述风道与所述第一消音室之间具有第一格栅,所述风道与所述第二消音室之间具有第二格栅。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述第一吸音棉设置在所述第一消音室。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述第一格栅朝向所述风道的一侧设置有第二吸音棉,所述第二格栅朝向所述风道的一侧设置有第二消棉。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述入风口与所述风机组件之间设置有密封圈。
在本申请第一方面提供的某些实施例中,所述清洁机器人前进的方向被定义为前向,所述消音盒设置在所述机器人的壳体的后侧。
本申请的第二方面提供一种清洁机器人,包括:机器人本体,包括壳体;动力系统,包括设置在所述机器人本体上相对两侧用于驱动所述机器人本体移动的驱动轮;控制系统,设置在所述壳体内用于控制所述驱动轮;清洁系统,设置在所述机器人本体上用于依据所述控制系统的控制指令执行清洁作业;集尘系统,设置在所述壳体内用于收集所述清洁系统在清洁作业中收集的灰尘;以及上述第一方面所述的消音组件设置在所述机器人本体的壳体上。
综上所述,本申请的清洁机器人及用于清洁机器人的消音组件通过设置消音盒,并在消音盒中设置消音室及吸音棉,能够降低所述风机组件产生的风噪,提升用户体验,满足用户的实际需求。
附图说明
图1显示为本申请的消音组件在一实施例中设置在清洁机器人壳体上的示意图。
图2显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中的整体结构示意图。
图3显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中的分解示意图。
图4显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中下盖在一视角下的示意图。
图5显示为本申请的消音组件在一实施例中的分解示意图。
图6显示为本申请清洁机器人在一实施例中的立体示意图。
图7显示为本申请的清洁机器人在一实施例中的仰视示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中,参考附图,附图描述了本申请的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本申请。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数,但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个或参数件与另一个或参数进行区分。例如,第一消音室可以被称作第二消音室,并且类似地,第二消音室可以被称作第一消音室,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一消音室和第二消音室均是在描述一个消音室,但是除非上下文以其他方式明确指出,否则它们不是同一个消音室。相似的情况还包括第一侧与第二侧。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
清洁机器人的风机组件工作过程会产生风噪,影响用户日常工作、学习和休息,所以用户需要清洁能力强并且噪音低的清洁机器人,现有清洁机器人通过在风机组件与清洁机器人的排风口之间设置排风通道来降低风噪,但只是通过设置较长的排风通道很难有效吸收并降低风机组件产生的风噪,使风噪传播到清洁机器人的工作环境中。
为此,本申请提供一种用于清洁机器人的消音组件,包括:消音盒,设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件的入风口、对接所述壳体的出风口、以及连通所述入风口和出风口的腔体;吸音棉,设置在所述腔体中,用于降低所述风机组件产生的风噪。
本申请提供的用于清洁机器人的消音组件可实现降低风机组件产生的风噪的目的,满足用户对清洁机器人的需求。
下面结合附图及具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
请参阅图1至图6,图1显示为本申请的消音组件在一实施例中设置在清洁机器人壳体上的示意图,图2显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中的整体结构示意图,图3显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中的分解示意图,图4显示为本申请的消音组件的消音盒在一实施例中下盖在一视角下的示意图,图5显示为本申请的消音组件在一实施例中的分解示意图,图6显示为本申请清洁机器人在一实施例中的立体示意图,如图所示,用于清洁机器人的消音组件20包括消音盒200和吸音棉201。
本申请提供一种应用于清洁机器人的消音组件20。在有些实施例中,所述清洁机器人又称之为扫地机器人、智能机器人、移动机器人、自动扫地机、智能吸尘器等,是智能家用电器的一种,能完成清扫、吸尘、或/及拖地等清洁工作。具体地,清洁机器人可受人控制(操作人员手持遥控器)或按照一定的设定规则自行在房间内完成地面清洁工作。
在实际清洁过程中,所述清洁机器人的风机组件30使得掺杂有垃圾的气流通过吸尘口进入集尘系统内,气流中的垃圾被滤芯或类似的过滤网结构过滤后留存在集尘系统内,过滤后的气流则进入风机组件30中。经由风机组件30的气流通过设置在所述清洁机器人后端的排风口103排出清洁机器人的外部,风机组件30产生的噪声得不到有效抑制。
在本申请的实施方式中,通过将风机组件30的出风口与所述消音盒200入风口2001对接,并在所述消音盒200中设置具有可对声波起到吸收和缓冲的作用的吸音棉201来有效降低风机组件30产生的风噪。
如图1至图3所示,所述消音盒200设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件30的入风口2001、对接所述壳体的出风口2002、以及连通所述入风口2001和出风口2002的腔体。
在本申请的实施方式中,所述清洁机器人的壳体具有包含顶部面板及侧部面板的上壳体100和底盘101,所述上壳体100和底盘101可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣等)可拆卸地组合在一起,并且在结合在一起之后,所述上壳体100和底盘101可形成一封装结构,所述封装结构具有一定的容纳空间。所述容纳空间可用于容设所述清洁机器人的风机组件30、消音组件20等各种装置或部件。所述清洁机器人壳体的后侧设置排风口103,排风口103可设置为例如间隔设置的格栅结构,格栅的间隙可依照实际需要、风机的特性、以及排风口的尺寸、消音盒的出风口尺寸等而设计。在某些实施方式中,排风口103也可采用其他结构,例如鳍片或通孔等。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200与风机组件30相连并与风机组件30共同设置在清洁机器人壳体的底盘101中。所述消音盒200的出风口处2002所对应的侧面成一弧度与所述底盘101的边缘相适配。所述清洁机器人的底盘101包括预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将所述消音盒200安装到所述底盘101上。所以所述消音盒200可以通过卡扣结构、螺丝锁附结构等结构设置在清洁机器人的底盘101上。在某些实施方式中,所述消音盒也可以根据所述风机在所述清洁机器人壳体中的具体位置安装到所述壳体的其他位置处。
在实际应用中,由于塑料材质与其他材料相比具有重量轻、优良的化学稳定性、隔热、隔音、防震等性能特点。为了降低所述清洁机器人的整体重量,使所述消音盒200具有良好的隔音效果,在本申请的实施方式中,所述消音盒200可以由塑料的材料整体成型,塑料材质包括PP、PVC、PET等,但并不以此为限。如图3所示,所述消音盒200包括由塑料的材料整体成型的上盖202和下盖203,上盖202和下盖203可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣、热熔等固定方式)可拆卸地组合在一起,在某些实施方式中,也可通过黏贴等方式组合在一起。并且在结合在一起之后,所述上盖202和下盖203可形成一腔体,所述腔体具有一定的容纳空间。所述容纳空间可用于容设所述吸音棉。
在本申请的实施方式中,将所述清洁机器人前进的方向定义为前向(即图6中虚线箭头所示的方向),对应的,所述清洁机器人前进的方向的相反方向定义为后向。应理解的,所述清洁机器人前进的方向的清洁机器人的一侧定义为前侧,远离所述前侧的相反方向的清洁机器人的一侧定义为后侧。所述消音盒200设置在所述清洁机器人的壳体10的后侧,所述消音盒200的出风口2002处所对应的侧面成一弧度与所述壳体底盘101后侧的边缘相适配,便于安装到所述壳体底盘101的后侧。在某些实施例中,所述消音盒200可通过例如为螺丝锁附、卡扣结构等安装结构安装到所述清洁机器人的壳体的后侧。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200包括对接风机组件30的入风口2001和对接所述清洁机器人壳体10的出风口2002以及连通所述入风口2001和出风口2002的腔体。所述风机组件30具有入风口和出风口,在清洁机器人执行扫地、吸尘等功能时,所述风机组件30中的风机马达驱动风扇旋转气流通过所述风机组件30的入风口进入风机组件30,气流通过风机组件30的出风口排出所述风机组件30。所述消音盒200的入风口2001与风机组件30的出风口对接,所述消音盒200的出风口2002与所述清洁机器人壳体的排风口103对接,这样经风机组件30、消音盒200、机器人壳体排风口103便形成一气流通路。所述风机组件30出风口的气流经消音盒的入风口2001进入消音盒200,消音盒200中的气流经过出风口排出所述消音盒200,最后经机器人壳体排风口103排出所述机器人。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200入风口2001的开口尺寸和形状设置成能对接所述风机组件30的出风口的开口,具体地,所述消音盒200入风口2001的形状顺应或吻合所述风机组件的出风口的形状,使风机组件30出风口能对接到所述消音盒200内,这样所述风机组件30与所述消音盒200之间形成气流通路,实现消音盒200和所述风机组件30的通路对接。
为了保证气流通路的密闭性,进一步也为了保证所述风机组件30产生的风噪进入所述消音盒200内,同时也为了保证所述消音盒200的入风口2001与所述风机组件30对接的牢固性。在某些实施方式中,所述消音盒200的入风口2001与所述风机组件30之间设置有密封圈(未予图示),所述密封圈套设在所述风机组件30上位于消音盒200的入风口2001处。密封圈在一定工作压力和一定的温度范围内具有良好的密封性能,并随着压力的增加能自动提高密封性能,密封圈用于密封消音盒200与所述风机组件30的出风口之间可能出现的间隙,能保证消音盒200的入风口2001与风机组件30对接处的密闭性。在实施例中,所述密封圈为橡胶材质,例如丁腈橡胶、硅胶、氟胶、乙丙橡胶等。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200包括连通所述消音盒入风口2001和出风口2002的腔体,所述腔体能导通所述风机组件30出风口的气流,所述腔体中包括预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将所述吸音棉201设置在所述腔体中。
如图1至图5所示的实施例中,所述消音盒200的腔体包括连通所述消音盒200的入风口2001和出风口2002的风道2000。所述风道用于导通来自所述风机组件的气流和传播所述风机组件产生的风噪。所述腔体包括设置在所述风道的第一侧的第一消音室2003,以及设置在所述风道2000的第二侧的第二消音室2004,所述第二消音室2004靠近所述清洁机器人底盘101的边缘,所述第一消音室2003远离所述清洁机器人底盘101的边缘。第一消音室2003和第二消音室2004用于放置所述吸音棉201。在某些实施方式中,所述风道与两侧的消音室之间可以通过所述风道的排风导流结构分隔开,所述排风导流结构为间隔设置的格栅结构、鳍片或通孔等非全封闭结构,既能起到固定所述吸音棉的作用又能使在所述风道中传播的风噪到达第一消音室与第二消音室与所述吸音棉接触。
在本申请的实施方式中,所述第一消音室2003的体积大于所述第二消音室2004的体积。在可能的实施方式中,第二消音室2004的体积也可以大于或等于第一消音室2003的体积。所述第一消音室2003和第二消音室2004的体积可根据清洁机器人壳体的形状、风机组件出风口的位置等因素设计。
在实际应用中,由风机组件30中的风机马达驱动风扇旋转以使得掺杂有垃圾的气流进入集尘盒内,气流中的垃圾被所述滤芯或类似的过滤网结构过滤后留存在集尘盒内,过滤后的气流进入风机组件30中,再由风机组件30的出风口经由消音盒200以及清洁机器人的排风口而排出清洁机器人的外部,在消音盒200内,气流大多数都是在风道2000内流动,但在风道2000拐弯或气流湍急的区域,部分的气流会经由排风导流元件散逸至风道2000的第一侧的第一消音室2003和所述风道的第二侧的第二消音室2004,再经由排风导流元件回流至风道2000汇合,对风流起到很好的分流导向,并且整体上形成的风道2000较长,有利于消除风噪。
所述风道2000自所述消音盒200的入风口2001朝所述消音盒200的出风口2002之间具有一朝向所述第一消音室2003弯曲的弯曲部。即排风导流结构具有朝向所述第一消音室2003的弯曲部,所述弯曲部成流线型弯曲,使所述气流沿着所述弯曲部偏向所述第一消音室2003流动,并且能使所述风噪充分与第一消音室2003的吸音棉接触。所述风道2000自所述消音盒200的入风口2001朝所述消音盒200的出风口2002的风道横截面积逐渐变大,并且所述出风口2002呈逐渐扩大的外扩结构,这样,也更有利于排风,同时,可起到降低风噪的效果。
在某些实施方式中,所述消音盒入风口2001的横截面与所述消音盒出风口2002的横截面的延长线角度α(如图4所示的α的角度)呈20°-40°,例如:20°,21°,22°,23°,24°,25°,26°,27°,28°,29°,30°,31°,32°,33°,34°,35°,36°,37°,38°,39°,40°等。所述入风口2001的横截面为与所述入风口2001相切的表面,所述出风口2002的横截面为与所述出风口2002相切的表面,所述角度为两个表面延长后相交后的角度。所述角度与消音盒200在所述清洁机器人底盘101中的摆放位置与所述风机组件30的出风口的形状尺寸等因素相关。
如图3和图5所示,所述消音组件20包括吸音棉201。所述吸音棉201设置在所述消音盒200的腔体中。所述吸音棉201用于降低所述风机组件产生的风噪。所述风噪为风机组件的风扇在工作运转过程中风机组件与气流相互作用产生的噪声,实际应用中,所述风机组件产生的噪声主要为低中频噪声。在某些实施方式中,所述吸音棉201可通过黏贴的方式安装在所述消音盒200的腔体中,例如使用海绵胶水,将海绵胶水喷涂到吸音棉201与所述消音盒200接触的表面,海绵胶水粘性很强,不会脱落,也可通过其他粘合剂黏贴。在某些实施方式中,所述吸音棉201可以直接嵌入到所述消音盒200腔体中预先形成的凹槽中。
所述吸音棉201是由具有吸音性能的材料制成的,所述吸音棉201内部充满由空气组成且相互连通的细小空隙,当风噪传播至所述吸音棉201内时,所述吸音棉201的细小空隙能对所述风噪起到吸收和缓冲的作用。吸音棉201的种类有很多,例如玻璃纤维吸音棉、岩棉、橡塑吸音棉以及聚酯纤维吸音棉等。在本申请的实施方式中,所述吸音棉201为聚酯纤维棉,所述聚酯纤维棉不仅具有良好的吸音性而且还具有稳定性、轻体性、防水、防潮等优良特性。所述聚酯纤维棉是由100%聚酯纤维经高技术热压并以茧棉形状组成,在125Hz-4000Hz噪声范围内吸音系数达到0.9以上,可有效降低所述风机组件产生的风噪。所述吸音棉201的形状和尺寸可依据消音盒200腔体的形状和尺寸设计,例如:规则或者不规则的棉块状、棉条状等。
在本申请的实施方式中,所述吸音棉201包括第一吸音棉2010和第二吸音棉2011,第一吸音棉2010和第二吸音棉2011都是由聚酯纤维制成的。在某些实施方式中,所述第一吸音棉2010和所述第二吸音棉2011也可以由不同的吸音材料制成。所述第一吸音棉2010为吸音棉块,所述第二吸音棉2011为吸音棉条,所述吸音棉块和吸音棉条的形状与尺寸与所述消音盒200的形状和尺寸相匹配。所述第二吸音棉2011的密度大于所述第一吸音棉2010的密度,即所述第二吸音棉2011中的空隙尺寸小,所述第一吸音棉2010中的空隙尺寸大。在某些实施方式中,所述第二吸音棉2011的密度也可以不大于所述第一吸音棉2010的密度。在某些实施方式中,所述第一吸音棉2010和第二吸音棉2011的密度也可以是非均匀的。
如图4和图5所示,所述风道2000与所述第一消音室之2003间具有第一格栅2005,所述风道2000与所述第二消音室2004之间具有第二格栅2006。在风道2000与消音室之间设置格栅有益于风噪进入所述第一消音室2003和第二消音室2004。也可以使部分气流流进所述第一消音室2003和所述第二消音室2004。所述第一格栅2005与第二格栅2006的格栅间隙可以等间距设置也可以非等间距设置,同样所述第一格栅2005与第二格栅2006的格栅尺寸也可以相等或不相等。所述第一格栅2005与第二格栅2006的间隙可依照实际需要、风机组件的特性、以及风道2000的尺寸等而设计。
在本申请的实施方式中,所述第一吸音棉2010设置在所述第一消音室2003,所述第一吸音棉2010的形状和体积与所述第一消音室2003的形状和体积相吻合,使得第一吸音棉2010尽可能地占满所述第一消音室2003的空间,也使得第一吸音棉2010可以不通过安装结构直接设置到所述第一消音室2003中,并且在所述清洁机器人移动过程中所述第一吸音棉2010在所述第一消音室2003中不会移动。在实际应用中为了更加牢固地将所述第一吸音棉2010设置在所述第一消音室2003中,所述第一吸音棉2010也可通过黏贴的方式设置在所述第一消音室2003中。为了更好的吸收风机组件产生的风噪,于另一种实施方式中,所述第一吸音棉2010也可以分别同时放置在所述第一消音室2003和所述第二消音室2004,放置在第二消音室2004的第一吸音棉2010的形状和体积与所述第二消音室2004的形状和体积相吻合,放置在所述第二消音室2004的第一吸音棉2010同样可以使用黏贴等方式设置。
所述第二吸音棉2011为吸音棉条,所述吸音棉条为采用具有吸音性能的材料制成的长条状结构的吸音棉。在本申请的实施方式中,所述第一格栅2005朝向所述风道2000的一侧设置有第二吸音棉2011,所述第二格栅2006朝向所述风道2000的一侧设置有第二吸音棉2011。在第一格栅2005朝向所述风道2000侧面,所述第二吸音棉2011通过黏贴的方式沿着所述第一格栅2005的侧面并贴合于所述第一格栅2005侧面设置。在第一格栅2005侧面设置的第二吸音棉2011的高度不大于黏贴位置处的风道2000高度。在第二格栅2006朝向所述风道2000侧面,所述第二吸音棉2011通过黏贴的方式沿着所述第二格栅2006的侧面并贴合于所述第二格栅2006侧面设置,在第二格栅2006侧面设置的第二吸音棉2011的高度不大于黏贴位置处的风道2000的高度。
如上所述,用于清洁机器人的消音组件20,将消音组件的消音盒200的入风口2001与所述风机组件30的出风口对接,将消音组件的消音盒200的出风口2002与所述清洁机器人的壳体的排风口103对接。在消音盒200的第一消音室2003中设置第一吸音棉2010,在第一格栅2005朝向风道2000的一侧和第二格栅2006朝向风道2000的一侧通过黏贴的方式设置第二吸音棉2011。通过在消音盒200中设置具有吸音性能的材料制成的吸音棉201,可实现降低风机组件30产生的风噪的目的。
本申请还提供一种清洁机器人,在有些实施例中,所述清洁机器人又称之为扫地机器人、智能机器人、移动机器人、自动扫地机、智能吸尘器等,是智能家用电器的一种,能完成清扫、吸尘、或/及拖地等清洁工作。具体地,清洁机器人可受人控制(操作人员手持遥控器)或按照一定的设定规则自行在房间内完成地面清洁工作。
以下结合图1至图7,对实施例中所述的一种清洁机器人进行详细阐述。
本申请清洁机器人包含机器人本体,动力系统,控制系统,清洁系统,集尘系统以及消音组件20。
本申请的清洁机器人本体包括壳体10,所述壳体10包括底盘101和上壳体100。在某些实施例中,底盘101可以由诸如塑料的材料整体成型,其包括多个预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将相关装置或部件安装或集成在底盘101上。在某些实施例中,上壳体100可包括顶部面板和侧部面板,上壳体100也可以由诸如塑料的材料整体成型,并且被构造为与底盘101互补,能为安装到底盘101的各个相关装置或部件提供保护。底盘101和上壳体100可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣等)可拆卸地组合在一起,并且在结合在一起之后,底盘101和上壳体100可形成一封装结构,该封装结构具有一定的容纳空间,所述容纳空间可用于容设所述动力系统、所述控制系统、所述清洁系统、所述集尘系统以及所述消音组件20和其他的相关装置或部件。
本实施例清洁机器人中的机器人本体整体呈扁圆柱形结构:底盘101为圆形,上壳体100的顶部面板为圆形,上壳体的侧部面板自圆形的顶部面板的周缘向下延伸形成外圆周侧壁,所述侧部面板也可开设有多个凹槽、开口等。当所述清洁机器人进行移动(所述移动包括前进、后退、转向、以及旋转中的至少一种组合)时,扁圆柱形结构的机器人本体具有更好的环境适应性,例如,在移动时会减少与周边物件(例如家具、墙壁等)发生碰撞的几率或者减少碰撞的强度以减轻对清洁机器人本身和周边物件的损伤,更有利于转向或旋转。但并不以此为限,在其他实施例中,机器人本体还可以采用例如为矩形体结构、三角柱结构、或半椭圆柱结构(也可称为D字型结构)等。
一般地,上壳体100的顶面还设有按键区,所述按键区布设有一个或多个功能按键,例如:电源按键、充电按键、清洁模式选择按键等。在某些实施例中,所述这些按键还配置有状态显示灯,显示这些按键的状态,以提供更佳的人机用户体验。在具体实现上,所述状态显示灯可在显示颜色及显示方式上有不同的选择,例如,所述状态显示灯可根据不同的状态(例如:正常、待机、故障等)而显示不同的灯光颜色,所述状态显示灯也可根据不同的功能(例如:电源、充电、清洁模式等)而显示不同的灯光颜色,所述状态显示灯也可根据不同的状态(例如:正常、待机、故障等)或不同的功能(例如:电源、充电、清洁模式等)而采用不同的显示方式(例如:常亮、呼吸灯方式、闪烁等)。
上壳体100的顶面还可设有其他装置。例如,在某些实施例中,在上壳体100的顶面可设有拾音器,用于采集来自清洁机器人在清洁操作过程中的环境声音或者来自使用者的语音指令。在某些实施例中,在上壳体100的顶面可设有麦克风,用于播放语音信息。在某些实施例中,在上壳体100的顶面可设有触控显示屏,实现良好的人机体验。
为保护清洁机器人,所述机器人本体上还配置有缓冲组件,用于避免因清洁机器人与清洁环境中的周边物体碰撞而产生损毁。所述缓冲组件可例如为保险杠102,用于缓冲清洁机器人在移动过程中与周围物体产生的碰撞。所述保险杠102大致呈圆弧片状,其可安装于机器人本体的侧部面板的前向部分处。所述保险杠102与机器人本体之间可设有弹性结构,从而在两者之间形成有一可伸缩弹性空间。当清洁机器人碰撞到障碍物时,所述保险杠102受力后朝向机器人本体收缩,吸收并消解碰撞到障碍物所产生的冲击力,从而保护机器人本体。在某些实施例中,所述保险杠102可采用多层结构,或者,在保险杠外侧还可设有软胶条等。
请参阅图7,图7显示为本申请的清洁机器人在一实施例中的仰视示意图,如图所示,所述清洁机器人还包括动力系统,所述动力系统包括设置在所述机器人本体上相对两侧用于驱动所述机器人本体移动的驱动轮11。所述驱动轮11沿着底盘101的任一侧安装,通常所述驱动轮11位于所述滚刷结构13两侧用于驱动所述清洁机器人按照规划的移动轨迹进行前后往复运动、旋转运动或曲线运动等,或者驱动所述清洁机器人进行姿态的调整,并且提供所述本体与地板表面的两个接触点。所述驱动轮11可具有偏置下落式悬挂系统,以可移动方式紧固,例如以可旋转方式安装到所述本体上,且接收向下及远离所述本体偏置的弹簧偏置。所述弹簧偏置允许驱动轮11以一定的着地力维持与地面的接触及牵引,以确保所述驱动轮11的轮胎面与地面充分地接触。在本申请中,在清洁机器人需要转弯或曲线行走时,通过调整器驱动所述本体移动的两侧的驱动轮11的转速差来实现转向。
所述本体上还可以设置至少一个从动轮12(在某些实施例中,所述从动轮12也被称为:辅轮、脚轮、滚轮、万向轮等)以稳定地支撑本体。例如,在所述本体上设置至少一个从动轮12,并与所述本体两侧的驱动轮11一并保持所述本体在运动状态的平衡。所述从动轮12可以设置在所述本体的前部分,具体而言,呈如图7所示的状态,所述从动轮12为一个,设置在所述驱动轮11的前侧,并与所述本体两侧的驱动轮11一并保持所述本体在运动状态的平衡。
为了驱动所述驱动轮11和从动轮12运转,所述动力系统还包括驱动电机。清洁机器人还可以包括至少一个驱动单元,例如用于驱动左侧驱动轮的左轮驱动单元以及用于驱动右侧驱动轮的右轮驱动单元。所述驱动单元可以包含专用于控制驱动电机的一个或多个处理器(CPU)或微处理单元(MCU)。例如,所述微处理单元用于将处理装置所提供的信息或数据转化为对驱动电机进行控制的电信号,并根据所述电信号控制所述驱动电机的转速、转向等以调整清洁机器人的移动速度和移动方向。所述信息或数据如所述处理装置所确定的偏角。所述驱动单元中的处理器可以和所述处理装置中的处理器共用或可独立设置。例如,所述驱动单元作为从处理设备,所述处理装置作为主设备,驱动单元基于处理装置的控制进行移动控制。或者所述驱动单元与所述处理装置中的处理器相共用。驱动单元通过程序接口接收处理装置所提供的数据。所述驱动单元用于基于所述处理装置所提供的移动控制指令控制所述驱动轮。
所述控制系统设置在所述壳体内用于控制所述驱动轮11,控制系统设置在机器人壳体内的电路主板上,包括存储器(例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器)和处理器(例如中央处理单元、应用处理器)等。所述存储器和处理器之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,存储器和处理器相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述控制系统还可以包括至少一个以软件或固件(Firmware)的形式存储在所述存储器中软件模块。所述软件模块用于存储以供清洁机器人执行的各种程序,例如,清洁机器人的路径规划程序。所述处理器用于执行所述程序,从而控制清洁机器人进行清洁作业。
在一些实施例中,所述处理器包括集成电路芯片,具有信号处理能力;或通用处理器,例如,可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤。所述通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等。在一些实施例中,所述存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PROM)、可擦可编程序只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory,EPROM)、电可擦编程只读存储器Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory,EEPROM)等。存储器用于存储程序,处理器在接收到执行指令后,执行该程序。
所述控制系统还可设置有感知系统,所述感知系统用于感测相关信号和物理量以确定清洁机器人的位置信息和运动状态信息等。在某些实施例中,所述感知系统可包括摄像装置、激光测距装置(Laser Direct Structuring,LDS)以及各类传感装置等,其中,这些装置可根据产品需求而作不同的组合。例如,在某些实施例中,所述感知系统可包括摄像装置和各类传感装置。在某些实施例中,所述感知系统可包括激光测距装置和各类传感装置。在某些实施例中,所述感知系统可包括摄像装置、激光测距装置以及各类传感装置。在上述各实施例中,所述摄像装置可以是一个也可以是多个。
在某些实施例中,所述本体的顶部面板(例如,顶部面板的中央区域、顶部面板中相对中央区域的前端、顶部面板中相对中央区域的后端)、侧部表面或顶部面板和侧部表面的交接处可设置至少一个摄像头,且,所述至少一个的摄像头的光学轴与顶部面板所形成的平面成一锐角或接近于直角,用于摄取清洁机器人的操作环境的图像,以利于后续的VSLAM(Visual Simultaneous Localization and Mapping,视觉同时定位与地图创建)和物体识别。例如,在某些实施例中,所述本体的顶部面板可设有单目摄像头,所述单目摄像头可以通过临近图像匹配计算出摄像头位姿的变换,在两个视角上进行三角测距又可以得出对应点的深度信息,通过迭代过程可以实现定位及建图。在某些实施例中,所述本体的顶部面板可设有双目摄像头,所述双目摄像头可以通过三角方法计算出深度信息,通过迭代过程可以实现定位及建图。在某些实施例中,所述本体的顶部面板可设有鱼眼摄像头,所述鱼眼摄像头凸出于本体的顶部面板,通过所述鱼眼摄像头可获得全景图像。
所述感知系统可包括多种不同用途的各类传感器,这些传感器包括但不限于压力传感器、重力感应器、测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器等中的任一或多个组合。
在某些实施例中,压力传感器可设置在驱动轮11的减震装置上,通过检测减震装置压力变化来确定清洁机器人是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,减震装置的减震运动使得所述压力传感器输出不同于在平坦地面压力信号的压力信号。在某些实施例中,压力传感器可设置在清洁机器人的缓冲组件(例如保险杠102等)上,当所述缓冲组件碰撞到障碍物时,所述缓冲组件的减压振动使得该压力传感器输出基于碰撞而产生的压力信号。
在某些实施例中,重力感应器可设置在所述本体的任意位置处,通过检测清洁机器人的重力值来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,清洁机器人的重力值也随之发生变化。
在某些实施例中,所述本体的前端的周缘设置有多个障碍物检测器。所述障碍物检测器包括但不限于悬崖传感器、测距传感器、碰撞检测传感器等,用于清洁机器人对清洁环境的周边物体进行检测,从而根据接收到的反馈信号实现对自身移动方向或移动姿态的调整,避免与障碍物碰撞或跌落悬崖。在某些实施例中,所述本体至少一边侧设置有所述悬崖传感器,所述悬崖传感器位于前端并靠近清洁机器人边缘的底部。在某些实施例中,悬崖传感器的数量为多个,例如为四个,分别设置于所述本体底部的前端,用于向地面发射感知信号并利用反射而接收的信号来感知悬崖。悬崖传感器还称为悬空传感器,悬崖传感器是主要利用多种形态的光传感器,在某些实施例中,悬崖传感器可采用红外线传感器,具有红外信号发射器和红外信号接收器,如此,可通过发射红外光线和接收反射的红外光线来感知悬崖,更进一步地,能够分析悬崖的深度。
在某些实施例中,还可以设置测距传感器,以检测清洁机器人的底盘101与地面之间的垂向距离变化,和/或检测清洁机器人与周边物体之间的距离变化。测距传感器可设置在清洁机器人的缓冲组件上,用于在清洁机器人行进时,测距传感器能够检测到清洁机器人与清洁环境中其他物体的距离变化。如前所述,以缓冲组件为保险杠为例,所述保险杠为圆弧片状,设置在清洁机器人本体的前端。在一具体实现上,测距传感器可包括红外测距传感器,红外测距传感器的数量可为多个,例如,红外测距传感器的数量可为四路、六路或八路,分别对称设置于所述保险杠的相对两侧。每一路红外测距传感器具有红外信号发射器和红外信号接收器,利用红外信号发射器发射出一束红外光,在照射到物体后形成反射,反射的红外光再被红外信号接收器接收,根据红外线发射与接收的时间差数据,计算得出清洁机器人与物体之间的距离。在一具体实现上,测距传感器可包括ToF传感器,ToF(Time ofFlight)即飞行时间技术。ToF传感器的数量可为多个,例如,ToF传感器的数量为两个,分别对称设置于所述保险杠的相对两侧。ToF传感器通过发射经调制的近红外光,遇物体后反射,接收反射的光线,通过计算光线发射和反射时间差或相位差,计算得出清洁机器人与物体之间的距离。在一具体实现上,测距传感器可包括超声测距传感器,所述超声测距传感器可设置在所述保险杠中居中的最前端上。所述超声测距传感器具有超声波发射器和声波接收器,超声波发射器用于发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到物体阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时,从而根据计时器记录的时间,计算出清洁机器人与物体之间的距离。
当然,在某些实施例中,测距传感器也可设置在清洁机器人的底盘101,通过检测清洁机器人的底盘与地板表面之间的距离来确定清洁机器人是否经过清洁区域的凹凸表面,当清洁机器人经过凹凸表面时,测距传感器能够检测到清洁机器人底盘101与地面之间的距离变化。
为保护清洁机器人,所述本体上还可以配置缓冲组件,用于避免因清洁机器人与清洁环境中的周边物体碰撞而产生损毁。在某些实施例中,所述缓冲组件可例如为保险杠102,用于缓冲清洁机器人在移动过程中与周围物体产生的碰撞。所述保险杠102大致呈圆弧片状,其可安装于所述本体的侧部面板的前向部分处。所述保险杠102与所述本体之间可设有弹性结构,从而在两者之间形成有一可伸缩弹性空间。当清洁机器人碰撞到障碍物时,所述保险杠102受力后朝向所述本体收缩,吸收并消解碰撞到障碍物所产生的冲击力,从而保护所述清洁机器人。在某些实施例中,所述保险杠102可采用多层结构,或者,在保险杠102外侧还可设有软胶条等。对应的,为了检测到清洁机器人是否与障碍物或墙体产生碰撞,在某些实施例中,可在所述本体上设置碰撞检测传感器,所述碰撞检测传感器与保险杠102相关联,主要包括光线发射器、光线接收器以及位于光线发射器和光线接收器之间的碰撞伸缩杆,在正常状态下,碰撞伸缩杆处于初始位置,光线发射器和光线接收器之间光路畅通,当清洁机器人躲闪不及而碰撞到障碍物时,位于清洁机器人前部的保险杠102将受到障碍物的冲击而相对机器人本体内陷,此时,位于保险杠102内侧的碰撞伸缩杆经受力后收缩并阻挡在光线发射器和光线接收器之间,光线发射器和光线接收器之间的光路被切断,碰撞检测传感器发出碰撞信号。
当然,在某些实施例中,所述传感装置还可包括其他传感器,例如,磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等。在实际应用中,上述各类传感器也可组合使用,以达到更好的检测和控制效果。
在某些实施例中,所述控制系统还设置有定位及导航系统,所述处理器根据感知系统中例如激光测距装置反馈的物体信息利用定位算法(例如SLAM)来绘制清洁机器人所在环境中的即时地图,或者,所述处理器根据感知系统中的摄像装置所拍摄的图像信息利用定位算法(例如VSLAM)来绘制清洁机器人所在环境中的即时地图,从而基于绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清洁路径和清洁方式,大大提高清洁机器人的清洁效率。并且,结合感知系统中的其他传感器(例如:压力传感器、重力感应器、测距传感器、悬崖传感器、跌落传感器、碰撞检测传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等)反馈的距离信息、速度信息、姿态信息等综合判断清洁机器人当前处于何种工作状态,从而能针对不同情况给出具体的下一步动作策略,向清洁机器人发出相应的控制指令。
在某些实施例中,所述控制系统还设置有里程计算系统。所述处理器获取到达目标预定位置的指令,并根据目标预定位置和所述清洁机器人当前所在的初始位置,计算获得清洁路径。在清洁机器人开始工作后,所述处理器根据电机反馈的速度数据、加速度数据、时间数据,从而实时计算所述清洁机器人的里程。
在某些实施例中,所述控制系统还设置有物体识别系统。所述处理器根据感知系统中的摄像装置所拍摄的图像信息,与存储在所述存储器的已知图像数据库中的物体图像进行比对,实时获得周围物体的类别信息和位置信息,从而实现更加准确的地图构建和导航功能等。在某些实施例中,所述清洁机器人内置有预先通过深度学习获取的物体识别模型,在清洁机器人工作的过程中,通过将通过所述摄像装置所拍摄的图像输入到所述物体识别模型中,计算输入的图像中存在的物体信息(例如位置信息、形状信息等),识别出所述图像中的物体类别。其中,所述物体识别模型可通过卷积神经网络训练得到的。卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是深度神经网络的一种体系结构,其与图像处理有着密切的关系。卷积神经网络的权值共享网络结构使之更类似于生物神经网络,这样的结构不但降低了网络模型的复杂度,而且减少了权值的数量,这种网络结构对平移、比例缩放、倾斜或者其他形式的变形具有高度不变性。卷积神经网络可以将图像直接作为网络的输入,避免了传统识别算法中复杂的特征提取和数据重建过程。
在某些实施例中,所述控制系统还设置有视觉测量系统。与所述物体识别系统和所述定位及导航系统类似,视觉测量系统同样基于SLAM或VSLAM,通过感知系统中的摄像装置对清洁环境进行测量,识别所述清洁环境中的标志物体及主要特征,并通过例如三角定位等原理绘制出所述清洁环境的地图并进行导航,从而确认清洁机器人当前所在位置,以及确认已清洁区域和未清洁区域。
在某些实施例中,所述控制系统还设置有语音识别系统。通过所述语音识别系统,用户可以向音频媒体设备发出语音命令以控制所述清洁机器人,由此使得用户能够控制清洁机器人,即使用户没有可用手来操作可与清洁机器人一起操作的手动输入设备;或者,用户还可以接收关于清洁机器人的状态的通知,而不必在物理上靠近清洁机器人。所述语音识别系统还可以定位成向用户提供可听通知,并且可以在清洁机器人器围绕家庭自主地导航时(在某些情形下远离用户附近)向用户提供这些通知。由于语音识别系统可以发出可听通知,所以可以向用户通知清洁机器人的状态,而不必转移用户的视觉注意。
所述清洁系统设置在所述机器人本体上用于依据所述控制系统的控制指令执行清洁作业。所述清洁系统可包括中扫组件和边扫组件。
所述中扫组件设于底盘101的底部中央区域。在某些实施例中,所述中扫组件可包括上壳体、下壳体、中扫部件和驱动马达,其中,所述上壳体和所述下壳体经合体可形成一腔体,所述中扫部件设置于上壳体和下壳体之间的腔体内。
在图7所示的实施例中,所述中扫部件可例如为滚刷结构13。
在某些实施例中,滚刷结构13可包括中扫转动辊和设置在中扫转动辊上的中扫毛刷,中扫部件安装在上壳体与下壳体之间的腔体内,且在下壳体的下部设有毛刷清扫腔口(也可称为吸尘口),中扫毛刷凸出清扫腔口与需清扫地面接触。在实际应用中,驱动马达用于驱动中扫部件中的中扫转动辊及其上的中扫毛刷转动进行清扫工作,将垃圾由清洁地面扫入并通过收集入口输送到吸尘组件内。
在某些实施例中,滚刷结构13可包括中扫转动辊和设置在中扫转动辊上的中扫毛刷及中扫胶刷,这样可以兼顾地板、毛毯等多种清洁环境。中扫胶刷、中扫毛刷的生长方向与中扫转动辊的径向基本一致,且中扫胶刷的胶条宽度、中扫毛刷的宽度要适配于毛刷清扫腔口,中扫胶刷和中扫毛刷并非采取平行或接近平行的设置方式,而是两者之间具有较大的夹角,以确保中扫胶刷和中扫毛刷能够各自实现自身的应用功能。
由于中扫毛刷上的毛刷簇之间存在较大缝隙,使得风很容易从缝隙之间流失,对形成真空环境形成的帮助比较小。因此,通过设置中扫胶刷,可以形成兜风效果,并且当兜风强度达到预设强度时,即可协助实现对清洁对象的扫动,使得清洁垃圾可以在滚刷结构13的扫动和风的吹动下,更方便地被输送至所述集尘系统内。
其他地,中扫毛刷的刷毛设置为V型或U型螺旋结构,且“V”字形的尖端位于滚刷结构13的中部位置,在滚刷结构13滚扫过程中,由V型或U型螺旋结构相对两侧的毛刷将垃圾从两侧的向中部位置聚集,使部分灰尘,尤其是大颗粒的垃圾更容易吸入集尘系统中,结构简单却大大提高了清扫效率。
在某些实施例中,所述上壳体可例如浮动系统支架或固定框架,所述底盘可例如滚刷盖。
以浮动系统支架为例,浮动系统支架更可包括固定支架和浮动支架,且在所述浮动系统支架上还可安装有用于驱动所述中扫部件的驱动马达等。所述浮动支架的一侧可通过轴转结构轴接于所述固定支架,从而可使得所述浮动支架的另一侧相对所述固定支架实现上下浮动。另外,在浮动系统支架中,所述浮动支架的后端开设有进尘开口,所述固定支架的后端开设有对应的进尘开口,且所述浮动支架的进尘开口与所述固定支架的进尘开口之间通过可伸缩的柔性进风通道连通。所述柔性进风通道可在所述浮动支架相对所述固定支架相对上下浮动时实现伸缩运动,具体地,当所述浮动支架相对所述固定支架远离时,所述浮动支架和所述固定支架之间的柔性进风通道伸展,当所述浮动支架相对所述固定支架靠近时,所述浮动支架和所述固定支架之间的柔性进风通道收缩。当清洁机器人处于正常的清洁过程时,所述浮动系统支架中的浮动支架在重力作用下浮动至最低位置,无论在地板、地毯或者其他不光滑清洁表面上,安装在所述浮动系统支架内的滚刷结构13都可以紧贴于被清洁地面,以实现最高效率的贴地清扫,同时,针对不同类型清洁地面上都具有较好的贴地效果,这样,对风道的密封性贡献明显。另外,当清洁地面高低起伏或清洁地面上存在障碍物时,通过所述浮动支架的上下浮动,可以降低滚刷结构13等与障碍物之间的相互作用,从而协助清洁机器人完成越障操作,也能保护滚刷结构13及驱动马达等,延长其使用寿命。
值得注意的是,一般地,作为中扫部件的滚刷结构13,其宽度越宽则清洁覆盖范围越大,单次清洁宽度越宽,而集尘系统作为垃圾收纳部件,其与行走轮等部件共同设置在壳体内,宽度受限,而且为了增加真空净压以将垃圾抽吸到集尘盒内,集尘盒的进尘口也不能很宽,因此,浮动支架中对应滚刷结构13的毛刷清扫腔口至浮动支架的进尘开口之间的截面是减缩。
所述滚刷盖可拆卸地盖合于浮动系统支架或固定框架的底部。当所述滚刷盖盖合于浮动系统支架或固定框架时,两者之间形成一可容纳滚刷结构13的腔体并将滚刷结构13限定于所述腔体内。所述滚刷盖设有与滚刷结构13对应以能显露出滚刷结构13中的中扫毛刷及中扫胶刷的开口。在某些实施例中,在所述滚上盖的开口的后边缘上设有刮条(即,所述刮条沿清洁机器人上是位于滚刷结构13的后方),所述挂条与滚刷结构13之间保持一定间距(例如1毫米至3毫米),并通过贴合于清扫地面,使其可以将一小部分未被滚刷结构13直接卷起的垃圾拦截并撮起,从而使其在滚刷结构13的扫动和风机的抽吸下被卷入。所述刮条的位置和角度的选择使得垃圾始终位于最佳的清扫和抽吸位置,避免在胶条之后还有遗留。在实际应用中,所述刮条可采用软胶材料制作,并可拆卸式地安装在所述滚刷盖上。
边扫组件设于底盘底部的边缘,在某些实施例中,所述边扫组件可包括清洁边刷14和用于控制所述清洁边刷14的边刷电机。在图7所示的实施例中,清洁边刷14的数量可为至少一个,设置于机器人本体前部的相对边侧(若所述清洁边刷14的数量可为至少两个,则这至少两个清洁边刷14分别对称设置于机器人本体前端的相对两侧),清洁边刷14可采用旋转式清洁边刷14,可在所述边刷电机的控制下作旋转。在某些实施例中,旋转式清洁边刷14中的旋转轴相对于地面(所述地面可以设定为与机器人主体的底盘地面平行)成一定角度,例如,所述设置角度可确保清洁边刷14处于外侧的刷毛要低于处于内侧的刷毛,使得外侧的刷毛更贴近地面,更有利于将垃圾碎屑等清扫到滚刷结构13的区域中。
所述集尘系统设置在所述壳体内用于收集所述清洁系统在清洁作业中收集的灰尘,可包括集尘盒、风机组件30。
所述集尘盒可安装在底盘101的集尘盒容槽中,该集尘盒容槽开设于底盘101的中央区域,该集尘盒容槽的大小可以根据所安装的集尘盒来定制。集尘盒可以通过常规的方式安装在所述集尘盒容槽中,例如弹簧闩或者直接放置。在某些实施例中,集尘盒设有把手或握手结构(例如凹槽、凸块等),以便于握持。所述把手可采用抽拉式把手或翻转式把手。
集尘盒可至少包括集尘腔以及与所述集尘腔连通的进尘口和出风口,在集尘盒的出风口处还设有滤芯或类似的过滤网结构,所述滤芯或类似的过滤网结构为可拆卸式设计,并可重复利用,例如,通过毛刷清理或水洗。集尘盒的进尘口处设有密封条或密封圈,所述集尘盒的进尘口与所述浮动系统支架中固定支架的进尘开口对应,这样,集尘盒的进尘口就通过所述固定支架和所述浮动支架之间的进风通道与所述浮动支架连通。集尘盒的出风口设有密封条或密封圈。
另外,集尘盒为可开合设计,在某些实施例中,集尘盒可分为盒本体和盒盖,所述盒本体具有集尘腔,且所述出风口及所述出风口处的滤芯或类似的过滤网结构设于所述盒本体上,所述盒盖上则开设有进尘口,所述盒盖可以例如转轴等方式轴接于所述盒本体,并可通过例如卡扣等方式盖合于所述盒本体上。
所述风机组件30具有进风口和出风口,风机组件30的进风口通过连接通道与集尘盒的出风口的连通,风机组件30的出风口与本申请的消音组件20连接。在所述清洁机器人实际清扫过程中,风机组件30中的风机马达驱动风扇旋转产生吸力,在所述风机组件30产生的吸力作用与所述滚刷结构13的扫动作用下可将清洁地面上滚刷区域中的垃圾、碎屑等随气流被卷入所述集尘盒的集尘腔中,气流经过集尘盒的出风口处设置的类似的过滤网结构过滤后,从所述风机组件30的进风口进入所述风机组件30,从所述风机组件30的出风口进入所述消音组件20。由于风机组件30中的风扇在旋转过程与气流相互作用会产生风噪并且风机马达自身也存在工作噪音,如果风机组件30直接与所述清洁机器人的排风口103相连或者通过排风通道与所述排风口103相连都不能有效降低风机组件30产生的风噪。所以本申请提高的清洁机器人还包括用于降低风机组件30产生风噪的消音组件20。
所述消音组件20包括消音盒200和吸音棉201。在本申请的实施方式中,所述消音盒200设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件30的入风口2001、对接所述壳体的出风口2002、以及连通所述入风口2001和出风口2002的腔体。
所述清洁机器人的壳体具有包含顶部面板及侧部面板的上壳体100和底盘101,所述上壳体100和底盘101可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣等)可拆卸地组合在一起,并且在结合在一起之后,所述上壳体100和底盘101可形成一封装结构,所述封装结构具有一定的容纳空间。所述容纳空间可用于容设所述清洁机器人的风机组件30、消音组件20等各种装置或部件。所述清洁机器人壳体的后侧设置排风口103,排风口103可设置为例如间隔设置的格栅结构,格栅的间隙可依照实际需要、风机的特性、以及排风口的尺寸、消音盒的出风口尺寸等而设计。在某些实施方式中,排风口103也可采用其他结构,例如鳍片或通孔等。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200与风机组件30相连并与风机组件30共同设置在清洁机器人壳体的底盘101中。所述消音盒200的出风口处2002所对应的侧面成一弧度与所述底盘101的边缘相适配。所述清洁机器人的底盘101包括预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将所述消音盒200安装到所述底盘101上。所以所述消音盒200可以通过卡扣结构、螺丝锁附结构等结构设置在清洁机器人的底盘101上。在某些实施方式中,所述消音盒也可以根据所述风机在所述清洁机器人壳体中的具体位置安装到所述壳体的其他位置处。
在实际应用中,由于塑料材质与其他材料相比具有重量轻、优良的化学稳定性、隔热、隔音、防震等性能特点。为了降低所述清洁机器人的整体重量,使所述消音盒200具有良好的隔音效果,在本申请的实施方式中,所述消音盒200可以由塑料的材料整体成型,塑料材质包括PP、PVC、PET等,但并不以此为限。如图3所示,所述消音盒200包括由塑料的材料整体成型的上盖202和下盖203,上盖202和下盖203可以通过各种合适的装置(例如螺丝、卡扣、热熔等固定方式)可拆卸地组合在一起,在某些实施方式中,也可通过黏贴等方式组合在一起。并且在结合在一起之后,所述上盖202和下盖203可形成一腔体,所述腔体具有一定的容纳空间。所述容纳空间可用于容设所述吸音棉。
在本申请实施例中,将所述清洁机器人前进的方向定义为前向(即图6中虚线箭头所示的方向),对应的,所述清洁机器人前进的方向的相反方向定义为后向。应理解的,所述清洁机器人前进的方向的清洁机器人的一侧定义为前侧,远离所述前侧的相反方向的清洁机器人的一侧定义为后侧。所述消音盒200设置在所述清洁机器人的壳体10的后侧,所述消音盒200的出风口2002处所对应的侧面成一弧度与所述壳体底盘101后侧的边缘相适配,便于安装到所述壳体底盘101的后侧。在某些实施例中,所述消音盒200可通过例如为螺丝锁附、卡扣结构等安装结构安装到所述清洁机器人的壳体的后侧。
如图1至图6所示,所述消音盒200包括对接风机组件30的入风口2001和对接所述清洁机器人壳体10的出风口2002以及连通所述入风口2001和出风口2002的腔体。所述风机组件30具有入风口和出风口,在清洁机器人执行扫地、吸尘等功能时,所述风机组件30中的风机马达驱动风扇旋转气流通过所述风机组件30的入风口进入风机组件30,气流通过风机组件30的出风口排出所述风机组件30。所述消音盒200的入风口2001与风机组件30的出风口对接,所述消音盒200的出风口2002与所述清洁机器人壳体的排风口103对接,这样经风机组件30、消音盒200、机器人壳体排风口103便形成一气流通路。所述风机组件30出风口的气流经消音盒的入风口2001进入消音盒200,消音盒200中的气流经过出风口排出所述消音盒200,最后经机器人壳体排风口103排出所述机器人。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200入风口2001的开口尺寸和形状设置成能对接所述风机组件30的出风口的开口,具体地,所述消音盒200入风口2001的形状顺应或吻合所述风机组件的出风口的形状,使风机组件30出风口能对接到所述消音盒200内,这样所述风机组件30与所述消音盒200之间形成气流通路,实现消音盒200和所述风机组件30的通路对接。
为了保证气流通路的密闭性,进一步也为了保证所述风机组件30产生的风噪进入所述消音盒200内,同时也为了保证所述消音盒200的入风口2001与所述风机组件30对接的牢固性。在某些实施方式中,所述消音盒200的入风口2001与所述风机组件30之间设置有密封圈(未予图示),所述密封圈套设在所述风机组件30上位于消音盒200的入风口2001处。密封圈在一定工作压力和一定的温度范围内具有良好的密封性能,并随着压力的增加能自动提高密封性能,密封圈用于密封消音盒200与所述风机组件30的出风口之间可能出现的间隙,能保证消音盒200的入风口2001与风机组件30对接处的密闭性。在实施例中,所述密封圈为橡胶材质,例如丁腈橡胶、硅胶、氟胶、乙丙橡胶等。
在本申请的实施方式中,所述消音盒200包括连通所述消音盒入风口2001和出风口2002的腔体,所述腔体能导通所述风机组件30出风口的气流,所述腔体中包括预先形成的槽、凹陷、卡位或类似结构,用于将所述吸音棉201设置在所述腔体中。
如图1至图5所示的实施例中,所述消音盒200的腔体包括连通所述消音盒200的入风口2001和出风口2002的风道2000。所述风道用于导通来自所述风机组件的气流和传播所述风机组件产生的风噪。所述腔体包括设置在所述风道的第一侧的第一消音室2003,以及设置在所述风道2000的第二侧的第二消音室2004,所述第二消音室2004靠近所述清洁机器人底盘101的边缘,所述第一消音室2003远离所述清洁机器人底盘101的边缘。第一消音室2003和第二消音室2004用于放置所述吸音棉201。在某些实施方式中,所述风道与两侧的消音室之间可以通过所述风道的排风导流结构分隔开,所述排风导流结构为间隔设置的格栅结构、鳍片或通孔等非全封闭结构,既能起到固定所述吸音棉的作用又能使在所述风道中传播的风噪到达第一消音室与第二消音室与所述吸音棉接触。
在本申请的实施方式中,所述第一消音室2003的体积大于所述第二消音室2004的体积。在可能的实施方式中,第二消音室2004的体积也可以大于或等于第一消音室2003的体积。所述第一消音室2003和第二消音室2004的体积可根据清洁机器人壳体的形状、风机组件出风口的位置等因素设计。
在实际应用中,由风机组件30中的风机马达驱动风扇旋转以使得掺杂有垃圾的气流进入集尘盒内,气流中的垃圾被所述滤芯或类似的过滤网结构过滤后留存在集尘盒内,过滤后的气流进入风机组件30中,再由风机组件30的出风口经由消音盒200以及清洁机器人的排风口而排出清洁机器人的外部,在消音盒200内,气流大多数都是在风道2000内流动,但在风道2000拐弯或气流湍急的区域,部分的气流会经由排风导流元件散逸至风道2000的第一侧的第一消音室2003和所述风道的第二侧的第二消音室2004,再经由排风导流元件回流至风道2000汇合,对风流起到很好的分流导向,并且整体上形成的风道2000较长,有利于消除风噪。
所述风道2000自所述消音盒200的入风口2001朝所述消音盒200的出风口2002之间具有一朝向所述第一消音室2003弯曲的弯曲部。即排风导流结构具有朝向所述第一消音室2003的弯曲部,所述弯曲部成流线型弯曲,使所述气流沿着所述弯曲部偏向所述第一消音室2003流动,并且能使所述风噪充分与第一消音室2003的吸音棉接触。所述风道2000自所述消音盒200的入风口2001朝所述消音盒200的出风口2002的风道横截面积逐渐变大,并且所述出风口2002呈逐渐扩大的外扩结构,这样,也更有利于排风,同时,可起到降低风噪的效果。
在某些实施方式中,所述消音盒入风口2001的横截面与所述消音盒出风口2002的横截面的延长线角度α(如图4所示的α的角度)呈20°-40°,例如:20°,21°,22°,23°,24°,25°,26°,27°,28°,29°,30°,31°,32°,33°,34°,35°,36°,37°,38°,39°,40°等。所述入风口2001的横截面为与所述入风口2001相切的表面,所述出风口2002的横截面为与所述出风口2002相切的表面,所述角度为两个表面延长后相交后的角度。所述角度与消音盒200在所述清洁机器人底盘101中的摆放位置与所述风机组件30的出风口的形状尺寸等因素相关。
如图3和图5所示,所述消音组件20包括吸音棉201。所述吸音棉201设置在所述消音盒200的腔体中。所述吸音棉201用于降低所述风机组件产生的风噪。所述风噪为风机组件的风扇在工作运转过程中风机组件与气流相互作用产生的噪声,实际应用中,所述风机组件产生的噪声主要为低中频噪声。在某些实施方式中,所述吸音棉201可通过黏贴的方式安装在所述消音盒200的腔体中,例如使用海绵胶水,将海绵胶水喷涂到吸音棉201与所述消音盒200接触的表面,海绵胶水粘性很强,不会脱落,也可通过其他粘合剂黏贴。在某些实施方式中,所述吸音棉201可以直接嵌入到所述消音盒200腔体中预先形成的凹槽中。
所述吸音棉201是由具有吸音性能的材料制成的,所述吸音棉201内部充满由空气组成且相互连通的细小空隙,当风噪传播至所述吸音棉201内时,所述吸音棉201的细小空隙能对所述风噪起到吸收和缓冲的作用。吸音棉201的种类有很多,例如玻璃纤维吸音棉、岩棉、橡塑吸音棉以及聚酯纤维吸音棉等。在本申请的实施方式中,所述吸音棉201为聚酯纤维棉,所述聚酯纤维棉不仅具有良好的吸音性而且还具有稳定性、轻体性、防水、防潮等优良特性。所述聚酯纤维棉是由100%聚酯纤维经高技术热压并以茧棉形状组成,在125Hz-4000Hz噪声范围内吸音系数达到0.9以上,可有效降低所述风机组件产生的风噪。所述吸音棉201的形状和尺寸可依据消音盒200腔体的形状和尺寸设计,例如:规则或者不规则的棉块状、棉条状等。
在本申请的实施方式中,所述吸音棉201包括第一吸音棉2010和第二吸音棉2011,第一吸音棉2010和第二吸音棉2011都是由聚酯纤维制成的。在某些实施方式中,所述第一吸音棉2010和所述第二吸音棉2011也可以由不同的吸音材料制成。所述第一吸音棉2010为吸音棉块,所述第二吸音棉2011为吸音棉条,所述吸音棉块和吸音棉条的形状与尺寸与所述消音盒200的形状和尺寸相匹配。所述第二吸音棉2011的密度大于所述第一吸音棉2010的密度,即所述第二吸音棉2011中的空隙尺寸小,所述第一吸音棉2010中的空隙尺寸大。在某些实施方式中,所述第二吸音棉2011的密度也可以不大于所述第一吸音棉2010的密度。在某些实施方式中,所述第一吸音棉2010和第二吸音棉2011的密度也可以是非均匀的。
如图4和图5所示,所述风道2000与所述第一消音室之2003间具有第一格栅2005,所述风道2000与所述第二消音室2004之间具有第二格栅2006。在风道2000与消音室之间设置格栅有益于风噪进入所述第一消音室2003和第二消音室2004。也可以使部分气流流进所述第一消音室2003和所述第二消音室2004。所述第一格栅2005与第二格栅2006的格栅间隙可以等间距设置也可以非等间距设置,同样所述第一格栅2005与第二格栅2006的格栅尺寸也可以相等或不相等。所述第一格栅2005与第二格栅2006的间隙可依照实际需要、风机组件的特性、以及风道2000的尺寸等而设计。
在本申请的实施方式中,所述第一吸音棉2010设置在所述第一消音室2003,所述第一吸音棉2010的形状和体积与所述第一消音室2003的形状和体积相吻合,使得第一吸音棉2010尽可能地占满所述第一消音室2003的空间,也使得第一吸音棉2010可以不通过安装结构直接设置到所述第一消音室2003中,并且在所述清洁机器人移动过程中所述第一吸音棉2010在所述第一消音室2003中不会移动。在实际应用中为了更加牢固地将所述第一吸音棉2010设置在所述第一消音室2003中,所述第一吸音棉2010也可通过黏贴的方式设置在所述第一消音室2003中。为了更好的吸收风机组件产生的风噪,于另一种实施方式中,所述第一吸音棉2010也可以分别同时放置在所述第一消音室2003和所述第二消音室2004,放置在第二消音室2004的第一吸音棉2010的形状和体积与所述第二消音室2004的形状和体积相吻合,放置在所述第二消音室2004的第一吸音棉同样可以使用黏贴等方式设置。
所述第二吸音棉2011为吸音棉条,所述吸音棉条为采用具有吸音性能的材料制成的长条状结构的吸音棉。在本申请的实施方式中,所述第一格栅2005朝向所述风道2000的一侧设置有第二吸音棉2011,所述第二格栅2006朝向所述风道2000的一侧设置有第二吸音棉2011。在第一格栅2005朝向所述风道2000侧面,所述第二吸音棉2011通过黏贴的方式沿着所述第一格栅2005的侧面并贴合于所述第一格栅2005侧面设置。在第一格栅2005侧面设置的第二吸音棉2011的高度不大于黏贴位置处的风道2000高度。在第二格栅2006朝向所述风道2000侧面,所述第二吸音棉2011通过黏贴的方式沿着所述第二格栅2006的侧面并贴合于所述第二格栅2006侧面设置,在第二格栅2006侧面设置的第二吸音棉2011的高度不大于黏贴位置处的风道2000的高度。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,包括:
消音盒,设置在所述清洁机器人的壳体上,包括用于对接风机组件的入风口、对接所述壳体的出风口、以及连通所述入风口和出风口的腔体;
吸音棉,设置在所述腔体中,用于降低所述风机组件产生的风噪。
2.根据权利要求1所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述腔体包括连通所述入风口和出风口的风道,设置在所述风道的第一侧的第一消音室,以及设置在所述风道的第二侧的第二消音室。
3.根据权利要求2所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述第一消音室体积大于所述第二消音室。
4.根据权利要求2所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述风道自所述入风口朝所述出风口之间具有一朝向所述第一消音室弯曲的弯曲部。
5.根据权利要求2所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述风道自所述入风口朝所述出风口的风道横截面积逐渐变大。
6.根据权利要求2所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述入风口的横截面与所述出风口的横截面的延长线角度呈20°-40°。
7.根据权利要求2所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述吸音棉包括第一吸音棉及第二吸音棉。
8.根据权利要求7所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述风道与所述第一消音室之间具有第一格栅,所述风道与所述第二消音室之间具有第二格栅。
9.根据权利要求7所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述第一吸音棉设置在所述第一消音室。
10.根据权利要求8所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述第一格栅朝向所述风道的一侧设置有第二吸音棉,所述第二格栅朝向所述风道的一侧设置有第二消棉。
11.根据权利要求1所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述入风口与所述风机组件之间设置有密封圈。
12.根据权利要求1所述的用于清洁机器人的消音组件,其特征在于,所述清洁机器人前进的方向被定义为前向,所述消音盒设置在所述机器人的壳体的后侧。
13.一种清洁机器人,其特征在于,包括:
机器人本体,包括壳体;
动力系统,包括设置在所述机器人本体上相对两侧用于驱动所述机器人本体移动的驱动轮;
控制系统,设置在所述壳体内用于控制所述驱动轮;
清洁系统,设置在所述机器人本体上用于依据所述控制系统的控制指令执行清洁作业;
集尘系统,设置在所述壳体内用于收集所述清洁系统在清洁作业中收集的灰尘;
如权利要求1-12任一项所述的消音组件,设置在所述机器人本体的壳体上。
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