CN215738677U - 自主清洁机器人和用于自主清洁机器人的侧刷 - Google Patents

Abstract

一种自主清洁机器人和一种用于自主清洁机器人的侧刷。所述自主清洁机器人包括：驱动系统，所述驱动系统在地板表面上移动所述自主清洁机器人；清洁头，所述清洁头位于所述自主清洁机器人的底部，所述清洁头被配置为在所述自主清洁机器人在所述地板表面上移动时将碎屑从所述地板表面导入所述自主清洁机器人；侧刷，所述侧刷位于所述自主清洁机器人的底部，所述侧刷可围绕与所述地板表面形成非零角度的旋转轴线旋转，所述侧刷包括开口；以及真空系统，所述真空系统与所述开口气动连通。

Description

自主清洁机器人和用于自主清洁机器人的侧刷

技术领域

本申请涉及一种用于自主清洁机器人的刷毛。

背景技术

在地板表面上移动时，自主清洁机器人可以清洁地板表面。机器人可以包括真空吸尘器和侧刷，以操纵碎屑并协助真空吸尘器收集碎屑。例如，侧刷可以将碎屑扫入真空吸尘器的气流中，这样灰尘就可以更容易地被机器人收集。

实用新型内容

本申请描述了与自主清洁机器人和用于自主清洁机器人的辅助刷或侧刷的不同设计有关的技术，这些辅助刷或侧刷可操作地将碎屑引向机器人的清洁入口。机器人可以通过机器人的清洁入口清除地板表面上的碎屑，并将这些碎屑收集到机器人的清洁箱中。机器人可以包括刷毛，例如，辅助刷或侧刷，它可以接触到机器人周界以外的碎屑。侧刷可以接触地板表面，然后随着侧刷的旋转，将碎屑引向机器人的清洁入口，使机器人能够将碎屑吸入机器人的清洁箱中。

本申请提供了几种不同的侧刷的示例，它们可以提高清洁效率。在一些例子中，侧刷包括不同长度的刷毛，这些刷毛形成空间以捕获碎屑并保持与碎屑的接触，从而引导碎屑向清洁入口移动。在进一步的例子中，侧刷可以使用弯曲的叶片，以在弯曲的叶片将碎屑向清洁入口移动时铲起碎屑并保持与碎屑的接触。在进一步的例子中，侧刷是真空驱动的，允许机器人产生向内或向外的气流，从而将碎屑引向机器人或在地板表面上分散碎屑。

在一个方面，用于可在地板表面上移动的自主清洁机器人的侧刷包括可旋转地安装在自主清洁机器人上的毂，以使侧刷可围绕与地板表面形成非零角的旋转轴线旋转。侧刷进一步包括附接到毂的刷毛束。刷毛束包括第一组刷毛和第二组刷毛，其中第一组刷毛在距离侧刷中心第一距离处具有尖端，第二组刷毛在距离侧刷中心第二距离处具有尖端，第二距离小于第一距离。

在另一个方面，自主清洁机器人包括用于在地板表面上移动自主清洁机器人的驱动系统、位于自主清洁机器人的底部并被配置为面向地板表面的真空入口以及一个侧刷。侧刷包括可旋转地安装在自主清洁机器人上的毂，以便侧刷围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线旋转。侧刷进一步包括连接到毂的刷毛束。刷毛束包括第一组刷毛和第二组刷毛，其中第一组刷毛在距离侧刷中心第一距离处具有尖端，第二组刷毛在距离侧刷中心第二距离处具有尖端，第二距离小于第一距离。侧刷可旋转以回收地板表面上的碎屑并将碎屑从第一位置移动到第二位置，第一位置比第二位置距离离真空入口更远。

这些方面的实施方式可以包括下面描述的和本申请的其他地方描述的一个或多个特征。

在一些实施方式中，刷毛束可以包括第三组刷毛，第三组刷毛在距离侧刷中心第三距离处具有尖端。第三距离可以小于第一距离。第一组刷毛可以定位在第二组刷毛和第三组刷毛之间。

在一些实施方式中，侧刷可以进一步包括从毂延伸的臂，该臂将刷毛束连接到毂上。刷毛束可以从臂的远端延伸到第一组刷毛的远端和第二组刷毛的远端。

在一些实施方式中，臂和第一组刷毛可以沿着从侧刷的旋转轴线延伸的径向轴线延伸，而第二组刷毛的至少一部分可以沿着相对于径向轴线成角度的轴线延伸。在一些实施方式中，侧刷进一步包括由刷毛束组成的多个刷毛束，以及由臂组成的多个臂。多个臂可以在沿毂的位置结合到毂，这些位置彼此间隔开来。

在一些实施方式中，所述多个臂可以包括至少四个臂，而所述多个刷毛束可以包括至少四个刷毛束。至少四个刷毛束中的每个刷毛束都可以从至少四个臂中的相应臂的相应远端延伸。

在一些实施方式中，第一组刷毛可以沿着从侧刷的旋转轴线延伸的径向轴线延伸，而第二组刷毛可以在横跨径向轴线的横截面上围绕第一组刷毛。

在一些实施方式中，第二组刷毛中的第二数量的刷毛可以少于第一组刷毛中的第一数量的刷毛。在一些实施方式中，第一数量可以比第二数量多25％至200％。

在一些实施方式中，第一组刷毛的刷毛可以由第一材料形成，而第二组刷毛的刷毛可以由第二材料形成。第一材料的硬度可以低于第二材料的硬度。

在一些实施方式中，第一距离可以比第二距离大25％至75％。

在一些实施方式中，第一组刷毛和第二组刷毛可以确定一个空间，用于从地板表面回收碎屑。

在一些实施方式中，毂可以安装在自主清洁机器人上，使所述非零角度在70至90度之间。

在一些实施方式中，自主清洁机器人可以在自主清洁机器人的底部上包括滚筒，该滚筒邻近真空入口，并可围绕平行于地板表面的轴线旋转。

在另一个方面，用于可在地板表面上移动的自主清洁机器人的侧刷包括可旋转地安装到自主清洁机器人的毂，以便侧刷可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线在旋转方向上旋转，以及包括连接到毂的叶片。叶片从连接到毂的近端延伸到远端，在叶片的近端和远端之间包括一个凹面。凹面面向旋转方向。

在另一个方面，自主清洁机器人包括用于在地板表面上移动自主清洁机器人的驱动系统、位于自主清洁机器人的底部并被配置为面对地板表面的真空入口和一个侧刷。侧刷包括可旋转地安装在自主清洁机器人上的毂，以便侧刷可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线在旋转方向上旋转，以及包括连接到毂的叶片。叶片从连接到毂的近端延伸到远端，在叶片的近端和远端之间包括一个凹面。凹面面向旋转的方向。侧刷可旋转，以回收地板表面上的碎屑，并将碎屑从第一位置移动到第二位置。第一位置比第二位置离真空进气口更远。

这些方面的实施方式可以包括下面描述的和本申请的其他地方描述的一个或多个特征。

在一些实施方式中，凹面可以从叶片的近端沿延伸通过旋转轴的径向轴线延伸到叶片的远端。

在一些实施方式中，叶片可以包括下边缘和上边缘。凹面可以设置在下边缘和上边缘之间。在一些实施方式中，下边缘可以从连接到毂的第一端延伸到第二端。延伸穿过下边缘的第一端和第二端的轴线可以与侧刷的旋转轴线形成80至90度的角度。在一些实施方式中，下边缘可以包括面向旋转方向的凹陷部分。在一些实施方式中，叶片可以包括形成凹面的至少一部分的第一材料和形成下边缘的至少一部分的第二材料。在一些实施方式中，叶片可以包括作为下边缘的一部分延伸的刷毛。在一些实施方式中，上边缘可以从连接到毂的第一端延伸到第二端。上边缘的第二端和第一端之间沿旋转轴的距离可以在0.1至2厘米之间。

在一些实施方式中，叶片可以从远端到近端向内逐渐变细。

在一些实施方式中，侧刷可以进一步包括连接到毂的多个叶片。所述叶片可以对应于多个叶片中的第一叶片。在一些实施方式中，多个叶片可以包括两个叶片。所述叶片可以对应于两个叶片中的第一叶片。两个叶片中的第一叶片和两个叶片中的第二叶片可以在相反的方向上远离毂延伸。

在一些实施方式中，自主清洁机器人可以进一步包括在自主清洁机器人的底部上的滚筒。滚筒可以与真空入口相邻，并可围绕平行于地板表面的轴线旋转。

在另一个方面，自主清洁机器人包括用于在地板表面上移动自主清洁机器人的驱动系统、在自主清洁机器人的底部上的清洁头、在自主清洁机器人的底部上的侧刷以及与开口气动连通的真空系统。清洁头被配置为在自主清洁机器人在地板表面上移动时将地板表面上的碎屑引导至自主清洁机器人中。侧刷可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线旋转，并且侧刷包括开口。

在另一个方面，用于可在地板表面上移动的自主清洁机器人的侧刷包括可旋转地安装至自主清洁机器人的毂，以便侧刷可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线在旋转方向上旋转，以及包括在臂的远端具有开口的臂。当毂安装到自主清洁机器人上时，臂的内部部分被配置为在侧刷的开口和自主清洁机器人的真空系统之间形成空气通道的一部分。

这些方面的实施方式可以包括下面描述的和本申请的其他地方描述的一个或多个特征。

在一些实施方式中，自主清洁机器人可以在侧刷的开口和真空系统之间包括空气通道。真空系统可以被配置为从自主清洁机器人的环境中吸取空气穿过开口进入真空系统。在一些实施方式中，侧刷可以在空气通道中包括过滤器。

在一些实施方式中，自主清洁机器人可以在侧刷的开口和真空系统之间包括空气通道。真空系统可以被配置为从自主清洁机器人的环境中吸取空气通过真空系统，并将空气从侧刷的开口处喷射出来。

在一些实施方式中，侧刷可以包括可旋转地将侧刷安装到自主清洁机器人的底部的毂以及从毂向外延伸的多个臂。多个臂中的一个臂的远端可以限定开口。在一些实施方式中，臂可以是中空的，并且臂的内部部分可以形成侧刷的开口和真空系统之间的空气通道的一部分。在一些实施方式中，臂可以从毂上拆下。在一些实施方式中，臂的至少一部分可以延伸超出自主清洁机器人的底部的外周，从而使臂的远端和开口位于自主清洁机器人的底部的外周之外。

在一些实施方式中，侧刷包括多个开口，所述多个开口包括所述的开口。真空系统可以与多个开口中的每个开口气动连通。在一些实施方式中，多个开口包括三个或更多个开口。

在一些实施方式中，侧刷包括空气通路中的过滤器。

在一些实施方式中，真空系统可以与清洁头的真空入口气动连通。

在一些实施方式中，真空系统可以是第一真空系统，自主清洁机器人可以包括与清洁头的真空入口气动连通的第二真空系统。

本申请中描述的系统和方法的优点可以包括下面和本申请的其他地方所描述的那些。侧刷可以提高自主清洁机器人的清洁效率。例如，通过使用旨在将碎屑一致且准确地带到机器人碎屑收集装置的侧刷，可以提高清洁效率，例如，不会使碎屑从侧刷上弹开、从侧刷向上突出或以其他方式导致碎屑经历动态运动，从而使机器人的清洁入口难以收集碎屑。在一些实施方式中，侧刷可形成几何形状，例如，由侧刷的刷毛、侧刷的刷毛束或由侧刷的一个或多个叶片形成，使接触侧刷的碎屑在侧刷旋转时与侧刷保持接触。在几何形状由刷毛形成的实施方式中，刷毛至少部分地定义口袋或空间，该口袋或空间可回收碎屑并使碎屑不被投射到远离侧刷的地方。在几何形状由叶片形成的实施方式中，叶片可以包括倾斜和弯曲的表面，这些表面倾向于与碎屑沿表面保持接触。而在一些实施方式中，与其依靠特定的几何形状来防止碎屑被投射到远离侧刷的地方，不如将侧刷集成到一个真空系统中，使侧刷能够被操作，以便用气流分散地板表面的一部分碎屑从而使清洁入口能够接触到地板表面另一部分的碎屑，或者将碎屑引向侧刷使侧刷能够将碎屑引向机器人的清洁入口。具体而言，如果用于分散碎屑，侧刷可用于产生气流以分散机器人无法进入的区域的碎屑，例如在侧刷或机器人无法实际接触的区域。

在一些实施方式中，侧刷可包括不同长度的刷毛，这些刷毛将碎屑带到机器人的收集装置。一些碎屑可以通过刷毛的不同排列方式而被更有效地收集。在一些例子中，刷毛的轮廓可以形成几何形状，该几何形状捕获侧刷接触到的碎屑，然后使碎屑被引导到机器人的碎屑收集装置。

此外，侧刷可以让机器人接触到机器人周边以外的地板表面的碎屑，并且可以具有配置使机器人在地板表面的一个区域内收集碎屑，该区域沿着地板表面延伸到一个障碍物的边缘。这样的配置可以使机器人更有效地获取障碍物附近的碎屑。

本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和下面的描述中列出。其他潜在的特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求中变得明显。

附图说明

图1是自主清洁机器人的透视图，其刷毛沿着障碍物清洁碎屑。

图2是在地面上的图1机器人的侧面示意图。

图3A-3B分别是图1机器人的底部和透视示意图。

图4A-4C分别是根据第一组实施方式的侧刷的透视图、侧视图和顶视图。

图4D是图4A-4C侧刷的刷毛束的透视图。

图4E-4F是沿图4D所示截面4E-4E的示例性截面图。

图5是带有图4A-4C侧刷的自主清洁机器人的部分底视图。

图6A-6B分别是根据第二组实施方式的侧刷的透视图和正视图。

图6C是图6A-6B侧刷的叶片的透视图。

图6D是图6C叶片沿图6B所示截面6D-6D的侧面横截面视图。

图6E是图6C叶片沿图6B所示截面6E-6E的侧面横截面视图。

图7是带有图6A-6D侧刷的自主清洁机器人的部分底视图。

图8A-B和D分别是根据第三组实施方式的侧刷的侧视图、透视图和底视图。

图8C是图8A-B和D侧刷的管子的示意图。

图9是带有图8A-B和D侧刷的自主清洁机器人的局部底视图。

具体实施方式

参照图1，自主清洁机器人100执行自主清洁操作，其中机器人100自主地在地板表面200上移动，通过摄取地板表面200上的碎屑210来清洁地板表面200。机器人100的侧刷150(例如，本申请中描述的侧刷的任何实施方式，例如图4A-5中所示的侧刷400、图6A-7中所示的侧刷600、图8A-9中所示的侧刷800或本申请中描述的侧刷的任何其他实施方式)可在旋转方向151(如图2所示)上旋转，以将碎屑210引导至机器人100的底面113(如图2所示)上的清洁头170(如图2所示)的清洁入口117。例如，碎屑210沿着障碍物(例如柜子220)定位并在柜子220的悬空部分225下方。在障碍物跟随行为期间，当机器人100沿着柜子220前进同时机器人100的侧边142a跟随柜子220时，侧刷150将碎屑引导(例如，通过物理接触和/或通过气流)至清洁入口117。

在一些实施方式中(例如，关于图4A-7讨论的侧刷的实施方式)，侧刷150可以物理地接触碎屑并以受控的方式将碎屑移动到清洁头170可接触的位置，例如，进入清洁头170的清洁区域。在进一步的实施方式中(例如，关于图8A至9所讨论的侧刷的实施方式)，侧刷150可以使用气流将碎屑从清洁头170无法接触的位置移动到可以接触的位置。在这方面，本申请所述的侧刷可以因此提高清洁头170的清洁效果。气流可用于分散地板表面的一些部分上的碎屑210，否则这些部分上的碎屑210将无法被机器人100接触到，例如，在柜子220的悬空部分225下方。

自主清洁机器人的示例

图2和3A-3B描述了机器人100的一个示例。参照图2，当机器人100穿越地板表面200时，机器人100从地板表面200收集碎屑210。参照图3A，机器人100包括机器人外壳基础设施108。外壳基础设施108可以定义机器人100的结构外围。在一些例子中，外壳基础设施108包括底盘、盖、底板和保险杠组件。

机器人100是一种家用机器人，它的外形很小，因此机器人100可以放在家庭内的家具下面。例如，机器人100相对于地板表面的高度(如图2所示)不超过13厘米。该机器人100也很紧凑。机器人100的总长度(如图2所示)和总宽度(如图3A所示)各在30至60厘米之间，例如，在30至40厘米、40至50厘米或50至60厘米之间。总宽度可以对应于机器人100的外壳基础设施108的宽度。

参照图3A，机器人100包括前部122，前部122具有基本矩形的形状。前部表面141基本上垂直于两个侧边142a、142b，例如，与每个侧边142a、142b界定一个85度至95度的角度。机器人100的后部121具有大致半圆形的形状。

机器人100包括驱动系统110，其包括一个或多个驱动轮。驱动系统110进一步包括一个或多个电动马达。外壳基础设施108将机器人100的电路(至少包括控制器109)支撑在机器人100内。

驱动系统110可操作以推动机器人100穿过地板表面200。机器人100可以在向前的驱动方向F或向后的驱动方向R被推动。机器人100也可以被推动使得机器人100在原地转弯，或在向前的驱动方向F或向后的驱动方向R移动时转弯。在图3A中描述的例子中，机器人100包括驱动轮112，其延伸穿过外壳基础设施108的底部113。驱动轮112由马达114旋转，以使机器人100沿地板表面200移动。机器人100还包括被动的脚轮115，其延伸穿过外壳基础设施108的底部113。脚轮115是没有动力的。驱动轮112和脚轮115一起合作，将外壳基础设施108支撑在地板表面200之上。例如，脚轮115沿着房屋基础设施108的后部121布置，而驱动轮112布置在脚轮115的前方。

控制器109被配置为在自主清洁操作期间操作机器人100，该操作构成一个或多个可能重复的操作行为的序列，包括覆盖行为和障碍物跟随行为。例如，机器人100可以在具有由包围内部部分的周界所包含的内部部分的环境中执行自主清洁操作。内部部分的周界由环境中的障碍物(例如，家具、墙面等)定义。在自主清洁操作期间，机器人100执行一系列行为以清洁环境中的地板表面。在覆盖行为中，机器人100穿越地板表面以清洁封闭环境的内部部分。例如，执行覆盖行为的机器人100在环境中来回移动、响应对封闭环境的周界的检测而转弯(例如，使用机器人100的障碍物检测传感器)。在障碍物跟随行为中，机器人100沿着障碍物移动，从而沿着环境的周界移动，以清洁周界。

清洁头170在实施方式中可以有所不同。在一些实施方式中，清洁头170的清洁入口117与真空系统气动连通，该真空系统被配置为通过清洁入口117将碎屑吸入机器人100。在一些实施方式中，清洁头170可以包括一个或多个可旋转的部件，这些部件旋转以引导碎屑通过清洁入口117进入机器人100的内部。在进一步的实施方式中，机器人100可以同时包括真空系统和一个或多个可旋转部件。

在图2中描述的例子中，清洁头170与真空系统119气动连通，该真空系统被配置为通过清洁入口117将碎屑吸入机器人100。真空系统119可操作以产生通过清洁入口117的气流。此外，在一些示例中，机器人100包括一个或多个可旋转的部件，例如由马达120驱动的可旋转部件118。可旋转部件118在水平方向上延伸穿过机器人100的前部122。可旋转部件118沿外壳基础设施108的前部122定位，并沿外壳基础设施108的前部122的宽度的75％至95％延伸(例如对应于机器人100的整体宽度)。参考图2，清洁入口117被定位在可旋转部件118之间。

如图2所示，可旋转部件118是相对于彼此反旋转的滚子。例如，可旋转部件118可以围绕平行的水平轴线旋转，以搅动地板表面200上的碎屑210，并将碎屑210引向清洁入口117，然后进入清洁入口117并进入机器人100中的抽吸通道145(在图2中显示)。回到图3A，可旋转部件118可以完全设置在机器人100的前部122内。可旋转部件118包括弹性外壳，其与地板表面200上的碎屑210接触，以在可旋转部件118相对于外壳基础设施108旋转时引导碎屑210通过可旋转部件118之间的清洁入口117并进入机器人100的内部，例如进入碎屑箱124(如图2所示)。可旋转部件118进一步接触地板表面200，以搅动地板表面200上的碎屑210。清洁入口117被设置在可旋转部件118之间。

真空系统119可用于产生气流，气流通过可旋转部件118之间的清洁入口117并进入碎屑箱124。真空系统119包括叶轮和马达，马达用于旋转叶轮以产生气流。真空系统119与可旋转部件118合作，将碎屑210从地板表面200吸入碎屑箱124。在某些情况下，由真空系统119产生的气流生成足够的力量，以向上吸起地板表面200上的碎屑210穿过可旋转部件118之间的间隙进入碎屑箱124。在某些情况下，可旋转部件118接触地板表面200，以搅动地板表面200上的碎屑210，从而使碎屑210更容易被真空系统119产生的气流摄入。

可旋转构件118各自布置在机器人100的前部122中。这使得可旋转部件118的宽度能够沿着机器人的最大宽度的更大部分延伸，并且更接近机器人100的前面，例如，与刷毛被布置在机器人100的半圆形后部121的较窄部分或位于轮子112旁边的机器人100中心附近的情况相比。虽然机器人100的半圆形后部121的直径对应于机器人100的整体宽度，但前部122的穿过前部122的几乎整个长度的宽度对应于机器人100的整体宽度，例如前部122的至少90％或更多的长度。在这方面，在一些实施方式中，可旋转构件118仅布置在机器人100的前部122中，使得可旋转构件118可以延伸穿过机器人100的整体宽度的更大部分。整体宽度例如在20厘米和40厘米之间(例如，在20厘米和30厘米之间，在25厘米和35厘米之间，在30厘米和40厘米之间，或大约30厘米)。可旋转部件118延伸的宽度例如在15厘米和35厘米之间(例如，15厘米和25厘米之间，20厘米和30厘米之间，25厘米和35厘米之间，或约25厘米)。可旋转部件118的宽度为机器人100整体宽度的60％至90％(例如，机器人100整体宽度的60％至80％，65％至85％，70％至90％，75％至90％，80％至90％，或约75％)。

例如，除了控制器109之外，电路还包括具有一个或多个电传感器的传感器系统。如本文所述，传感器系统可以产生指示机器人100当前位置的信号，并且可以在机器人100沿地板表面200行驶时产生指示机器人100位置的信号。控制器109被配置为执行指令以执行本文所述的一个或多个操作。

传感器系统可以进一步包括用于检测地板表面200上的碎屑的碎屑检测传感器147。碎屑检测传感器147可用于检测空间中地板表面200的部分比空间中地板表面200的其他部分更脏。在一些实施方式中，碎屑检测传感器147(如图2所示)能够检测通过吸气通道145的碎屑数量或碎屑的速度。碎屑检测传感器147可用于检测已经摄入到机器人100的碎屑，或检测地板表面200上的碎屑，而机器人100不必为碎屑检测传感器147检测碎屑而摄入碎屑。碎屑检测传感器147可以检测代表碎屑类型的信息，例如，尺寸、质地、碎屑是否可以被摄入机器人100，或关于碎屑的其他信息，从而对碎屑进行分类。

碎屑检测传感器147可以是光学传感器，其被配置为在碎屑通过吸气通道145时检测碎屑。或者，碎屑检测传感器147可以是一个压电传感器，在碎屑撞击吸气通道145的壁时检测碎屑。在一些实施方式中，碎屑检测传感器147在碎屑被机器人100摄取到吸气通道145之前就检测碎屑。例如，碎屑检测传感器147可以是图像捕捉装置，其捕捉机器人100前方的地板表面200的一部分的图像。该图像捕捉装置可以设置在机器人100的前部，可以以这样的方式来检测机器人100前方的地板表面200的部分上的碎屑。然后，控制器109可以使用这些图像来检测地板表面200的这一部分上是否存在碎屑。

一个或多个电传感器被配置为检测机器人100的环境中的特征，例如物体、障碍物、地板表面200的特征、环境中墙壁上的特征。对这些特征的检测可作为控制器109的输入，以控制机器人100对地板表面200的导航。

参照图3A，传感器系统可以包括沿外壳基础设施108的底部113布置的悬崖传感器。每个悬崖传感器都是光学传感器，可以检测光学传感器下方是否存在物体，例如地板表面200。因此，悬崖传感器可以检测障碍物，如悬崖传感器所在的机器人100的部分下面的落差和悬崖，并相应地重新引导机器人。

参照图3B，传感器系统可以包括一个或多个测距传感器105，其可以检测沿地板表面200靠近机器人100的物体的位置。在一些实施方式中，测距传感器105是结构化的光传感器。在其他实施方式中，一个或多个测距传感器105可以包括非接触式飞行时间传感器，如激光器、体积点云传感器、光学点传感器、光学线传感器、红外接近传感器、激光雷达(LIDAR)和声学传感器。在测距传感器105是结构光传感器的实施方式中，测距传感器105包括一个或多个光源和一个或多个光检测器，以检测由光源发出的光的反射。一个或多个光源发出的结构光是沿着一个点、一个区域或一条线射出的。在一些实施方式中，由光源投射在机器人之前的路径上的光可以包括聚焦的光点或水平、垂直或两者排列的光线。至少基于反射光的位置，控制器109可以使用三角测量法，例如确定反射的位置和/或高度，并区分地板表面200和机器人100的路径上的障碍物。

测距传感器105安装在机器人100的前部122上。测距传感器105可以安装在保险杠内或保险杠后面，并可以由一个透明窗口保护。在一些实施方式中，测距传感器105包括第一光发射器和第二光发射器。第一光发射器可以沿着环境中的第一条线投射光线，而第二光发射器可以沿着环境中的第二条线投射光线。例如，第一光发射器可以向下倾斜，以将光投射到地板表面200上；而第二光发射器可以向上倾斜，以将光投射到地板表面200的上方。第一光发射器可以被配置为以向下的斜角(相对于水平)投射其光束以与地板表面200相交，而第二光发射器可以被配置为以向上的斜角(相对于水平)投射其结构光以与地板表面200上方的物体相交。测距传感器105可以包括光检测器，以检测由第一光发射器投射的光和由第二光发射器投射的光的反射。

传感器系统包括保险杠系统，包括保险杠107(例如，外壳基础设施108的一部分)和一个或多个检测保险杠107和环境中的障碍物之间的接触的碰撞传感器。保险杠107构成外壳基础设施108的一部分。例如，保险杠107可以形成机器人100的前部122的侧表面和前表面。例如，传感器系统可以包括碰撞传感器139a、139b。碰撞传感器139a、139b可以包括断裂光束传感器、电容式传感器或其他可以检测机器人100(例如保险杠107)和环境中的物体之间的接触的传感器。在一些实施方式中，碰撞传感器139a可用于检测保险杠107沿机器人100的前后轴FA(如图3A所示)的运动，而碰撞传感器139b可用于检测保险杠107沿机器人100的横向轴LA(如图3A所示)的运动。在一些实施方式中，机器人100可以包括接近传感器，其可以在机器人100接触物体之前检测物体，而碰撞传感器139a、139b可以检测接触保险杠107的物体，例如，响应于机器人100接触物体。

传感器系统进一步包括图像捕捉装置140，例如照相机，在外壳基础设施108的顶部。当机器人100在地板表面200上移动时，图像捕捉装置140生成机器人100的环境的数字图像。图像捕捉装置140在向上的方向上倾斜，例如，从机器人100围绕的地板表面200倾斜30度到80度之间。当相机向上倾斜时，其能够捕捉环境的墙面的图像，以便定位与墙面上的物体相对应的特征。

传感器系统可以进一步包括用于跟踪机器人100所走过的距离的传感器。例如，传感器系统可以包括与驱动轮112的马达114相关的编码器，这些编码器可以跟踪机器人100所走过的距离。在一些实施方式中，传感器系统包括朝向地板表面向下的光学传感器。该光学传感器可以是一个光学鼠标传感器(mouse sensor)。例如，光学传感器可以被定位为通过机器人100的底面113向地板表面200引导光线。光学传感器可以检测光的反射，并可以在机器人100沿地板表面200行进时，至少根据地板特征的变化来检测机器人100所行进的距离。

机器人100的边缘跟踪传感器148可以用来检测机器人100侧面的障碍物。在这方面，边缘跟踪传感器148也是障碍物检测传感器。例如，边缘跟踪传感器148可以是光学传感器、超声波传感器或其他用于检测障碍物的测距传感器。边缘跟踪传感器148可以产生指示检测到的障碍物与机器人100的距离的信号。这些信号可由控制器109用于在边缘跟踪模式下导航机器人100，其中机器人100被控制在地板表面200上跟踪障碍物的边缘，同时保持机器人100和障碍物之间的距离，例如在边缘跟踪传感器148定位的机器人100的侧边与障碍物的边缘之间。

在进一步的实施方式中，机器人100可以包括设置在机器人100外围的其他障碍物检测传感器。例如，除了测距传感器105之外，机器人100还可以在机器人100的前部包括一个或多个接近传感器。接近传感器也可用于检测机器人100前方的障碍物。

如本文所述，机器人100进一步包括侧刷150(当放置在角落时也被称为角刷)，其可旋转以将碎屑引向机器人100的清洁头170，以便清洁头170能够将碎屑收集到碎屑箱124中。图3A-3B中描绘的侧刷150的例子对应于图4A-5中描绘的侧刷的例子，尽管侧刷150在本申请描述的实施方式中可以变化。侧刷150向外延伸远离机器人100并远离机器人100的底面113。侧刷150安装在机器人100的电机152上，电机152与控制器109可操作地连接。

控制器109被配置为操作电机152以旋转侧刷150。侧刷150的宽度在2厘米至12厘米之间(例如，2厘米至12厘米之间，2厘米至4厘米之间，4厘米至12厘米之间，6厘米至10厘米之间，7厘米至9厘米之间，约3厘米或约8厘米)。侧刷150的宽度在机器人100的宽度的15％至35％之间(例如，在15％至25％之间，在20％至30％之间，在25％至35％之间，或机器人100的宽度的约25％)。宽度在清洁头170的宽度的5％至40％之间(例如，在清洁头170的宽度的5％至15％之间，10％至20％之间，20％至30％之间，25％至35％之间，30％至40％之间，约10％，或约30％)。清洁头170的宽度与侧刷150的宽度重叠的部分例如在0.5厘米至5厘米之间(例如在0.5至1.5厘米之间，1.5厘米至4厘米之间，2厘米至4.5厘米之间，2.5厘米至5厘米之间，约1厘米，或约2.5厘米)。

侧刷150靠近机器人100的侧边142a、142b中的一个侧边。在图3A所描述的例子中，侧刷150靠近侧边142a，以便在侧刷150旋转期间，侧刷150的至少一部分延伸超出侧边142a。侧刷150的中心安装为距离侧边142a一厘米到5厘米之间(例如，在1到3厘米之间，2到4厘米之间，3到5厘米之间，或离侧边142a大约3厘米)。侧刷150超出侧边142a的长度在0.25厘米到2厘米之间(例如，至少0.25厘米，至少0.5厘米，至少0.75厘米，0.25厘米到1.25厘米之间，0.5厘米到1.5厘米之间，0.75厘米到1.75厘米之间，1厘米到2厘米之间，或大约1厘米)。

侧刷150也靠近前表面141，以便在侧刷150旋转期间，侧刷150的至少一部分延伸超出机器人100的前表面141。在一些例子中，侧刷150的中心安装为距离前表面141一至5厘米(例如，在1至3厘米之间，2至4厘米之间，3至5厘米之间，或距离前表面141约3厘米)。侧刷150超出前表面141的长度在0.25厘米到2厘米之间(例如，至少0.25厘米，至少0.5厘米，至少0.75厘米，0.25厘米到1.25厘米之间，0.5厘米到1.5厘米之间，0.75厘米到1.75厘米之间，1厘米到2厘米之间，约1厘米，或约0.75厘米)。

在侧刷150同时靠近侧边142a和前表面141的情况下，侧刷150因此靠近机器人100的角部125，角部125由侧边142a、142b中的一个和前表面141限定。在某些情况下，角部125包括由侧边142a或142b和前表面141连接的圆形部分，角部125的一段由侧边142a或142b和前表面141的一段界定，基本上形成一个直角。角部125可以匹配在家庭中发现的相应的角部几何形状，例如，由障碍物定义。例如，角部125可以匹配于由家庭中的障碍物定义的相应的直角几何形状。通过定位，使侧刷150的至少一部分延伸到前表面141和侧边142a或142b之外，侧刷150可以很容易地接触和处理机器人100正下方区域之外的地板表面上的碎屑。

侧刷的示例

图4A-5说明了侧刷的一个例子，例如，侧刷400。参考图4A-5，侧刷400包括毂410和刷毛430的多个毛束420a、420b、420c、420d(统称为毛束420，并在图4C中示出)，这些毛束具有从毂410径向向外延伸的各种长度。毛束420通过臂421a、421b、421c、421d(统称为臂421)连接到侧刷400上，这些臂围绕毂410均匀间隔。侧刷400可以在侧刷400旋转时通过物理接触碎屑来清扫地板表面的碎屑。随着侧刷400的旋转，侧刷400可以将碎屑扫向机器人500的清洁入口502。

参照图4A-4C，侧刷400包括毂410，其可旋转地安装到机器人500上，例如安装到机器人500的底部501上(如图5所示)，从而使侧刷400可围绕旋转轴线411旋转。毂410可安装在机器人500上，使侧刷400的旋转轴线411与垂直轴形成0到5度之间的角度。例如，毂410被安装到机器人500的电机(例如，电机152)上。毂410在电机的驱动下旋转，从而使臂421和毛束420也旋转。

刷毛束420通过臂421连接到毂410上。本公开内容描述了毛束420a和臂421a的特征。刷毛束和臂的数量在各个实施方式中可以不同。例如，在一些实施方式中，侧刷400可以包括一个、两个、三个、五个、六个或更多个刷毛束和臂。毛束420b、420c、420d和臂421b、421c、421d可以具有类似于下面描述的毛束420a和臂421a的特征。

参照图4D，毛束420a包括不同长度的刷毛。毛束430a包括第一组刷毛431、第二组刷毛432和第三组刷毛433。第一组刷毛431在距离侧刷400的中心450大约第一距离471处具有远端尖端434，第一组刷毛432在距离侧刷400的中心450大约第二距离472处具有远端尖端435，第三组刷毛433在距离侧刷400的中心450大约第三距离473处具有远端尖端436。如图4C所示，第一距离471大于第二距离472和第三距离473。每组刷毛431、432、433内的刷毛的长度可以不同。在这方面，第一、第二和第三距离473可以对应于远端尖端434、435、436和中心450之间的平均距离、对应于远端尖端434、435、436和中心450之间的最大距离或者对应于远端尖端434、435、436和中心450的最小距离。

各组刷毛431、432和433的第一、第二和第三距离471、472、473在实施方式中可以不同。在一些实施方式中，第二和第三距离473可以彼此相等。在一些实施方式中，第一距离471比第二距离472大25％至75％(例如，25％至50％，40％至60％，50％至75％等)。第一距离471可以在3至10厘米之间，而第二和第三距离可以在1至5厘米之间。

刷毛束420a通过从毂410延伸的臂421a连接到侧刷400上。臂421a连接到刷毛束420a到毂410，这样刷毛束420从臂421a的远端延伸到刷毛束420的刷毛430的远端尖端。臂421a的近端连接到毂410。

臂421a可从侧刷400的旋转轴径向向外延伸。在一些实施方式中，臂421a可进一步向地板表面向下延伸，例如，与水平轴形成5至45度的角度。臂421a也可以相对于径向轴线延伸一个角度，例如，形成一个5至15度的角度。

臂421a在刷毛束420a的刷毛的近端紧紧包围着刷毛束420a。刷毛束420a的第一组刷毛431对应于刷毛束420a的中心组刷毛。相对于第一组刷毛431，第二组和第三组刷毛432、433从臂421的中心向外径向定位，而第一组刷毛431定位在臂421的中心。

图4D-4E说明了第一、第二和第三组刷毛431、432、433的不同配置示例，具体显示了刷毛束420a穿过臂421a的横向截面示例。图4D显示了一个例子，其中第一组刷毛431(在图4D中示意性地表示为阴影)被第二和第三组刷毛432、433包围。在这样的例子中，第二组和第三组刷毛432、433形成一组基本一致的刷毛，其围绕着第一组/中央组刷毛431。具体来说，这几组刷毛432、433在横向截面上围绕这组刷毛431布置360度。图4E显示了另一个示例，其中第一组刷毛431(在图4D中示意性地表示为阴影)位于第二和第三组刷毛432、433之间。第二和第三组刷毛432、433被第一组刷毛431彼此分开。第二和第三组刷毛432、433设置在第一组刷毛431的侧边，特别是设置成第二和第三组刷毛432、433横向朝向，例如朝向侧刷400的旋转方向或与侧刷400的旋转方向相反。

各组刷毛431、432、433的配置定义了一个或多个空间，用于在侧刷400旋转时回收碎屑。例如，在图4C所示的例子中，第一组刷毛431和第二组刷毛432定义空间440，而第一组刷毛431和第三组刷毛433定义空间442。空间440从第二组刷毛432的远端尖端435延伸到第一组刷毛431的远端尖端434，而空间442从第三组刷毛433的远端尖端436延伸到第一组刷毛431的远端尖端434。空间440和442可以围绕臂421a沿其延伸的径向轴线对称地设置。如本申请所述，由具有不同长度的刷毛430定义的空间440和442可以允许刷毛430以可控方式捕获碎屑，例如，通过允许一组较长的刷毛431接触碎屑，然后将碎屑保持在空间440、442内。例如，如果侧刷400在旋转方向460上旋转，刷毛430接触的碎屑可以保持在空间440内。

侧刷400的刷毛束420中的刷毛430的数量可以从20到200不等。第一、第二和第三组刷毛431、432、433分别包含第一、第二和第三数量的刷毛。第一组刷毛431的数量可以多于第二组刷毛432、第三组刷毛433的数量，或多于第二和第三组刷毛432、433的数量总和。例如，第二组刷毛432中的第二数量的刷毛少于第一组刷毛431的第一数量的刷毛。例如，第一数量比第二数量多25％到200％，比第三数量多25％到200％。第二和第三组刷毛432、433可以有相同数量的刷毛。第一数量可以等于第二和第三数量之和。

侧刷400的第一、第二和第三组刷毛431、432、433可以由具有不同性质的材料形成。第一组刷毛431可以由第一材料(例如，第一聚合物)形成，第二组刷毛432可以由第二材料(例如，第二聚合物)形成。第一材料的硬度可以低于第二材料的硬度。第一组刷毛431的较低硬度可以进一步促进碎屑的回收，并减少第一组刷毛431对碎屑施加的力，从而减少碎屑被第一组刷毛431推动的可能性。

参照图5，侧刷400安装在机器人500上，例如安装在机器人500的角部。在机器人500的清洁操作期间，侧刷400被配置为旋转以将碎屑引向机器人500的清洁入口502(例如，类似于清洁入口117)和机器人500的可旋转部件504(例如，类似于可旋转部件118)。侧刷400可旋转，以回收地板表面上的碎屑，并将碎屑从机器人500的周边外的第一位置移动到机器人500的周边内的第二位置。特别是，侧刷400可以回收碎屑并移动碎屑，以便清洁入口502和可旋转部件504可以回收碎屑。

图6A-7说明了侧刷的另一个例子，例如，侧刷600。参考图6A-7，侧刷600包括毂610和从毂610径向向外延伸的叶片620a、620b(统称为叶片620)。如本申请所述，在侧刷600旋转时，侧刷600可以通过物理接触碎屑来舀取和携带地板表面的碎屑。当旋转时，侧刷600在地板表面上回收碎屑，并将碎屑移向自主清洁机器人700(如图7所示，与机器人100类似，但与本申请所述的侧刷600相关的某些特征除外)的清洁入口。

参照图6A，毂610可旋转地安装在机器人700上，例如安装在机器人700的底部701上(在图7中显示)。再参照图7，毂610可与电机(例如，类似于电机152)耦合，并且电机可被操作以旋转毂610，从而在机器人700清理地板表面时使侧刷600相对于机器人700的底部701旋转。

在图6A-6B所描述的例子中，叶片620在沿毂610的位置连接到毂610上，这些位置彼此间隔开来，使得侧刷600的叶片620各自从毂610径向向外延伸。例如，叶片620a、620b可以连接到毂610的位置，使两个叶片620a、620b以相反的方向远离毂610延伸(如图6A-6B所示)。叶片620可以连接到毂610的底部612。在一些实施方式中，叶片620可从毂610上拆下，这样叶片620就可以很容易地被用户更换。

叶片620b可以具有与下面描述的叶片620a类似的特征。参照图6C，叶片620a从连接到毂610的近端626延伸到远端628。远端628是叶片620a的自由端。例如，从叶片620a的近端626到远端628的长度可以在3厘米到10厘米之间(例如，在3到5厘米之间，3到7厘米，等等)。叶片620a包括凹面621、上边缘623、下边缘624和远端边缘625。

凹面从叶片620a的近端626延伸到叶片620a的远端628，其沿着延伸通过侧刷600的旋转轴线672的径向轴线670，例如穿过侧刷600的中心650的旋转轴线672。叶片620的凹面621形成在叶片620a的近端626和叶片620a的远端628之间，以便凹面621面对旋转方向665(在图7中所示)，并且叶片620的凹面621位于下边缘624和上边缘623之间。叶片620a的凹面621可以从叶片620a的近端626沿径向轴线670延伸到叶片620的远端628。

参照图6B，当上边缘623从侧刷600的毂610径向向外延伸时，上边缘623远离下边缘624延伸。上边缘623在下边缘624连接到毂610的位置之上连接到毂610。

下边缘624从连接到毂610的第一近端624a延伸到第二远端624b。回到图6C，下边缘624从第一端624a延伸到第二端624b的部分相对于轴线可以是弯曲的。在其他实施方式中，下边缘624的这一部分形成从第一端624a延伸到第二端624b的直线。在安装在机器人700上时，下边缘624可以与地板表面基本平行。例如，在第一和第二端624a、624b之间延伸的轴线与地板表面可以形成85度至90度之间的角度。延伸穿过下边缘624的第一和第二端624a、624b的轴线与侧刷600的旋转轴线672形成80至90度的角度。

上边缘623从连接到毂610的第一近端623a延伸到第二远端623b。上边缘623以一定的角度从毂610延伸出来，使得叶片620a的下边缘624和上边缘623之间的距离(在图6B中显示在叶片620a上)随着叶片620a从毂610径向向外延伸而增大。例如，下边缘624的第一端624a和第二端624b之间的第一轴线与上边缘623的第一端623a和第二端623b之间的第二轴线形成一个角度。这个角度可以在10到45度之间(例如，10到30度，20到40度，25到45度，等等)。上边缘623从第一端623a延伸到第二端623b的部分可以相对于延伸穿过第一端623a和第二端623b的轴线弯曲。在其他实施方式中，上边缘623的这一部分形成从第一端623a延伸到第二端623b的直线。此外，如图6C所示，上边缘623可以相对于下边缘624在旋转方向665上偏移。

从毂610到上边缘623的第二端623b的距离可以在例如2至10厘米之间，例如，在2至3厘米、2至5厘米、2至7厘米之间等等。例如，第二端623b和第一端623a之间沿旋转轴672的距离在0.1至2厘米之间，第一端623a和第二端623b之间沿径向轴线670的距离在2至10厘米之间。在一些实施方式中，上边缘623的第二端623b可以比下边缘624的第二端624b从毂610延伸得更远，以便叶片620a的远端边缘625(如图6B所示)与侧刷600的旋转轴线672形成一个非零角度，例如，一个在5至30度之间的角度。上边缘623的第二端623b可以比下边缘624的第二端624b在径向上进一步向外定位。从上边缘623的第一端623a到第二端623b的距离可以是，例如，比从下边缘624的第一端624a到第二端624b的距离大0到40％。

叶片620a的凹面621可以具有沿叶片620a从旋转轴线672的径向延伸方向变化的曲率轮廓。在图6D-E所示的例子中，叶片620a从远端628到近端626向内逐渐变细。图6D说明了侧刷600沿截面6D-6D的侧面横截面视图，图6E说明了叶片620a沿截面6E-6E的侧面横截面视图。图6D中所示的叶片620a的第一曲率轮廓比图6E中所示的叶片620a的第二曲率轮廓大，因为叶片620a朝向毂610向内逐渐变细。在实施方式中，叶片620a在近端626处的高度可以在0.1和1厘米之间(例如，在0.1和0.3厘米之间，0.1和0.5厘米等)，而叶片620a在远端628处的高度可以在0.3和3厘米之间(例如，在0.3和1厘米之间，0.3和2厘米等)。叶片620a在远端628处的高度可以比叶片620a在近端626处的高度大25％到200％之间。

再参考图6C，叶片620a的曲率轮廓面向旋转方向665，使得凹面621与上边缘623连接的位置相对于凹面621与下边缘624连接的位置沿旋转方向665偏移。上边缘623和下边缘624之间在离毂610的每个径向距离上沿旋转方向665的偏移定义了叶片620a的悬空部分630。例如，悬空部分630从底座部分632延伸出来。在叶片620a的横向截面中，悬空部分630是弯曲的，而底座部分632是直的。在图6D-6E所示的例子中，底座部分632与旋转轴线672形成一个非零角度。例如，这个角度可以在75至85度之间，并且底座部分632可以在与旋转方向665相反的方向上从叶片620a的下边缘624延伸。

如图6D中的悬空部分630和图6E中的悬空部分630之间的比较所示，悬空部分630可以沿着叶片620a的径向延伸而改变大小。特别是，悬空部分630的尺寸可以朝向毂610而减小。悬空部分630可以在例如0.1厘米到1厘米之间。叶片620a的悬空部分630允许叶片620更精确地控制它所回收的碎屑。例如，悬空部分630可以在物理上阻挡碎屑，这些碎屑在叶片620a旋转时可能会受到叶片620a施加的力。因此，当叶片620a旋转时，碎屑不会被弹离叶片620a，叶片620a会与碎屑保持接触。底部632可以与碎屑接触，当碎屑因叶片施加的力而移动时，碎屑可以在底部632上移动，然后因失去与叶片620a的接触而被悬空部分630挡住。通过保持与碎屑的接触，叶片620a可以更精确地引导碎屑至机器人的清洁头。

图7说明了机器人700的角部707。参考图7，与侧刷400和侧刷800类似，侧刷600可以定位在机器人700的角部707。侧刷600被定位在机器人700的底部701上，并且可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线672旋转。例如，旋转轴线672可以与地板表面形成70至90度的角度，例如，70至60度、75至65度、60至70度等。当侧刷600旋转时，叶片620可以回收地板表面上的碎屑并将碎屑移向机器人700的清洁入口702(例如，类似于清洁入口117)和机器人700的可旋转部件704(例如，类似于可旋转部件118)。随着叶片620的旋转，碎屑也可以沿着叶片620径向向外移动。在这方面，碎屑可以朝着叶片620的远端和机器人700的清洁头移动。此外，如本申请所述，叶片620的悬空部分可以阻挡碎屑被推进远离叶片620。如果碎屑向上移动，叶片620的悬空部分可以阻止碎屑在向上的方向上离开叶片620。

侧刷600和其他基于叶片配置的侧刷在各个实施方式中可以有所不同。

例如，侧刷的叶片数量可以不同。虽然图6A-7描绘了具有两个叶片620的侧刷600，但在其他实施方式中，侧刷800可以具有一个、三个、四个、五个、六个或更多个叶片620。在一些实施方式中，如果侧刷600有多个叶片，则叶片620可以围绕毂610均匀间隔，例如，如图6A-7中两个叶片620的例子所示。在其他实施方式中，叶片620围绕毂610不均匀地间隔开。

叶片620的几何形状也可以变化。在一些实施方式中，叶片620可以从毂610延伸，使得上边缘623和下边缘624可以从毂610延伸出各种角度，并且远端边缘625可以与旋转轴672线形成各种角度。上边缘623、下边缘624和远端边缘625可以具有各种曲率轮廓，例如，一个或多个边缘可以是弧形的，并且该弧形的曲率可以沿着叶片620的径向延伸而变化。在一些实施方式中，叶片620的凹面621可具有各种曲率轮廓。例如，凹面621可以具有零凹度，其可以是一个平坦的表面。

叶片的材料在各个实施方式中也可以不同。例如，叶片620可以由不同的材料形成，例如金属、塑料等。叶片620的不同部分也可以由不同的材料形成。例如，叶片620的凹面621的至少一部分可由第一材料形成，下边缘624的至少一部分可由第二材料形成。下边缘624可由一种材料形成，该材料可在侧刷600旋转时减少下边缘624与地板表面之间的摩擦。例如，下边缘624可以由微纤维、聚四氟乙烯或其他低摩擦材料形成或衬里。

叶片620可以包括增强叶片620的清扫能力的特征。在一些实施方式中，叶片620可以包括刷毛，使侧刷600更容易地啮合碎屑并将碎屑导向清洁入口702。例如，刷毛可以从叶片620延伸出来，作为叶片620的下边缘624的一部分。刷毛可以按照有关侧刷400的描述方式进行捆绑。

图8A-9说明了侧刷的另一个例子，例如侧刷800。如图8A-9所示，侧刷800包括毂810和从毂810径向向外延伸的多个臂820a、820b、820c、820d、820e(统称为臂820，并在图8C中显示)。在这个例子中，侧刷800包括五个离散的臂(如图8C所示)，围绕毂810均匀地间隔开。如本申请所述，侧刷800能够产生气流以分散地板表面的碎屑，从而使碎屑更容易被自主清洁机器人900(如图9所示，与机器人100类似，但与本申请所述的侧刷800相关的某些特征除外)获取，或将地板表面上的碎屑引向侧刷800以便侧刷800更容易接触碎屑并将碎屑引向机器人900的清洁头905(如图9所示)。此外，侧刷800也可用于在侧刷800旋转时通过物理接触碎屑来扫除地板表面的碎屑。

参照图8A，毂810可旋转地安装在机器人900上，例如，安装在机器人900的底部901(如图9所示)。再参考图9，毂810可以被固定到电机910(例如，类似于电机152)，并且致动器910可以被操作以旋转毂810，从而使侧刷800相对于机器人900的底部901旋转。臂820从毂810径向向外延伸。例如，臂820可以连接到毂810的底部812。在一些实施方式中，臂820可从毂810上拆下，这样臂820可以很容易地被用户替换。

毂810包括位于毂810的顶部814的接口816。接口816是用于将毂810与致动器910接合的机械接口，以及用于将毂810中的空气导管与机器人100的真空系统950(例如，类似于图3A中所示的真空系统119)接合的气动接口。接口816与机器人900的致动器910啮合，以便致动器910可以被驱动以旋转侧刷800，并由此旋转毂810和臂820。接口816可以进一步为机器人900的真空系统950提供气动接口，以便在真空系统950和臂820之间建立气流通道850。例如，接口816可以包括一个或多个连接真空系统950与臂820中的导管的开口。例如，接口816可以包括与机器人900的导管接合的开口，并且接口816可以进一步包括将接口816中的开口连接到臂820的导管。在这方面，接口816可以包括五个导管818a-818e(如图9所示)，它们将与臂820接合，并且特别是在真空系统950和臂820两端的开口之间形成气流通道850的一部分，如下文所述。

在图8D所示的例子中，每个臂820有一个相应的开口822a、822b、822c、822d、822e(统称为开口822)。每个开口822都与机器人900的真空系统950进行气动连通，以产生气流。臂820的形状可以是这样的，即开口822至少部分地指向水平方向。在这方面，进入开口822的气流可以从离侧刷800更远的位置吸引碎屑，而远离开口822的气流可以让气流在离侧刷800更远的位置驱散碎屑。此外，臂820可以相对于旋转方向成一定角度，例如，在与旋转方向相反的方向上。

举例来说，臂820a包括第一端823和第二端824。第一端823连接到毂810，例如连接到毂810的底部812，第二端824是臂820a的自由端。图8C说明了臂820与毂810隔开的一个例子。臂820a例如是一个从第一端823延伸到第二端824的细长管状部件，并有圆柱形的外表面。臂820是空心的。臂820a的内部部分形成导管825，其从第一端823延伸到第二端824，从而在开口822和真空系统950之间形成气流通道850的一部分。导管825可以是延伸通过臂820a中心的通孔。臂820a的第二端824上的开口826可与毂810的接口816上的相应开口连接，而该相应开口又通过机器人900的一个或多个导管与真空系统950连接。臂820a中的导管825形成气流通路850在臂820a的第一端823和臂820a的第二端824之间的部分，并将臂820a的第一端823的开口822与臂820a的第二端824的开口826相连。

在一些实施方式中，导管825在整个长度上具有均匀的直径。该直径可以在0.1到1厘米之间，例如，在0.1到0.5厘米之间，在0.3到0.7厘米之间，在0.5到0.9厘米之间等。臂820a的长度可以在2至6厘米之间，例如在2至4厘米之间，3至5厘米之间，4至6厘米之间等。

在一些实施方式中，侧刷800可以沿气流通路850的一个或多个位置包括一个或多个过滤器。例如，侧刷800可以包括过滤器860，该过滤器与臂820a是一体的。过滤器860可以设置在导管825内，例如靠近第一端823、靠近第二端824或在朝向导管825的纵向中心的位置。在过滤器860与臂820a是一体的例子中，过滤器860可以不从臂820a上移开。整个臂820a——包括过滤器860——可以从侧刷800上拆下并更换，以允许更换过滤器860。

在臂820a具有过滤器860的例子中，过滤器860可以防止小碎屑和灰尘堵塞气流通路850。例如，臂820a可以包括多个过滤机制，用于防止碎屑堵塞气流通路850。第一个过滤机制对应于导管825的相对较小的尺寸，它可以防止较大的碎屑进入气流通道850。第二过滤机制对应于过滤器860，它可以防止较细的碎屑进入气流通道850。因此，第一过滤机构可以防止尺寸大于导管825直径的碎屑进入气流通道850。第二过滤机构可以防止尺寸大于0.1至1毫米的碎屑进入气流通道850。在真空系统950对应于清洁头905的真空系统的实施方式中，可以存在对应于机器人100的过滤器(例如，高效微粒空气(HEPA)过滤器)的第三过滤机构。

本申请描述了臂820a的特征。每个臂820b、820c、820d、820e与臂820a相似，并具有与臂820a所描述的相似的特征。臂820b、820c、820d、820e可以与臂820a不同，因为臂820b、820c、820d、820e有第一端，其连接到毂810的位置与臂820a的第一端823连接到毂810的位置不同。在各臂有单独的过滤器的实施方式中，各个臂820b、820c、820d、820e可以有一个相应的过滤器。

参照图9，机器人900可以包括一个或多个阀门，其可以用来控制机器人900产生气流的位置。例如，在图9所描述的例子中，真空系统950被用来为侧刷800以及清洁头905产生气流。机器人900可以包括电子可控阀门980、990，其可用于控制气流产生的位置。阀门980被安置在用于侧刷800的气流通道850中，而阀门990被安置在用于清洁头905的气流通道902中。阀门980、990可操作地被置于打开和关闭位置。在各个实施方式中，机器人900可以控制阀门980、990，以便：(i)阀门980打开，阀门990关闭，使真空系统950的操作产生通过气流通道850的气流；(ii)阀门980关闭，阀门990打开，以便真空系统950的操作产生通过气流通道902的气流，或(iii)阀门980和阀门990都打开，以便真空系统950的操作产生通过气流通道850和气流通道902的气流。

图9说明了机器人900的角部907。参照图9，与侧刷400和侧刷600类似，侧刷800可以被定位在机器人900的角部907。侧刷800被定位在机器人900的底部901上，并且可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线旋转。例如，旋转轴线可以与地板表面形成70至90度之间的角度，例如，70至80度之间、75至85度之间、80至90度之间等。侧刷800延伸超出机器人100的底部901的外周界915。特别是，侧刷800的每个臂820是可定位的(例如，可响应侧刷800的旋转而旋转)，以便该臂的至少部分延伸到机器人100的底部901的外周界915之外。在这方面，侧刷800的每个开口822和侧刷800的臂820的每个第一端(例如，第一端823)类似地可定位在机器人100的底部901的周界915之外。

机器人100的真空系统950(如图9所示)可以被操作以产生通过开口822和真空系统950之间的气流通路850的气流。例如，真空系统950包括从机器人100的环境中吸取空气的入口和一个将空气排出机器人100而进入环境的出口。气流通路850包括在臂820的开口822处的端部和连接到真空系统950的另一端部(可以对应于排气或进气)。气流通路850进一步由臂820中的导管、毂810中的连接到臂820中导管的导管、在毂810的接口816处的将毂810中导管连接到机器人100中一个或多个导管的开口、以及机器人100中的将毂810中导管连接到真空系统950的一个或多个导管定义。

在一些实施方式中，进气口对应于开口822。真空系统950通过吸引空气通过开口822并进入气流通道850而产生气流。然后，真空系统950通过机器人100的排气装置将气流排出到环境中。在这样的配置中，由真空系统950产生的气流导致空气被吸入开口822，该空气可将地板表面上的碎屑带向开口822，从而带向侧刷800。

在一些实施方式中，入口对应于机器人100的与开口822不同的开口。真空系统950被配置为从机器人100的环境中吸取空气，通过真空系统950，并从侧刷800的开口822中出来。真空系统950通过吸取空气通过与开口822不同的开口产生气流，并通过开口822将气流排出到环境中。在这样的配置中，由真空系统950产生的气流使空气从开口822排出，该空气分散地板表面的碎屑。碎屑的分散可以使碎屑远离地板表面的一部分，否则该部分的碎屑将无法被清洁头905接触到，例如无法被侧刷800物理接触到的位置的碎屑或无法被清洁头905接触到的位置的碎屑。

在一些实施方式中，用于侧刷800的真空系统对应于用于机器人100的清洁头的同一真空系统，而在其他实施方式中，用于侧刷800的真空系统独立于用于机器人100的清洁头的真空系统。例如，在一些实施方式中，单个真空系统(例如真空系统950)用于产生用于侧刷800的气流和用于产生用于清洁头905的清洁入口的气流。在其他实施方式中，用于侧刷800的真空系统950可以是第一真空系统，并且机器人100可以包括与清洁头905的清洁入口进行气动连通的第二真空系统。

在机器人900的操作过程中，机器人900可以使用侧刷800将碎屑扫向清洁头905，并产生气流以分散地板表面的碎屑或将碎屑引向侧刷800。为了旋转侧刷800，机器人900可以有选择地操作致动器910。马达910可以使侧刷800沿旋转方向930旋转。

为了产生气流，机器人900可以有选择地操作真空系统950。在机器人900具有阀门880、890的实施方式中，机器人900可以选择性地操作阀门880、890，以控制是否为侧刷800、清洁头905或侧刷800和清洁头905两者产生气流。简要地回到图1，机器人900可以操作真空系统950以产生气流，将碎屑211移到柜子220的悬空225下面。特别是，真空系统950可以产生气流以将碎屑211从柜子220的悬臂225下面分散开来，从而允许机器人900接触到碎屑(例如，通过与侧刷800或清洁头905的物理接触)，或者真空系统950可以产生气流以将碎屑211引向侧刷800，从而允许侧刷800物理接触碎屑211并将碎屑导向清洁头905。

回到图9，在所示的例子中，侧刷800被操作以产生气流940，例如通过气流通道850，以将碎屑引向侧刷800。例如，真空系统950可以在第一方向上操作，阀门980处于打开位置，以产生进入侧刷800的臂820的气流940。阀门990可以处于打开位置或关闭位置。如果阀门990处于打开位置，那么在清洁头905处也会产生气流，以将碎屑吸入清洁头905。如果阀门990处于关闭位置，则在清洁头905处不产生气流。真空系统950也可以在阀门980处于打开位置时以第二方向操作，以产生气流流出侧刷800。如果阀门990处于打开位置，那么在清洁头905处也会产生气流，以通过清洁头905排出空气。如果阀门990处于关闭位置，则在清洁头905处不产生气流。在机器人900的清洁操作期间，机器人900可以在第一方向或第二方向上操作真空系统950。在一些例子中，当真空系统950在第一方向上操作以将碎屑吸入机器人900时，阀门990仅处于打开位置。

在一些实施方式中，机器人900的传感器系统可以检测地板表面的一部分何时不能被机器人900接触到。机器人900可以包括例如照相机(例如，图3B中所示的图像捕捉装置140)，并且照相机可以识别相对于地板表面定位的障碍物，从而地板表面的一部分可以积聚碎屑但机器人900可能无法进入。在一些实施方式中，机器人900可以通过物体识别来识别障碍物的类型，而障碍物的类型可以表明碎屑可能积聚在障碍物下方或沿着障碍物的空间中，而这些空间是机器人900无法进入的。例如，障碍物的类型可以是柜子、冰箱、咖啡桌、架子、门、凳子、桌子、柜子或其他障碍物。响应于检测到地板表面的一部分是机器人900无法进入的，机器人900可以驱动阀门980、990，以便侧刷800可以产生气流，以驱散地板表面无法进入的部分上的碎屑。

侧刷800和其他基于真空系统的侧刷在各个实施方式中可以有所不同。

例如，侧刷的臂的数量可以在各个实施方式中变化。虽然图8A-9描述了侧刷800具有五个臂820，但在其他实施方式中，侧刷800可以具有一个、两个、三个、四个、六个或更多个臂820。在一些实施方式中，如果侧刷800有多个臂，则臂820可以围绕毂810均匀地间隔开。在其他实施方式中，臂820围绕毂810不均匀地间隔开。

臂820的几何形状在各个实施方式中也可以变化。臂820可以包括增强臂820的清扫能力的特征。例如，臂820可以形成类似于侧刷600的叶片的几何形状。在其他实施方式中，臂820可以包括刷毛，使侧刷800更容易接触碎屑并将碎屑引向清洁头905。刷毛可以按照关于侧刷400的描述方式进行捆绑。

臂的材料在各个实施方式中也可以不同。例如，臂820可以由柔性聚合物材料形成。

进一步的备选实施方式

已经描述了一些实施方式。虽然本说明书包含许多具体的实施方式细节，但这些不应该被理解为对所要求的范围的限制，而范围是由权利要求本身定义的，应该被理解为对可能是特定发明的特定实施方式的特征的描述。可以理解的是，可以进行各种修改。

本说明书中在单独的实施方式背景下描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。反之，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独或以任何合适的子组合实现。此外，尽管上述特征可能被描述为在某些组合中起作用，甚至最初也是这样被要求的，但在某些情况下，可以从所要求的组合中切除一个或多个特征，并且权利要求可以指向一个子组合或子组合的变化。

虽然侧刷150被描绘为延伸到机器人100的前表面141和侧边142a之外，但在一些实施方式中，侧刷150仅延伸到机器人100的前表面141之外或仅延伸到机器人100的侧边142a之外。虽然侧刷150被显示为定位在机器人100的侧边142a附近，但在一些实施方式中，角刷可以代替定位在机器人100的侧边142b上。例如，其中一个边刷位于靠近侧边142a的位置，而另一个边刷位于靠近侧边142b的位置。

虽然机器人100在图1-3B中被描绘为包括一个侧刷150，但在其他实施方式中，机器人100包括多个侧刷。例如，机器人100可以包括一个、两个、三个、四个等侧刷150。在具有多个侧刷的实施方式中，每个侧刷可以如本申请所述，例如，侧刷400、侧刷600、侧刷800、本文所述的替代侧刷、结合本文所述特征的侧刷等，机器人100可以包括在实施方式中如此变化的侧刷。

虽然机器人100被显示和描述为在其前部122中基本上是矩形的，在其后部121中基本上是半圆形的，但机器人可以有一个形成其他形状的周界。例如，在一些实施方式中，机器人100的周界具有正方形或长方形的形状。在一些实施方式中，机器人100的周界具有圆形的形状。

虽然机器人100的清洁头170通常被描述为具有两个可旋转部件118和一个真空系统119，但在一些实施方式中，机器人100也可以具有零个、一个或三个可旋转部件，并且可以独立地具有或不具有真空系统。例如，在一些实施方式中，机器人100可以有真空系统但没有可旋转部件，而在其他实施方式中，机器人100可以有一个或多个可旋转部件但没有真空系统。在一些实施方式中，可旋转部件可以具有连接的刷毛。机器人100包括清洁垫，例如，湿的或干的擦拭物，以代替可旋转部件和清洁入口。清洁垫可以回收碎屑，而侧刷可以用来将碎屑引向清洁垫。

虽然侧刷400、600和800是显示本申请所述的特定特征的实施方式，但侧刷可以具有碎屑操纵部件的组合。例如，侧刷的一个实施方式可以包括一个或多个刷毛束420、一个或多个叶片620、一个或多个真空管臂820或它们的组合，这样每个都在不同的位置并如本申请所述独立地连接到同一侧刷的毂上。此外，侧刷的碎屑操纵臂可以结合一个或多个侧刷400、600、800的一个或多个方面。在一些实施方式中，侧刷可以具有例如一个或多个叶片620，刷毛430连接到一个或多个叶片上，一个或多个刷毛束与真空管道臂820集成，一个或多个叶片620与真空管道臂820集成，或关于侧刷400、600、800描述的一些其他特征的组合。

因此，其他实施方式也在权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种自主清洁机器人，其特征在于，所述自主清洁机器人包括：

驱动系统，所述驱动系统在地板表面上移动所述自主清洁机器人；

清洁头，所述清洁头位于所述自主清洁机器人的底部，所述清洁头被配置为在所述自主清洁机器人在所述地板表面上移动时将碎屑从所述地板表面导入所述自主清洁机器人；

侧刷，所述侧刷位于所述自主清洁机器人的底部，所述侧刷可围绕与所述地板表面形成非零角度的旋转轴线旋转，所述侧刷包括开口；以及

真空系统，所述真空系统与所述开口气动连通。

2.根据权利要求1所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述自主清洁机器人进一步包括在所述侧刷的开口和所述真空系统之间的空气通道，其中所述真空系统被配置为从所述自主清洁机器人的环境中吸取空气穿过所述开口并进入所述真空系统。

3.根据权利要求2所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述侧刷包括在所述空气通道中的过滤器。

4.根据权利要求1所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述自主清洁机器人进一步包括在所述侧刷的开口和所述真空系统之间的空气通道，其中真空系统被配置为从所述自主清洁机器人的环境中吸取空气穿过所述真空系统并将所述空气从所述侧刷的开口喷射出去。

5.根据权利要求1所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述侧刷包括：

毂，所述毂可旋转地将所述侧刷安装到所述自主清洁机器人的底部；以及

多个臂，所述多个臂从所述毂向外延伸，其中所述多个臂中的臂的远端限定所述开口。

6.根据权利要求5所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述臂是中空的，所述臂的内部部分构成所述侧刷的开口和所述真空系统之间的空气通道的一部分。

7.根据权利要求5所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述臂可从所述毂拆下。

8.根据权利要求5所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述臂的至少一部分延伸超出所述自主清洁机器人的底部的外周界，使得所述臂的远端和所述开口位于自主清洁机器人的底部的外周界之外。

9.根据权利要求1或权利要求2-8中的任意一项所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述侧刷包括多个开口，其中所述多个开口包括前述开口，并且所述真空系统与所述多个开口中的每个开口都气动连通。

10.根据权利要求1或权利要求2-8中任意一项所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述真空系统与所述清洁头的真空入口气动连通。

11.根据权利要求1或权利要求2-8中的任意一项所述的自主清洁机器人，其特征在于，所述真空系统是第一真空系统，自主清洁机器人包括与所述清洁头的真空入口气动连通的第二真空系统。

12.一种用于自主清洁机器人的侧刷，所述自主清洁机器人可在地板表面上移动，其特征在于，所述侧刷包括：

毂，所述毂可旋转地安装在所述自主清洁机器人上，使得所述侧刷可围绕与地板表面形成非零角度的旋转轴线在旋转方向上旋转；以及

臂，所述臂在其远端包括开口，当所述毂安装在所述自主清洁机器人上时，所述臂的内部部分被配置为形成所述侧刷的开口和所述自主清洁机器人的真空系统之间的空气通路的一部分。

13.根据权利要求12所述的侧刷，其特征在于，所述臂可从所述毂拆下。

14.根据权利要求12所述的侧刷，其特征在于，所述侧刷包括多个开口，所述多个开口包括前述开口，当所述毂安装到自主清洁机器人时，所述多个开口被配置成使所述自主清洁机器人的真空系统与所述多个开口中的每个开口都气动连通。

15.权利要求14所述的侧刷，其特征在于，所述多个开口包括三个或更多个开口。

16.权利要求12或权利要求13-15中任意一项所述的侧刷，所述侧刷进一步包括在所述空气通道中的过滤器。

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