CN219109328U - 一种污水收集装置及扫拖一体清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种污水收集装置及扫拖一体清洁机器人，包括前部下倾的集水盖板，集水盖板的底面设有倾斜设置的集水槽，集水槽的前部为角形并在前端设有排水孔，集水槽的后端为敞口；在集水盖板的后部上方设有刮板支撑，刮板支撑上设有前部下倾的刮水板、刮水板的前部伸入集水槽后端的敞口内；本实用新型的有益技术效果是：倾斜设置的集水槽有利于汇集从拖地毛刷表面刮下的污物、污水，在吸水装置的作用下将污水吸入并收集到污水箱中，从而实现将全部污物和污水吸入污水箱的效果，避免污水和污物在集水槽内产生沉积；将扫地和拖地功能集于一身，具有清洁效率高、使用方便的特点，适应于大型、复杂的工作场景。

Description

一种污水收集装置及扫拖一体清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种污水收集装置及扫拖一体清洁机器人。

背景技术

机器人产业的不断发展给人类社会提供了新的可能。相比于人类，机器人的非生物特性使得其更加适合从事繁重、重复、持续时间长的工作。越来越多的机器人被应用到各个领域，如军事、工业、服务业等领域。清洁机器人是一类应用较广的机器人，随着科学技术的不断革新突破，清洁机器人也正变得越来越智能化。现代的清洁机器人往往装配着完整的传感器系统，当处于未知的环境中时，它可以通过自身装配的传感器对周围环境进行感知、自动规划路径、有效地躲避运行过程中的静态及动态障碍物，同时对地面进行清扫，给人类带来极大便利，大大减轻人类的清洁负担。

市面上现有的很多带拖地功能的扫地机器人，其拖地滚刷因与地面始终接触，中途没有清洁机制，导致滚刷脏污后，脏污依然留在滚刷上，水继续往滚刷上渗漏，脏污便会通过滚刷上越来越多的水流到地面上，对后期清扫的地面产生二次污染，造成越拖越脏的情况。

现有技术中，专利号为CN201921672299.X的实用新型专利公开了一种扫拖一体机器人，它包括对地面清洁的清扫装置、拖地机构和净化装置，其中净化装置包括污水吸收单元和清水喷洒单元；污水吸收单元包括清污件、吸污管路、及污水箱，所述清污件沿拖地辊长度方向布置以刮除清洁层上的污水并暂时收集污水，清污件的一端与清洁层贴附设置，另一端与吸污管路的入口相接，吸污管路的出口延伸至污水箱内。该方案利用清污件13的挤压力，刮除清洁层上附着的污物以及污水，在第一引风机16的作用下污物及污水经吸污管路14回收至污水箱15内部，实现清洁层的自清洗，避免脏污拖地辊11的交叉使用，提高了工作效率。然而其水平设置的清污件在刮除清洁层的污物和污水后，污物和污水仅靠第一引风机提供的动力吸入污水箱内，所需吸力较大，而且并不利于将全部的污物和污水吸入污水箱内，污物和污水容易存于清污件内的平面上造成沉积。因此有必要对扫拖机器人的清污装置进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种扫拖一体清洁机器人上的污水收集装置，能够将拖地毛刷上的污物、污水挤压出来并收集，有利于将污物和污水全部吸入污水装置中，避免污水和污物在污水箱之外的位置产生沉积。为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种污水收集装置，包括前部下倾的集水盖板，集水盖板的底面设有倾斜设置的集水槽，集水槽的前部为角形并在前端设有排水孔，集水槽的后端为敞口；在集水盖板的后部上方设有刮板支撑，刮板支撑上设有前部下倾的刮水板、刮水板的前部伸入集水槽后端的敞口内。

较优的，刮板支撑和刮水板上均设有相对应的条形孔，刮水板通过螺栓在条形孔处安装在刮板支撑上。

本方案的工作原理和使用原理为：扫拖一体清洁机器人的拖地毛刷对底面进行擦拭后，随后拖地毛刷旋转，拖地毛刷表面沾有的污物、污水被刮水板刮下，并顺着倾斜设置的刮水板流入到下方的集水槽中，由于集水槽也呈倾斜设置且前端为角形，污物、污水将汇集到集水槽的低端，集水槽后部开有排水孔，排水孔通过污水管与污水箱连通，在吸水装置的作用下将污水吸入并收集到污水箱中。

本方案的有益效果为：倾斜设置的集水槽结构有利于将全部污物和污水吸入污水箱的效果，避免污水和污物在集水槽内产生沉积。

本实用新型还提供了一种扫拖一体清洁机器人，能够借助机器人上的扫地装置、吸尘装置和拖地装置对地面进行清理、整洁，同时具有清洗装置和污水收集装置，可以将拖地毛刷上的污水挤压出并收集，并对拖地毛刷进行清洗，提高了地面清洁效果。为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种扫拖一体清洁机器人，包括上述的污水收集装置，还包括机器人外壳、扫地主体框架、吸尘装置以及位于扫地主体框架后部的拖地主体框架；扫地主体框架的底部设有主体移动机构和扫地毛刷组件，扫地毛刷组件包括位于前部的边刷、位于后部的主滚刷以及扫地毛刷驱动装置，主滚刷的上部设有主滚刷罩壳；扫地主体框架内设有垃圾仓，垃圾仓的一侧设有与主滚刷罩壳内部连通的开口；污水收集装置设置在拖地主体框架内，拖地主体框架内还设有拖地毛刷组件、用于清洗拖地毛刷的清洗装置以及拖地毛刷驱动装置；机器人外壳内还设有与清洗装置连通的清水箱以及与污水收集装置连通的污水箱。

较优的，清洗机构包括洒水槽和清水管；洒水槽上设有漏孔且位于拖地毛刷组件的上部，清水管的上端与清水箱连接，下端安装在洒水槽之内。

较优的，集水槽的排水孔通过污水管、吸水装置与污水箱连接。

较优的，主滚刷罩壳的底部设有与主滚刷相对的后刮板。

较优的，机器人外壳的顶部装配有激光雷达，前部装配有摄像头、超声波测距模块和超声波传感器。

较优的，主体移动机构包括位于扫地主体框架底部前部的万向轮、主动轮以及与主动轮传动连接的轮毂电机。

较优的，机器人外壳的外侧设有转向灯、警示灯和显示屏。

本实用新型工作原理和使用原理为：清洁机器人在执行扫地任务时，由主体移动机构驱动清洁机器人移动；扫地毛刷驱动装置用于带动边刷和主滚刷，位于底部前方的两个边刷通过向不同方向内旋转动，将机器人前方的垃圾聚集到机器人正中间，随着机器人不断前进，当主滚刷经过已经聚拢的垃圾时，由于主滚刷的线速度方向与前进方向一致，并配合吸尘装置产生的吸力下，将可以垃圾卷起到并带入主滚刷的前上方的垃圾仓中。每隔一段时间或者待垃圾仓内的垃圾堆满时，将垃圾仓取出，倒出垃圾重新放回。与此同时，打开清洗水管，使可清水箱中的清水通过水管流向清洗装置，由清洗装置清洗拖地毛刷，湿润后的拖地毛刷在拖地毛刷驱动装置的带动下对地面进行主动擦拭。随后拖地毛刷表面沾有的污水被污水收集装置收集并流入污水箱中，并根据使用情况，对清水箱内的清水及时补充以及对污水箱进行及时清理。

本方案的有益技术效果是：1、倾斜设置的集水槽有利于汇集从拖地毛刷表面刮下的污物、污水，在吸水装置的作用下将污水吸入并收集到污水箱中，从而实现将全部污物和污水吸入污水箱的效果，避免污水和污物在集水槽内产生沉积；2、将扫地和拖地功能集于一身，具有清洁效率高、使用方便的特点，适应于大型、复杂的工作场景；3、通过激光雷达、摄像头、超声波传感器对周围环境进行感知，在控制程序的控制下自动规划路径、能有效躲避运行过程中的静态及动态障碍物，大大减轻了保洁人员的工作量。

附图说明

附图1为本实用新型扫拖一体清洁机器人的整体结构示意图。

附图2为本实用新型扫拖一体清洁机器人的侧面结构示意图。

附图3为本实用新型扫拖一体清洁机器人的底面结构示意图。

附图4为本实用新型扫拖一体清洁机器人内部的局部结构示意图。

附图5本实用新型中扫地主体的内部结构示意图。

附图6本实用新型中拖地主体的外部结构示意图。

附图7本实用新型中拖地主体内部的顶面结构示意图。

附图8本实用新型中拖地主体内部结构的透视示意图。

附图9本实用新型中拖地主体内部的局部结构示意图。

附图10本实用新型中拖地主体内部另一角度的局部结构示意图。

图中：1、机器人外壳；2、扫地主体框架；3、拖地主体框架；4、边刷；5、主滚刷；6、主滚刷罩壳；7、垃圾仓；8、隔板；9、清水箱；10、污水箱；11、洒水槽；12、刮水板；13、集水槽；14、后刮板；15、激光雷达；16、摄像头；17、超声波测距模块；18、超声波传感器；19、万向轮；20、主动轮；21、轮毂电机；22、前转向灯；23、观察窗；24、前警示灯；25、后警示灯；26、前显示屏；27、后显示屏；28、吸尘马达；29、主刷带轮；30、第一拖地毛刷31、第二拖地毛刷；32、从动轮；33、拖地毛刷电机；34、安装挡板；35、电池；36、接口；37、防漏台阶；38、垃圾仓盖；39、提手；40、排水孔；41、吸气马达；42、主刷电机；43、拖地毛刷带轮；44、集水盖板；45、刮板支撑；46、条形孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种污水收集装置及扫拖一体清洁机器人进一步说明。

需要强调的是以下实施例中提到的“前”是以清洁机器人工作中前进方向为前，反之为“后”。

如图8、图9、图10所示，一种污水收集装置，包括前部下倾的集水盖板44，集水盖板44的底面设有倾斜设置的集水槽13，集水槽13的前部为角形并在前端设有排水孔40，集水槽13的后端为敞口；在集水盖板44的后部上方设有刮板支撑45，刮板支撑45上设有前部下倾的刮水板12、刮水板12的前部伸入集水槽13后端的敞口内。

刮水板12的作用是为了将拖地毛刷上的污水、污物刮下，因此刮水板12的后端与拖地毛刷相抵接。扫拖一体清洁机器人的拖地毛刷对底面进行擦拭后，随后拖地毛刷旋转，拖地毛刷表面沾有的污物、污水被刮水板刮下，并顺着倾斜设置的刮水板流入到下方的集水槽13中，由于集水槽13也呈倾斜设置且前端为角形，污物、污水将汇集到集水槽13的低端，集水槽13后部开有排水孔40，排水孔40通过污水管与污水箱10连通，在吸水装置的作用下将污水吸入并收集到污水箱10中，避免污水和污物在集水槽13内产生沉积。在本实施例中，集水盖板44的两端通过螺栓安装在拖地主体框架3内。集水槽13为三角形结构，其顶部和后端为敞口，集水槽13通过螺栓安装在集水盖板44的底面。刮板支撑45为板状，左右两端均有安装耳，刮板支撑45在安装耳处通过螺栓安装在拖地主体框架3内，刮水板12通过螺栓安装在刮板支撑45的底面。

刮板支撑45和刮水板12上均设有相对应的条形孔46，刮水板12通过螺栓在条形孔46处安装在刮板支撑45上。通过条形孔46，可以调节刮水板12在刮板支撑45上的安装位置，继而改变刮水板12对拖地毛刷的挤压力。

如图1、图2、图3、图4所示，一种扫拖一体清洁机器人，包括上述的污水收集装置，还包括机器人外壳1、扫地主体框架2、吸尘装置以及位于扫地主体框架2后部的拖地主体框架3；扫地主体框架2的底部设有主体移动机构和扫地毛刷组件，扫地毛刷组件包括位于前部的边刷4、位于后部的主滚刷5以及扫地毛刷驱动装置，主滚刷5的上部设有主滚刷罩壳6；扫地主体框架2内设有垃圾仓7，垃圾仓7的一侧设有与主滚刷罩壳6内部连通的开口；污水收集装置设置在拖地主体框架3内，拖地主体框架3内还设有拖地毛刷组件、用于清洗拖地毛刷的清洗装置以及拖地毛刷驱动装置；机器人外壳1内横向设有隔板8，隔板8上设有与清洗装置连通的清水箱9以及与污水收集装置连通的污水箱10。

清洁机器人在执行扫地任务时，由主体移动机构驱动清洁机器人移动；扫地毛刷驱动装置用于带动边刷4和主滚刷5，位于底部前方的两个边刷4通过向不同方向内旋转动，将机器人前方的垃圾聚集到机器人正中间，随着机器人不断前进，当主滚刷5经过已经聚拢的垃圾时，由于主滚刷5的线速度方向与前进方向一致，并配合吸尘装置产生的吸力下，将可以垃圾卷起到并带入主滚刷5的前上方的垃圾仓7中。垃圾仓7为可拆式的垃圾仓，每隔一段时间或者待垃圾仓7内的垃圾堆满时，将垃圾仓7取出，将垃圾倒出后再重新放回。与此同时，打开水管阀门，使可清水箱9中的清水在重力作用下通过水管流向清洗装置，由清洗装置清洗拖地毛刷，湿润后的拖地毛刷在拖地毛刷驱动装置的带动下对地面进行主动擦拭。随后拖地毛刷表面沾有的污水被污水收集装置收集并流入污水箱10中，并根据使用情况，对清水箱9内的清水及时补充以及对污水箱10进行及时清理。

在本实施例中，机器人外壳1与扫地主体框架2和拖地主体框架3之间通过螺钉连接，机器人外壳1用于保护机器人内部的设备，同时装载多种传感器及电子设备。垃圾仓7的两侧与扫地主体框架2的内侧通过滑槽连接，通过机器人外壳1前部的前盖，可以将垃圾仓7抽出来。边刷4和主滚刷5通过支架和轴承安装在扫地主体框架2的底部，扫地毛刷驱动装置包括与主滚刷5通过皮带和主刷带轮29传动连接的主刷电机42，边刷4通过皮带和边刷4带轮与主刷带轮29传动连接。主刷带轮29和边刷4带轮均通过轴承和连接轴固定在扫地主体框架2的内侧。如图6、图7所示，拖地毛刷组件包括拖地毛刷，拖地毛刷的两端通过连接轴和轴承转动设置正在拖地主体框架3上，拖地毛刷为一个以上，在本实施例中，包括第一拖地毛刷30和第二拖地毛刷31，经由第一拖地毛刷30清洗过后，地面不可避免地会有少量的水渍残留，为了进一步提高清洁效果，第二拖地毛刷31通过旋转将剩余的水渍擦干。拖地毛刷驱动装置包括与拖地毛刷通过皮带和拖地毛刷带轮43传动连接的拖地毛刷电机33，拖地毛刷带轮43通过连接轴和轴承固定在拖地毛刷两端的支架上，支架固定在拖地主体框架3上。清水箱9和污水箱10在底部通过四个侧面的安装挡板34限位于隔板8之上，安装挡板34可以与清水箱9和污水箱10通过螺钉固定，也可以不固定以便取下清水箱9和污水箱10更换清水或污水。主滚刷罩壳6笼罩在主滚刷5的上部和后部，其内部与垃圾仓7连通，以防止从地面卷起的垃圾四散，使其向前方卷入垃圾仓7内，吸尘装置的吸尘通道可以与垃圾仓7连接，将垃圾包括灰尘收集在垃圾仓7内，垃圾仓7内可以安装布袋用于集尘，吸尘装置的吸尘通道也可以与污水箱10连接，将灰尘吸入污水箱10内，而在主滚刷5的作用下，其他垃圾则被带入垃圾仓内。在本实施例中，吸尘装置为吸尘马达28。另外为整个清洁机器人提供动力源的电池35也安装在隔板8之上，在机器热外壳的侧面设有用于给电池35充电的接口36。

如图5所示，在垃圾仓的一侧与主滚刷5相对应的开口处设有防漏台阶37，防漏台阶37朝向主滚刷5的一侧为斜面，另一侧隆起高于斜面，可以有效保证机器人在工作中垃圾不会从垃圾仓中撒落。在本实施例中，垃圾仓还设有透明的垃圾仓盖38以及提手39，机器人外壳1对应位置设有透明的观察窗23，通过透明的观察窗23可以观察到垃圾仓内的堆积情况，当垃圾仓的垃圾足够多需要清理时，可通过打开位于机器人外壳1前部的前盖，利用提手39将垃圾仓抽出并将垃圾倾倒出去。

清洗机构包括洒水槽11和清水管；洒水槽11上设有漏孔且位于拖地毛刷组件的上部，清水管的上端与清水箱9连接，下端安装在洒水槽11之内。

在清洁机器人启动扫地和拖地工作时，清水箱9中的清水在重力的作用通过水管流入洒水槽11，清水穿过洒水槽11上一排以上的漏孔均匀地滴落在第一拖地毛刷30上，清水将第一拖地毛刷30浸湿，在本实施例中，由拖地毛刷电机33通过皮带传动的方式驱动第一拖地毛刷30逆时针(如图8)旋转，对地面进行主动擦拭。在前进过程中，第二拖地毛刷31通过旋转将剩余的水渍擦干。

集水槽13的排水孔40通过污水管、吸水装置与污水箱10连接。在第一拖地毛刷30对底面进行擦拭后，随后第一拖地毛刷30旋转，第一拖地毛刷30表面沾有的污水被刮水板12刮下，并顺着倾斜设置的刮水板12流入到下方的集水槽13中，由于集水槽13也呈倾斜设置且前端为角形，污物、污水将汇集到集水槽13的低端，集水槽13后部开有排水孔40，排水孔40通过污水管与污水箱连通，在吸水装置的作用下将污水吸入并收集到污水箱10中。在本实施例中，吸水装置为吸气马达41，吸气马达41安装在污水箱10的上部。

主滚刷罩壳6的底部设有与主滚刷5相对的后刮板14。后刮板14为平行于主滚刷5直径的竖向板，其底部伸入主滚刷5的刷毛内，用于刷理刷毛，防止毛发、长条形垃圾卷在刷毛内，避免影响主滚刷5的正常工作。在本实施例中，后刮板14与主滚刷罩壳6一体连接。

机器人外壳1的顶部装配有激光雷达15，前部装配有摄像头16、超声波测距模块17和超声波传感器18。

激光雷达15安装在机器人外壳1的顶部，负责将四周的环境信息转换成数字信号发送给清洁机器人内部的控制器，控制器会根据该信息判断周围地形及障碍物情况，并及时规划出合理路径。超声波传感器18和超声波测距模块17安装在机器人外壳1的正前方，负责检测激光雷达15盲区的障碍物信息，若发现疑似障碍物，超声波测距模块17、超声波传感器18会将信息反馈给控制器，控制器根据障碍物的位置、机器人与障碍物的距离及时下达避障或停止指令。在本实施例中，在机器人外壳1的前方共设有一组摄像头、两组超声波传感器和一组超声波测距模块，一组超声波测距模块位于两组超声波传感器之间；控制器的型号为但不限于沐渥MWOOW_S1型集成电路板，超声波传感器18的型号为但不限于施耐德XXV18B1NAL10，超声波测距模块的型号为但不限于HG-C40U；激光雷达15的型号为但不限于蓝海LDS-U50C-S型，摄像头16的型号为但不限于永利BJ-JZY1807型。

主体移动机构包括位于扫地主体框架底部前部的万向轮、主动轮以及与主动轮传动连接的轮毂电机。万向轮19通过转轴转动安装在扫地主体框架2底部的前部，通过轮毂电机21驱动主动轮20转动，从而带动整个清洁机器人运动，控制器通过超声波测距模块17、超声波传感器18、激光雷达15以及外界通讯设备输入的信息做出相应决策，并交予轮毂电机21执行。在本实施例中，拖地主体框架3的底部还设有从动轮32，起到辅助支撑清洁机器人的作用，在主动轮20的带动下，从动轮32跟着旋转前进即可。从动轮32通过转轴和轴承转动安装在拖地主体框架3的底部。

机器人外壳的外侧设有转向灯、警示灯和显示屏。在本实施例中，前转向灯22安装在机器人壳体的前方两侧，警示灯包括前警示灯24和后警示灯25，前警示灯24安装在机器人外壳1的上方，后警示灯25安装在机器人外壳1的后两侧，负责警示路过的行人。显示屏包括位于机器人外壳1前部和后部的前显示屏26和后显示屏27，用于查看机器人工作信息和参数以及投放广告。

Claims (10)

1.一种污水收集装置，其特征在于，包括前部下倾的集水盖板(44)，集水盖板(44)的底面设有倾斜设置的集水槽(13)，集水槽(13)的前部为角形并在前端设有排水孔(40)，集水槽(13)的后端为敞口；在集水盖板(44)的后部上方设有刮板支撑(45)，刮板支撑(45)上设有前部下倾的刮水板(12)、刮水板(12)的前部伸入集水槽(13)后端的敞口内。

2.如权利要求1所述的污水收集装置，其特征在于，刮板支撑(45)和刮水板(12)上均设有相对应的条形孔(46)，刮水板(12)通过螺栓在条形孔(46)处安装在刮板支撑(45)上。

3.一种扫拖一体清洁机器人，其特征在于，包括权利要求1至2中任一权利要求所述的污水收集装置，还包括机器人外壳(1)、扫地主体框架(2)、吸尘装置以及位于扫地主体框架(2)后部的拖地主体框架(3)；扫地主体框架(2)的底部设有主体移动机构和扫地毛刷组件，扫地毛刷组件包括位于前部的边刷(4)、位于后部的主滚刷(5)以及扫地毛刷驱动装置，主滚刷(5)的上部设有主滚刷罩壳(6)；扫地主体框架(2)内设有垃圾仓(7)，垃圾仓(7)的一侧设有与主滚刷罩壳(6)内部连通的开口；污水收集装置设置在拖地主体框架(3)内，拖地主体框架(3)内还设有拖地毛刷组件、用于清洗拖地毛刷的清洗装置以及拖地毛刷驱动装置；机器人外壳(1)内还设有与清洗装置连通的清水箱(9)以及与污水收集装置连通的污水箱(10)。

4.如权利要求3所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，清洗机构包括洒水槽(11)和清水管；洒水槽(11)上设有漏孔且位于拖地毛刷组件的上部，清水管的上端与清水箱(9)连接，下端安装在洒水槽(11)之内。

5.如权利要求3或4所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，集水槽(13)的排水孔(40)通过污水管、吸水装置与污水箱(10)连接。

6.如权利要求3或4所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，主滚刷罩壳(6)的底部设有与主滚刷(5)相对的后刮板(14)。

7.如权利要求5所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，主滚刷罩壳(6)的底部设有与主滚刷(5)相对的后刮板(14)。

8.如权利要求3、4或7所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，机器人外壳(1)的顶部装配有激光雷达(15)，前部装配有摄像头(16)、超声波测距模块(17)和超声波传感器(18)。

9.如权利要求5所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，机器人外壳(1)的顶部装配有激光雷达(15)，前部装配有摄像头(16)、超声波测距模块(17)和超声波传感器(18)。

10.如权利要求6所述的扫拖一体清洁机器人，其特征在于，机器人外壳(1)的顶部装配有激光雷达(15)，前部装配有摄像头(16)、超声波测距模块(17)和超声波传感器(18)。

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