CN219374530U - 一种可升降的边刷组件及扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可升降的边刷组件，包括设置于动力源上的旋转件、与旋转件螺旋传动配合的边刷本体和设置于边刷本体上的盖体；旋转件与动力源的输出轴直接连接并跟随输出轴同轴旋转；边刷本体相对旋转件具有清洁位置和避障位置，旋转件通过改变旋转方向而带动边刷本体在清洁位置与避障位置之间螺旋升降，边刷本体处于清洁位置时与被清洁面接触且跟随旋转件旋转以清洁被清洁面，边刷本体处于避障位置时与被清洁面之间具有用于避障的设定间距；盖体与旋转件之间具有用于限制边刷本体螺旋下降行程的限位结构。还公开了安装有上述边刷组件的扫地机器人。应用本实用新型能够降低边刷组件的结构复杂程度、降低成本。

Description

一种可升降的边刷组件及扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种可升降的边刷组件及扫地机器人。

背景技术

扫地机器人属于清洁类智能移动式产品，在执行清扫任务时，主要依靠其中间的滚刷把地面的灰尘卷起，并依靠主机内部的风机产生的气流把灰尘吸入尘盒。由于滚刷在工作中的可覆盖的区域有限，因此在扫地机的前部滚刷的两侧位置排布两个边刷，边刷在地面旋转时，把滚刷两侧的灰尘聚拢到滚刷可覆盖区域，便于滚刷清洁，从而加大扫地机清扫时的覆盖面积。现在市面上的扫地机器人均会在机器的底部排布一个或者两个边刷，此边刷固定在底盘上，在工作时边刷会一直处于旋转状态，当机器在爬越障碍物或者爬越地毯时，此边刷会阻碍机器爬坡或者把地毯卷起，导致机器工作运行异常，最终严重影响用户体验。相关技术中为解决上述问题，设计一套驱动机构来驱动边刷组件摆动，当遇到障碍物时通过驱动边刷组件摆动而使得边刷组件相对被清洁面起落，通过控制边刷组件升起而避开障碍物。但相关技术中的上述驱动机构需要专门另外设置一套驱动机构(一般包括驱动电机和传动组件)，整体结构过于复杂，成本很高。另外，由于边刷组件需要通过摆动的运动形式避开障碍物，其活动范围较大，就需要额外预留较大的空间供其摆动，会增加扫地机器人产品整体的体积，不符合产品小型化的设计趋势。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可升降的边刷组件及扫地机器人，用于解决现有技术中边刷组件为躲避障碍物而导致整体结构复杂、成本高、体积较大的问题。

本实用新型采用如下技术方案：一种可升降的边刷组件，用于在动力源的驱动下旋转以清洁被清洁面，该边刷组件包括：旋转件，其用于与动力源的输出轴装配；边刷本体，其与所述旋转件螺旋传动配合；以及，盖体，其设置于所述边刷本体上并跟随边刷本体同步动作；其中，所述旋转件与所述动力源的输出轴直接连接并跟随所述输出轴同轴旋转；所述边刷本体相对旋转件具有清洁位置和避障位置，所述旋转件通过改变旋转方向而带动边刷本体在清洁位置与避障位置之间螺旋升降，所述边刷本体处于清洁位置时与被清洁面接触且跟随旋转件旋转以清洁被清洁面，所述边刷本体处于避障位置时与被清洁面之间具有用于避障的设定间距；所述盖体与旋转件之间具有用于限制边刷本体螺旋下降行程的限位结构，以防止边刷本体从旋转件上脱落。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过将现有的边刷进行结构改进，再增设旋转件，将边刷本体与旋转件设计为螺旋转动配合，这样可通过旋转件改变旋转方向而带动边刷本体螺旋升降，边刷本体就能够通过直线螺旋升降而避开障碍物，而无需再额外设置复杂的驱动机构，降低结构复杂程度、降低成本。同时，由于边刷本体作直线螺旋运动，就无需额外设置较大的空间供其摆动，相较于现有技术而言，可进一步减小整体产品的设计体积。

2、通过增设盖体，利用盖体与旋转件配合限制边刷本体的螺旋下降行程，可防止边刷本体从旋转件上脱落。

3、将旋转件设计为与动力源的输出轴直接连接，并且在动力源的驱动下跟随输出轴同轴旋转，这样无需额外设置传动机构，进一步降低结构复杂程度，降低成本。同时，由于该边刷组件的结构简单，便于将该边刷组件与现有的扫地机器人的输出轴进行装配，便于推广。

优选的，所述旋转件设置有外传动螺纹齿，所述边刷本体设置有内传动螺纹槽，所述旋转件和边刷本体通过所述外传动螺纹齿和内传动螺纹槽实现螺旋传动配合。

优选的，所述边刷本体包括基板，所述基板设置有圆筒，所述圆筒内形成有所述内传动螺纹槽；所述旋转件包括顶板，所述顶板设置有圆柱，所述圆柱外形成有所述外传动螺纹齿。将内传动螺纹槽设置于边刷本体上，将外传动螺纹齿设置于旋转件上，在边刷本体和旋转件尺寸一定的情况下，上述的设置方式能够尽可能大地设计内传动螺纹槽的尺寸，这样可增加边刷本体旋转的稳定性，减少边刷本体在旋转过程中的晃动。

优选的，所述基板设置有环绕于圆筒外部的第一环状侧板，所述顶板设置有环绕于圆柱外部的第二环状侧板，所述盖体包括设置在所述第一环状侧板上的环形盖板，所述环形盖板具有与第二环状侧板间隙配合的圆孔，所述基板、顶板、第一环状侧板、第二环状侧板和环形盖板配合形成密封容腔，所述外传动螺纹齿和内传动螺纹槽被配置为始终位于所述密封容腔内。设置密封容腔，并且外传动螺纹齿和内传动螺纹槽被配置为始终位于密封容腔内，这样外部的毛发或线头就能够被阻隔，防止螺旋传动结构卷入毛发或线头，降低故障发生率。

优选的，所述第二环状侧板的口沿处向外延伸形成有环形凸缘，所述环形盖板具有在边刷本体处于清洁位置时用于与环形凸缘抵接的限位部，所述环形凸缘与所述限位部配合构成所述限位结构。这样设置的盖板一方面起到配合形成密封容腔的作用，另一方面可以与环形凸缘配合构成限位结构，结构简便同时实现较多功能。

优选的，所述旋转件设置有由顶板向圆柱延伸的安装槽或安装孔，所述旋转件通过所述安装槽或安装孔紧配合安装于输出轴上，并且所述旋转件具有关于输出轴的轴线对称的整体形状。设置安装槽或安装孔便于旋转件和输出轴的装配操作。

优选的，所述盖体还包括与环形盖板一体成型的第三环状侧板，所述第三环状侧板与第一环状侧板之间设置有卡扣结构，所述盖体和边刷本体通过所述卡扣结构卡接固定。设置第三环状侧板和卡扣结构便于盖体与边刷本体的装配操作。

优选的，所述设定间距为2mm至10mm之间的选定值。

为解决上述技术问题，本实用新型还采用如下技术方案：一种扫地机器人，包括壳体，所述壳体内设置有动力源和控制器，所述壳体下方设置有滚刷组件和边刷组件，所述边刷组件为上述技术方案中任一项所述的可升降的边刷组件，所述旋转件设置于所述动力源的输出轴上；所述控制器信号连接有用于实时监测被清洁面环境的传感器，并且所述控制器根据监测结果控制动力源驱动旋转件旋转。由于该扫地机器人安装有上述技术方案中的可升降的边刷组件，可通过控制器控制旋转件沿不同的方向转动来带动边刷本体螺旋升降，实现边刷本体在清洁位置和避障位置之间的切换，结构简便、成本低，同时可减小设计体积，符合小型化设计趋势。

优选的，所述传感器包括视觉传感器和/或地面材质传感器。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种可升降的边刷组件的结构示意图；

图2是实施例提供的边刷组件的爆炸图；

图3是应用本实施例提供的边刷组件的扫地机器人的下部示意图；

图4是图3中去掉边刷组件后的下部示意图；

图5是图4中A部分的放大示意图；

图6是扫地机器人在边刷本体处于清洁位置时的局部剖视图；

图7是扫地机器人在边刷本体处于避障位置时的局部剖视图；

图8是旋转件的结构示意图；

图9是边刷本体的结构示意图；

图10是盖体的结构示意图。

其中，1.旋转件，10.顶板，11.圆柱，110.外传动螺纹齿，12.第二环状侧板，120.环形凸缘，13.安装孔，130.卡槽，2.边刷本体，20.基板，21.圆筒，210.内传动螺纹槽，22.第一环状侧板，220.卡块，23.清洁部，3.盖体，30.环形盖板，31.第三环状侧板，310.卡口，4.密封容腔，5.壳体，6.输出轴，60.卡爪，7.视觉传感器，8.地面材质传感器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例。

实施例：本实施例提供了一种可升降的边刷组件，该边刷组件用于在动力源的驱动下旋转以清洁被清洁面。如图1和图2中所示，该边刷组件包括旋转件1、边刷本体2和盖体3，其中，旋转件1设置于动力源的输出轴上，并且本实施例中将旋转件1与动力源的输出轴直接连接。这样在动力源驱动输出轴旋转时，输出轴直接带动旋转件1跟随同轴旋转，无需再额外增加传动机构，降低结构复杂程度，同时降低成本。边刷本体2与旋转件1螺旋传动配合，具体到本实施例中，在边刷本体2上设置有内传动螺纹槽210，在旋转件1上设置有外传动螺纹齿110，两者通过内传动螺纹槽210和外传动螺纹齿110实现螺旋传动配合。盖体3设置于边刷本体2上并跟随边刷本体2同步动作。

本实施例中的边刷本体2相对旋转件1具有清洁位置和避障位置，旋转件1通过改变旋转方向而带动边刷本体2在清洁位置与避障位置之间螺旋升降，边刷本体2处于清洁位置时与被清洁面接触且跟随旋转件1旋转以清洁被清洁面，边刷本体2处于避障位置时与被清洁面之间具有用于避障的设定间距。通过将现有的边刷进行结构改进，再增设旋转件1，将边刷本体2与旋转件1设计为螺旋转动配合，这样可通过旋转件1改变旋转方向而带动边刷本体2螺旋升降，边刷本体2就能够通过直线螺旋升降而避开障碍物，而无需再额外设置复杂的驱动机构，降低结构复杂程度、降低成本。同时，由于边刷本体2作直线螺旋运动，就无需额外设置较大的空间供其摆动，相较于现有技术而言，可进一步减小整体产品的设计体积。另外，本实施例中的盖体3与旋转件1之间具有用于限制边刷本体2螺旋下降行程的限位结构，以防止边刷本体2从旋转件1上脱落。通过增设盖体3，利用盖体3与旋转件1配合限制边刷本体2的螺旋下降行程，可防止边刷本体2从旋转件1上脱落。

下面对该边刷组件的工作原理进行说明：图3示出了应用该边刷组件的扫地机器人的下部示意图，该扫地机器人包括壳体5，壳体5内设置有动力源和控制器，壳体5下方设置有滚刷组件和本实施例提供的该边刷组件。在装配时，边刷组件通过旋转件1装配至动力源的输出轴上，结合图4、图5和图8所示，本实施例中在旋转件1上设置有安装孔13，并且在安装孔13的内壁上设置有卡槽130，而在输出轴6上设置有与卡槽130相适配的卡爪60。旋转件1通过安装孔13紧配合安装在输出轴6上，并通过卡爪60与卡槽130配合进一步保证连接紧固。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以将安装孔13更改为槽的结构。扫地机器人还安装有控制器和各类传感器，传感器可监测周边环境并将相应监测参数传输至控制器，控制器根据监测参数控制扫地机器人的相应动作。本实施例中的传感器包括视觉传感器7和地面材质传感器8，通过地面材质传感器8和视觉传感器7的监测数据，控制器可以判断扫地机器人的行进方向是否有地毯等障碍物。所使用的传感器不限于本实施例中提出的视觉传感器7和地面材质传感器8，还可以选用红外传感器等。

本实施例中在扫地机器人上安装有两组边刷组件，可以理解的是，在其它的实施方式也可以安装一组或多组。以其中一组边刷组件为例进行说明，该边刷组件中的旋转件1具有相互反向的第一旋转方向和第二旋转方向。如图6中所示，在扫地机器人对被清洁面进行清洁时，边刷本体2处于清洁位置，此时边刷本体2与被清洁面接触。此时旋转件1沿第一旋转方向旋转，边刷本体2在旋转件1的带动下跟随旋转件1沿第一旋转方向旋转进行清洁。当控制器通过传感器判断行进方向有障碍物时，控制器通过动力源控制输出轴6改变旋转方向，从而带动旋转件1由第一旋转方向切换为第二旋转方向。由于边刷本体2与被清洁面接触，两者之间具有摩擦作用，当旋转件1改变旋转方向后，边刷本体2不会同步跟随旋转件1转动，由于两者螺旋传动配合，当两者旋转不同步时将发生相对螺旋升降运动。由于旋转件1沿竖直方向相对输出轴6固定，边刷本体2就会螺旋上升直至如图7中所示的避障位置，从而与被清洁面之间产生设定间距以避开障碍物。当扫地机器人离开障碍物后，控制器再通过动力源控制旋转件1改变旋转方向，与上述同理，由于边刷本体2与旋转件1螺旋传动配合，边刷本体2将螺旋下降至清洁位置，之后继续进行清洁作业。本实施例中的设定间距为4mm，可以理解的是，可根据产品的使用环境更改设定间距的具体值，可选的，设定间距为2mm至10mm之间的选定值。

需要说明的是，在边刷本体2离开被清洁面后，其旋转方向可能会改变为与旋转件1同向，但由于旋转速度存在差异，边刷本体2还是会继续螺旋上升，当边刷本体2上升到一定程度后，旋转件1上的外传动螺纹齿110就会螺旋移动至边刷本体2上的内传动螺纹槽210的端点位置，使得边刷本体2无法再继续螺旋上升移动，以此来限制边刷本体2的螺旋上升行程，使得边刷本体2在螺旋上升至预设的避障位置后就无法再继续螺旋上升。而对于边刷本体2的螺旋下降行程，如前所述，通过盖体3与旋转件1之间的限位结构来进行限制，使得边刷本体2螺旋下降至预设的清洁位置后就无法再继续螺旋下降。

另外还需要说明的是，本实施例中的边刷组件设置有两组，对于其中一组边刷组件中的旋转件1而言，其第一旋转方向为顺时针方向、第二旋转方向为逆时针方向，而对于另一组边刷组件中的旋转件1而言，其第一旋转方向为逆时针方向、第二旋转方向为顺时针方向。也即第一旋转方向和第二旋转方向并不局限某一方向，两者反向即可。

结合图8和图9中所示，本实施例中的旋转件1包括顶板10，顶板10设置有圆柱11，圆柱11外形成有外传动螺纹齿110；边刷本体2包括基板20，基板20设置有圆筒21，圆筒21内形成有内传动螺纹槽210。另外，基板20向外延伸形成有清洁部23，当边刷本体2旋转时，通过清洁部将滚刷组件两侧的灰尘聚拢到滚刷可覆盖区域，便于滚刷组件清洁。将内传动螺纹槽210设置于边刷本体2上，将外传动螺纹齿110设置于旋转件1上，在边刷本体2和旋转件1尺寸一定的情况下，上述的设置方式能够尽可能大地设计内传动螺纹槽210的尺寸。这样能够提升圆筒21尺寸相对基板20尺寸的占比，同时增加边刷本体2与旋转件1之间的螺旋传动接触面积，从而可增加边刷本体2旋转的稳定性，减少边刷本体2在旋转过程中的晃动。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以将形成有外传动螺纹齿110的圆柱11设置于基板20上，而将形成有内传动螺纹槽210的圆筒21设置在顶板10上，当然在该种情况下，旋转件1与输出轴6之间的装配方式需要相应改变。

进一步的，结合图6、图7和图10中所示，本实施例中的基板20设置有环绕于圆筒21外部的第一环状侧板22，顶板10设置有环绕于圆柱11外部的第二环状侧板12，盖体3包括设置在第一环状侧板22上的环形盖板30，环形盖板30具有与第二环状侧板12间隙配合的圆孔，基板20、顶板10、第一环状侧板22、第二环状侧板12和环形盖板30配合形成密封容腔4，外传动螺纹齿110和内传动螺纹槽210被配置为始终位于密封容腔4内。设置密封容腔4，并且外传动螺纹齿110和内传动螺纹槽210被配置为始终位于密封容腔4内，这样外部的毛发或线头就能够被阻隔，防止螺旋传动结构卷入毛发或线头，降低故障发生率。另外，本实施例中的第二环状侧板12的口沿处向外延伸形成有环形凸缘120，环形盖板30具有在边刷本体2处于清洁位置时用于与环形凸缘120抵接的限位部，环形凸缘120与限位部配合构成限位结构。这样设置的盖板一方面起到配合形成密封容腔4的作用，另一方面可以与环形凸缘120配合构成限位结构，结构简便同时实现较多功能。

本实施例中的盖体3还包括与环形盖板30一体成型的第三环状侧板31，第三环状侧板31与第一环状侧板22之间设置有卡扣结构，盖体3和边刷本体2通过卡扣结构卡接固定。设置第三环状侧板31和卡扣结构便于盖体3与边刷本体2的装配操作。具体的，卡扣结构包括设置在第三环状侧板31上的卡口310和设置在第一环状侧板22上的卡块220，在装配时，先将卡块220对准卡口310移入，再旋转盖体3使得卡块220沿周向卡入至卡口310内。

在本实用新型中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种可升降的边刷组件，用于在动力源的驱动下旋转以清洁被清洁面，其特征在于，该边刷组件包括：

旋转件(1)，其用于与动力源的输出轴装配；

边刷本体(2)，其与所述旋转件(1)螺旋传动配合；以及，

盖体(3)，其设置于所述边刷本体(2)上并跟随边刷本体(2)同步动作；

其中，所述旋转件(1)与所述动力源的输出轴直接连接并跟随所述输出轴同轴旋转；

所述边刷本体(2)相对旋转件(1)具有清洁位置和避障位置，所述旋转件(1)通过改变旋转方向而带动边刷本体(2)在清洁位置与避障位置之间螺旋升降，所述边刷本体(2)处于清洁位置时与被清洁面接触且跟随旋转件(1)旋转以清洁被清洁面，所述边刷本体(2)处于避障位置时与被清洁面之间具有用于避障的设定间距；

所述盖体(3)与旋转件(1)之间具有用于限制边刷本体(2)螺旋下降行程的限位结构，以防止边刷本体(2)从旋转件(1)上脱落。

2.如权利要求1所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述旋转件(1)设置有外传动螺纹齿(110)，所述边刷本体(2)设置有内传动螺纹槽(210)，所述旋转件(1)和边刷本体(2)通过所述外传动螺纹齿(110)和内传动螺纹槽(210)实现螺旋传动配合。

3.如权利要求2所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述边刷本体(2)包括基板(20)，所述基板(20)设置有圆筒(21)，所述圆筒(21)内形成有所述内传动螺纹槽(210)；

所述旋转件(1)包括顶板(10)，所述顶板(10)设置有圆柱(11)，所述圆柱(11)外形成有所述外传动螺纹齿(110)。

4.如权利要求3所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述基板(20)设置有环绕于圆筒(21)外部的第一环状侧板(22)，所述顶板(10)设置有环绕于圆柱(11)外部的第二环状侧板(12)，所述盖体(3)包括设置在所述第一环状侧板(22)上的环形盖板(30)，所述环形盖板(30)具有与第二环状侧板(12)间隙配合的圆孔，所述基板(20)、顶板(10)、第一环状侧板(22)、第二环状侧板(12)和环形盖板(30)配合形成密封容腔(4)，所述外传动螺纹齿(110)和内传动螺纹槽(210)被配置为始终位于所述密封容腔(4)内。

5.如权利要求4所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述第二环状侧板(12)的口沿处向外延伸形成有环形凸缘(120)，所述环形盖板(30)具有在边刷本体(2)处于清洁位置时用于与环形凸缘(120)抵接的限位部，所述环形凸缘(120)与所述限位部配合构成所述限位结构。

6.如权利要求4所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述旋转件(1)设置有由顶板(10)向圆柱(11)延伸的安装槽或安装孔(13)，所述旋转件(1)通过所述安装槽或安装孔(13)紧配合安装于输出轴上，并且所述旋转件(1)具有关于输出轴的轴线对称的整体形状。

7.如权利要求4所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述盖体(3)还包括与环形盖板(30)一体成型的第三环状侧板(31)，所述第三环状侧板(31)与第一环状侧板(22)之间设置有卡扣结构，所述盖体(3)和边刷本体(2)通过所述卡扣结构卡接固定。

8.如权利要求1所述的可升降的边刷组件，其特征在于，所述设定间距为2mm至10mm之间的选定值。

9.一种扫地机器人，包括壳体(5)，所述壳体(5)内设置有动力源和控制器，所述壳体(5)下方设置有滚刷组件和边刷组件，其特征在于，所述边刷组件为权利要求1至8中任一项所述的可升降的边刷组件，所述旋转件(1)设置于所述动力源的输出轴上；

所述控制器信号连接有用于实时监测被清洁面环境的传感器，并且所述控制器根据监测结果控制动力源驱动旋转件(1)旋转。

10.如权利要求9所述的扫地机器人，其特征在于，所述传感器包括视觉传感器(7)和/或地面材质传感器(8)。