WO2020177181A1 - 自主清洁器 - Google Patents

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孙佳俭
高胜利
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珊口(深圳)智能科技有限公司
珊口(上海)智能科技有限公司
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Abstract

本申请公开一种自主清洁器,包括:本体,包括一装配空间以及位于底面且朝向清洁面的吸尘口;动力系统,包括设置在所述本体上相对两侧用于驱动所述本体移动的驱动轮;控制系统,设置在所述本体上用于控制所述驱动轮;可手持吸尘装置,装配在所述本体的装配空间,包括模块化一体组装的电源部分、风机部分、分离及集尘部分及对接所述吸尘口的吸尘头。本申请通过在自主清洁器上设置的可手持吸尘装置,既能完成对地面进行清洁作业,又能通过将所述可手持吸尘装置从自主清洁器本体上拆卸下来,以用户手持的方式清洁现有扫地机器人难以到达的区域。

Description

自主清洁器 技术领域
本申请涉及移动机器人领域,尤其涉及一种自主清洁器。
背景技术
随着科技的发展和生活水平的提高,扫地机器人得到了广泛的应用。扫地机器人,又名自动扫地机、智能吸尘器、自主清洁器等,是智能家用电器的一种,能完成清洁、吸尘、擦地等工作。扫地机器人可受人控制(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,其可以清洁地面上的毛发、灰尘、碎屑等地面杂物。
由于现有的扫地机器人均为固定结构或一体化结构,并且只能在例如地板的水平表面上进行移动和清洁,无法清洁垂直于地面的墙体或家具等表面;同时,对于扫地机器人难以到达的区域,例如墙角、家具侧面和顶面等,扫地机器人的清洁效果欠佳或者无法完成对其的清洁作业。在这种情形下,若想达到清洁的目的,需要额外的清洁工具。例如,若用户想要清洁多层书柜,在现有的扫地机器人无法完成清洁作业的情形下,只能另外配置手持式吸尘器或其他清洁工具,极大地提高了清洁的成本。因此,现有的扫地机器人难以满足目前多功能的需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种自主清洁器,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,本申请提供一种自主清洁器,包括:本体,包括一装配空间以及位于底面且朝向清洁面的吸尘口;动力系统,包括设置在所述本体上相对两侧用于驱动所述本体移动的驱动轮;控制系统,设置在所述本体上用于控制所述驱动轮;可手持吸尘装置,装配在所述本体的装配空间,包括模块化一体组装的电源部分、风机部分、分离及集尘部分及对接所述吸尘口的吸尘头。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述吸尘口设置在所述本体的前端。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述吸尘口为左、右端之间的长度不小于所述两侧驱动轮的轮间距的二分之一。
在本申请的某些实施方式中,所述吸尘口的周缘设置有收集结构。
在本申请的某些实施方式中,所述收集结构包括朝向所述本体移动方向的扩口部以及相对所述扩口部的止挡部。
在本申请的某些实施方式中,所述收集结构为柔性材质。
在本申请的某些实施方式中,所述两侧的驱动轮位于所述吸尘口的后端。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述自主清洁器还包括设置在所述本体的前端的至少一边刷组件,所述至少一边刷组件的毛刷的旋转半径部分覆盖所述吸尘口。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述可手持吸尘装置自前向朝后向依次为所述吸尘头,分离及集尘部分,风机部分;所述电源部分设置在所述风机部分的后端;或者所述电源部分设置在所述风机部分的上侧、下侧、左侧或右侧的至少一侧。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述风机部分包括排风口,所述排风口位于所述本体的后端。
在本申请的某些实施方式中,所述可手持吸尘装置为免工具装卸的方式装配在所述本体的装配空间。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述可手持吸尘装置装配在所述本体的装配空间中并对称地位于所述本体在前后方向的中轴线上。
在本申请的某些实施方式中,所述分离及集尘部分与风机部分之间的通道上设置有过滤组件。
在本申请的某些实施方式中,所述可手持吸尘装置包括至少封装所述电源部分及风机部分的壳体,所述壳体上设置有手持部。
在本申请的某些实施方式中,所述分离及集尘部分以免工具装卸的方式装配在所述壳体上。
在本申请的某些实施方式中,所述吸尘头与分离及集尘部分为一体成型结构;或所述吸尘头与分离及集尘部分为可免工具装卸结构。
在本申请的某些实施方式中,所述吸尘头与分离及集尘部分为透明材质。
在本申请的某些实施方式中,所述分离及集尘部分包括腔室,连通所述吸尘头及所述风机部分的风道入口,包括分离室以及连通所述分离室且位于所述分离室下侧的集尘室,所述分离室与所述集尘室之间设置有柔性叶片,所述柔性叶片与所述腔室的壁之间具有间隙。
在本申请的某些实施方式中,所述集尘室的底部设置有可以开启及关闭的盖体。
在本申请的某些实施方式中,所述本体上设置有多个第一卡合结构,所述可手持吸尘装置上设置有多个对应卡合至所述第一卡合结构的第二卡合结构。
在本申请的某些实施方式中,所述第一卡合结构为突起结构,所述第二卡合结构为对应卡合所述突起结构的卡槽结构;或者所述第一卡合结构为卡槽结构,所述第二卡合结构为对应卡合所述卡槽结构的突起结构。
在本申请的某些实施方式中,所述本体上设置有落位检测部件,用于检测所述可手持吸尘装置装配在所述主体中的装配状态。
在本申请的某些实施方式中,所述本体上设置电性连接所述控制系统的第一连接器,所述可手持吸尘装置上设置有对应电性连接所述第一连接器的第二连接器。
在本申请的某些实施方式中,所述本体的至少一边侧设置有悬崖传感器。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述本体的前端设置有缓冲组件。
在本申请的某些实施方式中,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述本体的前端的周缘设置有多个障碍物检测器。
在本申请的某些实施方式中,所述控制系统包括定位及导航系统、里程计算系统、视觉测量系统、物体识别系统、语音识别系统中的至少一种系统。
在本申请的某些实施方式中,所述可手持吸尘装置上设置有用于调节所述风机输出功率的调节按钮。
在本申请的某些实施方式中,所述本体上设置有至少一个从动轮,所述从动轮与所述本体两侧的驱动轮一并保持所述本体在运动状态的平衡。
如上所述,本申请的自主清洁器具有以下有益效果:通过在所述自主清洁器上设置的可手持吸尘装置,既能完成对地面进行清洁作业,又能通过将所述可手持吸尘装置从自主清洁器本体上拆卸下来,以用户手持的方式清洁现有扫地机器人难以到达的区域。本申请自主清洁器能够满足不同清洁环境下的使用需求,实用性强,并且无需用户专门为不同的清洁环境配置不同的清洁工具,大大节省了成本;同时可手持吸尘装置是通过免工具安装的方式装配在自主清洁器本体上,无需工具即可实现拆卸和装配,操作简单方便。
附图说明
图1显示为本申请的自主清洁器的可手持吸尘装置与本体在一实施例中的分离示意图。
图2显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的底面视角示意图。
图3显示为本申请的自主清洁器在一实施例中收集结构示意图。
图4显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的剖视图。
图5显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的俯视图。
图6显示为本申请的自主清洁器的可手持吸尘装置与本体在一实施例中的组合示意图。
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形下进行机械组成、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,第一卡合结构可以被称作第二卡合结构,并且类似地,第二卡合结构可以被称作第一卡合结构,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一卡合结构和第二卡合结构均是在描述一个卡合结构,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卡合结构。
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。
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。
本申请在于公开一种移动机器人,所述移动机器人为自动执行特定工作的机器装置,它既可以接受人们指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。这类移动机器人可用在室内或室外,可用于工业或家庭,可用于取代保安巡视、取代人们清洁地面,还可用于家庭陪伴、辅助办公等。以最为常见的扫地机器人为例,扫地 机器人,又名自主清洁器、自动扫地机、智能吸尘器等,是智能家用电器的一种,能完成清洁、吸尘、擦地工作。具体地,扫地机器人可受人控制(操作人员手持遥控器或通过装载在智能终端上的APP)或按照一定的设定规则自行在房间内完成地面清洁工作,其可以清洁地面上的毛发、灰尘、碎屑等地面杂物。
由于现有的扫地机器人均为固定结构或一体化结构,并且只能在例如地板的水平表面上进行移动和清洁,无法清洁垂直于地面的墙体或家具等表面,更无法对例如床、沙发等经常需要清洁的地方进行清洁;同时,对于扫地机器人难以到达的区域,例如墙角、家具侧面和顶面等,扫地机器人的清洁效果欠佳或者无法完成对其的清洁作业。在这种情形下,若想达到清洁的目的,需要额外的清洁工具。例如,若用户想要清洁多层书柜,在现有的扫地机器人无法完成清洁作业的情形下,只能另外配置手持式吸尘器或其他清洁工具,极大地提高了清洁的成本。因此,现有的扫地机器人难以满足目前多功能的需求。
有鉴于此,本申请公开一种自主清洁器,通过在所述自主清洁器上设置可免工具安装与拆卸的可手持吸尘装置,既能完成对地面或其他水平表面的清洁作业,又能通过将所述可手持吸尘装置从自主清洁器本体上拆卸下来,以用户手持的方式清洁现有扫地机器人难以到达的区域,比如上述的沙发、桌面、床或墙等区域。本申请自主清洁器能够满足不同清洁环境下的使用需求,实用性强,并且无需用户专门为不同的清洁环境配置不同的清洁工具,大大节省了成本;同时可手持吸尘装置是通过免工具安装的方式装配在自主清洁器本体上,无需工具即可实现拆卸和装配,操作简单方便。
请参阅图1,显示为本申请的自主清洁器的可手持吸尘装置与本体在一实施例中的分离示意图,如图所示,本申请自主清洁器包括:本体10,动力系统,控制系统以及可手持吸尘装置20。
为了方便理解和清楚地表述,在本申请实施例中,将所述动力系统驱动所述本体10前进的方向定义为前向(即图1中虚线箭头所示的方向);对应的,所述本体10前进的方向的反方向定义为后向。应理解的,所述本体10前进的方向的本体10的一侧定义为前侧或前端;远离所述前侧或前端的相反方向的本体10的一侧定义为后侧或后端。
请参阅图2,显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的底面视角示意图,如图所示,所述本体10包括一装配空间以及位于底面且朝向清洁面的吸尘口100。容易理解的是,通常将自主清洁器上朝向地面方向的外表面称为底面,对应的,自主清洁器上朝向垂直向上的方向的外表面称为顶面。一般情形下,所述清洁面指的是待清洁区域所在的水平面,例如地板、桌面等,但也存在其他情形,例如书柜侧表面的垂直平面,或其他物体外表的非水平表面。通常,所述本体10具有包含顶部表面及侧部表面的壳体和底盘110(为了清楚展现内部结构, 图1中并未示出所述壳体),并整体呈扁圆柱形结构。当所述自主清洁器进行移动(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,扁圆柱形结构的自主清洁器本体10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,以减轻对自主清洁器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,在某些实施例中,自主清洁器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。
所述底盘110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所述底盘110上。在某些实施例中,所述壳体也可以由诸如塑料的材料整体成型,并且被构造为与所述底盘110互补,能为安装到底盘110的装置或部件提供保护。所述壳体的顶面还可设有其他装置。例如,在某些实施例中,在所述壳体的顶面可设有摄像装置,所述摄像装置的数量可以是一个或多个,至于摄像装置的结构及设置信息可容后详述。在某些实施例中,在所述壳体的顶面可设有拾音器,用于采集来自自主清洁器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,在壳体的顶面可设有麦克风,用于播放语音信息。在某些实施例中,在壳体的顶面可设有触控显示屏,实现良好的人机体验。
所述底盘110和壳体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,所述底盘110和壳体可形成一封装结构,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自主清洁器的各种装置或部件,例如,在本实施例中,所述容纳空间可用于容设所述动力系统、所述控制装置、所述可手持吸尘装置20和其他的相关装置或部件。所述可手持吸尘装置20为可装卸地装配在所述容纳空间内,占据所述容纳空间的一部分,并通过卡扣结构或磁吸结构实现所述可手持吸尘装置20的拆卸和固定。所述可手持吸尘装置20占据容纳空间的部分形成了所述装配空间。
在某些实施例中,所述装配空间位于所述主体10的中央,其余例如动力系统和控制装置等分别占据所述容纳空间的另一部分。例如,如图1所示,所述动力系统和控制装置分别设置在所述主体10的容纳空间的两端,中间则形成了一定大小的装配空间110,所述装配空间110用于装配所述可手持吸尘装置20。由于所述可手持吸尘装置20兼具手持吸尘器的功能,其被设计为具有较大功率的吸尘性能(相比作为扫地机器人时的吸尘功率而言),为此,所述可手持吸尘装置20需要更长的身体来优化其风道设计以满足其大功率需要,在一些实施例中,所述装配空间110的前后方向上的长度占据所述本体10在前侧至后侧的长度大于80%,诚如图1所示的实施例中,所述装配空间110在前后方向上的长度占据所述本体10在前侧至后侧的长度大约为90%,在所述本体10的前侧剩余10%的空间用于装设缓冲组件及其距离 传感组件或障碍物检测组件等。
在某些实施例中,所述本体10上设置电性连接所述控制系统的第一连接器,所述可手持吸尘装置20上设置有对应电性连接所述第一连接器的第二连接器(未予以图示)。在某些实施例中,所述第一及第二连接器为即插式连接器,例如插针式连接器、插槽式连接器、或金手指连接器等。所述第一连接器电性连接所述控制系统以及第二连接器。在某些实施例中,所述控制系统与可手持吸尘装置20之间设置有将两者电性连接的插针式连接器或插槽式连接器(或称金手指),用于实现对所述可手持吸尘装置20的风机的控制,例如,调节所述可手持吸尘装置20的风机的输出功率;所述控制系统与本体10之间设置有将两者固定电性连接的插针式连接器或插槽式连接器,用于实现对本体运动状态的控制。通过使用插针式连接器或插槽式连接器,保证了控制系统与本体和可手持吸尘装置之间的可靠电连接,避免接触不良等连接失效。
在本申请中,所述控制系统通过所述第一连接器与第二连接器的电性连接实现对所述可手持吸尘装置20的风机的控制,例如所述控制系统依据规划的路径来调整风机的输出功率;或者所述控制系统依据感测的灰尘和碎屑等污物的种类来调整风机的输出功率;或者依据检测的地板类型例如木质底板和地毯不同类型来调整风机的输出功率;另外,所述控制系统还可以通过所述第一连接器与第二连接器的电性连接实现对所述可手持吸尘装置20的电池的电量进行分析以决策是否返回充电桩进行充电。
所述底盘110上还设置有吸尘口100,所述吸尘口100位于所述自主清洁器的底面,且开口朝向清洁面。在某些实施例中,所述吸尘口100设置在所述本体10的前端,以便自主清洁器更快地接触到灰尘和碎屑等污物,并通过所述吸尘口100将污物收集起来。其中,所述污物包括但不限于:软质碎屑、团状物、条状物、硬质碎屑等。其中,所述软质碎屑举例包括:纸屑、塑料片、灰尘等。所述团状物举例包括:毛发团、塑料袋等。所述条状物举例包括:电线、线头、铁丝、布条等。所述硬质碎屑举例包括:米粒、回形针、石子、笔等居住环境和办公环境经常产生的碎屑,在此不予穷举。各种污物在尺寸上通常小于吸尘口直径并能够随空气气流进入自主清洁器的清洁装置中。
在实际应用中,吸尘口往往是一个相对于主体宽度比较小的开口,仅凭借吸尘口收集污物,清洁范围小,清洁效果弱。因此,本申请在一个示例性的实施例中提供一个收集结构,所述收集结构形成一个利于吸尘口吸入灰尘或垃圾的通道入口。
请参阅图3,显示为本申请的自主清洁器在一实施例中收集结构示意图,呈如图3所示,所述收集结构120包括收集部103、止挡部102、以及扩口部101。所述收集部103位于所述吸尘口100相对两侧,并呈由前向后收缩状态地设置在所述吸尘口100相对两侧,所述止挡 部102连接所述相对两侧的收集部103的后端,所述扩口部101形成在所述相对两侧的收集部103的前端并位于所述吸尘口100前侧,所述扩口部101在所述本体10移动方向形成开口,以扩大所述吸尘口100收集灰尘和碎屑等污物的范围。所述止挡部102与扩口部101藉由两侧的收集部103连接,并相对吸尘口100开口侧形成闭合的另一侧,以阻止所述本体10移动时收集的灰尘和碎屑等污物向后漏出。由此,所述收集结构120的高度可设置为刚好与地面接触,形状可以设置为刮片状等。在本体10移动过程中,为了减少所述收集结构120与硬表面或障碍物接触时产生的碰撞力、摩擦力和阻力,所述收集结构120使用柔性材质,使得所述收集结构120在与硬表面或障碍物接触时可在一定范围内弹性形变,以降低所述收集结构120的磨损。同时,在所述收集结构120离开硬表面或障碍物后,所述收集结构120可迅速恢复形状,在保持清洁能力的同时能够延长所述收集结构120的使用寿命。此外,由于柔性材质具有缓冲作用,从而极大程度上减少了噪音。所述柔性材质包括合成纤维、动物或植物纤维、或本领域中已知的其他纤维材料,例如聚酯橡胶等。
在某些实施例中,灰尘和碎屑等污物主要通过风机产生的吸力被吸入吸尘口100。一方面,在这种情形下,若所述吸尘口100过小或过窄,所述自主清洁器移动过程中所述吸尘口100能够一次性吸入的灰尘和碎屑等污物也会大大减少,从而影响到清洁的效率。另一方面,容易理解的是,所述吸尘口100宽度越宽则清洁范围越大,因此,为了提高清洁效率,所述吸尘口100左、右端之间的长度设置为不小于两侧驱动轮的轮间距的二分之一。当然,一般情形下,为了获得更好的清洁效果,可以在所述本体10的底部的前端设置至少一个边刷组件。如图2所示,在一个示例性的实施例中,所述自主清洁器还包括设置在所述本体10的前端的两个边刷组件30。两侧的刷组件30在工作是相向转动(相反的方向转动),用于将灰尘和碎屑刷扫至所述自主清洁器的前进路径中间,从而便于被所述吸尘口100吸入集尘室。因此,设置所述至少一边刷组件30的毛刷的旋转半径部分覆盖所述吸尘口100,以使得灰尘和碎屑等污物能够被集中至所述吸尘口100之前。
再呈如图2所示,所述刷组件30安装于所述自主清洁器底部靠近边缘位置,可以包括旋转件301、至少一个支撑部302和与装设在支撑部302上的刷毛簇303。所述旋转件301连接一动力输出轴(未予以图示),在一个示例性的实施例中,所述动力输出轴藉由一电机的转轴驱动,在另一示例性的实施例中,所述动力输出轴通过一个蜗杆结构从驱动轮的电机上获取动力,即所述驱动轮和边刷共享电机的设计。
所述支撑部302用于连接所述旋转件301和所述刷毛簇303,所述刷毛簇303由多根刷毛组成。所述支撑部302可以围绕沿垂直于地面的轴线方向均匀分布,围绕轴线总体上轴对称,并与所述本体10底部表面形成的角度小于90度。例如,在某些实施例中,所述刷组件 30设置有三个支撑部302,所述三个支撑部302围绕轴线均匀分布,彼此间隔60度。在某些实施例中,所述支撑部302可以由柔性材料比如弹性体制成,使得支撑部302在与硬表面和障碍物接触时变形。刷毛材料可以包括合成纤维、动物或植物纤维、或本领域中已知的其他纤维材料。各个刷毛簇303可以具有大致相同的长度和覆盖范围;或者,在某些实施例中,由于自主清洁器的前端边缘设置有悬崖传感器(未予以图示),而所述刷组件30与悬崖传感器的位置比较接近,在这种情形下,可以设置部分刷毛簇比另一部分刷毛簇更长,以减少刷毛簇在旋转过程中对所述自主清洁器的边缘的悬崖传感器的遮挡次数,以使悬崖传感器能够获得更加准确的检测结果。
在某些实施例中,所述刷组件30可以延伸超出所述本体10的侧表面和前表面,以使得所述刷组件30能够搅动难以到达的区域例如墙角和家具周围的灰尘和碎屑等污物。容易理解的是,在某些实施例中,所述本体10前端两侧分别设置有一个刷组件30,呈如图2所示的状态,能够兼顾前端两侧的清洁范围,清洁效率更高。
所述自主清洁器还包括动力系统,如图2所示,所述动力系统包括设置在所述本体10上相对两侧用于驱动所述本体10移动的驱动轮401。所述驱动轮401沿着底盘110的任一侧安装,通常所述驱动轮401设置位于所述吸尘口100的后端,用于驱动所述自主清洁器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,或者驱动所述自主清洁器进行姿态的调整,并且提供所述本体10与地板表面的两个接触点。所述驱动轮401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10上,且接收向下及远离所述本体10偏置的弹簧偏置。所述弹簧偏置允许驱动轮401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401的轮胎面与地面充分地接触。在本申请中,在自主清洁器需要转弯或曲线行走时,通过调整器驱动所述本体10移动的两侧的驱动轮401的转速差来实现转向。
在某些实施例中,所述本体10上还可以设置至少一个从动轮501(在某些实施例中,所述从动轮也被称为: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10上设置至少一个从动轮501,并与所述本体10两侧的驱动轮401一并保持所述本体10在运动状态的平衡。所述从动轮501可以设置在所述本体10的后部分,具体而言,呈如图2所示的状态,所述从动轮501为两个,分别设置在所述驱动轮401的后侧,并临近设置在所述可手持吸尘装置20的风机部分202和电池部分201的相对两侧,并与所述本体10两侧的驱动轮401一并保持所述本体10在运动状态的平衡。
在本申请中,请参阅图5,基于自主清洁器整机配重的考虑,所述动力系统中的驱动轮401及其驱动电机与模块化的所述可手持吸尘装置20的风机部分202和电池部分201分别位 于所述自主清洁器的本体10的前部分和后部分,以使得所述可手持吸尘装置20装配在主体10上时,整个自主清洁器的重量平衡。
为了驱动所述驱动轮401和从动轮501运转,所述动力系统还包括驱动电机。自主清洁器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所述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、转向等以调整自主清洁器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本体10上用于控制所述驱动轮401,通常设有处理器和存储器。在某些实施例中,控制系统设置在所述本体10内的电路主板上,包括存储器和处理器等,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。在某些实施例中,所述控制系统通过第一连接器与本体10电性连接,从而控制本体10的运动,所述控制系统通过与第一连接器电性连接的第二连接器与可手持吸尘装置20电性连接,实现对所述可手持吸尘装置20的控制,例如调节所述可手持吸尘装置20内风机的输出功率。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自主清洁器执行的各种程序,例如,自主清洁器的路径规划程序。所述处理器用于执行所述程序,从而控制自主清洁器进行清洁作业。
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、步骤及逻辑框图。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(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM)、电可擦编程只读存储器Electric Erasable Programmable 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。
所述控制系统还可只设置有感知系统,所述感知系统用于感测相关信号和物理量以确定移动装置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10的顶部表面(例如,顶部表面的中央区域、顶部表面中相对中央区域的前端、顶部表面中相对中央区域的后端)、侧部表面或顶部表面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表面所形成的平面成一锐角或接近于直角,用于摄取自主清洁器的操作环境的图像,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,所述本体的顶部表面可设有单目摄像头,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,所述本体的顶部表面可设有双目摄像头,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,所述本体的顶部表面可设有鱼眼摄像头,所述鱼眼摄像头凸出于本体的顶部表面,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的减震装置上,通过检测减震装置压力变化来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当自主清洁器经过凹凸表面时,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自主清洁器的缓冲组件(例如保险杠等)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10的任意位置处,通过检测自主清洁器的重力值来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当自主清洁器经过凹凸表面时,自主清洁器的重力值也随之发生变化。
在某些实施例中,所述本体10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,用于自主清洁器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10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自主清洁器边缘的底部。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10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,以检测自主清洁器的底盘110与地面之间的垂向距离变化,和/或检测自主清洁器与周边物体之间的距离变化。测距传感器可设置在自主清洁器的缓冲组件上,用于在自主清洁器行进时,测距传感器能够检测到自主清洁器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,设置在自主清洁器本体的前端。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,计算得出自主清洁器与物体之间的距离。在一具体实现上,测距传感器可包括ToF传感器,ToF(Time of Flight)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,计算得出自主清洁器与物体之间的距离。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,计算出自主清洁器与物体之间的距离。
当然,在某些实施例中,测距传感器也可设置在自主清洁器的底盘110,通过检测自主清洁器的底盘与地板表面之间的距离来确定移动装置是否经过清洁区域的凹凸表面,当自主清洁器经过凹凸表面时,测距传感器能够检测到自主清洁器底盘110与地面之间的距离变化。
为保护自主清洁器,所述本体10上还可以配置缓冲组件,用于避免因自主清洁器与清洁 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,用于缓冲自主清洁器在移动过程中与周围物体产生的碰撞。所述保险杠大致呈圆弧片状,其可安装于所述本体10的侧部面板的前向部分处。所述保险杠与所述本体10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。当自主清洁器碰撞到障碍物时,所述保险杠受力后朝向所述本体10收缩,吸收并消解碰撞到障碍物所产生的冲击力,从而保护所述自主清洁器。在某些实施例中,所述保险杠可采用多层结构,或者,在保险杠外侧还可设有软胶条等。对应的,为了检测到自主清洁器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10上设置碰撞检测传感器,所述碰撞检测传感器与保险杠相关联,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,当自主清洁器躲闪不及而碰撞到障碍物时,位于自主清洁器前部的保险杠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)来绘制自主清洁器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)来绘制自主清洁器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,大大提高自主清洁器的清洁效率。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自主清洁器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,向自主清洁器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自主清洁器当前所在的初始位置,计算获得清洁路径。在自主清洁器开始工作后,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,从而实时计算所述自主清洁器的里程。
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,所述自主清洁器内置有预先通过深度学习获取的物体识别模型,在自主清洁器工作的过程中,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,从而确认自主清洁器当前所在位置,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自主清洁器,由此使得用户能够控制自主清洁器,即使用户没有可用手来操作可与自主清洁器一起操作的手动输入设备;或者,用户还可以接收关于自主清洁器的状态的通知,而不必在物理上靠近自主清洁器。所述语音识别系统还可以定位成向用户提供可听通知,并且可以在自主清洁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移动机器人的状态,而不必转移用户的视觉注意。
结合图1、图2和图3,请参阅图4,显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的剖视图,如图所示,所述可手持吸尘装置20装配在所述本体的装配空间,自后向朝前向依次包括模块化一体组装的电源部分201、风机部分202、分离及集尘部分203及吸尘头204。呈如图4中箭头所示的方向被定义为前向。
请参阅图5,显示为本申请的自主清洁器在一实施例中的俯视图,如图5所示的实施例中,基于整个自主清洁器的配重考虑,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,呈如图5中箭头所示的方向被定义为前向。所述可手持吸尘装置20装配在所述本体的装配空间中并对称地位于所述本体10在前后方向的中轴线上,如此以使得自主清洁器10的左右两侧的驱动轮在工作中受力一致,进而更利于对自主清洁器的驱动和控制。
在一个示例性的实施例中,所述可手持吸尘装置20可藉由简单操作的工具装卸的帮助下,装配在所述本体10的装配空间与所述本体10完成拼接,以作为一个完整的自主清洁器使用。
在另一个示例性的实施例中,为便于用户的操作,本申请的可手持吸尘装置20为免工具装卸的方式装配在所述本体10的装配空间110。应理解的,所述免工具就是在不借用任何工具的情况下,通过用户的双手操作即可实现将所述可手持吸尘装置20装配在所述本体10的装配空间,完成与所述本体10完成拼接,以作为一个完整的自主清洁器使用,这样可以大大方便用户将所述自主清洁器作为两种设备使用,在需要对地面或地板进行清洁时,将所述可手持吸尘装置20装配在所述本体10上作为扫地机器人或吸尘机器人使用,呈如图6所示的状态;图6显示为本申请的自主清洁器的可手持吸尘装置与本体在一实施例中的组合示意图;在用户需要清洁例如沙发等扫地机器人或吸尘机器人不易到达的区域时,用户可在不借助任何工具的帮助下,徒手操作将所述可手持吸尘装置20自所述本体10中取下,作为一个单独的手持吸尘设备使用,呈如图1所示的状态。
在某些实施例中,所述吸尘头204可设置为与分离及集尘部分203为可免工具装卸结构,可以根据实际需要更换或配置不同的吸尘头,以达到更佳的清洁效果。在某些实施例中,所述可手持吸尘装置20的壳体上设置有手持部205,所述手持部205例如为把手或握手结构(例如凹槽、凸块等),以便于握持,呈如图1及图3所示的状态。在不同的实施例中,所述手持部205也可以采用抽拉式把手或翻转式把手。
在本申请的所述可手持吸尘装置20的设计中,基于其模块化一体组装的电源部分201、风机部分202、分离及集尘部分203及吸尘头204的配重考虑,为进一步提升所述可手持吸尘装置20的操作便利性,所述手持部205设置在所述可手持吸尘装置20本体的上侧,以便操作者作为手持吸尘器使用该可手持吸尘装置20时更为省力,相比将手持部设计在前、后、左、或右侧的方案而言,操作者在使用时更为省力。在图1、图4及图所示的实施例中,由于所述可手持吸尘装置20中的电源部分201和风机部分202占据其整体的大部分重量,本申请将所述手持部205的位置设置于所述可手持吸尘装置20中电池部分201和风机部分202的上侧,以令操作者更为省力。
如前所述,在实际应用中,为了方便抓握所述可手持吸尘装置20,在某些实施例中,所述壳体上还可以设置有手持部205。所述手持部205沿前后方向延伸连接所述壳体的两端,在本实施例中,所述壳体封装所述风机部分和电池部分,所述手持部205固定设置在所述壳体的上表面上。所述手持部205的长度可设置为方便人手抓握的长度,也可以在所述手持部205朝所述壳体外表面的内壁上设置多个凸起,以增加摩擦力,便于握持。
所述可手持吸尘装置20装配在所述本体10的装配空间,并且可以不使用工具即可进行装配和拆卸。例如,可以通过卡合结构或者磁吸结构,将所述可手持吸尘装置20以可装卸的方式装配在装配空间。
在自主清洁器作为扫地机器人、清洁机器人或吸尘机器人在地面(地板)执行清洁任务时,由于其长时间的行走会使得机身本体产生颠簸或振动,当然该振动也可能一部分是来自风机的工作振动,这会影响所述可手持吸尘装置20装设在所述装配空间110的稳定性,为此在图1所示的实施例中,所述本体10上设置有多个第一卡合结构130,所述可手持吸尘装置20上设置有多个对应卡合至所述第一卡合结构130的第二卡合结构250。可以理解的是,在所述可手持吸尘装置20装配在所述装配空间上时,为了更好的连接所述可手持吸尘装置20和所述本体10,通常设置所述第一卡合结构130和所述第二卡合结构250为相互对应的嵌合结构。例如,在某些实施例中,所述第一卡合结构130为突起结构,所述第二卡合结构250为对应卡合所述突起结构的卡槽结构,或者,所述第一卡合结构130为卡槽结构,所述第二卡合结构250为对应卡合所述卡槽结构的突起结构。
为进一步保障所述可手持吸尘装置20装设在所述装配空间110的稳定性,尤其是为了保障所述本体10的吸尘口110与所述可手持吸尘装置20的吸尘头204结合的密闭性,所述本体10的前侧还设置有第一卡合结构130,相应地,所述可手持吸尘装置20的吸尘头204上设置有对应所述第一卡合结构130的第二卡合结构250。呈如图1及图4所示的实施例中,所述本体10的前侧设置的第一卡合结构130为卡勾,相应地,所述可手持吸尘装置20的吸尘头204的侧壁上设置有对应所述第一卡合结构130的第二卡合结构250为卡槽,藉由所述卡勾和卡槽的结合使得所述可手持吸尘装置20装设在所述装配空间110时,作为自主清洁器的前端结合稳固,进而保障了吸尘口110与吸尘头204结合的密闭性,不会因为漏风而导致吸尘效率的降低。
亦或者在某些实施例中,所述可手持吸尘装置20通过磁吸结构装配在所述本体10的装配空间,所述本体10上设置多个第一磁吸结构,所述可手持吸尘装置20设置多个与第一磁吸结构一一对应的多个第二磁吸结构。这样,所述可手持吸尘装置20与所述本体10能够通过磁性吸引力连接,同时再需要分离时,又能非常方便地进行拆卸。
在一个示例性的实施例中,为检测所述可手持吸尘装置装配在所述本体10中的装配状态,所述本体10上还可以设置落位检测部件(未予以图示)。在某些实施例中,所述落位检测部件可包括霍尔感应器和磁体,其中,所述霍尔感应器设置在所述本体10的装配空间,且所述霍尔感应器与底盘110上的控制系统连接,所述磁体则设置在所述可手持吸尘装置的侧部或底部,在实际应用中,当将所述可手持吸尘装置为装配状态时,当可手持吸尘装置上的 磁体与装配空间处的霍尔感应器对应,因为受到磁场变化并切割磁力线,霍尔感应器就会输出脉冲信号,以此确定所述可手持吸尘装置放置到位或已正确落位于所述装配空间内,当所述磁体没有与所述装配空间内的霍尔感应器对应,则霍尔感应器就不会输出脉冲信号,所述控制系统因未收到相应的脉冲信号而输出报警信号,提醒使用者所述可手持吸尘装置未放置到位。
在实际应用中,常常遇到在一些清洁环境下现有的自主清洁器不能适用的情形。例如,当用户想要清洁书柜角落的灰尘,或者用户想要清洁沙发上的毛发等情形下,此时现有的自主清洁器无法自主完成清洁作业。因此,本申请自主清洁器通过装配和拆卸所述可手持吸尘装置的两种方式,提供了自主清洁和手动清洁的不同功能,用户可根据不同的清洁环境,自主选择是否将所述可手持吸尘装置拆卸下来,实用性高,且操作简便,易于上手,用户的体验感好。
诚如前述,当需要清洁地面时,可将所述可手持吸尘装置装配在所述本体上,自主清洁器可根据预先制定的程序或清洁计划完成清洁作业。在这种情形下,自主清洁器的清洁范围往往较大,例如整个房间的地板等,自主清洁器可以通过花费更多的工作时长来完成清洁,以降低对功率的要求。同时,考虑到自主清洁器的续航能力,装配状态下风机的功率往往会调低。而当用户手持所述可手持吸尘装置进行清洁时,一方面长时间的工作会导致用户劳累,另一方面,往往是需要对装配状态下自主清洁器难以清洁的区域或污物顽固的区域进行小范围的、有针对性的清洁,在这种情形下,则需要风机调节为更大的功率。因此,在某些实施例中,所述可手持吸尘装置上还可以设置有用于调节所述风机输出功率的调节按钮,以便于根据不同的应用场景或使用状态对风机的输出功率进行调节。通常,所述调节按钮可设置在所述可手持吸尘装置的外壳的表面。所述调节按钮可以为一个或者多个。在某些实施例中,所述调节按钮可以为一个,功率调节方式可设置为其根据按压的次数,选择预先设定好的不同的输出功率。例如,当用户按压所述调节按钮一次表示选择小功率,按压所述调节按钮两次表示选择大功率。或者,在某些实施例中,所述调节按钮为两个,其中一个调节按钮表示增大功率,另一个调节按钮表示减小功率;功率调节方式可设置为其根据用户按压其中一个调节按钮来实现对输出功率的增大或减小。亦或者,在某些实施例中,所述调节按钮为多个预先已设定好的多个功率级别,例如分别标出并对应的一档或抵、二档或中档、三档或高档三个调节按钮,用户可根据需要进行选择。在某些实施例中,所述调节按钮还配置有状态显示灯,显示这些按钮的状态,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输出功率(例如:大功率模式、小功率模式、待机模式障等)而显示不同的灯光颜色,或采用不同的显示 方式(例如:常亮、呼吸灯方式、闪烁等)。
请参阅图4,所述吸尘头204一端与所述吸尘口100连通,另一端与所述分离及集尘部分203的风道入口230连通,形成可供空气流通的通路。在一个示例性的实施例中,所述吸尘头204一端与所述吸尘口100连通处设置有一密封圈(未予以图示),用于密封吸尘头204与吸尘口100之间可能出现的间隙,以提升抽吸效率。
在一个示例性的实施例中,所述吸尘头204设置为与分离及集尘部分203为一体成型结构。需要理解的是,在实际应用中,对于不同清洁环境,所需要的吸尘头的形状、大小或宽度可能不同。例如对于门缝的清洁,可能需要吸尘头为相对细长的形状。
在一个示例性的实施例中,所述吸尘头204上设置有对接结构(未予以图示),所述对接结构用于对接多种适用于不同应用场景的吸头配件,所述吸头配件以其特定的功能可以呈现不同的结构,比如针对缝隙部分情节的鸭嘴式吸头或者针对大面积平面(例如床铺)的扁平式吸头等等。
诚如前述,由于所述可手持吸尘装置20兼具手持吸尘器的功能,其被设计为具有较大功率的吸尘性能(相比作为扫地机器人时的吸尘功率而言),为此,所述可手持吸尘装置20需要更长的身体来优化其风道设计以满足其大功率需要,为此,本申请的自主清洁器优化了风道的设计,即通过一个旋风分离的设计以避免风道过短可能导致的风道堵塞,例如,因风道过短导致大量垃圾或灰尘阻塞过滤网的情况。
在某些实施例中,所述分离及集尘部分203包括外壳,与吸尘头204连通的风道入口230,以及腔室,所述腔室包括分离室211以及连通所述分离室211且位于所述分离室211下侧的集尘室212。在图3所示的实施例中,所述腔室还包括外过滤器200和内过滤器210,所述外过滤器200为圆环形侧壁结构,形成圆环形风腔;或所述外过滤器200与部分外壳共同形成圆环形风腔。所述外过滤器200与外侧设置的全部外壳形成一个容纳腔221,或者,所述外过滤器200与外侧设置的部分外壳之间的空隙形成一个容纳腔221。所述内过滤器210所述在圆环形风腔内设置为环形侧壁结构,所述内过滤器210的中间部分形成分离室211。在某些实施例中,所述分离室211与所述集尘室212之间还设置有柔性叶片213,所述柔性叶片213与所述腔室的壁之间具有间隙,以使得分离室的灰尘或碎屑可以从所述间隙落入到所述集尘室212中,所述柔性叶片213的材质例如具有弹性的橡胶,当所述分离式中被分离出的碎屑面积较大,不能通过所述间隙落入到所述集尘室212中时,其也可以凭自身重量将所述柔性叶片213压弯变形以便落入到所述集尘室212中。
当所述自主清洁器移动时,灰尘和碎屑等污物由于风机产生的吸力进入吸尘口100,进而进入到与吸尘口100连通的吸尘头204中,接着通过风道入口230进入到所述分离及集尘 部分203,并在所述分离及集尘部分203实现分离。一般情形下,污物中灰尘颗粒的径向尺寸小于碎屑的径向尺寸,外过滤器210上设置的第一过滤孔的孔径大于灰尘颗粒的径向尺寸、小于碎屑的径向尺寸;内过滤器210上开设的第二过滤孔的孔径小于碎屑的径向尺寸。由于风机部分202作用使所述分离及集尘部分203的外壳的内外产生大压力差,形成气流,气流携带灰尘和碎屑等污物从风道入口230进入所述腔室,并沿圆环形风腔的内壁运动形成旋风,污物中灰尘颗粒的径向尺寸小于碎屑的径向尺寸,因外过滤器210上设置的第一过滤孔的孔径大于灰尘颗粒的径向尺寸,碎屑的径向尺寸大于内过滤器210上设置的第二过滤孔的孔径,轻小的灰尘颗粒就会在随旋风运动的过程中,受离心力作用,通过第一过滤孔进入容纳腔221静置,与碎屑分离,不再受气流扰动。由于受到重力作用,相对灰尘较重的碎屑通过所述柔性叶片213与所述腔室的壁之间的间隙掉落至集尘室212,所述柔性叶片213用于使收集的碎屑处于一个相对稳定的空间中不易乱跑,以便于后期清理。
在某些实施例中,所述集尘室212的底部设置有可以开启及关闭的盖体240,以在集尘室212集满时或需要进行清洁的时候,便于将集尘室212内的污物倾倒出来。所述盖体还包括用于将所述盖体固定于所述集尘室的固定结构。在某些实施例中,所述盖体与所述集尘室212可通过铰接结构和卡扣结构进行连接和固定,所述铰接结构可以包括例如结构简单的铰链。当需要倾倒集尘室212中的灰尘和碎屑等污物时,打开卡扣结构,通过铰链实现所述盖体与集尘室212底部的相对转动,实现所述盖体的开启和关闭。为了及时清理所述集尘室212,防止集尘室212内污物溢满,在某些实施例中,所述吸尘头204与分离及集尘部分203为透明材质,以便更加直观地观测集尘室212内的收集情形。
此时,经过外过滤器200和内过滤器210的过滤或分离,轻小的灰尘被收集在容纳腔221,而碎屑被收集在集尘室212,原本携带灰尘和碎屑等污物的气流则成为清洁气流,通过出风口排出所述分离及集尘部分203,接着通过风机入口2021进入所述风机2022。
所述风机部分包括风机入口2021和风机2022。在某些实施例中,所述分离及集尘部分203与风机入口2021之间的通道上设置有过滤组件220,所述过滤组件220与所述容纳腔221形成一定的间隙,所述过滤组件220包括滤芯或类似的过滤网结构,以进一步过滤气流,去除可能残余的灰尘,避免所述分离及集尘部分203内的污物逸出后对后面的风机2022造成损坏。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。当然,在一些情况下,所述述滤芯或类似的过滤网结构为一次性使用的耗材。
本申请的自主清洁器优化了风道的设计,即延长了整个风道的长度以满足其作为大功率手持吸尘器时对风道的需求,为此,所述风道的入风口(即吸尘口)位于在整个自主清洁器本体的前端,所述风道的排风口设计在整个自主清洁器本体的后端,使得整个风道的长度几 乎等同于所述自主清洁器本体前后侧的长度,诚如图4所示,所述风机部分202还包括排风口222,所述排风口222位于所述本体10的后端。气流通过风机入口2021进入所述风机2022,并通过排风口222排出所述可手持吸尘装置。在某些实施例中,所述排风口222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、以及排风口的尺寸等而设计。格栅的高度可略微低于气流通过所述风机2022形成的通道的高度,这样,所述格栅与所述通道的顶部也留有一定的流动空间。当然,所述排风口222也可采用其他结构,例如鳍片或通孔等。
承前所述,所述分离及集尘部分203的出风口处设置有滤芯或类似的过滤网结构以过滤空气,避免所述分离及集尘部分203内的污物逸出后对后面的风机2022造成损坏,为了避免滤芯或类似的过滤网结构的堵塞影响风道畅通,所述分离及集尘部分203的出风口截面积通常较大,而风机入口2021则会远小于所述分离及集尘部分203的出风口,因此,连通于所述分离及集尘部分203的出风口和风机入口2021的连接通道的截面也是减缩的,从而使得从所述分离及集尘部分203的滤芯或类似的过滤网结构出来的风尽量少损失地以一定方向进入风机2022。
为检测所述分离及集尘部分203装配在所述本体10中的装配状态,所述本体10上还可以设置落位检测部件。在某些实施例中,所述落位检测部件可包括霍尔感应器和磁体,其中,所述霍尔感应器设置在所述本体10的装配空间,例如底盘中邻近所述分离及集尘部分203的安装结构上,且所述霍尔感应器与底盘110上的控制系统连接,所述磁体则设置在所述分离及集尘部分203的侧部或底部,或设置在所述外过滤器200上或所述内过滤器210上。在实际应用中,当将所述分离及集尘部分203为装配状态时,当所述分离及集尘部分203上的磁体与装配空间处的霍尔感应器对应,因为受到磁场变化并切割磁力线,霍尔感应器就会输出脉冲信号,以此确定所述分离及集尘部分203放置到位或已正确落位于所述装配空间内,当所述集尘盒上的磁体没有与所述装配空间内的霍尔感应器对应,则霍尔感应器就不会输出脉冲信号,所述控制系统因未收到相应的脉冲信号而输出报警信号,提醒使用者所述分离及集尘部分203未放置到位。
所述电源部分201包括电池部分和电路部分,用于向其他用电装置例如所述动力系统和所述控制系统供电。所述电池部分可包括可充电电池(组),例如可采用常规的镍氢(NiMH)电池,经济可靠,或者,所述电池部分也可采用其他合适的可充电电池(组),例如锂电池,相比于镍氢电池,锂电池的体积比能量比镍氢电池更高;并且锂电池无记忆效应,可随用随充,便利性大大提高。所述电源部分201内还包括电池凹槽,所述可充电电池(组)安装在所述电池凹槽中,该电池凹槽的大小可以根据所安装的电池(组)来定制。所述可充电电池 (组)可以通过常规的方式安装在所述电池凹槽中,例如弹簧闩。所述电池凹槽可被电池盖板封闭,所述电池盖板可以通过常规方式固定到所述电源部分201的外壁上,例如螺丝。所述可充电电池(组)可连接有充电控制电路、电池充电温度检测电路以及电池欠压监测电路,充电控制电路、电池充电温度检测电路、以及电池欠压监测电路再与所述控制系统相连。所述电池部分、电路部分、电池凹槽由一壳体围绕形成模块化一体组装式结构,可通过预先设计、集成和组装,将各个部分集成为不同的各个模块,并最后组装为一个整体,最后由一壳体进行封装,形成模块化一体组装式结构。
自主清洁器通过设置在本体10侧部或者底部的充电电极与充电座连接进行充电。当然,实际上,所述电源部分201可采用可充电池电池之外,也可与例如太阳能电池配合使用。另外,在必要的情形下,所述电源部分201中可包括主用电池和备用电池,当主用电池电量过低或出线故障时,就可转由备用电池工作。
在某些实施例中,所述电源部分201设置在所述风机部分202的后端。当所述可手持吸尘装置20处于与所述本体10分离的状态时,容易理解的是,所述可手持吸尘装置20的重量大部分来源于所述电源部分201;而当手持所述可手持吸尘装置20时,有时需将所述吸尘口100向下朝向清洁面,若尾部过重,需要更多的力去抓握所述可手持吸尘装置20。因此,在某些实施例中,所述电源部分201还可设置在所述风机部分202的上侧、下侧、左侧或右侧的至少一侧,以使所述电源部分201接近所述可手持吸尘装置20的几何中心,所述可手持吸尘装置20的重心更靠前,使得手持所述可手持吸尘装置20时更省力。
考虑到在实际使用过程中容易出现磕碰或造成损坏,或灰尘容易进入所述电源部分201及风机部分202内部,以及考虑到风机运转产生的噪音,在某些实施例中,所述可手持吸尘装置20包括至少封装所述电源部分201及风机部分202的壳体,一方面通过壳体对其内设置的电源部分201及风机部分202进行保护,另一方面可以降低噪音;并且,所述壳体可以阻止气流从排风口222以外的地方逸散,气流的通道只有风机入口2021和所述排风口222,更有利于排风。在某些实施例中,所述分离及集尘部分203可装卸地装配在所述壳体上,以便单独拆下来进行清洗或更换。
综上所述,本申请公开的自主清洁器,通过在所述自主清洁器上设置的可手持吸尘装置,既能完成对地面或其他水平表面的清洁作业,又能通过将所述可手持吸尘装置从自主清洁器本体上拆卸下来,以用户手持的方式清洁现有扫地机器人难以到达的区域。本申请自主清洁器能够满足不同清洁环境下的使用需求,实用性强,并且无需用户专门为不同的清洁环境配置不同的清洁工具,大大节省了成本;同时可手持吸尘装置是通过免工具安装的方式装配在自主清洁器本体上,无需工具即可实现拆卸和装配,操作简单方便。
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 (29)

  1. 一种自主清洁器,其特征在于,包括:
    本体,包括一装配空间以及位于底面且朝向清洁面的吸尘口;
    动力系统,包括设置在所述本体上相对两侧用于驱动所述本体移动的驱动轮;
    控制系统,设置在所述本体上用于控制所述驱动轮;
    可手持吸尘装置,装配在所述本体的装配空间,包括模块化一体组装的电源部分、风机部分、分离及集尘部分及对接所述吸尘口的吸尘头。
  2. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述吸尘口设置在所述本体的前端。
  3. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述吸尘口为左、右端之间的长度不小于所述驱动轮的轮间距的二分之一。
  4. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述吸尘口的周缘设置有收集结构。
  5. 根据权利要求4所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述收集结构包括位于所述吸尘口相对两侧的收集部,连接所述收集部后端并位于所述吸尘口后侧的止挡部,以及形成在所述相对两侧的收集部的前端并位于所述吸尘口前侧的扩口部。
  6. 根据权利要求4或5所述的自主清洁器,其特征在于,所述收集结构为柔性材质。
  7. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述驱动轮位于所述吸尘口的后端。
  8. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述自主清洁器还包括设置在所述本体的前端的至少一边刷组件,所述至少一边刷组件的毛刷的旋转半径部分覆盖所述吸尘口。
  9. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述可手持吸尘装置自前向朝后向依次为所述吸尘头,分离及集尘部分,风机部分;所述电源部分设置在所述风机部分的后端;或者所述电源部分设置在所述风机 部分的上侧、下侧、左侧或右侧的至少一侧。
  10. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述风机部分包括排风口,所述排风口位于所述本体的后端。
  11. 根据权利要求1、9或10所述的自主清洁器,其特征在于,所述可手持吸尘装置为免工具装卸的方式装配在所述本体的装配空间。
  12. 根据权利要求1、9或10所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述可手持吸尘装置装配在所述本体的装配空间中并对称地位于所述本体在前后方向的中轴线上。
  13. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述分离及集尘部分与风机部分之间的通道上设置有过滤组件。
  14. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述可手持吸尘装置包括至少封装所述电源部分及风机部分的壳体,所述壳体上设置有手持部。
  15. 根据权利要求14所述的自主清洁器,其特征在于,所述分离及集尘部分以免工具装卸的方式装配在所述壳体上。
  16. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述吸尘头与分离及集尘部分为一体成型结构;或所述吸尘头与分离及集尘部分为可免工具装卸结构。
  17. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述吸尘头与分离及集尘部分为透明材质。
  18. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述分离及集尘部分包括腔室,连通所述吸尘头及所述风机部分的风道入口,包括分离室以及连通所述分离室且位于所述分离室下侧的集尘室,所述分离室与所述集尘室之间设置有柔性叶片,所述柔性叶片与所述腔室的壁之间具有间隙。
  19. 根据权利要求18所述的自主清洁器,其特征在于,所述集尘室的底部设置有可以开启及关闭的盖体。
  20. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述本体上设置有多个第一卡合结构,所述可手持吸尘装置上设置有多个对应卡合至所述第一卡合结构的第二卡合结构。
  21. 根据权利要求20所述的自主清洁器,其特征在于,所述第一卡合结构为突起结构,所述第二卡合结构为对应卡合所述突起结构的卡槽结构;或者所述第一卡合结构为卡槽结构,所述第二卡合结构为对应卡合所述卡槽结构的突起结构。
  22. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述本体上设置有落位检测部件,用于检测所述可手持吸尘装置装配在所述主体中的装配状态。
  23. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述本体上设置电性连接所述控制系统及动力系统的第一连接器,所述可手持吸尘装置上设置有对应电性连接所述第一连接器的第二连接器。
  24. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述本体的至少一边侧设置有悬崖传感器。
  25. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述本体的前端设置有缓冲组件。
  26. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述动力系统驱动所述本体前进的方向被定义为前向,所述本体的前端的周缘设置有多个障碍物检测器。
  27. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述控制系统包括定位及导航系统、里程计算系统、视觉测量系统、物体识别系统、语音识别系统中的至少一种系统。
  28. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述可手持吸尘装置上设置有用于调节所述风机输出功率的调节按钮。
  29. 根据权利要求1所述的自主清洁器,其特征在于,所述本体上设置有至少一个从动轮,所述从动轮与所述驱动轮一并保持所述本体在运动状态的平衡。
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