专利名称：吸尘机器人的空气回流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气回流装置。主要用于即将出现的全自动吸尘器或称吸尘机器人上。
背景技术：
目前世界上一些家电生产商正在积极研制吸尘机器人，它均是用充电电池供电的，其吸尘电机功率普遍较小，相应的吸力也较小，影响到它作为一种家用电器的效用，并且普遍的真空吸尘器在实际使用中还有一个很大的不方便——在清除内部垃圾时，要把吸尘器拆开，非常不方便，对于装着一些传感器的并且垃圾腔容量较小的吸尘机器人来说，这个问题更加突出。而从资料上看，正在研制的吸尘机器人都没有好的办法解决这个问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种吸力较高、清除内部垃圾方便的吸尘机器人的空气回流装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种吸尘机器人的空气回流装置，它包括外筒体、内筒体、转盘、转盘座以及回风管，内筒体空套于外筒体内腔下部，转盘座与内筒体上部相连，转盘下部置于转盘座内，转盘上分别开设有上、中、下三组窗口，转盘座上相应于转盘上的三组窗口也开设有上、中、下三组窗口，转盘座上还开设有上进风口和下出风口，回风管两端分别与进风口和出风口相连。
当转盘上的上窗口被转到与转盘座上的上窗口对齐时，转盘座上的进风口被转盘上上窗口之外的部分挡住，转盘上的中窗口被转盘座上中窗口之外的部分挡住，转盘座上的中窗口被转盘上中窗口之外的部分挡住，转盘上的下窗口与转盘座上的下窗口对齐，气流便可从吸尘机器人的吸口通过吸口通道进入垃圾腔，在通过过滤网进入下腔室时将垃圾留在垃圾腔，再通过转盘座下窗口与转盘下窗口进入上腔室，被叶轮与风机推入电机腔，再通过转换通道、转盘上窗口与转盘座上的上窗口进入中腔室，通过外筒体内壁面与内筒体外壁面之间形成的四边通道排出吸尘机器人出风口。这便是吸尘工作方式。
当转盘被转到上窗口与转盘座上进风口对齐时，转盘座上的上窗口被转盘上窗口之外的部分挡住，转盘上的中窗口与转盘座上的中窗口对齐，转盘上的下窗口被转盘座上的下窗口之外的部分挡住，转盘座上的下窗口被转盘上的下窗口之外的部分挡住，气流便可通过出风口从外筒体内壁与内筒体外壁间形成的四边通道进入中腔室，通过转盘座上的中窗口与转盘上的中窗口进入上腔室，被叶轮与风机推入电机腔，通过转换通道、转盘上窗口与转盘座进风口进入回风通道，通过转盘座出风口进入下腔室，通过滤网进入垃圾腔，带着垃圾通过吸口通道，吹出吸口。这便是吹垃圾工作方式。
本实用新型利用上述的空气回流装置改变传统的真空吸尘器的内部气流的流径，可在不增加吸尘电机输入功率的前提下，提升它的吸力，并且可以方便除去内部垃圾，这些效用尤其对吸尘机器人有很大的意义；本回流装置，在吸尘时可将吸尘机器人排出的高速气流引回吸口附近，高速气流在排出排气口时能把紧贴地面的灰尘扬起，而扬起的灰尘又在吸口处的吸力作用下，迅速进入吸尘机器人内部，使单纯的“吸尘”方式变为“吸尘”与“吹尘”的统一方式，以此来提高吸尘机器人的吸力；在需要除去内部垃圾时，再通过转盘、转盘座及回风管对空气流径进行切换，气流通过回风通道从垃圾滤网上部吹出，可将积累在垃圾腔的灰尘吹出。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的分解图。
图3为本实用新型的转盘半剖俯视图。
图4为本实用新型的转盘座半剖俯视图。
图5为本实用新型在吸尘时转盘与转盘座、转盘旋转装置半剖俯视图。
图6为本实用新型的手动型转盘旋转装置的结构示意图。
图7为本实用新型在吹尘时转盘与转盘座、转盘旋转装置半剖俯视图。
图8为本实用新型的自动型转盘旋转装置的结构示意图。
图9为采用本实用新型的只有叶轮无风机的吸尘机器人在吸尘时气流流径图。
图10为采用本实用新型的只有叶轮无风机的吸尘机器人在吹尘时气流流径图。
图11为采用本实用新型的有风机的吸尘机器人在吸尘时气流流径图。
图12为采用本实用新型的有风机的吸尘机器人在吹尘时气流流径图。
图13～20为本实用新型的结构的几种形状局部剖示图。
图21(a)～(i)为本实用新型的几种结构形态中转盘局部的齿轮位置(图中阴影部分)示意图。
图22为吸尘机器人底部万向轮安装结构示意图左侧为未装时构图，右侧为已装后构图。
图23为停于地面上的万向轮侧面图。
图24为悬空着的万向轮侧面图。
图25为底扣钢片示意图。
图26为角测试条双视图。
图27为障碍物测试面板(简称测试面板)示意图。
图28为机器人未装测试面板时示意图。
图29为吸尘机器人俯视图。
图30为吸尘机器人内部侧面图。
图31为吸尘机器人底部仰视图。
具体实施方式
如图1，本实用新型为一种吸尘机器人的空气回流装置，装置于吸尘机器人的叶轮7与垃圾滤网9之间。它主要由外筒体1、内筒体2、转盘5、转盘座4以及回风管3和转盘旋转装置6组成。内筒体2空套于外筒体1内腔下部。转盘座4与内筒体2上部相连。如图2～4，转盘5呈倒置的帽形，由上帽沿51、帽筒52和下帽顶53组成。转盘座4侧面呈工字形，由筒身42、上、下法兰边41、44和分隔板43组成。分隔板43横向分隔设置于筒身42内腔。转盘座4的下法兰边44外侧边缘与内筒体2上部内壁相连，上法兰边41外侧边缘连接于外筒体1内壁中间，转盘5帽筒52部分插置于转盘座4筒身42上部，而上帽沿51下端面则贴合于转盘座4的上法兰边41上，置于叶轮7下方，下帽顶53则贴合于转盘座4的分隔板43上，转盘5上帽沿51、帽筒52和下帽顶53上分别开设上窗口511、中窗口521和下窗口531，转盘座4上法兰边41、筒身42和分隔板43上相应于转盘5上的上窗口511、中窗口521和下窗口531也开分别设有上窗口411、中窗口421和下窗口431，转盘座4上法兰边41上还开设有上进风口412，而筒身42下部或下法兰边44上开设有下出风口441，回风管3两端分别与上进风口412和下出风口441相连。转盘5可通过转盘旋转装置6在转盘座4与叶轮7之间转动一定的角度。垃圾滤网9四周的滤网架固定在转盘座4下法兰边44下端面上，或者固定在内筒体2的内壁面上。
所述的转盘旋转装置6有手动和电机型两种如图5～6，手动型转盘旋转装置6由手柄61、连接于手柄下部的转换齿轮62以及与转换齿轮62啮合的、设置于转盘5外沿局部边缘的外齿组成。手柄61下端插置于转盘座4上的转换轴孔413内。转换齿轮62外沿设置有一向内凹的卡槽621，转盘座4上相应于卡槽621设置有一卡销63。
如图7～8，电动型转盘旋转装置6由主动小齿轮64、连接杆65、连接于连接杆下部的转换齿轮66以及与转换齿轮66啮合的设置于转盘外沿边缘的外齿组成。主动小齿轮64与转换齿轮66啮合，连接杆65下端插置于转盘座4上的转换轴孔413内。转换齿轮66外沿设置有一向内凹的卡槽661，转换齿轮66外沿边缘设置一转换控制开关67，转换控制开关67触头伸出时置于卡槽661内，退回时与转换齿轮66压合接触。上述图中12为吸尘电机；13为吸尘电机支架；14为转盘转换手柄隔离垫；15为转盘转换电机；16为转盘转换电机支架；17为滤网架限位架，架上有可转动的限位销，当限位销全部转至一个方向时，可取下滤网架，全部转至另外的方向时，限位销用以固定滤网架；18为透气型过滤网；19为上滤网架；20为下滤网架，其中间为实心的圆盘。转盘5为圆形，外筒体1、内筒体2、转盘座4周边为方形，在实际使用中，上述结构可为其它形状，比如外筒体1、内筒体2、转盘座4周边也可为圆形，各种窗口的形状、数量并不限定。
如图9，当转盘上帽沿上的上窗口被转到与转盘座上的上窗口对齐时，转盘座上法兰边上的进风窗口被转盘上帽沿上上窗口之外的部分挡住，转盘帽筒上的中窗口被转盘座筒身上中窗口之外的部分挡住，转盘座筒身上的中窗口被转盘帽筒上的中窗口之外的部分挡住，转盘下帽顶上的下窗口与转盘座筒身中间分隔板上的下窗口对齐，气流便可从插置在内筒体内腔下部分的分隔板10上的吸管11的吸口a通过吸口通道b进入垃圾腔c，通过滤网9进入下腔室d，通过转盘座下窗口、转盘下窗口进入上腔室e，被叶轮7推入转换通道f、转盘上窗口与转盘座上法兰边上的上窗口进入中腔室g，通过外筒体内壁面与内筒体外壁面之间形成的四边通道h经排风口i排出吸尘机器人。这便是吸尘工作方式。图中空气流向是a-b-c-d-e-f-g-h-i。
如图10，当转盘被转到上帽沿上的上窗口与转盘座上法兰边上的进风口对齐时，转盘座上法兰边上的上窗口被转盘帽沿上窗口之外的部分挡住，转盘帽筒上的中窗口与转盘座筒身上部的中窗口对齐，转盘帽顶上的下窗口被转盘座筒身中间分隔板上的下窗口之外的部分挡住，分隔板上的下窗口被转盘帽顶上的下窗口之外的部分挡住，气流便可从出风口i经外筒体内壁与内筒体外壁间形成的四边通道h进入中腔室g，通过转盘座筒身上部的中窗口与转盘帽筒上的中窗口进入上腔室e，被叶轮7推入转换通道f、转盘上窗口与转盘座进风口进入回风通道j，通过转盘座出风口进入下腔室d，通过滤网9进入垃圾腔c，带着垃圾通过吸口通道b，吹出吸口a，这便是吹垃圾工作方式。图中空气流向是i-h-g-e-f-j-d-c-b-a。
如图11～12对于有风机8的吸尘机器人而言，气流是从上腔室e通过叶轮被推入风机腔k再进入电机腔1，而后进入转换通道的。
如图10，吸尘时空气的流向是a-b-c-d-e-k-l-f-g-h-i。
如图12，吹尘时空气的流向是i-h-g-e-k-l-f-j-d-c-b-a。
图13～20为本实用新型的结构的几种形状局部剖示图(其中图15、17为吸尘时剖示图，其余为吹尘时剖示图)，除此之外还可以是本实用新型使用例图中的一些图形的局部组合。分隔板43横向分隔设置于筒身42内腔或筒身下边缘。如果回风管为螺旋形，如图15～17，则它的螺旋方向与叶轮的螺旋方向一致；回风管一般可以与其它部件注塑成一体，或与其它部位连接在一起连接方式可以用连接头通过螺纹连接或者套接或者用密封胶粘接。
图21(a)～(i)为本实用新型的几种结构形态中转盘局部的齿轮位置(图中阴影部分)示意图。转盘切换开关的手柄可位于吸尘机器人顶部，也可位于吸尘机器人的四边外壳上，转盘切换开关齿轮可通过手柄在吸尘机器人顶部转动，也可在吸尘机器人的四边外壳上转动，关键是看齿轮与转盘啮合的部位，当然转盘切换开关齿轮可以是锥齿轮，通过另一个锥齿轮使转动手柄换个方向，甚至可根据需要，将转盘局部的齿轮本身设计成锥形齿轮，如图21(c、f、j)。
透气式垃圾袋或水(如抽水马桶的水箱)中连着一根导管，将导管手动旋入吸尘机器人吸管11，转动转盘切换开关手柄61，通过转盘改变内部空气流径并压下吸尘电机控制开关93，使吸尘电机12转动，将垃圾吹出，这是手动吹尘工作方式；如果吸尘机器人内部转盘被设计成用电机15和齿轮66转动，底部吸口a外围有一环状电磁铁，吸尘机器人的充电座子地(板)下的固定着一个垃圾通道口，此口上沿固定着一环状铁片，或者是一磁铁片，垃圾通道口可在电磁铁的吸引下上升稍些距离，与吸尘机器人吸口a吸合，这种方式需改动地面结构；或者充电座子本身是一个垃圾箱，座子呈坡道上行，离地有一定高度——机器人爬得上，底座上固定着上述的垃圾通道口，当吸尘机器人数次吸尘后走至充电座子上，将吸口a外围的电磁铁线圈导通，通过电磁铁将垃圾通道口吸附在吸尘机器人吸口a处，再通过转盘转换电机15转动转盘，触发转换控制开关67，使吸尘电机12转动，将垃圾吹出，吹进充电座子所带的大容量垃圾箱中，这就是自动吹尘工作方式。以这种结构设计的吸尘机器人可称得上是真正意义的全自动吸尘器——一次性设定工作状态后人再也不需要干预它。
吸口外围的电磁铁可以是空心环状围在吸尘机器人吸口a外围，也可以是实心的两块或者几块分布在吸口外围。
吸管11外管壁还可被设计有纵向的螺纹或齿轮，可被电机带动的齿轮或蜗杆转动，引起整个吸管11可以被转动着抬升或压降，垃圾箱垃圾通道口内有螺纹能与吸管11下端外管壁的螺纹咬合，吸管11可以被旋进垃圾箱垃圾通道口，这种用电机而不是用电磁铁进行吸管11与垃圾箱垃圾通道口对接的方式的缺点是需要吸尘机器人走位非常精确，以确保吸管11可以被旋进垃圾箱垃圾通道口。
对于本实用新型所指吸尘机器人的其它部分，作如下描述它的行走机构，采用申请号为03112949.8的发明专利所描述的“套合”方式的“四向行走”机构如图30～31，机器人外壳四周为片状的轻薄面板89，如图27～28，面板底脚连着弹簧，弹簧可牵引面板伸缩半公分至一公分，其中央部位的底脚有光电测试挡片90能触发一光电开关，用于测试机器人是否碰上障碍物，有两面板还装有充电接触簧片81，四周片状的轻薄面板89相邻的四个角上设有条状测试条82，如图26、图29、图31，测试条82用微动开关86测试边缘部分是否遇到障碍物，机器人底部边缘装有四个或八个连着微动开关73的万向轮71，如图22～24，以防止机器人跌落损坏或走到它爬不出的地方，底部还附有类似光电鼠标一样的位移测试芯片(Agilent公司的ADNS2000或ADNS2051芯片)及其套件与光电测试窗口95，用于测试机器人的横向与纵向位移距离，机器人上部面板为控制面板，如图29，有控制开关93和工作状态指示LED94用于设置机器人的工作状态，内部装有充电电池96、固化着控制程序的单片机及附属控制部件和电路板98、行走电机以及吸尘类设施，此外还有充电装置、自动垃圾箱等设施。例图中其它标识为72万向轮支撑轴孔。74底部微动开关簧片。75万向轮弹簧。76万向轮轮子外层为橡胶，里层为尼龙或塑料，用于行走。77万向轮轮子架卡在万向轮支撑轴上，用于改变轮子转动方向。78万向轮螺孔用于固定万向轮。79底扣钢片如图25，共有上下两片，上部钢片中央呈三角形向上翻折用于固定万向轮微动开关73，角上有一圆孔用于固定角测试条下端钢筋；下部钢片边上有一凸出，用于防止机器人被拎起时行走机构掉落。80底扣钢片螺孔用于固定底扣钢片。83角测试条钢筋。84角测试条钢筋上部扣槽。85角测试条钢筋下部扣槽。87角测试条弹簧它的张力比角测试微动开关的弹簧或簧片大，当弹簧上端受压时，它先将压力传递到底部压下角测试微动开关的触簧，然后再自身被压缩；当受压缩的弹簧被松开时，弹簧本身先弹开，然后才松开底部受压的角测试微动开关的触簧。88角测试条中央凹洞用于套装角测试条弹簧。91测试面板底脚卡槽。92测试面板用光电开关，也可不用此光电开关，而用与角测试微动开关及弹簧一样的设施安装在测试面板的一个或几个底脚卡槽中。97隔离泡沫或海绵。
要说明的是此种回风型吸尘机器人有个很大的问题即吸尘电机的散热可以采用耐高温的电机；可采用单独的散热风扇为吸尘电机散热，还可在吸尘电机周围外壳四面开通风窗口，让机器人边移动边以对流的空气为吸尘电机散热，或者在电机旁安装温度传感器并用程序控制当电机温升接近极限时，电机停止工作一段时间散热。所引用的例图中，吸口是开在吸尘机器人底部中央位置的，它也可开在其它位置；通过改变内部通风管道，还可将吸口布置在吸尘机器人底部四边或四个角等外围处，而将排风口布置在底部中央位置。本实用新型的结构如果稍作变动，即在中腔室处的外筒体上开透气窗口，可以让通过吸尘电机的气流直接排出吸尘机器人，不用本实用新型的回吹方式，仅用转盘变换气流同样可以实现吹垃圾的功能。
权利要求1.一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于它包括外筒体(1)、内筒体(2)、转盘(5)、转盘座(4)以及回风管(3)，内筒体(2)空套于外筒体(1)内腔下部，转盘座(4)与内筒体(2)上部相连，转盘(5)下部置于转盘座(4)内，转盘(5)上分别开设有上、中、下三组窗口(511)、(521)、(531)，转盘座(4)上相应于转盘上的三组窗口(511)、(521)、(531)也开设有上、中、下三组窗(411)、(421)、(431)，转盘座(4)上开设有上进风(412)和下出风口(441)，回风管(3)两端分别与进风口(412)和出风(441)相连。
2.根据权利要求1所述的一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于转盘(5)的下端面与转盘座(4)的上端面形状一致，当转盘(5)上的上窗口(511)转到与转盘座(4)上的上窗口(411)对齐时，转盘座(4)上的进风口(412)被转盘(5)上的上窗口(511)之外的部分挡住，转盘(5)上的中窗口(521)被转盘座(4)上中窗(421)之外的部分挡住，转盘座(4)上的中窗(421)被转盘(5)上的中窗口(521)之外的部分挡住，转盘(5)上的下窗口(431)与转盘座(4)上的下窗口(431)对齐；当转盘(5)上的上窗口(511)转到与转盘座(4)上的进风口(412)对齐时，转盘座(4)上的上窗口(411)被转盘(5)上的上窗(511)之外的部分挡住，转盘(5)上的中窗(521)被转盘座(4)上的中窗口(421)对齐，转盘(5)上的下窗口(531)被转盘座(4)上的下窗口(431)之外的部分挡住，转盘座(4)上的下窗口(431)被转盘(5)上的下窗口(531)之外的部分挡住。
3.根据权利要求2所述的一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于转盘(5)呈倒置的帽形，包括上帽沿(51)、帽筒(52)和下帽顶(53)；转盘座(4)呈工字形，包括筒身(42)和上、下法兰边(41)、(44)，筒身(42)内腔或筒身下边缘横向设置有一分隔板(43)，转盘座(4)的下法兰边(44)与内筒体(2)上部相连，上法兰边(41)连接于外筒体(1)内壁中间，转盘(5)帽筒(52)部分插置于转盘座(4)的筒身(42)内，而上帽沿(51)则贴合于转盘座(4)的上法兰边(41)上，下帽顶(53)则贴合于转盘座(4)的分隔板(43)上，转盘(5)的上帽沿(51)、帽筒(52)和下帽顶(53)上分别开设上窗口(511)、中窗口(521)和下窗口(531)，转盘座(4)上法兰边(41)、筒身(42)和分隔板(43)上相应于转盘(5)上的上窗口(511)、中窗口(521)和下窗口(531)也开设有上窗口(411)、中窗(421)和下窗口(431)，转盘座(4)的上法兰边(41)上开设上进风口(412)，而筒身(42)处于分隔板(43)下的部位或下法兰边(44)上开设下出风口(441)。
4.根据权利要求1或2所述一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于还包括一转盘旋转装置(6)，所述的转盘旋转装置(6)包括手柄(61)、连接于手柄(61)下部的转换齿轮(62)以及与转换齿轮啮合的设置于转盘外沿局部边缘的外齿，手柄(61)下端插置于转盘座(4)上的转换轴孔(413)内。
5.根据权利要求4所述的一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于转换齿轮(62)外沿设置有一向内凹的卡槽(621)，转盘座(4)上相应于卡槽(621)插置有一卡销(63)。
6.根据权利要求1或2所述的一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于还包括一转盘旋转装置(6)，所述的转盘旋转装置(6)包括主动小齿轮(64)、连接杆(65)、连接于连接杆(65)下部的转换齿轮(66)以及与转换齿轮(66)啮合的设置于转盘(5)外沿局部边缘的外齿，主动小齿轮(64)与转换齿轮(66)啮合，连接杆(65)下端插置于转盘座(4)上的转换轴孔(413)内。
7.根据权利要求6所述的一种吸尘机器人的空气回流装置，其特征在于转换齿轮(66)外沿设置有一向内凹的卡槽(661)，转换齿轮(66)外沿边缘设置一转换控制开关(67)，转换控制开关(67)触头伸出时置于卡槽(661)内，退回时与转换齿轮(66)压合。
专利摘要本实用新型涉及一种吸尘机器人的空气回流装置，适用于全自动吸尘器或称吸尘机器人。它包括外筒体1、内筒体2、转盘5、转盘座4以及回风管3，内筒体2空套于外筒体1内腔下部，转盘座4与内筒体2上部相连，转盘5下部置于转盘座4内，转盘5上分别开设有上、中、下三个窗口，转盘座上相应于转盘上的三个窗口也开设有上、中、下三个窗口，转盘座上开设有上进风口和下出风口，回风管3两端分别与进风口和出风口相连。本实用新型吸力较高、清除内部垃圾方便。
文档编号A47L9/02GK2636809SQ0327789
公开日2004年9月1日 申请日期2003年8月21日 优先权日2003年8月21日
发明者张周新 申请人:张周新