清洁机器人的制作方法

本实用新型涉及一种清洁机器人，尤其涉及一种清洁单元为勒洛三角形的清洁机器人，属于智能家电制造技术领域。

背景技术：

擦窗机器人能凭借自身底部的真空泵或者风机装置，牢牢地吸附在玻璃上，并利用自身吸附在玻璃上的力度来带动机身底部的抹布擦掉玻璃上的脏污，其帮助人们解决高层擦窗、室外擦窗难的问题。然而，市面上现有的擦窗机器人的清洁机构一般为圆形或方形，其无法有效清洁矩形玻璃四角处的脏污。

申请号为201510336618.X的中国专利中公开了一种摆动式自动擦窗机器人，该机器人利用风机吸附玻璃，并通过两块圆形刷盘协调转动的方式实现摆动式移动；申请号为201010562574.X的中国专利中公开的擦玻璃机器人(通常称为“玻妞”)具有两清洁轮，实现摆动式行走清洁。由于大部分的窗户玻璃为矩形，上述圆形刷盘或清洁轮无法到达玻璃的四角，也就无法清洁玻璃的四角，故此类型的擦窗机器人会在玻璃面上形成“清洁死角”。申请号为201210097472.4的中国专利中公开了另一种擦玻璃机器人，其机体前端设有抹布，机体通过2个履带轮机构实现行走。虽然该机器人能清洁到玻璃的边角，但其仅仅是“路过式”的擦拭(即只擦拭一次)，由于边框或边角处积灰较多，无法将边框或边角有效清洁干净。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种清洁机器人，通过将清洁单元由传统的圆形或方形改为勒洛三角形，清洁机器人行走至矩形区域的四角时，清洁单元独特的形状使得清洁机器人即使在区域边框的阻挡下，仍然能够接触到矩形区域的四角，从而起到清洁四角的作用。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种清洁机器人，包括机器人主体和位于机器人主体底部的清洁单元，所述机器人主体上设有驱动清洁单元转动的驱动单元，所述清洁单元位于机器人主体的边缘或边角，所述清洁单元外缘的形状为勒洛三角形，清洁单元转动时边缘轨迹大体为正方形。

优选的，所述清洁机器人为摆动行走清洁机器人，包括机器人主体和位于机器人主体两端的所述清洁单元，所述清洁单元交替形成摆动中心。

进一步地，所述清洁单元内部设有真空腔，所述真空腔通过真空抽吸形成负压室，所述清洁机器人通过所述负压室吸附于工作表面。

或者，所述清洁机器人为轮式行走清洁机器人，包括机器人主体，机器人主体底部设有行走轮，机器人主体底部还设有至少一个清洁单元。

进一步地，所述机器人主体为方形，以清洁机器人工作方向为前方，机器人主体前方的两个顶角上分别设有所述清洁单元。

为了驱动清洁单元转动，所述驱动单元设有输出端，所述清洁单元的旋转轴中心线与所述输出端的中心线相平行。具体的，所述清洁单元的旋转轴通过曲轴连接到所述驱动单元的输出端。当然曲轴也可以通过其他机构替换，如偏心轮或曲柄机构。

进一步地，所述驱动单元包含驱动电机，驱动电机设置在机器人主体内的风道上盖上，风道上盖对应驱动电机输出端的位置开设有通孔，所述输出端穿过风道上盖连接位于风道上盖下方的曲轴的一端，曲轴的另一端通过轴承及螺丝与行星轮连接，行星轮位于一内齿圈中，行星轮的周向外侧和内齿圈的周向内侧设有相互啮合的齿轮，清洁单元与行星轮的底部固定连接，所述行星轮和清洁单元上对应开设多个通气孔。

为了防止杂质造成的零件磨损，所述机器人主体还包括一底座，所述底座与风道上盖相互卡合形成一容置空间，所述曲轴、轴承、行星轮以及内齿圈均被设置在容置空间内。

为了提高密封效果，所述清洁单元与底座之间设置一密封圈。

综上所述，本实用新型将清洁单元由传统的圆形或方形改为勒洛三角形，清洁机器人行走至矩形区域的四角时，清洁单元独特的形状使得清洁机器人即使在区域边框的阻挡下，仍然能够接触到矩形区域的四角，从而起到清洁四角的作用。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为勒洛三角形的示意图；

图2为勒洛三角形旋转时的轨迹示意图；

图3为本实用新型实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的结构剖视图；

图5为本实用新型实施例一的爆炸示意图；

图6为本实用新型实施例一清洁单元安装后的局部示意图；

图7为本实用新型实施例一中行星轮的结构示意图；

图8为本实用新型实施例一中清洁单元的结构示意图；

图9为本实用新型实施例二的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中提供一种清洁机器人，包括机器人主体和位于机器人主体底部的清洁单元，所述机器人主体上设有驱动清洁单元转动的驱动单元，所述清洁单元位于机器人主体的边缘或边角，且所述清洁单元外缘的形状为勒洛三角形(reuleaux triangle)，清洁单元转动时边缘轨迹大体为正方形。

所述机器人主体中还包括真空源，控制单元等组件，由于清洁机器人已为现有技术，如申请号为201510336618.X、201010562574.X和201210097472.4的中国专利中公开了多种结构的清洁机器人，对于清洁机器人主体的结构，在此不再赘述。

所述清洁单元上设有清洁材料，如海绵、布料、棉料、毛料或纸类，清洁单元在机器人主体的驱动下旋转，从而带动清洁材料擦拭待清洁表面。

图1为勒洛三角形的示意图；图2为勒洛三角形旋转时的轨迹示意图。如图1和图2所示，本实用新型中清洁单元的形状为勒洛三角形，即以等边三角形20的每个顶点为圆心，以边长为半径，在另两个顶点间作一段弧，三段弧围成的曲边三角形21。众所周知，勒洛三角形是典型的定宽曲线，具有定宽性(将一个圆放在两条平行线中间，使之与这两平行线相切，则可以做到：无论这个圆如何运动，它还是在这两条平行线内，并且始终与这两条平行线相切)，即当勒洛三角形在边长为其宽度的正方形内旋转时，每一个角走过的轨迹基本上就是一个正方形。其中勒洛三角形10的中心11沿圆12转动时，其边缘轨迹大体为正方形13，所述大体为正方形是指正方形的四角并非直角，而是以抛物线代替直角。

由于勒洛三角形的上述特性，清洁机器人行走至矩形区域工作表面的四角时，其独特的形状使得即使在区域边框的阻挡下，清洁单元仍然能够接触到矩形区域的四角，从而起到清洁四角的作用。

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例一

图3为本实用新型实施例一的结构示意图；图4为本实用新型实施例一的结构剖视图。如图3和图4所示，在本实施例中，清洁机器人为摆动行走清洁机器人，包括机器人主体100和位于机器人主体两端的清洁单元200，所述清洁单元200外缘的形状为勒洛三角形。进一步地，所述清洁单元200内部设有真空腔，所述真空腔通过真空抽吸形成负压室，所述清洁机器人通过所述负压室吸附于工作表面。由上述可知，在清洁边角时，清洁机器人的清洁单元200以大体为正方形14的轨迹运行，在工作表面中间部位运行时，其运动方式和效果等同于背景技术中“玻妞类”清洁自动机器人，两个清洁单元200的转速不同，它们与工作表面之间的摩擦力会因为转速快慢而存在差别：当速度较慢时，清洁单元200与工作表面相对静止，二者之间为静摩擦力；当速度较快时，清洁单元200与工作表面相对移动，二者之间为滑动摩擦力，而最大静摩擦力大于滑动摩擦力，即所述清洁单元200交替形成摆动中心，驱动清洁机器人通过摆动的方式运动。当清洁机器人在矩形区域工作表面的四角运行时，清洁单元200由于其特殊的形状依然能够触碰到待清洁区域的四角。

图5为本实用新型实施例一的爆炸示意图；图6为本实用新型实施例一清洁单元安装后的局部示意图。如图5和图6所示，机器人主体100内设有吸附风机101，吸附风机101作为真空源用于产生吸力，将清洁单元内设置的真空腔抽吸后形成负压室；机器人主体100内还设有驱动单元，如驱动电机102等，用于驱动清洁单元200转动，驱动单元设有输出端，所述清洁单元200的旋转轴中心线与所述输出端的中心线相平行，清洁单元200的旋转轴通过曲轴104连接到所述驱动单元的输出端，当然曲轴也可以通过其他机构替换，如偏心轮或曲柄机构。具体地，吸附风机101和驱动电机102均设置在机器人主体100内的风道上盖103上，具体的，吸附风机101位于风道上盖103的中间，以均匀地产生吸力，驱动电机102位于风道上盖103的两端，风道上盖103对应驱动电机102输出端的位置开设有通孔，使得所述输出端能够穿过风道上盖103连接位于风道上盖103下方的曲轴104的一端，驱动电机102和曲轴104之间还可以通过减速箱110传动。曲轴104的另一端通过轴承105及螺丝111与一行星轮106连接，即螺丝111将轴承105固定在曲轴104上，行星轮106位于一内齿圈107中，内齿圈107的内径大于行星轮106的外径，并且行星轮106的周向外侧和内齿圈107的周向内侧设有相互啮合的齿轮。机器人主体100还包括一底座108，所述底座108与风道上盖103相互卡合形成一容置空间，所述曲轴104、轴承105、行星轮106以及内齿圈107均被设置在容置空间内，从而防止工作过程中杂质进入容置空间，减少不必要的零件磨损。底座108下方设有清洁单元200，清洁单元200与行星轮106的底部固定连接，清洁单元200与行星轮106的固定连接方式可以利用卡接或铆接等，在本实施例中，清洁单元200与行星轮106上对应设置多个螺丝孔，以方便二者利用螺丝固定。清洁单元200与行星轮106二者将轴承104夹持于中间。另外，底座108也夹在清洁单元200与行星轮106中间，再配合内齿圈的作用，能够将机器人牢牢吸附在壁面上。图中可以看到，曲轴和轴承105不会受到任何轴向的作用力，结构稳定。

当驱动电机102工作时，通过曲轴带动行星轮106在内齿圈107内转动，从而带动清洁单元200运动，由于清洁单元200呈勒洛三角形，清洁单元200转动时边缘轨迹大体为正方形。

上述清洁单元200的驱动方式，使得它们与底座108之间存在较大范围的相对位移，所以为了提高机器人主体100与工作表面之间的吸附负压，可以在清洁单元200与底座108之间设置一密封圈109。例如，可以用嵌入的方式在清洁单元200上卡设一硅胶密封圈，所述密封圈109与底座之间过盈配合，密封圈109可以适当形变以提高密封效果。

图7为本实用新型实施例一中行星轮的结构示意图；图8为本实用新型实施例一中清洁单元的结构示意图。如图7和图8所示，为了进一步保证机器人主体100与工作表面之间的吸附负压，行星轮106和清洁单元200上开设多个通气孔，以利于气流通过，需要注意的是，在设计行星轮106和清洁单元200的通气孔时，需要综合考虑，以保证零件强度与通气孔面积都达到最大化。

本实用新型清洁机器人工作时，吸附风机101运转，气流经清洁单元200和行星轮106的多个通气孔流入，经所述容置空间后，被吸附风机101抽出，从而使清洁机器人被吸附在工作表面；另一方面，驱动电机102工作，带动清洁单元200旋转，清洁单元200边缘的运动轨迹大体为正方形，从而对工作表面进行清洁，特别的，对工作表面的边角进行有效清洁。

实施例二

图9为本实用新型实施例二的结构示意图。如图9所示，在本实施例中，清洁机器人为轮式行走清洁机器人，包括机器人主体500，机器人主体500底部设有行走轮800，举例来说，行走轮可以采用驱动轮、履带行走轮、同步带轮等，用于驱动清洁机器人运动，机器人主体500底部还设有至少一个清洁单元600，所述清洁单元600的形状为勒洛三角形。本实用新型并不限制清洁单元600的数量，本领域技术人员可以根据实际需要设置清洁单元600在主体500底部的位置，例如，当机器人主体500为圆形时，清洁单元600的数量可以为4个，沿周向均匀设置在机器人主体500上。在本实施例中，机器人主体500为方形，以清洁机器人工作方向为前方，机器人主体500前方的两个顶角上分别设有所述清洁单元600。清洁单元600的结构与上述实施例一类似，在此不再赘述。

需要注意的是，对于轮式行走清洁机器人，可以单独设置吸附单元700，也可以参考上述实施例中清洁单元的结构，使清洁单元600自身具有吸附功能。

综上所述，本实用新型将清洁单元由传统的圆形或方形改为勒洛三角形，清洁机器人行走至矩形区域的四角时，清洁单元独特的形状使得清洁机器人即使在区域边框的阻挡下，仍然能够接触到矩形区域的四角，从而起到清洁四角的作用，且通过清洁单元的反复转动，提高清洁边角的效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。