一种清洁滚刷及扫地机器人的制作方法

本实用新型涉及小型家用电器领域，具体涉及一种清洁滚刷及应用该清洁滚刷的扫地机器人。

背景技术：

随着家用电器领域的逐渐发展，小型家用电器已经被越来越多的应用到家庭清洁作业中。家用清洁电器如滚动拖把、吸尘器、扫地机器人等，均能够通过滚刷转动的形式清洁地面的灰尘、脏污，并通过负压差将垃圾吸入集尘箱，同时滚刷转动辅助捕获垃圾。但是当滚刷清扫到柔性丝状物（例如头发、丝线）时，柔性丝状物会缠绕在滚刷上，并会越来越紧，最终导致滚刷停转和滚刷电机过热烧掉。为了避免滚刷被柔性丝状物缠绕，用户需经常手工将滚刷取下，用刀具清理，较为不方便。

现有的一些技术方案是在靠近滚刷表面的位置设置清理刀具，清理刀具能够被外部装置驱动以靠近滚刷表面，通常外部装置被设置在便于用户接触的位置，如将外部装置设置为脚踏机构，或者将外部装置设置在把手处用户手动控制，用户控制外部装置从而带动刀具与滚刷接触来清洁滚刷上的杂物，该方案并不能保证机器及时的被清洁，且刀具清洁的是滚刷的上表面，对于主要难解决滚刷根部缠绕问题并没有有效的解决。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种清洁滚刷，能够对缠绕在滚刷上的柔性丝状物进行有效清理，提高用户使用便利性，也避免了滚刷停转或者滚刷电机过热烧毁的风险。

为实现上述目的，本实用新型公开的一种清洁滚刷，包括滚刷壳体、剪切器和传动机构。其中，滚刷壳体表面设有刷毛；剪切器设置于滚刷壳体，并且剪切器至少部分突出于所述滚刷壳体的外表面，所述剪切器的突出长度小于刷毛在滚刷壳体径向的突出长度；传动机构设置在滚刷壳体内，并驱动剪切器沿滚刷壳体轴向往复移动。

在滚刷壳体内部轴向往复移动的剪切器，能够将缠绕在滚刷壳体的柔性丝状物沿滚刷壳体轴向切割，相对于在滚刷外部额外设置切割刀具的现有技术而言，安装空间的占用被大大降低，也可以避免外置的切割刀具对如地毯等待清洁表面造成的损伤，对于用户安全性而言，内置的切割刀具相对于外置的切割刀具也更加安全。剪切器能够有效提高对柔性丝状物的清理效率，在滚刷表面或者滚刷根部的柔性丝状物都能够被高效清理，不会产生因为柔性丝状物缠绕过度导致的滚刷电机烧毁的状况，产品使用寿命更长也更加安全。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，还包括罩设在剪切器外侧的罩壳，罩壳轴向设有若干间隔设置的、至少延伸至剪切器的导入槽。

罩壳用于提高使用安全性，切割过程中能够将剪切器覆盖在内，通过罩壳上的导入槽，使柔性丝状物与剪切器的刀刃接触，罩壳能够防止用户误操作，使剪切器的刃部伤到用户，用户使用时更加安全。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，罩壳为套设在剪切器外部的管状件。

当罩壳为周向设有开口的管状件时，开口处更利于柔性丝状物进入导入槽，即开口提高了导入槽对柔性丝状物的收集效率。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，罩壳设有向导入槽开口方向径向延伸的凸起。

凸起能够加深导入槽的槽口深度，使柔性丝状物更容易被导入导入槽内，能够有效提高剪切效率。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，传动机构包括活动轴、传动齿轮、冠齿轮以及连接杆，活动轴受驱动的安装在滚刷壳体内，传动齿轮安装在活动轴的输出端并与冠齿轮啮合，连接杆上设有沿腔体径向设置的滑槽，冠齿轮表面设有滑移设置在滑槽内的滑块，连接杆连接剪切器，以驱动剪切器沿腔体轴向移动。

传动机构用于驱动剪切器在滚刷壳体内的轴向往复运动，采用传动齿轮、冠齿轮的结合形式更利于提高传动效率，增强了平顺性，传动可靠性更好，在滚刷有限的结构空间中节省了大量安装空间，对于产品的使用寿命和生产成本的控制都有较好的影响。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，滚刷壳体与活动轴相对转动设置。

滚刷壳体通过滚刷电机驱动转动，将滚刷壳体与活动轴设置为相对转动结构，可节省用于单独驱动活动轴的电机，通过一个电机即实现滚刷、剪切器的同时工作，降低了生产成本，也降低了用户用电成本。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，传动齿轮为偏心齿轮。

偏心齿轮结构可使传动齿轮与冠齿轮形成间歇性啮合，通过传动齿轮和冠齿轮的连接使剪切器的运动速度慢于滚刷的转动速度，防止剪切结构过热，延长机器使用寿命。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，还包括控制机构，控制机构包括电磁铁以及弹性件，弹性件两端分别与活动轴和电磁铁相抵；

在第一状态，电磁铁通电并使活动轴轴向移动吸合于电磁铁，传动齿轮与冠齿轮脱离；

在第二状态，电磁铁断电，活动轴在弹性件的作用下能够轴向移动，传动齿轮与冠齿轮啮合。

控制机构采用磁铁通断电的形式实现对如毛毯等清洁环境的有利处理，防止对毛毯上的绒毛进行切割，提高了机器的泛用性，更利于用户操作。

作为清洁滚刷的一种优选技术方案，传动机构为驱动电机。

直接采用驱动电机作为传动机构能够节省装配时间和装配成本，用户可直接控制驱动电机的通路和断路，实现对剪切器的驱动控制。

本实用新型的另一目的是公开了一种扫地机器人，包括如上任一项提及的清洁滚刷。

扫地机器人在进行工作时，对行进路径上的柔性丝状物进行清扫，同时，对于缠绕在滚刷上的柔性丝状物通过剪切器进行剪切，省时卫生，能够产品的使用寿命，剪切器为管状盾刀具保护结构，更加安全可靠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1绘示了本实用新型一实施例中滚刷的结构示意图。

图2绘示了本实用新型一实施例中剪切器的刃部示意图。

图3绘示了本实用新型另一实施例中剪切器的刃部示意图。

图4绘示了本实用新型一实施例中剪切器与罩壳的剖视图。

图5绘示了本实用新型另一实施例中剪切器与罩壳的结构示意图。

图6绘示了传动机构及控制机构的结构示意图。

其中：

10.滚刷壳体，101.刷毛；

20.剪切器，201.平刃，202.锯齿刀刃，203.剪切槽；

30.罩壳，301.导入槽，302.腔体，303.凸起；

40.传动机构，401.导向柱，402.导向槽，403.连接杆，404.滑块，405.冠齿轮，406.传动齿轮，407.活动轴，408.滑槽；

50.控制机构，501.弹性件，502.电磁铁。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

首先，对本实用新型所揭示的技术方案的技术构思进行说明。如前所述，现有技术方案中，家用清扫装置在滚刷位置极易缠绕柔性丝状物，用户在清理柔性丝状物时，最直接的方法是将滚刷拆卸下来，将柔性丝状物剪断或者割断，但是这种清理方法不但麻烦，而且需要用户直接接触滚刷，由于滚刷为清扫装置，其上具有较多细菌，不利于人体健康。

考虑到滚刷不易拆卸，滚刷上缠绕的柔性丝状物不易清理，可将清理装置直接设置在滚刷表面，但是这种结构容易导致滚刷受损，且实施起来较为困难。

与之对应地，可考虑将清理装置设置在滚刷内部，通过在滚刷内部沿滚刷轴向移动来清理缠绕在滚刷表面的柔性丝状物。

具体采取的方案是：如图1-图4所示，一种清洁滚刷，包括滚刷壳体10、剪切器20和传动机构40。其中，滚刷壳体10表面设有刷毛101；剪切器20设置于滚刷壳体10，并且剪切器20至少部分突出于滚刷壳体10的外表面，剪切器20的突出长度小于刷毛101在滚刷壳体10径向的突出长度；传动机构40设置在滚刷壳体10内，并驱动剪切器20沿滚刷壳体10轴向往复移动。

清洁滚刷能够应用在扫地机器人、吸尘器等家用清洁装置中，清洁滚刷上设有刷毛101用于清理脏污，然后通过吸尘器中的风机形成负压将脏污吸入。通常情况下，清洁滚刷轴向的两个端部转动安装在清洁装置底部腔体302中，滚刷至少包括滚刷壳体10，滚刷壳体10用于实现滚刷自身的安装、刷毛101的安装以及形成安装腔，安装腔用于剪切器20和传动结构的安装。剪切器20安装在滚刷壳体10内部，并且剪切器20至少部分突出于滚刷壳体10的外表面，其中，剪切器20突出于滚刷壳体10的部分应具有剪切能力，如刃部，以便能够对缠绕在滚刷壳体10外表面的柔性丝状物进行剪切清理。

之所以将剪切突出长度设置为小于刷毛101在滚刷壳体10径向的突出长度，是为了防止剪切器的突出部分会影响滚刷对待清洁表面的清洁，由于剪切器20是与滚刷一体转动的，所以剪切器20如果突出过长会对待清洁表面造成影响。传动结构能够受驱动的动作，进而驱动剪切器20动作，使剪切器20能够对沿滚刷壳体10轴向移动。为保证剪切工作的连续性，传动结构能够驱动剪切器20沿滚刷壳体10轴向往复运动。

设置在滚刷壳体10内的能够轴向往复移动的剪切器20，其突出部分能够将缠绕在滚刷壳体10外表面的柔性丝状物沿滚刷壳体10轴向切割，无需在滚刷外部设置配合的切割刀具，减少安装空间的占用，同时也减少了剪切器20对清洁环境的影响及对用户潜在风险的影响。剪切器20的设置提高了对柔性丝状物的清理效率，无论是位于滚刷表面还是滚刷根部的柔性丝状物均能够有效清理，相对于现有的清洁装置，更利于长时间使用，且无需考虑缠绕的柔性丝状物对滚刷电机造成的影响，被切割的柔性丝状物也能够由于负压作用被吸入集尘箱中，清洁效果更好。

具体的，如图2所示，清洁滚刷还包括罩设在剪切器20外侧的罩壳30，罩壳30轴向设有若干间隔设置的、至少延伸至剪切器20的导入槽301。

罩壳30用于提高使用安全性，切割过程中能够将剪切器20覆盖在内，通过罩壳30上的导入槽301，使柔性丝状物与剪切器20的刀刃接触，罩壳30能够防止用户误操作，使剪切器20的刃部伤到用户，用户使用时更加安全。

在一种实施方式中，剪切器20表面设有沿滚刷壳体10轴向延伸的剪切刃，剪切刃为平刃201或者锯齿刀刃202，如图2所示，当剪切刃为平刃201时，通过平刃201表面的锋利刀刃实现剪切柔性丝状物，如图3所示，当剪切刃为锯齿刀刃202时，通过锯齿刀刃202的锯齿撕裂柔性丝状物。

进一步的，为了提高剪切效率，剪切器20周向设置至少一个剪切槽203，剪切槽203设置在剪切刃的侧部，同时在剪切刃的侧部也设置较为锐利的刀刃，柔性丝状物进入剪切槽203后，能够快速被刀刃切割，达到高效清理柔性丝状物的目的。

在另一种实施方式中，罩壳30内侧形成一腔体302，剪切器20以圆柱结构贴合设置在腔体302内，剪切器20周向设置至少一个剪切槽203，传动机构40驱动剪切器20与罩壳30发生轴向相对运动，以使剪切器20的剪切槽203与罩壳30的导入槽301的端面形成剪切端面。在这种结构形式下，罩壳30可直接固定在滚刷壳体10内部，为使剪切器20与罩壳30的相对运动能形成剪切效果，将罩壳30设置为空心结构，该空心结构构成腔体302，导入槽301的深度应至少达到空心处以使导入槽301与腔体302连通，剪切器20设置在腔体302中，为保证剪切器20在轴向往复移动时能够起到剪切的作用，剪切器20需贴合腔体302内壁设置，剪切器20周向设置的剪切槽203能够使缠绕的柔性丝状物进入其中，通过罩壳30和剪切器20的相对运动使导入槽301和剪切槽203起到了剪切的效果。为使柔性丝状物能顺利进入导入槽301和剪切槽203，导入槽301和剪切槽203的宽度不小于1mm。

剪切器20部分突出于滚刷壳体10的周向侧壁，为了防止被剪切断的柔性丝状物二次缠绕，可设置2-3处突出沿滚刷壳体10的外周均布，原本单一突出部能够将柔性丝状物剪断的最小长度单位为一圆周，而通过设置多个突出部后，能够将柔性丝状物剪断的最小长度单位为1/2至1/3圆周，更利于清洁装置对剪断的柔性丝状物进行负压收集。

此外，对于较长的剪切器20可采用多个剪切器20连接在一起的结构，避免因剪切器20过长而导致的易形变的问题。

如图3所示，罩壳30为套设在剪切器20外部的管状件。罩壳30为周向闭合的管状件或者周向开口的管状件。当罩壳30为周向闭合的管状件时，柔性丝状物缠绕在轴向阵列分布的导入槽301中，而当罩壳30为周向设有开口的管状件时，开口处更利于柔性丝状物进入导入槽301，即开口提高了导入槽301对柔性丝状物的收集效率。

为了更好的收集柔性丝状物，罩壳30设有向导入槽301开口方向径向延伸的凸起303。

凸起303可以是由罩壳30外周向径向方向过渡延伸而形成的，也可以是直接一体设置在罩壳30外周径向方向上的。

在保证凸起303的突出长度小于刷毛101在滚刷壳体10径向的突出长度的前提下，凸起303的作用在于加深导入槽301的槽口深度，柔性丝状物缠绕在滚刷表面时，更容易进入导入槽内，且导入槽301的深度能够确保柔性丝状物不会因为导入槽301过浅而脱离导入槽301导致的切割失效。

此外，除上文提及的罩壳30的形状外，罩壳30的截面也可以具有其他形状如椭圆形、方形或三角形，剪切器20相应的成型。

如图1所示，传动机构40包括活动轴407、传动齿轮406、冠齿轮405以及连接杆403，活动轴407受驱动的安装在滚刷壳体10内，传动齿轮406安装在活动轴407的输出端并与冠齿轮405啮合，连接杆403上设有沿腔体302径向设置的滑槽408，冠齿轮405表面设有滑移设置在滑槽408内的滑块404，连接杆403连接剪切器20，以驱动剪切器20沿腔体302轴向移动。

传动机构40工作时，活动轴407受驱动转动，带动与活动轴407过盈配合的传动齿轮406转动，传动齿轮406与冠齿轮405啮合，冠齿轮405垂直于活动轴407安装，动力传动由活动轴407的轴向转动变为沿冠齿轮405的轴向转动，冠齿轮405表面的滑块404能够在连接杆403的滑槽408内滑动，连接杆403能够沿滚刷壳体10轴向移动，随着冠齿轮405的转动，冠齿轮405表面的滑块404形成圆形的运动轨迹，由于滑块404设置在滑槽408内，滑槽408沿腔体302径向设置，冠齿轮405与连接杆403形成曲柄连杆机构，滑块404能够带动连接杆403沿滚刷壳体10往复运动，剪切器20也能够随连接杆403实现往复运动。需要说明的是，为了提高连接杆403在滚刷壳体10中运动的平稳性，可在连接杆403上设置一沿滚刷壳体10轴向延伸的导向槽402，滚刷壳体10内壁设置至少两个导向柱401能够插入导向槽402内，连接杆403沿滚刷壳体10轴向运动时，滑槽408在导向柱401的作用下保证运动平稳。

传动机构40用于驱动剪切器20沿滚刷壳体10轴向往复运动，采用传动齿轮406、冠齿轮405的结合形式更利于提高传动效率，增强了平顺性，传动可靠性更好，在滚刷有限的结构空间中节省了大量安装空间，对于产品的使用寿命和生产成本的控制都有较好的影响。

进一步的，滚刷壳体10与活动轴407相对转动设置。

具体的，可将活动轴407周向固定在滚刷壳体10外，使活动轴407的圆周运动被限制，当滚刷壳体10转动时，活动轴407静止，也可以看作是活动轴407相对于滚刷转动，此时与活动轴407配合的传动齿轮406与冠齿轮405啮合，冠齿轮405转动带动连接杆403运动，连接杆403将冠齿轮405的圆周运动转化为直线往复运动，并带动剪切器20运动，从而剪切柔性丝状物。在结构上，可在活动轴407的周向设置一非圆结构（如方形），使活动轴407无法进行周向旋转；或者令活动轴407与配合面通过键连接来限制活动轴407的圆周运动。

在另一种实施方式中，可设置活动轴407的圆周运动具有一定的转速，同时活动轴407的转速与滚刷的转速不一致，同样可以使活动轴407相对于滚刷转动。

滚刷壳体10通过滚刷电机驱动转动，将滚刷壳体10与活动轴407设置为相对转动结构，可节省用于单独驱动活动轴407的电机，通过一个电机即实现滚刷、剪切器20的同时工作，降低了生产成本，也降低了用户用电成本。

如图4所示，传动齿轮406为偏心齿轮。偏心齿轮结构可使传动齿轮406与冠齿轮405形成间歇性啮合，通过传动齿轮406和冠齿轮405的连接使剪切器20的运动速度慢于滚刷的转动速度，防止剪切结构过热，延长机器使用寿命。

需要说明的是，偏心齿轮啮合结构仅作为一种优选方式，其他具有间歇配合的结构也能作为偏心齿轮啮合结构的替代方式。

如图4所示，为了实现剪切器20的可控功能，清洁滚刷还包括控制机构50，控制机构50包括电磁铁502以及弹性件501，弹性件501两端分别与活动轴407和电磁铁502相抵。

在第一状态，电磁铁502通电并使活动轴407轴向移动吸合于电磁铁502，传动齿轮406与冠齿轮405脱离；

在第二状态，电磁铁502断电，活动轴407在弹性件501的作用下能够轴向移动，传动齿轮406与冠齿轮405啮合。

用户能够控制电磁铁502的通电与断电，当清洁装置处于毛毯等位置时，不需要进行柔性丝状物进行切割，可控制电磁铁502通电，活动轴407采用能够被电磁铁502影响的金属材质，电磁铁502通电后将活动轴407吸附，传动齿轮406与冠齿轮405脱离啮合，不再能够传递动力，此时，剪切器20无法进行切割动作。当需要恢复对缠绕在滚刷上的柔性丝状物的剪切时，控制电磁铁502断电，活动轴407在弹性件501（图示弹性件501为弹簧）的作用下复位，位于活动轴407端部的传动齿轮406与冠齿轮405啮合，从而驱动剪切器20沿滚刷壳体10轴向往复移动实现剪切。

进一步的，可设置清洁装置具有识别地毯环境的功能，当识别到当前的工作环境为地毯环境时，电磁铁502启动，活动轴407与传动齿轮406因为磁力向电磁铁502方向运动，同时传动齿轮406停止与冠齿轮405啮合，从而剪切器20停止运动；当清洁装置识别到当前的工作环境为非地毯环境时，电磁铁502停止工作，活动轴407和传动齿轮406因弹性件501的弹力复位并与冠齿轮405啮合，剪切器20开始运动。

更进一步的，考量前述传动结构较为耗费装配时间，在生产成本不作为第一考量因素的前提下，可将传动机构40直接设置为驱动电机。用户可直接控制驱动电机的通路和断路，实现对剪切器20的驱动控制。

本实用新型的一个实施例中还公开了一种扫地机器人，包括前述实施例中公开的清洁滚刷。扫地机器人在进行工作时，对行进路径上的柔性丝状物进行清扫，同时，对于缠绕在滚刷上的柔性丝状物通过剪切器20进行剪切，剪切效率高，省时卫生，能够提升产品的使用寿命。

可以选择的，在扫地机器人底部设置地毯检测装置，可自动启动控制机构50，从而剪切器20停止运动，保护地毯，不需要额外的电机，减少成本。