一种清洁设备的滚刷定位系统、剪切装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及清理设备的技术领域，尤其是涉及一种清洁设备的滚刷定位系统、剪切装置及其控制方法。


背景技术：

2.清洁机器人是现在比较常用的智能家用电器，经常与基座配套使用，基座可以实现与清洁机器人的自动对接，对接后可以利用基座给清洁机器人充电续航或者实现其他功能。
3.清洁机器人一般利用其底部滚刷的转动对地面进行清扫，滚刷包括转轴与若干清理执行部，上述转轴通过转动电机驱动，清理执行部可以是刷毛也可以是胶刮，清理执行部设置在转轴的周壁上，且相邻的清理执行部之间存在空隙，清洁机器人的底部设置有工作窗口，转轴设置在该工作窗口内，且使清理执行部能够从工作窗口中伸出抵接地面，当转轴转动后，清理执行部即可对地面进行清扫。
4.但是往往在清理完地面后，用于扫地的清理执行部上会缠绕上毛发或者其他的缠绕物，如果不能够及时的将这些缠绕物从清理执行部上清理下来，会影响清洁机器人下次扫地的清洁效果。
5.因此需要一种清理设备，能够对滚刷的转轴进行定位，以便将清理执行部之间的空隙从工作窗口中露出，以使能够从上述空隙中清理出缠绕在清理执行部上的毛发或者其他缠绕物。


技术实现要素：

6.本发明主要解决现有技术所存在的不能对清洁机器人底部的滚刷进行定位，使得滚刷上清理执行部之间的空隙从工作窗口露出，不能及时清理掉清理执行部上缠绕的毛发或其他缠绕物的技术问题，提供一种清洁设备的滚刷定位系统、剪切装置及其控制方法。
7.为了解决上述技术问题实现上述发明目的，第一方面本发明提供一种清洁设备的滚刷定位系统，用于对清洁机器人上的滚刷进行角度定位，所述滚刷包括转轴，所述转轴周向上的圆弧对应区域包括安装部与清理空隙部，所述安装部上安装有清理执行部，所述清洁机器人上设置有用于对滚刷上的缠绕物进行清理的清理窗口，
8.定位系统包括控制器与位置传感器，所述位置传感器用于检测所述转轴的转动位置，所述转轴通过转动电机驱动，所述控制器分别与所述转动电机、所述位置传感器通讯连接，所述控制器根据所述位置传感器所传递的信号控制所述转轴的停止位置，使得所述转轴停止转动后，所述清理空隙部对准所述清理窗口。
9.在一可实施方式中，所述清理执行部沿着所述转轴的外周设置有多排，相邻两所述清理执行部间的区域为所述清理空隙部，所述位置传感器包括霍尔元件与磁铁，将所述磁铁设置在所述转轴上，所述磁铁与所述霍尔元件对应设置，所述霍尔元件与所述控制器通讯连接，所述霍尔元件通过所述磁铁检测所述转轴的转动位置。
10.在一可实施方式中，所述霍尔元件与所述磁铁设置在所述转轴的同一端，所述霍尔元件设置在所述清理窗口的垂直平分面上，且所述垂直平分面平行于所述转轴的轴线。
11.在一可实施方式中，所述磁铁单个设置，将所述磁铁设置在所述清理空隙部内，在所述清理间隙部对准所述清理窗口时，所述磁铁与所述霍尔元件对准设置。
12.在一可实施方式中，所述磁铁单个设置，在转轴的转动方向上，所述磁铁与所述清理空隙部的中线构成一个偏转夹角，所述控制器内加载有所述偏转夹角信息，在所述清理间隙部对准所述清理窗口时，所述磁铁与所述霍尔元件之间构成所述偏转夹角。
13.在一可实施方式中，所述磁铁的设置数量与所述清理执行部的排数相同，每个所述清理空隙部中都设置一个磁铁，且所述磁铁设置在所述清理空隙部内，在所述清理间隙部对准所述清理窗口时，任意一个所述磁铁与所述霍尔元件对准设置。
14.第二方面本发明提供一种清洁设备的剪切装置，具备所述的清洁设备的滚刷定位系统，包括剪切装置，所述剪切装置包括用于剪切的刀头以及用于驱动所述刀头的驱动电机，所述刀头平行于所述转轴，且所述刀头设置在所述清理窗口外侧，所述驱动电机与所述控制器通讯连接。
15.在一可实施方式中，还包括能够与所述清洁机器人对接的基座，所述基座与所述控制器通讯连接，所述剪切装置设置在所述基座上，所述基座与清洁机器人对接后，使得所述刀头平行于所述转轴，且所述刀头设置在所述清理窗口外侧。
16.第三方面本发明提供一种清洁设备的剪切装置的控制方法，包括如下步骤：
17.所述控制器接收所述位置传感器检测的所述转轴的位置信号，并向所述转动电机发送停止转动的信号；
18.所述控制器通过所述转动电机控制所述转轴停止转动，使得所述清理空隙部对准所述清理窗口；
19.所述控制器通过所述驱动电机驱动所述剪切装置的刀头进行剪切。
20.在一可实施方式中，还包括下述步骤：
21.所述控制器控制所述清洁机器人与所述基座分离；
22.所述控制器发送指令给所述转动电机，所述转动电机转动一定角度后停止转动，所述角度为相邻的所述清理执行部之间的角度；
23.所述控制器控制清洁机器人与所述基座再次对接，所述控制器控制所述驱动电机启动，使得所述刀头再次完成剪切。
24.相对于现有技术，本发明一种清洁设备的滚刷定位系统、剪切装置及其控制方法具有以下有益效果：
25.1.能够通过定位系统对清洁设备的滚刷进行定位，以便将刷毛之间的清理空隙部从工作窗口中露出，以便从上述清理空隙部中剪断并清理出缠绕在清理执行部上的毛发或者其他缠绕物；
26.2.能够利用基座上设置的剪切装置对清洁机器人清理执行部上缠绕的毛发作清理，一边充电一边清理，使用方便，智能不脏手；
27.且剪切装置在在清理毛发时可以避开滚刷的刷毛，不剪到刷毛，可以延长刷毛的使用寿命；
28.3.使用霍尔元件来定位刷毛之间的空隙位置，定位精准，使得剪切装置在剪切毛
发时精准度更高，能够减少剪到滚刷刷毛的概率；
29.4.采用剪切的方式能够比较快速的剪断缠绕在滚刷上的缠绕物；
30.5.利用剪切装置对多个刷毛间进行分别剪切，可以使得滚刷上的毛发被清理地更加干净，有利于下次使用清洁机器人时得到更好的清洁效果。
附图说明
31.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
32.在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
33.附图1是本发明中清洁机器人与基座对接后的滚刷清理设备的结构示意图；
34.附图2是本发明中清洁设备的滚刷定位系统的结构连接示意图；
35.附图3是本发明中剪切装置的一种结构示意图；
36.附图4是本发明图1中的a部放大图。
37.图中标号说明：1、剪切装置；11、驱动电机；12、刀头支架；13、定刀；14、动刀；15、偏心轴；16、抵紧机构；161、弹簧固定支架；162、扭力弹簧；17、摆动支架；18、刀架盖；2、转轴；21、刷毛；22、轴承套；23、转动电机；3、位置传感器；31、霍尔元件；32、磁铁；4、驱动支架；5、滚刷；51、清理执行部；52、清理空隙部；6、清理窗口；7、控制器。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.清洁机器人与基座配合使用，在基座或者清洁机器人内部设置有控制器，基座上设置有红外发射器，清洁机器人的顶部设置有红外接收器，基座不断发出红外信号，然后清洁机器人的红外接收器接收到信号，从而可以实现清洁机器人与基座的对接。
40.清洁机器人上滚刷的清理执行部可以设置为刷毛或者胶刮等部件，下列实施例中将滚刷作为滚刷，刷毛作为清理执行部。
41.参照图1、图2，滚刷5设置在清洁机器人的底部，滚刷具有多排刷毛21，相邻的刷毛21件为清理空隙部52，滚刷5的转轴2的两端还设置有轴承套22，清洁机器人内部设置有驱动支架4，驱动支架4内部设置有转动电机23，转动电机23的输出轴与转轴2一端的轴承套22连接，转动电机23启动后可以带动滚刷的转动，从而可以利用滚刷打扫地面，但是滚刷在打扫的过程中会缠绕上毛发等缠绕物，所以需要及时清理滚刷上的缠绕物，以增强清洁效果。
42.实施例一：
43.参照图2、图3，利用基座在给清洁机器人充电的同时，完成对清洁机器人底部的滚刷的清理，在基座上设置剪切缠绕物的剪切装置1，剪切装置1包括刀头支架12，刀头支架12包括两个长边壁与两个短边壁，长边壁与短边壁间隔设置且依次首尾连接，其中一个长边壁的高度低于另外三个边壁的高度，在较高的一个长边壁的内侧通过螺栓固定连接有定刀
13，刀头支架12内贴紧定刀13设置有动刀14，动刀14通过抵紧机构16抵紧于定刀13的侧壁。
44.参照图3，在刀头支架12较低的长边壁外侧设置有驱动电机11，驱动电机11的输出轴上连接有偏心轴15，动刀14朝向驱动电机11的一面上设置有摆动支架17，摆动支架17与动刀14通过螺栓连接，摆动支架17上设置有限位槽，限位槽的延伸方向垂直于定刀13的长度方向，限位槽的宽度等于偏心轴15的输出轴的直径，偏心轴15的输出端设置于限位槽内，驱动电机11启动后，驱动电机11的输出轴带动偏心轴15产生偏心转动，由于摆动支架17与动刀14固定连接，所以在偏心轴15转动的同时，会带动摆动支架17与动刀14产生横向摆动，此处横向摆动的方向与定刀13的长度方向相同，动刀14与定刀13上均设有锯齿，动刀14摆动后其上的锯齿紧贴定刀13的锯齿且沿定刀13的长度方向来回移动，从而可以使得动刀14与定刀13的锯齿在经过缠绕物时可以将缠绕物快速剪断。
45.动刀14的底部设置有动刀14滑动端，动刀14滑动端与刀头支架12的内底面接触的面设置为弧形曲面，以减小动刀14滑动时所产生的摩擦力，减小驱使动刀14产生摆动时所施加的力，从而可以节省电能。
46.抵紧机构16包括扭力弹簧162与弹簧固定支架161，刀头支架12上较低的一条长边壁的内侧设置有用于放置扭力弹簧162的扭力弹簧162固定槽，扭力弹簧162包括同轴设置且直径相同的第一弹簧部与第二弹簧部，第一弹簧部的第一端与第二弹簧部的第一端通过压持部连接，第一弹簧部的第二端与第二弹簧部的第二端均设置有抵紧部，弹簧固定支架161上设置有用于放置抵紧部的抵紧部固定槽，刀头支架12上设置有刀架盖18，刀架盖18的内顶面上与每个扭力弹簧162的压持部对应位置处均设置有压持部抵紧块，当通过固定螺丝将刀架盖18紧固于刀头支架12时，压持部抵紧块从而可以将扭力弹簧162压紧，使得扭力弹簧162产生比较大的扭转力，利用该扭转力从而可以将动刀14压紧于定刀13的侧壁。
47.将驱动电机11设置在刀头支架12的中间，刀架盖18设置为两个，两个刀架盖18分设在驱动电机11输出轴中轴线的两侧，相应的，在摆动支架17两侧的刀头支架12内分别均匀设置有多组抵紧机构16，使得驱动电机11启动后，各抵紧机构16都能够稳定的对动刀14施加抵紧力，从而动刀14能够实现快速且稳定的横向摆动，实现了剪切装置1快速且稳定的自动化剪切过程。
48.利用剪切装置1对刷毛21上的缠绕物进行清理时，先要调整滚刷5，使滚刷5上的清理空隙部52对准清洁机器人上的清理窗口6，一般清洁机器人的底部会设置扫地窗口，清洁机器人工作时，刷毛21从扫地窗口接触地面，通过滚刷5的转动完成扫地工作，清理窗口6与扫地窗口重合设置能够节省清洁机器人器人上的机构空间。
49.对于d型清洁机器人，滚刷5可以靠近清洁机器人的直线边设置，清理窗口6也可以单独设置在清洁机器人的直线边上，使得清理窗口6与清洁机器人底部的扫地窗口区分开来，清洁机器人与基座对接时，清洁机器人的直线边向基座面朝清洁机器人的侧壁靠近，将剪切装置1设置在上述侧壁上，当清洁机器人与基座对接后，能够使得剪切装置1对准清理窗口6，且剪切装置1能够抵接到滚刷的转轴2，从而剪切装置1可以对滚刷上的缠绕物进行剪切。
50.滚刷5转动位置的调整通过定位系统来实现，定位系统包括控制器7与位置传感器3，位置传感器3用于检测转轴2的转动位置，转轴2通过转动电机23驱动，控制器7分别与转动电机23、位置传感器3通讯连接，控制器7根据位置传感器3所传递的信号控制转轴2的停
止位置，使得转轴2停止转动后，清理空隙部52对准清理窗口6。
51.清洁机器人与基座对接后，剪切装置1准备工作前，保证刀头支架12上的定刀13平行于转轴2，定刀13的锯齿能够抵接于滚刷任意相邻两排刷毛21之间的清理空隙部52。
52.参照图1、图2、图4，在转轴2的两端靠近轴承套22的位置设置有支撑圆盘，该支撑圆盘垂直于转轴2，且支撑圆盘的轴心与转轴2的轴心重合，在支撑圆盘上设置有一块磁铁32，磁铁32可以位于滚刷上任意相邻两排刷毛21之间的清理空隙部52内，转轴2旋转时，磁铁32跟随着一同转动，在驱动支架4靠近滚刷的一侧设置有霍尔元件31，霍尔元件31与磁铁32是一种位置传感器3的组成部分，在滚刷的旋转过程中，将磁铁32的运动轨迹沿着滚刷的轴线向霍尔元件31所在的平面投影，投影后的运动轨迹能够完全遮挡上述的霍尔元件31，在所述清理间隙部对准所述清理窗口6时，所述磁铁32与所述霍尔元件31对准设置。
53.控制器7分别与转动电机23、驱动电机11和霍尔元件31通讯连接。
54.在使用上述清理设备时，采用下述的控制方法：
55.在控制器7预先存储滚刷外部的结构数据，该结构数据包括每排刷毛21在周向上所占据的角度范围，该角度范围根据每排刷毛21在刷毛21转轴2外壁上的排列方式决定；
56.控制器7接收霍尔元件31检测的转轴2的位置信号，若检测到磁铁32与霍尔元件31对准的信号，则向转动电机23发送停止转动的信号；
57.控制器7通过转动电机23控制转轴2停止转动，使得清理空隙部52对准清理窗口6；
58.控制器7向剪切装置1的驱动电机11发送启动指令，驱动电机11驱动动刀14的摆动，使得动刀14与定刀13的锯齿之间产生剪切力，完成对滚刷上缠绕物的剪切。
59.实施例二：
60.本实施例与实施例一的不同之处在于：
61.在转轴2的转动方向上，磁铁32与刷毛21的设置区域对齐，此时磁铁32与清理空隙部52的中线构成一个偏转夹角，控制器7内加载有偏转夹角信息。
62.此时，在使用上述清理设备时，采用下述的控制方法：
63.控制器7接收霍尔元件31检测的转轴2的位置信号，若检测到磁铁32与霍尔元件31间形成上述的偏转夹角，则向转动电机23发送停止转动的信号；
64.控制器7通过转动电机23控制转轴2停止转动，使得清理空隙部52对准清理窗口6；
65.控制器7向剪切装置1的驱动电机11发送启动指令，剪切装置1完成剪切动作。
66.实施例三：
67.本实施例与实施例一、二的不同之处在于：
68.在支撑圆盘上设置有若干块磁铁32，磁铁32的块数与刷毛21的排数相同，滚刷周向上任意相邻两排刷毛21之间的空隙内均设置有磁铁32，转轴2旋转时，所有的磁铁32跟随着一同转动。
69.此时，在使用上述滚刷清理设备时，采用下述的控制方法：
70.控制器7接收霍尔元件31检测的转轴2的位置信号，若检测到任一磁铁32与霍尔元件31对准的信号，则向转动电机23发送停止转动的信号；
71.控制器7通过转动电机23控制转轴2停止转动，使得清理空隙部52对准清理窗口6；
72.控制器7向剪切装置1的驱动电机11发送启动指令，剪切装置1完成剪切动作。
73.实施例四：
74.本实施例与上述实施例的不同之处在于：
75.在完成对滚刷5上一处空隙位置内的缠绕物进行剪切后，控制器7控制清洁机器人离开基座一段距离，并发送指令给转动电机23，转动电机23转动一定角度后停止转动，控制器7控制清洁机器人与基座再次对接，且能够使得剪切装置1的刀头处于上述实施例中未剪切过的刷毛21之间的清理空隙部52，接着通过控制器7控制驱动电机11启动，使得剪切装置1的刀头再次完成剪切。
76.通过上述方法可以多次剪切滚刷5刷毛21之间的缠绕物，能够更好地增强清洁效果。
77.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发明的至少一个实施例或示例中。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。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
79.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。