清洁设备的制作方法

文档序号:33301894发布日期:2023-02-28 23:00阅读:27来源:国知局
清洁设备的制作方法

1.本技术涉及清洁技术领域,特别涉及一种清洁设备。


背景技术:

2.随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭开始借助各种清洁设备,例如扫地机器人、自动洗地机等设备来减少劳动强度,提高生活质量。
3.以扫地机器人为例,目前市面上越来越多的扫地机器人具有拖地功能,然而由于家庭地面环境复杂,例如某些区域的地面铺设的是地毯、某些区域的地面铺设的是地板。显然,铺设有地毯的区域如果使用拖地功能,抹布与地毯摩擦,反而会使地毯更脏。针对某些不需要使用拖地功能的场景,现有产品通常依靠用户手动拆装抹布盘,这不仅操作繁琐,而且会弄脏用户的双手,极大的影响用户体验。


技术实现要素:

4.本技术的目的在于提供一种清洁设备,可以自动控制抹布盘的升降位置。
5.为实现上述目的,本技术一方面提供一种清洁设备,所述清洁设备至少包括机体和凸轮机构,其中,所述凸轮机构位于所述机体内部,所述凸轮机构包括单向轴承、动力源、凸轮和基座,所述单向轴承的内圈与所述动力源的动力输出轴卡接,所述单向轴承的外圈与所述凸轮卡接;所述基座具有环形轨道面,所述凸轮与所述环形轨道面线接触;当所述动力输出轴正向旋转时,所述动力输出轴带动所述内圈正向旋转,并且所述外圈不旋转;当所述动力输出轴反向旋转时,所述动力输出轴通过所述内圈带动所述外圈反向旋转,并通过所述外圈驱动所述凸轮在所述环形轨道面上作升降运动。
6.由此可见,本技术提供的技术方案,抹布盘通过凸轮机构安装在清洁设备的底部,并且抹布盘与动力源的动力输出轴连接,从而在动力源的驱动下对地面进行清洁。凸轮机构中含有单向轴承和凸轮,同时动力源被集成到凸轮机构中,以对单向轴承和凸轮的运动提供动力。本技术利用单向轴承在一个方向(正向)上可以自由转动,而在另一个方向(反向)上锁死的特性,将单向轴承设置在动力输出轴和凸轮之间,这样当动力输出轴正向旋转时,单向轴承的内圈可以跟随动力输出轴正向转动,而单向轴承的外圈将相对于内圈保持静止。而当动力输出轴反向旋转时,单向轴承的内圈被锁死,动力输出轴的扭矩将被传导至单向轴承的外圈,由于单向轴承的外圈连接有可转动的凸轮,因此在上述扭矩的作用下,单向轴承的内圈、外圈,以及凸轮将跟随动力输出轴作反向转动,这样就达到了通过动力输出轴驱动凸轮运动的目的。通过设置特定的凸轮轮廓曲线,凸轮在绕动力输出轴所在轴线旋转时,其还可以沿该轴线上下运动。由于单向轴承、凸轮和动力输出轴在上述轴线方向上卡接在一起,因此这三者无法在上述轴线方向上产生相对位移,这样凸轮便可以带动单向轴承及动力源作升降运动,进而带动抹布盘作升降运动。在本技术的技术方案中,通过调整动力输出轴的旋转方向,动力源既可以驱动抹布盘对地面进行清洁,也可以带动抹布盘在清洁设备的底部作升降运动,从而提高清洁设备在不同场景下的适应性。
附图说明
7.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1是本技术提供的一种实施方式中清洁设备的局部结构示意图;
9.图2是图1所示清洁设备的侧视图;
10.图3是本技术提供的一种实施方式中基座与机体连接的局部结构示意图;
11.图4是本技术提供的一种实施方式中凸轮机构的局部剖面图;
12.图5是本技术提供的一种实施方式中凸轮机构不包含凸轮和基座时的结构示意图;
13.图6是本技术提供的一种实施方式中凸轮机构不包含基座时的结构示意图;
14.图7是本技术提供的一种实施方式中单向轴承的结构示意图;
15.图8是本技术提供的一种实施方式中凸轮的结构示意图;
16.图9是图7所示凸轮的侧视图;
17.图10是本技术提供的一种实施方式中基座的局部剖面图;
18.图11是图9所示基座的俯视图。
具体实施方式
19.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。本技术使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如,如果将图中的设备翻转,则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此,示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向),并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
20.此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
21.随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭开始借助各种清洁设备,例如扫地机器人、自动洗地机等设备来减少劳动强度,提高生活质量。以扫地机器人为例,目前市面上越来越多的扫地机器人具有拖地功能,然而由于家庭地面环境复杂,某些环境下并不需要使用拖地功能。例如某些区域的地面铺设的是地毯、某些区域的地面铺设的是地板,显然铺设有地毯的区域如果使用拖地功能,抹布与地毯摩擦,反而会使地毯更脏。又如,当扫地机器人需要回到基站进行充电时,扫地机器人需要攀爬回充坡道,而抹布与坡道的摩擦会增加扫地机器人的攀爬阻力。
22.针对上述不需要使用拖地功能的场景,现有产品通常依靠用户手动将抹布盘拆下,而当需要再次使用拖地功能时,用户再手动将抹布盘装上,这种操作方式不仅繁琐,而且会弄脏用户的双手,极大的影响用户体验。
23.因此,如何改进清洁设备的结构,使其可以自动控制抹布盘的升降位置,便成为本领域亟需解决的课题。
24.下面将结合附图,对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本技术所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式,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方式,都属于本技术保护的范围。
25.请一并参见图1至图11,在一种可实现的实施方式中,清洁设备至少包括凸轮机构1和机体2,其中,凸轮机构1位于机体2的内部,凸轮机构1包括单向轴承11、动力源12、凸轮13和基座14。单向轴承11的内圈111与动力源12的动力输出轴121卡接,单向轴承11的外圈112与凸轮13卡接。基座14固定在机体2的内部,并且基座14具有环形轨道面141,凸轮13与环形轨道面141线接触。当动力输出轴121正向旋转时,动力输出轴121带动内圈111正向旋转,此时外圈112不旋转。当动力输出轴121反向旋转时,动力输出轴121通过内圈111带动外圈112反向旋转,并通过外圈112驱动凸轮13在环形轨道面141上作升降运动,进而通过凸轮13带动单向轴承11和动力源12沿环形轨道面141的中心轴线作升降运动。
26.需要特别指出的是,清洁设备的具体形式可以为扫地机器人、自动洗地机、擦窗机器人等设备。
27.在本实施方式中,单向轴承11具有内圈111和外圈112,其中内圈111相对于外圈112可沿某一方向自由转动,本技术将内圈111可自由转动的方向定义为正向旋转方向。为便于叙述,本技术将图7所示视角的顺时针方向设定为正向旋转方向,相应的,图11所示视角的逆时针方向为反向旋转方向。单向轴承11的具体结构可以参考现有技术,此处不作赘述。动力输出轴121的旋转方向参考上述方向的定义,即动力输出轴121的旋转方向与内圈111的正向旋转方向相同时,称为动力输出轴121正向旋转,动力输出轴121的旋转方向与内圈111的正向旋转方向相反时,称为动力输出轴121反向旋转。
28.在实际应用中,动力源12可以采用电动机,该电动机具有动力输出轴121,内圈111的直径可以略小于动力输出轴121的直径,并采用静力压入法、动力压入法、温差装配法等方式将动力输出轴121装配在内圈111中。依靠动力输出轴121与内圈111的过盈值,动力输出轴121与内圈111之间可以产生弹性压力,该弹性压力可以将动力输出轴121与内圈111紧固的连接,从而使得内圈111与动力输出轴121卡接在一起。利用内圈111与动力输出轴121的过盈配合,当内圈111与动力输出轴121卡接在一起后,内圈111可以跟随动力输出轴121同步旋转,在动力输出轴121的轴向方向和径向方向上,内圈111将无法相对于动力输出轴121发生位移。也就是说,当内圈111跟随动力输出轴121旋转时,内圈111既无法相对于动力输出轴121转动,也无法沿动力输出轴121上下滑动。
29.利用相似的原理,可以将凸轮13套设在外圈112的外表面,并在凸轮13于外圈112之间形成过盈配合,从而将外圈112与凸轮13卡接在一起,进而保证凸轮13既无法相对于外圈112转动,也无法沿外圈112上下滑动。
30.在本实施方式中,基座14与凸轮13共同构成平面凸轮结构。具体的,基座14设置有
闭合的环形轨道面141,凸轮13与环形轨道面141线接触,并且凸轮13可以在环形轨道面141上运动。通过设计环形轨道面141的轮廓线,当凸轮13在环形轨道面141上运动时,凸轮13可以相对于基座14作上下运动,即凸轮13可以环形轨道面141上作升降运动。
31.如前文所述,由于内圈111与动力输出轴121卡接在一起,因此当动力输出轴121正向旋转时,动力输出轴121将带动内圈111正向旋转,基于单向轴承11的结构特点,此时外圈112并不会转动。而当动力输出轴121反向旋转时,由于内圈111在反向方向上被锁死,因此动力输出轴121产生的反向旋转扭矩将被内圈111传导至外圈112。由于外圈112与凸轮13卡接在一起,而凸轮13可以在环形轨道面141上运动,这就意味着外圈112是可活动的(具体的,外圈112可以跟随凸轮13运动),因此,当外圈112接收到动力输出轴121产生的反向旋转扭矩后,外圈112可以跟随动力输出轴121反向旋转。当外圈112反向旋转时,外圈112便可以带动凸轮13在环形轨道面141上运动,进而使得凸轮13在环形轨道面141上作升降运动。
32.需要特别指出的是,当凸轮13在环形轨道面141上作升降运动时,凸轮13亦可以带动外圈112相对于基座14作上下运动,进而外圈112可以带动内圈111相对于基座14作上下运动。同理,内圈111亦可以带动动力输出轴121相对于基座14作上下运动,由于动力输出轴121固定在动力源12的壳体内部,因此动力输出轴121相对于基座14作上下运动可以视为动力源12整体相对于基座14作上下运动。换而言之,当动力输出轴121反向旋转时,动力源12可以相对于基座14作上下运动。
33.在一种可实现的实施方式中,动力源12的动力输出轴121还可以连接有附件,从而驱动附件对外做功。例如,动力输出轴121可以连接抹布盘,当动力输出轴121旋转时,动力输出轴121可以驱动抹布盘旋转,进而由抹布盘对待清洁表面进行清洁;动力输出轴121还可以连接扇叶,以驱动扇叶旋转。
34.在一种可实现的实施方式中,基座14具有轴孔142,其中,轴孔142用于容置凸轮13、单向轴承11和动力源12,即凸轮13、单向轴承11和动力源12被装配在轴孔142中。如此,凸轮13、单向轴承11和动力输出轴121便可以绕轴孔142的中心轴线旋转。进一步的,环形轨道面141环绕布置在轴孔142的周围,并且环形轨道面141的中心轴线与轴孔142的中心轴线重合,这样凸轮13绕轴孔142旋转时的旋转中心线,与凸轮13沿环形轨道面141旋转时的旋转中心线将重合,上述结构可以提高凸轮13在环形轨道面141上旋转时的稳定性。
35.在一种可实现的实施方式中,如图3、图10和图11所示,环形轨道面141通过多个上升圆弧段1411、多个停止圆弧段1412和多个下降圆弧段1413围成,即环形轨道面141具有多个上升圆弧段1411、多个停止圆弧段1412和多个下降圆弧段1413。具体的,多个上升圆弧段1411、多个停止圆弧段1412和多个下降圆弧段1413依次衔接,环形排列在轴孔142的周围,并且相邻的上升圆弧段1411和下降圆弧段1413之间存在一个停止圆弧段1412。
36.为便于叙述,本技术将相邻的一个上升圆弧段1411、一个下降圆弧段1413,以及位于这二者中间的停止圆弧段1412统称为一组轨道面。一组轨道面的轮廓面被设计为满足如下要求:当凸轮13在停止圆弧段1412上运动时,凸轮13相对于停止圆弧段1412不产生上下位移;当凸轮13从停止圆弧段1412运动至上升圆弧段1411,并在上升圆弧段1411上运动时,凸轮13相对于停止圆弧段1412作上升运动;当凸轮13从停止圆弧段1412运动至下降圆弧段1413,并在下降圆弧段1413上运动时,凸轮13相对于停止圆弧段1412作下降运动。通过在环形轨道面141上设置多组轨道面,凸轮13可以周而复始的在环形轨道面141上作升降运动。
37.需要特别指出的是,当凸轮13从停止圆弧段1412运动至下降圆弧段1413时,在停止圆弧段1412与下降圆弧段1413衔接处,凸轮13相对于环形轨道面141具有最高位置,相应的,动力源12运动至最高位置;当凸轮13从停止圆弧段1412运动至上升圆弧段1411时,在停止圆弧段1412与上升圆弧段1411衔接处,凸轮13相对于环形轨道面141具有最低位置,相应的,动力源12运动至最低位置。
38.在一种可实现的实施方式中,基座14具有环形外延段143,其中,环形外延段143环绕在环形轨道面141的外侧,并且环形外延段143的中心轴线与轴孔142的中心轴线重合。凸轮13、单向轴承11和动力源12套设在环形外延段143的内部。当凸轮13在环形轨道面141上作升降运动时,凸轮13可以相对于环形外延段143上下移动。同时,凸轮13至少部分的被环形外延段143包裹,这样环形外延段143可以将凸轮13限制在其环绕的范围内,以避免凸轮13在运动时从环形轨道面141上脱落。
39.进一步的,环形外延段143上设置有至少一个卡槽1431,动力源12的壳体上对应设置有相应数量的爪脚122。爪脚122在动力源12的壳体上的位置可以根据卡槽1431在环形外延段143上的位置进行设定,从而使得在装配时,各个爪脚122可以分别放置在相应的卡槽1431中。当动力源12相对于基座14作上下运动时,爪脚122可以在卡槽1431中上下滑动。同时,对任意一个卡槽1431而言,以该卡槽1431所处位置为切点,该卡槽1431可以阻止爪脚122沿切线方向上运动。换而言之,通过卡槽1431与爪脚122的配合,卡槽1431可以阻止动力源12的壳体绕轴孔142的中心轴线旋转,动力源12可以通过环形外延段143固定在基座14上。
40.在一种可实现的实施方式中,如图8和图9所示,凸轮13可以被构造为两端开放的中空圆柱体131,并且中空圆柱体131的直径与外圈112的直径相适配,从而使得外圈112可以套设在中空圆柱体131的内部。在实际应用中,外圈112的直径可以略大于中空圆柱体131的直径,从而使得中空圆柱体131可以与外圈112形成过盈连接。当中空圆柱体131与外圈112形成过盈配合后,中空圆柱体131将与外圈112卡接在一起,这样外圈112既无法相对于中空圆柱体131旋转,也无法在中空圆柱体131内部上下滑动。需要特别指出的是,在另一种可实现的实施方式中,外圈112的直径也可以小于中空圆柱体131的直径,然后通过卡销或者螺钉等方式将外圈112固定在中空圆柱体131的内部。
41.进一步的,如图9所示,中空圆柱体131具有上下方位,在中空圆柱体131的上方设置有圆周肩部1311,圆周肩部1311环绕在中空圆柱体131的外表面。圆周肩部1311的横截面为圆环,圆周肩部1311的一侧设置有两个凸起,上述两个凸起呈轴对称关系分布在圆周肩部1311上以构成两个凸角13111,并且上述两个凸角13111的凸起方向朝向中空圆柱体131的下方。当凸轮13放置在基座14上时,上述两个凸角13111与环形轨道面141线接触,凸轮13可以通过上述两个凸角13111在环形轨道面141上转动。
42.在实际应用中,由于凸轮13在环形轨道面141上转动的动力来自于动力输出轴121产生的扭矩,而动力输出轴121需要通过单向轴承11来传递上述扭矩,为提高上述扭矩的传递效率,需要保证凸轮13与单向轴承11之间不会产生相对旋转。同时,凸轮13需要通过单向轴承11带动动力源12作升降运动,因此需要确保凸轮13与单向轴承11之间不会产生上下滑动。
43.在一种可实现的实施方式中,如图7和图8所示,中空圆柱体131内壁的下方设置有
第一凸块1312,外圈112对应设置有第一凹槽1121。当外圈112套设在中空圆柱体131的内部时,第一凸块1312可以与第一凹槽1121卡接。通过第一凸块1312和第一凹槽1121之间的配合,以及中空圆柱体131与外圈112之间的过盈连接,中空圆柱体131与外圈112可以更加紧固的连接在一起,从而保证外圈112既无法相对于中空圆柱体131发生旋转,也无法在中空圆柱体131内部上下滑动。这样,当外圈112反向旋转时,外圈112便可以驱动凸轮13绕环形轨道面141的中心轴线稳定转动,同时,当凸轮13在环形轨道面141上作升降运动时,凸轮13便可以稳定的带动单向轴承11相对于环形轨道面141作升降运动,进而稳定的带动动力源12相对于环形轨道面141作升降运动。
44.进一步的,为保证动力输出轴121与单向轴承11之间不会产生相对旋转,并保证动力输出轴121与单向轴承11之间不会产生上下滑动,在一种可实现的实施方式中,单向轴承11的内圈111设置有第二凹槽1111,动力源12的动力输出轴121上对应设置有第二凸块(未示出)。当动力输出轴121套设在内圈111的内部时,第二凸块可以与第二凹槽1111卡接。通过第二凸块和第二凹槽1111之间的配合,以及动力输出轴121与内圈111之间的过盈连接,动力输出轴121与内圈111可以更加紧固的连接在一起,从而保证内圈111既无法相对于动力输出轴121发生旋转,也无法沿动力输出轴121上下滑动。这样,当动力输出轴121旋转时,动力输出轴121便可以驱动内圈111绕轴孔142的中心轴线转动。具体的,当动力输出轴121反向旋转时,动力输出轴121产生的反向扭矩可以通过内圈111被高效的传递至外圈112,进而驱动外圈112反向旋转;而当动力输出轴121正向旋转时,动力输出轴121可以驱动内圈111同步正向旋转。
45.下面结合图1至图11对凸轮机构1的升降运动原理进行说明。
46.当动力输出轴121反向旋转时,动力输出轴121将通过内圈111驱动外圈112反向旋转,进而外圈112将带动中空圆柱体131反向旋转,从而使得凸角13111可以在环形轨道面141上运动。
47.当凸角13111在环形轨道面141的上升圆弧段1411运动时,在环形外延段143的轴向方向上,凸角13111具有向该轴向方向的上方运动的趋势,这样凸角13111便可以带动凸轮13整体向环形外延段143的上方运动。当凸轮13向环形外延段143的上方运动时,凸轮13便可以带动单向轴承11和动力输出轴121向环形外延段143的上方运动,进而驱动动力源12向环形外延段143的上方运动。
48.当凸角13111在环形轨道面141的停止圆弧段1412运动时,凸角13111将在环形外延段143的轴向方向上保持静止,即凸角13111相对于环形外延段143不会发生上下位移。相应的,凸轮13也将在环形外延段143的轴向方向上保持静止。此时单向轴承11、动力输出轴121相对于环形外延段143亦不会发生上下位移。
49.当凸角13111在环形轨道面141的下降圆弧段1413运动时,在环形外延段143的轴向方向上,凸角13111具有向该轴向方向的下方运动的趋势,这样凸角13111便可以带动凸轮13整体向环形外延段143的下方运动。当凸轮13向环形外延段143的下方运动时,凸轮13便可以带动单向轴承11和动力输出轴121向环形外延段143的下方运动,进而驱动动力源12向环形外延段143的下方运动。
50.由于环形轨道面141为闭合的圆形,且具有多组轨道面,因此当凸轮13在环形轨道面141上转动时,凸轮13便可以在环形轨道面141上周而复始的作升降运动,进而带动单向
轴承11和动力输出轴121相对于基座14周而复始的作升降运动。
51.在一种可实现的实施方式中,如图1和图2所示,清洁设备还包括至少一个抹布盘3,以及与抹布盘3的数量相对应的凸轮机构1,其中,抹布盘3设置于机体2的底部,并位于基座14的下方,并且抹布盘3与动力输出轴121连接。在实际应用中,抹布可以通过魔术贴粘附在抹布盘3上,亦可以通过植绒技术在抹布盘3的表面形成抹布,本技术对此不作限制。当动力输出轴121正向旋转时,动力输出轴121可以带动抹布盘3正向旋转,从而对待清洁区域进行清扫。当动力输出轴121反向旋转时,动力输出轴121可以带动抹布盘3在机体2的底部作升降运动,从而根据实际应用场景调整抹布盘3与行走面的距离。
52.在实际应用中,抹布盘3通常与行走面接触,从而对待清洁区域进行清扫,此时抹布盘3与行走面之间的距离为零,然而在某些场景下,可能并不需要抹布盘3对待清洁区域进行清扫。例如,当清洁设备运动至铺设有毛毯的区域时,如果抹布盘3对毛毯进行清扫,反而会弄脏毛毯,此种场景下,清洁设备可以控制动力输出轴121反向旋转,从而驱动抹布盘3在机体2的底部作上升运动。随着抹布盘3在机体2的底部作上升运动,抹布盘3与行走面之间的距离将大于零,抹布盘3与地毯之间将脱离接触,这样便可以避免抹布盘3弄脏毛毯。而当清洁设备运动至铺设有瓷砖的区域时,清洁设备可以控制动力输出轴121继续反向旋转,从而驱动抹布盘3在机体2的底部作下降运动。随着抹布盘3在机体2的底部作下降运动,抹布盘3与行走面之间的距离将减小,直至抹布盘3重新与行走面接触,抹布盘3与行走面之间的距离恢复为零,然后清洁设备控制动力输出轴121正向旋转,从而驱动抹布盘3对瓷砖区域进行清扫。又如,当清洁设备需要回到基站时,清洁设备可以控制动力输出轴121反向旋转,从而将抹布盘3抬离地面,以降低清洁设备攀爬回充坡道的难度。
53.为检测抹布盘3相对于机体2底部的位移量,在一种可实现的实施方式中,清洁设备设置有位移传感器4,位移传感器4贴近凸轮机构1设置,位移传感器4用于检测动力源12的升降位置。位移传感器4可以采用电感式位移传感器、电容式位移传感器或者霍尔式位移传感器等模拟式传感器,亦可以采用行程开关等机械式传感器。
54.可选的,请一并参考图5和图6,在一种可实现的实施方式中,动力源12的壳体上设置有拨杆123,拨杆123可以跟随动力源12沿环形轨道面141的中心轴线作升降运动。位移传感器4包括两个行程开关(41和42),行程开关41和行程开关42设置在拨杆123的升降路径上,并且行程开关41和行程开关42呈上下关系排列。为便于叙述,将设置于上方的行程开关记为行程开关41,将设置于下方的行程开关记为行程开关42。行程开关41和行程开关42之间的距离被构造为:当动力源12运动至最高位置时,拨杆123与设置于上方的行程开关41触碰,并且当动力源12运动至最低位置时,拨杆123与设置于下方的行程开关42触碰。
55.当拨杆123触碰到行程开关41时,行程开关41被拨动,行程开关41发送的电信号将会变动,清洁设备根据上述信号变化情况,便可以识别出动力源12已经运动至最高位置,进而判断抹布盘3已经上升至最高位置,此时抹布盘3与行走面之间的距离最大。同理,当拨杆123触碰到行程开关42时,清洁设备根据行程开关42发送的信号变化情况,识别出动力源12已经运动至最低位置,进而判断抹布盘3已经下降至最低位置,此时抹布盘3与行走面之间的距离最零。
56.在一种可实现的实施方式中,清洁设备还设置有升降复位机构5,升降复位机构5垂直于动力源12设置,并且升降复位机构5的一端与机体2连接,另一端与动力源12的上端
连接。当升降复位机构5受到挤压后,其可以产生弹性形变,从而对动力源12施加作用力,以辅助动力源12的升降复位。同时,升降复位机构5还可以通过动力源12对抹布盘3施加下压力,以提高抹布盘3对待清洁区域的清洁效果。在实际应用中,升降复位机构5可以采用空气弹簧、高弹性橡胶件、复合橡胶弹簧、波形弹簧等器件。
57.可选的,升降复位机构5包括多个螺旋弹簧,上述多个螺旋弹簧均匀分布在动力源12的顶部,其既可以取代原来设置在抹布盘3上的弹簧,用于抹布盘3的上下浮动,也可以用于动力源12、抹布盘3等浮动组件的柔性定位,具有提高器件运动稳定性作用。
58.本技术还提供一种抹布盘升降控制方法,所述方法应用于清洁设备中,所述清洁设备的底部安装有抹布盘,所述方法包括:
59.获取所述抹布盘在所述清洁设备底部的位置信息;
60.检测清扫路径中的地面信息,其中,所述地面信息至少包括障碍物高度和/或地面材质信息;
61.基于所述位置信息和所述地面信息,调整动力输出轴的旋转方向,以控制所述抹布盘在所述清洁设备底部的升降位置。
62.清洁设备的具体结构可以参考上述实施方式中的内容,此处不作赘述。
63.在一种可实现的实施方式中,当清洁设备开始工作时,清洁设备可以首先规划其清扫路径,然后利用位移传感器4检测动力源12的升降位置,进而获取抹布盘3在清洁设备底部的位置信息(例如,抹布盘3已经上升至最高位置,或者抹布盘3已经下降至最低位置)。当清洁设备获取到抹布盘3在清洁设备底部的位置信息后,清洁设备可以利用相关传感器检测清扫路径中的地面信息。例如,清洁设备可以利用声音采集器,来采集清洁设备所处环境的声音信号,并对该声音信号进行音频特征提取和分析,以确定清洁设备当前所处环境的地面材质信息。清洁设备还可以利用摄像头、激光雷达等传感器,探测清扫路径上的障碍物高度。当清洁设备获取到清扫路径上的地面信息后,清洁设备便可以基于抹布盘3在清洁设备底部的位置信息和上述地面信息,调整动力输出轴121的旋转方向,以控制抹布盘3在清洁设备底部的升降位置,从而启用抹布盘3进行拖地,或者将抹布盘3缩回清洁设备的底部。
64.在一种可实现的实施方式中,如果清洁设备检测到清扫路径上存在障碍物,并且障碍物高度小于预设值,清洁设备可以判断上述障碍物不会对其运动造成阻碍,清洁设备可以进一步检测抹布盘3在清洁设备底部的位置信息。如果抹布盘3此时处于最低位置,这就意味着抹布盘3与地面之间的距离为零,抹布盘3已经与地面接触。因此,清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为正向旋转,从而使动力输出轴121驱动抹布盘3旋转,以对地面进行清洁。
65.如果清洁设备检测到障碍物高度小于预设值,并且抹布盘3此时并不处于最低位置,这就意味着抹布盘3与地面之间的距离不为零,抹布盘3没有与地面接触。因此,清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为反向旋转,从而使得动力输出轴121带动抹布盘3在机体的底部作升降运动。当拨杆123触碰到行程开关42时,清洁设备识别出动力源12已经运动至最低位置,进而判断抹布盘3已经下降至最低位置,此时清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为正向旋转,以驱动抹布盘3对地面进行清洁。
66.如果清洁设备检测到清扫路径上存在障碍物,并且障碍物高度大于等于预设值,
清洁设备可以判断上述障碍物会对其运动造成阻碍,为提高清洁设备的越障能力,清洁设备可以进一步检测抹布盘3在清洁设备底部的位置信息。如果抹布盘3此时不处于最高位置,这就意味着抹布盘3与地面之间的距离可以进一步扩大。因此,清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为反向旋转,从而使得动力输出轴121带动抹布盘3在机体的底部作升降运动。当拨杆123触碰到行程开关41时,清洁设备识别出动力源12已经运动至最高位置,进而判断抹布盘3已经上升至最高位置,此时抹布盘3与地面之间的距离最大,清洁设备可以控制动力输出轴121停止旋转,从而将抹布盘3保持在最高位置,以便于清洁设备后续跨越上述障碍物。
67.需要特别指出的是,上述障碍物既可以指饭粒、石块、纸团等物体,其也可以理解为倾斜面、回充坡面等不平整的地形。
68.在一种可实现的实施方式中,如果清洁设备检测到清扫路径中的地面材质信息为绒布材质,清洁设备可以判断当前无需启用抹布盘3进行拖地,清洁设备可以进一步检测抹布盘3在清洁设备底部的位置信息。如果抹布盘3此时不处于最高位置,这就意味着抹布盘3与地面之间的距离可以进一步扩大。为避免抹布盘3弄脏地面,清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为反向旋转,从而使得动力输出轴121带动抹布盘3在机体的底部作升降运动。当拨杆123触碰到行程开关41时,清洁设备识别出动力源12已经运动至最高位置,进而判断抹布盘3已经上升至最高位置,此时抹布盘3与地面之间的距离最大,清洁设备可以控制动力输出轴121停止旋转,从而将抹布盘3保持在最高位置,以避免抹布盘3弄脏地面。
69.如果清洁设备检测到清扫路径中的地面材质信息为硬面材质,清洁设备可以判断当前可以启用抹布盘3进行拖地,清洁设备可以进一步检测抹布盘3在清洁设备底部的位置信息。如果抹布盘3此时不处于最低位置,这就意味着抹布盘3与地面之间的距离不为零。为保证抹布盘3对地面的清洁效果,清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为反向旋转,从而使得动力输出轴121带动抹布盘3在机体的底部作升降运动。当拨杆123触碰到行程开关42时,清洁设备识别出动力源12已经运动至最低位置,进而判断抹布盘3已经下降至最低位置,此时清洁设备可以将动力输出轴121的旋转方向调整为正向旋转,以驱动抹布盘3对地面进行清洁。
70.以下结合具体的应用场景,以清洁设备为扫地机器人为例,进行详细的说明。
71.应用场景一
72.某酒店具有多个主题的房间,每个主题的房间具有不同的房间布置。例如,冰雪奇缘主题的房间,其地面铺设有雪白的地毯,而森林冒险主题的房间,其地面铺设有咖啡色的瓷砖。为提高酒店的品质,酒店利用扫地机器人对房间进行打扫,并且为适应不同的房间地面,酒店选用的扫地机器人具有抹布盘自动升降功能。
73.操作者首先将酒店走廊,以及各个房间的平面图存储在扫地机器人中,然后以基站的放置位置为基准,设置扫地机器人的初始位置。平常扫地机器人在基站进行待机,当扫地机器人待机时,抹布盘位于机体底部的最高位置。
74.当操作者利用app远程启动扫地机器人进行全局清扫后,扫地机器人首先根据存储的酒店平面图,利用最短路径算法规划出清扫路径。然后扫地机器人从基站的回充坡道运动到地面,并利用传感器对周围环境进行检测,从而获取清扫路径中的地面信息,例如清
扫路径上是否存在障碍物、障碍物高度、地面材质信息等。然后扫地机器人根据这些信息对抹布盘的升降进行调整,从而适应不同的清扫场景。
75.例如,当扫地机器人运动至冰雪奇缘主题房间时,扫地机器人通过检测,发现地面材质信息为绒布材质,此时不适应对地面进行拖地,因此扫地机器人可以自动将抹布盘升起,从而避免抹布盘将地毯弄脏。当扫地机器人从冰雪奇缘主题房间出来后,扫地机器人通过检测,发现地面材质信息为硬面材质,此时可以对地面进行拖地,因此扫地机器人可以自动将抹布盘降下,从而利用抹布盘对地面进行清扫。当扫地机器人在森林冒险主题房间进行拖地时,突然检测到前方清扫路径上存在一个斜坡,此时扫地机器人可以控制抹布盘升起,待扫地机器人爬过斜坡后,扫地机器人再次将抹布盘降下,从而继续利用抹布盘对地面进行清扫。
76.由此可见,本技术提供的技术方案,抹布盘通过凸轮机构安装在清洁设备的底部,并且抹布盘与动力源的动力输出轴连接,从而在动力源的驱动下对地面进行清洁。凸轮机构中含有单向轴承和凸轮,同时动力源被集成到凸轮机构中,以对单向轴承和凸轮的运动提供动力。本技术利用单向轴承在一个方向(正向)上可以自由转动,而在另一个方向(反向)上锁死的特性,将单向轴承设置在动力输出轴和凸轮之间,这样当动力输出轴正向旋转时,单向轴承的内圈可以跟随动力输出轴正向转动,而单向轴承的外圈将相对于内圈保持静止。而当动力输出轴反向旋转时,单向轴承的内圈被锁死,动力输出轴的扭矩将被传导至单向轴承的外圈,由于单向轴承的外圈连接有可转动的凸轮,因此在上述扭矩的作用下,单向轴承的内圈、外圈,以及凸轮将跟随动力输出轴作反向转动,这样就达到了通过动力输出轴驱动凸轮运动的目的。通过设置特定的凸轮轮廓曲线,凸轮在绕动力输出轴所在轴线旋转时,其还可以沿该轴线上下运动。由于单向轴承、凸轮和动力输出轴在上述轴线方向上卡接在一起,因此这三者无法在上述轴线方向上产生相对位移,这样凸轮便可以带动单向轴承及动力源作升降运动,进而带动抹布盘作升降运动。在本技术的技术方案中,通过调整动力输出轴的旋转方向,动力源既可以驱动抹布盘对地面进行清洁,也可以带动抹布盘在清洁设备的底部作升降运动,从而提高清洁设备在不同场景下的适应性。
77.以上所述仅为本技术的较佳实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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