一种清洁机器人、清洁机器人基站及及清洁机器人系统的制作方法

1.本实用新型涉及清洁机器人技术领域，尤其涉及由清洁机器人和清洁机器人基站构成的清洁机器人系统。本实用新型还涉及清洁机器人和清洁机器人基站。


背景技术：

2.清洁机器人是市场上颇受欢迎的一种智能家电，其底部通常设有行走轮以及清洁部件，能够自动在房间内完成地面清理工作。
3.当清洁机器人使用一段时间之后，其底部的清洁部件便需要进行清洁、更换，对于这一功能，主要是通过在清洁机器人的基站设置自动拆装机构来实现的。
4.现有的自动拆装机构包括单电机、滑槽以及多连杆机构，同时配合电磁铁吸附，实现清洁部件的拆卸和安装。但是，这种自动拆装机构的多连接机构占用空间大，活动行程避让多，空间浪费严重，并且采用单电机需承受两侧抹布盘的压力，对电机自锁能力的要求过高。
5.此外，两侧清洁部件需要同时取下与安装，安装定位难度大，无法实现单侧安装与单侧位置调节，灵活性差。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人系统。该系统的自动拆装机构不需要使用电机进行驱动，结构简单、占用空间小，能够更加灵活、可靠地实现清洁部件的拆装。
7.本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人和清洁机器人基站。
8.为实现上述目的，本实用新型提供一种清洁机器人系统，包括清洁机器人和清洁机器人基站，所述清洁机器人在主机内部设有清洁驱动机构，所述清洁驱动机构通过输出轴与清洁部件相连接，所述清洁部件的顶部设有能够上下移动的升降部件，所述清洁部件与输出轴通过可分离的连接结构保持连接；所述清洁机器人基站在其机体上设有与所述清洁机器人上的清洁部件相对应的拆装位置，所述拆装位置的中部设有电磁铁，所述电磁铁用于通过磁力向下吸附所述升降部件，以使所述升降部件向下脱离所述输出轴。
9.可选地，所述清洁机器人在其主机的底部设有拆装槽，所述拆装槽从所述输出轴所在的孔位沿所述清洁机器人进入和退出所述清洁机器人基站的方向向外延伸并豁通。
10.可选地，所述拆装槽的外端口呈扩口形状，以引导所述清洁机器人进入和退出所述清洁机器人基站。
11.可选地，所述输出轴的端部设有轴孔，在连接状态下，所述升降部件向上伸入所述轴孔，在解除连接状态下，所述升降部件向下退出所述轴孔。
12.可选地，所述轴孔和升降部件的横断面呈多边形。
13.可选地，所述电磁铁与所述升降部件之间的磁吸力大于所述升降部件与输出轴之间的磁吸力以及所述弹性部件的弹力之和。
14.可选地，在所述清洁部件与输出轴相连接的状态下，所述清洁部件的顶部与所述
输出轴之间留有间隙，以使所述清洁部件能够相对于所述清洁机器人的主机上下浮动。
15.可选地，所述清洁部件的内部设有向上支撑所述升降部件的弹性部件。
16.可选地，所述弹性部件为弹簧，在所述升降部件上下移动的最高位置和最低位置，所述弹簧均处于压缩状态。
17.可选地，所述拆装位置的表面设有用于对清洁部件进行清洁的凸起结构。
18.可选地，所述可分离的连接结构为磁吸结构，所述磁吸结构包括铁质的输出轴和设于所述升降部件的磁铁；或者，所述磁吸结构包括设于所述输出轴的磁铁和铁质的所述升降部件；或者，所述磁吸结构包括设于所述输出轴的第一磁铁和设于所述升降部件的第二磁铁。
19.可选地，所述铁质的输出轴、磁铁和电磁铁位于同一轴线上；或者，所述磁铁、铁质的升降部件和电磁铁位于同一轴线上。
20.可选地，所述清洁机器人基站设有至少两处所述拆装位置，每一处所述拆装位置的电磁铁分别与所述清洁机器人的一个清洁部件相对应。
21.为实现上述另一目的，本实用新型提供一种清洁机器人，所述清洁机器人在主机内部设有清洁驱动机构，所述清洁驱动机构通过输出轴与清洁部件相连接，所述清洁部件的顶部设有能够上下移动的升降部件，所述清洁部件与输出轴通过可分离的连接结构保持连接。
22.为实现上述另一目的，本实用新型提供一种清洁机器人基站，所述清洁机器人基站在其机体上设有与所述清洁机器人上的清洁部件相对应的拆装位置，所述拆装位置的中部设有电磁铁，所述电磁铁用于通过磁力向下吸附所述升降部件，以使所述升降部件向下脱离所述输出轴。
23.本实用新型所提供的清洁机器人系统，其清洁机器人上的清洁部件通过磁吸结构与输出轴保持连接，清洁机器人基站上设有电磁铁，当清洁机器人回到基站后，通过控制电磁铁产生磁力，可向下吸附清洁部件顶部的升降部件，从而使升降部件克服与输出轴之间的吸合力以及弹性部件的支撑力，向下移动，与输出轴相脱离，从而解除连接，在解除连接之后，清洁部件被电磁铁吸附在拆装位置，然后清洁机器人驶离清洁机器人基站，即可完成拆卸，反之则能够实现清洁部件的自动安装。这种自动拆装机构无电机及复杂的运动机构，结构简单、体积小、重量轻、成本低，能够更加灵活、可靠地实现清洁部件的拆装，且成功率高，而且，清洁机器人基站上没有局部升降区域，不需要设计防水结构，具有更好的机构稳定性和防水可靠性。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例所提供的一种清洁机器人系统的局部结构示意图；
25.图2为在图1的基础上升降部件脱离输出轴的结构示意图；
26.图3为在图2的基础上清洁机器人驶离清洁机器人基站的结构示意图；
27.图4为清洁机器人在其主机的底部设有拆装槽的结构示意图；
28.图5为图4中所示拆装槽的局部轴测图；
29.图6为本实用新型实施例所提供的另一种清洁机器人系统的局部结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例所提供的另一种清洁机器人系统的局部结构示意图；
31.图8为升降部件与抹布盘通过六边形结构相配合的示意图；
32.图9为升降部件与抹布盘通过筋槽结构相配合的示意图；
33.图10为图9的a-a视图。
34.图中：
35.10.清洁机器人11.清洁驱动电机12.减速箱13.输出轴131.轴孔14.拆装槽20.清洁机器人基站21.清洗盘211.凸起结构22.电磁铁30.抹布盘31.升降部件311.凸筋32.弹簧33.磁铁34.限位凸台35.限位凸缘36.滑槽
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
37.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
38.请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种清洁机器人系统的局部结构示意图。
39.在一种具体实施例中，本实用新型所提供的清洁机器人系统，主要由清洁机器人10和清洁机器人基站20组成，清洁机器人10可以是扫地机或其他具有清洁功能的机器，其能够自动回到清洁机器人基站20，以执行充电、清洗、拆装清洁部件等操作。
40.清洁机器人10在主机大体呈圆盘形，其底部设有导向轮和行走轮，内部设有清洁驱动机构，清洁驱动机构通过输出轴13与抹布盘30相连接，抹布盘30的顶部设有升降部件31，升降部件31可以位于抹布盘30顶部的中间位置或偏离中间的其他位置，抹布盘30的内部设有向上支撑升降部31件的弹簧32，升降部件31在受力时能够上下移动，在升降部件31上下移动的最高位置和最低位置，弹簧32均处于压缩状态。
41.弹簧32可以有多种布置形式，本实施例在升降部件31的左右两侧对称地设有两个弹簧32，在其他实施例中，也可以只设置一个弹簧32，并将弹簧32套装在升降部件31上，等等。
42.在抹布盘30与输出轴13相连接的状态下，升降部件31位于最高位，抹布盘30的顶部与输出轴之间留有一定间隙，以使抹布盘30能够相对于清洁机器人10的主机上下移动，从而使抹布盘30整体在清扫时可以上下浮动。
43.清洁驱动机构具体可以由清洁驱动电机11、减速箱12和输出轴13等构成，并通过输出轴13与抹布盘30相连接，输出轴13的端部设有轴孔131，在连接状态下，升降部件31向上伸入轴孔131，输出轴13的轴孔131和升降部件31可设计成多边形的形式，以保证两者在插接后，抹布盘30能够跟随输出轴13旋转，在解除连接的状态下，升降部件31向下退出轴孔131。
44.抹布盘30与输出轴13通过磁吸结构保持连接。具体地，磁吸结构可以采用铁质的输出轴13和设置在升降部件31上的磁铁33来实现，铁质的输出轴13、磁铁33和电磁铁22位
于同一轴线上，在进行安装时，抹布盘30通过磁铁33与铁质的输出轴13的磁吸力相对固定，使抹布盘30不会从输出轴13上脱落。
45.当然，也可以采用相反的形式，也就是在输出轴13上设置磁铁33，并采用铁质的升降部件31来形成磁吸结构，同样地，磁铁33、铁质的升降部件31和电磁铁22可以位于同一轴线上；或者，在输出轴13和升降部件31上都设有磁铁33，其中输出轴13设设置第一磁铁，升降部件31上设置第二磁铁，等等。由于可以实现的方式较多，这里就不再一一列举。
46.需要说明的是，抹布盘30除了通过磁吸结构与输出轴13保持连接之外，还可以通过耦合机构、卡扣或吸盘等可分离的连接结构与输出轴13保持连接。
47.清洁机器人基站20在其机体上设有与清洁机器人10上的抹布盘30相对应的清洗盘21，此清洗盘21同时也是对抹布盘30进行拆装的位置，清洗盘21的中部设有电磁铁22，此电磁铁22用于通过磁力向下吸附升降部件31，电磁铁22与升降部件31之间的磁吸力大于升降部件31与输出轴13之间的磁吸力以及弹簧32的弹力之和，以通过足够大的磁力使升降部件31向下脱离输出轴13。
48.当然，根据防水要求的不同，电磁铁22也可以设于清洗盘21的背部。
49.清洗盘21的表面设有若干凸起结构211，当清洁机器人10回到清洁机器人基站20后，抹布盘30下表面上的抹布可以与清洗盘21上的凸起结构211过盈挤压，从而在旋转作用下实现抹布清洗。
50.请一并参考图4、图5，图4为清洁机器人在其主机的底部设有拆装槽的结构示意图；图5为图4中所示拆装槽的局部轴测图。
51.清洁机器人10在其主机的底部设有拆装槽14，此拆装槽14从输出轴13所在的孔位沿清洁机器人10进入和退出清洁机器人基站20的方向向外延伸并豁通，拆装槽14的深度应能满足抹布盘30上的升降部件31处于最低位时，清洁机器人10的主机在移动方向上与抹布盘30不会干涉。
52.拆装槽14的外端口呈扩口形状，其外端的宽度大于内端的宽度，以引导清洁机器人10顺利进入和退出清洁机器人基站20，实现精准落位。
53.在本实施例中，每一个电磁铁22对应于一个抹布盘30，也就是说，使用电磁铁22一对一地控制单侧抹布盘30进行拆装。这样的设计定位误差小，更方便定位以及实现单侧高度位置的调整，例如，当定位出现偏差时，可能有一侧抹布盘30未正常装配或者取下，通过单侧电磁铁22可实现单侧高度位置的调整，有效提高抹布盘30装配与取下的成功率，或者满足用户单盘拖地的需求(沿边侧，清洁角落等)。
54.当然，清洁机器人10上的清洁部件并不局限于抹布盘30，还可以是其他形式，例如圆盘刷等。
55.请参考图2、图3，图2为在图1的基础上升降部件脱离输出轴的结构示意图；图3为在图2的基础上清洁机器人驶离清洁机器人基站的结构示意图。
56.当需要拆卸抹布盘30时(即拆卸抹布所依附的抹布支架)，清洁机器人10到达清洁机器人基站20，并与清洁机器人基站20配合落位，充电片接触，发出电信号，此时单独给电磁铁22通电，电磁铁22产生足够大的吸力克服输出轴13与升降部件31之间的吸力以及弹簧32的支撑力，将抹布盘30的升降部件31向下吸引至最低位，使抹布盘30与清洁机器人10的输出轴13分离，此时抹布盘30通过电磁铁22固定在清洁机器人基站20的清洗盘21上，清洁
机器人10向前运动离开清洁机器人基站20，即可实现抹布盘30的拆卸。当清洁机器人10离开清洁机器人基站20后一段时间，可以取消电磁铁22通电。
57.当需要安装抹布盘30时(即安装抹布所依附的抹布支架)，清洁机器人10启动回充对位，清洁机器人基站20接收到信号之后，单独给电磁铁22供电，电磁铁22将抹布盘30的升降部件31向下吸引至最低位，当清洁机器人10到达清洁机器人基站20并配合落位后，充电片接触，发出电信号，电磁铁22取消通电，抹布盘30的升降部件31在弹簧32作用下复位，并且与输出轴13恢复磁性连接，实现安装抹布盘30。
58.当安装或拆卸抹布盘30时，若单侧未安装或拆卸成功，可单独控制某侧的电磁铁22，上下调整或重新执行一遍拆装动作，可以实现单侧灵活调整，甚至满足单侧安装的要求。
59.这里需要说明的是，输出轴13、升降部件31及电磁铁22三者之间满足磁性连接即可，若升降部件31设置有磁铁33，则输出轴13既可以设置磁铁33，也可以不设置磁铁33，此时电磁铁22可以执行取消通电，通过弹簧32复位实现装配，也可对电磁铁22执行反向通电，使其磁极反向，将升降部件31推起，使装配更加迅速。这种反向助力的方式，能够更加容易将抹布盘30安装到位。
60.为了防止电磁铁22将升降部件31吸附至最低处之后，在回弹过程中，由于错位而导致无法弹出，在上述实施例的基础上，可以在抹布盘30的内部增加限位结构，以限制升降部件31下降的高度，避免升降部件31过于向内缩进。
61.具体地，该限位结构可以是增设在抹布盘30内底部的限位凸台34(见图6)，当升降部件31向下移动并与限位凸台相抵接后，其上端恰好与抹布盘30的顶部相齐平；或者，该限位结构可以是增设在抹布盘30内壁上的限位凸缘35(见图7)，当升降部件31向下移动并与限位凸缘35相抵接后，其上端恰好与抹布盘30的顶部相齐平。
62.为了使升降部件31能够带动抹布盘30旋转，并防止抹布盘30上下移动时出现偏离的现象，可以在升降部件31与抹布盘30之间设计在周向上配合的结构。
63.如图8所示，抹布盘30用于容纳升降部件31的内腔在横截面上呈六边形，升降部件31在横截面上也呈六边形，两者之间通过六边形结构在周向上相配合。
64.或者，如图9、图10所示，抹布盘30在其内壁上设有竖向的滑槽36，升降部件31的外壁上设有凸筋311，两者之间通过由滑槽36和凸筋311形成的筋槽结构在周向上相配合。
65.本技术于基站侧单独设置电磁铁22，不需要主机或者基站侧局部升降，不仅简化了结构，降低了成本，而且提升了可靠性。使用时，电磁铁22通电后可吸附抹布盘30上的升降部件31向下移动，使抹布盘30与清洁机器人10的主机脱开，并且抹布盘30与基站吸附，实现将抹布盘30取下的功能，此时用户可以针对自身需求及地毯等特殊场景式样，自动实现扫拖切换功能，用户体验感更好。
66.以上对本实用新型所提供的清洁机器人系统及清洁机器人基站进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。