移动式机器人的制作方法_3

文档序号:8478301阅读:来源:国知局
置10用于排空目的。
[0055]侧壁71的相对部分包括拱形的凹处74 (在图3中仅仅示出一个),当罩8被连接到本体6时,该凹处74配合在清洁头24的相应的端部27,29之上。如图1中所示,间隙存在于清洁头24的端部和相应的拱形部74之间,以便允许在与物体撞击的事件中在它们之间的相对运动。
[0056]在侧壁71的上部边缘上,罩8包括半圆形手提手柄76,该手柄76可绕两个直径上相对的凸起78在第一、收起位置(在收起位置中手柄76安装入在罩8的上部外周边缘上的互补形状的凹处80中)和展开位置(在展开位置中手柄76向上延伸(如图1中的虚线所示))之间枢转。在收起位置中,手柄76保持罩8的‘干净的’圆形轮廓且在正常操作机器人2期间不干扰用户。同样地,在这个位置中,手柄76用于将机器人2的后部过滤器门(未显示)锁定到关闭位置,这在机器人2操作时,阻止过滤器门的意外移除。
[0057]在操作中,机器人2能够由可充电电池组(未显示)提供动力来自主地推动自身在其周边行进。为了实现这个,机器人2承载适当的控制装置,该控制装置连接到电池组,牵引单元20和适当的传感器组82包括例如在本体6的前部左侧和右侧的红外线和超声波发射器和接收器。该传感器组82为控制装置提供信息,该信息表示机器人与外界中的各种结构的距离和该结构的尺寸和形状。此外,该控制装置被连接到抽吸风扇马达和刷棒马达以便适当地驱动和控制这些部件。因此该控制装置可操作控制牵引单元20以便于在需要清洁的房间周围操纵机器人2。应当指出的是,运行和操纵机器人真空吸尘器的详细方法不是本发明的重点,而且一些这样的控制方法在所属技术领域中是已知的。例如,一种具体的操作方法在W000/38025中更加详细地描述,其中操纵系统中使用了光检测装置。这允许清洁器通过识别何时由光检测装置检测到的光水平和由光检测装置先前检测到的光水平相同或大致相同,来允许清洁器在房子中定位自身。
[0058]已经描述了底座4,本体6和罩8,现在将参考图5至图9进一步详细描述牵引单元20,在图5至图9中为了清晰起见示出了单个牵引单元20的各种透视图,剖视图,和分解图。
[0059]总体上,牵引单元20包括传动箱90,联接构件92或‘摆动臂’,第一和第二滑轮94、96,和履带或连续带98,该履带或连续带98被约束为围绕滑轮94、96。
[0060]传动箱90容纳了齿轮系统,该齿轮系统在安装在传动箱90的一端的内侧上的输入马达驱动模块100和从传动箱90的驱动侧(也就是安装了马达模块100的传动箱90的另一侧)突出的输出驱动轴102之间延伸。在这个实施例中,该马达模块100是直流无刷马达,因为这样的马达是可靠的,有效的,虽然这并不排除使用其他类型的马达,例如直流有刷马达,步进马达或甚至液压驱动器。正如所提到的,马达模块100被连接到控制装置以接受电源和控制信号且具有用于这个目的的一体的电连接器104。在这个实施例中,齿轮系统是将马达模块100的速度齿轮减速同时增加可用扭矩的齿轮配置,因为这样的系统可靠,紧凑和重量轻。然而,其它齿轮配置在本发明的情景中被设想,如带式或液压传动配置。
[0061]因此,该牵引单元20集合驱动,传动,和地面接合功能到自持(self-contained)和独立的被驱动单元且通过多个紧固件91 (该实施例中为四个紧固件,如螺丝或螺栓,其被接收到在底座4的凹处周围限定的相应的安装片93中)被容易地安装到底座4。
[0062]牵引单元20可安装到底座以便当机器人2向前行驶时,第一滑轮94在引导位置。在该实施例中,引导轮94是从动轮且包括中心孔104,该中心孔104通过压配合的方法可被接受到驱动轴102上。该引导轮94也可被认为是链轮(sprocket),因为它是一对从动轮。为了提高从驱动轴102到引导轮94的驱动力的传递,该滑轮的中心孔104可为内部带键的以与驱动轴上相应的外部键配合。将滑轮固定到轴的替代方法也被设想,如被附接到轴的部分圆形夹(‘开口卡环(circlip)’)。
[0063]摆动臂92包括引导端部,该引导端部被安装到传动箱90,在传动箱90和引导轮94之间,且被安装以便绕驱动轴102枢转。位于摆动臂92的安装孔108中的轴套106被接收到传动箱90的向外突出的突起物110上,驱动轴102穿过该突起物110突出。因此轴套106提供了支撑表面,该支撑表面在突起物110和传动箱90中间,以允许摆动臂92平稳地枢转且阻止相对于传动箱90倾斜。轴套106优选由适当的工程塑胶制造,如聚酰胺(polyamide),其提供了低摩擦表面和高强度。然而轴套106也可用金属制造,如销,钢,或它们的合金,其也将提供必须的摩擦和强度特征。
[0064]如已组装的视图所示,摆动臂92被安装在突起物110上,且引导轮94被安装到摆动臂102的引导端部外侧的驱动轴102。短轴112压配合到位于摆动臂92的相对端或‘拖尾’端上的孔中,该短轴112限定安装轴,该安装轴用于沿平行于驱动轴102的轴线的旋转轴线的后部滑轮96,或‘拖尾轮’。拖尾轮96包括中心孔113,轴承轴套114以压配合被接受在中心孔113中。该轴套114以滑动配合被接受在轴112之上,且由此轴套114,因此拖尾轮96也,可相对于摆动臂92旋转。开口卡环116将拖尾轮固定到轴112。
[0065]连续带或履带98提供了机器人2和地面表面之间的接触面,且在这个实施例中,是坚韧橡胶化的材料,其在机器人越过表面时为机器人提供高抓地力且越过表面结构和轮廓的改变。虽然未显示在图中,带98可被提供胎纹以便于增加不平地形上的牵引力。
[0066]同样地,虽然未显示在图中,带98的内表面98a是锯齿状的或带齿的以便与被提供在引导轮94的圆周表面上的互补齿形构造94a接合,这样减少了带98在轮94上滑动的可能性。在这个实施例中,拖尾轮96没有带互补齿形构造,虽然这可在需要时被提供。为了防止带98从拖尾轮96滑出,圆周的唇部96a,96b被提供在它的内部和外部边沿上。至于引导轮94,圆周的唇部94b被提供在仅仅它的外部边沿上,因为由于摆动臂92的邻近部分使带98不能从内部边沿滑出。
[0067]正如将被理解的,摆动臂92将引导轮和拖尾轮94,96固定为间隔开的关系且允许拖尾轮96绕引导轮94有角度地摆动。摆动臂92的角位移的最大和最小界限由相对的拱形的上部和下部止动件122a,122b限定,该上部和下部止动件122a,122b从传动箱90的驱动侧突出。从摆动臂92的内侧延伸的短柱或销124可与止动件122a,122b接合以限定摆动臂92的行程。
[0068]牵引单元20还包括摆动臂偏置装置,该摆动臂偏置装置为螺旋弹簧118的形式,该螺旋弹簧118被安装在安装架126和销128之间张紧,该安装架126从摆动臂92的引导部分向上延伸,该销128从传动箱90的拖尾部分突出。在使用中,弹簧118作用以将拖尾轮96偏压为与地面表面接合,因此在机器人2越过不平表面(如厚的绒毛地毯)或越过障碍物(如电线)时,增加牵引力。图9示出了牵引单元20贯穿摆动臂92的运动范围的三个示例性位置。
[0069]图6不出了当机器人2闲置时轮子94,96关于地面表面F的相对位置,在该位置摆动臂92在它的行程的最小界限处,销124接合上部止动件122a。在这个位置中,履带98的围绕拖尾轮96的一部分定义了与地面表面的接触区域130,然而在接触区域前方且延伸到引导轮的履带98的一部分由于拖尾轮96比引导轮94更大的半径而相对于地面表面F倾斜。这为牵引单元20提供了斜坡爬升表面,该表面改善了机器人2越过地面表面中的坑以及越过凸起的障碍物(如电线/地毯的弯曲处和边缘)的能力。
[0070]与简单的轮子相比除了提高了倾斜的履带98的爬升能力外,牵引单元20由于它的单个拖尾轮96而保持小的接触区域130,因为它没有遭受履带98的显著部分接触地面表面的情况下将经历的打滑的程度,这提供了操作益处。
[0071]进一步的牵引力增大由拖尾轮96的外部唇部96b提供,该拖尾轮96的外部唇部96b向外径向延伸得比轮子96的内侧上的唇部96a更远。如图6清
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