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CN103027633A - 机器人吸尘器 - Google Patents

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CN103027633A
CN103027633A CN2012103666693A CN201210366669A CN103027633A CN 103027633 A CN103027633 A CN 103027633A CN 2012103666693 A CN2012103666693 A CN 2012103666693A CN 201210366669 A CN201210366669 A CN 201210366669A CN 103027633 A CN103027633 A CN 103027633A
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Abstract

本公开提供一种机器人吸尘器，该机器人吸尘器用于执行清洁，而当机器人吸尘器越过障碍物时不中断行进。所述机器人吸尘器包括主体和位于主体的左右侧的驱动装置。每个驱动装置包括：主轮，用于驱动主体；驱动电机，用于使主轮旋转；齿轮组件，用于将动力从驱动电机传递到主轮；驱动轴，用于通过旋转动力辅助主轮旋转；辅助轮，连接到驱动轴的远端，以位于比主轮更靠近主体的中央的位置。如果主轮在行进过程中越过障碍物时升离地面，则辅助轮向下突出以到达地面，辅助主体行进以逃离障碍物。

Description

机器人吸尘器
技术领域
本公开的实施例涉及一种机器人吸尘器，该机器人吸尘器具有一种能够不中断行进地实施清洁操作的改进的结构。
背景技术
通常，机器人吸尘器是这样一种设备，该设备在待清洁的目标区域上自主地行进的同时，通过从地面抽吸杂物(诸如，灰尘等)以对待清洁的目标区域进行清洁，而无需用户参与。
所述机器人吸尘器用于利用各种传感器检测其到存在于清洁区域内的障碍物(诸如，家具、办公用品和墙壁)的距离，并基于检测到的信息在不与障碍物发生碰撞的情况下行进的同时对目标区域进行清洁。
利用机器人吸尘器对给定区域进行清洁指的是这样的操作：机器人吸尘器在基于预定的行进模式在清洁区域中行进的同时重复地执行清洁操作。
在机器人吸尘器所行进的清洁区域中存在的障碍物包括机器人吸尘器必须越过的障碍物(诸如门槛)。
然而，当越过存在于清洁区域中的(例如)门槛时，机器人吸尘器的中央可能会被门槛卡住，引起车轮的分离，并且因此使机器人吸尘器的行进中断。
发明内容
因此，本公开的一方面在于提供一种机器人吸尘器，该机器人吸尘器具有一种能够实施清洁操作而在机器人吸尘器越过障碍物时不会由于存在于清洁空间中的障碍物而中断行进的结构。
本公开的其他方面将在下面的描述中进行部分阐述，部分将通过描述而明显，或者可通过实施本公开而了解。
根据本公开的一方面，一种机器人吸尘器包括主体和基于主体的中央分别安装在左右周缘位置的用于驱动主体的驱动装置，其中，每个驱动装置包括：主轮，用于驱动主体；驱动电机，用于产生使主轮旋转所需的旋转动力；齿轮组件，用于将驱动电机的旋转动力传递到主轮；驱动轴，用于将齿轮组件和主轮相互连接，以通过从齿轮组件传递来的旋转动力辅助主轮旋转，驱动轴从主轮朝着主体的中央延伸；辅助轮，用于驱动主体，辅助轮连接到驱动轴的朝着主体的中央延伸的远端，以位于比主轮更靠近主体的中央的位置，其中，在主轮在行进过程中越过障碍物时，如果主轮由于主体在其中央处被障碍物卡住而升离地面，则辅助轮从主体向下突出以到达地面，辅助主体行进以逃离障碍物。
主体可以包括用于打扫存在于清洁空间中的灰尘或使存在于清洁空间中的灰尘散开的主刷，从而实现灰尘吸收效率提高，主刷可以在主体的底部的后部区域安装在主轮之间。
主刷可以延伸长的长度，从而主刷的左右端位于靠近主体的边缘的位置，以确保主刷经由其一次旋转而清洁宽的清洁空间。
主轮可以安装得靠近主体的左右边缘位置，以允许位于主轮之间的主刷的左右端位于靠近主体的边缘的位置，齿轮组件可以安装在相应的一个主轮和主体的中央之间。
驱动装置可以包括壳体，主轮和齿轮组件被容纳在壳体中，壳体可以具有敞开的底部，以使主轮能够上下运动。
壳体可以具有用于插入驱动电机的旋转轴的第一结合孔，齿轮组件可以具有第二结合孔，插入到第一结合孔中的旋转轴插入第二结合孔。
壳体可以具有第一结合凸台，第一结合凸台与旋转轴的轴线在相同的轴线上对齐，以被结合到齿轮组件，齿轮组件可以具有第二结合凸台，用于将齿轮组件结合到壳体，第一结合凸台可以具有容纳孔，第二结合凸台可枢转地被容纳在容纳孔中，从而齿轮组件绕第一结合凸台是可枢转的。
齿轮组件可以具有第三结合孔，驱动轴插入第三结合孔，壳体可以具有引导槽，插入到第三结合孔中的驱动轴贯穿引导槽，从而穿过引导槽的驱动轴朝着主体的中央延伸。
辅助轮可以连接到贯穿引导槽的驱动轴的远端，并且可以位于壳体的外部。
经由驱动轴彼此连接的主轮、齿轮组件和辅助轮可以经由它们绕驱动电机的旋转轴的旋转而上下运动，引导槽可以引导驱动轴绕旋转轴旋转。
辅助轮的外直径可以小于主轮的外直径。
根据本公开的另一方面，机器人吸尘器包括主体、安装在主体的底部的后部区域的主刷以及基于主体的中央分别安装在左右周缘位置的用于驱动主体的驱动装置，其中，每个驱动装置包括：主轮，用于驱动主体；驱动电机，用于产生使主轮旋转所需的旋转动力；齿轮组件，用于将驱动电机的旋转动力传递到主轮；驱动轴，用于将齿轮组件和主轮相互连接，以通过从齿轮组件传递来的旋转动力辅助主轮旋转；辅助轮，辅助轮连接到驱动轴以驱动主体，辅助轮位于比主轮更靠近主体的中央的位置，其中，主轮位于比齿轮组件更靠近主体的边缘的位置，以允许位于主轮之间的主刷延伸长的长度，从而主刷的左右端位于靠近主体的边缘的位置。
在主轮在行进过程中越过障碍物时，如果主轮由于主体的中央处被障碍物卡住而升离地面，则辅助轮可以从主体向下突出以到达地面，辅助主体行进以逃离障碍物。
驱动装置可以包括壳体，主轮和齿轮组件被容纳在壳体中，壳体可以具有敞开的底部，以使主轮能够上下运动。
壳体可以具有用于插入驱动电机的驱动轴的第一结合孔，齿轮组件可以具有第二结合孔，插入到第一结合孔中的旋转轴插入第二结合孔。
壳体可以具有第一结合凸台，第一结合凸台与旋转轴的轴线在相同的轴线上对齐，以被结合到齿轮组件，齿轮组件可以具有第二结合凸台，用于将齿轮组件结合到壳体，第一结合凸台可以具有容纳孔，第二结合凸台可枢转地被容纳在容纳孔中，从而齿轮组件绕第一结合凸台是可枢转的。
齿轮组件可以具有第三结合孔，驱动轴插入第三结合孔，壳体可以具有引导槽，插入到第三结合孔中的驱动轴贯穿引导槽，从而穿过引导槽的驱动轴朝着主体的中央延伸。
辅助轮可以连接到贯穿引导槽的驱动轴的远端，并且可以位于壳体的外部。
经由驱动轴彼此连接的主轮、齿轮组件和辅助轮可以经由它们绕驱动电机的旋转轴的旋转而上下运动，并且引导槽可以引导驱动轴绕旋转轴的旋转。
辅助轮的外直径可以小于主轮的外直径。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得明显和更加容易理解，在附图中：
图1是示出了根据本公开实施例的机器人吸尘器的构造的透视图；
图2是根据本公开实施例的机器人吸尘器的仰视图；
图3是示出了根据本公开实施例的机器人吸尘器的驱动装置的透视图；
图4是图3中示出的驱动装置的分解透视图；
图5到图8是示出了图3中示出的驱动装置的主轮和辅助轮的上下运动的视图；
图9是示出了当根据本公开实施例的机器人吸尘器的辅助轮越过障碍物时的状态的视图。
具体实施方式
现在，将详细说明本公开的实施例，其示例在附图中示出，附图中，相同的标号始终指示相同的元件。
如图1和图2所示，机器人吸尘器1包括：主体10，限定机器人吸尘器的外观；盖20，被构造为覆盖主体10的顶部；刷子单元30，被构造为打扫存在于清洁空间内的灰尘或使存在于清洁空间内的灰尘散开；电源单元40，用于供应驱动主体10所需要的电力；驱动装置100，用于驱动主体10。
主体10限定机器人吸尘器1的外观并且支撑安装在机器人吸尘器1中的各种元件。
盖20包括用于使从向上的相机(未示出)发射的光透射的透明窗21，向上的相机(未示出)捕捉垂直于主体10行进方向的上部空间的图像。
刷子单元30包括：主刷31，安装到在主体10的底表面的后部区域中穿孔的吸入开口11中；主刷电机33，用于使主刷31旋转；集尘箱35，通过主刷31打扫的杂物(诸如灰尘)收集在集尘箱35中。
主刷31用于打扫位于主体10下方的地面上的灰尘或者使位于主体10下方的地面上的灰尘散开，提高了灰尘吸收效率。
主刷31具有鼓状并且由辊子31a和刷子31b组成。
为了确保主刷31经由其一次旋转来清洁宽的清洁空间，会有必要为主刷31设置一个长的长度，从而主刷31的左右端靠近主体10的边缘。
由于主刷31位于驱动装置100的主轮120(将在下文中描述)之间，因此长的主刷31的设置会要求增加主轮120之间的距离，主轮120关于主体10的中轴线安装到主体10的左右周缘位置。
为了最大程度增加主轮120之间的距离，将驱动装置100的主轮120朝着主体10的最外部分定位会是必要的。
为了将主轮120安装得靠近最外部分，即，主体10的边缘，驱动装置100的齿轮组件140可以位于比主轮120更加靠近主体10的中央的位置。
虽然未示出，但是刷子单元30还可以包括布置在主刷31相对两侧的侧刷，以打扫位于主刷31未到达的位置的灰尘，提高清洁效率。
电源单元40包括电池41，电池41电连接到驱动电机130、主刷电机33和其他驱动装置，以向驱动电机130、主刷电机33和其他驱动装置供应电源，驱动电机130使主轮120和辅助轮160旋转，主刷电机33使主刷31旋转，其他驱动装置驱动主体10。
电池41是可再充电二次电池，并且当在完成清洁操作后主体10与坞站(未示出)对接时利用从坞站(未示出)供应的电力充电。
驱动装置100位于主体10的中央的相对两侧，并且驱动装置100能够在主体10行进过程中使主体10进行前进行进、后退行进，旋转和其他运动。
下面的描述以示例的方式集中在基于主体10的前进方向位于右侧的驱动装置100(例如，100a)上，只要不特别地指出，下面的描述还等同地应用于基于主体10的前进方向位于左侧的驱动装置100(例如，100b)。
如图3和图4所示，驱动装置100包括：壳体110；主轮120，用于在正常行进过程中驱动主体10；驱动电机130，结合到壳体110的一侧，以使主轮120旋转；齿轮组件140，设置在主轮120和驱动电机130之间，以将驱动电机130的驱动动力传递到主轮120；驱动轴150，在主体10的中心轴线上延伸，以将主轮120和齿轮组件140互相连接，从而主轮120通过从齿轮组件140传递来的旋转动力旋转；辅助轮160，连接到驱动轴150的朝向主体10的中央的远端，用于在非正常行进过程中驱动主体10。
壳体110包括：容纳腔111，主轮120和齿轮组件140被容纳在容纳腔111中；第一结合孔113，用于结合驱动电机130；第一结合凸台115，用于结合齿轮组件140；第一支撑突起117，安装到弹性构件170的一端；引导槽119，驱动轴150贯穿引导槽119，以朝着主体10的中央延伸。
容纳器111具有敞开的底部，从而结合到壳体110的齿轮组件140以及结合到齿轮组件140的主轮120在清洁区域内根据地面的种类和状态可上下运动。
第一结合孔113形成在壳体110的一个侧壁110b中，以辅助结合到位于壳体110内的齿轮组件140的驱动电机130的旋转轴131。
第一结合凸台115从与壳体110的结合有驱动电机130的侧壁110b相对的另一侧壁110a的内表面向壳体110的内部突出预定长度。
第一结合凸台115具有中央容纳孔115a，齿轮组件140的第二结合凸台145枢转地容纳在中央容纳孔115a中，从而齿轮组件140绕第一结合凸台115是可枢转的。
第一结合凸台115可以位于与第一结合孔113和贯穿第一结合孔113的驱动电机130的旋转轴131的轴线相同的轴线上。
一旦第一结合凸台115已经位于与驱动电机130的旋转轴131的轴线相同的轴线上，齿轮组件140就围绕驱动电机130的旋转轴131可枢转。
第一支撑突起117从壳体110的结合有驱动电机130的侧壁110b的内表面向壳体110内部突出预定的长度。第一支撑突起117安装到弹性构件170的一端中，弹性构件170弹性地支撑齿轮组件140。
引导槽119形成在壳体110的侧壁110b中，从而驱动轴150贯穿引导槽119，以朝着主体10的中央延伸。引导槽119提供运动路径，驱动轴150沿所述运动路径可动，以绕第一结合凸台115枢转，主轮120、齿轮组件140和辅助轮160(将在下文中描述)结合到驱动轴150。
主轮120安装为与清洁空间中的地面直接接触，以使主体10能够行进。主轮120经由驱动轴150连接到齿轮组件140，并且在接收到从齿轮组件140传递来的旋转动力时旋转。
驱动电机130结合到壳体110的形成有第一结合孔113的侧壁110b的外表面。驱动电机130的旋转轴131贯穿第一结合孔113，从而被结合到位于壳体110内的齿轮组件140。
随着驱动电机130的驱动动力经由旋转轴131和连接到旋转轴131的传动齿轮142被传递到驱动轴150，完成主轮120的旋转。
齿轮组件140包括：齿轮箱141；传动齿轮142，位于齿轮箱141内，彼此可旋转地啮合；第二结合凸台145，用于将齿轮组件140和壳体110彼此结合；第二支撑突起148，安装到弹性构件170的另一端中。
齿轮箱141可旋转地支撑其中的传动齿轮142。
传动齿轮142在彼此啮合的同时由齿轮箱141可旋转地支撑。传动齿轮142使驱动电机130的旋转轴131和驱动轴150相互连接，以将驱动电机130的驱动动力传递到驱动轴150。
旋转轴131可以贯穿形成在齿轮箱141的一侧141b中的第二结合孔143，从而被连接到传动齿轮142中的一个传动齿轮。驱动轴150可以贯穿形成在齿轮箱141的另一侧141a中的第三结合孔144，从而被连接到没有结合到旋转轴131的其他传动齿轮142中的一个传动齿轮。
第二结合凸台145从齿轮箱141的所述另一侧141a朝着第一结合凸台115突出预定的长度，并且可旋转地安装到形成在第一结合凸台115中的容纳孔115a中。
第二支撑突起148从齿轮箱141的上端朝着第一支撑突起117突出，从而被安装到弹性构件170的另一端中，弹性构件170弹性地支撑齿轮组件140。
齿轮组件140经由第二结合凸台145可枢转地结合到壳体110，并且经由第二支撑突起148和弹性构件170被壳体110弹性地支撑。
驱动轴150在固定到主轮120的同时连接到齿轮组件140，以使主轮120能够旋转。相互连接主轮120和齿轮组件140的驱动轴150朝着主体10的中央延伸穿过壳体110。
辅助轮160(将在下文中描述)结合到驱动轴150的朝向主体10的中央的远端。
通过驱动轴150而相互连接的主轮120和辅助轮160通过驱动电机130的驱动动力一起旋转。如图5和图6所示，主轮120和辅助轮160可以通过绕第一结合凸台115枢转而上下运动。
辅助轮160连接到固定到主轮120的驱动轴150的朝着主体10的中央延伸的远端，从而辅助轮160随着主轮120一起旋转。
辅助轮160连接到驱动轴150的贯穿壳体110从而朝着壳体10的中央延伸的远端。因此，辅助轮160位于壳体110的外部。
虽然在附图中未示出，但是辅助轮160可以位于壳体110的内部。
由于辅助轮160位于壳体110的外部，为了允许辅助轮160随着在壳体110内上下运动的主轮120一起上下运动，因此主体10的底部设置有用于使辅助轮160上下运动的辅助孔113。
辅助轮160的外直径可以比主轮120的外直径小。这确保在机器人吸尘器1正常行进过程中，辅助轮160不从主体10向下突出。
如图5和图6所示，在机器人吸尘器1的正常行进过程中，辅助轮160不从主体10向下突出，并且因此，机器人吸尘器1通过主轮120驱动。
然而，在机器人吸尘器1的正常行进过程中，如果由于主体10的中央被障碍物(诸如，门槛等)卡住而机器人吸尘器1不再由主轮120驱动，则辅助轮160运动以从主体10向下突出，以驱动机器人吸尘器1。
如图7到图9所示，就如上所述的通过辅助轮160驱动机器人吸尘器1而言，如果由于机器人吸尘器1在行进过程中越过障碍物而主体10的中央被障碍物(诸如，门槛等)卡住，则机器人吸尘器1的主轮120被提升悬空而不与地面接触。
一旦主轮120不与地面接触，经由驱动轴150连接到主轮120的辅助轮160就与主轮120一起绕壳体110的第一结合凸台115顺时针旋转，从而从主体10向下突出。
由于辅助轮160的位置比主轮120更靠近主体10，因此即使主体10的中央被障碍物卡住并且主轮120不与地面接触，从主体10向下突出的辅助轮160仍可以到达地面。就此，机器人吸尘器1可以通过与地面接触的辅助轮160的驱动而逃离障碍物。
一旦机器人吸尘器1逃离障碍物，主轮120就到达地面，而后通过绕壳体110的第一结合凸台115逆时针旋转而向上运动。经由驱动轴150连接到主轮120的辅助轮160也与主轮120一起通过绕壳体110的第一结合凸台115逆时针旋转而向上运动，并且因此不再从主体10向下突出。
通过以上描述清楚的是，根据本公开实施例的机器人吸尘器可以在机器人吸尘器越过存在于清洁空间中的障碍物(诸如，门槛等)时稳定地执行清洁操作而不中断行进。
虽然上面的描述集中在参照附图的机器人吸尘器的具体形状和运动方向上，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行各种改变。

Claims (11)

1.一种机器人吸尘器，所述机器人吸尘器包括主体和基于主体的中央分别安装在左右周缘位置的用于驱动主体的驱动装置，
其中，每个驱动装置包括：
主轮，用于驱动主体；
驱动电机，用于产生使主轮旋转所需的旋转动力；
齿轮组件，用于将驱动电机的旋转动力传递到主轮；
驱动轴，用于将齿轮组件和主轮相互连接，以通过从齿轮组件传递来的旋转动力辅助主轮旋转，驱动轴从主轮朝着主体的中央延伸；
辅助轮，用于驱动主体，辅助轮连接到驱动轴的朝着主体的中央延伸的远端，以位于比主轮更靠近主体的中央的位置，
其中，在主轮在行进过程中越过障碍物时，如果主轮由于主体的中央处被障碍物卡住而升离地面，则辅助轮从主体向下突出以到达地面，辅助主体行进以逃离障碍物。
2.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中，
主体包括主刷，主刷用于打扫存在于清洁空间中的灰尘或使存在于清洁空间中的灰尘散开，从而实现灰尘吸收效率提高；
主刷在主体的底部的后部区域安装在主轮之间。
3.根据权利要求2所述的机器人吸尘器，其中，主刷延伸长的长度，从而主刷的左右端位于靠近主体的边缘的位置，以确保主刷经由其一次旋转而清洁宽的清洁空间。
4.根据权利要求3所述的机器人吸尘器，其中，
主轮安装得靠近主体的左右边缘位置，以允许位于主轮之间的主刷的左右端位于靠近主体的边缘的位置；
齿轮组件安装在相应的一个主轮和主体的中央之间。
5.根据权利要求1所述的机器人吸尘器，其中，
驱动装置包括壳体，主轮和齿轮组件被容纳在壳体中；
壳体具有敞开的底部，以使主轮能够上下运动。
6.根据权利要求5所述的机器人吸尘器，其中，
壳体具有第一结合孔，驱动电机的旋转轴插入第一结合孔；
齿轮组件具有第二结合孔，插入到第一结合孔中的旋转轴插入第二结合孔。
7.根据权利要求6所述的机器人吸尘器，其中，
壳体具有第一结合凸台，第一结合凸台与旋转轴的轴线在相同的轴线上对齐，以被结合到齿轮组件；
齿轮组件具有第二结合凸台，以将齿轮组件结合到壳体；
第一结合凸台具有容纳孔，第二结合凸台可枢转地被容纳在容纳孔中，从而齿轮组件绕第一结合凸台是可枢转的。
8.根据权利要求7所述的机器人吸尘器，其中，
齿轮组件具有第三结合孔，驱动轴插入第三结合孔；
壳体具有引导槽，插入到第三结合孔中的驱动轴贯穿引导槽，从而穿过引导槽的驱动轴朝着主体的中央延伸。
9.根据权利要求8所述的机器人吸尘器，其中，辅助轮连接到贯穿引导槽的驱动轴的远端，并且位于壳体的外部。
10.根据权利要求9所述的机器人吸尘器，其中，
经由驱动轴彼此连接的主轮、齿轮组件和辅助轮经由它们绕驱动电机的旋转轴的旋转而上下运动；
引导槽引导驱动轴绕旋转轴旋转。
11.根据权利要求10所述的机器人吸尘器，其中，辅助轮的外直径小于主轮的外直径。
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