一种沿边清洁装置的制作方法

1.本实用新型涉及清洁机器人领域，尤其是一种沿边清洁装置。


背景技术：

2.随着清洁机器人在各个应用场景的普及，其适用范围也越来越大，有逐渐取代人工保洁员的趋势。沿边清洁是对清洁机器人的一个硬性需求，由于人的灵活性，可以应付复杂的边角清洁，但是目前清洁机器人尚有不足。
3.一般安装在清洁机器人上的边刷，其覆盖范围小，通常与清洁机器人的连接为一个整体。由于机器人本体有避免碰撞的要求，因此边刷通常会预留出沿边清洁的安全距离，尽可能的避免碰撞，因此边刷也难以在复杂边缘完成极致贴边清洁任务；此外，由于边刷与清洁机器人为一整体，因此无论机器人处于工作或者不工作的状态时，边刷都处于外露状态，会受到周围环境的影响，影响边刷的使用寿命。
4.为了一次性有效解决上述问题，本实用新型提出了一种沿边清洁装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种沿边清洁装置，解决现有的清扫机器人为了避免机器人碰撞墙边而无法完成极致贴边清洁任务，以及边刷长期处于露出状态影响边刷使用寿命的问题。
6.本实用新型公开了一种沿边清洁装置，包括：
7.包括边刷机构，避障臂，驱动机构和抬升机构；
8.其中边刷机构包括边刷机构壳体和边刷，所述边刷机构壳体限定出腔室，边刷设置于所述腔室贴近地面的一端；
9.避障臂一端与边刷机构壳体连接，另一端通过与驱动机构连接从而控制所述抬升机构的运动。
10.可选的是，避障臂包括导轨、转动轴、轴套以及行程开关，转动轴嵌入进轴套内，行程开关安装在所述轴套边缘，在检测到边刷机构与障碍物接触时控制抬升机构旋转运动。
11.可选的是，避障臂包括导轨、轴套、弹簧，轴套与导轨连接，轴套与导轨连接，弹簧安装在轴套内，在检测到边刷机构与障碍物接触时控制抬升机构在水平方向压缩。
12.优选的是，避障臂还包括避障传感器，弹簧一端与所述轴套连接，另一端与该避障传感器连接。
13.优选的是，避障臂包括导轨、轴套、弹簧、避障传感器、转动轴、行程开关，轴套与导轨连接，弹簧一端与轴套连接，另一端与避障传感器连接，转动轴嵌入进轴套内，行程开关安装在轴套边缘，可检测到多种碰撞方式带动抬升机构规避。
14.可选的是，抬升机构包括舵机和整体抬升机构，舵机上设置有第一升降机构，整体抬升机构上设置有与第一升降机构配合的第二升降机构，整体抬升机构与驱动机构连接。
15.可选的是，第一升降机构为一驱动杆，所述第二升降机构为与所述驱动杆配合的
凹槽
16.可选的是，边刷机构包括升降机构，所述升降机构位于边刷机构壳体的腔室内，并沿着腔室上下移动，具体包括移动座，所述移动座上横向设置有电机组，所述电机组的输出轴上均键联接齿轮，每个齿轮均啮合有齿条，且齿条纵向设置在腔室的内表面上；所述边刷设置在升降机构的移动座的底面，并随升降机构动作而相应地伸出腔室和收入腔室。
17.优选的是，边刷由弹性材料制成。
18.本实用新型的有益效果在于：
19.通过在避障臂上设置两种传感器，可以检测到多种碰撞方式，使整个机构相应的伸缩一定距离或旋转一定角度对障碍物进行规避，以在复杂边缘完成极致贴边清洁任务；此外，通过安装在边刷机构和抬升机构上的装置，可以在整个机构处于不工作状态时，带动整个装置旋转，与清洁机器人机体侧面平行，实现收纳功能，避免刷毛长期外露影响使用寿命，并且可以避免整个机构与地面接触造成的运动干涉。
附图说明
20.图1为本实用新型整体结构示意图；
21.图2为本实用新型主视图；
22.图3、4、5为本实用新型边刷机构示意图；
23.图6为本实用新型避障臂结构示意图；
24.图7为本实用新型避障臂结构平面图；
25.图8位本实用新型抬升机构示意图；
26.图中标号：1、边刷机构；11、腔室；12、边刷机构壳体；13、边刷；14、升降机构；141、移动座；142、电机组；143、齿轮；144、齿条；2、避障臂；21、导轨；22、转动轴；23、轴套；24、行程开关；25、弹簧；26、避障传感器；3、驱动机构；4、抬升机构；41、舵机；411、第一升降机构；412、第二升降机构；42、整体抬升机构。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
28.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.一种沿边清洁装置，在本实施例中，如图1、图2所示，包括边刷机构1，避障臂2，驱动机构3和抬升机构4；
32.其中边刷机构1包括边刷机构壳体12和边刷13，所述边刷机构壳体12限定出腔室11，边刷13设置于所述腔室11贴近地面的一端；
33.在本实施例中，如图6、图7所示，避障臂21一端与边刷机构壳体12连接，另一端通过与驱动机构3连接从而控制所述抬升机构4的运动。
34.在一些实施例中，避障臂2包括导轨21、转动轴22、轴套23以及行程开关24，转动轴22嵌入进轴套23内，行程开关24安装在所述轴套23边缘，在检测到边刷机构1与障碍物接触时控制抬升机构4旋转运动。具体如下：当边刷机构壳体12与障碍物发生接触时，受到一个下方的力(如图7)，使得与边刷机构壳体12连接的轴套23绕着转动轴22逆时针旋转，转动到一定角度时，触动行程开关24，进而向清洁机器人机体发送信号，驱动清洁机器人远离障碍物。
35.在一些实施例中，避障臂2包括导轨21、轴套23、弹簧25以及避障传感器26，轴套23与导轨21连接，弹簧25一端与所述轴套23连接，另一端与所述避障传感器26连接，在检测到边刷机构1与障碍物接触时控制抬升机构4在水平方向压缩。具体如下：当边刷机构壳体12与障碍物发生接触时，受到一个侧面的力(如图7)，驱动弹簧25压缩，使得避障臂2有一定的压缩行程，避障臂传感器26同时受到压缩距离信号，通过函数f(δx)得到电压变化值，再发送给清洁机器人控制端做出避障动作。
36.公式如下：
△
u＝f(
△
x)＝a
×△
x(其中a是给定参数)
37.优选的是，避障臂2包括导轨21、轴套23、弹簧25、避障传感器26、转动轴22、行程开关24，轴套23与导轨21连接，弹簧25一端与轴套23连接，另一端与避障传感器26连接，转动轴22嵌入进轴套23内，行程开关24安装在轴套23边缘，可检测到多种碰撞方式带动抬升机构4规避。
38.避障臂2的通过前述的两种工作原理，可以检测到多种碰撞方式，能针对不同的情况采取对应的规避策略。
39.驱动机构3的工作原理如下：驱动机构3为常见的动力机构，在本实施例中为电机，可以在整个清洁装置工作时提供动力保持其位置，并且根据不同地形适当调整姿态；在整个清洁装置不工作的状态时，通过安装在避障臂2、抬升机构4以及边刷机构1上的装置，带动整个清洁装置旋转收缩，与清洁机器人机体侧面平行，实现收纳功能。
40.在一些实施例中，如图8所示，抬升机构4包括舵机41和整体抬升机构42，舵机41上设置有第一升降机构411，整体抬升机构42上设置有与第一升降机构411配合的第二升降机构412，整体抬升机构42与驱动机构3连接。
41.进一步地，第一升降机构411为一驱动杆，所述第二升降机构412为与所述驱动杆配合的凹槽。
42.在一些实施例中，如图3、图4、图5所示，边刷机构1包括升降机构14，所述升降机构14位于边刷机构壳体12的腔室11内，并沿着腔室11上下移动，具体包括移动座141，所述移动座141上横向设置有电机142组，所述电机组142的输出轴上均键联接齿轮143，每个齿轮
143均啮合有齿条144，且齿条144纵向设置在腔室11的内表面上；所述边刷13设置在升降机构14的移动座141的底面，并随升降机构14动作而相应地伸出腔室11和收入腔室11。
43.优选的是，边刷13由弹性材料制成，可以是弹性塑料纤维，但是不限定于此，只要能够发生弹性形变即可，在收纳边刷13时，会受到边刷机构壳体12向下的压力，使边刷13发生向内的弹性形变，逐渐合拢起来，完成将边刷13收纳至腔室11内，在边刷13移出腔室11后，边刷13不再受到边刷机构壳体12的压力，在自身弹性形变恢复力的作用下自动恢复初始的喇叭状。
44.边刷机构1的工作原理如下：将边刷13设置在升降机构14，而升降机构14则通过电机组142驱动齿轮143旋转，使得齿轮143与齿条144发生啮合作用，因此，齿轮143与齿条144向上啮合时，可牵引移动座141向上移动，继而拖动边刷13向上移动，最后将边刷13收纳至边刷机构壳体12的腔室11内；当齿轮143与齿条144向下啮合时，可牵引移动座141向下移动，继而拖动边刷13向下移动，最后边刷13可从边刷机构壳体12的腔室11内移出，并横向自动展开。
45.本实用新型工作原理如下：当清洁机器人在执行清洁任务时遇到障碍物，在遇到来自下方的障碍物时，通过边刷机构壳体12连接的轴套23绕着转动轴22逆时针旋转，转动到一定角度时，触动行程开关24，使整个边刷机构1旋转，进而向清洁机器人机体发送信号，驱动清洁机器人远离障碍物；在遇到来自侧方的障碍物时，通过驱动弹簧25压缩，使得避障臂2有一定的压缩行程，避障臂传感器26同时受到压缩距离信号，再发送给清洁机器人控制端做出避障动作。当整个清洁装置需要抬起时，通过安装在抬升机构4上的舵机41驱动整体抬升机构42上的第一升降机构411进行运动，使整个机构上升。
46.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种沿边清洁装置，其特征在于，包括边刷机构，避障臂，驱动机构和抬升机构；其中所述边刷机构包括边刷机构壳体和边刷，所述边刷机构壳体限定出腔室，所述边刷设置于所述腔室贴近地面的一端；所述避障臂一端与所述边刷机构通过轴套连接，另一端通过与所述驱动机构连接从而控制所述抬升机构的运动。2.如权利要求1所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述的避障臂包括导轨、转动轴、轴套以及行程开关，所述转动轴嵌入进轴套内，所述行程开关安装在所述轴套边缘，在检测到所述边刷机构与障碍物接触时控制所述抬升机构旋转运动。3.如权利要求1所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述的避障臂包括导轨、轴套、弹簧，所述轴套与所述导轨连接，所述弹簧安装在所述轴套内，在检测到所述边刷机构与障碍物接触时控制所述抬升机构在水平方向压缩。4.如权利要求3所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述避障臂还包括避障传感器，所述弹簧一端与所述轴套连接，另一端与该避障传感器连接。5.如权利要求1所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述的避障臂包括导轨、轴套、弹簧、避障传感器、转动轴、行程开关，所述轴套与所述导轨连接，所述弹簧一端与所述轴套连接，另一端与所述避障传感器连接，所述转动轴嵌入进轴套内，所述行程开关安装在所述轴套边缘，可检测到多种碰撞方式带动所述抬升机构规避。6.如权利要求5所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述的抬升机构包括舵机和整体抬升机构，所述舵机上设置有第一升降机构，所述整体抬升机构上设置有与第一升降机构配合的第二升降机构，所述整体抬升机构与所述驱动机构连接。7.如权利要求6所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述第一升降机构为一驱动杆，所述第二升降机构为与所述驱动杆配合的凹槽。8.如权利要求1所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述边刷机构包括：升降机构，所述升降机构位于边刷机构壳体的腔室内，并沿着腔室上下移动，具体包括移动座，所述移动座上横向设置有电机组，所述电机组的输出轴上均键联接齿轮，每个齿轮均啮合有齿条，且齿条纵向设置在腔室的内表面上；所述边刷设置在升降机构的移动座的底面，并随升降机构动作而相应地伸出腔室和收入腔室。9.如权利要求8所述的沿边清洁装置，其特征在于，所述的边刷由弹性材料制成。

技术总结
本实用新型涉及清洁机器人领域，尤其是一种沿边清洁装置。包括边刷机构，避障臂，驱动机构和抬升机构，其中边刷机构包括边刷机构壳体和边刷，边刷机构壳体限定出腔室，边刷设置于所述腔室贴近地面的一端，避障臂一端与边刷机构通过轴套连接，另一端通过与驱动机构连接从而控制所述抬升机构的运动。本实用新型提供的沿边清洁装置，通过在结构上将可收缩的边刷机构、可压缩的避障臂以及可整体抬升的抬升机构融合为一体的设计，可扩展贴边的范围，可以在复杂边缘完成极致贴边清洁任务；此外，本实用新型配备的边刷具有收纳功能，避免刷毛长期外露影响使用寿命，并且可以避免整个机构与地面接触造成的运动干涉。接触造成的运动干涉。接触造成的运动干涉。


技术研发人员：李宇浩 请求不公布姓名
受保护的技术使用者：麦岩智能科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/8/17