CN106889955A - 一种自动更换清洁机器人抹布的装置及方法 - Google Patents

一种自动更换清洁机器人抹布的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自动更换清洁机器人抹布的装置及方法，所述装置包括抹布板推出机构和控制器。抹布板推出机构包括壳体以及设置于壳体内的电机、传动机构以及执行机构。控制器与抹布板推出机构相连接，发送控制信号控制电机转动，通过传动机构带动执行机构，将清洁机器人的抹布板推出。然后控制器控制清洁机器人运动，执行机构与地面接触，作为清洁机器人的支撑点和行走轮之一，使其到达指定抹布板位置。控制器再控制电机反方向转动将抹布板收起，使其与清洁机器人结合。本发明实现了自动更换清洁机器人抹布的功能，减少了人为干预。

Description

一种自动更换清洁机器人抹布的装置及方法
技术领域
本发明涉及自动清洁领域，尤其涉及一种自动更换清洁机器人抹布的装置及方法。
背景技术
机器人在工业领域的应用已经比较成熟，近几年，随着全球老龄化的来临，社会和家庭负担都在加重，家庭服务机器人将会扮演越来越重要的角色。根据国际机器人联盟IFR统计，2012年全球消费的家庭服务机器人产品总额已经达到16亿美元，IFR预测2013-2016年估计会有1550万家用机器人得到销售，可见清洁机器人存在着巨大的市场空间。
家庭地面的清洁工作脏累且繁琐，浪费了人们大量时间，对此市场上出现了一些自动清洁机器人产品，如扫地机器人、拖地机器人等，这些产品在一定程度上解放了人们的双手，可以给予家人更多的陪伴，受到广大消费者的喜爱。
然而，现有技术中无论是扫拖一体机器人还是只具备拖地功能的机器人，都无法自动更换抹布，具体来说，就是当机器人在拖地过程中抹布脏了需要更换时，需要通过人工让机器人先停止工作，然后把脏抹布拆卸下来，再换上干净的抹布，重新启动机器人让其继续工作。
上述问题导致机器人拖地时不能完全自动化，主人在家时需要留意并中断手里的事情去更换抹布。如果主人不在家，即便机器人具备手机APP远程遥控功能，但由于不能自动更换抹布，因此也无法实现自动完成所有房间的清洁。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的清洁机器人无法自动更换抹布，从而提出一种可自动更换清洁机器人抹布的装置及方法，实现无人看管条件下机器人自动更换抹布的功能。
为解决上述技术问题，本发明的一种自动更换清洁机器人抹布的装置，包括抹布板推出机构，适于将所述清洁机器人的抹布板从所述清洁机器人上推出，实现所述抹布板与所述清洁机器人的分离；
控制器，所述控制器与所述抹布板推出机构相连接，适于控制所述抹布板推出机构将所述清洁机器人的抹布板与所述清洁机器人分离；
所述抹布板推出机构包括壳体，以及设置于所述壳体内的电机、传动机构以及执行机构，其中，
所述电机与所述控制器相连接，适于根据所述控制器提供的信号为所述抹布板推出机构提供动力；
所述传动机构分别与所述电机和所述执行机构相连接，适于将所述电机输出的动力传输给所述执行机构，控制所述执行机构的推出和/或收起，从而将所述清洁机器人的抹布板与所述清洁机器人分离和/或结合；
所述传动机构包括丝杠、螺母、滑块和旋转模块，所述滑块与所述丝杠相连接，通过所述丝杠的运动可带动所述滑块运动；所述旋转模块可旋转的固定在所述壳体内，所述旋转模块上设置有开口，所述开口与所述滑块的部分边缘接触，所述滑块运动时与所述开口配合可带动所述旋转模块相应转动。
所述传动机构包括蜗轮、蜗杆、滑块和旋转模块，所述滑块与所述蜗杆相连接，通过所述蜗杆的运动可带动所述滑块运动；所述旋转模块可旋转的固定在所述壳体内，所述旋转模块上设置有开口，所述开口与所述滑块的部分边缘接触，所述滑块运动时与所述开口配合可带动所述旋转模块相应转动。
所述执行机构包括执行轮，所述执行轮与所述传动机构的所述旋转模块固定连接，当所述滑块带动所述旋转模块转动一定角度时，将所述执行轮推出，或将所述执行轮收起。
所述执行机构包括连杆和执行轮，所述执行轮通过所述连杆与所述传动机构的所述旋转模块固定连接，当所述滑块带动所述旋转模块转动一定角度时，所述连杆相应转动从而将所述执行轮推出，或将所述执行轮收起。
一种清洁机器人，包括根据上述所有特征的任一所述自动更换清洁机器人抹布的装置。
所述清洁机器人进一步包括抹布板，所述抹布板与所述抹布板推出机构磁性连接。
所述抹布板进一步包括抹布和/或水箱，所述抹布和/或所述水箱可拆卸的安装在所述抹布板上。
一种自动更换清洁机器人抹布的方法，所述清洁机器人包括上述所有特征的任一所述的装置，包括如下步骤：
S1：所述控制器发送控制信号控制所述电机转动，通过所述传动机构带动所述执行机构，从而将所述清洁机器人的抹布板推出，使其与所述清洁机器人分离；
S2：所述控制器发送控制信号控制所述清洁机器人的运动，使其到达指定抹布板位置，其中，被推出的所述执行轮与地面接触，适于作为所述清洁机器人的支撑点和行走轮之一；
S3：当所述清洁机器人到达所述指定抹布板位置后，所述控制器控制所述电机反方向转动，通过所述传动机构带动所述执行机构，从而将所述清洁机器人的抹布板收起，使其与所述清洁机器人结合。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
(1)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置，采用丝杠螺母传动或蜗轮蜗杆传动方式，具有磨损小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高、温升低等优点。
(2)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置，结构简单易于实现，使其商业化成本大大降低。
(3)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置，所述执行轮在所述清洁机器人拖地过程中收起，当抹布板被推出后，机器人绕过抹布板行走到指定位置过程中，所述执行轮会作为机器人的支撑点和行走轮之一，使机器人运行过程中更稳定。
(4)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置，所述抹布板与所述抹布板推出机构通过磁性连接，实现二者可拆卸固定，当用户想手动拆卸时非常方便。
(5)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的方法，过程简单，只需通过所述抹布板推出机构的所述传动机构带动所述执行机构将抹布板推出，然后到达指定抹布板位置，再通过所述传动机构带动所述执行机构将抹布板收起实现抹布板安装。
(6)本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的方法，减少了清洁机器人拖地过程中的人为干预，提高了机器人的智能程度，节省了人的时间。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置将抹布板推出后的结构示意图；
图2是本发明所述的抹布板被推出后，所述执行轮与地面接触，作为所述清洁机器人的支撑点和行走轮之一的结构示意图；
图3是本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置将抹布板安装好的结构示意图；
图4是本发明所述的抹布板推出机构将所述执行机构推出的结构示意图；
图5是本发明所述的抹布板推出机构将所述执行机构收起的结构示意图；
图6是本发明所述的抹布板推出机构将所述执行机构收起的结构示意图。
图中附图标记表示为：100-抹布板推出机构，110-壳体，120-电机，130-螺母，140-丝杠，150-滑块，160-旋转模块，200-执行轮，210-连杆，220、230-磁钢，240、250-抹布板，300-清洁机器人。
具体实施方式
下面给出本发明所述的自动更换清洁机器人抹布的装置的一个具体的实施方式，如图1-图4所示，本实施例所述的自动更换清洁机器人抹布的装置包括抹布板推出机构100，适于将清洁机器人300的抹布板240从清洁机器人300上推出，实现抹布板240与清洁机器人300的分离；以及控制器，该控制器与抹布板推出机构100相连接，适于控制抹布板推出机构100将清洁机器人300的抹布板240与清洁机器人300分离。
具体地，如图4和图5所示，在本实施例中，抹布板推出机构100包括：壳体110，以及设置于壳体110内的电机120、传动机构以及执行机构；其中，电机120与控制器相连接，适于根据控制器提供的信号为抹布板推出机构100提供动力。
在上述实施例中，传动机构分别与电机120和执行机构相连接，适于将电机输出的动力传输给执行机构，控制执行机构的推出和/或收起，从而将清洁机器人300的抹布板240与清洁机器人300分离和/或结合。
具体地，在本实施例中，该传动机构采用丝杠螺母结构，如图4和图5所示，传动机构包括螺母130、丝杠140、滑块150和旋转模块160。丝杠140分别与电机120和滑块150相连接，通过与螺母130配合将电机120输出的动力传输给滑块150。控制器根据控制信号控制电机120的正转或反转，从而通过螺母130和丝杠140带动滑块150沿丝杠140的轴线向左或向右运动。旋转模块160可旋转的固定在壳体110内，旋转模块160上设置有开口，开口与滑块150的部分边缘接触，滑块150运动时与开口配合可带动旋转模块160相应转动。
图4为抹布板推出机构100的执行机构处于推出状态的示意图，如图所示，此时，旋转模块160的开口位于旋转模块160的左侧，滑块150部分卡入旋转模块160的开口中。当电机120转动并通过螺母130和丝杠140带动滑块150向左运动时，旋转模块160的开口由于受到滑块150的力的作用，使得旋转模块160绕其旋转轴逆时针运动，从而进一步带动执行机构收起。如图5所示，当滑块150向左移动到指定位置时，执行机构完全收起。需要注意的是，尽管在本实施例中，旋转模块160的开口设置于旋转模块160的左侧，但是旋转模块160的开口与滑块150的相对位置，以及与执行机构推出或收起的相互关系并不局限与此。例如，旋转模块160的开口也可设置在旋转模块160的右侧，并通过与滑块150的配合实现执行机构的推出或收起，这里不再赘述。
在本实施例中，执行机构包括执行轮200。执行轮200与传动机构的旋转模块160固定连接，当滑块150带动旋转模块160转动一定角度时，将执行轮200推出，或将执行轮200收起，从而将清洁机器人300的抹布板240与清洁机器人300分离和/或结合。
进一步地，所述控制器包括：安装于清洁机器人300机身内的主控制卡、解析主控制卡发送的控制信号的电机控制卡以及连接二者的控制线组成，图中未示出。
优选地，在本实施例中，清洁机器人300的抹布板240与抹布板推出机构100通过磁钢220和磁钢230吸附实现磁性连接。抹布板240与另一块指定的抹布板250上均安装有抹布和水箱。
作为可替代的实施方式，在上述实施例的基础上，如图6所示，执行机构还可以包括连杆210和执行轮200，执行轮200通过连杆210与传动机构的旋转模块160固定连接，当滑块150带动旋转模块160转动一定角度时，连杆210相应转动从而将执行轮200推出，或将执行轮200收起。
作为可替代的实施方式，在上述实施例的基础上，传动机构中的丝杠螺母可以改为蜗轮蜗杆，从而通过该蜗轮蜗杆结构带动滑块左右移动，图中未示出。
作为可替代的实施方式，在上述实施方式的基础上，抹布板240与清洁机器人300还可以通过磁铁或其它磁性器件进行连接。
作为可替代的实施方式，在上述实施方式的基础上，抹布板240上还可以只安装抹布或只安装水箱。
本发明还公开了一种自动更换清洁机器人抹布的方法，包括以下步骤：
S1：所述控制器的主控制卡通过控制线发送控制信号到电机控制卡，电机控制卡接收到控制信号后判断转动方向，驱动电机120转动，通过传动机构带动执行机构顺时针转动一定角度，使清洁机器人300的抹布板240上的磁钢230与壳体110上的磁钢220分离，将抹布板240从清洁机器人300上推出，使其与清洁机器人300分离，如图1所示；
S2：抹布板240被推出后，控制器的主控制卡发送运动信号给清洁机器人300，使其先绕开抹布板240，此时被推出的执行机构的执行轮200与地面接触，然后作为清洁机器人300的支撑点和行走轮之一，如图2所示，和清洁机器人300的其它行走轮配合到达指定的抹布板250所在位置；
S3：当清洁机器人300到达指定抹布板250位置后，控制器的主控制卡通过控制线发送控制信号到电机控制卡，电机控制卡接收到控制信号后判断转动方向，驱动电机120反方向转动一定角度，通过传动机构带动执行机构逆时针转动，使壳体110上的磁钢220与抹布板250上的磁钢吸附，从而使抹布板250可拆卸的安装在清洁机器人300上，如图3所示。
上述步骤中的传动机构可以是丝杠螺母结构，电机120转动时，通过螺母130和丝杠140的配合带动滑块150向右或向左滑动，使旋转模块160顺时针或逆时针转动一定角度，旋转模块160进一步带动执行机构的执行轮200顺时针或逆时针转动相应角度，将执行轮200推出或将执行轮200收起。
进一步地，上述步骤中的传动机构也可以是蜗轮蜗杆结构，电机120转动时，通过蜗轮和蜗杆的配合带动滑块150向右或向左滑动，使旋转模块160顺时针或逆时针转动一定角度，旋转模块160进一步带动执行机构的执行轮200顺时针或逆时针转动相应角度，将执行轮200推出或将执行轮200收起。
进一步地，上述步骤中的执行机构可以只包括执行轮200，执行轮200和旋转模块160固定连接，当旋转模块160转动一定角度时直接将执行轮200推出或将执行轮200收起。
进一步地，上述步骤中的执行机构也可以包括连杆210和执行轮200，执行轮200通过连杆210与旋转模块160固定连接，当旋转模块160转动一定角度时，连杆210相应转动从而将执行轮200推出，或将执行轮200收起。优选地，当旋转模块160转动90度时，连杆210相应转动从而将执行轮200推出，或将执行轮200收起。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种自动更换清洁机器人抹布的装置，其特征在于，包括：
抹布板推出机构，适于将所述清洁机器人的抹布板从所述清洁机器人上推出，实现所述抹布板与所述清洁机器人的分离；
控制器，所述控制器与所述抹布板推出机构相连接，适于控制所述抹布板推出机构将所述清洁机器人的抹布板与所述清洁机器人分离。
2.根据权利要求1所述的更换清洁机器人抹布的装置，其特征在于，所述抹布板推出机构包括壳体，以及设置于所述壳体内的电机、传动机构以及执行机构，其中，所述电机与所述控制器相连接，适于根据所述控制器提供的信号为所述抹布板推出机构提供动力；所述传动机构分别与所述电机和所述执行机构相连接，适于将所述电机输出的动力传输给所述执行机构，控制所述执行机构的推出和/或收起，从而将所述清洁机器人的抹布板与所述清洁机器人分离和/或结合。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传动机构包括丝杠、螺母、滑块和旋转模块，所述滑块与所述丝杠相连接，通过所述丝杠的运动可带动所述滑块运动；所述旋转模块可旋转的固定在所述壳体内，所述旋转模块上设置有开口，所述开口与所述滑块的部分边缘接触，所述滑块运动时与所述开口配合可带动所述旋转模块相应转动。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传动机构包括蜗轮、蜗杆、滑块和旋转模块，所述滑块与所述蜗杆相连接，通过所述蜗杆的运动可带动所述滑块运动；所述旋转模块可旋转的固定在所述壳体内，所述旋转模块上设置有开口，所述开口与所述滑块的部分边缘接触，所述滑块运动时与所述开口配合可带动所述旋转模块相应转动。
5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括执行轮，所述执行轮与所述传动机构的所述旋转模块固定连接，当所述滑块带动所述旋转模块转动一定角度时，将所述执行轮推出，或将所述执行轮收起。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括连杆和执行轮，所述执行轮通过所述连杆与所述传动机构的所述旋转模块固定连接，当所述滑块带动所述旋转模块转动一定角度时，所述连杆相应转动从而将所述执行轮推出，或将所述执行轮收起。
7.一种清洁机器人，其特征在于，包括根据权利要求1-6任一所述自动更换清洁机器人抹布的装置。
8.根据权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于，进一步包括抹布板，所述抹布板与所述抹布板推出机构磁性连接。
9.根据权利要求7或8所述的清洁机器人，其特征在于，所述抹布板进一步包括抹布和/或水箱，所述抹布和/或所述水箱可拆卸的安装在所述抹布板上。
10.一种自动更换清洁机器人抹布的方法，所述清洁机器人包括根据权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：所述控制器发送控制信号控制所述电机转动，通过所述传动机构带动所述执行机构，从而将所述清洁机器人的抹布板推出，使其与所述清洁机器人分离；
S2：所述控制器发送控制信号控制所述清洁机器人的运动，使其到达指定抹布板位置，其中，被推出的所述执行轮与地面接触，适于作为所述清洁机器人的支撑点和行走轮之一；
S3：当所述清洁机器人到达所述指定抹布板位置后，所述控制器控制所述电机反方向转动，通过所述传动机构带动所述执行机构，从而将所述清洁机器人的抹布板收起，使其与所述清洁机器人结合。
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