CN113995350A - 一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人，包括：外壳，外壳的中部内设有放置搭板，外壳的两侧底部分别设有吸尘区，放置搭板的一端上设有吸尘凹槽，吸尘凹槽通过吸尘连管与吸尘区连通，外壳的顶部上设有配重移动机构，放置搭板两侧上分别滑动设有水平滑动部件，每个水平滑动部件内套设有一个升降装置，两个升降装置的底部共同连接有一个万向驱动装置。采用以上设计，通过设置万向驱动装置实现外壳的移动，通过设置升降装置实现外壳上升，通过设置水平滑动部件，实现万向驱动装置的平移，通过设置配重块，调整爬升时的重心位置，四者结合实现清洁机器人爬升功能，结构简单，设计合理，能多向移动，设计成本低，有较大的应用推广价值。

Description

一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。

扫地机器人的机身为无线机器，以圆盘型为主。使用充电电池运作，操作方式以遥控器、或是机器上的操作面板。一般能设定时间预约打扫，自行充电。前方有设置感应器，可侦测障碍物，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依每间不同厂商设定，而走不同的路线，有规划清扫地区，此外，扫地机器人还具有防跌落功能。(部分较早期机型可能缺少部分功能)，因为其简单操作的功能及便利性，现今已慢慢普及，成为上班族或是现代家庭的常用家电用品。

在现有的扫地机器人，一般是只能在一个凭平整的地面上工作，然而针对一些跃层、别墅等构造的房屋，扫地机器人无法对楼梯进行作业，只能通过人工作业。

因此，亟需设计一种能将扫地机器人运送到不同楼层又能在运送过程中利用扫地机器人的吸尘功能将楼梯清洁干净的清洁机器人。

发明内容

本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，包括：外壳，所述外壳的中部内沿所述外壳的长度方向设有放置搭板，所述外壳的两侧底部分别设有吸尘区，所述放置搭板的一端上设有吸尘凹槽，所述吸尘凹槽的两端分别通过吸尘连管与所述吸尘区连通，所述外壳的顶部上设有配重移动机构，所述放置搭板两侧上分别滑动设有水平滑动部件，每个所述水平滑动部件内套设有一个升降装置，两个所述升降装置的底部共同连接有一个万向驱动装置。

在一个优选的实施例中，所述外壳的一端面开口，所述放置搭板远离设有所述吸尘凹槽的一端倾斜延伸至所述外壳开口的端面底部，所述外壳邻近所述吸尘凹槽的一端面上设有清洁片，所述外壳的底面于所述吸尘区上还设有所述清洁片。

在一个优选的实施例中，所述吸尘区上设有吸尘槽，所述吸尘连管与所述吸尘槽连通。

在一个优选的实施例中，所述吸尘区上设有吸尘槽，所述吸尘槽呈“L”形，所述吸尘槽的一端从所述吸尘区上延伸至所述壳体的一端面上，所述吸尘槽与所述吸尘连管连通。

在一个优选的实施例中，所述吸尘区上与所述吸尘槽一端相对应的地方设有滑板，所述滑板可滑动至所述吸尘槽内，所述滑板的一端上连接有弹簧，所述滑板邻近所述吸尘槽的一端上凸出所述壳体的底平面。

在一个优选的实施例中，所述配重移动机构包括：配重块、移动电机、导杆、皮带；所述皮带与所述移动电机的输出端连接，所述配重块的底部中间与所述皮带固定连接，所述导杆设置于所述皮带的两侧上，所述配重块的底部两端与所述导杆滑动连接。

在一个优选的实施例中，每个所述水平滑动部件包括：滑件、平移电机、滑轨、齿条；所述平移电机固定于所述滑件上，所述滑轨设有两条，两条所述滑轨间隔设置，所述滑件滑动设置于两条所述滑轨之间，所述平移电机的输出端与所述齿条传动连接，滑件套设于所述升降装置外。

在一个优选的实施例中，每个所述升降装置包括：升降电机、螺纹杆、连接柱、连接横杆；所述升降电机的输出端与所述螺纹杆连接，所述螺纹杆远离所述升降电机的一端与所述连接柱螺纹连接，所述水平滑动部件套设于所述连接柱的外侧，所述连接柱呈正多边形状，所述连接柱的底部与所述连接横杆固定连接，两个所述升降装置通过所述连接横杆固定连接，所述万向驱动装置与两个所述连接横杆之间的中部活动连接。

在一个优选的实施例中，所述万向驱动装置包括：履带支架、履带轮、驱动电机、套筒；所述履带轮设有两个，两个所述履带轮分别设置于所述履带支架的两侧上，所述驱动电机设有两个，所述驱动电机设置于所述履带支架的一端上，两个所述驱动电机分别与对应的所述履带轮连接，所述套筒固定设置于所述履带支架的两侧之间，所述套筒与所述升降装置的底部活动连接。

在一个优选的实施例中，所述外壳的底部一端上固定连接有万向轮。

本发明的有益效果是：本发明通过在外壳内设置万向驱动装置实现外壳的移动，通过设置升降装置实现外壳和万向驱动装置的上升，通过设置水平滑动部件，实现万向驱动装置的平移，通过设置配重块，避免在爬升时因重心偏移导致楼梯爬升装置翻滚掉落，通过四者的结合实现楼梯爬升装置的爬升功能，结构简单，设计合理，能够多向移动，设计成本低，有较大的应用推广价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明外壳的结构示意图；

图3为本发明配重移动机构结构示意图；

图4为本发明水平滑动部件和升降装置及万向驱动装置的结构示意图；

图5为本发明底面视角的结构示意图；

图6为本发明截面示意图；

图7为本发明使用状态图1；

图8为本发明使用状态图2；

图9为本发明使用状态图3。

图中：

10、外壳；11、配重移动机构；111、配重块；112、移动电机；113、导杆；114、皮带；12、水平滑动部件；121、滑件；122、平移电机；123、滑轨；124、齿条；125、滑槽；126、滑块；13、升降装置；131、升降电机；132、螺纹杆；133、连接柱；134、连接横杆；14、万向驱动装置；141、履带支架；142、履带轮；143、驱动电机；144、套筒；15、万向轮；16、放置搭板；161、吸尘凹槽；17、吸尘连管；18、吸尘区；181、吸尘槽；182、滑板；183、清洁片；184、弹簧；

20、扫地机器人。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图6所示，本发明提供一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，包括：外壳10，所述外壳10的中部内沿所述外壳的长度方向设有放置搭板16，所述外壳10的两侧底部分别设有吸尘区18，所述放置搭板16的一端上设有吸尘凹槽161，所述吸尘凹槽161的两端分别通过吸尘连管17与所述吸尘区18连通，所述外壳10的顶部上设有配重移动机构11，该配重移动机构11用于调整外壳10在爬升过程中的重心；所述放置搭板16两侧上分别滑动设有水平滑动部件12，该水平滑动部件12用于带动外壳10移动，每个所述水平滑动部件12内套设有一个升降装置13，该升降装置13用于带动外壳10的升降，两个所述升降装置13的底部共同连接有一个万向驱动装置14，该万向驱动装置14用于带动外壳10移动。

进一步的，在本实施例中，所述外壳10的一端面开口，所述放置搭板16远离设有所述吸尘凹槽161的一端倾斜延伸至所述外壳10开口的端面底部，使放置搭板16邻近外壳10开口端面的一端呈斜坡状，便于清洁机器人自行爬上放置搭板16上，所述放置搭板16用于停放扫地机器人，所述吸尘凹槽161用于和扫地机器人的吸尘口对接，便于利用运载的扫地机器人自身携带的吸尘功能对楼梯进行吸尘作业，所述外壳10邻近所述吸尘凹槽161的一端面上设有清洁片183，所述外壳10的底面于所述吸尘区18上还设有所述清洁片183，设置清洁片183便于外壳10对地面或是竖向的墙面通过清洁片183进行清洁。

进一步的，在本实施例中，所述吸尘区18上设有吸尘槽181，该吸尘槽181具有两种实施方式，其一，即吸尘槽181只设置于吸尘区18上，且吸尘槽181与吸尘连管17连接，使吸尘设备的吸附力通过吸尘槽181作用在地面上，将地面上的灰尘杂质吸附进吸尘设备内；其二，吸尘槽181设置成“L”状，即吸尘槽181从吸尘区18延伸至外壳邻近吸尘凹槽161的一端端面上，使外壳10既可对地面进行吸尘作业还可对墙面进行吸尘作业，提升外壳10的实用性，两种实施方式，可根据实际的使用需求设置。

进一步的，在本实施例中，所述吸尘区18上与所述吸尘槽181一端相对应的地方设有滑板182，所述滑板182可滑动至所述吸尘槽181内，所述滑板182的一端上连接有弹簧184，所述滑板182邻近所述吸尘槽181的一端上凸出所述外壳10的底平面；具体的，为使吸尘槽181适应绝大部分的地形宽度，防止在特殊的地形中，如楼梯等，因吸尘槽181过长导致吸尘槽181的部分未与底面相对，而导致在吸尘时因漏空的现象导致吸附力下降，在吸尘区18上与吸尘槽181的一端相对应的地方设有滑板182，该滑板182远离所述吸尘槽181的一端设有弹簧184，该滑板182通过弹簧184可从吸尘区18滑动至吸尘槽181上，以此缩短吸尘槽181的长度使之可以与清扫的不同尺寸的楼梯踏步贴合，避免出现漏空的现象，其中为便于弹簧184能够自主将滑板182顶进吸尘槽181内，滑板182邻近吸尘槽181的一端凸出外壳10的底平面，使的滑板182在未受到外界的抵挡时，弹簧184将滑板182顶出，直至与外界墙面抵接，同样的，当吸尘槽181因滑板182而导致长度不够时，滑板182凸出外壳10底平面的一端与外界墙面抵接被压缩，从而使吸尘槽181的长度延长。

进一步的，在本实施例中，所述配重移动机构11包括：配重块111、移动电机112、导杆113、皮带114；所述皮带114与所述移动电机112的输出端连接，所述配重块111的底部中间与所述皮带114固定连接，所述导杆113分别设置于所述皮带114的两侧上，所述配重块111的底部两端与所述导杆113滑动连接，移动电机112转动，带动皮带114转动，从而带动与皮带114固定连接的配重块111沿导杆113移动，调整重心位置。

进一步的，在本实施例中，每个所述水平滑动部件12包括：滑件121、平移电机122、滑轨123、齿条124；所述平移电机122固定于所述滑件121上，所述滑轨123设有两条，两条所述滑轨123间隔设置，所述滑件121滑动设置于两条所述滑轨123之间，所述齿条124设于其中一条滑轨123的上方，所述平移电机122的输出端与所述齿条124传动连接，滑件121套设于所述升降装置13外，通过平移电机122与齿条124的传动连接，使平移电机122在工作状态时，带动滑件121沿滑轨123移动，带动套设于滑件121内的升降装置13和与升降装置13底部连接的万向驱动装置14同步移动。

进一步的，在本实施例中，每个水平滑动部件12的两条所述滑轨123上分别设有呈“T”字形的滑槽125，所述滑件121的两侧上分别设有与所述滑槽125适配的滑块126，使滑块126嵌设于滑槽125内，使滑件121于两条滑轨123内的高度是固定的。

进一步的，在本实施例中，升降装置13设有两个，两个升降装置13对称设置，底部固定连接一起，且同步驱动；所述每个升降装置13包括：升降电机131、螺纹杆132、连接柱133、连接横杆134；所述升降电机131的输出端与所述螺纹杆132连接，所述螺纹杆132远离所述升降电机131的一端与所述连接柱133螺纹连接，所述水平滑动部件12中的滑件121套设于所述连接柱133的外侧，且滑件121与升降电机固定连接，所述连接柱133的底部与连接横杆134固定连接，两个升降装置中的两根所述连接横杆134之间固定连接，两根连接横杆134的中部与所述万向驱动装置14活动连接，升降电机131工作时带动螺纹杆132转动，使其促使与之螺纹连接的连接柱133随其转动的方向上升或下降，带动与连接横杆134连接的万向驱动装置14上升或下降。

进一步的，在本实施例中，万向驱动装置14设置为一个，所述万向驱动装置14包括：履带支架141、履带轮142、驱动电机143、套筒144；所述履带轮142设有两个，两个所述履带轮142分别设置于所述履带支架141的两侧上，所述驱动电机143设有两个，所述驱动电机143设置于所述履带支架141的一端上，两个所述驱动电机143分别与对应的所述履带轮142连接，所述套筒144固定设置于所述履带支架141的两侧之间，所述套筒144与所述升降装置13的底部活动连接，两个驱动电机143可同步同向运行，从而使其带动两个履带轮142同步同向转动，进而带动外壳10移动，两个驱动电机143还可同步异向运行，使其带动两个履带轮142同步异向转动，并通过套筒144与连接横杆134的中部活动连接，使履带轮142在同步异向转动时水平旋转，调整前行方向。

工作原理，楼梯爬升装置在初始状态时，万向驱动装置14位于外壳10的中部，配重块111位于万向驱动装置14的上方，当爬升时，升降电机131正向运行，促使连接柱133向地面方向移动，此时因履带轮142是与地面是接触状态，连接柱133无法下沉，因此在升降电机131正向运行下，产生反作用力，使升降电机131上移，升降电机131与滑件121通过固定连接的结构(图中未示出)连接一起，使升降电机131上移时，在固定连接的结构下带动滑件121同步上升，同时因水平方向上滑件121与滑轨123滑动连接，竖直方向上滑件121与滑轨123同步运动，从而使滑件121上升时带动外壳10同步上升，直至与第二台阶的平面平齐，因“T”字形滑槽125和滑轨123的结构，使外壳10在上升时，不会出现侧面倾斜的情况，随后驱动电机143运行，驱动履带轮142转动，带动外壳10向前移动，使外壳10的前端底部搭在第二台阶上，并使外壳10的前端与第三台阶的墙面抵接，在万向驱动装置14运行时，水平滑动部件12的平移电机122不会运行，滑件121在平移电机122和齿条124的啮合限制下不会出现移动的情况，防止在万向驱动装置14带动外壳10移动时，出现万向驱动装置14带动水平滑动部件12移动而外壳10未移动的情况；随后配重块111前移，移动至外壳10的前端上，使重心位于外壳10的前端，此时顶升电机反向运行，万向驱动装置14在螺纹杆132的带动下上升，因重心位于外壳10的前端，因此此时万向驱动装置14上升，外壳10亦不会掉落，直至与第一台阶的台面平齐后，水平滑动部件12的平移电机122运行，带动滑件121沿滑轨123的移动，带动万向驱动装置14移动至第一台阶上，此时如果要沿台阶的长度方向移动时，可通过控制两个驱动电机143同步异向运行，使两个履带轮142横向转动，使两个履带轮142的前进方向和台阶的长度方向一致，以此实现楼梯爬升装置的横移，当再要上升时，配重块111回移至爬升脚的上方，随后实行上述步骤即可。

综上所述，本发明通过在外壳内设置万向驱动装置实现外壳的移动，通过设置升降装置实现外壳和万向驱动装置的上升，通过设置水平滑动部件，实现万向驱动装置的平移，通过设置配重块，避免在爬升时因重心偏移导致楼梯爬升装置翻滚掉落，通过四者的结合实现楼梯爬升装置的爬升功能，结构简单，设计合理，能够多向移动，设计成本低，有较大的应用推广价值。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，包括：外壳，所述外壳的中部内沿所述外壳的长度方向设有放置搭板，所述外壳的两侧底部分别设有吸尘区，所述放置搭板的一端上设有吸尘凹槽，所述吸尘凹槽的两端分别通过吸尘连管与所述吸尘区连通，所述外壳的顶部上设有配重移动机构，所述放置搭板两侧上分别滑动设有水平滑动部件，每个所述水平滑动部件内套设有一个升降装置，两个所述升降装置的底部共同连接有一个万向驱动装置。

2.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述外壳的一端面开口，所述放置搭板远离设有所述吸尘凹槽的一端倾斜延伸至所述外壳开口的端面底部，所述外壳邻近所述吸尘凹槽的一端面上设有清洁片，所述外壳的底面于所述吸尘区上还设有所述清洁片。

3.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述吸尘区上设有吸尘槽，所述吸尘连管与所述吸尘槽连通。

4.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述吸尘区上设有吸尘槽，所述吸尘槽呈“L”形，所述吸尘槽的一端从所述吸尘区上延伸至所述壳体的一端面上，所述吸尘槽与所述吸尘连管连通。

5.根据权利要求3或4所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述吸尘区上与所述吸尘槽一端相对应的地方设有滑板，所述滑板可滑动至所述吸尘槽内，所述滑板的一端上连接有弹簧，所述滑板邻近所述吸尘槽的一端上凸出所述壳体的底平面。

6.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述配重移动机构包括：配重块、移动电机、导杆、皮带；所述皮带与所述移动电机的输出端连接，所述配重块的底部中间与所述皮带固定连接，所述导杆设置于所述皮带的两侧上，所述配重块的底部两端与所述导杆滑动连接。

7.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，每个所述水平滑动部件包括：滑件、平移电机、滑轨、齿条；所述平移电机固定于所述滑件上，所述滑轨设有两条，两条所述滑轨间隔设置，所述滑件滑动设置于两条所述滑轨之间，所述平移电机的输出端与所述齿条传动连接，滑件套设于所述升降装置外。

8.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，每个所述升降装置包括：升降电机、螺纹杆、连接柱、连接横杆；所述升降电机的输出端与所述螺纹杆连接，所述螺纹杆远离所述升降电机的一端与所述连接柱螺纹连接，所述水平滑动部件套设于所述连接柱的外侧，所述连接柱呈正多边形状，所述连接柱的底部与所述连接横杆固定连接，两个所述升降装置通过所述连接横杆固定连接，所述万向驱动装置与两个所述连接横杆之间的中部活动连接。

9.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述万向驱动装置包括：履带支架、履带轮、驱动电机、套筒；所述履带轮设有两个，两个所述履带轮分别设置于所述履带支架的两侧上，所述驱动电机设有两个，所述驱动电机设置于所述履带支架的一端上，两个所述驱动电机分别与对应的所述履带轮连接，所述套筒固定设置于所述履带支架的两侧之间，所述套筒与所述升降装置的底部活动连接。

10.根据权利要求1所述的具有楼梯爬升功能的清洁机器人，其特征在于，所述外壳的底部一端上固定连接有万向轮。

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