CN216317332U - 一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，包括机壳，机壳通过至少一风道与至少一负压部相连接，负压部用以将机壳吸附在平整物体表面，风道底面设有至少一位移清洁单元，位移清洁单元用以提供清洁装置位移的动力以及清洁平整物体表面，机壳底面至少于对称的边缘处分别设有边缘检测单元，边缘检测单元用以判断当前位移方向是否已到平整物体表面的边缘，机壳至少于对称的两边设有障碍检测单元，障碍检测单元用以判断当前位移方向是否存在障碍物，负压部、位移清洁单元、边缘检测单元和障碍检测单元分别与一主控单元电性连接，本实用新型能有效避免工作时走出平整物体表面，确保了工作时吸附的稳定性，增强了障碍物和边缘检测精度，提升了清洁效果。

Description

一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置

技术领域

本实用新型涉及清洁装置的技术领域，特指一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置。

背景技术

为了使高楼的窗户整洁，常需要对窗户上的玻璃进行清洁，但是，玻璃清洁工人为了对高层的玻璃外表面进行清洁，常需要借助一些器材由楼上往下悬吊进行高空作业，而不论是简单的器材也好，高级的器材也好，对玻璃清洁工人而言，高空作业都相当危险，且效率低下。

随着科技的发展，擦窗机器人（又称自动擦窗机、擦玻璃机器人、智能擦窗器、智能窗户清洁器等）的出现，大大降低的人工清洁玻璃的劳动强度和危险性，是智能家用电器的一种，它能凭借自身底部的真空泵或者风机装置，牢牢地吸附在玻璃上，同时，它会利用自身吸附在玻璃上的力度来带动机身底部的抹布擦掉玻璃上的脏污；当前，市面的双盘或多盘型擦窗机器人在使用时，如遇到障碍物，机体移动受阻，电机的电流会增大，软件检测到电流增大时，会控制擦窗机器人改变位移方向，但是，在实际生活中，擦窗机器人所遇障碍物，不一定是待清洁区域的边框，有可能是粘附在待清洁区域中已固化的污垢，以至于容易造成擦窗机器人误判，而使得部分待清洁区域得不到有效清洁；而且，此类擦窗机器人在使用时，容易直接与边框或障碍物碰撞，这种刚性碰撞，容易出现擦窗机器人发生负压的位置漏气的情况，若待清洁区域未一倾斜面或垂直面，擦窗机器人容易因“漏气”而从待清洁区域掉落损坏，影响擦窗机器人正常使用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，该盘式清洁装置能有效避免工作时走出平整物体表面，确保了工作时吸附的稳定性，增强了障碍物和边缘检测精度，大大地提升了清洁效果。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，包括机壳，该机壳通过至少一风道与至少一负压部相连接，该负压部用以将机壳吸附在平整物体表面，所述风道底面设有至少一位移清洁单元，该位移清洁单元用以提供清洁装置位移的动力以及清洁平整物体表面，该机壳底面至少于对称的边缘处分别设有边缘检测单元，该边缘检测单元用以判断当前位移方向是否已到平整物体表面的边缘，该机壳至少于对称的两边设有障碍检测单元，该障碍检测单元用以判断当前位移方向是否存在障碍物，该负压部、位移清洁单元、边缘检测单元和障碍检测单元分别与一主控单元电性连接。

所述机壳由底座和扣合于底座上的上盖组成，该上盖用以保护清洁装置的各电气元件，该风道朝向上盖的一面设有至少一第一安装孔，该第一安装孔与负压部相连接，该底座的底面对应位移清洁单元设有第二安装孔，该第二安装孔外侧设有至少一吸气孔，该吸气孔与风道相连通。

所述位移清洁单元以及主控单元分别安装于底座上，所述上盖设有一电源接口，该电源接口与带有接入口的电源线相连接。

所述位移清洁单元由设于底座的行星齿轮、连接于行星齿轮其中一端的连接盘、设于连接盘上的清洁部、连接于行星齿轮另一端的从动轮以及通过一传动轮与从动轮相连接的驱动电机组成，其中，该行星齿轮与对应的第二安装孔相连接。

所述边缘检测单元包括一穿设于底座的升降柱、套设于升降柱上的升降弹簧、连接升降柱上端的边缘感应块以及边缘感应部，该升降弹簧用以配合升降柱对边缘感应块进行升降控制。

所述障碍检测单元由套设于机壳的碰撞部、设于碰撞部后端的至少一复位弹簧以及内设于上盖中的至少一障碍感应部组成，该碰撞部用以触发障碍感应部，该复位弹簧用以配合碰撞部触发障碍感应部后复位，其中，各碰撞部内侧对应障碍感应部设有触发块。

所述主控单元中设有多轴感应部，该多轴感应部用以配合主控单元判断及调节位移清洁单元运行速度。

本实用新型的有益效果在于：其于机壳边缘设置边缘检测单元，通过升降柱、升降弹簧和边缘感应块相配合，在清洁装置位移到平整物体表面的边缘时，升降弹簧促使升降柱下降，让边缘感应块触发边缘感应部，并及时反馈触发信号给主控单元，能让清洁装置在位移到平整物体表面的边缘时第一时间改变位移方向，达到边缘精确检测的目的，从而有效地避免了清洁装置走出平整物体表面；其设于机壳侧面的障碍检测单元，复位弹簧能在碰撞部接触到障碍物时形成缓冲，有效避免了清洁装置直接碰撞到障碍物上，同时，通过碰撞部之触发块触发对应的障碍感应部，再由障碍感应部把遇到障碍的信号及时反馈给主控单元，使清洁装置及时改变位移方向，能有效避免机壳与障碍物直接刚性碰撞，确保了清洁装置工作时吸附于待清洁物体表面的稳定性，大大提升了清洁装置障碍的检测精度，避免障碍物误判断，最大程度地避免了清洁装置撞损，有效地保证了清洁装置的正常使用；采用盘式的清洁部设计，使清洁装置在工作时清洁部的整个面能更好地与平整物品表面紧密接触，且在平整物品表面转动位移，位移的同时，与平整物品表面产生摩擦，对平整物品表面的污垢进行清洁，既提高了清洁装置之清洁部与平整物品表面的接触面积，又能通过清洁部的旋转，更有效地将平整物品表面顽固污垢去除；其风道设计，同时将吸气孔设于位移清洁单元的设置位置，负压部通过风道，从吸气孔处吸入空气，在位移清洁单元处形成负压，一定程度上增大了清洁部与平整物体表面的摩擦力，而，连接盘上的负压孔设计，能使连接盘内侧同样形成一定的负压，该负压能使清洁部更紧密地贴合在平整物体表面，进一步增大了清洁部整个面与平整物品表面摩擦力，使得清洁装置的去污力更强，能更强效地将平整物品表面顽固污垢去除，从而大大地提升了清洁装置的清洁效果。

附图说明

图1 是本实用新型的立体结构示意图之一。

图2 是本实用新型的立体结构示意图之二。

图3 是本实用新型无上盖和其中一碰撞部状态的立体结构示意图。

图4 是本实用新型之边缘检测单元的结构示意图。

图5 是本实用新型之位移清洁单元的立体结构示意图。

图6 是本实用新型之底座的结构示意图之一。

图7 是本实用新型之底座的结构示意图之二。

图8 是本实用新型之碰撞部的结构示意图。

附图标号说明：

1-机壳；11-底座；111-安装槽；112-第一通孔；113-连接槽；114-第二通孔；12-上盖；13-风道；131-第一安装孔；132-第二安装孔；133-吸气孔；134-穿孔；2-负压部；3-位移清洁单元；31-行星齿轮；32-连接盘；321-负压孔；33-清洁部；34-从动轮；35-传动轮；36-驱动电机；4-边缘检测单元；41-升降柱；411-底托；42-升降弹簧；43-边缘感应块；44-边缘感应部；5-障碍检测单元；51-碰撞部；511-触发块；512-连接柱；52-复位弹簧；53-障碍感应部；6-主控单元；61-多轴感应部。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-8所示，本实用新型关于一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，包括机壳1，机壳1通过至少一风道13与至少一负压部2相连接，该负压部2用以将机壳吸附在平整物体表面，该风道13底面设有至少一位移清洁单元3，该位移清洁单元3用以提供清洁装置位移的动力以及清洁平整物体表面，该机壳1底面至少于对称的边缘处分别设有边缘检测单元4，该边缘检测单元4用以判断当前位移方向是否已到平整物体表面的边缘，该机壳1至少于对称的两边设有障碍检测单元5，该障碍检测单元5用以判断当前位移方向是否存在障碍物，该负压部2、位移清洁单元3、边缘检测单元4和障碍检测单元5分别与一主控单元6电性连接；其中，该负压部2为一吸风式的风扇，清洁装置工作时，负压部2将外部空气向内吸取，与外界形成负压，使清洁装置可吸附于垂直的平整物体表面。

如图1-3、6、7所示，机壳1由底座11和扣合于底座11上的上盖12组成，该上盖12用以保护清洁装置的各电气元件，该底座11与风道13一体成型，或，通过螺丝或胶水等将风道13固定连接在底座11上，该底座11与风道13之间的连接方式，可根据产品结构的实际生产需要进行选择，在此并不予以自限；该风道13朝向上盖12的一面设有至少一第一安装孔131，该第一安装孔131与负压部2相连接，该底座11底面对应位移清洁单元3设有第二安装孔132，该第二安装孔132外侧设有至少一吸气孔133，该吸气孔133与风道12相连通；需要说明的是，负压部2工作时，借由风道1从吸气孔133处进行吸气，使第二安装孔132的设置位置形成负压，大大提高了位移清洁单元3与平整物体表面之间的贴合度。

如图1-3所示，负压部2设于底座11中部，位移清洁单元3以及主控单元6分别安装于底座11上，边缘检测单元4或障碍检测单元5，可设于底座11和/或上盖12上，该边缘检测单元4或障碍检测单元5的实际设置位置，可根据产品结构的设计需要而定，在此并不予以自限；上盖12设有一电源接口（未图示），该电源接口与带有接入口（未图示）的电源线（未图示）相连接，该电源线另一端设有一插头（未图示），该插头用以接入插座（未图示），实现通电；该上盖12上还设有至少一电源指示灯（未图示）和一电源按键（未图示），该电源指示灯与主控单元6电性连接，电源按键下方设有一电源开关（未图示），该电源开关与主控单元6电性连接，该电源开关主要用以清洁装置的通断电，该主控单元6为一PCB板，该主控单元6安装在底座11上。

如图2、3、5-7所示，位移清洁单元3由设于底座11的行星齿轮31、连接于行星齿轮31其中一端的连接盘32、设于连接盘32上的清洁部33、连接于行星齿轮31另一端的从动轮34以及通过一传动轮35与从动轮34相连接的驱动电机36组成；其中，该风道13对应驱动电机36设有穿孔134，该驱动电机36穿设于穿孔134伸入风道13内部，该行星齿轮31与对应的第二安装孔133相连接，行星齿轮31的主要特点是体积小，承载能力大，工作平稳，能有效确保清洁装置之位移清洁单元3传动的稳定性；进一步地，当清洁装置开启时，负压部2向机壳1内吸入空气，驱动电机36带动传动轮35转动，传动轮35将动力借由从动轮34传递给行星齿轮31，使行星齿轮31一起转动，转动的行星齿轮31，带动设置有清洁部33的连接盘32一起转动，此时，盘式的清洁部33整个面与平整物品表面紧密接触，且在平整物品表面转动位移，位移的同时，与平整物品表面产生摩擦，对平整物品表面的污垢进行清洁，既提高了清洁装置之清洁部33与平整物品表面的接触面积，又能通过清洁部33的旋转，更有效地将平整物品表面顽固污垢去除，从而提高了清洁装置的清洁效果；另外，连接盘32上开制有至少一负压孔321，负压部2工作时，从吸气孔133吸入空气的同时，也吸入了负压孔321处的空气，使连接盘32内侧同样形成一定的负压，该负压能使清洁部33更紧密地贴合在平整物体表面，进而增大了清洁部33整个面与平整物品表面摩擦力，从而提升了清洁装置的清洁效果。

如图2、4所示，边缘检测单元4包括一穿设于底座11的升降柱41、套设于升降柱41上的升降弹簧42、连接升降柱41上端的边缘感应块43以及边缘感应部44，该升降弹簧42用以配合升降柱41对边缘感应块43进行升降控制；其中，当清洁装置放置到待清洁的平整物体表面时，在负压部2的作用下，升降柱41受到平整物体表面的反向作用力，向清洁装置内部升高，此时，配合底座11对升降弹簧42施加压力，使升降弹簧42发生弹性形变，当清洁装置其中一边移动到平整物体表面边缘时，该清洁单元该边的各升降柱41由于没了平整物体表面的反向作用力，升降柱41在升降弹簧42的弹性应力作用下下降，边缘感应块43随着升降柱41下降，触发边缘感应部44，此时，边缘感应部44将触发信号反馈给主控单元6，主控单元6接收到触发信号后，立即下达指令，让清洁装置改变位移方向，从而有效地避免了清洁装置走出平整物体表面；另外，该升降柱41底面设有一底托411，该底托411能将升降弹簧42限位于升降柱41上，进一步地，该底托411的底面优选地呈一圆弧面，圆弧面设计，既能有效防止清洁装置在清洁作业时，刮损平整物体表面，又能在清洁装置其中一端处于悬空状态时，即至少一边缘检测单元4处于悬空时，使悬空的边缘检测单元4更轻易且顺畅地回到待清洁的平整物体表面；清洁装置工作时，主控单元6会适时读取与运动方向同向的边缘检测单元4之边缘感应部44是否被触发，若读取到边缘感应部44被触发，表示当前已到边缘，位移清洁单元3停止工作，或反向转动，又或通过位移清洁单元3控制清洁装置改变位移方向。

如图2、3、8所示，障碍检测单元5由套设于机壳1的碰撞部51、设于碰撞部51后端的至少一复位弹簧52以及内设于上盖12中的至少一障碍感应部53组成，该碰撞部51用以触发障碍感应部53，该复位弹簧52用以配合碰撞部51触发障碍感应部53后复位，其中，各碰撞部51内侧对应障碍感应部53设有触发块511；具体而言，底座11上表面边缘对应各复位弹簧52分别设有向内侧凹设的安装槽111，该安装槽111用以设置复位弹簧52，各安装槽111底面开制有连接螺孔（未图示），该碰撞部51对应各安装槽111向内凸设有连接柱512，各连接柱512上开制有内螺孔（未图示），该底座11通过螺丝分别穿设于各连接螺孔，与对应的内螺孔相连接，使各碰撞部51可动地套设在机壳1外侧，各复位弹簧52套设于对应的连接柱512上；常态下，复位弹簧52将碰撞部51分别向外侧推出，使各碰撞部51和机壳11之间形成间隙，且各触发块511与各对应的障碍感应部53保持距离，当清洁装置位移前方遇到障碍物时，碰撞部51会收到障碍物的反向作用力，对复位弹簧52产生压力，致使复位弹簧52在安装槽111和碰撞部51之间受到压迫，发生弹性形变，此时，触发块511触发对应的障碍感应部53，受到按压的障碍感应部53将触发信号反馈给主控单元6，主控单元6接收到触发信号后，立即下达指令，让清洁装置改变位移方向，从而有效地保证了清洁装置正常进行清洁作业；其中，障碍感应部53优选地采用轻触开关。

如图3所示，主控单元6中设有多轴感应部61，该多轴感应部61用以配合主控单元6判断及调节位移清洁单元3运行速度，实现对清洁装置的行走姿态的调整，其中，该多轴感应部61优选地采用多轴传感器，通过多轴感应部61对位移清洁单元3之驱动电机36的转速进行判断和调节，实现对清洁装置的行走姿态的调整。

使用前，将电源线的接入口与电源接口相连接，电源线另一端的插头与插座电性连接，实现电源的导通，使用时，通过电源按键触控电源开关，启动清洁装置，负压部2向机壳1通过风道13之吸气孔133向内部吸进空气，形成负压，使清洁装置吸附于平整物体表面（如玻璃、液晶显示屏等），此时，由于风道13的作用，负压在位移清洁单元 3的设置位置产生，一定程度上增大了清洁部33与平整物体表面的摩擦力，而，连接盘32上设置负压孔321，能使连接盘32内侧同样形成一定的负压，该负压能使清洁部33更紧密地贴合在平整物体表面，进一步增大了清洁部33整个面与平整物品表面摩擦力，从而大大地提升了清洁装置的清洁效果；同时，位移清洁单元3之驱动电机36通过传动轮35传递动力到从动轮34，使从动轮34转动，转动的从动轮34借由行星齿轮31将动力传递到设置有清洁部33的连接盘32，使连接盘32带动清洁部33转动，转动的清洁部33由于直接与平整物体表面贴合，转动时与平整物体表面之间产生摩擦，以驱使清洁装置位移；同时，还通过与平整物体表面的摩擦，对平整物体表面进行清洁作业；当清洁装置位移到平整物体表面的边缘时，升降柱41因为升降弹簧42的作用下降，使边缘感应块43一起下降，触发边缘感应部44，边缘感应部44将触发信号反馈给主控单元6，主控单元6根据接收到的触发信号下达指令，使其中一位移清洁单元3暂停转动，并作为转向点，另一位移清洁单元3继续工作，实现清洁装置的转向，转向完毕后，暂停的位移清洁单元3继续工作，清洁单元朝着调整的方向继续位移，对平整物体表面进行清洁，此时，回到平整物体表面上的升降柱41复位升起，使边缘感应块43又保持离开边缘感应部44的状态，同时，升降弹簧42又重新处于被压迫的状态，发生弹性形变，至此完成一次边缘检测的操作；当清洁装置遇到障碍物时，碰撞部51向机壳1滑移，碰撞部51之触发块511触发障碍感应部53，与此同时，碰撞部51配合安装槽111对复位弹簧52施加压力，使复位弹簧52发生弹性形变，此时，障碍感应部53将触发信号反馈给主控单元6，主控单元6根据接收到的触发信号下达指令，使其中一位移清洁单元3暂停转动，并作为转向点，另一位移清洁单元3继续工作，实现清洁装置的转向，转向完毕后，暂停的位移清洁单元3继续工作，清洁单元朝着调整的方向继续位移，对平整物体表面进行清洁，改变方向的清洁装置，由于碰撞部51没有了障碍物的施力，在复位弹簧52的弹性应力作用下复位，触发块511离开障碍感应部53，至此完成一次障碍检测操作；清洁装置如是往复，对平整物体表面进行清洁。

另外，需要说明的是，当本实用新型设有两组位移清洁单元3时，在工作过程中，可让两组位移清洁单元3同时工作，使本实用新型在位移时，两端同时朝着同一方向位移，并且通过多轴感应部61配合，协调两组位移清洁单元3之驱动电机36的转速的一致性；或，让两组位移清洁单元3交替工作，使本实用新型在位移时，两端交替朝一个方向位移，本实用新型的位移方式，可根据产品实际使用需要进行选择，在此并不予以自限。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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，不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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实用新型中的具体含义；此外，本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，如涉及异形件，均可根据说明书的和附图的记载进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺丝/螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，在此不再赘述。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型申请专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，包括机壳，该机壳通过至少一风道与至少一负压部相连接，该负压部用以将机壳吸附在平整物体表面，其特征在于：所述风道底面设有至少一位移清洁单元，该位移清洁单元用以提供清洁装置位移的动力以及清洁平整物体表面，该机壳底面至少于对称的边缘处分别设有边缘检测单元，该边缘检测单元用以判断当前位移方向是否已到平整物体表面的边缘，该机壳至少于对称的两边设有障碍检测单元，该障碍检测单元用以判断当前位移方向是否存在障碍物，该负压部、位移清洁单元、边缘检测单元和障碍检测单元分别与一主控单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述机壳由底座和扣合于底座上的上盖组成，该上盖用以保护清洁装置的各电气元件，该风道朝向上盖的一面设有至少一第一安装孔，该第一安装孔与负压部相连接，该底座的底面对应位移清洁单元设有第二安装孔，该第二安装孔外侧设有至少一吸气孔，该吸气孔与风道相连通。

3.根据权利要求2所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述位移清洁单元以及主控单元分别安装于底座上，所述上盖设有一电源接口，该电源接口与带有接入口的电源线相连接。

4.根据权利要求2所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述位移清洁单元由设于底座的行星齿轮、连接于行星齿轮其中一端的连接盘、设于连接盘上的清洁部、连接于行星齿轮另一端的从动轮以及通过一传动轮与从动轮相连接的驱动电机组成，其中，该行星齿轮与对应的第二安装孔相连接。

5.根据权利要求2所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述边缘检测单元包括一穿设于底座的升降柱、套设于升降柱上的升降弹簧、连接升降柱上端的边缘感应块以及边缘感应部，该升降弹簧用以配合升降柱对边缘感应块进行升降控制。

6.根据权利要求2所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述障碍检测单元由套设于机壳的碰撞部、设于碰撞部后端的至少一复位弹簧以及内设于上盖中的至少一障碍感应部组成，该碰撞部用以触发障碍感应部，该复位弹簧用以配合碰撞部触发障碍感应部后复位，其中，各碰撞部内侧对应障碍感应部设有触发块。

7.根据权利要求1所述的一种具边缘及障碍检测的盘式清洁装置，其特征在于：所述主控单元中设有多轴感应部，该多轴感应部用以配合主控单元判断及调节位移清洁单元运行速度。

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