CN218876765U - 平衡万向轮及家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及扫地机器人技术领域，具体公开了一种平衡万向轮及家用电器，该平衡万向轮包括连接件、固定件、滚轮和弹性件，其中，连接件用于连接扫地机器人；固定件沿竖直方向滑动设于连接件，且能绕第一轴线转动，固定件设有安装部；滚轮转动设于安装部；弹性件设于固定件和扫地机器人之间，用于使固定件远离扫地机器人。该平衡万向轮借助上述设置使得转动设置在固定件上的滚轮始终和扫地机器人之间处于弹性连接的状态，当扫地机器人行走过程遇到障碍物时，由于弹性件的存在，扫地机器人会上下浮动，进而使得滚轮始终和地面保持接触并运行平稳，因此，使得机器人能够始终沿着规划路线的方向行走，以能保证对地面的实时清理。

Description

平衡万向轮及家用电器

技术领域

本实用新型涉及扫地机器人技术领域，尤其涉及一种平衡万向轮及家用电器。

背景技术

扫地机器人包括主机体以及设置于机体底部的万向轮。在机器人行走过程中，有时需要根据规划路线进行任意角度的方向转变，尤其是在遇到障碍物时，通过万向轮的支撑与牵制实现机器人的平稳行走，同时也不影响清扫工作。

现阶段的大部分的万向轮只具有转向作用，在扫地机器人行走过程遇到障碍物时，会出现跳跃的情况，从而使得扫地机器人下落时行走方向无法控制以及跳跃过程无法对地面进行清理的问题。

为此，亟需研究一种平衡万向轮，以解决遇到障碍时，扫地机器人出现跳跃导致下落时行走方向无法控制，以及跳跃过程无法对地面进行清理的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平衡万向轮及家用电器，以解决遇到障碍时，扫地机器人出现跳跃导致下落时行走方向无法控制，以及跳跃过程无法对地面进行清理的问题。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种平衡万向轮，安装于家用电器的底部，该平衡万向轮包括：

连接件，用于连接所述家用电器；

固定件，所述固定件沿竖直方向滑动设于所述连接件，且能绕第一轴线转动，所述固定件设有安装部；

滚轮，所述滚轮转动设于所述安装部；

弹性件，所述弹性件设于所述固定件和所述家用电器之间，用于使所述固定件远离所述家用电器。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述平衡万向轮包括支撑轴，所述连接件设有沿所述竖直方向延伸的连接孔，所述支撑轴的一端穿过所述连接孔后与所述固定件连接。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述支撑轴包括轴本体和设于轴本体一端的台阶轴，所述台阶轴的外径尺寸小于所述轴本体的外径尺寸，所述弹性件包括弹簧，所述弹簧套设于所述台阶轴，且所述弹簧的一端抵接所述台阶轴和所述轴本体之间的台阶，另一端抵接所述家用电器。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述轴本体靠近所述台阶轴的一端设有限位槽，所述限位槽位于所述连接孔远离所述固定件的一端，所述平衡万向轮包括第二垫片，所述第二垫片卡接于所述限位槽内，所述第二垫片的外径大于所述连接孔的内径。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述平衡万向轮包括套管，所述套管设于所述连接孔中，所述支撑轴滑动设于套管内。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述连接件设有环形台，所述环形台围设于所述连接孔外周，所述环形台的外径尺寸小于所述连接件的外径尺寸，所述环形台能与所述固定件抵接。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述平衡万向轮包括第三垫片，所述第三垫片套设于所述支撑轴，且贴设于所述固定件靠近所述连接件的一侧。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述固定件设有避让孔或者避让槽，所述连接件设有至少两个安装孔，螺钉穿过所述安装孔与所述家用电器的螺孔连接，所述固定件转动过程能依次对准所述安装孔。

作为一种平衡万向轮的优选技术方案，所述固定件设有凸起部，所述家用电器行走过程，障碍物经过所述凸起部后与所述滚轮接触。

另一方面，本实用新型提供一种家用电器，包括机体和上述任一方案中的平衡万向轮，所述平衡万向轮设于所述机体的底部。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种平衡万向轮及家用电器，该平衡万向轮通过设置连接件用于和扫地机器人连接，固定件沿竖直方向滑动设于连接件，并结合弹性件的设置，使得转动设置在固定件上的滚轮始终和扫地机器人之间处于弹性连接的状态，当扫地机器人行走过程遇到障碍物时，由于弹性件的存在，扫地机器人会上下浮动，进而使得滚轮始终和地面保持接触并且运行平稳，因此，机器人能够始终沿着规划路线的方向行走，以保证对地面的实时清理。

附图说明

图1为本实用新型实施例中平衡万向轮的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中平衡万向轮的剖面示意图；

图3为本实用新型实施例中支撑轴的结构示意图；

图4为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人重心对比第一状态；

图5为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人重心对比第二状态；

图6为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人重心对比第三状态；

图7为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人重心对比第四状态；

图8为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人越障过程重心变化对比示意图；

图9为本实用新型实施例中平衡万向轮带有避让槽的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中平衡万向轮中凸起部的结构示意图一；

图11为本实用新型实施例中平衡万向轮中凸起部的结构示意图二；

图12为本实用新型实施例中平衡万向轮带有凸起部的越障过程示意图。

图中：

Z、竖直方向；

L、第一轴线；

S1、后轮为普通万向轮的扫地机器人的重心变化曲线；

S2、后轮为本实施例中的平衡万向轮的扫地机器人的重心变化曲线；

1、连接件；11、连接孔；12、环形台；13、安装孔；14、翻边；

2、固定件；21、凹槽；22、避让槽；201、安装部；202、导向部；203、凸起部；

3、滚轮；31、滚轴；

4、弹性件；

5、支撑轴；51、轴本体；511、限位槽；52、台阶轴；

61、第一垫片；62、第二垫片；63、第三垫片；

7、套管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1-12所示，本实施例提供一种平衡万向轮，安装于家用电器的底部，本实施例中，家用电器可以为扫地机器人，当然，在其他实施例中，家用电器还可以为其他可以在地面行走的电子设备，为便于表述，本实施例中，以扫地机器人为例进行说明，该平衡万向轮包括连接件1、固定件2、滚轮3和弹性件4，其中，连接件1用于连接扫地机器人；固定件2沿竖直方向Z滑动设于连接件1，且能绕第一轴线L转动，固定件2设有安装部201；滚轮3转动设于安装部201；弹性件4设于固定件2和扫地机器人之间，用于使固定件2远离扫地机器人。

该平衡万向轮通过设置连接件1用于和扫地机器人连接，固定件2沿竖直方向Z滑动设于连接件1，并结合弹性件4的设置，使得转动设置在固定件2上的滚轮3始终和扫地机器人之间处于弹性连接的状态，当扫地机器人行走过程遇到障碍物时，由于弹性件4的存在，扫地机器人会上下浮动，进而使得滚轮3能够始终和地面保持接触并且运行平稳，因此，机器人始终能沿着规划路线的方向行走，以保证对地面的实时清理。

本实施例中，平衡万向轮包括支撑轴5，连接件1设有沿竖直方向Z延伸的连接孔11，支撑轴5的一端穿过连接孔11后与固定件2连接。借助上述结构的设置能实现固定件2绕支撑轴5的轴线转动，也能使得固定件2相对连接件1在竖直方向Z滑动，结构精巧，易制造，成本低。

关于弹性件4的设置，本实施例中，支撑轴5包括轴本体51和设于轴本体51一端的台阶轴52，台阶轴52的外径尺寸小于轴本体51的外径尺寸，弹性件4包括弹簧，弹簧套设于台阶轴52，且弹簧的一端抵接台阶轴52和轴本体51之间的台阶，另一端抵接扫地机器人。台阶轴52的设置一方面为弹簧的安装提供安装位置，并且弹簧的一端可以抵接台阶轴52和轴本体51之间的台阶，结构加工方便节约成本，另一方面还能凭借较小的直径降低成本。在本实施例中，对扫地机器人和弹簧的配合结构要求低，仅需要设置挡板即可。优选地，可以将弹簧或者粘接于扫地机器人的挡板上。

实际使用过程中，需要根据扫地机器人的质量选择不同弹力的弹簧，一般地，弹力越大，弹簧的外径越大，为适应不同弹簧和支撑轴5之间的连接关系，本实施例中，平衡万向轮包括第一垫片61，第一垫片61套设于台阶轴52，弹簧的外径尺寸大于台阶轴52的外径尺寸且小于第一垫片61的外径尺寸，弹簧的一端抵接第一垫片61。其中，第一垫片61的设置能适应不同外径尺寸的弹簧，且无需设置直径的较大的支撑轴5，从而有效地降低了成本。

为防止支撑轴5与连接件1分离，本实施例中，轴本体51靠近台阶轴52的一端设有限位槽511，限位槽511位于连接孔11远离固定件2的一端，平衡万向轮包括第二垫片62，第二垫片62卡接于限位槽511内，第二垫片62的外径大于连接孔11的内径。本实施例中，优选地，第二垫片62包括限位卡簧。

由于在扫地机器人行走过程支撑轴5和连接件1之间会频繁发生沿轴向的位移，在此过程中可能会出现彼此之间的摩擦或者因二者之间的间隙过大而发生碰撞。本实施例中，平衡万向轮包括套管7，套管7设于连接孔11中，支撑轴5滑动设于套管7内。通过设置套管7用于减少支撑轴5和连接件1之间的摩擦，同时也能缓冲二者之间的碰撞，使二者之间的相对运动更加顺畅。另外，套管7材质的硬度较小。当严重的磨损导致支撑轴5和套管7之间出现较大的缝隙时，仅需要对套管7进行单独更换即可，仅仅更换套管7的设置有利于降低成本。

为提高安装的便利性，本实施例中，连接孔11靠近扫地机器人的一端设有向内延伸的翻边14，以对套管7进行阻挡。

本实施例中，固定件2设有固定槽，支撑轴5的一端过盈配合于固定槽中。固定件2和支撑轴5之间的连接牢固。

当扫地机器人行走过程遇到障碍时，固定件2和连接件1之间可能会发生接触，本实施例中，连接件1设有环形台12，环形台12围设于连接孔11外周，环形台12的外径尺寸小于连接件1的外径尺寸，环形台12能与固定件2抵接。上述结构的设置有助于降低二者之间的摩擦力，便于实现扫地机器人实现转向。

在越障过程，环形台12对固定件2的冲击会对其产生影响甚至会能使其发生裂痕导致失效，为避免上述情况的发生，本实施例中，平衡万向轮包括第三垫片63，第三垫片63套设于支撑轴5，且贴设于固定件2靠近连接件1的一侧。第三垫片63的面积大于环形台12的横截面面积，能对环形台12的冲击力进行有效分散，避免固定件2被损坏。

本实施例中，固定件2靠近连接件1的一侧设有凹槽21，凹槽21的深度尺寸大于或等于第三垫片63的厚度尺寸，第三垫片63位于凹槽21内。凹槽21的设置，能使得连接件1和固定件2之间可以活动的范围增加，提高了平衡万向轮的越障能力。

可选地，固定件2设有导向部202，导向部202和安装部201分居于第一轴线L的两侧，导向部202沿远离安装部201的方向靠近扫地机器人。该设置能避免扫地机器人被障碍直接卡住，只要障碍物的高度低于导向部202离地的最大距离，扫地机器人则可以顺利通过。本实施例中，导向部202和安装部201分居于支撑轴5的两侧。

在一实施例中，平衡万向轮包括滚轴31，滚轮3通过滚轴31转动设于固定件2，滚轮3能绕滚轴31的第二轴线转动。其中，滚轴31与固定件2固接，且与滚轮3转动配合。

固定件2设有避让孔或者避让槽22，连接件1设有至少两个安装孔13，紧固件穿过安装孔13与家用电器连接，固定件2转动过程避让孔或者避让槽22能依次对准安装孔13。本实施例中，优选设置避让槽22，通过设置避让槽22，当固定件2在转动过程中，可以将避让槽22能依次对准安装孔13，当避让槽22能依次对准安装孔13时，安装工具可以穿过避让槽22，将紧固件连接在家用电器连接。可选地，安装工具可以为螺丝刀，紧固件可以为螺钉，家用电器的底盘上设有螺孔。关于安装孔13的数量，本实施例中，并不做限定，可以为两个，也可以为三个、四个、五个、六个、八个，甚至十个。由于固定件2可以转动，因此，避让槽22只需要开设一个，就可以对所有的安装孔13进行连接操作。仅仅一个的避让槽22，使得固定件2的结构更加稳定牢固，而且使得固定件2不容易发生形变。开设有多个避让结构，需要增加万向轮的体积来提高强度，本实施例中，避免了增加万向轮的体积的情况，既满足万向轮小型化，也满足强度要求。

可选地，固定件2设有凸起部203，凸起部203的横截面积沿远离固定件2方向逐渐缩小，家用电器行走过程，障碍物经过凸起部203后与滚轮3接触。凸起部203呈长条状，且远离滚轮3的一端设有倒角结构，该倒角结构与导向部202平滑连接。凸起部203的设置，在正常行走时，凸起部203不与地面接触，当遇到障碍物时，障碍物先接触凸起部203，再接触滚轮3，避免与固定件2的底部发生摩擦，较小的摩擦面积，使得越过障碍物的过程更加平稳。优选地，凸起部203远离滚轮3的一端设有两个聚拢面，两个聚拢面呈喇叭状且开口远离滚轮3，用于将障碍物导向至凸起部203处。其中，聚拢面与凸起部203以及导向部203之间均平滑过渡。

实施例二

本实施例还提供一种家用电器，包括机体和上述方案中的平衡万向轮。本实施例中，家用电器可以为扫地机器人或者其他能在地面行走的电子设备，并不以此为限。本实施例中，至少在机体的后侧安装两个平衡万向轮，至少一个不具备减震的普通万向轮安装在机体的外内侧，中间部位设置驱动轮。

结合图4-8所示，图中标记有A1的为在扫地机器人的后侧安装有本实施例一提供的平衡万向轮，图中标记有A0的为在扫地机器人的后侧上安装普通万向轮。图4为正常状态，图5为越障上升状态，图6为障下降状态，图7为完全越过障碍的状态。

在机体越障过程中，机体驱动轮越过障碍物，平衡万向轮的弹簧被压缩，但是同时弹簧对机体底部，以至于对机体本身有支撑的作用，平衡万向轮的弹簧被压缩，因此，机体相对于没有安装弹簧的普通万向轮，向下压缩，越障时机体倾斜度增大，重心向后下方移动幅度较大，也就是重心相对于没有安装弹簧的普通万向轮的机体更低，驱动轮做功小。

越过障碍物的最高点之后，机体的重心前移，后面平衡万向轮的弹簧受到的压力减小，弹簧逐渐恢复原长，带动平衡万向轮支撑到底面，机体倾斜度小，比较普通没有平衡装置的万向轮，机体运行更加平稳。驱动轮做工更少，更加节能。

图8为安装普通万向轮和本实施例的平衡万向轮的扫地机器人越障过程重心变化对比图。其中，X轴表示从无障碍物到越过障碍物，Y表示重心的变化。越过相同的障碍物，具有平衡万向轮的机体，重心变化比较小，而且变化比较平缓。由于重心位置变化幅度小，驱动轮做功少，也更有利于节能。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.平衡万向轮，安装于家用电器的底部，其特征在于，包括：

连接件(1)，用于连接所述家用电器；

固定件(2)，所述固定件(2)沿竖直方向(Z)滑动设于所述连接件(1)，且能绕第一轴线转动，所述固定件(2)设有安装部(201)；

滚轮(3)，所述滚轮(3)转动设于所述安装部(201)；

弹性件(4)，所述弹性件(4)设于所述固定件(2)和所述家用电器之间，用于使所述固定件(2)远离所述家用电器。

2.根据权利要求1所述的平衡万向轮，其特征在于，所述平衡万向轮包括支撑轴(5)，所述连接件(1)设有沿所述竖直方向(Z)延伸的连接孔(11)，所述支撑轴(5)的一端穿过所述连接孔(11)后与所述固定件(2)连接。

3.根据权利要求2所述的平衡万向轮，其特征在于，所述支撑轴(5)包括轴本体(51)和设于轴本体(51)一端的台阶轴(52)，所述台阶轴(52)的外径尺寸小于所述轴本体(51)的外径尺寸，所述弹性件(4)包括弹簧，所述弹簧套设于所述台阶轴(52)，且所述弹簧的一端抵接所述台阶轴(52)和所述轴本体(51)之间的台阶，另一端抵接所述家用电器。

4.根据权利要求3所述的平衡万向轮，其特征在于，所述轴本体(51)靠近所述台阶轴(52)的一端设有限位槽(511)，所述限位槽(511)位于所述连接孔(11)远离所述固定件(2)的一端，所述平衡万向轮包括第二垫片(62)，所述第二垫片(62)卡接于所述限位槽(511)内，所述第二垫片(62)的外径大于所述连接孔(11)的内径。

5.根据权利要求2所述的平衡万向轮，其特征在于，所述平衡万向轮包括套管(7)，所述套管(7)设于所述连接孔(11)中，所述支撑轴(5)滑动设于套管(7)内。

6.根据权利要求2所述的平衡万向轮，其特征在于，所述连接件(1)设有环形台(12)，所述环形台(12)围设于所述连接孔(11)外周，所述环形台(12)的外径尺寸小于所述连接件(1)的外径尺寸，所述环形台(12)能与所述固定件(2)抵接。

7.根据权利要求6所述的平衡万向轮，其特征在于，所述平衡万向轮包括第三垫片(63)，所述第三垫片(63)套设于所述支撑轴(5)，且贴设于所述固定件(2)靠近所述连接件(1)的一侧。

8.根据权利要求1-7任一项所述的平衡万向轮，其特征在于，所述固定件(2)设有避让孔或者避让槽(22)，所述连接件(1)设有至少两个安装孔(13)，紧固件穿过所述安装孔(13)与所述家用电器连接，所述固定件(2)转动过程所述避让孔或者所述避让槽(22)能依次对准所述安装孔(13)。

9.根据权利要求1-7任一项所述的平衡万向轮，其特征在于，所述固定件(2)设有凸起部(203)，所述凸起部(203)的横截面积沿远离所述固定件(2)方向逐渐缩小，所述家用电器行走过程，障碍物经过所述凸起部(203)后与所述滚轮(3)接触。

10.家用电器，其特征在于，包括机体和权利要求1-9任一项所述的平衡万向轮，所述平衡万向轮设于所述机体的底部。

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