自主表面处理器具制造技术

一种自主表面处理器具，该器具包括底座，该底座具有驱动装置和控制系统，该控制系统被连接到驱动装置以便能够控制器具穿过要被处理的表面，其中，驱动装置包括至少一个牵引单元，每个牵引单元包括被约束为绕引导轮和拖尾轮的表面接合履带，该引导轮和拖尾轮被布置以便与地面表面相对且在引导轮和拖尾轮之间延伸的履带部分限定倾斜的爬升表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自主表面处理器具(an autonomous floor treating appliance)，如可移动式机器人真空吸尘器，且还涉及一种用于这样的机器的驱动装置。
技术介绍
移动式机器人越来越普遍且被使用在多种领域，如太空探索、草坪收割和地面清 洁。最近十年在机器人地面清洁设备领域中，特别是真空吸尘器领域中具有特别迅速的进 步，机器人地面清洁设备的主要目的是在自主地和不唐突地在用户的房子中巡航的同时清 洁地面。本专利技术将在机器人真空吸尘器的背景下描述，但它通常也可应用于任何类型的移 动式机器人平台，如机器人割草机。对所有移动式机器人常见的是对驱动系统的需要。在机器人地面清洁器的背景 下，普遍的方法是在机器人本体的每侧设置轮子，每个轮子可独立驱动。因此，机器人可 通过在相同方向以相同速度驱动两个轮子而线性运动，或可通过改变轮子的相对转动而转 向。在相反方向驱动两个轮子能够使机器人就地转动。这样的系统通常将还包括第三轮 子，该轮子被定位在机器人本体的后部，该轮子充当脚轮，其被动地滚动跟随同时在本体的 一侧提供支撑。这样的系统的显著优势在于它使机器人高度可操纵且还避免了对附加转向 机构的需要。使用这样的驱动装置的自主机器人真空吸尘器的例子是iRobot的Roomba 和伊莱克斯的Trilobite 。如上所述的带轮子的移动式机器人的缺点在于它有限的越过物体或甚至越过地 面覆盖物(如电缆或地毯)或爬到地面覆盖物上的能力。替代方法是给自主地面清洁器装配履带式驱动装置，如欧洲专利申请 NO.EP1582132中所示。这样的配置往往会由于与履带固有的大的接触区域而改善抓地力， 所以它可更好地越过障碍物(如地毯或电缆)。然而，由于增加的接触区域，机器人驱动系 统更容易受打滑影响，该打滑是不利的，因为它将误差引入到机器人的导航系统。
技术实现思路
在这个背景下，本专利技术提供了一种自主的表面处理器具，该器具包括底座，该底座 具有驱动装置和控制系统，该控制系统被连接到驱动装置以便能够控制器具穿过要被处理 的表面，其中，驱动装置包括至少一个牵引单元，每个牵引单元包括被约束为绕引导轮和拖 尾轮的表面接合履带，该引导轮和拖尾轮被布置以便与地面表面相对且在引导轮和拖尾轮 之间延伸的履带部分限定倾斜爬升表面。以另一种方式表达，本专利技术在于一种用于移动式机器人的驱动装置，该驱动装置 包括传动单元(transmission unit),摆动臂,链轮,滑轮和履带,该传动单元用于从马达单 元传输驱动力到驱动轴，该驱动轴从传动单元沿驱动轴轴线延伸，该摆动臂被联接到传动 单元以便绕驱动轴的轴线有角度地摆动，该链轮被安装到驱动轴，该滑轮被安装到摆动臂 远离驱动轴的一部分上且可绕平行于驱动轴轴线的轴线旋转，该履带被约束为绕链轮和滑轮，其中链轮和滑轮被布置以致履带提供倾斜驱动表面。相对于邻近的需要处理的表面的该倾斜爬升表面提高了机器人越过需要处理的 表面中的坑以及越过凸起的障碍物(如电线/地毯的弯曲处和边缘)的能力。此外，由于履 带在拖尾轮前方的部分相对于水平方向倾斜，小接触区域被保持，因为它没有遭受履带的 显著部分接触地面表面的情况下将经历的那种打滑，这提供了操纵益处。这在铺有地毯的 表面上特别地准确，在该情形下如已知坦克履带配置为例的细长接触区域使机器人难以就 地转向。与此相反，本专利技术的移动式机器人被提供了履带式爬升表面的爬升优势和如平面 轮(plain wheel)的小接触区域的操纵优势。为了驱动牵引单元，可提供马达，在一个实施例中，马达响应来自控制系统的指令 驱动引导轮。然而，应当理解为拖尾轮也可为被驱动的轮子。为了简单和成本起见，马达是电动马达，更具体地说，无刷DC马达。其它马达驱动 是可能的，如液压马达驱动，虽然增加了成本和重量。虽然引导轮可直接由马达驱动，在一个示例性实施例中，传动单元被用于将驱动 力从马达传输到引导轮。这能够使马达的速度通过齿轮下降同时增加扭矩和确保控制精度。传动单元还提供了安装部分，牵引单元通过安装部分可安装到器具的底座上，同 时还提供了固定点，联接构件在一端处被可枢转地安装在该固定点上，且该连接构件具有 第二端，拖尾轮被安装到该第二端。因此，该拖尾轮可绕引导轮的驱动轴线有角度地摆动。当行进越过粗糙表面(如厚的绒毛地毯)时，需要增加牵引力。因此，在驱动装置 的一个改进中，偏置装置被提供在传动箱和联接构件中间，该偏置装置将拖尾轮推向需处 理的表面。因此，如果底座由于接触障碍物或表面结构而引起上升，拖尾轮将被促使接触表 面因此保持强劲的牵引力。为了防止物体损坏履带，联接构件可包括防护构件，该防护构件至少部分地填充 由引导轮，拖尾轮和履带的内表面界定的体积。这降低了物体(如沙砾或小石子)将进入 履带和轮子之间的咬合处的可能性，因此提高牵引单元的可靠性。进一步的牵引力增大可由拖尾轮的配置提供。该拖尾轮可具有与拖尾轮的履带接 合表面相邻的边沿部分(rim portion),且具有比拖尾轮的履带接合表面更大的直径。可选 地，该边沿部分可延伸到与履带的外表面相同径向位置处，且可被提供平滑或锯齿状的轮 廓。在这个实施例中，由于边沿部分延伸到相当于履带半径的半径处，在机器人行进越过如 地毯或毛毯这样的柔软表面的情况下，履带将趋于沉入地毯的绒毛中，由此边沿部分的锯 齿状边缘将倾向于接合地毯且为机器人提供增大的牵引力。然而，在硬表面上，仅仅履带将 接触地面表面，这将有利于机器人的操纵能力。虽然本专利技术一般应用于移动式机器人和自主表面处理器具，其在机器人真空吸尘 器中特别有用，该机器人真空吸尘器包括空气流产生器和分离装置，该空气流产生器用于 在脏空气进口和清洁空气出口之间产生空气流动，该分离装置被布置在脏空气进口和清洁 空气出口之间的空气流路径中以便从空气流中分离脏物。附图说明为了本专利技术更容易被理解，现在将仅通过举例的方式参考附图，在附图中图图图图图图图图图图图图图图1是根据本专利技术的实施例的移动式机器人的前透视图；2是从图1中的移动式机器人下方观察的视图；3是本专利技术的移动式机器人的分解透视图，示出了它的主要组件； 4是移动式机器人的底座的前透视图；5a和5b是从移动式机器人的牵引单元每一侧观察的透视图；6是图5a和5b中的牵引单兀和它相对于表面的取向的侧视图；7是图6中的牵引单元沿线A-A截取的剖视图；8是图5a，5b和图6中的牵引单元的分解透视图；9是图6中的牵引单元的侧视图，但示出了三个摆动臂位置；10是移动式机器人的底座的前视图；11是移动式机器人的底座的后视图；12是从移动式机器人的主体下面观察的视图；13a, 13b, 13c和13d是机器人在各种“撞击”条件下的示意图；及 14是移动式机器人的系统示意图。具体实施方式参考图1，2，3，4和5，自主表面处理器具为机器人真空吸尘器2的形式(下文中称 为‘机器人’)，包括主体，该主体具有四个主要组件底座(或底板)4，本体6，大致圆形外 罩8和分离装置10，该本体6被承载在底座4上，该大致圆形外罩8可安装在底座4上且为 机器人2提供大致圆形轮廓，该分离装置10被承载在本体6的前部上且其突出穿过外罩8 的互补形状的切口 12。为了本说明书的目的，机器人的情景中的术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主表面处理器具，该器具包括底座，该底座具有驱动装置和控制系统，该控制系统操作地连接到驱动装置以便能够控制器具穿过要被处理的表面，其中，驱动装置包括至少一个牵引单元，这个或每个牵引单元包括被约束为绕引导轮和拖尾轮的表面接合履带，以便限定与地面表面相对且在引导轮和拖尾轮之间延伸的履带部分，该引导轮和拖尾轮被布置以便该履带部分限定倾斜的爬升表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J戴森，PD甘默克，MS范德思蒂根德雷克，PJ博特，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：