跨越障碍物的装置及清洁装置

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，尤其涉及一种跨越障碍物的装置及清洁装置。

背景技术

现代生活中，自主清洁装置的出现为地面的清洁提供了便利，降低了劳动强度。家用清洁机器人为常见的自主清洁设备，能在家庭房间内自动行进，并同时吸入周边的灰尘或杂质，从而完成地面清洁。

而在家庭中，很多场合存在一些阶梯门槛，如阳台客厅、客厅卫生间、推拉门等，这些阶梯门槛会成为清洁机器人移动的障碍。当遇到这些障碍物时，现有的扫地机器人很大一部分会被卡住，需要人工进行干预才能脱困。为提高清洁机器人的越障能力，通常采用滚轮进行越障，而通过滚轮越障，仍然存在越障能力差的问题，无法真正达到可靠越障的使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种跨越障碍物的装置及清洁装置，以解决清洁装置越障能力差的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种跨越障碍物的装置，用于安装在可移动的清洁装置的壳体上，包括：连杆机构，用于与所述壳体活动连接；越障组件，一端与所述连杆机构活动连接，相对的另一端用于抵压所述障碍物以抬升所述壳体。

优选地，所述越障组件包括可转动的第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件轮流抵压所述障碍物。

优选地，所述连杆机构包括：支撑件，一端与所述壳体活动连接，另一端与所述第二部件活动连接；连接件，用于活动连接在所述支撑件和所述第一部件之间；其中，所述第一部件一端的端头至少与所述连接件活动连接，所述第二部件还与所述第一部件活动连接，以随第一部件的转动而转动。

优选地，所述越障组件还包括传动件，用于与所述连接件和所述第一部件连接，以驱动所述第一部件和所述连接件转动。

优选地，所述传动件的一端与所述连接件和所述第一部件连接，所述传动件的另一端与设置在所述壳体内的驱动件连接。

优选地，所述第一部件包括：第一连接部，其一端用于与所述传动件和/或所述连接件连接；第一抵压部，设置在所述第一连接部的另一端，并具有向下弯曲的第一自由接触部。

优选地，所述第二部件包括：第二连接部，用于与所述第一部件连接；第二抵压部，设置在所述第二连接部的一端，并具有向下弯曲的第二自由接触部。

优选地，所述第二连接部还用于与所述第一部件活动连接。

本发明还提供了一种清洁装置，包括：壳体；行动轮；驱动件，安装在所述壳体内，与所述行动轮连接以驱动所述行动轮运动；上述的跨越障碍物的装置；其中，所述支撑件与所述壳体连接，所述越障组件与所述驱动件连接。

优选地，所述驱动件包括：电机，具有输出轴；主动齿轮，与所述输出轴固定；变速齿轮组，与所述主动齿轮配合以改变转速；其中，所述行动轮和所述越障组件分别位于所述变速齿轮组的相对两侧，并均与所述变速齿轮组连接。

本发明所提供的一种跨越障碍物的装置，包括连杆机构和越障组件；连杆机构用于与壳体活动连接，越障组件一端与连杆机构活动连接，而相对的另一端用于抵压障碍物以抬升壳体。此种通过采用将连杆机构活动连接在越障组件的一端，从而越障组件在运动的过程中，通过连杆机构的引导下，使越障组件具有较大的运动空间。这样，在进行越障的过程中，相较于正常状态，越障组件能够更多地超出正常状态的运动范围，进而能够将壳体抬升较大的高度，从而实现有效越障，使越障的可靠性得到了提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的清洁装置的侧面示意图，图中省略了部分壳体；

图2是本发明实施例提供的清洁装置的局部剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的跨越障碍物的装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的跨越障碍物的装置在越障状态下的示意图；

图5是本发明实施例提供的驱动件的内部结构示意图；

图6是本发明实施例提供的辅助越障组件安装于壳体内的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的辅助越障组件的结构示意图。

附图标记说明：

11、连杆机构；111、支撑件；112、连接件；12、越障组件；121、第一部件；1211、第一连接部；1212、第一抵压部；1213、第一自由接触部；122、第二部件；1221、第二连接部；1222、第二抵压部；1223、第二自由接触部；1224、弯曲部；124、传动件；20、壳体；21、行动轮；22、驱动件；221、电机；222、主动齿轮；223、变速齿轮组；224、输出齿轮；23、缓冲支架；231、第一端；232、第二端；25、辅助越障组件；251、驱动部件；2511、电动马达；2512、第一传动件；252、推顶组件；2520、抵压部；2521、凸轮；2522、传动轴；2523、第二传动件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种跨越障碍物的装置，主要用于如玩具车或地面清洁装置等能在地面上移动的设备上的使用，以能够在此类设备需要进行越障时(如需要通过高度较低的阶梯门槛等障碍物)，可以起到在越障时的辅助支撑作用，以提高设备越障的通过能力。在本发明实施例中，采用将该跨越障碍物的装置应用在清洁装置上进行举例说明。具体地，将该跨越障碍物的装置用于安装在可移动的清洁装置的壳体20上，通过该跨越障碍物的装置来实现清洁装置的移动清洁，并在遇到障碍物时，能够起到帮助清洁装置顺利通过障碍物的作用，避免出现清洁装置由于被障碍物困住而无法正常清洁的情况发生。

如图1和图2所示，该跨越障碍物的装置包括连杆机构11和越障组件12。连杆机构11用于与壳体20活动连接；越障组件12的一端与连杆机构11活动连接，相对的另一端用于抵压在障碍物以抬升壳体20。连杆机构11与壳体20之间的活动连接方式可以是直接连接，也可以是间接连接。越障组件12的一端与连杆机构11活动连接而组合形成运动副，通过连杆机构11来定位越障组件12的安装位置，并能够引导和限定越障组件12的转动范围，通过越障组件12抵压在障碍物上而实现将壳体20抬升，使壳体20与清洁面之间的距离大于障碍物的高度，以便能够在障碍物上顺利通过。本发明实施例中，通过采用将连杆机构11活动连接在越障组件12的一端，并优选连接在越障组件12在长度方向上的极限位置处。即越障组件12在长度方向上具有两个极限位置的端头，在满足有效活动连接的前提下，将连杆机构11活动连接在越障组件12中的一个端头处。从而在越障组件12在转动的过程中，能够在连杆机构11的引导下，使越障组件12的另一端具有较大的运动空间。这样，在进行越障的过程中，相较于正常状态，转动的越障组件12中的自由一端能够更多地超出正常状态下的运动范围，进而能够将壳体抬升更大的高度，从而实现有效越障，使越障的可靠性得到了提高。

在一些可能的实施方案中，如图1所示，越障组件12可以是一个能够转动抵压在障碍物上的部件，实现将壳体20抬升。在本发明实施例中，如图2和图所示，该越障组件12设置成包括可转动的第一部件121和第二部件122，而且第一部件121和第二部件122是以轮流抵压在障碍物的方式进行越障。具体地，第一部件121和第二部件122可以是分别通过不同的驱动件22进行驱动，而且转速可以不相同，以能够实现依次抵压障碍物；也可以是将第一部件121和第二部件122连接在同一个驱动件22上的不同位置，以确保能够实现依次抵压障碍物；而当将第一部件121和第二部件122采用连接在同一个驱动件22上时，该驱动件22可以是单独额外设置的驱动件22，也可以直接连接在清洁装置的滚轮上，与滚轮共用一个驱动件22实现驱动，设置方式灵活性好。

如图2和图3所示，在本发明实施例中，将第一部件121和第二部件122采用与清洁装置的滚轮共用一个驱动电机，因而，在清洁装置正常行走清洁的过程中，设置的第一部件121和第二部件122会跟随一起转动，而且第一部件121和第二部件122运动的范围不会超出滚轮的运动范围，只会在不大于滚轮的运动范围内转动，便不会与清洁面接触而干扰滚轮的正常转动。而当滚轮遇到障碍物时，由于滚轮与壳体20之间为可转动的活动连接并通过弹性件支撑，因而在滚轮碰触到障碍物后受压，便会发生收缩而降低了与壳体20之间的距离。此时，第一部件121和第二部件122的运动范围便会转变为超出于滚轮的运动范围。参照图4，这样，便可通过第一部件121和第二部件122轮流抵压在障碍物上而实现将壳体20逐步抬升，进而避免壳体20碰触到障碍物而实现翻越越障物，并能够提升越障的稳定性。

上述中的抵压是指相互作用的两个物体之间发生接触并具有一定大小的作用力。如第一部件121与障碍物产生接触，并且第一部件121对障碍物产生一定的作用力而挤压障碍物。

如图2和图3所示，连杆机构11包括支撑件111和连接件112。支撑件111的一端与壳体20活动连接，另一端与第二部件122活动连接；而连接件112用于活动连接在支撑件111和第一部件121之间，并且将第一部件121一端的端头至少与连接件112活动连接，而第二部件122还与第一部件121活动连接，以随第一部件121的转动而转动。端头是指在第一部件121的长度方向上，靠近于连接件112的一端的极限位置。通过采用上述设置，连杆机构11和越障组件12之间形成了一个四连杆机构，而且每个连接处均为活动连接的。在支撑件111和连接件112的共同引导和限位下，实现了第一部件121和第二部件122的顺利、可靠地轮流运动抵压在障碍物上，而且，使第一部件121一端的端头至少与连接件112活动连接，便最大程度地利用了第一部件121的长度，增加了第一部件121能够运动的范围，进而使第一部件121和第二部件122具有较大的运动空间，提高了越障的高度以及可靠性。

如图2和图3所示，由于采用将第一部件121和第二部件122被同一个驱动件22驱使转动，因而，将该越障组件12设置成还包括传动件124。传动件124用于与连接件112和第一部件121连接，以驱动第一部件121和连接件112转动。具体地，在实际设置中，由于第一部件121和第二部件122的运动轨迹是通过支撑件111来限制和引导，而支撑件111与第一部件121之间活动连接，因而，第二部件122的连接方式可以是直接与第一部件121连接或直接与支撑件111连接，在本发明实施例中优选采用将第二部件122同时与第一部件121和支撑件111连接，而采用此种设置方式下，在支撑件111、传动件124、连接件112、第一部件121和第二部件122的各零件中，所有相互连接的部位都优选采用活动连接的方式，从而使越障组件12形成一个五连杆机构。而且，驱使整个越障组件12转动的驱动力由传动件124来传递，同时，在转动的过程中，第一部件121和第二部件122的运动轨迹通过支撑件111来限制和引导，以确保第一部件121和第二部件122能够按照规定的运动轨迹进行转动，进而在越障的过程中，能够持续抵压在障碍物上而将抬升壳体20，实现清洁装置的可靠越障。

如图2和图3所示，传动件124的一端与连接件112和第一部件121连接，传动件124的另一端与设置在壳体20内的驱动件22连接。具体地，该传动件124上偏心设置有连接柱，而连接件112和第一部件121均连接在该连接柱上，驱动件22在驱使传动件124转动时，便能够带动第一部件121和连接件112作偏心转动，同时，连接件112将转动力传递至支撑件111，驱使支撑件111转动而实现对第一部件121和第二部件122的运动轨迹进行限定和引导。确保清洁装置在正常清洁状态时，第一部件121和第二部件122不会干扰清洁装置的正常移动；而当清洁装置处于越障状态时，第一部件121和第二部件122能够持续抵压障碍物而实现越障。

如图3所示，第一部件121包括第一连接部1211和第一抵压部1212。第一连接部1211的一端用于与传动件124和连接件112连接，而第一抵压部1212设置在第一连接部1211的另一端，并具有向下弯曲的第一自由接触部1213。在第一部件121转动进行越障时，通过第一自由接触部1213抵压在障碍物上，便能够产生推顶力而实现将壳体20抬升。在具体设置，通常将第一部件121采用一体成型的方式设置形成，而且优选将第一自由接触部1213设置在位于第一部件121的前端，而且弯曲的方向朝向于障碍物。从而，确保在进行越障时，第一部件121上的第一自由接触部1213能够最先与障碍物接触而产生抬升壳体20的作用力。前端是指第一部件121上最先与障碍物接触的一端。同时，还可采用将第一自由接触部1213至少与清洁面接触的一侧设置成弧形，便可以提升第一自由接触部1213在障碍物上转动时的顺畅性，降低与障碍物之间接触的摩擦力。而且，还可在第一自由接触部1213最先与障碍物接触的位置设置有防滑槽或防滑凸起等防滑结构，确保第一自由接触部1213在刚与障碍物接触时，不会发生打滑而实现可靠抵压越障。

如图2所示，第二部件122包括第二连接部1221和第二抵压部1222。第二连接部1221用于与第一部件121活动连接，第二抵压部1222设置在第二连接部1221的一端，并具有向下弯曲的第二自由接触部1223。同样，当第二部件122需要抵压在障碍物上进行越障时，通过第二自由接触部1223抵压在障碍物上，便能够产生推顶力而实现将壳体20抬升。在具体设置，通常将第二部件122采用一体成型的方式设置形成，而且优选将第二自由接触部1223设置在位于第二部件122的前端，而且弯曲的方向朝向于障碍物，前端是指第二部件122上最先与障碍物接触的部位。从而，确保在进行越障时，第二部件122上的第二自由接触部1223能够最先与障碍物接触而产生抬升壳体20的作用力。同时，还可采用将第二自由接触部1223至少与清洁面接触的一侧设置成弧形，便可以提升第二自由接触部1223在障碍物上转动时的顺畅性，降低与障碍物之间接触的摩擦力。而且，还可在第二自由接触部1223最先与障碍物接触的位置设置有防滑槽或防滑凸起等防滑结构，确保第二自由接触部1223在刚与障碍物接触时，不会发生打滑而实现可靠抵压越障。

在本发明实施例中，由于采用将第二连接部1221同时与支撑件111和第一部件121连接。这样，在连接后，第二连接部1221活动连接在支撑件111和第一部件121之间，第一部件121转动便能够带动第二部件122转动，而支撑件111便能够对第二部件122的运动轨迹起到引导的作用，实现第二自由接触部1223能够准确摆动。具体地，由于在实际使用当中，需要第一部件121和第二部件122轮流抵压障碍物，即第一部件121先抵压在障碍物上将壳体20抬升，然后第二部件122再抵压于障碍物而将壳体20再次抬升。因而，为实现第一自由接触部1213和第二自由接触部1223能够依次轮流抵压在障碍物上，如图2所示，采用将第二连接部1221还设置与第二自由接触部1223弯曲方向相反的弯曲部1224，即弯曲部1224与第二自由接触部1223为连续且反向弯曲的结构。这样，该弯曲部1224便能够实现将第二自由接触部1223的位置相对于第一自由接触部1213的位置而向上抬升一定高度，从而，实现了第一自由接触部1213和第二自由接触部1223的错位设置，确保第二自由接触部1223能够晚于第一自由接触部1213抵压在障碍物上。

本发明实施例中所提供的跨越障碍物的装置，通过设置连杆机构11来与越障组件12活动连接，从而使越障组件12具有较大的运动空间，进而能够将壳体20抬升较大的高度。而越障组件12包括可运动的第一部件121和第二部件122，而且第一部件121和第二部件122设置为轮流抵压在障碍物。这样，在进行越障的过程中，通过第一部件121和第二部件122转动抵压在障碍物上，便能够将壳体20抬升，而且在抬升壳体20的过程中，第一部件121和第二部件122采取轮流抵压的方式，第一部件121先将壳体20抬升，随后第二部件122再将壳体20抬升，在第一部件121和第二部件122对壳体20的持续抬升作用下，确保清洁装置能够可靠越障。

如图1和图2所示，本发明实施例中还提供了一种清洁装置，包括：壳体20、行动轮21、驱动件22和上述的跨越障碍物的装置。行动轮21与壳体20连接；驱动件22安装在壳体20内，与行动轮21连接以驱动行动轮21运动；而支撑件111与壳体20连接，越障组件12与驱动件22连接。这样设置，在驱动件22所提供的驱动力的作用下，使行动轮21和越障组件12能够同时转动，并在需要进行越障时，通过越障组件12抵压在障碍物上将壳体20抬升而实现越障。由于该跨越障碍物的装置具有持续抬升壳体20的功能，因而，在该装置的作用下，使清洁装置在需要越障时，能够实现可靠越障，避免由于无法有效越障而导致自动清洁功能不能顺利实现。该清洁装置通过设置有上述的跨越障碍物的装置，因而能够有效越障，确保能够可靠实现自动清洁。

如图3和图5所示，驱动件22包括电机221、主动齿轮222和变速齿轮组223。电机221具有输出轴，而主动齿轮222与输出轴固定，从而能够在输出轴的带动下而转动。变速齿轮组223与主动齿轮222配合以改变转速，而且行动轮21和越障组件12分别位于变速齿轮组223的相对两侧，并均与变速齿轮组223连接。具体地，主动齿轮222通过与变速齿轮组223啮合而实现带动变速齿轮组223转动。而变速齿轮组223啮合有能够输出不同转动的输出齿轮224，行动轮21和越障组件12分别根据自身转速的需求而相应的输出齿轮224连接，从而能够获得驱动力而实现转动。在驱动力的传递过程中，通过齿轮的相互啮合传动，传动可靠性好。而将行动轮21和越障组件12分别位于变速齿轮组223的相对两侧，从而，实现了行动轮21和越障组件12隔开不相连设置，使行动轮21的一侧没有连接有其它部件，降低了将行动轮21和越障组件12设置在同一侧时的结构复杂度，提升了整体的美观性。

如图2和图3所示，清洁装置在越障翻越障碍物时，由于高度差的问题而容易产生碰撞振动，而为了降低碰撞振动对清洁装置在越障时的平稳性产生影响，便采用设置有缓冲支架23，该缓冲支架23具有与壳体20固定连接的第一端231和抵靠在行走组件上的第二端232，而且第一端231与第二端232相对设置。并在缓冲支架23和壳体20之间设置有回复件，用于保持缓冲支架23的第二端232与行走组件抵靠。实际设置中，优选将缓冲支架23和回复件设置成能够发生一定程度弹性形变的构件，并将缓冲支撑架的第二端232抵靠在越障装置上，从而在行走轮与障碍物碰触被挤压时，能够将行走轮受到的碰撞冲击传递给缓冲支架23，再通过缓冲支架23和/或回复件发生弹性变形来吸收越障过程中所产生的振动，避免由于清洁装置受到碰撞而导致移动不稳定的情况发生，确保了清洁装置在越障过程中的平稳性。

如图2所示，在具体的越障过程中，由于障碍物在清洁装置移动的前方阻挡其移动，而在越障时，越障组件12先将清洁装置移动的前方一侧抬升进行越障。这样，会使整个清洁装置发生倾斜，便存在清洁装置的壳体20的尾部与清洁面发生接触摩擦的情况，进而会造成清洁装置的越障难度增加。尾部是指清洁装置在工作状态下，沿移动清洁的方向，位于清洁方向的后方，即靠近于机壳后端边缘的位置；或者尾部也可以是指距离壳体20的后端的距离在20％壳体20长度范围内。因此，为了避免清洁装置在越障的过程中出现壳体20的尾部与清洁面发生摩擦，采用在清洁装置的壳体20的底部设置有辅助越障组件25，通过该辅助越障组件25来实现避免清洁装置的壳体20的尾部与清洁面发生摩接触摩擦，以提升清洁装置越障的可靠性。

如图6和图7所示，该辅助越障组件25包括驱动部件251和推顶组件252。驱动部件251设置在壳体20上，而推顶组件252包括与清洁面接触的抵压部2520，并且推顶组件与驱动部件251连接，用于在驱动部件251的驱动下，至少使抵压部2520能够在第一位置和第二位置之间运动。第一位置为推顶组件252距离清洁面最远的位置，第二位置为推顶组件252抵压在清洁面上的位置；同时，该距离是指推顶组件252的重心到清洁面上的距离。即，在实际使用中，当无需进行辅助越障时，该推顶组件252便保持收缩状态，并保持在第一位置处，而在需要进行辅助越障时，便在驱动部件251的驱使下展开，直至运动到第二位置而能够至少将壳的尾部抬升。

如图7所示，驱动部件251包括电动马达2511和第一传动件2512。电动马达2511设置在壳体20(参照图1)上，用于产生能够使推顶组件252运动的驱动力。而第一传动件2512连接在电动马达2511与推顶组件252之间，用于将电动马达2511产生的驱动力传递给推顶组件252，驱使推顶组件252能够在第一位置和第二位置之间运动，满足辅助清洁装置实现越障的使用需求。

如图7所示，推顶组件252设置成包括凸轮2521、传动轴2522和第二传动件2523。凸轮2521为一个具有曲线轮廓的构件，在转动的过程中，各部分的运动范围不均等，并具有最大的运动范围的部分和最小运动范围的部分。因此，设置有凸轮2521，并具有能够形成最大的运动范围的抵压部2520。这样，辅助越障过程中，通过抵压部2520转动与清洁面接触的循环接触，以能够实现间歇提升壳体20(参照图2)的尾部，满足辅助清洁装置实现可靠越障的使用需求。具体地，传动轴2522穿过凸轮2521并凸轮2521固定连接，而传动轴2522的两端与壳体20活动连接，以实现推顶组件252的稳定安装；同时将第二传动件2523固定连接在传动轴2522上，并使第二传动件2523与第一传动件2512连接，而第一传动件2512与第二传动件2523的连接可以是通过皮带方式实现间接连接，也可以是第一传动件2512和第二传动件2523直接连接。这样，第一传动件2512将电动马达2511所产生的驱动力传递给第二传动件2523后，便能够直接带动凸轮2521转动，并在凸轮2521能够实现最大运动范围的部分抵压在清洁面上时，便实现了将壳体20的尾部抬升。

具体地，作为推顶组件252的另一种实现方式，也可以将推顶组件252设置成丝杆与滑块所组成的升降结构，然后通过电机带动丝杆正反转运动而实现将壳体20的尾部抬升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。