升降拖布机构及机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种升降拖布机构及机器人。

背景技术

具有拖布的清洁机器人的拖布通常始终接触于地面，在清洁机器人处于扫地模式下会由于拖布始终接触于地面而导致拖布变脏，在拖布变脏的情况下将清洁机器人变换为拖地模式进行拖地，会导致拖布将地面污染；并且拖布始终接触于地面会影响到清洁机器人的越障能力，会导致清洁机器人在部分情况下打滑。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种升降拖布机构及机器人，以解决现有技术中存在的清洁机器人拖布始终接触于地面的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

提供一种升降拖布机构，包括：拖布板；固定板，和所述拖布板相对设置，所述固定板和所述拖布板之间形成容纳空间；第一连杆，设置于所述容纳空间内，一端转动连接于所述拖布板，与所述一端相对的另一端转动连接于所述固定板；第二连杆，设置于所述容纳空间内，一端转动连接于所述拖布板，与所述一端相对的另一端转动连接于所述固定板；所述拖布板、所述固定板、所述第一连杆和所述第二连杆共同形成双曲柄机构；驱动机构，传动连接于所述第一连杆，用于驱动所述第一连杆转动。

在一个实施例中，所述拖布板、所述固定板、所述第一连杆和所述第二连杆共同形成平行四边形机构。

在一个实施例中，还包括：控制机构，连接于所述驱动机构，以控制所述驱动机构转动。

在一个实施例中，所述驱动机构包括：电机，具有定子和转子，所述定子固定连接于所述固定板，所述转子传动连接于所述第一连杆的所述另一端。

在一个实施例中，所述电机为直流碳刷电机。

在一个实施例中，所述驱动机构还包括：牙箱，具有齿轮组、输入轴和输出轴，所述输入轴和所述输出轴通过所述齿轮组传动连接，所述输入轴固定连接于所述转子，所述输出轴固定连接于所述第一连杆的另一端。

在一个实施例中，所述第二连杆设置为多个，多个所述第二连杆之间间隔分布，所有所述第二连杆的一端的转动轴共线，所有所述第二连杆的另一端的转动轴共线。

在一个实施例中，部分所述第二连杆设置于所述第一连杆的一侧，部分所述第二连杆设置于所述第一连杆的与所述一侧相对的另一侧。

在一个实施例中，还包括：拖布，固定安装于所述拖布背离所述固定板的一侧。

还提供一种机器人，包括上述的升降拖布机构。

本申请提供的升降拖布机构及机器人的有益效果在于：该升降拖布机构包括：拖布板、固定板、第一连杆、第二连杆以及驱动机构，拖布板和固定板相对设置，拖布杆和固定板之间形成容纳空间，拖布板可以形成双曲柄机构中的顶杆，固定板可以形成双曲柄机构中的底杆，第一连杆设置于容纳空间内，第一连杆的一端转动连接于拖布板，第一连杆的另一端转动连接于固定板，第二连杆的一端转动连接于拖布板，第二连杆的另一端转动连接于固定板，从而拖布板可以形成双曲柄机构的顶杆、固定板可以形成双曲柄机构的底杆、第一连杆和第二连杆可以分别形成双曲柄机构的两个曲柄，驱动机构传动连接于第一连杆以带动第一连杆转动，在第一连杆转动的过程中，第二连杆随之转动，从而拖布板相对于固定板的距离缩短，拖布板朝向靠近于固定板的方向运动；在正常工作状态下，拖布板可以设置于固定板的下方，固定板可以为机器人的壳体或者作为单独的结构固定安装于机器人的壳体上，拖布可以固定安装于拖布板上，从而利用该升降拖布机构可以实现拖布在竖直方向上的上升或者下降，可以在机器人处于扫地模式、机器人需要越障以及机器人打滑等情况下控制拖布板处于靠近于固定板的状态；在机器人处于拖地模式的情况下控制拖布板处于远离于固定板的状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的升降拖布机构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的升降拖布机构在第一状态下的结构图；

图3为本申请实施例提供的升降拖布机构在第二状态下的结构图。

其中，图中各附图标记：

100-升降拖布机构；110-拖布板；120-固定板；130-第一连杆；140-第二连杆；150-驱动机构；151-电机；152-牙箱；160-拖布。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本申请实施例提供的机器人进行说明。

本申请提供的机器人包括：机器人本体和升降拖布机构。

机器人本体固定连接于升降拖布机构，机器人可以为清洁机器人、拖地机器人等。升降拖布机构用于固定连接于拖布，以为拖布提供支撑并带动拖布在竖直方向上运动。机器人本体可以包括行走机构，在机器人处于扫地模式或者除拖地模式的其他模式下，行走机构带动整个机器人在地面上行走，在行走机构行走的过程中，如果拖布贴合于地面会导致拖布变脏，利用升降拖布机构可以控制拖布在竖直方向上向上运动，使拖布处于较高的位置以和地面脱离，在拖布和地面具有一定间隔的情况下再控制行走机构带动整个机器人行走，则可以避免拖布在机器人行走的过程中和地面持续接触而变脏；在机器人处于拖地模式下，利用升降拖布机构可以控制拖布在竖直方向上向下运动，使拖布处于较低的位置以和地面贴合，从而实现利用拖布对地面的清洁。

如图1所示，本申请提供的升降拖布机构100包括：拖布板110、固定板120、第一连杆130、第二连杆140以及驱动机构150。

拖布板110可以固定连接于拖布160，拖布160在拖布板110的作用下可以保持平整，并且在拖布板110靠近于地面的面平行于地面的状态下，拖布160的不同位置对地面施加的力可以保持大致相同。具体的，拖布160可以通过粘接的方式固定粘接于拖布板110上背离于固定板120的一侧，以使拖布160在工作的状态下不会受到固定板120的干扰。

固定板120和拖布板110相对设置，固定板120可以为机器人的壳体，也可以固定安装于机器人的壳体的独立的结构。具体的，在使用状态下，固定板120可以设置于拖布板110的上方，即固定板120和拖布板110在竖直方向上间隔分布，以保障拖布160和地面之间可以直接接触，保障拖布160处于可以工作的环境。固定板120和拖布板110之间形成容纳空间，该容纳空间的高度根据固定板120和拖布板110之间的间距确定。在固定板120和拖布板110之间的间距缩小的情况下，该容纳空间的高度则缩小；在固定板120和拖布板110之间的间距扩大的情况下，该容纳空间的高度则扩大。

第一连杆130设置于容纳空间内，第一连杆130的一端转动连接于拖布板110。具体的，拖布板110上可以具有销孔，第一连杆130的一端可以具有销轴，第一连杆130的一端可以通过轴销连接的方式转动连接于拖布板110。第一连杆130的于该一端相对的另一端转动连接于固定板120。具体的，拖布板110上可以具有销孔，第一连杆130的另一端可以具有销轴，第一连杆130的另一端可以通过轴销连接的方式转动连接于拖布板110。

第二连杆140设置于容纳空间内，第二连杆140的一端转动连接于拖布板110。具体的，拖布板110上可以具有销孔，第二连杆140的一端可以具有销轴，第二连杆140的一端可以通过轴销连接的方式转动连接于拖布板110。第二连杆140的与该一端相对的另一端转动连接于固定板120。具体的，拖布板110上可以具有销孔，第二连杆140的另一端可以具有销轴，第二连杆140的另一端可以通过轴销连接的方式转动连接于拖布板110。

拖布板110、固定板120、第一连杆130和第二连杆140共同形成双曲柄机构。具体的，拖布板110可以形成双曲柄机构中的顶杆、固定板120可以形成双曲柄机构中的底杆、第一连杆130和第二连杆140可以形成双曲柄机构中的两个曲柄。

驱动机构150传动连接于第一连杆130，以驱动第一连杆130转动。具体的，驱动机构150可以通过齿轮连接的方式传动连接于第一连杆130，也可以通过皮带连接的方式传动连接于第一连杆130，只需要驱动机构150可以驱动第一连杆130转动即可。

该升降拖布机构100包括：拖布板110、固定板120、第一连杆130、第二连杆140以及驱动机构150，拖布板110和固定板120相对设置，拖布160杆和固定板120之间形成容纳空间，拖布板110可以形成双曲柄机构中的顶杆，固定板120可以形成双曲柄机构中的底杆，第一连杆130设置于容纳空间内，第一连杆130的一端转动连接于拖布板110，第一连杆130的另一端转动连接于固定板120，第二连杆140的一端转动连接于拖布板110，第二连杆140的另一端转动连接于固定板120，从而拖布板110可以形成双曲柄机构的顶杆、固定板120可以形成双曲柄机构的底杆、第一连杆130和第二连杆140可以分别形成双曲柄机构的两个曲柄，驱动机构150传动连接于第一连杆130以带动第一连杆130转动，在第一连杆130转动的过程中，第二连杆140随之转动，从而拖布板110相对于固定板120的距离缩短，拖布板110朝向靠近于固定板120的方向运动；在正常工作状态下，拖布板110可以设置于固定板120的下方，固定板120可以为机器人的壳体或者作为单独的结构固定安装于机器人的壳体上，拖布160可以固定安装于拖布板110上，从而利用该升降拖布机构100可以实现拖布160在竖直方向上的上升或者下降，可以在机器人处于扫地模式、机器人需要越障以及机器人打滑等情况下控制拖布板110处于靠近于固定板120的状态(如图2所示)；在机器人处于拖地模式的情况下控制拖布板110处于远离于固定板120的状态(如图3所示)。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，拖布板110、固定板120、第一连杆130和第二连杆140可以共同形成平行四边形机构。第一连杆130和拖布板110的转动轴和第一连杆130和固定板120的转动轴之间的间距可以为第一间距，第二连杆140和拖布板110的转动轴和第二连杆140和固定板120的转动轴之间的间距可以为第二间距，第一连杆130和拖布板110的转动轴和第二连杆140和拖布板110的转动轴可以为第三间距，第一连杆130和固定板120的转动轴和第二连杆140和固定板120的转动轴可以为第四间距。在拖布板110、固定板120、第一连杆130和第二连杆140可以共同形成平行四边形机构的情况下，第一间距和第二间距相同，第二间距和第四间距相同。在此情况下，驱动机构150驱动第一连杆130转动会导致拖布160杆的不同位置朝向固定板120运动的方向和距离均相同，从而可以实现拖布160的不同位置均贴合于地面或者均脱离于地面。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，该升降拖布机构100还可以包括：控制机构。

控制机构连接于驱动机构150，以控制驱动机构150转动。具体的，控制机构可以通过导线以电连接的方式连接于驱动机构150，以利用电信号控制驱动机构150转动；也可以通过无线电以无线连接的方式连接于驱动机构150，以利用无线电信号控制驱动机构150转动。控制机构可以为单片机等可以实现信号处理与指令发送的机构。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，驱动机构150可以包括：电机151。

电机151具有定子和转子，定子固定连接于固定板120。具体的，定子和固定板120之间可以通过粘接、焊接等方式固定连接，以保障二者的连接强度；定子和固定板120之间还可以通过螺栓、卡扣等方式固定连接，以便于拆装。例如，固定板120上可以具有凹槽，定子可以固定镶嵌于凹槽内，以在便于拆装的基础上保障二者的连接强度。转子转动连接于第一连杆130。在通电的情况下，转子相对于定子会发生转动，从而转子可以带动第一连杆130转动。

在本申请的另一些实施例中，电机151也可以为步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。在步进电机没有转动信号输入的情况下，转子则无法继续转动，因此利用步进电机可以控制第一连杆130转动的角度，并可以使第一连杆130始终保持一个预设的角度。例如，在不需要拖布160处于最高的位置时，可以通过控制步进电机转动一定的角度使第一连杆130转动一定的角度，在该角度下拖布板110的位置处于距离最高的位置有一定距离的中间位置，在该位置下不继续向步进电机发送转动的脉冲信号，则转子的位置保持固定，即第一连杆130无法继续转动，从而拖布板110的位置得到固定，进而拖布160的位置也得到固定，即实现了拖布160的中间悬停。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，驱动机构150还可以包括：牙箱152。

牙箱152具有齿轮组、输入轴和输出轴，输入轴和输出轴通过齿轮组传动连接。输入轴固定连接于转子，输出轴固定连接于第一连杆130的另一端。在输出轴转动的过程中，输出轴带动第一连杆130的另一端转动。具体的，齿轮组可以为一个齿轮，也可以为多个齿轮，通过对齿轮组的调节，可以实现不同倍数的减速。例如在需要拖布160的提升或下降速度较快时，则可以调节较低的倍数(例如5～10倍)，以保障拖布160的运动速度；在需要拖布160的提升或下降的位置精度较高时，则可以调节较高的倍数(例如20～30倍)，以保障对输出轴转动角度的精确控制。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，电机151为直流碳刷电机，由于直流碳刷电机成本较低，并且通过牙箱152，可以将直流碳刷电机的输出轴较快的转动速度转变为较慢的转动速度，从而可以方便对第一连杆130进行精确控制，从而实现以交底的成本对第一连杆130的转动角度进行精确控制。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，第二连杆140可以设置为多个，多个第二连杆140之间间隔分布，即多个第二连杆140之间具有一定间隔、不直接接触。所有的第二连杆140的一端的转动轴共线，所有的第二连杆140的另一端的转动轴共线，从而保障所有第二连杆140可以同步转动。利用多个第二连杆140可以保障拖布板110的多个位置均可以接收到第二连杆140的作用力，保障第二连杆140作用于拖布板110的作用力分布平均。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，部分第二连杆140设置于第一连杆130的一侧，另外部分第二连杆140设置于第一连杆130的与该一侧相对的另外一侧。例如，在第二连杆140设置为两个的情况下，其中一个第二连杆140设置于第一连杆130垂直于其转动轴的面的一侧，另外一个设置于第一连杆130垂直于其转动轴的面的另一侧。第一连杆130和两个第二连杆140共同对拖布板110施加作用力，该作用力由于一个第一连杆130和两个第二连杆140的分散作用于拖布板110，可以避免拖布板110受到的应力集中，也可以保障拖布板110的不同位置对拖布160施加的作用力大致相同。

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