履带轮装置和清洁机器人

技术领域

本发明涉及家用电器配件领域，特别涉及一种履带轮装置和清洁机器人。

背景技术

清洁机器人作为一种常见的家用电器，由于它为家居清洁带来了巨大的便利性而被大多数家庭所接受。现有技术中，清洁机器人的底轮采用的是普通车轮，普通车轮仅包括轮体和轮轴，结构简单，可承载机身进行稳定的清洁工作。然而，当清洁机器人所清洁的地面遭遇坡度和起伏时，由于轮体与地面接触面积较小(产生摩擦力的面积较小)，导致清洁机器人往往难以跨越坡度和起伏较大的地面，继而影响到清洁机器人的清洁工作。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种履带轮装置，旨在让清洁机器人可以轻松跨越坡度、起伏较大的地形，提高清洁机器人对环境的适用性。

为实现上述目的，本发明提出的履带轮装置，包括：

轮组结构，包括一个主动轮和三个从动轮，所述三个从动轮共同形成有一个虚拟传动轮，所述主动轮与所述虚拟传动轮的中心距小于所述主动轮的半径与所述虚拟传动轮的半径的和值，所述主动轮和所述虚拟传动轮沿前后方向间隔且轴线方向平行设置；

安装壳体，装配于所述主动轮和从动轮沿左右向的至少一侧，所述安装壳体对应所述主动轮的轮孔设有驱动轴过孔；

环形履带，沿前后方向包覆所述主动轮和从动轮的外周面设置，所述环形履带的外周壁沿自身延伸方向间隔凸设有多个防滑凸部，多个所述防滑凸部沿所述环形履带的宽度方向左右分隔形成左凸纹排和右凸纹排。

可选地，所述左凸纹排与所述右凸纹排各自的防滑凸部，在所述环形履带的延伸方向上交错设置。

可选地，所述环形履带外周壁设有分隔所述左凸纹排和右凸纹排的环形隔断槽。

可选地，所述环形履带的内周壁上沿自身的延伸方向间隔设有多个传动凸部，所述主动轮的外周面和所述从动轮的外周面均环设有与所述传动凸部相适配的传动凹槽。

可选地，所述从动轮设有贯穿自身左右侧面的转动孔，所述安装壳体设有适配穿设所述转动孔的转动轴。

可选地，所述履带轮装置还包括设于所述安装壳体上的定位件，所述定位件夹设于所述主动轮与虚拟传动轮之间，且所述定位件具有与所述主动轮周面对应的第一弧形面、及分别与所述三个从动轮周面对应的三个第二弧形面。

可选地，所述主动轮设有沿自身轴线方向自外而内凹设的限位槽，所述安装壳体上设有适配卡接于所述限位槽的限位件。

可选地，所述安装壳体靠近所述主动轮处朝上延伸一转动臂，所述转动臂的自由端用以转动安装于所述清洁机器人的车轮槽。

可选地，所述安装壳体包括内安装板和外安装板，所述内安装板和外安装板分别装配于所述主动轮和从动轮的左右两侧，所述驱动轴过孔设于所述内安装板。

本发明还提出一种清洁机器人，包括机体、驱动装置和履带轮装置，该履带轮装置包括：

轮组结构，包括一个主动轮和三个从动轮，所述三个从动轮共同形成有一个虚拟传动轮，所述主动轮与所述虚拟传动轮的中心距小于所述主动轮的半径与所述虚拟传动轮的半径的和值，所述主动轮和所述虚拟传动轮沿前后方向间隔且轴线方向平行设置；

安装壳体，装配于所述主动轮和从动轮的左右两侧，所述安装壳体对应所述主动轮的轮孔设有驱动轴过孔；

环形履带，沿前后方向包覆所述主动轮和从动轮的外周面设置，所述环形履带的外周壁沿自身延伸方向间隔凸设有多个防滑凸部，多个所述防滑凸部沿所述环形履带的宽度方向左右分隔形成左凸纹排和右凸纹排。

本发明技术方案通过将环形履带包覆在轮组结构的主动轮以及从动轮的外周面，以使环形履带以绷紧的状态转动；采用履带结构后，与主动轮和从动轮之间的距离相当长度的履带始终与地面接触，相较于现有呈圆状轮体的普通车轮轮体与地面时时保持线接触的情况，接触面积(产生摩擦的面积)显著增大，通过于环形履带的外周面设置左、右凸纹排，以增大环形履带的摩擦力因数，从而更好地增强环形履带与地面之间的摩擦力(抓地力)，使得本产品可较为轻松的跨越起伏、波动较大的地形，提高产品对环境的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明履带轮装置一实施例的结构示意图；

图2为环形履带的正面结构示意图；

图3为图1履带轮装置的分解示意图；

图4为图3中主动轮的结构示意图；

图5为图3中外安装板的结构示意图；

图6为本发明清洁机器人一实施例的结构示意图；

图7为图6中清洁机器人省略部分结构后的仰视图；

图8为图6中驱动装置和履带轮装置的组合示意图；

图9为图8中驱动装置的分解示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种履带轮装置3，主要运用于清洁机器人。值得说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，该履带轮装置3也可以运用在其他需要车轮来进行移动的家用电器。

这其中，清洁机器人可以为扫地机器人、扫拖一体式机器人或拖地机器人等机器人中的任意一种，在此不作限定。

具体地，如图6和图7所示，该清洁机器人包括机体1、驱动装置2和履带轮装置3。机体1底端面凹设有适配履带轮装置3的车轮槽11，履带轮装置3适配安装于车轮槽11中，驱动装置2安装于机体1内部且驱动装置2的驱动轴21透过车轮槽11的槽壁与履带轮装置3相接。

具体而言，该清洁机器人的底端面至少设有两个车轮槽11，两车轮槽11分别沿机体1左右两侧对称布置，两履带轮装置3分别对应安装在机体1左右两侧的车轮槽11中，共同承载机体1稳定移动，如此，有利于清洁机器人平稳移动。

进一步地，如图8和图9，驱动装置2由电机22、与电机22的输出轴相接的齿轮组23以及用以保护齿轮组23的保护壳体24组成，齿轮组23远离电机22端的齿轮设有与履带轮装置3相接的驱动轴21，该驱动轴21与电机22的转动轴321b平行设置，且两者朝向相反的方向延伸，即驱动轴21位于电机22机身的一侧与履带轮装置3相接，如此设计，便于更好的利用机体1的内部空间，缩小机体1的体积占比，提高空间利用率；不失一般性的，保护壳体24包括外壳体242与内壳体241，外壳体242与内壳体241分别装配在齿轮组23的左右两侧，内壳体241设于机体1内部，外壳体242构成车轮槽11的槽壁，外壳体242对应履带轮装置3的驱动轴过孔321a的位置设有供驱动轴21穿设的通孔。

以下将描述履带轮装置3一实施例的具体结构，如图1至图5所示，该履带轮装置3包括轮组结构31、安装壳体32及环形履带33，轮组结构31包括一个主动轮311和三个从动轮312，所述三个从动轮312共同形成有一个虚拟传动轮，所述主动轮311与所述虚拟传动轮的中心距小于所述主动轮311的半径与所述虚拟传动轮的半径的和值，所述主动轮311和所述虚拟传动轮沿前后方向间隔且轴线方向平行设置；安装壳体32装配于主动轮311和从动轮312沿左右向的至少一侧，安装壳体32对应主动轮311的轮孔设有驱动轴21过孔；环形履带33沿前后方向包覆主动轮311和从动轮312的外周面设置，环形履带33的外周壁沿自身延伸方向间隔凸设有多个防滑凸部331，多个防滑凸部331沿环形履带33的宽度方向左右分隔形成左凸纹排311a和右凸纹排311b。

这其中，三个从动轮312共同形成一个虚拟传动轮是指：三个从动轮312的外周面能够同时与一个虚拟轮体的内周面内切，此处，该该虚拟轮体便称为虚拟传动轮。

具体而言，主动轮311和三个从动轮312用于同时在环形履带的内部将环形履带33撑开，以使环形履带33能够处于张紧的状态在地面上移动，于本申请中，通过缩小主动轮311与虚拟传动轮的中心距，并使该中心距小于主动轮311与虚拟传动轮两者的半径的和值，如此设置，有利于缩小履带轮装置3的结构长度，缩小履带轮装置3的占地面积，便于履带轮装置3的小型化设计。

举例来说，当主动轮311的外周面与虚拟传动轮的外周面相切时，那么，此时主动轮311和虚拟传动轮之间的中心距便等于主动轮311的半径与虚拟传动轮的半径的和值，假设此时履带轮装置3在主动轮311与虚拟传动轮之间的连线方向上的长度为X；本申请的方案通过使三个从动轮312同时向靠近主动轮311的方向移动，即是说，使得主动轮311的部分轮体与虚拟传动轮的轮体相重叠，此时的主动轮311和虚拟传动轮之间的中心距便小于主动轮311的半径与虚拟传动轮的半径的和值，假设此时履带轮装置3在主动轮311与虚拟传动轮之间的连线方向上的长度为Y。不难理解，Y的长度势必小于X的长度，也即是说，在履带轮装置3的高度和宽度相同的情况下，长度为X的履带轮装置3所占用的结构空间势必要比长度为Y的履带轮装置3所占用的结构空间更大，这不利于履带轮装置3的小型化设计，且会增添履带轮装置3的制造成本。

具体地，环形履带33的内周壁上沿自身的延伸方向间隔设有多个传动凸部332，主动轮311的外周面和从动轮312的外周面均环设有与传动凸部332相适配的传动凹槽311a。不难理解，环形履带33的传动凸部332与主动轮311或从动轮312的传动凹槽311a之间的卡接传动为目前被广泛运用的一种传动方式，结构简单，牢固可靠；环形履带33的传动凸部332卡接于主动轮311和从动轮312的传动凹槽311a中，在主动轮311和从动轮312的共同作用下处于张紧的状态，在驱动装置2的驱动轴21的带动下，主动轮311的传动凹槽311a带动着环形履带33的传动凸部332旋转移动，从而使得环形履带33能够沿前后方向移动前行，进而带动机体1朝前、后移动。

可以理解，环形履带33与地面的接触面积远大于普通车轮的单个轮体与底面的接触面积，由物理学知识可知，物体对地面的压强等于物体对地面的压力除以物体与地面之间的受力面积，在清洁机器人对地面的压力一定的前提下，环形履带33对地面的压强比普通车轮的单个轮体对地面的压强小，这有利于避免当清洁机器人在地毯等柔软的地形行走时，轮体陷入地面中而造成移动卡滞的情况；此外，环形履带33与地面之间的接触面积，正比于环形履带33与地面之间产生摩擦力的面积，即接触面积越大，能产生摩擦力的面积就越大，当清洁机器人移动至一些具有一定坡度的地形时，因为环形履带33与地面之间的摩擦力比普通车轮的单个轮体与地面之间的摩擦力大，所以装配有环形履带33的清洁机器人的对斜坡的抓地力更强，这有助于清洁机器人跨越一些坡度、起伏较大的地形，提高了清洁机器人对使用环境的适用性。

本实施例中，防滑凸部331为环形履带33外周壁沿竖直方向切割形成的防滑凸棱，凸棱的防滑效果好，且结构简单，便于工艺生产制造，当然，本设计不限于此，于其他实施例中，防滑凸部331也可以为其他的结构形状，本设计对此不作限制；可以理解，防滑凸棱沿环形履带33的横向方向延伸，即多个防滑凸棱构成了环形履带33外周壁的横向花纹，如此设计，在保证环形履带33外周壁与地面接触面积足够的前提下，提高了环形履带33外表壁的横面刚度，有助于提高环形履带33的制动力以及增大环形履带33与地面之间的摩擦因数，使得环形履带33具有较强的抓地力，便于履带轮装置3更好的跨越坡度、起伏较大的地面。具体的，将防滑凸部331沿纵向方向分隔成左凸纹排311a和右凸纹排311b，进一步的增大了环形履带33外表壁的横向花纹的比例，进一步的增强了环形履带33的抓地力，增强履带轮装置3的爬坡能力，此外，左凸纹排311a和右凸纹排311b的各自沟槽也均起到散热和排除噪音的作用，这有利于清洁机器人在相对安静的状态持续进行清洁工作。

本发明技术方案通过将环形履带33包覆在轮组结构31的主动轮311以及从动轮312的外周面，以使环形履带33以绷紧的状态转动；采用履带结构后，与主动轮311和从动轮312之间的距离相当长度的履带始终与地面接触，相较于现有呈圆状轮体的普通车轮轮体与地面时时保持线接触的情况，接触面积(产生摩擦的面积)显著增大，通过于环形履带33的外周面设置左、右凸纹排311b，以增大环形履带33的摩擦力因数，从而更好地增强环形履带33与地面之间的摩擦力(抓地力)，使得本产品可较为轻松的跨越起伏、波动较大的地形，提高产品对环境的适用性。

可选地，左凸纹排311a与右凸纹排311b各自的防滑凸部331，在环形履带33的延伸方向上交错设置。可以理解，当左凸纹排311a的防滑凸部331外表面与地面接触时，右凸纹排311b正好处于自身的沟槽槽口与地面相对的状态，当左凸纹排311a的沟槽槽口与地面相对时，右凸纹排311b的防滑凸部331外表面正好与地面接触，如此，保证了在清洁机器人移动过程中，环形履带33与地面之间的接触面积能够维持在足够且稳定的变化区间，具体地，左凸纹排311a的防滑凸部331的宽度大于右凸纹排311b的沟槽宽度，如此设计，有助于提高环形履带33与地面之间的接触面积，当然，本设计不限于此，于其他实施例中，左凸纹排311a的防滑凸部331的宽度也可以小于或等于右凸纹排311b的沟槽宽度，对此不作限制。

可选地，环形履带33外周壁设有分隔左凸纹排311a和右凸纹排311b的环形隔断槽331c。可以理解，多个防滑凸部331沿环形履带33的纵向方向排布形成了凸纹排，在工艺上，沿凸纹排竖向方向挖掘形成了该隔断槽，即左凸纹排311a、隔断槽以及右凸纹排311b共同组成凸纹排，如此设计，简化了左凸纹排311a和右凸纹排311b的工艺制造流程，节省了产品制作所需的成本，此外，隔断槽构成了环形履带33外周壁的纵向花纹，当清洁机器人在清洁过程中，难免会经过具有水源的地面，纵向花纹能够承担排水的功能，避免水量聚集于环形履带33上导致出现打滑的现象，当然，隔断槽对于环形履带33的散热也有一定的帮助。

可选地，安装壳体32包括内安装板321和外安装板322，内安装板321和外安装板322分别装配于主动轮311和从动轮312的左右两侧，驱动轴过孔321a设于内安装板321。可以理解，轮体长期在比较脏乱的地面上运行，安装壳体32能够有效将主动轮311和从动轮312的运行环境与外界隔开，避免主动轮311和从动轮312受到污渍影响，减少了人工维修轮体的时间和精力、以及延长了器件更换的周期，有助于提高产品的使用寿命。

可选地，从动轮312设有贯穿自身左右侧面的转动孔312a，安装壳体32设有适配穿设转动孔312a的转动轴321b。具体的，履带轮装置3还包括设于安装壳体32上的定位件322a，定位件322a夹设于主动轮311与虚拟传动轮之间，且定位件322a具有与主动轮311周面对应的第一弧形面、及分别与三个从动轮312周面对应的三个第二弧形面。于本实施例中，轮组结构31包括三个从动轮312，内安装板321与外安装板322之间设有适配穿设三个转动孔312a的三根转动轴321b，定位件322a具有与对应的轮体相对应的弧形面，主动轮311与其中一个从动轮312分别沿环形履带33的纵向方向前后排布，另外两个从动轮312于上述两轮之间沿环形履带33的竖向方向上下排布，如此设置，避免了两纵向方向布设的主动轮311与从动轮312之间的环形履带33松垮，而影响到履带轮装置3的正常运行；当环形履带33正常运转过程中，从动轮312将会转动，在转动轴321b与定位件322a共同限位的作用下，将从动轮312的转动偏移维持在可控范围内，从而维持运转履带轮装置3的正常运转。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，轮组结构31也可以包括两个及三个以上的从动轮312，对此不作限制。

于本实施例中，转动轴321b一端固定连接于内安装板321的内表壁，定位件322a固设于外安装板322的内表壁，安装时，将从动轮312的转动孔312a沿转动轴321b的自由端穿设至靠近内安装板321的位置，将环形履带33套设在主动轮311和从动轮312的外周面，在定位件322a的定位作用下，外安装板322能够更加方便的对应装配在内安装板321的内侧，达到将主动轮311和从动轮312封闭在运行环境内的目的，在安装完毕后，由于定位件322a夹设于主动轮311与从动轮312之间，将主动轮311与从动轮312隔离开来，使得彼此之间的转动互不干扰。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，也可以为转动轴321b固定连接于外安装板322的内表壁，定位件322a固设于内安装板321的内表壁，本设计对此不作限制。

可选地，主动轮311设有沿自身轴线方向自外而内凹设的限位槽311b，安装壳体32上设有适配卡接于限位槽311b的限位件322b。参照图4和图5，可以理解，本实施例中，主动轮311的轮孔设于限位槽311b中，且轮孔的周壁凸设于限位槽311b的槽底壁，限位件322b为自安装壳体32内壁延伸而出、适配套接于该轮孔周壁的限位环，安装时，将限位环套设在该轮孔周壁即可，通过限位环的结构，以将主动轮311正常运转时发生的移动偏移控制在安全范围内；具体的，主动轮311还设有多个自轮孔周壁朝限位槽311b槽壁延伸的限位壁311c，两相邻限位壁311c之间形成一扇形限位空间，沿限位环的周壁延伸有多个与该扇形限位空间相对应的卡接壁322c，通过将卡接壁322c对应卡设于扇形限位空间中，以实现在组装时，主动轮311的轮孔周壁能够更快、更精准的与限位环相套接。不失一般性的，主动轮311的左右两侧均设有限位槽311b，安装壳体32的内安装板321与外安装板322均设有与杆限位槽311b对应的限位件322b。

可选地，安装壳体32靠近主动轮311处朝上延伸一转动臂321c，转动臂321c的自由端用以转动安装于清洁机器人的车轮槽11。于本实施例中，转动臂321c设于内安装板321上；可以理解，内安装板321的转动臂321c转动连接于机体1的车轮槽11中，可以通过调整转动壁与机体1之间的连接角度，来调整履带轮装置3的爬行倾角，有利于清洁机器人适应合适的地形爬坡，此外，也不排除当用户有隐藏履带轮装置3的需求时，利用该转动臂321c将履带轮装置3整体内置与车轮槽11中，达到缩小清洁机器人整体的体积占比的目的，有助于用户对清洁机器人进行存储和运输。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。