CN107713916B - 多功能智能清洁一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能智能清洁一体装置，包括壳体，其底面设置有万向轮；壳体底面上对称设置有2个角度为75‑90度的红外线发生器；壳体的前端上设置有超声传感器；壳体的底面在尾端的一侧设置有拖布口；清扫机构，其包括边刷、主刷、吸尘装置和尘盒；包括拖布、拖布盒、收纳架、按压板、导轨和夹持器的拖地机构，拖布经夹持器由拖布盒内夹持出来，并在导轨上运动，被放置在拖布口处或收纳架上；按压板设置于拖布口上方，用于将拖布固定在拖布口上；智能控制系统；充电电池。其实现了扫拖同时动作，且通过导轨和夹持器的配合，实现了在房屋清扫过程中的拖布的自动更换，使得房间清洁效果显著提高。

Description

多功能智能清洁一体装置

技术领域

本发明涉及家居清洁设备技术领域，特别涉及一种多功能智能清洁一体装置。

背景技术

扫地机器人又叫懒人扫地机，是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器。因为它能对房间大小、家俱摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠内置的程序，制定合理的清洁路线，具备一定的智能，所以被人称之为机器人。扫地机器人一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。目前，市面上的大部分扫地机器人均是以扫地为主，虽然也有能够兼具扫地和擦地两项功能的智能机器人，但是设置于机器人底部的拖布却只能在一次清扫完毕或者临时中断清扫时才能由人工更换拖布，而拖布在使用一段时间后即已布满灰尘，根本不能达到对房间地面的擦拭效果，因而，如果能够在智能机器人的清扫过程中实现自动更换拖布，则会使得房间的清扫效果大大提高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多功能智能清洁一体装置，实现了扫拖同时动作，且通过导轨和夹持器的配合，实现了在房屋清扫过程中的拖布的自动更换，使得房间清洁效果显著提高。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多功能智能清洁一体装置，包括：

壳体，其设为圆柱体，所述壳体的底面设置有将所述壳体撑离地面，并带动所述壳体运动的万向轮；所述壳体的一端设置为前端，与所述前端相对的一端设置为尾端，由所述前端的中点在所述壳体的底面上对称设置有2个红外线发生器；所述红外线发生器的角度为75-90度，以使2个所述红外线发生器发射的红外线覆盖所述壳体前端的角度范围为150-180度；所述壳体的前端上设置有超声传感器；所述壳体的底面在靠近所述尾端的一侧设置有拖布口；

清扫机构，其包括边刷、主刷、吸尘装置和尘盒；所述边刷设置为2个，2个所述边刷对称设置于所述壳体底部在靠近所述前端的两侧；所述主刷设置于所述壳体的底面上的前端和尾端连接的轴线上，并靠近所述前端一侧，所述吸尘装置设置为2个，并分别设置于所述主刷的前后两侧；所述尘盒连接于所述吸尘装置，所述尘盒设置于所述主刷后侧，并嵌入所述壳体内；

拖地机构，其包括拖布、拖布盒、收纳架、按压板、导轨和夹持器；所述拖布盒设置为多个，多个所述拖布盒上下排列设置于所述壳体内部，所述拖布盒的一侧设置有开口，所述拖布以第一端伸出所述开口的方式放置于所述拖布盒内，且所述拖布的第一端活动连接有硬质夹条；所述收纳架设置于最顶层所述拖布盒的上方；所述按压板通过伸缩轴设置于所述拖布口的上方，且所述按压板位于所述拖布口处的拖布和最底层的所述拖布盒之间，以使所述伸缩轴在伸长时，带动所述按压板向下按压，并将所述拖布固定在所述拖布口上；所述导轨为环绕所述拖布盒、收纳架和按压板的环形导轨，所述导轨设置为两个，两个所述导轨平行布置于所述拖布盒的两侧边；所述夹持器以可沿所述导轨滑动的方式与所述导轨活动连接，以使所述夹持器夹持所述拖布盒内的拖布滑动，并将所述拖布放置于所述拖布口或收纳架上；

智能控制系统，其包括控制器和受控于所述控制器的电机，所述控制器连接于所述红外线发生器和超声传感器，并根据由所述红外发生器和超声传感器发出的信号，向所述电机发出指令，以使所述电机根据所述控制器的指令分别驱动所述万向轮、红外线发生器、超声传感器、边刷、主刷、吸尘装置和伸缩轴的动作；

充电电池，其设置于所述壳体内部，并为所述电机提供动力。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述边刷以与壳体连接的连接处为轴转动，所述边刷包括刷架和刷头，所述刷架为由5根支杆一端连接，另一端向四周散射分布的星形结构，所述刷头活动连接于各个支杆的另一端。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述主刷的旋转方向与所述壳体的运动方向相同；所述主刷的中部1/3的刷毛量少于主刷两端的刷毛，所述主刷左右两端1/3的刷毛分别向所述主刷的中部方向倾斜。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述按压板的中部设置有与所述拖布口大小相配合的凸台，以使所述按压板在与所述拖布口边缘接触时，所述凸台凸出于所述拖布口。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述伸缩轴为弹性伸缩轴。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，还包括：

储液盒，其与所述凸台液体相通，所述凸台上均匀分布有多个通孔，所述储液盒连接于所述通孔，且所述凸台上设置有第一触碰开关，所述储液盒受控于所述第一触碰开关。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述导轨在面向所述拖布盒开口的一侧，在与各个拖布盒对应的高度上设置有夹持器控制开关，所述拖布盒的底部设置有重力传感器，所述重力传感器分别与与所述重力传感器对应的夹持器控制开关通讯连接，以使所述重力传感器控制所述夹持器在到达相应的拖布盒时，将所述拖布盒内的拖布夹持。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述控制器内设置有时间继电器和警报器，所述时间继电器与所述夹持器通讯连接，以控制所述夹持器沿所述导轨滑动的频率；所述警报器连接于所述重力传感器，以在所述重力传感器感应不到重力时触发警报器发出警报。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述导轨在对应所述收纳架的位置上设置有第二触碰开关，所述夹持器受控于所述第二触碰开关。

优选的是，所述的多功能智能清洁一体装置中，所述控制器控制电机驱动所述万向轮运动的清扫轨迹为：所述电机驱动所述万向轮在宽度小于两米的范围内做往复运动，并控制运动轨迹为弧形。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过对常规的扫地机器人进行改良，使得其不仅能够对地面进行清扫，还能利用拖布擦拭地面，实现了对家居清洁的扫拖一体化设置，使得家居清洁更智能，更方便，更洁净。同时，利用特有的装置，实现了在拖地过程中对拖布进行更换的目的，从而有效保证了地面擦拭的洁净度，克服了现有技术中扫地机器人使用同一块拖布反复擦拭地面造成的地面清洁度不能提高，反而下降的问题。

通过在装置壳体的前端两侧加装扇形的红外线发生器，使得两个红外线发生器发射的红外线的范围覆盖装置壳体前进方向内的150-180度，进而使得控制器可根据红外线回传信息的强度、范围、高度、转速、电流大小、阻力等参数，计算出前方障碍物大致形状，然后根据所处环境作出相应的清扫指令，例如：围绕、折返、螺旋、贴边、转身等等。通过两个扇形红外发生器的使用，确保了装置壳体对前方所有方向上障碍物的判断的准确性，进而使得装置对后续清扫方式作出更加适宜所处环境的清扫，使得所述装置的清扫效率显著提高，且加强了清洁的效果。

通过设置环绕拖布盒的导轨和能够在导轨上滑动的夹持器，使得夹持器能够在到达相应的拖布盒时将拖布盒内的拖布夹持并运送到拖布口处，通过控制夹持器的速度和环绕导轨滑动的频率，可以使得干净的拖布规律性的由各个拖布盒内拖出，并配合按压板固定在拖布口上，实现对地面的擦拭，而通过在顶层的拖布盒上放置收纳架，可使夹持器携带的使用过的拖布在到达收纳架时进行放置，实现了拖布的规律性更换和收纳，进而保证了地面的擦拭效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的多功能智能清洁一体装置的仰视结构示意图；

图2为本发明所述的拖地机构的结构示意图；

图3为本发明所述的多功能智能清洁一体装置的运行轨迹图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1和图2所示，本发明提供一种多功能智能清洁一体装置，包括：壳体1，其设为圆柱体，所述壳体1的底面设置有将所述壳体1撑离地面，并带动所述壳体1运动的万向轮2；所述壳体1的一端设置为前端，与所述前端相对的一端设置为尾端，由所述前端的中点在所述壳体1的底面上对称设置有2个红外线发生器3；所述红外线发生器3的角度为75-90度，以使2个所述红外线发生器3发射的红外线覆盖所述壳体1前端的角度范围为150-180度；所述壳体1的前端上设置有超声传感器4；所述壳体1的底面在靠近所述尾端的一侧设置有拖布口5。

清扫机构，其包括边刷6、主刷7、吸尘装置8和尘盒9；所述边刷6设置为2个，2个所述边刷6对称设置于所述壳体1底部在靠近所述前端的两侧；所述主刷7设置于所述壳体1的底面上的前端和尾端连接的轴线上，并靠近所述前端一侧，所述吸尘装置8设置为2个，并分别设置于所述主刷7的前后两侧；所述尘盒9连接于所述吸尘装置8，所述尘盒9设置于所述主刷7后侧，并嵌入所述壳体1内。

拖地机构，其包括拖布10、拖布盒11、收纳架12、按压板13、导轨14和夹持器15；所述拖布盒11设置为多个，多个所述拖布盒11上下排列设置于所述壳体1内部，所述拖布盒11的一侧设置有开口，所述拖布10以第一端伸出所述开口的方式放置于所述拖布盒11内，且所述拖布10的第一端活动连接有硬质夹条16；所述收纳架12设置于最顶层所述拖布盒11的上方；所述按压板13通过伸缩轴17设置于所述拖布口5的上方，且所述按压板13位于所述拖布口5处的拖布10和最底层的所述拖布盒11之间，以使所述伸缩轴17在伸长时，带动所述按压板13向下按压，并将所述拖布10固定在所述拖布口5上；所述导轨14为环绕所述拖布盒11、收纳架12和按压板13的环形导轨，所述导轨14设置为两个，两个所述导轨14平行布置于所述拖布盒11的两侧边；所述夹持器15以可沿所述导轨14滑动的方式与所述导轨14活动连接，以使所述夹持器15夹持所述拖布盒11内的拖布10滑动，并将所述拖布10放置于所述拖布口5或收纳架12上。

智能控制系统，其包括控制器和受控于所述控制器的电机，所述控制器连接于所述红外线发生器3和超声传感器4，并根据由所述红外发生器3和超声传感器4发出的信号，向所述电机发出指令，以使所述电机根据所述控制器的指令分别驱动所述万向轮2、红外线发生器3、超声传感器4、边刷6、主刷7、吸尘装置8和伸缩轴17的动作。

充电电池，其设置于所述壳体1内部，并为所述电机提供动力。

在上述方案中，所述的多功能智能清洁一体装置在使用时的具体方法为：接通电源，装置按照控制器的设定路线对地面进行清扫和擦拭，在清扫和擦拭过程中，红外发生器持续性的发出红外线，以对前方的障碍物形状等进行判断，进而使得控制器根据前方情况对装置的运行轨迹和清扫模式进行调整。其中超声传感器的设置，使得装置对前方出现的透明障碍物也能应对自如。即红外线发生器和超声传感器能够持续探测所述壳体运动方向的障碍物，在探测到障碍物后向所述控制器发出信号，所述控制器在接收到信号后，根据信号内容向所述电机发送指令，以控制所述万向轮带动壳体转弯或者掉头。而在装置对地面的擦拭过程中，控制器控制夹持器在导轨上运动的频率，使得在拖布口处使用一定时间的拖布由夹持器带走放置在收纳架上，然后由拖布盒内夹持干净的替换拖布放置在拖布口处，同时，在夹持器运动的过程中伸缩轴在控制器的控制下始终处于收缩状态，使得拖布口处需要替换的拖布的运动不受限制，从而实现了由夹持器的转动带动拖布更换的过程。其中，在夹持器到达拖布口指定位置时，伸缩轴又会伸长，使得按压板将拖布紧固在拖布口上。另外，通过在拖布边缘设置活动连接的硬质夹条，使得拖布的边缘延展开来，方便拖布的夹持，以及在夹持过程中保持平整，方便拖布的取换和使用。通过设置拖布盒上下排列，使得拖布在更换时方便逐一取放。在装置的清扫过程中，边刷的持续转动将前方的灰尘垃圾等向装置的中部清扫，装置中部的主刷前的吸尘装置对灰尘和垃圾进行一次吸附，并将其吸入尘盒内，而后主刷继续清扫，使得剩余的灰尘或者垃圾在主刷的推动下被主刷后部的吸尘装置吸入尘盒，通过主刷前后的两次吸尘，使得地面的清扫更加干净和彻底，同时主刷前的吸尘装置可先将一部分毛发吸入尘盒内，进而有效避免了主刷和边刷被毛发缠绕，同时也减少了细微灰尘的上扬，使得装置清洁更加方便，使用寿命更长，清洁效果更好。

一个优选方案中，所述边刷6以与壳体1连接的连接处为轴转动，所述边刷6包括刷架18和刷头19，所述刷架18为由5根支杆一端连接，另一端向四周散射分布的星形结构，所述刷头19活动连接于各个支杆的另一端。

在上述方案中，通过设置边刷为由五根支杆组成的星形结构，使得边刷在旋转过程中能够更快速的将灰尘扫入后方的吸尘装置处，同时五根刷头的配合使用，减少了灰尘的上扬。

一个优选方案中，所述主刷7的旋转方向与所述壳体1的运动方向相同；所述主刷7的中部1/3的刷毛量少于主刷7两端的刷毛，所述主刷7左右两端1/3的刷毛分别向所述主刷7的中部方向倾斜。

在上述方案中，通过设置主刷的中部刷毛量较少，同时两端的刷毛向中部倾斜，使得在清扫过程中形成V形通路，灰尘和垃圾较易向通路的尖端运动，即更加便于吸尘装置将灰尘和垃圾吸入尘盒，且中部较少的刷毛不会影响吸尘装置的吸力，且减少毛发缠绕。

一个优选方案中，所述按压板12的中部设置有与所述拖布口5大小相配合的凸台20，以使所述按压板12在与所述拖布口5边缘接触时，所述凸台20凸出于所述拖布口5。

在上述方案中，通过设置按压板上的凸台，一方面使得按压板对拖布的固定更加紧固，防止了拖布的松动，另一方面凸台使得拖布能够凸出于地面，从而保证了拖布与地面的全面接触，即提高了擦拭效果。

一个优选方案中，所述伸缩轴17为弹性伸缩轴。

在上述方案中，通过设置伸缩轴为弹性伸缩轴，使得按压板对拖布的按压具有一定的弹性，以应对路面高度不同时，路面擦拭的效果。

一个优选方案中，还包括：储液盒21，其与所述凸台20液体相通，所述凸台20上均匀分布有多个通孔，所述储液盒21连接于所述通孔，且所述凸台20上设置有第一触碰开关，所述储液盒21受控于所述第一触碰开关。

在上述方案中，储液盒内的清洁液或者水通过凸台上的通孔将干净的拖布浸湿，进而实现了对地面的湿拖，当然，通过设置也可使得储液盒不向通孔渗水，进而实现装置的干湿两用。通过在凸台上设置第一触碰开关，使得可以通过第一触碰开关的开闭控制储液盒的液体流通，使得所述装置使用更加方便智能。

一个优选方案中，所述导轨14在面向所述拖布盒11开口的一侧，在与各个拖布盒11对应的高度上设置有夹持器控制开关22，所述拖布盒11的底部设置有重力传感器，所述重力传感器分别与与所述重力传感器对应的夹持器控制开关22通讯连接，以使所述重力传感器控制所述夹持器15在到达相应的拖布盒11时，将所述拖布盒11内的拖布10夹持。

在上述方案中，通过在拖布盒底部设置重力传感器，可使重力传感器感应拖布盒内是否存在拖布，进而通过重力传感器向夹持器控制开关发送信号，夹持器控制开关在接收到信号后，控制到达所述夹持器控制开关处的夹持器闭合，进而使得相应的拖布盒内的拖布被夹持器夹持并带走，从而实现了夹持器对替换拖布的自动夹持，使得所述装置使用更加方便智能。

一个优选方案中，所述控制器内设置有时间继电器和警报器，所述时间继电器与所述夹持器15通讯连接，以控制所述夹持器15沿所述导轨14滑动的频率；所述警报器连接于所述重力传感器，以在所述重力传感器感应不到重力时触发警报器发出警报。

在上述方案中，通过在控制器内设置时间继电器，能够对夹持器沿导轨的转动频率进行调节和控制，例如在地面较脏时，设定时间继电器的阈值较小，从而提高了拖布的更换频率，而在地面较为干净时，设定时间继电器的阈值较大，降低拖布的更换频率；通过在控制器内设置与重力传感器连接的警报器，使得在拖布盒内拖布使用完后，警报器会发出警报，能够提醒用户及时添加拖布，以保证装置的清扫效果。

一个优选方案中，所述导轨14在对应所述收纳架12的位置上设置有第二触碰开关23，所述夹持器15受控于所述第二触碰开关23。

在上述方案中，通过在收纳架处设置第二触碰开关，使得夹持器在携带用后的拖布到达收纳架处时，经第二触碰开关控制夹持器松开，使得拖布被自动放置在收纳架上，从而实现了用后拖布的自动收纳。

如图3所示，一个优选方案中，所述控制器控制电机驱动所述万向轮2运动的清扫轨迹为：所述电机驱动所述万向轮2在宽度小于两米的范围内做往复运动，并控制运动轨迹为弧形。

在上述方案中，通过限定壳体的清扫轨迹为在宽度小于两米的范围内呈弧形的往复运动，区别于现有的随机性轨迹运动或者弓字形往复运动轨迹，通过大量实验发现，弧形运动轨迹能够显著降低地面上擦拭的水印的形成，从而使得清洁效果显著提高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种多功能智能清洁一体装置，其中，包括：

壳体，其设为圆柱体，所述壳体的底面设置有将所述壳体撑离地面，并带动所述壳体运动的万向轮；所述壳体的一端设置为前端，与所述前端相对的一端设置为尾端，由所述前端的中点在所述壳体的底面上对称设置有2个红外线发生器；所述红外线发生器的角度为75-90度，以使2个所述红外线发生器发射的红外线覆盖所述壳体前端的角度范围为150-180度；所述壳体的前端上设置有超声传感器；所述壳体的底面在靠近所述尾端的一侧设置有拖布口；

清扫机构，其包括边刷、主刷、吸尘装置和尘盒；所述边刷设置为2个，2个所述边刷对称设置于所述壳体底部在靠近所述前端的两侧；所述主刷设置于所述壳体的底面上的前端和尾端连接的轴线上，并靠近所述前端一侧，所述吸尘装置设置为2个，并分别设置于所述主刷的前后两侧；所述尘盒连接于所述吸尘装置，所述尘盒设置于所述主刷后侧，并嵌入所述壳体内；

拖地机构，其包括拖布、拖布盒、收纳架、按压板、导轨和夹持器；所述拖布盒设置为多个，多个所述拖布盒上下排列设置于所述壳体内部，所述拖布盒的一侧设置有开口，所述拖布以第一端伸出所述开口的方式放置于所述拖布盒内，且所述拖布的第一端活动连接有硬质夹条；所述收纳架设置于最顶层所述拖布盒的上方；所述按压板通过伸缩轴设置于所述拖布口的上方，所述按压板的中部设置有与所述拖布口大小相配合的凸台，且所述按压板位于所述拖布口处的拖布和最底层的所述拖布盒之间，以使所述伸缩轴在伸长时，带动所述按压板向下按压，并将所述拖布固定在所述拖布口上，且使所述按压板在与所述拖布口边缘接触时，所述凸台凸出于所述拖布口；所述导轨为环绕所述拖布盒、收纳架和按压板的环形导轨，所述导轨设置为两个，两个所述导轨平行布置于所述拖布盒的两侧边；所述夹持器以可沿所述导轨滑动的方式与所述导轨活动连接，以使所述夹持器夹持所述拖布盒内的拖布滑动，并将所述拖布放置于所述拖布口或收纳架上；

智能控制系统，其包括控制器和受控于所述控制器的电机，所述控制器连接于所述红外线发生器和超声传感器，并根据由所述红外发生器和超声传感器发出的信号，向所述电机发出指令，以使所述电机根据所述控制器的指令分别驱动所述万向轮、红外线发生器、超声传感器、边刷、主刷、吸尘装置和伸缩轴的动作；

充电电池，其设置于所述壳体内部，并为所述电机提供动力。

2.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述边刷以与壳体连接的连接处为轴转动，所述边刷包括刷架和刷头，所述刷架为由5根支杆一端连接，另一端向四周散射分布的星形结构，所述刷头活动连接于各个支杆的另一端。

3.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述主刷的旋转方向与所述壳体的运动方向相同；所述主刷的中部1/3的刷毛量少于主刷两端的刷毛，所述主刷左右两端1/3的刷毛分别向所述主刷的中部方向倾斜。

4.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述伸缩轴为弹性伸缩轴。

5.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，还包括：

储液盒，其与所述凸台液体相通，所述凸台上均匀分布有多个通孔，所述储液盒连接于所述通孔，且所述凸台上设置有第一触碰开关，所述储液盒受控于所述第一触碰开关。

6.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述导轨在面向所述拖布盒开口的一侧，在与各个拖布盒对应的高度上设置有夹持器控制开关，所述拖布盒的底部设置有重力传感器，所述重力传感器分别与与所述重力传感器对应的夹持器控制开关通讯连接，以使所述重力传感器控制所述夹持器在到达相应的拖布盒时，将所述拖布盒内的拖布夹持。

7.如权利要求6所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述控制器内设置有时间继电器和警报器，所述时间继电器与所述夹持器通讯连接，以控制所述夹持器沿所述导轨滑动的频率；所述警报器连接于所述重力传感器，以在所述重力传感器感应不到重力时触发警报器发出警报。

8.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述导轨在对应所述收纳架的位置上设置有第二触碰开关，所述夹持器受控于所述第二触碰开关。

9.如权利要求1所述的多功能智能清洁一体装置，其中，所述控制器控制电机驱动所述万向轮运动的清扫轨迹为：所述电机驱动所述万向轮在宽度小于两米的范围内做往复运动，并控制运动轨迹为弧形。