清洁机器人的制作方法

1.本发明涉及一种清洁机器人。


背景技术：

2.目前市场上，越来越多的清洁机器人采用电池包作为动力源，通常在清洁机器人的壳体上设置有收容电池包的容置空间，电池包大多采用沿一定角度直插的方式装入容置空间以及沿一定角度从容置空间取出，而使用这种方式将电池包装入后需使用压板或螺钉等固定结构固定电池包以防止电池包脱落，在取电池包时需拆解固定结构后才能取出，此方法操作复杂且需要零部件较多，占用空间大。为此，有必要提出一种新的电池包装取结构以用于清洁机器人，使操作者能够在清洁机器人的紧凑空间内快速且方便装取电池包。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够使操作者快速且方便装取电池包的清洁机器人。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种清洁机器人，包括壳体、设置在所述壳体上的工作组件、以及可拆卸地安装于所述壳体上且用于为所述工作组件提供电力的电池包，所述壳体上设置有收纳所述电池包的容置部，所述清洁机器人还包括用于将所述电池包至少部分弹出所述容置部的弹出机构、以及将所述电池包锁止在所述容置部内的锁定机构。
5.进一步地，所述电池包至少部分旋转弹出所述容置部。
6.进一步地，所述弹出机构包括设置在所述电池包一侧的支撑架以及抵持在所述壳体与支撑架之间的弹性件，所述锁定机构解锁后，所述弹性件驱动所述支撑架转动以使所述支撑架在所述电池包上施加使所述电池包朝所述容置部外旋转移动的推力。
7.进一步地，所述容置部内还设置有可转动的转轴，所述支撑架套设在所述转轴上。
8.进一步地，所述弹性件包括扭簧。
9.进一步地，所述扭簧套设在所述转轴上，所述支撑架底部设置有一凹槽，所述扭簧的一活动端收容在所述凹槽内。
10.进一步地，所述容置部内设置有固定轴、以及沿水平方向延伸的两个滑轨，所述扭簧套设在所述固定轴上，所述转轴的两端滑动设置在两个所述滑轨内。
11.进一步地，所述支撑架在沿所述支撑架所在方向向上突伸形成有限位块，所述限位块可相对所述容置部移动并与所述容置部的内壁形成干涉以限制所述支撑架的位置状态。
12.进一步地，所述弹性件还包括压簧。
13.进一步地，所述弹出机构包括用于与所述电池包抵持以给所述电池包提供弹出力的弹出点，所述弹出点与所述锁定机构位于所述电池包的同一侧。
14.进一步地，所述锁定机构包括设置在所述电池包的第一锁定件、设置在所述壳体上且与所述第一锁定件配合的第二锁定件、以及驱动所述第二锁定件相对所述第一锁定件
移动以使所述第二锁定件与所述第一锁定件分离的解锁件。
15.进一步地，所述锁定机构还包括与所述解锁件相对设置的弹性件。
16.进一步地，所述电池包安装在所述壳体的中部。
17.进一步地，所述清洁机器人的前部设置有碰撞板、后部设置有水箱或尘盒、两侧设置有行走机构、中部设置有所述电池包，所述弹出机构将所述电池包旋转或水平向上弹出所述容置部。
18.进一步地，所述清洁机器人的前部设置有碰撞板、两侧设置有行走机构、中部设置有尘盒、后部设置有所述电池包，所述弹出机构将所述电池包水平向后弹出所述容置部。
19.本发明的有益效果在于：本发明所提供的清洁机器人中设置有便于电池包装取的弹出机构和锁定机构，锁定机构将电池包锁止在容置部内，解锁锁定机构后，弹出机构在电池包上施加使电池包朝容置部外移动的推力，将电池包至少部分弹出容置部，从而方便操作者抓握电池包；在装入电池包时，电池包与弹性机构对接，锁定机构锁定电池包，操作简单快捷。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
21.图1为本发明第一实施例中电池包与壳体的结构示意图；
22.图2为图1中电池包与壳体在另一方向的结构示意图；
23.图3为图1中电池包在第一状态时电池包与壳体的结构示意图；
24.图4为图1中电池包在第二状态时电池包与壳体的结构示意图；
25.图5为图1中电池包在第三状态时电池包与壳体的结构示意图；
26.图6为电池包和转轴的转动轨迹简图；
27.图7为本发明第二实施例中电池包与壳体的示意图；
28.图8为图7中电池包在第一状态时电池包与壳体的结构示意图；
29.图9为图7中电池包在第二状态时电池包与壳体的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.请参见图1至图6，本发明第一实施例涉及自移动设备，该自移动设备为清洁机器人，但不仅限于此，自移动设备还可以是割草机、扫地机器人、拖地机器人、吹风机等在此不一一列举。清洁机器人包括壳体11、设置在壳体11上的工作组件(未图示)、可拆卸地安装于壳体11上且用于为工作组件提供电力的电池包12、设置在壳体11上收纳电池包12的容置部13、用于将电池包12至少部分弹出容置部13的弹出机构14、以及将电池包12锁止在容置部13内的锁定机构15，在本实施例中，容置部13设置在壳体11的中部。清洁机器人的工作组件为电动清扫头，电池包12为清扫头提供动力，当然，清洁机器人的前部设置有碰撞板(未图示)、后部设置有水箱或尘盒(未图示)、两侧设置有行走机构16、中部设置有电池包12，该行走机构16同样由电池包12提供动力，弹出机构14可将电池包12旋转或水平向上弹出容置部13，本实施例中，电池包12至少部分旋转弹出容置部13。在其他实施例中，清洁机器人的结构还可以为前部设置有碰撞板、两侧设置有行走机构、中部设置有尘盒、后部设置有电池包，弹出机构将电池包水平向后弹出容置部。弹出机构将电池包的弹出方向以及弹出方式在此不做具体限定。
35.壳体11上设置有第一电性对接部1415，电池包12上设置有第二电性对接部(未图示)，通过该第一电性对接部1415和第二电性对接部的电连接以实现电池包1对电动清扫头(未图示)和行走机构16的供电。该第一电性对接部1415和第二电性对接部的结构可以采用现有技术，在此不对其进行详细描述。为了提高安全性能，该第一电性对接部1415设置在容置部13内。
36.壳体11具有下端面111、上端面112及若干侧端面113，电动清扫头位于下端面111，容置部13为由壳体11自上端面112向下凹陷形成的一端具有开口的方框型结构。在其他实施方式中，容置部13的形状结构可根据需要而定，容置部13还可以形成在任意一个侧端面113上。具体的，容置部13包括底壁131、相对设置的第一侧壁(未图示)和第二侧壁(未图示)、以及连接第一侧壁和第二侧壁且相对设置的第三侧壁132和第四侧壁133。其中，底壁131、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁132以及第四侧壁133共同围设形成用于收容电池包12的容置腔134。容置部13内沿水平方向延伸设置有两个滑轨135，具体的，两个滑轨135相对分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，诚然，两个滑轨135也可以设置在其他位置，在此不做具体限制。容置部13上设置有用以密封开口的上盖114，上盖114的作用为防尘、防潮、保护电池包12等，在本实施例中，当需要取出电池包12前，需先手动将上盖114取下。
37.弹出机构14用于将电池包12至少部分从容置腔134旋转弹出并方便取出。弹出机构14包括设置在电池包12一侧的支撑架141、以及抵持在壳体11与支撑架141之间弹性件142，锁定机构15解锁后，弹性件142驱动支撑架141转动以使支撑架141在电池包12上施加使电池包12朝容置部13外旋转移动的推力。弹出机构14设置在容置腔134内的一侧，容置部13内还设置有可转动的转轴143，转轴143可设置在第一侧壁和第二侧壁之间，诚然转轴143也可以设置在由第三侧壁132向容置部13内凸出的结构上，转轴143具体的设置方式，在此不做具体限制，可根据实际需要进行设置。转轴143的两端滑动设置在两个滑轨135内，在外
力推动下，转轴143在滑轨135可自由滑动。支撑架141套设在转轴143上，支撑架141可相对转轴143转动。
38.支撑架141具有套设在转轴143上的第一架体1411、沿水平方向自第一架体1411两端部分凸伸形成且相对设置的第二架体1412和第三架体1413。第一架体1411、第二架体1412以及第三架体1413形成u形结构的支撑架141。从侧面看(如图1)，第一架体1411和第二架体1412形成l形结构。支撑架141底部设置有凹槽1414，具体的，第二架体1412和第三架体1413的底部在相对应的位置上设置有凹槽1414。第一电性对接部1415位于支撑架141的u形结构内并且第一电性对接部1415具有穿过第一架体1411伸入壳体内的传输部14151。具体的，第一电性对接部1415可以为插接端1415，电池包12置于容置腔134内时，第一电性对接部1415与第二电性对接部电连接，从而实现电池包12输出电力的功能，此时电池包12与支撑架141连接，在外力作用下，电池包12与支撑架141同步移动。通过将第一电性对接部1415设置在支撑架141上以方便与电池包12对接。
39.弹性件142包括扭簧142，本实施例中，扭簧142的结构为类u形双扭簧142，扭簧142由两个单扭簧左右对称布置，两个单扭簧相邻扭臂连接在一起，构成扭簧142的中间扭臂1421，中间扭臂1421被定义为活动端1421，两个单扭簧外侧的扭臂为两个伸出的扭臂1422。
40.扭簧142套设在转轴143上且对称布置在支撑架141的两侧，弹性件142可相对转轴143转动。活动端1421收容在支撑架141底部的凹槽1414内，当支撑架141处于水平时，活动端1421相对扭臂1422向下移动，扭簧142变形并产生驱动支撑架141向上转动的力。
41.锁定机构15用于将电池包12锁止在容置腔134内，弹出机构14和锁定机构15配合以方便装取电池包12。弹出机构14包括用于与电池包12抵持以给电池包12提供弹出力的弹出点(未图示)，弹出点与锁定机构15位于电池包12的同一侧，以此将电池包12能够轻松顺利弹出。诚然，在其他实施例中，弹出点与锁定机构也可相对设置在电池包12的两侧，在此不做具体限定。锁定机构15包括设置在电池包12的第一锁定件151、设置在壳体11上且与第一锁定件151配合的第二锁定件152、驱动第二锁定件152相对第一锁定件151移动以使第二锁定件152与第一锁定件151分离的解锁件153、以及与解锁件153相对设置的弹性件154，弹性件154作用在第二锁定件152的力与解锁件153作用在第二锁定件152上的力在方向上相反。
42.第一锁定件151与第二锁定件152配合时，电池包12与壳体11锁定，从而将电池包12固定在壳体11内。第二锁定件152包括按压杆1522、形成在按压杆1522上的轴部1523或轴孔1523以及形成在按压杆1522一端上的卡勾1521，卡勾1521与第一锁定件151配合。第一锁定件151为与卡勾1521卡持配合的卡槽151，卡勾1521的形状类似数字7，一端可进入卡槽151，另一端在轴部1523或轴孔1523处与按压杆1522固定连接。轴部1523或轴孔1523将第二锁定件152通过转轴与壳体11连接，起到稳定第二锁定件152的作用，在其他实施例中，也可以不设置轴部1523或轴孔1523，第二锁定件152亦能与第一锁定件151卡持配合。本实施例中，卡勾1521与按压杆1522一体成型。诚然，在其他实施例中，第一锁定件和第二锁定件互换位置，即，第一锁定件设置在壳体上，而第二锁定件设置在电池包上，但是，本实施例的设置减轻了电池包12的重量和电池包12的尺寸。
43.解锁件153抵持设置在第二锁定件152上，具体的，解锁件153包括一端与按压杆1522抵持的导向杆1531以及与导向杆1531另一端固定连接的按钮1532，导向杆1531抵持在
按压杆1522远离轴部1523或轴孔1523的一端。第四侧壁133靠近开口的位置处向壳体11内凹形成有一空腔136，按钮1532设置在空腔136内并可在空腔136内上下活动，在按钮1532施加作用时，解锁件153驱动按压杆1522远离轴部1523或轴孔1523的一端向下移动。
44.本实施中，弹性件154为弹簧154，弹簧154一端固定壳体11上，另一端与按压杆1522连接。具体的，弹簧154一端固定在容置部13的底壁131上。弹簧154与解锁件153相对设置，且弹簧154作用在按压杆1522上的力与解锁件153作用在按压杆1522上的力相向，当弹簧154处于压缩状态时，弹簧154驱动按压杆1522向上移动。
45.将电池包12取出的工作原理为：打开上盖114，在按钮1532上施加压力，按钮1532带动导向杆1531向下移动，驱动第二锁定件152向下移动，弹簧154被压缩，导向杆1531抵持按压杆1522远离轴部1523或轴孔1523的一端并驱动按压杆1522的此端向下移动，与此同时，按压杆1522靠近轴部1523或轴孔1523的一端向上移动，按压杆1522倾斜，卡勾1521向远离第一锁定件151方向转动，卡勾1521与第一锁定件151分开，锁定机构15解锁后，电池包12失去锁定。弹性件142驱动支撑架141转动以在电池包12上施加推力将电池包推出容置腔134，具体为，处于变形状态的扭簧142的产生扭力驱动支撑架141和电池包12向上转动。施加在按钮1532的压力被撤销后，按钮1532带动导向杆1531向上移动，按压杆1522远离轴部1523或轴孔1523的一端向上移动，按压杆1522靠近轴部1523或轴孔1523的一端向下移动并且带动卡勾1521向远离导向杆1531位置转动并恢复，被压缩的弹簧154恢复，驱动第二锁定件152向上移动到初始位置。当电池包12转动到一端抵持到第三侧壁132时，请参见图3，扭簧142产生的扭力继续驱动电池包12向上转，电池包12与第三侧壁132接触点形成作用力f，作用力f分解成水平作用力fa和竖直作用力fb，在作用力fa的反作用力fa1作用下，电池包12驱动转轴143在滑轨135内向远离第三侧壁132方向滑动，在克服了摩擦力f的作用力fb的剩余作用力下，电池包12向下运动，从而实现支撑架141继续转动且转轴143在滑轨135滑动，最后转轴143滑动到滑轨135的远离第三侧壁132的一端，请参见图4。电池包12和转轴143的运动轨迹简图如图6所示，电池包12与第三侧壁132抵持点的运动方向为a方向，转轴143的运动方向为b方向。支撑架141转动到一定角度后，电池包12朝容置腔134外移的部分足够满足用户取出要求后，用户斜向上拔出电池包12，请参见图5，即可完成电池包12的取出。电池包12取出后，弹出机构14保持在转动后的位置，方便后续电池包12的装入。
46.将电池包12装入的工作原理为：请参见图5，将电池包12上第二电性对接部与支撑架141上的第一电性对接部1415对接，将电池包12与支撑架141固定连接，如图图4所示。在电池包12上施加一定力，推动转轴143恢复到靠近第三侧壁132的一端，请参见图3。继续向电池包12施加一定力，使电池包12向下转动进入容置腔134，扭簧142的活动端1421受力变形，当电池包12与卡勾1521接触并使卡勾1521向远离电池包12方向转动时，继续施加压力直到卡勾1521进入卡槽151，锁定电池包12，请参见图1，盖上上盖114，即完成了电池包12的装入。
47.请参见图7至图9，本发明第二实施例所示的清洁机器人的结构与第一实施例所示的清洁机器人的结构基本相似，区别在：弹出机构，该弹出机构同样将电池包22旋转弹出容置部23。
48.容置部23内还设置有固定轴244，固定轴244可设置在第一侧壁和第二侧壁之间，固定轴244也可以设置在由第三侧壁232向容置部23内凸出的结构上，固定轴244具体的设
置方式，在此不做具体限制，可根据实际需要进行设置。扭簧242套设在固定轴244上，扭簧242可相对固定轴244转动。
49.本实施例中的扭簧242的结构与第一实施例中的扭簧242结构相同，在此不再赘述。
50.支撑架241具有位于底壁231与电池包22之间的抵持板2411，抵持板2411具有靠近扭簧242的第一端24111远离扭簧的第二端24112，在第一端24111自抵持板2411向外凸伸形成有折弯板2412，抵持板2411与折弯板2412形成类l型的支撑架241。抵持板2411靠近底壁231的一侧设置有滑槽2414，滑槽2414包括第一滑槽部24141和第二滑槽部24142，第一滑槽部24141延伸方向同第一端24111和第二端24112的连接方向，第二滑槽部24142为自第一滑槽部24141靠近第一端24111的一端朝抵持板2411的厚度方向内凹形成。扭簧242的活动端2421收容在滑槽2414内并可在滑槽2414内滑动。支撑架241上还具有与第二电性对接部对接的第一电性对接部2415，第一电性对接部2415位于抵持板2411上。
51.支撑架241在沿支撑架241所在方向向上突伸形成有限位块2416，该限位块2416形成在支撑架241靠近转轴243的一端，限位块2416可相对容置部13移动并与容置部13的内壁形成干涉以限制支撑架241的位置状态，本实施例中，该内壁为第三侧壁232，与限位块2416可以形成干涉的也可以为其他结构，在此不做具体限制。本实施例中，限位块2416和第二滑槽部24142共同限制支撑架241的转动角度，具体的，支撑架241最大的转动角度为30
°
，并能保持此状态。
52.扭簧242套设在固定轴244上，扭簧242的活动端2421收容在支撑架241的滑槽2414，此设计结构，当支撑架241处于水平时，活动端2421相对扭臂2422向下移动，扭簧242变形并产生驱动支撑架241向上转动的力。
53.本实施例的将电池包22装入和取出的工作原理与第一实施例所示的将电池包12装入和取出的工作原理不同的是弹出机构24的变形。
54.将电池包22取出时，锁定机构25解锁后，电池包22失去锁定，请参见图8，处于变形状态的扭簧242的产生扭力驱动支撑架241和电池包22向上转动，同时，扭簧242的活动端2421在滑槽2414内向第一端24111方向滑动，支撑架241转动的角度为30
°
后，限位块2416抵持第三侧壁232，扭簧242活动端2421进入第二滑槽部24142。电池包22朝容置部23外移的部分足够满足用户取出要求，请参见图9，用户斜向上拔出电池包22，即可完成电池包22的取出，弹出机构24在限位块2416和第二滑槽部24142的作用下保持此状态。
55.将电池包22装入时，请参见图9，向电池包22上施加一定力，使电池包22转动进入容置部23，支撑架241转动，扭簧242的活动端2421在滑槽2414内向远离第一端24111方向滑动，扭簧242的活动端2421受力变形，卡勾1521进入第一锁定件251，锁定电池包22，请参见图7，盖上上盖214，即完成了电池包22的装入。
56.本发明第三实施例所示的清洁机器人的结构与第一实施例所示的清洁机器人的结构基本相似，区别在：弹出机构，该弹出机构将电池包水平向上弹出容置部。
57.本实施例中的弹性件为压簧，支撑架和壳体之间设置有压簧，压簧在压缩下提供一个使得支撑架向上弹起的力。锁定机构解锁后，电池包失去锁定，电池和支撑架在压簧作用下向上弹起到一定高度，电池包朝容置部外移的部分足够满足用户取出要求，用户向上拔出电池包，即可完成电池包的取出。将电池包装入时，向电池包上施加一定力，使电池包
进入容置部，支撑架向下移动，压簧压缩，卡勾进入第一锁定件，锁定电池包，盖上上盖，即完成了电池包的装入。
58.本发明第四实施例所示的清洁机器人的结构与第二实施例所示的清洁机器人的结构基本相似，区别在：弹出机构。
59.本实施例中的弹性件除了扭簧，还包括压簧，扭簧设置在支撑架和壳体之间，电池包的取出和装入时，扭簧和支撑架的运动方式与第二实施例相同，压簧与支撑架的运动方式与第三实施例相同，在此不再赘述。
60.综上，本发明所提供的清洁机器人中设置有便于电池包装取的弹出机构和锁定机构，锁定机构将电池包锁止在容置部内，解锁锁定机构后，弹出机构在电池包上施加使电池包朝容置部外移动的推力，将电池包至少部分弹出容置部，从而方便操作者抓握电池包；在装入电池包时，电池包与弹性机构对接，锁定机构锁定电池包，操作简单快捷。
61.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。