一种万向轮及清洁机器人的制作方法

1.本技术属于清洁技术领域，具体而言涉及一种万向轮及清洁机器人。


背景技术：

2.万向轮是指安装在脚轮轮子的支架上，能在动载或者静载中水平360 度旋转。
3.清洁机器人清洁时，由于采用现有万向轮或滚轮的轴心是固定的，有缠绕毛发的问题，用户难以自行拆卸，不方便清洁。且竖直旋转轴承用的深沟球轴承，运动方向易偏心，阻尼大。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种万向轮及清洁机器人，用以解决上述技术问题。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一方面，提供一种万向轮，包括：
7.轮组主体，轮组主体的第一端设有竖直转轴，竖直转轴包括旋转轴以及设于旋转轴上的推力球轴承，轮组主体通过推力球轴承与机器人的装配底壳连接；
8.轮子，轮子通过水平转轴设置在轮组主体的第二端。
9.进一步地，轮组主体的第一端设置有轴承座，以备安装推力球轴承；轴承座设有中心孔，中心孔内安装旋转轴。
10.进一步地，轮组主体的第二端设有第一轮脚和第二轮脚，水平转轴的两端分别与第一轮脚和第二轮脚转动连接，且轮子能够相对于水平转轴转动。
11.进一步地，水平转轴包括两个连接轴，轮子的轴向第一端通过一个连接轴与第一轮脚转动连接，轮子的轴向第二端通过另一个连接轴与第二轮脚转动连接。
12.进一步地，轮子设有轴向通孔，轴向通孔内安装有支撑件，以向连接轴提供横向支撑力。
13.进一步地，支撑件为弹簧或弹性伸缩杆。
14.进一步地，轮子的表面设置凸出部，轮子上套设有轮套，轮套设有开口；当轮套套设在轮子上后，开口露出凸出部，且凸出部的外表面与轮套的外表面共面。
15.另一方面，提供一种清洁机器人，包括上述技术方案的万向轮。
16.进一步地，装配底壳的第一端面上设有装配槽，以备容纳轮组主体的一部分；装配槽的槽底设有轴承安装槽，轴承安装槽设有中心通孔；装配底壳的第二端面上设有卡扣，卡扣为空心柱状结构，卡扣与中心通孔同轴设置，竖直转轴的一端穿过中心通孔与卡扣连接。
17.进一步地，卡扣包括三个卡扣壁，卡扣壁围绕中心通孔布置，且相邻两个卡扣壁之间具有空隙，卡扣壁的外侧设置弧形支持骨。
18.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
19.a)本实用新型提供的万向轮，旋转轴嵌入在轮组主体上，采用推力球轴承将轮组
主体与机器人的装配底壳连接，减小阻尼，提升运动的灵活性。
20.b)本实用新型提供的万向轮，通过将水平转轴转动连接在轮组主体上，轮子绕水平转轴转动的同时，水平转轴能够相对于轮组主体转动，从而能够有效减少机器工作时的毛发缠绕。
21.c)本实用新型提供的万向轮，水平转轴包括两个独立的连接轴，两个连接轴之间设置能够伸缩的弹簧或弹性伸缩杆，两个连接轴分别转动连接在轮子的轴向两端，且连接轴转动连接在轮组主体上，轮子能够绕水平转轴转动的同时，两个连接轴均能够相对于轮组主体转动，使得轮子以及连接轴的转动更加灵活，对减少轮子轴单侧毛发缠绕具有显著效果，当发生毛发缠绕时，便于轮子的快速拆卸与装配。
22.d)本实用新型提供的清洁机器人，万向轮的旋转轴与机器装配用采用卡扣连接，卡扣为空心柱状结构，由三个卡扣壁构成，卡扣壁设置弧形支持骨，增加弹性，延长拆换的使用寿命，同时也方便消费者在使用时，易更换。
附图说明
23.为了更清楚地说明本说明书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说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型的万向轮的爆炸示意图；
25.图2为本实用新型的万向轮的结构示意图；
26.图3为本实用新型的装配底壳与轮组主体的拆解示意图；
27.图4为本实用新型的轮组主体的结构示意图；
28.图5为本实用新型的轮子的结构示意图；
29.图6为本实用新型的轮套的结构示意图；
30.图7为本实用新型的旋转轴与装配底壳上卡扣的连接示意图。
31.附图标记：
32.1-装配底壳；2-轮组主体；3-轮子；4-推力球轴承；5-旋转轴；6-轮套； 7-连接轴；8-弹簧；9-卡扣；10-弧形支持骨；11-轴承座；12-安装通孔； 13-轴向通孔；14-凸出部；15-开口。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
34.为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本技术实施例的限定。
35.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
37.本实用新型的一个具体实施例，如图1至图3所示，公开了一种万向轮，应用于清洁机器人，万向轮包括：
38.轮组主体2，轮组主体2的第一端设有竖直转轴，竖直转轴包括旋转轴5以及设于旋转轴5上的推力球轴承4，轮组主体2通过推力球轴承4 与机器人的装配底壳1连接；
39.轮子3，轮子3通过水平转轴设置在轮组主体2的第二端。
40.与现有技术相比，本实施例提供的万向轮，通过将旋转轴5嵌入在轮组主体2上，采用推力球轴承4将轮组主体2与机器人的装配底壳1连接，以大幅减小阻尼，从而提升运动的灵活性。
41.本实施例中，旋转轴5嵌入在轮组主体2上，推力球轴承放置在旋转轴5上与机器底壳装配在一起，轮组主体2的第一端通过推力球轴承4与机器人的底部连接。如图4所示，轮组主体2的第一端设置有轴承座11，以备安装推力球轴承4；轴承座11的中心设有中心孔，中心孔内安装有旋转轴5，旋转轴5与轮组主体2同轴设置，旋转轴5与推力球轴承4同轴设置，此结构设置，简化了万向轮的结构，体积更小。
42.为了减少毛发缠绕，轮组主体2的第二端设置第一连接部，轮子3通过水平转轴设置在第一连接部上，水平转轴能够相对于第一连接部转动，且轮子3能够相对于水平转轴转动。通过将水平转轴转动连接在轮组主体 2上，轮子3绕水平转轴转动的同时，水平转轴能够相对于轮组主体2转动，由于毛发主要缠绕在轮子3的端部与第一连接部之间的水平转轴上，当毛发缠绕在此处的水平转轴上时，由于水平转轴能够同时相对于轮子3 和轮组主体2相对转动，毛发难以缠绕在一个能够转动的轴上，因而能够有效减少机器工作时的毛发缠绕。
43.本实施例中，轮组主体2的第一连接部包括两个轮脚，两个轮脚设置在轮组主体2的底部，轮脚上设置有安装通孔12，两个轮脚上的安装通孔 12同轴设置，水平转轴的两端分别转动设置在安装通孔12内。
44.在其中一个可选实施方式中，水平转轴包括两个独立设置的连接轴7，两个连接轴7的结构相同，相对于轮子3中心镜像设置。轮子3的轴向两端分别通过两个连接轴7之一与第一连接部转动连接。
45.具体而言，水平转轴包括第一连接轴和第二连接轴，轮子3的轴向第一端通过一个连接轴7与第一轮脚连接，第一连接轴的两端分别与轮子3 的轴向第一端、第一轮脚转动连接；轮子3的轴向第二端通过另一个连接轴7与第二轮脚连接，另一个连接轴7的两端分别与轮子3的轴向第二端、第二轮脚转动连接。通过在轮子的轴向两端分别转动连接有一个独立的连接轴7，且连接轴7转动连接在轮组主体2上，轮子3能够绕水平转轴转动的同时，两个连接轴7均能够相对于轮组主体2转动，使得轮子以及连接轴的转动更加灵活，从而能够有效减少机器工作时的毛发缠绕，尤其对减少轮子轴单侧毛发缠绕具有显著效果。
46.本实施例中，轮子3设有轴向通孔13，水平转轴还包括支撑件，支撑件安装在轴向
通孔13内，轴向通孔13的孔径大于等于支撑件的直径，支撑件的第一端与一个连接轴抵接，支撑件的第二端与另一个连接轴抵接，以向支撑件两侧的连接轴7提供横向支撑力，轴向通孔13的孔径大于等于水平转轴的轴径、支撑件的直径中的任一者。
47.在其中一个可选实施方式中，支撑件为普通直杆结构，直杆结构的支撑件的两端转动连接有连接轴7，连接轴7转动连接于轮组主体2的第一连接部上。
48.考虑到轮子3通过直杆结构的支撑件、连接轴与轮组主体2连接后，一旦发生毛发缠绕，轮子3的拆卸难度大，且耗时费力，用户难以自行拆卸。基于此，本实施例的又一可选实施方式中，将轮子3设置为可拆卸结构，支撑件为弹簧8或者弹性伸缩杆。当轮子3安装在轮组主体2上后，弹簧8或弹性伸缩杆处于压缩状态，弹簧8或弹性伸缩杆能够向两侧连接的连接轴7施加弹性力，圆形连接轴7由弹簧8或弹性伸缩杆向外撑起，使轮子固定在轮组主体2上，以保证轮子轴的安装稳定性；当轮子2轴尤其连接轴7上缠绕毛发时，影响了轮子3的正常移动，需要将轮子3拆下，此时，只需要继续压缩弹簧8或弹性伸缩杆，就能够使连接轴7、轮子3 卸下，移除缠绕毛发后，重新组装即可。
49.本实施例中，连接轴7为圆柱体结构，连接轴7的第一端设有圆孔，以备容纳支撑件的端部。可选的，圆孔为盲孔；连接轴7的第二端设置第二连接部，以备与第一连接部转动连接。
50.其中，第二连接部为圆柱，圆柱的外径小于连接轴7的外径，圆柱与圆孔同轴设置；圆柱的外径小于等于轮脚上安装通孔12的孔径，安装通孔 12的孔径大于连接轴7的外径，圆柱能够转动安装在轮脚上的安装通孔12 内。
51.通过在轮脚上设置安装通孔12，当发生毛发缠绕需要拆卸轮子时，可以从轮脚的外侧向内挤压连接轴7，进而使弹簧8或弹性伸缩杆向内压缩，使连接轴7的第二连接部从安装通孔12中脱出，实现轮子的快速拆卸。
52.为了提高轮子与地面的摩擦力，轮子3的表面套设有轮套6，轮套6 为橡胶材质，通过在轮子外套设轮套6，能够增大轮子的抓地力，防止打滑，还能起到减震效果。
53.进一步地，如图5至图6所示，轮子3的表面设置凸出部14，轮套6 设有开口15，当轮套6套设在轮子3上后，开口15露出凸出部14，且凸出部14的外表面与轮套6的外表面共面；轮子3为椭球结构，安装在轮组主体2上后，轮子3的长轴与水平转轴共线。当轮套6套设在轮子3上后，在水平地面移动时，轮套6能够始终与地面接触，以增大与地面之间的摩擦力，抓地能力更强。
54.考虑到机器人在地面移动过程中，会遇到障碍物，为了提升机器人的越障能力，将轮子3偏心设置在轮组主体2的下方，轮组主体2的轴线与竖直转轴及旋转轴5的轴线共线，轮子3的水平转轴的轴线位于轮组主体 2轴线的一侧，也就是说，轮子3的水平转轴的轴线与竖直转轴的轴线不在同一平面，沿前进方向，轮子3的水平转轴的轴线位于轮组主体2轴线的后方，轮组主体2的前进方向外侧壁为弧形面，通过将轮子偏心设置，能够辅助越障，提升机器人的越障能力。
55.进一步地，装配底壳1上位于轮子3前进方向上的部分，斜向上凸，进一步提升越障能力。
56.本实施例还提供一种清洁机器人，包括本实施例公开的上述万向轮。
57.清洁机器人的底部包括装配底壳1，轮组主体2通过推力球轴承4设置在装配底壳1
上，减小阻尼，提升机器人运动的灵活性。
58.具体而言，装配底壳1的第一端面上设有装配槽，以备容纳轮组主体 2的一部分；装配底壳1的内壁设有轴承安装槽，当轮组主体2装配后，推力球轴承4装在轴承安装槽内，将推力球轴承4固定。
59.本实施例的一个可选实施方式，如图7所示，轴承安装槽设置在装配槽的槽底，轴承安装槽的中心设有中心通孔，装配底壳1的第二端面上设有卡扣9，卡扣9为空心柱状结构，卡扣9与轴承安装槽的中心通孔同轴设置，旋转轴5的一端穿过轴承安装槽的中心通孔与卡扣9连接。
60.进一步地，卡扣9包括三个卡扣壁，三个卡扣壁绕轴承安装槽的中心通孔布置，三个卡扣壁围成圆柱结构，且相邻两个卡扣壁之间具有空隙，卡扣壁的外侧设置弧形支持骨10。采用此结构的卡扣与旋转轴连接，增加卡扣的弹性，延长使用寿命，同时也方便消费者在使用时更换。
61.以上的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。