具有越障功能的滚轮及扫地机的制作方法

1.本公开涉及智能家居设备领域，具体涉及一种具有越障功能的滚轮及扫地机。


背景技术：

2.扫地机是具有移动能力的清洁机器，移动性能使得路径规划、局部清扫、指定位置清扫等功能得以实现，因此，扫地机的移动性能是扫地机智能化的一个基础性能。
3.然而在扫地机的移动过程中，除了方向、定位等问题之外，还会存在遇障越障问题，比如房门处经常会设置有门槛、家具的地面支撑部、房间之间的落差地、小型台阶、掉落在地面的家庭物品、垃圾和地毯等会形成凹凸不平的障碍环境，扫地机在这种障碍环境中，很容易就会偏离路径，或直接卡死在障碍物处。


技术实现要素：

4.本技术提供的一种具有越障功能的滚轮及扫地机，旨在解决现有技术中扫地机在障碍环境中，很容易就会偏离路径，或直接卡死在障碍物处的问题。
5.本技术提供了一种具有越障功能的滚轮，应用于扫地机，其特征在于，包括：轮毂、轮胎齿列、伸缩齿和卡簧齿；
6.所述轮胎齿列中设置有多个轮胎齿，所述轮胎齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面；
7.所述伸缩齿径向设置在所述轮毂上，在障碍物的作用下，所述伸缩齿可相对所述轮毂伸缩，当所述伸缩齿处于自然状态时，所述伸缩齿与所述轮胎齿同圆；
8.所述卡簧齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面，其中所述卡簧齿设置在相邻的所述轮胎齿之间，且所述卡簧齿与所述伸缩齿间隔设置，在障碍物的作用下，所述卡簧齿与所述相邻的所述轮胎齿之间的间隙变大。
9.优选的，所述轮胎齿设置有两列，包括第一轮胎齿列和第二轮胎齿列，所述第一轮胎齿列和第二轮胎齿列错落均布在所述轮毂的外圆周表面；
10.所述第一轮胎齿列中设置有多个第一轮胎齿，所述第一轮胎齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面第一侧，所述第二轮胎齿列中设置有多个第二轮胎齿，所述第二轮胎齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面第二侧；
11.所述伸缩齿包括第一伸缩齿和第二伸缩齿，所述第一伸缩齿径向设置在所述轮毂的第一侧，所述第二伸缩齿径向设置在所述轮毂的第二侧，当所述伸缩齿处于自然状态时，所述第一伸缩齿与所述第一轮胎齿列同圆，所述第二伸缩齿与所述第二齿列同圆，所述第一伸缩齿与所述第二伸缩齿相邻；
12.所述卡簧齿包括第一卡簧齿和第二卡簧齿，所述第一卡簧齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面第一侧，所述第二卡簧齿周向设置在所述轮毂的外圆周表面第二侧，其中所述第一卡簧齿设置在所述第一轮胎齿之间，且与所述第一伸缩齿间隔设置，所述第二卡簧齿设置在所述第二轮胎齿之间，且与所述第二伸缩齿间隔设置，所述第一卡簧齿与所述第
二卡簧齿相邻。
13.优选的，所述轮毂设置有活动槽，所述伸缩齿设置在所述活动槽中，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，所述伸缩齿被挤压缩回所述活动槽内，使所述扫地机抓爬住所述障碍物并跨越所述障碍物。
14.优选的，所述伸缩齿包括活动齿及弹性收缩结构，所述弹性收缩结构的一端设置在所述活动槽，所述弹性收缩结构的另一端与所述活动齿连接，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，在所述障碍物的挤压下，所述弹性收缩结构收缩，所述活动齿至少部分缩回所述活动槽内，使所述扫地机跨越所述障碍物。
15.优选的，所述弹性收缩结构包括定位扣、连接杆和弹性件，所述定位扣设置在所述活动槽的一侧，所述连接杆的一端穿过所述活动槽的侧壁后与所述定位扣连接，所述连接杆的另一端与所述活动齿连接，所述弹性件套设在所述连接杆上，所述弹性件的两端分别抵触在所述活动槽的侧壁、活动齿上，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，所述弹性件被压缩，所述活动齿缩回所述活动槽内。
16.优选的，所述卡簧齿包括弹性齿、第一弹性件，所述弹性齿设置在相邻的所述轮胎齿之间，所述第一弹性件设置在所述弹性齿的任意一侧。
17.优选的，所述卡簧齿还包括第二弹性件，其中，所述第一弹性件设置在所述弹性齿的一侧，所述第二弹性件设置在所述弹性齿的另一侧。
18.优选的，所述第一弹性件和第二弹性件包括弹簧。优选的，所述第一弹性件和第二弹性件均为n形结构。
19.优选的，所述弹性齿靠近所述轮胎齿的侧端上沿设置有圆角。
20.本技术还提供了一种扫地机，所述扫地机上设置有如上任意一项所述的具有越障功能的滚轮。
21.本公开的一种具有越障功能的滚轮及扫地机，在滚轮轮毂的径向方向上设置伸缩齿，当扫地机行进过程中遇到有棱角的障碍物时，有棱角的障碍物会挤压使伸缩齿收缩，轮胎齿之间可以腾出足够的空间，加大滚轮对障碍物的抓爬力使扫地机能更轻易地越障，在滚轮轮毂的周向方向上设置若干组卡簧齿，当扫地机行进过程中遇到无棱角的障碍物时，无棱角的障碍物会挤压卡簧齿，使卡簧齿与相邻的轮胎齿之间的空隙变大，有利于无棱角的障碍物卡入轮胎齿之间的空隙，帮助越障，解决了现有技术中扫地机在障碍环境时，容易偏离路径，或直接卡死在障碍物处的问题。
附图说明
22.图1为一实施例的具有越障功能的滚轮的结构示意图；
23.图2为一实施例的具有越障功能的滚轮的结构的侧视图；
24.图3为一实施例的具有越障功能的滚轮的伸缩齿结构示意图；
25.图4为一实施例的具有越障功能的滚轮的卡簧齿结构示意图；
26.图5为一实施例的具有越障功能的滚轮的弹性收缩结构示意图；
27.图6为一实施例的具有越障功能的滚轮的卡簧齿结构示意图。
28.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
29.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.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。
31.参照图1，是本方案公开的一种具有越障功能的滚轮，应用于扫地机，包括：轮毂1、轮胎齿列2、伸缩齿3和卡簧齿4；
32.所述轮胎齿列2中设置有多个轮胎齿21，所述轮胎齿21周向设置在所述轮毂1的外圆周表面；
33.所述伸缩齿3径向设置在所述轮毂1上，在障碍物的作用下，所述伸缩齿3可相对所述轮毂1伸缩，当所述伸缩齿3处于自然状态时，所述伸缩齿3与所述轮胎齿21同圆；
34.所述卡簧齿4周向设置在所述轮毂1的外圆周表面，其中所述卡簧齿4设置在相邻的所述轮胎齿21之间，且所述卡簧齿4与所述伸缩齿3间隔设置，在障碍物的作用下，所述卡簧齿4与所述相邻的所述轮胎齿21之间的间隙变大。
35.如上所述，本实施例所提供的具有越障功能的滚轮，包括：轮毂1、轮胎齿列2、伸缩齿3和卡簧齿4，轮胎齿列2中包括有多个轮胎齿21，轮胎齿21可以呈单列排列周向设置在所述轮毂1的外圆周表面，也可以多列并排或错落均布地周向设置在轮毂1的外圆周表面，轮胎齿列2可以是方形形状，也可以是带圆角的梯形形状，方形形状的轮胎齿列2可以更好地卡持住有棱角的障碍物的棱角，带圆角的梯形形状的轮胎齿列2可以更好地将无棱角的障碍物导入相邻轮胎齿列2之间的空隙内，使扫地机能更轻松越障，需要说明的是，伸缩齿3遇到无棱角的障碍物时，也会收缩，只是对有棱角的障碍物具有更好的越障效果；同理，卡簧齿4遇到有棱角的障碍物时，有棱角的障碍物也会挤压卡簧齿4使其与相邻的轮胎齿21之间的间隙扩大，只是对无棱角的障碍物具有更好的越障效果；
36.伸缩齿3径向设置在所述轮毂1上，当所述伸缩齿3处于自然状态时，所述伸缩齿3与所述轮胎齿21同圆，此时，伸缩齿3夹在相邻的轮胎齿21中间，当伸缩齿3受到有棱角的障碍物挤压时，会使伸缩齿3往轮毂1的圆心方向缩进，此时相邻的轮胎齿21中间被空开，形成缺口，此时滚轮容易通过这个缺口抓取有棱角的障碍物的棱角，便于越障，同理，在伸缩齿3遇到无棱角的障碍物时，也一样可以缩进；
37.伸缩齿3可以设置在轮毂1的内侧，也可以设置在轮毂1的外侧，或内外侧都设置，伸缩齿3可以设置一组或多组，需要注意的是，若轮胎齿列2是多列并排或错落均布地设置在轮毂1的外圆周表面时，则也可在轮毂1的内侧和外侧都设置伸缩齿3，设置在轮毂1的内侧的伸缩齿3应该与设置在轮毂1的外侧的伸缩齿3并列或者相邻；
38.卡簧齿4设置在两个相邻的轮胎齿21之间，可以在轮胎齿列2中设置多组卡簧齿4，卡簧齿4包括弹性齿41、第一弹性件42和第二弹性件43，弹性齿41设置在两个相邻的所述轮胎齿21之间，所述第一弹性件42设置在弹性齿41的左侧，第一弹性件42的一端抵持在弹性齿41的左侧，另一端抵持在弹性齿41左侧相邻的轮胎齿21的右侧，所述第二弹性件43设置在所述弹性齿41的右端，第二弹性件43的一端抵持在弹性齿41的右侧，另一端抵持在弹性齿41右侧相邻的轮胎齿21的左端，弹性齿41应与伸缩齿3间隔设置，这样第一弹性件42或第
二弹性件43就不会与伸缩齿3接触，避免伸缩齿3伸缩时第一弹性件42或第二弹性件43从滚轮中掉落；
39.自由状态下，第一弹性件42会向弹性齿41的左侧施加一个向右的作用力，同时第二弹性件43会向弹性齿41的右侧施加一个向左的作用力，因为第一弹性件42和第二弹性件43相同，所以向左的作用力和向右的作用力会保持一个平衡状态，所述弹性齿41不会受到挤压，当轮毂1转动遇到无棱角的障碍物时，弹性齿41的左侧或右侧中的一侧会先于另外一侧受到无棱角的障碍物的挤压，在那一瞬间，所以向左的作用力和向右的作用力之间平衡状态会被打破，因此，弹性齿41的左侧或右侧中的其中一侧会先发生形变，弹性齿41与相邻的轮胎齿21之间的间隙变大，因为无棱角的障碍物没有棱角，让轮胎齿难以抓住，当滚轮滚动时，无棱角的障碍物会被导入弹性齿41与相邻的轮胎齿21之间的间隙，更大的间隙可以使轮胎齿列2更容易卡持无棱角的障碍物，帮助扫地机越障。
40.参照图2至图4，在一个实施例中，所述轮胎齿列2设置有两列，包括第一轮胎齿列22和第二轮胎齿列23，所述第一轮胎齿列22和第二轮胎齿列23错落均布在所述轮毂1的外圆周表面；
41.所述第一轮胎齿列22中设置有多个第一轮胎齿，所述第一轮胎齿周向设置在所述轮毂1的外圆周表面第一侧，所述第二轮胎齿列23中设置有多个第二轮胎齿，所述第二轮胎齿周向设置在所述轮毂1的外圆周表面第二侧；
42.所述伸缩齿3包括第一伸缩齿31和第二伸缩齿32，所述第一伸缩齿31径向设置在所述轮毂1的第一侧，所述第二伸缩齿32径向设置在所述轮毂1的第二侧，当所述伸缩齿3处于自然状态时，所述第一伸缩齿31与所述第一轮胎齿列22同圆，所述第二伸缩齿32与所述第二轮胎齿列23同圆，且所述第一轮胎齿列22与所述第二伸缩齿32相邻；
43.所述卡簧齿4包括第一卡簧齿44和第二卡簧齿45，所述第一卡簧齿44周向设置在所述轮毂1的外圆周表面第一侧，所述第二卡簧齿45周向设置在所述轮毂1的外圆周表面第二侧，其中所述第一卡簧齿44设置在所述第一轮胎齿之间，且与所述第一伸缩齿31间隔设置，所述第二卡簧齿45设置在所述第二轮胎齿之间，且与所述第二伸缩齿32间隔设置，所述第一卡簧齿44与所述第二卡簧齿45相邻。
44.如上所述，轮胎齿列2设置有两列包括，第一轮胎齿列22和第二轮胎齿列23，分别均匀地设置在轮毂1的内侧和外侧，第一轮胎齿列22可以和第二轮胎齿列23并列排布，也可以和第二轮胎齿列23错落排布，第一轮胎齿列22中设置有多个第一轮胎齿，所述第一轮胎齿周向设置在所述轮毂1的外圆周表面内侧，所述第二轮胎齿列23中设置有多个第二轮胎齿，所述第二轮胎齿周向设置在所述轮毂1的外圆周表面外侧；
45.伸缩齿3包括第一伸缩齿31和第二伸缩齿32，所述第一伸缩齿31径向设置在所述轮毂1的内侧，所述第二伸缩齿32径向设置在所述轮毂1的外侧，当第一伸缩齿31和第二伸缩齿32处于自然状态时，所述第一伸缩齿31与所述第一轮胎齿列22同圆，所述第二伸缩齿32与所述第二轮胎齿列23同圆，且所述第一轮胎齿列22与所述第二伸缩齿3相邻，当第一伸缩齿31和第二伸缩齿32被压缩时，第一伸缩齿31和和第二伸缩齿32往轮毂1圆心处缩进，则会在第一轮胎齿列22和第二轮胎齿列23中形成缺口，此时滚轮容易通过这个缺口抓取有棱角的障碍物的棱角，便于越障；
46.第一卡簧齿44和第二卡簧齿45也与卡簧齿4的原理一致，区别就是卡簧齿4是单
排，而第一卡簧齿44和第二卡簧齿45是并排或者错落设置在轮毂1的外圆周表面外侧上，这里不再赘述；
47.进一步地，轮胎齿之间的间隙越小，滚轮的越障能力就降低，但是滚轮的抗打滑能力和平稳性提高；间隙变大，越障能力提高，但抗打滑和平稳性降低；为了使轮子两个性能都拥有，这里做两种改进，一种是仅一边的轮胎齿设计成卡簧齿模式，即仅使第一轮胎齿列22中的第一轮胎齿全部设计成第一卡簧齿44模式，或仅使第二轮胎齿列23中的第二轮胎齿全部设计成第二卡簧齿45模式，另一种是在第一轮胎齿列22和第二轮胎齿列23中都设置若干组卡簧齿4，这样可以同时保证滚轮的抗打滑能力和平稳性。
48.如图5所示，在一个实施例中，所述轮毂1设置有活动槽11，所述伸缩齿3设置在所述活动槽11中，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，所述伸缩齿3缩回所述活动槽11内，使所述扫地机抓爬住所述障碍物并跨越所述障碍物。
49.在一个实施例中，所述伸缩齿3包括活动齿33及弹性收缩结构34，所述弹性收缩结构34的一端设置在所述活动槽11，所述弹性收缩结构34的另一端与所述活动齿33连接，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，在所述障碍物的挤压下，所述弹性收缩结构34收缩，所述活动齿33至少部分缩回所述活动槽11内，使所述扫地机跨越所述障碍物。
50.如上所述，轮毂1的设置有活动槽11，伸缩齿3设置在所述活动槽11中，进一步的，若轮胎齿列2设置有两列，伸缩齿3也对应设置两列时，则也应在轮毂1的两侧都设置活动槽11伸缩齿3包括活动齿33及弹性收缩结构34，所述弹性收缩结构34的一端设置在所述活动槽11，所述弹性收缩结构34的另一端与所述活动齿33连接，当所述扫地机移动时遇到所述有棱角的障碍物时，障碍物会挤压伸缩齿3，进而使活动齿33及弹性收缩结构34往活动槽11内缩回，便于越障，当扫地机越过有棱角的障碍物，活动齿33及弹性收缩结构34恢复原状。
51.在一个实施例中，所述弹性收缩结构34包括定位扣341、连接杆342和弹性件343，所述定位扣341设置在所述活动槽11的一侧，所述连接杆342的一端穿过所述活动槽11的侧壁后与所述定位扣342连接，所述连接杆342的另一端与所述活动齿33连接，所述弹性件343套设在所述连接杆342上，所述弹性件342的两端分别抵触在所述活动槽11的侧壁、活动齿33上，当所述扫地机移动时遇到所述障碍物时，所述弹性件343被压缩，所述活动齿33缩回所述活动槽11内。
52.如上所述，弹性收缩结构34包括定位扣341、连接杆342和弹性件343，弹性收缩结构34包括定位扣341、连接杆342和弹性件343，弹性件343是弹簧，定位扣341设置在所述活动槽11的侧壁上，连接杆342的一端穿过所述活动槽11的侧壁后与所述定位扣341连接，所述连接杆342的另一端与活动齿33，连接，所述弹性件343套设在所述连接杆342上，所述弹性件343的两端分别抵触在所述活动槽11的侧壁、活动齿33上，扫地机移动时遇到所述有棱角的障碍物时，当有棱角的障碍物与活动齿33接触时，会挤压弹性件343使其收缩，同时，活动齿33和连接杆342以及定位扣341都会朝滚轮的圆心轴处缩进，当活动齿33越过了有棱角的障碍物时，弹性件343恢复弹性形变，使活动齿33和连接杆342以及定位扣341恢复原位，同时定位扣341会抵触在活动槽11的侧壁上，避免活动齿33和连接杆342从轮毂1中脱落；
53.进一步地，弹性收缩结构34也可以设置成其他的阻尼结构，例如阻尼结构一端固定在轮毂中，另一端与活动齿33连接，当有棱角的障碍物与活动齿33接触时，活动齿33及与活动齿33连接的阻尼结构的一端会朝固定在阻尼结构的一端缩进，当活动齿33越过了有棱
角的障碍物时，在阻尼结构的作用下，会使活动齿33及与其连接的阻尼结构的一端恢复原位。
54.参照图6，
55.在一个实施例中，所述卡簧齿4包括弹性齿41、第一弹性件42，所述弹性齿41设置在相邻的所述轮胎齿21之间，所述第一弹性件42设置在所述弹性齿41的任意一侧。
56.在一个实施例中，所述卡簧齿4还包括第二弹性件43，其中，所述第一弹性件41设置在所述弹性齿41的一侧，所述第二弹性件43设置在所述弹性齿41的另一侧。
57.如上所述，卡簧齿4包括弹性齿41、第一弹性件42和第二弹性件43，需要注意的是，弹性件可以是一个，也可以有两个，弹性齿41设置在两个相邻的所述轮胎齿21之间，当弹性件是一个时，则第一弹性件42设置在与弹性齿41任意一侧相邻的轮胎齿21的空隙之间，当弹性件是两个时，所述第一弹性件42设置在弹性齿41的左侧，第一弹性件42的一端抵持在弹性齿41的左侧，另一端抵持在弹性齿41左侧相邻的轮胎齿21的右侧，所述第二弹性件43设置在所述弹性齿41的右端，第二弹性件43的一端抵持在弹性齿41的右侧，另一端抵持在弹性齿41右侧相邻的轮胎齿21的左端，弹性齿41应与伸缩齿3间隔设置，这样第一弹性件42或第二弹性件43就不会与伸缩齿3接触，避免伸缩齿3伸缩时第一弹性件42或第二弹性件43从滚轮中掉落；
58.自由状态下，第一弹性件42会向弹性齿41的左侧施加一个向右的作用力，同时第二弹性件43会向弹性齿41的右侧施加一个向左的作用力，因为第一弹性件42和第二弹性件43相同，所以向左的作用力和向右的作用力会保持一个平衡状态，所以此时的弹性齿41不会受到挤压，当轮毂1转动遇到无棱角的障碍物时，弹性齿41的左侧或右侧中的一侧会先于另外一侧受到无棱角的障碍物的挤压，在那一瞬间，所以向左的作用力和向右的作用力之间平衡状态会被打破，因此，弹性齿41的左侧或右侧中的其中一侧会先发生形变，弹性齿41与相邻的轮胎齿21之间的间隙变大，因为无棱角的障碍物没有棱角，让轮胎齿难以抓住，当滚轮滚动时，无棱角的障碍物会被导入弹性齿41与相邻的轮胎齿21之间的间隙，更大的间隙可以使轮胎齿列2更容易卡持无棱角的障碍物，帮助扫地机越障。
59.在一个实施例中，所述弹性齿41是由弹性软胶材料制成。
60.在一个实施例中，所述第一弹性件42和第二弹性件43包括弹簧。
61.在一个实施例中，所述第一弹性件42和第二弹性件43均为n形结构。
62.如上所述，所述第一弹性件42和第二弹性件43均为n形结构，在所述弹性齿41的两侧都底端设置有卡簧槽，安装时，第一弹性件42的右端卡持在弹性齿41左侧的卡簧槽中，其左端抵持在弹性齿41左侧的轮胎齿21的右端，第二弹性件43的左端卡持在弹性齿41右侧的卡簧槽中，其右端抵持在弹性齿41右侧的轮胎齿21的左端，进一步地，可以在弹性齿41两侧的相邻轮胎齿21中也对应设置卡簧槽，如此可以使第一弹性件42和第二弹性件43的两端都卡持到卡簧槽内，使第一弹性件42和第二弹性件43可以卡接的更牢固而不易脱落。
63.进一步的，第一弹性件42和第二弹性件43的端部还设置有卡持部，该卡持部将“n形结构”进一步加工为“几字形结构”，该卡持部可卡接在相邻轮齿的一侧面，将第一弹性件42和第二弹性件43更为牢稳的安装在滚轮上。
64.在一个实施例中，所述弹性齿41靠近所述轮胎齿21的侧端上沿设置有圆角。
65.如上所述，弹性齿41靠近所述轮胎齿21的侧端上沿设置的圆角，可以加大弹性齿
41与轮胎齿21的间隙，便于将无棱角的障碍物导入到这个间隙中。
66.本发明还提供一种所述扫地机，所述扫地机上设置有如上任意一项所述的具有越障功能的滚轮。
67.综上，本公开实施例中提供的具有越障功能的滚轮和扫地机，在滚轮轮毂的径向方向上设置若干组伸缩齿，在周向方向上设置若干组卡簧齿，伸缩齿可以使扫地机能轻松越过容易抓取的有棱角的障碍物，卡簧齿可以使扫地机能轻松越过不容易抓取的无棱角的障碍物，可以有效地解决现有技术中扫地机在障碍环境时，容易偏离路径，或直接卡死在障碍物处的问题。
68.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)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，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
69.另外，在本发明中如涉及“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。
70.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，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。