用于借助定位于后滾輪的第二水平面上方的第一水平面中的前滾輪清潔的自主移動機器人的制作方法
【專利摘要】一種自主移動機器人包括：底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)；清潔頭組合件，其具有下部籠架且安裝到所述底盤；碎屑收集箱，其安裝到所述底盤；真空氣道，其具有真空入口及鄰近所述碎屑收集箱定位的氣道出口，且經(jīng)配置以將碎屑從所述清潔頭組合件遞送到碎屑收集箱，所述真空氣道在所述清潔組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪流體連通；及清潔頭模塊，其連接到所述底盤且具有包含前形狀改變彈性管的前滾輪及包含后形狀改變彈性管的鄰近后滾輪，在所述真空入口下方所述后滾輪與所述前滾輪以可旋轉(zhuǎn)方式對置。所述前形狀改變管的表面與表面后形狀改變管由小于1cm的最窄氣隙分離，使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于所述最窄氣隙內(nèi)。
【專利說明】用于借助定位于后滾輪的第二水平面上方的第一水平面中的前滾輪清潔的自主移動機器人
[0001]相關串請案交叉參考
[0002]本申請案主張對2011年4月29日提出申請的標題為“機器人真空吸塵器(Robotic Vacuum)”的第61 / 481,147號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權,所述專利申請案的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明教示涉及一種用于機器人真空吸塵器的清潔頭。更具體來說，本發(fā)明教示涉及一種用于機器人真空吸塵器的具有經(jīng)改進清潔能力的清潔頭。
【背景技術】
[0004]機器人真空吸塵器設計者及制造者的關注問題尤其包含最大化清潔頭的有效性并增加灰塵箱的容積、最小化機器人真空吸塵器的總體大小及生產(chǎn)成本、提供充足清潔能力且防止毛發(fā)及其它碎屑中斷機器人真空吸塵器的性能或使其性能降級。
[0005]灰塵箱收集已從地板真空吸塵及/或清掃的毛發(fā)、塵埃及碎屑。較大的灰塵箱容積可允許機器人真空吸塵器在從環(huán)境移除較多碎屑之后才要求用戶拆卸并清空灰塵箱，此可增加用戶滿意度。
[0006]機器人真空吸塵器通常主要使用一個或一個以上旋轉(zhuǎn)刷及/或向清潔頭中且大體朝向灰塵箱吸取碎屑的真空流來從地板移除碎屑。
[0007]已知，毛發(fā)及例如細繩與線等類似碎屑可被卷入，且使機器人真空吸塵器停轉(zhuǎn)及/或使清潔能力降級。
[0008]在許多機器人真空吸塵器中，葉輪可位于機器人真空吸塵器灰塵箱中以將攜載清掃的塵埃、毛發(fā)及碎屑的空氣吸取到灰塵箱中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明教示提供一種用于機器人真空吸塵器的經(jīng)改進清潔頭。
[0010]在一個實施方案中，與自主覆蓋機器人以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的可壓縮彈性滾輪包含其上具有從外表面向外延伸的一個或一個以上葉片的彈性管狀部件。所述彈性管狀部件在其中整體形成有在柔性管狀部件的內(nèi)表面與沿著管狀部件的縱向軸線安置的輪轂之間延伸的多個彈性曲線輪輻。所述輪轂在其中形成有用于與剛性驅(qū)動軸牢固嚙合的一個或一個以上嚙合元件。在一個實施例中，嚙合元件為形成到輪轂的圓周中以用于接納沿著剛性驅(qū)動軸的外表面形成的隆起鍵元件的一對容座。所述嚙合元件使得能夠經(jīng)由彈性曲線輪輻將扭矩從驅(qū)動軸轉(zhuǎn)移到彈性管狀部件。
[0011]在某些實施例中，所述曲線輪輻在柔性管狀部件的縱向長度的約5%到約50%或更具體來說柔性管狀部件的縱向長度的約10%到約30%或更具體來說柔性管狀部件的縱向長度的約10%到約20%內(nèi)延伸。[0012]在一個實施例中，所述可壓縮滾輪進一步包含安置于柔性管狀管與剛性驅(qū)動軸之間的彈性可壓縮材料。舉例來說，所述彈性可壓縮材料可為熱塑性聚氨酯(TPU)泡沫、乙烯基醋酸乙脂(EVA)或聚丙烯泡沫，且在一些實施方案中，所述彈性可壓縮材料可永久固定到剛性軸以抵抗原本將逐出所述彈性可壓縮材料的剪切力。在一個實施方案中，所述曲線輪輻在橫截面上為蛇形的且因此在移除外部(例如，徑向)力之后即刻自動回彈到其完全延伸。所述曲線輪輻及輪轂可沿著管狀部件的整個縱向長度定位，但僅需要占據(jù)縱向長度的一部分。舉例來說，在一個實施方案中，所述曲線輪輻及輪轂可僅占據(jù)彈性管狀部件的長度的約10%到約20%且可沿著管狀部件的縱向軸線以管狀部件的中心部分為中心，從而留下80%或更多的可壓縮彈性材料可沿著其安置的不受阻長度。
[0013]在一個方面中，所述一個或一個以上葉片與所述彈性管狀部件整體形成且界定從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的V形片體。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片圍繞彈性管部件的圓周等距間隔開。在一個實施例中，所述葉片經(jīng)對準使得一個V形片體的端與鄰近V形片體的中心尖端共面。此布置提供葉片與可壓縮滾輪和其嚙合的接觸表面之間的恒定接觸。此不間斷的接觸消除原本因在接觸條件與不接觸條件之間變化而形成的噪音。在一個實施方案中，一個或一個以上葉片相對于徑向軸線以30°與60°之間的角度α從管狀滾輪的外表面延伸且朝向旋轉(zhuǎn)方向傾斜(參見圖20)。在一個實施例中，葉片與徑向軸線的角度α為45°。使葉片沿旋轉(zhuǎn)方向成角度可降低葉片的根部處的應力，借此降低或消除葉片從彈性管狀部件扯下的可能性。所述一個或一個以上葉片接觸清潔表面上的碎屑并沿可壓縮彈性滾輪的旋轉(zhuǎn)方向弓I導所述碎屑。
[0014]在一個實施方案中，葉片為V形片體，且V的支腿相對于劃跡于管狀部件的表面上且從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的線性路徑成5°到10°的角度θ(參見圖22)。在一個實施例中，V形片體的兩個支腿成7°的角度Θ。通過將角度Θ限制為小于10°，可壓縮滾輪可通過模制工藝較容易地制造。比10°陡峭的角度在具有比80Α硬的硬度值的彈性體的可制造性上產(chǎn)生故障。在一個實施例中，管狀部件及曲線輪輻及輪轂由介于從60Α到80Α的范圍內(nèi)且包含60Α及80Α的硬度值的彈性材料注射模制而成。比此范圍軟的硬度值的材料可展現(xiàn)過早的磨損及災難性破裂，且較硬硬度值的彈性材料將產(chǎn)生實質(zhì)阻曳(即，對旋轉(zhuǎn)的阻力)且將導致疲勞及應力斷裂。在一個實施例中，彈性管狀部件由TPU制造且彈性管狀部件的壁具有約Imm的厚度。在一個實施例中，彈性管狀部件的內(nèi)徑為約23mm且外徑為約25mm。在具有多個葉片的彈性管狀部件的一個實施例中，由所述多個葉片的尖端掃過的外側圓周的直徑為30mm。
[0015]由于一個或一個以上葉片從彈性管狀部件的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，因此其可防止繩狀元件直接纏繞在彈性管狀部件的外表面上。因此，所述一個或一個以上葉片防止毛發(fā)或其它細線狀碎屑緊緊地纏繞在可壓縮滾輪的芯上且降低清潔功效。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空入口的中心直接成直線定位。
[0016]可壓縮滾輪的這些結構元件實現(xiàn)與經(jīng)過可壓縮滾輪進入真空氣道中的物體的接觸，同時最小化空隙間隔?？蓧嚎s滾輪與清潔頭模塊之間的緊密空隙(例如，Imm間隙)使來自所述真空氣道的真空空氣流集中于清潔表面處，借此維持空氣流速率。所述滾輪的可壓縮性使得大于那些窄空隙間隙的物體能夠由一個或一個以上葉片引導到真空氣道中。所述可壓縮滾輪彈性擴張且一旦物體經(jīng)過可壓縮滾輪進入真空氣道中借此移除接觸力便恢復完全結構延伸。
[0017]根據(jù)本發(fā)明教示的各種實施例，清潔頭的框架或籠架環(huán)繞清潔頭且促進清潔頭到機器人真空吸塵器底盤的附接。上文所論述的四桿連桿組促進清潔頭在其框架內(nèi)的移動(即，“浮動”)。當具有根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭的機器人真空吸塵器正在操作時，優(yōu)選地清潔頭的底部表面保持實質(zhì)上平行于地板，且在一些實施例中，優(yōu)選地所述前滾輪在操作期間被定位成稍高于所述后滾輪以防止所述前滾輪戳進清潔表面中，尤其在從堅固表面(例如，硬木材或地磚)到可壓縮表面(例如，地毯)的過渡期間。清潔頭在操作期間垂直移動，舉例來說，以適應像門檻、通氣孔一樣的地板不平處或從乙烯基地板移動到地毯。所圖解說明四桿連桿組提供將清潔頭支撐于框架內(nèi)且允許清潔頭相對于框架移動使得所述清潔頭可在機器人真空吸塵器的操作期間垂直調(diào)整而不以將致使清潔頭脫離其相對于地板的平行位置的方式樞轉(zhuǎn)的簡單機構。
[0018]當本文中所圖解說明的清潔頭組件相對于框架及機器人真空吸塵器底盤移動時，所述框架既定保持相對于所述底盤固定。
[0019]在另一實施方案中，一種自主覆蓋機器人具有底盤，所述底盤具有前向部分及后向部分。驅(qū)動系統(tǒng)安裝到所述底盤且經(jīng)配置以操縱機器人越過清潔表面。清潔組合件安裝于底盤的前向部分上且其中安裝有用于從清潔表面撿取碎屑的兩個反旋轉(zhuǎn)滾輪，前向滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后向滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上。所述清潔組合件通過在前向端處固定到底盤且在后向端處固定到清潔組合件的連桿組以可移動方式安裝到底盤。當機器人從堅固表面過渡到可壓縮表面時，所述連桿組從清潔表面提升清潔組合件。所述連桿組實質(zhì)上平行于清潔表面提升清潔組合件，但使得前滾輪以比后向滾輪快的速率提升。
[0020]機器人具有安裝于所述底盤的后向部分上的封閉的灰塵箱模塊，且封閉的灰塵箱模塊界定經(jīng)由密封真空增壓室(其可包含空氣入口)與兩個反旋轉(zhuǎn)滾輪連通的收集容積。所述密封真空增壓室具有定位于所述兩個反旋轉(zhuǎn)滾輪上方的第一開口及鄰近收集容積的進入口定位的第二開口。所述增壓室包括通向收集容積中的實質(zhì)上水平彈性體或鉸接部分。所述實質(zhì)上水平部分撓曲或樞轉(zhuǎn)以在連桿組使清潔組合件提升時形成向下斜坡以適應清潔表面中的高度差。在一個實施例中，所述實質(zhì)上水平彈性體部分沿垂直維度撓曲至少5mm，使得通過滾輪從清潔表面升起的碎屑向上行進到增壓室中且被向下引導到封閉的灰塵箱中。
[0021 ] 在某些實施例中，所述彈性體部分在約Imm到約IOmm或更具體來說從約2mm到約8mm或更具體來說從約4mm到約6mm (例如,5mm)的范圍中撓曲。
[0022]在一個實施例中，所述連桿組以可變速率提升(前輪以比后向輪高的速率提升)，使得從靜止狀態(tài)的最大提升角度小于10°。
[0023]前向滾輪被定位成高于后向滾輪，使得在例如硬木材等堅固清潔表面上，前向滾輪懸掛于表面上方且僅后向滾輪進行接觸。在機器人從堅固清潔表面過渡到厚的可壓縮表面(例如地毯)時，連桿組使整個清潔組合件(包含兩個反旋轉(zhuǎn)滾輪)向上且實質(zhì)上平行于清潔表面升高。另外，所述連桿組以比清潔組合件的后部快的速率提升清潔組合件的前部，使得前向滾輪比后向滾輪快地提升。此不均勻的提升速率適應(舉例來說)硬木材地板與地毯之間的過渡，同時降低電流汲取。電流汲取將在沿與機器人的驅(qū)動輪相同的方向旋轉(zhuǎn)的前向輪將戳進地毯中的情況下形成峰值。
[0024]在一個實施例中，清潔組合件具有清潔頭框架及滾輪殼體，且清潔頭框架界定所述底盤的所述滾輪殼體以可移動方式鏈接到的部分。在另一實施方案中，一種自主移動機器人包含底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)。所述底盤具有穿過其安置的真空氣道以用于以將碎屑從安裝到所述底盤的清潔組合件遞送到安裝到所述底盤的碎屑收集箱。所述真空氣道在所述清潔組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪部件流體連通。連接到所述底盤的清潔頭模塊具有與其以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的前滾輪及彼此鄰近且在真空氣道的入口下方定位的后滾輪。在一個實施例中，所述前滾輪及后滾輪與所述入口平行縱向?qū)?。在一個實施方案中，所述前滾輪及后滾輪兩者為可壓縮的。在另一實施方案中，前滾輪及后滾輪中的一者為可壓縮滾輪。
[0025]在一個實施方案中，所述清潔頭組合件進一步包含鄰近所述前滾輪定位于自主移動機器人在其上移動的清潔表面正上方的至少兩個隆起頭凸。每一頭凸與鄰近頭凸分離等于或小于真空氣道內(nèi)的最短橫截面尺寸的距離。另外，可在所述前滾輪與后滾輪(其中的至少一者為可壓縮的)之間形成的最大距離等于或短于真空氣道的最短橫截面尺寸。因此，比最短橫截面氣道尺寸大的任何碎屑將由至少兩個頭凸遠離所述真空氣道推動，使得無物體積聚在真空氣道中。在一個實施方案中，所述至少兩個頭凸為跨越清潔頭沿著所述前滾輪的長度均勻分布的多個頭凸。在另一方面中，所述清潔頭組合件包含實質(zhì)上水平于清潔表面安置且定位于清潔表面與前滾輪及后滾輪之間的一對“乳凸部”或突出部。所述突出部中的每一者沿著滾輪的不可收縮端向內(nèi)延伸，借此防止物體積聚在滾輪的端之間。舉例來說，所述突出部將防止電線在所述前滾輪與后滾輪之間遷移且妨礙驅(qū)動電機。
[0026]在一個實施方案中，與清潔頭模塊以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的可壓縮滾輪包含其上具有從外表面向外延伸的一個或一個以上葉片的彈性管狀部件。所述彈性管狀部件在其中整體形成有在柔性管狀部件的內(nèi)表面與沿著管狀部件的縱向軸線安置的輪轂之間延伸的多個彈性曲線輪輻。所述輪轂在其中形成有用于與剛性驅(qū)動軸牢固嚙合的一個或一個以上嚙合元件。在一個實施例中，嚙合元件為形成到輪轂的圓周中以用于接納沿著剛性驅(qū)動軸的外表面形成的隆起鍵元件的一對容座。所述嚙合元件使得能夠經(jīng)由彈性曲線輪輻將扭矩從驅(qū)動軸轉(zhuǎn)移到彈性管狀部件。
[0027]在一個實施例中，所述可壓縮滾輪進一步包含安置于柔性管狀管與剛性驅(qū)動軸之間的彈性可壓縮材料。舉例來說，所述彈性可壓縮材料可為TPU泡沫、EVA泡沫或聚丙烯泡沫，且在一些實施方案中，所述彈性可壓縮材料可永久固定到剛性軸以抵抗原本將逐出所述彈性可壓縮材料的剪切力。在其它實施方案中，所述彈性可壓縮材料可永久固定到柔性管狀部件的內(nèi)表面以抵抗原本將逐出所述彈性可壓縮材料的剪切力。在一個實施方案中，所述曲線輪輻在橫截面上為蛇形的且因此在移除外部(例如，徑向)力之后即刻自動回彈到其完全延伸。所述曲線輪輻及輪轂可沿著管狀部件的整個縱向長度定位，但僅需要占據(jù)縱向長度的一部分。舉例來說，在一個實施方案中，所述曲線輪輻及輪轂可僅占據(jù)彈性管狀部件的長度的約10%到約20%且可沿著管狀部件的縱向軸線以管狀部件的中心部分為中心，從而留下80%或更多的可壓縮彈性材料可沿著其安置的不受阻長度。[0028]在一個方面中，所述一個或一個以上葉片與所述彈性管狀部件整體形成且界定從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的V形片體。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片圍繞彈性管狀部件的圓周等距間隔開。在一個實施例中，所述葉片經(jīng)對準使得一個V形片體的端與鄰近V形片體的中心尖端共面。此布置提供葉片與可壓縮滾輪和其嚙合的接觸表面之間的恒定接觸。此不間斷的接觸消除原本因在接觸條件與不接觸條件之間變化而形成的噪音。在一個實施方案中，一個或一個以上葉片相對于徑向軸線以30°與60°之間的角度α從管狀滾輪的外表面延伸且朝向旋轉(zhuǎn)方向傾斜。在一個實施例中，葉片與徑向軸線的角度α為45°。使葉片沿旋轉(zhuǎn)方向成角度降低葉片的根部處的應力，借此降低或消除葉片從彈性管狀部件扯下的可能性。所述一個或一個以上葉片接觸清潔表面上的碎屑并沿可壓縮滾輪的旋轉(zhuǎn)方向弓I導所述碎屑。
[0029]在一個實施方案中，葉片為V形片體，且V的支腿相對于劃跡于管狀部件的表面上且從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的線性路徑成5°到10°的角度Θ。在一個實施例中，V形片體的兩個支腿成7°的角度Θ。在一個實施例中，管狀部件及曲線輪輻及輪轂由在60Α到80Α的范圍內(nèi)的硬度值的彈性材料注射模制而成。比此范圍軟的硬度值的材料可展現(xiàn)過早的磨損及災難性破裂，且較硬硬度值的彈性材料將產(chǎn)生實質(zhì)阻曳(即，對旋轉(zhuǎn)的阻力)且將導致疲勞及應力斷裂。在一個實施例中，彈性管狀部件由TPU制造且彈性管狀部件的壁具有約Imm的厚度。在一個實施例中，彈性管狀部件的內(nèi)徑為約23mm且外徑為約25_。在具有多個葉片的彈性管狀部件的一個實施例中，由所述多個葉片的尖端掃過的外側圓周的直徑為30mm。
[0030]由于一個或一個以上葉片從彈性管狀部件的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，因此其防止繩狀元件直接纏繞在彈性管狀部件的外表面上。因此，所述一個或一個以上葉片防止毛發(fā)或其它細線狀碎屑緊緊地纏繞在可壓縮滾輪的芯上且降低清潔功效。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空入口的中心直接成直線定位。
[0031]可壓縮滾輪的這些結構元件實現(xiàn)與經(jīng)過可壓縮滾輪進入真空氣道中的物體的接觸，同時最小化空隙間隔?？蓧嚎s滾輪與清潔頭模塊之間的緊密空隙(例如，Imm間隙)使來自所述真空氣道的真空空氣流集中于清潔表面處，借此維持空氣流速率。所述滾輪的可壓縮性使得大于那些窄空隙間隙的物體能夠由一個或一個以上葉片引導到真空氣道中。所述可壓縮滾輪彈性擴張且一旦物體經(jīng)過可壓縮滾輪進入真空氣道中借此移除接觸力便恢復完全結構延伸。
[0032]在具有兩個可壓縮滾輪的實施例中，與具有單個可壓縮滾輪的實施例相比，兩倍大的物體可在兩個可壓縮滾輪之間通過而進入真空氣道中。舉例來說，在具有面向彼此且各自具有多個葉片的兩個可收縮滾輪的一個實施例中，彈性管狀部件的外表面間隔開7mm的距離。每一可壓縮滾輪上的葉片從彈性管狀部件的外表面延伸3mm的距離，且每一滾輪上的葉片在其最近接觸點處間隔開1_。在此實施例中，大到14_的物體可在其去往具有不小于14mm的最短尺寸的真空增壓室的途中壓縮可壓縮滾輪。雖然控制彈性管狀部件的外表面之間的間距，但可壓縮滾輪的葉片之間的間隙將變化，因為不需要協(xié)調(diào)一個或一個以上葉片中的每一者的位置的時序。[0033]在某些實施例中，滾輪之間的間隙為約7mm，葉片彼此相距在Imm內(nèi)，且每一葉片具有約3mm的高度。由于滾輪的可壓縮性，此實施例經(jīng)配置以允許大到約14mm的物品且(舉例來說)大小介于從約7_到約21_的范圍內(nèi)的物品在滾輪之間通過且進入真空入口及中心增壓室中以沉積于灰塵箱內(nèi)。在某些實施例中，滾輪之間的間隔可介于從5_到IOmm或更具體來說從6mm到8mm的范圍內(nèi)(例如,7mm)。舉例來說，葉片的高度可介于從Imm到5mm或優(yōu)選地從2mm到4mm的范圍內(nèi)(例如,3mm)。舉例來說,鄰近滾輪的葉片之間的間距可介于從l/2mm到5mm或更具體來說l/2mm到2mm的范圍內(nèi)(例如，Imm)。
[0034]在某些實施例中，具有葉片的滾輪可具有約30mm到31mm的直徑，且在無葉片的情況下可具有約25mm的管直徑，在此實施例中，鄰近滾輪的中心輪軸分開約33mm。舉例來說，在無葉片的情況下滾輪管的外徑可為約15mm到約50mm或更具體來說約20mm到約40mm或更具體來說約25mm到約30mm。
[0035]在某些實施例中，可收縮的彈性形狀改變滾輪可共變形或彎曲，使得每一滾輪形狀改變以準許大于滾輪直徑的I/3的碎屑在滾輪之間通過或優(yōu)選地準許大于滾輪直徑的1/2的碎屑通過滾輪。
[0036]在本發(fā)明教示的某些實施例中，葉片的高度構成滾輪之間的完全分離的小于2 /3且優(yōu)選地滾輪的完全分離的小于1/2且進一步優(yōu)選地大于完全分離的約1cm。
[0037]在一個實施方案中，與自主覆蓋機器人以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的滾輪包含彈性管狀部件，其中具有在柔性管狀部件的內(nèi)表面與沿著管狀部件的縱向軸線安置的輪轂之間延伸的多個彈性曲線輪輻。所述輪轂在其中形成有用于與剛性驅(qū)動軸牢固嚙合的一個或一個以上嚙合元件。在一個實施例中，嚙合元件為形成到輪轂的圓周中以用于接納沿著剛性驅(qū)動軸的外表面形成的隆起鍵元件的一對容座。所述嚙合元件使得能夠經(jīng)由彈性曲線輪輻將扭矩從驅(qū)動軸轉(zhuǎn)移到彈性管狀部件。
[0038]在一個實施例中，所述可壓縮滾輪進一步包含安置于柔性管狀薄片與剛性驅(qū)動軸之間的彈性可壓縮材料。所述彈性可壓縮材料可為TPU泡沫、EVA泡沫或聚丙烯泡沫，且在一些實施方案中，所述彈性可壓縮材料可永久固定到剛性軸以抵抗原本將逐出所述彈性可壓縮材料的剪切力。在一個實施方案中，所述曲線輪輻在橫截面上為蛇形的且因此在移除外部(例如，徑向)力之后即刻自動回彈到其完全延伸。所述曲線輪輻及輪轂可沿著管狀部件的整個縱向長度定位，但僅需要占據(jù)縱向長度的一部分。舉例來說，在一個實施方案中，所述曲線輪輻及輪轂可僅占據(jù)彈性管狀部件的長度的約10%到約20%且可沿著管狀部件的縱向軸線以管狀部件的中心部分為中心，從而留下80%或更多的可壓縮彈性材料可沿著其安置的不受阻長度。
[0039]在一個方面中，所述彈性可壓縮材料沿著驅(qū)動軸從輪轂延伸到從驅(qū)動軸的一端或兩端向內(nèi)的位置，所述彈性管狀部件借此在滾輪的任一端或兩端處留下至少一個中空坑室。在一個實施例中，滾輪的每一端在其中具有第一中空坑室及第二中空坑室。所述第一中空坑室為由彈性管狀部件及第一防護部件(或凸緣)限界的實質(zhì)上圓柱形容積，所述第一防護部件(或凸緣)從驅(qū)動軸徑向向外延伸比彈性管狀部件的內(nèi)半徑短的距離且實質(zhì)上與彈性管狀部件的端平行對準。因此，第一防護部件與彈性管狀部件的內(nèi)表面由大到足以容納遷移到中空坑室中的成股毛發(fā)的間隙分離。在一個實施方案中，所述滾輪進一步包含具有一個或一個以上同心壁或罩蓋、插入到彈性管狀部件的端中且與驅(qū)動軸的縱向軸線同心對準的端帽。在一個實施例中，外罩蓋部件比內(nèi)罩蓋部件長。所述帽的外罩蓋部件裝配到罩蓋與彈性管狀部件之間的間隙中，但不完全阻塞所述間隙使得毛發(fā)遷移到第一中空坑室中。遷移到第一中空坑室中的毛發(fā)接著可進一步遷移到由內(nèi)罩蓋部件及外罩蓋部件、第一防護部件、第二防護部件限界的第二中空坑室中，所述第二防護部件從驅(qū)動軸徑向延伸且與內(nèi)罩蓋部件的端對準地定位于驅(qū)動軸的端上。
[0040]第一中空坑室及第二中空坑室收集毛發(fā)以便防止毛發(fā)干擾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動元件，舉例來說，齒輪。一旦第一及第二中空坑室填滿毛發(fā)，便將拒收額外毛發(fā)且防止其朝向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動元件遷移。另外，在第一及第二中空坑室內(nèi)收集的毛發(fā)將積累靜電荷，其排斥試圖遷移到滾輪中的額外毛發(fā)。滾輪的驅(qū)動端及非驅(qū)動端兩者具有類似構造的第一及第二中空坑室，其用于收集毛發(fā)且防止干擾旋轉(zhuǎn)元件。
[0041]在另一實施方案中，一種自主移動機器人包含底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)。所述底盤具有穿過其安置的真空氣道以用于以將碎屑從安裝到所述底盤的清潔頭組合件遞送到安裝到所述底盤的碎屑收集箱。所述真空氣道在所述清潔組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪部件流體連通。連接到所述底盤的清潔頭模塊具有與其以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的管狀前滾輪及彼此鄰近且在真空氣道的入口下方定位的管狀后滾輪。前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上，且所述后滾輪在所述清潔頭組合件的下部籠架下方延伸以與清潔表面進行接觸。所述前滾輪及后滾輪由窄氣隙分離，使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于清潔表面上的所述間隙正下方的點處。在一個實施例中，所述窄間隙橫跨約Imm及約2mm或在約Imm與約2mm之間的距離。在一個方面中，前滾輪與后滾輪之間的間隙的橫截面積實質(zhì)上等于或小于真空入口的橫截面積。此進一步維持清潔表面處的前滾輪與后滾輪之間的間隙正下方的真空濃度。在一個實施例中，間隙的面積與跨越定位于前滾輪及后滾輪上方的真空氣道入口截取的平面橫截面的面積的比為1:1且范圍可高達10:1。在一個實施例中，間隙的面積與跨越定位于前滾輪及后滾輪上方的真空氣道入口截取的平面橫截面的面積的比為4: I。
[0042]另外，在一些實施例中，下部籠架的下部表面定位于清潔表面上方不大于Imm的距離處，借此進一步維持清潔頭組合件下方、前滾輪(其在清潔表面上方浮動)下方且向上穿過前滾輪與后滾輪之間的間隙的集中真空。
[0043]在一個實施例中，所述真空氣道具有從定位于滾輪上方的真空入口到鄰近碎屑收集箱定位的氣道出口的實質(zhì)上恒定的非角度橫截面。在另一實施例中，所述真空入口沿著前滾輪及后滾輪的縱向軸線向外張開以捕獲沿著滾輪的整個長度進入的碎屑。所述真空入口朝向從真空入口延伸的真空氣道成角度且將碎屑重新引導到所述真空氣道的較小橫截面容積中。類似地，氣道出口可張開以在碎屑收集箱的整個寬度中分布碎屑而非直接鄰近氣道出口將碎屑以單一堆排出。通過在真空氣道的整個大部分中維持較窄緊縮且僅使真空入口及氣道出口張開，最大化穿過真空氣道(包含在真空氣道中的喉頸或彎部處)的空氣流速度。在整個真空氣道中維持高空氣速度使得碎屑能夠通過真空氣道的喉頸而非沉淀在那里并阻塞空氣流。
[0044]在一個實施例中，所述前滾輪及所述后滾輪與真空氣道入口平行縱向?qū)是覂蓚€滾輪具有從其外表面向外延伸的一個或一個以上葉片。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片從滾輪的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的葉片與所述后滾輪上的葉片間隔開Irnm的距離。在葉片之間維持間隙允許空氣流在前滾輪與后滾輪之間通過，且最小化所述間隙維持清潔表面處前滾輪及后滾輪正下方及其之間的空氣流速度。
[0045]所述一個或一個以上葉片防止繩狀元件(例如，毛發(fā)或細線)直接纏繞在滾輪的外表面上且降低清潔功效。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片為V形片體。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空氣道入口的中心直接成直線定位。
[0046]在另一實施方案中，一種自主移動機器人包含底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)。所述底盤具有穿過其安置的真空氣道以用于以將碎屑從安裝到所述底盤的清潔組合件遞送到安裝到所述底盤的碎屑收集箱。所述真空氣道在所述清潔頭組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪部件流體連通。連接到所述底盤的清潔頭模塊具有與其以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的管狀前滾輪及彼此鄰近且在真空氣道的入口下方定位的管狀后滾輪。前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上，且所述后滾輪在所述清潔頭組合件的下部籠架下方延伸以與清潔表面進行接觸。所述前滾輪及后滾輪由窄氣隙分離，使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于清潔表面上的所述氣隙正下方的點處。在一個實施例中，所述氣隙橫跨Imm及2mm或在Imm與2mm之間的距離。所述清潔頭模塊在所述清潔頭模塊的內(nèi)表面與所述前滾輪及后滾輪的外表面之間以Imm或更小的間距包封每一滾輪的125°與175°之間的外圓周。在一個實施例中，所述清潔頭模塊以Imm或更小的距離包封每一滾輪的150°的外圓周表面。因此，真空空氣流被實質(zhì)上引導于滾輪之間，且通過滾輪從清潔表面升起的碎屑將通過滾輪之間的氣隙流動到真空氣道中而非堵塞于滾輪、清潔頭模塊之間。
[0047]另外，在一些實施例中，清潔頭的下部籠架的下部表面定位于清潔表面上方不大于Imm的距離處，借此進一步維持清潔頭組合件下方、前滾輪(其在清潔表面上方浮動)下方且向上穿過前滾輪與后滾輪之間的間隙的集中真空。
[0048]在一個方面中，前滾輪與后滾輪之間的間隙的橫截面積實質(zhì)上等于或小于真空入口的橫截面積。此進一步維持清潔表面處的前滾輪與后滾輪之間的間隙正下方的真空濃度。在一個實施例中，間隙的面積與跨越定位于前滾輪及后滾輪上方的真空氣道入口截取的平面橫截面的面積的比為1:1且范圍可高達10: I。在一個實施例中，間隙的面積與跨越定位于前滾輪及后滾輪上方的真空氣道入口截取的平面橫截面的面積的比為4: I。
[0049]在一個實施例中，所述前滾輪及所述后滾輪與真空氣道入口平行縱向?qū)是覂蓚€滾輪具有從其外表面向外延伸的一個或一個以上葉片。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片從滾輪的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的葉片與所述后滾輪上的葉片間隔開Imm的距離。在葉片之間維持間隙允許空氣流在前滾輪與后滾輪之間通過，且最小化所述間隙維持清潔表面處前滾輪及后滾輪正下方及其之間的空氣流速度。
[0050]在一個實施方案中，葉片為V形片體，且V的支腿相對于劃跡于每一滾輪的表面上且從滾輪的一端延伸到另一端的線性路徑成5°到10°的角度Θ。所述一個或一個以上葉片防止繩狀元件(例如，毛發(fā)或細線)直接纏繞在滾輪的外表面上且降低清潔功效。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片為V形片體。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空氣道入口的中心直接成直線定位。
[0051]在另一實施方案中，一種自主移動機器人包含底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)。所述底盤具有穿過其安置的真空氣道以用于以將碎屑從安裝到所述底盤的清潔頭組合件遞送到安裝到所述底盤的碎屑收集箱。所述真空氣道在所述清潔頭組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪部件流體連通。連接到所述底盤的清潔頭模塊具有與其以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的管狀前滾輪及彼此鄰近且在真空氣道的入口下方定位的管狀后滾輪。前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上，且所述后滾輪在所述清潔頭組合件的下部籠架下方延伸以與清潔表面進行接觸。所述前滾輪及后滾輪由等于或小于Imm的間隙分離使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于清潔表面上的所述間隙正下方的點處。所述清潔頭模塊在所述清潔頭模塊的內(nèi)表面與所述前滾輪及后滾輪的外表面之間以Imm或更小的距離包封每一滾輪的125°與175°之間的外圓周。在一個實施例中，所述清潔頭模塊以Imm或更小的間距包封每一滾輪的150°的外圓周表面。因此，真空空氣流被實質(zhì)上引導于滾輪之間，且通過滾輪從清潔表面升起的碎屑將通過滾輪之間的氣隙流動到真空氣道中而非堵塞于滾輪、清潔頭模塊之間。
[0052]另外，在一些實施例中，清潔頭的下部籠架的下部表面定位于清潔表面上方不大于Imm的距離處，借此進一步維持清潔頭組合件下方、前滾輪(其在清潔表面上方浮動)下方且向上穿過前滾輪與后滾輪之間的間隙的集中真空。
[0053]在一個實施例中，機器人進一步包含安置于碎屑收集箱與葉輪的軸向進口之間的空氣過濾器，使得葉輪的軸向進口與空氣過濾器的縱向軸線實質(zhì)上共面。另外，在實施例中，可拆卸空氣過濾器蓋囊封空氣過濾器及葉輪進口。在可拆卸空氣過濾器蓋及空氣過濾器下方界定的容積具有等于葉輪進口的橫截面積的橫向橫截面積，使得空氣流在整個容積中保持連續(xù)且無空氣流收縮及/或緊縮并進入碎屑收集箱中。
[0054]在一個實施例中，所述前滾輪及后滾輪與真空氣道入口平行縱向?qū)是覂蓚€滾輪具有從其外表面向外延伸的一個或一個以上葉片。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片從滾輪的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的葉片與所述后滾輪上的葉片間隔開Imm的距離。在葉片之間維持間隙允許空氣流在前滾輪與后滾輪之間通過，且最小化所述間隙維持清潔表面處前滾輪及后滾輪正下方及其之間的空氣流速度。
[0055]在一個實施方案中，葉片為V形片體，且V的支腿相對于劃跡于每一滾輪的表面上、從滾輪的一端延伸到另一端的線性路徑成5°到10°的角度Θ。所述一個或一個以上葉片防止繩狀元件(例如，毛發(fā)或細線)直接纏繞在滾輪的外表面上且降低清潔功效。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片為V形片體。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空氣道入口的中心直接成直線定位。
[0056]在另一實施方案中，一種自主移動機器人包含底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)。所述底盤具有穿過其安置的真空氣道以用于以將碎屑從安裝到所述底盤的清潔頭組合件遞送到安裝到所述底盤的碎屑收集箱。所述真空氣道在所述清潔頭組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪部件流體連通。連接到所述底盤的清潔頭模塊具有與其以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的管狀前滾輪及彼此鄰近且在所述真空氣道的入口下方定位的管狀后滾輪，使得流體空氣流從定位于所述滾輪上方的真空氣道入口向上行進穿過所述真空氣道的前部分并進入所述真空氣道的與碎屑收集箱配合的后部分中。
[0057]在實施例中，從所述真空氣道延伸的前部分(例如，圖3中所展示的真空入口 392)成斜坡使得頂部內(nèi)表面將碎屑、特定來說重的碎屑重新引導到真空氣道的后部分中。所述前部分的縱向軸線相對于垂直軸線以小于90°且優(yōu)選地大約45°成斜坡。
[0058]在實施例中，從真空氣道入口延伸的前部分朝向后部分彎曲。所述前部分可形成(舉例來說)具有可變半徑的部分拋物線。所述拋物線的頂點可位于后滾輪上方在與真空入口對準的垂直軸線后面。彎曲真空氣道的上部表面的內(nèi)壁將使碎屑偏轉(zhuǎn)到真空氣道的后部分中。
[0059]真空氣道的前部分及后部分可形成為單一整體式組件，但在一些實施例中，所述后部分為在密封接頭處毗連剛性前部分的彈性體部件。在一個實施例中，密封接頭為壓縮裝配，其中剛性前部分插入到彈性體后部分中且通過徑向壓縮力固定。在另一實施例中，所述密封接頭為彈性體包覆模制件。所述密封接頭形成防止真空損失的密封真空路徑。在實施例中，所述后部分以密封配置端接于鄰接碎屑收集箱的開口的凸緣中。因此，真空氣道實現(xiàn)順暢、密封的真空空氣流。在一個實施例中，所述彈性體后部分由例如Mediprene?等熱塑性材料或例如Santoprene?等熱塑性硫化橡膠(TPV)制造。在一個實施例中，所述剛性前部分由塑料材料制造，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或耐綸，所述材料具有防靜電性質(zhì)且抵抗毛發(fā)的積累。
[0060]前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上，且所述后滾輪在所述清潔頭組合件的下部籠架下方延伸以與清潔表面進行接觸。在一些實施例中，下部籠架的下部表面定位于清潔表面上方不大于Imm的距離處，借此進一步維持清潔頭組合件下方、前滾輪(其在清潔表面上方浮動)下方且向上穿過前滾輪與后滾輪之間的間隙的集中真空。
[0061 ] 在一個實施例中，所述前滾輪及后滾輪與真空氣道入口平行縱向?qū)是覂蓚€滾輪具有從外滾輪表面向外延伸的一個或一個以上葉片。在一個實施例中，所述一個或一個以上葉片從滾輪的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的葉片與所述后滾輪上的葉片間隔開Imm的距離。在葉片之間維持間隙允許空氣流在前滾輪與后滾輪之間通過，且最小化所述間隙維持清潔表面處前滾輪及后滾輪正下方及其之間的空氣流速度。
[0062]本發(fā)明教示的目標及優(yōu)點將部分地闡述于以下描述中且將部分地從所述描述顯而易見或可通過對本發(fā)明教示的實踐來獲悉。將借助于在所附權利要求書中特別指出的元件及組合來實現(xiàn)及獲得本發(fā)明教示的目標及優(yōu)點。
[0063]將理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅為示范性及解釋性的且并不限制所主張的本發(fā)明教示。
[0064]并入本說明書中并構成本說明書的一部分的附圖圖解說明本發(fā)明教示的實施例，并與所述描述一起用于解釋本發(fā)明教示的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]圖1是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔機器人的實施例的俯視透視圖。
[0066]圖2A是根據(jù)本發(fā)明教示的機器人真空吸塵器清潔頭的示范性實施例的橫截面圖。
[0067]圖2B是根據(jù)本發(fā)明教示的機器人真空吸塵器清潔頭的另一示范性實施例的橫截面圖。
[0068]圖3是圖2A中所描繪的清潔頭與對應可拆卸灰塵箱組合的實施例的橫截面圖。
[0069]圖4是圖2A及3的清潔頭及灰塵箱實施例的分解后部透視圖。
[0070]圖5是圖2B的清潔頭及灰塵箱實施例的后部側視透視圖。
[0071]圖6是圖2A、3及4的清潔頭實施例的部分側視透視橫截面圖。
[0072]圖7是圖2B中所展示的清潔頭的示范性電機及清潔頭齒輪箱的側視透視圖。
[0073]圖8是根據(jù)本發(fā)明教示的供在清潔頭(例如圖2B中所展示的清潔頭)中使用的葉輪組合件的實施例的側視透視圖。
[0074]圖9是圖5的清潔頭實施例的穿過圖8中所展示的葉輪截取的橫截面圖。
[0075]圖10是根據(jù)圖2B的清潔頭的實施例的橫截面圖。
[0076]圖11是圖3的清潔頭實施例的側視圖，其展示四桿連桿組的兩個臂。
[0077]圖12是圖3的清潔頭實施例的另一側視圖，其展示四桿連桿組的兩個其它臂。
[0078]圖13是根據(jù)本發(fā)明教示的用于四桿連桿組懸掛的示范性臂的透視圖。
[0079]圖14是根據(jù)本發(fā)明教示的用于四桿連桿組懸掛的另一示范性臂的透視圖。
[0080]圖15是圖3的實施例的仰視透視圖。
[0081]圖16是圖3的清潔頭實施例的一部分的仰視透視圖，其中滾輪框架打開以暴露滾輪。
[0082]圖17示意性地圖解說明根據(jù)本發(fā)明教示的實施例的大碎屑通過示范性可收縮彈性滾輪。
[0083]圖18是根據(jù)本發(fā)明教示的滾輪的驅(qū)動端的示范性實施例的部分橫截面圖。
[0084]圖19是根據(jù)本發(fā)明教示的滾輪的非驅(qū)動端的示范性實施例的部分橫截面圖。
[0085]圖20是根據(jù)本發(fā)明教示的彈性滾輪的示范性實施例的側視透視圖。
[0086]圖21是根據(jù)本發(fā)明教示的彈性滾輪的示范性實施例的分解側視透視圖。
[0087]圖22是根據(jù)本發(fā)明教示具有帶輪輻彈性支撐件的滾輪的示范性實施例的橫截面圖。
[0088]圖23是根據(jù)本發(fā)明教示的灰塵箱的前部透視圖，其中使前箱門打開。
[0089]圖24是圖24的灰塵箱的俯視透視圖，其中使過濾器接達門打開。
[0090]圖25是圖24的灰塵箱的俯視透視圖，其中已拆卸箱頂部及過濾器。
[0091]圖26是圖23的灰塵箱的穿過葉輪殼體截取的橫截面圖。
[0092]圖27A到27C示意性地圖解說明根據(jù)本發(fā)明教示的示范性清潔組合件懸掛的三個位置。
[0093]圖28A及28B展示【具體實施方式】
[0094]根據(jù)某些實施例，本發(fā)明教示涵蓋一種利用具有可收縮但彈性芯的至少一個且舉例來說兩個滾輪的清潔頭或清潔頭組合件?？墒湛s但彈性滾輪的實施例包含具有從其延伸的葉片的外管狀表面?？捎冒?舉例來說)泡沫材料及柔性輪輻中的一者或一者以上的彈性支撐系統(tǒng)在下方支撐所述外管狀表面。所述柔性輪輻及泡沫可經(jīng)設計以具有適合于獲得所要的滾輪柔性及彈性的曲率、大小及組成。盡管在某些實施例中可期望使?jié)L輪的柔性及彈性沿著滾輪的整個長度為一致的，但本發(fā)明教示涵蓋其中滾輪的柔性及彈性沿著其長度變化的實施例。
[0095]在某些實施例中，泡沫支撐件可簡單地膠合到柔性的彈性滾輪的葉片管狀外管且可沿著滾輪的整個長度提供?；蛘撸蓪L輪模制為具有沿著滾輪的整個長度支撐管狀管的彈性輪輻。在某些實施例中，可通過彈性輪輻及泡沫兩者(舉例來說，在滾輪的中心部分處利用彈性輪輻且在其外邊緣處利用泡沫，或反之亦然)來提供管狀管?？蓪⒐軤罟苕I接到驅(qū)動軸以將扭矩從驅(qū)動軸轉(zhuǎn)移到管狀管以使?jié)L輪在清潔頭中適當?shù)剞D(zhuǎn)動。
[0096]在本發(fā)明教示的各種實施例中，從管狀管的外表面延伸、從滾輪的一端延伸到滾輪的另一端的葉片可具有大體V形片體型形狀。所述V形片體型形狀可促進由滾輪清掃的碎屑朝向滾輪的中心(即，朝向V形片體的尖頂)移動，使得例如毛發(fā)等碎屑不陷入滾輪的端中，在所述端中，碎屑可能干擾滾輪及因此清潔頭的操作。為了減少由滾輪葉片與地板的相互作用導致的噪音，一個葉片V形片體的尖頂可與鄰近葉片的頂點相切。
[0097]在本發(fā)明教示的某些實施例中，可將尾隨(后)滾輪設定為低于導向(前)滾輪。本發(fā)明教示的實施例還可在清潔頭內(nèi)采用將滾輪附接到清潔頭框架的連桿組，所述連桿組允許所述清潔頭使清潔頭導向邊緣浮動高于清潔頭尾隨邊緣。使導向滾輪保持抬高可防止在機器人真空吸塵器的前向運動期間通常沿與機器人真空吸塵器的輪相同的方向旋轉(zhuǎn)的導向滾輪在真空吸塵器的操作期間戳進地毯中。尾隨滾輪在機器人真空吸塵器的前向運動期間通常沿與機器人真空吸塵器的輪相反的方向旋轉(zhuǎn)，且因此在其遇到及/或移動跨越地毯時往往不會冒戳進地毯中的風險。舉例來說，前滾輪可與清潔頭、結構的底部部分對準以便不突出超過所述底部部分。
[0098]在清潔頭的某些實施例中，一個可收縮彈性滾輪可平行于另一滾輪對準且“面向”另一滾輪。另一滾輪可類似地為可收縮且彈性的。“面向”另一滾輪可意指，在所述滾輪安裝于清潔頭中而彼此平行時滾輪葉片的V形片體形狀彼此鏡射。本發(fā)明教示還可使與本文中所揭示的彈性可收縮滾輪與常規(guī)機器人真空吸塵器清潔頭滾輪或刷子配對。
[0099]根據(jù)本發(fā)明教示的某些實施例的清潔頭可提供高速空氣系統(tǒng)，從而通過以下操作最大化空氣流動速度:將清潔頭滾輪設置成靠近在一起(其之間具有最小間距)使得其上的葉片靠近在一起，將清潔頭的空氣進口管設置于滾輪之間的最小間隔正上方。另外，清潔頭的滾輪框架及下部殼體可經(jīng)成形以最小化滾輪與環(huán)繞滾輪的清潔頭殼體的部分之間的間隔，以再次最小化真空流的面積從而最大化其速度。清潔頭的滾輪框架及下部殼體應足夠靠近滾輪以最大化空氣流或獲得預定水平的空氣流，但還應與滾輪間隔開使得碎屑不會塞進其中。
[0100]在本發(fā)明教示的各種實施例中，空氣流從滾輪筆直向上進入具有表面的真空入口中，所述表面可充當偏轉(zhuǎn)表面(例如，其為成角度或彎曲的)以使由滾輪向上清掃的較密集/較重碎屑朝向通向灰塵箱的增壓室彈回。通過成角度真空入口來較好地促進使較密集的碎屑朝向增壓室及灰塵箱彈回，且此彈回可輔助真空吸塵器將較密集/較重的碎屑移動到灰塵箱。在本發(fā)明教示的某些實施例中，所述真空入口可具有拋物線形狀或恒定曲率半徑，但拋物線形狀為優(yōu)選的。所述真空入口不需要具有恒定半徑。所述真空入口可經(jīng)成形以幫助朝向增壓室的中心導引較大碎屑，在所述中心處空氣速度為最高的。所述真空入口將空氣弓I導到增壓室中且可包括較剛性材料以實現(xiàn)較好的耐磨性且較好地使碎屑朝向灰塵箱彈回。在采用浮動清潔頭的本發(fā)明教示的實施例中，增壓室可包括允許清潔頭浮動的較柔性材料。各種實施例涵蓋真空入口與增壓室的接合面經(jīng)包覆模制以提供傳入空氣流在其上流動的平滑表面。
[0101]在本發(fā)明教示的某些實施例中，在與已恰當安裝的可拆卸灰塵箱一起操作期間，從清潔頭直到真空葉輪的空氣流實質(zhì)上經(jīng)密封以防止泄漏降低真空強度。本發(fā)明教示的各種實施例在可裝卸灰塵箱內(nèi)采用密封過濾器。過濾器沿著清潔頭與真空葉輪之間的空氣流的路徑定位以防止灰塵遷移到葉輪。所述過濾器優(yōu)選地為可拆卸的但在安裝時經(jīng)密封以防止空氣流泄漏。本發(fā)明教示的某些實施例在過濾器腔內(nèi)包含“過濾器存在”指示器突片。所述過濾器存在指示器突片可在過濾器未經(jīng)恰當安裝時防止真空吸塵器的操作，舉例來說，通過防止過濾器接達門閉合，使得可拆卸灰塵箱無法安裝于機器人真空吸塵器中。
[0102]具有根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭及灰塵箱的機器人真空吸塵器由于以下各項中的一者或一者以上而具有經(jīng)改進的流體動力學:葉輪設計、葉輪封閉設計、最小化從滾輪到真空葉輪的空氣路徑的圈數(shù)、最小化從滾輪到真空葉輪的路徑的長度、最小化沿著從滾輪到真空葉輪的路徑的任何產(chǎn)生漩渦的突出部。舉例來說，經(jīng)改進的流體動力學可允許較低功率的真空葉輪(汲取較少電池電力)為機器人真空吸塵器提供適合量的空氣流。
[0103]在某些實施例中，可另外或替代地通過維持跨越過濾器并進入葉輪中的空氣流的實質(zhì)上恒定橫截面積來最大化空氣流動速度。
[0104]現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明教示的實施例，在附圖中圖解說明本發(fā)明教示的實例。舉例來說，本文中所揭示及圖解說明的清潔頭滾輪/刷子可包含如2011年2月16日提出申請的標題為“真空吸塵器刷子(Vacuum Brush) ”的第13 / 028，996號美國專利申請案中所揭示的刷子，所述專利申請案的揭示內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。
[0105]如本文中所使用，“爬行旋轉(zhuǎn)”將意指滾輪的與機器人的前向移動方向相反(即，與在機器人沿前向方向移動時驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)相反)的旋轉(zhuǎn)?！皾L動旋轉(zhuǎn)”將意指相反方向，即，滾輪的沿與驅(qū)動輪沿前向方向的旋轉(zhuǎn)相同的方向的旋轉(zhuǎn)。此旋轉(zhuǎn)不需要處于與驅(qū)動輪相同的速度，且方向性描述是出于參考目的，即，即使機器人為靜止的或向后移動，滾輪也可以“爬行旋轉(zhuǎn)”方式旋轉(zhuǎn)。如本文中所使用，“管”意指“覆蓋管”且不需要具有末端或密封端?！斑B桿組”具有其普通含義，且被視為囊括平面連桿組、四桿連桿組、滑塊-曲柄連桿組以及具有樞軸、彈簧、金屬絲、細線、繩、凸輪及/或凹槽的鏈節(jié)部件的布置。
[0106]圖1是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔機器人的實施例的俯視透視圖。
[0107]圖2A及2B是機器人真空吸塵器的類似部分的不同實施例的橫截面圖，每一圖描繪根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭300、100的實施例。一般來說，以下描述將使用由頓號分離的參考編號來描述不同實施例的共同特征以及一個實施例內(nèi)的匹配特征對。[0108]關于兩個實施例，所述清潔頭包含前滾輪310、110及后滾輪320、120，每一滾輪具有優(yōu)選地為實質(zhì)上剛性且不可收縮的輪軸330、130及環(huán)繞輪軸330、130的可收縮彈性芯340、140。舉例來說，可收縮彈性芯340、140可包括泡沫材料或例如下文進一步詳細描述的曲線輪輻等其它彈性材料。如本文中所使用的“可收縮滾輪”意指具有實質(zhì)上連續(xù)管狀外表面的滾輪。在材料受外部壓力之后，所述管狀外表面即刻彎曲或變形，且在此壓力的松弛之后，即刻彈性地恢復到其早先的形狀，像氣球、球或“漏氣續(xù)行”輪胎一樣。
[0109]滾輪310、320、110、120優(yōu)選地具有圓形橫截面?？墒湛s彈性芯340、140可由具有V形片體葉片360、160的管350、150環(huán)繞。根據(jù)本發(fā)明教示的某些實施例，V形片體葉片360、160為V形片體形的且(舉例來說)以相等間隔170圍繞管350、150間隔開，但本發(fā)明教示涵蓋多種葉片隔開間隔及形狀。V形片體葉片360、160可布置為5、6、7、8或9個規(guī)則間隔開的V形片體葉片且與可收縮管350、150成整體(優(yōu)選地注射模制為完整部件)且與可收縮管350、150—起變形。在本發(fā)明教示的某些實施例中，V形片體葉片360、160的高度H(參見圖2)可經(jīng)選擇以橋接前滾輪310、110與后滾輪320、120之間的間隙G的預選量，舉例來說，前滾輪310、110與后滾輪320、120之間的間隙G的至少約一半。在本發(fā)明教示的示范性實施例中，前滾輪310、110與后滾輪320、120之間的間隙G為約7mm，且葉片360、160的高度H為約3mm，從而使葉片360、160之間的間隙g為約1mm。
[0110]清潔頭300、100的滾輪框架380、180及下部殼體390、190可經(jīng)成形以與滾輪310、320、110、120的外形狀互補，使得滾輪框架380、180及下部殼體390、190足夠靠近滾輪以最大化滾輪310、320、110、120之間的間隙G中的空氣流,但還應與滾輪間隔開以使得碎屑不會塞進其中。滾輪框架380、180及下部殼體390、190與滾輪310、320、110、120的接近抵抗從外側間隙OG吸取空氣，使得真空吸取力將在滾輪310、320、110、120之間的間隙G內(nèi)較強。在本發(fā)明教示的某些實施例中，V形片體葉片360、160(或滾輪310、320、110、120的其它最外部分)與滾輪框架380、180及下部殼體390、190的環(huán)繞部分之間的空隙可為約1mm。
[0111]在本發(fā)明教示的各種實施例中，可(舉例來說)通過裝納于清潔頭內(nèi)或鄰近清潔頭裝納的葉輪通過前滾輪310、110與后滾輪320、120之間的氣隙G吸取空氣。所述葉輪可從清潔頭下方的環(huán)境將空氣吸取到清潔頭中，且所產(chǎn)生的真空吸力可輔助滾輪310、320、110,120將塵埃及碎屑從清潔頭300、100下方的環(huán)境吸取到機器人真空吸塵器的灰塵箱中。在圖2A及2B的所圖解說明實施例中，真空葉輪通過真空入口 392、200將空氣(空氣流由箭頭指示)吸取到可在真空入口 392、200與灰塵箱(圖1中未展示)之間延伸的中心增壓室394、210。
[0112]圖3是根據(jù)本發(fā)明教示參考圖2A的實施例具有清潔頭300的實施例及可拆卸灰塵箱400的實施例的機器人真空吸塵器的一部分的橫截面圖。可(舉例來說)通過裝納于清潔頭300內(nèi)或鄰近清潔頭300裝納的真空葉輪通過前滾輪310與后滾輪320之間的氣隙吸取空氣。所述葉輪可從清潔頭下方的環(huán)境將空氣吸取到清潔頭中，且所產(chǎn)生的真空吸力可輔助滾輪310、320將塵埃及碎屑從清潔頭300下方的環(huán)境吸取到機器人真空吸塵器的灰塵箱400中。在圖3的所圖解說明實施例中，所述真空葉輪(展示于圖26、30及32中)裝納于灰塵箱內(nèi)且通過真空入口 392將空氣吸取到可在真空入口 392與灰塵箱400之間延伸的中心增壓室394。在所圖解說明的實施例中，真空入口 392具有成角度表面，所述成角度表面可充當偏轉(zhuǎn)表面以使得由滾輪向上清掃且由真空吸力向上吸取的碎屑可撞擊真空入口 392的成角度壁且朝向中心增壓室394及灰塵箱400彈回。通過(舉例來說)相對于水平線具有從約30°到約60°的傾斜角度的成角度真空入口來較好地促進使較密集的碎屑朝向中心增壓室394及灰塵箱400彈回。真空入口 392將空氣引導到中心增壓室394中。真空入口 392可包括較剛性材料以實現(xiàn)較好的耐磨性且較好地使碎屑朝向灰塵箱400彈回。在采用浮動清潔頭300的本發(fā)明教示的實施例中，中心增壓室394可包括允許清潔頭300相對于清潔頭框架398及灰塵箱400 “浮動”的較柔性材料。在此情況中，中心增壓室394由引入增壓室392的相對剛性塑料的厚度的大致一半或比其厚的彈性體制成。各種實施例涵蓋真空入口 392與中心增壓室394的接合面在接頭396處經(jīng)包覆模制或以其它方式經(jīng)平滑化以提供傳入空氣在其上流動的平滑表面。
[0113]在本發(fā)明教示的某些實施例中，可提供密封件(未展示)以減少摩擦、提供耐磨性且用作清潔頭300與灰塵箱400之間的面密封件。當清潔頭在機器人真空吸塵器底盤內(nèi)上下移動時，清潔頭及灰塵箱內(nèi)的密封件可沿著其表面經(jīng)受旋轉(zhuǎn)力與平移力的組合。在此些情況中，可借助適應此旋轉(zhuǎn)及平移的機械嚙合件(例如，彈性體與彈性體對接接頭及/或互鎖接頭)來使經(jīng)密封表面朝向彼此壓合或偏置。
[0114]所圖解說明示范性可拆卸灰塵箱400包含可(舉例來說)被彈簧加載的釋放機構410、用于碎屑收集的腔420、可拆卸過濾器430及過濾器門440，在所圖解說明的實施例中，過濾器門440提供空氣流腔445，空氣流腔445允許空氣從過濾器流動到裝納于灰塵箱內(nèi)的真空葉輪。腔420具有收集容積。下文更詳細地描述所述示范性灰塵箱。
[0115]圖4是圖3的清潔頭300及灰塵箱400實施例的分解后部透視圖。如所展示，灰塵箱400包含釋放機構410及過濾器門440。在某些實施例中，真空葉輪將裝納于灰塵箱內(nèi)在圖5中所描述的部分450下方。實際上，圖的部分450可為允許接達真空葉輪的可拆卸面板。底盤位于清潔頭框架398上方。在清潔頭300內(nèi)，在清潔頭300的前部處圖解說明滾輪電機610，且展示齒輪箱620，齒輪箱620執(zhí)行齒輪減速使得滾輪電機610可驅(qū)動定位于滾輪殼體390下方的滾輪。還展示中心增壓室394及真空入口 392。如圖4中所展示，穿過向上成角度的一系列平行板條引導用于從箱排出的排放空氣的排氣孔以便遠離門引導空氣流。此防止在機器人經(jīng)過時排放空氣吹送門上的灰塵及絨毛。
[0116]清潔頭300由‘四桿連桿組’、‘滑塊-曲柄連桿組’或準許清潔頭300的前部以比后部稍快的速率向上移動的等效機構支撐。與浮動鏈節(jié)成整體的清潔頭300的最前部經(jīng)合成而以比最后部高的速率(例如，100%到120%的速率)提升?；蛘?，與浮動鏈節(jié)成整體的清潔頭300經(jīng)合成而以小角度提升(例如，0%到5%)開始且以較高角度提升(例如，1%到10% )結束地提升?；蛘?，與浮動鏈節(jié)成整體的清潔頭300經(jīng)合成以向上平移固定量且在合成中同時地或稍后向上旋轉(zhuǎn)小的角度(0%到10% )。如此項技術中已知，連桿組通過三個位置或兩個位置(功能產(chǎn)生、路徑產(chǎn)生或運動產(chǎn)生)的合成確定鏈節(jié)的長度及樞軸位置。
[0117]在本描述中對清潔頭300、100的大多數(shù)描繪展示清潔頭300、100處于懸掛位置中，例如，處于其中在機器人提升時重力將牽引清潔頭300、100或替代地當機器人底盤在各種地形上移動時由連桿組準許的完全向下延伸在底盤組合件內(nèi)停止的位置中。圖27A到27C中示意性展示的三個位置展示懸掛位置、硬地板操作位置及在機器人與清潔頭遇到地毯或小地毯時的位置。[0118]在清潔頭300的圖4描繪的右側上展示四桿連桿組的第一鏈節(jié)630及第二鏈節(jié)640(著地鏈節(jié))且其實質(zhì)上類似于圖5 (下文描述)的四桿連桿組的兩個連桿組530、560。清潔頭在連接兩個著地鏈節(jié)630、640的接頭之間形成浮動鏈節(jié)，且底盤支撐固定鏈節(jié)。鏈節(jié)630、640鄰近于滾輪齒輪箱620延伸且連接到滾輪齒輪箱620而去往框架398，使得滾輪齒輪箱620 (及因此連接到其的滾輪)可相對于框架398 “浮動”。在清潔頭300的相對側上展示第二平行四桿連桿組的另一第二鏈節(jié)650。還可看到第二平行四桿連桿組的另一第一鏈節(jié)660位于第二鏈節(jié)650下方。鏈節(jié)640、650及660為實質(zhì)上筆直的。所圖解說明四桿連桿組的第一鏈節(jié)630具有彎曲、有點淺的V形狀。
[0119]圖5是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭的第二實施例的前部透視圖，例如圖2B中所圖解說明的清潔頭。在此配置中，葉輪定位于機器人主體內(nèi)而非清潔箱內(nèi)，且經(jīng)由真空入口 200通過所述箱抽吸真空空氣流。在圖5中，可看到中心增壓室210及真空入口 200以及到真空葉輪500的空氣輸入520。還可在圖5中看到真空葉輪500、電機510及滾輪齒輪箱530。相比于參考圖4所描述的第一實施例，遠側(圖5中)四桿連桿組的第二(著地)鏈節(jié)570包括示范性L形金屬絲，其將籠架540連接到葉輪殼體，下文更詳細地對此進行圖解說明。在將真空葉輪容納于清潔頭內(nèi)的本發(fā)明教示的實施例中，使用金屬絲作為第二鏈節(jié)570以在清潔頭100中為葉輪500提供更多空間。將葉輪裝納于清潔頭內(nèi)的優(yōu)點可包含促進較大的灰塵箱腔且允許同一電機來給葉輪及滾輪供應動力。
[0120]圖6是圖2A及4的清潔頭實施例的部分側視透視橫截面圖?？煽吹角皾L輪310、后滾輪320、真空入口 392、中心增壓室394、滾輪電機610及滾輪齒輪箱620的關系。滾輪電機610經(jīng)由齒輪箱620以已知的方式驅(qū)動前滾輪310及后滾輪320兩者。在本發(fā)明教示的某些實施例中，滾輪電機610使前滾輪310沿滾動旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)以從地板朝向后滾輪320以一角度清掃碎屑，且滾輪電機610使后滾輪320沿爬行旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)以捕捉由前滾輪310投擲的碎屑(及其它碎屑)且朝向真空入口以一角度進一步向上清掃所述碎屑，且吸力由真空葉輪提供。所述碎屑可從真空入口 392的剛性成角度表面彈回而穿過中心增壓室394并進入灰塵箱400中。所圖解說明滾輪輪軸330優(yōu)選地為不可收縮的且能夠經(jīng)由鍵特征335將扭矩從齒輪箱620轉(zhuǎn)移直到滾輪310、320。所圖解說明輪軸330可為實心或空心的且可在335處鍵接以促進到滾輪310、320的旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)移。還展示用以對滾輪管350提供可收縮但彈性支撐的彎曲輪輻340。
[0121]圖7、8、9、10A及IOB中圖解說明與圖2B及5的清潔頭布置互補的清潔頭驅(qū)動系統(tǒng)的另一實施例。所圖解說明示范性驅(qū)動系統(tǒng)可與圖5的清潔頭一起使用，且相比于圖2A、4及6的實施例包含可驅(qū)動真空葉輪及兩個清潔頭滾輪兩者的電機510。例如圖4中所展示的葉輪500等真空葉輪可由輸出軸700驅(qū)動，前滾輪(例如，圖1中的前滾輪110)可由前滾輪驅(qū)動軸710驅(qū)動，且后滾輪(例如，圖1中的后滾輪120)可由后滾輪驅(qū)動軸720驅(qū)動。清潔頭齒輪箱730含有齒輪，所述齒輪允許具有足以驅(qū)動真空葉輪的給定旋轉(zhuǎn)速度的電機沿滾動旋轉(zhuǎn)方向以所要旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動前滾輪且沿爬行旋轉(zhuǎn)方向以所要旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動后滾輪。
[0122]所圖解說明示范性清潔頭齒輪箱730包含圖解說明為透明的使得可看到齒輪的齒輪箱殼體740。在所圖解說明的實施例中，展示滾輪驅(qū)動軸720、710從第一齒輪750及第四齒輪758延伸，滾輪驅(qū)動軸710、720分別用于驅(qū)動前清潔頭滾輪110及后清潔頭滾輪110。圖7還展示用于連接到真空葉輪驅(qū)動軸(參見圖8)的電機輸出軸700，電機輸出軸700直接從電機510的第一端延伸。電機510的另一輸出軸從電機的相對端延伸到清潔頭齒輪箱730中以驅(qū)動所述滾輪。
[0123]前滾輪及后滾輪的旋轉(zhuǎn)速度可不同于電機輸出的旋轉(zhuǎn)速度且可不同于葉輪的旋轉(zhuǎn)速度。葉輪的旋轉(zhuǎn)速度可不同于電機的旋轉(zhuǎn)速度。在使用中，前滾輪及后滾輪、電機及葉輪的旋轉(zhuǎn)速度可保持實質(zhì)上恒定。
[0124]圖8是根據(jù)本發(fā)明教示的將與圖7的組合件一起使用的真空葉輪組合件800的示范性實施例的側視透視圖。所圖解說明葉輪組合件800可用于例如圖4中所展示的清潔頭100等清潔頭中。組合件800包含葉輪500、可耦合到圖7中所展示的電機輸出軸700的耦合器810、葉輪驅(qū)動軸820、包含外部分832及內(nèi)部分834的葉輪殼體830，葉輪殼體830的內(nèi)部分834包含將從葉輪500排出的空氣引導回到環(huán)境中的空氣出口 840。展示齒輪箱蓋850沿著葉輪殼體830的外部分延續(xù)，所述齒輪箱蓋保護提供從驅(qū)動軸820到葉輪500的齒輪減速的齒輪(未展示)。
[0125]在葉輪組合件800的某些實施例中，驅(qū)動軸820為2mm的鋼軸且軸襯在任一端上支撐所述驅(qū)動軸。在各種實施例中，葉輪殼體830上的肋條可加勁所述殼體以防止在負荷下的變形且限制振動以實現(xiàn)聲音降低。所圖解說明葉輪殼體830包含用于圖5中所展示的鏈節(jié)570的連接點860，使得鏈節(jié)570可將葉輪殼體830連接到籠架540以促進滾輪在底盤內(nèi)的“浮動”。
[0126]圖9是圖5的機器人真空吸塵器清潔頭100的實施例的穿過葉輪500及空氣入口520的一部分截取的橫截面圖。還可看到前滾輪110，其中真空入口 200的一部分在其上方。展示葉輪500的空氣入口 520的一部分，空氣入口導管如所展示配合于葉輪殼體的內(nèi)部分900內(nèi)。葉輪500由葉輪殼體的內(nèi)部分900及葉輪殼體的外部分910封閉。展示葉輪齒輪箱的齒輪920連同在其每一側上的軸襯930，軸襯930裝納于葉輪殼體的外部分910與齒輪箱蓋850之間。所圖解說明葉輪500包含可(舉例來說)搭扣在一起、緊固、粘附或整體模制的內(nèi)部分940及外部分950。在使用中，由葉輪500從灰塵箱通過空氣入口吸取空氣。
[0127]圖1OA及IOB是圖2B及5的清潔頭的橫截面圖，其分別以剖面展示增壓室210且以剖面展示葉輪空氣入口導管520。如圖1OA中所展示，在圖2B中所描繪的清潔頭的實施例中，中心增壓室210為包括(舉例來說)聚甲醛(例如，Delrin? )的低摩擦增壓室，所述聚甲醛為在需要高勁度、低摩擦及優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定性的精密部件中使用的工程熱塑性塑料。在本發(fā)明教示的某些實施例中，可提供氈密封件220以減少摩擦、提供優(yōu)越的耐磨性且用作清潔頭100與灰塵箱(未展示)之間的面密封件。當清潔頭在機器人真空吸塵器底盤內(nèi)上下移動時，清潔頭內(nèi)及清潔頭與灰塵箱之間的所有密封件將沿著其表面經(jīng)受旋轉(zhuǎn)力與平移力的組合。
[0128]圖2是圖1的機器人真空吸塵器清潔頭環(huán)境的部分橫截面圖，其圖解說明可在真空導管200與中心增壓室210之間采用的環(huán)形密封件230的示范性實施例。所圖解說明環(huán)形密封件230可安裝到從真空導管200的一端延伸的突出部240，環(huán)形密封件230促進真空導管200與中心增壓室210的開口 250之間的實質(zhì)上氣密配合。所圖解說明示范性環(huán)形密封件230包含橡膠唇部260，橡膠唇部260經(jīng)配置以維持真空導管200與中心增壓室210之間的氣密密封，同時允許真空導管200及中心增壓室210在機器人真空吸塵器的操作期間相對于彼此移動。當清潔頭相對于機器人真空吸塵器底盤移動時，真空導管200及中心增壓室210可相對于彼此移動。在所圖解說明的實施例中，中心增壓室開口 250具有增加的半徑以容納真空導管200及環(huán)形密封件230且為真空導管200及中心增壓室210的相對移動提供空間。
[0129]展示葉輪入口導管520包含兩個部分:前部分1010及后部分1020。后部分1020從灰塵箱延伸到前部分1010。前部分1010從后部分1020延伸到葉輪500。展示旋轉(zhuǎn)及滑動密封布置1030使空氣入口導管520的前部分1010與空氣入口導管520的后部分1020配合。類似于真空導管200與中心增壓室210之間的關于圖2B所論述的密封件230，空氣入口導管520的前部分1010與后部分1020之間的滑動密封布置1030包含唇部/突出部(在所圖解說明的實施例中展示兩個)，所述唇部/突出部維持空氣入口與空氣輸入管道之間的氣密密封，同時允許空氣入口及空氣輸入管道在機器人真空吸塵器的操作期間且特定來說在清潔頭的部分使用本文中所描述的四桿連桿組“浮動”時相對于彼此移動。
[0130]圖11展示圖4的清潔頭的左側視圖，其中展示框架398連同一側的允許清潔頭300的部分相對于框架398及因此機器人真空吸塵器底盤移動的四桿連桿組的所附接鏈節(jié)650及鏈節(jié)660 ;且圖12展示圖4的清潔頭的右側視圖，其中展示框架398連同相對側的允許清潔頭300的部分相對于框架398及因此機器人真空吸塵器底盤移動的四桿連桿組的所附接鏈節(jié)630及第四鏈節(jié)640。
[0131]在本發(fā)明教示的各種實施例中，所述四桿連桿組操作而以比后滾輪稍快的速率提升前滾輪。在所圖解說明的實施例中，所述四桿連桿組使清潔頭“浮動”，且所述連桿組具有稍不同的長度(例如，僅相差數(shù)毫米)，且到框架、籠架或清潔頭的附接點不形成矩形或平行四邊形。
[0132]圖13及14是根據(jù)本發(fā)明教示用于四桿連桿組懸掛的示范性鏈節(jié)的透視圖，舉例來說，圖4的實施例的鏈節(jié)550或圖12的實施例的鏈節(jié)640。圖13描繪實質(zhì)上筆直鏈節(jié)；圖14描繪具有彎曲、有點淺的V形狀的鏈節(jié)。在本發(fā)明教示的各種實施例中，臂可包括(舉例來說)PE1、PC、乙縮醛、耐綸6、PBT、PC / PET、ABS、PET或其組合。
[0133]圖15是圖5的清潔頭300及灰塵箱400實施例的仰視透視圖，其中灰塵箱400與清潔頭300以可拆卸方式嚙合。展示滾輪310、320連同處于閉合位置中的滾輪框架380。在本發(fā)明教示的實施例中，包含可拆卸滾輪框架380允許接達滾輪310、320以(舉例來說)拆卸或清潔滾輪310、320。滾輪框架380可(舉例來說)經(jīng)由已知種類的鉸鏈1525及突片1520以可釋放方式及以鉸接方式附接到齒輪箱620或下部殼體390?？沙蚯鍧嶎^的前部按壓突片1520以釋放滾輪框架380的后側，且滾輪框架380可樞轉(zhuǎn)打開以提供對滾輪310、320的接達。圖15中所展示的所圖解說明示范性滾輪框架380在前向邊緣上包含多個頭凸1500。所述頭凸可經(jīng)提供以在清潔頭跨越待清潔的表面浮動時支撐所述清潔頭且還將可能進入清潔頭的碎屑的大小限制于真空導管的大小。所圖解說明示范性滾輪框架380還包含可用于防止繩及其它長細材料被吸取到滾輪310、320之間的“乳凸部(norker) ” 1510。在本說明書的上下文中，“乳凸部”為短的V形溝槽，如所描繪。“乳凸部”1510位于滾輪310、320的最端處，且另外可防止較大的碎屑在滾輪310的端(在此處滾輪可能并不那么易于壓縮)處進入滾輪310、320之間。在一些實施例中，滾輪的管狀外殼(其自身可實質(zhì)上變形)在滾輪的端處鄰接硬圓柱形芯。“乳凸部”的用途是防止大于特定大小(例如，大于間隙G)的所捕獲物體在最端處堵塞于滾輪之間，在所述最端處所述滾輪可能由于滾輪端處的硬圓柱形芯而不變形。
[0134]圖16是圖15的清潔頭的仰視透視圖，其中滾輪框架380打開以暴露滾輪310、320。如可看到，由乳凸部1510覆蓋的滾輪區(qū)域中的一些區(qū)域可能并非滾輪的可壓縮彈性管350。允許滾輪框架380從下部殼體390釋放的突片1520可以可釋放方式嚙合下部殼體390的閂鎖機構1535以閉合滾輪殼體380。滾輪310、320的非驅(qū)動端1600展示于圖16中且其示范性實施例展示于圖19中且下文加以描述。
[0135]圖17示意性地圖解說明大片碎屑D由滾輪310、320容納，所述滾輪可收縮以允許碎屑D通過滾輪310、320的中心，盡管碎屑D的大小大于所述滾輪之間的間隙。在碎屑D已通過滾輪310、320之后，所述滾輪將由于其彈性而保持(彈回到)其圓形橫截面，且所述碎屑將沿方向Vb朝向灰塵箱導管向上移動。如所展示,前滾輪310沿滾動旋轉(zhuǎn)方向CC旋轉(zhuǎn)且后滾輪320沿爬行旋轉(zhuǎn)方向C旋轉(zhuǎn)。
[0136]圖18是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭滾輪(例如，滾輪110、120、310、320)的實施例的示范性驅(qū)動端的橫截面圖。展示在齒輪箱殼體1810中的滾輪驅(qū)動齒輪1800，連同滾輪驅(qū)動軸1820及兩個軸襯1822、1824。舉例來說，滾輪驅(qū)動軸1820可具有正方形橫截面或六邊形橫截面，如所屬領域的技術人員將了解。展示罩蓋1830從滾輪管350內(nèi)延伸以接觸齒輪箱殼體1810及軸承1824且其可防止毛發(fā)及碎屑到達齒輪1800。滾輪的輪軸330嚙合滾輪驅(qū)動軸1820。在所圖解說明的實施例中，輪軸330的環(huán)繞驅(qū)動軸1800的區(qū)域包含較大凸緣或防護裝置1840及與其向外間隔開的較小凸緣或防護裝置1850。凸緣/防護裝置1840、1850與罩蓋1830協(xié)作以防止毛發(fā)及其它碎屑朝向齒輪1800遷移。展示其中管350與罩蓋1830重疊的示范性管重疊區(qū)1860。圖18中所展示的驅(qū)動端的凸緣及重疊部分可形成迷宮型密封以防止毛發(fā)及碎屑朝向齒輪移動。在某些實施例中，盡管有罩蓋重疊區(qū)I860也設法進入滾輪的毛發(fā)及碎屑可在毛發(fā)儲槽或中空坑室1870內(nèi)聚集，毛發(fā)儲槽或中空坑室1870可以實質(zhì)上防止毛發(fā)及碎屑干擾清潔頭的操作的方式收集毛發(fā)及碎屑。另一毛發(fā)儲槽或中空坑室可由較大凸緣1840及罩蓋1830界定。在某些實施例中，輪軸及環(huán)繞可收縮芯優(yōu)選地從滾輪的此驅(qū)動端上的毛發(fā)儲槽延伸到滾輪的另一非驅(qū)動端上的毛發(fā)儲槽或其它罩蓋型結構。在其它實施例中，曲線輪輻替換支撐管350的泡沫的全部或一部分。
[0137]圖19是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭滾輪(例如，滾輪110、120、310、320)的實施例的示范性非驅(qū)動端的橫截面圖。展示滾輪的非驅(qū)動端的銷1900及軸襯1910安坐于清潔頭下部殼體390中。罩蓋(舉例來說)借助支腿1922從軸襯殼體1920延伸到滾輪管350中以環(huán)繞銷1900及軸襯1910以及具有較小凸緣或防護裝置1932及較大凸緣或防護裝置1934的輪軸插入件1930，較大凸緣1934向外延伸以幾乎接觸罩蓋1920的內(nèi)表面。展示其中管350與罩蓋1920重疊的示范性管重疊區(qū)1960。圖19中所展示的驅(qū)動端的凸緣/防護裝置及重疊部分可形成迷宮型密封以防止毛發(fā)及碎屑朝向齒輪移動。所述罩蓋優(yōu)選地經(jīng)成形以防止毛發(fā)進入到滾輪的內(nèi)部中且防止毛發(fā)遷移到銷的區(qū)域。在某些實施例中，盡管有罩蓋重疊區(qū)I960也設法進入滾輪的毛發(fā)及碎屑可在毛發(fā)儲槽或中空坑室1970內(nèi)聚集，毛發(fā)儲槽或中空坑室1970可以實質(zhì)上防止毛發(fā)及碎屑干擾清潔頭的操作的方式收集毛發(fā)及碎屑。另一毛發(fā)儲槽或中空坑室可由較大凸緣1934及罩蓋1920界定。
[0138]圖20圖解說明示范性面向的間隔開的V形片體葉片滾輪，例如圖3的前滾輪310及后滾輪320?？煽吹捷嗇S330的凸緣1840及1850，也可看到支撐管狀管350的泡沫140。滾輪310、320面向彼此，此意指，在所圖解說明的實施例中，V形片體形葉片360為鏡像。所圖解說明示范性滾輪的每一 V形片體形葉片包含中心尖頂365及在前滾輪310上從中心尖頂365向下延伸且在后滾輪320上從中心尖頂365向上延伸的兩個側或支腿367。葉片360的V形片體形狀可遠離滾輪的側且朝向滾輪的中心抽吸毛發(fā)及碎屑以進一步防止毛發(fā)及碎屑朝向滾輪端(在此處毛發(fā)及碎屑可能干擾機器人真空吸塵器的操作)遷移。
[0139]圖21圖解說明滾輪(例如圖20的滾輪310)的示范性實施例的分解側視透視圖。展示輪軸330連同其驅(qū)動端的凸緣1840及1850。還展示非驅(qū)動端的輪軸插入件1930及凸緣1934，連同非驅(qū)動端的罩蓋1920。展示兩個泡沫插入件140，其裝配到管狀管350中以為所述管提供可收縮彈性芯。在某些實施例中，所述泡沫插入件可由曲線輪輻(例如，圖6中所展示的輪輻340)替換或可與曲線輪輻組合。所述曲線輪輻可支撐滾輪310的在兩個泡沫插入件140之間的中心部分且可(舉例來說)與滾輪管350及V形片體葉片360整體模制。
[0140]圖22圖解說明具有支撐V形片體葉片管350的曲線輪輻340的示范性滾輪的橫截面圖。如所展示，所述曲線輪輻可具有沿第一方向為曲線的第一(內(nèi))部分342及沿相反方向缺少曲線或彎部的第二(外)部分344。所述部分的相對長度可變化且可基于例如模制要求及所要堅度/可收縮性/彈性等因素來選擇。滾輪的中心輪轂2200可經(jīng)定大小及成形以與驅(qū)動滾輪的輪軸(例如，圖21的輪軸330)配合。為了將旋轉(zhuǎn)扭矩從輪軸轉(zhuǎn)移到滾輪，所圖解說明滾輪包含經(jīng)配置以接納輪軸的突出部或鍵335(參見圖6)的兩個凹部或嚙合元件/容座2210。所屬領域的技術人員將理解，存在用于配合輪軸與滾輪的將把旋轉(zhuǎn)扭矩從輪軸轉(zhuǎn)移到滾輪的其它方法。
[0141]圖23是根據(jù)本發(fā)明教示的灰塵箱400的示范性實施例的前部透視圖。所述灰塵箱在其頂部表面上包含釋放機構410及過濾器門440。在某些實施例中，真空葉輪將裝納于灰塵箱內(nèi)在所述箱的頂部表面的部分450下方。實際上，頂部表面的部分450可為允許接達真空葉輪的可拆卸面板。圖23的實施例還圖解說明過濾器門釋放機構2300，如圖24中所展示，過濾器門釋放機構2300可包含彈性突片2400及所述突片以已知方式嚙合的凹部2410。展示灰塵箱400的門2310處于打開位置中，從而暴露鉸鏈2330及用于碎屑收集的腔420。門2310包含開口 2320，開口 2320優(yōu)選地在大小及位置上與(舉例來說)圖5及6中所展示的清潔頭300的中心增壓室394相匹配。葉輪殼體2340位于殼體內(nèi)。在所圖解說明的實施例中，葉輪殼體2340朝向灰塵箱腔420的一側定位。
[0142]圖24是圖23的灰塵箱400的俯視透視圖，其展示過濾器門440處于暴露過濾器430及部分地界定空氣流腔445的壁442、444、446的打開位置中，空氣流腔445允許空氣從過濾器430流動到裝納于灰塵箱腔420內(nèi)的真空葉輪。在所圖解說明的實施例中，空氣從中心增壓室(例如，圖5的中心增壓室394)流動穿過過濾器門2310中的開口 2320、穿過過濾器430并沿圖24的箭頭的方向穿過空氣流腔445以到達真空葉輪。過濾器430優(yōu)選地為可釋放的且包含突片430T，突片430T允許用戶從灰塵箱拆卸過濾器430 (舉例來說)以進行清潔及/或替換。圖24的示范性實施例在過濾器腔內(nèi)包含任選“過濾器存在”指示器突片2430。舉例來說，過濾器存在指示器突片2430可在過濾器430未經(jīng)恰當安裝時防止機器人真空吸塵器的操作，舉例來說，通過移動到防止過濾器門440閉合(此又防止可拆卸灰塵箱400安裝于機器人真空吸塵器中)的位置。在本發(fā)明教示的優(yōu)選實施例中，所述過濾器密封于灰塵箱的環(huán)繞部分內(nèi)。可在過濾器上、在灰塵箱上或在過濾器及灰塵箱兩者上采用密封件。
[0143]圖25是圖23及24的灰塵箱400的一部分的俯視透視圖，其中已從灰塵箱及過濾器430拆卸頂部部分。在示范性實施例中，使用多個桿2510將過濾器430保持于灰塵箱內(nèi)。所屬領域的技術人員將了解，可使用其它布置來支撐過濾器并將其保持于灰塵箱內(nèi)。在本發(fā)明教不的某些實施例中，空氣流腔445的橫向橫截面積(例如，橫向于縱向軸線截取的橫截面)等于葉輪開口 2500的橫截面積，使得空氣流在整個容積中保持恒定且無空氣流收縮及/或緊縮并進入碎屑收集箱中。
[0144]圖26是圖23到25的灰塵箱的穿過葉輪殼體2340、葉輪電機2610及葉輪2620截取的橫截面圖?？煽吹綇目諝饬髑?45到葉輪2500的路徑。
[0145]所屬領域的技術人員根據(jù)對本文中所揭示的教示(在下文細節(jié)及描述中闡述其一些示范性實施例)的說明書及實踐的考慮將明了本發(fā)明教示的其它實施例。
[0146]在本發(fā)明教示的某些實施例中，一個或一個以上葉片與彈性管狀部件整體形成且界定從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的V形片體。在一個實施例中，所述一個或一個以上V形片體葉片圍繞彈性管部件的圓周等距間隔開。在一個實施例中，所述葉片經(jīng)對準使得一個V形片體的端與鄰近V形片體的中心尖端共面。此布置提供V形片體葉片與可壓縮滾輪和其嚙合的接觸表面之間的恒定接觸。此不間斷的接觸消除原本因在接觸條件與不接觸條件之間變化而形成的噪音。在一個實施方案中，一個或一個以上V形片體葉片相對于徑向軸線以30°與60°之間的角度α從管狀滾輪的外表面延伸且朝向旋轉(zhuǎn)方向傾斜(參見圖20)。在一個實施例中，V形片體葉片與徑向軸線的角度α為45°。使V形片體葉片沿旋轉(zhuǎn)方向成角度降低葉片的根部處的應力，借此降低或消除葉片從彈性管狀部件扯下的可能性。所述一個或一個以上V形片體葉片接觸清潔表面上的碎屑并沿可壓縮滾輪的旋轉(zhuǎn)方向引導所述碎屑。
[0147]在一個實施方案中，葉片為V形片體，且V的支腿相對于劃跡于管狀部件的表面上且從彈性管狀部件的一端延伸到另一端的線性路徑成5°到10°的角度θ(參見圖22)。在一個實施例中，V形片體的兩個支腿成7°的角度Θ。通過將角度Θ限制為小于10°，可壓縮滾輪可通過模制工藝來制造。比10°陡峭的角度在具有比80Α硬的硬度值的彈性體的可制造性上產(chǎn)生故障。在一個實施例中，管狀部件及曲線輪輻及輪轂由60與80Α之間的硬度值的彈性材料注射模制而成。比此范圍軟的硬度值的材料可展現(xiàn)過早的磨損及災難性破裂，且較硬硬度值的彈性材料將產(chǎn)生實質(zhì)阻曳(即，對旋轉(zhuǎn)的阻力)且將導致疲勞及應力斷裂。在一個實施例中，彈性管狀部件由TPU制造且彈性管狀部件的壁具有約Imm的厚度。在一個實施例中，彈性管狀部件的內(nèi)徑為約23mm且外徑為約25mm。在具有多個V形片體葉片的彈性管狀部件的一個實施例中，由所述多個葉片的尖端掃過的外側圓周的直徑為30mmo
[0148]由于一個或一個以上V形片體葉片從彈性管狀部件的外表面延伸在一個實施例中達彈性管狀滾輪的直徑的至少10%的高度，因此其防止繩狀元件直接纏繞在彈性管狀部件的外表面上。因此，所述一個或一個以上葉片防止毛發(fā)或其它細線狀碎屑緊緊地纏繞在可壓縮滾輪的芯上且降低清潔功效。將葉片界定為V形片體進一步輔助將毛發(fā)及其它碎屑從滾輪的端朝向滾輪的中心引導，V形片體的尖頂位于所述中心處。在一個實施例中，V形片體的尖頂與自主覆蓋機器人的真空入口的中心直接成直線定位。
[0149]上文所論述的四桿連桿組實施例促進清潔頭在其框架內(nèi)的移動(“浮動”)。當具有根據(jù)本發(fā)明教示的清潔頭的機器人真空吸塵器正在操作時，優(yōu)選地清潔頭的底部表面保持實質(zhì)上平行于地板，且在一些實施例中，優(yōu)選地前滾輪110、310在操作期間被定位成稍高于后滾輪120、320。然而，清潔頭在操作期間應能夠垂直移動，舉例來說，以適應像門檻、通氣孔一樣的地板不平處或從乙烯基地板移動到地毯。所圖解說明四桿連桿組提供將清潔頭支撐于框架內(nèi)且允許清潔頭相對于框架移動使得所述清潔頭可在機器人真空吸塵器的操作期間垂直調(diào)整而不以將致使清潔頭脫離其相對于地板的平行位置的方式樞轉(zhuǎn)的簡單機構。如所展示，在所圖解說明的示范性實施例中，頂部鏈節(jié)及底部鏈節(jié)兩者可搭扣裝配到清潔頭組合件。頂部鏈節(jié)將框架連接到葉輪殼體的外部分。底部鏈節(jié)也將框架連接到葉輪殼體的外部分。當本文中所圖解說明的清潔頭組件相對于框架及機器人真空吸塵器底盤移動時，所述框架既定保持相對于所述底盤固定。如所圖解說明的示范性實施例中所展示，框架可經(jīng)剖切以允許對連桿組的完全視覺及物理接達。
[0150]當本文中所圖解說明的清潔頭組件相對于框架及機器人真空吸塵器底盤移動時，所述框架既定保持相對于所述底盤固定。
[0151 ] 在某些實施例中，所述連桿組以可變速率提升(前輪以比后向輪高的速率提升)，使得從靜止狀態(tài)的最大提升角度小于10°。在一個實施例中，所述連桿組為四桿連桿組，其繞清潔組合件對稱放置使得每一桿連桿組的前向端鄰近清潔組合件的前向邊緣而附接。
[0152]在另一實施方案中，自主覆蓋機器人具有包含前向部分及后向部分的底盤。驅(qū)動系統(tǒng)安裝到所述底盤且經(jīng)配置以操縱機器人越過清潔表面。清潔組合件安裝于底盤的前向部分上且其中安裝有用于從清潔表面撿取碎屑的兩個反旋轉(zhuǎn)滾輪，前向滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后向滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上。所述清潔組合件通過在前向端處固定到底盤且在后向端處固定到清潔組合件的連桿組以可移動方式安裝到底盤。當機器人從堅固表面過渡到可壓縮表面時，所述連桿組從清潔表面提升清潔組合件。所述連桿組實質(zhì)上平行于清潔表面提升清潔組合件，但使得前滾輪以比后向滾輪快的速率提升。
[0153]在本發(fā)明教示的某些實施例中，所述中心增壓室包括通向收集容積中的實質(zhì)上水平彈性體部分。所述實質(zhì)上水平彈性體部分撓曲以在連桿組使清潔組合件提升時形成向下斜坡以適應清潔表面中的高度差。在一個實施例中，所述實質(zhì)上水平彈性體部分沿垂直維度撓曲至少5mm，使得通過滾輪從清潔表面升起的碎屑向上行進到增壓室中且被向下引導到封閉的灰塵箱中。
[0154]圖28A及28B圖解說明當將機器人真空吸塵器放置于清潔表面上時(舉例來說，在機器人真空吸塵器的操作之前或期間)在連桿組提升清潔組合件時中心增壓室394撓曲以形成向下斜坡。
[0155]真空氣道的前部分及后部分可形成為單一整體式組件，但在一些實施例中，所述后部分為在密封接頭處毗連剛性前部分的彈性體部件。在一個實施例中，密封接頭為壓縮裝配，其中剛性前部分插入到彈性體后部分中且通過徑向壓縮力固定。在另一實施例中，所述密封接頭為彈性體包覆模制件。所述密封接頭形成防止真空損失的密封真空路徑。在實施例中，所述后部分以密封配置端接于鄰接碎屑收集箱的開口的凸緣中。因此，真空氣道實現(xiàn)順暢、密封的真空空氣流。在一個實施例中，所述彈性體后部分由例如Mediprene?等熱塑性材料或例如Santoprene?等熱塑性硫化橡膠(TPV)制造。在一個實施例中，所述剛性前部分由塑料材料制造，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或耐綸，所述材料具有防靜電性質(zhì)且抵抗毛發(fā)的積累。
[0156]圖29是根據(jù)本發(fā)明教示的清潔機器人的實施例的仰視圖。
[0157]所屬領域的技術人員根據(jù)對本文中所揭示的本發(fā)明教示的說明書及實踐的考慮將明了本發(fā)明的其它實施例。打算將說明書及實例僅視為示范性，其中本發(fā)明教示的真實范圍及精神由所附權利要求書指示。
【權利要求】
1.一種用于對清潔表面進行清潔的自主移動機器人，其包括: 底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)； 清潔頭組合件，其具有下部籠架且安裝到所述底盤； 碎屑收集箱，其安裝到所述底盤 '及 真空氣道，其具有真空入口及鄰近所述碎屑收集箱定位的氣道出口，且經(jīng)配置以將碎屑從所述清潔頭組合件遞送到所述碎屑收集箱，所述真空氣道在所述清潔組合件與所述碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪流體連通； 清潔頭模塊，其連接到所述底盤且具有包含前形狀改變彈性管的前滾輪及包含后形狀改變彈性管的鄰近后滾輪，在所述真空入口下方所述后滾輪與所述前滾輪以可旋轉(zhuǎn)方式對置，且 其中所述前形狀改變管的表面與表面后形狀改變管由小于Icm的最窄氣隙分離，使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于所述最窄氣隙內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的自主移動機器人，其中在引入大于所述最窄氣隙的碎屑之后，所述形狀改變管中的一者或一者以上即刻從圓形橫截面改變?yōu)闄M截面部分地彎曲以準許所述碎屑在所述前形狀改變管與所述后形狀改變管之間滾動。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的自主移動機器人，其中所述前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，所述后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上， 其中所述后滾輪的至少一部分在所述清潔頭組合件的所述下部籠架下方延伸以與所述清潔表面進行接觸。
4.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述最窄氣隙具有在約Imm到約2mm之間的寬度。
5.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述前滾輪與所述后滾輪之間的所述最窄氣隙的橫截面積實質(zhì)上等于或小于所述真空入口的橫截面積。
6.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述最窄氣隙的所述面積與跨越所述真空入口截取的平面橫截面的面積的比在約1:1到10: I之間。
7.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述最窄氣隙的所述面積與跨越所述真空入口截取的平面橫截面的面積的比為約4: I。
8.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中在所述自主移動機器人的操作期間，所述下部籠架的下部表面在所述清潔表面上方間隔開小于或等于約1_的距離。
9.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述真空氣道具有從所述真空入口到所述氣道出口的實質(zhì)上恒定的非角度橫截面。
10.根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述前滾輪及所述后滾輪與所述真空入口平行縱向?qū)?，且所述前滾輪及所述后滾輪中的每一者具有從其外表面向外延伸的至少一個葉片。
11.根據(jù)權利要求10所述的自主移動機器人，其中所述至少一個葉片從所述滾輪的所述外表面延伸達所述相應滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的所述至少一個葉片與所述后滾輪上的所述至少一個葉片間隔開約Irnm的距離。
12.根據(jù)權利要求11所述的自主移動機器人，其中所述至少一個葉片中的每一者包括具有尖頂?shù)腣形片體。
13.根據(jù)權利要求12所述的自主移動機器人，其中所述V形片體的所述尖頂與所述真空入口的中心直接成直線定位。
14.一種用于對清潔表面進行清潔的自主移動機器人，其包括: 底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)； 清潔頭組合件，其具有下部籠架且安裝到所述底盤； 碎屑收集箱，其安裝到所述底盤； 真空氣道，其具有真空入口及氣道出口，且經(jīng)配置以將碎屑從所述清潔頭組合件遞送到碎屑收集箱，所述真空氣道在所述清潔頭組合件與碎屑收集箱之間延伸；及 清潔頭模塊，其連接到所述底盤且具有包括前形狀改變彈性管的以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的前滾輪，所述前滾輪鄰近于包含后形狀改變彈性管的以可旋轉(zhuǎn)方式嚙合的后滾輪定位，所述前滾輪及后滾輪位于所述真空氣道的所述真空入口下方， 清潔頭模塊，其連接到所述底盤且具有:包含前形狀改變彈性管的前滾輪，所述前形狀改變彈性管與繞其圓周分布的多個縱向葉片整體模制；及包含后形狀改變彈性管的鄰近后滾輪，所述后形狀改變彈性管與繞其圓周分布的多個縱向葉片整體模制，在所述真空入口下方所述后滾輪與所述前滾輪以可旋轉(zhuǎn)方式對置， 其中所述縱向葉片各自小于所述前形狀改變彈性管與所述后形狀改變彈性管之間的最窄氣隙的2 / 3，使得所述縱向葉片攪動來自所述最窄氣隙正下方的清潔表面位置的碎屑并將所述碎屑引導到所述最窄氣隙。
15.根據(jù)權利要求1 4所述的自主移動機器人，其中在引入大于所述最窄氣隙的碎屑之后，與繞其所述圓周分布的多個縱向葉片整體模制的所述形狀改變彈性管中的一者或一者以上即刻從圓形橫截面改變?yōu)橹行募?或偏心地部分彎曲以準許所述碎屑在所述前彈性形狀改變管與所述后彈性形狀改變管之間滾動。
16.根據(jù)權利要求14或15所述的自主移動機器人，其中所述前滾輪的縱向軸線位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，所述后滾輪的縱向軸線位于所述第二水平面上，且其中所述后滾輪在所述下部籠架下方延伸以與所述清潔表面進行接觸。
17.根據(jù)權利要求14到16中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中對置縱向葉片的最近接近度在約Imm與約2mm之間。
18.根據(jù)權利要求14到17中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述清潔頭模塊包封所述前滾輪及所述后滾輪中的每一者的約125°與約175°之間的外圓周，且所述清潔頭模塊與所述前滾輪及所述后滾輪的徑向最外部分間隔開小于或等于約1mm。
19.根據(jù)權利要求14到18中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述清潔頭模塊包封所述前滾輪及所述后滾輪中的每一者的約150°的外圓周。
20.根據(jù)權利要求14到19中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中在所述自主移動機器人的操作期間，所述下部籠架的下部表面在所述清潔表面上方間隔開小于或等于約Imm的距離。
21.根據(jù)權利要求14到20中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述前滾輪與所述后滾輪之間的所述最窄氣隙的橫截面積實質(zhì)上等于或小于所述真空入口的橫截面積。
22.根據(jù)權利要求14到21中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述最窄氣隙的所述面積與跨越所述真空入口截取的平面橫截面的面積的比在約1:1到10: I之間。
23.根據(jù)權利要求14到22中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述氣隙的所述面積與跨越所述真空入口截取的平面橫截面的面積的比為約4: I。
24.根據(jù)權利要求14到23中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述至少一個縱向葉片從所述滾輪的外表面延伸達所述相應滾輪的直徑的至少10%的高度，且所述前滾輪上的所述至少一個縱向葉片與所述后滾輪上的所述至少一個縱向葉片間隔開約Imm的距離。
25.根據(jù)權利要求14到24中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述至少一個縱向葉片界定V形片體，所述V形片體具有中心尖端、從所述中心尖端延伸到所述外滾輪表面的第一端的第一支腿及從所述中心尖端延伸到所述外滾輪表面的第二端的第二支腿。
26.根據(jù)權利要求25所述的自主移動機器人，其中所述V形片體的所述支腿相對于劃跡于所述滾輪的表面上且從所述滾輪的所述第一端延伸到所述滾輪的所述第二端的線性縱向路徑成約5°到10°的角度Θ。
27.根據(jù)權利要求25或26所述的自主移動機器人，其中所述V形片體的尖頂與所述真空入口的中心直接成直線定位。
28.根據(jù)權利要求1到13中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述清潔頭模塊包封所述前滾輪及所述后滾輪中的每一者的約125°與約175°之間的外圓周，且所述清潔頭模塊與所述前滾輪及所述后滾輪的徑向最外部分間隔開小于或等于約1mm。
29.根據(jù)權利要求28所述的自主移動機器人，其中所述清潔頭模塊包封所述前滾輪及所述后滾輪中的每一者的約150°的外圓周。
30.一種用于對清潔表面進行清潔的自主移動機器人，其包括: 底盤，其中安裝有與控制系統(tǒng)通信的驅(qū)動系統(tǒng)； 清潔頭組合件，其具有下部籠架且安裝到所述底盤； 碎屑收集箱，其安裝到所述底盤； 真空氣道，其具有真空入口及鄰近所述碎屑收集箱定位的氣道出口，且經(jīng)配置以將碎屑從所述清潔頭組合件遞送到碎屑收集箱，所述真空氣道在所述清潔頭組合件與碎屑收集箱之間延伸且與安置于所述碎屑收集箱內(nèi)的葉輪流體連通， 清潔頭模塊，其連接到所述底盤且具有包含前形狀改變彈性管的前滾輪及包含后形狀改變彈性管的鄰近后滾輪，在所述真空入口下方所述后滾輪與所述前滾輪以可旋轉(zhuǎn)方式對置， 其中所述前形狀改變管的表面與所述后形狀改變管的表面由最窄氣隙分離，使得從所述真空氣道引導的真空抽吸集中于所述最窄氣隙內(nèi)， 其中所述前滾輪與所述后滾輪之間的所述最窄氣隙的橫截面積實質(zhì)上等于或小于所述真空入口的橫截面積，使得所述最窄氣隙內(nèi)的空氣流實質(zhì)上等于或大于所述氣道中的空氣流，且 其中所述氣道包含在所述最窄氣隙上方的偏轉(zhuǎn)斜坡，所述偏轉(zhuǎn)斜坡沿著所述真空氣道朝向所述碎屑收集箱重新引導碎屑。
31.根據(jù)權利要求30所述的自主移動機器人，其中所述真空氣道的前部分的縱向軸線相對于垂直軸線具有約45°的角度。
32.根據(jù)權利要求30或31所述的自主移動機器人，其中所述真空氣道的所述前部分包括剛性材料，且所述真空氣道的后部分包括在密封接頭處毗連剛性前部分的彈性體部件。
33.根據(jù)權利要求30到32中任一權利要求所述的自主移動機器人，其中所述清潔頭組合件通過具有前向端及后向端且在所述前向端處固定到所述底盤且在所述后向端處固定到所述清潔頭模塊的連桿組以可移動方式安裝到所述底盤，所述連桿組經(jīng)配置以從所述清潔表面提升所述清潔頭組合件。
34.根據(jù)權利要求32或33所述的自主移動機器人，其中所述彈性體部件在所述偏轉(zhuǎn)斜坡的下游且當將所述自主移動機器人在所述清潔表面上放置于操作位置中時具有向下斜坡。
35.根據(jù)權利要求32或33所述的自主移動機器人，其中所述密封接頭為彈性體包覆模制件。`
【文檔編號】A47L11/40GK103491839SQ201280019940
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月30日 優(yōu)先權日:2011年4月29日
【發(fā)明者】杜安·利·小吉爾伯特, 法魯克·哈利勒·布爾薩勒, 理查德·約瑟夫·塞里恩, 魯塞爾·沃爾特·莫林 申請人:艾羅伯特公司