用于对清洁表面进行清洁的自主移动机器人-AGV吧

技术领域

本发明教示涉及一种用于机器人真空吸尘器的清洁头。更具体来说，本发明教示涉及一种用于机器人真空吸尘器的具有经改进清洁能力的清洁头。

背景技术

机器人真空吸尘器设计者及制造者的关注问题尤其包含最大化清洁头的有效性并增加灰尘箱的容积、最小化机器人真空吸尘器的总体大小及生产成本、提供充足清洁能力且防止毛发及其它碎肩中断机器人真空吸尘器的性能或使其性能降级。

灰尘箱收集已从地板真空吸尘及/或清扫的毛发、尘埃及碎肩。较大的灰尘箱容积可允许机器人真空吸尘器在从环境移除较多碎肩之后才要求用户拆卸并清空灰尘箱，此可增加用户满意度。

机器人真空吸尘器通常主要使用一个或一个以上旋转刷及/或向清洁头中且大体朝向灰尘箱吸取碎肩的真空流来从地板移除碎肩。

已知，毛发及例如细绳与线等类似碎肩可被卷入，且使机器人真空吸尘器停转及/ 或使清洁能力降级。

在许多机器人真空吸尘器中，叶轮可位于机器人真空吸尘器灰尘箱中以将携载清扫的尘埃、毛发及碎肩的空气吸取到灰尘箱中。

发明内容

本发明教示提供一种用于机器人真空吸尘器的经改进清洁头。

在一个实施方案中，与自主覆盖机器人以可旋转方式啮合的可压缩弹性滚轮包含其上具有从外表面向外延伸的一个或一个以上叶片的弹性管状部件。所述弹性管状部件在其中整体形成有在柔性管状部件的内表面与沿着管状部件的纵向轴线安置的轮毂之间延伸的多个弹性曲线轮辐。所述轮毂在其中形成有用于与刚性驱动轴牢固啮合的一个或一个以上啮合元件。在一个实施例中，啮合元件为形成到轮毂的圆周中以用于接纳沿着刚性驱动轴的外表面形成的隆起键元件的一对容座。所述啮合元件使得能够经由弹性曲线轮福将扭矩从驱动轴转移到弹性管状部件。

在某些实施例中，所述曲线轮辐在柔性管状部件的纵向长度的约5%到约50%或更具体来说柔性管状部件的纵向长度的约10%到约30%或更具体来说柔性管状部件的纵向长度的约10%到约20%内延伸。

在一个实施例中，所述可压缩滚轮进一步包含安置于柔性管状管与刚性驱动轴之间的弹性可压缩材料。举例来说，所述弹性可压缩材料可为热塑性聚氨酯(TPU)泡沫、乙烯基醋酸乙脂(EVA)或聚丙烯泡沫，且在一些实施方案中，所述弹性可压缩材料可永久固定到刚性轴以抵抗原本将逐出所述弹性可压缩材料的剪切力。在一个实施方案中，所述曲线轮辐在横截面上为蛇形的且因此在移除外部（例如，径向）力之后即刻自动回弹到其完全延伸。所述曲线轮辐及轮毂可沿着管状部件的整个纵向长度定位，但仅需要占据纵向长度的一部分。举例来说，在一个实施方案中，所述曲线轮辐及轮毂可仅占据弹性管状部件的长度的约10 %到约20 %且可沿着管状部件的纵向轴线以管状部件的中心部分为中心，从而留下 80%或更多的可压缩弹性材料可沿着其安置的不受阻长度。

在一个方面中，所述一个或一个以上叶片与所述弹性管状部件整体形成且界定从弹性管状部件的一端延伸到另一端的V形片体。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片围绕弹性管部件的圆周等距间隔开。在一个实施例中，所述叶片经对准使得一个V形片体的端与邻近V形片体的中心尖端共面。此布置提供叶片与可压缩滚轮和其啮合的接触表面之间的恒定接触。此不间断的接触消除原本因在接触条件与不接触条件之间变化而形成的噪音。在一个实施方案中，一个或一个以上叶片相对于径向轴线以30°与60°之间的角度α从管状滚轮的外表面延伸且朝向旋转方向倾斜(参见图20)。在一个实施例中，叶片与径向轴线的角度α为45°。使叶片沿旋转方向成角度可降低叶片的根部处的应力，借此降低或消除叶片从弹性管状部件扯下的可能性。所述一个或一个以上叶片接触清洁表面上的碎肩并沿可压缩弹性滚轮的旋转方向引导所述碎肩。

在一个实施方案中，叶片为V形片体，且V的支腿相对于划迹于管状部件的表面上且从弹性管状部件的一端延伸到另一端的线性路径成5°到10°的角度θ(参见图22)。在一个实施例中，V形片体的两个支腿成7°的角度Θ。通过将角度Θ限制为小于1〇°，可压缩滚轮可通过模制工艺较容易地制造。比10°陡峭的角度在具有比80Α硬的硬度值的弹性体的可制造性上产生故障。在一个实施例中，管状部件及曲线轮辐及轮毂由介于从60Α到80Α的范围内且包含60Α及80Α的硬度值的弹性材料注射模制而成。比此范围软的硬度值的材料可展现过早的磨损及灾难性破裂，且较硬硬度值的弹性材料将产生实质阻曳（即，对旋转的阻力)且将导致疲劳及应力断裂。在一个实施例中，弹性管状部件由TPU制造且弹性管状部件的壁具有约1mm的厚度。在一个实施例中，弹性管状部件的内径为约23mm且外径为约25mm。在具有多个叶片的弹性管状部件的一个实施例中，由所述多个叶片的尖端扫过的外侧圆周的直径为 30mm

由于一个或一个以上叶片从弹性管状部件的外表面延伸在一个实施例中达弹性管状滚轮的直径的至少10%的高度，因此其可防止绳状元件直接缠绕在弹性管状部件的外表面上。因此，所述一个或一个以上叶片防止毛发或其它细线状碎肩紧紧地缠绕在可压缩滚轮的芯上且降低清洁功效。将叶片界定为V形片体进一步辅助将毛发及其它碎肩从滚轮的端朝向滚轮的中心引导，V形片体的尖顶位于所述中心处。在一个实施例中，V形片体的尖顶与自主覆盖机器人的真空入口的中心直接成直线定位。

可压缩滚轮的这些结构元件实现与经过可压缩滚轮进入真空气道中的物体的接触，同时最小化空隙间隔。可压缩滚轮与清洁头模块之间的紧密空隙（例如，1mm间隙）使来自所述真空气道的真空空气流集中于清洁表面处，借此维持空气流速率。所述滚轮的可压缩性使得大于那些窄空隙间隙的物体能够由一个或一个以上叶片引导到真空气道中。所述可压缩滚轮弹性地扩张且一旦物体经过可压缩滚轮进入真空气道中借此移除接触力便恢复完全结构延伸。

根据本发明教示的各种实施例，清洁头的框架或笼架环绕清洁头且促进清洁头到机器人真空吸尘器底盘的附接。上文所论述的四杆连杆组促进清洁头在其框架内的移动 (即，”浮动”）。当具有根据本发明教示的清洁头的机器人真空吸尘器正在操作时，优选地清洁头的底部表面保持实质上平行于地板，且在一些实施例中，优选地所述前滚轮在操作期间被定位成稍高于所述后滚轮以防止所述前滚轮戳进清洁表面中，尤其在从坚固表面(例如，硬木材或地砖)到可压缩表面(例如，地毯)的过渡期间。清洁头在操作期间垂直移动，举例来说，以适应像门槛、通气孔一样的地板不平处或从乙烯基地板移动到地毯。所图解说明四杆连杆组提供将清洁头支撑于框架内且允许清洁头相对于框架移动使得所述清洁头可在机器人真空吸尘器的操作期间垂直调整而不以将致使清洁头脱离其相对于地板的平行位置的方式枢转的简单机构。

当本文中所图解说明的清洁头组件相对于框架及机器人真空吸尘器底盘移动时，所述框架既定保持相对于所述底盘固定。

在另一实施方案中，一种自主覆盖机器人具有底盘，所述底盘具有前向部分及后向部分。驱动系统安装到所述底盘且经配置以操纵机器人越过清洁表面。清洁组合件安装于底盘的前向部分上且其中安装有用于从清洁表面捡取碎肩的两个反旋转滚轮，前向滚轮的纵向轴线位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后向滚轮的纵向轴线位于所述第二水平面上。所述清洁组合件通过在前向端处固定到底盘且在后向端处固定到清洁组合件的连杆组以可移动方式安装到底盘。当机器人从坚固表面过渡到可压缩表面时，所述连杆组从清洁表面提升清洁组合件。所述连杆组实质上平行于清洁表面提升清洁组合件，但使得前滚轮以比后向滚轮快的速率提升。

机器人具有安装于所述底盘的后向部分上的封闭的灰尘箱模块，且封闭的灰尘箱模块界定经由密封真空增压室(其可包含空气入口）与两个反旋转滚轮连通的收集容积。所述密封真空增压室具有定位于所述两个反旋转滚轮上方的第一开口及邻近收集容积的进入口定位的第二开口。所述增压室包括通向收集容积中的实质上水平弹性体或铰接部分。所述实质上水平部分挠曲或枢转以在连杆组使清洁组合件提升时形成向下斜坡以适应清洁表面中的高度差。在一个实施例中，所述实质上水平弹性体部分沿垂直维度挠曲至少 5mm，使得通过滚轮从清洁表面升起的碎肩向上行进到增压室中且被向下引导到封闭的灰尘箱中。

在某些实施例中，所述弹性体部分在约1mm到约10mm或更具体来说从约2mm到约 8mm或更具体来说从约4mm到约6mm (例如，5mm)的范围中烧曲。

在一个实施例中，所述连杆组以可变速率提升（前轮以比后向轮高的速率提升），使得从静止状态的最大提升角度小于10°。

前向滚轮被定位成高于后向滚轮，使得在例如硬木材等坚固清洁表面上，前向滚轮悬挂于表面上方且仅后向滚轮进行接触。在机器人从坚固清洁表面过渡到厚的可压缩表面(例如地毯)时，连杆组使整个清洁组合件(包含两个反旋转滚轮）向上且实质上平行于清洁表面升高。另外，所述连杆组以比清洁组合件的后部快的速率提升清洁组合件的前部，使得前向滚轮比后向滚轮快地提升。此不均匀的提升速率适应(举例来说)硬木材地板与地毯之间的过渡，同时降低电流汲取。电流汲取将在沿与机器人的驱动轮相同的方向旋转的前向轮将戳进地毯中的情况下形成峰值。

在一个实施例中，清洁组合件具有清洁头框架及滚轮壳体，且清洁头框架界定所述底盘的所述滚轮壳体以可移动方式链接到的部分。在另一实施方案中，一种自主移动机器人包含底盘，其中安装有与控制系统通信的驱动系统。所述底盘具有穿过其安置的真空气道以用于以将碎肩从安装到所述底盘的清洁组合件递送到安装到所述底盘的碎肩收集箱。所述真空气道在所述清洁组合件与碎肩收集箱之间延伸且与安置于所述碎肩收集箱内的叶轮部件流体连通。连接到所述底盘的清洁头模块具有与其以可旋转方式啮合的前滚轮及彼此邻近且在真空气道的入口下方定位的后滚轮。在一个实施例中，所述前滚轮及后滚轮与所述入口平行纵向对准。在一个实施方案中，所述前滚轮及后滚轮两者为可压缩的。在另一实施方案中，前滚轮及后滚轮中的一者为可压缩滚轮。

在一个实施方案中，所述清洁头组合件进一步包含邻近所述前滚轮定位于自主移动机器人在其上移动的清洁表面正上方的至少两个隆起头凸。每一头凸与邻近头凸分离等于或小于真空气道内的最短横截面尺寸的距离。另外，可在所述前滚轮与后滚轮(其中的至少一者为可压缩的）之间形成的最大距离等于或短于真空气道的最短横截面尺寸。因此，比最短横截面气道尺寸大的任何碎肩将由至少两个头凸远离所述真空气道推动，使得无物体积聚在真空气道中。在一个实施方案中，所述至少两个头凸为跨越清洁头沿着所述前滚轮的长度均匀分布的多个头凸。在另一方面中，所述清洁头组合件包含实质上水平于清洁表面安置且定位于清洁表面与前滚轮及后滚轮之间的一对”乳凸部”或突出部。所述突出部中的每一者沿着滚轮的不可收缩端向内延伸，借此防止物体积聚在滚轮的端之间。举例来说，所述突出部将防止电线在所述前滚轮与后滚轮之间迀移且妨碍驱动电机。

在一个实施方案中，与清洁头模块以可旋转方式啮合的可压缩滚轮包含其上具有从外表面向外延伸的一个或一个以上叶片的弹性管状部件。所述弹性管状部件在其中整体形成有在柔性管状部件的内表面与沿着管状部件的纵向轴线安置的轮毂之间延伸的多个弹性曲线轮辐。所述轮毂在其中形成有用于与刚性驱动轴牢固啮合的一个或一个以上啮合元件。在一个实施例中，啮合元件为形成到轮毂的圆周中以用于接纳沿着刚性驱动轴的外表面形成的隆起键元件的一对容座。所述啮合元件使得能够经由弹性曲线轮辐将扭矩从驱动轴转移到弹性管状部件。

在一个实施例中，所述可压缩滚轮进一步包含安置于柔性管状管与刚性驱动轴之间的弹性可压缩材料。举例来说，所述弹性可压缩材料可为TPU泡沫、EVA泡沫或聚丙烯泡沫，且在一些实施方案中，所述弹性可压缩材料可永久固定到刚性轴以抵抗原本将逐出所述弹性可压缩材料的剪切力。在其它实施方案中，所述弹性可压缩材料可永久固定到柔性管状部件的内表面以抵抗原本将逐出所述弹性可压缩材料的剪切力。在一个实施方案中，所述曲线轮辐在横截面上为蛇形的且因此在移除外部(例如，径向）力之后即刻自动回弹到其完全延伸。所述曲线轮辐及轮毂可沿着管状部件的整个纵向长度定位，但仅需要占据纵向长度的一部分。举例来说，在一个实施方案中，所述曲线轮辐及轮毂可仅占据弹性管状部件的长度的约1 〇 %到约20 %且可沿着管状部件的纵向轴线以管状部件的中心部分为中心，从而留下80%或更多的可压缩弹性材料可沿着其安置的不受阻长度。

在一个方面中，所述一个或一个以上叶片与所述弹性管状部件整体形成且界定从弹性管状部件的一端延伸到另一端的V形片体。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片围绕弹性管状部件的圆周等距间隔开。在一个实施例中，所述叶片经对准使得一个V形片体的端与邻近V形片体的中心尖端共面。此布置提供叶片与可压缩滚轮和其啮合的接触表面之间的恒定接触。此不间断的接触消除原本因在接触条件与不接触条件之间变化而形成的噪音。在一个实施方案中，一个或一个以上叶片相对于径向轴线以30°与60°之间的角度α从管状滚轮的外表面延伸且朝向旋转方向倾斜。在一个实施例中，叶片与径向轴线的角度α为 45°。使叶片沿旋转方向成角度降低叶片的根部处的应力，借此降低或消除叶片从弹性管状部件扯下的可能性。所述一个或一个以上叶片接触清洁表面上的碎肩并沿可压缩滚轮的旋转方向引导所述碎肩。

在一个实施方案中，叶片为V形片体，且V的支腿相对于划迹于管状部件的表面上且从弹性管状部件的一端延伸到另一端的线性路径成5°到10°的角度Θ。在一个实施例中，V 形片体的两个支腿成7°的角度Θ。在一个实施例中，管状部件及曲线轮辐及轮毂由在60Α到 80Α的范围内的硬度值的弹性材料注射模制而成。比此范围软的硬度值的材料可展现过早的磨损及灾难性破裂，且较硬硬度值的弹性材料将产生实质阻曳（即，对旋转的阻力)且将导致疲劳及应力断裂。在一个实施例中，弹性管状部件由TPU制造且弹性管状部件的壁具有约1mm的厚度。在一个实施例中，弹性管状部件的内径为约23mm且外径为约25mm。在具有多个叶片的弹性管状部件的一个实施例中，由所述多个叶片的尖端扫过的外侧圆周的直径为 30mm 〇

由于一个或一个以上叶片从弹性管状部件的外表面延伸在一个实施例中达弹性管状滚轮的直径的至少10%的高度，因此其防止绳状元件直接缠绕在弹性管状部件的外表面上。因此，所述一个或一个以上叶片防止毛发或其它细线状碎肩紧紧地缠绕在可压缩滚轮的芯上且降低清洁功效。将叶片界定为V形片体进一步辅助将毛发及其它碎肩从滚轮的端朝向滚轮的中心引导，V形片体的尖顶位于所述中心处。在一个实施例中，V形片体的尖顶与自主覆盖机器人的真空入口的中心直接成直线定位。

在具有两个可压缩滚轮的实施例中，与具有单个可压缩滚轮的实施例相比，两倍大的物体可在两个可压缩滚轮之间通过而进入真空气道中。举例来说，在具有面向彼此且各自具有多个叶片的两个可收缩滚轮的一个实施例中，弹性管状部件的外表面间隔开7mm 的距离。每一可压缩滚轮上的叶片从弹性管状部件的外表面延伸3mm的距离，且每一滚轮上的叶片在其最近接触点处间隔开1_。在此实施例中，大到14_的物体可在其去往具有不小于14mm的最短尺寸的真空增压室的途中压缩可压缩滚轮。虽然控制弹性管状部件的外表面之间的间距，但可压缩滚轮的叶片之间的间隙将变化，因为不需要协调一个或一个以上叶片中的每一者的位置的时序。

在某些实施例中，滚轮之间的间隙为约7mm，叶片彼此相距在1mm内，且每一叶片具有约3mm的高度。由于滚轮的可压缩性，此实施例经配置以允许大到约14mm的物品且(举例来说)大小介于从约7mm到约21mm的范围内的物品在滚轮之间通过且进入真空入口及中心增压室中以沉积于灰尘箱内。在某些实施例中，滚轮之间的间隔可介于从5_到10mm或更具体来说从6mm到8mm的范围内（例如，7mm)。举例来说，叶片的高度可介于从1mm到5mm或优选地从2mm到4mm的范围内（例如，3mm)。举例来说，邻近滚轮的叶片之间的间距可介于从l/2mm 到5mm或更具体来说1 /2mm到2mm的范围内（例如，1mm)。

在某些实施例中，具有叶片的滚轮可具有约30mm到31mm的直径，且在无叶片的情况下可具有约25mm的管直径，在此实施例中，邻近滚轮的中心轮轴分开约33mm。举例来说，在无叶片的情况下滚轮管的外径可为约15mm到约5 0mm或更具体来说约2 0mm到约40mm或更具体来说约25mm到约30mm。

在某些实施例中，可收缩的弹性形状改变滚轮可共变形或弯曲，使得每一滚轮形状改变以准许大于滚轮直径的1/3的碎肩在滚轮之间通过或优选地准许大于滚轮直径的1/ 2的碎肩通过滚轮。

在本发明教示的某些实施例中，叶片的高度构成滚轮之间的完全分离的小于2/3 且优选地滚轮的完全分离的小于1/2且进一步优选地大于完全分离的约lcm。

在一个实施方案中，与自主覆盖机器人以可旋转方式啮合的滚轮包含弹性管状部件，其中具有在柔性管状部件的内表面与沿着管状部件的纵向轴线安置的轮毂之间延伸的多个弹性曲线轮辐。所述轮毂在其中形成有用于与刚性驱动轴牢固啮合的一个或一个以上啮合元件。在一个实施例中，啮合元件为形成到轮毂的圆周中以用于接纳沿着刚性驱动轴的外表面形成的隆起键元件的一对容座。所述啮合元件使得能够经由弹性曲线轮辐将扭矩从驱动轴转移到弹性管状部件。

在一个实施例中，所述可压缩滚轮进一步包含安置于柔性管状薄片与刚性驱动轴之间的弹性可压缩材料。所述弹性可压缩材料可为ITU泡沫、EVA泡沫或聚丙烯泡沫，且在一些实施方案中，所述弹性可压缩材料可永久固定到刚性轴以抵抗原本将逐出所述弹性可压缩材料的剪切力。在一个实施方案中，所述曲线轮辐在横截面上为蛇形的且因此在移除外部(例如，径向）力之后即刻自动回弹到其完全延伸。所述曲线轮辐及轮毂可沿着管状部件的整个纵向长度定位，但仅需要占据纵向长度的一部分。举例来说，在一个实施方案中，所述曲线轮辐及轮毂可仅占据弹性管状部件的长度的约10%到约20%且可沿着管状部件的纵向轴线以管状部件的中心部分为中心，从而留下80%或更多的可压缩弹性材料可沿着其安置的不受阻长度。

在一个方面中，所述弹性可压缩材料沿着驱动轴从轮毂延伸到从驱动轴的一端或两端向内的位置，所述弹性管状部件借此在滚轮的任一端或两端处留下至少一个中空坑室。在一个实施例中，滚轮的每一端在其中具有第一中空坑室及第二中空坑室。所述第一中空坑室为由弹性管状部件及第一防护部件(或凸缘)限界的实质上圆柱形容积，所述第一防护部件(或凸缘)从驱动轴径向向外延伸比弹性管状部件的内半径短的距离且实质上与弹性管状部件的端平行对准。因此，第一防护部件与弹性管状部件的内表面由大到足以容纳迀移到中空坑室中的成股毛发的间隙分离。在一个实施方案中，所述滚轮进一步包含具有一个或一个以上同心壁或罩盖、插入到弹性管状部件的端中且与驱动轴的纵向轴线同心对准的端帽。在一个实施例中，外罩盖部件比内罩盖部件长。所述帽的外罩盖部件装配到罩盖与弹性管状部件之间的间隙中，但不完全阻塞所述间隙使得毛发迀移到第一中空坑室中。迀移到第一中空坑室中的毛发接着可进一步迀移到由内罩盖部件及外罩盖部件、第一防护部件、第二防护部件限界的第二中空坑室中，所述第二防护部件从驱动轴径向延伸且与内罩盖部件的端对准地定位于驱动轴的端上。

第一中空坑室及第二中空坑室收集毛发以便防止毛发干扰旋转驱动元件，举例来说，齿轮。一旦第一及第二中空坑室填满毛发，便将拒收额外毛发且防止其朝向旋转驱动元件迀移。另外，在第一及第二中空坑室内收集的毛发将积累静电荷，其排斥试图迀移到滚轮中的额外毛发。滚轮的驱动端及非驱动端两者具有类似构造的第一及第二中空坑室，其用于收集毛发且防止干扰旋转元件。

在另一实施方案中，一种自主移动机器人包含底盘，其中安装有与控制系统通信的驱动系统。所述底盘具有穿过其安置的真空气道以用于以将碎肩从安装到所述底盘的清洁头组合件递送到安装到所述底盘的碎肩收集箱。所述真空气道在所述清洁组合件与碎肩收集箱之间延伸且与安置于所述碎肩收集箱内的叶轮部件流体连通。连接到所述底盘的清洁头模块具有与其以可旋转方式啮合的管状前滚轮及彼此邻近且在真空气道的入口下方定位的管状后滚轮。前滚轮的纵向轴线位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滚轮的纵向轴线位于所述第二水平面上，且所述后滚轮在所述清洁头组合件的下部笼架下方延伸以与清洁表面进行接触。所述前滚轮及后滚轮由窄气隙分离，使得从所述真空气道引导的真空抽吸集中于清洁表面上的所述间隙正下方的点处。在一个实施例中，所述窄间隙横跨约1mm及约2mm或在约1mm与约2mm之间的距离。在一个方面中，前滚轮与后滚轮之间的间隙的横截面积实质上等于或小于真空入口的横截面积。此进一步维持清洁表面处的前滚轮与后滚轮之间的间隙正下方的真空浓度。在一个实施例中，间隙的面积与跨越定位于前滚轮及后滚轮上方的真空气道入口截取的平面横截面的面积的比为1:1且范围可高达10: 1。在一个实施例中，间隙的面积与跨越定位于前滚轮及后滚轮上方的真空气道入口截取的平面横截面的面积的比为4:1。

另外，在一些实施例中，下部笼架的下部表面定位于清洁表面上方不大于1mm的距离处，借此进一步维持清洁头组合件下方、前滚轮(其在清洁表面上方浮动）下方且向上穿过前滚轮与后滚轮之间的间隙的集中真空。

在一个实施例中，所述真空气道具有从定位于滚轮上方的真空入口到邻近碎肩收集箱定位的气道出口的实质上恒定的非角度横截面。在另一实施例中，所述真空入口沿着前滚轮及后滚轮的纵向轴线向外张开以捕获沿着滚轮的整个长度进入的碎肩。所述真空入口朝向从真空入口延伸的真空气道成角度且将碎肩重新引导到所述真空气道的较小横截面容积中。类似地，气道出口可张开以在碎肩收集箱的整个宽度中分布碎肩而非直接邻近气道出口将碎肩以单一堆排出。通过在真空气道的整个大部分中维持较窄紧缩且仅使真空入口及气道出口张开，最大化穿过真空气道(包含在真空气道中的喉颈或弯部处)的空气流速度。在整个真空气道中维持高空气速度使得碎肩能够通过真空气道的喉颈而非沉淀在那里并阻塞空气流。

在一个实施例中，所述前滚轮及所述后滚轮与真空气道入口平行纵向对准且两个滚轮具有从其外表面向外延伸的一个或一个以上叶片。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片从滚轮的外表面延伸在一个实施例中达弹性管状滚轮的直径的至少10%的高度，且所述前滚轮上的叶片与所述后滚轮上的叶片间隔开1mm的距离。在叶片之间维持间隙允许空气流在前滚轮与后滚轮之间通过，且最小化所述间隙维持清洁表面处前滚轮及后滚轮正下方及其之间的空气流速度。

所述一个或一个以上叶片防止绳状元件(例如，毛发或细线)直接缠绕在滚轮的外表面上且降低清洁功效。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片为V形片体。将叶片界定为V形片体进一步辅助将毛发及其它碎肩从滚轮的端朝向滚轮的中心引导，V形片体的尖顶位于所述中心处。在一个实施例中，V形片体的尖顶与自主覆盖机器人的真空气道入口的中心直接成直线定位。

在另一实施方案中，一种自主移动机器人包含底盘，其中安装有与控制系统通信的驱动系统。所述底盘具有穿过其安置的真空气道以用于以将碎肩从安装到所述底盘的清洁头组合件递送到安装到所述底盘的碎肩收集箱。所述真空气道在所述清洁头组合件与碎肩收集箱之间延伸且与安置于所述碎肩收集箱内的叶轮部件流体连通。连接到所述底盘的清洁头模块具有与其以可旋转方式啮合的管状前滚轮及彼此邻近且在真空气道的入口下方定位的管状后滚轮。前滚轮的纵向轴线位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滚轮的纵向轴线位于所述第二水平面上，且所述后滚轮在所述清洁头组合件的下部笼架下方延伸以与清洁表面进行接触。所述前滚轮及后滚轮由窄气隙分离，使得从所述真空气道引导的真空抽吸集中于清洁表面上的所述气隙正下方的点处。在一个实施例中，所述气隙横跨1mm及2mm或在1mm与2mm之间的距离。所述清洁头模块在所述清洁头模块的内表面与所述前滚轮及后滚轮的外表面之间以1mm或更小的间距包封每一滚轮的125°与175°之间的外圆周。在一个实施例中，所述清洁头模块以1mm或更小的距离包封每一滚轮的150°的外圆周表面。因此，真空空气流被实质上引导于滚轮之间，且通过滚轮从清洁表面升起的碎肩将通过滚轮之间的气隙流动到真空气道中而非堵塞于滚轮、清洁头模块之间。

另外，在一些实施例中，清洁头的下部笼架的下部表面定位于清洁表面上方不大于1mm的距离处，借此进一步维持清洁头组合件下方、前滚轮(其在清洁表面上方浮动)下方且向上穿过前滚轮与后滚轮之间的间隙的集中真空。

在一个方面中，前滚轮与后滚轮之间的间隙的横截面积实质上等于或小于真空入口的横截面积。此进一步维持清洁表面处的前滚轮与后滚轮之间的间隙正下方的真空浓度。在一个实施例中，间隙的面积与跨越定位于前滚轮及后滚轮上方的真空气道入口截取的平面横截面的面积的比为1:1且范围可高达10:1。在一个实施例中，间隙的面积与跨越定位于前滚轮及后滚轮上方的真空气道入口截取的平面横截面的面积的比为4:1。

在一个实施例中，所述前滚轮及后滚轮与真空气道入口平行纵向对准且两个滚轮具有从外滚轮表面向外延伸的一个或一个以上叶片。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片从滚轮的外表面延伸在一个实施例中达弹性管状滚轮的直径的至少10 %的高度，且所述前滚轮上的叶片与所述后滚轮上的叶片间隔开1mm的距离。在叶片之间维持间隙允许空气流在前滚轮与后滚轮之间通过，且最小化所述间隙维持清洁表面处前滚轮及后滚轮正下方及其之间的空气流速度。

在一个实施方案中，叶片为V形片体，且V的支腿相对于划迹于每一滚轮的表面上且从滚轮的一端延伸到另一端的线性路径成5°到10°的角度Θ。所述一个或一个以上叶片防止绳状元件(例如，毛发或细线)直接缠绕在滚轮的外表面上且降低清洁功效。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片为V形片体。将叶片界定为V形片体进一步辅助将毛发及其它碎肩从滚轮的端朝向滚轮的中心引导，V形片体的尖顶位于所述中心处。在一个实施例中，V形片体的尖顶与自主覆盖机器人的真空气道入口的中心直接成直线定位。

在另一实施方案中，一种自主移动机器人包含底盘，其中安装有与控制系统通信的驱动系统。所述底盘具有穿过其安置的真空气道以用于以将碎肩从安装到所述底盘的清洁头组合件递送到安装到所述底盘的碎肩收集箱。所述真空气道在所述清洁头组合件与碎肩收集箱之间延伸且与安置于所述碎肩收集箱内的叶轮部件流体连通。连接到所述底盘的清洁头模块具有与其以可旋转方式啮合的管状前滚轮及彼此邻近且在真空气道的入口下方定位的管状后滚轮。前滚轮的纵向轴线位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滚轮的纵向轴线位于所述第二水平面上，且所述后滚轮在所述清洁头组合件的下部笼架下方延伸以与清洁表面进行接触。所述前滚轮及后滚轮由等于或小于1mm的间隙分离使得从所述真空气道引导的真空抽吸集中于清洁表面上的所述间隙正下方的点处。所述清洁头模块在所述清洁头模块的内表面与所述前滚轮及后滚轮的外表面之间以1_或更小的距离包封每一滚轮的125°与175°之间的外圆周。在一个实施例中，所述清洁头模块以1mm或更小的间距包封每一滚轮的150°的外圆周表面。因此，真空空气流被实质上引导于滚轮之间，且通过滚轮从清洁表面升起的碎肩将通过滚轮之间的气隙流动到真空气道中而非堵塞于滚轮、清洁头模块之间。

在一个实施例中，机器人进一步包含安置于碎肩收集箱与叶轮的轴向进口之间的空气过滤器，使得叶轮的轴向进口与空气过滤器的纵向轴线实质上共面。另外，在实施例中，可拆卸空气过滤器盖囊封空气过滤器及叶轮进口。在可拆卸空气过滤器盖及空气过滤器下方界定的容积具有等于叶轮进口的横截面积的横向横截面积，使得空气流在整个容积中保持连续且无空气流收缩及/或紧缩并进入碎肩收集箱中。

在一个实施方案中，叶片为V形片体，且V的支腿相对于划迹于每一滚轮的表面上、从滚轮的一端延伸到另一端的线性路径成5°到10°的角度Θ。所述一个或一个以上叶片防止绳状元件(例如，毛发或细线)直接缠绕在滚轮的外表面上且降低清洁功效。在一个实施例中，所述一个或一个以上叶片为V形片体。将叶片界定为V形片体进一步辅助将毛发及其它碎肩从滚轮的端朝向滚轮的中心引导，V形片体的尖顶位于所述中心处。在一个实施例中，V 形片体的尖顶与自主覆盖机器人的真空气道入口的中心直接成直线定位。

在实施例中，从所述真空气道延伸的前部分(例如，图3中所展示的真空入口 392) 成斜坡使得顶部内表面将碎肩、特定来说重的碎肩重新引导到真空气道的后部分中。所述前部分的纵向轴线相对于垂直轴线以小于90°且优选地大约45°成斜坡。

在实施例中，从真空气道入口延伸的前部分朝向后部分弯曲。所述前部分可形成 (举例来说)具有可变半径的部分抛物线。所述抛物线的顶点可位于后滚轮上方在与真空入口对准的垂直轴线后面。弯曲真空气道的上部表面的内壁将使碎肩偏转到真空气道的后部分中。

真空气道的前部分及后部分可形成为单一整体式组件，但在一些实施例中，所述后部分为在密封接头处毗连刚性前部分的弹性体部件。在一个实施例中，密封接头为压缩装配，其中刚性前部分插入到弹性体后部分中且通过径向压缩力固定。在另一实施例中，所述密封接头为弹性体包覆模制件。所述密封接头形成防止真空损失的密封真空路径。在实施例中，所述后部分以密封配置端接于邻接碎肩收集箱的开口的凸缘中。因此，真空气道实现顺畅、密封的真空空气流。在一个实施例中，所述弹性体后部分由例如Mediprene™等热塑性材料或例如Santoprene™等热塑性硫化橡胶(TPV)制造。在一个实施例中，所述刚性前部分由塑料材料制造，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或耐纶，所述材料具有防静电性质且抵抗毛发的积累。

前滚轮的纵向轴线位于定位于第二水平面上方的第一水平面中，后滚轮的纵向轴线位于所述第二水平面上，且所述后滚轮在所述清洁头组合件的下部笼架下方延伸以与清洁表面进行接触。在一些实施例中，下部笼架的下部表面定位于清洁表面上方不大于1_的距离处，借此进一步维持清洁头组合件下方、前滚轮(其在清洁表面上方浮动）下方且向上穿过前滚轮与后滚轮之间的间隙的集中真空。

本发明教示的目标及优点将部分地阐述于以下描述中且将部分地从所述描述显而易见或可通过对本发明教示的实践来获悉。将借助于在所附权利要求书中特别指出的元件及组合来实现及获得本发明教示的目标及优点。

将理解，前述一般描述及以下详细描述两者仅为示范性及解释性的且并不限制所主张的本发明教示。

并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图解说明本发明教示的实施例，并与所述描述一起用于解释本发明教示的原理。