一种自主清洁设备及其降噪风道装置的制作方法

1.本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种自主清洁设备及其降噪风道装置。


背景技术：

2.通常，自主清洁设备通过在移动时抽吸灰尘或异物来清洁房屋和办公室等特定区域。自主清洁设备包括：用于抽吸灰尘或异物的普通真空吸尘器的单元、用于移动该自主清洁设备的移动单元、用于检测待清洁区域内的各种障碍物的检测传感器以及用于执行清洁操作的控制器。控制器通过控制移动单元和检测传感器来进行清洁。
3.自主清洁设备在待清洁区域内行进，从而无需用户操作即可自主清洁地板。具体地，自主清洁设备可以起到去除灰尘或清洁家庭地板的作用。在此，灰尘可以包括例如灰尘、尘土、粉末和碎片。
4.自主清洁设备包括形成真空状态的抽真空装置，固体颗粒由真空吸入口卷入尘盒当中，尘盒内的过滤器将气流过滤，气流经过风道进入真空发生器(马达)后排出自主清洁设备外。在现有技术中，当自主清洁设备采用高功率模式进行清扫时，由于真空度变大，气流与风道的摩擦和冲击力加强引发较大的物理振动，从而产生较大的噪音，影响用户的使用体验。
5.因此亟需提供一种能够降低噪音的自主清洁设备及其降噪风道装置。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种自主清洁设备及其降噪风道装置，其解决了现有的自主清洁设备采用高功率模式产生较大噪音的技术问题。
8.(二)技术方案
9.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
10.第一方面，本实用新型实施例提供一种自主清洁设备的降噪风道装置，所述自主清洁设备包括主体、降噪风道装置和上盖，所述主体上设置有马达，所述降噪风道装置安装在所述主体上，所述上盖盖设在所述降噪风道装置上；
11.所述降噪风道装置包括风道组件，所述风道组件包括上壳体、下壳体以及由弹性材料制成的支撑降噪结构，所述下壳体和所述上壳体围合形成风道，所述风道对应述马达位置处开设有进风口，所述风道远离所述进风口的一侧设有排风口；
12.所述支撑降噪结构的一端固定在所述下壳体，所述支撑降噪结构的另一端与所述上壳体的下表面相抵触动。
13.可选地，所述下壳体固定于所述主体，所述下壳体上设置有凹槽，所述上壳体安装在凹槽的开口处，所述支撑降噪结构的一端固定在所述凹槽的底面上。
14.可选地，沿气流在所述风道中的流动方向，所述风道分为上游风道和下游风道；
15.多个所述支撑降噪结构布置在所述上游风道处，所述下游风道设置有气流缓冲部和排气口组件，所述气流缓冲部的一端与所述上游风道连接，所述气流缓冲部的另一端与所述排气口组件的一端连接，所述排气口组件的另一端位于所述排风口位置处。
16.可选地，所述支撑降噪结构呈片状，由消声材料制成，沿空气流动方向布置；和/或
17.所述支撑降噪结构的数量为三个以上，并且所述支撑降噪结构靠近所述进风口处的设置数量多于靠近所述下游风道的设置数量。
18.可选地，所述气流缓冲部处的所述下壳体包括沿空气流动方向依次布置的第一倾斜部和第二倾斜部，所述第一倾斜部和所述第二倾斜部之间平滑过渡，且所述第一倾斜部远离所述第二倾斜部的一侧与所述上游风道连接，其中，所述第一倾斜部与所述上壳体之间的夹角大于所述第二倾斜部与所述上壳体之间的夹角；和/或
19.沿空气流动的方向，所述气流缓冲部处的所述下壳体和所述上壳体围合成的部分所述下游风道的横截面的面积逐渐变大。
20.可选地，所述排气口组件呈喇叭状，包括第三倾斜部和第四倾斜部；
21.所述第三倾斜部和所述第四倾斜部平滑过渡，所述第三倾斜部远离所述第四倾斜部的一侧与所述气流缓冲部的第二倾斜部卡合；和/或
22.所述排气口组件的所述另一端处设置有减振结构。
23.可选地，所述支撑降噪结构的材料为epp降噪材料，并且所述风道的内壁也涂有epp降噪材料；和/或
24.所述风道的拐角处采用倒圆角方式平滑过渡。
25.可选地，所述降噪风道装置还包括主动降噪组件，所述主动降噪组件位于所述马达附近，所述主动降噪组件用于产生与所述马达的噪声相等的反相声波，进而将所述马达的噪声中和。
26.可选地，所述主动降噪组件包括麦克风、扬声器和噪音消除电路；
27.所述麦克风采集所述马达的噪音信号，并将所述噪音信号实时传输给所述噪音消除电路，所述噪音消除电路根据接收到的所述噪音信号控制所述扬声器产生反相的声波。
28.第二方面，本实用新型实施例提供一种自主清洁设备，所述自主清洁设备包括如上所述的降噪风道装置。
29.(三)有益效果
30.本实用新型的有益效果是：本实用新型的自主清洁设备的降噪风道，由于在上壳体和下壳体之间设置有支撑降噪结构，相对于现有技术而言，其可以吸收气流通过时上壳体振动，达到了降低抽真空马达运转噪音的效果。
31.本实用新型还将降噪风道的结构加改进，通过设置气流缓冲部和排气口组件，减少了气流冲击，并且也减小气流和风道的摩擦，从而减少了清洁期间产生的噪音。
附图说明
32.图1为本实用新型的自主清洁设备的立体示意图；
33.图2为本实用新型的自主清洁设备的立体示意图，其中自主清洁设备未安装上盖；
34.图3为本实用新型的自主清洁设备的立体示意图，其中自主清洁设备未安装上盖未安装上盖和风道组件的上壳体；
35.图4为本实用新型的风道组件的分解图；
36.图5为图4中的下壳体的俯视示意图；
37.图6为本实用新型的自主清洁设备的立体示意图，其中自主清洁设备未安装上盖和风道组件；
38.图7为本实用新型的风道组件的下壳体从仰视方向看的立体示意图；
39.图8为本实用新型的排气口组件的立体示意图；
40.图9为本实用新型的排气口组件的俯视示意图。
41.【附图标记说明】
42.1：自主清洁设备；2：主体；3：上盖；4：马达；5：排风口；6：尘盒；7：风道组件；8：上壳体；9：下壳体；10：进风口；11：气流缓冲部；12：支撑降噪结构；13：排气口组件；14：主动降噪组件；15：第一倾斜部；16：第二倾斜部；17：第三倾斜部；18：第四倾斜部；19：减振结构。
具体实施方式
43.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。
44.参照图1、图2和图3，本实用新型实施例提供一种自主清洁设备的降噪风道装置，自主清洁设备1包括主体2、降噪风道装置和上盖3。主体2上设置有尘盒6和马达4，降噪风道装置安装在主体2上，上盖3盖设在降噪风道装置上。马达4为抽真空马达，用于抽吸地面上的固体颗粒。
45.降噪风道装置包括风道组件7，风道组件7包括上壳体8、下壳体9以及由弹性材料制成的支撑降噪结构12。下壳体9和上壳体8围合形成风道。
46.下壳体9对应马达4位置处设有进风口10，下壳体9上远离进风口10的一侧设有排风口5。
47.支撑降噪结构12的一端固定在下壳体9，支撑降噪结构12的另一端与上壳体8的下表面相抵触。
48.进一步地，下壳体9固定于主体2，下壳体9上设置有凹槽，上壳体8安装在凹槽的开口处，支撑降噪结构12的一端固定在凹槽的底面上。
49.沿气流在风道中的流动方向，风道分为上游风道和下游风道。上游风道安装有多个支撑降噪结构12，支撑降噪结构12设置在凹槽的底面和上壳体8之间。支撑降噪结构12的一端固定在下壳体9的凹槽的底面上，支撑降噪结构12的另一端与上壳体8的下表面相抵触，支撑降噪结构12对上壳体8形成弹性支撑，用于吸收气流通过时上壳体8的振动，降低噪音。上游风道垂直于气流流动方向的横截面为条状，使得上游风道制造加工简单，并且上游风道对气流的摩擦阻力小。
50.支撑降噪结构12呈片状，由消声材料制成，沿空气流动方向布置，有利于将气流导向下游风道。此外，支撑降噪结构12的数量为三个以上，支撑降噪结构12靠进风口10处的设置数量多于靠近下游风道的设置数量。出风口10处的气流的速度比靠近下游风道位置处的气流的速度大，设置更多的支撑降噪结构12，可以更好地吸收出风口10处的上壳体8的振动，降低噪音。
51.进一步地，支撑降噪结构12采用epp降噪材料制成，下壳体9的凹槽的表面与上壳
体8的下表面涂有epp降噪材料。需要说明的是，epp为聚丙烯塑料发泡材料，该材料具有优良的隔音吸音效果，且具有比重轻、弹性好、抗震抗压、变形恢复率高、吸收性能好、耐各种化学溶剂、绝缘、耐热、环保等优势。
52.此外，为了进一步减小气流和风道的摩擦，风道的拐角处均采用倒圆角方式平滑过渡。
53.下游风道设置有气流缓冲部11和排气口组件13。结合图4、图5和图7所示，气流缓冲部11处的下壳体9包括沿空气流动方向依次布置的第一倾斜部15和第二倾斜部16，第一倾斜部15和第二倾斜部16之间平滑过渡，且第一倾斜部15远离第二倾斜部16的一侧与上游风道连接，由于气流缓冲部11相对于上游风道增大了空间，气流到此后减速，降低了对排气口部件13的气流冲击，降低了噪音。其中，第一倾斜部15与上壳体8之间的夹角大于第二倾斜部16与上壳体8之间的夹角，气流在第一倾斜部15处流速快速下降，在第二倾斜部16处流速下降速度降低，气流逐渐趋于平缓稳定，合理调整下游风道各个区域的流速调整速度，降低排气噪音。
54.沿气流动的方向，气流缓冲部11处的凹槽宽度逐渐变窄，但高度逐渐变大，并且气流缓冲部11处的下壳体9和上壳体8围合成的部分下游风道的横截面的面积逐渐变大。由于气流缓冲部11相对于上游风道增大了空间，气流到此后减速，降低了对排气口部件13的气流冲击，降低了噪音。需要说明的是，除了凹槽宽度变窄、高度变大的方式外，也可通过其他适当的方式使得气流缓冲部11处的下游风道的横截面的面积逐渐变大。此外，气流缓冲部11的内表面涂有epp降噪材料。
55.参照图7、图8和图9，排气口组件13呈喇叭状，排气口组件13的外壁通过两个螺丝与下壳体9固定连接。排气口组件13包括第三倾斜部17和第四倾斜部18。第三倾斜部17和第四倾斜部18平滑过渡，第三倾斜部17远离第四倾斜部18的一侧与气流缓冲部11的第二倾斜部16卡合，排气口组件13的另一端处设置有减振结构19，避免高速气流直接穿过排气孔产生振动及噪声。具体地，在图8所示优选实施例中，减振结构19为正对排风口布置的海棉薄片，避免高速气流穿过排气孔所起的噪声，气流经海绵薄片缓冲后经海绵薄片上的孔排出至排气孔并最终排出至外界大气，海绵薄片还可对排出气流中可能残留的灰尘进行过滤，避免排气污染外部环境。气流冲击风道，就会产生湍流噪音，减振结构19能够降低风道排风口5位置处振动，进一步降低了噪音。
56.此外，排气口组件13的内表面涂有epp降噪材料。
57.结合图6所示，降噪风道装置还包括主动降噪组件14，主动降噪组件14位于马达4附近。主动降噪组件14能够产生与马达4噪声相等的反相声波，进而将噪声中和，以实现马达4噪音的主动降噪。
58.具体地，主动降噪组件14包括麦克风、扬声器和噪音消除电路。麦克风采集马达4的噪音信号，并将噪音信号实时传输给噪音消除电路，噪音消除电路根据接收到的噪音信号控制扬声器产生反相的声波信号来抵消马达4的噪音。
59.参照图1、图2、图3和图6，本实用新型实施例还提供一种自主清洁设备，包括主体2、上述的降噪风道装置和上盖3。主体2上设置有尘盒6和马达4，降噪风道装置安装在主体2上，上盖3盖设在降噪风道装置上。
60.自主清洁设备还包括清洁系统、感知系统、控制系统、驱动系统、能源系统和人机
交互系统。下面将对自主清洁设备的各主要部分进行详细说明。
61.主体2包括机架、前部分、后部分和底盘等。主体2具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似d形形状。
62.感知系统包括位于主体2上方的位置传感器、以及位于主体2的前部分的缓冲器、避障传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪和里程计等传感装置。这些传感装置向控制系统提供机器的各种位置信息和运动状态信息。在一个优选实施方式中，位置传感器包括但不限于激光发射器、视觉摄像器、动态视觉传感器或激光测距装置(lds)。
63.清洁系统包括干式清洁部和湿式清洁部。其中，湿式清洁部为第一清洁部，其主要作用是通过含有清洁液的清洁布对待清洁表面(如地面)进行擦拭。干式清洁部为第二清洁部，其主要作用是通过清扫刷等结构清扫待清洁表面的固体颗粒污染物。
64.作为干式清洁部，主要的清洁功能源于滚刷、尘盒、风机、出风口以及四者之间的连接部件所构成的第二清洁部。与地面具有一定干涉的滚刷将地面上的颗粒扫起并卷带到主刷与尘盒之间的吸尘口前方，然后被风机产生并经过尘盒的有吸力的气体吸入尘盒。扫地机的除尘能力可用垃圾的清扫效率dpu(dust pick up efficiency)进行表征，清扫效率dpu受滚刷结构和材料影响，受吸尘口、尘盒6、风机、出风口以及四者之间的连接部件所构成的风道的风力利用率影响，受风机的类型和功率影响。干式清洁系统还可包含具有旋转轴的边缘刷，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到第二清洁部的主刷的清扫区域中。
65.作为湿式清洁部，第一清洁部主要包括液体容置箱和清洁布等。液体容置箱作为承载第一清洁部的其他部件的基础。清洁布可拆地设置在液体容置箱上。液体容置箱内的液体流向清洁布，清洁布对滚刷等清扫后的地面进行擦拭。
66.驱动系统用以驱动主体2及其上的部件移动，以进行自动行走和清扫。驱动系统包括驱动轮模块，驱动系统可基于距离和角度信息，发出驱动命令而操纵自主清洁设备跨越地面行驶。驱动轮模块可以同时控制左轮和右轮，为了更为精确地控制机器的运动，优选驱动轮模块分别包括左驱动轮模块和右驱动轮模块。左、右驱动轮模块沿着由主体2界定的横向轴对置，即对称设置。为了使自主清洁设备能够在地面上更为稳定地运动或者具有更强的运动能力，自主清洁设备可以包括一个或者多个从动轮，从动轮包括但不限于万向轮。
67.驱动轮模块包括行走轮、驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路和里程计。驱动轮模块可以可拆卸地连接到主体2上，方便拆装和维修。驱动轮可具有偏置下落式悬挂系统，以可移动方式紧固到主体2上，例如以可旋转方式附接到主体2上，且接受向下及远离主体2偏置的弹簧偏置。弹簧偏置允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引，同时自主清洁设备的清洁元件(如滚刷等)也以一定的压力接触地面。
68.主体2的前部分可承载缓冲器，在清洁过程中驱动轮模块推进自主清洁设备在地面行走时，缓冲器经由系列触发原理，例如光折断原理，检测自主清洁设备的行驶路径中的一个或多个事件，自主清洁设备可通过由缓冲器检测到的事件，例如障碍物或墙壁，而控制驱动轮模块使自主清洁设备来对事件做出响应，例如远离障碍物。
69.一般在使用自主清洁设备的过程中，为了防止自主清洁设备进入家庭中的禁区，例如有易碎物品摆放处区域或卫生间等地面含水区域，优选地，清洁用自主清洁设备中还
包括禁区探测器。禁区探测器包括虚拟墙传感器，虚拟墙传感器会根据用户的设定设置虚拟墙从而限定禁区，当虚拟墙传感器检测到虚拟墙时可控制驱动轮模块，以限制清洁用自主清洁设备越过禁区的边界，即虚拟墙，而进入禁区。
70.此外，在使用自主清洁设备的过程中，为了防止自主清洁设备在例如室内楼梯、较高的台阶等处掉落，禁区探测器还包括悬崖传感器，悬崖传感器会根据用户的设定设置边界从而限定禁区，当悬崖传感器检测到禁区边界即悬崖边缘时可控制驱动轮模块，以限制清洁用自主清洁设备越过禁区的边界，从而避免自主清洁设备从台阶上掉落下去。
71.控制系统设置在主体2内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器和通信的计算处理器，例如中央处理单元、应用处理器，应用处理器根据激光测距装置反馈的障碍物信息利用定位算法，例如slam，绘制自主清洁设备所在环境中的即时地图。并且结合缓冲器、悬崖传感器和超声传感器、红外传感器、激光传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪和里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断扫地机当前处于何种工作状态，如过门槛，上地毯，位于悬崖处，上方或者下方被卡住，尘盒满，被拿起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得自主清洁设备的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。进一步地，控制系统能基于slam绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清扫路径和清扫方式，大大提高自主清洁设备的清扫效率。
72.能源系统包括充电电池，例如锂电池和聚合物电池。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路，充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路再与单片机控制电路相连。主机通过设置在机身侧方或者下方的充电电极与充电桩连接进行充电。如果裸露的充电电极上沾附有灰尘，会在充电过程中由于电荷的累积效应，导致电极周边的塑料机体融化变形，甚至导致电极本身发生变形，无法继续正常充电。
73.自主清洁设备在前端设置了信号接收器，以用于接收充电桩发出的信号，该信号通常为红外信号，在一些更先进的技术中，该信号可以为图形信号。正常来说，当自主清洁设备从充电桩出发时，系统会记住充电桩的位置，因此，在自主清洁设备打扫完毕，或者电量不足时，会控制驱动轮系统往其内存中存储的充电桩位置处驱动，进而上桩充电。
74.人机交互系统包括主机面板上的按键，按键供用户进行功能选择；还可以包括显示屏和/或指示灯和/或喇叭，显示屏、指示灯和喇叭向用户展示当前机器所处状态或者功能选择项。还可以包括手机客户端程序，对于路径导航型清洁设备，可以向用户展示在移动中自动清洁设备所在环境的地图，以及机器所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项。
75.为了更加清楚地描述自主清洁设备的行为，进行如下方向定义：自主清洁设备可通过相对于由主体2界定的如下三个相互垂直轴的移动的各种组合在地面上行进：前后轴x，即沿主体2的前部分和后部分方向延伸的轴线；横向轴y，即垂直于轴x且与轴x在同一水平面的轴线；以及中心垂直轴z，即垂直于轴x和轴y所组成的平面的轴线。沿着前后轴x的前向驱动方向标示为“前向”，且沿着前后轴x的向后驱动方向标示为“后向”。横向轴y实质上是沿着由驱动轮模块的中心点界定的轴心在自主清洁设备的右轮与左轮之间延伸。
76.自主清洁设备可以绕y轴转动。当自主清洁设备的前向部分向上倾斜，后向部分向下倾斜时为“上仰”，且当自主清洁设备的前向部分向下倾斜，后向部分向上倾斜时为“下
俯”。另外，自主清洁设备可以绕z轴转动。在自主清洁设备的前向方向上，当自主清洁设备向x轴的右侧倾斜为“右转”，当自主清洁设备向x轴的左侧倾斜为“左转”。
77.尘盒以机械抠手卡接的方式安装在机器主体部分后部的容纳腔中，抠手被抠住时卡件收缩，抠手放开时卡件伸出卡在容纳腔中容纳卡件的凹槽中。
78.本实用新型的自主清洁设备的降噪风道装置，由于在上壳体8和下壳体9之间设置有支撑降噪结构，相对于现有技术而言，其可以吸收气流通过时上壳体8的振动，达到了降低马达导致的噪音的技术效果。
79.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
80.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
81.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
82.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
83.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。