TWI419671B - 具有掃地與吸塵功能的清潔裝置 - Google Patents

Description

具有掃地與吸塵功能的清潔裝置

本發明係有關於一種吸塵器之技術領域，特別是關於一種具有掃刷模組與吸塵模組，以分別可針對不同形式之垃圾分別加以清除，而兼具有掃地與吸塵功能的清潔裝置。

隨著自動化技術與人工智慧的快速發展，機器人在人類的環境中扮演越來越重要的腳色，近年來的演進則漸漸朝向服務型機器人的方向快速蓬勃發展，其中尤以清潔機器人為主要之應用，清潔機器人的涵蓋範圍廣泛，依照IFR(Internation Federation of Robotics；國際機器人聯盟)的分類，可分為產業型與家用型兩大類，家用型的地板清潔機器人(吸塵器)在近年來則快速竄起，成為市場主流產品，每年已超過兩百五十萬台，據產業預估資料顯示估計清潔機器人的全球產值將成長約六倍，從2007年的3億美元成長為2014年的18億美元，具有極高發展潛力。

清潔機器人考量重點之一為清潔效能，而清潔效果會隨著掃刷及吸塵模組之設計差異而有所不同，若只單獨使用吸塵模組會遭遇的問題是，需要更大的吸力去吸起較重顆粒狀的粉粒，這將會造成電源消耗量增大以及噪音變大的雙重問題。

而除了單獨使用吸塵模組之設計之外，亦有掃刷搭配吸塵模組之設計，如美國第6971140號「Brush Assembly of Cleaner」專利，其係提出一種裝配有多組掃刷的吸塵器， 掃刷為可撓性呈規則排列環繞於吸塵器底面，並圍繞於該吸塵口的外圍，一驅動單元係連接各掃刷轉軸沿著環形不停運轉，藉由環形排列形式的掃刷，可使灰塵與髒污物被收集到內部區域範圍內再由吸塵口吸取，用以改良清潔的動作。

而美國第7200892號「Robot Cleaner with Adjustable Brush」專利，則提出一種掃刷可隨被清潔地面而調整之結構，掃刷後方設有一吸塵口，並且在掃刷與吸塵口之間具有導引氣流的設計，讓被掃刷清掃後的灰塵與髒污物被導引至吸塵口吸取收集，此一掃刷結構可防止因掃刷與地板過度接觸而導致吸塵模組超載的問題。

另外，美國第20080052846號「Cleaning Robot Roller Processing」專利申請案則提出一機器人，包含底盤、傳動系統、清潔模組。清潔模組包含外罩和至少一驅動清潔滾軸，含有瘦長型的軸芯及波浪式葉片，清潔刷毛安裝是依轉軸縱向旋轉，刷毛從軸芯呈放射狀地向外延伸至地面，波浪式葉片可協助去除細線狀髒污(如頭髮)緊繞軸芯的問題。

前述各項現有之專利所揭露的結構設計，主要都是將塵粒撥向吸塵口，以便於將粉粒集中吸入，然而目前所見的設計皆存在著清潔效能與耗能、噪音無法兼顧的窘境，因此有再加以改進之必要。

本發明有鑒於上述習知之清潔用機器人於實際施用時的缺失與限制，且積累發明人從事相關產業開發實務多年之經驗，精心研究，研發出一種應用具有掃地與吸塵雙功 能的清潔裝置。

本發明之主要目的，係在於解決前述各項問題而提供一種具有掃地與吸塵雙功能的清潔裝置，藉由將掃刷模組與吸塵模組獨立設置，以減低吸塵馬達的吸力需求，進而能降低噪音量、減少耗能，並且同步具有清潔效能提升之功效，以減少清潔設備的使用頻率，進而達到節能減碳的環保目的。

為達前述目的本發明具有掃地與吸塵功能的清潔裝置係於一機體中設置一掃刷模組與一吸塵模組。

該掃刷模組的殼體中樞設有一主掃刷與一次掃刷，且該主掃刷與該次掃刷係由一動力組驅動，而該殼體底部具有一開口，使該主掃刷的一部份由該開口伸出於該殼體之外以與地面接觸，且該殼體鄰近次掃刷頂部之位置具有一出口，而該殼體係樞設於該機體，使該掃刷模組可依自重而自由樞擺。

該吸塵模組之集塵盒內部具有第一容室與第二容室，該第一容室對應該掃刷模組之出口設有一入口，使該掃刷模組所掃除的垃圾能進入該第一容室中被收集，而該第二容室上方具有一吸氣口以與一吸氣組件連通，且該第二容室下方具有一吸口，而可由該吸氣組件產生吸力將灰塵吸取至該第二容室中。

據此，本發明係可針對不同形式之垃圾分別加以清除，較重之垃圾以掃刷模組清除，粉塵則用吸塵模組清除， 可大幅減少吸塵模組的負載，並且降低吸塵噪音，提升清潔效率。

再者，主掃刷與次掃刷配合的雙掃刷設計能有效避免垃圾卡於掃刷上而影響掃刷作動；而自由樞設的掃刷模組，則可藉由自重自行調整位置，以保持和地面的接觸使掃除效果更佳。

本發明前述的特點、特性，將從下述實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

茲配合圖式將本發明之實施例詳細說明如下。

請同時參考第1圖至第5圖。第1圖係表示本發明設置於自走式吸塵器之剖視結構示圖；第2圖係本發明之結構配置示意圖；第3圖係本發明掃刷模組之立體分解圖；第4圖係本發明掃刷模組樞設之結構示意圖；第5圖係本發明吸塵模組集塵盒組之立體分解圖。

本發明之具有掃地與吸塵雙功能的清潔裝置係指自走式吸塵器、傳統吸塵器等清潔裝置。而於本實施例中該清潔裝置係以自走式吸塵器為例說明。

本實施例中之自走式吸塵器1具有略呈扁平圓盤狀之機體10，該機體10中除了自走式吸塵器1所需具有之自走機構之外，為了達到掃地與吸塵雙功能之效用，本發明於機體10的中後段靠近自走式吸塵器1之後輪組11附近設置了一掃刷模組3與一吸塵模組4。

該掃刷模組3具有一殼體31，該殼體31之斷面略呈8 字形而其內部具有一上容室311與一下容室312，該下容室312係供一主掃刷32設置，而該上容室311係供一次掃刷33設置，該次掃刷33係位於該主掃刷32的斜上方，並且該殼體31之一側設有一側板313，以封閉該上容室311與下容室312的一側，而該主掃刷32與該次掃刷33係由一動力組34所帶動。本實施例中該動力組34於該殼體31相對於該側板313的一側設有一齒輪箱341，該齒輪箱341的一側具有一蓋板342用以封閉該齒輪箱341，且該齒輪箱341中設有一齒輪組343，該齒輪組343係由結合於該齒輪箱341之一馬達344所驅動，且該主掃刷32與該次掃刷33係分別與該齒輪組343連結，而可由該馬達344同步帶動該主掃刷32與該次掃刷33同步轉動。

該側板313與該齒輪箱34之蓋板341的相對位置上分別設有一樞接件301、302，而該機體10對應該二樞接件301、302分別凸伸有一樞接部101、102，使該二樞接件301、302可被樞設於該二樞接部101、102，使該掃刷模組3可以該二樞接件301、302為軸自由樞擺，如此一來，即可藉由該掃刷模組3之自重產生重力，促使該掃刷模組3依地面的高度變化而樞擺，使該主掃刷32保持與地面接觸。

該殼體31之下容室312底部具有一開口37，而該主掃刷32的一部份係由該開口37伸出於該殼體31之外以與地面接觸，該上容室311鄰近該吸塵模組4的部份具有一出口38，該出口38係鄰近於該次掃刷33頂部之位置。

該吸塵模組4具有一集塵盒41以及一個以可拆卸的方 式設置的盒蓋42。

該集塵盒41內部具有一第一容室411與一第二容室412，該第一容室411與第二容室412係可由該盒蓋42封閉且分隔，而該集塵盒41外緣緊鄰該掃刷模組3之一側對應該掃刷模組3之殼體31具有一圓弧面401，使該掃刷模組3以樞接件301、302為軸樞擺時，該圓弧面401能緊鄰該殼體31但不與該殼體31接觸。

該第一容室411係位在該集塵盒41鄰靠該掃刷模組3的一側，而該第二容室412則位於遠離該掃刷模組3的一側，且該第一容室411對應該掃刷模組3之殼體31的出口38設有一入口413，使該掃刷模組3所掃除的垃圾能由該掃刷模組3之出口38經過該入口413進入該第一容室411中被集中收集。

該第二容室412係供一集塵槽43由上向下插設，該集塵槽43具有一集塵室430，並由該集塵室430向下延伸有一吸口431，該吸口431係可向下穿出該第二容室412，而該集塵室430遠離該吸口431的一側設有一集塵濾網44，另該第二容室412的一側延伸有一導引部414，且該集塵盒41於該導引部414具有一吸氣口45，該吸氣口45係與一吸氣組件46連通，而可由該吸氣組件46產生吸力，而由該吸氣口45經由該導引部414，而於該集塵槽43中產生由下向上之吸力，以由該集塵槽43底部的吸口431將灰塵向上抽吸至該集塵室430中，再藉該集塵濾網44的過濾，使灰塵集中於該集塵室430底部。

請參閱第6圖，其係本發明之使用狀態示意圖。當本 實施例之自走式吸塵器1於地面上行進時，由於該掃刷模組3係位於該吸塵模組4的前方，而且該掃刷模組3可依自重保持主掃刷32與地面的接觸力道，因此該掃刷模組3的主掃刷32會先將地面上的垃圾、毛髮或較大顆粒的灰塵沙土等，由該開口37掃進該下容室312，並順著該主掃刷32的切線方向進入該上容室311，再由該次掃刷33將該主掃刷32送入的垃圾、毛髮或較大顆粒的灰塵沙土等向後送，最後順著該次掃刷33的切線方向而由該出口38送入該第一容室411中收集。

因為主掃刷32與次掃刷33是同向、同步轉動，並且該主掃刷32與該次掃刷33係略微接觸，因此當主掃刷32上沾附有毛髮時，這些毛髮便會被次掃刷33帶走，而能避免毛髮堆累於主掃刷32中的問題。

地面經過掃刷模組3將垃圾、毛髮或較大顆粒的灰塵沙土等掃除後，地面上僅剩下微粒狀的塵土，這些微粒狀的塵土將被吸塵模組4之吸口431所產生的吸力吸引，而由該吸口431進入該集塵室430中，再藉該集塵濾網44的過濾，使灰塵集中於該集塵室430中。

由於本發明係將掃刷模組3與吸塵模組4獨立設置，因此本發明同時具有吸塵和掃地的雙功能，該掃刷模組3會將垃圾、毛髮或較大顆粒的灰塵沙土等掃除，所以該吸塵模組4只需用來吸取微粒狀的塵土即可，是以該集塵室430可以被設計得較小，讓該吸氣組件46可以使用較小的動力源以減少耗電量，並可降低吸塵噪音提升清潔效率。

而該掃刷模組3係自由樞設於該自走式吸塵器1的機 體10，因此該掃刷模組3可藉由自身的重量而產生下壓的力量，讓該主掃刷32與地面保持接觸，以確實地將地面上的垃圾、毛髮、灰塵等掃進第一容室411中收集。

該掃刷模組3中設置了可同步轉動的主掃刷32與次掃刷33，而且該主掃刷32與該次掃刷33係略微接觸，而可有效地避免垃圾卡於主掃刷32上而影響掃刷作動的問題。

再者，該吸塵模組4的集塵槽43由上向下插設於該第二容室412中，且由該盒蓋42封閉並固定該集塵槽43，而於清理時，使用者只需掀開盒蓋42，再將該集塵槽43自該集塵槽43中向上取出，即可進行清理工作，相當方便。

整體而言，本發明係可針對不同形式之垃圾分別加以清除，較重之垃圾以掃入方式清除，粉塵則用吸入方式清除，可大幅減少吸塵模組的負載，並且降低吸塵噪音，提升清潔效率；而主掃刷與次掃刷配合的雙掃刷設計能有效避免垃圾卡於掃刷上而影響掃刷作動；自由樞設的掃刷模組，則可藉由自重自行調整位置，以保持和地面的接觸使掃除效果更佳；直立式集塵槽的設計便於使用者由吸塵器上方清理垃圾。

雖然本發明以前述之若干實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

1‧‧‧自走式吸塵器

10‧‧‧機體

101、102‧‧‧樞接部

11‧‧‧後輪組

3‧‧‧掃刷模組

301、302‧‧‧樞接件

31‧‧‧殼體

311‧‧‧上容室

312‧‧‧下容室

313‧‧‧側板

32‧‧‧主掃刷

33‧‧‧次掃刷

34‧‧‧動力組

341‧‧‧齒輪箱

342‧‧‧蓋板

343‧‧‧齒輪組

344‧‧‧馬達

37‧‧‧開口

38‧‧‧出口

4‧‧‧吸塵模組

401‧‧‧圓弧面

41‧‧‧集塵盒

411‧‧‧第一容室

412‧‧‧第二容室

413‧‧‧入口

414‧‧‧導引部

42‧‧‧盒蓋

43‧‧‧集塵槽

430‧‧‧集塵室

431‧‧‧吸口

44‧‧‧集塵濾網

45‧‧‧吸氣口

46‧‧‧吸氣組件

第1圖係本發明設置於自走式吸塵器之結構示意圖；第2圖係本發明之結構配置示意圖；第3圖係本發明掃刷模組之立體分解圖；第4圖係本發明掃刷模組與吸塵模組之剖視結構示意圖；第5圖係本發明吸塵模組之部份立體分解圖；及第6圖係本發明之使用狀態示意圖。

1‧‧‧自走式吸塵器

10‧‧‧機體

101‧‧‧樞接部

11‧‧‧後輪組

3‧‧‧掃刷模組

301‧‧‧樞接件

31‧‧‧殼體

32‧‧‧主掃刷

34‧‧‧動力組

344‧‧‧馬達

4‧‧‧吸塵模組

401‧‧‧圓弧面

41‧‧‧集塵盒

42‧‧‧盒蓋

Claims (8)

1. 一種具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其係包括：一機體；一掃刷模組，其係組設於該機體中，該掃刷模組具有一殼體，該殼體中樞設有一主掃刷與一次掃刷，且該主掃刷與該次掃刷係由一動力組驅動，該次掃刷係位於該主掃刷的斜上方，該殼體係樞設於該機體，使其可依該掃刷模組之自重而自由樞擺，另該殼體底部具有一開口，使該主掃刷的一部份由該開口伸出於該殼體之外以與地面接觸，且該殼體鄰近該吸塵模組的部份具有一出口，該出口係鄰近於該次掃刷頂部之位置；及一吸塵模組，其係組設於該機體中且相鄰於該掃刷模組，該吸塵模組具有一集塵盒，該集塵盒內部具有一第一容室與一第二容室，該第一容室係位在該集塵盒鄰靠該掃刷模組的一側，且該第一容室對應該掃刷模組之出口設有一入口，使該掃刷模組所掃除的垃圾能進入該第一容室中被收集，而該第二容室下方具有一吸口，且該第二容室上方具有一吸氣口，該吸氣口係與一吸氣組件連通，而可由該吸氣組件產生吸力將灰塵吸取至該第二容室中，該第二容室係供一集塵槽由上向下插設，該集塵槽具有一集塵室，該集塵室向下延伸穿出該第二容室而形成前述之吸口，而該集塵室遠離該吸口的一側設有一集塵濾網。
2. 依申請專利範圍第1項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該殼體之斷面略呈8字形而具有一上容室 與一下容室，該下容室係供該主掃刷設置，而該上容室係供該次掃刷設置。
3. 依申請專利範圍第2項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該開口係位於該下容室底部，而該出口則位於該上容室鄰近該吸塵模組的部份。
4. 依申請專利範圍第1項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該殼體之一側設有一側板，而該殼體相對於該側板的一側供前述之動力組結合。
5. 依申請專利範圍第1項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該動力組具有一齒輪箱，且該齒輪箱中設有一齒輪組，而該齒輪組係由一馬達所驅動，且該主掃刷與該次掃刷係分別與該齒輪組連結。
6. 依申請專利範圍第5項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該齒輪箱相對於該殼體的一側具有一蓋板，用以封閉該齒輪箱。
7. 依申請專利範圍第1項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該掃刷模組之殼體兩側分別具有一樞接部，而機體對應該二樞接件分別凸伸有一樞接部，使該二樞接件可樞設於該二樞接部，使該殼體可以該二樞接件為軸樞擺。
8. 依申請專利範圍第7項所述之具有掃地與吸塵功能的清潔裝置，其中該殼體之一側設有一側板，而另一側結合有前述之動力組，該動力組相對於該殼體的一側具有一蓋板，而前述之二樞接部係分別位於該側板與該蓋板的相對位置。