TWI421054B - 吸塵器 - Google Patents

Description

吸塵器

本發明係有關一種自走式吸塵器，包括：電動馬達驅動裝置、集塵容器、及罩體，該吸塵器設有一個障礙物感測裝置，其係由至少一個設在前方的感知元件所構成，由該感知元件之擺動，可感測障礙物。

專利DE 102 42 257 A1提出此種吸塵器。該吸塵器之障礙物感測裝置的工作方式與技術，包含於本發明說明以及本發明申請專利範圍之目的及特徵中。專利WO 2005/087071 A2亦提出此種吸塵器。該吸塵器之實施例在前方設有感知元件，其可感知物件及空間邊界，而使吸塵器做出適當反應。其障礙物之感測係利用感知元件之接觸。

本發明之目的在於提供一種吸塵器，其進一步改良了障礙物感測裝置，而使其結構更簡單。

本目的由申請專利範圍第1項之標的物達成，其中，感知元件尾部之動作被一個感測器所偵測。如此使得吸塵器之障礙物感測裝置的結構簡化。感知元件尾部的動作，亦即，與感知元件障礙物接觸部距離最遠的部分被偵測。故可在感知元件尾部，尤其是在殼體內，設置偵測感知元件尾端的感測器。感知元件與障礙物接觸而產生的尾部擺動或伸縮，可被感測器偵測。尾部動作之偵測，使得吸塵器障礙物感測裝置只需要一個感知元件，其朝吸塵器行駛方向佔據圓周之大部分。配合尾部設置的感測器可連接一個電子分析裝置，其依據偵測信號而判定感知元件碰撞障礙物的方向。

以下將說明本發明其他特徵，其可與申請專利範圍第1項之特徵組合，但亦可只與申請專利範圍第1項之部分特徵組合或為獨立。

本發明之實施例中，感知元件尾部可擺動地樞設在吸塵器上，由感知元件前端來看，其動作至少部分在樞接部另一側被偵測。故感知元件在樞接部後方朝向吸塵器內部延伸。動作之偵測設在樞接部後方朝向殼體內部延伸的部分，尤其是末端。感知元件被感測器偵測的部分，由於感知元件之樞設，而可作用於感測器。實現感知元件對吸塵器可擺動樞設之最簡單方法為，使感知元件樞接部後方在碰撞到障礙物時，可在一水平面上向兩側偏移。此外，樞接部亦可使碰撞到障礙物時感知元件除了偏移動作外，尚進行垂直移動。利用適當的感測器，亦可定位出與吸塵器行駛地面有一段距離而會伸入吸塵器底部的障礙物。此處，感知元件例如可偵測到右前方的障礙物。

感知元件並可設置成為翹板式，尤其是，只以一個固定點固定於吸塵器。感知元件的動作只被一個感測器偵測，其係由多個感測件組成。本發明中的感測器是指，偵測每一動作的偵測點皆設在感測器指針式尾部。

本發明之較佳實施例中，翹板式固定係利用一個簧片。該簧片使得感知元件可在無障礙物時彈回初始位置，故簧片定義出感知元件之初始位置。簧片固定在吸塵器上，尤其是在簧片縱向中心，點狀地固定於吸塵器殼體，而簧片在該固定點兩側的部分則支撐住感知元件。故同時達到感知元件的固定及彈性支撐。簧片並為水平延伸，亦即，平行於吸塵器之行駛地面。簧片並可設在吸塵器底盤外部，例如，罩體外部。亦可將簧片固定在設有行駛驅動裝置的主殼體之行駛方向上的端部。此處，感知元件可構成罩體的一部分。但亦可使感知元件設在行駛方向上有一段距離之前方，而構成一個碰撞桿。

感知元件設作成T形，T形水平部構成可與障礙物接觸的感知面，垂直於水平部的T形垂直部，則指針式地伸入吸塵器內部，而與感測器互相作用。在一實施例中，簧片與感知元件之T形水平部相連接，尤其是簧片末端；簧片中心則固定於殼體，而構成翹板式感知元件。亦可使簧片與感知元件之T形垂直部相連接。

上述翹板式固定，使得感知元件可擺動，故感知元件指針式地伸入殼體中的部分，可在三個方向上移動，亦即，在一水平平面上由一基本位置向左、向右、及向吸塵器行駛方向後方移動。

偵測感知元件尾部動作之感測器，亦可包括一個或數個接近式感測件，例如，電感式、電容式、磁性、或光學式接近開關。亦可使用光柵、超音波、或電磁接近開關。採取電磁式時，感測器設有一個或多個電鍵，例如，三個電鍵，其中兩個電鍵分別偵測感知元件之向左及向右的移動，第三電鍵則偵測感知元件相反於行駛方向之向內移動。視碰撞方向，至少有一個感測件、電鍵、或開關被觸動。但通常會有兩個感測件、電鍵、或開關被同時觸動，尤其是一個偵測側向偏移、及一個偵測相反於前進方向之移動的感測件，故不僅可偵測正前方或感知元件側向末端的碰撞；同時，亦可依據該感測器之信號，利用一個電子分析裝置求出座標，而定位出現於感知元件整個作用範圍的障礙物。

以下將依據附圖詳細說明本發明之兩個實施例。

本實施例係有關一種機器人吸塵器1，其包括一個底盤2，該底盤朝向地板的下側設有可被電動馬達驅動的未示出的行駛輪、及一個突出於底盤下側而同樣被電動馬達所驅動的刷子。底盤2被罩體3所覆蓋，而吸塵器1為圓形。但，吸塵器1亦可非為圓形，而例如由一個半圓形部分與一個矩形部分組合而成。

此種機器人吸塵器必須能感測及定位障礙物4。為此，本發明機器人吸塵器設有一個對撞擊敏感的障礙物感測裝置5，其可感測障礙物4之接觸，而在障礙物4被推開、被撞開、或被損傷之前停止吸塵器1。吸塵器1可藉下述之障礙物感測裝置5而不被干擾信號，例如，因通過不平坦地面而產生的震動、誤導。故可達到高的撞擊敏感性及低的干擾性。

障礙物感測裝置5具有一個感知元件6，其係位在底盤2前方，亦可設在罩體3上。以一般行駛方向r來看，該感知元件設在頂端，而構成一個碰撞桿。配合圓形的吸塵器1，感知元件6具一個弧形感測桿7，其與底盤2為同心。

感測桿7構成T形的感知元件6之T形水平部8，且約佔圓周的四分之一。感測桿7之徑向內側之中間連接了與其垂直的T形垂直部9。該T形垂直部指針式伸入吸塵器1內，穿過罩體之開口10而伸至底盤2。

感知元件6被簧片11所支撐。該簧片係水平延伸，而平行於吸塵器1之行駛地面12。

簧片11兩端與感知元件6的T形水平部8相連接。簧片縱向之中間連接於底盤2，如圖4之鉚合部13所示。簧片11在無負荷狀態時如圖3所示略呈凹形。

鉚合部13使得感知元件6被翹板式固定於底盤2。鉚合部13於是構成感知元件6之擺動點。

如圖3所示，感知元件6在無負荷位置時，伸入底盤2中的T形垂直部9係垂直覆蓋住感知元件6之鉚合部13。故T形垂直部9位在底盤底部14上方，而覆蓋鉚合部13。

T形垂直部9之朝向底盤內部的自由端15，可被感測器S所感測。在圖1至8所示的第一實施例中，該感測器S由三個電鍵16、17、及18所構成，彼等係設在電路板19上，並與之連接。電鍵16至18或感測器S可將感測資料傳輸至一個未示出的電子分析裝置，其可在感測到障礙物時，進行適當的行駛動作。

這三個電鍵16至18係用於感測T形垂直部9之擺動，而設在水平平面上的三個方向。若電鍵16感測到T形垂直部9時，則感知元件6以行駛方向r來看的右方碰撞障礙物4(見圖6)。與電鍵16相對的電鍵17則可感測左方的障礙物(見圖5)。第三個電鍵18設在T形垂直部9的延長線上，感知元件6可感測行駛方向r正前方的障礙物(見圖7)。

如圖8所示，亦可有兩個電鍵16、18、或17同時被觸動，如，感知元件6之右前方碰撞到障礙物。

由電鍵16至18傳送至電子分析裝置的信號可推斷，感知元件6的哪個位置碰撞到障礙物，例如，左方、前方、右方、左前方、右前方，其可由不同的電鍵信號得知。

圖9顯示另一實施例，此處，可擺動的感知元件6之T形垂直部9之動作，亦可被電鍵16至18所感測。不同於第一實施例，此處，感知元件6之翹板式固定係採用另一種方式。此實施例中，簧片11係抵靠在底盤2之表面上，而沒有固定。感知元件6之固定係利用伸入底盤2的T形垂直部9，其下方具有插銷20。該插銷插入底盤2之長槽孔21中，而達成感知元件6之擺動固定，故，感知元件可相對於行駛方向r而向左及向右擺動；而藉由該插銷長槽孔連接，使得行駛方向及其相反方向出現制動端。長槽孔21亦可設在T形垂直部9上，而使插銷20設在底盤上。

如圖10所示，T形垂直部9本身亦可構成感測器S的一部分，例如，可使感知元件6在碰撞障礙物4而擺動時，接觸到感測件22至24，使得一條弱電路被接通，而該電路可被電子分析裝置所判定。

除了上述接觸感測器外，亦可使用接近開關。

所有揭示特徵本身皆具有發明性質。本發明揭示之特徵完全包含於本案之申請專利範圍中。

1．．．吸塵器

2．．．底盤

3．．．罩體

4．．．障礙物

5．．．障礙物感測裝置

6．．．感知元件

7．．．感測桿

8．．．T形水平部

9．．．T形垂直部

10．．．開口

11．．．簧片

12．．．行駛地板

13．．．鉚合部

14．．．底盤底部

15．．．自由端

16．．．電鍵

17．．．電鍵

18．．．電鍵

19．．．電路板

20．．．插銷

21．．．長槽孔

22．．．感測件

23．．．感測件

24．．．感測件

r．．．行駛方向

S．．．感測器

圖1係本發明吸塵器之立體圖。

圖2係本發明吸塵器第一實施例如圖1之立體圖，其顯示部分罩體內部。

圖3係本發明吸塵器部分罩體內部中感知元件位在基本位置的示意圖。

圖4係圖3部分IV之放大圖。

圖5係如圖3之感知元件在吸塵器行駛方向之左方碰撞到障礙物的示意圖。

圖6係如圖5之障礙物在右方的示意圖。

圖7係如圖5之障礙物在前方的示意圖。

圖8係如圖5之障礙物在右前方的示意圖。

圖9係本發明吸塵器第二實施例如圖4之放大圖。

圖10係本發明吸塵器第三實施例如圖3之示意圖。

1．．．吸塵器

2．．．底盤

3．．．罩體

5．．．障礙物感測裝置

6．．．感知元件

7．．．感測桿

8．．．T形水平部

9．．．T形垂直部

12．．．行駛地板

14．．．底盤底部

15．．．自由端

16．．．電鍵

17．．．電鍵

18．．．電鍵

19．．．電路板

r．．．行駛方向

S．．．感測器

Claims (7)

1. 一種自走式吸塵器(1)，包括：電動馬達驅動裝置、集塵容器、及底盤(2)，其特徵為：設有障礙物感測裝置(5)，其係由至少一個設在前方的感知元件(6)所構成；該感知元件(6)係為T形，而具備有：T形水平部(8)，在該底盤(2)之外側構成為與障礙物相接觸的接觸面；以及，T形垂直部(9)，自該T形水平部(8)之長邊方向之中央呈直角地突出並伸入至該底盤(2)之內側；而且，只利用在對向於該T形水平部(8)之長邊方向之中央的底盤(2)上之一個固定點而加以固定；並且，為了障礙物(4)之偵測，該感知元件(6)之以該固定點為中心的擺動動作、及朝向行駛方向(r)之相反側的移動動作，兩者其中之一者以上，係經由該T形垂直部(9)之自由端(15)而藉由感測器(S)來加以偵測。
2. 如申請專利範圍第1項之吸塵器，其中，該感知元件(6)之擺動動作及移動動作只藉由該感測器(S)來加以偵測。
3. 如申請專利範圍第1或2項之吸塵器，其中，該感知元件(6)係固定於該底盤(2)之該固定點，且係藉由自外側所安裝的簧片(11)來達成。
4. 如申請專利範圍第3項之吸塵器，其中，該簧片(11) 係在該T形水平部(8)之部分與該感知元件(6)相連接。
5. 如申請專利範圍第1或2項之吸塵器，其中，該感知元件(6)係藉由只固定於一個固定點，而可進行水平方向及垂直方向之動作。
6. 如申請專利範圍第1或2項之吸塵器，其中，該感測器(S)設有一或多個接近開關。
7. 如申請專利範圍第1或2項之吸塵器，其中，該感測器(S)設有一或多個電鍵(16,17,18)。