清掃機器人的制作方法
【專利摘要】一種清掃機器人，具備：主體箱體（2），其在底面開口形成與地面（F）對峙的吸入口（6）；一對驅(qū)動輪（29），其具有水平的旋轉(zhuǎn)軸（29a）來使主體箱體（2）自動行走；前輪（27），其相對于驅(qū)動輪（29）配置在清掃時的行進方向的前方；以及后輪（26），其相對于驅(qū)動輪（29）配置在清掃時的行進方向的后方，在前輪（27）和驅(qū)動輪（29）之間配置吸入口（6），并且在平坦的地面（F）自動行走時，前輪（27）與地面脫離，驅(qū)動輪（29）和后輪（26）接觸地面。
【專利說明】清掃機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及在地面上自動行走的清掃機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻I中公開了現(xiàn)有的清掃機器人。該清掃機器人的在底面開口形成吸入口、內(nèi)裝電動送風機和集塵部的主體箱體在地面上自動行走來進行清掃。此時，為了對桌子等的下方進行清掃，主體箱體形成為高度低的薄型。在主體箱體設(shè)有從底面突出的驅(qū)動輪和前輪。前輪相對于驅(qū)動輪配置在清掃時的行進方向的前方，在前輪和驅(qū)動輪之間配置有吸入口。
[0003]在主體箱體的前部的下表面開口形成吸入口，在后部的周面開口形成排氣口。在主體箱體內(nèi)，具有電動送風機和集塵部的清掃部配置在驅(qū)動輪的后方。電動送風機產(chǎn)生從吸入口吸入的吸入氣流，集塵部捕獲收集吸入氣流所包含的塵埃。另外，在主體箱體內(nèi)設(shè)有對電動送風機、驅(qū)動輪等各部供給電力的電池。
[0004]上述構(gòu)成的清掃機器人在清掃運轉(zhuǎn)開始時，驅(qū)動輪和電動送風機被驅(qū)動。主體箱體通過驅(qū)動輪和前輪的旋轉(zhuǎn)在期望的清掃區(qū)域的地面上自動行走。通過電動送風機的驅(qū)動從吸入口吸入包含地面上的塵埃的氣流。氣流所包含的塵埃由集塵部集塵，除去了塵埃的氣流經(jīng)過電動送風機排出到主體箱體外。由此進行清掃區(qū)域的清掃,拆卸集塵部來廢棄堆積在集塵部的塵埃。
_5] 現(xiàn)有技術(shù)文獻_6] 專利文獻
[0007]專利文獻1:特開2000-202792號公報(第4頁-第7頁、第I圖)
實用新型內(nèi)容
[0008]實用新型要解決的問題
[0009]但是，上述現(xiàn)有的清掃機器人存在如下問題:地面上的垃圾被相對于吸入口配置在清掃時的行進方向的前方的前輪遮擋，集塵能力降低。另外，毛發(fā)、線頭等纖維狀垃圾會纏住前輪，使前輪無法正常地旋轉(zhuǎn)，前輪無法越過地面上的臺階。由此還存在主體箱體停止而行走異常，無法對整個清掃區(qū)域進行清掃的問題。
[0010]本實用新型的目的在于提供能夠提高集塵能力并且防止行走異常的清掃機器人。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]為了達到上述目的，本實用新型的特征在于，具備:主體箱體，其在底面開口形成與地面對峙的吸入口 ；一對驅(qū)動輪，其具有水平的旋轉(zhuǎn)軸來使上述主體箱體自動行走；前輪，其相對于上述驅(qū)動輪配置在清掃時的行進方向的前方；以及后輪，其相對于上述驅(qū)動輪配置在清掃時的行進方向的后方，在上述前輪和上述驅(qū)動輪之間配置上述吸入口，并且在平坦的地面自動行走時，上述前輪與地面脫離，上述驅(qū)動輪和上述后輪接觸地面。
[0013]根據(jù)該構(gòu)成，前輪與平坦的地面脫離，驅(qū)動輪和后輪接觸地面，主體箱體通過一對驅(qū)動輪的驅(qū)動在清掃區(qū)域內(nèi)自動行走。隨著主體箱體的前進，地面上的塵埃、垃圾經(jīng)過前輪的下方，從吸入口被吸入。包含塵埃等的氣流在主體箱體內(nèi)被除去了塵埃等后被排出。當在主體箱體的行進路上出現(xiàn)臺階時，前輪與臺階接觸，主體箱體利用驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)越過臺階。
[0014]另外，本實用新型的特征在于，在上述構(gòu)成的清掃機器人中，上述旋轉(zhuǎn)軸配置在上述主體箱體的中心線上。根據(jù)該構(gòu)成，在驅(qū)動輪的兩輪向相反的方向旋轉(zhuǎn)時，主體箱體繞豎直的中心線旋轉(zhuǎn)。
[0015]另外，本實用新型的特征在于，在上述構(gòu)成的清掃機器人中，具備配置在上述吸入口的旋轉(zhuǎn)刷，在進行清掃時上述旋轉(zhuǎn)刷接觸地面。根據(jù)該構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)刷、驅(qū)動輪以及后輪接觸地面，主體箱體自動行走，利用旋轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)，使地面的塵埃被卷起并被導(dǎo)入吸入口。
[0016]另外，本實用新型的特征在于，在上述構(gòu)成的清掃機器人中，在上述驅(qū)動輪和上述后輪之間配置有對各部供給電力的電池和控制各部的控制基板。根據(jù)該構(gòu)成，前輪與地面脫離的主體箱體利用電池和控制基板的重量穩(wěn)定地接觸地面。
[0017]實用新型效果
[0018]根據(jù)本實用新型，在前輪和驅(qū)動輪之間配置吸入口，在平坦的地面自動行走時，前輪與地面脫離，驅(qū)動輪和后輪接觸地面。由此，地面上的垃圾不會被前輪遮擋，能夠提高清掃機器人的集塵能力。另外，由于纖維狀垃圾不會纏住前輪，因此，能夠防止主體箱體的行
走異常。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的立體圖。
[0020]圖2是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的側(cè)視剖面圖。
[0021]圖3是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的仰視圖。
[0022]圖4是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的拆卸了集塵部的狀態(tài)的側(cè)視剖面圖。
[0023]圖5是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的電機單元的立體圖。
[0024]圖6是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的電機單元的正視圖。
[0025]圖7是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的電機單元的俯視圖。
[0026]圖8是表示本實用新型的實施方式的清掃機器人的電機單元的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的實施方式。圖1是表示一實施方式的清掃機器人的立體圖。清掃機器人I具有由電池14驅(qū)動驅(qū)動輪29 (均參照圖2)而自動行走的俯視為圓形的主體箱體2。在主體箱體2的上表面設(shè)有在取放集塵部30 (參照圖2)時打開關(guān)閉的蓋部3。
[0028]圖2、圖3表示清掃機器人I的側(cè)視剖面圖和仰視圖。在主體箱體2配置從底面突出并以水平的旋轉(zhuǎn)軸29a旋轉(zhuǎn)的一對驅(qū)動輪29。驅(qū)動輪29的旋轉(zhuǎn)軸29a配置在主體箱體2的中心線C上。驅(qū)動輪29的兩輪在向同一方向旋轉(zhuǎn)時，主體箱體2進退，向相反的方向旋轉(zhuǎn)時，主體箱體2繞中心線C旋轉(zhuǎn)。
[0029]在進行清掃時成為行進方向的前方的主體箱體2的前部，在下表面設(shè)有吸入口 6。吸入口 6通過凹設(shè)于主體箱體2的底面的凹部8的開放面與地面F相對形成。在凹部8內(nèi)配置以水平的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刷9，在凹部8的兩側(cè)配置有以垂直的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的側(cè)刷10。
[0030]在凹部8的前方設(shè)有輥狀前輪27。由此，吸入口 6配置在前輪27和驅(qū)動輪29之間。在主體箱體2的后端設(shè)有包括萬向輪的后輪26。如后所述，主體箱體2相對于配置在中心的驅(qū)動輪29向前后方向分配重量，前輪27與地面F脫離，旋轉(zhuǎn)刷9、驅(qū)動輪29以及后輪26與地面F接觸進行清掃。因此，能夠?qū)⑿羞M路前方的塵埃、垃圾不被前輪27遮擋地導(dǎo)入吸入口 6。前輪27與在行進路上出現(xiàn)的臺階接觸，主體箱體2容易越過臺階。
[0031]在前輪27的前方設(shè)有檢測地面F的地面檢測傳感器18。在兩驅(qū)動輪29的前方設(shè)有同樣的地面檢測傳感器19。在向下的樓梯等臺階出現(xiàn)在行進路上時，驅(qū)動輪29根據(jù)地面檢測傳感器18的檢測而停止。另外，在地面檢測傳感器18異常工作時，驅(qū)動輪29根據(jù)地面檢測傳感器19的檢測而停止。
[0032]在主體箱體2的周面的后端設(shè)有進行電池14的充電的充電端子4。主體箱體2自動行走返回至設(shè)置在室內(nèi)的充電座40，充電端子4與設(shè)于充電座40的端子部41接觸來對電池14充電。與商用電源連接的充電座40通常沿著室內(nèi)的側(cè)壁S設(shè)置。
[0033]在主體箱體2內(nèi)配置對塵埃進行集塵的集塵部30。集塵部30配置在驅(qū)動輪29的旋轉(zhuǎn)軸29a上，被收納在設(shè)于主體箱體2的集塵室39內(nèi)。集塵室39包括覆蓋四面周面和底面的隔離室，以隔開主體箱體2內(nèi)的方式在左右方向延伸形成。集塵室39的各壁面除了在長度方向延伸的前壁以外分別被封閉。在集塵室39的前壁導(dǎo)出與凹部8連通的第I吸氣路11和配置在凹部8的上方、與后述的電機單元20連通的第2吸氣路12。
[0034]如圖4所示，能夠打開主體箱體2的蓋部3來取放集塵部30。集塵部30在有底筒狀的集塵容器31的上表面安裝有具有過濾器33的上部蓋體32。上部蓋體32由可動的卡止部32a卡止到集塵容器31，通過操作卡止部32a來打開關(guān)閉集塵容器31的上表面。由此能夠廢棄堆積在集塵容器31的塵埃。
[0035]在集塵容器31的周面的前端開口形成流入口 34a來導(dǎo)出與第I吸氣路11連通的流入路34。在集塵容器31內(nèi)設(shè)有通過與流入路34相連并彎曲向下方導(dǎo)入氣流的流入部34b。在上部蓋體32的周面的前端開口形成流出口 35a來導(dǎo)出與第2吸氣路12連通的流出路35。
[0036]在流入口 34a和流出口 35a的周圍設(shè)有與集塵室39的前壁密接的襯墊(未圖示)。由此收納有集塵部30的集塵室39內(nèi)被封閉。流入口 34a的開口面、流出口 35a的開口面以及集塵室39的前壁形成為傾斜面，能夠防止由取放集塵部30時的滑動造成的襯墊的劣化。
[0037]在主體箱體2內(nèi)的集塵室39的后方的上部配置有控制基板15。在集塵室39的后方的下部配置有裝卸自如的電池14。由此控制基板15和電池14配置在驅(qū)動輪29和后輪26之間。控制基板15設(shè)有控制清掃機器人I的各部的控制電路。電池14經(jīng)由充電端子4從充電座40充電，對控制基板15、驅(qū)動輪29、旋轉(zhuǎn)刷9、側(cè)刷10以及電動送風機22等的各部供給電力。
[0038]在主體箱體2的前部配置有電機單元20。圖5、圖6、圖7、圖8分別表示電機單元20的立體圖、俯視圖、正視圖以及側(cè)視圖。電機單元20具備樹脂成形品的殼體21和收納在殼體21內(nèi)的電動送風機22。電動送風機22由被電機外殼22a覆蓋的潤輪風扇形成。
[0039]在電動送風機22的電機外殼22a的軸向的一端開口形成吸氣口(未圖不)，在周面的2個部位開口形成排氣口(未圖示)。在殼體21的前面與電機外殼22a的吸氣口相對地設(shè)有開口部23。在殼體21的電動送風機22的兩側(cè)設(shè)有與電機外殼22a的各排氣口分別連通的第I排氣路24a和第2排氣路24b。第I排氣路24a、第2排氣路24b與設(shè)于主體箱體2的上表面的排氣口 7 (參照圖2)連通。
[0040]因此，第I排氣路24a、第2排氣路24b和第2吸氣路12 (參照圖2)構(gòu)成使集塵部30和排氣口 7連通的氣流路。另外，第I吸氣路11 (參照圖2)構(gòu)成使吸入口 6和集塵部30連通的氣流路。
[0041]由此，包括電動送風機22的氣流路集中在集塵室39的前方并配置在主體箱體2的前部，能夠縮短氣流路。另外，控制基板15和電池14集中在集塵室39的后方并配置在主體箱體2的后部，能夠削減配線等。因此能夠?qū)崿F(xiàn)主體箱體2的小型化。另外，氣流的流路從控制基板15離開，因此，能夠在氣流漏出時減少塵埃向控制基板15附著來減少控制電路的故障。
[0042]另外，將重量大的電動送風機22和電池14分散配置在驅(qū)動輪29的旋轉(zhuǎn)軸29a的前后，因此相對于經(jīng)過主體箱體2的中心線C的旋轉(zhuǎn)軸29a在前后方向均衡地分配重量。此時，由于電動送風機22的重量大，因此，能夠通過將控制基板15和電池14配置在驅(qū)動輪29的旋轉(zhuǎn)軸29a的后方來取得更良好的重量平衡。
[0043]在第I排氣路24a配置具有一對電極28a的離子發(fā)生裝置28。對電極28a施加包括交流波形或者脈沖波形的電壓，通過電極28a的電暈放電所生成的離子向第I排氣路24a釋放。
[0044]對一方電極28a施加正電壓，由電暈放電生成的氫離子與空氣中的水分結(jié)合產(chǎn)生主要包括H+ (H2O)Hi的正離子。對另一方電極28a施加負電壓，由電暈放電生成的氧離子與空氣中的水分結(jié)合產(chǎn)生主要包括02_ (H2O)n的負離子。其中，m、η是任意的自然數(shù)。H+(H2O) m和02_ (H2O) η在空氣中的浮游菌、臭味成分的表面凝集并包圍它們。
[0045]并且，如式(I)?(3)所示，通過碰撞使作為活性種的[.0Η] (H自由基)、Η202 (過氧化氫)在微生物等的表面上凝集生成來破壞浮游菌、臭味成分。其中，m’、n’是任意的自然數(shù)。因此，能夠通過產(chǎn)生正離子和負離子并將它們從排氣口 7 (參照圖2)送出來進行室內(nèi)的除菌和除臭。
[0046]H+(H20)m+(V(H20)n —.0H+l/202+(m + η)Η2...(I)
[0047]H+ (H2O)m 十 H.(H2O)m，十 O2 (H2O)η 十 O2 (H2O)η，
[0048]— 2.0H + O2 + (m + m/ + η + n' )H20...(2)
[0049]H+ (H2O)m 十 H+(H2O)m，十 O2 (H2O)n 十 O2 (H2O)η，
[0050]— H2O2 + O2 + (m + m/ + η + η/ )H20...(3)
[0051]另外，在第I排氣路24a的下部設(shè)有在前面開口形成的回流口 25。回流口 25由向殼體21的前面突出的突出部25a覆蓋上方，將開口面形成為沿著凹部8 (參照圖2)的壁面的曲面。由此，回流口 25經(jīng)由設(shè)于凹部8的壁面的孔部(未圖示)與凹部8內(nèi)面對,流經(jīng)第I排氣路24a的包含離子的氣流的一部分被導(dǎo)入吸氣側(cè)。
[0052]在上述構(gòu)成的清掃機器人I被指示清掃運轉(zhuǎn)時，電動送風機22、離子發(fā)生裝置28、驅(qū)動輪29、旋轉(zhuǎn)刷9以及側(cè)刷10被驅(qū)動。由此旋轉(zhuǎn)刷9、驅(qū)動輪29以及后輪26與平坦的地面F接觸，主體箱體2在規(guī)定的清掃區(qū)域內(nèi)自動行走。
[0053]隨著主體箱體2的前進，地面F上的塵埃、垃圾經(jīng)過前輪27的下方，從吸入口 6被吸入。此時，地面F上的塵埃通過旋轉(zhuǎn)刷9的旋轉(zhuǎn)被卷起并被導(dǎo)入凹部8內(nèi)。另外，吸入口6側(cè)方的塵埃通過側(cè)刷10的旋轉(zhuǎn)被導(dǎo)入吸入口 6。
[0054]從吸入口 6吸入的氣流如箭頭Al所示，在第I吸氣路11向后方流動，經(jīng)由流入口34a流入集塵部30。流入到集塵部30的氣流被過濾器33捕獲收集塵埃，經(jīng)由流出口 35a從集塵部30流出。由此，塵埃、垃圾集中并堆積在集塵容器31內(nèi)。從集塵部30流出的氣流如箭頭A2所示，在第2吸氣路12向前方流動，經(jīng)由開口部23流入電機單元20的電動送風機22。
[0055]經(jīng)過了電動送風機22的氣流流經(jīng)第I排氣路24a和第2排氣路24b，在流經(jīng)第I排氣路24a的氣流中包含離子。并且，從設(shè)于主體箱體2的上表面的排氣口 7如箭頭A3所示朝向上方后方沿傾斜方向排出包含離子的氣流。由此進行室內(nèi)的清掃，并且自動行走的主體箱體2的排氣所包含的離子遍及室內(nèi)來進行室內(nèi)的除菌、除臭。此時，由于從排氣口 7向上方排氣，因此，能夠防止地面F的塵埃的卷起，能夠提高室內(nèi)的清潔度。
[0056]流經(jīng)第I排氣路24a的氣流的一部分如箭頭A4所示經(jīng)由回流口 25被導(dǎo)入凹部8。因此，在從吸入口 6導(dǎo)入第I吸氣路11的氣流內(nèi)包含離子。由此，能夠進行集塵部30的集塵容器31、過濾器33的除菌和除臭。
[0057]另外，在主體箱體2到達清掃區(qū)域的周緣、碰上行進路上的障礙物時，驅(qū)動輪29停止。并且使驅(qū)動輪29的兩輪向相互相反的方向旋轉(zhuǎn)，主體箱體2以中心線C為中心旋轉(zhuǎn)而改變方向。由此能夠在整個清掃區(qū)域使主體箱體2自動行走并且避開障礙物自動行走。此夕卜，也可以使驅(qū)動輪29的兩輪相對于前進時反轉(zhuǎn)來使主體箱體2后退。
[0058]在清掃結(jié)束時，主體箱體2自動行走而返回至充電座40。由此，充電端子4與端子部41接觸，使電池14被充電。
[0059]另外，根據(jù)設(shè)定，能夠在主體箱體2的返回狀態(tài)下在電池14充電中、充電結(jié)束后來驅(qū)動電動送風機22和離子發(fā)生裝置28。由此，從排氣口 7向上方后方送出包含離子的氣流。充電端子4設(shè)置在主體箱體2的后端，因此，包含離子的氣流向充電座40的方向流動并沿著側(cè)壁S上升。該氣流沿著室內(nèi)的天花板和相對的側(cè)壁流動。因此，離子遍及整個室內(nèi)，能夠提高除菌效果、除臭效果。
[0060]根據(jù)本實施方式，在前輪27和驅(qū)動輪29之間配置吸入口 6，在平坦的地面F上自動行走時前輪27與地面F脫離,驅(qū)動輪29和后輪26接觸地面。由此,地面F上的垃圾不會被前輪27遮擋，能夠提高清掃機器人I的集塵能力。另外，由于纖維狀的垃圾不會纏住前輪27，因此能夠防止主體箱體2的行走異常。
[0061]另外，也可以使驅(qū)動輪29的旋轉(zhuǎn)軸29a從主體箱體2的中心線C上偏離來配置，但如本實施方式那樣，更優(yōu)選將旋轉(zhuǎn)軸29a配置在中心線C上。由此，能夠使驅(qū)動輪29的兩輪向相反的方向旋轉(zhuǎn)，在相同的位置改變主體箱體2的方向。此時，如本實施方式那樣，當主體箱體2形成為俯視為圓形時，則能夠在改變方向時防止主體箱體2與障礙物的碰撞。
[0062]另外，進行清掃時，由于旋轉(zhuǎn)刷9接觸地面，因此，能夠使前輪27與地面F脫離的主體箱體2利用旋轉(zhuǎn)刷9、驅(qū)動輪29以及后輪26穩(wěn)定地接觸地面。[0063]另外，由于在驅(qū)動輪29和后輪26之間配置了電池14和控制基板15，因此，能夠使前輪27與地面F脫離的主體箱體2利用電池14和控制基板15的重量以驅(qū)動輪29和后輪26穩(wěn)定地接觸地面。
[0064]工業(yè)h的可利用件
[0065]根據(jù)本實用新型，能夠利用于在地面上自動行走的清掃機器人。
[0066]附圖標記說明
[0067]1清掃機器人
[0068]2 主體箱體
[0069]3蓋部
[0070]4 充電端子
[0071]6吸入口
[0072]7排氣口
[0073]8凹部
[0074]9旋轉(zhuǎn)刷
[0075]10 偵_
[0076]11 第I吸氣路
[0077]12 第2吸氣路
[0078]14 電池
[0079]15 控制基板
[0080]18、19地面檢測傳感器
[0081]20 電機單元
[0082]21 殼體
[0083]22 電動送風機
[0084]23 開口部
[0085]24a 第I排氣路
[0086]24b 第2排氣路
[0087]25 回流口
[0088]28 離子發(fā)生裝置
[0089]29 驅(qū)動輪
[0090]30 集塵部
[0091]31 集塵容器
[0092]32 上部蓋體
[0093]33 過濾器
[0094]34 流入路
[0095]35 流出路
[0096]40 充電座
[0097]41 端子部。
【權(quán)利要求】
1.一種清掃機器人，其特征在于，具備:主體箱體，其在底面開口形成與地面對峙的吸入口 ；一對驅(qū)動輪，其具有水平的旋轉(zhuǎn)軸來使上述主體箱體自動行走；前輪，其相對于上述驅(qū)動輪配置在清掃時的行進方向的前方；以及后輪，其相對于上述驅(qū)動輪配置在清掃時的行進方向的后方，在上述前輪和上述驅(qū)動輪之間配置上述吸入口，并且在平坦的地面自動行走時，上述前輪與地面脫離，上述驅(qū)動輪和上述后輪接觸地面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清掃機器人，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)軸配置在上述主體箱體的中心線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的清掃機器人，其特征在于，具備配置在上述吸入口的旋轉(zhuǎn)刷，在進行清掃時上述旋轉(zhuǎn)刷接觸地面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的清掃機器人，其特征在于，在上述驅(qū)動輪和上述后輪之間，配置有對各部供給電力的電池以及控制各部的控制基板。
【文檔編號】A47L9/00GK203736120SQ201290000744
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】矢戶佑毅 申請人:夏普株式會社