專利名稱：地面清潔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與地面清潔裝置有關(guān)，更詳而言之，為一種可沿外物邊緣移動(dòng)的地面清 潔裝置。本發(fā)明更包括該清潔裝置利用沿外物邊緣移動(dòng)的功能自動(dòng)尋找其充電裝置 并進(jìn)行自動(dòng)充電的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
一種習(xí)知可沿外物邊緣移動(dòng)的地面清潔裝置，其結(jié)構(gòu)大致包括 一本體；二驅(qū) 動(dòng)單元； 一控制單元，設(shè)于該本體中，用以控制該驅(qū)動(dòng)單元使該本體于一實(shí)體面上 移動(dòng)； 一感測(cè)單元，包括數(shù)個(gè)設(shè)于該本體周緣的感測(cè)器以及一個(gè)遮蓋該等感測(cè)器的 碰撞板，當(dāng)本體的前緣碰撞外物時(shí)，該碰撞板即觸壓該感測(cè)器；當(dāng)前緣離開該外物 時(shí)，該碰撞板即釋放該感測(cè)器；該感測(cè)器被觸壓或釋放時(shí)，該感測(cè)單元可各產(chǎn)生一 相關(guān)訊號(hào)至該控制單元。上述地面清潔裝置具有沿外物邊緣移動(dòng)的功能，其于該本體移動(dòng)的過(guò)程中，該 碰撞板碰觸一外物時(shí)，相對(duì)位置的感測(cè)器被觸壓，該控制單元即控制該本體往遠(yuǎn)離 該外物的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使該碰撞板與外物分離，之后，該控制單元控制該本體往前移 動(dòng)一段距離，該控制單元又再控制該本體往該外物的方向轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度并前進(jìn)，直 至該碰撞板再度碰觸該外物，相對(duì)位置的感測(cè)器被觸壓，該控制單元又控制該本體 往遠(yuǎn)離該外物的方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，使該碰撞板與該外物分離。當(dāng)該本體依循上述的路 徑模式移動(dòng)時(shí)，即形同于沿著該外物的邊緣移動(dòng)。上述地面清潔裝置于沿外物邊緣移動(dòng)的路徑模式中，該碰撞板反復(fù)地與外物碰 撞或分離，屬于碰撞式(或接觸式)的感應(yīng)方式，且該沿邊緣路徑為如圖1虛線所示， 包括了直線路徑、朝向外物轉(zhuǎn)移的路徑、遠(yuǎn)離外物轉(zhuǎn)移的路徑。我們認(rèn)為，上述碰撞式的感應(yīng)方式容易使感測(cè)單元發(fā)生機(jī)械性的疲乏，而縮短 使用壽命，且沿外物邊緣行走時(shí)會(huì)不斷發(fā)出碰撞板觸壓及釋放復(fù)回的噪音，而且如 圖l所示的移動(dòng)路徑，清潔裝置反復(fù)的碰撞或離開外物，易讓使用者誤以為清潔裝 置移動(dòng)不穩(wěn)定。另外，習(xí)知的地面清潔裝置,于蓄電量不足時(shí)，即停止在原地不動(dòng)， 等待使用者將其攜移至電源處，以插頭插入插座中，才開始進(jìn)行充電，此一問(wèn)題阻礙 了地面清潔裝置全面自動(dòng)化的理想目標(biāo)。因此，習(xí)知地面清潔裝置的運(yùn)動(dòng)模式以及 充電方法是本發(fā)明要進(jìn)行改進(jìn)的主題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一種地面清潔裝置，主要于一本體的兩側(cè)設(shè)驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元與設(shè) 在本體內(nèi)部的控制單元以及供電單元電性連接，因此該本體可于一實(shí)體面上自動(dòng)地 移動(dòng)；特別是該本體的左側(cè)或右側(cè)設(shè)有沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元，其是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成，使該本體以一種連續(xù)的、微幅的s型路徑并與一外物邊緣保持預(yù)定距離的模式沿著該外物邊緣移動(dòng)，該本體更利用此一移動(dòng)模式自行找到一充電 裝置而進(jìn)行自動(dòng)充電。本發(fā)明主要目的之一，是以非接觸式感測(cè)單元做為清潔裝置沿著外物邊緣移動(dòng) 時(shí)的感應(yīng)控制元件，據(jù)此，該清潔裝置沿外物邊緣移動(dòng)時(shí)能始終與外物邊緣保持一 預(yù)定的距離，而不會(huì)碰觸外物邊緣。本發(fā)明主要目的之二，是配合上述沿外物邊緣移動(dòng)的模式，于地面清潔裝置低 電量時(shí)自動(dòng)沿外物邊緣尋找其專屬的充電裝置并進(jìn)行自動(dòng)充電。本發(fā)明主要目的之三，是本發(fā)明地面清潔裝置除了上述沿外物邊緣移動(dòng)的功能 之外，另具有螺旋漸開移動(dòng)模式、U型移動(dòng)模式、沿外物邊緣移動(dòng)模式以及脫困移 動(dòng)模式?？烧喜⒁勒仗囟樞蚧螂S機(jī)的執(zhí)行上述的各種移動(dòng)模式，使該地面清潔 裝置執(zhí)行有效率的自動(dòng)清掃流程。具體地，本發(fā)明一種地面清潔裝置，包括一本體；一對(duì)位于該本體左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元，以便驅(qū)動(dòng)該本體于一實(shí)體面上移動(dòng)； 設(shè)于該本體左側(cè)或右側(cè)的沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元，該沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè) 單元是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成，使該本體以一種微幅S型的路徑并與一外物邊緣保持一預(yù)定距離的模式沿著該外物邊緣移動(dòng)； 設(shè)于本體底部的清潔單元；一控制單元以及一供電單元，設(shè)于該本體的內(nèi)部，與上述的各單元電性連接， 使該驅(qū)動(dòng)單元可帶動(dòng)該本體移動(dòng)，使該清潔單元于該本體移動(dòng)時(shí)進(jìn)行清潔。


圖l:是習(xí)知地面清潔裝置沿外物邊緣移動(dòng)的示意圖。圖2:為本發(fā)明地面清潔裝置的俯視立體外觀圖。圖3:為本發(fā)明地面清潔裝置的俯視平面圖。圖4:為本發(fā)明地面清潔裝置的左側(cè)視圖。圖5:為本發(fā)明地面清潔裝置的后視圖。圖6:為本發(fā)明地面清潔裝置的仰視立體外觀圖。圖7:為本發(fā)明地面清潔裝置沿外物邊緣移動(dòng)的示意圖。圖8:為本發(fā)明地面清潔裝置與充電裝置結(jié)合時(shí)的動(dòng)作示意圖之一。 圖9:為本發(fā)明地面清潔裝置與充電裝置結(jié)合時(shí)的動(dòng)作示意圖之一。 圖10:為本發(fā)明地面清潔裝置執(zhí)行螺旋移動(dòng)的示意圖。 圖ll:為本發(fā)明地面清潔裝置執(zhí)行連續(xù)U型移動(dòng)的示意圖。 圖12:為本發(fā)明地面清潔裝置執(zhí)行連續(xù)Z型移動(dòng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2至圖6，本發(fā)明地面清潔裝置10于外觀可見一本體11、 一對(duì)位于本體ll 左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元12、設(shè)于本體11左側(cè)或右側(cè)的沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元13、 設(shè)于本體11底部的清潔單元14。該本體11的內(nèi)部具有一控制單元15以及一供電單元 16，該控制單元15以及供電單元16與上述的各單元電性連接，使該驅(qū)動(dòng)單元12可帶 動(dòng)該本體ll于一實(shí)體面上移動(dòng)，并利用二驅(qū)動(dòng)單元12的轉(zhuǎn)速比控制該本體11轉(zhuǎn)向， 該清潔單元14于該本體11移動(dòng)的路程中進(jìn)行清潔。上述沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元13配合該控制單元15以及該驅(qū)動(dòng)單元12，使該 本體11可以沿著墻或障礙物(以下統(tǒng)稱外物邊緣31)移動(dòng)，如圖7。該沿外物邊緣移 動(dòng)的感測(cè)單元13是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成，例如紅外線感測(cè)單元或超音波感測(cè) 單元。本發(fā)明實(shí)施例以紅外線感測(cè)單元說(shuō)明。如圖4，該紅外線感測(cè)單元包括一第一 紅外線感測(cè)單元21以及一第二紅外線感測(cè)單元22;兩者并列地設(shè)置于該本體ll的左 側(cè)或右側(cè)，均具有一紅外線發(fā)射器以及一紅外線接收器。于該本體11移動(dòng)的路程中， 若使得該第一紅外線感測(cè)單元21偵測(cè)到外物邊緣31(例如墻面)時(shí)，該控制單元15 驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)單元12，使本體11朝著該外物邊緣31移動(dòng)；當(dāng)該第一及第二紅外線感測(cè) 單元21、 22同時(shí)偵測(cè)到外物邊緣31時(shí)，該控制單元15控制該驅(qū)動(dòng)單元12，使該本體 11微幅地離開外物邊緣31，直到該第二紅外線感測(cè)單元22未偵測(cè)到外物邊緣31時(shí)， 該控制單元15又再控制該驅(qū)動(dòng)單元12，使該本體11再朝向外物邊緣31移動(dòng)，至該第 一及二紅外線感測(cè)單元21, 22又再度都偵測(cè)到外物邊緣31時(shí)，該本體ll又微幅地離 開該外物邊緣31。如此重復(fù)著離開以及接近外物邊緣的動(dòng)作使該本體11以一種近似 于S形的移動(dòng)路徑移動(dòng)，且移動(dòng)過(guò)程中該本體11不接觸外物邊緣31。配合上述沿外物邊緣移動(dòng)的模式，本發(fā)明提出在低電量時(shí)使地面清潔裝置自動(dòng) 尋找其專屬充電裝置并進(jìn)行自動(dòng)充電的方發(fā)明，如圖3、圖5及圖7至圖9，包括一充電裝置30，位于一外物邊緣31的固定位置,連接著電源;該充電裝置30可 發(fā)射一位置訊號(hào)。一接電單元32，設(shè)于該本體11外部，與該充電裝置30接合導(dǎo)電時(shí)，對(duì)該本體11 內(nèi)部的供電單元16進(jìn)行充電。一訊號(hào)接收單元33,設(shè)于該本體ll，與該控制單元15電性連接，接收該充電 裝置30所發(fā)射的位置訊號(hào)。電量偵測(cè)單元34，設(shè)于該本體ll，與該控制單元15及該供電單元16電性連接， 偵測(cè)該供電單元16的余電量，當(dāng)余電量達(dá)一預(yù)定低量值(約剩余209&左右的電力時(shí))， 對(duì)該控制單元15發(fā)送一表示低電量的訊號(hào)，該控制單元15啟動(dòng)上述的沿外物邊緣 移動(dòng)的感測(cè)單元13，使該本體11依上述的模式沿著外物邊緣31移動(dòng)，至該訊號(hào) 接收單元33接收到該充電裝置30的位置訊號(hào)時(shí),該控制單元15控制該左、右驅(qū)動(dòng) 單元12，使該本體11于該定點(diǎn)做原地旋轉(zhuǎn)(如箭頭A)后向充電裝置30移動(dòng)(如箭 頭B)，使該接電單元32與該充電裝置30結(jié)合，開始進(jìn)行充電。上述充電裝置30發(fā)射的位置訊號(hào)以及該本體11的訊號(hào)接收單元33可以超音 波或紅外線技術(shù)達(dá)成。本發(fā)明控制單元15內(nèi)預(yù)存多種不同的路徑程式。該等路徑程式包括隨機(jī)移動(dòng) 路徑程式、螺旋移動(dòng)路徑程式、U形移動(dòng)路徑程式、以及多于一種的脫困路徑程式。上述的螺旋移動(dòng)路徑程式，如圖IO，是該控制單元15依程式指令控制左、右 二驅(qū)動(dòng)單元12的轉(zhuǎn)速比，使該本體11以螺旋漸開的模式向外移動(dòng)。此種移動(dòng)方式 適用在待清潔范圍大且無(wú)障礙物的空間。上述的U形移動(dòng)路徑程式，如圖ll，該控制單元15依程式令驅(qū)動(dòng)單元12使 該本體11做直角轉(zhuǎn)彎及直行，構(gòu)成U形移動(dòng)模式。如圖所示是一種連續(xù)U形的移 動(dòng)模式，適用在具有各式障礙物的環(huán)境中。上述U形移動(dòng)模式，也可演化為如圖12所表示的Z形移動(dòng)模式。該控制單元 15依程式令驅(qū)動(dòng)單元12使該本體11做預(yù)定角度的轉(zhuǎn)彎及直行，構(gòu)成Z形移動(dòng)模 式。該本體11的控制單元15可將上述各移動(dòng)模式予以整合，使該本體11依照特 定順序或隨機(jī)的執(zhí)行上述的各種移動(dòng)模式，使該地面清潔裝置10執(zhí)行有效率的自 動(dòng)清掃流程。如圖6，該本體11底部周邊設(shè)若干防掉落感測(cè)單元18，該其中一防掉落感測(cè) 單元18未偵測(cè)到實(shí)體面，該控制單元15控制該驅(qū)動(dòng)單元12使該本體11離開該處 以避免掉落。本發(fā)明實(shí)施例中，上述的防掉落感測(cè)單元17是紅外線感測(cè)單元所構(gòu) 成。如圖6，該本體11前部設(shè)若干障礙感測(cè)單元17，該障礙感測(cè)單元17感測(cè)阻礙 該本體11行進(jìn)的障礙物時(shí)，該控制單元15控制該驅(qū)動(dòng)單元12使該本體11離開該 處以避開障礙。本發(fā)明實(shí)施例中，上述的防掉落感測(cè)單元17是超音波感測(cè)單元或 紅外線感測(cè)單元所構(gòu)成。如圖6，該本體11底部裝設(shè)有一紫外線殺菌裝置19，該本體11內(nèi)部并具有一與該紫外線殺菌裝置19串接的安全開關(guān)(圖未示)，且該控制單元15與該安全開關(guān) 電性連結(jié)。該紫外殺菌裝置19于該本體11移動(dòng)的路程中執(zhí)行殺菌清潔。當(dāng)該控制 單元15偵測(cè)到上述所有的防掉落感測(cè)單元18均同時(shí)感測(cè)不到實(shí)體面時(shí)，表示該本 體11已被取離實(shí)體面，該安全開關(guān)則關(guān)閉該紫外線殺菌裝置19的電源供應(yīng)。如圖3，該本體11左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元12分別設(shè)有一光閘組件40，該光閘 組件40與該控制單元15電性連結(jié)，該控制單元15藉該光閘組件40的信號(hào)回授而 分別控制左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元12以進(jìn)一步控制該本體11的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。此一技術(shù) 可使本體11于自動(dòng)充電時(shí)能更準(zhǔn)確的定位。雖然本發(fā)明是以一個(gè)最佳實(shí)施例做說(shuō)明，但精于此技藝者能在不脫離本發(fā)明 精神與范疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而已，非 用以限制本發(fā)明的范圍。舉凡不違本發(fā)明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發(fā) 明申請(qǐng)專利范圍。
權(quán)利要求
1. 一種地面清潔裝置，包括一本體(11)；一對(duì)位于該本體(11)左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元(12)，以便驅(qū)動(dòng)該本體(11)于一實(shí)體面上移動(dòng)；設(shè)于該本體左側(cè)或右側(cè)的沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元(13)，該沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元(13)是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成，使該本體(11)以一種微幅S型的路徑并與一外物邊緣(31)保持一預(yù)定距離的模式沿著該外物邊緣(31)移動(dòng)；設(shè)于本體底部的清潔單元(14)；一控制單元(15)以及一供電單元(16)，設(shè)于該本體(11)的內(nèi)部，與上述的各單元電性連接，使該驅(qū)動(dòng)單元(12)可帶動(dòng)該本體(11)移動(dòng)，使該清潔單元(14)于該本體(11)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行清潔。
2. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，上述的沿外物邊緣移動(dòng)的感 測(cè)單元(13)為紅外線感測(cè)單元；該紅外線感測(cè)單元包括一第一紅外線感測(cè)單元(21) 以及一第二紅外線感測(cè)單元(22)，并列地設(shè)置于該本體(11)的一側(cè)，每一紅外 線感測(cè)單元(21)(22)分別具有一紅外線發(fā)射器以及一紅外線接收器；于該本體(11)移動(dòng)的路程中，該第一紅外線感測(cè)單元(21)偵測(cè)到該外物邊緣(31)時(shí)， 該控制單元(15)驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)單元(12)，使該本體(11)朝著該外物邊緣(31) 移動(dòng)；當(dāng)該第一紅外線感測(cè)單元(21)以及該第二紅外線感測(cè)單元(22)同時(shí)偵測(cè) 到該外物邊緣(31)，該控制單元(15)驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)單元(12)，使該本體(11) 微幅地朝離開該外物邊緣(31)的方向移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，上述沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè) 單元(13)為超音波感測(cè)單元。
4. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，還包含一充電裝置(30)，位于一外物邊緣(31)的固定位置，連接著電源;該充電裝 置(30)可發(fā)射一位置訊號(hào)；一接電單元(32)，設(shè)于該本體(11)外部，與該充電裝置(30)電性接合，對(duì) 該本體(11)中的供電單元(16)進(jìn)行充電；一訊號(hào)接收單元(33)，設(shè)于該本體(11)，與該控制單元(15)電性連接， 接收該充電裝置(30)所發(fā)射的位置訊號(hào)；一電量偵測(cè)單元(34)，設(shè)于該本體(11)，與該控制單元(15)及該供電單 元(16)電性連接，偵測(cè)該供電單元(16)的余電量，當(dāng)余電量達(dá)一預(yù)定低量值,對(duì)該控制單元(15)發(fā)送一表示低電量的訊號(hào)，該控制單元(15)啟動(dòng)上述的沿外 物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元(13)，使該本體(11)沿著外物邊緣(31)移動(dòng)，至該訊 號(hào)接收單元(33)接收到該充電裝置(30)的位置訊號(hào)時(shí),該控制單元(15)控制 該左、右驅(qū)動(dòng)單元(12)，使該本體(11)做原地旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，使該接電單元(32) 與該充電裝置(30)結(jié)合，開始進(jìn)行充電。
5. 如權(quán)利要求4所述地面清潔裝置，其特征在于，上述充電裝置(30)發(fā)射的 位置訊號(hào)以及該本體(11)的訊號(hào)接收單元(33)是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求5所述地面清潔裝置，其特征在于，上述非接觸式感應(yīng)元件為紅 外線感測(cè)元件、超音波感測(cè)元件之擇一。
7. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，上述控制單元(15)內(nèi)預(yù)存 隨機(jī)移動(dòng)路徑程式、螺旋移動(dòng)路徑程式、U形移動(dòng)路徑程式、以及多于一種的脫困 路徑程式。
8. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，該本體(11)底部周邊設(shè)若 干防掉落感測(cè)單元(18)，該其中一防掉落感測(cè)單元(18)未偵測(cè)到上述的實(shí)體面 時(shí)，該控制單元(15)控制該驅(qū)動(dòng)單元(12)使該本體(11)離開該處以避免掉落； 該本體(11)前部設(shè)若干障礙感測(cè)單元(17)，該障礙感測(cè)單元(17)感測(cè)阻礙該 本體(11)行進(jìn)的障礙物時(shí)，該控制單元(15)控制該驅(qū)動(dòng)單元(12)使該本體(11) 離開該處以避開障礙。
9. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，該本體(11)底部裝設(shè)有一 紫外線殺菌裝置(19)，該本體(11)內(nèi)部并具有一與該紫外線殺菌裝置(19)串 接的安全開關(guān)，且該控制單元(15)與該安全開關(guān)電性連結(jié)。
10. 如權(quán)利要求1所述地面清潔裝置，其特征在于，該本體(11)左、右兩側(cè) 的驅(qū)動(dòng)單元(12)分別設(shè)有一光閘組件(40)，該光閘組件(40)并與該控制單元(15)電性連接，該控制單元(15)并藉該光閘組件(40)的信號(hào)回授而分別控制 左、右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元(12)以控制該本體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
全文摘要
一種地面清潔裝置，主要于一本體的兩側(cè)設(shè)驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元與設(shè)在本體內(nèi)部的控制單元以及供電單元電性連接，因此該本體可于一實(shí)體面上自動(dòng)地移動(dòng)；特別是該本體的左側(cè)或右側(cè)設(shè)有沿外物邊緣移動(dòng)的感測(cè)單元，其是由非接觸式感應(yīng)元件所構(gòu)成，使該本體以一種連續(xù)的、微幅的S型路徑并與一外物邊緣保持預(yù)定距離的模式沿著該外物邊緣移動(dòng)，該本體更利用此一移動(dòng)模式自行找到一充電裝置而進(jìn)行自動(dòng)充電。
文檔編號(hào)G05D1/02GK101259000SQ20071008036
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者劉邦俊, 陳技作, 陳昆元 申請(qǐng)人:得利誠(chéng)健康生活科技股份有限公司