專利名稱：機(jī)器人清潔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人清潔設(shè)備，例如機(jī)器人真空清潔器。
技術(shù)背景機(jī)器人清潔設(shè)備，諸如機(jī)器人真空清潔器，在本領(lǐng)域范圍內(nèi)是公知的。在專利US 5369347中公開了一種機(jī)器人清潔設(shè)備。這種已知的設(shè)備 包括整體為圓形塊形狀的殼體。為了驅(qū)動(dòng)所述設(shè)備，所述設(shè)備設(shè)有一個(gè) 驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)支撐輪，所述支撐輪設(shè)置在所述設(shè)備的沿直徑相對(duì)的兩側(cè) 上。為了轉(zhuǎn)向所述設(shè)備，驅(qū)動(dòng)輪圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)。這種已知的設(shè)備可以通過以下方式進(jìn)行操作。當(dāng)設(shè)備向前移動(dòng)時(shí)， 驅(qū)動(dòng)輪與支撐輪平行取向。如果，例如，設(shè)備的左側(cè)碰觸到障礙物，則 驅(qū)動(dòng)輪向右樞轉(zhuǎn)90。，從而使所述設(shè)備在即將開始旋轉(zhuǎn)之前完全停止。 設(shè)備將向右旋轉(zhuǎn)，并且由于支撐輪設(shè)置在圓形設(shè)備的直徑上，因此所述 旋轉(zhuǎn)是圍繞支撐輪之間的中心軸線的。此外，由于設(shè)備為圓形的，因此 障礙物將不會(huì)阻礙設(shè)備的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)90。時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪向左樞轉(zhuǎn)90° ,并且將再次與支撐輪平行。設(shè)備將開始向前移動(dòng)并且允許設(shè)備行進(jìn) 一較短的距離。此后，驅(qū)動(dòng)輪向左樞轉(zhuǎn)90° ，其中，所述設(shè)備在圍繞中 心軸線開始左轉(zhuǎn)之前再次停止。在所述設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)90°之后，驅(qū)動(dòng)輪 向后樞轉(zhuǎn)至與支撐輪平行，并且所述設(shè)備將沿原方向再次向前行進(jìn)。這種已知的機(jī)器人清潔設(shè)備的問題在于圍繞障礙物(例如在常規(guī)的 家庭環(huán)境中普遍存在的桌子腿或椅子腿)轉(zhuǎn)向時(shí)設(shè)備需要消耗時(shí)間和能 量。在通過電池操作機(jī)器人清潔設(shè)備的情況下，由于電池通常必須被重 新裝載，這樣將進(jìn)一步延長清潔所需的時(shí)間，因此這尤其成為一個(gè)問題。顯然還可以在設(shè)備碰觸障礙物時(shí)以小于90°的角度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪。然 而，由于在這種情況下設(shè)備將不會(huì)圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，因此這種操:作方式產(chǎn)生的問題在于設(shè)備將不會(huì)完全移動(dòng)離開障礙物，而是會(huì)在旋轉(zhuǎn)的過 程中被障礙物向后推動(dòng)或者甚至被卡住。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減輕上述問題的機(jī)器人清潔設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過權(quán)利要求1所述的機(jī)器人清潔設(shè)備而實(shí)現(xiàn)。一種根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備，其包括主體，所述主體容納 有可控制的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可在表面上移動(dòng)所述機(jī)器人清潔設(shè) 備；清潔裝置，所述清潔裝置可在所述機(jī)器人清潔設(shè)備在表面上移動(dòng)時(shí) 清潔表面；障礙物檢測(cè)裝置；以及控制裝置，所述控制裝置連接至所述 驅(qū)動(dòng)裝置和所述障礙物檢測(cè)裝置。所述主體具有將前端部連接至左后端 部的左側(cè)壁和將前端部連接至右后端部的右側(cè)壁；所述控制裝置被設(shè)置 為在從所述障礙物檢測(cè)裝置接收到關(guān)于檢測(cè)到的障礙物的信息時(shí)，控制 所述驅(qū)動(dòng)裝置圍繞位于左后端部的主左轉(zhuǎn)軸線和位于右后端部的主右轉(zhuǎn) 軸線的其中之一旋轉(zhuǎn)所述機(jī)器人清潔設(shè)備，這樣，所述設(shè)備實(shí)際上僅執(zhí) 行圍繞所述軸線的其中之 一 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述左側(cè)壁和所述右側(cè)壁被構(gòu) 造為所述機(jī)器人清潔設(shè)備通過所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)離開檢測(cè)到的障礙 物。由于清潔設(shè)備被設(shè)置為圍繞在設(shè)備的后部中的兩個(gè)主旋轉(zhuǎn)軸線的其壁相結(jié)合，因此所述清潔設(shè)備能夠在無須停止的情況下移動(dòng)離開障礙物。 此外，旋轉(zhuǎn)軸線位置和側(cè)壁構(gòu)造的這種結(jié)合使得可以通過旋轉(zhuǎn)小于90° 的角度來移動(dòng)設(shè)備而離開大部分障礙物。在普通住宅中的通常的配有家具的房間中，清潔機(jī)器人將以約每分 鐘20-60次地碰觸障礙物。由于根據(jù)本發(fā)明的清潔設(shè)備能夠通過較小的 減速和加速進(jìn)行操作，并且可以通過比現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備更小的角度轉(zhuǎn)向 而在通常情況下避開障礙物，因此當(dāng)在常規(guī)的住宅中進(jìn)行操作時(shí)根據(jù)本發(fā)明的清潔設(shè)備可以保持較高的速度平均值。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備 相比這種較高的速度平均值可以實(shí)現(xiàn)相同或較少的能量消耗。由此與現(xiàn) 有技術(shù)的設(shè)備相比，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中可以使用相同或者甚至較小 的和/或較低重量的電池。從而，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明的 機(jī)器人清潔設(shè)備能夠在實(shí)現(xiàn)快速地清潔房間的同時(shí)消耗相同或較少的能 量。本發(fā)明涉及機(jī)器人清潔裝置，或者換言之，涉及用于清潔表面的自 動(dòng)的、自推進(jìn)機(jī)器。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備可以通過電源操作(mains-operated)并具有線纜，也可以通過電池才喿作或者^f吏用4壬<可其它類型的適當(dāng)?shù)哪芰吭?，例如太陽能。在本申?qǐng)中，諸如"左"、"右"、"前"和"后"之類的措辭是相對(duì)于在使用中的機(jī)器人清潔設(shè)備的常規(guī)行進(jìn)方向而言的。根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人清潔設(shè)備包括清潔裝置，所述清潔裝置可在機(jī) 器人清潔設(shè)備在表面上移動(dòng)時(shí)清潔表面，其中，清潔設(shè)備所行進(jìn)的表面 無須與被清潔的表面相同。所述清潔裝置可以包括，例如，真空裝置、 擦洗裝置或擦亮裝置(polishing means)。如果清潔裝置為真空裝置， 則根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備可以被稱作機(jī)器人真空清潔器。根據(jù)本 發(fā)明的清潔設(shè)備旨在用于諸如地板之類的主水平表面上，然而待清潔的 表面也可以是室外的表面，例如庭院地板。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備包括可控制的驅(qū)動(dòng)裝置。所述驅(qū)動(dòng)裝 置包括用于推進(jìn)所述清潔設(shè)備的裝置，例如電馬達(dá)，以及用于承載清潔 設(shè)備的裝置，例如滑動(dòng)裝置或滑動(dòng)輪。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備包括障礙物檢測(cè)裝置，例如連接至傳 感器的緩沖器、紅外裝置(IR-means)、和/或聲納裝置、微波雷達(dá)、記 錄其周圍環(huán)境的相機(jī)、激光掃描儀等，以便檢測(cè)障礙物并把與任何檢測(cè) 到的障礙物有關(guān)的信息傳送到控制裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔設(shè)備包括控制裝置，例如微處理器。 控制裝置被連接至障礙物檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，以便所述控制裝置能夠 接收與通過檢測(cè)裝置檢測(cè)到的障礙物有關(guān)的信息并且響應(yīng)所接收到的信息而控制驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制裝置能夠處理來自 障礙物檢測(cè)裝置的信息。根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人清潔設(shè)備的這些部件，即可控制的驅(qū)動(dòng)裝置、 清潔裝置、障礙物檢測(cè)裝置和控制裝置被容納在清潔設(shè)備的主體中。所 述主體可以為塊形的殼體，所述殼體相對(duì)于其橫向延展具有較低的高度， 這樣將使其適配于具有較短的支腿的家具的下方，例如床和沙發(fā)。部件 可以被完全包封在主體中或者從主體中突出，其中有利的是，當(dāng)在家具 下方驅(qū)動(dòng)時(shí)，即使存在任何突出部件也不會(huì)阻礙清潔設(shè)備。主體具有前 端部、左后端部和右后端部。沿主體的相應(yīng)側(cè)面，左側(cè)壁在前端部和左 后端部之間延伸，右側(cè)壁在前端部和右后端部之間延伸。當(dāng)清潔設(shè)備被 設(shè)置在待清潔的表面上時(shí)，所述側(cè)壁被取向?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下任何所遇 到的障礙物將撞擊所述清潔設(shè)備的主體的側(cè)壁，除非清潔設(shè)備及時(shí)地轉(zhuǎn) 變方向。障礙物可以是在通常的配備家具的房間中的任何障礙，例如墻壁、桌子腿或椅子腿。當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，控制裝置根據(jù)本發(fā)明被設(shè)置為控制驅(qū)動(dòng)裝置， 這樣在障礙物避開操作中，所述清潔裝置圍繞主左轉(zhuǎn)軸線或者主右轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。顯然所述控制裝置可以控制驅(qū)動(dòng)裝置圍繞其它軸線轉(zhuǎn)向清潔設(shè) 備或者在其它操作過程中沿直向轉(zhuǎn)向清潔設(shè)備，例如在清潔區(qū)域中沒有 障礙物的情況下。主左轉(zhuǎn)軸線位于左后端部和主右轉(zhuǎn)軸線位于右后端部。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，相應(yīng)的主旋轉(zhuǎn)軸線基本上位于主體的外圍上 的相應(yīng)的后端部處。根據(jù)本發(fā)明，清潔設(shè)備也可以被設(shè)置為圍繞在相應(yīng) 的端部處位于主體的外側(cè)的主旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，主體的側(cè)壁被構(gòu)造為清潔設(shè)備在圍繞所述主旋轉(zhuǎn)軸線 的其中之一旋轉(zhuǎn)時(shí)可移動(dòng)離開檢測(cè)到的障礙物。根據(jù)本發(fā)明，由于主旋轉(zhuǎn)軸線的位置和側(cè)壁的相應(yīng)的形狀，清潔設(shè)備僅通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)離 開檢測(cè)到的障礙物。換言之，在障礙物避開轉(zhuǎn)向的過程中清潔設(shè)備實(shí)際 上僅旋轉(zhuǎn)而無須平移。由此清潔設(shè)備執(zhí)行"離開"轉(zhuǎn)向，而無須由于障 礙物而迫使其向后滑動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，清潔設(shè)備在沿任何前進(jìn)的方向不受障礙物影響地自由 移動(dòng)時(shí)移動(dòng)離開障礙物。根據(jù)本發(fā)明，所述側(cè)壁可以具有以下所述形狀即位于檢測(cè)到的障 礙物的一側(cè)上的所述側(cè)壁在清潔設(shè)備圍繞相應(yīng)的一個(gè)主旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)向時(shí) 沿沖全測(cè)到的障礙物滑動(dòng)?？蛇x的，所述側(cè)壁可以具有以下所述形狀即當(dāng)清潔設(shè)備轉(zhuǎn)向時(shí)至檢測(cè)到的障礙物的距離增加。根據(jù)本發(fā)明的另 一種 選擇在于提供具有撓性部件或撓性安裝部件的側(cè)壁。當(dāng)清潔設(shè)備通過一個(gè)側(cè)壁碰觸障礙物并且開始圍繞相應(yīng)的一個(gè)主旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)向時(shí)，所述側(cè) 壁在通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)推抵障礙物時(shí)可以彎曲，這樣清潔設(shè)備在無須平移的 情況下既移動(dòng)離開。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述側(cè)壁具有基本上相等的長度并且在 前端部在側(cè)壁之間形成頂點(diǎn)。主體可以具有圓形的前端，這樣實(shí)際的頂 點(diǎn)位于主體的邊界的外側(cè)，即位于主體的前方。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于如 果障礙物位于相對(duì)于清潔裝置的左側(cè)或右側(cè)，則檢測(cè)裝置可以更容易地 檢測(cè)。因此，控制裝置可以設(shè)置為控制驅(qū)動(dòng)裝置使清潔設(shè)備圍繞主左轉(zhuǎn) 軸線或者主右轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以作為對(duì)清潔設(shè)備的檢測(cè)到障礙物的一側(cè)的 響應(yīng)，這樣，清潔設(shè)備將以最為適當(dāng)和快速的方式移動(dòng)離開檢測(cè)障礙物。另一優(yōu)點(diǎn)在于主體的形狀是相對(duì)于縱向軸線對(duì)稱的，這樣，清潔設(shè) 備可以設(shè)置為當(dāng)向左轉(zhuǎn)向和向右轉(zhuǎn)向時(shí)以對(duì)稱的方式移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述側(cè)壁為凸起的。根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例，至少左側(cè)壁的主部的形狀為具有主右轉(zhuǎn) 軸線重合的曲率中心的圓弧，以及右側(cè)壁的主部的形狀為具有主左轉(zhuǎn)軸 線重合的曲率中心的圓弧。從而，當(dāng)清潔設(shè)備圍繞一個(gè)主旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)向 時(shí)，障礙物和所述主壁部的最近點(diǎn)之間的距離將在清潔設(shè)備轉(zhuǎn)向時(shí)保持恒定。由此，側(cè)壁的形狀和相應(yīng)的主旋轉(zhuǎn)軸線的位置確保所述清潔設(shè)備 將不會(huì)貼附在障礙物上，并且清潔設(shè)備能夠僅僅通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而無須任 何平移滑動(dòng)來移動(dòng)離開障礙物。此外，這種形狀的側(cè)壁提供了具有最大 延伸輪廓的主體，這樣，在所述側(cè)壁之間，能夠獲得盡可能大的用于清 潔設(shè)備的部件的空間。如果所述側(cè)壁的輪廓延伸超過所述圓弧，則清潔設(shè)備不能通過離開轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)離開障礙物，除非側(cè)壁可以彎曲。根據(jù)一 個(gè)實(shí)施例，側(cè)壁允許基本上沿弧的整個(gè)長度遵循所述弧的彎曲。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，主體總體上為三角塊的形狀，優(yōu)選為等 邊三角塊的形狀。從而，清潔設(shè)備將能夠在較窄的走廊中回轉(zhuǎn)，而不會(huì) 貼附至后壁。如果機(jī)器人清潔設(shè)備為機(jī)器人真空清潔器，則這種形狀的 三角形主體提供了用于從左后端部延伸至右后端部的、基本上在主體的 整個(gè)寬度上的抽吸切口的空間。因此，在各待清潔的表面上行進(jìn)時(shí)，機(jī) 器人真空清潔器有利地清潔盡可能寬的條區(qū)域，這同樣有助于最小化清 潔房間所需的時(shí)間。因此根據(jù)本發(fā)明，主左轉(zhuǎn)軸線和主右轉(zhuǎn)軸線并非中心軸線，清潔設(shè) 備將能夠通過以小于90°的角度轉(zhuǎn)向而移動(dòng)離開較窄的障礙物，例如一 件家具的支腿。如果主體具有等邊的輪廓并且主旋轉(zhuǎn)軸線位于后拐角中， 并且如果檢測(cè)到障礙物位于清潔設(shè)備的正前方，則清潔設(shè)備將能夠通過轉(zhuǎn)向60°而移動(dòng)離開。如果檢測(cè)到障礙物位于清潔設(shè)備的一側(cè)上，則清潔設(shè)備將能夠通過甚至較小的角度轉(zhuǎn)向而移動(dòng)離開。從而，根據(jù)本發(fā)明 的清潔設(shè)備將能夠通過轉(zhuǎn)向較小的角度而保持較高的速度平均值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置包括可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪。根據(jù)本發(fā) 明，僅僅具有一個(gè)這種驅(qū)動(dòng)輪就足夠了。為了轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)清潔設(shè)備，控 制裝置設(shè)置為樞轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪。因此，驅(qū)動(dòng)輪圍繞水平軸線可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置以 驅(qū)動(dòng)清潔設(shè)備，并且驅(qū)動(dòng)輪圍繞豎直軸線可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置，以改變水平旋 轉(zhuǎn)軸線的方向。驅(qū)動(dòng)輪可以設(shè)置為沿各方向樞轉(zhuǎn)180。，從而清潔設(shè)備可以被反向。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪安裝在主左轉(zhuǎn)軸線和主右 轉(zhuǎn)軸線之間的軸線的前方。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪"^L 置在前端部?？赊D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的在前的位置將有利地增加了敏捷性和清潔 設(shè)備的移動(dòng)的響應(yīng)方式。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，清潔設(shè)備的多個(gè)較重的部件位于清潔設(shè) 備的前半部中。例如，在機(jī)器人真空清潔器形式的清潔設(shè)備中，位于清 潔設(shè)備的前半部中的抽風(fēng)機(jī)、電池包和驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向馬達(dá)靠近前端部中的可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪。通過這種設(shè)置，主要部分的重量通過驅(qū)動(dòng)輪承載，這樣 清潔設(shè)備獲得了良好的爬坡能力，從而清潔設(shè)備可以爬過門階等。從而， 在這種實(shí)施例中，重心靠近驅(qū)動(dòng)輪，這在加速和暫停時(shí)是有利的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，超過80%的設(shè)備的重量通過轉(zhuǎn)向輪承載。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例，重心位于距離主左轉(zhuǎn)軸線和主右轉(zhuǎn)軸線中的 每一個(gè)一定距離的位置處。因此，清潔設(shè)備在因動(dòng)量力而圍繞主旋轉(zhuǎn)軸 線的其中之一旋轉(zhuǎn)時(shí)將受到轉(zhuǎn)矩。這種轉(zhuǎn)矩將有助于實(shí)現(xiàn)清潔設(shè)備的較 低的能量消耗。如果重心至相應(yīng)的主旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離相等，則在圍 繞相應(yīng)的主旋轉(zhuǎn)軸線左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的過程中所受到的動(dòng)量相等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置包括支撐裝置。所述支撐裝置 具有沿主前驅(qū)動(dòng)方向的較低的摩擦力和沿垂直于主前驅(qū)動(dòng)方向的軸線的 兩個(gè)方向的較高的摩擦力。從而，支撐裝置將清潔設(shè)備的"清潔"旋轉(zhuǎn) 軸線(即僅僅用于執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(不存在滑動(dòng)或平移)的軸線)的所有 可能的位置限制為所述垂直的軸線。支撐裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)不可 樞轉(zhuǎn)的支撐裝置，然而也可以構(gòu)成垂直于主前驅(qū)動(dòng)方向地設(shè)置在清潔設(shè) 備的后部的滑動(dòng)軌道。


本發(fā)明可以以許多不同的方式實(shí)現(xiàn)，并且^又通過實(shí)例的方式，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，附圖如下圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人真空清潔器的立體透視圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人真空清潔器的透視圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人真空清潔器的后半部的剖視圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人真空清潔器的左半部的立體剖視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人真空清潔器的轉(zhuǎn)向圈的示意性 俯視圖；圖6a-圖6e為順序地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在移動(dòng)避開已 經(jīng)被檢測(cè)到的位于右側(cè)的障礙物時(shí)的機(jī)器人真空清潔器的操作的俯視圖；圖7a-圖7c為順序地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在移動(dòng)穿過已 經(jīng)被檢測(cè)到的分別位于右側(cè)和左側(cè)的兩個(gè)障礙物之間時(shí)的機(jī)器人真空清 潔器的操作的俯視圖；圖8為示出了以下狀態(tài)的俯視圖即根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人 真空清潔器將不能適配于已經(jīng)被檢測(cè)到的分別位于右側(cè)和左側(cè)的兩個(gè)障 礙物之間。
具體實(shí)施方式
在圖1-圖4中，示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人真空清潔器形式的機(jī)器 人清潔設(shè)備。真空清潔器包括殼體形式的主體l。主體具有總體上為等邊 三角形塊的形狀，其具有前端部3、左后端部4和右后端部5。這三個(gè)端 部3、 4、 5形成三個(gè)圓角部。左側(cè)壁7從前端部3延伸至左后端部4,并 且右側(cè)壁6 /人前端部3延伸至右后端部5。左側(cè)壁6和右側(cè)壁7 —起形成 從左后端部4經(jīng)由前端部3延伸至右后端部5的連續(xù)的緩沖器。所述緩 沖器為主體1的撓性安裝部件。最后，后側(cè)壁17從左后端部4延伸至右 后端部5。緩沖器與多個(gè)傳感器21協(xié)同工作。在緩沖器被推動(dòng)時(shí)(在機(jī)器人真 空清潔器撞上障礙物時(shí)發(fā)生)傳感器21進(jìn)行記錄。由此，緩沖器和傳感 器起到障礙物檢測(cè)裝置的作用。主體1容納包括安裝在前端部3中的可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)4侖2的可控制的驅(qū) 動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)輪2可以圍繞輪軸9旋轉(zhuǎn)并且通過用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人真空清 潔器的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)8圍繞輪軸9旋轉(zhuǎn)。輪軸9和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)8被固定至第 一環(huán)狀構(gòu)件10，第一環(huán)狀構(gòu)件10可旋轉(zhuǎn)地安裝在第二、固定環(huán)狀構(gòu)件 11。第一環(huán)狀構(gòu)件10能夠在圍繞中心豎直軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在第二固定環(huán) 狀構(gòu)件11上滑動(dòng)。第一環(huán)狀構(gòu)件10設(shè)有外部齒環(huán)12。電轉(zhuǎn)向馬達(dá)13 連接至用于旋轉(zhuǎn)第一環(huán)構(gòu)件12的齒環(huán)12。由此，當(dāng)操作轉(zhuǎn)向馬達(dá)13以 旋轉(zhuǎn)第一環(huán)狀構(gòu)件10時(shí)，可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)方 向變化并且真空清潔器轉(zhuǎn)向。為了向電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)8和電轉(zhuǎn)向馬達(dá)13供電，在主體l中設(shè)置一組可 充電的電池14。機(jī)器人真空清潔器進(jìn)一步包括真空裝置形式的清潔裝置。真空裝置 包括從待通過抽吸切口 16清潔的表面上抽吸灰塵和碎屑的抽風(fēng)機(jī)15。在 真空清潔器的最寬部分處，即在后部，抽吸切口基本上在真空清潔器的 整個(gè)幅寬上延伸。抽吸切口 16通過通道連接至垃圾箱18。在通道中，在 抽吸切口 16處裝配有可旋轉(zhuǎn)的刷輥19,以提高真空清潔器的灰塵和碎屑 收集特性。具有至垃圾箱18的入口和刷輥19的通道基本上在抽吸切口 16的整個(gè)長度上延伸。從而，收集的灰塵和碎屑無須在真空清潔器中被 橫向運(yùn)輸，而是僅僅需要被提升較小的高度以進(jìn)入到垃圾箱18中。由此， 收集灰塵和碎屑所需的能量保持在較低的水平。這樣有助于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本 發(fā)明的真空清潔器的較低的能量消耗，從而延長電池壽命。最后，真空裝置包括過濾器19,過濾器19保護(hù)抽風(fēng)機(jī)15免受任何 垃圾箱18中所收集的灰塵和石f屑的影響。微處理器20形式的控制裝置可操作地連接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)8、轉(zhuǎn)向馬達(dá) 13和傳感器21。最后，機(jī)器人真空清潔器設(shè)有固定的非可樞轉(zhuǎn)支撐輪26形式的支撐 裝置，參照?qǐng)D6 -圖8。在圖5中，示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人真空清潔器的旋轉(zhuǎn)特性。主 左轉(zhuǎn)軸線23位于左后端部4中，而主右轉(zhuǎn)軸線24位于右后端部5中。 左側(cè)壁7的形狀為具有與主右轉(zhuǎn)軸線23重合的曲率中心的圓弧，而右側(cè) 壁6的形狀為具有與主左轉(zhuǎn)軸線24重合的曲率中心的圓弧。參考圖5,為了避開位于機(jī)器人真空清潔器的正前方的障礙物25， 真空清潔器圍繞主旋轉(zhuǎn)軸線23、 24的其中之一旋轉(zhuǎn)。即，側(cè)壁的輪廓將 沿與障礙物25保持恒定的距離的相應(yīng)的圓形物行進(jìn)。因此，在轉(zhuǎn)向過程 中主體1的后部不會(huì)貼附在障礙物上，從而真空清潔器將能夠僅僅通過 轉(zhuǎn)動(dòng)而非滑動(dòng)既移動(dòng)離開。參考圖6-圖8,將描述根據(jù)本發(fā)明的所描述的實(shí)施例的真空清潔器 的操作。在圖6中，順序地示出了當(dāng)示出了遇到位于右側(cè)的障礙物25時(shí)機(jī)器 人真空清潔器的轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖6中，真空清潔器向正前方行進(jìn)。當(dāng)緩沖器 和傳感器21形式的檢測(cè)裝置記錄碰觸，主體1的右側(cè)上出現(xiàn)的障礙物25 與控制裝置20相通。隨后控制裝置啟動(dòng)轉(zhuǎn)向馬達(dá)13,轉(zhuǎn)向馬達(dá)13將旋 轉(zhuǎn)第一環(huán)狀構(gòu)件10以使可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪樞轉(zhuǎn)。從而，可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng) 方向向左轉(zhuǎn)動(dòng)約45。，參考圖6c。這種新的驅(qū)動(dòng)方向垂直于自驅(qū)動(dòng)輪2 的中心和主左轉(zhuǎn)軸線23的線。從而，機(jī)器人真空清潔器將開始圍繞主左 轉(zhuǎn)軸線23向左轉(zhuǎn)向。由于圓弧形側(cè)壁6的結(jié)合和主左轉(zhuǎn)軸線23的位置，真空清潔器將僅 僅通過這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)既移動(dòng)離開障礙物，參考圖6d。如圖6e中所示，真 空清潔器在執(zhí)行約60°的轉(zhuǎn)動(dòng)之后完全不受障礙物的影響。此后，控制 裝置20可以啟動(dòng)轉(zhuǎn)向馬達(dá)13以樞轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)4侖2返回至前驅(qū)動(dòng)位置 或者選擇任何其它適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)方向。在這種障礙物避開轉(zhuǎn)向的過程中， 驅(qū)動(dòng)輪以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(Rpm)連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由此保持真空清潔 器的速度。此外，由于諸如電池14、驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向馬達(dá)8、 13和抽風(fēng)機(jī)15 之類的較重的部件集中至主體1的前端部，在圍繞主左轉(zhuǎn)軸線23旋轉(zhuǎn)的 過程中真空清潔器從來自這些部件的動(dòng)量力收益。在圖7中，順序地示出了當(dāng)示出了遇到位于兩側(cè)的障礙物25、 25' 時(shí)機(jī)器人真空清潔器的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果真空清潔器在向左轉(zhuǎn)動(dòng)以避開位于右 側(cè)上的第一障礙物時(shí)碰觸位于左側(cè)上的第二障礙物25'，則啟動(dòng)控制裝置 以將驅(qū)動(dòng)輪2從圖6d中的位置旋轉(zhuǎn)約90° 。其中，驅(qū)動(dòng)輪獲得取向?yàn)橹?前驅(qū)動(dòng)方向的右側(cè)約45°的方向的新的驅(qū)動(dòng)方向。這種新的驅(qū)動(dòng)方向垂 直于從驅(qū)動(dòng)輪2的中心至主右轉(zhuǎn)軸線24的線。從而，機(jī)器人真空清潔器 將開始圍繞主右轉(zhuǎn)軸線24向右轉(zhuǎn)動(dòng)。由于圓弧形側(cè)壁6、 7與主旋轉(zhuǎn)軸線23、 24的位置的結(jié)合，真空清 潔器將僅僅通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)離開兩個(gè)障礙物25、 25'，即首先圍繞主左 轉(zhuǎn)軸線23向左旋轉(zhuǎn)，而隨后圍繞主右轉(zhuǎn)軸線24向右旋轉(zhuǎn)。各轉(zhuǎn)動(dòng)以約 60。的角度進(jìn)行。在圖7c中，真空清潔器示出在障礙物25、 25'之間的 位置中，在此真空清潔器基本上是完全自由的。在該位置處，控制裝置空清潔器將連續(xù)進(jìn)行清潔纟喿作。如果如根據(jù)圖8的實(shí)例，兩個(gè)障礙物25和25'之間的距離小于真空 清潔器的寬度，則在真空清潔器開始圍繞主右轉(zhuǎn)軸線右轉(zhuǎn)以轉(zhuǎn)動(dòng)離開第 二障礙物25'時(shí)右側(cè)壁將再次碰觸第一障礙物25。因此，控制裝置20將 得知真空清潔器不能穿過障礙物25和25'之間。在這種情況下，真空清 潔器被捕獲在兩個(gè)過度緊密的障礙物25、 25'之間，真空清潔器不能通過 所描述的轉(zhuǎn)動(dòng)操作而移動(dòng)離開，但是將反向并且重新開始。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人清潔設(shè)備，所述清潔設(shè)備包括主體，所述主體容納有可控制的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可在表面上移動(dòng)所述機(jī)器人清潔設(shè)備；清潔裝置，所述清潔裝置可在所述機(jī)器人清潔設(shè)備在表面上移動(dòng)時(shí)清潔表面；障礙物檢測(cè)裝置；以及控制裝置，所述控制裝置連接至所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述障礙物檢測(cè)裝置，其中，所述主體具有將前端部連接至左后端部的左側(cè)壁和將前端部連接至右后端部的右側(cè)壁；所述控制裝置被設(shè)置為在從所述障礙物檢測(cè)裝置接收到關(guān)于檢測(cè)到的障礙物的信息時(shí)，控制所述驅(qū)動(dòng)裝置圍繞位于左后端部的主左轉(zhuǎn)軸線和位于右后端部的主右轉(zhuǎn)軸線的其中之一旋轉(zhuǎn)所述機(jī)器人清潔設(shè)備，這樣，所述設(shè)備基本上僅僅執(zhí)行圍繞所述軸線的其中之一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且其中，所述左側(cè)壁和所述右側(cè)壁被構(gòu)造為所述機(jī)器人清潔設(shè)備通過所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)離開檢測(cè)到的障礙物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述左側(cè)壁 和所述右側(cè)壁實(shí)際上為在前端部具有頂點(diǎn)的等邊側(cè)面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述左 側(cè)壁和所述右側(cè)壁是凸起的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，至少左側(cè)壁的主要部分的形狀為具有與主右轉(zhuǎn)軸線重合的曲 率中心的圓弧，并且右側(cè)壁的主要部分的形狀為具有與主左轉(zhuǎn)軸線重合 的曲率中心的圓弧。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述左側(cè)壁和所述右側(cè)壁包括撓性緩沖器和/或撓性安裝緩沖 器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，所述主體具有將右后端部連接至左后端部的后側(cè)壁，所述后 側(cè)壁為凸起的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，至少所述后 側(cè)壁的主要部分的形狀為具有位于前端部內(nèi)的曲率中心的圓弧。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，所述主體總體上為三角塊的形狀，優(yōu)選為等邊三角塊的形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪，并且所述控制裝置纟皮_沒置 為通過轉(zhuǎn)向所述可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪來控制所述驅(qū)動(dòng)裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)向 驅(qū)動(dòng)輪被安裝在主左轉(zhuǎn)軸線和主右轉(zhuǎn)軸線之間的軸線的前方，優(yōu)選地安 裝在前端部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，至少所述機(jī) 器人清潔設(shè)備的重量的主要部分，優(yōu)選的超過80%,通過所述轉(zhuǎn)向輪承 載。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括支撐裝置，所述支撐裝置具有沿主前驅(qū)動(dòng) 方向的低摩擦力和沿垂直于主前驅(qū)動(dòng)方向的軸線的兩個(gè)方向的高摩擦 力，以便主體的所有旋轉(zhuǎn)軸線在僅執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)位于一個(gè)軸線上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述支撐裝 置包括不可樞轉(zhuǎn)的支撐輪。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述支撐裝 置包括分別安裝在左后端部和右后端部的兩個(gè)不可樞轉(zhuǎn)的支撐輪。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其 特征在于，所述清潔裝置包括真空裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)器人清潔設(shè)備，其特征在于，所述真空裝置包括抽吸切口 ，所述抽吸切口實(shí)際上在主體的整個(gè)寬度上從左后端部 延伸至右后端部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人清潔設(shè)備，其包括主體，所述主體容納有可控制的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可在表面上移動(dòng)所述機(jī)器人清潔設(shè)備；清潔裝置，所述清潔裝置可在所述機(jī)器人清潔設(shè)備在表面上移動(dòng)時(shí)清潔表面；障礙物檢測(cè)裝置；以及控制裝置，所述控制裝置連接至所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述障礙物檢測(cè)裝置。所述主體具有將前端部連接至左后端部的左側(cè)壁和將前端部連接至右后端部的右側(cè)壁。所述控制裝置被設(shè)置為在從所述障礙物檢測(cè)裝置接收到關(guān)于檢測(cè)到的障礙物的信息時(shí)，控制所述驅(qū)動(dòng)裝置圍繞位于左后端部的主左轉(zhuǎn)軸線和位于右后端部的主右轉(zhuǎn)軸線的其中之一旋轉(zhuǎn)所述機(jī)器人清潔設(shè)備，如此，所述設(shè)備實(shí)際上僅執(zhí)行圍繞所述軸線的其中之一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述左側(cè)壁和所述右側(cè)壁被構(gòu)造為所述機(jī)器人清潔設(shè)備通過所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)離開檢測(cè)到的障礙物。
文檔編號(hào)A47L9/00GK101217907SQ200680024913
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者安德斯·黑格馬克 申請(qǐng)人:伊萊克斯公司