CN101098650A - 提供与表面地板清洁组合的空气净化的装置和方法 - Google Patents

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詹姆斯·R.·克拉珀
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Abstract

本发明涉及提供与表面地板清洁组合的空气净化的装置和方法。本发明是在用于家庭或办公室用途的单一装置中提供与空气香味源组合的自主式可动空气净化器和表面清洁器的系统和方法。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统包括空气净化器、香味器、地板清洁器、输入装置、电力系统、操作和辅助传感器、驱动和操纵装置的机器人和在操作上与以上各项连接以控制装置的操作的中央控制器。本发明还提供用于通过使用空气净化器、香味器、地板清洁器和机器人操作装置以清洁房间并用于响应从传感器或从输入装置发送的信号改变装置的操作的方法。

Description

提供与表面地板清洁组合的空气净化的装置和方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求在2004年11月23日提交的美国临时申请，系列号为No.60/6,303,39的权益。
技术领域
本发明涉及自主式和可动清洁装置。特别地，本发明涉及提供与表面清洁组合的具有可选的空气香味特征的空气净化或清新化的自主式可动清洁装置。
背景技术
对空气污染中固有的健康风险的了解的增加最近导致许多人重新评价他们的室内空气和环境的质量。最近的环境保护局(Environmental Protection Agency)研究表明，室内空气污染水平可比周围的户外空气污染水平高2～5倍。据一些人估计，在罕见的情况下，这些室内空气污染水平可比户外空气污染水平高100倍。由于许多人特别是婴儿和老人，其90％以上的时间花在室内，因此这是越来越重要的必须解决的问题。这些室内污染物中的一些还可是困扰普通人中大多数人的频发和原因不明的头痛或失眠的起作用的因素。
在现有技术中存在许多为净化室内空气设计和制造的装置。对于更多的被更好地隔离的住宅和办公室，空气净化器的目的是清除室内空气中的普通污染物，包括灰尘、烟雾、花粉、细菌、煤烟、霉菌孢子、动物鳞屑和其它显微刺激物，并由此产生干净、健康、清新和舒适的环境。这些装置中的一些通过使用复杂的线栅阵列或高压电极阵列产生离子。一些装置使用风扇和用于使空气流动的类似的装置。这些现有装置中的一些被安装在包含风扇、过滤器和其它复杂的移动部件的大型壳体中。常常是，装置变得被污染物阻塞，这需要风扇组件的拆卸、高压源的更换和/或维修、帮助产生空气流动的导线和电极的阵列的大规模清洗、阻塞装置的过滤器的更换，除非它们是清洁的。这些装置常常比一些用户可能希望的更大、更嘈杂、更复杂和更昂贵。常常是，由于消费者希望住宅的所有房间都得到空气净化，因此装置的位置是一个问题。并且，由于消费者常感到固定的空气清洁器没有净化房间的整个空域并且房间角落中的空气保持不新鲜，因此在房间内的摆放也是有问题的。
但是，即使有了在房间中操作的空气净化器，随着时间的过去，空气传播的污染物也会在表面上沉淀。这些灰尘、鳞屑、花粉和其它污染物的聚集在住所、办公室空间和其它工作或家庭区域是共有的问题。这些表面污染物的聚集是十分讨厌的，并且，在许多情况下，对于许多哮喘病患者和易过敏者意味着健康问题。因此，由于空气净化器只能收集在空气中包含的污染物，因此这些污染物聚集的地板和其它表面必须被定期清洗以去除它们。在大多数情况下，通过人工清扫、真空吸尘或干擦(dry-mopping)实施。但是，这些单调的人工活动可能达不到预期效果，原因在于，随着微粒回到空气中清洁过程趋于释放表面污染物并由此增加空气传播的微粒的浓度，这反过来降低环境空气质量。
机器人被用于适当地代替许多情况下的人工活动已有很长一段时间。最近，机器人已被用于实际的家庭清洁应用。在美国专利申请公开No.2003/0126701中发现用于自主式活动表面处理的机器人的例子；(‘701申请)，发明名称为“Mobile Robot”。’701申请说明了能够通过布置在顶帽状单元内的驱动单元在表面上自主式移动的活动机器人。诸如静电除尘器或真空吸尘用设备的清洁装置可被附于顶帽结构内，使得活动机器人用作清洁机器人。’701申请的发明的一个方面是提供在给定的操作周期内可去除可在地板表面上发现的灰尘粒子的很大一部分的活动机器人。但是，在’701申请中公开的机器人没有提供为了使空气传播的微粒减至最少并减少整个室内空气污染的空气过滤的手段或其它空气处理方法。
作为比较，发明名称为“Air Purifier”的美国专利申请公开No.2002/0078830(‘830申请)说明了基于空气质量调整其操作的智能空气过滤单元。当单元感测到空气质量条件较差或恶化时，它增加过滤，并且，当单元检测到每单位体积的空气的粒子的数量降低到可接受的范围或良好空气时，它自动减少过滤。因此，在’830申请中公开的设备提供随空气质量改变的空气过滤。但是，’830申请的设备不能解决表面污染物的问题并且它不能自动活动。
除了清洁空气和表面的污染物，消费者所关心的空气净化或清新化的另一方面是去除异味或为空气提供香味。存在单独地以及在单一产品形式中提供这些益处中的每一种的技术。在实践中，讨厌的异味可被去除或者可被改变为作为更令人愉快的气味存在。异味改变常伴随更多的令人愉快的气味的添加。由于空气清新器使用挥发性的香味剂用于通过将恶臭改变为更令人愉快的性质或改变到可接受的水平进行气味控制，因此它们一般是异味调节器。空气清新器最初被用于浴室和厨房内，因此装置形状和设计趋于注重功能胜于注重外观。对于装置制造商来说，空气清新器一般保证相容的香料添加液(consistentfragrance refill revenue stream)。空气清新器现在被用于卧室和客厅中，但希望在住宅的这些区域中使用空气清新器的消费者可能不愿意将不吸引人的实用的容器放在这些区域中。
因此，希望开发一种自主式和可动的地板清洁机构，该自主式和可动的地板清洁机构易于操作并在不将从表面去除的大量的微粒重新引入空气中的情况下从表面去除表面污染物，并因此减少所需要的手工清洁的频率。并且，作为空气传播的微粒和表面污染物之间的关系的结构，还希望在单一装置中同时执行空气过滤和表面清洁。另外，由于希望提供具有可选择的香味的空气，因此还希望与表面清洁器组合的自主式可动的空气净化器在单一装置中包含香料提供机构。
发明内容
根据本发明的主要方面，提供一种装置，在所述装置内包含与表面清洁机构和空气香味化机构结合的空气净化或清新化机构。所述装置具有其中封装各个机构使得所有三种功能由单一单元提供的单体外壳。所述装置还包括设置在装置内的根据需要或希望选择性地操作机构中的每一个的控制系统。另外，为了以自主式的方式操作各个机构，控制系统可被编程，由此机构可被选择性地操作，或者响应由控制系统感测的特定条件或参数使它们的操作模式直接被控制系统修改。控制系统也可选择性地操作装置的运动机构，使得所述装置可在提供空气净化、表面清洁和空气香味化功能的同时在房间周围移动。
根据本发明的另一方面，为了使得各个机构能够基于用户输入或修改的设置提供变化的功能水平，所述装置中的不同的空气净化、表面清洁和空气香味化机构的操作模式具有可通过控制系统被用户修改的设置。这些用户设置可与关于各机构的控制系统的缺省设置结合使用或者可优先于这些缺省设置，使得包含这三个机构的装置可使各个机构的操作模式根据特定情况的需要被修改。
根据本发明的另一方面，所述装置的空气净化和表面清洁机构可选择性地相互结合在一起操作以同时清洁装置接触的空气和表面，同时防止附加微粒从表面排放到空气中，由此减少必须由空气净化器去除的空气中微粒的量。
根据本发明的另一方面，所述装置的控制系统可被配置为使得控制系统能够感测装置外面的大量的不同条件中的任一种，并在随后将装置移动到感测条件的源。当到达感测条件的源时，控制系统可操作装置内的机构中的一个或更多个，以消除装置所位于的环境内的感测条件。
结合附图阅读以下的详细说明，本发明的特征和优点的大量的其它方面将变得十分明显。
附图说明
附图示出本发明中的当前在实践中预期的最佳方式。
在附图中，
图1A是根据本发明构造的自主式清洁装置的示意图；
图1B是本发明的自主式清洁装置的第二实施例的示意图；
图1C是本发明的自主式清洁装置的第三实施例的示意图；
图2是本发明的自主式清洁装置的第四实施例的示意图；
图3是示出图2的自主式清洁装置的操作的总体方法的流程图；
图4是示出图2的自主式清洁装置的空气净化机构的操作方法的流程图；
图5A是本发明的自主式清洁装置的第五实施例的示意图；
图5B是本发明的自主式清洁装置的第六实施例的示意图；
图5C是本发明的自主式清洁装置的第七实施例的示意图；
图6是本发明的自主式清洁装置的第八实施例的示意图；
图7是示出图6的自主式清洁装置的地板清洁机构的操作方法的流程图；
图8A是本发明的自主式清洁装置的第九实施例的示意图；
图8B是本发明的自主式清洁装置的第十实施例的示意图；
图8C是本发明的自主式清洁装置的第十一实施例的示意图；
图9是本发明的自主式清洁装置的第十二实施例的示意图；
图10是示出图9的自主式清洁装置的香味化机构的操作方法的流程图；
图11是表面清洁配置中的本发明的自主式清洁装置的第十三实施例的透视图；
图12是空气清洁配置中的图11的自主式清洁装置的透视图；
图13是与图11的自主式清洁装置一起使用的对接站(dockingstation)的透视图；
图14是图11的自主式清洁装置的可动机器人机构和地板清洁机构的部分剖开的侧视平面图；
图15是图14的地板清洁机构的透视图；
图16是示出图12的空气清洁配置中的自主式清洁装置的操作的示意图；
图17A是图12的自主式清洁装置的香味化机构的示意图；以及
图17B～17E是示出各种操作配置中的图17A的香味化机构的示意图。
具体实施方式
现在参照附图，其中在整个公开中类似的附图标记表示类似的部分，图1A示出根据本发明构造的由100统一表示的自主式可动空气净化器的第一实施例的功能框图。自主式可动空气净化器100包含空气净化机构110和可动机器人机构112的功能元件。
空气净化机构110体现例如本领域公知的空气过滤器机构的功能，该空气过滤器机构吸入包含污染物，即烟雾、花粉、霉菌孢子、动物鳞屑和其它常见微粒的环境空气，并排出具有较低水平的这些杂质的空气。可动机器人机构112对本领域公知的自主式可动空气净化器100提供自主式推进。例如，可动机器人机构112允许在房间的地板区域(未示出)上执行各种预编程的路线，这些路线包含但不限于周界环路图形、随机图形、覆盖所有暴露的地板空间的直线图形和各种闭环图形，诸如8字形图形等。可动机器人机构112允许在其整个操作过程中进行独立和自适应的导航，例如，利用一般用于避开诸如人、宠物和家具的一般室内障碍的碰撞避免的自适应路线执行，这也是本领域技术人员所公知的。在操作中，自主式可动空气净化器机构100在可动机器人机构112的动力下横穿地板并通过空气净化机构110的独立运行提供空气净化。
参照图1B，功能框图示出更复杂配置的自主式可动空气净化器120的第二实施例。自主式可动空气净化器120包括空气净化机构110、可动机器人机构112和系统控制器122的功能元件，该系统控制器122进一步包含空气净化控制器124。
系统控制器122体现能够管理自主式可动空气净化器120的所有操作功能的管理处理功能。空气净化控制器124体现系统控制器122的功能，该功能能够基于可动机器人机构112的操作或空气净化机构110的功能的任何方面修改其操作。例如，空气净化控制器124可通过监视来自可动机器人机构112的速度信号(未示出)并控制空气净化器120上的空气净化机构110的风扇速度输入(未示出)，响应自主式可动空气净化器120的速度调整空气净化器120的空气过滤速度。
在操作中，自主式可动空气净化器120的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板并在系统控制器122内的空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化。
图1C示出更优选配置的自主式可动空气净化器130的第三实施例的功能框图。特别地，除了包括空气净化机构110、可动机器人机构112、系统控制器122和空气净化控制器124的功能元件，自主式可动空气净化器130还包括空气净化感测机构132和微粒感测机构134。
空气净化感测机构132体现通过使用本领域公知的适当的传感器(未示出)监视空气净化机构110有效去除微粒的能力、例如监视机构110中的空气过滤器(未示出)的使用程度的功能。微粒感测机构134体现通过使用例如由Sharp制造的Model#11026 40CXPlasmacluster Air Purifier的本领域技术人员公知的微粒传感器，监视自主式可动空气净化器130的周围环境空气中的微粒浓度的功能。空气净化控制器124体现能够基于可动机器人机构112或空气净化机构110的方面、包括由空气净化感测132或微粒感测机构134提供的信息修改其操作的系统控制器122的特定功能。例如，空气净化控制器124可通过响应由微粒感测机构134指示的周围环境粒子浓度控制空气净化机构110的风扇速度输入(未示出)，调整自主式可动空气净化器130的空气过滤速度。并且，空气净化控制器124还可作为由空气净化感测机构132指示的空气净化机构110的容量的结果，调整空气净化器130的空气过滤速度。
在操作中，自主式可动空气净化器130的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板，并通过使用空气净化感测机构132和微粒感测机构134的处理信号(未示出)在系统控制器122中的空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化。
现在参照图2，自主式可动空气净化器系统200的第四实施例的框图示出自主式可动空气净化器100的特别优选的配置的系统部件的组织。自主式可动空气净化器系统200包括空气净化器机构210，该空气净化器机构210进一步包含空气处理机(handler)212、过滤器214和离子发生器216。自主式可动空气净化器系统200还包括通信输入或接口220、遥控通信输入或接口222和电源230，该电源230进一步包含可充电电池232、电池充电器234和外部电源236中的一个或更多个。自主式可动空气净化器系统200还包括进一步包含主控制器242、机器人控制器244和通信控制器246的中央控制器240和进一步包含空气净化控制器252的辅助处理250。自主式可动空气净化器系统200还包括操作传感器260和辅助传感器270。操作传感器260进一步包含功率传感器262、对接传感器264、故障传感器266和机器人传感器268。辅助传感器270包含空气过滤器传感器272和粒子和/或异味传感器274。最后，自主式可动空气净化器系统200包括机器人机构280，该机器人机构280进一步包含驱动机构282和操纵或导向系统284。
空气净化器机构210为自主式可动空气净化器系统200提供所有的空气净化和修改。空气处理机212进一步包含移动和引导自主式可动空气净化器系统200内的环境空气所必需的风扇、风扇马达、风道、折流板、进气口和排气装置(图2中未示出)。空气净化器机构210还包含本领域技术人员公知的提供空气清洁的过滤器214。最后，离子发生器216提供对驻留在进入的气流中的微粒人工充电的装置。电荷(一般为正)由高压电极选择性产生以与自然或感应的过滤器电荷(一般为负)极性相反。相反的电荷增强过滤器介质上的微粒的聚集，由此提供更有效的空气净化。
通信输入220和遥控通信输入222是用于自主式可动空气净化器系统200的用户接口，通过它们选择例如与要在地板上执行的路线组合的空气净化模式的操作模式。通信输入220是例如固定到自主式可动空气净化器系统200上的显示器和键盘的本地通信装置。遥控通信输入222例如通过无线或无线电控制从某一距离提供通信装置。通信输入220和遥控通信输入222还提供要被显示给用户的自主式可动空气净化器系统200的状态数据。
电源230是用于自主式可动空气净化器系统200的所有功能的电源，并可包含例如可充电电池232、电池充电器234和进一步包含可收回标准AC电源线(未示出)的外部电源236。
中央控制器240是自主式可动空气净化器系统200的中央处理单元(CPU)，并且是本领域技术人员公知的标准计算机和机器人系统设计。主控制器242提供自主式可动空气净化器系统200的例如软件操作系统的总体系统功能的操作控制。机器人控制器244控制机器人280的操作。通信控制器246控制通信输入220和遥控通信输入222的功能。辅助处理250控制在中央控制器240中不包含的所有处理功能、例如空气净化控制的操作。辅助处理250内的空气净化控制器252处理空气净化器机构210的操作。用作中央控制器240和辅助处理250的物理部件可包含例如诸如被加入自动化的消费者产品(例如，Roomba Vacuum Cleaner)中的微处理器、诸如随机存取存储器(RAM)、“闪速”可编程只读存储器的存储器、和诸如锁存器、缓存器、胶粘逻辑等的其它相关数字逻辑。
机器人机构280提供用于自主式可动空气净化器系统200的推进和操纵的机械装置。驱动机构282包含诸如马达、齿轮机构、感测模块、发射/接收中心、连接硬件、轮子、导轨面和制动器的部件(前后推进自主式可动空气净化器系统200或使单元停止所需要的)。启动/停止的动作也可由外围逻辑辅助以提供间歇的移动。净化器系统200的自推进移动由提供自主式可动空气净化器系统200的方向的暂时、自诊断或预设变化的装置的引导系统284确定。
操作智能机构260依赖于向中央控制器240报告各种支持功能的操作状态的各种传感器。功率传感器262监视电池寿命，对接传感器264用于检测用于电池再充电的对接站1300(示于图13中)。故障传感器266确定自主式空气和表面清洁系统200什么时候由于冲击、跌落、失速条件或暴露于不友好的环境即水和油而变得过载。机器人传感器268通过使用本领域技术人员公知的诸如超声或IR技术的技术检测各种类型的条件，这些技术对机器人控制所必需的环境中的各种刺激做出反应，这些刺激例如是在自主式可动空气净化器系统200的路径中存在障碍。辅助传感器270为自主式可动空气净化器系统200的空气净化机构提供反馈。空气过滤器传感器272例如感测空气过滤器质量，即，常规的过滤器结构的气流下游什么时候从其原始状态明显降低以确定过滤器被完全消耗。作为替代方案，或者与空气过滤器传感器272结合，析出而不是捕获微粒的过滤器技术可依赖于粒子传感器274，以检测逃脱了接近或达到或超过过滤器容量的过滤器信令的下游空气传播微粒的浓度，使得过滤器需要被更换。
在操作中，自主式可动空气净化器系统200以自主式方式执行以下功能：1)状态监视；2)操作输入监视；3)机器人控制；以及4)空气净化控制。
在执行状态监视功能中，中央控制器240周期性地从操作传感器260读取状态以确定操作健康状态，并监视自主式可动空气净化器系统200的正常功能。例如，由中央控制器240监视的参数包含但不限于：由功率传感器262读取的电池232上的剩余电荷；由空气过滤器传感器272读取的过滤器214内的空气过滤器使用的程度；由例如下落导致的自主式可动空气净化器系统200的故障即冲击，其由故障传感器266读取；和自主式可动空气净化器系统200的路径中的例如家具、人或宠物的障碍，其由机器人传感器268检测，等等。中央控制器240连续监视各状态，这时条件指示需要用户干涉，例如更换空气过滤器214，在该点上，中央控制器240为了指示请求的用户动作通过使用通信输入220或遥控通信输入222产生例如“检查空气过滤器”的适当的消息(未示出)。
为了执行操作者输入的监视功能，当用户在通信输入220或遥控通信输入222上输入模式命令时，中央控制器240接收中断、延缓其当前操作，读取用户的希望的模式改变，并采取适当的动作。例如，当从输入220或222接收到改变风扇速度的命令时，中央控制器240通过向空气净化器机构210发送控制信号以在空气处理机机构212内选择希望的风扇速度而做出响应。
在执行机器人控制功能的过程中，当用户在通信输入220或遥控通信输入222上输入驱动模式命令时，中央控制器240读取用户的希望的模式改变，并采取适当的动作。例如，如果“随机图形”表面清洁模式被启动，那么中央控制器240内的机器人控制器244根据由机器人传感器268给出的反馈执行驱动控制算法并将控制信号送回包含驱动机构282和操纵机构284的机器人机构280，以维持自主式可动空气净化器系统200的适当的路径、速度和方向。系统驱动控制算法是本领域公知的人工智能引导系统。
为了执行空气净化控制功能，当用户在通信输入220或遥控通信输入222上输入空气净化模式命令时，中央控制器240开始空气净化模式。例如，当改变空气净化模式的命令被输入时，中央控制器240通过向空气净化器210发送适当的控制信号以在空气处理机机构212内选择风扇速度而做出响应。
图3是关于自主式可动空气净化器系统200的总体功能将参数输入系统200中的方法300的流程图。方法300包含以下步骤：
步骤310：输入参数
在该步骤中，在启动系统200后，用户在通信输入220或遥控通信输入222上输入模式命令，此后，中央控制器240接收中断、延缓其当前操作，读取用户的希望的模式改变，并以以下说明的方式执行在图3中的块A和B表示的开始和结束处、关于系统200的不同功能的方法400(图4)和/或方法700(图7)和/或方法1000(图10)。方法300然后从步骤310前进到步骤312。
步骤312：模式改变？
在该决定步骤中，中央控制器240基于输入参数和特定的执行方法400、700或1000的结果确定是否需要模式改变。如果需要模式改变，那么方法300返回步骤310以接收用于模式改变的参数。如果不需要系统200的一部分的模式的变化，那么方法300从步骤312前进到步骤314。
步骤314：继续？
在该决定步骤中，中央控制器240确定是否已从通信输入220或遥控通信输入222接收命令以以选择的模式继续系统200的操作。如果是，那么方法300执行方法400、700或1000并前进到步骤312；如果否，那么方法300结束。
图4是在方法300中利用并由图3中的块A和B指示的自主式可动空气净化器系统200的空气净化功能的启动或激活方法400的流程图。方法400包含以下步骤。
步骤410：选择空气净化？
在也是方法300中的块A的该决定步骤中，中央控制器240确定空气净化是否已由用户输入220或222选择。如果是，那么方法400前进到步骤412，但如果否，那么方法400返回方法300(块B)并如前面关于方法300说明的方式那样前进。
步骤412：设定风扇
在该步骤中，空气净化器控制器252接收中断、延缓其当前操作，读取用户的希望的风扇速度输入，并向空气处理机机构212发送控制信号，该空气处理机机构212响应用户输入改变风扇速度。方法400然后前进到步骤414。
步骤414：读取微粒传感器
在该步骤中，空气净化器控制器252读取微粒传感器274。方法400然后前进步骤416。
步骤416：微粒在限制内？
在该决定步骤中，空气净化器控制器252确定在步骤414中读取的粒子是否在系统200的操作的用户选择限制内。如果是，那么方法前进到步骤420，但如果否，那么方法400然后前进到步骤418。
步骤418：暂停并增加风扇？
在该步骤中，空气净化器控制器252将较高的周围环境微粒水平传送给主控制器242，该主控制器242基于当前的操作模式和系统200的其它环境条件确定最适当的响应。例如，主控制器242可指示机器人机构280以使自主式可动空气净化器系统200暂停于感测到的高水平的周围环境微粒的位置，同时命令空气净化器控制器252在空气处理机机构212内增加风扇速度。方法400然后返回步骤416以感测系统200周围的微粒水平。该回路继续直到感测的微粒水平低于在系统200中限定的限制，这时方法400然后移动到步骤420。
步骤420：返回到选择模式
在该步骤中，主控制器242命令空气净化器控制器252返回用户选择模式。例如主控制器242指示机器人机构280以使自主式可动空气净化器系统200启动随机移动，同时命令空气净化器控制器252在空气处理机机构212内减小风扇速度。方法400然后前进到步骤422。
步骤422：读取过滤器
在该步骤中，空气净化器控制器252读取空气过滤器传感器272。方法400然后前进到步骤424。
步骤424：过滤器在限制内？
在该决定步骤中，空气净化器控制器252确定在步骤414中读取的过滤器214的状态是否在适当的预定的或用户限定的限制内。如果是，那么方法400移动到方法300中的块B并如前面关于方法300说明的方式那样前进。但是，如果由传感器272接收的过滤器214的状态不在规定的限制内，那么方法400前进步骤426。
步骤426：显示错误消息
在该步骤中，空气净化控制器248将过滤器214的状态传送给主控制器242，该主控制器242指示机器人控制器244以在通信输入220和/或遥控输入222上显示错误消息。方法400然后前进到步骤428。
步骤428：关闭风扇
在该步骤中，空气净化器控制器252将风扇214的状态传送给主控制器242，该主控制器242基于当前操作模式和其它环境条件确定最适当的响应。例如，主控制器242指示空气净化器控制器252关闭空气处理机机构212内的风扇。方法然后返回到方法300中的块B并如前面关于方法300说明的方式那样前进。
现在参照图5A，示出自主式可动空气净化器和表面清洁器500的第五实施例的功能框图。自主式可动空气净化器和表面清洁器500包括空气净化机构110、可动机器人机构112和地板清洁机构510的功能元件。
地板清洁机构510体现例如去除从各种来源聚集到地板上的微粒的清洁机构的功能。这包括没有被正常的空气过滤捕获的较小的空气传播的污染物即灰尘、花粉、霉菌孢子、过敏原以及通过宠物和人沉积的更大的形式的微粒即鳞屑、碎皮和污垢。这种范围的污染物通过机械装置(湿法或干法)、电子应用(带电和不带电)和它们的组合从地板表面被去除，并在自主式可动空气净化器和表面清洁器500内被处理，使得最少的量散布到环境空气中。
在操作中，最简单的配置的自主式可动空气净化器和表面清洁器500在可动机器人机构112的动力下横穿地板，通过空气净化机构110的独立运作提供空气净化，并通过地板清洁机构510的独立运作提供地板清洁。
图5B示出自主式可动空气净化器和表面清洁器520的第六实施例的功能框图。自主式可动空气净化器和表面清洁器520包括空气净化机构110、可动机器人机构112、地板清洁机构510和系统控制器522的功能元件，该系统控制器522进一步包含空气净化控制器124和地板清洁控制器524。
系统控制器522体现能够管理自主式可动空气净化器和表面清洁器520的操作的管理处理功能。地板清洁控制器524体现能够基于可动机器人机构112的操作或空气净化机构110的功能或地板清洁机构510的功能的任何方面改变其操作的系统控制器522的功能。例如，地板清洁控制器524可响应自主式可动空气净化器和表面清洁器520的速度调节地板清洁介质(未示出)的速度和调配。
在操作中，图5B中所示的自主式可动空气净化器和表面清洁器520的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板(未示出)，在空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化，并在系统控制器522内的地板清洁控制器524的控制下提供地板清洁。
现在参照图5C，示出自主式可动空气净化器和表面清洁器530的第七实施例的功能框图。自主式可动空气净化器和表面清洁器530包括空气净化机构110、空气净化感测机构132和微粒感测机构134、地板清洁机构510、分配器感测机构512、可动机器人机构112和系统控制器机构522的功能元件，该系统控制器机构522进一步包含空气净化控制器124和地板清洁控制器524。
分配器感测机构512体现监视地板清洁介质或元件(例如图15中的1510)的使用程度以确定它是否已被消耗的功能。系统控制器522内的地板清洁控制器524体现能够基于可动机器人机构112、空气净化机构110或地板清洁机构510的任一方面、包括由空气净化感测机构132、微粒感测机构134或分配器感测机构512提供的信息修改其操作的系统控制器122的功能。例如，地板清洁控制器524可根据由分配器感测机构512指示的地板清洁机构510的容量调节地板清洁介质的速度调配。
在操作中，自主式可动空气净化器和表面清洁器530的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板，并且，通过使用空气净化感测机构132、微粒感测机构134和分配器感测机构512的处理的信号(未示出)，在空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化，并在系统控制器522内的地板清洁控制器524的控制下由地板清洁机构510提供地板清洁。
现在参照图6，自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600的第八实施例的系统框图示出自主式可动空气净化器和表面清洁器530的示例性配置的系统部件的组织。自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600包括空气净化器机构210，该空气净化器机构210进一步包含空气处理机212、过滤器214和离子发生器216。自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600还包括通信输入或接口220、遥控通信输入或接口222和电源230，该电源230可包含一个或更多个可充电电池232、电池充电器234和外部电源236。自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600还包括进一步包含主控制器242、机器人控制器244和通信控制器246的中央控制器240。辅助处理610进一步包含空气净化器控制器252、执行控制器612和地板清洁控制器614。自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600还包括操作传感器260，该操作传感器260进一步包含功率传感器262、对接传感器264、故障传感器266和机器人传感器268。辅助传感器620包含空气过滤器传感器272、粒子传感器274和地板分配器传感器622。自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600还包括机器人机构280，该机器人机构280进一步包含驱动机构282和操纵机构或引导系统284。最后，自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600包括地板清洁器机构630，该地板清洁器机构630进一步包含分配器632和清洁介质634。
地板清洁机构630是去除表面污染物的总体机械装置。清洁介质634是去除表面污染物的装置并包括例如以可收回和可释放两种模式操作的表面。该特征可以是当自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600横穿地板时捕获微粒的机械部件(干的、半粘性材料)或电子部件(可逆充电介质)。这种用于管理微粒的去除的装置可以为用于棉绒去除的简单的手持产品，或具有为织物、聚合物膜和无纺介质和相关产品的制造开发的更复杂的应用。分配器632是提供清洁介质634的机构。辅助传感器620为自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600的空气净化机构和地板清洁机构提供反馈。辅助传感器620内的地板分配器传感器622提供指示在地板清洁机构630中使用的清洁介质634的使用程度的反馈以确定它是否已被消耗。辅助处理250内的执行控制器612在空气净化器控制器252和地板清洁控制器614之间提供管理控制。地板清洁控制器614在自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600的其它处理的背景中处理监督和控制功能，该监督和控制功能协调表面清洁必需的活动，即与由地板分配传感器622监视的分配器632相呼应协调清洁介质634的调配。
在操作中，自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600以自主式方式执行以下功能：1)状态监视；2)操作输入监视；3)机器人控制；4)空气净化；和5)地板表面清洁，等等。除了上面列出和前面关于图2说明的功能，图6的其它功能元件在以下的操作中被说明。
在执行表面清洁控制功能中，当用户在通信接口220或遥控通信接口222上输入表面清洁模式命令时，中央控制器240开始空气净化模式。例如，当输入改变表面模式的命令时，中央控制器240通过向执行控制器612和地板清洁控制器614发送适当的控制信号做出响应，该地板清洁控制器614通过使分配器632调配清洁介质634使用(engage)地板清洁机构630。
现在参照图7，示出启用或激活自主式可动空气净化器和表面清洁器系统600的表面清洁功能的方法700的流程图，该方法700与方法300结合使用并在图3中由块A和B指示。方法700包括以下步骤：
步骤710：选择地板清洁？
在由图3中的方法300中的块A表示的该决定步骤中，中央控制器240确定地板清洁是否已诸如通过通信输入220或遥控输入222由来自用户的输入选择。如果是，那么方法700前进到步骤712，但如果否，那么方法700返回方法300并如前面关于方法300说明的方式那样前进。
步骤712：激活地板清洁
在该步骤中，主控制器242接收中断、延缓其当前操作，并向执行控制器612发送控制信号，该执行控制器612又指示地板清洁控制器614使用地板清洁机构630，该地板清洁机构630由此使分配机构632分配清洁介质634。方法700然后前进到步骤714。
步骤714：读取地板清洁元件水平
在该步骤中，地板清洁控制器614读取从地板分配器传感器622接收的信号以确定清洁介质834的状态或水平。方法700然后前进到步骤716。
步骤716：清洁介质在限制内？
在该决定步骤中，地板清洁控制器612确定在步骤714中读取的清洁介质634的状态是否在适当的预定的或用户输入的限制内。如果是，方法700然后移动到方法300中的块B并如前面关于方法300说明的方式那样前进。但是，如果由传感器622确定的清洁介质834的状态在这些限制外，那么方法700前进到步骤718。
步骤718：显示错误消息
在该步骤中，地板清洁控制器614通过执行控制器612将清洁介质634的状态传送给主控制器242，该执行控制器612指示通信控制器246在通信接口220或遥控接口222上显示错误消息。方法700然后前进到步骤720。
步骤720：关闭地板清洁
在该步骤中，地板清洁控制器614通过执行控制器612将清洁介质634的状态传送给主控制器242，该执行控制器612基于当前操作模式和系统600的其它环境条件确定最适当的响应。例如，主控制器242指示地板清洁控制器614延缓分配器632的操作。方法700然后返回方法300中的块B并如前面关于方法300说明的方式那样前进。
图8A示出自主式可动空气和表面清洁器和香味器800的第九实施例的功能框图。自主式可动空气和表面清洁器和香味器800包括空气净化机构110、可动机器人机构112、地板清洁机构510和香味化机构810的功能元件。
香味化机构810体现例如通过使用允许一个或更多个选择的香味油通过空气处理机212被蒸发和释放到环境空气中的机构将香味分给周围空气的装置的功能。
在操作中，最简单配置的自主式可动空气和表面清洁器和香味器800在可动机器人机构112的动力下横穿地板，通过空气净化机构110的独立运作提供空气净化，通过地板清洁机构510的独立运作提供地板清洁，并通过香味化机构810的独立运作提供香味。
参照图8B，示出自主式可动空气和表面清洁器和香味器820的第十实施例的功能框图。自主式可动空气和表面清洁器和香味器820包括空气净化机构110、可动机器人机构112、地板清洁机构510、香味化机构822和系统控制器824的功能元件，该系统控制器824进一步包含空气净化控制器124、地板清洁控制器524和香味化控制器826。
系统控制器824体现能够管理自主式可动空气和表面清洁器和香味器820的操作的管理处理功能。香味化控制器826体现能够基于可动机器人机构112的操作、空气净化机构110的功能、地板清洁机构510的功能或香味化机构822的功能的任何方面修改其操作的系统控制器824的功能。例如，香味化控制器826响应自主式可动空气和表面清洁器和香味器820的速度调节香味化介质(未示出)的浓度。
在操作中，自主式可动空气和表面清洁器和香味器820的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板，在空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化，在地板清洁控制器524的控制下提供表面清洁，并在系统控制器824内的香味化控制器826的控制下通过香味化机构822提供香味。
现在参照图8C，示出自主式可动空气和表面清洁器和香味器830的第十一实施例的功能框图。自主式可动空气和表面清洁器和香味器830包括空气净化机构110、空气净化感测机构132、微粒感测机构134、地板清洁机构510、分配器感测机构512、香味化机构822、香味化感测机构832、可动机器人机构112和系统控制器824的功能元件，该系统控制器824进一步包含空气净化控制器124、地板清洁控制器522和香味化控制器826。
香味化感测机构832体现监视香味化元件(未示出)的使用程度以确定它是否被消耗的功能。系统控制器824内的香味化控制器822体现能够基于可动机器人机构112、空气净化机构110、地板清洁器机构510或香味化机构810的任何方面、包括由空气净化感测机构132、微粒感测机构134、分配器感测机构512或香味化感测机构832提供的信息、修改其操作的系统控制器824的功能。例如，香味化控制器826可调节用作由微粒感测机构134指示的功能环境空气质量的香味的浓度。
在操作中，自主式可动空气净化器和表面清洁器830的配置在可动机器人机构112的动力下横穿地板，并且，通过使用空气净化感测机构132、微粒感测机构134、分配器感测机构512和香味化感测机构832的处理信号(未示出)，在空气净化控制器124的控制下通过空气净化机构110的动作提供空气净化，在地板清洁控制器522的控制下提供表面清洁，并在香味化控制器826的控制下通过香味化822的动作提供香味。
图9示出描绘自主式可动空气和表面清洁器和香味器830的特别优选的配置的系统部件的组织的自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900的第十二实施例的系统框图。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900包括空气净化器210，该空气净化器210进一步包含空气处理机212、过滤器214和离子发生器216。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括香味器910、通信接口220、遥控通信接口222和电源230，该电源230可包含可充电电池232、电池充电器234和外部电源236中的一个或更多个。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括进一步包含主控制器242、机器人控制器244和通信控制器246的中央控制器240。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括辅助处理器920，该辅助处理器920进一步包含空气净化器控制器252、执行控制器922、地板清洁控制器614和香味化控制器924。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括操作传感器260，该操作传感器260进一步包含功率传感器262、对接传感器264、故障传感器266和机器人传感器268。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括辅助处理器930，该辅助处理器930进一步包含空气过滤器传感器272、粒子传感器274、地板分配器传感器622和香味化传感器932。自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括机器人280，该机器人280进一步包含驱动机构282和操纵或引导系统284。最后，自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900还包括地板清洁器机构630，该地板清洁器机构630进一步包含分配器632和清洁介质634。
香味器机构910是将香味给予周围空气的装置，并且是例如允许一个或更多个选择的香味化合物或油类通过空气处理机212被蒸发和释放到环境空气中的机构。辅助传感器930为自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900的空气净化机构、地板清洁机构和香味化机构提供反馈。辅助感测930内的香味化传感器932提供指示香料(未示出)的使用程度以确定它是否被消耗的反馈。辅助处理器920内的执行控制器922在空气净化控制器252、地板清洁控制器612和香味化控制器924之间提供管理控制。香味化控制器924在自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900的其它处理的背景中处理协调发出香味必需的活动的监督和控制功能。
在操作中，自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900以自主式方式执行以下功能：1)状态监视；2)操作者输入监视；3)机器人控制；4)空气净化；5)地板表面清洁、和6)发出香味，等等。除了上面列出和前面关于图2和图6说明的功能，图9的其它功能元件在以下的操作中被说明。
在执行香味化控制功能中，当用户在通信接口220或遥控通信接口222上输入香味化模式命令时，中央控制器240开始香味化模式。例如，当输入改变香味化模式的命令时，中央控制器240通过以下步骤做出响应：读取香味化传感器932以确定足够的香料供给水平，然后，向执行控制器922和香味化控制器924发送适当的控制信号，该香味化控制器924激活香味器机构910。
现在参照图10，示出启用或激活自主式可动空气和表面清洁器和香味化系统900的香味化功能的方法1000的流程图，该方法1000与方法300结合使用并在图3中由块A和B指示。方法1000包括以下步骤：
步骤1010：选择发出香味？
在由图3的方法300中的块A表示的该决定步骤中，中央控制器240确定是否已通过用户输入或通信接口222或遥控接口220选择发出香味。如果是，那么方法1000然后前进到步骤1012，但如果否，那么方法1000返回方法300并如前面说明的方式那样前进。
步骤1012：激活香味器
在该步骤中，主控制器242接收中断、延缓其当前操作，并向执行控制器922发送控制信号，该执行控制器922又指示香味化控制器924激活香味化机构910。方法1000然后前进到步骤1014。
步骤1014：读取香味水平
在该步骤中，香味化控制器924读取香味化传感器932以确定要被香味化机构910分配的香味范围的计数水平。方法1000然后前进到步骤1016。
步骤1016：香味在限制内？
在该决定步骤中，香味化控制器924确定在步骤1014中读取的香味的状态是否在适当的预定的或用户输入的限制内。如果是，方法1000然后移动到方法300并如前面关于方法300说明的方式那样前进。如果香味水平在这些限制外，那么方法1000然后前进到步骤1018。
步骤1018：显示错误消息
在该步骤中，香味化控制器924通过执行控制器922将香味器机构910的状态传送给主控制器242，该执行控制器922指示通信控制器246在通信接口220或遥控接口222上显示错误消息。方法1000然后前进到步骤1020。
步骤1020：关闭香味器
在该步骤中，香味化控制器924通过执行控制器922将香味器机构910的状态传送给主控制器242，该执行控制器922基于当前操作模式和其它环境条件确定最适当的响应。例如，主控制器242指示香味化控制器924停止香味器机构910的操作。方法1000返回方法300并如前面关于方法300说明的方式那样前进。
图11示出自主式空气和表面清洁单元1100在其可动表面清洁模式中的第十三实施例。表面清洁模式中的自主式空气和表面清洁单元1100包括多个模式开关1110、显示面板1112、排气孔1114、单元顶部1118、单元基座1120、遥控控制1122和多个触点1124。并且，单元1100可被配置为具有位于单元1100内的前面说明的实施例中的任一个以为单元1100提供多个可用功能中的选择数量的功能。
模式开关1110是用户用于选择用于自主式空气和表面清洁单元1100的多个预编程的操作中的一个的装置，这些操作例如是空气净化模式和表面净化模式。另外，模式开关1100在各个选择的模式中是背景特定的(context-specific)并用于提供附加功能输入，即，空气净化模式内的任选的香味化模式的选择和希望的特定类型的香味的选择。显示面板1112是例如液晶显示器(LCD)或有机或无机显示器(分别为有机发光二极管(OLED)或发光二极管(LED))的小型用户显示器。排气孔1114是自主式空气和表面清洁单元1100的顶部的装有羽板窗的开口，它用于在空气清洁模式中排放净化的空气。单元顶部1118形成自主式空气和表面清洁单元1100的上部，并且，在操作中，当被按下时，使单元断电。在表面清洁模式中，单元基座1120停在通常为地板的要被清洁的表面上。单元基座1120是包含推进和管理自主式空气和表面清洁单元1100的操作的驱动和控制机构(未示出)的外壳。遥控1122是使用例如射频(RF)器件的控制自主式空气和表面清洁单元1100的无线装置。单元触点1124使得自主式空气和表面清洁单元1100在与对接站1300一起使用时能够被自动再充电。
为了启动操作，用户通过使用标有“on”的模式开关1110对自主式空气和表面清洁单元1100通电。然后，用户遵循按照前面示出和说明的方法300和700在显示面板1112上显示的指令，并通过使用模式开关1110选择表面清洁模式。作为替代方案，通过遵循指令，用户通过使用遥控1122选择表面清洁模式。显示面板1112或遥控1122表示选择的模式，并且还提醒用户选择附加输入，例如，选择定时的操作周期、选择表面类型即地毯或硬质地板、选择操作速度、并任选地从多个预编程的选项中选择表面清洁器在房间内横穿的路线，例如如上所述的随机路线或沿房间的周界的外围路线。最后，用户选择由显示面板1112指示的模式开关1110以开始表面清洁操作。自主式空气和表面清洁单元1100以选择的图形移动并在以下条件下停止移动：设定的操作时间周期到期；自主式空气和表面清洁单元1100检测到故障或冲击；或单元顶部1118的任何部分被按下(由用户、在操作中或通过使用遥控1122的遥控)。通过使用图13中所示的对接站1300实现在单元基座1120上通过触点1124对自主式空气和表面清洁单元1100的内部电池电源的再充电。
图12示出可动空气清洁模式中的自主式空气和表面清洁单元1100，并且当在空气清洁模式中时包括多个进气孔1210。进气孔1210为自主式空气和表面清洁单元1100的空气处理机构提供进气1212即环境房间空气的源。
为了启动操作，用户通过使用模式开关1110中的标有“on”的开关对自主式空气和表面清洁单元1100通电。然后，通过遵循以利用前面示出和说明的方法300、400和1000的方式在显示面板1112上显示的指令，用户通过使用模式开关1110选择空气处理模式。作为替代方案，通过下述遵循指令，用户通过使用遥控1122选择空气处理模式。显示面板1112然后表示选择的模式，并且还提醒用户选择附加输入，例如，选择定时的操作周期、选择风扇速度、任选地选择香味、选择香味的类型、选择操作速度、并任选地从多个预编程的选项中选择单元在房间内横穿的路线，例如随机路线或沿房间的周界的外围路线。最后，用户选择由显示面板1112指示的模式开关1110以开始空气处理操作。自主式空气和表面清洁单元1100通过任意数量的方式、诸如气动的方式、通过螺线管动作或通过用户的人工干涉、自动配置为图12中所示的扩展的空气处理配置。这种配置由此暴露进气孔1210。自主式空气和表面清洁单元1100然后开始以选择的图形移动以执行空气净化，从而从进气1212吸入空气并从排气孔1114吹出新鲜空气。自主式空气和表面清洁单元1100在可动表面清洁模式中在关于单元1100的操作说明的条件下停止移动。但是，也可以设想单元1100可以同时以根据方法400的表面清洁模式和根据方法700和1000的空气净化和香味化模式操作。
现在参照图13，对接站1300被示为包含外壳1310、多个触点1312、空腔1314和电源线和插头1316。对接站1300提供用于在可动表面清洁模式或可动空气清洁模式中对自主式空气和表面清洁单元1100进行自动再充电的装置。外壳1310是商业家用电器常用的标准、高冲击强度的塑料或金属板材。触点1312是提供与自主式空气和表面清洁单元1100上的相应的单元触点1124的安全电连接的凹面电触点。空腔1314是与自主式空气和表面清洁单元1100的单元基座1120的凸曲率匹配的外壳1310内的凹坑。电源线和插头1316是用于对接站1300的常用电压源，但可以利用其它的源。
在优选实施例的操作中，对接站1300通过电源线和插头1316接收标准AC电力即110V 60Hz。对接站1300通过本领域技术人员公知的变压器、电压调节器和诸如电容器的能量存储器件(未示出)通过标准功率转换方法将该电源变换为低DC电源例如+15VDC、-15DC和地电势。然后在触点1312上安全地使低压、限流DC电源可用。在使用中，自主式空气和表面清洁单元1100通过定位信号即从对接站1300内的定位信号发生器(未示出)发出的红外(IR)或射频(RF)链路导航到对接站1300。自主式空气和表面清洁单元1100然后通过将单元基座1120配入空腔1314内停靠下来。自主式空气和表面清洁单元1100然后使触点1312与其相应的单元触点1124电连接。本领域技术人员将理解，使用红外(IR)或射频(RF)技术的定位机构是公知的。作为替代方案，单元1100可通过其走向其当前位置的路径确定位置。
现在参照图14和图15，示出包含驱动机构1410、地板工具监视器1412、地板工具1414、轮子1416的用于单元1100的地板清洁机构1400。地板清洁机构1400为自主式空气和表面清洁单元1100的自主式再充电提供诸如表面微粒的污染物的去除装置。地板工具1414提供表面清洁动作。地板工具监视器1412确定地板工具1414清洁元件的容量并确定它在什么时候被消耗。驱动机构1410包括被单元1100诸如被可动机器人机构112控制并通过轮子1416引导和推进自主式空气和表面清洁单元1100的机电供电、操纵和制动功能。
地板工具1414包含半粘性带1510、第一卷轴1512、第二卷轴1514和多个滚筒1516。地板工具1414通过与表面污染物直接接触提供自主式空气和表面清洁单元1100的表面清洁动作。半粘性带1510等同地沿正反两个方向收集污染物。滚筒1516是管理第一卷轴1512和第二卷轴1514之间的半粘性带1510的分配的装置。滚筒1516还提供张力以维持半粘性带1510与要被清洁的表面的接触。对于给定长度的材料，半粘性带1510沿正向是新的，但如果沿反向移动相同的长度则同样是新的。半粘性带1510是可消耗的；当带被消耗时，它被更换。例如，第一卷轴1512是带1510的源，并且随着自主式空气和表面清洁单元1100被推进，第一卷轴1512逆时针旋转并沿滚筒1516分配，于是它与染污的表面接触并由此举起灰尘和其它小的微粒并最终缠绕在第二卷轴1514上。在反向过程中，上述讨论的方向被颠倒。自主式空气和表面清洁单元1100内的中央处理器单元负责带1510的使用，并通过使整个单元交替正反移动控制带的前进和缩回，直到带被消耗。
在操作中，自主式空气和表面清洁单元1100通过轮子1416在驱动机构1410的动力下横穿地板表面。这种移动的结果使地板工具1414在其卷轴1512和1514之间推进新的清洁元件，诸如半粘性“带”。地板工具监视器1412不断地记住清洁元件的容量，即卷轴上的带的位置，并就带的哪些段已被消耗向中央处理单元提供反馈。当地板工具1414的清洁元件被完全消耗时，自主式空气和表面清洁单元1100停止操作并通过显示面板1112上的消息向用户指示需要更换清洁元件。
图16是可被设置在单元1100内并与自主式空气和表面清洁单元1100内的发出香味组合提供空气净化的空气清新化机构1600的功能图。空气清新化机构1600包含外壳1610，在该外壳1610内安装有用于通过与进气单元1210连通的进气端口1614将气流吸入外壳1610中的空气移动机构1612。由空气移动机构1612产生的气流推向并穿过位于空气移动机构1612的排放侧的过滤器1616。配置在空气移动机构1612和过滤器1616之间的是前离子发生器(pre-ionizer)1618，并且，配置在过滤器1616的排放侧的是后离子发生器(post-ionizer)1620。来自过滤器1616的排放侧的过滤空气的第一部分经由无香味空气排放端口1622通过空气排放端口1630离开外壳1610，并且来自过滤器1616的排放侧的过滤空气的第二部分穿过多香味释放系统1624并在随后经由带香味空气排放端口1626通过空气排放端口1630离开外壳1610。空气排放端口1530位于与单元顶部1118上的排放端口1114连通的界限(limit)内。分流器1628在穿过无香味空气排放端口1622和带香味空气排放端口1626的两个气流之间形成物理分隔。
空气移动机构1612在优选的实施例中是例如用于推动空气穿过过滤器1616的标准的、市售的、轴向安装的多速DC电扇。空气移动机构1612能够提供例如30～100立方英尺/分钟(CFM)的气流。本领域技术人员将理解，标准的多速DC电扇的电源(未示出)和电子控制(未示出)是公知的。在替代性实施例中，可以使用鼠笼风扇用于拉动(而不是推动)空气穿过过滤器1616。但是，轴向安装的风扇是优选的，因为与鼠笼风扇相比它对过滤器1616产生更高的排出压力(head pressure)。
在优选实施例中，过滤器1616是常规的从气流去除微粒的捕集型过滤器。例如，过滤器1616是清洁空气输送速度(CADR)等级为80或更小、压降小于10～12帕斯卡并且臭氧(ozone)发射小于0.05ppm的小台面面积过滤器(footprint filter)。CADR是基于在穿过过滤器的单程中从空气去除多少材料的工业标准过滤器等级。过滤器1616包含细到足以滤除希望的微粒的滤网。粒子越细，则滤网越细，并且因此，推动空气穿过滤网所需要的压力就越大，这会影响可能的CFM和房间内的空气交换率。在空气清新化机构1600的情况下，如果例如空气移动机构1612提供大约90CFM进入过滤器1616，那么大约55CFM的气流离开过滤器1616。
前离子发生器1618和后离子发生器1620均是任选的，并用作用于增强过滤器1616的功能的析出过滤器机构。前离子发生器1618和后离子发生器1620在优选的实施例中是使用高压以产生负离子的标准的市售的针型电离器。这些电子聚集在暴露的电极或针上并吸引氧分子。这里，氧分子变为负离子，这些负离子又吸引和固定到空气传播的粒子上。在称为聚结的过程中，当足够的负离子固定到粒子上时，该粒子变得太重无法在空气中漂浮，并落到地面或其它表面上，这会有效地从流通的空气中去除它。本领域技术人员将理解，用于这种标准针型离子发生器的高压电源(未示出)和电子控制(未示出)是公知的，因此不必在本申请中对它们进行详细说明。
本发明的空气清新化机构1600一般通过诸如通过使用香味器910将香味分配到装置1100的排放流中向用户提供香味。示于图16中的用于香味器910的适当的机构的一个例子是多香味释放系统1624。多香味释放系统1624代表允许用户打开或关闭选择的香味的单一或多香味释放系统。多香味释放系统1624包括例如香味油类、化合物、凝胶中的一个或更多个的供应和用于将油类蒸发到气流中的毛细系统。多香味释放系统1624的其它细节参照图17A～17E。
分流器1628代表任何公知的用于沿一个或更多个气流路径引导气流的装置，诸如隔板或百叶窗。在空气清新化机构1600的情况下，分流器1628从过滤器1616的排放侧向无香味空气排放端口1622以及向供应带香味空气排放端口1626的多香味释放系统1624引导过滤空气的一部分。分流器1628的设计使得，在优选实施例中，离开过滤器1616的过滤空气中的0～10％被引导到多香味释放系统1624中，并随后离开带香味空气排放端口1626。结果，离开过滤器1616的过滤空气中的90～100％被引向无香味空气排放端口1622。但是，可诸如通过使用能够使穿过排放端口1622或1626的过滤气流中的0％～100％之间转向的可动隔板(未示出)，按照设计单元1100所针对的特定用途，根据需要改变这些气流的选择的百分比。
在优选实施例中，不管空气清新化机构1600的CFM容量如何，分流器1628的设计都限制进入多香味释放系统1624中的最大气流并随后限制离开的带香味空气排放端口。这样，释放到环境中的带香味空气的最大量被控制到可接受的水平(即，不令人讨厌的水平)，并且不依赖于空气清新化机构1600的总体CFM容量。
空气清新化机构1600的空气输出比率(air delivery rate)与噪声规格的关系被优化为保证空气输送率适当较高，以用于实现在10x10ft～10x12ft房间中每小时交换四次空气的优选的周转率，同时维持适当低的最大噪声规格，诸如不超过50分贝(dB)的噪声规格。在穿过过滤器1616的约55CFM的气流上、在＜40dB的噪声等级上、这种优化关于机构1612中的多速风扇的“高设置”建立理想性能。考虑这些规格，为了为空气清新化机构1600输送可接受的总体CADR等级，空气移动机构1612的电扇用与为大台面面积、高压降过滤器的过滤器1616或优选为小台面面积、低压降(小于12帕斯卡)的过滤器的过滤器1616组合的＜100CFM马达操作。另外，为了使空气清新化机构1600输送总体可接受的CADR等级，空气移动机构1612和过滤器1616与前离子发生器1618和后离子发生器1620组合操作，这保证过滤器1616的功能并由此提高总体CADR等级。假定机构1612中的多速风扇，结果是提供例如30dB上的30CFM的“低设置”规格、例如35dB上的40CFM的“中设置”规格和例如40dB上的50～55CFM的“高设置”规格的空气清新化机构1600。
在操作中，香味油类的一个或更多个供应1714a～c被安装在空气清新化机构1600的多香味释放系统1624中。用户然后选择希望的香味，或不选择任何香味，并激活空气清新化机构1600，由此空气移动机构1612、前离子发生器1618和后离子发生器1620被激活。在一个例子中，空气移动机构1612被激活，并由此通过进气端口1614将空气吸入空气清新化机构1600中。空气移动机构1612将约90CFM的气流推入过滤器616中。随着空气从空气移动机构1612向着过滤器1616的入口穿过，前离子发生器1618从气流去除粒子。过滤器1616然后通过捕获没有被前离子发生器1618的动作去除的微粒执行附加过滤操作。约55CFM的过滤空气离开过滤器1616的排放侧，并在随后穿过后离子发生器1620，该后离子发生器1620作为最后的空气净化机构去除在气流中剩余的其他粒子。作为结果，过滤的空气被分流器1628引向无香味空气排放端口1622和多香味释放系统1624。气流中的绝大部分通过无香味空气排放端口1622离开空气排放端口1630，并且很少的受控的气流量穿过多香味释放系统1624，并在随后通过带香味空气释放端口1626离开空气排放端口1630。在本例子中，如果55CFM的过滤空气离开过滤器1616的排放侧，那么不少于90％即49.5CFM的气流被分流器1628引导到无香味空气排放端口1622，并且最多10％即5.5CFM的气流穿过多香味释放系统1624，并在随后通过带香味空气排放端口1626离开空气排放端口1630。
图17A～17E示出根据本发明的用于提供多个香料的选择的毛细系统1700。毛细系统1700形成为包含用于向气流输送香料的毛细构件的基于灯芯的系统。具体而言，毛细系统1700包含由例如模制塑料或玻璃形成的细长的、薄的平板基板1710。沿基板1700的下表面布置的是分别与一个或更多个香料供应1714相关的一个或更多个毛细区域1712。各个香料供应1714还包含被定位为与基板1710的下表面直接接触的灯芯1716。
毛细区域1712代表用于增进香味油类蒸发进入空气清新化机构1600的气流中的可吸油(wickable)表面。毛细区域1712在优选实施例中面积为1～2平方英寸，并由被印刷、蚀刻或模压到基板1710的表面上的一个或更多个暴露的毛细路径(即，机械沟槽)形成。毛细路径的关键特征可优化为容纳特定香料配方(例如，带香味的油)的表面张力。这些特性包含例如沟槽壁的角度、下拐角的尖锐度和最小深度规格，等等。
在优选实施例中，根据在受让给SC Johnson&Son，Inc.，ofRacine，Wisconsin的发明名称为“Wick-based delivery system withwick having small porosity sections”的共同受让的美国专利申请No.10/266,798(‘798申请)中说明的原理和结构形成毛细区域1712，在此加入该专利申请的全部内容作为参考。‘798专利申请说明了一种包括用于容纳液体的容器的蒸发装置，该容器具有贯穿开口延伸的多孔灯芯，使得灯芯的一部分与容纳于容器内的液体接触并且灯芯的一部分暴露于周围环境，其中，灯芯将液体从容器转移到环境空气，并且灯芯的一部分与毛细构件的表面连通。表面具有一个或更多个暴露的毛细路径，由灯芯从容器转移的液体沿着这些毛细路径被毛细作用汲取而分散到周围空气中。
适于用作香料供应1714的基于灯芯的香料供应的例子是由SCJohnson&Son，Inc.，of Racine，Wisconsin制造的Glade牌WispTM香味油类替换瓶。示例性的香料包含肉桂、苹果、柑橘、香草、植物香料和热带水果香料。在毛细区域1712a～c的毛细路径被优化为与Glade牌WispTM香味油类使用的情况下，槽壁具有特定的角度，下拐角具有特定的角度，并且沟槽深度处于特定的最小值。
香料供应1714a、1714b和1714c的灯芯1716a、1716b和1716c分别被线性布置并与基板1710的下表面接触。毛细区域1712a与灯芯1716a相关，毛细区域1712b与灯芯1716b相关，并且毛细区域1712c与灯芯1716c相关。在某一时间只有一个灯芯1716a～c与它的相关毛细区域1712a～c接触进而接合。这一点由基板1710相对于香料供应1714a、1714b和1714c和灯芯1716a、1716b和1716c的相对线性位置的调整实现。
在特别优选的实施例中，基板1710以可滑动的方式安装在空气清新化机构1600的外壳1610内并分别与同样至少部分被安装在外壳1610内的香料供应1714a、1714b和1714c的灯芯1716a、1716b和1716c对准和接触。图17B示出第一位置，其中，灯芯1716a、1716b或1716c都不与其相关毛细区域1712a、1712b和1712c接合，由此没有香料被选择，这由此为用户提供关闭空气清新化机构1610内的发出香味的装置。图17示出第二位置，其中，灯芯1716a与毛细区域1712a接合，而灯芯1716b和1716c不与毛细区域1712b和1712c接合，由此香料供应1714a的香料被选择。图17D示出第三位置，其中灯芯1716b与毛细区域1712b接合，而灯芯1716a和1716c不与毛细区域1712a和1712c接合，使得香料供应1714b的香料被选择。图17E示出第四位置，其中灯芯1716c与毛细区域1712c接合，而灯芯1716a和1716b不与毛细区域1712a和1712b接合，使得香料供应1714c的香料被选择。
在操作中，在第二、第三和第四位置中，随着气流穿过基板1710的表面并由此穿过毛细区域1712a、1712b和1712c，液体分别从香料供应1714a、1714b或1714c被灯芯1716a、1716b或1716c转移，并分别通过毛细区域1712a、1712b或1712c的毛细作用被汲取，用于通过带香味空气排放端口1626通过蒸发分散到环境空气中。用户可在开关1110或遥控1122上选择香味化模式命令，从而导致基板1710相对于毛细系统1700内的香料供应1714移动。
参照图17A～17E和毛细系统1700，选择多种香料中的一种或不选择任何香料通过设置在空气清新化机构1600内的标准移动控制系统(未示出)通过多香味释放系统1624的元件的自动操纵被执行，由此，用户使用电子控制以通过开关1110或遥控1122选择希望的模式。在空气清新化机构1600内包含移动控制系统还使得单元能够被定时控制。例如，空气清新化机构1600包含公知的允许用户选择空气清新化机构1600在什么时间自动打开或关闭以及在给定的时刻自动选择给定香料给定时间量的电子装置(未示出)。
另外，毛细系统1700即形成多香味释放系统1624的物理组件容易从空气清新化机构1600和单元1100中被去除，使得用户可容易、方便地在香料供应即香料供应1714a～c被耗尽时更换它们。
多香味释放系统1624不限于上述示例性的组合。本领域技术人员将理解，多香味释放系统1624可被设计为具有提供任意数量的香味水平组合和香料混合的毛细系统。特别地，在发明名称为“Systems ForAnd Methods Of Providing Air Purification In Combination WithFragrancing”的共同受让的美国临时专利申请系列号为No.60/630,344中公开了用于多香味释放系统1624的其它适当的配置，在此加入其全部内容作为参考。
各种替代方案被设想为在以下的权利要求的范围内，这些权利要求特别指出并清楚地要求被认为是本发明的主题的权益。

Claims (20)

1.一种清洁装置，包括：
a)设置在外壳内的空气净化系统；
b)设置在外壳内的表面清洁系统；
c)设置在外壳内并能够移动包含空气净化系统和表面清洁系统的外壳的移动机构；和
d)被连接和配置为以一般为自主式的方式控制空气净化系统、表面清洁系统和移动机构的操作的控制系统。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括被设置在外壳内并在操作上与空气净化系统和控制系统连接的香味分配系统。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，控制系统在操作上与用户接口连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，用户接口被设置在外壳的外面。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，控制系统在操作上与多个传感器连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，传感器被配置为检测外壳内的条件。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，传感器被配置为检测外壳外面的条件。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，控制系统被配置为响应从多个传感器发送的信号改变空气净化系统、表面清洁系统和移动机构的操作。
9.一种清洁区域的方法，该方法包括以下步骤：
a)提供一种清洁装置，所述清洁装置包括：设置在外壳内的空气净化系统、设置在外壳内的表面清洁系统、设置在外壳内并能够在区域周围移动包含空气净化系统和表面清洁系统的外壳的移动系统；和被连接和配置为以一般为自主式的方式控制空气净化系统、表面清洁系统和移动系统的操作的控制系统；
b)为装置选择操作模式；和
c)以选择的操作模式操作装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，为装置选择操作模式的步骤包括将操作模式输入控制系统中。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，输入希望的操作模式的步骤包括使用在操作上与控制系统连接的用户接口。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，选择操作模式的步骤包括选择空气净化操作模式。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括响应从在操作上与控制系统连接的传感器发送的信号改变空气净化操作模式的步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括在选择空气净化操作模式之后选择空气香味操作模式的步骤。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括响应从在操作上与控制系统连接的用户接口发送的信号改变空气净化操作模式的步骤。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，选择操作模式的步骤包含选择表面清洁操作模式。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括响应从在操作上与控制系统连接的传感器发送的信号改变或停止表面清洁操作模式的步骤。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括响应从在操作上与控制系统连接的用户接口发送的信号改变表面清洁操作模式的步骤。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，选择操作模式的步骤包含选择移动操作模式。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括响应从在操作上与控制系统连接的传感器发送的信号改变或停止移动操作模式的步骤。
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