CN101420896A

CN101420896A - 卫星型清洁机器人系统

Info

Publication number: CN101420896A
Application number: CNA2007800130893A
Authority: CN
Inventors: 李巴道
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: KR20070101002A; WO2007117095A1; US20090271940A1; US8051527B2; CN101420896B

Abstract

本发明涉及一种卫星型清洁机器人系统。本发明提供一种卫星型清洁机器人系统，所述清洁机器人系统包括扁平的自主清洁头、软管组件以及清洁主体。所述扁平自主清洁头包括：形成在其底部中的吸入口；与所述吸入口连通的侧连接器；设置在其两侧的行走轮；以及用于驱动所述行走轮的变速驱动马达。所述软管组件连接到所述清洁头，并至少部分为柔性的。所述清洁主体连接到所述软管组件，并包括真空泵、灰尘收集器、排气分离器、电源和控制器。由于根据本发明的清洁机器人系统的清洁头具有简单的结构，因此可以使清洁头变薄。此外，由于清洁机器人系统具有高功率输出和高真空抽吸性能，因此可以令人满意地清洁房屋。此外，不同于盘形机器人清洁器，所述清洁机器人系统可以通过喷射蒸汽、热水和清洗水执行湿清洁。因此，清洁机器人系统可以令人满意地执行可以通过手动清洁器执行的所有类型的清洁选项。另外，清洁机器人系统可以具有自清洗功能，以进行自清洗。

Description

卫星型清洁机器人系统

技术领域

本发明涉及一种卫星型清洁机器人系统。

背景技术

可以刷擦和抽吸灰尘的盘形机器人清洁器被广泛使用。机器人清洁器可以利用各种传感器确定需要清洁的区域，从而自主地清洁该区域。

特别地，已经对清洁机构进行了改进，使得机器人清洁器均匀地清洁预定区域。但是，尽管改进了导航机构，但仍有一些没有解决的基本问题。即，机器人清洁器一般地应当具有高度较小的盘形形状，以清洁家具(例如床)下面的区域。此外，由于机器人清洁器需要进行再充电，因此机器人清洁器应当以低能耗进行操作。因此，难以期望实现如使用高功率清洁器时所实现的那种令人满意的清洁性能。此外，由于机器人清洁器的有限的电容量和空间限制，因此难以选择不同的清洁选项，例如利用蒸汽喷射的湿清洁而不是仅仅为真空吸附。在更坏的情况下，由于刷擦而破裂成更细的灰尘可能会分散在家具下面。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种清洁机器人系统，该清洁机器人系统具有较高的真空清洁性能和无需再充电类型的结构。

本发明的另一个目的在于提供一种可以进行湿清洁的清洁机器人系统。

本发明的又一个目的在于提供一种具有空气净化功能的清洁机器人系统，该清洁机器人系统同时进行清洁和空气净化，或者独立地进行空气净化。

根据本发明的一个方面，一种卫星型清洁机器人系统包括扁平的自主清洁头、软管组件以及清洁主体。所述扁平的自主清洁头包括：形成在它的底部中的吸入口；与所述吸入口连通的侧连接器；设置在所述自主清洁头的两侧的行走轮；以及用于驱动所述行走轮的变速驱动马达。所述软管组件连接到所述清洁头，并至少部分为柔性的。所述清洁主体连接到所述软管组件，并包括真空泵、灰尘收集器、排气分离器、电源和控制器。所述软管组件包括真空抽吸管线。

所述扁平的自主清洁头可以根据从所述清洁主体的所述控制器发射的控制信号被动地移动。但是，优选的是，所述自主清洁头可以包括一个或多个障碍物传感器和子控制器，并可以帮助所述清洁主体的控制器，或可以在行走区域中独立地移动。所述自主清洁头可以根据从所述障碍物传感器发射的信号在行走区域中绕所述清洁主体左转或右转，这使得该自主清洁头可以随意地移动。所述行走轮可以通过空气马达驱动，但一般地由电动马达驱动。此外，当所述障碍物传感器检测到线性墙壁时，所述自主清洁头可以沿该线性墙壁移动。可以根据待检测的障碍物的特性改变所述障碍物传感器的数量和位置。例如，超声传感器或红外传感器可以用作所述障碍物传感器。所述自主清洁头可以包括特定的传感器，例如根据目的的灰尘检测传感器或位置传感器。

根据本发明的上述方面，优选的是，所述清洁头的移动和清洁通过所述清洁主体的控制器集中地控制。所述控制器包括中央处理单元和存储器。所述控制器计算从设置在所述清洁头和所述清洁主体中的传感器接收的传感器信号和所述清洁头的位置信号，并控制所述清洁头，使得所述清洁头以通过预定的软件程序计算得到的模式进行清洁。所述清洁头的行走轮优选通过由所述清洁主体的控制器控制的电动马达驱动。此外，控制信号线、电源线和软管组件将所述清洁头连接到所述清洁主体。所述行走轮可以至少以可变的速度(优选以多级可变速度)在正反方向上被驱动。

优选的是，所述清洁头和/或所述清洁主体可以包括位置感测单元。所述清洁头或所述清洁主体以两种方式在待清洁的区域中沿着预定路径移动。一种方式是利用绝对坐标系统。另一种方式是利用相对坐标系统，该相对坐标系统利用距离基准点(例如清洁主体)的行走距离和旋转角度。所述位置感测单元可以利用绝对坐标系统和/或相对坐标系统。下面的方法可以用作通过利用绝对坐标系统移动所述清洁头的方法的一个实施例。即，CCD摄像机获取天花板的图像。从天花板的图像可以检测到设置在天花板上的诸如电灯或荧光灯之类的物体或有意地设置在天花板上以用于检测位置的位置检测标记。然后，当检测到清洁头的当前位置时，清洁头移动。另选的是，在绝对坐标系统中可以使用设置在天花板上的光源和光学PSD(位置敏感探测器)传感器。优选的是，所述清洁主体使用绝对坐标系统，并且所述清洁头使用基于所述清洁主体的相对坐标系统。在相对坐标系统中移动的清洁头包括用于检测清洁头的行走距离的行走距离检测传感器和用于检测清洁头的转动角度的角度传感器。通常，用于检测行走轮的转数的编码器用作行走距离检测传感器，陀螺传感器(gyro sensor)用作检测相对角度的角度传感器。所述清洁头可以在直线运动后在需要的转动点处转动所需角度。因此，如果在所述清洁主体中使用所述陀螺传感器，则可以容易地控制清洁主体，但需要校正累积误差。检测所述清洁头的位置的另一个方法如下：在所述清洁头和所述清洁主体中设置光学PSD传感器和光源，从而可以检测所述清洁头的相对位置。这个方法比编码器方法更为精确。

本发明的清洁头可以包括设置在吸入口附近的刷以及吸入口。所述刷可以固定至清洁头，使得所述刷形成为一行或多行，并可以在所述清洁头的横向或纵向上旋转。所述清洁主体可以包括一对行走轮和可以在任何方向上自由转动的单独的从动轮，该一对行走轮以可变速度驱动，并可以控制成在相反的方向上旋转。所述清洁主体通过所述行走轮和所述从动轮支撑并移动。此外，本发明的清洁主体可以包括清洗水容器和/或蒸汽产生器。由所述蒸汽产生器产生的蒸汽通过单独的软管组件供应到所述清洁头。水、热水或蒸汽通过设置在所述清洁头的吸入口的附近的喷嘴喷射到待清洁的表面上。因此，所述清洁主体可以执行湿清洁。在这种情况下，优选的是将蒸汽软管提供给该软管组件，并与该软管组件装配。当进行湿清洁时，可以向清洗水中添加清洁剂。此外，由于可替换多孔清洁织物附接到蒸汽喷嘴，因此可以利用湿织物刷擦待清洁的表面。本发明的另一个优选实施方式提供一种具有清洁区域的清洁头，该清洁区域具有用于湿清洁的带型或滚筒型的自清洗织物。

本发明的清洁机器人系统的软管组件可以包括用于供应水或蒸汽的水软管、热水软管或蒸汽供应软管以及单独设置的真空软管。它们可以装配在软管组件中，这使得易于进行软管组件的维护。由于所述软管组件由柔性材料制成，因此即使软管组件被弯曲，也可以供应水或蒸汽。此外，如果必要，所述清洁主体可以包括位于其下侧的缠绕器，并可以缠绕或退绕软管组件。当所述清洁头移动时，所述清洁主体可以反复地缠绕或退绕所述软管组件，以防止所述清洁头与所述软管组件发生干涉。所述清洁主体的电源的能源可以是可再充电的电池或电源线。所述清洁主体包括安装单元。因此，当所述清洁主体需要从一个房间移动到另一个房间时，可以通过所述清洁主体缠绕所述软管组件，使得所述清洁头安装在所述安装单元上。然后，所述清洁主体可以移动到另一个待清洁的区域。

通常，所述蒸汽产生器包括蒸汽排出阀、蒸汽容器和加热器。所述蒸汽产生器设置在所述清洁主体中，并通常通过蒸汽供应软管向清洁头的蒸汽喷嘴供应蒸汽。所述蒸汽产生器可以还包括压力传感器或水位传感器，以测量压力或水位。

所述灰尘收集器可以包括一个或多个导流板(baffle)以形成水通道。此外，首先，被污染的空气首先通过蒸气浴净化。所述排气分离器包括各种过滤器。例如，该排气分离器可以包括固体分离过滤器和气液分离过滤器。对应于根据特定目的的不同尺寸的孔的过滤器可以用作所述固体分离过滤器。所述气液分离过滤器可以利用疏水特性从湿气中分离空气，或可以利用选择性隔膜从液体中分离气体。在通过将水溶性污染物或气体溶解在流过灰尘收集器的水通道的蒸汽或水而去除该水溶性污染物或气体后，没有被灰尘收集器捕获的污染物最终利用设置在清洁主体中的HEPA过滤器或超细过滤器去除。其他残留的有害物质也被这些过滤器去除。因此，所述清洁主体排出比一般的清洁器更清洁的空气。如果过滤器制成盒(cartridge)的形式并设置在灰尘收集器的出口处，则它们的维护变得更容易。灰尘收集器优选地为可拆卸的，并可以具有形成在它的底部中的出口。所述清洁主体可以同时进行清洁和空气净化，或者利用空气净化功能独立地进行空气净化。利用蒸汽喷射进行的湿式空气净化和利用过滤器进行的干式空气净化可以同时进行。如果在所述软管组件被所述缠绕器强制缠绕以将所述清洁头安装在所述清洁主体的安装单元上时选择空气净化模式，则该主体的与所述软管组件连通的吸入口被关闭，而单独的直接吸入口被打开，以进行空气净化。

有益效果

由于根据本发明的清洁机器人系统的清洁头具有简单的结构，因此可以使清洁头变薄，以移动到家具下面。此外，由于清洁机器人系统具有高功率输出和高真空抽吸性能，因此可以令人满意地清洁房屋。此外，不同于盘形机器人清洁器，所述清洁机器人系统可以通过喷射蒸汽、热水和清洗水来执行湿清洁。因此，清洁机器人系统可以令人满意地执行可以通过手动清洁器执行的所有类型的清洁选项。另外，所述清洁机器人系统可以具有自清洗功能。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的示意性立体图；

图2是示出了清洁头安装在根据本发明实施方式的清洁机器人系统中的清洁主体上的立体图；

图3是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的仰视图；

图4是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的示意性剖视图；

图5是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的另一个实施例的仰视图；

图6是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的另一个实施例的示意性剖视图；以及

图7是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁主体的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的优选实施方式。

图1和图2是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的示意性立体图。该清洁机器人系统包括扁平的自主清洁头10、软管组件30和清洁主体40。软管组件30包括相互装配的真空软管41、水或蒸汽软管32、电源线33和控制线34。软管组件30通过位于清洁头10的侧部处的枢轴连接器19连接到清洁头10。软管组件30穿过软管组件端口52，然后围绕设置在清洁主体40的下侧的缠绕器53缠绕。当机器人系统移动一定距离或从一个房间移动到另一个房间时，软管组件30通过清洁机器人主体40的控制器缩回或围绕缠绕器53缠绕，使得清洁头10安装在安装单元56上。在这种情况下，主体的吸入口被关闭，而单独的直接吸入口被打开，以进行空气净化。

图3是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的仰视图。图4是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的示意性剖视图。一对行走轮11和一对从动轮12设置在清洁头的两侧。由于行走轮11可以通过驱动马达(其设置在行走轮中)以不同的速度在正反方向上转动，因此清洁头可以绕某一个位置转动以及左转或右转。清洁头包括旋转刷14、吸入口13和蒸汽喷嘴15。刷的类型、吸入口的数量、喷嘴的类型以及它们的位置可以以各种方式进行修改。

图5是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的另一个实施例的仰视图。图6是根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁头的另一个实施例的示意性剖视图。一对行走轮11和一对从动轮12设置在清洁头的两侧。由于行走轮11可以通过驱动马达以不同的速度在正反方向上转动，因此清洁头可以绕某一个位置转动以及左转或右转。与图3和图4所示的清洁头类似，旋转刷14’设置在清洁头的前部，并且吸入口13和蒸汽喷嘴15设置在旋转刷的后面。但是，设置在清洁头后部的清洁织物带16围绕驱动辊21和从动辊22缠绕。此外，可以利用压力辊25和清洗水或蒸汽喷嘴34清洗该清洁织物带。清洁织物带16可以由非纺织物、纺织物或具有连续气孔的塑料泡沫制成。优选的是，清洁织物带16由塑料泡沫制成。可以利用压力辊25和清洗水或蒸汽喷嘴24周期地或以预定方式清洗清洁织物带16。当清洁织物带16被污染时，将蒸汽喷射到清洁织物带16，以减少污染物。然后，污染物通过压力从清洁织物带分离，并通过真空抽吸而从清洁织物带去除。刷的类型、吸入口的数量、喷嘴的类型以及它们的位置可以以各种方式进行修改。

图7表示根据本发明实施方式的清洁机器人系统的清洁主体40。清洁主体40包括灰尘收集器48、电源47和真空泵46。灰尘收集器48通过主体的吸入口59连接到真空软管31。在通过真空泵46排出之前，待排出的空气经过过滤器盒49，然后从清洁主体排出。清洁主体40由行走轮55和从动轮57支撑，并可以通过电动马达54移动。此外，软管组件30可以穿过软管组件端口52通过缠绕器53而进入清洁主体，并存储在清洁主体中。软管组件30连接到主体的吸入口59。过滤器盒49包括湿过滤器或气液分离过滤器59a以及HEPA过滤器49b。加热器43设置在蒸汽容器42上，并且水通过泵45供应到该蒸汽容器。当蒸汽压力超过预定压力后，蒸汽排出阀通过蒸气供应端口将蒸汽从蒸汽容器排出，以向蒸汽软管32供应蒸汽。可以选择性地向蒸汽软管供应蒸汽或水。在这种情况下，通过选择闭合器67使主体的吸入口59关闭，并使单独的直接吸入口68打开，以进行空气净化。控制器61包括中央处理单元和存储器，并通过控制板62设定。用于感测清洁主体40的位置的PSD传感器65在控制板62附近设置在清洁主体上。

工业实用性

由于具有优秀的清洁功能，根据本发明实施方式的清洁机器人系统可以广泛地应用在家用清洁领域和商用清洁领域。

Claims

1、一种卫星型清洁机器人系统，所述清洁机器人系统包括：

扁平的自主清洁头，所述自主清洁头包括：形成在该自主清洁头底部中的吸入口；与所述吸入口连通的侧连接器；设置在所述自主清洁头的两侧的行走轮；以及用于驱动所述行走轮的变速驱动马达；

软管组件，所述软管组件连接到所述清洁头的所述侧连接器，并至少部分为柔性的；以及

清洁主体，所述清洁主体连接到所述软管组件，并包括真空泵、灰尘收集器、排气分离器、电源和控制器。

2、根据权利要求1所述的清洁机器人系统，其中，所述自主清洁头根据所述清洁主体的所述控制器的控制信号沿着行走路径移动。

3、根据权利要求2所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁主体还包括行走轮和驱动马达。

4、根据权利要求3所述的清洁机器人系统，其中，所述自主清洁头和所述清洁主体中的至少一个包括一个或多个障碍物传感器或位置感测单元。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁主体包括清洗水容器和/或蒸汽产生器，所述软管组件包括蒸汽软管；并且

所述清洁头包括水喷嘴和/或蒸汽喷嘴。

6、根据权利要求1至4中任一项所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁主体包括位于其下侧的缠绕器，所述缠绕器用于缠绕或退绕所述软管组件。

7、根据权利要求6所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁主体在其下侧的一侧上包括安装单元，并缠绕所述软管组件，以将所述清洁头安装在所述安装单元上。

8、根据权利要求5所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁头还包括清洁织物带，所述清洁织物带围绕驱动辊和从动辊缠绕，以进行湿清洁。

9、根据权利要求8所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁织物带通过利用压力构件和水或蒸汽喷射器在清洁头中的真空吸附区域处进行自清洗，以使清洁头执行湿清洁。

10、根据权利要求9所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁织物带被压在所述从动辊和所述压力构件之间，并且在所述压力构件的附近设置喷嘴，以在所述清洁织物带被污染时对其进行清洗；并且

所述清洁织物带由非纺织物、纺织物或泡沫制成。

11、根据权利要求10所述的清洁机器人系统，其中，当选择空气净化模式时，所述清洁主体的与所述软管组件的真空软管连通的吸入口被关闭，而单独的直接吸入口被打开，以进行空气净化。

12、根据权利要求11所述的清洁机器人系统，其中，所述清洁主体的所述电源包括可再充电的电池。