CN103826518A

CN103826518A - 清扫机器人

Info

Publication number: CN103826518A
Application number: CN201280047005.9A
Authority: CN
Inventors: 大西裕二; 阪本实雄
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: US9113762B2; US20140189976A1; JP5357941B2; TW201318589A; WO2013046994A1; KR20140047148A; TWI482607B; SG2014013791A; KR101529838B1; CN103826518B; JP2013070950A

Abstract

一种清扫机器人，从排出口（7）向上方排出去除灰尘后的气流，并且包括：主体外壳（2），其具有在底面开口的吸入口（6）和在其上表面开口的排出口（7），并且在地面（F）上自推进；电风扇（22），其设置在所述主体外壳（2）内；以及灰尘收集部（30），其收集利用电风扇（22）的驱动力从吸入口（6）吸入的气流中的灰尘。

Description

清扫机器人

技术领域

本发明涉及在地面上自动行走的清扫机器人。

背景技术

专利文献1中公开了传统的清扫机器人。在该清扫机器人中，从顶部观看时具有圆形形状的主体外壳设置有驱动轮，并且在地面上自动行走以进行清扫。其中，为了在桌子等下面进行清扫，主体外壳形成为矮的薄形。吸入口贯穿主体外壳的下表面开口，并且主体外壳的周面设置有清扫时关于行进方向向后敞开的排气口。主体外壳内设置有电风扇和灰尘收集部。

另外，主体外壳内设置有产生离子的离子产生设备。离子产生设备将离子发射到与贯穿主体外壳的周面开口的排出口连通的管中。在设置于管中的离子风扇的驱动下，离子从排出口排出。

在具有上述结构的清扫机器人中，当清扫工作开始时，驱动轮和电风扇被驱动。主体外壳通过驱动轮的转动，在地面上自动行走，并且通过电风扇从吸入口吸入含有灰尘的气流。包含在气流中的灰尘被灰尘收集部收集，并且去除灰尘后的气流穿过电风扇从贯穿周面设置的排气口向后排出。

另外，当离子产生设备和离子风扇被驱动时，离子从排出口排出，因此可以进行房间的除菌和除臭。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2005-46616（4-8页，图4）

发明内容

发明要解决的问题

然而，根据该传统清扫机器人，排气口和排出口贯穿主体外壳的周面开口；因此，地面上的灰尘被从排气口和排出口发出的气流搅起到空气中。特别地，主体外壳形成为薄形；因此，排气口和排出口靠近地面，使得搅起的灰尘量增加。因此，存在搅起的灰尘停留在空气中并且房间的空气清洁度恶化的问题。

本发明的目的是提供一种能够防止地面上的灰尘被搅起并且能够提高房间清洁度的清扫机器人。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明特征在于一种清扫机器人，其包括：主体外壳，其下表面设置有吸入口，上表面设置有排气口，并且在地面上自动行走；电风扇，其设置在所述主体外壳内；以及灰尘收集部，其收集通过所述电风扇的驱动从所述吸入口吸入的气流中的灰尘，其中灰尘被去除后的气流从所述排气口向上方排出。

根据该结构，当主体外壳在地面上自动行走并且电风扇被驱动时，包含地面上的灰尘的气流被贯穿主体外壳的下表面开口的吸入口吸入。包含在气流中的灰尘被灰尘收集部收集。通过灰尘收集部去除灰尘之后的气流穿过电风扇，从贯穿主体外壳的上表面开口的排气口向上方排出。

另外，根据本发明的具有上述结构的清扫机器人特征在于，所述排气口贯穿设置于清扫时位于移动方向的前方的所述主体外壳的前部，并且所述气流从所述排气口向斜后方排出。根据该结构，在清扫时，主体外壳将排气口设置在前方而移动，并且从排气口在倾斜方向上向后方排出气流。这样，在主体外壳的后端从排气口排出的气流远离地面。

另外，根据本发明的具有上述结构的清扫机器人特征在于，所述灰尘收集部贯穿其前表面设置有与所述吸入口连通的气流流入口和与所述电风扇连通的气流流出口，其中所述吸入口、所述电风扇和所述排气口设置在所述灰尘收集部的前方。

根据该结构，从吸入口吸入的气流经由贯穿前表面设置的流入口流入灰尘收集部。通过灰尘收集部去除灰尘之后的气流经由贯穿前表面设置的流出口流出。从灰尘收集部流出的气流穿过电风扇，经由贯穿主体外壳的前部设置的排气口排出。

另外，根据本发明的具有上述结构的清扫机器人特征在于，包括离子产生设备，其设置在所述电风扇和所述排气口之间的流路中，用于发出离子。根据该结构，当在主体外壳移动期间离子产生设备被驱动时，从排气口发出含有离子的气流。这样，离子遍布房间以对房间进行除菌和除臭。

另外，根据本发明的具有上述结构的清扫机器人特征在于，包括充电台，所述主体外壳返回到所述充电台以对设置在所述主体外壳中的电池充电，其中在所述主体外壳的返回状态下，通过所述离子产生设备和所述电风扇的驱动，能够从所述排气口向所述充电台发出含有离子的气流。

根据该结构，当清扫结束时，主体外壳返回到充电台，以对主体外壳中的电池充电。通常沿着房间的侧壁设置充电台。在充电期间或者在充电结束时，如果离子产生设备和电风扇被驱动，则从排气口向充电台方向的斜上方发出包含离子的气流。包含离子的气流沿着房间的侧壁上升，并且沿着天花板和彼此相对的侧壁流动。这样，包含离子的气流散布到整个房间。

本发明的有益效果

根据本发明，气流从贯穿主体外壳的上表面设置的排气口向上方排出；因此，可以防止地面上的灰尘被搅起，并且可以提高房间的清洁度。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的立体图。

图2是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的侧截面图。

图3是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的灰尘收集部去除后的状态的侧截面图。

图4是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的电动机单元的立体图。

图5是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的电动机单元的前视图。

图6是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的电动机单元的顶视图。

图7是示出根据本发明的实施例的清扫机器人的电动机单元的侧视图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。图1是示出根据实施例的清扫机器人的立体图。清扫机器人1具有从上面看时为圆形并且利用电池14驱动驱动轮29（此二者参照图2）而自动行走的主体外壳2。主体外壳2的上表面设置有盖部3，当灰尘收集部30（见图2）被放入和取出时，盖部3被打开和关闭。

图2示出清扫机器人1的侧截面图。主体外壳2设置有从底面突出的一对驱动轮29。驱动轮29的旋转轴设置于主体外壳2的中心线C。当两个驱动轮29在相同方向上转动时，主体外壳2向前或向后移动，而当两个驱动轮29在彼此相反的方向上转动时，主体外壳2围绕中心线C转动。

吸入口6贯穿设置于主体外壳2的前部的下表面，该前部位于进行清扫时的移动方向的前方。吸入口6形成为通过在主体外壳2的底面凹设的凹部8的开放面与地面F相对。在凹部8中设置有在水平旋转轴上转动的旋转刷9，并且在凹部8的两侧设置有都在竖直旋转轴上转动的侧刷10。

在凹部8的前方设置有辊状前轮27。主体外壳2的后端设置有包括自位轮的后轮26。如后文所述，在主体外壳2中，重量关于位于中心的驱动轮29在前后方向上分散为使得前轮27离开地面F而旋转刷9、驱动轮29和后轮26接触地面F以进行清扫。前轮27可移动到在行进路径上出现的台阶上，使得主体外壳2能容易地越过台阶。

主体外壳2的周面的后端设置有用于对电池14充电的充电端子4。主体外壳2自动行走地返回到安装于房间内的充电台40，并且充电端子4接触设置于充电台40的端子部41，以对电池14充电。通常沿着房间的侧壁S安装连接到商用电源的充电台40。

主体外壳2内设置有用于收集灰尘的灰尘收集部30。灰尘收集部30被收纳在设置于主体外壳2中的灰尘收集室39中。灰尘收集室39形成在四个方向上的周面和底面被覆盖的隔离室，并且除了前壁以外的其他表面是关闭的。灰尘收集室39贯穿其前壁设置有与凹部8连通的第一吸气路径11和设置在凹部8上方并且与后文描述的电动机单元20连通的第二吸气路径12。

灰尘收集部30设置在主体外壳2的中心线C上，并且可以通过如图3中所示打开主体外壳2的盖部3来放入和取出。灰尘收集部30在有底的圆筒状灰尘收集容器31的上表面设置有具有过滤器33的上盖32。上盖32通过可动的接合部32a与灰尘收集容器31接合，并且可以通过操作接合部32a从灰尘收集容器31取出上盖32。这样，可以倾倒累积在灰尘收集容器31中的灰尘。

灰尘收集容器31贯穿其周面设置有流入路径34，流入路径34的顶端具有与第一吸气路径11连通的流入口34a。灰尘收集容器31中设置有与流入路径34连通的流入部34b，以通过弯曲向下方引导气流。上盖32贯穿其周面设置有流出路径35，流出路径35的顶端装配有与第二吸气路径12连通的流出口35a。

流入口34a和流出口35a周围设置有与灰尘收集室39的前壁紧密接触的填充物（未示出）。这样，容纳灰尘收集部30的灰尘收集室39被密闭。灰尘收集室39的前壁形成为具有倾斜面，该倾斜面可防止当灰尘收集部30被放入和取出时所述填充物由于滑动而变坏。

在主体外壳2中，在灰尘收集室39后方的上部设置有控制板15。控制板15设置有用于控制清扫机器人1的各部的控制电路。电池14设置在灰尘收集室39后方的下部，可自由安装和卸下。电池14由充电台40经由充电端子4充电，并且向控制板15、驱动轮29、旋转刷9、侧刷10、电风扇22等各部供电。

电动机单元20设置在主体外壳2的前部。图4、图5、图6和图7分别示出电动机单元20的立体图、顶视图、前视图和侧视图。电动机单元20包括由树脂形成的外壳21和容纳在外壳21中的电风扇22。电风扇22由被电动机壳22a覆盖的涡轮扇形成。

电风扇22的电动机壳22a贯穿其轴向上的一端设置有吸气口（未示出），并且贯穿其周面设置有两个排气口（未示出）。外壳21贯穿其前表面设置有与电动机壳22a的吸气口相对的开口部23。外壳21的电风扇22在其两侧分别设置有与电动机壳22a的排气口连通的第一排气路径24a和第二排气路径24b。第一和第二排气路径24a、24b与贯穿主体外壳2的上表面设置的排气口7连通（见图2）。

这样，包括电风扇22的气流路径聚集在灰尘收集室39的前方，并且设置在主体外壳2的前部。因此，控制板15和电池14聚集在灰尘收集室39后方，并且设置在主体外壳2的后部，从而可以通过减少布线等来实现主体外壳2的尺寸减小。此外，气流路径远离控制板15；因此，即使气流泄漏，也可以减轻灰尘粘附到控制板15，并且可以减少控制电路的故障。

此外，非常重的电风扇22和电池14分散设置在主体外壳2的前部和后部；因此，重量在主体外壳2的前后方向上很平衡地分布。因此，旋转刷9、驱动轮29和后轮26贴紧地面，并且主体外壳2前后移动；并且即使旋转刷9或者后轮26由于台阶等而丧失其立足点，也可以防止主体外壳2跌倒。

其中，灰尘收集部30设置在中心线C上；因此，即使灰尘收集部30的重量由于灰尘的收集和倾倒而改变，也可以保持主体外壳2的重量平衡。同时，电风扇22的重量很大；因此，通过将控制板15和电池14设置在主体外壳2的后部，可以实现较好的重量平衡。

第一排气路径24a设置有离子产生设备28，离子产生设备28具有一对电极28a。具有交流波形或脉冲波形的电压施加到电极28a，并且电极28a通过电晕放电产生的离子发送到第一排气路径24a中。

正电压施加到一个电极28a，使得由于电晕放电而产生的氢离子与空气中的水分结合，产生主要由H⁺(H₂O)_m形成的正离子。负电压施加到另一个电极28a，使得由于电晕放电而产生的氧离子与空气中的水分结合，产生主要由O₂ ^-(H₂O)_n形成的负离子。其中，m、n分别是任意自然数。H⁺(H₂O)_m和O₂ ^-(H₂O)_n聚集在空气中的漂浮菌和臭味成分的表面上以俘获它们。

如反应式(1)至(3)表示，通过碰撞，作为活性物质的[·OH]（羟基自由基）和H₂O₂（过氧化氢）聚集并出现在细菌等的表面上，以破坏漂浮菌和臭味成分。其中，m’、n’分别是任意自然数。因此，通过产生正离子和负离子并且将它们从排气口7送出（见图2），可以对房间进行除菌和去臭。

H⁺(H₂O)_m+O₂ ^-(H₂O)_n→·OH+1/2O₂+(m+n)H₂O…(1)

H⁺(H₂O)_m+H⁺(H₂O)_m’+O₂ ^-(H₂O)n+O₂ ^-(H₂O)_n’→2·OH+O₂+(m+m’+n+n’)H₂O…(2)

H⁺(H₂O)_m+H⁺(H₂O)_m’+O₂ ^-(H₂O)_n+O₂ ^-(H₂O)_n’→H₂O₂+O₂+(m+m’+n+n’)H₂O…(3)

此外，第一排气路径24a的下部设置有其前表面开口的返回口25。返回口25的上部被从外壳21的前表面突出的突出部25a覆盖，并且沿着凹部8的壁面形成曲面的开口表面（见图2）。这样，返回口25经由贯穿凹部8的壁面设置的孔部（未示出）向凹部8开口，使得在第一排气路径24a中流动并且包含离子的气流的一部分被引导到吸气侧。

在具有上述结构的清扫机器人1中，当指示清扫操作时，电风扇22、离子产生设备28、驱动轮29、旋转刷9和侧刷10被驱动。这样，旋转刷9、驱动轮29和后轮26在地面F上开动，并且主体外壳2在预定区域中自动行走，使得从吸入口6吸入包含地面F上的灰尘的气流。此时，由于旋转刷9的转动，地面F上的灰尘被搅起并且被引导到凹部8中。此外，由于侧刷10的转动，吸入口6两侧的灰尘被引导到吸入口6中。

从吸入口6吸入的气流如箭头A1所示在第一吸气路径11中向后流动，并且经由流入口34a流入到灰尘收集部30中。流入到灰尘收集部30中的气流通过过滤器33去除灰尘并且经由流出口35a从灰尘收集部30流出。这样，灰尘被收集并聚集在灰尘收集容器31中。从灰尘收集部30流出的气流如箭头A2所示在第二吸气路径12中向前流动，并且经由开口部23流入电动机单元20的电风扇22。

穿过电风扇22的气流在第一排气路径24a和第二排气路径24b中流动，并且在第一排气路径24a中流动的气流包含离子。并且该包含离子的气流如箭头A3所示从贯穿主体外壳2的上表面设置的排气口7在倾斜方向上向后上方排出。这样，房间被清扫，并且从自动行走的主体外壳2排出的空气中包含的离子散布到整个房间，以对房间进行除菌和去臭。此时，从排气口7向上排出气流；因此，可以防止地面F上的灰尘被搅起并且可以提高房间的清洁度。

在第一排气路径24a中流动的气流的一部分如箭头A4所示经由返回口25被引导到凹部8。因此，从吸入口6引导到第一吸气路径11的气流包含离子。这样，可以对灰尘收集部30的灰尘收集容器31和过滤器33进行除菌和去臭。

此外，当两个驱动轮29在彼此相反的方向上转动时，主体外壳2关于中心线C转动以改变其方向。这样，可以使主体外壳2在希望的整个区域中自动行走，并且自动行走而避开障碍。同时，还可以通过使至此向前转动的两个驱动轮29向后转动而使主体外壳2向后移动。

当清扫结束时，主体外壳2自动行走，并且返回到充电台40。这样，充电端子4接触端子部41以对电池14充电。

此外，通过进行设定，当主体外壳2处于返回状态时，可以在充电期间和充电结束之后驱动电风扇22和离子产生设备28。这样，从排气口7向后上方送出包含离子的气流。充电端子4设置在主体外壳2的后端；因此，该包含离子的气流向充电台40流动，并且沿着侧壁S上升。该气流沿着房间的天花板和彼此相对的侧壁流动。因此，离子散布到整个房间，并且可以提高除菌和去臭效果。

根据本实施例，气流从贯穿主体外壳2的上表面设置的排气口7向上排出；因此，可以防止地面F上的灰尘被搅起并且可以提高房间的清洁度。

此外，排气口7贯穿设置于主体外壳2的前部，并且气流从排气口7向斜后方排出；因此，排出的气流在主体外壳2的后端远离地面F流动。这样，可以确保防止地面F上的灰尘被搅起。此外，例如，如果在行进方向上向前方排出气流，则当主体外壳2在低的床等低家具下操作时，前方的灰尘被排出的气流搅起并散开。因此，通过向斜后方排出气流，可以防止前方的灰尘被搅起。

此外，灰尘收集部30具有贯穿前表面设置的流入路径34a和流出路径35a，并且吸入口6、电风扇22和排气口7设置在灰尘收集部30的前方；因此，可以容易地贯穿主体外壳2的前部设置排气口7。

此外，用于发出离子的离子产生设备28设置在电风扇22和排气口7之间的第一排气路径24a中；因此，可以从排气口7向房间发出离子以对房间进行除菌和去臭。

此外，在主体外壳2返回到充电台40的返回状态下，通过驱动离子产生设备28和电风扇22，可以从排气口7向充电台40发出包含离子的气流。通常，充电台40沿着房间的侧壁S设置而成，这样，包含离子的气流沿着房间的侧壁S、天花板和彼此相对的侧壁流动。因此，离子散布到整个房间，并且可以提高除菌和去臭效果。

工业上的可利用性

本发明可用于在地面上自动行走的清扫机器人。

附图标记说明

1 清扫机器人

2 主体外壳

3 盖部

4 充电端子

6 吸入口

7 排气口

8 凹部

9 旋转刷

10 侧刷

11 第一吸气路径

12 第二吸气路径

14 电池

15 控制板

20 电动机单元

21 外壳

22 电风扇

23 开口部

24a 第一排气路径

24b 第二排气路径

25 返回口

28 离子产生设备

29 驱动轮

30 灰尘收集部

31 灰尘收集容器

32 上盖

33 过滤器

34 流入路径

35 流出路径

40 充电台

41 端子部

Claims

1.一种清扫机器人，包括：

主体外壳，其下表面设置有吸入口，上表面设置有排气口，并且在地面上自动行走；

电风扇，其设置在所述主体外壳内；以及

灰尘收集部，其收集通过所述电风扇的驱动从所述吸入口吸入的气流中的灰尘，其中

灰尘被去除后的气流从所述排气口向上方排出。

2.根据权利要求1所述的清扫机器人，其中：

所述排气口贯穿设置于清扫时位于移动方向的前方的所述主体外壳的前部，并且所述气流从所述排气口向斜后方排出。

3.根据权利要求2所述的清扫机器人，其中：

所述灰尘收集部贯穿其前表面设置有与所述吸入口连通的气流流入口和与所述电风扇连通的气流流出口，其中

所述吸入口、所述电风扇和所述排气口设置在所述灰尘收集部的前方。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的清扫机器人，还包括：

离子产生设备，其设置在所述电风扇和所述排气口之间的流路中，用于发射离子。

5.根据权利要求4所述的清扫机器人，还包括：

充电台，所述主体外壳返回到所述充电台以对设置在所述主体外壳中的电池充电，其中在所述主体外壳的返回状态下，通过所述离子产生设备和所述电风扇的驱动，能够从所述排气口向所述充电台发出含有离子的气流。