CN105476556A - 自走式集尘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自走式集尘机器人，能够实现充电式电池的通用性并且不需要成本、管理工作。在自走式集尘机器人(1)中，在设置于具有集尘盒(7)的主体部(2)的后方并在上面开口的有底孔状的安装部(28、28)，安装有作为电动工具的电源被使用的18V的锂离子电池亦即电池(3)。根据该电池(3)，在内置多个电池单元的外壳(31)，在充放电用的端子的左右具有包括一对导轨(33、33)的结合部(32)，该电池(3)能够从上侧插入安装于与电动工具同样地朝向上方具备导轨以及端子台的安装部(28)。

Description

自走式集尘机器人

技术领域

本发明涉及具备旋转驱动的车轮并且一边自走一边进行地面的清扫的自走式集尘机器人。

背景技术

以往，公知有通过内置的马达使车轮旋转驱动并且一边自走一边回收地面上的灰尘来进行清扫的清扫机。该清扫机例如如专利文献1公开的那样，在吸入口的前方具备通过马达驱动旋转的旋转刷，并通过旋转刷收集地面上的灰尘。

专利文献1：日本实开平5－88472号公报

这样的包含清扫机的自走式集尘机器人因为内置专用的充电式电池而得到电源，所以需要按照机种准备不同的电池，所以需要成本、管理工作。

另外，因为通常电池仅安装一个，所以连续使用时间变短并充电的频率变多。并且，重心由于电池的配置而偏斜，也有不能够得到行驶时的稳定性的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够得到充电式电池的通用性并且不需要成本、管理工作的自走式集尘机器人。

进一步的目的在于，提供一种连续使用时间长并且使用的便利性优异，也能够得到行驶时的稳定性的自走式集尘机器人。

为了实现上述目的，技术方案1记载的发明的特征为，能够利用能向电动工具供电的电动工具用的电池而工作。

为了实现上述目的，根据技术方案2记载的发明的自走式集尘机器人，具有：具有集尘盒的主体部和能够相对于主体部装卸的电池，其特征为，电池具有：外壳；内置于外壳的电池单元；放电用的端子；以及内置于外壳并监视放电异常的控制电路基板。

技术方案3记载的发明的特征为，在技术方案2的结构中，在主体部设置有能够使集尘盒以及电池同时露出的盖体。

技术方案4记载的发明的特征为，在技术方案2或者3的结构中，电池设置有与用于与电动工具结合的一对导轨，在主体部形成有卡合部，导轨能够从上下方向与卡合部结合。

技术方案5记载的发明的特征为，在技术方案4的结构中，卡合部设置为在俯视情况下朝向主体部的外侧。

技术方案6记载的发明特征为，在技术方案1乃至5任一个的结构中，电池设置有多个。

技术方案7记载的发明是分别能够应用于自走式集尘机器人、便携式清扫器、带脚轮箱式吸尘器的电池。

技术方案8记载的发明是分别能够应用于自走式集尘机器人、通过马达驱动前端工具的电动工具、以及不使用马达的电气设备的电池。

为了实现上述目的，技术方案9记载的发明特征为，包括：主体部；设置于主体部的集尘部；以及配置于主体部的内部的多个电池。

为了实现上述目的，技术方案10记载的发明具备：主体部；设置于主体部的集尘部；配置于主体部的内部的电池；以及设置于主体部的下部的脚轮，将脚轮配置于电池的正下方。

此外，这里所说的“正下方”，俯视情况下脚轮的整体收纳于电池的外形内的情况下当然可以，如果能够支承以电池为中心施加的主体部的负载的位置，则也包括俯视情况下脚轮的一部或者全部超出电池的外形的情况。

技术方案11记载的发明的特征为，在技术方案10的结构中，电池在外壳的内部收容多个电池单元并在主体部的后部或者前部配置有两个，脚轮也在主体部的后部或者前部配置有两个。

根据技术方案12记载的发明，在技术方案10或者11的结构中，在主体部的后部形成有切口部，该切口部使得上述后部的底面比主体部的前部的底面高。

技术方案13记载的发明的特征为，在技术方案9乃至12任一项的结构中，集尘部具备集尘用马达，电池隔着集尘用马达配置于左右。

为了实现上述目的，技术方案14记载的发明的特征为，包括：主体部；设置于主体部的集尘部；配置于主体部的内部的电池；设置于主体部的下部的多个脚轮。

根据本发明，因为能够将电动工具用的电池作为电源使用，所以没有必要按照机种准备不同的电池，都得到通用性并且不需要成本、管理工作。

根据技术方案3记载的发明，除了技术方案2的效果之外，通过一个盖体的操作能够拆装集尘盒和电池，操作性优异。

根据技术方案4记载的发明，除了技术方案2或者3的效果之外，能够从上方容易地安装电池。

根据技术方案5记载的发明，除了技术方案4的效果之外，能够沿着主体部的外形形状将电池配置于最外面，不会在电池的外侧产生不必要的空间，能够有效利用主体部内的空间。

根据技术方案6记载的发明，除了技术方案1至5任一项的效果之外，通过多个电池能够长时间连续使用。

根据技术方案9、10、14记载的发明，能够长时间连续使用，因为充电频率减少，所以使用的便利性优异。另外，也能够得到行驶时的稳定性。

根据技术方案11记载的发明，除了上述效果之外，对于重量、行驶时的平衡而言成为适合的数量。

根据技术方案12记载的发明，除了上述效果之外，通过形成切口部，将主体部的前部拿起搬运时后部不会与地面干涉，搬运非常方便。

根据技术方案13记载的发明，除了上述效果之外，即使有集尘用马达也能够平衡好地配置。

附图说明

图1是从自走式集尘机器人的上方观察的立体图。

图2是从自走式集尘机器人的下方观察的立体图。

图3是自走式集尘机器人的仰视图。

图4是自走式集尘机器人的中央纵向剖视图。

图5是打开盖体的自走式集尘机器人的立体图。

图6是打开盖体的自走式集尘机器人的立体图(电池取下的状态)。

图7是电池部分的纵向剖视图。

图8是电池的立体图。

图9是表示将前端拿起搬运的状态的说明图。

图10是变更例的自走式集尘机器人的从下方观察的立体图。

图11是变更例的自走式集尘机器人的仰视图。

图12是变更例的自走式集尘机器人的中央纵向剖视图。

图13是变更例的自走式集尘机器人的电池部分的纵向剖视图。

图14是打开变更例的自走式集尘机器人的盖体的状态的立体图。

图15是集尘盒的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是从上方观察表示自走式集尘机器人的一个例子的立体图，图2是从下方观察的立体图，图3是仰视图，图4是中央纵向剖视图，图5是将盖体敞开的状态的立体图。自走式集尘机器人(以下仅称作“集尘机器人”)1在俯视为圆形的箱状的主体部2内具备：左右的电池3；将电池3作为电源分别旋转驱动的左右的马达4、4；通过各马达4能够单独正反旋转的左右一对车轮5、5；电池3、3之间的集尘用马达6；以及集尘盒7，使车轮5、5的下部从主体部2的底面向下方突出。集尘用马达6和集尘盒7成为集尘部。

主体部2具有从底面形成至背面的下侧壳体8，和从上面形成至侧面的上侧壳体9。在主体部2的前部周面，在内侧具有以非接触的方式检测前方的障碍物的传感器10a，并且安装有通过与障碍物的抵接而后退并使未图示的开关接通的传感器罩10。

在主体部2的前侧下部的下侧壳体8，螺纹固定有具备沿左右的横向长方形的吸入口12的底面罩11，吸入口12与设置于下侧壳体8上并向后方上侧倾斜向上的集尘路13连通。在该集尘路13内设置有主刷14，该主刷14由左右方向的旋转轴15、和放射状并且螺旋状地植设于其外周的多个刷16、16…构成。主刷14使刷16从吸入口12向下方突出，通过未图示的马达向图4的箭头方向旋转。

另外，在吸入口12的左右设置有一对侧刷17、17。该侧刷17是在贯通底面罩11并沿上下方向被轴支的旋转轴18的下端连结有圆盘状的刷基座19的结构，并且通过未图示的马达分别向图3的箭头A方向旋转，其中，上述圆盘状的刷基座19构成为：旋转的内侧区域在俯视情况下与吸入口12重叠并且放射状地植设有将灰尘向吸入口12引导的3个刷20、20…。

集尘盒7被分割为下侧的主体7a和封堵主体7a的上面的盖7b这两部分，主体7a与盖7b之间通过密封材7c密封。该集尘盒7能够朝在下侧壳体8的中央形成的收容部8a内装卸，并且在主体7a形成的前方的入口21与集尘路13的出口连通。这里，在收容部8a的底部形成有凸部8b、8b，在主体7a的底部形成有凹部7d、7d，通过凸部8b与凹部7d的嵌合来防止集尘盒7的松动。

集尘盒7在上表面以能够装卸的方式具备过滤器盒22，该过滤器盒22具备过滤器23。在过滤器盒22的后方以连通状态设置有马达盒24，在马达盒24内收容有在输出轴25的前端具有吸入风扇26的集尘用马达6。在下侧壳体8的后面中央形成有与马达盒24内连通的排气口27、27…。

而且，在收容部8a的后方的马达盒24的左右，如图5～7所示，形成有电池3的安装部28、28。该安装部28是将上表面开口的有底孔状，相对于主体部2的前后方向的中心线配置于左右对称位置。另一方面，在下侧壳体8的底面，在后部中央形成有底面相比前部变高的切口部29，在切口部29中的各安装部28的正下方分别设置有能够旋转的脚轮30。因此，脚轮30、30也相对于主体部2的前后方向的中心线配置于左右对称位置。

安装于安装部28的电池3是作为电动工具的电源使用的18V的锂离子电池，如图8所示，在横长箱状的外壳31内，多个(这里是10个)电池单元被单元支架保持，并通过连接异极间的导线板串联连接。在外壳31的上表面形成有在左右两侧沿长边方向设置有一对导轨33、33的结合部32，在该结合部32的导轨33、33之间，与导轨33平行地设置有与正负的端子相对的狭缝34、34。在两狭缝34、34间设置有通信用的连接器35。另外，在结合部32的长边方向的一端侧，以被向上方突出施力的方式设置有结合用的钩部36，该钩部36通过与钩部36一体的按钮37能够任意地向外壳31内进入。

并且，在外壳31内，除了电池单元之外还设置有熔断器、检测单体温度的热敏电阻，它们与设置于结合部32内的控制电路基板电连接。在控制电路基板安装有微型电子计算机、FET等控制元件，控制电路基板检测单体的温度、电压、电流并在放电中产生异常时使FET工作而使放电停止。电池单元的温度信息经由连接器3能够向外部输出。

因此，该电池3的安装部28具有与设置于电动工具的安装部相同的构造。即，在安装部28中的主体部2的径向内侧的内面，朝向上方形成有作为卡合部的一对导轨38、38，能够将电池3从上侧插入导轨38、38，并且结合部32的导轨33、33从外侧嵌合于导轨38、38。在导轨38、38之间，朝上设置有具备正负的端子板40、40的端子台39，端子板40、40在电池3插入状态下插入结合部32的狭缝34、34。另外，在端子台39的上方设置有钩部36能够卡合的凹部41。

另外，安装部28形成为以包含导轨38和端子台39的内面沿着主体部2的切线方向的方式从前后方向倾斜，设定为在电池3的安装状态下，各结合部32朝向主体部2的中心。通过这样将电池3倾斜并放射状地安装，能够沿着主体部2的外形状将电池3、3配置于最外面，不在电池3的外侧产生不必要的空间。

并且，因为电池3、3相对于主体部2的前后方向的中心线平衡性良好地配置于左右，即使有两个电池也不会产生重心的失衡。特别是因为脚轮30、30位于安装的电池3、3的正下方，行驶时的稳定性也好，即使一方的电池3未安装前进性也不会变差。另外，如图9所示，如果为单手将主体部2的前端拿起而使脚轮30、30接地的状态的话，能够保持该状态不变不将整体拿起而搬运。此时通过切口部29防止主体部2的后部与地面的干涉。

而且，在上侧壳体9，设置用于敞开收容部8a以及安装部28、28的上方而拆装集尘盒7以及电池3、3的盖体42。该盖体42包括：上板部43，其从上方覆盖包含从收容部8a到左右的安装部28、28的区域；以及后板部44，其从上板部43的后边缘向下折弯，覆盖除了马达盒24之外的包含安装部28、28的后方的上侧壳体9的后部，通过将上板部43的前端43a(图4)插入并卡止于收容部8a的前侧上端并以前端43a为中心开闭，能够同时开闭收容部8a和安装部28。在后板部44的中央形成有用于防止与马达盒24干涉的切口44a，在后板部44的下端设置有在关闭位置与下侧壳体8卡止的未图示的卡止部。

此外，这里如图7所示，因为主体部2整体的高度H比安装的电池3的高度H1与脚轮30的高度H2加在一起的高度大，电池3不会从主体部2的上表面突出。此外，在高度H比电池3的高度H1和脚轮30的高度H2加在一起的高度小的情况下，可以使电池3与脚轮30的位置错开。

在如以上这样构成的集尘机器人1中，在分别将电池3安装于安装部28并安放于地面上的状态下，主刷14的刷16和侧刷17的刷20分别与地面抵接。这里若按下设置于上侧壳体9的上表面的未图示的操作面板的运转开关，则马达4、4驱动而车轮5、5旋转，根据设定于主体部2内的控制器45(图4、7)的程序在地面上行驶。同时主刷14以及侧刷17分别旋转，并且集尘用马达6也驱动而吸入风扇26旋转。因此，地面上的灰尘被旋转的主刷14向集尘路13侧扫起来，并且被吸入风扇26的吸引力吸进吸入口12，经由集尘路13被送向后方的集尘盒7。大的灰尘直接被存积于集尘盒7，小的灰尘由于吸入的外部空气通过过滤器23经由马达盒24从排气口27排出，而被过滤器23捕捉。同时因为通过侧刷17、17使外侧的灰尘也向主刷14侧靠近，所以能够集尘的范围变大，所以能够回收墙边的角落的灰尘。

这里的电池3、3按顺序单方作为电源被使用，电池3的剩余容量通过设置于操作面板的显示部显示。因此，一方的电池3的剩余容量先没有的情况下，能够打开盖体42将该电池3从安装部28拔出，通过外部的充电气设备充电。在该情况下仅通过另一方的电池3能够驱动，如前述那样因为左右对称地设置有脚轮30、30，所以即使主体部2的重心由于一个电池3偏斜的情况下，也能够通过左右的脚轮30、30稳定的行驶。

这样，根据上述方式的集尘机器人1，因为能够将电动工具用的电池3作为电源使用，所以没有根据机种准备不同电池的必要，所以可以得到通用性并且没有成本、管理工作。

特别是这里由于电池3具备：外壳31；内置于外壳31的电池单元；放电用的端子；以及内置于外壳31并监视放电异常的控制电路基板，所以能够使用可靠性优异的电源。

另外，通过主体部2设置有能够使集尘盒7以及电池3、3同时露出的盖体42，能够通过一个盖体42的操作进行集尘盒7和电池3、3取出放入，操作性优异。

并且，电池3设置有与电动工具的结合用的一对导轨33、33，通过在主体部2的安装部28形成有从上下方向与导轨33、33结合的导轨38、38，能够从上方容易地安装电池3。

特别是，导轨38设置为在俯视情况下朝向主体部2的径向外侧，能够沿着主体部2的外形状将电池3配置在最外面，不会在电池3的外侧产生不必要得空间，能够有效地利用主体部2内的空间。

而且，通过设置两个电池3，因为能够长时间连续使用，并且减少充电频率，所以使用的便利性优异。

特别是，因为在电池3的正下方配置脚轮30，所以动作的稳定性提高。另外，因为将电池3和脚轮30在左右各配置两个，所以成为适于重量、行驶时的平衡的数量。

并且，因为将电池3、3隔着集尘用马达6配置于左右，所以即使有集尘用马达6也能够成为平衡性好的配置。

另一方面，在主体部2的后部，因为以该后部的底面比主体部2的前部的底面高的方式形成切口部29，所以在如前述那样将主体部2的前部拿起搬运时后部不会与地面干涉，搬运非常方便。

此外，在上述方式中，通过集尘用马达6产生的吸入风扇26的旋转而产生吸引力来吸入灰尘，即使没有这样的马达、风扇而仅通过主刷14、侧刷17的旋转将灰尘回收也可以。另外，主刷并不限定于以左右方向为旋转轴，也可以以采用将上下方向(也包含前倾姿势等倾斜)作为旋转轴旋转的方式。

图10～13是表示未使用吸入风扇的例子，对于与先前的方式相同的构成部分赋予相同的附图标记并省略重复的说明。

在集尘机器人1A中，下侧壳体8中集尘盒50的前方部分沿着集尘盒50的前壁向上方立起，成为上端到达集尘盒50的前面的接受口51的立起部52，在立起部52的上端连接设置有随着向前方而向下倾斜的引导部53。引导部53的前端形成为与左右两端相比中央位于后侧的俯视V字状，使灰尘容易越上引导部53。

另一方面，在引导部53的上方的主体部2内中，安装有与引导部53平行的支承板54，在支承板54与引导部53之间，形成有从主体部2的下表面连接到集尘盒50的接受口51的倾斜状的集尘路55。而且，在引导部53的左右设置有一对主刷56、56。该主刷56构成为：具备具有驱动用的马达58以及将该马达轴的旋转减速的减速机59的驱动单元57，在从减速机59向下突出的旋转轴60连结有在外周圆锥状地植设多个刷62、62…的圆盘状的刷基座61。这里，驱动单元57组装于支承板54的上侧，刷基座61位于支承板54的下方。另外，在刷基座61的下方，在旋转轴60同轴结合有驱动带轮63。

通过这样组装于倾斜的支承板54，各主刷56成为刷基座61与引导部53平行的前倾姿势。另外，左右的主刷56在俯视情况下刷62彼此在引导部53上以相互重叠的间隔配置，并且刷62从集尘路55向斜下方突出。此外，两主刷56、56如图11所示的箭头那样向相互反向的旋转方向旋转。

并且，在主刷56、56的两外侧的底面罩11设置有侧刷17、17。在该侧刷17的旋转轴18设置有在底面罩11的上侧未图示的从动带轮，旋转轴60的旋转通过张设于与设置于主刷56的旋转轴60的驱动带轮63之间的未图示的带能够传递至旋转轴18。

集尘盒50是上面开口的箱状，该收容部64以没有集尘用马达的量向后方较长地形成至与安装部28、28的内侧邻接，后部与安装部28、28的倾斜一致，成为图14所示左右方向的中央向最后方突出的山形形状。因此，如图15所示，集尘盒50也与收容部64一致成为后端部65突出为山形的形状。由此，取下集尘盒50将存积的灰尘扔掉时，若集中在山形的后端部65的话就不会飞散而能够从末端排出。66是与集尘盒50的上侧连接设置的把手。

在如以上这样构成的集尘机器人1A中，在安放于地面上的状态下，前倾姿势的主刷56、56成为相对于地面锐角倾斜的样子，从集尘路55向前方突出的刷62分别与地面抵接。这里若按下运转开关，则马达4、4驱动而车轮5、5旋转，并根据程序在地面上行驶。同时，驱动单元57的马达58也驱动而分别使主刷56旋转，并且经由带分别与侧刷17连动并向相同的方向旋转。因此，地面上的灰尘主要被主刷56向中央的引导部53侧集中并扫起，经由引导部53存积于后方的集尘盒50。

这样，即使在不使用集尘用马达的上述变更例的集尘机器人1A中，因为也能够将电动工具用的电池3作为电源使用，所以不需要按照机种准备不同的电池，能够得到通用性并且不费成本、管理工作。

此外，上述方式以及变更例共通，电池的数量并不局限于两个，如果左右平衡性良好地配置的话也能够使用3个以上。另外，即使行进方向相反的类型，即电池以及脚轮位于主体部的前部，吸入口位于主体部的后部这样的自走式集尘机器人也能够应用本发明。

另外，电池的形式、安装部的安装构造也能够适当变更，例如不是从上方而从后方插入，不将导轨等的卡合部设置于径向内侧的内面而设置于径向外侧的内面，或者设置于沿着径向的内面等。并且，也能够不是导轨与导轨的卡合，而是通过单纯的插入端子彼此接触的构造。

而且，电池并不局限于用于对电钻、圆锯、角磨、冲击起子等前端工具进行驱动的便携式的电动工具，用于不使用马达的灯、提灯，照相机、收音机、传感器等电气设备、便携式的清扫器、吹风机、带脚轮的罐式的吸尘器等、发热(加热)外套等衣物的情况也没有问题。

另一方面，脚轮也并不局限于两个，也能够使用3个以上，没有如上述方式那样在俯视情况下收纳于电池的外形内的必要，如果能够取得左右平衡的话也能够以俯视时一部分或者全部从电池的外形超出的方式配置。

另外，盖体也并不局限于同时开闭集尘盒和电池的构造，也可以对集尘盒用和电池用设置各自的盖体。

并且，为了使将主体部的前部拿起而进行的搬运更容易，也能够在主体部的下表面设置供指钩住的孔、凹部，在主体部的上表面设置绑带、把手等把持部。

1、1A…自走式集尘机器人；2…主体部；3…电池；4…马达；5…车轮；6…集尘用马达；7、50…集尘盒；8…下侧壳体；8a、64…收容部；8…上侧壳体；9…上侧壳体；12…吸入口；13、55…集尘路；14、56…主刷；15、18…旋转轴；17…侧刷；24…马达盒；26…吸入风扇；27…排气口；28…安装部；30…脚轮；31…外壳；32…结合部；33…导轨；38…导轨；39…端子台；40…端子板；42…盖体；43…上板部；44…后板部；45…控制器；53…引导部；57…驱动单元。

Claims (14)

1.一种自走式集尘机器人，其特征在于，

能够利用能向电动工具供电的电动工具用的电池而工作。

2.一种自走式集尘机器人，具有：具有集尘盒的主体部；以及能够相对于所述主体部装卸的电池，该自走式集尘机器人的特征在于，

所述电池具有：

外壳；

内置于所述外壳的电池单元；

放电用的端子；以及

内置于所述外壳并监视放电异常的控制电路基板。

3.根据权利要求2所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

在所述主体部设置有能够使所述集尘盒以及所述电池同时露出的盖体。

4.根据权利要求2或者3所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

所述电池设置有用于与电动工具结合的一对导轨，

在所述主体部形成有卡合部，所述导轨能够从上下方向与该卡合部结合。

5.根据权利要求4所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

所述卡合部设置为在俯视情况下朝向所述主体部的外侧。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

所述电池设置有多个。

7.一种电池，其特征在于，

能够分别应用于自走式集尘机器人、便携式清扫器、带脚轮箱式吸尘器。

8.一种电池，其特征在于，

能够分别应用于自走式集尘机器人、通过马达驱动前端工具的电动工具、以及不使用马达的电气设备。

9.一种自走式集尘机器人，其特征在于，包括：

主体部；

设置于所述主体部的集尘部；以及

配置于所述主体部的内部的多个电池。

10.一种自走式集尘机器人，其特征在于，具备：

主体部；

设置于所述主体部的集尘部；

配置于所述主体部的内部的电池；以及

设置于所述主体部的下部的脚轮，

所述脚轮配置于所述电池的正下方。

11.根据权利要求10所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

所述电池在外壳的内部收容多个电池单元并在所述主体部的后部或者前部配置有两个，

所述脚轮也在所述主体部的后部或者前部配置有两个。

12.根据权利要求10或者11所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

在所述主体部的后部形成有切口部，该切口部使得所述后部的底面比所述主体部的前部的底面高。

13.根据权利要求9～12中任一项所述的自走式集尘机器人，其特征在于，

所述集尘部具备集尘用马达，

所述电池隔着所述集尘用马达配置于左右。

14.一种自走式集尘机器人，其特征在于，构成为包括：

主体部；

设置于所述主体部的集尘部；

配置于所述主体部的内部的电池；以及

设置于所述主体部的下部的多个脚轮。