CN110381783A - 与机器人清洁系统及其机器人有关的改进 - Google Patents
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Abstract
一种窗户清洁机器人,包括:主体;清洁垫安装构件,清洁垫可以安装在该清洁垫安装构件上;联动装置,其具有第一端和第二端,联动装置在该第一端处安装在所述主体上,该第二端以可操作的方式连接到所述清洁垫安装构件;和马达。马达被配置用以引起所述联动装置的振动运动,结果,所述联动装置接触所述清洁垫安装构件,从而引起清洁垫安装构件的振动运动,以及引起所述清洁垫的振动运动。所述清洁垫被设置在机器人的窗户接合侧上。联动装置以可移动的方式安装在主体上,以便允许清洁垫安装构件相对于主体在平行于所述窗户接合侧的平面内移动。
Description
技术领域
本发明涉及机器人,并且尤其涉及机器人清洁系统(诸如机器人窗户清洁系统)以及例如可以形成这种机器人清洁系统的一部分的清洁机器人。
背景技术
现在,自动化设备的使用非常普遍,并且发现了无数的应用。例如,机器人在电子设备的构造中或在医学和航空中执行非常精确和精细的任务。机器人还用于需要运动的应用中,特别是用于自动化仓库,在自动化仓库中,通过计算机致动的机器人来检索和储存货物。其它应用包括例如在工业制造过程中抓取原材料,以及移除和包装成品件。
还尝试利用机器人来完成家庭或花园周围的任务,诸如割草、吹雪、清理树叶、清洁地板、清洁游泳池和真空清洁。
就机器人的本质而言,诸如机器人的自动机器代表了为消费者节省了大量劳动力。现在可以在没有这种自动机器的用户的大量监督或指导的情况下执行重复且耗时的任务。
清洁(并且特别是表面的清洁)是这种重复且耗时的任务的一个示例。许多表面需要定期清洁,无论是出于实用目的、美观目的还是出于其它目的。例如,由于卫生原因(特别是在医疗中心,诸如医院,食品制备中心,诸如厨房或食品包装厂,等等)以及为了保持有光泽和吸引人的地板表面(特别是在酒店、餐馆和家中),地板清洁可能是重要的。对于窗户清洁,同样期望的是保持清洁和有光泽的表面。
用机器人来清洁表面可能是有价值的,例如在于:减少手工劳动;使得表面能够在用户方便的时候进行清洁(例如,夜间,在建筑物关门时);并且能够在对人类可能是具有挑战性的或甚至危险的情况下清洁表面(例如,清洁处理危险化学品的工厂的地板,或清洁通常难以接近的窗户,诸如窗户的外表面和/或远高于地面的窗户)。
目前消费者可以买到一些用于清洁表面的机器人(诸如,对于窗户清洁机器人,有WinBotTM和HobotTM,或者对于地板清洁机器人,有Braava和RydisTM)。然而,在许多方面,用于清洁表面的机器人以及所述机器人形成一部分的系统尚未变得完善。
发明内容
在所附权利要求书中阐述了本发明的各方面。
特别地是,在本发明的一方面,提供了一种窗户清洁机器人,该机器人包括:主体;清洁垫安装构件,清洁垫可以安装在该清洁垫安装构件上;联动装置,其具有第一端和第二端,联动装置在该第一端处安装在所述主体上,该第二端以可操作的方式连接到所述清洁垫安装构件;马达,该马达被配置用以引起所述联动装置的振动运动,所述联动装置继而引起清洁垫安装构件的振动运动,以及因此引起所述清洁垫的振动运动;其中所述机器人具有窗户接合侧,该窗户接合侧被构造用以接合窗户表面,以能够通过机器人清洁窗户表面,所述清洁垫被设置在机器人的窗户接合侧上;并且其中联动装置以可移动的方式安装在主体上,以便当所述机器人与窗户表面接合时,允许清洁垫安装构件相对于主体平行于窗户表面移动。
以下公开包括其它方面,每个方面都表示独立于前述方面和/或任何一个其它方面的发明,或者每个方面都表示与前述方面和/或任何一个其它方面组合的发明。特别地是,本公开包括以下方面:
在本公开的一方面,提供了一种窗户清洁机器人,其包括:一个或多个储液器,以储存清洁流体;一个或多个清洁垫,其被构造成用清洁流体润湿并接触窗户表面,以便借助于清洁流体从窗户表面去除碎屑,该机器人具有窗户接合侧,该窗户接合侧被构造用以与窗户表面接合,从而使得能够通过机器人清洁窗户表面,所述一个或多个清洁垫被设置在所述窗户接合侧上;一个或多个导管,其用于输送所述清洁流体,至少一些所述导管是供应导管,每个供应导管都提供一个或多个流体供应路径的至少一部分流体供应路径,每个流体供应路径都从所述一个或多个储液器中的一个储液器延伸到所述一个或多个清洁垫中的一个清洁垫,高阻抗区域位于每个所述流体供应路径的供应导管内;至少一个空气泵,其被构造用以跨越每个高阻抗区域施加气压差;其中对于每个流体供应路径,对应的高阻抗区域都沿着所讨论的流体供应路径对清洁流体的流动提供足够的阻抗,以致在没有所述气压差的情况下,清洁流体积聚在位于用于流体供应路径的供应导管内的所述高阻抗区域附近;并且其中所述气压差足以迫使积聚在每个高阻抗区域附近的清洁流体穿过所讨论的高阻抗区域并且到达所述一个或多个清洁垫。
在本公开的一方面,提供了一种窗户清洁机器人,其包括:一个或多个储液器,以储存清洁流体;一个或多个清洁垫,其被构造成用清洁流体润湿并接触窗户表面,以便借助于清洁流体从窗户表面去除碎屑;一个或多个供应导管,每个供应导管都提供一个或多个流体供应路径的至少一部分流体供应路径,每个流体供应路径都从所述一个或多个储液器中的一个储液器延伸到所述一个或多个清洁垫中的一个清洁垫;其中机器人具有支撑侧,当机器人在所述支撑侧与水平表面接触的情况下被放置在所述水平表面上时,所述支撑侧稳定地支撑机器人;其中所述一个或多个储液器和所述一个或多个供应导管被构造成使得至少当机器人被定向成支撑侧大致竖直面向下时,基本上防止清洁流体从所述一个或多个储液器经由所述流体供应路径而行进到所述一个或多个清洁垫。
在本公开的一方面,提供了一种窗户清洁机器人,其包括:窗户接合侧,其被构造用以与窗户表面接合,以使机器人能够对该窗户表面进行清洁;和接近感测系统,其包括一个或多个传感器和包括有第一部分和第二部分的机构;其中该机构被构造成使得:当机器人在所述窗户接合侧与窗户表面接合的情况下在窗户表面上移动,并且第一部分接触从窗户表面突出并阻碍机器人的运动的物体时,该物体对第一部分施加力,使得机构进行第一运动;并且当窗户接合侧接近并与窗户表面接合时,窗户表面接触第二部分并对该第二部分施加力,使得机构进行第二运动;其中接近感测系统的所述一个或多个传感器能够操作,以检测机构是否正在执行所述第一运动,并且由此检测从窗户表面突出的物体是否接近机器人;并且使用接近感测系统的所述一个或多个传感器检测该机构是否正在执行所述第二运动,并且由此检测窗户表面是否接近机器人的该机构所在的那一部分。
在本公开的一方面,提供了一种窗户清洁机器人,其包括:至少一个处理器;和窗框接近感测系统,其包括:电极,该电极被设置在所述机器人的外表面附近;电压源,其被配置用以向所述电极施加电压,在机器人附近存在物体的情况下,该电压源使得在该电极上储存电荷,并且在所述物体上对应地积累相反极性的电荷;电荷传感器,其能够操作,以确定储存在所述电极处的电荷,并且其被连接到所述至少一个处理器,以便向该处理器提供电荷传感器输出;其中该至少一个处理器被编程,以基于所述电荷传感器输出来确定该机器人是否与窗户的窗框相邻,该机器人正在该窗户上操作。
在本公开的一个方面,提供一种机器人窗户清洁系统,该系统包括窗户清洁机器人和对接站,窗户清洁机器人和对接站中的每个都包括用于储存清洁流体的相应的至少一个储液器,机器人能够操作,以在使用所述清洁流体清洁表面的同时在所述表面上移动,对接站被配置用以允许机器人在对接站处对接;其中机器人和对接站被构造成使得机器人在对接站处的对接引起清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器。
附图说明
现在将参考附图描述本发明,在附图中:
图1示意性地示出了机器人窗户清洁器及其系统的示例;
图2是附着至窗户的表面的窗户清洁机器人的侧面的平面图;
图3是图2的机器人的截面侧视图;
图4A是图2和图3的机器人的透视图,其中该机器人的顶盖被移除,以便显示各种机器人内部组件;
图4B是图2和图3的机器人的透视图,其中该机器人的顶盖就位;
图5是沿垂直于机器人的清洁垫模块的长度截取的截面的透视图;
图6和图7是穿过图5的清洁垫模块的截面的示意图,其中省略了清洁垫模块的某些特征,以便清楚地示出清洁垫模块的导管、储液器和流体路径的相对布置;
图8是沿图5的清洁垫模块的长度截取的截面的透视图;
图9是图5的清洁垫模块的俯视透视图;
图10是机器人的向后端的侧视图,其中振动联动装置连接到清洁垫安装构件;
图11是图10的机器人的向后端的透视图,其中清洁垫模块被移除;
图12是从窗户接合侧的图10和图11的清洁垫模块的透视图;
图13是图10-12的机器人的联动装置的详细透视图;
图13A是对应于图13的联动装置的不同构造的表示;
图14是图10-13的机器人的向后端的俯视透视图;
图15是图10-14的机器人的向后端的仰视透视图;
图16是图10-15的机器人的清洁垫安装构件的俯视透视图;
图16A是对应于图16的表示,其中使用了图13A的联动装置;
图16B示意性地示出了清洁垫模块的截面图,并且示意性地示出了清洁垫安装构件安装到模块的外壳;
图17示出了具有基于接触的接近感测系统的机器人的详细侧视图;
图18和图19是穿过图17的机器人截取的截面的侧视图,它们示出了接近感测系统的执行相应的运动的机构;
图20是图17-19的接近感测系统的透视图,为清楚起见省略了机器人的某些部分;
图21是具有电容式接近感测系统的机器人的透视图,其中该机器人的顶盖被移除;
图22是对接在对接站处的机器人的透视图;
图22A是机器人的对接站的透视图;
图23是机器人在对接站处对接之后的穿过图22的机器人和对接站的截面视图;
图24A和图24B是分别紧接在对接之前和紧接在对接之后设置在机器人和对接站上的阀门的截面图;以及
图25A和图25B是对应于图24A和图24B的表示,它们具有阀门的不同实施例。
具体实施方式
引言
在详细地解释本发明的至少一个实施例之前,应理解的是,本发明在其应用上不必限于以下描述中阐述的和/或附图中所示的构造细节和组件的布置和/或方法。本发明能够具有其它实施例或能够以各种方式实践或实施。
本领域技术人员应明白,本发明的各方面可以体现为具有各种计算机组件的系统、方法。计算机组件可以是硬件实施例的形式、软件(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式,或者是组合了软件和硬件方面的实施例,这些实施例在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。
现在转向图1,其中示意性地示出了清洁机器人1的示例,其中可以体现本公开的各个方面,并且详细描述了本文中所包括的系统。应理解的是,这些系统的细节仅是说明性的,并且提供这些细节是为了说明在进一步下面的一节中描述的方面可以在清洁机器人或包括这种机器人的机器人系统内实施所采用的方式。
如图1中所示,示例机器人1包括:运动系统400,以使机器人在待清洁的表面(例如,地板或窗户表面)上移动;导航系统300,其使机器人能够在表面周围导航;清洁系统500,以在机器人在表面上移动时从该表面的邻近机器人的一部分去除污垢、碎屑等;电力系统200,以为机器人内的各种系统、组件等供电;控制系统100,以与机器人的系统通信并对机器人的系统进行控制;以及用户界面700,使用户能够输入命令、信息等来控制机器人的操作并向用户提供机器人的当前状态的指示。
图1中所示的特定示例机器人1还包括附着系统600,以使机器人能够将其自身附着到待清洁的表面(并且保持机器人与待清洁的表面附着)。例如,可以在机器人被配置用以清洁窗户表面的情况下提供这种附着系统600,因为这些窗户表面通常竖直或接近竖直地定向。然而,在其它情况下,诸如在机器人被配置用以清洁地板表面的情况下,这种附着系统可能是不必要的。
例如,控制系统100可以包括主板以及所有的电子器件,如机器人1执行其所有的操作和功能所需的硬件、软件及它们的组合以及其它组件(称为主板电子器件)。主板包括一个或多个处理器101,作为主板电子器件的一部分。
如图中用实线所示,导航、运动、附着、清洁、电力和用户界面系统与控制系统进行数据通信,使得控制系统能够从这些系统接收数据和/或向这些系统发送指令。
电力系统200可以例如包括:内部电力供应装置,其包括一个或多个电池(通常是可再充电的);电池电压传感器,其通常用于每个电池,使机器人能够确定电力供应装置何时电力不足;以及充电触点,其实现与外部电源的电连接,以便允许内部电力供应装置被充电。充电触点能够连接到电引线,电引线能够例如通过标准插头连接到外部电力供应装置,诸如主电力供应装置;在适当的情况下,引线可以包括变压器。
如上所述,电力系统200可以具有与控制系统100的数据连接,使得控制系统能够从电力系统接收数据,例如与内部电力供应装置的当前电力水平有关的数据(例如,使用电池电压传感器)。
机器人1可以被设计成使得其能够被对接站(未示出)接收,一旦机器人1的任务完成,和/或当机器人1的内部电力供应装置的电力不足时,机器人1将返回对接站。在该对接站中时,能够发生各种功能,诸如电池再充电(例如,通过充电触点)等。
代替具有内部电力供应装置(或者除了具有内部电力供应装置之外),电力系统200可以依赖于来自外部电力供应装置(诸如主电力供应装置)的电力。在电力系统仅依赖于来自外部电力供应装置的电力的情况下,可以不包括充电触点,但是电力系统200可以包括能够连接到外部电源的电引线;这种电引线可以内置于机器人1中,使得它不能被用户移除并且在正常操作期间不会脱离。
如图1中的虚线所示,电力系统电连接到控制、导航、运动、清洁和附着系统以及用户界面,以便向这些系统及它们的组件供电。
导航系统300可以包括多个传感器,当使用运动系统400移动时,该多个传感器使机器人能够围绕待清洁的表面(例如,地板或窗户表面)导航。
例如,在机器人被配置成窗户清洁机器人的情况下,导航系统300可以包括一个或多个感测系统,每个感测系统通常都包括多个适当配置的传感器。取决于所采用的传感器的类型,这种感测系统可以被配置用以使机器人能够:检测与机器人的一部分相邻的窗户表面的存在;确定机器人的当前定向(例如,相对于重力的或相对于预定定向的);和/或确定机器人离窗框(窗框通常将垂直于窗户表面延伸)的当前距离。
在机器人被配置为地板清洁机器人的情况下,导航系统300同样可以包括感测系统,其通常包括多个适当配置的传感器。这种感测系统可以使机器人能够确定机器人与从地板表面向上延伸的墙壁或障碍物的当前距离;和/或检测与机器人的一部分相邻的地板表面的存在(并因而使机器人能够确定它何时与地板接触)。
如图1中所示,导航系统300与控制系统100进行数据通信。因此,控制系统100可以从导航传感器接收数据并根据这些数据控制运动系统400。
如上所述,附着系统600使机器人能够将其自身附着到待清洁的表面并保持机器人附着到待清洁的表面。附着系统600可以例如利用抽吸力将机器人附着到待清洁的表面。因而,附着系统600可以例如包括一个或多个真空泵,以提供抽吸力,和一个或多个密封构件,其接触所述表面,以用真空泵来密封机器人和表面之间的空间,该真空泵被配置用以降低该空间中的气压。
附着系统600可以替代地(或另外)利用磁力将机器人附着到待清洁的表面。
例如,在窗户清洁机器人的情况下,可以向用户提供配对设备,该配对设备被放置在窗户的与机器人操作所在的那一侧相反的表面上,其中机器人和配对设备互相磁性吸引。因此,机器人和/或配对设备可以例如包括一个或多个磁性构件,诸如电磁铁或永磁铁。
如图1中所示,附着系统600与控制系统100进行数据通信,并且因此可以从控制系统100接收命令并将状态信息发送到控制系统100。例如,控制系统100可以命令附着系统600提高附着力。
如上所述,运动系统400使机器人能够在待清洁的表面上移动。因而,运动系统400可以例如包括轮子,轨道等,其接触所述表面并向表面施加力,以便在所述表面上驱动机器人。如图1中所示,运动系统400与控制系统100进行数据通信,并且因此可以从控制系统100接收命令。例如,控制系统可以命令运动系统400沿着控制系统100内的处理器101计算出来的路径移动机器人。
在一些布置中,某些组件可以形成运动系统400和附着系统600两者的一部分,诸如在如下情况下:多个元件各自提供单独的附着力并且能够相对于彼此移动,以便使机器人在待清洁的表面上移动。这种组合的附着和运动系统400的一个示例是其中设置有两个或更多个单独的密封元件,其中这些密封元件能够相对于彼此移动;在这种情况下,每个密封元件都可以设置有专用的真空泵。
如上所述,当机器人使用运动系统400在表面上移动时,清洁系统500从与机器人相邻的待清洁表面(例如地板或窗户表面)的那一部分去除污垢、碎屑等。
清洁系统可以包括例如用清洁流体润湿的清洁垫、用于这种清洁流体的储液器,用于将清洁流体施加到表面的软管等。虽然在图1中,清洁系统500被示出为与电力系统200电连通并且与控制系统100进行数据通信,但是在一些布置中,清洁系统可以不包括电动组件,在这种情况下,这种与电力系统200和控制系统100的连接将是不必的。
在一些布置中,某些组件都可以形成清洁系统500和附着系统600两者的一部分,例如,在通过清洁垫施加抽吸力的情况下。在其它布置中,某些组件可以形成清洁系统500、附着系统600以及运动系统400三者的一部分,例如,在设置有可以相对于彼此移动的多个清洁垫的情况下,其中通过每个清洁垫施加抽吸力。
现在转向用户界面700,如上所述,用户界面700可以使用户能够输入命令、信息等来控制机器人的操作,并且可以向用户提供机器人当前状态的指示。因而,用户界面700可以包括多个控件,诸如按钮、拨盘等,以及多个指示器,诸如显示屏、LED等,或者两者的组合,诸如触摸屏。用户界面700还可以包括无线通信链接,以便与用户设备,诸如智能手机、平板设备、笔记本电脑、PC等连接。
如图1中所示,用户界面700与控制系统100进行数据通信。因此,用户界面700可以从控制系统100接收随后向用户显示或指示的状态信息。相反地是,控制系统100可以接收使用用户界面700而输入的用户命令,并且之后可以将对应的命令发送到例如运动系统400、附着系统600和清洁系统500。例如,用户可以使用用户界面700来选择机器人(特别是控制系统100的处理器)已被编程的多种操作模式中的一种操作模式,并且控制系统100之后可以根据与用户所选择的模式相关联的规则和程序来命令例如运动系统400、附着系统600和清洁系统500。
现在指向图2至图4,它们示出了机器人1的更具体示例,机器人1包括控制系统100、电力系统200、导航系统300、运动系统400、清洁系统500和附着系统600以及用户界面700,这些系统通常以上文参考图1所述的方式交互作用。虽然所示的特定示例被配置为窗户清洁机器人,但是应理解的是,类似的组件可以在被配置用以清洁其它表面,诸如地板表面的机器人中采用,其中可能省略了一些组件(诸如附着系统600的那些组件)。
此外,应注意的是,图2-4中所示的机器人1的系统和组件的具体细节仅是说明性的,并且提供这些细节是为了说明在进一步下面的一节中描述的方面可以在表面清洁机器人或包括这种机器人的机器人系统中实施所采用的方式。
现在参考2至图4,所示的机器人1被配置成使得其运动系统400具有限定的向前方向,该向前方向由图2中的箭头F指示。在所示的具体示例中,向前方向垂直于轮子421A-422A、421B-422B的旋转轴线,并且平行于窗户表面,但是在其它运动系统400的情况下,向前方向可以以不同的方式来定义(例如,在使用连续轨道的系统中,向前方向可以与每个这样的轨道的长度方向平行)。
向前方向F定义机器人1的“向前”端;向前端是图2中的最上端,图2是附着在窗户表面上的窗户清洁机器人的侧面15的平面图。相比之下,图2中的最下端是“向后”端。
图2还使用箭头W表示机器人的宽度方向,其垂直于向前方向F,并且当机器人附着到窗户表面时,其平行于窗户表面。
例如,在控制系统100操作运动系统400的规则和策略方面,向前方向F可以与相反的向后方向区分开。例如,这些规则和策略可以使得机器人1将在向前方向F(图2中向上,但不一定是相对于重力向上)上移动得比在相反的向后方向(图2中向下,但类似地是,不一定是相对于重力向下)上具有显著更大的规律性。
从图2中还可以看出,在机器人1的结构方面,机器人1具有相当明显不同的前部、中部和后部部分。
在图2中所示的机器人的具体示例中,中部部分提供用于机器人1的附着系统600和运动系统400的组件中的许多组件。
更详细地是,中部部分包括密封构件610和真空泵,密封构件610包括薄箔环绕密封,真空泵在所示示例中基于双旋转叶轮630。在图2中清晰可见叶轮630的最靠近窗户表面的入口。
密封构件610和基于叶轮的真空泵两者都形成用于机器人的基于抽吸的附着系统600的一部分。
中部部分还包括两组驱动轮对421A-422A、421B-422B,其中每对轮子都用相同的传动装置驱动并因而以相同的速度移动,并且包括脚轮或滑动点450A、450B。在所示机器人的特定示例中,轮子421A-422A、421B-422B由软胎(例如,由橡胶或聚氨酯形成)覆盖,软胎相对于玻璃具有高摩擦系数。
驱动轮对421A-422A、421B-422B以及脚轮或滑动点450A、450B形成用于图2中所示机器人的运动系统400的一部分。
在实施例中,代替脚轮450A、450B或者除了脚轮450A、450B之外,机器人1还包括滚轮451A、451B。例如,滚轮451A、451B位于机器人1的相对于向前方向F的前部部分处,如图2中所示。
从作为图2的机器人1的截面侧视图的图3可以看出,机器人包括底盘13,底盘13支撑和/或包含机器人的组件中的许多组件。同样如图3中所示,驱动轮421A-422A、421B-422B和脚轮或滑动点450A、450B形成距底盘13的表面约1-2mm的平面(最靠近窗户表面的表面)。密封箔610以封闭该间隙并且因而密封机器人和窗户表面之间的空间或腔室的方式安装在底盘13上。然后,叶轮630可以从该空间移除空气,因而产生将机器人1附着到窗户表面的真空。由该真空产生的附着力将软胎挤压抵靠在窗户表面上,因而增加了轮子421A-422A、421B-422B与窗户表面接触的面积,因而为轮子提供了在窗户表面上的良好的抓握力。
例如,由密封箔610密封的腔室或空间内的负压为大约10hPa(mbar)至30hPa(mbar),例如大约20hPa(mbar)。
更具体地是,为了帮助机器人在窗户上行进,附着系统600(例如使用基于叶轮的真空泵630)产生附着力,该附着力在运动系统400的轮子421A-422A、421B-422B与窗户表面之间提供足够的摩擦力,从而使机器人1在窗户表面上移动,而不会打滑。例如,在机器人被竖直定向的情况下,附着系统600可能需要提供足够的附着力,使得轮子421A-422A、421B-422B具有足够的摩擦力,以超过施加在机器人1上的重力。
当机器人1使用运动系统400在窗户表面上移动时,密封箔610在窗户上滑动。基于叶轮的真空泵630保持由密封箔610密封的空间内的真空;为此,它们可能需要产生连续的空气流,因为一些空气通常将会由于密封箔610在窗户表面上的移动而损失。在窗户不平或特别脏的情况下,可能特别如此。
现在返回图2,机器人的中部部分还包括两个吸盘620A、620B,吸盘可以提供低功率“驻车”机构,例如用于当机器人1以“暂停”模式操作时,其中机器人1不在窗户表面1000上移动。这些吸盘620A、620B通常处于底盘表面水平高度(例如,使得它们不会接触窗户表面1000并因而产生对运动的额外摩擦阻力),但可能在控制系统100的控制下朝向窗户表面1000移动,然后使用真空泵640在由每个吸盘620A,620B密封的空间内产生真空。
从图4A中可以看出,图4A作为机器人1的透视图,其中移除了机器人1的顶盖11,以便可以看见其中几个内部组件,用于吸盘620A、620B的真空泵640与双叶轮真空泵630分离,双叶轮真空泵630降低由密封箔密封的空间内的气压。此外,用于吸盘620A、620B的真空泵640可以是与用于密封箔610的真空泵不同的类型;例如,真空泵640可以是隔膜真空泵。在图2至图4的机器人中,在两个吸盘620A、620B之间共用单个真空泵640(在图4A中清晰可见将该真空泵640连接到吸盘620A、620B的管641);然而,显而易见的是,能够为每个吸盘620A,620B提供专用的真空泵。
如图2中所示,每个吸盘620A、620B都在其表面中具有孔623,孔623与压力传感器连通,以在吸盘和窗户表面1000之间的空间中感测吸盘620A、620B附近的压力。这些压力传感器可以形成附着系统600的另一部分。当吸盘620A、620B与窗户表面1000形成接触并密封机器人和窗户表面1000之间的空间时,压力传感器使机器人(具体而言是控制系统100)能够确定由此密封的空间中的真空的水平。
例如,相应的吸盘620A、620B与窗户表面1000之间的空间中的负压约为350hPa(mbar)至450hPa(mbar)。
机器人的前部部分(图2中的最上部部分)包括电动搅拌器510。在所示的具体示例中,电动搅拌器是由图4A中可见的齿轮传动马达515驱动的搅拌硬毛刷。更特别地是,搅拌器510围绕平行于窗户表面和宽度方向W的轴线旋转。该搅拌器510形成用于机器人1的清洁系统500的一部分。如下面将进一步详细讨论的那样,搅拌器510机械地从窗户表面1000去除碎屑。在某些布置中,搅拌器510可以被布置成提供对窗户表面1000的初始高强度的干式清洁(“干”的意思是搅拌器可以被布置成与任何液体源间隔开,液体源诸如清洁流体或水)。搅拌器510可以被高速驱动,例如以约600转/分钟旋转。由于搅拌器510位于机器人1的前部处,因此随着机器人1在窗户表面1000上移动,搅拌器510通常将首先施加于窗户表面1000。
图2至图4的机器人包括导航系统300,如上文参考图1的机器人所讨论的那样,导航系统300可以包括一个或多个感测系统,每个感测系统都包括多个适当配置的传感器。
因而,如图4A中所示,前部部分还包括窗户表面接近传感器320A、320B、320C,它们形成接近感测系统的一部分,以及距离传感器310A、310B,它们形成距离感测系统的一部分。在所示的具体示例中,这些传感器被设置在搅拌器510的外壳上。
接近感测系统的接近传感器320A、320B、320C使得控制系统100能够确定窗户表面1000是否与机器人1的一部分相邻地存在(例如,与侧面15的被构造用以与窗户表面1000接合的那一部分相邻)。另外,控制系统100能够使用接近感测系统来确定机器人1的一部分已经移动超出窗户表面的边缘,例如在无框窗户的情况下。
如下面将更详细地讨论的那样,控制系统100可以基于来自接近感测系统的接近传感器320A、320B、320C的输出来控制附着系统600。例如,当接近传感器320A、320B、320C指示机器人1与窗户表面1000相邻时,控制系统100可以仅仅激活附着系统。
能够使用各种类型的接近传感器320A、320B、320C,诸如基于检测反射的光或红外辐射、反射的超声波等的那些接近传感器。对于定量接近测量,可以使用基于飞行时间的传感器;这些传感器可以类似地基于反射的红外线、光、超声波等。合适的飞行时间传感器的一个特定示例是由ST Microsystems公司供应的VL6180光学飞行时间传感器。
此外,如将在下文参考图17至图21所述的那样,用于机器人的接近感测系统可以包括接触窗户表面或接触从窗户表面突出的物体(诸如,窗框)的机构,其中这种接近感测系统的传感器感测该机构的运动。
更进一步,如将在下文参考图21所述的那样,窗框接近感测系统可以包括电极,对该电极施加电压,其中响应于被感测到而在电极上储存电荷。
关于图2至图4中所示的机器人1的距离感测系统,该距离感测系统包括距离传感器310A、310B,诸如飞行时间传感器(例如,VL6180光学飞行时间传感器)。距离传感器310A,310B可以被布置成向前观察,并且因此可以安装在机器人1的向前端处。例如,它们可以位于搅拌器510的顶部(如图4A的示例中所示)或前方。距离传感器310A、310B使得控制系统100能够确定机器人与窗户的窗框的当前距离。这种距离测量允许控制系统100规划机器人的扫描轨迹,其中运动系统400由控制系统100引导,以执行所述扫描轨迹。
从图2中可以看出,机器人的后部部分(图2中的最下部部分)包括清洁垫模块550,其提供清洁垫520和一对抛光垫530A、530B,在清洁垫520的任一侧上各有一个抛光垫。由于清洁垫520处于机器人的向后端处,所以当机器人沿向前方向F在窗户表面1000上移动时,它通常将在搅拌器510之后被施加到窗户表面1000上。
从图2显而易见的是,清洁垫520在宽度方向W上具有宽度WC,其与由搅拌器510具有的宽度WA基本上相同。因此,由清洁垫520覆盖的窗户表面1000的区域将通常已经由搅拌器510覆盖。如下面将更详细地讨论的那样,这可以提供对窗户表面1000的更有效清洁并且/或者可以延长清洁垫520的使用寿命。
从图2还可以看出,清洁垫520在宽度方向W上是伸长的。这可以为机器人1提供更紧凑的结构。
清洁垫模块550可以以可移动的方式安装在主体10上。在图2至图4所示的特定示例中,图2至图4的机器人1的清洁垫模块550是弹簧加载的,并且可以相对于机器人1的底盘13并且因而相对于机器人1的主体10在宽度方向W上随意左/右移动。这种布置可以允许机器人1挨着窗框驱动,从而将窗户表面1000一直清洁到其边缘,而不会使机器人主体10接触窗框,并且/或者可以允许机器人在它靠近窗框时转弯。应注意的是,清洁垫可以以各种方式以可移动的方式安装在机器人的主体上:图2至图4中所示的构造仅仅是实现这一点的方式的一个示例。
此外,清洁垫520可以例如由布料构成,诸如微纤维布。微纤维布可以用清洁流体保持润湿,清洁流体诸如是溶解表面上的盐、碎屑和油污的流体。
如下面将参考图5至图9进一步详细讨论的那样,一个或多个包含有清洁流体的储液器可以被设置在机器人内,与清洁垫520相邻(特别是在清洁垫模块550内),并且可以被构造用以将清洁流体供应到清洁垫520。
可替选地是,用户可以将清洁流体施加到清洁垫520上,例如通过使用喷雾瓶将清洁流体喷射到清洁垫上。作为又另一替选方案,机器人可以将清洁流体直接施加到窗户表面1000,例如在与清洁垫520相邻的位置处进行施加,使得清洁垫在被施加到窗户表面1000之后不久便被清洁流体润湿。
在图2至4中所示的机器人中,如图2中可能最佳所示的那样,后部部分还包括两个伸长的抛光垫530A、530B。
如图2中所示,这些抛光垫530A、530B中的每个都与清洁垫520覆盖相同的宽度WC,使得由清洁垫520覆盖的窗户表面1000的区域通常也由抛光垫530A、530B覆盖。
从图2还显而易见的是,这些抛光垫530A、530B中的每个在宽度方向W上都是伸长的;这可以有助于为机器人1提供紧凑的结构。在所示的特定示例中,抛光垫530A、530B比清洁垫窄,并且平行于清洁垫的长度并且彼此平行延伸,并且被设置在清洁垫520的任一侧上。
抛光垫530A,530B用于通过清洁垫520使留在窗户表面1000上的清洁流体层变薄,从而使清洁流体均匀地干燥,因而提供良好的光洁度。抛光垫可以被构造成以比清洁垫更高的力压靠在窗户表面1000上。
还如图3和图4A中所示,后部部分还包括电池220A-220C,它们作为电池模块210的一部分而被设置在电池外壳内。电池220A-220C通常是可再充电电池,诸如可再充电锂离子电池。包含有电池220A-220C的电池模块210可以是能够拆卸的,例如用以允许对包含在电池模块中的电池220A-220C进行充电和/或允许以用户拥有物中的额外电池模块(例如,用户已经充电的电池模块)来替代。
现在指向图4B,图4B是图2和图3的机器人的透视图,其中顶盖就位。从图4B中可以看出,由机器人1提供手柄12,其允许用户更容易将机器人1运送到窗户并在机器人1附着在窗户表面1000时抓握机器人1。在图2至图4中所示的机器人1中,该手柄12是机器人1的顶盖11的一部分。
可以在手柄12上适当地设置各种用户界面特征。例如,可以在手柄上设置“开始/暂停”按钮710。这种“开始/暂停”按钮将机器人1在“暂停”模式和多个“活动”模式中的用户选择的一个模式之间切换,在“暂停”模式下,机器人1保持静止在窗户表面上,所述多个“活动”模式已经被编程到控制系统100的处理器101中,并且在“活动”模式下,机器人1使用运动系统400在窗户的表面上移动。另外或者作为代替,手柄可以包含“释放”按钮720,其帮助用户从窗户表面1000移除机器人1。当被按下时,“释放”按钮720使得附着系统600停用,诸如通过关闭叶轮630和/或使吸盘620A、620B从窗户表面1000脱离接合而使得附着系统停用。
在“开始/暂停”按钮710周围,还可能设置多个指示器(例如,LED),其向用户提供关于机器人的当前状态的信息,诸如当前操作模式和电池状态。“开始/暂停”按钮、“释放”按钮720和这些光指示器可以各自形成图2至图4中所示的机器人1的用户界面700的一部分。
图4A还示出了机器人的主板110,其包含一个或多个处理器(例如,一个或多个微处理器)和用于各种马达的驱动器。这些组件可以形成机器人的控制系统100的一部分。主板110可以另外包括导航传感器,诸如加速度计、陀螺仪(用于测量机器人的定向)等,以及气压传感器。当然应明白的是,这些传感器可以可代替地远离主板110设置,在这种情况下,可以设置与主板的适当电连接。
使用气压差润湿清洁垫
以下一节描述了本公开的一个方面,其涉及用于机器人窗户清洁器的清洁系统。更具体地是,本公开的该方面涉及将清洁流体供应到机器人窗户清洁器的清洁垫所采用的方式。
在图5-9中示出了根据本公开的该方面的示例实施例的机器人。根据该示例实施例的机器人1可以与上文参考图1至图4B所述的机器人大致类似或相同。
首先参照图5,图5是垂直于根据示例实施例的机器人1的清洁垫模块550的长度截取的截面的透视图。该清洁垫模块550可以例如以与参考图2至图4所述的方式大致相同的方式进行配置。
如图5中所示,机器人包括:两个储液器(第一储液器561A和第二储液器561B),以储存清洁流体;和清洁垫520,其被构造成利用被储存在储液器中的清洁流体来润湿。在所示的特定示例实施例中,两个储液器561A、561B被设置在清洁垫模块550内;然而,在其它实施例中,储液器可以被设置在机器人1的主体10内,或者还可以任何合适的布置设置在机器人1内。如上所述,清洁垫520被构造成用清洁流体来润湿并接触窗户表面,以便借助于清洁流体从该窗户表面去除碎屑。
端口570可以被设置在清洁垫模块550上,流体能够通过端口570流入到储液器561A、561B中,如下文所述。
还如图5中所示,清洁垫520被设置在机器人1的窗户接合侧15(被构造用以与窗户表面接合以使机器人能够对该窗户表面进行清洁的那一侧)上。图5还示出了机器人是如何包括多个导管562、563以输送清洁流体的。在所示的具体示例中,机器人包括两个导管,即,第一导管562和第二导管563。导管562、563(至少部分地)提供了多个流体供应路径571A、571B,每个流体供应路径都从储液器561A、561B中的一个储液器延伸到清洁垫520。
图6和图7是穿过图5的清洁垫模块550的截面的示意图(为清楚起见而省略了清洁垫模块550的某些特征),图6和图7更清楚地示出了导管562、563,储液器561A、561B以及流体路径571A、571B、572的相对布置。
如图7中最清楚地示出的那样,在图5至图9的具体示例中,存在有从第一储液器561A延伸到清洁垫520的第一流体供应路径571A。可以看出,该第一流体供应路径571A部分地由第一导管562提供并且部分地由第二导管563提供。
从图7还显而易见的是,机器人1还包括第二流体供应路径571B,其从第二储液器561B延伸到清洁垫520。可以看出,类似地是,第二流体供应路径571B部分地由第一导管562提供并且部分地由第二导管563提供。
现在返回图6,其中示出了高阻抗区域564,其位于每个流体供应路径571A、571B的导管内。在所示的特定示例中,高阻抗区域564基本上位于第一导管562内。高阻抗区域564被构造用以对沿着每个流体供应路径571A、571B的清洁流体流提供足够的阻抗,以致清洁流体在所述高阻抗区域564附近的导管562、563内积聚。
在图5至图9中所示的特定示例中,过滤器构件568(其例如可以由多孔或纤维材料形成)被设置在高阻抗区域564内。此外,过滤器构件568可以能够由清洁流体润湿,使得例如一旦清洁流体与过滤器构件568形成接触,则清洁流体就由于毛细力而在整个过滤器构件568中扩散,同时同样由于毛细管力,还基本上避免了滴落到清洁垫520上。
此外,如从图中可以看出的那样,过滤器构件568可以在与过滤器构件568被设置在其中的第一导管562相同的方向上伸长。例如,这可能导致清洁流体沿着过滤器构件被设置在其中的导管的长度输送。
更一般地是,可以调整过滤器构件568的特性,诸如其长度、材料类型及其孔隙率,使得过滤器构件568提供期望水平的阻抗。例如,过滤器构件568可以被设计为贡献由高阻抗区域564提供的阻抗中的大部分(或基本上全部)。
虽然上文已经指出过滤器构件568可以由多孔或纤维材料形成,但是它能够替代地(或另外)由具有多个孔口的过滤器构件提供(例如,基本平面的过滤器,该基本平面的过滤器垂直于供应导管延伸,该基本平面的过滤器被设置在该供应导管中),该多个孔口在该过滤器构件中形成。例如,这种过滤器可以涂覆有非润湿涂层,以便阻止清洁流体穿过孔口,这种阻止清洁流体穿过孔口例如通过使清洁流体“向上滚”并积聚在过滤器的表面上来实现。
用于高阻抗区域564的合适构造的进一步其它示例对于本领域技术人员来说是显而易见的;例如,输送清洁流体的导管可以设置有宽度减小和/或表面粗糙化和/或非润湿涂层的部分。
与高阻抗区域的特定构造无关,高阻抗区域564对沿着流体供应路径571A、571B的清洁流体的流动提供了足够的阻抗,以致清洁流体积聚在高阻抗区域564附近。为了用如此积聚起来的清洁流体润湿清洁垫,机器人设置有至少一个空气泵。每个这样的空气泵都被构造成跨越高阻抗区域564施加气压差;该气压差足以迫使积聚在高阻抗区域564附近的清洁流体穿过高阻抗区域564并到达清洁垫520。
如图5中最佳所示,第一导管562在相反端处具有出口,该相反端与第一导管从储液器561A、561B接收流体所处的端部相反,其中该出口位于清洁垫520附近,使得第一导管562(其可以被称为出口供应管道)能够通过该出口向清洁垫520提供清洁流体。可以看出,每个这样的出口都可以与清洁垫520间隔开一小段距离。因此(或以其它方式),清洁垫520可以与每个高阻抗区域564间隔开,使得积聚在那里的流体不会润湿清洁垫,除非通过气压泵跨越高阻抗区域564施加适当的压差。每个出口与清洁垫520的这一间隔在诸如图5中所示的实施例中可能是特别合适的,其中在每个高阻抗区域564内提供能够润湿的过滤器,这是因为,这可以例如防止流体被毛细力直接抽吸到清洁垫520上。
还如从图5中可以看出的那样,第一导管562/出口供应导管由喷嘴部分567提供,喷嘴部分567提供出口。喷嘴部分567也被成形用以将从该出口发出的清洁流体引导朝向清洁垫520。
还如图5中所示,机器人1还包括杯形部分554,其位于清洁垫520附近。该杯形部分554从第一导管562接收清洁流体,并将清洁流体保持在清洁垫520附近,以便用该清洁流体润湿清洁垫520。
在图5至9中所示的特定示例中,形成附着系统600的一部分的空气泵中的一个空气泵,具体地是真空泵640用于施加这种气压差。因而,如可以从图9中看出的那样,图9是清洁垫模块550的俯视透视图,该空气泵通过设置在清洁垫模块550的外部上的阀门569连接到储液器561A、561B内的空间。当然,在其它示例中,可以为清洁系统500提供专用的空气泵。
当真空泵640用于从由每个吸盘620A、620B密封的空间移除空气时,可以方便地是连接真空泵640,使得被移除的空气被转移到储液器561A、561B内的空间,因而升高了储液器561A、561B中的压力。这种压力的升高足够剧烈,以迫使清洗液穿过高阻抗区域并且到达相对应的清洁垫。
当然应注意的是,可以使用其它类型的空气泵来提供高阻抗区域564的储液器侧上的这种气压的升高。此外,应理解的是,另外或替代地是,可以设置下列空气泵,其被构造用以降低高阻抗区域564的清洁垫侧上的气压(但应注意的是,可能需要小心,例如通过提供合适的流体屏障,以避免清洁流体被吸入到空气泵中)。
现在转到空气泵的控制,预期空气泵例如可以被构造成使得气压差周期性地产生,例如作为一系列脉冲产生。这可以通过将空气泵构造成使得其处于控制系统100的处理器101的控制下来实现,其中空气泵在根据处理器101的编程而确定的时间点处产生气压脉冲。然而,空气泵也可以连接到简单的定时电路,定时电路使空气泵以限定频率产生气压脉冲。
现在返回图7,显而易见的是,在对应的储液器561A、561B和高阻抗区域564之间的每个流体供应路径571A、571B的部分都被成形为使得当机器人1被定向为窗户接合侧15竖直地面向下(如图7中所示)时,流体供应路径的所述部分的一部分在竖直方向上高于对应的储液器561A、561B。以这种方式,所讨论的流体供应路径571A、571B的所述部分为清洁流体从对应的储液器561A、561B到高阻抗区域564的通过提供了屏障。
应明白的是,假设空气泵不起提供跨越上述高阻抗区域564的压差的作用的话,则当机器人被定向为窗户接合侧15竖直地面向下时,对清洁流体的通过的这种屏障可以基本上防止清洁流体到达清洁垫520。
此外,预期在一些实施例中,无论机器人相对于竖直方向的定向如何,都可以防止清洁流体到达清洁垫520(同样假设空气泵不起提供跨越高阻抗区域564的压差的作用)。具体地是,预期高阻抗区域564可以被构造用以对清洁流体的通过提供足够的阻抗,以使得在没有由空气泵提供的压差的情况下,基本上防止清洁流体从储液器561A、561B穿过高阻抗区域564到达清洁垫520,而与机器人1相对于竖直方向的定向无关。实际上,应理解的是,无论流体供应路径571A、571B是否为上述流体的流动提供竖直屏障,高阻抗区域564都可以被这样构造。例如,高阻抗区域564可以被构造用以对清洁流体的通过提供特别高的阻抗,使得由空气泵在所有定向上都施加压差是必要的,以便实现清洁垫520的润湿。
现在返回图7,显而易见的是,第二导管563除了提供第一流体供应路径571A的一部分和第二流体供应路径571B的一部分以外,还提供了转移流体路径572,转移流体路径572在第一储液器561A和第二储液器561B之间延伸。为此,第二导管563在第一端处与第一储液器561A流体连接,并且在第二端处与第二储液器561B流体连接;然而,在其它实施例中,可以提供与储存器561A、561B的更复杂的流体连接。通常,第二导管563(可以被称为转移导管)能够实现在两个储液器561A、561B之间转移清洁流体。
此外,应理解的是,第一导管562和第二导管563都可以被称为供应导管,因为它们中的每个都提供流体供应路径的一部分。因而,第二导管563可以既被称为供应导管也被称为转移导管。
如图7中所示,两个流体供应路径571A、571B在第一管道562内组合,因为第一管道562提供两个流体供应路径571A、571B中的每个流体供应路径的一部分。因而,导管562可以被称为组合供应导管。
还如图7中所示,第二导管563在沿其长度定位的流体接头565处流体连接到第一导管562。显而易见的是,过滤器构件568的一部分被设置在该流体接头565内。例如,这可以使得当清洁流体在沿流体转移路径572移动而被从第一储液器561A转移到第二储液器561B时,清洁流体接触过滤器构件568。例如,这可以允许清洁流体在储液器561A、561B之间转移时,过滤器构件568过滤清洁流体。此外,在过滤器构件568是能够润湿的情况下,使过滤器构件568的一部分被设置在流体接头565内允许滤器构件568在流体在储液器561A、561B之间转移时被清洁流体润湿。
现在指向图8,图8是沿清洁垫模块550的长度截取的截面的透视图。可以看出,机器人实际上包括多个类似的第一导管562,其中相应的高阻抗区域564位于每个这样的第二导管562内。每个高阻抗区域的阻抗都由相应的过滤器构件568提供。虽然在图8中不是立即可见的,但是可以理解的是,为每个第一导管提供相应的第二导管563,其中每个第二导管563都在沿其长度定位的流体接头565处流体连接到相应的第一导管561。
从图8显而易见的是,第一导管562(其被构造为组合导管)以阵列的形式并排设置。在所示的具体示例中,第一/组合导管562彼此平行地延伸。更具体地是,每个组合导管都垂直于机器人1的窗户接合侧15延伸。
第二导管563(其被构造为转移导管)类似地以阵列的形式并排设置。从对图5和图8的考虑可以理解,这种阵列位于第一储液器561A和第二储液器561B之间。
在所示的具体示例中,第二/转移导管彼此平行地延伸;然而,在其它实施例中,它们能够相对于彼此成一定角度,例如,如果它们是周向排列而不是直线排列的话。更具体地是,每个第二/转移导管都平行于机器人1的窗户接合侧15(并且平行于其它转移导管)延伸。
虽然在图5至图8中所示的具体示例机器人中,每个第二导管563都既是供应导管又是转移导管,但是应理解的是,本质上不是说转移导管通常也应该是供应导管。因而,在某些实施例中,一些导管将仅是转移导管,而其它导管将仅是供应导管。
应进一步注意的是,虽然在图5至图8中所示的具体示例机器人中,每个第一导管562都是组合供应导管,但是包括组合供应导管通常并非必要的。
虽然图5至图9中所示的机器人包括用于储存清洁流体的两个储液器(具体地是,第一储液器561A和第二储液器561B),但是应理解的是,可以提供任何合适数目的储液器;例如,能够仅提供一个储液器,或者能够提供三个、四个或更多个储液器。同样地是,可以提供任何合适数目的流体供应路径571A、571B。
虽然在图5至图9的示例实施例中,各种部件(诸如导管、储液器和流体路径)被示出为位于清洁垫模块550内,但是应理解的是,这些部件不需要被设置在清洁垫内,此外,根据本方面的机器人不需要包括清洁垫模块550。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人仅是本公开的一般方面的实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种窗户清洁机器人,其包括:
一个或多个储液器,所述一个或多个储液器用于储存清洁流体;
一个或多个清洁垫,所述一个或多个清洁垫被构造成用所述清洁流体润湿并接触窗户表面,以便借助于所述清洁流体从所述窗户表面去除碎屑,所述机器人具有窗户接合侧,所述窗户接合侧被构造用以与所述窗户表面接合,从而使得能够通过所述机器人对所述窗户表面进行清洁,所述一个或多个清洁垫被设置在所述窗户接合侧上;
一个或多个导管,所述一个或多个导管用于输送所述清洁流体,至少一些所述导管是供应导管,每个所述供应导管都提供一个或多个流体供应路径的至少一部分,每个流体供应路径都从所述一个或多个储液器中的一个储液器延伸到所述一个或多个清洁垫中的一个清洁垫,高阻抗区域位于每个所述流体供应路径的所述供应导管内;
至少一个空气泵,所述至少一个空气泵被构造用以跨越每个高阻抗区域施加气压差;
其中对于每个流体供应路径,对应的高阻抗区域都沿着所讨论的所述流体供应路径对所述清洁流体的流动提供足够的阻抗,以致在没有所述气压差的情况下,清洁流体积聚在用于所述流体供应路径的所述供应导管内的所述高阻抗区域附近;并且
其中所述气压差足以迫使积聚在每个高阻抗区域附近的所述清洁流体穿过所讨论的所述高阻抗区域并且到达所述一个或多个清洁垫。
2.根据条款1所述的窗户清洁机器人,还包括一个或多个过滤器构件,每个过滤器构件都被设置在所述一个或多个高阻抗区域中的一个高压阻抗区域内,并且贡献由所述高阻抗区域提供的阻抗;
可选地是,其中每个过滤器都能够被所述清洁流体润湿。
3.根据条款2所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都在与所述供应导管相同的方向上伸长,每个过滤器构件被设置在所述供应导管中。
4.根据条款2或条款3所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都基本上由聚合物材料形成。
5.根据条款2至4中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都基本上由多孔或纤维材料形成。
6.根据条款2至4中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都包括多个孔口,当施加所述压差时,所述清洁流体穿过所述多个孔口;
优选地是,其中每个过滤器构件都大致为平面的,并且垂直于所述供应导管延伸,每个过滤器构件被设置在所述供应导管中。
7.根据条款2至6中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都贡献由所述对应的高阻抗区域提供的至少大部分所述阻抗。
8.根据条款1至7中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述至少一个空气泵被构造用以在每个供应导管内都在所述高阻抗区域的与所述一个或多个储液器的相同的一侧上产生气压的升高,所述气压的升高足够剧烈,以迫使清洁流体穿过所述高阻抗区域并到达所述对应的清洁垫。
9.根据条款1至8中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括附着系统,所述附着系统被构造用以使所述机器人附着在窗户的表面上;并且
其中所述至少一个空气泵形成所述附着系统的一部分。
10.根据条款1至9中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述对应的储液器和所述对应的高阻抗区域之间的每个流体供应路径的一部分都被成形为使得当所述机器人被定向成所述窗户接合侧竖直地面向下时,所述流体供应路径的所述部分的至少一部分在竖直方向上高于所述对应的储液器,因而提供所述清洁流体从所述对应的储液器到所述对应的高阻抗区域的屏障。
11.根据条款1至10中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个导管包括一个或多个转移导管;
其中所述一个或多个储液器包括第一储液器和第二储液器;
其中每个转移导管都提供一个或多个转移流体路径的至少一部分,每个转移流体路径都在所述第一储液器和所述第二储液器之间延伸。
12.根据条款11所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个供应导管包括一个或多个组合供应导管,每个组合供应导管都提供从所述第一储液器延伸的流体供应路径的至少一部分和从所述第二储液器延伸的流体供应路径的至少一部分。
13.根据条款12所述的窗户清洁机器人,其中每个转移导管都在沿其长度定位的至少一个流体接头处流体连接到所述组合导管中的一个组合导管。
14.根据条款13所述的窗户清洁机器人,当从属于条款2时,其中每个过滤器构件的一部分都被设置在所述流体接头中的对应的一个流体接头内。
15.根据条款11至14中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个转移导管都具有第一端和第二端,所述第一端流体连接到所述第一储液器,所述第二端流体连接到所述第二储液器。
16.根据条款12至15中任一项所述的窗户清洁机器人,其中存在以阵列的形式并排设置的多个所述组合导管。
17.根据条款12至16中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个组合导管都平行于第一方向延伸。
18.根据条款12至17中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述窗户接合侧面对所述第一方向。
19.根据条款11至18中任一项所述的窗户清洁机器人,其中存在以阵列的形式并排设置的多个所述转移导管。
20.根据条款11至19中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述转移导管的阵列位于所述第一储液器和所述第二储液器之间。
21.根据条款11至20中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个转移导管都平行于第二方向延伸。
22.根据条款21所述的窗户清洁机器人,其中所述第一储液器和所述第二储液器垂直于所述第二方向延伸。
23.根据条款11至22中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第二方向平行于所述窗户接合侧。
24.根据条款11至23中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个转移导管都在平行于所述窗户接合侧的方向上延伸。
25.根据条款11至24中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一储液器和所述第二储液器彼此平行地延伸。
26.根据条款11至25中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一储液器和所述第二储液器中的每个储液器都在平行于所述窗户接合侧的方向上延伸。
27.根据条款1至26中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个高阻抗区域都对所述清洁流体的通过产生足够的阻抗,以使得在不存在所述压差的情况下,基本上防止了所述清洁流体从所述一个或多个储液器穿过每个高阻抗区域到达所述一个或多个清洁垫,而与所述机器人相对于所述竖直方向的定向无关。
28.根据条款1至27中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个供应导管包括一个或多个出口供应导管,每个出口供应导管都具有第一端和第二端,在所述第一端处,所述出口供应导管从所述一个或多个储液器接收清洁流体,在所述第二端处存在出口,每个出口都被定位成与所述对应的清洁垫相邻,使得所述出口供应导管能够经由所述出口向所述对应的清洁垫提供清洁流体。
29.根据条款28所述的窗户清洁机器人,当从属于条款12时,其中每个组合供应导管都是出口供应导管。
30.根据条款28所述的窗户清洁机器人,还包括用于每个出口供应导管的相应的喷嘴部分,所述相应的喷嘴部分为所讨论的所述出口供应导管提供所述出口,并且被成形为将来自所述出口的所述清洁流体朝向所述一个或多个清洁垫中的所述对应的一个清洁垫引导。
31.根据条款28至30中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括用于每个出口供应导管的相应的杯形部分,所述相应的杯形部分被定位成与所述对应的清洁垫相邻,所述杯形部分从所讨论的所述出口供应导管接收清洁流体,并且邻近所讨论的所述清洁垫保持所述清洁流体,以便用所述清洁流体润湿所述清洁垫。
32.根据条款1至31中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括主体和清洁垫模块,所述清洁垫模块以可移动的方式安装在所述主体上;
其中所述一个或多个清洁垫和所述一个或多个导管被设置在所述清洁垫模块内。
33.根据条款32所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个储液器被设置在所述清洁垫模块内。
清洁垫的取决于定向的润湿
以下一节描述了本公开的一个方面,其涉及用于机器人窗户清洁器的清洁系统。更具体地是,本公开的该方面涉及将清洁流体供应到机器人窗户清洁器的清洁垫所采用的方式。
本公开的该方面也体现在图5至图9中所示的机器人1中。根据该示例实施例的机器人1可以与上文参考图1至图4B描述的机器人大致相似或相同。
从前一节的讨论中显而易见的是,储液器561A、561B和供应导管(第一导管562和第二导管563)被构造成使得当机器人1被定向成其窗户接合侧15大致竖直地面向下时,基本上防止了清洁流体经由流体供应路径571A、571B从储液器561A、561B行进到清洁垫。
根据本方面,窗户接合侧15应被认为是机器人的支撑侧的示例。如本文中所提到的,支撑侧是机器人1的以下侧面:其在机器人1被放置在水平表面上时将机器人1稳定地支撑在该水平表面上(例如,支撑在用户家中的桌面或厨房台面上),其中支撑侧与该水平表面接触。应理解的是,机器人可以具有与其窗户接合侧不同的支撑侧;例如,它们能够面向彼此垂直的方向。
一种机器人,其储液器和供应导管被构造成使得当机器人被定向成其支撑侧大致竖直地面向下时,基本上防止了清洁流体从储液器经由流体供应路径行进到清洁垫,这种机器人当被放置在水平表面(例如用户家中的桌面或厨房台面)上时方便地是不泄漏清洁流体。
在许多情况下,支撑侧将包括多个支撑表面,这些支撑表面位于机器人的支撑侧上并且位于公共平面中(该公共平面面向与支撑侧相同的方向)。机器人的大部分或基本上全部的重量都可以由这些支撑表面支撑。这些支撑表面的示例是由图2至图4的机器人中的密封构件610和清洁垫520提供的表面。在支撑侧与窗户接合侧不同的情况下,支撑表面可以例如由多个橡胶支脚提供。
在一些实施例中,不管机器人的定向如何,清洁流体都可能具有不足以到达清洁垫的静水压力。例如,在图5至图9中所示的机器人中,这可以通过由对流体流动提供特别高的阻抗的材料而形成的过滤器构件568来实现。在这种实施例中,机器人可以被构造用以执行一些主动步骤,以便使清洁流体到达清洁垫,这些步骤诸如打开阀门、启动泵(例如,空气泵,如上一节中所述)等。
在其它实施例中,可以在不采取这样的主动步骤的情况下允许清洁流体行进到清洁垫。例如,在某些定向下,清洁流体可能具有足够的静水压力,以到达清洁垫。因此(或以其它方式),储液器和供应导管可以被构造成使得来自储液器的清洁流体仅通过静水压力的作用就到达清洁垫的必要条件是支撑侧大致竖直地面向下,或者支撑侧大致面向相对于竖直向下的方向在相对窄的角度范围内(例如0度-30度)的角度。
无论清洁垫的润湿是否需要机器人执行这些主动步骤,都可以提供对流体流动的屏障,以便当机器人被定向成支撑侧大致竖直地面向下时,防止清洁流体经由流体供应路径从储液器行进到清洁垫。
例如,储液器和供应导管的布置可以提供这样的屏障,诸如通过提供重力势能屏障。例如,储液器和所述供应导管可以被布置成使得当机器人被定向成支撑侧竖直地面向下时,每个流体供应路径的至少一部分都在竖直方向上高于对应的储液器。应明白的是,图6和图7示出了这种布置的示例,其中第二导管563内的流体供应路径571A、571B的所述部分在竖直方向上高于储液器561A、561B(并且窗户接合侧15为支撑侧)。
另外或替代地是,位于每个流体供应路径的供应导管内的高阻抗区域都可以提供这样的屏障。例如,这些高阻抗区域(例如,参考高阻抗区域568)可以如前面一节中所述的那样被构造。例如,由每个这样的高阻抗区域提供的阻抗都可能足以使清洁流体在其附近积聚;在这种情况下,可以使用诸如空气泵之类的泵来迫使积聚的清洁流体穿过高阻抗区域和清洁垫(如前面一节中所述)。
可以在这些高阻抗区域内设置过滤器构件(例如,如前面一节中所述),并且可以例如提供每个高阻抗区域的阻抗的至少一半。如上所述,这些过滤器构件可以例如是能够润湿的,以便通过毛细力将清洁流体抽吸朝向清洁垫。
如前面一节所述,虽然在图5至图9的示例实施例中,各种部件(诸如导管、储液器和流体路径)被示出为位于清洁垫模块550内,但是应理解的是,这些部件不需要被设置在清洁垫内,此外,根据本方面的机器人不需要包括清洁垫模块550。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人仅是本公开的一般方面的具体实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种窗户清洁机器人,其包括:
一个或多个储液器,所述一个或多个储液器用于储存清洁流体;
一个或多个清洁垫,所述一个或多个清洁垫被构成成用所述清洁流体润湿并接触窗户表面,以便借助于所述清洁流体从该窗户表面去除碎屑;
一个或多个供应导管,每个供应导管都提供一个或多个流体供应路径的至少一部分,每个流体供应路径都从所述一个或多个储液器中的一个储液器延伸到所述一个或多个清洁垫中的一个清洁垫;
其中所述机器人具有支撑侧,当所述机器人在所述支撑侧与水平表面接触的情况下放置在所述水平表面上时,所述支撑侧稳定地支撑所述机器人;
其中所述一个或多个储液器和所述一个或多个供应导管被构造成使得至少当所述机器人被定向成所述支撑侧大致竖直地面向下时,基本上防止了所述清洁流体从所述一个或多个储液器经由所述流体供应路径行进到所述一个或多个清洁垫。
2.根据条款1所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个储液器和所述一个或多个供应导管被构造成使得所述一个或多个储液器中的所述清洁流体具有不足以到达所述一个或多个清洁垫的静水压力,而与所述机器人相对于所述竖直方向的定向无关。
3.根据条款1所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个储液器和所述一个或多个供应导管被构造成使得来自所述一个或多个储液器的清洁流体仅通过静水压力的作用到达所述一个或多个清洁垫的必要条件是所述支撑侧面向相对于竖直向下的方向成大于30度的角度的方向。
4.根据条款1至3中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个储液器和所述一个或多个供应导管被布置成使得当所述机器人被定向成所述支撑侧竖直地面向下时,每个流体供应路径的至少一部分都在竖直方向上高于所述对应的储液器,因而提供清洁流体从所述对应的储液器到所述对应的一个或多个清洁垫的屏障。
5.根据条款1至4中任一项所述的窗户清洁机器人,其中高阻抗区域位于每个流体供应路径的所述供应导管内,每个高阻抗区域都被构造成对所述清洁流体沿所述对应的流体供应路径的流动提供阻抗。
6.根据条款5所述的窗户清洁机器人,其中每个高阻抗区域提供的所述阻抗都足以引起清洁流体在所述高阻抗区域附近积累。
7.根据条款6所述的窗户清洁机器人,另外包括至少一个泵,所述至少一个泵被构造用以迫使在所述高阻抗区域附近积累的所述清洁流体穿过所述高阻抗区域并且到达所述至少一个清洁垫。
8.根据条款7所述的窗户清洁机器人,其中所述至少一个泵是空气泵,并且被构造用以跨越每个高阻抗区域施加气压差,所述气压差足以迫使在所述高阻抗区域附近积累的所述清洁流体穿过所述高阻抗区域并且到达所述至少一个清洁垫。
9.根据条款8所述的窗户清洁机器人,还包括附着系统,所述附着系统被构造用以将所述机器人附着至所述窗户的表面;并且
其中所述至少一个空气泵形成所述附着系统的一部分。
10.根据条款7至9中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括一个或多个过滤器构件,每个过滤器都被至少部分地设置在所述一个或多个高阻抗区域中的一个高阻抗区域内,并且贡献由所述高阻抗区域提供的阻抗;
可选地是,其中每个过滤器构件都能够被所述清洁流体润湿。
11.根据条款10所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都在与所述供应导管相同的方向上伸长,每个过滤器构件被设置在所述供应导管中。
12.根据条款10或条款11所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都基本上由聚合物材料形成。
13.根据条款10至12中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都基本上由多孔或纤维材料形成。
14.根据条款10至12中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都包括多个孔口,当施加所述压差时,所述清洁流体穿过所述多个孔口;
优选地是,其中每个过滤器构件都大致为平面的,并且垂直于所述供应导管延伸,每个过滤器构件被设置在所述供应导管中。
15.根据条款10至14中任一项所述的窗户清洁机器人,其中每个过滤器构件都贡献由所述对应的高阻抗区域提供的至少大部分所述阻抗。
16.根据条款1至15中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述支撑侧是窗户接合侧,并且被构造用以接合窗户表面,以使所述窗户表面能够被所述机器人清洁,所述一个或多个清洁垫被设置在所述窗户接合侧上。
17.根据条款1至16中任一项所述的窗户清洁机器人,另外包括多个支撑表面,所述支撑表面位于所述机器人的所述支撑侧上并且处于公共平面内,所述公共平面面对与所述支撑侧相同的方向。
清洁垫的可振动安装
以下一节描述了本发明的一个方面,其涉及用于机器人窗户清洁器的清洁系统。更具体地是,本公开的该方面涉及将清洁流体供应到机器人窗户清洁器的清洁垫所采用的方式。
在图5和图8至图16B中示出了本公开的该方面的示例实施例。根据该示例实施例的机器人1可以与上文参考图1至图4B、图6和图7描述的机器人大致相似或相同。
首先指向图10,图10是机器人1的向后端17的侧视图,机器人1大致类似于图2至图4中所示的机器人。在图10中可见联动装置或联接装置580,联动装置580在其第一端581处安装到机器人1的主体10;清洁垫安装构件553以可操作的方式连接到联动装置的端部582。在所示的实施例中,清洁垫安装构件553安装在第二端582上,例如通过闩锁和/或夹紧。在下文所述的另一实施例中,第二端582未固定到清洁垫安装构件553,清洁垫安装构件553被安装到清洁垫模块550的外壳555并从外壳555悬挂。
第二端582在图11中清晰可见,图11是机器人1的向后端17的透视图,其中清洁垫模块550被移除。
在图11中所示的特定示例中,清洁垫安装构件553通过将第二端582插入到设置在清洁垫模块550上的对应成形的孔口559中而安装在联动装置的第二端582上,其中第二端582在清洁垫安装构件553上卡扣就位。但是,应理解的是,这绝不是必要的;如上所述,清洁垫安装构件553可以以各种其它方式安装在联动装置的第二端582上。
如图12中最佳所示的那样,图12是从窗户接合侧观察的清洁垫模块550的透视图,清洁垫安装构件553用于安装清洁垫520。这种安装可以例如牢固地将清洁垫520保持就位,使得基本上防止清洁垫520相对于清洁垫安装构件553移动或旋转。此外,清洁垫安装构件553可以例如允许清洁垫520的可拆卸安装,从而允许在因重复使用而磨损时将清洁垫520移除并替换。例如,提供了一种环钩式紧固件,以将清洁垫520安装到清洁垫安装构件553上。
现在参考图13,其中示出了联动装置580的详细透视图。可以看出,机器人1还包括马达584,其被构造用以引起联动装置580的振动运动。这些振动运动继而引起清洁垫安装构件553的振动运动,并且因而引起清洁垫520的振动运动。清洁垫的这种振动可以提供对窗户表面的有效清洁。振动运动可以例如依次从马达584传递到联动装置580,传递到清洁垫安装构件553并且传递到清洁垫520。
可以注意到的是,在所示的特定实施例中,马达584被设置在联动装置内,联动装置包括用于马达584的外壳588;然而,这决不是必要的,并且在其它实施例中,马达584可以例如位于主体10上。
联动装置580以可移动的方式安装在主体10上。联动装置的这种安装继而允许清洁垫安装构件553相对于主体平行于窗户表面移动。
在所示的特定实施例中,联动装置580在主体10上的安装使得清洁垫安装构件553相对于主体10的运动被限制为平行于窗户表面的直线路径,如双箭头M所示。然而,在其它实施例中,清洁垫安装构件553的移动可能限于弯曲路径,或者移动可以限于平行于窗户表面的二维区域。
如图11中所示,清洁垫安装构件553的直线路径M可以垂直于机器人的向前方向延伸,其在图中以箭头F所示。这可以例如使机器人1能够在与窗框相邻时更易于转弯,因为当机器人转弯时,清洁垫安装构件553可以移出窗框。
还可以注意到的是,在图5和图8至图16中所示的特定实施例中,联动装置580以可移动的方式安装,使得其自身的运动被限制在位于平行于窗户表面的平面中的路径。应明白,联动装置580和清洁垫安装构件553的运动路径基本上是相同的形状(具体地是,两者都是垂直于向前方向F的直线路径)。联动装置580和清洁垫安装构件553的移动路径可以例如仅在它们与窗户表面的距离方面不同。
再次参考图13,在图中示出了联动装置580的纵向轴线(X-X),该纵向轴线从联动装置580的第一端581延伸到第二端582。应明白,该纵向轴线(X-X)被定向成垂直于机器人1的窗户接合侧15。
从图13还显而易见的是,在所示的特定实施例中,配重块585被设置在联动装置580内。马达584驱动该配重块585的运动,这继而引起联动装置580的振动运动。
在所示的特定实施例中,马达584驱动轴进行旋转。配重块585被偏心地设置在轴上,使得由马达584引起的轴的这种旋转导致配重块585以及因此联动装置580的振动运动。
当然,应理解的是,这仅仅是马达可以驱动配重块的运动以便引起联动装置振动所采用的方式的一个示例;在其它实施例中,配重块可以安装在轴上,其中马达引起轴沿其轴线的摆动,由此引起配重块的振动运动。
更一般地是,应理解的是,图13仅示出了一种布置的一个示例,在该布置中,马达584可以引起联动装置580的振动运动。
可以理解的是,联动装置580的振动运动在平行于窗户的平面内的各个方向上;例如,振动运动的方向可以围绕垂直于窗户表面的轴线进行。
虽然在所示的特定实施例中,这是使用偏心地设置在轴上的配重块585来实现的,但是应明白的是,其它布置可以提供联动装置580在平行于窗户的平面内的各个方向上的振动运动。联动装置580的这种振动运动继而可以引起清洁垫安装构件553的振动运动,并且因而引起清洁垫520在平行于窗户的平面内的各个方向上的振动运动,这可以提供窗户表面的有效清洁。
从图13还显而易见的是,在所示的特定实施例中,联动装置580,例如外壳588,包括相对刚性的主体部分586(例如,由硬塑料形成),其优选地位于联动装置580的第一端581处,以及相对柔性的帽部分587(例如,由硅橡胶形成)。可以看出,马达584和配重块585可以被设置在主体部分586内。
现在指向图14和图15,图14和图15示出了上述布置的进一步细节,其中联动装置通过该布置安装在主体上。可以看出,联动装置580通过滑动构件583以可移动的方式安装在主体10上。在所示的特定示例中,柔性帽部分587坐置在滑动构件583内的对应成形的孔口内。此外,如图14中可见,帽部分587的顶部在机器人1的主体10的向后端内的优选线性的开口589内移动。
应注意的是,虽然在所示的特定实施例中,联动装置580以可移动的方式安装在主体10上,使得联动装置的第一端581相对于主体10移动(并且此外,整个联动装置580都相对于主体10移动),但这不是必要的。因而,在一些实施例中,联动装置580可以以可移动的方式安装在主体10上,使得仅联动装置580的一部分相对于主体10移动。例如,可以防止联动装置的第一端581执行相对于主体10的平移运动(例如,联动装置的第一端581可能被限于旋转运动),而联动装置的其它部分,例如第二端582,可以执行相对于主体10的平移运动。第二端582的这些平移运动例如可能使得清洁垫安装构件553能够相对于主体平行于窗户表面移动。
现在参考图8并且还参考图16,可以注意到的是,在所示的特定实施例中,清洁垫安装构件553以可移动的方式安装在用于清洁垫模块550的外壳555上。例如,清洁垫安装构件553可以使用诸如弹簧556的可弹性变形元件从外壳555悬挂。因此(或以其它方式),清洁垫模块550经由清洁垫安装构件553安装在联动装置580上(而不是直接安装在联动装置580上)。
在一些实施例中,清洁垫模块550的质量可以显著大于清洁垫安装构件553的质量(例如,在使用期间,或以其它方式)。这可能的结果在于,尽管清洁垫模块550被安装在通过联动装置580振动的清洁垫安装构件553上,但是清洁垫模块550不显著振动(或者至少其振动的幅度显著更小)。在由申请人进行的测试中,已发现在振动清洁垫520的同时保持抛光垫530A、530B相对静止将对窗户表面进行良好的清洁。
在这方面可以注意到,从图5显而易见的是,抛光垫530A、530B安装在用于清洁垫模块550的外壳555上。例如,如图5中所示,抛光垫530A、530B可以使用弹簧551A、551B从外壳555悬挂。可以看出,在所示的特定实施例中,每个抛光垫530A、530B都由相应的夹具552A、552B(例如,夹具552A、552B可以使得每个抛光垫530A,530B在由于使用而磨损时能够被移除和更换)保持,相应的夹具552A、552B继而通过相应的一系列弹簧551A、551B安装在用于清洁垫模块550的外壳555上(应注意的是,在图5中所示的截面图中只能看到仅一个这样的弹簧)。然而,应理解的是,抛光垫530A、530B可以以任何合适的方式安装在用于清洁垫模块550的外壳555上。
在优选实施例中,除了抛光垫530A、530B之外或作为抛光垫530A、530B的替代,能够使用具有唇形状或刮板形状的纵向延伸的擦拭器。能够规定,通过弹簧551A、551B将擦拭器安装在清洁垫模块550上,例如外壳555上。
关于清洁垫模块550的质量,应注意的是,在附图中所示的特定示例中,对清洁垫模块550的质量的大部分贡献是由储液器561A、561B做出的,并且更具体地说是,是由在使用过程中包含在储液器561A、561B中的流体做出的。可替选地是(或另外地是),清洁垫模块550能够包括配重块,以向清洁垫模块550提供额外的质量。
在一些实施例中,清洁垫安装构件553相对于外壳555的移动可以被限制为平行于清洁垫520的长度方向和/或垂直于向前方向的路径。如从图16中可以看出的那样,图16是清洁垫安装构件553的俯视透视图,这可以使用轴承557来实现,轴承557被固位在设置于清洁垫安装构件553上的轴承外壳558(例如,由橡胶制成)的一部分内。更具体地是,轴承557可以包括例如被固位在轴承外壳558内的圆柱形表面(例如,由可旋转的轮子提供)。当然,其它结构也可以用于将清洁垫安装构件553相对于外壳555的移动限于以下路径:该路径平行于清洁垫520的长度方向和/或垂直于向前方向。
从前面的讨论中应理解的是,可以将多种结构用于联动装置580。例如,联动装置可以具有框架状结构,例如具有铰接接头。
在迄今为止所述的优选实施例中,联动装置580的外壳588以一定游隙设置在清洁垫模块550的外壳555的孔口559中。在马达584的操作期间,这可能导致振动从联动装置580传递到外壳555,特别是考虑到帽部分587的柔性。
在一些实施例中,外壳555的振动可能是有利的。例如,外壳555的振动导致储液器561A、561B的振动,这有助于向上述高阻抗区域564提供清洁流体。在机器人1运行期间,储液器561A、561B中的清洁流体的液位降低。因而,外壳555的振动可以降低高阻抗区域564变干的可能性。
在优选实施例中,能够规定,联动装置580以形状锁定方式设置在孔口559中。特别地是,联动装置580可以经由外壳588和外壳555安装在清洁垫模块550上。在这些实施例中,已经示出了与之前的实施例相比,能够减少由清洁垫模块550的振动产生的噪声,这减少了在操作期间由机器人1发出的总噪声。
现在注意图13A、图16A和图16B,它们示出了清洁垫的可振动安装的优选实施例。
转向图13A,其中示出了具有马达584和外壳588的联动装置580。在联动装置的第二端582处,配重块585被安装在马达584的轴上。配重块是盘状的并且偏心地安装在轴上。
联动装置580经由配重块585和清洁垫安装构件553的容置座594而可操作地连接到清洁垫安装构件553(图16A)。容置座594以形状锁定方式容纳配重块。能够规定容置座594和配重块585之间的固定连接。在可替选方案中,配重块585不被固定到容置座。
在任何情况下,由于配重块585在轴上的偏心布置,马达584的轴的旋转都将引起清洁垫安装构件553振动。
在图16A和图16B的实施例中,清洁垫安装构件553安装在清洁垫模块550的外壳555上。例如,设置优选地是可弹性变形的元件595,经由该可弹性变形的元件595,清洁垫安装构件530从外壳悬挂。元件595例如设置在清洁垫安装构件553的相对端或端部部分上。能够规定元件595与上文所述的轴承557结合使用或代替上文所述的轴承557使用。此外,还可以提供弹簧556。
再次转向图13A,其示出了联动装置不包括帽部分587。例如,外壳588可以是基本上刚性的,以便在滑动构件583和联动装置580之间提供基本上刚性的连接。此外,能够考虑滑动构件583和外壳588的一体连接。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人仅是本公开的一般方面的具体实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种窗户清洁机器人,其包括:
主体;
清洁垫安装构件,清洁垫可以安装在所述清洁垫安装构件上;
联动装置,所述联动装置具有第一端和第二端,所述联动装置在所述第一端处安装在所述主体上,所述第二端可操作地连接到所述清洁垫安装构件;
马达,所述马达被构造用以引起所述联动装置的振动运动,结果所述联动装置接触所述清洁垫安装构件,从而导致所述清洁垫安装构件的和所述清洁垫的振动运动;
其中所述机器人具有窗户接合侧,所述窗户接合侧被构造用以与窗户表面接合,以使所述机器人能够对所述窗户表面进行清洁,所述清洁垫被设置在所述机器人的所述窗户接合侧上;并且
其中所述联动装置以可移动的方式安装在所述主体上,以便允许所述清洁垫安装构件相对于所述主体在平行于所述窗户接合侧的平面内移动。
2.根据条款1所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件被安装在所述联动装置的所述第二端上。
3.根据条款1或条款2所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置以可移动的方式安装在所述主体上,以便允许所述清洁垫安装构件相对于所述主体沿平行于所述窗户接合侧的平面内的路径移动。
4.根据条款3所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置以可移动的方式安装,以便允许所述联动装置沿平行于所述窗户接合侧的平面内的路径移动,所述联动装置路径和所述清洁垫安装构件路径基本上为相同形状。
5.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括滑动构件,所述联动装置通过所述滑动构件以可移动的方式安装在所述主体上,
其中所述滑动构件和所述主体中的至少一个包括一个或多个轨道部分。
6.根据条款2至5中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件路径为直线。
7.根据条款6所述的窗户清洁机器人,其中所述机器人具有向前方向,并且其中所述直线垂直于所述向前方向延伸。
8.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述马达被设置在所述联动装置内。
9.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述马达驱动被设置在所述联动装置内的配重块或所述联动装置包含的配重块运动,由此引起所述联动装置的所述振动运动。
10.根据条款9所述的窗户清洁机器人,其中所述马达驱动轴的旋转,所述配重块被偏心地设置在所述轴上,或者关于所述轴偏心地形成。
11.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置具有纵向轴线,所述纵向轴线从所述第一端延伸到所述第二端,并且所述纵向轴线被定向为垂直于所述窗户接合侧。
12.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件在清洁垫长度方向上为伸长的,所述清洁垫长度方向垂直于所述窗户接合侧。
13.根据条款12所述的窗户清洁机器人,其中所述机器人具有向前方向,并且所述清洁垫长度方向垂直于所述向前方向。
14.根据条款12或条款13所述的窗户清洁机器人,其中在所述清洁垫长度方向上,所述清洁垫安装构件的延伸范围基本上等于或大于所述主体的延伸范围。
15.根据条款12至14中任一项所述的窗户清洁机器人,当从属于条款6时,其中所述直线路径平行于所述清洁垫长度方向。
16.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件被构造用以允许清洁垫以可移除的方式安装在所述清洁垫安装构件上。
17.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置的振动运动处于平行于所述窗户接合侧的平面内的任意方向。
18.根据上述条款中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括清洁垫模块,所述清洁垫模块包括所述清洁垫安装构件和外壳,所述清洁垫安装构件以可操作的方式连接到所述外壳。
19.根据条款18所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块包括一个或多个抛光垫或窗户擦拭器。
20.根据条款18或条款19所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块的质量显著大于所述清洁垫安装构件的质量。
21.根据条款18至20中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块包括用于储存清洁流体的一个或多个储液器,所述一个或多个储液器流体连接到所述清洁垫,以便用所述清洁流体润湿所述清洁垫,优选地是,所述一个或多个储液器由所述外壳形成或由所述外壳包括。
22.根据条款9至21中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件包括用于所述配重块的容置座,所述配重块以形状锁定方式设置在所述容置座中。
23.根据条款18至22中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件相对于所述外壳以可移动的方式安装,特别是从所述外壳悬挂。
24.根据条款23所述的窗户清洁机器人,其中设置至少一个优选地是可弹性变形的元件,以便将所述清洁垫安装构件联接至所述外壳。
25.根据条款24所述的窗户清洁机器人,其中在所述清洁垫安装构件的相对端处或相对端部部分处设置有两个可变形元件。
26.根据条款18至25中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置包括容纳所述马达的外壳,并且其中所述清洁垫模块包括孔口,所述外壳被至少部分地设置在所述孔口中。
27.根据条款26所述的窗户清洁机器人,其中所述外壳以一定游隙被设置在所述孔口中。
28.根据条款26所述的窗户清洁机器人,其中所述外壳以形状锁定方式被设置在所述孔口中。
基于接触的接近感测系统
以下一节描述了本公开的一个方面,其涉及用于机器人窗户清洁器的接近感测系统。更具体地是,本公开的该方面涉及一种感测系统,其使得机器人能够确定该机器人(或其一部分)是否与窗户表面相邻并且该感测系统还使得机器人能够确定该机器人(或其一部分)是否与从窗户表面突出的物体(诸如窗户的框架)相邻。
在图17至图21中示出了根据本公开的该方面的示例实施例的机器人1。根据该示例实施例的机器人1可以与上文参考图1至图16B所述的机器人大致相似或相同。
首先转向图17,其中示出了机器人1的详细侧视图。在该图中,可见用于接近感测系统的机构330的一部分。特别地是,第一部分331和第二部分332可见。
图18和图19中示出了该机构的进一步细节,图18和图19是穿过机器人截取的截面的侧视图,并且如下面将详述的那样,每幅图都示出了执行相应的运动的机构330。
从图18和图19中显而易见的是,除了机构330(其包括第一部分331和第二部分332)之外,接近感测系统还包括第一传感器333和第二传感器334(但是能够利用任何适当数目的传感器)。从而可以理解机构330的定向,图17至图19还指示机器人1的窗户接合侧15(被构造成与窗户表面接合以使机器人能够对该窗户表面进行清洁的那一侧)。
现在参考图18,其中示出了机构330在执行第一运动(在图中以箭头指示)时的两种构造。
更详细地是,机构330被构造成使得当机器人在窗户表面上移动时,其中窗户接合侧15与窗户表面接合,并且第一部分331接触从窗户表面突出且阻碍机器人的运动的物体(诸如窗框),该物体向第一部分331施加力。从图18显而易见的是,对第一部分331的这种力的施加使得机构330执行第一运动(对于所示的特定实施例来说,第一运动在图18中显示为大致从左到右的运动)。
为了说明该第一运动,图18示出了处于在第一部分331与从窗户表面突出的这种物体之间进行接触之前的构造(图18中的最左侧构造)的机构330,以及在第一部分331和这种物体之间进行接触之后的构造(图18中的最右侧构造)的机构330。箭头表示机构在这两种构造之间运动;也就是说,执行第一运动。
现在参考图19,其中示出了机构330在执行第二运动(在图中以箭头指示)时的两种构造。
更具体地是,机构330被构造成使得当窗户接合侧15接近窗户表面并与窗户表面接合时(例如,当用户将机器人带到窗户表面,以便使用其附着系统600附着到窗户表面时),窗户表面接触第二部分332并对其施加力。从图19显而易见的是,对第二部分332的这种力的施加使得机构执行第二运动(对于所示的特定实施例来说,第二运动在图19中显示为顺时针运动)。
为了说明该第二运动,图19示出了处于在第二部分332接触窗户表面之前的构造的机构330,以及在第二部分332接触窗户之后的构造的机构330。与图18相同,图19中的箭头也表示机构在这两种构造之间移动;也就是说,执行第二运动。
现在转到接近感测系统的传感器333和334的主题,这些传感器是可操作,以检测机构330是否正在执行第一运动,以及由此检测从窗户表面突出的物体(诸如窗框)是否接近机器人。
由于接近感测系统利用单个机构来感测机器人(或其一部分)是否与窗户表面相邻,并且还感测机器人(或其一部分)是否与从窗户表面(诸如窗框)突出的物体相邻,所以它可能相对紧凑,同时还提供可靠的检测。
在图17至图21所示的特定实施例中,第一传感器333能够检测第一运动,而第二传感器334能够检测第二运动。相反,第一传感器333不能检测第二运动,并且第二传感器不能检测第一运动。然而,应理解的是,为第一运动和第二运动中的每一个运动提供专用传感器绝不是必要的。因此,在其它实施例中,某些传感器能够例如检测这两种运动。
还可以注意到的是,在图17至图21中所示的特定实施例中,传感器333、334是光中断器传感器。因此,当机构的一部分由于机构330的运动而阻碍该传感器的光束时,传感器可以检测到机构330的这种运动。在图18和图19中,光束被定向为垂直于页面平面。
当然应明白的是,在其它实施例中,能够使用可替选的传感器类型,诸如压力传感器或磁场传感器(例如,在机构330的一部分上设置磁性元件)或电传感器(例如,在机构上设置完成电路的导电元件)。
无论传感器的类型如何,传感器333、334的输出都可以被直接或间接地提供给控制系统,这种传感器输出例如由控制系统100内的处理器101处理。处理器可以基于该传感器输出改变机器人内的各种系统的操作,诸如运动系统400、清洁系统500、附着系统600等。
在一个示例中,处理器可以基于该传感器输出改变机器人使用它的运动系统400执行的运动。例如,如果来自接近感测系统的传感器输出指示机器人与窗框相邻,则控制系统100可以使运动系统400停止机器人沿其当前路径的移动并使机器人开始沿着远离窗框的不同路径移动。
在另一示例中,处理器可以改变附着系统600的功率水平。例如,如果来自接近感测系统的传感器输出指示机器人刚刚与窗户表面形成接触,则控制系统可以使附着系统600进入高功率模式,以便将机器人牢固地附着到窗户表面。相反,如果来自接近感测系统的传感器输出指示机器人未与窗户表面接触,则控制系统可以使附着系统600进入低功率模式以节省能量。
现在考虑机构的相对位置,从图17至图19显而易见的是,第一部分331和第二部分332被设置在机器人1的窗户接合侧15的边缘处。例如,这可以确保从窗户表面(诸如窗框)突出的物体在接触机器人1的其它部分之前接触第一部分331。
此外,如可以从图21中看出的那样,图21是机器人1透视图,其中机器人1的顶盖11被移除,第一部分331和第二部分332可以被设置在机器人1的向前端16处,向前端16在很多情况下将是机器人最可能遇到障碍物的那一部分。然而,在其它实施例中,第一部分331和第二部分332能够被设置在机器人的向后端处,或者设置在机器人的其中一个横向侧(例如,左手侧和/或右手侧)处。实际上,相应的接近感测系统能够被设置在这些位置中的每个位置处。
现在转到机构330的形状和构造,如图18和图19中最佳所示的那样,第一部分331可以包括第一表面,第一表面面向与窗户接合侧15所面向的方向大致垂直的方向。该第一表面接触从窗户表面突出的物体,诸如窗框。
从图18和图19还显而易见的是,第二部分332可以包括第二表面,该第二表面面向与窗户接合侧15所面向的方向大致平行的方向。当机器人与窗户表面形成接合时,该第二表面接触窗户表面。
然而,应理解的是,在其它实施例中,第一部分331和第二部分332可以不同地构造,这取决于例如所使用的特定机构330。例如,第一部分和第二部分中的每个部分都能够由相应的滚动元件提供。
从图18和图19显而易见的是,机构330被偏压,以抵抗第一运动和第二运动。在所示的特定实施例中,这种偏压由弹簧336提供。
现在考虑第一运动和第二运动的特性,从图18和图19的比较应明白的是,在所示的特定实施例中,第一运动基本上是平移的(具体地是,在图18的描绘中是从左到右),而第二运动基本上是旋转的(具体地是,在图19的描绘中是顺时针方向)。可以认为的是,在第一运动和第二运动中的一个运动基本上是旋转而另一个基本上是平移的实施例中,机构可以相对紧凑,同时还提供对两种运动的坚固耐用的检测。应理解的是,这绝不是必要的,并且在其它实施例中,第一运动和第二运动两者都能够基本上是平移的,或者第一运动和第二运动两者都能够基本上是旋转的。
进一步详细地考虑图17至图21中所示的特定实施例的机构330,可以注意到的是,机构330包括可移动构件338,可移动构件338提供第一部分331和第二部分332。该可移动构件338的形状在图20中最清楚地示出,图20是接近感测系统的透视图,并且省略了机器人的在其内安装了可移动构件的那些部分,使得可以清楚地看到可移动构件。如图中所示,可移动构件338可以是刚性物体,例如是一体形成的。
从图18和图19中显而易见的是,第一运动和第二运动对应于该可移动构件338的相应的运动。具体地是,第一运动对应于可移动构件338的平移运动,而第二运动对应于可移动构件338的旋转运动。为此,机构330被构造用以允许可移动构件338旋转和平移。可以认为其中机构330被构造用以允许可移动构件338旋转和平移的布置可以相对紧凑,同时还允许相对坚固耐用地检测两种运动。
在所示的特定实施例中,可移动构件338因而包括圆柱形元件335,其沿大致平坦的表面339自由行进。从图18和图19中显而易见的是,圆柱形元件335沿表面339滑动,以提供可移动构件338的平移运动(当机构330执行第一运动时),并且在表面339上滚动以提供可移动构件338的旋转运动(当机构执行第二运动时)。
更详细地考虑图17至图21中所示的可移动构件338的形状,可移动构件338被示出为包括主体338和从主体338延伸的伸长部分337。从图18和图19可以显而易见的是,该主体提供第一部分331和第二部分336;因而,主体接触窗户表面和/或从窗户表面突出的物体,以便检测物体在机器人附近的存在。相反,伸长部分337使得可移动构件的运动能够被传感器333、334检测到。
当然,应理解的是,图17至图21中所示的特定可移动构件338及其安装所采用的方式绝不是必要的;根据上述教导,可移动构件的其它合适设计对于本领域技术人员而言是显而易见的。
更一般地是,应该理解的是,图17-21中所示的特定机构330和传感器333、334的特定布置和类型绝不是必要的;根据上述教导,其它合适的机构、传感器布置和传感器类型对于本领域技术人员而言是显而易见的。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人仅是本公开的一般方面的实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种窗户清洁机器人,所述窗户清洁机器人包括:
窗户接合侧,所述窗户接合侧被构造用以与窗户表面接合,以使所述机器人能够对所述窗户表面进行清洁;和
接近感测系统,所述接近感测系统包括一个或多个传感器以及包括有第一部分和第二部分的机构;
其中所述机构被构造成使得:
当所述机器人在所述窗户接合侧与所述窗户表面接合的情况下在所述窗户表面上移动,并且所述第一部分接触从所述窗户表面突出并阻碍所述机器人的运动的物体时,所述物体对所述第一部分施加力,使得所述机构执行第一运动;并且
当所述窗户接合侧接近并与所述窗户表面接合时,所述窗户表面接触所述第二部分并对所述第二部分施加力,使得所述机构执行第二运动;
其中所述接近感测系统的所述一个或多个传感器是可操作的,以检测所述机构是否正在执行所述第一运动,并且由此检测从所述窗户表面突出的物体是否接近所述机器人;并且,
使用所述接近感测系统的所述一个或多个传感器检测所述机构是否正在执行所述第二运动,并且由此检测所述窗户表面是否接近所述机器人的所述机构所处的那一部分。
2.根据条款1所述的窗户清洁机器人,其中所述第一部分包括第一表面,所述第一表面面向的方向大致垂直于所述窗户接合侧所面向的方向。
3.根据条款1或条款2所述的窗户清洁机器人,其中所述第二部分包括第二表面,所述第二表面面向的方向大致平行于所述窗户接合侧所面向的方向。
4.根据条款1至3中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一部分和所述第二部分被设置在所述机器人的所述窗户接合侧的边缘处。
5.根据条款1至4中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括运动系统,所述运动系统用于使所述机器人在所述窗户表面上移动,所述运动系统具有限定的向前方向;其中所述第一部分和所述第二部分被设置在所述机器人的所述向前端处。
6.根据条款1至5中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一运动和所述第二运动中的一个运动基本上是旋转的,并且另一个基本上是平移的。
7.根据条款1至6中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述机构被偏压,以抵抗所述第一运动和所述第二运动中的至少一个运动,并且优选抵抗两者。
8.根据条款1至7中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个传感器包括第一传感器,所述第一传感器用于检测所述第一运动,和第二传感器,所述第二传感器用于检测所述第二运动。
9.根据条款1至8中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述一个或多个传感器为光中断器传感器。
10.根据条款1至8中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述机构包括可移动构件,所述第一部分和所述第二部分由所述可移动构件提供。
11.根据条款10所述的窗户清洁机器人,其中所述机构被构造用以允许所述可移动构件旋转和平移。
12.根据条款10或条款11所述的窗户清洁机器人,其中所述第一运动和所述第二运动对应于所述可移动构件的相应的运动。
13.根据条款10至12中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一运动对应于所述可移动构件的基本平移运动和所述可移动构件的基本旋转运动中的一种运动;并且
其中所述第二运动对应于所述可移动构件的基本平移运动和所述可移动构件的基本旋转运动中的另一种运动。
14.根据条款10至13中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述第一运动对应于所述可移动构件的基本平移运动,并且其中所述第二运动对应于所述可移动构件的基本旋转运动。
15.根据条款10至14中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述可移动构件包括主体和从所述主体延伸的伸长部分,所述第一部分和所述第二部分被设置在所述主体上,并且所述一个或多个传感器被配置用以检测所述伸长部分的运动。
电容式接近感测系统
以下一节描述了本公开的一个方面,其涉及用于机器人窗户清洁器的接近感测系统。更具体地是,本公开的该方面涉及一种感测系统,该感测系统使得机器人能够确定该机器人(或其一部分)是否与从窗户表面突出的物体(诸如窗户的框架)相邻。
在图21中示出了根据本公开的该方面的示例实施例的机器人1,图21是机器人1的透视图,其中机器人1的顶盖11被移除。根据该示例实施例的机器人1可以与上文参考图1至图20描述的机器人大致相似或相同。
尽管图21还示出了形成如前一节中所述的接近感测系统的一部分的机构330,但应充分注意到的是,该接近感测系统整体与窗框接近感测系统分离,该窗框接近感测系统将在本文献的本节中描述。因而,在根据本公开的本节中描述的方面的实施例中,包括如前一节中描述的接近感测系统是完全可选的。
现在返回图21,如图所示,机器人1包括电极350,该电极被设置在机器人1的外部表面附近(例如,位于机器人1的底盘13上,如图21中所示)。该电极形成用于机器人的窗框接近感测系统的一部分,窗框接近感测系统使得机器人能够确定该机器人是否与窗户(该机器人正在该窗户上面操作)的窗框相邻,这是例如通过对机器人1的控制系统100的处理器101进行适当编程实现而实现的。
窗框接近感测系统还包括电压源(图21中未示出),该电压源被配置用以例如通过该电压源与电极350的适当电连接而将电压施加到电极350(例如,使用设置在底盘13上的布线)。
由于对电极350的这种电压施加,其中物体存在于机器人附近,所以电极350通过空气发射的电场可能导致物体上的电荷积累,例如通过静电吸引或排斥(取决于施加到电极350的电压的极性)物体表面内或表面上的自由电子。应理解的是,在电极350上也将存在对应的电荷积累。
因而,电极350可以被认为有效地作为电容器的一个端子操作,其中与机器人1相邻的物体是电容器的另一端子。由于窗框中金属或木材的静电性质与空气相比不同,所以该电容器的电容随着距窗框的距离而变化。
窗框接近感测系统还包括电荷传感器(图21中未示出),其是可操作的,以确定储存在电极350处的电荷。该电荷传感器连接到机器人的控制系统100的处理器101,以便向处理器101提供输出信号。然后,处理器101能够使用该输出信号来确定机器人1是否与机器人正在其上操作的窗户的窗框相邻。例如,处理器101可以确定窗框与机器人相邻,其中来自电荷传感器的输出信号指示由电极350储存的电荷已经超过预定阈值。当然,能够使用更复杂的确定程序,例如考虑储存在电极350上的电荷的变化率(例如,增加的速率)。
与处理器使用的特定确定过程无关,这种窗框接近感测系统都能够方便地在机器人与窗框接触之前感测窗框的存在。例如,这可以使机器人能够在窗户表面上更高效地移动,因为可以在较早的时间点处将机器人的路径改变为远离窗框。
现在考虑感测系统的电荷传感器,应明白的是,各种不同的电荷传感器可以适合用于确定储存在电极350处的电荷。
在一系列实施例中,电荷传感器可以包括参考电容器(例如,具有已知电容的电容器)和确定跨越该参考电容器的电压的电压传感器,该电压通常表示储存在参考电容器上的电荷。
在这些实施例中,窗框接近感测系统可以首先将电压源连接到电极350,使得在该电极上储存电荷,如上所述的那样。可选地是,在该阶段可以对参考电容器放电。
然后,系统将电极350电连接到参考电容器,因而将储存在电极350处的电荷转移到参考电容器。作为这种电荷转移的结果,参考电容器的电压将升高,其中这种升高通常以可预测的方式取决于所转移的电荷。因而,通过读取跨越参考电容器的电压,处理器101能够确定所转移的电荷量,并且进而确定储存在电极350上的电荷。
在一些这样的实施例中,电极350上的基本上所有电荷都将被转移到参考电容器。然而,在其它这样的实施例中,仅能够转移来自电极350的部分电荷。例如,电极350能够连接到参考电容器持续预定时间段,该预定时间段(通常)太短,以至于不能完全转移电极电荷;在这种示例中,可以使用该时间段以及使用参考电容器上的电压(如上所述,其指示所转移的电荷)来估算电极350上的电荷。
可能的情况是,储存在电极350上的电荷实际上非常小。实质上,这意味着电极350/窗框组合的有效电容较小。
因此,或以其它方式,窗框接近感测系统可以被配置用以执行一系列转移循环,在每个转移循环中,电极350的电荷都被转移到参考电容器。更具体地是,每个转移循环都可以包括:向电极350施加已知电压(例如,稳定的参考电压),因而使得在所述电极处储存电荷;将电极350电连接到参考电容器,因而将储存在电极350处的基本上所有电荷都转移到参考电容器;将电极350从参考电容器上断开;以及对电极350放电。应注意的是,在执行这一系列转移循环之前,可以对参考电容器放电。
通过执行大量这样的转移循环,电荷逐渐积累在参考电容器上(因此可以将其视为积分电容器)。随着执行接连的转移循环,转移到参考电容器的电荷量将以已知的方式减小(通常以指数方式),这取决于电极350/窗框组合的电容与参考电容器的电容之间的比率。
因而,电荷传感器可以计算参考电容器达到预定电压所需的转移循环的数目,该转移循环数目被用作储存在电极350处的电荷的量度。可替选地是,可以执行预定数目的转移循环,然后是电荷传感器确定参考电容器的电压,使用由此确定的电压值被作为储存在电极350处的电荷的量度。
为了提供对感测系统的良好响应性,这种转移循环可以以高频进行,例如在100kHz和250kHz之间。
现在考虑电极350的构造,可以注意到的是,电极350位于机器人1的向前侧16上。在许多情况下,向前侧16将是机器人最可能遇到窗框的那一部分。然而,在其它实施例中,电极350能够被设置在机器人的不同横向侧上,诸如左手侧、右手侧或向后侧。实际上,能够在这些位置中的每个位置处设置相应的电极。
从图21还显而易见的是,电极350通常是平面的,在大致垂直于机器人的向前侧16的平面内延伸。当存在窗框时,这可以提供良好的感测截面,因而使得感测系统具有良好可靠性。
此外,在电极的尺寸类似于窗框的尺寸的情况下,感测系统可以具有良好的可靠性。因而,电极350的面积可以适当地是设置有该电极的那一侧的面积的一半或更大。类似地是,电极350的宽度可以适当地是设置有该电极的那一侧的宽度的一半或更大。
通过上文的讨论应明白,可以对图21中所示的机器人的特定实施例做出各种改型。因而,应理解的是,图21的机器人仅是本公开的更一般方面的示例实施例。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人仅是本公开的一般方面的具体实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种窗户清洁机器人,所述窗户清洁机器人包括:
至少一个处理器;和
窗框接近感测系统,所述窗框接近感测系统包括:
电极,所述电极被设置在所述机器人的外部表面附近;
电压源,所述电压源被配置用以向所述电极施加电压,在所述机器人附近存在物体的情况下,所述电压源使得在所述电极上储存电荷,并且使得在所述物体上对应地积累相反极性的电荷;
电荷传感器,所述电荷传感器是可操作的,以确定储存在所述电极处的电荷,并且其被连接到所述至少一个处理器,以便向所述处理器提供电荷传感器输出;
其中所述至少一个处理器被编程,以基于所述电荷传感器输出来确定所述机器人是否与窗户的窗框相邻,其中所述机器人正在所述窗户上操作。
2.根据条款1所述的窗户清洁机器人,其中所述机器人具有:窗户接合侧,所述窗户接合侧被构造用以接合窗户表面,以使所述窗户表面能够被所述机器人清洁;和多个横向侧,所述多个横向侧中的每个横向侧都面向相应的方向,所述相应的方向基本上垂直于所述窗户接合侧所面对的方向;并且
其中所述电极被设置在所述横向侧中的一个横向侧上。
3.根据条款2所述的窗户清洁机器人,其中所述电极大致为平面的,所述电极在大致垂直于横向侧所面对的方向的平面内延伸,其中所述电极被布置在所述横向侧上。
4.根据条款2或条款3所述的窗户清洁机器人,其中所述电极的面积是所述横向侧的面积的至少一半,并且优选地是,基本上与所述横向侧的面积相同,其中所述电极被设置在所述横向侧上。
5.根据条款2至4中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述电极在电极宽度方向上的宽度是所述机器人的对应的宽度的至少一半,并且优选地是,基本与所述机器人的对应的宽度相同,其中所述电极宽度方向平行于所述窗户接合侧并平行于所述横向侧,所述电极被设置在所述横向侧上。
6.根据条款1至5中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述横向侧之一为向前侧,所述向前侧被设置在所述机器人的所述向前端处,所述电极被设置在所述向前侧上。
7.根据条款1至6中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述电压源被配置用以向所述电极施加已知电压。
8.根据条款1至7中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述电荷传感器包括参考电容器和电压传感器;
其中所述窗框接近感测系统被配置用以将所述电极电连接到所述参考电容器,之后将所述电压施加到所述电极,因而将储存在所述电极处的所述电荷的至少一部分或者优选基本上全部都转移到所述参考电容器;并且
其中所述电荷传感器包括电压传感器,所述电压传感器是可操作的,以确定所述参考电容器的电压,之后进行储存电荷的所述转移,并且由此作为对所述电极进行所述电压的所述施加的结果而在所述电极处储存所述电荷。
9.根据条款1至8中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述窗框接近感测系统被配置用以执行多个转移循环,每个转移循环都包括:
通过所述电压源向所述电极施加已知电压,因而使得在所述电极处储存电荷;
将所述电极电连接到所述参考电容器,因而将储存在所述电极处的基本上所有的所述电荷都转移到所述参考电容器;
将所述电极从所述参考电容器上断开;以及
对所述电极放电。
10.根据条款9所述的窗户清洁机器人,其中所述电荷传感器是可操作的,以计算所述参考电容器达到预定电压所需的转移循环的数目,所述转移循环的数目被用作在对所述电极施加所述已知电压时储存在所述电极处的电荷的量度。
11.根据条款9所述的窗户清洁机器人,其中所述电荷传感器是可操作的,以在已经执行了预定数目的转移循环之后确定所述参考电容器的电压,由此确定的电压被用作在对所述电极施加所述已知电压时储存在所述电极处的电荷的量度。
12.根据条款1至11中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述窗框接近感测系统包括:
多个相同的电极,所述多个相同的电极包括所述电极并且在所述机器人的外部上分布;
一个或多个电压源,所述一个或多个电压源包括所述电压源,并且被配置用以用于将电压施加到所述多个电极;
其中所述至少一个传感器被配置用以确定作为对所述多个电极进行电压的所述施加的结果而储存在所述多个电极处的电荷。
13.根据条款12所述的窗户清洁机器人,当从属于条款2时,其中所述多个电极在所述横向侧上分布;并且
优选地是,其中所述多个电极中的每个电极都被设置在所述横向侧中的相应一个横向侧上。
具有再填充、优选地是自动再填充的对接站
以下一节描述了本公开的一个方面,该方面涉及机器人清洁系统,例如包括被构造用于清洁窗户表面的窗户清洁机器人的清洁系统。更具体地是,本公开的该方面涉及机器人的机载清洁流体供应的补充所采用的方式。
在图22至图25中示出了根据本公开的该方面的示例实施例的包括有机器人1和对接站5的机器人清洁系统。形成根据该示例实施例的系统的一部分的机器人1可以与上文参考图1至图21所述的机器人大致相似。
首先转向图22,图中所示的是对接在对接站5处的机器人1的透视图。如下面将进一步详述的,这种对接使机器人的机载流体供应能够得到补充。在附图中所示的特定实施例中,对接站5被构造成使得它能够搁置在放置表面上,诸如地板或桌面或柜台表面;然而,在其它实施例中,对接站5可以附着到窗户表面。
为了定位在放置表面上,对接站可以包括或形成抵靠元件1015,诸如例如抵靠面,该抵靠面与由放置表面限定的平面重合。为了将对接站5附着到窗户表面,对接站可以包括附着装置1016,该附着装置在图22中示意性地示出。为了与窗户表面连接,例如,附着装置是或可以包括至少一个吸盘。
优选地是,对接站包括或形成用于机器人1的容置座1017,当机器人1采取其对接位置时,机器人1至少部分地能够插入到容置座1017中。相反,当机器人1从对接站移除时,机器人1能够从容置座1017移除。
例如,容置座1017包括由对接站5形成的凹部,该凹部由底壁1018和一个或多个侧壁1019界定。优选地是,机器人1以形状锁定方式容纳在容置座1017中,以便确保机器人1与对接站5的适当对准。此外,为此,容置座1017能够被构造成在机器人1的插入方向上(例如,如图22中的箭头所示)逐渐变细。这有助于在对接过程期间机器人1相对于对接站的对准。
特别地是,用户能够手动完成机器人的对接和解除对接。为了经由容置座1017的顶部开口将机器人1插入到容置座1017中,可以使机器人1降低。为了从容置座1017移除机器人1,可以将机器人1抬起。
可以设置一个或多个侧壁,该一个或多个侧壁与机器人的侧面15相邻或相对,该侧面被构造用以在机器人1使用时与窗户表面1000接合。
优选地是,该侧壁具有在机器人的对接位置中朝向机器人1突出的突出构件1020。机器人1能够以下列方式抵靠突出构件1020:在机器人1的对接位置中,密封构件610不接触容置座1017的侧壁1019。这允许减小密封构件610上的应力,以便提高其使用寿命。
此外,优选地是,机器人1以相对于上述放置表面(或抵靠元件1015)倾斜的定向对接在对接站5处,如图22和图23中所示。如果机器人1包括例如清洁垫模块550,则与机器人1基本上是水平的对接位置相比,这种倾斜的定向减少了通过上述高阻抗区域564的可能泄漏。此外,优选地是,至少清洁垫模块550被容纳在容置座1017中。
除了容置座1017之外或者可替选地是,对接站5可以包括至少一个另外的容置座1021,如图22A中的对接站5的实施例中所示。该至少一个容置座1021能够容纳清洁配件,例如清洁布或清洁剂容器。
现在参考图23,其中示出了在机器人1在对接站5处对接之后穿过图22的机器人1和对接站5的截面图,以便清楚地示出机器人1与对接站5的相互作用。图23仅示出了机器人1和清洁垫模块550的外部轮廓。
如从图23中可以看出的那样,机器人1和对接站5中的每个都包括至少一个用于储存清洁流体的储液器。在所示的具体示例中,对接站5包括一个储液器1001,并且机器人1包括两个储液器561A、561B,但是对接站和机器人每个都可以具有任何合适数目的储液器。
与上述机器人一样,图22和图23中所示的机器人1是可操作的,以在窗户表面上移动,从而使用储存在其储液器561A、561B中的清洁流体来清洁表面。在所示的特定实施例中,机器人1因而包括清洁垫520,清洁垫520可以以上述方式进行润湿。
还可注意到的是,在所示的特定实施例中,机器人储液器561A、561B和清洁垫520由机器人1的清洁垫模块550提供(例如,如上文参考附图1至图16所述的那样)。然而,应理解的是,这不是必要的,机器人储液器561A、561B可以被设置在机器人1内的任何合适位置处。
根据本公开的该方面,机器人1和对接站5被构造成使得机器人1在对接站5处的对接引起清洁流体从对接站储液器1001转移到机器人储液器561A、561B。在优选实施例中,对接自动地引起清洁流体的转移,即不需要用户的进一步动作,如下文所述。仍然可以规定,需要用户交互,诸如开关、阀门等的致动,以在对接之后启动填充过程。
应明白的是,对接站储液器1001的容量可以显著大于机器人储液器561A、561B的容量。这是因为,一般而言,机器人储液器的容量561A、561B将受到电功率考虑的限制:较大的机器人储液器561A、561B将倾向于显著增加机器人1的重量,因而需要更多的动力来使机器人1在窗户表面上移动。然而,这些考虑通常不适用于对接站5,因而用户能够用相对大量的清洁流体填充对接站5(例如,足以进行一年的典型操作)。然后,对接站5能够以受控且方便的方式处理机器人的储液器561A、561B的定期再填充。
在一些实施例中,能够将大约500ml的清洁流体储存在储液器1001中。例如,所述一个或多个机器人储液器561A,561B能够储存大约50ml的清洁流体。在一些实施例中,储液器561A,561B中的这种清洁流体的量足以用于机器人1的一小时操作,并且可以允许清洁大约50m2至100m2的窗户表面。在上述示例中,储液器1001中的清洁流体的量可以适合于将储液器561A、561B补充大约十次。
如下面将进一步详细解释的那样,在所示的特定示例中,机器人1在对接站5处对接的机械动作引起清洁流体从对接站储液器1001自动转移到机器人储液器561A、561B。然而,在对应于下文描述的其它示例中,该系统可以包括(作为机器人1的一部分和/或作为对接站5的一部分的)电动组件,该电动组件被配置成响应于机器人1在对接站5的对接,引起清洁流体从对接站储液器1001转移到机器人储液器561A、561B。这些组件可以包括电动泵、电动阀等。
同样如图23中示意性所示,对接站5和机器人1各自在它们的相应的外部上具有端口1010、570。虽然在所示的特定示例中,仅为对接站5和机器人1中的每个提供了一个端口,但是应理解的是,可以提供任何合适数目的端口。
从图23显而易见的是,在清洁流体从对接站储液器1001转移到机器人储液器561A、561B期间,清洁流体从储液器1001开始,穿过导管1002、对接站端口1010,然后穿过机器人端口570。因此(或以其它方式),在机器人1在对接站5处的对接期间,对接站端口1010和机器人端口570可以被构造用以形成彼此液密的密封。
从图23还显而易见的是,对接站5和机器人各自包括相应的阀门1011、591。在图24A和图24B中进一步详细地示出了阀门591、1011的结构和构造,图24A和图24B是这些阀门的截面图;图24A示出了紧接在对接之前的阀门,并且图24B示出了对接之后的阀门。
当处于关闭位置时,如图24A中所示,对接站阀门1011用于将清洁流体保持在对接站储液器1001内。当处于关闭位置时,如图24A中所示,机器人阀门591用于阻止清洁流体流动到机器人储液器561A、561B(并且也还可以用于将清洁流体保持在机器人储液器561A、561B内)。
当对接站阀门1011和机器人阀门591打开时(作为对接动作的结果),如图23和图24B中所示,清洁流体从对接站储液器1001到机器人储液器561A、561B的转移自动地发生。在所示的特定示例中,这种自动转移是作为重力作用在储液器561A、561B、1001内的流体上的结果而发生的,从而引起流体从竖直方向上较高的对接站储液器1001流动,沿着对接站5内的导管1002,穿过打开的阀门591、1011并且到达机器人储液器561A、561B。
从图24A和图24B显而易见的是阀门591、1011的进一步细节。具体地是,每个阀门591、1011都包括阀门主体593、1013和阀门构件592、1012,它们能够相对于彼此在关闭构造(如图24A中所示)和打开构造(如图24B中所示)之间移动,在关闭构造中,它们彼此形成液密密封,在打开构造中,清洁流体能够流动通过阀门主体593、1013,并且围绕阀门构件592、1012流动。
从图24A和图24B还显而易见的是,机器人阀门591和对接站阀门1011两者都被偏压到它们相应的关闭构造;在所示的特定实施例中,这通过相应的偏压弹簧594、1014实现。
从图24A和图24B还显而易见的是,当机器人1与对接站5对接时,阀门591、1011彼此接触并彼此施加力,使得它们打开。更具体地是,阀门主体593、1013通过对接站中的机器人1的重量而彼此接触并彼此施加力。
在所示的特定实施例中,每个阀门主体593、1013都包括柔性部分593a、1013a,该柔性部分593a、1013a适应这种运动;在图24B中可以看到这些柔性部分593a、1013a的变形。当机器人对接在图22和图23中所示的特定实施例中的对接站5中时,由于对接站5支撑了机器人的重量,所以机器人的重量引起柔性部分593a、1013a的这种变形。例如,柔性部分593a、1013a具有弓形或锐角(锯齿形)的截面。图24A和图24B示出了具有弓形截面的构造。
应注意的是,在其它示例中,阀门构件本身可能不会彼此接触。相反,设置在对接站5上的可移动构件可以接触设置在机器人1上的对应的可移动构件,其中机器人可移动构件使得机器人阀门591打开并且对接站可移动构件使得对接站阀门1011打开。为此,这种可移动构件可以例如机械地连接到对应的阀门构件592、1012。
在更进一步的示例中,每个可移动构件都可以形成阀门主体的一部分,或实际上形成阀门构件。因此,图23和图24中所示的实施例可以被看作是这类示例的特殊情况,其中每个可移动构件都是阀门主体。
现在考虑端口570、1010与阀门591、1011之间的关系,从图23和图24显而易见的是,机器人阀门591的一部分设置在机器人端口570内,并且类似地是,对接站阀门1011的一部分设置在对接站端口1010内。然而,应理解的是,这不是必要的,并且在其它实施例中,阀门可以位于远离端口的位置,例如,在阀门不是通过相互接触而打开的情况下(例如,在使用更复杂的机械布置的情况下,或者在阀门的打开是电动的情况下)。
现在转到对接站储液器1001和机器人储液器561A、561B的构造,应理解的是,在图22和图23中所示的实施例中,用于从对接站储液器1001到机器人储液器561A、561B实际转移清洁流体的基本上所有的能量(不包括打开阀门591、1011所涉及的能量)都由对接站储液器1001内的清洁流体的重力势能提供。
例如,这可以通过构造机器人1和对接站5来实现,使得当机器人1对接时,机器人1和对接站5的储液器1001、561A、561B处于合适的相对布置。特别地是,可以适当地布置在储液器内限定的相应的内部空间的质心,因为当空间充满时,这种内部空间的质心基本上对应于流体的质心。
如从图22和图23显而易见的是,在对接位置中,对接站储液器1001的质心(大约在储液器1001的一半上方)处于比机器人储液器561A、561B的质心(通常与对接站阀门1011成一直线)更高的竖直高度处。此外,对接站储液器1001的质心处于显著高于机器人储液器561A、561B的竖直方向最高点的竖直高度处。
虽然上文的讨论集中于对接站5在补充机器人的储液器561A,561B中的流体时的作用,但是应明白的是,对接站5可以具有其它功能。例如,对接站5可以对机器人1内的内部电源(例如,可再充电电池组)进行再充电,或者与机器人通信,例如用以从机器人1下载数据,将软件升级应用于机器人1等。图23中所示的对接站5因而包括可以执行这些功能中的一个功能(或可能是两个功能)的电连接器1003。
为了向机器人1和/或对内部电力供应装置提供电能,对接站5可以包括能够连接到总输电线的电源线1022(图22)。另外或可替选地是,对接站5可以包括至少一个内部电池1023(图23)。电池1023可以是可再充电的。能够规定,当电源线1022连接到总输电线时,电池1023能够被再充电。
从图23可以注意到的是,在所示的特定实施例中,机器人端口570位于机器人1的向后侧上,特别是位于向后侧清洁垫模块550上。例如,图5和图9示出了清洁垫模块550的在向后侧处的端口570的布置。在机器人1的向后侧上设置端口570可以例如使机器人的重量能够帮助机器人1在对接站5处的对接。然而,这当然不是必要的,并且机器人端口570能够被设置在机器人1上的任何适当的位置处。
从图22A和图23可以注意到,在所示的特定实施例中,对接站端口1010位于容置座1017的底部处。例如,端口1010位于底壁1018的开口中。在泄漏的情况下,清洁流体被收集在容置座1017的底部处并且不会从对接站5掉落或流动。
优选地是,容置座1017的边缘1024被定位成比底壁1018更高(例如,相对于被定位在放置表面上的对接站5),以允许清洁流体被收集在容置座1017中。
图23示出了上文提到的所述至少一个电连接器1003的示例性位置。在图23中,连接器1003被定位于底壁1018处。
可以规定,电连接器被定位成高于对接站端口1010和机器人端口570。在泄漏的情况下,这降低了连接器1003无意中短路的风险,并且由此提高了清洁系统的电气安全性。例如,电连接器1003位于容置座1017的边沿1024处或边沿1024上,如图22A中所示。图22A中的电连接器1003允许从对接站5向机器人1提供电能。
此外,当然应明白的是,虽然在图22至图24中,机器人储液器561A、561B、阀门591和端口570都被示出为设置在清洁垫模块550上,但这绝不是必要的,并且这些特征能够被设置在机器人的主体10内或任何合适的位置处。而且,能够省略清洁垫模块550本身。
又进一步,虽然在图22至图24中所示的示例实施例中,每个阀门的打开都基本上完全由机器人1在对接站5处对接的机械动作提供动力,但是在其它示例中,机器人阀门591和/或对接站阀门1011可以是电动的;在这些情况下,机器人1和对接站5中的相应一个可以包括一个或多个传感器,以检测对接,并且作为响应,驱动电动阀门。
现在参考图25A和图25B,图25A和图25B以类似于图24A和图24B的方式示出了对接站端口1010和机器人端口570的可替选构造。图25A示出了紧接在对接之前的端口570、1010,图25B示出了对接后的端口。
例如,对接站端口1010可以包括或形成阀门,诸如止回阀。在没有阀门的情况下,对接站优选地包括如稍后将描述的阀门(1027等),以便在机器人1未对接时避免从对接站端口1010泄漏。
在这种构造中,对接站端口1010包括壁构件1029,壁构件1029尤其可以具有环形形状。机器人阀门591包括对应的阀门构件592。当机器人采取对接位置时,构件1029和592的相应的前面彼此接触。由此,确保了端口570和1010之间明确限定的相对位置。
此外,对接站端口1010包括被构造为例如推杆的激活主体1026。激活主体位于壁构件1029内部并且大致朝着机器人阀门591延伸直到端面。激活主体1026能够刚性地连接到壁构件1029。然而,清洁流体在壁构件1029和激活主体1026之间流动。
机器人阀门591包括阀门主体593。在该特定构造中,阀门主体593是球体,该球体当机器人1未对接到对接站5时接触阀门构件592上的阀座(图25A)。
在机器人1的对接位置中,激活主体1026接触球体,以便将球体从阀座上抬起。这使得清洁流体从对接站端口1010流动到机器人阀门591并且通过机器人阀门591。
可以规定,阀门主体593被弹簧594等偏压抵靠阀座,与图25A、25B的“止回阀”实施例中一样。然而,这不是强制性的。
已经提到,可以使用对接站5和/或机器人1的一个或多个电动组件来实现从对接站储液器1001到机器人储液器561A、561B的流体转移。下面将解释这种类型的优选实施例,其中再次参考图23。
作为电动组件,对接站5包括阀门1027。例如,阀门1027是电磁阀。例如,阀门1027位于储液器1001的流体排出端口处或导管1002处。
当阀门1027采取关闭状态时,流体从储液器1001到对接站端口1010的转移被阻挡。当阀门1027采取打开状态时,清洁流体能够从储液器流动到对接站端口1010。
在优选实施例中,由对接站5检测机器人何时采取对接位置。例如,能够检测到对接站5的电连接器1003接触机器人1的相应的电连接器。例如,可以通过对接站5的控制单元1028检测机器人的对接。
在优选实施例中,当机器人1处于对接位置时,阀门1027在预定的时间或可预定的时间内采取打开状态。例如,当控制单元1028检测到机器人1的对接时,它触发阀门1027,以采取打开状态。因为当机器人1处于对接位置时,端口1010和570如上所述协作配合,所以清洁流体能够从储液器1001流动,通过导管1002以及端口1010、570流动到机器人储液器561A、561B中。
同样地是,作为机械动作和电动组件两者的结果,响应于机器人在对接站处的对接,流体从储液器1001到储液器561A、561B的转移自动地发生。
优选地是,控制单元1028在预定的时间或可预定的时间之后触发阀门1027采取关闭状态。例如,在一个实施例中,阀门1027保持打开大约30秒,这足以使储液器561A、561B充满足够的清洁流体,以便用于随后的清洁过程。
为了有助于重新填充机器人储液器561A、561B,优选地是,当机器人1处于其对接位置时,允许空气离开储液器561A、561B。在优选实施例中,当控制系统100检测到机器人1的电连接器接触对接站5的电连接器1003时,与储液器561A、561B流体连接的阀门569打开。例如,只要前述阀门1027采取其打开状态,阀门569就保持打开,如前面段落中所述的那样。然而,还可以规定,在不存在阀门1027的情况下,阀门569打开预定的时间或可预定的时间,以便控制填充到储液器561A、561B中的清洁流体的量。
因而,应理解的是,所示和所述的机器人窗户清洁系统仅是本公开的一般方面的具体实施例,本公开特别由以下条款限定:
1.一种包括用于清洁窗户的表面的窗户清洁机器人和对接站的机器人窗户清洁系统,所述窗户清洁机器人和所述对接站中的每个都包括用于储存清洁流体的相应的至少一个储液器,所述机器人是可操作的,以在使用所述清洁流体来清洁表面的同时在所述表面上移动,所述对接站被构造用以允许所述机器人在所述对接站处对接;
其中所述机器人和所述对接站被构造成使得所述机器人在所述对接站处的对接引起所述清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器。
2.根据条款1所述的机器人窗户清洁系统,其中所述机器人和所述对接站被构造成使得所述机器人在所述对接站处的所述对接自动地引起清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器。
3.根据条款1或条款2所述的机器人窗户清洁系统,其中所述机器人在所述对接站处的所述对接的机械动作引起清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器。
4.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,还包括一个或多个电动组件,所述电动组件被配置用以响应于所述机器人在所述对接站处的所述对接,引起清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器。
5.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述机器人包括:
至少一个机器人阀门,当关闭时,所述至少一个机器人阀门阻碍清洁流体流动到所述至少一个机器人储液器。
6.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括:
至少一个对接站阀门,当关闭时,所述至少一个对接站阀门将清洁流体保持在所述至少一个对接站储液器内。
7.根据条款5或条款6所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站阀门和所述至少一个机器人阀门中的至少一个阀门是止回阀。
8.根据条款5至7中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站和所述机器人中的每个都包括至少一个可移动构件;并且
其中当所述机器人在所述对接站处对接时,所述机器人的所述至少一个可移动构件和所述对接站的所述至少一个可移动构件彼此接触并且向彼此施加力,其中所述至少一个机器人可移动构件引起所述机器人阀门打开,并且所述至少一个对接站可移动构件引起所述对接站阀门打开,因而使得清洁流体能够进行从所述至少一个对接站储液器到所述至少一个机器人储液器的所述转移。
9.根据条款8所述的机器人窗户清洁系统,其中每个对接站阀门都包括阀门构件和阀门主体,所述阀门构件和所述阀门主体能够相对于彼此在下列构造之间移动:关闭构造,其中所述阀门构件与所述阀门主体形成液密密封,以便将清洁流体保持在所述至少一个对接站储液器内;和打开构造,其中清洁流体能够流动通过所述阀门主体,经过所述阀门构件流出所述至少一个对接站储液器。
10.根据条款9所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站可移动构件机械地连接到对接站阀门构件或对接站阀门主体。
11.根据条款9或条款10所述的机器人窗户清洁系统,其中每个对接站可移动构件都形成对接站阀门主体的一部分;
优选地是,其中每个对接站阀门主体都是对接站可移动构件。
12.根据条款9至11中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中每个对接站可移动构件都形成对接站阀门构件的一部分;并且
优选地是,其中每个对接站阀门构件都是对接站可移动构件。
13.根据条款5至12中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中每个机器人阀门都包括阀门构件和阀门主体,所述阀门构件和所述阀门主体能够相对于彼此在下列构造之间移动:关闭构造,其中所述阀门构件与所述阀门主体形成液密密封,所述关闭构造阻碍清洁流体流动至所述至少一个机器人储液器;和打开构造,其中清洁流体能够流动通过所述阀门主体,经过所述阀门构件流出所述至少一个机器人储液器。
14.根据条款13所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个机器人可移动构件机械地连接到机器人阀门构件或机器人阀门主体。
15.根据条款13或条款14所述的机器人窗户清洁系统,其中每个机器人可移动构件都形成机器人阀门主体的一部分;
优选地是,其中每个机器人阀门主体都是机器人可移动构件。
16.根据条款13或条款14所述的机器人窗户清洁系统,其中每个机器人可移动构件都形成机器人阀门构件的一部分;并且
优选地是,其中每个机器人阀门构件都是机器人可移动构件。
17.根据条款5至16中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个机器人阀门的所述打开基本上完全由所述机器人在所述对接站处的所述对接的所述机械动作提供动力。
18.根据条款6至16中任一项和条款5所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站阀门的所述打开基本上完全由所述机器人在所述对接站处的所述对接的所述机械动作提供动力。
19.根据条款5至18中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个机器人阀门的所述打开是电动的。
20.根据条款6至19中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站阀门的所述打开是电动的。
21.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站和所述机器人中的每个都包括在它们相应的外部上的一个或多个端口;
其中在清洁流体从所述至少一个对接站储液器到所述至少一个机器人储液器的所述转移期间,清洁流体行进穿过所述一个或多个对接站端口,然后穿过一个或多个机器人端口。
22.根据条款21所述的机器人窗户清洁系统,其中在所述机器人在所述对接站处的所述对接期间,所述一个或多个对接站端口与所述一个或多个机器人端口形成液密密封。
23.根据条款21或条款22所述的机器人窗户清洁系统,当从属于条款5或条款6时,其中每个对接站阀门的至少一部分被设置在所述一个或多个对接站端口中的一个对接站端口内;和/或
其中每个机器人阀门的至少一部分被设置在所述一个或多个机器人端口中的一个机器人端口内。
24.根据条款5至23中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中在打开所述阀门之后,用于将清洁流体从所述至少一个对接站储液器转移到所述至少一个机器人储液器的能量中的至少大部分,并且优选是基本上全部的所述能量都由所述至少一个对接站储液器内的所述清洁流体的重力势能提供。
25.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站储液器和所述至少一个机器人储液器中的每个储液器都限定对应的内部空间,用于所述至少一个对接站储液器的所述内部空间一起具有第一质心,并且用于所述至少一个机器人储液器的所述内部空间一起具有第二质心;并且
其中当所述机器人与所述对接站对接时,所述第一质心处于显著高于所述第二质心的竖直高度处。
26.根据条款25所述的机器人窗户清洁系统,其中当所述机器人与所述对接站对接时,所述第一质心处于显著高于所述至少一个机器人储液器的竖直方向最高点的竖直高度处。
27.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站能够附着到所述窗户表面。
28.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述至少一个对接站储液器的容量大于所述至少一个机器人储液器的容量。
29.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括或形成容置座,所述容置座在所述机器人的对接位置至少部分地容纳所述机器人。
30.根据条款29所述的机器人窗户清洁系统,其中所述容置座在所述机器人的插入方向上逐渐变细。
31.根据条款29或条款30所述的机器人窗户清洁系统,其中所述容置座包括底壁,对接站端口被定位于所述底壁中或处于所述底壁处。
32.根据条款29至31中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述容置座包括或形成侧壁,所述对接站的至少一个电连接器被定位于所述容置座的由所述侧壁形成的边沿处。
33.根据条款29至32中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述机器人包括清洁垫模块,所述清洁垫模块包括或形成所述至少一个机器人储液器,其中在所述机器人的所述对接位置,所述清洁垫模块被容纳在所述容置座中。
34.根据条款29至33中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述容置座包括顶部开口,并且其中所述机器人将被降低以插入到所述容置座中,并且所述机器人将被抬起以从所述容置座移除。
35.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括或形成用于容纳清洁配件的至少一个容置座。
36.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括或形成突出构件,以在所述机器人的对接位置接触所述机器人,并且其中在所述机器人使用时接触所述窗户表面的密封构件在所述机器人接触所述突出构件时不接触所述对接站。
37.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括至少一个阀门,当处于所述阀门的关闭状态时,所述阀门阻断清洁流体从所述至少一个对接站储液器到所述至少一个机器人储液器的转移,并且当处于所述阀门的打开状态时,所述阀门允许清洁流体从所述至少一个对接站储液器到所述至少一个机器人储液器的所述转移。
38.根据条款37所述的机器人窗户清洁系统,其中所述对接站包括控制单元,以在所述机器人采取对接位置时打开所述阀门并持续预定的时间或可预定的时间。
39.根据上述条款中任一项所述的机器人窗户清洁系统,其中所述机器人包括阀门和控制单元,以在所述机器人采取对接位置时将所述阀门从关闭状态转换为打开状态并持续预定的时间或可预定的时间,并且其中当所述阀门采取打开状态时,空气从所述至少一个机器人储液器离开。
40.一种被构造用于在根据上述条款中任一项所述的机器人清洁系统中使用的对接站。
组合
可以设想,上文讨论的概念可以在清洁机器人或机器人清洁系统内以各种方式组合。
例如,在“使用气压差润湿清洁垫”一节中公开的特征可以在机器人中实现,如在“取决于定向的清洁垫的润湿”一节中所述的机器人,并且反之亦然。此外,在“引言”一节中公开的特征可以在任何其它节中描述的机器人或机器人系统中实现。
此外,应注意的是,已经出于说明的目的给出了对本发明的各种实施例的描述,但是无意穷举或限于所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下,许多改型和变型对于本领域技术人员而言是显而易见的。
选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或针对市场上发现的技术的技术改进,或者使本领域其它技术人员能够理解本文公开的实施例。
本文中使用的词语“示例性”的意思是“用作示例、实例或说明”。被描述为“示例性”的任何实施例都不必然被解释为比其它实施例优选或有利并且/或者排除与其它实施例的特征的结合。
本文中使用的词语“可选地是”意思是“在一些实施例中提供而在其它实施例中未提供”。除非这些特征冲突,否则本公开的一个方面的任何特定实施例都可以包括多个“可选的”特征。
应明白的是,为了清楚起见,在分开的实施例的背景下描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中以组合的形式提供。相反,为了简洁起见,在单个实施例的背景下描述的本发明的各种特征也可以分开提供或以任何合适的子组合提供,或者适合于本发明的任何其它所述实施例。在各种实施例的背景下描述的某些特征不应被认为是那些实施例的必要特征,除非该实施例在没有那些元件的情况下无法工作。
虽然已经结合本发明的具体实施例描述了本发明,但是显而易见的是,许多替选、改型和变型对于本领域技术人员而言是显而易见的。因而,有意涵盖落入所附权利要求书范围内的所有这些替选、改型和变型。
Claims (28)
1.一种窗户清洁机器人,所述窗户清洁机器人包括:
主体;
清洁垫安装构件,清洁垫可以安装在该清洁垫安装构件上;
联动装置,其具有第一端和第二端,所述联动装置在该第一端处安装在所述主体上,该第二端以可操作的方式连接到所述清洁垫安装构件;
马达,该马达被配置用以引起所述联动装置的振动运动,结果,所述联动装置接触所述清洁垫安装构件,从而引起清洁垫安装构件的振动运动,以及引起所述清洁垫的振动运动;
其中所述机器人具有窗户接合侧,该窗户接合侧被构造用以接合窗户表面,以能够通过所述机器人清洁所述窗户表面,所述清洁垫被设置在所述机器人的所述窗户接合侧上,并且
其中所述联动装置以可移动的方式安装在所述主体上,以便允许所述清洁垫安装构件相对于所述主体在平行于所述窗户接合侧的平面内移动。
2.根据权利要求1所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件被安装在所述联动装置的所述第二端上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置以可移动的方式安装在所述主体上,以便允许所述清洁垫安装构件相对于所述主体沿平行于所述窗户接合侧的平面内的路径移动。
4.根据权利要求3所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置以可移动的方式安装,以便允许所述联动装置沿平行于所述窗户接合侧的平面内的路径移动,所述联动装置路径和所述清洁垫安装构件路径基本上为相同形状。
5.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括滑动构件,所述联动装置通过所述滑动构件以可移动的方式安装在所述主体上,
其中所述滑动构件和所述主体中的至少一个包括一个或多个轨道部分。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件路径为直线。
7.根据权利要求6所述的窗户清洁机器人,其中所述机器人具有向前方向,并且其中所述直线垂直于所述向前方向延伸。
8.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述马达被设置在所述联动装置内。
9.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述马达驱动被设置在所述联动装置内的配重块或所述联动装置包含的配重块运动,由此引起所述联动装置的所述振动运动。
10.根据权利要求9所述的窗户清洁机器人,其中所述马达驱动轴的旋转,所述配重块被偏心地设置在所述轴上,或者关于所述轴偏心地形成。
11.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置具有纵向轴线,所述纵向轴线从所述第一端延伸到所述第二端,并且所述纵向轴线被定向为垂直于所述窗户接合侧。
12.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件在清洁垫长度方向上为伸长的,所述清洁垫长度方向垂直于所述窗户接合侧。
13.根据权利要求12所述的窗户清洁机器人,其中所述机器人具有向前方向,并且所述清洁垫长度方向垂直于所述向前方向。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的窗户清洁机器人,其中在所述清洁垫长度方向上,所述清洁垫安装构件的延伸范围基本上等于或大于所述主体的延伸范围。
15.根据当从属于权利要求6时的权利要求12至14中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述直线路径平行于所述清洁垫长度方向。
16.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件被构造用以允许清洁垫以可移除的方式安装在所述清洁垫安装构件上。
17.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置的振动运动处于平行于所述窗户接合侧的平面内的任意方向。
18.根据上述权利要求中任一项所述的窗户清洁机器人,还包括清洁垫模块,所述清洁垫模块包括所述清洁垫安装构件和外壳,所述清洁垫安装构件以可操作的方式连接到所述外壳。
19.根据权利要求18所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块包括一个或多个抛光垫或窗户擦拭器。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块的质量显著大于所述清洁垫安装构件的质量。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫模块包括用于储存清洁流体的一个或多个储液器,所述一个或多个储液器流体连接到所述清洁垫,以便用所述清洁流体润湿所述清洁垫,优选地是,所述一个或多个储液器由所述外壳形成或由所述外壳包括。
22.根据权利要求9至21中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件包括用于所述配重块的容置座,所述配重块以形状锁定方式设置在所述容置座中。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述清洁垫安装构件相对于所述外壳以可移动的方式安装,特别是从所述外壳悬挂。
24.根据权利要求23所述的窗户清洁机器人,其中设置至少一个优选地是可弹性变形的元件,以便将所述清洁垫安装构件联接至所述外壳。
25.根据权利要求24所述的窗户清洁机器人,其中在所述清洁垫安装构件的相对端处或相对端部部分处设置有两个可变形元件。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的窗户清洁机器人,其中所述联动装置包括容纳所述马达的外壳,并且其中所述清洁垫模块包括孔口,所述外壳被至少部分地设置在所述孔口中。
27.根据权利要求26所述的窗户清洁机器人,其中所述外壳以一定游隙被设置在所述孔口中。
28.根据权利要求26所述的窗户清洁机器人,其中所述外壳以形状锁定方式被设置在所述孔口中。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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