CN110537867A - 喷洒模组以及具有喷洒模组的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种机器人，用以在一表面上移动，其包含一壳体以及一行走元件耦接该壳体。该机器人还包含一吸盘，其耦接于该壳体上，并且该壳体、该吸盘与该表面经配置以形成一密闭空间。该机器人并且包含一抽气模组，其位于该壳体内且连通该密闭空间，并经配置以在该密闭空间中产生负压，以及一喷洒模组，其耦接该壳体且经配置以喷洒液体至该表面上。

Description

喷洒模组以及具有喷洒模组的机器人

技术领域

本发明大体上系关于机器人及相关清洁装置。

背景技术

习知住家门窗之清洁方式系以开窗或拆窗清洗，而大楼门窗则由清洁公司以悬吊机架设于大楼外，利用马达控制该悬吊机架升降，以毛刷或水柱清洗大楼外部门窗。然而，悬吊机架常因重心不稳而易受风吹摇摆动。为了避免对门窗的过度用力刷洗，导致人员发生滑倒或清洗器具掉落砸伤人等危险意外，故仅对能门窗略为冲水以至于无法将门窗完全清洗干净。故有清洁机器人的发明以改善人工方式清洁门窗的缺点。

依据习知技术所揭示的清洁机器人，其行进时若遇到门窗上粘附障碍物时，机器人会翘起或整个掀起，而造成吸盘的漏气，使得机器人无法稳定吸附于门窗表面。另外，若是行进轮具或履带与吸盘之间的作用力比例不当，机器人容易打滑无法前进，或擦拭作用力太小而无法有效清洁门窗表面。

此外，习知清洁机器人仅利用毛刷或布料擦拭门窗，其清洁效果通常仅对于轻微的泥沙灰尘较为显著。然而，若门窗上的污渍不易清除，则一般清洁机器人的擦拭动作无法有效清除这些污渍。因此有必要针对现有的清洁机器人进行改进，以改善其清洁效果与效率。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了清洁机器人，用以改善现有清洁机的清洁效果。

本发明的一实施例提供一种机器人，用以在一表面上移动，其包含一壳体；一行走元件，耦接该壳体；一吸盘，耦接于该壳体上，该壳体、该吸盘与该表面经配置以形成一密闭空间；一抽气模组，位于该壳体内且连通该密闭空间，并经配置以在该密闭空间中产生负压；以及一喷洒模组，耦接该壳体且经配置以喷洒液体至该表面上。

根据本发明的一实施例，其中该吸盘的边界定义第一区域，该吸盘与该壳体相抵接所形成之区域定义为第二区域，该第一区域在该第二区域以外的区域定义为剩余区域，并且该负压对该行走元件及该吸盘所造成之作用力系根据该第二区域的面积以及该剩余区域的面积而决定。

根据本发明的一实施例，该喷洒模组包含一水箱，经配置以盛装液体，以及一出水口，经配置以喷洒该液体。该喷洒模组还包括一汲水单元，经配置以产生推力将该液体推出该出水口。

根据本发明的一实施例，该汲水单元包含一超音波振动元件。

根据本发明的一实施例，该超音波振动元件包含基板以及连接该基板的振动片，该出水口设于该基板上并且该振动片环绕该出水口。

根据本发明的一实施例，该振动片由压电材料所制成。

根据本发明的一实施例，该汲水单元包含一泵，并且该出水口包含一喷嘴。

根据本发明的一实施例，该出水口由多个出水口单元形成的阵列所组成。

根据本发明的一实施例，该喷洒模组还包含一入水口，其位于该水箱上，以及一水箱盖，用以覆盖该入水口，其中该水箱盖包含凹槽以及位于该凹槽上的裂孔。

根据本发明的一实施例，该凹槽系位于该水箱盖的外侧。

附图说明

图1显示本发明一实施例之清洁机的立体图。

图2A、2B及2C分别显示图1清洁机沿剖面线AA、BB及CC的剖面图。

图2D显示图1清洁机的底视图。

图3A为本发明一实施例之喷洒模组的爆炸图。

图3B为本发明一实施例之汲水模组的示意图。

图3C为本发明一实施例之喷洒模组的示意图。

图3D为本发明另一实施例之喷洒模组的示意图。

图3E及3F为本发明一实施例之水箱盖的示意图。

图4为本发明一实施例之喷洒模组的示意图。

图5为本发明一实施例之清洁机的系统功能方块图。

图6显示本发明另一实施例之清洁机示意图。

具体实施方式

虽然本文已参考本发明之特定实施例描述并说明了本发明，但此等描述及说明并不限制本发明。熟习此项技术者应理解，在不脱离由所附申请专利范围所界定本发明之真实精神及范畴的情况下，可作出各种改变且可替代等效物。

本发明系关于一种机器人，其可以为一玩具、一遥控车子、一清洁机或一窗户清洗机等。该机器人可吸附于一斜面或直立平面上，并在其斜面或直立平面上自由移动而不会受到重力吸引而滑落。在一些实施例中，该机器人具有清洁功能，并可在该移动时清洁所吸附的表面，藉由在平面上前后移动而完成清洁该平面的目的。以下将以清洁机或窗户清洗机作为例示加以说明，然而本发明不限定于清洁机或窗户清洗机。

图1显示本发明一实施例之清洁机10的立体图。如图1所示，清洁机10适于附着于一板件101上并于板件101上移动，用以清洁板件101之表面上的灰尘或污渍。板件101可以为一直立窗。清洁机10包含一壳体110、一喷洒模组114及一吸盘116。图2A及2B显示清洁机10另包含行走元件111及112，用以使清洁机10移动。行走元件111及112可以为带轮、滚轮等能够产生移动的元件，以带动清洁机10在板件101的表面上前进、后退或转向。在所显示的实施例中，行走元件111或112系带轮，包含履带及两个带动轮驱动该履带。在一实施例中，行走元件111及112接触板件101的底部与吸盘116共平面。

参照图1，清洁机10的壳体110设有一容置空间，而喷洒模组114系嵌于壳体110的容置空间中。此外，该容置空间可位于清洁机10的侧面，使得喷洒模组114置于清洁机10的侧面，以便于喷洒清洁液体至板件101的表面上。喷洒模组114是可拆卸的，便于使用者拆下清理或填充清洁液体。在一实施例中，清洁液体包含净水或清洁剂。如图1所示，喷洒模组114嵌入壳体110的容置空间，且喷洒模组114具有一扣件314与壳体110相扣而得以固持在清洁机10上。在一实施例中，喷洒模组114并未嵌于清洁机10中，而是吸附或粘附在清洁机10的壳体110上。在此情况下，壳体110的侧边具有部分区域含有磁铁或金属等构件，喷洒模组114亦具有磁铁或金属等构件，用以藉由磁力吸附于壳体110的侧边。在另一实施例中，其他具有粘附力的组件，例如易拆式胶带或魔鬼毡也可用于将喷洒模组114粘附于壳体110上。

图2A及2B分别显示图1清洁机10沿剖面线AA及BB的剖面图。参照图2A及2B，清洁机10具有一抽气模组130位于壳体110内，而壳体110及吸盘116之间具有一空间，该空间经由一进气装置119与抽气模组130连通，使得进气装置119与抽气模组130在运作时抽离该空间中的空气。在一实施例中，进气装置119是由叶轮组成。在一实施例中，抽气模组130包含泵。在操作时，清洁机10置于板件101上，此时板件101、壳体110及吸盘116共同界定一密闭空间S，藉由抽气模组130抽离密闭空间S内的空气，使密闭空间S内部形成负压，从而使清洁机10能吸附在板件101的作业表面上。

图2C显示图1清洁机10沿剖面线CC的剖面图，图2D显示图1清洁机10的底视图。从图2C及2D可知，清洁机10还包含多个枢接轴172，其位于吸盘116接近角落处，并固定于吸盘116上而向壳体110方向沿伸。壳体110藉由枢接轴172以可活动方式连接吸盘116。参照图2A、2B及2C，吸盘116藉由枢接轴172而能相对壳体110移动。更具体而言，壳体110上设有多个贯穿孔(未绘示)，而枢接轴172穿过该些贯穿孔。枢接轴172的长度大于其对应的贯穿孔长度，能使吸盘116藉该些枢接轴172枢接于壳体110上，并使吸盘116能够沿该些枢接轴172的长轴移动。如此一来，吸盘116可透过枢接轴172与壳体110产生相对移动，并能被壳体110带动。较佳的情况是，枢接轴172的长轴与垂直吸盘116底面的法线方向N大致平行，使得吸盘116能够沿法线方向N移动。在一实施例中，枢接轴172的长轴大致平行于垂直板件101表面的法线，使得吸盘116能够沿与板件101表面垂直的法线方向移动。

依据本发明的实施例，由于吸盘116设置成能够相对壳体110及行走元件111、112移动，因此当行走元件111及112遇到障碍物而从上压过时，吸盘116能针对行走元件111及112高度改变而适应性的上下移动，并紧密地附接在板件101上，而保持密闭空间S的密闭性，因此可避免密闭空间S漏气。另一方面，当吸盘116遇到障碍物而从上压过时，清洁机10的壳体110亦能藉由枢接轴172相对吸盘116上下移动，而不会带着吸盘翘起，故能维持密闭空间S的密闭性，因此吸盘116能利用密闭空间S中的负压维持对板件101的吸附力。

复参照图2A、2B及2D，在运作时，吸盘116平行并面向板件101。吸盘116的边界定义出第一区域Aa，吸盘116位于中央部分具有多个通气孔117，在通气孔周围的区域由抵接件126向壳体方向突出并包围通气孔117所在的区域，该区域系吸盘116与壳体110相抵接部分所形成的区域，定义为第二区域Aw。当抽气模组130进行抽气时，吸盘116与壳体110共同形成密闭空间S上方的包围构件，而抵接件126会抵接壳体110，两者连同下方的板件101表面形成密闭空间S，而空气藉由通气孔117被抽离密闭空间S。由图2D可知，第一区域Aa的面积大于第二区域Aw的面积，而第一区域Aa的面积减去第二区域Aw的面积等于剩余区域Ac的面积。亦即，剩余区域Ac为第一区域Aa中之第二区域Aw以外的区域，或吸盘116边界包围面积扣除抵接件126所包围的面积。密闭空间S所产生的负压会大致上均匀施加在定义密闭空间S的表面上，亦即板件101、吸盘116以及壳体110上。针对剩余区域Ac的部分，大气压力所施加的压力会透过负压施加于吸盘116上。针对第二区域Aw的部分，大气压力所施加的压力会透过负压而施加于行走元件111及112上。因此整个密闭空间S之负压所造成之压力或吸附力，会依据第二区域Aw的面积以及剩余区域Ac的面积的比例，分配在行走元件111、112以及吸盘116上。

依据本实施例之设计，由于作用在行走元件111及112的第一作用力系由负压大小以及第二区域Aw的面积所决定，而对吸盘116的第二作用力系由负压大小以及剩余区域Ac的面积所决定，因此藉由决定第二区域Aw以及剩余区域Ac的受力面积，能决定施加在行走元件111及112上的第一作用力及吸盘116上的第二作用力，并使第一作用力与第二作用力的比例维持在理想范围。当行走元件111及112压在障碍物上时，作用于吸盘116上的第二作用力仍能维持在所需值的范围内而将吸盘116固持在板件101表面上，避免密闭空间S漏气，使得清洁机10不致滑落。

习知技术的清洁机器人所设计的行走元件及吸盘是一整体结构，行走元件被包围在吸盘与板件所形成的密闭空间内，因而行走元件所承受的作用力系经由该吸盘的密闭空间中负压得到，因而此种设计方式无法分配不同比例的负压作用力在吸盘与行走元件上。当负压大小无法控制得当时，可能对行走元件或是吸盘产生不适当的作用力，而无法顺利移动或进行清洁。举例而言，如果该共用密闭空间所产生的负压产生对行走元件的作用力过大，则其相对地吸盘受到的作用力可能过小，而造成擦拭力道不够的问题。如果吸盘的作用力占比过小，将无法使清洁机器人稳固吸附在垂直表面上，而导致清洁机器人掉落。另一方面，若清洁机器人压过障碍物时，机器人容易脱离该清洁表面而掀起，造成密闭空间漏气而使清洁机器人掉落。在另一种情形下，如果负压所产生对行走元件的作用力过小，则相对地对吸盘的作用力过大，造成行走元件打滑，会产生清洁机器人无法顺利移动的问题。在一实施例中，当密闭空间之负压所造成之作用力有约80％作用在吸盘上时，则行走元件极可能打滑，而使得清洁机器人无法顺利移动。

此外，习知技术中的清洁机器人，其滚轮或带轮等行走元件不具弹性且与吸盘之间不具相对移动性，且需要依赖其吸盘本身的弹性紧贴板件以成功阻绝空气，而维持密闭空间的密闭性。然而，这种作法的缺点在于当行走元件遇到障碍物时，因行走元件既缺乏弹性也没有上下伸缩的余裕，当行走元件压在障碍物上时，吸盘会随着行走元件上提而翘起，而造成密闭空间的漏气，使得机器人无法成功吸附于操作表面上。

复参阅图2A，在一实施例中，吸盘116还可以包含一清洁布171贴附于吸盘116之底面。在一实施例中，清洁布171具有弹性，且可以由植物纤维、动物纤维或人造纤维等材料所构成。当密闭空间产生负压，而大气压力产生一作用力于清洁机10上，可将清洁机10密压在板件101上，并透过清洁布171维持密闭空间S的密闭性。

图3A为本发明一实施例之喷洒模组114的爆炸图。喷洒模组114包含一水箱302、一水箱盖304、一汲水单元308及一护盖316。水箱302系用以盛装清洁液体，并用于将清洁液体喷洒于板件101表面上，配合清洁机10的清洁布171进行清洁动作。水箱302具有一入水口303、一水位窗306、一防水构件307、一出水口310、一水箱本体322、一防水构件324、一侧盖326以及一护盖316。水箱302的盛水空间由水箱本体322、防水构件324以及侧盖326所密接而成，其中水箱本体322及侧盖326决定了承水空间的容积及主要构形。防水构件324系用以维持水箱本体322以及侧盖326之间的水密性。在一实施例中，水箱本体322及侧盖326由硬质塑胶所构成，而防水构件324由弹性材料所构成。在一实施例中，防水构件324由硅胶构成。入水口303设于水箱本体322的上表面，并且水位窗306、防水构件307及汲水单元308位于水箱本体322侧面所设凹洞上。防水构件307系用以填满汲水单元308及水箱本体322之间的空隙。在一实施例中，防水构件307围绕汲水单元308。在一实施例中，防水构件307由硅胶构成。在一实施例中，出水口310设于汲水单元308上。护盖316系用以将汲水单元308连同防水构件307紧扣在水箱本体322侧面，以加强水箱302在防水构件307周围的水密性。在一实施例中，扣件314由水箱本体322侧面延伸而出，其上设有接合孔，可藉由接合构件(例如螺丝)将水箱本体322扣接在清洁机10的壳体110上(参阅图1)。

水箱盖304用以覆盖入水口303，在水箱盖304开启时，清洁液体经由入水口303倒入水箱302。在清洁机10正常运作下，水箱盖304可防止清洁液体从入水口303外漏。在一实施例中，水位窗306系透明或半透明，用以便于使用者观察水箱302中的剩余水位并决定补充或停止注入清洁液体。在一实施例中，水位窗306由树酯或玻璃组成。

汲水单元308系用以将清洁液体经由出水口310推出水箱302外以进行喷洒动作。在一实施例中，汲水单元308系一振动元件，经由本身振动产生推挤效果以将清洁液体经由出水口310喷出水箱302。在一实施例中，汲水单元308可由超音波振动元件组成。图3B为本发明一实施例之汲水模组308的示意图。汲水模组308可以是一超音波振动元件，其包含一基板312以及一振动片313，振动片313附着于基板312上。在一实施例中，基板312由不锈钢材料构成。振动片313经由导线318电连接于一电源(未绘示)并经配置以将电能转为力学能。在一实施例中，振动片313由压电材料制成，其厚度为介于0.05至0.2公分之间。在一实施例中，出水口310系经由雷射钻孔的方法所制成，或以蚀刻方式制成。如图3B所示，振动片313具有环状，而出水口310穿透基板312，并位于振动片313所包围的区域内。在一实施例中，出水口310各个出水口单元311的孔径约为0.005公分至0.1公分。当超音波振动元件308运作时，振动片313经配置以在通电时产生来回振动，其位移方向垂直于振动片313的平面。参照图1、图3A及图3B，当水箱302充满清洁液体时，由于出水口单元311的孔径极小，因此即使未使用其他盖子塞住也不会漏水。再者，藉由振动片313产生振动源，连同基板312朝水箱方向推挤，以致清洁液体被挤出出水口310而向外喷洒。在一实施例中，超音波振动元件308可经由振动片313发出单频率的振动波，该频率至少超过5K赫兹。在一实施例中，超音波振动元件308所发出的超音波可涵盖多个频率，例如由多数个单频率超音波所组成。藉由很薄的超音波振动片313进行推水动作，超音波振动元件308可以相当小的体积产生所需的喷洒距离(例如至少3公分远)，因此很适合清洁机器人的喷洒模组使用。

在图3B所显示的实施例中，出水口310具有多个出水口单元311，各出水口单元311形状为圆形。在其他实施例中，个别出水口单元311的形状可以是半圆形、矩形或其他多边形。出水口单元311以矩形阵列的排列方式喷洒清洁液体。图3B所显示的出水口310阵列形状仅为范例，其他阵列也可被采用，例如圆形阵列、弧形阵列、多边形阵列、环形阵列、多排阵列等。阵列式出水口的设计参数至少包含出水口单元311的数目、其孔径大小、分布位置以及间距。一般说来，形成在板件101上的喷洒轮廓与出水口310的构造及形状息息相关，而以多个出水口单元311所组成的出水口310结构代替单个大孔径的出水口既可提高出水量，又能在喷洒模组不运作时不致漏水。再者，使用阵列式出水口的优点还包括可以依照喷洒模组114所需要的喷洒轮廓及出水量大小决定阵列的排列方式及其出水口单元的孔径及形状。如此一来，喷洒范围可以更广、位置更精确，而喷洒量也更均匀，从而减少使用的喷洒量，却可以获得更好的喷洒效果。

图3C显示一实施例的喷洒模组114的示意图，其中水箱302侧面具有两个水位窗306，而汲水单元308位于水箱侧面靠近中央的位置，亦即两个水位窗306之间。在一实施例中，清洁机10设定为进行湿式模式的清洁动作，而出水口310选择位于清洁机10侧边接近中央部位。当清洁机10行进时，可沿方向F移动(例如Z字形，其中相邻平行路径之间具有间距G)，位于水箱302前方的区域大致上皆会被喷湿，而后清洁机10通过时便可对沾湿的板件101进行擦拭动作。此湿式模式可更有效清除油污或粘附的污渍，因此相较干式模式可提供更好的清洁效果。在湿式模式中，清洁布171的大部分区域在擦拭过程中不可避免地会被板件101上的清洁液体沾湿。

在另一实施例中，清洁机10设定为进行先湿后干的清洁模式，此模式可改善全湿式模式或全干式清洁模式的清洁效果。首先，如图3D所显示，喷洒模组114的水箱302侧面具有单个水位窗306与汲水单元308，而汲水单元308位于水箱侧面靠近角落的位置，亦即偏离水箱302的中心线。在先湿后干的清洁模式中，将清洁机10欲进行清洁的板件101区域划分为不同区段，例如至少第一区段D1及第二区段D2。第一区段D1可视为喷洒区段，而第二区段D2可视为干燥区段。此时，喷洒模组114的出水口310位于面向喷洒区段D1之区域内。当清洁机10沿行进方向F(例如Z字形)移动时可缩小相邻平行路径之间的间距G，使得清洁机10经过相邻路径时其擦拭范围会有部分区域重迭，因此同一区段会被清洁机10擦拭至少两次以上。此外，出水口310的阵列靠近角落处，并且更容易维持所喷洒的液体落在喷洒区段D1之内，使喷洒区段D1呈现沾湿状态，而干燥区段D2因未被喷洒，而呈现相对干燥的状态。如此一来，当清洁机10第一次清洁喷洒区段D1时，所采用的模式属于湿式模式，而后喷洒区段D1上的清洁液体大致上被清洁布171上对应的沾湿区域清除。此时清洁布171对应干燥区段D2的干燥区域大致上不会被沾湿。接着，当清洁机10第二次经过喷洒区段D1时，即可以清洁布171的干燥区域进行干式擦拭。上述至少两次的擦拭流程，能在清洁布171的沾湿区域通过时以浸湿的状态进行污渍的清洁，并且在清洁布171的干燥区域通过时以干燥的状态将水痕与剩余的污渍完全拭净，而达到更佳的清洁效果。

图3E显示本发明一实施例之水箱盖304的示意图。水箱盖304包含盖体320以及栓塞332。盖体320大致上具有平板形状，用以封住入水口303，而栓塞332与盖体320相连并将盖片332扣接至与水箱302。在一实施例中，盖体320与栓塞332系由弹性材料制成(例如硅胶)，使得水箱盖304可具有较佳的密封性，并且还可透过弯折盖体320而开启。因此，在水箱盖304未打开时，清洁液体并不会从入水口303外漏。盖体320上对准入水口303的位置还具有一凹槽330，其位于水箱盖外侧的上表面。凹槽330具有凹面340以及裂孔350，裂孔350可位于凹面340的中央区域。在一实施例中，裂孔350可具有狭缝形、十字形或其他形状。裂孔350穿过盖体320，并且其缝隙极小，清洁液体无法通过，因此清洁液体并不会由裂孔305外漏。

图3F显示本发明一实施例之水箱盖304沿剖面线DD的剖面图。图3F系用于说明水箱盖304透过裂孔350平衡水箱302内部压力的过程。图(a)显示凹槽330在水箱302为接近满水位时的形状。此时水箱内部由于几乎被清洁液体充满，因此出水口310可经由汲水单元308出水。由于水箱302内外压力平衡，因此裂孔350处于闭合状态。图(b)显示凹槽330在水箱302的水位下降时的形状。图当清洁机10继续运作并喷洒清洁液体时，水箱302的水位持续下降，但由于水箱盖304密封入水口303，因此水箱302内多出的容器空间呈现近似真空状态，因而产生负压。此负压若无法释放，将会造成汲水单元308无法顺利将剩余清洁液体推出出水口310。藉由凹槽330相较盖体320其他位置较薄的设计，加上裂孔350位于凹面340中央最薄的位置，因此当水箱302产生负压时，大气压力自然将凹槽330往水箱302下压，而在裂孔350的位置将水箱盖304开启。此时空气顺势导入水箱302，直至水箱302的内外压力趋于平衡时，凹槽330自身具有的弹性会使其向上拉回，并且裂孔350的空隙缩小并回复至原有闭合的状态。藉此设计，汲水单元308无须以大功率运作，而仍能以理想的输出效率维持使出水过程顺畅。

图4为本发明一实施例之喷洒模组400的示意图。喷洒模组400包含一水箱302、一过滤器402、一汲水单元404以及一出水口408，上述元件以水管401(包括水管401a-401d)相连。在一实施例中，过滤器402系用以过滤清洁液体中的固体杂质，以避免杂质造成其他元件(例如汲水单元404)的故障。在一实施例中，汲水单元404系一泵，用以将水箱302的清洁液体经由入口414输入后加压，并透过出口424输出至出水口408进行喷洒动作。泵404可视喷洒模组114或清洁机10的构造需要设置于其他位置，例如位于水箱内302或位于水箱302外侧，并藉由水管411将加压后的清洁液体传送至出水口408。在一实施例中，出水口408系一喷嘴，可由水箱302侧面或清洁机10的壳体110向外延伸。在一实施例中，喷洒模组400还包含一逆止阀406，位于汲水单元308与喷嘴4之间，避免水管401d中的清洁液体由喷嘴408外漏。在一实施例中，逆止阀406包含一挡片及一簧片(未绘示)，当清洁液体由汲水单元404流向喷嘴408时，该挡片并未封住逆止阀的流通孔，而当清洁液体由喷嘴408流向汲水单元404时，水管401d中的清洁液体逆流推力可推动簧片使该挡片封住逆止阀中的流通孔而阻挡清洁液体回流。当汲水单元404无汲水动作时，逆止阀406的簧片会回压挡片而阻挡清洁液体流动，致使水管401c中的清洁液体不会流向水管401d，同时水管401d中的清洁液体也不会从喷嘴408外漏。

在一实施例中，喷洒模组400的出水口408可如图3A的出水口310置于水箱302的侧边。然而，喷嘴408亦可置于水箱302侧边以外的其他部位。参照图2D，吸盘116设有通气孔117的阵列，其连通抽气模组130，使得密闭空间S中的空气在抽气时得以从通气孔117排出。此外，通孔222设于通气孔117旁，出水口408可面向通孔222，使得清洁液体可向下朝着板件101喷洒。在一实施例中，连接出水口408的多个通孔222形成出水口阵列以产生所需要的喷洒轮廓。在一实施例中，即使水箱302仍置于壳体110的侧面，出水口408仍可藉由水管401连通水箱302并往下对准通孔222，以达到向下喷洒的目的。在一实施例中，喷洒模组400至少有一部分(亦即通孔222)位于密闭空间S之中，使得喷洒模组400可以朝向板件101包围密闭空间S的表面喷洒清洁液体。虽然密闭空间S具有负压压力，然而其压力值并不足以将清洁液体从板件101上抽离，因此清洁液体仍能在密闭空间中S随着清洁机10移动而喷洒至板件101所需的地方。

图5为本发明一实施例之清洁机10的系统功能方块图。清洁机10包含一控制系统502、驱动信号产生单元504、驱动电路506、508及510、出水控制模组512、水平角传感器522、遥控接收器524以及门窗边缘传感器526。控制系统502系由一中央处理单元(CenterProcessing Unit,CPU)532、随机存取内存(RAM)534以及只读存储器(ROM)536所组成。清洁机10藉由中央处理单元532存取位于随机存取内存(RAM)534或只读存储器(ROM)536中的控制程序，进行清洁机10的移动、感测与喷洒液体等动作。在一实施例中，只读存储器(ROM)536可以闪存(Flash)代替。中央处理单元532经配置以产生控制信号决定驱动信号产生单元504产生所需的控制波形。在一实施例中，驱动信号产生单元504经配置以产生脉波宽度调变(Pulse Width Modulation,PWM)信号，经由调整PWM波形的宽度与工作周期，可控制行走元件111、112或抽气模组130的工作频率。驱动电路506、508及510分别连接行走元件111、行走元件112以及抽气模组130，并经配置以根据驱动信号产生单元504的PWM信号驱动行走元件111、112以及抽气模组130。

此外，控制系统502还连接出水控制模组512，以控制汲水单元308或404的运转。在一实施例中，出水控制模组512可经由控制系统502接收关于行走元件111、112的移动参数，例如其移动速度或是否停留原地的信息，而决定提高、降低清洁液体喷洒量甚或暂停喷洒。在一实施例中，出水控制模组512可包含在中央处理单元532中。在一实施例中，出水控制模组512还包含驱动电路，例如驱动电路506、508或510，以用于驱动汲水模组308或404。在一实施例中，汲水单元308或404可具有无线接收机，而出水控制模组512可藉由无线传输方式对汲水单元303或404进行控制信号传输，使得汲水单元308或404中的驱动电路可根据该无线控制信号控制泵或超音波振动元件的运作，其中无线传输方式可为红外线传输、ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、RFIO、Wi-Fi、FM或其他适合规格。

如上所述，出水控制模组512经配置以决定喷洒模组114的出水模式。在一实施例中，出水模式可为连续式出水或间歇式出水。当喷洒模组114采用间歇式出水模式，出水控制模组512可传送一周期信号，例如PWM信号，以决定喷洒时间的比例。该PWM信号的工作周期可用以决定汲水单元308或404的工作周期，而使其产生周期性的推力。在一实施例中，出水控制模组512可利用脉波位置调变(Pulse Position Modulation，PPM)信号，以决定一固定周期内出水的时间点。在一实施例中，出水控制模组512可利用脉波振幅调变(PulseAmplitude Modulation，PAM)信号，以经由改变汲水单元308/404的输出功率而控制出水量。上述方式仅为举例，其他调变信号，例如数字式信号调变或频率调变(FrequencyModulation，FM)也可用于产生出水控制模组512的控制信号。

水平角传感器522系用以感测清洁机10的水平状态，并将感测值传送到控制系统502以决定清洁机10位于正确的水平位置。在一实施例中，水平角传感器522包含陀螺仪(Gyro)及加速度传感器(G sensor)，可藉量测重力而得水平角度。遥控接收器524接收一摇控发射器528的无线控制信号，使控制系统502依据该控制信号控制清洁机10的工作模式或行走路径。遥控接收器524与遥控发射器528的信号传输方式可为红外线传输或无线电传输，其中无线电传输的规格可为ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、RFIO、Wi-Fi、FM等。

门窗边缘传感器526具有侦测门窗边缘的功能。藉由门窗边缘传感器526将感测值传送至控制系统502，控制系统502能够侦测到板件101的边缘或板件101上的一异物。门窗边缘传感器526可为模拟型传感器，且例如为可为红外线、雷射、超音波等距离传感器。另外，门窗边缘传感器526亦可例如是极限开关或一近接开关。

图6显示本发明另一实施例之清洁机60示意图。清洁机60包含一壳体110、一吸盘116、(第一)喷洒模组114以及一第二喷洒模组115。参照图1及图6，清洁机60与清洁机10中彼此相同的组件(例如110、114及116)其结构及功能大致相同，最大的不同处在于清洁机60具有第二喷洒模组115。在一实施例中，第二喷洒模组115的结构及功能与第一喷洒模组114系相同。在其他实施例中，第一喷洒模组114及第二喷洒模组115可具有不同结构，例如第一喷洒模组114的汲水单元308具有超音波振动元件，而第二喷洒模组115的汲水单元308由泵组成。在一实施例中，第二喷洒模组115与第一喷洒模组114位于相对侧，然而在其他实施例中，第二喷洒模组115可位于壳体侧面任一侧，例如更靠近第一喷洒模组114的一侧。在一实施例中，第一喷洒模组114及第二喷洒模组115的出水口(例如图3A的310)方向与清洁机60行走元件111、112的行进方向一致。在一实施例中，第一喷洒模组114的出水口系位于壳体110的侧边而第二喷洒模组115的出水口系位于壳体110的底部而面向板件101。

根据本发明之一实施例，清洁机包含喷洒模组，可以在清洁机清洁板件时，喷洒清洁液体以加强清洁效果。此外，由于吸盘116设置成能够相对壳体110移动，因此当行走元件111及112走在障碍物上时，吸盘116相对于壳体110移动而能够紧密地密接在板件101上，能够保持板件101、壳体110及吸盘116所界定之密闭空间的密闭性，因而避免该密闭空间漏气。在一实施例中，更进一步使吸盘116边缘所界定的第一区域Aa面积大于吸盘116之抵接件所界定的第二区域Aw面积，藉以依据第二区域Aw的面积以及剩余区域Ac的面积的比例，分配负压对行走元件111及112的作用力以及对吸盘116的作用力。

本发明提供清洁机多种改善方案，上述改善方案可任意组合，俾使其清洁方式最佳化。本发明内容各种例示性实施例中所展示之结构及方法仅用于说明。因此所有根据本发明内容实施例进行之修改皆包括于本发明之范畴内。任何程序或方法步骤之次序或顺序可根据不同实施例而更动或重新定序。在不脱离本发明之范畴的情况下，亦可在实施例之设计、操作条件及配置上进行其他替代、修改、改变及省略。

【符号说明】

10、60 清洁机

101 板件

110 壳体

111、112 行走元件

114、115 喷洒模组

116 吸盘

117 通气孔

119 进气装置

120 驱动模组

126 抵接件

130 抽气模组

140 控制系统

171 清洁布

172 枢接轴

190 电源模组

222 通孔

302 水箱

303 入水口

304 水箱盖

306 水位窗

307 防水构件

308、404 汲水单元

310 出水口

311 出水口单元

312 基板

313 振动片

314 扣件

316 护盖

318 导线

322 水箱本体

324 防水构件

326 侧盖

320 盖体

330 凹槽

332 栓塞

340 凹面

350 裂孔

400 喷洒模组

401 水管

402 过滤器

404 汲水单元

406 逆止阀

408 出水口

414 入口

424 出口

502 控制系统

504 驱动信号产生单元

506 驱动电路

508 驱动电路

510 驱动电路

512 出水控制模组

522 水平角传感器

524 遥控接收器

526 门窗边缘传感器

528 遥控发射器

532 中央处理单元

534 随机存取内存

536 只读存储器

Aa 第一区域

Ac 剩余区域

Aw 第二区域

F 移动方向

G 间距

S 密闭空间

N 法线方向

Z1、Z2 喷洒轮廓

D1、D2 区段

Claims (10)

1.一种机器人，用以在一表面上移动，包含：

一壳体；

一行走元件，耦接该壳体；

一吸盘，耦接于该壳体上，该壳体、该吸盘与该表面经配置以形成一密闭空间；

一抽气模组，位于该壳体内且连通该密闭空间，并经配置以在该密闭空间中产生负压；以及

一喷洒模组，耦接该壳体且经配置以喷洒液体至该表面上。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中该吸盘的边界定义第一区域，该吸盘与该壳体相抵接所形成之区域定义为第二区域，该第一区域在该第二区域以外的区域定义为剩余区域，并且该负压对该行走元件及该吸盘所造成之作用力系根据该第二区域的面积以及该剩余区域的面积而决定。

3.根据权利要求1所述的机器人，其中该喷洒模组包含：

一水箱，经配置以盛装液体；

一出水口，经配置以喷洒该液体；以及

一汲水单元，经配置以产生推力将该液体推出该出水口。

4.根据权利要求3所述的机器人，其中该汲水单元包含一超音波振动元件。

5.根据权利要求4所述的机器人，其中该超音波振动元件包含基板以及连接该基板的振动片，该出水口设于该基板上并且该振动片环绕该出水口。

6.根据权利要求5所述的机器人，其中该振动片由压电材料所制成。

7.根据权利要求3所述的机器人，其中该汲水单元包含一泵，并且该出水口包含一喷嘴。

8.根据权利要求3所述的机器人，其中该出水口由多个出水口单元形成的阵列所组成。

9.根据权利要求3所述的机器人，其中该喷洒模组还包含：

一入水口，位于该水箱上；以及

一水箱盖，用以覆盖该入水口，其中该水箱盖包含凹槽以及位于该凹槽上的裂孔。

10.根据权利要求9所述的机器人，其中该凹槽系位于该水箱盖的外侧。