CN110652254B - 机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人系统，其包含一停靠站、一移动工作机及一电子装置。移动工作机包含一机体与一传动轮装置。传动轮装置配置于机体上。电子装置可分离地连接移动工作机。停靠站包含一座体与一搬运装置。搬运装置位于座体上，用以选择性地将电子装置带离移动工作机。

Description

机器人系统

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，尤其是涉及一种具有可分离的移动工作机及电子装置的机器人系统。

背景技术

随着科技的发展，业界推出吸尘扫地机，吸尘扫地机可自行地四处移动并进行清扫工作，从而减少人类自行清扫的机会。吸尘扫地机可以自动回归停靠站，以便充电及收纳。

然而，为了让吸尘扫地机具有更多功能或高阶的效能，吸尘扫地机的主机内必须加入更高阶与复杂的电路模块与电源架构，最终将导致吸尘扫地机的主机演变为更厚重外型的机器，反而带来了笨重、不灵活，且高耗电的限制。

发明内容

本发明的一实施例提供了一种机器人系统包含一停靠站、一移动工作机及一电子装置。移动工作机包含一机体与一传动轮装置。传动轮装置配置于机体上，用以带动机体移动。电子装置可分离地连接移动工作机。停靠站包含一座体与一搬运装置。搬运装置位于座体上，用以选择性地将电子装置带离移动工作机。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，搬运装置包含至少一悬臂与一传动模块。传动模块连动悬臂。悬臂可升降地位于座体的一侧上，用以从移动工作机上抬起电子装置。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，电子装置包含一机壳与一电子模块，电子模块位于机壳内，机壳的一侧具有一凹槽。当悬臂伸入凹槽内，传动模块驱使悬臂在凹槽内朝上推动电子装置。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，机壳具有一定位柱，定位柱位于凹槽内，且连接凹槽的内壁，悬臂的一面具有一定位开口。当悬臂于凹槽内推动电子装置时，定位柱匹配地卡合于定位开口内。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，机壳的所述侧具有一第一抵靠部。座体的所述侧更具有一第二抵靠部。当搬运装置抬起电子装置时，第一抵靠部可滑移地抵靠第二抵靠部，其中第一抵靠部为一平面、一凸弧面或一转轮。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，电子装置包含一机壳与一电子模块。电子模块位于机壳内。机壳具有两个凸翼，这些凸翼分别位于机壳的二相对侧。如此，当二个悬臂分别移至各凸翼下方，传动模块驱使此些悬臂朝上推动凸翼。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，座体包含一凹陷部。凹陷部具有一引导内壁。引导内壁用以引导移动工作机的移动，使得悬臂能够就位于准备将电子装置抬起的位置。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，移动工作机还包含两个转轮。这些转轮相对地位于机体上，且分别可滚动地接触引导内壁。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，移动工作机包含一第一控制单元与一第一感应单元。第一控制单元电连接第一感应单元与传动轮装置。停靠站包含一第二控制单元与一第二感应单元。第二控制单元电连接搬运装置与第二感应单元。如此，当移动工作机停靠至停靠站，且第二感应单元感应到第一感应单元，第二控制单元驱使搬运装置将电子装置带离移动工作机。如此，当并未承载电子装置的移动工作机停靠至停靠站，且第二感应单元感应到第一感应单元，第二控制单元驱使搬运装置将电子装置放置移动工作机上。

依据本发明一或多个实施例，在上述机器人系统中，电子装置为一智能管家装置、一多媒体播放器、一保全监控装置、一智能管家装置或一空气清净机。

如此，通过上述实施例的架构，在机器人系统不需要电子装置时，具有专业工作的电子装置可以选择性地与移动工作机分离，且被稳固地放置于停靠站上，以便移动工作机得以暂时独自工作。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施例及相关的附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附的附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的机器人系统的移动工作机尚未停入停靠站的分解示意图；

图2为图1的机器人系统的电子方块图；

图3为图1的移动工作机的仰视图；

图4A～图4D为图1的电子装置从移动工作机上移至停靠站的连续示意图；以及

图5A～图5C为图1的电子装置从停靠站放回移动工作机的连续示意图；以及

图6为本发明一实施例的机器人系统的电子装置被停靠站抬起的上视图。

符号说明

10、11：机器人系统

100：移动工作机

110：机体

111：顶面

112：底面

113：周面

114：第一接合部

115：吸尘开口

120：第一控制单元

130：第一电源模块

131：第一接点

132：第二接点

140：第一感应单元

150：传动轮装置

151：轮体

152：第二转动轴心

160：转轮

161：第一转动轴心

200、201：电子装置

210：机壳

211：顶面

212：底面

213：周面

214：第二接合部

215：凹槽

215T：顶壁

215B：底壁

216：定位柱

216L：侧边斜面

217：第一抵靠部

218：垫体

220：电路模块

221：第三接点

230：电子模块

240：机壳

241：壳体

242：相对侧

243：凸翼

300、301：停靠站

310：座体

311：前侧

312：凹陷部

313：引导内壁

314：凸板

315：第二抵靠部

316：导槽

320：充电模块

321：第四接点

330：第二控制单元

340：第二电源模块

350：第二感应单元

360：搬运装置

361：传动模块

362：悬臂

363：定位开口

363L：倾斜内面

364：叉架

365：悬臂

366：容置空间

400：市电

D1、D2：方向

G：空气断差

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

图1绘示依据本发明一实施例的机器人系统10的移动工作机100尚未停入停靠站300的分解示意图。图2绘示图1的机器人系统10的电子方块图。图3绘示图1的移动工作机100的仰视图。如图1至图3所示，机器人系统10包含一移动工作机100、一电子装置200及一停靠站300。移动工作机100包含一机体110与一传动轮装置150。传动轮装置150配置于机体110上。电子装置200可分离地连接移动工作机100。停靠站300包含一座体310与一搬运装置360。搬运装置360位于座体310上，用以选择性地将一物体抬起或放下。举例来说，当承载有电子装置200的移动工作机100移至停靠站300时，停靠站300的搬运装置360将从移动工作机100上抬起电子装置200，使得电子装置200与移动工作机100完全分离。

更具体地，移动工作机100还包含一第一控制单元120、一第一电源模块130及一第一感应单元140。第一控制单元120、第一电源模块130、传动轮装置150及第一感应单元140分别位于机体110上。第一电源模块130电连接第一控制单元120、第一感应单元140与传动轮装置150，用以供应第一控制单元120、传动轮装置150及第一感应单元140所需的工作电源。举例来说，第一控制单元120位于机体110内，电连接传动轮装置150及第一感应单元140。机体110包含顶面111、底面112与至少一周面113。底面112相对顶面111。周面113围绕且邻接顶面111与底面112。第一电源模块130具有一布线电路(图中未示)、一或多个(例如2个)第一接点131或一或多个(例如2个)第二接点132。第一电源模块130的布线电路设置于机体110内。第一接点131位于机体110的底面112，外露于机体110表面，且电连接布线电路。第二接点132位于机体110的顶面111，外露于机体110表面，且电连接布线电路。传动轮装置150装设于机体110的底面112，用以带动机体110于一地面上移动，例如，带动机体110至停靠站300的前侧311。

电子装置200还包含一机壳210、一电路模块220及一电子模块230。机壳210包含顶面211、底面212与至少一周面213。底面212相对顶面211。周面213围绕且邻接顶面211与底面212。电路模块220及电子模块230设置于机壳210内，且电路模块220电连接电子模块230，电路模块220具有一或多个(例如2个)第三接点221。第三接点221位于机壳210的底面112图中未示)，外露于机壳210表面(图中未示)。第三接点221通过电路模块220电连接电子模块230。更具体地，当电子装置200放置于移动工作机100上时，电子装置200的机壳210的底面212接触移动工作机100的机体110的顶面111，以便电子装置200随着移动工作机100的带动而在不特定位置进行工作，或者，到达停靠站300的前侧311。需了解到，电子装置200的电子模块230泛指一种专职的工作模块，举例来说，电子模块230为市面已知的智能管家装置、多媒体播放器、保全监控装置、智能秘书装置或空气清净机等等。然而，本发明不限其种类。

此外，当电子装置200放置于移动工作机100上时，电子装置200的第三接点221直接接触移动工作机100的第二接点132，使得电子装置200与移动工作机100便能够相互交换信号，更具体地，第一电源模块130通过相互接触的第三接点221与第二接点132供应电子模块230所需的工作电源。第一控制单元120通过相互接触的第三接点221与第二接点132电控电子模块230进行工作。然而，本发明不限于此，其他实施例中，只要电子装置200具有独立的电力来源，电子装置200也可以与移动工作机100以无线方式(如蓝牙传输方式)彼此电连接，而不需第三接点221与第二接点132的存在。

更具体地，移动工作机100的机体110的顶面111具有第一接合部114。电子装置200的机壳210的底面112具有第二接合部214。第二接合部214与第一接合部114相互互补，且相互匹配。如此，当电子装置200放置于移动工作机100上时，通过第二接合部214与第一接合部114的相互接合，电子装置200得以更稳固地接合于移动工作机100上。

在本实施例中，停靠站300还包含一充电模块320、一第二控制单元330、一第二电源模块340及一第二感应单元350。搬运装置360、充电模块320、第二控制单元330、第二电源模块340及第二感应单元350都位于座体310上，且第二电源模块340电连接第二控制单元330、第二感应单元350、充电模块320及搬运装置360，用以供应第二控制单元330、搬运装置360、充电模块320及第二感应单元350所需的工作电源。举例来说，第二控制单元330位于座体310内，电连接充电模块320、搬运装置360及第二感应单元350。举例来说，充电模块320包含充电电路(图中未示)与一或多个(例如2个)第四接点321。充电电路设置于座体310内。第四接点321位于停靠站300的前侧311，外露于座体310表面，且电连接充电电路。故，当移动工作机100到达停靠站300的前侧311，使得移动工作机100的第一接点131与停靠站300的第四接点321直接接触时，通过相互接触的第一接点131与第四接点321，充电模块320得以对移动工作机100的第一电源模块130充电。更具体地，充电模块320是将市电400经由相互接触的第四接点321与第一接点131传至移动工作机100内，以便对第一电源模块130充电。

在本实施例中，但不作为本发明的限制，停靠站300的前侧311具有一凸板314。凸板314连接座体310，且第四接点321外露于凸板314的表面。故，当移动工作机100到达停靠站300的前侧311时，移动工作机100的机体110的底面112恰好爬上停靠站300的凸板314，以便移动工作机100的第一接点131恰好电性接触停靠站300的第四接点321(图3)。然而，其他实施例中，只要第一接点131能够电性接触第四接点321，本发明不限第一接点131与第四接点321的确切位置。

此外，如图1与图2所示，地搬运装置360包含一悬臂362与一传动模块361。传动模块361连动悬臂362，且电连接第二控制单元330与第二电源模块340。悬臂362可升降地位于座体310上，更具体地，悬臂362可升降地位于座体310的前侧311所开设的导槽316内，且悬臂362用以抬起或放下电子装置200。传动模块361例如为马达，然而，本发明不限于传动模块361的种类，其他实施例中，传动模块361也可以为汽缸或电磁阀。

如图1与图3所示，座体310还包含一凹陷部312。凹陷部312位于座体310的前侧311，且凹陷部312内具有至少一引导内壁313。引导内壁313连接停靠站300的凸板314，并且凸板314与第四接点321大致位于引导内壁313的中间位置。如此，当移动工作机100停入停靠站300的凹陷部312时，凹陷部312用以容纳至少部分的移动工作机100，故，不仅可以遮蔽且保护至少部分的移动工作机100，也可以缩减停靠站300与移动工作机100的整体体积。

此外，当移动工作机100开始尝试移至停靠站300时，通过引导内壁313的引导，移动工作机100更能够正确且快速地移至预设位置，此预设位置使得悬臂362能够就位于准备将电子装置200抬起的位置，以提高移动工作机100就定位的成功率。

在本实施例中，如图1与图3所示，移动工作机100还包含两个转轮160，这些转轮160相对地位于机体110上，且分别可滚动地接触引导内壁313。更具体地，每个转轮160枢设于机体110的底面112，且每个转轮160具有第一转动轴心161(即垂直穿过图3图面的轴线)。传动轮装置150具有彼此共轴的两个轮体151，且此两个轮体151分别枢接机体110，且此两个轮体151共有一第二转动轴心152。故，在当移动工作机100的传动轮装置150放置于一地面时(图1)，此两个第一转动轴心161彼此平行、都通过上述地面，且与第二转动轴心152相互正交。

需了解到，这些转轮160分别为不受动力驱动且可空转的转轮160，意即，通过引导内壁313的干涉，这些转轮160才会随其产生转动。然而，本发明不限于此，其他实施例中，这些转轮也可改为可受动力驱动而转动的转轮，或者，随着传动轮装置所同步连动。

图4A～图4D为图1的电子装置200从移动工作机100上移至停靠站300的连续示意图。如图2与图4A～图4C所示，当移动工作机100移至停靠站300的前侧311，且第二感应单元350感应到第一感应单元140时，第二控制单元330便得以驱使搬运装置360将电子装置200带离移动工作机100。如图4D所示，如此，由于电子装置200独自地挂设于停靠站300上，在机器人系统10便可以在不需要电子装置200时，将具有专业工作的电子装置200与移动工作机100分离，以便移动工作机100得以暂时离开电子装置200与停靠站300。

举例来说，但不以此为限，第一感应单元140为发光器，例如红外线或可见光的发光器(如LED)。第二感应单元350为例如红外线或可见光的光接收器。然而，其他实施例中，只要第一感应单元与第二感应单元能够相互感应，本发明不限第一感应单元与第二感应单元的确切位置。举例来说，第一感应单元与第二感应单元也可以分别为按钮与按压部的组合；或者，其他实施例中，第一感应单元与第二感应单元也可以分别为磁感应元件与磁铁；或者，其他实施例中，第一感应单元与第二感应单元也可以分别为发出及接收感应信号的电子元件。

如图1与图4A所示，电子装置200的机壳210的同侧(例如周面213的同侧)设有一凹槽215与一第一抵靠部217。凹槽215内具有相对的顶壁215T与底壁215B。第一抵靠部217位于凹槽215与机壳210的底面212之间，且第一抵靠部217较凹槽215的顶壁215T更接近凹槽215的底壁215B。第一抵靠部217为两个垫体218，各垫体218背对机壳210的周面213的位置具有一平面，然而，本发明不限于此，其他实施例中，第一抵靠部217背对机壳210的周面213的位置也可以具有凸弧面或转轮装置。此外，座体310的前侧311还具有一第二抵靠部315。第二抵靠部315位于导槽316与第四接点321之间，第二抵靠部315例如具有光滑面、低摩擦力材质，或是具有滚轮的装置，然而，本发明不限于此。

如图4A所示，当其上承载有电子装置200的移动工作机100到达停靠站300的前侧311时，电子装置200的凹槽215面向停靠站300的前侧311，且搬运装置360的悬臂362伸入凹槽215内。更具体地，搬运装置360的悬臂362位于凹槽215的底壁215B，或者，至少不位于凹槽215的顶壁215T。同时间下，第一抵靠部217可滑移地抵靠第二抵靠部315。

更进一步地，如图1与图4A所示，机壳210具有一定位柱216。定位柱216位于凹槽215内，且连接凹槽215的顶壁215T，且朝底壁215B的方向D1垂直延伸。举例来说，方向D1从顶壁215T垂直通过底壁215B。悬臂362的一面具有一定位开口363，例如贯穿口。

如图4B所示，当被驱动的悬臂362在凹槽215内上升(朝方向D2)至顶壁215T时，定位柱216恰匹配地卡合于定位开口363内。举例来说，方向D2从底壁215B垂直通过顶壁215T。更具体地，如图4A与图4B所示，定位柱216具有多个侧边斜面216L，定位开口363内具有多个倾斜内面363L。当定位柱216伸入定位开口363，通过倾斜内面363L与侧边斜面216L彼此贴合，定位柱216匹配地嵌合于定位开口363内。

如图4C所示，当被驱动的悬臂362在凹槽215内(朝方向D2)继续上升，使得悬臂362向上推着凹槽215的顶壁215T时，悬臂362将电子装置200带离移动工作机100，使得电子装置200完全分离移动工作机100，且让移动工作机100的第二接点132完全断开电子装置200的第三接点221(图2)。意即，在电子装置200与移动工作机100之间产生空气断差G。同时间下，当搬运装置360抬起电子装置200时，第一抵靠部217开始沿着第二抵靠部315向上(如朝方向D2)滑移。

图5A～图5C为图1的电子装置200从停靠站300放回移动工作机100的连续示意图。当并未承载电子装置200的移动工作机100停靠至停靠站300，且第二感应单元350感应到第一感应单元140，第二控制单元330驱使搬运装置360(图2)将电子装置200朝下(如方向D1)放至于移动工作机100上，使得电子装置200固定地接合于移动工作机100上，且让移动工作机100的第二接点132电性接触电子装置200的第三接点221。意即，消除了在电子装置200与移动工作机100之间的空气断差G。更具体地，通过引导内壁313的引导，移动工作机100更能够正确且快速地移至另一预设位置，此预设位置使得悬臂362能够就位于准备将电子装置200放下至移动工作机100的位置，以提高成功放下电子装置200的成功率。

如图4A所示，当被驱动的悬臂362下降至底壁215B时，定位柱216恰脱离悬臂362的定位开口363，故，由于电子装置200已被固定于移动工作机100上，且悬臂362不再干涉电子装置200，移动工作机100能够载着电子装置200一起离开停靠站300。

图6绘示依据本发明一实施例的机器人系统11的电子装置201被停靠站301抬起的上视图。如图6所示，图6的机器人系统11与图1的机器人系统10大致相同，其差异之一为：上述的搬运装置360不具图1的单一悬臂362，而是一包含两个悬臂365的叉架364，叉架364与悬臂365定义出一容置空间366；机壳240不具图1的凹槽215，而是壳体241与两个凸翼243，这些凸翼243分别位于壳体241的二相对侧242如此，当电子装置201移至停靠站301时，叉架364的二个悬臂365分别伸至壳体241的所述二相对侧242以及这些凸翼243下方，使得壳体241位于容置空间366内；接着，传动模块361(图2)驱使悬臂365同时上升且推动这些凸翼243，进而从移动工作机100上抬起电子装置201。

在上述各实施例中，移动工作机100为一吸尘扫地机，且吸尘扫地机具有吸尘开口115。吸尘开口115位于机体110的底面112且介于轮体151之间。然而，本发明不限于移动工作机的种类，举例来说，在其他实施例中，移动工作机也可以为一拖地机、一保全巡逻机。

最后，上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，都可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种机器人系统，其特征在于，包含：

移动工作机，包含机体与传动轮装置，该传动轮装置配置于该机体上，用以带动该机体移动；

电子装置，可分离地连接该移动工作机；以及

停靠站，包含座体与搬运装置，该搬运装置位于该座体上，用以选择性地将该电子装置带离该移动工作机，

其中该搬运装置包含至少一悬臂与一传动模块，该传动模块连动该悬臂，该悬臂可升降地位于该座体的一侧，用以从该移动工作机上抬起该电子装置，

其中该电子装置包含机壳与电子模块，该电子模块位于该机壳内，该机壳的一侧具有凹槽，以及

其中，当该悬臂伸入该凹槽内，该传动模块驱使该悬臂在该凹槽内朝上推动该电子装置。

2.如权利要求1所述的机器人系统，其中该机壳具有定位柱，该定位柱位于该凹槽内，且连接该凹槽的内壁，该悬臂的一面具有定位开口，

其中，当该悬臂于该凹槽内推动该电子装置时，该定位柱匹配地卡合于该定位开口内。

3.如权利要求1所述的机器人系统，其中该机壳的该侧具有第一抵靠部，座体的该侧还具有第二抵靠部，其中，当该搬运装置抬起该电子装置时，该第一抵靠部可滑移地抵靠该第二抵靠部，其中该第一抵靠部为平面、凸弧面或转轮。

4.如权利要求1所述的机器人系统，其中该电子装置包含机壳与电子模块，该电子模块位于该机壳内，该机壳具有两个凸翼，该些凸翼分别位于该机壳的二相对侧，且该至少一悬臂的数量为二个，

其中，当该二个悬臂分别移至该些凸翼下方，该传动模块驱使该二个悬臂朝上推动该些凸翼。

5.如权利要求1所述的机器人系统，其中该座体包含凹陷部，该凹陷部具有引导内壁，该引导内壁用以引导该移动工作机的移动，使得该至少一悬臂能够就位于准备将该电子装置抬起的位置。

6.如权利要求5所述的机器人系统，其中该移动工作机还包含两个转轮，该些转轮相对地位于该机体上，且分别可滚动地接触该引导内壁。

7.如权利要求1所述的机器人系统，其中该移动工作机包含第一控制单元与第一感应单元，该第一控制单元电连接该第一感应单元与该传动轮装置；以及

该停靠站包含第二控制单元与第二感应单元，该第二控制单元电连接该搬运装置与该第二感应单元，

其中，当该移动工作机停靠至该停靠站，且该第二感应单元感应到该第一感应单元，该第二控制单元驱使该搬运装置将该电子装置带离该移动工作机；

其中，当并未承载该电子装置的该移动工作机停靠至该停靠站，且该第二感应单元感应到该第一感应单元，该第二控制单元驱使该搬运装置将该电子装置放置该移动工作机上。

8.如权利要求1所述的机器人系统，其中该电子装置为智能管家装置、多媒体播放器、保全监控装置、智能秘书装置或空气清净机。

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