CN114197925A - 用于清洁游泳池的自主式交替抽吸机器人 - Google Patents

Abstract

用于清洁游泳池的机器人(100)，其包括碎屑收集本体(10)、能够使机器人沿两个大致相反的方向D₁和D₂交替移动的推进和抽吸系统，以及供电装置，该本体(10)包括两个隔室(14a、14b)，这两个隔室(14a、14b)由隔断(15)分隔开并且各自设置有进水口(40a、40b)。根据机器人的运动方向，在一个隔间中进行抽吸，并且在另一个隔间中阻止抽吸。可以借助于通过转台20旋转的枢转抽吸孔口25来交替进行抽吸。

Description

用于清洁游泳池的自主式交替抽吸机器人

技术领域

本发明属于用于维护游泳池的装置的领域、特别是用于清洁游泳池的机器人的领域、并且更特别地涉及用于清洁游泳池的具有交替抽吸功能的自主式抽吸机器人。

背景技术

为了清洁游泳池和其他类似的人工池，使用通常被称为游泳池机器人的清洁机器人是已知的，其主要功能是吸走碎屑。存在各种类型的游泳池机器人，包括电动机器人。

在现有技术中描述了许多电动机器人。这些机器人已经历经数项技术更改，尤其关于机器人的移动性的更改，并且更特别地是在这些机器人的用于对池底表面进行完全清扫的自动定向方面的更改。例如，一些机器人是双向的，其中，两个运动方向大致偏移，以便有效地覆盖水池的整个表面，而无需在相同的方向上进行回程。

欧洲专利EP 3283711 B1以申请人的名义公开了一种游泳池清洁机器人，该机器人包括由推进马达和电动液压喷水泵组成的单元以及碎屑回收本体，该碎屑回收本体包括为所述单元供电的电池，并且该单元和电池被包括在机器人本体外部的防水的旋转转台中。机器人有利地包括自动转向装置，该自动转向装置包括紧固至转台的叶片。

该双向机器人通过从紧固至转台的旋转喷嘴发出的水射流的作用而被推动以在两个大致相反的方向上交替运动，该旋转喷嘴适于采用两个相反的角度位置。

对于该机器人，并且更普遍地对于所有已知的机器人，抽吸独立于机器人的运动方向进行。大多数机器人都具有一个主抽吸孔口，无论机器人的运动如何，水都会通过该主抽吸孔口进入机器人的碎屑回收本体。

一些机器人设置有多个抽吸孔口、例如两个孔口，其中一个孔口位于机器人的前侧附近，另一个孔口位于机器人的后部，以用于反复通过碎屑区，换句话说，为了改善碎屑的清理和收集工作而进行连续的抽吸。然而，通过多个孔口获得的抽吸力仍然与通过单个孔口获得的抽吸力相等，其中，所述单个孔口的横截面等于所述多个孔口的横截面之和。另外，在第一个抽吸孔口通过时抽吸力不足以“提升”最重的碎屑时，第二孔口的通过仍然是同样无效的，或几乎不会更有效。

因此，如示意性地示出了现有技术的图5所示，根据机器人的运动方向，这两个抽吸孔口不具有相同的有效性。这是因为位于机器人的运动方向前部处的抽吸孔口会吸走大部分碎屑，而位于后部处的另一个孔口只会吸留残留在底部的一些碎屑。因此，具有相对于所述机器人的中平面对称的两个抽吸孔口的机器人的功效比包括具有相等横截面的单个抽吸孔口的机器人的功效略微优越。

考虑到抽吸孔口的位置的重要性，该抽吸孔口必须位于机器人的前边缘附近以便回收碎屑，而使得这些碎屑不会因机器人的向前行进而被分散，并且便于捕获在泳池的底部边缘处的碎屑，因此使用相对于机器人而偏离中心的单个孔口是不明智的。

对于具有两个抽吸孔口的双向游泳池机器人，现有技术的解决方案无法将全部抽吸力自动地集中在根据机器人的运动方向的最有效的单个抽吸孔口上。

总之，泳池机器人配备有一个或更多个抽吸泵，并且可以具有一个或两个抽吸孔口。通常位于机器人的轴线上的单个孔口例如不能有效地捕获周缘壁部附近的碎屑。解决方案包括在机器人的每个端部处构建一个孔口，这将有可能解决该问题，但是，这两个孔口的同时运行会导致每个孔口处的抽吸力更低，从而导致功效损失。保持同时启用的两个孔口的功效将涉及使泵的抽吸力增大一倍，这将增加其成本，并且使能量消耗增加一倍，并且不利于电池供电的机器人的范围。

所提出的解决方案使得能够通过制造包括具有交替功能的两个端部孔口——这使得在启用的孔口上可以利用泵抽吸的全部流量——的机器人来解决这些问题，而不增加功率且不损失功效。

发明内容

本发明的主要目标是通过提出具有交替抽吸功能的游泳池机器人来克服现有技术的局限性，根据所述机器人的运动方向，所述抽吸在一个时刻仅通过一个孔口进行，从而改善了抽吸效率和/或减少机器人的能量消耗。

为此，本发明涉及用于清洁游泳池的机器人，该机器人包括碎屑收集本体、能够使机器人在两个大致相反的方向上交替移动的推进和抽吸系统、以及诸如供能电池的供电装置。该机器人的卓越之处在于，本体包括由隔断分隔开的两个过滤隔室并且两个过滤隔室各自设置有进水口，所述隔断使得能够根据机器人的运动方向而将机器人的全部抽吸力集中在一个隔室中并在另一个隔室中阻止抽吸。

根据一个有利的实施方式，推进和抽吸系统和供电装置被包括在机器人的本体外部的防水的旋转转台中，并且机器人的每个运动方向通过转台的自动定向来确定。

根据另一实施方式，推进和抽吸系统包括两个电动推进器，所述推进器中的每个推进器在运动方向中的一个运动方向上提供对机器人的推进力，并且在过滤隔室中的一个过滤隔室中提供抽吸力。

有利地，机器人包括与转台成一体的枢转抽吸孔口，所述孔口允许水穿过一个隔室并阻止水穿过另一个隔室，从而根据机器人的运动方向将机器人的总抽吸力集中在一个隔室或另一个隔室中。

更特别地，枢转抽吸孔口包括侧部开口和顶部开口，侧部开口在一个时刻与一个隔室连通，并且顶部开口与机器人的出水口连通。

例如，枢转抽吸孔口呈具有圆形基部的中空圆柱体的形式，侧部开口形成在所述圆柱体的直径上，并且顶部开口是轴向的并且与所述侧部开口相邻。

有利地，枢转抽吸孔口布置在隔断上方，以便与所述隔断的顶边缘齐平地装配。

枢转抽吸孔口可以通过螺纹连接固定至转台。

根据一个实施方式，推进和抽吸系统是由推进马达和电动液压喷水泵的组成单元。

上文刚刚以其最基本的形式公开了本发明的基本概念，通过阅读下面的根据本发明原理的用于清洁游泳池的机器人的非限制性示例实施方式给出的描述并参照附图，其他细节和特征将更加清楚地显现。

附图说明

附图和任一附图中的元件不一定具有相同的比例。在所有附图中，相同的元件具有相同的附图标记。

由此在附图中所示的是：

图1：根据本发明的游泳池机器人的立体图；

图2：图1的机器人的侧视图；

图3：机器人的示意性侧视图，展示了机器人的内部元件；

图4：根据本发明的枢转抽吸孔口的立体图；

图5：现有技术的机器人的示意性纵向截面图；

图6a：在第一运动方向上的根据本发明的机器人的本体的示意性纵向截面图；

图6b：在与图6a中的方向相反的第二运动方向上的机器人本体的示意性纵向截面图；

图7：图6a和图6b中的机器人的第一方面；

图8：图6a和图6b中的机器人的第二方面；

图9：根据本发明的机器人的局部立体图；

图10：根据本发明的机器人的另一局部立体图；

图11：根据本发明的机器人的局部侧视图；

图12：图11中的机器人的沿横向平面A-A截取的横截面；

图13：根据本发明的机器人的局部正视图；

图14：图13中的机器人的沿纵向平面B-B截取的横截面。

具体实施方式

在任何情况下，均不以限制性或约束性方式来解释本说明书中使用的术语。这些术语是结合对本发明的某些实施方式的详细描述而简单地使用的。

在下面描述的实施方式中，参考了主要意在用于清洁游泳池的自主式机器人。该示例是非限制性的，给出该示例是为了更好地理解本发明，并且不排除将本发明应用于用于浸泡在液体中的表面的任何清洁机器人或装备有其他器具、比如电动清扫机的抽吸头。

在本说明书的其余部分中，术语“机器人”或表述“游泳池机器人”在表示上不存在区别，并由此扩展为用于清洁游泳池的自主式机器人。

图1和图2示出了根据本发明的机器人100，该机器人主要包括：本体10，该本体通过将顶部壳体11和底部壳体12组装而形成；防水的转台20，该防水的转台包括由未示出的推进马达和电动液压泵及其电力供给电池组成的单元；轮30；以及设置在本体10的底部的进水口40a和进水口40b。

本体10可以具有任何形式和尺寸，以便适应各种尺寸的水池，优选地，为了实用性和周全的外观，该本体具有大致紧凑的形式和较小的尺寸。根据所示的示例性实施方式，本体10由能够装配在一起的两个部分、即顶部壳体11和底部壳体12组成，因此有利于拆卸本体10以进入所述本体的内部空间。在图3中能够观察到的，本体10的内部空间就其一部分而言包含呈过滤器13形式的碎屑收集装置，该碎屑收集装置被置于由所述本体的底部部分、例如底部壳体12呈现的容器上方。

转台20安装在本体10上面，并且主要包括由推进马达和电动液压喷水泵及其电力供给电池组成的单元，它们在图3中以虚线示出。转台20通过旋转连接件安装在本体10上，在此通过本体上的围绕接纳转台的环形基部的孔的环形套环来实现，并且根据专利EP3283711B1中描述的原理，转台20沿机器人100的运动方向定向。

术语“转台”在此通常用作普遍接受的旋转装置，该旋转装置放置在车辆上，以便定向构件并可选地保护构件。

推进马达/泵单元包括电动马达、减速齿轮和涡轮机，其功能是抽吸通过进水口40a和40b进入并经过过滤器13的水、并通过从转台20突出的喷射喷嘴21将水排出以便推进机器人100，排出的方向大致平行于游泳池的底部以有利于进行推进。

替代性地，代替轮30或除了轮30之外，机器人100可以包括其他驱动装置、比如滚轮或轨道。

根据本发明的基本方面并参照图3，机器人100包括：在本体10中的分离隔断15，该分离隔断将本体的内部空间分为两个独立的隔室14a和14b；以及枢转抽吸孔口25，该抽吸孔口与旋转转台20集成在一起。

隔断15竖向地布置在本体10的横向中平面上，从而将本体分成具有大致相等容积的两个隔室。有利地，隔断15具有几毫米的较小厚度，以便限制对有效碎屑收集容积的占用。隔断15具有与枢转抽吸孔口25齐平的顶部边缘配装件。

枢转抽吸孔口25通过转台20旋转，并且包括侧部开口251和顶部开口252。根据转台20的取向并且由此根据枢转孔口25的取向，侧部开口251被放置在隔断15的任一侧上，使得该孔口在一个时刻与一个隔室14a或隔室14b连通，因此在单个进水口40a或40b处集中抽吸。顶部开口252本身通向机器人的喷射喷嘴21。

枢转孔口25既可以允许水穿过本体10的隔室也可以阻止水穿过另一隔室，反之亦然，由此可以使水在单个方向上循环，像阀一样。

如在图3的示例中，侧部开口251和顶部开口252可以分开，或者如在图4的示例中，与共用边缘邻接，在这种情况下，它们的边缘形成在枢转孔口25的侧面和顶面延伸的闭合曲线。

根据图4中的示例性实施方式，枢转孔口25呈半圆柱体的形式，该半圆柱体具有平坦的中空圆形基部，其中，侧部开口251是矩形的并且沿着基部的直径延伸，顶部开口252是呈半圆形式的轴向孔。因此，枢转孔口25限定了具有圆形侧壁的腔，这有利于抽吸期间的水循环，同时还有助于形成朝向顶部开口252会聚的涡流。枢转孔口25还包括未图示的固定装置，该固定装置使其能够与转台20组装在一起。这种装置例如是在枢转孔口的侧面上形成的螺纹，以便将所述孔口旋拧到转台中的合适钻孔中。

根据本发明的枢转孔口25可以具有其他形式，该形式被设置成在允许水抽吸进入到本体的第一隔室中的同时，将水阻塞在第二隔室中，并且这根据转台的旋转以交替的方式进行。

参照图3，枢转孔口25朝向前隔室14b定向，机器人100沿由实心箭头所标示的方向D1移动。因此，抽吸仅集中在隔室14b中，水通过前进水口40b进入，依次经过过滤器13、枢转孔口25的侧部开口251和顶部开口252，最后通过喷射喷嘴21而涌出，这是未示出的。在后隔室14a中，这种抽吸被枢转孔口25阻塞，该枢转孔口25封闭了所述隔室与隔断15之间的通道。

因此，所有抽吸力用于进水口14b处，而不是像现有技术那样分配在两个入口上。因此，由于抽吸截面的减小，在入口14b处获得的负压或抽吸力更大。

当机器人100改变运动方向并再次沿方向D2启动时，该机构描述为相反，并且抽吸集中在隔室14a中，该隔室14a成为机器人的前隔室。

描绘了现有技术的图5与描绘了本发明的图6a和图6b之间的比较使得能够理解：与将抽吸力分配在两个进水口上以进行交替抽吸相比，通过在单一的进水口处集中抽吸力以进行交替抽吸所带来的优势。

在同时进行抽吸的情况下，在两个进水口之间共享有效的可用功率P，每个进水口都以等于P/2的有效功率进行抽吸，损失较小。

在交替抽吸的情况下，有效的可用功率P在一个时刻完全留给一个进水口，并且通过另一进水口进行的抽吸被阻塞。

图7示意性地示出了通过根据以下描述的实施方式的转台20和枢转孔口25实施的交替抽吸。

替代性地，图8示意性地示出了在双向推进的双推进器机器人中获得的交替抽吸，其中，本体10被隔断15分成两个过滤隔室。根据该设计，每个抽吸/推进推进器与单个过滤隔室相关联，过滤隔室本身与单个抽吸孔口相关联。因此，分离隔断15的存在使得可以根据所述机器人的运动方向将机器人的总抽吸力集中在一个隔室或另一隔室中。

图9至图14示出了安装在诸如图1和图2所示的真实的游泳池机器人中的分离隔断15和枢转抽吸孔口25。

考虑到本发明，清楚的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以对机器人，特别是对分离隔断和/或枢转抽吸孔口进行较小的修改，本发明的主要目的是进行交替抽吸。

Claims (10)

1.一种用于清洁游泳池的机器人(100)，所述机器人包括碎屑收集本体(10)以及推进和抽吸系统，所述推进和抽吸系统能够使所述机器人沿两个大致相反的方向D₁和D₂交替移动，其特征在于，所述本体(10)包括由隔断(15)分隔开的两个过滤隔室(14a、14b)，并且所述两个过滤隔室各自设置有进水口(40a、40b)，所述隔断使得能够根据所述机器人的运动方向将所述机器人的总抽吸力集中在一个隔室中并且在另一隔室中阻止抽吸。

2.根据权利要求1所述的机器人(100)，其中，所述推进和抽吸系统被包括在所述机器人的所述本体(10)外部的防水的旋转转台(20)中，并且其中，所述机器人的每个运动方向通过所述转台的自动定向来确定。

3.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述推进和抽吸系统包括两个电动推进器，所述推进器中的每个推进器在所述运动方向中的一个运动方向上提供对所述机器人的推进力，并且在所述过滤隔室中的一个过滤隔室中提供抽吸力。

4.根据权利要求2所述的机器人(100)，包括与所述转台(20)成一体的枢转抽吸孔口(25)，所述孔口允许水穿过一个隔室并阻止水穿过另一个隔室，从而根据所述机器人的运动方向将所述机器人的总抽吸力集中在一个隔室或另一个隔室中。

5.根据权利要求4所述的机器人(100)，其中，所述枢转抽吸孔口(25)包括侧部开口(251)和顶部开口(252)，所述侧部开口在一个时刻与一个隔室(14a、14b)连通，并且所述顶部开口与所述机器人的出水口连通。

6.根据权利要求5所述的机器人(100)，其中，所述枢转抽吸孔口呈具有圆形基部的中空圆柱体的形式，所述侧部开口(251)形成在所述圆柱体的直径，并且所述顶部开口(252)是轴向的并且与所述侧部开口相邻。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的机器人(100)，其中，所述枢转抽吸孔口(25)布置在所述隔断(15)上方，以便与所述隔断的顶边缘齐平地装配。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的机器人(100)，其中，所述枢转抽吸孔口(25)通过螺纹连接固定至所述转台(20)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(100)，其中，所述推进和抽吸系统是由推进马达和电动液压喷水泵组成的单元。

10.根据前述权利要求中任一项所述的机器人(100)，还包括机载供电电池。

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