SE526433C2 - Drivanordning för robotstädare - Google Patents

Description

25 30 35 526 433 2 att lösa det problemet utvecklades en robotstädare så att robotstädaren hade förmåga att förflytta sig och städa automatiskt utan inverkan av en extern anordning. Utöver denna funktion utvecklades nyligen en robotstädare att inhysa funktioner för sterilisering av bakterier samt luftrening i hemmet.

FIG 1 är en perspektivvy som visar en konventionell robotstädare, från vilken ett lock är avlägsnat.

Med hänvisning till FIG 1, omfattar en robotstädare 10 en på en kropp 10a anordnad insugningsdel 11, en sensordel 12, en framàtriktad kamera 13, en uppåtriktad kamera 14, en drivanordning 15, en sändar/mottagardel 17, en styrenhet 18 samt ett batteri 19. Insugningsdelen 11 är anordnad på kroppen 10a för att dra in dammfylld luft från en i förhållande därtill motstående städyta.

Insugningsdelen 11 har en välkänd konstruktion, exempelvis omfattar insugningsdelen en insugningsmotor (visas ej) och en dammuppsamlande kammare för att uppsamla damm som dras in av insugningsmotorn genom en insugningsport eller ett städytan motstående insugnings- rör. Sensordelen 12 omfattar en hindersensor 12a anordnad längs en omkrets av sensordelens 12 kropp, för att vid förutbestämda intervall sända signaler till utsidan och mottaga en reflekterad signal, samt en förflyttnings- avståndsensor l2b som uppmäter robotstädarens 10 förflyttade sträcka. Den framåtriktade kameran 13 är anordnad på kroppen 10a för att fotografera bilder framåt och utmata de fotograferade bilderna till styrenheten 18.

Den uppåtriktade kameran 14 är anordnad på kroppen 10a för att fotografera bilder uppåt och utmata de fotograferade bilderna till styrenheten 18. De framåt- riktade och uppåtriktade kamerorna 13, 14 är valbara.

Drivanordningen 15 omfattar två drivna hjul 15a och l5b anordnade vid båda främre sidor, tvâ drivande hjul 15c och 15d anordnade vid båda bakre sidor, motorer 15e och 15f som genom rotation driver de respektive två bakre drivande hjulen 15c och 15d, samt en kuggrem som överför lO 15 20 25 30 35 526 433 3 en drivkraft från de två bakre drivande hjulen l5c och l5d till de två främre drivna hjulen l5a och 15b.

Drivanordningen 15 roterar respektive motor 15e och 15f oberoende i medurs/moturs-riktning enligt en styrsignal från styrenheten 18. Ändringen av robotstädarens riktning görs genom att rotera motorerna l5e och 15f med olika varvtal.

Styrenheten 18 behandlar de av sändar/mottagardelen 17 mottagna signalerna och styr respektive komponent därefter. Vidare kan robotstädaren 10 omfatta en tangent- I detta fall kan tangent- vara inrättad i kroppen inmatningsanordning (visas ej). inmatningsanordningen (visas ej) lOa och inkludera ett flertal tangenter för hantering av en funktionsuppsättning för robotstädaren, och styr- enheten 18 behandlar en genom tangentinmatnings- anordningen (visas ej) inmatad tangentsignal.

Batteriet 19 är anordnat på kroppen lOa och återladdas med kraft genom en utanför kroppen lOa anordnad kraftanslutning (visas ej) för batteri- uppladdning, och kopplas till och från en extern àterladdningsanordning (visas ej).

Robotstädaren 10 sänder trådlöst de av de framâtriktade och uppåtriktade kamerorna 13 och 14 fotograferade bilderna till utsidan. Robotstädaren 10 verkar i enlighet med den från utsidan mottagna styrsignalen.

När drivanordningen 15 roterar respektive motor l5e och 15f i samma riktning, roteras de tvâ drivande hjulen l5c och l5d samt de två drivna hjulen l5a och l5d i samma riktning, och följaktligen flyttas en städkropp lOa i en linjär riktning.

När motorerna l5e och 15f roterar i olika riktning, roteras de två drivande hjulen l5c och l5d, och de två drivna hjulen l5a och l5d i motsatt riktning, vilket flyttar städkroppen lOa i en roterande riktning. När ett hinder, såsom en tröskel eller matta, befinner sig framför roboten, roterar den konventionella robot- 10 15 20 25 30 35 526 435 4 städarens 10 drivanordning 15 de två drivande hjulen l5c och 15d, och de två drivna hjulen 15a och l5b i olika riktningar för att undvika hindret. Ibland vill dock användaren att robotstädaren 10 skall ta sig över hindret och rengöra ett ställe på andra sidan hindret, men den konventionella robotstädaren hade inte förmåga att göra så, eftersom den normalt viker av när den avkänner det framförvarande hindret. Om användaren drar robotstädaren 10 över hindret uppstår oljud och ofta stötar, vilket orsakar försämring av robotstädarens 10 hållbarhet.

Följaktligen finns inom industrin ett hittills ouppmärksammat behov som riktar sig mot förutnämnda brister och otillräckligheter.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning är inriktad på ovanstående problem inom teknikområdet. En aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommer en robotstädare med en drivanordning som tillåter robotstädaren att smidigt ta sig över ett hinder, såsom en matta eller tröskel. En annan aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommer en robotstädare som, genom att den dämpar stötar som uppkommer då robotstädaren tar sig över hindret, smidigt förflyttar sig över en städyta utan att ge ifrån sig oljud.

Ovanstående aspekter uppnås genom att åstadkomma en drivanordning för en robotstädare som omfattar en robotstädarkropp, ett i robotstädarkroppen anordnat motorpar som drivs av respektive kraftaggregat, ett drivande hjulpar som roteras av motorparet, och ett drivet hjulpar som följer det drivande hjulparet.

Drivanordningen inkluderar vidare ett drivkrafts- överföringsorgan som bringar de drivna hjulen och de drivna hjulen att röra sig tillsammans med varandra, en ramenhet anordnad att i robotstädarens kropp uppbära det drivande hjulparet och det drivna hjulparet, samt en stötdämpande enhet, anordnad att i ramenheten dämpa 10 15 20 25 30 35 526 433 5 stötar som uppstår från en städyta. I en utföringsform är drivkraftsöverföringsorganet en kuggrem och ramenheten är försedd med motorlock, varvid varje motorlock sträcker sig från ramenheten i en axiell riktning hos motorn.

Den stötdämpande enheten omfattar ett övre stödelement, ett undre stödelement, motsvarande det övre stödelementet, ett mellan det övre stödelementet och det undre stödelementet anordnat elastiskt element, samt en enhetsaxel som tränger genom det övre stödelementet, det elastiska elementet, och det undre stödelementet.

I en annan utföringsform är det elastiska elementet en sprialfjäder och rameneheten omfattar ett övre lock, ett, vid det övre locket anordnat, första undre lock, samt ett andra undre lock, vilket är anslutet till det första undre locket och anordnat vid det övre locket. Det övre locket kan vidare omfatta ett stödelement anordnat att uppbära den stötabsorberande enheten, samt en i stödelementet bildad öppning. Det första undre locket inkluderar också en i en av dess sidor bildad utskjutande del, att tillåta den utskjutande delen att svänga däri runt en och det övre locket har ett däri bildat urtag för axel tillhörande de drivande hjulen. Urtaget kan vara bågformat.

I ytterligare en utföringsform är det övre locket fast anordnat vid robotstädarens kropp och den stötdämpande enheten är anordnad mellan det övre locket, och de första och andra undre locken. Den stötdämpande enheten svänger, i enlighet med städytans beskaffenhet, runt de drivande hjulens axel tillsammans med de drivna hjulen.

I en annan utföringsform är motorerna direkt förbundna med de drivande hjulen som flyttar robotstädarkroppen och de drivna hjulen, och de drivande hjulen samt de drivna hjulen, har sågtandad yttre omkrets.

Andra system, metoder, kännetecken och fördelar gällande föreliggande uppfinning kommer att vara eller 10 15 20 25 30 35 526 453 6 bli uppenbara för fackmannen genom granskning av följande detaljerade beskrivning och figurer. Avsikten är att alla sådana ytterligare system, metoder, kännetecken och fördelar inkluderas i denna beskrivning, omfattas av föreliggande uppfinning och skyddas av de tillhörande kraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ovanstående aspekter och andra kännetecken hos föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i närmare detalj under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Ritningarnas beståndsdelar är inte nödvändigtvis skalenliga; tonvikt har istället lagts på att tydligt visa föreliggande uppfinnings principer. Vidare betecknar lika hänvisningsbeteckningar i ritningarna motsvarande delar för alla vyerna.

FIG l är en ritning som visar en perspektivvy av en konventionell robotstädare för vilken ett lock är avlägsnat; FIG 2 är en ritning som visar en perspektivvy av en robotstädares drivanordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; FIG 3 är en ritning som visar en perspektivvy av robotstädarens drivanordning enligt utföringsformen av föreliggande uppfinning; och FIG 4 är en ritning som visar en vertikal- projektionsvy över drivanordningen tillhörande robotstädaren enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN I det följande kommer föreliggande uppfinning att beskrivas i närmare detalj under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Robotstädaren 100 med drivanordningen enligt föreliggande uppfinning har samma konstruktion som den vanliga robotstädaren 10 som visas i FIG l. Robotstädaren 100 inkluderar en på en kropp l0a anordnad insugningsdel 10 15 20 25 30 35 11, en sensordel 12, en framátriktad kamera 13, en uppåtriktad kamera, en drivanordning 15, en sändar/mottagardel 17, en styrenhet 18, samt ett batteri 19. Eftersom konstruktionen och handhavandet av robotstädaren 100 liknar robotstädarens 10 i FIG 1, utelämnas beskrivning av dessa.

Med hänvisning till FIG 2 och 3 inkluderar robotstädarens 10 drivanordning en robotstädarkropp 101, ett motorpar 140, ett par drivande hjul 110, ett par drivna hjul 120, drivkraftsöverföringsorgan 130, en ramenhet 170, och en stötdämpande enhet 150. Det drivande hjulparet 110 uppbär robotstädarkroppen 101 i förhållande till en städyta, och motorparet 140 är fäst vid robot- städarkroppen 101 samt roteras med hjälp av ett kraft- aggregat oberoende i en riktning medurs eller en riktning moturs. Drivaxlarna 111 är dessutom koaxialt förbundna med motorparet 140 och roteras i medurs- eller moturs- riktning med hjälp av motorparets 140 rotation.

Drivaxlarna 111 skjuter ut från de drivande hjulen 110 och är vid respektive ände förbundna med drivtrissor 113.

Det drivna hjulparet 120 är förbundet med robot- städarkroppen 101 genom drivaxlar 121. Varje drivet hjul 120 roteras tillsammans med det drivande hjulet 110 och är beläget på samma sida som detta. Drivaxlarna 121 skjuter ut från de drivande hjulen 110 till utsidan och är förbundna med drivtrissorna 123.

Drivkraftsöverföringsorganet 130 överför en drivkraft från motorparet 140 till det drivande hjulparet 110, och till de drivna hjulen 120.

Drivkraftsöverföringsorganet 130 inkluderar en på de drivande hjulen 110 och de drivna hjulen 120 anordnad kuggrem. Kuggremmen förbinder via trissorna 113 och 123 de drivande hjulen 110 och de drivna hjulen 120, varvid axlarna 111 och 121 inte skjuter ut från de drivande hjulen 110 och de drivna hjulen 120 till utsidan, samt är anslutna till trissorna 113 och 123. Kuggremmen kan även utan användning av trissorna 113 och 123 vara direkt 10 15 20 25 30 35 8 anordnad på de exponerade delarna av axlarna 111 och 121, och i ett sådant fall tillhandahålls även ett separeringsförhindrande organ (visas ej) för att hindra kuggremmen från att separera från axlarna 111 och 121. ett vid och Ramenheten 170 inkluderar ett övre lock 171, det övre locket 171 anordnat första undre lock 175, ett, till det första undre locket 175 anslutet och vid det övre locket 171 anordnat, andra undre lock 173.

Ramenheten uppbär de drivande hjulen 110 och de drivna hjulen 120 samt är anordnad i robotstädarens kropp 101.

Det övre locket 171 är försett med ett motorlock 177, vilket sträcker sig från det övre locket 171 längs en axiell riktning hos motorn 140 och övertäcker motorns 140 yttre omkrets. Ramenheten 170 kan tillverkas av ett lättviktsmaterial såsom plast. Det övre locket 171 är även försett med ett stödelement 160 för uppbärande av den stötdämpande enheten 150. Stödelementet 160 har en däri bildad öppning 161. Den stötdämpande enheten 150 är fäst vid ramenhetens 170 övre lock 171 och dämpar stöten.

Det första undre locket 175 har en i sin ena sidoyta bildad utskjutande del 133. Det övre locket 171 har ett urtag 135 för att däri tillåta den utskjutande delen 133 att svänga runt de drivande hjulens 110 axel. Urtaget 135 svarar mot den utskjutande delen 133 och är format som en båge. När följaktligen ett hinder ligger framför robot- städaren, svänger det första undre locket 175 och det andra undre locket 173 tillsammans med de drivna hjulen 120 runt det drivande hjulets 110 axel 111. hjulets 120 svängrörelse begränsas till ett djup hos det övre lockets 171 urtag 135. Det övre locket 171 är fäst vid robotstädarens kropp 101. Den stötdämpande enheten Det drivna 150 är anordnad mellan det övre locket 171 och de första och andra undre locken 175 och 173.

När hindret ligger framför robotstädren 100, svänger de drivna hjulen 120 uppåt runt de drivande hjulens 110 axel 111, och genom de drivna hjulens 120 uppåtriktade rörelse verkställer den stötdämpande enheten 150 den 10 15 20 25 30 35 526 453 9 stötdämpande funktionen. När robotstädaren tar sig över hindret, rör sig de drivna hjulen nedåt mot en därtill motstående städyta. Den stötdämpande enheten dämpar såldes oljud och stötar som uppkommer när robotstädaren 100 slår ner på städytan.

Motorerna 140 är direkt förbundna med de drivande hjulen 110 för förflyttning av robotstädarkroppen 101.

Istället för de drivmotorer 140 som används här, kan motorer med växeltrissor användas.

De drivande hjulen 110 och de drivna hjulen 120 har sågtandade yttre omkretsar, vilket gör att kontaktkraften ökar när robotstädaren 100 stöter på ett hinder, eller när robotstädaren kommer i kontakt med städytan, och robotstädaren tar sig över hindret eller kör stadigt på städytan, utan att glida.

FIG 4 är en sidovy som visar huvuddelarna hos robotstädarens drivanordning enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Den stötdämpande enheten 150 kommer hädanefter att beskrivas under hänvisning till FIG 4. Den stötdämpande enheten 150 är anordnad på ramenheten 170 för att dämpa stötar som uppstår när robotstädaren sammanstöter med städytan, Den stötdämpande enheten 150 inkluderar ett övre stödelement 153, stödelementet, ett undre stödelement 155 motsvarande det övre ett mellan det övre stödelementet 153 och det undre stödelementet 155 anordnat elastiskt element 151. En enhetsaxel (unit shaft 157) elastiska elementet, det övre stödelementet 153, och det tränger genom det undre stödelementet 155. I en annan utföringsform är det elastiska elementet en sprialfjäder.

Följande är en beskrivning av handhavande av robotstädarens 100 drivanordning 200 med den som ovan konstruerade stötdämpande enheten 150. När driv- anordningen 200, som visas i FIG 2 till 4, driver motor- paret 140 i samma riktning, roterar de drivande hjulen 110 i samma riktning, och således erhåller de drivna hjulen 120 i enlighet med detta genom kuggremmen 130 en 10 15 20 25 30 35 526 433 10 drivkraft. Därmed rör sig robotstädarens kropp 101 till önskade platser riktning genom att flytta sig framåt eller bakåt.

När motorparet 140 drivs i olika riktningar roteras de drivande hjulen i olika riktningar. På samma sätt som ovan erhåller de drivna hjulen 120 drivkraften genom kuggremmarna 130, och följer de drivande hjulen för att rotera robotstädarkroppen 101. Om ett hinder, såsom en tröskel eller matta, befinner sig framför robotstädaren 100, svänger de drivna hjulen uppåt runt de drivande hjulens 110 drivande axel lll, och den stötdämpande enheten 150 utför den stötdämpande funktionen. När robot- städaren 100 tar sig över hindret, svänger de drivna hjulen 120 nedåt mot den motstående städytan, så att den stötdämpande enheten 150 dämpar det oljud och den stöt som uppkommer genom robotstädarens nedslag på städytan.

Det första undre locket 175 och det andra undre locket 173 uppbär de drivna hjulens 120 rörelser, och den i ramenheten 170 anordnade stötdämpande enheten.

De drivna hjulen 120 rör sig uppåt eller nedåt tillsammans med det första undre locket 175 och det andra undre locket 173, och tillåter därigenom robotstädaren 100 att smidigt ta sig över hindret. Eftersom stöten dämpas, tar sig robotstädaren 100 smidigt över hindret, vilket också föranleder oljudet och stöten att minska.

Som beskrivs ovan besväras en användare mindre när ett hinder, såsom en matta eller en tröskel, är placerad framför robotstädaren, eftersom drivanordningen 200 tillåter robotstädaren 100 att smidigt ta sig över hindret, samtidigt som oljud och stötar dämpas.

Ovanstående utföringsform och fördelar är endast exempel och skall inte tolkas som begränsande för uppfinningen. Föreliggande uppfinnings beskrivning är avsedd att vara illustrativ och inte att begränsa kravens omfattning. Många alternativ, modifieringar och variationer kommer att framgå för fackmannen. i kraven är Funktionella satser (means-plus-function) 10 15 20 25 30 35 526 4-33 ll avsedda att omfatta de här beskrivna strukturerna liksom utförande av den omnämnda funktionen och inte bara strukturella ekvivalenter utan även ekvivalenta strukturer.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 526 4-55 12 PATENTKRAV

1. Drivanordning för en robotstädare (100) omfattande: (10a); (10a) som drivs av respektive kraftaggregat; en robotstädarkropp ett i robotstädarkroppen anordnat motorpar (140), ett drivande hjulpar (110) som roteras av motorparet (140); ett drivet hjulpar (120) som följer det drivande hjulparet (110): ett drivkraftsöverföringsorgan (130) drivande hjulen (110) och de drivna hjulen (120) att röra som bringar de sig tillsammans med varandra, k ä n ri e t e <: k n a d av (170), (10a) uppbära det drivande hjulparet (120): en stötdämpande enhet (150), anordnad att i ramenheten anordnad att i robotstädarens kropp (110) en ramenhet och det drivna hjulparet samt (170) dämpa stötar som uppstår från en städyta.

2. Drivanordning enligt krav 1, varvid drivkraftsöverföringsorganet (130) är en kuggrem.

3. Drivanordningen enligt krav 1, varvid ramenheten (170) motorlock sträcker sig från ramenheten (170) i en axiell (140). är försedd med motorlock (177), varvid varje riktning hos motorn

4. Drivanordning enligt krav 1, varvid den stötdämpande enheten (150) ett övre stödelement omfattar: (153): ett undre stödelement (155), motsvarande det övre stödelementet (153); ett mellan det övre stödelementet (153) och det undre stödelementet (155) anordnat elastiskt element (l5l); samt en enhetsaxel (157) som tränger genom det övre 10 15 20 25 30 35 13 den elastiska enheten (151) och det (155). (153), undre stödelementet stödelementet

5. Drivanordning enligt krav 4, varvid det elastiska elementet (155) är en spiralfjäder.

6. Drivanordning enligt krav 1, varvid ramenheten (170) omfattar: ett övre lock (l7l); ett vid det övre locket (171) anordnat första undre lock (l75); samt (173), vilket är anslutet till det första undre locket och anordnat vid det övre locket. ett andra undre lock

7. Drivanordning enligt krav 6, varvid det övre locket (160) anordnat att uppbära den stötdämpande enheten (150), och en i (171) vidare omfattar ett stödelement stödelementet bildad öppning (161).

8. Drivanordning enligt krav 6, varvid det första undre locket (175) inkluderar en i en av dess sidor bildad utskjutande del (133), och det övre locket (171) inkluderar ett däri bildat urtag (135) för att tillåta den utskjutande delen (133) att svänga däri runt en axel (111) tillhörande de drivande hjulen (110).

9. Drivanordning enligt krav 8, varvid urtaget (135) är bâgformat.

10. Drivanordning enligt krav 6, varvid det övre locket (171) är fast anordnat vid robotstädarens kropp (10a).

11. ll. Drivanordning enligt krav 6, varvid den stötdämpande enheten (150) är anordnad mellan det övre locket (171) och de första och andra undre locken (175, 173), samt i enlighet med städytans beskaffenhet svänger runt de drivande hjulens (110) axel tillsammans med de drivna 10 14 hjulen (120).

12. Drivanordning enligt krav 1, varvid motorerna (140) är direkt förbundna med de drivande hjulen (110) som flyttar robotstädarkroppen (l0a).

13. Drivanordning enligt krav 1, varvid de drivande hjulen (110) och de drivna hjulen (120) har en respektive sâgtandad yttre omkrets.