TW201936108A - 清掃機 - Google Patents

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Abstract

揭露一種清掃機，其中，清掃機主體配置為可相對於懸架單元上升和下降，該懸架單元被設置以吸收施加到滾輪單元的衝擊，從而使懸架單元即使在調節清掃機主體高度時，也能連續地吸收衝擊。該清掃機包括：清掃機主體；充電端子，被配置以連接到用於充電的外部對接裝置，並設置在清掃機主體的底表面上；驅動單元，包含用於驅動清掃機主體的滾輪單元；升降單元，耦接到清掃機主體，以便與清掃機主體一起上升或下降，且安裝到驅動單元，以使可上升和可下降；及控制器，用於當清掃機主體準備與對接裝置對接時，使升降單元上升，以使清掃機主體向上移動。

Description

清掃機
本發明涉及一種清掃機，特別是涉及一種能夠選擇性地執行自動清潔或手動清潔的清掃機。
通常，清掃機包括：一清掃機主體，其設置有一抽吸單元和一集塵盒；以及一清潔噴嘴，其連接到該清掃機主體，並在接觸待清潔區域的同時執行清潔。
清掃機分為：手動清掃機，使用者以該手動清掃機手動地執行待清潔區域的清潔；以及自動清掃機，其在待清潔區域上自主地行進的同時執行清潔。
在使用手動清掃機的情況下，透過電動馬達的動力在抽吸單元中產生抽吸力。在這種情況下，如果使用者用手抓住清潔噴嘴或清掃機主體，並將該清潔噴嘴放在待清潔區域上，則存在於待清潔區域上諸如灰塵的異物透過抽吸力被吸入清潔噴嘴中，並且所吸入的異物被收集在集塵盒中。以這種方式，執行手動清掃機的清潔操作。
在使用自動清掃機的情況下，除了抽吸單元和集塵盒之外，超音波感測器和/或攝影機感測器(camera sensor)也安裝到清掃機主體。當清掃機主體使用上述感測器在待清潔區域上自主行進時，存在於待清潔區域上的異物透過在抽吸單元中產生的抽吸力被吸入清潔噴嘴中，並且所吸入的異物被收集在集塵盒中。以這種方式，執行自動清掃機的清潔操作。
手動清掃機的清潔噴嘴被使用者移動並且與待清潔區域緊密接觸；而自動清掃機的清潔噴嘴耦接到清掃機主體，以便與待清潔區域緊密接觸。
手動清掃機和自動清掃機的每一個進一步包括滾輪，該等滾輪安裝到清掃機主體，並且使清掃機主體可以透過滾輪移動。安裝到手動清掃機 的滾輪讓使用者在執行清潔時能夠容易地拉動放置在待清潔區域上的清掃機主體。安裝到自動清掃機的滾輪透過在電動馬達中產生的驅動力旋轉，從而清掃機主體可以自主地行進。
最近，亦積極地開發出能夠選擇性地執行自動清潔或手動清潔的清掃機。無論清掃機被配置以僅執行自動清潔還是能夠選擇性地執行自動清潔或手動清潔，當清掃機以自動清潔模式操作時，在清掃機主體行進時，清潔噴嘴與待清潔區域保持緊密接觸。然而，清掃機在其上行進的待清潔區域的狀態可以變化很大，這對清掃機的行進性能有很大的影響。
例如，在客廳的地板覆蓋有地毯的情況下，地毯的纖維可能被清潔噴嘴的抽吸力捲入抽吸口，並且，這種施加在地毯與抽吸口之間的抽吸力可能會阻止清掃機平穩地行進。另外，當清掃機以自動清潔模式操作並且在地毯上行進時，滾輪可能由於地毯的纖維而滑動，因此清掃機可能無法正常行進。此外，清潔噴嘴可能卡在地毯中，因此清潔噴嘴與地毯之間可能產生大量的摩擦，從而使清掃機可能無法正常行進。
清掃機進一步配備有用於儲存電能的電池。就近期開發的清掃機的情況而言，在自動清潔模式期間，當電池的充電狀態下降到低於預定程度時，清掃機自主地行進至充電座，並自動與充電座對接以使電池充電。
特別是，在能夠選擇性地執行自動清潔或手動清潔的清掃機的情況下，充電座使用72V的高電壓對電池充電。因此，基於安全原因，充電座配置為使得充電端子在正常時間下不暴露，並且僅在清掃機與其對接時才暴露。因此，對於配置為選擇性地執行自動清潔和手動清潔的清掃機來說，自動且安全地與充電座對接是非常重要的。
為了調節清潔噴嘴對於待清潔區域的抽吸力，並且允許清掃機主體自動與充電座對接，其中充電座使用72V的高電壓對電池充電，清掃機主體必須配置為可以上升或下降。
傳統的清掃機配置為使得包含滾輪的滾輪單元上升或下降，並且因此使安裝有滾輪單元的清掃機主體上升或下降。換句話說，如果滾輪單元在滾輪由諸如地板的待清潔區域支撐的情形下上升或下降，則清掃機主體隨著滾輪單元的垂直移動而上升或下降。
在清掃機配備有用於吸收施加到滾輪單元的衝擊的懸架單元的 情況下，滾輪單元安裝到懸架單元以便可垂直地移動。然而，當滾輪單元上升或下降以使清掃機主體向上或向下移動時，懸架單元的減震性能降低。
本發明的目的是提供一種清掃機，其中，一清掃機主體被配置以相對於一懸架單元可上升和可下降，其中該懸架單元被設置以吸收施加到一滾輪單元的衝擊，從而即使在調節該清掃機主體的高度時，該懸架單元也能夠連續地吸收衝擊。
本發明的另一目的是提供一種清掃機，其中，當在其底表面設置有一充電端子的一清掃機主體與一外部對接裝置對接，以對設置在該清掃機主體內部的一電池充電時，該清掃機主體上升使得該充電端子定位於能夠連接到該對接裝置的位置。
本發明的另一個目的是提供一種清掃機，其中，當形成在其底表面中具有一抽吸口的一清潔噴嘴清潔地毯時，該清潔噴嘴上升以便防止地毯的纖維被捲入該抽吸口中。
本發明的另一個目的是提供一種清掃機，其中，當用於允許一清掃機主體上升或下降的一升降單元安裝到一懸架單元時，該升降單元和該懸架單元的總寬度減小，從而確保用於將該升降單元設置在該清掃機主體中的空間。
然而，本發明欲實現的目的不限於上述目的，並且所屬技術領域中具有通常知識者從以下描述中將清楚地理解未提及的其他目的。
根據本發明，透過提供一種清掃機，可以實現上述和其它目的，該清掃機包括：一清掃機主體；一滾輪單元，包含一滾輪，該滾輪被配置以支撐該清掃機主體，以使該清掃機主體在一待清潔區域上行進；一懸架單元，該滾輪單元安裝到該懸架單元以便可垂直地移動，該懸架單元被配置以當該滾輪單元垂直地移動時吸收衝擊；以及一升降單元，安裝到該懸架單元以使可上升或可下降，並且耦接到該清掃機主體，以便與該清掃機主體一起上升或下降。
該升降單元可以包括：一升降驅動馬達；第一旋轉桿，被配置以透過該升降驅動馬達的力矩旋轉；以及至少一個第二旋轉桿，佈置為垂直於該第一旋轉桿，以便透過該第一旋轉桿的旋轉力旋轉，該第二旋轉桿安裝到該 懸架單元，使得該清掃機主體隨著該第二旋轉桿的旋轉上升或下降。
該升降單元進一步包括一升降殼體，該第一旋轉桿和該第二旋轉桿可旋轉地安裝在該升降殼體中，該升降殼體耦接到該清掃機主體，以便與該第二旋轉桿一起上升或下降。
該第一旋轉桿可以容納在該升降殼體中，並且該第二旋轉桿可以具有一個端部，從該升降殼體的內部突出到該升降殼體的外部，並且插入到該懸架單元中。
該懸架單元中可以具有一插入孔，該第二旋轉桿的該一個端部經由插入安裝到該插入孔中；以及複數個螺紋，形成在該插入孔的內圓周表面上，並且該第二旋轉桿可以具有複數個螺紋，形成在該第二旋轉桿的該一個端部的外圓周表面上，以便與形成在該插入孔中的該等螺紋嚙合。
該懸架單元可以包括：一懸架框；一導桿，安裝到該懸架框以便垂直地延伸，該滾輪單元安裝到該導桿以便垂直地移動；以及一彈性構件，該導桿穿過該彈性構件，該彈性構件被配置以在該滾輪單元垂直地移動時吸收衝擊。該插入孔可以形成在該懸架框中。
該懸架單元可以進一步包括一絕緣體，該插入孔形成在該絕緣體中，該絕緣體耦接到該懸架框。
該懸架框中可以具有一升降孔，該升降驅動馬達插入其中，並且該升降驅動馬達可以設置在該上升降殼體外部，以及當該升降單元上升或下降時，該升降驅動馬達可以在該升降孔內上升或下降。
該懸架框可以具有一台階部分，該台階部分形成為使得該懸架框面向該清掃機主體內部的表面的下部比其上部更加突出，並且當該升降單元下降時，該升降殼體的一部分安置在該台階部分上，其中，該第二旋轉桿穿過該部分突出到該升降殼體外部。
該升降單元可以進一步包括複數個軸承，用於允許該第一旋轉桿和該第二旋轉桿可旋轉地耦接到該升降殼體。
該升降單元可以進一步包括：一第一蝸桿，設置在該升降驅動馬達的一旋轉軸；一第一蝸輪，設置在該第一旋轉桿，並且與該第一蝸桿嚙合；一第二蝸桿，設置在該第一旋轉桿；以及一第二蝸輪，設置在該第二旋轉桿，並且與該第二蝸桿嚙合。
該第一蝸輪和該第二蝸桿可以與第一旋轉桿一體地形成。
該第二蝸輪可以與該第二旋轉桿一體地形成。
該至少一個第二旋轉桿可以包括複數個第二旋轉桿，並且該等第二旋轉桿可以佈置為彼此平行。
該第一旋轉桿可以佈置在一水平方向上，而佈置第二旋轉桿可以佈置在一垂直方向上。
該清掃機可以進一步包括：一感測單元，包含一障礙物感測器、一地板感測器或一位置感測器中的至少一個；以及一控制器，被配置以執行控制，以回應從該感測單元發送的感測值，使得該升降單元上升或下降。
該清掃機可以進一步包括一充電端子，該充電端子具有一預定配置，能夠連接到用於充電的一外部對接裝置，並且設置在該清掃機主體的底表面上。當該清掃機主體準備與該對接裝置對接時，該控制器可以執行控制，使得該升降單元上升，以使該清掃機主體向上移動。
在該升降單元上升之後，該控制器可以執行控制，使得該升降單元下降，以使該清掃機主體向下移動，並且使該充電端子連接到該對接裝置。
該清掃機可以進一步包括一清潔噴嘴，耦接到該清掃機主體，並且該清潔噴嘴具有形成在其底表面中的一抽吸口，以從該待清潔區域吸入異物。當基於關於由該地板感測器感測到該待清潔區域的資訊判定該待清潔區域是地毯時，該控制器可以執行控制，使得該升降單元上升，以使該清潔噴嘴向上移動。
當基於關於該待清潔區域的資訊判定該清掃機主體已離開該地毯時，該控制器可以執行控制，使得該升降單元下降，以使該清潔噴嘴向下移動。
1‧‧‧電池
100‧‧‧清掃機
110‧‧‧清掃機主體
112‧‧‧集塵盒容納單元
113‧‧‧上蓋
114‧‧‧手柄
115‧‧‧影像擷取單元
116‧‧‧第一開口
117‧‧‧第二開口
118‧‧‧適配器
120‧‧‧清潔噴嘴
130‧‧‧感測單元
140‧‧‧集塵盒
141‧‧‧耦接凹部
142‧‧‧入口
143‧‧‧出口
145‧‧‧蓋子
2‧‧‧充電端子
200‧‧‧滾輪單元、驅動單元
210‧‧‧行進驅動馬達
221‧‧‧滾輪、驅動輪
222‧‧‧滾輪、從動輪
223‧‧‧行進皮帶
230‧‧‧齒輪殼體
231‧‧‧桿安裝部分、前桿安裝部分
232‧‧‧桿安裝部分、後桿安裝部分
240‧‧‧輪蓋
3‧‧‧對接裝置
300‧‧‧懸架單元、驅動單元
310‧‧‧懸架框
311‧‧‧台階部分、前台階部分
312‧‧‧台階部分、後台階部分
313‧‧‧台階部分、中台階部分
315‧‧‧升降孔
320‧‧‧導桿、前導桿
330‧‧‧導桿、後導桿
340‧‧‧彈性構件、前彈性構件
350‧‧‧彈性構件、後彈性構件
360‧‧‧絕緣體
361‧‧‧插入孔
4‧‧‧供電端子
400‧‧‧升降單元
410‧‧‧升降驅動馬達
411‧‧‧第一蝸桿
415‧‧‧旋轉軸
420‧‧‧第一旋轉桿
421‧‧‧第一蝸輪
422‧‧‧第二蝸桿、第二前蝸桿
423‧‧‧第二蝸桿、第二後蝸桿
424‧‧‧軸承、第一軸承
425‧‧‧軸承、第二軸承
426‧‧‧軸承、第三軸承
427‧‧‧軸承、第四軸承
430‧‧‧第二旋轉桿、第二前旋轉桿
431‧‧‧螺紋
432‧‧‧第二蝸輪、第二前蝸輪
433‧‧‧軸承、第五軸承
434‧‧‧軸承、第六軸承
440‧‧‧第二旋轉桿、第二後旋轉桿
441‧‧‧螺紋
443‧‧‧第二蝸輪、第二後蝸輪
444‧‧‧軸承、第七軸承
445‧‧‧軸承、第八軸承
450‧‧‧升降殼體
455‧‧‧升降殼體
5‧‧‧控制器
132d‧‧‧耦接突起
透過以下結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發明之上述和其他目的、特徵和其他優點，其中：圖1為說明根據本發明一實施例之清掃機的立體圖；圖2為說明清掃機的視圖，其中圖1所示的集塵盒與該清掃機分離； 圖3為說明圖1和圖2中所示之滾輪單元、耦接到滾輪單元的懸架單元、以及安裝到懸架單元的升降單元的前視圖；圖4為圖3的前透視圖，其中移除了輪蓋和行進皮帶；圖5為圖4的後透視圖，其說明了升降單元移動到最低位置的狀態；圖6為圖4的後透視圖，其說明了升降單元移動到最高位置的狀態；圖7為說明圖3至圖6中所示之升降殼體的配置的視圖；圖8為說明根據本發明實施例之清掃機與外部對接裝置對接的狀態的視圖；以及圖9為根據本發明實施例之清掃機的控制方塊圖。
本發明的優點和特徵以及用於實現它們的方法將從下面參考附圖詳細描述的實施例中變得清楚。然而，本發明可以透過許多不同的形式來實施，並且不應該被解釋為限於本文所闡述的實施例。相反地，提供這些實施例使本公開案徹底且完整，並且向其所屬技術領域中具有通常知識者充分傳達本發明的範疇。本發明僅由申請專利範圍的範疇界定。在整個說明書中，相同的元件符號表示相同的組件。
在下文中，將參照附圖描述根據本發明一實施例的清掃機。
圖1為說明根據本發明一實施例之清掃機的立體圖；以及圖2為說明清掃機的視圖，其中圖1所示的集塵盒與該清掃機分離。
參照圖1和圖2，清掃機100包括清掃機主體110、清潔噴嘴120、感測單元130、以及集塵盒140。
清掃機100進一步包括各種組件，包含用於控制清掃機100的控制器(圖未顯示)，該等組件被嵌入清掃機主體110中或安裝在清掃機主體110上。清掃機主體110可以在其中具有形成以容納構成清掃機100的各種組件的空間。
清掃機主體110被配置以根據使用者的選擇以自動模式和手動模式中的一個行進。清掃機主體110可以設置有模式選擇輸入單元，使用者透過該選擇輸入單元選擇自動模式和手動模式中的一個。當使用者使用該模式選擇輸入單元選擇自動模式時，清掃機主體110可以像清掃機器人一樣地自主行進。當 使用者使用該模式選擇輸入單元選擇手動模式時，清掃機主體110可以透過由使用者手動拉動或推動而行進。
清掃機主體110設置有滾輪單元200，用於允許清掃機主體110行進。滾輪單元200可以包括馬達(圖未顯示)和至少一個滾輪，該滾輪配置為透過馬達的力矩旋轉。馬達的旋轉方向可以由控制器(圖未顯示)控制，並且滾輪單元200的滾輪可以根據馬達的旋轉方向在一個方向或相反方向上旋轉。
滾輪單元200可以設置在清掃機主體110的左側和右側的每一個。清掃機主體110可以透過滾輪單元200在所有方向上移動或轉彎。
每個滾輪單元200可以配置為獨立地操作。為此，每個滾輪單元200可以由對應的馬達獨立地操作。
控制器控制滾輪單元200的操作，使得清掃機100可以在待清潔區域上自主行進。
滾輪單元200設置在清掃機主體110的下側，以驅動清掃機主體110。滾輪單元200可以由圓形滾輪構成，可以由經由帶鏈(belt chain)連接的圓形滾筒構成，或者可以由圓形滾輪和經由帶鏈連接的圓形滾筒的組合構成。滾輪單元200的滾輪可以佈置為使得滾輪單元200的上部位於清掃機主體110內部，並且使滾輪單元200的下部從清掃機主體110向下曝露。至少滾輪單元200的滾輪的下部保持與諸如地板的待清潔區域接觸，從而驅動清掃機主體110。
滾輪單元200可以安裝到清掃機主體110的左側和右側的每一個。設置在清掃機主體110的左側的滾輪單元200和設置在清掃機主體110的右側的滾輪單元200可以彼此獨立地操作。設置在清掃機主體110的左側的滾輪單元200可以經由至少一個第一齒輪連接到第一驅動馬達。第一齒輪可以透過第一驅動馬達的力矩旋轉，並且設置在清掃機主體110左側的滾輪單元200也可以隨著第一齒輪的旋轉而旋轉。設置在清掃機主體110右側的滾輪單元200可以經由至少一個第二齒輪連接到第二驅動馬達。第二齒輪可以透過第二驅動馬達的力矩旋轉，並且設置在清掃機主體110右側的滾輪單元200也可以隨著第二齒輪的旋轉而旋轉。
控制器可以控制第一驅動馬達和第二驅動馬達中的每一個的旋轉軸的旋轉速度，以便判定清掃機主體110行進的方向。例如，當控制器執行控制，使得第一驅動馬達的旋轉軸和第二驅動馬達的旋轉軸同時以與彼此相同的 旋轉速度旋轉時，清掃機主體110可以直線行進。當控制器執行控制，使得第一驅動馬達的旋轉軸和第二驅動馬達的旋轉軸同時以與彼此不同的旋轉速度旋轉時，清掃機主體110可以向左轉或向右轉。為了使清掃機主體110向左轉或向右轉，控制器可以操作第一驅動馬達和第二驅動馬達中的一個並且可以停止其另一個的操作。
清掃機100可以進一步包括懸架單元，該懸架單元可以安裝在清掃機主體110中。懸架單元可以包含螺旋彈簧。懸架單元可以用於使用螺旋彈簧的彈力，吸收在清掃機主體110行進時傳遞到滾輪單元200的衝擊和振動。
另外，清掃機100可以進一步包括升降單元，該升降單元安裝到懸架單元以調節清掃機主體110的高度。升降單元可以安裝到懸架單元以可向上或可向下移動，並且可以耦接到清掃機主體110。因此，當升降單元在懸架單元中向上移動時，清掃機主體110也可以與升降單元一起向上移動，並且當升降單元在懸架單元中向下移動時，清掃機主體110可以也與升降單元一起向下移動。清掃機主體110透過升降單元向上或向下移動，從而調節其高度。
當清掃機主體110在堅硬的地板上行進並清潔該地板時，滾輪單元200的滾輪和清潔噴嘴120的底部與地板保持緊密接觸。然而，當清掃機主體110在鋪設於地板上方的地毯上行進時，滾輪單元200的滾輪可能滑動，因此清掃機主體110的行進性能可能降低。另外，清潔噴嘴120可以以一定的抽吸力拉動地毯，並且這種施加在清潔噴嘴120與地毯之間的抽吸力可能降低清掃機主體110的行進性能。
為了解決這個問題，升降單元根據滾輪單元200的滾輪的滑移率調節清掃機主體110的高度，並因此可以調節清潔噴嘴120的底部與待清潔區域之間的接觸程度。因此，無論待清潔區域的材料為何，都可以保持清掃機主體110的行進性能。
如上所述，設置在清掃機主體110左側的滾輪單元200的滾輪經由第一齒輪連接到第一驅動馬達，而設置在清掃機主體110的右側的滾輪單元200的滾輪經由第二齒輪連接到第二驅動馬達。在本配置中，當第一驅動馬達和第二驅動馬達靜止時，設置在清掃機主體110的左側和右側的每一個的滾輪單元200的滾輪皆不被允許旋轉。在這種狀態下，使用者不能在手動模式下驅動清掃機主體110。因此，當在手動模式下驅動清掃機主體110時，設置在清掃機主體 110的左側和右側的每一個的滾輪單元200的滾輪與第一驅動馬達和第二驅動馬達中對應的一個的連接應該被釋放。為此，清掃機100可以進一步包括離合器，該離合器設置在清掃機主體110內，而且，當清掃機主體110在自動模式下驅動時，該離合器連接設置在清掃機主體110的左側和右側的每一個的滾輪單元200的滾輪與第一驅動馬達和第二驅動馬達中對應的一個；並且，當清掃機主體110在手動模式下驅動時，該離合器釋放設置在清掃機主體110的左側和右側的每一個的滾輪單元200的滾輪與第一驅動馬達和第二驅動馬達中的對應的一個之間的連接。
清掃機100可以進一步包括電池(圖未顯示)，該電池安裝到清掃機主體110，以向清掃機100的電子組件供應電力。電池可以配置為可充電的，並且可以可拆卸地安裝到清掃機主體110。
集塵盒容納單元112設置在清掃機主體110中。將異物與吸入的空氣分離並在其中收集異物的集塵盒140可拆卸地耦接到集塵盒容納單元112。
集塵盒容納單元112可以形成為具有從清掃機主體110向前和向上敞開的形狀、以及從清掃機主體110的前側朝向清掃機主體110的後側內縮(indent)的形狀。或者，集塵盒容納單元112可以形成為清掃機主體110的前側向前、向上和向下敞開的形狀。
根據清掃機的種類，集塵盒容納單元112可以形成在清掃機主體110的另一側(例如，在清掃機主體110的後側)。
集塵盒140可拆卸地耦接到集塵盒容納單元112。集塵盒140的一部分可以容納在集塵盒容納單元112中，而集塵盒140的其餘部分可以形成為在向前方向上從清掃機主體110突出。
集塵盒140包括入口142和出口143，其中，含有諸如灰塵之異物的空氣經由入口142被引入，而通過出口143排出已分離灰塵的空氣。當集塵盒140安裝在集塵盒容納單元112中時，形成在集塵盒140中的入口142和出口143分別與形成在集塵盒容納單元112的內壁中的第一開口116和第二開口117連通。
形成在清掃機主體110中的進氣流動通道對應於從清潔噴嘴120到第一開口116形成的流動通道，且形成在清掃機主體110中的排氣流動通道對應於從第二開口117到排氣口形成的流動通道。
由於這種氣流連接關係，通過清潔噴嘴120引入之含有異物的空氣經由清掃機主體110中的進氣流動通道被引入到集塵盒140中，並在通過設置在集塵盒140中的至少一個過濾構件(例如：旋風器、過濾器等)時，使異物與吸入的空氣分離。異物被收集在集塵盒140中，而空氣從集塵盒140排出。經過濾後的空氣在穿過清掃機主體110中的排氣流道之後通過排氣口排出到外部。
清掃機主體110設置有上蓋113，上蓋113被配置以覆蓋容納在集塵盒容納單元112中的集塵盒140。上蓋113可以鉸接到清掃機主體110的一部分以使其可旋轉。上蓋113可以藉由覆蓋集塵盒容納單元112敞開的上側來覆蓋集塵盒140的上側。另外，上蓋113可以被配置以可與清掃機主體110分離。
在上蓋113覆蓋集塵盒140的狀態下，可以防止集塵盒140與集塵盒容納單元112分離。
上蓋113在其上側設置有手柄114。手柄114可以設置有影像擷取單元115。理想的狀況下，影像擷取單元115相對於清掃機主體110的底表面傾斜地佈置，以便擷取在清掃機主體110前方和上方的周圍的影像。
影像擷取單元115可以設置在清掃機主體110，並可作用於擷取用於清掃機的同步定位與地圖構建(SLAM)的影像。由影像擷取單元115擷取的影像用於產生行進區域的地圖或用於檢測行進區域內的目前位置。
影像擷取單元115可以產生與清掃機主體110的周圍有關的三維座標資訊。這種影像擷取單元115可以是三維深度攝影機，其計算清掃機100與待拍攝物體之間的距離。因此，可以產生與三維座標資訊有關的現場資料(field data)。
具體地，影像擷取單元115可以擷取與清掃機主體110的周圍有關的二維影像，並且可以產生對應於所擷取的二維影像的三維座標資訊的複數個片段。
在一個實施例中，影像擷取單元115可以包括兩個以上用於擷取二維影像的攝影機，從而形成立體視覺系統，其中，由該兩個以上的攝影機擷取的兩個以上的影像被組合，進而產生與其對應的三維座標資訊。
具體地，根據該實施例的影像擷取單元115可以包括：第一圖案發射單元，其從清掃機主體在向前及向下方向上以第一圖案發光；第二圖案發射單元，其從清掃機主體在向前及向上方向上以第二圖案發光；以及影像擷取 單元，其獲取清掃機主體前方周圍的影像。因此，影像擷取單元獲取一區域的影像，而第一圖案中的光和第二圖案中的光發射到該區域。
在另一個實施例中，影像擷取單元115可以包括單個攝影機和用於投射紅外線圖案的紅外線圖案投影單元。在這種情況下，可以藉由從紅外線圖案投影單元擷取投影在待拍攝物體上的紅外線圖案的形狀來測量影像擷取單元115與待拍攝物體之間的距離。這種影像擷取單元115可以是紅外線(IR)型影像擷取單元。
在又一實施例中，影像擷取單元115可以包括單個攝影機和用於發光的發光單元。在這種情況下，影像擷取單元115和待拍攝物體之間的距離可以藉由接收從發光單元發射後從待拍攝物體反射的雷射光束的一部分且分析接收到的雷射光束來測量。這種影像擷取單元115可以是飛行時間(TOF)型影像擷取單元。
具體地，影像擷取單元115可以包括雷射器，其被配置以在至少一個方向上發射雷射光束。例如，影像擷取單元115可以包括第一雷射器和第二雷射器。該第一雷射器可以發射彼此相交的線性雷射光束，而該第二雷射器可以發射線性雷射光束。在這種情況下，最下面的雷射器用於感測位於待清潔區域上相對低位置的障礙物，最上面的雷射器用於感測位於相對高位置的障礙物，並且，中間的雷射器位於最下面的雷射器和最上面的雷射器之間，用於感測位於中間位置的障礙物。
感測單元130可以設置在上蓋113的下側，並且可以可拆卸地耦接到集塵盒140。
感測單元130設置在清掃機主體110，並且檢測與清掃機主體110的周圍有關的資訊。感測單元130檢測與周圍有關的資訊以產生現場資料。
感測單元130感測清掃機100的周圍(包括障礙物)，以防止清掃機100與障礙物碰撞。感測單元130可以檢測與清掃機100的周圍有關的資訊。感測單元130可以感測清掃機100周圍的使用者的存在。感測單元130可以感測清掃機100周圍的物體的存在。
另外，為了改善清掃機的感測功能和行進功能，感測單元130被配置以在水平方向上轉彎(即平移)和在垂直方向上轉彎(即傾斜)。
感測單元130設置在清掃機主體110的前側以及在集塵盒140與上蓋113之間。感測單元130包括：耦接突起132d，其從感測單元130底表面突出；以及集塵盒140，包含形成在集塵盒140的頂表面中的耦接凹部141，並且感測單元130的耦接突起132d插入並耦接到耦接凹部141中。當上蓋113覆蓋集塵盒容納單元112的頂部時，感測單元130的耦接突起132d插入集塵盒140中的耦接凹部141中。以這種方式，集塵盒140耦接到感測單元130，從而防止集塵盒140與清掃機主體110分離。相反地，當上蓋113打開集塵盒容納單元112的頂部時，感測單元130的耦接突起132d從集塵盒140中的耦接凹部141脫離。於是，集塵盒140與感測單元130之間的耦接被釋放，因此集塵盒140變為可與清掃機主體110分離。
感測單元130可以包括外部信號感測器、障礙物感測器、懸崖感測器、下部攝影機感測器(lower camera sensor)、上部攝影機感測器(upper camera sensor)、編碼器、衝擊感測器或麥克風中的至少一個。
外部信號感測器可以感測清掃機100的外部信號。外部信號感測器可以是例如：紅外線感測器、超音波感測器、射頻(RF)感測器等。因此，可以產生與外部信號有關的現場資料。
清掃機100可以使用外部信號感測器接收從充電座產生的導引信號，並且可以檢測與其位置和到充電座的方向有關的資訊。充電座可以發送用於指示方向和距離的導引信號，清掃機100可以根據該導引信號返回到充電座。也就是說，清掃機100藉由接收從充電座發送的信號判定其目前位置和到充電座的方向，並返回到充電座。
障礙物感測器可以感測清掃機前方存在的障礙物。因此，可以產生與障礙物有關的現場資料。
障礙物感測器可以將由感測存在於清掃機100所指向的區域中的物體產生的現場資料發送到控制器。也就是說，障礙物感測器可以感測存在於清掃機100移動路徑中的突出物、家用物品、傢俱、牆壁表面、角落等，並且可以將相關的現場資料發送到控制器。
障礙物感測器可以是例如：紅外線感測器、超音波感測器、RF感測器、地磁感測器等。清掃機100可以使用一種類型的感測器作為障礙物感測器，或者可以根據需要使用兩種以上的類型的感測器組合作為障礙物感測器。
懸崖感測器可以主要使用各種類型的光學感測器，並且可以感測存在於支撐清掃機主體110的待清潔區域中的障礙物。因此，可以產生與存在於待清潔區域中的障礙物有關的現場資料。
與障礙物感測器相似，懸崖感測器可以是例如：包含發光單元和光接收單元的紅外線感測器、超音波感測器、RF感測器、位置敏感檢測器(PSD)等。
例如，懸崖感測器可以是PSD感測器。然而，懸崖感測器可以配置為不同類型的感測器。PSD感測器可以包括：發光單元，其朝向障礙物發射紅外線；以及光接收單元，其接收從障礙物反射並返回的紅外線，並且PSD感測器通常可以配置為模組化的形式。在PSD感測器感測到障礙物的情況下，無論反射率的差異或障礙物的顏色如何，都可以獲得穩定的測量值。
控制器測量在當懸崖感測器朝向待清潔區域的表面發射紅外線時所產生的發光信號與當懸崖感測器接收從障礙物反射的紅外線時所產生的反射信號之間的紅外線角度，從而感測懸崖的存在並獲得與懸崖深度有關的現場資料。
下部攝影機感測器在清掃機100移動時獲得有關待清潔區域的表面的影像資訊(現場資料)。或者，下部攝影機感測器指的是使用術語「光學流量感測器」。下部攝影機感測器可以轉換從設置在感測器內部的影像感測器所接收的下側影像，並且可以產生預定類型的影像資料(現場資料)。這樣一來，可以產生與通過下部攝影機感測器識別的影像有關的現場資料。
無論清掃機的滑動程度如何，控制器都可以使用下部攝影機感測器偵測清掃機的位置。控制器可以比較和分析由下部攝影機感測器隨時間擷取的影像資料、可以計算其移動距離和移動方向、以及因此可以計算清掃機的位置。
懸崖感測器還可以感測待清潔區域的材料。懸崖感測器可以感測從待清潔區域反射的光量(反射率)，並且控制器可以基於感測到的反射率判定待清潔區域的材料。例如，在待清潔區域的材料是諸如具有高反射率的大理石的石頭的情況下，懸崖感測器可以感測到相對大量的反射光(高反射率)；並且在待清潔區域的材料是反射率低於大理石的木材、油紙或紡織品(例如地毯)的情況下，懸崖感測器可以感測到相對少量的反射光(低反射率)。這樣 一來，控制器可以使用由懸崖感測器感測到之待清潔區域的反射率來判定待清潔區域的材料。如果待清潔區域的反射率為預定值，則控制器可以判定待清潔區域是地毯。
另外，懸崖感測器可以感測與待清潔區域的距離，並且控制器可以基於感測到之與待清潔區域的距離來判定待清潔區域的材料。例如，當清掃機位於鋪設在地板上方的地毯上時，透過懸崖感測器感測到之與待清潔區域的距離，即與地毯的距離，可能比清掃機位於其上沒有鋪設地毯的地板上時短。這樣一來，控制器可以使用透過懸崖感測器感測到之與待清潔區域的距離來判定待清潔區域的材料。如果與待清潔區域的距離是預定值或更小，則控制器可以判定待清潔區域是地毯。
諸如除了懸崖感測器之外的攝影機感測器、電流感測器等的各種感測器可以作為用於感測待清潔區域的狀態的感測器。
攝影機感測器可以擷取待清潔區域的影像，並且控制器可以藉由分析由該攝影機感測器擷取的影像來判定待清潔區域的材料。各種材料的影像可以預先儲存在控制器中，並且當由攝影機感測器擷取的影像對應於儲存在控制器中的影像的其中之一時，控制器可以判定待清潔區域的材料為對應影像中的材料。如果由攝影機感測器擷取的影像與儲存在控制器中的地毯的影像一致，則控制器可以判定待清潔區域是地毯。
電流感測器可以感測滾輪驅動馬達的電阻值，並且控制器可以基於由電流感測器感測的電阻值來判定待清潔區域的材料。例如，當清潔噴嘴120位於地板上方鋪設的地毯上時，地毯的纖維可能被清潔噴嘴120的抽吸力捲入抽吸口中，並且這種施加在地毯與抽吸口之間的抽吸力可能會阻止清掃機平穩地行進。此時，由於滾輪驅動馬達的轉子與定子之間的負載，可能產生電阻。電流感測器可以感測在滾輪驅動馬達中產生的電阻值，並且控制器可以基於電阻值判定待清潔區域的材料。如果電阻值為預定值或更大，則控制器可以判定待清潔區域是地毯。
上部攝影機感測器可以被安裝以從清掃機100沿向上方向或向前方向定向，並且可以擷取清掃機100的周圍的影像。在清掃機100設置有複數個上部攝影機感測器的情況下，攝影機感測器可以以規則的間隔或角度佈置在清 掃機的頂表面或側表面上。可以產生與通過上部攝影機感測器識別的影像有關的現場資料。
編碼器可以檢測與用於操作滾輪單元200的滾輪的馬達的操作有關的資訊。因此，可以產生與馬達操作有關的現場資料。
衝擊感測器可以感測當清掃機100與外部障礙物等碰撞時所產生的衝擊。因此，可以產生與外部衝擊有關的現場資料。
麥克風可以感測外部聲音。因此，可以產生與外部聲音有關的現場資料。
在本實施例中，感測單元130包括影像感測器。在本實施例中，現場資料是透過影像感測器獲取或從影像資訊提取的特徵點所產生的影像資訊。然而，本發明不限於此。
適配器118可以設置在集塵盒容納單元112敞開的下側。適配器118耦接到清掃機主體110，以便構成清掃機主體110的一部分。也就是說，在適配器118耦接到清掃機主體110的狀態下，適配器118可以認為是清掃機主體110的一部分。其中儲存有異物的集塵盒140可以安置在適配器118上。適配器118可用於將清掃機主體110和清潔噴嘴120互相連接。適配器118可以將清掃機主體110中的進氣流動通道與清潔噴嘴120中的進氣流動通道互相連接。
清潔噴嘴120被配置以吸入含有諸如灰塵的異物的空氣，或被配置以擦拭待清潔區域。用於抽吸含有異物的空氣的清潔噴嘴120可以稱為抽吸模組，而用於擦拭待清潔區域的清潔噴嘴120可以稱為拖把模組。
清潔噴嘴120可以可拆卸地耦接到清掃機主體110。如果抽吸模組與清掃機主體110分離，則拖把模塊可以代替被分離的抽吸模組，可拆卸地耦接到清掃機主體110。因此，當使用者想要從待清潔區域去除諸如灰塵的異物時，使用者可以將抽吸模組安裝到清掃機主體110，並且當使用者想要擦拭待清潔區域時，使用者可以將拖把模組安裝到清掃機主體110。
清潔噴嘴120可以被配置以執行抽吸含有諸如灰塵的異物的空氣的功能和在抽吸之後擦拭待清潔區域的功能。
清潔噴嘴120可以設置在清掃機主體110的下側。或者，如圖所示，清潔噴嘴120可以被設置以從清掃機主體110的一部分突出。清潔噴嘴120從清掃機主體110突出的部分可以是清掃機主體110的一部分，其沿清掃機主體110 前進的方向，即清掃機主體110的前側定向。清潔噴嘴120可以設置在比滾輪單元200更向前的位置，使得其一部分可以從集塵盒140向前突出。
如圖所示，清潔噴嘴120從清掃機主體110的一部分沿向前方向、向左方向和向右方向突出。具體地，清潔噴嘴120的前端位於與清掃機主體110沿向前方向隔開的部分的位置，而清潔噴嘴120的左側和右側分別位於與清掃機主體110沿左右方向隔開的部分的位置。
抽吸馬達可以安裝在清掃機主體110內。葉輪(圖未顯示)可以耦接到抽吸馬達的旋轉軸。當操作抽吸馬達並且葉輪隨著旋轉軸的旋轉而旋轉時，葉輪可以產生抽吸力。
進氣流動通道可以形成在清掃機主體110內部。諸如灰塵的異物可以透過由抽吸馬達的驅動力產生的抽吸力從待清潔區域引入清潔噴嘴120中，並且引入清潔噴嘴120中的異物可以被引入進氣流動通道中。
在清掃機主體110以自動模式行進的情況下，清潔噴嘴120可以在諸如地板的待清潔區域上執行清潔。清潔噴嘴120可以設置在清掃機主體110與地板相鄰的前側的部分。清潔噴嘴120可以具有抽吸口，該抽吸口形成在清潔噴嘴120的底表面，以便將空氣吸入其中。當清潔噴嘴120耦接到清掃機主體110時，該抽吸口可以形成為朝向地板定向。
清潔噴嘴120可以經由適配器118耦接到清掃機主體110。清潔噴嘴120可以經由適配器118與清掃機主體110中的進氣流動通道連通。清潔噴嘴120可以設置在比設置於清掃機主體110前側的集塵盒140更向下的位置。
清潔噴嘴120可以包括殼體，該殼體具有形成在其底表面的抽吸口。刷子單元可以可旋轉地設置在殼體內部。殼體可以提供空的空間，刷子單元可旋轉地設置在該空的空間中。刷子單元可以包含：旋轉軸，其沿橫向方向延伸；以及刷子，其從旋轉軸的外圓周表面突出。刷子單元的旋轉軸可以可旋轉地耦接到殼體的左側和右側。
清潔噴嘴120的殼體可以包括中心殼體121和側殼體122，側殼體122設置在中心殼體121的左側和右側，以形成清潔噴嘴120的左表面和右表面。抽吸口可以形成在中心殼體121的底表面。中心殼體121可以具有敞開的左側和右側，而且側殼體122可以耦接到中心殼體121敞開的左側和右側並且可以屏蔽該敞開的左側和右側。
刷子單元可以設置為使得刷子通過形成在殼體的底表面的抽吸口向下曝露。因此，當操作抽吸馬達時，刷子透過抽吸力旋轉，並從諸如地板的待清潔區域掃除諸如灰塵的異物。透過抽吸力將被掃起的異物吸入殼體中。為此，刷子可以由不產生摩擦電的材料製成，以防止異物容易地黏附到刷子。
適配器118可以耦接到清掃機主體110的前側。適配器118可以將清掃機主體110與清潔噴嘴120互相連接。清潔噴嘴120可以可拆卸地耦接到適配器118。適配器118可以支撐集塵盒140的下側。
集塵盒140可以可拆卸地耦接到清掃機主體110的前側，並且其下側可以由適配器118支撐。集塵盒140可以包括具有中空圓柱形狀的殼體。過濾單元可以設置在圓柱形殼體內部，該過濾單元將通過清掃機主體110中的進氣流動通道吸入的空氣分離異物。過濾單元可以包含複數個旋風器。由過濾單元過濾之諸如灰塵的異物可以落入集塵盒140中，並且可以容納在集塵盒140中。只有空氣可以從集塵盒140中逸出、可以透過抽吸馬達的抽吸力朝向抽吸馬達移動、以及最終可以被排出到清掃機主體110的外部。
集塵盒140可以具有敞開的下表面，並且集塵盒140敞開的下表面可以由蓋子145遮蔽。蓋子145可以在其一部分處可旋轉地耦接到集塵盒140，以打開或關閉集塵盒140。當蓋子145被打開時，可以曝露集塵盒140敞開的下表面，並且容納在集塵盒140中的異物可以通過集塵盒140敞開的下表面掉落。使用者可以藉由將集塵盒140與清掃機主體110分離並打開蓋子145來丟棄容納在集塵盒140中的異物。在集塵盒140耦接到清掃機主體110的狀態下，集塵盒140安置在適配器118上。也就是說，集塵盒140的蓋子安置在適配器118上。
如上所述，當清掃機主體110在諸如地板的待清潔區域上行進時，在自動模式下，清潔噴嘴120可以在緊密接觸地板的同時自動執行清潔。然而，當使用者想要手動執行清潔時，使用者可以使用設置在清掃機主體110的模式選擇輸入單元選擇手動模式、可以將清潔噴嘴120與清掃機主體110分離、以及可以將手動清潔噴嘴耦接到清掃機主體110，從而手動地執行清潔。手動清潔噴嘴可以包含長波紋管型軟管(bellows-type hose)。在這種情況下，手動清潔噴嘴的軟管的一部分可以連接到清掃機主體110。
如上所述，根據本發明實施例的清掃機可以包括：懸架單元，用於吸收施加到滾輪單元200的衝擊；以及升降單元，用於調節清掃機主體110的 高度。為了使懸架單元即使在升降單元調節清掃機主體110的高度時也能夠連續地吸收施加到滾輪單元200的衝擊，升降單元安裝到懸架單元，以便可垂直地移動並且耦接到清掃機主體110。現在將參考圖3至圖7對本配置進行詳細描述。
圖3為說明圖1和圖2所示的滾輪單元、與滾輪單元耦接的懸架單元、以及安裝到懸架單元的升降單元的前視圖。圖4為圖3的前透視圖，其中移除了輪蓋和行進皮帶。圖5為圖4的後透視圖，其說明了升降單元移動到最低位置的狀態。圖6為圖4的後透視圖，其說明了升降單元移動到最高位置的狀態。圖7為說明圖3至圖6中所示之升降殼體的配置的視圖。
參照圖3至圖7，根據本發明的清掃機100包括滾輪單元200、懸架單元300和升降單元400。滾輪單元200和懸架單元300可以彼此耦接，以便構成驅動單元200和300。換句話說，驅動單元200和300可以包括滾輪單元200和懸架單元300。滾輪單元200設置在清掃機主體110的外部。懸架單元300設置在比滾輪單元200更向內的位置。升降單元400設置在比懸架單元300更向內的位置。也就是說，滾輪單元200、懸架單元300和升降單元400從清掃機主體110的外部依該順序沿清掃機主體110的向內方向佈置。升降單元400可以耦接到清掃機主體110，懸架單元300可以以懸架的方式耦接到升降單元400，並且滾輪單元200可以以懸架的方式耦接到懸架單元300。滾輪單元200可以安裝到一表面，例如，懸架單元300的外表面，以便可垂直地移動，並且升降單元400可以安裝到相對的表面，例如，懸架單元300的內表面，以使可上升和可下降。
滾輪單元200可以安裝到清掃機主體110的左側和右側的每一個，使清掃機主體110可以行進。滾輪單元200包括：行進驅動馬達210；至少一個滾輪221和222，被配置以透過行進驅動馬達210的力矩旋轉，以驅動清掃機主體110；以及齒輪殼體230，其中行進驅動馬達210以及滾輪221和222安裝到齒輪殼體230。行進驅動馬達210可以固定到齒輪殼體230的外側。行進驅動馬達210的旋轉軸可以從齒輪殼體230的外部插入到齒輪殼體230中。
至少一個滾輪221和222可以支撐清掃機主體110，使得清掃機主體110可以在待清潔區域上移動。在本實施例中，滾輪221和222包含：驅動輪221，其設置在齒輪殼體230的前側；以及從動輪222，其設置為在向後的方向上與驅動輪221隔開。驅動輪221和從動輪222可以經由行進皮帶223彼此連接。驅動輪221包含複數個突起，該複數個突起形成在驅動輪221的外圓周表面上，並 且佈置在驅動輪221的圓周方向上。行進皮帶223包含複數個凹部，該等凹部形成在行進皮帶223的內圓周表面中，以允許形成在驅動輪221的外圓周表面上的突起插入其中。由於該等突起插入該等凹部中的耦接結構，當驅動輪221旋轉時，行進皮帶223旋轉而不會滑動，並且因此使從動輪222旋轉。
滾輪單元200可以進一步包括複數個齒輪(圖未顯示)，該等齒輪設置在齒輪殼體230內部，以連接行進驅動馬達210的旋轉軸和驅動輪221。在這種情況下，行進驅動馬達210的力矩使設置在齒輪殼體230內部的齒輪旋轉，並且驅動輪221、行進皮帶223和從動輪222依序旋轉。輪蓋240可以耦接到齒輪殼體230，以遮蔽驅動輪221和從動輪222。驅動輪221和從動輪222可以設置在齒輪殼體230與輪蓋240之間。驅動輪221和從動輪222中的每一個的一端可以可旋轉地耦接到齒輪殼體230，並且驅動輪221和從動輪222中的每一個的另一端可以可旋轉地耦接到輪蓋240。
根據本發明實施例之清掃機100的主要特徵是調節清掃機主體110的高度。因此，滾輪單元200僅被配置以允許清掃機主體110行進並安裝到懸架單元300，以便可垂直地移動。也就是說，只要滾輪單元200包含由諸如地板之待清潔的區域直接支撐並且旋轉的滾輪或皮帶中的至少一個、以及只要滾輪單元200安裝到懸架單元300上以便可垂直地移動，滾輪單元200可以形成為各種配置中的任何一種。
懸架單元300在清掃機主體110行進時吸收從滾輪單元200傳遞的衝擊。懸架單元300包含懸架框310、導桿320和330、以及彈性構件340和350。
齒輪殼體230包括桿安裝部分231和232，該等桿安裝部分231和232安裝到懸架單元300的導桿320和330，以便可垂直地移動。由於桿安裝部分231和232安裝到導桿320和330以便可垂直地移動，因此滾輪單元200安裝到懸架單元300以便可垂直地移動。導桿320和330垂直地穿過桿安裝部分231和232。桿安裝部分231和232中具有導桿320和330垂直地穿透的通孔。桿安裝部分231和232的每一個形成在齒輪殼體230的前側和後側中對應的一個。也就是說，桿安裝部分231和232包括：前桿安裝部分231，其設置在齒輪殼體230的前側；以及後桿安裝部分232，其設置在齒輪殼體230的後側。懸架單元300的導桿320和330的數量為兩個，即設置在懸架單元300前側的前導桿320和設置在懸架單元300後 側的後導桿330。前桿安裝部分231安裝到前導桿320以便可垂直地移動，而後桿安裝部分232安裝到後導桿330以便可垂直地移動。
導桿320和330安裝到懸架框310的外表面，以便垂直地延伸。前導桿320設置在懸架框310外表面的前側，而後導桿330設置在懸架框310外表面的後側。
彈性構件340和350配置為螺旋彈簧，導桿320和330垂直地穿過該等螺旋彈簧。彈性構件340和350的上端由懸架框310支撐，而彈性構件340和350的下端由桿安裝部分231和232支撐。如果在清掃機主體110行進時對清掃機主體110或滾輪單元200施加衝擊，則彈性構件340和350透過壓縮來吸收衝擊。由於滾輪單元200的桿安裝部分231和232可移動地安裝到導桿320和330，以便支撐彈性構件340和350的下側，因此當滾輪單元200垂直地移動時，懸架單元300吸收衝擊。彈性構件340和350包含前彈性構件340和後彈性構件350，前導桿320垂直地穿過前彈性構件340，並且前彈性構件340的下端由前桿安裝部分支撐，而後導桿330垂直地穿過後彈性構件350，並且後彈性構件350的下端由後桿安裝部分支撐。
升降單元400可以耦接到清掃機主體110。升降單元400可以配置為與清掃機主體110一起上升或下降，並且可以安裝到驅動單元200和300，以使可上升和可下降。升降單元400可以安裝到驅動單元200和300的懸架單元300，以使可上升和可下降。清掃機主體110隨著升降單元400的垂直移動而上升或下降，因此調節了清掃機主體110的高度。
升降單元400可以包括升降驅動馬達410、第一旋轉桿420、以及第二旋轉桿430和440。第一旋轉桿420可以透過升降驅動馬達410的力矩旋轉。第二旋轉桿430和440可以佈置為垂直於第一旋轉桿420。第一旋轉桿420可以被佈置以水平地延伸，具體地，在前後方向上延伸，而第二旋轉桿430和440可以被佈置以垂直地延伸。第二旋轉桿430和440可以透過第一旋轉桿420的旋轉力旋轉，並且可以安裝到懸架單元300，使得清掃機主體110隨著第二旋轉桿430和440的旋轉而上升或下降。
第二旋轉桿430和440可以設置為複數個，並且複數個第二旋轉桿430和440可以佈置為彼此平行。在本實施例中，第二旋轉桿430和440的數量為兩個，其包含第二前旋轉桿430和第二後旋轉桿440，第二前旋轉桿430設置在第 一旋轉桿420的前側，而第二後旋轉桿440設置在第一旋轉桿420的後側。第二前旋轉桿430與第一旋轉桿420的前端嚙合，而第二後旋轉桿440與第一旋轉桿420的後端嚙合。
升降單元400可以進一步包括升降殼體450。第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440可旋轉地安裝在升降殼體450中。升降殼體450在其前側和後側中的每一個處設置有耦接部分455，該耦接部分455耦接到清掃機主體110。升降殼體455中具有緊固孔，其垂直地穿過耦接部分455。螺栓穿過緊固孔，並且緊固到清掃機主體110，從而耦接部分455耦接到清掃機主體110。
升降殼體450可以耦接到清掃機主體110，以便與第二旋轉桿430和440一起上升或下降。也就是說，當第二旋轉桿430和440上升或下降時，升降殼體450與第二旋轉桿430和440一起上升或下降，從而調節清掃機主體110的高度。
升降驅動馬達410可以耦接到齒輪殼體450的外表面。升降驅動馬達410的旋轉軸可以從升降殼體450的外部插入到升降殼體450中。耦接到升降驅動馬達410的旋轉軸415的第一蝸桿411可以設置在升降殼體450內部。
升降驅動馬達410不耦接到升降殼體450在前後方向上的中心，而是設置在前後方向上偏向一側(後側)的位置。其原因是當升降單元400向下移動時，防止升降驅動馬達410干擾行進驅動馬達210。行進驅動馬達210不耦接到齒輪殼體230在前後方向上的中心，而是設置在前後方向上偏向相對側(前側)的位置。因此，當升降單元400向下移動時，防止設置在前後方向上偏向該一側的位置的升降驅動馬達410干擾行進驅動馬達210。因此，可以確保用於將升降單元400安裝在清掃機主體110中的空間。
升降驅動馬達410安裝到升降殼體450面向懸架框310的外表面一部分。懸架框310中具有升降孔315，升降驅動馬達410插入到升降孔315中。升降孔315形成為具有足夠的垂直長度，使得當升降單元400上升或下降時，升降驅動馬達410在升降孔315內上升或下降。
升降單元400可以安裝到懸架框310的內表面，即安裝到懸架框310的面向清掃機主體110內部的表面，以便可垂直地移動。懸架框310可以具有台階部分311、312和313，該等台階部分311、312和313形成為使得懸架框310的內表面的下部比其上部更加突出。台階部分311、312和313從懸架框310的內表 面的前端形成到其後端，並包含：位於前側的前台階部分311；位於後側的後台階部分312；以及中間台階部分313，其將前台階部分311與後台階部分312互相連接。前台階部分311和後台階部分312可以形成具有相同的高度，該高度可以大於中間台階部分313的高度。升降孔315可以從懸架框310的上部形成到中間台階部分313。升降單元400可以安裝到前台階部分311和後台階部分312，以便可垂直地移動。當升降單元400的升降殼體450下降時，其可以安置在前台階部分311和後台階部分312上。當升降殼體450下降並且安置在前台階部分311和後台階部分312上時，升降殼體450圍繞懸架框310的突出下部的兩側。因此，升降單元400的升降殼體450可以與懸架框310重疊。另外，當升降單元400安裝到懸架單元300時，升降單元400和懸架單元300的總寬度減小，從而確保用於將升降單元400設置在清掃機主體110中的空間。
第一旋轉桿420的整個部分容納在升降殼體450中。然而，第二旋轉桿430和440僅一部分容納在升降殼體450中。第二旋轉桿430和440的一端部從升降殼體450的內部突出到升降殼體450的外部，並且透過插入安裝到懸架單元300中。第二旋轉桿430和440的下端部分從升降殼體450的內部突出到升降殼體450的下部外側，並且從台階部分311、312和313的頂表面透過插入安裝到台階部分311、312和313中。當升降單元400下降時，升降殼體450的一部分可以安置在台階部分311、312和313上，其中第二旋轉桿430和440通過該部分突出到升降殼體450的外部。當升降單元400下降時，升降殼體450的一部分可以安置在前台階部分311和後台階部分312上，其中第二旋轉桿430和440通過該部分突出到升降殼體450的外部。
懸架單元300中具有插入孔361，第二旋轉桿430和440的一端部透過插入而安裝到插入孔361中。插入孔361可以形成在懸架框310的台階部分311、312和313中。插入孔361可以形成在懸架框310的前台階部分311和後台階部分312中。形成在絕緣體360中的插入孔361可以透過插入耦接到懸架框310的台階部分311和312中。插入孔361具有形成在其內圓周表面中的螺紋(圖未顯示)，並且第二旋轉桿430和440具有形成在其一端部的外圓周表面中的螺紋431和441，該一端部突出到升降殼體450的外部，以便與形成在插入孔361的內圓周表面中的螺紋嚙合。因此，當第二旋轉桿430和440沿一方向旋轉時，第二旋轉桿430和440從台階部分311和312向外突出，使得升降單元400上升。相反地，當 第二旋轉桿430和440沿相反方向旋轉時，第二旋轉桿430和440插入台階部分311和312中，使得升降單元400下降。懸架框310由塑膠材料形成，而第二旋轉桿430和440由不銹鋼形成。因此，為了在第二旋轉桿430和440旋轉時，允許懸架框310垂直地移動而不被螺紋431和441磨損，絕緣體360由與第二旋轉桿430和440相同的材料形成，即不銹鋼。
升降單元400可以進一步包括第一蝸桿411、第一蝸輪421、第二蝸桿422和423、以及第二蝸輪432和443。
第一蝸桿411可以設置在升降驅動馬達410的旋轉軸上，並且可以位於升降殼體450內部。
第一蝸輪421可以設置在第一旋轉桿420，並且可以位於升降殼體450內部。因為升降驅動馬達410在前後方向上偏向該一側的位置耦接到升降殼體450，所以第一蝸輪421不設置在第一旋轉桿420在縱向方向上的中心，而是以與升降驅動馬達410相同的方式設置在偏向該一側的位置。第一蝸輪421可以與第一蝸桿411嚙合。由於第一蝸桿411與第一蝸輪421彼此嚙合，當升降驅動馬達410的旋轉軸旋轉時，第一旋轉桿420可以與升降驅動馬達410的旋轉軸一起旋轉。
第二蝸桿422和423設置在第一旋轉桿420，並且位於升降殼體450內部。當第一旋轉桿420旋轉時，第二蝸桿422和423與第一旋轉桿420一起旋轉。因為第二旋轉桿430和440包含兩個旋轉桿，即第二前旋轉桿430和第二後旋轉桿440，所以第二蝸桿422和423包含兩個蝸桿，每個蝸桿設置在第一旋轉桿420的兩個端部對應的一個。也就是說，第二蝸桿422和423包含第二前蝸桿422和第二後蝸桿423，第二前蝸桿422設置在第一旋轉桿420的前端部分，第二後蝸桿423設置在第一旋轉桿420的後端部分。
第二蝸輪432和443設置在第二旋轉桿430和440，並且位於升降殼體450內部。因為第二旋轉桿430和440的下端部分突出到升降殼體450的下部外側，並且透過插入安裝到懸架框310中的插入孔361中，所以第二蝸輪432和443設置在第二旋轉桿430和440的上端部分。第二蝸輪432和443與第二蝸桿422和423嚙合。第二蝸輪432和443包含：第二前蝸輪432，設置在第二前旋轉桿430；以及第二後蝸輪443，設置在第二後旋轉桿440。第二前蝸輪432與第二前蝸桿422嚙合，第二後蝸輪443與第二後蝸桿423嚙合。由於第二蝸桿422和423與第二蝸 輪432和443彼此嚙合，所以當第一旋轉桿420旋轉時，第二旋轉桿430和440與第一旋轉桿420一起旋轉。也就是說，當升降驅動馬達410的旋轉軸旋轉時，第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440與升降驅動馬達410的旋轉軸一起旋轉。當升降驅動馬達410的旋轉軸沿一個方向旋轉時，第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440沿該一個方向旋轉。當升降驅動馬達410的旋轉軸沿相反方向旋轉時，第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440沿該相反方向旋轉。
第一蝸輪421、第二蝸桿422和423、以及第一旋轉桿420不是彼此分開地形成。第一蝸輪421以及第二蝸桿422和423與第一旋轉桿420一體地形成。此時，第一蝸輪421、第二蝸桿422和423以及第一旋轉桿420可以由不銹鋼一體地形成。或者，第一蝸輪421以及第二蝸桿422和423可以與第一旋轉桿420分開地形成，並且可以與第一旋轉桿420耦接。換句話說，第一蝸輪421以及第二蝸桿422和423可以與第一旋轉桿420一體地形成，或者可以與第一旋轉桿420分開形成。因此，上面使用術語「設置」來描述第一蝸輪421以及第二蝸桿422和423相對於第一旋轉桿420的關係。
第二蝸輪432和443以及第二旋轉桿430和440不是彼此分開地形成。第二蝸輪432和443可以與第二旋轉桿430和440一體地形成。形成在第二旋轉桿430和440的下端部分中的螺紋431和441也可以與第二旋轉桿430和440一體地形成。第二前蝸輪432、螺紋431以及第二前旋轉桿430可以由不銹鋼一體地形成。第二後蝸輪443、螺紋441以及第二後旋轉桿440可以由不銹鋼一體地形成。或者，第二蝸輪432和443以及螺紋431和441可以與第二旋轉桿430和440分開地形成，並且可以耦接到第二旋轉桿430和440。換句話說，第二蝸輪432和443以及螺紋431和441可以與第二旋轉桿430和440一體地形成，或者可以與第二旋轉桿430和440分開地形成。因此，上面使用術語「設置」來描述第二蝸輪432和443相對於第二旋轉桿430和440的關係。
升降單元400可以進一步包括複數個軸承424、425、426、427、433、434、444和445，其允許第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440可旋轉地耦接到升降殼體450。軸承424、425、426、427、433、434、444和445耦接到第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440中的每一個的最重的部分，以確保第一旋轉桿420以及第二旋轉桿430和440的平穩旋轉。因此，軸承424、425、426、427、433、434、444和445可以耦接到第一旋轉桿420的一部分，該部分與第一蝸輪421 以及第二蝸桿422和423相鄰；並且可以耦接到第二旋轉桿430和440的一部分，該部分與第二蝸輪432和443相鄰。
軸承424、425、426、427、433、434、444和445包括：第一軸承424，其耦接到第一旋轉桿420與第一蝸輪421的前端相鄰的部分；第二軸承425，其耦接到第一旋轉桿420與第一蝸輪421的後端相鄰的部分；第三軸承426，其耦接到第一旋轉桿420與第二前蝸桿422的後端相鄰的部分；第四軸承427，其耦接到第一旋轉桿420與第二後蝸桿423的前端相鄰的部分；第五軸承433，其耦接到第二前旋轉桿430與第二前蝸輪432的上端相鄰的部分；第六軸承434，其耦接到第二前旋轉桿430與第二前蝸輪432的下端相鄰的部分；第七軸承444，其耦接到第二後旋轉桿440與第二後蝸輪443的上端相鄰的部分；以及第八軸承445，其耦接到第二後旋轉桿440與第二後蝸輪443的下端相鄰的部分。
圖8為說明根據本發明實施例的清掃機與外部對接裝置對接的狀態的視圖；以及圖9為根據本發明實施例之清掃機的控制方塊圖。
參照圖8和圖9，根據本發明實施例的清掃機100包括電池1，其設置在清掃機主體110內部。電池1儲存用於驅動設置在清掃機主體110的各種電子元件的電能。用於對電池1充電的充電端子2設置在清掃機主體110的底表面上。充電端子2可以具有預定配置，使得充電端子2能夠連接到外部對接裝置3以進行充電。充電端子2可以連接到設置在外部對接裝置3的供電端子4，以便對電池1充電。該對接裝置3可以是充電座。當電池1的充電狀態下降到預定程度以下時，清掃機100可以自主地行進到對接裝置3，並且清掃機主體110可以與對接裝置3對接。當清掃機100完成清潔操作時，清掃機100可以自主地行進到對接裝置3，並且清掃機主體110可以與對接裝置3對接。
感測單元130可以包含障礙物感測器、地板感測器或位置感測器中的至少一個。控制器5可以執行控制，以回應從感測單元130發送的感測值，使得升降單元400上升或下降。
例如，控制器5可以從感測單元130接收與對接裝置3的位置有關的資訊，以便確認對接裝置3的位置。由於充電端子2設置在清掃機主體110底表面上的配置，當清掃機主體110準備與對接裝置3對接時，控制器5執行控制，使得升降驅動馬達410沿一個方向旋轉，並且使升降單元400上升，從而使清掃機主體110向上移動。在升降單元400上升之後，控制器5執行控制，使得升降驅動 馬達410沿相反方向旋轉，並且使升降單元400下降，從而使清掃機主體110向下移動，並且使充電端子2連接到對接裝置3的供電端子4。
清潔噴嘴120包括抽吸口，該抽吸口形成在清潔噴嘴120的底表面，以便從待清潔區域抽吸異物。例如，當清掃機100在地板上方鋪設的地毯上行進時，地毯的纖維可能被清潔噴嘴的抽吸力捲入抽吸口，並且這種施加在地毯與抽吸口之間的抽吸力可能會降低清掃機的行進性能。因此，根據本發明實施例的清掃機100能夠藉由根據待清潔區域的材料控制升降驅動馬達410，向上或向下移動升降單元400，從而調節清潔噴嘴120的高度。感測單元130可以獲取與待清潔的區域的材料有關的資訊，並且控制器5可以從感測單元130接收關於待清潔的區域的資訊。感測單元130可以是獲取與待清潔區域的材料有關的資訊的距離感測器、反射率測量感測器或影像感測器中的至少一個。當基於與從感測單元130發送之待清潔區域有關的資訊判定待清潔區域是地毯時，控制器5執行控制，使得升降驅動馬達410沿一個方向旋轉，並且使升降單元400上升，從而使清潔噴嘴120向上移動。當基於與待清潔區域有關的資訊判定清掃機主體110已離開地毯時，控制器5執行控制使得升降驅動馬達410沿相反方向旋轉，並且使升降單元400下降，從而使清潔噴嘴120向下移動。
如上所述，根據本發明實施例的清掃機被配置使得用於使清掃機主體110向上或向下移動的升降單元400安裝到懸架單元300。因此，即使在透過升降單元400調節清掃機主體110的高度時，懸架單元300也能夠連續地吸收施加到滾輪單元200的衝擊。
另外，懸架單元300的懸架框310包括台階部分311、312和313，當升降單元400下降時，升降單元400的升降殼體450安置在台階部分311、312和313上。因此，當升降單元400安裝到懸架單元300時，升降單元400和懸架單元300的總寬度減小，從而確保用於將升降單元400設置在清掃機主體中的空間110。
從以上描述中顯而易見的是，本發明提供了一種清掃機，其中用於使清掃機主體向上或向下移動的升降單元安裝到懸架單元。因此，即使在透過升降單元調節清掃機主體的高度時，懸架單元也能夠連續地吸收施加到滾輪單元的衝擊。
另外，當清潔噴嘴從地毯吸入異物時，清潔噴嘴的高度增加，防止地毯的纖維被捲入形成在清潔噴嘴的底表面的抽吸口中，因此防止清掃機主體的行進性能降低。
另外，當清掃機準備與外部對接裝置對接以對電池充電時，清掃機主體向上移動，使得設置在清掃機主體底表面的充電端子定位於能夠連接到對接裝置的位置。
另外，懸架單元的懸架框包含台階部分，當升降單元下降時，升降單元的升降殼體安置在台階部分上。因此，當升降單元安裝到懸架單元時，升降單元和懸架單元的總寬度減小，從而確保用於將升降單元設置在清掃機主體中的空間。
儘管已出於說明性目的揭露了本發明的較佳實施例，但是其所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在不脫離所附申請專利範圍中揭露的本發明的範疇和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。
本申請案主張於2018年2月5日在韓國提交之韓國專利申請第10-2018-0014158號的優先權權益，其揭露內容透過引用結合於此。

Claims (20)

  1. 一種清掃機，包括：一清掃機主體：一滾輪單元，包含一滾輪，該滾輪被配置以支撐該清掃機主體，使得該清掃機主體在一待清潔區域上行進；一懸架單元，該滾輪單元安裝到該懸架單元以便可垂直地移動，該懸架單元被配置以在該滾輪單元垂直地移動時吸收衝擊；以及一升降單元，安裝到該懸架單元，以使可上升或可下降，並且耦接到該清掃機主體上，以便與該清掃機主體一起上升或下降。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的清掃機，其中，該升降單元包括：一升降驅動馬達；一第一旋轉桿，被配置以透過該升降驅動馬達的力矩旋轉；以及至少一第二旋轉桿，佈置為垂直於該第一旋轉桿，以便透過該第一旋轉桿的旋轉力旋轉，該第二旋轉桿安裝到該懸架單元，使得該清掃機主體隨著該第二旋轉桿的旋轉而上升或下降。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的清掃機，其中，該升降單元進一步包括一升降殼體，該第一旋轉桿和該第二旋轉桿可旋轉地安裝在該升降殼體中，該升降殼體耦接到該清掃機主體以便與該第二旋轉桿一起上升或下降。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的清掃機，其中，該第一旋轉桿容納在該升降殼體中，以及其中，該第二旋轉桿具有一個端部，從該升降殼體的內部突出到該升降殼體的外部，並插入到該懸架單元中。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的清掃機，其中，該懸架單元中具有一插入孔，該第二旋轉桿的該一個端部經由插入安裝到該插入孔中；以及複數個螺紋，形成在該插入孔的一內圓周表面上，以及其中，該第二旋轉桿具有複數個螺紋，形成在該第二旋轉桿的該一個端部的一外圓周表面上，以便與形成在該插入孔中的該等螺紋嚙合。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的清掃機，其中，該懸架單元包括： 一懸架框；一導桿，安裝到該懸架框，以便垂直地延伸，該滾輪單元安裝到該導桿，以便可垂直地移動；以及一彈性構件，該導桿穿過該彈性構件，該彈性構件被配置以在該滾輪單元垂直地移動時吸收衝擊，其中，該插入孔形成在該懸架框中。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的清掃機，其中，該懸架單元進一步包括一絕緣體，該插入孔形成在該絕緣體中，該絕緣體耦接到該懸架框。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的清掃機，其中，該懸架框中具有一升降孔，該升降驅動馬達插入該升降孔中，以及其中，該升降驅動馬達設置在該升降殼體外部，並且，當該升降單元上升或下降時，該升降驅動馬達在該升降孔內上升或下降。
  9. 根據申請專利範圍第6項所述的清掃機，其中，該懸架框具有一台階部分，該台階部分形成為使該懸架框面向該清掃機主體內部的一表面的一下部比其上部更加突出，以及其中，當該升降單元下降時，該升降殼體的一部分安置在該台階部分上，該第二旋轉桿穿過該部分突出到該升降殼體的外部。
  10. 根據申請專利範圍第3項所述的清掃機，其中，該升降單元進一步包括複數個軸承，用於使該第一旋轉桿和該第二旋轉桿可旋轉地耦接到該升降殼體。
  11. 根據申請專利範圍第2項所述的清掃機，其中，該升降單元進一步包括：一第一蝸桿，設置在該升降驅動馬達的一旋轉軸；一第一蝸輪，設置在該第一旋轉桿，該第一蝸輪與該第一蝸桿嚙合；一第二蝸桿，設置在該第一旋轉桿；以及一第二蝸輪，設置在該第二旋轉桿，該第二蝸輪與該第二蝸桿嚙合。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述的清掃機，其中，該第一蝸輪和該第二蝸桿與該第一旋轉桿一體地形成。
  13. 根據申請專利範圍第11項所述的清掃機，其中，該第二蝸輪與該第二旋轉桿一體地形成。
  14. 根據申請專利範圍第2項所述的清掃機，其中，至少一個第二旋轉桿包括複數個第二旋轉桿，以及其中，該等第二旋轉桿佈置為彼此平行。
  15. 根據申請專利範圍第2項所述的清掃機，其中，該第一旋轉桿佈置在一水平方向上，以及其中，該第二旋轉桿佈置在垂直方向上。
  16. 根據申請專利範圍第1項所述的清掃機，進一步包括：一感測單元，包括一障礙物感測器、一地板感測器或一位置感測器中的至少一個；以及一控制器，被配置以執行控制，以回應從感測單元發送的感測值，使得該升降單元上升或下降。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述的清掃機，進一步包括：一充電端子，具有一預定配置，能夠連接到用於充電的一外部對接裝置，該充電端子設置在該清掃機主體的一底表面上，其中，當該清掃機主體準備與該對接裝置對接時，該控制器執行控制，使得該升降單元上升，以使該清掃機主體向上移動。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的清掃機，其中，在該升降單元上升之後，該控制器執行控制，使得該升降單元下降，以使該清掃機主體向下移動，並且使該充電端子連接到該對接裝置。
  19. 根據申請專利範圍第16項所述的清掃機，進一步包括：一清潔噴嘴，耦接到該清掃機主體，該清潔噴嘴具有形成在其底表面中的一抽吸口，以從該待清潔區域吸入異物，其中，當基於關於由該地板感測器感測到該待清潔區域的資訊判定該待清潔區域是地毯時，該控制器執行控制，使得該升降單元上升，以使該清潔噴嘴向上移動。
  20. 根據申請專利範圍第19項所述的清掃機，其中，當基於關於該待清潔區域的資訊判定該清掃機主體已離開該地毯時，該控制器執行控制，使得該升降單元下降，以使該清潔噴嘴向下移動。
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