TW491762B - Appendage for a robot - Google Patents

Description

491762 A7 _ B7 五、發明説明（1 ) 〔發明領域〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明關於一種從一可移動表面處理設備或機器人側 向延伸之觸腳，尤關於從一表面處理設備（例如地板淸理 機器人）側向延伸且使用丟棄式淸潔片（例如除塵布、抹 布、刷片等）之觸腳。 〔發明背景〕 在家中及其他地方，各種電器、傢倶及類似物以腳或 墊物而放在地板上並僅離地板面數英吋，類似於此，電器 與櫃台可能有低突伸、灰塵、寵物毛及其他碎物易在這些 物品下方堆積並位於地板上難觸及之處。 表面處理設備（例如地板淸理機器人）有其高度及尺 .寸，一般無法在上述物品下方移動而淸理地板該處，而且 有些表面處理設備有設計上的限制，例如輪子設計成足以 滾過表面過渡區，但也變得太高而無法到達地板該處。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 此外，對於必須在雜亂環境（例如住家）中行走的可 移動表面處理設備，能藉由繞一垂直軸線轉動以改變方向 有其優點，爲能有效地在很窄的空間內轉動，可移動表面 處理設備必須在中心垂直軸線周圍爲實質上圓筒狀，而不 能到達房間角落或尖銳角狀限制之地板空間。伸出機器人 垂直圓筒狀之外以到達物品下方或房間角落的水平硬質延 伸物爲不需要者，因其會被物品所阻而阻礙設備之轉動。 由Kukpatnck等人於2 0 0 0年5月3 0日提申的繫 屬中且與本案爲相同人士所擁有的美國專利申請案第〇 9 本紙伕尺度適用中國®家標準（CNS )八4胁（210X297公A ) 771 ~" 491762 經濟部智慈財產局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（2 ) / 5 8 0， 0 8 3號（在此倂入以供參考）揭示從機器人 側向延伸之撓性刷，然而無法集塵，亦即無法將灰塵和碎 片從表面移除並將其從表面難以到達處帶走。刷子只是將 灰塵掃到表面處理模組路徑以利稍後收集及棄置，表面處 理模組可能漏掉未被刷子掃到模組路徑的灰塵和碎片。 所以需要從機器人周緣側向延伸而出以淸掃及收集表 面難到達之處（例如長椅及櫃台頂部伸出之下方）及房間 角落的灰塵和碎片之觸腳，並允許機器人繞一垂直軸線轉 動，不致因觸腳爲障礙所阻掛在障礙上而妨礙機器人之轉 動或移動。 〔發明槪述〕 本發明關於一種有一周圍之機器人，一觸腳從機器人 側向向外延伸（可從機器人周圍延伸），觸腳到達機器人 周圍限界部分無法到達之處。觸腳也可偏置向下及/或相 對於機器人在水平方向移動。 〔圖式簡介〕 圖1係本發明的機器人之仰視立體圖。 圖1A爲本發明的具有一肘接觸腳的機器人部分圖。 圖1 B爲本發明的具有一撓性觸腳的機器人部分圖。 圖1 C爲本發明的具有一撓性觸腳的機器人部分圖， 其中部分切開以露出一非必須硬柄。 圖2爲本發明的機器人說明例仰視平面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ 5 - (請先閲讀背面之注意事 噼 項再填· 裝-- :寫本頁) 訂 .鑪 經濟部智慧財產局員工消资合作社印^ 491762 A7 B7 五、發明説明（3 ) 圖3爲沿圖2中3 — 3線所取剖面圖。 圖4爲沿圖2中4 — 4線所取剖面圖。 〔符號說明〕 1〇 觸腳 11 近端 12 本體 14 肋 15 硬柄 1 5 T 頂面 1 5 B 底面 18 下膜 19 貯液槽 2 0 表面處理設備；機器人 2 4 底側 3〇 順墊 3 2 支撐件 34 淸潔片固定器 4〇 淸潔片組裝孔 5 0 連接器 5 2 連接桿 5 4 球狀桿端 5 6 順彈性元件 5 8 凹溝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - I-------批衣------1T------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 491762 A7 B7 五、發明説明（4 ) 〔發明詳述〕 請參閱圖1 ，ΙΑ，1B和2 ，本發明關於一種與可 移動表面處理設備（例如機器人）一起使用的可水平移動 且向下偏置之觸腳。機器人可用於多種表面處理，其中一 例爲淸理地板，在淸理地板之外，表面處理包括諸如爲地 板和其他表面提供'' 保護〃之處理.，例如防污染及污垢、 防火、防紫外線、抗磨損、塵蟎及昆蟲控制、抗微生物處 理等等；其他的表面處理例子包括諸如提供地板及其他表 面''美觀〃的之處理，諸如打磨、芳香/去味；以及拋光 〇 請參閱圖1 A，本發明的觸腳1 〇包括可在水平平面 上移動且被偏置向下朝向表面的一本體1 2，觸腳1 〇由 一近端側向延伸到可移動表面處理設備2 0周緣2 4之外 ，並在一末端終止。 觸腳1 0從近端到末端的長度可爲5〜5 0公分，較 佳爲1 0〜2 5公分，寬度（與地板平行）爲〇 . 2 5〜 2 0公分。觸腳1 〇的長度和寬度形成一縱橫比，在一實 施例中觸腳1 0縱橫比至少爲4，在第二實施例中至少爲 1〇° 觸腳1 0可在水平平面上繞一定點e肘轉或樞轉a， 定點e與觸腳1 〇近端並列或重疊，而且或或者，觸腳 1 0可在水平平面上於側向B和C其中一方向（最好二方 向皆可）平移。在此替代實施例中，表面處理設備2 〇具 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） ~ " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 項再填ΐ 經濟部智慈財產局員工消费合作社印製 491762 A7 B7 五、發明説明（5 ) 有平移地附接到機器人的觸腳1 〇以在二側向一者或兩者 移動。 請參閱圖1 B，觸腳1 〇亦可在水平平面彎曲〇，其 可利用撓性材料製造觸腳1 〇並將觸腳1 〇近端1 1固接 在表面處理設備2 0上，此處之、、撓性材料〃係指展現柔 弱或彈性性質之所有材料，而此處之'、柔弱〃係指受力時 若未在相反方向施加外力不會在相反方向彎曲之材料，亦 即此種材料沒有彈簧常數。柔弱爲彈性之相反，柔弱材料 之非限制性例子包括隨意包在鞘中的一股棉絲、撓性片狀 物諸如不織物/織布及組織、甚至是普通襪子。 反之，此處之''彈性〃係指受力彎曲時不需外部恢復 力即可自然地或在施加彈簧影響之下在相反方向彎曲之材 料，亦即具彈簧常數之材料，彈性材料一非限制性例子爲 橡膠材料。請注意彈性觸腳1 0可能由於遲滯而無法彈回 原先方向完全距離，由是，當表面處理設備繞其垂直軸線 轉動，設備沿水平平面擺動撓性觸腳自由端，此外，若有 需要可以馬達使觸腳1 0水平移動，但此非本發明之必須 應用。 撓性觸腳1 0優點爲構造簡單，觸腳隨機彎曲可到達 其他方式無法到達之區域，觸腳撓性也減低機器人受障礙 而阻礙行動之缺點。彎曲之隨機性係指觸腳1 0彎曲位置 、方向、及/或彎曲量。 請參閱圖1 C，若有需要，觸腳1 0可有與其近端重 疊之一硬柄2 5，硬柄2 5朝觸腳1 0末端延伸一矩距離 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 項再填办 經濟部智慧財產局B工消費合作社印^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 8 - 491762 A 7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，撓性觸腳1 0之平衡側向向外延伸到硬柄1 5之外，硬 柄1 5確保撓性觸腳1 0側向延伸到機器人周圍之外，且 不妨礙機器人之移動。 圖2和3所示者爲用於可移動表面處理設備的可水平 移動且偏置向下之觸腳1 0，在此特定實施例中，觸腳 1〇與一淸潔片固定器3 4 —體，上述實施例中觸腳1 〇 未與機器人之平衡物一體。淸潔片.固定器3 4包括有一第 一側和一第二側之一硬支撐件3 2，多個淸潔片組裝位置 4〇，組裝在支撐件3 2第二側的一順墊3 0，以及一淸 潔片固定器連接器5 0。淸潔片固定器連接器5 0將支撐 件3 2和觸腳1 0組裝在機器人2 0上。 在此特定實施例中，觸腳1 0可由撓性材料製成，最 好是彈性材料諸如橡膠或泡綿。此外，淸潔片固·定器3 4 ，硬支撐件3 2，順墊3 0或其任何組合亦可由撓性材料 製成，最好是彈性材料諸如橡膠或泡綿。然而，硬支撐件 3 2最好由比順墊3 2硬的材料製成，以提供較佳結構一 體性給淸潔片固定器3 4。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印^ 請參閱圖4，觸腳1 0有一頂面1 5 T和一底面 1 5 B，且包括至少一個淸潔片固定器組裝孔4 0，淸潔 片固定器組裝孔4 0與淸潔片結合1爲將淸潔片固定在順 墊3 0上的許.多可用組裝方式之一。對習於此技人士而言 ，黏劑、黏著劑、摩擦結合以及機械互鎖組裝系統爲已知 者且在本發明範圍之內。 在較佳實施例中，觸腳1 0被從其頂面1 3向上延伸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 491762 A7 _____ B7__ 五、發明説明（7 ) 的一或多個硬肋1 4偏置向下，由於截面模數，肋1 4較 能抗拒垂直運動，優於水平運動。在一特定實施例中，肋 1 4沿觸腳1 〇周緣設置，雖然可在觸腳1 0中心或偏心 處設置單一肋1 4。觸腳1 0底面1 5B —般爲均勻，然 而可採用類似的由垂直肋構成之開口構造，此亦在本發明 範圍之內。 肋1 4可與先前的下膜1 8分開成型，觸腳1 0內可 設一個容納流體的貯液槽1 9以增加重量來幫助將觸腳 1 0偏置向下及/或使流體流經下膜1 8。在一特定實施 例中，若需要承受流體之容器，一垂直延伸肋1 4連續模 製成與下膜1 $及貯液槽1 9 一體。 其他水平方向彈性但在垂直方向剛硬的機構亦可做爲 觸腳1 0，例如水平柔弱鏈狀構造，包括（但不限於）類 似於腳踏車鏈條者，具有水平彈性芯及附接在水平彈性芯 的多個柔弱芯之拖把狀構造，或是繞一中央垂直肋成型的 一毛管狀尾狀物，提供向下偏置及水平彈性動物外觀。 請注意雖然所示觸腳1 0略爲三角形，其寬度、長度 及形狀可有利地變化，例如，肋構造可在一側設一孔口， 並用於轉動的機器人，使孔口導引尾狀物打掃而能舀上較 大粒子。或者可用窄長尾狀物以到達更大更低的傢倶及電 器下方。尾狀.物可爲錐狀，如圖1 C所示，以減低碰到障 礙物之機會並提供長度上較一致的彎曲應力，且末端可力口 大以提供額外的能力來收集碎片，末端亦可分叉或分成多 個末端。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事 項再填· :寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 491762 A 7 B7 五、發明説明（8 ) 請參閱圖2和3 ，淸潔片固定器3 0 —特定實施例見 於頒給K1 n g r y等人的美國新式樣專利第4 0 9 , 3 4 3號 之實質上剛硬之淸潔片固定器，在此倂入以供參考。在此 貫施例中係以淸潔片組裝孔將淸潔片組裝在~順墊及/或 觸腳1 0上。請了解觸腳1 〇可包含可棄式材料（亦即在 使用後即棄置並不再淸洗或存放者）或是適於淸潔及多用 途材料。 與丟棄式淸潔片一起使用的手動或非機器人用硬質淸 潔片固定器爲已知，如頒給Vosbikian的美國第 6， 〇 9 8， 2 3 9號專利，在此倂入以供參考。

Vosbikian專利揭示一種手用（非機器人用）之典型硬質淸 潔片固定器，其有存放空間來組裝淸潔片。較佳實施例的 淸潔片組裝孔4 0包括被撓性偏置的組裝在周圍之數分開 段’按壓在段之間的淸潔片一部分時，該段將淸潔片該部 分握持並固定，如V 〇 s b i k i a η專利中所述。可期者爲亦可利 用其他裝置將淸潔片握持並供保持在淸潔片固定器上，例 如，美國第5， 9 1 5, 4 3 7號專利案中所揭示之彈性 拖把頭夾，或是微鈎裝置，其中微鈎結合淸潔布纖維，例 如新舉什爾州曼徹斯特的Velcor美國有限公司販賣之 Velcro (註冊商標）的設在撓性底層上的塑膠微鈎，或是 利用黏性表面包覆。 可棄式淸潔片（可爲丟棄式拭塵布、擦濕布、撓性刷 或類似物）一般係組裝在淸潔片固定器上，淸潔片固定器 3 0 ’淸潔片組裝孔4 0以及淸潔片一特定實施例爲俄亥 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事 .項再填· :寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491762 A7 ___B7_ 五、發明説明（9 ) 俄州辛辛那提巾的Procter & Gamble公司所販售的Swiffer (註冊商標）。 圖3所示者爲淸潔片固定器3 0的一特定實施例，淸 潔片固定器3 2可包括組裝在淸潔片固定器3 2第二側的 一順墊3 0 ，一淸潔片固定器連接器5 0組裝在淸潔片固 定器3 2上。在此特定實施例中，淸潔片固定器3 2的連 接器5 2包括固定在淸潔片固定器3 0上的一淸潔片固定 器連接桿5 2 (亦即一突桿），其球狀桿端5 4插入表面 處理設備（未示出）的一凹溝5 8中。同樣地，順彈性元 件5 6可固定在凹溝5 8內部。當球狀桿端5 4插入凹溝 5 8時，其使順彈性元件5 6位移，因而將球狀桿端5 4 定位在凹溝5 8中。拆卸時係將淸潔片固定器3 0拉離表 面處理設備2 0。請注意球及承窩式組裝可由其他機械上 已知的組裝方式取代，包括（但不限於）磁鐵，機器人突 伸物插入淸潔片固定器凹溝，或是螺紋承窩及桿。淸潔片 固定器連接器5 0另一例包括在突桿5 2末端的球狀桿端 5 4 ’而球狀桿端5 4有一永久磁鐵。表面處理設備2 0 有一承窩安裝件5 8，其在底側2 4有第二磁鐵或鐵磁材 料。 * 淸潔片固定器3 2之使用係藉由摺疊一夠長的淸潔片 來使整個淸潔片固定器覆蓋硬支撐元件3 2淸潔片固定器 3 0並將淸潔片摺疊的側端固定在淸潔片組裝孔4 〇之上 並進入組裝孔4 0中。淸潔片縱長剩餘部分繞觸腳摺疊 40 ’因而覆蓋觸腳1〇底面15 ，之後將公淸潔片固定 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格 (210X297公釐 1 -12 -~" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 項再填ΐ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491762 A7 B7 五、發明説明（10 ) 器組裝件5 0插入表面處理設備1 0底部而將淸潔片固定 器3 0組裝在表面處理設備2 〇。表面處理設備2 0係置 放在要處理的表面上（例如硬表面面地板）並驅使淸潔片 接,觸地板。當機器人到達突伸障礙或角落並繞其垂直軸線 轉動’淸潔片突伸出觸腳1 〇的部分進行打掃並由觸腳 1 0從表面處理設備2 0下方向下偏置之下向外突出，以 收集及淸除表面處理設備2 〇示能.處理的角落及突伸障礙 物下方的灰塵及髒物。被偏置向下的觸腳1 〇在水平方向 有彈性，當其接觸牆壁和與地板接觸的其他障礙物時被水 平地推到一旁。 亦請注意若要使用的淸潔機構需要釋出淸潔液、光澤 劑或其他表面淸潔液或保養液，這些液體可藉由將一彈性 流體容器放置在觸腳1 〇內而流入或流經觸腳1 〇，或是 設置從一外部流體容器到觸腳1 〇之撓性流體管，使液體 能釋出到組裝的吸收性或擦拭性淸潔片頂部或流經淸潔片 〇 機器人2 0可包含表面處理設備2 0，諸如拖把，包 含一握把及拖把頭，例如Procter & Gamble公司販售之 Swiffer (註冊商標）。觸腳1 0組裝在拖把頭上。表面處 理設備2 0可移動，但可經由人搖控或手動，如同一拖把 之場合，或由某種型式之獨立控制而移動。在較佳實施例 中，表面處理設備2 0爲一獨立可移動機器人，一般包含 一底盤、一驅動機構諸如設在底盤上的馬達控制輪子，可 動地組裝在底盤上的一實質上硬質殻體，讓機器人碰到障 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格(210Χ297公釐） " — ~ 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 491762 Α7 Β7 五、發明説明（n ) 礙物時能轉動並從另一方向開走的接觸感測器，以及隨意 β ~ @胃測器’例如警告機器人將會碰撞之紅外線感測器 也匕 夂置已揭示於Kirkpatrick等人於2 0 0 0年5月 3 Q ΒίΙ$且爲本案申請人共同擁有的繫屬中之美國第 0 9 Χ 5 8 0 > 〇 8 3號專利申請案中，在此倂入以供參 考。 _ # S以單觸腳1 〇爲例介紹數實施例，亦可以多觸 腳1 0用在—機器人2 0上，這些觸腳1 〇可彼此在圓周 方向等間隔或不等間隔設置，類似地，這些觸腳1 〇長度 可相等或不等，設計特徵可相同或不同。 雖然已揭示並說明本發明特定版本及實施例，在不偏 離本發明的教導之下，仍可對機器人、淸潔片固定器及觸 腳做許多修改。 — ~ 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 491762 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種觸腳，其從處理表面的一可移動設備側向伸 出’該觸腳包括具一第一側及一第二側之本體，本體可在 1¥¥面上移動並被偏置向下朝向要處理的表面，使本體 胃Z：側與要處理的表面接觸，並收集要處理的表面上的灰 塵及碎片。 2 ·如申請專利範圍第1項之觸腳，其中本體由撓性 材料製成。 3 ♦如申請專利範圍第2項之觸腳，其中撓性材料爲 彈性。 4 ·如申請專利範圍第1項之觸腳，其中觸腳樞接在 機器人上。 5 ·如申請專利範圍第1項之觸腳，其中觸腳流可平 移地組裝在本體上，藉此使觸腳能在水平平面上相對於設 備平移。 6 .如申請專利範圍第1項之觸腳，其中第一側設有 沿本體周緣設置之一緣，該緣從第一側向上延伸，提供本 體之向下偏置。 7 ·如申請專利範圍第2項之觸腳，其中本體高度低 於約1 5 . 5公分。 8 .如申請專利範圍第1項之觸腳，其中觸腳之縱橫 比至少爲4。 9 . 一種觸腳，其從處理表面的一可移動設備側向伸 出，該觸腳包括： 一本體，其有一頂面和一底面，本體可在水平平面移 本纸張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491762 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 動且被偏置向下朝向表面； 組裝在本體頂面的至少一淸潔片固定器連接器； 組裝在本體底面的一順墊；以及 一淸潔片，其中被偏置向下的本體使淸潔片順貼表面 以收集表面上的灰塵和碎片。 1 〇 .如申請專利範圍第8項之觸腳，其中本體頂面 包括沿其周緣設置的一緣，該緣從頂面向上延伸而提供本 體之向下偏置。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之觸腳，其中本體由 撓性材料製成。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之觸腳，其中撓性材 料爲彈性。 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項之觸腳，其中觸腳樞 接在機器人上。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇項之觸腳，其中本體可 伸縮。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項之觸腳，其中觸腳本 體與位於可移動設備下方的一淸潔片固定器本體爲一體° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _化-