TWI435702B - 自捲式靜電除塵裝置 - Google Patents

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TWI435702B
TWI435702B TW099138553A TW99138553A TWI435702B TW I435702 B TWI435702 B TW I435702B TW 099138553 A TW099138553 A TW 099138553A TW 99138553 A TW99138553 A TW 99138553A TW I435702 B TWI435702 B TW I435702B
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Description

自捲式靜電除塵裝置
本發明係有關於一種自捲式靜電除塵裝置，尤指一種設有自調式傳動模組，可調整自捲式靜電除塵裝置和地面的貼合程度，改善因為地面不平整而導致靜電除塵裝置和地面間距過大所造成清潔效能不彰的問題，進而提高清潔效益之自捲式靜電除塵裝置。
隨著自動化技術與人工智慧的快速發展，機器人在人類的環境中扮演越來越重要的腳色，近年來的演進則漸漸朝向服務型機器人的方向快速蓬勃發展，其中尤以清潔機器人為主要之應用，清潔機器人的涵蓋範圍廣泛，依照國際機器人聯盟(IFR，International Federation of Robotics)所出版的World Robotic年刊分類，可分為產業型與家用型兩大類，家用型的地板清潔機器人(自走式吸塵器)在近年來則快速竄起，成為市場主流產品，每年已超過兩百五十萬台，據產業預估資料顯示估計清潔機器人的全球產值將成長約六倍，從2007年的3億美元成長為2014年的18億美元，具有極高發展潛力。
目前地板清潔機器人大多透過風機吸塵方式清潔，於清潔過程中，普遍存在風機運轉產生噪音與沾黏地面之髒汙清潔效果不佳的問題，而靜電吸附式清潔裝置，由於具有低噪音、省電、體積較輕巧等優點，因此目前也被廣泛使用。
針對習知專利而言，例如美國專利第5092699號「FLOOR CLEANING USING INDEX FABRIC ROLLS IN REMOVEABLE CASSETTE」，該專利提出一具可拆卸滾筒布之地面清潔裝置，包含手把、滾筒盒、滾筒及清潔布，使用者將清潔布配置於滾筒上，透過移動手把帶動滾筒轉動，進而以貼合滾筒之清潔布作地面清潔，當清潔布黏附過多髒污時，可拆下清洗，再配置於滾筒上重複使用。該專利必須經常手動拆卸清洗清潔布，而清潔布於滾動過程中，容易因為施力不均而使得清潔布滾動不順暢，可能造成清潔布鬆脫或過於緊繃，影響清潔效果。
例如美國專利第7055204號「CLEANING DEVICE」，該專利提出一清潔裝置，包含手把、平板和平板上方的塑膠刮板，使用者可於平板上配置靜電除塵紙(可置換)作地板清潔，也可利用平板上方之塑膠刮板作髒汙集中動作，該專利必需經常手動更換單張除塵紙，且除塵紙係以平板接觸地面，對於非平面地面或是具有溝槽之地面，其清潔效果不佳。
例如美國專利第7246405B2號「SELF-MOVING VACUUM CLEANER WITH MOVEABLE INIAKE NOZZLE」，該專利提出具有風機吸塵與擦拭件除塵雙功能之自走式吸塵器，擦拭件裝配於除塵平板上，除塵平板配置於吸塵模組後方，清潔過程中，地面先經過風機吸塵，若有殘留髒汙，可透過後方擦拭件再作清潔，同樣地，該專利必須經常手動更換單張除塵紙，且除塵紙係以平板接觸地面，對於非平面地面或是具有溝槽之地面，其清潔效果不佳，再者，其使用風機吸塵噪音高。
有鑑於習知技術之缺失，本發明提出一種自捲式靜電除塵裝置，其自調式傳動模組，可調整自捲式靜電除塵裝置和地面的貼合程度，改善因為地面不平整而導致靜電除塵裝置和地面間距過大所造成清潔效能不彰的問題，進而提高清潔效益之自捲式靜電除塵裝置。
為達到上述目的，本發明提出一種自捲式靜電除塵裝置，包含：一本體；一動力組，係設置於該本體，該動力組係用以提供一驅動力；一拉伸傳送組，係設置於該本體，該拉伸傳送組係由該動力組驅動並用以傳送且拉伸一除塵紙；以及一浮動調整組，係設置於該本體，該浮動調整組係可往復移動並與該本體形成相對運動。
為使　貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。
以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利 貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。
首先請參閱第一圖及第二圖所示，本發明所提供之一種自捲式靜電除塵裝置，其包含一動力組10、一拉伸傳送組20以及一浮動調整組30，該動力組10、拉伸傳送組20及浮動調整組30係設置於一本體40內，該本體40包括一第一架體41、一第二架體42以及一第三架體43，該第一架體41具有一第一空間411，該第一空間411係提供該拉伸傳送組20設置於內，該第一架體41之底部具有一透空部412，該透空部412係提供該浮動調整組30凸伸於該本體40外，該第二架體42係設置於該第一架體41之頂部，該浮動調整組30係設置於該第二架體42底部，該第三架體43係設置於該第一架體41之一側，該第三架體43與該第一架體41之間具有一第二空間431，該第二空間431係提供該動力組10設置於內，該第一架體41、第二架體42及第三架體43組構成之本體40呈矩形，但必須說明的是，該第一架體41、第二架體42及第三架體43可依實際所需設計為其他形狀，以構成其他外型之本體，並不限於圖示矩形本體40實施例。
請參閱第二圖及第三圖所示，該動力組10包括一馬達11以及一齒輪組12，該馬達11具有一驅動螺桿111，該驅動螺桿111係與該齒輪組12囓合，該馬達11連接電源(圖中未示出)，可由電源驅動馬達11運轉，該齒輪組12係由複數齒輪構成，該複數齒輪包括一第一齒輪121、一第二齒輪122、一收紙齒輪123以及一棘齒輪124，該棘齒 輪124與該收紙齒輪123囓合，當該馬達11作動定驅動該驅動螺桿111轉動時，該驅動螺桿111可驅動該齒輪組12連動，依該齒輪組12所構成之齒輪組成型態不同，可決定所需之第一齒輪121、第二齒輪122、收紙齒輪123及棘齒輪124之轉動方向。
請參閱第二圖及第四圖所示，該拉伸傳送組20具有複數捲軸，該複數捲軸包括一第一捲軸21、一第二捲軸22、一送紙捲軸23以及一收紙捲軸24，，該第一捲軸21包括複數第一捲輪211及第一軸體212，該第二捲軸22包括複數第二捲輪221及第二軸體222，該第一捲軸21、第二捲軸22、送紙捲軸23及收紙捲軸24設置於第一架體41之第一空間411內，且該第一捲軸21之第一軸體212、第二捲軸22之第二軸體222、送紙捲軸23及收紙捲軸24之軸向平行，該收紙捲軸24係設置於該送紙捲軸23徑向之一側，收紙捲軸24與送紙捲軸23之軸心位置大約位於同一水平位置，該第一捲軸21及第二捲軸22係設置於該送紙捲軸23與該收紙捲軸24之間，該第一捲軸21與該送紙捲軸23相鄰，該第二捲軸22與該收紙捲軸24相鄰，第一捲軸21之第一軸體212及第二捲軸22之第二軸體222之軸心位置大約位於同一水平位置，該第一捲軸21之第一軸體212與該第一齒輪121軸接，該第二捲軸22之第二軸體222與該第二齒輪122軸接，該收紙捲軸24與該收紙齒輪123軸接，當該馬達11驅動該齒輪組12運轉時，該第一齒輪121、第二齒輪122及收紙齒輪123可分別帶動該第一捲軸21之第一軸體212連同設置其上之該第一捲輪211、該第 二捲軸22之第二軸體222連同設置其上之該第二捲輪221，以及該收紙捲軸24轉動(如第六圖所示轉動方向)，該送紙捲軸23則不連接任何齒輪，該送紙捲軸23可樞設或固設於第一架體41內，該送紙捲軸23係用以軸設於一捲狀之除塵紙50內。
請參閱第二圖及第五圖所示，於該第二架體42頂部設有一第三空間423，該第三空間423內設有一壓輪組25，該壓輪組25係由一定位軸251樞接二交叉設置呈”X”型之連桿組252構成，於該連桿組252之底端設有一至少一第一壓輪253以及至少一第二壓輪254，該壓輪組25設置於該第三空間423內，將定位軸251穿設於該第二架體42所設置之定位孔424內，可將壓輪組25定位於該第二架體42頂部，該第一壓輪253及第二壓輪254之軸向與該第一捲軸21之第一軸體212與第二捲軸22之第二軸體222之軸向平行，將該設置有壓輪組25之第二架體42設置於該具有拉伸傳送組20之第一架體41頂部時，該第一壓輪253可與該第一捲軸21之第一捲輪211相互抵靠，該第二壓輪254可與該第二捲軸22之第二捲輪221相互抵靠(如第六圖所示)。
此外，請參閱第二圖及第五圖所示，於該第二架體42底部設有該浮動調整組30，該浮動調整組30包括一傳動軸33，於該傳動軸33兩軸向端部各設有一滑動件31，該滑動件31具有至少一凸塊311，該滑動件31係嵌設於一定位件32內，該滑動件31可於該定位件32內滑動，該滑動件31與該定位件32之間設有一阻尼彈簧(圖中未示出)，此外，於該第二架體42底部對應於該傳動軸33兩軸向端部之定位件32位置各設有一凸件421，該凸件421具有一溝槽422，該構槽422之長度延伸方向與該傳動軸33之軸向具有一夾角θ，相對應位置之定位件32與凸件421可相互連接，如第五圖所示，於定位件32設有定位孔321，上述該壓輪組25之定位軸251可穿設於該定位件32之定位孔321及該第二架體42之定位孔424，且滑動件31之凸塊311則可嵌入該溝槽422內，形成第二圖所示該浮動調整組30懸吊於該第二架體42底部之狀態，且該傳動軸33係凸伸於該本體40外(如第六圖所示)，當該滑動件31於該定位件32內滑動之同時，該凸塊311可於該溝槽422內同步滑動，於本實施例中，該構槽422之長度延伸方向係垂直於該傳動軸33之軸向，亦即該夾角θ為九十度，因此，該傳動軸33可往復上下移動並與該第二架體42形成相對運動，該傳動軸33之往復移動方向係垂直於該傳動軸33之軸向，且藉由前述設置於該滑動件31與該定位件32間之阻尼彈簧作為懸吊系統，提供該滑動件31緩衝彈性作用，將該第二架體42設置於該第一架體41頂部，該傳動軸33係設置於該第一捲軸21與該第二捲軸22之間且凸伸於該第一架體41底部，且該傳動軸33、第一捲軸21及第二捲軸22之軸向平行。
必須說明的是，本實施例將該第一壓輪253及第二壓輪254設置於”X”型之連桿組252，且利用該定位軸251同時將壓輪組25及傳動軸33定位於該第二架體42頂部及底部，亦即第二架體42可同時提供設置該壓輪組25及傳動軸33之設計，可簡化本發明結構並充分利用空間，除此之外，該定位件32與該凸件421之間可採用卡鉤相互鉤合或螺絲鎖固或黏合等方式相互連接，或該傳動軸33亦可設置於該第一架體41內，或該第一壓輪253及第二壓輪254可利用其他形式，例如”H”型之連桿組定位，或可將該第一壓輪253及第二壓輪254設置於該第一架體41內，舉凡能夠達到使該第一壓輪253可與該第一捲軸21相互抵靠，該第二壓輪254可與該第二捲軸22相互抵靠之目的即可。
請參閱第六圖所示，套設於該送紙捲軸23外之除塵紙50之捲繞路徑，係由該送紙捲軸23拉出後，通過該第一壓輪253與第一捲軸21之間，再拉出該本體40，並繞過該傳動軸33之外部，再進入該本體40，再通過該第二壓輪254與第二捲軸22之間，再捲繞於該收紙捲軸24。
請參閱第二圖及第六圖所示，當使用者操作本發明所提供之自捲式靜電除塵裝置時，首先啟動電源使該動力組10運轉，由該動力組10帶動拉伸傳送組20轉動，即可帶動除塵紙50由該送紙捲軸23前進至該收紙捲軸24，使用者係操作該自捲式靜電除塵裝置以前進方向F1向前推，藉由該第一壓輪253及第二壓輪254之壓制，可以有效抑制除塵紙50行進過程中可能產生的滑動，使除塵紙50完整貼合於拉伸傳送組20及傳動軸33並且平順傳送，不會有施力不均造成除塵紙50撕裂或損壞現象，而該傳動軸33由於可以上下往復移動，因此可以隨著地面60之高低起伏，動態調整傳動軸33位置，確保除塵紙50能平順貼合於地面60，使除塵紙50於清潔過程中皆能完整貼覆於地面60，而該棘齒輪124(如第二圖所示)能防止因拉伸傳送組20施力不均所造成除塵紙50撕裂的現象，並可於除塵紙50由送紙捲軸23完全被捲收至該收紙捲軸24時，透過該棘齒輪124發出”卡、卡”聲響通知使用者更換新的除塵紙50。
請參閱第七圖及第八圖所示，該實施例顯示一第二捲軸22A，該第二捲軸22A係由第二圖及第四圖所示該第二捲軸22衍生而出，該第二捲軸22A包括複數第二捲輪221A及第二軸體222A，該第二捲軸22A之特徵在於設有一清掃裝置，該清掃裝置包括分別設置於相鄰二第二捲輪221A間之一第一刷毛結構70a以及一第二刷毛結構70b，該第一刷毛結構70a之刷毛較細於該第二刷毛結構70b之刷毛，此外，該清掃裝置更包括一承盤413，該承盤413係設置於該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b下方，如圖所示，於該第一架體41A之底部設有一透空部414，該承盤413係嵌設於該透空部414內，除了該第一刷毛結構70a、該第二刷毛結構70b及承盤413所構成之清掃裝置之外，其餘搭配的構件與第二圖所示該實施例相同。請參閱第八圖所示，使用者係操作該自捲式靜電除塵裝置以前進方向F1向前推，除塵紙50由該送紙捲軸23送出，除塵紙50通過該第一壓輪253與第一捲軸21之間，繞過該傳動軸33外部，再通過該第二壓輪254與第二捲軸22A之間，再捲繞於該收紙捲軸24，當除塵紙50通過第二壓輪254與第二捲軸22A之間時，可藉由該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b清掃該除塵紙50表面所沾黏的灰塵或雜物，並且掃下的灰塵或雜物可落入該承盤413，使用者可將承盤413抽出以清理承盤413，而除塵紙50表面所沾黏的灰塵或雜物經過清掃之後，可以提高該收紙捲軸24收捲的平整度，同時，使用者也可視情況回收再使用由該收紙捲軸24收捲的除塵紙50，提高經濟效用，避免浪費。必須說明的是，第七圖及第八圖所示該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b係與該第二捲軸22A設置為一體，因此可以節省空間，且無需再設置其他動力傳動該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b，換言之，亦可將該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b另外設置於一軸體，且另外設置動力齒輪驅動，且該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b之位置沒有一定限制，只要設置於該除塵紙50進入該收紙捲軸24前之捲動路徑上即可，而該第一刷毛結構70a及該第二刷毛結構70b之形式、數量、刷毛之粗細也沒有限制，可以設置為一種刷毛或多種粗細不同混合之刷毛，並可設置多組清掃裝置。綜上所述，本發明提供本發明所提出之自捲式靜電除塵裝置，利用靜電材料吸附特性清潔黏附地面之髒污，取代風機吸塵，能有效降低清潔過程中產生的噪音、減少耗能；其拉伸傳送組可單向控制除塵紙收動作，持續保持接觸地面的除塵材質都是新的接觸面，除有效清潔沾黏地面之髒污外，同時能使靜電吸附之髒污能被順利捲收而不再落下，避免發生吸附髒污之接觸面因重複使用、交叉污染而導致清潔力下降，甚至髒污掉落回地面的情況；其自調式浮動調整組設計，可隨被清潔地面起伏，動態調整自捲式靜電除塵裝置和地面的貼合程度。改善因為地面不平整而導致靜電除塵裝置和地面間距過大所造成清潔效能不彰的問題，進而提升清潔效益；而動力組之棘齒輪設計，可提供除塵紙撕裂保護機制，於除塵紙收捲過程中，棘齒輪可動態調整自捲式收/放系統，以防止施力不匹配造成除塵紙撕裂現象，並可於除塵材質收捲完畢後發出聲響以通知使用者更換新的除塵紙，而本發明可搭配清掃除塵紙表面之清掃裝置，不僅可以提高除塵紙收捲之平整度，亦可使除塵紙回收再使用，符合經濟效益；此外，本發明之模組化設計，除了可單獨使用外，亦可搭載於一般地面清潔機器人或一般吸塵設備上。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
10‧‧‧動力組
11‧‧‧馬達
111‧‧‧驅動螺桿
12‧‧‧齒輪組
121‧‧‧第一齒輪
122‧‧‧第二齒輪
123‧‧‧收紙齒輪
124‧‧‧棘齒輪
20‧‧‧拉伸傳送組
21‧‧‧第一捲軸
211‧‧‧第一捲輪
212‧‧‧第一軸體
22、22A‧‧‧第二捲軸
221、221A‧‧‧第二捲輪
222、222A‧‧‧第二軸體
23‧‧‧送紙捲軸
24‧‧‧收紙捲軸
25‧‧‧壓輪組
251‧‧‧定位軸
252‧‧‧連桿組
253‧‧‧第一壓輪
254‧‧‧第二壓輪
30‧‧‧浮動調整組
31‧‧‧滑動件
311‧‧‧凸塊
32‧‧‧定位件
321‧‧‧定位孔
33‧‧‧傳動軸
40‧‧‧本體
41、41A‧‧‧第一架體
411‧‧‧第一空間
412‧‧‧透空部
413‧‧‧承盤
414‧‧‧透空部
42‧‧‧第二架體
421‧‧‧凸件
422‧‧‧溝槽
423‧‧‧第三空間
424‧‧‧定位孔
43‧‧‧第三架體
431‧‧‧第二空間
50‧‧‧除塵紙
60‧‧‧地面
70a‧‧‧第一刷毛結構
70a‧‧‧第二刷毛結構
F1‧‧‧前進方向
θ‧‧‧夾角
第一圖係本發明之組合結構圖。
第二圖係本發明之分解結構圖。
第三圖係本發明之動力組搭配第三架體之分解結構圖。
第四圖係本發明之拉伸傳送組搭配第二架體分解結構圖。
第五圖係本發明之浮動調整組搭配第二架體及壓輪之分解結構圖。
第六圖係本發明之傳動路徑示意圖。
第七圖係本發明設有清潔裝置之實施例結構示意圖。
第八圖係本發明設有清潔裝置之實施例之傳動路徑示意圖。
10‧‧‧動力組
11‧‧‧馬達
111‧‧‧驅動螺桿
12‧‧‧齒輪組
121‧‧‧第一齒輪
122‧‧‧第二齒輪
123‧‧‧收紙齒輪
124‧‧‧棘齒輪
20‧‧‧拉伸傳送組
21‧‧‧第一捲軸
222‧‧‧第二軸體
23‧‧‧送紙捲軸
24‧‧‧收紙捲軸
25‧‧‧壓輪組
251‧‧‧定位軸
252‧‧‧連桿組
30‧‧‧浮動調整組
31‧‧‧滑動件
311‧‧‧凸塊
32‧‧‧定位件
33‧‧‧傳動軸
41‧‧‧第一架體
411‧‧‧第一空間
412‧‧‧透空部
42‧‧‧第二架體
421‧‧‧凸件
422‧‧‧溝槽
423‧‧‧第三空間
43‧‧‧第三架體
431‧‧‧第二空間
50‧‧‧除塵紙
θ‧‧‧夾角

Claims (9)

  1. 一種自捲式靜電除塵裝置，包含：一本體；一動力組，係設置於該本體，該動力組係用以提供一驅動力；一拉伸傳送組，係設置於該本體，該拉伸傳送組係由該動力組驅動並用以傳送且拉伸一除塵紙，該拉伸傳送組具有複數捲軸，該複數捲軸包括一第一捲軸、一第二捲軸、一送紙捲軸以及一收紙捲軸，該動力組所提供之該驅動力可驅動該第一捲軸、該第二捲軸及該收紙捲軸轉動，該第一捲軸、該第二捲軸、該送紙捲軸及該收紙捲軸之軸向平行，該收紙捲軸係設置於該送紙捲軸徑向之一側，該第一捲軸及該第二捲軸係設置於該送紙捲軸與該收紙捲軸之間，該第一捲軸與該送紙捲軸相鄰，該第二捲軸與該收紙捲軸相鄰；以及一浮動調整組，係設置於該本體，該浮動調整組係可往復移動並與該本體形成相對運動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該本體包括：一第一架體，其具有一第一空間，該第一空間係提供該拉伸傳送組設置於內，且該第一架體之底部具有一透空部，該透空部係提供該浮動調整組凸伸於該本體外；一第二架體，係設置於該第一架體之頂部，該浮動調整組係設置於該第二架體底部；一第三架體，係設置於該第一架體之一側，該第三架體 與該第一架體之間具有一第二空間，該第二空間係提供該動力組設置於內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該浮動調整組具有一傳動軸，該傳動軸係凸伸於該本體外，於該傳動軸之兩軸向端部各設有一滑動件，該滑動件具有至少一凸塊，該滑動件係嵌設於一定位件內，於該第二架體底部對應於該傳動軸兩軸向端部之定位件位置各設有一凸件，該凸件具有一溝槽，該構槽之長度延伸方向與該傳動軸之軸向具有一夾角，相對應位置之定位件與凸件可相互連接，且滑動件之凸塊可嵌入該溝槽內，當該滑動件於該定位件內滑動之同時，該凸塊可於該溝槽內同步滑動。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該滑動件與該定位件之間設有一懸吊系統。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該動力組包括：一馬達；一齒輪組，係由複數齒輪構成，該複數齒輪係由該馬達驅動運轉，該齒輪組包括一第一齒輪、一第二齒輪以及一收紙齒輪，該第一齒輪與該第一捲軸軸接，該第二齒輪與該第二捲軸軸接，該收紙齒輪與該收紙捲軸軸接，當馬達驅動該齒輪組運轉時，該第一齒輪、該第二齒輪及該收紙齒輪可分別帶動該第一捲軸、該第二捲軸及該收紙捲軸轉動。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之自捲式靜電除塵裝置，其 中該齒輪組包括一棘齒輪，該棘齒輪與該收紙齒輪囓合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該拉伸傳送組更包括至少一第一壓輪以及至少一第二壓輪，該第一壓輪及該第二壓輪係設置於該本體內，該第一壓輪及該第二壓輪之軸向與該第一捲軸與該第二捲軸之軸向平行，該第一壓輪與該第一捲軸相互抵靠，該第二壓輪與該第二捲軸相互抵靠。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之自捲式靜電除塵裝置，其中該第一壓輪及該第二壓輪係設置於一支撐架內，該支撐架具有一定位軸，該定位軸係用以將該支撐架連同該第一壓輪及第二壓輪定位於該本體內。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之自捲式靜電除塵裝置，其更包括至少一清掃裝置，該清掃裝置係用以對該除塵紙之表面提供清掃作用，該清掃裝置包括：一刷毛結構，該刷毛結構係連接於該動力組，由該動力子帶動該刷毛結構轉動並刷過該除塵紙表面；以及一承盤，係設置於該刷毛結構下方，該承盤係用以承接該刷毛結構由該除塵紙表面刷下之雜物。
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