TWI593378B - 掃地機與驅動機構 - Google Patents

Description

掃地機與驅動機構

本發明是有關於一種掃地機，且特別是有關於一種只有單一個馬達的掃地機。

一般室內環境的日常打掃以地面清潔為最頻繁工作之一。為了減輕人類的勞動負擔，許多便利性的打掃機器相繼發明上市，例如是常見的吸塵器，甚至是可自動清潔的掃地機。此類吸塵器或是掃地機等地板清潔系統在長期設計驗證下已經證明除了吸塵之外，搭配具有刷毛的滾刷能夠有效地提升整體清潔效果。除了配置於掃地機下方的滾刷之外，部分的掃地機在滾刷旁還會配置有側刷，側刷用來將掃地機側邊的垃圾往掃地機下方移動。

一般而言，此類同時具備滾刷與側刷的掃地機大多具有對應於這些滾刷與側刷的多個馬達。也就是說，滾刷或是各個側刷各自配有獨立的馬達，以方便控制滾刷與各個側刷的轉速及對應的超載保護。因此，以一個滾刷與左右兩組側刷的掃地機為例，此掃地機會需要使用到三顆馬達。然而，此類的掃地機會具有較 高的成本、內部空間需求，也會產生較大的馬達噪音。

本發明提供一種掃地機，其僅使用單一顆馬達帶動滾刷與側刷，且能符合各自的超載保護的需求。

本發明提供一種驅動機構，其僅使用單一顆馬達帶動兩種不同的元件，且能符合各自的超載保護的需求。

本發明的一種掃地機，包括一馬達、一第一傳動模組、一滾刷、一第二傳動模組、至少一超載保護結構及至少一側刷。第一傳動模組連動於馬達。滾刷連接於第一傳動模組。第二傳動模組連動於馬達。超載保護結構連接於第二傳動模組。側刷連接於超載保護結構。當第二傳動模組提供給各超載保護結構的轉矩小於一特定值時，各超載保護結構帶動對應的側刷轉動。當第二傳動模組提供給各超載保護結構的轉矩大於或等於特定值時，各超載保護結構空轉而不帶動對應的側刷轉動。

在本發明的一實施例中，上述的各該超載保護結構包括共軸的一第一旋轉件及一第二旋轉件，第一旋轉件連接於第二傳動模組，第二旋轉件連接於側刷，第一旋轉件接觸第二旋轉件，當第一旋轉件所承受的轉矩小於特定值時，第一旋轉件帶動第二旋轉件轉動，當第一旋轉件所承受的轉矩大於或等於特定值時，第一旋轉件不帶動第二旋轉件轉動。

在本發明的一實施例中，上述的第一旋轉件與第二旋轉 件的其中一者包括一彈臂，第一旋轉件與第二旋轉件的另一者包括一凸出部，彈臂適於接觸或分離於凸出部。

在本發明的一實施例中，上述的第一旋轉件與第二旋轉件的其中一者包括一凸塊，第一旋轉件與第二旋轉件的另一者包括一摩擦面，凸塊接觸摩擦面。

在本發明的一實施例中，上述的各側刷包括一第一嵌合部，各第二旋轉件包括對應於第一嵌合部的一第二嵌合部。

在本發明的一實施例中，上述的馬達耦接於一馬達超載保護電路，馬達超載保護電路用以提供滾刷超載保護。

在本發明的一實施例中，上述的第一傳動模組包括多個相互嚙合的齒輪。

在本發明的一實施例中，上述的掃地機包括兩個側刷與兩個超載保護結構，第二傳動模組包括至少一齒輪、一渦桿與兩渦輪，渦桿嚙合於齒輪，兩渦輪分別嚙合於渦桿的兩端且固定於兩超載保護結構。

本發明的一種驅動機構，包括一馬達、一第一傳動模組、一第二傳動模組及一超載保護結構。第一傳動模組連動於馬達。第二傳動模組連動於馬達。超載保護結構連接於第二傳動模組，其中當第二傳動模組提供給超載保護結構的轉矩小於一特定值時，超載保護結構輸出第二傳動模組所提供的轉矩，當第二傳動模組提供給超載保護結構的轉矩大於或等於特定值時，超載保護結構不輸出轉矩。

在本發明的一實施例中，上述的超載保護結構包括共軸的一第一旋轉件及一第二旋轉件，該第一旋轉件連接於該第二傳動模組，該第一旋轉件與該第二旋轉件的其中一者包括一彈臂，該第一旋轉件與該第二旋轉件的另一者包括一凸出部，該彈臂適於接觸或分離於該凸出部。

基於上述，本發明的掃地機僅使用單一個馬達來驅動滾刷與側刷，而可降低整體成本、噪音並可以讓出更多內部空間給集塵盒使用，或者捨去其他馬達的空間可用來縮小掃地機的整體尺寸。值得一提的是，僅使用單一個馬達來驅動滾刷與側刷所衍生出的問題是，如何提供給滾刷與側刷不同的超載保護。一般而言，滾刷所需要的轉矩大於側刷所需要的轉矩，為了避免提供給側刷的轉矩過大而發生側刷折損或是側刷捲繞異物等狀況，本發明的掃地機的驅動機構將馬達耦接於馬達超載保護電路，以使馬達輸出的轉矩能夠符合滾刷的超載保護，並且將超載保護結構配置在第二傳動模組與側刷之間，當第二傳動模組所輸出的轉矩過大時，超載保護結構會空轉而不帶動側刷，以對側刷提供保護。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧掃地機

100‧‧‧驅動機構

110‧‧‧馬達

120‧‧‧第一傳動模組

122‧‧‧齒輪

130‧‧‧滾刷

140‧‧‧第二傳動模組

142‧‧‧齒輪

144‧‧‧渦桿

146‧‧‧渦輪

150、150a‧‧‧超載保護結構

152、152a‧‧‧第一旋轉件

154‧‧‧彈臂

154a‧‧‧摩擦面

156、156a‧‧‧第二旋轉件

158‧‧‧凸出部

158a‧‧‧凸塊

159‧‧‧第二嵌合部

160‧‧‧側刷

162‧‧‧第一嵌合部

圖1是依照本發明的一實施例的一種掃地機的示意圖。

圖2是圖1的掃地機的超載保護結構與側刷的爆炸示意圖。

圖3是圖2組合後的俯視圖。

圖4是依照本發明的另一實施例的一種掃地機的超載保護結構的示意圖。

在習知的掃地機中滾刷與各側刷會各自配有獨立的馬達，以提供給滾刷與各個側刷特定的轉速及對應的超載保護。然而，此類的掃地機會具有較高的成本與內部空間需求，也會產生較大的馬達噪音。為了改善上述的問題，本發明的掃地機僅使用單一個馬達來驅動滾刷與側刷，不但可達到降低整體成本與噪音的功效，並可以讓出更多內部空間給集塵盒使用，或者捨去其他馬達的空間可用來縮小掃地機的整體尺寸。下面將對此進行詳細的介紹。

圖1是依照本發明的一實施例的一種掃地機的示意圖。請參閱圖1，本實施例的掃地機10包括一驅動機構100、一滾刷130及至少一側刷160。驅動機構100包括一馬達110、一第一傳動模組120、一第二傳動模組140及至少一超載保護結構150。在本實施例中，掃地機10包括兩個側刷160與兩個超載保護結構150，此兩個超載保護結構150與兩個側刷160分別配置在馬達110與滾刷130的兩側，但側刷160與超載保護結構150的數量與位置並不以此為限制。

本實施例的驅動機構100是用單一個馬達110來驅動滾刷130與側刷160，且能夠滿足滾刷130與側刷160的超載需求。詳細地說，馬達110耦接於一馬達超載保護電路(未繪示)，馬達超載保護電路用以提供滾刷130超載保護。第一傳動模組120連動於馬達110。在本實施例中，第一傳動模組120為齒輪箱(或稱減速機)，其包括多個相互嚙合的齒輪122，用以提供減速的效果。滾刷130連接於第一傳動模組120，滾刷130會被第一傳動模組120帶動而轉動。換句話說，由馬達110輸出的轉矩是能夠符合滾刷130的超載保護需求的。

第二傳動模組140用來帶動側刷160。第二傳動模組140包括至少一齒輪142、一渦桿144與兩渦輪146。第二傳動模組140包括多個相互嚙合的齒輪142，渦桿144嚙合於齒輪142，兩渦輪146分別嚙合於渦桿144的兩端。

由於滾刷130所需要的轉矩大於側刷160所需要的轉矩，為了避免提供給側刷160的轉矩過大而發生側刷160折損或是側刷160捲繞異物等狀況，在本實施例中，驅動裝置100透過配置於第二傳動模組140與側刷160之間的超載保護結構150來達成對側刷160的超載保護。第二傳動模組140連動於馬達110，超載保護結構150連接且固定於第二傳動模組140的兩渦輪146，且側刷160連接於超載保護結構150。

圖2是圖1的掃地機的超載保護結構與側刷的爆炸示意圖。圖3是圖2組合後的俯視圖。請參閱圖2與圖3，在本實施例 中，各超載保護結構150包括共軸的一第一旋轉件152及一第二旋轉件156，第一旋轉件152連接於第二傳動模組140，第二旋轉件156連接於側刷160。如圖2所示，側刷160包括一第一嵌合部162，第二旋轉件156包括對應於第一嵌合部162的一第二嵌合部158，側刷160藉由第一嵌合部162與第二嵌合部158的相互卡合而能被第二旋轉件156帶動。

第一旋轉件152套設在第二旋轉件156上，第一旋轉件152包括至少一彈臂154，第二旋轉件156包括至少一凸出部158。在本實施例中，第一旋轉件152包括多個彈臂154，第二旋轉件156包括多個凸出部158，凸出部158的數量可以等於或是大於彈臂154的數量。彈臂154適於接觸或分離於凸出部158，以使第一旋轉件152固定於第二旋轉件156或是相對於第二旋轉件156轉動。

更詳細地說，如圖3所示，第一旋轉件152的彈臂154在常態下會接觸第二旋轉件156的凸出部158，而被凸出部158勾住。當第二傳動模組140提供給各超載保護結構150的第一旋轉件152的轉矩小於一特定值時，第一旋轉件152的彈臂154會與第二旋轉件156的凸出部158保持在勾合的狀態，也就是說，第一旋轉件152與第二旋轉件156之間不會有相對轉動。因此，第一旋轉件152能夠帶動第二旋轉件156轉動。由於第二旋轉件156固接於側刷160，側刷160會對應地轉動。

相反地，當第二傳動模組140提供給各超載保護結構150 的第一旋轉件152的轉矩大於或等於特定值時，由於第一旋轉件152所承受的轉矩太大，第一旋轉件152的彈臂154會滑開而無法與第二旋轉件156的凸出部158保持在勾合的狀態，此時，第一旋轉件152會相對於第二旋轉件156轉動，換句話說，第一旋轉件152會呈現空轉的狀態，不會帶動第二旋轉件156轉動。因此，固接於第二旋轉件156的側刷160便不會對應地轉動。

也就是說，本實施例的第一旋轉件152與第二旋轉件156之間藉由彈臂154與凸出部158之間可分離的卡合關係而固定在一起或是能夠相對存在運動，而使得超載保護結構150能夠僅將小於特定值的轉矩從第二傳動模組140傳遞至側刷160，有效地避免發生側刷160折損或是側刷160捲繞異物等狀況。

換句話說，在本實施例中，驅動機構100透過電路的方式來對滾刷130提供超載保護，且透過機構的方式對側刷160來提供超載保護。當然，在其他實施例中，驅動機構100也可以透過兩種不同的機構來分別對滾刷130與側刷160提供超載保護。此外，在其他實施例中，也可以是第一旋轉件152包括凸出部158，第二旋轉件156包括彈臂154，且凸出部158與彈臂154的數量並不以上述為限制。

當然，超載保護結構150的形式並不以此為限制。圖4是依照本發明的另一實施例的一種掃地機的超載保護結構的示意圖。請參閱圖4，圖4的超載保護結構150a與圖2的超載保護結構150的主要差異在於，在本實施例中，第一旋轉件152a包括一 摩擦面154a，第二旋轉件156a包括一凸塊158a。當第二傳動模組(請參考圖1的第二傳動模組140)提供給各超載保護結構150a的第一旋轉件152a的轉矩小於特定值時，第二旋轉件156a的凸塊158a接觸第一旋轉件152a的摩擦面154a，且凸塊158a與摩擦面154a之間受到靜摩擦力的影響而沒有相對運動。相反地，當第二傳動模組提供給各超載保護結構150a的第一旋轉件152a的轉矩大於或等於特定值時，此時，第一旋轉件152a的摩擦面154a對第二旋轉件156a的凸塊158a的剪切力會大於或等於最大靜摩擦力，而使得第一旋轉件152a的摩擦面154a會相對於第二旋轉件156a的凸塊158a轉動，而呈現第一旋轉件152a空轉的狀態。

當然，在其他實施例中，也可以是第一旋轉件152a包括凸塊158a，第二旋轉件156a包括摩擦面154a。並且，第一旋轉件152、152a用來帶動第二旋轉件156、156a的機構並不以上述為限制。

需說明的是，在前述的實施例中，驅動機構100是應用在掃地機10上，但驅動機構100也可以應用在其他機器上，只要是可以用單一個馬達110來驅動兩種不同的元件，且能夠滿足這兩種元件的超載需求的設計均含括於本發明的範疇之內。

綜上所述，本發明的掃地機僅使用單一個馬達來驅動滾刷與側刷，而可降低整體成本、噪音並可以讓出更多內部空間給集塵盒使用，或者捨去其他馬達的空間可用來縮小掃地機的整體尺寸。值得一提的是，僅使用單一個馬達來驅動滾刷與側刷所衍 生出的問題是，如何提供給滾刷與側刷不同的超載保護。一般而言，滾刷所需要的轉矩大於側刷所需要的轉矩，為了避免提供給側刷的轉矩過大而發生側刷折損或是側刷捲繞異物等狀況，本發明的掃地機的驅動機構將馬達耦接於馬達超載保護電路，以使馬達輸出的轉矩能夠符合滾刷的超載保護，並且將超載保護結構配置在第二傳動模組與側刷之間，當第二傳動模組所輸出的轉矩過大時，超載保護結構會空轉而不帶動側刷，以對側刷提供保護。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧掃地機

100‧‧‧驅動機構

110‧‧‧馬達

120‧‧‧第一傳動模組

122‧‧‧齒輪

130‧‧‧滾刷

140‧‧‧第二傳動模組

142‧‧‧齒輪

144‧‧‧渦桿

146‧‧‧渦輪

150‧‧‧超載保護結構

160‧‧‧側刷

Claims (10)

1. 一種掃地機，包括：一馬達；一第一傳動模組，連動於該馬達；一滾刷，連接於該第一傳動模組；一第二傳動模組，連動於該馬達；至少一超載保護結構，連接於該第二傳動模組；以及至少一側刷，連接於該至少一超載保護結構，其中：當該第二傳動模組提供給各該超載保護結構的轉矩小於一特定值時，各該超載保護結構帶動對應的該側刷轉動，當該第二傳動模組提供給各該超載保護結構的轉矩大於或等於該特定值時，各該超載保護結構空轉而不帶動對應的該側刷轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的掃地機，其中各該超載保護結構包括共軸的一第一旋轉件及一第二旋轉件，該第一旋轉件連接於該第二傳動模組，該第二旋轉件連接於該側刷，該第一旋轉件接觸該第二旋轉件，當該第一旋轉件所承受的轉矩小於該特定值時，該第一旋轉件帶動該第二旋轉件轉動，當該第一旋轉件所承受的轉矩大於或等於該特定值時，該第一旋轉件不帶動該第二旋轉件轉動。
3. 如申請專利範圍第2項所述的掃地機，其中該第一旋轉件與該第二旋轉件的其中一者包括一彈臂，該第一旋轉件與該第 二旋轉件的另一者包括一凸出部，該彈臂適於接觸或分離於該凸出部。
4. 如申請專利範圍第2項所述的掃地機，其中該第一旋轉件與該第二旋轉件的其中一者包括一凸塊，該第一旋轉件與該第二旋轉件的另一者包括一摩擦面，該凸塊接觸該摩擦面。
5. 如申請專利範圍第2項所述的掃地機，其中各該側刷包括一第一嵌合部，各該第二旋轉件包括對應於該第一嵌合部的一第二嵌合部。
6. 如申請專利範圍第1項所述的掃地機，其中該馬達耦接於一馬達超載保護電路，該馬達超載保護電路用以提供該滾刷超載保護。
7. 如申請專利範圍第1項所述的掃地機，其中該第一傳動模組包括多個相互嚙合的齒輪。
8. 如申請專利範圍第1項所述的掃地機，其中該掃地機包括兩個該側刷與兩個該超載保護結構，該第二傳動模組包括至少一齒輪、一渦桿與兩渦輪，該渦桿嚙合於該至少一齒輪，該兩渦輪分別嚙合於該渦桿的兩端且固定於該兩超載保護結構。
9. 一種驅動機構，包括：一馬達；一第一傳動模組，連動於該馬達；一第二傳動模組，連動於該馬達；以及一超載保護結構，連接於該第二傳動模組，其中當該第二傳 動模組提供給該超載保護結構的轉矩小於一特定值時，該超載保護結構輸出該第二傳動模組所提供的轉矩，當該第二傳動模組提供給該超載保護結構的轉矩大於或等於該特定值時，該超載保護結構不輸出轉矩。
10. 如申請專利範圍第9項所述的驅動機構，其中該超載保護結構包括共軸的一第一旋轉件及一第二旋轉件，該第一旋轉件連接於該第二傳動模組，該第一旋轉件與該第二旋轉件的其中一者包括一彈臂，該第一旋轉件與該第二旋轉件的另一者包括一凸出部，該彈臂適於接觸或分離於該凸出部。