TWI691298B - 清掃機器人 - Google Patents

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李旻雨
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Abstract

本發明涉及一種清掃機器人。本發明的清掃機器人包括：一主體，其形成外部形狀；一移動機構，其移動該主體；一緩衝器，其定位成從該主體的外圍突出；一衝擊感測器，其傾斜地位於該主體中以檢測該緩衝器的移動；以及一按壓單元，具有一彎曲端部，當緩衝器移動時，該彎曲端部按壓該衝擊感測器。

Description

清掃機器人
本發明涉及一種清掃機器人，更具體而言，涉及一種使用緩衝器緩和衝擊的清掃機器人。
機器人在家中的使用逐漸擴大。這種家用機器人的一個示例是清掃機器人(也稱為自控式清掃機)。清掃機器人是一種移動式機器人，可在一個區域內自主行進，並可在行進時自動清潔。例如，清掃機器人可以吸附積累在地板上諸如灰塵的異物，或者可以使用旋轉拖把進行拖地。具有旋轉拖把的清掃機器人可以基於旋轉拖把的移動而行進。
諸如清掃移動式機器人之類的家用機器人可能受到屋內結構或其他障礙物的影響，並且可以包括緩衝器結構以緩和衝擊。在一些示例中，緩衝器的內部結構可以包括用於檢測衝擊的衝擊感測器。衝擊感測器一般而言被配置以檢測在特定方向上的衝擊。
由於單個衝擊感測器可以位於一方向上以檢測該方向上的衝擊，因此檢測多個方向上的衝擊通常可以包括定位相應數量的衝擊感測器。當需要衝擊檢測的方向數量很大時，衝擊感測器的數量按比例地增加，如此將增加清掃機器人結構的尺寸和成本。
本發明提供一種清掃機器人，其透過使用少量的衝擊感測器來檢測複數個方向上的衝擊。本發明進一步提供一種清掃機器人，其調節緩衝器的移動方向。
根據本發明的一個態樣，一種清掃機器人包括：一主體，其形成外部形狀；一移動機構，其移動該主體；緩衝器，其定位成從主體的外圍突出； 一衝擊感測器，其傾斜地位於主體中以檢測緩衝器的移動；以及一按壓單元，其具有一彎曲端部，當緩衝器移動時，該彎曲端部按壓衝擊感測器。
該按壓單元可以從緩衝器的後部突出，並且主體可以具有一按壓單元插入孔，按壓單元從一側插入該按壓單元插入孔中。主體可以在第一表面上和垂直於該第一表面的第二表面上連接到緩衝器。
可以在該第一表面上形成一按壓單元插入孔，從緩衝器的後部突出的按壓單元插入到該按壓單元插入孔中，並且限制緩衝器的移動的一突出引導件可以從該第二表面突出。一對衝擊感測器可以基於將緩衝器分成左側和右側的虛擬中心線定位成橫向地對稱，且每一個衝擊感測器可以包括：一開關操縱桿，其接收由於按壓單元的移動而引起的緩衝器的撞擊力；一感測器體，其檢測由於開關操縱桿的移動而造成的緩衝器的衝擊；以及一旋轉滾筒，其可旋轉地安裝在開關操縱桿的一端部上，其中，開關操縱桿基於虛擬中心線傾斜地位於向後方向上。按壓單元的端部可以形成為包圍或以其他方式接觸旋轉滾筒的一側的彎曲形狀。
該清掃機器人可以進一步包括：一移動引導單元，其限制緩衝器的移動範圍；以及一配置恢復單元，其恢復受外部衝擊而改變的緩衝器的位置。
該移動引導單元可以包括：一突出引導件，其從主體突出並限制緩衝器的移動；以及一緩衝器引導件，其形成圍繞突出引導件的一引導孔並引導緩衝器的移動，其中該緩衝器引導件包括：一前緩衝器引導件，位於緩衝器前部而將緩衝器分成的左側和右側的虛擬中心線上；以及一對後緩衝器引導件，位於前緩衝器引導件的後部，且基於中心線定位成橫向對稱。該移動引導單元可以進一步包括：一固定螺帽，其在不限制緩衝器的前、後和左右移動的範圍內固定到突出引導件。
該配置恢復單元可以包括：一第一突出構件，其從主體突出；一第二突出構件，其與第一突出構件平行地從緩衝器突出；以及一彈性構件，其彈性地連接第一突出構件和第二突出構件。
10‧‧‧清掃機器人
20‧‧‧主體
22‧‧‧第一表面
24‧‧‧第二表面
26‧‧‧按壓單元插入孔(插入孔)
28‧‧‧突出引導件(突出凸座)
30‧‧‧第一突出構件(第一突出件)
40‧‧‧衝擊感測器
42‧‧‧感測器體
44‧‧‧開關操縱桿
46‧‧‧旋轉滾筒
50‧‧‧移動機構(旋轉拖把)
100‧‧‧緩衝器
102‧‧‧殼體
104‧‧‧上蓋
106‧‧‧下蓋
108‧‧‧上表面
110‧‧‧後表面
112‧‧‧按壓單元(按壓突出件)
114‧‧‧按壓單元體
116‧‧‧端部
118‧‧‧彎曲狀表面
120‧‧‧移動引導單元(緩衝器引導件)
122‧‧‧前緩衝器引導件
124a‧‧‧左後緩衝器引導件
124b‧‧‧右後緩衝器引導件
126‧‧‧引導孔
130‧‧‧固定螺帽
132‧‧‧第二突出構件(第二突出件)
134‧‧‧彈性構件(彈簧)
140‧‧‧清掃模組
142‧‧‧攪拌器
144‧‧‧集塵盒
146‧‧‧輔助輪
146a‧‧‧左輔助輪
146b‧‧‧右輔助輪
146m‧‧‧中央輔助輪
150a‧‧‧懸崖感測器
150b‧‧‧懸崖感測器
θ‧‧‧角度
X-X'‧‧‧虛擬中心線
將參考以下附圖詳細描述實施例，其中相同的元件編號表示相同的元件，其中： 圖1為根據本發明實施例之清掃機器人的立體圖；圖2為圖1之清掃機器人的前視圖；圖3為圖1之清掃機器人的側視圖；圖4為圖1之清掃機器人的仰視圖；圖5為說明根據本發明實施例之清掃機器人的主體與緩衝器彼此分離的狀態的視圖；圖6為說明根據本發明實施例之主體的視圖；圖7為說明根據本發明實施例之緩衝器的視圖；圖8為圖7的平面圖；圖9為沿著圖3的IX-IX'線所截取的剖面圖；圖10為說明根據本發明實施例之緩衝器的下部結構被分離的狀態的視圖；圖11為用於說明根據本發明實施例之清掃機器人的主體與緩衝器的上部結構的視圖；圖12為圖11中的固定構件被移除的視圖；圖13為說明在圖12中主體的基座被移除的狀態的視圖；圖14A為用於說明根據本發明實施例之依據緩衝器的移動的衝擊檢測單元和移動引導單元的基本位置的視圖；圖14B為用於說明根據本發明實施例之當衝擊施加到緩衝器的前中央部時，依據緩衝器的移動，衝擊檢測單元和移動引導單元的位置的視圖；圖14C為用於說明根據本發明實施例之當衝擊施加到緩衝器的前側部時，依據緩衝器的移動，衝擊檢測單元和移動引導單元的位置的視圖；以及圖14D為用於說明根據本發明實施例之當衝擊施加到緩衝器的側部時，依據緩衝器的移動，衝擊檢測單元和移動引導單元的位置的視圖。
參考附圖詳細描述本發明的例示性實施例。全部附圖使用相同的參考編號來表示相同或相似的部件。可以省略結合本文眾所皆知的功能和結構的詳細描述，以避免模糊本發明的主題。如圖所示，定義諸如「前/後/左/右/上/下」的指定方向的以下表達，但這僅僅是為了闡明本發明，並且顯然每個方向可以根據參考點以不同方式定義。
在下文中，將參考附圖描述根據本發明實施例的清掃機器人。將參照圖1至圖4描述根據實施例之清掃機器人10的結構和緩衝器100的結構。
根據實施例的清掃機器人10可以包括：主體20，形成外部形狀；移動機構50，用以移動主體20；緩衝器100，定位成從主體20的外圍突出；衝擊感測器40，傾斜地位於主體20中以檢測緩衝器10的移動；以及按壓單元(或按壓延伸部)112，具有彎曲端部，以當緩衝器100由於衝擊而移動時接觸衝擊感測器40。
清掃機器人的移動機構50可以包括從動輪、滾動拖把或旋轉拖把，以移動主體20行進。在一個實施例中，在與地板接觸的同時旋轉的旋轉拖把被描述為移動機構50，並且移動機構將被稱為旋轉拖把50。然而，本發明不限於此，而是可以應用於使用從動輪或其他移動機構的清掃機器人。
根據本實施例之清掃機器人的主體20可以容納控制器(圖未顯示)，該控制器管理旋轉旋轉拖把50的驅動馬達以控制清掃機器人的移動。該控制器可以藉由通過以下描述的衝擊感測器40感測是否在前部或左右部上發生與障礙物的撞擊，來確定障礙物的位置，或者通過一個或多個懸崖感測器150a、150b，來確定清掃區域中地板上的懸崖或地板的材料。
另外，根據清掃機器人的功能，主體20的內腔可以進一步容納：儲存單元(或儲存槽)，以儲存水；流動通道，其將儲存在儲存單元中的水供應到旋轉拖把50；以及幫浦。主體20可以由覆蓋內腔上部以保護內部結構的上蓋和連接到旋轉拖把50和緩衝器100的基座所形成。根據一個實施例的基座可以在連接到緩衝器100的部分處形成踏板。
參照圖5和圖6，根據一個實施例的主體20可以在彼此不同的第一表面22和第二表面24上連接到緩衝器100。例如，第一表面22和第二表面24可以形成為彼此垂直。根據一個實施例，主體20的第一表面22可以是面向清掃機器人前方基本上垂直的表面，而第二表面24可以是面向下基本上水平的表面。
在主體20的第一表面22上，可以形成按壓單元插入孔(或插入孔)26，緩衝器100的按壓單元112插入到該按壓單元插入孔26中。在主體的第二表面24上，以下描述的移動引導單元的突出引導件(或突出凸座)28和配置恢復單元的第一突出構件(或第一突出件)30可以突出。
參照圖2，根據一個實施例的清掃機器人10可以包括旋轉拖把50，其定位成圍繞基本上垂直於地板並相對於地板表面傾斜一定角度θ的旋轉軸旋轉。為了便於清掃機器人10的移動，旋轉拖把50可以以這樣的方式定位：旋轉拖把50的整個表面並非均勻地與地板表面接觸，而是傾斜一定的角度θ使得旋轉拖把的某一部分主要地與地板表面接觸。
主體20可以連接到旋轉拖把50。主體20可以由旋轉拖把50移動。根據一個實施例，諸如馬達的驅動單元可以由接收的動力驅動，以旋轉或以其他方式移動旋轉拖把50。
主體20可以在其一側連接到緩衝器100。緩衝器100可以定位成從主體20的外圍突出。緩衝器100可以緩衝施加到主體20的衝擊。在一個示例中，緩衝器100可以定位成在清掃機器人10的行進方向上突出。在一個示例中，緩衝器100可以定位成在清掃機器人10的行進方向上和移動方向的左右方向上突出。因此，根據一個實施例的緩衝器100可以定位成從主體20的前部突出，或者緩衝器100可以定位成從主體20的前部和主體20的左右方向上突出。
在主體內部，可以定位衝擊感測器40，其為以下描述的衝擊檢測單元(或衝擊檢測感測器)的組件。可以在主體20的一側形成按壓單元插入孔26，突出到緩衝器100後面的按壓單元112插入該按壓單元插入孔26中。參照圖9，按壓單元插入孔26可以形成為大於穿過按壓單元插入孔26的按壓單元體(或按壓延伸部)114的剖面。
根據一個實施例的緩衝器100可以位於主體20一側的底面上。緩衝器100可以位於主體20的底側上。緩衝器100可以連接到主體20，使其在主體20的底側上可移動的。
根據本實施例的緩衝器100可以包括形成緩衝器100外部形狀的殼體102(參見圖7)。殼體102可以包括：上蓋104，其定位成面向主體20的垂直接收表面(例如，第二表面24)；以及下蓋106，其在上蓋104的下側與上蓋104耦合，以保護緩衝器100內部的組件。
參照圖8，稍後描述的移動引導單元的引導孔126可以形成在殼體102的上表面上，並且稍後描述的衝擊檢測單元的按壓單元可以從殼體102的後表面110突出。按壓單元112可以在向後方向上從殼體102的後表面突出。限制緩衝器移動的移動引導單元的引導孔126可以形成在殼體的上表面108上，並且將 施加到緩衝器100的衝擊力傳遞到衝擊感測器40的按壓單元112可以從殼體的後表面突出。按壓單元112可以在向後方向上從殼體102的後表面突出。
移除清潔目標表面上異物的清掃模組(或清潔頭)140可以收納在根據本實施例的緩衝器100內部。用於收納清掃模組140的空間可以形成在根據一個實施例的緩衝器100的殼體102內部。清掃模組140可以耦合到一個或多個集塵盒(或垃圾桶)144，集塵盒144接收吸入到或以其他方式流入到緩衝器100的殼體102中的異物，且可拆卸地耦合到殼體102的下側；以及位於緩衝器殼體102內部的一個或多個攪拌器(或滾筒)142可以通過旋轉操作將存在於清潔目標表面上的異物傳送到一對集塵盒144。該對攪拌器142可以包括透過旋轉操作掃過清潔目標表面的刷子或延伸件，並將存在於清潔目標表面上的異物移動到位於後側的集塵盒144。
清掃機器人10可以包括旋轉拖把50和位於前側間隔開的位置的輔助輪146。根據一個實施例的緩衝器100可以包括接觸地板的輔助輪146。輔助輪146可以位於緩衝器100的殼體102的底面上。
輔助輪146可以防止清掃機器人10在前後方向上翻轉。輔助輪146可以設定清掃模組140相對於地板的相對位置，從而使清掃模組140有效地執行清潔。
輔助輪146可以位於緩衝器100的殼體102的下側。輔助輪146可以方便緩衝器100底面在前後方向的移動。參照圖7，輔助輪146可以以這樣的方式設置：地板與緩衝器100的殼體102的下側被一對可以接觸水平地板的攪拌器142隔開，使二者彼此間隔一定範圍的距離。
根據一個實施例的緩衝器100可以設置複數個輔助輪146a、146b、146m。複數個輔助輪146a、146b、146m可以被設置為橫向地對稱。
根據一個實施例的清掃機器人10可以包括一對輔助輪146a、146b，分別位於緩衝器100的左側和右側。例如，左輔助輪146a可以位於清掃模組140的左側，而右輔助輪146b可以位於清掃模組140的右側。該對輔助輪146a、146b可以位於二側對稱位置上。
此外，可以設置中央輔助輪146m。中央輔助輪146m可以位於該對集塵盒144之間。中央輔助輪146m可以位於與該對輔助輪146a、146b在前後方向上相隔開的位置上。
根據本實施例的清掃機器人10可以包括懸崖感測器150a、150b，以檢測在移動區域中地板的懸崖。根據本實施例的清掃機器人10可以包括複數個懸崖感測器150a、150b。根據一個實施例的懸崖感測器150a、150b可以位於清掃機器人10的前部。根據一個實施例的懸崖感測器150a、150b可以位於緩衝器100的一側。
根據一個實施例的懸崖感測器150a、150b可以包括至少一個發光元件(或發射器)和至少一個光接收元件(或光檢測器)。控制器可以基於從發光元件輸出、由地板反射並由光接收元件接收的光量來確定地板的材料。
例如，當反射光量等於或大於特定臨界值時，控制器可以確定地板的材料對應於硬地板(例如，瓷磚、木材或石材地板)，以及當反射光量小於特定臨界值時，控制器可以確定地板的材料對應於地毯。具體而言，根據地板材料，地板可以具有不同程度的光反射，並且硬地板可以反射相對大量的光，而地毯可以反射相對較少的光。因此，控制器可以基於從發光元件輸出、由地板反射並由光接收元件接收的光量來確定地板的材料。例如，當反射光量等於或大於特定參考值時，控制器可以確定地板為硬地板，以及當反射光量小於特定參考值時，控制器可以確定地板的材料為地毯。
同時，可以基於地板與懸崖感測器150a、150b之間的距離來設定用於確定地板材料的參考值。例如，當懸崖感測器150a、150b檢測到與地面的距離是25mm時，可以使用第一參考值，並且當距離是35mm時，可以使用第二個不同的參考值。
同時，當與地板的距離相對較短時，可能無法檢測到反射光量的顯著差異。因此，只有當懸崖感測器150a、150b檢測到與地面的距離是特定距離或更大時，控制器才可以基於反射光確定地板材料。例如，當懸崖感測器150a、150b檢測到與地面的距離是20mm或更大時，控制器100才可以基於檢測的反射光量來確定地板的材料。
根據本發明的實施例，可以基於由懸崖感測器150a、150b檢測之反射的光量來識別地毯或其他地板材料，並且可以基於驅動該驅動馬達的負載電流來驗證地板材料。例如，驅動馬達可能需要更多的動力以使清掃機器人10在相對較軟的地板表面上移動。因此，可以更準確地識別地板材料。
根據本實施例的緩衝器100可以位於清掃機器人10的前方，且可以感測位於清掃機器人10的移動方向上的障礙物或懸崖，並檢測位於移動方向前面的地板材料。
在下文中，將參照圖10至圖13描述根據本實施例之清掃機器人的衝擊檢測單元、移動引導單元和配置恢復單元。根據一個實施例的清掃機器人10可以包括：衝擊檢測單元(或衝擊檢測模組)，其檢測在緩衝器100中產生的衝擊；移動引導單元(或移動引導模組)，其引導或以其他方式限制緩衝器100的移動；以及配置恢復單元(或恢復模組)，其用以恢復由於外部衝擊而改變的緩衝器100的位置。
衝擊檢測單元可以檢測由外力施加到緩衝器100的撞擊。衝擊檢測單元可以透過衝擊感測器40檢測緩衝器100的衝擊。當緩衝器100在清掃機器人移動的期間由於與外部物體接觸而移動時，或者不管清掃機器人10是否移動，當緩衝器100隨著外部壓力施加到緩衝器100時，可以產生在緩衝器100中所產生的衝擊。
衝擊檢測單元可以包括：衝擊感測器40，用於檢測外部衝擊；以及按壓單元112，其將在緩衝器100中產生的衝擊傳遞到衝擊感測器40。衝擊感測器40可以固定地位於主體20內部。根據實施例的衝擊感測器40可以位於主體20內部，並且更具體而言，可以位於按壓單元插入孔26的後方。撞擊感測器40可以檢測緩衝器100的移動。衝擊感測器40可以包括：開關操縱桿44，用於由於按壓單元112的移動而接收緩衝器100的撞擊力；以及感測器體42，其基於開關操縱桿44的移動檢測緩衝器100的撞擊。根據一個實施例的開關操縱桿44可以配備有旋轉滾筒46，其可旋轉地安裝在該開關操縱桿44的端部中。
一對衝擊感測器40可以基於將緩衝器100分成左側和右側的虛擬中心線X-X'而定位成橫向地對稱。每一個衝擊感測器40可以基於該中心線X-X'，檢測在其中定位有衝擊傳感器40的前方向與相應橫向方向之間的範圍內所產生的緩衝器100的衝擊。
如圖13所示，每一個衝擊感測器40可以傾斜地定位(例如，歪斜)。如圖13所示，開關操縱桿44可以在向後方向上與感測器體42傾斜地定位。與該中心線(X-X')成傾斜的開關操縱桿的角度(θ 1)可以形成在30°與60°之間。
按壓單元(或按壓突出件)112可以在定位衝擊感測器40的方向上從緩衝器100的一個表面上突出。根據本實施例的按壓單元112可以在位於緩衝器100後側的衝擊感測器40的方向上突出。每一個按壓單元112可以包括：端部(或按壓端)116，其形成彎曲表面118以按壓衝擊感測器40的一側；以及按壓單元體114，其從緩衝器100的後部突出並延伸至端部116。按壓單元體114可以從緩衝器100的後方突出，穿過主體20的按壓單元插入孔26，並且延伸到主體20中。按壓單元插入孔26可以形成為大於穿過按壓單元插入孔26的按壓單元體114的剖面，以使緩衝器100能夠回應衝擊而向左及/或向右移動。
按壓單元112可以從緩衝器100的後表面突出。按壓單元112可以與緩衝器100一起移動。按壓單元112的端部116可以定位成相鄰或接觸開關操縱桿44的端部。按壓單元112可以具有在緩衝器100的向後方向上突出的桿狀，並且其端部116可以具有彎曲形狀。按壓單元112可以基於在緩衝器100的側向與前向之間對緩衝器100的衝擊，按壓開關操縱桿44的端部。
按壓單元112可以將在緩衝器100中產生的衝擊傳遞到衝擊感測器40。按壓單元112可以定位成與開關操縱桿44的端部相鄰。按壓單元112的端部116可以具有彎曲狀表面118，其包圍或接觸位於開關操縱桿44的端部中的旋轉滾筒46的一側。按壓單元112可以具有包圍開關操縱桿44的端部的形狀。
根據一個實施例的清掃機器人10可以包括限制緩衝器100的移動範圍的移動引導單元(或緩衝器引導件)120。該移動引導單元可以包括：突出引導件(或凸座)28，其從主體20突出並限制緩衝器100的移動；以及緩衝器引導件120，其形成圍繞突出引導件28的引導孔126並引導緩衝器100的移動。該移動引導單元可以限制緩衝器100的移動。即使對緩衝器100施加相對大的衝擊，由於突出引導件28的移動受到引導孔126的限制，緩衝器100也不會因為該移動導向單元而在一定範圍內移動。
緩衝器引導件120可以形成在緩衝器100上。緩衝器引導件120可以包括具有基本上為倒三角形形狀的引導孔126，其中引導孔126的指向前方的部分相對寬於引導孔126的指向後方的另一部分。突出引導件28通常可以在沒有施加外力的狀態下(下文中稱為「參考位置」)位於緩衝器引導件的引導孔126的後側。緩衝器引導件120可以與緩衝器100一起移動。
緩衝器引導件120的移動可以由突出引導件28限制。突出引導件28可以是從主體20突出的構件。突出引導件28可以位於由緩衝器引導件120形成的引導孔126內部。
將緩衝器100連接到主體20的固定螺帽130可以固定到突出引導件28的一端。固定螺帽130可以在不限制緩衝器100的前、後和左右移動的範圍內固定到突出引導件28。突出引導件28和固定螺帽130可以限制緩衝器100的垂直移動。
緩衝器引導件120可以包括：後緩衝器引導件124，位於緩衝器100的後側、將緩衝器100分成左側和右側的虛擬中心線X-X'上；以及前緩衝器引導件122，位於後緩衝器引導件124的前方，基於虛擬中心線X-X'橫向地對稱。
後緩衝器引導件124可以包括形成在中心線X-X'的左側上的左後緩衝器引導件124a；以及形成在中心線X-X'的右側上的右後緩衝器引導件124b。左後緩衝器引導件124a和右後緩衝器引導件124b可以具有基於中心線X-X'對稱的形狀和配置。
根據本實施例的清掃機器人10可以包括配置恢復單元，用以將已被外部衝擊移動的緩衝器100恢復回到參考位置。如前所述，緩衝器100的參考位置可以指的是當沒有施加衝擊或其他外力時緩衝器100的位置。當沒有施加外力時，緩衝器100由於配置恢復單元的彈性構件(或彈簧)134的彈力而保持參考位置。在該參考位置，根據本實施例的緩衝器100可以基於中心線X-X'橫向地對稱，並且由於彈性構件134的彈力可以在大致向前的方向上延伸。
配置恢復單元可以包括：第一突出構件(或第一突出件)30，從主體20突出；第二突出構件(或第二突出件)132，與第一突出構件30平行地從緩衝器100突出；以及彈性構件(或彈簧)134，其連接到第一突出構件30和第二突出構件132，並提供彈力以將緩衝器100的位置恢復到參考位置。在緩衝器100上可以形成突出構件孔156，第一突出構件30延伸穿過其中。第一突出構件30可以定位成比第二突出構件132更遠離中心線X-X'，並且可以位於第二突出構件132的相對前方。
配置恢復單元可以包括設置在緩衝器100的左側上的左恢復單元；以及設置在緩衝器100的右側上的右恢復單元。每一個左恢復單元和右恢復單元中可以包括第一突出構件30、第二突出構件132和彈性構件134。左恢復單 元可以在主體20的左前方向上對緩衝器100施加彈力，且右恢復單元可以在主體20的右前側上對緩衝器100施加彈力。
在左恢復單元和右恢復單元的彈性構件134中產生的彈力可以基本上大小相似，並且可以僅施加的方向不同。由於左恢復單元和右恢復單元同時施加到緩衝器100的彈性力，緩衝器100可以從主體20的前中心大致向前地突出。
圖14A至圖14D為關於說明根據本發明實施例之由於緩衝器100的移動引起的衝擊檢測單元和移動引導單元的位置變化的視圖。在下文中，將參照圖14A至圖14D說明根據衝擊施加到緩衝器的每種情況下，緩衝器引導件的移動和衝擊檢測單元的識別。
當衝擊施加到緩衝器100時，緩衝器100可能由於撞擊而移動。當緩衝器100移動時，按壓單元112可以與緩衝器100一起移動，並且按壓或以其他方式由衝擊感測器40檢測。如圖14A所示，當外力未施加到緩衝器100時，緩衝器100可以保持參考位置，並且按壓單元112不會按壓或以其他方式啟動衝擊感測器40。
如圖14B所示，當大致上從緩衝器100的前方施加衝擊時，緩衝器100可以大致向後地移動。緩衝器100可以在移動引導單元的範圍內向後移動。當緩衝器100向後移動時，基於中心線X-X'位於左側和右側的每一個按壓單元112可以按壓相應的衝擊感測器40。例如，每一個按壓單元112的端部116可以按壓衝擊感測器40。由於緩衝器100從正面碰撞向後移動，每一個突出引導件可以位於由每一個緩衝器引導件120所形成的引導孔的前側。
當從緩衝器100前側的一側施加衝擊時，緩衝器100前側受到衝擊的一側可以向後移動。如圖14C所示，當從緩衝器100的左前側對角地施加衝擊時，受到衝擊的緩衝器100左前側可以向後移動，但是在右前側的緩衝器100可以不透過右恢復單元移動，或者可以相較於左前側稍微地移動。隨著緩衝器100對角地移動，位於由左後緩衝器引導件124a形成的引導孔內部的突出引導件28可以位於引導孔的前方。
如圖14D所示，當對緩衝器100的側面施加衝擊時，緩衝器100可以在側向與施加衝擊的側面相反的方向上移動。隨著緩衝器100的側向移動，位於左側的按壓單元112可以按壓衝擊感測器40。位於左側的按壓單元112的端部 116可以按壓衝擊感測器40。隨著緩衝器100的側向移動，位於由前緩衝器引導件122形成的引導孔內部的突出引導件28可以位於引導孔的左側。
根據本實施例的清掃機器人10可以透過衝擊感測器40的操作檢測障礙物所處的位置。如圖14B所示，當清掃機器人10的左衝擊感測器40和右衝擊感測器40都運作時，清掃機器人10可以確定障礙物位於前方。
當左衝擊感測器40運作時，清掃機器人10可以識別出障礙物位於左前側或左側。同樣地，當右衝擊感測器40運作時，清掃機器人10可以識別出障礙物位於右前側或右側。
根據本發明的清掃機器人，可以獲得以下態樣中的一個或多個。首先，在根據本發明的清掃機器人中，由於衝擊感測器傾斜地定位，並且按壓單元在衝擊感測器的端部中形成為彎曲形狀，因此少量的衝擊感測器就可以檢測各個方向上的衝擊，如此在尺寸和成本方面是有利的。第二，在本發明的清掃機器人中，突出引導件在緩衝器引導件的範圍內移動，以限制緩衝器的移動，從而防止由於相對大的衝擊力使緩衝器過度移動，而導致清掃機器人的損壞。第三，在本發明的清掃機器人中，將衝擊感測器按壓到緩衝器後側的按壓單元延伸相對長的距離，使得感測器能夠對於來自清掃機器人前部的衝擊敏感。
在上文中，儘管已經參考例示性實施例和附圖描述本發明，但是本發明不限於此，而是可以由本發明所屬領域具有通常技藝者在不脫離本發明以下申請專利範圍中要求保護的精神和範圍的情況下，進行各種修改和改變。
應當理解，當元件或層被稱為在另一元件或層「上」時，該元件或層可以直接在另一元件或層上，或者中間存在其他元件或層。相反地，當元件被稱為「直接在」另一元件或層上時，中間不存在其他元件或層。如這裡所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。
應當理解，儘管這裡可以使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區域、層及/或部分，但是這些元件、組件、區域、層及/或部分應該是不受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開。因此，在不脫離本發明的教示的情況下，第一元件、組件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區域、層或部分。
這裡可以使用空間相對術語，例如「下」、「上」等，以便於描述圖中所示的一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係。應當理解，除了圖中所示的方向之外，空間相對術語旨在包括使用或操作中的裝置的不同取向。例如，如果圖中的裝置被翻轉，則相對於其他元件或特徵描述為「下」的元件將相對於其他元件或特徵定向為「上」。因此，示例性術語「下」可以包括上方和下方的兩個方向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位)，並且據以解釋本文使用的空間相對描述符。
這裡使用的術語僅為了描述特定實施例的目的，而不是要限制本發明。如這裡所使用的，單數形式「一」、「一個」和「該」也旨在包括複數形式，除非上下文另有明確說明。將進一步理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」及/或「包含」指定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除存在或者添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。
這裡參考剖面圖描述本發明的實施例，該剖面圖是本發明的理想化實施例(和中間結構)的示意圖。因此，可以預期由於例如製造技術及/或公差導致的圖示形狀的變化。因此，本發明的實施例不應被解釋為限於本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。
除非另外定義，否則這裡使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有如本發明所屬領域具有通常技藝者所通常理解的相同含義。要進一步理解的是，諸如在常用詞典中定義的那些術語應當被解釋為具有與其在相關領域的上下文中的含義一致的含義，並且不會被理解為理想化或過於正式的含義，除非在此明確定義。
本說明書中對「一個實施例」、「實施例」、「例示性實施例」等意味著結合該實施例描述的具體特徵、結構或特性被包括在本發明的至少一個實施例中。在說明書中各處出現的這些片語不一定都指同一實施例。此外，當結合任何實施例描述具體特徵、結構或特性時，提出結合其他實施例實現這樣的特徵、結構或特性均在本領域之通常技藝者的能力範圍內。
儘管已經參考其多個說明性實施例描述了實施例，但是應當理解，本領域通常技藝者可以設計出落入本發明之原理的精神和範圍內的許多其他修改和實施例。更具體而言，在本發明、圖式和所附申請專利範圍內，可以 在主體組合佈置的組成組件及/或佈置中進行各種變化和修改。除了組成部件及/或佈置的變化和修改之外，替代使用對於本領域通常技藝者而言也是顯而易見的。
本申請案主張於2017年8月7日向韓國智慧財產局提交的韓國專利申請第10-2017-0099756號的優先權權益，所揭露的內容透過引用併入本文中。
40‧‧‧衝擊感測器
42‧‧‧感測器體
44‧‧‧開關操縱桿
46‧‧‧旋轉滾筒
112‧‧‧按壓單元(按壓突出件)

Claims (19)

  1. 一種清掃機器人，包括：一主體，其形成外部形狀；一移動機構，其提供驅動力以移動該主體；一緩衝器，其從該主體的外圍突出並在撞擊障礙物時移動；一衝擊感測器，其傾斜地位於該主體中；以及一按壓突出件，其耦合到該緩衝器並包括一彎曲端表面，當該緩衝器移動時，該彎曲端表面移動以接觸該衝擊感測器，其中，該按壓突出件從該緩衝器的一後表面突出，並且該主體包括一插入孔，該按壓突出件的一部分通過該插入孔插入。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，該主體在一第一表面上和垂直於該第一表面的一第二表面上連接到該緩衝器。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之清掃機器人，其中，在該第一表面上形成一插入孔，該按壓突出件插入該插入孔中，以及一突出凸座從該第二表面突出並延伸通過該緩衝器中的一開口，以限制該緩衝器的移動。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，該衝擊感測器包含在一對該衝擊感測器中，該對衝擊感測器基於將該緩衝器分成左側和右側的一虛擬中心線定位成橫向地對稱，以及該等衝擊感測器的每一個包括：一開關操縱桿，其由於該按壓突出件的移動接收該緩衝器的衝擊；一感測器體，其由於該開關操縱桿的移動檢測該緩衝器的衝擊；以及一旋轉滾筒，其可旋轉地安裝在該開關操縱桿的一端上，其中，該開關操縱桿基於該虛擬中心線傾斜地位於一向後方向上。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之清掃機器人，其中，該按壓突出件的該彎曲端表面包圍該旋轉滾筒的一側。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，進一步包括：一突出凸座，其從該主體突出；以及一緩衝器引導孔，形成在圍繞該突出凸座的該緩衝器中，以藉由限制該突出凸座的移動來限制該緩衝器的移動。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之清掃機器人，其中，該緩衝器引導孔包括：一前緩衝器引導孔，位於該緩衝器的一前部中將該緩衝器分成左右兩側的一虛擬中心線上；以及一對後緩衝器引導孔，位於該前緩衝器引導孔的後側並基於該虛擬中心線定位成橫向對稱；以及該突出凸座包括複數個突出凸座，分別收納在該前緩衝器引導孔和該等後緩衝器引導孔中。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述之清掃機器人，其中，進一步包括一固定螺帽，其固定到該突出凸座，而不限制該緩衝器的前、後和左右移動。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，進一步包括：一第一突出構件，其從該主體突出；一第二突出構件，其與該第一突出構件平行地從該緩衝器突出；以及一彈簧，其彈性地耦合到該第一突出構件和該第二突出構件，該彈簧提供彈力以分離該第一突出構件和該第二突出構件。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，該緩衝器包括一形成外部形狀的殼體，其中，限制該緩衝器移動的一引導孔形成在該殼體的一上表面上，其中，該按壓突出件從該殼體的一後表面延伸。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，該緩衝器包括一形成外部形狀的殼體，其中，該殼體容納一個或多個可拆卸地耦合到其下側的集塵盒、以及一個或多個攪拌器，該攪拌器旋轉以將在一清潔表面上的異物引導到該等集塵盒。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，進一步包括一輔助輪，該輔助輪位於該緩衝器的下側並且將該緩衝器的下側與一地板隔開。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，進一步包括一懸崖感測器，其位於該緩衝器中以檢測在一移動區域中一地板的懸崖。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述之清掃機器人，其中，該懸崖感測器包括至少一光發射器和至少一光檢測器。
  15. 根據申請專利範圍第1項所述之清掃機器人，其中，該移動機構包括一個或多個旋轉拖把。
  16. 一種清掃機器人，包括：一主體，其形成外部形狀；一緩衝器，其從該主體的外圍突出並在撞擊障礙物時移動；一對衝擊感測器，基於將該緩衝器分成左側和右側的一虛擬中心線定位成橫向地對稱，該等衝擊感測器的每一個傾斜地位於該主體中；以及一對按壓突出件，耦合到該緩衝器，並且該等按壓突出件的每一個包括一彎曲端表面，並基於該緩衝器的移動而移動，以選擇性地接觸該等衝擊感測器中的一個。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述之清掃機器人，其中，該等衝擊感測器的每一個包括：一開關操縱桿，其由於該按壓突出件的移動接收該緩衝器的衝擊；一感測器體，其由於該開關操縱桿的移動檢測該緩衝器的衝擊；以及一旋轉滾筒，其可旋轉地安裝在該開關操縱桿的一端上， 其中，該開關操縱桿基於該虛擬中心線傾斜地位於一向後方向上。
  18. 根據申請專利範圍第16項所述之清掃機器人，其中，該對衝擊感測器檢測該緩衝器的一前表面何時接觸該障礙物，並且該等衝擊感測器中的一個檢測該緩衝器的一相應側表面部何時接觸該障礙物。
  19. 根據申請專利範圍第16項所述之清掃機器人，其中，該主體包括一空腔，以收納該衝擊感測器，該按壓突出件從該緩衝器的一後表面延伸，以及該主體包括一插入孔，該按壓突出件的一部分通過該插入孔插入以延伸到該空腔中，以接觸該衝擊感測器。
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