TWI764466B - 清掃機器人 - Google Patents

清掃機器人

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TWI764466B
TWI764466B TW109145817A TW109145817A TWI764466B TW I764466 B TWI764466 B TW I764466B TW 109145817 A TW109145817 A TW 109145817A TW 109145817 A TW109145817 A TW 109145817A TW I764466 B TWI764466 B TW I764466B
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張宰源
李旻雨
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南韓商Lg電子股份有限公司
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Abstract

本發明提出一種清掃機器人。該清掃機器人包括:一本體;一緩衝器單元,耦接至該本體的邊緣;以及一第一感測器,設置在該本體中,並感測該緩衝器單元相對於該本體的移動。該緩衝器單元具有:一緩衝器,能夠相對於該本體移動;以及一凸輪,以一預定角度從該緩衝器突出,並且該凸輪具有以一預定角度從該緩衝器形成的一傾斜表面。當該緩衝器相對於該本體移動時,具有使該緩衝器可以返回至初始位置的功能。

Description

清掃機器人
本發明係關於一種清掃機器人,更具體地,係關於一種可以藉由旋轉其中的拖把並利用拖把與地板之間的摩擦力於行進的同時清掃地板的清掃機器人。
近來,隨著工業技術的發展,開發出清掃機器人,以在無需使用者操作的情況下,於自主行進時清掃待清掃區域。這種清掃機器人具有可識別待清掃區域的感測器和可清掃地板表面的拖把,並可以在用拖把拖拭由感測器所識別之空間的地板表面時行進。
在清掃機器人中,有一種濕式清掃機器人,其能夠以濕拖把擦拭地板表面,以有效地去除牢固附著在地板表面的污垢。此濕式清掃機器人具有水箱,並且配置成把水箱中的水供應至拖把,並用濕拖把擦拭地板表面,因此能夠有效地去除牢固附著在地板表面的灰塵。
此濕式清掃機器人可以具有圓形拖把,使得拖把可以在旋轉的同時接觸地板表面以擦拭地板表面。此外,此濕式清掃機器人可以配置成使用與地板表面接觸的複數個拖把的旋轉摩擦力,沿著特定的方向行進。
隨著拖把與地板表面之間的摩擦力越大,拖把可以越大力地擦拭地板表面,因而在此種情況下,清掃機器人可以有效地清掃地板表面。
一種配備有緩衝器和震動感測器的清掃機器人已揭露在韓國專利第10-1712867號中。
根據該清掃機器人,彎曲的第一彈性構件和蹺蹺板型的第二彈性構件安裝在盤形的清掃機器人本體中,並且將弧形緩衝器設置在清掃機器人本體的前端。
根據此種構造,第一彈性構件吸收施加至其前端的衝擊力,而第二彈性構件吸收斜向的衝擊力,並且第一彈性構件和第二彈性構件彼此協作地分散其受到的衝擊力。
然而,該清掃機器人僅具有利用第一彈性構件和第二彈性構件的恢復力來吸收衝擊力,並在將緩衝器精準地引導至初始位置方面有限制性。
此外,即使緩衝器的位置由於反覆的衝擊力等而被改變時,使用者也無法識別出來,因此存在的侷限性是有可能發生誤操作。
此外,當清掃機器人接近被地毯等蓋住的待清掃表面(地板表面)時,清掃機器人並無法識別並避開該表面,因此存在的侷限性是清掃可能停止且清掃機器人可能會壞掉。
為了解決上述之現有清掃機器人的問題而提出本發明,且本發明的一目的是提供一種清掃機器人,當衝擊力施加至緩衝器時,該清掃機器人可以使緩衝器返回至初始位置。
本發明的又一目的是提供一種清掃機器人,其可以藉由分散施加至緩衝器的衝擊力來提高緩衝器的耐久性。
本發明的又一目的是提供一種清掃機器人,其可以在衝擊力施加至緩衝器之後,檢查緩衝器是否已返回至初始位置。
本發明的另一目的是提供一種清掃機器人,當清掃機器人接近被地毯等蓋住的地板時,可以識別出並避開地毯等。
為了實現本發明的目的,一種清掃機器人,包括:一本體,具有一內部空間,用於容納一電池、一水箱、以及一馬達;一第一旋轉板,具有一下側,面向一地板表面的一第一拖把耦接至該下側,該第一旋轉板可旋轉地設置在該本體的一底部表面上;一第二旋轉板,具有一下側,面向該地板表面的一第二拖把耦接至該下側,該第二旋轉拖把可旋轉地設置在該本體的該底部表面上;一緩衝器單元,耦接至該本體的一邊緣;以及一第一感測器,設置在該本體中,並感測該緩衝器單元相對於該本體的移動。
該緩衝器單元可以具有:一緩衝器,能夠相對於該本體移動;以及一凸輪,以一預定角度從該緩衝器突出,並且該凸輪具有以一預定角度從該緩衝器形成的一傾斜表面。
當該緩衝器相對於該本體移動時,該傾斜表面在與該緩衝器一起移動的同時,與該第一感測器接觸並按壓該第一感測器。
該緩衝器單元可以進一步具有一彈性部,從該緩衝器突出並彈性地支撐該本體。
該本體可以具有一引導槽,容納該彈性部,並與該彈性部接觸時支撐該彈性部。
該引導槽可以具有:一第一引導表面,連接至該本體的該邊緣,並以一預定角度相對於該邊緣傾斜;以及一第二引導表面,連接至該第一引導表面,並以一預定角度相對於該第一引導表面傾斜。
該緩衝器單元還可以具有一制動器,從該緩衝器突出並限制該緩衝器的一移動範圍。
該本體可以具有一桿,設置在其底部表面上,並穿過制動器孔。
該制動器可以具有一桿孔,容納該桿,並限制該桿的一移動範圍。
該清掃機器人可以進一步包括一板狀彈簧,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時,向該緩衝器施加恢復力。
該板狀彈簧可以具有:一板狀彈簧本體;一本體耦接部,從該板狀彈簧本體延伸垂直於地面,並耦接至該本體;以及一緩衝器接觸部,從該板狀彈簧延伸平行於該地面,並與該緩衝器接觸。
該清掃機器人可以進一步包括一擋板,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時與該緩衝器接觸。
該清掃機器人可以進一步包括一擋板,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時與該緩衝器接觸,其中,該擋板設置在該板狀彈簧本體與該緩衝器之間。
該緩衝器單元可以具有一阻擋突起,其從該緩衝器的一底部表面突出。
該緩衝器單元可以進一步包含一引導凸條,具有以一預定角度從該緩衝器的該底部表面突出的一上升表面。
該引導凸條可以具有一穿透表面,連接至該上升表面,並位於比該阻擋突起更靠近表面的位置。
當對該阻擋突起施加摩擦力時,該緩衝器可以相對於該本體移動。
當對該阻擋突起施加摩擦力時,可以改變該第一旋轉板或該第二旋轉板的旋轉方向。
根據上述本發明的清掃機器人,具有如下的功能:當緩衝器相對於本體移動時,緩衝器可以透過引導結構返回至初始位置。
此外,由於板狀彈簧和擋板設置在緩衝器與該本體之間,因此還具有施加至該緩衝器的衝擊力被分散的功能,並可以提高緩衝器的耐久性。
此外,具有可以基於桿在本體和緩衝器中的相對位置,檢查緩衝器是否已經返回至初始位置的功能。
另外,由於阻擋突起形成在緩衝器的底部表面上,因此當清掃機器人接近覆蓋有地毯等的地板表面時,摩擦力會施加至阻擋突起,並且緩衝器會相對於本體移動,進而使清掃機器人具有能夠避開覆蓋有地毯等的地板表面的功能。
1:清掃機器人
10:第一旋轉板、旋轉板
100:本體
105:上本體
110:下本體
11:第一中心板
111:頂部表面
112:底部表面
113:旋轉軸孔
114:邊緣
115:引導槽
115a:第一引導表面
115b:第二引導表面
115c:第三引導表面
116:電池基座
117:感測器基座
118:桿
119:擋板支持器
12:第一邊緣板
120:第一支撐輪
125:第一支撐輪的旋轉軸
13:第一輪輻
130:第二支撐輪
135:第二支撐輪的旋轉軸
1350:阻擋突起
14:孔
140:輔助輪
15:第一旋轉板的旋轉軸
150:輔助輪本體
145:輔助輪的旋轉軸
155:輔助輪本體的旋轉軸
160:第一驅動器
170:第二驅動器
180:控制器
190:緩衝器
20:第二旋轉板、旋轉板
200:第一感測器
21:第二中心板
210:第二感測器、第一感測器的感測部
22:第二邊緣板
220:電池
23:第二輪輻
230:水箱
24:孔
240:供水管
25:第二旋轉板的旋轉軸
250:第一底部感測器
260:第二底部感測器
270:第三底部感測器
30:拖把、第一拖把
300:緩衝器單元
310:緩衝器
320:凸輪
321:傾斜表面
330:彈性部
340:制動器
341:桿孔
350:阻擋突起
360:引導凸條
361:上升表面
362:通過表面
370:擋板接觸部
40:拖把、第二拖把
400:板狀彈簧
410:板狀彈簧本體
420:本體耦接部
430:緩衝器接觸部
440:延伸部
500:擋板
B:地板表面
C2:距離
L1:連接線
透過結合以下圖式的詳細描述,將更清楚地理解本發明之上述以及其他目的、特徵、以及其他優點,其中:
圖1是根據本發明一實施例之清掃機器人的立體圖;
圖2是顯示如圖1中所示之清掃機器人和與清掃機器人分離之一些部件的視圖;
圖3是如圖1中所示之清掃機器人的後視圖;
圖4是顯示如圖3中所示之清掃機器人和與清掃機器人分離之一些部件的視圖;
圖5是根據本發明一實施例之清掃機器人的底部視圖;
圖6是清掃機器人的分解立體圖;
圖7是示意性地顯示根據本發明一實施例之清掃機器人和其部件的剖視圖;
圖8是顯示根據本發明一實施例之清掃機器人的下本體的頂部表面的立體圖;
圖9是圖8的頂部視圖;
圖10至圖12是顯示根據本發明一實施例之清掃機器人的緩衝器單元的立體圖;
圖13是圖11中所示之阻擋突起和引導凸條的放大視圖;
圖14是顯示根據本發明另一實施例之清掃機器人的緩衝器單元的底部視圖;
圖15是根據本發明另一實施例之清掃機器人的阻擋突起和引導凸條的局部放大視圖;
圖16是顯示在根據本發明一實施例之清掃機器人中緩衝器已與本體組合的狀態的頂部視圖;
圖17是如圖16中所示之凸輪和第一感測器的接觸狀態的局部放大視圖;
圖18是如圖16中所示之彈性部件和引導槽的組合狀態的局部放大視圖;
圖19是如圖16中所示之具有桿的制動器的局部放大視圖;
圖20是顯示出本發明一實施例之掃機器人的板狀彈簧的立體圖;以及
圖21是顯示根據本發明一實施例之板狀彈簧和擋板與清掃機器人的下本體結合的狀態的視圖。
在下文中,將參見圖式來詳細描述本發明的示例性實施例。
本發明能夠以各種方式進行修改,並可以透過各種示例性實施例來實現,而特定的示例性實施例將顯示在圖式中將在本文中詳細描述。然而,應當理解的是,本發明並不限定於特定的示例性實施例,而是包含在本發明的精神和範圍中的所有修改、等效、以及替換。
本案說明書中所使用之用語僅係用於描述特定的示例性實施例,而不是用於限定本發明。除非上下文中另有明確地指出,否則單數形式意旨包含有複數形式。
除非另有定義,否則應當理解的是,本案說明書中所使用的所有用語,包含技術用語以及科學用語,可以具有與本發明所屬技術領域中具通常知識者所能理解之含義相同的用語。進一步理解的是,除非在此明確地定義, 否則在詞典中所定義的常用術語,應被解釋為具有與相關技術中的含義一致的含義,並且不會以理想化或過度形式化的含義進行解釋。
圖1是根據本發明一實施例之清掃機器人1的立體圖;圖2是顯示如圖1中所示之清掃機器人1和與清掃機器人1分離之一些部件的視圖;圖3是如圖1中所示之清掃機器人1的後視圖;圖4是顯示如圖3中所示之清掃機器人1和與清掃機器人1分離之一些部件的視圖;圖5是根據本發明另一實施例之清掃機器人1的底部視圖;以及圖6是清掃機器人1的分解立體圖。
根據本發明實施例的清掃機器人1配置成安置在地板上,並在地板表面B移動的同時清掃地板。因此,下文所指向上和向下方向是基於清掃機器人1在地板上的情況進行描述。
從第一旋轉板10和第二旋轉板20到以下描述的第一支撐輪120和第二支撐輪130的方向被界定為向前方向。
當根據本發明一實施例的清掃機器人1在地板上使用時,本發明之實施例中所描述部件的“最下部”可以是指該些部件的最下部,或者可以是指最靠近地板的部分。
根據本發明一實施例的清掃機器人1包括本體100、旋轉板10和20、以及拖把30和40。旋轉板10和20包含第一旋轉板10和第二旋轉板20,並且拖把30和40包含第一拖把30和第二拖把40。
本體100可以形成清掃機器人1的整體外觀,或者可以形成為框架類型。清掃機器人1的組件可以與本體100組合,並且清掃機器人1的一些組件可以設置本體100中。
更詳細地,本體100可以由下本體110和覆蓋下本體110的上本體105組成,並且清掃機器人1的組件可以設置在下本體110與上本體105結合所形成的空間中。舉例來說,電池220、水箱230、以及馬達可以設置在本體100的內部空間中(參見圖6)。
在本發明的一實施例中,本體100可以形成為使得在上下方向(平行於Z軸)的高度小於水平方向(平行於X軸和Y軸)的寬度。本體100可以提供一種有助於使清掃機器人1具有穩定組成的結構,並且使清掃機器人1能夠在移動(行進)時容易地避開障礙物。
當從上方或下方觀察時,本體100可以為各種形狀,諸如圓形、橢圓形、矩形、或其類似者。
面向地板的第一拖把30可以耦接至第一旋轉板10的下側,並且第一旋轉板10可以可旋轉地耦接至下本體110的底部表面112。
第一旋轉板10可以是具有一預定面積的平板或平板框架。第一旋轉板10通常被放置在下方,因此其水平寬度(或直徑)充分地大於其垂直高度。與本體100組合的第一旋轉板10可以安置成與地板表面B平行、或者相對於地板表面B成一角度。
第一旋轉板10可以是圓形平板,並且第一旋轉板10的底部表面可以具有基本為圓形的形狀。
第一旋轉板10整體可以具有旋轉對稱的形狀。
第一旋轉板10可以具有第一中心板11、第一邊緣板12、以及第一輪輻13。
第一中心板11形成第一旋轉板10的中心,並可旋轉地耦接至本體100。第一中心板11可以耦接至本體100的下側,使得其頂部表面得以面向本體100的底部表面。
第一旋轉板10的旋轉軸15可以透過第一中心板11的中心來界定。第一旋轉板10的旋轉軸15可以界定成垂直於地板表面B,或者可以界定成相對於垂直地板表面B的方向成一預定角度。
第一邊緣板12以相距於第一中心板11的一預定距離,圍繞第一中心板11來形成。
第一輪輻13設置為連續地圍繞第一中心板11而形成的複數個零件,以連接第一中心板11和第一邊緣板12。第一輪輻13可以以固定的間隔安置,並且在第一輪輻13之間形成有垂直地穿透的複數個孔14,由此,從後續將描述的供水管240所排出的液體(例如水)可以通過孔14輸送至第一拖把30。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,與本體100組合的第一旋轉板10的底部表面可以相對於地板表面B以一預定角度傾斜,並且在此種情況下,第一旋轉板10的旋轉軸15可以相對於垂直於地板表面B的方向以一預定角度傾斜。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一旋轉板10的底部表面與地板表面B之間的角度θ1可以相同於第一旋轉板10的旋轉軸15與垂直於地板表面B的軸線之間的角度θ3。因此,當第一旋轉板10相對於本體100旋轉時,第一旋轉板10的底部表面可以相對於地板表面B維持相同的角度。
面向地板表面B的第二拖把40可以耦接至第二旋轉板20的下側,並且第二旋轉板20可以可旋轉地耦接至下本體110的底部表面112。
第二旋轉板20可以是具有一預定面積的平板或平板框架。第二旋轉板20通常被放置在下處,因此其水平寬度(或直徑)充分地大於其垂直高度。與本體100組合的第二旋轉板20可以安置成與地板表面B平行、或者相對於地板表面B成一角度。
第二旋轉板20可以是圓形平板,並且第二旋轉板20的底部表面可以具有基本上為圓形的形狀。
第二旋轉板20整體可以具有旋轉對稱的形狀。
第二旋轉板20可以具有第二中心板21、第二邊緣板22、以及第二輪輻23。
第二中心板21形成第二旋轉板20的中心,並可旋轉地耦接至本體100。第二中心板21可以耦接至本體100的下側,使得其頂部表面得以面向本體100的底部表面。
第二旋轉板20的旋轉軸25可以透過第二中心板21的中心來界定。第二旋轉板20的旋轉軸25可以界定成垂直於地板表面B,或者可以界定成相對於垂直地板表面B的方向成一預定角度。
第二邊緣板22以相距於第二中心板21的一預定距離,圍繞第二中心板21來形成。
第二輪輻23設置為連續地圍繞第二中心板21而形成的複數個零件,以連接第二中心板21和第二邊緣板22。第二輪輻23可以以固定的間隔安置,並且在第二輪輻23之間形成有垂直地穿透的複數個孔24,由此,從後續將描述的供水管240所排出的液體(例如水)可以通過孔24輸送至第二拖把40。
根據本發明一實施例的清掃機器人1中,與本體100組合的第二旋轉板20的底部表面可以相對於地板表面B以一預定角度傾斜,並且在此種情況 下,第二旋轉板20的旋轉軸25可以相對於垂直於地板表面B的方向以一預定角度傾斜。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第二旋轉板20的底部表面與地板表面B之間的角度θ2可以相同於第二旋轉板20的旋轉軸25與垂直於地板表面B的軸線之間的角度θ4。因此,當第二旋轉板20相對於本體100旋轉時,第二旋轉板20的底部表面可以相對於地板表面B維持相同的角度。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第二旋轉板20可以配置成與第一旋轉板10相同、或者可以配置成與第一旋轉板10對稱。假設第一旋轉板10位於清掃機器人1的左側,則第二旋轉板20可以位於清掃機器人1的右側,其中第一旋轉板10和第二旋轉板20可以對稱地位於左側和右側。
第一拖把30可以形成為使得其下表面具有一預定面積,該下表面認定為面向地板表面B。第一拖把30是平坦的。第一拖把30具有其水平寬度(或直徑)充分地大於其垂直高度的形狀。當第一拖把30耦接至本體100時,第一拖把30的下表面可以與地板表面B平行或相對於地板表面B傾斜。
第一拖把30的下表面通常可以具有圓形形狀。
第一拖把30整體可以具有旋轉對稱的形狀。
第一拖把30可以由與地板表面B接觸時而能夠擦拭地板表面B的各種材料製成。為此,第一拖把30的下表面可以由具有一預定面積之紡織品或編織物製成的布、不織布、及/或刷子製成。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一拖把30可拆卸地附接至第一旋轉板10的下表面,在此狀態下與第一旋轉板10一起旋轉。舉例來說,第一拖把30可以與第一邊緣板12的底部表面緊密接觸地耦接,並可以與第一中心板11和第一邊緣板12的底部表面緊密接觸地耦接。
第一拖把30可以使用各種裝置和方法可拆卸地附接至第一旋轉板10。舉例來說,第一拖把30可以在其至少一部分勾在或套合在第一旋轉板10中的情況下,耦接至第一旋轉板10。
可替代地,可以提供諸如夾具的特定構件以組合第一拖把30和第一旋轉板10。
可替代地,彼此可分離式地耦接之一對緊固件的其中一個可以固定在第一拖把30上,而另一個則可以固定在第一旋轉板10上(作為緊固件的詳 細示例,可以使用一對磁鐵、一對彼此附接的魔鬼氈、或彼此互相套合的一對鈕扣(母扣和公扣))。
第一拖把30可以耦接至第一旋轉板10,使得第一拖把30和第一旋轉板10彼此重疊,或者可以耦接至第一旋轉板10,使得第一拖把30的中心對準第一旋轉板10的中心。
第二拖把40可以形成為使得其下表面具有一預定面積,該下表面認定為面向地板。第二拖把40是平坦的。第二拖把40具有其水平寬度(或直徑)充分地大於其垂直高度的形狀。當第二拖把40耦接至本體100時,第二拖把40的底部表面可以與地板表面B平行或相對於地板表面B傾斜。
第二拖把40的下表面通常可以具有圓形形狀。
第二拖把40整體可以具有旋轉對稱的形狀。
第二拖把40可以由與地板表面B接觸時而能夠擦拭地板表面B的各種材料製成。為此,第二拖把40的下表面可以由具有一預定面積之紡織品或編織物製成的布、不織布、及/或刷子製成。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第二拖把40可拆卸地附接至第二旋轉板20的下表面,在此狀態下與第二旋轉板20一起旋轉。第二拖把40可以與第二邊緣板22的下表面緊密接觸地耦接,或者可以與第二中心板21和第二邊緣板22的下表面緊密接觸地耦接。
第二拖把40可以使用各種裝置和方法可拆卸地附接至第二旋轉板20。舉例來說,第二拖把40可以在其至少一部分勾在或套合在第二旋轉板20中的情況下,耦接至第二旋轉板20。
可替代地,可以提供諸如夾具的特定構件以組合第二拖把40和第二旋轉板20。
可替代地,彼此可分離式地耦接之一對緊固件的其中一個可以固定在第二拖把40上,而另一個則可以固定在第二旋轉板20上(作為緊固件的詳細示例,可以使用一對磁鐵、一對彼此附接的魔鬼氈、或彼此互相套合的一對鈕扣(母扣與公扣))。
第二拖把40可以耦接至第二旋轉板20,使得第二拖把40和第二旋轉板20彼此重疊,或者可以耦接至第二旋轉板20,使得第二拖把40的中心對準第二旋轉板20的中心。
根據本發明一實施例的清掃機器人1可以配置以在地板表面B上直線行進。舉例來說,清掃機器人1在清掃時可以直線向前進(X軸方向),或者在需要避開障礙物或凹陷處時可以直線後退。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以相對於地板表面B傾斜,以使其彼此靠近的側面相較於其彼此遠離的側面會與地板表面B分開。亦即,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以設置為使得遠離清掃機器人1中心的一側比靠近清掃機器人中心的一側更靠近地板(參見圖3和圖4)。
此外,第一旋轉板10的旋轉軸15可以垂直於第一旋轉板10的下表面,並且第二旋轉板20的旋轉軸25可以垂直於第二旋轉板20的下表面。
當第一拖把30耦接至第一旋轉板10且第二拖把40耦接至第二旋轉板20時,第一拖把30和第二拖把40在彼此遠離的部分更穩固地與地板接觸。
當第一旋轉板10旋轉時,會在第一拖把30的下表面與地板表面B之間產生摩擦力,並且該摩擦力的產生點和向並不在第一旋轉板10之旋轉軸15的範圍內。因此,第一旋轉板10可以相對於地板表面B移動,並且清掃機器人1也可以在地板表面B上移動。
此外,當第二旋轉板20旋轉時,會在第二拖把40的下表面與地板表面B之間產生摩擦力,並且該摩擦力的產生點和方向並不在第二旋轉板20之旋轉軸25的範圍內。因此,第二旋轉板20可以相對於地板表面B移動,並且清掃機器人1也可以在地板表面B上移動。
當第一旋轉板10和第二旋轉板20在相反方向上以相同速度旋轉時,清掃機器人1可以直線移動,亦即可以前進或後退。舉例來說,當從上方觀察時,如果第一旋轉板10逆時針旋轉而第二旋轉板20順時針旋轉,則清掃機器人1可以前移。
當第一旋轉板10和第二旋轉板20中只有一個旋轉時,則清掃機器人1可以改變方向,亦即可以轉向。
當第一旋轉板10的旋轉速度和第二旋轉板20的旋轉速度不同時,或者當第一旋轉板10和第二旋轉板20沿著相同方向旋轉時,清掃機器人1可以在旋轉的同時移動,亦即可以沿著曲線移動。
根據本發明一實施例的清掃機器人1包括第一支撐輪120、第二支撐輪130、以及第一底部感測器250。
第一支撐輪120和第二支撐輪130可以配置以與第一拖把30和第二拖把40一起接觸地板。
第一支撐輪120和第二支撐輪130彼此隔開,並可以像普通的輪一樣形成。第一支撐輪120和第二支撐輪130可以藉由與地板接觸滾動來移動,進而使清掃機器人1可以在地板表面B上移動。
第一支撐輪120可以在與第一旋轉板10和第二旋轉板20間隔開的位點處耦接至本體100的底部表面,並且第二支撐輪130也可以在與第一旋轉板10和第二旋轉板20間隔開的位點處,耦接至本體100的底部表面。
假設虛擬連接線L,其水平地(沿著與地板表面B平行的方向)連接第一旋轉板10的中心和第二旋轉板20的中心,則第二支撐輪130位於從連接線L1處與第一支撐輪120相同的一側。在此種情況下,將於以下描述的輔助輪140被定位在相較於其間的連接線L1,與第一支撐輪120的相對處。
考量到清掃機器人1的整體尺寸,第一支撐輪120與第二支撐輪130之間的間隙可以相對地較大。更詳細地,當第一支撐輪120和第二支撐輪130位於地板表面B上時(第一支撐輪120的旋轉軸125和第二支撐輪130的旋轉軸135與地板表面B平行),第一支撐輪120和第二支撐輪130的定位可以以間隙隔開,因而使得第一支撐輪120和第二支撐輪130可以在支撐清掃機器人1一部分重量的同時,防止清掃機器人1側向傾斜。
第一支撐輪120可以設置在第一旋轉板10的前面,而第二支撐輪130可以設置在第二旋轉板20的前面。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1,重心定位成比第一拖把30和第二拖把40更靠近第一支撐輪120和第二支撐輪130。此外,第一拖把30和第二拖把40所支撐之清掃機器人1的重量皆大於第一支撐輪120和第二支撐輪130。
第一底部感測器250設置在本體100的下側,以感測與地板表面B的相對位置。在第一底部感測器250可以感測從其位置至地板表面B之相對距離的範圍內,第一底部感測器250可以以各種方式實現。
當由第一底部感測器250感測之與地板表面B的相對距離(可以是與地板表面的垂直距離、或者與地板表面之傾斜方向上的距離)超過一預定值或超過一預定範圍時,可能是地板表面突然下降的情況,因此,第一底部感測器250可以感測到凹陷處。
第一底部感測器250可以是光學感測器,其可以包含發射光的光發射部;以及接收反射光的光接收部。第一底部感測器250可以是紅外光感測器。
第一底部感測器250可以稱為懸崖感測器。
第一底部感測器250從連接線L1處,設置在與第一支撐輪120和第二支撐輪130相同的一側。
第一底部感測器250沿著本體100的邊緣定位在第一支撐輪120與第二支撐輪130之間。在清掃機器人1中,如果第一支撐輪120相對地位於左側,而第二支撐輪130相對地位於右側,則第一底部感測器250大致位於中心處。
第一底部感測器250設置在第一支撐輪120和第二支撐輪130的前方。
當第一底部感測器250感測到凹陷處時,為了防止設置在本體100下表面的第一底部感測器250被第一拖把30和第二拖把40干擾,並且為了使得第一底部感測器250能夠快速地感測存在於清掃機器人前方的凹陷處,第一底部感測器250可以設置在與第一旋轉板10和第二旋轉板20充分地隔開(並與第一拖把30和第二拖把40充分地隔開)的位置。因此,第一底部感測器250可以被設置成靠近本體100的邊緣。
可以基於由第一底部感測器250所感測的距離,控制根據本發明一實施例之清掃機器人1的操作。更詳細地,可以基於由第一底部感測器250所感測的距離,控制第一旋轉板10和第二旋轉板20中的任何一個或複數個的旋轉。舉例來說,當第一底部感測器250所感測的距離超過一預定值或在一預定範圍之外時,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以停止旋轉,並且清掃機器人1可以相對應地停止、或者第一旋轉板10及/或第二旋轉板20可以改變旋轉方向,並且清掃機器人1可以改變移動方向。
在本發明的一實施例中,第一底部感測器250的感測方向可以朝本體100的邊緣向下傾斜。舉例來說,當第一底部感測器250是光學感測器時, 從第一底部感測器250發射出的光可以以一定角度向前傳送,而不是垂直於地板表面B。
因此,第一底部感測器250可以感測存在於第一底部感測器250前方的凹陷處,並可以感測相對地存在於本體100前方的凹陷處,從而能夠防止清掃機器人1進入凹陷處。
根據本發明一實施例的清掃機器人1可以在清掃時向左或向右旋轉並可以沿著曲線移動,在此種情況下,第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐與地板接觸之清掃機器人1的重量。
當清掃機器人1向左轉時,第一底部感測器250可以在第一支撐輪120和第二支撐輪130進入凹陷處F之前就感測到凹陷處F,並且第一底部感測器250可以至少在第二支撐輪130進入凹陷處F之前就感測到凹陷處。當第一底部感測器250感測到凹陷處F時,清掃機器人1的重量由第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐,並且至少由第一拖把30、第二拖把40、以及第二支撐輪130支撐。
當清掃機器人1向右轉時,第一底部感測器250可以在第一支撐輪120和第二支撐輪130進入凹陷處F之前就感測到凹陷處F,並且第一底部感測器250可以至少在第一支撐輪120進入凹陷處F之前就感測到凹陷處。當第一底部感測器250感測到凹陷處F時,清掃機器人1的重量由第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐,並且至少由第一拖把30、第二拖把40、以及第一支撐輪120支撐。
如上所述,根據本發明一實施例的清掃機器人1,當清掃機器人1直行同時轉動時,可以在第一支撐輪120和第二支撐輪130進入凹陷處F之前,透過第一底部感測器250來感測凹陷處F,因此,能夠防止清掃機器人1掉落至凹陷處F內,並且能夠防止破壞清掃機器人1整體的平衡。
根據本發明一實施例的清掃機器人1包括第二底部感測器260、以及第三底部感測器270。
第二底部感測器260和第三底部感測器270可以從本體200下側的連接線L1設置在與第一支撐輪120和第二支撐輪130相同的一側,以感測與地板表面B的相對距離。
當感測到凹陷處F時,設置在本體100下表面上的第二底部感測器260與第一拖把30和第二拖把40間隔開,而不至被第一拖把30和第二拖把40干擾。為了快速地感測清掃機器人1的左側或右側存在凹陷處F,第二底部感測器260可以設置在比第一支撐輪120或第二支撐輪130更外側處。第二底部感測器260可以設置成靠近本體100的邊緣。
第二底部感測器260可以與第一底部感測器250相對應地設置,並使第一支撐輪120位在其間。因此,可以透過第一底部感測器250來感測位於第一支撐輪120一側的凹陷處F,並可以透過第二底部感測器260來感測位於另一側的凹陷處F,從而可以有效地感測在第一支撐輪120周圍的凹陷處F。
當感測到凹陷處F時,設置在本體100下表面設置在本體100下表面上的第三底部感測器270與第一拖把30和第三拖把40間隔開,而不至被第一拖把30和第二拖把40干擾。為了快速地感測在清掃機器人1的左側或右側存在之凹陷處F,第三底部感測器270可以設置在比第一支撐輪120或第二支撐輪130更外側處。第三底部感測器270可以設置成靠近本體100的邊緣。
第三底部感測器270可以與第一底部感測器250相對應地設置,並使第二支撐輪130位在其間。因此,可以透過第一底部感測器250來感測位於第二支撐輪130一側的凹陷處F,並可以透過第三底部感測器270來感測位於另一側的凹陷處F,從而可以有效地感測在第二支撐輪130周圍的凹陷處F。
在第二底部感測器260和第三底部感測器270可以感測距離地板表面B之相對距離的範圍內,第二底部感測器260和第三底部感測器270可以以各種方式實現。第二底部感測器260和第三底部感測器270除了設置位置之外,可以具有與第一底部感測器250相同的配置。
可以基於由第二底部感測器260所感測的距離,控制根據本發明一實施例之清掃機器人1的操作。詳細地,可以基於由第二底部感測器260感測的距離,控制第一旋轉板10和第二旋轉板20中的任何一個或複數個的旋轉。舉例來說,當第二底部感測器260所感測的距離超過一預定值或在一預定範圍之外時,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以停止旋轉,並且清掃機器人1可以相對應地停止、或者第一旋轉板10及/或第二旋轉板20可以改變旋轉方向,並且清掃機器人1可以改變移動方向。
可以基於由第三底部感測器270感測的距離,控制根據本發明一實施例之清掃機器人1的操作。更詳細地,可以基於由第三底部感測器270感測的距離,控制第一旋轉板10和第二旋轉板20中的任何一個或複數個的旋轉。舉例來說,當第三底部感測器270所感測的距離超過一預定值或在一預定範圍之外時,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以停止旋轉,並且清掃機器人1可以相對應地停止、或者第一旋轉板10及/或第二旋轉板20可以改變旋轉方向,並且清掃機器人1可以改變移動方向。
從連接線L1至第二底部感測器260的距離和從連接線L1至第三底部感測器270的距離可以比從連接線L1至第一支撐輪120的距離和從連接線L1至第二支撐輪130的距離為短。
第二底部感測器260和第三底部感測器270位於第一旋轉板10的中心、第二旋轉板20的中心、第一支撐輪120的中心和第二支撐輪130的中心具有矩形頂點的垂直區域外側。
當第二底部感測器260設置在清掃機器人1的左側時,第三底部感測器270可以設置在清掃機器人1的右側。
第二底部感測器260和第三底部感測器270可以彼此對稱。
根據本發明一實施例的清掃機器人1可以旋轉,並在此種情況下,第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐與地板接觸之清掃機器人1的重量。
當在清掃機器人1的左側存在有凹陷處F且清掃機器人1向左轉時,第二底部感測器260可以在第一支撐輪120和第二支撐輪130進入凹陷處F之前就感測到凹陷處F。當第二底部感測器260感測到凹陷處F時,清掃機器人1的重量由第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐。
當在清掃機器人1的右側存在有凹陷處F且清掃機器人1向右轉時,第三底部感測器270可以在第一支撐輪120和第二支撐輪130進入凹陷處F之前就感測到凹陷處F。當第三底部感測器270感測到凹陷處F時,清掃機器人1的重量由第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐。
如上所述,根據本發明一實施例的清掃機器人1,當清掃機器人1改變方向或轉向任何一側時,可以防止清掃機器人1掉落至凹陷處F中,並可以防止破壞清掃機器人1整體的平衡。
根據本發明一實施例的清掃機器人1除了第一支撐輪120和第二支撐輪130之外,還包含輔助輪140。
輔助輪140可以耦接至本體100的下側,並與第一旋轉板10和第二旋轉板20間隔開。
輔助輪140設置成從連接線L1,與第一支撐輪120和第二支撐輪130相對之處。
在本發明的一實施例中,輔助輪140可以是常用的輪,並且輔助輪140的旋轉軸145可以與地板表面B平行。輔助輪140可以藉由與地板接觸滾動而移動,並進而使清掃機器人1可以在地板表面B上移動。
然而,在本發明的一實施例中,當第一拖把30和第二拖把40與地板接觸時,輔助輪140並不與地板接觸。
第一支撐輪120和第二支撐輪130設置在前方,而輔助輪140則設置在後方,且第一旋轉板10和第二旋轉板20位在其間。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以對稱地設置(左右),並且第一支撐輪120和第二支撐輪130可以對稱地設置(左右)。
根據本發明一實施例的清掃機器人1,當第一拖把30耦接至第一旋轉板10且第二拖把40耦接至第二旋轉板20時,第一支撐輪120、第二支撐輪130、以及輔助輪140在與地板接觸時並不會干擾第一拖把30和第二拖把40。
因此,第一拖把30和第二拖把40可以與地板接觸,並可以透過第一拖把30和第二拖把40的旋轉來實現擦拭和清掃。第一支撐輪120、第二支撐輪130、以及輔助輪140全部都可以與地板間隔開,或者第一支撐輪120和第二支撐輪130可以在輔助輪140與地板間隔開的情況下與地板接觸。
在一實施例中,當清掃機器人1安置在地板上且第一拖把30和第二拖把40與地板接觸時,從地板表面B至第一支撐輪120最下部的高度、以及從地板表面B至第二支撐輪130最下部的高度會小於從地板表面B至輔助輪140最下部的高度。
根據本發明一實施例的清掃機器人1包括第一驅動器160、第二驅動器170、電池220、水箱230、以及供水管240。
第一驅動器160與本體100組合以使第一旋轉板10旋轉。
第一驅動器160可以包含第一殼體、第一馬達、以及一個或複數個第一齒輪。
第一殼體支撐第一驅動器160的組件,並固定至本體100。
第一馬達可以是電動馬達。
該些第一齒輪彼此嚙合而旋轉,並使第一馬達和第一旋轉板10彼此連接,且將第一馬達的扭矩傳遞至第一旋轉板10。因此,當第一馬達的旋轉軸旋轉時,第一旋轉板10就會旋轉。
第二驅動器170與本體100組合以使第二旋轉板20旋轉。
第二驅動器170可以包含第二殼體、第二馬達、以及一個或複數個第二齒輪。
第二殼體支撐第二驅動器170的組件,並固定至本體100。
第二馬達可以是電動馬達。
該些第二齒輪彼此嚙合而旋轉,並使第二馬達和第二旋轉板20彼此連接,且將第二馬達的扭矩傳遞至第二旋轉板20。因此,當第二馬達的旋轉軸旋轉時,第二旋轉板20就會旋轉。
如上所述,在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一旋轉板10和第一拖把30可以透過第一驅動器160的操作而旋轉,並且第二旋轉板20和第二拖把40可以透過第二驅動器170的操作而旋轉。
在本發明的一實施例中,第一驅動器160可以設置在第一旋轉板10的上方。根據此種構造,可以使從第一驅動器160傳遞至第一旋轉板10的動力損失最小化。此外,第一驅動器160的重量施加至第一旋轉板10上,因此第一拖把30可以充分地摩擦地板的同時擦拭地板。
此外,在本發明的一實施例中,第二驅動器170可以設置在第二旋轉板20的上方。根據此種構造,可以使從第二驅動器170傳遞至第二旋轉板20的動力損失最小化。此外,第二驅動器170的重量施加至第二旋轉板20上,因此第二拖把40可以充分地摩擦地板的同時擦拭地板。
第二驅動器170可以與第一驅動器160對稱(左與右)。
電池220與本體100組合以供電給清掃機器人1的其他組件。電池220可以供電給第一驅動器160和第二驅動器170,並且特別地,可以供電給第一馬達和第二馬達。
在本發明的一實施例中,可以透過外部電源對電池220充電,並可以在本體100的側面或在電池220上,設置對電池220充電的充電終端。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,電池220可以與本體100組合。
水箱230是用於儲存諸如水之液體的內部空間容器。水箱230可以固定至本體100,或者可以可拆卸地耦接至本體100。
在本發明的一實施例中,水箱230可以設置在輔助輪140的上方。
供水管240可以是排管或導管,並連接至水箱230,而使水箱230的液體可以流過。供水管240設置為使得相對於連接至水箱230一端位於第一旋轉板10和第二旋轉板230的上方,因此,水箱230中的液體可以供應至第一拖把30和第二拖把40。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,供水管240可以具有兩個分支的管。且其任一分支的末端可以設置在第一旋轉板10的上方,而另一個分支的末端則可以設置在第二旋轉板20的上方。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,可以設置分離的幫浦以通過供水管240輸送液體。
清掃機器人1的重心可以位於第一旋轉板10的中心、第二旋轉板20的中心、第一支撐輪120的中心、以及第二支撐輪130的中心具有矩形頂點的垂直區域中。因此,清掃機器人1由第一拖把30、第二拖把40、第一支撐輪120、以及第二支撐輪130支撐。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一驅動器160、第二驅動器170、電池220、以及水箱230各自皆是清掃機器人1的重物。第一驅動器160和第二驅動器170設置在連接線上或其附近,電池220則設置在連接線的前面,而水箱230設置在連接線的後面,由此清掃機器人1的整體重心可以定位在清掃機器人1的中心部分。因此,第一拖把30和第二拖把40可以穩定地與地板接觸。
此外,第一驅動器160、第二驅動器170、電池220、以及水箱230在平面視角中被設置在不同的區域,因此重量可以穩定地分散且本體100和清掃機器人1可以相對平坦地形成。此外,清掃機器人1可以容易地進入架子、桌子、或其類似者的下方。
根據本發明一實施例的清掃機器人1,當清掃機器人1在水箱230充滿足夠水時開始操作,則重量可以被分散,使得僅第一拖把30和第二拖把40接觸地板以擦拭地板。即使清掃機器人1的重心在使用水箱230中液體的同時向前移動,第一拖把30和第二拖把50仍可以與第一支撐輪120和第二支撐輪130一起接觸以擦拭地板。
根據本發明一實施例的清掃機器人1,無論水箱230中的液體是否用盡,都可以透過使第一支撐輪120和第二支撐輪130與第一拖把30和第二拖把40一起接觸地板來進行清掃。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第二底部感測器260、第一支撐輪120、第一底部感測器250、第二支撐輪130、以及第三底部感測器270可以沿著本體100的邊緣而依序地佈置。
圖7是示意性地顯示出根據本發明另一實施例之清掃機器人1和及其組件的剖視圖。
根據本發明實施例的清掃機器人1可以包括控制器180、緩衝器190、第一感測器200、以及第二感測器210。
控制器180可以基於預定訊息或即時訊息,控制第一驅動器160和第二驅動器170以進行操作。儲存應用程式的儲存介質可以設置在清掃機器人1中,以控制控制器180。控制器180可以藉由基於輸入至清掃機器人1的訊息、以及從清掃機器人1輸出的訊息等執行該些應用程式,來控制清掃機器人1。
緩衝器單元300耦接至本體100的邊緣,並相對於本體100移動。舉例來說,緩衝器單元300可以與本體100組合以能朝遠離本體100的中心往復地移動。
緩衝器單元300可以耦接至連接至本體100邊緣的一部分,或者可以耦接至本體100的整個邊緣。
在根據本發明一實施例的清掃機中,從連接線L1處與緩衝器單元300位於相同側的本體100的最下部可以高於緩衝器單元300的最低部分、或者位於與緩衝器單元300的最低部分相同的高度。亦即,緩衝器單元300可以位於低於本體100或與本體100相同的高度。因此,存在於相對較低位置的障礙物可以撞到緩衝器單元300,並可以被緩衝器單元300感測到。
第一感測器200可以與本體100組合,以感測緩衝器單元300相對於本體100的移動(相對移動)。第一感測器200可以是微型開關、光遮斷器、或觸動式開關。
當清掃機器人1的緩衝器單元300與障礙物接觸時,控制器180可以控制清掃機器人1以避開障礙物,並可以基於來自第一感測器200的訊息控制第一驅動器160及/或第二驅動器170的操作。
舉例來說,當清掃機器人1行進間緩衝器單元300與障礙物接觸時,第一感測器200可以找出緩衝器單元300的接觸位置,並且控制器180可以控制第一驅動器160及/或第二驅動器170操作,使得清掃機器人1可以離開該接觸位置。
控制器180可以控制清掃機器人1,使得清掃機器人1可以根據預先輸入的行進模式而行進。
舉例來說,清掃機器人1可以直線向前或向後行進,並可以沿著預先輸入的虛擬路線行進。清掃機器人1還可以在界定於地板表面B上的虛擬區域中往復地移動。
第二感測器210可以與本體100組合,以感測與障礙物的相對距離。第二感測器210可以是距離感測器。
當基於來自第二感測器210的訊息顯示清掃機器人1與障礙物之間的距離為一預定值或更小時,控制器180可以控制第一驅動器160及/或第二驅動器170的操作,使得清掃機器人1改變行進方向或遠離障礙物。
控制器180可以控制第一驅動器160及/或第二驅動器170的操作,使得清掃機器人1根據由第一底部感測器250、第二底部感測器260、或第三底部感測器270所感測的距離停止或改變行進方向。
根據本發明實施例的清掃機器人1可以利用當第一旋轉板10旋轉時在第一拖把30與地板表面B之間產生的摩擦力、以及當第二旋轉板20旋轉時在第二拖把40與地板表面B之間產生的摩擦力來移動(行進)。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1中,第一支撐輪120和第二支撐輪130可以配置成使得地板上的摩擦力不致干擾清掃機器人1的移動(行進),並可以配置成當清掃機器人1移動(行進)時不致引起負載的增加。
為此,相較於第一旋轉板10的直徑或第二旋轉板20的直徑,第一支撐輪120的寬度和第二支撐輪130的寬度可以足夠地小。
根據此種構造,即使在第一支撐輪120和第二支撐輪130與第一拖把30和第二拖把40一起接觸地板的情況下驅動清掃機器人1,相較於第一拖把30與地板表面B之間的摩擦以及第二拖把40與地板表面B之間的摩擦力,第一支撐輪120與地板表面B之間的摩擦力以及第二支撐輪130與地板表面B之間的摩擦力非常小,因此,並不會產生不必要的電力損失,且不會中斷清掃機器人1的移動。
根據本發明一實施例的清掃機器人1可以由第一支撐輪120、第二支撐輪130、第一拖把30、以及第二拖把40穩定地支撐在其四個位點處。
在根據本發明一實施例的清掃機器人1,第一支撐輪120的旋轉軸125和第二支撐輪130的旋轉軸135可以與連接線L1平行。亦即,第一支撐輪120的旋轉軸125和第二支撐輪130的旋轉軸135可以(沿著左右方向)固定在本體100上。
第一支撐輪120和第二支撐輪130可以與第一拖把30和第二拖把40一起接觸地板,而在此種情況下,第一拖把30和第二拖把40可以以相同的速度沿著相反方向旋轉,使得清掃機器人1直線地移動。此外,在此種情況下,第一支撐輪120和第二支撐輪130輔助清掃機器人1直線地向前和向後移動。
根據本發明一實施例的清掃機器人1可以包括輔助輪本體150。輔助輪本體150可旋轉地耦接至本體100的下側,並且輔助輪140可旋轉地耦接至輔助輪本體150。
亦即,輔助輪140透過輔助輪本體150耦接至本體100。
輔助輪140的旋轉軸145和輔助輪本體150的旋轉軸155可以彼此相交。輔助輪140的旋轉軸145和輔助輪本體150的旋轉軸155可以彼此垂直地相交。舉例來說,輔助輪本體150的旋轉軸155可以沿著垂直方向定位或者可以相對於垂直方向稍微傾斜,並且輔助輪140的旋轉軸145可以沿著水平方向定位。
根據本發明一實施例的清掃機器人1,當基本上不使用清掃機器人1時(當第一拖把30和第二拖把40與清掃機器人1分離時),輔助輪140會與地板表面B接觸。當清掃機器人1在此種狀態下移動時,輔助輪140的方向會由輔助輪本體150隨意地改變,因此清掃機器人1可以容易地移動。
圖8和圖9是顯示出根據本發明一實施例之清掃機器人的下本體的頂部表面的視圖;圖10至圖12是顯示出根據本發明一實施例之清掃機器人的緩衝器單元的視圖;以及圖16至圖19是顯示在根據本發明一實施例之清掃機器人中緩衝器單元與本體組合的狀態的視圖。
以下參見圖6、圖8至圖12、和圖16至圖19,描述根據本發明一實施例之清掃機器人1的下本體110和緩衝器單元300。
下本體110的上側耦接至上本體105,進而提供能夠容納電池220、水箱230、以及馬達的空間。此外,第一旋轉板10、第二旋轉板20、第一支撐輪120、第二支撐輪130、以及輔助輪140可以耦接至下本體110的下側。
在本發明中,假設為面向地板之地板表面B的底部表面112可以形成在下本體110的下側。第一旋轉板10和第二旋轉板20可以旋轉地設置在底部表面112上。
第一旋轉板10和第二旋轉板20可以對稱地設置在底部表面112上。更詳細地,一對旋轉軸孔113可以對稱地形成穿過底部表面112。
第一旋轉板10的旋轉軸15可以通過旋轉軸孔113與第一驅動器160的第一齒輪嚙合。第二旋轉板20的旋轉軸25可以通過旋轉軸孔113與第二驅動器170的第二齒輪嚙合。
在本發明中,連接第一旋轉板10的旋轉軸15和第二旋轉板20的旋轉軸25的虛擬連接線L1可以界定在下本體110上。由於第一旋轉板10的旋轉軸15和第二旋轉板20的旋轉軸25分別穿過旋轉軸孔113,因此連接線L1可以是連接旋轉軸孔113的虛擬線。
旋轉軸孔113之間的距離C2可以大於第一旋轉板10或第二旋轉板20半徑的兩倍。根據此種構造,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以旋轉而不會彼此干擾。
在該實施例中,當從旋轉軸孔113間的中點朝向旋轉軸孔113時,底部表面112可以朝地板表面B傾斜。根據此種構造,第一旋轉板10和第二旋轉板20可以在彼此遠離的部分處更穩固地與地板接觸。
第一支撐輪120和第二支撐輪130可以設置在底部表面112上。在底部表面112的上方可以形成電池基座116。
電池220可以容納在電池基座116中。舉例來說,電池基座116可以形成為類似於矩形孔的形狀,以使電池220可以插入其中。因此,電池220被插入電池基座116中,接著可以透過螺釘固定至下本體110。
輔助輪140和輔助輪本體150可以耦接至底部表面112。輔助輪140可以設置在連接線L1的後方而不是該底部表面的後方。
下本體110可以具有中心線。更詳細地,中心線可以是在旋轉軸孔113之間的中點處垂直於連接線L1且與地板表面B平行的虛擬線。
在該實施例中,下本體110可以進一步包含異物阻擋凸條。該異物阻擋凸條可以從底部表面112向下突出,並可以沿著第一旋轉板10和第二旋轉板20的邊緣形成。
舉例來說,異物阻擋凸條可以圍繞旋轉軸孔113的中心圓周地形成。
從旋轉軸孔113至異物阻擋凸條的距離可以大於第一旋轉板10(或第二旋轉板20)的半徑,並可以小於第一拖把30(或第二拖把40)的半徑。
異物阻擋凸條可以與第一旋轉板10或第二旋轉板20以其間的一預定間隙間隔開。較佳地,異物阻擋凸條與第一旋轉板10或第二旋轉板之間的間隙要盡可能地小,只要使異物阻擋凸條與第一旋轉板10或第二旋轉板20在第一旋轉板10或第二旋轉板20旋轉時,彼此不干涉即可。
根據此種構造,即使第一旋轉板10和第二旋轉板20旋轉,也能夠防止包含在地板上的毛髮、灰塵等的異物進入清掃機器人1。
同時,儘管未顯示,但是清掃機器人1可以進一步在旋轉軸孔113與異物阻擋凸條之間具有一個或多個額外的異物阻擋結構。根據此種構造,具有防止異物進入清掃機器人1的功能。
在本發明中,假設為面向上本體105的頂部表面111可以形成在下本體110的上側上。馬達可以設置在頂部表面111上。
邊緣114可以沿著頂部表面111的邊緣突出。舉例來說,突出的邊緣114可以圓周地形成在連接線L1的前面。
引導槽115可以形成在頂部表面111上。更詳細地,引導槽115連接至邊緣114,並可以容納及支撐緩衝器單元300的彈性部330(描述於下面),以與彈性部330接觸。
引導槽115可以在連接線L1的前面成對地形成。舉例來說,連接引導槽115和連接線L1上的中點的虛擬線可以成0度或更大的角度、以及與連接線L1成30度或更小的角度。
每個引導槽115可以具有第一引導表面115a、第二引導表面115b、以及第三引導表面115c。
第一引導表面115a可以與邊緣114相連接,並可以相對於邊緣114以一預定角度傾斜。舉例來說,第一引導表面115a可以從邊緣114朝下本體110的內側延伸,並可以與邊緣114成30度以上且60度以下的角度。更詳細地,第一引導表面115a可以以30度或更大的角度傾斜,且與邊緣114上的虛擬正切線成60度或更小的角度傾斜,該虛擬正切線穿過邊緣114和第一引導表面115a的接合處。
第二引導表面115b可以連接至第一引導表面115a,並可以相對於第一引導表面115a以一預定角度傾斜。舉例來說,第二引導表面115b可以從邊緣114朝下本體110的外側延伸,並可以與第一引導表面115a成70度以上且110度以下的角度。
第三引導表面115c可以形成以連接第二引導表面115b和邊緣114。根據此種構造,第三引導表面115c可以支撐第二引導表面115b。
在頂部表面111上可以形成感測器基座117。第一感測器200可以容納在感測器基座117中。感測器基座117可以在連接線L1的前面成對地形成。舉例來說,連接感測器基座117和連接線L1的中點的虛擬線可以成15度或更大的角度、以及與連接線L1成45度或更小的角度。根據此種構造,當衝擊力施加於緩衝器單元300時,耦接至感測器基座117的第一感測器200可以感測緩衝器單元300撞擊障礙物的位置。
頂部表面111可以耦接有桿118。桿118形成為棒狀,並可以在頂部表面111向上豎立。桿118可以與下本體110分開地形成,接著耦接至下本體110,或者可以與下本體110一體成形。桿118可以在連接線L1的前面成對地形成。舉例來說,連接桿118和連接線L1的中點的虛擬線可以成45度或更大的角度、以及與連接線L1成75度或更小的角度。
桿118可以插入緩衝器單元300的制動器340中,將在下面進行描述。詳細地,桿118可以穿過制動器340的桿孔341。根據此種構造,即使衝擊力 施加於緩衝器單元300,制動器340的移動範圍也會受到桿118的限制,因此可以保持緩衝器單元300相對於本體100的初始位置。
在頂部表面111上可以形成擋板支持器119。更詳細地,擋板支持器119可以在頂部表面111向上突出。擋板支持器119可以形成在頂部表面111中心的邊緣114的外側。舉例來說,擋板支持器119可以形成在頂部表面111的前面。
擋板支持器119可以耦接有擋板500。更詳細地,擋板支持器119可以插入擋板500中。亦即,擋板支持器119可以從頂部表面111以柱狀突出,以能夠插入至擋板500中。舉例來說,擋板支持器119可以成對地形成為長方柱狀。
緩衝器單元300耦接至本體100的邊緣,並相對於本體100移動。舉例來說,緩衝器單元300可以與本體100組合以能朝與遠離本體100的中心往復地移動。
緩衝器單元300可以耦接至連接至本體100邊緣的一部分,或者可以耦接至本體100的整個邊緣。
緩衝器單元300可以具有緩衝器310、凸輪320、彈性部330、制動器340、阻擋突起350、引導凸條360、以及擋板接觸部370。
緩衝器310可以配置成相對於本體100移動。舉例來說,緩衝器310可以形成為具有一預定厚度和一預定高度的弧形,以能夠覆蓋本體100邊緣114的至少一部分。
緩衝器310可以設置成與邊緣114相距一預定距離。可以在緩衝器310與邊緣114之間設置有後面將進行描述的板狀彈簧400和擋板500。根據此種構造,當清掃機器人1撞擊障礙物等時,緩衝器310可以藉由移動來分散衝擊力,從而能夠防止該衝擊力直接施加至本體100上。
凸輪320可以從緩衝器310以一預定角度突出。更詳細地,凸輪320從弧形的緩衝器310的內表面突出,並可以具有傾斜表面321,第一感測器200的感測部210可以與傾斜表面321接觸。舉例來說,傾斜表面321可以從緩衝器310的內表面以一預定角度突出。可替代地,傾斜表面321可以是連接至緩衝器310的內表面並以一預定曲率突出的表面。
根據此種配置,當緩衝器310相對於本體100移動時,傾斜表面321可以在與緩衝器310一起移動的同時按壓第一感測器200的感測部210。因此,第一感測器200可以感測到緩衝器310已與障礙物等接觸。
當緩衝器單元300耦接至本體100時,凸輪320可以成對地設置並且設置在連接線L1的前面。凸輪320可以形成在與第一感測器200相對應的位置處。舉例來說,連接凸輪320和連接線L1的中點的虛擬線可以成15度或更大的角度、以及與連接線L1成45度或更小的角度。
根據此種配置,第一感測器200可以感測緩衝器單元300在盡可能寬廣的範圍內的相對移動,並可以感測緩衝器310已與障礙物等接觸的大致位置。
舉例來說,當清掃機器人1的一側(在與向前移動或向後移動的方向正交的方向上)與障礙物等接觸時,只有靠近障礙物的第一感測器200才能更感測到緩衝器單元300的移動。當清掃機器人1的前面(向前移動的方向)與障礙物等接觸時,該對第一感測器200可以感測緩衝器單元300的移動。因此,控制器180可以藉由旋轉第一旋轉板10和第二旋轉板20來使清掃機器人向後移動或旋轉,進而使清掃機器人1避開障礙物等。
彈性部330從緩衝器310突出,並可以彈性地支撐本體100。更詳細地,彈性部330可以以板狀從弧形的緩衝器310的內表面突出。彈性部330可以從緩衝器310的內表面以一預定角度突出。舉例來說,在緩衝器單元300耦接至本體100的情況下,彈性部330可以與連接線L1平行地突出。
當緩衝器單元300耦接至本體100時,彈性部330可以成對地設置並且設置在連接線L1的前面。彈性部330可以形成在與引導槽115相對應的位置處。舉例來說,連接彈性部330和連接線L1的中點的虛擬線可以成0度或更大的角度、以及與連接線L1成30度或更小的角度。
彈性部330插入至引導槽115中,並可以與緩衝器310接觸以支撐緩衝器310。更詳細地,彈性部330可以彈性地支撐緩衝器310,使其與第一引導表面115a和第二引導表面115b接觸。
根據此種構造,當緩衝器310相對於本體100移動時,彈性部330可以彈性變形地與第一引導表面115a或第二引導表面115b接觸。緩衝器310可以透過彈性部330的恢復力而返回至初始位置。
舉例來說,當清掃機器人1的前部與障礙物等接觸並且緩衝器310朝本體100移動時,彈性部330藉由與第二引導表面115b接觸而變形,並且緩衝 器310透過彈性部330的恢復力而返回至初始位置,從而可以維持緩衝器310與本體100之間的間隙。
制動器340從緩衝器310突出,並可以限制緩衝器310的移動範圍。舉例來說,制動器340以類似扇形板,從弧形的緩衝器310的內表面突出。
在制動器340的中心可以形成桿孔341。舉例來說,桿孔341可以是形成在制動器340中的圓形孔。
當緩衝器單元300耦接至本體100時,制動器340可以成對地設置並且設置在連接線L1的前面。制動器340可以形成在與桿118相對應的位置處。舉例來說,連接制動器340和連接線L1的中點的虛擬線可以成45度或更大的角度、以及與連接線L1成75度或更小的角度。
桿孔341可以在其中容納桿118,並可以限制桿118的移動範圍。
舉例來說,當緩衝器單元300耦接至本體100時,桿118穿過桿孔341,並位於桿孔341的中心。在此種狀態下,當清掃機器人1與障礙物等接觸,且緩衝器單元300相對於本體100移動時,制動器340也與緩衝器310一起移動,並且桿118從桿孔341的中心移出來。在此種情況下,即使緩衝器310的移動距離大於桿孔341的半徑,桿118也會停止並且不再被制動器340所移動。因此,根據本發明,緩衝器310的移動範圍可以由桿118和制動器340限制。
當與緩衝器單元300接觸的障礙物等被移除、且緩衝器310透過彈性部330及/或板狀彈簧400的恢復力而返回至初始位置時,桿118也可以返回至桿孔341的中心。如果桿118沒有位於桿孔341的中心,則使用者可以發現在緩衝器單元300和本體100的位置中存在有誤差,並可以校正該誤差。因此,根據本發明,可以從桿118的位置找出緩衝器單元300和本體100的準確位置,並且如果有需要,可以校正緩衝器單元300的耦接或位置。
圖13是圖11中所示之阻擋突起和引導凸條的局部放大視圖。
阻擋突起350可以從緩衝器310的底部表面突出。舉例來說,阻擋突起350可以像凸條(或翼片)從緩衝器310的底部表面突出。阻擋突起350可以形成為具有一預定間隔的複數個零件(或翼片)。
根據此種構造,取決於待清掃表面(地板表面B)的材質,阻擋突起350可以藉由與待清掃表面產生摩擦力來移動緩衝器310。舉例來說,當待清掃表面覆蓋有諸如地毯和毛織物的軟材質時,阻擋突起350可以與待清掃表面 產生摩擦力。在此種情況下,可以透過施加至阻擋突起350的摩擦力,將緩衝器310拉向本體100。亦即,當將摩擦力施加至阻擋突起350時,緩衝器310可以相對於本體100移動。因此,控制器180可以將待清掃之覆蓋有地毯、毛織物等的表面識別為障礙物,並可以透過改變第一旋轉板10或第二旋轉板20的旋轉方向,來控制清掃機器人1向後或轉向,因此,清掃機器人1避開該清掃表面。
阻擋突起350可以形成在一對引導凸條360之間。引導凸條360從緩衝器310的底部表面突出,並可以引導清掃機器人1,藉此當清掃機器人1越過門檻時,緩衝器310的底部表面可以越過該門檻,而不受門檻的阻擋。
引導凸條360可以具有上升表面361以及通過表面362。上升表面361可以從緩衝器310的底部表面以一預定角度突出。上升表面361突出,使得緩衝器310底部表面的外部遠離地板並且逐漸接近地板表面B。
通過表面362連接至上升表面361,並且通過表面362的至少一部分可以形成為與地板表面B平行的一表面形狀。
通過表面362可以比阻擋突起350更靠近地板表面B突出。根據此種構造,當清掃機器人1越過門檻等時,可以避免藉由與該門檻等接觸而拉動阻擋突起350,因此,在拉動緩衝器310時,控制器180具有可以避免將門檻識別為障礙物的功能。
引導凸條360可以沿著清掃機器人1直線移動的方向形成。根據此種配置,當清掃機器人1直線並接近門檻等時,清掃機器人1可以容易地越過該門檻等。
在形成阻擋突起350範圍內的緩衝器310底部表面可以比緩衝器310在引導凸條360外側的另一個底部表面更加遠離地板表面B。根據此種構造,阻擋突起350的突起高度可以增加,因此待清掃表面的摩擦力亦可以增加。
假設形成在一對引導凸條360之間的阻擋突起350是一組(以下稱為“緩衝器底部表面突起結構”),則可以形成複數組阻擋突起350以及引導凸條360。舉例來說,可以在緩衝器310的底部表面上以一預定間隔形成五個緩衝器底部表面突起結構。根據此種構造,可以防止清掃機器人1直行時進入地毯、毛織物等覆蓋的待清掃表面,並還可以防止清掃機器人1在轉動時進入地毯,毛織物等覆蓋的待清掃表面。
擋板接觸部370可以從緩衝器310的內表面突出。更詳細地,擋板接觸部370可以從緩衝器310的內表面突出一預定長度,從而能夠與將在下面進行描述之擋板500接觸。根據此種構造,當向緩衝器310施加衝擊力(外力)時,擋板接觸部370與緩衝器310一起移動,從而能夠將該衝擊力傳遞至擋板500。
圖14和圖15是顯示阻擋突起的另一實施例。
以下將參見圖14和圖15描述根據本發明另一實施例的阻擋突起1350的形狀。
由於在本實施例中,除了阻擋突起1350之外的其他構造皆與根據本發明一實施例的清掃機器人的構造相同,因此可以參考該些構造。
本實施例的阻擋突起1350可以形成為類似於三稜鏡的形狀。在此種情況下,與本發明一實施例之具有凸條形狀(或翼片形狀)的阻擋突起350相比,可以在相同區域中形成複數個突起結構。因此,可以增加阻擋突起1350被放置在待清掃表面上的地毯、毛織物等物體所阻擋的可能性,並可以增加控制器180將其識別為障礙物的可能性。
在該實施例中,阻擋突起1350可以以之字形安置。根據此種安置,可以增加阻擋突起1350被放置在待清掃表面上的地毯、毛織物等物體所阻擋的可能性,並可以增加控制器180將其識別為障礙物的可能性。
圖20是顯示本發明一實施例之清掃機器人的板狀彈簧的立體圖;以及圖21是顯示根據本發明一實施例之板狀彈簧和擋板與清掃機器人的下本體結合的狀態的視圖。
以下將參見圖20和圖21描述根據本發明一實施例之清掃機器人1的板狀彈簧400和擋板500。
板狀彈簧400設置在緩衝器310與本體100之間,並在緩衝器310相對於本體100移動時,向緩衝器310施加恢復力。
板狀彈簧400可以具有板狀彈簧本體410、本體耦接部420、緩衝器接觸部430、以及延伸部440。
板狀彈簧400可以由平板形狀的彈性材料製成。板狀彈簧400的下端可以支撐在頂部表面111上,並且板狀彈簧400的上端可以連接至本體耦接部420。板狀彈簧400的兩個水平端可以與延伸部440相連接。
本體耦接部420可以從板狀彈簧本體410向地板垂直延伸。更詳細地,本體耦接部420可以從板狀彈簧本體410向地板垂直延伸、彎曲至下本體110的內側,接著向下延伸。根據此種構造,本體耦接部420可以耦接至邊緣114。亦即,本體耦接部420可以支持在邊緣114的上端。當在邊緣114上形成凹槽以引導本體耦接部420的耦接位置時,邊緣114與本體耦接部420之間的耦接力可以增加。
緩衝器接觸部430從板狀彈簧本體410平行於地板延伸,並可以支撐在緩衝器310上。亦即,延伸部440從板狀彈簧本體410平行於地板延伸,並且緩衝器接觸部430可以形成在延伸部440之延伸方向的端部。緩衝器接觸部430可以形成在與緩衝器310接觸的位置處。根據此種構造,當緩衝器310相對於本體100移動時,施加至緩衝器310的衝擊力(外力)可以傳遞至緩衝器接觸部430。另外,傳遞至緩衝器接觸部430的衝擊力(外力)可以傳遞至板狀彈簧本體410和緩衝器接觸部430的相反端。因此,施加至緩衝器310的衝擊力可以透過板狀彈簧400而被分散掉。
擋板500設置在緩衝器310與本體100的邊緣114之間,並在緩衝器310相對於本體100移動時,可以與緩衝器310接觸。更詳細地,擋板500設置在板狀彈簧本體410與緩衝器310之間,並可以與擋板接觸部370接觸。
擋板500可以形成為類似於長方體形狀,並可以在中心處具有孔以耦接至擋板支持器119。舉例來說,擋板500的孔可以形成為矩形的形狀,並且擋板支持器119可以設置穿過該孔。
擋板500可以由可彈性變形的材料製成。根據此種構造,當向緩衝器310施加衝擊力(外力)時,緩衝器310朝本體100移動並按壓擋板500。在此種情況下,擋板500可以在彈性變形的同時,吸收施加至緩衝器310的衝擊力。
複數個凹槽可以垂直地形成在擋板500的外表面上(面向緩衝器310)。根據此種構造,可以增加擋板500的彈性變形量,並可以增加改緩衝器310吸收衝擊力的量。
儘管參考之詳細實施例中詳細地描述了本發明,但是提供實施例的目的僅是為了詳細描述本發明,並且本發明並不限定於該些實施例。此外,顯而易見的是,本發明所屬技術領域中具通常知識者可以對本發明進行改變和改進而不背離本發明的精神。
對於本發明地簡單改變和修改包含在本發明的範圍內,並且本發明的詳細保護範圍將藉由申請專利範圍來闡明。
本申請主張於2019年12月30日所提交的美國專利申請第62/954672號以及2020年12月14日所提交的韓國專利申請第10-2020-0174755號的優先權,其全部內容為了所有目的將透過引用合併於此。
1:清掃機器人
210:第二感測器、第一感測器的感測部
30:拖把、第一拖把
300:緩衝器單元

Claims (15)

  1. 一種清掃機器人,包括:
    一本體,具有一內部空間,用於容納一電池、一水箱、以及一馬達;
    一第一旋轉板,具有一下側,面向一地板表面的一第一拖把耦接至該下側,該第一旋轉板可旋轉地設置在該本體的一底部表面上;
    一第二旋轉板,具有一下側,面向該地板的一第二拖把耦接至該下側,該第二旋轉拖把可旋轉地設置在該本體的該底部表面上;
    一緩衝器單元,耦接至該本體的一邊緣;以及
    一第一感測器,設置在該本體中,並感測該緩衝器單元相對於該本體的移動,
    其中,該緩衝器單元包含:一緩衝器,能夠相對於該本體移動、以及一凸輪,以一預定角度從該緩衝器突出;
    該凸輪包含以一預定角度從該緩衝器形成的一傾斜表面;以及
    當該緩衝器相對於該本體移動時,該傾斜表面在與該緩衝器一起移動的同時,與該第一感測器接觸並按壓該第一感測器。
  2. 如請求項1所述的清掃機器人,其中,該緩衝器單元進一步包含一彈性部,從該緩衝器突出並彈性地支撐該本體。
  3. 如請求項2所述的清掃機器人,其中,該本體包含一引導槽,容納該彈性部,並與該彈性部接觸時支撐該彈性部。
  4. 如請求項3所述的清掃機器人,其中,該引導槽包含:
    一第一引導表面,連接至該本體的該邊緣,並以一預定角度相對於該邊緣傾斜;以及
    一第二引導表面,連接至該第一引導表面,並以一預定角度相對於該第一引導表面傾斜。
  5. 如請求項1所述的清掃機器人,其中,該緩衝器單元還包含一制動器,從該緩衝器突出並限制該緩衝器的一移動範圍。
  6. 如請求項5所述的清掃機器人,其中,該本體包含穿過該制動器的一桿,以及
    該制動器包含一桿孔,容納該桿於其中,並限制該桿的一移動範圍。
  7. 如請求項1所述的該清掃機器人,進一步包括:
    一板狀彈簧,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時,施加一恢復力至該緩衝器。
  8. 如請求項7所述的清掃機器人,其中,該板狀彈簧包含:
    一板狀彈簧本體;
    一本體耦接部,從該板狀彈簧本體延伸垂直於地面,並耦接至該本體;以及
    一緩衝器接觸部,從該板狀彈簧延伸平行於該地面,並與該緩衝器接觸。
  9. 如請求項1所述的該清掃機器人,進一步包括:
    一擋板,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時與該緩衝器接觸。
  10. 如請求項8所述的該清掃機器人,進一步包括:
    一擋板,設置在該緩衝器與該本體之間,並在該緩衝器相對於該本體移動時與該緩衝器接觸,
    其中,該擋板設置在該板狀彈簧本體與該緩衝器之間。
  11. 一種清掃機器人,包括:
    一本體,具有一內部空間,用於容納一電池、一水箱、以及一馬達;
    一第一旋轉板,具有一下側,面向一地板表面的一第一拖把耦接至該下側,該第一旋轉板可旋轉地設置在該本體的一底部表面上;
    一第二旋轉板,具有一下側,面向該地板表面的一第二拖把耦接至該下側,該第二旋轉拖把可旋轉地設置在該本體的該底部表面上;
    一緩衝器單元,耦接至該本體的一邊緣;以及
    一第一感測器,設置在該本體的一底部表面上,並感測該緩衝器單元相對於該本體的移動,
    其中,該緩衝器單元包含:
    一緩衝器,能夠相對於該本體移動;以及
    一阻擋突起,從該緩衝器的一底部表面突出。
  12. 如請求項11所述的清掃機器人,其中該緩衝器單元進一步包含一引導凸條,具有以一預定角度從該緩衝器的該底部表面突出的一上升表面。
  13. 如請求項12所述的清掃機器人,其中該引導凸條包含一穿透表面,連接至該上升表面,並位於比該阻擋突起更靠近該地板表面的位置。
  14. 如請求項11所述的清掃機器人,其中當施加摩擦力至該阻擋突起時,該緩衝器相對於該本體移動。
  15. 如請求項11所述的清掃機器人,其中當施加摩擦力至該阻擋突起時,改變該第一旋轉板或該第二旋轉板的一旋轉方向。
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