TWI779324B - 用於移動式機器人的充電裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明關於用於移動式機器人的充電裝置,包括:用於引導充電端子的腳輪導件,設置在該充電裝置;以及對應端子,對應於充電端子,以穩定地彼此接觸,其中藉由使用第一導件表面到第三導件表面來判定兩個端子於縱向上的接觸位置,並藉由使用後部寬且前部窄的腳輪導件來判定兩個端子於橫向上的接觸位置,用於移動式機器人的充電裝置可以引導兩個端子彼此垂直重疊。
Description
下列描述係關於用於移動式機器人的充電裝置,更具體而言,係關於用於移動式機器人的充電裝置,包括:用於引導充電端子的腳輪導件,設置在該充電裝置;以及對應端子,對應於充電端子,以穩定地彼此接觸。
機器人已針對工業用途發展,且已是工廠自動化的一部分。最近,機器人的應用領域已擴大,例如醫療機器人、航太機器人等機器人均已發展,且亦已製造出可用於一般家庭的家用機器人。在這些機器人中,可以自主行進的機器人稱為移動式機器人。
家用移動式機器人的典型實施例為清掃機器人。清掃機器人為家用電器,在特定區域自主移動時,藉由從地板吸入灰塵或異物來清掃特定區域。
這類清掃機器人一般由清掃機器人本體和充電裝置組成。清掃機器人本體設有充電電池,且可以使用電池的運作電力來自由和自主移動。清掃機器人本體藉由從地板吸入異物來進行清掃,且如有需要,可以返回充電裝置以將電池充電。
先前技術1揭露:充電裝置,設有電源和電性連接端子;以及移動式機器人,包括對應端子,以電性連接至充電裝置的端子。一旦充電裝置的端子與移動式機器人的端子彼此接觸,即開始充電移動式機器人。
移動式機器人僅在移動式機器人移動至充電裝置並對接到正確位置時,可以電性連接至充電裝置的端子。然而,先前技術的問題在於,透過自主行進引導移動式機器人裝配到正確的對接區的方法。
先前技術2揭露透過擦地布表面移動的清掃機器人。在先前技術
中,移動式機器人包括第一旋轉構件和第二旋轉構件,相對於垂直軸線設置,並固定朝左右設置的兩個擦地布表面。先前技術中的移動式機器人僅在固定於第一旋轉軸件和第二旋轉軸件的擦地布表面接觸地板時,透過第一旋轉軸件和第二旋轉軸件的旋轉移動。
尤其在先前技術1中,充電裝置的底面傾斜,因此當一般清掃機器人以驅動力向前移動時,清掃機器人的本體會抬起,從而允許移動式機器人的充電端子與充電裝置的對應端子彼此接觸。然而,在透過旋轉拖把與地板之間的摩擦力移動的移動式機器人中,移動式機器人的問題在於,移動式機器人的驅動力不足以爬上斜面以抬起本體,且無法精確和準確地調整移動式機器人的行進方向。
而且,在一般清掃機器人中,清掃機器人僅透過旋轉拖把的摩擦力移動,而儲存在水箱中的水位可變動,因此不可能有效進行拖地,且驅動力出現問題。
尤其,一般濕式清掃機器人的缺點在於,很難用旋轉布的摩擦力調整行進方向,因此清掃機器人只能透過隨機行進以進行清掃,而無法以進行徹底清掃所需的模式行進。
另外,一般清掃機器人的缺點亦在於,當清掃機器人只能透過隨機行進移動時,清掃機器人可能無法徹底清掃相鄰於地板表面的角落或牆壁的區域。
在移動式機器人透過旋轉拖把與地板之間的摩擦力移動的情況下,移動式機器人具有弱驅動力,且需要用緩衝器覆蓋和移動式機器人的頂部和整個側面,以防止移動式機器人爬上地毯。而且,也需要向下曝露於本體外部的對應端子。考量到旋轉拖把的弱驅動力和需要垂直接觸的本體的構造,本發明的一個目的是提供一種用於移動式機器人的充電裝置以及對應於充電端子以垂直地彼此接觸的對應端子,該充電裝置引導充電裝置的充電端子。
在移動式機器人透過旋轉拖把與地板之間的摩擦力移動的情況下,很難朝準確方向移動。本發明的另一個目的是提供一種用於移動式機器人的充電裝置,導梢插入其兩個旋轉拖把之間的空間,並引導移動式機器人的對
接方向。
本發明的又一個目的是提供一種用於移動式機器人的充電裝置,其中,即使移動式機器人的對接方向錯誤,用於引導旋轉拖把的拖把定位件仍具有用於自動引導移動式機器人的對接方向的構造,從而允許移動式機器人對接到正確位置。
本發明的再一個目的是提供一種用於移動式機器人的充電裝置,其中,分配了施加於設置在移動式機器人底部的擦地布部件的負載,從而延長擦地布的使用壽命。
本發明還有一個目的是提供一種用於移動式機器人的充電裝置,其中,為了使清掃機器人能有效地拖地和行進,無論水箱的水位變更,均可以增加擦地布與地板表面之間的摩擦力,且可針對徹底清掃提供模式行進,同時清掃機器人準確地移動。
本發明的目的不限於前述目的,且所屬技術領域中具有通常知識者可從下文清楚理解本文未述之其他目的。
為了達成上述目的,根據本發明一實施方式之用於移動式機器人的充電裝置的特徵在於腳輪導件,其引導移動式機器人的移動方向,且當移動式機器人向前移動時,將移動式機器人的一端的高度抬高至一基準高度以上的高度,然後再降低高度。
而且,本發明的充電裝置的特徵可以在於導梢,其設置在薄板的上部,並朝前後方向延伸以插入旋轉拖把之間的空間中,以引導移動式機器人的移動。
另外,充電裝置可以包括:主體,具有電源模組;薄板,連接至主體的下端;充電端子,自薄板的上表面向上突出,並電性連接至電源模組;以及腳輪導件,設置在充電端子的後方。
腳輪導件可以包括用於引導腳輪的導件表面。當腳輪進入的方向界定為前方時,腳輪導件可以包括:第一導件表面;第二導件表面,設置在第一導件表面的前端,並具有向前並向下傾斜的斜面;以及第三導件表面,設置在第二導件表面的前端,並具有向前並向上傾斜的斜面。當從一側檢視時,第二導件表面和第三導件表面可以具有用於對接腳輪的凹陷部分。
第一導件表面可以有具有預定傾角的斜面,其斜面的傾角可以
逐漸變小或可以逐漸變大;或者第一導件表面可以具有反曲點,其中斜面在後端相對於反曲點的傾角可以逐漸變大,且斜面在前端相對於反曲點的傾角可以逐漸變小。
腳輪導件可以進一步包括防分離壁,其設置在該導件表面的兩側並向上突出。
腳輪導件還可以包括止擋件,其連接至第三導件表面的前端並向上突出。
從上方檢視時,腳輪導件的前部的寬度窄於其後部的寬度。
腳輪導件更可以包括導梢,其自薄板的上中心部向上突出,並朝前後方向延伸。
根據本發明的一態樣,上述及其他目的可以透過提供一種用於移動式機器人的充電裝置來達成,該充電裝置包括:主體,具有電源模組;薄板,連接至主體的下端;充電端子,自薄板的上表面向上曝露,並電性連接至電源模組;以及腳輪導件,引導移動式機器人的移動方向,且當移動式機器人向前移動時,將移動式機器人的一端的高度抬高至一基準高度以上的高度,然後再降低高度,其中,腳輪導件曝露於充電端子的後方,而腳輪導件的前端的寬度窄於腳輪導件的後端的寬度。
腳輪導件可以包括防分離壁,其設置在該導件表面的兩側並向上突出。
腳輪導件可以進一步包括止擋件,其連接至第三導件表面的前端並向上突出。
止擋件可以朝垂直於薄板的方向延伸。
止擋件可以具有向前和向上傾斜的斜面。
止擋件可以具有向後和向上傾斜的斜面。
止擋件的最高點的高度h3可以大於第一導件表面與第二導件表面之間的連接部的高度h1。
從垂直中心軸線到腳輪導件的水平距離L2可以大於從垂直中心軸線到充電端子的水平距離L1。
充電裝置可以進一步包括導梢,其設置在薄板的上中心部並向上突出。
導梢可以沿薄板的垂直中心軸線延伸。
導梢的前端可以設置在腳輪導件的後端的後方。
導梢的後端可以具有向前和向上傾斜的斜面。
導梢的前端可以具有向前和向下傾斜的斜面。
根據本發明另一態樣,上述及其他目的可透過提供一種用於移動式機器人的充電裝置來達成,該充電裝置包括:主體,具有電源模組;薄板,連接至主體的下端;第一充電端子和第二充電端子,安裝在薄板上並自薄板的上表面向上曝露,並電性連接至電源模組;以及導梢,設置在薄板的上部上充電端子後方,並向上突出,其中,導梢沿第一方向延伸,且導梢的延伸線穿過第一充電端子與第二充電端子之間的空間。
充電裝置可以進一步包括腳輪導件,其具有用於引導腳輪的導件表面以及防分離壁,該防分離壁在該導件表面的一側端界定與該導件表面交叉的表面。
防分離壁包括第一防分離壁和第二防分離壁,自導件表面的兩側端向上突出。
充電裝置可以進一步包括拖把定位件,其設置在薄板上腳輪導件的後方,並界定移動式機器人的旋轉拖把所在的區域。
從上方檢視時,拖把定位件可以界定為內凹範圍,具有敞開的前部和後部、以及封閉的左部和右部。
導梢可以自拖把定位部件向上突出。
其他實施方式的細節均含在詳細說明和所附圖式中。
根據本發明,用於移動式機器人的充電裝置具有一個以上下列的效果。
第一,從側面檢視時,設有向上斜面-向下斜面-向上斜面-斜面止擋件的佈置,從而允許端子迅速指向縱向方向(垂直中心軸線方向)端子可以彼此接觸的位置。
第二,腳輪導件具有讓腳輪進入的寬後部、以及讓腳輪放置的窄前部,從而允許端子迅速指向橫向方向(左右方向)端子可以彼此接觸的位置。
第三,防分離壁進一步設置在導件表面的兩側,從而防止分離。
第四,進一步包括朝前後方向延伸的導梢,允許端子迅速指向端子可以彼此接觸的位置。
第五,充電裝置和腳輪導件自模板向上突出,故可以在對接移動式機器人時,在充電端子上施加移動式機器人的部分負載,從而增加端子間的接觸並延長擦地布的使用壽命。
第六,在本發明中,本體為圓形,且乾型模組不突出本體的外部,因此可以在待清掃區的任何位置自由旋轉,且可以維持攪拌器寬的寬度,從而允許大範圍清掃,並在進行拖地時,同時收集相對大的異物。
然而,本發明之作用不限於前述作用,且所屬技術領域中具有通常知識者可從所附申請專利範圍的說明清楚理解本文未述之其他作用。
1:清掃機
2:充電裝置
21:主體
22:薄板
226:拖把定位件、對接區
227:傾斜進入面
23:充電端子
23a:第一充電端子
23b:第二充電端子
23’:對應端子
24:腳輪導件
241:導件表面
2411,2411a,2411b,2411c,2411d,2411e:第一導件表面
2412:第二導件表面
2413:第三導件表面
2415:反曲點
2417:止擋件
242a:第一防分離壁
242b:第二防分離壁
25:導梢
251:前端
253:後端
2000:掃除模組
2104:儲存空間
2200:攪拌器
30:本體
31:殼體
313:水箱插入孔
32:基座
40:拖把模組
41,41a,41b:旋轉拖把
411:擦地布
412:旋轉薄板
413:水容納部件
58:腳輪
58a:左腳輪
58b:右腳輪
61a:左拖把馬達
61b:右拖把馬達
65a:左主接頭
65b:右主接頭
81:水箱
Ay:垂直中心軸線
A1:第一引導線
L1,L2:距離
h1,h2,h3:高度
Bc,Pc,Sc,Wc:重心
Tc:幾何中心
Po:垂直線
Co:控制器
coc:重心
Bt:電池
HL:虛擬中心水平線
Pla,Plb:點
Ag1a,Ag1b:傾斜方向角
mca,mcb:重心
osa,osb:旋轉軸
pha,phb:最高點
w1r:第一倒退方向
w2r:第二倒退方向
w1f:第一前進方向
w2f:第二前進方向
F:前方向
R:後方向
U:向上方向
D:下方向
Ri:右方向
Le:左方向
圖1係根據本發明一實施方式包含移動式機器人和充電裝置的清掃機器人系統的透視圖。
圖2A係圖1的移動式機器人的仰視圖以及圖1的充電裝置的平面圖。
圖2B係圖1的移動式機器人的立體圖。
圖2C係圖1的移動式機器人的前剖面圖。
圖2D係顯示根據本發明一實施方式之旋轉拖把的重心和最下端的圖1的仰視圖。
圖2E係自圖1中的本體移除殼體後從上方檢視的重心的平面圖。
圖3係移動式機器人結合充電裝置的右側剖面圖。
圖4係腳輪導件的立體圖。
圖5係移動腳輪導件的腳輪的使用狀態圖式。
圖6A至圖6D係第一導件表面的各種形狀的剖面圖。
圖7A至圖7C係止擋件的各種形狀的剖面圖。
圖8係導梢的立體圖。
透過下述例示性實施方式和所附圖式,將更清楚地理解本發明的優點和特徵及其實現方法。然而,本發明不限於下列實施方式,但可以各種
不同形式執行。實施方式僅設置以完成本發明之揭露,並對本發明所屬技術領域中具有通常知識者完整提供本發明之類別,且本發明將由所附申請專利範圍來界定。若有可能,在說明書中,相同的元件符號通常表示相同的元件。
在下列說明中,表示方向的術語,如「前(F)」、「後(R)」、「左(Le)」、「右(Ri)」、「上(U)」、「下(D)」等,均基於移動式機器人的行進方向所界定。移動式機器人對接到充電裝置的方向界定為前方,而前方的相反方向則界定為後方。充電裝置的左側/右側的方向可以基於從上方檢視時的位置來判定。然而,這些術語僅用於提供本發明的更佳理解,且顯而易見的是,方向可由不同參考來不同地界定。
舉例來說,藉由連接左旋轉拖把和右旋轉拖把的中心軸線而形成的平行於虛擬線的方向界定為左右方向;與左右方向垂直相交、平行於旋轉拖把的中心軸線,或者誤差角小於5度的方向界定為上下方向;而與左右方向和上下方向垂直相交的方向則界定為前後方向。在這種情況下,前方可以稱為移動式機器人的主要行進方向,或者移動式機器人在模式行進期間的主要行進方向。此處,主要行進方向可以稱為藉由在預定時段期間中對方向向量求和所獲得的值。
用於本發明的術語「第一」、「第二」、「第三」等不見得代表任何順序、重要性或階層,而是僅用於區分元件和其他元件。舉例來說,發明可以配置以只包含第二元件,而沒有第一元件。
本文所用術語「擦地布」可以由各種材料製成,如布料或紙,且可以透過清掃來重複使用或一次性使用。
本發明可以應用於使用者可手動移動的移動式機器人、可自主移動的清掃機器人等機器人。下文將使用移動式機器人作為實施例。
本發明的移動式機器人系統包括移動式機器人和用於移動式機器人的充電裝置。下文將詳細描述移動式機器人。
參照圖2B和圖2C,根據本發明一實施方式的清掃機1包括本體30,其包含控制器。清掃機1包括拖把模組40,配置以拖地,同時接觸地板(待清掃表面)。清掃機1包括掃除模組2000,配置以從地板收集異物。
拖把模組40設置在本體30的下側,並支撐本體30。掃除模組2000設置在本體30的下側,並支撐本體30。在本實施方式中,本體30由拖把模組40
和掃除模組2000支撐。本體30形成清掃機1的外部。本體30設置以連接拖把模組40和掃除模組2000。
拖把模組40可以形成外部。拖把模組40設置在本體30的下側,並位於掃除模組2000的後方。拖把模組40提供驅動力以移動清掃機1。為了移動清掃機1,拖把模組40較佳設置在清掃機1的後方。
拖把模組40包含至少一個擦地布411,其在旋轉時擦拭地板。拖把模組40包含至少一個旋轉拖把41,當從上方檢視時,其順時鐘或逆時鐘旋轉。旋轉拖把41與地板接觸。
在本實施方式中,拖把模組40包含一對旋轉拖把41a和41b。當從上方檢視時,該對旋轉拖把41a和41b順時鐘或逆時鐘旋轉,並在旋轉時拖地。在該對旋轉拖把41a和41b中,當從清掃機1的行進方向前方檢視時,位於左側的旋轉拖把界定為左旋轉拖把41a,而位於右側的旋轉拖把界定為右旋轉拖把41b。
左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b中的每一個繞自身的旋轉軸線旋轉。該旋轉軸線垂直地設置。左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b可以各自獨立旋轉。
左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b中的每一個包含旋轉薄板412和旋轉軸414,擦地布411附接於旋轉軸414。左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b中的每一個包含水容納部件413。
掃除模組2000可以形成外部。掃除模組2000設置在拖把模組40的前方。為了避免拖把模組40首次接觸地板上的異物,清掃模組2000應設置在清掃機1的行進方向的前方。
掃除模組2000和拖把模組40間隔開。掃除模組2000設置在拖把模組40的前方,且接觸地板。掃除模組2000從地板收集異物。
在清掃機1移動時,掃除模組2000接觸地板,同時收集位於掃除模組2000前方的異物。掃除模組2000設置在本體30的下側。掃除模組2000的水平寬度小於拖把模組40的水平寬度。
本體30包括:殼體31,其形成清掃機1的外部;以及基座32,設置在殼體31的下側。
殼體31形成本體30的側表面和上表面。基座32形成本體30的底面。
在本實施方式中,殼體31為圓柱形,具有敞開的底面。當從上方檢視時,殼體31的整體形狀為圓形。由於殼體31的形狀為圓形,可以最小化旋轉時的迴轉半徑。
殼體31包括:頂壁311,整體形狀為圓形;以及側壁312,與頂壁311一體成形,並自頂壁311的邊緣向下延伸。
側壁312有一部分是敞開的。側壁312的敞開部分界定為水箱插入孔313,水箱81透過水箱插入孔313可拆卸地安裝。水箱插入孔313形成在清掃機1的行進方向的後方。由於水箱81透過水箱插入孔313插入,水箱插入孔313較佳設置相鄰於拖把模組40。
拖把模組40連接至基座32,而掃除模組2000連接至基座32。控制器Co和電池Bt設置在由殼體31和基座32形成的內部空間中。而且,拖把驅動部件60設置在本體30中。供水模組設置在本體30中。
圖2D顯示旋轉軸osa與左旋轉拖把41a的下表面相交的點、以及旋轉軸osb與右旋轉拖把41b的下表面相交的點。當從下方檢視時,左旋轉拖把41a順時鐘旋轉的方向界定為第一前進方向w1f,而左旋轉拖把41a逆時鐘旋轉的方向界定為第一倒退方向w1r。當從下方檢視時,右旋轉拖把41b逆時鐘旋轉的方向界定為第二前進方向w2f,而右旋轉拖把41b順時鐘旋轉的方向界定為第二倒退方向w2r。而且,當從下方檢視時,「形成在左旋轉拖把41a的下表面的傾斜方向與其左右軸線之間的銳角」和「形成在右旋轉拖把41b的下表面與其左右軸線之間的銳角」界定為傾斜方向角Ag1a和Ag1b。左旋轉拖把41a的傾斜方向角Ag1a可以等於右旋轉拖把41b的傾斜方向角Ag1b。而且,參照圖6,「左旋轉拖把41a的下表面I相對於虛擬水平面H的角度」和「右旋轉拖把41b的下表面I相對於虛擬水平面H的角度」界定為傾斜角度Ag2a和Ag2b。
在這種情況下,左旋轉拖把41a的右端和右旋轉拖把41b的左端可以彼此接觸,或可以彼此相鄰。因此,可以減少左旋轉拖把41a與右旋轉拖把41b之間的拖地間隙。
當左旋轉拖把41a旋轉時,左旋轉拖把41a的下表面的點Pla位於左旋轉拖把41a的旋轉軸osa的左側,該點Pla受到地板施加的最大摩擦力。當在左旋轉拖把41a的下表面的點Pla將比其它點較大的負載傳輸至地面時,可以在點Pla產生最大摩擦力。在本實施方式中,點Pla位於旋轉軸osa的左前側,但在其他
實施方式中,點Pla可以位於相對於旋轉軸osa的正左側或左後側。
當右旋轉拖把41b旋轉時,右旋轉拖把41b的下表面的點Plb位於右旋轉拖把41b的旋轉軸osb的右側,該點Plb受到地板施加的最大摩擦力。當在右旋轉拖把41b的下表面的點Plb將比其它點較大的負載傳輸至地面時,可以在點Plb產生最大摩擦力。在本實施方式中,點Plb位於旋轉軸osb的右前側,但在其他實施方式中,點Plb可以位於相對於旋轉軸osb的正右側或正後側。
左旋轉拖把41a的下表面和右旋轉拖把41b的下表面可以傾斜。左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b的傾斜角度Ag2a和Ag2b可以形成銳角。傾斜角度Ag2a和Ag2b位於點Pla和Plb,最大摩擦力施加於該些點上,而擦地布411的整體下方區域以小尺寸形成,以在左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b旋轉時碰觸地板。
左旋轉拖把41a的整體下表面向左和向下傾斜。右旋轉拖把41b的整體下表面向右和向下傾斜。參照圖2D,左旋轉拖把41a的下表面在左側上具有最低點Pla。左旋轉拖把41a的下表面在右側上具有最高點pha。右旋轉拖把41b的下表面在右側上具有最低點Plb。右旋轉拖把41b的下表面在左側上具有最高點phb。
根據實施方式,傾斜方向角Ag1a和Ag1b可以是零度。而且,根據實施方式,當從下方檢視時,左旋轉拖把41a的下表面的傾斜方向可以在相對於左右軸線的順時鐘方向上形成傾斜方向角Ag1a,而右旋轉拖把41b的下表面的傾斜方向可以在相對於左右軸線的逆時鐘方向上形成傾斜方向角Ag1b。在本發明的實施方式中,當從下方檢視時,左旋轉拖把41a的下表面的傾斜方向可以在相對於左右軸線的逆時鐘方向上形成傾斜方向角Ag1a,而右旋轉拖把41b的下表面的傾斜方向可以在相對於左右軸線的順時鐘方向上形成傾斜方向角Ag1b。
清掃機1透過與地面的摩擦力來移動,該摩擦力由拖把模組40產生。
拖把模組40可以產生用於將本體30向前移動的「向前移動摩擦力」或是用於將本體30向後移動的「向後移動摩擦力」。拖把模組40可以產生用於將本體30向左轉的「向左移動摩擦力」或適用於將本體30向右轉的「向右移動摩擦力」。拖把模組40可以藉由將向前移動摩擦力和向後移動摩擦力中的任一個、以及向左移動摩擦力和向右移動摩擦力中的任一個結合,來產生摩擦
力。
為了讓拖把模組40產生向前移動摩擦力,左旋轉拖把41a以預定每分鐘轉速R1朝第一前進方向w1f旋轉,而右旋轉拖把41b以預定每分鐘轉速R1朝第二前進方向w2f旋轉。
為了讓拖把模組40產生向後移動摩擦力,左旋轉拖把41a以預定每分鐘轉速R2朝第一倒退方向w1r旋轉,而右旋轉拖把41b以預定每分鐘轉速R2朝第二倒退方向w2r旋轉。
為了讓拖把模組40產生向右移動摩擦力,左旋轉拖把41a以預定每分鐘轉速R3朝第一前進方向w1f旋轉,而右旋轉拖把41b:(i)朝第二倒退方向w2r旋轉;(ii)停止,不再旋轉;或(iii)以每分鐘轉速R4朝第二前進方向w2f旋轉,該每分鐘轉速R4低於每分鐘轉速R3。
為了讓拖把模組40產生向左移動摩擦力,右旋轉拖把41b以預定每分鐘轉速R5朝第二前進方向w2f旋轉,而左旋轉拖把41a:(i)朝第一倒退方向w1r旋轉;(ii)停止,不再旋轉;或(iii)以每分鐘轉速R6朝第一前進方向w1f旋轉,該每分鐘轉速R6低於每分鐘轉速R5。
接下來,每一個元件的佈置均用於提升左右方向和前後方向的穩定性,同時增加位於左右兩側的旋轉拖把41的摩擦力,且不論水箱81的水位如何,都能允許安全行進。
參照圖2D和圖2E,為了增加旋轉拖把41的摩擦力,並防止當移動式機器人旋轉時在某一個方向出現偏心率,相對重的電池Bt和拖把馬達61均可以設置在旋轉拖把41的上方。
具體而言,左拖把馬達61a設置在左旋轉拖把41a的上方,而右拖把馬達61b設置在右旋轉拖把41b的上方。亦即,左拖把馬達61a的至少一部分可以與左旋轉拖把41a垂直地重疊。較佳的是,左拖把馬達61a的完整部分可以與左旋轉拖把41a垂直地重疊。右拖把馬達61b的至少一部分可以與右旋轉拖把41b垂直地重疊。較佳的是,右拖把馬達61b的完整部分可以與右旋轉拖把41b垂直地重疊。
更具體而言,左拖把馬達61a和右拖把馬達61b可以與虛擬中心水平線HL垂直地重疊,該虛擬中心水平線HL藉由連接左旋轉拖把41a的旋轉軸osa和右旋轉拖把41b的旋轉軸osb來形成。較佳的是,左拖把馬達61a的重心mca
和右拖把馬達61b的重心mcb可以與虛擬中心水平線HL垂直地重疊,該虛擬中心水平線HL藉由連接左旋轉拖把41a的旋轉軸osa和右旋轉拖把41b的旋轉軸osb來形成。或者,左拖把馬達61a的幾何中心和右拖把馬達61b的幾何中心可以與虛擬中心水平線HL垂直地重疊,該虛擬中心水平線HL藉由連接左旋轉拖把41a的旋轉軸osa和右旋轉拖把41b的旋轉軸osb來形成。在這種情況下,左拖把馬達61a和右拖把馬達61b相對於移動式機器人的垂直線Po彼此對稱。
由於左拖把馬達61a的重心mca和右拖把馬達61b的重心mcb在不偏離每一個旋轉拖把41的情況下彼此對稱,可以增加旋轉拖把41的摩擦力,並可以保持驅動性能和水平平衡。
接下來,左旋轉拖把41a的旋轉軸osa界定為左旋轉軸osa,而右旋轉拖把41b的旋轉軸osb界定為右旋轉軸osb。
由於水箱81設置在虛擬中心水平線HL的後方,且水箱81中的水量是可變的,左拖把馬達61a可以自左旋轉軸osa向左偏移,以維持前後方向的穩定平衡,不論水箱81中的水位如何。左拖把馬達61a可以自左旋轉軸osa朝左前側偏移。較佳的是,左拖把馬達61a的幾何中心或重心mca自左旋轉軸osa朝左偏移,或者左拖把馬達61a的幾何中心或重心mca自左旋轉軸osa朝左前側偏移。
右拖把馬達61b可以自右旋轉軸osb朝右偏移。右拖把馬達61b可以自右旋轉軸osb朝右前側偏移。較佳的是,右拖把馬達61b的幾何中心或重心mcb自右旋轉軸osb朝右偏移,或者右拖把馬達61b的幾何中心或重心mcb自右旋轉軸osb朝右前側偏移。
由於左拖把馬達61a和右拖把馬達61b在從每個旋轉拖把41的中心朝前外側偏移的位置施加壓力,故壓力集中在每個旋轉拖把41的前外側上,如此一來,可以透過旋轉拖把41的旋轉力改善驅動性能。
左旋轉軸osa和右旋轉軸osb設置在本體30的中心後方。虛擬中心水平線HL設置在本體30的幾何中心和移動式機器人的重心Wc的後方。左旋轉軸osa和右旋轉軸osb與移動式機器人的垂直線Po等距間隔開。
左主接頭65a設置在左旋轉拖把41a上,而右主接頭65b設置在右旋轉拖把41b上。
在本發明的實施方式中,安裝了單一電池Bt。電池Bt的至少一部分設置在左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b上。由於相對重的電池Bt設置在旋轉拖
把41上,可以增加旋轉拖把41的摩擦力,且可以降低因移動式機器人的移轉而發生的偏心率。
具體而言,電池Bt左側的一部分可以與左旋轉拖把41a垂直地重疊,而電池Bt右側的一部分可以與右旋轉拖把41b垂直地重疊。電池Bt可以與虛擬中心水平線HL垂直地重疊,並可以與移動式機器人的垂直線Po垂直重疊。
更具體而言,電池Bt的重心Bc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上,並可以設置在虛擬中心水平線HL上。在這種情況下,電池Bt的重心Bc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上、可以設置在虛擬中心水平線HL前方、或可以設置在本體30的幾何中心Tc的後方。
電池Bt的重心Bc和幾何中心可以設置在水箱81的前方或水箱81的重心Pc的前方。電池Bt的重心Bc和幾何中心可以設置在掃除模組2000的重心Sc後方。
由於一個電池Bt插入左旋轉拖把41a與右旋轉拖把41b之間,且設置在移動式機器人的虛擬中心水平線HL和垂直線Po上,重的電池Bt得以在旋轉拖把41旋轉時維持平衡,並將重量置於旋轉拖把41上,從而增加旋轉拖把41的摩擦力。
電池Bt可以設置在與左拖把馬達61a和右拖把馬達61b相同的高度(下端的高度)。電池Bt可以插入左拖把馬達61a與右拖把馬達61b之間。電池Bt可以設置在左拖把馬達61a與右拖把馬達61b之間的一空的空間中。
水箱81的至少一部分設置在左旋轉拖把41a和右旋轉拖把41b上。水箱81可以設置在虛擬中心水平線HL後方,並可以與移動式機器人的垂直線Po垂直地重疊。
更具體而言,水箱81的重心Pc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上,並設置在虛擬中心水平線HL前方。在這種情況下,水箱81的重心Pc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上,並設置在虛擬中心水平線HL後方。此處,設置在虛擬中心水平線HL後方的水箱81的重心Pc或幾何中心的位置表示水箱81的重心Pc或幾何中心與位於虛擬中心水平線HL後方的一個區域垂直地重疊。在這種情況下,水箱81的重心Pc或幾何中心可以與本體30垂直地重疊,而不偏離本體30。
水箱81的重心Pc或幾何中心可以設置在電池Bt的重心Bc的後
方。水箱81的重心Pc和幾何中心可以設置在掃除模組2000的重心Sc的後方。
水箱81可以設置在與左拖把馬達61a和右拖把馬達61b相同的高度(下端的高度)。水箱81可以設置在左拖把馬達61a與右拖把馬達61b之間的空間後方。
掃除模組2000設置在本體30中旋轉拖把41、電池Bt、水箱81、拖把驅動部件60、右拖把馬達61b和左拖把馬達61a的前方。
掃除模組2000的重心Sc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上,並可以設置在本體30的幾何中心Tc的前方。當從上方檢視時,本體30可以是圓形,而基座32可以是圓形。當本體30為圓形時,本體30的幾何中心Tc稱為中心。具體而言,當從上方檢視時,本體30是圓形,其半徑誤差小於3%。
具體而言,掃除模組2000的重心Sc或幾何中心可以設置在移動式機器人的垂直線Po上,並可以設置在電池Bt的重心Bc、左拖把馬達61a的重心mca、右拖把馬達61b的重心mcb和移動式機器人的重心Wc的前方。
較佳的是,掃除模組2000的重心Sc或幾何中心設置在虛擬中心水平線HL的前方和旋轉拖把41的前端。
如上所述,掃除模組2000包括具有儲存空間2104的灰塵殼體2100、攪拌器2200、以及掃除馬達。
攪拌器2200旋轉地安裝在掃除模組2000中,並設置在儲存空間2104的後方,如此一來,攪拌器2200可以維持適合長度,以覆蓋左右旋轉拖把41a和41b,而不突出本體30外部。
攪拌器2200的旋轉軸線平行於虛擬中心水平線HL,而攪拌器2200的中心設置在移動式機器人的垂直線Po上,從而允許攪拌器2200有效率地移除自旋轉拖把41引入的較大異物。攪拌器2200的旋轉軸線設置在本體30的幾何中心Tc的前方。攪拌器2200的長度理想地大於左旋轉軸osa與右旋轉軸osb之間的距離。攪拌器2200的旋轉軸線可以設置相鄰於旋轉拖把41的前端。
掃除模組2000可以進一步包括左腳輪58a和右腳輪58b,設置在掃除模組2000的兩端並與地板接觸。左腳輪58a和右腳輪58b可以滾動,同時與地板接觸,並可以透過彈力垂直地移動。左腳輪58a和右腳輪58b支撐掃除模組2000和本體30的一部分。左腳輪58a和右腳輪58b自灰塵殼體2100的下端向下突
出。
左腳輪58a和右腳輪58b設置平行於虛擬中心水平線HL,並可以設置在虛擬中心水平線HL和攪拌器2200的前方。由連接左腳輪58a和右腳輪58b形成的虛擬線可以設置在虛擬中心水平線HL、攪拌器2200和本體30的幾何中心Tc的前方。在這種情況下,左腳輪58a和右腳輪58b可以相對於移動式機器人的垂直線Po彼此對稱。左腳輪58a和右腳輪58b可以與移動式機器人的垂直線Po等距間隔。
在由依序連接左腳輪58a、右腳輪58b、右旋轉軸osb和左旋轉軸osa的虛擬方形中,設置了本體30的幾何中心Tc、移動式機器人的重心Wc、掃除模組2000的重心Sc、及電池Bt的重心Bc;而相對重的電池Bt、左旋轉軸osa、右旋轉軸osb則設置相鄰於虛擬中心水平線HL。在此佈置中,移動式機器人的主要負載施加於旋轉拖把41,而剩餘的次要附載則施加於左腳輪58a和右腳輪58b。
若掃除馬達2330設置在移動式機器人的垂直線Po上,或者若掃除馬達2330設置在相對於移動式機器人的垂直線Po的一側上,則幫浦設置在另一側上,使得結合的掃除馬達2330的重心和幫浦可以設置在移動式機器人的垂直線Po上。
因此,不論設置在後方的水箱81的水位多少,仍可以維持向前偏移的移動式機器人的重心。在這種情況下,移動式機器人的重心Wc在增加旋轉拖把41的摩擦力時可以位於本體30的幾何中心Tc附近,從而穩定移動。
控制器Co的重心coc或幾何中心可以設置在本體30的幾何中心Tc和虛擬中心水平線HL的前方。至少50%以上的控制器Co可以與掃除模組2000垂直地重疊。
移動式機器人的重心Wc可以設置在移動式機器人的垂直線Po上;可以設置在虛擬中心水平線HL的前方;可以設置在電池Bt的重心Bc的前方;可以設置在水箱81的重心Pc的前方;可以設置在掃除模組2000的重心Sc的後方;以及可以設置在左腳輪58a和右腳輪58b的後方。
這些元件可以設置以相對於移動式機器人的垂直線Po彼此對稱;或考量該些元件的重量,移動式機器人的重心Wc可以位於移動式機器人的垂直線Po上。當移動式機器人的重心Wc位於移動式機器人的垂直線Po上時,有改善左右方向穩定性的效果。
腳輪58設置在移動式機器人的下側,並部分地支撐移動式機器人的負載。腳輪58可以設置在移動式機器人的前方。腳輪58可以設置在移動式機器人的兩側。腳輪58可以設置在拖把模組40的前方。腳輪58可以設置在掃除模組2000的前方。腳輪58具有滾輪以移動移動式機器人。
每個旋轉拖把41的一部分可以與本體30垂直地重疊,而其另一部分可以曝露於本體30外部。
每個旋轉拖把41與本體30重疊的部分的百分比較佳是在每個旋轉拖把41的85%至95%的範圍。具體而言,在由連接本體30的右端和右旋轉拖把41b的右端所形成的線與由水平連接本體30的右端和垂直線Po所形成的垂直線之間的夾角可以是0度到5度的範圍。
每個旋轉拖把41曝露於本體30外部的區域的長度較佳是在每個旋轉拖把41的半徑的1/2至1/7的範圍。每個旋轉拖把41曝露於本體30外部的區域的長度可以指每個旋轉拖把41曝露於本體30外部的一端到每個旋轉拖把41的旋轉軸的距離。
每個旋轉拖把41曝露於本體30外部的區域的一端與本體30的幾何中心Tc之間的距離可以大於本體30的平均半徑。
藉由考量到與掃除模組2000的關係,每個旋轉拖把41曝露的位置介於本體30的側部與後部之間。亦即,當從下方檢視本體30時,若象限以順時鐘方向依序定位,則每個旋轉拖把41曝露的位置可以位於第二象限或第三象限。
下文將參照圖1和圖2A至圖2E,描述移動式機器人的充電裝置2,其包含腳輪導件24。
移動式機器人沿圖2A的第一引導線A1(虛點線)進入充電裝置2以與其對接。
充電裝置2包括:主體21,包含電源模組;以及薄板22,耦合至主體21的下端。移動式機器人可以對接於薄板22上。
薄板22包含腳輪導件24,以引導設置在移動式機器人前下端的腳輪。薄板22透過腳輪導件24將移動式機器人引導至對接區,並引導充電端子23和對應端子23’以彼此接觸,同時彼此垂直地重疊。
將基於圖1和圖2A的方向提出充電裝置2的說明,其中連接兩個
充電端子23的方向界定為左右方向LeRi,與左右方向LeRi成直角交叉的方向界定為前後方向FR,而與左右方向LeRi和前後方向FR成直角交叉的方向則界定為上下方向UD。
充電裝置2的主體21可以連接至薄板22的前端,並向上突出以形成一壁。在這種情況下,該壁可以在移動式機器人向前移動遠離薄板22上的對接區時,作用以防止分離。
主體21可以包括電源模組。電源模組電性連接至外部電源,由外部電力供電。電源模組電性連接至充電端子23,以將接收的電力提供給充電端子23。
薄板22可以是圓形。薄板22的形狀可以與移動式機器人的形狀類似。然而,薄板22的形狀不受此限,並可以包含變更成多角形等形狀的簡單變更,該些變更可以由所屬技術領域中具有通常知識者進行。
薄板22具有上表面,該上表面上可以設置用於定位移動式機器人的空間、用於引導移動式機器人的腳輪導件24、以及充電端子23。在這種情況下,導梢25可以設置在薄板22的上表面上。
移動式機器人可以對接至薄板22的上端。參照圖1,移動式機器人對接至圓形平面,該圓形平面亦稱為對接區或拖把定位件226。
拖把定位件226設置在薄板22上的腳輪導件24的後方,並界定移動式機器人的旋轉拖把41所在的區域。拖把定位件226可以設置在於薄板22上的充電端子23的後方。
當從上方檢視時,拖把定位件226界定為內凹範圍,具有敞開的前部和後部、以及封閉的左部和右部。腳輪導件24位於拖把定位件226的前端上。
用於促進移動式機器人的進入的傾斜進入面227形成在拖把定位件226的後端。傾斜進入面227位於薄板22的後方,並向前和向上傾斜。傾斜進入面227的長度可以等於或大於將兩個旋轉拖把41的直徑相加而得的值。
移動式機器人可以朝對接區226爬上傾斜進入面227。傾斜進入面227可以形成在薄板22的後邊緣上方。
向上突出並引導擦地布的擦地布導件221可以形成在薄板22的側表面及/或前表面上。擦地布導件221連接至傾斜進入面227的兩端,該些端形成在薄板22的後方。
設置兩個擦地布導件221,每個擦地布導件均連接至傾斜進入面227的左端和右端。
擦地布導件221可以沿傾斜進入面227形成在對接區226的圓周的至少一部分上。傾斜部可形成於對接區226的後圓周,而擦地布導件221可以形成在傾斜部的一端。擦地布導件221防止移動式機器人與對接區226分離,並將腳輪引導至腳輪導件24。
擦地布導件221具有曲率,並自薄板22的上表面突出。擦地布導件221後部的高度可以低於擦地布導件221前部的高度。擦地布導件221的高度由後往前向上傾斜。
擦地布導件221可以具有寬後部和窄前部。擦地布導件221可以沿圓形的薄板22的圓周形成在圓形的薄板22一側的一部分和前表面上。
兩個擦地布導件221朝左右方向彼此間隔開,而兩個擦地布導件221之間的距離可以大於兩個腳輪導件24之間的距離。兩個腳輪導件24可以插入兩個擦地布導件221之間。
因此,當移動式機器人在移動遠離對接區226的同時進入時,可以將腳輪引導至位於內前部的腳輪導件24。
充電端子23為電性連接至移動式機器人的裝置,以充電設置在移動式機器人內的電池。充電端子23自充電裝置2的薄板22的上表面向上曝露。
充電端子23電性連接至電源模組。充電端子23可以設置在薄板22的前方。一對左右充電端子23可以設置為相對於垂直中心軸線Ay彼此對稱。較佳的是,該對充電端子23相對於垂直中心軸線Ay彼此對稱。垂直中心軸線Ay是平行於前後方向且穿過充電裝置2的中心的線。充電端子23可以包含第一充電端子23a和第二充電端子23b。
移動式機器人包括對應端子23’,其對應充電裝置2的充電端子23。移動式機器人的對應端子23’可以曝露於本體30的底部,以便電性連接至充電裝置2的充電端子23。移動式機器人的對應端子23’可以設置在本體30的前端。
下文將參照圖4描述腳輪導件24的形狀。
腳輪導件24可以引導移動式機器人的移動方向,且當移動式機器人向前移動時,腳輪導件24可以具有用於將移動式機器人的一端的高度增加一基準高度以上、然後再降低高度的結構。此處,該基準高度係指拖把定位件
226的高度。
腳輪導件24可以形成為薄板22的上表面的一部份,或者可以連接至薄板22的上表面作為分隔構件。腳輪導件24設置在充電端子23的後方,並設置在拖把定位件226的前方。
腳輪導件24可以包括:導件表面241,與導件表面241接觸的腳輪透過滾動在其上移動;防分離壁242,其設置在導件表面241的側表面上;以及止擋件2417,其設置在導件表面241的前方。一對左右腳輪導件24可以相對於垂直中心軸線Ay形成。一對腳輪導件24可以相對於垂直中心軸線Ay彼此對稱。
腳輪藉由在導件表面241上滾動來由後往前移動。導件表面241可以在左右向剖面上形成水平面,或者形成具有比水平面少於5度的角度的表面。
左右導件表面241在左右向剖面上可以具有下中部和高側部。在另一實施例中,左右導件表面241可以朝左右向剖面的垂直中心軸線向下傾斜。在左右向剖面中,左導件表面241朝右側向下傾斜,而右導件表面241朝左側向下傾斜。
因此,當腳輪爬上導件表面241時,朝垂直中心軸線的相反方向作用的力施加在腳輪上,導致腳輪正好位於薄板22的中心並進入薄板22。
每個導件表面241可以包括第一導件表面2411和第二導件表面2412。而且,每個導件表面241可以包括第一導件表面2411、第二導件表面2412、以及第三導件表面2413。
第一導件表面2411具有在前後剖面上向前和向上傾斜的斜面。第一導件表面2411的後端連接至薄板22,而其前端連接至第二導件表面2412的後端,下文將加以描述。
由第一導件表面2411的後端和前端的延伸線所形成的斜面低於由移動式機器人的最下端和前後端的角所形成的傾角。因此,在移動式機器人的前下端的角與第一導件表面2411碰撞之前,腳輪到達第一導件表面2411以爬上斜面。
腳輪藉由在薄板22上滾動向前移動。腳輪先碰上第一導件表面2411的後端,然後透過滾動爬上第一導件表面2411的斜面。第一導件表面2411具有寬後部和窄前部。
藉由考量到移動式機器人的弱前進力,第一導件表面2411的斜面範圍可以設定在一到十度的範圍。
下文將參照圖6A至圖6D,針對每個實施例,描述第一導件表面2411的形狀。
圖6A顯示第一實施例,其中,當從右側檢視時,第一導件表面2411a可以形成具有預定傾角的斜面。第一導件表面2411a與後端和薄板22之間的連接部可以是圓形的。第一導件表面2411a的前端與第二導件表面2412之間的連接部可以是圓形的。
圖6B顯示第二實施例,其中,當從右側檢視時,第一導件表面2411b可以具有傾角逐漸變小的斜面。第一導件表面2411b的後端與薄板22之間的連接部可以是圓形的。若第一導件表面2411b的傾角逐漸變小,傾角在第一導件表面2411b的後端變動最大,使得可準確地檢測當腳輪進入腳輪導件24的時間。
圖6C顯示第三實施例,其中,當從右側檢視時,第一導件表面2411c可以具有傾角逐漸降低的斜面。第一導件表面2411c的前端與第二導件表面2412之間的連接部可以是圓形的。若第一導件表面2411c的傾角逐漸增加,傾角在第一導件表面2411c的後端平穩地變動,使得腳輪可以迅速地進入第一導件表面2411c。相較之下,傾角在第一導件表面2411c與第二導件表面2412之間的連接部變動最大,如此一來,可以準確地檢測當腳輪進入第二導件表面2412的時間。
圖6D顯示第四實施例,其中,當從右側檢視時,第一導件表面2411d和2411e可以具有反曲點2415,其較佳位於第一導件表面的中間。然而,反曲點2415的位置不受限於此,且可以由所屬技術領域中具有通常知識者迅速地變動。
相對於反曲點,在後端2411d的斜面的傾角逐漸變大,而相對於反曲點,在前端2411e的斜面的傾角逐漸變小。當從第一導件表面的一側檢視時,則形成S形斜面。在這種情況下,由於第一導件表面的後端2411d的傾角平穩地變動,腳輪可以迅速地進入第一導件表面2411d;且由於第一導件表面的前端2411e與第二導件表面2412的後端之間的傾角平穩地變動,腳輪可以迅速地進入第二導件表面2412,從而最小化作用在腳輪上的反作用力。
第二導件表面2412可以具有在前後剖面上向前和向下傾斜的斜
面。腳輪可以沿第二導件表面2412向下移動。在朝第二導件表面2412的前端移動的同時,移動式機器人的前端被抬起並放下,導致本體30中的對應端子23’與充電裝置2的充電端子23接觸。
第三導件表面2413可以具有在前後剖面上向前和向下傾斜的斜面。第三導件表面2413的後端連接至第二導件表面2412的前端。第二導件表面2412和第三導件表面2413的連接點位於穩定位置,腳輪可以安置在該處。較佳的是,在腳輪抵達第三導件表面2413之前,對應端子23’和充電端子23可以彼此接觸。
下文將參照圖5,描述由腳輪導件形成的導件表面的高度。
第一導件表面2411與第二導件表面2412之間的連接部的高度h1可以大於第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的高度h2。由於第一導件表面2411與第二導件表面2412之間的連接部的高度h1大於第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的高度h2,對應端子23’可以從上方朝充電端子23移動。
第二導件表面與第三導件表面之間的連接部的高度h2可以小於充電端子23的高度h4。具體而言,充電端子23的高度h4可以是形成在充電端子23上的金屬端子的高度。在這種情況下,在腳輪到達第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部之前,對應端子23’和充電端子23先彼此接觸,同時彼此垂直地重疊,使得移動式機器人上的一部分負載施加於重疊的充電端子23上,從而產生進一步增加端子之間接觸的效果。另外,擦地布上的一部分負載分布至充電端子23,從而產生進一步延長擦地布使用壽命的效果。另外,腳輪上的一部分負載分布至充電端子23,從而產生進一步增加腳輪使用壽命的效果。而且,若腳輪設有懸崖感測器,該懸崖感測器可以檢測發生在腳輪中的滾輪落下,如此一來,可以確認移動式機器人是否合適地對接到充電裝置2。
腳輪導件24可以進一步包含防分離壁242,其界定與導件表面241的側端交叉的表面。防分離壁242可以設置在導件表面241的左右端、可以朝前後方向延伸、並可以界定在向上方向上具有高度的表面。
具體而言,防分離壁242可以自導件表面241的左右端向上突出。
防分離壁242可以形成於第一導件表面2411c到第三導件表面2413的至少一個以上側端上。防分離壁242可以作用以防止在導件表面241上移
動的腳輪與導件表面241分離。
防分離壁242包括:第一防分離壁242a,其自導件表面241的左端向上突出;以及第二防分離壁242b,其自導件表面241的右端向上突出。第一防分離壁242a與第二防分離壁242b之間的前後距離可以變窄。
下文將參照圖4和圖7A至圖7D,描述止擋件2417。
止擋件2417設置在腳輪導件24的前方,以防止腳輪通過腳輪導件24時被分離。止擋件2417連接至第三導件表面2413的前端並向上突出。止擋件2417可以與第一導件表面2411c到第三導件表面2413一體成形。
在這種情況下,根據實施方式,可以省略止擋件2417,且第三導件表面2413可以作為止擋件2417使用。
止擋件2417的最高點的高度h3可以大於第一導件表面與第二導件表面之間的連接部的高度h1。根據能量守恆定律,若第一導件表面與第二導件表面之間的連接部的高度h1大於止擋件2417的最高點的高度h3,可能發生腳輪被通過的止擋件2417分離的問題。因此,藉由讓止擋件2417的最高點的高度h3大於第一導件表面與第二導件表面之間的連接部的高度h1,可以防止腳輪分離(m*g*h1<m*g*h3)。
下文將參照圖7A至圖7C描述止擋件2417的形狀。
參照圖7A,當從右表面檢視時,止擋件2417可以具有垂直於地面的表面。
或者,參照圖7B,當從右側檢視時,止擋件2417可以具有向前和向上傾斜的斜面。由於慣性力或過大的驅動力,移動式機器人可以向前移動超過第三導件表面2413的前端。在這種情況下,可以藉由允許向前移動一定程度來防止腳輪損壞;且在慣性力等力消失之後,移動式機器人向後移動,以安置在第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部。
或者,參照圖7C,當從右側檢視時,止擋件2417可以具有向後和向上傾斜的斜面。若需要防止移動式機器人移動到第三導件表面2413的前端前面,可以界定用於限制移動式機器人向前移動的邊界線,因為止擋件2417具有向後和向上傾斜的斜面。
參照圖2A,當從上方檢視腳輪導件24時,腳輪導件24的前端的寬度L3窄於腳輪導件24的後端的寬度L4。當從上方檢視時,腳輪導件24的形狀
可以具有前窄後寬的形狀。第一導件的後端的寬度可以寬於第三導件的前端的寬度。
第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的寬度可以窄於將腳輪的寬度和金屬端子的寬度相加而得的寬度。若第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的寬度寬於將腳輪的寬度和金屬端子的寬度相加而得的寬度,則充電端子23和對應端子23’取決於腳輪的位置可能不會彼此接觸。因此,若使第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的寬度窄於將腳輪的寬度和金屬端子的寬度相加而得的寬度,則不管腳輪位於第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部的位置,充電端子23和對應端子23’皆可以電性連接。
腳輪導件24設置在薄板22的前方。一對腳輪導件24可以相對於垂直中心軸線Ay設置在兩側。
腳輪導件24可以設置在充電端子23的後方。在移動式機器人中,對應端子23’可以設置在移動式機器人的前方,而腳輪可以設置在對應端子23’的側表面的後方。為了與之對應,充電端子23設置在薄板22的前方,而腳輪導件24可以設置在充電端子23的側表面的後方。
相對於垂直中心軸線Ay,從垂直中心軸線到腳輪導件24的距離L2可以大於從垂直中心軸線到充電端子23的距離L1。
若移動式機器人為圓形,腳輪安置在其中的腳輪導件24的中心位置和充電端子23的金屬端子可以設置在相同的圓上。在腳輪導件24中,第二導件表面2412與第三導件表面2413之間的連接部和充電端子23的金屬端子可以設置在相同的圓上。因此,在腳輪安置的情況下,充電端子23和對應端子23’可以彼此垂直地重疊,並可以彼此接觸以電性連接。
導梢25設置在薄板22的上中心部,並插入兩個旋轉拖把之間以引導移動式機器人。
導梢25設置在薄板22的上中心部。導梢25可以設置在對接區(拖把定位件226)中。具體而言,導梢25可以設置在薄板22的上部上充電端子23和腳輪導件24的後方。
更具體而言,導梢25沿第一方向(前後方向)延伸,且導梢25的延伸線穿過第一充電端子與第二充電端子之間(一對充電端子23之間)的空
間。導梢25可以位於垂直中心軸線Ay上。
導梢25向上突出。導梢25可以與薄板22一體成形,或可以與薄板22各自形成並彼此連接。
導梢25沿垂直中心軸線Ay從薄板22的上中心部延伸。兩個旋轉拖把或旋轉薄板可以相鄰於導梢25的兩側表面。
導梢25的前端251可以設置在腳輪導件24的後端的後方。因此,在腳輪抵達腳輪導件24之前,旋轉拖把41可以先抵達導梢25。
導梢25的後端253可以具有向前和向上傾斜的斜面。從旋轉拖把41的下側開始,旋轉拖把41接觸導梢25的前端251,而導梢25可以在移動式機器人進入時,平穩地插入移動式機器人的拖把41之間的空間中。
導梢25的前端251可以具有向前和向下傾斜的斜面。從旋轉拖把41的下側開始,旋轉拖把41接觸導梢25的後端253,而導梢25可以在移動式機器人進入時,平穩地插入移動式機器人的旋轉拖把41之間的空間中。
在顯示本發明並參照本發明之較佳實施方式加以描述時,應當理解本發明不受限於前述特定實施方式,且所屬技術領域中具有通常知識者可在不違背所附申請專利範圍所界定之範疇和精神的情況下,進行各種修改和變動,且不應將經修改的實施例解釋為獨立於本發明的技術概念或前景。
根據本發明,用於移動式機器人的充電裝置具有一個以上下列作用。
第一,從一側檢視時,設有向上斜面-向下斜面-向上斜面-斜面止擋件的佈置,從而允許端子迅速指向縱向方向(垂直中心軸線方向)上端子可以彼此接觸的位置。
第二,腳輪導件具有讓腳輪進入的寬後部、以及安置腳輪的窄前部,從而允許端子迅速指向橫向方向(左右方向)上端子可以彼此接觸的位置。
第三,防分離壁進一步設置在導件表面的兩側,從而防止分離。
第四,進一步包含朝前後方向延伸的導梢,允許端子迅速指向端子可以彼此接觸的位置。
第五,充電裝置和腳輪導件自模板向上突出,故在對接移動式機器人時,在充電端子上施加移動式機器人的部分負載,從而增加端子間的接
觸並延長擦地布的使用壽命。
第六,在本發明中,本體為圓形,且乾型模組不突出本體的外部,因此可以在待清掃區的任何位置自由旋轉,且可以維持攪拌器的寬寬度,從而允許大範圍清掃,並在進行拖地時,同時收集相對大的異物。
然而,本發明的作用不限於前述作用,且所屬技術領域中具有通常知識者可從所附申請專利範圍的說明清楚理解本文未述之其他作用。
1:清掃機
2:充電裝置
21:主體
22:薄板
226:拖把定位件
227:傾斜進入面
23:充電端子
24:腳輪導件
25:導梢
40:拖把模組
F:前方向
R:後方向
U:向上方向
D:下方向
Ri:右方向
Le:左方向
Claims (28)
- 一種用於移動式機器人的充電裝置,該充電裝置包括:一主體,具有一電源模組;一薄板,連接至該主體的一下端;一充電端子,其自該薄板的一上表面向上曝露,並電性連接至該電源模組;以及一腳輪導件,其引導該移動式機器人的移動方向,且當該移動式機器人向前移動時,將該移動式機器人的一端的高度抬高至一基準高度以上的高度,然後再降低高度,其中,該腳輪導件設置在該充電端子的一後方,且該腳輪導件的一前端的寬度窄於該腳輪導件的一後端的寬度,其中,該腳輪導件具有用於引導一腳輪的一導件表面,以及其中,該導件表面具有:一第一導件表面,設置在該導件表面的一後方,並具有向前並向上傾斜的一斜面;一第二導件表面,設置在該第一導件表面的一前端,並具有向前並向下傾斜的一斜面;以及一第三導件表面,設置在該第二導件表面的一前端,並具有向前並向上傾斜的一斜面。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該第一導件表面有具有一預定傾角的一斜面。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該第一導件表面的該斜面具有逐漸變小的傾角。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該第一導件表面的該斜面具有逐漸變大的傾角。
- 如請求項4所述之充電裝置,其中,該第一導件表面進一步具有設置在該斜面上的一反曲點,其中,該斜面相對於該反曲點在一後端的傾角逐漸變大,而該斜面相對於該反曲點在一前端的傾角逐漸變小。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該第一導件表面與該第二導件表面之間的一連接部的高度h1大於該第二導件表面與該第三導件表面之間的一連接部的高度h2。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該第二導件表面與該第三導件表面之間的一連接部的高度h2大於該充電端子的高度h4。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該腳輪導件包括一防分離壁,其設置在該導件表面的兩側並向上突出。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,該腳輪導件進一步包括一止擋件,其連接至該第三導件表面的一前端並向上突出。
- 如請求項9所述之充電裝置,其中,該止擋件沿垂直於該薄板的方向延伸。
- 如請求項9所述之充電裝置,其中,該止擋件具有向前並向上傾斜的一斜面。
- 如請求項9所述之充電裝置,其中,該止擋件具有向後並向上傾斜的一斜面。
- 如請求項9所述之充電裝置,其中,該止擋件的最高點的高度大於第一導件表面與該第二導件表面之間的該連接部的高度。
- 如請求項1所述之充電裝置,其中,自該充電裝置的一垂直中心軸線到該腳輪導件的一水平距離大於自該充電裝置的該垂直中心軸線到該充電端子的一水平距離。
- 如請求項1所述之充電裝置,進一步包括一導梢,其設置在該薄板的一上中心部並向上突出。
- 如請求項15所述之充電裝置,其中,該導梢沿該薄板的一垂直中心軸線延伸。
- 如請求項15所述之充電裝置,其中,該導梢的一前端設置在該腳輪導件的該後端的一後方。
- 如請求項15所述之充電裝置,其中,該導梢的一後端具有向前並向上傾斜的一斜面。
- 如請求項15所述之充電裝置,其中,該導梢的一前端具有向前並向上傾斜的一斜面。
- 一種用於移動式機器人的充電裝置,該充電裝置包括:一主體,具有一電源模組;一薄板,連接至該主體的一下端;一第一充電端子和一第二充電端子,安裝在該薄板上,且自該薄板的一上部向上曝露,並電性連接至該電源模組;以及一導梢,設置在該薄板的該上部上該充電端子的一後方,並向上突出,其中,該導梢沿一第一方向延伸,且該導梢的一延伸線穿過該第一充電端子與該第二充電端子之間的空間。
- 如請求項20所述之充電裝置,進一步包括一腳輪導件,其引導該移動式機器人的一腳輪,並設置在該導梢與該充電端子之間的該薄板上,其中,該腳輪導件具有一導件表面,用於引導該腳輪;以及一防分離壁,其在該導件表面的一側端界定與該導件表面交叉的一表面。
- 如請求項21所述之充電裝置,其中,該導件表面的一前端的寬度大於該導件表面的一後端的寬度。
- 如請求項21所述之充電裝置,其中,該防分離壁包括一第一防分離壁和一第二防分離壁,自該導件表面的兩側端向上突出。
- 如請求項21所述之充電裝置,還包括一拖把定位件,其設置在該薄板上的該腳輪導件的一後方,並界定該移動式機器人的旋轉拖把所在的區域。
- 如請求項24所述之充電裝置,其中,當從上方檢視時,該拖把定位件界定為一內凹範圍,具有敞開的前部和後部、以及封閉的左部和右部。
- 如請求項24所述之充電裝置,其中,該導梢自該拖把定位件向上突出。
- 如請求項20所述之充電裝置,更包括一擦地布導件,其自該薄板向上突出並引導一擦地布。
- 如請求項27所述之充電裝置,其中,該擦地布導件沿該薄板的一圓周形成在該薄板的一側表面和一前表面的一部分上,並具有曲率。
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