TWI786673B - 抽吸裝置及其抽吸力調整方法 - Google Patents

Abstract

一種抽吸裝置及其抽吸力調整方法。於抽吸管道的抽吸路徑上配置光學檢測單元，以檢測流經抽吸管道中的對象物，依據光學檢測單元的感測結果判斷對象物的物理特徵，並依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力。

Description

抽吸裝置及其抽吸力調整方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種抽吸裝置及其抽吸力調整方法。

隨著科技的發展，吸塵器或是能夠自動執行吸塵與自動充電功能的掃地機器人已相當常見。此類清潔工具主要是在清潔細微垃圾，隨著環境的髒汙程度不同或是吸塵器因積存過多灰塵而導致吸力下降等因素，皆可能造成清潔效果不如預期，雖然透過重複清掃同一區域可提昇清潔效果，這方法可能會增加清潔所需的時間與電力。

本發明提供一種抽吸裝置及其抽吸力調整方法，可有效提高抽吸裝置的抽吸效率。

本發明的抽吸裝置包括抽吸管道、抽吸單元、光學檢測單元以及控制主機。抽吸單元連接抽吸管道，於抽吸管道中提供抽吸 力，以抽吸對象物。光學檢測單元配置於抽吸管道的抽吸路徑上，檢測流經抽吸管道中的對象物。光學檢測單元包括至少一線狀光源以及至少一感測器組。線狀光源提供由多條光束形成的光幕，光幕位於抽吸路徑上，對象物沿抽吸路徑穿越光幕。線狀光源與感測器組配置於抽吸路徑的兩側，感測器組感測未被對象物遮斷的光束而產生感測信號。控制主機耦接抽吸單元、線狀光源以及感測器組，依據感測信號判斷對象物的物理特徵，並依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力。

在本發明的一實施例中，上述的控制主機還依據感測信號顯示對象物的影像。

在本發明的一實施例中，上述的對象物的物理特徵包括對象物的透明度、數量、密度、形狀、大小至少之其一。

在本發明的一實施例中，上述的光束為可見光或不可見光，感測器組為可見光感測器或不可見光感測器。

在本發明的一實施例中，上述的控制主機還依據抽吸單元的抽吸力調整線狀光源與感測器組的工作參數。

在本發明的一實施例中，上述的線狀光源與感測器組的工作參數包括致能線狀光源以及感測器組的頻率、線狀光源的光束強度以及感測器組的靈敏度。

在本發明的一實施例中，上述的抽吸裝置還包括遙控裝置，其與控制主機進行無線通信，接收並儲存抽吸裝置的狀態資訊以及對象物的特徵資訊至少之其一，分析抽吸裝置的狀態資訊以 及對象物的特徵資訊至少之其一，並依據分析結果傳送抽吸力調整指令給控制主機。

在本發明的一實施例中，上述的對象物的特徵資訊包括對象物的影像資料，遙控裝置依據對象物的特徵資訊顯示對象物的影像。

本發明還提供一種抽吸裝置的抽吸力調整方法，其中抽吸裝置包括抽吸單元以及抽吸管道，抽吸單元連接抽吸管道，於抽吸管道中提供抽吸力，以抽吸對象物。抽吸裝置的抽吸力調整方法包括下列步驟。提供至少一線狀光源，線狀光源提供由多條光束形成的光幕，光幕位於抽吸管道的抽吸路徑上，對象物沿抽吸路徑穿越光幕。提供至少一感測器組，線狀光源與感測器組配置於抽吸路徑的兩側，感測器組感測未被待測物遮斷的光束而產生感測信號。依據感測信號判斷對象物的物理特徵。依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力。

在本發明的一實施例中，上述的抽吸裝置的抽吸力調整方法包括，依據感測信號顯示對象物的影像。

在本發明的一實施例中，上述的對象物的物理特徵包括對象物的透明度、數量、密度、形狀、大小至少之其一。

在本發明的一實施例中，上述的光束為可見光或不可見光，感測器組為可見光感測器或不可見光感測器。

在本發明的一實施例中，上述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，包括，依據抽吸單元的抽吸力調整線狀光源與感測器組的工 作參數。

在本發明的一實施例中，上述的線狀光源與感測器組的工作參數包括致能線狀光源以及感測器組的頻率、線狀光源的光束強度以及感測器組的靈敏度。

在本發明的一實施例中，上述的抽吸裝置的抽吸力調整方法包括，與遙控裝置進行無線通訊，以傳送抽吸裝置的狀態資訊以及對象物的特徵資訊至少之其一給遙控裝置，自遙控裝置接收抽吸力調整指令，依據抽吸力調整指令調整抽吸單元的抽吸力。

在本發明的一實施例中，上述的對象物的特徵資訊包括對象物的影像資料，遙控裝置依據對象物的影像資料顯示對象物的影像。

基于上述，本發明的實施例於抽吸管道的抽吸路徑上配置光學檢測單元，以檢測流經抽吸管道中的對象物，依據光學檢測單元的感測結果判斷對象物的物理特徵，並依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力，如此可依據對象物的物理特徵調整抽吸裝置的抽吸力，而可有效提高抽吸裝置的抽吸效率。

102:線狀光源

104:感測器組

106:抽吸單元

108:控制主機

CH1:抽吸管道

LC1~LC3:光幕

P1~P3:對象物

D1:抽吸路徑

LM1:發光單元

T1、T2:時間

SA1:感測器單元

S702~S708、S802、S804:抽吸裝置的抽吸力調整方法步驟

圖1是依照本發明的實施例的一種抽吸裝置的示意圖。

圖2是依照本發明的實施例的對象物穿越光幕的示意圖。

圖3是依照本發明的實施例的光學檢測單元配置於抽吸管道 中的示意圖。

圖4以及圖5是依照本發明的實施例的線狀光源的示意圖。

圖6是依照本發明另一實施例的一種抽吸裝置的示意圖。

圖7是依照本發明的實施例的一種抽吸裝置的抽吸力調整方法的流程圖。

圖8是依照本發明另一實施例的一種抽吸裝置的抽吸力調整方法的流程圖。

圖1是依照本發明的實施例的一種抽吸裝置的示意圖，請參照圖1。抽吸裝置可例如為吸塵器或掃地機器人，然不以此為限。抽吸裝置可包括抽吸管道CH1、包括線狀光源102以及感測器組104的光學檢測單元、抽吸單元106以及控制主機108。其中控制主機108耦接線狀光源102、感測器組104以及抽吸單元106，為保持圖式簡潔，在此省略繪示控制主機108與線狀光源102、感測器組104的耦接關係，此外，抽吸單元106還連接抽吸管道CH1。

抽吸單元106可於抽吸管道CH1中提供抽吸力，以抽吸對象物，例如本實施例的對象物P1~P3，在抽吸裝置為吸塵器的應用情境下，對象物P1~P3可例如為灰塵、紙屑、毛髮、皮屑、液體...等等，然不以此為限。抽吸單元106可例如以風扇馬達來實施，然亦不此為限。光學檢測單元可配置於抽吸管道CH1的抽吸路徑D1上，以檢測流經抽吸管道CH1中的對象物P1~P3。

進一步來說，光學檢測單元的線狀光源102可提供由多條光束形成的光幕LC1(如虛線所示)，光幕LC1位於對象物P1~P3的抽吸路徑上，線狀光源102與感測器組104配置於抽吸路徑D1的兩側，線狀光源102與感測器組104可例如配置於抽吸管道CH1上(如圖2所示)，在部分實施力中，線狀光源102與感測器組104也可配置於抽吸管道CH1內(如圖3所示)，抽吸管道CH1的截面形狀不限定於圖2所示的矩形或圖3所示的圓形。對象物P1~P3受抽吸力的影響而在沿抽吸路徑D1上移動的途中將穿越光幕LC1(例如以垂直於光幕LC1的方向穿越光幕LC1然不以此為限，在其他實施例中也可以與光幕LC1的法線夾一小於90度的特定角度的方向穿越光幕LC1)。

線狀光源102可如圖2所示，包括多個發光單元LM1，發光單元LM1可例如為發光二極體或雷射二極體，然不以此為限，此外，發光單元LM1可為可見光光源或不可見光光源，而使得線狀光源102發出的光束為可見光或不可見光。多個發光單元LM1可以線狀排列，例如在圖2實施例中，多個發光單元LM1排列成直線，而使得線狀光源102呈直線。在部份實施例中，線狀光源102可還可包括導光棒，其可均勻化發光單元LM1所發出的光束。

感測器組104配置於線狀光源102所發出的光束的傳送路徑上，在線狀光源102的光束未被對象物P1~P3遮斷的情形下，感測器組104可直接接收來自線狀光源102的光束。進一步來說，感測器組104可包括至少一感測器單元SA1，例如感測器組104 可包括多個感測器單元SA1，此些感測器單元SA1可對應線狀光源102以等距排列為直線。感測器組104可受控於控制主機108而週期性地連續感測來自線狀光源102且未被對象物P1~P3遮斷的光束，並對應地產生感測信號給控制主機108。

控制主機108可依據感測信號判斷對象物P1~P3的物理特徵，對象物P1~P3的物理特徵可例如包括透明度、數量、密度、形狀、大小、厚度...等。因此控制主機108可由物理特徵判斷環境的髒汙程度，並依據對象物P1~P3的物理特徵(環境的髒汙程度)控制抽吸單元106的抽吸力。例如當對象物P1~P3的數量、密度、形狀、大小、厚度越大時，代表環境的髒汙程度越高，控制主機108可提高抽吸單元106的抽吸力來吸除對象物P1~P3，而對象物P1~P3的數量、密度、形狀、大小、厚度小時，代表環境的髒汙程度較低，控制主機108可降低或不改變抽吸單元106的抽吸力來吸除對象物P1~P3，如此可有效提高抽吸裝置的抽吸效率，降低電力消耗。

此外，在部分實施例中，控制主機108還可依據感測信號判斷對象物P1~P3的移動速度，並依據對象物P1~P3的移動速度判斷抽吸單元106的抽吸力是否因老化或其它因素下降，進而依據對象物P1~P3的移動速度調整抽吸單元106的抽吸力，以維持抽吸裝置的抽吸效率。例如當對象物P1~P3的移動速度低於預設值時，控制主機108可增強抽吸單元106的抽吸力，以提高對象物P1~P3的移動速度，藉此來維持抽吸裝置的抽吸效率。另外， 控制主機108也可依據對象物P1~P3的物理特徵判斷對象物P1~P3的特性，例如依據對象物P1~P3的透明度與形狀來判斷對象物P1~P3為液體或固體，並對應地調整抽吸單元106的抽吸力。

另外，在控制主機108調整抽吸單元106的抽吸力的同時，控制主機108也可依據抽吸單元106的抽吸力調整線狀光源102與感測器組104的工作參數。舉例來說，當控制主機108增強抽吸單元106的抽吸力而使對象物P1~P3的移動速度提高時，控制主機108可提高線狀光源102的光束強度以及致能線狀光源102發光的頻率(亦即提高單位時間內產生光幕的數量)，並對應地提高感測器組104的靈敏度與光束的接收頻率，以確保光學檢測單元的檢測品質不因抽吸力的調整而下降。

光學檢測單元檢測對象物的方式可如圖4所示。舉例來說，在時間T1，對象物P2的一部分進入光幕LC1在傳輸路徑上形成的感測區域(如虛線所示)中，隨著時間經過，對象物P2的其餘部分可陸續進入光幕LC1中，例如在時間T2時對象物P2的其餘部分已進入光幕LC1中。控制主機108可控制感測器組104在時間T1與T2連續感測未被對象物遮斷的部份的光束以產生感測信號，並依據感測信號的強度來判斷對象物P2的物理特徵以及移動速度。類似地，對象物P1與P3的物理特徵以及移動速度也可以相同的方式得知。在部分實施例中，控制主機108還可依據感測信號對應線狀光源102的光束強度調整感測器組104的靈敏度，或依據感測信號調整線狀光源102的光束強度，以達到最佳的檢 測效果。

進一步來說。在對象物P1~P3穿越光幕LC1時與感測器組104以及線狀光源102間的距離相同時，例如對象物P1~P3與感測器組104間的距離等於對象物P1~P3與線狀光源102間的距離，感測器組104的感測信號的強度分佈可代表感測器組104所接收到的光束的光強度分佈，而光束的光強度分佈可反應出對象物P1~P3的透明度、數量、密度、形狀、大小及厚度。例如對象物P1~P3的透明度越低、厚度越厚或高度越高時，被遮斷的光束越多，感測信號的強度越弱。控制主機108可控制感測器組104週期性地連續感測未被對象物P1~P3遮斷的光束以產生多組感測信號，並依據此些感測信號判斷光束被遮斷的範圍，光束被遮斷的範圍則可反應出對象物P1~P3的輪廓，而可得知對象物P1~P3的數量、密度、形狀、移動速度以及大小等。此外，在對象物P1~P3為相同的物體時，感測器組104的感測信號的強度則可反映出對象物P1~P3與線狀光源102間的距離，例如當對象物P1~P3離線狀光源102越近時，對象物P1~P3將遮斷越多線狀光源102提供的光束，藉此可得知對象物P1~P3與線狀光源102間的距離。因此控制主機108可依據感測信號判斷對象物P1~P3的透明度、數量、密度、形狀、大小、移動速度及厚度等資訊。

在部分實施例中，線狀光源102與感測器組104的數量並不限定為1個，例如在圖5實施例中，光學檢測裝置可包括3個並排的線狀光源102以及對應的3個感測器組104，3個並排的 線狀光源102以及對應的3個感測器組104的配置方式與上述實施例類似，可配置於抽吸路徑D1的兩側，在此不再贅述。3個線狀光源102可提供3個光幕LC1、LC2、LC3，光幕LC1、LC2、LC3可在對象物P1~P3的抽吸路徑上形成感測區域，控制主機108可在同一時間接收來自3個感測器組104的感測信號，而依據來自3個感測器組104的感測信號同時得知對象物P1~P3的物理特徵以及移動速度。

圖6是依照本發明另一實施例的一種抽吸裝置的示意圖。在本實施例中，控制主機108還可依據感測器組104的感測信號顯示對象物P1~P3的影像，以讓使用者可直接得知對象物P1~P3為何物，方便使用者據以控制抽吸裝置的抽吸力。此外，本實施例的抽吸裝置還可包括遙控裝置602(例如手機、手表等可攜式電子裝置，然不以此為限)，控制主機108可與遙控裝置602進行通訊，將抽吸裝置的狀態資訊(例如抽吸單元106的抽吸力，對象物P1~P3的移動速度等)以及對象物P1~P3的特徵資訊(例如對象物P1~P3的物理特徵、對象物P1~P3的影像資料等)至少之其一給遙控裝置602。遙控裝置602可對來自控制主機108的資訊進行分析，並依據分析結果傳送抽吸力調整指令給控制主機108，以使控制主機108依據抽吸力調整指令調整抽吸單元106的抽吸力。舉例來說，控制主機108可分析抽吸裝置的狀態資訊以獲得抽吸裝置的工作狀態(例如抽吸效率、功率消耗等，然不以此為限)，分析對象物P1~P3的特徵資訊以獲得對象物P1~P3的組成成分(例如灰 塵、沙粒、毛髮等，然不以此為限)，並依據分析結果傳送抽吸力調整指令給控制主機108，以使控制主機108依據特定的模式(例如節能模式或強力抽吸模式)來調整抽吸單元106的抽吸力，而使抽吸裝置可以更節能或更有效率的方式抽吸對象物P1~P3。此外，遙控裝置602還可依據對象物P1~P3的影像資料顯示影像，讓使用者可依據對象物P1~P3的影像判斷對象物P1~P3的組成，並依據其需求操作遙控裝置602，使其發送對應的抽吸力調整指令給控制主機108，以使控制主機108依據抽吸力調整指令調整抽吸單元106的抽吸力。

圖7是依照本發明的實施例的一種抽吸裝置的抽吸力調整方法的流程圖，請參照圖7。由上述實施例可知，抽吸裝置的抽吸力調整方法可至少包括下列步驟。首先，提供至少一線狀光源，線狀光源提供由多條光束形成的光幕，光幕位於抽吸管道的抽吸路徑上，對象物沿抽吸路徑穿越光幕(步驟S702)，其中線狀光源可包括多個發光單元。接著，提供至少一感測器組，線狀光源與感測器組配置於抽吸路徑的兩側，感測器組感測未被待測物遮斷的光束而產生感測信號(步驟S704)，其中上述多個光束為可見光或不可見光，感測器組則對應地為可見光感測器或不可見光感測器。舉例來說，可控制感測器組週期性地連續感測未被待測物遮斷部份的光束以產生感測信號。之後，依據感測信號判斷對象物的物理特徵(步驟S706)，其中對象物的物理特徵可例如包括對象物的透明度、數量、密度、形狀、大小至少之其一，然不以此為限。最後， 依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力(步驟S708)。

圖8是依照本發明另一實施例的一種抽吸裝置的抽吸力調整方法的流程圖，請參照圖8。在本實施例中，抽吸裝置的抽吸力調整方法還可進一步包括步驟S802以及S804。在步驟S802中，可依據抽吸單元的抽吸力調整線狀光源與感測器組的工作參數，例如調整線狀光源的光束強度以及致能線狀光源發光的頻率，並對應地調整感測器組104的靈敏度與光束的接收頻率，以確保光學檢測單元的檢測品質不因抽吸力的調整而下降。此外，在部分實施例中，在步驟S802中，也可依據感測信號顯示對象物的影像，以方便使用者直接了解對象物的組成。在步驟S804中，可傳送抽吸裝置的狀態資訊以及對象物的特徵資訊至少之其一給遙控裝置，自遙控裝置接收抽吸力調整指令，依據抽吸力調整指令調整抽吸單元的抽吸力，如此可使遠端的使用者也可了解抽吸裝置的工作情形，並可接收來自遙控裝置的抽吸力調整指令，並據以調整抽吸裝置的抽吸力，使抽吸裝置的抽吸力符合使用者的需求。在部分實施例中，對象物的特徵資訊可包括對象物的影像資料，遙控裝置可依據對象物的影像資料顯示對象物的影像，而可使遠端的使用者透過對象物的影像了解對象物的組成。

綜上所述，本發明的實施例於抽吸管道的抽吸路徑上配置光學檢測單元，以檢測流經抽吸管道中的對象物，依據光學檢測單元的感測結果判斷對象物的物理特徵，並依據對象物的物理特徵控制抽吸單元的抽吸力，如此可依據對象物的物理特徵調整抽 吸裝置的抽吸力，而可有效提高抽吸裝置的抽吸效率。在部分實施例中，還可傳送抽吸裝置的狀態資訊以及對象物的特徵資訊至少之其一給遙控裝置，以使遠端的使用者也可了解抽吸裝置的工作情形，此外，抽吸裝置也可接收來自遙控裝置的抽吸力調整指令，並據以調整抽吸裝置的抽吸力，而可提高抽吸裝置的使用便利性。

102:線狀光源

104:感測器組

106:抽吸單元

108:控制主機

CH1:抽吸管道

LC1:光幕

P1~P3:對象物

D1:抽吸路徑

Claims (16)

1. 一種抽吸裝置，包括：一抽吸管道；一抽吸單元，連接該抽吸管道，於該抽吸管道中提供一抽吸力，以抽吸一對象物；一光學檢測單元，配置於該抽吸管道的一抽吸路徑上，檢測流經該抽吸管道中的該對象物，該光學檢測單元包括：至少一線狀光源，提供由多條光束形成的一光幕，該光幕位於該抽吸路徑上，該對象物沿該抽吸路徑穿越該光幕；以及至少一感測器組，該線狀光源與該感測器組配置於該抽吸路徑的兩側，該感測器組感測未被該對象物遮斷的該些光束而產生一感測信號，其中各感測器組包括相同尺寸的多個感測器單元，該些感測器單元對應該線狀光源等距排列，該些感測器單元感測未被該對象物遮斷的該些光束而產生多個信號做為該感測信號；以及一控制主機，耦接該抽吸單元、該線狀光源以及該感測器組，依據該感測信號判斷該對象物的物理特徵，並依據該對象物的物理特徵控制該抽吸單元的抽吸力。
2. 如請求項1所述的抽吸裝置，其中該控制主機還控制該感測器組週期性地連續感測來自該線狀光源且未被該對象物遮斷的光束，以產生多組感測信號，並依據此些感測信號顯示該對象物的影像。
3. 如請求項1所述的抽吸裝置，其中該對象物的物理特徵包括該對象物的透明度、密度、形狀至少之其一。
4. 如請求項1所述的抽吸裝置，其中該些光束為可見光或不可見光，該感測器組為可見光感測器或不可見光感測器。
5. 如請求項1所述的抽吸裝置，其中該控制主機還依據該抽吸單元的抽吸力調整該線狀光源與該感測器組的工作參數。
6. 如請求項5所述的抽吸裝置，其中該線狀光源與該感測器組的工作參數包括致能該線狀光源以及該感測器組的頻率、該線狀光源的光束強度以及該感測器組的靈敏度。
7. 如請求項1所述的抽吸裝置，還包括：一遙控裝置，與該控制主機進行無線通信，接收並儲存收該抽吸裝置的狀態資訊以及該對象物的特徵資訊至少之其一，分析該抽吸裝置的狀態資訊以及該對象物的特徵資訊至少之其一，並依據分析結果傳送一抽吸力調整指令給該控制主機。
8. 如請求項7所述的抽吸裝置，其中該對象物的特徵資訊包括該對象物的影像資料，該遙控裝置依據該對象物的影像資料顯示該對象物的影像。
9. 一種抽吸裝置的抽吸力調整方法，其中該抽吸裝置包括一抽吸單元以及一抽吸管道，該抽吸單元連接該抽吸管道，於該抽吸管道中提供一抽吸力，以抽吸一對象物，該抽吸裝置的抽吸力調整方法包括：提供至少一線狀光源，該線狀光源提供由多條光束形成的一 光幕，該光幕位於該抽吸管道的一抽吸路徑上，該對象物沿該抽吸路徑穿越該光幕；提供至少一感測器組，該線狀光源與該感測器組配置於該抽吸路徑的兩側，該感測器組感測未被該待測物遮斷的該些光束而產生一感測信號，其中各感測器組包括相同尺寸的多個感測器單元，該些感測器單元對應該線狀光源等距排列，該些感測器單元感測未被該對象物遮斷的該些光束而產生多個信號做為該感測信號；依據該感測信號判斷該對象物的物理特徵；以及依據該對象物的物理特徵控制該抽吸單元的抽吸力。
10. 如請求項9所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，包括：控制該感測器組週期性地連續感測來自該線狀光源且未被該對象物遮斷的光束，以產生多組感測信號，並依據此些感測信號顯示該對象物的影像。
11. 如請求項9所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，其中該對象物的物理特徵包括該對象物的透明度、密度、形狀至少之其一。
12. 如請求項9所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，其中該些光束為可見光或不可見光，該感測器組為可見光感測器或不可見光感測器。
13. 如請求項9所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，包 括：依據該抽吸單元的抽吸力調整該線狀光源與該感測器組的工作參數。
14. 如請求項13所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，其中該線狀光源與該感測器組的工作參數包括致能該線狀光源以及該感測器組的頻率、該線狀光源的光束強度以及該感測器組的靈敏度。
15. 如請求項9所述的抽吸裝置的抽吸力調整方法，包括：與一遙控裝置進行無線通訊，傳送該抽吸裝置的狀態資訊以及該對象物的特徵資訊至少之其一給該遙控裝置，自該遙控裝置接收一抽吸力調整指令，依據該抽吸力調整指令調整該抽吸單元的抽吸力。
16. 如請求項15所述的抽吸裝置，其中該對象物的特徵資訊包括該對象物的影像資料，該遙控裝置依據該對象物的影像資料顯示該對象物的影像。

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