TWM397531U - Detect apparatus and the of detect apparatus from removing apparatus the same - Google Patents

Description

M397531 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本新型是有關於一種偵測裝置，特別是指一種用以偵測 障礙的偵測裝置及具有該偵測裝置的自走設備。 【先前技術】 美國專利第7,155,308號專利案中揭露了 一種自動機之 障礙偵測系統，其透過一光發射器與一光接收器相配合，光 發射器會發出光源並在表面上形成一照射區域，光接收器定 義出一接收區域，當接收區域與照射區域相交叉並重疊在_ 起時，光發射器發射出來的光源可被光接收器所接收，此時 即表示自動機與行進的表面之間的距離是在一正常距離，自 動機可在表面上行走。當接收區域與照射區域沒有交叉重疊 在一起時，即表示自動機與行進的表面之間的距離太遠，自 動機會判斷為遇到障礙的狀態，自動機會轉彎或後退以避免 掉落摔壞。 在该專利案中，藉由光發射器及光接收器是分別呈傾斜 地設置在自動機的殼體内，使得接收區域與照射區域能夠相 互父又並重疊在一起，以達到偵測與表面之間距離的功效。 本案則欲構思一種藉由鏡片搭配光發射器及光接收器來達 到偵測與表面之間距離的結構設計。 【新型内容】 本新型之主要目的，在於提供一種偵測裝置，透過在光 感測器上3又置鏡片模組，使得光接收元件能有效地接收經由 表面反射後之光線，藉此，能提升偵測裝置偵測障礙的精確 M397531 性。 本新型之另一目的’在於提供一種的具有偵測裝置的自 走設備，透過在光感測器上設置鏡片模組，使得光接收元件 能有效地接收經由表面反射後之光線，藉此，能提升偵測裝 置偵測障礙的精確性。 本新型的目的及解決先前技術問題是採用以下技術手 段來實現的，依據本新型所揭露的偵測裝置，適於安裝在— 自走设備上，用以偵測自走設備與一表面之間的距離，债測 裝置包含一光偵測器，及一鏡片模組。 光備測器包括一光發射元件’及一與光發射元件相間隔 的光接收元件；鏡片模組包括一設置於光偵測器上的鏡片本 體’鏡片本體包括一第一光通過面、一第二光通過面及一第 三光通過面，第一光通過面位於光發射元件及光接收元件下 方，第一光通過面包含一第一端，及一相反於第一端的第二 端，第二光通過面由第一光通過面的第一端朝下並朝内傾斜 延伸，第二光通過面由苐一光通過面的第一端朝下並朝内傾 斜延伸’光發射元件可朝表面照射—通過第一、第二光通過 面的光線，使光發射元件可於表面上定義出一照射區域，光 接收元件對應於第一、第三光通過面位置並可於表面上定義 出一接收區域，接收區域會隨著光發射元件與表面之間的距 離不同而與照射區域交又重疊或不交又重疊。 本新型的目的及解決先前技術問題還可以採用以下技 術手段進一步實現。 第二、第三光通過面分別為一斜面且底端相連接在一 4 M397531 起；或者第二、第三光通過面分別為一弧形面且底端相連接 在一起；或者第二、第三光通過面其中之一為一斜面而其中 另一為一弧形面，且第二'第三光通過面底端相連接在—起。 光偵測器包括一供光發射元件與光接收元件容置的外 殼，鏡片模組還包括二分別設置於第—端與第二端的側臂， 二側臂抵接於外殼左、右側，二側臂其中之一設有一卡掣於 外殼頂端的卡鉤。

外殼包含二設於前、後側的卡槽，鏡片模組還包括二相 間隔地凸設於第一光通過面的卡掣件，各卡掣件卡掣於各卡 槽内。

依據本新型所揭露的具有偵測裝置的自走設備，該偵測 裝置用以偵測自走設備與一表面之間的距離，自走設備包括 一殼體、一電路板，及一偵測裝置，殼體包含一開口；電路 板設置於殼體内並可控制殼體運動：偵測裝置設置於殼體内 且對應於開口，偵測裝置包含一光偵測器及一鏡片模組，光 偵測器包括一光發射元件，及一與光發射元件相間隔的光接 收元件，光發射元件與光接收元件分別與電路板電性連接； 鏡片模組包括一設置於光偵測器上的鏡另本體，鏡片本體包 括一第一光通過面、一第二光通過面及一第三光通過面。 第一光通過面位於光發射元件及光接收元件下方，第一 端的第二端；第二 光通過面包含一第一端，及一相反於第一 光通過面由第一光通過面的第一端朝下並朝内傾斜延伸；第 三光通過面由第-光通過面的第二端朝下並朝内傾斜延 伸’光發射元件可朝表面照射一通過第…第二光通過面的 5 M397531 光線，使光發射元件可於表面上定義出一照射區域，光接收 元件對應於第一、第三光通過面位置並可於表面上定義出一 接收區域，接收區域會隨著光發射元件與表面之間的距離不 同而與照射區域交叉重疊或不交叉重疊。 藉由上述技術手段，本新型偵測裝置的優點及功效在 於’藉由鏡片模組之鏡片本體結構設計，光發射元件所照射 的光線可透過鏡片本體的折射而改變照射後的角度，使得照 射區域能位在接收區域的範圍内，由於光線直接經由表面反 射後的能量較強’因此’光接收元件能有效地接收大部分反 射後之光線，以達到良好的接收效果，藉此，能提升债測裝 置偵測障礙的精確性。 【實施方式】 有關本新型之前述及其他技術内容、特點與功效，在以 下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚 的呈現。透過具體實施方式的說明，當可對本新型為達成預 定目的所採取的技術午段及功效得以更加深入且具趙的了 解，然而所附圖式只是提供參考與說明之用，並非用來對本 新型加以限制。 在本新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明 内容中’類似的元件是以相同的編號來表示。 如圖1及圖2所示，是本新型具有偵測裝置的自走設備 的第一較佳實施例，該自走設備200是以一掃地機為例作說 明，自走設備200包括一殼體2、一電路板3，及一偵測裝 置4，自走设備200可於一表面1上運動，其中，表面1是 6 M397531 以地面為例說明。 殼體2包含一底殼21，及一可拆卸地蓋合於底殼21上 的上蓋22’底殼21包括一形成於内部可供電路版3容置的 容置空間211 ’及一位於底端使容置空間211與外部相連通 的開口 212，底殼21底端設有複數個可轉動的滾輪23，電 路板3可驅使滾輪23轉動以控制殼體2運動的方式與方 向。另外，偵測裝置4設置於底殼21的容置空間211内且 對應於開口 212位置，偵測裝置4用以偵測自走設備2〇〇

與表面1之間的距離，以防止自走設備2〇〇踩空而產生掉落 摔壞的情形。 如圖2、圖3及圖4所示，偵測裝置4包含一光偵測器 41，光偵測器41包括一外殼4U、一光發射元件412，及一

光接收7L件413。外殼411具有一開口朝下且呈直立延伸的 第一安裝槽414,及一開口朝下且呈直立延伸並與第一安裝 槽414相間隔的第二安裝槽415，第一安裝槽414用以供光 發射tl件412安褒’第二安裝槽415則用以供光接收元件 413安裝，光發射元件4丨2可透過複數條導線416與電路板 3電性連接，電路板3可提供電源至光發射元件412，使得 光發射元件412可沿著第一安裝槽414直立地朝著表面ι 方向照射-光線。另外，光接收元件413可透過複數條導線 417與電路板3電性連接，光接收元件413用以感測光發射 元件412照射在表面丨後所反射之光線，在本實施例中光 發射元件412為-红外線發射器，光接枚元件413為一紅外 線接收器。 7 偵測裝置4進一步地包含一鏡片模組42，鏡片模組42 包括一位於光偵測器41的外殼411下方的鏡片本體421， 鏡片本體421為一三菱鏡，其包括一呈水平的第一光通過面 422、一第二光通過面423及—第三光通過面424，第一光 通過面422包含一第一端425,及一相反於第一端425的第 二端426’第二光通過面423由第一光通過面422的第一端 425朝下並朝内傾斜延伸，第三光通過面424則由第一光通 過面422的第二端426朝下並朝内傾斜延伸，第二 '第三光 通過面423、424分別為一斜面且第三光通過面424底端與 第二光通過面423底端相連接，使得鏡片本體421呈三菱鏡 結構。 較佳地，為了便於將鏡片本體421組裝固定在光偵測器 41上，鏡片模組42還包括二分別設置於鏡片本體421的第 一端425與第二端426的側臂427，二側臂427抵接於光偵 測器41的外殼411左、右侧，其中一側臂427頂端設有一 卡鉤428 ’透過卡釣428卡掣於外殼4ii頂端，使得外殼4η ♦易向上滑稅出側’臂427。另一倒臂427頂端朝外凸設有— 固疋片429，固定片429可透過螺鎖或卡接方式連接固定在 底威21上’使得鏡片模組42與光偵測器41能同時固定在 底殼21。另外，外殼411包含二設於前、後侧的卡槽41 8， 鏡片模組42還包括^一相間隔地凸設於第—光通過面422上 的卡擎件430(圖中只顯示其中一個），各卡掣件430用以卡 掣於各卡槽418内’藉此’能限制外殼411向前或向後晃動， 使得鏡片模組42能穩固地與光偵測器4〗相接合。 M397531 由於鏡片本體421的第-光通過面422是固定在第一、 第二安裝槽414、415的開σ位置，因此，光發射元件“a 所照射的光線可由第-光通過面422進入鏡片本體421内， 並經由第二光通過面423折射而出，使得光線所照射的角产 能向内偏移，且光發射元件412可在表面！上定義出光線： 照射的-照射區域43。光接收元件413對應於第―、第三 光通過面422、424位置並可於表面】上定義出一接收區域 44,接收區域44會隨著光發射元件412與表面丨之間的距 離不同而與照射區域43交又重疊或不交又重疊。 如圖1及® 4所示，自走設備2〇〇在表面】上運動時， 光發射το件412是與表面！相距—預定的距離，例如為3 公分，接收區域44會與照射區域43交叉並重疊在一起使 得光接收元件413會接收到經由表面丨反射後之光發射元件 412的光線，此時，光接收元件413會傳送一控制訊號至電 路板3上，使仵電路板3能判定表面1是呈平坦的狀態自 走設備200可持續地進行清掃表面i的動作。 如圖5所示，當表面丨呈現高低落差的狀態，使得光發 射7L件412(如圖4)是與表面i相距較遠時，接收區域44即 無法與照射區域43交又並重疊在一起，故光接收元件 413(如圖4)無法接收到經由表面丨反射後之光發射元件412 的光線，此時，光接收元件413會傳送另一種控制訊號至電 路板3(如圖2)上，使得電路板3能判定表面丨有高低落差， 自走設備200即不會再繼續前進而會後退或轉彎’藉此’能 避免自走設備200踩空而產生掉落摔壞的情形。 M397531 如圖4所示，藉由鏡片本體421的第二光通過面423 能將光發射元件412所照射的光線折射，使其照射的角度能 向内偏移，使得照射區域43能位在接收區域44的範圍内， 由於光線直接經由表面1反射後的能量較強，因此，光接收 元件413能有效地接收大部分反射後之光線。當表面1若為 顏色較深的材質時’偵測裝置4的光接收元件413仍能有效 地達到接收反射後之光線的功效，以避免偵測裝置4遇到顏 色較深的表面1時’因光線反射的能量不足而使得光接收元 件413無法接收，進而造成無法判斷的情形。再者，當表面 1為長地毯結構時，地毯的長毛（圖未示）會非常接近底殼Μ 處，由於本實施例的光發射元件412的光線經由開口 212 照射出底豉21時，光接收元件413能接收光線的範圍會與 光線的行徑路徑重疊，因此，光接收元件413能有效地接收 經由長毛反射後的光線，藉此，使得自走設備2〇〇能有效地 在長地毯上運動並進行清掃。 如圖6所示’是本新型具有制裝置的自走設備的第二 較佳實施例’其整禮結構與操作方式大致與苐—較佳實施例 相同，不同之處在於應用的場合有所不同。 在本實施例中底殼21的開口 212是設在一圍繞壁213 上’使得偵測裝置4能進行—如牆面之表自i，的偵測。當 接收區域44與照射區域43交又並重叠在—起時，判定自走 設備测與表面r是接近的狀態，當接收區域44沒有盘昭 射區域43交又並重叠在-起時，即判定自走設備與表 面1，距離較遠，電路板3即可驅使自走設備朝表面厂 10 M397531 !向靠近，以確保自走設備_與表面】，之間是伴持在一 疋的距離範圍内，藉此，使得 ’、字在 1，^七、… 走設備200能沿著靠近表面 ， 進订清掃且不會撞擊到表面丨，。

去眘圖所不疋本新型具有偵測裝置的自走設備的第三 父佳實施例，其整體結構與操作方式大致與第一較佳實施例 同不同之處在於第二、第三光通過面423，、似，分別為 弧形面，使得鏡片本體421的斷面呈半圓形結構。藉由第 二、第三光通過面4 2 3，、424，分別呈弧形面的設計，使得光 線能聚焦’以便_較不易使光線反射的表面i。另外，第 二、第三光通過面423，，、424，，的結構也可為圖8所示的態 樣，第二、第三光通過面423”、424”的曲率與第二、第三 光通過面423，、424,有所不同，在設計時可視實際需求調整。

如圖9所示，是本新型具有偵測裝置的自走設備的第四 較佳實施例，其整體結構與操作方式大致與第一較佳實施例 相同，不同之處在於第二、第三光通過面423，、424其中之 一為一斜面而其中另一為一弧形面，在本實施中是以第二光 通過面423為弧形面而第三光通過面424為斜面來作舉例 說明。 歸納上述’各實施例的偵測裝置4，藉由鏡片模組42 之鏡片本體421結構設計，光發射元件412所照射的光線可 透過鏡片本體421的折射而改變照射後的角度，使得照射區 域43能位在接收區域44的範圍内，由於光線直接經由表面 1反射後的能量較強，因此，光接收元件413能有效地接收 大部分反射後之光線，以達到良好的接收效果，藉此，能提 11 升債測裝置4彳貞測|5早礙的精確性，確實能達到本新型所訴求 之目的。 惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已當不能 以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍 及新型說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新 型專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是本新型具有偵測裝置的自走設備的第一較佳實 施例位在表面上的側視圖； 圖2是本新型具有偵測裝置的自走設備的第一較佳實 施例的立體分解圖； 圖3是本新型具有偵測裝置的自走設備的第一較佳實 施例的偵測裝置的立體分解圖； 圖4是本新型具有偵測裝置的自走設備的第一較佳實 施例的示意圖，說明接收區域會與照射區域交又並重疊在一 起； 圖5足本新型具有偵測裝置的自走設備的第一較佳實 施例位在表面上的側視圖，說明表面呈現高低落差的狀態， 接收區域不會與照射區域交叉並重疊在一起； 圖6是本新型具有偵測裝置的自走設備的第二較佳實 施例的俯視圖，說明偵測裝置偵測一為牆面的表面，圖中省 略上益， 圖7是本新型具有偵測裝置的自走設備的第三較佳實 施例的示意圖，說明第二、第三光通過面分別為—弧形面； 12 M397531 圖8是本新型具有偵測裝置的自走設備的第 施例的另一實施態樣的示意圖；及 圖9是本新型具有偵測裝置的自走設備的第 施例的示意圖，說明第二、第三光通過面其中之〜 其中另一為孤形面。 三較佳實 四較佳實 為斜面而

13 M397531 【主要元件符號說明】 1、1，— 表面 416、 417··導線 200....... 自走裝置 418 · ......卡槽 2.......... 殼體 42". ……鏡片模組 21 ........ 底设 421 · ……鏡片本體 211....... 容置空間 422 · ......第 光通過面 212....... ，開口 423、 423’·第二光通過面 213....... •圍繞壁 423，， ……第二光通過面 22 ........ •上蓋 424、 424’·第三光通過面 23 ........ •滾輪 424，， ……第三光通過面 3.......... •電路板 425 · ......第一端 4.......... •偵測裝置 426 · ......第二端 41 ....... •光偵測器 427 · ……側臂 411…… •外殼 428 · ......卡鉤 412…… •光發射元件 429 · ……固定片 413...... •光接收元件 430 · .......卡掣仵 414...... . «· ilC · ·!· •弟 女哀ft 43 ··_ 一> · « — · 、《 .......照珩险域 415…… •第二安裝槽 44··. .......接收區域 14

Claims (1)

1. 六

   、申請專利範圍： —種偵測装置，適於&壯士 A 4· 杜， 週於女裝在一自走没備上，用以偵測該 走。又備與表面之間的距離，該偵測裝置包含： 一 光偵'則器，包括一光發射元件，及一與該光發射 凡件相間隔的光接收元件； 一鏡片模組，包括一設置於該光偵測器上的鏡片本 體’該鏡片本體包括： 第一光通過面，位於該光偵測器下方，該第 光通過面包含—第一端，及一相反於該第一端的 第二端 ； 一第二光通過面’由該第一光通過面的第一 端朝下並朝内傾斜延伸；及 一第三光通過面，由該第一光通過面的第二端 朝下並朝内傾斜延伸，該光發射元件可朝該表面照 射一通過該第一、第二光通過面的光線，使該光發 射元件可於該表面上定義出一照射區域，該光接收 元件對應於該第一、第三光通過面位置並可於該表 面上定義出一接收區域，該接收區域會隨著該光發 射元件與該表面之間的距離不同而與該照射區域 交叉重眷或不交叉重疊。 2. 根據申請專利範圍第1項所述之偵測裝置，其中，該第 —、第三光通過面分別為一斜面且底端相連接在一起。 3. 根據申請專利範圍第1項所述之偵測裝置，其中，該第 —、第三光通過面分別為一弧形面且底端相連接在一 15 H/53l 起Ο 4.根據申請專利範圍第1項所述之偵測裝置，其中，該第 一、第三光通過面其中之一為一斜面而其中另一為〆狐 形面’且該第二、第三光通過面底端相連接在一起。 5 .根據申請專利範圍第1項至第4項其中任一項所述之偵 測裝置，其中，該光偵測器包括一供該光發射元件與該 光接收元件容置的外殼，該鏡片模組還包括二分別設置 於該第一端與該第二端的側臂’該二側臂抵接於該外殼 左、右側，該二側臂其中之一設有一卡掣於該外殼頂端 的卡釣。 6. 根據申請專利範圍第5項所述之偵測裝置’其中，該外 殼包含二設於前、後側的卡槽’該鏡片模组還包括二相 間隔地凸設於該第一光通過面的卡掣件’各該卡掣件卡 笨於各該卡槽内。 7. _描 種具有偵測裴置的自走設備’該偵測裝置用以偵測該 自走設備與一表面之間的距離，該自走設備包括： 故體，包含一開口， —電路板，設置於該殼體内並可控制該殼體運動； 一偵測裝置，設置於該殼體内且對應於該開口，該 偵測震置包含： 一光偵測器，包括—光發射元件，及一與該光 發射元件相間隔的光接收元件’該光發射元件與該 光接收元件分別與該電路板電性連接； 一鏡片模組’包括一設置於該光偵測器上的 16 M397531 鏡片本體’兮炉u 士规 成鏡片本體包括： 第一光通過面，位於該光偵測器下方， 該第一#，3、证&人 先通過面包含一第一端，及一相反於該 第一端的第二端； 第二光通過面’由該第一光通過面的第 一端朝下並朝内傾斜延伸；及

   第二光通過面，由該第一光通過面的第 二端朝下並朝内傾斜延伸，該光發射元件可朝 該表面照射一通過該第一、第二光通過面的光 線，使該光發射元件可於該表面上定義出一照 射區域，該光接收元件對應於該第一、第三光 通過面位置並可於該表面上定義出—接收區 域，該接收區域會隨著該光發射元件與該表面 之間的距離不同而與該照射區域交又重疊或 不交又重疊。

   8·根據申請專利範圍第7項所述之具有偵測裝 其令’該第二、第三光通過面分別為一斜面且底 知相連接在一起。 - 置的自走 弧·形面且 9.根據申請專利範圍第 設備’其中，該第二 底端相連接在—&。 7項所述之具有偵測裝 第三光通過面分別為_ 1 0 .根據申請專利 設備，其中， 而其中另一為 乾圍第7項所述之具有偵測裝置的自走 該第二、第三光通過面其中 —弧形面，且該第二 '第三 之—為一斜面 光通過面底端 17 M397531 相連接在一起。 U.根據申請專利範圍第7項至第10項其中—項所述之 具有偵測裝置的自走設備，其中，該光债測器包括一供 該光發射元件與該光接收元件容置的外设’該鏡片模，组 還包括二分別設置於該第一踹與該第二端的側臂，該二 側臂抵接於該外殼左、右側，該一側臂其中之一設有--卡掣於該外殼頂端的卡鉤。 J 2.根據_請專利範圍第n項所述之具有偵測裝置的自走 設備，其中’該外殼包含二設於前、後側的卡押， 白 δ茨 片模組還包括二相間隔地凸設於該第一光诵 7U磾過面的+ 擎件’各該卡掣件卡掣於各該卡槽内。 18