TWM541825U - 自動清潔裝置以及自動清潔系統 - Google Patents

Description

自動清潔裝置以及自動清潔系統

本新型創作是有關於一種清潔技術，且特別是有關於一種自動清潔裝置以及自動清潔系統。

在自動清潔裝置的技術領域中，如何設計自動清潔裝置具備有自動充電的功能，以使提升自動清潔裝置的使用效能，在目前有越來越多的研究及設計。然而，若自動清潔裝置無法經由有效的移動路徑使裝置本體回到充電基座的位置，則將會影響自動清潔裝置可否持續長時間運作的能力，甚至將導致清潔效果下降。因此，如何設計自動清潔裝置可有效率的執行自動復歸充電操作，以使自動清潔裝置可準確地尋找充電基座以進行充電操作，是目前重要的課題。

本新型創作提供一種自動清潔裝置以及自動清潔系統，可有效率的執行自動復歸充電操作，以使自動清潔裝置可準確地尋找充電基座以進行自動充電。

本新型創作的自動清潔裝置包括裝置本體以及光感測器。裝置本體具有充電單元以及電池單元。充電單元配置在裝置本體的後側。充電單元耦接電池單元。自動清潔裝置感測電池單元的電量是否低於預設電量以決定是否進入自動充電模式，以使依序執行沿牆行走操作以及復歸充電操作。光感測器配置在裝置本體的側邊。光感測器用以感測光訊號。當自動清潔裝置執行沿牆行走操作且光感測器感測到光訊號時，自動清潔裝置停止沿牆行走操作，並且裝置本體轉動預設角度後，執行復歸充電操作。當自動清潔裝置執行復歸充電操作時，裝置本體向後移動，並且自動清潔裝置判斷充電單元是否接觸充電基座，以使充電電池單元。

在本新型創作的一實施例中，上述當自動清潔裝置執行復歸充電操作並且判斷到充電單元未接觸充電基座時，自動清潔裝置停止復歸充電操作，並且裝置本體左右轉動後，自動清潔裝置重新執行復歸充電操作。

在本新型創作的一實施例中，上述的自動清潔裝置執行至多一預設次數的復歸充電操作，以感測至多預設次數的充電單元是否接觸充電基座，以使自動清潔裝置決定是否重新執行沿牆行走操作。

在本新型創作的一實施例中，上述的預設次數為四次。

在本新型創作的一實施例中，上述當自動清潔裝置執行沿牆行走操作時，裝置本體朝隨機方向前進直到裝置本體接觸牆面，以使裝置本體沿著牆面行走。

在本新型創作的一實施例中，上述的光感測器為紅外線感測器。

本新型創作的自動清潔系統包括充電基座以及自動清潔裝置。充電基座設置在牆面上，並且具有供電單元以及光發射器。自動清潔裝置包括裝置本體以及光感測器。裝置本體具有充電單元以及電池單元。充電單元配置在裝置本體的後側。充電單元耦接電池單元。自動清潔裝置感測電池單元的電量是否低於預設電量以決定進入自動充電模式，以使依序執行沿牆行走操作以及復歸充電操作。光感測器配置在裝置本體的側邊。光感測器用以感測光發射器發射的光訊號。當自動清潔裝置執行沿牆行走操作且光感測器感測到光訊號時，自動清潔裝置停止沿牆行走操作，並且裝置本體轉動預設角度後，自動清潔裝置執行復歸充電操作。當自動清潔裝置執行復歸充電操作時，裝置本體向後移動後，自動清潔裝置判斷充電單元是否接觸充電基座的供電單元，以使充電電池單元。

在本新型創作的一實施例中，上述當自動清潔裝置執行復歸充電操作並且判斷到充電單元未接觸充電基座時，自動清潔裝置停止復歸充電操作，並且左右轉動裝置本體後重新執行復歸 充電操作。

在本新型創作的一實施例中，上述的自動清潔裝置執行至多一預設次數的復歸充電操作，以判斷至多預設次數的充電單元是否接觸充電基座的供電單元，以使自動清潔裝置決定是否重新執行沿牆行走操作。

在本新型創作的一實施例中，上述的預設次數為四次。

在本新型創作的一實施例中，上述當自動清潔裝置執行沿牆行走操作時，裝置本體朝隨機方向前進直到裝置本體接觸牆面，以使裝置本體沿著牆面行走。

在本新型創作的一實施例中，上述的光感測器為紅外線感測器，並且光發射器為紅外線發射器。

基於上述，本新型創作實施例的自動清潔裝置可藉由沿牆行走操作來尋找充電基座的位置，並且藉由復歸充電操作將裝置本體的充電單元接觸至充電基座，以使充電電池單元。並且，本新型創作實施例的自動清潔裝置還藉由光感測器來感測光訊號，以使決定是否停止沿牆行走操作，並且接續執行復歸充電操作。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧自動清潔裝置

120、320、720‧‧‧充電單元

140‧‧‧電池單元

160、360、760‧‧‧光感測器

200、400、800‧‧‧充電基座

220、420、820‧‧‧供電單元

260、460、860‧‧‧光發射器

300B、700B‧‧‧裝置本體

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

IR‧‧‧光訊號

S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S580、S590、S910、S920、S930‧‧‧步驟

W‧‧‧牆面

θ‧‧‧角度

圖1繪示本新型創作一實施例之自動清潔系統的示意圖。

圖2繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置以及充電基座的示意圖。

圖3繪示本新型創作一實施例之充電基座的示意圖。

圖4繪示本新型創作一實施例之沿牆行走操作以及復歸充電操作的步驟流程圖。

圖5繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置執行沿牆行走操作的示意圖。

圖6繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置執行復歸充電操作的示意圖。

圖7繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置左右轉動裝置本體的示意圖。

圖8繪示本新型創作一實施例之自動充電方法的步驟流程圖。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接第二裝置，則應該被解釋成第一裝置可以直接耦接至第二裝置，或者第一裝置可以透過其他裝置、導線或某種連接手段而間接地耦接至第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部 分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1繪示本新型創作一實施例之自動清潔系統的示意圖。參考圖1，自動清潔系統包括自動清潔裝置100以及充電基座200。自動清潔裝置100包括充電單元120、電池單元140以及光感測器160。充電單元120耦接電池單元140。充電單元120用以提供由接收外部的充電電壓至電池單元140，以對電池單元140進行充電操作。充電基座200包括供電單元220以及光發射器260。在本實施例中，自動清潔裝置100的充電單元120可由充電基座200的供電單元220接收充電電壓，以使充電電池單元140。自動清潔裝置100的光感測器160用以感測充電基座200的光發射器260所發射的光訊號。

在本實施例中，電池單元140可例如是鋰電池、鎳氫電池等可充電電池。自動清潔裝置100可感測電池單元140的電量是否低於預設電量，以決定是否進入自動充電模式，以使依序執行沿牆行走操作以及復歸充電操作。然而，本實施例的預設電量可依據不同電池單元類型、自動清潔裝置的耗電程度或是使用者需求來對應設計之。舉例來說，在一實施例中，預設電量可例如為電池單元140總電量的10%、15%或20%等。

在本實施例中，光感測器160可為紅外線感測器，並且光發射器260為紅外線發射器。光感射器160用以感測從光發射器260發射的紅外線訊號。在本實施例中，自動清潔裝置100將 依據光感測器160是否感測到發射自光發射器260的紅外線訊號，來決定自動清潔裝置100是否停止沿牆行走操作，並且接續執行復歸充電操作。然而，詳細的沿牆行走操作以及復歸充電操作的實施細節將於以下圖2~圖8的實施例中詳細說明之。

在本實施例中，自動清潔裝置100為一種掃地機器人(Cleaning Robot)。也就是說，自動清潔裝置100可包括清潔模組以及動力模組。當自動清潔裝置100進入自動清潔模式時，自動清潔裝置可透過動力模組自動行走於地板上，並且藉由清潔模組來進行地板清潔工作。舉例來說，動力模組可包括馬達以及輪子。動力模組可藉由電池單元140提供電力以驅動輪子，以使自動清潔裝置100行走於地板上。並且，動力模組也可驅動清潔模組，以使清潔模組的清潔工具可進行旋轉、擺動等清潔動作。然而，本實施例的清潔模組以及動力模組的詳細技術特徵可依據所屬領域的通常知識可獲得足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

另外，本實施例的自動清潔裝置100可更包括控制電路。控制電路可耦接充電單元120、電池單元140以及光感測器160。控制電路可例如是中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)、微處理器(Micro Processor Unit,MPU)或微控制器(Micro Control Unit,MCU)等，本新型創作並不加以限制。控制電路可藉由軟體的程式或硬體的邏輯電路來至少實現本新型創作當中所述的自動充電方法。

圖2繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置以及充電基座的示意圖。參考圖2，本新型創作的自動清潔裝置可例如圖2所示。自動清潔裝置包括裝置主體300B、充電單元320以及光感測器360。裝置主體300B內部配置有電池單元。在本實施例中，充電單元320配置在裝置主體300B的後側，並且光感測器360配置在裝置主體300B的側邊。在本實施例中，充電單元320可具有正、負電極端，其用以接觸供電單元420的正、負電極端，以使充電單元320電性連接至供電單元420。也就是說，充電單元320可結合至充電基座400的供電單元420，以使充電單元320接收供電單元420所提供的充電電壓、充電電流或充電脈衝等諸如此類的充電訊號(以下稱充電電壓)。並且，在本實施例中，光發射器460可與供電單元420配置在同一位置。當裝置主體300B移動至光發射器460所發射光訊號的範圍中，並且裝置主體300B的光感測器360接收到發射器460發射的光訊號時，裝置主體300B可原地轉動一個預設角度，以使充電單元320對位於供電單元420。

另外，光感測器360配置的位置不限於圖2所示的裝置主體300B的一側。在一實施例中，光感測器360也可配置在裝置主體300B的另一側。並且，充電單元320與光感測器360可配置在同一水平線上或不同水平線上，本新型創作並不加以限制。

具體來說，圖3繪示本新型創作一實施例之充電基座的示意圖。參考圖3，第一方向D1以及第二方向D2所構成的平面代表地板面，並且第二方向D2與第三方向D3所構成的平面代表 牆面W，其中第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3彼此相互垂直。在本實施例中，充電基座400可設置在牆面W上，並且充電基座400的光發射器460與供電單元420配置在同一位置，並且朝第一方向D1發射具有發散角度的光訊號IR。也就是說，自動清潔裝置行走在第一方向D1以及第二方向D2所構成的平面代表地板面，並且當自動清潔裝置移動到光訊號IR的發射範圍中，自動清潔裝置的光感測器將可感測到光訊號IR。然而，光訊號IR的光束發散角度可取決於光發射器460的設計，光訊號IR的光束發散角度可例如是10度、20度、30度或40度等，本新型創作並不加以限制。

圖4繪示本新型創作一實施例之沿牆行走操作以及復歸充電操作的步驟流程圖。圖5~圖7繪示本新型創作一實施例之自動清潔裝置執行沿牆行走操作以及復歸充電操作的示意圖。先參考圖4、5，當自動清潔裝置感測到電池單元的電量低於預設電量時，自動清潔裝置將執行沿牆行走操作。在步驟S510中，裝置本體700B將朝隨機方向隨機往牆行走。在步驟S520中，自動清潔裝置將判斷是否撞牆。若否，裝置本體700B將繼續隨機往牆行走。若是，在步驟S530中，當裝置本體700B接觸牆面W後，裝置本體700B將沿著牆行走。也就是說，裝置本體700B將靠近牆面W來移動，以尋找充電基座800位置。在步驟S540中，自動清潔裝置將判斷光感測器760是否感測到充電基座800的光發射器860所發射的光訊號IR。若否，自動清潔裝置的裝置本體將繼 續沿牆行走。若是，在步驟S550中，裝置本體700B將原地向右轉動預設角度θ，以使充電單元720可對位至供電單元820。

值得注意的是，裝置本體700B所轉動預設角度θ可依據自動清潔裝置的行走方向與牆面W的夾角或是依據光感測器760配置在裝置本體700B的位置來決定，本新型創作並不加以限制。在本實施例中，自動清潔裝置的行走方向可平行於牆面W或不平行於牆面W，並且光感射器760可配置在裝置本體700B側邊的任一位置。因此，在一實施例中，裝置本體700B所轉動預設角度θ可例如80度、90度或100度等，或是例如介於60度至120度之間。另外，本實施例的沿牆行走模式是指自動清潔裝置可靠近牆面W行走，其中自動清潔裝置沿牆行走的方式可以是採用平行於牆面W的直線行走方式，或者是採用非平行於牆面W的鋸齒狀行走方式，本新型創作並不加以限制。自動清潔裝置沿牆行走的方式以及路徑可依據所屬領域的通常知識可獲得足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

再參考圖4、6，當自動清潔裝置轉動裝置本體700B於預設角度θ後，自動清潔裝置將接續執行復歸充電操作。在步驟S560中，裝置本體700B將向後移動。在步驟S570中，自動清潔裝置將判斷充電單元720是否接觸供電單元820。若是，在步驟S590中，自動清潔裝置將固定裝置本體700B的位置，並且充電單元720將從供電單元820接收充電電壓，以對自動清潔裝置的電池單元進行充電操作。

值得注意的是，在本實施例中，由於發射器860所發射的光訊號IR具有發散角度，並且充電基座的供電單元820可具有較大範圍的接觸面積。因此，本實施例的自動清潔裝置可藉由在裝置本體700B上配置單一感測器760來進行定位動作。也就是說，即使當裝置本體700B將向後移動後，充電單元720並未完全對準供電單元820，但是可透過設計供電單元820具有較大範圍的接觸面積，以使充電單元720在可容忍範圍中仍可接觸到供電單元820。

再參考圖4、7，當自動清潔裝置判斷到充電單元720未接觸充電基座800的供電單元820時，自動清潔裝置停止復歸充電操作，並且執行步驟S580。在步驟S580中，裝置本體700B將原地左右轉動，以使隨機微調裝置本體700B的座向。接著，重新執行步驟S560、S570，裝置本體700B將向後移動，並且再次判斷充電單元720是否接觸供電單元820。

值得注意的是，在本實施例中，自動清潔裝置可執行至多預設次數的步驟S560、S570的復歸充電操作，以感測至多預設次數的充電單元是否接觸充電基座，以使自動清潔裝置決定是否重新執行步驟S510、S520、S530的沿牆行走操作。在一實施例中，預設次數可為四次。也就是說，自動清潔裝置可執行最多四次的判斷操作。若裝置本體700B經由左右轉動微調座向並向後移動後，裝置本體700B的充電單元720仍無法接觸充電基座800的供電單元820，代表自動清潔裝置無法有效對位充電基座800或是裝 置本體700B已偏離充電基座800，因此自動清潔裝置將重新執行沿牆操行走操作，以使重新尋找充電基座800的位置。

然而，圖5至圖7僅用於表示本新型創作的一範例實施例，本新型創作的自動清潔裝置的行走方式並不限於圖5至圖7所示。

圖8繪示本新型創作一實施例之自動充電方法的步驟流程圖。參考圖5至圖8，本實施例的方法可至少適用於圖5至圖7的自動清潔裝置。自動清潔裝置包括裝置本體700B。裝置本體700B具有充電單元720、光感測器760，並且裝置本體700B內部設置有電池單元。光感測器760用以感測充電基座800的光發射器860發射的光訊號。在步驟S910中，自動清潔裝置感測電池單元的電量是否低於預設電量以決定自動清潔裝置是否進入自動充電模式，以使依序執行沿牆行走操作以及復歸充電操作。在步驟S920中，當自動清潔裝置執行沿牆行走操作且光感測器760感測到光訊號時，自動清潔裝置停止沿牆行走操作，並且自動清潔裝置的裝置本體700B轉動預設角度後，執行復歸充電操作。在步驟S930中，當自動清潔裝置執行復歸充電操作時，裝置本體700B向後移動後，判斷充電單元720是否接觸充電基座800，以使充電單元720接收充電基座800的供電單元820的充電電壓，以充電電池單元。因此，本實施例的自動充電方法可使自動清潔裝置於電量不足的情況下，可準確地自動尋找充電基座以進行充電操作

另外，關於本實施例的自動充電方法的詳細操作細節以及技術特徵，可由圖1至圖7實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本新型創作的範例實施例中，自動清潔裝置設計有自動充電模式，以使當自動清潔裝置的電池單元的電量低於預設電量時，自動清潔裝置可進入自動充電模式以執行沿牆行走操作以及復歸充電操作。在本新型創作的範例實施例中，自動清潔裝置將先執行沿牆行走操作，再執行復歸充電操作。自動清潔裝置可依據光感測器的感測結果來判斷裝置本體的位置是否已移動至充電基座的前方，以使自動清潔裝置結束沿牆行走操作並接續執行復歸充電操作。此外，在本新型創作的範例實施例中，自動清潔裝置更包括設計有至多一預設次數的判斷手段。當自動清潔裝置判斷充電單元是否接觸充電基座的次數超過預設次數，則自動清潔裝置將重新執行沿牆行走操作，以重新尋找並對位充電基座。也就是說，自動清潔裝置可藉由迴圈式的判斷流程，避免持續執行無效的復歸充電操作。據此，本新型創作的範例實施例的自動清潔裝置以及自動清潔系統可執行有效率的自動復歸充電操作，以使自動清潔裝置可準確地尋找充電基座以進行自動充電。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新 型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

300B‧‧‧裝置本體

320‧‧‧充電單元

360‧‧‧光感測器

400‧‧‧充電基座

420‧‧‧供電單元

460‧‧‧光發射器

Claims (12)

1. 一種自動清潔裝置，包括：一裝置本體，具有一充電單元以及一電池單元，其中該充電單元配置在該裝置本體的後側，並且該充電單元耦接該電池單元，其中該自動清潔裝置感測該電池單元的電量是否低於一預設電量以決定是否進入一自動充電模式，以使依序執行一沿牆行走操作以及一復歸充電操作；以及一光感測器，配置在該裝置本體的側邊，用以感測一光訊號，其中當該自動清潔裝置執行該沿牆行走操作且該光感測器感測到該光訊號時，該自動清潔裝置停止該沿牆行走操作，並且該裝置本體轉動一預設角度後，執行該復歸充電操作，其中當該自動清潔裝置執行該復歸充電操作時，該裝置本體向後移動，並且該自動清潔裝置判斷該充電單元是否接觸一充電基座，以使充電該電池單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自動清潔裝置，其中當該自動清潔裝置執行該復歸充電操作並且判斷到該充電單元未接觸該充電基座時，該自動清潔裝置停止該復歸充電操作，並且該裝置本體左右轉動後，該自動清潔裝置重新執行該復歸充電操作。
3. 如申請專利範圍第2項所述的自動清潔裝置，其中該自動清潔裝置執行至多一預設次數的該復歸充電操作，以感測至多該預設次數該充電單元是否接觸該充電基座，以使該自動清潔裝置決定是否重新執行該沿牆行走操作。
4. 如申請專利範圍第3項所述的自動清潔裝置，其中該預設次數為四次。
5. 如申請專利範圍第1項所述的自動清潔裝置，其中當該自動清潔裝置執行該沿牆行走操作時，該裝置本體朝一隨機方向前進直到該裝置本體接觸一牆面，以使該裝置本體沿著該牆面行走。
6. 如申請專利範圍第1項所述的自動清潔裝置，其中該光感測器為一紅外線感測器。
7. 一種自動清潔系統，包括：一充電基座，設置在一牆面上，並且具有一供電單元以及一光發射器；以及一自動清潔裝置，包括：一裝置本體，具有一充電單元以及一電池單元，其中該充電單元配置在該裝置本體的後側，並且該充電單元耦接該電池單元，其中該自動清潔裝置感測該電池單元的電量是否低於一預設電量以決定進入一自動充電模式，以使依序執行一沿牆行走操作以及一復歸充電操作；以及一光感測器，配置在該裝置本體的側邊，用以感測該光發射器發射的一光訊號，其中當該自動清潔裝置執行該沿牆行走操作且該光感測器感測到該光訊號時，該自動清潔裝置停止該沿牆行走操作，並且該裝置本體轉動一預設角度後，該自動清潔裝置執行該復歸充電操 作，其中當該自動清潔裝置執行該復歸充電操作時，該裝置本體向後移動後，該自動清潔裝置判斷該充電單元是否接觸該充電基座的該供電單元，以使充電該電池單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述的自動清潔系統，其中當該自動清潔裝置執行該復歸充電操作並且判斷到該充電單元未接觸該充電基座時，該自動清潔裝置停止該復歸充電操作，並且左右轉動該裝置本體後重新執行該復歸充電操作。
9. 如申請專利範圍第8項所述的自動清潔系統，其中該自動清潔裝置執行至多一預設次數的該復歸充電操作，以判斷至多該預設次數該充電單元是否接觸該充電基座的該供電單元，以使該自動清潔裝置決定是否重新執行該沿牆行走操作。
10. 如申請專利範圍第9項所述的自動清潔系統，其中該預設次數為四次。
11. 如申請專利範圍第7項所述的自動清潔系統，其中當該自動清潔裝置執行該沿牆行走操作時，該裝置本體朝一隨機方向前進直到該裝置本體接觸該牆面，以使該裝置本體沿著該牆面行走。
12. 如申請專利範圍第7項所述的自動清潔系統，其中該光感測器為一紅外線感測器，並且該光發射器為一紅外線發射器。