清掃機器人的制作方法
【專利摘要】一種清掃機器人，從排出口（7）向上方排出去除灰塵后的氣流，并且包括：主體外殼（2），其具有在底面開口的吸入口（6）和在其上表面開口的排出口（7），并且在地面（F）上自推進；電風扇（22），其設置在所述主體外殼（2）內；以及灰塵收集部（30），其收集利用電風扇（22）的驅動力從吸入口（6）吸入的氣流中的灰塵。
【專利說明】清掃機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及在地面上自動行走的清掃機器人。
【背景技術】
[0002]專利文獻I中公開了傳統的清掃機器人。在該清掃機器人中，從頂部觀看時具有圓形形狀的主體外殼設置有驅動輪，并且在地面上自動行走以進行清掃。其中，為了在桌子等下面進行清掃，主體外殼形成為矮的薄形。吸入口貫穿主體外殼的下表面開口，并且主體外殼的周面設置有清掃時關于行進方向向后敞開的排氣口。主體外殼內設置有電風扇和灰塵收集部。
[0003]另外，主體外殼內設置有產生離子的離子產生設備。離子產生設備將離子發射到與貫穿主體外殼的周面開口的排出口連通的管中。在設置于管中的離子風扇的驅動下，離子從排出口排出。
[0004]在具有上述結構的清掃機器人中，當清掃工作開始時，驅動輪和電風扇被驅動。主體外殼通過驅動輪的轉動，在地面上自動行走，并且通過電風扇從吸入口吸入含有灰塵的氣流。包含在氣流中的灰塵被灰塵收集部收集，并且去除灰塵后的氣流穿過電風扇從貫穿周面設置的排氣口向后排出。
[0005]另外，當離子產生設備和離子風扇被驅動時，離子從排出口排出，因此可以進行房間的除菌和除臭。
[0006]現有技術文獻_7] 專利文獻
[0008]專利文獻 I JP-A-2005-46616 (4-8 頁，圖 4)
【發明內容】
_9] 發明要解決的問題
[0010]然而，根據該傳統清掃機器人，排氣口和排出口貫穿主體外殼的周面開口 ；因此，地面上的灰塵被從排氣口和排出口發出的氣流攪起到空氣中。特別地，主體外殼形成為薄形；因此，排氣口和排出口靠近地面，使得攪起的灰塵量增加。因此，存在攪起的灰塵停留在空氣中并且房間的空氣清潔度惡化的問題。
[0011]本發明的目的是提供一種能夠防止地面上的灰塵被攪起并且能夠提高房間清潔度的清掃機器人。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]為了實現上述目的，本發明特征在于一種清掃機器人，其包括:主體外殼，其下表面設置有吸入口，上表面設置有排氣口，并且在地面上自動行走；電風扇，其設置在所述主體外殼內；以及灰塵收集部，其收集通過所述電風扇的驅動從所述吸入口吸入的氣流中的灰塵，其中灰塵被去除后的氣流從所述排氣口向上方排出。
[0014]根據該結構，當主體外殼在地面上自動行走并且電風扇被驅動時，包含地面上的灰塵的氣流被貫穿主體外殼的下表面開口的吸入口吸入。包含在氣流中的灰塵被灰塵收集部收集。通過灰塵收集部去除灰塵之后的氣流穿過電風扇，從貫穿主體外殼的上表面開口的排氣口向上方排出。
[0015]另外，根據本發明的具有上述結構的清掃機器人特征在于，所述排氣口貫穿設置于清掃時位于移動方向的前方的所述主體外殼的前部，并且所述氣流從所述排氣口向斜后方排出。根據該結構，在清掃時，主體外殼將排氣口設置在前方而移動，并且從排氣口在傾斜方向上向后方排出氣流。這樣，在主體外殼的后端從排氣口排出的氣流遠離地面。
[0016]另外，根據本發明的具有上述結構的清掃機器人特征在于，所述灰塵收集部貫穿其前表面設置有與所述吸入口連通的氣流流入口和與所述電風扇連通的氣流流出口，其中所述吸入口、所述電風扇和所述排氣口設置在所述灰塵收集部的前方。
[0017]根據該結構，從吸入口吸入的氣流經由貫穿前表面設置的流入口流入灰塵收集部。通過灰塵收集部去除灰塵之后的氣流經由貫穿前表面設置的流出口流出。從灰塵收集部流出的氣流穿過電風扇，經由貫穿主體外殼的前部設置的排氣口排出。
[0018]另外，根據本發明的具有上述結構的清掃機器人特征在于，包括離子產生設備，其設置在所述電風扇和所述排氣口之間的流路中，用于發出離子。根據該結構，當在主體外殼移動期間離子產生設備被驅動時，從排氣口發出含有離子的氣流。這樣，離子遍布房間以對房間進行除菌和除臭。
[0019]另外，根據本發明的具有上述結構的清掃機器人特征在于，包括充電臺，所述主體外殼返回到所述充電臺以對設置在所述主體外殼中的電池充電，其中在所述主體外殼的返回狀態下，通過所述離子產生設備和所述電風扇的驅動，能夠從所述排氣口向所述充電臺發出含有尚子的氣流。
[0020]根據該結構，當清掃結束時，主體外殼返回到充電臺，以對主體外殼中的電池充電。通常沿著房間的側壁設置充電臺。在充電期間或者在充電結束時，如果離子產生設備和電風扇被驅動，貝1J從排氣口向充電臺方向的斜上方發出包含離子的氣流。包含離子的氣流沿著房間的側壁上升，并且沿著天花板和彼此相對的側壁流動。這樣，包含離子的氣流散布到整個房間。
[0021]本發明的有益.效果
[0022]根據本發明，氣流從貫穿主體外殼的上表面設置的排氣口向上方排出；因此，可以防止地面上的灰塵被攪起，并且可以提高房間的清潔度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的立體圖。
[0024]圖2是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的側截面圖。
[0025]圖3是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的灰塵收集部去除后的狀態的側截面圖。
[0026]圖4是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的電動機單元的立體圖。
[0027]圖5是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的電動機單元的前視圖。
[0028]圖6是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的電動機單元的頂視圖。
[0029]圖7是示出根據本發明的實施例的清掃機器人的電動機單元的側視圖。【具體實施方式】
[0030]下面參照附圖描述本發明的實施例。圖1是示出根據實施例的清掃機器人的立體圖。清掃機器人I具有從上面看時為圓形并且利用電池14驅動驅動輪29 (此二者參照圖2)而自動行走的主體外殼2。主體外殼2的上表面設置有蓋部3，當灰塵收集部30 (見圖2)被放入和取出時，蓋部3被打開和關閉。
[0031]圖2示出清掃機器人I的側截面圖。主體外殼2設置有從底面突出的一對驅動輪29。驅動輪29的旋轉軸設置于主體外殼2的中心線C。當兩個驅動輪29在相同方向上轉動時，主體外殼2向前或向后移動，而當兩個驅動輪29在彼此相反的方向上轉動時，主體外殼2圍繞中心線C轉動。
[0032]吸入口 6貫穿設置于主體外殼2的前部的下表面，該前部位于進行清掃時的移動方向的前方。吸入口 6形成為通過在主體外殼2的底面凹設的凹部8的開放面與地面F相對。在凹部8中設置有在水平旋轉軸上轉動的旋轉刷9，并且在凹部8的兩側設置有都在豎直旋轉軸上轉動的側刷10。
[0033]在凹部8的前方設置有輥狀前輪27。主體外殼2的后端設置有包括自位輪的后輪26。如后文所述，在主體外殼2中，重量關于位于中心的驅動輪29在前后方向上分散為使得前輪27離開地面F而旋轉刷9、驅動輪29和后輪26接觸地面F以進行清掃。前輪27可移動到在行進路徑上出現的臺階上，使得主體外殼2能容易地越過臺階。
[0034]主體外殼2的周面的后端設置有用于對電池14充電的充電端子4。主體外殼2自動行走地返回到安裝于房間內的充電臺40，并且充電端子4接觸設置于充電臺40的端子部41，以對電池14充電。通常沿著房間的側壁S安裝連接到商用電源的充電臺40。
[0035]主體外殼2內設置有用于收集灰塵的灰塵收集部30。灰塵收集部30被收納在設置于主體外殼2中的灰塵收集室39中。灰塵收集室39形成在四個方向上的周面和底面被覆蓋的隔離室，并且除了前壁以外的其他表面是關閉的。灰塵收集室39貫穿其前壁設置有與凹部8連通的第一吸氣路徑11和設置在凹部8上方并且與后文描述的電動機單元20連通的第二吸氣路徑12。
[0036]灰塵收集部30設置在主體外殼2的中心線C上，并且可以通過如圖3中所示打開主體外殼2的蓋部3來放入和取出。灰塵收集部30在有底的圓筒狀灰塵收集容器31的上表面設置有具有過濾器33的上蓋32。上蓋32通過可動的接合部32a與灰塵收集容器31接合，并且可以通過操作接合部32a從灰塵收集容器31取出上蓋32。這樣，可以傾倒累積在灰塵收集容器31中的灰塵。
[0037]灰塵收集容器31貫穿其周面設置有流入路徑34，流入路徑34的頂端具有與第一吸氣路徑11連通的流入口 34a。灰塵收集容器31中設置有與流入路徑34連通的流入部34b，以通過彎曲向下方引導氣流。上蓋32貫穿其周面設置有流出路徑35，流出路徑35的頂端裝配有與第二吸氣路徑12連通的流出口 35a。
[0038]流入口 34a和流出口 35a周圍設置有與灰塵收集室39的前壁緊密接觸的填充物(未示出)。這樣，容納灰塵收集部30的灰塵收集室39被密閉。灰塵收集室39的前壁形成為具有傾斜面，該傾斜面可防止當灰塵收集部30被放入和取出時所述填充物由于滑動而變壞。[0039]在主體外殼2中，在灰塵收集室39后方的上部設置有控制板15。控制板15設置有用于控制清掃機器人1的各部的控制電路。電池14設置在灰塵收集室39后方的下部，可自由安裝和卸下。電池14由充電臺40經由充電端子4充電，并且向控制板15、驅動輪
29、旋轉刷9、側刷10、電風扇22等各部供電。
[0040]電動機單元20設置在主體外殼2的前部。圖4、圖5、圖6和圖7分別示出電動機單元20的立體圖、頂視圖、前視圖和側視圖。電動機單元20包括由樹脂形成的外殼21和容納在外殼21中的電風扇22。電風扇22由被電動機殼22a覆蓋的渦輪扇形成。
[0041]電風扇22的電動機殼22a貫穿其軸向上的一端設置有吸氣口(未不出),并且貫穿其周面設置有兩個排氣口(未示出)。外殼21貫穿其前表面設置有與電動機殼22a的吸氣口相對的開口部23。外殼21的電風扇22在其兩側分別設置有與電動機殼22a的排氣口連通的第一排氣路徑24a和第二排氣路徑24b。第一和第二排氣路徑24a、24b與貫穿主體外殼2的上表面設置的排氣口 7連通(見圖2)。
[0042]這樣，包括電風扇22的氣流路徑聚集在灰塵收集室39的前方，并且設置在主體外殼2的前部。因此，控制板15和電池14聚集在灰塵收集室39后方，并且設置在主體外殼2的后部，從而可以通過減少布線等來實現主體外殼2的尺寸減小。此外，氣流路徑遠離控制板15 ;因此，即使氣流泄漏，也可以減輕灰塵粘附到控制板15，并且可以減少控制電路的故障。
[0043]此外，非常重的電風扇22和電池14分散設置在主體外殼2的前部和后部；因此，重量在主體外殼2的前后方向上很平衡地分布。因此，旋轉刷9、驅動輪29和后輪26貼緊地面，并且主體外殼2前后移動；并且即使旋轉刷9或者后輪26由于臺階等而喪失其立足點，也可以防止主體外殼2跌倒。
[0044]其中，灰塵收集部30設置在中心線C上；因此，即使灰塵收集部30的重量由于灰塵的收集和傾倒而改變，也可以保持主體外殼2的重量平衡。同時，電風扇22的重量很大；因此，通過將控制板15和電池14設置在主體外殼2的后部，可以實現較好的重量平衡。
[0045]第一排氣路徑24a設置有離子產生設備28，離子產生設備28具有一對電極28a。具有交流波形或脈沖波形的電壓施加到電極28a，并且電極28a通過電暈放電產生的離子發送到第一排氣路徑24a中。
[0046]正電壓施加到一個電極28a,使得由于電暈放電而產生的氫離子與空氣中的水分結合，產生主要由H+(H2O)mB成的正離子。負電壓施加到另一個電極28a，使得由于電暈放電而產生的氧離子與空氣中的水分結合，產生主要由02_(Η20)ηΒ成的負離子。其中，m、n分別是任意自然數。H+(H2O)n^P集在空氣中的漂浮菌和臭味成分的表面上以俘獲它們。
[0047]如反應式(1)至⑶表示，通過碰撞，作為活性物質的[.0Η](羥基自由基)和H2O2(過氧化氫)聚集并出現在細菌等的表面上，以破壞漂浮菌和臭味成分。其中，m’、n’分別是任意自然數。因此，通過產生正離子和負離子并且將它們從排氣口 7送出(見圖2)，可以對房間進行除菌和去臭。
[0048]H+(H2O)JCV(H2O)n —.0H+l/202+(m+n) H20...(I)
[0049]H.(H2O)m+H+ (H2O)m, +O2^(H2O) n+02_(H2O)n，— 2.0H+02+ (m+m，+n+n，) H20...(2)
[0050]H+ (H2O)m+H+ (H2O)m, +O2^(H2O)n+0f (H2O)n’ — H202+02+ (m+m，+n+n，)H20...(3)[0051]此外，第一排氣路徑24a的下部設置有其前表面開口的返回口 25。返回口 25的上部被從外殼21的前表面突出的突出部25a覆蓋，并且沿著凹部8的壁面形成曲面的開口表面(見圖2)。這樣,返回口 25經由貫穿凹部8的壁面設置的孔部(未不出)向凹部8開口，使得在第一排氣路徑24a中流動并且包含離子的氣流的一部分被引導到吸氣側。
[0052]在具有上述結構的清掃機器人I中，當指示清掃操作時，電風扇22、離子產生設備
28、驅動輪29、旋轉刷9和側刷10被驅動。這樣，旋轉刷9、驅動輪29和后輪26在地面F上開動，并且主體外殼2在預定區域中自動行走，使得從吸入口 6吸入包含地面F上的灰塵的氣流。此時，由于旋轉刷9的轉動，地面F上的灰塵被攪起并且被引導到凹部8中。此外，由于側刷10的轉動，吸入口 6兩側的灰塵被引導到吸入口 6中。
[0053]從吸入口 6吸入的氣流如箭頭Al所示在第一吸氣路徑11中向后流動，并且經由流入口 34a流入到灰塵收集部30中。流入到灰塵收集部30中的氣流通過過濾器33去除灰塵并且經由流出口 35a從灰塵收集部30流出。這樣，灰塵被收集并聚集在灰塵收集容器31中。從灰塵收集部30流出的氣流如箭頭A2所示在第二吸氣路徑12中向前流動，并且經由開口部23流入電動機單元20的電風扇22。
[0054]穿過電風扇22的氣流在第一排氣路徑24a和第二排氣路徑24b中流動，并且在第一排氣路徑24a中流動的氣流包含離子。并且該包含離子的氣流如箭頭A3所示從貫穿主體外殼2的上表面設置的排氣口 7在傾斜方向上向后上方排出。這樣，房間被清掃，并且從自動行走的主體外殼2排出的空氣中包含的離子散布到整個房間，以對房間進行除菌和去臭。此時，從排氣口 7向上排出氣流；因此，可以防止地面F上的灰塵被攪起并且可以提高房間的清潔度。
[0055]在第一排氣路徑24a中流動的氣流的一部分如箭頭A4所示經由返回口 25被引導到凹部8。因此，從吸入口 6引導到第一吸氣路徑11的氣流包含離子。這樣，可以對灰塵收集部30的灰塵收集容器31和過濾器33進行除菌和去臭。
[0056]此外，當兩個驅動輪29在彼此相反的方向上轉動時，主體外殼2關于中心線C轉動以改變其方向。這樣，可以使主體外殼2在希望的整個區域中自動行走，并且自動行走而避開障礙。同時，還可以通過使至此向前轉動的兩個驅動輪29向后轉動而使主體外殼2向后移動。
[0057]當清掃結束時，主體外殼2自動行走，并且返回到充電臺40。這樣，充電端子4接觸端子部41以對電池14充電。
[0058]此外，通過進行設定，當主體外殼2處于返回狀態時，可以在充電期間和充電結束之后驅動電風扇22和離子產生設備28。這樣,從排氣口 7向后上方送出包含離子的氣流。充電端子4設置在主體外殼2的后端；因此，該包含離子的氣流向充電臺40流動，并且沿著側壁S上升。該氣流沿著房間的天花板和彼此相對的側壁流動。因此，離子散布到整個房間，并且可以提高除菌和去臭效果。
[0059]根據本實施例，氣流從貫穿主體外殼2的上表面設置的排氣口 7向上排出；因此，可以防止地面F上的灰塵被攪起并且可以提高房間的清潔度。
[0060]此外，排氣口 7貫穿設置于主體外殼2的前部，并且氣流從排氣口 7向斜后方排出；因此，排出的氣流在主體外殼2的后端遠離地面F流動。這樣，可以確保防止地面F上的灰塵被攪起。此外，例如，如果在行進方向上向前方排出氣流，則當主體外殼2在低的床等低家具下操作時，前方的灰塵被排出的氣流攪起并散開。因此，通過向斜后方排出氣流，可以防止前方的灰塵被攪起。
[0061]此外，灰塵收集部30具有貫穿前表面設置的流入路徑34a和流出路徑35a，并且吸入口 6、電風扇22和排氣口 7設置在灰塵收集部30的前方；因此，可以容易地貫穿主體外殼2的前部設置排氣口 7。
[0062]此外，用于發出離子的離子產生設備28設置在電風扇22和排氣口 7之間的第一排氣路徑24a中；因此，可以從排氣口 7向房間發出離子以對房間進行除菌和去臭。
[0063]此外，在主體外殼2返回到充電臺40的返回狀態下，通過驅動離子產生設備28和電風扇22，可以從排氣口 7向充電臺40發出包含離子的氣流。通常，充電臺40沿著房間的側壁S設置而成，這樣，包含離子的氣流沿著房間的側壁S、天花板和彼此相對的側壁流動。因此，離子散布到整個房間，并且可以提高除菌和去臭效果。
[0064]工業h的可利用件
[0065]本發明可用于在地面上自動行走的清掃機器人。
[0066]附圖標記說明
[0067]I清掃機器人
[0068]2主體外殼
[0069]3 蓋部
[0070]4充電端子
[0071]6 吸入口
[0072]7 排氣 口
[0073]8 凹部
[0074]9旋轉刷
[0075]10 側刷
[0076]11第一吸氣路徑
[0077]12第二吸氣路徑
[0078]14 電池
[0079]15控制板
[0080]20電動機單元
[0081]21 外殼
[0082]22 電風扇
[0083]23 開口部
[0084]24a第一排氣路徑
[0085]24b第二排氣路徑
[0086]25 返回口
[0087]28離子產生設備
[0088]29驅動輪
[0089]30灰塵收集部
[0090]31灰塵收集容器
[0091]32 上蓋[0092]33過濾器
[0093]34流入路徑
[0094]35流出路徑
[0095]40充電臺
[0096]41端子部
【權利要求】
1.一種清掃機器人，包括: 主體外殼，其下表面設置有吸入口，上表面設置有排氣口，并且在地面上自動行走； 電風扇，其設置在所述主體外殼內；以及 灰塵收集部，其收集通過所述電風扇的驅動從所述吸入口吸入的氣流中的灰塵，其中 灰塵被去除后的氣流從所述排氣口向上方排出。
2.根據權利要求1所述的清掃機器人，其中: 所述排氣口貫穿設置于清掃時位于移動方向的前方的所述主體外殼的前部，并且所述氣流從所述排氣口向斜后方排出。
3.根據權利要求2所述的清掃機器人，其中: 所述灰塵收集部貫穿其前表面設置有與所述吸入口連通的氣流流入口和與所述電風扇連通的氣流流出口，其中 所述吸入口、所述電風扇和所述排氣口設置在所述灰塵收集部的前方。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的清掃機器人，還包括: 離子產生設備，其設置在所述電風扇和所述排氣口之間的流路中，用于發射離子。
5.根據權利要求4所述的清掃機器人，還包括: 充電臺，所述主體外殼返回到所述充電臺以對設置在所述主體外殼中的電池充電，其中在所述主體外殼的返回狀態下，通過所述離子產生設備和所述電風扇的驅動，能夠從所述排氣口向所述充電臺發出含有離子的氣流。
【文檔編號】A47L7/04GK103826518SQ201280047005
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月17日 優先權日:2011年9月29日
【發明者】大西裕二, 阪本實雄 申請人:夏普株式會社