專利名稱：清潔機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與本公開一致的設(shè)備涉及一種清潔機(jī)器人。
背景技術(shù)：
清潔機(jī)器人在沒有用戶操縱的情況下自動(dòng)地行進(jìn)并清潔某區(qū)域。
清潔機(jī)器人包括主體；清潔單元，設(shè)置在機(jī)器人主體中并吸入灰塵； 驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人主體；緩沖器單元，保護(hù)機(jī)器人主體；控制單元，控 制機(jī)器人主體的驅(qū)動(dòng)。與普通的真空吸塵器一樣，清潔單元包括吸入刷、具 有過濾器的灰塵收集容器以及吸風(fēng)電機(jī)。
緩沖器單元形成機(jī)器人主體的外表面，感測(cè)緩沖器單元與障礙物的碰撞 的多個(gè)障礙物傳感器設(shè)置在緩沖器單元的內(nèi)部。所述多個(gè)障礙物傳感器被設(shè) 置為接點(diǎn)傳感器，所述多個(gè)障礙物傳感器單獨(dú)操作以從多個(gè)方向感測(cè)與障礙 物的碰撞。因此，機(jī)器人的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜并且機(jī)器人的制造成本變得更 高。
清潔機(jī)器人看起來不美觀，并且當(dāng)清潔機(jī)器人與障礙物碰撞時(shí)會(huì)導(dǎo)致緩沖器 單元被損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的示例性實(shí)施例解決了至少上述問題和/或缺點(diǎn)以及上面未描述 的其它缺點(diǎn)。此外，本公開不需要克服上述缺點(diǎn)，并且本公開的示例性實(shí)施 例可能不克服上述問題中的任何一個(gè)。
本公開提供一種使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來感測(cè)障礙物的改進(jìn)的清潔機(jī)器人。 本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的清潔機(jī)器人包括機(jī)器人主體，具有用于 驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元以及用于去除灰塵的清潔單元；緩沖器單元，可 動(dòng)地安裝在機(jī)器人主體中，用于保護(hù)機(jī)器人主體以避免由于與障礙物的碰撞 而被損壞；傳感器單元，在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地支撐緩沖器單元，以感測(cè)緩沖器單元和障礙物的碰撞；控制單元，基于由傳感器單元感測(cè)到的信號(hào)控制
驅(qū)動(dòng)單元以避開障礙物。
所述傳感器單元可包括支撐構(gòu)件，在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地支撐緩沖器
單元；傳感器，感測(cè)支撐構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
所述支撐構(gòu)件可在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地大致支撐緩沖器單元的中部。 所述傳感器單元可包括通過緩沖器單元被操作的操縱桿型傳感器。 所述緩沖器單元可包括緩沖構(gòu)件，安裝在機(jī)器人主體中；保護(hù)構(gòu)件，
由彈性材料制成并圍繞緩沖構(gòu)件的外部。
所述緩沖器單元可安裝在機(jī)器人主體中以突出到機(jī)器人主體的外部。 所述緩沖器單元能夠基于支撐構(gòu)件在清潔位置和與障礙物碰撞的位置之
間運(yùn)動(dòng)。
支撐構(gòu)件的一端可支撐緩沖構(gòu)件，支撐構(gòu)件的另 一端被可旋轉(zhuǎn)地插入到 被設(shè)置在機(jī)器人主體中的支撐構(gòu)件支座中。
所述清潔機(jī)器人還可包括行進(jìn)傳感器，該傳感器在清潔機(jī)器人的行進(jìn)路 徑上感測(cè)機(jī)器人主體的行進(jìn)距離和障礙物。
所述控制單元可基于由傳感器單元感測(cè)到的信號(hào)控制清潔單元。
根據(jù)本公開的另一示例性方面，提供一種清潔機(jī)器人，包括機(jī)器人主 體，具有能夠驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元以及能夠去除灰塵的清潔單元；緩 沖器單元，被可動(dòng)地安裝在機(jī)器人主體中，并能夠保護(hù)機(jī)器人主體以避免由 于與障礙物的碰撞而被損壞。
所述緩沖器單元可包括緩沖構(gòu)件，安裝在機(jī)器人主體中；保護(hù)構(gòu)件， 由彈性材料制成并圍繞緩沖構(gòu)件的外部。
所述緩沖器單元可安裝在機(jī)器人主體中，以突出到從機(jī)器人主體的外部。
所述清潔機(jī)器人還可包括支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件大致支撐緩沖器單元的 中部，以使其相對(duì)于機(jī)器人主體在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)。
所述緩沖器單元能夠基于支撐構(gòu)件在清潔位置和與障礙物碰撞的位置之 間運(yùn)動(dòng)。
感測(cè)緩沖器單元的運(yùn)動(dòng)的傳感器可被安裝在支撐構(gòu)件中。
通過參照附圖對(duì)本公開的特定示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本公開的上述


和/或其它方面將會(huì)更加清楚，其中
圖1是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的清潔機(jī)器人的示意性透視圖； 圖2是沿著圖1中的線II-II截取的剖視圖； 圖3是圖2的區(qū)域A的剖視圖4A至圖5B是示出緩沖器單元的運(yùn)動(dòng)的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更加詳細(xì)地描述本公開的特定示例性實(shí)施例。 在下面的描述中，即使在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)號(hào)也用于相同的 元件。提供在說明書中限定的內(nèi)容，例如詳細(xì)的構(gòu)造和元件以幫助全面理解 本公開。因此，明顯的是，可在沒有這種具體限定的內(nèi)容的情況下實(shí)施本公 開。此外，不對(duì)公知的功能或構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)描述，因?yàn)檫@些公知的功能或構(gòu) 造可能會(huì)因不必要的細(xì)節(jié)而使本公開不清楚。
參照?qǐng)D1和圖2,根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的清潔機(jī)器人包括機(jī)器人 主體IO、緩沖器單元20、傳感器單元30和控制單元40。
機(jī)器人主體10包括用于驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元11以及用于去除灰 塵的清潔單元12。
驅(qū)動(dòng)單元11包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未顯示)和由驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。 清潔單元12包括刷構(gòu)件(未顯示)，該刷構(gòu)件通過從吸風(fēng)電機(jī)(未顯示) 產(chǎn)生的吸力而旋轉(zhuǎn)，并安裝在吸入口中，以從^皮清潔表面清潔灰塵。通過吸 入口吸入的灰塵在被灰塵分離過濾器分離之后被灰塵收集裝置(未顯示)收 集。
清潔單元12的上述結(jié)構(gòu)與通常的清潔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類似，因此為了簡(jiǎn)潔 起見，將省略關(guān)于所述結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述和附圖。
行進(jìn)傳感器904圍繞機(jī)器人主體10的側(cè)面設(shè)置。行進(jìn)傳感器904能夠?qū)?信號(hào)發(fā)射到外部；能夠接收被反射的信號(hào)；能夠檢測(cè)清潔機(jī)器人1的行進(jìn)距 離；并能夠感測(cè)清潔機(jī)器人1的路徑中的障礙物?？砂惭b電池(未顯示)以 使機(jī)器人主體IO行進(jìn)。
緩沖器單元20被安裝在機(jī)器人主體10中，以保護(hù)機(jī)器人主體10以避免 由于與意外的障礙物碰撞而損壞。即，緩沖器單元20緩沖與意外的障礙物的 碰撞而引起的沖擊，從而防止機(jī)器人主體IO損壞。緩沖器單元20被設(shè)計(jì)成相對(duì)于機(jī)器人主體10的行進(jìn)方向覆蓋機(jī)器人主 體10的前表面和部分側(cè)表面。即，如果機(jī)器人主體IO基本上是圓板形形狀，
如圖l所示，則緩沖器單元20基本具有半圓環(huán)形形狀。
緩沖器單元20包括緩沖構(gòu)件21,由機(jī)器人主體IO支撐；保護(hù)構(gòu)件22, 保護(hù)緩沖構(gòu)件21。
緩沖構(gòu)件21被可動(dòng)地支撐在機(jī)器人主體10的適當(dāng)位置，以當(dāng)緩沖構(gòu)件 21與障礙物P碰撞時(shí)能夠運(yùn)動(dòng)，如圖4A至圖5B所示。保護(hù)構(gòu)件22被形成 為覆蓋緩沖構(gòu)件21。
考慮到機(jī)器人主體10的外觀，保護(hù)構(gòu)件22被形成為不從機(jī)器人主體10 的未設(shè)置有緩沖器單元20的后表面和后部側(cè)表面突出。即，緩沖器單元20 被插入機(jī)器人主體IO預(yù)定深度，以形成清潔機(jī)器人的平滑的外表面。
緩沖構(gòu)件21由耐沖擊的材料制成。 一種這樣的材料是耐沖擊塑料。保護(hù) 構(gòu)件22可由在外力(例如沖擊)作用下能夠變形的彈性材料制成，以保護(hù)設(shè) 置于其中的緩沖構(gòu)件21。 一種這樣的材料是橡膠。然而，緩沖構(gòu)件21的材 料和保護(hù)構(gòu)件22的材料不應(yīng)當(dāng)限于上述示例。
上述構(gòu)造的緩沖器單元20可減輕由清潔機(jī)器人1與障礙物P的突然碰撞 而引起的沖擊。因此，機(jī)器人主體IO可被安全地保護(hù)。彈性材料(例如，橡 膠)的保護(hù)構(gòu)件22被設(shè)置為使得保護(hù)構(gòu)件22防止緩沖構(gòu)件21被沖擊損壞。
傳感器單元30通過檢測(cè)緩沖器單元20的運(yùn)動(dòng)來感測(cè)緩沖器單元20是否 與障礙物碰撞。傳感器單元30在清潔機(jī)器人1行進(jìn)的同時(shí)感測(cè)緩沖器單元 20是否與未被行進(jìn)傳感器904檢測(cè)到的障礙物P碰撞。傳感器單元30包括 支撐構(gòu)件31和傳感器32,如圖2和圖3所示。
支撐構(gòu)件31支撐緩沖構(gòu)件21以沿著多個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。即，支撐構(gòu)件31 可動(dòng)地大致支撐緩沖構(gòu)件21的中部。緩沖構(gòu)件21基于支撐構(gòu)件31而運(yùn)動(dòng)。
參照?qǐng)D3,機(jī)器人主體10被可動(dòng)地安裝在支撐構(gòu)件31的第一端，支撐 構(gòu)件31的第二端被插入支撐構(gòu)件支座31a內(nèi)，該支撐構(gòu)件支座31a設(shè)置在機(jī) 器人主體10中。支撐構(gòu)件31的第二端具有球形，從而支撐構(gòu)件31可基于被 插入支撐構(gòu)件支座31a中的支撐構(gòu)件31的第二端而多方向地旋轉(zhuǎn)。
緩沖構(gòu)件21能夠在清潔位置(假設(shè)當(dāng)清潔機(jī)器人1在清潔表面時(shí))和碰 撞位置(假設(shè)當(dāng)清潔機(jī)器人1已經(jīng)與障礙物碰撞)之間運(yùn)動(dòng)，緩沖構(gòu)件21通 過與障礙物碰撞而在所述碰撞位置從所述清潔位置脫離。傳感器32感測(cè)支撐構(gòu)件31的運(yùn)動(dòng)。支撐構(gòu)件31和傳感器32被設(shè)置為 通過緩沖構(gòu)件21的運(yùn)動(dòng)而被操作的操縱桿型傳感器。
控制單元40基于傳感器單元30感測(cè)到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)單元11。即，如 果傳感器單元30在清潔位置感測(cè)緩沖器單元20,則控制單元40基于感測(cè)到 的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)單元11,使得機(jī)器人主體10沿著被清潔的表面的預(yù)定路徑 進(jìn)行清潔。
如果傳感器單元30感測(cè)到緩沖構(gòu)件21通過緩沖構(gòu)件21和障礙物的碰撞 而運(yùn)動(dòng)到碰撞位置，則控制單元40基于感測(cè)到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)單元11，以 使機(jī)器人主體IO避免與障礙物碰撞。
如果確定通過控制單元40使機(jī)器人主體10避開了障礙物，則機(jī)器人主 體IO通過沿著預(yù)定的路徑行進(jìn)進(jìn)行清潔。圖1是清潔機(jī)器人1的示意性透視 圖。清潔機(jī)器人1設(shè)置有機(jī)器人主體10和緩沖器單元20。
參照?qǐng)D1至圖3,機(jī)器人主體IO通過沿著預(yù)定路徑行進(jìn)，從而在機(jī)器人 主體io未與障礙物碰撞的清潔位置從正被清潔的表面上清潔灰塵。
參照?qǐng)D4A至圖5B，在機(jī)器人主體IO行進(jìn)的同時(shí)，如果機(jī)器人主體10 與未被行進(jìn)傳感器904感測(cè)到的意外的障礙物P碰撞，則緩沖構(gòu)件21基于支 撐構(gòu)件31從清潔位置運(yùn)動(dòng)到碰撞位置。
具體地講，如果障礙物P與機(jī)器人主體10的前表面的上部碰撞，則緩沖 構(gòu)件21從清潔位置運(yùn)動(dòng)，并沿著支撐構(gòu)件31沿著B方向改變到碰撞位置， 如圖4A所示。
如果障礙物p在低于傳感器單元30被設(shè)置的位置的部分與機(jī)器人主體 IO碰撞，則緩沖器構(gòu)件21在清潔構(gòu)件上基于支撐構(gòu)件31沿著C方向旋轉(zhuǎn)， 并運(yùn)動(dòng)到碰撞位置。因此，緩沖構(gòu)件21的相對(duì)的端部被提升到上部。
如果障礙物p基于傳感器單元30與緩沖構(gòu)件21的右側(cè)碰撞，如圖5A 所示，則緩沖構(gòu)件21從清潔位置運(yùn)動(dòng)，并且基于支撐構(gòu)件31,緩沖構(gòu)件21 的右側(cè)沿著方向Dl旋轉(zhuǎn)，緩沖構(gòu)件21的左側(cè)沿著方向D2旋轉(zhuǎn)。
如果障礙物p基于傳感器單元30與緩沖構(gòu)件21的左側(cè)碰撞，如圖5B 所示，則基于支撐構(gòu)件31，緩沖構(gòu)件21的左側(cè)沿著方向El旋轉(zhuǎn)，緩沖構(gòu)件 21的右側(cè)沿著方向E2旋轉(zhuǎn)。
如果障礙物p在上述各個(gè)位置與緩沖構(gòu)件21碰撞，則緩沖構(gòu)件21基于 支撐構(gòu)件31運(yùn)動(dòng)，使得支撐構(gòu)件31與緩沖構(gòu)件21相關(guān)聯(lián)地運(yùn)動(dòng)。因此，傳感器32感測(cè)支撐構(gòu)件31的運(yùn)動(dòng)，從而可感測(cè)到障礙物P是否碰撞到緩沖構(gòu) 件21及出現(xiàn)碰撞的位置。
傳感器32的感測(cè)信息被提供給控制單元40，并且控制單元40使用感測(cè) 信息控制驅(qū)動(dòng)單元11。如果緩沖構(gòu)件21和障礙物P的碰撞信息被傳送到控 制單元40 ，則控制單元40控制驅(qū)動(dòng)單元11的驅(qū)動(dòng)方向，以使機(jī)器人主體10 及其相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)從與障礙物P碰撞的位置運(yùn)動(dòng)。
如果障礙物p的碰撞信息被傳送到控制單元40，那么控制單元40不僅 控制驅(qū)動(dòng)單元ll,而且還控制清潔單元12，從而清潔4喿作可停止，直到機(jī)器 人主體10避開障礙物P為止。
于清潔位置，則在機(jī)器人主體10沿著預(yù)定路徑行進(jìn)的同時(shí)，控制單元40指 示重新進(jìn)行清潔。
如上所述，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，當(dāng)障礙物和緩沖器單元20互相 碰撞時(shí)，操縱桿型的傳感器單元30感測(cè)緩沖構(gòu)件21的運(yùn)動(dòng)。因此，具有簡(jiǎn) 單結(jié)構(gòu)的機(jī)器人主體10可感測(cè)并控制與障礙物P的碰撞，而不需要復(fù)雜的控 制結(jié)構(gòu)。因此，制造清潔機(jī)器人1的成本更低。
因?yàn)榫彌_器單元20被構(gòu)造成具有平滑的表面，因此清潔機(jī)器人1的外觀 被改善。另外，可設(shè)置用于保護(hù)緩沖器單元20中的緩沖構(gòu)件21的彈性材料 保護(hù)構(gòu)件，從而可防止由于與障礙物碰撞而損壞。
前述實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅是示例性的，并不應(yīng)被理解為限制本公開。本教導(dǎo) 可容易地應(yīng)用于其它類型的設(shè)備。此外，本公開的示例性實(shí)施例的描述是解 釋性的，并不限制權(quán)利要求的范圍，許多的替換、修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員來說是明顯的。
本申請(qǐng)要求于2007年5月31日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第 10-2007-0053270號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該申請(qǐng)公開的全部?jī)?nèi) 容包含于此。
權(quán)利要求
1、一種清潔機(jī)器人，包括機(jī)器人主體，包括用于驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元以及用于去除灰塵的清潔單元；緩沖器單元，可動(dòng)地安裝在機(jī)器人主體中，用于保護(hù)機(jī)器人主體以避免由于與障礙物的碰撞而被損壞；傳感器單元，在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地支撐緩沖器單元，以感測(cè)緩沖器單元和障礙物的碰撞；控制單元，基于由傳感器單元感測(cè)到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)單元避開障礙物。
2、 如權(quán)利要求1所述的清潔機(jī)器人，其中，傳感器單元包括 支撐構(gòu)件，在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地支撐緩沖器單元； 傳感器，感測(cè)支撐構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
3、 如權(quán)利要求2所述的清潔機(jī)器人，其中，支撐構(gòu)件在多個(gè)方向上可運(yùn) 動(dòng)地大致支撐緩沖器單元的中部。
4、 如權(quán)利要求1所述的清潔機(jī)器人，其中，傳感器單元包括通過緩沖器 單元被操作的操縱桿型傳感器。
5、 如權(quán)利要求4所述的清潔機(jī)器人，其中，緩沖器單元包括 緩沖構(gòu)件，安裝在機(jī)器人主體中；保護(hù)構(gòu)件，由彈性材料制成并圍繞緩沖構(gòu)件的外部。
6、 如權(quán)利要求5所述的清潔機(jī)器人，其中，緩沖器單元安裝在機(jī)器人主 體中并從其突出。
7、 如權(quán)利要求5所述的清潔機(jī)器人，其中，當(dāng)緩沖器單元與障礙物碰撞 時(shí)，緩沖器單元能夠在第一位置和第二位置之間繞著支撐構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
8、 如權(quán)利要求7所述的清潔機(jī)器人，其中，支撐構(gòu)件具有支撐緩沖構(gòu)件 的第 一端以及被可旋轉(zhuǎn)地插入到支撐構(gòu)件支座中的第二端，所述支撐構(gòu)件支 座被設(shè)置在機(jī)器人主體中。
9、 如權(quán)利要求1所述的清潔機(jī)器人，還包括行進(jìn)傳感器，該行進(jìn)傳感器 在清潔機(jī)器人的行進(jìn)路徑上感測(cè)機(jī)器人主體的行進(jìn)距離和障礙物。
10、 如權(quán)利要求1所述的清潔機(jī)器人，其中，控制單元基于由傳感器單 元感測(cè)到的信號(hào)控制清潔單元。
11、 一種清潔機(jī)器人，包括機(jī)器人主體，包括能夠驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元以及能夠去除灰塵的清潔單元；緩沖器單元，被可動(dòng)地安裝在機(jī)器人主體中，并能夠保護(hù)機(jī)器人主體以 避免由于與障礙物的碰撞而被損壞。
12、 如權(quán)利要求11所述的清潔機(jī)器人，其中，緩沖器單元包括 緩沖構(gòu)件，安裝在機(jī)器人主體中；保護(hù)構(gòu)件，由彈性材料制成并圍繞緩沖構(gòu)件的外部。
13、 如權(quán)利要求12所述的清潔機(jī)器人，其中，緩沖器單元安裝在機(jī)器人 主體中，并且，其中緩沖器單元從機(jī)器人主體的外表面突出。
14、 如權(quán)利要求12所述的清潔機(jī)器人，還包括支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件大 致支撐緩沖器單元的中部，以使其相對(duì)于機(jī)器人主體在多個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。
15、 如權(quán)利要求14所述的清潔機(jī)器人，其中，緩沖器單元能夠基于支撐 構(gòu)件在清潔位置和與障礙物碰撞的位置之間運(yùn)動(dòng)。
16、 如權(quán)利要求14所述的清潔機(jī)器人，還包括傳感器，該傳感器能夠感 測(cè)被安裝在支撐構(gòu)件中的緩沖器單元的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清潔機(jī)器人，該改進(jìn)的清潔機(jī)器人使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)感測(cè)障礙物。所述清潔機(jī)器人包括機(jī)器人主體，包括用于驅(qū)動(dòng)清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元以及用于去除灰塵的清潔單元；緩沖器單元，可動(dòng)地安裝在機(jī)器人主體中，用于保護(hù)機(jī)器人主體以避免由于與障礙物的碰撞而被損壞；傳感器單元，在多個(gè)方向上可運(yùn)動(dòng)地支撐緩沖器單元，以感測(cè)緩沖器單元和障礙物的碰撞；控制單元，基于由傳感器單元感測(cè)到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)單元以避開障礙物。
文檔編號(hào)A47L7/02GK101313829SQ20081008543
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者丁參鐘, 宋貞坤, 崔三鉉, 李周相, 李學(xué)奉, 柳泰英, 趙倫卿, 金興二, 金敬雄, 金昊炯, 金明虎, 高將然 申請(qǐng)人:三星光州電子株式會(huì)社