АВТОНОМНОЕ МОБИЛЬНОЕ ЧИСТЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТАКОВОГО
SELF-CONTAINED MOBILE CLEANER AND METHOD OF ITS TRANSFER

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее раскрытие относится к автономному мобильному чистящему устройству и, в частности, к автономному мобильному чистящему устройству, способному автономно перемещаться посредством оценивания рабочего усилия пользователя, и способу для перемещения такового.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обычно чистящее устройство, такое как вакуумный пылесос и пароочиститель, представляет собой устройство для всасывания воздуха, содержащего инородные материалы, такие как пыль, с помощью всасывающего узла двигателя, установленного в корпусе, затем удаления инородного материала с помощью фильтра и т.п. в корпусе и после этого выпуска отфильтрованного воздуха наружу. Такое чистящее устройство может быть отнесено к кассетному типу, когда всасывающее сопло для всасывания пыли выполнено отдельно от корпуса с возможностью присоединения к соединительному устройству, и к вертикальному типу, когда всасывающее сопло присоединено с возможностью вращения к корпусу.
Обычно чистящее устройство содержит корпус чистящего устройства, имеющий всасывающий узел, всасывающее сопло, выполненное с возможностью всасывания воздуха, содержащего инородный материал, размещенное на полу, и трубку для прохода воздуха, выполненную с возможностью направления воздуха, всосанного во всасывающее сопло, в корпус чистящего устройства. Корпус чистящего устройства перемещается вместе с всасывающим соплом, в то время как всасывающее сопло перемещается пользователем.
Для перемещения чистящего устройства пользователь должен прикладывать силу, соответствующую силе трения корпуса чистящего устройства относительно пола. Это может вызывать сложность при перемещении чистящего устройства. То есть пользователь должен непосредственно перемещать корпус чистящего устройства или должен перемещать чистящее устройство за счет натягивания трубки для прохода воздуха, поскольку в корпусе чистящего устройства не предусмотрена система электропитания для автономного перемещения чистящего устройства. В случае перемещения чистящего устройства за счет натягивания трубки для прохода воздуха соединительная часть между корпусом чистящего устройства и трубкой для прохода воздуха может быть повреждена.
Как раскрыто в более раннем патентном документе 1 (Корейская заявка № 10-2009-0000568), обычное автономное мобильное чистящее устройство было выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковыми датчиками на всасывающем отверстии для инородного материала и корпусе чистящего устройства. Однако обычный уровень техники может иметь следующие проблемы. Если существует препятствие между ультразвуковым излучателем и ультразвуковым приемником, то невозможно принимать ультразвуковые волны. В частности, в этом случае ультразвуковой излучатель и ультразвуковой приемник могут быть блокированы пользователем. Кроме того, при нахождении пользователя в комнате со сложным интерьером обычное автономное мобильное чистящее устройство может функционировать не совсем корректно.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, аспектом подробного описания является обеспечение автономного мобильного чистящего устройства, выполненного с возможностью перемещения корпуса чистящего устройства посредством оценивания рабочего усилия пользователя перед тем, как корпус чистящего устройства будет перемещен пользователем, и способа перемещения такового.
Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с целью этого описания, как осуществлено и, в общем, описано в данном документе, обеспечено автономное мобильное чистящее устройство, содержащее: корпус чистящего устройства; всасывающее устройство, имеющее ручку и выполненное с возможностью всасывания в него инородного материала; трубку для прохода воздуха, выполненную с возможностью соединения корпуса чистящего устройства и всасывающего устройства друг с другом и выполненную с возможностью направления инородного материала в корпус чистящего устройства; воспринимающее устройство, размещенное на соединительной части между трубкой для прохода воздуха и корпусом чистящего устройства и выполненное с возможностью выдачи измерительного сигнала посредством определения величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха; и управляющее устройство, выполненное с возможностью перемещения корпуса чистящего устройства с учетом измерительного сигнала.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения обеспечено автономное мобильное чистящее устройство, содержащее корпус чистящего устройства, имеющий соединительную трубку на его одной стороне и имеющий приводные колеса на его нижней части; устройство всасывания, имеющее ручку и выполненное с возможностью всасывания в него инородного материала; трубку для прохода воздуха, соединенную с соединительной трубкой и выполненную с возможностью направления инородного материала в корпус чистящего устройства; воспринимающее устройство, выполненное с возможностью вывода измерительного сигнала посредством определения величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха, и состоящее из датчика Холла, установленного в соединительной трубке, и магнитного элемента, установленного в трубке для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком Холла; управляющее устройство, выполненное с возможностью вычисления смещения трубки для прохода воздуха с использованием измерительного сигнала и выполненное с возможностью генерации управляющего сигнала на привод на основе расчетного смещения; и приводное устройство, выполненное с возможностью управления приводными колесами на основе управляющего сигнала на привод.
Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с целью этого описания, как осуществлено и, в общем, описано в данном документе, также обеспечен способ для перемещения автономного мобильного чистящего устройства, в котором автономное мобильное чистящее устройство, содержащее воспринимающее устройство, состоящее из датчика Холла, установленного на соединительной трубке, размещенной на одной стороне корпуса чистящего устройства, и магнитного элемента, установленного на трубке для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком Холла, способ, содержащий: определение с помощью датчика Холла величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха; вычисление смещения трубки для прохода воздуха на основе величины и направления растягивающей нагрузки; и перемещение корпуса чистящего устройства на основе расчетного смещения.
Настоящее изобретение может иметь следующие преимущества.
Во-первых, усилие пользователя может оцениваться на основе величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха, и корпус чистящего устройства может перемещаться в соответствии с усилием пользователя. Это может позволить автономному мобильному чистящему устройству перемещаться автономно.
Во-вторых, автономное мобильное чистящее устройство может всегда и точно детектировать действие пользователя без помех, обусловленных препятствиями, используя смещение трубки для прохода воздуха. Кроме того, может быть снижена стоимость изготовления, и смещения во всех направлениях могут быть вычислены с помощью датчиков Холла и магнитных элементов.
В-третьих, расстояние между корпусом чистящего устройства и пользователем может постоянно поддерживаться посредством оценивания усилия пользователя. Это может свести к минимуму работу пользователя по управлению чистящим устройством и может предотвратить повреждения трубки для прохода воздуха, соединительной части между корпусом чистящего устройства и трубкой для прохода воздуха и т.п., обусловленные применением чрезмерной силы.
В-четвертых, пользователь может перемещать мобильное чистящее устройство с меньшим усилием. Это может повышать удобство пользователя и стабильность результата. Кроме того, мобильное чистящее устройство может быть использовано не только для вакуумного пылесоса, но также и для пароочистителя, ручного вилочного погрузчика и т.д., использующих датчик Холла и магнитный элемент.
Кроме того, объем применимости настоящей заявки станет более очевидным из подробного описания, приведенного ниже. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя указывающие предпочтительные варианты настоящего изобретения, приведены лишь в качестве иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в пределах сущности и объема настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники из подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопроводительные чертежи, которые приведены для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения и включены и составляют часть этого описания, иллюстрируют примерные варианты осуществления и вместе с описанием служат для пояснения принципов настоящего изобретения.
На чертежах:
фиг.1 представляет собой вид в перспективе автономного мобильного чистящего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой вид сбоку в разрезе корпуса чистящего устройства автономного мобильного чистящего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 представляет собой вид, изображающий соединенное состояние между трубкой для прохода воздуха и корпусом автономного мобильного чистящего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 представляет собой вид, изображающий соединенное состояние датчиков согласно фиг.3;
фиг.5 представляет собой блок-схему, изображающую операцию для определения усилия пользователя согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.6 представляет собой вид, изображающий воспринимающее устройство согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, схематично изображающую способ для перемещения автономного мобильного чистящего устройства согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будет приведено подробное описание примерных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи. Для краткого описания со ссылкой на чертежи одинаковые или эквивалентные компоненты будут снабжены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание не будет повторяться.
Ссылаясь на фиг.1-5, автономное мобильное чистящее устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит: корпус 10 чистящего устройства; всасывающее устройство 20, имеющее ручку и выполненное с возможностью всасывания в него инородного материала; трубку 30 для прохода воздуха, выполненную с возможностью соединения корпуса 10 чистящего устройства и всасывающего устройства 20 друг с другом и выполненную с возможностью направления инородного материала в корпус 10 чистящего устройства; воспринимающее устройство 40, размещенное на соединительной части между трубкой 30 для прохода воздуха и корпусом 10 чистящего устройства и выполненное с возможностью вывода измерительного сигнала посредством определения величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха; и управляющее устройство 50, выполненное с возможностью перемещения корпуса 10 чистящего устройства с учетом измерительного сигнала.
Кроме того, автономное мобильное чистящее устройство содержит приводное колесо 13, установленное на нижней части корпуса 10 чистящего устройства и выполненное с возможностью перемещения корпуса 10 чистящего устройства. Автономное мобильное чистящее устройство дополнительно содержит приводное устройство 60, имеющее приводной двигатель и выполненное с возможностью управления приводным колесом с помощью управления приводного двигателя с учетом измерительного сигнала. Кроме того, автономное мобильное чистящее устройство может содержать вспомогательное колесо, не приводимое в движение приводным двигателем, но вращающееся дополнительным образом в отношении приводного колеса.
Управляющее устройство 50 включает в себя вычислитель 51 смещения, выполненный с возможностью вычисления смещения трубки для прохода воздуха посредством измерительного сигнала воспринимающего устройства 40, и генератор 53 управляющего сигнала на привод, выполненный с возможностью генерации управляющего сигнала на привод, основанного на расчетном смещении. В данном документе управляющий сигнал на привод означает сигнал для перемещения вперед или в обратном направлении корпуса 10 чистящего устройства или сигнал для поворота или остановки корпуса 10 чистящего устройства.
Управляющее устройство 50 контролирует расстояние между пользователем и корпусом 10 чистящего устройства, которое должно быть в пределах заданной величины, исходя из расчетного смещения. Задаваемая величина может быть предварительно установлена. Например, задаваемая величина может быть установлена как предварительно заданная длина трубки для прохода воздуха в процентах. Приводное колесо 13, прикрепленное к корпусу 10 чистящего устройства, приводится в действие с помощью приводного устройства 60.
Более конкретно управляющее устройство рассчитывает смещение для поддержания постоянного расстояния между пользователем и корпусом чистящего устройства на основе измерительного сигнала, генерируемого с помощью воспринимающего устройства. Затем приводной двигатель приводит в действие приводные колеса 13а и 13b, основываясь на расчетном смещении. Соответствующие приводные колеса 13а и 13b независимо приводятся в движение для того, чтобы автономное мобильное чистящее устройство могло перемещаться прямолинейно и поворачиваться и могло находиться на постоянном расстоянии от пользователя. Здесь число и конструкция приводных колес могут быть различными в зависимости от условий.
Корпус 10 чистящего устройства может включать в себя устройство 15 для сбора пыли, установленное в нем с возможностью отсоединения. Устройство 15 для сбора пыли может быть названо «устройством для сепарирования пыли». Обычно устройство 15 для сбора пыли прикреплено с возможностью съема к передней стороне корпуса 10 чистящего устройства. К устройству 15 для сбора пыли могут быть присоединены с возможностью съема различные типы фильтров. По мере вращения всасывающего узла двигателя возникает всасывающее усилие. Воздух, всосанный в автономное мобильное чистящее устройство с помощью созданного усилия всасывания, сепарировался от пыли при прохождении через устройство 15 для сбора пыли. Отделенная пыль накапливается в устройстве 15 для сбора пыли.
Всасывающее устройство 20 включает в себя ручку 21, с помощью которой пользователь может управлять автономным мобильным чистящим устройством. Кроме того, всасывающее устройство 20 включает в себя всасывающую головку 23, размещенную на полу с возможностью всасывания инородного материала и воздуха. Всасывающее отверстие, через которое воздух и инородные материалы, такие как пыль, имеющаяся на полу, обеспечиваются на донной поверхности всасывающей головки. Мешалка, выполненная с возможностью направления инородного материала, такого как пыль, во всасывающее отверстие, выполнена с возможностью вращения около всасывающего отверстия. Кроме того, всасывающее устройство 20 может включать в себя удлинительную трубку 25, которая соединяет ручку 21 и всасывающую головку 23 друг с другом.
Трубка 30 для прохода воздуха может иметь сильфонную конструкцию и может быть выполнена из синтетического каучука и т.п. Одна сторона трубки 30 для прохода воздуха присоединена к всасывающему устройству 20, и другая ее сторона присоединена к корпусу 10 чистящего устройства, а именно соединительной трубке 11.
Ссылаясь на фиг.3, корпус 10 чистящего устройства может включать в себя соединительную трубку 11 на его одной стороне для того, чтобы трубка 30 для прохода воздуха могла быть присоединена к соединительной трубке 11. Как показано на фиг.3, воспринимающее устройство 40 включает в себя датчик 41 Холла, установленный на соединительной трубке 11, и магнитный элемент 43, установленный на трубке 30а для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком 41 Холла. Например, магнитный элемент 43 установлен на трубке 30а для прохода воздуха с возможностью непосредственного обращения к датчику 41 Холла.
Как показано на фиг.3, соединительная трубка 11 имеет цилиндрическую форму, подобную трубке 30 для прохода воздуха, и может быть выполнена различными способами с возможностью поддержания постоянного расстояния от трубки 30 для прохода воздуха. Соединительная трубка 11 может быть выполнена из алюминия, синтетического каучука и т.п.
Ссылаясь на фиг.4, датчик 41 Холла выполнен в виде пары, и два датчика Холла установлены в соединительной трубке 11 в направлениях, перпендикулярных друг другу. Датчики Холла могут быть в количестве одного или, по меньшей мере, двух, и размещение датчиков Холла может изменяться в соответствии со способом измерения расположения с помощью управляющего устройства.
Со ссылкой на фиг.1-5 автономное мобильное чистящее устройство согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения содержит корпус 10 чистящего устройства, всасывающее устройство 20, трубку 30 для прохода воздуха, воспринимающее устройство 40, управляющее устройство 50 и приводное устройство 60.
Корпус 10 чистящего устройства снабжен соединительной трубкой 11 на одной его стороне, и приводное колесо 13 установлено на нижней части корпуса 10 чистящего устройства. Всасывающее устройство 20 снабжено ручкой 21 и выполнено с возможностью всасывания инородного материала. Трубка 30 для прохода воздуха присоединена к соединительной трубке 11 и выполнена с возможностью направления инородного материала в корпус 10 чистящего устройства. Воспринимающее устройство 40 включает в себя датчик 41 Холла, установленный в соединительной трубке 11, и магнитный элемент 43, установленный на трубке 30 для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком 41 Холла. Воспринимающее устройство 40 выполнено с возможностью восприятия величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке 30 для прохода воздуха. Управляющее устройство 50 рассчитывает смещение трубки 30 для прохода воздуха на основе измерительного сигнала и генерирует управляющий сигнал на привод с учетом расчетного смещения. Приводное устройство 60 управляет приводными колесами 13 на основе управляющего сигнала на привод.
Пояснения относительно одинакового содержания в виде вышеупомянутого содержания в одном предпочтительном варианте осуществления будет опущено.
Со ссылкой на фиг.4 датчик 41 Холла установлен в направлении, перпендикулярном к соединительной трубке 11, и магнитный элемент прикреплен к трубке 30 для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком Холла. Воспринимающее устройство 40 может быть выполнено с возможностью оценки рабочего усилия пользователя вперед и назад и вправо и влево путем перемещения трубки 30 для прохода воздуха.
Как показано на фиг.4, автономное мобильное чистящее устройство согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения воспринимает перемещение трубки 30 для прохода воздуха, используя датчики 41 Холла и магнитные элементы 43, и осуществляет пересчет смещения и оценку действия, основываясь на воспринятом перемещении. Управляющее устройство устанавливает величину действия каждого приводного колеса, и приводное устройство управляет правым и левым колесами, используя приводной двигатель. Автономное мобильное чистящее устройство может поддерживать постоянный интервал между корпусом чистящего устройства и пользователем.
В качестве датчика 41 Холла может быть использован линейный датчик Холла согласно фиг.6 или 3D датчик Холла и т.п. Ссылаясь на фиг.6, линейный датчик Холла выполнен с возможностью генерации измерительного сигнала (результирующая величина) в соответствии с расстоянием перемещения магнитного элемента (постоянный магнит) над датчиком. В случае линейного датчика Холла он функционирует при температуре -30~85° и измеряет расстояние перемещения (0,5~2 мм) постоянного магнита, размещенного от линейного датчика Холла на расстоянии 1 мм, с разрешением 10 битов. В рамках такого принципа величина перемещения трубки для прохода воздуха около датчиков Холла может быть точно измерена с помощью постоянных магнитов, установленных на трубке 30 для прохода воздуха.
Ссылаясь на фиг.7, способ для перемещения автономного мобильного чистящего устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения содержит: восприятие с помощью датчика Холла величины и направления растягивающей нагрузки, приложенной к трубке для прохода воздуха (S10), вычисление расположения трубки для прохода воздуха на основе величины и направления растягивающей нагрузки (S20) и перемещения автономного мобильного чистящего устройства с учетом расчетного смещения (S30). Автономное мобильное чистящее устройство имеет конфигурацию согласно фиг.1-6. То есть автономное мобильное чистящее устройство содержит воспринимающее устройство, состоящее из датчика Холла, установленного на соединительной трубке, размещенной на одной стороне корпуса чистящего устройства, и магнитного элемента, установленного на трубке для прохода воздуха с возможностью согласования с датчиком Холла.
Этап перемещения корпуса чистящего устройства (S30) включает в себя управление приводного двигателя, размещенного в корпусе чистящего устройства на основе расчетного смещения (S31), и управление приводным колесом, установленным на нижней части корпуса чистящего устройства с помощью приводного двигателя (S32). Этап перемещения корпуса чистящего устройства (S30) представляет собой этап перемещения вперед и в обратном направлении корпуса чистящего устройства и поворот или остановку корпуса чистящего устройства.
Автономное мобильное чистящее устройство воспринимает перемещение трубки для прохода воздуха, используя датчик Холла и магнитный элемент (S10), и осуществляет пересчет смещения и оценку действия на основе воспринятого перемещения (S20). Автономное мобильное чистящее устройство определяет величину операции каждого приводного колеса (S31) и управляет правым и левым колесами с использованием приводного двигателя (S32). Автономное мобильное чистящее устройство поддерживает постоянный интервал между корпусом чистящего устройства и пользователем, основываясь на расчетном смещении. Заданная величина может быть установлена заранее. Например, задаваемая величина может быть установлена как предварительно заданная длина трубки для прохода воздуха в процентах. Более конкретно автономное мобильное чистящее устройство вычисляет смещение для поддержания постоянного расстояния между пользователем и корпусом чистящего устройства, основываясь на измерительном сигнале, генерируемом посредством датчика Холла и магнитного элемента. Затем приводной двигатель приводит в действие приводные колеса на основе расчетного смещения. Соответствующие приводные колеса приводятся в движение независимо для того, чтобы автономное мобильное чистящее устройство могло перемещаться вперед и поворачиваться и могло находиться на постоянном расстоянии от пользователя.
Автономное мобильное чистящее устройство и способ для перемещения такового согласно настоящему изобретению может иметь следующие преимущества.
Во-первых, усилие пользователя оценивается с помощью величины и направления растягивающей нагрузки, прикладываемой к трубке для прохода воздуха. В такой конструкции автономное мобильное чистящее устройство может перемещаться автономно.
Во-вторых, автономное мобильное чистящее устройство может всегда и точно детектировать действие пользователя без помех, обусловленных препятствиями, используя смещение трубки для прохода воздуха. Кроме того, стоимость изготовления может быть снижена, и смещения во всех направлениях могут быть рассчитаны с помощью использования датчиков Холла и магнитных элементов.
В-третьих, расстояние между корпусом чистящего устройства и пользователем может постоянно поддерживаться посредством оценивания усилия пользователя. Это может свести к минимуму работу пользователя по управлению чистящим устройством и может предотвратить повреждения трубки для прохода воздуха, соединительной части между корпусом чистящего устройства и трубкой для прохода воздуха и т.п., обусловленные применением чрезмерной силы.
В-четвертых, пользователь может перемещать мобильное чистящее устройство с меньшим усилием. Это может повышать удобство пользователя и стабильность результата. Кроме того, мобильное чистящее устройство может быть использовано не только для вакуумного пылесоса, но также и для пароочистителя, ручного вилочного погрузчика и т.д., использующих датчик Холла и магнитный элемент.
Вышеупомянутые варианты осуществления и преимущества являются лишь примерными и не могут рассматриваться как ограничивающие настоящее раскрытие. Настоящие идеи могут быть легко применены к другим типам устройств. Предполагается, что это описание является иллюстративным и не ограничивает объем формулы изобретения. Множество альтернатив, модификаций и изменений могут быть очевидны специалистам в данной области техники. Признаки, конструкции, способы и другие характеристики примерных вариантов осуществления, описанные в данном документе, могут быть комбинированы различными способами для достижения дополнительных и/или альтернативных примерных вариантов осуществления.
Поскольку настоящие признаки могут быть осуществлены в нескольких конструкциях, не выходя за рамки их характеристик, необходимо также понимать, что вышеописанные варианты осуществления не ограничиваются какими-либо деталями вышеприведенного описания, если не оговорено иное, но скорее должны рассматриваться главным образом в рамках его объема, как определено в приложенной формуле изобретения, и, таким образом, все изменения и модификации, которые находятся в границах и пределах формулы изобретения, или эквиваленты таких границ и пределов, предполагаются охваченными приложенной формулой изобретения.