Устройство и способ автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя
Устройство и способ могут быть использованы для автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя и позволяют обеспечить быстрое и беспрепятственное сближение его с зарядным устройством и осуществление его подзарядки. Устройство содержит имеющее клемму источника питания зарядное устройство, контактный датчик, установленный на автоматически движущемся очистителе с возможностью контакта с клеммой источника питания, зарядную клемму, подвижно установленную на автоматически движущемся очистителе для местного контакта с клеммой источника питания, и привод зарядной клеммы для ее задвигания и выдвигания, осуществляемых через отверстие, выполненное в средней части контактного датчика. Клемма источника питания выполнена по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности зарядного устройства. Контактный датчик также выполнен по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности автоматически движущегося очистителя для соответствия клемме источника питания. Способ включает первую операцию, в процессе которой движущийся очиститель приближают к зарядному устройству, в процессе второй операции зарядную клемму выдвигают, когда расположенный впереди объект контактирует с контактным датчиком. В процессе третьей операции определяют, является ли расположенный впереди объект зарядным устройством. При осуществлении четвертой операции идентифицируют расположенный впереди объект как зарядное устройство, если есть электрическое соединение между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, и осуществляют подзарядку движущегося очистителя. При выполнении пятой операции индентифицируют расположенный впереди объект как препятствие, если нет электрического соединения между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, зарядную клемму возвращают в исходное положение и движущийся очиститель снова приближают к зарядному устройству путем обхода расположенного впереди объекта. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству и способу автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, а именно к устройству и способу автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, которые позволяют возвращать автоматически движущийся очиститель к зарядному устройству для автоматической подзарядки.
2. Описание существующего уровня техники
В общих чертах автоматически движущийся очиститель представляет собой устройство, имеющее функцию уборки путем всасывания пыли или чего-то подобного в процессе перемещения внутри помещения. Автоматически движущийся очиститель включает самоориентирующееся колесо, расположенное с одной стороны днища корпуса, имеющего круглую форму, ведущие колеса, расположенные с двух противоположных сторон днища корпуса, и отверстие для всасывания пыли, расположенное на передней стороне днища корпуса.
Для подзарядки аккумуляторной батареи, установленной в движущемся очистителе, провод, размещенный с задней стороны движущегося очистителя, можно подсоединить к зарядному устройству или на движущемся очистителе может быть установлен блок обнаружения зарядного устройства, так что движущийся очиститель может осуществлять как поиск зарядного устройства, так и автоматическую подзарядку.
На фиг.1 схематически показан вид сверху конструкции устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя со светоизлучателем и фотоприемником в соответствии с известным решением.
Как показано на фиг.1, в устройстве автоматической подзарядки для автоматически движущегося очистителя со светоизлучателем и фотоприемником в соответствии с известным решением на одной стороне зарядного устройства 11 находится клемма источника питания 12, а на другой стороне зарядного устройства расположен светоизлучатель 13.
С двух сторон днища движущегося очистителя 30 расположены ведущие колеса 31, на одной стороне движущегося очистителя 30 выполнена зарядная клемма 14, а на другой стороне очистителя расположен фотоприемник 15.
В устройстве автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя со светоизлучателем и фотоприемником, выполненных согласно вышеописанному, зарядная клемма 14 находится в контакте с клеммой источника питания 13, обеспечиваемом перемещением автоматически движущегося очистителя 30 в заданное положение, при котором фотоприемник 15 может улавливать лучи света, испускаемые светоизлучателем 13. Буквой "W" обозначена неподвижная конструкция, например поверхность стены.
На фиг.2 схематически показан вид сверху устройства автоматической подзарядки для автоматически движущегося очистителя с использованием направляющей в соответствии с другим известным решением.
Как показано на фиг.2, устройство автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя с использованием направляющей включает в себя клемму источника питания 22, выполненную на одной стороне зарядного устройства 21, и направляющую 23, установленную на другой стороне зарядного устройства 21. С двух сторон днища движущегося очистителя 30 расположены ведущие колеса 31, на одной стороне корпуса движущегося очистителя 30 выполнена зарядная клемма 24, а на другой стороне очистителя расположен контактный датчик 25. θ - это угол установки направляющей или угол захвата движущегося очистителя.
В устройстве автоматической подзарядки движущегося очистителя с использованием направляющей вышеописанной конструкции при перемещении автоматически движущегося очистителя 30 и контакте контактного датчика 25 и направляющей 23 движущийся очиститель 30 перемещается вперед или назад для обеспечения контакта зарядной клеммы 24 с клеммой источника питания 22.
Однако для автоматически движущегося очистителя, показанного на фиг.1, возникает проблема, заключающаяся в том, что фотоприемник не может уловить лучи, испускаемые светоизлучателем, из-за препятствия и т.п., в связи с чем нельзя нормально подзарядить автоматически движущийся очиститель.
Для автоматически движущегося очистителя, показанного на фиг.2, угол установки направляющей зарядного устройства настолько мал, что движущийся очиститель не имеет другого выбора, как заходить только в пределах ограниченного угла. Это означает, что движущийся очиститель с трудом может приблизиться к зарядному устройству, но также и то, что для сближения необходимо много времени.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание устройства и способа автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, которые обеспечивают автоматически движущемуся очистителю быстрое беспрепятственное сближение с зарядным устройством и осуществление подзарядки.
Для обеспечения этого преимущества и других преимуществ и в соответствии с целью настоящего изобретения, как осуществлено и описано в общих чертах здесь, предлагается устройство автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, включающее: зарядное устройство, имеющее клемму источника питания; контактный датчик, установленный на автоматически движущемся очистителе для обеспечения контакта с клеммой источника питания; зарядную клемму, подвижно установленную на автоматически движущемся очистителе для обеспечения местного контакта с клеммой источника питания; и привод зарядной клеммы для обеспечения по выбору задвигания и выдвигания зарядной клеммы.
Для достижения описанных выше целей изобретения также предлагается способ автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, включающий: первую операцию, в процессе которой движущийся очиститель приближают к зарядному устройству; вторую операцию, в процессе которой зарядную клемму выдвигают, когда расположенный впереди объект (т.е. объект, который встречается на пути движущегося очистителя) находится в контакте с контактным датчиком по мере приближения очистителя; третью операцию, в процессе которой определяют, является ли расположенный впереди объект зарядным устройством; четвертую операцию, в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как зарядное устройство, если есть электрическое соединение между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, и осуществляют подзарядку движущегося очистителя; и пятую операцию, в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как препятствие, если нет электрического соединения между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, зарядную клемму возвращают в исходное положение, и движущийся очиститель снова приближают к зарядному устройству путем обхода расположенного впереди объекта.
Описанная выше цель изобретения и другие его цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из представленного ниже подробного описания настоящего изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопроводительные чертежи, включенные для более полного понимания изобретения и являющиеся составной частью данного описания, показывают примеры осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.
На чертежах представлено:
на фиг.1 - схематический вид сверху, показывающий конструкцию устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя с использованием светоизлучателя и фотоприемника в соответствии с известным решением;
на фиг.2 - схематический вид сверху, показывающий конструкцию устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя с использованием направляющей в соответствии с другим известным решением;
на фиг.3 - общий вид, показывающий конструкцию устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.4 - частичный вертикальный разрез, показывающий конструкцию устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.5 -вид сверху, показывающий зарядную клемму и контактный датчик, которые расположены в автоматически движущемся очистителе;
на фиг.6 - общий вид, показывающий один из примеров привода зарядной клеммы;
на фиг.7 - вид сверху, показывающий другой пример привода зарядной клеммы;
на фиг.8 - вид сверху, показывающий положение, когда контактный датчик находится в контакте с клеммой источника питания;
на фиг.9 - вид сверху, показывающий положение, когда зарядная клемма находится в контакте с клеммой источника питания;
на фиг.10 - вид сверху, показывающий положение, когда зарядная клемма находится в контакте с препятствием; и
на фиг.11 - последовательность операций способа автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже представлено подробное описание предпочтительных примеров осуществления настоящего изобретения, которые показаны на сопроводительных чертежах.
Устройство автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением будет описано со ссылками на сопроводительные чертежи.
На фиг.3 представлен общий вид, показывающий конструкцию устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением, на фиг.4 представлен частичный вертикальный разрез, показывающий устройства автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением, на фиг.5 представлен вид сверху, показывающий зарядную клемму и контактный датчик, которые расположены в автоматически движущемся очистителе.
Как показано на этих чертежах, устройство автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением включает в себя зарядное устройство 110, снабженное клеммой источника питания 111; контактный датчик 120, установленный на автоматически движущемся очистителе 30 для обеспечения контакта с клеммой источника питания 111; зарядную клемму 130, подвижно установленную на автоматически движущемся очистителе 30 для обеспечения местного контакта с клеммой источника питания 111; и привод зарядной клеммы для обеспечения по выбору задвигания и выдвигания зарядной клеммы 130.
В средней части контактного датчика 120 выполнено отверстие 120а, через которое зарядную клемму 130 можно задвигать и выдвигать.
Клемма источника питания 111 выполнена по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности зарядного устройства 110, и контактный датчик 120 также выполнен по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности автоматически движущегося очистителя 30, чтобы соответствовать клемме источника питания 111. Кроме того, передняя поверхность зарядной клеммы 130 также выполнена по форме дуги окружности, чтобы соответствовать форме клеммы источника питания 111.
Поскольку клемма источника питания 111, контактный датчик 120 и зарядная клемма 130 выполнены по форме дуги окружности, угол захвата автоматически движущегося очистителя 30 становится широким, и таким образом можно значительно сократить время сближения для подзарядки движущегося очистителя 30, а подзарядку осуществить легко и быстро.
В качестве контактного датчика 120 может использоваться тактовый искатель, ультразвуковой датчик, оптический датчик ИК излучения или магнитный датчик, регистрирующий изменение напряженности магнитного поля.
Зарядная клемма 130, установленная в автоматически движущемся очистителе 30, выдвигается по выбору, что обеспечивает защиту автоматически движущегося очистителя 30 от возможных повреждений при соударении очистителя с объектом во время его перемещения.
Зарядная клемма 130 перемещается в радиальном направлении в автоматически движущемся очистителе 30 через отверстие, выполненное на внешней цилиндрической поверхности движущегося очистителя 30.
Предпочтительно чтобы клемма источника питания 111, контактный датчик 120 и зарядная клемма располагались на одном уровне для того, чтобы при выдвигании зарядной клеммы 130 для осуществления контакта с клеммой источника питания 111 между этими клеммами был равномерный контакт.
На фиг.6 представлен общий вид, показывающий один из примеров привода зарядной клеммы.
Как показано, привод зарядной клеммы включает в себя: зубчатую рейку 141, выполненную с одной стороны зарядной клеммы 130, шестерню 142, находящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой 141, и приводной электродвигатель 143 для вращения шестерни 142.
Зарядная клемма 130 содержит корпус 131 зарядной клеммы и зарядный электрод 132, закрепленный на передней поверхности корпуса 131 зарядной клеммы.
На фиг.7 представлен вид сверху, показывающий другой пример привода зарядной клеммы.
Как показано, привод зарядной клеммы включает в себя: стальную подвижную пластину 144, закрепленную на конце зарядной клеммы 130, электромагнит 145, закрепленный в автоматически движущемся очистителе 30 и останавливающий подвижную пластину 144, и упругий элемент 146, установленный между подвижной пластиной 144 и электромагнитом 145.
Электромагнит 145 намагничивают для остановки по выбору подвижной пластины 144, чтобы задвигать зарядную клемму 130 внутрь движущегося очистителя 30 и выдвигать упомянутую клемму из него. При этом упругий элемент 146 обеспечивает возвращение зарядной клеммы 130 в исходное положение.
На фиг.8 представлен вид сверху, показывающий положение, когда контактный датчик находится в контакте с клеммой источника питания, а на фиг.9 представлен вид сверху, показывающий положение, когда зарядная клемма находится в контакте с клеммой источника питания.
Сначала, как показано на фиг.8, автоматически движущийся очиститель 30 приближается к зарядному устройству 110 так же, как это происходит в известных устройствах. При этом контактный датчик 120 определяет, что движущийся очиститель 30 находится в контакте с клеммой источника питания 111 зарядного устройства 110.
В этом положении, как показано на фиг.9, приводной электродвигатель 143 приводит во вращение шестерню 142. Затем из движущегося очистителя 30 благодаря вращению шестерни 142 выдвигается зарядная клемма 130, на которой выполнена зубчатая рейка 141, в результате чего обеспечивается положение, в котором зарядная клемма 130 контактирует с клеммой источника питания 111.
В этом положении зарядная клемма 130 и клемма источника питания 111 электрически соединены друг с другом, и осуществляется подзарядка движущегося очистителя 30.
Если, как показано на фиг.10, движущийся очиститель 30 при приближении к зарядному устройству 110 встречает препятствие 200, зарядная клемма 130 выдвигается наружу из движущегося очистителя 30 и остается в положении контакта с препятствием 200. При этом препятствия, как правило, являются диэлектриками, поэтому зарядная клемма 130 не будет электрически соединена с препятствием 200.
В этом случае движущийся очиститель 30 возвращает зарядную клемму 130 в исходное положение и очиститель перемещается назад, чтобы обойти препятствие 200 и снова приблизиться к зарядному устройству 110. Позицией 32 обозначено вспомогательное колесо.
Ниже будет подробно описан способ подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на фиг.11.
На фиг.11 представлена последовательность операций способа автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано, способ автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя включает в себя первую операцию (S1), в процессе которой автоматически движущийся очиститель приближают к зарядному устройству; вторую операцию (S2), в процессе которой зарядную клемму выдвигают, если расположенный впереди объект контактирует с контактным датчиком при приближении движущегося очистителя; третью операцию (S3), в процессе которой определяют, является ли расположенный впереди очистителя объект зарядным устройством; четвертую операцию (S4), в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как зарядное устройство, если есть электрическое соединение между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, и осуществляют подзарядку движущегося очистителя; пятую операцию (S5), в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как препятствие, если нет электрического соединения между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, зарядную клемму возвращают в исходное положение, и движущийся очиститель снова приближают к зарядному устройству путем обхода расположенного впереди объекта.
На первой операции, если емкость аккумуляторной батареи стала ниже заданного уровня в процессе выполнения операции уборки движущимся очистителем, то последний приближают к известному из уровня техники зарядному устройству. При перемещении движущегося очистителя к зарядному устройству очиститель может встретить препятствие или может приблизиться непосредственно к зарядному устройству, не встретив на своем пути препятствия.
На второй операции, если в процессе приближения движущегося очистителя к зарядному устройству контактный датчик контактирует с расположенным впереди объектом, то из движущегося очистителя выдвигают зарядную клемму с помощью привода зарядной клеммы.
На третьей операции определяют, чем является расположенный впереди объект - зарядным устройством или препятствием.
На четвертой и пятой операциях расположенный впереди объект идентифицируют как зарядное устройство, если есть электрическое соединение зарядной клеммы с расположенным впереди объектом, и осуществляют подзарядку движущегося очистителя. И наоборот, расположенный впереди объект идентифицируют как препятствие, если нет электрического соединения зарядной клеммы с расположенным впереди объектом, поэтому зарядную клемму возвращают в исходное положение, и затем движущийся очиститель снова приближают к зарядному устройству путем обхода расположенного впереди объекта.
Таким образом, из представленного выше описания изобретения следует, что устройство и способ автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя в соответствии с настоящим изобретением обладают следующими преимуществами:
Во-первых, так как зарядная клемма расположена внутри автоматически движущегося очистителя и выдвигается из очистителя по выбору, то движущийся очиститель защищен от повреждения при соударении с объектом при движении вперед.
Кроме этого, благодаря тому что клемма источника питания, контактный датчик и зарядная клемма выполнены по форме дуги окружности, угол захвата движущегося очистителя расширяется, так что можно значительно сократить время сближения для подзарядки и зарядка может быть выполнена быстро и удобно.
Поскольку настоящее изобретение может быть воплощено в разных формах выполнения без отклонения от сущности или существенных признаков, необходимо понимать, что описанные выше примеры осуществления изобретения не ограничены какими-либо деталями представленного выше описания изобретения, если на то нет особых указаний, а скорее имеют широкое толкование в пределах сущности и объема изобретения, которые определены в представленной ниже формуле изобретения, а следовательно, все изменения и модификации, находящиеся в рамках и границах формулы изобретения или эквивалентных признаков, охватываются формулой изобретения.
1. Устройство автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, содержащее зарядное устройство, имеющее клемму источника питания, контактный датчик, установленный на автоматически движущемся очистителе с возможностью контакта с клеммой источника питания, зарядную клемму, подвижно установленную на автоматически движущемся очистителе для местного контакта с клеммой источника питания, и привод зарядной клеммы для задвигания и выдвигания зарядной клеммы по выбору.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в средней части контактного датчика выполнено отверстие, через которое осуществляется задвигание и выдвигание зарядной клеммы.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клемма источника питания выполнена по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности зарядного устройства, и контактный датчик также выполнен по форме дуги окружности на внешней цилиндрической поверхности автоматически движущегося очистителя для соответствия клемме источника питания.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клемма источника питания и контактный датчик расположены на одном уровне.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что передняя поверхность зарядной клеммы имеет форму дуги окружности, чтобы соответствовать клемме источника питания.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зарядная клемма включает корпус зарядной клеммы и зарядный электрод, закрепленный на передней поверхности корпуса зарядной клеммы.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зарядная клемма является подвижной в радиальном направлении относительно движущегося очистителя.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод зарядной клеммы содержит зубчатую рейку, выполненную с одной стороны зарядной клеммы, шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой, и приводной электродвигатель для вращения шестерни.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод зарядной клеммы содержит стальную подвижную пластину, закрепленную на конце зарядной клеммы, электромагнит, закрепленный в автоматически движущемся очистителе и останавливающий подвижную пластину, и упругий элемент, установленный между подвижной пластиной и электромагнитом.
10. Способ автоматической подзарядки автоматически движущегося очистителя, включающий в себя:
первую операцию, в процессе которой движущийся очиститель приближают к зарядному устройству;
вторую операцию, в процессе которой зарядную клемму выдвигают, когда расположенный впереди объект контактирует с контактным датчиком;
третью операцию, в процессе которой определяют, является ли расположенный впереди объект зарядным устройством;
четвертую операцию, в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как зарядное устройство, если есть электрическое соединение между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, и осуществляют подзарядку движущегося очистителя, и
пятую операцию, в процессе которой расположенный впереди объект идентифицируют как препятствие, если нет электрического соединения между зарядной клеммой и расположенным впереди объектом, зарядную клемму возвращают в исходное положение и движущийся очиститель снова приближают к зарядному устройству путем обхода расположенного впереди объекта.
