Подвижный робот, содержащий увлажнитель воздуха
Подвижный робот, содержащий увлажнитель воздуха, относится к подвижным роботам и содержит привод, предназначенный для поддержки корпуса с возможностью его перемещения и создающий тяговое усилие для перемещения корпуса. Также робот содержит увлажнитель, расположенный на корпусе, датчик влажности, регистрирующий уровень влажности в помещении, узел всасывания пыли, расположенный в корпусе и предназначенный для проведения уборки на поверхности, и контроллер, предназначенный для управления приведением в действие привода и включения/выключения увлажнителя в соответствии с уровнем влажности в помещении, зарегистрированным датчиком влажности. Обеспечивается поддержание необходимого уровня влажности в помещении. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
В соответствии с §199(а) раздела 35 свода законов США приоритет данной заявки заявляется по заявке на патент Кореи №2005-15461, поданной 24 февраля 2005 года в патентное Ведомство Кореи, содержание которой целиком включено в данную заявку посредством ссылки.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка может содержать предмет изобретения, имеющий отношение к следующим находящимся в процессе рассмотрения патентным заявкам США: №10/822653 "Робот-воздухоочиститель и система, содержащая его", поданной 13 апреля 2004 года, №10/804078 "Фильтрующий робот с воздухоочистительной функцией и система, содержащая его", поданной 19 марта 2004 года, и №10/887918 "Фильтрующий робот с генератором отрицательных ионов", поданной 12 июля 2004 года.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение в целом относится к подвижным роботам, а в некоторых вариантах выполнения - к роботам, содержащим увлажнитель воздуха.
Описание уровня техники
В целом, в зависимости от того, как осуществляется испарение воды, увлажнители воздуха можно разделить на центробежные распылительные увлажнители, ультразвуковые увлажнители, тепловые увлажнители и фильтрующие испарительные увлажнители.
В центробежных распылительных увлажнителях за счет использования центробежной силы распыляют втянутую воду, которая испаряется, сталкиваясь с внутренней стенкой. В ультразвуковых увлажнителях электрический сигнал заданной частоты передают к вибратору, погруженному в воду, заставляя его вибрировать, и тем самым осуществляют испарение воды. В тепловых увлажнителях осуществляется нагрев воды с использованием нагревателя или электрода в виде стержня и благодаря этому образуется пар. В фильтрующих испарительных увлажнителях воздух прогоняют через влажный фильтр и благодаря этому испаряют воду.
Подобные увлажнители воздуха поддерживают влажность в помещении на соответствующем уровне для создания свежей окружающей атмосферы в помещении и в большинстве случаев постоянно расположены в заданном месте. Однако стационарный увлажнитель обладает недостатком, который заключается в том, что его увлажняющее действие ограничивается областью, прилегающей к месту установки увлажнителя, особенно при отсутствии конвекционного потока, создаваемого увлажнителем. Поэтому создание необходимого уровня влажности во всем помещении является затруднительным, а эффективность увлажнения ухудшается.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует иметь в виду, что приведенные ниже сущность изобретения и подробное описание являются иллюстративными и пояснительными и предназначены для того, чтобы дать дополнительное объяснение заявленного изобретения. Ни сущность, ни следующее за ней описание не подразумевают определения или ограничения объема правовой охраны данного изобретения конкретными признаками, упомянутыми в сущности или описании.
В некоторых вариантах выполнения данным изобретением устраняются одна или несколько из указанных выше проблем и/или недостатков и достигаются одно или несколько преимуществ, описанных ниже.
В некоторых иллюстративных вариантах выполнения предлагается подвижный робот с увлажнителем воздуха, создающий более равномерное увлажнение по всему помещению.
В другом иллюстративном варианте выполнения подвижный робот одновременно осуществляет работу по уборке и увлажнению.
В более конкретных примерах, приведенных в описании, подвижный робот содержит привод, предназначенный для поддержки корпуса с возможностью его перемещения и создающий тяговое усилие для перемещения корпуса, увлажнитель, расположенный на корпусе, и контроллер, предназначенный для управления приводом.
В одном варианте выполнения подвижный робот может дополнительно содержать датчик влажности, регистрирующий уровень влажности в помещении, и крышку, закрывающую корпус. Контроллер осуществляет управление включением/выключением увлажнителя в соответствии с уровнем влажности, зарегистрированным датчиком влажности.
Увлажнитель имеет резервуар, содержащий жидкость, испарительный модуль, предназначенный для превращения в пар жидкости, поступающей из резервуара, и подачи пара наружу, и соединительную трубку, предназначенную для соединения резервуара с испарительным модулем для подачи жидкости, содержащейся в резервуаре, к испарительному модулю.
В иллюстративных вариантах выполнения испарительный модуль содержит испаритель, предназначенный для превращения жидкости в пар, и выпускную трубку, предназначенную для выпуска пара наружу. Резервуар имеет заливочное окно, предназначенное для введения через него жидкости, при этом заливочное окно и выпускная трубка открыты наружу через отверстие заливочного окна и отверстие выпускной трубки, выполненные на крышке, закрывающей корпус.
В одном варианте выполнения привод содержит по меньшей мере один приводной двигатель, управляемый контроллером, пару ведущих колес, соединенных с приводным двигателем и установленных на противоположных сторонах корпуса, пару ведомых колес, соединенных с парой ведущих колес для передачи тягового усилия, и пару промежуточных колес, предназначенных для поддержки корпуса. Резервуар расположен на корпусе так, что ведущие колеса, ведомые колеса и промежуточные колеса подвергаются одинаковой нагрузке со стороны резервуара. Два резервуара размещены на противоположных сторонах корпуса так, что расположены над ведущим колесом, ведомым колесом и промежуточными колесами.
В некоторых иллюстративных вариантах выполнения подвижный робот может дополнительно содержать узел всасывания пыли, расположенный на корпусе и предназначенный для проведения уборки на поверхности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые включены в данный документ и составляют часть подробного описания, представляют иллюстративные варианты выполнения и вместе с описанием дополнительно служат для того, чтобы дать специалистам в данной области техники возможность создавать и применять эти и другие варианты выполнения, которые будут ими выявлены.
Фиг.1 представляет в разобранном виде в аксонометрии примерный вариант выполнения подвижного робота;
фиг.2 является видом снизу подвижного робота, показанного на фиг.1;
фиг.3 представляет собой блок-схему, изображающую примерный вариант выполнения управляющей системы, которая может быть использована с подвижным роботом, показанным на фиг.1;
фиг.4 представляет собой вид в аксонометрии показанного на фиг.1 подвижного робота в собранном состоянии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ
Подвижный робот, обладающий различными признаками изобретения, будет рассмотрен на нескольких иллюстративных вариантах выполнения. В этом описании приведен по меньшей мере один вариант выполнения, содержащий признаки этого изобретения. Приведенный вариант(ы) выполнения, а также ссылки в тексте на "один вариант выполнения", "вариант выполнения", "иллюстративный вариант выполнения" и т.д. указывают, что описанный вариант(ы) может (могут) содержать конкретный признак, конструкцию или характеристику, но каждый вариант не обязательно должен включать конкретный признак, конструкцию или характеристику. Более того, такие фразы не обязательно относятся к одному и тому же варианту выполнения. Далее, если приводится описание конкретного признака, конструкции или характеристики в отношении варианта выполнения, то специалисты могут осуществить такой признак, конструкцию или характеристику в отношении других вариантов выполнения, независимо от того, подробно или не подробно они описаны.
В приведенном ниже описании для одинаковых элементов даже на разных чертежах могут быть использованы одни и те же цифровые обозначения элементов. Описанные варианты выполнения, а также их подробная конструкция и детали лишь способствуют всестороннему пониманию данного изобретения. Поэтому очевидно, что данное изобретение может быть выполнено различными способами и не требует каких-либо конкретных описанных в данном документе признаков. Кроме того, не приведено подробного описания известных функций или конструкций, поскольку наличие излишней детализации внесло бы неясность в изобретение.
Обратимся к фиг.1-4, где показано, что подвижный робот, выполненный в соответствии с одним иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения, содержит корпус 10, закрывающую корпус 10 крышку 20, узел 30 всасывания пыли, привод 40, верхнюю фотокамеру 50, переднюю фотокамеру 52, датчик 54 препятствий, запоминающее устройство 60, передающую/принимающую часть 70, контроллер 80 и увлажнитель 90. Направлением стрелки ″I″ показано направление продвижения вперед подвижного фильтрующего робота.
В показанном иллюстративном варианте выполнения узел 30 всасывания пыли расположен на корпусе 10 и предназначен для втягивания загрязненного воздуха с очищаемой поверхности и улавливания пыли. Узел 30 всасывания пыли применяется для выполнения подвижным роботом уборки, и им может быть хорошо известный узел всасывания пыли обычного фильтрующего робота. Например, узел 30 всасывания пыли содержит всасывающий двигатель (не показан), всасывающее окно 31, выполненное на корпусе 10 и предназначенное для втягивания пыли с очищаемой поверхности за счет всасывающего усилия, создаваемого всасывающим двигателем, щетку 31, открытую наружу через всасывающее отверстие 31 и предназначенную для сметания пыли, и пылеулавливающую камеру (не показана), предназначенную для улавливания пыли, втянутой через всасывающее окно.
Как показано на фиг.2 в иллюстративном варианте выполнения, привод 40 содержит пару ведомых колес 41, расположенных у передних противоположных сторон корпуса 10, пару ведущих колес 42, расположенных у задних противоположных сторон корпуса 10, пару приводных электродвигателей 43, предназначенных для приведения во вращение соответственно пары ведущих колес 42, элемент 44 передачи энергии, предназначенный для передачи тягового усилия от ведущих колес 42 к ведомым колесам 41, и пару промежуточных колес 45, расположенных у задних сторон корпуса 10 и предназначенных для поддержания корпуса 10 с возможностью перемещения. В этом варианте выполнения элемент 44 передачи энергии содержит зубчатый ремень, но пригодные механизмы передачи энергии не ограничены только зубчатым ремнем, который показан просто в качестве примера. Для элемента 44 передачи энергии может быть выбран узел шкивов с шестернями или любой другой известный способ передачи энергии. В данном примере имеется пара приводных двигателей 43, но возможно использование любого количества двигателей, например одного приводного двигателя. Кроме того, промежуточные колеса 45 могут отсутствовать, если ведущие колеса 42 и ведомые колеса 41 расположены соответствующим образом для уравновешивания подвижного робота. Возможно использование различных известных приводных механизмов при условии приведения ими подвижного робота в действие и поддержания его равновесного состояния.
Привод 40 приводит приводные электродвигатели 43 в независимое вращение в направлении вперед или назад в соответствии с управляющим сигналом от контроллера 80. Направление перемещения задается изменением скорости вращения (измеренной в оборотах в минуту) соответствующих приводных двигателей 43.
В одном варианте выполнения верхняя фотокамера 50 расположена на корпусе 10 и предназначена для фотографирования верхнего изображения и подачи сфотографированного изображения к контроллеру 80.
Предпочтительней, чтобы верхняя фотокамера 50 была оборудована объективом типа "рыбий глаз" (не показан). Конструкция объектива типа "рыбий глаз" раскрыта в публикациях патентов Кореи №№1996-7005245, 1997-48669 и 1994-22112, и поскольку эти объективы от разных производителей легко доступны, то нет необходимости во включении подробного описания их конструкции в данное описание.
В приведенном варианте выполнения передняя камера 52 расположена на корпусе и предназначена для фотографирования фронтального изображения и выдачи сфотографированного изображения на контроллер 80.
В одном варианте выполнения датчик 54 препятствий расположен по краю корпуса 10 и предназначен для передачи сигналов наружу и приема отраженных сигналов. В датчике 54 препятствий возможно использование оптического или ультразвукового датчика. Возможно использование датчика 50 препятствий для определения расстояния от него до препятствия или стены.
При одном способе работы, приведенном здесь в качестве примера, запоминающее устройство 60 запоминает верхнее изображение, сфотографированное верхней фотокамерой 50, а контроллер 80 вычисляет информацию о местоположении или перемещении, исходя из информации об изображении, сохраненной в запоминающем устройстве 60.
В этом варианте передающая/принимающая часть 70 посылает данные к внешнему устройству 72 и передает сигналы, полученные от внешнего устройства 72, к контроллеру 80. Внешнее устройство 72 в общем случае представляет собой устройство радиорелейной связи (не показано) или дистанционный контроллер (не показан), которые могу вводить и выводить данные.
В соответствии с этим вариантом выполнения контроллер 80 обрабатывает сигнал, принятый от передающей/принимающей части 70, и на основе сигналов управляет соответствующими частями. Подвижный робот дополнительно может содержать устройство ввода с клавиатуры (не показано), содержащее клавиши, предназначенные для задания функций подвижного робота. В этом случае контроллер 80 обрабатывает сигнал, введенный с устройства ввода с клавиатуры.
В одном варианте выполнения контроллер 80 извлекает из верхнего изображения, сфотографированного верхней фотокамерой 50, изображение метки опознавания местоположения, которая установлена на потолке рабочей области, и распознает местоположение подвижного робота, основываясь на метке опознавания местоположения. Контроллер 80 управляет соответствующими частями для выполнения намеченной работы, исходя из информации о местоположении. Кроме того, контроллер 80 управляет включением/выключением увлажнителя 90 в соответствии со значением, введенным сдатчика 97 влажности (см. фиг.3).
В показанном иллюстративном варианте выполнения увлажнитель 90 содержит пару резервуаров 91, испарительный модуль 93 и соединительную трубку 96, предназначенную для подачи жидкости, содержащейся в резервуарах 91, к испарительному модулю 93.
В этом варианте выполнения два резервуара 91 содержат жидкость, предназначенную для превращения в пар, и расположены у противоположных сторон корпуса 10 над парами колес 41, 42 и 45 так, чтобы на пары колес 41, 42 и 45 со стороны резервуаров 91 воздействовала одинаковая нагрузка. То есть резервуары 91 расположены на корпусе 10 так, что центр тяжести резервуаров 91 совпадает с центром тяжести подвижного робота. Возможно различное расположение резервуаров 91 на корпусе 10. В предпочтительном случае их компоновка удовлетворяет условию идентичности центра тяжести резервуаров 91 и центра тяжести подвижного робота. В показанном примере каждый резервуар 91 имеет заливочное окно 92, через которое жидкость вводится в резервуар 19. Заливочное окно 92 открыто наружу через отверстие 22 заливочного окна, выполненное на крышке 20 таким образом, чтобы пользователь мог непосредственно ввести жидкость, не открывая крышку 20. У отверстия 22 заливочного окна имеется крышка 23, которая может открываться и закрываться.
В одном варианте выполнения испарительный модуль 93 содержит испаритель 94, предназначенный для испарения жидкости, подаваемой из резервуара 91, и выпускную трубку 95, предназначенную для направления пара, создаваемого испарителем 94, из подвижного робота наружу. Испаритель 94 расположен на корпусе 10 ниже резервуара 91 так, что жидкость, содержащаяся в резервуаре 91, легко подается к испарителю 94. В испарителе 94 возможно использование любого из множества известных способов увлажнения. В качестве неограничивающего примера, возможно использование центробежного способа распыления, ультразвукового, теплового или способа испарения с фильтра. Поскольку конструкция и принцип различных подходящих видов испарителя 94 хорошо известны специалистами, то подробное описание работы испарителя не приводится. Выпускная трубка 95 открыта наружу через отверстие 21 выпускной трубки, выполненное на крышке 20.
В этом варианте выполнения имеются две (2) соединительные трубки 96 для подсоединения модуля 93 к соответствующим резервуарам 91.
Ниже приведено описание одного примера способа работы подвижного робота, содержащего приведенную выше конструкцию.
Контроллер 80 осуществляет управление приводом 40 с целью перемещения подвижного робота по рабочей площади в соответствии с рисунком перемещения, создает карту изображения по отношению к верхней области на основе изображения, сфотографированного верхней фотокамерой 50, и запоминает ее в запоминающем устройстве 60. В альтернативном варианте, при приеме подвижным роботом рабочей команды с устройства ввода с клавиатуры или внешнего устройства 72 беспроводным способом подвижный робот может быть приведен в состояние, в котором перед выполнением им фактической работы создается карта изображения.
Контроллер 80 определяет местоположение подвижного робота на основе предварительно созданной карты изображения. А именно когда контроллер 80 в качестве входного сигнала принимает с устройства ввода с клавиатуры или с внешнего устройства 72 беспроводным способом сигнал запроса на работу, контроллер 80 сравнивает текущее изображение, введенное верхней фотокамерой 50, или верхней фотокамерой 50 и передней фотокамерой 52, с сохраненной картой изображения, определяя тем самым текущее местоположение подвижного робота. Контроллер 80 осуществляет управление приводом 40 в соответствии с траекторией перемещения от определенного текущего местоположения к намеченному местоположению. В данном случае сигнал запроса на работу содержит сигнал на проведение операции уборки, сигнал на операцию отслеживания, которую должны выполнить фотокамеры 50 и 52, и сигнал на проведение операции увлажнения.
Во время перемещения подвижного робота по траектории к цели он рассчитывает ошибку в перемещении, используя расстояние перемещения, измеренное кодирующим устройством, и текущее местоположение, определенное при сравнении текущего сфотографированного изображения с сохраненной картой изображения, а также осуществляет управление приводом 40 для компенсации ошибки перемещения и отслеживания траектории к намеченному местоположению.
При перемещении подвижного робота контроллер 80 выборочно приводит в действие узел 30 всасывания пыли и увлажнитель 90 воздуха или оба эти устройства в соответствии с сигналом запроса на работу.
То есть при подаче питания от источника энергии (не показан), имеющегося в корпусе 10, приводится в действие всасывающий пыль двигатель (не показан). В результате за счет всасывающего усилия, создаваемого управляемым всасывающим двигателем, подвижный робот через всасывающее отверстие 31 втягивает пыль с поверхности, которая должна подвергнуться очистке.
В одном варианте выполнения контроллер 80 определяет, проводить ли увлажнение, исходя из значения, полученного от датчика 97 влажности, и опорного значения, предварительно заданного в запоминающем устройстве 60, и, если обнаруживается, что измеренный уровень ниже желательного уровня влажности, увлажнитель осуществляет операцию увлажнения. Подвижный робот под управлением контроллера 80 осуществляет увлажнение в области с пониженной влажностью и не осуществляет увлажнение в области с повышенной влажностью. Следовательно, подвижный робот может поддерживать влажность в помещении на постоянном уровне внутри всей рабочей области и повысить эффективность увлажнения. Между тем, операции увлажнения и уборки выполняются совместно и раздельно.
Если пользователь через внешнее устройство 72 вводит сигнал на остановку работы приводной части 40, то подвижный робот останавливается в определенном месте, но может продолжить операции уборки или увлажнения.
Если пользователь через внешнее устройство 72 вводит команду на прекращение работы, то по завершении операции уборки или увлажнения контроллер 80 прекращает операцию уборки или увлажнения и возвращает подвижный робот к исходному местоположению.
Как отмечено выше, поскольку увлажнитель 90 воздуха обладает возможностью перемещения в пределах помещения, то он может осуществлять увлажнение воздуха всего помещения.
Так как увлажнитель 90 воздуха установлен в подвижном роботе, обладающим функцией уборки, то не требуется дополнительной увлажнитель, и таким образом достигается эффект экономии расходов. Кроме того, поскольку операции уборки и увлажнения осуществляются одновременно, можно получить гораздо более свежее жилое пространство.
Приведенные варианты выполнения и преимущества являются просто иллюстративными и не могут рассматриваться как ограничивающие данное изобретение. Описание данного изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем правовой охраны формулы изобретения. Для специалистов в данной области техники очевидны многочисленные альтернативы, модификации и вариации. В формуле изобретения пункты, содержащие средства и функции, предназначены для охвата конструкций, описанных в данном документе в качестве выполняющих указанную функцию, и не только конструктивных эквивалентов, но также и эквивалентных конструкций.
1. Подвижный робот, содержащий привод, предназначенный для поддержки корпуса с возможностью его перемещения и создающий тяговое усилие для перемещения корпуса, увлажнитель, расположенный на корпусе, датчик влажности, регистрирующий уровень влажности в помещении, узел всасывания пыли, расположенный в корпусе и предназначенный для проведения уборки на поверхности, и контроллер, предназначенный для управления приведением в действие привода и включения/выключения увлажнителя в соответствии с уровнем влажности в помещении, зарегистрированным датчиком влажности.
2. Подвижный робот по п.1, в котором увлажнитель содержит резервуар, содержащий жидкость, и испарительный модуль, предназначенный для превращения в пар жидкости, поступающей из резервуара, и подачи пара наружу.
3. Подвижный робот по п.2, в котором испарительный модуль содержит испаритель, предназначенный для превращения жидкости в пар, и выпускную трубку, предназначенную для выпуска пара наружу.
4. Подвижный робот по п.3, в котором резервуар имеет заливочное окно, предназначенное для введения через него жидкости, при этом заливочное окно и выпускная трубка открыты наружу через отверстие заливочного окна и отверстие выпускной трубки, выполненные на крышке, закрывающей корпус.
5. Подвижный робот по п.4, в котором привод содержит по меньшей мере один приводной двигатель, управляемый контроллером, пару ведущих колес, соединенных с приводным двигателем и установленных на противоположных сторонах корпуса, пару ведомых колес, соединенных с парой ведущих колес для передачи тягового усилия, и пару промежуточных колес, предназначенных для поддержки корпуса, причем резервуар расположен на корпусе так, что ведущие колеса, ведомые колеса и промежуточные колеса подвергаются одинаковой нагрузке со стороны резервуара.
6. Подвижный робот по п.4, в котором привод содержит по меньшей мере один приводной двигатель, управляемый контроллером, пару ведущих колес, соединенных с приводным двигателем и установленных на противоположных сторонах корпуса, пару ведомых колес, соединенных с парой ведущих колес для передачи тягового усилия, и пару промежуточных колес, предназначенных для поддержки корпуса, при этом указанный увлажнитель содержит второй резервуар, причем пара резервуаров размещена на противоположных сторонах корпуса так, что расположена над ведущими колесами, ведомыми колесами и промежуточными колесами.
7. Подвижный робот по п.6, в котором увлажнитель дополнительно содержит соединительную трубку, предназначенную для соединения резервуара с испарителем для подачи жидкости из резервуара к испарителю.
