用于防止异物堵塞的装置和包括该装置的清洁机器人

摘要

提供一种用于防止异物堵塞的装置，通过该装置能够防止异物沉积物被吸入时的堵塞现象，还提供包括该装置的一种清洁机器人。用于防止异物堵塞的装置包括：支撑架；导入构件固定单元，布置于支撑架内，并且用于吸入异物的导入构件与该导入构件固定单元联接；以及振动单元，用于振动导入构件并且驱动导入构件固定单元以防止异物堵塞。通过所述构造，通过防止导入构件的堵塞现象解决了过载施加于吸入泵的问题，使防止泵损坏和减少动力消耗成为可能。

权利要求

1.一种用于防止异物堵塞的装置，所述装置包括：支撑架；

导入构件固定单元，布置于所述支撑架内，并且用于吸入异物的导入构件与该导入构件固定单元联接；以及振动单元，用于振动所述导入构件并且驱动所述导入构件固定单元以防止异物堵塞；

其中所述导入构件与所述导入构件固定单元联接，以至少当所述导入构件固定单元被驱动时防止所述导入构件的扭曲；

其中所述导入构件固定单元具有从固定单元主体的中心向固定单元主体的外周表面形成的引导孔，所述引导孔允许所述导入构件穿过，使得在所述导入构件可移动时防止所述导入构件的扭曲。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述振动单元包括：驱动构件，可旋转地设置于所述支撑架内并且布置于所述导入构件固定单元的外周表面上，用于传递旋转力到所述导入构件固定单元；以及驱动电机，用于旋转所述驱动构件。

3.根据权利要求2所述的装置，其中第一锯齿在所述导入构件固定单元内形成，而对应于第一锯齿的用于传递旋转力到所述导入构件固定单元的第二锯齿在所述驱动构件的外周表面上形成。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述振动单元还包括多个旋转支撑构件，这些旋转支撑构件可旋转地安装于所述支撑架内并且布置于所述导入构件固定单元的外周表面上，用于可旋转地支撑所述导入构件固定单元。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述旋转支撑构件具有圆柱形形状，且具有从所述旋转支撑构件的圆柱部分的相对端向外扩展的凸缘，使得所述导入构件固定单元被插入在所述旋转支撑构件的相对端处的凸缘之间。

6.一种清洁机器人，包括：

主架；

行走单元，安装在所述主架上，用于移动所述主架；

异物吸入单元，布置于主架的移动方向侧并且具有吸入孔，异物经过吸入孔被吸入；

导入构件，其一端被连接到所述异物吸入单元的吸入孔，并且其相对端被连接到用于吸入异物的吸入泵；以及根据权利要求1-5中任一项所述的装置，该装置被安装在所述主架上，用于振动所述导入构件。

说明书

用于防止异物堵塞的装置和包括该装置的清洁机器人

[0001] 相关申请的相互参引

[0002] 本申请要求于2014年7月18日向韩国知识产权局提交的第10-2014-0090883号韩国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引证的方式纳入本申请。

背景技术

[0003] 本公开内容涉及一种用于防止异物堵塞的装置和包括该装置的一种清洁机器人，且更具体而言涉及一种用于防止异物堵塞的装置，通过该装置能在异物沉积物被吸入时防止堵塞现象，和包括该装置的一种清洁机器人。

[0004] 在钢厂，各种类型的水箱被使用，包括用于存放当制造钢时使用的水的水箱，以及用于存放用作冷却水的水和/或待要与各种物质混合以形成废污水的水的水箱。然而，因为难于循环和重新使用水箱中的水，且污水中包含的异物会被水下泵吸进，如果异物例如污水的沉积物在水箱内部形成则引起水下泵故障，所以应该定期地移除水箱中这样的异物沉积物。

[0005] 近年来，基于自动水下行走系统的一种清洁机器人被引入水箱以在水箱内移动时吸入异物沉积物，通过该清洁机器人能在保持设备操作的同时移除水箱中的异物沉积物。

[0006] 图1是简要例示基于水下自动行走系统的清洁机器人的视图。参考图1，在清洁机器人10中，地下吸入泵15产生吸入压力，而吸入模块16粉碎异物沉积物并且吸入和排出异物的污水沉积物。然而，异物沉积物不总是均匀地吸入，而是在吸入异物沉积物过程中一次吸入大量异物沉积物，经常引起吸入软管17内部的吸入的异物沉积物的堵塞现象。特别地，参考图2，当异物沉积物经过吸入软管17被吸入泵15吸入时，异物沉积物在吸入软管17中弯曲的部分(r)处可能不会顺畅地流动并且可能堆积。

[0007] 这样，如果吸入软管被堵塞，使得水和异物沉积物不能顺畅地流动，因为高压力作为载荷施加于地下泵，则大量的电流被消耗用于吸入泵。

[0008] 进一步，当为了安全限制吸入泵的吸入强度时，使得当预定体积或更大体积的流体被泵吸入其中时该泵自动停止，由此如果这样的现象在清洁机器人操作过程中经常发生则清洁机器人的操作停止，使得不可能执行沉积物清洁操作，且因此迅速降低清洁效率。

发明内容

[0009] 本公开内容的一个方面可提供一种用于防止异物堵塞的装置，通过该装置借助于振动用于吸入异物沉积物的导入构件能防止导入构件的堵塞现象。

[0010] 本公开内容的一个方面还可提供一种清洁机器人，通过给清洁机器人的导入构件提供用于防止异物堵塞的装置，该清洁机器人能顺畅地执行清洁操作。

[0011] 根据本公开内容的一个方面，一种用于防止异物堵塞的装置，包括：支撑架；导入构件固定单元，布置于支撑架内，并且用于吸入异物的导入构件与该导入构件固定单元联接；以及振动单元，用于振动导入构件并且驱动导入构件固定单元以防止异物堵塞。

[0012] 导入构件可以与导入构件固定单元联接，以至少当导入构件固定单元被驱动时防止导入构件的扭曲。

[0013] 导入构件固定单元可具有从固定单元主体的中心向固定单元主体的外周表面形成的引导孔，所述引导孔允许所述导入构件穿过，使得在导入构件可移动时防止导入构件的扭曲。

[0014] 振动单元可包括：驱动构件，可旋转地设置于支撑架内并且布置在导入构件固定单元的外周表面，用于传递旋转力到所述导入构件固定单元；以及驱动电机，用于旋转所述驱动构件。

[0015] 第一锯齿可在导入构件固定单元内形成，而对应于第一锯齿的用于传递旋转力到导入构件固定单元的第二锯齿可在驱动构件的外周表面形成。

[0016] 振动单元还可包括多个旋转支撑构件，可旋转地安装于支撑架内并且布置于导入构件固定单元的外周表面上，用于可旋转地支撑导入构件固定单元。

[0017] 旋转支撑构件可具有圆柱形形状，且具有从所述旋转支撑构件的圆柱部分的相对端向外扩展的凸缘，使得所述导入构件固定单元被插入旋转支撑构件相对端处的凸缘之间。

[0018] 根据本公开内容的另一个方面，一种清洁机器人，包括：主架；行走单元，安装在主架上，用于移动主架；异物吸入单元，布置于主架的移动方向侧并且具有吸入孔，异物经过吸入孔被吸入；导入构件，其一端被连接到异物吸入单元的吸入孔并且其相对端被连接到用于吸入异物的吸入泵；以及根据权利要求1-7中任一所述的装置，该装置被安装在主架上，用于振动导入构件。

附图说明

[0019] 通过以下结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开内容的上述和其他方面、特征和其他优点，附图中：

[0020] 图1是根据相关技术简要例示清洁机器人的透视图；

[0021] 图2是根据相关技术简要例示从清洁机器人中选取的主要部件的透视图；

[0022] 图3是根据本公开内容的一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的透视图；

[0023] 图4是根据本公开内容的一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的分解透视图；

[0024] 图5是根据本公开内容的另一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的前视图；以及

[0025] 图6是根据本公开内容的一个实施方案简要例示包括用于防止异物堵塞装置的清洁机器人的透视图。

具体实施方式

[0026] 为了帮助理解本公开内容的特点，将根据本公开内容的示例性实施方案，在下文详细描述用于防止异物堵塞的装置和包括该装置的清洁机器人。

[0027] 应当注意的是，当将附图标记赋予附图的构成要素以帮助理解本公开内容的实施方案时，即使它们在不同的图中示出，相同的构成要素如果可能就由相同的附图标记表示。此外，在本公开内容的下文描述中，当纳入本申请的已知功能和配置的详细说明反而会使本公开内容的主题不清楚时，其将被省略。

[0028] 在下文中，将参考附图描述本公开内容的详细实施方案。

[0029] 图3是根据本公开内容的一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的透视图。图4是根据本公开内容的一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的分解透视图。图5是根据本公开内容的另一个实施方案简要例示用于防止异物堵塞的装置的前视图。图6是根据本公开内容的一个实施方案简要例示包括用于防止异物堵塞装置的清洁机器人的透视图。

[0030] 参考图3至图5，根据本公开内容的一个实施方案，用于防止异物堵塞的装置可包括：一对支撑架110和120；导入构件固定单元130，可旋转地布置于支撑架110和120内，并且用于吸入异物的导入构件270偏心地与该导入构件固定单元联接；以及振动单元140，安装在支撑架110和120内，用于通过振动所述导入构件270来驱动导入构件固定单元130以防止异物堵塞。

[0031] 导入构件270与导入构件固定单元130联接，以至少防止其在导入构件固定单元130的驱动过程中的扭曲。在本文中，导入构件270可设有由例如橡胶等材料形成的柔性体以响应于外部撞击而移动，并且尽管没有示出，优选的是，导入构件270的相对端通过一个万向节相互连接以被外力旋转或移动。

[0032] 一对支撑架110和120包括前支撑架110和后支撑架120。因为前支撑架110和后支撑架120具有相同的形状，下文将仅描述前支撑架110。

[0033] 前支撑架110具有有圆盘形状的环板111，其中心是空的，且凸缘114从环板111的外周表面扩展到相对侧。

[0034] 环板111包括驱动构件耦接孔112，振动单元140(在下文描述)的驱动构件150可旋转地插入其中以耦接到该驱动构件耦接孔112；以及，旋转支撑构件耦接孔113，振动构件的一对旋转支撑构件160可旋转地插入其中以耦接到该旋转支撑构件耦接孔113。当然，代替一对旋转支撑构件耦接孔113，可提供对应于旋转支撑构件160的数目的多个旋转支撑构件耦接孔113，以安装旋转支撑构件160。

[0035] 耦接孔112和113设置在距环板111中心具有相同半径的位置，且优选地，耦接孔112和113的位置形成一个等边三角形。这是因为导入构件固定单元130(将在下文描述)能被插入在驱动构件150和一对旋转支撑构件160之间以被可旋转地支撑。当然，耦接孔112和
113的位置不限于等边三角形形式，且耦接孔112和113的位置可被任意确定，只要它们能可旋转地支撑导入构件固定单元130。

[0036] 凸缘114从环板111的外周表面扩展到相对侧，且在凸缘114上设置耦接孔115，环板111通过耦接孔115被安装在清洁机器人200(将在下文描述)(见图6)内。

[0037] 导入构件固定单元130包括具有圆盘形状的固定单元主体131，以及引导孔132，引导孔132从固定单元主体131的中心向固定单元主体131的外周表面形成，使得导入构件270穿过该引导孔132，用于防止扭曲。

[0038] 所述固定单元主体131具有圆盘形状，且布置在前支撑架110和后支撑架120之间以被可旋转地安装。为实现该目的，固定单元主体131具有圆形的形态，且固定单元主体131的外周表面133贴附于耦接到支撑架110和120的驱动构件150和旋转支撑构件160，使得固定单元主体131被驱动构件150和旋转支撑构件160可旋转地支撑。

[0039] 导入构件固定单元130的引导孔132被形成为从固定单元主体131中心向固定单元主体131外周表面一侧偏心，而导入构件270插入引导孔132中。优选的是，引导孔132具有的尺寸足以允许插入引导孔132中的导入构件270被移动。在本文中，导入构件270被插入以定位在引导孔132的外周表面上。

[0040] 通过所述构造，导入构件270被插入引导孔132中，且如果固定单元主体131被旋转，导入构件270在引导孔132中线性地移动。即，导入构件270被定位在引导孔132的外周表面上，且然后导入构件270在固定单元主体131旋转时向引导孔132的中心移动。

[0041] 当然，引导孔的形状不限于本文所述，而是可具有导入构件可被插入引导孔中被固定的形态，使得引导孔从固定单元主体中心向固定单元主体外周表面一侧偏心地定位。通过该引导孔，导入构件的固定单元的主体不被360度旋转而只是在预定角度内旋转，且插入引导孔的导入构件在上下画弧(drawing an arc)的同时振动。

[0042] 为了轻的重量，导入构件固定单元可被制造使得固定单元主体的厚度是薄的，可具有一个冲孔部分，且可被制造使得沿固定单元主体中心取的横截面具有U形状。

[0043] 振动单元140包括：驱动构件150，该驱动构件可旋转地安装在前支撑架110和后支撑架120之间并且贴附于导入构件固定单元130的外周表面133，用于传递旋转力到导入构件固定单元130；驱动电机170，用于驱动所述驱动构件150；以及多个旋转支撑构件160，可旋转地安装在前支撑架110和后支撑架120之间且贴附于导入构件固定单元130的外周表面，用于支撑该导入构件固定单元130，使得导入构件固定单元130被旋转。

[0044] 驱动构件150具有圆柱形状，且具有耦接到支撑架110和120的支撑孔151，以及一对凸缘152，其相对端向外扩展。

[0045] 驱动构件150被布置在前支撑架110的驱动构件耦接孔112和后支撑架120的耦接孔122之间，使得驱动构件150的支撑孔151具有与前支撑架110的驱动构件耦接孔112和后支撑架120的耦接孔122相同的中心轴线。驱动电机170(将在下文描述)的杆172插入到孔112、122和151中，且驱动构件150被耦接到杆172，以与杆172的旋转相结合地旋转。

[0046] 优选的是，驱动构件150被耦接到杆172，使得它能直接传递杆172的旋转力。例如，尽管没有示出，在杆内设置一个孔，并且还在插入杆中的驱动构件内在对应于杆的孔的位置形成一个孔，使得销可以整体地插入到杆的孔和驱动构件的孔中来固定。当然，将驱动构件固定到杆的方法不限于本文所述，还可应用各种机械耦接方法。

[0047] 所述导入构件固定单元130被插入在驱动构件150的一对凸缘152之间以防止导入构件固定单元130在旋转轴线方向上分离，且当导入构件固定单元的外周表面133贴附于驱动构件的外周表面153并且驱动构件150旋转时，导入构件130也旋转。

[0048] 通过所述结构，驱动构件150可旋转地安装在支撑架110和120的驱动构件耦接孔112和122之间，且通过驱动电机170的驱动旋转，使得贴附于驱动构件的外周表面153的导入构件固定单元130旋转。

[0049] 参考图5，在另一个实施方案中，其中驱动构件旋转导入构件固定单元，驱动构件150a包括：支撑孔151a，被插入且耦接到驱动电机170的杆172；第一锯齿153a，从驱动构件
150a的外周表面152a伸出。导入构件固定单元130a包括：具有圆盘形状的固定单元主体
131a；引导孔132a，从固定单元主体131a的中心向固定单元主体131a的外周表面形成，使得导入构件270插入到引导孔132a中以被移动；以及第二锯齿133a，对应于驱动构件150a的第一齿153a。通过所述构造，驱动构件150a的旋转力能更精确地且更有效率地传递到导入构件固定单元130a。

[0050] 当然，通过驱动构件来旋转导入构件固定单元的配置不限于本文所述，还可通过各种机械驱动方法驱动导入构件固定单元。

[0051] 旋转支撑构件160具有圆柱形状，并具有耦接到支撑架110和120的支撑孔161，以及相对端向外扩展的一对凸缘162。

[0052] 旋转支撑构件160布置在前支撑架110的旋转支撑构件耦接孔113和后支撑架120的耦接孔123之间，使得旋转支撑构件161的支撑孔160具有与前架110的旋转支撑构件耦接孔113和后架120的耦接孔123相同的中心轴线。支撑销180被插入孔113、123和161中，并且旋转支撑构件160被安装以借助于支撑销180旋转。一对左和右旋转支撑构件160位于驱动构件150相对于一条与支撑架110和120的中心轴线相交的线的相对区域中，以便导入构件固定单元130在位于支撑架110和120的中心轴线时可被旋转支撑构件160支撑。

[0053] 导入构件固定单元130被插入旋转支撑构件160的所述一对凸缘162之间，以防止导入构件固定单元130在旋转轴线方向上分离，且导入构件固定单元130的外周表面133被旋转支撑构件160的外周表面163支撑，使得旋转着的旋转支撑构件160在导入构件固定单元130旋转时支撑导入构件固定单元130。

[0054] 通过所述构造，即使所述引导构件固定单元130旋转，插入引导孔132中的导入构件270也可在引导孔132中移动而不被扭曲。

[0055] 所述驱动电机170包括：杆172，以圆柱形状伸出，用于传递驱动电机170的旋转力；以及，止挡(boss)174，插入设置在后支撑架120上的电机耦接单元125中。如果需要，驱动电机170还可包括减振器173。所述驱动电机170可以是一个循环电机(motor  in circulation)，且优选的是，该电机是一个防水电机使得它可以在水下使用。用于将驱动电机170耦接到后支撑架120的配置不限于本文所述，还可应用各种机械耦接方法。

[0056] 图6是根据本公开内容的一个实施方案的简要例示包括用于防止异物堵塞的装置的清洁机器人的透视图。

[0057] 参考图6，根据本公开内容的清洁机器人200包括：主架210；行走单元240，安装在主架210上，用于移动主架210；异物吸入单元260，布置于主架210的移动侧上并且包括吸入孔261，异物经过吸入孔被吸入；导入构件270，其一端被连接到异物吸入单元260的吸入孔261，并且其相对端被连接到用于吸入异物的吸入泵250；以及异物堵塞防止单元100，安装在主架210上，用于振动导入构件270。

[0058] 主架210可被设置使得用于支撑行走单元240和异物吸入单元260的多个支撑梁相互耦接，并且在本公开内容的实施方案中可大体上具有长方体形状。

[0059] 行走单元240被安装在主架210的下端，且在行走单元240中布置轮子，使得行走单元210可向前和向后移动，或者可以设置成螺杆(screw)形式，用于在前进方向的垂直方向上旋转并且移动主架210的同时粉碎底部异物沉积物。

[0060] 异物吸入单元260被布置使得主架210被固定在异物吸入单元260的前运动方向侧，并且异物吸入单元260在主架210的运动方向上吸入并移除阻碍的异物。异物吸入单元260包括：旋转螺杆，用于粉碎沉积的异物；以及，吸入孔261，用于吸入粉碎的异物。

[0061] 导入构件270的一端被连接到异物吸入单元260的吸入孔261并且其相对端被连接到吸入泵250。如果吸入泵250被驱动，异物经过导入构件270被吸入泵250的吸入力吸入，且吸入的异物经过排出软管280被排出到外面。在此，优选的是，导入构件270具有由例如橡胶等材料形成的柔性体，以响应于外部力而移动。

[0062] 异物堵塞防止单元100包括：支撑架110和120，安装在主架210上；导入构件固定单元130，导入构件270偏心地插入其中；驱动构件150，用于旋转导入构件固定单元130；旋转支撑构件160，支撑导入构件固定单元130使得导入构件固定单元130可旋转；以及驱动电机170，用于驱动所述驱动构件150。

[0063] 行走单元240、吸入泵250以及异物堵塞防止单元100的驱动电机170都设有动力并且该动力由动力产生单元220和控制单元230来控制。

[0064] 通过所述构造，当清洁机器人200在一个在内沉积有异物的空间(例如水箱)内移动时，异物被异物吸入单元260吸入，而偏心地插入在导入构件固定单元130中的导入构件270借助于导入构件固定单元130的旋转被向上和向下振动，以便能防止异物沉积在导入构件270中的现象。

[0065] 当然，清洁机器人的形状不限于本文所述，还可应用提供用于吸入异物的柔性导入构件的任何形状的清洁机器人。

[0066] 根据本公开内容的用于防止异物堵塞的装置，通过防止软管的堵塞现象，解决了过载施加于吸入泵的问题，使防止泵损坏和减少动力消耗成为可能。

[0067] 根据本公开内容，因为将用于防止异物堵塞的装置应用于清洁机器人，清洁机器人能无需停止地操作，水箱的清洁效率能得到改善。

[0068] 尽管目前为止参考其实施方案和附图已描述了本发明，但本公开内容不限于本文所述，并且应当注意的是，在将在下文描述的权利要求及其等同物的技术原理的范围内，本领域技术人员可对本公开内容做出各种更正和修改。