用于可潛水的水池和水槽清潔器的可調節吸入口的制作方法
【專利摘要】一種用于自推進機器人清潔裝置的底板，該自推進機器人清潔裝置用于清潔水池或水槽的水下表面。底板包括底表面和穿過它形成的水進口以及進口延伸部件，該進口延伸部件設置成安裝在水進口中。進口延伸部件能夠沿相對于底板的底表面垂直的方向可滑動地退回和伸出。高度調節機構與進口延伸部件連接，并設置成使得進口延伸部件沿相對于底板的底表面垂直的方向向上和向下運動。高度調節機構能夠人工操作。也可選擇，至少一個傳感器可與控制器操作連接，以便自動控制高度調節機構。
【專利說明】用于可潛水的水池和水槽清潔器的可調節吸入口
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是美國專利申請N0.12/283490的部分繼續申請，該美國專利申請N0.12/283490的申請日為2008年9月11日，本申請還要求美國臨時專利申請N0.61/547462的優先權，該美國臨時專利申請N0.61/547462的申請日為2011年10月14日，這兩篇文獻的內容都整個被本文參引。
【技術領域】
[0003]本發明涉及機器人自推進的可潛水的水池和水槽清潔器，更特別是涉及沿清潔器的基部定位的一個或多個水吸入口。
【背景技術】
[0004]通常，自動或機器人游泳水池清潔器與水池的底部和壁表面接觸，并通過四個軸安裝輪、彈性輥(該彈性輥橫向安裝在單元的各端部上)或環形履帶(該環形履帶通過單獨的驅動馬達通過齒輪組來提供動力，以便使得機器人在要清潔的水池的表面上面推進)而在進行清潔的水池底部和壁表面上來回運動。水泵能夠驅動水輪機，該水輪機通過齒輪組與輪或環形履帶連接。機器人游泳水池清潔器有泵馬達，該泵馬達向水泵提供動力，該水泵再通過運動單元吸入水，且吸入的(即運動的)水將碎屑移除和/或“真空抽吸”至過濾器內。水泵能夠在機器人清潔器的內部或外部。對于具有內部水泵的清潔裝置，成增壓流體流或水射流形式的存在于清潔器中的水也能夠用于通過反作用力來使得清潔裝置運動。
[0005]自動的電驅動水池和水槽清潔器提供有預先編程的固態控制裝置，以便使得裝置進行隨機和/或規則圖形的運動。編程運動的目的是盡最大可能地使得裝置在清潔操作過程中在盡可能短的時間內覆蓋整個底部和(可選的)側壁表面。還能夠根據水池的形狀和尺寸來選擇高效的清潔圖形。
[0006]通常，水池或水槽的底部具有凸起或不平坦表面。這些凸起和/或不平坦表面輪廓可能成為障礙物，該障礙物可能使機器人清潔器停止，或者由于裝置不動或偏離它的預定清潔通路而耗費的大量方向循環而使得裝置延遲。這是不希望的結果，因為它延長了清潔時間，浪費了外部提供的電或者裝載的電水池的功率。而且，障礙物或輪廓可能改變清潔裝置的程式運行路線，從而降低清潔效率。
[0007]現有技術的水池清潔器解決了障礙物和極端表面輪廓的問題。一個現有技術的方法是當阻止裝置的預定向前運動時使裝置反向和/或改變裝置的方向。例如，美國專利N0.6758226 (Porat)介紹了一種自動電驅動水池清潔裝置，其中，平移運動部件接觸要清潔的表面，相關的信號發射器和運動傳感器與水池清潔器的電子控制裝置連接。當清潔器運動時，運動導致預定的信號圖形，且當清潔器停止時，信號圖形中斷。在預定持續時間后，控制裝置使得清潔器驅動裝置使清潔器沿不同方向運動。明顯的缺陷是改變了規則的運行圖形，從而可能降低清潔裝置的效率。
[0008]對于障礙物問題的另一解決方案是通過使用更大直徑的輪或支承推進輥或者通過提供可調節安裝裝置來使底板升高，這樣，用戶能夠根據在水池中存在的特殊情況而改變在底板的下側和水池表面之間的距離。不過，水池清潔器通過在要清潔的表面附近施加吸力而從橫過的表面上除去污垢和碎屑，以便通過在底板中的開口而吸入處于在裝置下面的表面上或懸浮成靠近該表面的碎屑并送入過濾器中。進口開口的內邊緣優選是靠近沿底板延伸的縱向中心軸線或者在該縱向中心軸線上。因為吸力隨著在要清潔的表面和底板進口開口之間的距離增加而快速減小，因此僅僅升高底板并不是解決從水池的底部或側壁凸出的障礙物問題的現實方案。
[0009]共同轉讓的美國專利申請文獻N0.2010/0058546 (Erlich)介紹了對于沿水池表面在障礙物上面航行的問題的還一解決方案。特別是，對于優化進口開口的位置和使得從要清潔的表面除去碎屑的吸力最大，示例說明了提供有可互換的進口延伸部件，該進口延伸部件放入工具包中，并能夠用于相對要清潔的表面降低吸入點。可互換的延伸部件還能夠用于減小吸入開口的有效面積，從而增加吸入進口開口中的水的速度。當與凹入輪組合使用時，進口延伸部件提高了清潔效率，即使在具有表面障礙物的水池中，否則該表面障礙物可能干涉清潔器的程式運動。可互換的延伸部件在工具包中提供為不同尺寸，它們必須由用戶人工地安裝和拆卸。
[0010]盡管沿水池表面在障礙物上面航行的現有技術方案已經很充分，但是現有技術中沒有能夠上下調節至合適高度或深度的任何進口延伸部件，同時并不將一個延伸部件人工地更換為另一個。
[0011]因此，希望提供一種方法和裝置，用于在并不停止或者明顯中斷或改變自推進機器人清潔器的清潔圖形的情況下清潔具有凸出表面障礙物或極端輪廓的水池和水槽的底部和側壁。
[0012]還希望提供一種裝置，用于對于現有水池清潔裝置很容易和經濟地增加吸力，以便對于不同類型的水池表面提高清潔程度。
[0013]還希望提供一種裝置，用于相對所述表面(清潔器在該表面上清潔水池或水槽)調節進口延伸部件的高度。
[0014]還希望提供一種清潔器，該清潔器有可調節的進口延伸部件，該進口延伸部件不需要可互換的部件，該可互換部件必須對于不同清潔環境進行人工互換。
[0015]還希望提供一種清潔器，該清潔器有可調節的進口延伸部件，該進口延伸部件并不包括在工具包中的可互換部件，該可互換部件容易在儲存過程中丟失或損壞。
【發明內容】
[0016]上述目的和其它優點通過提供一種用于自推進機器人清潔裝置的底板來實現，該自推進機器人清潔裝置用于清潔水池或水槽的水下表面。底板包括底表面和穿過它形成的水進口。進口延伸部件設置成安裝在水進口中，更具體地說，進口延伸部件能夠沿相對于底板的底表面垂直的方向可滑動地退回和伸出。高度調節機構與進口延伸部件連接，并設置成使得進口延伸部件沿相對于底板的底表面垂直的方向向上和向下運動。
[0017]在一個方面，進口延伸部件包括至少一個側壁，該側壁基本垂直于底板的底表面延伸。進口延伸部件能夠包括凸緣，該凸緣從進口延伸部件的至少一個側壁的下部部分基本垂直地向外延伸，這樣，向外延伸的凸緣與底板的底表面的一部分重疊。[0018]在另一方面,高度調節機構通過連接凸緣而與進口延伸部件連接。另外，高度調節機構能夠包括螺栓，用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。螺栓可沿順時針或逆時針方向旋轉，以便使得進口延伸部件退回至完全退回位置、伸出到完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
[0019]在還一方面，高度調節機構還包括外部套筒，該外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道。柱形內部套筒可滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道內。內部套筒有內部槽道，該內部槽道有螺紋，并設置成與螺栓交接。
[0020]在一個方面，內部套筒通過連接凸緣而與進口延伸部件的側壁連接。而且，螺栓的順時針旋轉或逆時針旋轉中的一個使得內部套筒和進口延伸部件同時沿相對于底板的底表面垂直的方向運動。
[0021]在還一方面，底板包括至少一個側壁，該側壁沿與底板的底表面基本垂直的方向向上伸入殼體的內部，并鄰近進口延伸部件的相應至少一個側壁。
[0022]在一個方面，高度調節機構通過人工操作。也可選擇，高度調節機構自動操作。
[0023]在一個實施例中，高度調節機構與電馬達連接。電馬達可操作成控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。
[0024]在一個方面，傳感器安裝在清潔裝置上，并與電馬達連接。傳感器可操作成向電馬達發送控制信號，以便響應在清潔裝置沿水池或水槽的水下表面運動時檢測到在水下表面上的障礙物而使得進口延伸部件退回。在還一方面，傳感器可操作成向電馬達發送控制信號，以便響應在清潔裝置沿水池或水槽的水下表面運動時檢測到已經跳過障礙物而使得進口延伸部件伸出。
[0025]在另一實施例中，清潔裝置還包括電子控制器，該電子控制器有:至少一個輸入部，用于接收來自傳感器的輸出信號；以及輸出部，用于向高度調節機構發送控制信號，以便控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。在一個方面，進口延伸部件可相對于底板的底表面伸出的距離在完全退回和完全伸出的范圍內。
[0026]在還一實施例中，電馬達是具有驅動齒輪的可逆馬達，高度調節機構包括螺栓，該螺栓有用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離的從動齒輪。外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道。柱形內部套筒可滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道中。內部套筒有內部槽道，該內部槽道有螺紋，并設置成與螺栓交接，且內部套筒通過連接凸緣而與進口延伸部件的側壁連接。驅動齒輪與從動齒輪交接，以便使得螺栓沿逆時針或順時針方向旋轉，從而使得進口延伸部件退回至完全退回位置、伸出至完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
[0027]在還一實施例中，電馬達是促動器，高度調節機構包括促動器桿，該促動器桿從促動器縱向伸出，用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道。柱形內部套筒可滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道中。內部套筒有內部槽道，用于接收促動器桿，且內部套筒通過凸緣而與進口延伸部件的側壁連接。促動器桿固定在內部套筒的一部分上，以便使得內部套筒沿向上或向下方向運動，從而使得進口延伸部件退回至完全退回位置、伸出到完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
[0028]在另一實施例中，提供了一種用于使得進口延伸部件伸出和退回的方法，所述進口延伸部件與形成于自推進機器人清潔裝置的底板中的水進口相連，該自推進機器人清潔裝置用于清潔水池或水槽的水下表面，該清潔裝置包括:殼體，該殼體有前部部分、相對的后部部分和鄰接的側部部分，它們確定了清潔裝置的內周和外周；旋轉安裝的支承件，該支承件連接在殼體的前部和后部部分附近；底板，該底板有底表面和穿過它形成的水進口；進口延伸部件，該進口延伸部件設置成可滑動地安裝在水進口中，以便沿相對于底板的底表面垂直的方向可滑動地退回和伸出；高度調節機構，該高度調節機構與進口延伸部件連接，并設置成使得進口延伸部件沿相對于底板的底表面垂直的方向向上和向下運動；以及傳感器，該傳感器安裝在殼體上，并與高度調節機構操作連接，所述傳感器可操作成向電子控制器發送控制信號，該電子控制器有:至少一個輸入部，用于從傳感器接收輸出信號；以及輸出部，用于向高度調節機構發送控制信號，以便控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離，該方法包括:使得清潔裝置在水池的水下表面上沿清潔通路運動；檢測沿清潔通路在清潔裝置的前面從水池的水下表面向上凸出的障礙物；以及響應檢測到障礙物而在清潔裝置沿清潔通路接觸障礙物之前自動地使得進口延伸部件退回至底板中一預定距離。在一個方面，該方法還包括在清潔裝置已經沿清潔通路跳過障礙物之后自動地使得進口延伸部件從底板伸出一預定距離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]下面將參考附圖詳細介紹本發明，附圖中:
[0030]圖1是現有技術的底板的仰視透視圖，該底板在水池清潔器上就位，該水池清潔器以虛線表示；
[0031]圖2是類似于圖1的底板的視圖，表示了附接就位的本發明進口延伸部件，用于安裝在底板上；
[0032]圖3是圖2的底板的一部分的放大仰視透視圖，表示了圖4的進口延伸部件的安裝;
[0033]圖4是本發明的進口延伸部件的一個實施例的側視圖；
[0034]圖5是本發明的進口延伸部件的另一實施例的側視圖；
[0035]圖6是表示圖3的進口延伸部件的一部分的安裝細節沿線6-6的局部放大側剖圖；
[0036]圖7是由于進口延伸部件接觸從要清潔的水池表面凸出的障礙物而不動的水池清潔器部分的側視圖；
[0037]圖8是游泳水池清潔器和底板的仰視圖，該底板有本發明的進口延伸部件和輪凹Π ；
[0038]圖9是類似于圖7的視圖，表示了裝備有本發明的凹入輪的水池清潔器，該凹入輪在障礙物上滾轉；
[0039]圖10是類似于圖8的仰視圖，表示了本發明的凹入輪的另一實施例；
[0040]圖11是類似于圖8的仰視圖，表示了本發明的凹入輪的還一實施例；
[0041]圖12是在水池清潔器上就位的底板的仰視透視圖，該水池清潔器以虛線表示，并表示了用于相對水池清潔器的底板改變進口延伸部件的高度的高度調節機構的第一實施例；[0042]圖13是底板的一段的局部放大剖仰視透視圖，表示了高度調節機構的第一實施例的一部分沿圖1的線2-2的安裝細節，且該圖表示了相對于底板處于完全退回位置的進口延伸部件；
[0043]圖14是底板的一段的局部放大剖仰視透視圖，表示了圖1的高度調節機構的第一實施例的一部分的安裝細節，其中，進口延伸部件相對于底板處于伸出位置；
[0044]圖15是圖1的水池清潔器的一部分的側視圖，示例表示了沿水池的表面在障礙物上面運動，且進口延伸部件相對于底板在它們的退回位置；
[0045]圖16是圖1的水池清潔器的一部分的側視圖，示例表示了在水池的無障礙表面上面運動，且進口延伸部件相對于底板在它們的伸出位置；
[0046]圖17是圖1的水池清潔器的另一實施例的一部分的側視圖，該水池清潔器具有航行傳感器，并表示了高度調節機構的第二實施例，同時示例表示了在水池的無障礙表面上面運動，且進口延伸部件相對于底板在它們的伸出位置；
[0047]圖18是圖6的水池清潔器的一部分的放大側視圖，表示了本發明的高度調節機構的第二實施例；以及
[0048]圖19是圖6的水池清潔器的一部分的放大側視圖，表示了本發明的高度調節機構的第三實施例。
【具體實施方式】
[0049]參考圖1，示意表示現有技術的典型自推進機器人水池清潔器10有外部殼體12、內部過濾器組件14、橫向電驅動輥16和底板20。底板20附接在殼體12的底部上，且如圖所示有兩個進口開口 24，這兩個進口開口 24由一對偏壓門26關閉，該對偏壓門26在流向過濾器的水流停止時關閉。
[0050]下面參考圖2，底板20裝配有進口延伸部件，總體稱為30，該進口延伸部件以卡扣配合的關系裝配；第二進口延伸部件表示為處于附接在底板上的位置。如圖3、4和5中最清楚所示，進口延伸部件30形成有多個向上凸出的夾36，該夾36為半柔性，并提供有凸出脊37，該凸出脊37與底板接合。
[0051 ] 圖4和5分別是不同深度DI和D2的兩個進口延伸部件32、34的側視圖，其中，“D ”大致表示進口延伸部件30在底板20的外表面下面延伸的深度。
[0052]進口延伸部件34的更小深度使得清潔裝置的吸入點升高更靠近底板20。使用具有更小深度的進口延伸部件能夠在例如障礙物從要清潔的表面凸出更高的情況下很有利，否則將通過接觸進口延伸部件的邊緣而使得水池清潔器不動或明顯偏離它的預定編程運動圖形。
[0053]下面參考圖6，圖中表示了進口延伸部件32沿圖3的剖面線6-6看的剖視圖。凸出元件37與底板20的內表面21接合。在優選實施例中，凸出部件36有足夠柔性，以便允許它脫開和取出。
[0054]如圖7中所示，進口延伸部件30的下部緣表面在底板20下面充分凸出，這樣，它與在要清潔的水池表面202上面凸出的障礙物摩擦接觸。如圖所示，水進口蓋200凸出至水池表面202的上面，且水池清潔器10由于一個或兩個輥16進行不足以保持單元運動的摩擦接觸而不動。[0055]為了補救該問題(其中，水池清潔器用于具有從要清潔的表面凸出的障礙物的水池中)，底板提供有一個或多個凹口，用于接收軸安裝輪。下面參考圖8，凹口 70定位在進口延伸部件30附近，且安裝在軸81上的輪80固定為用于在各凹口中旋轉。
[0056]最好如圖9中所示，輪80至少凸出至延伸部件30的深度，優選是在底板下面稍微更深。這使得水池清潔器10能夠騎上和越過凸出的障礙物200，從而避免固定不動和/或使得單元偏離它的編程清潔圖形。
[0057]軸安裝輪優選是可拆卸地安裝在凹口 70中。這可以通過本領域普通技術人員已知的多種機械固定技術來實現，包括在底板中的模制槽道，該槽道與凹口連通，且軸的一個或兩個相對端能夠以可釋放地卡扣配合的關系插入該槽道中；或者通過機械緊固件，例如螺釘和可選的托架，該托架將軸的自由端保持就位。這種結構使得用戶能夠確定是否需要輪，且當需要時，輪或一組輪的直徑的選擇是否適合在水池中存在的凸出障礙物的高度。這樣，用戶能夠根據在水池中存在的條件來定制水池清潔器。
[0058]在特別優選的實施例中，凹口 70足夠大，以便容納不同直徑的輪，且多個輪作為工具包而出售給用戶，或者由供應商出售，該供應商保持庫存，用戶能夠從該庫存中選擇合適尺寸的輪和相應的進口延伸部件30。
[0059]如圖8的實施例所示，輪80能夠在水池清潔器的縱向中心線的相對側。這些偏離輪使得水池清潔器能夠越過障礙物，并防止裝置在水池排水蓋或表面(裝置在該表面上面運行)的其它凸起上固定不動。
[0060]再有，參考圖9，通過防止進口延伸部件30接觸障礙物，輪80在凸出的表面障礙物(例如水池排水蓋200)上面滾轉。參考圖9，還可以知道，輪80能夠從底板20延伸與輥16(或者支承水池清潔器用于運動的其它驅動裝置)相同的距離或小于該距離。
[0061]圖10表示了圖8中所示的本發明的可選實施例，其中，一組兩個輪82定位在兩組分開的輪凹口 70的各組中，這兩組輪凹口 70定位在底板中心線的相對側，并鄰近相應進口延伸部件30。
[0062]如圖11中所示，底板還能夠設置成使得較大的凹口 72代替圖10中所示的各對凹口 70，這樣，單個輥84或者兩個或更多輪(未示出)安裝成與在各較大凹口中旋轉。
[0063]還如圖11中的虛線所示，單個較大凹口 74中心定位在兩個進口延伸部件30之間，以便容納單個更大的輥86或者安裝在單個可釋放軸上的多個輪(未示出)。
[0064]如前所述，為了優化進口開口的位置以及為了使得從要清潔的表面除去碎屑的吸力最大，本發明提供了可互換的進口延伸部件，該進口延伸部件能夠用于相對要清潔的表面降低吸入點。可互換的延伸部件還能夠用于降低吸入開口的有效表面，從而增加水吸入進口開口中的速度。當與凹入輪組合使用時，進口延伸部件提高了清潔效率，即使在具有表面障礙物的水池中，否則該表面障礙物可能干涉清潔器的程式運動。
[0065]在另一方面，本發明包括可豎直調節的吸入口，該吸入口沿水池清潔器的底表面提供。更具體地說，提供于水池清潔器的底板上的一個或多個吸入口能夠相對于水池或水槽的底表面向下伸出或向上退回。一個或多個吸入口的高度的伸出或退回由高度調節機構來控制，在一個實施例中，該高度調節機構能夠根據清潔器在沿它的清潔圖形運動時可能遇到的預期障礙物而人工設置。也可選擇，在其它實施例中，高度調節機構響應安裝在水池清潔器上的一個或多個傳感器，該傳感器用于檢測障礙物和向控制器發送控制信號，該控制器自動地使得可調節吸入口相對于水池或水槽的底表面向下伸出或向上退回。這些障礙物能夠包括水池排水口的升高蓋、升高的水噴嘴、水池玩具和其它公知的阻礙或障礙物(它們可能在水池清潔器的清潔操作過程中由水池清潔器遇到)。
[0066]可退回的吸入口和它們的高度調節機構使得清潔器能夠越過障礙物運行，而不會固定不動或以其它方式“粘”在障礙物上。具體地說，調節機構允許操作人員將可退回的吸入口相對于底板和下面的水池表面沿豎直方向設置在任意合適高度。優選是，各進口能夠退回或伸出至任意豎直位置，即與底板平齊、完全伸出、或者設置在它們之間的任意高度。
[0067]參考圖12，示意表示了典型的自推進機器人水池清潔器100有外部殼體102、內部過濾器組件(未示出)、橫向電驅動輥106和底板110。底板110附接在殼體102的底部部分104上，且如圖所示有兩個進口開口 112，這兩個進口開口 112由一對偏壓門(未示出)關閉，該對偏壓門在流向過濾器的水流停止時關閉。
[0068]底板110的各進口開口 112裝備有進口延伸部件，總體表示為114，該進口延伸部件可滑動地從相應進口開口 112向下伸出以及向上退回至相應進口開口 112中。如圖12中所示，各進口延伸部件114能夠通過本發明的高度調節機構120而人工控制。
[0069]優選是，進口延伸部件114的下表面包括向外延伸的凸緣116(圖13)，該凸緣116重疊在相應進口開口 112的周邊上。凸緣116防止進口延伸部件114完全退回至進口開口112內部。也可選擇，進口延伸部件114并不包括向外延伸的凸緣116，延伸部件114能夠完全退回至清潔器100的殼體102內，并與底板110平齊。
[0070]參考圖13和14，底板110為基本平面形，并能夠包括側壁118，該側壁118限定進口開口 112的至少一部分，并用作進口延伸部件114的支承件和引導件。特別是，進口延伸部件114包括至少一個側壁122，該側壁122向上延伸，且高度大于底板110的側壁118。側壁122和延伸部件114的下部部分124響應操作人員人工調節本發明的高度調節機構120而相對于底板110的側壁118和底表面向上和向下滑動。
[0071 ] 延伸部件114表示為矩形形狀，并與進口開口 112的形狀一致，盡管這種形狀并不認為是限制。延伸部件114能夠由耐水的剛性或半剛性的材料來制造，例如由鋁、聚氯乙烯以及其它公知的耐水、耐腐蝕和耐化學藥劑的材料制造。
[0072]如圖13和14中所示，在一個實施例中，高度調節機構120包括外部套筒130，該外部套筒130靜止，并用作高度調節機構120的殼體。外部套筒130為柱形形狀，并有容納柱形內部套筒134的內徑132。因此，外部套筒130的內徑132大于內部套筒134的外徑136。內部套筒134可滑動地插入靜止的外部套筒130中，并能夠通過可調節定位螺釘或螺栓140而人工設置在預定的固定位置。內部套筒134包括下部連接凸緣138，該下部連接凸緣138固定在延伸部件114的側壁122上。
[0073]特別是，內部套筒134包括螺紋槽道142，該螺紋槽道142設置成與螺栓140干涉。螺栓140優選是包括公知的有狹槽頭部或菲力譜(Philips)頭部144，該有狹槽頭部或菲力普頭部144能夠很容易地順時針和逆時針轉動，以便伸出和退回延伸部件114。
[0074]在一個實施例中，外部套筒130包括內部凸肩148，內部套筒134包括外部凸肩146。當延伸部件114相對于進口開口 112處于它的完全退回位置時，內部套筒134的外部凸肩146設置成抵靠外部套筒130的內部凸肩148。內部凸肩148和外部凸肩146的交接面結構防止操作人員過度擰緊螺栓140。[0075]參考圖13,保持部件114示例表示為處于它的完全退回狀態,這樣，凸緣116的上表面平齊抵靠底板110的底表面。如在退回狀態中所不，內部套筒134的外部凸肩146抵靠外部套筒130的內部凸肩148。參考圖14，相反，延伸部件114表示為從底板110的底表面豎直向下延伸，且內部套筒134也從外部套筒130向下移動。因此，內部套筒134的外部凸肩146不再抵靠外部套筒130的內部凸肩148。還如圖14中所示，延伸部件114的側壁122這時低于底板110的相鄰側壁118。
[0076]包括進口延伸部件(該進口延伸部件有在底板110下面充分凸出的下表面)的現有技術水池清潔器能夠與在要清潔的水池或水槽表面上面凸出的障礙物摩擦接觸。例如，在水池表面上面凸出的水進口或排水蓋能夠使得水池清潔器100由于一個或兩個輥106進行不足以保持單元運動的摩擦接觸而固定不動。
[0077]下面參考圖15，水池清潔器100表示為在沿水池160的底表面162形成的障礙物上面運動。在圖中示例表示的障礙物164是從水池160的底表面162向上延伸的水進口。因為水進口障礙物164的高度為已知或者能夠很容易獲得，因此操作人員能夠調節延伸部件114的高度，以使得它們將在清潔器100沿底表面162運動時(在沿它的清潔圖形運行時)接觸水進口障礙物164，否則就由水進口障礙物164阻礙。特別是，操作人員沿預定旋轉方向(即順時針或逆時針)轉動螺栓140，以便相對于水池表面162升高延伸部件114，以使得它退回至將跳過已知障礙物(例如水進口)164的高度。
[0078]參考圖16，也可選擇，當水進口凹入或者與水池表面162平齊時，延伸部件114能夠向下延伸，以便使得吸力和清潔效率最大。本領域技術人員應當知道，延伸部件114能夠伸出的距離并不限制為在完全凹入和完全伸出狀態之間。在本例中，操作人員沿相反方向轉動螺栓140，以便相對于水池表面162降低延伸部件114，以使得它延伸至這樣的高度，該高度將使得清潔器的吸力最大，并增加沿水池表面162的清潔效率。
[0079]因此，進口延伸部件114更小深度將使得清潔裝置的吸入點升高成更靠近底板110。使用具有更小深度的可調節延伸部件能夠在例如障礙物從要清潔的表面凸出更高的情況下很有利，否則將通過接觸進口延伸部件的邊緣而固定不動或者使得水池清潔器明顯偏離它的預定編程運動圖形。
[0080]下面參考圖17，水池清潔器100包括高度調節機構120，該高度調節機構120自動控制進口延伸部件114的高度，與圖12-16的高度調節機構相當，該高度調節機構能夠相對于水池160的底表面162人工控制進口延伸部件的高度。清潔器100還包括安裝在殼體上并在向前位置的一個或多個傳感器150，以便檢測當清潔器沿水池表面162運動時沿該清潔器的清潔通路的障礙物164 (例如水進口)。傳感器150還能夠在殼體102上沿其它關鍵位置安裝，以便檢測已跳過障礙物的時間，或者檢測清潔器可能遇到的其它障礙物。傳感器150能夠是接觸傳感器、電容接近傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器、壓力傳感器或者任意其它公知的傳感器(它們能夠檢測沿水池160的底表面162的不規則部分。
[0081]傳感器150可如示例表示地通過一個或多個電導體151或其它公知導管(例如光纖絲等)而與控制器152通信連接。控制器152能夠是任意公知的、具有存儲器的微控制器或者處理器，該微控制器或者處理器能夠儲存和執行程序例程，例如清潔圖形例程，以及接收來自傳感器150的輸入信號，并響應和通過一個或多個電導體153來向高度調節機構120發送控制信號。如圖17中示例表示，當水池清潔器100沿水池160的表面162運動時，傳感器150檢測沿規則的基本平滑和無阻礙的水池表面162突出的任何障礙物(例如水進口)164。
[0082]在操作過程中，當傳感器150沿清潔器100的清潔通路遇到障礙物時，傳感器150通過導體151向控制器152發送輸出信號。通過響應，控制器152向高度調節機構120發送驅動或命令信號，以便使得進口延伸部件114從它們的伸出位置退回。在一個實施例中，作為默認位置，進口延伸部件能夠相對于清潔器100的底板110處于完全伸出位置。這樣，當檢測到障礙物164時，高度調節機構120使得進口延伸部件114升高，一旦跳過障礙物164，再使得進口延伸部件降低至伸出的默認位置。
[0083]圖17的控制器152能夠包括處理器或微處理器以及用于儲存各種控制程序的存儲器。處理器與普通支持電路(例如供電、時鐘電路、高速緩沖存儲器等)以及幫助執行儲存在存儲器中的軟件例程的電路配合。因此，可以考慮，這里介紹為軟件處理的一些處理步驟能夠在硬件中實施，例如作為與處理器配合以便執行各種步驟的電路。控制器152還包含輸入/輸出(I/O)電路，該輸入/輸出(I/O)電路形成在與控制器150通信的多種功能元件之間的接口。例如，如圖17的實施例中所示，控制器152通過信號通路151而與傳感器裝置150通信，并通過信號通路153而與高度調節機構120通信。控制器152還能夠與另外的功能元件(未示出)通信，例如這里介紹為關于控制清潔器的駕駛圖形、向輥提供動力、控制水射流推進以及水池清潔器100的其它功能和操作的功能元件。
[0084]盡管圖17的控制器152表示為通用目的的微控制器，該微控制器編程為根據本發明執行用于特殊目的的各種確定和/或控制功能，但是本發明能夠在硬件中實施，例如應用特定集成電路(ASIC)。因此，這里所述的處理將廣義地解釋為由軟件、硬件或它們的組合來等效地執行。
[0085]下面參考圖18，圖中示例表示了高度調節機構120的第二實施例。高度調節機構120與圖13和14的高度調節機構類似，除了可逆馬達154提供為使得螺栓140在與各進口延伸部件114相連的螺紋槽道142中升高和降低。可逆電馬達154能夠使得進口延伸部件114自動地升高和降低，與必須人工轉動螺栓140 (如上面對于圖12-16所述)相反。
[0086]如圖18中示意表示,可逆馬達154安裝在外部套筒130上(示例表示為通過托架157)，并包括驅動齒輪156，該驅動齒輪156與第二齒輪158交接(即嚙合)，該第二齒輪158定位在外部套筒130的上部部分上面，并沿它的中心軸線牢固附接在螺栓140的頂端上。孔128提供為穿過外部套筒130的上部部分，以方便第二齒輪158附接在螺栓140的頂端上。當控制器152通過導體153來發送電信號時，電馬達154將根據來自控制器152的輸入信號的極性而順時針或逆時針旋轉。馬達154使得驅動齒輪156沿相同方向旋轉，該驅動齒輪156再使得第二齒輪158沿相反方向旋轉。當第二齒輪158和螺栓140旋轉時，螺栓140的螺紋迫使內部套筒132相對于外部套筒130轉動和向上或向下運動。當內部套筒132同時旋轉和沿向上或向下方向運動時，進口延伸部件114(該進口延伸部件114通過下部連接凸緣138而牢固附接在內部套筒132上)同時相對于底板110的底表面向上退回或向下伸出。因此，內部套筒132和螺栓140共同相互作用為線性促動器。而且，本領域普通技術人員應當知道，在可選實施例中，伺服馬達或其它公知的促動器也能夠用于使得第二齒輪158旋轉。
[0087]控制器152在它的存儲器中儲存進口延伸部件114相對于底板110的當前位置。當接收來自傳感器150的信號時(該信號表示沿水池表面的變化)，控制器152將確定和向馬達154發送合適信號，以便使得螺栓140沿使得進口延伸部件114退回或伸出的方向旋轉。例如，當傳感器150檢測到即將到來的障礙物，并向控制器152發送信號時，控制器將確定進口延伸部件114的當前位置，且當它伸出時，將向電馬達154發送指令信號，以便沿預定方向(例如順時針)轉動，從而使得螺栓140沿逆時針方向旋轉，并隨后使得內部套筒130運動和將進口延伸部件114固定在向上退回位置。一旦已經跳過障礙物，傳感器150將向控制器152發送第二信號，且控制器將通過導體153向馬達154發送信號，以便沿相反方向(例如逆時針)轉動，從而使得內部套筒130運動，并使得進口延伸部件114固定在向下的伸出位置。
[0088]下面參考圖19，圖中示例表示了高度調節機構120的第三實施例。高度調節機構120的第三實施例與圖18的高度調節機構的第二實施例類似，除了促動器172提供為升高和降低進口延伸部件114。促動器172優選是能夠自動升高和降低進口延伸部件114的多位置線性促動器，與必須人工轉動螺栓140 (如上面對于圖12-16所述)相反。
[0089]外部套筒130和內部套筒134設置成用于進口延伸部件的實施方式(如上面參考圖12-18所述)也適用于該第三實施例。不過，提供了促動器172和柱塞或桿174，以代替前述實施例的步進螺釘140。特別是，促動器172的頂部部分縱向安裝在外部套筒130的內部頂部部分上。促動器172和桿174向下伸入固定的外部套筒130和可滑動的內部套筒134的內部部分中，且優選是沿它們的中心縱向軸線。桿174的遠端182通過緊固件180而固定在內部套筒134的下端184上。例如，孔178能夠穿過內部套筒134的下端184和緊固件180而形成，例如定位螺釘或鉚釘穿過它延伸。緊固件180與內部套筒134的下端184固定交接，并使得內部套筒134的下端184與促動器桿174的遠端182固定。
[0090]在操作過程中，當控制器152通過導體153來發送電信號時，促動器172將根據來自控制器152的輸入信號的極性而沿向上或向下方向線性滑動。當促動器桿174向上或向下運動時，牢固附接的內部套筒132也共同運動，即相對于外部套筒130沿向上或向下方向運動。當內部套筒132向上或向下運動時，通過下部連接凸緣138而牢固附接在內部套筒132上的進口延伸部件114,同時相對于底板110的底表面向上退回或向下伸出。
[0091]如上面對于圖18的第二實施例所述，控制器152在它的存儲器中儲存進口延伸部件114相對于底板110的當前位置。本領域普通技術人員應當知道，進口延伸部件114的定位能夠儲存在一個或多個表格或其它數據結構中，在執行清潔程序過程中和/或在由傳感器150檢測障礙物164的過程中，該一個或多個表格或其它數據結構很容易地由控制器152讀取。當從傳感器150接收到表示沿水池表面變化的信號時，控制器152將確定和向促動器172發送合適信號，以便使得桿174沿向上或向下方向運動，從而相應退回或伸出進口延伸部件114。例如，當傳感器150檢測到即將到來的障礙物，并向控制器152發送信號時，控制器將確定進口延伸部件114的當前位置，且當它伸出時，將向促動器172發送指令信號，以便使得桿174沿向上方向運動，同時使得內部套筒130運動和將進口延伸部件114固定在向上退回位置。一旦已經跳過障礙物，傳感器150將向控制器152發送第二信號，且控制器將通過導體153向促動器172發送信號，以便沿相反方向(例如向下)運動，從而使得內部套筒130運動，并使得進口延伸部件114固定在向下伸出位置。
[0092]本領域技術人員應當知道，進口延伸部件114沿向上或向下方向運動的距離能夠由控制器152來控制。也就是，控制器152能夠限制電馬達154 (圖18)的旋轉或者促動器桿174向上或向下運動(圖19)的距離，從而控制進口延伸部件114相對于底板110的高度。這樣，進口延伸部件114能夠相對于底板110設置在完全伸出或完全退回位置之間的任意位置。特別是，控制器152能夠在它的存儲器中儲存一個或多個數據結構，該數據結構包括水池表面160的一系列取樣和任意即將到來的障礙物164 (例如水進口等)，該障礙物164將在清潔器100橫過水池160時由傳感器150在預定時間獲取。儲存在控制器152的存儲器中的取樣能夠包括水池表面的高度相對于先前測量值的變化。控制器152的處理器或微控制器能夠執行儲存在存儲器中的例程或程序，該例程或程序能夠確定即將到來的障礙物的高度以及確定進口延伸部件114將退回的最佳高度(以避免與其碰撞)，還提供最大的吸力和清潔效率。
[0093]如前所述，為了優化進口開口的位置和使得用于從要清潔的表面除去碎屑的吸力最大，本發明提供了高度可調的進口延伸部件，該進口延伸部件能夠用來相對要清潔的表面降低吸入點。可調節延伸部件還能夠用于減小吸入開口的有效面積，從而增加吸入進口開口內的水的速度。因此，高度可調的進口延伸部件提高了清潔效率，即使在具有表面障礙物的水池中，否則該表面障礙物可能干涉清潔器的程式運動。
[0094]盡管前面介紹了本發明的多個實施例，但是在并不脫離由下面的權利要求確定的本發明基本原理和范圍的情況下，本領域普通技術人員應當清楚另外的實施例。
【權利要求】
1.一種用于自推進機器人清潔裝置的底板，該自推進機器人清潔裝置用于清潔水池或水槽的水下表面，底板包括底表面和穿過底表面形成的水進口，且還包括: 進口延伸部件，該進口延伸部件設置成安裝在水進口中，進口延伸部件能夠沿相對于底板的底表面垂直的方向可滑動地退回和伸出；以及 高度調節機構，該高度調節機構與進口延伸部件連接，并設置成使得進口延伸部件沿相對于底板的底表面垂直的方向向上和向下運動。
2.根據權利要求1所述的底板，其中:進口延伸部件包括至少一個側壁，該側壁基本垂直于底板的底表面延伸。
3.根據權利要求2所述的底板，其中:進口延伸部件包括凸緣，該凸緣從進口延伸部件的至少一個側壁的下部部分基本垂直地向外延伸，其中，所述向外延伸的凸緣與底板的底表面的一部分重疊。
4.根據權利要求1所述的底板，其中:高度調節機構通過連接凸緣與進口延伸部件連接。
5.根據權利要求4所述的底板，其中:高度調節機構包括螺栓，用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離，螺栓能沿順時針或逆時針方向旋轉，以便使得進口延伸部件退回至完全退回位置 、伸出至完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
6.根據權利要求5所述的底板，其中:高度調節機構還包括外部套筒和柱形內部套筒，該外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道，該柱形內部套筒能滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道內，所述內部套筒有內部槽道，該內部槽道有螺紋，并設置成與螺栓交接。
7.根據權利要求6所述的底板，其中:內部套筒通過連接凸緣與進口延伸部件的側壁連接。
8.根據權利要求6所述的底板，其中:螺栓的順時針旋轉或逆時針旋轉中的一個旋轉使得內部套筒和進口延伸部件同時沿相對于底板的底表面垂直的方向運動。
9.根據權利要求2所述的底板，還包括:至少一個側壁，該側壁沿與底板的底表面基本垂直的方向向上伸入殼體的內部，并鄰近進口延伸部件的相應至少一個側壁。
10.根據權利要求4所述的底板，其中:高度調節機構通過人工操作。
11.根據權利要求4所述的底板，其中:高度調節機構與電馬達連接，所述電馬達可操作成控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。
12.根據權利要求11所述的底板，其中:高度調節機構能夠與安裝在清潔裝置上的傳感器通信連接，所述傳感器可操作成向電馬達發送控制信號，以便響應在清潔裝置沿水池或水槽的水下表面運動時檢測到在水下表面上的障礙物而使得進口延伸部件退回。
13.根據權利要求12所述的底板，其中:傳感器可操作成向電馬達發送控制信號，以便響應在清潔裝置沿水池或水槽的水下表面運動時檢測到已經跳過障礙物而使得進口延伸部件伸出。
14.根據權利要求11所述的底板，其中:高度調節機構響應接收來自控制器的一個或多個控制信號而控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離。
15.根據權利要求14所述的底板，其中:進口延伸部件能相對于底板的底表面伸出的距離在完全退回和完全伸出的范圍內。
16.根據權利要求11所述的底板，其中:電馬達是具有驅動齒輪的可逆馬達，高度調節機構包括: 螺栓，該螺栓有從動齒輪，并用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離； 外部套筒，該外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道；柱形內部套筒，該柱形內部套筒可滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道中，所述內部套筒有內部槽道，該內部槽道有螺紋，并設置成與螺栓交接，且內部套筒通過連接凸緣而與進口延伸部件的側壁連接；以及 其中，驅動齒輪與從動齒輪交接，以便使得螺栓沿逆時針或順時針方向旋轉，從而使得進口延伸部件退回至完全退回位置、伸出至完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
17.根據權利要求11所述的底板，其中:電馬達是促動器，高度調節機構包括； 促動器桿，該促動器桿從促動器縱向伸出，用于調節進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離； 外部套筒，該外部套筒牢固安裝在底板的上表面上，并有柱形內部槽道；柱形內部套筒，該柱形內部套筒能滑動地同軸定位在外部套筒的柱形內部槽道中，所述內部套筒有內部槽道，用于接收促動器桿，且內部套筒通過連接凸緣而與進口延伸部件的側壁連接； 其中，促動器桿固定在內部套筒的一部分上，以便使得內部套筒沿向上或向下方向運動，從而使得進口延伸部件退回至完全退回位置、伸出至完全伸出位置和它們之間的任意位置中的任意一個位置。
18.一種用于使得進口延伸部件伸出和退回的方法，該進口延伸部件與形成于自推進機器人清潔裝置的底板中的水進口相連，該自推進機器人清潔裝置用于清潔水池或水槽的水下表面，該清潔裝置包括:殼體，該殼體有前部部分、相對的后部部分和鄰接的側部部分，它們確定了清潔裝置的內周和外周；旋轉安裝的支承件，該支承件連接在殼體的前部部分和后部部分附近；底板，該底板有底表面和穿過它形成的水進口 ；進口延伸部件，該進口延伸部件設置成能滑動地安裝在水進口中，以便沿相對于底板的底表面垂直的方向能滑動地退回和伸出；高度調節機構，該高度調節機構與進口延伸部件連接，并設置成使得進口延伸部件沿相對于底板的底表面垂直的方向向上和向下運動；以及傳感器，該傳感器安裝在殼體上，并與高度調節機構操作連接，所述傳感器可操作成向電子控制器發送控制信號，該電子控制器有用于從傳感器接收輸出信號的至少一個輸入部以及用于向高度調節機構發送控制信號的輸出部，以便控制進口延伸部件相對于底板的底表面伸出的距離，該方法包括: 使得清潔裝置在水池的水下表面上沿清潔通路運動； 檢測沿清潔通路在清潔裝置的前面從水池的水下表面向上凸出的障礙物；以及 響應檢測到障礙物而在清潔裝置沿清潔通路接觸障礙物之前自動地使得進口延伸部件退回至底板中一預定距離。
19.根據權利要求18所述的方法，還包括:在清潔裝置已經沿清潔通路跳過障礙物之后自動地使得進口延伸部件從底板伸出一預定距離。
【文檔編號】E04H4/16GK103711336SQ201310357393
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2012年10月1日
【發明者】J·波拉特, G·埃爾利赫 申請人:水產品股份有限公司