TWI483704B - Self - propelled cleaning equipment - Dust detection method and device - Google Patents

Description

自走式清潔設備污塵偵測方法及裝置

本發明係有關於一種自走式清潔設備，尤指一種使用在以自主性位移進行清潔工作之自走式清潔設備之污塵偵測方法及裝置。

由於現代人工作忙碌，對於家事清掃更覺得是一件費力又費時工作，為解決這樣的問題，市面上即出現所謂自走式清潔設備之產品，藉著人工智慧的控制，可自動地在地面上來回清掃及除塵，達到無需人力操作的方便性。

習用自走式清潔設備皆會在機體內部設置集塵盒以收集污塵，除了傾倒污塵用之開口外，該集塵盒另設有兩開口，一開口連結污塵流道通往機體底部之污塵吸入口，另一開口與負壓裝置相連通，使與集塵盒連通之污塵吸入口產生吸力；為了提升其清潔效果，部份會在機體污塵吸入口處設置主掃刷或在機體兩側設置側掃刷，配合自走式清潔設備之移動，側掃刷會撥掃移動路徑上主掃刷或朝地面之污塵吸入口外之污塵，再透過主掃刷或污塵吸入口將污塵吸入並儲存至機體內之集塵盒中，但是由於習用自走式清潔設備之集塵盒係設置於機體內部，因此使用者無法直接以肉眼即時判斷當前集塵盒內之污塵收集量，導致使用者在經過一段時間後，便必須去檢查機體內部集塵盒污塵之收集量，才能確保該自走式清潔設備可以繼續的有效運作，如此之設 計需要使用者不斷地主動去檢查集塵盒，無法被動地等到集塵盒之污塵滿盒後再去清理，對於使用者而言相當不便利，且若自走式清潔設備移動到某一特別多污塵之環境清掃，造成短時間內集塵盒污塵收集量爆增，使用者亦尚未查覺之情形下，過量之污塵在集塵盒中導致負壓裝置勢必提高其運轉功率，造成電能之無謂消耗，污塵亦可能順著污塵流道從集塵盒溢出，隨著自走式清潔設備之移動四處散落，對清潔後之地面形成二次污染，故遂有在污塵流道設置紅外線感應器之設計，透過紅外線來感應汙塵，其主要係在污塵流道兩側設置一相對之紅外線訊號元件，一個用來發射紅外線，另一個用來感應紅外線，並在紅外線訊號元件上設置透光元件，發揮保護作用且不防礙紅外線發射與接收，當污塵流道有污塵進入時，兩紅外線訊號元件間之紅外線感應受干擾而減弱，隨著污塵量之增加，感應元件所接收到之紅外線訊號遞減，透過計算紅外線訊號之強弱，一來可判斷集塵盒已收集之污塵量，二來可判斷目前清掃環境之污塵量。

由於自走式清潔設備主要係進行污塵之清潔，故透光元件上難免附著污塵，當其上之污塵累積至一定量時，將影響紅外線訊號之感應，使自走式清潔設備誤判集塵盒已滿盒或在一個特別多污塵之環境清掃，進而執行不正確之控制；且紅外線易受環境光線之影響，穩定性不足；另一方面，紅外線長時間持續之發射與接收亦對電能產生不少之消耗。

爰是，本發明之目的，在於提供一種不受污塵影響之自走式清潔設備污塵偵測方法。

本發明之另一目的，在於提供一種不受污塵影響之自走式清潔設備污塵偵測裝置。

依據本發明目的之自走式清潔設備污塵偵測方法，包括：以一電容感測單元設於自走式清潔設備機體可供灰塵通過其間之感測區；使該電容感測單元電性連結一控制單元，利用電容感測單元感測機體感測區之電容值，使控制單元將感測區之電容值與一預設電容值做比較，並輸出一控制訊號。

依據本發明另一目的之自走式清潔設備污塵偵測裝置，包括：一感測區，設於自走式清潔設備之機體上，其為一可供污塵通過之空間；一電容感測單元，設於該感測區用以感測該感測區之電容值；一控制單元，與該電容感測單元電性連結，用以比較該感測區之電容值與一預設電容值並輸出一控制訊號。

本發明實施例之方法及裝置，藉由電容感測單元兩平行設置之感測元件進行感測隨著污塵量之增減而改變的兩者間之介電系數，使電容感測單元感測到不同之電容值，並經由控制單元將測得之電容值與一預設電容值作比對，一方面可得知集塵機構目前污塵收集量之多寡，另一方面亦可判斷目前清掃環境污塵量之多寡，且電容感測單元不同於紅外線感應，不會因污塵附著於一表面而影響其電容值，亦相對之節能且不受環境光線之影響。

1‧‧‧機體

11‧‧‧第一感測區

12‧‧‧上蓋

13‧‧‧容槽

14‧‧‧開口

15‧‧‧污塵吸入口

151‧‧‧污塵流道

16‧‧‧第二感測區

2‧‧‧驅動機構

21‧‧‧驅動輪

3‧‧‧清潔機構

31‧‧‧主掃刷

32‧‧‧側掃刷

4‧‧‧集塵機構

41‧‧‧盒體

42‧‧‧盒蓋

43‧‧‧入塵口

44‧‧‧負壓出口

45‧‧‧格狀濾網

46‧‧‧遮板

47‧‧‧樞銷

5‧‧‧負壓機構

51‧‧‧馬達

52‧‧‧風扇

53‧‧‧負壓導引道

54‧‧‧負壓入口

6‧‧‧控制單元

7‧‧‧第一電容感測單元

71‧‧‧第一感測元件

72‧‧‧第一感測元件

8‧‧‧第二電容感測單元

81‧‧‧第二感測元件

82‧‧‧第二感測元件

第一圖係本發明實施例之自走式清潔設備之機體之示意圖。

第二圖係本發明實施例之第一電容感測單元配置之示意圖。

第三圖係本發明實施例之污塵聚集感測區之示意圖。

第四圖係本發明另一實施例之第二電容感測單元配置之示意圖。

請參閱第一圖與第二圖所示，本發明實施例可運用如圖所示自走式清潔設備之機體1，其上設有包括： 可藉由分置機體1兩側之驅動輪21驅動機體1進行位移之驅動機構2、可以具有刷毛之主掃刷31及側掃刷32或其中之一或僅具吸塵作用之污塵吸入口15執行地面清潔操作的清潔機構3、可收集清潔機構3清理出之污塵的集塵機構4、可抽引集塵機構4內空氣使其內部形成負壓狀態之負壓機構5、可執行各項數據運算或判斷以進行機體1上各項功能控制之控制單元6。

所述機體1內部設有與控制單元6電性連結之第一電容感測單元7，用以感測第一感測區11內之電容值，該第一電容感測單元7包括相隔適當間距設置於該第一感測區11兩側之二第一感測元件71、72，該第一感測區11為一可供污塵通過之空間；機體1頂部具有可活動掀起之上蓋12與向內凹設於上蓋12底下的容槽13，其形成開口14，位於容槽13下方之機體1底部設有污塵吸入口15；所述集塵機構4置於容槽13內，包括一盒體41，盒體41上部設有盒蓋42，底部設有入塵口43，入塵口43與所述第一感測區11相通而形成可供污塵通過之空間，並在其側壁上設負壓出口44，在入塵口43與負壓出口44間所形成之負壓氣流流路上，設有一格狀濾網45，其立置而偏靠於負壓出口44處。

所述污塵吸入口15向入塵口43處漸縮，形成供污塵流入集塵機構4中之污塵流道151，入塵口43位於集塵機構4 內部的一端受一輕薄的遮板46所遮罩，該遮板46樞設於入塵口43旁側底部上立置之樞銷47，並可因負壓氣流的流經而浮起，使該入塵口43與集塵機構4內部相通，並在負壓氣流停止流經時落下阻擋入塵口43與集塵機構4內部相通。

所述負壓機構5係由馬達51驅動風扇52使空氣排出產生負壓，此負壓將使負壓導引道53自負壓入口54吸引空氣，集塵盒4置入機體1之容槽13使其負壓出口44與負壓入口54相連結，令空氣可流通其間。

本發明實施例在實施上，當集塵機構4內之污塵收集至一定量時，負壓機構5仍持續運作，請配合參閱第三圖所示，此時污塵將滯留於污塵流道151中的感測區11內聚集；由於感測區11兩側設有第一電容感測單元7互為平行之二第一感測元件71、72，當污塵量增加時，第一感測區11內之介電係數亦同時增加，使電容感測單元7測得之電容值增加，控制單元6將測得之電容值與一預設值進行比對，如高於此預設值則輸出控制訊號給機體1發出警示訊息給使用者或暫時停止清潔機構3與負壓機構5之運作；或者，利用經過第一感測區11之污塵量多寡，將第一電容感測單元7測得之電容值經由控制單元6與一預設值進行比對，並針對電容值之多寡輸出控制訊號給清潔機構3與負壓機構5，調整其運轉功率。

本發明實施例之方法及裝置，其主要係藉由第一電容感測單元7兩平行設置之第一感測元件71、72進行感測隨著污塵量之增減而改變的兩者間之介電系數，使第一電容感測單元7感測到不同之電容值，並經由控制單元6將測得之電容值與一預 設電容值作比對，一方面可得知集塵機構4目前污塵收集量之多寡，另一方面亦可判斷目前清掃環境污塵量之多寡，且電容感測單元7不同於紅外線感應，不會因污塵附著於一表面而影響其電容值，亦相對之節能且不受環境光線之影響。

請參閱第四圖所示，在本發明另一實施例中，第二電容感測單元8之二第二感測元件81、82亦可鄰設於集塵機構4之盒體41兩側，用以感測集塵機構4內聚集污塵之第二感測區16之電容值，並經由控制單元6將測得之電容值與一預設值進行比對，如高於此預設值則輸出控制訊號給機體1發出警示訊息給使用者或暫時停止清潔機構3與負壓機構5之運作。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧機體

11‧‧‧第一感測區

12‧‧‧上蓋

13‧‧‧容槽

14‧‧‧開口

15‧‧‧污塵吸入口

151‧‧‧污塵流道

4‧‧‧集塵機構

41‧‧‧盒體

42‧‧‧盒蓋

43‧‧‧入塵口

44‧‧‧負壓出口

45‧‧‧格狀濾網

46‧‧‧遮板

47‧‧‧樞銷

5‧‧‧負壓機構

51‧‧‧馬達

52‧‧‧風扇

53‧‧‧負壓導引道

54‧‧‧負壓入口

6‧‧‧控制單元

7‧‧‧第一電容感測單元

71‧‧‧第一感測元件

72‧‧‧第一感測元件

Claims (10)

1. 一種自走式清潔設備污塵偵測方法，包括：以一電容感測單元設於自走式清潔設備機體可供灰塵通過其間之感測區；使該電容感測單元電性連結一控制單元，利用電容感測單元感測機體感測區之電容值，使控制單元將感測區之電容值與一預設電容值做比較，並輸出一控制訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述自走式清潔設備污塵偵測方法，其中，該控制訊號用以使機體自動發出警示訊息給使用者。
3. 如申請專利範圍第1項所述自走式清潔設備污塵偵測方法，其中，該控制訊號用以調整一負壓裝置之運轉功率。
4. 如申請專利範圍第1項所述自走式清潔設備污塵偵測方法，其中，該控制訊號用以調整一清潔機構之運轉功率。
5. 如申請專利範圍第1項所述自走式清潔設備污塵偵測裝置，其中，該電容感測單元包括相隔適當間距設置於該感測區兩側之二感測元件。
6. 一種自走式清潔設備污塵偵測裝置，包括：一感測區，設於自走式清潔設備之機體上，其為一可供污塵通過之空間；一電容感測單元，設於該感測區用以感測該感測區之電容值；一控制單元，與該電容感測單元電性連結，用以比較該感測區之電容值與一預設電容值並輸出一控制訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述自走式清潔設備污塵偵測裝置，其中，該感測區係位於污塵進入一供集聚灰塵之集塵機構的 流道處。
8. 如申請專利範圍第6項所述自走式清潔設備污塵偵測裝置，其中，該感測區係位於一供集聚灰塵之集塵機構內。
9. 如申請專利範圍第6項所述自走式清潔設備污塵偵測裝置，其中，該電容感測單元包括相隔適當間距設置於該感測區兩側之二感測元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述自走式清潔設備污塵偵測裝置，其中，該電容感測單元之二感測元件相互平行。