清洁机及其路径控制方法

专利名称：清洁机及其路径控制方法
技术领域：
本发明是有关于一种清洁机，且特别是有关于一种适于清洁一板件的清洁机及其路径控制方法。
背景技术：
现有住家门窗的清洁方式是以开窗或拆窗清洗，而大楼门窗则由清洁公司以悬吊机架设于大楼外，利用马达控制该悬吊机架升降，以毛刷或水柱清洗大楼外部门窗。然而， 悬吊机架常因重心不稳而易受风吹摇摆动。为了避免对门窗的过度用力刷洗，导致人员发生滑倒或清洗器具掉落砸伤人等危险意外，故仅对能门窗略为冲水以至于无法将门窗完全清洗干净。

发明内容
本发明提供一种清洁机，适于清除一板件上的微粒。本发明提供一种清洁机，适于清除一导磁性板件上的微粒。本发明提供一种清洁机的路径控制方法，其适用于上述的清洁机。本发明提出一种清洁机，适于清除一板件上的微粒。清洁机包括一主动机以及一从动机。主动机包括多个主动清洁轮以及一控制系统。每一主动清洁轮包括一第一磁铁。 控制系统电性耦接上述的主动清洁轮，以控制主动清洁轮的旋转。从动机包括多个从动清洁轮。每一从动清洁轮包括一第二磁铁。板件配置于主动机与从动机之间。上述的第二磁铁配置于上述的第一磁铁的对向，以使主动清洁轮通过磁力带动从动清洁轮的转动。在本发明的一实施例中，上述的第一磁铁与第二磁铁各具有多个磁极。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一主动机壳以及一安全吊耳。安全吊耳配置于主动机壳上。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一主动机壳以及一喷水装置。喷水装置配置于主动机壳上，且喷水装置适于将液体喷向主动清洁轮的边缘。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一主动机壳以及一边缘感测器。边缘感测器配置于主动机壳上，且电连接控制系统，并感测清洁机是否接近板件的边缘。在本发明的一实施例中，上述的边缘感测器为一红外线感测器、一超音波感测器、 一激光感测器、一极限开关或一近接开关。在本发明的一实施例中，上述的控制系统包括一处理系统以及一驱动装置。处理系统输出一控制信号。驱动装置依据控制信号输出多个第一驱动信号。清洁机还包括多个清洁马达，对应连接上述的主动清洁轮，并依据上述的第一驱动信号分别控制主动清洁轮的旋转。在本发明的一实施例中，上述的驱动装置包括一脉波宽度调变单元以及多个第一驱动单元。脉波宽度调变单元依据控制信号输出多个第一脉波宽度调变信号。第一驱动单元依据第一脉波宽度调变信号对应输出第一驱动信号，以分别控制主动清洁轮的旋转。
在本发明的一实施例中，上述的脉波宽度调变单元更依据控制信号输出多个第二脉波宽度调变信号。驱动装置更依据第二脉波宽度调变信号输出多个第二驱动信号。另外， 清洁机还包括多个磁铁马达。磁铁马达连接第一磁铁，并依据第二驱动信号分别调整第一磁铁对板件的磁力。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一磁力感测器。磁力感测器感测磁力的大小，并据以输出一感测信号至控制系统。控制系统依据感测信号输出第二驱动信号。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一磁铁马达减速机以及一位移机构。位移机构连接磁铁马达减速机与上述的第一磁铁的至少其一，并依据磁力的大小调整第一磁铁的至少其一相对于板件的位置或改变第一磁铁的至少其一的磁阻。在本发明的一实施例中，上述的第一磁铁与第二磁铁的至少其中之一为一固定式磁铁。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一导电滑环。导电滑环电连接主动清洁轮内的一电源信号线。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一从动机壳以及一安全吊耳。安全吊耳配置于从动机壳上。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一从动机壳以及一喷水装置。喷水装置配置于从动机壳上，且适于将液体喷向从动清洁轮的边缘。在本发明的一实施例中，上述的主动清洁轮与所述这些从动清洁轮各具有一清洁材料。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一水平感测器。水平感测器感测清洁机的一水平角。控制系统依据水平角调整清洁机的行走路径。在本发明的一实施例中，上述的水平感测器为一陀螺仪或一水平仪。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一遥控接收器。遥控接收器接收一遥控信号。控制系统依据遥控信号控制清洁机的行走路径。在本发明的一实施例中，清洁机还包括一刮水装置。刮水装置配置于主动清洁轮或从动清洁轮的一侧。本发明还提出一种清洁机，适于清除一导磁性板件上的微粒。清洁机包括一主动机。主动机包括多个主动清洁轮以及一控制系统。每一主动清洁轮包括一第一磁铁，其中主动机是通过第一磁铁吸附于导磁性板件上。控制系统电性耦接主动清洁轮，以控制主动清洁轮的旋转。在本发明的一实施例中，清洁机还包括两主动机壳，且主动机壳彼此可转动连接
在一起。除此之外，本发明亦提出一种清洁机的路径控制方法，其适用于一清洁机。清洁机包括一第一主动清洁轮、一第二主动清洁轮、以及一连接第一主动清洁轮与第二主动清洁轮的一连杆臂。上述方法包括以下步骤。首先，使第一主动清洁轮固定不转动。接着，使第二主动清洁轮沿一第一旋转方向旋转，以使第二主动清洁轮与连杆臂间产生一第一扭力。 继之，通过第一扭力使连杆臂往相反于第一旋转方向的一第二旋转方向摆动。在本发明的一实施例中，清洁机的路径控制方法还包括施加一第二扭力于第一主动清洁轮与连杆臂间。
在本发明的一实施例中，清洁机的路径控制方法还包括以下步骤。首先，使第二主动清洁轮固定不转动。继之，使第一主动清洁轮沿第二旋转方向旋转，以使第一主动清洁轮与连杆臂间产生一第二扭力。接着，通过第二扭力使连杆臂往相反于第二旋转方向的第一旋转方向摆动，以使清洁机沿一第一方向前进。在本发明的一实施例中，上述的第一旋转方向为顺时针方向，且第二旋转方向为逆时针方向。在本发明的一实施例中，上述的清洁机的行径路线是依序沿第一方向、一第二方向及一第三方向移动，其中第一方向与第三方向实质上平行且方向相反，且第二方向与第一方向、第三方向实质上垂直。在本发明的一实施例中，上述的清洁机于一板件上的行径路线呈一螺旋状，且清洁机是由板件的外围往板件的中心移动。基于上述，由于本发明的清洁机利用主动机与从动机间的磁铁吸引力使主动机与从动机分别吸附于板件的两对向面，故能达成双面清洁板件的功效。另外，本发明的清洁机利用磁力将主动机直接吸附于导磁性板件上，亦可达到清洁导磁性板件的功效。


图IA显示为本发明第一实施例的清洁机的示意图。图IB至图ID显示为本发明另一实施例的第一磁铁与第二磁铁的示意图。图2显示为图IA的主动机沿I-I剖面线的另一剖面示意图。图3A显示为图IA的清洁机的方块图。图;3B为说明清洁机的闭回路控制方法的方块图。图4为说明清洁机的路径控制方法的示意图。图5为说明清洁机相对于方向d3的前进或后退的示意图。图6为说明清洁机相对于方向d4的前进或后退的示意图。图7为清洁机于门窗上的清洁路径规画示意图。图8显示为本发明第二实施例的清洁机的示意图。图9显示为本发明第三实施例的清洁机的示意图。图10示为本发明第四实施例的清洁机的示意图。附图标号1000、3000、5000、7000 清洁机1100:主动机1100a、5100a、5100b 主动机壳1120、W1、W2 主动清洁轮1120a 主动清洁轮的本体1122:第一磁铁1122a 1122c、1222a 1222c 磁极1124、1M4 清洁材料1130:控制系统1132:处理系统
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1132a:中央处理单元113 :随机存取存储器Il32C:只读存储器1134:驱动装置1134a:脉波宽度调变单元ll34b、ll34c 驱动单元1138:数字输入1139:数字输出1140:边缘感测器1142:磁力感测器1143:水平感测器1150:数字感测器1152:数字控制单元1160、1260 安全吊耳1170、1270 喷水装置1172、1272:喷嘴1174、1274 水管接头1176、1276 外接小型水管1180a:清洁轮马达减速机1180b 磁铁马达减速机1200 从动机1200a 从动机壳1220 从动清洁轮1222:第二磁铁1182a、1182b 齿轮组ll84a:清洁马达1184b:磁铁马达1190:位移机构1400:导电滑环2000 板件2000a、2000b 门窗4000、6000 导磁性板件5200 铰链装置7100a、7100b 刮水装置A、2A:摆荡角ARM 连杆臂B 底端dl、d2:旋转方向d3 d7:方向
f 边框L 液体MF1、MF2:磁力Pl P6:位置Rl 遥控接收器R2 摇控发射器S1、S2:表面Sc 控制信号Sdl、Sd2:驱动信号Ss 感测信号SP1、SP2 脉波宽度调变信号Sw:遥控信号T1、T2:扭力
具体实施例方式为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。第一实施例图IA显示为本发明第一实施例的清洁机的示意图，其中右图为左图沿I-I剖面线的剖面示意图。本实施例的清洁机1000适于清除一板件2000上的微粒，其中板件2000 例如为玻璃或非导磁性板件。请参照图1Α，清洁机1000包括一主动机1100以及一从动机 1200。主动机1100包括多个主动清洁轮1120以及一控制系统1130，其中控制系统1130例如包括电路板。每一主动清洁轮1120包括一第一磁铁1122。控制系统1130电性耦接主动清洁轮1120，以控制主动清洁轮1120的旋转。在本实施例中，第一磁铁1122具有多个磁极 1122a、1122b。举例来说，磁极1122a、1122b的个数例如为偶数个(图IA仅示意地显示两个)，且磁极1122a、1122b的磁性例如分别为N极与S极。另外，从动机1200包括多个从动清洁轮1220。每一从动清洁轮1220包括一第二磁铁1222，且第二磁铁1222配置于第一磁铁1122的对向。除此之外，本实施例的第二磁铁1222亦具有多个磁极(未显示)，其中第二磁铁1222的磁极的位置与第一磁铁1122的磁极1122a、1122b的位置相对应，且第二磁铁1222的磁极与第一磁铁1122的磁极1122a、 1122b具有相反的磁性。也就是，在本实施例中，对应磁极112 的第二磁铁1222的磁极例如为S极，且对应磁极1122b的第二磁铁1222的磁极例如为N极。如图IA所示，板件2000配置于主动机1100与从动机1200之间，且第二磁铁1222 配置于第一磁铁1122的对向，以使主动清洁轮1120通过磁力带动从动清洁轮1220的转动。也就是，主动机1100与从动机1200是分别配置于板件2000的两对向面。详细来说，本实施例的主动机1100及从动机1200例如各自具有两个清洁轮(也就是，主动清洁轮1120与从动清洁轮1220)。主动机1100的清洁轮1120内的第一磁铁1122 和从动机1200内的第二磁铁1222隔着板件2000借着磁力彼此相吸，致使清洁机1000不会掉落。除此之外，由于第一磁铁1122和第二磁铁1222具有多个磁极，故主动机1100的
8清洁轮1120可通过磁力带着从动机1200的清洁轮1220同时转动，进而达到同时擦拭板件 2000的双面的效果。进一步而言，第一磁铁1122的磁极1122a、1122b与对向的第二磁铁 1222的磁极(未显示)构成封闭磁路，故能提供带动从动清洁轮1220旋转的切线方向的磁力。应注意的是，在本实施例中，第一磁铁1122的磁极与第二磁铁1222的磁极的个数虽为两个，然而在其他实施例中，第一磁铁1122与第二磁铁1222的磁极的个数不限于两个。举例来说，如图IB所示，第一磁铁1122的磁极1122a、1122b的总个数与第二磁铁1222 的磁极1122a、1122b的总个数例如为四个，其中磁极1122a的磁性与磁极1222a的磁性彼此相反，且磁极1122b的磁性与磁极1222b的磁性彼此相反。除此之外，第一磁铁1122与第二磁极1222的磁极的个数亦不限于是偶数个或奇数个。请参照图IC与图1D，第一磁铁1122与第二磁极1222的磁极的个数例如分别为三个或五个。详细而言，图IC与图ID的第一磁铁1122具有磁极112 1122c，且第二磁铁 1222具有磁极1222a 1222c。其中配置于第一磁铁1122周围的磁极1122a、1122b与第二磁铁1222周围的磁极1122a、1222b能提供扭转的带动力，使主动清洁轮1120带动从动清洁轮1220做旋转。另一方面，配置于中央的磁极1122c则可增加第一磁铁1122与第二磁铁1222之间的吸引力。如图IC与图ID所示，磁极1122c的磁性例如为N极或S极，且磁极1222c的磁性例如为S极或N极。另外，对应相同位置的磁极1122a与122 具有相反极性，且对应相同位置的磁极1122b与1222b具有相反极性。请继续参照图1A，主动清洁轮1120与从动清洁轮1220上还具各有一清洁材料 1124,1224.清洁材料1124、12M例如为盘状，且其材质可为海绵、布料、棉料、毛料或纸类。另外，清洁机1100还包括一清洁轮马达减速机1180a，清洁轮马达减速机1180a用以带动主动清洁轮1100转动。除此之外，本实施例的清洁机1000还包括一导电滑环(slip ring) 1400，其电连接主动清洁轮1120内的一电源信号线(未显示)。控制系统1130的控制电源可经由导电滑环1400传送至转动中主动清洁轮1100内部的第一磁铁1122。同时， 主动清洁轮1120内部的感测信号可经过导电滑环1400连接回控制系统1130。除此之外，本实施例的清洁机1000还包括一主动机壳1100a、一边缘感测器1140 以及一数字感测器1150。如图IA所示，主动机壳IlOOa覆盖导电滑环1400与清洁轮马达减速机1180a，且位于主动清洁轮1120的相对于板件2000的一侧。边缘感测器1140配置于主动机壳IlOOa上，且电连接控制系统1130。边缘感测器1140感测清洁机1000是否接近板件2000的边缘，其中板件2000例如为玻璃或门窗。详细而言，边缘感测器1140例如朝向玻璃或门窗的表面，并可感测玻璃的边缘或门窗框。另外，边缘感测器1140可为光反射式元件，其例如为一红外线感测器、或一超音波感测器或一激光感测器。举例来说，在板件 2000本身为玻璃材质，且其边缘具有门窗框结构的情况下，当清洁机1000接近门窗框时， 边缘感测器1140会感测到被门窗框反射的较强的反射信号。另一方面，在板件2000本身为玻璃材质，且其边缘不具有门窗框结构的情况下，当清洁机1000接近边缘时，边缘感测器1140将感测不到被板件2000所反射的反射信号。由此可知，通过加设边缘感测器1140 于主动机壳IlOOa上，有助于清洁机1000的所在位置的判断。数字感测器1150配置于主动机壳IlOOa上，且电连接控制系统1130。数字感测器 1150适于感测清洁机1000是否接近板件2000的一边框或一异物。详细而言，数字感测器1150适于垂直照向窗框方向，以侦测窗框或异物。在本实施例中，数字感测器1150可为一光反射式元件、一极限开关(limit switch)或一近接开关(proximity switch)。本实施例的边缘感测器1140与数字感测器1150例如为多个(图IA仅示意地各显示六个)，且分布在主动机1100的周边，然而，在其他实施例中，边缘感测器1140与数字感测器1150的个数并不限于本实施例的个数。另外，控制系统1130可接收所有感测信号以及驱动两个主动清洁轮1120，或控制主动清洁轮1120内的第一磁铁1122。请继续参照图1A，本实施例的主动机1100还包括一安全吊耳1160以及一喷水装置1170。安全吊耳1160配置于主动机壳IlOOa上，以供绑安全线(未显示)用。举例而言，安全线的另一端可扣在建筑物上以防掉落。喷水装置1170配置于主动机壳IlOOa上， 且适于将液体L喷向主动清洁轮1120的边缘，其中液体L例如为喷雾水。在本实施例中， 喷水装置1170包括一喷嘴1172、一水管接头1174以及一外接小型水管1176。如图IA所示，外接小型水管1176接到水管接头1174，再接到喷嘴1172，以将水喷向清洁材料IlM的边缘。另外，本实施例的喷嘴1172例如为多个(图IA仅示意地显示四个)，且各分布在主动清洁轮1120的周围，以方便将液体L喷向主动清洁轮1120的边缘。然而，在其他实施例中，喷嘴1172亦可为一个，并不限于本实施例的个数。另一方面，本实施例的从动机1200包括两个从动清洁轮1122。从动清洁轮的第二磁铁1222例如为固定磁铁。从动清洁轮1220靠主动机1100的磁力所带动，且亦挂有清洁材料12M。类似地，从动机1200亦包括一从动机壳1200a、一安全吊耳1260以及一喷水装置1270。从动机壳1200a位于从动清洁轮1220的相对于板件2000的一侧。安全吊耳1260 以及一喷水装置1270皆配置于从动机壳1200a上。安全吊耳1260供绑安全线(未显示) 用，且安全线的另一端可扣在建筑物上以防掉落。喷水装置1270包括喷嘴1272、水管接头1274以及外接小型水管1276。外接小型水管1276接到水管接头1274，再接到喷嘴1272将液体L喷向清洁材料12 的边缘。另夕卜，本实施例的喷嘴1272例如为四个，且各分布在从动清洁轮1220的周围，以方便将液体 L喷向从动清洁轮1220的边缘。图2显示为图IA的主动机1100沿1_1剖面线的另一剖面示意图。如图2所示， 本实施例的主动机1100还包括清洁轮马达减速机1180a。主动清洁轮1120受清洁轮马达减速机1180a驱动。清洁轮马达减速机1180a含有齿轮组118 和清洁马达1184a。在本实施例中，每一清洁轮马达减速机1180a对应一清洁马达1184a。除此之外，本实施例的主动机1100还包括一位移机构1190，且磁铁马达减速机 1180b还包括一齿轮组1182b以及一磁铁马达1184b。位移机构1190连接磁铁马达减速机 1180b与第一磁铁1122的至少其一。位移机构1190例如为一螺杆，并依据目前的磁力大小调整第一磁铁1122相对于图IA的板件2000的位置，或改变第一磁铁1122的磁阻。详细来说，齿轮组1182b连接位移机构1190。磁铁马达1184b连接齿轮组1182b 以及电连接控制系统1130。磁铁马达1184b适于带动位移机构1190调整第一磁铁1122的至少其中之一相对于图IA的板件2000的位置，或改变第一磁铁1122的至少其中之一的磁阻。换言之，本实施例的磁铁马达1184b用以驱动磁铁马达减速机1180b，再传动至位移机构1190，以移动第一磁铁1122相对于图IA的板件的2000位置。除此之外，本实施例的主动机1100还包括一磁力感测器1142，其例如为一霍尔感测器(hall sensor)。磁力感测器
101142固定于主动清洁轮1120的本体1120a上，以感测磁力的大小，进而使磁铁马达减速机 1180b可依据感测磁力的大小调整第一磁铁1122相对于图IA的板件的2000位置。由上述可知，本实施例的清洁机1000为一可控制磁力型清洁机。另外，导电滑环1400的外壳固定在清洁轮马达减速机1180a的外壳上。导电滑环 1400包括转子1410，其与主动清洁轮1120连结。磁铁马达1184b的电线1184b，和磁力感测器1142的信号线(未显示)可通过导电滑环1400传递到外面，并经由电线1420连至控制系统1130。应注意的是，在其他实施例中，主动机1100亦可不需设置磁力感测器1142及磁铁马达减速机1180b。也就是，在其他实施例中，第一磁铁1122相对于板件2000的位置并不会随着目前的磁力大小而有所调整。也就是说，在其他实施例中，第一磁铁1122与第二磁铁可为固定磁铁。图3A显示为图IA的清洁机1000的方块图。请同时参照图IA至图3A，控制系统 1130包括一处理系统1132以及一驱动装置1134。处理系统1132输出一控制信号&。驱动装置1Π4依据控制信号&输出多个驱动信号Sdl。清洁机1000内的清洁马达118 对应连接主动清洁轮1120，并依据驱动信号Sdl分别控制主动清洁轮1120的旋转。详细而言， 驱动装置 1134包括一脉波宽度调变单元(pulse width modulation unit,PWM unit) 1134a 以及多个驱动单元1134b。脉波宽度调变单元113 依据控制信号Sc输出多个脉波宽度调变信号SP1。驱动单元1134b依据脉波宽度调变信号SPl对应输出驱动信号Sdl至清洁马达1184a，以分别控制主动清洁轮1120的旋转。除此之外，本实施例的脉波宽度调变单元113 更依据控制信号Sc输出多个脉波宽度调变信号SP2。驱动装置1134更依据脉波宽度调变信号SP2输出多个驱动信号Sd2， 以使连接第一磁铁1122的磁铁马达1184b依据驱动信号Sd2分别调整第一磁铁1122对板件2000的磁力。举例而言，驱动装置1134例如是利用多个驱动单元113 来接收脉波宽度调变信号SP2，并据以输出驱动信号Sd2至磁铁马达1184b。换句话说，本实施例的脉波宽度调变单元113 与驱动单元1134b、113 为控制清洁马达118 与磁铁马达1184b的驱动力的模块。进一步而言，清洁轮马达118 与磁铁马达1184b分别控制主动清洁轮1120的转动与第一磁铁1122对板件2000的吸力。另一方面，本实施例的处理系统1132例如包括中央处理单元(central processing unit，CPU) 1132a、随机存取存储器(RAM) 1132b 与只读存储器(ROM) 1132c。中央处理单元(central processing unit, CPU) 1132a、随机存取存储器(RAM) 1132b与只读存储器(ROM) 1132c作为微电脑运算与存储的基本模块，其中只读存储器1132c亦可以是快闪存储器(flash memory)，且程序代码可储存于只读存储器1132c内。如图2至图3A所示，磁力感测器1142放置在主动清洁轮1120内第一磁铁 1122的前端，以感测磁力大小，并据以输出一感测信号^至控制系统1130。控制系统 1130依据感测信号&输出驱动信号Sd2。详细而言，处理系统1132由模拟数字转换器 (analog-to-digitalconverter, ADC) 1136读取磁力感测器1142的感侧信号Ss，并配合磁铁马达1184b形作成闭回路磁力控制，以控制第一磁铁1122的磁力大小。图;3B为说明清洁机1000的闭回路控制方法的方块图，其中N、M、P、Q为大于0的正整数。请参照图3A与图3B，换句话说，本实施例的处理系统1132例如经负回授运算后，送出脉波宽度调变信号P2到驱动单元113 以驱动磁铁马达1184b，其中图;3B的回授值即为图3A的感测信号&。接着，再利用图2的齿轮组1182b控制第一磁铁1122与板件2000 的间隙，或磁路阻抗的大小。依据回授控制理论，磁力感测器1142的回授值会影响设定值的调整，以达成控制磁铁吸力的目的。另外，利用上述方法，处理系统1132亦能依据目前磁力的大小，判断清洁机1000是否有脱落的危险性，并做出保护措施。应注意的是，在其他实施例中，清洁机1000亦可采用开回路的方法来控制第一磁铁1122与图IA的板件2000的间隙。举例来说，通过采用步进马达并控制步进马达的步进数，便能调整上述间隙或磁路阻抗的大小，进而达到控制磁力大小的功效。请继续参照图3A，另一方面，清洁机1000侦测门窗边缘的方法可利用边缘感测器 1140来侦测。边缘感测器1140可为模拟型感测器，且例如为可为红外线、激光、超音波等距离感测器。另外，边缘感测器亦可例如是极限开关或一近接开关。控制系统1130可经由模拟数字转换器1136读取边缘感测器1140的感测值，并据以判断清洁机与板件2000边缘的距离。详细而言，若板件2000为无门窗框的玻璃，且当感侧值低于一低门槛值时，则表示目前未接收到玻璃的反射感侧值，也就是，清洁机1000目前已接近玻璃边缘。另一方面， 若板件2000为边缘具有门窗框的玻璃，且当感侧值高于高门槛值设定值时，则表示清洁机 1000目前已接近门窗框，故会接收到强度较高的反射感侧值。另外，数字感测器1150则是以机构触动到门窗边缘的方法感测门窗框架，且数字感测器1150例如为极限开关或近接开关。数字输入1138可为按钮输入或数字感测器1150 的输入。数字输出1139与数字控制单元1152电连接。数字控制单元1152例如为发光二极管(lightemitting diode, LED)灯号、水阀控制单元或空气阀。除此之外，本实施例的清洁机1000还包括一水平感测器1143。水平感测器1143 电连接控制系统1130，并感测清洁机1000的一水平角。控制系统1130依据水平角调整清洁机1000的行走路径。水平角为规划清洁行进的重要的依据，例如清洁机1000的直线前进或后退以及路径规划等。在本实施例中，水平感测器1143例如为陀螺仪(gyro)或水平仪等任何功能为感测清洁机的绝对水平角的装置。另外，本实施例的清洁机1000还可包括一遥控接收器R1。遥控接收器Rl接收摇控发射器R2的一遥控信号Sw，以使控制系统1130依据遥控信号Sw控制清洁机1000的行走路径。遥控接收器Rl与遥控发射器R2的信号传输方式例如为红外线传输或无线传输， 其中无线传输例如为ZigBee、蓝牙(bluetooth)、RFI0、Wi-Fi等。清洁机1000的遥控功能例如包括系统重置(system reset)、自动归复、完整启动 (start)、就地启动以及手动模式，以下将对上述功能做进一步的描述。自动归复表示清洁机1000在完成清洁后会自动移往方便使用者取下的位置，其例如为板件2000的中下位置。 完整启动表示当清洁机1000行进至板件2000顶端后，会自顶端开始由左至右(或由右至左)，再由上而下执行清洁动作。就地启动则表示清洁机会就原地由左至右(或由右至左)， 再由上而下执行清洁动作。手动模式则包括控制清洁机的原地清洁或控制清洁机1000上下左右移动的功能。图4为说明清洁机的路径控制方法的示意图，其中主动清洁轮Wl、W2相当于图2 的主动清洁轮1120。请同时参照图2与图4，当欲移动主动清洁轮W2时，可使主动清洁轮Wl固定不转动，并使主动清洁轮W2沿一旋转方向dl旋转，以使主动清洁轮W2与连杆臂ARM 间产生一扭力(torque)!!。接着，通过扭力Tl使连杆臂ARM往相反于旋转方向dl的旋转方向d2摆动。除此之外，上述路径控制方法可包括施加一扭力T2于主动清洁轮Wl与连杆臂ARM间。举例而言，当欲移动主动清洁轮W2时，可先减低主动清洁轮W2内的第一磁铁1122 的磁力MF2，以方便主动清洁轮W2的转动。同时，增强主动清洁轮Wl内的磁力MF1，以提升增加主动清洁轮Wl与连杆臂ARM的静摩擦力以便增加吸附力。接着，在主动清洁轮W2上施以扭力Tl以让主动清洁轮W2旋转，其中通过调整主动清洁轮W2内的磁力MF2可以改变主动清洁轮W2的扭力Tl。依据牛顿的作用力与反作用力原理，此时连杆臂ARM上会有反作用力，且反作用力的大小相当于扭力Tl。如此一来，连杆臂ARM便会往相反于主动清洁轮W2的旋转方向dl的旋转方向d2摆动。另一方面，为了增加或减少连杆臂ARM的总扭力Tarm，在主动清洁轮Wl上可施加一个与主动清洁轮W2同向或反向的扭力T2，但此扭力T2不足以让主动清洁轮Wl克服静摩擦力而开始转动。此时，连杆臂上的总扭力Tarm表示为Tarm = T2+T1。另外，控制连杆臂ARM的转动角度的方法可依清洁机1000的水平感测器1143的回授控制定位。当到达定位之后，便可除去扭力Tl、T2，并将主动清洁轮Wl、W2内的磁力 MFU MF2恢复为正常吸力。类似地，当欲移动主动清洁轮Wl时，可使主动清洁轮W2固定不转动，并使主动清洁轮Wl沿旋转方向d2旋转，以使主动清洁轮Wl与连杆臂ARM间产生对应的扭力。接着， 通过上述扭力使连杆臂ARM往相反于旋转方向d2的旋转方向dl摆动，以使清洁机1000沿一方向d3前进。在本实施例，其中旋转方向dl为顺时针方向，且旋转方向d2为逆时针方向。以此类推，通过控制主动清洁轮Wl的扭力T2的大小与方向、磁力MFl的大小、主动清洁轮W2的扭力Tl的大小与方向以及磁力MF2的大小，可让清洁机1000前进或后退。图5为说明清洁机相对于方向d3的前进或后退的示意图，其中方向d3例如为χ 轴。依据上述控制主动清洁轮Wl、W2的前进或后退的方法后，控制清洁机朝固定的一个方向直线前进或后退的方法包括以下步骤。首先，利用前述方法将主动清洁轮W2摆荡至位置 P1，其中摆荡角例如为A。接着，将主动清洁轮Wl摆荡至位置P2，其中摆荡角例如为2A。继之，将主动清洁轮W2摆荡至位置P3，其中摆荡角例如为2A。最后，反复最后两个步骤，便可使清洁机1000沿方向d3直线前进。另外，以相反的顺序重复最后两个步骤，则可使清洁机 1000方向d3直线后退。也就是，清洁机1000会往相反于方向d3的方向直线前进。图6为说明清洁机相对于方向d4的前进或后退的示意图，其中方向d4垂直方向 d3，且例如为y轴。控制清洁机朝固定的方向d4前进或后退的方法包括以下步骤。首先， 将主动清洁轮W2摆荡至位置P4。接着，将主动清洁轮Wl摆荡至位置P5。再来，将主动清洁轮W2摆荡至位置P6。继之，将主动清洁轮Wl摆荡至位置P7。最后，反复前述四个步骤， 便能使清洁机1000沿方向d4直线前进。另外，以相反的顺序重复上述四个步骤，则可使清洁机1000沿方向d4直线后退。也就是，清洁机1000会往相反于方向d4的方向直线前进。图7为清洁机1000于门窗上的清洁路径规画示意图。一般而言，门窗2000a、2000b 通常为直立式的摆置，其形状为长方形(即门窗2000a)或是不规则型(即门窗2000b)。如图7所示，当使用者将清洁机1000放置在门窗2000a、2000b中的位置，并启动清洁机1000 后，清洁机1000会自动往上移动。当清洁机1000内的边缘感测器1140或1150感测到边框f时，清洁机1000会开始由右至左(或由左至右)、再由上而下清洁门窗2000a、2000b， 直到碰到门窗2000a、2000b的底端时，再作最后一次的由右至左或由左至右清洁。等到清洁终了，清洁机1000还可发出表示清洁完毕的提示音。如图7所示，详细来说，清洁机1000的行径路线例如是依序沿方向d3、方向d5及方向d6移动，其中方向d3与方向d6实质上平行且方向相反，且方向d5与方向d3、方向d6 实质上垂直。另外，在另一实施例中，清洁机1000于板件2000(例如为门窗2000a、2000b) 上的行径路线亦可呈一螺旋状，且清洁机1000是由板件2000的外围往板件2000的中心移动。除此之外，于其他实施例中，清洁机1000于板件2000的行径路线亦可是当清洁机1000 碰到边框f后，清洁机1000随机往任一方向移动。第二实施例图8显示为本发明第二实施例的清洁机的示意图，其中右图为左图沿II-II剖面线的剖面示意图。本实施例的清洁机3000与第一实施例的清洁机1000类似，只是二者主要差异之处在于清洁机3000适于清除一导磁性板件4000上的微粒，且清洁机3000不需要采用图IA中的从动机1200。导磁性板件4000例如为铁、大型船只、轮船、飞机表面或其他以任何导磁性材料做成的板件。如图8所示，本实施例的清洁机3000包括主动机1100以及多个主动清洁轮1120。 每一主动清洁轮1120包括第一磁铁1122，其中主动机1100是通过第一磁铁1122直接吸附于导磁性板件4000上。另外，本实施例的第一磁铁1122可具有单一磁极112 或1122b，其中磁极112加、1122b例如为N极与S极。应注意的是，在其他实施例中，磁极1122a、1122b 亦可分别为S极与N极，或皆为N极或皆为S极。除此之外，在另一实施例中，第一磁铁1122 亦可具有多个磁极，并不限于仅有单一个磁极。如图8所示，本实施例的控制系统1130电性耦接主动清洁轮1120，以控制主动清洁轮1120的旋转。由于主动机1100的构造可参照第一实施例，故在此不加赘述。第三实施例图9显示为本发明第三实施例的清洁机的示意图，其中上图为下图沿III-III剖面线的剖面示意图。本实施例的清洁机5000与第二实施例的清洁机3000类似，只是二者主要差异之处在于清洁机5000包括两主动机壳5100a与5100b，且主动机壳5100a与5100a 彼此可转动连接在一起，以使主动清洁轮1120可随导磁性板件6000的曲面改变夹角，进而能清洁具有弧度的导磁性板件6000。详细来说，如图9所示，主动机壳5100a与5100b分别覆盖导电滑环1400与清洁轮马达减速机1180a，且位于主动清洁轮1120的相对于导磁性板件6000的一侧。主动机壳 5100a与5100b例如可通过一铰链装置5200可转动连接在一起，且铰链装置5200例如为可挠性材料。类似地，在其他实施例中，图IA的清洁机1000的结构亦可设计与清洁机5000 的结构相同，以使清洁机1000能够清洁具有弧度的板件。由于主动机1100的构造可参照第一实施例，故在此不加赘述。第四实施例图10显示为本发明第四实施例的清洁机的示意图，其中右图为左图沿IV-IV剖面线的剖面示意图。本实施例的清洁机7000与第一实施例的清洁机1000类似，只是二者主要差异之处在于清洁机7000还包括一刮水装置7100a，且刮水装置7100a配置于主动清洁轮1120或从动清洁轮1220的一侧。如图8所示，在本实施例中，刮水装置7100a配置于主动清洁轮1120的外侧，且位于主动清洁轮1120的相对于喷水装置1170的一侧，如此一来刮水装置6100a便能刮除板件2000表面Sl的液体L。或者，亦可将刮水装置7100a配置于行进方向(例如方向d7)的尾侧。除此之外，本实施例的清洁机7000还包括一刮水装置7100b，且刮水装置7100b配置于从动清洁轮1220的一侧。详细来说，刮水装置7100a配置于从动清洁轮1220的外侧，且位于从动清洁轮1220的相对于喷水装置1270的一侧，以便于刮除板件2000表面S2的液体L。或者，刮水装置7100b亦可配置于行进方向(例如方向d7)的尾侧。由于本实施例的清洁轮7000可以由第一实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。综上所述，由于本发明的清洁机利用主动机与从动机间的磁铁吸引力使主动机与从动机分别吸附于板件的两对向面，故不需通过人力便能达成双面清洁板件的功效。另外， 本发明的清洁机利用磁力将主动机直接吸附于导磁性板件上，亦可达到清洁导磁性板件的功效。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。
权利要求
1.一种清洁机，其特征在于，适于清除一板件上的微粒，所述清洁机包括 一主动机，包括多个主动清洁轮，每一主动清洁轮包括一第一磁铁；以及一控制系统，电性耦接所述主动清洁轮，以控制所述主动清洁轮的旋转；以及一从动机，包括多个从动清洁轮，每一从动清洁轮包括一第二磁铁，其中所述板件配置于所述主动机与所述从动机之间，且所述第二磁铁配置于所述第一磁铁的对向，以使所述主动清洁轮通过磁力带动所述从动清洁轮的转动。
2.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述第一磁铁与所述第二磁铁各具有多个磁极。
3.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括 一主动机壳；以及一安全吊耳，配置于所述主动机壳上。
4.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括 一主动机壳；以及一喷水装置，配置于所述主动机壳上，所述喷水装置适于将液体喷向所述主动清洁轮的边缘。
5.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括 一主动机壳；以及一边缘感测器，配置于所述主动机壳上，且电连接所述控制系统，并感测所述清洁机是否接近所述板件的边缘。
6.如权利要求5所述的清洁机，其特征在于，所述边缘感测器为一红外线感测器、一超音波感测器、一激光感测器、一极限开关或一近接开关。
7.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述控制系统包括 一处理系统，输出一控制信号；以及一驱动装置，依据所述控制信号输出多个第一驱动信号，且所述清洁机还包括多个清洁马达，对应连接所述主动清洁轮，并依据所述第一驱动信号分别控制所述主动清洁轮的旋转。
8.如权利要求7所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一磁力感测器，感测所述磁力的大小，并据以输出一感测信号至所述控制系统，所述控制系统依据所述感测信号输出所述第二驱动信号。
9.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括 一磁铁马达减速机；以及一位移机构，连接所述磁铁马达减速机与所述第一磁铁的至少其一，并依据所述磁力的大小调整所述第一磁铁的至少其一相对于所述板件的位置或改变所述第一磁铁的至少其一的磁阻。
10.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述第一磁铁与所述第二磁铁的至少其中之一为一固定式磁铁。
11.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一导电滑环，电连接所述主动清洁轮内的一电源信号线。
12.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一从动机壳；以及一安全吊耳，配置于所述从动机壳上。
13.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一从动机壳；以及一喷水装置，配置于所述从动机壳上，所述喷水装置适于将液体喷向所述从动清洁轮的边缘。
14.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述主动清洁轮与所述从动清洁轮各具有一清洁材料。
15.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一水平感测器，感测所述清洁机的一水平角，所述控制系统依据所述水平角调整所述清洁机的行走路径。
16.如权利要求15所述的清洁机，其特征在于，所述水平感测器为一陀螺仪或一水平仪。
17.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一遥控接收器，接收一遥控信号，所述控制系统依据所述遥控信号控制所述清洁机的行走路径。
18.如权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机还包括一刮水装置，配置于所述主动清洁轮或所述从动清洁轮的一侧。
19.一种清洁机的路径控制方法，特征在于，适用于一清洁机，所述清洁机包括一第一主动清洁轮、一第二主动清洁轮、以及一连接所述第一主动清洁轮与所述第二主动清洁轮的一连杆臂，所述方法包括使所述第一主动清洁轮固定不转动；使所述第二主动清洁轮沿一第一旋转方向旋转，以使所述第二主动清洁轮与所述连杆臂间产生一第一扭力；以及通过所述第一扭力使所述连杆臂往相反于所述第一旋转方向的一第二旋转方向摆动。
20.如权利要求19所述的方法，特征在于，所述方法还包括施加一第二扭力于所述第一主动清洁轮与所述连杆臂间。
21.如权利要求19所述的方法，特征在于，所述方法还包括使所述第二主动清洁轮固定不转动；使所述第一主动清洁轮沿所述第二旋转方向旋转，以使所述第一主动清洁轮与所述连杆臂间产生一第二扭力；以及通过所述第二扭力使所述连杆臂往相反于所述第二旋转方向的所述第一旋转方向摆动，以使所述清洁机沿一第一方向前进。
22.如权利要求21所述的方法，特征在于，所述第一旋转方向为顺时针方向，且所述第二旋转方向为逆时针方向。
23.如权利要求21所述的方法，特征在于，所述清洁机的行径路线是依序沿所述第一方向、一第二方向及一第三方向移动，其中所述第一方向与所述第三方向实质上平行且方向相反，且所述第二方向与所述第一方向、所述第三方向实质上垂直。
全文摘要
本发明提供一种清洁机及其路径控制方法。该清洁机适于清除一板件上的微粒。清洁机包括一主动机以及一从动机。主动机包括多个主动清洁轮以及一控制系统。每一主动清洁轮包括一第一磁铁。控制系统电性耦接主动清洁轮，以控制主动清洁轮的旋转。从动机包括多个从动清洁轮。每一从动清洁轮包括一第二磁铁。板件配置于主动机与从动机之间。第二磁铁配置于第一磁铁的对向配置，以使主动清洁轮通过磁力带动从动清洁轮的转动。
文档编号A47L11/40GK102475519SQ20101056257
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者赵志谋 申请人:好样科技有限公司