专利名称：上下楼梯清洁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能上下楼梯的上下楼梯清洁设备。
背景技术：
打扫环境是一件不可不做但是又耗费时间及精力的事项，幸而归功于电机机械发展快速，市面上已出现利用人工智能技术可自行清洁地面的清洁设备，以帮助节省时间、精力。但是市面上出现的各种清洁设备仅限于在单一平面来回行进，遇到障碍物(例如桌脚、 花瓶等)则从旁回避，待单一平面清洁完毕即停止运转。若将清洁平面延伸至楼梯间，由于阶梯之间的高低落差太大，现有的清洁设备无法自动向上或是向下跨越阶梯而前进，反而会有在行进时期倾倒的可能。换句话说，楼梯的清洁仍需要人工的方式进行。
发明内容
鉴于上述无法自动清洁楼梯的清洁设备所带来的不便，本发明提供一种上下楼梯清洁设备，其能够自动上、下楼梯，并清洁楼梯表面。本发明一实施例提供一种上下楼梯清洁设备，该清洁设备包含一驱动构件，通过一电源而驱动，并具有一垂直推进马达及一水平推进马达，该垂直推进马达驱动一于轴体装设有第一齿轮的垂直推进轴，该水平推进马达驱动一于轴体装设有第二齿轮的水平推进轴；一垂直运动构件，具有内置空间供该驱动构件置放，并于二侧的侧边设置穿槽，并于该穿槽的表面具有垂直设置的第一齿条，用以供该驱动构件的第一齿轮于该第一齿条而垂直活动；一水平运动构件，两侧各具有一支撑架并由一挡板连接，每个该支撑架的上部具有水平设置的第二齿条，用以供该驱动构件的第二齿轮于该第二齿条而水平活动，且该支撑架具有一阶梯容置空间，用于提供通过该驱动构件相对于该垂直运动构件垂直活动以及该驱动构件相对于该水平运动构件水平活动时不同的阶梯的容置空间。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备还包含二支撑板，分别对向设置于该固定基座的两侧，以使该二马达为设置于该固定基座与该二支撑板之间；其中，该水平推进轴的两端延伸超出该二支撑板。在本发明的另一实施例中，该二支撑板设置于该垂直运动构件与该水平运动构件之间。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备，其中该水平推进轴较该垂直推进轴为靠近该固定基座，且该水平推进轴的长度较该垂直推进轴的长度为长。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备还包含二下盖，分别设置于该二第一齿条的下端；及二上盖，分别设置于该二第一齿条的上端。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备还包含一下极限块，设置于该二下盖其中一者的上端。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备还包含一第一极限块，设置于该第二齿条的其中一者的一端，用以限制该水平推进轴于一第一方向前进的极限位置；及一第二极限块，设置于该第二齿条的其中一者的对向端，用以限制该该水平推进轴于一第二方向前进的极限位置，其中，该第一及第二方向为相反的方向。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备，其中，该垂直推进马达及该水平推进马达分别固定于一固定基座。本发明一实施例的上下楼梯清洁设备还包含一载具，设置于该上下楼梯清洁设备的下方，用以承载该上下楼梯清洁设备。本发明的上下楼梯清洁设备可以上下楼梯，并能够清洁楼梯表面。
图1为本发明一实施例的上下楼梯清洁设备的驱动构件的立体图。图2为本发明一实施例的上下楼梯清洁设备的垂直运动构件的立体图。图3为本发明一实施例的上下楼梯清洁设备的水平运动构件的立体图。图4为本发明一实施例的上下楼梯清洁设备的立体图。图5a-图5d为上楼行进的步骤分解图。图6a-图6d为下楼行进的步骤分解图。主要元件符号说明100:驱动构件；102 垂直推进马达；104 垂直推进轴；105 水平推进轴；106:固定基座；200 垂直运动构件；202 上盖；204 第一齿条；301 挡板；303 第二齿条；305:第二极限块。
具体实施例方式请参照图1-图3，其为本发明一较佳实施例的上下楼梯清洁设备的各构件的立体图。上下楼梯清洁设备包含驱动构件100、垂直运动构件200及水平运动构件300。驱动构件100包含电源101 ；—垂直推进马达102及一水平推进马达103，分别连接于电源101，该垂直推进马达102驱动一于轴体装设有第一齿轮1041的垂直推进轴104，该水平推进马达 103驱动一于轴体装设有第二齿轮1051的水平推进轴105。垂直推进马达102及水平推进马达103可为分别固定于固定基座106。固定基座106的两侧可分别设置一支撑板107，使垂直推进马达102及水平推进马达103为设置于固定基座106与二支撑板107之间，且水平推进轴105的两端延伸超出该二支撑板107，但垂直推进轴104的长度小于该二支撑板107 之间的距离。垂直运动构件200具有内置空间201供该驱动构件100置放，并于二侧的侧边设置穿槽，并于该穿槽的表面具有垂直设置的第一齿条204，用以供该驱动构件100的第
101 电源；103 水平推进马达1041第一齿轮；1051第二齿轮；107 支撑板；201 内置空间；203 下盖；300 水平运动构件302 支撑架；304 第一极限块；一齿轮1041于该第一齿条204而垂直活动。该第一齿条204的上端及下端分别设有上盖 202及下盖203，以限制第一齿轮1041的垂直活动范围。水平运动构件300的两侧各具有一支撑架302，并由一挡板301连接二支撑架302，每个支撑架302的上部具有水平设置的第二齿条303，用以供该驱动构件100的第二齿轮1051于该第二齿条303而水平活动，且具有一阶梯容置空间，用于提供通过该驱动构件相对于该垂直运动构件垂直活动以及该驱动构件相对于该水平运动构件水平活动时不同的阶梯的容置空间。该二支撑板107分别设置于该垂直运动构件200与该水平运动构件300之间(参照图4)。该第二齿条303的其中一者的一端可设置一第一极限块304，用以限制该水平推进轴105于一第一方向前进的极限位置。另外也可将一第二极限块305设置于该第二齿条303的其中一者(与设置第一极限块304的第二齿条303相同或是不同均可)的对向端，用以限制该水平推进轴105于一第二方向前进的极限位置。第一方向及第二方向为相反的方向。例如，在本实施例中，第一方向为朝向挡板301前进的方向，第二方向为离开挡板301的方向。驱动构件100容置于该内置空间201时，使该垂直推进轴104的第一齿轮1041与该第一齿条204相卡合。接着将驱动构件100的水平推进轴105的第二齿轮1051与水平运动构件300的第二齿条303相卡合，如此则完成上下楼梯清洁设备的组装，如图4所示。清洁装置(例如吸尘器)设置于驱动构件100的下方，且能随着上下楼梯清洁设备而自动上下楼梯及移动。在正常的待机情况中，水平推进轴105抵住第一极限块304，且垂直推进轴104抵住上盖202。使用者可于上下楼梯清洁设备的控制面板上选择上下楼梯清洁设备为上楼行进或是下楼行进，以下将分别说明两种情况的运作方式。(1)上楼行进如前述完成上下楼梯清洁设备的组装之后，将上下楼梯清洁设备放置于楼梯之前，使该支撑架302的阶梯容置空间前端抵住向上一个梯级的垂直表面，并开启电源101。上楼步骤1 垂直运动构件200通过第一齿条204与垂直推进轴104的第一齿轮 1041的相互移动而垂直上升，直到垂直推进轴104抵住下盖203而停止。完成上楼步骤1 之后的状态如图如所示。上楼步骤2 垂直运动构件200连同驱动构件100，通过水平推进轴105的第二齿轮1051与第二齿条303的相互移动，而向前(即，离开挡板301)移动，直到水平推进轴105 抵住第二极限块305而停止。完成上楼步骤2之后的状态如图恥所示。上楼步骤2-1 (选择性的)垂直运动构件200可通过第一齿条204与垂直推进轴 104的第一齿轮1041的相互移动而稍微下降，使垂直运动构件200的下端稳固地放置于向上一个梯级的表面。上楼步骤3 水平运动构件300连同驱动构件100通过第一齿条204与垂直推进轴 104的第一齿轮1041的相互移动而垂直上升，直到垂直推进轴104抵住上盖202而停止。 完成上楼步骤3之后的状态如图5c所示。上楼步骤4 水平运动构件300通过水平推进轴105的第二齿轮1051与第二齿条 303的相互移动，而向前移动，直到水平推进轴105抵住第一极限块304，或是支撑架302的阶梯容置空间前端抵住向上一个梯级的垂直表面而停止。完成上楼步骤4之后的状态如图 5d所示。上楼步骤4-1 (选择性的)支撑架302可通过第一齿条204与垂直推进轴104的第一齿轮1041的相互移动而稍微下降，使支撑架302的下端稳固地放置于向上一个梯级的表面。上述的上楼步骤可不断循环重复，因此，上下楼梯清洁设备可不断上楼梯。另外，一高度感应器设置于该驱动构件100，当侦测到前方的障碍物(例如墙壁) 高度超过一限值则不会继续进行上楼步骤。(2)下楼行进如前述完成上下楼梯清洁设备的组装之后，将上下楼梯清洁设备放置于楼梯之前，使该L型支撑架302的前缘及垂直运动构件200的前缘与目前所在梯级的垂直表面前缘齐平，并开启电源101。下楼步骤1 水平运动构件300通过水平推进轴105的第二齿轮1051与第二齿条 303的相互移动，而向前移动，直到水平推进轴105抵住第一极限块304为止。完成下楼步骤1之后的状态如图6a所示。下楼步骤2 水平运动构件300连同驱动构件100通过第一齿条204与垂直推进轴 104的第一齿轮1041的相互移动而垂直下移，直到垂直推进轴104抵住下盖203，或是支撑架302的下端抵住向下一梯级的水平表面而停止。完成下楼步骤2之后的状态如图6b所
7J\ ο下楼步骤3 垂直运动构件200连同驱动构件100，通过水平推进轴105的第二齿轮1051与第二齿条303的相互移动，而朝向挡板301移动，直到水平推进轴105抵住第二极限块305而停止。完成下楼步骤3之后的状态如图6c所示。下楼步骤4 垂直运动构件200通过第一齿条204与垂直推进轴104的第一齿轮 1041的相互移动而垂直下移，直到垂直推进轴104抵住上盖202而停止。完成下楼步骤4 之后的状态如图6d所示。上述的下楼步骤可不断循环重复，因此，上下楼梯清洁设备可不断下楼梯。从以上说明可了解，由于水平推进轴105的长度必须超出支撑板107才能与第二齿条303相卡合，且垂直推进轴104必需与第一齿条204相卡合，因此，该水平推进轴105 必须较该垂直推进轴104为靠近该固定基座106，才不会妨碍上下楼梯清洁设备的行进。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种上下楼梯清洁设备，其特征在于，包含一驱动构件，通过一电源而驱动，并具有一垂直推进马达及一水平推进马达，所述垂直推进马达驱动一于轴体装设有第一齿轮的垂直推进轴，所述水平推进马达驱动一于轴体装设有第二齿轮的水平推进轴；一垂直运动构件，具有内置空间供所述驱动构件置放，并于二侧的侧边设置穿槽，并于所述穿槽的表面具有垂直设置的第一齿条，用以供所述驱动构件的第一齿轮于所述第一齿条而垂直活动；一水平运动构件，两侧各具有一支撑架并由一挡板连接，每个所述支撑架的上部具有水平设置的第二齿条，用以供所述驱动构件的第二齿轮于所述第二齿条而水平活动，其中所述支撑架具有一阶梯容置空间，用于提供通过所述驱动构件相对于所述垂直运动构件垂直活动以及所述驱动构件相对于所述水平运动构件水平活动时不同的阶梯的容置空间。
2.根据权利要求1所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，所述垂直推进马达及所述水平推进马达分别固定于一固定基座。
3.根据权利要求2所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，所述水平推进轴较所述垂直推进轴为靠近所述固定基座，且所述水平推进轴的长度较所述垂直推进轴的长度为长。
4.根据权利要求1所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，还包含二下盖，分别设置于二个所述第一齿条的下端；及二上盖，分别设置于二个所述第一齿条的上端。
5.根据权利要求1所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，还包含一第一极限块，设置于所述第二齿条的其中一者的一端，用以限制所述水平推进轴于一第一方向前进的极限位置；及一第二极限块，设置于所述第二齿条的其中一者的对向端，用以限制所述水平推进轴于一第二方向前进的极限位置，其中，所述第一方向及所述第二方向为相反的方向。
6.根据权利要求2所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，还包含二支撑板，分别对向设置于所述固定基座的两侧，以使所述垂直推进马达和所述水平推进马达设置于所述固定基座与所述二支撑板之间；其中，所述水平推进轴的两端延伸超出所述二支撑板，且所述垂直推进轴的长度小于所述二支撑板之间的距离。
7.根据权利要求6所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，所述二支撑板设置于所述垂直运动构件与所述水平运动构件之间。
8.根据权利要求1所述的上下楼梯清洁设备，其特征在于，还包含一高度感应器，设置于所述驱动构件，可侦测所述上下楼梯清洁设备前方的楼梯高度， 当前方的障碍物高度超过一限值则不继续上楼。
全文摘要
本发明公开一种上下楼梯清洁设备，包含一驱动构件，用以驱动该上下楼梯清洁设备；一垂直运动构件，具有一内置空间以置放该驱动构件，并与该驱动构件相卡合；及一水平运动构件，与该驱动构件相卡合。驱动构件具有一垂直推进轴与一水平推进轴，垂直推进轴的齿轮与垂直运动构件的第一齿条相卡合以于该第一齿条垂直移动；水平推进轴的齿轮与水平运动构件的第二齿条相卡合以于该第二齿条水平移动。交互移动该垂直驱动轴及该水平驱动轴可驱使该上下楼梯清洁设备自动上、下楼梯。
文档编号A47L11/00GK102397037SQ201010277220
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者吴哲豪, 张宜平, 林俊村, 林英隆, 林荣斌 申请人:燕成祥