专利名称：一种水力驱动的水池清洁机的制作方法
技术领域：
本发明涉及有关水池循环水的设备，尤其涉及专用于清洗的自动化水池清洁机。
背景技术：
游泳池之类的水池，很注重水池的卫生，要经常清理垃圾，防止细菌和藻类滋生，才可保障游泳池的清洁。但因游泳池多是露天而建，随风而至或由邻近植物旁落，或因游泳者遗弃都会带来污染。
水面之上的异物，可人工用长杆漏网清除，或使用浮水式自动装置清理。困难的是清理水池底的垃圾。普通的做法是使用一个吸盘式装置在水池底部吸进水底垃圾。另一个方法是使用一个长杆，杆端部装置一个使用喉管连接到抽水机的吸盘，当这吸盘能置于水池底部时，能吸入水池底部的浮渣，并连同池水排出。
现有技术中，一种时尚的方法是使用一种有车轮或滚筒装置的小清洁机，清洁机上设置有吸盘，这种清洁机可以在水池底部移动。吸盘与一个抽空装置以喉管相连，在清洁机内置过滤装置，吸入的水流经过过滤装置回到水池中，而污垢物会被过滤装置留下。
虽然这种有车轮或滚筒的清洁机能在水池底部移动，不需要操作人员控制操作，但应确保清洁机的移动路线能覆盖整个水池底部，以达到有效的清除水池底部浮渣的工作。事实上，因为各游泳池的形状设计都可能不同，要预计各种可能性而设计程序去控制一个没有人工智能的清洁机移动路线是非常困难的。而这种清洁机并无设置人工智能，当清洁机偏离预设路线时，不能重返预设路线致使不能清洁整个水池底部。
例如03107459.6号中国发明专利申请，公开了名为“一种水池清洁机”的技术方案，该方案主要说的是在所述水池清洁机的进水门的单向活动门上设置有用于复位该活动门的弹性部件，以便于水泵停机时尽快关闭活动门避免污垢物回流。该方案并未涉及清洁机如何自动改变运行轨迹的问题。
还如03110486.X号中国发明专利申请，公开了名为“一种水池清洁机”的技术方案，该方案主要说的是所述水池清洁机有两出水喷射嘴向外喷水，驱动清洁机前行或后退。该方案也未涉及清洁机如何自动改变运行轨迹的问题。
如果不能有效地保证清洁机能沿预设路线移动，其中一个解决方法是使清洁机随机移动，当有足够时间的移动后，就有很高的机率清洁了整个水池底部。通常这种随机性是控制清洁机向前移动，当碰到水池的墙壁时清洁机会倒车向相反方向前进。为了实现随机性，当清洁机碰到墙壁而倒车时，必须不能沿原来的路线倒车，否则，清洁机就只会在同一路线来回移动。其中一种改变倒车路线的方法，是利用一个当清洁机的保险杠或防撞栏(bumper)或类似装置碰到墙壁时所激活一个开关装置。当清洁机接触到墙壁而所述开关短路时，这开关可启动一种能使到清洁机向左右移动、或其中一边向墙上攀升的机械性装置。使用这种装置，不单要增加清洁机的复杂性，增加维修费用，亦要使用更多动力去驱动。不断利用向墙壁碰撞去改变移动路线，对清洁机会做成损耗。
另一种改变清洁机的移动方向的方法是设计当清洁机以非90°角碰到墙壁时，清洁机仍然向前推动，使到清洁机的纵轴转动到与所接触墙壁成垂直角度。之后才开始启动倒车。当然，若清洁机的纵轴事先已经与所述墙壁成90°角时，就不能有效地使清洁机的倒车移动路线与原来的前进路线不同，出现这种情形时，清洁机就只会在同一路线来回移动。
现有技术的水池清洁机还有另外一个问题，就是当清洁机完成其所预设程序，清洁完整个水池底部后，当需要将清洁机移出水池，当清洁机离开水池的水面时，因为清洁机外壳之内充满水份，对操作人员来说，要将一个重重的清洁机拉出水面是非常辛苦的，而且需要有一个方法将清洁机内的水份倒出来而不会将内部所积存的污垢在倒水的同时回流到水池之中。一种现有技术是使用一个向外反开的橡胶或乙烯树脂(vinyl)翼片装置在清洁机壳的侧边。当清洁机在水池底部处于操作状态时，因为内外压力一致，翼片不会向外打开。当水池清洁机离开水面时，机壳内是水而外边为空气，内压高于外压，就会使翼片向外打开使水流出。但橡胶片或乙烯树脂片日久变形后，水池清洁机在水池底部正处于操作状态时就不能有效地封密这个泄水口。
通常在水池清洁机底部亦会设置有一道用作让水因应抽水机的吸力进入清洁机壳的门。所述门通常是向清洁机外壳内部打开，使到水流从水池底部向上流通进入清洁机壳。当清洁机被操作者从水中移离水池时，这道门通常是不会打开的，只是在清洁机不是从正常操作位置移离，而是水池清洁机的底部平面与水池水平面成一斜角移离水面，才有机会自动打开这道门。这种设计是防止积藏在清洁机内的污垢不会在清洁机移离水池时回流到水池中。
水池清洁机在设计上的另一难题是使用内置抽水机，这种设计是要将一个或多个电机内置在清洁机沉在水中的壳体之内，而这个电机和相连供电装置是需要安装在一个防水的环境之中操作，但没有提供一种合适的方法去帮助电机散热。低效率散热装置是对电机损耗加快加大，增加了维修成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个自动化的水池清洁机，当清洁机前进碰到水池的墙壁时能有效地改变移动路线。
更进一步的发明目的，是能够设计一种可以在水池底部清洁过程中有一个旋转轴使清洁机能够改变移动路线。
本发明的另一个目的是设计一种附有弹簧偏压的门，让清洁机不在操作状态时能将外壳内的水放走。
本发明的另一个目的，是设计一种水池清洁机，在清洁机外壳的两侧壁及底部都设置有弹簧偏压的门。
本发明的另一个目的是提供一个防水装置，使用作驱动清洁机移动或用作驱动抽水机的电机，连同所接连的供电系统，电缆等，能够在一个不漏水的空间操作。
更进一步，本发明的另一个目的是设计一种电机与抽水装置设为一体的装置，其中在装置中部以金属所组成，以达到散发电机及抽水机所发出的热量。
本发明的更进一步的目的是提供一种电缆连接装置，用作引入电缆到清洁机之内，当清洁机沉在水池中工作时，外壳内安装的电力装置需要防水密封，所述电缆连接装置可防止水从电缆外皮渗漏到电机壳内，所使用的是一个有弹性的橡胶密封块在与其形状相匹配的密封座之内。
本发明的另一个目的是使用弹性的橡胶球及橡胶软垫以制成一种防漏水的电缆连接装置。
本发明通过采用以下的技术方案来实现。
设计制造一种水力驱动的水池清洁机，包括外壳、进水门、外壳内的过滤袋、出水喷射嘴、水泵及电缆，尤其是还包括一换向装置和偏转装置，所述换向装置用于在清洁机受到阻挡而停止运行时使清洁机反方向运行；所述偏转装置用于在清洁机反方向运行时，使清洁机的前轮轴或后轮轴改变与清洁机纵轴线的夹角。
所述换向装置包括由感应开关检测前轮或后轮的转与不转，然后将相应感应信号输入到控制器，所述控制器根据感应信号的有无决定继电器的吸合或释放，再由继电器的吸合或释放驱动螺线管，使换向阀门或开通前出水喷射嘴或是开通后出水喷射嘴。
所述偏转装置包括穿有前轮轴的立轴，所述立轴设置在偏离清洁机纵轴线的位置，在前轮轴或后轮轴的一侧设置旋转丫叉，旋转丫叉的顶部有两限位柱，限定前轮轴或后轮轴绕立轴水平摆动的角度。
所述旋转丫叉的底部是棘齿结构，用于设定旋转丫叉顶部两限位柱与前轮轴或后轮轴之间的相对位置。
所述偏转装置同时设置于前轮轴和后轮轴。或者所述偏转装置只设置于前轮轴。
所述感应信号是磁感应信号，由安装在前轮或后轮上的磁体和对应安装的磁传感器在相互接近时发出。
所述水泵在水池中将水从外壳外经由外壳底部的进水口、外壳内的过滤袋吸入，然后从出水喷射嘴或泄水门排出到外壳外。水泵的电机壳体是金属材料并与流经外壳内的水接触。
所述外壳内的过滤袋将水流中的垃圾截留在袋内，不再从出水喷射嘴或泄水门排出。
所述水泵电机壳体内充有导热绝缘油脂，将热量传导至电机壳体由水流带走。
所述电缆在进入电机壳体之处设置密封块并包裹电缆，相应的电机壳体上设置有密封座，所述电缆穿入密封座后，电缆进入电机壳体内，密封块压在密封座中，另设置一压紧块旋套进或旋入密封座，将密封块与密封座压紧无间隙。
所述外壳上有一个以上的带弹簧的泄水门，所述泄水门设置在外壳的侧面。
所述泄水门设置在清洁机提手位置。
所述泄水门用硬质材料制造。
与现有技术相比较，本发明通过使前轴可依据一旋转点而摆动，其车轮轴的摆动可以使清洁机前进及倒车时所移动的路线不同，而清洁机的前进及倒车可利用一个向相反方向的喷水口把高压水排出清洁机外壳，从而自动清洁整个水池底面。而且其清洁机设有付弹簧偏压的硬胶门，当清洁机移离水面时能排出积水。其相连结的电机抽水机装置在防水装置中，附有金属部份以作散热之用。
为了便于理解本发明的特点，下列附图描述了本发明的几种实施方式以及它们的优点。
图1显示本发明一种水力驱动的水池清洁机的立体图；图2显示本发明一种水力驱动的水池清洁机的车轮及车轮轴的详细结构示意图；图3显示本发明一种水力驱动的水池清洁机的侧视图；图4显示本发明一种水力驱动的水池清洁机的底视图；图5显示本发明一种水力驱动的水池清洁机的电机抽水机组合装置立体图；图6显示本发明的供电缆引进外壳内的密封结构示意图；图6A显示本发明的又一种供电缆引进外壳内的密封结构示意图；图7为本发明的电路图；图8为本发明操作流程的流程图；图9显示本发明使用水平感应器控制侧面泄水门的示意图。
具体实施例方式
为了说明本发明，在本发明的实施方案中所指的横轴和纵轴线是这样定义的以整个清洁机的中心为一中心点，分别作两条穿过中心点的轴线，这两条轴线互相垂直并且各自与清洁机的一个侧边平行，纵轴与横轴所成的平面大致与水池底部平行，其中清洁机的纵轴是指与清洁机的巡行方向基本平行的那条轴线，而清洁机的横轴是指与其纵轴相垂直的轴线。清洁机的前或后的概念是相对的，是相对当时清洁机前进中的方向，本发明的实施方案中所述的夹角是与指向清洁机前进方向的纵轴所成的角度。
本发明所例举的实施例依照下面的技术方案而设计制造如图1～图9所示，设计一种水力驱动的水池清洁机10，包括外壳、进水门34、外壳内的过滤袋、前出水喷射嘴16、后出水喷射嘴17、水泵50及电缆20，尤其还包括换向装置和偏转装置，所述换向装置用于在清洁机10受到阻挡而停止运行时使清洁机反方向运行；所述偏转装置用于在清洁机10反方向运行时，使清洁机的前轮轴22或后轮轴改变与清洁机纵轴线的夹角。
所述换向装置包括由感应开关90检测前轮14或后轮12的转与不转，然后将相应感应信号输入到控制器86，所述控制器86根据感应信号的有无决定继电器94的吸合或释放，再由继电器94的吸合或释放驱动螺线管96，使换向阀门或开通前出水喷射嘴16或是开通后出水喷射嘴17。
所述偏转装置包括穿有前轮轴22的立轴24，所述立轴24设置在偏离清洁机纵轴线的位置，在前轮轴22的一侧设置旋转丫叉26，旋转丫叉26的顶部有两限位柱28，限定前轮轴22绕立轴24水平摆动的角度。
所述旋转丫叉26的底部是棘齿结构30，用于设定旋转丫叉26顶部两限位柱28与前轮轴22之间的相对位置。
所述偏转装置可以同时设置于前轮轴和后轮轴。或者所述偏转装置只设置于前轮轴。
后轮轴设置有偏转装置时，比照前轮轴22设计相同的结构。
所述感应信号是磁感应信号，由安装在前轮14或后轮12上的磁体和对应安装的磁传感器在相互接近时发出。
所述水泵50在水池中将水从外壳外经由外壳底部的进水口、外壳内的过滤袋吸入，然后从出水喷射嘴或泄水门排出到外壳外。
所述外壳内的过滤袋将水流中的垃圾截留在袋内，不再从出水喷射嘴或泄水门排出。
水泵50的电机壳体56是金属材料并与流经外壳内的水接触。
所述水泵电机壳体56内充有导热绝缘油脂，将热量传导至电机壳体56由水流带走。
所述电缆20在进入电机壳体56之处设置密封块66并包裹电缆20，相应的电机壳体56上设置有密封座72，所述电缆20穿入密封座72后，电缆20进入电机壳体56内，密封块66压在密封座72中，另设置一压紧块74旋套进或旋入密封座72，将密封块66与密封座72压紧无间隙。
所述外壳上有一个以上的带弹簧的泄水门32，所述泄水门32设置在外壳的侧面。
所述泄水门32设置在清洁机提手18的位置。
所述泄水门32用硬质材料制造。
下面结合最佳实施例对本发明作进一步详尽的描述如图1所示，水池清洁机10，包括一个大致为长方体的外壳及一个大致圆拱形的顶部。所述清洁机10包含一对设置于清洁机前方的前轮14及一对设置于清洁机后方的后轮12。每一对车轮皆安隐地与一条车轮轴连接。清洁机外置提手18，能提供方便给操作者提升或放下清洁机。前出水喷射嘴16、后出水喷射嘴17向着两个大致相反方向喷水，一个向清洁机前方，一个向清洁机后方。这些喷水口在以下的说明中会叙述其驱动清洁机的功能。一个有防漏水功能的接口引导电缆20连接到清洁机内提供电力。
图4中当电机开始启动并驱动抽水机抽取水流经清洁机底部的进水门34。一个可多次性使用的过滤网设置在清洁机的内部使流过进水门34的水流必须流过过滤网才能流出抽水机。因此之故过滤网是设置在进水门34与抽水机之间。抽水机所抽出水份被引导到两个出水口其中之一，并成为喷水流，这种喷水流产生动力使到清洁机向其相反方向移动。
当清洁机向前移动，并碰到水池墙壁时不能再前进，清洁机需要向后倒车，但如果清洁机倒车时依据原路退出，清洁机只会在同一路线前后移动。本发明的清洁机会在碰到墙壁及倒车时不沿原来路线倒车。这种前进及倒车路线有所不同使清洁机能因为不是行经单一路线而可以在多次倒车后可以清洁整个清洁场地的面积。本发明所设置的车轮轴最少其中一条是非固定的车轮轴，所述非固定的车轮轴可以依其中一点旋转。
如图2所示，前轮14是固定地安装在车轮轴22上转动。所述车轮轴22以旋转定点24之上旋转，使前轮轴22可以自由前进或后退。所述的前进及后退的程度是受到旋转丫叉26所限制，旋转丫叉26之上有两条限位柱28，位置在前轮轴22的前后。当前轮轴前旋转时，会因应限位柱28的前后位置所阻挡。因此，限位柱28的位置是设置在一个距离，使前轮轴能有足够的旋转使清洁机前进及后退时能在不同的路线上移动。更好的设计是，两个限位柱28的位置可以利用转动旋转丫叉26去改动，这种设计可以提供一种方法给与操作者去改变限位柱的位置，进而改变清洁机的移动路线模式。在旋转丫叉26之中装置棘轮〔ratchet-wheel〕30使到旋转丫叉有多个固定的转动位置，例如共有3个不同的位置，其中第一个位置是两支限位柱28位于清洁机前进方向的前后平均位置，即车轮轴前后摆动程度相对称；其中第二位置限位柱容许前轮轴向前摆动的角度多于向后摆动的角度；其中第三位置限位柱容许前轮轴向前摆动的角度少于向后摆动的角度。当旋转丫叉位于第一位置时，前轮轴可以从轻微顺时针方向的位置摆动到轻微逆时针方向的位置。当旋转丫叉位于其它两个位置时，前轮轴仍可以旋转一个大致相同的角度，但实际摆动的角度不一样。有三个不同的丫叉固定位置，可以使清洁机的移动模式有些微不同，可以使清洁机的移动方式更适合不同的水池大小及型状。
图2所表示的一种实施方案中，立柱24设置于清洁机的大致中间位置，这个立柱亦可以设置在偏离清洁机纵轴的位置。前轮14的内侧的形状设计为一个杯型或圆拱型的形状，这种设计使到当车轮轴摆动时车轮的移动会较为方便，与清洁机的外壳部份的磨擦较少。这种杯型或拱型的设计较好，但其它的实施方案包括使用传统的平面形状亦是可以的。一对前轮14是固定在前轮轴22之上，亦即当前轮轴摆动时，一对车轮同时同步移动。清洁机的一对后轮12是可以安装在固定的车轮轴之上，这里需要强调的是它亦可以安装在一种如同前轮轴一样可以摆动的车轮轴之上。
在前轮使用的杯型或圆拱型的车轮内侧，除了上述方便前车轮轴摆动外，亦有其它的功能，包括设计使到车轮接触到水池底部较薄，这种设计亦方便车轮在转方向时减少与水池底部的磨擦，这亦帮助了车轮轴的摆动。在车轮的内侧，亦装置了一些间隔装置或其它相类似的设置，防止车轮在转动时与清洁机的外壳碰击，因为这种碰击可能会防碍车轮的转动或车轮轴的摆动。因此之故，车轮固定在车轮轴之上自由转动，并跟随车轮轴摆动。因为设有这种间隔装置而能顺畅地行动。
除了使用可旋转的丫叉之外，也可使用其它的设置去控制清洁机的改变路线的方法，例如使用一种椭圆形的坑道去限定车轮轴可摆动的范围，这种坑道的位置及长度就限制了车轮轴摆动的角度，这种坑道可以是一个固定的长度及位置，亦可以是有三个或更多的不同的长度及位置。
立柱摆动车轮轴的原理为当清洁机向前移动时，车轮轴会处于某一位置，当清洁机倒车时，车轮轴于同一时间亦会摆动，这种定点摆动会使到清洁机倒车时会跟随与原来前进不同的路线移动，这种车轮轴的摆动在平坦及水平的平面上移动都会有这种转动路线的效果。因为每次前进倒车都会改变移动路线，清洁机能随机地将整个水池底部清洁，而中间不须要操作者中途改变清洁机的操作状态。而所述的方法亦不须要另加电力去改变清洁机的方法。
如上所述，当抽水机操作时，水是由进水门34从清洁机底部吸进清洁机外壳内。水流会由清洁机顶部的前出水喷射嘴16或后出水喷射嘴17喷出。但当水池清洁完毕时需要从水中提出时，由于清洁机外壳内所积的水份非常之重，需要首先排出才能方便操作者将清洁机从水池中提出。
进水门34是铰接安装在清洁机外壳上，当抽水机操作时，进水门34会向内开启让水流流进清洁机外壳之内。当清洁机完成工作并停顿抽水机时，在清洁机外壳内的水份不会从进水门34流出，事实正好相反，水份的重量会加压力在进水门34而使进水门34关闭，这种情况事实上是一个较佳的设置，因为在清洁完成之时，在进水门34内的水份是包括了被过滤网所防止流出清洁机之外的杂物，如果进水门与过滤网的水份流出清洁机，会带同杂物回流到水池中。较佳的设置是有另一个或多个出水喷射嘴，设置在过滤网之外的清洁机外壳上去流放水份。泄水门32设置在清洁机侧面或其它部份，并在过滤网之外。一个更佳的设计是泄水门32设置在提手18附近，这种设置的方式，但泄水门32亦可安装在清洁机外壳的其它位置，这个用作操作完成时排水用的门可以多于一个，较佳的设计是把其中一个门安装在清洁机的另一边的提手位置附近。现有技术中，这种门是用一些软的材料所做成，当正常操作时，这种软门会因清洁的外壳内过滤网外的水压比水池的压力为低，使到软门向内压着而防止水流向清洁机之内。当抽水机停止操作，到清洁机被提出水池时，令到清洁机内水压与外部一致，当外面为空气，亦即清洁机内压比外压为高，其差压会将这种软门向外推出而让清洁机外壳内水份流出。现有技术中，这种软门长时间使用之后会变硬变形，使到当清洁机正常操作时软门不能紧密防止水流流出软门。
本发明的其中一个实施方案是使用硬的材料制成的向外推出的泄水门32，这些门是有弹簧偏压的门，弹簧偏压可以在当清洁机操作期间这些门会稳定地压在外壳之上防止水从外壳流出清洁机。使用这种硬材料不会因为时间关系而令材料老化及变形而漏水。
当清洁机被提出水面时，清洁机外壳内外压力差距较大。这种压力差距比弹簧的压力为大，就可以将泄水门32向外推出而让水份流出。这种情况是当清洁机还沉在水中时是不会发生。
进水门34亦可以加上弹簧偏压，当抽水机操作时进水门34向内开放，但当清洁机抽水机停止操作及清洁机被提出水池时，这进水门34会受弹簧压力而紧闭，防止杂物流回水池中，特别是清洁机被提出水池时会倾斜，没有弹簧偏压，水连杂物会回流到水池。实施方案之一，是弹簧的压力较细，当抽水机操作时，进水门34会打开让水自由流入外壳之中，但弹簧的压力在没有抽水机操作时会有足够压力将进水门34关闭。
图5显示安装在清洁机外壳内的电机及抽水机组合装置50。图中所显示的位置是一个倒置的位置，即图中的转角喉管62是与清洁机顶部前出水喷射嘴16、后出水喷射嘴17相排成一直线。组合装置的底部是在外壳内向着清洁机的底部，组合装置50是使用螺丝或类似组件固定在清洁机内部。
组合装置50包括电机及抽水机，组合装置包括3个部份，底部塑料部份52，顶部塑料部份54，及中央金属部份56。在组合之内有一道密封性的墙壁，这道墙密封地将电机分隔开，与抽水机及其它组件，这道墙更成为一个电机的保护性装置。装置电机的密封间隔内装有非导电的油，这些机油的其中一种功能是将电机所发出的热力散发到金属壳56。这个金属壳就是设计成可以从机油所传达的热能散出金属壳之外。因为当清洁机操作时，是沉在水中的，所以金属壳之外的是水池的水份，这流动的水可把金属壳的热带走。
电机的轴心转动，亦会引起金属壳内的非导电性机油转动，亦变成均衡散热的其中一种助力。而在所述金属壳内装载有机油较装载有空气为佳，除了帮助散热外，亦因为金属壳内外压大致一样而减低金属壳漏水的情况。
电机的轴心伸延出金属壳之外并连接到抽水机扇叶部份。抽水机不是安装在密封性的墙壁之内的，因为抽水机要与水接触才可进行抽水工作，水池水可以由所述组合50的顶部中央位置进入抽水机的扇叶部份。选择这种位置是因为这个位置距离进水门34较远，因而吸入杂物的机会较低，而这个位置亦是较为接近清洁机的中央位置，使到吸水的压力较平均地施加在清洁机之内。其它的实施方案包括安置抽水机的入水口在其它位置，及可以有多于一个抽水机入水口。抽水机的出水喷射嘴位于改流阀门装置60之下，前后两出水喷射嘴以改流阀门装置60连结到转角管道62。所述改流阀门装置60包含螺线管(solenoid)使改流阀移动于两个位置之中，亦即两个转角管道62在同一时间只有一个与抽水机出水喷射嘴水流相通。控制电机及螺线管的电路装置，较佳的做法是安装在密封间隔之内，以防止电路装置会与池水接触。在其中一个实施方案中，螺线管可同时安装在密封间隔之中，而利用一个机构式装置将所述螺线管连接到改流阀门。
在操作期间，外置供电系统联机到电机，电机并与上述电路装置的控制器连接。当电路装置的控制器发出控制指令去启动电机，电机会驱动抽水机的扇叶并将水从抽水机的入水口吸入水份，在两个转角管道的其中一个喷出。喷水的方向由控制器控制改流阀门的阀的方向去决定。当控制器收到讯号得悉清洁机停止前进时，控制器会发出讯号到螺线管去改动改流阀装置的阀门位置，因而水会从原先相反的方向的喷水出口喷出，并驱动清洁机依原来前进方向的相反方向倒车。螺线管的装置可以是单螺线管并使用弹簧加压使螺线管返回原位，另一种装置可以是双螺线管，即螺线管的第一位置与第二位置皆由电力控制，再另一种装置，包括任何电动、机动式设置可以在两个不同操作位置中移动。
图6显示一种防漏水的电缆连接装置，将外置导电电缆接驳到密封电机间隔。一个较电缆20直径为大的密封块66设于电缆之上，所述密封块66亦有承担拉力的功能，即外置电缆受到拉力时，所有拉力会被密封块66所承受而传达到所述电缆连接装置之上，而不会传达到密封间隔内与电机供电系统相连的接点。所述密封块66是用有弹性的塑料所做成，较佳的实施方案是采用与电缆70的外层同一物料，因而加强密封块与电缆的熔合。连接在密封间隔的外壳之上的密封座72，包括中间有一个孔导足以让电缆20穿过进入电机供电装置，在所述的密封座内设有螺丝纹，而密封块66置于密封座内，并紧密压向密封座的接近密封间隔位置。一个压紧块(螺母)74外设螺丝纹，其所述螺丝纹与密封座72螺丝纹相匹配，共可将压紧块旋入密封座，紧接在密封块的另一边。当压紧块加压旋转进入密封座时，密封块会与两边的设置紧密接触而成一个密不漏水的连接，而电缆在一端的拉力会传到所述连接装置而不会传递到电缆的另一端。
图6A所显示的是另一种电缆连接装置，一种防漏水的电缆装置。一个较电缆20直径为大的密封块166设于电缆20之上，所述密封块亦有承担拉力的功能，即电缆一端的拉力会传到电缆连接装置而不会传送到电缆的另一端。所述密封块166是用有弹性的塑料所做成，较佳的实施方案是采用与电缆20的外层同一物料，因而加强密封块与电缆的熔合。连接在密封间隔的外壳之上的密封座172，包括中间有一个孔导足以让电缆20穿过进入电机供电装置，而所述密封座外设螺丝纹，密封块166置中密封座内并紧密压向密封座的接近密封间隔位置。密封块166的长度与密封座的内部空间相匹配。设于密封座之外紧接密封间隔外壳设有一个使用弹性塑料制成的螺栓垫环(washer)168。一个压紧块(螺母)174内设螺丝纹，其所述螺丝纹与密封座172螺丝纹相匹配，并可将压紧块旋入密封座，形成密封块的另一边。当压紧块加压旋转进入密封座时，密封块会与两边的设置紧密接触而成一个密不漏水的连接，同一时间，压紧块压向螺栓垫环，亦防止水份从螺丝间漏入压紧块与密封座的螺丝纹空间。同一时间，电缆在一端的拉力会传到所述连接装置而不会传递到电缆的另一端。
前述控制清洁机所使用的电路装置，需要知道清洁机停止前进，例如清洁机碰到水池的墙壁时停止前进。本发明的最佳实施例是使用一般技术所使用的磁力感应开关(reed switch)，装置的方式是在车轮上装置有一片或多片磁石，或在车轮上使用带磁物质制做，而这磁力感应开关就安装在清洁机邻近车轮转动的位置。较佳的安装方式是磁力感应开关安装在后车轮附近的位置而带磁物质安装在其中一个后车轮的转动部份。当车轮转动时，带磁物质在磁力感应开关附近转动而使所述开关在短路状态。当车轮停止转动时，磁力感应开关会有断路状态，这一种开关就可传递讯号到控制器去通知清洁机是否在移动之中。
图7显示清洁机的电路图。从供电系统引入电缆连接到变压器80，所述变压器会降压到AC 24V，变压器并设有电路开关制、电路断路器或其它安全装置，这个变压器及开关装置是一个独立装置，置于家居供电系统附近远离水池，而所述的装置亦使到供电电缆沉入水的部份只有24V，属安全电压。所述供电电缆可使用浮水的物质作为电缆的外层物质，使电缆会浮于水池的水面，而不会沉于水池底或对清洁机拉扯而对清洁机的移动做成障碍或影响。
电机82连接到这24V的供电电压，并由一个开关89控制电机是否开动。虽然图中的开关89为一个简单的机械式开关，但较佳的设计是一个电子式开关，一个更佳的设计是一个可以利用控制流过电机的电流/电压的开关去控制电机的转动速度。所述的变动式开关可以利用控制器86去控制整个清洁机的操作。控制器86从两个设施接收讯号，包括振荡器88和磁力感应开关90。振荡器88是提供一个定时讯息给控制器，作用是作为控制器的计时装置。磁力感应开关是安装在清洁机的最少其中一个车轮附近，提供讯号给控制器清洁机是否移动中。变电器91将电源由交流电转化为直流电，变电器使用二极管或其它类似设置，作为提供电力到系统中需要使用直流电的部件。所述直流电供应到直流电变压器92将电压降到一般电子器材所使用的3V直流电。控制器会发出讯号去控制开关95，控制开关95去启动或停止继电器94，所述继电器是其中一种使用已降压直流电的电路设置之一。当控制器接通开关95时，继电器会启动及启动螺线管96，使清洁机的改流阀门装置改变水流喷出的方向。
当清洁机被放在水池底部并启动运行时，控制器86启动开关89为接通位置，并启动电机及抽水机将水抽向出水喷射嘴，使清洁机在水池底部移动。当清洁机移动时，所有四个车轮皆会转动，使磁力感应开关90提供讯息给控制器86，告之清洁机正在移动之中，当清洁机前进中碰到其中一面墙并不能再前进时，磁力感应开关90会传递讯息到控制器86，当控制器86得悉清洁机停顿时，控制器发出讯号接通开关95，激活继电器94，进而启动螺线管96，这种动作会改变改流阀门的位置，使到高速喷水改变到与原来相反的方向喷射出去，这种反作用力会驱动清洁机倒车。因为前述的车轮轴的定点摆动设置，当清洁机倒车时可摆动的车轮轴会旋转到一个新角度，因而倒车所移动的路线与原本前进的路线不同。因此之故，每次清洁机碰到墙壁而倒车时会改变原来移动路线，而随机地将整个需要清洁的平面覆盖。以一个家用游泳池来说，这种轻微改动移动路线的移动方式，大约使用三小时便能将整个水池底部清理。当然操作者亦可因应所拥有的水池而改动这个操作时间。
所述控制器86使用最少三个时间开关去控制清洁机。第一个时间开关是用作整部清洁机的开关，即设定三小时为清洁机的正常操作时间，当清洁机已连续操作三小时后，控制器可以将清洁机关闭。这个时间开关可以让操作者选择在晚上启动清洁机开始清洁水池底部而不需要等候清洁完毕后关机。
其它的时间开关可以帮助审查清洁机有否操作的问题。例如跟据水池的大小，平均清洁机需要30秒从一边墙到另一边墙，亦即大约30秒需要一次倒车，可以设定一个时间开关，例如清洁机的底部辗过一些对象使到其中一个或多个车轮离开水池底部而不能驱动清洁机移动。或清洁机走近水池的去水口而部份车轮离开水池底部。如果一个或多个车轮离开水池底部，有可能会令到清洁机围绕水池底部某一点而旋转，碰力感应器不会传递清洁机停顿的讯息，因应这种倒车时计而使到控制器得悉清洁机可能有操作上的问题而采取行动。
再另一种时间开关可能是量度一个较短的时间，例如三秒钟。例如两次倒车之间的时间短于三秒钟，亦可代表清洁机被困在一个水池底的陷阱，使到清洁机不断前进后退而不能离开，例如被水池边的挂梯所困而不能离开。这种时间开关亦能帮助控制器了解清洁机可能发生的问题。
图8所显示的是清洁机操作的流程图，特别是相对于时间开关的控制状态。步骤100为清洁机的启动开始，电力开始提供到控制器，控制器启动并在相关纪录器储存初始值。步骤101时电机初始启动并使清洁机开始清洁工作。当控制器收到磁力感应开关令清洁机停止移动，而这讯号是上次倒车到现在少于六十秒钟，即清洁机正常操作，会到步骤103。步骤103进行倒车程序，包括启动螺丝管去改变改流阀门装置水流方向，去改变清洁机的驱动方向。步骤104确定上次倒车到清洁机停止移动是否少于三秒钟，如果倒车后三秒清洁机仍没有停顿即代表清洁机正常操作。步骤105确定清洁机是否已操作多于三小时，未到三小时的话就继续到步骤102。当三小时已到，就到步骤108。
如果步骤104中确定清洁机倒车后三秒钟内停止移动，会到步骤106，在步骤106中，电机会停顿并启动倒车程序并到步骤107，如果步骤107中确定清洁机在倒车后三秒钟停止移动，整部清洁机会终止操作，到步骤108。如果步骤107确定倒车后在三秒钟内没有停止移动，就可算清洁机回复正常操作，继续到步骤105。
在步骤102中，如果由上次倒车之后多于六十秒钟清洁机仍然不停移动，这代表清洁机不是正常地在水池底部移动，会转到步骤106，即是会停电机并启动倒车程序然后到步骤107。如果倒车后三秒内清洁机停止移动就会终止清洁机操作到步骤108。
如上所述，控制器可以知道当清洁机向单一方向前进多于六十秒，或倒车后少于三秒钟就停车，就代表清洁机操作上有问题而需要改变操作模式，如果赏试改动后仍未能解决问题，控制器会终止清洁机操作而由操作人员解决问题。在图中没有特别显示，控制器亦可在步骤107终止操作时启动某种灯号代表清洁机是非正常而终止操作的。
上述的时间开关系数，包括三小时、六十秒及三秒，亦可以是利用外置输入装置由操作者更改去适应各种水池的形状。这三种数据亦可因应清洁机的其它设计上的具体模式而更改。
图9所显示一个直立在水池底部的清洁机10的侧示图。所显示部份为相关于水池清洁机在操作完成时离开水池的排水装置。当水池清洁机在水中操作时，其外壳8是完全置于水平面之下(图中所显示的外壳为外壳的上部位置，底部详细结构没有在图中显示)。水平线深度感应装置120亦沉在水中，装置为一柱体，柱体内外液流相通，在柱体内装在一个可上下移能的浮力物121。浮力物的比重较水略为低，亦即其处于水体中时会上升到柱体120的内部顶部位置。浮力物与设置于清洁外壳外侧的弹簧偏压侧面排水门123使用链122相连。排水门123在链122没有施加拉力时，其弹箕偏压会使到排水门关闩。当水平面深度器120整个都置于水平面之下时，链122不会对排水门做成拉力。当清洁机被操作人员拉离水池时，当水平面深度器有部份离开水面，浮力物121再无受水的浮力而贴近柱体内的顶部，而是因为其自身的重量而引致浮力物120向下移动，进及经链122的拉力而将排水门123打开，将清洁机外壳内的水体排出减轻清洁的重量。
本发明可以有多种不同实施方案，可因应上述的原理而有所变更或改动。因此之故，以上的说明只包括一种或数种实施方案去说明，而非局限本申请的权利要求，所述的方案只是作为其中一种可行的实施方案加以说明。
权利要求
1.一种水力驱动的水池清洁机，包括外壳、外壳底部的进水口、外壳内的过滤袋、出水喷射嘴、水泵及电缆，其特征在于还包括换向装置和偏转装置，所述换向装置用于在清洁机受到阻挡而停止运行时使清洁机反方向运行；所述偏转装置用于在清洁机反方向运行时，使清洁机的前轮轴或后轮轴改变与清洁机纵轴线的夹角。
2.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述换向装置包括由感应开关检测前轮或后轮的转与不转，然后将相应感应信号输入到控制器，所述控制器根据感应信号的有无决定继电器的吸合或释放，再由继电器的吸合或释放驱动螺线管，使换向阀门或开通前出水喷射嘴或是开通后出水喷射嘴。
3.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述偏转装置包括穿有前轮轴的立轴，所述立轴设置在偏离清洁机纵轴线的位置，在前轮轴或后轮轴的一侧设置旋转丫叉，旋转丫叉的顶部有两限位柱，限定前轮轴或后轮绕立轴水平摆动的角度。
4.根据权利要求3所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述旋转丫叉的底部是棘齿结构，用于设定旋转丫叉顶部两限位柱与前轮轴或后轮轴之间的相对位置。
5.根据权利要求2所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述感应信号是磁感应信号，由安装在前轮或后轮上的磁体和对应安装的磁传感器在相互接近时发出。
6.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述水泵在水池中将水从外壳外经由外壳底部的进水口、外壳内的过滤袋吸入，然后从出水喷射嘴或泄水门排出到外壳外。
7.根据权利要求6所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述水泵电机壳体内充有导热绝缘油脂，将热量传导至电机壳体由水流带走。
8.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述电缆在进入电机壳体之处设置密封块并包裹电缆，相应的电机壳体上设置有密封座，所述电缆穿入密封座后，电缆进入电机壳体内，密封块压在密封座中，另设置一压紧块旋套进或旋入密封座，将密封块与密封座压紧无间隙。
9.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述外壳上有一个以上的带弹簧的泄水门，所述泄水门设置在外壳的侧面。
10.根据权利要求9所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述泄水门设置在清洁机提手位置。
11.根据权利要求1或3或4所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述偏转装置同时设置于前轮轴和后轮轴。
12.根据权利要求1或3或4所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述偏转装置只设置于前轮轴。
13.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述外壳内的过滤袋将水流中的垃圾截留在袋内，不再从出水喷射嘴或泄水门排出。
14.根据权利要求1所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述外壳底部的进水口有弹簧偏压。
15.根据权利要求9所述的水力驱动的水池清洁机，其特征在于所述泄水门用硬质材料制造。
全文摘要
一种水力驱动的水池清洁机，包括外壳、外壳底部的进水口、外壳内的过滤袋、出水喷射嘴、水泵及电缆，尤其是还包括一换向装置和偏转装置，所述换向装置用于在清洁机受到阻挡而停止运行时使清洁机反方向运行；所述偏转装置用于在清洁机反方向运行时，使清洁机的前轮轴或后轮轴改变与清洁机纵轴线的夹角。其车轮轴的摆动可以使清洁机前进及倒车时所移动的路线不同，而清洁机的前进及倒车可利用一个向相反方向的喷水口把高压水排出清洁机外壳，从而自动清洁整个水池底面。
文档编号E04H4/16GK101033650SQ20061005945
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月7日 优先权日2006年3月7日
发明者许永健 申请人:卓景顾问有限公司