专利名称：自行式清扫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行式清扫机。更详细地，涉及由驾驶员一个人乘坐一边行驶一边清 扫路面或地面的自行式清扫机。
背景技术：
作为以往的自行式清扫机，存在专利文献1所记载的发明。该现有技术是一种自行式清扫器，在对垃圾或水等的扫出等扫除功能不造成防碍 的条件下谋求车体的紧凑化，构成如下。具有可行驶地支承车体的至少三个轮体、配置在车体并通过旋转来扫出垃圾的 刷、以及收容由上述刷扫出的垃圾的垃圾回收箱，上述三个轮体中的2个轮为驱动轮，该驱 动轮由支承在车体侧的外转子型电动机的转子构成。剩下的1个轮为小的从动轮。然而，上述现有技术中，左右2个轮的驱动轮相对于车体安装在固定的位置上，不 能够改变车轮自身的方向。因此，不得不通过互相改变左右的驱动轮的转速，或者改变小的 从动轮这1个轮的方向，来改变车体的方向。但是，通过左右驱动轮的转速的不同来改变车 体的方向，这使旋转半径变大，由小的从动轮进行的方向变换与地面的摩擦小，因此存在不 能够进行可靠的方向转换的缺点。因此，存在无法实现自行式清扫机所需的转小弯的问题。另外，安装了三个轮体的车体不能弯折，因此，在路面以凸状或凹状倾斜的场所， 车轮不能够顺利地接触地面，不能够行驶越过，存在发生清扫遗漏等的问题。专利文献1 日本特开平6-179502号公报
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的在于，提供一种自行式清扫机，能够转小弯，即使由 驾驶员乘坐也能够轻快地行驶，即使有路面的倾斜凹凸也能够无清扫遗漏地进行清扫。第1发明的自行式清扫机由驾驶员一个人乘坐，一边行驶边清扫路面的自行式清 扫机，其特征在于，包括清扫机主体和行驶驱动部，上述清扫机主体具有路面清扫器和支承 用车轮，上述行驶驱动部具有安装了驱动源和操舵机构的框架、在该框架的上表面安装的 驾驶座席、以及在该框架的下表面可旋转地安装的驱动轮，上述驱动轮位于上述驾驶座席 的正下方，上述驱动轮为在轮中内置了电动机的轮毂电动机。第2发明的自行式清扫机为，在第1发明中，其特征在于，上述驱动轮为内置了减 速机并具有盘制动器(disk brake)的轮毂电动机。第3发明的自行式清扫机为，在第1或第2发明中，其特征在于，上述驱动轮为1 个轮，并兼作操舵轮。第4发明的自行式清扫机为，在第1、2或第3发明中，其特征在于，上述驱动轮经 由车轮支承体，可通过垂直的支轴在水平面内旋转地安装在上述框架上，在上述框架的上 述驾驶座席的横向，倾动自由地安装有操作杆，该操作杆与上述车轮支承体之间通过联杆 机构连接，将上述操作杆的倾动动作变换为上述驱动轮的旋转动作。
第5发明的自行式清扫机为，在第1、2、3或第4发明中，其特征在于，上述清扫机 主体与上述行驶驱动部经由可围绕水平轴旋转的销，装卸自由地连接。根据第1发明，驾驶员的体重施加到位于驾驶座席的正下方的驱动轮上，因此支 承用轮的负荷负担变少。另一方面，驱动轮为轮毂电动机，即使低速也输出高转矩，因此，即 使驾驶员的重量施加到驱动轮上，也成为驱动所需的与地面的摩擦。因此，能够稳定地行 驶，在地面或路面的清扫中以一定的速度行驶并能够可靠地进行清扫。根据第2发明，驱动轮以低速输出高转矩，因此容易启动，并且在清扫操作时的低 速行驶时也输出高转矩，因此，即使有上坡或台阶也能够顺畅地行驶。另外，内置有减速机， 虽然输出高转矩而驱动轮自身却为小型，因此能够使清扫机自身紧凑，并且能够不产生清 扫遗漏。根据第3发明，驱动轮兼作操舵轮，因此，即使是坡道那样阻力大的场所也可转换 方向。而且，仅以一个轮转换方向，因此旋转半径变得非常小，能够进行接近于原地旋转的 旋转。根据第4发明，当倾动驾驶座席的横向的操作杆时，能够经由联杆机构使驱动轮 转舵，因此驾驶员以坐在座席上的状态便能够以手动转换方向。因此，能够对希望的场所不 产生清扫遗漏地进行清扫。根据第5发明，连接清扫机主体和行驶驱动部的销围绕水平轴旋转，因此，即使在 坡道的顶部附近或谷底附近，驱动轮和支承用车轮都与路面接触。因此，能够使自行式清扫 机边行驶边由清扫机主体进行清扫。另外，能够通过销将行驶驱动部与清扫机主体结合脱 离，因此，能够以后安装的形式仅附加行驶驱动部来组装自行式清扫机。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的自行式清扫机A的基本结构的侧视外 观图。图2是表示同实施方式的自行式清扫机A的基本结构的俯视外观图。图3是同实施方式的自行式清扫机A的侧视图。图4是图3的自行式清扫机A的背面图。图5是图3的自行式清扫机A的俯视图。图6是图3的自行式清扫机A的主视图。图7是自行式清扫机A越过凸部的状态的说明图。图8是自行式清扫机A越过凹部的状态的说明图。图9是自行式清扫机A分离为清扫机主体与行驶驱动部的状态的说明图。附图标记S清扫机主体D行驶驱动部1 框架2 驱动轮3A 从动轮5A、5B 旋转刷
8驾驶坐席9操作杆20联杆机构41销
具体实施例方式接着，根据附图对本发明的实施方式进行说明。首先，根据图1以及图2对自行式清扫机A的基本结构进行说明。本实施方式的自行式清扫机A能够将其结构分为清扫机主体S和行驶驱动部D这 两部分。清扫机主体S为在主体框架7上安装作为路面清扫器的旋转刷5A、作为支承用 车轮的从动轮3A和滚动轮(caster) 3B而构成。从动轮3A具有左右的2个轮，在它们之间安装有旋转刷5B。在主体框架7的下面 装卸自由地安装有垃圾箱6。从主体框架7沿斜上方延伸的是手动方向盘4。该清扫机主体S以其单体作为人工用的清扫机而使用，操作者能够通过手动方向 盘4进行推压。行驶驱动部D具有框架1，此框架可使用梯形以及其他任意形式的框架。构成行驶 驱动部D的全部的部件安装在该框架1上。2为驱动轮，安装在框架1的后端部下表面。在框架1上安装有作为驱动源的电池、控制设备等。8为驾驶座席，设置在框架1 的后端部上表面。9为驱动轮2的操作杆，配置在驾驶座席8的横向。本实施方式的自行式清扫机A通过该行驶驱动部D，能够一边动力行驶一边清扫 地面。上述清扫机主体S与上述行驶驱动部D通过可围绕水平轴旋转的销41，拆卸自由 地连接。42为清扫机主体S侧的外壳，在该外壳42中插入了行驶驱动部D的框架的顶端 部。接着，在托架42和框架1的顶端部插入销41，清扫机主体S与行驶驱动部D连接。根 据上述结构，清扫机主体S与行驶驱动部D可互相连接脱离，在连接状态下，清扫机主体S 与行驶驱动部D也可互相倾动。接着，对本实施方式的自行式清扫机A的详细内容进行说明。如图4所示那样，驱动轮2相对于框架1如以下说明那样旋转自由地安装。11为驱动轮2的车轴，在其两端安装有截面为逆U字形的车轮支承体12。在该车 轮支承体12的内侧，在车轴11上安装有盘制动器13。在车轮支承体12的上端安装有垂直的支轴14，该支轴14在托架15内在水平面内 旋转。托架15固定在框架1上。如图3以及图4所示那样，上述驾驶座席8位于驱动轮2的大致正上方。若换种 说法，驱动轮2位于驾驶座席8的正下方，因此驾驶员的体重几乎全部施加到驱动轮2上， 从动轮3A的负担变小。因此从动轮3A的行驶阻力不变大。另一方面，驾驶员的体重向驱动轮2加大了行 驶所需的摩擦力，因此，即使是坡道或路面阻力大的场所也可稳定地行驶。
驱动轮2为驾驶员能够倾动操作杆9而以手动来操舵。驱动轮2与操作杆9之间通过以下的联杆机构20连接。如图4以及图5所示那样，在车轮支承体12的中心后部安装有第1联杆21的一 端，其另一端与L字形联杆22的一端连接。L字形联杆22的中心由销23在车体框架上转 动自由地被轴支承。在L字形联杆22的另一端，连接有第2联杆24的一端。在第2联杆 24的另一端，连接有垂直联杆25的一端，该垂直联杆25的另一端固定在水平的转动轴26 上。转动轴26通过管子等固定在框架1上。接着，在转动轴26，连接有上述操作杆9，该操 作杆9在驾驶座席8的横向，向前方延伸。在操作杆9的顶端固定有把手部10，在把手部 10上安装有节流杆30和制动杠杆31。如图3所示，操作杆9能够沿前后方向倾动，当从中立位置N向前方位置L推倒该 操作杆9时，其动作经由上述联杆机构20向车轮支承体12传递，并使驱动轮2向左旋转。 相反，当从中立位置N向后方位置R拉回操作杆9时，其动作经由上述联杆机构20向车轮 支承体12传递，并使驱动轮2向右旋转。另外，当操作节流杆30时，能够使驱动轮2的行驶速度加减速，当握住制动杠杆31 时，上述盘制动器13起作用。如图3所示，驱动轮2与上述从动轮3A之间的后轴间距离Dr与从动轮3A与滚动 轮3B之间的前轴间距离Df相比，短一半以下。因此，旋转并使驱动轮3A驱动时，清扫机A 将从动轮3A作为中心来改变方向，因此这时能够旋转，能够实现非常小的旋转轨迹。并且，驱动轮2在驾驶座席8的正下方，没有任何向后方突出的部分。因此，驾驶 员坐在座席8上以看着前方的状态进行操作，没有必要担心自己身体的后方，因此精神上 不易疲劳，安全性也高。上述驱动轮2构成为在轮的外周嵌入轮胎。轮使用了内置了电动机的轮毂电动 机，轮胎使用了氨基甲酸乙酯发泡网格类型。轮毂电动机为，在车轮的轮内内置有定子或转子的一部分或者全部的类型的电动 机。另外，轮毂电动机有内转子型和外转子型，在本发明中使用哪个都可以。内转子型为，在车轴侧沿圆周方向配置磁铁，在轮的内侧沿圆周方向配置包括铁 芯和线圈的电枢。外转子型为，在轮的内侧沿圆周方向配置磁铁，在车轴侧沿圆周方向配置包括铁 芯和线圈的电枢。在驱动轮2的壳内部，内置有行星齿轮减速机，对电动机输出进行减速并以高转 矩取出。该驱动轮2具有以下优点，即作为直接驱动方式的优点的部件件数少的简单构 成，以及通过将直径取得较大而以低速取得高转矩。氨基甲酸乙酯发泡网格类型的轮胎具有弹性，重量轻，并具有防刺(〃 > 々> ^ ) 结构。另外，轮胎与轮之间的密合性出色，并且还具有分解性。进一步，能够发挥吸收电动 机发热的作用。接着，对本实施方式的自行式清扫机A的使用方法进行说明。如图3所示，当驾驶员坐在驾驶座席8上，打开节流杆30时，驱动轮2开始旋转， 进行发动和加速。当关闭节流杆30时，进行减速。当握住制动杆31时，进行减速并停车。操作杆9为中立位置N时，驱动轮2沿着车体轴线，因此自行式清扫机A直线前进。向前方 L倾斜操作杆9时，驱动轮2向左，车体向左旋转。向后方R拉回操作杆9时，驱动轮2向 右，车体向右旋转。在车体行驶期间，若使刷5A、5B旋转，并吸引垃圾，则能够清扫路面或地面。如上，在本实施方式的自行式清扫机A中，当使驾驶座席的横向的操作杆9倾动 时，能够经由联杆机构使驱动轮2转舵，因此驾驶员以坐在座席上的状态便能够以手动转 换方向。因此，能够对希望的场所不产生清扫遗漏地进行清扫。接着，驱动轮2兼作操舵轮， 因此，即使在坡道那样阻力大的场所也可转换方向。而且，仅以一个轮来转换方向，因此旋 转半径非常小，可进行接近于原地旋转的旋转。连接清扫机主体S和行驶驱动部D的销41围绕水平轴旋转，因此，即使在如图7 所示那样的坡道的顶部附近或在如图8所示那样的谷底附近，自行式清扫机A也能够行驶， 也能够通过清扫机主体S清扫。当然，由于车体的前后部不仅对应于这样较大的倾斜而且 也对应于路面上的小的凹凸来进行弯曲，因此在多数清扫面不产生清扫遗漏。另外，如图9所示，能够拔出销41来将行驶驱动部D从清扫机主体S分离，因此仅 使用清扫机主体S以手动操作也能够清扫。另外，能够在清扫机主体S上以后安装的形式 仅附加行驶驱动部D来组装自行式清扫机A。进一步，也能够取下行驶驱动部D来复原为手 动型的清扫机主体S。这意味着能够使手动型的轻量型的清扫机主体自行化，但这种情况下，驾驶员的 体重也由驱动轮2支撑，不对从动轮3A施加重量，因此不会压溃(o^t)旋转刷5B。在本实施方式的自行式清扫机A中，驱动轮2以低速输出高转矩，因此容易发动， 并且在清扫操作时的低速行驶时也输出高转矩，因此，即使有上坡或台阶也能够顺畅地行 驶。另外，内置有减速机，所以虽然输出高转矩而驱动轮2自身却为小型，因此，能够使清扫 机自身紧凑，并且能够不产生清扫遗漏。在本实施方式的自行式清扫机A中，由从动轮3A的2个轮和驱动轮2的1个轮构 成的3个轮来支承车体，驾驶员的体重施加到位于座席的正下方的驱动轮2上，因此对从动 轮3A的负荷变少。另一方面，即使重量施加到驱动轮2上，也成为驱动所需的与地面的摩 擦，因此可稳定地行驶。另外，即使低速也输出高转矩，在地面或路面的清扫中以一定的速 度行驶并能够可靠地进行清扫。本发明的自行式清扫机A也可以构成为对手动型清扫机附加驱动轮2及其操作机 构，也可以作为驱动驱动型来进行专用设计。
权利要求
一种自行式清扫机，由驾驶员一个人乘坐一边行驶一边清扫路面，其特征在于，包括清扫机主体和行驶驱动部；上述清扫机主体具有路面清扫器和支承用车轮；上述行驶驱动部具有框架，安装了驱动源和操舵机构；驾驶座席，安装在该框架的上表面；以及驱动轮，可旋转地安装在该框架的下表面；上述驱动轮位于上述驾驶座席的正下方；上述驱动轮是在轮中内置了电动机的轮毂电动机。
2.根据权利要求1所述的自行式清扫机，其特征在于， 上述驱动轮是内置了减速机、并具有盘制动器的轮毂电动机。
3.根据权利要求1或2所述的自行式清扫机，其特征在于， 上述驱动轮为1个轮，并兼作操舵轮。
4.根据权利要求1 3中某一项所述的自行式清扫机，其特征在于，上述驱动轮经由车轮支承体，通过垂直的支轴可在水平面内旋转地安装在上述框架上；在上述框架的上述驾驶座席的横向，倾动自由地安装有操作杆； 该操作杆与上述车轮支承体之间通过联杆机构连接，将上述操作杆的倾动动作变换为 上述驱动轮的旋转动作。
5.根据权利要求1 4中某一项所述的自行式清扫机，其特征在于，上述清扫机主体与上述行驶驱动部经由可围绕水平轴旋转的销，拆卸自由地连接。
全文摘要
本发明提供一种自行式清扫机，能够转小弯，即使由驾驶员乘坐也能够轻快地行驶。该自行式清扫机由驾驶员一个人乘坐一边行驶一边清扫路面，包括清扫机主体(S)和行驶驱动部(D)；清扫机主体具有旋转刷和从动轮；行驶驱动部具有框架，安装了驱动源和操舵机构；驾驶座席，安装在该框架的上表面；以及驱动轮(2)，可旋转地安装在该框架的下表面；驱动轮位于驾驶座席(8)的正下方；驱动轮是在轮中内置了电动机的轮毂电动机。驾驶员的体重施加到位于座席的正下方的驱动轮上，因此对从动轮的负荷变少。驱动轮为轮毂电动机，即使低速也输出高转矩，因此成为驱动所需的与地面的摩擦，在地面或路面的清扫中以一定的速度行驶并能够可靠地清扫。
文档编号E01H1/05GK101935991SQ20091022584
公开日2011年1月5日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年7月2日
发明者福本一 申请人:福本巴帝股份有限公司