CN101028183A - 水力驱动的清洁机及改变水力喷射的力度和方向的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洁机，用作清洁可操作场地平面部分，由水力喷射驱动，包括一个抽水机、一个与所述抽水机的排水口相流通连接的有方向性的排水管道和一个水流控制装置，所述水流控制装置设置于抽水机排水口与排水管道之间，操作于第一操作位置与第二操作位置之间，可控制水流向两个方向的其中之一喷射，从而驱动清洁机在可操作场地平面移动。本发明并提供一种改变水池清洁机水力喷射的力度和方向的方法，作为驱动清洁机的动力来控制清洁机的前进，并利用短暂中断水流的方法随机改变清洁机的运动方向。本发明的清洁机可彻底地清洁不同形状及可能有各种障碍物的可操作场地平面。

Description

水力驱动的清洁机及改变水力喷射的力度和方向的方法

技术领域

本发明涉及一种清洁机，特别是涉及一种由水力驱动及影响方向的清洁机；

本发明还涉及改变清洁机水力喷射的力度和方向的方法。

背景技术

现有的自动化清洁机，使用一个独立的马达通过一组齿轮传送动力到一组安装在轴上的车轮或车轮履带在水池内需要清洁的表面上巡行，这些车轮或履带与清洁机的纵轴平行，清洁机的纵轴方向是指清洁机的前进或倒车的方向。

美国专利3,979,788所公开的清洁机有三个车轮组合成的矩阵，安排在一个等腰三角形的三角点之上，去驱动清洁机完整地巡行整个水池底部。这三个车轮其中一个在等腰三角形的顶点，其车轮轴是可依据一个垂直的轴心转动，成为一个自由转动的清洁机。

一般使用车轮的清洁机，会安装两个电动马达：一个马达用作驱动抽水机，抽动水流经过清洁机的过滤装置；一个马达驱动清洁机在需要清洁的表面巡行。驱动马达可通过多组齿轮或者一组皮带滑轮传输动力；抽水机可以为外置式抽送高压水流，即喷射水流到清洁机，利用反作用力驱动清洁机或使用水力涡轮以齿轮或皮带滑轮连接车轮或履带。现有技术的清洁机所使用的涡轮，或直接推动或反作用力驱动，只能向单一方向驱动，而且这个移动是随机的。

控制清洁机以其纵轴的方向为本位的前后方向运动，可使用较精细的电子线路设置，并可使用如同步马达和直流电刷马达，有些现有技术需要清洁机到达墙壁时往上攀爬并横行一段不固定的距离后回到水池底部，以达到随机改变水池底部巡行路线的目的。其它现有技术使用水力推动的清洁机亦需依靠清洁机接触到边墙时改变其前进方向以达到随机变动巡行整个水池底部的目的。但在某些特定的情况下，这种利用墙壁改变清洁机在水池底部的巡行路线的方法，是浪费时间与能源的，以致加快清洁机的损耗。

在市场上出售的现有技术的清洁机，一些使用高压水去实现随机巡行路线的设计，会安装一个向着高压引水喉方向的‘倒车’活门，这个活门会不定时激活，做成一个与前进的方向不一致的方向推动，这种动力改变水喉方向的方式，亦有可能带动清洁机改变方向。这个倒车活门可以利用一些安装在水喉的装置而激活，但这种因倒车活门的激活而产生的随机方向改变是不可预测的，未必能帮助一个因障碍物而被困的清洁机离开。

美国专利4,348,192中公开的一个圆形并浮於水面的清洁机在连接到供水喉的位置，有一个不断转动方向的喷水管喷水，使清洁机当前进受阻时可自动倒车。除了所述安装在清洁机的喷射水喉外，供水喉上有多个向后方向的喷射口，能令清洁机保持一个随意的巡行路线。

对于使用齿轮组去驱动车轮或履带的清洁机，其加重了清洁机的开发及生产成本，特别是要生产及装配一大批细小而需要较高准确度的零件；使用者或拥有者亦需要较多的时间及金钱去维护这种机械的正常损耗。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改良的自动化的清洁机，能利用一个具方向性的水力喷射方式去作为一个有效及可靠的驱动力，使得清洁机能依循清洁机的纵轴方向前进。

本发明的另一个目的是提供一种改变清洁机水力喷射的力度和方向的方法，从而可以控制清洁机的前进，并利用短暂中断水流的方法改变清洁机的前进方向。

本发明的再一个目的是提供一种简单及耐用的可改变水力喷射方向的清洁机，通过设置于清洁机中的外置感应器方便地感应清洁机接触到障碍物或边墙，进而控制改变水力喷射方向。

为达到上述目的，本发明提供了一种清洁机，用作清洁可操作场地的平面部分，特别是水池或水箱中的内表面，所述清洁机由水力喷射驱动，包括一个能通过与其连接的排水口排出高压水流的抽水机、一个与所述抽水机的排水口相流通连接的有方向性的排水管道和一个水流控制装置，其特点在于，所述抽水机排水口的轴心大致与所需清洁的面呈垂直角度；所述有方向性的排水管道至少包括有一个排水管道，以使喷射水流有方向性地射出清洁机之外，所述排水管道较接近出口管道的轴心与所述抽水机排水口的轴心基本呈垂直角度；所述水流控制装置设置在所述抽水机排水口与所述排水管道之间，所述水流控制装置操作于第一操作位置与第二操作位置之间，可控制水流向两个方向的其中之一喷射，而这两个方向是基本相互相反的方向，使得来自抽水机的高压水流被转动90°后喷射出清洁机之外，从而驱动清洁机在水池或水箱底部移动，其喷射的方向由所述水流控制装置的位置所决定。

上述的清洁机，其特点在于，所述排水管道设置至少两个沿清洁机纵轴的出水口管道，分别设置于所述排水管道的两端。

上述的清洁机，其特点在于，所述水流控制装置包含至少一个翻板阀组件，设置在所述两个出水口管道之间与抽水机排水口液流相通的排水管道内，所述翻板阀组件会因所述抽水机排水口喷出的高压水短暂中断而操作于第一操作位置与第二操作位置之间，使得水流从两个出水口管道的其中之一喷射出清洁机外。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板阀组件包括一个于旋转支点安装的翻板及多个用作固定翻板的安装在排水管道中两个出水口管道内部并与抽水机排水口液流相通的附偏压的翻板固定组，所述翻板及翻板固定组的位置是控制抽水机水流向所述两个出水口管道其中之一的管道排出。

上述的清洁机，其特点在于，所述水流控制装置因应抽水机突然中断排水到排水口而操作于第一操作位置与第二操作位置之间。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板阀组件包括一个由支点架设的翻板及多於一个翻板定位组件是有偏压及安装在排水管道内，并因应水流流过翻板阀的压力而施予压力。

上述的水池清洁机，其特点在于，所述翻板的支点固定在排水管道内与翻板固定组的安装支点相反位置。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板固定组是安装在支点上并可旋转，其弧形旋转范围为180°。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板固定组附有弹簧偏压。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板固定组自由摆动端的旋转范围中的一部分与所述翻板的旋转范围重叠。

上述的清洁机，其特点在于，所述翻板与所述翻板固定组是安装在排水管道内壁。

上述的清洁机，其特点在于，所述清洁机包含一个居中管道，与排水管道相连接，居中管道与翻板阀组件相对，并与抽水机排水口及排水管道液流相通。

上述的清洁机，其特点在于，所述清洁机包含至少一个垂直排水口，所述垂直排水口位于翻板固定支点附近。

上述的清洁机，其特点在于，所述清洁机设置有两个垂直排水口，分别位于翻板固定支点的两侧。

上述的清洁机，其特点在于，所述垂直排水口上设置有封盖，当排水管道内压力达到一预定系数时，所述封盖打开让水流流经垂直排水口。

上述的水池清洁机，其特点在于，所述排水管道包含至少一个垂直排水口，所述垂直排水口位于排水管道非末端的部份。

上述的水池清洁机，其特点在于，所述垂直排水口附有垂直节流装置，控制流通所述垂直排水口的水流量。

上述的清洁机，其特点在于，所述垂直节流装置包括至少一个可移动封盖，控制垂直排水口的开口大小。

上述的水池清洁机，其特点在于，所述垂直节流装置封盖为人工操作的可移动封盖。

上述的清洁机，其特点在于，所述封盖为附偏压封盖，因应排水管道内的水所产生的压力而改变附偏压封盖的排水口大小。

上述的清洁机，其特点在于，所述出水口管道末端进一步设置一肘形转流器，所述肘形转流器的出口的轴心与清洁机的纵轴成一夹角，使得水流经肘形转流器流出时与清洁机的移动平面成一角度。

上述的清洁机，其特点在于，所述出水口管道与所述肘形转流器一体设置。

为了控制上述清洁机的运动，本发明还提供了改变清洁机水力喷射的力度和方向的方法，其特点在于，所述清洁机包括：供电装置、时间延迟开关、感应器装置、抽水机、排水管以及水流控制装置，包括下述步骤：

1)供电装置供电，启动清洁机，抽水机工作，水流控制装置位于第一操作位置，经水流控制装置和排水管喷射的高压水流驱动清洁机朝一个方向巡行；

2)感应器装置感应外界信号，发送控制讯号中断电流，抽水机停止工作，启动时间延迟开关；

3)水流控制装置由第一操作位置改变位置至第二操作位置；

4)经一预定的延迟时间后，时间延迟开关发送讯号接通电流，重新启动抽水机，水流控制装置位于第二操作位置，经水流控制装置和排水管喷射的高压水流驱动清洁机向另一方向巡行；

5)重复步骤2)～4)。

上述的方法，其特点在于所述感应器装置为磁力感应器、红外线感应器、空气感应器或位置感应器的一种或几种组合。

上述的方法，其特点在于步骤2)所述的外界信号包括清洁机被困不能前进、清洁机抵达墙壁、清洁机抵达水面以及清洁机的纵轴改变在垂直及水平位置之间。

在本发明提供的另一种实施方案中，提供一种清洁机，用作清洁可操作场地的平面部分，所述清洁机由水力喷射驱动，包括一个能通过与其连接的排水口排出高压水流的抽水机、一个与所述抽水机的排水口相流通连接的有方向性的排水管道和一个水流控制装置，其特点在于，它进一步包括一个外置感应器，与所述水流控制装置相连接；所述抽水机排水口的轴心大致与所需清洁的面成垂直角度；所述有方向性的排水管道至少包括有一个排水管道，以使喷射水流有方向性地射出清洁机之外，所述排水管道较接近出口的管道的轴心与所述抽水机排水口的轴心基本呈垂直角度；所述水流控制装置设置在所述抽水机排水口与所述排水管道之间，所述水流控制装置操作于第一操作位置与第二操作位置之间，可控制水流向两个方向的其中之一喷射，而这两个方向是基本相互相反的方向，使得来自抽水机的高压水流被转动90°后喷射出清洁机之外，从而驱动清洁机在水池或水箱底部移动，其喷射的方向由所述水流控制装置的位置所决定；所述外置感应器在清洁机接近墙壁时发出讯号使得所述水流控制装置在第一操作位置与第二操作位置之间转换。

上述的清洁机，其特点在于，所述水流控制装置包括一个设置在与抽水机排水口液流相通的排水管道内的翻板阀组件，所述翻板阀组件包括一个于旋转支点安装的翻板及多个用作固定翻板的安装在排水管道内部的附偏压的翻板固定组，所述翻板的位置是因应所述外置感应器的移动而反应。

上述的清洁机，其特点在于，所述外置感应器为机械式外置感应器，所述机械式外置感应器的至少一个在一个与清洁机底盘平行的平面上滑动，其中一端伸延出清洁机的前进方向的壳体之外，使得所述机械式外置感应器在当清洁机接近水池墙壁时接触到水池墙壁。

上述的清洁机，其特点在于，所述机械式外置感应器包括：

至少一网形支撑，设置于所述排水管道内；一与清洁机的纵轴平行并安装在排水管道内的滑杆，所述滑杆贯穿于所述网形支撑及所述翻板并且至少一端延伸出清洁机的壳体之外；一反弹接触点，设置于所述滑杆延伸出清洁机壳体之外的一端；两个接触体，设置于所述滑杆上并分别位于所述翻板两侧，使得所述反弹接触点在接触到墙壁时滑杆的滑动运动转变成推动翻板的旋转运动，以改变排水管道内水流的方向。

上述的清洁机，其特点在于，所述水流控制装置包括：一翻板，以其旋转支点安装在与抽水机排水口液流相通的排水管道内；一轴旋转装置，其轴心与所述翻板的支点重合使得所述翻板以其轴心转动；一磁力继电器，通过所述轴旋转装置控制所述翻板的位置，当所述外置感应器接近墙壁发出讯号时使得所述翻板在第一操作位置与第二操作位置之间转换。

在本发明中，清洁机行走装置由车轮、滚筒或连续滚带所组成，当清洁机以直线前进时，是依清洁机的纵轴方向前进。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所清洁场地平行，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，所有附图中示出的轴均为清洁机的纵轴，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。

在本发明的一个具体实施方案中，驱动清洁机的装置由一个有方向性的水力喷射装置组成，池水从清洁机的底部，由一个抽水机吸入清洁机内部，流过至少一个过滤媒体去过滤水中的垃圾，然后被推动到一个有方向性的排水管道，而这个排水管道较接近出口的管道的轴心与清洁机的纵轴基本平行。因为水流的冲力和反作用力，清洁机会向水力喷射的相反方向前进。可以以各种水流控制装置将喷射的水流改变方向或分流到两个或以上的方向，使得这种一个或以上的反作用力可以控制清洁机向不同的方向及位置运动。

在其中一个实施方案中，水流控制装置是一个安装在抽水机排水口及排水管道之间的翻板阀组件，控制水流向两个相反的方向。翻板阀组件的位置，控制着清洁机的前进方向，可以因为清洁机到达水池的其中一面墙壁或已经攀爬到墙壁顶部而改变。水流控制装置的控制可以是基于短暂中断抽水机电流时排水管道内水压的改变而更改水流控制装置的位置从而改变出水方向。为了水流控制装置改变位置时加强准确性，在水流控制装置上可以附加机械式的修正和定位装置。

水流控制装置的控制也可以以机械式操控，例如以包括一支杠杆或移动式滑杆的结构作为外置感应器，当清洁机接触到墙壁时，外置感应器感应并带动杠杆或滑杆直接或间接地传送动力到水流控制装置中去改变出水口水流的方向从而改动了清洁机运动方向以远离墙壁。

水力喷射出水口方向可以因应需要，设定有向下的动力，水平的动力，或组成动力向量控制清洁机的前进方向。例如，通过在出水口设置一转流器装置，使得水流经该转流器装置流出时与清洁机的移动平面成一角度，从而控制清洁机的方向。

对于由短暂中断抽水机电流方式的清洁机，本发明进一步包含一种控制水力喷射的力度和方向的方法，使得水流可以分别向第一方及第二方向喷射，推动清洁机向两个相反的方向前进。当需要引导水力喷射方向从第一位置改变到相反方向的第二位置时，供应给抽水机的电力会短暂中断令水流暂时中断，或利用一个或数个出水口排放水流，亦保持清洁机的稳定。

综上所述，本发明的技术效果在于：

本发明提供的清洁机，能利用一个具方向性的水力喷射方式作为一个有效及可靠的驱动方法，使得清洁机能依循清洁机的纵轴的前及后方向前进；本发明并提供一种方法去控制水力喷射的力度和方向，作为驱动清洁机的动力来控制清洁机的前进，并利用短暂中断水流的方法去改变清洁机的运动方向；本发明的清洁机可彻底地清洁不同形状及可能有各种障碍物的水池的底部及旁边的墙壁。

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

附图说明

图1是清洁机的侧视图，部分为横切面图，显示其中一种具方向性的水力喷射驱动的实施方案；

图2为侧视图，部分为横切面图，是图1清洁机中的喷水活门装置的结构图，示出翻板位于第一位置；

图3为侧视图，部分为横切面图，是图1清洁机中的喷水活门装置的结构图，示出翻板位于第一位置与第二位置之间的过渡位置；

图4示出设置在排水管道上的垂直排水口及封盖；

图5示出设置在排水管道上的附偏压的封盖组；

图6是翻板的俯视图，这个翻板是适合图1的设计所用；

图7是翻板固定组的俯视图，这个固定组有一个用作锁翻板的闩门杆；

图8是喷水活门装置加上肘形转流器后的侧视图，部分为横切面图；

图9是图8的具体装置，显示与清洁机的整体关系，将清洁机的部分以虚线显示；

图10是本发明的其中一个实施方案的流程图；

图11是控制短暂中断抽水机电流方法的框图；

图12是清洁机的侧视图，部分为横切面图，是另一种具方向性的水力喷射驱动的实施方案；

图13是清洁机的侧视图，部分为横切面图，是另一种具方向性的水力喷射驱动的实施方案。

具体实施方式

在以下的说明中，清洁机10包含外壳或罩框12及顶盖壁16，一个内置抽水机及驱动马达60，抽水机吸入池水及水中杂物经清洁机底部的缺口61进入清洁机内，而这个缺口是使用过滤装置所包围。

在图1～11中所表示的实施方案，所使用的是一个马达作为抽水及驱动方式。驱动装置设有简单的机械式方向控制。在这个实施方案中，当电流作短暂中断时，使得清洁机改变前进的方向。可使用智能电流控制开关或机械式接触去激活电流中断。

图1是以部分横切面形式显示，一个清洁机10，包括一个喷水活门装置40，安装在一个由马达驱动的抽水机60之上，使用扇叶58推动水流‘W’由下至上经过外壳的引导管17而进入喷水活门装置40。喷水活门装置40包含一个大约‘T’形活门外壳42及一个以作固定的居中管道43联接清洁机顶盖18和可供液体流动相连的排水管道44R及44L，排水管道的出口管道45的轴心与抽水机的排水口的轴心垂直。在活门外壳42中间位置，设置了水流控制装置，即翻板阀组件41，在图中显示的是其中一个过渡性位置。更清楚地显示在图6及7之中，翻板阀组件41包括翻板46及用作安装及转动之用的支柱47，和安装在框柚支柱49的框轴上的两个‘T’型的加上弹簧锁50的闩门杆48R和48L，作为翻板定位组件的48R和48L是安装在翻板46的两边。弹簧锁50加压到闩门杆48使得闩门杆接触到翻板46之一。排水管道44R及44L的切面可以是圆形的、长方形的或是其它适合的形状。其中较好的设计是使用长方形的切面。

图2显示翻板阀组件41在活门外壳42内的机械活动次序：当抽水机60启动并推动水流经过活门外壳42，加压水流‘W’进入活门外壳42及加压力到翻板46并推动翻板到左边关闭排水管道44L及施加压力使得闩门杆48R收缩到与翻板46远离及开通水道让水流流向排水管道44R，使到水从右边的排水管道44R流出。

图3显示当电力供电装置停止供电到马达60或水流‘W’作短暂中断时，翻板阀组件41在活门外壳42内的下一个机械活动次序：当水流‘W’短暂中断进入活门外壳42时，在外壳42内水压减低或暂时真空的情况下，使到翻板46摆动到右边的排水管道44R。翻板46摆动一段距离之后，闩门杆48L销上翻板46到销定在右边的位置。当供电给抽水机60重新启动时，水流被引导到左边的排水管道44L。事实上翻板阀组件41是不一定需要使用闩门杆48R和48L的；但这就需要一个准确的时间在翻板46摆动回到在水流短暂中断之前的位置之前，去控制重新激活马达及启动抽水机60。

图4显示一个更好的实施方案，提供了一个能减低排水管道44R及44L的出水口45内的过高水压。为了控制管道内的水压，在翻板46的两边分别加开垂直排水口52R和52L，并附上垂直节流阀，例如安装在垂直排水口52R和52L上的滑动封盖53R和53L，去控制流过垂直排水口52R和52L的水流量，当有较多水经垂直排水口流出来时，即令水向上喷出从而加压力使得清洁机10向下接近所清洁场地平面，使清洁机运动更加平稳及更有效地清洁水池底部。

图5是图4所述的一种自动化装置，附偏压的封盖54R和54L加上弹簧56，当管道内水压太高时减低压力使得清洁机维持适当速度。例如清洁机刚启动时，过滤袋内没有垃圾，这时管道内水压较高而封盖54R或54L就会打开让水从这里流出去一部分从而减低管道内的水压。封盖54R或54L是用铰55安装并利用弹簧56使得封盖54R或54L的正常位置为关闭。当清洁机底部的缺口61不断收集到残骸、碎片、污垢等，过滤袋开始阻塞，水压减低使到封盖54R或54L部分或全部关闭。

图6显示翻板46一个较佳的具体装置及图7显示闩门杆48的一个具体装置及其与弹簧锁50的关系。其它的装置包括偏离性设置，例如电子和电动机械式设置。

图8显示图1至3所展示的喷水活门装置40加上肘形转流器120R和120L，这两个肘形转流器120R和120L固定在排水管道44R和44L的两端。水流从肘形转流器120流出时与清洁机10的移动平面成‘α’角度，这种反作用力形成的动力向量(vector)包括一个压向车轮30的向下的向量和一个平面推动清洁机前进的向量，从而使得清洁机能够紧密接触水池底部平稳地前进。整个喷水活门装置40是可与肘形转流器一体设置，可以用注塑的胶料或铝料或其它合适的材料所制成。

图9显示一个如图8的更好的设计，喷水活门装置40安装在清洁机10(以虚线显示)的位置及方向。在这具体装置中，排水管道44连接肘形转流器120，伸延出清洁机外壳12。在一个更好的实施方案中，肘形转流器120及活门外壳42与清洁机外壳12注塑成一体，例如使用抗压的聚合体(polymer)。因应肘形转流器120的方向，动力向量‘VR’推动清洁机，向量的‘α’角度对于清洁机10能恰当地巡行是非常重要的，特别是当清洁机在墙壁上攀爬或在水池的斜坡巡行时。以图9所示，动力向量‘VR’与水池底部水平面交叉点处于前后两个车轮轴32之间，更佳的是较接近前轮位置，所指前轮，是以清洁机前进方向而定。动力向量‘VR’与水平面交叉点处于车轮轴32之间，能保证清洁机稳定地前进。

本发明的其中几种实施方案，需要在改变清洁机的前进方向时短暂中断电流，短暂中断电流电路可根据一个由磁场变动而形成的讯号或动力来启动。在其中一个较佳的设计中，一个由磁石或磁性物体安装、组成的可移动部分，例如一个非用作驱动清洁机的车轮。其中一种具体装置是在一个后备车轮上安装一个簧片开关(reed switch)，当清洁机在前进时，这个车轮及附上的磁石会不断转动到达某一速度(某一每分钟转数)之上以保持磁力开关为短路，当清洁机到达边墙或被困而不能前进时，这个旋转中的磁石会中止转动而导致磁力开关为开路，从而中断抽水机的电流。在其中一个较佳的设计中，电路装置包含一个倒车功能，当清洁机被困而需要倒车时，磁力开关为短路，令整个电力供应持续到下一次清洁机停顿时磁力开关再次为开路。

在另一种较佳的设计中，清洁机上安装一个推动扇叶，当清洁机在水池中前进时因水的流动而转动，在一片或多片扇叶片上或扇叶轴上安装磁石或使用带磁性的材料所制成。一个安装在这个移动的磁场物体附近的磁力感应器，组成一个磁力感应式开关，使得这扇叶转动或停止转动时发出不同讯号。在其中一个实施方案中，这个磁力感应开关组成清洁机的集成电路控制装置一部分，当清洁机遇到边墙或障碍物而停止前进时，扇叶转动亦同时停止，磁力感应开关会发出讯号以中断电流到抽水机。经过一个特定的延迟时间后，抽水机会重新激活，或可能继续沿现有方向前进，亦可能沿现有方向外倒车，远离墙壁。这集成电路控制装置亦可用同一原理去控制使用链带来传送动力去驱动滚筒、履带或车轮。

上述实施方式中清洁机的工作流程如图10所示，清洁机启动后朝一个方向巡行，这时水流控制装置位于第一操作位置。当清洁机遇到障碍物或墙壁时，感应器发出讯号中断抽水机的电流并同时启动时间延迟开关，此时排水管道内的水压由于抽水机停止工作而减低使得水流控制装置由第一操作位置转换到第二操作位置。时间延迟开关计算延迟时间，当已到延迟时间时，时间延迟开关接通抽水机电流，抽水机开始工作使得清洁机朝另一方向巡行。当清洁机巡行至另一面墙壁时，即重复以上操作。

具体包括如下步骤：

步骤101，启动清洁机朝一个方向巡行，这时水流控制装置位于第一操作位置；

步骤102，当清洁机遇到墙壁或障碍物时，感应器发出讯号中断抽水机电流同时启动时间延迟开关；

步骤103，抽水机停止工作，水流控制装置转换到第二操作位置；

步骤104，判断是否已到预定的延迟时间，是则执行步骤105，否则执行步骤103；

步骤105，接通抽水机电流；

步骤106，抽水机开始工作，清洁机朝另一方向巡行，转到步骤102。

在图11中，供电装置700供应电力到抽水机703及其它子系统。供电到抽水机中以两个开关相连：磁力开关701与时间延迟开关702并联。磁力开关701可安装其感应器在后备车轮上或在推动扇叶上，当其转动相对于另一固定磁场低于某一预定转数时，磁力开关为开路。当清洁机首先激活时，磁力开关701为开路而时间延迟开关702为短路，延迟开关702维持短路一个预定时间后转为开路。因为清洁机已操作一预定时间，磁力开关701已因为感应器的转动而维持短路，供电给抽水机703。当清洁机因为障碍物或已抵达墙壁而停止运动时，磁力感应器转动减慢而磁力开关701改为开路并传送讯息给延迟开关，这时两个开关701、702皆为开路使得抽水机短暂中断没有电力供应。延迟开关702在所需延迟时间之后，会改变为短路继续供电给抽水机。

在另一个实施方案中，清洁机设红外线装置，包含红外线发光装置及对固定物体会反应发出讯号的红外线感应器及相关电路装置。当反射回来的红外线表示前方有固定物体，亦即墙壁时，感应器会发讯号给控制装置令清洁机倒车。

在图11的电路框图中，磁力开关701亦可由红外线开关代替，在清洁机不接近墙壁时红外线开关为短路；当清洁机接近墙壁或其它障碍物时为开路，并发讯号到延迟开关702，这时两个开关701、702皆为开路使得抽水机短暂中断没有电力供应。延迟开关702在所需延迟时间之后，会改变为短路继续供电给抽水机。

图12示出了本发明的另一较佳方案，当清洁机接触到水池墙壁或其它障碍物时，一个机械式外置感应器可控制翻板46。图12显示一个清洁机10，与图1的结构相类似，其上安装喷水活门装置40’。一滑杆240，与排水管道44的轴心平行并安装在管道之内，贯穿于网形支撑250及通过翻板46’中的狭槽248。接触体244及246安装在滑杆240之上，分别在翻板46’的两边，使得翻板固定到左边或右边的位置去控制水流‘W’的方向。一反弹接触点242，设置于滑杆240延伸出清洁机壳体之外的一端，在实际操作时，当清洁机10接近水池墙壁时，反弹接触点242接触到墙壁时滑杆240会滑动到图12的左边直至接触体246接触到翻板46’并将翻板推向左边。当左边车轮30抵达墙壁时，滑杆240停止滑动及翻板46’亦抵达到其中之一面的管道位置。当水流‘W’流向排水管道44L时，清洁机移离墙壁而滑杆240伸延出清洁机的壳体之外，并在前进的方向突出去接触另一面墙壁，使得整个过程重复。

在另一个更好的实施方案，翻板46可以由电动装置控制，例如一个直线或圆形的继电器。以图13所显示，一个圆形的磁力继电器260以一个供电线261连接到活门外壳42的外部。继电器260的轴旋转设置262控制翻板46。在一个更好的设计中，清洁机的集成电路控制器发出讯号到继电器去控制翻板46到相反方向的位置。事实上水流‘W’是会推动翻板46到相反方向的位置。

以上的叙述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围为所涵盖。

Claims (30)

1、一种清洁机，用作清洁可操作场地平面部分，所述清洁机由水力喷射驱动，包括

一个抽水机，能通过与其连接的排水口排出高压水流；

一个有方向性的排水管道，与所述抽水机的排水口相流通连接；和

一个水流控制装置；其特征在于，

所述抽水机排水口的轴心大致与所需清洁的面呈垂直角度；

所述有方向性的排水管道至少包括有一个排水管道，以使喷射水流有方向性地射出清洁机之外，所述排水管道较接近出口管道的轴心与所述抽水机排水口的轴心基本呈垂直角度；

所述水流控制装置设置在所述抽水机排水口与所述排水管道之间，所述水流控制装置操作于第一操作位置与第二操作位置之间，可控制水流向两个方向的其中之一喷射，而这两个方向是基本相互相反的方向，使得来自抽水机的高压水流被转动90°后喷射出清洁机之外，从而驱动清洁机在可操作场地平面移动，其喷射的方向由所述水流控制装置的位置所决定。

2、根据权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述排水管道设置至少两个沿清洁机纵轴的出水口管道，分别设置于所述排水管道的两端。

3、根据权利要求2所述的清洁机，其特征在于，所述水流控制装置包含至少一个翻板阀组件，设置在所述两个出水口管道之间与抽水机排水口液流相通的排水管道内，所述翻板阀组件会因所述抽水机排水口喷出的高压水短暂中断而操作于第一操作位置与第二操作位置之间，使得水流从两个出水口管道的其中之一喷射出清洁机外。

4、按照权利要求3所述的清洁机，其特征在于，所述翻板阀组件包括一个于旋转支点安装的翻板及多个用作固定翻板的安装在排水管道中的两个出水口管道内部并与抽水机排水口液流相通的附偏压的翻板固定组，所述翻板及翻板固定组的位置控制抽水机水流向至少两个出水口管道其中之一的管道排出。

5、按照权利要求1所述的清洁机，其特征在于，所述水流控制装置因应抽水机突然中断到排水口的排水而操作于第一操作位置与第二操作位置之间。

6、按照权利要求4所述的清洁机，其特征在于，所述翻板阀组件包括一个由支点架设的翻板及多个翻板固定组，所述翻板固定组是有偏压及安装在排水管道内，并因应水流流过翻板阀的压力而施予压力。

7、按照权利要求6所述的清洁机，其特征在于，所述翻板的支点固定在排水管道内与翻板固定组的安装支点相反位置。

8、按照权利要求7所述的清洁机，其特征在于，所述翻板固定组是安装在支点上并可旋转，其弧形旋转范围为180°。

9、按照权利要求6所述的清洁机，其特征在于，所述翻板固定组附有弹簧偏压。

10、按照权利要求9所述的清洁机，其特征在于，所述翻板固定组自由摆动端的旋转范围中的一部分与所述翻板的旋转范围重叠。

11、按照权利要求9所述的清洁机，其特征在于，所述翻板与所述翻板固定组是安装在排水管道内壁。

12、按照权利要求6所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机包含一个居中管道，与排水管道相连接，居中管道与翻板阀组件相对，并与抽水机排水口及排水管道液流相通。

13、按照权利要求12所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机包含至少一个垂直排水口，所述垂直排水口位于翻板固定支点附近。

14、按照权利要求13所述的清洁机，其特征在于，所述清洁机设置有两个垂直排水口，分别位于翻板固定支点的两侧。

15、按照权利要求14所述的清洁机，其特征在于，所述垂直排水口上设置有封盖，当纵轴排水管道内压力达到一预定系数时，所述封盖打开让水流流经垂直排水口。

16、按照权利要求2所述的清洁机，其特征在于，所述排水管道包含至少一个垂直排水口，所述垂直排水口位于排水管道非末端的部份。

17、按照权利要求16所述的清洁机，其特征在于，所述垂直排水口附有垂直节流装置，控制流过所述垂直排水口的水流量。

18、按照权利要求17所述的清洁机，其特征在于，所述垂直节流装置包括至少一个可移动封盖，控制垂直排水口的开口大小。

19、按照权利要求18所述的清洁机，其特征在于，所述垂直节流装置封盖为人工操作的可移动封盖。

20、按照权利要求18所述的清洁机，其特征在于，所述封盖为附偏压封盖，因应排水管道内的水所产生的压力而改变付偏压封盖的排水口大小。

21、按照权利要求2～20之一所述的清洁机，其特征在于，所述出水口管道末端进一步设置一肘形转流器，所述肘形转流器的出口的轴心与清洁机的纵轴成一夹角，使得水流经肘形转流器流出时与清洁机的移动平面成一角度。

22、按照权利要求21所述的清洁机，其特征在于，所述出水口管道与所述肘形转流器一体设置。

23、改变清洁机水力喷射的力度和方向的方法，其特征在于，所述清洁机包括：

供电装置、时间延迟开关、感应器装置、抽水机、排水管以及水流控制装置；包括下述步骤：

1)供电装置供电，启动清洁机，抽水机工作，水流控制装置位于第一操作位置，经水流控制装置和排水管喷射的高压水流驱动清洁机朝一个方向巡行；

2)感应器装置感应外界信号，发送控制讯号中断电流，抽水机停止工作，启动时间延迟开关；

3)水流控制装置由第一操作位置改变位置至第二操作位置；

4)经一预定的延迟时间后，时间延迟开关发送讯号接通电流，重新启动抽水机，水流控制装置位于第二操作位置，经水流控制装置和排水管喷射的高压水流驱动清洁机向另一方向巡行；

5)重复步骤2)～4)。

24、按照权利要求23所述的方法，其特征在于所述感应器装置为磁力感应器、红外线感应器、空气感应器或位置感应器的一种或几种组合。

25、按照权利要求23所述的方法，其特征在于步骤2)所述的外界信号包括清洁机被困不能前进、清洁机抵达墙壁、清洁机抵达水面以及清洁机的纵轴改变在垂直和水平位置之间。

26、一种清洁机，用作清洁水池或水箱中的内表面部分，所述清洁机由水力喷射驱动，包括

一个抽水机，能通过与其连接的排水口排出高压水流；

一个有方向性的排水管道，与所述抽水机的排水口相流通连接；

一个水流控制装置；其特征在于，

它进一步包括一个外置感应器，与所述水流控制装置相连接；

所述抽水机排水口的轴心大致与所需清洁的面呈垂直角度；

所述有方向性的排水管道至少包括有一个排水管道，以使喷射水流有方向性地射出清洁机之外，所述排水管道较接近出口管道的轴心与所述抽水机排水口的轴心基本呈垂直角度；

所述水流控制装置设置在所述抽水机排水口与所述排水管道之间，所述水流控制装置操作于第一操作位置与第二操作位置之间，可控制水流向两个方向的其中之一喷射，而这两个方向是基本相互相反的方向，使得来自抽水机的高压水流被转动90°后喷射出清洁机之外，从而驱动清洁机在水池或水箱底部移动，其喷射的方向由所述水流控制装置的位置所决定；

所述外置感应器在清洁机接近墙壁时发出讯号使得所述水流控制装置在第一操作位置与第二操作位置之间转换。

27、按照权利要求26所述的清洁机，其特征在于，所述水流控制装置包括一个设置在与抽水机排水口液流相通的排水管道内的翻板阀组件，所述翻板阀组件包括一个于旋转支点安装的翻板及多个用作固定翻板的安装在排水管道内部的附偏压的翻板固定组，所述翻板的位置是因应所述外置感应器的移动而反应。

28、按照权利要求26所述的清洁机，其特征在于，所述外置感应器为机械式外置感应器，所述机械式外置感应器的至少一个在一个与清洁机底盘平行的平面上滑动，其中一端伸延出清洁机的前进方向的壳体之外，使得所述机械式外置感应器在当清洁机接近水池墙壁时接触到水池墙壁。

29、按照权利要求28所述的清洁机，其特征在于，所述机械式外置感应器包括：

至少一网形支撑，设置于所述排水管道内；一与清洁机的纵轴平行并安装在排水管道内的滑杆，所述滑杆贯穿于所述网形支撑及所述翻板并且至少一端延伸出清洁机的壳体之外；一反弹接触点，设置于所述滑杆延伸出清洁机壳体之外的一端；两个接触体，设置于所述滑杆上并分别位于所述翻板两侧，使得所述反弹接触点在接触到墙壁时滑杆的滑动运动转变成推动翻板的旋转运动，以改变排水管道内水流的方向。

30、按照权利要求26所述的清洁机，其特征在于，所述水流控制装置包括：一翻板，以其旋转支点安装在与抽水机排水口液流相通的排水管道内；一轴旋转装置，其轴心与所述翻板的支点重合使得所述翻板以其轴心转动；一磁力继电器，通过所述轴旋转装置控制所述翻板的位置，当所述外置感应器接近墙壁发出讯号时使得所述翻板在第一操作位置与第二操作位置之间转换。

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