專利名稱：自潔式貓砂箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自潔式貓砂箱，且更明確地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種自潔式貓砂箱，在一個(gè)實(shí)施例中，所述自潔式貓砂箱包括一個(gè)一次性的貓砂盒和一個(gè)自動(dòng)的耙組合。
背景技術(shù)：
各種貓砂箱在本領(lǐng)域中已知。可再使用的貓砂箱和一次性貓砂箱都已知。可再使用的貓砂箱通常由塑料形成，且配置為一個(gè)具有3-4英寸側(cè)壁的長(zhǎng)方形托盤。通常，所述可再使用的貓砂箱每日或每隔幾日便需要維護(hù)。為便于貓砂箱的照管和清潔，已經(jīng)發(fā)展了一次性貓砂箱。美國(guó)專利第4,171,680號(hào)、第4,271,787號(hào)和第6,065,429號(hào)揭示了所述一次性貓砂箱的實(shí)例。所述一次性貓砂箱通常包括一個(gè)填充有吸收材料的一次性箱子或托盤，一般稱為吉蒂貓砂(Kitty litter)。
為更利于所述貓砂箱的保養(yǎng)，已發(fā)展了自潔式貓砂箱。市場(chǎng)上所售的自潔式貓砂箱主要使用“粘土”或“結(jié)塊”貓砂，且要求定期添加新鮮吉蒂貓砂并每隔幾日便移除廢物。所述自潔式貓砂箱的實(shí)例揭示在美國(guó)專利案第4,574,735號(hào)、第5,048,465號(hào)、第5,477,812號(hào)、第6,082,302號(hào)、第6,378,461號(hào)和第Re.36,847號(hào)中，這些專利案以引用的方式并入本文中。
美國(guó)專利案第4,574,735號(hào)揭示了一種自潔式貓砂箱，其包括一個(gè)通常為圓形的上腔室、一個(gè)位于下部的一次性容器和一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的耙組合。所述可旋轉(zhuǎn)的耙組合包括被水平定向并連接到一個(gè)中心位置的主軸的復(fù)數(shù)個(gè)齒。所述主軸又通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，齒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而將固體廢物產(chǎn)物推向與下部廢物容器相通的上腔室中的排出開(kāi)口。不幸的是，所述構(gòu)造并不完全有效，因?yàn)閾?jù)已知并非所有廢物都被排入下部廢物容器。
為解決這個(gè)問(wèn)題，已發(fā)展了一種依賴耙組合的線性運(yùn)動(dòng)而將廢物存積到位于貓砂箱一端的廢物隔室的自潔式貓砂箱。例如，美國(guó)專利案第5,048,465號(hào)揭示了一種自潔式貓砂箱，其包括一個(gè)耙組合、一個(gè)可移除且可再使用的貓砂托盤和一個(gè)安置在所述可再使用的貓砂托盤一端的一次性或可再使用的廢物接受器。所述耙組合包括用于以線性運(yùn)動(dòng)方式梳理貓砂箱的復(fù)數(shù)個(gè)齒。所述齒被樞轉(zhuǎn)安裝。一個(gè)安裝在所述貓砂托盤一端的止件導(dǎo)致所述齒旋轉(zhuǎn)并向上舉起固體廢物且越過(guò)分隔貓砂托盤和廢物隔室的壁。一旦齒的延伸端在所述壁上方旋轉(zhuǎn)，耙組合的持續(xù)運(yùn)動(dòng)使齒的延伸端掀起蓋子并使固體廢物產(chǎn)物落入廢物隔室。盡管在465專利案中所揭示的自潔式貓砂箱系統(tǒng)易于貓砂箱的保養(yǎng)，但所述貓砂托盤必須經(jīng)常再填充，這是一項(xiàng)麻煩的工作。此外，整個(gè)系統(tǒng)必須定期清空和拆卸以進(jìn)行清潔，這又是一項(xiàng)麻煩的工作。并且，所述裝置的相對(duì)復(fù)雜性導(dǎo)致所述裝置的成本相對(duì)昂貴。
美國(guó)專利案第5,477,812號(hào)、第6,082,302號(hào)、第6,378,461號(hào)和第Re.36,847號(hào)中也揭示了自潔式貓砂箱。如465專利案，這些專利案中所揭示的自潔式貓砂箱也包括一個(gè)可再使用的貓砂托盤和一個(gè)一次性廢物容器。
存在與上文提及的美國(guó)專利案中所揭示的自潔式貓砂箱相關(guān)聯(lián)的各種問(wèn)題。第一，因?yàn)檫@些箱子經(jīng)常需要使用結(jié)塊貓砂，所以廢物箱快速地被填充有結(jié)塊的尿和固體廢物。因此所述廢物箱必須每隔幾天或更經(jīng)常地清空，尤其在多個(gè)貓應(yīng)用中。第二，廢物容器的移除是麻煩的工作且經(jīng)常需要使用者接觸廢物。第三，新鮮吉蒂貓砂必須持續(xù)添入貓砂托盤。第四，已知在所述自潔式貓砂箱中的驅(qū)動(dòng)組合包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與耙組合一起在曝露于貓砂區(qū)域的有齒軌道內(nèi)行進(jìn)。通過(guò)將電動(dòng)機(jī)安裝到所述耙，將電能施加到一個(gè)可移動(dòng)的底盤，從而需要一個(gè)用于電繩的卷帶盤，已知這固有地具有風(fēng)險(xiǎn)性且傾向于失敗。當(dāng)過(guò)多貓砂用于貓砂托盤時(shí)，電動(dòng)機(jī)可不足以驅(qū)動(dòng)所述耙通過(guò)貓砂，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生需要主人干預(yù)的堵塞。相反地，如果使用很少貓砂，或如果貓以特殊的方式再分配貓砂，那么結(jié)塊可凝結(jié)到貓砂盆的底部并阻止所述耙通過(guò)貓砂區(qū)域。在其它情況下，貓會(huì)導(dǎo)致貓砂在軌道內(nèi)聚集，從而也導(dǎo)致對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造成破壞和/或進(jìn)一步需要使用者的干預(yù)。此外，電動(dòng)機(jī)并不完全受到保護(hù)而免受尿的影響，且可在正常操作中被貓破壞。同時(shí)已知如果箱子緊緊靠近使用者放置，那么所述電動(dòng)機(jī)聲音吵鬧。第五，已知的自潔式貓砂箱不適合用于晶體貓砂。特定而言，歸因于晶體貓砂的不規(guī)則形狀和成塊與連結(jié)的趨勢(shì)，在所述耙組合的前部趨于堆積一個(gè)波狀物，其尤其可阻止耙組合完成一個(gè)清潔沖程。因此，需要這樣一種自潔式貓砂箱其比已知的自潔式貓砂箱更容易使用；更可靠；不會(huì)將電組件或機(jī)械組件暴露于污染物；消除了對(duì)卷帶盤的需要；且適合用于諸如晶體貓砂的非結(jié)塊貓砂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種自潔式貓砂箱，其提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)。特定而言，在一個(gè)實(shí)施例中，所述自潔式貓砂箱被配置以使用預(yù)先填充有貓砂且被配置為既可提供貓砂又含有廢物的一次性盒，從而消除了使用者需要清潔貓砂托盤和操縱重的貓砂供給容器。在其它實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括配置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組合的耙組合，所述驅(qū)動(dòng)組合受到保護(hù)以免于污染。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述自潔式貓砂箱包括一個(gè)含有復(fù)數(shù)個(gè)間隔開(kāi)的齒的耙組合，所述耙組合被配置以使得包括晶體型貓砂的所有類型的貓砂都可使用。


參考以下說(shuō)明和其中附圖將容易理解本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例配置有一個(gè)貓砂隔室和一個(gè)廢物隔室的長(zhǎng)方形盒的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自潔式貓砂箱的透視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在與廢物存儲(chǔ)位置相對(duì)的位置中的方式展示。
圖3為圖2所展示的自潔式貓砂箱的部分側(cè)視圖，其詳細(xì)說(shuō)明了側(cè)導(dǎo)軌。
圖4為用于圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的驅(qū)動(dòng)組合的分解透視圖。
圖5A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在與廢物存儲(chǔ)位置相對(duì)的位置中的方式展示。
圖5B為沿圖5A的線5B-5B的截面圖。
圖6A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在清潔沖程期間位于中間位置中的方式展示。
圖6B為沿圖6A的線6B-6B的截面圖。
圖7A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在清潔沖程末端的一個(gè)位置中的方式展示。
圖7B為沿圖7A的線7B-7B的截面圖。
圖8A為根據(jù)本發(fā)明在圖2中所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱被展示為在其中耙組合舉起廢物隔室上的蓋罩的位置處。
圖8B為沿圖8A的線8B-8B的截面圖。
圖9A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在傾卸位置處的方式展示。
圖9B為沿圖9A的線9B-9B的截面圖。
圖10A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在返回沖程期間處于中間位置的方式展示。
圖10B為沿圖10A的線10B-10B的截面圖。
圖11A為圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的頂視圖，其中所述自潔式貓砂箱以耙組合在其返回沖程末端的方式展示。
圖11B為沿圖11A的線11A-11A的截面圖。
圖12為用于圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的控制系統(tǒng)的示范性示意圖。
圖13為用于圖2所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的控制系統(tǒng)的流程圖。
圖14A-14C說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的貓砂盒的一個(gè)替代性實(shí)施例。
圖15A-15C說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的貓砂盒的另一個(gè)替代性實(shí)施例。
圖16為根據(jù)本發(fā)明的自潔式貓砂箱的一個(gè)替代性實(shí)施例的等距視圖。
圖17A為展示在使用位置中的圖16所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的另一等距視圖。
圖17B為圖17A所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的側(cè)面正視圖。
圖17C為沿圖17A的線17C-17C的截面圖。
圖17D為沿圖17B的線17D-17D的截面圖，其說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的示范性迷宮式密封。
圖18A為圖17所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的等距視圖，其中將所述自潔式貓砂箱展示于在能夠使貓砂托盤移除的位置中。
圖18B為在圖18A所說(shuō)明的位置中的貓砂箱的截面圖。
圖19為圖16所說(shuō)明的自潔式貓砂箱分解等距視圖，其說(shuō)明了包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母和一個(gè)螺母隨動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)組合的第一實(shí)施例。
圖20為圖16所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的等距視圖，其中所述自潔式貓砂箱以頂部外殼已被移除和圖19所說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)組合的方式展示。
圖21為圖16所說(shuō)明的頂部外殼已被移除的自潔式貓砂箱的側(cè)視圖。
圖22A-C為圖21所說(shuō)明的系統(tǒng)的部分視圖，其中側(cè)導(dǎo)軌已被移除以說(shuō)明系統(tǒng)蓋子的舉起機(jī)制的元件。
圖23A-D為側(cè)導(dǎo)軌已被移除的圖21所說(shuō)明自潔式貓砂箱的部分視圖，其說(shuō)明了耙?？吭恢?。
圖24A-C為圖21所說(shuō)明的自潔式貓砂箱的部分視圖，其說(shuō)明了在原位置中的耙?？亢万?qū)動(dòng)組合的一個(gè)替代性實(shí)施例。
圖25為用于圖16-24和27所說(shuō)明的實(shí)施例的控制器的示意性電氣示意圖。
圖26為圖25所說(shuō)明的控制器的邏輯圖。
圖27A-D為說(shuō)明圖16的自潔式貓砂箱的一個(gè)耙循環(huán)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種自潔式貓砂箱。期待本發(fā)明的各種實(shí)施例。圖1-15說(shuō)明了一個(gè)實(shí)施例。圖16-27說(shuō)明了第二個(gè)實(shí)施例。在所說(shuō)明的兩個(gè)實(shí)施例中，所述自潔式貓砂箱都包括一個(gè)貓砂托盤、一個(gè)耙組合和一個(gè)驅(qū)動(dòng)組合。本發(fā)明的廣泛原理對(duì)一次性貓砂托盤和可再使用的貓砂托盤都適用，在圖1-15所說(shuō)明的實(shí)施例中，提供了一種一次性貓砂托盤，且其配置有兩個(gè)隔室一個(gè)貓砂隔室和一個(gè)廢物隔室。圖16-27所說(shuō)明的實(shí)施例說(shuō)明了其中所述貓砂托盤也為一次性且不劃分隔室的實(shí)施例。
第一實(shí)施例如上所提及，第一實(shí)施例在圖1-15中得以說(shuō)明且包括貓砂托盤、耙組合、驅(qū)動(dòng)組合和控制器。在那個(gè)實(shí)施例中，提供了一個(gè)一次性貓砂托盤，其被劃分隔室且包括一個(gè)貓砂隔室和一個(gè)廢物隔室。所述廢物隔室可具有一個(gè)鉸接蓋罩。所述耙組合包括復(fù)數(shù)個(gè)齒，其由一個(gè)適于在清潔沖程期間梳理貓砂隔室的可移動(dòng)底盤所攜帶。當(dāng)所述耙組合完成其清潔沖程時(shí)，耙組合在向著廢物隔室方向上的進(jìn)一步移動(dòng)致使舉起臂或杠桿舉起蓋罩從而使得固體廢物材料存積到廢物隔室中。在存儲(chǔ)位置中，所述耙組合擱在貓砂箱的一端同時(shí)齒在貓砂填充面以下以形成一個(gè)緊密的輪廓。
如下面將更詳細(xì)地討論，本發(fā)明的各種實(shí)施例提供了如將在下文詳細(xì)討論的優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)。第一，所述自潔式貓砂箱可被配置以用于一次性貓砂托盤。第二，用于所述耙的驅(qū)動(dòng)組合可被配置以避免遭受污染。第三，所述耙可被配置以用于包括晶體貓砂在內(nèi)的所有類型的貓砂。
貓砂盒在如圖1所說(shuō)明的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述自潔式貓砂箱被配置以接納一個(gè)可為一次性的貓砂盒。但是，盡管自潔式貓砂箱50被說(shuō)明并描述成具有一個(gè)一次性貓砂盒20，但是本發(fā)明的原理也可適用于可再使用的貓砂托盤。
圖1說(shuō)明了一個(gè)限定一個(gè)貓砂隔室和一個(gè)廢物隔室的被劃分隔室的貓砂盒。圖1所說(shuō)明的貓砂盒包括一個(gè)在貓砂隔室和廢物隔室之間的分離器壁。這樣，圖1所說(shuō)明的貓砂盒必須與可舉起所述耙的耙組合(例如，結(jié)合圖3-13來(lái)描述和說(shuō)明的耙組合)共同使用。
一次性貓砂盒20易于貓砂箱的保養(yǎng)。如圖1A所示，一次性貓砂盒(通常以參考數(shù)字20表示)可形成為一個(gè)具有可限定復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁30和一個(gè)底板32的外圍唇緣21的通常為長(zhǎng)方形的托盤。分離器壁22限定一個(gè)廢物隔室24和一個(gè)貓砂隔室26。肋28可形成在貓砂隔室26的底板32中以用于額外強(qiáng)度。所述廢物隔室24可具有一個(gè)鉸接蓋罩34。各種鉸鏈36都適用于這個(gè)應(yīng)用。例如，鉸鏈36可為活動(dòng)鉸鏈或其它類型的鉸鏈。鉸鏈類型并不是關(guān)鍵的因素。蓋罩34鉸接在托盤的一端38上。
盒20以及下文所描述的盒206可由諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯的各種塑料材料形成，并通過(guò)塑料注射成形或真空成形而形成。所述盒20可由諸如紙板的其它材料制得，并且排列有(例如)塑料襯管。
定下盒20的尺寸以使其被接納于圖2-10所說(shuō)明的自潔式貓砂箱中。對(duì)齊零件(registration feature)可并入一次性盒20以及貓砂箱內(nèi)以防止未經(jīng)批準(zhǔn)的貓砂盒被安裝于貓砂箱中，同時(shí)也防止所述盒被不適當(dāng)?shù)匕惭b。例如，一個(gè)或一個(gè)以上間隔開(kāi)的橫槽(未圖示)可在托盤底部形成。所述間隔開(kāi)的槽可經(jīng)配置以接納延伸跨過(guò)貓砂箱的桿。也期待其它對(duì)齊方法。
在貨架位置中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，盒20含有高達(dá)填充線40的貓砂，且其被可移除的蓋罩(未圖示)所密封，并密封到唇緣21。廢物隔室上的蓋罩34最初也可通過(guò)應(yīng)用于唇緣21的粘合劑而被密封住。
替換盒20與移除舊盒并以一個(gè)新的盒替換其一樣簡(jiǎn)單。這樣的構(gòu)造相對(duì)于已知系統(tǒng)提供了許多益處。第一，所述構(gòu)造消除了需要操縱相對(duì)較重的貓砂供給容器。第二，由于盒20為一次性盒，因此不需要清潔托盤。第三，使用者不會(huì)被暴露于通常在將貓砂倒入貓砂托盤時(shí)所產(chǎn)生的塵霧云下。
圖14A-14C和圖15A-15C說(shuō)明了圖1所說(shuō)明的一次性盒20的示范性替代實(shí)施例。這些示范性實(shí)施例經(jīng)配置以使零售貨架的空間最小化。第一替代性實(shí)施例在圖14A-14C中得以說(shuō)明，且以參考數(shù)字100表示，并且其包括一個(gè)通常為長(zhǎng)方形的托盤，所述托盤配置有可使托盤100能夠一折為二或一折為三的一條或多條折線102。圖15A-15C的第二替代性實(shí)施例(通常以參考數(shù)字104表示)可包括一個(gè)限定兩個(gè)隔室108和110的單折線106。所述兩個(gè)隔室中的一個(gè)可配置有如圖15B所示的可折疊類型褶皺以使得托盤能夠如圖15A所示被壓縮。
圖19說(shuō)明了貓砂盒的另一個(gè)替代性實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，貓砂托盤形成為一個(gè)未被劃分隔室且可為一次性的通常為長(zhǎng)方形的托盤。所述托盤在一端可具有一個(gè)小蓋以覆蓋廢物并可具有一個(gè)更大的蓋罩以封閉整個(gè)托盤從而進(jìn)行運(yùn)送。未劃分隔室的貓砂盒的一個(gè)重要方面是其簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)組合和耙組合。更明確地說(shuō)，圖19所說(shuō)明的貓砂盒并不包括一個(gè)分離器壁。這樣，耙組合在所有操作模式期間都可保持在一個(gè)水平面上(也就是在單一水平面內(nèi)行進(jìn))，因?yàn)榘医M合無(wú)須舉過(guò)分離器壁。這樣，圖19所說(shuō)明的貓砂盒可用于圖19-24所說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)組合。由于耙組合保持在一個(gè)水平面，所以驅(qū)動(dòng)所述耙組合的機(jī)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，從而改進(jìn)了可靠性并減少了成本。
未劃分隔室的貓砂托盤的一個(gè)額外益處是廢物經(jīng)常與貓砂接觸。這樣，臭味得以減少并且使廢物的干燥最優(yōu)化。與使用了其它貓砂箱而通常所做的工作不一樣，并不從貓砂移除固體廢物。
在卸下貨架的位置中，貓砂托盤可含有晶體貓砂或其它貓砂且可被可移除的覆蓋材料(諸如熱縮塑料包或其類似物)所封閉。通過(guò)移除可移除的覆蓋物并降低在貓砂托盤206上的自潔式貓砂箱200(如通常展示于圖17A和18A)，可將托盤206放置成使用狀態(tài)。
自潔式貓砂箱根據(jù)本發(fā)明的自潔式貓砂箱在圖2中得以說(shuō)明且通常以參考數(shù)字50來(lái)識(shí)別。自潔式貓砂箱可和或不和一次性貓砂盒20一起使用。自潔式貓砂箱50可包括一對(duì)間隔開(kāi)的側(cè)導(dǎo)軌52和54、耙組合56和驅(qū)動(dòng)組合58。一個(gè)或多個(gè)連桿61可用來(lái)將側(cè)導(dǎo)軌52和54連接一起。
耙組合56包括多個(gè)齒64，所述齒64可用來(lái)梳理過(guò)貓砂托盤的貓砂隔室26或一次性貓砂盒20、100或104中的貓砂。齒64相對(duì)于耙組合的運(yùn)動(dòng)方向向后成角度，且由橫向安置在貓砂箱50上的底盤或橋狀物66攜帶。底盤66攜帶復(fù)數(shù)個(gè)間隔開(kāi)的齒64并由一對(duì)間隔開(kāi)的側(cè)板68和70支撐。
驅(qū)動(dòng)組合58可包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71(例如，一個(gè)可逆電動(dòng)機(jī)(圖4))和一個(gè)驅(qū)動(dòng)組合。各種驅(qū)動(dòng)組合都合適。例如，驅(qū)動(dòng)組合可包括由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71驅(qū)動(dòng)的一對(duì)間隔開(kāi)的導(dǎo)螺桿72和74。如圖2和3中最佳所示，導(dǎo)螺桿72和74可安置在側(cè)導(dǎo)軌52和54中的延長(zhǎng)槽中。一對(duì)延伸軸76和78通過(guò)一對(duì)聯(lián)軸器80和82被耦接到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71。所述軸76和78的延伸端可附著到蝸輪組合84和86，所述蝸輪組合84和86又用于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿72和74。蝸輪減速可為(例如)20∶1，其結(jié)合一個(gè)小間距的導(dǎo)螺桿(M6-1.0螺紋)允許高速電動(dòng)機(jī)和慢速移動(dòng)的耙之間的高減速比，而無(wú)需電動(dòng)機(jī)齒輪頭。所述耙側(cè)板68和70可通過(guò)一對(duì)螺母88(圖3)被樞接到導(dǎo)螺桿72和74。因此，在電動(dòng)機(jī)71旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿72和74時(shí)，螺母88沿著導(dǎo)螺桿72和74前進(jìn)，進(jìn)而使耙組合56前進(jìn)。其它驅(qū)動(dòng)組合適合用于本發(fā)明，諸如傳動(dòng)帶、氣壓缸或其類似物。
所述齒64的高度和角度由形成在可限定軌道的側(cè)導(dǎo)軌52和54中的一對(duì)上下槽90和92(圖3)的形狀自動(dòng)控制。特定而言，導(dǎo)向件或輥(未圖示)可耦接到側(cè)板68。導(dǎo)向件連接到形成在耙側(cè)板68和70中的安裝孔69(圖23)。每一個(gè)導(dǎo)向件都經(jīng)配置以在形成在側(cè)導(dǎo)軌52和54中的軌道90和92中的一個(gè)中滑動(dòng)或滾動(dòng)。
如圖5B所示，下軌道92使得齒64在清潔沖程期間處于清潔位置，而如(例如)圖10B所示，上軌道90使得齒在返回沖程期間處于傳送位置。在清潔沖程后，所述輥且進(jìn)而耙組合56從下軌道92轉(zhuǎn)移到上軌道90。為防止所述輥返回到下軌道92，可提供一個(gè)彈簧加載爪93。彈簧加載爪93順時(shí)針樞轉(zhuǎn)以使得輥從下軌道92轉(zhuǎn)移到上軌道90。由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71所引起的輥持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)使得輥和耙組合56向左(圖3)移動(dòng)而到達(dá)其中固體廢物被存積到廢物隔室24中的點(diǎn)100。
一對(duì)微型開(kāi)關(guān)94和98可用來(lái)倒轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)71的方向。特定而言，在固體廢物被倒到廢物隔室24后，鄰近于下軌道92左端(圖3)的第一微型開(kāi)關(guān)94被耙組合56脫扣。這個(gè)動(dòng)作使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71且進(jìn)而耙組合56倒轉(zhuǎn)方向。特定而言，在第一微型開(kāi)關(guān)94被脫扣后，耙組合56行進(jìn)到右邊(圖3)。當(dāng)耙組合56將鄰近下軌道92右端(圖3)的第二微型開(kāi)關(guān)95脫扣時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71的方向再次倒轉(zhuǎn)使得耙組合56在清潔沖程期間將行進(jìn)到左邊(圖3)。
如圖5B所示，可提供一個(gè)杠桿或舉起臂102。舉起臂102以剛性方式附著至耙側(cè)板68、70中的一個(gè)。這樣，當(dāng)耙組合56上的輥從下軌道92轉(zhuǎn)移到上軌道90時(shí)，如圖8B所說(shuō)明，舉起臂102升高，其將舉起臂34升高至盒20的廢物隔室24上方以使得固體廢物能夠被存積在一次性貓砂盒的廢物隔室34中。
如圖2所示，可提供一個(gè)光學(xué)傳感器(例如一個(gè)紅外發(fā)射器108和一個(gè)紅外檢測(cè)器110)來(lái)感應(yīng)貓是否在貓砂箱50中。紅外發(fā)射器108可耦接至一個(gè)側(cè)導(dǎo)軌54，而紅外檢測(cè)器110則可由相對(duì)的側(cè)導(dǎo)軌56攜帶。如下文將更詳細(xì)地討論，持續(xù)監(jiān)視紅外檢測(cè)器110的狀態(tài)。在正常操作期間，紅外檢測(cè)器傳感器110持續(xù)感測(cè)紅外光束。當(dāng)紅外光束中斷時(shí)，所述系統(tǒng)認(rèn)為一貓?jiān)谪埳跋?0中。當(dāng)所述光束恢復(fù)(也就是說(shuō)，傳感器100再次檢測(cè)到光束)時(shí)，所述系統(tǒng)在一預(yù)定時(shí)限(可由使用者選擇，例如5分鐘或更多)后啟動(dòng)一清潔循環(huán)。
參考圖4和12，示范性驅(qū)動(dòng)組合58包括一個(gè)電子板114(圖4)。所述電子板114用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71以及紅外發(fā)射器108和紅外檢測(cè)器110。參考圖12，電子板114包括一個(gè)微處理器116，例如一8位微控制器(例如一愛(ài)特梅爾(Atmel)8位ADR微控制器，型號(hào)ATTINY 26L-SC)。用于微控制器116的電力由(例如)國(guó)家半導(dǎo)體(National Semiconductor)制造的型號(hào)為L(zhǎng)M340T-5.0-HTOP的電源120提供。所述電源120提供連接至微控制器116的VCC/AVCC銷的+5伏DC電源。旁路電容器C3耦接在VCC/AVCC銷和接地之間，以穩(wěn)定其處所施加的電壓。特定而言，來(lái)自接受器(未圖示)的常規(guī)120VAC電源可施加至電源插座117。通過(guò)與提供120VAC輸入電源電壓的半波整流的二極管D2串連耦接的一開(kāi)關(guān)(例如單極雙擲開(kāi)關(guān)S1)，又可將120VAC供電施加至電源120。將半波整流的電源電壓施加至提供一經(jīng)調(diào)節(jié)的+5伏DC輸出的電源120的輸入。可分別跨輸入和輸出銷VIN和VO與接地之間耦接一對(duì)旁路電容器C2和C4來(lái)穩(wěn)定其處所施加的電壓。
+5伏電源120也可用來(lái)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器108。特定而言，所述紅外發(fā)射器108通過(guò)限流電阻R13而耦接到+5伏電源120。紅外發(fā)射器108的陰極通過(guò)晶體管Q2而接地。晶體管Q2的基極連接到微控制器116的端口PB5。通常，紅外發(fā)射器108持續(xù)接通。這樣，晶體管Q2將被端口PB5持續(xù)打開(kāi)。
紅外檢測(cè)器110持續(xù)監(jiān)視來(lái)自紅外發(fā)射器108的紅外光束。所述紅外檢測(cè)器110可實(shí)施為光電晶體管Q1。通過(guò)限流電阻R4，所述光電晶體管Q1耦接在+5伏電源120和系統(tǒng)接地之間。光電晶體管Q1的集電極通過(guò)一個(gè)耦合電容器C1而耦接到比較器121的不倒相輸入。比較器121的不倒相輸入通過(guò)+5伏DC電源和由一對(duì)電阻R6和R7形成的分壓器而被參考為預(yù)定電壓。如所示，比較器121的不倒相輸入被參考為+2.5伏DC。比較器121的倒相輸入被參考為由復(fù)數(shù)個(gè)分壓器電阻R10、R11和R12以及+5伏DC電源產(chǎn)生的參考電壓。如所示，參考電壓為+5伏DC或2.38伏DC的10/12。通過(guò)一個(gè)上拉電阻R14將比較器121的輸出上拉到+5伏DC。通常，當(dāng)IR檢測(cè)器(也就是光電晶體管Q1)檢測(cè)來(lái)自IR發(fā)射器108的紅外光束時(shí)，光電晶體管Q1導(dǎo)電，從而將比較器121的不倒相輸入接地。施加到比較器121的不倒相輸入的接地使其輸出變低，所述輸出又可在微控制器116的端口PB3處讀出。當(dāng)IR光束中斷時(shí)，光電晶體管Q1停止導(dǎo)電，從而導(dǎo)致比較器121的不倒相輸入通過(guò)上拉電阻R24而被上拉到+2.5伏DC。施加到比較器的不倒相輸入的+2.5伏DC將大于施加到不倒相輸入的+2.38伏DC參考電壓，從而致使比較器121的輸出升高，所述輸出也由端口PB3處的微控制器116讀出。
假定在紅外光束中斷的任何時(shí)候貓就已進(jìn)入了貓砂箱。微控制器116因此在啟動(dòng)自動(dòng)清潔沖程前啟動(dòng)一個(gè)時(shí)間延遲。如所示，所述時(shí)間延遲可由使用者來(lái)選擇。例如，可提供開(kāi)關(guān)S3。開(kāi)關(guān)S3可為單極、單擲瞬時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)。微控制器116可被程序化以計(jì)數(shù)按鈕開(kāi)關(guān)被按下的次數(shù)。例如，可提供三個(gè)使用者可選擇的時(shí)間延遲。開(kāi)關(guān)S3耦接到微控制器116上的端口PA0。這個(gè)端口PA0通常維持在由一對(duì)電阻R16和R15形成的分壓器所產(chǎn)生的電壓下，所述分壓器又連接到識(shí)別為HV_IN的半波整流器二極管D2的輸出。如所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S3打開(kāi)時(shí)，電壓HV_IN的約1/10被施加到微控制器116的端口PA0。當(dāng)開(kāi)關(guān)S3關(guān)閉時(shí)，端口PA0處的電壓被接地。因此，每次開(kāi)關(guān)S3被按下時(shí)，微控制器116便感應(yīng)端口PA0處的脈沖。如所示，提供三個(gè)示范性時(shí)間延遲5分鐘、20分鐘和1小時(shí)。因此，開(kāi)關(guān)S3可用于選擇時(shí)間延遲以在紅外光束中斷后啟動(dòng)自動(dòng)清潔循環(huán)。例如，按下開(kāi)關(guān)S3一次可讀為5分鐘延遲，而按下開(kāi)關(guān)S3兩次則可讀為20分鐘延遲。最后，按下開(kāi)關(guān)S3三次可用來(lái)表示1小時(shí)的時(shí)間延遲。為使使用者知道選擇了哪個(gè)時(shí)間延遲，可提供復(fù)數(shù)個(gè)紅色LED D3、D4和D5。這些LED D3、D4和D5通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)限流電阻R17、R20和R22而分別連接到微控制器116的端口PA1、PA2和PA3，并連接到5伏電源。因此，使用者可按下開(kāi)關(guān)S3并觀察LED D3、D4和D5直到已選擇了所要的時(shí)間延遲為止。
由四個(gè)功率FET Q5、Q6、Q7和Q8來(lái)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71(圖4)。將可在識(shí)別為HV_IN的半波整流器D2的輸出處得到的電壓施加到通常關(guān)閉的功率晶體管Q5和Q7的源極端子。所述功率晶體管Q5和Q7的漏極端子連接到通常打開(kāi)的功率晶體管Q6和Q8的漏極端子。功率晶體管Q5和Q7的漏極端子也應(yīng)用到用于連接到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71的電動(dòng)機(jī)輸出插座123。
通常關(guān)閉的晶體管Q5和Q7的柵極端子G通過(guò)一對(duì)電阻R29和R33由HV_IN的半波整流電壓驅(qū)動(dòng)。所述電阻R29和R33又分別串連地耦接到一對(duì)集電極電阻R24和R34。所述集電極電阻R24和R34又耦接到一對(duì)晶體管Q3和Q4的集電極，所述晶體管Q3和Q4之發(fā)射極被接地。晶體管Q3和Q4的基極由OUT_H1_1和OUT_H1_2信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述信號(hào)分別通過(guò)限流電阻R23和R26在微控制器的端口PA4和PA5處可得到。
齊納二極管D7和D8分別與電阻R29和R33并聯(lián)連接。這些齊納二極管D7和D8用來(lái)將施加到晶體管Q5和Q4的集電極的電壓限制到(例如)10伏。
通常關(guān)閉的晶體管Q6和Q8的柵極由信號(hào)OUT_L0_1和OUT_L0_2來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述信號(hào)在微控制器116的端口PA6和PA7的輸出處可得到。端口PA6和PA7通常由下拉電阻R18和R19下拉。
晶體管Q5和Q6的串連組合用來(lái)在一個(gè)方向上驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71，而晶體管Q7和Q8的串連組合用來(lái)在反方向上驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71。限位開(kāi)關(guān)94和95通過(guò)上拉電阻R1和R2被通常上拉到+5伏DC，并且被施加到微控制器116的端口PB0和PB1。所述限位開(kāi)關(guān)94和95可具有常開(kāi)接點(diǎn)。因此，當(dāng)任一個(gè)限位開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，+5伏DC被施加到端口PB0和PB1。當(dāng)(例如)限位開(kāi)關(guān)94關(guān)閉以指示耙組合56在貓砂箱50的一端時(shí)，端口PB0被驅(qū)動(dòng)得較低。低輸出由微控制器116感應(yīng)，所述微控制器116(例如)產(chǎn)生信號(hào)OUT_H1_1和OUT_L0_1信號(hào)以使得晶體管Q5和Q6導(dǎo)電。在這個(gè)情況期間，晶體管Q7和Q8不導(dǎo)電。耙組合56沿著貓砂箱50而被驅(qū)動(dòng)直到另一微型開(kāi)關(guān)95脫扣。當(dāng)所述微型開(kāi)關(guān)95脫扣時(shí)，晶體管Q7和Q8用來(lái)通過(guò)信號(hào)OUT_H1_2和OUT_L0_2驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71。
不管電動(dòng)機(jī)71的旋轉(zhuǎn)方向如何，通過(guò)那里的電流均由復(fù)數(shù)個(gè)電流感應(yīng)電阻R35-R42感應(yīng)。這些電流感應(yīng)電阻R35-R42形成一個(gè)具有電阻R32的分壓器，其又連接到比較器127的倒相輸入。電容器C5也被耦接于倒相輸入和接地之間以使跨過(guò)倒相輸入的電壓穩(wěn)定。將參考電壓施加到比較器127的不倒相輸入。所述參考電壓由+5伏DC電源和一個(gè)由復(fù)數(shù)個(gè)電阻R25、R27和R28形成的分壓器產(chǎn)生。比較器127的輸出由上拉電阻R21拉高。因而，比較器127的輸出通常變高，且由微控制器116的端口PB6感應(yīng)。無(wú)論何時(shí)當(dāng)通過(guò)電流感應(yīng)電阻的電流超過(guò)一個(gè)預(yù)定值(例如1.9安培)時(shí)，比較器127的輸出變低以指示一個(gè)預(yù)定時(shí)期的鎖定轉(zhuǎn)子條件，而所述鎖定轉(zhuǎn)子條件指示(例如)耙組合56被諸如貓的障礙物所卡住。
如上所提及，齒64擱在貓砂水平面以下。在配置用于一次性貓砂托盤20的實(shí)施例中，可提供一個(gè)按鈕S3，例如一個(gè)瞬時(shí)、單極、單擲按鈕。按鈕S3被上拉電阻R9拉高，并由微控制器116的端口PB5感應(yīng)。無(wú)論何時(shí)按下按鈕S2，系統(tǒng)都自動(dòng)致使耙組合56移出以利于舊的一次性托盤的移除和新的一次性托盤的插入。可在貓砂箱50的一端提供一個(gè)限位開(kāi)關(guān)129。所述限位開(kāi)關(guān)129可為瞬時(shí)、單極、單擲開(kāi)關(guān)。限位開(kāi)關(guān)129由上拉電阻R3拉高，且由微控制器116的端口PB2感應(yīng)。限位開(kāi)關(guān)129用來(lái)在插入了新的一次性貓砂盒后致使耙組合56回歸到原來(lái)位置。
圖13為一個(gè)用于控制驅(qū)動(dòng)組合58的控制邏輯的示范性圖。首先，在步驟130中，系統(tǒng)不斷循環(huán)并檢查在紅外發(fā)射器108和紅外檢測(cè)器110之間的紅外光束是否中斷。系統(tǒng)以這個(gè)狀態(tài)循環(huán)直到光束中斷。一旦紅外光束中斷，那么在步驟132中開(kāi)始定時(shí)器1。在步驟134中系統(tǒng)再次檢查以確定紅外光束是否中斷。如果沒(méi)有中斷，那么系統(tǒng)循回到步驟130。如果定時(shí)器已超時(shí)(如步驟136所指示)，那么在步驟138中系統(tǒng)假定貓?jiān)谙渥永?。如果沒(méi)有超時(shí)，那么系統(tǒng)循回到步驟134并不斷檢查紅外光束是否中斷。一旦確定定時(shí)器超時(shí)并且貓?jiān)谙渥永?，那么在步驟140中系統(tǒng)便進(jìn)行檢查以再次確定紅外光束是否中斷。如果是這樣，那么系統(tǒng)循回到步驟138。如果不是這樣，那么系統(tǒng)便假定貓已經(jīng)離開(kāi)箱子并在步驟142中啟動(dòng)定時(shí)器2。如上所討論，系統(tǒng)啟動(dòng)使用者可選擇的超時(shí)時(shí)期，在這里識(shí)別為“CLEAN DELAY(清潔延遲)”。一旦完成超過(guò)CLEAN DELAY的時(shí)間(如步驟144所表示)，那么在步驟146中系統(tǒng)便啟動(dòng)清潔沖程。如果不是這樣，那么系統(tǒng)循回到步驟145。系統(tǒng)通過(guò)在步驟148中檢查限位開(kāi)關(guān)94的位置而在步驟148中不斷進(jìn)行檢查以確定清潔沖程是否完成。一旦清潔循環(huán)完成，那么在步驟150中系統(tǒng)便停止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71。在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71停止后，其方向在步驟152中被反向。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71反向運(yùn)轉(zhuǎn)，直到系統(tǒng)檢測(cè)到盒更換限位開(kāi)關(guān)129已在步驟154中脫扣。所述盒更換限位開(kāi)關(guān)129安置在限位開(kāi)關(guān)94和95之間的位置。如步驟156所確定，當(dāng)盒更換模式還未啟動(dòng)時(shí)，如步驟158中所表示，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71持續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)直到限位開(kāi)關(guān)95脫扣。當(dāng)如步驟160中所確定，限位開(kāi)關(guān)95被脫扣時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71在步驟162中停止。清潔循環(huán)完成后，系統(tǒng)循回到步驟130。
如上文所提到，所述系統(tǒng)包括一個(gè)用于重新定位耙組合56以便于一次性盒20的移除的開(kāi)關(guān)S2(圖12)。這樣，在步驟164中，系統(tǒng)進(jìn)行檢查以確定盒移除開(kāi)關(guān)S2是否已被按下。如果按下，那么在步驟166中設(shè)定更換模式旗標(biāo)。一旦設(shè)定了更換模式旗標(biāo)，耙組合56便循環(huán)通過(guò)步驟146-150中的清潔沖程。在清潔沖程期間，耙組合56由側(cè)壁52中的下軌道92(圖3)導(dǎo)引。為升高耙組合56，在步驟152中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的方向被反向以將耙組合56定位在上軌道90中，因而向上升高齒64。耙組合56在反向方向上繼續(xù)直到盒改變限位開(kāi)關(guān)129脫扣，如步驟156所確定。一旦限位開(kāi)關(guān)129脫扣，在步驟168中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)71便停止以使得使用者能夠替換一次性盒20(圖1)。接著在步驟170中，系統(tǒng)等待直到引起系統(tǒng)將耙組合56回歸原位置的盒改變開(kāi)關(guān)S2(圖12)再次被按下。特定而言，系統(tǒng)重復(fù)步驟158-162。
如上文所提到，用于啟動(dòng)清潔循環(huán)的時(shí)間延遲為使用者可選擇的時(shí)間延遲。這樣，在步驟172中，系統(tǒng)檢查以確定時(shí)間延遲選擇開(kāi)關(guān)S3(圖12)是否被按下。如果按下，那么所選擇的時(shí)間延遲在步驟174中由系統(tǒng)確認(rèn)，并且在步驟176中合適的LED得以更新。如果在步驟144中確定第二定時(shí)器未超時(shí)，那么在步驟150中系統(tǒng)檢查以確定紅外光束是否中斷。如果中斷，那么系統(tǒng)循回到步驟138并假定貓?jiān)俅卧谪埳跋渲?。如果沒(méi)有中斷，那么系統(tǒng)就循回到步驟144并等待60秒計(jì)時(shí)器的超時(shí)。
圖5-11說(shuō)明了耙組合56的不同位置。例如，圖5A和5B說(shuō)明了在清潔沖程開(kāi)始時(shí)在一個(gè)位置處的耙組合56的位置。圖6A和6B說(shuō)明了在清潔沖程期間耙組合56的中間位置。圖7A和7B說(shuō)明了清潔沖程的末尾。圖8A和8B說(shuō)明了舉起臂102將蓋罩34舉過(guò)廢物隔室24的位置。圖9A和9B說(shuō)明了一個(gè)傾卸位置，其中齒64的延伸端安置在貓砂盒20的廢物隔室24內(nèi)。在這個(gè)位置中，由齒64收集的固體廢物材料以及結(jié)塊的貓砂存積到廢物隔室24中。在傾卸位置后，驅(qū)動(dòng)組合58回歸到如圖8B所示的位置。接著耙組合56回歸到貓砂箱50的遠(yuǎn)端，同時(shí)齒64和舉起臂112升高，從而限定了圖10A和10B所示的中間返回沖程位置。圖11A和11B說(shuō)明了在返回沖程位置的末尾時(shí)耙組合56的位置。
齒構(gòu)造在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，齒64的構(gòu)造允許貓砂箱50用于晶體貓砂以及結(jié)塊貓砂。特定而言，齒64的構(gòu)造允許耙組合56移動(dòng)通過(guò)晶體貓砂同時(shí)波狀物且進(jìn)而電功率最小。特定而言，當(dāng)齒64移動(dòng)通過(guò)晶體貓砂時(shí)，齒64的構(gòu)造提供楔作用，從而隨著耙組合56向前移動(dòng)，通過(guò)齒64將貓砂向上舉起并使其后退。所述齒構(gòu)造也支持貓砂的再循環(huán)以重新分配貓砂從而能夠更有效地帶走液體廢物和濕氣。
每一齒64可由圓柱形鋼絲(例如，16AWG)形成，其具有比塑料高得多的硬度且其進(jìn)一步允許使用更小直徑的橫截面，其對(duì)減少通過(guò)晶體貓砂的拉力很關(guān)鍵。圓形橫截面較利于移動(dòng)通過(guò)晶體貓砂的更具流線的形狀也具有小得多的表面積。并且，每對(duì)齒64可由彎曲成U形的單根金屬絲制成。U形消除了耙上的尖端，從而顯示出能保護(hù)使用者和貓的圓的、光滑的端。此外，齒64形成為具有撓性，其在齒移動(dòng)經(jīng)過(guò)晶體貓砂時(shí)通過(guò)使齒撓曲以減少拉力。在清潔沖程期間，齒64前后左右地?fù)锨岳谝苿?dòng)通過(guò)晶體貓砂。另外，如在(例如)圖5B中最佳所示，耙齒形成為具有兩個(gè)腿104和106。腿106相對(duì)于直腿104在10°和60°之間彎曲較佳以45°彎曲。另一選擇為，耙齒可具有一個(gè)腿106，在這個(gè)情況下，所述齒角度在10°和60°之間，較佳為45°。在兩種情況下，耙齒角度相對(duì)于耙組合的行進(jìn)方向后傾。
每一個(gè)齒64之間的間隔可為3-20mm。特定而言，每一對(duì)齒64可通過(guò)將金屬絲的長(zhǎng)度彎曲成U形而形成所述U形具有1到5mm的彎曲半徑，同時(shí)兩個(gè)延伸齒間隔開(kāi)10mm，這對(duì)于尺寸為4-5mm的晶體貓砂顆粒較佳。每一對(duì)U形齒和一對(duì)鄰近的U形齒間隔10mm。將齒間的間隔選為貓砂(晶體貓砂類型和非晶體貓砂類型)的最大顆粒尺寸的函數(shù)。例如，所述齒間的間隔可經(jīng)選擇以稍微大于貓砂的最大顆粒尺寸到是貓砂的最大顆粒尺寸的若干倍數(shù)。給定貓砂樣品將具有顆粒尺寸的分布，其具有限定的最大值。在相對(duì)于貓砂顆粒尺寸來(lái)設(shè)定齒間隔時(shí)，應(yīng)達(dá)成一個(gè)平衡，這個(gè)平衡允許耙容易穿過(guò)貓砂還要允許在貓通過(guò)非均勻地挖掘和堆積貓砂來(lái)分布貓砂床后耙能夠重新分布并混合貓砂。如果齒間隔相對(duì)于貓砂顆粒尺寸太小，那么耙不能容易地耙過(guò)貓砂且發(fā)生過(guò)量的犁耕。如果耙后角對(duì)于給定的齒間隔和貓砂顆粒尺寸而言太小，那么將產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。然而，如果耙齒間隔太大，那么耙就不能充分捕獲和移除固體的貓廢物。并且，如果齒間隔相對(duì)于貓砂尺寸太大，那么貓砂在被貓擾亂后就不能充分地重新分布。通過(guò)適當(dāng)選擇齒間隔和齒后角，可適應(yīng)各種尺寸的貓砂。例如，就具有2-5mm顆粒尺寸分布的晶體貓砂而言，大約10mm的齒間隔和45°的后角獲得了良好混合和重新分布、允許耙以低電功率并以有限波狀物行進(jìn)穿過(guò)貓砂并將貓砂犁耕到所述床的一邊，并允許耙捕獲和移除所有或大部分存積到貓砂床的固體貓廢物。
污染防護(hù)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，包括電動(dòng)機(jī)71、延伸軸76、78、聯(lián)軸器80、82和蝸輪組合84和86的驅(qū)動(dòng)組合58的一部分靜止地安裝在一個(gè)鄰近于自潔式貓砂箱50一端的獨(dú)立外殼61(圖2)中。這樣的構(gòu)造保護(hù)驅(qū)動(dòng)組合58的這個(gè)部分不受污染。此外，如所討論，導(dǎo)螺桿72和74安置在側(cè)導(dǎo)軌52和54中的槽90和92中。盡管未圖示，但是槽90和92由在側(cè)導(dǎo)軌上延伸的塑料頂或通過(guò)迷宮式密封來(lái)完全屏蔽驅(qū)動(dòng)組合58的邊蓋罩所覆蓋。在圖19-24所展示的驅(qū)動(dòng)機(jī)制的一個(gè)替代性實(shí)施例中，頂部外殼提供一個(gè)沿著耙組合行進(jìn)的整個(gè)長(zhǎng)度的迷宮式密封(通常以參考數(shù)字201表示)，從而保護(hù)所有驅(qū)動(dòng)元件不受貓砂和廢物的污染。其最佳展示在圖17D中。
此外，如圖3中最佳展示，微型開(kāi)關(guān)94和95如上文所討論安置在側(cè)導(dǎo)軌52和54的腔室97和99中。這樣，不同于已知的自潔式貓砂箱，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)組合58受到保護(hù)以免于污染。
替代性實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的自潔式貓砂箱的替代性實(shí)施例在圖16-27中得以說(shuō)明并且以參考數(shù)字200表示。如所示，自潔式貓砂箱200包括一個(gè)頂部外殼202、一個(gè)樞轉(zhuǎn)安裝的系統(tǒng)蓋204和一個(gè)貓砂托盤206。如下文將更詳細(xì)討論，貓砂托盤206為一次性的且為非劃分的托盤。
根據(jù)本發(fā)明的替代性實(shí)施例的一個(gè)方面，可為一次性的貓砂托盤206形成此處不具任何機(jī)械耦接的自潔式貓砂箱200的底板。這樣的構(gòu)造大大地利于移除貓砂托盤206和將其再次插入自潔式貓砂箱200中。更明確地說(shuō)，如圖17A和18A中最佳展示，自潔式貓砂箱200置于底板上，且圍繞貓砂托盤206。因此，為移除貓砂托盤206，(例如)繞軸208(圖16)簡(jiǎn)單地向上舉起自潔式貓砂箱200，(例如)如圖18A和18B所說(shuō)明。另一個(gè)選擇為，可筆直地向上舉起自潔式貓砂箱200。
這樣的構(gòu)造也有助于維持貓砂箱的整潔，因?yàn)樨埳跋湓谪埳巴斜P上方，并且可使表面在托盤邊緣上方延伸以使得所有廢物、分散貓砂或?qū)蝈e(cuò)誤的貓尿被導(dǎo)引回托盤。托盤的垂直移除將不允許突出的表面、將要求耙具有一個(gè)機(jī)動(dòng)化?？课恢貌⒁蟾闊┑氖褂谜邉?dòng)作以抓住盒的唇緣從而進(jìn)行垂直移除。托盤的側(cè)面移除將要求更大的工作區(qū)域和底板空間以進(jìn)行盒的移除。因此，如圖18A和18B所說(shuō)明的舉起貓砂箱是有利的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖16所示，外殼202的一個(gè)面板210可形成為具有有一對(duì)間隔開(kāi)的腳212和214。這些間隔開(kāi)的腳212和214被配置以使得自潔式貓砂箱200在垂直方向上受到支撐(也就是說(shuō)212和214筆直地立在地面上)，如通常在圖18A和18B所示。由于貓砂托盤206并不是機(jī)械地耦接到自潔式貓砂箱200而是簡(jiǎn)單地置于底板上，所以一旦自潔式貓砂箱200被舉起或豎直放置(如圖18A和18B所示)，便可簡(jiǎn)單地移除貓砂托盤206并用新的貓砂托盤206來(lái)替換。在將新的貓砂托盤206置于底板上后，接著將自潔式貓砂箱200放在底板上的位置，使得外殼202圍繞貓砂托盤206，如通常于圖17A-17C所示。
通過(guò)如上文所描述移除貓砂盒，如圖1-15中所說(shuō)明的實(shí)施例中，并不需通過(guò)機(jī)動(dòng)化構(gòu)件將耙組合從貓砂區(qū)域移到貓砂外的停靠位置。
在圖16-24所說(shuō)明的實(shí)施例中，耙齒可一直以一個(gè)水平面以原位置而保持在貓砂中，從而允許簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)機(jī)制和控制耙組合的控制器。此外，移除盒所需的使用者動(dòng)作得以簡(jiǎn)化，因?yàn)槭褂谜卟豁毭钏霭乙迫牖蛞瞥霾煌谡Ｔ恢玫耐？课恢谩?br> 回到圖19，其說(shuō)明了自潔式貓砂箱200連同貓砂托盤206的分解透視圖。自潔式貓砂箱200包括一個(gè)頂部外殼202、一個(gè)底盤組合216、一個(gè)驅(qū)動(dòng)組合218、一個(gè)舉起臂220、一個(gè)系統(tǒng)蓋204、一個(gè)耙組合222和一個(gè)控制器310(圖32)。所述驅(qū)動(dòng)組合218用來(lái)將耙組合222從鄰近末端面板210(圖16)的原位置224(圖20)驅(qū)動(dòng)到鄰近系統(tǒng)蓋204的廢物位置232(圖20)。特定而言，如下文將更詳細(xì)討論，耙組合222(圖19)定期循環(huán)。在箭頭226的方向上的前進(jìn)沖程期間(圖27A和27B)，從原位置224向廢物位置232，耙組合222被配置以與垂直成負(fù)角θ從而在前進(jìn)沖程期間允許耙通過(guò)大顆粒尺寸的貓砂并最小化耙組合222上的拉力。當(dāng)耙組合222在前進(jìn)沖程期間前進(jìn)時(shí)，貓砂中的固體廢物被耙向廢物位置232。
當(dāng)耙組合222向著廢物位置232前進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)組合218嚙合舉起臂220從而引起系統(tǒng)蓋204向上旋轉(zhuǎn)(圖22A-22C、27A-27B)。在一返回沖程中，如箭頭234所表示(圖27C-27D)，驅(qū)動(dòng)組合218將方向反轉(zhuǎn)(如下文所討論)，從而引起耙組合222翻轉(zhuǎn)(也就是說(shuō)，以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn))使得耙組合222與垂直軸成負(fù)角θ。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，貓砂盒206可具有一個(gè)托盤蓋228(圖19)。更明確的說(shuō)，貓砂盒206限定一個(gè)具有鉸接蓋罩228的廢物端232。所述鉸接蓋罩228用來(lái)覆蓋廢物材料，從而提供改進(jìn)的臭味控制、保護(hù)貓砂箱系統(tǒng)蓋不受污染并為使用者提供一個(gè)清潔區(qū)域以在移除時(shí)能抓住所述盒從而進(jìn)行處理。如下文所討論，蓋罩228可形成為具有一個(gè)活動(dòng)鉸鏈，并包括一個(gè)磁性吸引盤236或由與安置在系統(tǒng)唇緣204下面的一個(gè)或多個(gè)磁鐵配合的磁性吸引材料形成。所述托盤也可具有一個(gè)覆蓋托盤整個(gè)表面的大蓋罩。在運(yùn)送期間，這個(gè)蓋罩含有貓砂、硬化所述盒以便于搬運(yùn)并且利于處理用過(guò)的盒。
系統(tǒng)蓋204和托盤蓋228可磁性耦接到一起使得當(dāng)系統(tǒng)蓋204向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，托盤蓋228同樣向上旋轉(zhuǎn)。另一個(gè)選擇為，期待用于耦接系統(tǒng)蓋204和托盤蓋228的各種機(jī)械耦接方法。例如，一端緊固到托盤蓋228的松緊繩圈可由使用者套在形成在系統(tǒng)蓋204中的延伸銷上(未圖示)。各種其它構(gòu)件也可用來(lái)耦接系統(tǒng)蓋204和托盤蓋228，諸如夾具、膠帶、掛鉤和類似物。
磁耦合允許自潔式貓砂箱200快速并容易地去耦并從貓砂托盤206分離。特定而言，系統(tǒng)蓋204在其下部可具有磁鐵207(圖27C)。托盤蓋228可具有磁性材料236并被定位以在貓砂托盤206對(duì)齊在自潔式貓砂箱200內(nèi)時(shí)與由系統(tǒng)蓋204所攜帶的一個(gè)或多個(gè)磁鐵對(duì)準(zhǔn)。這樣，當(dāng)系統(tǒng)蓋204向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁性吸引將使托盤蓋228以同一方向旋轉(zhuǎn)。設(shè)定磁鐵207的力度大小以使得當(dāng)自潔式貓砂箱200被撿起或傾斜時(shí)系統(tǒng)蓋204容易從托盤蓋228磁性去耦，進(jìn)而貓砂托盤206容易被移除和替換。
在系統(tǒng)蓋204和貓砂托盤206上的對(duì)應(yīng)托盤蓋228旋轉(zhuǎn)到一個(gè)位置后，(例如)如圖27B所示，耙組合222能夠向著貓砂托盤206的廢物端232盡可能遠(yuǎn)地推動(dòng)廢物。在前進(jìn)沖程期間，當(dāng)驅(qū)動(dòng)組合218在箭頭226方向(圖27B)上到達(dá)行程端時(shí)，隨著耙組合222在反向沖程期間在箭頭234(圖27C)的方向上行進(jìn)，耙組合222以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
替代性實(shí)施例組成部分的描述底盤組合轉(zhuǎn)向圖19，底盤組合216包括一對(duì)間隔開(kāi)的側(cè)導(dǎo)軌238、240，其通過(guò)前導(dǎo)軌242而被一起連接到廢物端232上。后導(dǎo)軌244用來(lái)在原端224(圖20)處連接側(cè)導(dǎo)軌238和240。當(dāng)組合時(shí)，底盤組合216形成一個(gè)具有周長(zhǎng)稍大于貓砂托盤206的周長(zhǎng)的底開(kāi)式長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
驅(qū)動(dòng)組合驅(qū)動(dòng)組合218包括由側(cè)導(dǎo)軌238和240所攜帶的一對(duì)導(dǎo)螺桿246。導(dǎo)螺桿246的一端由廢物端232上的托架軸承248和在相對(duì)原端224上的軸承250攜帶。
導(dǎo)螺桿246形成部分驅(qū)動(dòng)組合218。所述驅(qū)動(dòng)組合的平衡由后導(dǎo)軌244支持。特定而言，后導(dǎo)軌244通過(guò)電動(dòng)機(jī)安裝件254攜帶緊固于后導(dǎo)軌244的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252。蝸桿256配合一個(gè)蝸桿和滑輪組合258以驅(qū)動(dòng)一個(gè)由側(cè)導(dǎo)軌238所攜帶的導(dǎo)螺桿246。一個(gè)間隔開(kāi)的滑輪260耦接到另一個(gè)由側(cè)導(dǎo)軌240所攜帶的導(dǎo)螺桿246。
皮帶262用來(lái)使滑輪260且接著使側(cè)導(dǎo)軌240上的另一導(dǎo)螺桿246轉(zhuǎn)向。在一個(gè)實(shí)施例中，螺母隨動(dòng)件264可用來(lái)將耙組合222耦接到驅(qū)動(dòng)組合218以使得耙組合222在前進(jìn)沖程和反向沖程期間掃過(guò)貓砂托盤206。如下文將更詳細(xì)討論，驅(qū)動(dòng)螺母263和螺母隨動(dòng)件264通過(guò)一個(gè)傾斜臂296(圖26B)和一個(gè)偏動(dòng)彈簧308(圖28B)而得以機(jī)械地耦接在一起。
舉起臂轉(zhuǎn)向圖22A-C，隨著耙組合222接近廢物端232，舉起臂220用來(lái)舉起系統(tǒng)蓋204。更明確地說(shuō)，當(dāng)螺母隨動(dòng)件264在前進(jìn)沖程中向廢物端232前進(jìn)時(shí)，致使舉起臂220舉起，其又以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)系統(tǒng)蓋204，如圖22B和22C所示。
如圖21所示，舉起臂220被配置為一個(gè)通過(guò)一銷267而樞接至側(cè)導(dǎo)軌240一端的杠桿。通過(guò)另一銷268和延長(zhǎng)槽270來(lái)限制舉起臂220的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述延長(zhǎng)槽270接納銷268并允許舉起臂220沿著由所述槽270界定的弓形路徑旋轉(zhuǎn)。舉起臂220也包括一個(gè)向內(nèi)突出的銷272。所述銷272配合形成在系統(tǒng)蓋204底面上的凸輪表面278(圖22A)，并且用來(lái)控制系統(tǒng)蓋的舉起。
如圖22A-C所示，隨著螺母隨動(dòng)件264向著廢物端232前進(jìn)，舉起臂220以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使得系統(tǒng)蓋204舉起并以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。特定而言，舉起臂220的一部分形成為具有一凸輪表面274。舉起臂220上的凸輪表面274適于將凸輪表面276嚙合在螺母隨動(dòng)件264上。這樣，當(dāng)螺母隨動(dòng)件246沿箭頭226(圖20)的方向上移動(dòng)時(shí)，螺母隨動(dòng)件264上的凸輪表面276使凸輪表面274嚙合在舉起臂220上，從而使得舉起臂220舉起，如圖22B和22C所示。凸輪表面274的形狀使得其隨著螺母隨動(dòng)件264的橫向往返移動(dòng)提供一個(gè)恒定的舉起率。隨著螺母隨動(dòng)件264在箭頭226(圖20)的方向上繼續(xù)移動(dòng)，銷272沿著形成在系統(tǒng)蓋204底面上的凸輪表面278前進(jìn)。隨著螺母隨動(dòng)件264在箭頭226的方向上繼續(xù)移動(dòng)得更遠(yuǎn)，舉起臂220繼續(xù)向上移動(dòng)，此使得系統(tǒng)蓋204以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)螺母隨動(dòng)件264在一前進(jìn)沖程期間到達(dá)其行程末端時(shí)，舉起臂220繼續(xù)舉起，進(jìn)而使得系統(tǒng)蓋204以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。由于系統(tǒng)蓋204被以磁性方式或以另外的機(jī)械方式耦接至托盤蓋228，所以系統(tǒng)蓋的舉起也引起托盤蓋228的舉起，如圖27B中最佳所示。當(dāng)螺母隨動(dòng)件264在前進(jìn)沖程期間到達(dá)其行程位置末端時(shí)，一個(gè)“末端”限位開(kāi)關(guān)脫扣，如下文所討論，其導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的旋轉(zhuǎn)方向被反向。在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的方向被反向后，驅(qū)動(dòng)螺母263反轉(zhuǎn)方向并在返回沖程期間(也就是從廢物端232到原位置224)在箭頭234(圖20)的方向上行進(jìn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)螺母263反轉(zhuǎn)方向(也就是，在箭頭234的方向上行進(jìn))時(shí)，螺母隨動(dòng)件264也將由于其間的機(jī)械耦接而反轉(zhuǎn)方向，從而導(dǎo)致舉起臂220下降到其初始位置(如圖22A所示)，其又致使系統(tǒng)蓋204和托盤蓋228旋轉(zhuǎn)回到其初始位置(如圖22A所示)。在返回沖程期間螺母隨動(dòng)件264的持續(xù)運(yùn)動(dòng)致使螺母隨動(dòng)件264的凸輪表面276脫離舉起臂220的凸輪表面274。
耙組合將耙組合222最佳展示在圖19中。如所示，耙組合222包括被剛性緊固到接線框286的復(fù)數(shù)個(gè)齒284。所述接線框286包括一對(duì)垂直腿288和290。例如，如圖21所示，所述垂直腿288和290在樞軸294(圖25B)處被樞轉(zhuǎn)耦接到位于自潔式貓砂箱200的每一側(cè)上的螺母隨動(dòng)件264。樞軸點(diǎn)294允許耙組合222繞垂直軸223(圖27A和27D)樞轉(zhuǎn)正的θ°和負(fù)的θ°，例如正的45°或負(fù)的45°。特定而言，通過(guò)在耙組合222底部樞轉(zhuǎn)耙組合222，耙組合222穿過(guò)貓砂的線性運(yùn)動(dòng)致使耙組合222在返回沖程234期間樞轉(zhuǎn)(例如)正的45°(通常如圖27C和27D所示)，并且在(例如)前進(jìn)沖程226期間相對(duì)于垂直軸223樞轉(zhuǎn)負(fù)的45°(如圖27A和27B所示)。耙組合222與側(cè)導(dǎo)軌238和240頂部的接觸限制了旋轉(zhuǎn)量。因此，隨著耙組合222改變方向(如圖27B和27C所示)，耙組合222翻轉(zhuǎn)位置。耙組合222也能通過(guò)沿著行進(jìn)長(zhǎng)度在樞軸點(diǎn)上的任何位置引入阻力而在如所見(jiàn)適于功能要求的預(yù)定位置處翻轉(zhuǎn)。所述齒284的構(gòu)造可為如另外在上文中所描述。
就諸如晶體貓砂的大尺寸貓砂而言，耙齒相對(duì)于行進(jìn)方向的向后角度的重要性為其消除了耙組合前的波狀物，進(jìn)而允許自潔式貓砂箱使用晶體貓砂。自我翻轉(zhuǎn)式耙設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要益處為耙自動(dòng)地反轉(zhuǎn)角度并在耙行進(jìn)方向上發(fā)生改變。這個(gè)作用利于兩個(gè)方向上的耙動(dòng)，從而增加了貓砂混合的程度。由于進(jìn)行了更好地貓砂混合，所以貓砂更好地吸收尿臭味而且更加持久，從而在使用者干預(yù)之前允許操作周期更長(zhǎng)。此外，自我翻轉(zhuǎn)式耙在兩個(gè)耙行進(jìn)方向上均一地分布貓砂，從而阻止了隨著時(shí)間的推移貓砂偏向貓砂盒一端。此外，在貓已經(jīng)通過(guò)非均勻地挖掘和堆積貓砂來(lái)分布貓砂床后，齒完全被安置于貓砂中的雙方向耙動(dòng)可以重新分布并弄平貓砂床。
驅(qū)動(dòng)螺母和驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)件如上文所提到，驅(qū)動(dòng)組合218(圖19)包括一對(duì)導(dǎo)螺桿246。驅(qū)動(dòng)組合218也包括一個(gè)耦接到電動(dòng)機(jī)252的軸(未圖示)的蝸桿256。蝸桿256與蝸輪258配合，所述蝸輪258或者整體形成或者直接耦接到一個(gè)被直接耦接到一個(gè)導(dǎo)螺桿246的滑輪258。第二滑輪260被直接耦接到另一導(dǎo)螺桿246。皮帶260耦接兩個(gè)滑輪258和260。張力臂291和張力滑輪292(圖17)可用來(lái)保持皮帶262中的張力。導(dǎo)螺桿246用來(lái)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺母263和機(jī)械耦接的螺母隨動(dòng)件264。
隨著驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252(圖19)通電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的旋轉(zhuǎn)引起蝸桿256和蝸輪258的旋轉(zhuǎn)，其又驅(qū)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)螺桿246和滑輪258?；?58通過(guò)皮帶262來(lái)驅(qū)動(dòng)滑輪260?；?58、260的旋轉(zhuǎn)引起另一導(dǎo)螺桿246的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這些導(dǎo)螺桿246在向前方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)螺母263和螺母隨動(dòng)件264在前進(jìn)沖程期間向著廢物端232前進(jìn)。當(dāng)這些導(dǎo)螺桿246在反向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)螺母262和螺母隨動(dòng)件263在返回沖程期間反向行進(jìn)至原位置。
如圖23A所示，耙組合222的垂直腿288和290在一端處通過(guò)樞軸294而被樞接到螺母隨動(dòng)件264。傾斜臂296通過(guò)樞軸298而被樞接到驅(qū)動(dòng)螺母263。傾斜臂296用來(lái)從驅(qū)動(dòng)螺母263分離螺母隨動(dòng)件264，其又從驅(qū)動(dòng)螺母263拆分耙組合222，如圖23A-D所示。傾斜臂296包括一個(gè)與形成在螺母隨動(dòng)件264中的凸輪面302配合的掛鉤300。更明確地說(shuō)，如圖23A所示，傾斜臂296上的掛鉤300在正常位置嚙合螺母隨動(dòng)件264上的凸輪面302以驅(qū)動(dòng)耙組合222，例如，如圖23A所示。如上文所提到，當(dāng)驅(qū)動(dòng)螺母263在原位置224(圖20)處接近其行進(jìn)端時(shí)，傾斜臂296上的接線夾將一個(gè)止件嚙合于側(cè)導(dǎo)軌上且使傾斜臂296以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，如圖23B所示。傾斜臂296順時(shí)針旋轉(zhuǎn)致使掛鉤300從傾斜臂296上的凸輪面302分離，如所示。如圖23B所示，在側(cè)導(dǎo)軌240中形成的止件304進(jìn)一步使螺母隨動(dòng)件264的線性行進(jìn)停止。導(dǎo)螺桿246持續(xù)旋轉(zhuǎn)致使驅(qū)動(dòng)螺母263以及舉起臂296向著原位置進(jìn)一步前進(jìn)。在傾斜臂296的一端形成的銷306嚙合耙組合222的垂直腿290中的一個(gè)以使其以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)螺母263在箭頭234(圖20)的方向上持續(xù)移動(dòng)致使驅(qū)動(dòng)螺母263進(jìn)一步前進(jìn)到右邊，如圖23C所示。這個(gè)作用允許耙組合222停止線性行進(jìn)且然后旋轉(zhuǎn)，從而最小化將耙組合放置在原位置所需的力，并減少處于原位置的耙組合后的貓砂聚集。當(dāng)驅(qū)動(dòng)螺母263到達(dá)其行進(jìn)端時(shí)，將螺母隨動(dòng)件264連接到驅(qū)動(dòng)螺母263的偏動(dòng)彈簧308被偏向，如圖23C所示。當(dāng)重復(fù)所述循環(huán)(也就是說(shuō)再次啟動(dòng)前進(jìn)沖程)時(shí)，偏動(dòng)彈簧308中的張力致使掛鉤300鎖住傾斜臂296的凸輪面302。
翻轉(zhuǎn)臂圖24A-C說(shuō)明了驅(qū)動(dòng)組合218的一個(gè)替代性實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)組合218包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母267(不具有對(duì)應(yīng)的螺母隨從件)和一個(gè)翻轉(zhuǎn)臂309以代替(例如)圖23A中所說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)螺母263和螺母隨從件264。在這個(gè)實(shí)施例中，耙組合222的垂直腿288、290在樞軸點(diǎn)269處被樞接到驅(qū)動(dòng)螺母267。翻轉(zhuǎn)臂309繞樞軸點(diǎn)312(圖24A)被樞接到驅(qū)動(dòng)螺母267。翻轉(zhuǎn)臂309形成為一個(gè)L形部件，其一端形成有一個(gè)銷314。在返回沖程期間，耙組合的垂直腿290靠在銷314上。形成在側(cè)導(dǎo)軌240中的止件316嚙合翻轉(zhuǎn)臂309的一端。在返回沖程方向上的持續(xù)移動(dòng)致使翻轉(zhuǎn)臂309繞樞軸線312旋轉(zhuǎn)。這致使翻轉(zhuǎn)臂309以順時(shí)針?lè)较蚍D(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)臂309以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)致使銷314嚙合耙組合的垂直腿290從而使其也以順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)來(lái)迫使耙組合到達(dá)如通常圖31A所示的?？课恢?。當(dāng)耙組合222旋轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)臂309不會(huì)停止耙組合222的線性行進(jìn)。
控制器用于自潔式貓砂箱200的控制器在圖25中得以說(shuō)明，且通常以參考數(shù)字310表示?？刂破?10包括一個(gè)微處理器，例如型號(hào)為ATTINY26-SC?？刂破?10包括一個(gè)在前進(jìn)沖程期間在第一方向上和在返回沖程期間在反向上驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路312。電動(dòng)機(jī)控制器312包括復(fù)數(shù)個(gè)晶體管Q1、Q2、Q3、Q4、Q6和Q7。另外，電動(dòng)機(jī)控制器電路312也包括復(fù)數(shù)個(gè)二極管D2、D3、D5、D6、電阻R7、R8、R10、R11、R13、R14、R15、R19、R20、R21和電容器C10和C11。晶體管Q1、Q3和Q7控制在一個(gè)方向上到電動(dòng)機(jī)的DC功率，而晶體管Q2、Q4和Q6控制在反向上到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的DC功率。更明確地說(shuō)，晶體管Q1和Q2通常打開(kāi)。在加電時(shí)，信號(hào)MOTOR_OUT_1、MOTOR_OUT_2、MOTOR_OUT_3和MOTOR_OUT_4都低，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)晶體管Q1-Q7都關(guān)閉。并且，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252可通過(guò)使驅(qū)動(dòng)信號(hào)MOTOR_OUT_1、MOTOR_OUT_2、MOTOR_OUT_3和MOTOR_OUT_4變低而停止。
二極管D2、D3、D5和D6提供電動(dòng)機(jī)電源電壓HV_IN的全波整流。特定而言，二極管D2、D3、D5和D6在二極管D2和D5之間的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生+電源電壓并在二極管D3和D6之間的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生0伏電壓。
在前進(jìn)方向中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)MOTOR_OUT_1和MOTOR_OUT_4變高。高的MOTOR_OUT_1信號(hào)致使晶體管Q3關(guān)閉，其又致使晶體管Q1關(guān)閉。當(dāng)晶體管Q1轉(zhuǎn)換成關(guān)閉時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的電源電壓被連接到MOTOR_OUT_A端子，且0伏被連接到MOTOR_OUT_B端子上，所述端子又被連接到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252。
在反向上，信號(hào)MOTOR_OUT_2和MOTOR_OUT_3變高。高的MOTOR_OUT_2信號(hào)致使驅(qū)動(dòng)晶體管Q4關(guān)閉，其又致使驅(qū)動(dòng)晶體管Q2關(guān)閉。這樣使得正的電源電壓通過(guò)晶體管Q2而被連接到電動(dòng)機(jī)端子MOTOR_OUT_B。高的MOTOR_OUT_3信號(hào)致使驅(qū)動(dòng)晶體管Q6關(guān)閉，其將0伏電壓連接到電動(dòng)機(jī)端子MOTOR_A。
不管驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的旋轉(zhuǎn)方向如何，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流由包括如所示并聯(lián)連接的復(fù)數(shù)個(gè)電流感應(yīng)電阻R35、R32的電流感應(yīng)電路312感應(yīng)。這些電流感應(yīng)電阻R35-R42形成一個(gè)具有電阻R23的分壓器，其又連接到比較器314的倒相輸入。將參考電壓施加到比較器314的倒相輸入。參考電壓由從電阻R28、R29形成的分壓器中的+5伏DC電源產(chǎn)生。旁路電容器C4可耦接到比較器314的倒相輸入以穩(wěn)定輸出。比較器314的輸出由上拉電阻R26拉高。比較器314的輸出通常較高，且由微控制器311的PB6/INTO感應(yīng)。每當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)一個(gè)預(yù)定值(例如550毫安)時(shí)，施加到倒相輸入的電壓將足夠高以觸發(fā)比較器314，從而表示預(yù)定時(shí)間的鎖定轉(zhuǎn)子條件，此指示(例如)耙組合222被卡住并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252處于鎖定轉(zhuǎn)子條件，從而表示貓可能正在阻擋耙組合222。比較器314的脫扣設(shè)定點(diǎn)由電阻R28和R32確定。當(dāng)比較器314被觸發(fā)時(shí)，其輸出變低。這個(gè)低的信號(hào)CUR_LIM_IN被應(yīng)用到微處理器311，所述微處理器311關(guān)閉高的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MOTOR_OUT_3或MOTOR_OUT_4的任何一個(gè)并在(例如)250微秒后，再次啟動(dòng)信號(hào)。如果550毫安的條件持續(xù)一個(gè)預(yù)定時(shí)期，例如200毫秒，那么假定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252失速且其被關(guān)閉。
控制器310也包括一個(gè)用來(lái)檢測(cè)貓是否在自潔式貓砂箱200中的紅外(IR)電路檢測(cè)器。所述IR檢測(cè)器電路包括一個(gè)紅外二極管(未圖示)、一個(gè)光電晶體管(未圖示)、一個(gè)晶體管Q5、一對(duì)限流電阻R9和R12、一個(gè)比較器316、復(fù)數(shù)個(gè)電阻R27、R34、R31、R33、R25和R30。通過(guò)5伏電源和在端子IR_OUT_1處的電阻R2(連接器J1的銷8)，恒定地向紅外二極管和光電晶體管提供電能。
紅外傳感器控制信號(hào)IR_LED_OUT通常較低。定期地，這個(gè)紅外傳感器控制信號(hào)IR_LED_OUT變高(例如，歷時(shí)10微秒)，以打開(kāi)晶體管Q5。這樣引起相對(duì)大的電流(例如＞250微安)通過(guò)端子IR_OUT_2而流經(jīng)IR二極管(未圖示)。這樣引起IR二極管閃光，其又由被連接到連接器J1的銷5的光電晶體管(未圖示)檢測(cè)。所述光電晶體管的輸出為一個(gè)連接到連接器317上的端子5且被應(yīng)用到比較器316的不倒相輸入的脈沖信號(hào)IR_SENSE_IN。當(dāng)光束沒(méi)有被中斷時(shí)，表示貓不存在，不倒相輸入被拉低脫扣比較器316從而引起比較器輸出316變低。在IR_SENSE_IN脈沖通過(guò)(也就是光電晶體管被切斷)后，比較器314的不倒相輸入變高，其使得電容器C6的電壓浮回其正常水平，從而導(dǎo)致比較器316回歸到高狀態(tài)。
微處理器311持續(xù)監(jiān)視IR檢測(cè)器活動(dòng)甚至當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候也如此。如果微處理器311持續(xù)接收IR_SENSE_IN脈沖，那么系統(tǒng)假定光束沒(méi)有被中斷。如果沒(méi)有接收到脈沖，例如3或更多的時(shí)期，那么認(rèn)為光束被中斷，表示貓?jiān)谪埳跋渲小?br> 也存在到微控制器311的兩種其它系統(tǒng)輸入。特定而言，存在兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，表示為在廢物端232的“末”限位開(kāi)關(guān)和在原位置224的“原”限位開(kāi)關(guān)。將這些限位開(kāi)關(guān)輸入應(yīng)用到連接器37的銷1和3，且又應(yīng)用到微處理器311端口PB3和PB4/XTAL1。這些輸入通過(guò)上拉電阻R16和R17而被上拉。所述限位開(kāi)關(guān)用來(lái)向微控制器311提供一個(gè)信號(hào)以在前進(jìn)循環(huán)端停止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252，并將其方向反向。所述系統(tǒng)也可包括一個(gè)任選的循環(huán)開(kāi)關(guān)S1，其允許耙組合222和驅(qū)動(dòng)組合218循環(huán)通過(guò)一個(gè)操作循環(huán)。所述循環(huán)開(kāi)關(guān)耦接到微控制器311的端口PA1/ADC1。所述循環(huán)開(kāi)關(guān)被上拉電阻R1拉高。
用于電路的電能由電源319(例如，型號(hào)為L(zhǎng)M78M05CT的國(guó)家半導(dǎo)體)產(chǎn)生。旁路電容器C10和C11可用來(lái)視情況穩(wěn)定電源。
可提供LED 320以表示如下文所討論的耙組合中的各個(gè)狀態(tài)。所述LED320通過(guò)限流電阻R12連接到端口PA2/ADC2。
圖26說(shuō)明了用于控制器310的邏輯圖。最初，系統(tǒng)在步驟350中進(jìn)行初次檢查以確定循環(huán)開(kāi)關(guān)S1是否已被按下。如果被按下，那么系統(tǒng)在步驟352中使LED 320以8HZ閃光并循環(huán)回步驟350。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)S1還未被按下，那么系統(tǒng)在步驟353中接著進(jìn)行檢查以確定“原”限位開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)以表示螺母隨動(dòng)件264已到達(dá)原位置224。如果這樣，LED 320在步驟354中常亮。在步驟356中系統(tǒng)接著檢查以確定紅外光束是否中斷。如果沒(méi)有中斷，那么LED 320在步驟358中常亮，且系統(tǒng)進(jìn)行到步驟360以確定循環(huán)開(kāi)關(guān)S1是否已被按下。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)S1未被按下，那么系統(tǒng)循回到步驟356。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)已被按下，那么如下文所討論系統(tǒng)啟動(dòng)循環(huán)。如果紅外光束已經(jīng)中斷，那么LED 320在步驟362中以第二閃光率閃光。由于在步驟364中紅外光束中斷，所以系統(tǒng)接著測(cè)量時(shí)間。如果過(guò)去的時(shí)間不到3秒，那么系統(tǒng)循回到步驟356。如果過(guò)去的時(shí)間超過(guò)了3秒，那么系統(tǒng)進(jìn)行到步驟366并使LED 320以4Hz閃光。系統(tǒng)接著在步驟368中進(jìn)行檢查以判定紅外光束是否清晰，如果不清晰，那么其循回到步驟366并使LED 320繼續(xù)以4Hz閃光。如果紅外光束清晰，那么在步驟370中系統(tǒng)重設(shè)定時(shí)器，且進(jìn)行到步驟372以再次檢查紅外光束是否中斷。如果這樣，那么LED 320在步驟374中以4Hz的速率閃光，且系統(tǒng)循回到步驟370。如果紅外光束未中斷(如步驟372中所確定)，那么在步驟376中系統(tǒng)使LED以1Hz閃光。系統(tǒng)接著檢查定時(shí)器以觀察在步驟378中是否過(guò)去了大于一個(gè)預(yù)定時(shí)期的時(shí)間，諸如20分鐘。如果這樣，那么如下文將討論系統(tǒng)啟動(dòng)清潔循環(huán)。如果不是這樣，那么系統(tǒng)進(jìn)行到步驟380并檢查循環(huán)開(kāi)關(guān)S1是否被按下。如果已被按下，那么系統(tǒng)循回到步驟354。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)S1未被按下，那么系統(tǒng)循回到步驟372。
每當(dāng)啟動(dòng)了清潔循環(huán)時(shí)，微處理器311在前進(jìn)方向上通過(guò)產(chǎn)生信號(hào)MOTOR_OUT_1或MOTOR_OUT_2來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252以在步驟382中關(guān)閉晶體管Q1或Q7。在步驟382中向前驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252后，在步驟384中LED 320以1Hz的速率閃光。在步驟386中系統(tǒng)接著檢查以確定循環(huán)S1是否按下。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)S1已被按下，那么系統(tǒng)退出清潔循環(huán)并進(jìn)行到步驟388而且停止電動(dòng)機(jī)。如果循環(huán)開(kāi)關(guān)S1未被按下，那么系統(tǒng)在步驟390中接著檢查以確定如上文所討論的失速電動(dòng)機(jī)情形是否出現(xiàn)。如果出現(xiàn)，那么系統(tǒng)在步驟388中停止電動(dòng)機(jī)。如果在步驟390中未檢測(cè)到失速電動(dòng)機(jī)情形，那么系統(tǒng)在步驟392中檢查以確定表示驅(qū)動(dòng)組合218和耙組合222已到達(dá)前進(jìn)沖程末端的廢物端限位開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)。如果未打開(kāi)，那么系統(tǒng)持續(xù)循回到步驟382并持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252。如果廢物端限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，那么系統(tǒng)在步驟394中停止電動(dòng)機(jī)并在步驟396中暫停一個(gè)預(yù)定時(shí)期，例如1秒。其后，系統(tǒng)通過(guò)使合適的MOTOR_OUT_1和MOTOR_OUT_3變低并使信號(hào)MOTOR_OUT_2和MOTOR_OUT_4變高來(lái)將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的方向反向。如上文所討論，這樣致使晶體管Q2和Q6關(guān)閉，其在步驟398中將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252的方向反向。在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252在反向上被驅(qū)動(dòng)(也就是在返回沖程中)之后，LED 320在步驟400中以1Hz的速率閃光。系統(tǒng)接著在步驟402中檢查以確定循環(huán)開(kāi)關(guān)S1是否已被按下。如果已按下，那么系統(tǒng)在步驟388中停止電動(dòng)機(jī)。如果系統(tǒng)在步驟402中確定循環(huán)開(kāi)關(guān)S1未被按下，那么在步驟404中檢查失速電動(dòng)機(jī)情形。如果在步驟404中檢測(cè)到失速電動(dòng)機(jī)情形(如上文所討論)，那么驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252在步驟388中被停止。如果在步驟404中未檢測(cè)到停止電動(dòng)機(jī)情形，那么系統(tǒng)在步驟406中檢查以確定表示驅(qū)動(dòng)組合218和耙組合222已回歸到原位置224的“原”限位開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)。如果未打開(kāi)，那么系統(tǒng)循回到步驟398并持續(xù)在反向上運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252。如果原限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，那么在步驟408中電動(dòng)機(jī)停止且在410中系統(tǒng)暫停一個(gè)預(yù)定時(shí)期，例如1秒。接著系統(tǒng)循回到步驟354。在步驟388中停止了電動(dòng)機(jī)后，在步驟412中LED 320以8Hz的速率閃光。其后，在步驟414中系統(tǒng)檢查以確定循環(huán)開(kāi)關(guān)S1是否按下。如果未按下，那么系統(tǒng)循回到步驟388。如果已按下，那么系統(tǒng)循回到步驟398并在反向上循環(huán)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)252。信號(hào)IPS_MOSI、ISP_RST、ISP_SCK和ISP_MISO可用來(lái)初次程序化控制器310。這些信號(hào)IPS_MOSI、ISP_RST、ISP_SCK和ISP_MISO為外部程序化信號(hào)，其被應(yīng)用到連接器JP1，且由復(fù)數(shù)個(gè)上拉電阻R3、R4、R5和R6拉高并被分別應(yīng)用到微控制器311的端口P01、P02、P03和P04。連接器JP1以及上拉電阻R3、R4、R5和R6僅需用于控制器310的初次程序化，而且不需要用于商業(yè)性實(shí)施例，因?yàn)橄到y(tǒng)將被預(yù)先程序化。顯然地，根據(jù)上述講授，本發(fā)明的許多修改和變化都可行。因此，應(yīng)了解，在上述權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以與上述特定描述不同的方式實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種自潔式貓砂箱，其包含一非附著的貓砂盒；一耙組合，其用來(lái)在從一第一位置到一第二位置的一清潔沖程期間梳理過(guò)所述貓砂盒；一驅(qū)動(dòng)組合，其用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述耙組合；和一底盤，其用來(lái)攜帶所述耙組合，所述底盤也被配置以接納所述非附著的貓砂盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潔式貓砂箱，其中所述貓砂盒包括一鉸接在一端上的蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潔式貓砂箱，其中所述耙組合和所述驅(qū)動(dòng)組合經(jīng)配置以在一單一平面內(nèi)行進(jìn)。
4.一種用于自潔式貓砂箱的耙組合，所述耙組合包含一用來(lái)攜帶復(fù)數(shù)個(gè)間隔開(kāi)的齒的框架，所述齒被配置為撓性部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耙組合，其中所述齒由金屬形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耙組合，其中所述齒形成有一界定兩個(gè)腿的彎曲件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耙組合，其中每一對(duì)齒都由一段U形金屬絲形成。
8.一種用于自潔式貓砂箱的貓砂盒，所述貓砂盒包含一托盤，其被配置以被接納在所述自潔式貓砂箱中；貓砂，所述貓砂將所述可移除托盤填充至一填充線；和一個(gè)可移除蓋罩，其用來(lái)將所述可移除托盤關(guān)閉在一存儲(chǔ)位置，當(dāng)所述盒被接納在所述自潔式貓砂箱中時(shí)，所述蓋罩被移除。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種自潔式貓砂箱(50)，其提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)。特定而言，在一個(gè)實(shí)施例中，所述自潔式貓砂箱(50)被配置以使用一個(gè)可包括一個(gè)貓砂隔室(26)和一個(gè)廢物隔室(24)的盒(20)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述盒(20)可不劃分隔室。由于所述盒(20)為一次性盒，所以消除了使用者清潔貓砂托盤和處理沉重貓砂容器的需要。在其它實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括一個(gè)配置有一受到防污染保護(hù)的驅(qū)動(dòng)組合(58)的耙組合(56)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述自潔式貓砂箱(50)被配置以用于包括晶體貓砂在內(nèi)的所有類型的貓砂。
文檔編號(hào)A01K1/01GK1867246SQ200480001490
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者艾倫·杰伊·庫(kù)克, 克里斯汀·威廉·格魯貝, 托馬斯·愛(ài)德華·德芙林, 杰夫·里德·格里森, 卡爾·撒切爾·烏爾里克, 納坦·撒切爾·烏爾里克, 姚志臨 申請(qǐng)人:幸運(yùn)廢棄物有限公司