JP2019111319A - 自律移動ロボット用のバッテリアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】自律移動ロボット用のバッテリアセンブリを提供すること。【解決手段】自律移動掃除ロボットが、ロボットの底部部分に沿った空洞部と、床表面上方にロボットを支持するように構成された駆動装置とを備える。この駆動装置は、床表面に沿ってロボットを推進するように構成される。ロボットは、空洞部内に配設され、ロボットの電気回路に接続された第1の電気端子と、バッテリアセンブリと、蟻継手とをさらに備える。バッテリアセンブリは、バッテリハウジングと、バッテリハウジング内に収容されたバッテリと、バッテリハウジングに取り付けられ、第1の電気端子に係合するように構成された第2の電気端子とを備える。蟻継手は、垂直方向延在突出部分および垂直方向延在ソケット部分を備える。【選択図】図1

Description

本明細書は、自律移動ロボット用のバッテリアセンブリに関する。
真空掃除ロボットなどの自律移動ロボットは、外部電源に接続される必要性を伴わずに床表面を自律的に動き回る。例えば、自律移動ロボットが、床表面中にわたる自律移動の最中にロボットへと給電するために使用されるエネルギー貯蔵された充電式バッテリを備えることが可能である。このバッテリを充電するために、ロボットは、任務の完了後に、ドッキングステーションに自律的に戻り、バッテリにエネルギーを供給するためにドッキングステーションとドッキングし得る。
一態様では、自律移動掃除ロボットが、ロボットの底部部分に沿った空洞部と、床表面上方にロボットを支持するように構成された駆動装置とを備える。この駆動装置は、床表面に沿ってロボットを推進するように構成される。ロボットは、空洞部内に配設され、ロボットの電気回路に接続された第1の電気端子と、バッテリアセンブリと、蟻継手とをさらに備える。バッテリアセンブリは、バッテリハウジングと、バッテリハウジング内に収容されたバッテリと、バッテリハウジングに取り付けられ、第1の電気端子に係合するように構成された第2の電気端子とを備える。蟻継手は、垂直方向延在突出部分および垂直方向延在ソケット部分を備える。突出部分およびソケット部分の一方が、空洞部を画定する壁部に沿って配設され、突出部分およびソケット部分の別の一方が、バッテリハウジング上に配設される。突出部分は、第1の電気端子および第2の電気端子が対合構成において相互に対して位置合わせされるように、バッテリハウジングおよび空洞部を相互に取外し可能に係合し第1の電気端子および第2の電気端子の水平方向相対移動を阻止するように、ソケット部分内に摺動可能である。
別の態様では、自律移動掃除ロボットに対して取外し可能に係合可能なバッテリアセンブリが、バッテリハウジングと、バッテリハウジング内に収容されたバッテリユニットと、バッテリハウジングに取り付けられた電気接触子とを備える。バッテリアセンブリ電気接触子は、ロボットの電気接触子に対して係合可能である。バッテリアセンブリは、バッテリハウジング上に配設された蟻継手の第1の部分をさらに備える。蟻継手の第1の部分は、ロボットの電気接触子およびバッテリアセンブリの電気接触子の水平方向相対移動を阻止するために、ロボットにバッテリハウジングを取外し可能に係合させるようにロボットの蟻継手の第2の部分に沿って摺動可能である。
いくつかの実装形態では、ソケット部分は、バッテリハウジングの側方部分から突出する第1の垂直方向延在ソケット部材と、バッテリハウジングの側方部分から突出する第2の垂直方向延在ソケット部材とを備える。第2の電気端子は、第1のソケット部材と第2のソケット部材との間に位置決めされ得る。
いくつかの実装形態では、垂直方向延在突出部分は、ロボットの空洞部を画定する壁部に沿って配設され、垂直方向延在ソケット部分は、バッテリハウジング上に配設される。
いくつかの実装形態では、突出部分およびソケット部分は、突出部分およびソケット部分が相互に対して摺動可能である軸に沿ってテーパ状である。突出部分は、第1の電気端子から離れるように垂直方向にテーパ状であることが可能であり、ソケット部分は、第2の電気端子から離れるように垂直方向にテーパ状であることが可能である。いくつかの実装形態では、垂直軸に対する突出部分のテーパ角度および垂直軸に対するソケット部分のテーパ角度が、0.5〜5度の間である。
いくつかの実装形態では、突出部分は、ソケット部分の対応する第1の垂直方向延在係合エリアに係合するように構成された第1の垂直方向延在係合エリアと、突出部分の第1の垂直方向延在係合エリアに連結された第2の垂直方向延在係合エリアとを備える。第2の垂直方向延在係合エリアは、ソケット部分の対応する第2の垂直方向延在係合エリアに係合するように構成され得る。第1の垂直方向延在係合エリアおよび第2の垂直方向延在係合エリアは、30〜60度の間の角度を形成し得る。
いくつかの実装形態では、突出部分は、第1の垂直方向延在突出部材と、第1の突出部材から離間された第2の垂直方向延在突出部材とを備える。ロボットは、第1の突出部材と第2の突出部材との間においてロボットハウジング上に配設された偏向可能アームをさらに備え得る。偏向可能アームは、ロボットハウジングおよびバッテリハウジングの垂直方向相対移動を阻止するためにバッテリに係合するように構成され得る。
いくつかの実装形態では、ソケット部分は、実質的にバッテリハウジングの全高に沿って延在し得る。
いくつかの実装形態では、ソケット部分のソケットの最大幅が、バッテリハウジングの全幅の20〜80%の間である。
いくつかの実装形態では、ロボットは、ロボットハウジング上に配設された偏向可能アームを備える。偏向可能アームは、ロボットおよびバッテリハウジングの垂直方向相対移動を阻止するように、バッテリハウジングの底部部分上の係合エリアに係合するように構成され得る。第2の電気端子は、バッテリハウジングの頂部部分上に配設され得る。
いくつかの実装形態では、偏向可能アームは、蟻継手の中心を通る垂直方向面に沿って延在する。係合エリアは、偏向可能アームが、係合エリアに係合された場合に第1の電気端子と第2の電気端子との間の係合を維持するように、第2の電気端子の下方に位置し得る。
いくつかの実装形態では、第1の電気端子は、第1のブレードタイプコネクタを備え、第2の電気端子は、第2のブレードタイプコネクタを備える。第1の電気端子は、水平方向において第2の電気端子に接触するように構成され得る。
前述の利点は、以下および本明細書内の他の箇所に説明されるものを含み得るが、それらに限定されない。ユーザは、ロボットの底部部分上の空洞部に対してバッテリアセンブリを容易に位置合わせおよびロックすることが可能であることにより、ロボットの本体に対してバッテリアセンブリをロックする。例えば、バッテリアセンブリとロボットの本体との間の水平方向位置合わせを維持することにより、蟻継手によって、ユーザは、空洞部内へのバッテリアセンブリの垂直方向挿入のみに関与することが可能となる。ユーザは、特にロボットの電気端子にバッテリアセンブリの電気端子を位置合わせするために、空洞部に対してバッテリアセンブリを水平方向において再位置決めしなければならない必要性を伴うことなくバッテリを挿入することが可能となる。
例えば偏向可能アーム、ねじ、または他の装着デバイスなどを備えるロボットの追加の位置合わせ機構が、バッテリアセンブリが空洞部に挿入された後に、電気端子同士を垂直方向において位置合わせする。また、この追加の位置合わせ機構は、バッテリアセンブリが空洞部に挿入された場合におよびバッテリが空洞部内へと所定の距離にわたり移動した後に、空洞部に対してバッテリアセンブリを自動的にロックするためのロッキング機構としての役割も果たし得る。結果として、ユーザは、空洞部に対してバッテリアセンブリをロックするために別個のロッキング機構を操作する必要がない。さらに、このロッキング機構は、ユーザがバッテリアセンブリを新規のバッテリアセンブリと交換し得るように、空洞部からバッテリアセンブリを解除するようにユーザによって容易に操作され得る。
本明細書に記載される対象の1つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明の中に示される。他の可能な特徴、態様、および利点は、この説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになろう。
バッテリアセンブリがロボットの空洞部から連結解除された状態にある、自律移動ロボットの下方斜視図である。 バッテリアセンブリがロボットの空洞部に連結された状態にある、自律移動ロボットの下方斜視図である。 図1のロボットの底面図である。 図1のロボットの側面図である。 図1のバッテリアセンブリの上方斜視図である。 図1のバッテリアセンブリの上面図である。 図1のバッテリアセンブリの底面図である。 図1のバッテリアセンブリの側面図である。 図1のロボットの空洞部の上方斜視図である。 自律移動ロボット用のバッテリアセンブリの別の例の上方斜視図である。 自律移動ロボット用のバッテリアセンブリの別の例の上面図である。 バッテリアセンブリを有する自律移動ロボットの別の例の斜視図である。 図6Aのバッテリアセンブリを有する自律移動ロボットの例の上面図である。
様々な図中の同様の参照番号および記号は、同様の要素を指す。
図1を参照すると、自律移動ロボット100が、ロボット100の底部部分106上の空洞部104から取外し可能であるバッテリアセンブリ102を備える。バッテリアセンブリ102は、バッテリアセンブリ102が空洞部104に挿入された場合にロボット100の電気回路110に電気接続されるバッテリ108を備える。具体的には、空洞部104内に配設された電気端子112は、バッテリ108が電気回路110に電力を供給することが可能となり、それによりロボット100の種々のシステムへと給電するように、バッテリ108に電気接続される。ロボット100がバッテリ108からエネルギーを引き込むことにより、ロボット100は、ハードワイヤ(例えば電気ケーブル)を介して外部エネルギー源に電気接続されることなく、およびしたがって外部エネルギー源につながれることなく、水平床表面を動き回ることが可能となる。本明細書で説明されるように、ロボット100は、バッテリアセンブリ102の電気端子(図示せず)と電気回路110の電気端子112との間の適切な位置合わせを確保する位置合わせ機構を備える。
図2Aを参照すると、位置合わせ機構は、ロボット100の本体114に対してバッテリアセンブリ102を水平方向および垂直方向において位置合わせする。ロボット100の本体114は、ロボット100の構造的外面を画定し得る。いくつかの例では、本体114は、シャシ、カバー、底部プレート、およびバンパのアセンブリを備える。第1の位置合わせ機構が、ロボット100の本体114にバッテリアセンブリ102を接続する蟻継手200を備える。蟻継手200は、空洞部104に対してバッテリアセンブリ102を水平方向において位置合わせする。第2の位置合わせ機構は、偏向可能アーム300および対応する係合部材302(図1に図示)を備える。偏向可能アーム300および係合部材302は、相互に係合されると、空洞部104に対してバッテリアセンブリ102を垂直方向において位置合わせする。これらの位置合わせ機構の組合せにより、ロボット100の電気端子112は、バッテリアセンブリ102の電気端子に確実に位置合わせされる。
図2Bを参照すると、ロボット100は、駆動車輪116およびキャスタ車輪118をさらに備える。駆動車輪116は、ロボット100の側方軸LA上に位置決めされ、キャスタ車輪118は、ロボット100の前後方向軸FA上に位置決めされる。駆動車輪116は、床表面中にわたりロボット100を推進するために駆動される。駆動車輪116およびキャスタ車輪118は、協働してフロア表面上方にロボット100を支持する。
いくつかの実装形態では、ロボット100は、ローラ120、真空アセンブリ122(図面では隠れている)、およびデブリビン124を備える自律ロボット真空掃除機に対応する。ローラ120は、床表面からデブリを拾い上げるために回転し、真空アセンブリ122は、ロボット100の内部にこのデブリを引き込むための空気流を発生させる。具体的には、真空アセンブリ122は、デブリビン124にデブリを引き込む。ローラ120は、側方軸LAに沿っておよび前後方向軸FAを通り延在する。ロボット100は、側方軸LAおよび前後方向軸FAの両方からオフセットした側方ブラシ126を備える。側方ブラシ126は、ロボット100が床表面に沿って移動するときに、ローラ120の経路内に床表面上のデブリを掃き入れるために、例えば床表面との間に80〜90度の間の角度を形成する、実質的に垂直な軸を中心とする。
ロボット100は、ロボット100のシステムを制御する内装されたコントローラ130(図では隠れている)を備える電気システムを備える。例えば、この電気システムは、駆動車輪116を駆動するための電気モータと、ローラ120を駆動するための電気モータと、側方ブラシ126を駆動するための電気モータと、真空アセンブリ122と、ロボット100の様々なセンサとを備える。バッテリ108は、電気システムに電気接続されると、電気システムおよびそのサブシステムに電力を供給する。
図2Cを参照すると、バッテリ108の電気端子132が、バッテリ108が電気システムに電力を供給し得るように、ロボットの電気システムの電気端子112に接続可能である。電気端子112は、空洞部104内で空洞部104の頂部部分134に沿って配設され、電気端子132は、バッテリアセンブリ102の頂部部分135に沿って位置決めされる。
図2Cに示す例では、電気端子112、132は、ブレードタイプコネクタであり、これらはそれぞれ、導電性ブレードセットを備える。電気端子112は、水平方向において電気端子132に接触する。例えば、電気端子112は、電気端子132の導電性ブレード142の対応する垂直方向延在幅広表面140に接触するように構成された垂直方向延在幅広表面138を有する導電性ブレード136を備える。電気端子112のブレード136および電気端子132のブレード142は、それらの幅広表面138、140が例えばロボット100の側面、前面、または後面などの面へと対面するように配向される。
垂直方向延在幅広表面138は、垂直方向延在幅広表面140に対して垂直方向に摺動する。垂直方向延在幅広表面138は、電気端子112が電気端子132に挿入されると、水平方向において垂直方向延在幅広表面140に接触する。空洞部104にバッテリアセンブリ102を挿入する最中に、バッテリ108の電気端子132は、バッテリアセンブリ102が空洞部104の高さH1の90%〜100%に沿って移動した場合に、ロボットの電気システムの電気端子112のみに接触する。これにより、バッテリアセンブリ102が空洞部104内に完全に位置決めされた場合にのみ電気的接触が生じることを確実にすることが可能となる。
ロボット100およびバッテリアセンブリ102は、ブレード136およびブレード142を相互に位置合わせするための位置合わせ特徴部を備えることが可能である。これにより、ロボット100の電気システムがバッテリ108からエネルギーを引き込むことが可能となるように、ブレード136とブレード142との間の適切な接触が確保される。
図3Aを参照すると、バッテリアセンブリ102(図1に示す)は、バッテリ108(やはり図1に示す)が中に配設されるバッテリハウジング144を備える。電気端子132は、バッテリハウジング144に対して取り付けられ、バッテリアセンブリ102が空洞部104(図1に示す)に挿入されるとロボットの電気システムの電気端子112に係合するように位置決めされる。
図2Aを再び参照すると、蟻継手200は、電気端子112および電気端子132の水平方向位置合わせを助長する。蟻継手200の一部分がロボット100の底部部分106上に配設され、蟻継手200の別の部分がバッテリハウジング144上に配設される。蟻継手200のこれらの部分が相互に係合されると、蟻継手200は、ロボット100の底部部分106とバッテリハウジング144との水平方向相対移動を阻止する。
蟻継手200は、垂直方向延在突出部分202(図4に示す)および垂直方向延在ソケット部分204(図3Aに示す)を備える。手短に図4を参照すると、突出部分202は、例えば空洞部104を画定する壁部146に沿ってなど、空洞部104内に配設される。図3Aを参照すると、ソケット部分204は、バッテリハウジング144上に配設される。ソケット部分204は、突出部分202がバッテリハウジング144とロボット100の本体114(図4に示す)とを相互に取外し可能に結合するようにソケット部分204に挿入されるように、突出部分202に対して摺動可能である。突出部分202およびソケット部分204が、相互に係合される対合構成にある場合には、電気端子112と電気端子132との間の水平方向相対移動は阻止される。
図3Aおよび図3Bを参照すると、ソケット部分204は、バッテリハウジング144の側方部分148に沿って水平方向に延在する。ソケット部分204は、バッテリハウジング144の側方部分148上に第1の垂直方向延在ソケット部材206aを、およびバッテリハウジング144の側方部分148上に第2の垂直方向延在ソケット部材206bを備える。ソケット205が、電気端子132がソケット205に隣接して位置決めされた状態で、第1のソケット部材206aと第2のソケット部材206bとの間に位置決めされる。これに関して、第1の垂直方向延在ソケット部材206aおよび第2の垂直方向延在ソケット部材206bは、バッテリアセンブリ102の電気端子132の各側に配設され、例えば、電気端子132は、ソケット部材206a、206b間に位置決めされる。バッテリアセンブリ102の頂部部分135は、隆起部分152を備え、電気端子132は、隆起部分152上に位置決めされる。
第1のソケット部材206aおよび第2のソケット部材206bは、第1の垂直方向延在係合エリア208a、208bを備える。ソケット205は、第1の係合エリア208a、208bと、これらの第1の係合エリア208に連結された第2の垂直方向延在係合エリア210とにより画定される。第1の係合エリア208aは、第2の係合エリア210のエッジに連結され、第1の係合エリア208bに向かって側方に延在する。第1の係合エリア208bは、第2の係合エリア210の別のエッジに連結され、第1の係合エリア208aに向かって側方に延在する。第1の係合エリア208a、208bと第2の係合エリア210との間の角度は、例えば40〜50度の間、または約45度など、30〜60度の間である。第2の係合エリア210は、第1の係合エリア208aから第1の係合エリア208bまで延在する。
図3Bを参照すると、ソケット部分204のソケット205の最大幅W1は、例えばバッテリハウジング144の全幅W2の20〜40%、30〜50%、40〜60%、または60〜80%の間など、この幅W2の20〜80%の間である。幅W1は、例えば2〜3cm、3〜4cm、4〜5cm、5〜6cm、6〜7cm、または7〜8cmの間など、2〜8cmの間である。幅W2は、例えば4〜6cm、5〜7cm、6〜8cm、7〜9cm、または8〜10cmの間など、4〜10cmの間である。図3Dを参照すると、ソケット部分204は、バッテリハウジング144の高さH1の90〜100%に対応する高さH2に沿って延在する。ソケット部分204の高さH2は、側方部分148の全高に沿って延在する。
図3Aおよび図3Cを参照すると、バッテリアセンブリ102は、第1のソケット部材206aと第2のソケット部材206bとの間におよび電気端子132の真下に位置決めされた係合部材302を備える。係合部材302は、電気端子132の下方におよびバッテリアセンブリ102の底部部分151上に位置決めされる。例えば、係合部材302は、電気端子132の下方に位置し、電気端子132に垂直方向において位置合わせされる。係合部材302は、ソケット部分204のソケット205内に位置決めされ、ソケット205の第2の係合表面210から側方に突出する。係合部材302は、例えば電気端子132から離れる方向に向くなど、下方に向いている水平方向延在係合エリア304(図3Cに示す)を備える。係合エリア304の幅W3は、バッテリハウジング144の全幅W1の10〜30%の間である。例えば、幅W3は、例えば0.1〜0.5cm、0.5〜1cm、0.5〜2.0cm、または2〜3cmの間など、0.1〜3cmの間である。
図4を参照すると、突出部分202は、空洞部104の壁部146に沿って配設される。突出部分202は、第1の垂直方向延在突出部材212と、第1の突出部材212から離間された第2の垂直方向延在突出部材214とを備える。第1の突出部材212は、第1の垂直方向延在係合エリア216aと、第1の係合エリア216aに連結された第2の垂直方向延在係合エリア218aとを備え、第2の突出部材214は、第1の垂直方向延在係合エリア216bと、第1の係合エリア216bに連結された第2の垂直方向延在係合エリア218bとを備える。第1の係合エリア216aは、第2の係合エリア218aのエッジから第1の係合エリア216bに向かって側方に延在して、第2の係合エリア218aとの間に鋭角を形成する。第1の係合エリア216bは、第2の係合エリア218bのエッジから第1の係合エリア216aに向かって側方に延在して、第2の係合エリア218bとの間に鋭角を形成する。第1の係合エリア216a、216bと第2の係合エリア218a、218bとの間のそれぞれの角度は、例えば40〜50度、または約45度など、30〜60度の間である。
第1の突出部材212および第2の突出部材214は、電気端子112の各側において空洞部104内に位置決めされ、例えば、電気端子112は、第1の突出部材212と第2の突出部材214との間に位置する。電気端子112は、空洞部104の頂部部分134に沿って開口156を通り延在する。
突出部分202(図3Aおよび図3B)およびソケット部分204(図4)は、例えば突出部分202およびソケット部分204が相互に対して摺動可能であるその摺動軸などの垂直方向軸に沿ってテーパ状である。突出部分202は、電気システムの電気端子112から離れる方向へと垂直方向にテーパ状であり、ソケット部分204は、バッテリアセンブリ102の電気端子132から離れる方向へと垂直方向にテーパ状である。これに関して、突出部分202およびソケット部分204は共に、空洞部104の頂部部分134から離れる方向にテーパ状である。突出部分202およびソケット部分204の垂直方向軸に対するテーパ角度は、例えば0.5〜1度、1〜2度、2〜3度、3〜4度、または4〜5度の間など、0.5〜5度の間である。
空洞部104内に位置決めされた偏向可能アーム300は、第1の突出部材212と第2の突出部材214との間に位置決めされる。偏向可能アーム300の近位端部部分306が、例えば空洞部104の頂部部分134に装着されるなど、壁部146に対して装着される。偏向可能アーム300は、空洞部104の頂部部分134から離れるように垂直方向へと延在して、空洞部104内に位置決めされた遠位端部部分308にて終端する。例えば、偏向可能アーム300は、例えば前後方向軸FAを通る垂直方向面など、蟻継手200の中心を通る垂直方向面に沿って延在する。遠位端部部分308は、例えば電気端子112に対面するなど、上方に向いている係合エリア310と、例えば電気端子112から離れる方向に向くなど下方に向いている傾斜エリア312とを備える。傾斜エリア312は、係合エリア310に連結される。係合エリア310は、実質的に水平であり、傾斜エリア312は、係合エリア310に対して傾斜する。傾斜エリア312および係合エリア310は、30〜60度の間の角度を形成する。
バッテリアセンブリ102は、ロボット100の本体114にバッテリアセンブリ102を係合させるために、例えばユーザにより手動で空洞部104に挿入される。本明細書に記載されるように、ソケット部分204および突出部分202が相互に係合し、偏向可能アーム300および係合部材302が相互に係合することにより、バッテリアセンブリ102に対してロボット100の本体114が結合され、バッテリアセンブリ102の電気端子132とロボット電気システムの電気端子112との間の電気的接触が維持される。
図1および図2Aを参照すると、空洞部104にバッテリアセンブリ102を挿入するために、偏向可能アーム300は、バッテリアセンブリ102が偏向可能アーム300を越えて空洞部104内へと移動し得るように、ニュートラル位置から偏向位置へと偏向される。特に、バッテリハウジング144は、傾斜エリア312に接触し(図4に示す)、それにより偏向可能アーム300に対して力をかけて、バッテリアセンブリ102が空洞部104に挿入されるにつれて、偏向可能アーム300をバッテリアセンブリ102から離れるように偏向させる。
また図3A、図3B、および図4を参照すると、バッテリアセンブリ102が空洞部104に挿入されると、バッテリハウジング144の側方部分148は、偏向可能アーム300に当接して、偏向可能アーム300が挿入中にニュートラル位置へと戻るのを防止する。ソケット部分204の一部分が、突出部分202の一部分に係合すると、バッテリアセンブリ102とロボット100の本体114との水平方向相対移動が阻止され、垂直方向相対移動のみが可能となる。第1の係合エリア208a、208bが第1の係合エリア216a、216bに当接し、第2の係合エリア210が第2の係合エリア218a、218bに当接することにより、バッテリアセンブリ102および空洞部104の水平方向相対移動が阻止される。この当接により、バッテリアセンブリ102が空洞部104に実質的に垂直方向に挿入されることが確保され得る。ソケット部分204および突出部分202が相互に係合されると、突出部材212、214は、ソケット205に挿入される。バッテリアセンブリ102が空洞部104にさらに挿入されることにより、ソケット部分204の第1の係合エリア208a、208bは、突出部分202の第1の係合エリア216a、216bに沿って摺動し、第2の係合エリア210は、第2の係合エリア218a、218bに沿って摺動する。
バッテリアセンブリ102が、空洞部104の全高を通り移動した後に、バッテリアセンブリ102および空洞部104を画定する壁部146は、相互に対合される。バッテリアセンブリ102の頂部部分135は、空洞部104の頂部部分134に当接し、バッテリアセンブリ102の隆起部分152は、空洞部104の頂部部分134中の開口156に対合する。バッテリアセンブリ102の頂部部分135と空洞部104の頂部部分134との間の当接により、バッテリアセンブリ102が係合エリア304から離れるように垂直方向に移動することが防止される(図3Cに示す)。バッテリアセンブリ102および空洞部104が相互に対合されると、バッテリハウジング144は、偏向可能アーム300にもはや当接しない。結果として、偏向可能アーム300は、ニュートラル位置に戻る。ニュートラル位置において、偏向可能アーム300は、バッテリアセンブリ102の係合エリア304に当接して、バッテリアセンブリ102が空洞部104から離れるように垂直方向へと移動するのを防止する。偏向可能アーム300および空洞部104の頂部部分134は、協働することによりバッテリアセンブリ102が空洞部104に対して垂直方向に移動するのを抑制する。
バッテリアセンブリ102および空洞部104が相互に対合される場合に、蟻継手200は、依然として係合され、すなわち突出部分202およびソケット部分204は、相互に係合されることによりバッテリアセンブリ102と空洞部104との水平方向相対移動を阻止する。バッテリアセンブリ102および空洞部104が相互に対合される場合に、突出部分202およびソケット部分204は、突出部分202の全高およびソケット部分204の全高に沿って相互に係合される。
偏向可能アーム300および蟻継手200は、協働してロボット100の本体114に対してバッテリアセンブリ102を固定することにより、本体114に対するバッテリアセンブリ102の相対移動を防止する。これは、電気端子132と電気端子112との相対移動を阻止することにより、ロボット電気システムの電気端子112に対してロボット電気システムの電気端子132をしっかりと係合させ、バッテリ108がロボット電気システムに電力を送達するためにロボット電気システムに電気接続された状態に留まることを確実にする。
また、バッテリアセンブリ102は、空洞部104から取り外すことも可能である。ユーザは、例えば偏向可能アーム300の遠位端部部分308など、偏向可能アーム300を手動操作することによりバッテリアセンブリ102を取り外すことが可能である。具体的には、偏向可能アーム300が、ニュートラル位置から偏向位置へと偏向されると、偏向可能アーム300の係合エリア310は、バッテリアセンブリ102が偏向可能アーム300により垂直方向において拘束されなくなることによって、バッテリアセンブリ102の係合エリア304から解除される。ソケット部分204および突出部分202がテーパ状であることにより、ソケット部分204および突出部分202は、偏向可能アーム300がバッテリアセンブリ102の係合部材302から解除されると、垂直方向に移動する傾向となる。偏向可能アーム300が解除されると、ユーザは、空洞部104からバッテリアセンブリ102を手動で取り外すことが可能となる。
複数の実装形態を説明した。しかし、様々な修正をなし得る点が理解されよう。
いくつかの実装形態では、バッテリカバー(図示せず)が、バッテリアセンブリ102が空洞部104と対合される場合にバッテリアセンブリ102を覆うために空洞部104を覆って配置される。例えば、ねじが、底部部分106に対してバッテリアセンブリ102を装着するために使用される。
いくつかの実装形態では、バッテリアセンブリ102は、突出部分202およびソケット部分204が相互に係合される場合に、前後方向軸FAに対して実質的に対称である。突出部分202およびソケット部分204が相互に係合される場合に、バッテリアセンブリ102は、前後方向軸FAに対して芯合わせされる。また、空洞部104が、前後方向軸FAに対して芯合わせされる。他の構成もまた可能である。例えば、いくつかの実装形態では、空洞部104およびバッテリアセンブリ102は、前後方向軸FAに対してオフセットされるまたは回転される。結果として、前後方向軸FAは、いくつかの実装形態では蟻継手200の中心を通り延在しない。
いくつかの実装形態では、図3A〜図3Dに示すように、ソケット205およびソケット部材206a、206bを備えるソケット部分204は、バッテリアセンブリ102の全幅W1にわたり延在する。代替的には、図5Aおよび図5Bを参照すると、バッテリアセンブリ500が、バッテリアセンブリ500の全幅W4の一部分にわたってのみ延在するソケット部分502を備える。例えば、ソケット部分502は、バッテリアセンブリ500の幅W4の30〜70%にわたり延在する。
偏向可能アーム300と係合部材302との係合が、本体114とバッテリアセンブリ102との垂直方向相対移動を阻止するものとして説明されたが、いくつかの実装形態では、バッテリアセンブリ102およびロボット100は、垂直方向相対移動を阻止する他のタイプの位置合わせ機構を備えることが可能である。例えば、図6Aを参照すると、バッテリアセンブリ602およびロボット600の本体604が、開口606、608を備え得る。開口608は、ねじ614に係合可能となるようにねじ山を有し得る(図6Bに示す)。蟻継手610(例えば本明細書において説明される蟻継手200と同様の特徴を有する)が係合され、バッテリアセンブリ602がロボット600の空洞部612に完全に挿入された後に、開口606および開口608は、相互に位置合わせされる。開口606、608が相互に位置合わせされると、ねじ614は、開口606に挿通され、次いで開口606に螺合されることにより、本体604に対してバッテリアセンブリ602を固定し得る。ねじ614は、開口606、608に係合されると、バッテリアセンブリ602および本体604の垂直方向相対移動を阻止する。
突出部分202は、ロボット100の底部部分106上に配設されるものとして説明され、ソケット部分204が、バッテリハウジング144上に配設されるものとして説明されるが、いくつかの実装形態では、突出部分202は、バッテリハウジング144上に配設され、ソケット部分204は、ロボット100の底部部分上に配設される。
したがって、他の実装形態が、特許請求の範囲内に含まれる。
100 自律移動ロボット
102 バッテリアセンブリ
104 空洞部
106 底部部分
108 バッテリ
110 電気回路
112 電気端子
114 本体
116 駆動車輪
118 キャスタ車輪
120 ローラ
122 真空アセンブリ
124 デブリビン
126 側方ブラシ
130 コントローラ
132 電気端子
134 頂部部分
135 頂部部分
136 導電性ブレード
138 垂直方向延在幅広表面
140 垂直方向延在幅広表面
142 導電性ブレード
144 バッテリハウジング
146 壁部
148 側方部分
151 底部部分
152 隆起部分
156 開口
200 蟻継手
202 垂直方向延在突出部分
204 垂直方向延在ソケット部分
205 ソケット
206a 第1の垂直方向延在ソケット部材
206b 第2の垂直方向延在ソケット部材
208 第1の係合エリア
208a 第1の垂直方向延在係合エリア
208b 第1の垂直方向延在係合エリア
210 第2の垂直方向延在係合エリア
212 第1の垂直方向延在突出部材
214 第2の垂直方向延在突出部材
216a 第1の垂直方向延在係合エリア
216b 第1の垂直方向延在係合エリア
218a 第2の垂直方向延在係合エリア
218b 第2の垂直方向延在係合エリア
300 偏向可能アーム
302 係合部材
304 水平方向延在係合エリア
304 係合エリア
306 近位端部部分
308 遠位端部部分
310 係合エリア
312 傾斜エリア
500 バッテリアセンブリ
502 ソケット部分
600 ロボット
602 バッテリアセンブリ
604 本体
606 開口
608 開口
610 蟻継手
612 空洞部
614 ねじ
H1 高さ
H2 高さ
W1 最大幅、全幅
W2 全幅
W3 幅
W4 全幅

Claims (20)

  1. 自律移動掃除ロボットであって、
    前記ロボットの底部部分に沿った空洞部と、
    床表面上方に前記ロボットを支持するように構成された駆動装置であって、前記床表面に沿って前記ロボットを推進するように構成された駆動装置と、
    前記空洞部内に配設され、前記ロボットの電気回路に接続された第1の電気端子と、
    バッテリアセンブリであって、
    バッテリハウジング、
    前記バッテリハウジング内に収容されたバッテリ、および
    前記バッテリハウジングに取り付けられ、前記第1の電気端子に係合するように構成された第2の電気端子
    を備える、バッテリアセンブリと、
    垂直方向延在突出部分および垂直方向延在ソケット部分を備える蟻継手であって、前記突出部分および前記ソケット部分の一方が、前記空洞部を画定する壁部に沿って配設され、前記突出部分および前記ソケット部分の別の一方が、前記バッテリハウジング上に配設され、前記突出部分は、前記第1の電気端子および前記第2の電気端子が対合構成において相互に対して位置合わせされるように、前記バッテリハウジングおよび前記空洞部を相互に取外し可能に係合し前記第1の電気端子および前記第2の電気端子の水平方向相対移動を阻止するように、前記ソケット部分内に摺動可能である、蟻継手と
    を備える、自律移動掃除ロボット。
  2. 前記ソケット部分は、
    前記バッテリハウジングの側方部分から突出する第1の垂直方向延在ソケット部材と、
    前記バッテリハウジングの前記側方部分から突出する第2の垂直方向延在ソケット部材と
    を備え、
    前記第2の電気端子は、前記第1のソケット部材と前記第2のソケット部材との間に位置決めされる、請求項1に記載のロボット。
  3. 前記垂直方向延在突出部分は、前記ロボットの前記空洞部を画定する前記壁部に沿って配設され、前記垂直方向延在ソケット部分は、前記バッテリハウジング上に配設される、請求項1に記載のロボット。
  4. 前記突出部分および前記ソケット部分は、前記突出部分および前記ソケット部分が相互に対して摺動可能である軸に沿ってテーパ状であり、前記突出部分は、前記第1の電気端子から離れるように垂直方向にテーパ状であり、前記ソケット部分は、前記第2の電気端子から離れるように垂直方向にテーパ状である、請求項1に記載のロボット。
  5. 垂直軸に対する前記突出部分のテーパ角度および垂直軸に対する前記ソケット部分のテーパ角度が、0.5〜5度の間である、請求項3に記載のロボット。
  6. 前記突出部分は、
    前記ソケット部分の対応する第1の垂直方向延在係合エリアに係合するように構成された第1の垂直方向延在係合エリアと、
    前記突出部分の前記第1の垂直方向延在係合エリアに連結された第2の垂直方向延在係合エリアであって、前記第2の垂直方向延在係合エリアは、前記ソケット部分の対応する第2の垂直方向延在係合エリアに係合するように構成され、前記第1の垂直方向延在係合エリアおよび前記第2の垂直方向延在係合エリアは、30〜60度の間の角度を形成する、第2の垂直方向延在係合エリアと
    を備える、請求項1に記載のロボット。
  7. 前記突出部分は、第1の垂直方向延在突出部材と、前記第1の突出部材から離間された第2の垂直方向延在突出部材とを備え、
    前記ロボットは、前記第1の突出部材と前記第2の突出部材との間においてロボットハウジング上に配設された偏向可能アームをさらに備え、前記偏向可能アームは、前記ロボットハウジングおよび前記バッテリハウジングの垂直方向相対移動を阻止するために前記バッテリに係合するように構成される、請求項1に記載のロボット。
  8. 前記ソケット部分は、実質的に前記バッテリハウジングの全高に沿って延在する、請求項1に記載のロボット。
  9. 前記ソケット部分のソケットの最大幅が、前記バッテリハウジングの全幅の20〜80%の間である、請求項1に記載のロボット。
  10. ロボットハウジング上に配設された偏向可能アームをさらに備え、前記偏向可能アームは、前記ロボットおよび前記バッテリハウジングの垂直方向相対移動を阻止するように、前記バッテリハウジングの底部部分上の係合エリアに係合するように構成され、
    前記第2の電気端子は、前記バッテリハウジングの頂部部分上に配設される、請求項1に記載のロボット。
  11. 前記偏向可能アームは、前記蟻継手の中心を通る垂直方向面に沿って延在する、請求項10に記載のロボット。
  12. 前記係合エリアは、前記偏向可能アームが、前記係合エリアに係合された場合に前記第1の電気端子と前記第2の電気端子との間の係合を維持するように、前記第2の電気端子の下方に位置する、請求項10に記載のロボット。
  13. 前記第1の電気端子は、第1のブレードタイプコネクタを備え、前記第2の電気端子は、第2のブレードタイプコネクタを備え、前記第1の電気端子は、水平方向において前記第2の電気端子に接触するように構成される、請求項1に記載のロボット。
  14. 自律移動掃除ロボットに対して取外し可能に係合可能なバッテリアセンブリであって、
    バッテリハウジングと、
    前記バッテリハウジング内に収容されたバッテリユニットと、
    前記バッテリハウジングに取り付けられた電気接触子であって、前記ロボットの電気接触子に対して係合可能である、電気接触子と、
    前記バッテリハウジング上に配設された蟻継手の第1の部分であって、前記ロボットの前記電気接触子および前記バッテリアセンブリの前記電気接触子の水平方向相対移動を阻止するために、前記ロボットに前記バッテリハウジングを取外し可能に係合させるように前記ロボットの前記蟻継手の第2の部分に沿って摺動可能である、蟻継手の第1の部分と
    を備える、バッテリアセンブリ。
  15. 前記蟻継手の前記第1の部分は、前記ロボットに前記バッテリハウジングを取外し可能に係合するように前記蟻継手の突出部分に沿って摺動可能であるソケット部分を備え、前記蟻継手の前記第2の部分は、前記蟻継手の前記突出部分を備える、請求項14に記載のバッテリアセンブリ。
  16. 前記ソケット部分は、前記ロボットの前記電気接触子および前記バッテリアセンブリの前記電気接触子から離れるように垂直方向にテーパ状である、請求項15に記載のバッテリアセンブリ。
  17. 前記ソケット部分は、
    前記バッテリハウジングの側方部分から突出する第1の垂直方向延在ソケット部材と、
    前記バッテリハウジングの前記側方部分から突出する第2の垂直方向延在ソケット部材と
    を備え、
    第2の電気端子は、前記第1のソケット部材と前記第2のソケット部材との間に位置決めされる、請求項15に記載のバッテリアセンブリ。
  18. 前記ソケット部分は、実質的に前記バッテリハウジングの全高に沿って延在する、請求項15に記載のバッテリアセンブリ。
  19. 前記バッテリハウジングの底部部分上の係合エリアが、前記ロボットおよび前記バッテリハウジングの垂直方向相対移動を阻止するように、前記ロボット上の偏向可能アームに係合するように構成され、
    前記バッテリアセンブリの前記電気接触子は、前記バッテリハウジングの頂部部分上に配設される、請求項15に記載のバッテリアセンブリ。
  20. 前記係合エリアは、前記バッテリアセンブリの前記電気接触子の上方に位置する、請求項19に記載のバッテリアセンブリ。
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