JP3426487B2 - 掃除ロボット - Google Patents
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Description
し、特に、壁面等との衝突を避けつつ床を走行し、自動
的に室内の掃除をすることができる掃除ロボットに関す
る。
等の非接触式センサにより壁面や障害物(以下、「障害
物等」という)を検知し、かつこれらを回避しつつ自律
走行して掃除する掃除ロボットが開発されている。例え
ば、特公平7−34791号公報に記載された自走式掃
除機は、本体の周囲に設けられた非接触式の障害物セン
サとバンパ内に設けた接触式の衝突センサとを備えた掃
除ロボットである。この自走式掃除機は、前記各センサ
の検知に従って自律走行するとともに、開口部を床に対
向させた集塵ノズルでごみを集めていくように構成され
ている。
集塵ノズルで床面のごみを吸引する掃除機である。した
がって、電動送風機、フィルタおよび集めたごみを収容
する集塵スペースが必要であることから全体に装置が大
型化する。このような大型化が予想される装置を、業務
用ならばともかく、家庭用掃除ロボットとして家庭内で
簡易に走り回らせるのは適当でないことがあり、より小
形で簡易化された掃除ロボットが要請されている。
簡易に床面の掃除をすることができる掃除ロボットを提
供することを目的とする。
的を達成するための本発明は、センサで検知された障害
物を回避しつつ床面を自律走行する掃除ロボットにおい
て、車体の下面に設けたごみ収集シートと、前記ごみ収
集シートを床面に対して弾力的に押圧する押圧手段とを
具備した点に特徴がある。
集シートが床面に弾力的に押圧され、この状態で当該掃
除ロボットが床面を走行することにより、床面のごみが
まんべんなく収集されて自動的に掃除が行われる。
詳細に説明する。図3は本発明の一実施形態に係る掃除
ロボットの外観を示す斜視図、図4は同平面図である。
掃除ロボット1は、底面にごみ収集シートとして、例え
ば、ごみ吸着シートつまりペーパモップ(後述)を装着
可能にした掃除ロボットである。該ロボット1は進行方
向前部に4つの赤外線センサ2Fを有し、後部には2つ
の赤外線センサ2Bを有する。この赤外線センサ2F,
2Bは、樹脂成型品、例えば塩化ビニールを成型した椀
状の外殻(カバー)3に装着されている。カバー3は、
一例として厚さ0.5mmに成型されている。カバー3
の下縁には該カバー3の外形を保つための補強リム4が
設けられている。補強リム4はカバー3よりも剛性のあ
る樹脂、例えば、カバー3よりも厚みのある樹脂を使用
できる。
れ、該グリップ5は、カバー3内部に収容されている車
体つまり筐体(後述する)に対してボルト6で固定され
ている。すなわち、カバー3はグリップ5によって前記
筐体にしっかりと固定される。
F,2Bに加えて、カバー3で覆われたロボット本体つ
まり筐体に固定された接触式スイッチ7F,7B,7
R,7Lを有している。
する。図1は、掃除ロボット1の内部構造を示す断面図
であり、図2は筐体の断面図である。両図において、筐
体8は下フレーム9および該下フレーム9に上から重ね
られた上フレーム10、該上フレーム10の下面に接合
された中フレーム11、および上フレーム10から外側
に張出した車輪フレーム12,13からなる。筐体8を
構成する各部は溶接またはねじ止めにより接合されてい
る。下フレーム9にはモータ14,15が固定され、各
モータ14,15の軸16,17は車輪フレーム12,
13側に突出している。車輪フレーム12,13および
下フレーム9の間のスペースには車輪18,19が軸2
0,21で支持されて収容されている。
れたプーリ22,23および車輪18,19間にはベル
ト24,25が張架されていて、モータ14,15の回
転によってベルト伝動で車輪18,19が駆動され、掃
除ロボット1が走行する。このように車輪18,19は
モータ14,15によってそれぞれ独立して駆動できる
ので、左右の車輪18,19の速度をそれぞれ可変する
ことにより掃除ロボット1は直進、旋回、急旋回等の動
作を行うことができる。
ていて、ボルト6を該ナット螺挿さすることにより、グ
リップ5が上フレーム10に固定される。それと同時
に、グリップ5の下面が上フレーム10の上面に押圧さ
れ、カバー3の頂部付近は、グリップ5と上フレーム1
0とに挟まれて固定される。
して4本のボルト28で固定された基板29が装着され
ている。前記スペーサ27は、金具30,31を挟み込
んで支持できるようにそれぞれ上下2つに分割されてい
る。金具30,31はそれぞれ掃除ロボット1の前方お
よび後方に突き出し、その先端に前記接触式スイッチ7
F,7Bをそれぞれ有している。
サ32を介してボルト・ナットによりスイッチ基板33
を固定し、該スイッチ基板33に接触式スイッチ7Fを
固定している。接触式スイッチ7Fはアクチュエータ付
きのマイクロスイッチが好適である。該接触式スイッチ
7Fのアクチュエータ34に対向する位置には、アルミ
ニウム等の金属製皿部材35を固着したクッション36
が設けられている。該クッョン36はカバー3の内面に
固着されている。クッション36としては例えばウレタ
ンゴムを使用できる。
スイッチ7Bも接触式スイッチ7Fと同様に構成され、
カバー3には接触式スイッチ7Bのアクチュエータに対
向する位置に皿部材付きのクッションが設けられる。ま
た、掃除ロボット1の左右に設けられる接触式スイッチ
7R,7Lは、接触式スイッチ7F,7Bと同様の構造
により下フレーム9に取り付けられる。
38を受けてなるキャスタが設けられている。さらに、
下フレーム9の下面には軸受39,40が設けられてい
て、一対の軸41を支持している。軸41はコイルばね
42,43のコイル部を貫通して該コイルばね42,4
3を保持しており、かつコイルばね42,43の端部は
モップ用プレート44に固定されている。コイルばね4
2,43の固定手段に関してはさらに後述する。
め具(クリップ)でペーパモップ45が着脱自在に装着
される。ペーパモップ45は、一例として、不織布状の
繊維集合体の表面に多数の凹凸を形成したシートを使用
できる。ごみやほこり(ダスト)は、この凹凸部に吸着
される。このようなペーパモップは、例えば、特開平6
−17361号公報に記載されている。
外線照射角度を保持してカバー3に固定されている。基
板29には、赤外線センサ2F,2Bや接触式スイッチ
7F,7B,7R,7L等の検知信号に基づいて掃除ロ
ボット1の動作を制御するためのマイクロコンピュータ
や制御部品が装着される。また、中フレーム11上のス
ペースには図示しないバッテリが搭載される。
は、赤外線スイッチ2F,2Bや接触式スイッチ7F,
7B,7R,7Lで障害物等を検知すると、これらの検
知信号に従い、予定のプログラムに従って走行し、その
走行範囲でペーパモップ45にごみやほこりを吸着して
自動的に掃除を行う。
ム4が障害物等に接触すると、可撓性のカバー4が変形
し、その接触位置に応じて、4か所に設けられたクッシ
ョン36のいずれかが内側に偏倚する。その結果、接触
式スイッチ7F,7B,7R,7Lのいずれかが作動し
て衝突を検知することができる。
構造を説明する。図5は筐体へのプレート44の取付状
態を示す掃除ロボット1の要部拡大側面図であり、図6
は同正面図である。プレート44は掃除ロボット1の直
進方向前後端が上方に反り返えり、中央部分は平面をな
したスキー板状に形成されていて、軸41に対してコイ
ルばね43を介して揺動自在に支持されている。軸41
はボルトであり、ナット41aと組み合わされて軸受3
9に固定されている。図5はコイルばね43での支持状
態のみを示しているが、図2に示したようにコイルばね
42も同様に軸41で支持され、プレート44と下フレ
ーム9とを連結している。コイルばね43の先端はプレ
ート44にろう付け等で接合された押さえ金具46によ
ってプレート4に保持されている。
ペーパモップ45を装着するためのクリップ47が設け
られている。クリップ47は、プレート44の前後に、
ボルト48を軸として揺動自在にそれぞれ設けられてい
て、コイルばね49によって矢印A方向に付勢されてい
る。ペーパモップ45の端部はプレート44の端部を包
むように折り込まれ、クリップ47とプレート44の上
面とで挟まれて固定される。
る。プレート44の両側端には軸受を構成する張出部4
4aが形成されていて、前記ボルト48がこの張出部4
4aのねじ孔に螺挿されている。ボルト48の先端はク
リップ47の下面を部分的に減厚して形成した凹部47
aまで貫通していてクリップ47を支持している。ま
た、凹部47aはコイルばね49を収容するスペースを
形成していて、ボルト48の先端にコイルばね49のコ
イル部分が係合している。
ト44の上面に当接し、他端はクリップ47の凹部47
a下面に当接して前記矢印A方向の付勢力を生じさせて
いる。ペーパモップ45はこのクリップ47を操作する
ことによって簡単に着脱できるので、交換作業は容易で
ある。
は、プレート44の下面は前記車輪18,19とキャス
タの下端を含む面から下方に位置している。一方、掃除
ロボット1を床面に置くと、該掃除ロボット1の自重に
よってプレート44は床面に押しつけられ、コイルばね
42,43の力に抗してその下面が前記車輪18,19
とキャスタの下端を含む面と一致するまで持ち上がる。
こうして、プレート44は、掃除ロボット1が走行中は
床面に弾力的に押しつけられている。
レート44の反り返った先端部分が該段差に乗り上がる
ことができ、かつプレート44はコイルばね42,43
に打ち勝って持ち上げられるので、車輪18,19から
浮き上がることはなく難なく走行を継続できる。前記ク
リップ47はプレート44の上面に配置されているの
で、前記段差等の走行に支障が生じることがないのはも
ちろんである。
あることが望ましく、アルミやアルミ合金等の軽金属で
製作できるが、樹脂の成型品として製作してもよい。ま
た、プレート47を支持するコイルばね42,43は、
押さえ金具46で保持するのに限定されず、プレート4
4に接着やろう付け等で直接接合してもよいし、押さえ
金具46に相当する止め部をプレート47上に一体的に
形成し、これで保持させるようにしてもよい。
によれば、ごみ吸着シートで床面のごみを吸着する小型
の掃除ロボットを提供することができる。この掃除ロボ
ットはノズル吸引式とは異なり騒音も少なく、家庭用の
簡易な掃除機として好適である。
面図である。
ットの要部拡大側面図である。
ットの要部拡大正面図である。
ム、 5…グリップ、 14,15…モータ、 18,
19…車輪、 43…コイルばね、 44…モップ用プ
レート、 45…ペーパモップ、 47…クリップ
Claims (5)
- 【請求項1】 センサで検知された障害物を回避しつつ
床面を自立走行する掃除ロボットにおいて、車体下面に支持されて、車体幅方向に延びた軸と、 前記軸がコイル部を貫通し、かつ一端を車体下前方に指
向させるとともに他端を車体下後方に指向させて配され
たねじりコイルばねと、 前記ねじリコイルばねの両端で支持されて、ごみ収集シ
ートを下面に装着することができるプレート部材とを具
備し、 前記プレート部材が、直進方向前後端に形成された上反
り面を含んでいる ことを特徴とする掃除ロボット。 - 【請求項2】 前記ごみ収集シートを前記プレート部材
に装着するため、前記上反り面にそれぞれ設けられたク
リップを具備したことを特徴とする請求項1記載の掃除
ロボット。 - 【請求項3】 前記クリップは、前記プレート部材の端
部で上面に折り返されるごみ収集シートの端部を固定す
るように構成されたことを特徴とする請求項2記載の掃
除ロボット。 - 【請求項4】直進方向左右に振り分けて配置された駆動
車輪と、前記駆動車輪間の中間部後方に配置された一つ
の従動車輪とを具備し、前記プレート部材は前記駆動車
輪と従動車輪との間に配置されたことを特徴とする請求
項1〜3のいずれか1項に記載の掃除ロボット。 - 【請求項5】前記ごみ収集シートが、表面にごみを吸着
する凹凸を有する吸着シートであることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか1項に記載の掃除ロボット。
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