JP4961429B2 - 自立走行可能な床用集塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気モータ駆動部、集塵ボックス及びカバー、並びに、１つ若しくは幾つかの駆動される走行ローラ及び駆動されない補助用の受動ローラを備え、自己の自由移動性の回復のための対策が不具合発生時に発動できる、自由走行可能な床用集塵装置に関する。

この種の床用集塵装置は、知られている。これらは、通常の住居内を、異なる床表面と切り替わる床表面とに応じて掃き掃除と、必要に応じてさらに吸込み掃除とを介して、自立的に又は補助装置なしに掃除する。これらの集塵装置は、種々の床高さ（カーペット、固い床及び段差）に適応する。例えば、特許文献１を参照されたい。移動性とこれによる作業性との獲得のためには、従来の集塵装置が障害物によって停止されない必要がある。原則、この装置は、不適切な応答動作又は機械的な捕捉によって滞ることがある、ここにおいて、機械的な捕捉は、平らな障害物への乗上げ的なもの、又は、例えば家具若しくは暖房器具の下への潜り込みによるものがありうる。これに関連して、最新のものでは、バネ式の走行体を介して乗上げが回避される解も知られている。しかしながら、上り坂状の床又は周囲のスイング用のパイプを有する鋼性のパイプ椅子のような連続的に高くなっていく障害物においては、これらの既知の集塵装置は滞り止まってしまう。潜り込みを回避するため、超音波距離センサを設け、このセンサが距離から事前に障害物を検知することが知られている。しかしながら、このセンサは、例えば暖房器具の取り付け部材等のようにとても細くて長い部材を検出しない。障害物がセンサを介して検知されないため、集塵装置はこれらの障害物の下に捕捉されることがある。乗上げ又は潜り込みは、まず、掃除の継続不能を引き起こす。既知の装置においては、滞りは検出されず、取り付けられた掃除ブラシが駆動、即ち、ロボットが移動せずに回転し続ける。その結果、床の破損と場合によっては集塵装置の故障に繋がる。
ドイツ国公開第１０２４２２５７Ａ１号公報

上記の技術の現状に鑑み、本発明の技術的課題は、この種の集塵装置を原則的にその移動性を保持し続けるように改善されたものに構成すること、として見出される。

この課題は、先ずそして根本的に請求項１の対象によって解決される、そこでは、受動ローラがその移動に関して監視され、受動ローラの移動量変化における不具合発生時に対策が発動されるように提案されている。この構成の結果、障害物への乗上げ又は潜り込みによる滞りが回避されている。「滞り」状態は、早期かつ確実に検知され、集塵装置の自由移動性を回復するための対策が発動される。そのような対策は、先ず集塵装置が走行を停止しその後適切な離脱アルゴリズムが作動するものであってもよい。これによって、これの移動性は保持され続ける。移動性の取得は、平面上の充分な移動と、必要に応じて集塵装置内に設けられたバッテリーが充電され、更に集塵装置のゴミの排出が行われるベースステーションへの確実な帰還とを前提とする。集塵装置の自由移動性を回復するための可能な他の対策は、滞りに至った走行方法を転換することである。さらに代わりに、例えば振動的な回動と水平移動を介した離脱対策が、対策としてとられるのでもよい。さらに、対策として、乗上げにおける集塵装置の乗り越え又は潜り込みにおける集塵装置の沈み込みも考えられる。平面上における床用集塵装置の安定した支持を保証するため、３点支持が必要である。原則、駆動される２つの走行ローラと１つの駆動されない補助用受動ローラが設けられている。走行ローラの回転は、赤外線センサ又はホールセンサによって連続的に監視される。集塵装置が障害に乗り上げたとき、この不具合は、集塵装置の前方移動への影響が無いように走行ローラが更に回転することによって解消される。これに対して、駆動されない補助用受動ローラは、集塵装置が前方又は後方に移動するときにのみ回転する。集塵装置が障害物に潜り込んだとき又はそこに捕捉されて滞ったとき、これ（補助用ローラ）は、走行ローラをブロックすることになる。この場合、受動ローラは停止される。本発明による構成を介して、好適なセンサを用いて受動ローラの回転が監視される。受動装置の回転速度が、センサの導入と配置、及び電気回路を介して設定された限界速度よりも低下したとき、集塵装置が滞ったことが通知される。ここにおいて、離脱は、「スタート」イベントと「左回転又は右回転」イベントを起こし、受動ローラの回転はまた全く期待されない。この離脱イベントは、対応する電子回路によって検出される、その結果、ここにおいて、受動ローラの停止は集塵装置の走行特性に全く影響を与えない。受動ローラの移動は、機械的、光学的に、又磁気的にも監視される。受動ローラの回転の監視において、最低速度の低下が監視可能である。これは、回転する信号発生器、例えば磁石（ホールセンサの場合）又は時計盤（光ビーム／赤外線ビームの使用のとき）によって、実現される。例えば、磁気的パルスの場合、ホールセンサによって検出されることが考えられる。

以下、本発明は、２つの実施例のみが図示された付随の図面を参照してより明らかにされる。
まず、図１を用いてシャーシ２とシャーシ２を覆うカバー３とを備える自立走行可能な床用集塵装置１が、図示され記載されている。

自立走行集塵装置１は掃除機として構成されていて、そのために、水平軸ｘの周りに回転可能なブラシ４が設けられていて、これ（４）は、図示された実施例において、装置底部５の矩形開口部６内に下向き、即ち掃除する床方向に貫通するように設けられている。ブラシ４の駆動は、図示されない電動モータを介して行われ、モータは、通常の走行方向ｒに関して後方部分に配置されたバッテリーであって同様に図示されていないものを介して給電される。

ブラシ４を介して集められた床の埃は、後方に配置され詳細には図示されていない集塵ボックスに投じられる。

集塵装置１は、更に装置底部５の部分々々を貫通する２つの走行ローラ７を備える、ここにおいて、各走行ローラ７は別々の電動モータによって駆動され、装置１の通常の直線移動の他に、回転又はそれ自身の方向転換が可能となっている。

これらの走行ローラ７は、通常の移動方向ｒに関してブラシ４の後方に配置されている。更に、図１に示された底面から分かるように、通常の走行方向ｒにおけるブラシ４の前方に駆動されない補助用の受動ローラ８が設けられていて、この結果、床用集塵装置１は走行ローラ７と受動ローラ８とによる３つの支持点を有する。

床用集塵装置１のここに詳細に記載されない他の機能部分並びに掃除動作及び走行動作に関しては、冒頭で言及した特許文献１を参照されたい、これの内容は、もって、上記の発明の開示内において十分取り込まれ、また、目的に関しても、この特許出願の特徴が上記の発明の特許請求の範囲内に含まれている。

集塵装置１の移動障害、例えば乗上げ又は潜り込みによる滞りを検出するために、受動ローラ８が動きに関して監視される。この受動ローラの動きの監視は、機械的、光学的に、また磁気的にも実現される。

図２に図示された電子回路図を用いて、ホールセンサ９を用いた監視が記載されている。駆動されない補助用の受動ローラ８の監視において、回転の最低速度の低下が検出される。これは、図示されている実施例において、磁石などの回転する信号発生器によって実現される。この磁気的なパルスは、ホールセンサ９によって検出され、再トリガ可能な単安定フリップフロップ回路１０にトリガ入力される。受動ローラ内に一体に形成された磁石がホールセンサ９を通過するとき、これが、ＲＣ接続部分を介して設定可能な時定数に亘って単安定フリップフロップ回路を「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替える。通常の走行動作において、この時間は、マグネットがホールセンサ９を繰り返し通過しもって単安定フリップフロップ回路１０が時定数の経過前に再トリガされるように、設定されている。再トリガが起こらないとき、単安定フリップフロップ１０の反転がエラー検出を「ＬＯＷ」で通知する。評価された信号は、適切な対策の発動を可能にするために、端子１１を介して他の電子回路に出力される。ここで、複数の磁石が受動ローラ８の周囲に均一に分配される構成も、考えられる。さらに、図３に図示されているように、複数のホールセンサ９の構成も考えられる。

移動性を確保するための集塵機１の可能な応答は、停滞に至らしめた走行方法の、例えば振動的な回動と水平移動、又は、集塵装置１の乗上げにおける乗り越え若しくは潜り込みにおける沈み込みを介した離脱対策への切り替えがありうる。

本発明による構成を介して、集塵装置１の滞りが阻止されている。障害への乗上げ又は障害への潜り込みが早期に検知され、その結果、集塵装置の自由な移動性の回復又は維持のための対策が、好適に発動可能である。

全ての開示された特徴は、（それ自体が）発明の要部をなす。これでもってまた、同封／添付の優先権の基礎書面（先の出願のコピー）の公開内容は本願の開示内に十分取り込まれ、また、目的に関しても、本書面の特徴が上記の出願の特許請求の範囲内に含まれている。

本発明による集塵装置の斜視的底面を示す図である。 第１の実施例にかかる、受動ローラの回転速度の検出と評価のための電子回路図である。 図２に対応する電子回路図であるが、第２の実施例に関連する。

符号の説明

１ 床用集塵装置
２ シャーシ
３ カバー
４ ブラシ
５ 装置底部
６ 矩形開口部
７ 走行ローラ
８ 受動ローラ
９ ホールセンサ
１０ 単安定フリップフロップ回路
１１ 端子

Claims (4)

1. 電気モータ駆動部、集塵ボックス及びカバー（３）、並びに、１つ若しくは幾つかの駆動される走行ローラ（７）及び駆動されない補助用の受動ローラ（８）を備えた自由走行可能な床用集塵装置（１）であって、自由走行中における移動障害の発生時に、自由な移動性を回復するための対策を発動できる、前記床用集塵装置（１）において、
   自由走行中の前記受動ローラ（８）の回転速度が監視され、前記移動障害の発生時に前記受動ローラ（８）の回転速度が設定された限界速度よりも低下したとき、前記対策を発動することを特徴とする床用集塵装置。
2. 前記受動ローラ（８）の回転速度が機械的に監視される、ことを特徴とする請求項１に記載の床用集塵装置。
3. 前記受動ローラ（８）の回転速度が光学的に監視される、ことを特徴とする請求項１に記載の床用集塵装置。
4. 前記受動ローラ（８）の回転速度が磁気的に監視される、ことを特徴とする請求項１に記載の床用集塵装置。

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