JP5593411B2

JP5593411B2 - 自走式床掃除ロボット

Info

Publication number: JP5593411B2
Application number: JP2013076509A
Authority: JP
Inventors: 棠淮程; 旋帆王
Original assignee: 聯潤科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: CN103356128B; CN103356128A; JP2013215571A; JP2014208271A; TWM435906U; CN203328626U

Description

本発明は、自走式床掃除ロボットに関し、特に人間の操作やコントロールを必要とせず自主的に移動して掃除する機能を有する床掃除用機器に関する。

一般に、従来の自走式床掃除ロボットは、通常人間の操作を必要とせず、自主的に移動して掃除をする能力を有する。例えば、米特許US6883201「Autonomous floor-cleaning robot」が開示するのは主に以下のとおりである。「自主的に床を掃除するロボットであり、前記自走式床掃除ロボットは、ベースを含む本体構造と、前記自主的に床を掃除するロボットにエネルギーを提供する動力システムと、前記自主的に床を掃除するロボットを駆動して清掃作業を行わせる駆動システムと、操作することで前記自主的に床を掃除するロボットをコントロールして、前記清掃操作を発生させるコントロールモジュールと、枢軸組立部品によって前記ベースとデッキに固定される自己調整式クリーニングヘッドと、前記デッキと結合して固定され、且つ、前記駆動システムによって駆動されることで、清掃時間における微粒を清掃するメインブラシと、前記ブラシユニットのために、前記駆動システムと結合して固定されるデッキ調節サブアセンブリで、前記駆動システムがベースに設置される少なくとも一部に固定されて、操作して微粒状物質を吸入することで床の清掃作業を実行させる真空吸塵システムと、床清掃時間において真空吸塵システムをサポートしたり、メインブラシサブアセンブリの真空吸塵システムに対する作用をサポートしたり、または、メインブラシサブアセンブリの異なる様式の外部範囲が、本体構造外部周囲の微粒物質を真空吸塵システムに向かわせるサイドブラシと、操作可能で本体に取り外し可能な形式で結合されることで、真空吸塵システムまたはメインブラシユニットと互いに通じ合い、操作することで真空吸塵システムによって微粒物質が吸入されるかまたはメインブラシによって微粒物質が集められるかするダストボックスと、ロボットの床清掃時間中に危険に遭遇したことを意味する信号を生成するセンサシステムと、コントロールシステムとを備え、前記コントロールシステムは駆動システムに伝達し、センサシステムが生成した信号によってロボットの運動をコントロールして、前記センサシステムは段差探索装置を含み、段差に遭遇した時段差信号を発し、コントロールシステムはこの段差信号に応答して段差発見時にロボットの運動をコントロールして、ロボットが段差から落ちるのを回避して引き続き運動させることを特徴とする自主的に床を掃除するロボット」。

前記従来の技術は、自主的に掃除を行なう掃除用機器の基本構造及び機能を開示するものである。しかしながら、その構造は、かなり複雑であり、騒音も大きい。その原因は、メインブラシと側面ブラシから成るブラシセット(a brush assembly)の駆動システム(a motive subsystem)が、メインブラシと側面ブラシが掃除ロボットが独立した駆動構造を採用しているからである。さらに、メインブラシ全体が複雑な自己調整式クリーニングヘッド（a self-adjusting cleaning head subsystem)及びデッキ調整サブアセンブリ(a deck adjusting subassembly)設計を採用している上に、センサシステム(a sensor system)が設置されて障害物を感知するセンサアセンブリ(wall-sensing assembly)として用いられ、さらに、揺れるバンパー(bumper)が外付けされるという機体設計による複雑な構造が駆動時の騒音を大きくしている。

したがって、本発明は、駆動時の騒音を低くするために機体構造の複雑化を回避する自走式床掃除ロボットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の目的は、独立した衝突防止構造を有して、センサを必要としない自走式床掃除ロボットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の別の目的は、メインブラシとサイドブラシを連動形式で駆動する方式の自走式床掃除ロボットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のさらに他の目的は、構造の簡単なブラシアセンブリ構造を有する自走式床掃除ロボットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のさらに他の目的は、センサ素子とコントロールユニットが結合して、衝突防止構造と連結しない自走式床掃除ロボットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のまたさらなる目的は、本体がセンサ素子の作業エリアの窓を提供することで、外部のガードモールのセンサ作業を必要としない自走式床掃除ロボットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の自走式床掃除ロボットは、ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備える。動力装置の電源供給及びコントロールユニットが自動的にコントロールすることにより、駆動を受ける駆動輪によって、本体を支えて自走する機能を実行し、ブラシアセンブリによって、本体が移動する際に経る経路のチリを掃いて移動させ、集塵構造によって吸入して集める。前記本体は、上部カバー及び底部カバーを備え、上部カバーとベースの間の本体前縁には、弧形で透光材質により製成されたバンパーを有する。上部カバーとベースの間の本体前縁には、前記バンパーと上部カバーの間にフレキシブルな材質で構成された弧形のガードモールを有する。

上記目的を達成するために、本発明の自走式床掃除ロボットは、ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備える。動力装置の電源供給及びコントロールユニットが自動的にコントロールすることにより、駆動を受けることが可能な駆動輪によって本体を支えて自走する機能を実行し、ブラシアセンブリによって本体が移動する際に経過する経路上のチリを掃いて移動させ、集塵構造によって吸入し集める。前記ブラシアセンブリは、メインブラシ及び前記メインブラシ側辺に位置する第一サイドブラシを含む。メインブラシは、同一駆動構成部材が伝動部品に駆動されて第一サイドブラシと共に連動形式を形成する。

上記目的を達成するために、本発明の自走式床掃除ロボットは、ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備える。動力装置の電源供給及びコントロールユニットが自動的にコントロールすることにより、駆動を受けることが可能な駆動輪によって本体を支えて自走する機能を実行し、ブラシアセンブリによって本体が移動する際に経過する経路上のチリを掃いて移動させ、集塵構造によって吸入し集める。前記ブラシアセンブリは、メインブラシを含む。それは、シャフト周縁に複数の軸方向に沿って曲線配列によってメインブラシ毛部分が植えつけられる。前記シャフト両端には径方向の第一、第二はめ込み溝を有することで、第一、第二端部素子上の第一、第二嵌め込み部品がその中に嵌置される。第一、第二端部素子外側には第一、第二突起はめ込み部品が設置される。

上記目的を達成するために、本発明の自走式床掃除ロボットは、ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備える。動力装置の電源供給及びコントロールユニットが自動的にコントロールすることにより、駆動を受けることが可能な駆動輪によって本体を支えて自走する機能を実行し、ブラシアセンブリによって本体が移動する際に経過する経路上のチリを掃いて移動させ、集塵構造によって吸入し集める。前記コントロールユニットは、回路板上の関連する電子素子またはCPU等から組成されるコントロールシステムであり、前記回路電路板は、円形区間が切断されて適当な長さの弦の弧形面積から構成され、この形状の構造は適於全体構造において形成シンプルで無駄がなく空間が充分利用された配置を有する。

上記目的を達成するために、本発明の自走式床掃除ロボットは、ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備える。動力装置の電源供給及びコントロールユニットが自動的にコントロールすることにより、駆動を受けることが可能な駆動輪によって本体を支えて自走する機能を実行し、ブラシアセンブリによって本体が移動する際に経過する経路上のチリを掃いて移動させ、集塵構造によって吸入し集める。前記本体は、上部カバー及びベースを備える。上部カバーとベース間の本体前縁には、弧形で透光材質により製成されたバンパーを有する。前記コントロールユニットは、回路板上の関連する電子素子またはCPU等から組成され、さらに、センサ素子が設置される。前記回路板の前端は、前記バンパー後方に対応して、コントロールユニットにセンサ素子の発射装置の信号をバンパーを経由して外部に伝達させ、外部から反射して戻る信号はバンパーを経てセンサ素子の受信装置に戻る。

本発明の実施形態における設計は、センサ素子が外部の揺れ動くバンパーによって感知する必要がないため、本体構造全体が衝突防止構造と感知機能が分離されて、製造、組み立てが便利である外、駆動時の騒音が低い。さらに、メインブラシとサイドブラシから構成されるブラシアセンブリが連動する駆動構造を採用していることで、モータの数量及び構造の複雑度を低くする。全体的なコストを抑え、且つ、ブラシアセンブリ全体の構造を単純にし、本体空間の設計がシンプルである。

本発明の実施形態における構造配置を示した図である。本発明の実施形態における立体外観図である。本発明の実施形態における本体の立体分解図である。本発明の実施形態のベース下方に位置するブラシアセンブリの立体分解図(一)である。本発明の実施形態のベース下方に位置するブラシアセンブリの立体分解図(二)である。本発明の実施形態における底部カバーとベースの収納空間の立体分解図である。本発明の実施形態における底部カバーと収納空間の拡大断面図である。本発明の実施形態におけるベース内部の構造を示した図である。本発明の実施形態におけるメインブラシとサイドブラシを連動させる駆動構造を示した図である。本発明の実施形態におけるブラシアセンブリの立体分解図である。本発明の実施形態におけるセンサ素子とバンパーの設置関係を示した立体分解図である。

図１を参照しながら説明する。本発明の実施形態における自走式床掃除ロボットは、本体1にメインブラシ21及び第一サイドブラシ、第二サイドブラシ22、23から構成されるブラシアセンブリ2、動力装置A、コントロールユニットB、駆動輪C及び集塵構造Dが設置される。動力装置Aの電源供給及びコントロールユニットBの自動コントロールによって、駆動を受けることが可能な駆動輪Cにより本体1が支えられて、自走する機能を有して、ブラシアセンブリ2により本体1が移動した経路上のチリを掃いて移動させ、集塵構造Dに吸入させて集める。

図２を参照しながら説明する。本発明の実施形態における本体1は、上部カバー11及びベース12を備える。上部カバー11とベース12間の本体1前縁には孤形で透光材質により製成されたバンパー13が設置されて、上部カバー11とベース12間の本体1前縁には、前記バンパー13と上部カバー11の間にフレキシブル材質により構成された弧形のガードモール14が挟まれるように設置される。

前記バンパー13を組み立てるとき、該バンパーが前記窓122を囲むとともに、バンパー13の両側が前記側辺123に当接され、かつバンパー13の両端の内側に形成された固定部131とベース12上に凸設された固定ジョイント124とによりバンパーが固定される。

図４、図５を参照しながら説明する。ベース12の底面125にはブラシアセンブリ2が設置される。それは、ベース12の底面125の収納空間126中に位置するメインブラシ21、及び、前記メインブラシ21の両側に位置する第一サイドブラシ、第二サイドブラシ22、23を含む。前記収納空間126内部両側には、それぞれ第一枢接部31及び第二枢接部32が設置され、収納空間126開口部の一側には、複数の適度な間隔をおいて設置された差し込み槽127が設置されて、差し込み槽127の他側は適度な間隔をおいて設置される２個のはめ込み槽128に対応する。

図６、図７を参照しながら説明する。収納空間126底部は、弧形で凹設される底縁129で、収納空間126内の一側には、チリを受けて吸入し集めるのに供する穴161が開けられている。収納空間126の開口部には、複数のリブ151によって隔てられた複数の隙間空間152の底部カバー15を有する。底部カバー15の一側縁には、複数の収納空間126の差し込み槽127に対応するはめ込み部品153が一列に設置される。はめ込み部品153に対応する他側に、適当な距離をおいて収納空間126開口部のはめ込み槽128に対応する弾力性を有する鉤型の引っかかり部品154が設置される。

図８を参照しながら説明する。それは、ベース12の内部を表示しており、当該図により明らかなように、収納空間126の底縁129は、ベース12の内部において隆起した状態を呈し、一側は、前述図６中の穴161の外に位置する導入部品16が固定設置される。それは、図１中の集塵構造Dに相通じる通り道162が設置される。

図９を参照しながら説明する。収納空間126中のメインブラシ21は、同一モータから構成される駆動構成部材3が、ベルトにより構成される伝動部品33の駆動により、第一サイドブラシ、第二サイドブラシ22、23の連動が形成される。その連動の方式は、主に駆動構成部材3が伝動部品33を動かして、第一枢接部31を連動させて回転させる。第一枢接部31一端は、前記メインブラシ21の一端に設置されて、メインブラシ21の回転主軸に掃除の際に進む方向に垂直に回転する動きを形成させる。第一枢接部31の他端は、第一ウォームギヤ34が設置されて、第一ウォームギヤ34とかみ合って連動する第一サイドブラシ22の第一ハブ221上方の第一ギヤ35を動かすことにより、第一ハブ221上に設置された第一ブラシ毛部分222に、その回転主軸と清掃床面、メインブラシ21回転主軸等の軸線垂直の回転を発生させる。メインブラシ21他端に設置された第二枢接部32は、第二ウォームギヤ36に設置されて連動することで、第二ウォームギヤ36とかみ合って連動する第二サイドブラシ23の第二ハブ231上方の第二ギヤ37を動かすことで、第二ハブ231上に設置された第二ブラシ毛部分232に、その回転主軸と清掃床面、メインブラシ21回転主軸等軸線に垂直な回転を発生させる。

図１０を参照しながら説明する。前記駆動構成部材3、伝動部品33、第一枢接部31、第一ウォームギヤ34、第一ギヤ35等の組み立て部品は、防塵の必要があることから、その上を第一カバー41で覆われる。第二枢接部32、第二ウォームギヤ36、第二ギヤ37等の構成部材上方も第二カバー42で覆われる。メインブラシ21は製造しやすいように、シャフト211周縁上に複数の軸方向に沿って曲線配列のメインブラシ毛部分212が植えられている。前記シャフト211両側には、径方向に第一はめ込み溝、第二はめ込み溝213、214が設置されて、第一端部素子、第二端部素子215、216上の第一はめ込み部品、第二嵌め込み部品217、218がその中にはめ込まれて、さらに、第一端部素子、第二端部素子215、216外側の第一突起はめ込み部品、第二突起はめ込み部品219、220が、それぞれ第一枢接部31、第二枢接部32に嵌接される。このうち、第二端部素子216上には、さらに、持ち上げ部品24が設置されて、手で当該箇所を握って、メインブラシ21を先に傾斜させて、第一端部素子215の第一突起はめ込み部品219を第一枢接部31に嵌入させ、さらに、第二端部素子216の第二突起はめ込み部品220を第二枢接部32に嵌入させて、メインブラシ21の設置が完了する。

図１１を参照しながら説明する。本発明の実施形態におけるコントロールユニットBは、主に、回路板5上の関連する電子素子またはCPU等(関連する電子素子及び回路等は本発明の発明特徴を関係がないため、図中には一部の電子素子の略図のみを記す)から組成されるコントロールシステムで、前記回路板5は、円形区間が切断されて適当な長さの弦の弧形面積から構成され、この形状の構造は適於全体構造において形成シンプルで無駄がなく空間が充分利用された配置を有する。さらに、衝突防止のためのセンサ素子6は、適当な間隔の配置によって、前記回路板5の前端の弧縁51上に配置されることで、発射装置61及び受信装置62から組成されるセンサ素子6が、それぞれフレーム7によって第一、第二区間71 、72中にそれぞれ仕切られて設置される。前記第一、第二区間71 、72の二者の間には、仕切り部品73が設置される。その上方には、上部枠縁74が設置されて全体が上部枠縁74によって回路板5の前端弧縁51下方に固定される。第一、第二区間71 、72下方は、透かし彫りのような形状で、発射装置61及び受信装置62が設置される。前記回路板5の前端弧縁51は、設計上、前記弧を描く透光材質により製成されるバンパー13後方に対応することで、センサ素子6の発射装置61の信号が、バンパー13から外部に伝達され、外部に反射して戻る信号は、バンパー13を経て受信装置62に伝達されて戻る。センサ素子6の信号伝達は、バンパー13を経るため、図３中の前記上辺121が形成する欠けた欠け口が構成する窓122は、前記センサ素子6の信号伝達の作業区間となり、各センサ素子6は弧縁51の配置の幅が前記窓122の幅の範囲内に収まるようになっている。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

Ａ動力装置
Ｂコントロールユニット
Ｃ駆動輪
Ｄ集塵構造
１本体
１１上部カバー
１１１はめ込み辺
１２ベース
１２１上辺
１２２窓
１２３側辺
１２４固定ジョイント
１２５底面
１２６収納空間
１２７差し込み槽
１２８はめ込み槽
１２９底縁
１３バンパー
１３１固定部
１４ガードモール
１４１衝突辺
１４２はめ込み部
１４３引っかかり穴
１５底部カバー
１５１リブ
１５２隙間空間
１５３はめ込み部品
１５４引っかかり部品
１６導入部品
１６１穴
１６２通り道
２ブラシアセンブリ
２１メインブラシ
２１１シャフト
２１２メインブラシ毛部分
２１３第一はめ込み溝
２１４第二はめ込み溝
２１５第一端部素子
２１６第二端部素子
２１７第一はめ込み部品
２１８第二嵌め込み部品
２１９第一突起はめ込み部品
２２０第二突起はめ込み部品
２２第一サイドブラシ
２２１第一ハブ
２２２第一ブラシ毛部分
２３第二サイドブラシ
２３１第二ハブ
２３２第二ブラシ毛部分
２４持ち上げ部品
３駆動構成部材
３１第一枢接部
３２第二枢接部
３３伝動部品
３４第一ウォームギヤ
３５第一ギヤ
３６第二ウォームギヤ
３７第二ギヤ
４１第一カバー
４２第二カバー
５回路板
５１弧縁
６センサ素子
６１発射装置
６２受信装置
７フレーム
７１第一区間
７２第二区間
７３仕切り部品
７４上部枠縁

Claims

ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備え、動力装置の電源供給とコントロールユニットの自動的なコントロールにより、駆動を受ける駆動輪は、本体を支持するとともに本体を自走させ、ブラシアセンブリは、本体の移動経路のチリを掃いてチリが集塵構造に吸入されるようにする、自走式床掃除ロボットにおいて、
前記本体は上部カバー及びベースを備え、上部カバーとベースとの間の本体の前縁には透光材質で製成された弧形のバンパーが設けられ、上部カバーとベースとの間の本体前縁において、前記バンパーと上部カバーとの間にはフレキシブルな材質で構成された弧形のガードモールが設けられ、
前記ガードモールは、組み立てるときに外に露出するように上部カバーから外に突出している衝突辺と、前記衝突辺の内側に設けられたはめ込み部と、前記はめ込み部上に設けられ、かつ適度な距離を有する複数の細長い隙間状の引っかかり穴とを含み、上部カバーには、前記引っかかり穴に対応し、かつ下に向かう複数のはめ込み辺が設けられており、組み立てるとき、該はめ込み辺が前記ガードモールの引っかかり穴に係合されることにより、ガードモールを上部カバーとバンパーとの間に安定に固定させ、
前記ベースの周縁には、適度な高さを有する上辺が形成され、掃除ロボットの前進方向の前縁における上辺の箇所には、凹設により構成される窓が形成され、前記窓の両側には、内径が上辺より小さい側辺がそれぞれ形成され、前記バンパーを組み立てるとき、バンパーが前記窓を囲むとともに、バンパーの両側が前記側辺に当接され、バンパーの両端の内側に形成された固定部とベース上に凸設された固定ジョイントとによりバンパーが固定されることを特徴とする自走式床掃除ロボット。
前記ブラシアセンブリは、ベースの底面の収納空間中に位置するメインブラシと、前記メインブラシの両側に位置する第一サイドブラシ、第二サイドブラシとを含むことを特徴とする請求項１に記載の自走式床掃除ロボット。
前記収納空間の内部の両側には、第一枢接部及び第二枢接部がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項２に記載の自走式床掃除ロボット。
前記収納空間の開口部の一側には、適度な間隔をおいた複数の差し込み槽が設けられ、差し込み槽の反対側には、適度な間隔をおいた２個のはめ込み槽が設けられ、収納空間の開口部には、複数のリブにより複数の隙間空間が形成されている底部カバーが装着され、該底部カバーの一側縁には、複数の収納空間の差し込み槽に対応する一列のはめ込み部品が設けられ、はめ込み部品に対向する他側には、適当な距離をおいて収納空間の開口部のはめ込み槽に対応する形成され、かつ弾力性を有する鉤型の引っかかり部品が設けられることを特徴とする請求項２に記載の自走式床掃除ロボット。
前記収納空間の底部には弧形の底縁が凹設されて、収納空間内の一側にはチリを吸入するための穴が開けられることを特徴とする請求項２に記載の自走式床掃除ロボット。
前記収納空間の底縁は、ベースの内部に隆起した状態に形成され、収納空間の一側には、前記穴の外に位置する導入部品が固定され、導入部品には、集塵構造に貫通される通り道が設けられることを特徴とする請求項５に記載の自走式床掃除ロボット。
ブラシアセンブリ、動力装置、コントロールユニット、駆動輪及び集塵構造を有する本体を備えて、動力装置の電源供給及びコントロールユニットの自動的なコントロールにより、駆動を受ける駆動輪は、本体を支持するとともに本体を自走させ、ブラシアセンブリは、本体の移動経路のチリを掃いてチリが集塵構造に吸入されるようにする、自走式床掃除ロボットにおいて、
前記本体は、上部カバー及びベースを備え、上部カバーとベースとの間の本体前縁には、透光材質で製成された弧形のバンパーが設けられ、前記コントロールユニットは、回路板上に設けられた電子素子やCPUで構成され、該コントロールユニット上には、センサ素子が設けられており、前記回路板の前端は、前記バンパー後方に位置し、コントロールユニットのセンサ素子の発射装置の信号はバンパーを経由して外部に伝達され、反射により外部から戻る信号はバンパーを経てセンサ素子の受信装置に受信されることを特徴とする自走式床掃除ロボット。
前記ベースの周縁には、適当な高さを有する上辺が形成され、掃除ロボットの前進方向の前縁における上辺の箇所には、凹設により構成される窓が形成され、前記センサ素子の信号の伝達は、前記窓を経て行われ、各センサ素子が回路板上に配置される幅は前記窓の幅の幅より小さいことを特徴とする請求項７に記載の自走式床掃除ロボット。