JP6293084B2 - 自律掃除電気器具 - Google Patents

Description

本発明は、自律掃除電気器具、より具体的には、自律又は「ロボット」真空掃除機に関する。

移動ロボットは、次第に一般的になり、宇宙探査、芝刈り、及び床掃除のような様々な分野で使用される。過去１０年間は、特にロボット床掃除デバイス、特に真空掃除機の分野で急速な発展が見られており、その主目的は、床を掃除しながら自律的に及び控えめに住まい又はオフィスの区域をナビゲートすることである。

公知の自己案内真空掃除機は、ＥＰ０８０３２２４に例示されており、その真空掃除機は、カバーを有するハウジングを支持するシャーシと、シャーシに対して移動可能であり、かつ衝突検出システムの一部を形成する前部部分とを含む。カバーは、ハウジングに固定され、ハウジングは、前部部分の直ぐ背後に続いて中間壁に入る。中間壁は、ハンドル内に続き、それを使用して、真空掃除機はユーザによって担持可能である。

ＥＰ０８０３２２４ ＷＯ２００８／００９８８６ ＷＯ００／３８０２５

ロボット真空掃除機には普通あることであるが、シャーシは、ブラシバー、ファン／モータユニット、塵埃容器、再充電可能なバッテリ、正反対に位置する車輪を駆動するための駆動モータ、及びブラシバーを駆動する更に別の駆動モータを有する掃除機ヘッドを支持する。更に、掃除機には、床の上で真空掃除機の移動を案内して制御するように、駆動モータ及び感知システムを必要に応じて接続する電子制御システムが設けられる。床面から除去された塵埃を収集するために、真空掃除機には、上述の中間壁によって形成されたチャンバに位置するバッグ型塵埃容器が設けられる。図示のように、塵埃容器は、真空掃除機の外側カバー内に収容され、それによってユーザはアクセスしにくくなる。

こうした背景の下で、本発明は行われ、この目的のために、本発明は、円筒軸線を有し、かつ汚れ空気入口、清浄空気出口、汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流路、及び汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流路に配置された分離装置を収容する円筒主本体を含む自律真空掃除機にある。分離装置は、軸を有する円筒容器を含み、分離装置は、その軸が、主本体の円筒軸線に実質的に平行であるように向けられ、分離装置の一部分は、真空掃除機の主本体の前方部分から突出する。

本発明では、従って、分離装置は、その軸が掃除機の主本体の円筒軸線に実質的に平行であるので直立向きに位置し、更に、分離装置は、掃除機の前方に着座して部分的に露出される。それによって空にする必要がある時にユーザが分離装置に容易にアクセスすることを可能にし、その直立の向きは、ユーザが把持することが容易である。更に、分離装置のこの位置は、それが、部屋の周りを移動する時に真空掃除機が衝突する可能性がある障害物に弾性バンパーを呈することを意味する。分離装置は、いずれの比較的精巧なエレクトロニクスもない比較的大きい構成要素であるので、分離装置は、従って、真空掃除機にある程度のバンプ保護を与え、また、真空掃除機が衝突する可能性がある障害物にある程度の保護を与える。

真空掃除機に扁平性及び更に「クリーン」上面を与えるために、主本体は、平坦な上面を形成することができ、分離装置はまた、主本体の平坦な上面と同一平面上にある平坦な上面を形成することができる。真空掃除機の扁平性に寄与するが、この構成はまた、操作センサを主本体の上面に装着することができる状況において有用であるので、レーザ測距器を回転させることによって有用であると考えられるような３６０°の視野を有するセンサをもたらす。

主本体への分離装置の装着性を高めるために、主本体は、分離装置が受け入れ可能である部分円筒ドッキングベイ部分を含むことができ、ドッキングベイ部分は、分離装置の外側プロフィールを補完するような形状にされる。この目的のために、ドッキングベイ部分は、部分的に本体部分、かつ部分的にカバー部分によって形成することができ、それらは、分離装置の両側に位置する第１及び第２のアーム部分を形成することができる。本体部材はまた、分離装置の下端を支持するようにプラットホーム部分を含むことができる。

本体部分はまた、汚れ空気入口から清浄空気出口まで空気流路に沿って空気流を発生させるための空気流発生器を含むことができる。

本体部分は、表面で主本体を支持するための牽引手段及び汚れ空気入口を形成する掃除機ヘッドを含むシャーシ上に担持することができ、本体部分は、障害物との衝突に応答してシャーシに対して移動可能にすることができ、感知手段は、相対移動を感知して適切な信号を真空掃除機の駆動制御システムに提供するように設けられる。

別の実施形態では、主本体と、収容位置と展開位置の間で主本体に対して移動可能であり、それを床から電気器具を持ち上げるためにユーザが把持することができるハンドルとを含む自律表面処理電気器具を提供する。収容位置では、ハンドルは、電気器具の構成要素と係合し、それへのアクセス又はその取り外しを防止する。

ハンドルは、従って、多機能を実施し、例えば、機械の別の構成要素に対する保持デバイスとして及び／又は移動可能なアクセスドアとしても機能を果たしながら、ユーザがデバイスを持ち上げて運ぶことを可能にする。これは、床研磨機及び掃除機のような様々な形態の表面処理電気器具において有用であるが、それは、移動ロボット真空掃除機の分野において特別の用途を有する。

電気器具の主本体は、実質的に円形の平面プロフィールとすることができ、有利な態様においては、ハンドルは、主本体上の正反対の点上に備えた第１及び第２の軸頸の周りでピボット回転することができる。

展開位置では、ハンドルは、電気器具の縦軸線に対して実質的に垂直な平面に延びることができ、このようにして、電気器具は、それがユーザによって担持されている時に床面に対して平行な向きを自由に使用する。

電気器具の更に別の構成要素は、電気器具の取外し可能パネルとすることができ、ハンドルは、収容位置では、それをユーザによって電気器具から取り外すことができないように、それが取外し可能パネルの少なくとも一部と係合するように配置することができる。一実施形態では、取外し可能パネルは、電気器具の排出出口に位置決めされたフィルタ要素を含み、パネルは、フィルタ要素がユーザによって定期的に掃除することができるように取外し可能である。より具体的には、収容位置では、ハンドルは、電気器具の周囲部によって形成されたチャンネルの内側に着座することができ、チャンネルは、取外し可能パネルによって少なくとも部分的に形成される。

代替的に又はそれに加えて、更に別の構成要素は、収容位置でハンドルがユーザによるアクセスを防止するようにその又は各ソケットの少なくとも一部を隠すようにチャンネルに形成することができる１つ又はそれよりも多くの電気ソケットとすることができる。

別の態様から、本発明は、外周面を形成する主本体と、電気器具を床から持ち上げるためにユーザが電気器具を把持することができる収容位置と展開位置の間で主本体に対して移動可能なハンドルとを含む自立表面処理電気器具にあり、収容位置では、ハンドルは、電気器具の縦軸線に対してある角度で位置する平面で延び、収容位置にある時には、ハンドルは、電気器具の外周面の少なくとも一部にもたれている。

有利な態様において、この配置は、収容位置で電気器具の周囲面に適合し、従って、その円形外側プロフィールを維持するが、同時に電気器具を運ぶためにユーザによって容易にアクセス可能であり、それによって携帯性を高めるので、電気器具の通常作動においてユーザの妨げにならない担持配置を自律電気器具に提供する。

本発明をより容易に理解することができるように、ここで、単に一例として添付図面を以下に参照する。

本発明の実施形態による電気器具の正面斜視図である。 図１の電気器具の上から見た平面図である。 図１の電気器具の下から見た図である。 主要アセンブリを示す本発明の電気器具の分解斜視図である。 収容位置でそのハンドルを有する本発明の電気器具の背面斜視図である。 展開位置でそのハンドルを有する本発明の電気器具の背面斜視図である。 展開位置でハンドルを有し、取外し可能パネルが取り外された本発明の電気器具の背面斜視図である。 移動ロボットのシャーシの正面図である。 移動ロボットの主本体の下から見た図である。 移動ロボットのシャーシの背面図である。 「バンプ」条件下のロボットの概略図である。 「バンプ」条件下のロボットの概略図である。 「バンプ」条件下のロボットの概略図である。 「バンプ」条件下のロボットの概略図である。 電気器具の概略システム図である。

図面のうちの図１、図２、図３、及び図４を参照すると、ロボット真空掃除機２（以下では「ロボット」）の形態の自律表面処理電気器具は、シャーシ（又はソールプレート）４、シャーシ４に担持された本体６、シャーシ４上に装着可能であり、ロボット２の主本体にほぼ円筒のプロフィールを提供するほぼ円形の外側カバー８、及び本体６の前方部分に担持され、外側カバー８の相補的成形切り欠き１２を通して突出する分離装置１０の４つの主なアセンブリを含む主本体を有する。

本明細書の目的のために、ロボットとの関連の用語「前部」及び「後部」は、作動中のその前方及び逆方向の意味で使用されることになり、分離装置１０は、ロボットの前部に位置決めされる。同様に、用語「左」及び「右」は、ロボットの前方移動の方向を基準にして使用されることになる。図１から見ることができるように、ロボット２の主本体は、大部分は操作性の理由のために比較的短い円筒の一般形態を有し、従って、ロボットが移動する表面に対して実質的に垂直に延びる円筒主軸線「Ｃ」を有する。従って、円筒軸線Ｃは、ロボット２の前後方向に向けられたロボットの縦軸線「Ｌ」に対して実質的に垂直に延びるので、分離装置１０の中心を通過する。主本体の直径は、好ましくは、２００ｍｍから３００ｍｍ、より好ましくは、２２０ｍｍから２５０ｍｍである。最も好ましくは、主本体は、特に操作性と清浄化効率の間の有効な妥協策であることが見出されている２３０ｍｍの直径を有する。

シャーシ４は、ロボットのいくつかの構成要素を支持し、好ましくは、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のような高強度射出成形プラスチック材料から製造されるが、シャーシ４はまた、アルミニウム又は鋼のような適切な金属又は炭素繊維複合材のような複合材料から作ることができる。説明するように、シャーシ４の主な機能は、駆動プラットホームのようなものであり、ロボットが移動する表面を掃除するための掃除装置を担持することである。

詳細に図３及び図４を参照すると、シャーシ４の前部部分１４は、比較的平坦及びトレイ状の形態であり、ロボット２の前方を形成する湾曲プロー１５を形成する。シャーシの前部部分１４の各フランクは、凹部１６、１８を有し、その凹部において、それぞれの牽引ユニット２０は装着可能である。この実施形態では、牽引ユニット２０は、前方及び後部滑車輪の周囲で制約された連続ゴム引きベルト又は軌道を有する電気的に駆動したキャタピラ軌道デバイスの形態であるが、簡単な車輪配置も代替形態として使用することができる点に注意されたい。

牽引ユニット２０の対は、シャーシ４の両側に位置して独立して作動可能であり、ロボットが前方及び逆方向に駆動することを可能にし、左又は右に向けて湾曲経路に従い、又は牽引ユニット２０の回転の速度及び方向に応じていずれの方向のスポットも向く。このような配置は、時に差動ドライブとして公知である。牽引ユニットの正確な形態は、本発明に重要ではないので、より詳細に説明しない。

シャーシ４の比較的狭い前部部分１４は、ほぼ円筒形を有する掃除機ヘッド２４を含み、実質的にその縦軸線Ｌに対してシャーシ４の幅にわたって横に延びる後部部分２２の中に広がる。

掃除機ヘッド２４は、支持面を向いてロボット２が作動している時に汚れ及びデブリが吸い込まれる矩形の吸引開口部２６を形成する。細長ブラシバー２８は、掃除機ヘッド２４に収容され、従来の方式で減速ギア及び駆動ベルト配置３２を通じて電気モータ３０によって駆動されるが、専ら伝動付きトランスミッションのような他の駆動構成が適切である。

吸引開口部２６の前方のシャーシ４の下部はまた、吸引開口部２６に向けて引き込まれる汚れ空気に経路を提供する複数のチャンネル３３（それらのうちの２つのみを簡略化するためにラベル付きにした）を含む。シャーシ４の下部はまた、それが床面の上に静止しているか又は床面にわたって移動している時にシャーシ４に対して更に別の軸受点を提供する複数（図示の実施形態では４つ）の受動輪又はローラ３１を担持する。ローラ３１は、その下部が、床面に対して平行な向きにあるようにシャーシを支持する点に注意されたい。更に、車輪又はローラが好ましいが、それらはまた、スキッド又は羽根車のような硬い軸受点として具現化することができる。

この実施形態では、掃除機ヘッド２４及びシャーシ４は、単一プラスチック成形であり、従って、掃除機ヘッド２４は、シャーシ４と一体化される。しかし、これは、そうである必要はなく、２つの構成要素は、分離することができ、掃除機ヘッド２４は、当業者には明らかであると考えられるようなスクリュー又は適切な結合技術によってシャーシ４に適切に固定される。

掃除機ヘッド２４は、シャーシ４の縁部まで延びてロボットのカバー８と一線である第１及び第２の端面２７、２９を有する。図２及び図３におけるような水平又は平面プロフィールで考えると、掃除機ヘッドの端面２７、２９は、平坦であり、ロボット２の横方向軸線「Ｘ」に沿って正反対の点にあるカバー８の接線（「Ｔ」としてラベル付きにした）で延びることを見ることができる。この利点は、掃除機ヘッド２４が、ロボットが「壁伝い」モードで横切ると部屋の壁の非常に近くで作動させることができ、それによって壁に至るまで掃除することができるという点である。更に、掃除機ヘッド２４の端面２７、２９は、ロボット２の両側まで接線方向に延びるので、壁がロボット２の右側にあろうと又は左側にあろうと壁に至るまで掃除することができる。また、有用な縁部清浄化機能は、カバー８の機内及び実質的に横方向軸線Ｘに位置する牽引ユニット２０によって高められ、カバー８及び従って同じく掃除機ヘッド２４の端面２７、２９が、壁伝いの作動中に殆ど壁と接触しているように、ロボットを操作することができることを意味する点に注意されたい。

掃除作動中に吸引開口部２６に吸い込まれた汚れは、掃除機ヘッド２４から上方に延びてそれが前方に面するまで約９０°の円弧を通してシャーシ４の前方に向けて湾曲する導管３４を通じて掃除機ヘッド２４を出る。導管３４は、本体６上に設けられた相補的成形ダクト４２と係合するような形状にされた可撓性ベローズ配置３８を有する矩形口部３６で終端する。

ダクト４２は、本体６の前部部分４６上に設けられ、ほぼ円形のベースプラットホーム４８を有する前方のほぼ半円筒凹部５０の中に開放する。凹部５０及びプラットホーム４８は、ドッキング部分を備え、その中に、使用時には分離装置１０が装着され、次に、空にする目的のために分離装置１０を外すことができる。

この実施形態では、分離装置１０は、その内容が本明細書に引用により組み込まれるＷＯ２００８／００９８８６に開示されているようなサイクロン分離器から構成される点に注意されたい。このような分離装置の構成は、公知であり、分離装置は、それが一杯になる時に装置１０を空にすることを可能にするように、簡易着脱締結手段のような好ましい機構によって本体６に取外し可能に取り付けることができるということを除き、本明細書ではこれ以上述べないことにする。分離装置１０の性質は、本発明に重要でなく、サイクロン分離装置は、代わりに、当業技術で公知の他の手段、例えば、分離装置のうちのフィルタ膜、多孔質ボックスフィルタ、又は一部の他の形態によって空気流から汚れを分離することができる。

分離装置１０がドッキング部分５０に係合する時に、分離装置１０の汚れ空気入口５２は、ダクト４２によって受け入れられ、ダクト４２の他端は、ブラシバー導管３４の口部３６に接続可能であり、その結果、ダクト４２は、掃除機ヘッド２４からの汚れ空気を分離装置１０に移送するようにする。ベローズ３８は、それが、一部の角度ミスアラインメントにも関わらず分離装置１０の汚れ空気入口５２と密封的に嵌合することができるように、ある程度の復元力でダクト３４の口部３６を設けることができる。ベローズとして本明細書では説明するが、ダクト３４にはまた、可撓性ゴムのカフシールのような代替の弾性シールを含んで汚れ空気入口５２と係合することができる。

汚れ空気は、この実施形態では、電動モータである空気流発生器と本体６の左側に位置するモータハウジング６０に位置するファンユニット（図示せず）とによって分離装置１０を通して引き込まれる。モータハウジング６０は、ドッキング部分５０の円筒成形壁において開放し、それによって分離装置１０の円筒曲率と適合する湾曲入口口部６２を含む。図４には示していないが、分離装置１０は、分離装置１０がドッキング部分５０において係合する時に、入口口部６２と位置合わせした清浄空気出口を含む。使用時には、吸引モータは、モータ入口口部６２の領域において低圧を生成するように作動可能であり、それによって汚れ空気入口５２から清浄空気出口まで導管３４及びダクト４２を通して及び分離装置１０を通して掃除機ヘッド２４の吸引開口部２６から空気流路に沿って汚れ空気を引き込む。清浄空気は、次に、モータハウジング６０を通過し、フィルタ処理した清浄空気出口６１を通してロボット２の後部から排出される。

カバー８は、図４の本体６から分離されて示されており、シャーシ４及び本体６は、ロボット２の大部分の機能構成要素を担持するので、カバー８は、更に詳しく後で説明するように、大部分は保護シェルとして機能を果たし、ユーザ制御インタフェース７０を担持するために外皮を提供する。

カバー８は、ほぼ円筒側壁７１及び平坦上面７２を含み、これは、ドッキング部分５０の形状を補完するような形状にされた一部円形の切り欠き１２及び円筒分離装置１０を除いて、本体６の平面プロフィールに対応する実質的に円形のプロフィールを提供する。更に、カバー８の平坦上面７２は、分離装置の上面と同一平面上にあり、これは、従って、それが主本体上に装着される時にカバーと同一平面に着座することを見ることができる。

図２で明瞭に見ることができるように、カバー８の一部円形の切り欠き１２及び本体６の半円筒凹部５０は、ドッキング部分を提供し、馬蹄形ベイは、分離装置１０のいずれかの側に位置し、ドッキング部分５０の前方から突出する装置１０の約５％から４０％、好ましくは、２０％を残す２つの突き出た突出部又はアーム７３を形成する。従って、分離装置１０の一部分は、カバー８がロボット２の主本体上の所定位置にある時にさえも露出されたままであり、これは、空にする目的のために分離装置１０へのユーザの容易なアクセスを提供する。更に、隣接アーム７３ａは、分離装置１０を部分的に「包み」、実際にそれらをくるみ、場合によってはロボット２の主本体から分離装置１０を取り除く可能性がある横方向衝撃から装置を保護する。隣接突出部は、特に、ロボットが、その環境をマップし及び／又は障害物を検出するのに使用することができる本明細書では符号７５で識別したハウジングセンサモジュールに適している。この場合に、突出する突出部７３の材料は、適切なセンサの見える材料とすべきである。センサモジュールは、レーザ測距器、超音波変換器、位置感知デバイス（ＰＳＤ）、又は光センサのようなロボットナビゲーションに適切なあらゆるセンサとすることができる。

側壁７１の対向する部分は、カバー８が本体６に接続される時に、掃除機ヘッド２４のそれぞれの端面２７、２９にわたって嵌合するアーチ形凹部７４（図３に１つだけ示す）を含む。図１で見ることができるように、物体との衝突の場合にそれらの間で相対移動を考慮するように、間隙が、掃除機ヘッド２４の端部とそれぞれのアーチ７４の間に存在する。

上述のように、例示的な実施形態の分離装置１０は、ロボット２の前方を形成するようにロボットのドッキングベイ部分５０内に着座してカバー８から突出する円筒容器である。容器１０は、その縦軸線が、ロボット２の縦方向及び横方向軸線Ｌ、Ｘの両方に垂直、及び従ってその円筒／垂直軸線Ｃに実質的に平行であるように直立向き（図では「Ａ」としてラベル付きにした）を有する点に注意されたい。このようにして分離装置１０の一部分をロボット２の前方に露出することで、それを空にする必要がある時にそれをロボット２から取り外すために分離装置にユーザが容易にアクセスすることを可能にする。従って、ユーザは、分離装置１０にアクセスするためにドア、ハッチ、又はパネルを操作する必要はない。更に、分離装置がどのくらい満たされているかをユーザを見ることができるように分離装置を透明にすることができ、従って、機械又は電子容器フルインジケータの必要性を回避する。更に、分離装置、特にサイクロン分離装置は、モータ及びバッテリのような電子構成要素よりも軽いので、ロボットの前方の分離装置の構成は、ロボットが表面を登るのを更に助ける。しかし、従来技術の機械では、より重い構成要素は、前方に位置する傾向があり、一方、塵埃容器は、機械の中心の後方又はこれに向けて位置決めされる。

ロボットの最も前方の部分にあるということは、分離装置１０が、衝突中に障害物と接触するロボットの最初の部分であることを意味し、従って、更に別の利点は、分離装置１０が、ロボット２に対してバンパーとして作用することである。好ましくは、容器は、ロボットが障害物と衝突した場合にある程度の弾性を与えるのに適切な機械的特性のプラスチック材料から作られる。一例は、容器１０に適切な程度の弾性を与えるように適切な厚み（例えば、約０．５ｍｍから２ｍｍ）で製造された透明ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）である。従って、容器１０は、そうでなければカバー８に損傷を与える可能性がある硬い及び／又は鋭い物体からロボット２の主本体をある程度保護する。同様に、容器の弾性は、衝突中に損傷に弱い可能性がある障害物をある程度保護する。

ロボット２は、ハンドル７６の形態の担持手段を更に含み、ロボット２をユーザが取り上げて担持することを可能にする。担持ハンドル７６の詳細は、ここで、同様に図５、図６、及び図７を参照してより詳細に以下に説明する。

この実施形態における担持ハンドル７６は、半円の形態であり、ロボット２の横方向軸線Ｘに沿ってカバー８のいずれかの側に位置する２つの正反対の装着突起７８の間を延びる。ハンドル７６は、ハンドル７６がカバー８の上側周縁８１上の相補的成形凹部又はチャンバ８０の中に嵌合する第１の収容位置と、ハンドル７６がロボット２の縦軸線Ｌに実質的に垂直な平面にあるように上方に延びる展開位置との間の突起７８の周りでピボット回転可能である。ハンドル７６の外面には、ユーザがハンドル７６を展開するために手掛かりを見出すことができる把持部分として機能を果たす溝又はチャンネル９０が設けられる。

ハンドル７６は、図６及び図７に展開して示されている。収容位置では、ハンドル７６は、カバー８の「クリーン」円形プロフィールを維持し、ロボット２の通常作動中に使用妨げにならない。例えば、ハンドル７６の上縁７６ａが、カバー８の側壁７１の上縁８１の続きを形成する方法に注意されたい。ハンドル７６は、その直径の装着配置及びハンドル７６がカバー８の一部分の中に収容される方式によって目立たないだけでなく、ハンドル７６は、担持目的のためにハンドル７６にユーザが容易にアクセスすることを可能にし、担持される時に、ロボット２は、実質的に水平向きのままであり、ロボット２を片手で表面上に容易に取り上げ、担持し、再び下ろすようにする。本明細書には示していないが、ハンドル７６はまた、ピボット突起７８内に収容された適切なコイルバネによってその収容位置の中にバネ付勢することができることを認めるべきである。

収容位置にある時にカバー８の一部分においてぴったり及び控えめに着座することができるハンドル７６に加えて、ハンドル７６はまた、ここで説明するように、構成要素へのアクセス又はこの取り外しを防止するために、ロボット２の更に別の構成要素と係合するように作動可能である。

特に図５、図６、及び図７に明瞭に示すように、カバー８の後部部分は、２つの群の換気ルーバー又はスリット９４が設けられた取外し可能パネル９２をその中に受け入れる開口部９１を含むので、吸引発生器に排出出口を提供する。パネル９２は、ほぼ平坦であり、カバー８の側壁７１の曲率を確認するように湾曲している。パネル９２は、約９０°の円弧に対してカバー８の円周に広がるが、これは、本発明の概念に対して必須でなく、パネル９２をより小さくすることが望ましく、又は代替的に複数のパネルを提供することができる。

カバー８の形状を完全に確認するために、パネル９２の上部部分９２ａは、カバー側壁７１のハンドル凹部８０を模倣するチャンネルを形成するために段を付けるか又は埋め込まれる。従って、ハンドル７６が、収容位置にある時に、それが誤ってロボット２から取り外されるのを防止するように、ハンドル７６は、パネル９２の凹部部分と係合する。ハンドル９６とパネル９２の間で確実に係合するように、ハンドル７６及びパネル９２の一方又は両方は、ハンドル７６が、収容位置の状態にある時にパネル９２上の所定位置へスナップ装着される必要があるように、相補的形態を含むことができる。この目的のために、図示の実施形態では、パネル９２ａの凹部部分は、ハンドル上の相補的成形リブ（図示せず）が係合可能である細長溝又は縦溝９２ｂを含む。ハンドル７６は、従って、取外し可能スナップ式にパネル９２と係合することができる。同様に、ハンドル７６が展開された状態で、溝９２ｂは、ロボット２からパネルを容易に取り外すことができるようにユーザに対して把持特徴を提供する。

パネル９２の上縁は、カバー８の上面７２の上に上方に延びる開口部９１のそれぞれの部分９１ａを補完するような形状にされたリップ部分９２ｃを形成する。パネル９２が開口部９１においてその完全「定」位置にある時に、リップ部分９２ｃは、カバー８の上面７２と同一平面にあるので、パネル９２が正確に位置することへの即時参照をユーザに提供する。

図示の実施形態では、パネルは、ルーバー９４を含むので、ロボット２の吸引発生器のための排出ポートを構成する。従って、この目的のために、図には示していないが、パネル９２はまた、吸引発生器からの空気流がフィルタ要素及びパネル換気ルーバー９４を通してのみ通過することができるように、パネルの機内面に適切に固定されたフィルタ要素（図示せず）を組み込んで気密シールをもたらすことができる。

その取り外しを防止するか又は可能にするようにパネル９２に保持機能を与えるのに加えて、ハンドル７６はまた、更に別の機能を提供する。図６及び図７に見られるように、チャンネル８０の外向き面は、電気ソケットとすることができる第１及び第２の開口部９４、９６を形成する。例示的な実施形態では、第１のソケット９４は、円形であり、電源ジャックのためのソケットとすることができ、第２のジャックは、矩形であり、ロボット２の制御システムのための通信ポート（例えば、ＵＳＢポート）とすることができる。チャンネル８０のそれらの位置により、ユーザは、ハンドル７６が展開位置にある時にソケット９４、９６にアクセス可能であるが、図５に見られるように、ハンドル７６が収容位置にある時にソケットにアクセスすることが防止され、そこで、ハンドル７６は、ソケット９４、９６の少なくとも一部分、しかし、好ましくは、全体を覆う。従って、注意すべきは、ハンドル７６は、複数の役割を果たし、第１に、ハンドル７６は、容易にアクセス可能な担持ハンドルを提供することによってロボット２の携帯性を高め、ロボット２が比較的平坦な向きに担持されることを保証し、第２に、ハンドル７６は、ロボットが作動している時に安全にロボット２の取外し可能パネルを保持するように機能し、第３に、ハンドル７６は、ポート９４、９６における塵埃及びデブリの蓄積による作動中の不注意による損傷に対して保護するロボットの電気ポート６４、９６へのアクセスを選択的に可能にするか又は防止する。

ここで図８、図９、及び図１０を参照すると、それらは、互いの間で相対摺動移動を可能にするように本体６をシャーシ４に取り付ける方法と、その経路において物体との衝突に関する情報を集めるようにロボット２によってこの相対移動を使用する方法とを示している。

シャーシ４と本体６の間で相対摺動移動を可能にするために、前部及び後部係合手段は、それらが、垂直方向、すなわち、ロボット２の縦軸線Ｌに垂直な方向にその円筒軸線に沿って分離できないようにシャーシ４及び本体６を互いに固定するが、僅かに互いに対して摺動することが許容される。

初めに本体６の前部部分に移ると、図８に最も良く示すように、前部係合手段は、本体６の前部部分、具体的にはプラットホーム４８の中心位置に形成されたレーストラック／スタジアム又は傍円台形のようなほぼ長円形になるような形状にされたスロット状開口部１４０を含む。ガジオンピン１４２の形態の摺動可能ピボット部材は、開口部を通して受け入れられ、開口部１４０の下に少し延びるスリーブ部分１４２ａ及び上部フランジ１４２ｂを含む。

係合手段はまた、壁のある凹部１４４の形態のシャーシ４の前方部分上に相補的構造を含み、これはまた、プラットホーム４８の開口部１４０の形状に対応するような形状にされたレーストラックである。本体６は、プラットホーム１４０上の開口部１４０が、シャーシ４の凹部１４４を覆うようにシャーシ４上に装着可能である。ガジオンピン１４２は、次に、スクリューのような好ましい機械的ファスナによって凹部１４４の床に固定され、ガジオンピン１４２は、図８の凹部１４４のその位置にゴーストで示されている。本体６は、従って、垂直分離に対してシャーシ４に接合される。しかし、ガジオンピン１４２は、開口部１４０に摺動可能に保持されながら動かないようにシャーシ４に固定されるので、本体６は、ガジオンピン１４２に対して摺動することができ、及び／又はその丸い形状によりその周りで斜めにピボット回転することができる。

シャーシ４の前方部分はまた、一方は凹部１４４のいずれかの側に位置する２つのチャンネル１４５を含み、それらは、本体６の下部、特に、開口部１４０のいずれかの側のプラットホーム４８上に設けられたそれぞれのローラ１４７に対して支持面として機能を果たす。ローラ１４７は、シャーシ４上に本体６を支持し、２つの部品の間で滑らかな摺動移動を容易にし、図９にゴースト形態で示されている。

後部係合手段は、シャーシ４に対して本体６の後部部分１５０の移動を制約する。図８と図１０の比較から、掃除機ヘッド２４の背後のシャーシ４の後部部分１４６は、それによって本体６の後部部分１５０がシャーシ４に接続される固定装着としても機能を果たすバンプ検出手段１４８を含むことを見ることができる。

バンプ検出手段の各側部は、本体支持手段を含み、両本体支持手段は、同一であるので、簡略化するために一方のみを以下に詳細に説明する。本体支持手段は、シャーシ１５４に形成されたくぼんだ凹部１５４に着座するスリーブ様管状支持部材１５２を含む。この実施形態では、くぼんだ凹部１５４は、シャーシ４の後部部分１４６にわたって固定されたプレート部材１５５の形態の取外し可能シャーシ部分に設けられる。しかし、凹部１５４は、同様にシャーシ４の一体化部分とすることができる。

バネ１５６は、その下端にあるシャーシ１５４に接続されてスリーブ部材１５２を通って延び、バネの端部は、小穴１５８に終端する。スリーブ１５２及びバネ１５６は、本体６がシャーシ４の上に装着される時に、ソケット１６０がスリーブ１５２の上端が位置する隆起壁１６０ａを含む本体６の下部で相補的ソケット１６０と係合する。このように装着する時に、バネ１５６は、ソケット１６０の中心開口部１６２の中に延び、小穴１５８は、本体６内の固定ピンに固定される。固定ピンは、図に示されていないが、バネを取り付けることができるあらゆるピン又は好ましい固定点とすることができる点に注意されたい。

支持スリーブ部材１５２は、シャーシ４と本体６の間に移動可能に装着されるので、スリーブ部材１５２は、本体１５２がロボットの縦軸線「Ｌ」に沿って直線的に「振動する」ことを可能にするが、本体６の後部部分が斜めに旋回することを可能にするあらゆる方向に傾けることができ、ここで更に説明するように後部係合手段によって制約するように約１０度だけガジオンピン１４２の周りでピボット回転する。この実施形態では、バネ１５６は、自己向心力を支持スリーブ部材１５２に与え、それらは、スリーブ部材１５２を直立位置の中に付勢し、この作用はまた、リセット力をバンプ検出システムに与える。代替的な実施形態（図示せず）では、支持スリーブ部材１５２は、中実とすることができ、シャーシに対する本体の位置を「リセット」する力は、代替の付勢機構によって与えることができる。

スリーブ部材１５２は、本体６が一定量の横方向移動によってシャーシ４上に「乗る」ことを可能にするが、それらは、垂直分離に対して本体６の後部部分１５０をシャーシ４に確実に接続しない。この目的のために、バンプ検出手段１４８は、シャーシ４上に設けられたそれぞれのピン１６４、１６６と係合する本体６上に設けられたポスト又はロッド１６０、１６２の形態の第１及び第２の案内部材を含む。図１０で見ることができるように、ピン１６４、１６６は、プレート部材１５５に形成されたそれぞれの窓１６８、１７０を通って延び、そこでそれぞれの座金１７２、１７４によって保持される。本体６の後部部分１５０をシャーシ４の後部部分１４６の上に装着するために、案内部材１６０、１６２は、それらがそれらのそれぞれの座金１７２、１７４と接触するまでピン１６４、１６６の上に押し込み圧入される。本体６の後部部分１５０の移動は、従って、制約され、窓が案内軌道として機能を果たすように、窓１６８、１７０の形状に適合する。この実施形態では、窓１６８、１７０は、ほぼ三角形の形状であるので、これは、本体６がガジオンピン１４２に対して直線的に摺動するが、窓１６８、１７０によって設定された移動量限界内でその周りで斜めに旋回することを許容することになる。しかし、本体６の許容移動は、窓１６８、１７０の適切な再形成によって変更することができる点に注意されたい。

バンプ検出手段１４８はまた、シャーシ４に対する本体６の移動を検出するためのスイッチ手段１８０を含む。スイッチ手段１８０は、本体６がシャーシ４に装着される時に、シャーシ４の後部部分１４６の中心部分に設けられたアクチュエータ１８２のいずれかの側部に位置する本体６の後部部分１５０の下部に設けられた第１及び第２の小型のスナップ作動スイッチ１８０ａ、１８０ｂ（「マイクロスイッチ」としても公知である）を含む。この実施形態では、アクチュエータ１８２は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂを起動するための傾斜前縁を有する楔形の形態を取る。図には示していないが、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段と接続される。楔形アクチュエータ１８２に対するスイッチ１８０ａ、１８０ｂの位置は、図１０に示されており、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、点線で示されている点に注意されたい。図示のように、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、それらの起動アーム１８３が、直接隣接して楔形アクチュエータ１８２の傾斜前方縁部のいずれかの側に位置決めされるように位置決めされる。

スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボット２が、ロボットが部屋の周囲で掃除タスクをナビゲートしている時に障害物と衝突する状況において起動される。このようなバンプ検出機器は、このようなロボットの感知及びマッピングシステムが当てにならない可能性があり、時間に間に合うように障害物が検出されない場合があるので自律真空掃除機に対して望ましい。他のロボット真空掃除機は、衝突を検出するための手段が必須になる「ランダム跳ね返り」手法で作動する。従って、バンプ検出機器は、ロボットが回避作用を取ることができるように衝突を検出すべきである。例えば、制御手段は、単にロボットを反転し、次に、異なる方向に前方移動を取り、又は代替的に前方移動を止めて９０°又は１８０°回転させ、次に、再び前方移動を取るように判断することができる。

スイッチ１８０ａ、１８０ｂの起動は、ここで、異なるバンプ状況下のシャーシ４、本体６、及びバンプ検出手段を表す概略図を示す図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃ、及び図１１ｄを参照して説明する。以下の図では、前図と共通の部品は、同じ参照番号で呼ばれる。

図１１ａは、本体６、シャーシ４、ガジオンピン１４２、本体ピボット開口部１４０、スイッチ１８０ａ、１８０ｂ、及び非衝突位置の楔形アクチュエータ１８２の相対位置を示している。図示のように、いずれのスイッチ１８０ａ、１８０ｂも、参照記号「Ｘ」によって示すように起動していない。

図１１ｂは、矢印Ｃによって示すように「真正面の」位置で障害物と衝突状態のロボット２を示している。本体６は、直線的に後方に、すなわち、その縦軸線Ｌに沿って移動することを可能にし、従って、２つのスイッチ１８０ａ、１８０ｂは、楔形アクチュエータ１８２に対して後方に移動し、それによって「ティック」又は「チェック」マークによって示すように実質的に同時にスイッチ１８０ａ、１８０ｂをトリガする。

代替的に、ロボット２が、図１１ｃの矢印Ｃによって示すようにその右側で障害物と衝突する場合、本体６は、左にガジオンピン１４２の周りで旋回させられることになり、それらの状況では、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して左に移動することになり、その結果、右側スイッチ１８０ｂは、スイッチ１８０ｂのためのチェックマークによって示すように左側スイッチ１８０ａの起動の前に起動される。

反対に、ロボット２が、図１１ｄの矢印Ｃによって示すようにその左側で障害物と衝突する場合、本体６は、右に旋回させられることになり、その場合には、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して右に移動することになり、これは、従って、スイッチ１８０ａのためのチェックマークによって示すように右側スイッチ１８０ｂの前に左側スイッチ１８０ａをトリガする。

図１１ｃ及び図１１ｄに示す斜角衝突において、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのうちの一方のみが起動するように示されているが、このような衝突はまた、スイッチのうちの他方を例え最初に起動したスイッチよりも後であっても起動することができることを認めるべきである。

スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段に接続されるので、制御手段は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのトリガをモニタすることによって衝突の方向と、スイッチのトリガイベントの間の相対的タイミングとを識別することができる。

ロボット２は、本体６とシャーシ４の間の相対的直線及び角度移動を感知することによって衝突を検出することができ、従って、本発明は、公知のロボット真空掃除機では普通であるバンプシェルをロボットの前部の上に装着する必要性を回避する。バンプシェルは、脆弱でかさ高い可能性があるので、本発明は、ロボットの堅牢性を増大し、またサイズ及び複雑性の低減を可能にする。

感知手段は、楔形アクチュエータのいずれかの側に配置されたスナップ作動スイッチを含み、このような配置は、本体が直線的に（両スイッチが同時に起動する）又は斜めに（一方のスイッチが他方の前に起動する）移動する時にスイッチを起動することを可能にすると説明した。しかし、当業者は、他のスイッチ機構、例えば、ライトゲートスイッチ、又は磁気／ホール効果スイッチのような無接点スイッチが可能であることを認めるであろう。

作動中に、ロボット２は、それ自体をその環境の周りを自動的に推進することができ、再充電可能なバッテリパック（図示せず）で動く。これを達成するために、ロボット２は、図１２に概略的に示している適切な制御手段を担持する。制御手段は、その様々なセンサから受信した信号を処理して適切な方式でロボット２を駆動するように適切な制御回路を含んで機能を処理するコントローラ２００の形態を取る。コントローラ２００は、ロボットが、掃除するためにその環境をマップして最適ルートを計画するように、その現在置かれた環境に関する情報を集めるロボット２のセンサ一式２０２の中に接続される。図には示していないが、センサ一式２０２は、前方に経路を遮るものがない視野を提供するロボットの前方の直立突出部７３に位置することができる。センサ一式は、ある環境における様々な特徴部からのロボット２の距離、並びにそれらの特徴部のサイズ及び形状を表す情報を有するコントローラ２００ｓを提供する赤外線及び超音波送信機及び受信機を含むことができる。更に、コントローラ２００は、図１２に２１０のラベル付きにした吸引ファンモータ、及びそれらの構成要素を適正に駆動して制御するためにブラシバーモータ２１２に接続される。コントローラ２００は、従って、清掃される部屋の周囲でロボット２をナビゲートするように牽引ユニット２０を制御するように作動可能である。ロボット真空掃除機を作動及び操作する詳細な方法は、本発明に対して必須でなく、いくつかのこのような制御方法は、当業技術で公知である点に注意されたい。例えば、１つの詳細な作動方法は、ＷＯ００／３８０２５により詳細に説明されており、そのナビゲーションシステムでは、光検出デバイスが使用される。これは、光検出デバイスによって検出された光レベルが、光検出デバイスによって予め検出された光レベルと同じか又は実質的に同じである時を識別することによって掃除機がそれ自体部屋の中に位置付けることを可能にする。

メモリモジュール２０１には、その処理機能を実施するコントローラが設けられ、メモリモジュール２０１は、代替的に本明細書に示すような個別の構成要素の代わりにコントローラ２００の中に一体化することができることを認めるべきである。

コントローラ２００はまた、ユーザインタフェース７０、牽引ユニット２０上に設けた回転符号化器のような適切な回転感知手段２０８、及び本明細書に後でより詳細に説明するバンプ検出手段２０６からの適切な入力情報を有する。電力及び制御入力情報は、コントローラ２００から牽引ユニット２０に、並びに吸引モータ２１０及びブラシバーモータ２１２にも提供する。

最後に、電力入力は、バッテリパック２１４からコントローラ２００に供給され、充電器インタフェース２１６が設けられ、それによってコントローラ２００は、バッテリ供給電圧が好ましい閾値を下回った時にバッテリパック２１４の充電を行うことができる。充電器インタフェース２１６は、上述の電気入力ソケット９４とすることができる。更に、電子通信入力／出力線２１８は、コントローラが外部コンピュータにデータを提供し、例えば、診断目的のために、必要に応じてコントローラ２００を再プログラム化することを可能にするために提供される。入力／出力線２１８は、上述のデータポート９６とすることができる。

多くの変形は、本発明の概念から逸脱することなく可能である。例えば、ロボット２は、ほぼ円形の平面プロフィールと説明したが、それは、円形以外に他の多角形円筒体の形態を取ることができ、限定空間における操作性を主に考慮するものであることが認められるであろう。例えば、主本体は、五角形又は八角形円筒体、更に正方形断面円筒体の一般的な形態を取ることができる。同じことが、分離装置にもいえる。主本体は、この特定的な実施形態では円形断面を有する円筒容器であると説明したが、主本体はまた、正方形又は矩形断面を有するむしろ箱様構造のような他の形態、又は多角形ベースを有する円筒体の別の形態を取ることができる。

同様に、ロボット２は、収容位置にある時にハンドル７６が係合する単一パネル９２を有すると説明したが、代替的に、異なる機能に対して複数のパネルを設けることができる。

上記実施形態では、本体６は、シャーシの周りで直線的に及び斜めに移動することができると説明されている。しかし、これは、衝突が広範な角度から検出することができるようなものであること、及び本発明はまた、本体が直線的に又は斜めにそのような移動の組合せの代わりにシャーシまで移動するバンプ検出システムにあることを認めるべきである。

本発明に関する上記の教示を考慮に入れるならば、本発明の種々の変更が可能であることは明白である。本発明は、特許請求の範囲において特定したものとは異なる態様で実施することも可能である。

本発明に関連する好ましい態様として、例えば、以下のものをあげることができる。
〔態様１〕
自律真空掃除機であって、
円筒軸線である第１の軸線を有し、かつ、汚れ空気入口、清浄空気出口、前記汚れ空気入口と前記清浄空気出口の間の空気流路を収容する主本体と、
前記汚れ空気入口と前記清浄空気出口の間の前記空気流路に配置された分離装置とを含み、前記分離装置は、第２の軸線を有していて、
前記分離装置は、前記第２の軸線が前記主本体の前記第１の軸線と平行であるように向けられていて、
前記分離装置の一部分が、真空掃除機の前記主本体の前方部分から突出する、
ことを特徴とする自律真空掃除機。
〔態様２〕
前記主本体は、平坦な上面を形成し、前記分離装置は、前記主本体の前記上面と同一平面上にある平坦な上面を形成する、ことを特徴とする、態様１に記載の真空掃除機。
〔態様３〕
前記分離装置を受け入れ可能であるドッキングベイ部分を含み、前記ドッキングベイ部分は、前記分離装置の外側プロフィールを補完するような形状にされることを特徴とする態様１又は態様２に記載の真空掃除機。
〔態様４〕
前記主本体は、前記分離装置の下端を支持するプラットホーム部分を含むことを特徴とする、態様３に記載の真空掃除機。
〔態様５〕
前記主本体は、前記分離装置の両側に位置する第１のアーム部分及び第２のアーム部分を形成することを特徴とする、態様３又は態様４に記載の真空掃除機。

〔態様６〕
前記第１のアーム部分及び前記第２のアーム部分は、センサハウジングであることを特徴とする、態様５に記載の真空掃除機。
〔態様７〕
前記主本体は、前記汚れ空気入口から前記清浄空気出口までの前記空気流路に沿って空気流を発生させるための空気流発生器を含むことを特徴とする、態様３から態様６のいずれか１項に記載の真空掃除機。
〔態様８〕
前記主本体は、シャーシを含み、前記シャーシは、表面上に前記主本体を支持するための牽引手段と、前記汚れ空気入口を形成する掃除機ヘッドとを含むことを特徴とする、態様３から態様７のいずれか１項に記載の真空掃除機。
〔態様９〕
前記主本体は、円筒形であることを特徴とする、態様１から態様８のいずれか１項に記載の真空掃除機。
〔態様１０〕
前記分離装置は、円筒形であることを特徴とする、態様１から態様９のいずれか１項に記載の真空掃除機。

２ ロボット
８ 外側カバー
６ 主本体
１０ 分離装置
５２ 汚れ空気入口
６１ 清浄空気出口
７０ ユーザ制御インタフェース
７３ アーム

Claims (9)

1. 自律真空掃除機であって、
   円筒軸線である第１の軸線を有し、かつ、汚れ空気入口、清浄空気出口、前記汚れ空気入口と前記清浄空気出口との間の空気流路を収容する主本体と、
   前記汚れ空気入口から前記清浄空気出口までの前記空気流路に沿って空気流を発生させるための空気流発生器と、
   使用中に前記自律真空掃除機を動かすためのバッテリパックと、
   前記汚れ空気入口と前記清浄空気出口の間の前記空気流路に配置された分離装置とを含み、前記分離装置は、第２の軸線を有していて、
   前記分離装置は、前記第２の軸線が前記主本体の前記第１の軸線と平行であるように向けられていて、
   前記分離装置の一部分が、前記真空掃除機の前記主本体の前方部分から突出していて、 前記空気流発生器及び前記バッテリパックの両方が、前記自律真空掃除機の前方向に対して前記分離装置の後方に、前記主本体に配置され、
   前記分離装置の後方において、前記自律真空掃除機の横方向における前記主本体の一方の側に前記空気流発生器が配置され、前記主本体の他方の側に前記空気流路における前記汚れ空気入口と前記分離装置との間の部分が配置される、
   ことを特徴とする自律真空掃除機。
2. 前記主本体は、平坦な上面を形成し、
   前記分離装置は、前記主本体の前記上面と同一平面上にある平坦な上面を形成する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の真空掃除機。
3. 前記分離装置を受け入れ可能であるドッキングベイ部分を含み、前記ドッキングベイ部分は、前記分離装置の外側プロフィールを補完するような形状にされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空掃除機。
4. 前記主本体は、前記分離装置の下端を支持するプラットホーム部分を含むことを特徴とする、請求項３に記載の真空掃除機。
5. 前記主本体は、前記分離装置の両側に位置する第１のアーム部分及び第２のアーム部分を形成することを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の真空掃除機。
6. 前記第１のアーム部分及び前記第２のアーム部分は、センサハウジングであることを特徴とする、請求項５に記載の真空掃除機。
7. 前記主本体は、シャーシを含み、前記シャーシは、表面上に前記主本体を支持するための牽引手段と、前記汚れ空気入口を形成する掃除機ヘッドとを含むことを特徴とする、請 求項３から請求項６のいずれか１項に記載の真空掃除機。
8. 前記主本体は、円筒形であることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の真空掃除機。
9. 前記分離装置は、円筒形であることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の真空掃除機。

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