JP6813035B2 - 掃除ロボット及びその清掃機構 - Google Patents

Description

本発明は、清掃機器の技術分野に関する。具体的には、清掃ロボット及びその清掃機構に関する。

掃除ロボットは、清掃する人々へのプレッシャを低減する自動清掃装置である。掃除ロボットは、概して、ローラブラシ、ローラ、汚水収集タンク、清浄水タンクを備える構造を採用する。
清浄水は、汚水収集タンクの１つの端部からローラに供給される。ローラから搾出された汚水は、負圧を通じて汚水タンク内に吸収される。汚水は、概して、汚水収集タンクの底部に突起を提供することによって搾出され、これがローラの表面を押圧して、ローラから汚水を搾出する。
ローラと突起との間の摺動摩擦に起因して、ローラのモータ上の負荷が増加し、それによって、より多くのエネルギーを消費し、掃除ロボットの電池寿命を低減させる。突起の凹部のローラ内の小さい奥行きは、汚水を搾出する能力を制限する。更に、汚水収集タンクとローラとの間の摩擦は、比較的大きい。

このことに基づき、高い搾出能力を有し、エネルギー消費を低減し、かつ騒音を低減することができる清掃機構を提供することが必要である。
また、本発明は、清掃ロボットを提供する。

本発明の目的を達成するために、以下の技術的解決法を採用する。
本発明に係る清掃機構の実施態様は、可撓性ローラと、可撓性ローラを回転させるように駆動するためのモータと、搾水ローラと、ローラブラシと、汚水収集タンクと、を含む。汚水収集タンクは、可撓性ローラの上方に位置付けられ、搾水ローラは、汚水収集タンクに隣接して配設される。搾水ローラの中心は、可撓性ローラの中心と平行に配設され、搾水ローラの表面は、可撓性ローラの表面に押圧される。ローラブラシは、可撓性ローラに接触する。可撓性ローラが回転するとき、搾水ローラは、可撓性ローラから汚水を汚水収集タンク内に押し出す。

上記清掃機構は、搾水ローラによって汚水を搾出する方法を採用する。摺動摩擦の代わりに、可撓性ローラと搾水ローラとの間の回転摩擦に起因して、可撓性ローラへの抵抗が低減され、それによって、搾出プロセスにおけるエネルギー消費を低減する。回転摩擦に起因する騒音もまた、摺動摩擦に起因する騒音に比較して結果的に低減される。搾水ローラは、必要に応じた、かつ汚水収集タンクによって制限されない押圧の奥行きで設置することができる。搾水ローラの奥行きが増加するにつれて、搾出能力が強化される。

他の実施態様は、搾水ローラは、硬質材料から作製される。

他の実施態様は、搾水ローラは、可撓性ローラを押圧して、可撓性ローラの表面上に凹部を形成する。搾水ローラの約４分の１〜２分の１が、凹部内に位置付けられている。

他の実施態様は、搾水ローラの３分の１が、凹部内に位置付けられる。

他の実施態様は、搾水ローラの数は、１つであり、搾水ローラ及びローラブラシは、汚水収集タンクの２つの側部にそれぞれ位置付けられる。

他の実施態様は、搾水ローラの数は、２つであり、汚水収集タンクの両方の側部上にそれぞれ配設される。

他の実施態様は、ごみ収集箱を更に含む。ごみ収集箱は、可撓性ローラの１つの側部、かつローラブラシの直下に位置付けられる。ごみ収集箱の１つの側部は、可撓性ローラに当接する。

他の実施態様は、スクレーパを更に備え、スクレーパが円弧形状に配設され、可撓性ローラに当接するごみ収集箱の側部に接続された１つの端部を有する。

他の実施態様は、荷重支持ホイールを更に備え、荷重支持ホイールがごみ収集箱とスクレーパとの間に位置付けられ、ごみ収集箱とスクレーパにそれぞれ当接する。

本発明に係る清掃ロボットの実施態様は、上記清掃機構を備える。

本発明の第１実施形態に係る清掃機構の全体構造の概略図である。 清掃機構の構造の概略図である。 本発明の第２実施形態に係る清掃機構の全体構造の概略図である。 本発明の第４実施形態に係る清掃機構の概略図である。 清掃機構の構造の概略図である。 本発明の第５実施形態に係る清掃機構の概略図である。 本発明の第６実施形態に係る清掃機構の概略図である。

本発明内容の理解を容易にするために、添付の図面を参照しながら、以降に本発明内容をより十分に説明する。本発明の好ましい実施形態が、添付の図面に示される。ただし、本発明は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されない。むしろ、これらの実施形態は、本発明が徹底的かつ完全となるように提供される。要素が別の要素に「固定され」ているとして言及されるとき、それは、他の要素の上に直接あってもよく、介在要素があってもよいことに留意するべきである。要素が別の要素に「接続され」ていると考えられるとき、それは、他の要素に直接接続されてもよく、又は介在要素が存在してもよい。別途定義しないかぎり、本明細書に使用されるすべての技術的用語及び科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解される意味と同様の意味を有する。本明細書の本発明の説明において使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定することを意図するものではない。

〔第１実施形態〕
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係る清掃ロボットは、シェルと、シェル内に位置付けられた清掃機構１００と、を含む。
清掃機構１００は、可撓性ローラ１０と、可撓性ローラ１０の上方に位置付けられた汚水収集タンク２０と、を含む。
搾水ローラ３０は、可撓性ローラ１０の１つの側部上に位置付けられ、ローラブラシ４０は、可撓性ローラ１０の側部上に位置付けられ、かつ可撓性ローラ１０に接触し、ごみ収集箱５０は、可撓性ローラ１０の側部上かつローラブラシ４０の下に位置付けられる。
モータ１３は、可撓性ローラ１０を回転させるように駆動し、可撓性ローラ１０は、回転するとき地面上の汚れを除去することができる。可撓性ローラ１０が回転するとき、搾水ローラ３０は、可撓性ローラ１０内の汚水を汚水収集タンク２０内に押圧して、汚水を収集する。
ローラブラシ４０は、ローラブラシモータによって駆動されて、可撓性ローラ１０上の汚れを除去し、その汚れを、ローラブラシ４０の下方のごみ収集箱５０内に落下させて、汚れを除去する。

可撓性ローラ１０の回転軸は、硬質材料から作製され、周縁部は、例えば、スポンジ、綿布、又は同様のものなどの可撓性材料から作製され、そのため水が容易に吸収され、清掃機能が容易に実現される。可撓性ローラ１０は、モータによって回転するように駆動され、モータは、シェルの内部に取り付けられる。

汚水収集タンク２０は、可撓性ローラ１０から排出された汚水を収集するため、かつ清浄水を可撓性ローラ１０上にガイドして、可撓性ローラ１０に清浄水を供給するために、可撓性ローラ１０の上方に位置付けられる。汚水収集タンク２０の底部は、清浄水を排出し、汚水を受容するための複数の小孔を備える。この実施形態において、汚水収集タンク２０と可撓性ローラ１０との間に小さい間隙があり、汚水収集タンク２０内への汚水の流入を促進し、可撓性ローラ１０の回転を促進する。

搾水ローラ３０は、円筒形状を有し、搾水ローラ３０は、汚水収集タンク２０に近接して配設されて、汚水を汚水収集タンク２０内に押圧する。搾水ローラ３０の表面は、可撓性ローラ１０の表面に押圧される。本実施形態において、搾水ローラ３０と汚水収集タンク２０の側部表面との間に間隙がある。
搾水ローラ３０は、可撓性ローラ１０の表面が凹部１２を形成するように可撓性ローラ１０を押圧し、搾水ローラ３０の４分の１〜２分の１が、凹部１２内に位置付けられる。これは、可撓性ローラ１０の通常の回転には影響しないであろうが、汚水が可撓性ローラ１０から搾出されることを可能にする。当然のことながら、可撓性ローラ１０はまた、凹部１２内に位置付けられた搾水ローラ３０の一部がより大きいとき、回転することができる。本実施形態において、搾水ローラ３０の３分の１は、凹部１２内に位置付けられ、これは、最適な押下サイズである。

搾水ローラ３０の数は１つ以上であってもよく、複数の搾水ローラ３０は、清掃機構１００の通常動作に影響を与えることなく使用され得るということが理解され得る。本実施形態において、搾水ローラ３０の数は、１つであり、搾水ローラ３０及びローラブラシ４０は、汚水収集タンク２０の２つの側部上にそれぞれ位置付けられる。

搾水ローラ３０は、硬質材料から作製されて、可撓性ローラ１０の押圧を促進する。例えば、搾水ローラ３０は、木質材料、プラスチック材料、金属材料、又は同様のものから作製され、上記目的を達成することができる。搾水ローラ３０は、シェル内に、例えば、シェルに接続されて、取り付けられ、又は汚水収集タンク２０近くの取り付けブラケットを通じてシェル内に取り付けられる。

ごみ収集箱５０は、可撓性ローラ１０の１つの側部、かつローラブラシ４０の直下に位置付けられる。ごみ収集箱５０の１つの側部は、可撓性ローラ１０に当接し、そのため可撓性ローラ１０により払い落されたごみがごみ収集箱５０内に落下することができる。ごみ収集箱５０は、Ｕ字形状であるが、角部は、四角形状に配置される。

更に、スクレーパ５１は、可撓性ローラ１０上のごみをこすり落とすために、可撓性ローラ１０に近接するごみ収集箱５０の側部上に提供される。荷重支持ホイール６０は、ごみ収集箱５０の耐荷性を増加させるために、ごみ収集箱５０とスクレーパ５１との間に配設される。スクレーパ５１は、円弧形状に配設され、可撓性ローラ１０に当接するごみ収集箱５０の１つの側部に接続されている１つの端部を有する。

〔第二実施形態〕
図３を参照すると、本実施形態の清掃機構２００は、搾水ローラ３０の数が２つであり、汚水収集タンク２０の２つの側部上にそれぞれ配設される点で、第一実施形態とは異なる。
すなわち、搾水ローラ３０のうちの１つが、汚水収集タンク２０の左側に位置付けられ、汚水収集タンク２０の近くに配設され、他方の搾水ローラ３０が、汚水収集タンク２０の右側に位置付けられ、汚水収集タンク２０の近くに配設される。ローラブラシ４０は、搾水ローラ３０の下方に配設され、かつ搾水ローラ３０に隣接して配設されて、清掃機構２００全体の容積を低減する。

〔第３実施形態〕
この実施形態の清掃機構は、搾水ローラ３０の数が３つであり、汚水収集タンク２０の２つの側部上にそれぞれ配設される点で、第一実施形態とは異なる。
すなわち、搾水ローラ３０のうちの１つが、汚水収集タンク２０の左側に位置付けられ、汚水収集タンク２０の近くに配設され、他方の搾水ローラ３０が、汚水収集タンク２０の右側に位置付けられ、汚水収集タンク２０の近くに配設される。ローラブラシ４０は、搾水ローラ３０の下方に配設され、かつ搾水ローラ３０の近くに配設されて、清掃機構１００全体の容積を低減する。最後の搾水ローラ３０は、汚水収集タンク２０の左側で搾水ローラ３０の下方に配設され、汚水を搾出するように作用することもできる。

〔第４実施形態〕
図４及び図５を参照すると、本実施形態の清掃機構３００は、清掃機構３００が、可撓性ローラ１０を清掃するための清浄水及び可撓性ローラ１０によって生成された汚水を収容するために使用される水タンク７０を更に含む点で、第一実施形態とは異なる。水タンク７０は、閉鎖構造である。

清掃機構３００は、水タンク本体７１と、水タンク本体７１内に配設された仕切り部材７２と、を含む。
仕切り部材７２は、水タンク本体７１を、第一チャンバ７３及び第二チャンバ７４に分割する。第一チャンバ７３は、第一パイプ７５と連通する。第二チャンバ７４は、第二パイプ７６と連通する。
第一チャンバ７３は、清浄水又は汚水を収容するためのものであり、第二チャンバ７４は、汚水又は清浄水を収容するためのものである。
仕切り部材７２は、第一チャンバ７３及び第二チャンバ７４の容量を調整するために、外力又は水圧によってタンク本体７１の内壁に沿って移動させることができ、水タンクの容積を低減し、使用時にタンク本体７１を可撓性にすることができる。
ユーザの力等の外力が、仕切り部材７２を直接切り替える。第一パイプ７５及び第二パイプ７６は、汚水収集タンク２０と、それぞれ連通する。

第一チャンバ７３が清浄水を保持するために使用されるとき、第二チャンバ７４は、汚水を保持するために使用される。第一チャンバ７３が汚水を保持するために使用されるとき、第二チャンバ７４は、清浄水を保持するために使用される。この実施形態において、第一チャンバ７３は、清浄水を保持するためのものであり、第二チャンバ７４は、汚水を保持するためのものである。
すなわち、第一パイプ７５は、清浄水パイプであり、第一チャンバ７３は、清浄水空洞であり、第二パイプ７６は、汚水パイプであり、第二チャンバ７４は、汚水空洞である。第一パイプ７５及び第二パイプ７６は、両方とも汚水収集タンク２０に接続される。第一パイプ７５は、汚水収集タンク２０に清浄水を提供し、第二パイプ７６は、汚水収集タンク２０内の汚水を受容する。

この実施形態において、仕切り部材７２は、ピストン７２０及びガイド部材７２１を含む。ピストン７２０は、水タンク本体７１の内壁に当接する。
ガイド部材７２１は、水タンク本体７１に移動可能に接続される。ピストン７２０は、水圧に起因して、水タンク本体７１の内壁に沿って移動して、第一チャンバ７３及び第二チャンバ７４の容量を調節する。
例えば、水タンク本体７１に入る清浄水の容積が、水タンク本体７１に入る汚水の容積よりも大きいとき、ピストン７２０は、清浄水の水圧に供されて、汚水チャンバに向かって移動する。逆に、水タンク本体７１に入る汚水の容積が、水タンク本体７１に入る清浄水の容積よりも大きいとき、ピストン７２０は、汚水の水圧に供されて、清浄水チャンバに向かって移動する。

この実施形態において、水タンク本体７１の側壁は、ガイド孔７７を画定する。ガイド部材７２１は、ピストン７２０を移動させるようにガイドするために、ガイド孔７７内に封止して取り付けられる。ガイド部材７２１は、水漏れが防止され得ることを確実とするために、ガイド孔７７内に封止して取り付けられる。
例えば、封止ゴムリングが、ガイド孔７７の周囲上に配設される。好ましくは、ガイド孔７７は、水が、ガイド孔７７を通じてタンク本体７１からの漏れを防止することができるように、水タンク本体７１の頂部近くの位置において配設される。他の実施形態において、ガイド孔７７は、水タンク本体７１の他の位置において形成される。

この実施形態において、ガイド部材７２１は、水タンク本体７１の左側又は右側に移動可能に接続される。すなわち、ガイド孔７７は、水タンク本体７１の左側又は右側上に形成される。第一パイプ７５は、水タンク本体７１の右側と連通し、第二パイプ７６は、水タンク本体７１の左側と連通する。

更に、清浄水ポンプ７８は、第一パイプ７５上に配設されて、清浄水が汚水収集タンク２０内に圧送されるための動力を提供する。
第二チャンバ７４は、パイプを通じて真空ポンプ７９と接続される。真空ポンプ７９は、汚水収集タンク２０内の汚水を第二チャンバ７４内に引き込むために、第二チャンバ７４の負圧を増加させることができる。

更に、水位センサは、第二チャンバ７４の内壁上に配設され、警報機が、清掃ロボット上に配設される。警報器は、水位センサと電気的に接続される。
第二チャンバ７４が汚水で満杯になると、水位センサは水位信号を感知して、水位信号を警報器に送信する。警報機は、ユーザに汚水タンクを清掃することを想起させる。

〔第５実施形態〕
図６を参照すると、本実施形態の清掃機構４００は、ガイド部材７２１が、水タンク本体７１の上部又は底部に移動可能に接続されている点で、第４の実施形態とは異なる。
すなわち、ガイド孔７７は、水タンク本体７１の上部又は底部で開口する。第一パイプ７５は、水タンク本体７１の下部と連通し、第二パイプ７６は、水タンク本体７１の上部と連通する。

〔第６実施形態〕
図７を参照すると、本実施形態の清掃機構５００は、仕切り部材７２がリーフ７２２及び回転シャフト７２３を含む点で、第４の実施形態とは異なる。リーフ７２２は、第一仕切り７２４及び第二仕切り７２５を含む。第一仕切り７２４及び第二仕切り７２５は、水圧に起因して、回転シャフト７２３に沿ってそれぞれ回転するように、回転シャフト７２３にそれぞれ枢動可能に接続される。
第一仕切り７２４及び第二仕切り７２５は、水タンク本体７１にそれぞれ当接し、回転シャフト７２３は、第一仕切り７２４及び第二仕切り７２５が、第一チャンバ７３及び第二チャンバ７４を形成するように、水タンク本体７１に接続される。１つの側部上の水圧が大きいとき、第一仕切り７２４及び第二仕切り７２５は、反対方向に移動して、第一チャンバ７３及び第二チャンバ７４の容量を調節する。

上で言及された実施形態は、本発明のいくつかの実施形態を単に例示するものであり、その記述はより具体的かつ詳細なものであるが、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、当業者によっていくつかの変形形態及び設計変更がなされ得ることに留意されたい。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定められるべきである。

Claims (10)

1. 可撓性ローラと、
   前記可撓性ローラを回転させるように駆動するモータと、
   第一搾水ローラと、
   ローラブラシと、
   汚水収集タンクと、
   を備え、
   前記汚水収集タンクが前記可撓性ローラの上方で前記可撓性ローラとの間に間隙を有して配設され、
   前記第一搾水ローラが前記汚水収集タンクに隣接して配設され、
   前記第一搾水ローラの中心軸が前記可撓性ローラの中心軸と平行に配設され、前記第一搾水ローラの表面が前記可撓性ローラの表面に押圧され、
   前記ローラブラシが前記可撓性ローラに接触し、
   前記可撓性ローラが回転するとき、前記第一搾水ローラが前記可撓性ローラ内の汚水を前記汚水収集タンク内に押し出す清掃機構。
2. 前記第一搾水ローラが硬質材料から作製される、請求項１に記載の清掃機構。
3. 前記第一搾水ローラが前記可撓性ローラを押圧して、前記可撓性ローラの前記表面上に凹部を形成し、
   前記第一搾水ローラが前記凹部内に設けられ、
   前記第一搾水ローラの４分の１〜２分の１が前記凹部内に設けられている、請求項１又は２に記載の清掃機構。
4. 前記第一搾水ローラと前記ローラブラシの間に前記汚水収集タンクが設けられている、請求項１に記載の清掃機構。
5. 第二搾水ローラを更に備え、
   前記第一搾水ローラと前記第二搾水ローラの間に前記汚水収集タンクが設けられている、請求項１に記載の清掃機構。
6. ごみ収集箱を更に備え、
   前記ごみ収集箱が前記可撓性ローラの後方側に設けられ、かつ、前記ローラブラシの直下に設けられ、
   前記ごみ収集箱の前方側の側部が前記可撓性ローラに当接する、請求項１に記載の清掃機構。
7. スクレーパを更に備え、
   前記スクレーパが円弧形状であり、前記前方側の側部に接続されている、請求項６に記載の清掃機構。
8. 荷重支持ホイールを更に備え、
   前記荷重支持ホイールが前記ごみ収集箱と前記スクレーパとの間に設けられる、請求項７に記載の清掃機構。
9. 前記汚水収集タンクの前方部に凹部が形成され、
   前記第一搾水ローラが前記凹部内に配置されて前記可撓性ローラを押圧する、請求項１に記載の清掃機構。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の清掃機構を備える掃除ロボット。