JP7292652B2 - 自律式表面清掃ロボット - Google Patents

Description

本発明の開示は、自律移動式ロボットを用いた床清掃に関する。

タイル張りの床及び調理台は、日常的に清掃が必要であり、そのうちの一部は、汚れ中の乾燥物を除去するために磨き洗浄を伴う。従来的に、床面から汚れ及び他の汚れた染み（例えば、汚れ、油、食品、ソース、コーヒー、コーヒーかす）を除去するために濡れたモップが使用される。濡れ清掃のための流体は、清掃ブラシ又はパッドを用いて分配することができ、又は事前に塗布することができる。自律式ロボットは、人間からのいずれの誘導もなく非構造化環境内で特定の仕事を実行するロボットである。床掃除機能を実行することができるいくつかのロボットが利用可能である。ロボットが横断した表面から汚れを磨き洗浄して除去することができる自律式表面清掃ロボットは、所有者を他の仕事をするか又は余暇を楽しむように自由にする。

本発明の開示の１つの態様は、ロボット本体と、駆動システムと、清掃アセンブリとを有する移動式ロボットを提供する。洗浄アセンブリは、パッドホルダ、流体アプリケータ、及びコントローラを含む。駆動システムは、ロボット本体を支持して床面を横切ってロボットを操縦する。清掃アセンブリは、ロボット本体上に配置され、かつパッドホルダと、流体アプリケータと、駆動システム及び清掃システムと通信するコントローラとを含む。パッドホルダは、中心及び側縁を有する清掃パッドを受け入れるように構成される。液体アプリケータは、床面上に流体を塗布（ａｐｐｌｙ）するように構成される。コントローラは、清掃ルーチンを実行しながら駆動システム及び流体アプリケータを制御する。清掃ルーチンは、ロボットのフットプリント区域（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ ａｒｅａ）と実質的に等しい区域に流体を塗布する段階と、塗布流体で清掃パッドを湿らせるために清掃パッドの中心及び側縁を区域を通して別々に移動させる移動パターンでロボットを区域に戻す段階とを含む。

本発明の開示の実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。一部の実施では、清掃ルーチンは、清掃パッドを湿らせるために流体を表面に初期体積流量で塗布する段階を更に含み、初期体積流量は、清掃パッドを湿らせた時の後続体積流量よりも相対的に高い。

一部の実施例では、流体アプリケータは、清掃パッドの前及び移動式ロボットの進行方向にある区域に流体を塗布する。一部の実施例では、流体は、清掃パッドが以前に占有した区域（ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ａｒｅａ）に塗布される。一部の実施例では、清掃パッド４００が占有した区域は、コントローラ１５０にアクセス可能である記憶マップ上に記録される。

一部の実施例では、流体アプリケータは、流体を塗布する直前に少なくとも１つのロボットのフットプリント長さ（ｏｎｅ ｒｏｂｏｔ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ ｌｅｎｇｔｈ）の距離だけロボットが後退した区域に流体を塗布する。清掃ルーチンを実行する段階は、中心軌道に沿って前方及び後方に、中心軌道に沿って出発点の左への軌道に沿ってかつ出発点から離れる方向に向いて前方及び後方に、かつ中心軌道に沿って出発点の右への軌道に沿ってかつ出発点から離れる方向に向いて前方及び後方に、千鳥足運動（ｂｉｒｄｓｆｏｏｔ ｍｏｔｉｏｎ）で清掃パッドを移動する段階を更に含む。

一部の実施では、駆動システムは、ロボット本体の対応する右及び左部分上に配置された右及び左駆動輪を含む。ロボットの重心は、駆動輪の前方に位置決めされ、ロボットの全体重量の大部分をパッドホルダの上に位置決めさせる。ロボットの全体重量は、パッドホルダと駆動輪の間で３対１の比に分配することができる。一部の実施例では、ロボットの全体重量は、約２ポンドと約５ポンドの間である（１ｌｂｓ＝０．４５３５９２３７ｋｇ）。

一部の実施例では、ロボット本体及びパッドホルダは、両方とも実質的に矩形のフットプリントを定める。これに加えて又はこれに代えて、パッドホルダの底面は、約６０ミリメートルと約８０ミリメートルの間の幅、及び約１８０ミリメートルと約２１５ミリメートルの間の長さを有することができる。

本発明の開示の１つの態様は、ロボット本体と、駆動システムと、清掃アセンブリと、パッドホルダと、コントローラとを有する移動式床清掃ロボットを提供する。ロボット本体は、前方駆動方向を定める。駆動システムは、ロボット本体を支持して床面を横切ってロボットを操縦する。清掃アセンブリは、ロボット本体上に配置され、かつパッドホルダ、リザーバ、及び噴霧器を含む。パッドホルダは、清掃パッドを受け入れるように構成されて床面と係合するように配置された底面を有する。リザーバは、ある体積の流体を保持するように構成され、リザーバと流体連通している噴霧器は、パッドホルダの前方の前方駆動方向に沿って流体を噴霧するように構成される。コントローラは、駆動システム及び清掃システムの両方と通信し、かつ清掃ルーチンを実行する。コントローラは、ロボットに前方駆動方向に第１の場所まで第１の距離を駆動させ、次に、前方駆動方向とは反対の逆駆動方向に第２の場所まで第２の距離を駆動させる清掃ルーチンを実行する。清掃ルーチンは、パッドホルダの前方であるが第１の場所の後方である前方駆動方向にロボットに第２の場所から床面上に流体を噴霧させる。床面上に流体を噴霧した後に、清掃ルーチンは、ロボットに床面に沿って清掃パッドを擦りつけながら前方及び逆駆動方向に交互に駆動させる。

本発明の開示の実施は、以下の特徴の１つ又はそれよりも多くを含むことができる。一部の実施では、駆動システムは、ロボット本体の対応する右及び左部分に配置された右及び左駆動輪を含む。ロボットの重心は、駆動輪の前方に位置決めされ、ロボットの全体重量の大部分をパッドホルダの上に位置決めさせる。ロボットの全体重量は、パッドホルダと駆動輪の間で３対１の比で分配される。一部の実施例では、全体重量は、約２ポンドと約５ポンドの間である。駆動システムは、前方及び後方部分を有する駆動本体と、駆動本体上に配置された右及び左モータとを含むことができる。右及び左駆動輪は、対応する右及び左モータに結合することができる。駆動システムはまた、駆動本体の前方部分ら延びるアームを含むことができる。アームは、駆動輪の前方でロボット本体にピボット回転式に取り付け可能であり、駆動輪を床面に対して垂直に移動させる。駆動本体の後方部分は、ロボット本体から延びる案内突起を摺動可能に受け入れるような大きさにされたスロットを定めることができる。

一部の実施例では、ロボット本体及びパッドホルダは、両方とも実質的に矩形のフットプリントを定める。これに加えて又はこれに代えて、パッドホルダの底面は、約６０ミリメートルと約８０ミリメートルの間の幅、及び約１８０ミリメートルと約２１５ミリメートルの間の長さを有することができる。

リザーバは、約２００ミリリットルの流体体積を保持することができる。これに加えて又はこれに代えて、ロボットは、パッドホルダの上部に配置された振動モータ又は軌道発振器を含むことができる。

本発明の開示の別の態様は、ロボット本体と、駆動システムと、清掃アセンブリとを含む移動式床清掃ロボットを提供する。ロボット本体は、前方駆動方向を定める。駆動システムは、ロボット本体を支持してロボットを床面を横切って操縦する。清掃アセンブリは、ロボット本体上に配置され、かつパッドホルダ及び軌道発振器を含む。パッドホルダは、駆動輪の前方に配置され、かつ上部及び底部を有する。底部は、床面から約１／２ｃｍと約１と１／２ｃｍの間の範囲に配置された底面を有し、かつ清掃パッドを受け入れる。パッドホルダの底面は、ロボットのフットプリントの表面積の少なくとも４０を含む。軌道発振器は、パッドホルダの上部に配置され、かつ１ｃｍ未満の軌道範囲を有する。パッドホルダは、軌道発振器の軌道範囲の８０パーセントよりも多くを保持された清掃パッドの上部から保持された清掃パッドの底面まで伝達させるように構成される。

一部の実施例では、軌道発振器の軌道範囲は、清掃稼働の少なくとも一部の間は１／２ｃｍ未満である。これに加えて又はこれに代えて、ロボットは、清掃パッドが振動している間に清掃パッドを前方又は後方に移動することができる。

一部の実施例では、ロボットは、清掃パッドを中心軌道に沿って前方及び後方に、中心軌道に沿って出発点の左への軌道に沿ってかつ出発点から離れる方向に向いて前方及び後方に、中心軌道に沿って出発点の右への軌道に沿ってかつ出発点から離れる方向に向いて前方及び後方に鳥の足運動で移動する。

一部の実施例では、清掃パッドは、パッドホルダの底面に取り付けられた上面を有し、パッドの上部は、振動するパッドホルダに対して実質的に不動である。

一部の実施例では、ロボットの全体重量は、パッドホルダと駆動輪の間で３対１の比で分配される。一部の実施例では、ロボットの全体重量は、約２ポンドと約５ポンドの間とすることができる。

一部の実施例では、ロボット本体及びパッドホルダは、両方とも実質的に矩形のフットプリントを定める。これに加えて又はこれに代えて、パッドホルダの底面は、約６０ミリメートルと約８０ミリメートルの間の幅、及び約１８０ミリメートルと約２１５ミリメートルの間の長さを有することができる。

清掃アセンブリは、ロボット本体によって定められる対応する開口によって受け入れられるような大きさにされたパッドホルダの上部に配置された少なくとも１つの支柱を更に含むことができる。少なくとも１つの支柱は、その長さに沿って大きさが変化する断面直径を有することができる。これに加えて又はこれに代えて、少なくとも１つの支柱は、振動減衰材料を含むことができる。

一部の実施例では、清掃アセンブリは、ある体積の流体を保持するリザーバと、リザーバと流体連通した噴霧器とを更に含む。噴霧器は、パッドホルダの前方の前方駆動方向に沿って流体を噴霧するように構成される。リザーバは、約２００ミリリットルの流体体積を保持することができる。

駆動システムは、前方及び後方部分を有する駆動本体と、駆動本体上に配置された右及び左モータとを含むことができる。右及び左駆動輪は、対応する右及び左モータに結合される。駆動システムはまた、駆動本体の前方部分ら延びるアームを含むことができる。アームは、駆動輪の前方でロボット本体にピボット回転式に取り付け可能であり、駆動輪を床面に対して垂直に移動させる。駆動本体の後方部分は、ロボット本体から延びる案内突起を摺動可能に受け入れるような大きさにされたスロットを定めることができる。１つの実施例では、パッドホルダの底面上に配置された清掃パッドは、リザーバに保持された流体体積の約９０％を吸収する。清掃パッドは、約６．５ミリメートルと約８．５ミリメートルの間の厚み、約８０ミリメートルと約６８ミリメートルの間の幅、及び約２００ミリメートルと約２１２ミリメートルの間の長さを有する。

一部の実施例では、方法は、ロボットを支持している床面に沿ってロボットによって担持された清掃パッドを移動しながら、ロボットによって定められる前方駆動方向に第１の場所まで第１の距離を駆動する段階を含む。清掃パッドは、中心区域と中心区域に隣接する側面区域とを有する。本方法は、床面に沿って清掃パッドを移動しながら前方駆動方向とは反対の逆駆動方向に第２の場所まで第２の距離を駆動する段階を更に含む。本方法はまた、ロボットのフットプリント区域に実質的に等しい床面上のかつ清掃パッドの前方であるが第１の場所の後方である区域に流体を塗布する段階を含む。本方法は、塗布流体１７２で清掃パッドを湿らせるために、ロボットを塗布流体の区域に清掃パッドの中心部分及び側面部分を別々にその区域を通して移動させる移動パターンで戻す段階を更に含む。

一部の実施例では、本方法は、流体を床面上に噴霧した後に前方方向及び逆方向に交互に駆動させながら左駆動方向又は右駆動方向に駆動する段階を含む。床面上に流体を塗布する段階は、前方駆動方向に関して流体を複数の方向に噴霧する段階を含むことができる。一部の実施例では、第２の距離は、ロボットのフットプリント区域の長さと少なくとも等しい。

本発明の開示の更に別の態様において、移動式床清掃ロボットを作動させる方法は、ロボットを支持している床面に沿ってロボットによって担持された清掃パッド４００を擦りつけながら、第１の場所までロボットによって定められる前方駆動方向に第１の距離を駆動する段階を含む。本方法は、床面に沿って清掃パッドを擦りつけながら、第２の場所まで第２の距離を前方駆動方向とは反対の逆駆動方向に駆動する段階を含む。本方法はまた、清掃パッドの前方であるが第１の場所の後方である前方駆動方向に流体を床面上に噴霧する段階を含む。本方法はまた、床面上に流体を噴霧した後に床面に沿って清掃パッドを擦りつけながら前方及び逆駆動方向に交互して駆動する段階を含む。

一部の実施例では、本方法は、逆方向に駆動されながら又は第２の距離を逆方向に駆動された後に床面上に流体を噴霧する段階を含む。本方法は、床面上に流体を塗布した後に、前方方向及び逆方向に交互に駆動させながら左駆動方向又は右駆動方向に駆動する段階を含むことができる。床面上に流体を噴霧する段階は、前方駆動方向に関して複数の方向に流体を噴霧する段階を含むことができる。一部の実施例では、第２の距離は、第１の距離よりも大きいか又はこれに等しい。

移動式床清掃ロボットは、ロボット本体、駆動システム、パッドホルダ、リザーバ、及び噴霧器を含むことができる。ロボット本体は、前方駆動方向を定め、かつ底部を有する。駆動システムは、ロボット本体を支持して床面の上でロボットを操縦する。パッドホルダは、ロボット本体の底部に配置され、かつ清掃パッドを保持する。リザーバは、ロボット本体によって収納され、かつ流体を保持する（例えば、２００ｍｌ）。ロボット本体によって同じく収納された噴霧器は、リザーバと流体連通しており、かつ清掃パッドの前方である前方駆動方向に流体を噴霧する。パッドホルダの底部に配置された清掃パッドは、リザーバに含まれた流体の約９０％を吸収することができる。一部の実施例では、清掃パッドは、約８０ミリメートルと約６８ミリメートルの間の幅、及び約２００ミリメートルと約２１２ミリメートルの間の長さを有する。清掃パッドは、約６．５ミリメートルと約８．５ミリメートルの間の厚みを有することができる。

本発明の開示の１つ又はそれよりも多くの実施の詳細は、添付図面及び以下の説明に示されている。他の態様、特徴、及び利点は、本明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。

様々な図面における同様の参照記号は、同様の要素を示している。

清掃のための例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの底面図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの駆動システムの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの駆動システムの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットのパッドホルダアセンブリの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの清掃パッドの底面図である。 図１の例示的自律移動式ロボットのパッドホルダの正面図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 図１の例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 床面を流体で噴霧する時の例示的自律移動式ロボットの上面図である。 床面を流体で噴霧する時の例示的自律移動式ロボットの上面図である。 床面を磨き洗浄する時の例示的自律移動式ロボットの上面図である。 床面を磨き洗浄する時の例示的自律移動式ロボットの上面図である。 床面を磨き洗浄する時の例示的自律移動式ロボットの上面図である。 例示的自律移動式ロボットの側面図である。 図１の例示的自律移動式ロボットのロボットコントローラの概略図である。 清掃のための例示的自律移動式ロボットの斜視図である。 例示的自律ロボットを作動させるための例示的な作動構成の概略図である。

移動可能に支持された自律型ロボットは、床面をナビゲートすることができる。一部の実施例では、自律型ロボットは、表面を横断しながら表面を清掃することができる。ロボットは、デブリを攪拌し及び／又は溶液を噴霧することによって床面からデブリを持ち上げ、及び／又は床面からデブリを磨き洗浄することにより、表面からデブリを除去することができる。

図１～図１２を参照すると、一部の実施において、ロボット１００は、駆動システム１２０によって支持された本体１１０を含み、駆動システム１２０は、例えば、ｘ、ｙ、及びθ成分を有する駆動指令に基づいて、清掃床面１０を横切ってロボット１００を操縦することができる。図示のように、ロボット本体１１０は、正方形を有する。しかし、本体１１０は、限定ではないが、円形状、卵形状、又は矩形を含む他の形状を有することができる。ロボット本体１１０は、前方部分１１２及び後方部分１１４を有する。本体１１０はまた、底部１１６及び上部１１８を含む。

ロボット１００は、本体１１０によって定められる３つの互いに垂直な軸線、すなわち、横断軸線Ｘ、前後軸線Ｙ、及び中心垂直軸線Ａに対する運動の様々な組合せによって清掃面１０にわたって移動することができる。前後軸線Ｙに沿った前方駆動方向がＦで示され（以下「前方」と呼ぶこともある）、前後軸線Ｙに沿った後方駆動方向がＡで示されている（以下「後方」と呼ぶ場合がある）。横断軸線Ｘは、車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂの中心点によって定められる軸線に実質的に沿ってロボット１００の左側Ｌと右側Ｒの間を延びる。

ロボット１００は、Ｘ軸線の周りに傾斜することができる。ロボット１００が南側位置に傾斜すると、それは、後方部分１１４に向けて傾斜し（以下「ピッチアップ」と呼ぶ場合がある）、ロボット１００が北側位置に傾斜すると、それは、前方部分１１２に向けて傾斜する（以下ピッチダウン」と呼ぶ場合がある）。更に、ロボット１００は、Ｙ軸線の周りに傾斜する。ロボット１００は、Ｙ軸線の東に傾斜することができ（以下「右ロール」と呼ぶ場合がある）、又はロボット１００は、Ｙ軸線の西に傾斜することができる（以下「左ロール」と呼ぶ場合がある）。従って、Ｘ軸線の周りのロボット１００の傾斜の変化は、そのピッチの変化であり、Ｙ軸線の周りのロボット１００の傾斜の変化は、そのロールの変化である。更に、ロボット１００は、右、すなわち、東位置、又は左、すなわち、西位置のいずれにも傾斜することができる。一部の実施例では、ロボットは、北東、北西、南東、南西のような傾斜位置を有するＸ軸線及びＹ軸線の周りに傾斜する。ロボット１００が床面を横断する時に、ロボット１００は、Ｚ軸線の周りで左又は右旋回を行うことができる（以下ヨーの変化と呼ぶ場合がある）。ヨーの変化により、ロボット１００は、移動している間に左又は右旋回を行う。従って、ロボット１００は、そのピッチ、ロール、又はヨーの１つ又はそれよりも多くを同時に変えることができる。

一部の実施では、本体１１０の前方部分１１２は、バンパー１３０を担持し、このバンパー１３０は、例えば、車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂが、清掃ルーチン中に清掃面１０にわたってロボット１００を推進させる時に、ロボット１００の駆動経路における１つ又はそれよりも多くの事象を検出する（例えば、１つ又はそれよりも多くのセンサを通して）。ロボット１００は、事象に応答してロボット１００を操縦する（例えば、障害物から離れる）ように車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂを制御することにより、バンパー１３０によって検出された事象（例えば、障害物、段差、壁２０）に応答することができる。本明細書中には、一部のセンサ（図示しない）はバンパー１３０上に配置されるものとして説明されるが、これらのセンサは、これに加えて又はこれに代えて、ロボット１００上の様々な異なる位置のいずれかに配置することができる。バンパー１３０は、ロボット本体１１０を補完する形状を有し、ロボット本体１１０の前方に延びて、前方部分１１２の全体寸法をロボット本体の後方部分１１４よりも幅広くする（図示のロボットは正方形を有する）。

本体１１０の上部１１８に配置されたユーザインタフェース１４０は、１つ又はそれよりも多くのユーザ指令を受け入れ、及び／又はロボット１００のステータスを表示する。ユーザインタフェース１４０は、ロボット１００によって担持されたロボットコントローラ１５０と通信し、ユーザインタフェース１４０によって受け取られた１つ又はそれよりも多くの命令は、ロボット１００による清掃ルーチンの実行を開始することができる。一部の実施例では、ユーザインタフェース１４０は、ユーザがロボット１００をオン／オフにすることを可能にする電源ボタンを含む。更に、ユーザインタフェース１４０は、ゴミ箱缶の上方でロボット本体１１０に取り付けられた取外し可能及び／又は使捨て可能な清掃要素をユーザがパッド４００に触れることなく解除する清掃パッド４００のような解除機構を含むことができる。解除機構は、解除ボタン（図示しない）又はレバー（図示しない）とすることができ、ボタン又はレバーは、ユーザが引っ張り又は押すことができ、ロボット本体１１０がパッドホルダアセンブリ１９０から清掃パッド４００を解除することを可能にする。これに加えて又はこれに代えて、清掃ロボットに対して、開放ボタン（図示しない）は、ユーザインタフェース１４０の一部とすることができる。開放ボタンは、リザーバ１７０に通じるドアを開き、ドアは、ユーザが水を満たし／空にすることを可能にする。コントローラ１５０は、持続性メモリ１５４（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ）と通信するコンピュータプロセッサ１５２（例えば、中央演算処理ユニット）を含む。

一部の実施例では、本体１１０の上部１１８にハンドル１１９が配置される。ハンドル１１９は、ロボット本体１１０の横断軸線Ｘに沿ってピボット式に反転することができる。閉鎖位置では、ハンドル１１９は、本体１１０の上部１１８と実質的に平行に配置される。開放位置では、ハンドル１１９は、本体１１０の上部１１８に対して実質的に垂直に配置される。ハンドル１１９は、開放位置に摩擦ロック（図示しない）を含むことができ、ユーザがロボット１００を運んでいる時に、又はユーザがバッテリ１０２を挿入するか又は除去し、又は清掃パッド４００を交換している時に、ロボットを安定に維持する。

図５及び図６を参照すると、ロボット本体１１０は、ロボット本体１１０の上部１１８を支持するために後方バネ１８０を支持することができる。後方バネ１８０は、ロボット本体１１０を床と平行に水平に保ち、ロボット１００が、その上部１１８に重量が加わる時に圧縮することを可能にする。人がロボット１００の上部１１８を踏んだような場合に、後方バネ１８０及び車輪バネ（図示しない）が縮んで、ロボット本体１１０の底部１１６が床面上に載ることを可能にする。後方バネ１８０は、予め決められたた閾値に達した後にバネ１８０がそれ以上圧縮することを止める止め機構１８２を有する。この機構は、人がロボット１００を踏んだ場合のように外部から加わる力による損傷から駆動アセンブリ１２０を保護する。後方バネ１８０は、バネを予め荷重が加わった位置に支持するために下方に曲げられたバネ鋼製の予め曲げられたストリップを含むことができる。一部の実施例では、ロボット本体１１０は、後方１８０バネと同じ特徴を有する前方バネ１８４を含む。

図７及び図８を参照すると、駆動システム１２０は、前方及び後方部分１２１ａ、１２１ｂを有する駆動ハウジング１２１によって収納された右及び左従動車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂを含む。車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂは、本体１１０によって定められる横断軸線Ｘに沿って実質的に対面し、かつ同様に駆動ハウジング１２１によって収納されたそれぞれの駆動輪１２４ａ、１２４ｂを作動するそれぞれの駆動モータ１２２ａ、１２２ｂを含む。駆動モータ１２２ａ、１２２ｂが各車輪１２４ａ、１２４ｂに実質的に隣接して任意的に位置決めされた状態で、駆動モータ１２２ａ、１２２ｂは、駆動ハウジング１２１に解除可能に接続することができる（例えば、留め具又は工具不要接続を通して）。車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂは、駆動ハウジング１２１に解除可能に取り付けることができ、それぞれのバネによって清掃面１０と係合する。一部の実施例では、車輪１２４ａ、１２４ｂは、駆動ハウジング１２１によって解除可能に支持される。車輪１２４ａ、１２４ｂは、滑りやすい床（例えば、硬材、濡れた床）の上を転がる車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂの牽引力を改善する落下バイアス懸架システムを有することができる。車輪１２４ａ、１２４ｂは、１つの車輪の中心から他の車輪の中心に延びて床面１０に実質的に平行な車輪軸線Ｗを定める。ロボット１００が床面１０を横断している時に、車輪１２４ａ、１２４ｂは、車輪軸線Ｗの周りに回転する。車輪１２４ａ、１２４ｂは、清掃パッド４００と床面１０の間の摩擦に打ち勝つほど十分な牽引力を有する。一部の実施例では、清掃パッド４００が乾燥している時と、清掃パッド４００が清掃流体１７２を吸収した時とでは、清掃パッド４００と床面１０の間の摩擦が異なる。ロボット１００は、清掃パッド４００と床面１０の間の摩擦の増加を克服するために、清掃流体１７２の分配体積流量及び／又は牽引力を増加させることができる。一部の実施では、ロボット１００は、清掃パッド４００が乾燥するか又は大部分が乾燥している間、最初は初期体積流量Ｖ_ｉの清掃流体１７２を塗布する。清掃パッド４００が清掃流体１７２を吸収し、清掃パッド４００と床面１０の間の摩擦が低減する時に、ロボット１００は、その初期体積流量Ｖ_ｉよりも少ない第２の体積流量Ｖｆ（Ｖ_ｉ＞Ｖ_ｆ）の流体を塗布する。

アーム１２３は、駆動ハウジング１２１の前方部分に取り付けられる。アーム１２３は、駆動輪１２４ａ、１２４ｂの前方でロボット本体１１０にピボット回転式に取り付け可能であり、駆動ハウジング１２１がゴム製ピボット式取付け部１２５を通して床面１０に対して垂直に移動することができるようにする。駆動ハウジング１２１の後方部分１２１ｂは、スロット１２７を定める。スロット１２７は、ロボット本体１１０上に予め決められた又は配置された案内突起１１１を摺動可能に受け入れるような大きさにされる。スロット１２７は、垂直方向の圧力がロボット本体１１０に加わり、後方バネ１８０が圧力によって圧縮されるような場合に、駆動システム１２０に対してロボット本体１１０が移動することができるようにする。ロボット１００は、ロボット本体１１０の後方部分１１４を支持するように配置されたキャスター車輪（図示しない）を含むことができる。

図３に戻って、ロボット本体１１０は、ロボット１００のあらゆる電気構成要素に給電するための電源１０２（例えば、バッテリ）を支持する。一部の実施例では、電源１０２は、壁のコンセントに直接プラグを差し込むことを可能にするためにスイングアウト突起（図示せず）を含む。ロボット１００は、電源１０２が使用準備ができていること、又は電源１０２は空であり再充電する必要があることを表示するための表示部を含むことができる（例えば、ユーザに見える上部１１８に）。一部の実施例では、電源１０２は、ロボット本体１１０へ解除可能に接続することができ、ロボット本体１１０に接続することなく単独に充電することができる。一部の実施例では、電源１０２は、ロボット本体１１０に解除可能に接続され、様々な電圧、例えば、１１０～２２０Ｖにわたって使用するためにユニバーサルプラグアダプタ（図示しない）に挿入可能に嵌合される。電源１０２は、１つ又はそれよりも多くの充電可能な電池（例えば、ニッケル水素電池（ＮｉＭＨ））を含むことができる。一部の実施では、電源１０２は、一定の重量を有する大きさであり、又はロボット本体１１０の後方部分１１４に安定性を与える金属製重み板を含み、金属重み板が、駆動輪１２４ａ、１２４ｂと清掃パッド４００の間の特定の重量比を達成する。

制御システム２１０を実行するロボットコントローラ１５０（図１６及び図１７）は、壁に追従する操縦、床を磨き洗浄する操縦、又は障害物（例えば、いす、テーブル、ソファなど）が検出された時にその前方駆動方向を変える操縦のようなアクションをロボット１００にさせる挙動３００を実行することができる。ロボットコントローラ１５０は、各車輪モジュール１２０ａ、１２０ｂの回転速度及び方向を独立して制御することにより、床面１０上のあらゆる方向にロボット１００を操縦することができる。例えば、ロボットコントローラ１５０は、ロボット１００を前方Ｆ、逆（後方）Ａ、右Ｒ、及び左Ｌ方向に操縦することができる。

ロボット１００は、床面１０を清掃又は処理するための清掃システム１６０（図１５）を含むことができる。図１２に示すように、清掃システム１６０は、横断軸線Ｘに沿って延び、床面１０上に清掃流体１７２を分配する流体アプリケータ１６２を含むことができる。流体アプリケータ１６２は、床面１０上に流体１７２を分配する少なくとも１つのノズル１６４を有する噴霧器とすることができる。一部の実施例では、ノズル１６４は前方及び下方に噴霧して、ロボット１００の前方で１ロボット長さｌ及び／又は１ロボット幅ｗを覆う。ロボット１００の外側縦方向縁部及びロボット１００の外側幅方向縁部は、ロボット１００のフットプリントＡＦ区域又はロボット１００によって占有される平面区域の境界を決定する。他の実施では、非矩形ロボット１００の周囲及び／又は円周が、ロボット１００のフットプリントＡＦ区域の境界を決定する。

一部の実施において、ロボット１００は、ロボット１００が既に横切った床面１０の区域に流体を塗布するのみである。１つの実施例では、流体アプリケータ１６２は複数のノズル１６４を有し、これらのノズル１６４は、各々が別のノズル１６４とは異なる方向に流体１７２を噴霧するように構成される。流体アプリケータ１６２は、ロボット１００のすぐ前方で流体１７２を外向きよりもむしろ下方に塗布し、流体１７２を滴下又は噴霧することができる。一部の実施例では、流体アプリケータ１６２は、ミクロ繊維布又はストリップ、流体分散ブラシ、又は噴霧器である。

一部の実施では、図１３Ａ～図１３Ｅを参照すると、ロボット１００は、障害物２０に向けて前方方向Ｆに移動し、その後に後方又は逆方向Ａに移動することにより、清掃挙動３００ａ（図１６）を実行することができる。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、ロボット１００は、前方駆動方向に第１の場所Ｌ_１まで第１の距離Ｆ_ｄだけ駆動することができる。ロボット１００が、前方駆動方向Ｆで既に横断した床面１０の区域にわたって少なくとも距離Ｄだけ移動した後に、ロボット１００が、後方駆動方向に第２の場所Ｌ_２まで第２の距離Ａ_ｄだけ後方に移動する時に、ノズル１６４は、ロボット１００の前方で床面１０に流体１７２を前方及び／又は下方に噴霧する。１つの実施例では、流体１７２は、ロボット１００のフットプリントＡＦと実質的に等しい区域に塗布される。距離Ｄは、少なくともロボット１００の長さに及ぶ距離であるために、ロボット１００が清掃流体を受け入れるための清浄な床面１０の存在をまだ確認していない場合には、ロボット１００は、清掃流体１７２が塗布されるのは家具、壁２０、段差、カーペット、又は他の表面や障害物によって占有されない清浄な床面１０であると決定する。前方方向Ｆに移動し、次に、清掃流体１７２を塗布する前に後退することにより、ロボット１００は、床張りの変化又は壁のような境界を確認し、それらの品目への流体による損傷を防止する。

一部の実施例では、図２及び図１１に示すように、流体アプリケータ１６２は、それぞれが流体を扇形状に噴霧し、流体１７２を床面１０にわたって均等に分配する少なくとも２つのノズル１６４を含む噴霧器１６２である。流体アプリケータ１６２は、ノズル１６４を収納する前面カバー板１６６を含むことができる。前面カバー板１６６は、ノズル１６４を清掃するか又は交換するために除去することができる。

一部の実施例では、図１３Ｃ～図１３Ｅを参照すると、ロボット１００は、床面１０の特定部分を覆うように前後に駆動し、清掃稼働の開始時に清掃パッド４００を濡らし及び／又は床面１０を磨き洗浄することができる。ロボット１００が前後に駆動する時に、ロボット１００は、それが横断している区域を清掃し、従って、床面１０に十分な磨き洗浄をもたらす。

一部の実施例では、流体アプリケータ１６２は、清掃パッド４００の前方にありかつ移動式ロボット１００の前方駆動方向（例えば、前方方向Ｆ）にある区域に流体１７２を塗布する。一部の実施例では、流体１７２は、清掃パッド４００が以前に占めていた区域に塗布される。一部の実施例では、清掃パッド４００が占有していた区域は、コントローラ１５０がアクセス可能である記憶マップ上に記録される。

一部の実施例では、ロボット１００は、ロボット１００の持続性メモリ１５４、又は有線又は無線手段を通してロボット１００によってアクセス可能な外部ストレージ媒体上に記憶されたマップ上のカバレッジの位置の記憶に基づいてそれがどこにあったかを知る。ロボット１００のセンサ５１０（図１５）は、空間マップを構築するために、カメラ及び／又は１つ又はそれよりも多くの測距レーザを含むことができる。一部の実施例では、ロボットコントローラ１５０は、壁、家具、床張りの変化、又は他の障害物の位置のマップを使用し、清掃流体１７２を塗布する前に、障害物及び／又は床張りの変化から十分離れた場所にロボット１００を位置決めしてそこに置く。これには、既知の障害物がない床面１０の区域に流体１７２を塗布するという利点がある。

一部の実施例では、ロボット１００は前後に移動して、清掃パッド４００を湿らせ及び／又は流体１７２が塗布された床面１０を磨き洗浄する。ロボット１００は、流体１７２が塗布された床面１０上のフットプリントＡＦ区域を通して鳥の足パターンで移動することができる。一部の実施では、描かれるように、鳥の足清掃ルーチンは、ロボット１００が中心軌道１０００に沿って前方方向Ｆ及び後方又は逆方向Ａに移動する段階と、左１０１０及び右１００５軌道に沿って前方方向Ｆ区域及び逆方向Ａに移動する段階とを含む。一部の実施例では、左軌道１０１０及び右軌道１００５は、始点から中心軌道１０００に沿って円弧状に外向き延びる弓形の軌道である。左軌道１０１０及び右軌道１００５は、中心軌道１０００から外向きに一直線に延びる直線軌道とすることができる。

図１３Ｃ及び図１３Ｅは、２つの鳥の足軌道を示している。図１３Ｃに示す実施例では、ロボット１００は、位置Ａから中心軌道１０００に沿って前方方向Ｆにそれが壁２０に衝突して位置Ｂにある衝突センサのようなセンサ５１０をトリガするまで移動する。ロボット１００は、次に、中心軌道に沿って流体塗布によって覆われることになる距離に等しいか又はこれよりも長い距離だけ逆方向Ａに移動する。例えば、ロボット１００は、中心軌道１０００に沿って位置Ａと同じ位置にすることができる位置Ｇまで少なくとも１ロボット長さｌだけ後方に移動する。ロボット１００は、ロボット１００のフットプリントＡＦ区域に実質的に等しい区域に流体１７２を塗布して壁２０に戻り、清掃パッド４００が、流体１７２を通過して床面１０を清掃する。ロボット１００は、位置Ｂから左軌道１０１０又は右軌道１００５のいずれかに沿って後退し、位置Ｂに戻る前に残りの軌道を覆う。ロボット１００が、中心軌道１０００、左軌道１０１０、及び右軌道１００５に沿って前後に移動する度に、清掃パッド４００は塗布された流体１７２を通過し、流体１７２が塗布された床面１０から汚れ、デブリ、及び他の粒子状物質を磨き洗浄し、かつ汚れた流体１７２を清掃パッド４００に吸収して床面１０から切り離す。清掃流体１７２の溶剤特性と組み合わせた湿ったパッドの磨き洗浄運動は、乾燥した染み及び汚れを分解して緩める。ロボット１００によって塗布された清掃流体１７２は、緩められたデブリを浮かせ、清掃パッド４００が浮いたデブリを吸収し、それを床面１０から離して毛管作用で運ぶ。

図１３Ｄの実施例では、ロボット１００は、開始位置、すなわち、位置Ａから塗布された流体１７２を通して中心軌道１０００に沿って壁の位置、すなわち、位置Ｂまで同様に移動する。ロボット１００は、位置Ｄ及びＦに延びる左右軌道１０１０、１００５を清掃パッド４００によって軌道１０１０、１００５に沿って分配される清掃流体１７２で覆う前に、位置Ａと同じ位置にすることができる位置Ｃまで中心軌道１０００に沿って壁２０から後退する。１つの実施例では、図１３Ｄに示すように、ロボット１００が、軌道に沿って中心軌道１０００から外向きに延びる度に、ロボット１００は、位置Ａ、Ｃ、Ｅ、及びＧに示すように中心軌道に沿った位置に戻る。一部の実施において、ロボット１００は、１つ又はそれよりも多くの異なる軌道に沿った逆方向Ａの移動と前方方向Ｆの移動とのシーケンスを変えることができ、シーケンスの変更により、清掃パッド４００及び清掃流体１７２は、有効かつ効率的なカバレッジパターンで床面１０を横切って移動する。

一部の実施例では、ロボット１００は、清掃稼働の開始時に鳥の足カバレッジパターンで移動し、清掃パッド４００の全ての部分を湿らせることができる。図９Ｂに示すように、清掃パッド４００の底面４００ｂは、中心区域ＰＣと、左右の側縁区域ＰＲ及びＰＬとを有する。ロボット１００が清掃稼働又は清掃ルーチンを開始した時に、清掃パッド４００は乾いているので湿らせる必要があり、水分が、摩擦を低減し、かつ清掃流体１７２を床面１０に沿って広げてデブリをそこから磨き洗浄する。従って、ロボット１００は、清掃パッド４００を容易に湿らすように、清掃稼働の開始時に、最初は流体を高い体積流量で塗布する。一部の実施例では、図１３Ｅに示すように、清掃稼働の開始時に、ロボット１００は、清掃パッド４００を塗布流体１７２を通して駆動し、清掃パッド４００の底面４００ｂの中心区域ＰＣと清掃パッド４００の左右の側縁区域ＰＲ及びＰＬとが、各々、塗布された流体を個別に通過し、それによって床面１０に接触している清掃パッド４００の底面４００ｂ全体に沿って清掃パッド４００全体を湿らせる。

図１３Ｅに示す実施例では、ロボット１００は、塗布流体１７２を通るパッド４００の中心を通過する中心軌道１０００に沿って前方方向Ｆに、次に逆方向Ａに移動する。次にロボット１００は、塗布流体１７２を通る清掃パッド４００の左縁部区域ＰＬを通過する右軌道１００５に沿って前方方向Ｆ及び逆方向Ａに駆動する。次に、ロボット１００は、塗布流体１７２を通る清掃パッド４００の右縁部区域ＰＲを通過する左軌道１０１０に沿って前方方向Ｆ及び逆方向Ａに駆動する。清掃稼働の開始時に、ロボットは、比較的高い初期体積流量Ｖｉの流体１７２を塗布し、清掃パッド４００を迅速に湿らせるために床面１０にある体積の流体１７２を塗布する。清掃パッド４００を湿らせた後に、ロボット１００は、その清掃稼働を続け、引き続き第２の体積流量Ｖｆの流体１７２を塗布する。この第２の体積流量Ｖｆは、清掃稼働開始時の初期流量Ｖｊよりも相対的に少なく、その理由は、清掃パッド４００は、既に湿らされ、それが磨き洗浄する時に清掃流体を床面１０にわたって効果的に移動するためである。ロボット１００は、体積流量Ｖを調節して、特定の寸法の清掃パッド４００の外部（すなわち、底面４００ｂ）が、内部全体が完全に濡れることなく湿らされるようにする。清掃パッド４００の底面４００ｂは、パッド４００の吸収性の内部を水浸しにすることなく最初に湿らされ、清掃パッド４００は、残りの清掃稼働のために完全に吸収性のままである。

ロボット１００の前後移動は、床面１０上の染み２２を分解する。従って、分解された染み２２は、清掃パッド４００によって吸収される。一部の実施例では、清掃パッド４００は、不均一な筋を避けるために十分な噴霧流体１７２を拾い上げる。一部の実施例では、清掃パッド４００は、磨き洗浄された床面１０上に満足のいく光沢の外観を与えるために溶液の残留物を残す。一部の実施例では、流体１７２が抗菌性溶液を含むので、残留物の薄い層は、清掃パッド４００によって意図的には吸収されず、流体１７２が細菌のより高い割合を殺すことを可能にする。

図３及び図１１を参照すると、ロボット本体１１０によって収納されたリザーバ１７０は、流体１７２（すなわち、清掃溶液）を保持し、チューブ１６８によってノズル１６４に接続される。リザーバ１７０は、ロボット１００の後方部分１１４に収納することができる。清掃システム１６０はまた、リザーバ１７０からチューブ１６８を通してノズル１６４に流体１７２を移送するためのポンプモータ１７４を含むことができる。チューブ１６８は、リザーバ１７０からポンプモータ１７４を通して延び、流体アプリケータ１６２で終わる。チューブ１６８は、リザーバ１７０内のほとんど全ての流体１７２を排水することができるように、リザーバ１７０内の最低点でリザーバ１７０に接続する。一部の実施例では、ポンプモータ１７４は、回転子の周囲に取り付けられた複数のローラを有し、可撓性チューブ１６８を圧縮する蠕動ポンプである。回転子が回転すると、チューブ１６８のうちの圧縮された部分は、挟まれて閉じ、閉じることによって流体１７２がチューブ１６８に強制的にポンピングされて移動されることになる。

リザーバ１７０は、体積が２００ｍｌから２５０ｍｌ又はそれよりも多くの流体１７２を保持することができる。リザーバ１７０は、半透明又は完全透明の部分を有することができ、この部分は、リザーバ１７０にどのくらいの流体１７２が残っているかをユーザが知ることを可能にする。透明部分は、残っている体積の流体１７２とリザーバ１７０の補充の必要性とをユーザが確認することができるようにする表示部を含むことができる。ロボット１００が清掃パッド４００を担持する一部の実施例では、清掃パッド４００は、リザーバ１７０に含まれる流体体積の８５％から９５％を吸収することができる。

リザーバ１７０は、ユーザがリザーバ１７０を空にし、又は流体１７２で充填することができるようにするキャップ１７６を含む。キャップ１７６は、流体１７２で充填された後のリザーバ１７０の密封性を改善するためにゴムで製造することができる。キャップ１７６は、ユーザがタンク１７０を充填するためにキャップ１７６を開いた時に、キャップ１７６をロボット１００に接続する保持器支柱（図示せず）を含むことができる。一部の実施例では、キャップ１７６に排気弁（図示せず）が組み込まれ、残った空洞を埋め合わせるためにポンプが清掃溶液を引き出す時に空気がリザーバ１７０に入ることを可能にする。一部の実施例では、排気弁は、キャップ１７６内に成形された柔らかい刻み目フラップ付きの管状の開口部である。ハンドル１１９は、その閉鎖位置でキャップ１７６を完全に又は実質的に覆うことができる。

図４及び図９～図１２図を参照すると、ロボット１００は、ロボット本体１１０の底部１１６に配置されてロボット本体１１０によって支持されたパッドホルダアセンブリ１９０を含むことができる。パッドホルダアセンブリ１９０は、清掃パッド４００を保持する。パッドホルダアセンブリ１９０は、上部１９４ａ及び底部１９４ｂを有するパッドホルダ１９４を含む。底部１９４ｂは、床面から約１／２ｃｍと約１と１／２ｃｍの間の範囲に配置することができる。一部の実施例では、底部１９４ｂは、ロボットのフットプリントの表面積の少なくとも４０％を構成する。一部の実施例では、パッドホルダアセンブリ１９０は、ロボット本体１１０内にある全ての他の部品と接続する直方体のプラスチック部品である。

パッドホルダ１９４の上部１９４ａには、振動モータ１９６が配置される（例えば、床面１０に対して垂直に取り付けられる）。振動モータ１９６は、パッドホルダ１９４を振動させ、この振動が、今度は、ロボット１００が清掃のために床面１０を横断している時に清掃パッド４００を振動させて磨き洗浄作用をもたらす。一部の実施例では、振動モータ１９６は、軌道発振器であり、軌道発振器は、１ｃｍ未満の軌道範囲を有し、例えば、ロボット１００が磨き清掃稼働で清掃パッド４００を移動している稼働の一部の間である清掃稼働の少なくとも一部の間は、１／２ｃｍ未満の軌道範囲を有する。ロボット１００の前後移動（上述）と振動移動の組合せは、ロボット１００の磨き洗浄作用を改善し、この改善された磨き洗浄は、泥及びコーヒーのような乾燥した染み、及びゼリー及び蜂蜜のような粘着性の染みを含む耐性染み２２を除去する。一部の実施例では、円筒形チューブ１９７は、パッドホルダ１９４の上部１９４ａから離れて突き出し、ホルダ１９４の中心に位置することができる。円筒形チューブ１９７は、振動モータ１９６及びあらゆる振動構成要素又はカウンタ重み１９８を収納し、それらが定められる位置まで摺動することを可能にする。一部の実施例では、カウンタ重み１９８は、モータの回転軸線に取り付けられたパッドホルダ１９４の上部に配置される。カウンタ重み１９８は、偏心重量を与えてモータをぐらつかせる。それによって今度は、パッドホルダアセンブリ１９０の振動及び動揺運動が引き起こされる。ロボット１００の重量は、駆動輪１２４ａ、１２４ｂとパッドホルダアセンブリ１９０の間で３対１の比で分配され、この分配ではロボット本体１１０の最も重い部分は、駆動輪１２４ａ、１２４ｂの上方、又はパッドホルダアセンブリ１９０の上方のいずれかにある。一部の実施例では、ロボット１００の重心ＣＧｒは、駆動輪１２４ａ、１２４ｂの前方に位置決めされ、従って、ロボット１００の全体重量の大部分をパッドホルダ１９４の上方に位置決めする。ロボット１００の全体重量は、約２ポンド（約９０７グラム）から約５ポンド（約２２６８グラム）とすることができる。ロボット１００の全体重量の大部分をパッドホルダ１９４の上方に位置決めすることは、下方に加わる力をこの軽量のロボット１００の清掃パッド４００に集中させ、清掃パッド４００を床面１０に接触したままに維持するという利点を有する。

図４及び図１０を参照すると、パッドホルダ１９４の底部１９４ｂに保持器９３が配置され、清掃パッド４００を保持する。保持器１９３は、マジックテープ（登録商標）を含むことができる。清掃パッド４００をパッドホルダ１９４に接続するために、ブラケットのような他のタイプの保持器を使用することができ、ブラケットは、上述のように、ロボット本体の上部１１８に配置されたパッド解除機構の始動時に、清掃パッド４００を解除することができるように構成することができる。

一部の実施例では、パッドホルダアセンブリ１９０は、パッドホルダ１９４の上部１９４ａに配置された少なくとも１つの支柱１９２を含む。支柱１９２は、その長さに沿って大きさが変化する断面直径を有することができ、ロボット本体１１０によって定められる開口部１１３に嵌合するような大きさにされる。図示のように、パッドホルダアセンブリ１９０は、４本の支柱１９２を含む。ロボット本体１１０は、４本の支柱１９２を受け入れ、パッドホルダアセンブリ１９０をロボット本体１１０に取り付けるための４つの開口１１３を含む。組み立てた後に、４本の支柱１９２は、ロボット本体１１０の４つの開口１１３に挿入され、ロボット本体１１０とパッドホルダアセンブリ１９０とを相互接続する。一部の実施例では、支柱１９２は、パッドホルダアセンブリ１９０がモータ１９６からの動力によって平面内で動揺することができ、かつ磨き洗浄することができるように、振動減衰材料で製造される。更に、支柱１９２は、垂直方向で振動を制御し、それによってパッドホルダアセンブリ１９０とロボット本体１１０の間の間隔を制御する。

清掃パッド４００は、噴霧器１６２が床面１０上に噴霧する流体１７２と、吸収されたあらゆる汚れ（例えば、汚れ、油、食品、ソース、コーヒー、コーヒーかす）とを吸収するように構成される。一部の汚れは、粘性及び弾性の両方の特性を示す（例えば、蜂蜜）粘弾性特性を有する場合がある。清掃パッド４００は、吸収性で研磨性の外面を有する。ロボット１００が床面１０を動き回る時に、清掃パッド４００は、床面１０を研磨面（すなわち、耐摩耗層）で払拭し、床面１０上に噴霧された清掃溶液を軽い力のみで吸収する。

従って、清掃パッド４００は、床面１０上に噴霧された溶液を非常に小さい下方の力を加えることによって払拭して吸収するように設計される。清掃パッド４００は、研磨性外層（図示しない）と、ロボット１００が床面１０に噴霧する流体１７２を吸収して保持するための吸収性内層とを含むことができる。研磨性外層は、床面１０に接触し、他方、吸収性内層は、保持パッド１９４の底部１９４ｂに取り付けられる。摩耗層は、床面１０を磨き洗浄して頑固な染み２２を除去し、他方、吸収層は、流体１７２、汚れ、及びデブリを吸収するのに役立つ。清掃パッド４００は、乾燥して跡がつかないように薄い光沢を床面１０上に残すことができる。清掃パッド４００が余分な流体１７２を吸収するような場合に、清掃パッド４００は、清掃パッド４００と床面１０の間の摩擦によって床に吸着することができる。研磨性の外側ライナは、汚れやデブリを拾い上げ、床面に乾燥して跡がつかないようになる薄い光沢を残す吸収性材料である。

清掃パッド４００は、パッドホルダ１９４の振動に耐えるほど堅牢に設計され、これが、清掃パッド４００を前後に移動し及び／又は振動させ、それによってロボット１００が床面１０を横断する時に磨き洗浄する。清掃パッド４００は、パッドホルダ１９４の底面１９４ｂに取り付けられた上面４００ａを有する。清掃バッド４００の上面４００ｂは、振動するパッドホルダ１９４に対して実質的に不動であり、軌道発振器の軌道範囲の８０パーセントよりも多くが、清掃パッド４００の上面４００ａから床面１０に接触した状態に保持された清掃パッド４００の底面４００ｂに伝達される。更に、ロボット１００の前後移動は、単独で及び／又はパッドの振動と組み合わされて、清掃パッド４００が吸収する床面１０の染み２２を分解する。

一部の実施では、清掃パッド４００が床面１０を清掃する時に、清掃パッド４００は、床面１０に塗布された清掃流体１７２を吸収することができる。清掃パッド４００は、その形状を変えることなく十分な流体１７２を吸収することができる。清掃パッド４００は、床面１０を清掃する前と床面を清掃した後とで実質的に類似の寸法を有する。清掃パッド４００のこの特性は、清掃パッド４００が膨張するような場合に、ロボット１００が後方に傾斜するか又はピッチアップすることを防止することができる。一部の実施例では、清掃パッド４００は、最大で１８０ｍｌ、又はロボットタンク１７０に含まれる全流体１７２の９０％を吸収する。清掃パッド４００は、ロボットの前部を支持するのに十分なほど剛性である。

図１４を参照すると、ロボット１００は、床面１０からロボット１００の底部１１６までのクリアランス距離Ｃを有する。従って、清掃パッド４００は、ロボット１００が傾斜することを防止するために、最小限の膨張率を有することができる。一部の実施例では、ロボット１００は、合計パッド厚みＴ_Ｔの最小限の増加により、車輪軸線Ｗの周りに傾斜することができる。ロボット１００は、ロボット１００がその通常の清掃挙動で干渉なしに傾斜する車輪軸線Ｗの周りの閾値傾斜角αを有することができる。

図１５及び図１６を参照すると、信頼性があり堅牢な自律移動を達成するために、ロボット１００は、複数の異なるタイプのセンサ５１０を有するセンサシステム５００を含むことができ、これらセンサは、互いに連動して用いられ、ロボット１００がロボットの環境において取られるアクションに関して知的決定を下すことができるほどに十分なロボット１００の環境の知覚を生成することができる。センサシステム５００は、ロボット本体１１０によって支持される１つ又はそれよりも多くのタイプのセンサ５１０を含むことができ、これらセンサは、障害物検出／障害物回避（ＯＤＯＡ）センサ、通信センサ、ナビゲーションセンサなどを含むことができる。例えば、センサシステムは、以下に限定されるものではないが、近接センサ（例えば、赤外線センサ）、接触センサ（衝突スイッチ）、画像センサ（例えば、体積ポイントクラウド画像化、３次元（３Ｄ）画像化、又は深度図センサ、可視光カメラ、及び／又は赤外線カメラ）、距離センサ（ソナー、レーダー、ＬＩＤＡＲ（光検出及び側距、散乱光の特性を測定して遠隔目標の距離及び／又は他の情報を求める光学的リモートセンシングを含むことができる）、ＬＡＤＡＲ（レーザ検出及び側距））などを含むことができる。

一部の実施例では、センサシステム５００は、ロボット１００の全体重心ＣＧ_Ｒに対するロボット１００の慣性モーメントを測定及びモニタするためにコントローラ１５０と通信する慣性測定ユニット（ＩＭＵ）５１２を含む。コントローラ１５０は、正常な妨げのない作動に対応する閾値信号からのＩＭＵ５１２によるフィードバックのあらゆる偏差をモニタすることができる。例えば、ロボット１００が直立位置からピッチし始めれば、ピッチは遅らせることができ、又は誰かが、突然追加された重いペイロードを有する時がある。これらの事例では、ロボット１００が継続して適正に作動することを保証するために、緊急のアクション（限定ではないが、回避操作、再較正、及び／又は音声／視覚の警告の送出を含む）を取る必要がある場合がある。

停止から加速する時に、コントローラ１５０は、ロボット１００が傾斜することを防止するために、ロボット１００のその全体重心ＣＧ_Ｒからの慣性モーメントを考慮することができる。コントローラ１５０は、ロボットの現在の慣性モーメントを含むその姿勢のモデルを使用することができる。ペイロードを支持する時に、コントローラ１５０は、全体重心ＣＧ_Ｒへの荷重の影響を測定し、慣性モーメントによるロボット１００の移動をモニタすることができる。これが可能でない場合に、コントローラ１５０は、駆動システム１２０に試験トルク指令を印加して、ＩＭＵ５１２を用いてロボットの実際の直線及び角加速度を測定し、作動限界を実験的に決定することができる。

ＩＭＵ５１２は、相対値に基づいてロボット１００の慣性モーメントを測定及びモニタすることができる。一部の実施において及び長期期間にわたって、一定の移動によってＩＭＵをドリフトさせることができる。コントローラ１５０は、再設定指令を実行し、ＩＭＵ５１２を再較正してゼロに再設定する。ＩＭＵ５１２を再較正する前に、コントローラ１５０は、ロボット１００が傾斜しているか否かを決定し、ロボット１００が平面上にある時にのみ再設定指令を送出する。

一部の実施において、ロボット１００は、障害物２０に衝突せず、又は階段から落ちることなく床面１０をナビゲートすることができ、また、清掃のため比較的汚れた床区域をインテリジェントに認識することを可能にするように構成されたナビゲーションシステム６００を含む。更に、ナビゲーションシステム６００は、床面１０にわたって決定性パターン及び擬似ランダムパターンでロボット１００を操縦することができる。ナビゲーションシステム６００は、ロボットコントローラ１５０上に記憶された及び／又は上で実行される挙動ベースのシステムである場合がある。ナビゲーションシステム６００は、センサシステム５００と通信して、駆動システム１２０に対して駆動指令を決定して送出することができる。ナビゲーションシステム６００は、ロボット挙動３００に影響を及ぼしかつ構成し、すなわち、ロボット１００が体系的な計画的移動で挙動することができるようにする。一部の実施例では、ナビゲーションシステム６００は、センサシステム５００からデータを受け入れ、ロボット１００が横断する望ましい経路を計画する。一部の実施例では、ナビゲーションシステム６００は、ロボット１００の持続性メモリ１５４又は清掃稼働中に有線又は無線手段を通してロボット１００によってアクセス可能な外部ストレージ媒体上に記憶されたマップを含む。ロボット１００のセンサ５１０（図１５）は、空間マップを構築するために、カメラ及び／又は１つ又はそれ以上の測距レーザを含むことができる。一部の実施例では、ロボットコントローラ１５０は、壁、家具、床張りの変化、又は他の障害物の位置のマップを使用し、清掃流体１７２を塗布する前に障害物及び／又は床張りの変化から十分離れた場所にロボット１００を位置決めして置く。これには、既知の障害物がない床面１０の区域に流体１７２を塗布するという利点がある。

一部の実施において、コントローラ１５０（例えば、１つ又は複数のコンピュータプロセッサ上で実行可能な命令を記憶することができる持続性メモリ２０４と通信する１つ又はそれよりも多くのコンピュータプロセッサ２０２を有するデバイス）は、互いに通信する挙動システム２１０ａ及び制御調停システム２１０ｂを含む制御システム２１０を実行する。制御調停システム２１０ｂは、ロボットアプリケーション２２０を制御システム２１０に対して動的に追加及び削除することを可能にし、各アプリケーション２２０が他のいずれかのアプリケーション２２０について知る必要もなくロボット１００を制御することができるようにする。換言すると、制御調停システム２１０ｂは、アプリケーション２２０とロボット１００のリソース２４０の間の簡単な優先制御機構を提供する。

図示の実施例では、挙動システム２１０ａは、センサによって知覚された障害物２０に基づいて応答するロボットのアクション（例えば、背を向ける、振り向く、障害物の所で止まるなど）を決定するための障害物検出／障害物回避（ＯＤＯＡ）挙動３００ｂを含む。別の挙動３００は、検出された壁に隣接して駆動する（例えば、壁に対して向かうか又は離れる駆動の波動パターンで）ための壁追従挙動３００ｃを含むことができる。挙動システム２１０ａは、汚れ捜索挙動３００ｄ（１つ又は複数のセンサが、床面１０上の汚れスポットを検出し、ロボットが清掃のためのスポットに向けて進路を変える）を含むことができる。他の挙動３００は、スポット清掃挙動（例えば、ロボット１００が、特定の場所を清掃するためにコーンローパターンに従う）及び段差挙動（例えば、ロボット１００が、階段を検出して階段からの落下を回避する）を含むことができる。

図１７は、自律移動式ロボット１００を作動させる方法１７００のための作動の例示的な構成を示している。図１３Ａ～図１３Ｅも参照すると、方法１７００は、ロボット１００によって定められる前方駆動方向Ｆにロボット１００を支持している床面１０に沿ってロボット１００によって担持される清掃パッド４００を用いて塗布流体１７２を擦りつけながら、第１の場所Ｌ_１まで第１の距離Ｆ_ｄを駆動する段階１７１０を含む。方法１７００は、前方駆動方向Ｆとは反対の逆駆動方向Ａに床面１０に沿って清掃パッド４００を用いて塗布流体１７２を擦りつけながら、第２の場所Ｌ_２まで第２の距離Ａ_ｄを駆動する段階１７２０を更に含む。方法１７００はまた、清掃パッド４００の前方であるが第１の場所Ｌ_１の後方である前方駆動方向Ｆに床面１０上に流体１７２を噴霧する段階１７３０と、床面１０に流体１７２を噴霧する段階１７３０の後に床面１０に沿って清掃パッド４００を擦りつけながら前方及び逆駆動方向Ｆ、Ａに交互に駆動する段階１７４０と含む（図１３Ａ～図１３Ｅ参照）。

一部の実施例では、方法１７００は、ロボット１００によって定められる前方駆動方向Ｆにロボット１００を支持している床面１０に沿ってロボット１００によって担持される清掃パッド４００を移動しながら第１の場所Ｌ_１まで第１の距離Ｆ_ｄを駆動する段階を含む。方法１７００は、前方駆動方向Ｆとは反対の逆駆動方向Ａに床面１０に沿って清掃パッド４００を移動しながら第２の場所Ｌ_２まで第２の距離Ａ_ｄを駆動する段階１７２０を更に含む。方法１７００はまた、清掃パッド４００の前方であるが第１の場所Ｌ_１の後方である前方駆動方向Ｆに床面１０上のロボットのフットプリントＡＦ区域に実質的に等しい区域に流体１７２を塗布する段階を含む。方法１７００は、塗布流体１７２で清掃パッド４００を湿らせるために、清掃パッド４００の中心区域ＰＣ、並びに側縁区域ＰＲ及びＰＬが区域を別々に通って移動する移動パターンで塗布流体の区域にロボット１００を戻す段階を更に含む。一部の実施例では、方法１７００は、逆方向に駆動されている間又はロボット１００のフットプリントＡＦ区域の長さと少なくとも等しい第２の距離を逆方向に駆動された後に床面１０上に流体１７２を塗布する段階を含む。一部の実施例では、流体アプリケータ１６２は、清掃パッド４００の前かつ移動式ロボット１００の前方駆動方向の区域に流体１７２を塗布する。一部の実施例では、流体アプリケータ１６２は、清掃パッド４００が以前に占有した区域に流体１６２を塗布する。一部の実施例では、清掃パッド４００が占めた区域は、コントローラ１５０にアクセス可能である記憶マップ上に記録される。

方法１７００は、床面１０に流体１７２を塗布した後に、前方方向及び逆方向に交互に駆動させながら左駆動方向又は右駆動方向に駆動する段階を含むことができる。床面１０に流体１７２を塗布する段階は、前方駆動方向Ｆに関して複数の方向に流体１７２を噴霧する段階を含む。一部の実施例では、第２の距離は、第１の距離よりも大きいか又はこれに等しい。

移動式床清掃ロボット１００は、ロボット本体１１０と、駆動システム１２０と、パッドホルダアセンブリ１９０と、リザーバ１７０と、例えば、ミクロ繊維布又はストリップ、流体分散ブラシ、又は噴霧器である流体アプリケータ１６２とを含むことができる。ロボット本体１１０は、前方駆動方向を定め、かつ底部１１６を有する。駆動システム１２０は、ロボット本体１１０を支持して床面１０にわたってロボット１００を操縦する。パッドホルダアセンブリ１９０は、ロボット本体１１０の底部１１６に配置され、かつ清掃バッド４００を保持する。リザーバ１７０は、ロボット本体１１０によって収納され、かつ流体１７２（例えば、２００ｍｌ）を保持する。本明細書では噴霧器であり、同じくロボット本体１１０によって収納されたアプリケータ１６２は、リザーバ１７０と流体連通し、清掃バッド４００の前方である前方駆動方向に流体１７２を噴霧する。パッドホルダアセンブリ１９０の底部１１６に配置された清掃バッド４００は、リザーバ１７０に含まれた流体１７２の約９０％を吸収することができる。一部の実施例では、清掃バッド４００は、約８０ミリメートルと約６８ミリメートルの間の幅、及び約２００ミリメートルと約２１２ミリメートルの間の長さを有する。清掃バッド４００は、約６．５ミリメートル
と約８．５ミリメートルの間の厚みを有する。

いくつかの実施を説明した。それにも関わらず、本発明の開示の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることは理解されるであろう。従って、他の実施も以下の特許請求の範囲内である。例えば、特許請求の範囲に示すアクションは、異なる順番で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。

１０ 床面
１００ 移動式床清掃ロボット
１１０ ロボット本体
１５０ コントローラ
Ｆ 前方駆動方向

Claims (13)

1. 移動式床清掃ロボットであって、
   清掃稼働中に床面を横切って前記移動式床清掃ロボットを操縦することができる駆動システムと、
   清掃パッドを受容するパッドホルダと、
   前記パッドホルダと係合したモータであって、前記モータが前記パッドホルダを振動させるように構成され、それによって、前記清掃稼働中に前記パッドホルダによって受容された前記清掃パッドを振動させる、モータと、
   を備え、
   前記パッドホルダは、上部及び底部を備え、
   前記モータは、前記パッドホルダの前記上部に配置されており、
   前記パッドホルダの前記底部は、前記清掃パッドを受容するように構成され、
   前記パッドホルダの前記上部に配置された偏心重量をさらに備え、
   前記偏心重量は、前記モータのシャフトに取り付けられ、
   前記パッドホルダの前記底部は、前記清掃パッドを受容するように構成されており、
   前記移動式床清掃ロボットは、前記パッドホルダの前記上部に配置された少なくとも１つの支柱をさらに備え、
   前記移動式床清掃ロボットは、前記パッドホルダの前記上部から離れて突出し、且つ前記モータ及び前記偏心重量を収容する円筒形チューブをさらに備え、
   前記少なくとも１つの支柱は、前記モータからの動力によって水平面内で動揺することができるように振動減衰材料を備え、
   前記少なくとも１つの支柱は、前記少なくとも１つの支柱の長さに沿って大きさが変化する断面直径を有する、移動式床清掃ロボット。
2. 前記モータは、前記パッドホルダの中心に位置する、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
3. 前記駆動システムは、前記移動式床清掃ロボットの対応する右部分及び左部分上に配置された右駆動輪及び左駆動輪を備える、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
4. 前記移動式床清掃ロボットの重心は、前記右駆動輪及び前記左駆動輪の前方に位置決めされる、請求項３に記載の移動式床清掃ロボット。
5. 流体を保持するリザーバと、
   前記リザーバと流体連通している流体アプリケータと、
   をさらに備え、
   前記流体アプリケータは、前記パッドホルダの前方の前記床面の一部に前記流体を塗布するように構成される、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
6. 前記流体アプリケータは、前記床面の一部に前記流体を噴霧するように構成される、請求項５に記載の移動式床清掃ロボット。
7. ロボット本体をさらに備え、
   前記少なくとも１つの支柱は、前記パッドホルダを前記ロボット本体に取り付ける、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
8. 前記少なくとも１つの支柱は、４つの支柱である、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
9. 前記パッドホルダは、前記清掃パッドを保持するように構成され、
   それによって、前記パッドホルダが振動すると、前記清掃パッドが前記パッドホルダに対して実質的に不動である、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
10. 前記駆動システムは、前記モータが前記パッドホルダを振動させると、前記床面の一部を横切って前記移動式床清掃ロボットを前後に移動させるように構成される、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
11. 前記床面の一部に流体を塗布するために流体アプリケータをさらに備え、
    それによって、前記移動式床清掃ロボットが前記床面の一部を横切って前後に移動すると、前記パッドホルダによって受容された前記清掃パッドが前記流体を吸収する、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
12. 前記パッドホルダの底面は、約６０ミリメートルと約８０ミリメートルとの間の幅と、約１８０ミリメートルと約２１５ミリメートルの間の長さとを備える、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。
13. 前記モータは、軌道発振器である、請求項１に記載の移動式床清掃ロボット。

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