KR20200002207U - 2 스테이지 수집을 갖는 표면 청소 장치 - Google Patents

2 스테이지 수집을 갖는 표면 청소 장치 Download PDF

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KR20200002207U
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surface cleaning
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KR2020200001072U
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스티븐 엠. 존슨
제프리 에이. 숄턴
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비쎌 인코포레이티드
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Abstract

본 개시는 브러시롤로부터 액체 및 이물질을 기계적으로 제거하고, 기계적으로 제거된 액체 및 이물질을 장치 내장의 제1 수집 영역 내에 저장하는 표면 청소 장치를 제공한다. 표면 청소 장치는 또한 진공 모터 또는 펌프를 포함하는 흡입 원에 의해 브러시롤로부터 추가적인 액체 및 이물질을 수집하고, 수집된 액체 및 이물질을 장치 내장의 제2 수집 영역 내에 저장한다.

Description

2단계 수집을 갖는 표면 청소 장치{SURFACE CLEANING APPARATUS WITH TWO-STAGE COLLECTION}
본 고안은 대체로 브러시롤로부터 액체와 이물질을 기계적으로 제거하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제1 수집 구역 내에 저장하기 위한 제1 수집 스테이지 또는 기계적 수집 시스템과, 브러시롤로부터 액체와 이물질을 흡입하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제2 수집 구역 내에 저장하기 위한 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템을 갖는 표면 청소 장치에 관한 것이다.
바닥과 같은 표면을 청소하기 위한 여러 다양한 유형의 장치가 알려져 있다. 청소 장치의 한 범주는 표면으로부터 액체와 이물질(오물, 먼지, 흙, 모발, 얼룩 및 기타 이물질을 포함할 수 있다)을 추출하는 회수 시스템을 포함하며, 종종 청소할 표면에 청소 유체를 전달하는 전달 시스템을 갖는다. 이러한 청소 장치는 직립형 청소기, 휴대용 또는 핸드헬드 청소기, 무인 또는 스팟 청소기 또는 자율 청소기, 즉 습식 청소 로봇으로서 구성될 수 있다.
회수 시스템은 일반적으로 회수 탱크, 청소할 표면에 인접하고 작동 공기 도관을 통해 회수 탱크와 유체 연통하는 노즐, 및 청소할 표면으로부터 노즐 및 작동 공기 도관을 통해 회수 탱크로 액체와 이물질을 흡인하기 위해 작동 공기 도관과 유체 연통하는 흡입원을 포함한다. 전달 시스템은 일반적으로 일정 공급량의 청소 유체를 저장하기 위한 하나 이상의 유체 공급 탱크, 청소 유체를 청소할 표면에 적용하기 위한 유체 분배기, 및 유체 공급 탱크로부터 유체 분배기로 청소 유체를 전달하기 위한 유체 공급 도관을 포함한다. 종종, 청소할 표면을 교반하기 위한 브러시롤과 같은 교반기가 제공된다.
흡입에 의해 액체와 이물질을 회수하는 데는 강력한 진공 모터가 필요하다. 전력은 메인 전원에 의해 또는 배터리 팩에 의해 제공될 수 있다. 무선 또는 배터리 전력 공급형 청소 장치가 일반적으로 많은 소비자들에게 편리한 것으로 고려되지만, 흔히 청소에 적은 전력을 제공할 것을 필요로 하고, 유선 방식보다 전반적으로 성능이 떨어지거나, 그렇지 않으면 짧은 작동 시간을 가질 수 있다. 자율 이동에 배터리 전력을 사용하는 자율 청소기 또는 청소 로봇의 경우, 청소에 전용되는 전력이 훨씬 크게 감소되어, 성능이 떨어진다.
2 스테이지로 이물질을 수집하는 표면 청소 장치가 본원에 제공된다. 제1 스테이지에서, 장치는 진공 모터 또는 펌프를 포함하는 흡입원에 의해 추가의 액체 및/또는 이물질이 수집되는 제2 스테이지 이전에 액체 및 고체 이물질을 기계적으로 수집한다. 2 스테이지 수집은 흡입원의 전력 요건을 감소시킬 수 있으며, 이는 청소 성능을 저하시키지 않으면서 배터리 수명 또는 장치의 작동 시간을 증가시킬 수 있다. 이는 장치의 비용을 낮추는 추가 이점을 가질 수 있다.
본 고안의 하나의 실시예에 따르면, 표면 청소 장치에는 브러시롤로부터 액체와 이물질을 기계적으로 제거하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제1 수집 구역 내에 저장하기 위한 제1 수집 스테이지 또는 기계적 수집 시스템과, 브러시롤로부터 액체와 이물질을 흡입하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제2 수집 구역 내에 저장하기 위한 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템이 제공된다.
기계적 수집 시스템은 유입 개구, 청소할 표면을 스위핑(sweeping), 교반(agitating) 및/또는 모핑(mopping)하기 위해 유입 개구 내에서 회전하도록 장착된 브러시롤, 및 브러시롤에서 액체 및 이물질을 긁어내도록 브러시롤의 일부분과 접촉하도록 구성된 스크레이퍼를 포함할 수 있다.
하나의 실시예에서, 제1 수집 구역은 스크레이퍼에 의해 브러시롤로부터 기계적으로 긁어내어진 액체와 이물질을 수용하기 위한 수집 트레이를 포함한다. 수집 트레이는 재사용 가능하거나 일회용일 수 있다.
흡입 수집 시스템은 브러시롤에 근접하는 흡입 노즐, 작업 공기 스트림을 발생시키기 위해 흡입 노즐과 유체 연통하는 흡입원, 및 추후의 폐기를 위해 작동 공기 스트림으로부터 액체와 이물질을 수집하기 위한 회수 탱크를 포함할 수 있다. 흡입원은 회수 탱크의 배출구와 유체 연통하는 진공 모터를 포함할 수 있다. 회수 탱크의 유입구는 흡입 노즐과 유체 연통할 수 있다.
대안적으로, 흡입 수집 시스템은 오염된 액체를 제2 수집 구역으로 펌핑하기 위해 제1 수집 구역과 유체 연통하는 펌프를 포함할 수 있다. 제1 수집 구역은 스크레이퍼에 의해 브러시롤에서 기계적으로 긁어내어진 액체와 이물질을 수용하기 위한 수집 트레이를 포함한다. 수집 트레이는 오염된 액체를 이물질로부터 분리시키기 위한 여과기로서 작용하는 일련의 구멍을 포함할 수 있다.
하나의 실시예에서, 표면 청소 장치는 바람직하게는 배터리 전력 공급형이다. 배터리 팩이 진공 모터 및 선택적으로 장치의 다른 전기 구성요소에 연결된다. 선택적으로, 장치는 배터리를 충전시키는 데 사용될 수 있는 충전 포트 또는 충전 접점을 가질 수 있다.
표면 청소 장치는 청소 유체를 브러시롤로 전달하기 위한 유체 전달 시스템을 포함할 수 있다. 유체 전달 시스템은 일정 공급량의 청소 유체를 저장하기 위한 하나 이상의 유체 공급 탱크 및 청소 유체를 브러시롤에 적용하기 위한 유체 분배기를 포함할 수 있다.
특정 실시 양태에서, 브러시롤은 건식 및 습식 청소를 포함하는 상이한 청소 모드에 대한 청소 성능을 최적화하기 위해 다수의 교반 재료를 포함하는 하이브리드 브러시롤이다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 기계적 수집 스테이지는 회전 축을 중심으로 회전 가능하게 구동되는 교반기, 교반기의 제1 부분과 접촉하는 스크레이퍼, 및 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역으로서, 교반기에 의해 제1 수집 구역 내로 기계적으로 추진되고 스크레이퍼에 의해 교반기에서 기계적으로 긁어내어진 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역을 포함할 수 있다. 흡입 수집 스테이지는 교반기 상의 이물질과 액체를 제2 수집 구역 내에 회수하기 위해 교반기에 근접한 흡입 노즐 및 흡입 노즐과 유체 연통하는 흡입원을 포함할 수 있다. 흡입 흡입 노즐은 교반기의 제2 부분과 대면할 수 있고, 교반기의 제2 부분은 회전 축을 중심으로 한 교반기의 회전 방향으로 교반기의 제1 부분을 지나서 배치된다.
본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 기계적 수집 스테이지는 회전 축을 중심으로 회전 가능하게 구동되는 교반기 및 교반기로부터 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역을 포함할 수 있고, 흡입 수집 스테이지는 오염된 액체를 제2 수집 구역으로 펌핑하기 위해 제1 수집 구역과 유체 연통하는 펌프를 포함할 수 있다.
본 고안의 이들 및 다른 실시예에서, 표면 청소 장치는 자율 또는 로봇 식 표면 청소 장치를 포함한다. 수집 시스템 및 자율 구동 시스템을 포함하는 표면 청소 장치의 다양한 기능 시스템의 구성요소들은 자율적으로 이동 가능한 하우징 내에 장착될 수 있다. 특정 실시예에서, 로봇은 건식 청소와 습식 청소를 수행함으로써, 타일 및 경목재와 같은 경질 바닥 표면과 카펫과 같은 연질 바닥 표면을 청소하는 데 사용될 수 있는 다 표면용 청소 장치(multi-surface cleaning apparatus)이다.
본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 표면 청소 장치는 청소할 표면을 따라 이동하도록 구성된 베이스에 피벗식으로 장착된 직립형 바디를 포함한다. 기계적 수집 스테이지 및 흡입 수집 시스템의 구성요소들이 직립형 바디, 베이스 또는 이들의 결합부에 제공될 수 있다.
본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 표면 청소 장치는 타일 및 경목재와 같은 경질 바닥 표면과 카펫과 같은 연질 바닥 표면을 청소하는 데 사용될 수 있는 다 표면용 습식 진공 청소기(multi-surface wet vacuum cleaner)이다. 또 다른 실시예에서, 표면 청소 장치는 직립형 추출 청소기(upright extraction cleaner), 휴대용 또는 핸드헬드 추출 청소기 또는 무인 추출 청소기 또는 스팟 청소기이다.
본 개시의 이들 및 다른 특징과 장점들은 첨부 도면 및 첨부된 청구 범위에 따라 볼 때, 특정 실시예들의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 고안의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 고안은 이하의 설명에서 설명되거나 도면에 도시된 구성요소들의 작동의 세부에 또는 구조 및 구성의 세부에 제한되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 본 고안은 다양한 다른 실시예들로 구현될 수 있으며, 여기에 명시적으로 개시되지 않는 대안적인 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 여기에 사용된 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. "포함하는"과 그 파생어는 이후에 열거된 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 추가적인 항목 및 그 등가물을 포괄하는 것으로 의도된다. 또한, 다양한 실시예들의 설명에서 열거가 사용될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 열거의 사용은 본 고안을 구성요소들의 특정 순서 또는 개수로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 열거의 사용은 또한 본 고안의 범위를 열거된 스테이지들 또는 구성요소들과 조합될 수 있는 추가적인 스테이지나 구성요소를 배제하는 것으로 해석되어서도 안된다. "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"로서 요소들을 청구하는 임의의 언급은 X, Y 또는 Z의 개개의 어느 하나, 예를 들어 X, Y, Z; X, Y; X, Z; 및 Y, Z와 같은 X, Y 및 Z의 임의의 조합을 포함하는 것으로 의도된다.
도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 자율 표면 청소 장치 또는 습식 청소 로봇 형태의 표면 청소 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 개략적 단면도로서, 로봇의 2 스테이지 수집 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 로봇용 브러시롤의 사시도이다.
도 4는 도 2와 유사한 도면으로서, 브러시롤, 브러시 챔버 및 제1 수집 구역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4와 유사한 도면으로서, 로봇의 습식 청소 또는 모핑 작업을 도시한 도면이다.
도 6은 도 4와 유사한 도면으로서, 로봇의 건식 청소 또는 진공흡입 작업을 도시한 도면이다.
도 7은 비우기를 위해 로봇으로부터 제거된 재사용 가능한 수집 트레이를 도시한 개략도이다.
도 8은 폐기를 위해 로봇으로부터 제거된 일회용 수집 트레이를 도시한 개략도이다.
도 9는 본 고안의 제2 실시예에 따른 자율 표면 청소 장치 또는 습식 청소 로봇 형태의 표면 청소 장치의 개략적 단면도로서, 로봇의 2 스테이지 수집 시스템을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9와 유사한 도면으로서, 브러시롤, 브러시 챔버 및 제1 수집 구역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 11은 도 10과 유사한 도면으로서, 로봇의 습식 청소 또는 모핑 작업을 도시한 도면이다.
도 12는 도 10과 유사한 도면으로서, 로봇의 건식 청소 또는 진공흡입 작업을 도시한 도면이다.
도 13은 본 고안의 제3 실시예에 따른 스위퍼 형태의 표면 청소 장치의 사시도이다.
도 14는 도 13의 스위퍼의 직립형 바디 및 핸들의 일부의 단면도이다.
도 15는 도 13의 스위퍼의 베이스의 단면도이다.
도 16은 본 고안의 제4 실시예에 따른 스위퍼 형태의 표면 청소 장치의 베이스의 단면도이다.
본 고안은 대체로 브러시롤로부터 액체와 이물질을 기계적으로 제거하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제1 수집 구역 내에 저장하기 위한 제1 수집 스테이지 또는 기계적 수집 시스템과, 브러시롤로부터 액체와 이물질을 흡입하여 그 액체와 이물질을 장치 자체 상의 제2 수집 구역 내에 저장하기 위한 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템을 갖는 표면 청소 장치에 관한 것이다.
표면 청소 장치의 기능 시스템들은 장치의 다양한 기능 시스템의 구성요소들을 자율적으로 이동 가능한 유닛 내에 장착 및/또는 탑재하는 자율 또는 로봇 장치와 같은 임의의 원하는 구성으로 배치될 수 있다. 다른 선택적인 구성으로는 베이스와 이 베이스를 청소할 표면을 가로질러 안내하기 위한 직립형 바디를 갖는 직립형 장치, 진공 호스에 의해 휠부착 베이스에 연결된 청소 용구를 갖는 캐니스터 장치(canister device), 비교적 작은 구역을 청소하기 위해 사용자에 의해 손으로 휴대되도록 구성된 휴대용 장치, 또는 일정 상용 장치가 있다. 전술한 청소기들 중의 임의의 청소기는 무선 작동을 위한 자체 배터리를 포함하는 배터리 전력 공급형 장치로서 구성될 수 있다. 전술한 청소기들 중의 임의의 청소기는 타일 및 경목재와 같은 경질 바닥 표면과 카펫과 같은 연질 바닥 표면을 청소하는 데 사용될 수 있고, 건식 청소와 습식 청소를 모두 수행할 수 있는 다 표면용 청소 장치(multi-surface cleaning apparatus)로서 구성될 수 있다.
본 개시의 양태들은 또한 스팀 전달을 갖는 표면 청소 장치와 같은 스팀 장치에 편입될 수 있다. 본 개시의 양태들은 또한 유체 전달이 없는 표면 청소 장치와 같은 회수 능력만을 갖는 장치에 편입될 수 있다.
용어 "이물질(debris)"은 달리 언급되지 않는 한 오물(dirt), 먼지(dust), 흙(soil), 모발(hair), 얼룩(stain) 및 기타 이물질을 포함한다. 용어 "청소 유체(cleaning fluid)"는 달리 언급되지 않는 한 물이나 청소 용액과 같은 액체, 스팀 또는 증기를 포함한다.
도 1은 자율 표면 청소 장치 또는 습식 청소 로봇으로서 도시되고 전반적으로 10으로 지시된, 본 개시의 하나의 양태에 따른 표면 청소 장치의 개략도이다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로봇(10)에는 다양한 특징 및 개선이 제공된다. 여기에 예시되는 바와 같이, 로봇(10)은 청소할 표면으로부터 액체와 이물질을 제거하여 그 액체와 이물질을 하우징(12) 자체 상에 저장하기 위한 수집 시스템, 유체 공급 시스템, 및 청소할 표면 위에서 로봇(10)을 자율적으로 이동시키기 위한 구동 시스템의 구성요소들을 포함하는 심층 청소기(deep cleaner)의 다양한 기능 시스템의 구성요소들을 장착 및/또는 탑재한다.
로봇(10)은 사용자가 로봇(10)과 상호 작용할 수 있게 해주는 적어도 하나의 사용자 인터페이스(14)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(14)는 사용자에 의한 로봇(10)의 작동 및 제어를 가능하게 해줄 수 있고, 또한 로봇(10)으로부터 사용자에게로 피드백 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(14)는 로봇(10)의 유체 전달 시스템 및 수집 시스템의 다양한 구성요소들에 전기적으로 연결되는 회로(이에 한정되지 않음)를 포함하는 전기 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있다. 사용자 인터페이스(14)는 로봇(10)의 시스템들에 작동 가능하게 연결되어 로봇(10)의 작동에 영향을 미치고 로봇(10)의 작동을 제어하는 버튼, 트리거, 토글, 키, 스위치, 터치 스크린(이에 한정되지 않음) 등과 같은 하나 이상의 입력 제어부를 가질 수 있다. 하나의 예에서, 전력 버튼(16)이 로봇(10)의 하나 이상의 전기 구성요소로의 전력의 공급을 제어한다. 사용자 인터페이스(14)는 시각적으로 및/또는 청각적으로 통신한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 로봇(10)을 위한 사용자 인터페이스는 로봇(10)의 하나 이상의 기능을 제어하기 위해 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등에서 실행되는 애플리케이션으로서 제공될 수 있다.
로봇(10)은 또한 그것의 동작을 제어하기 위해 로봇(10)의 다양한 기능 시스템과 작동 가능하게 연결되는 컨트롤러(18)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(18)는 적어도 하나의 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)일 수 있다. 컨트롤러(18)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위해 그리고 로봇(10)의 상태에 관한 하나 이상의 표시를 제공하기 위해 사용자 인터페이스(14)와 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 또한 환경에 관한 입력을 수신하기 위해 적어도 하나의 센서(20)와 작동 가능하게 연결될 수 있고, 센서 입력을 사용하여 로봇(10)의 작동을 제어할 수 있다. 센서(20)의 일부 비제한적인 예는 장애물에 대한 로봇(10)의 거리를 결정하기 위한 거리 센서, 로봇(10)이 계단이나 선반과 같은 과도한 낙하를 피할 수 있도록 거리 피드백을 제공하는 절벽 센서, 로봇(10)에 대한 전방 또는 측방 충격을 결정하기 위한 범프 센서, 로봇(10)이 벽과 접촉하지 않고 벽 근처를 따라갈 수 있도록 거리 피드백을 제공하는 벽 추종 센서, 선형, 회전 및 자기장 가속도를 감지하는 가속도계, 사용자가 로봇(10)을 들어올릴 때와 같이 로봇(10)이 청소할 표면에서 들어올려질 때를 검출하는 리프트 업 센서, 및 청소할 표면의 상태를 검출하기 위한 적외선 오물 센서, 얼룩 센서, 냄새 센서 및/또는 웨트 메스 센서(wet mess sensor)와 같은 바닥 상태 센서와 같은 바닥 상태 센서를 포함한다.
로봇(10)은 충전식 배터리(22)(예컨대, 배터리 팩 또는 복수의 배터리 셀)일 수 있는 하우징(12) 자체 상의 전원을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 배터리(22)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 적절한 충전기가 로봇(10)과 함께 제공될 수 있다. 하나의 실시예에서, 로봇(10)은 배터리(22)를 충전시키는 데 사용되는 충전 포트를 가질 수 있다. 로봇(10)을 가정용 콘센트에 플러그 연결시키기 위해 충전 케이블(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 하나의 대안적인 실시예에서, 로봇(10)은 하우징(12) 상에 충전 접점을 가질 수 있고, 배터리(22)를 재충전시키기 위해 로봇(10)을 도킹시키기 위한 도킹 스테이션(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
자율 구동 시스템은 청소할 표면 위로 로봇(10)을 자율적으로 이동시키도록 구성된다. 로봇(10)은 장애물을 피하기 위해 필요에 따라 방향을 바꾸거나 그것의 경로를 조정하도록 다양한 센서로부터의 입력을 이용하여 바닥 표면을 청소하는 동안 표면 주위를 무작위로 이동하도록 구성될 수 있으며, 또는 청소할 표면 위의 로봇(10)의 이동을 안내하기 위한 경로탐색/지도운용 시스템(navigation/mapping system)을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 로봇(10)은 구동 시스템과 작동 가능하게 연결되는 경로탐색 및 경로계획 시스템(navigation and path planning system)을 포함한다. 이 시스템은 로봇(10)이 사용되는 환경의 지도를 구축 및 저장하고, 가용 영역을 체계적으로 청소하기 위한 경로를 계획한다. 사용자 결정 경계(user-determined boundary) 내에 로봇(10)을 수용하기 위해, 인공 장벽 시스템(artificial barrier system)(도시되지 않음)이 선택적으로 로봇(10)과 함께 제공될 수 있다.
구동 시스템은 청소할 표면을 가로질러 로봇(10)을 구동하기 위한 구동 휠(24)을 포함할 수 있다. 구동 휠(24)은 기어 트레인 어셈블리나 또 다른 적절한 동력전달기를 포함할 수 있는 동력전달기에 의해 구동 휠(24)과 연결되는 공통 구동 모터 또는 개별 구동 모터(도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있다. 구동 시스템은 경로탐색/지도운용 시스템으로부터의 입력에 기초하여, 바닥을 가로질러 로봇(10)을 구동하기 위해 컨트롤러(18)로부터 입력을 수신할 수 있다. 구동 휠(24)은 하우징(12)을 전방 또는 후방으로 이동시키기 위해 전진 또는 후진 방향으로 구동될 수 있으며, 동시적으로 또는 하우징(12)을 원하는 방향으로 회전시키기 위해 개별적으로 작동될 수 있다. 컨트롤러(18)는 구동 시스템에 청소할 표면 위로 로봇(10)을 이동시키도록 지시하기 위해 경로탐색/지도운용 시스템으로부터 입력을 수신할 수 있다. 경로탐색/지도운용 시스템은 로봇(10)의 이동을 안내하기 위해 사용되는 경로탐색용 지도 및 다양한 센서로부터의 입력을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
유체 전달 시스템은 일정 공급량의 청소 유체를 저장하기 위한 공급 탱크(26) 및 공급 탱크(26)와 유체 연통하는 적어도 하나의 유체 분배기(28)를 포함할 수 있다. 청소 유체는 물이나 경질 표면 청소를 위해 특별히 제조된 청소 용액과 같은 액체일 수 있다.
공급 탱크(26)는 임의의 구성으로 하우징(12)에 장착될 수 있다. 본 실시예에서, 공급 탱크(26)는 충전이나 재충전을 위해 하우징(12)으로부터 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 공급 탱크(26)는 일회용일 수 있으며 또한 교체 가능할 수 있다.
유체 분배기(28)는 로봇(10)의 하우징(12)에 제공된 하나 이상의 분사 노즐 또는 분사 팁일 수 있다. 대안적으로, 유체 분배기(28)는 다수의 배출구를 갖는 매니폴드일 수 있다.
유체 분배기(28)는 유체 분배기(28)의 배출구를 표면에 대향하여 위치시키는 등에 의해 청소할 표면 상으로 직접적으로 또는 유체 분배기(28)의 배출구를 브러시롤(30)과 같은 교반기 상으로 분배하도록 위치시키는 등에 의해 청소할 표면 상으로 간접적으로 청소 유체를 분배하도록 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서는, 유체 분배기(28)는 브러시롤(30) 상으로 청소 유체를 분배하도록 위치된다. 대안적으로, 유체 분배기(28)는 하우징(12)이 자율적으로 이동하는 바닥 상으로 직접적으로 분사하도록 구성될 수 있으며, 특히 청소 유체를 하우징(12) 아래에 분배할 수 있으며, 또는 청소 유체를 하우징(12)으로부터 외부로 분배할 수 있어 사용자가 청소 유체가 분배되는 위치를 정확하게 볼 수 있다. 예를 들어, 유체 분배기(28)는 로봇(10)의 하우징(12)으로부터 청소 유체를 전방으로, 후방으로, 측방으로 또는 외부의 어느 곳으로든 분배할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 다른 대안으로서, 청소 유체를 브러시롤(30) 상으로 그리고 바닥 상으로 직접적으로 분배하도록 다수의 유체 분배기가 제공될 수 있다.
유체 전달 펌프(32)가 공급 탱크(26)와 유체 분배기(28) 사이의 유체 경로에 제공되어 유체 분배기(28)로의 유체의 유동을 제어할 수 있다. 청소 유체가 표면에 적용되기 전에 청소 유체를 가열하는 히터 또는 하나 이상의 유체 제어 및 혼합 밸브와 같은 선택적인 구성요소들의 다양한 조합이 당업계에 공지된 바와 같이 유체 전달 시스템에 편입될 수 있다.
브러시 모터(34)가 브러시롤(30)을 구동하기 위해 하우징(12) 내에 제공될 수 있다. 예를 들어 벨트를 포함하는 구동 동력전달기(도시되지 않음)가 모터(34)의 모터 샤프트의 회전 운동을 브러시롤(30)에 전달하기 위해 모터 샤프트를 브러시롤(30)과 작동 가능하게 연결시키다. 대안적으로, 브러시롤(30)은 로봇(10)의 자율적 이동에 의해 기계적으로 구동될 수 있다.
브러시롤(30)은 로봇(10)의 전방에 장착될 수 있지만, 대부분의 자율 표면 청소기 상의 브러시롤은 유닛의 중앙 부근에 장착되어 불투명한 플라스틱 하우징 아래에 숨겨진다. 여기서 로봇(10)에 대해 사용되는 것으로서, "전방" 또는 "전진" 및 그 파생어들은 달리 언급되지 않는 한 자율 로봇(10)의 전진 방향에 대해 정의된다. 도시된 로봇(10)의 하우징(12)은 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 위에서 볼 때 전체 "D자 형상"을 갖는 등에 의해 전방 위치에 브러시롤(30)을 수용하도록 구성될 수 있으며, 하우징(12)은 직선형 전면(36) 및 둥근형 후면(38)을 갖는다. 하우징(12)은 또한 대체로 직선형 전면(36)과 둥근형 후면(38) 사이에 연장되어 있고, 직선형 또는 다른 윤곽형상일 수 있는 측면(40)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 로봇(10)은 전진 주행 방향이 둥근형 면(38)을 로봇(10)의 전면이 되게 하고, 브러시롤(30)이 로봇(10)의 후방에 장착되도록 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 로봇(10)의 개략적 단면도로서, 로봇(10)의 수집 시스템의 다양한 구성요소를 도시한 도면이다. 도시된 로봇(10)의 수집 시스템은 브러시롤(30)로부터 액체와 이물질을 기계적으로 제거하여 그 액체와 이물질을 하우징(12) 자체 상의 제1 수집 구역(44)에 저장하기 위한 제1 수집 스테이지 또는 기계적 수집 시스템과, 브러시롤(30)로부터 액체와 이물질을 흡입하여 그 액체와 이물질을 하우징(12) 자체 상의 제2 수집 구역(48) 내에 저장하기 위한 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템을 포함하는 2 스테이지를 포함한다.
로봇(10)은 유입 개구(50)를 포함할 수 있다. 유입 개구(50)는 하우징(12)이 바닥을 가로질러 자율적으로 이동할 때 청소할 표면 또는 바닥 표면(F)에 인접하도록 구성된 하우징(12)의 하부면(54)에 제공될 수 있다. 브러시롤(30)은 유입 개구(50)에 인접하게 제공될 수 있고, 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 바닥 표면(F)을 스위핑(sweeping), 교반(agitating) 및/또는 모핑(mopping)하기 위해 유입 개구(50)를 통해 바닥 표면(F)과 접촉하도록 구성될 수 있다.
기계적 수집 시스템은 바닥 표면(F)을 스위핑, 교반 및/또는 모핑하기 위해 유입 개구(50) 내에서 회전하도록 장착된 브러시롤(30), 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 브러시롤(30)에서 액체와 이물질을 긁어내도록 브러시롤(30)의 적어도 일부분과 접촉하도록 구성된 스크레이퍼(52), 및 스크레이퍼(52)에 의해 브러시롤(30)에서 기계적으로 긁어내어진 액체와 이물질을 수용하는 제1 수집 구역(44)을 포함할 수 있다. 또한, 로봇(10)의 일부 실시예에서, 회전하는 브러시롤(30)에 의해 스위핑된 일부 이물질 및/또는 액체는 곧바로 제1 수집 구역(44) 내로, 즉 스크레이퍼(52)에 의해 긁어내짐이 없이, 기계적으로 추진될 수 있다.
전술한 바와 같이, 유체 분배기(28)가 청소 유체를 브러시롤(30) 상으로 분배하도록 위치된다. 도시된 실시예에서, 유체 분배기(28)는 일정 외하방 각도로 브러시롤(30) 상으로 분사하도록 경사지거나 다른 방식으로 형성된 적어도 하나의 분사 노즐 또는 분사 팁을 포함할 수 있다. 브러시롤(30)은 실질적으로 수평 축이거나 하우징(12)이 그 위에서 이동하는 표면에 대체로 평행한 축일 수 있는 중심 회전 축(X)을 중심으로 한 방향(R)으로 회전 운동하도록 장착된다.
로봇(10)을 위한 브러시롤(30)의 하나의 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 본 예에서, 브러시롤(30)은 건식 또는 습식 청소에 적합한 하이브리드 브러시롤일 수 있다. 하나의 실시예에서, 브러시롤(30)은 다월(dowel)(56), 다월(56)로부터 연장되어 있는 복수의 강모(bristle)(58), 및 다월(56) 상에 제공되어 강모(58) 사이에 배치된 극세사 재료(60)를 포함한다. 적합한 하이브리드 브러시롤의 하나의 예가 그 전체 내용이 여기에 참조로 포함되는 2018년 10월 9일자로 공표된 미국 특허 제10,092,155 호에 개시되어 있다. 강모(58)는 복수의 터프트(tuft) 또는 단일 스트립으로 배치될 수 있다. 다월(56)은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리프로필렌 또는 스티렌과 같은 폴리머 재료, 또는 플라스틱, 목재 또는 금속과 같은 다른 적절한 재료로 구성될 수 있다. 강모(58)는 터프팅(tufting)되거나 또는 단일 강모 스트립일 수 있고, 나일론 또는 임의의 다른 적합한 합성 또는 천연 섬유로 구성될 수 있다. 극세사 재료(60)는 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 폴리프로필렌을 포함하는 재료의 콘쥬게이션(conjugation)이나 극세사를 구성하기 위해 당업계에 알려진 적합한 임의의 재료로 구성될 수 있다.
브러시롤(30)의 다른 실시예들이 가능하다. 예를 들어, 브러시롤(30)은 교반 전용 매체로서 터프팅된 강모를 포함할 수 있다. 대안적으로, 브러시롤(30)은 유일한 교반 전용 매체로서 연성의 압축성 재료로 제작된 극세사 또는 다른 교반 매체를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 브러시롤(30)은 나일론 섬유, 폼(foam), 엘라스토머 블레이드(elastomeric blade), 패들(paddle) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 하나의 수평 회전 브러시롤(30)이 여기에 도시되어 있지만, 일부 실시예에서는, 이중 수평 회전 브러시롤, 하나 이상의 수직 회전 브러시롤이 로봇(10) 상에 제공될 수 있다.
도 2로 되돌아가서, 로봇(10)은 브러시롤(30)이 그 내부에 장착되는 브러시 챔버(62)를 포함할 수 있다. 스크레이퍼(52)는 하우징(12)에 장착되거나 다른 방식으로 제공될 수 있고, 브러시롤(30)의 부분(64)과 접촉하도록 브러시 챔버(62) 내로 연장되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 스크레이퍼(52)는 브러시 회전 축(X)을 중심으로 한 브러시롤(30)의 회전 방향(R)에 의해 정해지는 것으로서 브러시롤(30)의 제1 트레일링 부분(64)과 맞물림하도록 구성되며, 브러시롤(30)이 회전함에 따라, 브러시롤(30)에서 액체와 이물질을 긁어낼 수 있다.
하나의 실시예에서, 스크레이퍼(52)는 일반적으로 브러시롤(30)의 횡적 길이에 걸쳐 있는 기다란 와이퍼(wiper) 또는 블레이드일 수 있다. 스크레이퍼(52)는 블레이드 또는 와이퍼와 같이 얇거나 좁은 에지일 수 있다. 선택적으로, 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)이 스크레이퍼(52)를 지나쳐 회전할 때 스크레이퍼(52)가 브러시롤(30)을 파고드는 것을 돕기 위해 전방으로 경사질 수 있다. 대안적으로, 스크레이퍼(52)는 일반적으로 청소할 표면에 대체로 직교하도록 또는 수직으로 배치될 수 있다. 스크레이퍼(52)는 도시된 바와 같이 매끄러운 전방 및 후방 표면을 포함할 수 있으며, 또는 선택적으로 어느 면에든 리지(ridge) 또는 너브(nub)를 포함할 수 있다.
도 4는 브러시롤(30) 및 브러시 챔버(62)의 확대도를 도시한다. 스크레이퍼(52)는 브러시 챔버(62)의 후방 측 또는 트레일링 측(66)에 제공될 수 있고, 브러시 회전 축(X)을 중심으로 한 브러시롤(30)의 회전 방향(R)에 의해 정해지는 것으로서 브러시롤(30)의 트레일링 부분(64)과 맞물림하도록 구성될 수 있다. 브러시롤(30)이 회전함에 따라, 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)의 트레일링 부분(64)을 압박하여 브러시롤(30)에서 오염된 액체와 이물질을 긁어낸다. 스크레이퍼(52)는 또한 브러시롤(30)의 길이를 따라 액체를 균일하게 재분배하는 것을 도울 수 있고, 이는 청소할 표면 상의 자국을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
선택적으로, 스크레이퍼(52)는 강성, 즉 뻣뻣하고 및 비가요성일 수 있어, 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)과의 맞물림에 의해 굽혀지거나 휘어지지 않는다. 하나의 예에서, 스크레이퍼(52)는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카보네이트 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 같은 강성 열가소성 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)의 윤곽에 따라 변형되도록 유연할 수, 즉 가요성이거나 탄성적일 수 있다.
로봇(10)의 도시된 실시예에서, 강성 스크레이퍼(52)는 도 3에 도시된 바와 같이 건식 및 습식 청소를 포함하는 상이한 청소 모드 시의 청소 성능을 최적화하기 위해 다수의 교반 재료를 포함하는 하이브리드 브러시롤(30)과 접촉한다. 스크레이퍼(52)에 의해 수행되는 기계적 이물질 제거는 브러시롤(30)의 교반 재료에 의존할 수 있다. 도 3에 도시된 하이브리드 브러시롤(30)을 근간으로, 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)의 트레일링 부분(64)에서 극세사 재료(60)를 압박하여 극세사 재료(60)로부터 액체를 압착한다. 스크레이퍼(52)는 또한 강모(58)가 스크레이퍼(52)를 지나쳐 회전할 때 강모(58)를 변형시켜 이물질과 액체를 강모(58)로부터 제1 수집 구역(44) 내로 털어낼 수 있다.
스크레이퍼(52)와 유체 분배기(28)는, 유체 분배기(28)로부터의 청소 유체의 스프레이가 제1 부분(64)에서 스크레이퍼(52)가 브러시롤(30)과 접촉하게 되는 곳의 직전에서 브러시롤(30)에 부딪치도록, 서로에 대해 위치될 수 있다. 하나의 예에서, 유체 분배기(28)는 청소 유체에 의해 습윤화될 브러시롤(30)의 일부분이 스크레이퍼(52)를 지나쳐 회전하기 전에 브러시롤(30)의 그 일부분을 습윤화시키기 위해 청소 유체의 스프레이(68)를 스크레이퍼(52) 아래로 청소 유체의 스프레이(68)를 지향시키도록 위치될 수 있다. 특히, 스프레이(68)는 브러시롤(30)의 트레일링 부분(64)이 스크레이퍼(52)를 지나쳐 회전하기 직전에 브러시롤(30)의 트레일링 부분(64)을 습윤화시킬 수 있다.
제1 수집 구역(44)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈(bin) 또는 탱크 중의 임의의 형태일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 수집 구역(44)은 수집 트레이(70)의 수집 공간 또는 챔버(74) 내로의 진입 개구(72)를 한정하는 대체로 개방된 상부를 갖고, 브러시 챔버(62)와 유체 연통하고 있는 즉 브러시 챔버(62)로 개방되어 있는 수집 트레이(70)를 포함한다. 스크레이퍼(52)에 의해 브러시롤(30)에서 긁어내어진 이물질과 액체는 진입 개구(72)를 통해 수집 트레이(70) 내로 낙하할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 액체와 이물질은 회전 브러시롤(30)에서 회전 분리되어 수집 트레이(70) 내로 역방향 비행할 수 있다.
도시된 실시예에서, 수집 트레이(70)는 폐쇄된 바닥 벽(76) 및 바닥 벽(76)으로부터 상방으로 연장되어 있는 주변 측벽(78)을 포함하는 직선적 형상이다. 주변 측벽(78)이 개방된 상부 또는 수집 챔버(74) 내로의 진입 개구(72)를 한정할 수 있다. 수집 트레이(70)는 또한 횡방향으로 연장될 수 있으며, 예를 들어 브러시롤(30) 및/또는 스크레이퍼(52)의 횡적 길이와 대체로 동일하게 연장될 수 있다.
수집 트레이(70)는 비우기를 위해 하우징(12)으로부터 제거될 수 있다. 하우징(12)은 수집 트레이(70)를 수용하기 위한 수집 트레이 리시버(80)를 포함할 수 있다. 수집 트레이(70)는 수집 트레이 리시버(80) 내로 슬라이딩하거나 다른 방식으로 안착되어, 하우징(12)에 수집 트레이(70)를 설치할 수 있다. 하나의 실시예에서, 수집 트레이(70)는 비우기를 위해 하우징(12)의 측면(40)(도 1) 중의 하나를 통해 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 수집 트레이(70)는 하우징(12)의 바닥부로부터 또는 하우징(12)의 상부로부터 제거될 수 있다.
선택적으로, 로봇(10)은 수집 트레이(70)를 하우징(12)에 고정시키기 위한 수집 트레이 래치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 수집 트레이 래치는 사용자가 수집 트레이(70)를 하우징(12)으로부터 제거하기 전에 래치를 작동시켜야만 하도록 수집 트레이(70)를 하우징(12)에 해제 가능하게 잠금하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 수집 트레이 래치는 하우징(12) 상에 수집 트레이(70)를 해제 가능하게 래칭시키거나 유지시키지만 잠금하지는 않도록 구성될 수 있어, 사용자는 편리하게 수집 트레이(70) 자체에 충분한 힘을 적용하여 수집 트레이 리시버(80)로부터 수집 트레이(70)를 당겨낼 수 있다.
전술한 바와 같이, 브러시롤(30)은 바닥 표면(F)을 스위핑, 교반 및/또는 모핑하기 위해 유입 개구(50)에 인접하여 제공될 수 있다. 브러시 챔버(62)의 후방 부분에는 이물질과 액체를 진입 개구(72)로 그리고 수집 챔버(74) 내로 위로 이동시키는 것을 돕기 위한 램프(82)가 제공될 수 있다. 선택적으로, 램프(82) 자체가 브러시 챔버(62)의 일부분, 특히 브러시 챔버(62)의 후방 부분을 한정할 수 있다. 램프(82)는 유입 개구(50)의 후방 측으로부터 진입 개구(72)까지 경사면으로서 상방으로 연장될 수 있다. 스크레이퍼(52) 및 흡입 노즐(88)은 대체로 램프(82) 위쪽에 배치될 수 있어, 브러시롤(30)의 일부분이 스크레이퍼(52) 및 흡입 노즐(88)에 도달하기 전에 램프(82)를 타고 올라갈 것이다.
도 2로 되돌아가서, 흡입 수집 시스템은 오염물 유입구(84)와 청정 공기 배출구(86), 브러시롤(30)과 대면하도록 위치되는 추출 또는 흡입 노즐(88), 작동 공기 스트림을 발생시키기 위해 흡입 노즐(88)과 유체 연통하는 흡입원 또는 진공 모터(90), 및 흡입 노즐(88)에 의해 브러시롤(30)로부터 흡입된 액체와 이물질을 수용하는 제2 수집 구역(48)을 갖는 하우징(12)을 통한 추출 경로를 포함할 수 있다.
진공 모터(90)는 추출 경로를 통해 작동 공기 스트림을 발생시키기 위해 흡입 노즐(88) 및 제2 수집 구역(48)과 유체 연통한다. 진공 모터(90)는 공기 배출구(86)의 유체 유동적 상류에서 하우징(12)에 탑재될 수 있으며, 추출 경로의 일부를 한정할 수 있다. 선택적으로, 흡입 수집 시스템에는 진공 모터(90)의 상류 또는 하류에 프리 모터 필터 및/또는 포스트 모터 필터(도시되지 않음)와 같은 하나 이상의 추가적인 필터가 제공될 수 있다.
흡입 노즐(88)은 바닥 표면(F)보다는 브러시롤(30)로부터 액체와 이물질을 제거하고, 여기에서 흡입 노즐 유입구(84)라고도 지칭되는 오염물 유입구(84)를 한정한다. 흡입 노즐(88)은 브러시롤(30)로부터의 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 임의의 유형의 흡입 도구일 수 있다. 도시된 실시예에서, 오염물 유입구 또는 흡입 노즐 유입구(84)는 브러시롤(30)과 대향하는 기다란 슬롯 또는 개구를 포함한다. 노즐 유입구(84)는 실질적으로 브러시롤(30)의 전체 횡적 길이에 걸쳐 액체와 이물질을 제거하도록 브러시롤(30)의 횡적 길이에 대체로 걸쳐 있다. 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(92)가 흡입 노즐(88)의 배출구(94)를 제2 수집 구역(48)과 유체 유동적으로 연결시킬 수 있다. 흡입 수집 시스템에는 제2 수집 구역(48)의 공기 배출 개구를 진공 모터(90)와 유체 유동적으로 연결시키는 제2 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(96)를 포함하여 흡입 수집 시스템의 구성요소들을 유체 유동적으로 연결시키는 다양한 다른 도관, 덕트, 튜브 및/또는 호스가 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 흡입 노즐(88)은 브러시롤(30)로부터 액체와 이물질을 제거하도록 구성된다. 많은 종래의 진공 청소기 디자인에서는, 흡입 노즐이 브러시롤을 수용할 정도로 충분히 크고, 흡입 노즐 유입구가 바닥 표면에 인접하여 바닥 표면으로부터 액체와 이물질을 제거한다. 본원에서는, 흡입 노즐(88)은 유입 개구(50) 및 바닥 표면(F)으로부터 멀리 떨어져 배치되고, 흡입 노즐(88)은 브러시롤(30)의 후상방 사분면(upper rear quadrant)에 배치되어 브러시롤(30)로부터 액체와 미세한 이물질을 제거한다. 스크레이퍼(52)와 흡입 노즐(88)은, 스크레이퍼(52)가 브러시롤(30)과 접촉하는 곳을 지난 곳에서 흡입 노즐(88)이 브러시롤(30)의 일부분으로부터 액체와 이물질을 제거하도록, 서로에 대해 위치될 수 있다. 특히, 흡입 노즐(88)은 브러시 회전 축(X)을 중심으로 한 브러시롤(30)의 회전 방향(R)에 의해 정해지는 것으로서 브러시롤(30)의 제1 부분(64) 직후의 제2 부분(97)에서 브러시롤(30)과 맞물림하도록 배치될 수 있다.
로봇(10)의 일부 실시예에서, 흡입 노즐 유입구(84)의 적어도 일부분은 브러시롤(30)과 접촉한다. 예를 들어, 흡입 노즐 유입구(84)는 브러시롤(30)의 원주부와 접촉할 수 있어서, 흡입 노즐 유입구(84)는 브러시롤(30)을 실질적으로 압박하지는 않는다. 대안적으로, 흡입 노즐 유입구가 브러시롤(30) 내로 파고들어갈 수 있어서, 흡입 노즐 유입구(84)가 브러시롤(30)을 압박한다. 어느 경우이든, 흡입 노즐 유입구(84)의 에지는 브러시롤(30)과 맞물림하고 브러시롤(30)에서의 액체를 기계적으로 가압하는 것을 돕는 스퀴지(squeegee)처럼 작용할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 흡입 노즐 유입구(84)이 브러시롤(30)과 이격되거나 접촉하지 않지만, 그래도 브러시롤(30)로부터 액체와 미세한 이물질을 흡입할 수 있다.
흡입 노즐(88)은 흡입 노즐 유입구(84)로부터 노즐 배출구(94)로 연장되어 있고 적어도 2개의 이격된 노즐 벽, 즉 제1 노즐 벽(100) 및 제2 노즐 벽(102)에 의해 형성되는 노즐 통로(98)를 한정한다. 도시된 실시예에서, 제1 노즐 벽(100)은 하부 노즐 벽이고, 제2 노즐 벽(102)은 상부 노즐 벽이지만, 다른 배향이 가능하다. 예를 들어, 노즐 벽(100, 102)은 전방 및 후방 노즐 벽을 포함할 수 있다.
양쪽 노즐 벽(100, 102)의 일부분은 브러시롤(30)과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 제1 노즐 벽(100)만이 또는 제2 노즐 벽(102)만이 브러시롤(30)과 접촉할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 양쪽 노즐 벽(100, 102)은 브러시롤(30)과 접촉하지 않을 수 있다.
흡입 노즐 유입구(84)는 브러시롤(30)의 원주부의 원호 위에서 브러시롤(30)의 곡률을 따르도록 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 또는 상부 노즐 벽(102)은 제1 또는 하부 벽(100)의 전방으로 돌출하여, 브러시롤 원주부의 곡률을 밀접하게 따르고 브러시롤(30)에 보다 밀접하게 맞물림한다.
전술한 바와 같이, 많은 종래의 진공 청소기 디자인에서는, 흡입 노즐이 브러시롤을 에워싼다. 본원에서는, 흡입 노즐 유입구(84)가 브러시롤(30)보다 작으며, 특히 브러시롤(30)의 직경(D)보다 작은 폭(W)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 흡입 노즐 유입구(84)의 폭(W)은 노즐 벽(100, 102)의 단부들 사이의 최단 거리로서 측정될 수 있다. 브러시롤(30)의 직경(D)은 브러시롤(30)의 중심을 통과하면서 각각의 끝에서 브러시롤(30)의 원주부 또는 최외측 표면과 만나는 직선을 따라 측정될 수 있다. 노즐 유입구 폭(W) 대 브러시롤 직경(D)의 비는 예를 들어 1:2, 1:5, 1:10 또는 1:20일 수 있다.
흡입 노즐(88)과 마찬가지로, 스크레이퍼(52)는 유입 개구(50) 및 바닥 표면(F)으로부터 멀리 떨어져 브러시롤(30)의 후상방 사분면에 배치되어, 흡입 노즐이 브러시롤(30)의 일부분으로부터 추가의 액체와 이물질을 흡입하기 전에 회전하는 브러시롤(30)의 일부분으로부터 액체와 이물질을 긁어낸다. 도시된 실시예에서, 스크레이퍼(52)는 노즐 유입구(84) 아래에 배치되고, 특히 흡입 노즐(88)의 하부 노즐 벽(100)으로부터 연장되거나 매달릴 수 있다. 스크레이퍼(52)를 위한 다른 위치들도 가능하다.
회전 브러시롤(30)의 일부분이 바닥 표면(F)과 접촉하는 것을 시작으로, 회전하여 다시 바닥 표면(F)과 접촉하게 되기 전에, 램프(82) 위쪽으로 회전하는 작동 중에, 선택적으로 유체 분배기(28)에 의해 습윤화되고, 스크레이퍼(52)에 의해 긁어내어지고, 흡입 노즐(88)에 의해 흡입된다. 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)로부터 더 크거나 더 굵은 이물질을 제거하는 경향이 있는 한편, 더 미세한 이물질은 흡입 노즐(88)에 의해 제거된다. 따라서, 더 크거나 더 굵은 이물질은 일반적으로 제1 수집 구역(44) 내에 수집될 수 있는 한편, 더 미세한 이물질은 일반적으로 제2 수집 구역(48) 내에 수집될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 수집 구역(48)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈 또는 탱크 중의 임의의 형태일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제2 수집 구역(48)은 추후의 폐기를 위해 작동 공기 스트림으로부터 액체와 이물질을 수집하기 위한 회수 탱크(108)를 포함한다. 회수 탱크(108)는 또한 추출 경로의 일부분을 한정할 수 있으며, 작동 공기 스트림으로부터 액체와 혼입된 이물질을 분리시키기 위한 공기/액체 분리기와 분리된 액체와 이물질이 수집되는 수집 챔버를 포함할 수 있다. 공기/액체 분리기와 수집 챔버를 갖는 적합한 회수 탱크의 하나의 예가 상기 인용된 미국 특허 제10,092,155 호에 개시되어 있다. 진공 모터(90)는 전술한 바와 같이 도관(96)을 통하는 등에 의해 회수 탱크(108)의 공기 배출구(114)와 유체 연통할 수 있다. 회수 탱크(108)의 유입구(116)는 전술한 바와 같이 도관(92)을 통하는 등에 의해 흡입 노즐(88)과 유체 연통할 수 있다.
선택적으로, 로봇(10)은 회수 탱크(108)를 하우징(12)에 고정시키기 위한 회수 탱크 래치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 회수 탱크 래치는 사용자가 회수 탱크(108)를 하우징(12)으로부터 제거하기 전에 래치를 작동시켜야만 하도록 회수 탱크(108)를 하우징(12)에 해제 가능하게 잠금하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 회수 탱크 래치는 하우징(12) 상에 회수 탱크(108)를 해제 가능하게 래칭시키거나 유지시키지만 잠금하지는 않도록 구성될 수 있어, 사용자는 편리하게 회수 탱크(108) 자체에 충분한 힘을 적용하여 하우징(12)에서 회수 탱크(108)를 당겨낼 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 브러시롤(30) 및 브러시 챔버(62)는 하우징(12)의 전면(36)에 제공될 수 있다. 하나의 실시예에서, 브러시 챔버(62)는 브러시롤(30) 또는 다른 교반기를 에워싸고, 또한 선택적으로 흡입 노즐(88), 스크레이퍼(52) 및/또는 유체 분배기(28)를 에워싸는 하우징(12) 상에 제공된 커버(118)에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 커버(118)는 적어도 부분적으로 반투명 또는 투명 재료로 형성될 수 있어서, 브러시롤(30), 흡입 노즐(88), 스크레이퍼(52) 및/또는 유체 분배기(28)와 같은 로봇(10)의 내부 공간이 커버(118)를 통해 사용자에게 보여질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 수집 구역(44) 및 선택적으로 제2 수집 구역(48)이 커버(118)를 통해 사용자에게 보여질 수 있다.
하나의 실시예에서, 커버(118)는 하우징(12) 상에 제거 가능하게 장착될 수 있고, 적어도 하나의 커버 래치(도시되지 않음)에 의해 하우징(12)에 해제 가능하게 고정될 수 있다. 이러한 실시예에서, 노즐 유입구(84)를 포함하는 흡입 노즐(88)의 적어도 일부분은 커버(118) 상에 탑재되거나 다른 방식으로 커버(118)과 함께 형성될 수 있다. 선택적으로, 스크레이퍼(52) 및 유체 분배기(28) 중의 하나 또는 양자 모두는 커버(118) 상에 탑재되거나 다른 방식으로 커버(118)와 함께 형성될 수 있고, 따라서 커버(118)와 함께 제거 가능할 수 있다.
예시된 실시예에서, 커버(118)는 브러시 챔버(62)를 한정하도록 브러시롤(30)의 전방 둘레를 감쌀 수 있는 만곡형 전방 단부(120), 및 수집 트레이(70)의 개방된 상부를 덮도록 수집 트레이(70) 위로 연장될 수 있는 후방 단부(122)를 포함한다. 커버(118)는 하우징(12)의 적어도 직선형 전면(36)을 한정할 수 있으며; 보다 구체적으로, 커버(118)의 만곡형 전방 단부(120)가 하우징(12)의 적어도 직선형 전면(36)을 한정할 수 있다.
선택적으로, 브러시롤(30)은 브러시롤(30)의 청소 및/또는 건조 등을 위해 사용자에 의해 하우징(12)으로부터 제거되도록 구성될 수 있다. 브러시롤(30)은 브러시롤 래치(도시되지 않음)에 의해 브러시 챔버(62) 내에 제거 가능하게 장착될 수 있다. 커버(118)는 브러시롤(30)을 노출시키기 위해 제거될 수 있고, 그 후 브러시롤(30)은 사용자에 의해 하우징(12) 위로 제거될 수 있다. 대안적으로, 브러시롤(30)은 하우징(12)의 바닥 표면으로부터 또는 하우징(12)의 측면을 통해 제거 가능한 등에 의해 커버(118)를 먼저 제거하는 일 없이 제거되도록 구성될 수 있다.
커버(118)의 전방 단부(120)는 커버(118)의 하부 에지가 청소할 표면 상의 큰 이물질 위로 이동하는 것을 가능하게 해주기 위해 바닥 표면(F)으로부터 이격될 수 있어, 로봇(10)의 전진 이동 시에 로봇(10)이 하우징(12)의 전방의 큰 이물질을 헤쳐버리는 것을 방지한다. 그 대신, 큰 이물질은 전방 개구(124)를 통과하여 브러시롤(30)에 의해 스위핑된다.
작동 중에, 로봇(10)은 바닥 표면(F) 위에서 자율적으로 이동한다. 도 5를 참조하면, 로봇(10)은 다른 방향이 가능하지만 화살표 A로 표시된 방향으로 자율적으로 이동하는 것으로 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 청소 작업에서, 로봇(10)은 액체가 분배기(28)로부터 브러시롤(30)로 적용되는 습식 청소 또는 모핑을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 습윤화된 회전 브러시롤(30)이 바닥 표면(F)을 모핑할 수 있고, 액체와 이물질을 램프(82) 위쪽으로 수집 챔버(74) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(30)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(70) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(52)는 또한 브러시롤(30)을 기계적으로 압박함으로써, 특히 극세사 재료(60)를 압박함으로써 브러시롤(30)로부터 오염된 액체를 압착한다. 스크레이퍼(52)를 통과한 후에는, 흡입 노즐(88)이 브러시롤(30)로부터 추가의 액체와 이물질을 제거하고, 브러시롤(30)로부터 제거된 추가의 이물질은 회수 탱크(108) 내에 수집된다.
도 6을 참조하면, 로봇(10)은 액체가 분배기(28)로부터 적용되지 않고 바닥 표면(F)이 비교적 건조한 건식 청소 또는 진공흡입를 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 회전 브러시롤(30)은 바닥 표면(F)을 스위핑 및/또는 교반할 수 있고, 건조한 이물질을 램프(82) 위쪽으로 수집 챔버(74) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(30)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(70) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(52)를 통과한 후에는, 흡입 노즐(88)이 브러시롤(30)로부터 추가의 액체와 이물질을 제거하고, 브러시롤(30)로부터 제거된 추가의 이물질은 회수 탱크(108) 내에 수집된다.
도 7을 참조하면, 습식 또는 건식 청소 작업 후에, 수집 트레이(70)는 트레이 리시버(80)로부터 제거될 수 있다. 내부에 수집된 이물질 및/또는 액체는 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기(132)에 폐기될 수 있다. 그 후, 수집 트레이(70)는 추가 사용을 위해 로봇(10)에 재조립될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 회수 탱크(108)(도 2)도 이때 비워질 수 있다.
대안적으로, 도 8을 참조하면, 로봇(10)은 일회용 수집 트레이(70A)를 가질 수 있고, 습식 또는 건식 청소 작업 후에, 일회용 수집 트레이(70A)는 트레이 리시버(80)로부터 제거될 수 있으며, 내부에 수집된 이물질 및/또는 액체를 포함하는 전체 트레이(70A)가 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기(132)에 폐기될 수 있다. 이는 사용자의 실행 종료 유지보수(end-of-run maintenance) 프로세스를 단순화하는 것을 도와줄 수 있다. 그 후, 새로운 일회용 수집 트레이(70B)가 로봇(10)에 제공될 수 있다.
도 9는 로봇(10)의 제2 실시예의 개략도이다. 제2 실시예는 도 1-8과 관련하여 설명된 제1 실시예와 실질적으로 동일할 수 있고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 제2 실시예에서, 로봇(10)은 제1 수집 구역(44) 내에 수집된 오염된 액체로부터 특정 크기의 이물질을 걸러내고, 오염된 액체를 제2 수집 구역(48)으로 펌핑하도록 구성된다.
제1 수집 구역(44)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈 또는 탱크 중의 임의의 유형일 수 있다. 제1 수집 구역(44)은 대체로 제1 실시예에 대해 전술한 것과 동일한 방식으로 액체와 이물질을 수용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 수집 구역(44)은 용기(140) 및 용기(140) 내에 끼워맞춤되도록 구성된 수집 트레이(142)를 포함한다. 수집 트레이(142)는 복수의 개구(144)를 포함하고, 오염된 액체를 이물질로부터 분리시키는 여과기로서 작용한다. 수집 트레이(142)는 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 제2 수집 구역(48)에서의 최종 수집을 위해 액체 및 선택적으로 일부 작은 크기의 이물질을 배수하면서 모발을 포함하는 이물질을 수집하도록 구성된다. 제2 수집 구역(48)은 주로 액체를 수집할 수 있다. 제2 수집 구역(48) 내에 수집된 임의의 이물질은 수집 트레이(142)의 개구(144)를 통과할 정도로 충분히 작을 수 있고, 그에 따라서 개구(144)의 크기가 결정될 수 있다.
용기(140) 및 수집 트레이(142)는 트레이(142)의 수집 공간 또는 챔버(148) 내로의 진입 개구(146)를 한정하도록 정렬되고 브러시 챔버(62)와 유체 연통하는 대체로 개방된 상부를 갖는다. 스크레이퍼(52)에 의해 브러시롤(30)에서 긁어내어진 이물질과 액체는 진입 개구(146)를 통해 수집 트레이(142) 내로 낙하할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 액체와 이물질은 회전 브러시롤(30)에서 회전 분리되어 수집 트레이(142) 내로 역방향 비행할 수 있다. 용기(140) 및 수집 트레이(142)는 횡방향으로 연장될 수 있으며, 예를 들어 브러시롤(30) 및/또는 스크레이퍼(52)의 횡적 길이와 대체로 동일하게 연장될 수 있다.
도 10에 도시된 예시의 실시예에서, 수집 트레이(142)는 폐쇄된 바닥 벽(150) 및 바닥 벽(150)으로부터 상방으로 연장되어 있는 주변 측벽(152)을 포함하는 직선적 형상이다. 주변 측벽(152)이 진입 개구(146)를 형성할 수 있다.
개구(144)는 바닥 벽(150)에 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 개구는 측벽(152)에도 형성될 수 있다. 여기에 도시된 개구(144)는 트레이(142)의 바닥 벽(150)을 통한 원형 구멍이다. 비원형 개구 또는 구멍을 포함하는 개구의 다른 실시예가 가능하다. 또한, 트레이(142)의 다른 실시예는 개구(144)를 한정하는 그리드(grid) 또는 메시(mesh)를 가질 수 있다.
용기(140)는 하우징(12) 상에 제거 가능하거나 제거 불가능한 구성요소로서 제공될 수 있다. 수집 트레이(142)는 오염된 액체로부터 이물질을 걸러내고, 이후에 수집 챔버(148) 내에 여전히 남아 있는 이물질을 비우도록기 위해 용기(140)로부터 제거될 수 있다.
도 9를 참조하면, 로봇(10)의 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템은 용기(140) 내의 액체를 제2 수집 구역(48)으로 안내하기 위해 용기(140)와 유체 연통하는 펌프(154)를 포함한다. 용기(140)는 하부에 섬프(156) 및 섬프(156)에 위치한 배출구(158)를 포함할 수 있다. 펌프(154)는 섬프(156)와 제2 수집 구역(48) 사이의 유체 경로 내에 제공되어. 용기(140)로부터 제2 수집 구역(48)으로의 액체 및 작은 이물질의 유동을 제어한다. 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(160)가 용기(140)의 배출구(158)를 펌프(154)의 유입구(162)와 유체 유동적으로 연결시킬 수 있다. 펌프(154)는 유체 전달 시스템(도 1)을 위한 펌프(32) 이외의 로봇(10) 상의 제2 펌프일 수 있다는 점에 유의해야 한다. 하나의 예에서, 펌프(154)는 에를 들어 보텍스 임펠러(vortex impeller), 슈레더 임펠러(shredder impeller), 클로즈드 채널 임펠러(closed channel impeller), 세미-오픈 임펠러(semi-open impeller), 또는 다른 논-클로깅 임펠러(non-clogging impeller) 유형과 같이, 막힘 없이 이물질 함유 유체를 펌핑하도록 구성된 임펠러를 구비한 원심 펌프를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 펌프는 기어 펌프를 포함할 수 있다.
수집 트레이(142)는 바닥 벽(150)이 섬프(156)를 한정하는 용기(140)의 바닥부로부터 이격된 상태로 용기(140) 내에 끼워맞춤되도록 구성될 수 있다. 액체 및 작은 이물질은 배수 개구(144)를 통해 바닥 벽(150) 아래의 섬프(156)로 통과할 수 있는 반면, 큰 이물질은 트레이(142) 내에 포집된다. 선택적으로, 로봇(10)은 수집 트레이(142)를 하우징(12) 또는 보다 구체적으로 용기(140)에 고정시키기 위한 수집 트레이 래치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 수집 트레이 래치는 사용자가 수집 트레이(142)를 제거하기 전에 래치를 작동시켜야만 하도록 수집 트레이(142)를 하우징(12) 또는 용기(140)에 해제 가능하게 잠금하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 수집 트레이 래치는 하우징(12) 상에 또는 용기(140) 내에 수집 트레이(142)를 해제 가능하게 래칭시키거나 유지시키지만 잠금하지는 않도록 구성될 수 있어, 사용자는 편리하게 수집 트레이(142) 자체에 충분한 힘을 적용하여 용기(140)로부터 수집 트레이(142)를 당겨낼 수 있다.
제2 수집 구역(48)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈 또는 탱크 중의 임의의 유형일 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 수집 구역(48)은 용기(140)로부터 펌핑된 액체 및 작은 이물질을 수용하기 위한 회수 탱크(164)를 포함한다. 회수 탱크(164)는 분리된 액체 및 작은 이물질이 적재되는 수집 챔버를 포함할 수 있다. 펌프(154)의 배출구(166)는 예컨대 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(170)를 통해 회수 탱크(164)의 유입구(168)와 유체 연통할 수 있다.
작동 중에, 로봇(10)은 바닥 표면(F) 위에서 자율적으로 이동한다. 도 11을 참조하면, 로봇(10)은 다른 방향이 가능하지만 화살표 A로 표시된 방향으로 자율적으로 이동하는 것으로 도시되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일부 청소 작업에서, 로봇(10)은 액체가 분배기(298)로부터 브러시롤(30)로 적용되는 습식 청소 또는 모핑을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 습윤화된 회전 브러시롤(30)이 바닥 표면(F)을 모핑할 수 있고, 액체와 이물질을 램프(82) 위쪽으로 수집 트레이(142) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브로시롤(30)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(142) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(52)는 또한 브러시롤(30)을 기계적으로 압박함으로써, 특히 극세사 재료(60)를 압박함으로써 브러시롤(30)로부터 오염된 액체를 압착한다. 펌프(154)는 섬프(156)로부터 회수 탱크(164) 내로 액체를 흡인한다.
도 12를 참조하면, 로봇(10)은 액체가 분배기(28)로부터 적용되지 않고 바닥 표면(F)이 비교적 건조하는 건식 청소 또는 스위핑을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 회전 브러시롤(30)은 바닥 표면(F)을 스위핑 및/또는 교반할 수 있고, 건조한 이물질을 램프(82) 위쪽으로 수집 트레이(142) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(52)는 브러시롤(30)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 며, 브로시롤(30)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(142) 내로 낙하한다. 수집 트레이(142)의 개구(144)를 통과할 정도로 충분히 작은 임의의 이물질이 회수 탱크(164) 내에 수집될 수 있다.
습식 또는 건식 청소 작업 후에, 수집 트레이(142)는 용기(140)로부터 제거될 수 있다. 내부에 수거된 이물질은 쓰레기통, 화장실 또는 기타 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 그 후, 수집 트레이(142)는 추가 사용을 위해 로봇(10)에 재조립될 수 있다. 회수 탱크(164)도 이때 비워질 수 있다.
대안적으로, 로봇(10)은 일회용 수집 트레이(142)를 가질 수 있고, 습식 또는 건식 청소 작업 후에, 일회용 수집 트레이(142)는 용기(140)로부터 제거될 수 있으며, 내부에 수집된 이물질을 포함하는 전체 트레이(142)가 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 이는 사용자의 실행 종료 유지보수(end-of-run maintenance) 프로세스를 단순화하는 것을 도와줄 수 있다. 그 후, 새로운 일회용 수집 트레이(142)가 로봇(10)에 제공될 수 있다.
하나의 대안적인 실시예에서, 제1 실시예에 대해 상기 개시된 바와 같은 흡입 노즐 및 흡입원이 도 9-12의 로봇(10)의 제2 실시예에 펌프(154)에 추가적으로 제공될 수 있다. 이 경우, 2개의 회수 탱크가 제공될 수 있다.
도 13은 스위퍼(sweeper)로서 도시되고 전반적으로 210으로 지시된 제3 실시예에 따른 표면 청소 장치의 사시도이다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 스위퍼(210)에는 다양한 특징 및 개선이 제공된다. 여기에 예시되는 바와 같이, 스위퍼(210)는 직립형 핸들 어셈블리 또는 바디(212)와 직립형 바디(212)에 장착 또는 연결되고 청소할 표면을 가로질러 이동하도록 구성된 청소 푸트 또는 베이스(214)를 포함하는 하우징을 갖는 직립형 다 표면용 스위퍼(upright multi-surface sweeper)일 수 있다. 스위퍼(210)는 아래에 더 상세히 설명되고 바디(212)와 베이스(214) 중의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 지지될 수 있는 구성요소를 포함하는 유체 전달 시스템 및 2 스테이지 수집 시스템을 포함한다.
직립형 바디(212)는 핸들(216) 및 프레임(218)을 포함할 수 있다. 프레임(218)은 적어도 공급 탱크(220)를 지지하는 메인 지지 섹션을 포함할 수 있고, 또한 바디(212)의 추가 구성요소를 지지할 수 있다. 핸들(216)은 핸드 그립(222) 및 핸드 그립(222)에 장착된 트리거(224)를 포함할 수 있으며, 트리거(222)는 탱크(220)와의 전자적 또는 기계적 연결을 통해 공급 탱크(220)로부터의 유체 전달을 제어한다.
도 14를 추가로 참조하면, 트리거(224)는 사용자 액세스를 위해 핸드 그립(222)의 외부에서 적어도 부분적으로 돌출할 수 있다. 트리거(224)는 피벗(226)을 중심으로 회전할 수 있으며, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 핸드 그립(222)으로부터 바깥쪽으로 바이어스(bias)될 수 있다. 트리거(224) 대신, 썸 스위치(thumb switch)와 같은 다른 액추에이터가 제공될 수 있다.
직립형 바디(212)는 본원에 설명되는 목적에 적합한 임의의 유형의 기다란 핸들 또는 바디를 포함할 수 있고, 하나 이상의 축을 중심으로 피벗팅하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 직립형 바디(212)는 피벗 축(230)을 중심으로 청소할 표면에 대해 일정 각도 범위에 걸쳐 피벗팅될 수 있다. 피벗 축(230)은 청소할 표면에 실질적으로 평행하게 놓일 수 있고, 베이스를 통해 횡방향으로 또는 측방향으로 연장될 수 있다. 선택적으로, 직립형 바디(212)는 피벗 축(230)을 중심으로 피벗팅하는 것에 더하여 길이방향 축을 중심으로 스위블링(swiveling)하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 직립형 바디(212)는 운동 가능한 조인트 어셈블리(232)에 의해 피벗 축(230)을 중심으로 회전하기 위해 베이스(214)에 피벗식으로 부착될 수 있다. 조인트 어셈블리(232)는 프레임(218)의 하단부에 형성될 수 있고, 베이스(214)를 직립형 바디(212)에 대해 운동 가능하게 장착한다. 여기에 도시된 실시예에서, 직립형 바디(212)는 적어도 피벗 축(230)을 중심으로 베이스(214)에 대해 상하로 피벗팅될 수 있다. 조인트 어셈블리(232)는 베이스(214)의 양쪽 측면에 피벗식으로 연결되는 요크(234)를 포함할 수 있으며, 상기 피벗식 연결부가 피벗 축(230)을 한정한다. 요크(234)는 또한 직접적으로 또는 특히 프레임(218)의 하단부로부터 연장될 수 있는 직립형 바디(212)의 하단부의 연장부(236)를 통해 직립형 바디(212)와 고정된다. 또 다른 실시예에서, 조인트 어셈블리(232)는 대안적으로 유니버셜 조인트를 포함할 수 있어서, 직립형 바디(212)는 적어도 2개의 축을 중심으로 베이스(214)에 대해 피벗팅될 수 있다.
도 14-15를 참조하면, 유체 전달 시스템은 일정 공급량의 청소 유체를 저장하기 위한 공급 탱크(220)와, 공급 탱크(220)와 유체 연통하는 적어도 하나의 유체 분배기(244)를 포함할 수 있다. 청소 유체는 물이나 경질 표면 청소를 위해 특별히 제조된 청소 용액과 같은 액체일 수 있다.
공급 탱크(220)는 직립형 바디(212) 상에 제공될 수 있다. 공급 탱크(220)는 임의의 구성으로 프레임(218)에 장착될 수 있다. 본 실시예에서, 공급 탱크(220)는 부분적으로 프레임(218)의 상부 전방 부분에 재치되고 부분적으로 핸들(216)에 지지되도록 하여 프레임(218)의 전방에 제거 가능하게 장착될 수 있고, 충전 또는 재충전을 위해 프레임(218)으로부터 제거될 수 있다.
공급 탱크(220)는 청소 유체를 보관하기 위한 적어도 하나의 공급 챔버(238) 및 공급 챔버(238)의 배출구를 통한 유체 유동을 제어하는 공급 밸브 어셈블리(240)를 포함한다. 대안적으로, 공급 탱크(220)는 물을 수용하는 하나의 챔버 및 청소제를 수용하는 또 다른 챔버와 같은 다수의 공급 챔버를 포함할 수 있다. 제거 가능한 공급 탱크(220)의 경우, 공급 밸브 어셈블리(240)는 프레임(218) 상의 밸브 리시버(242)와 상대결합될 수 있고, 공급 탱크(220)가 프레임(218) 상에 안착될 때 자동으로 개방되어 유체를 유체 전달 경로로 방출하도록 구성될 수 있다.
유체 분배기(244)는 유체 분배기(244)의 배출구를 표면에 대향하여 위치시키는 등에 의해 청소할 표면 상으로 직접적으로 또는 유체 분배기(244)의 배출구를 브러시롤(246)과 같은 교반기 상으로 분배하도록 위치시키는 등에 의해 청소할 표면 상으로 간접적으로 청소 유체를 분배하도록 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서는, 유체 분배기(244)는 브러시롤(246) 상으로 청소 유체를 분배하도록 위치된다. 대안적으로, 유체 분배기(244)는 베이스(214)가 이동하는 바닥 상으로 직접적으로 분사하도록 구성될 수 있으며, 특히 청소 유체를 베이스(214) 아래에 분배할 수 있으며, 또는 청소 유체를 베이스(214)로부터 외부로 분배할 수 있어 사용자가 청소 유체가 분배되는 위치를 정확하게 볼 수 있다. 예를 들어, 유체 분배기(244)는 베이스(214)로부터 청소 유체를 전방으로, 후방으로, 측방으로 또는 외부의 어느 곳으로든 분배할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 청소 유체를 브러시롤(246) 상으로 그리고 바닥 상으로 직접적으로 분배하기 위해 다수의 유체 분배기가 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 유체 분배기(244)는 직립형 바디(212) 상에 제공될 수 있으며, 바깥쪽 전방으로 베이스(214)의 전방에 분사함으로써 청소할 표면에 청소 유체를 직접 전달하도록 구성될 수 있다.
유체 전달 시스템은 공급 탱크(220)로부터 유체 분배기(244)로의 유체의 유동을 제어하기 위한 유동 제어 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 구성에서, 유동 제어 시스템은 시스템을 가압하는 펌프(252)를 포함할 수 있다. 트리거(224)는 트리거(224)를 누르면 유체 분배기(244)로부터 유체를 전달하게 되도록 유동 제어 시스템과 작동 가능하게 연결될 수 있다. 펌프(252)는 프레임(218) 내에 위치될 수 있고, 밸브 어셈블리(240)를 통해 공급 탱크(220)와 유체 연통한다.
유체 공급 도관(254)이 펌프(252)의 배출구를 유체 분배기(244)의 유입구와 유체 유동적으로 연결시킨다. 선택적으로, 유체 공급 도관(254)은 프레임(218) 및/또는 조인트 어셈블리(232)를 외부적으로 또는 내부적으로 통과할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 펌프(252)는 베이스(214) 내에 제공되고, 유체 공급 도관이 공급 탱크(220)를 펌프(252)에 유체 유동적으로 연결시키기 위해 프레임(218) 및/또는 조인트 어셈블리(232)를 외부적으로 또는 내부적으로 통과할 수 있다. 도관(254)은 하나의 연속적인 도관이거나 함께 유체 유동적으로 연결되는 다수의 세그먼트의 도관으로 구성될 수 있다.
펌프(252)는 트리거(224)에 의해 선택적으로 작동될 수 있다. 하나의 실시예에서, 트리거(224)는 푸시 로드(256)에 작동 가능하게 연결되고, 푸시 로드(256)는 다시 펌프(252)와 정렬되어 있다. 도시된 바와 같이, 푸시 로드(256)는 핸들(216) 내에 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있다. 푸시 로드(256)는 핸들(216) 내에 형성된 캐비티(cavity)(258) 내에서 선형으로 이동하거나 슬라이딩할 수 있으며, 핸들(216)은 푸시 로드(256)를 수용하기 위해 캐비티(258)를 한정하는 중공 내부 공간을 갖는 튜브형이거나 다른 방식으로 형성될 수 있다. 핸들(216)과 푸시 로드(256)는 모놀리식(monolithic) 또는 원피스(one-piece) 구성요소일 수 있으며, 또는 함께 결합된 멀티플 피스 또는 세그먼트로 제조될 수 있음에 유의해야 한다.
트리거(224)는 푸시 로드(256)의 상단부(262)와 정렬된 핸드 그립(222) 내의 트리거 암(260)을 가질 수 있다. 핸드 그립(222) 외부의 트리거(224)의 부분을 누르면, 푸시 로드(256)의 상단부(232)에 대항하여 지렛대 운동하게 되는 트리거 암(260)을 포함하여 전체 트리거(224)를 피벗(226)을 중심으로 회전시켜, 푸시 로드(256)를 핸들(216) 내에서 하방으로 또는 펌프(252)를 향해 가압한다.
푸시 로드(256)의 하단부(266)는 펌프(252)의 일부분과 정렬되어 있다. 펌프(252)에 대항한 푸시 로드(256)의 하단부(266)의 이동이 펌프(252)를 작동시켜 청소 유체를 분배기(244)에 전달한다. 하나의 예에서, 펌프(252)는 피스톤 펌프와 같은 용적형 펌프(positive displacement pump)일 수 있다. 다른 예에서, 펌프(252)는 원심 펌프일 수 있다.
작동에 있어, 트리거(224)가 눌러지면, 트리거 암(260)이 푸시 로드(256)의 상단부(262)를 밀고, 푸시 로드(256)는 핸들(216) 내에서 아래쪽으로 슬라이딩한다. 푸시 로드(256)의 하단부(266)는 펌프(252)를 작동시킨다. 펌프(252)는 유체 공급 도관(254)을 통해 그리고 분배기(244)를 통해 청소 유체를 가압하고, 여기서 청소 유체의 스프레이(268)가 브러시롤(246) 상으로 전달된다. 푸시 로드(256)는 트리거(224)가 해제될 때 위쪽으로 슬라이딩하도록 바이어스될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 펌프(252)는 단일, 이중 또는 가변 속도를 갖는 솔레노이드 펌프(이에 한정되지 않음)와 같은 전기 작동식 펌프일 수 있다. 이러한 실시예에서, 푸시 로드(256)는 펌프(252)를 활성화시키는 스위치와 정렬되어 있는 한쪽 단부를 가질 수 있다. 대안적으로, 푸시 로드(256)가 제거될 수 있으며, 트리거(224)가 스위치 및 펌프(252)의 듀티 사이클을 제어하도록 구성된 인쇄 회로 기판(PCB)과 전자적으로 연결될 수 있다.
유체 공급 경로의 또 다른 구성에서, 펌프(252)가 제거될 수 있으며, 유동 제어 시스템은 공급 탱크(220)의 배출구와 유체 유동적으로 연결된 밸브를 갖는 중력 공급 시스템(gravity-feed system)을 포함할 수 있고, 이에 의해 밸브가 개방될 때 유체가 중력에 의해 유체 분배기(244)로 유동할 것이다. 푸시 로드(256)에 밸브와 정렬되는 한쪽 단부를 제공하여 트리거(224)를 누르면 푸시 로드(256)가 밸브를 개방시키도록 하는 등에 의해, 밸브는 기계적으로 작동될 수 있다.
선택적으로, 청소할 표면에 청소 유체를 전달하기 전에 청소 유체를 가열하기 위한 히터(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하나의 예에서, 인라인 히터(in-line heater)가 공급 탱크(220)의 하류이면서 또한 펌프(252) 또는 다른 유동 제어 시스템의 상류 또는 하류인 곳에 배치될 수 있다. 다른 유형의 히터도 사용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 베이스(214)는 브러시롤(246)을 포함하여 유체 전달 시스템 및 수집 시스템의 구성요소들 중의 적어도 일부를 지지하는 베이스 하우징(270)을 포함할 수 있다. 브러시롤(246)을 구동하기 위해 브러시 모터(248)가 베이스 하우징(270) 내에 제공될 수 있다. 예를 들어 벨트를 포함하는 구동 동력전달기(도시되지 않음)가 모터(248)의 모터 샤프트를 브러시롤(246)과 작동 가능하게 연결시켜 모터 샤프트의 회전 운동을 브러시롤(246)에 전달한다. 대안적으로, 브러시롤(246)은 바닥 표면(F) 위에서의 베이스(214)의 이동에 의해 기계적으로 구동될 수 있다.
도시된 스위퍼(210)의 2 스테이지 수집 시스템은 브러시롤(246)로부터 액체와 이물질을 기계적으로 제거하여 그 액체와 이물질을 베이스 하우징(270) 자체 상의 제1 수집 구역(274) 내에 저장하기 위한 제1 수집 스테이지 또는 기계적 수집 시스템과, 브러시롤(246)로부터 액체와 이물질을 흡입하여 그 액체와 이물질을 제2 수집 구역(278) 내에 저장하기 위한 제2 수집 스테이지 또는 흡입 수집 시스템을 포함한다. 도시된 실시예에서, 제2 수집 구역(278)은 베이스 하우징(270) 상에 제공되며; 대안적으로, 제2 수집 구역(278)은 직립형 바디(212) 상에 제공될 수 있다.
베이스 하우징(270)은 유입 개구(280)를 포함할 수 있다. 유입 개구(280)는 베이스 하우징(270)이 바닥을 가로질러 이동할 때 청소할 표면 또는 바닥 표면(F)에 인접하도록 구성된 베이스 하우징(270)의 하부면(282)에 제공될 수 있다. 브러시롤(246)은 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 바닥 표면(F)을 스위핑, 교반 및/또는 모핑하기 위해 유입 개구(280)에 인접하게 제공될 수 있다.
브러시롤(246)에 더하여, 기계적 수집 시스템은 브러시롤(246)에서 액체와 이물질을 긁어내도록 브러시롤(246)의 일부분과 접촉하도록 구성된 스크레이퍼(284), 및 스크레이퍼(284)에 의해 브러시롤(246)에서 기계적으로 긁어내어진 액체와 이물질을 수용하는 제1 수집 구역(274)을 포함할 수 있다. 또한, 스위퍼(210)의 일부 실시예에서, 회전하는 브러시롤(246)에 의해 스위핑된 일부 이물질 및/또는 액체는 곧바로 제1 수집 구역(274) 내로, 즉 스크레이퍼(284)에 의해 긁어내짐이 없이, 기계적으로 추진될 수 있다. 유체 분배기(244)는 베이스(214) 내부에 위치되어 브러시롤(246) 상으로 직접 분사하도록 구성될 수 있다. 브러시롤(246)은 베이스(214)의 전방 부분에 제공될 수 있고, 베이스(214)의 브러시 챔버(286) 내에 수용될 수 있다. 브러시롤(246)은 중심 회전 축(X)을 중심으로 한 방향(R)으로 회전 운동하도록 장착될 수 있다.
선택적으로, 스퀴지(squeegee)(288)가 브러시롤(246) 후방에서 베이스 하우징(270)에 장착되고, 베이스(214)가 청소할 표면을 가로질러 이동할 때 표면과 접촉하도록 구성된다. 스퀴지(288)는 청소할 표면 및/또는 브러시롤(246)의 윤곽에 따라 쉽게 구부러지지만 스위퍼(210)의 통상적인 사용에 의해서는 변형되지 않는 상태로 유지되도록 유연성, 즉 가요성이거나 탄성적일 수 있다. 선택적으로, 스퀴지(288)는 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 니트릴 부타디엔 고무와 같은 고무 코폴리머 등의 탄성 폴리머 재료, 또는 스위퍼(210)의 통상적인 사용 시에는 실질적으로 변형되지 않는 상태로 유지되기에 충분한 강성의 당업계에 알려진 임의의 재료로 형성될 수 있다. 도 15는 스퀴지(288)가 구부러지지 않은 것을 도시하지만, 작동 중에 스퀴지(288)는 스위퍼(210)의 이동 방향에 따라 바닥 표면(F)과 맞물림하는 곳에서 전후로 구부러질 수 있다.
브러시롤(246)이 도 3의 하이브리드 브러시롤을 포함할 수 있고, 브러시 챔버(286)가 다른 실시예들 중에서 커버(118)와 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있는 베이스 하우징 상에 제공되는 커버(290)에 의해 한정될 수 있는 것을 포함하여, 브러시롤(246), 브러시 챔버(286), 스크레이퍼(284) 및 유체 분배기(244)의 구조 및 기능은 이전 실시예의 브러시롤(30), 브러시 챔버(62), 스크레이퍼(52) 및 유체 분배기(28)에 대해 전술한 것과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다.
휠들이 청소할 표면 위로 스위퍼(210)를 이동시키기 위해 베이스 하우징(270) 상에 제공될 수 있고, 선택적으로 한 쌍의 전방 휠(292) 및 한 쌍의 후방 휠(294)을 포함할 수 있다. 후방 휠(294)은 브러시롤(246) 및 제1 수집 구역(274)과 같은 구성요소의 후방에서, 베이스 하우징(270)의 후방 부분에 제공될 수 있다.
제1 수집 구역(274)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈 또는 탱크 중의 임의의 유형일 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 수집 구역(274)은 수집 트레이(296)의 수집 공간 또는 챔버(300) 내로의 진입 개구(298)를 한정하는 대체로 개방된 상부를 갖고, 브러시 챔버(286)와 유체 연통하고 있는 수집 트레이(296)를 포함한다. 스크레이퍼(284)에 의해 브러시롤(246)에서 긁어내어진 이물질과 액체는 진입 개구(298)를 통해 수집 트레이(296) 내로 낙하할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 액체와 이물질은 회전 브러시롤(246)에서 회전 분리되어 수집 트레이(296) 내로 역방향 비행할 수 있다. 수집 트레이(296)의 구조 및 기능은 수집 트레이(70)에 대해 전술한 것과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다.
수집 트레이(296)는 비우기를 위해 베이스(214)로부터 제거될 수 있다. 베이스(214)는 수집 트레이(296)를 수용하기 위한 수집 트레이 리시버(302)를 포함할 수 있다. 수집 트레이(296)는 수집 트레이 리시버(302) 내로 슬라이딩하거나 다른 방식으로 안착되어, 베이스(214)에 수집 트레이(296)를 설치할 수 있다. 하나의 실시예에서, 수집 트레이(296)는 비우기를 위해 베이스(214)의 측면 중의 하나를 통해 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 수집 트레이(296)는 베이스(214)의 바닥부로부터 또는 베이스(214)의 상부로부터 제거될 수 있다. 선택적으로, 스위퍼(210)는 수집 트레이(296)를 베이스(214)에 고정시키기 위한 수집 트레이 래치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 브러시롤(246)은 바닥 표면(F)을 스위핑, 교반 및/또는 모핑하기 위해 유입 개구(280)에 인접하여 제공될 수 있다. 램프(304)가 이물질과 액체를 진입 개구(298)로 그리고 수집 챔버(300) 내로 위로 이동시키는 것을 돕기 위해 브러시 챔버(286)의 후방 부분에 제공될 수 있으며, 제1 실시예에 대해 전술한 램프(82)와 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다.
흡입 수집 시스템은 오염물 유입구(306)와 청정 공기 배출구(308), 브러시롤(246)과 대면하도록 위치되는 추출 또는 흡입 노즐(310), 작동 공기 스트림을 발생시키기 위해 흡입 노즐(310)과 유체 연통하는 흡입원 또는 진공 모터(312), 및 흡입 노즐(310)에 의해 브러시롤(246)로부터 흡입된 액체와 이물질을 수용하는 제2 수집 구역(278)을 갖는 베이스(214)를 통한 추출 경로를 포함할 수 있다.
진공 모터(312)는 추출 경로를 통해 작동 공기 스트림을 발생시키기 위해 흡입 노즐(310) 및 제2 수집 구역(278)과 유체 연통한다. 진공 모터(312)는 공기 배출구(308)의 유체 유동적 상류에서 베이스(214)에 탑재될 수 있으며, 추출 경로의 일부를 한정할 수 있다. 대안적으로, 진공 모터(312)는 직립형 바디(212)에 탑재될 수 있다. 선택적으로, 흡입 수집 시스템에는 진공 모터(312)의 상류 또는 하류에 프리 모터 필터 및/또는 포스트 모터 필터(도시되지 않음)와 같은 하나 이상의 추가적인 필터가 제공될 수 있다.
흡입 노즐(310)은 바닥 표면(F)보다는 브러시롤(246)로부터 액체와 이물질을 제거하고, 여기에서 흡입 노즐 유입구(306)라고도 지칭되는 오염물 유입구(306)를 한정한다. 흡입 노즐(310)의 구조 및 기능은 제1 실시예에 대해 전술한 흡입 노즐(88)의 구조 및 기능과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(314)가 흡입 노즐(310)의 배출구(316)를 제2 수집 구역(278)과 유체 유동적으로 연결시킬 수 있다. 흡입 수집 시스템에는 제2 수집 구역(278)의 공기 배출 개구를 진공 모터(312)와 유체 유동적으로 연결시키는 제2 도관, 덕트, 튜빙 또는 호스(318)를 포함하여 흡입 수집 시스템의 구성요소들을 유체 유동적으로 연결시키는 다양한 다른 도관, 덕트, 튜브 및/또는 호스가 제공될 수 있다.
유체 분배기(244), 스크레이퍼(284) 및 흡입 노즐(310)은, 스크레이퍼(284)가 브러시롤(246)과 접촉하는 곳과 유체가 브러시롤(246) 상으로 분사되는 곳을 지난 곳에서 흡입 노즐(310)이 브러시롤(246)의 일부분으로부터 액체와 이물질을 제거하도록, 서로에 대해 위치될 수 있다. 특히, 흡입 노즐(310)은 브러시 회전 축(X)을 중심으로 한 브러시롤(246)의 회전 방향(R)에 의해 정해지는 것으로서 스크레이퍼(284)에 의해 맞물림되는 브러시롤(246)의 부분(322) 직후의 부분(320)에서 브러시롤(246)과 맞물림하도록 배치될 수 있다. 회전 브러시롤(246)의 일부분이 바닥 표면(F)과 접촉하는 것을 시작으로, 회전하여 다시 바닥 표면(F)과 접촉하게 되기 전에, 램프(304) 위쪽으로 회전하는 작동 중에, 선택적으로 유체 분배기(244)에 의해 습윤화되고, 스크레이퍼(284)에 의해 긁어내어지고, 흡입 노즐(310)에 의해 흡입된다. 스크레이퍼(284)는 브러시롤(246)로부터 더 크거나 더 굵은 이물질을 제거하는 경향이 있는 한편, 더 미세한 이물질은 흡입 노즐(310)에 의해 제거된다. 따라서, 더 크거나 더 굵은 이물질은 일반적으로 제1 수집 구역(274) 내에 수집될 수 있는 한편, 더 미세한 이물질은 일반적으로 제2 수집 구역(278) 내에 수집될 수 있다.
제2 수집 구역(278)은 이물질과 액체의 수집을 포함하는 본원에 기술되는 목적에 적합한 수집 구역, 컵, 트레이, 빈 또는 탱크 중의 임의의 유형일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제2 수집 구역(278)은 추후의 폐기를 위해 작동 공기 스트림으로부터 액체와 이물질을 수집하기 위한 회수 탱크(324)를 포함한다. 회수 탱크(324)의 구조 및 기능은 제1 실시예에 대해 전술한 회수 탱크(108)의 구조 및 기능과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 진공 모터(312)는 전술한 바와 같이 도관(314)을 통하는 등에 의해 회수 탱크(324)의 공기 배출구(326)와 유체 연통할 수 있다. 회수 탱크(324)의 유입구(328)는 전술한 바와 같이 도관(314)을 통하는 등에 의해 흡입 노즐(310)과 유체 연통할 수 있다. 선택적으로, 스위퍼(210)는 회수 탱크(324)를 베이스(214)에 고정시키기 위한 회수 탱크 래치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
스위퍼(210)는 무선 또는 배터리 전력 공급형일 수 있다. 예시된 실시예에서는, 충전식 배터리(330)(예컨대 배터리 팩 또는 복수의 배터리 셀)가 무선 작동을 위해 제공된다. 하나의 예에서, 배터리(330)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 또 다른 예시적인 구성에서, 배터리(330)는 사용자 교체 가능 배터리를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 스위퍼(210)는 스위퍼(210)의 전자 부품에 전력을 공급하기 위해 가정용 콘센트에 플러그 연결시키도록 구성된 전력 코드를 가질 수 있다. 배터리(330)는 예컨대 베이스(214) 내에 제공되거나 프레임(218) 내와 같은 등의 직립형 바디(212) 상에 제공되는 등과 같이 스위퍼(210)의 다양한 위치에 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 배터리(330)는 베이스(214) 내에 장착된다.
스위퍼(210)는 또한 브러시 모터 제어를 제공하기 위해 브러시 모터(248)와, 진공 모터 제어를 제공하기 위해 진공 모터와 그리고 배터리 충전 작동을 제어하기 위해 배터리(330)와 작동 가능하게 연결되는 등과 같이, 그 작동을 제어하기 위해 스위퍼(210)의 다양한 기능 시스템과 작동 가능하게 연결되는 컨트롤러(332)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(332)는 적어도 하나의 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)일 수 있다. 컨트롤러(332)는 스위퍼(210) 상의 다양한 위치에 제공될 수 있고, 도시된 실시예에서는 베이스(214) 내의 베이스 하우징(270) 내부에 위치된다. 대안적으로, 컨트롤러(332)는 프레임(218) 내와 같이 직립형 바디(212) 상에 제공될 수 있다.
브러시 모터(248)는 브러시 전력 스위치(334)에 의해 선택적으로 통전될 수 있고, 진공 모터(312)는 진공 전력 스위치(336)에 의해 선택적으로 통전될 수 있다. 전력 스위치(334, 336)는 다른 위치가 가능하지만 베이스(214) 상에 위치될 수 있다. 전력 스위치(334, 336)가 베이스(214) 상에 위치되면, 스위치(334, 336)는 사용자의 발에 의해 편리하게 작동되어 모터(248, 312)를 개별적으로 온 및 오프시킬 수 있다. 위치에 관계없이, 스위치(334, 336)는 트리거(224)(도 13)와 독립적으로 작동될 수 있어, 브러시롤(246)이 동시적인 습식 모핑 및 진공흡입을 위해 회전할 때 청소 유체가 분배 및 흡입될 수 있고, 브러시롤(246)은 습식 모핑 전용 모드를 위해 트리거(224)를 통해 청소 유체를 여전히 분배하면서 오프될 수 있으며, 또는 브러시롤(246) 및 진공 모터(312)는 건식 진공흡입 전용 모드를 위해 청소 유체를 분배하지 않으면서 온될 수 있다. 대안적으로, 스위퍼(210)는 양 모터(248, 312)를 통전시키는 단일 전력 스위치를 가질 수 있다.
스위퍼(210)가 충전식 배터리(330)를 갖는 실시예에서는, 적절한 충전기가 스위퍼(210)와 함께 제공될 수 있다. 하나의 실시예에서, 스위퍼(210)는 배터리(330)를 충전시키는 데 사용될 수 있는 USB 충전 포트(338)를 가질 수 있다. 스위퍼(210)를 가정용 콘센트에 플러그 연결시키기 위한 USB 충전 케이블(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 여기에 도시된 바와 같이, USB 충전 포트(338)는 베이스(214) 상에 제공될 수 있고, 스위퍼(210)의 외부로부터 사용자에 의해 접근 가능하다. 대안적으로, USB 충전 포트(338)는 핸들(216) 또는 프레임(218) 상과 같이 직립형 바디(212) 상에 제공될 수 있다. 하나의 대안적인 실시예에서, 스위퍼(210)는 베이스(214) 상에 충전 접점을 가질 수 있고, 배터리(330)를 재충전시키기 위해 스위퍼(210)를 수용하기 위한 도킹 스테이션(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
일부 청소 작업에서, 스위퍼(210)는 액체가 분배기(244)로부터 브러시롤(246)에 적용되는 습식 청소 또는 모핑을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 습윤화된 회전 브러시롤(246)이 바닥 표면(F)을 모핑할 수 있고, 액체와 이물질을 램프(304) 위쪽으로 수집 챔버(300) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(284)는 브러시롤(246)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(246)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(296) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(284)는 또한 브러시롤(246)을 기계적으로 압박함으로써, 브러시롤(246)로부터 오염된 액체를 압착한다. 스크레이퍼(284)를 통과한 후에는, 흡입 노즐(310)이 브러시롤(246)로부터 추가의 액체와 이물질을 제거하고, 브러시롤(246)로부터 제거된 추가의 이물질은 회수 탱크(324) 내에 수집된다.
스위퍼(210)는 또한 액체가 분배기(244)로부터 적용되지 않고 바닥 표면(F)이 비교적 건조한 건식 청소 또는 진공흡입를 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 회전 브러시롤(246)은 바닥 표면(F)을 스위핑 및/또는 교반할 수 있고, 건조한 이물질을 램프(304) 위쪽으로 수집 챔버(300) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(284)는 브러시롤(246)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(246)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(296) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(284)를 통과한 후에는, 흡입 노즐(310)이 브러시롤(246)로부터 추가의 이물질을 제거하고, 브러시롤(246)로부터 제거된 추가의 이물질은 회수 탱크(324) 내에 수집된다.
습식 또는 건식 청소 작업 후에, 수집 트레이(296)는 트레이 리시버(302)로부터 제거될 수 있다. 내부에 수집된 이물질 및/또는 액체는 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 그 후, 수집 트레이(296)는 추가 사용을 위해 베이스(214)에 재조립될 수 있다. 회수 탱크(324)도 이때 비워질 수 있다.
대안적으로, 스위퍼(210)는 일회용 수집 트레이(296)를 가질 수 있고, 습식 또는 건식 청소 작업 후에, 일회용 수집 트레이(296)는 리시버(302)로부터 제거될 수 있으며, 내부에 수집된 이물질을 포함하는 전체 트레이(296)가 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 이는 사용자의 실행 종료 유지보수(end-of-run maintenance) 프로세스를 단순화하는 것을 도와줄 수 있다. 그 후, 새로운 일회용 수집 트레이(296)가 스위퍼(210)에 제공될 수 있다.
도 16은 스위퍼(210)의 또 다른 실시예의 개략도이다. 스위퍼(210)의 이 실시예는 도 9-12와 관련하여 설명된 실시예와 실질적으로 동일한 2 스테이지 수집 시스템을 제외하고는 도 13-15과 관련하여 설명된 실시예와 실질적으로 동일하고, 유사한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 이 실시예에서, 스위퍼(210)는 도 9-12와 관련하여 설명된 제2 실시예와 유사한 방식으로 제1 수집 구역(274)에서 수집된 오염된 액체로부터 특정 크기의 이물질을 걸러내고, 오염된 액체를 제2 수집 구역(278)으로 펌핑하도록 구성되며, 도 9-12와 관련하여 설명된 수집 시스템의 요소들 중에서, 용기(140), 오염된 액체를 이물질로부터 분리시키기 위한 여과기로서 작용하는 복수의 개구(144)를 갖는 수집 트레이(142), 및 용기(140) 내의 액체를 제2 수집 구역(278)으로 안내하기 위해 용기(140)와 유체 연통하는 펌프(154)를 포함한다. 펌프(154)는 펌프 전력 스위치(340)에 의해 선택적으로 통전될 수 있다. 대안적으로, 스위퍼(210)는 브러시 모터(248)와 펌프(154) 모두를 통전시키는 단일 전력 스위치를 가질 수 있다.
일부 청소 작업에서, 스위퍼(210)는 액체가 분배기(244)로부터 브러시롤(246)에 적용되는 습식 청소 또는 모핑을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 습윤화된 회전 브러시롤(246)이 바닥 표면(F)을 모핑할 수 있고, 액체와 이물질을 램프(304) 위쪽으로 수집 트레이(142) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(284)는 브러시롤(246)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(246)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(142) 내로 낙하한다. 스크레이퍼(284)는 또한 브러시롤(246)을 기계적으로 압박함으로써, 브러시롤(246)로부터 오염된 액체를 압착한다. 펌프(154)는 섬프(156)로부터 회수 탱크(164) 내로 액체를 흡인한다.
스위퍼(210)는 또한 액체가 분배기(244)로부터 적용되지 않고 바닥 표면(F)이 비교적 건조한 건식 청소 또는 진공흡입를 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 회전 브러시롤(246)은 바닥 표면(F)을 스위핑 및/또는 교반할 수 있고, 건조한 이물질을 램프(304) 위쪽으로 수집 트레이(142) 내로 수집 및 이동시킬 수 있다. 스크레이퍼(284)는 브러시롤(246)로부터 추가의 이물질을 기계적으로 제거하고, 브러시롤(246)로부터 기계적으로 제거된 추가의 이물질은 수집 트레이(142) 내로 낙하한다. 수집 트레이(142)의 개구(144)를 통과하기에 충분히 작은 임의의 이물질이 회수 탱크(164) 내에 수집될 수 있다.
습식 또는 건식 청소 작업 후에, 수집 트레이(142)는 용기(140)로부터 제거될 수 있다. 내부에 수거된 이물질은 쓰레기통, 화장실 또는 기타 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 그 후, 수집 트레이(142)는 추가 사용을 위해 스위퍼(210)에 재조립될 수 있다. 회수 탱크(164)도 이때 비워질 수 있다.
대안적으로, 스위퍼(210)는 일회용 수집 트레이(142)를 가질 수 있고, 습식 또는 건식 청소 작업 후에, 일회용 수집 트레이(142)는 용기(140)로부터 제거될 수 있으며, 내부에 수집된 이물질을 포함하는 전체 수집 트레이(142)가 쓰레기통, 화장실 또는 다른 폐기물 용기에 폐기될 수 있다. 이는 사용자의 실행 종료 유지보수(end-of-run maintenance) 프로세스를 단순화하는 것을 도와줄 수 있다. 그 후, 새로운 일회용 수집 트레이(142)가 스위퍼(210)에 제공될 수 있다.
"수직", "수평", "상부", "하부", "바닥부", "상측", "하측", "내부", "내측으로", "안쪽으로", "외부", "외측으로" 및 "바깥쪽으로"와 같은 방향성 용어는 예시로 도시된 실시예들의 배향에 기초하여 본 고안을 설명함에 있어 도움을 주도록 사용된다. 방향성 용어의 사용이 본 고안을 임의의 특정 배향으로 제한하도록 해석되어서는 안된다.
"포함하는" 또는 "포함하는"라는 용어는 본원에서 가장 넓은 의미로 사용되며, "포함하는", "포함하다", "기본적으로 이루어지는" 및 "구성되는"의 개념을 포괄한다. 예시적인 예를 열거하기 위한 "예를 들어", "예컨대", "와 같은" 및 "포함하는"의 사용은 열거된 예에만 제한되지 않는다. 따라서, "예를 들어" 또는 "와 같은"은 "예를 들어, 하지만 이에 한정되지 않는" 또는 "와 같은, 하지만 이에 한정되지 않는"을 의미하며, 다른 유사하거나 동등한 예를 포괄한다. 예를 들어, "하나의", "그것"과 같은 단수적 표현이나 "상기"라는 표현을 사용하는 등의 임의의 요소의 단수적 언급이 그 요소를 단수로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
아직 기술되지 않은 범위로, 본 고안의 다양한 실시예들의 여러 가지 특징 및 구조들이 필요에 따라 서로 조합하여 사용될 수 있으며, 또는 별개로 사용될 수 있다. 이러한 특징들 모두를 갖는 것으로 여기에 예시되는 하나의 표면 청소 장치는 이러한 특징들 모두가 반드시 조합적으로 사용되어야 한다는 것을 의미하지 않으며, 설명의 간결성을 위한 것이다. 따라서, 여러 가지 실시예들의 다양한 특징들은 새로운 실시예들이 명시적으로 기술되는지에 상관 없이, 새로운 실시예들을 형성하기 위해 필요에 따라 다양한 진공 청소기 구성에 짜맞춤될 수 있다.
상기 설명은 본 개시의 일반적이고 및 특정적인 실시예에 관한 것이다. 하지만, 첨부된 청구범위에 한정되는 바와 같이 본 개시의 사상 및 넓은 양태를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있으며, 이는 균등론을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되어야 한다. 따라서, 본 개시는 예시적인 목적으로 제시되며, 본 개시의 모든 실시예들의 완전한 설명으로 해석되거나 청구범위의 범위를 이들 실시예와 관련하여 예시되거나 설명된 특정 요소들로 제한해서는 안된다. 예를 들어, "하나의", "상기"라는 표현을 사용하는 등의 임의의 요소의 단수적 언급이 그 요소를 단수로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
마찬가지로, 첨부된 청구범위는 상세한 설명에 기술된 표현 및 특정 화합, 조성 또는 방법으로 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 특정 실시예들 사이에서 변경될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시예의 특정 특징 또는 양태를 설명하기 위해 여기에서 의존하는 임의의 마쿠쉬 그룹과 관련하여, 상이하고 특별하며 예상치 못한 결과가 다른 마쿠쉬 구성요소와 독립적인 개별 마쿠쉬 그룹의 각각의 구성요소로부터 얻어질 수 있다. 마쿠쉬 그룹의 각각의 구성요소는 개별적으로 또는 조합적으로 사용될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범위 내에서 특정 실시예에 대한 적절한 지지를 제공한다.

Claims (20)

  1. 표면 청소 장치에 있어서,
    상기 표면 청소 장치는 2 스테이지 수집 시스템을 포함하고 있고,
    상기 2 스테이지 수집 시스템은:
    회전 축을 중심으로 회전 가능하게 구동되는 교반기, 상기 교반기의 제1 부분과 접촉하는 스크레이퍼, 및 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역으로서, 상기 교반기에 의해 상기 제1 수집 구역 내로 기계적으로 추진되고 상기 스크레이퍼에 의해 상기 교반기에서 기계적으로 긁어내어진 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역을 포함하는 기계적 수집 스테이지; 및
    상기 교반기 상의 이물질과 액체를 제2 수집 구역 내에 회수하기 위해 상기 교반기에 근접한 흡입 노즐 및 상기 흡입 노즐과 유체 연통하는 흡입원을 포함하는 흡입 수집 스테이지를 포함하고,
    상기 흡입 노즐은 상기 교반기의 제2 부분과 대면하고, 상기 교반기의 제2 부분은 상기 회전 축을 중심으로 한 상기 교반기의 회전 방향으로 상기 교반기의 제1 부분을 지나서 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 청소 장치의 하우징 내의 유입 개구로서, 상기 교반기가 상기 하우징 아래에서 청소할 표면과 접촉하도록 상기 유입 개구 내에 회전 가능하게 장착되는 바의 유입 개구, 및 상기 유입 개구의 후방 측으로부터 상기 제1 수집 구역 내로의 진입 개구까지 상방으로 연장되어 있는 램프로서, 상기 흡입 노즐이 상기 유입 개구로부터 멀리 떨어져 상기 램프 위쪽에 배치되는 바의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 수집 구역은 수집 트레이를 포함하고, 상기 수집 트레이는 상기 수집 트레이의 수집 챔버 내로의 진입 개구를 갖고, 상기 진입 개구는 상기 교반기가 회전 가능하게 장착되어 있는 챔버로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 표면 청소 장치의 하우징 내의 수집 트레이 리시버를 포함하고, 상기 수집 트레이는 내부에 수집된 이물질과 액체를 비우기 위해 상기 수집 트레이 리시버로부터 제거 가능한 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 수집 구역은 일회용 수집 트레이 및 상기 표면 청소 장치의 하우징 내의 수집 트레이 리시버를 포함하고, 상기 수집 트레이는 내부에 수집된 이물질과 액체와 함께 상기 수집 트레이를 폐기하기 위해 상기 수집 트레이 리시버로부터 제거 가능한 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 수집 구역은 회수 탱크를 포함하고, 상기 흡입원은 상기 회수 탱크의 배출구와 유체 연통하는 진공 모터를 포함하고, 상기 회수 탱크의 유입구가 상기 흡입 노즐과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 유체 공급 탱크 및 청소 유체를 상기 교반기 상으로 분배하도록 위치된 유체 분배기를 포함하는 유체 전달 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 유체 분배기는 상기 교반기의 제1 부분이 상기 스크레이퍼를 지나쳐 회전하기 전에 상기 교반기의 제1 부분을 습윤화시키도록 상기 스크레이퍼에 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 교반기는 극세사 재료를 포함하고, 상기 스크레이퍼는 상기 극세사 재료를 압박하여 상기 극세사 재료로부터 액체를 압착하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입원 및 상기 교반기를 구동하는 모터에 동력을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 자율적으로 이동 가능한 하우징 및 자율 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  12. 표면 청소 장치에 있어서,
    상기 표면 청소 장치는 2 스테이지 수집 시스템을 포함하고 있고,
    상기 2 스테이지 수집 시스템은:
    회전 축을 중심으로 회전 가능하게 구동되는 교반기 및 상기 교반기로부터 이물질과 액체를 수집하도록 구성된 제1 수집 구역을 포함하는 기계적 수집 스테이지; 및
    오염된 액체를 제2 수집 구역 내로 펌핑하기 위해 상기 제1 수집 구역과 유체 연통하는 펌프를 포함하는 흡입 수집 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 기계적 수집 스테이지는 상기 교반기의 제1 부분과 접촉하는 스크레이퍼를 포함하고, 상기 제1 수집 구역은 상기 교반기에 의해 상기 제1 수집 구역 내로 기계적으로 추진되고 상기 스크레이퍼에 의해 상기 교반기에서 기계적으로 긁어내어진 이물질과 액체를 수집하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 표면 청소 장치의 하우징 내의 유입 개구로서, 상기 교반기가 상기 하우징 아래에서 청소할 표면과 접촉하도록 상기 유입 개구 내에 회전 가능하게 장착되는 바의 유입 개구, 및 상기 유입 개구의 후방 측으로부터 상기 제1 수집 구역 내로의 진입 개구까지 상방으로 연장되어 있는 램프로서, 상기 스크레이퍼가 상기 유입 개구로부터 멀리 떨어져 상기 램프 위쪽에 배치되는 바의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 수집 구역은 수집 트레이를 포함하고, 상기 수집 트레이는 상기 수집 트레이의 수집 챔버 내로의 진입 개구를 갖고, 상기 진입 개구는 상기 교반기가 회전 가능하게 장착되어 있는 챔버로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 수집 구역은 수집된 이물질로부터 수집된 액체를 분리시키기 위한 여과기 및 상기 여과기 아래의 섬프를 포함하고, 상기 펌프가 상기 섬프와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 수집 구역은 용기 및 상기 용기 내에 끼워맞춤되도록 구성된 수집 트레이를 포함하고, 상기 수집 트레이는 복수의 액체 배수 개구를 포함하고, 상기 수집 트레이는 내부에 수집된 이물질의 폐기를 위해 상기 용기로부터 제거 가능한 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 제2 수집 구역은 회수 탱크를 포함하고, 상기 펌프가 상기 회수 탱크의 유입구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  19. 제 12 항에 있어서, 유체 공급 탱크 및 청소 유체를 상기 교반기 상으로 분배하도록 위치된 유체 분배기를 포함하는 유체 전달 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
  20. 제 12 항에 있어서, 자율적으로 이동 가능한 하우징 및 자율 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 청소 장치.
KR2020200001072U 2019-03-28 2020-03-27 2 스테이지 수집을 갖는 표면 청소 장치 KR20200002207U (ko)

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