KR20230132845A - 자율 표면 처리 장치 - Google Patents

자율 표면 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230132845A
KR20230132845A KR1020237028366A KR20237028366A KR20230132845A KR 20230132845 A KR20230132845 A KR 20230132845A KR 1020237028366 A KR1020237028366 A KR 1020237028366A KR 20237028366 A KR20237028366 A KR 20237028366A KR 20230132845 A KR20230132845 A KR 20230132845A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
assembly
cleaning device
flexible blade
cleaning assembly
Prior art date
Application number
KR1020237028366A
Other languages
English (en)
Inventor
스튜어트 젠
로버트 콕스
매튜 스텁스
Original Assignee
다이슨 테크놀러지 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다이슨 테크놀러지 리미티드 filed Critical 다이슨 테크놀러지 리미티드
Publication of KR20230132845A publication Critical patent/KR20230132845A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/06—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like
    • A47L9/0633—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like with retractable brushes, combs, lips or pads
    • A47L9/064—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like with retractable brushes, combs, lips or pads actuating means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/06—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like
    • A47L9/0633—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like with retractable brushes, combs, lips or pads
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/06—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like
    • A47L9/068—Nozzles combined with a different cleaning side, e.g. duplex nozzles or dual purpose nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A47L9/0461—Dust-loosening tools, e.g. agitators, brushes
    • A47L9/0488—Combinations or arrangements of several tools, e.g. edge cleaning tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/06—Nozzles with fixed, e.g. adjustably fixed brushes or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/02—Docking stations; Docking operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

자율 표면 청소 장치가 제공된다. 자율 표면 청소 장치는, 본체, 본체에 수용되는 구동 시스템, 및 본체의 전방에 배치된 청소 조립체를 포함한다. 청소 조립체는, 흡입 챔버 및 흡입 챔버로부터 청소 조립체의 제 1 측면에 구비된 흡입 채널 개구부로 연장되는 흡입 채널을 획정하는 하우징, 및 측면 흡입 노즐이 연장 위치 및 후퇴 위치 사이에서 움직일 수 있게 하도록 배열되는 연장 및 후퇴 조립체에 장착되는 측면 흡입 노즐을 포함한다. 측면 흡입 노즐은 제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드를 포함하며, 제 1 탄력성 블레이드는 제 1 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 전방을 향하도록 배열되고, 제 2 탄력성 블레이드는 제 2 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 하방을 향하도록 배열된다.

Description

자율 표면 처리 장치
본 발명은 자율 표면 청소 장치 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 로봇 진공 청소기에 관한 것이다.
자동으로 구동되며 사용자가 청소할 표면을 따라 밀고 다닐 필요가 없는 자율 표면 청소 장치와 관련하여 다양한 제안이 이루어졌다. 기본적으로 이러한 장치는, 온보드(on-board) 배터리 팩으로 구동되는 휠 또는 트랙 위에 지지되는 본체 또는 섀시(chassis)를 포함하며 바닥 또는 바닥재를 청소할 수 있도록 실내에서 장치를 주행(navigate)시키는 제어 시스템에 의해 가이딩된다. 또한, 청소 기능을 위해, 이러한 장치는 일반적으로 집진 디바이스(dirt or dust collection device)와 통신하는 흡입구를 갖는 청소기 헤드와 통합되어, 청소할 표면에서 먼지를 흡입하여 폐기용 용기에 보관할 수 있다.
이러한 자율 표면 청소 장치가 표면을 청소할 때, 청소기 헤드로 표면의 가장자리를 빈틈없이 청소하기 위해 청소 장치가 벽에 충분히 가깝게 이동하는 것이 어려울 수 있다. 가장자리 청소 기능을 향상시키기 위해, 많은 자율 표면 청소 장치에는 장치 주변 너머로 연장되는 강모(bristles)를 가진 하나 이상의 회전 측면 브러시가 구비되어 먼지나 이물질을 가장자리로부터 청소기 헤드 통로 안으로 쓸어 담도록 한다. 이러한 장치의 예는 US2010037418A1에 도시된다. 그러나, 이러한 측면 브러시의 쓸기 동작에 의존하는 것은, 먼지와 이물질이 종종 우회(bypass)할 수 있어 가장자리 청소에 특별히 효과적인 접근 방식은 아니다.
측면 브러시의 대안으로, 일부 자율 표면 청소 장치에는 장치 주변 너머로 돌출(project)되는 하나 이상의 흡입 노즐이 구비되어, 가장자리에 있는 먼지 또는 이물질을 장치의 흡입을 사용하여 포획하도록 한다. 이러한 장치의 예는 WO2016021808에 도시된다. 흡입 기능을 적용하면 가장자리 청소 중에 작은 먼지와 이물질을 포집하는 효과를 향상시킬 수 있지만, 이러한 흡입 노즐이 교반기(agitator)없이 큰 이물질을 효과적으로 포집하기는 일반적으로 어렵다. 또한, 이러한 흡입 노즐은 일반적으로 브러시 강모를 사용하는 것에 비해 벽이나 기타 수직 표면의 가장자리에 가까이 다가갈 수 없다.
본 발명은 상술한 배경을 토대로 고안되었다.
제 1 양태에 따르면, 자율 표면 청소 장치가 제공된다. 자율 표면 청소 장치는, 본체, 본체에 수용되며, 표면을 가로질러 자율 표면 청소 장치를 이동시키도록 구성되는 구동 시스템, 및 본체의 전방에 배치된 청소 조립체를 포함한다. 청소 조립체는, 청소 조립체의 바닥면에 있는 흡입 챔버 개구부를 갖는 흡입 챔버 및 흡입 챔버로부터 청소 조립체의 제 1 측면에 구비된 흡입 채널 개구부로 연장되는 흡입 채널을 획정(define)하는 하우징을 포함하고, 또한 연장 및 후퇴 조립체(extension and retraction assembly)에 장착되는 측면 흡입 노즐(연장 및 후퇴 조립체는, 측면 흡입 노즐로 하여금, 측면 흡입 노즐이 흡입 채널 개구부로부터 멀어지게 연장되는 연장 위치 및 후퇴 위치 사이에서 움직일 수 있게 하도록 배열됨)을 포함한다. 측면 흡입 노즐은 제 1 탄력성(resilient) 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드를 포함하며, 제 1 탄력성 블레이드는 제 1 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 전방을 향하도록 배열되고, 제 2 탄력성 블레이드는 제 2 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 하방(downward)을 향하도록 배열된다.
바람직하게는, 후퇴 위치일 때, 측면 흡입 노즐은 흡입 채널 개구부로부터 멀어지게 돌출되지 않는다. 후퇴 위치일 때, 측면 흡입 노즐은 청소 조립체 안으로 후퇴되며, 바람직하게는 청소 조립체의 제 1 측면 뒤로 후퇴된다.
바람직하게는, 연장 위치일 때 제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드 모두는 흡입 채널 개구부로부터 멀어지게 연장된다. 측면 흡입 노즐이 연장 위치에 있을 때, 제 1 탄력성 블레이드는 흡입 채널 개구부의 후미 에지로부터 멀어지게 돌출되도록 배열될 수 있다. 측면 흡입 노즐이 연장 위치에 있을 때, 제 2 탄력성 블레이드는 흡입 채널 개구부의 상부 에지로부터 멀어지게 돌출되도록 배열될 수 있다.
제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드는, 제 1 탄력성 블레이드의 가로 축(transverse axis)이 제 2 탄력성 블레이드의 가로 축에 수직이도록 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 탄력성 블레이드는 장치가 수평 표면 상에 배치되었을 때 실질적으로 수직이도록 배열된다. 제 2 탄력성 블레이드는, 장치가 수평 표면 상에 배치되었을 때 실질적으로 수평이도록, 더욱 바람직하게는 수평보다 0 내지 20도 아래의 각도에 있도록 배열된다.
제 1 탄력성 블레이드는 실질적으로 평면형일 수 있다. 제 1 탄력성 블레이드는, 직선인 하부 에지, 및 적어도 부분적으로 구부러짐에 따라 한 지점에서 하부 에지와 만나는 상부 에지를 가질 수 있다. 제 2 탄력성 블레이드는 골이 진(corrugated) 형태일 수 있다. 제 2 탄력성 블레이드는, 제 2 탄력성 블레이드의 마루(ridge) 및 골(groove)이 제 2 탄력성 블레이드의 근위 단부(proximal end)로부터 원위 단부(distal end)까지 연장되도록 배열될 수 있다.
제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드는 각각 탄성중합체, 특히 탄성 플라스틱 또는 고무와 같은 탄력성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드는 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 같은 탄력성 재료를 포함할 수 있다.
측면 흡입 노즐은, 제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드가 부착되는 노즐 베이스를 더 포함할 수 있으며, 제 1 탄력성 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드는 노즐 베이스를 통하여 연장 및 후퇴 조립체에 연결된다. 제 1 탄력성 블레이드, 제 2 탄력성 블레이드, 및 노즐 베이스의 적어도 일부는 일체형으로 형성될 수 있다. 제 1 탄력성 블레이드는 노즐 베이스를 통해서만 제 2 탄력성 블레이드에 연결될 수 있다.
연장 및 후퇴 조립체는, 청소 조립체에 이동 가능하게(movably) 연결되는 연장 아암을 포함할 수 있고, 흡입 노즐은 연장 아암의 원위 단부에 부착된다. 연장 아암은 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로(laterally) 움직이도록 배열될 수 있다. 연장 및 후퇴 조립체는, 연장 아암을 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로 움직이도록 배열되는 선형 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 선형 액추에이터는, 구동 부재를 구동하도록 배열되는 모터, 및 연장 아암을 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로 움직이기 위해 구동 부재에 의해 구동되도록 배열되는 피동 부재를 포함할 수 있다. 구동 부재는 모터의 샤프트에 장착된 피니언(pinion)을 포함할 수 있으며, 피동 부재는 연장 아암 상에 구비되는 랙(rack)을 포함한다.
청소 조립체는 도어를 더 포함할 수 있으며, 도어는, 흡입 노즐이 후퇴 위치에 있을 때의 폐쇄 위치 및 흡입 노즐이 연장 위치에 있을 때의 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된다. 바람직하게는, 도어는, 후퇴 위치에 있을 때는 흡입 채널 개구부를 덮고, 연장 위치에 있을 때는 흡입 채널 개구부를 덮지 않도록 배열된다. 청소 조립체는 도어를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된 도어 작동 조립체를 포함할 수 있다. 도어 작동 조립체는 청소 조립체에 이동 가능하게 연결되는 후퇴 아암을 포함할 수 있으며, 이때 도어는 힌지를 통해 후퇴 아암의 원위 단부에 부착된다. 후퇴 아암은 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로 이동하도록 배열될 수 있고, 이때 도어는, 후퇴 아암의 횡방향 이동으로 인해 도어가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된다. 이에 따라 연장 및 후퇴 조립체의 선형 액추에이터는 연장 아암을 제 1 방향으로 이동시키는 동시에 후퇴 아암을 제 2 방향으로 이동시키도록 배열된다. 이에 따라 연장 아암 상의 랙은 피니언의 제 1 측에 맞물리도록 배열될 수 있으며, 후퇴 아암에는 피니언의 제 2 측과 맞물리도록 배열된 랙이 구비될 수 있고, 피니언의 제 2 측은 피니언의 제 1 측과 정반대에 위치한다.
청소 조립체의 평면 형상(plan shape)은 실질적으로 직사각형이다. 바람직하게는, 청소 조립체는, 전체적으로 평면형인 전면, 및 전면의 서로 반대되는 양쪽 단부로부터 후방으로 연장되는 제 1 및 제 2(즉, 좌 및 우) 측면을 획정하며, 이때 제 1 및 제 2 측면은 전체적으로 평면형이고 청소 조립체의 전면에 실질적으로 수직이다.
청소 조립체는 본체의 전면 아래에 배치되고 본체의 전면의 전방으로 돌출될 수 있다. 본체는 전체적으로 평면인 전면, 및 전면의 서로 반대되는 양쪽 단부로부터 후방으로 연장되는 제 1 및 제 2 측면을 획정할 수 있다. 제 1 및 제 2 측면 각각은, 전체적으로 평면인 전단부(frontmost portion) 및 곡면인 후미부(rearmost portion)를 가질 수 있으며, 후미부는 서로를 향해 안쪽으로 구부러진다. 본체의 측면들의 전단부는 본체의 전면에 대하여 실질적으로 수직일 수 있다.
청소 조립체는, 흡입 챔버 내에 배치된 교반기를 더 포함할 수 있다. 장치는, 흡입 챔버를 통해 기류(air flow)를 생성하기 위한 기류 발생기를 더 포함할 수 있다. 기류 발생기는 모터에 의해 구동되는 임펠러를 포함할 수 있다.
장치는, 본체에 해체 가능하게(releasably) 부착되며 청소 조립체에 의해 포집된 먼지를 보관하도록 구성되는 용기를 더 포함할 수 있다. 장치는 또한, 장치를 통과하는 기류로부터 먼지를 분리하고, 먼지를 용기에 넣도록 구성된 분리 시스템을 더 포함할 수 있다. 분리 시스템은, 청소 조립체의 흡입 챔버에 구비된 공기 유입구와 장치의 공기 유출구 사이의 기류 통로에 배치될 수 있다. 장치는 청소 조립체로부터 분리 시스템으로 연장되는 유입 덕트를 포함할 수 있다. 유입 덕트는 직선형일 수 있으며, 본체의 종축에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 분리 시스템은 용기 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 분리 시스템은 사이클론 분리기(cyclonic separator)를 포함할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 예시의 목적으로만 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은, 연동된 도킹 스테이션에 접근하고 있는 본 발명에 따른 자율 표면 청소 장치의 배면 사시도이다.
도 2는, 도 1의 장치의 전면 사시도이다.
도 3은, 도 1의 장치의 밑면(underside)의 배면 사시도이다.
도 4는, 도 1의 장치의 저면도이다.
도 5는, 장치의 본체로부터 외부 쉘과 범퍼가 분리된 상태인, 도 1의 장치의 전면 사시도이다.
도 6은, 장치의 외부 쉘이 제거된 상태인, 도 1의 장치의 상면도이다.
도 7은, 도 1의 장치의 흡입 노즐 밑면의 전면 사시도이다.
도 8은, 도 1의 장치의 흡입 노즐의 전면도이다.
도 9는, 후퇴 위치(retracted position)에 있는 도 1의 장치의 흡입 노즐의 전면 사시도이다.
도 10은, 연장 위치(extended position)에 있는 도 1의 장치의 흡입 노즐의 전면 사시도이다.
도 11은, 장치 본체로부터 용기가 분리된 상태인, 도 1의 장치의 배면 사시도이다.
도 12는, 도 1의 장치의 충전식 배터리 시스템의 전면 사시도이다.
도 13은, 도 1의 장치의 제어 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 14는, 도 1의 전면 코너 센서 조립체의 분해도이다.
이하에서는, 종래의 자율 표면 청소 장치에 비해 다양한 장점을 제공하는 자율 표면 청소 장치가 설명된다. 도 1 내지 도 4는 이러한 자율 표면 청소 장치(1000)[이하, "장치(1000)"라 지칭됨]의 실시예들에 대한 외부 사시도이다. 본 실시예에서, 장치(1000)는 로봇 진공 청소기의 맥락에서 도시되었지만, 이는 본 발명에 필수적인 것은 아니며 본 발명은 가정 환경 또는 그 밖의 환경에서 사용되는 모든 자율 표면 청소 장치에 적용 가능하다는 점이 이해되어야 한다. 도 1은 연동된 도킹 스테이션에 접근하고 있는 장치(1000)의 배면 사시도를 도시하며, 도 2는 장치(1000)의 전면 사시도를 도시하고, 도 3은 장치(1000) 밑면의 배면 사시도를 도시하고, 도 4는 장치(1000)의 저면도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장치(1000)는, 장치(1000)의 전면과 후면 사이에서 연장되는 종축(X1), 장치(1000)의 좌측(L)과 우측(R) 사이에서 횡방향으로 연장되는 횡축(Y1), 및 장치(1000)가 이동하는 표면에 대하여 실질적으로 수직으로 연장되는 수직축(Z1)을 가진다. 본 설명의 목적상, 장치(1000)에 대한 맥락에서 '전방' 및 '후방'과 같은 용어는 작동 중 정방향 및 역방향의 의미로 사용된다. 마찬가지로, '좌측' 및 '우측'이라는 용어는 장치(1000)의 전진 이동 방향을 기준으로 사용될 것이다.
장치(1000)는, 본체(1001), 본체(1001)에 수용되며 표면을 가로질러 자율 표면 청소 장치(1000)를 이동시키도록 구성되는 구동 시스템(1002), 본체(1001)의 전방에 배치된 청소 조립체(1003), 및 본체(1001)에 해체 가능하게(releasably) 부착되며 청소 조립체(1003)에 의해 포집된 먼지를 보관하도록 구성되는 용기(1004)를 포함한다. 장치(1000)는 또한 본체(1001)에 수용되며 장치(1000)의 다양한 시스템에 전력을 공급하도록 배치된 충전식 배터리 시스템(1005)을 더 포함하고, 이는 본체(1001)의 전면(front surface : 1007) 상에 배치된 배터리 충전 접속부(1006)를 포함한다. 충전 접속부(1006)들은 충전식 배터리 시스템(1005)에 전기적으로 연결되며, 예를 들어 자율 표면 청소 장치(1000)와 연동된 도킹 스테이션(2000)에 구비된 대응하는 충전 접속부(2001)들과 접촉할 때 전류를 전달하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 본체(1001)는, 본체(1001)의 바닥면 또는 베이스(base)에 실질적으로 수직이며 전체적으로 평면인 전면(1007)을 획정(define)하여, 장치(1000)가 수평 표면 상에서 지지될 때 전면(1007)이 대략적으로 수직면이 되도록 한다. 본체(1001)는 또한 제 1 및 제 2(즉, 좌측 및 우측) 측면(side surfaces : 1009, 1010)을 획정하며, 그 적어도 일부는 전면(1007)의 서로 반대되는 양쪽 단부로부터 후방으로 연장된다. 제 1 및 제 2 측면(1009, 1010)각각은, 전체적으로 평면인 전단부(frontmost portion) 및 곡면인 후미부(rearmost portion)를 가지며, 후미부는 서로를 향해 그리고 장치(1000)의 종축(X1)을 향해 안쪽으로 구부러진다. 본체(1001)의 측면(1009, 1010)들의 전단부는 본체(1001)의 전면(1007)에 대하여 실질적으로 수직이며, 따라서 서로 평행하다. 이에 따라, 장치(1000)의 본체(1001)는 전체적으로 D 모양의 평면 형상을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 "평면 형상"이라는 용어는, 위에서 보았을 때의 외주(outer peripheral) 형상을 지칭한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 장치(1000)의 본체(1001)는, 섀시(1011) 및 섀시(1011)에 장착된 외부 쉘(outer shell : 1012)을 포함한다. 외부 쉘(1012)은 본체(1001)의 외부 표면들을 획정하며, 섀시(1011)를 덮고 본체(1001)의 바깥 표면을 형성하도록 집합적으로 배열되는 하나 이상의 커버를 포함한다. 도시된 실시예에서, 외부 쉘(1012)은 베이스 커버(1013), 전방 커버(1014), 및 한 쌍의 후방 커버(1015)를 포함한다.
구동 시스템(1002)은 섀시(1011)에 장착되며, 본체(1001)의 바닥면으로부터 부분적으로 돌출되는 한 쌍의 차동 구동 휠(1016)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 구동 시스템(1002)은 장치(1000)의 전단부와 장치(1000)의 후미부 사이에서 대략 중간에 배치되고, 제 1 및 제 2(즉, 좌 및 우) 구동 휠(1016)은 각각의 측면(1009, 1010)에 인접하여 배치된다.
청소 조립체(1003)는 본체(1001)의 전면(1007) 아래에 배치되며, 본체(1001)의 전면(1007)의 전방으로 돌출된다. 이러한 배열에 따라, 장치(1000)에서 청소 조립체(1003)는 청소할 표면 위를 처음으로 지나는 부품이 되며, 또한 장치(1000)의 전체 높이로는 갈 수 없는 낮은 물체 아래까지 도달할 수 있게 된다. 도시된 실시예에서, 청소 조립체(1003)는 흡입 챔버(1018)를 획정하는 하우징(1017)을 포함하며, 흡입 챔버(1018)는 청소 조립체의 바닥면에 개구부를 가짐에 따라 개구부가 청소될 표면에 인접하도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 장치(1000)는 흡입 챔버를 통해 기류(air flow)를 생성하기 위한 기류 발생기(1020)를 더 포함한다. 기류 발생기(1020)는 진공 모터(도시되지 않음)에 의해 구동되는 임펠러(도시되지 않음)를 포함하며, 진공 모터는 충전식 배터리 시스템(1005)으로부터 전달되는 전력에 의해 구동된다. 또한 교반기(1021)가 흡입 챔버(1018) 내에 배치되며 청소할 표면으로부터 먼지를 이동시키거나 이탈(dislodge)시키도록 구성되어, 먼지가 흡입 챔버(1018)를 통해 쉽게 포집될 수 있도록 한다. 도시된 실시예에서, 교반기(1021)는 회전 가능한 브러시 바(brush bar)에 의해 제공된다.
청소 조립체(1003)의 평면 형상(plan shape)은 실질적으로 직사각형이다. 따라서, 청소 조립체(1003)는 전체적으로 평면형인 전면(1022) 및, 전면(1022)의 서로 반대되는 양쪽 단부로부터 후방으로 연장되는 제 1 및 제 2(즉, 좌 및 우) 측면(1023, 1024)을 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 청소 조립체(1003)의 하우징(1017)은, 흡입 챔버(1018)로부터 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)에 구비된 흡입 채널 개구부(1026)까지 연장되는 흡입 채널(1025)을 또한 획정한다. 이에 따라 측면 흡입 노즐(1027)이 흡입 채널 개구부(1026)에 인접한 하우징(1017)에 장착된다. 측면 흡입 노즐(1027)은, 측면 흡입 노즐(1027)이 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직일 수 있도록 배열된 연장 및 후퇴 조립체(extension and retraction assembly)를 통하여 하우징(1017)에 장착된다. 연장 위치일 때 측면 흡입 노즐(1027)은 흡입 채널 개구부(1026)로부터, 또한 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)으로부터 멀어지게 돌출되는 반면, 후퇴 위치일 때 측면 흡입 노즐(1027)은 청소 조립체(1003) 안으로[즉, 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023) 뒤로] 후퇴된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 측면 흡입 노즐(1027)은 제 1 탄력성(resilient) 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)를 포함하며, 제 1 탄력성 블레이드(1029)는 제 1 탄력성 블레이드(1029)의 일 표면(1031)이 실질적으로 전방을 향하도록 배열되고, 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 제 2 탄력성 블레이드(1030)의 일 표면(1032)이 실질적으로 하방(downward)을 향하도록 배열된다. 이 특정 실시예에서, 제 1 탄력성 블레이드(1029)는 장치(1000)가 수평 표면 상에 지지될 때 실질적으로 수직이 되도록 배열되고, 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 실질적으로 수평이 되도록 배열된다. 따라서, 제 1 탄력성 블레이드의 가로 축(transverse axis : Y2)은 제 2 탄력성 블레이드의 가로 축(Y3)에 수직이다. 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 각각 탄성중합체, 특히 탄성 플라스틱 또는 고무와 같은 탄력성 재료를 포함한다. 예를 들어, 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 같은 탄력성 재료를 포함할 수 있다. 측면 흡입 노즐(1027)은 장치(1000)가 벽과 같은 수직 표면의 가장자리에 가까이 접근하여 청소할 수 있도록 하는데, 이는 측면 흡입 노즐(1027)의 탄력성 블레이드(1029, 1030)가 이러한 표면을 따라 접촉하고 스와이프(swipe)하여 먼지와 이물질이 측면 흡입 채널(1025)을 통해 청소 조립체(1003) 내로 들어가게 하는 방식으로 장치(1000)가 움직여질 수 있기 때문이다.
제 1 탄력성 블레이드(1029)는 실질적으로 평면형이며, 하부 에지는 직선이고 상부 에지는 적어도 부분적으로 구부러짐에 따라 한 지점에서 하부 에지와 만나도록 [즉, 제 1 탄력성 블레이드(1029)가 스트레이트 백(straight back) 블레이드의 형태를 갖도록] 한다. 이와 대조적으로, 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 골이 진(corrugated) 형태이며, 제 2 탄력성 블레이드의 마루(ridge) 및 골(groove)이 블레이드의 근위 단부(proximal end) 또는 베이스로부터 블레이드의 원위 단부(distal end) 또는 팁까지 연장되도록 배열된다. 도시된 실시예에서, 제 2 탄력성 블레이드(1030)는, 장치(1000)가 수평 표면 상에 지지될 때 수평보다 0 내지 20도 아래의 각도(θ1)에 있도록 배열된다.
측면 흡입 노즐(1027)은 또한 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)가 부착되는 노즐 베이스(1033)를 더 포함하며, 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 노즐 베이스(1033)를 통하여 연장 및 후퇴 조립체(1028)에 연결된다. 도시된 실시예에서, 제 1 탄력성 블레이드(1029), 제 2 탄력성 블레이드(1030), 및 노즐 베이스(1033)는 일체형으로 형성되며, 이때 제 1 탄력성 블레이드(1029)는 노즐 베이스(1033)를 통해서만 제 2 탄력성 블레이드(1030)에 연결된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 후퇴 위치에 있을 때 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)으로부터 멀어지게 돌출되지 않도록 청소 조립체(1003) 내로 후퇴되어 유지되고, 연장 위치에 있을 때 제 1 탄력성 블레이드(1029) 및 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)으로부터 멀어지게 연장된다. 구체적으로, 측면 흡입 노즐(1027)이 연장 위치에 있을 때, 제 1 탄력성 블레이드(1029)는 흡입 채널 개구부(1026)의 후미 에지로부터 멀어지게 돌출되고, 제 2 탄력성 블레이드(1030)는 흡입 채널 개구부(1026)의 상부 에지로부터 멀어지게 돌출된다.
연장 및 후퇴 조립체는 도 9 및 도 10에 도시되며, 청소 조립체(1003)에 이동 가능하게(movably) 연결되는 연장 아암(1034)을 포함하고, 흡입 노즐(1027)은 연장 아암(1034)의 원위 단부에 부착된다. 이에 따라 연장 아암(1034)은 청소 조립체(1003)에 대하여 상대적으로 횡방향으로[즉, 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)을 향해, 또한 그로부터 멀어지게] 움직이도록 배열된다. 이를 위해, 연장 및 후퇴 조립체는 연장 아암(1034)을 청소 조립체(1003)에 대하여 상대적으로 횡방향으로 움직이도록 배열되는 선형 액추에이터(linear actuator)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서, 선형 액추에이터는 구동 부재(1036)를 구동하도록 배열되는 노즐 모터(1035)를 포함하고, 연장 아암(1034)을 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로 움직이기 위해 구동 부재(1036)에 의해 구동되도록 배열되는 피동 부재(1037)를 포함한다. 구체적으로, 구동 부재(1036)는 노즐 모터(1035)의 샤프트에 장착된 피니언(pinion)을 포함하며, 피동 부재(1037)는 피니언의 제 1 측과 맞물리도록(engage) 배열된, 연장 아암(1034) 상에 구비되는 랙(rack)을 포함한다.
이어서, 청소 조립체(1003)는 도어(1038)를 더 포함하는데, 도어는, 흡입 노즐(1027)이 후퇴 위치에 있을 때 도어(1038)가 흡입 채널 개구부(1026)를 덮는 폐쇄 위치 및 흡입 노즐(1027)이 연장 위치에 있을 때 도어(1038)가 흡입 채널 개구부(1026)를 덮지 않는 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된다. 도시된 실시예에서, 청소 조립체(1003)는 도어(1038)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된 도어 작동 조립체를 포함한다. 도어 작동 조립체는 청소 조립체(1003)에 이동 가능하게 연결되는 후퇴 아암(1040)을 포함하며, 도어(1038)는 힌지(1041)를 통해 후퇴 아암(1040)의 원위 단부에 부착된다. 후퇴 아암(1040)은 청소 조립체(1003)에 대하여 상대적으로 횡방향으로 이동하도록[즉, 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)을 향해, 또한 그로부터 멀어지게] 배열되고, 도어(1038)는, 후퇴 아암(1040)의 횡방향 이동으로 인해 도어(1038)가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열된다. 이에 따라 연장 및 후퇴 조립체의 선형 액추에이터는 연장 아암(1034)을 제 1 방향으로 이동시키는 동시에 후퇴 아암(1040)을 제 2 방향으로 이동시키도록 배열된다. 이를 위해, 후퇴 아암(1040)에는 피니언(1036)의 제 2 측과 맞물리도록 배열된 랙(1042)이 구비되며, 피니언(1036)의 제 2 측은 피니언(1036)의 제 1 측과 정반대에 위치한다.
자율 표면 청소 장치(1000)는 또한 장치(1000)를 통과하는 기류로부터 먼지를 분리하고, 먼지를 용기(1004)에 넣도록 구성된 분리 시스템(1050)을 더 포함한다. 이를 위해, 분리 시스템(1050)은, 청소 조립체(1003)의 흡입 챔버(1018)에 구비된 공기 유입구(1051)와 장치(1000)의 공기 유출구 또는 배기구(1052) 사이의 기류 통로에 배치된다. 도시된 실시예에서, 분리 시스템(1050)은, 용기(1004) 내에 부분적으로 배치되는 사이클론 분리기(cyclonic separator)를 포함한다. 이에 따라 장치(1000)는 청소 조립체(1003)로부터 용기(1004) 내의 분리 시스템(1050)으로 연장되는 유입 또는 입구 덕트(1053)를 포함한다. 유입 덕트(1053)는 직선형이며, 본체(1001)의 종축(X1)에 평행한 방향으로 본체(1001)를 통해 연장된다. 장치(1000)는 또한 분리 시스템(1050)과 장치(1000)의 공기 유출구(1052) 사이의 기류 통로에 배치된 탈착 가능한(removable) 필터 조립체(1055)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 탈착 가능한 필터 조립체(1055)는 모터-전 필터(pre-motor filter) 및 모터-후 필터(post-motor filter)를 모두 단일 유닛으로 결합한다. 따라서, 필터 조립체(1055)는, 필터 조립체(1055)의 모터-전 필터는 분리 시스템(1050)과 기류 발생기(1020)의 모터 사이의 기류 통로에 배치되고, 필터 조립체(1055)의 모터-후 필터는 기류 발생기(1020)의 모터와 장치(1000)의 공기 유출구(1052) 사이의 기류 통로에 배치되도록 배열된다.
도시된 실시예에서, 장치(1000)는, 먼지가 유입 덕트(1053)에 충격을 가할 때[즉, 먼지가 유입 덕트(1053)를 통해 청소 조립체(1003)로부터 분리 시스템(1050)으로 이동할 때] 이로 인해 발생하는 유입 덕트(1053)의 진동을 감지하도록 구성된 진동 센서(1054)를 더 포함한다. 진동 센서(1054)는 유입 덕트(1053)의 상부 표면의 외부에 인접하여 배치된다. 도시된 실시예에서, 진동 센서(1054)는 압전(piezoelectric) 감지 소자를 포함한다. 진동 센서(1054)는 장치(1000)의 제어 시스템과 통신하여 진동 데이터를 제공하도록 구성되고, 이때 제어 시스템은 진동 센서(1054)로부터 수신된 진동 데이터를 처리하여, 먼지의 부피, 먼지 조각의 크기, 먼지 조각의 질량 및 먼지 조각의 종류 중 하나 이상을 판단하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장치(1000)의 본체(1001)에 부착되었을 때, 용기(1004)는 본체(1001)에 의해 획정된 후방을 향하는 리세스(1043) 내에 부분적으로 배치된다. 장치(1000)는, 도 11에서 화살표로 도시된 바와 같이, 용기(1004)를 본체(1001)에 대하여 상대적으로 후방으로[즉, 장치(1000)의 종축(X1)에 실질적으로 평행한 방향으로] 이동시킴으로써 용기(1004)를 리세스(1043)로부터 제거할 수 있도록 구성된다. 구체적으로, 본체(1001)는 리세스(1043) 안으로 후방 개구부(1044)를 획정하며, 본체(1001)는 용기(1004)가 후방 개구부(1044)를 통해 후방으로 이동함으로써 용기(1004)가 리세스(1043)로부터 제거될 수 있도록 배열된다. 장치(1000)의 배터리 충전 접속부(1006)에 대한 용기(1004)의 이러한 상대적 배열은, 장치(1000)가 연동된 도킹 스테이션에 도킹되었을 때, 예를 들면 충전 가능한 배터리 시스템(1005)의 충전 중에, 용기(1004)를 쉽게 제거할 수 있게 한다. 이러한 배열은 또한, 리세스(1043) 내에 유지되어 있을 때 용기(1004)의 측면(1045) 일부가 보일 수 있게 하며, 이 보이는 부분을 적어도 부분적으로 투명하게 함으로써 사용 중에 용기(1004)가 채워진 정도(fill level)가 보이도록 한다. 도시된 실시예에서, 용기(1004)는 전체적으로 원통형이며, 리세스(1043)는 용기(1004)의 전체적으로 원통인 형태에 실질적으로 대응하는 형상을 갖는다. 따라서, 전체적으로 원통형인 용기(1004)의 외벽은 완전히 투명하다.
도시된 실시예에서, 장치(1000)는 또한, 용기(1004)가 본체(1001)로부터 해제된 후에 용기(1004)를 본체(1001)에 대하여 상대적으로 상방(upwards direction)으로[즉, 수평 표면 상에 지지되어 있을 때 장치(1000)의 수직 축(Z1)에 실질적으로 평행한 방향으로] 이동시킴으로써 용기(1004)가 리세스(1043)로부터 제거될 수 있도록 구성된다. 구체적으로, 본체(1001)는 리세스(1043)로의 후방 개구부(1044) 및 리세스(1043)로의 상부 개구부(1046)를 모두 획정하며, 도시된 실시예에서는 후방 개구부(1044)와 상부 개구부(1046)가 단일 개구부로 결합된다.
본체(1001)에 부착되었을 때, 용기(1004)의 일부는 리세스(1043)로부터 본체(1001)의 후미부 너머까지 돌출된다. 이러한 배열은 장치(1000)의 본체(1001)의 크기를 증가시키지 않으면서 더 큰 용기(1004)를 제공할 수 있다. 따라서 본체(1001)에 부착되었을 때 용기(1004)의 후미에 있음에 따라 리세스(1043)를 넘어 돌출하는 하부 에지(1047)는 적어도 부분적으로 챔퍼링(chamfered)된다. 이러한 챔퍼링은, 장치(1000)의 약간의 후방 기울어짐(rearward tilt)을 용기(1004)의 돌출된 하부 에지(1047)가 방해하거나 방지하지 않도록 하는데, 그렇지 않을 경우 장치가 경로 상에 있는 낮은 물체들을 넘어갈 수 없게 된다. 이어서, 본체(1001)는, 용기(1004)가 본체(1001)에 부착되어 있을 때 용기(1004)의 일부를 지지하기 위해, 본체(1001)의 바닥면과 동일한 높이이고 리세스(1043)의 하부 단부 너머로 부분적으로 연장되는 레지(ledge : 1048)를 포함한다. 그러나, 레지(1048)는, 용기(1004)가 본체(1001)에 부착되어 있을 때 레지(1048)는 용기(1004)의 바닥면 주변을 넘어 연장되지 않도록 배열된다. 구체적으로, 레지(1048)는, 용기(1004)가 본체(1001)에 부착되어 있을 때 챔퍼링된 하부 모서리(1047)의 하부 코너를 넘어 연장되지 않도록 배열된다. 따라서, 레지(1048)는, 장치(1000)의 약간의 후방 기울어짐을 방해하거나 방지하지 않으면서 용기(1004)가 본체(1001)에 부착되어 있을 때 용기(1004)를 지지할 수 있다.
이어서, 장치(1000)는 용기(1004)를 리세스(1043) 내에 유지하기 위한 유지 조립체를 더 포함하며, 유지 조립체는 용기(1004)를 유지 조립체로부터 해제하기 위한 사용자 작동가능 해제 메커니즘을 포함한다. 도시된 실시예에서, 유지 조립체는 본체(1001) 상에 구비된 이동 가능한 상부 캐치(upper catch : 1056) 및 용기(1004) 상에 구비된 상부 캐치 키퍼(upper catch keeper : 1057)를 포함하며, 상부 캐치 키퍼(1057)는 용기(1004)가 리세스(1043) 내에 최대한으로 배치되었을 때 상부 캐치(1056)와 맞물리도록 배열된다. 이동 가능한 상부 캐치(1056)는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 움직이도록 배열되고, 용기(1004)가 리세스(1043) 내에 최대한으로 배치되었을 때 상부 캐치(1026)는 제 1 위치에서 상부 캐치 키퍼(1057)와 맞물리도록 배열되며, 제 2 위치에 있을 때 상부 캐치 키퍼(1057)에서 해제되도록 배열된다. 이어서 상부 캐치(1056)는 상부 캐치 스프링(도시되지 않음)에 의해 제 1 위치로 바이어스(biased)되며, 사용자에 의해 작동되면 상부 캐치(1056)가 상부 캐치 스프링의 힘에 대항하여 제 2 위치로 이동하게끔 하도록 배열되는, 본체(1001) 상에 구비된 용기 해제 버튼(1001)에 의해 사용자 작동 가능 해제 메커니즘이 제공된다.
도시된 실시예에서, 유지 조립체는 본체(1001) 상에 구비된 이동 가능한 하부 캐치(1059) 및 용기(1004) 상에 구비된 하부 캐치 키퍼(1060)를 더 포함하며, 하부 캐치 키퍼(1060)는 용기(1004)가 리세스(1043) 내에 최대한으로 배치되었을 때 상부 캐치(1059)와 맞물리도록 배열된다. 상부 캐치(1056)와 마찬가지로, 하부 캐치(1059)는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 움직이도록 배열되고, 용기(1004)가 리세스(1043) 내에 최대한으로 배치되었을 때 하부 캐치(1059)는 제 1 위치에서 하부 캐치 키퍼(1060)와 맞물리도록 배열되며, 제 2 위치에 있을 때 하부 캐치 키퍼(1060)에서 해제되도록 배열된다. 하부 캐치(1059)는 하부 캐치 스프링(도시되지 않음)에 의해 제 1 위치로 바이어스되며, 이때 사용자 작동가능 해제 메커니즘은, 사용자가 용기 해제 버튼(1058)을 작동시킴에 따라 상부 캐치(1056)는 상부 캐치 스프링의 힘에 대항하여 제 2 위치로 움직이게 하고 하부 캐치(1059)는 하부 캐치 스프링의 힘에 대항하여 제 2 위치로 움직이게 하도록 배열된다. 하부 캐치(1059)는 또한 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동될 때 하부 캐치(1059)가 용기(1004)를 본체(1001)에 대하여 상대적으로 후방으로 밀어냄에 따라 용기(1004)의 제거를 돕도록 배열된다. 이를 위해, 하부 캐치(1059)는 제 2 위치에 있을 때 본체(1001)로부터 후방으로, 그리고 리세스(1043) 안으로 연장되도록 배열된다.
대안적인 일 실시예에서, 유지 조립체의 캐치(1056, 1059) 및 사용자 작동가능 해제 메커니즘이 용기(1004) 상에 구비될 수 있으며, 이때 캐치 키퍼(1057, 1060)는 본체(1001) 상에 구비된다. 이러한 대안적 실시예에서, 하부 캐치(1059)는 제 2 위치에 있을 때 용기(1004)로부터 전방으로 연장되도록 배열되어, 용기(1004)를 장치(1000)의 본체(1001)로부터 밀어내도록 할 수 있다.
충전식 배터리 시스템(1005)은, 본체(1001)의 후방에 배치된 복수의 배터리 셀을 포함하며, 따라서 청소 조립체(1003)를 기준으로 본체(1001)의 반대쪽 단부에 배치되어 장치(1000)가 바람직한 무게 중심을 가지도록 한다. 도시된 실시예에서, 본체(1001)에 의해 획정되는 후방을 향한 리세스(1043)는 본체(1001)의 종축(X1)과 정렬된다. 따라서, 본체(1001)는 리세스(1043)의 제 1 측(즉, 좌측)을 따라 연장되는 제 1 후미부(1061) 및 리세스(1043)의 제 2 측(즉, 우측)을 따라 연장되는 제 2 후미부(1062)를 획정한다. 따라서, 제 1 후미부(1061) 및 제 2 후미부(1062)는 리세스(1043)를 적어도 부분적으로 획정한다. 이어서, 충전식 배터리 시스템(1005)은 제 1 후미부(1061) 내에 배치된 제 1 배터리 셀 세트(1063) 및 제 2 후미부(1062) 내에 배치된 제 2 배터리 셀 세트(1064)를 포함한다. 결과적으로, 제 1 배터리 셀 세트(1063)는 리세스(1043)의 제 1 측에 있는 본체(1001)에 수용되고, 제 2 배터리 셀 세트(1064)는 리세스(1043)의 제 2 측에 있는 본체(1001)에 수용된다. 이러한 배열은, 배터리 셀(1063, 1064)들이 청소 조립체(1003)를 기준으로 장치(1000)의 반대쪽 단부에 배치됨에 따라 청소 조립체(1003)의 무게에 대해 어느 정도 균형을 제공하는 동시에, 배터리 셀(1063, 1064)들이 장치 종축(X1)의 양쪽에 분포되어 바람직한 무게 중심을 유지하도록 한다. 도시된 실시예에서, 제 1 세트(1063)의 배터리 셀의 수는 제 2 세트(1064)의 배터리 셀의 수와 동일하여, 배터리 셀이 장치(1000)의 종축(X1)의 양측에 균등하게 분포되도록 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 배터리 셀 세트(1063)의 배터리 셀들은, 제 1 배터리 셀 세트(1063)의 배터리 셀들을 지지하고 상호 연결을 제공하는 제 1 배터리 하우징(1065) 내에 배치되며, 제 2 배터리 셀 세트(1064)의 배터리 셀들은, 제 2 배터리 셀 세트(1064)의 배터리 셀들을 지지하고 상호 연결을 제공하는 별도의 제 2 배터리 하우징(1066) 내에 배치된다. 이에 따라, 충전식 배터리 시스템(1005)은 제 1 배터리 하우징(1065)과 제 2 배터리 하우징(1066) 사이에서 연장되며 이들을 연결하는 케이블 하네스(1067)를 더 포함하여, 제 1 배터리 셀 세트(1063) 및 제 2 배터리 셀 세트(1064)가 함께 연결되도록 한다.
이어서, 장치(1000)는, 장치(1000)의 작업을 제어하도록 구성되는 제어 시스템(1070)을 더 포함하며, 제어 시스템(1070)은 도 13에 개략적으로 도시된다. 특히, 제어 시스템(1070)은 장치(1000)의 이동, 주행, 청소 작업, 도킹, 충전, 통신 등을 제어하는 역할을 담당한다. 따라서 제어 시스템(1070)은 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 구현되며, 마이크로제어기와 같은 하나 이상의 프로세서(1071), 및 하나 이상의 프로세서(1071)에 의해 구현되는 임의의 컴퓨터 프로그램/소프트웨어 애플리케이션과 같이 제어 시스템(1070)이 필요로 하는 여하한의 데이터에 대한 저장소를 제공하는 메모리(1072)를 포함한다. 제어 시스템(1070)은 또한, 개인용 컴퓨터 디바이스(예: 사용자의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등) 및/또는 통신 인터페이스 디바이스(예: 무선 액세스 포인트, 통신 기지국)와 같은 다른 개체와의 무선 통신을 위한 하나 이상의 트랜시버(1073)를 포함한다. 따라서, 제어 시스템은 트랜시버(1073)를 통해 송수신되는 통신을 제어하는 통신 유닛(1074)을 포함한다.
다른 작업들과 더불어, 제어 시스템(1070)은 주변 환경 내에서 장치의 이동 제어를 담당하므로, 구동 시스템(1002)을 제어하는 모션 제어 유닛(1075), 및 네비게이션 센서 시스템(1080)으로부터 데이터를 수신하고 이 데이터를 사용하여 장치(1000)를 주변 환경 내에서 자율적으로 주행시키는 내비게이션 유닛(1076)을 구비한다. 특히, 내비게이션 유닛(1076)은 내비게이션 센서 시스템(1080)으로부터 수신된 데이터를 사용하여 주변 환경 내에서의 위치 파악, 주변 환경 매핑, 및 위험요소 회피와 같은 기능을 구현하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 내비게이션 센서 시스템(1080)은 장치(1000)의 주변 환경 이미지를 캡처하도록 배열된 하나 이상의 비전 센서(1081), 장치(1000)의 움직임을 감지하도록 배열된 하나 이상의 모션 센서(1082), 물체의 존재 및/또는 물체에 대한 거리를 감지하도록 배치된 복수의 근접 센서(1083 내지 1086), 잠재적 낙하 지점(potential drops)을 감지하도록 배열된 복수의 클리프 센서(1087 내지 1092), 및 장치와 다른 물체 간의 충격을 감지하도록 배열된 복수의 접촉 또는 범프(bump) 센서(1112, 1117, 1118)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서, 비전 센서(1081)는, 장치(1000)의 상단부에 배치되어 위치 파악 등에 사용되는 주변 전경(panoramic view)을 장치(1000)에 제공하기 위한 전방위 카메라를 포함하며, 모션 센서(1082)는, 트랙션 미끄러짐(slippage) 등에 대한 위치 파악 보상(compensation)을 제공하기 위해 시각적 주행 거리 측정(visual odometry)을 구현하도록, 장치가 지지되는 표면을 향하는 광학 흐름 센서(optical flow sensor)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 청소 조립체(1003)는 전체적으로 평면인 전면(1022), 및 전면(1022)의 서로 반대되는 양쪽 단부로부터 후방으로 연장되는 제 1 및 제 2(즉, 좌측 및 우측) 측면(1023, 1024)을 갖는다. 따라서, 청소 조립체(1003)는 전면(1022)이 제 1 측면(1023)과 만나는 곳에 형성되는 제 1(즉, 좌측) 전면 코너, 및 전면(1022)이 제 2 측면(1024)과 만나는 곳에 형성되는 제 2(즉, 우측) 전면 코너를 갖는다. 이어서, 내비게이션 센서 시스템(1080)은, 청소 조립체(1003)의 전면(1022)에서 청소 조립체(1003)의 제 1 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 1 전방 근접 센서(1083), 및 청소 조립체(1003)의 전면(1022)에서 청소 조립체(1003)의 제 2 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 2 전방 근접 센서(1084)를 포함한다. 제 1 및 제 2 전방 근접 센서(1083, 1084)는 청소 조립체(1003) 및 장치(1000)의 경로에 있는 장애물을 감지하도록 배치된다. 이를 위해, 제 1 및 제 2 전방 근접 센서(1083, 1084)는 모두 청소 조립체(1000)의 종축(X1)을 향해 안쪽으로 기울어져 있다. 특히, 제 1 및 제 2 전방 근접 센서(1083, 1084)는 청소 조립체(1003)의 전면(1022)을 기준으로 예각(θ2)으로 내향(directed inwardly)한다. 이러한 전방 근접 센서(1083, 1084)의 배열에 따라, 장치(1000)의 경로 내 장애물을 모니터링하기 위해 2개의 근접 센서만을 필요로 하며, 근접 센서들의 시야가 적어도 부분적으로 중첩되도록 함으로써 위험요소 감지의 감도(sensitivity)를 향상시킨다.
도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 전방 근접 센서(1083, 1084)는 청소 조립체(1003)의 전면(1022)을 기준으로 약 25도의 각도(θ2)로 내향한다. 그러나, 당업자는 전방 근접 센서들에 대하여 선택된 정확한 각도(θ2)는 장치(1000)의 폭, 근접 센서들의 시야의 크기 및 감지 범위에 따라 달라진다는 것을 이해할 것이다. 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 전방 근접 센서(1083, 1084) 각각은, 초음파 또는 적외선 TOF 센서와 같은 비행시간(time-of-flight, TOF) 센서에 의해 제공되며, 바람직하게는 비가시적 적외선 레이저 TOF 센서에 의해 제공된다.
내비게이션 센서 시스템(1080)은, 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)에서 청소 조립체(1003)의 제 1 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 1 측면 근접 센서(1085), 및 청소 조립체(1003) 제 2 측면에서 청소 조립체(1003)의 제 2 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 2 측면 근접 센서(1086)을 더 포함한다. 제 1 및 제 2 측면 근접 센서(1085, 1086)는 장치(1000)로부터 횡방향으로 멀어지는 쪽을 향하고, 바람직하게는 청소 조립체(1003)의 전면(1022)과 실질적으로 평행하도록[즉, 센서의 축이 청소 조립체(1003)의 전면(1022)과 실질적으로 평행하도록] 배열된다. 이러한 측면 근접 센서(1085, 1086)의 배열에 따라, 벽 또는 기타 유사한 장애물이 장치(1000)의 최전방 코너에 의해 감지되며, 이들의 출력이 전방 근접 센서(1083, 1084)의 출력과 결합되면 접근 중인 코너를 장치(1000)가 정확하게 감지할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 측면 근접 센서(1085, 1086) 각각은 초음파 또는 적외선 TOF 센서와 같은 비행시간(TOF) 센서에 의해 제공되며, 바람직하게는 비가시적 적외선 레이저 TOF 센서에 의해 제공된다.
도시된 실시예에서, 내비게이션 센서 시스템(1080)은, 청소 조립체(1003)의 바닥면에서 청소 조립체(1003)의 제 1 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 1 전방 클리프 센서(1087), 및 청소 조립체(1003)의 바닥면에서 청소 조립체(1003)의 제 2 전면 코너에 인접하여 배치되는 제 2 전방 클리프 센서(1088)를 더 포함한다. 이러한 전방 클리프 센서(1087, 1088)의 배열에 따라, 장치(1000)의 최전방 코너에 의해 잠재적인 낙하 지점을 감지하여 청소 조립체(1003)가 낙하 지점 위로 지나가는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 장치(1000)가 낙하할 위험을 최소화하며, 낙하 지점 위로 지나가는 동안 진공 모터 및/또는 교반기를 작동시켜 에너지를 낭비하는 것을 피할 수 있도록 한다.
도시된 실시예에서, 내비게이션 센서 시스템(1080)은 또한 본체(1001)의 후미 하단 에지에 인접하여 배치된 후방 클리프 센서(1089, 1090)를 포함한다. 구체적으로, 제 1 후방 클리프 센서(1089)는 제 1 후미부(1061)의 후미 하단 에지에 인접하여 배치되고, 제 2 후방 클리프 센서(1090)는 제 2 후미부(1062)의 후미 하단 에지에 인접하여 배치된다. 이러한 후방 클리프 센서(1089, 1090)는, 장치(1000)의 후미 에지에 의해 잠재적인 낙하 지점이 감지되게 하여, 장치(1000)가 역방향으로 이동 시 낙하 지점을 지나갈 위험을 최소화한다. 그러나, 이들 후방 클리프 센서(1089, 1090)는 본체(1001)의 후미부에 배치되므로, 본체(1001)의 후미부(1061, 1062)의 내향 곡률(inward curvature)로 인해 이러한 후방 클리프 센서(1089, 1090)는 구동 휠(1016)에 비하여 본체(1001)의 종축(X1)에 더 가깝게 배치되어 있다. 따라서, 내비게이션 센서 시스템(1080)은 또한 제 1 및 제 2 측면 클리프 센서(1091, 1092)를 포함하며, 이들 각각은 각자의 구동 휠(1016)의 바로 뒤에서 구동 휠과 평행하게(즉, 종방향으로 정렬되게) 배치된다. 따라서, 이들 측면 클리프 센서(1091, 1092)는 각 구동 휠(1016)의 바로 뒤에 배치되어, 구동 휠(1016)의 바로 뒤에 존재하지만 후방 클리프 센서(1089, 1090)에 의해서는 감지되지 않았을 수 있는 낙하 지점을 감지한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도시된 실시예의 내비게이션 센서 시스템(1080)은 한 쌍의 전면 코너 센서 조립체(1101, 1102)를 포함하며, 이들 전면 코너 센서 조립체(1101, 1102) 각각은 전방 근접 센서, 측면 근접 센서, 및 전방 클리프 센서를 포함한다. 구체적으로, 내비게이션 센서 시스템(1080)은, 청소 조립체(1003)의 제 1(즉, 좌측) 전면 코너에 배치되는 제 1 전면 코너 센서 조립체(1101) 및 청소 조립체(1003)의 제 2(즉, 우측) 전면 코너에 배치되는 제 2 전면 코너 센서 조립체(1102)를 포함한다. 이어서, 제 1 전면 코너 센서 조립체(1101)는 제 1 전방 근접 센서(1083), 제 1 측면 근접 센서(1085), 및 제 1 전방 클리프 센서(1087)를 포함하며, 제 2 전면 코너 센서 조립체(1102)는 제 2 전방 근접 센서(1084), 제 2 측면 근접 센서(1086), 및 제 2 전방 클리프 센서(1088)를 포함한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 각각의 전면 코너 센서 조립체(1101, 1102)는 단일 회로 기판을 포함하며, 이에 따라 전면 코너 센서 조립체의 전방 근접 센서, 측면 근접 센서, 및 전방 클리프 센서가 모두 동일한 회로 기판에 장착된다. 구체적으로, 제 1 전면 코너 센서 조립체(1101)는, 제 1 전방 근접 센서(1083), 제 1 측면 근접 센서(1085) 및 제1 전방 클리프 센서(1087)가 모두 장착되는 제 1 코너 센서 회로 기판(1103)을 포함하고, 제 2 전면 코너 센서 조립체(1102)는, 제 2 전방 근접 센서(1084), 제 2 측면 근접 센서(1086), 및 제 2 전방 클리프 센서(1088)가 모두 장착되는 제 2 코너 센서 회로 기판(1104)을 포함한다. 3개의 센서를 단일 회로 기판에 결합함에 따라 장치(1000)의 제조 및 조립이 간소화된다.
제 1 코너 센서 회로 기판(1103) 및 제 2 코너 센서 회로 기판(1104)은 모두 경연성(rigid-flex) 회로 기판이다. 본 명세서에서 사용되는 "경연성 회로 기판"이라는 용어는, 연성(flexible) 회로 기판과 경성(rigid) 회로 기판의 하이브리드이며 이에 따라 경성 부분들 사이에 상호 연결을 제공하는 하나 이상의 연성 부분을 포함하는 단일 회로 기판을 지칭한다. 경연성 회로 기판을 사용하면 회로 기판이 편평한(flat) 구성일 때 개별 센서를 포함한 전자 부품들을 회로 기판에 장착할 수 있고, 이후 회로 기판에 장착된 센서들이 다른 필요한 배향(orientation)으로 위치하도록 재구성할 수 있으므로, 이러한 회로 기판의 제조 및 조립이 간소화된다. 제 1 코너 센서 회로 기판(1103) 및 제 2 코너 센서 회로 기판(1104) 각각은, 전방 근접 센서가 장착되는 제 1 경성 부분(1105), 전방 클리프 센서가 장착되는 제 2 경성 부분(1106), 측면 근접 센서가 장착되는 제 3 경성 부분(1107), 제 1 경성 부분(1105)을 제 2 경성 부분(1106)에 연결하는 제 1 연성 부분(1108), 제 2 경성 부분(1106)을 제 3 경성 부분(1107)에 연결하는 제 2 연성 부분(1109)를 포함한다.
이어서, 제 1 전면 코너 센서 조립체(1101)는 제 1 코너 센서 회로 기판(1103)이 장착되는 제 1 코너 회로 기판 프레임(1110)을 더 포함하며, 이때 제 1 회로 기판 프레임(1110)은, 센서들의 상대적 위치가 필요한 배향으로 고정되도록, 제 1 코너 센서 회로 기판(1103)을 고정된 구성으로 유지하게끔 배열된다. 이에 대응하여, 제 2 전면 코너 센서 조립체(1102)는 제 2 코너 센서 회로 기판(1104)이 장착되는 제 2 코너 회로 기판 프레임(1111)을 포함하며, 이때 제 2 코너 회로 기판 프레임(1111)은 제 2 코너 센서 회로 기판(1104)을 고정된 구성으로 유지하도록 배열되어, 여기에 장착된 센서들의 상대적 위치가 필요한 다른 배향으로 고정되도록 한다. 이어서, 제 1 코너 센서 회로 기판(1103)은 제 1 회로 기판 프레임(1110)을 통해 장치(1000)의 섀시(1011)에 장착되고, 제 2 코너 센서 회로 기판(1104)은 제 2 회로 기판 프레임(1111)을 통해 장치(1000)의 섀시(1011)에 장착된다.
전술한 바와 같이, 내비게이션 센서 시스템(1080)은 장치(1000)와 다른 물체 간의 충격을 감지하도록 배열되는 복수의 접촉 또는 범프 센서를 포함한다. 도시된 실시예에서, 접촉 센서들은, 청소 조립체(1003)의 전면(1022)에 장착되는 전방 범퍼(1113) 뒤에 배치되는 복수의 최전방(forwardmost) 접촉 센서(1112)를 포함하며, 이때 각 최전방 접촉 센서(1112)는 청소 조립체(1003)에 대한 전방 범퍼(1113)의 상대적인 변위를 감지하도록 배열된다.
전방 범퍼(1113)는, 범퍼(1113)에 대한 충격의 결과로 가해지는 힘에 반응하여 청소 조립체(1003)에 대해 상대적으로 변위될 수 있도록 배열된다. 구체적으로, 전방 범퍼(1113)는 청소 조립체(1003)의 전면(1022)을 따라 횡방향으로 연장되도록 집합적으로 배열된 복수의 강성 세그먼트(1114)를 포함하며, 이때 복수의 강성 세그먼트(1114) 각각은, 가해진 힘에 반응하여 복수의 강성 세그먼트(1114) 중 다른 세그먼트에 대하여 상대적으로 변위될 수 있다. 이를 위해, 복수의 강성 세그먼트(1114)는 가요성 조인트(1115), 바람직하게는 탄력성인(resilient) 가요성 조인트에 의해 연결된다. 도시된 실시예에서, 이러한 가요성 조인트(1115)는 리빙 힌지(living hinge)에 의해 제공된다. 본 명세서에서 사용되는 "리빙 힌지"라는 용어는, 조인트가 결합시키는 강성 부품들과 동일한 재료로 만들어진 가요성 조인트를 지칭한다. 이어서, 최전방 접촉 센서(1112)가 복수의 강성 세그먼트(1114) 각각의 아래에 배치되고, 이때 각각의 최전방 접촉 센서(1112)는 전방 범퍼(1113)의 대응하는 강성 세그먼트(1114)의 변위를 감지하도록 배치된다. 도시된 실시예에서, 각각의 강성 세그먼트(1114)는 돌출부(1116)를 포함하는데, 돌출부는 전방 범퍼(1113)로부터 안쪽을 향해 연장되며, 강성 세그먼트(1114)가 장치(1000)의 본체(1001)를 향해 종방향으로 변위될 때 각자의 최전방 접촉 센서(1112)와 접촉하도록 배열된다. 전방 범퍼(1113)와 최전방 접촉 센서(1112)의 이러한 배열은 최전방 접촉 센서(1112)가 서로 독립적으로 활성화될 수 있도록 하며, 따라서 최전방 접촉 센서(1112)들 중 어느 것이 충격에 의해 활성화되었는지에 기반하여 전방 범퍼(1113) 상에서 충격이 가해진 위치가 정확하게 판단될 수 있다.
전방 범퍼(1113)는, 청소 조립체(1003)의 전면(1022)을 따라 연장되는 것 외에도, 청소 조립체(1003)의 제 1 및 제 2 전면 코너에 걸쳐, 그리고 그 주위로 연장되며, 청소 조립체(1003)의 제 1 측 및 제 2 측(즉, 좌측 및 우측)(1023, 1024)을 따라 부분적으로 연장된다. 구체적으로, 범퍼(1113)의 제 1(즉, 좌측) 단부 강성 세그먼트(1114a)는 청소 조립체(1003)의 제 1 전면 코너 주위로 연장되며, 범퍼(1113)의 제 2(즉, 우측) 단부 강성 세그먼트(1114b)는 청소 조립체(1003)의 제 2 전면 코너 주위로 연장된다. 범퍼(1113)의 제 1 단부 강성 세그먼트(1114a)는, 범퍼(1113)의 제 1 전면 코너에 가해지는 힘에 의해 변위되도록 배열되고, 범퍼(1113)의 제 2 단부 강성 세그먼트(1114b)는 범퍼(1113)의 제 2 전면 코너에 가해지는 힘에 의해 변위되도록 배열된다.
접촉 센서들은 또한 외부 쉘(1012) 뒤에 배치된 제 1 복수의 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b)를 포함하며, 이때 제 1 복수의 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b) 각각은 섀시(1011)에 대한 외부 쉘(1012)의 상대적인 종방향 변위를 감지하도록 배열되고, 접촉 센서들은 또한 외부 쉘(1012) 뒤에 배치된 제 2 복수의 쉘 접촉 센서(1118a, 1118b)를 포함하며, 이때 제 2 복수의 쉘 접촉 센서(1118a, 1118b) 각각은, 섀시(1011) 및 청소 조립체(1003) 모두에 대한 외부 쉘(1012)의 상대적인 횡방향 변위를 감지하도록 배열된다. 따라서, 외부 쉘(1012)은, 외부 쉘(1012)에 대한 충격의 결과로 가해지는 힘에 대응하여 섀시(1011)에 대하여 종방향 및 횡방향 모두를 따라 상대적으로 변위될 수 있도록 배열된다. 따라서 장치(1000)는, 외부 쉘(1012)의 후방 변위 이후 외부 쉘(1012)을 섀시(1011)에 대하여 초기 종방향 위치로 복귀시키기 위해 외부 쉘(1012)에 복원력을 가하도록 배열되는 제 1 바이어싱 조립체(1119)를 더 포함하며, 또한 외부 쉘(1012)의 횡방향 변위 이후 외부 쉘(1012)을 섀시(1011)에 대하여 초기 횡방향 위치로 복귀시키기 위해 외부 쉘(1012)에 복원력을 가하도록 배열되는 제 2 바이어싱 조립체(1120, 1121)를 더 포함한다.
도시된 실시예에서, 제 1 복수의 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b)는 외부 쉘(1012)의 전면(1007) 뒤에 배치되고, 그 각각은, 외부 쉘(1012)의 전면(1007) 상의 인접한 부분에 대하여, 섀시(1011)쪽을 향하는 종방향 변위를 감지하도록 배열된다. 구체적으로, 제 1 복수의 쉘 접촉 센서들은, 외부 쉘(1012)의 제 1 전면 코너에 인접하여 배치된 제 1 전면 쉘 접촉 센서(1117a)와, 외부 쉘(1012)의 제 2 전면 코너에 인접하여 배치된 제 2 전면 쉘 접촉 센서(1117b)를 포함한다. 외부 쉘(1012)의 전면 코너 뒤에 이와 같이 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b)를 배열함에 따라, 전면 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b) 중 어느 것이 충격을 받아 활성화되는지에 기반하여 외부 쉘(1012)의 전면에 가해지는 충격의 위치를 판단할 수 있다.
제 1 바이어스 조립체는, 섀시(1011)의 우측 및 좌측 전면 코너에 위치한 각각의 핀(도시되지 않음)에 회전 가능하게 장착되는 2개의 바이어스 아암(1119)을 포한한다. 핀은 수직 방향으로 연장되어, 각 아암(1119)이 수직 축을 중심으로 바이어스된 위치와 작동된 위치 사이에서 회전할 수 있도록 한다. 아암(1119)들은 본체(1001)의 종축을 향해 전체적으로 안쪽으로 연장되며, 전면 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b)는 각자의 아암(1119)의 원위 단부 뒤에 배치된다. 바이어스된 위치에서, 각 아암(1119)은 외부 쉘(1012)의 전면(1007) 내부를 전방으로 밀어내어 외부 쉘(1012)을 섀시(1011) 전방의 초기 위치로 유지한다. 외부 쉘(1012)의 전면에 충격이 발생하면, 외부 쉘(1012)은 대응하는 토션 스프링(도시되지 않음)의 바이어스 힘에 대항하여 후방으로 변위되어, 아암(1119) 중 적어도 하나를 작동 위치로 움직이게 하고, 이때 아암(1119)의 원위 단부가 각자의 전면 쉘 접촉 센서(1117a, 1117b)를 활성화시킨다. 이어서, 아암(1119)은 종방향으로 작용하는 힘이 제거되면 바이어스된 위치로 복귀하여 외부 쉘(1012)을 초기 위치로 되돌린다.
제 2 복수의 쉘 접촉 센서(1118a, 1118b)는, 외부 쉘(1012)의 제 1 측면(1009) 뒤에 배치된 적어도 하나의 쉘 접촉 센서와, 외부 쉘(1012)의 제 2 측면(1010) 뒤에 배치된 적어도 하나의 쉘 접촉 센서를 포함한다. 구체적으로, 제 2 복수의 쉘 접촉 센서는, 청소 조립체(1003)의 제 1 측면(1023)에 장착된 제 1 측(즉, 좌측) 쉘 접촉 센서(1118a)와, 청소 조립체(1003)의 제 2 측면(1024)에 장착된 제 2 측(즉, 우측) 쉘 접촉 센서(1118b)를 포함한다. 외부 쉘(1012)의 제 1 측면(1009) 및 제 2 측면(1010) 모두의 전단부는 또한 외부 쉘(1012) 전면(1007)의 전방으로 연장되어, 청소 조립체(1003)의 양측(1023, 1024)에 구비된 이러한 접촉 센서를 덮도록 한다. 따라서, 제 1 측 쉘 접촉 센서(1118a)는, 외부 쉘(1012)의 제 1 측면(1009)에 대하여, 청소 조립체(1003)쪽을 향하는 횡방향 변위를 감지하도록 배열되고, 제 2 측 쉘 접촉 센서(1118b)는, 외부 쉘(1012)의 제 2 측면(1010)에 대하여, 청소 조립체(1003)쪽을 향하는 횡방향 변위를 감지하도록 배열된다.
도시된 실시예에서, 제 2 바이어스 조립체는, 섀시(1011)의 전면을 향하여 중앙에 장착되는 센터링 디바이스(1120)를 포함하며, 센터링 디바이스는, 센터링 디바이스(1120)의 양 측면에 배치된 압축 스프링(1021)에 의해 횡방향상에서 중앙 위치로 바이어스된다. 따라서 외부 쉘(1012)은 센터링 디바이스(1120)를 통해 섀시(1011)에 장착되어, 외부 쉘(1012)이 섀시(1011)를 기준으로 횡방향상에서 중앙 위치에 유지되도록 한다. 센터링 장치(1020)는 또한 외부 쉘(1012)이 충격에 의해 중앙 위치에서 횡방향 변위된 후에 외부 쉘(1012)을 횡방향상의 중앙 위치로 복귀시키는 기능을 수행한다.
상술한 접촉 센서들의 배열은, 장치(1000)의 전단부, 즉 청소 조립체(1003) 및 외부 쉘(1012)의 전면(1007) 각각에 의해 이루어지는 접촉의 위치를 장치(1000)가 정확하게 판단할 수 있게 하며, 동시에 청소 조립체(1003)의 측면 및/또는 장치(1000)의 본체(1001)에 의해 이루어지는 접촉을 감지할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 방식으로 배열된 접촉 센서들의 출력들을 조합함으로써, 장치(1000)가 접촉한 장애물을 피할 수 있는 기동을 장치(1000)가 보다 효과적으로 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 개별 항목들은, 단독으로, 또는 도면에 도시되거나 설명에 기재된 다른 항목들과 조합하여 사용될 수 있으며, 서로 동일한 구절 또는 서로 동일한 도면에 언급된 항목들이 서로 조합하여 사용될 필요는 없음이 이해될 것이다. 또한, "수단"이라는 표현은 필요에 따라 액추에이터 또는 시스템 또는 디바이스로 대체될 수 있다. 더불어, "포함하는" 또는 "구성되는"이 언급되는 경우 어떠한 방식으로든 제한하려는 의도가 아니며 독자는 그에 따라 설명 및 청구항을 해석해야 한다.
또한, 본 발명이 상술한 바와 같이 바람직한 실시예의 관점에서 설명되었지만, 이러한 실시예는 단지 예시적인 것임이 이해되어야 한다. 당업자는 본 명세서의 관점에서 변형 및 대안을 만들 수 있을 것이며, 이는 첨부된 청구범위의 범위에 속하는 것으로 고려된다.

Claims (14)

  1. 자율 표면 청소 장치에 있어서,
    본체;
    상기 본체에 수용되며, 표면을 가로질러 상기 자율 표면 청소 장치를 이동시키도록 구성되는 구동 시스템; 및
    상기 본체의 전방에 배치된 청소 조립체를 포함하며,
    상기 청소 조립체는,
    상기 청소 조립체의 바닥면에 있는 흡입 챔버 개구부를 갖는 흡입 챔버 및 상기 흡입 챔버로부터 상기 청소 조립체의 제 1 측면에 구비된 흡입 채널 개구부로 연장되는 흡입 채널을 획정(define)하는 하우징; 및
    연장 및 후퇴 조립체(extension and retraction assembly)에 장착되는 측면 흡입 노즐 - 상기 연장 및 후퇴 조립체는, 상기 측면 흡입 노즐로 하여금, 상기 측면 흡입 노즐이 상기 흡입 채널 개구부로부터 멀어지게 연장되는 연장 위치 및 후퇴 위치 사이에서 움직일 수 있게 하도록 배열됨 - 을 포함하고,
    상기 측면 흡입 노즐은 제 1 탄력성(resilient) 블레이드 및 제 2 탄력성 블레이드를 포함하며, 상기 제 1 탄력성 블레이드는 상기 제 1 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 전방을 향하도록 배열되고, 상기 제 2 탄력성 블레이드는 상기 제 2 탄력성 블레이드의 일 표면이 실질적으로 하방(downward)을 향하도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후퇴 위치일 때, 상기 측면 흡입 노즐은 상기 청소 조립체 안으로 후퇴되는,
    자율 표면 청소 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 탄력성 블레이드는 실질적으로 평면형인,
    자율 표면 청소 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 탄력성 블레이드는, 직선인 하부 에지, 및 적어도 부분적으로 구부러짐에 따라 한 지점에서 상기 하부 에지와 만나는 [즉, 스트레이트 백(straight back) 블레이드의 형상을 갖는] 상부 에지를 가지는,
    자율 표면 청소 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 탄력성 블레이드는 골이 진(corrugated) 형태인,
    자율 표면 청소 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 탄력성 블레이드는, 상기 제 2 탄력성 블레이드의 마루(ridge) 및 골(groove)이 상기 블레이드의 루트(root)/베이스/근위 단부(proximal end)로부터 팁/원위 단부(distal end)까지 연장되도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 탄력성 블레이드 및 상기 제 2 탄력성 블레이드는, 상기 제 1 탄력성 블레이드의 가로 축(transverse axis)이 상기 제 2 탄력성 블레이드의 가로 축에 수직이도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면 흡입 노즐은, 상기 제 1 탄력성 블레이드 및 상기 제 2 탄력성 블레이드가 부착되는 노즐 베이스를 더 포함하며,
    상기 제 1 탄력성 블레이드 및 상기 제 2 탄력성 블레이드는 상기 노즐 베이스를 통하여 상기 연장 및 후퇴 조립체에 연결되는,
    자율 표면 청소 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 탄력성 블레이드는 상기 노즐 베이스를 통해서만 상기 제 2 탄력성 블레이드에 연결되는,
    자율 표면 청소 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장 및 후퇴 조립체는, 상기 청소 조립체에 이동 가능하게(movably) 연결되는 연장 아암을 포함하고,
    상기 흡입 노즐은 상기 연장 아암의 원위 단부에 부착되는,
    자율 표면 청소 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 연장 아암은 상기 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로(laterally) 움직이도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 연장 및 후퇴 조립체는, 구동 부재를 구동하도록 배열되는 모터, 및 상기 연장 아암을 상기 청소 조립체에 대하여 상대적으로 횡방향으로 움직이기 위해 상기 구동 부재에 의해 구동되도록 배열되는 피동 부재를 포함하는,
    자율 표면 청소 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동 부재는 상기 모터의 샤프트에 장착된 피니언(pinion)을 포함하며,
    상기 피동 부재는 상기 연장 아암 상에 구비되는 랙(rack)을 포함하고,
    상기 연장 아암 상의 상기 랙은 상기 피니언과 맞물리도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청소 조립체는 도어를 더 포함하며, 상기 도어는, 상기 흡입 노즐이 상기 후퇴 위치에 있을 때의 폐쇄 위치 및 상기 흡입 노즐이 상기 연장 위치에 있을 때의 개방 위치 사이에서 움직이도록 배열되는,
    자율 표면 청소 장치.
KR1020237028366A 2021-01-22 2021-12-14 자율 표면 처리 장치 KR20230132845A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2100851.1A GB2605750B (en) 2021-01-22 2021-01-22 Autonomous surface treatment apparatus
GB2100851.1 2021-01-22
PCT/GB2021/053275 WO2022157473A1 (en) 2021-01-22 2021-12-14 Autonomous surface treatment apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230132845A true KR20230132845A (ko) 2023-09-18

Family

ID=74859007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237028366A KR20230132845A (ko) 2021-01-22 2021-12-14 자율 표면 처리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240081591A1 (ko)
EP (1) EP4280926A1 (ko)
KR (1) KR20230132845A (ko)
CN (1) CN116709961A (ko)
GB (1) GB2605750B (ko)
WO (1) WO2022157473A1 (ko)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3115174B2 (ja) * 1993-12-02 2000-12-04 日本輸送機株式会社 自走式掃除機
US20070113373A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Sharp Kabushiki Kaisha Vacuum cleaner
EP2816434A3 (en) 2005-12-02 2015-01-28 iRobot Corporation Autonomous coverage robot
KR101211498B1 (ko) * 2006-12-18 2012-12-12 삼성전자주식회사 청소로봇
KR20090018287A (ko) * 2007-08-17 2009-02-20 주식회사 한울로보틱스 배기환류형 청소로봇
DE102007060750B4 (de) * 2007-12-17 2020-07-30 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Bodenbearbeitungsgerät
KR101457970B1 (ko) * 2012-12-24 2014-11-07 (주)라스테크 로봇청소기의 흡입구
KR20160017965A (ko) 2014-08-07 2016-02-17 삼성전자주식회사 로봇 청소기
DE102016110817A1 (de) * 2016-06-13 2017-12-14 Wessel-Werk Gmbh Saugroboter mit seitlichen Saugrüsseln
CN106725103A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 上海未来伙伴机器人有限公司 一种新型家用机器人
DE102017100299A1 (de) * 2017-01-09 2018-07-12 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Sich selbsttätig fortbewegendes Reinigungsgerät
WO2019043938A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 学校法人 千葉工業大学 自走式掃除機

Also Published As

Publication number Publication date
CN116709961A (zh) 2023-09-05
GB202100851D0 (en) 2021-03-10
US20240081591A1 (en) 2024-03-14
GB2605750B (en) 2023-07-19
WO2022157473A1 (en) 2022-07-28
EP4280926A1 (en) 2023-11-29
GB2605750A (en) 2022-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN212261284U (zh) 应用于清洁机器人的喷洒组件及其液位传感器
EP1987407B1 (en) Robotic vacuum cleaning
US20200298415A1 (en) Autonomous cleaning robot
US6601265B1 (en) Vacuum cleaner
CN210520903U (zh) 自主清洁器
WO2020186583A1 (zh) 自主清洁器
US20240130593A1 (en) Automatic cleaning device
WO2020177181A1 (zh) 自主清洁器
US20240122434A1 (en) Automatic cleaning apparatus
US20210038033A1 (en) Bumper with viewing window for autonomous cleaner
CN211674026U (zh) 清洁机器人及应用于清洁机器人的供水机构
KR20230132845A (ko) 자율 표면 처리 장치
US20240065509A1 (en) Autonomous surface treatment apparatus
WO2020177182A1 (zh) 手持吸尘设备
US20240081600A1 (en) Autonomous surface treatment apparatus
US20240090725A1 (en) Autonomous surface treatment apparatus
CN210169968U (zh) 自主清洁器
CN212261270U (zh) 清洁机器人及应用于清洁机器人的供水机构
CN210520902U (zh) 自主清洁器
CN210169957U (zh) 手持吸尘设备
CN212261283U (zh) 清洁机器人及应用于清洁机器人的储水箱
EP4292494A1 (en) Automatic cleaning device
WO2023236466A1 (zh) 一种悬崖传感器及自移动设备
US20240130590A1 (en) Automatic cleaning device
KR20230134562A (ko) 이동 로봇을 위한 충돌 감지 시스템