自律型カバレッジロボット
自律型カバレッジロボットは、本体と、本体に配置される駆動システムと、本体に配置され、ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリと、を備える。また、清掃アセンブリは、被駆動清掃ローラと、清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために本体に配置される清掃ビンと、空気移動装置とを備える。さらに、清掃ビンは、清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口を有する清掃ビン本体と、清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパと、を備える。また、清掃ビン本体は、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備え、空気移動装置は、空気を清掃ビン入口に移動させるよう動作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律型カバレッジロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本米国特許出願は、２００７年６月５日出願の米国出願１１／７５８，２８９に対し、米国特許法第１２０条に基づく優先権を主張する一部継続出願である。なお、米国出願１１／７５８，２８９は、２００５年１２月２日出願の米国仮特許出願６０／７４１，４４２に対し米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張する、２００６年１２月４日出願の米国出願１１／６３３，８５５（２００８年１０月２８日に発行された米国特許第７，４４１，２９８）に対し、米国特許法第１２０条に基づく優先権を主張する、継続出願である。これらの先行する出願の開示は、本出願の開示の一部分とみなされ、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれるものとする。
【０００３】
自律型ロボットは、体系化されていない環境において、人による継続的な誘導なしに所望のタスクを実行できるロボットである。多くの種類のロボットが、ある程度において自律的である。様々なロボットが様々な方法において自律的であり得る。自律型カバレッジロボットは、一つ以上の仕事を実行するために、人による継続的な誘導無しに作業表面を行き来する。住宅、事務所、および／または消費者指向のロボット工学の分野において、真空清掃、床面洗浄、パトロール、芝刈りなどの家庭における機能を実行する可動式のロボットが広く導入されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自律型カバレッジロボットは、動作中に多くの障害物に遭遇する。ロボットは、動作を続行するために、絶えず障害物を回避する必要があるとともに、布地、紐、または他の絡み付く柔らかい媒体によって捕らわれた場合には、自力で脱出する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの態様において、自律型カバレッジロボットは、本体と、本体に配置され、ロボットを動かすよう構成される駆動システムと、本体に配置され、ロボットが床面を動かされている間に、床面と接触する清掃アセンブリと、を備える。また、清掃アセンブリは、被駆動清掃ローラと、清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、本体に配置される清掃ビンと、空気移動装置とを備える。また、清掃ビンは、清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口と、清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパとを含む、清掃ビン本体を備える。清掃ビン本体はさらに、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備え、空気移動装置は、空気を清掃ビン入口に移動させるよう動作する。また、ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。いくつかの実施態様において、清掃アセンブリは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される空気ガイドを備える。当該空気ガイドは、空気の流れを清掃ローラの実質的な接線であって、該清掃ローラの中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。
【０００６】
別の態様において、自律型カバレッジロボットは、本体と、本体に配置され、ロボットを動かすよう構成される駆動システムと、本体に配置され、ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリと、を備える。また、清掃アセンブリは、被駆動清掃ローラと、清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、本体に配置される清掃ビンと、空気移動装置とを備える。また、清掃ビンは、清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口と、清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパとを含む、清掃ビン本体を備える。さらに、清掃ビン本体は、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備え、空気移動装置は、空気を清掃ビン入口に移動させるよう構成される。また、清掃アセンブリハウジングは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される空気ガイドを備える。当該空気ガイドは、空気の流れを清掃ローラの実質的な接線であって、該清掃ローラの中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。
【０００７】
上記に開示される二つの態様における実施態様には、以下のいずれかの特徴が含まれ得る。いくつかの実施態様では、ローラスクレーパは、清掃ローラの外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間（好ましくは０．７５ｍｍ）の干渉距離Ｄに配置される。また、ローラスクレーパは、清掃ビン入口に配置される（例えば、清掃ローラからこすりとられたデブリが、清掃ビンに入るように）。いくつかの例において、空気移動装置が、清掃ビン本体の内部であって、清掃ビン本体の上後方部の実質的に近くに配置される。また、空気移動装置が、清掃ビン本体における縦軸に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸を規定する。いくつかの実施態様において、ロボットは、清掃ビンの空気移動装置と保持部との間に配置される空気移動装置ガードをさらに備える。また、空気移動装置ガードは、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える。さらに、空気移動装置ガードは、取り外し可能に清掃ビン本体に取り付け可能であり、単一の方向で清掃ビン本体に受け入れられるように、非対称な形状を有している。いくつかの実施態様において、清掃アセンブリは、清掃アセンブリハウジングと、清掃アセンブリハウジングに回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラと、を備える。第１の清掃ローラは剛毛を備え、第２の清掃ローラは柔軟なフラップを備える。また、ローラスクレーパは、第１の清掃ローラと接触するよう配置される。空気ガイドを備える実施態様において、空気ガイドは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される。また、第１および第２の清掃ローラは、撹拌したデブリを第１および第２の清掃ローラの間に上げて、空気移動装置の空気の流れにのせるように、異なる方向に駆動され得る。いくつかの例において、被駆動清掃ローラが空気移動装置であり、清掃ビン入口および／または清掃ビンの保持部への空気の流れを作る。
【０００８】
さらに、別の実施態様において、カバレッジロボットのための清掃ビンは、清掃ビン入口を有する清掃ビン本体と、清掃ビン本体に配置され、空気を清掃ビン入口に引き込むよう構成される空気移動装置と、カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパと、を備える。また、清掃ビン本体はさらに、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備える。ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。
【０００９】
本態様における実施態様には、以下のいずれかの特徴が含まれ得る。いくつかの実施態様では、ローラスクレーパは、清掃ビン入口に配置される。また、空気移動装置は、清掃ビン本体の内部であって、清掃ビン本体の上後方部の実質的に近くに配置される。いくつかの例において、空気移動装置が、清掃ビン本体における縦軸に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸を規定する。また、清掃ビンは、清掃ビンの空気移動装置と保持部との間に配置される空気移動装置ガードをさらに備えても良い。また、空気移動装置ガードは、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える。さらに、空気移動装置ガードは、取り外し可能に清掃ビン本体に取り付け可能であり、単一の方向で清掃ビン本体に受け入れられるように、非対称な形状を有している。
【００１０】
別の態様において、カバレッジロボットのための清掃ビンは、清掃ビン入口と、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部と、保持部と空気連通する空気管路と、カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、清掃ビン入り口に配置されるローラスクレーパと、を備える。また、空気管路は、カバレッジロボットに受け入れられている場合に、ロボットの空気移動装置との空気連通を確立する。ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。
【００１１】
一つの態様において、自律カバレッジロボットは、シャーシと、このシャーシに搭載され、ロボットを動かすように構成された駆動システムと、シャーシによって担持された縁部清掃ヘッドと、シャーシによって担持された制御装置とを備える。縁部清掃ヘッドは、縁部清掃ヘッドモータによって駆動され、非水平軸回りに回転することができる。縁部清掃ヘッドは、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、シャーシの横方向長さを越えて延びる。縁部清掃ヘッドは、ロボットの周縁上にまたは周縁付近に配置され得る。ロボット動作を制御する制御装置によるブラシ制御プロセスは、駆動プロセスとは別個に、縁部清掃ヘッドに関連するモータ電流を監視するように構成される。また制御装置によるブラシ制御プロセスは、スパイク（例えば、モータ電流の過渡的なまたは急速な増大）または一般に高いモータ電流モータの検出後に（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）縁部清掃ヘッドモータを以前の清掃方向とは反対の方向へ逆バイアスするように構成され、他方では床を横切ってロボットを操縦し続けて、中断することなく床の網羅もしくは清掃を実行するか、または他の動作行動を実行する。一つの実施態様では、制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い縁部清掃ヘッドモータ電流に続いて、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）縁部清掃ヘッドモータを逆バイアスし、かつ引き続いてまたは並行して、直接的にまたは監督プロセスを介して間接的に、ロボットが実質的に後進し、駆動方向を変更し、かつロボットを前進させるのと同時に巻き戻しが行われ得るように、信号を駆動モータ制御プロセスに送信する。
【００１２】
一つの実施態様では、縁部清掃ヘッドは、シャーシの周縁を越えて延びる剛毛を有するブラシを含む。一つの実施例では、縁部清掃ヘッドが、第１および第２の端部を有する少なくとも一つのブラシ要素を含み、このブラシ要素は、第１の端部の回りに作業表面に垂直な回転軸を規定する。縁部清掃ヘッドは、実質的に垂直な軸回りに回転可能である。一つの場合では、縁部清掃ヘッドは３つのブラシ要素を具備し、各ブラシ要素が、隣接するブラシ要素と約１２０度の角度を形成する。別の場合では、縁部清掃ヘッドは６つのブラシ要素を備え、各ブラシ要素が、隣接するブラシ要素と約６０度の角度を形成する。
【００１３】
別の実施態様では、縁部清掃ヘッドは、シャーシの周縁を越えて延びる回転可能なスキージを備える。この回転可能なスキージは、水洗い、表面処理などに使用可能である。
【００１４】
さらに別の実施態様では、縁部清掃ヘッドは、この清掃ヘッドが回転すると、シャーシの周縁を越えて広がる複数の吸水性のある繊維を含む。複数の吸水性のある繊維は、こぼれを拭き取り、床を清掃し、表面処理を施す等々のためにモップのように使用可能である。
【００１５】
ロボットは、シャーシによって担持された複数の清掃ヘッド（例えば、２つまたは３つ）を備える。一つの例では、ロボットは、シャーシによって担持された主清掃ヘッドをさらに具備し、清掃ヘッドは、ロボットによって網羅されるスワズ（それはロボットの主作業幅を形成する）を横切って延び、かつ清掃ヘッドは、ロボットが床を横切って動かされている間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動され得る。主清掃ヘッドは、作業表面に平行な長手回転軸を規定する円筒本体と、円筒本体上に配置された剛毛と、円筒本体に沿って長手方向に配置された柔軟フラップとを含むことができる。制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い主清掃ヘッドモータ電流に応答して、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）主清掃ヘッドの回転を逆バイアスするように構成され、他方で動作制御プロセスは、別個に床を横切ってロボットを操縦し続ける。別の例では、ロボットは、シャーシによって担持され、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動される２つの主清掃ブラシを備える。２つの主清掃ブラシは、同じかまたは逆の方向へ回転するように駆動され得る。
【００１６】
別の態様において、自律カバレッジロボットの絡まりを解除する方法は、ロボットを床表面の上に配置するステップを含み、ロボットは、シャーシによって担持され、縁部清掃ヘッドモータによって駆動される縁部清掃ヘッドを非水平軸回りに回転させながら、ロボットの前方向へ床表面を自律的に横断する。縁部清掃ヘッドは、シャーシの横方向長さを超えて延び、かつ床表面に接触する。ロボットは、床表面を横切って操縦し続ける間に、高い縁部清掃ヘッドモータ電流に応答して、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）、別個に縁部清掃ヘッドモータに逆バイアスを与える。
【００１７】
一つの実施態様では、ロボットの制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い清掃ヘッドモータ電流に応答して縁部清掃ヘッドの回転を逆転する前に（ロボット動作制御とは別個に）、前方向へのロボットの移動を決定する。ロボットのブラシ制御プロセスは、ある一定の時間の間における高い縁部清掃ヘッドモータ電流に応答して、（ロボット動作制御とは別個に）縁部清掃ヘッドの回転を逆転し得る。一つの例では、ブラシ制御プロセスが縁部清掃ヘッドの回転を逆転する後で、ブラシ制御プロセスは、直接的にまたは監督プロセスを介して、逆方向へ移動し、駆動方向を変更し、かつその駆動方向へ移動するように、信号をロボットの動作制御プロセスに送ることができる。
【００１８】
別の実施態様において、ロボットはまた、シャーシによって担持された主清掃ブラシを備え、このブラシは、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動され得る。ロボットは、床表面を横切って操縦し続ける間に、高い主清掃ヘッドモータ電流に応答して、別個に主清掃ブラシの回転を逆転する。ロボットのブラシ清掃プロセスはまた、高い主清掃ブラシモータ電流に応答して、別個に主清掃ブラシの回転を逆転する前に、前方向へのロボットの移動を決定することができる。さらに、ロボットのブラシ清掃プロセスはまた、一定の時間の間または時間間隔の間、主清掃ブラシの回転を逆転することができる。
【００１９】
別の態様では、自律カバレッジロボットが、駆動システム、衝突センサ、および近接センサを備える。駆動システムは、方位（旋回）設定および速度設定に従ってロボットを動かすように構成される。衝突センサは、前方向における障害物とのロボットの衝突に応答する。近接センサは、近接しているが、ロボットに接触していない距離に、例えば、１〜１０インチ、好ましくは１〜４インチにある、ロボット前方の障害物に応答する。駆動システムの動作制御プロセスはまた、方位設定に従ってロボットを前進させることを含めて、清掃またはカバレッジプロセスの続行中に、潜在的な障害物の検出を示す近接センサからの信号に応答して速度設定を低減するように構成され得る。さらに、駆動システムの動作制御プロセスはまた、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、方位（旋回）設定を変更するように構成され得る。
【００２０】
幾つかの場合では、駆動システムの動作制御プロセスは、障害物の周囲を追従するために、衝突センサおよび一つまたは複数の側部近接センサから受け取った信号に応答して、方位設定を変更するように構成され得る。他の場合では、駆動システムは、ロボットを障害物から遠ざけて誘導するために、衝突センサおよび近接センサから受け取った信号に応答して、方位（旋回）設定を変更するように構成され得る。一つの実施例では、駆動システムは、ロボットをトルク（例えば、モータ電流またはモータ抵抗）設定で動かすように構成され、駆動システムは、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、モータ電流またはモータ抵抗設定を変更するように構成される。駆動システムは、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、モータ電流またはモータ抵抗設定を増大することができる。
【００２１】
近接センサは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許６５９４８４４号、「Ｒｏｂｏｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ」で実質的に開示されたように、相互から固定距離に集束するように相互に向けられた赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対の複数の組を備えることができる。別法として、近接センサは音波探知器装置を含み得る。衝突センサは、スイッチ、容量性センサ、または他の接触感知装置を含み得る。
【００２２】
ロボットは床の上に配置され得る。さらに別の態様では、自律カバレッジロボットを床の上の物体に対して動かす方法は、ロボットが清掃モードにおいて全速清掃速度で床を自律的に横断するステップを含む。ロボット前方に物体の近接を感知すると、ロボットが物体との接触を検出するまで物体に向かい続ける間に、ロボットは、清掃速度を減速清掃速度まで落とす。物体との接触を感知すると、ロボットは、随意選択的には実質的に減速清掃速度で、物体に対して旋回し、他方で物体の近傍で清掃を行う。ロボットは物体の周囲を追従し、他方で物体の近傍で清掃を行うことができる。ロボットが周囲を離れると、ロボットは速度を全速清掃速度まで上げることができる。ロボットは、物体からの実質的に一定の追従距離を維持し得るか、ロボット本体の追従側面を越えて延びる縁部清掃ヘッドまたはブラシの長さよりも小さい追従距離を維持し得るか、または物体との最初の減速清掃速度における接触に応答して、実質的に物体に接触し、他方で物体の近傍で清掃を行うことができる。一つの例では、物体からの追従距離は実質的に、物体と実質的に接触した直後におけるロボットと物体との間の距離である。別の例では、物体からの追従距離は約０から２インチの間である。
【００２３】
一つの場合では、ロボットは、物体との接触に応答して、物体の周囲を移動するように操縦を実行する。この操縦には、ロボットが物体の周囲を実質的に半円形の経路で、または連続した交互する部分螺旋（例えば、漸減する半径を有する円弧）で移動することを含み得る。別法として、この操縦は、ロボットが物体から遠ざかり、次いで物体に実質的に正接する方向へ移動することを含み得る。
【００２４】
ロボットの前方に物体の近接を感知すると、ロボットは、定率で、指数関数的な率で、非線形的な率で、または何らかの他の率で、全速清掃速度から減速清掃速度まで減速することができる。さらに、ロボットは、物体との接触を感知すると、駆動モータ、主ブラシモータ、またはサイドブラシモータのトルク（例えば、モータ電流）設定を低減することができる。
【００２５】
さらに別の態様では、自律型ロボットが、シャーシと、シャーシに搭載され、ロボットを動かすように構成された駆動システムと、シャーシによって担持され、ロボットの下方の床表面を検出するように構成された床近接センサとを備える。床近接センサは、ビームを床表面に向かって誘導するように構成されたビーム発光器と、誘導されたビームの床表面からの反射に応答し、シャーシの下向き受口の中に取り付けられたビーム受光器とを備える。床近接センサは、実質的に封止されたユニット（例えば、下方向で）でよく、受口の内部に堆積物、「カーペット毛羽」、毛髪、または家庭の埃が蓄積するのを防止するために、受口の下端を横切って配置された前方および後方縁部を有するビーム透過カバーも備え得る。このカバーは、帯電防止材料から作製されたレンズを含んでも良い。ロボットの前縁におけるカバーの前方縁部、すなわち、ロボットの動作方向におけるカバーの縁部は、後方縁部よりも高くなっている。受口の下方表面は楔形に形作られ得る。一つの例では、床近接センサは、米国特許第６５９４８４４号、「Ｒｏｂｏｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ」に実質的に開示されたように、赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対を含む。
【００２６】
一つの実施態様では、ロボットの駆動システムは、シャーシから懸架された少なくとも一つの被駆動輪と、シャーシによって担持され、車輪の一つに隣接して収納された少なくとも一つの床−輪近接センサとを備え、この床−輪近接センサは、車輪に隣接する床表面を検出するように構成される。また駆動システムは、床近接センサから受け取った信号に応答して、ロボットを感知されたクリフから遠ざけて動かすように構成された制御装置も備え得る。幾つかの場合では、駆動システムは、車輪の一つに近接して収納され、シャーシに対する車輪の実質的な下向き変位に応答する脱輪センサを備える。駆動システムは、すべての車輪が脱輪するときに、床近接センサの動作可能性を検証する検証システムを含み得る。この検証は、すべての車輪が脱輪したのは、ロボットが人間によって床から持ち上げられている結果である公算が高いという推断に基づいており、必ずしもすべての床近接センサが床表面に整合しないわけではないこと（反射が測定されないかまたは強すぎる反射）を確認するために点検するものである。床表面または過剰に強い反射（例えば、遮断されたセンサを示す）に整合するセンサは、いずれも妨害されていると見なされる。この検出に応答して、ロボットは、標示または光によって床近接センサが掃除されるべきであることを示す保守報告セッションを開始することができる。この検出に応答して、ロボットは、すべての床近接センサが掃除されかつ機能していることを検証手順によって判定するまで、前進動作を禁止する。それぞれの輪−床近接センサおよび脱輪近接センサは、赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、自律型カバレッジロボットの一例の上方斜視図を示す。
【図２】図２は、自律型カバレッジロボットの一例の下方斜視図を示す。
【図３】図３は、自律型カバレッジロボットの一例の分解図を示す。
【図４】図４は、自律型カバレッジロボットの中に組み込まれ得る主清掃ヘッドの一例の正面斜視図を示す。
【図５】図５は、自律型カバレッジロボットに使用され得る主清掃ヘッドの一例の分解図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、清掃ビンの一例を示す分解図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示される清掃ビンの一例を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示される清掃ビンの一例を示す断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、主清掃ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ｄに示される主清掃ヘッドの一例を示す底面斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、回転可能なブラシを使用する縁部清掃ヘッドの一例の上方斜視図を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、縁部清掃ヘッドの一例の分解図を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、縁部清掃ヘッドの一例における傾きの模式図を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、回転可能なスキージを備える縁部清掃ヘッドの一例を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、自律型カバレッジロボットに使用され得るバンパを示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、動的な衝突センサおよび近接センサを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、自律型カバレッジロボットの一例のブロック図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、動作制御を説明するフローチャートを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ブラシ動作を説明するフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、隣接する床の検出に使用され得る床近接センサおよび取付留め具を示す。
【図１１】図１１は、床近接センサの側面図を示す。
【図１２】図１２は、床近接センサの分解図を示す。
【図１３】図１３は、図１１および１２に示される床近接センサに使用されるカバーの分解図を示す。
【図１４】図１４は、脚輪アセンブリの一例を示す分解図である。
【図１５】図１５は、脱輪センサの一例を示す分解図である。
【図１６】図１６は、脚輪アセンブリの一例を示す断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａ〜Ｈは、様々な構成の清掃ヘッドを有する自律型カバレッジロボットにおける絡まりを解除する方法の例を示す。図１７Ａは、撹拌ローラを有する自律型カバレッジロボットに使用され得る絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、撹拌ローラおよびブラシローラを有する自律型カバレッジロボットに使用され得る絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、二重撹拌ローラを備える自律型カバレッジロボットにおける絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ｃに示したロボットの絡まりを解除する別の方法を示す。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、２つの撹拌ローラおよび一つのブラシローラを有する自律型カバレッジロボットにおける絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、自律型カバレッジロボットの絡まりを解除する別の方法を示す。
【図１７Ｇ】図１７Ｇは、２つの撹拌ローラおよび２つの空気ダクトを有する自律型カバレッジロボット３００における絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１７Ｈ】図１７Ｈは、２つの撹拌ローラ、一つのブラシローラ、および２つの空気ダクトを有する自律型カバレッジロボット３００における絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１８】図１８は、清掃ビンを含む自律型カバレッジロボットの一例の断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、清掃ビンの一例の正面斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａの清掃ビンの分解図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ａの清掃ビンの後方斜視図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ａの清掃ビンの後方斜視図である。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、図１９Ａの清掃ビンの正面図である。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、図１９Ａの清掃ビンの側面図である。
【図１９Ｇ】図１９Ｇは、図１９Ｅの清掃ビンの線１９Ｇ−１９Ｇに沿った断面図である。
【図２０】図２０は、清掃ビンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
異なる図面中の同様の番号は、同様の要素を示す。
【００２９】
図１〜３は、例示的な自律型カバレッジロボット１００の上方斜視図、下方斜視図、および分解図を示す。ロボット１００は、シャーシ１０２、駆動システム１０４、縁部清掃ヘッド１０６ａ、および制御装置１０８を有する。駆動システム１０４は、シャーシ１０２に搭載され、ロボット１００を動かすように構成された差動式駆動装置（ロボットの中心直径に近接するかまたは中心直径上にあり、別個に速度制御可能な左輪および右輪）である。縁部清掃ヘッド１０６ａは、ロボット１００の下方およびその直近の汚れおよびゴミ（デブリ）を除去するために、さらに具体的にはロボットが前方に向かって清掃する際に汚れおよびゴミを主清掃ヘッド１０６ｂの清掃経路の中へ掃き込むために、シャーシ１０２の側縁を越えて延びるように取り付けられる。幾つかの実施態様では、主清掃ヘッド１０６ｂまたは縁部清掃ヘッド１０６ａは、表面処理を施すためにも使用可能である。制御装置１０８（図９Ａにも図示される）は、シャーシ１０２によって担持され、自律的様態で床を清掃または処理するため、以下に説明するように、センサの読取り値または指示に基づいてロボット１００の構成要素に指令を供給する、行動に基づくロボット工学（behavior based robotics）によって制御される。バッテリ１０９がロボット１００およびそのサブシステム用の電源となり得る。下カバー１１０は、ロボット１００の内側部分を保護しかつ汚れおよびゴミの侵入を防ぐ。
【００３０】
駆動システム１０４は、左駆動輪アセンブリ１１２、右駆動輪アセンブリ１１４、および脚輪アセンブリ１１６を含む。駆動輪アセンブリ１１２、１１４および脚輪アセンブリ１１６は、シャーシ１０２に連結されて、ロボット１００を支える。制御装置１０８は、ロボット１００を動かすために駆動輪アセンブリ１１２および１１４を前方または後方に駆動するように駆動システムに指令を供給することができる。例えば、両方の駆動輪アセンブリを前方向に係合させるように制御装置によって指令が発行され、ロボット１００の前進動作をもたらす。別の場合では、左駆動輪アセンブリ１１２を前方向に駆動させ、他方では右駆動輪アセンブリ１１４を後方向へ駆動させる左旋回のための指令が発行可能であり、結果として、上方から眺めたときにロボット１００は時計回りに旋回する。
【００３１】
図４および５は、シャーシ１０２に取り付けることによってロボット１００の主清掃ヘッド１０６ｂに組み込まれ得る主清掃ブラシ１１１の前方斜視図および分解図を示す。本明細書に開示されるロボットおよび清掃ヘッドの一般的な構造は、別様に言及される場合を除き、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許６８８３２０１号に開示されたものと同様である。一般に、ロボットのブラシが、コード、紐、毛髪、縁飾り、飾り房に絡まると、ブラシモータが過電流または温度上昇に直面し、ブラシのエネルギー消費の増大、清掃不良、減速、または故障を引き起こす恐れがある。ロボットがそのように制御されているか、または絡まる物が重かったりもしくは固定されたりしている場合、ロボットはその場に拘束される恐れがある。また、センサが静止状態を検出するために利用可能である場合、ロボットは動作を停止し、それによって清掃ができない恐れがある。作業工程中に立ち往生したロボットは、自律的機能を続行するために「救助」されかつ清掃されねばならない。理論的には、駆動輪、脚輪、ビン・スキージ、および清掃ヘッド駆動系（逆駆動装置）における静的または動的摩擦に対抗するために追加的なエネルギー消費が発生する。縁飾り／飾り房／コードは、清掃ブラシの最小巻付き径（例えば、ブラシ１１１が剛毛しか具備していなければ、通常はブラシ１１１の芯）の回りに緊密に巻き付き得る。清掃ブラシ１１１の最小径部が硬質の場合（弾性がない場合）、例えば、ブラシが縁飾り／飾り房／コードを巻き戻すために清掃ヘッドの内部で逆回転されるとき、清掃ヘッドの歯車系および床と接触しているブラシにおける静的または動的摩擦に打ち勝つために、追加的なエネルギーが必要とされ得る。飾り房または紐がブラシの回りに絡まり続けるままにされる場合、絡まりを除去するためにブラシ１１１を清掃ヘッド１０６ｂから取り外す必要があり得る。主清掃ブラシ１１１は、清掃ヘッド本体１１７に沿って配置されたバッフルまたは柔らかいフラップ１１３および剛毛１１５を有する。清掃ヘッド本体１１７の長さに沿って配置された柔らかいフラップ１１３は、静的摩擦を最小化し得る。清掃ヘッド本体１１７は、ロボット１００が床全体を移動し、バッフル１１３および剛毛１１５に床の表面上に存在し得る汚れおよびゴミを撹拌させながら、清掃ヘッド本体が床表面に接触（engage）するように、その水平軸回りに回転可能である。制御装置１０８は、主清掃ヘッドモータ電流の急上昇または増大を受けて、主清掃ブラシ１１１の回転を逆バイアスし（すなわち、ロボットが前方向へ遠ざかることにより絡まりを引き出しかつ巻き戻す際に、清掃ブラシの自由回転を許容するのに十分な逆電流を供給し）、他方では、制御装置１０８がロボット１００を床全体に移動させるために個々の動作制御行動を実行するときに、清掃サイクルまたは他のサイクルの実行を続行するように構成可能である。この場合に、柔らかいフラップ１１３のへり１１３ａは、主清掃ブラシ１１１の最小径になり得る。へり１１３ａは、変形に殆どエネルギーの必要がないように柔軟であり（しなやかで、柔らかく）、潜在的にはエネルギーをロボット１００の移動を開始するのに必要とされるエネルギーからそらす。静的摩擦に遭遇するブラシ歯車系の一時的な遅延は、ロボット１００が移動を再開する機会を与え、それによってブラシの絡まりを容易に解除することを可能にする。同様に、ブラシ１１１は、絡まったコードまたは飾り房の単位長さ当たりの巻きを単にそれほど多く完成しないという理由で、コードまたは飾り房は、へり１１３ａのより大きな直径（芯１１７のような芯またはさらに細い芯に比べて）回りに絡まり難くなり得る。さらには、フラップ１１３の長さ方向にえぐられる（湾曲される）性質が、運転されているロボットと、絡まった主清掃ブラシ１１１の逆駆動をバイアスする逆バイアスとの間の一時的な遅延の間に、飾り房／縁飾りを強制的にほどき／解除するばねの役割をさらに果たす。剛毛１１５は、主として清掃するために使用され得るが、他方でフラップ１１３は、主として絡まりの解除目的に使用され得る。これは、絡まった紐が主清掃ブラシ１１１の中でフラップ１１３によって保持される場合に、ロボット１００が清掃（カーペットの撹拌）を続行することを可能にする。本明細書で説明されたものと組合せ可能な他のロボットの細部および特徴構造が、ここで参照によりその内容全体が組み込まれる以下の米国特許仮出願第６０／７４７７９１号に見いだすことができる。
【００３２】
図６Ａは、清掃ビン６００の一例を示す分解図である。清掃ビン６００は、底部ハウジング６０２と、中間ハウジング６０４と、上部ハウジング６０６と、デブリ空洞６０７と、フィルタ空洞６０８と、フィルタ空洞カバー６０９と、第１部分６１０ａおよび第２部分６１０ｂを有するデブリスキージ６１０と、真空ファン６１２とを含む。図２を参照すると、シャーシ１０２はビン受け溝６０１を有しており、そこに清掃ビン６００が収容される。
【００３３】
上部ハウジング６０６と中間ハウジング６０４とは共に、デブリ空洞６０７を形成する。デブリ空洞６０７は、主清掃アセンブリ１１２に隣接するその前側に、少なくとも一つの開口部６１７を有する。デブリ空洞６０７は、開口部を通して、縁部清掃ヘッド１０６ａおよび／または主清掃ヘッド１０６ｂからデブリを収集することができる。
【００３４】
また、底部ハウジング６０２と中間ハウジング６０４とは共に、作業面から真空清掃されたデブリを蓄えるフィルタ空洞６０８を形成することができる。デブリスキージ６１０は、作業面を磨いて、デブリをデブリ空洞６０８内へ向かわせる。真空ファン６１２は、中間ハウジング６０４の上側に取り付けられる。真空ファン６１２は、デブリスキージ６１０がある作業面からフィルタ空洞６０８を通る吸引路を作り出す。真空ファン６１２の下のフィルタは、デブリがフィルタ空洞６０８を出て真空ファン６１２に入ることを防止する。
【００３５】
フィルタ空洞カバー６０９は、中間ハウジング６０４に回転可能に取り付けられており、閉位置と、アフターサービス用にフィルタ空洞６０８およびフィルタを剥き出しにする開位置との間で移動するように構成されている。
【００３６】
また、清掃ビン６００は、開位置でフィルタ空洞カバー６０９を付勢するフィルタ空洞カバーばねアクチュエータ６１１を含むことができる。清掃ビン６００がシャーシ１０２に固定される場合、フィルタ空洞カバー６０９は閉位置におかれる。フィルタ空洞カバー６０９がシャーシ１０２から取外されると、フィルタ空洞カバーばね６１１はフィルタ空洞カバー６０９を回転して開放させ、デブリの除去用にフィルタ空洞６０８を剥き出しにする。一例において、清掃ビン６００は、使用者が掛け金を解放するまで、付勢されたフィルタ空洞カバー６０９を閉位置におく掛け金も含むことができ、これによって、フィルタ空洞カバーばね６１１は、カバーを回転して開放させることができる。
【００３７】
真空ファン６１２は、電源コネクタ６１４を含む。電源コネクタ６１４は、電気バッテリ３０２から真空ファン６１２へ電力を提供する。電源コネクタ６１４は、上部ハウジング６０６内の開口部６１６から突出している。このことにより、電源コネクタ６１４は、清掃ビン６００がシャーシ１０２内部のレセプタクル内に置かれる場合に、シャーシ１０２内の電源コネクタと咬合することができる。
【００３８】
図６Ｂおよび６Ｃは、清掃ビンカバーを含む清掃ビン６００の一例を示す断面図である。図６Ｂは、ビンハウジング６０６にてヒンジで留められた清掃ビンカバー７０２を有する清掃ビン６００の例を示す。ビンカバー７０２は、清掃ビン６００のロボット側を囲う。ビンカバー７０２は、清掃ビン６００、特にフィルタ空洞６０８内のデブリを空にするために開放される。真空ファン６１２の下のビンフィルタ７０４は、吸引路に沿ってフィルタ空洞６０８内へと真空清掃されたデブリを保持する。ビンカバー７０２は、開位置でビンカバー７０２を付勢する付属のばね７０６、または別の装置を有することができる。
【００３９】
特定の実施態様において、清掃ビン６００がカバレッジロボット１００から取外されると、ビンカバー７０２は開放される（図６Ｂおよび６Ｃに示す）。別法として、ビンカバーの掛け金を解放するとビンカバー７０２を開放することができる。掛け金は、例えばカバレッジロボット１００の作動中、ビンカバー７０２を閉位置で保持する。掛け金は、ビンカバー７０２を開放し、清掃ビン６００を空にするために開放される。
【００４０】
いくつかの例において、図６Ｂに示されるように、真空ファン６１２は、フィルタ空洞６０８およびデブリ空洞６０７に空気を吸い込む。中間ハウジング６０４および／または上部ハウジング６０６は、空気の流通が可能なようにデブリ空洞６０７と真空ファン６１２を連結するための空気口６１３Ａおよび６１３Ｂをそれぞれ有する。真空ファン６１２が空気（およびデブリ）を清掃ビン６００に移動すると、清掃ビン６００の外側に対し清掃ビン６００の内部で生じた陰圧によって、空気はデブリスキージ６１０を通ってフィルタ空洞６０８に、および清掃ヘッド１１１を超えてデブリ空洞６０７に吸い込まれる。毛髪などの繊維を清掃ヘッド１１１から取り去り、それらをデブリ空洞６０７に吸い込むために充分な空気が、清掃ヘッドを超えて移動することができる。
【００４１】
図６Ｄは、主清掃ヘッド１０６ｂの一例を示す斜視図である。主清掃ヘッド１０６ｂは、清掃ヘッドアセンブリ１０６４を支持する清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２を含む。清掃ヘッドアセンブリ１０６４は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２およびカバレッジロボット１００に対して移動可能である。清掃ヘッドアセンブリ１６０４は、主清掃ブラシ１１１と、清掃駆動モータ１０６６とを支持する（図からわかるように、ブラシ１１１上には非常に複数の剛毛群が提供されるが、明確にするために少量のみ図示される）。
【００４２】
図６Ｅは、清掃ヘッドアセンブリ１６０４の一例を示す、主清掃ヘッド１０６ｂの底面斜視図である。清掃ヘッドアセンブリ１６０４は、主清掃ブラシ１１１ａと、補助清掃ブラシ１１１ｂとを含む。主清掃ブラシ１１１ａは、清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２に回転可能に連結されている。補助清掃ブラシ１１１ｂは、可撓性のフラップを含む。補助ブラシ１１１ｂは、主清掃ブラシ１１１ａにより押しやられたデブリが捕えられ、補助ブラシ１１１ｂを越えて上方へ向けられるように、主清掃ブラシ１１１ａとは反対方向に回転する。さらに、補助ブラシ１１１ｂが回転すると、可撓性のフラップは、作業面を清潔にブラシ掛けすることができる。
【００４３】
図７Ａおよび７Ｂは、縁部清掃ヘッド１０６ａの上方斜視図および分解図を示す。縁部清掃ヘッド１０６ａは、シャーシ１０２によって支持され、ブラシ１２０を非水平軸回りに回転するために、縁部清掃ヘッドモータ１１８および駆動力伝達装置１１９によって駆動される。ブラシ１２０は、シャーシ１０２の周縁を越えて延びるブラシ要素１２２Ａ〜Ｆを有する。各ブラシ要素１２２Ａ〜Ｆは、隣接するブラシ要素と約６０度の角度を形成し、これらの要素の軸に沿って延びる剛毛が先端に付けられる。ブラシ１２０は、ブラシ要素１２２Ａ〜Ｆの端部が作業表面に対して直角に移動するように、垂直軸回りに回転可能である。縁部清掃ヘッド１０６ａは、ブラシ１２０がシャーシ１０２の縁部を越える汚れおよびゴミを掃き取りできるように、ロボット１００の縁部に近接して配置される。幾つかの実施態様において、縁部清掃ヘッド１０６ａは、ロボットの垂直軸からずれた（傾斜した）軸回りに動作する。図７Ｃに模式的に示されるように、縁部清掃ヘッド１０６ａは、ゴミをロボット周囲の外側から主作業幅に向かって集めつつ、このように一旦作業幅に集められたゴミを妨害したり、ゴミをロボットの作業幅からはじき出したりしないように、前方向および左右方向へ傾斜し得る（すなわち、車輪接触平面内において移動方向から約４５度の線回りに、その平面に対して下向きに傾斜する）。この軸ずれは、シャグのような様々なカーペットの種類に適するように、縁部清掃ヘッド１０６ａの傾きを個別修正するために随意選択的に調節可能である。
【００４４】
他の構成の縁部清掃ヘッドについてもロボット１００において使用可能である。例えば、縁部清掃ヘッドは、１２０度の等間隔に分離された３つのブラシ要素を有してもよい。図７Ｄは、ブラシの代わりに回転可能なスキージ１２６が使用される別の実施例である縁部清掃ヘッド１２４を示す。他の構成において、縁部清掃ヘッドは、シャーシ１０２の周縁を越えて広がる一つまたは複数の吸水性のある繊維を有しても良い。
【００４５】
図８Ａは、自律型カバレッジロボット１００に使用され得るバンパ１３０を示す。図８Ｂは、バンパ１３０の内部に収容され得る近接センサ１３４を示す。駆動システム１０４は、方位設定および速度設定にしたがってロボット１００を動かすように構成され得る。近接センサ１３４は、ロボットの前方の潜在的な障害物を感知することができる。
【００４６】
図９Ａは、ロボット１００の電子機器の模式図である。ロボット１００は、全方向受信器、指向性受信器、近接センサ１３４、および衝突スイッチ１３２を同時に制御するバンパ用マイクロコントローラ１０７Ａと通信する制御装置１０８を備える。制御装置１０８は、クリフセンサ１４０および各モータ用のモータ電流センサを含み、その他のすべてのセンサ入力を監視する。
【００４７】
ロボット１００の方向および速度の制御は、近接センサ１３４が潜在的な障害物を検出する場合にロボット１００の速度を低減するために、カバレッジおよび制限に関する行動に基づくロボット工学の原理に従って（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６８０９４９０号および同第６７８１３３８号に一般的に開示される）、アービタによって選択される（かつ制御装置１０８によって実行される）、動作制御行動によって対処され得る。制御装置１０８によって実行される動作行動は、動的な衝突センサ１３２が障害物とロボット１００の衝突を検出するときに、ロボット１００の速度を変更することも可能である。したがって、図９Ａを参照すると、ロボット１００は、クルージングまたは直線行動９００を実行することによって床表面を横断する。ロボット１００が、近接センサ１３４によって、近接しているがまだ障害物に接触していないことを検出するとき、ロボット１００は、減速ルーチン９０２（これは一つの行動でもよいし、一つの行動の一部でもよいし、または２つ以上の行動によって形成されてもよい）を実行する。減速ルーチン９０２において、ロボット１００は、全速清掃速度で障害物に突進することはない。衝突が実際に発生した場合に、衝突の騒音がより小さくかつ衝突が表面を傷つける恐れがより少ないように、制御装置１０８によって、潜在的な障害物に向かうロボットの接近速度が、約３００ｍｍ／秒の全速清掃速度から約１００ｍｍ／秒の減速清掃速度まで落とされる。これにより、全体的な騒音、ロボット１００、またはロボットが衝突する物体に対する潜在的な損傷が軽減される。ロボット１００が、動的な衝突センサ１３２によって物体との接触を検出するとき、ロボット１００は、以下のルーチン、すなわち、弾む９１０、障害物の周囲を追従する９１２、進行方向を変更しかつ物体から遠ざかる９１４、または物体（例えば、壁）に近接しかつそれに沿って追従するように進行方向を変更して曲がる９１４といったルーチンの一つを実行する。弾む９１０は、物体に沿って弾むようにロボット１００を移動させる。物体の周囲に追従する９１２は、ロボット１００が、例えば、物体の近傍を清掃するためにかつ／または壁際まで清掃するために、物体の周囲に沿って所定の距離をおいて追従するように、近接センサ１３４を使用させる。ロボット１００は、継続的に部屋を清掃し、前方向に近接する物体（それは壁、テーブル、椅子、ソファー、または他の障害物であり得る）を検出した場合、減速されるが、中断されることなく同じ方向において清掃を続ける。所定のおよび／または無作為の場合に、ロボット１００は、縁部清掃ヘッド１０６ａが床と壁または障害物との間のコーナからゴミまたは汚れを集めるように、物体に衝突し、主清掃ヘッド１０６ｂの縁部が可能な限り壁に近接するように所定の位置で旋回し、本質的に減速清掃速度で、ロボットの側面に接する物体を緊密に追従する。一旦ロボット１００が壁を離れると、所定の制限範囲内において所定のおよび／または無作為な距離を隔てた後で、ロボット１００は、その速度を全速清掃速度まで上げる。他の場合では、ロボット１００は、物体に衝突し、物体または壁から離れる方向にくるまで所定の位置で旋回し、かつ直ちに全速清掃速度で物体または壁から遠ざかる。
【００４８】
ロボット１００は、制御装置１０８の内部の行動ソフトウェアアーキテクチャを採用する。本明細書で論じるロボット１００の実施形態は行動に基づく制御の一部しか使用できないか、または全く使用できないが、行動に基づく制御は、ロボットが堅牢である（すなわち、立ち往生したりまたは故障したりしない）ばかりでなく、安全でもあるように制御する際に効果的である。ロボット１００は、制御装置１０８内のアービタによって実行される幾つかの行動を有するソフトウェアアーキテクチャおよび制御を使用する。行動は、センサ事象に応答してアービタに入力される。一つの実施形態において、すべての行動が相互に対して固定された相対優先順位を有する。アービタ（この場合では）は許可条件を認識し（行動は許可条件一式を有している）、アービタは許可条件を満たした行動の中で最高の優先順位を有する行動を選択する。優先順位の降順では、行動は、一般に、脱出および／または回避行動（クリフを回避したりまたはコーナから脱出したりするような）、ならびに作業行動（例えば、壁追従、弾み、または直線駆動）として分類される。行動には、様々な脱出（コーナ、アンチキャニオ二ング（anti-canyoning）、立ち往生状況、例えば、米国特許第６８０９４９０号で開示されたような幾つかの回避行動を抑止する「弾道学的な」一時的ファイアアンドフォーゲット移動の脱出を含む）、クリフ回避、仮想壁回避（仮想壁はゲートウェイビームによるビーコンであり得る）、スポットカバレッジ（螺旋または犂耕書式パッチのような限定的なパターンでカバーする）、位置合わせ（障害物追従中に遭遇する前方障害物、例えば、内側コーナと位置合わせするために側部近接センサを使用して、定位置で旋回する）、追従（側部近接センサまたはロボットの側面に延びるバンパを使用する、障害物に沿った実質的に平行な追従または衝突追従のいずれか一方または両方を表す）、「弾む」（ロボットが物体に衝突した後に生起する行動）ために衝突に応答すること、および運転（クルージング）が含まれ得る。行動の優先順位を決定する間に何らかのロボットの動作が（もしあれば）行われる。２つ以上の行動がアービタの中に存在すれば、任意の対応する必要条件が満足される限り、より高い優先順位を有する行動が実行される。例えば、クリフ回避行動は、クリフ検出センサによってクリフが検出されなければ実行されることはないが、クリフ回避行動の実行は、許可条件を同様に満たしている他の行動の実行よりも常に優先順位が高い。
【００４９】
反応型行動は、その許可条件またはトリガとして、様々なセンサおよび現象の検出を含む。これらには、前方近接検出（複式）、前方衝突検出（複式）、クリフセンサ（複式）、仮想壁信号（これは、むしろカバレッジトリガと考えてもよい）の検出のような、障害物の回避および検出用のセンサが含まれる。これらの種類のセンサは、フィルタ、条件付け、およびそれらのドライバによって監視および条件付けられるが、これらのセンサは、許可条件を生成するばかりでなく、行動が予測可能に働くことを助け、かつすべての利用可能な情報（例えば、１ビット「正／誤」信号への変換、センサ群からの強度または時間差に基づいて衝突または出来事の見込み角度の記録、または履歴、平均、頻度、もしくは変動情報）に関するデータを記録することもできる。
【００５０】
実際の物理的センサは、アーキテクチャ内では、条件付けおよびドライバから合成された「仮想」センサによって代替され得る。追加的な「仮想」センサは、モータの過電流、ロボット１００の静止または立ち往生状況（車輪エンコーダまたはカウンタからの走行距離計読取り値の欠如を監視することによって）、電量分析による蓄電池充電状態のようなロボット１００に関して固有受容的なもしくは解釈された、検出可能なまたは解釈された物理的特性から合成されたもの、および他の仮想センサである。
【００５１】
さらに、反応型行動は、追尾または追従されるべき検出現象を表す許可条件に従って実行可能である。ビームまたは無線（ＲＦ、音響）信号が、指示なしでまたは幾つかの場合では指示されて検出可能である。指示を与える遠隔ビームまたは標識（バーコード、逆反射目印、特徴的目印、基準目印、または視覚によって認識される自然の目印）が、ホーミングまたは相対移動を可能にする。しかしながら、指示なしでも、ロボット１００は、検出信号の存在、非存在、および／または相対的な強度に基づいてサーボ機構制御に移行することができる。ロボット１００、縁、または線からのビームの反射も同様に検出可能であり、追従行動（ロボット１００による障害物追従のような）が、このような信号に基づいてサーボ機構制御によって実行される。デブリ信号またはアーティファクト信号が、ロボットが集めたゴミまたは横切った物体を監視することによって収集可能であり、この信号は、スポットカバレッジパターンを制御する反応型行動のための許可条件であり得る。
【００５２】
ロボット１００は、一般に反応型行動とは考えられていない同時発生プロセス、すなわち、「並行」プロセスを維持する。協働的または他の多重タスク様態でプロセッサ時間を他のプロセス（例えば、アービタおよび行動を含む）のほとんどに割り当てるために、スケジューラが必要であり得る。より多くのスレッディングが利用可能であれば、スケジューラによって管理され得るプロセスがより少なくなる。留意したように、フィルタおよび条件付けならびにドライバは、生の信号を解釈および翻訳することができる。これらのプロセスは反応型行動とは見なされず、モータ駆動装置または他のアクチュエータに対する直接的な制御を行わない。さらに、本実施形態では、主ブラシおよびサイドブラシは専用のブラシ行動およびブラシ制御アービタによって他に制御可能であるが、一つまたは複数のブラシモータ制御装置が、これらのブラシを制御する。
【００５３】
別の例によれば、減速ルーチン９０２が、約１から１０インチ（好ましくは１から４インチ）で作動するべき赤外線の近接センサ１３４を使用する（すなわち、受光器が、相互に向かって角度を成す発光器および受光器の重なり空間の中で生じる反射光から受け取る場合）。この距離は、ＩＲ近接センサ１３４または交差ビームセンサの有効範囲内であり、かつ検出された障害物と衝突する前にロボット１００を減速するのに十分な時間がある範囲内となるように選択される。従来の近接センサは、障害物のアルベドに応じた信号強度を反射する。交差ビームセンサ１３４は、受光器および発光器のビーム／領域が交差する、センサから特定の距離の中に侵入する様々なアルベドに関して閾制限され得る。さらに、検出された壁の近接に基づく減速は、衝突センサ１３２とは別個に、使用者によって抑制または中断され得る。制御装置１０８は、ロボットの下降を実質的に安定的に減速し、次いでゆっくりとクルーズさせることができる。制御装置１０８は、約３インチを超えてゆっくりとＳ字カーブを実行することが可能であり、安定的に、しかし約３インチを超える加速または減速率で速度を落とすことができる。脱出行動、例えば、パニック、静止、立ち往生、アンチキャニオニングの間に、ロボットは、任意の脱出行動または幾つかの回避行動に関する許可条件として、通常は近接センサ１３４を使用しないことによって、本質的に近接センサ１３４の切断が可能である。
【００５４】
駆動システム１０４は、前方障害物の検出を示す近接センサ１３４からの信号に応答して速度設定を低減し、他方では、現状の方位設定に従ってロボット１００を前進させて床または表面に対する作業を続行するように構成可能である。駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサ１３２から受け取った信号に応答して方位設定を変更するように構成可能である。例えば、駆動システム１０４は、ロボット１００が障害物の周囲を追従するように、衝突センサ１３２および近接センサ１３４から受け取った信号に応答して方位設定を変更するように構成可能である。別の実施例では、駆動システム１０４は、ロボット１００を障害物から遠ざけて誘導するために方位を変更するように構成可能である。
【００５５】
近接センサ１３４は、赤外線発光器および受光器の一つまたは複数の対を含み得る。例えば、変調された発光器および標準的な受光器が使用可能である。ライトパイプ（図示せず）、コリメーティングもしくは拡散光学系、フレネルもしくは回折光学系が、直前方向のような高確率／高衝突区域において、より均一な光パターンまたはより集中的なもしくはより検出可能性が高い光パターンを供給することによって、盲点を排除するために幾つかの実施態様で使用され得る。別法として、幾つかの実施態様は、音波探知器または他の種類の近接センサを利用し得る。
【００５６】
幾つかの実施態様では、動的な衝突センサ１３２が機械式スイッチ１３０を含み得る。幾つかの実施態様では、衝突センサ１３２が容量性センサを含み得る。他の種類の接触センサも同様に使用可能である。
【００５７】
駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサ１３２から受け取った信号に応答して、ロボット１００をトルク（またはモータ電流）設定で動かすように構成可能である。例えば、駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、トルク（またはモータ電流）を増大することができる。
【００５８】
自律型カバレッジロボットを床の上の物体に対して動かす方法の別の実施例では、ロボット１００が最初に床の上に配置され（または、例えば、ロボットが充電ドックから出発する場合には既に床の上に存在し得る）、ロボット１００は、清掃モードにおいて全速清掃速度で床を自律的に横断する。ロボット１００がロボット１００の前方に近接する物体を検出した場合、ロボットは清掃速度を減速し（例えば、減速清掃速度まで）、この物体（の可能性が高いが）または別の物体との衝突を検出するまで、物体に向かって移動し続け、かつ床の作業／清掃を続行する。物体との衝突を検出した場合、ロボット１００は、衝突した物体に対して旋回し、それに隣接して、すなわち、該物体に沿って清掃を行う。例えば、ロボット１００は、物体の周囲を追従し、他方で物体に沿ってまたは隣接して清掃を行うことができる。別の場合では、ロボット１００は、物体との接触に応答して、物体に隣接して清掃を行いながら、物体からある一定の追従距離を維持することができる。物体からの追従距離は、物体との接触直後のロボット１００と物体との間の距離、例えば、０から２インチであり得る。この距離は、随意選択的に、サイドまたは縁部清掃ヘッド１０６ａがロボットの側面を越えて延びる距離よりも小さい。
【００５９】
幾つかの場合では、ロボット１００が、物体との接触に応答して物体の周囲を巡るように操縦を行う。例えば、ロボット１００は、物体の回りで幾分半円の経路を描いて、または連続した交互する部分螺旋（例えば、漸減する半径を有する円弧）で移動することができる。別の場合では、ロボット１００は、物体から遠ざかり、次いで物体に対して幾分正接する方向へ移動することができる。
【００６０】
ロボット１００は、定率で、例えば、非線形的または指数関数的な率で減速速度まで清掃速度を落とすことができる。ロボット１００の全速清掃速度は約３００ｍｍ／秒であっても良く、ロボット１００の減速清掃速度は約１００ｍｍ／秒であっても良い。
【００６１】
図１０は、隣接する床を検出するためにロボット１００に使用可能である、動的な衝突センサ１３２、床近接センサ１４０、および取付け留め具１４２である。動的な衝突センサ１３２は、ロボット１００とロボットの前方経路中の物体との間の衝突を検出することができる。床近接センサ１４０は、シャーシ１０２によって支持され、ロボット１００が１組の階段のような「クリフ」に近接する場合を感知するために使用可能である。床近接センサ１４０は、クリフが検出されるか否かを示す信号を制御装置１０８に送ることができる。床近接センサ１４０からの信号に基づいて、制御装置１０８は、クリフを回避するために、速力または速度を変更するように駆動システム１０４に指示することができる。
【００６２】
図１１および１２は、床近接センサ１４０の側面図および分解図を示す。床近接センサ１４０は、前方部分１４４、後方部分１４６、発光器１４８、受光器１５０、およびカバー１５２を備える本体を有する。発光器１４８および受光器１５０は、赤外光を放出しかつ受け取ることが可能である。発光器１４８および受光器１５０は、これらの軸が、ほぼ床距離にあるロボット１００の直下の点で位置が合うように、角度を成して前方および後方本体部分１４４、１４６の内部に配置される。
【００６３】
図１３は、カバー１５２の分解図を示す。カバー１５２は、レンズ１５４およびカバー本体１５６から成る。レンズ１５２は、赤外光に透明でよく、カバー本体１５６は発光器１４８から送られた光線を合焦し易くするために不透明でよい。カバー１５２の前方縁部１５８は、埃の蓄積を低減するのを助け、かつ、主としてセンサ１４０が床の上方に正確に位置決めされるときに、光が受光器１５０によって受け取られ、センサ１４０が「クリフ」上方にあるときに、低減した量が受け取られることを保証するために、このカバーの後方縁部１５９よりも高くなっている。幾つかの実施態様では、カバー１５２は、帯電防止ポリカーボネート、酸化銅ドープまたは被覆ポリカーボネート、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ，Ｉｎｃ．から入手可能な帯電防止Ｌｅｘａｎ「ＬＮＰ」、帯電防止ポリエチレン、帯電防止ＡＢＳ／ポリカーボネート合金、または他の同様な材料のような、帯電防止（散逸性または導電性）特性を有する材料を使用して作製される。一つの実施例が、帯電防止粉体と混合されたＡＢＳ７４７およびＰＣ１１４Ｒまたは１２５０Ｙを含む。好ましくは、ロボット外殻、シャーシ、および他の部品も、少なくとも一部が、静電防止カバー１５２を接地するために、帯電防止（例えば、帯電防止ＡＢＳ）、散逸性、および／または導電性である。また、カバー１５２は任意の導電経路によって接地され得る。カバレッジロボット１００が床を横断するとき、帯電防止特性を備えないカバー１５２は静電気で帯電される恐れがあり（例えば、摩擦によって）、それによって、毛羽のような反対の極性に帯電したゴミを蓄積する傾向を有するが、それは、発光器１４８および受光器１５０の感知視野を妨害し得る。
【００６４】
床近接センサ１４０が床の上に適切に配置されるとき、発光器１４８から放出された光は、床から反射して受光器１５０に戻り、制御装置１０８によって読取り可能な信号となる。床近接センサ１４０が床の上方にない場合には、受光器１５０によって受け取られる光の量が減少し、制御装置１０８によってクリフとして解釈され得る信号となる。
【００６５】
図１４は、脚輪アセンブリ１１６の実施例を示す分解図である。脚輪アセンブリ１１６は、シャーシ１０２およびロボット１００から個別に独立して取り外し可能である。脚輪アセンブリ１１６は、脚輪ハウジング１６２、脚輪１６４、脱輪センサ１６６、および車輪−床近接センサ１６８を含む。
【００６６】
脚輪ハウジング１６２は、脚輪１６４、脱輪センサ１６６、および車輪−床近接センサ１６８を担持する。脚輪１６４は、脚輪ハウジング１６２内において、垂直軸回りに旋回し、水平軸回りに回転する。
【００６７】
脱輪センサ１６６は、シャーシ１０２に対する脚輪１６４の下向き変位を検出する。脱輪センサ１６６は、脚輪１６４が作業表面と接触しているかどうかを判定する。
【００６８】
車輪−床近接センサ１６８は、脚輪１６４に隣接して収納される。車輪−床近接センサ１６８は、シャーシ１０２に対する床の近接度を検出する。車輪−床近接センサ１６８は、赤外線（ＩＲ）発光器およびＩＲ受光器を含む。ＩＲ発光器はＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は作業表面に反射する。ＩＲ受光器は反射されたＩＲ信号を検出して、作業表面の近接度を判定する。別法として、車輪−床近接センサ１６８が、可視光センサのような別の種類のセンサを使用してもよい。車輪−床近接センサ１６８は、ロボット１００が階段または棚部のような作業表面中のクリフから落下するのを防止する。幾つかの実施態様では、駆動輪アセンブリ１１２、１１４は、それぞれが車輪−床近接センサを含む。
【００６９】
図１５は、脱輪センサ１６６の実施例を示す分解図である。脱輪センサ１６６は、ＩＲ発光器１７０およびＩＲ受光器１７２をハウジング１７３の中に含む。ＩＲ発光器１７０はＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は脚輪１６４から反射する。ＩＲ受光器１７２は反射されたＩＲ信号を検出し、脚輪１６４の垂直位置を判定する。
【００７０】
図１６は、脚輪アセンブリ１１６の実施例を示す断面図である。本図は、ＩＲ信号が反射される脚輪１６４の上表面１７４を示す。ＩＲ受光器１７２は、反射されたＩＲ信号を使用して脚輪１６４の垂直位置を判定する。
【００７１】
幾つかの場合では、駆動システム１０４が、すべての車輪が脱輪する場合に床近接センサの動作可能性を検証する検証システムをさらに含み得る。この検証は、すべての車輪が脱輪したのは、ロボットが人間によって床から持ち上げられている結果である公算が高いという推断に基づいており、必ずしもすべての床近接センサが床表面を検出しないわけではないこと（反射が測定されないかまたは強すぎる反射）を確認するために検査するものである。床表面または過剰に強い反射（例えば、遮断されたセンサを示す）を検出するセンサは、いずれも妨害されていると見なされる。この検出に応答して、ロボットは、床近接センサが掃除されるべきであることを標示または光によって示す保守報告セッションを開始することができる。この検出に応答して、ロボットは、すべての床近接センサが掃除されかつ機能していることを検証手順によって判定するまで、前進動作を禁止する。例えば、機械式スイッチセンサが脚輪１６４の上方の箇所１７６に位置決めされ得るが、この箇所は、脚輪が押し込まれるときに（例えば、それが床によって押し上げられるときに）センサを閉鎖させ、よって脚輪１６４が床の上にあるという代替信号を制御装置１０８に供給する。
【００７２】
場合によって、自律型カバレッジロボットは、敷物の端の縁飾りまたは結び目が解けた靴から垂れ下がる靴ひものような、外部物体が絡まった状態になり得る。自律型カバレッジロボットシステム（ロボット１００のような）の絡まりを解除する方法は、最初にロボット１００を床表面に配置することを含み得るが、それは、ロボットがドックから出発する場合（例えば、かなりの遅延の後であるが、しかし床の上に配置されている）を含むものと考えられるべきである。ロボット１００は、清掃ヘッド１０６ａ、１０６ｂを動作させながら自律的に床表面を横切って前進する。ロボット１００は、方向を変更せずに床表面を横切って運行し続け、中断することなく床作業および／または床清掃を行いながら、測定されたモータ電流の増大（例えば、閾値を超えるスパイクまたは増大、所定の勾配の急激な増大）に応答して、縁部清掃ヘッドモータ１１８を逆バイアスすることができる。
【００７３】
幾つかの場合では、ロボット１００は、高い清掃ヘッドモータ電流に応答して縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆バイアスする前に（動作行動による前進動作制御とは別個に）、前進することができる。ロボット１００は、一定時間の間、増大した縁部清掃ヘッド１０６ａモータ電流に応答して、別個に、縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆転し得る。増大した電流に関する時間は、例えば、秒単位で指定可能である。縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆バイアスした後で、ロボット１００は、逆方向へ進み、その移動方向を変更し、かつ新たな方向へ移動することができる。
【００７４】
特定の組合せでは、ロボットは、このロボットの中心を横切って、例えば、ロボット作業経路を横断する方向または主駆動輪に平行な方向へ延びる主清掃ヘッド１０６ｂ、およびロボットの脇（ロボットの本体直下だけではなく）を清掃するように、ロボットの横側に配置される縁部清掃ヘッドを、側面方向のロボットの周囲を越えて縁部清掃ヘッドを繰り出す位置に備える。主清掃ヘッ１０６ｂは、少なくとも一つの回転駆動式ブラシ１１１を含み、縁部清掃ヘッド１０６ａは、少なくとも一つの回転駆動式ブラシ１２０を含む。
【００７５】
図９Ｃに示したように、主清掃ヘッド１０６ｂは、例えば、ブラシモータ制御プロセス９３０によって制御される。ブラシモータ制御プロセスは、主清掃ヘッドモータの電流センサを監視し、急激な電流上昇（例えば、閾値、所定量の積分されたまたは別様に求められた勾配を超えるスパイクもしくは上昇）が生じるとき、ロボットが前進中であるかどうかを随意選択的にチェックする（例えば、プロセス、前進動作を示すフラグ、または直接的に主駆動モータを監視することによって）。ロボット１００が前進中の場合、このような前進を中断せずに（ロボット動作が行動によって制御された別個の駆動装置によって制御されるとき、そのような前進動作を行う能力から随意選択的に切り離されて）、ブラシモータ制御プロセス９３０は、ブラシモータに逆バイアスを掛ける。
【００７６】
逆バイアスは、絡まった同じコード、紐、または飾り房をブラシ回りに逆方向へ巻き付けることを防ぐために、モータを急激に逆方向へ回転させることはない。そうではなく、ブラシモータ制御プロセス９３０は、ブラシの回転を殆どニュートラルに維持するのに十分な程度の僅かなバイアスを掛ける。ロボット１００が前進するとき、絡まりを巻き戻すようにブラシを引っ張るコード、紐、または飾り房は、逆方向の減衰したトルクをモータに伝達するだけであるが（例えば、モータとブラシとの間の減速歯車箱が、逆の機械効率で歯車箱の逆駆動を可能にするので）、逆バイアスと組み合わさって、この減衰したトルクは、例えば、ロボットが、コードもしくは紐または飾り房が取り付いた場所からさらに遠ざかるときより多くの張力がコードまたは紐によって印加されるにつれて、絡まったブラシの、補助されているがゆっくりとした次第に速度が上昇する巻戻しをもたらす。
【００７７】
逆バイアスは、時間が切れるまで、または引っ張りもしくはロック負荷がモータで検出されなくなる（例えば、絡まりがなくなる）まで続行し、その時点で、本プロセスが終了し、清掃ヘッドは表面を清掃する方向で通常の回転を再開する。
【００７８】
縁部清掃ヘッド１０６ａの縁部清掃ブラシ１２０は、縁部ブラシモータ制御プロセス９６０において実質的に同じ制御を受ける。この制御プロセスでは、縁部ブラシ１２０の回転が、同様の様態で逆バイアスされる（９６２）（図９Ｂにも示されている）。
【００７９】
したがって、主清掃ヘッド１０６ｂおよび縁部清掃ヘッド１０６ａは共に、相互に別々にかつロボット動作とは別個に制御され、それぞれが他方を監視または妨害することなく絡まりから抜け出すことが可能である。幾つかの場合では、それぞれが同時に絡まり、別個であるが同時に制御することで、両方が同時に巻戻されるかまたは自己を解放することを可能にする。さらに、ブラシモータを反応型制御下に置くことによって（駆動モータの状態または他の全体的なロボット状態を待つことなく）、ブラシは、急激な電流上昇が少しでも検出され、絡まりをいち早く把握すると、ほんの僅かな逆バイアスで直ちに巻戻しのために使用可能になるが、いずれにしても同様の絡まり問題を逆方向で引き起こすほど十分な量まで逆転することはない。
【００８０】
幾つかの場合では、動作制御はブラシの状態とは独立しており、かつそれを監視することはないので、ロボット１００は前進し続け、縁部清掃ヘッド１０６ｂは、ロボット１００がある程度の量だけ前進した後で、主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆バイアスし始める。幾つかの場合では、ロボット１００が、ある一定の時間の間の高い清掃ヘッドモータ電流に応答して、主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆転し始めることができる。主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆転した後、ロボット１００は、逆方向に移動し、駆動方向を変更し、かつその駆動方向へ移動することができる。
【００８１】
図１７Ａ〜Ｈは、様々な構成の清掃ヘッドを備える自律型カバレッジロボットの絡まりを解除する方法の実施例を示す。一般に、清掃ヘッドは、電気モータによって駆動され得るローラを有する。汚れおよびゴミが、清掃ヘッドによって拾い上げられ、後で手動または自動的に廃棄するために容器の中に堆積される。自律型カバレッジロボットの方向を変更するための駆動モータの制御および撹拌ブラシローラの制御のために、電子制御装置を設けることができる。このような方法は、自律型カバレッジロボットが絡まり状況に遭遇した後も、無人で自律型カバレッジロボットに清掃を再開させることができる。
【００８２】
図１７Ａは、撹拌ローラ２０２が作業表面と正接して接触する自律型カバレッジロボット２００の清掃ヘッド２０１の側面図を示す。ローラ２０２は、ブラシ室２０６の内部に組み込まれる吸引ダクト２０４に向かって、汚れ２０３を掃き取る。空気吸引流の利用によって、集められたゴミ２１０は容器２１２に搬送される。
【００８３】
ローラ２０２の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、清掃ヘッド２０１は停止可能であり、ロボット２００は、ローラ２０２が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、方向を逆転することが可能になる。例えば、コードがローラ２０２回りに巻き付けられた場合に、ローラ２０２は、ロボット２００が後退するときにコードが巻き戻るように、切り離されて回転可能になる。次いで、ロボット２００は、元の回転方向でローラ２０２の動作を再開し、元の方向でロボットの動作を再開する。
【００８４】
図１７Ｂは、ブラシローラ２１４が追加されたロボット２００を使用して絡まりを解除する別の実施例を示す。ブラシローラ２１４は、同じかまたは異なるモータによって駆動され、作業表面に対して垂直に回転することができる。ブラシローラ２１４は、ロボット２００の縁部からローラ２０２の集塵区域２１８まで汚れ２１６を送る。
【００８５】
本実施例では、ローラ２０２または２１４が所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、清掃ヘッド２０１は停止可能であり、ロボット２００は、ローラ２０２、２１４が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、方向を逆転することが可能になる。例えば、コードがローラ２０２または２１４の回りに巻き付けられた場合に、ローラ２０２もしくは２１４または両方は、ロボット２００が後退するときにコードが巻き戻るように、切り離されて回転可能になる。次いで、ロボット２００は、元の回転方向でローラ２０２、２１４の動作を再開し、元の方向でロボットの動作を再開する。
【００８６】
図１７Ｃは、自律型カバレッジロボット２４０の下面図およびこのロボットの内部の清掃ヘッドの側面図を示す。第１のブラシローラ２４４および第２のブラシローラ２４６は、作業表面と正接して接触している。ローラ２４４および２４６は、作業表面を撹拌し、これらのローラの間に捕らわれたゴミ２４８をブラシ室２５２の内部に組み込まれる吸引ダクト２５０に向かって動的に持ち上げる。空気吸引流２５４の利用によって、集められたゴミ２５６は容器２５８に搬送され得る。
【００８７】
ローラ２４４、２４６の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、ローラ２４４、２４６は停止可能であり、ロボット２４０は、ローラ２４４、２４６が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、矢印２６０によって示したように前進し、元の回転方向でローラモータの動作を再開することが可能である。
【００８８】
図１７Ｄは、絡まりを解除する別法を実行するロボット２４０を示す。撹拌ローラ２４４、２４６の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、ローラ２４４、２４６は切り離され得る（すなわち、能動的に駆動されない）。次いで、ロボット２４０は、ローラ２４４、２４６が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、矢印２６２によって示したように方向を逆転する。その時点で、ローラ２４４、２４６はそれらの元の回転方向で再係合されることが可能であり、ロボット２４０はその元の方向で運転を再開する（矢印２６４によって示される）。
【００８９】
図１７Ｅは、３つのローラを備える自律型カバレッジロボット２７０の側面図を示す。ロボット２７０は、清掃ヘッド２７２およびサイドブラシ２７４を有する。清掃ヘッド２７２は、通常撹拌ローラ２７６および逆回転撹拌ローラ２７８を有する。撹拌ローラ２７６および２７８は、相互に対してかつ作業表面に対して平行に回転駆動可能であり、ブラシローラ２７４は、一つまたは複数の電気モータ（図示せず）によって作業表面に対して垂直に駆動可能である。ブラシローラ２７４は、予め作業表面を掃き取り、矢印２７９によって示されるように、汚れおよびゴミを撹拌ローラ２７６、２７８に向かって押し込む。撹拌ローラ２７６、２７８は、ブラシ室２８４の内部に組み込まれる吸引ダクト２８２に向かって汚れ２８０を押し込むことができる。空気吸引流の利用によって、集められたゴミ２８８は容器２９０に搬送され得る。
【００９０】
撹拌ローラ２７６、２７８の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合、一つまたは複数のローラモータは停止されるか、または障害物もしくは妨害物を除去しようと逆方向へ一時的に駆動され得る。次いで、これらの一つまたは複数のローラモータは、元の回転方向で動作を再開することができる。
【００９１】
図１７Ｆは、カバレッジロボット２７０の絡まりを解除する方法の別の実施例を示す。撹拌ローラ２７６、２７８の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、一つまたは複数のローラモータは停止されるか、または逆方向へ一時的に駆動され得る。次いで、これらの一つまたは複数のローラモータは、元の回転方向でローラ２７６、２７８の駆動を再開することが可能であり、他方で同時に、ロボット２７０の移動方向を逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与える。次いで、ロボット２７０は元の方向で動作を再開することができる。
【００９２】
図１７Ｇは、２つのローラおよび２つの空気ダクトを備える自律型カバレッジロボット３００の側面図および底面図を示す。ロボット３００は、清掃ヘッド３０２、通常撹拌ローラ３０４、および逆回転撹拌ローラ３０６を有する。撹拌ローラ３０４および３０６は、一つまたは複数の電気モータ（図示せず）によって、相互にかつ作業表面に対して平行に回転駆動され得る。
【００９３】
ローラ３０４、３０６は、ブラシ室３１２の内部に組み込まれる主空気ダクト３０８に向かって汚れおよびゴミ３０７を動的に持ち上げかつ押し込む。ローラ３０４、３０６によって受け渡される汚れおよびゴミは、ローラの背後に配置された副空気ダクト３１０に遭遇し得る。空気吸引モータ（図示せず）によって生成された吸引流は、集められた汚れおよびゴミをダクト３０８、３１０経由で容器３１４に搬送し得る。関連する電子制御装置は、ロボット３００を旋回および方向転換し、かつ撹拌ローラ３０４、３０６の方向制御をするために、駆動モータを制御する。
【００９４】
撹拌ローラ３０４、３０６の動きが阻止または妨害される場合には、制御装置は、一つまたは複数のローラモータを停止すること、またはこのモータに最小限の動力を逆方向へ与えることの一つまたは両方を実行し、次いで元の回転方向でローラモータの動作を再開する。同時に、ロボット３００は、その方向を少なくとも一時的に逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与え、次いでその元の方向で動作を再開することができる。
【００９５】
図１７Ｈは、ブラシローラ３１６が追加されたロボット３００における絡まりを解除する方法の別の実施例を示す。ブラシローラ３１６は、垂直の回転軸を有し、既存のまたは専用の電気モータによって駆動され得る。ブラシローラ３１６は、作業表面を予め掃き取り、汚れおよびゴミ３１８を撹拌ローラ３０４、３０６に向かって押し込む（矢印３１８によって示される）。次いで、汚れおよびゴミは、上で説明したように除去され得る。
【００９６】
撹拌ローラ３０４、３０６の動きが阻止または妨害される場合には、制御装置は、一つまたは複数のローラモータを停止するか、またはこのモータに最小限の動力を逆方向逆へ与え、次いで元の回転方向でローラモータの動作を再開することができる。同時に、ロボット３００は、その方向を少なくとも一時的に逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与え、次いでその元の方向で動作を再開することができる。
【００９７】
図１８を参照すると、自律型カバレッジロボット１８００は、本体１８１０、および本体１８０１０に搭載され、ロボット１８００を床面上で動かす駆動システム１８２０を備える。ロボット１８００は、本体１８１０に配置される清掃アセンブリ１８３０を備える。清掃アセンブリ１８３０は、清掃アセンブリハウジング１８３２、清掃アセンブリハウジング１８３２に回転可能に連結される第１清掃ローラ１８３４（例えば、剛毛１８３４ａおよび／またはフラップ１８３４ｂを備えるブラシ）、清掃アセンブリハウジング１８３２に回転可能に取り付けられる第２清掃ローラ１８３６（例えば、柔軟なフラップ１８３６ｂを備えるブラシ）、および第１および第２清掃ローラ１８３４、１８３６を駆動する清掃駆動モータ１８３８を備える。第１および第２清掃ローラ１８３４、１８３６は、デブリを清掃ローラ１８３４、１８３６の間、上、およびそれらを超えて清掃ビン１９００に移動させるために、同じ回転方向または異なる方向に駆動され得る。清掃ビン１９００は、ロボット１８００の本体１８１０に取り外し可能に取り付けられる。いくつかの実施例において、ロボットは、脚輪アセンブリ１１６（例えば図１４−１６について前述したように）および／または衝突スイッチ１３２および／または近接センサ１３４を有するバンパ１３０（例えば、図８Ａおよび８Ｂについて前述したように）を備える。
【００９８】
図１９Ａから１９Ｇを参照すると、清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０を備える。清掃ビン本体１９１０は、上方部１９１０ａ、下方部１９１０ｂ（図１９Ｂ）、および前方部１９１０ｃおよび後方部１９１０ｄ（図１９Ｇ）を有する。清掃ビン本体１９１０は、清掃アセンブリ１８３０によって収集されたデブリを保持部１９１４に蓄積するために、受け入れるよう構成される吸気口１９１２を有する。保持部１９１４は、清掃ビン本体１９１０の吸気口１９１２と空気が流通可能なように連結される。いくつかの実施例において、清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０に移動可能に取り付けられたアクセス扉１９１６を備える（例えば、ヒンジやスライドするための溝）。アクセス扉１９１６は、集められたデブリを除去するために、保持部１９１４へのアクセスを可能にする開放位置の間で枢動可能またはスライド可能である。
【００９９】
清掃ビン１９００は、空気移動装置１９２０（バキュームまたはファン）を備える。空気移動装置１９２０は、空気移動装置アセンブリ１９２２の空気経路１９２６を通って空気を移動するための、羽根車１９２４と結合するモータ１９２２を備える。ここに示される実施例においては、空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体１９１０内部に配置されるが、清掃ビン本体１９１０の外側にも配置され得る。空気移動装置１９２０を清掃ビン１９１０の内部に配置することは、清掃ビン１９１０の様々な外形または形状因子を、例えば全体的な円形またはパック形状などのロボット本体１８１０の外形または形状因子と適合させることを可能にする。いくつかの実施例において、空気移動装置１９２０は、実質的に清掃ビン本体の上方部１９１０ａ内で、かつ後方部１９１０ｄ内に配置され、それによって、実質的に清掃ビン本体の下方部１９１０ｂおよび前方部１９１０ｃ内の保持部１９１４を開放する。空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体１９１０が規定する縦軸１９１１に対して約１５度から約７５度（好ましくは約６０度）の間の角度βにおいて配置される縦軸１９２１を規定する。いくつかの実施例において、空気経路１９２６の入り口は縦軸１９２１に沿って配置され、少なくとも部分的に縦軸１９２１に沿った空気の流れを作る。図１９Ｇを参照すると、いくつかの実施例において、清掃ビン１９００の動作中、空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体の下方部１９１０ｂに向かっておよび／または下方部１９１０ｂ内へと下げられ（デブリを堆積するために）、空気経路１９２６内へと上げられる、継続した空気の流れ１９０５を清掃ビン本体１９１０の吸気口１９１４に引き入れる。結果として、デブリは最初に清掃ビン本体の下方部１９１０ｂにたまり、清掃ビン本体の上方部１９１０ａ内へ上方に向かって蓄積される。空気経路１９２６は、清掃ビン本体１９１０の出口１９１８と空気の流通が可能なように連結され得る。いくつかの実施例において、出口１９１８は、清掃ビン本体の後方部１９１０ｄおよび／または上方部１９１０ａに配置される。
【０１００】
空気移動装置ガード１９３０が空気移動装置１９２０上または、空気移動装置１９２０と保持部１９１４の間に配置される。空気移動装置ガード１９３０は、空気を通しつつ、デブリの通過を防ぐよう構成されるフィルタ１９３２（例えば、フィルタ紙、ワイヤースクリーンなど）を備える。ここで示される実施例において、空気移動装置ガード１９３０はアーチ形状であるが、平面形状やその他の形状であっても良い。アーチ形状の空気移動装置ガード１９３０は、完全に満たされるまで上方および前方に進んで、下後方部内を実質的に満たすように、保持部１９１４内へデブリが直接蓄積されることを助ける。さらに、空気移動装置ガード１９３０は、空気移動装置ガード１９３０が清掃ビン本体内１９１０に単一の方向で受け入れられるように非対称（例えば、弓形で幅が先細に）に形作られる。例えば、ユーザがフィルタ１９３２の清掃のために空気移動装置ガード１９３０を取り外す際、ユーザは空気移動装置ガード１９３０を清掃ビン１９００に戻すために単一の方向に位置させることを強制される。これにより、ユーザが空気移動装置ガード１９３０を逆さに取り付けることを防ぎ、フィルタ１９３２上に残っているデブリを空気移動装置１９２０に対して露出される。
【０１０１】
いくつかの実施態様において、清掃ビン１９００は、清掃アセンブリ１８３０の清掃ローラ１８３４および１８３６に付いた繊維やデブリを取り除くために、清掃ローラ１８３４および１８３６に接触する、またはこれらをこするよう構成されるローラスクレーパ１９４０を備える。ここで示される例においては、ローラスクレーパ１９４０は、第１清掃ローラ１８３４に接触するまたは第１清掃ローラ１８３４をこする。ローラスクレーパ１９４０は、清掃ローラ１８３４の繊維（例えば毛髪）をはがすために清掃ローラ１８３４と接触するエッジまたはへり１９４２を規定する。エッジ１９４２は、実質的に第１清掃ローラ１８３４と並行で、実質的に第１清掃ローラ１８３４に渡って配置される、実質的に直線状のエッジである。図１９Ｆに示される実施例を参照すると、ローラスクレーパ１９４０のエッジ１９４２は、第１清掃ローラ１８３４の外形φから内側約０．２５ｍｍから約３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置される。ローラスクレーパ１９４０は、通常、繊維が清掃ローラ１８３４の周りにきつく巻きつく前に（例えば、繊維がローラの小径（芯または軸）に巻きつく前に）、接触された清掃ローラ１８３４の繊維をこする、またははがす。繊維やゴミが清掃ローラ１８３４から持ち上げられ叩き出されると、空気移動装置１９２０によって（空気の流れを介して）清掃ビン１９００の保持部１９１４に引き込まれる。
【０１０２】
いくつかの実施態様において、清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つが、清掃ビン１９００を通って吸気口１９１２（すなわち入口）内への空気の流れを作る（例えば、空気移動装置１９２０を使用しないで）。清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つは、埃を撹拌するだけでなく、清掃ビン１９００内に蓄積するために、清掃ビン１９００の吸気口１９１２および／または保持部１９１４の内部または近傍に陰圧区域を作ることによって、空気中にある埃をも捕える。清掃ビン１９００内に全体として陰圧を作ることは、撹拌され捕えられた埃を清掃ビン１９００内に落ち着かせることを助ける。図１８に示される実施例において、清掃アセンブリ１８３０は、ロボット本体１８１０の後ろから第１および第２の清掃ローラ１８３４および１８３６を越えて清掃ビン１９００の吸気口１９１２内までの空気経路１８４２を提供するため、実質的に清掃ローラ１８３４および１８３６の上に配置される空気ガイド１８４０（例えばダクト）を備える。空気移動装置１９２０および／または清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つは、空気およびデブリ（例えば、清掃ローラ１８３４、１８３６によって撹拌された）を保持するために、ロボット本体の下から空気経路１８４２を通って清掃ビン１９００の保持部１９１４へ引き込むために、清掃ビン１９００の内部に陰圧を作る。陰圧は、ローラスクレーパ１９４０によって第１清掃ローラ１８３４からこすりとられた繊維およびデブリを、同様に保持するために清掃ビンの保持部１９１４に引き込む。空気ガイド１８４０は、第１および第２清掃ローラ１８３４および１８３６を超えて流れる空気および／またはデブリを、清掃ローラ１８３４および１８３６の一つの実質的な接線であって、清掃ローラ１８３４および１８３６の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。そのように配置することは、繊維（例えば毛髪）が清掃ローラ１８３４および１８３６の一つの周りを付いていくのではなく、清掃ビン１９００に供給することを助けることができる。
【０１０３】
図１８から図１９Ｃを参照すると、いくつかの実施態様において、清掃ビン１９００は、清掃ビン１９００をロボット１８００に固定するためのラッチ１９５０を備える。ラッチ１９５０は、バネにより付勢される作動可能なボタンであっても良い。清掃ビン１９００は、清掃ビン１９００とロボット１８００との電気的接続を確立するための（例えば、ロボットの対応する電気コネクタを介して）、少なくとも一つの電気コネクタ１９６０を備える。電気コネクタ１９６０は、空気移動装置１９２０に電力を供給する。いくつかの実施例において、電気コネクタ１９６０は、ロボット１８００の制御装置との通信（例えばネットワーク通信）を提供する。清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０の出口１９１８に受け入れられ、それを通る空気の流れのための開口（例えばスロット）１９２９を有する、空気移動装置本体カバー１９２８を備えても良い。空気移動装置本体カバー１９２８は、空気移動装置１９２０にアクセスしメンテナンスするためのアクセス手段を提供する。
【０１０４】
図２０を参照すると、いくつかの実施態様において、清掃ビン２０００は、清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４と空気が流通可能に接続される（空気連通される）デブリ入口２０１２を有する清掃ビン本体２０１０を備える。清掃ビン本体２０１０は、清掃ビン本体２０１０の前方部２０１１から後方部２０１３まで延びる空気管路２０２０を備える。空気管路２０２０は、清掃ビン２０００がロボット１８００に受け入れられている場合、ロボット１８００の空気移動装置と空気が流通可能に連結している。空気移動装置は、清掃ビン２０００の外側に対して、清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４内に陰圧を作ることにより、空気（およびデブリ）を清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４内に引き込む。いくつかの実施例において、空気移動装置は清掃ローラ１８３４、１８３６であるが、他の実施例においては、ファンまたは送風機である。清掃ビン２０００は、清掃アセンブリ１８３０の清掃ローラ１８３４、１８３６に捕えられた繊維やデブリを取り除くために、清掃ローラ１８３４、１８３６と接触するまたはこれらをこするローラスクレーパ２０４０を備える。ここで示される例においては、ローラスクレーパ２０４０は、第１清掃ローラ１８３４に接触する、または第１清掃ローラ１８３４をこする。ローラスクレーパ２０４０は、清掃ローラ１８３４の繊維（例えば毛髪）をはがすために清掃ローラ１８３４と接触するエッジまたはへり２０４２を規定する。エッジ２０４２は、実質的に第１清掃ローラ１８３４と並行で、実質的に第１清掃ローラ１８３４にわたって配置される、実質的に直線状のエッジである。ローラスクレーパ２０４０は、図１９Ｆにおいて述べた清掃ビン１９００のローラスクレーパ１９２０として構成されても良い。
【０１０５】
本明細書に記載される事項に組み合わせ得る他のロボットの詳細や特徴は、ここで参照によりその内容全体が組み込まれる以下の米国特許出願、すなわち出願番号１１／６３３，８６９の「ＡＵＴＮＯＭＯＵＳ ＣＯＶＥＲＡＧＥ ＲＯＢＯＴ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」、出願番号１１／６３３，８８６の「ＭＯＤＵＬＡＲ ＲＯＢＯＴ」、および出願番号１１／６３３，８８３の「ＲＯＢＯＴ ＳＹＳＴＥＭ」により見出すことができる。
【０１０６】
幾つかの実施態様が説明されたが、様々な変更形態が以下の特許請求の趣旨および範囲から逸脱することなく実施され得ることが理解される。したがって、他の実施態様は以下の特許請求の範囲内にある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律型カバレッジロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本米国特許出願は、２００７年６月５日出願の米国出願１１／７５８，２８９に対し、米国特許法第１２０条に基づく優先権を主張する一部継続出願である。なお、米国出願１１／７５８，２８９は、２００５年１２月２日出願の米国仮特許出願６０／７４１，４４２に対し米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張する、２００６年１２月４日出願の米国出願１１／６３３，８５５（２００８年１０月２８日に発行された米国特許第７，４４１，２９８）に対し、米国特許法第１２０条に基づく優先権を主張する、継続出願である。これらの先行する出願の開示は、本出願の開示の一部分とみなされ、参照によりそれらの全ての内容が本明細書に組み込まれるものとする。
【０００３】
自律型ロボットは、体系化されていない環境において、人による継続的な誘導なしに所望のタスクを実行できるロボットである。多くの種類のロボットが、ある程度において自律的である。様々なロボットが様々な方法において自律的であり得る。自律型カバレッジロボットは、一つ以上の仕事を実行するために、人による継続的な誘導無しに作業表面を行き来する。住宅、事務所、および／または消費者指向のロボット工学の分野において、真空清掃、床面洗浄、パトロール、芝刈りなどの家庭における機能を実行する可動式のロボットが広く導入されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自律型カバレッジロボットは、動作中に多くの障害物に遭遇する。ロボットは、動作を続行するために、絶えず障害物を回避する必要があるとともに、布地、紐、または他の絡み付く柔らかい媒体によって捕らわれた場合には、自力で脱出する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの態様において、自律型カバレッジロボットは、本体と、本体に配置され、ロボットを動かすよう構成される駆動システムと、本体に配置され、ロボットが床面を動かされている間に、床面と接触する清掃アセンブリと、を備える。また、清掃アセンブリは、被駆動清掃ローラと、清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、本体に配置される清掃ビンと、空気移動装置とを備える。また、清掃ビンは、清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口と、清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパとを含む、清掃ビン本体を備える。清掃ビン本体はさらに、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備え、空気移動装置は、空気を清掃ビン入口に移動させるよう動作する。また、ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。いくつかの実施態様において、清掃アセンブリは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される空気ガイドを備える。当該空気ガイドは、空気の流れを清掃ローラの実質的な接線であって、該清掃ローラの中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。
【０００６】
別の態様において、自律型カバレッジロボットは、本体と、本体に配置され、ロボットを動かすよう構成される駆動システムと、本体に配置され、ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリと、を備える。また、清掃アセンブリは、被駆動清掃ローラと、清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、本体に配置される清掃ビンと、空気移動装置とを備える。また、清掃ビンは、清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口と、清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパとを含む、清掃ビン本体を備える。さらに、清掃ビン本体は、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備え、空気移動装置は、空気を清掃ビン入口に移動させるよう構成される。また、清掃アセンブリハウジングは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される空気ガイドを備える。当該空気ガイドは、空気の流れを清掃ローラの実質的な接線であって、該清掃ローラの中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。
【０００７】
上記に開示される二つの態様における実施態様には、以下のいずれかの特徴が含まれ得る。いくつかの実施態様では、ローラスクレーパは、清掃ローラの外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間（好ましくは０．７５ｍｍ）の干渉距離Ｄに配置される。また、ローラスクレーパは、清掃ビン入口に配置される（例えば、清掃ローラからこすりとられたデブリが、清掃ビンに入るように）。いくつかの例において、空気移動装置が、清掃ビン本体の内部であって、清掃ビン本体の上後方部の実質的に近くに配置される。また、空気移動装置が、清掃ビン本体における縦軸に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸を規定する。いくつかの実施態様において、ロボットは、清掃ビンの空気移動装置と保持部との間に配置される空気移動装置ガードをさらに備える。また、空気移動装置ガードは、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える。さらに、空気移動装置ガードは、取り外し可能に清掃ビン本体に取り付け可能であり、単一の方向で清掃ビン本体に受け入れられるように、非対称な形状を有している。いくつかの実施態様において、清掃アセンブリは、清掃アセンブリハウジングと、清掃アセンブリハウジングに回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラと、を備える。第１の清掃ローラは剛毛を備え、第２の清掃ローラは柔軟なフラップを備える。また、ローラスクレーパは、第１の清掃ローラと接触するよう配置される。空気ガイドを備える実施態様において、空気ガイドは、空気移動装置の空気の流れを、清掃ローラを超えて清掃ビン入口内へと方向づけるよう構成される。また、第１および第２の清掃ローラは、撹拌したデブリを第１および第２の清掃ローラの間に上げて、空気移動装置の空気の流れにのせるように、異なる方向に駆動され得る。いくつかの例において、被駆動清掃ローラが空気移動装置であり、清掃ビン入口および／または清掃ビンの保持部への空気の流れを作る。
【０００８】
さらに、別の実施態様において、カバレッジロボットのための清掃ビンは、清掃ビン入口を有する清掃ビン本体と、清掃ビン本体に配置され、空気を清掃ビン入口に引き込むよう構成される空気移動装置と、カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、清掃ビン本体に配置されるローラスクレーパと、を備える。また、清掃ビン本体はさらに、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部を備える。ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。
【０００９】
本態様における実施態様には、以下のいずれかの特徴が含まれ得る。いくつかの実施態様では、ローラスクレーパは、清掃ビン入口に配置される。また、空気移動装置は、清掃ビン本体の内部であって、清掃ビン本体の上後方部の実質的に近くに配置される。いくつかの例において、空気移動装置が、清掃ビン本体における縦軸に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸を規定する。また、清掃ビンは、清掃ビンの空気移動装置と保持部との間に配置される空気移動装置ガードをさらに備えても良い。また、空気移動装置ガードは、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える。さらに、空気移動装置ガードは、取り外し可能に清掃ビン本体に取り付け可能であり、単一の方向で清掃ビン本体に受け入れられるように、非対称な形状を有している。
【００１０】
別の態様において、カバレッジロボットのための清掃ビンは、清掃ビン入口と、デブリを受け入れるために清掃ビン入口と空気連通する保持部と、保持部と空気連通する空気管路と、カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、清掃ビン入り口に配置されるローラスクレーパと、を備える。また、空気管路は、カバレッジロボットに受け入れられている場合に、ロボットの空気移動装置との空気連通を確立する。ローラスクレーパは、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは、清掃ローラに実質的に並行に配置され、実質的に清掃ローラの全長に渡る。
【００１１】
一つの態様において、自律カバレッジロボットは、シャーシと、このシャーシに搭載され、ロボットを動かすように構成された駆動システムと、シャーシによって担持された縁部清掃ヘッドと、シャーシによって担持された制御装置とを備える。縁部清掃ヘッドは、縁部清掃ヘッドモータによって駆動され、非水平軸回りに回転することができる。縁部清掃ヘッドは、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、シャーシの横方向長さを越えて延びる。縁部清掃ヘッドは、ロボットの周縁上にまたは周縁付近に配置され得る。ロボット動作を制御する制御装置によるブラシ制御プロセスは、駆動プロセスとは別個に、縁部清掃ヘッドに関連するモータ電流を監視するように構成される。また制御装置によるブラシ制御プロセスは、スパイク（例えば、モータ電流の過渡的なまたは急速な増大）または一般に高いモータ電流モータの検出後に（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）縁部清掃ヘッドモータを以前の清掃方向とは反対の方向へ逆バイアスするように構成され、他方では床を横切ってロボットを操縦し続けて、中断することなく床の網羅もしくは清掃を実行するか、または他の動作行動を実行する。一つの実施態様では、制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い縁部清掃ヘッドモータ電流に続いて、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）縁部清掃ヘッドモータを逆バイアスし、かつ引き続いてまたは並行して、直接的にまたは監督プロセスを介して間接的に、ロボットが実質的に後進し、駆動方向を変更し、かつロボットを前進させるのと同時に巻き戻しが行われ得るように、信号を駆動モータ制御プロセスに送信する。
【００１２】
一つの実施態様では、縁部清掃ヘッドは、シャーシの周縁を越えて延びる剛毛を有するブラシを含む。一つの実施例では、縁部清掃ヘッドが、第１および第２の端部を有する少なくとも一つのブラシ要素を含み、このブラシ要素は、第１の端部の回りに作業表面に垂直な回転軸を規定する。縁部清掃ヘッドは、実質的に垂直な軸回りに回転可能である。一つの場合では、縁部清掃ヘッドは３つのブラシ要素を具備し、各ブラシ要素が、隣接するブラシ要素と約１２０度の角度を形成する。別の場合では、縁部清掃ヘッドは６つのブラシ要素を備え、各ブラシ要素が、隣接するブラシ要素と約６０度の角度を形成する。
【００１３】
別の実施態様では、縁部清掃ヘッドは、シャーシの周縁を越えて延びる回転可能なスキージを備える。この回転可能なスキージは、水洗い、表面処理などに使用可能である。
【００１４】
さらに別の実施態様では、縁部清掃ヘッドは、この清掃ヘッドが回転すると、シャーシの周縁を越えて広がる複数の吸水性のある繊維を含む。複数の吸水性のある繊維は、こぼれを拭き取り、床を清掃し、表面処理を施す等々のためにモップのように使用可能である。
【００１５】
ロボットは、シャーシによって担持された複数の清掃ヘッド（例えば、２つまたは３つ）を備える。一つの例では、ロボットは、シャーシによって担持された主清掃ヘッドをさらに具備し、清掃ヘッドは、ロボットによって網羅されるスワズ（それはロボットの主作業幅を形成する）を横切って延び、かつ清掃ヘッドは、ロボットが床を横切って動かされている間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動され得る。主清掃ヘッドは、作業表面に平行な長手回転軸を規定する円筒本体と、円筒本体上に配置された剛毛と、円筒本体に沿って長手方向に配置された柔軟フラップとを含むことができる。制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い主清掃ヘッドモータ電流に応答して、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）主清掃ヘッドの回転を逆バイアスするように構成され、他方で動作制御プロセスは、別個に床を横切ってロボットを操縦し続ける。別の例では、ロボットは、シャーシによって担持され、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動される２つの主清掃ブラシを備える。２つの主清掃ブラシは、同じかまたは逆の方向へ回転するように駆動され得る。
【００１６】
別の態様において、自律カバレッジロボットの絡まりを解除する方法は、ロボットを床表面の上に配置するステップを含み、ロボットは、シャーシによって担持され、縁部清掃ヘッドモータによって駆動される縁部清掃ヘッドを非水平軸回りに回転させながら、ロボットの前方向へ床表面を自律的に横断する。縁部清掃ヘッドは、シャーシの横方向長さを超えて延び、かつ床表面に接触する。ロボットは、床表面を横切って操縦し続ける間に、高い縁部清掃ヘッドモータ電流に応答して、（巻き戻るコード、紐、または他の絡まった媒体と同じ速度で、実質的にニュートラルで回転し、かつ／または回転するように駆動されるように）、別個に縁部清掃ヘッドモータに逆バイアスを与える。
【００１７】
一つの実施態様では、ロボットの制御装置によるブラシ制御プロセスは、高い清掃ヘッドモータ電流に応答して縁部清掃ヘッドの回転を逆転する前に（ロボット動作制御とは別個に）、前方向へのロボットの移動を決定する。ロボットのブラシ制御プロセスは、ある一定の時間の間における高い縁部清掃ヘッドモータ電流に応答して、（ロボット動作制御とは別個に）縁部清掃ヘッドの回転を逆転し得る。一つの例では、ブラシ制御プロセスが縁部清掃ヘッドの回転を逆転する後で、ブラシ制御プロセスは、直接的にまたは監督プロセスを介して、逆方向へ移動し、駆動方向を変更し、かつその駆動方向へ移動するように、信号をロボットの動作制御プロセスに送ることができる。
【００１８】
別の実施態様において、ロボットはまた、シャーシによって担持された主清掃ブラシを備え、このブラシは、ロボットが床を横切って動かされる間に床表面に接触するように、水平軸回りに回転するように駆動され得る。ロボットは、床表面を横切って操縦し続ける間に、高い主清掃ヘッドモータ電流に応答して、別個に主清掃ブラシの回転を逆転する。ロボットのブラシ清掃プロセスはまた、高い主清掃ブラシモータ電流に応答して、別個に主清掃ブラシの回転を逆転する前に、前方向へのロボットの移動を決定することができる。さらに、ロボットのブラシ清掃プロセスはまた、一定の時間の間または時間間隔の間、主清掃ブラシの回転を逆転することができる。
【００１９】
別の態様では、自律カバレッジロボットが、駆動システム、衝突センサ、および近接センサを備える。駆動システムは、方位（旋回）設定および速度設定に従ってロボットを動かすように構成される。衝突センサは、前方向における障害物とのロボットの衝突に応答する。近接センサは、近接しているが、ロボットに接触していない距離に、例えば、１〜１０インチ、好ましくは１〜４インチにある、ロボット前方の障害物に応答する。駆動システムの動作制御プロセスはまた、方位設定に従ってロボットを前進させることを含めて、清掃またはカバレッジプロセスの続行中に、潜在的な障害物の検出を示す近接センサからの信号に応答して速度設定を低減するように構成され得る。さらに、駆動システムの動作制御プロセスはまた、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、方位（旋回）設定を変更するように構成され得る。
【００２０】
幾つかの場合では、駆動システムの動作制御プロセスは、障害物の周囲を追従するために、衝突センサおよび一つまたは複数の側部近接センサから受け取った信号に応答して、方位設定を変更するように構成され得る。他の場合では、駆動システムは、ロボットを障害物から遠ざけて誘導するために、衝突センサおよび近接センサから受け取った信号に応答して、方位（旋回）設定を変更するように構成され得る。一つの実施例では、駆動システムは、ロボットをトルク（例えば、モータ電流またはモータ抵抗）設定で動かすように構成され、駆動システムは、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、モータ電流またはモータ抵抗設定を変更するように構成される。駆動システムは、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、モータ電流またはモータ抵抗設定を増大することができる。
【００２１】
近接センサは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許６５９４８４４号、「Ｒｏｂｏｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ」で実質的に開示されたように、相互から固定距離に集束するように相互に向けられた赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対の複数の組を備えることができる。別法として、近接センサは音波探知器装置を含み得る。衝突センサは、スイッチ、容量性センサ、または他の接触感知装置を含み得る。
【００２２】
ロボットは床の上に配置され得る。さらに別の態様では、自律カバレッジロボットを床の上の物体に対して動かす方法は、ロボットが清掃モードにおいて全速清掃速度で床を自律的に横断するステップを含む。ロボット前方に物体の近接を感知すると、ロボットが物体との接触を検出するまで物体に向かい続ける間に、ロボットは、清掃速度を減速清掃速度まで落とす。物体との接触を感知すると、ロボットは、随意選択的には実質的に減速清掃速度で、物体に対して旋回し、他方で物体の近傍で清掃を行う。ロボットは物体の周囲を追従し、他方で物体の近傍で清掃を行うことができる。ロボットが周囲を離れると、ロボットは速度を全速清掃速度まで上げることができる。ロボットは、物体からの実質的に一定の追従距離を維持し得るか、ロボット本体の追従側面を越えて延びる縁部清掃ヘッドまたはブラシの長さよりも小さい追従距離を維持し得るか、または物体との最初の減速清掃速度における接触に応答して、実質的に物体に接触し、他方で物体の近傍で清掃を行うことができる。一つの例では、物体からの追従距離は実質的に、物体と実質的に接触した直後におけるロボットと物体との間の距離である。別の例では、物体からの追従距離は約０から２インチの間である。
【００２３】
一つの場合では、ロボットは、物体との接触に応答して、物体の周囲を移動するように操縦を実行する。この操縦には、ロボットが物体の周囲を実質的に半円形の経路で、または連続した交互する部分螺旋（例えば、漸減する半径を有する円弧）で移動することを含み得る。別法として、この操縦は、ロボットが物体から遠ざかり、次いで物体に実質的に正接する方向へ移動することを含み得る。
【００２４】
ロボットの前方に物体の近接を感知すると、ロボットは、定率で、指数関数的な率で、非線形的な率で、または何らかの他の率で、全速清掃速度から減速清掃速度まで減速することができる。さらに、ロボットは、物体との接触を感知すると、駆動モータ、主ブラシモータ、またはサイドブラシモータのトルク（例えば、モータ電流）設定を低減することができる。
【００２５】
さらに別の態様では、自律型ロボットが、シャーシと、シャーシに搭載され、ロボットを動かすように構成された駆動システムと、シャーシによって担持され、ロボットの下方の床表面を検出するように構成された床近接センサとを備える。床近接センサは、ビームを床表面に向かって誘導するように構成されたビーム発光器と、誘導されたビームの床表面からの反射に応答し、シャーシの下向き受口の中に取り付けられたビーム受光器とを備える。床近接センサは、実質的に封止されたユニット（例えば、下方向で）でよく、受口の内部に堆積物、「カーペット毛羽」、毛髪、または家庭の埃が蓄積するのを防止するために、受口の下端を横切って配置された前方および後方縁部を有するビーム透過カバーも備え得る。このカバーは、帯電防止材料から作製されたレンズを含んでも良い。ロボットの前縁におけるカバーの前方縁部、すなわち、ロボットの動作方向におけるカバーの縁部は、後方縁部よりも高くなっている。受口の下方表面は楔形に形作られ得る。一つの例では、床近接センサは、米国特許第６５９４８４４号、「Ｒｏｂｏｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ」に実質的に開示されたように、赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対を含む。
【００２６】
一つの実施態様では、ロボットの駆動システムは、シャーシから懸架された少なくとも一つの被駆動輪と、シャーシによって担持され、車輪の一つに隣接して収納された少なくとも一つの床−輪近接センサとを備え、この床−輪近接センサは、車輪に隣接する床表面を検出するように構成される。また駆動システムは、床近接センサから受け取った信号に応答して、ロボットを感知されたクリフから遠ざけて動かすように構成された制御装置も備え得る。幾つかの場合では、駆動システムは、車輪の一つに近接して収納され、シャーシに対する車輪の実質的な下向き変位に応答する脱輪センサを備える。駆動システムは、すべての車輪が脱輪するときに、床近接センサの動作可能性を検証する検証システムを含み得る。この検証は、すべての車輪が脱輪したのは、ロボットが人間によって床から持ち上げられている結果である公算が高いという推断に基づいており、必ずしもすべての床近接センサが床表面に整合しないわけではないこと（反射が測定されないかまたは強すぎる反射）を確認するために点検するものである。床表面または過剰に強い反射（例えば、遮断されたセンサを示す）に整合するセンサは、いずれも妨害されていると見なされる。この検出に応答して、ロボットは、標示または光によって床近接センサが掃除されるべきであることを示す保守報告セッションを開始することができる。この検出に応答して、ロボットは、すべての床近接センサが掃除されかつ機能していることを検証手順によって判定するまで、前進動作を禁止する。それぞれの輪−床近接センサおよび脱輪近接センサは、赤外線発光器および受光器の少なくとも一つの対を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、自律型カバレッジロボットの一例の上方斜視図を示す。
【図２】図２は、自律型カバレッジロボットの一例の下方斜視図を示す。
【図３】図３は、自律型カバレッジロボットの一例の分解図を示す。
【図４】図４は、自律型カバレッジロボットの中に組み込まれ得る主清掃ヘッドの一例の正面斜視図を示す。
【図５】図５は、自律型カバレッジロボットに使用され得る主清掃ヘッドの一例の分解図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、清掃ビンの一例を示す分解図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示される清掃ビンの一例を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示される清掃ビンの一例を示す断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、主清掃ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ｄに示される主清掃ヘッドの一例を示す底面斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、回転可能なブラシを使用する縁部清掃ヘッドの一例の上方斜視図を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、縁部清掃ヘッドの一例の分解図を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、縁部清掃ヘッドの一例における傾きの模式図を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、回転可能なスキージを備える縁部清掃ヘッドの一例を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、自律型カバレッジロボットに使用され得るバンパを示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、動的な衝突センサおよび近接センサを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、自律型カバレッジロボットの一例のブロック図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、動作制御を説明するフローチャートを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ブラシ動作を説明するフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、隣接する床の検出に使用され得る床近接センサおよび取付留め具を示す。
【図１１】図１１は、床近接センサの側面図を示す。
【図１２】図１２は、床近接センサの分解図を示す。
【図１３】図１３は、図１１および１２に示される床近接センサに使用されるカバーの分解図を示す。
【図１４】図１４は、脚輪アセンブリの一例を示す分解図である。
【図１５】図１５は、脱輪センサの一例を示す分解図である。
【図１６】図１６は、脚輪アセンブリの一例を示す断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａ〜Ｈは、様々な構成の清掃ヘッドを有する自律型カバレッジロボットにおける絡まりを解除する方法の例を示す。図１７Ａは、撹拌ローラを有する自律型カバレッジロボットに使用され得る絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、撹拌ローラおよびブラシローラを有する自律型カバレッジロボットに使用され得る絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、二重撹拌ローラを備える自律型カバレッジロボットにおける絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ｃに示したロボットの絡まりを解除する別の方法を示す。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、２つの撹拌ローラおよび一つのブラシローラを有する自律型カバレッジロボットにおける絡まりの解除方法を示す。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、自律型カバレッジロボットの絡まりを解除する別の方法を示す。
【図１７Ｇ】図１７Ｇは、２つの撹拌ローラおよび２つの空気ダクトを有する自律型カバレッジロボット３００における絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１７Ｈ】図１７Ｈは、２つの撹拌ローラ、一つのブラシローラ、および２つの空気ダクトを有する自律型カバレッジロボット３００における絡まりの解除方法を示す側面図および底面図である。
【図１８】図１８は、清掃ビンを含む自律型カバレッジロボットの一例の断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、清掃ビンの一例の正面斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａの清掃ビンの分解図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ａの清掃ビンの後方斜視図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ａの清掃ビンの後方斜視図である。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、図１９Ａの清掃ビンの正面図である。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、図１９Ａの清掃ビンの側面図である。
【図１９Ｇ】図１９Ｇは、図１９Ｅの清掃ビンの線１９Ｇ−１９Ｇに沿った断面図である。
【図２０】図２０は、清掃ビンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
異なる図面中の同様の番号は、同様の要素を示す。
【００２９】
図１〜３は、例示的な自律型カバレッジロボット１００の上方斜視図、下方斜視図、および分解図を示す。ロボット１００は、シャーシ１０２、駆動システム１０４、縁部清掃ヘッド１０６ａ、および制御装置１０８を有する。駆動システム１０４は、シャーシ１０２に搭載され、ロボット１００を動かすように構成された差動式駆動装置（ロボットの中心直径に近接するかまたは中心直径上にあり、別個に速度制御可能な左輪および右輪）である。縁部清掃ヘッド１０６ａは、ロボット１００の下方およびその直近の汚れおよびゴミ（デブリ）を除去するために、さらに具体的にはロボットが前方に向かって清掃する際に汚れおよびゴミを主清掃ヘッド１０６ｂの清掃経路の中へ掃き込むために、シャーシ１０２の側縁を越えて延びるように取り付けられる。幾つかの実施態様では、主清掃ヘッド１０６ｂまたは縁部清掃ヘッド１０６ａは、表面処理を施すためにも使用可能である。制御装置１０８（図９Ａにも図示される）は、シャーシ１０２によって担持され、自律的様態で床を清掃または処理するため、以下に説明するように、センサの読取り値または指示に基づいてロボット１００の構成要素に指令を供給する、行動に基づくロボット工学（behavior based robotics）によって制御される。バッテリ１０９がロボット１００およびそのサブシステム用の電源となり得る。下カバー１１０は、ロボット１００の内側部分を保護しかつ汚れおよびゴミの侵入を防ぐ。
【００３０】
駆動システム１０４は、左駆動輪アセンブリ１１２、右駆動輪アセンブリ１１４、および脚輪アセンブリ１１６を含む。駆動輪アセンブリ１１２、１１４および脚輪アセンブリ１１６は、シャーシ１０２に連結されて、ロボット１００を支える。制御装置１０８は、ロボット１００を動かすために駆動輪アセンブリ１１２および１１４を前方または後方に駆動するように駆動システムに指令を供給することができる。例えば、両方の駆動輪アセンブリを前方向に係合させるように制御装置によって指令が発行され、ロボット１００の前進動作をもたらす。別の場合では、左駆動輪アセンブリ１１２を前方向に駆動させ、他方では右駆動輪アセンブリ１１４を後方向へ駆動させる左旋回のための指令が発行可能であり、結果として、上方から眺めたときにロボット１００は時計回りに旋回する。
【００３１】
図４および５は、シャーシ１０２に取り付けることによってロボット１００の主清掃ヘッド１０６ｂに組み込まれ得る主清掃ブラシ１１１の前方斜視図および分解図を示す。本明細書に開示されるロボットおよび清掃ヘッドの一般的な構造は、別様に言及される場合を除き、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許６８８３２０１号に開示されたものと同様である。一般に、ロボットのブラシが、コード、紐、毛髪、縁飾り、飾り房に絡まると、ブラシモータが過電流または温度上昇に直面し、ブラシのエネルギー消費の増大、清掃不良、減速、または故障を引き起こす恐れがある。ロボットがそのように制御されているか、または絡まる物が重かったりもしくは固定されたりしている場合、ロボットはその場に拘束される恐れがある。また、センサが静止状態を検出するために利用可能である場合、ロボットは動作を停止し、それによって清掃ができない恐れがある。作業工程中に立ち往生したロボットは、自律的機能を続行するために「救助」されかつ清掃されねばならない。理論的には、駆動輪、脚輪、ビン・スキージ、および清掃ヘッド駆動系（逆駆動装置）における静的または動的摩擦に対抗するために追加的なエネルギー消費が発生する。縁飾り／飾り房／コードは、清掃ブラシの最小巻付き径（例えば、ブラシ１１１が剛毛しか具備していなければ、通常はブラシ１１１の芯）の回りに緊密に巻き付き得る。清掃ブラシ１１１の最小径部が硬質の場合（弾性がない場合）、例えば、ブラシが縁飾り／飾り房／コードを巻き戻すために清掃ヘッドの内部で逆回転されるとき、清掃ヘッドの歯車系および床と接触しているブラシにおける静的または動的摩擦に打ち勝つために、追加的なエネルギーが必要とされ得る。飾り房または紐がブラシの回りに絡まり続けるままにされる場合、絡まりを除去するためにブラシ１１１を清掃ヘッド１０６ｂから取り外す必要があり得る。主清掃ブラシ１１１は、清掃ヘッド本体１１７に沿って配置されたバッフルまたは柔らかいフラップ１１３および剛毛１１５を有する。清掃ヘッド本体１１７の長さに沿って配置された柔らかいフラップ１１３は、静的摩擦を最小化し得る。清掃ヘッド本体１１７は、ロボット１００が床全体を移動し、バッフル１１３および剛毛１１５に床の表面上に存在し得る汚れおよびゴミを撹拌させながら、清掃ヘッド本体が床表面に接触（engage）するように、その水平軸回りに回転可能である。制御装置１０８は、主清掃ヘッドモータ電流の急上昇または増大を受けて、主清掃ブラシ１１１の回転を逆バイアスし（すなわち、ロボットが前方向へ遠ざかることにより絡まりを引き出しかつ巻き戻す際に、清掃ブラシの自由回転を許容するのに十分な逆電流を供給し）、他方では、制御装置１０８がロボット１００を床全体に移動させるために個々の動作制御行動を実行するときに、清掃サイクルまたは他のサイクルの実行を続行するように構成可能である。この場合に、柔らかいフラップ１１３のへり１１３ａは、主清掃ブラシ１１１の最小径になり得る。へり１１３ａは、変形に殆どエネルギーの必要がないように柔軟であり（しなやかで、柔らかく）、潜在的にはエネルギーをロボット１００の移動を開始するのに必要とされるエネルギーからそらす。静的摩擦に遭遇するブラシ歯車系の一時的な遅延は、ロボット１００が移動を再開する機会を与え、それによってブラシの絡まりを容易に解除することを可能にする。同様に、ブラシ１１１は、絡まったコードまたは飾り房の単位長さ当たりの巻きを単にそれほど多く完成しないという理由で、コードまたは飾り房は、へり１１３ａのより大きな直径（芯１１７のような芯またはさらに細い芯に比べて）回りに絡まり難くなり得る。さらには、フラップ１１３の長さ方向にえぐられる（湾曲される）性質が、運転されているロボットと、絡まった主清掃ブラシ１１１の逆駆動をバイアスする逆バイアスとの間の一時的な遅延の間に、飾り房／縁飾りを強制的にほどき／解除するばねの役割をさらに果たす。剛毛１１５は、主として清掃するために使用され得るが、他方でフラップ１１３は、主として絡まりの解除目的に使用され得る。これは、絡まった紐が主清掃ブラシ１１１の中でフラップ１１３によって保持される場合に、ロボット１００が清掃（カーペットの撹拌）を続行することを可能にする。本明細書で説明されたものと組合せ可能な他のロボットの細部および特徴構造が、ここで参照によりその内容全体が組み込まれる以下の米国特許仮出願第６０／７４７７９１号に見いだすことができる。
【００３２】
図６Ａは、清掃ビン６００の一例を示す分解図である。清掃ビン６００は、底部ハウジング６０２と、中間ハウジング６０４と、上部ハウジング６０６と、デブリ空洞６０７と、フィルタ空洞６０８と、フィルタ空洞カバー６０９と、第１部分６１０ａおよび第２部分６１０ｂを有するデブリスキージ６１０と、真空ファン６１２とを含む。図２を参照すると、シャーシ１０２はビン受け溝６０１を有しており、そこに清掃ビン６００が収容される。
【００３３】
上部ハウジング６０６と中間ハウジング６０４とは共に、デブリ空洞６０７を形成する。デブリ空洞６０７は、主清掃アセンブリ１１２に隣接するその前側に、少なくとも一つの開口部６１７を有する。デブリ空洞６０７は、開口部を通して、縁部清掃ヘッド１０６ａおよび／または主清掃ヘッド１０６ｂからデブリを収集することができる。
【００３４】
また、底部ハウジング６０２と中間ハウジング６０４とは共に、作業面から真空清掃されたデブリを蓄えるフィルタ空洞６０８を形成することができる。デブリスキージ６１０は、作業面を磨いて、デブリをデブリ空洞６０８内へ向かわせる。真空ファン６１２は、中間ハウジング６０４の上側に取り付けられる。真空ファン６１２は、デブリスキージ６１０がある作業面からフィルタ空洞６０８を通る吸引路を作り出す。真空ファン６１２の下のフィルタは、デブリがフィルタ空洞６０８を出て真空ファン６１２に入ることを防止する。
【００３５】
フィルタ空洞カバー６０９は、中間ハウジング６０４に回転可能に取り付けられており、閉位置と、アフターサービス用にフィルタ空洞６０８およびフィルタを剥き出しにする開位置との間で移動するように構成されている。
【００３６】
また、清掃ビン６００は、開位置でフィルタ空洞カバー６０９を付勢するフィルタ空洞カバーばねアクチュエータ６１１を含むことができる。清掃ビン６００がシャーシ１０２に固定される場合、フィルタ空洞カバー６０９は閉位置におかれる。フィルタ空洞カバー６０９がシャーシ１０２から取外されると、フィルタ空洞カバーばね６１１はフィルタ空洞カバー６０９を回転して開放させ、デブリの除去用にフィルタ空洞６０８を剥き出しにする。一例において、清掃ビン６００は、使用者が掛け金を解放するまで、付勢されたフィルタ空洞カバー６０９を閉位置におく掛け金も含むことができ、これによって、フィルタ空洞カバーばね６１１は、カバーを回転して開放させることができる。
【００３７】
真空ファン６１２は、電源コネクタ６１４を含む。電源コネクタ６１４は、電気バッテリ３０２から真空ファン６１２へ電力を提供する。電源コネクタ６１４は、上部ハウジング６０６内の開口部６１６から突出している。このことにより、電源コネクタ６１４は、清掃ビン６００がシャーシ１０２内部のレセプタクル内に置かれる場合に、シャーシ１０２内の電源コネクタと咬合することができる。
【００３８】
図６Ｂおよび６Ｃは、清掃ビンカバーを含む清掃ビン６００の一例を示す断面図である。図６Ｂは、ビンハウジング６０６にてヒンジで留められた清掃ビンカバー７０２を有する清掃ビン６００の例を示す。ビンカバー７０２は、清掃ビン６００のロボット側を囲う。ビンカバー７０２は、清掃ビン６００、特にフィルタ空洞６０８内のデブリを空にするために開放される。真空ファン６１２の下のビンフィルタ７０４は、吸引路に沿ってフィルタ空洞６０８内へと真空清掃されたデブリを保持する。ビンカバー７０２は、開位置でビンカバー７０２を付勢する付属のばね７０６、または別の装置を有することができる。
【００３９】
特定の実施態様において、清掃ビン６００がカバレッジロボット１００から取外されると、ビンカバー７０２は開放される（図６Ｂおよび６Ｃに示す）。別法として、ビンカバーの掛け金を解放するとビンカバー７０２を開放することができる。掛け金は、例えばカバレッジロボット１００の作動中、ビンカバー７０２を閉位置で保持する。掛け金は、ビンカバー７０２を開放し、清掃ビン６００を空にするために開放される。
【００４０】
いくつかの例において、図６Ｂに示されるように、真空ファン６１２は、フィルタ空洞６０８およびデブリ空洞６０７に空気を吸い込む。中間ハウジング６０４および／または上部ハウジング６０６は、空気の流通が可能なようにデブリ空洞６０７と真空ファン６１２を連結するための空気口６１３Ａおよび６１３Ｂをそれぞれ有する。真空ファン６１２が空気（およびデブリ）を清掃ビン６００に移動すると、清掃ビン６００の外側に対し清掃ビン６００の内部で生じた陰圧によって、空気はデブリスキージ６１０を通ってフィルタ空洞６０８に、および清掃ヘッド１１１を超えてデブリ空洞６０７に吸い込まれる。毛髪などの繊維を清掃ヘッド１１１から取り去り、それらをデブリ空洞６０７に吸い込むために充分な空気が、清掃ヘッドを超えて移動することができる。
【００４１】
図６Ｄは、主清掃ヘッド１０６ｂの一例を示す斜視図である。主清掃ヘッド１０６ｂは、清掃ヘッドアセンブリ１０６４を支持する清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２を含む。清掃ヘッドアセンブリ１０６４は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２およびカバレッジロボット１００に対して移動可能である。清掃ヘッドアセンブリ１６０４は、主清掃ブラシ１１１と、清掃駆動モータ１０６６とを支持する（図からわかるように、ブラシ１１１上には非常に複数の剛毛群が提供されるが、明確にするために少量のみ図示される）。
【００４２】
図６Ｅは、清掃ヘッドアセンブリ１６０４の一例を示す、主清掃ヘッド１０６ｂの底面斜視図である。清掃ヘッドアセンブリ１６０４は、主清掃ブラシ１１１ａと、補助清掃ブラシ１１１ｂとを含む。主清掃ブラシ１１１ａは、清掃ヘッドアセンブリハウジング１０６２に回転可能に連結されている。補助清掃ブラシ１１１ｂは、可撓性のフラップを含む。補助ブラシ１１１ｂは、主清掃ブラシ１１１ａにより押しやられたデブリが捕えられ、補助ブラシ１１１ｂを越えて上方へ向けられるように、主清掃ブラシ１１１ａとは反対方向に回転する。さらに、補助ブラシ１１１ｂが回転すると、可撓性のフラップは、作業面を清潔にブラシ掛けすることができる。
【００４３】
図７Ａおよび７Ｂは、縁部清掃ヘッド１０６ａの上方斜視図および分解図を示す。縁部清掃ヘッド１０６ａは、シャーシ１０２によって支持され、ブラシ１２０を非水平軸回りに回転するために、縁部清掃ヘッドモータ１１８および駆動力伝達装置１１９によって駆動される。ブラシ１２０は、シャーシ１０２の周縁を越えて延びるブラシ要素１２２Ａ〜Ｆを有する。各ブラシ要素１２２Ａ〜Ｆは、隣接するブラシ要素と約６０度の角度を形成し、これらの要素の軸に沿って延びる剛毛が先端に付けられる。ブラシ１２０は、ブラシ要素１２２Ａ〜Ｆの端部が作業表面に対して直角に移動するように、垂直軸回りに回転可能である。縁部清掃ヘッド１０６ａは、ブラシ１２０がシャーシ１０２の縁部を越える汚れおよびゴミを掃き取りできるように、ロボット１００の縁部に近接して配置される。幾つかの実施態様において、縁部清掃ヘッド１０６ａは、ロボットの垂直軸からずれた（傾斜した）軸回りに動作する。図７Ｃに模式的に示されるように、縁部清掃ヘッド１０６ａは、ゴミをロボット周囲の外側から主作業幅に向かって集めつつ、このように一旦作業幅に集められたゴミを妨害したり、ゴミをロボットの作業幅からはじき出したりしないように、前方向および左右方向へ傾斜し得る（すなわち、車輪接触平面内において移動方向から約４５度の線回りに、その平面に対して下向きに傾斜する）。この軸ずれは、シャグのような様々なカーペットの種類に適するように、縁部清掃ヘッド１０６ａの傾きを個別修正するために随意選択的に調節可能である。
【００４４】
他の構成の縁部清掃ヘッドについてもロボット１００において使用可能である。例えば、縁部清掃ヘッドは、１２０度の等間隔に分離された３つのブラシ要素を有してもよい。図７Ｄは、ブラシの代わりに回転可能なスキージ１２６が使用される別の実施例である縁部清掃ヘッド１２４を示す。他の構成において、縁部清掃ヘッドは、シャーシ１０２の周縁を越えて広がる一つまたは複数の吸水性のある繊維を有しても良い。
【００４５】
図８Ａは、自律型カバレッジロボット１００に使用され得るバンパ１３０を示す。図８Ｂは、バンパ１３０の内部に収容され得る近接センサ１３４を示す。駆動システム１０４は、方位設定および速度設定にしたがってロボット１００を動かすように構成され得る。近接センサ１３４は、ロボットの前方の潜在的な障害物を感知することができる。
【００４６】
図９Ａは、ロボット１００の電子機器の模式図である。ロボット１００は、全方向受信器、指向性受信器、近接センサ１３４、および衝突スイッチ１３２を同時に制御するバンパ用マイクロコントローラ１０７Ａと通信する制御装置１０８を備える。制御装置１０８は、クリフセンサ１４０および各モータ用のモータ電流センサを含み、その他のすべてのセンサ入力を監視する。
【００４７】
ロボット１００の方向および速度の制御は、近接センサ１３４が潜在的な障害物を検出する場合にロボット１００の速度を低減するために、カバレッジおよび制限に関する行動に基づくロボット工学の原理に従って（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６８０９４９０号および同第６７８１３３８号に一般的に開示される）、アービタによって選択される（かつ制御装置１０８によって実行される）、動作制御行動によって対処され得る。制御装置１０８によって実行される動作行動は、動的な衝突センサ１３２が障害物とロボット１００の衝突を検出するときに、ロボット１００の速度を変更することも可能である。したがって、図９Ａを参照すると、ロボット１００は、クルージングまたは直線行動９００を実行することによって床表面を横断する。ロボット１００が、近接センサ１３４によって、近接しているがまだ障害物に接触していないことを検出するとき、ロボット１００は、減速ルーチン９０２（これは一つの行動でもよいし、一つの行動の一部でもよいし、または２つ以上の行動によって形成されてもよい）を実行する。減速ルーチン９０２において、ロボット１００は、全速清掃速度で障害物に突進することはない。衝突が実際に発生した場合に、衝突の騒音がより小さくかつ衝突が表面を傷つける恐れがより少ないように、制御装置１０８によって、潜在的な障害物に向かうロボットの接近速度が、約３００ｍｍ／秒の全速清掃速度から約１００ｍｍ／秒の減速清掃速度まで落とされる。これにより、全体的な騒音、ロボット１００、またはロボットが衝突する物体に対する潜在的な損傷が軽減される。ロボット１００が、動的な衝突センサ１３２によって物体との接触を検出するとき、ロボット１００は、以下のルーチン、すなわち、弾む９１０、障害物の周囲を追従する９１２、進行方向を変更しかつ物体から遠ざかる９１４、または物体（例えば、壁）に近接しかつそれに沿って追従するように進行方向を変更して曲がる９１４といったルーチンの一つを実行する。弾む９１０は、物体に沿って弾むようにロボット１００を移動させる。物体の周囲に追従する９１２は、ロボット１００が、例えば、物体の近傍を清掃するためにかつ／または壁際まで清掃するために、物体の周囲に沿って所定の距離をおいて追従するように、近接センサ１３４を使用させる。ロボット１００は、継続的に部屋を清掃し、前方向に近接する物体（それは壁、テーブル、椅子、ソファー、または他の障害物であり得る）を検出した場合、減速されるが、中断されることなく同じ方向において清掃を続ける。所定のおよび／または無作為の場合に、ロボット１００は、縁部清掃ヘッド１０６ａが床と壁または障害物との間のコーナからゴミまたは汚れを集めるように、物体に衝突し、主清掃ヘッド１０６ｂの縁部が可能な限り壁に近接するように所定の位置で旋回し、本質的に減速清掃速度で、ロボットの側面に接する物体を緊密に追従する。一旦ロボット１００が壁を離れると、所定の制限範囲内において所定のおよび／または無作為な距離を隔てた後で、ロボット１００は、その速度を全速清掃速度まで上げる。他の場合では、ロボット１００は、物体に衝突し、物体または壁から離れる方向にくるまで所定の位置で旋回し、かつ直ちに全速清掃速度で物体または壁から遠ざかる。
【００４８】
ロボット１００は、制御装置１０８の内部の行動ソフトウェアアーキテクチャを採用する。本明細書で論じるロボット１００の実施形態は行動に基づく制御の一部しか使用できないか、または全く使用できないが、行動に基づく制御は、ロボットが堅牢である（すなわち、立ち往生したりまたは故障したりしない）ばかりでなく、安全でもあるように制御する際に効果的である。ロボット１００は、制御装置１０８内のアービタによって実行される幾つかの行動を有するソフトウェアアーキテクチャおよび制御を使用する。行動は、センサ事象に応答してアービタに入力される。一つの実施形態において、すべての行動が相互に対して固定された相対優先順位を有する。アービタ（この場合では）は許可条件を認識し（行動は許可条件一式を有している）、アービタは許可条件を満たした行動の中で最高の優先順位を有する行動を選択する。優先順位の降順では、行動は、一般に、脱出および／または回避行動（クリフを回避したりまたはコーナから脱出したりするような）、ならびに作業行動（例えば、壁追従、弾み、または直線駆動）として分類される。行動には、様々な脱出（コーナ、アンチキャニオ二ング（anti-canyoning）、立ち往生状況、例えば、米国特許第６８０９４９０号で開示されたような幾つかの回避行動を抑止する「弾道学的な」一時的ファイアアンドフォーゲット移動の脱出を含む）、クリフ回避、仮想壁回避（仮想壁はゲートウェイビームによるビーコンであり得る）、スポットカバレッジ（螺旋または犂耕書式パッチのような限定的なパターンでカバーする）、位置合わせ（障害物追従中に遭遇する前方障害物、例えば、内側コーナと位置合わせするために側部近接センサを使用して、定位置で旋回する）、追従（側部近接センサまたはロボットの側面に延びるバンパを使用する、障害物に沿った実質的に平行な追従または衝突追従のいずれか一方または両方を表す）、「弾む」（ロボットが物体に衝突した後に生起する行動）ために衝突に応答すること、および運転（クルージング）が含まれ得る。行動の優先順位を決定する間に何らかのロボットの動作が（もしあれば）行われる。２つ以上の行動がアービタの中に存在すれば、任意の対応する必要条件が満足される限り、より高い優先順位を有する行動が実行される。例えば、クリフ回避行動は、クリフ検出センサによってクリフが検出されなければ実行されることはないが、クリフ回避行動の実行は、許可条件を同様に満たしている他の行動の実行よりも常に優先順位が高い。
【００４９】
反応型行動は、その許可条件またはトリガとして、様々なセンサおよび現象の検出を含む。これらには、前方近接検出（複式）、前方衝突検出（複式）、クリフセンサ（複式）、仮想壁信号（これは、むしろカバレッジトリガと考えてもよい）の検出のような、障害物の回避および検出用のセンサが含まれる。これらの種類のセンサは、フィルタ、条件付け、およびそれらのドライバによって監視および条件付けられるが、これらのセンサは、許可条件を生成するばかりでなく、行動が予測可能に働くことを助け、かつすべての利用可能な情報（例えば、１ビット「正／誤」信号への変換、センサ群からの強度または時間差に基づいて衝突または出来事の見込み角度の記録、または履歴、平均、頻度、もしくは変動情報）に関するデータを記録することもできる。
【００５０】
実際の物理的センサは、アーキテクチャ内では、条件付けおよびドライバから合成された「仮想」センサによって代替され得る。追加的な「仮想」センサは、モータの過電流、ロボット１００の静止または立ち往生状況（車輪エンコーダまたはカウンタからの走行距離計読取り値の欠如を監視することによって）、電量分析による蓄電池充電状態のようなロボット１００に関して固有受容的なもしくは解釈された、検出可能なまたは解釈された物理的特性から合成されたもの、および他の仮想センサである。
【００５１】
さらに、反応型行動は、追尾または追従されるべき検出現象を表す許可条件に従って実行可能である。ビームまたは無線（ＲＦ、音響）信号が、指示なしでまたは幾つかの場合では指示されて検出可能である。指示を与える遠隔ビームまたは標識（バーコード、逆反射目印、特徴的目印、基準目印、または視覚によって認識される自然の目印）が、ホーミングまたは相対移動を可能にする。しかしながら、指示なしでも、ロボット１００は、検出信号の存在、非存在、および／または相対的な強度に基づいてサーボ機構制御に移行することができる。ロボット１００、縁、または線からのビームの反射も同様に検出可能であり、追従行動（ロボット１００による障害物追従のような）が、このような信号に基づいてサーボ機構制御によって実行される。デブリ信号またはアーティファクト信号が、ロボットが集めたゴミまたは横切った物体を監視することによって収集可能であり、この信号は、スポットカバレッジパターンを制御する反応型行動のための許可条件であり得る。
【００５２】
ロボット１００は、一般に反応型行動とは考えられていない同時発生プロセス、すなわち、「並行」プロセスを維持する。協働的または他の多重タスク様態でプロセッサ時間を他のプロセス（例えば、アービタおよび行動を含む）のほとんどに割り当てるために、スケジューラが必要であり得る。より多くのスレッディングが利用可能であれば、スケジューラによって管理され得るプロセスがより少なくなる。留意したように、フィルタおよび条件付けならびにドライバは、生の信号を解釈および翻訳することができる。これらのプロセスは反応型行動とは見なされず、モータ駆動装置または他のアクチュエータに対する直接的な制御を行わない。さらに、本実施形態では、主ブラシおよびサイドブラシは専用のブラシ行動およびブラシ制御アービタによって他に制御可能であるが、一つまたは複数のブラシモータ制御装置が、これらのブラシを制御する。
【００５３】
別の例によれば、減速ルーチン９０２が、約１から１０インチ（好ましくは１から４インチ）で作動するべき赤外線の近接センサ１３４を使用する（すなわち、受光器が、相互に向かって角度を成す発光器および受光器の重なり空間の中で生じる反射光から受け取る場合）。この距離は、ＩＲ近接センサ１３４または交差ビームセンサの有効範囲内であり、かつ検出された障害物と衝突する前にロボット１００を減速するのに十分な時間がある範囲内となるように選択される。従来の近接センサは、障害物のアルベドに応じた信号強度を反射する。交差ビームセンサ１３４は、受光器および発光器のビーム／領域が交差する、センサから特定の距離の中に侵入する様々なアルベドに関して閾制限され得る。さらに、検出された壁の近接に基づく減速は、衝突センサ１３２とは別個に、使用者によって抑制または中断され得る。制御装置１０８は、ロボットの下降を実質的に安定的に減速し、次いでゆっくりとクルーズさせることができる。制御装置１０８は、約３インチを超えてゆっくりとＳ字カーブを実行することが可能であり、安定的に、しかし約３インチを超える加速または減速率で速度を落とすことができる。脱出行動、例えば、パニック、静止、立ち往生、アンチキャニオニングの間に、ロボットは、任意の脱出行動または幾つかの回避行動に関する許可条件として、通常は近接センサ１３４を使用しないことによって、本質的に近接センサ１３４の切断が可能である。
【００５４】
駆動システム１０４は、前方障害物の検出を示す近接センサ１３４からの信号に応答して速度設定を低減し、他方では、現状の方位設定に従ってロボット１００を前進させて床または表面に対する作業を続行するように構成可能である。駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサ１３２から受け取った信号に応答して方位設定を変更するように構成可能である。例えば、駆動システム１０４は、ロボット１００が障害物の周囲を追従するように、衝突センサ１３２および近接センサ１３４から受け取った信号に応答して方位設定を変更するように構成可能である。別の実施例では、駆動システム１０４は、ロボット１００を障害物から遠ざけて誘導するために方位を変更するように構成可能である。
【００５５】
近接センサ１３４は、赤外線発光器および受光器の一つまたは複数の対を含み得る。例えば、変調された発光器および標準的な受光器が使用可能である。ライトパイプ（図示せず）、コリメーティングもしくは拡散光学系、フレネルもしくは回折光学系が、直前方向のような高確率／高衝突区域において、より均一な光パターンまたはより集中的なもしくはより検出可能性が高い光パターンを供給することによって、盲点を排除するために幾つかの実施態様で使用され得る。別法として、幾つかの実施態様は、音波探知器または他の種類の近接センサを利用し得る。
【００５６】
幾つかの実施態様では、動的な衝突センサ１３２が機械式スイッチ１３０を含み得る。幾つかの実施態様では、衝突センサ１３２が容量性センサを含み得る。他の種類の接触センサも同様に使用可能である。
【００５７】
駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサ１３２から受け取った信号に応答して、ロボット１００をトルク（またはモータ電流）設定で動かすように構成可能である。例えば、駆動システム１０４は、障害物との接触を示す衝突センサから受け取った信号に応答して、トルク（またはモータ電流）を増大することができる。
【００５８】
自律型カバレッジロボットを床の上の物体に対して動かす方法の別の実施例では、ロボット１００が最初に床の上に配置され（または、例えば、ロボットが充電ドックから出発する場合には既に床の上に存在し得る）、ロボット１００は、清掃モードにおいて全速清掃速度で床を自律的に横断する。ロボット１００がロボット１００の前方に近接する物体を検出した場合、ロボットは清掃速度を減速し（例えば、減速清掃速度まで）、この物体（の可能性が高いが）または別の物体との衝突を検出するまで、物体に向かって移動し続け、かつ床の作業／清掃を続行する。物体との衝突を検出した場合、ロボット１００は、衝突した物体に対して旋回し、それに隣接して、すなわち、該物体に沿って清掃を行う。例えば、ロボット１００は、物体の周囲を追従し、他方で物体に沿ってまたは隣接して清掃を行うことができる。別の場合では、ロボット１００は、物体との接触に応答して、物体に隣接して清掃を行いながら、物体からある一定の追従距離を維持することができる。物体からの追従距離は、物体との接触直後のロボット１００と物体との間の距離、例えば、０から２インチであり得る。この距離は、随意選択的に、サイドまたは縁部清掃ヘッド１０６ａがロボットの側面を越えて延びる距離よりも小さい。
【００５９】
幾つかの場合では、ロボット１００が、物体との接触に応答して物体の周囲を巡るように操縦を行う。例えば、ロボット１００は、物体の回りで幾分半円の経路を描いて、または連続した交互する部分螺旋（例えば、漸減する半径を有する円弧）で移動することができる。別の場合では、ロボット１００は、物体から遠ざかり、次いで物体に対して幾分正接する方向へ移動することができる。
【００６０】
ロボット１００は、定率で、例えば、非線形的または指数関数的な率で減速速度まで清掃速度を落とすことができる。ロボット１００の全速清掃速度は約３００ｍｍ／秒であっても良く、ロボット１００の減速清掃速度は約１００ｍｍ／秒であっても良い。
【００６１】
図１０は、隣接する床を検出するためにロボット１００に使用可能である、動的な衝突センサ１３２、床近接センサ１４０、および取付け留め具１４２である。動的な衝突センサ１３２は、ロボット１００とロボットの前方経路中の物体との間の衝突を検出することができる。床近接センサ１４０は、シャーシ１０２によって支持され、ロボット１００が１組の階段のような「クリフ」に近接する場合を感知するために使用可能である。床近接センサ１４０は、クリフが検出されるか否かを示す信号を制御装置１０８に送ることができる。床近接センサ１４０からの信号に基づいて、制御装置１０８は、クリフを回避するために、速力または速度を変更するように駆動システム１０４に指示することができる。
【００６２】
図１１および１２は、床近接センサ１４０の側面図および分解図を示す。床近接センサ１４０は、前方部分１４４、後方部分１４６、発光器１４８、受光器１５０、およびカバー１５２を備える本体を有する。発光器１４８および受光器１５０は、赤外光を放出しかつ受け取ることが可能である。発光器１４８および受光器１５０は、これらの軸が、ほぼ床距離にあるロボット１００の直下の点で位置が合うように、角度を成して前方および後方本体部分１４４、１４６の内部に配置される。
【００６３】
図１３は、カバー１５２の分解図を示す。カバー１５２は、レンズ１５４およびカバー本体１５６から成る。レンズ１５２は、赤外光に透明でよく、カバー本体１５６は発光器１４８から送られた光線を合焦し易くするために不透明でよい。カバー１５２の前方縁部１５８は、埃の蓄積を低減するのを助け、かつ、主としてセンサ１４０が床の上方に正確に位置決めされるときに、光が受光器１５０によって受け取られ、センサ１４０が「クリフ」上方にあるときに、低減した量が受け取られることを保証するために、このカバーの後方縁部１５９よりも高くなっている。幾つかの実施態様では、カバー１５２は、帯電防止ポリカーボネート、酸化銅ドープまたは被覆ポリカーボネート、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ，Ｉｎｃ．から入手可能な帯電防止Ｌｅｘａｎ「ＬＮＰ」、帯電防止ポリエチレン、帯電防止ＡＢＳ／ポリカーボネート合金、または他の同様な材料のような、帯電防止（散逸性または導電性）特性を有する材料を使用して作製される。一つの実施例が、帯電防止粉体と混合されたＡＢＳ７４７およびＰＣ１１４Ｒまたは１２５０Ｙを含む。好ましくは、ロボット外殻、シャーシ、および他の部品も、少なくとも一部が、静電防止カバー１５２を接地するために、帯電防止（例えば、帯電防止ＡＢＳ）、散逸性、および／または導電性である。また、カバー１５２は任意の導電経路によって接地され得る。カバレッジロボット１００が床を横断するとき、帯電防止特性を備えないカバー１５２は静電気で帯電される恐れがあり（例えば、摩擦によって）、それによって、毛羽のような反対の極性に帯電したゴミを蓄積する傾向を有するが、それは、発光器１４８および受光器１５０の感知視野を妨害し得る。
【００６４】
床近接センサ１４０が床の上に適切に配置されるとき、発光器１４８から放出された光は、床から反射して受光器１５０に戻り、制御装置１０８によって読取り可能な信号となる。床近接センサ１４０が床の上方にない場合には、受光器１５０によって受け取られる光の量が減少し、制御装置１０８によってクリフとして解釈され得る信号となる。
【００６５】
図１４は、脚輪アセンブリ１１６の実施例を示す分解図である。脚輪アセンブリ１１６は、シャーシ１０２およびロボット１００から個別に独立して取り外し可能である。脚輪アセンブリ１１６は、脚輪ハウジング１６２、脚輪１６４、脱輪センサ１６６、および車輪−床近接センサ１６８を含む。
【００６６】
脚輪ハウジング１６２は、脚輪１６４、脱輪センサ１６６、および車輪−床近接センサ１６８を担持する。脚輪１６４は、脚輪ハウジング１６２内において、垂直軸回りに旋回し、水平軸回りに回転する。
【００６７】
脱輪センサ１６６は、シャーシ１０２に対する脚輪１６４の下向き変位を検出する。脱輪センサ１６６は、脚輪１６４が作業表面と接触しているかどうかを判定する。
【００６８】
車輪−床近接センサ１６８は、脚輪１６４に隣接して収納される。車輪−床近接センサ１６８は、シャーシ１０２に対する床の近接度を検出する。車輪−床近接センサ１６８は、赤外線（ＩＲ）発光器およびＩＲ受光器を含む。ＩＲ発光器はＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は作業表面に反射する。ＩＲ受光器は反射されたＩＲ信号を検出して、作業表面の近接度を判定する。別法として、車輪−床近接センサ１６８が、可視光センサのような別の種類のセンサを使用してもよい。車輪−床近接センサ１６８は、ロボット１００が階段または棚部のような作業表面中のクリフから落下するのを防止する。幾つかの実施態様では、駆動輪アセンブリ１１２、１１４は、それぞれが車輪−床近接センサを含む。
【００６９】
図１５は、脱輪センサ１６６の実施例を示す分解図である。脱輪センサ１６６は、ＩＲ発光器１７０およびＩＲ受光器１７２をハウジング１７３の中に含む。ＩＲ発光器１７０はＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は脚輪１６４から反射する。ＩＲ受光器１７２は反射されたＩＲ信号を検出し、脚輪１６４の垂直位置を判定する。
【００７０】
図１６は、脚輪アセンブリ１１６の実施例を示す断面図である。本図は、ＩＲ信号が反射される脚輪１６４の上表面１７４を示す。ＩＲ受光器１７２は、反射されたＩＲ信号を使用して脚輪１６４の垂直位置を判定する。
【００７１】
幾つかの場合では、駆動システム１０４が、すべての車輪が脱輪する場合に床近接センサの動作可能性を検証する検証システムをさらに含み得る。この検証は、すべての車輪が脱輪したのは、ロボットが人間によって床から持ち上げられている結果である公算が高いという推断に基づいており、必ずしもすべての床近接センサが床表面を検出しないわけではないこと（反射が測定されないかまたは強すぎる反射）を確認するために検査するものである。床表面または過剰に強い反射（例えば、遮断されたセンサを示す）を検出するセンサは、いずれも妨害されていると見なされる。この検出に応答して、ロボットは、床近接センサが掃除されるべきであることを標示または光によって示す保守報告セッションを開始することができる。この検出に応答して、ロボットは、すべての床近接センサが掃除されかつ機能していることを検証手順によって判定するまで、前進動作を禁止する。例えば、機械式スイッチセンサが脚輪１６４の上方の箇所１７６に位置決めされ得るが、この箇所は、脚輪が押し込まれるときに（例えば、それが床によって押し上げられるときに）センサを閉鎖させ、よって脚輪１６４が床の上にあるという代替信号を制御装置１０８に供給する。
【００７２】
場合によって、自律型カバレッジロボットは、敷物の端の縁飾りまたは結び目が解けた靴から垂れ下がる靴ひものような、外部物体が絡まった状態になり得る。自律型カバレッジロボットシステム（ロボット１００のような）の絡まりを解除する方法は、最初にロボット１００を床表面に配置することを含み得るが、それは、ロボットがドックから出発する場合（例えば、かなりの遅延の後であるが、しかし床の上に配置されている）を含むものと考えられるべきである。ロボット１００は、清掃ヘッド１０６ａ、１０６ｂを動作させながら自律的に床表面を横切って前進する。ロボット１００は、方向を変更せずに床表面を横切って運行し続け、中断することなく床作業および／または床清掃を行いながら、測定されたモータ電流の増大（例えば、閾値を超えるスパイクまたは増大、所定の勾配の急激な増大）に応答して、縁部清掃ヘッドモータ１１８を逆バイアスすることができる。
【００７３】
幾つかの場合では、ロボット１００は、高い清掃ヘッドモータ電流に応答して縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆バイアスする前に（動作行動による前進動作制御とは別個に）、前進することができる。ロボット１００は、一定時間の間、増大した縁部清掃ヘッド１０６ａモータ電流に応答して、別個に、縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆転し得る。増大した電流に関する時間は、例えば、秒単位で指定可能である。縁部清掃ヘッド１０６ａの回転を逆バイアスした後で、ロボット１００は、逆方向へ進み、その移動方向を変更し、かつ新たな方向へ移動することができる。
【００７４】
特定の組合せでは、ロボットは、このロボットの中心を横切って、例えば、ロボット作業経路を横断する方向または主駆動輪に平行な方向へ延びる主清掃ヘッド１０６ｂ、およびロボットの脇（ロボットの本体直下だけではなく）を清掃するように、ロボットの横側に配置される縁部清掃ヘッドを、側面方向のロボットの周囲を越えて縁部清掃ヘッドを繰り出す位置に備える。主清掃ヘッ１０６ｂは、少なくとも一つの回転駆動式ブラシ１１１を含み、縁部清掃ヘッド１０６ａは、少なくとも一つの回転駆動式ブラシ１２０を含む。
【００７５】
図９Ｃに示したように、主清掃ヘッド１０６ｂは、例えば、ブラシモータ制御プロセス９３０によって制御される。ブラシモータ制御プロセスは、主清掃ヘッドモータの電流センサを監視し、急激な電流上昇（例えば、閾値、所定量の積分されたまたは別様に求められた勾配を超えるスパイクもしくは上昇）が生じるとき、ロボットが前進中であるかどうかを随意選択的にチェックする（例えば、プロセス、前進動作を示すフラグ、または直接的に主駆動モータを監視することによって）。ロボット１００が前進中の場合、このような前進を中断せずに（ロボット動作が行動によって制御された別個の駆動装置によって制御されるとき、そのような前進動作を行う能力から随意選択的に切り離されて）、ブラシモータ制御プロセス９３０は、ブラシモータに逆バイアスを掛ける。
【００７６】
逆バイアスは、絡まった同じコード、紐、または飾り房をブラシ回りに逆方向へ巻き付けることを防ぐために、モータを急激に逆方向へ回転させることはない。そうではなく、ブラシモータ制御プロセス９３０は、ブラシの回転を殆どニュートラルに維持するのに十分な程度の僅かなバイアスを掛ける。ロボット１００が前進するとき、絡まりを巻き戻すようにブラシを引っ張るコード、紐、または飾り房は、逆方向の減衰したトルクをモータに伝達するだけであるが（例えば、モータとブラシとの間の減速歯車箱が、逆の機械効率で歯車箱の逆駆動を可能にするので）、逆バイアスと組み合わさって、この減衰したトルクは、例えば、ロボットが、コードもしくは紐または飾り房が取り付いた場所からさらに遠ざかるときより多くの張力がコードまたは紐によって印加されるにつれて、絡まったブラシの、補助されているがゆっくりとした次第に速度が上昇する巻戻しをもたらす。
【００７７】
逆バイアスは、時間が切れるまで、または引っ張りもしくはロック負荷がモータで検出されなくなる（例えば、絡まりがなくなる）まで続行し、その時点で、本プロセスが終了し、清掃ヘッドは表面を清掃する方向で通常の回転を再開する。
【００７８】
縁部清掃ヘッド１０６ａの縁部清掃ブラシ１２０は、縁部ブラシモータ制御プロセス９６０において実質的に同じ制御を受ける。この制御プロセスでは、縁部ブラシ１２０の回転が、同様の様態で逆バイアスされる（９６２）（図９Ｂにも示されている）。
【００７９】
したがって、主清掃ヘッド１０６ｂおよび縁部清掃ヘッド１０６ａは共に、相互に別々にかつロボット動作とは別個に制御され、それぞれが他方を監視または妨害することなく絡まりから抜け出すことが可能である。幾つかの場合では、それぞれが同時に絡まり、別個であるが同時に制御することで、両方が同時に巻戻されるかまたは自己を解放することを可能にする。さらに、ブラシモータを反応型制御下に置くことによって（駆動モータの状態または他の全体的なロボット状態を待つことなく）、ブラシは、急激な電流上昇が少しでも検出され、絡まりをいち早く把握すると、ほんの僅かな逆バイアスで直ちに巻戻しのために使用可能になるが、いずれにしても同様の絡まり問題を逆方向で引き起こすほど十分な量まで逆転することはない。
【００８０】
幾つかの場合では、動作制御はブラシの状態とは独立しており、かつそれを監視することはないので、ロボット１００は前進し続け、縁部清掃ヘッド１０６ｂは、ロボット１００がある程度の量だけ前進した後で、主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆バイアスし始める。幾つかの場合では、ロボット１００が、ある一定の時間の間の高い清掃ヘッドモータ電流に応答して、主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆転し始めることができる。主清掃ヘッド１０６ｂの回転を逆転した後、ロボット１００は、逆方向に移動し、駆動方向を変更し、かつその駆動方向へ移動することができる。
【００８１】
図１７Ａ〜Ｈは、様々な構成の清掃ヘッドを備える自律型カバレッジロボットの絡まりを解除する方法の実施例を示す。一般に、清掃ヘッドは、電気モータによって駆動され得るローラを有する。汚れおよびゴミが、清掃ヘッドによって拾い上げられ、後で手動または自動的に廃棄するために容器の中に堆積される。自律型カバレッジロボットの方向を変更するための駆動モータの制御および撹拌ブラシローラの制御のために、電子制御装置を設けることができる。このような方法は、自律型カバレッジロボットが絡まり状況に遭遇した後も、無人で自律型カバレッジロボットに清掃を再開させることができる。
【００８２】
図１７Ａは、撹拌ローラ２０２が作業表面と正接して接触する自律型カバレッジロボット２００の清掃ヘッド２０１の側面図を示す。ローラ２０２は、ブラシ室２０６の内部に組み込まれる吸引ダクト２０４に向かって、汚れ２０３を掃き取る。空気吸引流の利用によって、集められたゴミ２１０は容器２１２に搬送される。
【００８３】
ローラ２０２の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、清掃ヘッド２０１は停止可能であり、ロボット２００は、ローラ２０２が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、方向を逆転することが可能になる。例えば、コードがローラ２０２回りに巻き付けられた場合に、ローラ２０２は、ロボット２００が後退するときにコードが巻き戻るように、切り離されて回転可能になる。次いで、ロボット２００は、元の回転方向でローラ２０２の動作を再開し、元の方向でロボットの動作を再開する。
【００８４】
図１７Ｂは、ブラシローラ２１４が追加されたロボット２００を使用して絡まりを解除する別の実施例を示す。ブラシローラ２１４は、同じかまたは異なるモータによって駆動され、作業表面に対して垂直に回転することができる。ブラシローラ２１４は、ロボット２００の縁部からローラ２０２の集塵区域２１８まで汚れ２１６を送る。
【００８５】
本実施例では、ローラ２０２または２１４が所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、清掃ヘッド２０１は停止可能であり、ロボット２００は、ローラ２０２、２１４が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、方向を逆転することが可能になる。例えば、コードがローラ２０２または２１４の回りに巻き付けられた場合に、ローラ２０２もしくは２１４または両方は、ロボット２００が後退するときにコードが巻き戻るように、切り離されて回転可能になる。次いで、ロボット２００は、元の回転方向でローラ２０２、２１４の動作を再開し、元の方向でロボットの動作を再開する。
【００８６】
図１７Ｃは、自律型カバレッジロボット２４０の下面図およびこのロボットの内部の清掃ヘッドの側面図を示す。第１のブラシローラ２４４および第２のブラシローラ２４６は、作業表面と正接して接触している。ローラ２４４および２４６は、作業表面を撹拌し、これらのローラの間に捕らわれたゴミ２４８をブラシ室２５２の内部に組み込まれる吸引ダクト２５０に向かって動的に持ち上げる。空気吸引流２５４の利用によって、集められたゴミ２５６は容器２５８に搬送され得る。
【００８７】
ローラ２４４、２４６の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、ローラ２４４、２４６は停止可能であり、ロボット２４０は、ローラ２４４、２４６が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、矢印２６０によって示したように前進し、元の回転方向でローラモータの動作を再開することが可能である。
【００８８】
図１７Ｄは、絡まりを解除する別法を実行するロボット２４０を示す。撹拌ローラ２４４、２４６の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、ローラ２４４、２４６は切り離され得る（すなわち、能動的に駆動されない）。次いで、ロボット２４０は、ローラ２４４、２４６が障害を解除する程度に十分な最小限の動力を逆方向へ受けた状態で、矢印２６２によって示したように方向を逆転する。その時点で、ローラ２４４、２４６はそれらの元の回転方向で再係合されることが可能であり、ロボット２４０はその元の方向で運転を再開する（矢印２６４によって示される）。
【００８９】
図１７Ｅは、３つのローラを備える自律型カバレッジロボット２７０の側面図を示す。ロボット２７０は、清掃ヘッド２７２およびサイドブラシ２７４を有する。清掃ヘッド２７２は、通常撹拌ローラ２７６および逆回転撹拌ローラ２７８を有する。撹拌ローラ２７６および２７８は、相互に対してかつ作業表面に対して平行に回転駆動可能であり、ブラシローラ２７４は、一つまたは複数の電気モータ（図示せず）によって作業表面に対して垂直に駆動可能である。ブラシローラ２７４は、予め作業表面を掃き取り、矢印２７９によって示されるように、汚れおよびゴミを撹拌ローラ２７６、２７８に向かって押し込む。撹拌ローラ２７６、２７８は、ブラシ室２８４の内部に組み込まれる吸引ダクト２８２に向かって汚れ２８０を押し込むことができる。空気吸引流の利用によって、集められたゴミ２８８は容器２９０に搬送され得る。
【００９０】
撹拌ローラ２７６、２７８の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合、一つまたは複数のローラモータは停止されるか、または障害物もしくは妨害物を除去しようと逆方向へ一時的に駆動され得る。次いで、これらの一つまたは複数のローラモータは、元の回転方向で動作を再開することができる。
【００９１】
図１７Ｆは、カバレッジロボット２７０の絡まりを解除する方法の別の実施例を示す。撹拌ローラ２７６、２７８の動きが所定のまたは設定可能な程度にまで阻止もしくは妨害される場合に、一つまたは複数のローラモータは停止されるか、または逆方向へ一時的に駆動され得る。次いで、これらの一つまたは複数のローラモータは、元の回転方向でローラ２７６、２７８の駆動を再開することが可能であり、他方で同時に、ロボット２７０の移動方向を逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与える。次いで、ロボット２７０は元の方向で動作を再開することができる。
【００９２】
図１７Ｇは、２つのローラおよび２つの空気ダクトを備える自律型カバレッジロボット３００の側面図および底面図を示す。ロボット３００は、清掃ヘッド３０２、通常撹拌ローラ３０４、および逆回転撹拌ローラ３０６を有する。撹拌ローラ３０４および３０６は、一つまたは複数の電気モータ（図示せず）によって、相互にかつ作業表面に対して平行に回転駆動され得る。
【００９３】
ローラ３０４、３０６は、ブラシ室３１２の内部に組み込まれる主空気ダクト３０８に向かって汚れおよびゴミ３０７を動的に持ち上げかつ押し込む。ローラ３０４、３０６によって受け渡される汚れおよびゴミは、ローラの背後に配置された副空気ダクト３１０に遭遇し得る。空気吸引モータ（図示せず）によって生成された吸引流は、集められた汚れおよびゴミをダクト３０８、３１０経由で容器３１４に搬送し得る。関連する電子制御装置は、ロボット３００を旋回および方向転換し、かつ撹拌ローラ３０４、３０６の方向制御をするために、駆動モータを制御する。
【００９４】
撹拌ローラ３０４、３０６の動きが阻止または妨害される場合には、制御装置は、一つまたは複数のローラモータを停止すること、またはこのモータに最小限の動力を逆方向へ与えることの一つまたは両方を実行し、次いで元の回転方向でローラモータの動作を再開する。同時に、ロボット３００は、その方向を少なくとも一時的に逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与え、次いでその元の方向で動作を再開することができる。
【００９５】
図１７Ｈは、ブラシローラ３１６が追加されたロボット３００における絡まりを解除する方法の別の実施例を示す。ブラシローラ３１６は、垂直の回転軸を有し、既存のまたは専用の電気モータによって駆動され得る。ブラシローラ３１６は、作業表面を予め掃き取り、汚れおよびゴミ３１８を撹拌ローラ３０４、３０６に向かって押し込む（矢印３１８によって示される）。次いで、汚れおよびゴミは、上で説明したように除去され得る。
【００９６】
撹拌ローラ３０４、３０６の動きが阻止または妨害される場合には、制御装置は、一つまたは複数のローラモータを停止するか、またはこのモータに最小限の動力を逆方向逆へ与え、次いで元の回転方向でローラモータの動作を再開することができる。同時に、ロボット３００は、その方向を少なくとも一時的に逆転するか、またはその軸回りに捻り動作を与え、次いでその元の方向で動作を再開することができる。
【００９７】
図１８を参照すると、自律型カバレッジロボット１８００は、本体１８１０、および本体１８０１０に搭載され、ロボット１８００を床面上で動かす駆動システム１８２０を備える。ロボット１８００は、本体１８１０に配置される清掃アセンブリ１８３０を備える。清掃アセンブリ１８３０は、清掃アセンブリハウジング１８３２、清掃アセンブリハウジング１８３２に回転可能に連結される第１清掃ローラ１８３４（例えば、剛毛１８３４ａおよび／またはフラップ１８３４ｂを備えるブラシ）、清掃アセンブリハウジング１８３２に回転可能に取り付けられる第２清掃ローラ１８３６（例えば、柔軟なフラップ１８３６ｂを備えるブラシ）、および第１および第２清掃ローラ１８３４、１８３６を駆動する清掃駆動モータ１８３８を備える。第１および第２清掃ローラ１８３４、１８３６は、デブリを清掃ローラ１８３４、１８３６の間、上、およびそれらを超えて清掃ビン１９００に移動させるために、同じ回転方向または異なる方向に駆動され得る。清掃ビン１９００は、ロボット１８００の本体１８１０に取り外し可能に取り付けられる。いくつかの実施例において、ロボットは、脚輪アセンブリ１１６（例えば図１４−１６について前述したように）および／または衝突スイッチ１３２および／または近接センサ１３４を有するバンパ１３０（例えば、図８Ａおよび８Ｂについて前述したように）を備える。
【００９８】
図１９Ａから１９Ｇを参照すると、清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０を備える。清掃ビン本体１９１０は、上方部１９１０ａ、下方部１９１０ｂ（図１９Ｂ）、および前方部１９１０ｃおよび後方部１９１０ｄ（図１９Ｇ）を有する。清掃ビン本体１９１０は、清掃アセンブリ１８３０によって収集されたデブリを保持部１９１４に蓄積するために、受け入れるよう構成される吸気口１９１２を有する。保持部１９１４は、清掃ビン本体１９１０の吸気口１９１２と空気が流通可能なように連結される。いくつかの実施例において、清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０に移動可能に取り付けられたアクセス扉１９１６を備える（例えば、ヒンジやスライドするための溝）。アクセス扉１９１６は、集められたデブリを除去するために、保持部１９１４へのアクセスを可能にする開放位置の間で枢動可能またはスライド可能である。
【００９９】
清掃ビン１９００は、空気移動装置１９２０（バキュームまたはファン）を備える。空気移動装置１９２０は、空気移動装置アセンブリ１９２２の空気経路１９２６を通って空気を移動するための、羽根車１９２４と結合するモータ１９２２を備える。ここに示される実施例においては、空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体１９１０内部に配置されるが、清掃ビン本体１９１０の外側にも配置され得る。空気移動装置１９２０を清掃ビン１９１０の内部に配置することは、清掃ビン１９１０の様々な外形または形状因子を、例えば全体的な円形またはパック形状などのロボット本体１８１０の外形または形状因子と適合させることを可能にする。いくつかの実施例において、空気移動装置１９２０は、実質的に清掃ビン本体の上方部１９１０ａ内で、かつ後方部１９１０ｄ内に配置され、それによって、実質的に清掃ビン本体の下方部１９１０ｂおよび前方部１９１０ｃ内の保持部１９１４を開放する。空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体１９１０が規定する縦軸１９１１に対して約１５度から約７５度（好ましくは約６０度）の間の角度βにおいて配置される縦軸１９２１を規定する。いくつかの実施例において、空気経路１９２６の入り口は縦軸１９２１に沿って配置され、少なくとも部分的に縦軸１９２１に沿った空気の流れを作る。図１９Ｇを参照すると、いくつかの実施例において、清掃ビン１９００の動作中、空気移動装置１９２０は、清掃ビン本体の下方部１９１０ｂに向かっておよび／または下方部１９１０ｂ内へと下げられ（デブリを堆積するために）、空気経路１９２６内へと上げられる、継続した空気の流れ１９０５を清掃ビン本体１９１０の吸気口１９１４に引き入れる。結果として、デブリは最初に清掃ビン本体の下方部１９１０ｂにたまり、清掃ビン本体の上方部１９１０ａ内へ上方に向かって蓄積される。空気経路１９２６は、清掃ビン本体１９１０の出口１９１８と空気の流通が可能なように連結され得る。いくつかの実施例において、出口１９１８は、清掃ビン本体の後方部１９１０ｄおよび／または上方部１９１０ａに配置される。
【０１００】
空気移動装置ガード１９３０が空気移動装置１９２０上または、空気移動装置１９２０と保持部１９１４の間に配置される。空気移動装置ガード１９３０は、空気を通しつつ、デブリの通過を防ぐよう構成されるフィルタ１９３２（例えば、フィルタ紙、ワイヤースクリーンなど）を備える。ここで示される実施例において、空気移動装置ガード１９３０はアーチ形状であるが、平面形状やその他の形状であっても良い。アーチ形状の空気移動装置ガード１９３０は、完全に満たされるまで上方および前方に進んで、下後方部内を実質的に満たすように、保持部１９１４内へデブリが直接蓄積されることを助ける。さらに、空気移動装置ガード１９３０は、空気移動装置ガード１９３０が清掃ビン本体内１９１０に単一の方向で受け入れられるように非対称（例えば、弓形で幅が先細に）に形作られる。例えば、ユーザがフィルタ１９３２の清掃のために空気移動装置ガード１９３０を取り外す際、ユーザは空気移動装置ガード１９３０を清掃ビン１９００に戻すために単一の方向に位置させることを強制される。これにより、ユーザが空気移動装置ガード１９３０を逆さに取り付けることを防ぎ、フィルタ１９３２上に残っているデブリを空気移動装置１９２０に対して露出される。
【０１０１】
いくつかの実施態様において、清掃ビン１９００は、清掃アセンブリ１８３０の清掃ローラ１８３４および１８３６に付いた繊維やデブリを取り除くために、清掃ローラ１８３４および１８３６に接触する、またはこれらをこするよう構成されるローラスクレーパ１９４０を備える。ここで示される例においては、ローラスクレーパ１９４０は、第１清掃ローラ１８３４に接触するまたは第１清掃ローラ１８３４をこする。ローラスクレーパ１９４０は、清掃ローラ１８３４の繊維（例えば毛髪）をはがすために清掃ローラ１８３４と接触するエッジまたはへり１９４２を規定する。エッジ１９４２は、実質的に第１清掃ローラ１８３４と並行で、実質的に第１清掃ローラ１８３４に渡って配置される、実質的に直線状のエッジである。図１９Ｆに示される実施例を参照すると、ローラスクレーパ１９４０のエッジ１９４２は、第１清掃ローラ１８３４の外形φから内側約０．２５ｍｍから約３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置される。ローラスクレーパ１９４０は、通常、繊維が清掃ローラ１８３４の周りにきつく巻きつく前に（例えば、繊維がローラの小径（芯または軸）に巻きつく前に）、接触された清掃ローラ１８３４の繊維をこする、またははがす。繊維やゴミが清掃ローラ１８３４から持ち上げられ叩き出されると、空気移動装置１９２０によって（空気の流れを介して）清掃ビン１９００の保持部１９１４に引き込まれる。
【０１０２】
いくつかの実施態様において、清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つが、清掃ビン１９００を通って吸気口１９１２（すなわち入口）内への空気の流れを作る（例えば、空気移動装置１９２０を使用しないで）。清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つは、埃を撹拌するだけでなく、清掃ビン１９００内に蓄積するために、清掃ビン１９００の吸気口１９１２および／または保持部１９１４の内部または近傍に陰圧区域を作ることによって、空気中にある埃をも捕える。清掃ビン１９００内に全体として陰圧を作ることは、撹拌され捕えられた埃を清掃ビン１９００内に落ち着かせることを助ける。図１８に示される実施例において、清掃アセンブリ１８３０は、ロボット本体１８１０の後ろから第１および第２の清掃ローラ１８３４および１８３６を越えて清掃ビン１９００の吸気口１９１２内までの空気経路１８４２を提供するため、実質的に清掃ローラ１８３４および１８３６の上に配置される空気ガイド１８４０（例えばダクト）を備える。空気移動装置１９２０および／または清掃ローラ１８３４および１８３６の少なくとも一つは、空気およびデブリ（例えば、清掃ローラ１８３４、１８３６によって撹拌された）を保持するために、ロボット本体の下から空気経路１８４２を通って清掃ビン１９００の保持部１９１４へ引き込むために、清掃ビン１９００の内部に陰圧を作る。陰圧は、ローラスクレーパ１９４０によって第１清掃ローラ１８３４からこすりとられた繊維およびデブリを、同様に保持するために清掃ビンの保持部１９１４に引き込む。空気ガイド１８４０は、第１および第２清掃ローラ１８３４および１８３６を超えて流れる空気および／またはデブリを、清掃ローラ１８３４および１８３６の一つの実質的な接線であって、清掃ローラ１８３４および１８３６の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置される。そのように配置することは、繊維（例えば毛髪）が清掃ローラ１８３４および１８３６の一つの周りを付いていくのではなく、清掃ビン１９００に供給することを助けることができる。
【０１０３】
図１８から図１９Ｃを参照すると、いくつかの実施態様において、清掃ビン１９００は、清掃ビン１９００をロボット１８００に固定するためのラッチ１９５０を備える。ラッチ１９５０は、バネにより付勢される作動可能なボタンであっても良い。清掃ビン１９００は、清掃ビン１９００とロボット１８００との電気的接続を確立するための（例えば、ロボットの対応する電気コネクタを介して）、少なくとも一つの電気コネクタ１９６０を備える。電気コネクタ１９６０は、空気移動装置１９２０に電力を供給する。いくつかの実施例において、電気コネクタ１９６０は、ロボット１８００の制御装置との通信（例えばネットワーク通信）を提供する。清掃ビン１９００は、清掃ビン本体１９１０の出口１９１８に受け入れられ、それを通る空気の流れのための開口（例えばスロット）１９２９を有する、空気移動装置本体カバー１９２８を備えても良い。空気移動装置本体カバー１９２８は、空気移動装置１９２０にアクセスしメンテナンスするためのアクセス手段を提供する。
【０１０４】
図２０を参照すると、いくつかの実施態様において、清掃ビン２０００は、清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４と空気が流通可能に接続される（空気連通される）デブリ入口２０１２を有する清掃ビン本体２０１０を備える。清掃ビン本体２０１０は、清掃ビン本体２０１０の前方部２０１１から後方部２０１３まで延びる空気管路２０２０を備える。空気管路２０２０は、清掃ビン２０００がロボット１８００に受け入れられている場合、ロボット１８００の空気移動装置と空気が流通可能に連結している。空気移動装置は、清掃ビン２０００の外側に対して、清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４内に陰圧を作ることにより、空気（およびデブリ）を清掃ビン本体２０１０の保持部２０１４内に引き込む。いくつかの実施例において、空気移動装置は清掃ローラ１８３４、１８３６であるが、他の実施例においては、ファンまたは送風機である。清掃ビン２０００は、清掃アセンブリ１８３０の清掃ローラ１８３４、１８３６に捕えられた繊維やデブリを取り除くために、清掃ローラ１８３４、１８３６と接触するまたはこれらをこするローラスクレーパ２０４０を備える。ここで示される例においては、ローラスクレーパ２０４０は、第１清掃ローラ１８３４に接触する、または第１清掃ローラ１８３４をこする。ローラスクレーパ２０４０は、清掃ローラ１８３４の繊維（例えば毛髪）をはがすために清掃ローラ１８３４と接触するエッジまたはへり２０４２を規定する。エッジ２０４２は、実質的に第１清掃ローラ１８３４と並行で、実質的に第１清掃ローラ１８３４にわたって配置される、実質的に直線状のエッジである。ローラスクレーパ２０４０は、図１９Ｆにおいて述べた清掃ビン１９００のローラスクレーパ１９２０として構成されても良い。
【０１０５】
本明細書に記載される事項に組み合わせ得る他のロボットの詳細や特徴は、ここで参照によりその内容全体が組み込まれる以下の米国特許出願、すなわち出願番号１１／６３３，８６９の「ＡＵＴＮＯＭＯＵＳ ＣＯＶＥＲＡＧＥ ＲＯＢＯＴ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」、出願番号１１／６３３，８８６の「ＭＯＤＵＬＡＲ ＲＯＢＯＴ」、および出願番号１１／６３３，８８３の「ＲＯＢＯＴ ＳＹＳＴＥＭ」により見出すことができる。
【０１０６】
幾つかの実施態様が説明されたが、様々な変更形態が以下の特許請求の趣旨および範囲から逸脱することなく実施され得ることが理解される。したがって、他の実施態様は以下の特許請求の範囲内にある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律型カバレッジロボット（１８００）であって、
本体（１８１０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットを動かすよう構成される駆動システム（１８２０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリ（１８３０）と、を備え、
前記清掃アセンブリが、
被駆動清掃ローラ（１８３４、１８３６）と、
前記清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、前記本体に配置される清掃ビン（１９００）と、
を備え、
前記清掃ビンが、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、
空気を清掃ビン入口（１９１２）に移動させるよう動作する空気移動装置（１９２０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の全長に渡ることを特徴とする、自律型カバレッジロボット。
【請求項２】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項３】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の外径から内側に約０．７５ｍｍの干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項２に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項４】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項５】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項６】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項５に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項７】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項８】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項７に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項９】
前記空気移動装置（１９２０）は、少なくとも一つの清掃ローラ（１８３４、１８３６）からなることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１０】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、
清掃アセンブリハウジング（１８３２）と、
前記清掃アセンブリハウジング（１８３２）に回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラ（１８３４；１８３６）と、を備え、
前記第１の清掃ローラ（１８３４）は剛毛（１８３４ａ）を備え、前記第２の清掃ローラ（１８３６）は柔軟なフラップ（１８３ｂ）を備えており、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記第１の清掃ローラと接触するよう配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１１】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、更に、空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成される空気ガイド（１８４０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１２】
前記空気ガイド（１８４０）は、空気の流れを前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の実質的な接線であって、該清掃ローラ（１８３４、１８３６）の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１３】
自律型カバレッジロボット（１８００）であって、
本体（１８１０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットを動かすよう構成される駆動システム（１８２０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリ（１８３０）と、を備え、
前記清掃アセンブリが、
被駆動清掃ローラ（１８３４、１８３６）と、
前記清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、前記本体に配置される清掃ビン（１９００）と、を備え、
前記清掃ビンが、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入り口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、
空気を清掃ビン入口（１９１２）に移動させるよう動作する空気移動装置（１９２０）と、を備え、
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて前記清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成される空気ガイド（１８４０）を備えることを特徴とする、自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１４】
前記空気ガイド（１８４０）は、空気の流れを前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の実質的な接線であって、該清掃ローラ（１８３４、１８３６）の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１５】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４；１８３６）の外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１６】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４；１８３６）の外径から内側に約０．７５ｍｍの干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１７】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１８】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部（１９１０ａ、１９１０ｄ）の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１９】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項１８に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２０】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備えた空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２１】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項２０に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２２】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、
清掃アセンブリハウジング（１８３２）と、
前記清掃アセンブリハウジング（１８３２）に回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラ（１８３４；１８３６）と、を備え、
前記第１の清掃ローラ（１８３４）は剛毛（１８３４ａ）を備え、前記第２の清掃ローラ（１８３６）は柔軟なフラップ（１８３ｂ）を備えており、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記第１の清掃ローラと接触するよう配置され、
前記空気ガイド（１８４０）は、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて前記清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２３】
前記第１および第２の清掃ローラ（１８３４、１８３６）は、撹拌したデブリを前記第１および第２の清掃ローラの間に上げて、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れにのせるように、異なる方向に駆動されることを特徴とする、請求項２２に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２４】
前記空気移動装置（１９２０）は、少なくとも一つの清掃ローラ（１８３４、１８３６）からなることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２５】
カバレッジロボット（１８００）のための清掃ビン（１９００）であって、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入り口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ビン本体（１９１０）に配置され、空気を清掃ビン入口（１９１２）に引き込むよう構成される空気移動装置（１９２０）と、
前記カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の全長に渡ることを特徴とする、清掃ビン（１９００）。
【請求項２６】
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２７】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部（１９１０ａ、１９１０ｄ）の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２８】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項２７に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２９】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備えた空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項３０】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項２９に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項３１】
カバレッジロボット（１８００）のための清掃ビン（２０００）であって、
清掃ビン入口（２０１２）と、
デブリを受け入れるために前記清掃ビン（２０００）入口と空気連通する保持部（２０１４）と、
前記保持部（２０１４）と空気連通するとともに、前記カバレッジロボット（１８００）に受け入れられている場合に、前記ロボット（１８００）の空気移動装置との空気連通を確立する空気管路（２０２０）と、
前記カバレッジロボット（１８００）の清掃ローラ（１８３４、１８３６）と接触するように、前記清掃ビン入り口（２０１２）に配置されるローラスクレーパ（２０４０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（２０４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４）の全長に渡ることを特徴とする、清掃ビン（２０００）。
【請求項１】
自律型カバレッジロボット（１８００）であって、
本体（１８１０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットを動かすよう構成される駆動システム（１８２０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリ（１８３０）と、を備え、
前記清掃アセンブリが、
被駆動清掃ローラ（１８３４、１８３６）と、
前記清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、前記本体に配置される清掃ビン（１９００）と、
を備え、
前記清掃ビンが、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、
空気を清掃ビン入口（１９１２）に移動させるよう動作する空気移動装置（１９２０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の全長に渡ることを特徴とする、自律型カバレッジロボット。
【請求項２】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項３】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の外径から内側に約０．７５ｍｍの干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項２に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項４】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項５】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項６】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項５に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項７】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備える空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項８】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項７に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項９】
前記空気移動装置（１９２０）は、少なくとも一つの清掃ローラ（１８３４、１８３６）からなることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１０】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、
清掃アセンブリハウジング（１８３２）と、
前記清掃アセンブリハウジング（１８３２）に回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラ（１８３４；１８３６）と、を備え、
前記第１の清掃ローラ（１８３４）は剛毛（１８３４ａ）を備え、前記第２の清掃ローラ（１８３６）は柔軟なフラップ（１８３ｂ）を備えており、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記第１の清掃ローラと接触するよう配置されることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１１】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、更に、空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成される空気ガイド（１８４０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１２】
前記空気ガイド（１８４０）は、空気の流れを前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の実質的な接線であって、該清掃ローラ（１８３４、１８３６）の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１３】
自律型カバレッジロボット（１８００）であって、
本体（１８１０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットを動かすよう構成される駆動システム（１８２０）と、
前記本体（１８１０）に配置され、前記ロボットが床面を動かされている間に、床面に接触する清掃アセンブリ（１８３０）と、を備え、
前記清掃アセンブリが、
被駆動清掃ローラ（１８３４、１８３６）と、
前記清掃ローラによって収集されたデブリを受け入れるために、前記本体に配置される清掃ビン（１９００）と、を備え、
前記清掃ビンが、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入り口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、
空気を清掃ビン入口（１９１２）に移動させるよう動作する空気移動装置（１９２０）と、を備え、
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて前記清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成される空気ガイド（１８４０）を備えることを特徴とする、自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１４】
前記空気ガイド（１８４０）は、空気の流れを前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の実質的な接線であって、該清掃ローラ（１８３４、１８３６）の中心線の若干上の点と一致する経路に沿って方向づけるよう配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項１５】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４；１８３６）の外径から内側に約０．２５ｍｍから３ｍｍの間の干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１６】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ローラ（１８３４；１８３６）の外径から内側に約０．７５ｍｍの干渉距離Ｄに配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１７】
前記ローラスクレーパ（１９４０）が、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１８】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部（１９１０ａ、１９１０ｄ）の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項１９】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項１８に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２０】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備えた空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２１】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項２０に記載の自律型カバレッジロボット。
【請求項２２】
前記清掃アセンブリ（１８３０）は、
清掃アセンブリハウジング（１８３２）と、
前記清掃アセンブリハウジング（１８３２）に回転可能に連結される第１および第２の清掃ローラ（１８３４；１８３６）と、を備え、
前記第１の清掃ローラ（１８３４）は剛毛（１８３４ａ）を備え、前記第２の清掃ローラ（１８３６）は柔軟なフラップ（１８３ｂ）を備えており、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記第１の清掃ローラと接触するよう配置され、
前記空気ガイド（１８４０）は、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れを、前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）を超えて前記清掃ビン入口（１９１２）内へと方向づけるよう構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２３】
前記第１および第２の清掃ローラ（１８３４、１８３６）は、撹拌したデブリを前記第１および第２の清掃ローラの間に上げて、前記空気移動装置（１９２０）の空気の流れにのせるように、異なる方向に駆動されることを特徴とする、請求項２２に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２４】
前記空気移動装置（１９２０）は、少なくとも一つの清掃ローラ（１８３４、１８３６）からなることを特徴とする、請求項１３に記載の自律型カバレッジロボット（１８００）。
【請求項２５】
カバレッジロボット（１８００）のための清掃ビン（１９００）であって、
清掃ローラに隣接して配置される清掃ビン入口（１９１２）と、デブリを受け入れるために前記清掃ビン入り口（１９１２）と空気連通する保持部（１９１４）と、を有する清掃ビン本体（１９１０）と、
前記清掃ビン本体（１９１０）に配置され、空気を清掃ビン入口（１９１２）に引き込むよう構成される空気移動装置（１９２０）と、
前記カバレッジロボットの清掃ローラと接触するように、前記清掃ビン本体（１９１０）に配置されるローラスクレーパ（１９４０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４、１８３６）の全長に渡ることを特徴とする、清掃ビン（１９００）。
【請求項２６】
前記ローラスクレーパ（１９４０）は、前記清掃ビン入口（１９１２）に配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２７】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）の内部であって、前記清掃ビン本体（１９１０）の上後方部（１９１０ａ、１９１０ｄ）の実質的に近くに配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２８】
前記空気移動装置（１９２０）が、前記清掃ビン本体（１９１０）における縦軸（１９１１）に対して約１５度から約７５度の間の角度で配置される縦軸（１９２１）を規定することを特徴とする、請求項２７に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項２９】
前記清掃ビン（１９００）の前記空気移動装置（１９２０）と保持部（１９１４）との間に配置され、自身を通る空気からデブリをフィルタリングするフィルタを備えた空気移動装置ガード（１９３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項３０】
前記空気移動装置ガード（１９３０）は、取り外し可能に前記清掃ビン本体（１９１０）に取り付けられ、非対称な形状を有しており、単一の方向で前記清掃ビン本体（１９１０）に受け入れられることを特徴とする、請求項２９に記載の清掃ビン（１９００）。
【請求項３１】
カバレッジロボット（１８００）のための清掃ビン（２０００）であって、
清掃ビン入口（２０１２）と、
デブリを受け入れるために前記清掃ビン（２０００）入口と空気連通する保持部（２０１４）と、
前記保持部（２０１４）と空気連通するとともに、前記カバレッジロボット（１８００）に受け入れられている場合に、前記ロボット（１８００）の空気移動装置との空気連通を確立する空気管路（２０２０）と、
前記カバレッジロボット（１８００）の清掃ローラ（１８３４、１８３６）と接触するように、前記清掃ビン入り口（２０１２）に配置されるローラスクレーパ（２０４０）と、を備え、
前記ローラスクレーパ（２０４０）は、実質的に直線状のエッジを有し、該エッジは前記清掃ローラ（１８３４）に実質的に並行に配置され、実質的に前記清掃ローラ（１８３４）の全長に渡ることを特徴とする、清掃ビン（２０００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１７Ｄ】
【図１７Ｅ】
【図１７Ｆ】
【図１７Ｇ】
【図１７Ｈ】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【図１９Ｇ】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１７Ｄ】
【図１７Ｅ】
【図１７Ｆ】
【図１７Ｇ】
【図１７Ｈ】
【図１８】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【図１９Ｇ】
【図２０】
【公表番号】特表２０１３−５０１５９６（Ｐ２０１３−５０１５９６Ａ）
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２４９０７（Ｐ２０１２−５２４９０７）
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４５５０２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２００４０
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０２４３２０８４）アイロボット コーポレイション (40)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４５５０２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２００４０
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０２４３２０８４）アイロボット コーポレイション (40)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]