自律型清掃ロボット
【課題】 アフタサービスを容易に行うことが可能なカバレッジロボットを提供することを目的とする。
【解決手段】シャーシと、複数の駆動車輪アセンブリと、清掃アセンブリと、作業面から除去されたデブリを収集する清掃ビンと、を含み、清掃ビンが、清掃アセンブリにより収集されたデブリを収納するデブリ空洞、および真空ファンにより収集されたデブリを収納するフィルタ空洞を画定するビンハウジングと、該フィルタ空洞内に配置され、実質的に該真空ファンに微粒子が入るのを阻止するように構成されたビンフィルタと、該ビンハウジングに取り付けられ、ビン閉位置と、アフタサービス用に該フィルタ空洞および該ビンフィルタを剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されたビンカバーとを備えることを特徴とする、カバレッジロボットが提供される。
【解決手段】シャーシと、複数の駆動車輪アセンブリと、清掃アセンブリと、作業面から除去されたデブリを収集する清掃ビンと、を含み、清掃ビンが、清掃アセンブリにより収集されたデブリを収納するデブリ空洞、および真空ファンにより収集されたデブリを収納するフィルタ空洞を画定するビンハウジングと、該フィルタ空洞内に配置され、実質的に該真空ファンに微粒子が入るのを阻止するように構成されたビンフィルタと、該ビンハウジングに取り付けられ、ビン閉位置と、アフタサービス用に該フィルタ空洞および該ビンフィルタを剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されたビンカバーとを備えることを特徴とする、カバレッジロボットが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本米国出願は、２００５年１２月２日に出願され、「ＲＯＢＯＴ ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ， ＴＨＥＭＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」という名称であって、出願番号第６０／７４１，４４２号を割り当てられた米国仮特許出願に対して、米国特許法第１１９条（ｅ）の下に優先権を主張し、該出願の全内容は本明細書によって参考として援用される。
【０００２】
本発明は、ロボットに関し、より詳細には自律型清掃ロボットなどのカバレッジロボットに関する。
【背景技術】
【０００３】
家庭用ロボット工学、職場用ロボット工学、および／または、消費者志向ロボット工学の分野において、家事機能、例えば真空清掃を遂行する移動ロボットが広く導入されてきており、床洗浄、巡回、芝刈り、および他のこのような任務を遂行するロボットの例を見出すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
移動ロボットは多くの構成要素を含み、これらの構成要素には、他の構成要素より先に磨耗するか、またはサービスを必要とし得るものがある。一般に、１つの構成要素が故障すると、ロボットの動きが大いに妨げられたり全体として故障したりし得る。使用者は、アフタサービスのためにロボット全体を修理サービスへ送ることが必要となり得るが、それによりその後、ロボットのかなりの部分の分解を要することがあり、あるいは、修理費用がロボットの価格を超える場合、ロボットは廃棄されることがある。使用者には、代わりに、全く新規のロボットを購入する必要が生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
カバレッジロボットは、ロボットの寿命にわたって定期的なアフタサービスを必要とし得る或る数の構成要素を有する。カバレッジロボットを使用して、或る面が保護される。これには、清掃も、研磨、塗装、再塗装、掃除、消毒、処理加工、およびそれ以上のことも含む。個別の構成要素またはアセンブリを取外して修理または交換できるモジュール式カバレッジロボットは、ロボットの有用性を向上し、ロボットの全体的な寿命を増加させる。さらに、幾つかのモジュールを、同一形状の空洞に嵌合するが機能性の異なる代替のモジュールへ変更することができる。一般に、以下のモジュールは、カバレッジロボットの機能性に影響を与えることなくロボットから取外して交換することができる：主要清掃ヘッド、側部ブラシ清掃ヘッド、車輪モジュール、真空ビン、交換可能な上部パネルまたはカバー、カバー内で着脱可能な遠隔制御装置、交換可能な下部保持パネルまたはカバーまたは輪止め、バッテリ、緩衝器、および前輪キャスタ。
【０００６】
一態様において、カバレッジロボットは、シャーシと、シャーシ上に配置された複数の駆動車輪アセンブリと、シャーシにより担持される、作業ヘッドを含む作業アセンブリ（例えば清掃アセンブリ）とを含む。各駆動車輪アセンブリ（例えば駆動車輪モジュール）は、駆動車輪アセンブリハウジングと、該ハウジングに回転可能に連結された車輪と、駆動車輪アセンブリハウジングにより担持され車輪を駆動するよう作動可能である車輪駆動モータとを含む。清掃アセンブリ（例えば作業ヘッドモジュール）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た清掃ヘッド（例えば作業運動用に連結された作業ヘッド）と、清掃アセンブリハウジングにより担持され清掃ヘッドを駆動するよう作動可能である清掃駆動モータとを含む。車輪アセンブリと清掃アセンブリとは各々、カートリッジまたは完全なユニットとして、シャーシのそれぞれのレセプタクルから別々に独立して取外し可能である。レセプタクルは成形空洞とすることができ、この成形空洞は、カートリッジまたはモジュールに合致する外壁形状を包囲し案内する受け壁を有し、各モジュールが、対応する成形空洞へと滑動しこれと嵌合するようにされる。モジュールの壁および対応する成形空洞の壁は、モジュールが直線に沿って咬合成形空洞に入るよう案内されるように、少なくとも一方向（例えば挿入方向）に沿って、基本的に平行とすることができる。モジュールは、固締具および／または接近カバー、あるいは保持カバーによりシャーシ内で固定することができる。
【０００７】
一実施において、各駆動車輪アセンブリは、シャーシの前部から車輪を懸下するリンク機構も含む。シャーシの前部にリンク機構の第１端部を結合して、リンク機構の第２端部に結合した車輪を、リンク機構の第１端部の周りで半径方向に、シャーシに関して垂直に移動可能にすることにより、ロボットは、このようなリンク機構のないロボットよりも簡単に、敷居および移行部を横切ることができる。リンク機構は、車輪からのトルクに応えてシャーシを風上へ傾けることも促進するが、このことも、ロボットが敷居および移行部を横切ることを支援する。
【０００８】
別の例において、車輪アセンブリ（モジュール式であろうと非モジュール式であろうと）は、近くに床がないことを検出する近接センサの少なくとも一部を含む。近接センサは、赤外線（ＩＲ）エミッタおよび受信機の対とすることができ、ＩＲエミッタと受信機とは、車輪の両側に設置され、或る角度にて放射されて車輪の下の床面に反射するＩＲビームを放射し受信するように位置決めされる。床がない場合、放射されたＩＲビームは床に反射しないので、ＩＲ受信機には受信されない。近接センサが床がないことを感知すると、ロボット制御器には絶壁回避処置を開始するよう通知がなされる。
【０００９】
一実施において、各車輪アセンブリは電源コネクタも含み、この電源コネクタは、駆動車輪アセンブリハウジングの外面に配置されており、駆動車輪アセンブリがレセプタクル内に置かれると、そのそれぞれのレセプタクル内で、対応するシャーシ電源コネクタと咬合して車輪アセンブリへの電力接続を確立するように構成されている。同様に、清掃アセンブリも電源コネクタを含むことができ、この電源コネクタは、清掃アセンブリハウジングの外面に配置されており、清掃アセンブリがレセプタクル内に置かれると、そのそれぞれのレセプタクル内で、対応するシャーシ電源コネクタと咬合して清掃アセンブリへの電力接続を確立するように構成されている。モジュールが、直線に沿って咬合成形空洞に入るよう案内されるので、これらのコネクタは、相互に一直線に整列することができる。
【００１０】
幾つかの実施において、各モジュール用の電源コネクタは、工具の不要な（工具なしで作動可能な）モジュール側電気プラグであり、該モジュール側電気プラグは、シャーシ上で、工具の不要な、対応するモジュール側電気プラグと咬合する。
【００１１】
一例において、清掃ロボットは、シャーシにより担持される電気バッテリまたは電気化学セルも含む。電気バッテリは、ロボットへ電力を提供する。
【００１２】
別の例において、清掃ロボットは、シャーシ上に配置された取外し可能なキャスタ車輪アセンブリを含む。取外し可能なキャスタ車輪アセンブリは、ロボットと床との間に付加的な支持を提供する。
【００１３】
別の例において、ロボットは、シャーシの底部に固定された取外し可能なカバー（例えば保持カバーまたは接近カバー）を含む。カバーは、各車輪アセンブリおよび清掃アセンブリをそのそれぞれのレセプタクル内に固定する。ロボットは、シャーシの上部に配置された取外し可能なカバー（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６０／７４１，４４２号において開示されているような、例えば審美的または機能的なパネル）も含むことができる。シャーシの上部の取外し可能なカバーにより、所有者は、様々な色および表示器を有する、テーマを持ったカバーまたは機能的カバー、あるいはパネルを取り付けることが可能となる。あるいは、例えば誘導または障害物検出用の付加的なセンサ等も可能となる。一例において、取外し可能なカバーは、ロボットの外観を実質的に模している、セグメント化した保守表示パネルを含む。セグメント化した保守表示装置上には、各モジュールレセプタクルに対応する照明可能な表示器が配置される。モジュールレセプタクルは、駆動車輪アセンブリ、清掃アセンブリ、バッテリ、または清掃ビンそれぞれに個々に関連する。別の例において、取外し可能なカバーは、指示を送出するための、あるいは、詰りまたはロボットに関する或るその他の問題を使用者に警告するための音声出力装置を含む。ロボット上の制御機構は、表示器の照明、および音声出力装置からの音声応答を制御し、サービスの必要性または指示を使用者に連絡する。
【００１４】
制御器は、照明可能な表示器を使用して、使用者に情報を連絡することができる。幾つかの例として、以下を含む。定常光がモジュールの問題点を示す、点滅光がモジュールの使用を示す、清掃中の清掃ヘッドの正常回転中に光は点滅しない、作業面準備作動中の清掃ヘッドの逆回転中に光が点滅する。
【００１５】
幾つかの実施において、ロボットは、シャーシの前部に配置された取外し可能な緩衝器を含む。緩衝器は、ロボットと、緩衝器に接触する物体とを保護する。
【００１６】
一例において、清掃ロボットは清掃ビンを含み、該清掃ビンは、シャーシにより担持されており、作業面から除去されたデブリ（例えば廃液を含む）を清掃ヘッドにより収集するよう配置されている。清掃ビンは、デブリ空洞およびフィルタ空洞、ならびにビンフィルタを画定するビンハウジングと、ビンカバーとを含むことができる。２つ以上のデブリ空洞、例えば掃除済みデブリ空洞、および真空掃除済みデブリ空洞を提供してもよい。清掃処理または洗浄流体を施す場合、清掃ビンは、洗浄流体分配部を含むことができる。デブリ空洞は、作業面から除去されたデブリを清掃ヘッドにより収集するように構成されている。フィルタ空洞は、作業面から除去されたデブリを、フィルタ空洞と流体連通する真空ファンにより収集するように構成されている。ビンフィルタは、フィルタ空洞内に配置されており、実質、真空ファンに微粒子が入るのを阻止するように構成されている。ビンカバーは、ビンハウジングに回転可能に取り付けられており、ビン閉位置と、アフタサービス用にフィルタ空洞およびビンフィルタを剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されている。
【００１７】
一実施において、清掃ビンは、開位置でビンカバーを付勢するビンカバーばねアクチュエータも含む。清掃ビンがロボットに据付けられると、ビンカバーは閉じられる。清掃ビンがロボットから取外されると、ビンカバーが、ばねにより開くよう加動され、アフタサービス用にフィルタ空洞およびビンフィルタが剥き出しにされる。清掃ビンは、付勢されたビンカバーを閉位置で保持する掛け金も含むことができるので、使用者は、ビンカバーを選択的に開放することができる。
【００１８】
別の実施において、清掃ビンは、フィルタ空洞内に、イオン電荷された、洗浄可能で取外し可能なモジュール式濾過板も含む。
【００１９】
一例において、清掃ヘッド回転部はブラシを含み、回転方向は反転するので、清掃アセンブリは、表面（カーペット）準備装置として働くことができる。この例において、ビンは、液体または粉末（清涼剤等）を担持しており、この液体または粉末は、清掃ヘッドにより床面へ分配される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、カバレッジロボットの例を示す上面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、カバレッジロボットの例を示す底面斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、カバレッジロボットの例を示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、カバレッジロボットの例を示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、カバレッジロボットの成形空洞、咬合モジュール、および平行な外壁を示す断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、カバレッジロボットの成形空洞、咬合モジュール、および平行な外壁を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、カバレッジロボットのシャーシ、機能的コアカバー、上部パネル、および保持カバーの例を示す分解図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、カバレッジロボットのシャーシ、機能的コアカバー、上部パネル、および保持カバーの例を示す分解図である。
【図３】図３は、カバレッジロボットの清掃アセンブリ、駆動車輪アセンブリ、バッテリ、および底部カバーの例を示す分解図である。
【図４Ａ】図４Ａは、水平な清掃ヘッドの例を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、垂直な清掃アセンブリの例を示す斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、垂直な清掃アセンブリの例を示す略図である。
【図５】図５は、カバレッジロボット緩衝器の例を示す斜視図である。
【図６】図６は、清掃ビンの例を示す分解図である。
【図７Ａ】図７Ａは、清掃ビンカバーを含む清掃ビンの例を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、清掃ビンカバーを含む清掃ビンの例を示す断面図である。
【図８】図８は、キャスタ車輪アセンブリの例を示す分解図である。
【図９Ａ】図９Ａは、脱輪センサの例を示す分解図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、キャスタ車輪アセンブリの例を示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、駆動車輪アセンブリの例を示す上面から見た分解図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、電源コネクタの正面図である。
【図１１】図１１は、駆動車輪アセンブリの例を示す底面から見た分解図である。
【図１２】図１２は、清掃アセンブリの例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、清掃ヘッドアセンブリの例を示す底面斜視図である。
【図１４】図１４は、清掃ヘッドアセンブリの例を示す上面斜視図である。
【図１５】図１５は、カバレッジロボットの例を示す略図である。
【図１６】図１６は、カバレッジロボットのアフタサービス工程の例を示す略図である。
【図１７】図１７は、カバレッジロボットの例を示す上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の１つ以上の実施の詳細を、添付の図面および以下の記載において説明する。本開示のその他の特徴、目的、利点は、記述および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００２２】
種々の図面における同じ参照符号は、同様の要素を示している。
【００２３】
図１Ａは、カバレッジロボット１００の例を示す上面斜視図である。カバレッジロボット１００は、作業面、例えば床または壁からブラシ掛けされたデブリを真空掃除することにより、作業面を清掃するのに使用することができる。カバレッジロボット１００は、カバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能なモジュール式構成要素を含む。カバレッジロボットを使用して、或る面が保護される。これには、清掃、研磨、塗装、再塗装、掃除、消毒、処理加工、およびそれ以上のことも含む。
【００２４】
カバレッジロボット１００の上面図は、取外し可能な側部清掃アセンブリ１０２、取外し可能な上部カバー１０４、取外し可能な装飾カバー１０６、および取外し可能な緩衝器１０８を示す。一実施において、側部清掃アセンブリ１０２は、作業面上のデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路へ移動させる。上部カバー１０４は、カバレッジロボット１００の表側にある内部構成要素を覆う。装飾カバー１０６は、カバレッジロボット１００の外観またはスタイルを、例えば色またはテーマに関して変更するのに使用する。装飾カバー１０６は、付加的または選択的に、センサ、インタフェース、アクチュエータ、および同等のものを担持する機能的パネルまたは板とすることができる（例えば、カバー１０６に、カバー自身のマイクロプロセッサ、装着されたセンサ、装着されたアクチュエータ、および／または、ロボット自体へのプラグインタフェースのうちの幾つかまたは全てを提供することができる）。様々な装飾カバー１０６または様々な機能的カバー（図示せず）が、ロボット１００内で成形カバー−受け空洞または凹部に合致する同一の外形、例えば外壁構成を有するならば、それらをモジュールとして交換可能に装着することができる。緩衝器１０８は、カバレッジロボット１００と、カバレッジロボット１００が接触する物体とを接触中に保護する。
【００２５】
モジュール式構成要素、例えば側部清掃アセンブリ１０２、上部カバー１０４、装飾カバー１０６、および緩衝器１０８は、咬合成形受け空洞へ装着可能となるように配置されており、カバレッジロボット１００から別々に独立して取外すことができる。例えば、破損したまたは磨耗した構成要素を取外して、適切に機能する構成要素と交換することができ、あるいは、不良の構成要素を調整し、再度使用することができる。代替の例において、構成要素、例えば装飾カバー１０６を交換して、カバレッジロボット１００のスタイルまたは外観を変更することができる。別の例において、構成要素を交換して、例えば側部清掃アセンブリ１０２内の堅いブラシを柔らかいブラシに交換することにより、カバレッジロボット１００の機能を変更することができる。
【００２６】
図１Ｂは、カバレッジロボット１００の例を示す底面斜視図である。カバレッジロボット１００の底面図は、取外し可能な駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、取外し可能な主要清掃アセンブリ１１２、取外し可能なキャスタ車輪アセンブリ１１４、取外し可能な清掃ビン１１６、および取外し可能な底部カバー１１８を示す。駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂは、カバレッジロボット１００に推進力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２も、作業面上のデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ移動させる。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、作業面との第３の接触点を提供する。清掃ビン１１６は、カバレッジロボット１００が作業面から真空掃除するデブリを蓄える。底部カバー１１８は、カバレッジロボット１００内の成形モジュール、例えば側部清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびにキャスタ車輪アセンブリ１１４を固定するのを助長する。
【００２７】
図１Ｃおよび図１Ｄを参照すると、成形モジュール（例えば、概略的に示すモジュール１１０ａ、１１２、１１０ｂ、１０２）に、機械コネクタ（例えば固締具を受け入れるためのもの、あるいはそれ自体が固締具であるもの）１００３ａ、１４０３、１１０３ａ、４１１、ならびに、電気コネクタ１００２ａ、１４０２、１１０２ａ、４１０を提供することができる。成形モジュールを例えばその咬合成形受け空洞内へ摺動すると、成形モジュール上の機械コネクタは、ロボットシャーシ２０２内に形成された、対応するコネクタ、固定具、またはハードポイント２０５、２０９、２０７、２１１と整列し、成形モジュール上の電気コネクタは同時に、ロボットシャーシ２０２内に形成された咬合コネクタ２０４、２０８、２０６、２１０と整列する。このことにより、確実にモジュールを装着し、電源コネクタに各モジュールへの電力を提供することができる。
【００２８】
図１Ｅおよび図１Ｆを参照すると、シャーシ２０２は、下方を向く成形レセプタクル空洞を含むユニボディの構造体として形成されている。図１Ｅでは、駆動車輪モジュール１１０ａのハウジング３２４ａに合致する成形レセプタクル３０４と、駆動車輪モジュール１１０ｂのハウジング３２４ｂおよび側部ブラシモジュールのハウジング３４０に合致する成形レセプタクル３０６／３１０と、作業ヘッドモジュールのハウジング３３２に合致する作業ヘッド成形レセプタクル３０８とを示す。各成形レセプタクルは不規則なカップであり、このカップは、カップの底部壁の中または上にプラグと、受け入れられるべきモジュールの形状をした平行壁である周辺部と、底部カバー１１８を向く開放している側とを有する。一例として、図１Ｅおよび図１Ｆに、平行壁３０４ａおよび底部壁３０４ｂを示すが、各々の成形レセプタクルが、同様の特徴を有することもできる。概略的に示すように、ロボット１００の底部は、幾つかのモジュールを含む。成形レセプタクルの平行壁と、合致するモジュールの合致する平行壁とは、堅固な滑り嵌合（モジュールが本体の構造的モノコックの一部を成すべき場合）、および緩い滑り嵌合（モジュールが音をたてるべきでなく移動ロボットの剛性に著しく貢献することのない場合）である。平行壁としてのこれらの壁により、モジュールは、受け成形レセプタクルの「カップ」内を壁に沿って底部まで直接滑動することができる（この場合、本明細書で検討するように、同一の直線方向へ挿さる電気コネクタが、レセプタクルの底部または側部のプラグにより受けられる）。図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、隣接する２つの成形レセプタクルが、壁を共有することができ（例えば、作業ヘッドレセプタクル３０８が車輪モジュールレセプタクル３０４、３０６と壁を共有するように）、そして、２つ以上のモジュールが、相互に接する平行壁を有する限りにおいても、これらのモジュールを単一のレセプタクルが受けることができる（例えば、車輪モジュールレセプタクル３０６および側部ブラシモジュールレセプタクル３１０が相互接続され、車輪モジュール壁またはハウジング３２４ａおよびブラシモジュールハウジング３４０が、レセプタクルが相互接続している隣接した平行壁を有する（あるいは、例えば単一のレセプタクルを形成する）ように）。図１Ｅに概略的に示すように、モジュールは、合致するレセプタクルの底部に達するまで、「垂直な」（例えば平行壁の）方向で所定の位置へと摺動する。さらに図示するように、モジュールは各々、固締具Ｆにより、対応するそれらのレセプタクル内で固定することができ、これらの固締具は、挿入方向と同じ方向に固締されるので、底部カバー１１８を取外すと直接的な接近が可能になる。本明細書で注記するように、底部カバー１１８は、好ましくは工具の不要なものであり、この底部カバー１１８をシャーシに固定するための締め金、留め金、摺動部、または同等のものを有し、底部カバー１１８を取外すとモジュールのほとんどが見えるようになり、任意の固締具を取外せばモジュールを滑り出させることができる。
【００２９】
図２Ａ−図２Ｂは、カバレッジロボット１００のシャーシ２０２、上部カバー１０４、ならびに装飾／底部カバー１０６および１１８の例を示す分解図を提供する。シャーシ２０２は、カバレッジロボット１００の清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、キャスタ車輪アセンブリ１１４、ならびにその他の構成要素を担持する。シャーシ２０２はレセプタクルを含み、そこでは、底部カバー１１８により構成要素が固定される。一実施において、シャーシ２０２はユニボディの構成であり、この構成は、各モジュール用に各レセプタクルを画定し、部品用の接触点を含む。この関連で、指摘するように、シャーシ２０２は、シャーシの外板（「構造的外板」）により構造的負荷が支持される、全体的にまたは部分的にユニボディのまたはモノコックの技術により形成することができる。シャーシ２０２および上部カバー１０４は、密封または防水すべき電子部品、例えば制御機構１０５０を封入することができ、共に堅く固定して二部分のモノコック構造支持体を形成することができる。本明細書で検討するモジュールは、構造的外板により支持することができるが、モノコックの部材として形成することもでき、および／または、外側モノコック自体を有して、その成形受け空洞へ摺動され固定されたモジュールが、ロボットの構造的剛性に貢献できるようにすることもできる。他方で、カバー１０６および１１８は一般に、ロボットの構造的剛性には著しく貢献しないであろう（貢献するように各々を修正することはできようが）。図３は、カバレッジロボット１００の清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、電気バッテリ３０２、ならびに底部カバー１１８の例を示す分解図である。底部カバー１１８は、バッテリ３０２を保持し、異物がロボット１００内へ侵入するのを防止する障壁として働き、作業面が熱ければ断熱障壁を提供する。図１Ｃ−図１Ｆおよび図３を参照すると、シャーシ２０２は、成形受けレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、および３１２を画定し、そこでは、（モジュールの平行壁を咬合成形受けレセプタクルの平行壁へ摺動することにより）駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、および電気バッテリ３０２が受けられ、それぞれ底部カバー１１８により固定される。底部カバー１１８は開口部３１４、３１６、３１８、３２０、および３２２を含み、これらの開口部は例えば、対応する成形受けレセプタクルの下方を向く開口部よりも小さいので、駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、およびキャスタ車輪アセンブリ１１４それぞれが、底部カバーを通して働くことができ、事例によっては作業面に接触することができる。
【００３０】
底部カバー１１８がモジュール方式であることにより、ロボット１００を、様々な床面に対処するように修正することができる。底部カバー１１８は、床に関する様々なカバー高さにてシャーシ２０２上に配置し、様々な床の種類に対処することができる。毛足の長いシャグカーペットでは、ロボット１００が深いカーペット上を簡単に滑るように進む（遊動する）ことができるように、底部カバー１１８をテフロン（登録商標）で覆ってカバー高さを低減することができる。床面が主として硬い床張りである場合、主要清掃アセンブリ１１２の方へ微細な汚れが導かれるように、底部カバー１１８の前部に口髭ブラシが配置された交換可能な底部カバー１１８を使用することができる。主要清掃アセンブリ１１２から浮遊粉塵が逃散するのが最小となるように、底部カバー１１８の後部に配置した付加的な口髭ブラシを使用することができる。ロボット１００を使用して多くの傾斜（出っ張り／階段）のある面を清掃する際、底部カバー１１８は、ロボット１００が出っ張りから落下または滑落するのを防止する制動系として働く輪止めパッドと嵌合させることができる。別の実施において、床に近接して床を殺菌するように働くＵＶ光モジュールが底部カバー１１８の下に配置され、このＵＶ光モジュールは、側部清掃アセンブリ１０２または１１２のうち一方の電力接点と接触する電気端子と嵌合する。さらに別の実施において、床の研磨清掃を必要としている工場／研究室の床を準備するためには、塗装層を塗布する前に、底部カバー１１８に紙やすりのフラップを装備することができる。
【００３１】
駆動車輪アセンブリモジュール１１０ａ−１１０ｂは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂと、車輪３２６ａ−３２６ｂと、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂと、リンク機構３３０ａ−３３０ｂとをそれぞれ含む。車輪３２６ａ−３２６ｂは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂに回転可能に連結されている。さらに、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂは、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂをそれぞれ担持する。車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂは、車輪３２６ａ−３２６ｂをそれぞれ駆動するよう作動可能である。リンク機構３３０ａ−３３０ｂは、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂを、車輪３２６ａ−３２６ｂそれぞれの前方の場所にてシャーシ２０２にそれぞれ取り付けている。リンク機構３３０ａ−３３０ｂは、シャーシ２０２から車輪３２６ａ−３２６ｂをそれぞれ懸下する。リンク機構３３０ａ−３３０ｂはシャーシ２０２との結合部にて回転するので、車輪３２６ａ−３２６ｂはそれぞれ上下に移動することができる。
【００３２】
主要清掃アセンブリ１１２は、清掃アセンブリハウジング３３２と、主要ブラシ３３４と、補助ブラシと、清掃駆動モータ３３６とを含む。主要ブラシ３３４、補助ブラシ、枢動フレーム、線材カバーまたは仕切り、および、ブラシと共に移動して表面むらに対処するその他の要素が、主要清掃ヘッドを形成している。主要ブラシ３３４は、清掃アセンブリハウジング３３２に回転可能に連結されており、作業面をブラシ掛けして清掃するように回転する。清掃アセンブリハウジング３３２は、清掃駆動モータ３３６を担持する。清掃駆動モータ３３６は、主要ブラシ３３４を、そして任意で補助ブラシを駆動する。この主要清掃アセンブリ１１２は、図示するように、ロボット１００の主要作業ヘッド（すなわちロボットが前方へ移動する際に働いて領域を覆うもの）を含み、主要作業ヘッドは、ロボット１００の主要作業幅部分を含む。
【００３３】
側方または側部の清掃アセンブリ１０２は、清掃アセンブリハウジング３３８と、側部ブラシ３４０と、清掃駆動モータ３４２とを含む。側部ブラシ３４０は、清掃アセンブリハウジング３３８に回転可能に連結されており、作業面をブラシ掛けして清掃するように回転する。この側部ブラシ３４０は、ロボットの周辺部の上を延びて、壁に沿って隅部でデブリを収集し、デブリが主要ブラシにより収集されるようにデブリを主要ブラシ３３４の前に差し向ける。清掃アセンブリハウジング３３８は、清掃駆動モータ３４２を担持する。清掃駆動モータ３４２は、側部ブラシ３４０を駆動する。
【００３４】
電気バッテリ３０２は、モータ制御器および増幅器を介して、構成要素、例えば駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびに側部清掃アセンブリ１０２および１１２に電力を提供する。駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびに清掃アセンブリ１０２および１１２は電源コネクタを含み、これらの電源コネクタは、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂ、ならびに清掃駆動モータ３３６および３４２それぞれへのモータ電力および／または制御を接続する。電源コネクタは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂ、ならびに清掃アセンブリハウジング３３２および３３８の外面に設置されている。電源コネクタは、シャーシ２０２内のレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、および３１２内の電源コネクタと咬合する。
【００３５】
図４Ａは、主要ブラシ３３４の例を示す斜視図である。主要ブラシ３３４は、主要清掃アセンブリ１１２内の清掃ヘッドから別々に独立して取外し可能であり、これによってカバレッジロボット１００から取外し可能である。主要ブラシ３３４はこの場合、作業面と平行な水平軸の周りで回転し、これによって、水平な清掃アセンブリとなる。ただし、カバレッジロボットの主要作業幅部分は、垂直に回転するブラシ、真空掃除機に代わるブラシのないもの、往復ブラシ、循環ベルト部材、および知られているその他の清掃用具を含むことができる。主要ブラシ３３４は、長手方向回転軸を画定する円筒形本体４０２を有する。円筒形本体４０２に対して半径方向に、剛毛４０４が取り付けられる。円筒形本体４０２に沿って長手方向に、可撓性フラップ４０６が取り付けられる。剛毛４０４および可撓性フラップ４０６は、回転する際、作業面上のデブリを移動させて、これらのデブリをロボット内の掃除ビンの方へ差し向ける。幾つかの事例において、主要ブラシは、デブリまたは汚れを、カバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ差し向けることもできる。湿潤清掃ロボットの場合、主要ブラシは代わりに洗浄機能を有することができ、真空掃除機またはその他の収集器が、洗浄後に廃液を収集することができる。
【００３６】
図４Ｂは、側部清掃アセンブリ１０２の例を示す斜視図であり、この側部清掃アセンブリは垂直な清掃アセンブリとすることができる。特定の実施において、清掃ブラシ３４０は、清掃アセンブリ１０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。側部清掃ブラシ３４０は、作業面に垂直な垂直軸の周りで回転する。清掃ブラシ３４０は、回転軸にて清掃ブラシ３４０に付いている第１端部と、回転軸から放射状に広がる第２端部とを備えたブラシ要素４０８を有する。特定の実施において、隣接するブラシ要素は、清掃ブラシ３４０の軸の周りで均等に離間しており、例えば３つの要素間に１２０度の間隔があり、あるいは６つの要素間に６０度の間隔がある。ブラシ要素４０８は、カバレッジロボット１００の周縁端を越えて延び、カバレッジロボット１００の近くのデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ移動させる。幾つかの実施において、垂直な側部清掃アセンブリ１０２は概ね垂直であるが、清掃ブラシ３４０は、垂直な側部清掃アセンブリ１０２の垂直軸からずれた（傾いた）軸の周りで作動する。図４Ｃに概略的に示すように、ブラシ３４０は、前方および左右方向の両方に傾けて（すなわち、車輪接触面内での移動方向から約４５度の線の周りで回転するようにその面に対して下方に傾けて）、ロボットの周辺の外部からデブリを主要作業幅部分の方へ収集することができ、収集されたこのようなデブリがいったんそこにきてもこれを撹乱したり、またはロボットの作業幅部分からデブリを噴出することはない。軸のずれは、様々なカーペットの種類、例えばシャグに適合するように任意で調整して、清掃ブラシ３４０の傾きをカスタマイズすることができる。
【００３７】
図４Ｂおよび図１Ｄを参照すると、側部清掃アセンブリ１０２は、電源コネクタ４１０を含む。側部清掃アセンブリ１０２が成形レセプタクル３１０内に置かれると、電源コネクタ４１０は、レセプタクル３１０（上述のように、電源コネクタを案内して咬合する成形平行壁を任意で有するもの）内の電源コネクタ２１０と咬合する。咬合した電源コネクタ４１０は、電気バッテリ３０２から清掃駆動モータ３４２へ電力を提供する。側部清掃アセンブリ１０２上の機械的ハードポイントまたは固締具４１１は、レセプタクル３１０内の対応する機械的ハードポイント２１１と咬合する。
【００３８】
図５は、カバレッジロボット１００の緩衝器１０８の例を示す斜視図である。緩衝器１０８は、シャーシ２０２の前部にてカバレッジロボット１００に取り付けられる。緩衝器１０８は、シャーシ２０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。緩衝器１０８は、１つ以上の物体との衝突中に、カバレッジロボット１００と、カバレッジロボット１００の経路中の１つ以上の物体とを保護する。
【００３９】
図６は、清掃ビン１１６の例を示す分解図である。清掃ビン１１６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、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２０２は開口部３１６を画定しており、そこでは清掃ビン１１６が収容される。
【００４０】
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、主要清掃アセンブリ１１２に隣接するその前側にて少なくとも１つの開口部を有する。デブリ空洞６０７は、開口部を通して、主要清掃アセンブリ１１２からデブリを収集することができる。
【００４１】
底部ハウジング６０２と中間ハウジング６０４とは共に、作業面から真空掃除されたデブリを蓄えるフィルタ空洞６０８を形成することもできる。デブリスキージ６１０は、作業面を洗浄し、デブリをデブリ空洞６０８内へ差し向ける。真空ファン６１２は、中間ハウジング６０４の表側に取り付けられる。真空ファン６１２は、デブリスキージ６１０のところの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の下にフィルタがあれば、デブリがフィルタ空洞６０８を出て真空ファン６１２に入ることが防止される。
【００４２】
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。
【００４３】
清掃ビン１１６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も含むことができる。清掃ビン１１６がシャーシ２０２に固定されると、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２０２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を開放して回転させ、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１１６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、カバーを開放して回転させることができる。
【００４４】
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１１６がシャーシ２０２内部のレセプタクル内に置かれると、シャーシ２０２内で電源コネクタと咬合することができる。
【００４５】
図７Ａ−図７Ｂは、清掃ビンカバーを含む清掃ビン１１６の例を示す断面図である。図７Ａは、上部ハウジング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１１６の例を示す。ビンカバー７０２は、清掃ビン１１６のロボット側を封入する。ビンカバー７０２は、開放して、清掃ビン１１６を、特に、フィルタ空洞６０８からデブリを空にすることができる。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内へと真空掃除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。
【００４６】
特定の実施において、清掃ビン１１６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７Ａ、図７Ｂに示す）。
【００４７】
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。掛け金を解放してビンカバー７０２を開放し、清掃ビン１１６を空にすることができる。
【００４８】
図８は、キャスタ車輪アセンブリ１１４の例を示す分解図である。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、シャーシ２０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、キャスタ車輪ハウジング８０２と、キャスタ車輪８０４と、脱輪センサ８０６と、車輪−床近接センサ８０８とを含む。
【００４９】
キャスタ車輪ハウジング８０２は、キャスタ車輪８０４と、脱輪センサ８０６と、車輪−床近接センサ８０８とを担持する。キャスタ車輪８０４は、キャスタ車輪ハウジング８０２内の垂直軸の周りで旋回し、水平軸の周りで回る。
【００５０】
脱輪センサ８０６は、シャーシ２０２に関するキャスタ車輪８０４の下方変位を検出する。脱輪センサ８０６は、キャスタ車輪８０４が作業面と接触しているかどうかを判断する。
【００５１】
車輪−床近接センサ８０８は、キャスタ車輪８０４に隣接して収容されている。車輪−床近接センサ８０８は、シャーシ２０２に対する床の近接性を検出する。車輪−床近接センサ８０８は、赤外線（ＩＲ）エミッタと、ＩＲ受信機とを含む。ＩＲエミッタは、ＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は作業面に反射する。ＩＲ受信機は、反射したＩＲ信号を検出し、作業面の近接性を判断する。別法として、車輪−床近接センサ８０８は、別の種類のセンサ、例えば可視光センサを使用することができる。車輪−床近接センサ８０８は、カバレッジロボット１００が作業面内の絶壁、例えば階段ステップまたは出っ張りを下りるのを防止する。特定の実施において、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂは各々、車輪−床近接センサを含む。
【００５２】
図９Ａは、脱輪センサ８０６の例を示す分解図である。脱輪センサ８０６は、ＩＲエミッタ９０２と、ＩＲ受信機９０４とを含む。ＩＲエミッタ９０２はＩＲ信号を生成する。このＩＲ信号は、キャスタ車輪８０４から反射する。ＩＲ受信機９０４は、反射したＩＲ信号を検出し、キャスタ車輪８０４の垂直位置を判断する。
【００５３】
図９Ｂは、キャスタ車輪アセンブリ１１４の例を示す断面図である。この図は、キャスタ車輪８０４の上面９０６を示しており、この上面からＩＲ信号が反射する。ＩＲ受信機９０４は、反射したＩＲ信号を使用して、キャスタ車輪８０４の垂直位置を判断する。
【００５４】
図１０Ａは、駆動車輪アセンブリ１１０ａの例を示す上面から見た分解図である。この図は、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａと、車輪駆動モータ３２８ａと、リンク機構３３０ａと、車輪３２６ａと、電源コネクタ１００２ａとを示す。図１１は、駆動車輪アセンブリ１１０ｂの例を示す底面から見た分解図である。この図は、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ｂと、車輪駆動モータ３２８ｂと、リンク機構３３０ｂと、車輪３２６ｂと、電源コネクタ１００２ｂとを示す。
【００５５】
図１０Ａ−図１０Ｂ、図１１、および図１Ｃを参照すると、駆動車輪アセンブリ１１０ａは、電源コネクタ１００２ａも含む。レセプタクル３０４内に駆動車輪アセンブリ１１０ａが置かれると、電源コネクタ１００２ａは、レセプタクル３０４内の電源コネクタ２０４と咬合する。このことにより、電源コネクタ１００２ａは、電気バッテリ３０２から車輪駆動モータ３２８ａへ電力を提供することができる。駆動車輪アセンブリ１１０ａ上の機械的ハードポイント１００３ａが、レセプタクル３０４内の対応する機械的ハードポイント２０５と咬合する。駆動車輪アセンブリ１１０ａ上の電源コネクタ１００２ａは遊動コネクタ（エッジカード）であり、この遊動コネクタは、ピン／ねじ１００４ａによりアセンブリハウジング３２４ａに装着されており、ピン１００４ａ、電源コネクタ１００２ａ、およびアセンブリハウジング３２４ａの壁の間に間隙を備えている。限定的な自由遊動設計により、電源コネクタ１００２ａは、モジュール内の位置決め特性、例えば機械的ハードポイント１００３ａが係合する際に少量移動することができ、これによって、組立中および作動中のコネクタ組への応力を最小にすることができる。
【００５６】
図１２は、主要清掃アセンブリ１１２（あるいは、「清掃」しない実施のためのカバレッジまたは作業モジュール）の例を示す斜視図である。主要清掃アセンブリ１１２内では、清掃アセンブリハウジング３３２は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２を担持する。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、清掃アセンブリハウジング３３２およびカバレッジロボット１００に関して移動可能にすることができる。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、主要ブラシ３３４と、清掃駆動モータ３３６とを担持する（図からわかるように、ブラシ３３４上には非常に複数の剛毛群が提供されるが、明確にするためにほんの少しのみ図示する）。
【００５７】
図１３は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２の例を示す底面斜視図である。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２を含む。清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２は、主要ブラシ３３４と、補助清掃ブラシ１３０４とを担持する。
【００５８】
主要ブラシ３３４は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２に回転可能に連結されている。補助清掃ブラシ１３０４は、可撓性フラップを含む。補助ブラシ１３０４は、主要ブラシ３３４とは反対方向に回転するので、主要ブラシ３３４により押しやられたデブリは捕獲され、補助ブラシ１３０４を越えて上方へ向けられる。さらに、清掃ヘッドが回転すると、可撓性フラップは、作業面を清潔にブラシ掛けすることができる。
【００５９】
図１４は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２の例を示す上面斜視図である。この図は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２の後方にある清掃駆動モータ３３６の場所を示す。図１４および図１Ｃを参照すると、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２は、電源コネクタ１４０２も含む。電源コネクタ１４０２は、電気バッテリ３０２から清掃駆動モータ３３６へ電力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２内に清掃ヘッドアセンブリ１２０２が置かれると、電源コネクタ１４０２は、清掃アセンブリハウジング３３２内の開口部から突出する。駆動車輪アセンブリと同様に、主要清掃アセンブリ１１２上の電源コネクタ１４０２は、遊動コネクタ（エッジカード）であり、この遊動コネクタは、ピンによりモジュールハウジングに装着されており、ピンおよびエッジカード内のＣ字形受け溝の間に間隙を有して電源コネクタ１４０２を包囲する。レセプタクル３０８内に主要清掃アセンブリ１１２が置かれると、電源コネクタ１４０２は、シャーシ２０２内の電源コネクタ２０８と咬合し、清掃駆動モータ３３６へ電力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２上の機械的ハードポイント１４０３は、レセプタクル３０８内の対応する機械的ハードポイント２０９と咬合する。
【００６０】
一実施において、図１Ｃ−図１Ｄを参照すると、電源コネクタ１００２、１１０２、１４０２、および４１０は工具が不要な（工具なしで作動可能な）モジュール側電気プラグであり、この電気プラグは、シャーシ２０２上の、工具の不要な、対応するモジュール側電気プラグ２０４、２０６、２０８、および２１０と咬合する。電源コネクタ１００２、１１０２、１４０２、４１０、２０４、２０６、２０８、および２１０は、モジュールがレセプタクル内へ挿入されると、各モジュール（駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、電気バッテリ３０２、および清掃ビン１１６）と、対応するレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６とのそれぞれの間の電気接続を確立する。
【００６１】
図１Ｃ−図１Ｄを参照すると、シャーシ２０２は、中に制御機構１０５０が取外し可能に装着されたレセプタクル２５０を画定する。レセプタクル３０４、３０６、３０８、および３１０内の電源コネクタ２０４、２０６、２０８、および２１０はそれぞれ、制御機構１０５０に電気接続されている。シャーシ２０２上には、表示パネル１０５が配置される。表示パネル１０５は、制御機構１０５０と電気通信している。
【００６２】
図１５は、表示器１５０を有する表示パネル１０５と、音声出力装置１６０とを含むロボット１００の例を示す略図である。表示器１５０は、実質、各モジュールレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６にそれぞれ対応する照明可能な表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０を有するロボットの外観を模しているセグメント化した保守表示装置を含む。モジュールレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６はそれぞれ、駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、電気バッテリ３０２、および清掃ビン１１６に対応している。制御機構１０５０は、表示パネル１０５の表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０の照明と、音声出力装置１６０からの音声応答とを制御して、サービスの必要性を使用者に連絡する。一例において、制御器は、セグメント化した保守表示パネル１０５上の表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０のうち１つ以上を照明して、レセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６のうちの１つにあるモジュールが使用者により取外し交換される必要があることを示す。
【００６３】
制御機構１０５０は、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂと、清掃アセンブリ１０２および１１２とへ送出される電流を監視する。過電流が検出されると、制御機構１０５０により、保守表示装置１５０の適切な表示器３０４０、３０６０、３０８０、および３１００が照明され、詰りまたは取り除くべきその他の障害が示される。別の例において、制御機構１０５０は音声応答を送信し、この音声応答は、音声出力装置１６０により送出されて、問題をどのように修正すべきかの指示を提供する。詰りまたは問題がいったん取り除かれても、過電流が残っている場合、警告／保守の表示は照明されたままになり、モジュールの交換が必要であることが示される。一実施において、清掃ビン１１６は、現在のビン容量を制御機構１０５０に連絡するビン満杯センサを含む。制御機構１０５０は、ビンが満たされていることを検出すると、表示器３１６０を照明し、清掃ビン１１６を空にするよう使用者へ信号を送る。制御機構１０５０は、バッテリ３０２が少ないか、またはサービスを必要としていることを検出すると、表示器３１２０を照明し、バッテリ３０２を保守するよう使用者へ信号を送る。各例において、制御機構１０５０は、音声出力装置１６０により案内音声指示を送出することができる（例えば、カバーを取外すこと、モジュールを取外すこと、モジュールを送付すること、またはモジュールを廃棄すること、および新規のモジュールを注文すること）。各セグメントに様々な色（例えば多色のＬＥＤまたは様々なＬＥＤ）を提供して、様々なメッセージを知らせることができる（例えば、緑色は注意が必要でないこと、黄色は詰り、赤色はサービスまたは保守交換、点滅する緑色は通常の手入れ、例えばビンを空にすること、洗浄液の交換、あるいはバッテリ充電）。
【００６４】
図１６を参照すると、ロボットの寿命を伸ばすためにモジュール方式が使用される。一実施において、使用者は、１つ以上のモジュールに対応する保守表示装置１０５上の照明可能な表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０の照明に対応し、または、音声出力装置１６０から提供される、交換すべきモジュールを識別するようにとの指示に対応する。使用者は、保守要求を、コンピュータ４００２を通してインターネット４００４上でウェブサーバ４００６に連絡する。このウェブサーバは、保守要求をフルフィルメントセンタ４００８に送る。フルフィルメントセンタ４００８は、交換部品の小包４０１０を使用者に送付する。ロボット１００は、部品をどのようにインストールすべきかの音声指示を提供することができる。別の実施において、ロボット１００は、無線でローカルネットワーク４００２へ連絡し、このローカルネットワークが保守要求を連絡する。
【００６５】
図１７を参照すると、カバレッジロボット１００のモジュール方式は、カバレッジロボット１００の上部に画定されたモジュール溝１９０により、さらに拡張することができる。モジュール式溝１９０は、データモジュール１９２を受け入れるように構成されている。データモジュール１９２は内蔵型であり、構成するＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ、またはＥＥＰＲＯＭの型の記憶装置上のデータ（特別な書込みユニットが装備された使用者のコンピュータにて、または製造者にてのいずれかで、例えばテーマを持ったコンテンツ等のコンテンツを提供するために、ソフトウェア、ビデオ、または音声コンテンツを用いてロードできるもの）を搬送することができる。
【００６６】
一例において、データモジュール１９２は、モジュール溝１９０内にインストール可能な記録装置であり、カバレッジロボット１００およびその構成部品の燃費が記録される。例えば、データモジュール１９２は、駆動された距離、どのくらいの頻度でカバレッジロボット１００が使用されたか、モジュールが変更された場合の特定のモジュールの寿命、等を記録することができる。さらに、ロボットは、データモジュール１９２をインストールしなければ機能しないように構成することができる。さらに別の例において、データモジュール１９２は、カバレッジロボット１００のソフトウェア挙動を変更するのに使用される。データモジュール１９２の本体を、上部カバー１０６が、例えば、付加的なセンサ（例えば、前方を指示するソナー、複数の方向でのＩＲエミッタ／受信機、磁針先端方向へ指示するＩＲ受信機、天井を指示するＩＲ投影機、天井を指示するＩＲ受信機、検出および／または向きを逸らすように配置されたジャイロスコープ）、アクチュエータ（例えば、パン／チルトユニット、噴霧ユニット）、通信（ＲＦまたはＩＲ見通し線）、あるいはマイクロプロセッサを用いて、形成することができる。
【００６７】
近接センサ、例えば絶壁センサおよび壁追随センサを開示している米国特許第６，５９４，８４４号「ロボット障害物検出システム」、ｉＲｏｂｏｔのルンバ型カバレッジ／清掃ロボットの全体構造と、主要清掃ヘッドおよびエッジ清掃ヘッドとを詳細に開示している米国特許第６，８８３，２０１号「自律的床清掃ロボット」、挙動ベースロボット工学の原則に応じて調停者により選択された、脱出挙動を含む移動制御およびカバレッジ挙動を開示している米国特許第６，８０９，４９０号「自律型ロボット用マルチモードのカバレッジのための方法およびシステム」、仮想の壁、つまり壁シミュレート指向ビームによるロボット閉じ込めを開示している米国特許第６，７８１，３３８号「ロボットの位置を特定して閉じ込めておく方法およびシステム」を各々、参照により全体として本明細書に組み込む。
【００６８】
いくつかの実施を説明した。それにもかかわらず、当然のことながら、以下の請求項の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができる。例えば、カバレッジロボットは、上記のものとは異なる数の駆動車輪アセンブリまたは清掃アセンブリを含むことができる。従って、その他の実施は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【技術分野】
【０００１】
本米国出願は、２００５年１２月２日に出願され、「ＲＯＢＯＴ ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ， ＴＨＥＭＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」という名称であって、出願番号第６０／７４１，４４２号を割り当てられた米国仮特許出願に対して、米国特許法第１１９条（ｅ）の下に優先権を主張し、該出願の全内容は本明細書によって参考として援用される。
【０００２】
本発明は、ロボットに関し、より詳細には自律型清掃ロボットなどのカバレッジロボットに関する。
【背景技術】
【０００３】
家庭用ロボット工学、職場用ロボット工学、および／または、消費者志向ロボット工学の分野において、家事機能、例えば真空清掃を遂行する移動ロボットが広く導入されてきており、床洗浄、巡回、芝刈り、および他のこのような任務を遂行するロボットの例を見出すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
移動ロボットは多くの構成要素を含み、これらの構成要素には、他の構成要素より先に磨耗するか、またはサービスを必要とし得るものがある。一般に、１つの構成要素が故障すると、ロボットの動きが大いに妨げられたり全体として故障したりし得る。使用者は、アフタサービスのためにロボット全体を修理サービスへ送ることが必要となり得るが、それによりその後、ロボットのかなりの部分の分解を要することがあり、あるいは、修理費用がロボットの価格を超える場合、ロボットは廃棄されることがある。使用者には、代わりに、全く新規のロボットを購入する必要が生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
カバレッジロボットは、ロボットの寿命にわたって定期的なアフタサービスを必要とし得る或る数の構成要素を有する。カバレッジロボットを使用して、或る面が保護される。これには、清掃も、研磨、塗装、再塗装、掃除、消毒、処理加工、およびそれ以上のことも含む。個別の構成要素またはアセンブリを取外して修理または交換できるモジュール式カバレッジロボットは、ロボットの有用性を向上し、ロボットの全体的な寿命を増加させる。さらに、幾つかのモジュールを、同一形状の空洞に嵌合するが機能性の異なる代替のモジュールへ変更することができる。一般に、以下のモジュールは、カバレッジロボットの機能性に影響を与えることなくロボットから取外して交換することができる：主要清掃ヘッド、側部ブラシ清掃ヘッド、車輪モジュール、真空ビン、交換可能な上部パネルまたはカバー、カバー内で着脱可能な遠隔制御装置、交換可能な下部保持パネルまたはカバーまたは輪止め、バッテリ、緩衝器、および前輪キャスタ。
【０００６】
一態様において、カバレッジロボットは、シャーシと、シャーシ上に配置された複数の駆動車輪アセンブリと、シャーシにより担持される、作業ヘッドを含む作業アセンブリ（例えば清掃アセンブリ）とを含む。各駆動車輪アセンブリ（例えば駆動車輪モジュール）は、駆動車輪アセンブリハウジングと、該ハウジングに回転可能に連結された車輪と、駆動車輪アセンブリハウジングにより担持され車輪を駆動するよう作動可能である車輪駆動モータとを含む。清掃アセンブリ（例えば作業ヘッドモジュール）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た清掃ヘッド（例えば作業運動用に連結された作業ヘッド）と、清掃アセンブリハウジングにより担持され清掃ヘッドを駆動するよう作動可能である清掃駆動モータとを含む。車輪アセンブリと清掃アセンブリとは各々、カートリッジまたは完全なユニットとして、シャーシのそれぞれのレセプタクルから別々に独立して取外し可能である。レセプタクルは成形空洞とすることができ、この成形空洞は、カートリッジまたはモジュールに合致する外壁形状を包囲し案内する受け壁を有し、各モジュールが、対応する成形空洞へと滑動しこれと嵌合するようにされる。モジュールの壁および対応する成形空洞の壁は、モジュールが直線に沿って咬合成形空洞に入るよう案内されるように、少なくとも一方向（例えば挿入方向）に沿って、基本的に平行とすることができる。モジュールは、固締具および／または接近カバー、あるいは保持カバーによりシャーシ内で固定することができる。
【０００７】
一実施において、各駆動車輪アセンブリは、シャーシの前部から車輪を懸下するリンク機構も含む。シャーシの前部にリンク機構の第１端部を結合して、リンク機構の第２端部に結合した車輪を、リンク機構の第１端部の周りで半径方向に、シャーシに関して垂直に移動可能にすることにより、ロボットは、このようなリンク機構のないロボットよりも簡単に、敷居および移行部を横切ることができる。リンク機構は、車輪からのトルクに応えてシャーシを風上へ傾けることも促進するが、このことも、ロボットが敷居および移行部を横切ることを支援する。
【０００８】
別の例において、車輪アセンブリ（モジュール式であろうと非モジュール式であろうと）は、近くに床がないことを検出する近接センサの少なくとも一部を含む。近接センサは、赤外線（ＩＲ）エミッタおよび受信機の対とすることができ、ＩＲエミッタと受信機とは、車輪の両側に設置され、或る角度にて放射されて車輪の下の床面に反射するＩＲビームを放射し受信するように位置決めされる。床がない場合、放射されたＩＲビームは床に反射しないので、ＩＲ受信機には受信されない。近接センサが床がないことを感知すると、ロボット制御器には絶壁回避処置を開始するよう通知がなされる。
【０００９】
一実施において、各車輪アセンブリは電源コネクタも含み、この電源コネクタは、駆動車輪アセンブリハウジングの外面に配置されており、駆動車輪アセンブリがレセプタクル内に置かれると、そのそれぞれのレセプタクル内で、対応するシャーシ電源コネクタと咬合して車輪アセンブリへの電力接続を確立するように構成されている。同様に、清掃アセンブリも電源コネクタを含むことができ、この電源コネクタは、清掃アセンブリハウジングの外面に配置されており、清掃アセンブリがレセプタクル内に置かれると、そのそれぞれのレセプタクル内で、対応するシャーシ電源コネクタと咬合して清掃アセンブリへの電力接続を確立するように構成されている。モジュールが、直線に沿って咬合成形空洞に入るよう案内されるので、これらのコネクタは、相互に一直線に整列することができる。
【００１０】
幾つかの実施において、各モジュール用の電源コネクタは、工具の不要な（工具なしで作動可能な）モジュール側電気プラグであり、該モジュール側電気プラグは、シャーシ上で、工具の不要な、対応するモジュール側電気プラグと咬合する。
【００１１】
一例において、清掃ロボットは、シャーシにより担持される電気バッテリまたは電気化学セルも含む。電気バッテリは、ロボットへ電力を提供する。
【００１２】
別の例において、清掃ロボットは、シャーシ上に配置された取外し可能なキャスタ車輪アセンブリを含む。取外し可能なキャスタ車輪アセンブリは、ロボットと床との間に付加的な支持を提供する。
【００１３】
別の例において、ロボットは、シャーシの底部に固定された取外し可能なカバー（例えば保持カバーまたは接近カバー）を含む。カバーは、各車輪アセンブリおよび清掃アセンブリをそのそれぞれのレセプタクル内に固定する。ロボットは、シャーシの上部に配置された取外し可能なカバー（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６０／７４１，４４２号において開示されているような、例えば審美的または機能的なパネル）も含むことができる。シャーシの上部の取外し可能なカバーにより、所有者は、様々な色および表示器を有する、テーマを持ったカバーまたは機能的カバー、あるいはパネルを取り付けることが可能となる。あるいは、例えば誘導または障害物検出用の付加的なセンサ等も可能となる。一例において、取外し可能なカバーは、ロボットの外観を実質的に模している、セグメント化した保守表示パネルを含む。セグメント化した保守表示装置上には、各モジュールレセプタクルに対応する照明可能な表示器が配置される。モジュールレセプタクルは、駆動車輪アセンブリ、清掃アセンブリ、バッテリ、または清掃ビンそれぞれに個々に関連する。別の例において、取外し可能なカバーは、指示を送出するための、あるいは、詰りまたはロボットに関する或るその他の問題を使用者に警告するための音声出力装置を含む。ロボット上の制御機構は、表示器の照明、および音声出力装置からの音声応答を制御し、サービスの必要性または指示を使用者に連絡する。
【００１４】
制御器は、照明可能な表示器を使用して、使用者に情報を連絡することができる。幾つかの例として、以下を含む。定常光がモジュールの問題点を示す、点滅光がモジュールの使用を示す、清掃中の清掃ヘッドの正常回転中に光は点滅しない、作業面準備作動中の清掃ヘッドの逆回転中に光が点滅する。
【００１５】
幾つかの実施において、ロボットは、シャーシの前部に配置された取外し可能な緩衝器を含む。緩衝器は、ロボットと、緩衝器に接触する物体とを保護する。
【００１６】
一例において、清掃ロボットは清掃ビンを含み、該清掃ビンは、シャーシにより担持されており、作業面から除去されたデブリ（例えば廃液を含む）を清掃ヘッドにより収集するよう配置されている。清掃ビンは、デブリ空洞およびフィルタ空洞、ならびにビンフィルタを画定するビンハウジングと、ビンカバーとを含むことができる。２つ以上のデブリ空洞、例えば掃除済みデブリ空洞、および真空掃除済みデブリ空洞を提供してもよい。清掃処理または洗浄流体を施す場合、清掃ビンは、洗浄流体分配部を含むことができる。デブリ空洞は、作業面から除去されたデブリを清掃ヘッドにより収集するように構成されている。フィルタ空洞は、作業面から除去されたデブリを、フィルタ空洞と流体連通する真空ファンにより収集するように構成されている。ビンフィルタは、フィルタ空洞内に配置されており、実質、真空ファンに微粒子が入るのを阻止するように構成されている。ビンカバーは、ビンハウジングに回転可能に取り付けられており、ビン閉位置と、アフタサービス用にフィルタ空洞およびビンフィルタを剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されている。
【００１７】
一実施において、清掃ビンは、開位置でビンカバーを付勢するビンカバーばねアクチュエータも含む。清掃ビンがロボットに据付けられると、ビンカバーは閉じられる。清掃ビンがロボットから取外されると、ビンカバーが、ばねにより開くよう加動され、アフタサービス用にフィルタ空洞およびビンフィルタが剥き出しにされる。清掃ビンは、付勢されたビンカバーを閉位置で保持する掛け金も含むことができるので、使用者は、ビンカバーを選択的に開放することができる。
【００１８】
別の実施において、清掃ビンは、フィルタ空洞内に、イオン電荷された、洗浄可能で取外し可能なモジュール式濾過板も含む。
【００１９】
一例において、清掃ヘッド回転部はブラシを含み、回転方向は反転するので、清掃アセンブリは、表面（カーペット）準備装置として働くことができる。この例において、ビンは、液体または粉末（清涼剤等）を担持しており、この液体または粉末は、清掃ヘッドにより床面へ分配される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、カバレッジロボットの例を示す上面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、カバレッジロボットの例を示す底面斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、カバレッジロボットの例を示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、カバレッジロボットの例を示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、カバレッジロボットの成形空洞、咬合モジュール、および平行な外壁を示す断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、カバレッジロボットの成形空洞、咬合モジュール、および平行な外壁を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、カバレッジロボットのシャーシ、機能的コアカバー、上部パネル、および保持カバーの例を示す分解図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、カバレッジロボットのシャーシ、機能的コアカバー、上部パネル、および保持カバーの例を示す分解図である。
【図３】図３は、カバレッジロボットの清掃アセンブリ、駆動車輪アセンブリ、バッテリ、および底部カバーの例を示す分解図である。
【図４Ａ】図４Ａは、水平な清掃ヘッドの例を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、垂直な清掃アセンブリの例を示す斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、垂直な清掃アセンブリの例を示す略図である。
【図５】図５は、カバレッジロボット緩衝器の例を示す斜視図である。
【図６】図６は、清掃ビンの例を示す分解図である。
【図７Ａ】図７Ａは、清掃ビンカバーを含む清掃ビンの例を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、清掃ビンカバーを含む清掃ビンの例を示す断面図である。
【図８】図８は、キャスタ車輪アセンブリの例を示す分解図である。
【図９Ａ】図９Ａは、脱輪センサの例を示す分解図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、キャスタ車輪アセンブリの例を示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、駆動車輪アセンブリの例を示す上面から見た分解図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、電源コネクタの正面図である。
【図１１】図１１は、駆動車輪アセンブリの例を示す底面から見た分解図である。
【図１２】図１２は、清掃アセンブリの例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、清掃ヘッドアセンブリの例を示す底面斜視図である。
【図１４】図１４は、清掃ヘッドアセンブリの例を示す上面斜視図である。
【図１５】図１５は、カバレッジロボットの例を示す略図である。
【図１６】図１６は、カバレッジロボットのアフタサービス工程の例を示す略図である。
【図１７】図１７は、カバレッジロボットの例を示す上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の１つ以上の実施の詳細を、添付の図面および以下の記載において説明する。本開示のその他の特徴、目的、利点は、記述および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００２２】
種々の図面における同じ参照符号は、同様の要素を示している。
【００２３】
図１Ａは、カバレッジロボット１００の例を示す上面斜視図である。カバレッジロボット１００は、作業面、例えば床または壁からブラシ掛けされたデブリを真空掃除することにより、作業面を清掃するのに使用することができる。カバレッジロボット１００は、カバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能なモジュール式構成要素を含む。カバレッジロボットを使用して、或る面が保護される。これには、清掃、研磨、塗装、再塗装、掃除、消毒、処理加工、およびそれ以上のことも含む。
【００２４】
カバレッジロボット１００の上面図は、取外し可能な側部清掃アセンブリ１０２、取外し可能な上部カバー１０４、取外し可能な装飾カバー１０６、および取外し可能な緩衝器１０８を示す。一実施において、側部清掃アセンブリ１０２は、作業面上のデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路へ移動させる。上部カバー１０４は、カバレッジロボット１００の表側にある内部構成要素を覆う。装飾カバー１０６は、カバレッジロボット１００の外観またはスタイルを、例えば色またはテーマに関して変更するのに使用する。装飾カバー１０６は、付加的または選択的に、センサ、インタフェース、アクチュエータ、および同等のものを担持する機能的パネルまたは板とすることができる（例えば、カバー１０６に、カバー自身のマイクロプロセッサ、装着されたセンサ、装着されたアクチュエータ、および／または、ロボット自体へのプラグインタフェースのうちの幾つかまたは全てを提供することができる）。様々な装飾カバー１０６または様々な機能的カバー（図示せず）が、ロボット１００内で成形カバー−受け空洞または凹部に合致する同一の外形、例えば外壁構成を有するならば、それらをモジュールとして交換可能に装着することができる。緩衝器１０８は、カバレッジロボット１００と、カバレッジロボット１００が接触する物体とを接触中に保護する。
【００２５】
モジュール式構成要素、例えば側部清掃アセンブリ１０２、上部カバー１０４、装飾カバー１０６、および緩衝器１０８は、咬合成形受け空洞へ装着可能となるように配置されており、カバレッジロボット１００から別々に独立して取外すことができる。例えば、破損したまたは磨耗した構成要素を取外して、適切に機能する構成要素と交換することができ、あるいは、不良の構成要素を調整し、再度使用することができる。代替の例において、構成要素、例えば装飾カバー１０６を交換して、カバレッジロボット１００のスタイルまたは外観を変更することができる。別の例において、構成要素を交換して、例えば側部清掃アセンブリ１０２内の堅いブラシを柔らかいブラシに交換することにより、カバレッジロボット１００の機能を変更することができる。
【００２６】
図１Ｂは、カバレッジロボット１００の例を示す底面斜視図である。カバレッジロボット１００の底面図は、取外し可能な駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、取外し可能な主要清掃アセンブリ１１２、取外し可能なキャスタ車輪アセンブリ１１４、取外し可能な清掃ビン１１６、および取外し可能な底部カバー１１８を示す。駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂは、カバレッジロボット１００に推進力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２も、作業面上のデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ移動させる。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、作業面との第３の接触点を提供する。清掃ビン１１６は、カバレッジロボット１００が作業面から真空掃除するデブリを蓄える。底部カバー１１８は、カバレッジロボット１００内の成形モジュール、例えば側部清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびにキャスタ車輪アセンブリ１１４を固定するのを助長する。
【００２７】
図１Ｃおよび図１Ｄを参照すると、成形モジュール（例えば、概略的に示すモジュール１１０ａ、１１２、１１０ｂ、１０２）に、機械コネクタ（例えば固締具を受け入れるためのもの、あるいはそれ自体が固締具であるもの）１００３ａ、１４０３、１１０３ａ、４１１、ならびに、電気コネクタ１００２ａ、１４０２、１１０２ａ、４１０を提供することができる。成形モジュールを例えばその咬合成形受け空洞内へ摺動すると、成形モジュール上の機械コネクタは、ロボットシャーシ２０２内に形成された、対応するコネクタ、固定具、またはハードポイント２０５、２０９、２０７、２１１と整列し、成形モジュール上の電気コネクタは同時に、ロボットシャーシ２０２内に形成された咬合コネクタ２０４、２０８、２０６、２１０と整列する。このことにより、確実にモジュールを装着し、電源コネクタに各モジュールへの電力を提供することができる。
【００２８】
図１Ｅおよび図１Ｆを参照すると、シャーシ２０２は、下方を向く成形レセプタクル空洞を含むユニボディの構造体として形成されている。図１Ｅでは、駆動車輪モジュール１１０ａのハウジング３２４ａに合致する成形レセプタクル３０４と、駆動車輪モジュール１１０ｂのハウジング３２４ｂおよび側部ブラシモジュールのハウジング３４０に合致する成形レセプタクル３０６／３１０と、作業ヘッドモジュールのハウジング３３２に合致する作業ヘッド成形レセプタクル３０８とを示す。各成形レセプタクルは不規則なカップであり、このカップは、カップの底部壁の中または上にプラグと、受け入れられるべきモジュールの形状をした平行壁である周辺部と、底部カバー１１８を向く開放している側とを有する。一例として、図１Ｅおよび図１Ｆに、平行壁３０４ａおよび底部壁３０４ｂを示すが、各々の成形レセプタクルが、同様の特徴を有することもできる。概略的に示すように、ロボット１００の底部は、幾つかのモジュールを含む。成形レセプタクルの平行壁と、合致するモジュールの合致する平行壁とは、堅固な滑り嵌合（モジュールが本体の構造的モノコックの一部を成すべき場合）、および緩い滑り嵌合（モジュールが音をたてるべきでなく移動ロボットの剛性に著しく貢献することのない場合）である。平行壁としてのこれらの壁により、モジュールは、受け成形レセプタクルの「カップ」内を壁に沿って底部まで直接滑動することができる（この場合、本明細書で検討するように、同一の直線方向へ挿さる電気コネクタが、レセプタクルの底部または側部のプラグにより受けられる）。図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、隣接する２つの成形レセプタクルが、壁を共有することができ（例えば、作業ヘッドレセプタクル３０８が車輪モジュールレセプタクル３０４、３０６と壁を共有するように）、そして、２つ以上のモジュールが、相互に接する平行壁を有する限りにおいても、これらのモジュールを単一のレセプタクルが受けることができる（例えば、車輪モジュールレセプタクル３０６および側部ブラシモジュールレセプタクル３１０が相互接続され、車輪モジュール壁またはハウジング３２４ａおよびブラシモジュールハウジング３４０が、レセプタクルが相互接続している隣接した平行壁を有する（あるいは、例えば単一のレセプタクルを形成する）ように）。図１Ｅに概略的に示すように、モジュールは、合致するレセプタクルの底部に達するまで、「垂直な」（例えば平行壁の）方向で所定の位置へと摺動する。さらに図示するように、モジュールは各々、固締具Ｆにより、対応するそれらのレセプタクル内で固定することができ、これらの固締具は、挿入方向と同じ方向に固締されるので、底部カバー１１８を取外すと直接的な接近が可能になる。本明細書で注記するように、底部カバー１１８は、好ましくは工具の不要なものであり、この底部カバー１１８をシャーシに固定するための締め金、留め金、摺動部、または同等のものを有し、底部カバー１１８を取外すとモジュールのほとんどが見えるようになり、任意の固締具を取外せばモジュールを滑り出させることができる。
【００２９】
図２Ａ−図２Ｂは、カバレッジロボット１００のシャーシ２０２、上部カバー１０４、ならびに装飾／底部カバー１０６および１１８の例を示す分解図を提供する。シャーシ２０２は、カバレッジロボット１００の清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、キャスタ車輪アセンブリ１１４、ならびにその他の構成要素を担持する。シャーシ２０２はレセプタクルを含み、そこでは、底部カバー１１８により構成要素が固定される。一実施において、シャーシ２０２はユニボディの構成であり、この構成は、各モジュール用に各レセプタクルを画定し、部品用の接触点を含む。この関連で、指摘するように、シャーシ２０２は、シャーシの外板（「構造的外板」）により構造的負荷が支持される、全体的にまたは部分的にユニボディのまたはモノコックの技術により形成することができる。シャーシ２０２および上部カバー１０４は、密封または防水すべき電子部品、例えば制御機構１０５０を封入することができ、共に堅く固定して二部分のモノコック構造支持体を形成することができる。本明細書で検討するモジュールは、構造的外板により支持することができるが、モノコックの部材として形成することもでき、および／または、外側モノコック自体を有して、その成形受け空洞へ摺動され固定されたモジュールが、ロボットの構造的剛性に貢献できるようにすることもできる。他方で、カバー１０６および１１８は一般に、ロボットの構造的剛性には著しく貢献しないであろう（貢献するように各々を修正することはできようが）。図３は、カバレッジロボット１００の清掃アセンブリ１０２および１１２、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、電気バッテリ３０２、ならびに底部カバー１１８の例を示す分解図である。底部カバー１１８は、バッテリ３０２を保持し、異物がロボット１００内へ侵入するのを防止する障壁として働き、作業面が熱ければ断熱障壁を提供する。図１Ｃ−図１Ｆおよび図３を参照すると、シャーシ２０２は、成形受けレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、および３１２を画定し、そこでは、（モジュールの平行壁を咬合成形受けレセプタクルの平行壁へ摺動することにより）駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、および電気バッテリ３０２が受けられ、それぞれ底部カバー１１８により固定される。底部カバー１１８は開口部３１４、３１６、３１８、３２０、および３２２を含み、これらの開口部は例えば、対応する成形受けレセプタクルの下方を向く開口部よりも小さいので、駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、およびキャスタ車輪アセンブリ１１４それぞれが、底部カバーを通して働くことができ、事例によっては作業面に接触することができる。
【００３０】
底部カバー１１８がモジュール方式であることにより、ロボット１００を、様々な床面に対処するように修正することができる。底部カバー１１８は、床に関する様々なカバー高さにてシャーシ２０２上に配置し、様々な床の種類に対処することができる。毛足の長いシャグカーペットでは、ロボット１００が深いカーペット上を簡単に滑るように進む（遊動する）ことができるように、底部カバー１１８をテフロン（登録商標）で覆ってカバー高さを低減することができる。床面が主として硬い床張りである場合、主要清掃アセンブリ１１２の方へ微細な汚れが導かれるように、底部カバー１１８の前部に口髭ブラシが配置された交換可能な底部カバー１１８を使用することができる。主要清掃アセンブリ１１２から浮遊粉塵が逃散するのが最小となるように、底部カバー１１８の後部に配置した付加的な口髭ブラシを使用することができる。ロボット１００を使用して多くの傾斜（出っ張り／階段）のある面を清掃する際、底部カバー１１８は、ロボット１００が出っ張りから落下または滑落するのを防止する制動系として働く輪止めパッドと嵌合させることができる。別の実施において、床に近接して床を殺菌するように働くＵＶ光モジュールが底部カバー１１８の下に配置され、このＵＶ光モジュールは、側部清掃アセンブリ１０２または１１２のうち一方の電力接点と接触する電気端子と嵌合する。さらに別の実施において、床の研磨清掃を必要としている工場／研究室の床を準備するためには、塗装層を塗布する前に、底部カバー１１８に紙やすりのフラップを装備することができる。
【００３１】
駆動車輪アセンブリモジュール１１０ａ−１１０ｂは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂと、車輪３２６ａ−３２６ｂと、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂと、リンク機構３３０ａ−３３０ｂとをそれぞれ含む。車輪３２６ａ−３２６ｂは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂに回転可能に連結されている。さらに、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂは、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂをそれぞれ担持する。車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂは、車輪３２６ａ−３２６ｂをそれぞれ駆動するよう作動可能である。リンク機構３３０ａ−３３０ｂは、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂを、車輪３２６ａ−３２６ｂそれぞれの前方の場所にてシャーシ２０２にそれぞれ取り付けている。リンク機構３３０ａ−３３０ｂは、シャーシ２０２から車輪３２６ａ−３２６ｂをそれぞれ懸下する。リンク機構３３０ａ−３３０ｂはシャーシ２０２との結合部にて回転するので、車輪３２６ａ−３２６ｂはそれぞれ上下に移動することができる。
【００３２】
主要清掃アセンブリ１１２は、清掃アセンブリハウジング３３２と、主要ブラシ３３４と、補助ブラシと、清掃駆動モータ３３６とを含む。主要ブラシ３３４、補助ブラシ、枢動フレーム、線材カバーまたは仕切り、および、ブラシと共に移動して表面むらに対処するその他の要素が、主要清掃ヘッドを形成している。主要ブラシ３３４は、清掃アセンブリハウジング３３２に回転可能に連結されており、作業面をブラシ掛けして清掃するように回転する。清掃アセンブリハウジング３３２は、清掃駆動モータ３３６を担持する。清掃駆動モータ３３６は、主要ブラシ３３４を、そして任意で補助ブラシを駆動する。この主要清掃アセンブリ１１２は、図示するように、ロボット１００の主要作業ヘッド（すなわちロボットが前方へ移動する際に働いて領域を覆うもの）を含み、主要作業ヘッドは、ロボット１００の主要作業幅部分を含む。
【００３３】
側方または側部の清掃アセンブリ１０２は、清掃アセンブリハウジング３３８と、側部ブラシ３４０と、清掃駆動モータ３４２とを含む。側部ブラシ３４０は、清掃アセンブリハウジング３３８に回転可能に連結されており、作業面をブラシ掛けして清掃するように回転する。この側部ブラシ３４０は、ロボットの周辺部の上を延びて、壁に沿って隅部でデブリを収集し、デブリが主要ブラシにより収集されるようにデブリを主要ブラシ３３４の前に差し向ける。清掃アセンブリハウジング３３８は、清掃駆動モータ３４２を担持する。清掃駆動モータ３４２は、側部ブラシ３４０を駆動する。
【００３４】
電気バッテリ３０２は、モータ制御器および増幅器を介して、構成要素、例えば駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびに側部清掃アセンブリ１０２および１１２に電力を提供する。駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂ、ならびに清掃アセンブリ１０２および１１２は電源コネクタを含み、これらの電源コネクタは、車輪駆動モータ３２８ａ−３２８ｂ、ならびに清掃駆動モータ３３６および３４２それぞれへのモータ電力および／または制御を接続する。電源コネクタは、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａ−３２４ｂ、ならびに清掃アセンブリハウジング３３２および３３８の外面に設置されている。電源コネクタは、シャーシ２０２内のレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、および３１２内の電源コネクタと咬合する。
【００３５】
図４Ａは、主要ブラシ３３４の例を示す斜視図である。主要ブラシ３３４は、主要清掃アセンブリ１１２内の清掃ヘッドから別々に独立して取外し可能であり、これによってカバレッジロボット１００から取外し可能である。主要ブラシ３３４はこの場合、作業面と平行な水平軸の周りで回転し、これによって、水平な清掃アセンブリとなる。ただし、カバレッジロボットの主要作業幅部分は、垂直に回転するブラシ、真空掃除機に代わるブラシのないもの、往復ブラシ、循環ベルト部材、および知られているその他の清掃用具を含むことができる。主要ブラシ３３４は、長手方向回転軸を画定する円筒形本体４０２を有する。円筒形本体４０２に対して半径方向に、剛毛４０４が取り付けられる。円筒形本体４０２に沿って長手方向に、可撓性フラップ４０６が取り付けられる。剛毛４０４および可撓性フラップ４０６は、回転する際、作業面上のデブリを移動させて、これらのデブリをロボット内の掃除ビンの方へ差し向ける。幾つかの事例において、主要ブラシは、デブリまたは汚れを、カバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ差し向けることもできる。湿潤清掃ロボットの場合、主要ブラシは代わりに洗浄機能を有することができ、真空掃除機またはその他の収集器が、洗浄後に廃液を収集することができる。
【００３６】
図４Ｂは、側部清掃アセンブリ１０２の例を示す斜視図であり、この側部清掃アセンブリは垂直な清掃アセンブリとすることができる。特定の実施において、清掃ブラシ３４０は、清掃アセンブリ１０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。側部清掃ブラシ３４０は、作業面に垂直な垂直軸の周りで回転する。清掃ブラシ３４０は、回転軸にて清掃ブラシ３４０に付いている第１端部と、回転軸から放射状に広がる第２端部とを備えたブラシ要素４０８を有する。特定の実施において、隣接するブラシ要素は、清掃ブラシ３４０の軸の周りで均等に離間しており、例えば３つの要素間に１２０度の間隔があり、あるいは６つの要素間に６０度の間隔がある。ブラシ要素４０８は、カバレッジロボット１００の周縁端を越えて延び、カバレッジロボット１００の近くのデブリをカバレッジロボット１００の下の吸引路の方へ移動させる。幾つかの実施において、垂直な側部清掃アセンブリ１０２は概ね垂直であるが、清掃ブラシ３４０は、垂直な側部清掃アセンブリ１０２の垂直軸からずれた（傾いた）軸の周りで作動する。図４Ｃに概略的に示すように、ブラシ３４０は、前方および左右方向の両方に傾けて（すなわち、車輪接触面内での移動方向から約４５度の線の周りで回転するようにその面に対して下方に傾けて）、ロボットの周辺の外部からデブリを主要作業幅部分の方へ収集することができ、収集されたこのようなデブリがいったんそこにきてもこれを撹乱したり、またはロボットの作業幅部分からデブリを噴出することはない。軸のずれは、様々なカーペットの種類、例えばシャグに適合するように任意で調整して、清掃ブラシ３４０の傾きをカスタマイズすることができる。
【００３７】
図４Ｂおよび図１Ｄを参照すると、側部清掃アセンブリ１０２は、電源コネクタ４１０を含む。側部清掃アセンブリ１０２が成形レセプタクル３１０内に置かれると、電源コネクタ４１０は、レセプタクル３１０（上述のように、電源コネクタを案内して咬合する成形平行壁を任意で有するもの）内の電源コネクタ２１０と咬合する。咬合した電源コネクタ４１０は、電気バッテリ３０２から清掃駆動モータ３４２へ電力を提供する。側部清掃アセンブリ１０２上の機械的ハードポイントまたは固締具４１１は、レセプタクル３１０内の対応する機械的ハードポイント２１１と咬合する。
【００３８】
図５は、カバレッジロボット１００の緩衝器１０８の例を示す斜視図である。緩衝器１０８は、シャーシ２０２の前部にてカバレッジロボット１００に取り付けられる。緩衝器１０８は、シャーシ２０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。緩衝器１０８は、１つ以上の物体との衝突中に、カバレッジロボット１００と、カバレッジロボット１００の経路中の１つ以上の物体とを保護する。
【００３９】
図６は、清掃ビン１１６の例を示す分解図である。清掃ビン１１６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、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２０２は開口部３１６を画定しており、そこでは清掃ビン１１６が収容される。
【００４０】
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、主要清掃アセンブリ１１２に隣接するその前側にて少なくとも１つの開口部を有する。デブリ空洞６０７は、開口部を通して、主要清掃アセンブリ１１２からデブリを収集することができる。
【００４１】
底部ハウジング６０２と中間ハウジング６０４とは共に、作業面から真空掃除されたデブリを蓄えるフィルタ空洞６０８を形成することもできる。デブリスキージ６１０は、作業面を洗浄し、デブリをデブリ空洞６０８内へ差し向ける。真空ファン６１２は、中間ハウジング６０４の表側に取り付けられる。真空ファン６１２は、デブリスキージ６１０のところの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の下にフィルタがあれば、デブリがフィルタ空洞６０８を出て真空ファン６１２に入ることが防止される。
【００４２】
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。
【００４３】
清掃ビン１１６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も含むことができる。清掃ビン１１６がシャーシ２０２に固定されると、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２０２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を開放して回転させ、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１１６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、カバーを開放して回転させることができる。
【００４４】
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１１６がシャーシ２０２内部のレセプタクル内に置かれると、シャーシ２０２内で電源コネクタと咬合することができる。
【００４５】
図７Ａ−図７Ｂは、清掃ビンカバーを含む清掃ビン１１６の例を示す断面図である。図７Ａは、上部ハウジング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１１６の例を示す。ビンカバー７０２は、清掃ビン１１６のロボット側を封入する。ビンカバー７０２は、開放して、清掃ビン１１６を、特に、フィルタ空洞６０８からデブリを空にすることができる。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内へと真空掃除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。
【００４６】
特定の実施において、清掃ビン１１６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７Ａ、図７Ｂに示す）。
【００４７】
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。掛け金を解放してビンカバー７０２を開放し、清掃ビン１１６を空にすることができる。
【００４８】
図８は、キャスタ車輪アセンブリ１１４の例を示す分解図である。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、シャーシ２０２およびカバレッジロボット１００から別々に独立して取外し可能である。キャスタ車輪アセンブリ１１４は、キャスタ車輪ハウジング８０２と、キャスタ車輪８０４と、脱輪センサ８０６と、車輪−床近接センサ８０８とを含む。
【００４９】
キャスタ車輪ハウジング８０２は、キャスタ車輪８０４と、脱輪センサ８０６と、車輪−床近接センサ８０８とを担持する。キャスタ車輪８０４は、キャスタ車輪ハウジング８０２内の垂直軸の周りで旋回し、水平軸の周りで回る。
【００５０】
脱輪センサ８０６は、シャーシ２０２に関するキャスタ車輪８０４の下方変位を検出する。脱輪センサ８０６は、キャスタ車輪８０４が作業面と接触しているかどうかを判断する。
【００５１】
車輪−床近接センサ８０８は、キャスタ車輪８０４に隣接して収容されている。車輪−床近接センサ８０８は、シャーシ２０２に対する床の近接性を検出する。車輪−床近接センサ８０８は、赤外線（ＩＲ）エミッタと、ＩＲ受信機とを含む。ＩＲエミッタは、ＩＲ信号を生成する。ＩＲ信号は作業面に反射する。ＩＲ受信機は、反射したＩＲ信号を検出し、作業面の近接性を判断する。別法として、車輪−床近接センサ８０８は、別の種類のセンサ、例えば可視光センサを使用することができる。車輪−床近接センサ８０８は、カバレッジロボット１００が作業面内の絶壁、例えば階段ステップまたは出っ張りを下りるのを防止する。特定の実施において、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂは各々、車輪−床近接センサを含む。
【００５２】
図９Ａは、脱輪センサ８０６の例を示す分解図である。脱輪センサ８０６は、ＩＲエミッタ９０２と、ＩＲ受信機９０４とを含む。ＩＲエミッタ９０２はＩＲ信号を生成する。このＩＲ信号は、キャスタ車輪８０４から反射する。ＩＲ受信機９０４は、反射したＩＲ信号を検出し、キャスタ車輪８０４の垂直位置を判断する。
【００５３】
図９Ｂは、キャスタ車輪アセンブリ１１４の例を示す断面図である。この図は、キャスタ車輪８０４の上面９０６を示しており、この上面からＩＲ信号が反射する。ＩＲ受信機９０４は、反射したＩＲ信号を使用して、キャスタ車輪８０４の垂直位置を判断する。
【００５４】
図１０Ａは、駆動車輪アセンブリ１１０ａの例を示す上面から見た分解図である。この図は、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ａと、車輪駆動モータ３２８ａと、リンク機構３３０ａと、車輪３２６ａと、電源コネクタ１００２ａとを示す。図１１は、駆動車輪アセンブリ１１０ｂの例を示す底面から見た分解図である。この図は、駆動車輪アセンブリハウジング３２４ｂと、車輪駆動モータ３２８ｂと、リンク機構３３０ｂと、車輪３２６ｂと、電源コネクタ１００２ｂとを示す。
【００５５】
図１０Ａ−図１０Ｂ、図１１、および図１Ｃを参照すると、駆動車輪アセンブリ１１０ａは、電源コネクタ１００２ａも含む。レセプタクル３０４内に駆動車輪アセンブリ１１０ａが置かれると、電源コネクタ１００２ａは、レセプタクル３０４内の電源コネクタ２０４と咬合する。このことにより、電源コネクタ１００２ａは、電気バッテリ３０２から車輪駆動モータ３２８ａへ電力を提供することができる。駆動車輪アセンブリ１１０ａ上の機械的ハードポイント１００３ａが、レセプタクル３０４内の対応する機械的ハードポイント２０５と咬合する。駆動車輪アセンブリ１１０ａ上の電源コネクタ１００２ａは遊動コネクタ（エッジカード）であり、この遊動コネクタは、ピン／ねじ１００４ａによりアセンブリハウジング３２４ａに装着されており、ピン１００４ａ、電源コネクタ１００２ａ、およびアセンブリハウジング３２４ａの壁の間に間隙を備えている。限定的な自由遊動設計により、電源コネクタ１００２ａは、モジュール内の位置決め特性、例えば機械的ハードポイント１００３ａが係合する際に少量移動することができ、これによって、組立中および作動中のコネクタ組への応力を最小にすることができる。
【００５６】
図１２は、主要清掃アセンブリ１１２（あるいは、「清掃」しない実施のためのカバレッジまたは作業モジュール）の例を示す斜視図である。主要清掃アセンブリ１１２内では、清掃アセンブリハウジング３３２は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２を担持する。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、清掃アセンブリハウジング３３２およびカバレッジロボット１００に関して移動可能にすることができる。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、主要ブラシ３３４と、清掃駆動モータ３３６とを担持する（図からわかるように、ブラシ３３４上には非常に複数の剛毛群が提供されるが、明確にするためにほんの少しのみ図示する）。
【００５７】
図１３は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２の例を示す底面斜視図である。清掃ヘッドアセンブリ１２０２は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２を含む。清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２は、主要ブラシ３３４と、補助清掃ブラシ１３０４とを担持する。
【００５８】
主要ブラシ３３４は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２に回転可能に連結されている。補助清掃ブラシ１３０４は、可撓性フラップを含む。補助ブラシ１３０４は、主要ブラシ３３４とは反対方向に回転するので、主要ブラシ３３４により押しやられたデブリは捕獲され、補助ブラシ１３０４を越えて上方へ向けられる。さらに、清掃ヘッドが回転すると、可撓性フラップは、作業面を清潔にブラシ掛けすることができる。
【００５９】
図１４は、清掃ヘッドアセンブリ１２０２の例を示す上面斜視図である。この図は、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２の後方にある清掃駆動モータ３３６の場所を示す。図１４および図１Ｃを参照すると、清掃ヘッドアセンブリハウジング１３０２は、電源コネクタ１４０２も含む。電源コネクタ１４０２は、電気バッテリ３０２から清掃駆動モータ３３６へ電力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２内に清掃ヘッドアセンブリ１２０２が置かれると、電源コネクタ１４０２は、清掃アセンブリハウジング３３２内の開口部から突出する。駆動車輪アセンブリと同様に、主要清掃アセンブリ１１２上の電源コネクタ１４０２は、遊動コネクタ（エッジカード）であり、この遊動コネクタは、ピンによりモジュールハウジングに装着されており、ピンおよびエッジカード内のＣ字形受け溝の間に間隙を有して電源コネクタ１４０２を包囲する。レセプタクル３０８内に主要清掃アセンブリ１１２が置かれると、電源コネクタ１４０２は、シャーシ２０２内の電源コネクタ２０８と咬合し、清掃駆動モータ３３６へ電力を提供する。主要清掃アセンブリ１１２上の機械的ハードポイント１４０３は、レセプタクル３０８内の対応する機械的ハードポイント２０９と咬合する。
【００６０】
一実施において、図１Ｃ−図１Ｄを参照すると、電源コネクタ１００２、１１０２、１４０２、および４１０は工具が不要な（工具なしで作動可能な）モジュール側電気プラグであり、この電気プラグは、シャーシ２０２上の、工具の不要な、対応するモジュール側電気プラグ２０４、２０６、２０８、および２１０と咬合する。電源コネクタ１００２、１１０２、１４０２、４１０、２０４、２０６、２０８、および２１０は、モジュールがレセプタクル内へ挿入されると、各モジュール（駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、電気バッテリ３０２、および清掃ビン１１６）と、対応するレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６とのそれぞれの間の電気接続を確立する。
【００６１】
図１Ｃ−図１Ｄを参照すると、シャーシ２０２は、中に制御機構１０５０が取外し可能に装着されたレセプタクル２５０を画定する。レセプタクル３０４、３０６、３０８、および３１０内の電源コネクタ２０４、２０６、２０８、および２１０はそれぞれ、制御機構１０５０に電気接続されている。シャーシ２０２上には、表示パネル１０５が配置される。表示パネル１０５は、制御機構１０５０と電気通信している。
【００６２】
図１５は、表示器１５０を有する表示パネル１０５と、音声出力装置１６０とを含むロボット１００の例を示す略図である。表示器１５０は、実質、各モジュールレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６にそれぞれ対応する照明可能な表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０を有するロボットの外観を模しているセグメント化した保守表示装置を含む。モジュールレセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６はそれぞれ、駆動車輪アセンブリ１１０ａ、駆動車輪アセンブリ１１０ｂ、主要清掃アセンブリ１１２、側部清掃アセンブリ１０２、電気バッテリ３０２、および清掃ビン１１６に対応している。制御機構１０５０は、表示パネル１０５の表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０の照明と、音声出力装置１６０からの音声応答とを制御して、サービスの必要性を使用者に連絡する。一例において、制御器は、セグメント化した保守表示パネル１０５上の表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０のうち１つ以上を照明して、レセプタクル３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、および３１６のうちの１つにあるモジュールが使用者により取外し交換される必要があることを示す。
【００６３】
制御機構１０５０は、駆動車輪アセンブリ１１０ａ−１１０ｂと、清掃アセンブリ１０２および１１２とへ送出される電流を監視する。過電流が検出されると、制御機構１０５０により、保守表示装置１５０の適切な表示器３０４０、３０６０、３０８０、および３１００が照明され、詰りまたは取り除くべきその他の障害が示される。別の例において、制御機構１０５０は音声応答を送信し、この音声応答は、音声出力装置１６０により送出されて、問題をどのように修正すべきかの指示を提供する。詰りまたは問題がいったん取り除かれても、過電流が残っている場合、警告／保守の表示は照明されたままになり、モジュールの交換が必要であることが示される。一実施において、清掃ビン１１６は、現在のビン容量を制御機構１０５０に連絡するビン満杯センサを含む。制御機構１０５０は、ビンが満たされていることを検出すると、表示器３１６０を照明し、清掃ビン１１６を空にするよう使用者へ信号を送る。制御機構１０５０は、バッテリ３０２が少ないか、またはサービスを必要としていることを検出すると、表示器３１２０を照明し、バッテリ３０２を保守するよう使用者へ信号を送る。各例において、制御機構１０５０は、音声出力装置１６０により案内音声指示を送出することができる（例えば、カバーを取外すこと、モジュールを取外すこと、モジュールを送付すること、またはモジュールを廃棄すること、および新規のモジュールを注文すること）。各セグメントに様々な色（例えば多色のＬＥＤまたは様々なＬＥＤ）を提供して、様々なメッセージを知らせることができる（例えば、緑色は注意が必要でないこと、黄色は詰り、赤色はサービスまたは保守交換、点滅する緑色は通常の手入れ、例えばビンを空にすること、洗浄液の交換、あるいはバッテリ充電）。
【００６４】
図１６を参照すると、ロボットの寿命を伸ばすためにモジュール方式が使用される。一実施において、使用者は、１つ以上のモジュールに対応する保守表示装置１０５上の照明可能な表示器３０４０、３０６０、３０８０、３１００、３１２０、および３１６０の照明に対応し、または、音声出力装置１６０から提供される、交換すべきモジュールを識別するようにとの指示に対応する。使用者は、保守要求を、コンピュータ４００２を通してインターネット４００４上でウェブサーバ４００６に連絡する。このウェブサーバは、保守要求をフルフィルメントセンタ４００８に送る。フルフィルメントセンタ４００８は、交換部品の小包４０１０を使用者に送付する。ロボット１００は、部品をどのようにインストールすべきかの音声指示を提供することができる。別の実施において、ロボット１００は、無線でローカルネットワーク４００２へ連絡し、このローカルネットワークが保守要求を連絡する。
【００６５】
図１７を参照すると、カバレッジロボット１００のモジュール方式は、カバレッジロボット１００の上部に画定されたモジュール溝１９０により、さらに拡張することができる。モジュール式溝１９０は、データモジュール１９２を受け入れるように構成されている。データモジュール１９２は内蔵型であり、構成するＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ、またはＥＥＰＲＯＭの型の記憶装置上のデータ（特別な書込みユニットが装備された使用者のコンピュータにて、または製造者にてのいずれかで、例えばテーマを持ったコンテンツ等のコンテンツを提供するために、ソフトウェア、ビデオ、または音声コンテンツを用いてロードできるもの）を搬送することができる。
【００６６】
一例において、データモジュール１９２は、モジュール溝１９０内にインストール可能な記録装置であり、カバレッジロボット１００およびその構成部品の燃費が記録される。例えば、データモジュール１９２は、駆動された距離、どのくらいの頻度でカバレッジロボット１００が使用されたか、モジュールが変更された場合の特定のモジュールの寿命、等を記録することができる。さらに、ロボットは、データモジュール１９２をインストールしなければ機能しないように構成することができる。さらに別の例において、データモジュール１９２は、カバレッジロボット１００のソフトウェア挙動を変更するのに使用される。データモジュール１９２の本体を、上部カバー１０６が、例えば、付加的なセンサ（例えば、前方を指示するソナー、複数の方向でのＩＲエミッタ／受信機、磁針先端方向へ指示するＩＲ受信機、天井を指示するＩＲ投影機、天井を指示するＩＲ受信機、検出および／または向きを逸らすように配置されたジャイロスコープ）、アクチュエータ（例えば、パン／チルトユニット、噴霧ユニット）、通信（ＲＦまたはＩＲ見通し線）、あるいはマイクロプロセッサを用いて、形成することができる。
【００６７】
近接センサ、例えば絶壁センサおよび壁追随センサを開示している米国特許第６，５９４，８４４号「ロボット障害物検出システム」、ｉＲｏｂｏｔのルンバ型カバレッジ／清掃ロボットの全体構造と、主要清掃ヘッドおよびエッジ清掃ヘッドとを詳細に開示している米国特許第６，８８３，２０１号「自律的床清掃ロボット」、挙動ベースロボット工学の原則に応じて調停者により選択された、脱出挙動を含む移動制御およびカバレッジ挙動を開示している米国特許第６，８０９，４９０号「自律型ロボット用マルチモードのカバレッジのための方法およびシステム」、仮想の壁、つまり壁シミュレート指向ビームによるロボット閉じ込めを開示している米国特許第６，７８１，３３８号「ロボットの位置を特定して閉じ込めておく方法およびシステム」を各々、参照により全体として本明細書に組み込む。
【００６８】
いくつかの実施を説明した。それにもかかわらず、当然のことながら、以下の請求項の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができる。例えば、カバレッジロボットは、上記のものとは異なる数の駆動車輪アセンブリまたは清掃アセンブリを含むことができる。従って、その他の実施は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバレッジロボット（１００）であって、
シャーシ（２０２）と、
該シャーシ（２０２）上に配置された複数の駆動車輪アセンブリ（１１０ａ−１１０ｂ）であって、各駆動車輪アセンブリが、
駆動車輪アセンブリハウジング（３２４ａ−３２４ｂ）と、
該ハウジング（３２４ａ−３２４ｂ）に回転可能に連結された車輪（３２６ａ−３２６ｂ）と、
該駆動車輪アセンブリハウジング（３２６ａ−３２６ｂ）により担持され、該車輪（３２６ａ−３２６ｂ）を駆動するよう作動可能である車輪駆動モータ（３２８ａ−３２８ｂ）と、
を含む、駆動車輪アセンブリと、
該シャーシ（２０２）により担持される清掃アセンブリ（１１２、１０２）であって、該清掃アセンブリが、
清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）と、
該清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）に回転可能に連結された清掃ヘッド（３３４、３４０）と、
清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）により担持され、該清掃ヘッド（３３４、３４０）を駆動するよう作動可能である清掃駆動モータ（３３６、３４２）と、
を含む、清掃アセンブリと、
前記シャーシ（２０２）により担持され、作業面から除去されたデブリを前記清掃ヘッド（１１２）により収集するよう配置された清掃ビン（１１６）と、を含み、
前記清掃ビン（１１６）が、
デブリ空洞（６０７）およびフィルタ空洞（６０８）を画定するビンハウジング（６０２、６０４、６０６）であって、該デブリ空洞が、作業面から除去されたデブリを前記清掃ヘッド（３３４）により収集するように構成されており、該フィルタ空洞が、作業面から除去されたデブリを、該フィルタ空洞と流体連通する真空ファン（６１２）により収集するように構成されている、ビンハウジングと、
該フィルタ空洞（６０８）内に配置されており、実質的に該真空ファン（６１２）に微粒子が入るのを阻止するように構成されたビンフィルタ（７０４）と、
該ビンハウジング（６０２、６０４、６０６）に取り付けられており、ビン閉位置と、アフタサービス用に該フィルタ空洞（６０８）および該ビンフィルタ（７０４）を剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されたビンカバー（６０９、７０２）とを含むことを特徴とする、カバレッジロボット。
【請求項２】
前記シャーシ（２０２）により担持される電気バッテリ（３０２）、および該シャーシ（２０２）上に配置された取外し可能なキャスタ車輪アセンブリ（１１４）をさらに含む、請求項１に記載のカバレッジロボット。
【請求項３】
各駆動車輪アセンブリ（１１０ａ−１１０ｂ）が、前記シャーシ（２０２）の前部から前記車輪（３２６ａ−３２６ｂ）を懸下するリンク機構（３３０ａ−３３０ｂ）をさらに含み、かつ／または、近くに床がないことを検出するように構成された少なくとも１つの近接センサ（８０８）をさらに含む、請求項１または２に記載のカバレッジロボット。
【請求項４】
前記シャーシ（２０２）の上部に配置された取外し可能なカバー（１０４）をさらに含み、かつ／または、前記シャーシ（２０２）の前部に配置された取外し可能な緩衝器（１０８）をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のカバレッジロボット。
【請求項５】
前記清掃ビン（１１６）が、前記開位置で前記ビンカバー（６０９、７０２）を付勢するビンカバーばねアクチュエータ（６１１、７０６）をさらに含み、かつ／または、該付勢されたビンカバー（６０９、７０２）を前記閉位置で保持する掛け金をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のカバレッジロボット。
【請求項１】
カバレッジロボット（１００）であって、
シャーシ（２０２）と、
該シャーシ（２０２）上に配置された複数の駆動車輪アセンブリ（１１０ａ−１１０ｂ）であって、各駆動車輪アセンブリが、
駆動車輪アセンブリハウジング（３２４ａ−３２４ｂ）と、
該ハウジング（３２４ａ−３２４ｂ）に回転可能に連結された車輪（３２６ａ−３２６ｂ）と、
該駆動車輪アセンブリハウジング（３２６ａ−３２６ｂ）により担持され、該車輪（３２６ａ−３２６ｂ）を駆動するよう作動可能である車輪駆動モータ（３２８ａ−３２８ｂ）と、
を含む、駆動車輪アセンブリと、
該シャーシ（２０２）により担持される清掃アセンブリ（１１２、１０２）であって、該清掃アセンブリが、
清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）と、
該清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）に回転可能に連結された清掃ヘッド（３３４、３４０）と、
清掃アセンブリハウジング（３３２、３３８）により担持され、該清掃ヘッド（３３４、３４０）を駆動するよう作動可能である清掃駆動モータ（３３６、３４２）と、
を含む、清掃アセンブリと、
前記シャーシ（２０２）により担持され、作業面から除去されたデブリを前記清掃ヘッド（１１２）により収集するよう配置された清掃ビン（１１６）と、を含み、
前記清掃ビン（１１６）が、
デブリ空洞（６０７）およびフィルタ空洞（６０８）を画定するビンハウジング（６０２、６０４、６０６）であって、該デブリ空洞が、作業面から除去されたデブリを前記清掃ヘッド（３３４）により収集するように構成されており、該フィルタ空洞が、作業面から除去されたデブリを、該フィルタ空洞と流体連通する真空ファン（６１２）により収集するように構成されている、ビンハウジングと、
該フィルタ空洞（６０８）内に配置されており、実質的に該真空ファン（６１２）に微粒子が入るのを阻止するように構成されたビンフィルタ（７０４）と、
該ビンハウジング（６０２、６０４、６０６）に取り付けられており、ビン閉位置と、アフタサービス用に該フィルタ空洞（６０８）および該ビンフィルタ（７０４）を剥き出しにするビン開位置との間で移動するように構成されたビンカバー（６０９、７０２）とを含むことを特徴とする、カバレッジロボット。
【請求項２】
前記シャーシ（２０２）により担持される電気バッテリ（３０２）、および該シャーシ（２０２）上に配置された取外し可能なキャスタ車輪アセンブリ（１１４）をさらに含む、請求項１に記載のカバレッジロボット。
【請求項３】
各駆動車輪アセンブリ（１１０ａ−１１０ｂ）が、前記シャーシ（２０２）の前部から前記車輪（３２６ａ−３２６ｂ）を懸下するリンク機構（３３０ａ−３３０ｂ）をさらに含み、かつ／または、近くに床がないことを検出するように構成された少なくとも１つの近接センサ（８０８）をさらに含む、請求項１または２に記載のカバレッジロボット。
【請求項４】
前記シャーシ（２０２）の上部に配置された取外し可能なカバー（１０４）をさらに含み、かつ／または、前記シャーシ（２０２）の前部に配置された取外し可能な緩衝器（１０８）をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のカバレッジロボット。
【請求項５】
前記清掃ビン（１１６）が、前記開位置で前記ビンカバー（６０９、７０２）を付勢するビンカバーばねアクチュエータ（６１１、７０６）をさらに含み、かつ／または、該付勢されたビンカバー（６０９、７０２）を前記閉位置で保持する掛け金をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のカバレッジロボット。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−７５９３２（Ｐ２０１２−７５９３２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８０３５０（Ｐ２０１１−２８０３５０）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２００８−５４３５４９（Ｐ２００８−５４３５４９）の分割
【原出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＬＡＳＨ
【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）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２００８−５４３５４９（Ｐ２００８−５４３５４９）の分割
【原出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＬＡＳＨ
【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）】
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