自律表面処理電気器具
【課題】移動ロボット真空掃除機のような自律表面処理電気器具、同じくこのような機械のための駆動配置を提供する。
【解決手段】駆動配置を有するシャーシと処理すべき表面にわたる電気器具の制御を可能にするように駆動配置に接続された制御システムとを含む自律表面処理電気器具であって、駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、各牽引ユニットは、前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、前輪及び後輪は、床面に対向して前輪及び後輪の間を延びる軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される。
【解決手段】駆動配置を有するシャーシと処理すべき表面にわたる電気器具の制御を可能にするように駆動配置に接続された制御システムとを含む自律表面処理電気器具であって、駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、各牽引ユニットは、前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、前輪及び後輪は、床面に対向して前輪及び後輪の間を延びる軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボット真空掃除機のような自律表面処理電気器具に関し、同じくこのような機械のための駆動配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動ロボットは、次第に一般的になり、宇宙探査、芝刈り、及び床掃除のような様々な分野で使用される。過去１０年間は、特にロボット床掃除デバイス、特に真空掃除機の分野で急速な発展が見られており、その主目的は、床を掃除しながら自律的に及び控えめにユーザの住まいをナビゲートすることである。本発明は、ロボット真空掃除機との関連で説明することになるが、それはまた、一般的に、ロボット芝刈り機のようなあらゆるタイプの移動ロボットプラットホームに適用可能である。
【０００３】
全ての移動ロボットに共通することは、駆動システムに対する要件である。ロボット床掃除機との関連で、一般的な手法は、ロボット本体に各側の車輪を提供することであり、各車輪は、独立して駆動可能である。従って、ロボットは、同じ速度で同じ方向に両輪を駆動することによって直線的に移動することができ、又は車輪の相対回転を変えることによって転回することができる。反対方向に両車輪を駆動することで、ロボットがスポットで回転することを可能にする。このようなシステムはまた、通常、本体の片側を支持しながら受動的に回転するキャスタとして作用するロボット本体の後方に向けて位置決めされた第３の車輪を含むことになる。このようなシステムの重要な利点は、それが、ロボットを高度に操作可能にし、また付加的なステアリング機構の必要性を回避するということである。このような駆動配置を使用する自律ロボット真空掃除機の例は、ｉＲｏｂｏｔによるＲｏｏｍｂａ（登録商標）及びＥｌｅｃｔｒｏｌｕｘによるＴｒｉｌｏｂｉｔｅ（登録商標）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ１５８２１３２
【特許文献２】ＷＯ２００８／００９８８６
【特許文献３】ＷＯ００／３８０２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような車輪付き移動ロボットの欠点は、物体を乗り超え又はケーブル又はラグのようなフロアカバーさえも乗り超え又はそれらに乗るその機能の限界である。
【０００６】
代替の手法は、欧州特許出願番号ＥＰ１５８２１３２に示すように、自律床掃除機にトラック駆動配置を装着することである。このような配置は、軌道に固有のより大きな接触面によりグリップを改善する傾向がある。しかし、接触面が増加することにより、ロボット駆動システムは、滑脱の影響をより受けやすく、これは、それがロボットのナビゲーションシステムの中に誤りを導入するので不利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした背景の下で、本発明は、駆動配置を有するシャーシ及び処理すべき表面にわたって電気器具の制御を可能にするように駆動配置に接続した制御システムを含む自律表面処理電気器具を提供し、駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、各牽引ユニットは、前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、前輪及び後輪は、床面に対向して前輪及び後輪の間を延びる軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される。
【０００８】
別の言い方をすれば、本発明は、モータユニットから駆動軸中心線に沿ってトランスミッションユニットから延びる駆動シャフトまで駆動を伝達するためのトランスミッションユニット、駆動シャフトの軸の周りで斜めに旋回するようにトランスミッションユニットに結合された振りアーム、駆動シャフトに装着されたスプロケット及び駆動シャフトから離れた振りアームの一部分上に装着され、駆動軸中心線に平行な軸の周りで回転可能である滑車、スプロケット及び滑車の周りで制約された軌道を含む移動ロボットのための駆動配置にあり、スプロケット及び滑車は、軌道が傾斜駆動面を呈するように配置される。
【０００９】
処理すべき隣接面に対するこの傾斜昇降面は、処理すべき表面の欠陥、並びに例えば、電気ケーブル／コード又はラグの縁部のような隆起障害物を克服するようにロボットの機能を改善する。更に、水平に対して傾斜している後輪の前方の軌道の部分により、小さな接触面が維持され、これは、それが軌道の大部分が床面と接触状態にあった場合に受けると考えられる滑脱の範囲を被らないので、操作恩典を提供する。これは、特に、公知のタンク軌道構成によって例示するような細長接触面が、ロボットがスポットで転回するのを困難にするカーペット敷き面に当て嵌まる。これとは異なり、本発明の移動ロボットには、単純車輪と同じ方法でトラック昇降面の隆起利点及び小さな接触面の操作利点が設けられる。
【００１０】
牽引ユニットを駆動するために、一実施形態では、制御システムからの指令に応答して前輪を駆動するモータを設けることができる。しかし、後輪も駆動輪とすることができることを認めるべきである。
【００１１】
簡素化及び費用のために、モータは、電気モータ、より具体的にはブラシレスＤＣモータである。他の電動部は、例え費用及び重量が増大しても油圧式電動部などが可能である。
【００１２】
前輪は、モータによって直接駆動することができるが、例示的な実施形態では、トランスミッションユニットは、モータから前輪まで駆動を伝達するように設けられる。それは、トルクを増加させて制御精度を保証しながら、モータの速度がギアダウンすることを可能にする。
【００１３】
トランスミッションはまた、牽引ユニットを電気器具のシャーシに装着可能にすることができる装着部分を提供し、同じく連結部材を一端にピボット回転可能に装着することができ、後輪が装着される第２の端部を有する固定点を提供する。後輪は、従って、前輪の駆動軸の周りで斜めに旋回することができる。
【００１４】
粗面、例えば、毛足の長いカーペットの上で移動する時に、改善された牽引が必要である。従って、駆動配置の強化において、付勢手段が、トランスミッションケースと処理すべき表面に向けて後輪を押圧しる連結部材の中間に設けられる。従って、シャーシが障害物又は表面特徴部との接触により上昇させられる場合、後輪は、表面と接触状態に押圧されることになり、従って、強力牽引を維持する。
【００１５】
物体が軌道に絡むのを防止するために、連結部材は、前輪、後輪、及び軌道の内面によって境界付けられた容積を少なくとも部分的に充填する保護部材を含むことができる。これは、砂粒又は石のような物体が、軌道と車輪の間のニップに入る可能性を低下させ、従って、牽引ユニットの信頼性を改善する。
【００１６】
更に別の牽引強化は、後輪の構成によって与えられる。後輪は、後輪の軌道係合面に隣接し、これよりも大きい直径を有するリム部分とすることができる。任意的に、リム部分は、軌道の外面と同じ半径方向位置まで延びることができ、円滑又は鋸歯状プロフィールを含むことができる。この実施形態では、リム部分は、軌道半径と同程度の半径まで延びるので、ロボットがラグ又はカーペットのような柔らかい表面の上で移動している状況では、軌道は、カーペットのパイルの中に沈む傾向があり、それによってリム部分の鋸歯状縁は、カーペットと係合してロボットの牽引を増大させる傾向がある。しかし、硬い表面に対して、軌道のみが床面と接触することになり、これは、ロボットの操作機能に恩典を与えることになる。
【００１７】
本発明は、一般的に、移動ロボット及び自律床処理電気器具に適用されるが、特に、汚れ空気入口と清浄空気出口の間で空気流を発生させるための空気流発生器、及び空気流から汚れを分離するように汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流路に配置された分離装置を含むロボット真空掃除機において有用性がある。
【００１８】
本発明をより容易に理解することができるように、ここで、単に一例として添付の図面を以下に参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による移動ロボットの正面斜視図である。
【図２】図１の移動ロボットの下から見た図である。
【図３】主要アセンブリを示す本発明の移動ロボットの分解斜視図である。
【図４】移動ロボットのシャーシの正面斜視図である。
【図５ａ】移動ロボットの牽引ユニットのいずれかの側から見た斜視図である。
【図５ｂ】移動ロボットの牽引ユニットのいずれかの側から見た斜視図である。
【図６】図５ａ及び図５ｂの牽引ユニットの側面図及び表面に対するその向きを示す図である。
【図７】線Ａ−Ａに沿った図６の牽引ユニットの断面図である。
【図８】図５ａ、図５ｂ、及び図６の牽引ユニットの分解斜視図である。
【図９】３つの振りアーム位置に示す図６の牽引ユニットの側面図である。
【図１０】移動ロボットのシャーシの正面図である。
【図１１】移動ロボットのシャーシの背面図である。
【図１２】移動ロボットの主本体の下から見た図である。
【図１３ａ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｂ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｃ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｄ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１４】移動ロボットの概略システム図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面のうちの図１、図２、図３、図４、及び図５を参照すると、ロボット真空掃除機２（以下では「ロボット」）の形態の自律表面処理電気器具は、シャーシ（又はソールプレート）４、シャーシ４上に担持された本体６、シャーシ４上に装着可能であり、ほぼ円形のプロフィールを有するロボット２を提供するほぼ円形の外側カバー８、及び本体６の前方部分に担持され、外側カバー８の相補的成形切り欠き１２を通して突出する分離装置１０の４つの主なアセンブリを有する主本体を含む。
【００２１】
本明細書の目的のために、ロボットとの関連の用語「前部」及び「後部」は、作動中のその前方及び逆方向の意味で使用されることになり、分離装置１０は、ロボットの前部に位置決めされる。同様に、用語「左」及び「右」は、ロボットの前方移動の方向を基準にして使用されることになる。図１から見ることができるように、ロボット２の主本体は、大部分は操作性の理由のために比較的短い円筒の一般形態を有し、従って、ロボットが移動する表面に対して実質的に垂直に延びる円筒軸線「Ｃ」を有する。従って、円筒軸線Ｃは、ロボット２の前後方向に向けられたロボットの縦軸線「Ｌ」に対して実質的に垂直に延びるので、分離装置１０の中心を通過する。主本体の直径は、好ましくは、２００ｍｍから３００ｍｍ、より好ましくは、２２０ｍｍから２５０ｍｍである。最も好ましくは、主本体は、特に操作性と清浄化効率の間の有効な妥協策であることが見出されている２３０ｍｍの直径を有する。
【００２２】
シャーシ４は、ロボット２のいくつかの構成要素を支持し、好ましくは、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のような高強度射出成形プラスチック材料から製造されるが、シャーシ４はまた、アルミニウム又は鋼のような適切な金属又は炭素繊維複合材のような複合材料から作ることができる。説明するように、シャーシ４の主な機能は、駆動プラットホームのようなものであり、ロボットが移動する表面を掃除するための掃除装置を担持することである。
【００２３】
詳細に図３及び図４を参照すると、シャーシ４の前部部分１４は、比較的平坦及びトレイ状の形態であり、ロボット２の前部を形成する湾曲プロー１５を形成する。シャーシの前部部分１４の各フランクは、凹部１６、１８を有し、その凹部にそれぞれの牽引ユニット２０が装着可能である。図２及び図３は、牽引ユニット２０を取り付けたシャーシ４を示し、図４は、牽引ユニット２０を取り付けていないシャーシ４を示す点に注意されたい。
【００２４】
牽引ユニット２０の対は、シャーシ４の両側に位置して独立して作動可能であり、ロボットが前方及び逆方向に駆動されることを可能にし、左又は右に向けて湾曲経路に従い、又は牽引ユニット２０の回転の速度及び方向に応じていずれの方向のスポットにも向く。このような配置は、時に差動ドライブとして公知であり、牽引ユニット２０の詳細は、明細書の後半で更に完全に説明することになる。
【００２５】
シャーシ４の比較的狭い前部部分１４は、ほぼ円筒形を有する掃除機ヘッド２４を含み、かつ実質的にその縦軸線「Ｌ」に対してシャーシ４の幅にわたって横に延びる後部部分２２の中に広がる。
【００２６】
ロボット２の下部を示す図２を同様に参照すると、掃除機ヘッド２４は、支持面を向いてロボット２が作動している時に汚れ及びデブリが吸い込まれる矩形の吸引開口部２６を形成する。細長ブラシバー２８は、掃除機ヘッド２４に収容され、従来の方式で減速ギア及び駆動ベルト配置３２を通じて電気モータ３０によって駆動されるが、専ら歯車付きトランスミッションのような他の駆動構成も考えられている。
【００２７】
シャーシ４の下部は、その前方縁部において傾斜ノーズを形成する吸引開口部２６の前方に延びる細長ソールプレート部分２５を特徴とする。ソールプレート上の複数のチャンネル３３（それらのうちの２つのみを簡略化するためにラベル付きにした）は、吸引開口部２６に向けて引き込まれる汚れ空気のための経路を提供する。シャーシ４の下部はまた、それが床面の上に静止しているか又は床面の上で移動している時にシャーシ４に対して更に別の軸受点を提供する複数（図示の実施形態では４つ）の受動輪又はローラ３１を担持する。ローラ３１は、その下部が、床面に対して平行な向きにあるようにシャーシを支持する点に注意されたい。更に、車輪又はローラが好ましいが、それらはまた、スキッド又は羽根車のような硬い軸受点として具現化することができる。
【００２８】
この実施形態では、掃除機ヘッド２４及びシャーシ４は、単一プラスチック成形であり、従って、掃除機ヘッド２４は、シャーシ４と一体化される。しかし、これは、そうである必要はなく、２つの構成要素は、分離することができ、掃除機ヘッド２４は、当業者には明らかであると考えられるようなスクリュー又は適切な結合技術によってシャーシ４に適切に固定される。
【００２９】
掃除機ヘッド２４は、シャーシ４の縁部まで延びてロボットのカバー８と一線である第１及び第２の端面２７、２９を有する。図２及び図３におけるような水平又は平面プロフィールで考えると、掃除機ヘッド２４の端面２７、２９は、平坦であり、ロボット２の横方向軸線「Ｘ」に沿って正反対の点にあるカバー８の接線（「Ｔ」としてラベル付きにした）で延びることを見ることができる。この利点は、掃除機ヘッド２４が、ロボットが「壁伝い」モードで横切ると部屋の壁の非常に近くで作動させることができ、それによって壁に至るまで掃除することができるという点である。更に、掃除機ヘッド２４の端面２７、２９は、ロボット２の両側まで接線方向に延びるので、壁がロボット２の右側にあろうと又は左側にあろうと壁に至るまで掃除することができる。また、有用な縁部清浄化機能は、カバー８の機内及び実質的に横方向軸線Ｘに位置する牽引ユニット２０によって高められ、カバー８及び従って同じく掃除機ヘッド２４の端面２７、２９が、壁伝いの作動中に殆ど壁と接触しているように、ロボットを操作することができることを意味する点に注意されたい。
【００３０】
掃除作動中に吸引開口部２６に吸い込まれた汚れは、掃除機ヘッド２４から上方に延びてそれが前方に面するまで約９０°の円弧を通してシャーシ４の前方に向けて湾曲する導管３４を通じて掃除機ヘッド２４を出る。導管３４は、本体６上に設けられた相補的成形ダクト４２と係合するような形状にされた可撓性ベローズ配置３８を有する矩形口部３６で終端する。
【００３１】
ダクト４２は、本体６の前部部分４６上に設けられ、ほぼ円形のベースプラットホーム４８を有する前方のほぼ半円筒凹部５０の中に開放する。凹部５０及びプラットホーム４８は、ドッキング部分を備え、その中に、使用時には分離装置１０が装着され、次に、空にする目的のために分離装置１０を外すことができる。
【００３２】
この実施形態では、分離装置１０は、その内容が本明細書において引用により組み込まれているＷＯ２００８／００９８８６に開示されているようなサイクロン分離器から構成される点に注意されたい。このような分離装置の構成は、公知であり、分離装置は、それが一杯になる時に装置１０を空にすることを可能にするように、簡易着脱締結手段のような好ましい機構によって本体６に取外し可能に取り付けることができるということを除き、本明細書ではこれ以上述べないことにする。分離装置１０の性質は、本発明に重要でなく、サイクロン分離装置は、代わりに、当業技術で公知の他の手段、例えば、分離装置のうちのフィルタ膜、多孔質ボックスフィルタ、又は一部の他の形態によって空気流から汚れを分離することができる。真空掃除機ではない装置の実施形態に対して、本体は、機械によって実施する作業に適切な機器を収容することができる。例えば、床研磨機に対して、主本体は、液体ワックスを保管するためのタンクを収容することができる。
【００３３】
分離装置１０がドッキング部分５０に係合する時に、分離装置１０の汚れ空気入口５２は、ダクト４２によって受け入れられ、ダクト４２の他端は、ブラシバー導管３４の口部３６に接続可能であり、その結果、ダクト４２は、掃除機ヘッド２４からの汚れ空気を分離装置１０に移送するようにする。ベローズ３８は、それが、一部の角度ミスアラインメントにも関わらず分離装置１０の汚れ空気入口５２と密封的に嵌合することができるように、ある程度の復元力でダクト３４の口部３６を設けることができる。ベローズとして本明細書では説明するが、ダクト３４にはまた、可撓性ゴムのカフシールのような代替の弾性シールを含んで汚れ空気入口５２と係合することができる。
【００３４】
汚れ空気は、この実施形態では、電動モータである空気流発生器と本体６の左側に位置するモータハウジング６０に位置するファンユニット（図示せず）とによって分離装置１０を通して引き込まれる。モータハウジング６０は、ドッキング部分５０の円筒成形壁において開放し、それによって分離装置１０の円筒曲率と適合する湾曲入口口部６２を含む。図４には示していないが、分離装置１０は、分離装置１０がドッキング部分５０において係合する時に、入口口部６２と位置合わせした清浄空気出口を含む。使用時には、吸引モータは、モータ入口口部６２の領域において低圧を生成するように作動可能であり、それによって汚れ空気入口５２から清浄空気出口まで導管３４及びダクト４２を通して及び分離装置１０を通して掃除機ヘッド２４の吸引開口部２６から空気流路に沿って汚れ空気を引き込む。清浄空気は、次に、モータハウジング６０を通過し、フィルタ処理した清浄空気出口６１を通してロボット２の後部から排出される。
【００３５】
カバー８は、図３の本体６から分離され、図１にそれに固定して示されている。シャーシ４及び本体６は、ロボットの大部分の機能構成要素を担持するので、カバー８は、大部分は保護シェルとして機能を果たし、ユーザ制御インタフェース７０を担持するための外皮を提供する。
【００３６】
カバー８は、ほぼ円筒側壁７１及び平坦上面７２を含み、これは、ドッキング部分５０の形状を補完するような形状にされた一部円形の切り欠き１２及び円筒分離装置１０を除いて、本体６の平面プロフィールに対応する実質的に円形のプロフィールを提供する。更に、カバー８の平坦上面７２は、分離装置１０の上面１０ａと同一平面上にあり、これは、従って、それが主本体上に装着される時にカバー８と同一平面に着座することを見ることができる。
【００３７】
特に図１及び図３に見ることができるように、カバー８の一部円形の切り欠き１２及び本体６の半円筒凹部５０は、ドッキング部分を提供し、馬蹄形ベイは、分離装置１０のいずれかの側に位置し、ドッキング部分５０の前部から突出する装置１０の約５％から４０％、好ましくは、２０％を残す２つの突き出た突出部又はアーム７３を形成する。従って、分離装置１０の一部分は、カバー８がロボット２の主本体上の所定位置で時でさえも露出されたままであり、これは、空にする目的のために分離装置１０へのユーザの容易なアクセスを提供する。
【００３８】
側壁７１の対向する部分は、カバー８が本体６に接続される時に、掃除機ヘッド２４のそれぞれの端部２７、２９にわたって嵌合するアーチ形凹部７４（図３に１つだけ示す）を含む。図１で見ることができるように、物体との衝突の場合にそれらの間で相対移動を考慮するように、間隙が、掃除機ヘッド２４の端部とそれぞれのアーチ７４の間に存在する。
【００３９】
側壁７１の上縁上に、カバー８は、ハンドル７６が、カバー８の上側周縁上の相補的成形凹部８０の中に嵌合する第１の収容位置とそれが上方に延びる展開位置との間の２つの正反対の隆起７８の周りでピボット回転可能である半円形の担持ハンドル７６を含む（図１にゴーストに示す）。収容位置では、ハンドルは、カバー８の「クリーン」円形プロフィールを維持し、ロボット２の通常作動中に使用の妨げにならない。同様に、この位置では、ハンドルは、ロボット２が作動している時にフィルタドアが誤って取り外れるのを防止する閉鎖位置の中にロボットの後部フィルタドア（図示せず）をロックするように機能する。
【００４０】
作動中に、ロボット２は、それ自体をその環境の周りで自動的に推進することができ、再充電可能なバッテリパック（図示せず）で動く。これを達成するために、ロボット２は、バッテリパック、牽引ユニット２０、及び例えば赤外線及び超音波送信機を含む適切なセンサ一式に接続された適切な制御手段を担持し、本体６の前部左及び右側に受け入れる。センサ一式８２は、周囲の様々な特徴部からのロボットの距離、並びにこの特徴部のサイズ及び形状を表す情報を制御手段に提供する。更に、制御手段は、それらの構成要素を適正に駆動させて制御するために、吸引ファンモータ及びブラシバーモータに接続される。制御手段は、従って、清掃される部屋の周囲でロボット２をナビゲートするために、牽引ユニット２０を制御するように作動可能である。ロボット真空掃除機を作動及びナビゲートする詳細な方法は、本発明に対して必須ではなく、いくつかのこのような制御方法は、当業技術で公知である点に注意されたい。例えば、１つの詳細な作動方法は、ＷＯ００／３８０２５により詳細に説明されており、そのナビゲーションシステムでは、光検出装置が使用される。これは、光検出装置によって検出された光レベルが、予め光検出装置によって検出された光レベルと同じか又は実質的に同じである時を識別することによって掃除機がそれ自体を部屋の中に位置付けることを可能にする。
【００４１】
シャーシ４、本体６、及びカバー８を説明するが、牽引ユニット２０は、明確にするために単一の牽引ユニット２０の様々な斜視、断面、及び分解組立図を示す図５から図９を参照してここで以下により詳細に説明する。
【００４２】
概観では、牽引ユニット２０は、トランスミッションケース９０、リンケージ部材９２又は「振りアーム」、第１及び第２の滑車輪９４、９６、及び滑車輪９４、９６の周囲に制約された軌道又は連続ベルト９８を含む。
【００４３】
トランスミッションケース９０は、トランスミッションケース９０の一端の機内側に装着された入力電動モジュール１００と、トランスミッションケース９０の駆動側から、すなわち、モータモジュール１００が装着されたトランスミッションケース９０の他方側から突出する出力駆動シャフト１０２との間を延びる伝動システムを収容する。モータモジュール１００は、この実施形態では、モータが信頼性があり効率的であるのでブラシレスＤＣモータであるが、これは、他のタイプのモータ、例えば、ブラシ付きＤＣモータ、ステッパモータ、又は同等の油圧式ドライブが使用されるのを排除しない。上述のように、モータモジュール１００は、電力及び制御信号を受信するように制御手段と接続され、この目的のために一体化電気コネクタ１０４が設けられている。伝動システムは、この実施形態では、システムが信頼性があり、小型で軽量であるので、利用可能トルクを増加させながらモータモジュール１００の速度をギアダウンさせる伝動ホイール配置である。しかし、他の伝動装置の配置は、ベルト又は油圧式トランスミッション配置のような本発明の関連の中で考えられている。
【００４４】
牽引ユニット２０は、従って、駆動、伝動、及び床係合機能を内蔵型及び独立駆動型ユニットの中に統合し、かつ複数のファスナ９１（この実施形態では４つのファスナ）、例えば、シャーシ４の凹部の周囲に形成された対応する装着ラグ９３の中に受け入れられるスクリュー又はボルトによってシャーシ４に容易に装着される。
【００４５】
牽引ユニット２０は、ロボット２が前方に移動している時に第１の滑車輪９４が先行位置にあるようにシャーシに装着可能である。この実施形態では、前輪９４は駆動輪であり、圧入によって駆動シャフト１０２の上で受け入れ可能である中心ボア１０４を含む。前輪９４はまた、それが、対の駆動輪であるのでスプロケットと呼ぶことができる。駆動シャフト１０２から前輪９４までの駆動力の伝達を改善するために、滑車輪の中心ボア１０４には、駆動シャフト上の対応する外部キーと嵌合するように内部キーを付けることができる。シャフトに取り付けた一部円形のクリップ（サークリップ）のような滑車輪をシャフトに固定する代替の方法も考えられている。
【００４６】
振りアーム９２は、それと前輪９４の間のトランスミッションケース９０に装着された先行端を含み、駆動シャフト１０２の周りでピボット回転するように装着される。振りアーム９２の装着装置１０８に位置するブッシュ１０６は、駆動シャフト１０２が突出するトランスミッションケース９０の外向きに突き出た差込口１１０上で受け入れられる。ブッシュ１０６は、従って、差込口１１０と振りアーム９２の中間に軸受面を提供し、振りアーム９２が円滑にピボット回転し、トランスミッションケース９０に対する広がりを防止することを可能にする。ブッシュ１０６は、好ましくは、必要な低摩擦面に更に高強度を与えるポリアミドのような好ましい工学プラスチックから作られる。しかし、ブッシュ１０６はまた、同様に必要な摩擦及び強度特性を与えると考えられるアルミニウム、鋼、又はそれらの合金のような金属でも作ることができる。
【００４７】
組立図に示すように、振りアーム９２は、差込口１１０上に装着され、前輪９４は、振りアーム９２の先行端の機外の駆動シャフト１０２に装着される。スタブアクスル１１２は、振りアーム９２の反対側又は「後」端上に位置するボアの中に圧入され、駆動シャフト１０２の軸に対して平行な回転軸に沿って後部滑車輪９６又は「後輪」のための装着シャフトを形成する。後輪９６は、軸受ブッシュ１１４が圧入で受け入れられる中心ボア１１３を含む。ブッシュ１１４は、ブッシュ及び従って同じく後輪９６が振りアーム９２に対して回転可能であるように滑り嵌めでアクスル１１２の上に受け入れられる。サークリップ１１６は、後輪をアクスル１１２に固定する。
【００４８】
連続ベルト又は軌道９８は、ロボット２と床面の間にインタフェースを提供し、この実施形態では、ロボットが表面にわたって移動し、表面組織及び輪郭の変化を切り抜ける時にロボットに高グリップ性を与える丈夫なゴム引き材料である。図には示していないが、ベルト９８は、起伏の多い領域にわたって牽引を増大させるためにトレッドパターンを設けることができる。
【００４９】
同様に、図には示していないが、ベルト９８の内面９８ａは、ベルト９８がホイール９４上で滑る可能性を低下させる前輪９４の円周面上に設けられた相補的歯形成９４ａと係合するように鋸歯状又は歯状にされる。この実施形態では、後輪９６は、相補的歯形成を支持しないが、これは、必要に応じて設けることができる。ベルトが後輪９６から滑り落ちるのを防ぐために、円周リップ９６ａ、９６ｂが、その内側及び外側リム上に設けられる。前輪９４に関しては、円周リップ９４ｂは、ベルト９８が、振りアーム９２の隣接する部分により内側リムから滑り落ちる恐れはないので、その外側リム上のみに設けられる。
【００５０】
認められるように、振りアーム９２は、前輪及び後輪９４、９６を離間した関係に固定し、後輪９６が前輪９４の周りで斜めに旋回することを許容する。振りアーム９２の最大限及び最小限の角度移動量は、トランスミッションケース９０の駆動側から突出する対向する円弧状の上部及び下部止め部材１２２ａ、１２２ｂによって定められる。振りアーム９２の機内側から延びるスタブ又はピン１２４は、振りアーム９２の移動量の範囲を定めるように止め具１２２ａ、１２２ｂと係合可能である。
【００５１】
牽引ユニット２０はまた、振りアーム９２の前方部分から上方に延びる装着ブラケット１２６とトランスミッションケース９０の後方部分から突き出たピン１２８の間の緊張下で装着されたコイルバネ１１８の形態の振りアーム付勢手段を含む。バネ１１８は、使用時には、床面と係合して後輪９６を付勢するように機能し、これは、ロボット２が、毛足の長いカーペットのような凸凹の表面を確実に通過し、又は電気ケーブルのような障害物を克服する時の牽引を改善する。図９は、振りアーム９２の移動の範囲にわたって牽引ユニット２０の３つの例示的な位置を示している。
【００５２】
例示的な実施形態では、牽引を単に改善するために後輪９６を下方に押圧するように、ピン１２４が上側止め具１２２ａと係合し、バネ１１８が緊張下で作用するようにロール２が表面上に着座している時に、振りアーム９２は、その「最小移動位置」にある。しかし、より強力なバネ１１８はまた、表面上に設置する時にロボットが牽引ユニット上に懸架するように使用することができることを認めるべきである。
【００５３】
図６は、ロボット２が静止している時の床面Ｆに対するホイール９４、９６の相対位置を示し、その位置で、振りアーム９２は、その最小限の移動量になり、ピン１２４は、上部止め具１２２ａと係合する。この位置では、後輪９６の周囲の軌道９８の一部分は、床面との接触面１３０を形成するのに対して、接触面の前方の前輪まで延びる軌道９８の一部分は、前輪９４と比較して後輪９６のより大きな半径により床面Ｆに対して傾斜している。これは、床面の欠陥、並びに例えば電気ケーブル／コード又はラグの縁部のような隆起障害物を克服するようにロボット２の機能を改善する傾斜昇降面を牽引ユニット２０に与える。傾斜昇降面は、ロボットのシャーシの下部が、移動している表面に平行な向きにあり、特に複数のローラ３１によってこの向きで支持される時に設けられる点に注意されたい。
【００５４】
この実施形態では、傾斜軌道面は、大部分は、前輪９４よりも大きい直径を有する後輪９６の結果であるが、同程度の結果は、車輪が同じ直径のものであった場合に得られると考えられるが、振りアーム９２は、最小移動位置の時により急勾配で下向きに角度をなすように構成されることを認めるべきである。同様に、振りアーム９２は、様々な領域にわたって移動する時に、床面上で押し下げる機能を後輪９６に与えるが、傾斜軌道面にはまた、シャーシ４に対して固定位置で前輪及び後輪９４、９６を含むことができる点に注意されたい。傾斜軌道を設けるために、後輪は、前輪よりも大きい直径とすることができる。代替的に又はそれに加えて、後輪の中心軸は、前輪の中心に比較して下部水平面にある可能性がある。
【００５５】
簡単なホイールと比較して傾斜軌道９８の上昇機能の改善に加えて、牽引ユニット２０は、軌道９８の大部分が床面と接触状態にある場合に受けると考えられる滑脱の程度を被らないので、牽引ユニット２０は、操作恩典を提供するその単一後輪９６によって小さい接触面１３０を維持する。
【００５６】
更に別の牽引強化は、ホイール９６の機内側部上のリップ９６ａよりも更に半径方向外向きに延びる後輪９６の外側リップ９６ｂによって与えられる。図６に明瞭に示すように、外側リップ９６ｂは、軌道９８の外面と殆ど同じ半径まで延び、その縁部には、歯状又は鋸歯状形態が設けられる。この恩典は、ロボットが、ラグ又はカーペットのような柔らかい表面にわたって移動している環境において、軌道９８は、カーペットのパイルの中に沈む傾向があり、それによって外側リップ９６ｂの鋸歯状縁が、カーペットと係合してロボットの牽引を増大させるという点である。しかし、硬い表面に対して、軌道９８のみが床面と接触することになり、これは、ロボットの操作機能に恩典を与えることになる。
【００５７】
更に別の恩典は、軌道配置により、遥かに大きな単一ホイールの上昇機能を与える点であるが、全幅掃除を行う上で重要なロボットの横方向軸線のごく近くにブラシバーを位置することを可能にする大きな寸法ではない。この実施形態で見ることができるように、後輪９６の回転軸は、ロボットの横方向軸線と実質的に一線であり、これは、操作性に恩典を与える。掃除機ヘッドは、牽引ユニット２０のすぐ近くに位置することができ、この実施形態では、掃除機ヘッドの軸は、ロボットの横方向軸線から約４８ｍｍ離間しているが、掃除機ヘッドが主本体の外側エンベロープから突出する量を最小にするために、最大６０ｍｍまでの間隔は、受け入れ可能であるように考えられている。
【００５８】
代替的な実施形態（図示せず）では、外側リップ９６ｂの深さ及び厚みは、リップ９６ｂの表面が、後輪９６を取り囲む軌道９８の外面と並んで置かれるように増大し、実際に、軌道９８の表面の横拡張をもたらす。それによって一部の環境においては望ましい場合がある硬い表面上でも接触面１３０の面積を増加させる。この実施形態では、上昇機能はまた、軌道９８の縦方向に接触面を増加させることなく傾斜軌道面によって保持されることを認めるべきである。
【００５９】
上述のように、ロボット２の牽引ユニット２０は、深いパイルラグ及びカーペットにわたって移動し、また床などに床面の間の小さな段の上にある電気ケーブルのような障害物を確実に通過する機能を改善する。しかし、「キャタピラ」型駆動ユニットは、ホイールとベルトの間のニップにおけるデブリの侵入に対して脆弱である可能性がある。これを防ぐために、振りアーム９２は、前輪及び後輪９４、９６の対向する部分及び軌道９８の内面によって境界付けられた空間の振りアーム９２から外向きに延びる隆起ブロック状部分１３２を更に含む。デブリ案内ブロック１３２の側面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄは、ホイール９４、９６及びベルト９８の隣接面に密接に隣接して着座するような形状にされるが、ブロック１３２の機外の面１３４は、ホイール９４、９６の外面とほぼ並んで終端する。ブロック１３２は、従って、ホイール９４、９６の間の実質的に全ての容積に対応するような形状にされるので、砂粒又は石のようなデブリが駆動配置に絡むのを防止する。ブロック１３２は、固体とすることができるが、この実施形態では、ブロック１３２は、バネアーム９２の重量及びその費用も低減する開口部１３６を含む。ブロック１３２は、好ましくは、振りアーム９２と一体化されるが、ブロック１３２はまた、振りアームに、例えば、クリップ、スクリュー、又は接着剤によって適正に固定された個別の構成要素とすることができる。任意的に、ブロックは、ベルトによって形成された境界のような形状にされたプレート部材を担持することができる。これは、駆動配置への汚れ侵入の可能性を更に低下させると考えられる。
【００６０】
ここで図１０、図１１、及び図１２を参照すると、それらは、互いの間で相対摺動移動を可能にするように本体６をシャーシ４に取り付ける方法と、その経路において物体との衝突に関する情報を集めるようにロボット２によってこの相対移動を使用する方法とを示している。
【００６１】
シャーシ４と本体６との間で相対摺動移動を可能にするために、前部及び後部係合手段は、それらが、垂直方向に、すなわち、ロボット２の縦方向軸線Ｌに垂直な方向に分離できないように、シャーシ４及び本体６を互いに固定するが、僅かに互いに対して摺動することが許容される。
【００６２】
初めに主本体の前部部分に移ると、図１１に最も良く示すように、前部係合手段は、本体６の前部部分に、具体的にはプラットホーム４８の中心位置に形成された長円形、レーストラック／スタジアム、又は傍円台形のような形状にされた中心に位置する細長スロット状開口部１４０を含む。ガジオンピン１４２の形態の摺動可能ピボット部材は、開口部を通して受け入れられ、かつ開口部１４０の下に少し延びるスリーブ区画１４２ａ及び上側フランジ１４２ｂを含む。
【００６３】
係合手段はまた、壁のある凹部１４４の形態のシャーシ４の前方部分上に相補的構造を含み、これはまた、プラットホーム４８の開口部１４０の形状に対応するような形状にされたレーストラック／スタジアムである。本体６は、プラットホーム１４０上の開口部１４０が、シャーシ４の凹部１４４を覆うようにシャーシ４上に装着可能である。ガジオンピン１４２は、次に、スクリューのような好ましい機械的ファスナによって凹部１４４の床に固定され、ガジオンピン１４２は、図１０の凹部１４４のその位置にゴーストで示されている。本体６は、従って、垂直分離に対してシャーシ４に接合される。しかし、ガジオンピン１４２は、開口部１４０に摺動可能に保持されながら動かないようにシャーシ４に固定されるので、本体６は、ガジオンピン１４２に対して摺動することができ、その丸い形状によりその周りで斜めにピボット回転することができる。
【００６４】
シャーシ４の前方部分はまた、一方は凹部１４４のいずれかの側に位置する２つのチャンネル１４５を含み、それらは、本体６の下部、特に、開口部１４０のいずれかの側のプラットホーム４８上に設けられたそれぞれのローラ１４７に対して支持面として機能を果たす。ローラ１４７は、シャーシ４上に本体６を支持し、２つの部品の間で滑らかな摺動移動を容易にし、図１０にゴースト形態で示されている。
【００６５】
後部係合手段は、シャーシ４に対して本体６の後部部分１５０の移動を制約する。図１１と図１２の比較から、掃除機ヘッド２４の背後のシャーシ４の後部部分１４６は、それによって本体６の後部部分１５０がシャーシ４に接続される固定装着としても機能を果たすバンプ検出手段１４８を含むことを見ることができる。
【００６６】
バンプ検出手段の各側部は、本体支持手段を含み、両本体支持手段は、同一であるので、簡略化するために一方のみを以下に詳細に説明する。本体支持手段は、シャーシ１５４に形成されたくぼんだ凹部１５４に着座するスリーブ様管状支持部材１５２を含む。この実施形態では、くぼんだ凹部１５４は、シャーシ４の後部部分１４６にわたって固定されたプレート部材１５５の形態の取外し可能シャーシ部分に設けられる。しかし、凹部１５４は、同様にシャーシ４の一体化部分とすることができる。
【００６７】
バネ１５６は、その下端にあるシャーシ１５４に接続されてスリーブ部材１５２を通って延び、バネの端部は、小穴１５８に終端する。スリーブ１５２及びバネ１５６は、本体６がシャーシ４の上に装着される時に、ソケット１６０がスリーブ１５２の上端が位置する隆起壁１６０ａを含む本体６の下部で相補的ソケット１６０と係合する。このように装着する時に、バネ１５６は、ソケット１６０の中心開口部１６２の中に延び、小穴１５８は、本体６内の固定ピンに固定される。固定ピンは、図に示されていないが、バネを取り付けることができるあらゆるピン又は好ましい固定点とすることができる点に注意されたい。
【００６８】
支持スリーブ部材１５２は、シャーシ４と本体６の間に移動可能に装着されるので、スリーブ部材１５２は、本体１５２がロボットの縦軸線「Ｌ」に沿って直線的に「振動する」ことを可能にするが、本体６の後部部分が斜めに旋回することを可能にするあらゆる方向に傾けることができ、ここで更に説明するように後部係合手段によって制約するように約１０度だけガジオンピン１４２の周りでピボット回転する。この実施形態では、バネ１５６は、自己向心力を支持スリーブ部材１５２に与え、それらは、スリーブ部材１５２を直立位置の中に付勢し、この作用はまた、リセット力をバンプ検出システムに与える。代替的な実施形態（図示せず）では、支持スリーブ部材１５２は、中実とすることができ、シャーシに対する本体の位置を「リセット」する力は、代替の付勢機構によって与えることができる。
【００６９】
スリーブ部材１５２は、本体６が一定量の横方向移動によってシャーシ４上に「乗る」ことを可能にするが、それらは、垂直分離に対して本体６の後部部分１５０をシャーシ４に確実に接続しない。この目的のために、バンプ検出手段１４８は、シャーシ４上に設けられたそれぞれのピン１６４、１６６と係合する本体６上に設けられたポスト又はロッド１６０、１６２の形態の第１及び第２の案内部材を含む。図１２で見ることができるように、ピン１６４、１６６は、プレート部材１５５に形成されたそれぞれの窓１６８、１７０を通って延び、そこでそれぞれの座金１７２、１７４によって保持される。本体６の後部部分１５０をシャーシ４の後部部分１４６の上に装着するために、案内部材１６０、１６２は、それらがそれらのそれぞれの座金１７２、１７４と接触するまでピン１６４、１６６の上に押し込み圧入される。本体６の後部部分１５０の移動は、従って、制約され、窓が案内軌道として機能を果たすように、窓１６８、１７０の形状に適合する。この実施形態では、窓１６８、１７０は、ほぼ三角形の形状であるので、これは、本体６がガジオンピン１４２に対して直線的に摺動するが、窓１６８、１７０によって設定された移動量限界内でその周りで斜めに旋回することを許容することになる。しかし、本体６の許容移動は、窓１６８、１７０の適切な再形成によって変更することができる点に注意されたい。
【００７０】
バンプ検出手段１４８はまた、シャーシ４に対する本体６の移動を検出するための切換手段１８０を含む。切換手段１８０は、本体６がシャーシ４に装着される時に、シャーシ４の後部部分１４６の中心部分に設けられたアクチュエータ１８２のいずれかの側部に位置する本体６の後部部分１５０の下部に設けられた第１及び第２の小型のスナップ作動スイッチ１８０ａ、１８０ｂ（「マイクロスイッチ」としても公知である）を含む。この実施形態では、アクチュエータ１８２は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂを起動するための傾斜前縁を有する楔形の形態を取る。図には示していないが、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段と接続される。楔形アクチュエータ１８２に対するスイッチ１８０ａ、１８０ｂの位置は、図１２に示されており、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、点線で示されている点に注意されたい。図示のように、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、それらの起動アーム１８３が、直接隣接して楔形アクチュエータ１８２の傾斜前方縁部のいずれかの側に位置決めされるように位置決めされる。
【００７１】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボット２が、ロボットが部屋の周囲で掃除タスクをナビゲートしている時に障害物と衝突する状況において起動される。このようなバンプ検出機器は、このようなロボットの感知及びマッピングシステムが当てにならない可能性があり、時間に間に合うように障害物が検出されない場合があるので自律真空掃除機に対して望ましい。他のロボット真空掃除機は、衝突を検出するための手段が必須になる「ランダム跳ね返り」手法で作動する。従って、バンプ検出機器は、ロボットが回避作用を取ることができるように衝突を検出すべきである。例えば、制御手段は、単にロボットを反転し、次に、異なる方向に前方移動を取り、又は代替的に前方移動を止めて９０°又は１８０°回転させ、次に、再び前方移動を取るように判断することができる。
【００７２】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂの起動は、ここで、異なるバンプ状況下のシャーシ４、本体６、及びバンプ検出手段を表す概略図を示す図１３ａ、図１３ｂ、図１３ｃ、及び図１３ｄを参照して説明する。以下の図では、前図と共通の部品は、同じ参照番号で呼ばれる。
【００７３】
図１３ａは、本体６、シャーシ４、ガジオンピン１４２、本体ピボット開口部１４０、スイッチ１８０ａ、１８０ｂ、及び非衝突位置の楔形アクチュエータ１８２の相対位置を示している。図示のように、いずれのスイッチ１８０ａ、１８０ｂも、参照記号「Ｘ」によって示すように起動していない。
【００７４】
図１３ｂは、矢印Ｃによって示すように「真正面の」位置で障害物と衝突状態のロボット２を示している。本体６は、直線的に後方に、すなわち、その縦軸線Ｌに沿って移動することを可能にし、従って、２つのスイッチ１８０ａ、１８０ｂは、楔形アクチュエータ１８２に対して後方に移動し、それによってチェックマークによって示すように実質的に同時にスイッチ１８０ａ、１８０ｂをトリガする。
【００７５】
代替的に、ロボット２が、図１３ｃの矢印Ｃによって示すようにその右側で障害物と衝突する場合、本体６は、左にガジオンピン１４２の周りで旋回させられることになり、それらの状況では、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して左に移動することになり、その結果、右側スイッチ１８０ｂは、スイッチ１８０ｂのためのチェックマークによって示すように左側スイッチ１８０ａの起動の前に起動される。
【００７６】
反対に、ロボット２が、図１３ｄの矢印Ｃによって示すようにその左側で障害物と衝突する場合、本体６は、右に旋回させられることになり、その場合には、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して右に移動することになり、これは、従って、スイッチ１８０ａのためのチェックマークによって示すように右側スイッチ１８０ｂの前に左側スイッチ１８０ａをトリガする。
【００７７】
図１３ｃ及び図１３ｄに示す斜角衝突において、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのうちの一方のみが起動するように示されているが、このような衝突はまた、スイッチのうちの他方を例え最初に起動したスイッチよりも後であっても起動することができることを認めるべきである。
【００７８】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段に接続されるので、制御手段は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのトリガをモニタすることによって衝突の方向と、スイッチのトリガイベントの間の相対的タイミングとを識別することができる。
【００７９】
ロボット２は、本体６とシャーシ４の間の相対的直線及び角度移動を感知することによって衝突を検出することができ、従って、本発明は、公知のロボット真空掃除機では普通であるバンプシェルをロボットの前部の上に装着する必要性を回避する。バンプシェルは、脆弱でかさ高い可能性があるので、本発明は、ロボットの堅牢性を増大し、またサイズ及び複雑性の低減を可能にする。
【００８０】
完全を期すために、図１４は、上述のロボットの制御手段及び構成要素とのそのインタフェースを概略的に示している。コントローラ２００の形態の制御手段は、その様々なセンサから受信した信号を処理し、好ましい方式でロボット２を駆動するように適切な制御回路及び処理機能性を含む。コントローラ２００は、ロボットが、清浄化するためにその環境をマップして最適ルートを計画するためにその現在置かれた環境に関する情報を集めるロボット２のセンサ一式８２の中に接続される。メモリモジュール２０１には、その処理機能性を実施するコントローラが設けられ、メモリモジュール２０１は、代替的に、本明細書に示すような個別の構成要素の代わりに、コントローラ２００の中に一体化することができることを認めるべきである。
【００８１】
コントローラ２００はまた、ユーザインタフェース２０４、バンプ検出手段２０６、及び牽引ユニット２０上に設けられた回転符号化器のような好ましい回転感知手段２０８からの好ましい入力情報を有する。電力及び制御入力情報は、コントローラ２００から牽引ユニット２０に、並びに吸引モータ２１０及びブラシバーモータ２１２にも提供される。
【００８２】
最後に、電力入力は、バッテリパック２１４からコントローラ２００に供給され、充電器インタフェース２１６が設けられ、それによってコントローラ２００は、バッテリ供給電圧が適切な閾値を下回った時にバッテリパック２１４の充電を行うことができる。
【００８３】
多くの変形は、本発明の概念から逸脱することなく可能である。例えば、牽引ユニット２０は、連続ゴム引きベルト又は軌道を有すると説明したが、本発明はまた、鎖を形成するために互いに結合した多数の個別の軌道又はトレッド部分を含む軌道で実施することができる。
【００８４】
上記実施形態では、本体６は、シャーシの周りで直線的に及び斜めに移動することができると説明されている。しかし、これは、衝突が広範な角度から検出することができるようなものであること、及び本発明はまた、本体が直線的に又は斜めにそのような移動の組合せの代わりにシャーシまで移動するバンプ検出システムにあることを認めるべきである。
【００８５】
感知手段は、楔形アクチュエータのいずれかの側に配置されたスナップ作動スイッチを含み、このような配置は、本体が直線的に（両スイッチが同時に起動する）又は斜めに（一方のスイッチが他方の前に起動する）移動する時にスイッチを起動することを可能にするように説明されている。しかし、当業者は、他のスイッチ機構、例えば、ライトゲートスイッチ又は磁気／ホール効果スイッチのような無接点スイッチが可能であることを認めるであろう。
【符号の説明】
【００８６】
２ ロボット
８ 外側カバー
１０ 分離装置
７０ ユーザ制御インタフェース
７３ アーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボット真空掃除機のような自律表面処理電気器具に関し、同じくこのような機械のための駆動配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動ロボットは、次第に一般的になり、宇宙探査、芝刈り、及び床掃除のような様々な分野で使用される。過去１０年間は、特にロボット床掃除デバイス、特に真空掃除機の分野で急速な発展が見られており、その主目的は、床を掃除しながら自律的に及び控えめにユーザの住まいをナビゲートすることである。本発明は、ロボット真空掃除機との関連で説明することになるが、それはまた、一般的に、ロボット芝刈り機のようなあらゆるタイプの移動ロボットプラットホームに適用可能である。
【０００３】
全ての移動ロボットに共通することは、駆動システムに対する要件である。ロボット床掃除機との関連で、一般的な手法は、ロボット本体に各側の車輪を提供することであり、各車輪は、独立して駆動可能である。従って、ロボットは、同じ速度で同じ方向に両輪を駆動することによって直線的に移動することができ、又は車輪の相対回転を変えることによって転回することができる。反対方向に両車輪を駆動することで、ロボットがスポットで回転することを可能にする。このようなシステムはまた、通常、本体の片側を支持しながら受動的に回転するキャスタとして作用するロボット本体の後方に向けて位置決めされた第３の車輪を含むことになる。このようなシステムの重要な利点は、それが、ロボットを高度に操作可能にし、また付加的なステアリング機構の必要性を回避するということである。このような駆動配置を使用する自律ロボット真空掃除機の例は、ｉＲｏｂｏｔによるＲｏｏｍｂａ（登録商標）及びＥｌｅｃｔｒｏｌｕｘによるＴｒｉｌｏｂｉｔｅ（登録商標）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ１５８２１３２
【特許文献２】ＷＯ２００８／００９８８６
【特許文献３】ＷＯ００／３８０２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような車輪付き移動ロボットの欠点は、物体を乗り超え又はケーブル又はラグのようなフロアカバーさえも乗り超え又はそれらに乗るその機能の限界である。
【０００６】
代替の手法は、欧州特許出願番号ＥＰ１５８２１３２に示すように、自律床掃除機にトラック駆動配置を装着することである。このような配置は、軌道に固有のより大きな接触面によりグリップを改善する傾向がある。しかし、接触面が増加することにより、ロボット駆動システムは、滑脱の影響をより受けやすく、これは、それがロボットのナビゲーションシステムの中に誤りを導入するので不利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした背景の下で、本発明は、駆動配置を有するシャーシ及び処理すべき表面にわたって電気器具の制御を可能にするように駆動配置に接続した制御システムを含む自律表面処理電気器具を提供し、駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、各牽引ユニットは、前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、前輪及び後輪は、床面に対向して前輪及び後輪の間を延びる軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される。
【０００８】
別の言い方をすれば、本発明は、モータユニットから駆動軸中心線に沿ってトランスミッションユニットから延びる駆動シャフトまで駆動を伝達するためのトランスミッションユニット、駆動シャフトの軸の周りで斜めに旋回するようにトランスミッションユニットに結合された振りアーム、駆動シャフトに装着されたスプロケット及び駆動シャフトから離れた振りアームの一部分上に装着され、駆動軸中心線に平行な軸の周りで回転可能である滑車、スプロケット及び滑車の周りで制約された軌道を含む移動ロボットのための駆動配置にあり、スプロケット及び滑車は、軌道が傾斜駆動面を呈するように配置される。
【０００９】
処理すべき隣接面に対するこの傾斜昇降面は、処理すべき表面の欠陥、並びに例えば、電気ケーブル／コード又はラグの縁部のような隆起障害物を克服するようにロボットの機能を改善する。更に、水平に対して傾斜している後輪の前方の軌道の部分により、小さな接触面が維持され、これは、それが軌道の大部分が床面と接触状態にあった場合に受けると考えられる滑脱の範囲を被らないので、操作恩典を提供する。これは、特に、公知のタンク軌道構成によって例示するような細長接触面が、ロボットがスポットで転回するのを困難にするカーペット敷き面に当て嵌まる。これとは異なり、本発明の移動ロボットには、単純車輪と同じ方法でトラック昇降面の隆起利点及び小さな接触面の操作利点が設けられる。
【００１０】
牽引ユニットを駆動するために、一実施形態では、制御システムからの指令に応答して前輪を駆動するモータを設けることができる。しかし、後輪も駆動輪とすることができることを認めるべきである。
【００１１】
簡素化及び費用のために、モータは、電気モータ、より具体的にはブラシレスＤＣモータである。他の電動部は、例え費用及び重量が増大しても油圧式電動部などが可能である。
【００１２】
前輪は、モータによって直接駆動することができるが、例示的な実施形態では、トランスミッションユニットは、モータから前輪まで駆動を伝達するように設けられる。それは、トルクを増加させて制御精度を保証しながら、モータの速度がギアダウンすることを可能にする。
【００１３】
トランスミッションはまた、牽引ユニットを電気器具のシャーシに装着可能にすることができる装着部分を提供し、同じく連結部材を一端にピボット回転可能に装着することができ、後輪が装着される第２の端部を有する固定点を提供する。後輪は、従って、前輪の駆動軸の周りで斜めに旋回することができる。
【００１４】
粗面、例えば、毛足の長いカーペットの上で移動する時に、改善された牽引が必要である。従って、駆動配置の強化において、付勢手段が、トランスミッションケースと処理すべき表面に向けて後輪を押圧しる連結部材の中間に設けられる。従って、シャーシが障害物又は表面特徴部との接触により上昇させられる場合、後輪は、表面と接触状態に押圧されることになり、従って、強力牽引を維持する。
【００１５】
物体が軌道に絡むのを防止するために、連結部材は、前輪、後輪、及び軌道の内面によって境界付けられた容積を少なくとも部分的に充填する保護部材を含むことができる。これは、砂粒又は石のような物体が、軌道と車輪の間のニップに入る可能性を低下させ、従って、牽引ユニットの信頼性を改善する。
【００１６】
更に別の牽引強化は、後輪の構成によって与えられる。後輪は、後輪の軌道係合面に隣接し、これよりも大きい直径を有するリム部分とすることができる。任意的に、リム部分は、軌道の外面と同じ半径方向位置まで延びることができ、円滑又は鋸歯状プロフィールを含むことができる。この実施形態では、リム部分は、軌道半径と同程度の半径まで延びるので、ロボットがラグ又はカーペットのような柔らかい表面の上で移動している状況では、軌道は、カーペットのパイルの中に沈む傾向があり、それによってリム部分の鋸歯状縁は、カーペットと係合してロボットの牽引を増大させる傾向がある。しかし、硬い表面に対して、軌道のみが床面と接触することになり、これは、ロボットの操作機能に恩典を与えることになる。
【００１７】
本発明は、一般的に、移動ロボット及び自律床処理電気器具に適用されるが、特に、汚れ空気入口と清浄空気出口の間で空気流を発生させるための空気流発生器、及び空気流から汚れを分離するように汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流路に配置された分離装置を含むロボット真空掃除機において有用性がある。
【００１８】
本発明をより容易に理解することができるように、ここで、単に一例として添付の図面を以下に参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による移動ロボットの正面斜視図である。
【図２】図１の移動ロボットの下から見た図である。
【図３】主要アセンブリを示す本発明の移動ロボットの分解斜視図である。
【図４】移動ロボットのシャーシの正面斜視図である。
【図５ａ】移動ロボットの牽引ユニットのいずれかの側から見た斜視図である。
【図５ｂ】移動ロボットの牽引ユニットのいずれかの側から見た斜視図である。
【図６】図５ａ及び図５ｂの牽引ユニットの側面図及び表面に対するその向きを示す図である。
【図７】線Ａ−Ａに沿った図６の牽引ユニットの断面図である。
【図８】図５ａ、図５ｂ、及び図６の牽引ユニットの分解斜視図である。
【図９】３つの振りアーム位置に示す図６の牽引ユニットの側面図である。
【図１０】移動ロボットのシャーシの正面図である。
【図１１】移動ロボットのシャーシの背面図である。
【図１２】移動ロボットの主本体の下から見た図である。
【図１３ａ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｂ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｃ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１３ｄ】「バンプ」条件下のロボットの概略図である。
【図１４】移動ロボットの概略システム図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面のうちの図１、図２、図３、図４、及び図５を参照すると、ロボット真空掃除機２（以下では「ロボット」）の形態の自律表面処理電気器具は、シャーシ（又はソールプレート）４、シャーシ４上に担持された本体６、シャーシ４上に装着可能であり、ほぼ円形のプロフィールを有するロボット２を提供するほぼ円形の外側カバー８、及び本体６の前方部分に担持され、外側カバー８の相補的成形切り欠き１２を通して突出する分離装置１０の４つの主なアセンブリを有する主本体を含む。
【００２１】
本明細書の目的のために、ロボットとの関連の用語「前部」及び「後部」は、作動中のその前方及び逆方向の意味で使用されることになり、分離装置１０は、ロボットの前部に位置決めされる。同様に、用語「左」及び「右」は、ロボットの前方移動の方向を基準にして使用されることになる。図１から見ることができるように、ロボット２の主本体は、大部分は操作性の理由のために比較的短い円筒の一般形態を有し、従って、ロボットが移動する表面に対して実質的に垂直に延びる円筒軸線「Ｃ」を有する。従って、円筒軸線Ｃは、ロボット２の前後方向に向けられたロボットの縦軸線「Ｌ」に対して実質的に垂直に延びるので、分離装置１０の中心を通過する。主本体の直径は、好ましくは、２００ｍｍから３００ｍｍ、より好ましくは、２２０ｍｍから２５０ｍｍである。最も好ましくは、主本体は、特に操作性と清浄化効率の間の有効な妥協策であることが見出されている２３０ｍｍの直径を有する。
【００２２】
シャーシ４は、ロボット２のいくつかの構成要素を支持し、好ましくは、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のような高強度射出成形プラスチック材料から製造されるが、シャーシ４はまた、アルミニウム又は鋼のような適切な金属又は炭素繊維複合材のような複合材料から作ることができる。説明するように、シャーシ４の主な機能は、駆動プラットホームのようなものであり、ロボットが移動する表面を掃除するための掃除装置を担持することである。
【００２３】
詳細に図３及び図４を参照すると、シャーシ４の前部部分１４は、比較的平坦及びトレイ状の形態であり、ロボット２の前部を形成する湾曲プロー１５を形成する。シャーシの前部部分１４の各フランクは、凹部１６、１８を有し、その凹部にそれぞれの牽引ユニット２０が装着可能である。図２及び図３は、牽引ユニット２０を取り付けたシャーシ４を示し、図４は、牽引ユニット２０を取り付けていないシャーシ４を示す点に注意されたい。
【００２４】
牽引ユニット２０の対は、シャーシ４の両側に位置して独立して作動可能であり、ロボットが前方及び逆方向に駆動されることを可能にし、左又は右に向けて湾曲経路に従い、又は牽引ユニット２０の回転の速度及び方向に応じていずれの方向のスポットにも向く。このような配置は、時に差動ドライブとして公知であり、牽引ユニット２０の詳細は、明細書の後半で更に完全に説明することになる。
【００２５】
シャーシ４の比較的狭い前部部分１４は、ほぼ円筒形を有する掃除機ヘッド２４を含み、かつ実質的にその縦軸線「Ｌ」に対してシャーシ４の幅にわたって横に延びる後部部分２２の中に広がる。
【００２６】
ロボット２の下部を示す図２を同様に参照すると、掃除機ヘッド２４は、支持面を向いてロボット２が作動している時に汚れ及びデブリが吸い込まれる矩形の吸引開口部２６を形成する。細長ブラシバー２８は、掃除機ヘッド２４に収容され、従来の方式で減速ギア及び駆動ベルト配置３２を通じて電気モータ３０によって駆動されるが、専ら歯車付きトランスミッションのような他の駆動構成も考えられている。
【００２７】
シャーシ４の下部は、その前方縁部において傾斜ノーズを形成する吸引開口部２６の前方に延びる細長ソールプレート部分２５を特徴とする。ソールプレート上の複数のチャンネル３３（それらのうちの２つのみを簡略化するためにラベル付きにした）は、吸引開口部２６に向けて引き込まれる汚れ空気のための経路を提供する。シャーシ４の下部はまた、それが床面の上に静止しているか又は床面の上で移動している時にシャーシ４に対して更に別の軸受点を提供する複数（図示の実施形態では４つ）の受動輪又はローラ３１を担持する。ローラ３１は、その下部が、床面に対して平行な向きにあるようにシャーシを支持する点に注意されたい。更に、車輪又はローラが好ましいが、それらはまた、スキッド又は羽根車のような硬い軸受点として具現化することができる。
【００２８】
この実施形態では、掃除機ヘッド２４及びシャーシ４は、単一プラスチック成形であり、従って、掃除機ヘッド２４は、シャーシ４と一体化される。しかし、これは、そうである必要はなく、２つの構成要素は、分離することができ、掃除機ヘッド２４は、当業者には明らかであると考えられるようなスクリュー又は適切な結合技術によってシャーシ４に適切に固定される。
【００２９】
掃除機ヘッド２４は、シャーシ４の縁部まで延びてロボットのカバー８と一線である第１及び第２の端面２７、２９を有する。図２及び図３におけるような水平又は平面プロフィールで考えると、掃除機ヘッド２４の端面２７、２９は、平坦であり、ロボット２の横方向軸線「Ｘ」に沿って正反対の点にあるカバー８の接線（「Ｔ」としてラベル付きにした）で延びることを見ることができる。この利点は、掃除機ヘッド２４が、ロボットが「壁伝い」モードで横切ると部屋の壁の非常に近くで作動させることができ、それによって壁に至るまで掃除することができるという点である。更に、掃除機ヘッド２４の端面２７、２９は、ロボット２の両側まで接線方向に延びるので、壁がロボット２の右側にあろうと又は左側にあろうと壁に至るまで掃除することができる。また、有用な縁部清浄化機能は、カバー８の機内及び実質的に横方向軸線Ｘに位置する牽引ユニット２０によって高められ、カバー８及び従って同じく掃除機ヘッド２４の端面２７、２９が、壁伝いの作動中に殆ど壁と接触しているように、ロボットを操作することができることを意味する点に注意されたい。
【００３０】
掃除作動中に吸引開口部２６に吸い込まれた汚れは、掃除機ヘッド２４から上方に延びてそれが前方に面するまで約９０°の円弧を通してシャーシ４の前方に向けて湾曲する導管３４を通じて掃除機ヘッド２４を出る。導管３４は、本体６上に設けられた相補的成形ダクト４２と係合するような形状にされた可撓性ベローズ配置３８を有する矩形口部３６で終端する。
【００３１】
ダクト４２は、本体６の前部部分４６上に設けられ、ほぼ円形のベースプラットホーム４８を有する前方のほぼ半円筒凹部５０の中に開放する。凹部５０及びプラットホーム４８は、ドッキング部分を備え、その中に、使用時には分離装置１０が装着され、次に、空にする目的のために分離装置１０を外すことができる。
【００３２】
この実施形態では、分離装置１０は、その内容が本明細書において引用により組み込まれているＷＯ２００８／００９８８６に開示されているようなサイクロン分離器から構成される点に注意されたい。このような分離装置の構成は、公知であり、分離装置は、それが一杯になる時に装置１０を空にすることを可能にするように、簡易着脱締結手段のような好ましい機構によって本体６に取外し可能に取り付けることができるということを除き、本明細書ではこれ以上述べないことにする。分離装置１０の性質は、本発明に重要でなく、サイクロン分離装置は、代わりに、当業技術で公知の他の手段、例えば、分離装置のうちのフィルタ膜、多孔質ボックスフィルタ、又は一部の他の形態によって空気流から汚れを分離することができる。真空掃除機ではない装置の実施形態に対して、本体は、機械によって実施する作業に適切な機器を収容することができる。例えば、床研磨機に対して、主本体は、液体ワックスを保管するためのタンクを収容することができる。
【００３３】
分離装置１０がドッキング部分５０に係合する時に、分離装置１０の汚れ空気入口５２は、ダクト４２によって受け入れられ、ダクト４２の他端は、ブラシバー導管３４の口部３６に接続可能であり、その結果、ダクト４２は、掃除機ヘッド２４からの汚れ空気を分離装置１０に移送するようにする。ベローズ３８は、それが、一部の角度ミスアラインメントにも関わらず分離装置１０の汚れ空気入口５２と密封的に嵌合することができるように、ある程度の復元力でダクト３４の口部３６を設けることができる。ベローズとして本明細書では説明するが、ダクト３４にはまた、可撓性ゴムのカフシールのような代替の弾性シールを含んで汚れ空気入口５２と係合することができる。
【００３４】
汚れ空気は、この実施形態では、電動モータである空気流発生器と本体６の左側に位置するモータハウジング６０に位置するファンユニット（図示せず）とによって分離装置１０を通して引き込まれる。モータハウジング６０は、ドッキング部分５０の円筒成形壁において開放し、それによって分離装置１０の円筒曲率と適合する湾曲入口口部６２を含む。図４には示していないが、分離装置１０は、分離装置１０がドッキング部分５０において係合する時に、入口口部６２と位置合わせした清浄空気出口を含む。使用時には、吸引モータは、モータ入口口部６２の領域において低圧を生成するように作動可能であり、それによって汚れ空気入口５２から清浄空気出口まで導管３４及びダクト４２を通して及び分離装置１０を通して掃除機ヘッド２４の吸引開口部２６から空気流路に沿って汚れ空気を引き込む。清浄空気は、次に、モータハウジング６０を通過し、フィルタ処理した清浄空気出口６１を通してロボット２の後部から排出される。
【００３５】
カバー８は、図３の本体６から分離され、図１にそれに固定して示されている。シャーシ４及び本体６は、ロボットの大部分の機能構成要素を担持するので、カバー８は、大部分は保護シェルとして機能を果たし、ユーザ制御インタフェース７０を担持するための外皮を提供する。
【００３６】
カバー８は、ほぼ円筒側壁７１及び平坦上面７２を含み、これは、ドッキング部分５０の形状を補完するような形状にされた一部円形の切り欠き１２及び円筒分離装置１０を除いて、本体６の平面プロフィールに対応する実質的に円形のプロフィールを提供する。更に、カバー８の平坦上面７２は、分離装置１０の上面１０ａと同一平面上にあり、これは、従って、それが主本体上に装着される時にカバー８と同一平面に着座することを見ることができる。
【００３７】
特に図１及び図３に見ることができるように、カバー８の一部円形の切り欠き１２及び本体６の半円筒凹部５０は、ドッキング部分を提供し、馬蹄形ベイは、分離装置１０のいずれかの側に位置し、ドッキング部分５０の前部から突出する装置１０の約５％から４０％、好ましくは、２０％を残す２つの突き出た突出部又はアーム７３を形成する。従って、分離装置１０の一部分は、カバー８がロボット２の主本体上の所定位置で時でさえも露出されたままであり、これは、空にする目的のために分離装置１０へのユーザの容易なアクセスを提供する。
【００３８】
側壁７１の対向する部分は、カバー８が本体６に接続される時に、掃除機ヘッド２４のそれぞれの端部２７、２９にわたって嵌合するアーチ形凹部７４（図３に１つだけ示す）を含む。図１で見ることができるように、物体との衝突の場合にそれらの間で相対移動を考慮するように、間隙が、掃除機ヘッド２４の端部とそれぞれのアーチ７４の間に存在する。
【００３９】
側壁７１の上縁上に、カバー８は、ハンドル７６が、カバー８の上側周縁上の相補的成形凹部８０の中に嵌合する第１の収容位置とそれが上方に延びる展開位置との間の２つの正反対の隆起７８の周りでピボット回転可能である半円形の担持ハンドル７６を含む（図１にゴーストに示す）。収容位置では、ハンドルは、カバー８の「クリーン」円形プロフィールを維持し、ロボット２の通常作動中に使用の妨げにならない。同様に、この位置では、ハンドルは、ロボット２が作動している時にフィルタドアが誤って取り外れるのを防止する閉鎖位置の中にロボットの後部フィルタドア（図示せず）をロックするように機能する。
【００４０】
作動中に、ロボット２は、それ自体をその環境の周りで自動的に推進することができ、再充電可能なバッテリパック（図示せず）で動く。これを達成するために、ロボット２は、バッテリパック、牽引ユニット２０、及び例えば赤外線及び超音波送信機を含む適切なセンサ一式に接続された適切な制御手段を担持し、本体６の前部左及び右側に受け入れる。センサ一式８２は、周囲の様々な特徴部からのロボットの距離、並びにこの特徴部のサイズ及び形状を表す情報を制御手段に提供する。更に、制御手段は、それらの構成要素を適正に駆動させて制御するために、吸引ファンモータ及びブラシバーモータに接続される。制御手段は、従って、清掃される部屋の周囲でロボット２をナビゲートするために、牽引ユニット２０を制御するように作動可能である。ロボット真空掃除機を作動及びナビゲートする詳細な方法は、本発明に対して必須ではなく、いくつかのこのような制御方法は、当業技術で公知である点に注意されたい。例えば、１つの詳細な作動方法は、ＷＯ００／３８０２５により詳細に説明されており、そのナビゲーションシステムでは、光検出装置が使用される。これは、光検出装置によって検出された光レベルが、予め光検出装置によって検出された光レベルと同じか又は実質的に同じである時を識別することによって掃除機がそれ自体を部屋の中に位置付けることを可能にする。
【００４１】
シャーシ４、本体６、及びカバー８を説明するが、牽引ユニット２０は、明確にするために単一の牽引ユニット２０の様々な斜視、断面、及び分解組立図を示す図５から図９を参照してここで以下により詳細に説明する。
【００４２】
概観では、牽引ユニット２０は、トランスミッションケース９０、リンケージ部材９２又は「振りアーム」、第１及び第２の滑車輪９４、９６、及び滑車輪９４、９６の周囲に制約された軌道又は連続ベルト９８を含む。
【００４３】
トランスミッションケース９０は、トランスミッションケース９０の一端の機内側に装着された入力電動モジュール１００と、トランスミッションケース９０の駆動側から、すなわち、モータモジュール１００が装着されたトランスミッションケース９０の他方側から突出する出力駆動シャフト１０２との間を延びる伝動システムを収容する。モータモジュール１００は、この実施形態では、モータが信頼性があり効率的であるのでブラシレスＤＣモータであるが、これは、他のタイプのモータ、例えば、ブラシ付きＤＣモータ、ステッパモータ、又は同等の油圧式ドライブが使用されるのを排除しない。上述のように、モータモジュール１００は、電力及び制御信号を受信するように制御手段と接続され、この目的のために一体化電気コネクタ１０４が設けられている。伝動システムは、この実施形態では、システムが信頼性があり、小型で軽量であるので、利用可能トルクを増加させながらモータモジュール１００の速度をギアダウンさせる伝動ホイール配置である。しかし、他の伝動装置の配置は、ベルト又は油圧式トランスミッション配置のような本発明の関連の中で考えられている。
【００４４】
牽引ユニット２０は、従って、駆動、伝動、及び床係合機能を内蔵型及び独立駆動型ユニットの中に統合し、かつ複数のファスナ９１（この実施形態では４つのファスナ）、例えば、シャーシ４の凹部の周囲に形成された対応する装着ラグ９３の中に受け入れられるスクリュー又はボルトによってシャーシ４に容易に装着される。
【００４５】
牽引ユニット２０は、ロボット２が前方に移動している時に第１の滑車輪９４が先行位置にあるようにシャーシに装着可能である。この実施形態では、前輪９４は駆動輪であり、圧入によって駆動シャフト１０２の上で受け入れ可能である中心ボア１０４を含む。前輪９４はまた、それが、対の駆動輪であるのでスプロケットと呼ぶことができる。駆動シャフト１０２から前輪９４までの駆動力の伝達を改善するために、滑車輪の中心ボア１０４には、駆動シャフト上の対応する外部キーと嵌合するように内部キーを付けることができる。シャフトに取り付けた一部円形のクリップ（サークリップ）のような滑車輪をシャフトに固定する代替の方法も考えられている。
【００４６】
振りアーム９２は、それと前輪９４の間のトランスミッションケース９０に装着された先行端を含み、駆動シャフト１０２の周りでピボット回転するように装着される。振りアーム９２の装着装置１０８に位置するブッシュ１０６は、駆動シャフト１０２が突出するトランスミッションケース９０の外向きに突き出た差込口１１０上で受け入れられる。ブッシュ１０６は、従って、差込口１１０と振りアーム９２の中間に軸受面を提供し、振りアーム９２が円滑にピボット回転し、トランスミッションケース９０に対する広がりを防止することを可能にする。ブッシュ１０６は、好ましくは、必要な低摩擦面に更に高強度を与えるポリアミドのような好ましい工学プラスチックから作られる。しかし、ブッシュ１０６はまた、同様に必要な摩擦及び強度特性を与えると考えられるアルミニウム、鋼、又はそれらの合金のような金属でも作ることができる。
【００４７】
組立図に示すように、振りアーム９２は、差込口１１０上に装着され、前輪９４は、振りアーム９２の先行端の機外の駆動シャフト１０２に装着される。スタブアクスル１１２は、振りアーム９２の反対側又は「後」端上に位置するボアの中に圧入され、駆動シャフト１０２の軸に対して平行な回転軸に沿って後部滑車輪９６又は「後輪」のための装着シャフトを形成する。後輪９６は、軸受ブッシュ１１４が圧入で受け入れられる中心ボア１１３を含む。ブッシュ１１４は、ブッシュ及び従って同じく後輪９６が振りアーム９２に対して回転可能であるように滑り嵌めでアクスル１１２の上に受け入れられる。サークリップ１１６は、後輪をアクスル１１２に固定する。
【００４８】
連続ベルト又は軌道９８は、ロボット２と床面の間にインタフェースを提供し、この実施形態では、ロボットが表面にわたって移動し、表面組織及び輪郭の変化を切り抜ける時にロボットに高グリップ性を与える丈夫なゴム引き材料である。図には示していないが、ベルト９８は、起伏の多い領域にわたって牽引を増大させるためにトレッドパターンを設けることができる。
【００４９】
同様に、図には示していないが、ベルト９８の内面９８ａは、ベルト９８がホイール９４上で滑る可能性を低下させる前輪９４の円周面上に設けられた相補的歯形成９４ａと係合するように鋸歯状又は歯状にされる。この実施形態では、後輪９６は、相補的歯形成を支持しないが、これは、必要に応じて設けることができる。ベルトが後輪９６から滑り落ちるのを防ぐために、円周リップ９６ａ、９６ｂが、その内側及び外側リム上に設けられる。前輪９４に関しては、円周リップ９４ｂは、ベルト９８が、振りアーム９２の隣接する部分により内側リムから滑り落ちる恐れはないので、その外側リム上のみに設けられる。
【００５０】
認められるように、振りアーム９２は、前輪及び後輪９４、９６を離間した関係に固定し、後輪９６が前輪９４の周りで斜めに旋回することを許容する。振りアーム９２の最大限及び最小限の角度移動量は、トランスミッションケース９０の駆動側から突出する対向する円弧状の上部及び下部止め部材１２２ａ、１２２ｂによって定められる。振りアーム９２の機内側から延びるスタブ又はピン１２４は、振りアーム９２の移動量の範囲を定めるように止め具１２２ａ、１２２ｂと係合可能である。
【００５１】
牽引ユニット２０はまた、振りアーム９２の前方部分から上方に延びる装着ブラケット１２６とトランスミッションケース９０の後方部分から突き出たピン１２８の間の緊張下で装着されたコイルバネ１１８の形態の振りアーム付勢手段を含む。バネ１１８は、使用時には、床面と係合して後輪９６を付勢するように機能し、これは、ロボット２が、毛足の長いカーペットのような凸凹の表面を確実に通過し、又は電気ケーブルのような障害物を克服する時の牽引を改善する。図９は、振りアーム９２の移動の範囲にわたって牽引ユニット２０の３つの例示的な位置を示している。
【００５２】
例示的な実施形態では、牽引を単に改善するために後輪９６を下方に押圧するように、ピン１２４が上側止め具１２２ａと係合し、バネ１１８が緊張下で作用するようにロール２が表面上に着座している時に、振りアーム９２は、その「最小移動位置」にある。しかし、より強力なバネ１１８はまた、表面上に設置する時にロボットが牽引ユニット上に懸架するように使用することができることを認めるべきである。
【００５３】
図６は、ロボット２が静止している時の床面Ｆに対するホイール９４、９６の相対位置を示し、その位置で、振りアーム９２は、その最小限の移動量になり、ピン１２４は、上部止め具１２２ａと係合する。この位置では、後輪９６の周囲の軌道９８の一部分は、床面との接触面１３０を形成するのに対して、接触面の前方の前輪まで延びる軌道９８の一部分は、前輪９４と比較して後輪９６のより大きな半径により床面Ｆに対して傾斜している。これは、床面の欠陥、並びに例えば電気ケーブル／コード又はラグの縁部のような隆起障害物を克服するようにロボット２の機能を改善する傾斜昇降面を牽引ユニット２０に与える。傾斜昇降面は、ロボットのシャーシの下部が、移動している表面に平行な向きにあり、特に複数のローラ３１によってこの向きで支持される時に設けられる点に注意されたい。
【００５４】
この実施形態では、傾斜軌道面は、大部分は、前輪９４よりも大きい直径を有する後輪９６の結果であるが、同程度の結果は、車輪が同じ直径のものであった場合に得られると考えられるが、振りアーム９２は、最小移動位置の時により急勾配で下向きに角度をなすように構成されることを認めるべきである。同様に、振りアーム９２は、様々な領域にわたって移動する時に、床面上で押し下げる機能を後輪９６に与えるが、傾斜軌道面にはまた、シャーシ４に対して固定位置で前輪及び後輪９４、９６を含むことができる点に注意されたい。傾斜軌道を設けるために、後輪は、前輪よりも大きい直径とすることができる。代替的に又はそれに加えて、後輪の中心軸は、前輪の中心に比較して下部水平面にある可能性がある。
【００５５】
簡単なホイールと比較して傾斜軌道９８の上昇機能の改善に加えて、牽引ユニット２０は、軌道９８の大部分が床面と接触状態にある場合に受けると考えられる滑脱の程度を被らないので、牽引ユニット２０は、操作恩典を提供するその単一後輪９６によって小さい接触面１３０を維持する。
【００５６】
更に別の牽引強化は、ホイール９６の機内側部上のリップ９６ａよりも更に半径方向外向きに延びる後輪９６の外側リップ９６ｂによって与えられる。図６に明瞭に示すように、外側リップ９６ｂは、軌道９８の外面と殆ど同じ半径まで延び、その縁部には、歯状又は鋸歯状形態が設けられる。この恩典は、ロボットが、ラグ又はカーペットのような柔らかい表面にわたって移動している環境において、軌道９８は、カーペットのパイルの中に沈む傾向があり、それによって外側リップ９６ｂの鋸歯状縁が、カーペットと係合してロボットの牽引を増大させるという点である。しかし、硬い表面に対して、軌道９８のみが床面と接触することになり、これは、ロボットの操作機能に恩典を与えることになる。
【００５７】
更に別の恩典は、軌道配置により、遥かに大きな単一ホイールの上昇機能を与える点であるが、全幅掃除を行う上で重要なロボットの横方向軸線のごく近くにブラシバーを位置することを可能にする大きな寸法ではない。この実施形態で見ることができるように、後輪９６の回転軸は、ロボットの横方向軸線と実質的に一線であり、これは、操作性に恩典を与える。掃除機ヘッドは、牽引ユニット２０のすぐ近くに位置することができ、この実施形態では、掃除機ヘッドの軸は、ロボットの横方向軸線から約４８ｍｍ離間しているが、掃除機ヘッドが主本体の外側エンベロープから突出する量を最小にするために、最大６０ｍｍまでの間隔は、受け入れ可能であるように考えられている。
【００５８】
代替的な実施形態（図示せず）では、外側リップ９６ｂの深さ及び厚みは、リップ９６ｂの表面が、後輪９６を取り囲む軌道９８の外面と並んで置かれるように増大し、実際に、軌道９８の表面の横拡張をもたらす。それによって一部の環境においては望ましい場合がある硬い表面上でも接触面１３０の面積を増加させる。この実施形態では、上昇機能はまた、軌道９８の縦方向に接触面を増加させることなく傾斜軌道面によって保持されることを認めるべきである。
【００５９】
上述のように、ロボット２の牽引ユニット２０は、深いパイルラグ及びカーペットにわたって移動し、また床などに床面の間の小さな段の上にある電気ケーブルのような障害物を確実に通過する機能を改善する。しかし、「キャタピラ」型駆動ユニットは、ホイールとベルトの間のニップにおけるデブリの侵入に対して脆弱である可能性がある。これを防ぐために、振りアーム９２は、前輪及び後輪９４、９６の対向する部分及び軌道９８の内面によって境界付けられた空間の振りアーム９２から外向きに延びる隆起ブロック状部分１３２を更に含む。デブリ案内ブロック１３２の側面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄは、ホイール９４、９６及びベルト９８の隣接面に密接に隣接して着座するような形状にされるが、ブロック１３２の機外の面１３４は、ホイール９４、９６の外面とほぼ並んで終端する。ブロック１３２は、従って、ホイール９４、９６の間の実質的に全ての容積に対応するような形状にされるので、砂粒又は石のようなデブリが駆動配置に絡むのを防止する。ブロック１３２は、固体とすることができるが、この実施形態では、ブロック１３２は、バネアーム９２の重量及びその費用も低減する開口部１３６を含む。ブロック１３２は、好ましくは、振りアーム９２と一体化されるが、ブロック１３２はまた、振りアームに、例えば、クリップ、スクリュー、又は接着剤によって適正に固定された個別の構成要素とすることができる。任意的に、ブロックは、ベルトによって形成された境界のような形状にされたプレート部材を担持することができる。これは、駆動配置への汚れ侵入の可能性を更に低下させると考えられる。
【００６０】
ここで図１０、図１１、及び図１２を参照すると、それらは、互いの間で相対摺動移動を可能にするように本体６をシャーシ４に取り付ける方法と、その経路において物体との衝突に関する情報を集めるようにロボット２によってこの相対移動を使用する方法とを示している。
【００６１】
シャーシ４と本体６との間で相対摺動移動を可能にするために、前部及び後部係合手段は、それらが、垂直方向に、すなわち、ロボット２の縦方向軸線Ｌに垂直な方向に分離できないように、シャーシ４及び本体６を互いに固定するが、僅かに互いに対して摺動することが許容される。
【００６２】
初めに主本体の前部部分に移ると、図１１に最も良く示すように、前部係合手段は、本体６の前部部分に、具体的にはプラットホーム４８の中心位置に形成された長円形、レーストラック／スタジアム、又は傍円台形のような形状にされた中心に位置する細長スロット状開口部１４０を含む。ガジオンピン１４２の形態の摺動可能ピボット部材は、開口部を通して受け入れられ、かつ開口部１４０の下に少し延びるスリーブ区画１４２ａ及び上側フランジ１４２ｂを含む。
【００６３】
係合手段はまた、壁のある凹部１４４の形態のシャーシ４の前方部分上に相補的構造を含み、これはまた、プラットホーム４８の開口部１４０の形状に対応するような形状にされたレーストラック／スタジアムである。本体６は、プラットホーム１４０上の開口部１４０が、シャーシ４の凹部１４４を覆うようにシャーシ４上に装着可能である。ガジオンピン１４２は、次に、スクリューのような好ましい機械的ファスナによって凹部１４４の床に固定され、ガジオンピン１４２は、図１０の凹部１４４のその位置にゴーストで示されている。本体６は、従って、垂直分離に対してシャーシ４に接合される。しかし、ガジオンピン１４２は、開口部１４０に摺動可能に保持されながら動かないようにシャーシ４に固定されるので、本体６は、ガジオンピン１４２に対して摺動することができ、その丸い形状によりその周りで斜めにピボット回転することができる。
【００６４】
シャーシ４の前方部分はまた、一方は凹部１４４のいずれかの側に位置する２つのチャンネル１４５を含み、それらは、本体６の下部、特に、開口部１４０のいずれかの側のプラットホーム４８上に設けられたそれぞれのローラ１４７に対して支持面として機能を果たす。ローラ１４７は、シャーシ４上に本体６を支持し、２つの部品の間で滑らかな摺動移動を容易にし、図１０にゴースト形態で示されている。
【００６５】
後部係合手段は、シャーシ４に対して本体６の後部部分１５０の移動を制約する。図１１と図１２の比較から、掃除機ヘッド２４の背後のシャーシ４の後部部分１４６は、それによって本体６の後部部分１５０がシャーシ４に接続される固定装着としても機能を果たすバンプ検出手段１４８を含むことを見ることができる。
【００６６】
バンプ検出手段の各側部は、本体支持手段を含み、両本体支持手段は、同一であるので、簡略化するために一方のみを以下に詳細に説明する。本体支持手段は、シャーシ１５４に形成されたくぼんだ凹部１５４に着座するスリーブ様管状支持部材１５２を含む。この実施形態では、くぼんだ凹部１５４は、シャーシ４の後部部分１４６にわたって固定されたプレート部材１５５の形態の取外し可能シャーシ部分に設けられる。しかし、凹部１５４は、同様にシャーシ４の一体化部分とすることができる。
【００６７】
バネ１５６は、その下端にあるシャーシ１５４に接続されてスリーブ部材１５２を通って延び、バネの端部は、小穴１５８に終端する。スリーブ１５２及びバネ１５６は、本体６がシャーシ４の上に装着される時に、ソケット１６０がスリーブ１５２の上端が位置する隆起壁１６０ａを含む本体６の下部で相補的ソケット１６０と係合する。このように装着する時に、バネ１５６は、ソケット１６０の中心開口部１６２の中に延び、小穴１５８は、本体６内の固定ピンに固定される。固定ピンは、図に示されていないが、バネを取り付けることができるあらゆるピン又は好ましい固定点とすることができる点に注意されたい。
【００６８】
支持スリーブ部材１５２は、シャーシ４と本体６の間に移動可能に装着されるので、スリーブ部材１５２は、本体１５２がロボットの縦軸線「Ｌ」に沿って直線的に「振動する」ことを可能にするが、本体６の後部部分が斜めに旋回することを可能にするあらゆる方向に傾けることができ、ここで更に説明するように後部係合手段によって制約するように約１０度だけガジオンピン１４２の周りでピボット回転する。この実施形態では、バネ１５６は、自己向心力を支持スリーブ部材１５２に与え、それらは、スリーブ部材１５２を直立位置の中に付勢し、この作用はまた、リセット力をバンプ検出システムに与える。代替的な実施形態（図示せず）では、支持スリーブ部材１５２は、中実とすることができ、シャーシに対する本体の位置を「リセット」する力は、代替の付勢機構によって与えることができる。
【００６９】
スリーブ部材１５２は、本体６が一定量の横方向移動によってシャーシ４上に「乗る」ことを可能にするが、それらは、垂直分離に対して本体６の後部部分１５０をシャーシ４に確実に接続しない。この目的のために、バンプ検出手段１４８は、シャーシ４上に設けられたそれぞれのピン１６４、１６６と係合する本体６上に設けられたポスト又はロッド１６０、１６２の形態の第１及び第２の案内部材を含む。図１２で見ることができるように、ピン１６４、１６６は、プレート部材１５５に形成されたそれぞれの窓１６８、１７０を通って延び、そこでそれぞれの座金１７２、１７４によって保持される。本体６の後部部分１５０をシャーシ４の後部部分１４６の上に装着するために、案内部材１６０、１６２は、それらがそれらのそれぞれの座金１７２、１７４と接触するまでピン１６４、１６６の上に押し込み圧入される。本体６の後部部分１５０の移動は、従って、制約され、窓が案内軌道として機能を果たすように、窓１６８、１７０の形状に適合する。この実施形態では、窓１６８、１７０は、ほぼ三角形の形状であるので、これは、本体６がガジオンピン１４２に対して直線的に摺動するが、窓１６８、１７０によって設定された移動量限界内でその周りで斜めに旋回することを許容することになる。しかし、本体６の許容移動は、窓１６８、１７０の適切な再形成によって変更することができる点に注意されたい。
【００７０】
バンプ検出手段１４８はまた、シャーシ４に対する本体６の移動を検出するための切換手段１８０を含む。切換手段１８０は、本体６がシャーシ４に装着される時に、シャーシ４の後部部分１４６の中心部分に設けられたアクチュエータ１８２のいずれかの側部に位置する本体６の後部部分１５０の下部に設けられた第１及び第２の小型のスナップ作動スイッチ１８０ａ、１８０ｂ（「マイクロスイッチ」としても公知である）を含む。この実施形態では、アクチュエータ１８２は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂを起動するための傾斜前縁を有する楔形の形態を取る。図には示していないが、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段と接続される。楔形アクチュエータ１８２に対するスイッチ１８０ａ、１８０ｂの位置は、図１２に示されており、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、点線で示されている点に注意されたい。図示のように、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、それらの起動アーム１８３が、直接隣接して楔形アクチュエータ１８２の傾斜前方縁部のいずれかの側に位置決めされるように位置決めされる。
【００７１】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボット２が、ロボットが部屋の周囲で掃除タスクをナビゲートしている時に障害物と衝突する状況において起動される。このようなバンプ検出機器は、このようなロボットの感知及びマッピングシステムが当てにならない可能性があり、時間に間に合うように障害物が検出されない場合があるので自律真空掃除機に対して望ましい。他のロボット真空掃除機は、衝突を検出するための手段が必須になる「ランダム跳ね返り」手法で作動する。従って、バンプ検出機器は、ロボットが回避作用を取ることができるように衝突を検出すべきである。例えば、制御手段は、単にロボットを反転し、次に、異なる方向に前方移動を取り、又は代替的に前方移動を止めて９０°又は１８０°回転させ、次に、再び前方移動を取るように判断することができる。
【００７２】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂの起動は、ここで、異なるバンプ状況下のシャーシ４、本体６、及びバンプ検出手段を表す概略図を示す図１３ａ、図１３ｂ、図１３ｃ、及び図１３ｄを参照して説明する。以下の図では、前図と共通の部品は、同じ参照番号で呼ばれる。
【００７３】
図１３ａは、本体６、シャーシ４、ガジオンピン１４２、本体ピボット開口部１４０、スイッチ１８０ａ、１８０ｂ、及び非衝突位置の楔形アクチュエータ１８２の相対位置を示している。図示のように、いずれのスイッチ１８０ａ、１８０ｂも、参照記号「Ｘ」によって示すように起動していない。
【００７４】
図１３ｂは、矢印Ｃによって示すように「真正面の」位置で障害物と衝突状態のロボット２を示している。本体６は、直線的に後方に、すなわち、その縦軸線Ｌに沿って移動することを可能にし、従って、２つのスイッチ１８０ａ、１８０ｂは、楔形アクチュエータ１８２に対して後方に移動し、それによってチェックマークによって示すように実質的に同時にスイッチ１８０ａ、１８０ｂをトリガする。
【００７５】
代替的に、ロボット２が、図１３ｃの矢印Ｃによって示すようにその右側で障害物と衝突する場合、本体６は、左にガジオンピン１４２の周りで旋回させられることになり、それらの状況では、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して左に移動することになり、その結果、右側スイッチ１８０ｂは、スイッチ１８０ｂのためのチェックマークによって示すように左側スイッチ１８０ａの起動の前に起動される。
【００７６】
反対に、ロボット２が、図１３ｄの矢印Ｃによって示すようにその左側で障害物と衝突する場合、本体６は、右に旋回させられることになり、その場合には、スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、アクチュエータ１８２に対して右に移動することになり、これは、従って、スイッチ１８０ａのためのチェックマークによって示すように右側スイッチ１８０ｂの前に左側スイッチ１８０ａをトリガする。
【００７７】
図１３ｃ及び図１３ｄに示す斜角衝突において、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのうちの一方のみが起動するように示されているが、このような衝突はまた、スイッチのうちの他方を例え最初に起動したスイッチよりも後であっても起動することができることを認めるべきである。
【００７８】
スイッチ１８０ａ、１８０ｂは、ロボットの制御手段に接続されるので、制御手段は、スイッチ１８０ａ、１８０ｂのトリガをモニタすることによって衝突の方向と、スイッチのトリガイベントの間の相対的タイミングとを識別することができる。
【００７９】
ロボット２は、本体６とシャーシ４の間の相対的直線及び角度移動を感知することによって衝突を検出することができ、従って、本発明は、公知のロボット真空掃除機では普通であるバンプシェルをロボットの前部の上に装着する必要性を回避する。バンプシェルは、脆弱でかさ高い可能性があるので、本発明は、ロボットの堅牢性を増大し、またサイズ及び複雑性の低減を可能にする。
【００８０】
完全を期すために、図１４は、上述のロボットの制御手段及び構成要素とのそのインタフェースを概略的に示している。コントローラ２００の形態の制御手段は、その様々なセンサから受信した信号を処理し、好ましい方式でロボット２を駆動するように適切な制御回路及び処理機能性を含む。コントローラ２００は、ロボットが、清浄化するためにその環境をマップして最適ルートを計画するためにその現在置かれた環境に関する情報を集めるロボット２のセンサ一式８２の中に接続される。メモリモジュール２０１には、その処理機能性を実施するコントローラが設けられ、メモリモジュール２０１は、代替的に、本明細書に示すような個別の構成要素の代わりに、コントローラ２００の中に一体化することができることを認めるべきである。
【００８１】
コントローラ２００はまた、ユーザインタフェース２０４、バンプ検出手段２０６、及び牽引ユニット２０上に設けられた回転符号化器のような好ましい回転感知手段２０８からの好ましい入力情報を有する。電力及び制御入力情報は、コントローラ２００から牽引ユニット２０に、並びに吸引モータ２１０及びブラシバーモータ２１２にも提供される。
【００８２】
最後に、電力入力は、バッテリパック２１４からコントローラ２００に供給され、充電器インタフェース２１６が設けられ、それによってコントローラ２００は、バッテリ供給電圧が適切な閾値を下回った時にバッテリパック２１４の充電を行うことができる。
【００８３】
多くの変形は、本発明の概念から逸脱することなく可能である。例えば、牽引ユニット２０は、連続ゴム引きベルト又は軌道を有すると説明したが、本発明はまた、鎖を形成するために互いに結合した多数の個別の軌道又はトレッド部分を含む軌道で実施することができる。
【００８４】
上記実施形態では、本体６は、シャーシの周りで直線的に及び斜めに移動することができると説明されている。しかし、これは、衝突が広範な角度から検出することができるようなものであること、及び本発明はまた、本体が直線的に又は斜めにそのような移動の組合せの代わりにシャーシまで移動するバンプ検出システムにあることを認めるべきである。
【００８５】
感知手段は、楔形アクチュエータのいずれかの側に配置されたスナップ作動スイッチを含み、このような配置は、本体が直線的に（両スイッチが同時に起動する）又は斜めに（一方のスイッチが他方の前に起動する）移動する時にスイッチを起動することを可能にするように説明されている。しかし、当業者は、他のスイッチ機構、例えば、ライトゲートスイッチ又は磁気／ホール効果スイッチのような無接点スイッチが可能であることを認めるであろう。
【符号の説明】
【００８６】
２ ロボット
８ 外側カバー
１０ 分離装置
７０ ユーザ制御インタフェース
７３ アーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律表面処理電気器具であって、
駆動配置を有するシャーシと、
処理すべき表面にわたって自律表面処理電気器具の制御を可能にするように前記駆動配置と作動可能に接続された制御システムと、
を含み、
前記駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、該又は各牽引ユニットは、床面に対向する前輪及び後輪の間を延びる軌道部分を形成するために該前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、該前輪及び該後輪は、該軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される、
ことを特徴とする電気器具。
【請求項２】
前記牽引ユニットは、単一後輪を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気器具。
【請求項３】
前記後輪は、前記前輪の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気器具。
【請求項４】
前記駆動配置は、前記制御システムからの指令に応答して前記前輪を駆動するモータを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項５】
前記前記モータは、ブラシレスＤＣ電気モータであることを特徴とする請求項４に記載の電気器具。
【請求項６】
前記又は各牽引ユニットは、前記モータと前記前輪の間を延びるトランスミッションユニットを更に含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気器具。
【請求項７】
前記後輪は、連結部材の第１の端部に装着され、
前記連結部材の第２の端部が、前記前輪の軸線の周りでピボット回転可能である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の電気器具。
【請求項８】
前記連結部材は、前記前輪、前記後輪、及び前記軌道によって境界付けられた容積を少なくとも部分的に充填する保護部材を含むことを特徴とする請求項７に記載の電気器具。
【請求項９】
前記連結部材は、前記前輪軸線の周りで前記トランスミッションユニットにピボット回転可能に装着され、
前記トランスミッションユニットは、前記シャーシに装着される、
ことを特徴とする請求項６に従属する時の請求項７又は請求項８に記載の電気器具。
【請求項１０】
付勢手段が、前記後輪を処理すべき前記表面との接触状態に押圧するように前記トランスミッションユニットと前記連結部材の間に設けられることを特徴とする請求項９に記載の電気器具。
【請求項１１】
前記後輪は、軌道係合面と、該軌道係合表面に隣接し、かつこれよりも大きい直径を有するリム部分とを含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１２】
前記リム部分は、前記軌道の外面と同じ半径方向位置まで延びることを特徴とする請求項１１に記載の電気器具。
【請求項１３】
前記リム部分は、鋸歯状プロフィールを有することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電気器具。
【請求項１４】
汚れ空気入口と清浄空気出口の間に空気の流れを発生させるための空気流発生器と、該空気流から汚れを分離するために該汚れ空気入口と該清浄空気出口の間の該空気流の経路に配置された分離装置とを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１５】
前記シャーシは、該シャーシを床面上でほぼ平行な向きに担持する支持配置を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１６】
前記支持配置は、車輪、ローラ、又はスキッドを含むことを特徴とする請求項１５に記載の電気器具。
【請求項１７】
添付図面を参照して上述したような又は添付図面に例示するような自律表面処理電気器具。
【請求項１】
自律表面処理電気器具であって、
駆動配置を有するシャーシと、
処理すべき表面にわたって自律表面処理電気器具の制御を可能にするように前記駆動配置と作動可能に接続された制御システムと、
を含み、
前記駆動配置は、少なくとも１つの牽引ユニットを含み、該又は各牽引ユニットは、床面に対向する前輪及び後輪の間を延びる軌道部分を形成するために該前輪及び後輪の周囲で制約された表面係合軌道を含み、該前輪及び該後輪は、該軌道部分が傾斜昇降面を形成するように配置される、
ことを特徴とする電気器具。
【請求項２】
前記牽引ユニットは、単一後輪を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気器具。
【請求項３】
前記後輪は、前記前輪の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気器具。
【請求項４】
前記駆動配置は、前記制御システムからの指令に応答して前記前輪を駆動するモータを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項５】
前記前記モータは、ブラシレスＤＣ電気モータであることを特徴とする請求項４に記載の電気器具。
【請求項６】
前記又は各牽引ユニットは、前記モータと前記前輪の間を延びるトランスミッションユニットを更に含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気器具。
【請求項７】
前記後輪は、連結部材の第１の端部に装着され、
前記連結部材の第２の端部が、前記前輪の軸線の周りでピボット回転可能である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の電気器具。
【請求項８】
前記連結部材は、前記前輪、前記後輪、及び前記軌道によって境界付けられた容積を少なくとも部分的に充填する保護部材を含むことを特徴とする請求項７に記載の電気器具。
【請求項９】
前記連結部材は、前記前輪軸線の周りで前記トランスミッションユニットにピボット回転可能に装着され、
前記トランスミッションユニットは、前記シャーシに装着される、
ことを特徴とする請求項６に従属する時の請求項７又は請求項８に記載の電気器具。
【請求項１０】
付勢手段が、前記後輪を処理すべき前記表面との接触状態に押圧するように前記トランスミッションユニットと前記連結部材の間に設けられることを特徴とする請求項９に記載の電気器具。
【請求項１１】
前記後輪は、軌道係合面と、該軌道係合表面に隣接し、かつこれよりも大きい直径を有するリム部分とを含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１２】
前記リム部分は、前記軌道の外面と同じ半径方向位置まで延びることを特徴とする請求項１１に記載の電気器具。
【請求項１３】
前記リム部分は、鋸歯状プロフィールを有することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電気器具。
【請求項１４】
汚れ空気入口と清浄空気出口の間に空気の流れを発生させるための空気流発生器と、該空気流から汚れを分離するために該汚れ空気入口と該清浄空気出口の間の該空気流の経路に配置された分離装置とを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１５】
前記シャーシは、該シャーシを床面上でほぼ平行な向きに担持する支持配置を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１６】
前記支持配置は、車輪、ローラ、又はスキッドを含むことを特徴とする請求項１５に記載の電気器具。
【請求項１７】
添付図面を参照して上述したような又は添付図面に例示するような自律表面処理電気器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１３ｄ】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１３ｄ】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−５９６２７（Ｐ２０１３−５９６２７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２１３１２４（Ｐ２０１２−２１３１２４）
【出願日】平成２４年９月７日（２０１２．９．７）
【出願人】（５０８０３２３１０）ダイソン テクノロジー リミテッド (286)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１３１２４（Ｐ２０１２−２１３１２４）
【出願日】平成２４年９月７日（２０１２．９．７）
【出願人】（５０８０３２３１０）ダイソン テクノロジー リミテッド (286)
【Ｆターム（参考）】
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