JP6548992B2 - ロボット掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット掃除機に関する。

可動式ロボットは、急速に一般的になってきており、宇宙探査、芝刈り及び床清掃のような様々な分野で使用されている。近年、ロボット清掃装置、特にロボット真空掃除機及びフロアモップロボットの分野で急速な進歩があり、この初期的な目的は、自発的にかつ控えめにユーザの家を進みつつ床を清掃することである。

この任務を実行するにおいて、ロボット掃除機は、清掃する必要がある領域を進む必要がある。ロボットには、通常、複数のセンサが設けられており、これらセンサは、ロボットが所定の環境の方々に進むことを可能とする。この進むことを補助するためのさまざまなセンサがロボットに採用されている。例えば、いくつかのロボットは、赤外線検出器を使用しており、この赤外線検出器は、ロボットがＩＲ標識に向けて進むことを可能とし、いくつかのロボットは、複雑な視認システムを使用しており、この視認システムは、カメラを使用して、視認し、ロボットを囲む局所的な環境の方々を進む。

ロボットは、しばしば、障害物が置かれている環境内にある障害物をうまく通り抜ける必要がある。例えば、ロボット真空掃除機にとって通常であることは、椅子、ソファー及びテーブルのような家具に対処する必要があることである。ロボット掃除機ができるだけ自発的に動作するように意図されているので、ユーザが関与する必要なく下方を清掃し続けるために、ロボット掃除機は、主として、隙間が小さいいくつかの障害物の下方を通過することを可能とする寸法を有する。

本発明は、ロボット掃除機を提供し、このロボット掃除機は、本体と、本体の頂面から突出するセンサと、を備え、本体が、ロボット掃除機の前方前進方向に対してセンサの前方に位置付けられた突出部を備え、突出部が、センサの高さに少なくとも等しい高さまで延在している。

その結果、センサは、障害物との衝突に起因して損傷されることから保護される。さらに、センサを損傷しにくいので、センサを用いた走行システムは、より信頼性を有する。

突出部は、本体の前側部分に位置してもよく、前側部分は、本体の前縁部に隣接している。その結果、ロボットが低い障害物に向けて移動しているときに、突出部は、ロボットが障害物の下を移動することを完全に阻止する。これにより、センサを損傷から保護するだけでなく、突出するセンサがロボットを障害物の下に楔のように打ち込ませること危険性を低減することを補助する。さらに、突出部を本体の前側部分に位置付けることによって、センサからできるだけ離すと共に、依然としてセンサの前方に位置付けたままとし、そのため、突出部をセンサに近接して配置するよりもセンサの視野に示す障害物をより小さくする。

前側部分は、本体の前縁部に向けて下方に傾斜してもよく、突出部は、傾斜した前縁部から垂直に延在する前方対面縁部を有してもよい。したがって、ロボット掃除機の傾斜前部が楔のように打ち込まれる危険性の上昇を引き起こす場合に、突出部の垂直前縁部は、接近する障害物に当接することによってこの危険性の影響を弱め、前側部分が障害物の下に楔のように打ち込まれ始めることを防止する。

突出部は、２段、すなわち、本体の頂面の高さに少なくとも等しい高さである高さまで延在する下側段と、センサの高さに少なくとも等しい高さである高さまで延在する上側段と、を備えてもよい。その結果、突出部の下側段は、ロボットの前部が楔のように打ち込まれる危険性に対してロボット掃除機を保護し、一方で、突出部の上側段は、センサを損傷から保護する。２段は、異なる形状及びサイズとされてもよく、実行する必要がある機能に関して各段の有効性を最大化する。例えば、突出部のうちセンサを保護する部分は、突出部のうち楔のように打ち込まれることに対して保護する部分と同じような大きさである必要はないことがあり、そのため、上側段は、下側段よりも小さく形成されてもよい。これにより、使用する材料量、ひいては製造コストを低減し、同様に、機械重量を低減する。同様に、突出部のうちセンサに視認可能な部分をより小さく形成することを可能とし、それにより、センサの視野内でより小さい視認可能な障害物を示す。

上側段の前方対面縁部は、下側段の前方対面縁部よりも後方に位置付けてもよい。これにより、強制的に停止する前に楔のように打ち込まれる危険性がない場合に、ロボットが障害物の下をさらに移動することを可能とする。これにより、センサに損傷を引き起こし得る障害物の周囲を清掃するときに、ロボット掃除機がより広い領域をカバーすることを可能とする。

センサは、赤外線センサ組立体、レーザ距離センサ組立体及びカメラ組立体のうちのいずれかであってもよい。カメラ組立体は、本体の頂面から突出するドーム状レンズを備えるパノラマ環状レンズカメラであってもよい。ＰＡＬカメラを用いることによって、ロボットを囲む領域の３６０°全方向画像を捕捉でき、ロボット掃除機は、ロボット掃除機が位置する環境のあちこちにより効果的に進むことができる。

本体は、本体の残りの部分から取外し可能である分離装置部分を備えてもよく、突出部は、分離装置部分に設けられてもよい。分離装置部分をロボット掃除機の前部に位置することによって、分離装置が障害物と接触したときに、分離装置は、ロボット掃除機のための弾性バンパーとして機能する。分離装置部分は、ロボット掃除機の本体の残りの部分のようには繊細な電子機器を有しておらず、そのため、障害物と衝突して電子機器及び制御機器に損傷を引き起こす危険性が低い。したがって、有利であることは、突出部を分離装置部分に位置付けることであり、そのため、突出部と衝突してロボットの電子機器または他の繊細な部品に損傷を引き起こす危険性を低減する。

さらに、突出部を取外し可能である分離装置の頂部に設けることによって、使用中に分離装置が損傷したときに、本体の残りの部分を努力して修理または交換するよりも分離装置部分を交換することがより容易かつ安価である。

本発明をより迅速に理解するために、以下の添付の図面を参照しながら、例として、本発明の実施形態を説明する。

第１実施形態にかかるロボット掃除機を示す斜視図である。 第２実施形態にかかるロボット掃除機を示す斜視図である。 図２のロボット掃除機を示す側面図である。 図２及び図３のロボット掃除機の分離装置を示す図である。 家具の周囲を進む本発明にかからないロボット掃除機を示す図である。 対応する図５ａに示す同一の家具の周囲を進む本発明にかかるロボット掃除機を示す図である。 家具の周囲を進む本発明にかからないロボット掃除機を示す図である。 対応する図６ａに示す同一の家具の周囲を進む本発明にかかるロボット掃除機を示す図である。

図１は、第１実施形態にかかるロボット掃除機１を示す。ロボット掃除機１は、本体２を備える。センサ３は、本体２の頂面５に設けられている。センサ３は、本体２の頂面５から上方に突出しており、これにより、センサ３が全方向性を有して必要に応じてロボットの周囲の任意の方向に動作することを可能とする。例えば、センサ３は、ＩＲビームを検出できる赤外線センサ組立体、レーザ距離センサ組立体またはカメラ組立体であってもよい。センサ３は、パノラマ環状レンズ（ＰＡＬ）カメラの形態にあるカメラ組立体であってもよい。ロボット掃除機１の頂面から突出することにより、カメラは、ロボット掃除機１の周囲の３６０°画像を捕捉できる。例えば車輪である前進ユニット６は、ロボットに設けられており、ロボットが自発的に局所的な環境の方々を前進することを可能とする。

センサ３は、本体２の頂面５の上方に突出しており、それにより、ロボット掃除機が部屋の方々に移動している間に例えば低い家具からの損傷に対して脆弱である。センサ３を損傷すると、結果として、ロボット掃除機１は、正確には進めなくなることがある。センサ３がこのように損傷されるようなことを低減するため、ロボット掃除機１には、突出部４が設けられており、この突出部は、図１において矢印Ｆで示すロボット掃除機の前方前進方向に対してセンサの前方に位置する。突出部は、本体の前側部分に位置付けられており、本体の前縁部に隣接している。本体２の前側部分は、ロボット１の頂面５の一部を形成する。突出部４は、本体２の頂面５から上方に突出しており、所定高さまで延在し、この高さは、矢印Ａで示すように、センサ３の高さに等しい。別の実施形態において、突出部は、センサ３の高さよりも大きい高さまで延在してもよいが、保護するセンサに最小限必要なことは、図１に示すように、突出部４がセンサ３の高さに少なくとも等しい高さまで延在しなければならないことである。

したがって、ロボットが本体２の頂面５よりも高いがセンサ３の高さよりも低い低い障害物に遭遇すると、突出部４は、センサ３よりも前に障害物に接触する。突出部４が障害物と接触すると、ロボット１は、これを隆起部として記録し、そして、障害物を迂回して進むようにロボットの軌道を調整する。したがって、障害物は、センサ３と接触せず、センサ３への可能性のある損傷を回避する。

この位置においてセンサからできるだけ離れており、それにより、センサ３の視認領域内でできるだけ小さな視認可能な障害物として突出部が存在するので、突出部４は、本体２の前側部分に位置付けられている。

図２及び図３は、別の実施形態にかかるロボット掃除機１０を示す。ロボット掃除機１０は、本体１２を備えており、この本体は、本体１２の頂面１５から突出するパノラマ環状レンズ（ＰＡＬ）カメラ１３を有する。主本体１２は、取外し可能な分離装置１６を備えており、この分離装置は、矢印Ｆで示すロボット掃除機の前方前進方向に対してロボット掃除機１０の前方に位置する。突出部１４は、カメラ１３の位置の前方において分離装置１６の頂面に形成されている。したがって、突出部４が位置付けられている場所は、本体２の前側部分に対応しており、本体の前方保護体は、本体の前縁部に隣接しており、本体の前縁部は、分離装置１６の前縁部である。この実施形態において、前側部分は、本体１２の頂面１５と本体の前縁部との間に位置付けられている。図３の破線Ｂは、突出部１４が頂面１５の上方へのカメラ１３の高さと同じ高さまで延在していることを示す。ロボット掃除機１０の前進ユニットは、連続タンクトラック１７である。

図４は、図２及び図３からのロボット掃除機１０の分離装置１６を示す。分離装置１６の頂部の一部分は、窪んでおり、内側サイクロン２０の頂部は、傾斜前縁部１８に視認可能である。突出部１４は、同様に、傾斜前縁部１８に位置付けられている。突出部１４は、２段、すなわち、下側段２１及び上側段２２を備える。下側段２１は、傾斜前縁部１８に載置されており、上側段２２が載置する基部を形成する。下側段２１及び上側段２２双方は、垂直上方に延在する前方対面縁部を有する。

図５ａ及び図５ｂは、床面から高さＨ１で置かれている家具３０の一部分を示す。図５ａのロボット３２は、前方に突出部を有しておらず、カメラ１３が家具にぶつかるまで家具３０の下方を通過できる。すでに説明したように、特にカメラ１３が長期間にわたって家具３０にぶつかると、これは、カメラ１３を十分に損傷させ、そのため、ロボット３２がもはや前進できなくなる。対照的に、図６ｂのロボット１０には、突出部１４が設けられており、明確にわかることは、突出部１４の上側段がカメラ１３よりも前に家具３０と接触し、そのため、カメラ１３が損傷しないことである。

図６ａ及び図６ｂは、高さＨ１よりも若干低い高さＨ２にある家具３１の一部分を示す。図６ａは、ロボット掃除機３２の前部の頂部が下方に傾斜しているが突出部を有していないことを示す。これにより、ロボットが家具の下に「楔のように打ち込まれる」ことを招くことがあり、矢印Ｗで示すように、ロボット３２の前部は、ロボットが家具３１と接触すると地面に向けて下方に前進される。ロボット掃除機３２が十分に大きな力で家具３１に接触すると、ロボット掃除機が家具と床との間に楔のように打ち込まれることに起因して、ロボット掃除機が前方及び後方に行けない点に達し得る。これを図６ａに示す。この点において、ロボット３２は、清掃動作を完了できず、エラーメッセージをユーザに示さなければならない。そして、ユーザは、ロボットが清掃し続けることができたようにその楔のように打ち込まれた位置からロボット３２を解放させる必要がある。

対照的に、図６ｂにおいて、ロボット１０には、突出部１４が設けられている。この場合において、突出部１４の下側段の垂直な前方対面縁部は、家具３１に接触し、これにより、傾斜前頂縁部が家具３１に接触することを阻止する。したがって、突出部１４が家具３１に接触すると、ロボット１０は、床に向けて下方に前進されない。その替わりに、ロボット１０は、この接触を障害物の隆起部として検出し、そして、障害物を迂回して進むようにロボットの軌道を調整する。

特有の実施形態を説明したが、理解することは、特許請求の範囲で規定された発明の範囲を逸脱することなく、様々な改変をなしてもよいことである。

１，１０，３２ ロボット掃除機，ロボット、２，１２ 主本体，本体、３ センサ、４，１４ 突出部、５，１５ 頂面、１３ カメラ（センサ）、１６ 分離装置（分離装置部分）、２１ 下側段、２２ 上側段

Claims (4)

1. ロボット掃除機であって、
   本体と、
   前記本体の頂面から突出するセンサと、
   を備え、
   前記本体が、当該ロボット掃除機の前方前進方向に対して前記センサの前方に位置付けられた突出部を備え、
   前記突出部が、前記センサの高さに少なくとも等しい高さまで延在しており、
   前記突出部が、前記本体の前側部分に位置し、
   前記前側部分が、前記本体の前縁部に隣接しており、
   前記前側部分が、前記本体の前記前縁部に向けて下方に傾斜しており、
   前記突出部が、傾斜した前記前側部分から垂直に延在する前方対面縁部を有し、
   前記突出部が、２段、すなわち、前記本体の前記頂面の高さに少なくとも等しい高さである高さまで延在する下側段と、前記センサの高さに少なくとも等しい高さである高さまで延在する上側段と、を備え、
   前記上側段の前記前方対面縁部が、前記下側段の前記前方対面縁部よりも後方に位置付けられていることを特徴とするロボット掃除機。
2. 前記センサが、赤外線センサ組立体、レーザ距離センサ組立体及びカメラ組立体のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
3. 前記カメラ組立体が、前記本体の前記頂面から突出するドーム状レンズを備えるパノラマ環状レンズカメラであることを特徴とする請求項２に記載のロボット掃除機。
4. 前記本体が、前記本体の残りの部分から取外し可能である分離装置部分を備え、
   前記突出部が、前記分離装置部分に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット掃除機。

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