(57)【要約】【課題】掃除対象表面（３）を掃除するための表面掃除システム（２）を備えた自律走行掃除機（１）を提供する。【解決手段】掃除機（１）が前記表面（３）に対して鉛直方向に離れた床上方表面（５）を機械的に掃除するための床上方掃除要素（４）を付加的に有し、前記床上方掃除要素（４）が回転軸（６）周りで回転可能かつ／又は旋回可能であり、かつ前記床上方掃除要素（４）の少なくとも１つの部分的な掃除領域が掃除動作における前記掃除機（１）の向きにおける前記掃除機（１）の最下起立面（７）に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する。さらに、自律走行掃除機（１）の動作方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除対象表面（３）を掃除するための表面掃除システム（２）を有する自律走行掃除機（１）であって、前記掃除機（１）が前記表面（３）に対して鉛直方向に離れた床上方表面（５）を機械的に掃除するための床上方掃除要素（４）をさらに有し、前記床上方掃除要素（４）が回転軸（６）周りで回転可能かつ／又は旋回可能であり、かつ前記床上方掃除要素（４）の少なくとも１つの部分的な掃除領域が、掃除動作における前記掃除機（１）の通常の向きにおいて前記掃除機（１）の最下起立面（７）に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する前記自律走行掃除機（１）において、
ワイピングリップ、ブラシ又は櫛の形態である再生要素（１６）を有し、前記床上方掃除要素（４）が前記ハウジング（１５）に対してシフトしつつ前記再生要素（１６）に対してブラッシングするように、前記再生要素（１６）が前記ハウジング（１５）上に配置されていることを特徴とする自律走行掃除機。
【請求項２】
前記床上方掃除要素（４）が、ブラシ（８）及び／又はローラ（９）及び／又は櫛（１０）を有することを特徴とする請求項１に記載の掃除機（１）。
【請求項３】
前記回転軸（６）が、掃除動作における前記掃除機（１）の通常の向きにおいて前記起立面（７）に対して実質的に垂直に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の掃除機（１）。
【請求項４】
前記床上方掃除要素（４）が、剛毛（１１）及び／又はフィラメント（１２）を有し、前記剛毛（１１）及び／又はフィラメント（１２）が、掃除動作における前記掃除機（１）の通常の向きにおいて前記回転軸（６）上のその固定位置（１３）から下方に向いた自由端領域（１４）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の掃除機（１）。
【請求項５】
前記床上方掃除要素（４）が、前記掃除機（１）のハウジング（１５）の方へ、かつ／又はハウジング（１５）の内側にシフト可能であり、かつ／又は、ハウジング（１５）から外側へシフト可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の掃除機（１）。
【請求項６】
前記床上方掃除要素（４）が、その高さの差を変化させつつ前記掃除機（１５）のハウジング（１５）に対してシフト可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の掃除機（１）。
【請求項７】
前記回転軸（６）が、前記掃除機（１）に配置されたバネ要素を設けられ、前記バネ要素の復元力が前記掃除機（１）のハウジング（１５）から離れる方向に作用するように構成されており、かつ／又は、前記バネ要素が、前記復元力に対抗する力を受けることにより引っ張り位置にロック可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の掃除機（１）。
【請求項８】
前記床上方表面（５）を検知するように設定されている検知システムの検知信号の関数として前記掃除機（１）のハウジング（１５）に対する前記床上方掃除要素（４）のシフト及び／又は回転を制御する制御システムを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の掃除機（１）。
【請求項９】
自律走行掃除機（１）の動作方法であって、前記掃除機（１）が表面掃除システム（２）を用いて掃除対象表面（３）を掃除し、前記掃除機（１）が床上方掃除要素（４）を用いて前記表面（３）に対して高さにおいて変位している床上方表面（５）を機械的に掃除し、前記床上方掃除要素（４）が、床上方掃除動作中に回転軸（６）周りで回転及び／又は前後に旋回する一方、前記掃除機（１）が、前記表面掃除システム（２）を用いた掃除動作のみのために前記表面（３）上に起立しているか又は前記表面（３）上を移動している、前記動作方法において、
床上方掃除動作のために前記床上方掃除要素（４）が、前記回転軸（６）に設けられたバネ要素により復元力が発揮された後、前記掃除機（１）のハウジング（１５）から離れる方向にシフトし、かつ、前記バネ要素が、前記復元力に対抗する所定の力を受けることにより前記ハウジング（１５）の方にシフトしかつそこで引っ張られた休止位置にロックされることを特徴とする動作方法。
【請求項１０】
自律走行掃除機（１）の動作方法であって、前記掃除機（１）が表面掃除システム（２）を用いて掃除対象表面（３）を掃除し、前記掃除機（１）が、前記表面（３）に対して高さにおいて離れている床上方表面（５）を床上方掃除要素（４）を用いて機械的に掃除する一方、前記掃除機が、前記表面掃除システム（２）を用いた掃除動作中として前記表面（３）上に起立しているか又はその上を移動している、前記動作方法において、
前記床上方掃除要素（４）が、時間的に後の時点において前記掃除機（１）のハウジング（１５）に対しシフトしつつ、前記掃除機（１）の再生要素（１６）を用いて前記床上方掃除要素（４）を前記再生要素（１６）に対してブラッシングさせることによって再生されることを特徴とする動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除対象の表面を掃除するための表面掃除システムを備えた自律走行掃除機に関する。
【０００２】
さらに本発明は、掃除機が表面掃除システムを用いて掃除対象の表面を掃除する場合の自律走行掃除機の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
上記のタイプの自律走行掃除機は従来公知である。特に、これらは、乾式掃除及び／又は湿式掃除作業行うことができる掃除ロボットである。 掃除作業の間、掃除機は、掃除対象表面を移動し、その過程で、例えばファン及び／又は提供可能な他の掃除要素によって、掃除対象表面から埃または塵を除去する。ここで掃除機は、好ましくは、ナビゲーション及び自己位置認識装置によって周囲環境内でナビゲーションを行い、その場合、衝突を回避するために障害物からの距離が計測される。
【０００４】
例えば、特許文献１は、掃除機と物体、例えば壁又は家具のような障害物との間の距離を測定するための距離計を備えた自律移動可能な掃除機を開示している。距離計は、例えば三角測量システムを有し、その光源は計測対象物に光を照射し、そのセンサは対象物によって散乱または反射された光を検出する。このように、掃除機は、障害物からの距離に関する情報を受信するので、移動方針を調整することができ、障害物との衝突が事前に回避される。
【０００５】
掃除機は、自走しながら掃除機が移動している表面を掃除する。 掃除は、一方ではファンにより生じた真空によって行われ、埃と塵はハウジングの吸引ノズルを通って掃除機のフィルタ室に運ばれ、他方では、通常、掃除対象表面上をブラッシングして埃や塵を浮き上がらせる剛毛ローラのような掃除要素と連係しながら行われる。ここで、掃除は、掃除機が移動する通常水平に配置された面に限定される。 サブフロアの表面は掃除されない。
【０００６】
また特許文献２からも、掃除ロボットのハウジングの下面に可撓性の掃除ワイパを固定した掃除ロボットが知られている。この掃除ワイパは、掃除ロボットのガイド面上に突出したそのエッジ領域が、例えば裾板などの鉛直に配置された表面を清掃するために使用できる。ハウジングの下面に配置された掃除ワイパのエッジ領域は、コーナー部、狭い部分又は裾板に近づいて上方に傾斜し、そこで掃除動作を行う。
【０００７】
掃除ワイパの柔軟で非剛性の構成は、裾板の下側の領域又は床面に向いた障害物の掃除に適しているにすぎない。 床面に実質的に平行に位置するサブフロアの表面は掃除することができない。なぜなら、その本来の剛性が低いために、掃除ワイパは、所定のわずかな高さの違いにより床面の方に折り返されるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2008 014 912号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2009 049 637号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術を改善するために、本発明の目的は、実質的に水平な表面、特に床面を掃除することに加えて、床の上方にある表面、例えば裾板の上端面の掃除を可能とする自律走行掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明は、表面に対して鉛直方向に離れた床上方表面を機械的に掃除するための床上方掃除要素も備えた掃除機を提示する。その場合、床上方掃除要素は、回転軸周りで回転及び／又は旋回することができ、床上方掃除要素の少なくとも１つの部分的な掃除領域が、通常の掃除動作のための掃除機の通常の向きにおいて、掃除機の最下起立面に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する。
【００１１】
本発明によれば、掃除機が通常移動する表面の掃除のための通常の表面掃除システムに加え、ここでは掃除機が床上方掃除要素をさらに有し、それは掃除機が移動している表面よりも高いレベルに配置された床上方表面を掃除することができる。ここでは掃除機が、床の埃取りと、裾板の上端面のような床上方表面の掃除を同時に行うことを可能とする。提示された床上方掃除要素は、掃除機のハウジングに対して、特に回転軸周りで回転したり旋回したりすることにより掃除機のハウジングに対して動く。掃除のために用いられる床上方掃除要素の部分領域は、ここでは掃除機の最下起立面から３ｃｍ又はそれ以上、例えば８ｃｍほど離れた高さレベルと交差するように掃除機に配置されている。
本発明における最下起立面の意味は、掃除機の接触領域であって掃除動作のための掃除機の通常の向きにおいて掃除機が接触している面である。この最下起立面は、通常、掃除機の１又は複数の走行輪における表面に接触している部分周縁領域、及び／又は、掃除要素における表面に接触している部分周縁領域である。言い換えるならば、床上方掃除要素の部分領域は、掃除機が起立している表面より３ｃｍ又はそれ以上、高くとも８ｃｍまでの上方にあるので、床上方の掃除は、例えば表面より３ｃｍから８ｃｍ上方にある対応するレベルで行われる。
しかしながら、掃除対象の部分領域はまた、基本的に起立面に対して８ｃｍを超える、例えば１０ｃｍ又は１５ｃｍの高さの差を有することもでき、特に高い裾板やその他の床上方表面に適用される場合はそうである。典型的な床上方表面は、例えば裾板の上端面であり、それは通常、吸引物を蓄積し、そして従来技術の通常の自律走行掃除機では掃除できない。なぜなら、その自律走行掃除機は、床上方表面を掃除するための手段を考慮されていないからである。回転可能な床上方掃除要素は、床上方の掃除中に効果的に回転することによって、車体洗浄設備における洗浄ローラの機能と類似の掃除機能を発揮する。床上方掃除要素が、３６０°又はそれ以上回転できないが、所定の角度範囲でのみ旋回できる場合、床上方掃除要素は、床上方の掃除動作中に前後に旋回することができ、その場合、床上方表面が、風よけワイパーのように掃かれる。床上方掃除要素が鉛直方向に拡張することによって、床上方表面が掃除できるのみでなく、例えば裾板の側面のようなそれに付随する側面も掃除できる。これは掃除効果をさらに高める。
旋回可能な床上方掃除要素において、その掃除要素が、床上方の掃除動作のために掃除機のハウジングに対して外側で旋回されるのみ、具体的には掃除対象の床上方表面の方に旋回されるのみで、床上方表面の掃除動作中に回転軸周りでそれ以上動かず、その替わりに掃除機が移動することにより、床上方表面及び可能であればそれに付随する側面をブラッシングすることができることも提示される。床上方掃除要素は、例えば掃除機の走行輪及び／又は表面掃除システムの掃除要素も駆動するモータである掃除機モータにより、又は、床上方掃除要素のみを専ら動かす別個のモータにより、回転軸周りで回転又は旋回することができる。
【００１２】
床上方掃除要素は、ブラシ及び／又はローラ及び／又は櫛を有することが提示される。この意味において、例えばブラシは、その周面上に径方向外向きの剛毛を有する実質的に円筒形の要素とすることができる。ブラシは、ここでは縦横に並設された複数の剛毛を有する。ブラシはまた、平坦で真っ直ぐな担持要素を有することもでき、その上に複数の剛毛が縦横に配置される。このブラシはまた、回転軸周りで回転可能であるが、ここでは、剛毛が床上方表面又は側面と交差する角度範囲にあるときにのみ床上方表面又は側面と係合する。例えば、ローラを有する床上方掃除要素は、織物掃除ローラか、又は湿式掃除機で用いられる種類の織物で覆われたローラとすることができる。その織物は、ここでは付加的な掃除効果のために液体で濡らすことができ、それによりローラが床上方表面又は側面に接触したとき、乾いた織物よりも良好に塵を付着させることができる。ローラは、掃除機のユーザが手動で濡らすか、又は、液体容器に接続されたアプリケータを用いて自動的に濡らすことができる。さらに、床上方掃除要素が、例えば線状に配置された剛毛要素をもつ櫛を有することができる。このような櫛は、回転軸周りで回転するか又は回転軸周りで旋回することができ、その場合、剛毛の各幅に限定された１つの角度範囲のみが掃除対象の床上方表面又は側面に接触する。もちろん、ブラシ、ローラ、櫛及び／又は複数のこれらと組み合わせた床上方掃除要素も考えられる。
【００１３】
回転軸が、掃除動作における掃除機の通常の向きにおいて、起立面に対して実質的に垂直に配置されることが提示される。掃除機の最下起立面が、表面上、例えば床面上にある場合、回転軸はこの起立面に垂直である。その結果、回転軸は、通常、床上方表面に対しても垂直であり、例えば、床上方掃除要素の剛毛が、その長手方向に沿って床上方表面に対しブラッシングすることができる。掃除対象のいずれの側面もここでは、床上方掃除要素の部分周縁領域と接触するようになることが好適である。起立面に対して実質的に垂直な回転軸の配置はまた、回転軸が例えばプラスマイナス１０°、わずかに傾いている実施形態も含むと理解される。起立面はここでは、通常、幾つかの接触点又は接触面により規定される平面として理解され、そして好適には立上がりや傾斜を有していない。それにも関わらず、掃除機が立上がりまたは傾斜面上に起立している場合、例えば、床上方掃除要素の回転軸が対応して傾けられることは言うまでもない。
【００１４】
回転軸を起立面に実質的に垂直に配置する替わりに、回転軸が実質的に水平に配列されるようにして、床上方掃除要素が、裾板の上端面の長手方向に平行に配列させられ、そして車体洗浄設備で水平に配置されたローラーのように上端面を掃除することをさらに提供することができる。
【００１５】
床上方掃除要素が、掃除動作のために掃除機の通常の向きにおいて、回転軸上の固定位置から下向きの自由端領域をもつ剛毛及び／又はフィラメントを備えていることが提示される。この実施形態は、鉛直方向に配置された回転軸周りで回転する床上方掃除要素に特に適切である。床上方掃除要素の剛毛又はフィラメントが、ここでは回転軸に垂直ではなく下向きであることによって、床上方表面の平面より上方の固定位置から下方に延在し、そして床上方表面に対し少なくともその自由端領域で接触する。剛毛及び／又はフィラメントは、特に好ましくは柔軟に形成されており、剛毛又はフィラメントに作用する重力の結果として、剛毛又はフィラメントを床上方表面に降下させる固有の剛性を有する。織物フィラメントは汎用的なモップに似ており、床上方表面に垂れ下がる床上方掃除要素を形成するのに特に適している。フィラメントは、より良好に塵を付着させるために、手動又は自動で液体により湿らせることができる。
【００１６】
床上方掃除要素は、掃除機のハウジングの方に、及び／又は、ハウジング内側にシフトでき、かつ／又は、ハウジング内側から出て行けることが有利である。例えば、床上方掃除要素のシフトは、掃除機のハウジングの外側でのみ行われるのではなく、ハウジングの内側でのシフトも含むことができる。床上方掃除要素がハウジング内側にシフトできかつハウジング外側にシフトできる場合、床上方掃除要素が使用されないときにハウジング内側にシフトできることが特に有利であり、それによって掃除機の外郭形状が低減されると共に、床上方掃除要素によって例えば部屋境界等の障害物から掃除機が望ましくないほど離されてしまうことを生じない。必要であれば、すなわち、床上方掃除動作が行われるべきであれば、それに対応して床上方掃除要素が再びハウジングから出て行き、床上方掃除動作に使用可能とする。それに替えて、床上方掃除要素がハウジング外側でのみシフトすることもでき、具体的にはハウジングに向かってそしてハウジングから離れるようにシフトすることもできる。特に、例えば、床上方掃除要素が掃除機のハウジングに対して折り込まれることができる。これに関係して、床上方掃除要素が、掃除機の床上方掃除モードが起動されたときにのみハウジングに対してシフトすることも可能である。
【００１７】
掃除機のハウジングに対する床上方掃除要素のシフト機能と組み合わせた再生要素が提示される。再生要素は、床上方掃除要素がハウジングに対してシフトする間に再生要素に対してブラッシングするようにハウジング上に配置されている。例えば、再生要素はワイパーリップ、ブラシ又は櫛とすることができる。提示された再生要素は、床上方掃除要素を機械的作用により清浄化する役割を担う。
再生要素が、ここでは床上方掃除要素のシフト領域に配置されることによって、床上方掃除要素はシフトするときに再生要素に沿ってブラッシングを行い、その前に床上方表面から収集した埃及び／又は塵を再生要素へと解放する。例えば、再生要素は、ブラシ、ローラ、櫛等の剛毛及び／又はフィラメントから埃及び塵を掻き取り、又は、所与の他の方法によりそれらから埃及び塵を除去することができる。特に、ここでは床上方掃除要素が、再生のみを目的として所定の時間間隔で又は所定の時点で掃除機のハウジングに対して、従って再生要素に対してシフトするように設けることもできる。
再生要素は、ここではそれに設けられた収集容器等を有することが好適であり、それによって床上方掃除要素から除去された埃及び／又は塵を床上方表面又は他の表面に戻さないようにする。特に、吸引ファンとの組合せも有利であり、吸引ファンは緩んだ埃及び／又は塵を直接集塵室に搬送する。しかしながらそれに替えて、埃及び／又は塵を、掃除機が起立しているか移動している表面上に運ぶことにより、掃除機がその吸引ファンにより埃及び／又は塵を収集することができる。
【００１８】
床上方掃除要素が、その高さの差を変更しながら掃除機のハウジングに対してシフトできることが提示される。この実施形態により、床上方表面の変動する高さ又は幾つかの床上方表面の様々な高さに対し床上方掃除要素を調整することができる。例えば、床上方掃除要素が、ハウジングに対して床上方掃除要素を旋回させかつ／又はスライドさせえることによりシフトすることができる。シフトは、掃除機のユーザにより手動で行うか又は、特に高さ検知器に結合されたモータ制御ユニットを用いて自動的に行うことができる。掃除機の床上方掃除モードが起動されたときにのみ、床上方掃除要素がハウジングに対してシフトするように設けることもできる。
【００１９】
回転軸に対してバネ要素が設けられ、そのバネ要素は掃除機上に配置されると共に、バネ要素の復元力が掃除機のハウジングから離れる方向に作用し、かつ／又は、バネ要素が復元力に対抗する力を受けることにより引っ張られた位置でロック可能であるように構成されていることが提示される。例えば、この実施形態の床上方掃除要素が、バネ力により引っ張られ、かつこの引張り力を解放することにより掃除機のハウジングに対してシフトすることができ、特にハウジングから離れて床上方掃除に適した位置にシフトすることができる。床上方掃除要素を戻すために、従ってバネ要素を戻すために、所定の力を受けることにより床上方掃除要素は再び元の位置（休止位置）にシフトすることができる。例えば、物体、壁、この目的のために設けられたベースステーションの部分領域等に対して掃除機による所定の走行を行うことにより床上方掃除要素がシフトすることができる。それに替えて、例えばサーボモータ、ギア、圧電素子、形状記憶合金等の電気的、機械工学的、機械的又は圧力的駆動を介して、バネ要素が復元力に対抗して引っ張られ、この休止位置にロックされることもできる。いずれにしても可能であれば、障害物との衝突の可能性を避けるために、床上方掃除動作が完了したならば、床上方掃除要素は再び戻されるべきである。
【００２０】
好適には、掃除機が、掃除機のハウジングに対する床上方掃除要素のシフト及び／又は回転を、検知システムの検知信号の関数として制御する制御システムを有することが提示される。その場合、検知システムは、床上方表面を検知するために設定される。この実施形態では、床上方表面及び特にその高さを検知することができる検知システムの信号の結果として、床上方掃除要素が自動的にシフトしかつ／又は回転する。例えば、検知システムは、床上方表面の存在に関係する衝突を検知する接触センサを有することができる。それに替えて、かつ／又は、それに付加して、検知システムが、掃除機のナビゲーションシステムのための検知システムを有することができる。検知システムが掃除機の周囲環境を検知することによって衝突を避けることができ、かつ掃除機が周囲環境内で独立して移動可能である。例えば、検知システムは三角測量システムとすることができ、それは例えば床上方表面を具備する裾板も含め、物体からの距離を検知することができる。検知システムは、同様に超音波センサ、赤外線センサ、誘導センサ等を有することができる。全ての検知システムが、異なる高さレベルで計測することにより床上方表面の高さ又は高さ範囲を決定できることを共有することによって、制御システムが床上方表面の存在を示唆でき、そしてそれに対応して床上方表面を掃除するために床上方掃除要素のシフト及び／又は回転を開始することができる。
【００２１】
検知システムが２つの距離センサを有し、それらは掃除動作における掃除機の通常の向きに関して鉛直方向に互いに離れた検知範囲を有し、投影図において鉛直方向に重なっている。２つの距離センサは、例えば裾板の上端面である床上方表面の検知ができるようにハウジング上に配置されている。センサは、例えば超音波センサ、赤外線センサ、レーザ距離センサ等、２又はそれ以上のセンサ要素の組合せを含む。それらのうち少なくとも１つが、床上方表面をもつ物体、特に裾板からの距離の値を決定する。従って、少なくとも１つの別の距離センサが別の高さにおける距離を計測することによって、計測された距離及び各高さの間の差から物体の形状又は高さを示唆することができ、特に、いずれが裾板のように床上方表面を含むかを決定することができる。特に、検知システムが、２つより多い距離センサを有することもできる。例えば複数のセンサをもつセンサアレイである。センサアレイは、掃除動作中の掃除機の通常の向きに対して互いに鉛直方向に配置されている。このセンサアレイにおけるセンサは、床面からの様々な距離において複数の計測値を計測することによって、物体の輪郭を走査することができ、実際の高さ、例えば裾板の高さを検知できると共に、それに対応して床上方掃除要素の高さ調整を開始することができる。特にここでは、検知システムの１又は複数の距離センサが、同時に、例えば計測システムにおける特に掃除機のナビゲーションと自己位置認識のための三角測量システムのように、従来技術においていずれにせよ掃除機に存在するセンサであるように設けることができる。ナビゲーションのために掃除機のハウジングの下方に存在するレーザ距離センサを用いる場合、障害物からの距離が３６０°の角度で計測されることが有利である。
【００２２】
特に、第１の距離センサが、空間の鉛直方向において少なくとも部分的領域において掃除機の最下起立面から約３ｃｍ未満の距離の検知範囲を有し、そして第２のセンサが、空間の鉛直方向において最下起立面から約８ｃｍより大きい距離をもつ検知範囲を有することが提示される。この実施形態の結果、少なくとも１つの距離センサが裾板を包含する検知範囲を有し、そして第２の距離センサが空間の同じ方向において裾板のない検知範囲を有するように、距離センサが位置する。第１の距離センサがここでは、この場合例えば裾板である物体からの距離を決定する一方、掃除機のナビゲーション等の潜在的に別のタスクを実行する第２の距離センサは、掃除機が空間の端に近づいたと判断された場合にのみ活用されることができる。第２の距離センサと床表面との間の距離はここでは、その検知範囲が第１の距離センサの検知範囲の上方でありかつ汎用的な裾板の上縁より上方に位置するように設定される。２つの距離センサにより計測される距離の値の間の差によって、裾板の存在を示唆することができる。例えば、距離センサの検知範囲を、ここではセンサの計測平面とすることができ、それらは実質的に水平でありかつ掃除動作中の掃除機の通常の向きにおいて平坦な床面に平行である。ここで、床面が平坦な表面ではなくかつ／又は床面が立ち上がりか傾斜を有する場合、偏差を生じることがある。
【００２３】
上述した自律走行掃除機に加えて、本発明はさらに自律走行掃除機の動作方法を提示する。その場合、掃除機が表面掃除システムを用いて掃除対象の表面を掃除し、掃除機が床上方掃除要素を用いて表面に対して高さの異なる床上方表面を機械的に掃除する一方、掃除機は、表面掃除システムを用いた掃除動作のみのために表面上に起立しているか又は表面上を移動し、床上方掃除のための床上方掃除要素は、床上方掃除要素に設けられたバネ要素により復元力が発揮されると掃除機のハウジングから出る方向にシフトされ、そして床上方掃除要素は、復元力に対抗する所定の力を受けるとハウジングに向かってシフトし、そこで引っ張られた休止位置にロックされる。この本発明の手順が、ハウジングに対して床上方掃除要素をシフトさせる役割を担うことにより、床上方掃除動作を行うことができる。特にこのシフトは、掃除機のハウジングに対して床上方掃除要素を旋回させるか又は掃除機のハウジングから外側に床上方掃除要素をシフトさせることを含むことができる。旋回又は外側シフトのプロセスは、ここではバネ要素の復元力により補助されることによって、床上方掃除要素を床上方掃除位置に移行させるためにロック機構を解放するのみである。例えば、これはボタン、スイッチ等を起動することにより行うことができる。床上方掃除動作の完了後、床上方掃除要素を掃除機のハウジングに効果的に後退させるか入り込ませるために、バネ要素の復元力を克服しなければならない。これは、ユーザにより手動で行うか又は自動的に行うことができ、例えば障害物やこの目的のために設けられたベースステーションの部分領域等に対して掃除機を移動させることにより行う。その結果、バネ要素に所定の力がかかって復元力を上回り、それに対応して床上方掃除要素が後退シフトし、引っ張られた休止位置にロックされる。
【００２４】
特に上述した方法に関係して、掃除機が表面処理システムを用いて掃除対象の表面を掃除し、掃除機の表面掃除システムを用いた掃除動作中に掃除機が表面上に起立するか又は表面上を移動しつつ、掃除機が床上方掃除要素を用いて表面に対して高さの異なる床上方表面を機械的に掃除し、時間的に後の時点において床上方掃除要素が、掃除機のハウジングに対してシフトしつつ、掃除機の再生要素を用いて床上方掃除要素をその再生要素に対してブラッシングさせることにより再生されることも提示される。この手順は、床上方掃除動作中に埃及び／又は塵を収集した後、床上方掃除要素を再生する役割を担う。例えば、床上方掃除要素の掃除性能を保持するために、所定の時間間隔で若しくは特定の時点で、又は掃除機のユーザにより所望される毎に、再生要素を用いた再生を行うことができる。再生中、再生要素に対して床上方掃除要素をブラッシングすることにより、再生要素が床上方掃除要素に対して機械的に作用する。例えば、再生要素は、ワイパーリップ、ブラシ又は櫛として有利に構成することができ、それは双方の要素間の機械的相互作用を増強する。それに替えて又はそれに付加して、床上方掃除要素を回転させることにより、埃及び／又は塵を床上方掃除要素の表面から遠心力によりスピンオフする。床上方掃除要素が、エアフローと共に吸引されることもできる。特に好適には、床上方掃除要素が所定の時間間隔で掃除機のハウジング内側にシフトさせられる結果、床上方掃除要素の剛毛及び／又はフィラメント、特に織物フィラメントが、櫛状の再生要素により梳られ、埃及び／又は塵を除去される。この手順のステップは、床上方表面から所定の距離において行うことができ、それにより、緩んだ埃及び／又は塵は床上方表面上に戻ることができない。床上方掃除要素から除去された埃又は塵は、好適には掃除機の走行する表面上に到達することにより、掃除機が通常の掃除動作中に表面掃除システムを用いてそれらを吸引し、集塵室に搬送することができる。
【００２５】
本発明による掃除機及び掃除機の動作方法は、特にロボット掃除機に関して適切であるが、掃除機は、湿式掃除ロボット専用に構成された装置とすることもできる。さらに組合せも考えられ、例えば、組み合わされた吸引／拭き掃除機も考えられる。さらに、機械的に作用する床上方掃除要素を、床上方表面の物質を吸引し又は吹き飛ばす吸引及び／又はファンシステムにより強化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による掃除機の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１による掃除機の平面図である。
【図３】図３は、図１及び図２の掃除機の側面図である。
【図４】図４は、掃除機の第２の実施形態の側面図である。
【図５】図５は、図４の掃除機の平面図である。
【図６】図６は、掃除機の第３の実施形態の側面図である。
【図７】図７は、拡張した床上方掃除要素を具備する図６の掃除機の平面図である。
【図８】図８は、後退した床上方掃除要素を具備する図７の掃除機である。
【図９】図９は、掃除機に挿入された床上方掃除要素を具備する別の掃除機の平面図である。
【図１０】図１０は、掃除機の別の実施形態の側面図である。
【図１１】図１１は、図１０の掃除機の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１〜図３は、第１の実施形態に係る掃除機１を示している。例えば、掃除機１は、ここでは自律ロボット掃除機として構成されている。掃除機１は、ハウジング１５、表面掃除システム２及び走行輪を有し、走行輪は、表面３の部分領域に接触する起立面７を提供する。表面掃除システム２は、剛毛ローラ及びモーターファンユニット（図示せず）を有する。床上方掃除要素４は、掃除機１の通常の進行方向に対してハウジング１５上に横向きに配置され、床上方表面５を掃除する役割を担う。例えば、床上方表面５は、ここでは裾板の上端面である。裾板はさらに側面２３を有し、それは表面３に対して垂直に立ち上がっている。
【００２８】
床上方掃除要素４は、ここでは径方向外側を向く複数の剛毛１１を有する円筒形ローラ９として構成されている。床上方掃除要素４は、回転軸６に取り付けられ、回転軸６周りで回転することができる。ローラ９の回転軸６は、表面３に対して垂直に起立するので、掃除機１の起立面７に対しても垂直である。床上方掃除要素４は、ローラ９の剛毛１１の少なくとも一部が床上方表面５の上方に位置する、すなわち掃除機１の最下起立面７に対する高さの差が、起立面７と床上方表面５との間の距離と同じか又はそれ以上であるように、掃除機１のハウジング１５上に配置されている。例えば、床上方表面５の表面３に対する高さは、ここでは５ｃｍである。表面３に対する掃除機１の図示された向きが与えられると、床上方掃除要素４は、床上方掃除動作を開始する剛毛１１が約３ｃｍ?６ｃｍの高さ範囲内に位置し、一方では側面２３の掃除を、他方では床上方表面５の掃除を可能とする。
【００２９】
図２及び図３から解るように、掃除機１は側方ブラシ２２も有し、それは特に水平面と鉛直面の間の移行領域を掃除する役割を担う。例えば表面３と側面２３の間である。
【００３０】
掃除機１はさらに、検知システム１７を有し、それはここでは取り分け三角測量システムを有する。三角測量システムは、通常、物体間の距離を計測するために機能することにより掃除機１の周囲環境のマップを作成し、それに基づいて周囲環境内での掃除機１のナビゲーションと自己位置認識を可能とする。三角測量システムは、ここでは床上方表面５の面の上方に位置する平面形状をもつ検知領域２１の範囲内で距離を計測する。その結果、三角測量システムは、ここで図示した場合、裾板からの距離を計測することはできないが、裾板の背後にある壁に対して距離を計測することができる。
【００３１】
図３から解るように、掃除機１はさらに幾つかの距離センサ１８、１９を有し、それらは掃除機１の図示の向きにおいて互いに鉛直方向に配置されている。例えば、これらの距離センサ１８、１９はここでは超音波センサであり、物体からの距離も計測することができる。各距離センサ１８、１９はまた、三角測量システムの各検知範囲２１の下方に位置する検知範囲２０も有する。ここでは全ての距離センサ１８、１９の検知範囲が、床上方表面５の面の下方の高さレベルに位置する。
【００３２】
図示の掃除機１の手順は、先ず、掃除機１が表面掃除システム２を用いて表面３を掃除するように実行することができる。表面掃除システム２は、ここでは掃除対象の表面３に対して作用し、表面３からの吸引物を掃除機１の集塵室へと吸い込む。表面３上を移動しつつ、掃除機１の検知システム１７が、特に側面２３からの距離、例えばその背後に位置する壁（図示せず）からの距離も含めて周囲環境内の物体からの距離を連続的に計測する。検知システム１７の三角測量システムが、表面３に対する高さにおいて、超音波センサとして構成された距離センサ１８、１９の検知範囲２０の上方に配置された検知範囲２１内を計測するので、次の障害物からの距離について得られる値は変動する。三角測量システムはここでは、床上方表面５の上方の壁からの距離を計測し、一方、距離センサ１８、１９は同じ計測方向において、距離センサ１８、１９の検知範囲２０と交差する裾板の側面２３からの距離を計測する。検知システム１７の計測した距離の値は、掃除機１の評価制御システムに送られ、それは、鉛直方向の最上の距離センサ１８の検知範囲２０と三角測量システムの検知範囲２１との間にある床上方表面５の存在を、検知範囲２０、２１の距離差の存在と高さについての認識とに基づいて示唆することができる。
【００３３】
ここで床上方表面５を掃除するために、掃除機１は裾板の方に移動し、裾板に対して掃除機１のハウジング１５の床上方掃除要素４を有する側が裾板の側面２３を向くように自らを方向付ける。床上方掃除要素４の剛毛１１が未だ床上方表面５の掃除に適した高さでない場合、床上方掃除要素４又は回転軸６の評価制御システムがそれに応じてなおシフトできることによって、床上方掃除要素４の少なくとも１つの部分的な掃除領域が床上方表面５の上方に配置される。さらに、床上方掃除要素４は、掃除機１のハウジング１５に対し側面２３又は床上方表面５の方にシフトすることができる。これは、自動的に、又は、掃除機１のユーザにより手動で行うことができる。例えば、床上方掃除要素４が、その復元力に対抗してキーストロークを伴って引っ張られたバネ要素を解放することによりシフトし、それによって床上方掃除要素４が結果的にシフトする。床上方掃除要素４は、少なくとも剛毛１１の一部が床上方表面５を超えて出るように側面２３に対して適用される。床上方表面５及び側面２３を掃除するために、床上方掃除要素４が回転軸６周りで回転する。これは、掃除機１のモータを用いて行われる。この回転は、一方では床上方表面５から、他方では側面２３から埃や塵を掻き落とし、それにより重力が埃や塵を表面３に落下させる。表面３上には掃除機１が起立して側面２３に沿って移動する。この埃及び／又は塵は、その後、掃除機の表面掃除システム２を用いて掃除機１の集塵室に搬送することができる。
【００３４】
例えば、床上方表面５及び側面２３が掃除された後、掃除機１がベースステーション（図示せず）に移動し、そこでこの目的のために設けられた表面に対して床上方掃除要素４を押しつけ、それによって床上方掃除要素４のバネ要素が再びその復元力に対抗して休止位置にシフトしてそこでロックされることができる。
【００３５】
床上方表面５は、基本的に掃除機１の全高よりも高い位置にあることがあり得るので、床上方掃除要素４は、基本的に、掃除機１の全高よりも高く位置するようにシフトすることができ、それによって床上方掃除要素４は、結果的に検知システム１７の検知領域２０、２１内に突出することにもなる。この場合、掃除機１のナビゲーションのために、対応する角度範囲をマスクするか又は考慮しないように、床上方掃除動作中、掃除機１の制御システムに情報を送ることができる。
【００３６】
図４及び図５は、掃除機１の第２の実施形態であり、床上方掃除要素４がやはり鉛直回転軸６周りで回転できる本体を有する。この床上方掃除要素４は、複数の織物フィラメント１２を具備するブラシ８として構成され、その各々がブラシ８の固定位置１３に固定され、重力によってその反対側の自由端領域１４が垂れ下がっている。
【００３７】
床上方表面５が掃除される間にブラシ８が回転することによって、フィラメント１２が遠心力に応じて上昇し、床上方表面５をブラッシングする。さらに、拭きシステム（図示せず）を床上方掃除要素４に設けることができ、フィラメント１２を濡らすことができる。それに替えて、フィラメント１２をユーザが手動で濡らすこともできる。
【００３８】
それ以外の掃除機１の手順は、上述した実施形態の例と同様に行うことができ、すなわち床上方掃除要素４はまた、掃除機１のハウジング１５に対してシフトさせることができ、床上方表面５を検知システム１７を用いて検知することができる。
【００３９】
図６〜図８は、本発明の第３の実施形態を示し、床上方掃除要素４が、鉛直方向に互いに重なって配置された剛毛１１を具備する櫛１０を有する。櫛１０は、回転軸６周りでハウジング１５に対して旋回することができる。櫛１０はここでは、ハウジング１５の内側に旋回して入り込んだ休止位置から床上方掃除位置へと旋回して出るようにシフトすることができる。好適にはこのシフトは、床上方表面５の検知に応じて自動的に行われる。図８は、ハウジング１５の内側に完全に旋回した状態の床上方掃除要素４を示す。
【００４０】
図９は、別の実施例を示し、床上方掃除要素４が、上述した休止位置から直線状にハウジング１５から出るようにシフトできることによって、床上方掃除動作を行うことができる。例えば、櫛１０として構成された床上方掃除要素４が回転軸６周りで旋回することができ、例えば、９０°の角度範囲で前後移動して床上方表面５を掃除し、その場合、剛毛１１の自由端領域１４が側面２３及び床上方表面５の上をブラッシングする。
【００４１】
最後に、図１０及び図１１は、本発明の掃除機１の多くの実施形態のうちの２つを示しており、櫛１０（図１０）又はローラ９（図１１）として構成された床上方掃除要素４が、床上方掃除要素４の剛毛１１のためのワイパーとして機能する再生要素１６を設けられている。この実施形態では、床上方掃除動作中、床上方表面５から、そして可能であれば側面２３から埃と塵を収集する床上方掃除要素４が、ユーザによりいつの時点でも、又は、所定の時点又は時間間隔で自動的に再生を行うことができる。床上方掃除要素４は、ここでは再生要素１６に対してシフトすることによって、機械的相互作用が床上方掃除要素４と再生要素１６との間で行われる。床上方掃除要素４の剛毛１１に蓄積した埃及び塵は、ここで再生要素１６に掻き落とされ、表面３上に落下する。そして例えば、引き続き表面３を再び掃除機１の表面掃除システム２を用いて掃除することができる。それに替えて、埃及び／又は塵が対応する収集容器等に直接落下することも可能である。好適には、床上方掃除要素４が掃除機１のハウジング１５の内側に戻るようにシフトする間に再生要素１６と直接に係合することになることによって、床上方掃除要素４の使用後に毎回再生が行われる。
【００４２】
ここで示した掃除機１の実施形態は、確定的なものではなく、図示の実施形態のサブコンビネーションも考えられる。
【００４３】
特に図１〜図３に関連して説明した手順は、他の実施形態にも適用される。
【符号の説明】
【００４４】
１  掃除機
２  表面掃除システム
３  表面
４  床上方掃除要素
５  床上方表面
６  回転軸
７  起立面
８  ブラシ
９  ローラ
１０  櫛
１１  剛毛
１２  フィラメント
１３  固定位置
１４  自由端領域
１５  ハウジング
１６  再生要素
１７  検知システム
１８  距離センサ
１９  距離センサ
２０  検知範囲
２１  検知範囲
２２  側方ブラシ
２３  側方ブラシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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