(57)【要約】【課題】掃除対象表面（５）を掃除するためのハウジング（２）、ファン（３）及び表面掃除システム（４）を有する自律走行掃除機（１）を提供する。【解決手段】特に裾板の上端面である床上方表面（７）も掃除できるように、表面（５）に対して鉛直方向に離れた床上方表面（７）を掃除するための床上方掃除システム（６）も有し、床上方掃除システム（６）はファン（３）を有する吸引及び／又は吹付ユニット（８）にフロー接続され、そのフロー開口（９）が、掃除動作における掃除機（１）の通常の向きにおける掃除機（１）の起立面（１０）に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する。【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（５）を掃除するためにハウジング（２）とファン（３）と表面掃除システム（４）と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（５）に対して鉛直方向に離れた床上方表面（７）を掃除するために床上方掃除システム（６）をさらに有し、前記床上方掃除システム（６）がファン（３）を具備する吸引及び／又は吹付ユニット（８）にフロー接続され、それらのフロー開口（９）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）の起立面に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する前記掃除機（１）において、
前記吸引及び／又は吹付ユニット（８）を吸引エア及び／又は吹付エアに曝す前記ファン（３）が、前記表面掃除システム（４）のファンとは別に構成されたファン（３）であることを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記吸引及び／又は吹付ユニット（８）が、前記ファン（３）の圧力側（１１）及び／又は吸引側（１２）に対するフロー接続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】
前記上方床掃除システム（６）が流路（１３）を設けられかつ前記ハウジング（２）に対してシフト可能な掃除アーム（４）を有し、前記フロー開口（９）が前記ハウジング（２）に隣接する前記ハウジング（２）の外郭（１５）を超えて突出するように、前記掃除アーム（４）が少なくとも部分的に、前記掃除機（１）の前記ハウジング（２）に外側から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】
前記床上方掃除システム（６）が、前記ハウジング（２）を通る断面において流路（１３）を設けた掃除アーム（１４）を有し、前記掃除アーム（１４）が実質的に１８０°反対向きのＬ型形状を有し、その長い方の脚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実質的に鉛直方向に配列し、その短い方の脚が実質的に水平に配列してい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】
バルブ要素（１６）が、前記ファン（３）と前記吸引及び／又は吹付ユニット（８）との間に配置され、流路を閉鎖又は開放するように設定され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】
前記バルブ要素（１６）が、検知システム（１７）の検知信号の関数として切替可能であり、前記検知システム（１７）が、床上方表面（７）を検知するように設定されることを特徴とする請求項５に記載の掃除機（１）。
【請求項７】
前記床上方掃除システム（６）が、前記床上方表面（７）を機械的に掃除するために機械的掃除要素（２１）を有す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】
ファン（３）と表面掃除システム（４）とを有する自律走行掃除機）（１）の動作方法、特に請求項１〜７のいずれかに記載の掃除機（１）の動作方法であって、掃除対象表面（５）が前記ファン（３）からのエア流に曝され、前記掃除機（１）の床上方掃除システム（６）が、前記表面（５）に前記掃除機（１）を配置しながら前記掃除機（１）のファン（３）からの吹付エアに床上方表面（７）を曝すことにより前記表面（５）に対して鉛直方向に離れた前記床上方表面（７）を掃除する、前記動作方法において、
前記床上方掃除システム（６）が、前記掃除機（１）の通常の進行方向とは反対側に吹付エアを吹き出し、引き続いて前記掃除機（１）が向きを変えてそれまでの進行方向とは反対方向に走行し、前記表面掃除システム（４）が、前記床上方表面（７）から吹き落とされた吸引物を前記表面（５）から吸引することを特徴とする動作方法。
【請求項９】
ファン（３）と表面掃除システム（４）とを有する自律走行掃除機）（１）の動作方法、特に請求項１〜７のいずれかに記載の掃除機（１）の動作方法であって、掃除対象表面（５）が前記ファン（３）からのエア流に曝され、前記掃除機（１）の床上方掃除システム（６）が、前記表面（５）に前記掃除機（１）を配置しながら前記掃除機（１）のファン（３）からの吹付エアーに床上方表面（７）を曝すことにより前記表面（５）に対して鉛直方向に離れた前記床上方表面（７）を掃除する、前記動作方法において、
前記床上方掃除システム（６）が、前記掃除機（１）の通常の進行方向に吹付エアを吹き出し、前記掃除機（１）が前記床上方表面（７）から吹き落とされた吸引物を前記表面（５）から吸引す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、掃除対象表面を掃除するためにハウジングとファンと表面掃除システムとを有する自律走行掃除機に関する。
【０００２】
本発明はさらに、掃除対象表面がファンからのエア流に曝される、ファンと表面掃除システムとを有する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する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計測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、その光源は測定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って発生され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、掃除ロボットの案内面上に突出したそのエッジ領域が、例えば裾板などの垂直に配置された表面を清掃するために使用できる。ハウジングの下側に配置された掃除ワイパのエッジ領域は、コーナー部、狭い部分また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させるために、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、床の上方の表面、例えば裾板の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掃除するための床上方掃除システムをさらに有する掃除機を提示する。その場合、床上方掃除システムは、ファンを有する吸引及び／又は吹付ユニットに対する流体的な接続すなわちフロー接続を有し、そのユニットの開口は、掃除動作における掃除機の通常の向きにおける掃除機の起立面に対して約３ｃｍ又はそれ以上の高さの差を有する。
【００１１】
掃除機が通常通りに移動する表面を掃除するための通常の表面掃除システムに加えて、本発明による掃除機はさらに、掃除機が移動する表面とは異なるレベルに位置する床上方表面を掃除するために、床上方掃除システムを有する。その結果、床上方掃除システムは、特に裾板を掃除するために用いられる。例えば、裾板の上端面は、しばしば多くの埃が蓄積するが、掃除機の通常の表面掃除システムによっては到達できない。ここでは、掃除機が表面掃除システムを用いて表面を掃除することと、床上方掃除システムを用いて床上方表面を掃除することを同時に行うことによって、公知の通常の掃除動作中に床上方表面も自動的に掃除されることを可能とする。
床上方掃除システムは、吸引及び／又は吹付ユニットを用いて床上方表面を掃除する。吸引及び／又は吹付ユニットは、床上方表面の方に向けられたフロー開口を有することによって、吸引及び／又は吹付ユニットにより床上方表面に蓄積した吸引物を吸引し又は吹き飛ばすことができる。フロー開口が、床上方表面の上方に位置することが特に有利であり、それにより吸引物を上方から吹付エアに曝すことができる。例えばその結果、吸引物が、重力によって、通常の方法で表面掃除システムにより掃除される表面上に運ばれる。吸引及び／又は吹付ユニットが床上方表面から吸引物を吸引するように設定された場合、そのフロー開口が床上方表面の下方に配置されることを推奨することもでき、それにより、床上方表面にある吸引物が、重力によって吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口に運ばれる。
吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口の開口面が、掃除機の起立面の少なくとも３ｃｍ又はそれ以上、例えば８ｃｍ上方に位置し、そしてそれにより掃除機が起立している表面の上方にも位置するように、吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口が配置されかつ配列される。例えば１０ｃｍ、１５ｃｍ又はそれ以上の特に高い裾板においては、フロー開口を基本的に８ｃｍより高くすることもできる。掃除機の起立面は、ここでは、掃除機の走行輪の周縁領域の一部により通常規定される。しかしながら、それに替えて、起立面又は少なくともその部分領域が、掃除機の部分的な周縁領域であってもよく、例えば掃除ローラ等である。掃除機動作のための掃除機の汎用的な向きが与えられたならば、掃除機の起立面は、掃除対象表面の部分面と一致し、すなわち、例えば走行輪の周縁の一部である掃除機の起立面と接触している表面の領域に一致する。従って、吸引及び／又は吹付ユニットは、少なくとも３ｃｍの高さの床上方表面に対して吸引及び／又は吹付エアを向けるように配列される。この高さは、裾板の上端面が通常配置される範囲の高さレベルを含む。
床上方掃除システム、特にフロー開口は、掃除機のハウジングに対してシフト可能であり、従って掃除機が起立している表面に対してもシフト可能であることによって、フロー開口と、掃除機の起立面又は掃除機が起立している表面との間の高さの差を変更できるように構成することができる。この高さは、自動的に及び／又は掃除機のユーザにより手動で調整することができる。
【００１２】
さらに、吸引及び／又は吹付ユニットを吸引及び／又は吹付エアに曝すファンが、掃除機の表面掃除システムに設けられたファンであるか、又は、表面掃除システムのファンとは別に構成されたファンであることが提示される。吸引及び／又は吹付ユニットを動作させるために、吸引及び／又は吹付ユニットとファンとの間に多様な方法により流体的な接続すなわちフロー接続を確立することができる。第１の実施形態においては、吸引及び／又は吹付ユニット又はそのフロー開口が掃除機のファンに接続され、そのファンはまた、床面を掃除するために表面掃除システムを吸引エアに曝す。このために、掃除機の吸引ノズルとファンの吸引側との間に形成された掃除機のメイン流路が、床上方掃除システムへの分岐ラインを有することによって、吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口もまたファンの吸引側に接続され、それによって真空に曝されることができる。その分岐ラインは、所望される掃除状況に応じて切り替え可能、すなわち閉鎖又は開放可能であることが有利であり、それによって吸引物を、吸引ノズルを介してかつ／又は床上方掃除システムを介して掃除機に取り込むことができる。
床上方掃除システムのために表面掃除システムのファンを用いることに替えて、床上方掃除システムはまた、表面掃除システムのファンとは別に構成されたファンを有することもできる。この別に構成されたファンは、吸引及び／又は吹付ユニットを真空又は加圧に曝すためにのみ用いられることによって、吸引及び／又は吹付ユニットの機能が、表面掃除システムの機能とは完全に独立していることが有利である。同様に、これにより、掃除機内の表面掃除システムと床上方掃除システムの流路を完全に分離することができるので、分岐ライン、切替要素等が不要である。
【００１３】
吸引及び／又は吹付ユニットが、ファンの圧力側及び／又は吸引側へのフロー接続を有することがさらに提示される。ファンはここでは、床面を掃除するために用いられる表面掃除システムのファン、及び／又は、床上方掃除システムにおける特に別のファンのいずれかであると理解できる。ここで、吸引及び／又は吹付ユニットすなわちそのフロー開口を、ファンの圧力側又は吸引側と接続できることによって、床上方表面上において、一方で吹付機能を、又は、他方で吸引機能を用いることができる。
前者の場合、吸引及び／又は吹付ユニットがファンの圧力側とのフロー接続を有し、吹付エアがフロー開口から掃除対象の床上方表面に流出する。床上方表面にある吸引物は、ここでは運び去られ、特に床上方表面から下方の表面、特に床面に運ばれることによって、吹き飛ばされた吸引物を掃除機が表面掃除システムの通常の方法で吸引することができる。
後者の場合、吸引及び／又は吹付ユニットがファンの吸引側とのフロー接続を有し、吸引物は、吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口を通って掃除機に直接吸引される。従って、この床上方表面の掃除プロセスは、表面掃除システムを用いた床面の掃除のための掃除プロセスに類似する。特に、表面掃除システムと、床上方掃除システムの吸引及び／又は吹付ユニットとを、ファンの吸引側に同時に接続することができることによって、床上方表面から吸引する一方、鉛直方向において下方に位置する表面からも吸引することが可能となる。その結果ユーザは、例えば、先ず床面を掃除した後、床上方表面を掃除する、又はその逆の場合のように、第２の手順ステップを行う必要がない。その替わりに、双方の掃除プロセスが単一ステップで行われることにより、ユーザは、その最良の手順による掃除機の操作において全く相違を意識しない。
【００１４】
床上方掃除システムが、流路を設けられかつ少なくとも部分的に掃除機のハウジングに外側から配置された掃除アームを有し、それによって掃除アームのフロー開口がハウジングに隣接するハウジングの外郭を超えて突出する。掃除アームは、掃除機のハウジングに外側から配置されており、例えば、ハウジングと一体的に形成されるか又はハウジングに対して変位可能に取り付けられ、それによりフロー開口を有する掃除アームの端部領域が、ハウジングの外郭を超えて水平方向に突出しており、その場合、掃除機は通常の掃除動作中の向きのまま、すなわち表面に起立したままであり、そして掃除アームの端部領域は、掃除機に隣接する床上方表面を掃除することができる。
特に、掃除アームがハウジングに対して変位可能であることによって、掃除アームは、鉛直方向に関して調整可能であり、かつ／又は、フロー開口と同一面内にある掃除アームの領域の変位に関して調整可能である。例えば、フロー開口がハウジングの片側で変位可能であり、又は、例えばそれに替えてハウジングの前方及び／又は後方の領域で変位可能である。その結果、掃除アームが、ハウジングに対して特にフレキシブルに調整可能であることにより、周囲環境内での掃除機の現時点の向きに応じて、掃除対象の床上方表面に対して多様に調整可能である。
特に、フロー開口を有する掃除アームの端部領域が、掃除機が起立している表面から鉛直方向に約３ｃｍ〜８ｃｍの距離を有するように、掃除アームをハウジング上に配置することができる。フロー開口はここでは、床上方表面の高さ又はその上方に配置され、その場合、例えば裾板の上端面を床上方表面として掃除することができる。掃除アームは、モータにより変位させることができ、又はそれに替えて若しくはそれに加えて、掃除機のユーザにより手動で変位させることができる。モータ駆動による変位中、特に掃除機の検知システムを用いることができ、その検知システムは、例えば裾板の上端面である床上方表面を認識して、掃除機のハウジングに対して掃除アームをシフトさせることによって、掃除アームのフロー開口を床上方表面を掃除することができる高さに配置でき、特に、フロー開口に吸引されるエア又はフロー開口から吹き出されるエアの少なくとも一部が、掃除対象の床上方表面に亘って流れることができる。
【００１５】
特に、床上方表面が、流路を設けられた掃除アームを有し、その掃除アームは、ハウジング及び掃除アームを通る断面において実質的に１８０°反対向きのＬ型形状を有し、その長い方の脚は掃除動作中の掃除機の通常の向きに対して実質的に鉛直方向に配列し、そしてその短い方の脚は実質的に水平に配列している。それに対応してフロー開口を形成することにより、掃除アームは、具体的には特に裾板を掃除するために構成することができる。裾板は、一方では鉛直方向の部分面領域を有し、他方では水平面、特に裾板上端面を有する。その結果、掃除アームは、上端面と内側に向いた側面の双方を最適に掃除できるように裾板の自由な表面を包含する。吸引及び／又は吹付ユニットのフロー開口は、ここでは長い脚及び／又は短い脚の上に形成することができ、それにより吸引及び／又は吹付ユニットがここでは側面若しくは上端面又は好適には双方を同時に掃除することができる。掃除アームは、ここではハウジング上に、好適には高さ調整可能な方式で形成することができ、それにより水平に配置された脚の高さを、床上方表面の高さすなわちここでは例えば裾板の上端面の高さに調整することができる。
【００１６】
ファンと吸引及び／又は吹付ユニットとの間にバルブ要素が配置され、流路を閉鎖又は開放するように設定されることが提示される。その結果、バルブ要素が、ファンとフロー開口との間の流路を閉鎖することによって、閉鎖されたバルブ要素によりエアはフロー開口を通ることができず、又は、開放されたバルブ要素によりエアはフロー開口を通って流れることができる。１つのバルブ要素を有する構成は、床上方掃除システムが例えば分岐ラインを用いて表面掃除システムの流路に接続されているときに特に有用である。なぜなら、表面掃除システム及び床上方掃除システムの流路が、それにより状況によって互いに切り離されることによって、ファンの全体の流れが、バルブ要素の現在の設定に依存して表面掃除システムのみのために利用可能となったり、床上方掃除システムのみのために利用可能となったり、又は同時に双方が利用可能となったりできるからである。バルブ要素は、実質的に分岐ライン上に配置されることが特に好適である。分岐ラインは、ファンの吸引側における表面掃除システムに付与される掃除機のメイン流路と床上方掃除システムの流路との間にある。それに替えて、バルブ要素は、ファンの圧力側に設けることもできる。その場合、吸引及び／又は吹付ユニットは、好適には専ら吹付ユニットとして構成され、ファンの圧縮エアを床上方掃除システムのフロー開口に送る。
【００１７】
特に、バルブ要素が、検知システムの検知信号の関数として切替可能であ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ように設定される。バルブ要素は、例えば部屋境界に近づいている間に検知信号の関数として開放可能であり、それにより部屋境界に位置する床上方表面をそれに対応して掃除することができる。例えば、検知システムが、床近傍の距離を計測するためのセンサを有することができる。例えば、このセンサは、掃除機の通常の走行方向に対して横向きに固定された距離センサとすることができ、例えば超音波センサ、レーザ距離センサ等である。加えて、検知システムが、床上方表面を認識するための対応するイメージプロセッサを具備するカメラを有することも可能である。
【００１８】
検知システムが２つの距離センサを有し、それらが掃除動作のための掃除機の通常の向きにおいて互いに鉛直方向に離れた検知範囲を有し、それらの検知範囲が投影図において鉛直方向において重なるように設けることができる。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を可能とするようにハウジング上に配置されている。センサは、２又はそれ以上のセンサ要素の組合せ、例えば、超音波センサ、赤外線センサ、レーザ距離センサ等の組合せを含み、それらのうち少なくとも１つが、特に裾板である床上方表面をもつ物体からの距離についての値を決定する。従って、少なくとも１つの付加的な距離センサが別の高さにおける距離を計測し、それによりその物体の形状又は高さを、計測された距離と個々の高さとの差から示唆することができ、特に裾板等の床上方表面が含まれるか否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、例えば複数のセンサを具備するセンサアレイを有することもでき、それらは掃除動作中の掃除機の通常の向きにおいて鉛直方向に重なって配置されている。このセンサアレイにおけるセンサは、床面から様々な距離において複数の計測値を計測することにより、物体の輪郭を走査することができ、例えば裾板の高さ等の実際の高さを検知することができ、それに対応して床上方掃除システムの高さ調整を開始することができる。特に、検知システムの１又は複数の距離センサを、同時に、従来技術としていずれにしても掃除機に存在するセンサとすることができ、例えば特に掃除機のナビゲーションと自己位置認識等のための三角測量システムである計測システムとすることができる。ナビゲーションのために用いる三角測量システムを用いる場合、障害物からの距離を３６０°の角度で計測できることが有利である。
【００１９】
特に、第１の距離センサが、空間の鉛直方向における少なくとも部分領域において、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の距離センサが、空間の鉛直方向において最下起立面から約８ｃｍを超える距離の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、かつ、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、各距離センサが位置している。第１の距離センサが、ここでは例えばこの場合裾板である物体からの距離を決定する一方、例えば掃除機のナビゲーション等の他のタスクを行うことができる第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用いることができる。第２のセンサと床面との間の距離は、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端の上方に位置するように設定されている。２つの距離センサにより計測された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。例えばそれらの距離センサの検知範囲を、ここではセンサの計測面とすることができ、それは、掃除動作中の掃除機の通常の向きにおける平坦な床面に対し実質的に平行である。ここで、床面が不均一な面である場合や立ち上がりや傾斜のある床面である場合は、偏差を生じることがある。
【００２０】
最後に、床上方掃除システムが、床上方表面を機械的に掃除する機械的掃除要素を有することが提示される。例えば、機械的掃除要素は、剛毛要素、ブラシ、掃除ローラ、織布要素等とすることができる。例えば、機械的掃除要素は、吸引又は吹付ユニットを効果的にサポートすることができる。掃除要素は、既に上述した通り、ここでは掃除機の掃除アームに配置できることが特に好適である。
【００２１】
上述した掃除機に加えて、本発明はさらに、ファンと表面掃除システムとを有する自律走行掃除機の動作方法も提示する。掃除対象表面は、ファンから流れるエアに曝される。掃除機が表面上に配置されている間、掃除機のファンからの吹付エアに床上方表面を曝すことにより、掃除機の床上方掃除システムが表面に対して鉛直方向に離れた床上方表面を掃除する。床上方掃除システムは、掃除機の通常の進行方向とは反対に吹付エアを吹き出す。引き続いて掃除機は向きを変えて、それまでの進行方向とは反対に走行する一方、表面掃除システムは床上方表面から吹き落とされた吸引物を表面から吸引する。特に、この方法は、上述した自律走行掃除機の動作に適している。ここでこの方法は、一方では表面掃除システムを用いて表面を掃除し、特に掃除機が床面を走行し、そして他方では例えば裾板の上端面とすることができる床上方表面を掃除する。特に、掃除機のファンの吸引能力が、ときにより、表面掃除システムのみ、又は、床上方掃除システムのみのいずれかに対して利用可能とすることができる。表面及び床上方表面が同時にかつ同じファンを用いて掃除される場合、掃除機のファン出力が分割されることにより、双方の掃除プロセスを良好に行うことができる。しかしながら、表面掃除システムのためのファンとは別に構成されたファンを床上方掃除システムを動作させるために用いることもできる。その結果、２つの掃除プロセスを互いに完全に独立して実行することができ、そして特に関係する流路に関しても分離することができる。
床上方表面が吹付けにより掃除される。その場合、床上方掃除システムが吹付エアを床上方表面に吹き付けることにより、床上方表面にある吸引物が除去され、そして好適には床上方表面の下方に位置する表面に吹き落とされる。その場合、引き続いて表面掃除システムを用いた掃除が行われ、吸引物を掃除機の集塵室に搬送できる。従って、このプロセスでは２つの連続的な手順ステップが行われ、第１の手順ステップでは（床上方表面にて）吹付エアが掃除機の通常の進行方向とは反対向きに床上方表面に対して向けられる。どのような程度であれ、進行方向とは反対の方向は、通常、表面掃除システムのファンからの排出エアが圧力側にて掃除機から吹き出される方向に対応する。この排出エアが、床上方表面に吹き付けるために用いられる。吹付プロセス後、床上方表面に吹き付けながら掃除機は向きを変えてそれまでの進行方向とは反対に走行し、その結果、掃除機は床上方表面から除去された吸引物が落下した表面の部分領域を走行することとなる。特に、掃除機は、吹付プロセス中、裾板に沿って移動することができ、その後、水平面内で１８０°向きを変えて反対の方向にもう一度裾板に沿って走行することにより、吹き飛ばされた吸引物を収集する。
【００２２】
それに替えて、ファンと表面掃除システムとを有する自律走行掃除機の別の動作方法が提示される。掃除対象表面がファンからのエア流に曝され、掃除機の床上方掃除システムが、掃除機を表面上に配置しながら掃除機のファンからの吹付エアに床上方表面を曝すことにより、表面に対して鉛直方向に離れた床上方表面を掃除する。床上方掃除システムは、掃除機の通常の進行方向に吹付エアを吹き出し、表面掃除システムは、床上方表面から吹き落とされた吸引物を表面から吸引する。
【００２３】
床上方表面に吹き付けるために別のファンを用いることができる。その別のファンは、掃除機の通常の進行方向において吹付エアがファンの圧力側においてファンから流出し、それにより吸引物を床上方表面から掃除機の進行方向の表面上に吹き落とすように、掃除機の内側に配置することができる。その結果、単一ステップでかつ１つの走行方向のみで吸引物を床上方表面から除去して吸引することができる。もちろん、それに替えて、表面掃除システムに用いられる同様のファンの排出エアを、掃除機の通常の進行方向に対して掃除機から吹き出すことにより、この場合も同様に単一ステップで、床上方表面から吸引物を除去して例えば床面である表面から収集することができる。吹付けが進行方向において行われるので、床上方表面の吹付プロセスと表面の吸引プロセスとの間において掃除機が向きを変える必要がない。これにより、この方法が特に利用し易いものとなる。さらに、掃除機の通常の進行方向とその反対方向の双方に同時に吹付エアを吹き出すこともできる。これにより、掃除機の掃除能力を大きく向上させることができる。
【００２４】
さらに、例えば切り替え可能なバルブ要素を利用して、表面掃除システムの吸引エア流の一部を床上方表面の吸引に用いることができる。ここでは、床上方表面の掃除にファンのエア流の全てを用いることも、それに替えて所定の割合のみを用いることもいずれも可能である。このために、表面掃除システム及び床上方掃除システムの流路を、対応して切り替えることができる。
【００２５】
床上方掃除動作が、機械的掃除要素によりサポートされることが有利である。例えば、この掃除要素をブラシとすることができる。掃除要素の鉛直方向位置は、床上方表面の検知された高さに基づいて掃除機により自動的に設定可能であり、特に昇降ねじギアを用いて行う。例えば、好適には赤外線センサアレイ等の検知システムを介して必要な高さを検知することができる。そのセンサアレイは、掃除機の移動方向において掃除要素から上流側に装着することができ、それにより可能性のある障害物や床上方表面の高さの変化を前もって検知し、変更や回避を行うことができる。
【００２６】
さらに、掃除機の掃除プロセスについての掃除データを記憶することもでき、それにより、例えば、評価制御システムが床面が最近既に掃除されたと判断した場合には床面は掃除されない。この場合、例えば、床面を含めずに床上方表面のみが掃除される。同様の方法で、床上方表面が最近既に掃除されている場合は床上方表面が掃除されず、この場合、表面のみが表面掃除システムを用いて掃除される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明による第１の実施形態の掃除機である。
【図２】図２は、本発明による第２の実施形態の掃除機の正面図である。
【図３】図３は、図２の掃除機の側面図である。
【図４】図４は、図２及び図３の掃除機の平面図である。
【図５】図５は、本発明による第３の実施形態の掃除機である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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は、ここでは自律走行ロボット掃除機として構成された掃除機１を示す。掃除機１は、外郭１５をもつハウジング２を有し、外郭１５は、ハウジング２の鉛直方向投影図における掃除機の輪郭線を反映している。ハウジング２の内側にはファン３が配置され、ファン３は、一方では吸引側１２で吸引ノズル２２とフロー接続され、他方では圧力側１１で吸引及び／又は吹付ユニット８とフロー接続されている。掃除機１の吸引ノズル２２には、表面掃除システム４が配置され、表面掃除システム４はここではブラシローラとして構成されている。メイン流路２４が、吸引ノズル２２からファン３まで延在する。ファン３の圧力側１１に流路１３が位置し、流路１３は、吸引及び／又は吹付ユニット８を有する床上方掃除システム６に繋がる。バルブ要素１６が、ファン３と流路１３との間に位置し、ファン３から流路１３までの流路を閉鎖又は開放することができる。
【００２９】
床上方掃除システム６の吸引及び／又は吹付ユニット８は、掃除アーム１４を有し、掃除アーム１４は部分的に流路１３を占め、そしてその自由端領域がフロー開口９を有し、それを通って吸引エア及び／又は吹付エアが流れることができる。掃除アーム１４はここでは、掃除機１のハウジング２の上面に形成され、実質的に逆向きＵ字状にフロー開口９を有する端部領域の方に延在している。
【００３０】
掃除機１はさらに起立面１０を有し、起立面１０はここでは、掃除機１の走行輪の周縁領域の一部を有する。この起立面１０は、具体的には床面である掃除対象表面５に載置されている。掃除機１のハウジング２の隣に、ここでは具体的には裾板の上端面である床上方表面７が位置している。
【００３１】
掃除機１はさらに、ハウジング２の下面に付加的なブラシ２３を有し、ブラシ２３は、表面５と鉛直な部屋境界領域との間の移行部分を掃除する役割を担う。
【００３２】
掃除機１は２つの異なる距離センサ１８を具備する検知システム１７を有する。掃除機１のハウジング２上に通常の走行方向に垂直に配置された第１の距離センサ１８は超音波センサであり、障害物からの距離を計測することができる。第２の距離センサ１８（図には現れない）は、三角測量システムの一部であり、同時に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のために機能する。周囲環境内を走行しつつ、三角測量システムは走行経路を遮断する障害物、例えば部屋境界、家具等を認識する。光源が光ビームを照射し、様々な距離からの照射光の反射光又は散乱光の成分を受信する。これにより、反射する障害物の距離を推定することができる。超音波センサとして構成された距離センサ１８は、三角測量システムの検知範囲２０より下方に位置する検知範囲１９を有する。２つの検知範囲１９、２０の面同士の間の距離は、ここでは、掃除機１が起立面１０により掃除対象表面５に載置されているその掃除機１の図示された向きに関係し、それは掃除動作中の掃除機１の通常の向きに対応する。
【００３３】
例えば、この実施形態における本発明は、掃除機１が掃除動作中に周囲環境内を移動し、例えば掃除対象表面５を走行するように機能する。検知システム１７は、ここでは掃除機１の周囲環境内の障害物を連続的に検知する。検知システム１７の２つの距離センサ１８が、空間の同じ方向において障害物からの偏った距離を検知すると直ちに、掃除機１の評価制御システムが、第１の距離センサ１８の検知範囲１９と三角測量システムの距離センサ１８の検知範囲２０との間に位置する高さをもつ障害物の存在を示唆する。ここでの障害物は裾板を含み、その床上方表面７すなわちその上端面は、超音波センサとして構成された距離センサ１８の検知範囲１９の上方に位置するが、三角測量システムの距離センサ１８の検知範囲２０よりも下方に位置する。例えば０．５ｍｍ〜３０ｍｍの距離の差が与えられると、その計測された距離の差が、特に２つの検知範囲１９、２０がこの場合のように例えば３０ｍｍと８０ｍｍとの間で裾板の通常の高さの下方又は上方に位置するとき、障害物としての裾板の存在を示唆する。掃除機１の評価制御システムが床上方表面７の存在を示唆したならば直ちに、掃除機１は床上方表面７の方へ移動させられ、それにより掃除機１は、通常の進行方向におけるハウジング２の側面領域が、床上方表面７をもつ障害物に沿って通過することとなる。吸引及び／又は吹付ユニット８の掃除アーム１４の向き及び高さは、そのフロー開口９が床上方表面７の上方に配置されるように揃えられる。
【００３４】
床上方表面７を掃除するために、ファン３の圧力側１１と吸引及び／又は吹付ユニット８の流路１３との間に配置されたバルブ要素１６が開放されることによって、ファン３の圧縮エアが流路１３へと、そして掃除アーム１４に流入できる。吹付エアは、掃除アーム１４を通って流れ、床上方表面７の上方に配置されたフロー開口９に到達する。吹付エアは、フロー開口９を通過して床上方表面７に到達し、そこで、そこにある吸引物を床上方表面７から吹き飛ばして表面５に落とす。上述した移動経路の後、例えば、進行方向において別の部屋境界に到達した後、掃除機１は１８０°向きを変え、裾板に沿って反対方向に移動する。その前に床上方表面７から表面５に吹き落とされた吸引物は、ここで掃除機１の表面掃除システム４を用いて通常の方法ですなわち吸引ノズル２２を介して掃除機１に送られ、集塵室に到達する。
【００３５】
図示しない別の実施形態では、吸引及び／又は吹付ユニット８の流路１３がファン３の吸引側１２に接続される、例えばメイン流路２４の分岐ラインに接続されることも可能である。その結果、掃除アーム１４のフロー開口９が、吸引エアに曝されることによって、床上方表面７にある吸引物がフロー開口９を通って掃除アーム１４に吸引され、流路１３を通過して掃除機１の集塵室に到達する。この実施形態では、床上方表面７にある吸引物が、表面掃除システム４を関与させることなく、掃除機１に吸引される。
【００３６】
図２〜図４は、本発明の別の実施形態を示している。掃除機１が、通常の進行方向において横向きにハウジング２に配置された吸引及び／又は吹付ユニット８を有する。吸引及び／又は吹付ユニット８は、実質的にＬ型断面をもつ掃除アーム１４を有し、そのＬ型形状は、通常のＬの向きに対し１８０°反対に向くことによって、その短い方の脚が長い方の脚より上方に配置される。図２の掃除機１の正面図は、剛毛として構成された掃除要素２１をもつ掃除アーム１４を示し、それらの剛毛は掃除アーム１４とは反対方向に向いて掃除アーム１４から前方に延び、具体的には掃除対象の障害物の方向に延びている。掃除アーム１４の短い方の脚に配置された掃除要素２１は、ここでは床上方表面７を掃除する役割を担い、一方、掃除アーム１４の長い方の脚に配置された掃除要素２１は、床上方表面７を有する裾板の鉛直方向に起立する側面をブラッシングする役割を担う。
【００３７】
図３は、図２における掃除機１の側面図である。明かなように、吸引及び／又は吹付ユニット８は、掃除要素２１から離れた部分にフロー開口９を有し、それを通って吸引エア及び／又は吹付エアが流れることができる。掃除アーム１４の掃除要素２１は、フロー開口９の周方向に沿って配置されることによって、それらは同時にフロー開口９のシール要素にもなる。最後に、図４は、吸引及び／又は吹付ユニット８を有する掃除機の平面図を示す。
【００３８】
図２〜図４に示す実施形態において、例えば、フロー開口９が掃除機１のファン３の吸引側１２とフロー接続するように、床上方表面７が掃除される。その結果、フロー開口９が真空にさらされて、裾板の床上方表面７及び側面から掃除アーム１４の流路１３に吸引物を吸引する。掃除要素２１は、裾板の床上方表面７及び側面に当接し、フロー開口９において流路１３を密閉する。掃除要素２１の短い方の脚が床上方表面７に当接すると、掃除アーム２１のＬ型形状がフロー開口９を自動的に位置決めすることによって、フロー開口９は掃除要素２１を境界とする掃除アーム４の部分領域内に位置することとなる。従って、フロー開口９は、ここでは約３ｃｍ〜８ｃｍの高さ範囲において真空に曝される。その結果、裾板の側面及び裾板の床上方表面７の双方から吸引物を吸引することができる。
【００３９】
掃除機１の検知システム１７及び／又はバルブ要素１６について上述した事項は、第２の実施形態においても適用される。
【００４０】
さらに、掃除アーム１４が床上方表面７に吹付エアを吹付け、それにより具体的には床面である表面５に運ばれた吸引物が、引き続いて表面掃除システム４を用いて表面５から吸引されるように、第２の実施形態における吸引及び／又は吹付ユニット８を構成することももちろん可能である。
【００４１】
図５は、本発明のさらに別の可能な実施形態による掃除機１を示す。掃除機１は、ほぼ図１に示した掃除機１と同様に構成されているが、表面掃除システム４のファン３とは別に設けられたファン３を有する。従って、吸引及び／又は吹付ユニット８を吸引エア及び／又は吹付エアに曝すファン３は、この別のファン３である。バルブ要素１６は、この別のファン３と別の流路１３との間に配置され、別のファン３から流路１３への流れの経路を閉鎖又は開放することができる。
【００４２】
図示の吸引及び／又は吹付ユニット８のサブコンビネーションがさらに、必要に応じて吸引及び／又は吹付ユニット８のために別のファン３を用いて、例えば吹付機能と吸引機能の双方を可能とすることができることはいうまでもない。図示のロボット掃除機以外に、掃除機１はさらに、吸引と拭き掃除を組み合わせた装置等とすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  掃除機
２  ハウジング
３  ファン
４  表面掃除システム
５  表面
６  床上方掃除システム
７  床上方表面
８  吸引及び／又は吹付ユニット
９  フロー開口
１０  起立面
１１  圧力側
１２  吸引側
１３  流路
１４  掃除アーム
１５  外郭
１６  バルブ要素
１７  検知システム
１８  距離センサ
１９  検知範囲
２０  検知範囲
２１  掃除要素
２２  吸引ノズル
２３  ブラシ
２４  メイン流路
【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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