(57)【要約】【課題】本発明は、回転軸（２）の周りで回転可能でありかつ周面（３）を有する少なくとも１つの車輪（４）を備えた自律移動する床処理装置（１）に関する。【解決手段】周面（３）が複数の輪郭ブロック（５，６，７，８）を有し、それらは回転軸（２）に対して径方向外側に向き、かつ周方向に次々に形成されている。床処理装置（１）を用いて障害物の対処を容易とするために、輪郭ブロック（５，６，７，８）が、周方向において完全に不均一である周面（３）の輪郭を形成することによって輪郭の構造が周方向において繰り返されないことが提示される。【選択図】図３
2019043543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（２）の周りで回転可能でありかつ周面（３）を有する少なくとも１つの車輪（４）を備えた自律移動する床処理装置（１）であって、前記周面（３）が回転軸（２）に対して径方向外側に向きかつ周方向に次々に形成されている複数の輪郭ブロック（５，６，７，８）を有する、前記床処理装置（１）において、
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、周方向において完全に不均一である前記周面（３）の輪郭を形成することによって前記輪郭の構造が周方向において繰り返されないことを特徴とする床処理装置。
【請求項２】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、互いに異なる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の床処理装置（１）。
【請求項３】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、周方向に位置する断面上において多角形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の床処理装置（１）。
【請求項４】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、前記車輪（４）の径方向において異なる高さを有し、特に互いに対して０．５ｍｍより大きい高低差（ΔＨ）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床処理装置（１）。
【請求項５】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、互いの間で異なる距離（Ａ）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項６】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、周面上において互いに対して異なる空間的向きを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項７】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、互いに異なる硬さの材料から、特に弾性プラスチックから形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項８】
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、径方向に対して傾斜した輪郭側面（９）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項９】
特に、請求項１〜８のいずれかに記載の床処理装置（１）の車輪（４）であって、前記車輪（４）が、回転軸（２）の周りで回転可能でありかつ周面（３）を備え、前記周面（３）が、回転軸（２）に対して径方向外側に向きかつ周方向において次々に形成されている複数の輪郭ブロック（５，６，７，８）を有する、前記車輪（４）において、
前記輪郭ブロック（５，６，７，８）が、周方向において完全に不均一である前記周面（３）の輪郭を形成することによって前記輪郭の構造が周方向において繰り返されないことを特徴とする車輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の周りで回転可能でありかつ周面を有する少なくとも１つの車輪を備えた自律移動する床処理装置に関し、周面は、回転軸に対して径方向外側に向きかつ周方向に次々に形成された複数の輪郭ブロックを有する。
【０００２】
本発明は、さらに車輪、特に上述した床処理装置の車輪に関し、車輪が回転軸の周りで回転可能でありかつ周面を有し、その周面は、回転軸に対して径方向外側に向きかつ周方向に次々に形成された複数の輪郭ブロックを有する。
【背景技術】
【０００３】
自律移動する床処理装置は、例えば吸引及び／又は拭き作業を行うことができる自動掃除ロボットとして従来公知である。ほとんどの場合において、公知の床処理装置は、少なくとも２つの駆動車輪を有し、それらはその周面により処理対象面上を転がる。
【０００４】
モータ自動車から公知のように、床処理装置も輪郭形状付き車輪を装着され、それらにより処理対象表面に対して大きな力を及ぼすことができる。これは例えば、床処理装置が、カーペット縁やドアステップ等の障害物を乗り越えるときに好適である。
【０００５】
特許文献１及び２は、輪郭形状付き車輪を有する移動式ロボットを開示しており、車輪は、それらの車輪は、周方向に一定の間隔を空けて次々に配置された輪郭ブロックを有する。
【０００６】
輪郭付き車輪は、輪郭のない車輪に比べて既に利点を有しているが、それにも関わらず床処理装置は、対処すべき障害物を最終的に対処できるように、その障害物に対して繰り返し近づかなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2008 009 617号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第6 633 150号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術を基に本発明の目的は、特に障害物への対処の観点から好適な構成であると判明した自律移動する床処理装置又はそのような床処理装置のための車輪をそれぞれ提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その目的を達成するために、輪郭ブロックが、周方向において完全に不均一な周面の輪郭を形成することによって、輪郭の構造が周方向において繰り返されないことが提示される。
【００１０】
本発明によれば、床処理装置の車輪が周面を有し、すなわち不規則に設けられた輪郭を具備する走行面を有する。それによりその周面が、例えばドアステップ等の障害物に衝突したとき、異なる形態をもつ多数の輪郭ブロックが、車輪が空回りしそうな場合であってもそれ自身を支えることによって、均一な輪郭に比べて、全体として障害物上でそれ自身を支持しかつ障害物に対して十分な力を伝えられるように輪郭ブロックが衝突する確率を高められる。全体として、床処理装置の移動特性、特に、例えば多様なカーペットや硬い床等の様々な表面上での牽引特性及び乗り上げ特性が、これにより向上する。さらに、濡れた又は汚れた表面及びカーペット床の上を移動するときの床処理装置の軌道マークが、不均一な輪郭によって最小限とされる。車輪の空回り又は床処理装置の停止を回避することにより、より速やかに障害物に対処でき、床処理装置を用いる処理時間を節約する。そのことにより、バッテリの満充電時における掃除領域の拡大を実現できる。
【００１１】
特に、輪郭ブロックが互いに異なる形状を有することが提示される。それにより輪郭ブロックは、例えば円形、角形、正方形、三角形等の異なる断面から導出することができる。しかしながら、輪郭ブロックはさらに、直線のエッジ及び／又は曲線のエッジをもつ自由形状の表面を有することもできる。
【００１２】
輪郭ブロックはさらに、周方向に位置する断面において多角形となるように形成することもできる。多角形断面の側面の数が多くなるほど、車輪が対処すべき障害物上でそれ自身を支持できるようにそれらの側面の１つが起立しやすくなる。
【００１３】
それに替えて又はそれに加えて、輪郭ブロックが車輪の径方向において互いに異なる高さを有するように設けることもできる。複数の又は全ての輪郭ブロックが、他の輪郭ブロックに対して０．５ｍｍの高低差を有することが、特に推奨できる。車輪の周面を形成する輪郭ブロックの先端面が、全輪郭から異なる程度で突出することで、幾つかの輪郭ブロックは他のものを超えて突出する。従って、複数の輪郭ブロックが同時に障害物の縁に当接できることによって全体的に大きな付着力を得ることができる。適用可能な場合は輪郭ブロック間の間隙に加え、さらに障害物が少なくとも部分的に係合する領域が得られることによって、床処理装置の表面に対する力の伝達を最適化できる。実際に、少なくとも０．５ｍｍの高低差が有効であることが判明しており、その場合、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ又はそれ以上の高低差も有効とすることができる。
【００１４】
輪郭ブロックが互いに異なる距離を有することが提示される。従って、隣り合う輪郭ブロック同士が異なる距離を有することによって、第１の輪郭ブロックが、第２の輪郭ブロックに対して第３の輪郭ブロックに対する距離とは異なる距離を有することができる。輪郭ブロックは、例えば、互いに１ｍｍ未満で離間することができる。しかしながら、数ｍｍも可能である。従って、輪郭ブロックを有していない部分領域も車輪の周面に存在することができ、よって隣り合う輪郭ブロックが異なる空間方向から障害物に対して接触できることになる。例えば、輪郭ブロックの１つの側面が障害物と係合する。輪郭ブロックが先端面にて障害物と接触しない場合であっても、車輪が障害物に対して滑ることが回避される。
【００１５】
特に、輪郭ブロックが、周面上において互いに対して空間的な向きを有することが提示される。その向き及び対処すべき障害物の構造に応じて、車輪の１又は複数の輪郭ブロックが障害物に対して負荷をかけることができる接触面を提供する確率が高くなり、それによって障害物に対処することができる。
【００１６】
さらに、輪郭ブロックが互いに異なる硬さの材料から形成されることが提示される。特に輪郭ブロックが、弾性プラスチック、特にＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン（モノマー）天然ゴム）等のフレキシブルなゴム状プラスチックからなることができる。材料の弾性により、表面上で支持されたり障害物に衝突したりすると車輪の周面が変形することによって、車輪と走行面又は障害物との間の摩擦抵抗がそれぞれ増大する。従って、床処理装置の駆動力を、表面又は対処すべき障害物に対してそれぞれ最適に伝えることができる。適用可能な場合、車輪の周面が、表面又は障害物の形状又は表面構造にそれぞれ適応することができ、それは付着力を増大させる。
【００１７】
輪郭ブロックは、径方向に対して傾斜した輪郭側面を有することができる。その場合、三次元輪郭ブロックの輪郭側面すなわち横の表面は、径方向を向いておらず、すなわち車輪の周面に対して垂直ではなくそれに対して傾斜している。さらに、原理的に、１又は複数の輪郭ブロックの先端面が、各々の周面部分領域の接線に対して傾斜していることも可能である。この手段により、１又は複数の輪郭ブロックの部分領域が、対処すべき障害物と係合することができる選択肢もまた、この手段によって増大する
【００１８】
上述した床処理装置に加えて、本発明はさらに車輪を、特に上述したタイプの床処理装置のための車輪を提示する。その車輪は、回転軸の周りで回転可能であり周面を有し、その周面は、回転軸に対して径方向外側に向きかつ周方向に次々に形成された複数の輪郭ブロックを有する。それらの輪郭ブロックは、周方向において完全に不均一である周面の輪郭を形成し、その輪郭の構造が周方向において繰り返されない。本発明による車輪は、床処理装置について上述した通りに実施することができる。それによる特徴及び利点は、本発明による車輪にも適用される。
【００１９】
特に、車輪が、互いに異なる形状、互いに異なる高さ、互いに異なる距離、互いに異なる空間的向き、互いに異なる硬さをもつ輪郭ブロックを有し、さらに、傾斜した輪郭側面又は隣り合うセグメントにおいて繰り返される輪郭等の特徴をもつことができる。
実施例により、本発明を以下にさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による床処理装置の斜視図である。
【図２】図２は、床処理装置における本発明による車輪の側面図である。
【図３】図３は、車輪の周面の部分領域上の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、先ず、床処理装置１を示し、ここでは例えば自動吸引掃除ロボットとして構成されている。ここで、床処理装置１は、ハウジング１４と、モータ駆動される例えば２つの車輪４とを有する。床処理装置１はさらに、距離計測装置１３を有し、それはハウジング１４に収容されかつ好適には光センサシステムを有する。距離計測装置１３は、例えば三角測量装置を有することができ、それは床処理装置１の周囲領域内の障害物までの距離を計測する。記録されたデータから、床処理装置１のナビゲーション及び自己位置認識装置が、周囲領域のマップを作成することができ、それを用いて床処理装置１は、自動移動においてそれ自身を方向付けることができる。
【００２２】
具体的には、車輪４が、ハブ１０と、複数のスポーク１１と、周面３を具備するタイヤ１２とを有する（図２〜図３も参照）。車輪４の周面３は、床処理装置１の移動に応じて表面上を転がる接触面を形成する。車輪４は、ハブ１０に収容されている回転軸２（図２に示唆される）の周りで回転する。タイヤ１２は、複数の輪郭ブロック５、６、７、８を有する輪郭を備えている。輪郭ブロック５、６、７、８は弾性材料からなる。それは例えばゴム、ゴム混合物、又は熱可塑性エラストマーとすることができる。ここでは、特にＥＰＤＭが、フレキシブルでゴム状のプラスチックとして提案される。周面３は、輪郭ブロック５、６、７、８により形成され、輪郭ブロック５、６、７、８は、周方向及びそれに対して垂直な車輪４の軸方向において不均一な輪郭を形成する。平坦な表面上の床処理装置１の通常の移動応力に対応して、かつ、車輪４が障害物と相互作用する特別な場合を除いて、車輪４の走行表面との接触面は、輪郭ブロック５、６、７、８の先端面のみにより得られる。輪郭ブロック５、６、７、８はさらに径方向を向いたタイヤ１２の表面と共に、周面３を形成する。周面３のどの領域も、少なくとも理論的には、表面又は障害物とそれぞれ接触することができる。従って、輪郭ブロック５、６、７、８の先端面以外の領域も、少なくとも一時的には車輪４の接触面の一部となることができる。
【００２３】
車輪４の輪郭の別の可能な特徴は、図２〜図３を用いて以下に説明される。ここでは、輪郭ブロック５、６、７、８が複数の可能な特徴を有するが、それに替えてそれらは単独で用いられることもでき、それにより、サブコンビネーション又はそれら自身の特徴による複数の他の実施形態を得ることができる。例示された実施形態は、これらに限定されると解釈されるべきではない。
【００２４】
図２は、車輪４の一例の側面図を示し、その周面が複数の輪郭ブロック５、６、７、８を有し、それらは、回転軸２に対して径方向外側に向きかつ周方向に次々に形成されている。ここでは、複数の図示された輪郭ブロックのうち４つの輪郭ブロック５、６、７、８のみに符号が付されている。車輪４の輪郭は、周方向において完全に不均一とすることができ、又は、同じ配置をもつ輪郭ブロック５、６、７、８の複数のセグメントを有することによって輪郭の構造が周方向において所定の間隔で繰り返されることができる。一例として図に示した輪郭ブロック５、６、７、８は、形状、高さＨ及び距離Ａを有し、それらは互いに異なる。図３に示されるように、輪郭ブロック５〜８は、互いに異なる空間的向きも有する。さらに、少なくとも幾つかの輪郭ブロック５、６、７、８の輪郭側面９は、周面３に垂直に向いておらず、径方向に対して傾斜している。しかしながら、輪郭ブロック５、６、７、８が、鋭角傾斜の輪郭側面９を有することもできる。原理的に、オーバーハングした輪郭側面９も可能である。
【００２５】
径方向外側に向いた先端面すなわち走行面に関し、輪郭ブロック５、６、７、８及び先端面の下方に位置する断面は多角形であり、ここでは４又はそれ以上の側面を備えている。輪郭ブロック５、６、７、８は、高さＨも異なる。例えば、輪郭ブロック６は、輪郭ブロック７より高さＨが低い。ここで例えば、高低差ΔＨは１ｍｍである。さらに輪郭ブロック５、６、７、８の距離Ａも異なる大きさとされる。図３に示すように、距離Ａは、０〜数ｍｍまで変えられる。距離Ａは、一部においては、輪郭ブロック５、６、７、８の先端面の一辺と同じ大きさである。
【００２６】
車輪４は、ここでは正確な縮尺で示される必要はない。床処理装置１の通常の車輪４は、例えば、直径７５ｍｍ及び軸幅１３ｍｍを有することができる。さらに、車輪４は、ハブ１０、スポーク１１及びタイヤ１２を備える必要もない。それに替えて、実際に車輪４を全体が一材料からなる車輪とすることができる。
【００２７】
車輪４の図示の特徴、特に輪郭ブロック５、６、７、８の特別な特徴は、車輪４が、障害物と衝突したときに複数の完全に異なる向きの輪郭エッジを提供することによって、通常の輪郭に比べて輪郭ブロック５、６、７、８の輪郭エッジが障害物と十分強固に係合する確率を高め、それにより障害物に対処できることを確保する。例えばドアステップ及び／又は突出部等の障害物の上を移動するとき、車輪４は、不規則に設けられた輪郭ブロック５、６、７、８の非対称に形成された輪郭構造の結果、それ自身を障害物上で支持できかつそれ自身をその上に引き上げるような周面３の部分領域が常に得られる。それらの輪郭ブロックは、ここでは複数の小塊状多角形からなりランダムな大きさ及び向きで分布している。輪郭ブロック５、６、７、８はさらに、異なる硬さの材料を有することができ、それにより幾つかの輪郭ブロック５、６、７、８は他のものより柔らかいか又は硬くされる。
【符号の説明】
【００２８】
１  床処理装置
２  回転軸
３  周面
４  車輪
５  輪郭ブロック
６  輪郭ブロック
７  輪郭ブロック
８  輪郭ブロック
９  輪郭側面
１０  ハブ
１１  スポーク
１２  タイヤ
１３  距離計測装置
１４  ハウジング
Ａ  距離
Ｈ  高さ
ΔＨ  高低差
【図１】
2019043543.tif 000003
【図２】
2019043543.tif 000004
【図３】
2019043543.tif 000005
【外国語明細書】
2019043543000001.pdf