(57)【要約】【課題】掃除ロボットにおいて、可動吸口体に外部の障害物との衝突を検出するセンサを設ける必要がなく、壁際や部屋の隅の掃除を行うための可動吸口体を簡単に出し入れできる、小型で簡易な構成を提供することを目的とする。【解決手段】ロボット本体に、該ロボット本体から外方に向かって突出可能として塵埃を吸い込む可動吸口体と、該可動吸口体を外方に向かって突出させるように付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記可動吸口体を前記ロボット本体内に収納させるように動作する駆動手段を設け、前記駆動手段に連結した第１の伝達手段と、前記付勢手段と前記可動吸口体とを接続し、かつ第１の伝達手段と切離可能に接続された第２の伝達手段とを具備したことを特徴とする。【選択図】図１
2008279066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵部および電動送風機を内蔵したロボット本体と、該ロボット本体の底面に開口し、前記集塵部と連通した吸口開口と、前記ロボット本体に設けた走行手段とを具備した掃除ロボットにおいて、前記ロボット本体に、該ロボット本体から外方に向かって突出可能であって塵埃を吸い込む可動吸口体と、該可動吸口体を外方に向かって突出させるように付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記可動吸口体を前記ロボット本体内に収納させるように動作する駆動手段を設け、前記駆動手段に連結した第１の伝達手段と、前記付勢手段と前記可動吸口体とを接続し、かつ第１の伝達手段に対して切離可能に接続された第２の伝達手段とを具備し、前記可動吸口体は障害物に衝突した時に前記付勢手段の付勢力に抗して前記ロボット本体内に収納されるように構成したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項２】
集塵部および電動送風機を内蔵したロボット本体と、該ロボット本体の底面に開口し、前記集塵部と連通した吸口開口と、前記ロボット本体に設けた走行手段とを具備した掃除ロボットにおいて、前記ロボット本体に、該ロボット本体から外方に向かって突出可能であって塵埃を吸い込む可動吸口体と、該可動吸口体を外方に向かって突出させるように付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記可動吸口体を前記ロボット本体内に収納させるように動作する駆動手段を設け、前記駆動手段に連結した第１の伝達手段と、前記付勢手段と前記可動吸口体とを接続し、かつ第１の伝達手段に対して切離可能に接続された第２の伝達手段とを具備し、前記可動吸口体を前記ロボット本体内に収納する時に、前記第１の伝達手段が前記駆動手段の駆動力を前記第２の伝達手段に伝達することを特徴とする掃除ロボット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体を略水平方向に突出可能に設置したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項４】
請求項１または３に記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体を略水平方向に収納可能に設置したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体と障害物との間に作用する力よりも該付勢手段の付勢力が小さくなるように付勢力のばね定数を設定したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、該ロボット本体の進行に伴って前記可動吸口体と障害物との間に作用する力よりも該付勢手段の付勢力が小さくなるように付勢力のばね定数を設定したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、該ロボット本体の走行手段の駆動力に起因して前記可動吸口体と障害物との間に作用する力よりも該付勢手段の付勢力が小さくなるように付勢力のばね定数を設定したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体と障害物との間に略水平方向に作用する力よりも該付勢手段の付勢力が小さくなるように付勢力のばね定数を設定したことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記駆動手段が減速機構付モータであることを特徴とする掃除ロボット。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記駆動手段がリニアモータであることを特徴とする掃除ロボット。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体を前記ロボット本体から外方に向かって突出させた時に、前記可動吸口体が前記集塵部と連通した第２の吸口開口を形成することを特徴とする掃除ロボット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記可動吸口体の平面形状を略扇形としたことを特徴とする掃除ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は電気掃除機に係り、特に自律移動しながら清掃する掃除ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
集塵部および電動送風機を内蔵したロボット本体と、該ロボット本体の底面に開口し、前記集塵部と連通した吸口開口と、前記ロボット本体に設けた走行車輪を具備した掃除ロボットが提案されている。これら掃除ロボットは、通常、平たい円筒形のような外形をしており、そのため、壁際や部屋の隅の掃除を行うことができないという課題がある。そこで下記特許文献では、本体下部後方に設置された回転可能な床ノズルを適時本体の外周よりも外側に突出させて掃除を行うことによって、壁際の掃除効果を高めたりする方法が開示されている。
【０００３】
この種の公知技術として，例えば、特許文献１や特許文献２がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７５３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３７３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の構成では、突出および収納させるための機構が複雑になるため、出し入れ可能な床ノズルが大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、掃除ロボットにおいて、可動吸口体に外部の障害物との衝突を検出するセンサを設ける必要がなく、壁際や部屋の隅の掃除を行うための可動吸口体を簡単に出し入れできる、小型で簡易な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は，ロボット本体に、該ロボット本体から外方に向かって突出可能として塵埃を吸い込む可動吸口体と、該可動吸口体を外方に向かって突出させるように付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記可動吸口体を前記ロボット本体内に収納させるように動作する駆動手段を設け、前記駆動手段に連結した第１の伝達手段と、前記付勢手段と前記可動吸口体とを接続し、かつ第１の伝達手段と切離可能に接続された第２の伝達手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可動吸口体に外部の障害物と衝突を検出するセンサを設ける必要がなく、小型で簡易な構成で、可動吸口体を簡単に出し入れできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例について、図面を引用して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明に係る掃除ロボットの上面斜視図であり、図２はその上面図である。掃除ロボット１０１の外形は、周囲に障害物があっても掃除ロボットが回転できるように、上面図でほぼ円形である。図３は、本発明に係る掃除ロボットの断面図であり、図４は底面斜視図である。掃除ロボット本体下ケース１０２の下部であって両側部には、一対の駆動輪４０１、４０２が取り付けてある。それぞれの駆動輪４０１，４０２には、走行用モータ（図示せず）で発生した動力が減速機（図示せず）で減速されて伝達される。この駆動力により、掃除ロボットは、前進、後進または回転走行する。図２の矢印２０６方向が、前進方向（進行方向）である。
【００１１】
図１に示すように、掃除ロボット本体上面には、複数のスイッチ１０３〜１０６が設けてある。これらのスイッチ１０３〜１０６は、電源のオン／オフや掃除ロボットへの掃除モード指令に用いる。掃除ロボット本体前面には、バンパー１０７が設けてあり、このバンパー１０７には、図２に示すように、赤外線距離センサ２０１〜２０５が配置してある。赤外線距離センサ２０１〜２０５は、掃除ロボットの周囲に位置する物体までの距離を計測する。これにより、掃除ロボットは周囲の物体に接触することなく、部屋内を移動できる。ただし赤外線距離センサ２０１〜２０５が検出できない物体（ガラス等）があるので、バンパー１０７には接触センサ（図示せず）を設けてあり、物体の衝突を検出すると、掃除ロボットは直ちに停止する。
【００１２】
図３に示すように、掃除ロボットの下ケース１０２の後部側であって床面に対向し吸口体４０３が設けてある。床面に接触してゴミをかき上げる回転ブラシ４０４と集塵室３０３と連通したブラシ室４０５から構成してある。ブラシ室の上方には、ブラシ室４０５から吸引したゴミを搬送して溜める塵埃搬送流路３０５および集塵室３０３が設けてあり、集塵室３０３の前側には、ゴミと空気を分離するフィルタ３０１を、さらにその前側には吸引力を発生する電動送風機３０２を設けている。また集塵室３０３の後方には掃除ロボットに電力を供給する電池３０４が保持してある。
【００１３】
また、掃除ロボットの下ケース１０２の後部側であって床面に対向し可動吸口体１０８が設けてある。可動吸口体１０８は、掃除ロボットの下ケース１０２において床面と略並行、すなわち水平方向に出没可能に動作する。
【００１４】
次に、この可動吸口体１０８を中心に掃除ロボットの動作を説明する。
【００１５】
図５は、可動吸口体１０８の駆動ユニットの分解図である。図５において５０１は見やすいように一部を切り欠いた掃除ロボットの下ケース、５０２は吸口体１０８を外方に向かって突出させるように付勢するねじりコイルばね、５０３はねじりコイルばね５０２の付勢力に抗して可動吸口体１０８を前記ロボットの下ケース１０２内に収納させるように動作する減速機構付モータ、５０４は減速機構付モータ５０３に連結された第１の伝達手段、５０５は吸口体１０８に連結された第２の伝達手段である。第１の伝達手段５０４と第２の伝達手段５０５は回転自由な状態で接続される。ねじりコイルばね５０２の一端５０９は下ケース１０２に固定され、他の一端５０８は第２の伝達手段の作用部５１０に接する。
【００１６】
図６は、可動吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１に収納される時の動作を示す。減速機構付モータ５０３は、矢印６０１の方向へ回転する。そのとき、第１の伝達手段５０４の作用部５０６と第２の伝達手段５０５の上部突起５０７が接触し、力の伝達が行われる。このため、第２の伝達手段５０５および可動吸口体１０８は、ねじりコイルばね５０２の付勢力に抗してロボット下ケース５０１内に収納される。
【００１７】
図７は、可動吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１から外に突出する動作を示す。減速機構付モータ５０３は矢印７０１の方向へ回転する。このとき、第２の伝達手段５０５は、ねじりコイルばね５０２の付勢力により、矢印７０１の方向へ回転する。これにより吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１から外に突出する。そのとき、第１の伝達手段５０４の作用部５０６と第２の伝達手段５０５の上部突起５０７は接触しているが、第１の伝達手段５０４から第２の伝達手段５０５への駆動力の伝達はない。
【００１８】
このとき、掃除ロボットの外部の障害物に可動吸口体１０８が衝突すると、図８に示すように、可動吸口体１０８は、ねじりコイルばね５０２の付勢力に抗してロボット下ケース５０１内に収納される。そのとき、第１の伝達手段５０４と第２の伝達手段５０５は回転自由な状態で接続してあるため、第１の伝達手段５０４は回転しない。そのため、減速機構付モータ５０３は回転を停止している状態を保持していればよく、衝突を検出したり、可動吸口体１０８を収納させる制御を行ったりする必要がない。可動吸口体１０８は障害物から離れると再び突出する。
【００１９】
なお、減速機構付モータ５０３は減速比が大きいので、減速機構付モータ５０３への通電を停止すれば、ねじりコイルばね５０２の付勢力に抗して回転は停止する。また、減速機構付モータ５０３の回転を停止する位置を検出するには、ロータリーエンコーダやフォトインターラプタ等を使用すればよい。
【００２０】
上記実施例においては、減速機構付モータ５０３を使用しているが、モータ５０３への通電を維持して付勢力に抗する場合、減速機構を付設していないモータであっても使用可能である。
【００２１】
また、掃除ロボット１０１が後方へ進行する場合、または時計回りに回転する場合は、あらかじめ可動吸口体１０８をロボット下ケース５０１内に収納しておけば、掃除ロボット１０１の移動に支障はない。
【００２２】
図４に示すように、可動吸口体１０８の壁４０７は開口４０６の蓋も兼ねている。そのため、可動吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１から外に突出すると、開口４０６が開口する。開口４０６はブラシ室４０５と連通しており、電動送風機３０２で発生した吸引力は、可動吸口体１０８に達し、掃除ロボット本体より外側のゴミを吸引し、ブラシ室４０５を通って集塵室３０３へ搬送される。そしてフィルタ３０１により分離された空気は、排気口１０９より外部に排気される。
【００２３】
可動吸口体１０８は略扇形をしているため、その回転中心を掃除ロボット本体の最も外周側に設けることができる。このため、可動吸口体１０８が小さくても掃除ロボットから外へ出る突出量を大きくできる。
【００２４】
また、可動吸口体１０８の全体が、ブラシ室４０５と直接連通する開口４０６へ連通する流路を形成できるため、ゴミが詰まりやすい傾向のあるダクトを設ける必要がない。
【００２５】
また、可動吸口体１０８の壁４０７が開口４０６の蓋も兼ねているため、可動吸口体１０８の回転動作だけで開口４０６を開閉できる。
【００２６】
このように、本実施例によれば、突出可能な可動吸口体を小さく構成でき、さらに突出させる機構を簡単に構成できるという効果がある。
【００２７】
また、可動吸口体に外部の障害物と衝突を検出するセンサを設ける必要がなく、小型で安価に構成できるという効果がある。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例による可動吸口体１０８の動作を説明する。
【００２９】
図９は、可動吸口体１０８の駆動ユニットの分解図である。図９において５０１は見やすいように一部を切り欠いた掃除ロボットの下ケース、９０４は吸口体１０８を外方に向かって突出させるように付勢するねじりコイルばね、９０２はねじりコイルばね９０４の付勢力に抗して可動吸口体１０８をロボット下ケース５０１内に収納させるように動作するリニア駆動モータ、９０３はリニア駆動モータ９０２に連結された第１の伝達手段、９０１は吸口体１０８に連結された第２の伝達手段である。第１の伝達手段９０３と第２の伝達手段９０１はスライド自由な状態で接続される。
【００３０】
図１０は、可動吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１に収納される時の動作を示す。リニア駆動モータ９０２は、第１の伝達手段９０３が伸びる方向に駆動される。そのとき、第１の伝達手段９０３と第２の伝達手段９０１が接触し、力の伝達が行われる。このため、第２の伝達手段９０１および可動吸口体１０８は、ねじりコイルばね９０４の付勢力に抗してロボット下ケース５０１内に収納される。
【００３１】
図１１は、可動吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１から外に突出する動作を示す。リニア駆動モータ９０２は、第１の伝達手段９０３が縮む方向に駆動される。この時第２の伝達手段９０１は、ねじりコイルばね９０４の付勢力により、矢印１１１の方向へ回転する。これにより吸口体１０８が掃除ロボットの下ケース５０１から外に突出する。そのとき、第１の伝達手段９０３と第２の伝達手段９０１は接触しているが、第１の伝達手段９０３から第２の伝達手段９０１への駆動力の伝達はない。
【００３２】
このとき、掃除ロボットの外部の障害物に可動吸口体１０８が衝突すると、図１２に示すように第２の伝達手段９０１および可動吸口体１０８は、ねじりコイルばね９０４の付勢力に抗してロボット下ケース５０１内に収納される。そのとき、第１の伝達手段９０３と第２の伝達手段９０１は離れるため、リニア駆動モータ９０２は伸縮動作を停止している状態を保持していればよく、衝突を検出したり、可動吸口体１０８を収納させる制御を行ったりする必要がない。また、リニア駆動モータ９０２の伸縮動作を停止する位置を検出するには、ロータリーエンコーダやフォトインターラプタ等を使用すればよい。
【００３３】
このように本実施例によれば、突出可能な可動吸口体を小さく構成でき、さらに突出させる機構を簡単に構成できるという効果がある。
【００３４】
また、可動吸口体に外部の障害物と衝突を検出するセンサを設ける必要がなく、小型で安価に構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による掃除ロボットの上面斜視図である。
【図２】本発明による掃除ロボットの上面図である。
【図３】本発明による掃除ロボットの断面図である。
【図４】本発明による掃除ロボットの底面斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施例による可動吸口体の駆動ユニットの分解図である。
【図６】本発明の第１の実施例による可動吸口体の動作図である。
【図７】本発明の第１の実施例による可動吸口体の動作図である。
【図８】本発明の第１の実施例による可動吸口体の動作図である。
【図９】本発明の第２の実施例による可動吸口体の駆動ユニットの分解図である。
【図１０】本発明の第２の実施例による可動吸口体の動作図である。
【図１１】本発明の第２の実施例による可動吸口体の動作図である。
【図１２】本発明の第２の実施例による可動吸口体の動作図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１…掃除ロボット、１０２…下ケース、１０３、１０４、１０５、１０６…スイッチ、１０７…バンパー、１０８…可動吸口体、１０９…排気口、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５…赤外線距離センサ、３０１…フィルタ、３０２…電動送風機、３０３…集塵室、３０４…電池、３０５…塵埃搬送流路、４０１、４０２…車輪、４０３…吸口体、４０４…ブラシ、４０５…ブラシ室、４０６…開口、４０７…壁、５０１…下ケース、５０２…ねじりコイルばね、５０３…減速機構付モータ、５０４…第１の伝達手段の回転軸、５０５…第２の伝達手段の回転軸、５０６…第１の伝達手段の作用部、５０７…第２の伝達手段の上部突起、５０８、５０９…ねじりコイルばねの端部、５１０…第２の伝達手段の作用部。
【図１】
2008279066.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008279066.tif 000005
【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】
2008279066.tif 000011
【図１０】
2008279066.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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