(57)【要約】  ロボットクリーナーは、ハウジング、バンパ、駆動ホイール、及びコントローラを含みうる。バンパはハウジングの前部に結合することができる。バンパは、バンパの上端から延び、かつハウジングの上面より上に延びる複数の突出部を含みうる。突出部は、バンパの最前方部分に近接する少なくとも１つの先導突出部、及びバンパのそれぞれの各側面上の少なくとも２つの側面突出部を含みうる。駆動ホイールはハウジングに回転可能に取り付けられうる。コントローラは、少なくとも駆動ホイールを制御するためでありうる。【選択図】図１
2020533056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの前部に結合されたバンパであって、前記バンパが、前記バンパの上端から延び、かつ前記ハウジングの上面より上に延びる複数の突出部を含み、前記突出部が、前記バンパの最前方部分に近接する少なくとも１つの先導突出部、及び前記バンパのそれぞれの各側面上の少なくとも２つの側面突出部を含む、バンパと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられた駆動ホイールと、
少なくとも前記駆動ホイールを制御するためのコントローラと、を備えるロボットクリーナー。
【請求項２】
前記ハウジングが、下側に開口部を有する吸引導管を含み、さらに、前記吸引導管に近接して位置する少なくとも１つの攪拌器と、前記攪拌器を駆動するために前記攪拌器に動作可能に結合された駆動機構とを含む、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項３】
前記吸引導管に入る破片を受けるための前記ハウジング内に位置する破片収集器をさらに備える、請求項２に記載のロボットクリーナー。
【請求項４】
前記突出部が３つの突出部を含む、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項５】
前記少なくとも１つの先導突出部が、前記バンパの最前方部分に位置する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項６】
両側の前記側面突出部が、前記バンパの前記最前方部分から３０o〜７０oの範囲に位置する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項７】
前記バンパとの接触に応答する少なくとも１つの衝突センサをさらに備える、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項８】
前記突出部の少なくとも１つが、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で前記ハウジングの上面より上に延びる、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項９】
前記突出部が実質的に円筒形の形状を有する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１０】
前記突出部が凹形の上面を有する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１１】
ハウジングと、
前記ハウジングに結合されたバンパであって、前記バンパの少なくとも一部分が、前記バンパが少なくとも２つの軸に沿って移動可能であるように、前記ハウジングから間隔を置いており、前記バンパの移動が１つ以上の光学スイッチを作動させる、バンパと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられた駆動ホイールと、
少なくとも前記駆動ホイールを制御するためのコントローラと、を備えるロボットクリーナー。
【請求項１２】
前記１つ以上の光学スイッチが、少なくとも１つの上部光学スイッチを含み、前記上部光学スイッチが、前記ハウジングの上面から間隔を置いた位置に前記バンパを支持するように構成されている、請求項１１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１３】
前記上部光学スイッチが、前記ハウジングの前記上面の方向に付勢されているプランジャを含み、前記プランジャが前記バンパを支持するように構成されている、請求項１２に記載のロボットクリーナー。
【請求項１４】
前記バンパが、前記バンパの上端から延び、かつ前記ハウジングの上面より上に延びる複数の突出部をさらに含み、前記突出部が、前記バンパの最前方部分に近接する少なくとも１つの先導突出部と、前記バンパのそれぞれの各側面上の少なくとも２つの側面突出部と、を含む、請求項１１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの先導突出部が、前記バンパの最前方部分に位置する、請求項１４に記載のロボットクリーナー。
【請求項１６】
両側の前記側面突出部が、前記バンパの前記最前方部分から３０o〜７０oの範囲に位置する、請求項１４に記載のロボットクリーナー。
【請求項１７】
前記突出部が凹形の上面を有する、請求項１４に記載のロボットクリーナー。
【請求項１８】
前記突出部の少なくとも１つが、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で前記ハウジングの上面より上に延びる、請求項１４に記載のロボットクリーナー。
【請求項１９】
前記突出部が実質的に円筒形の形状を有する、請求項１４に記載のロボットクリーナー。
【請求項２０】
前記１つ以上の光学スイッチが少なくとも１つの上部光学スイッチを含み、前記上部光学スイッチがプランジャを含み、かつ前記プランジャの移動に応答して作動する、請求項１１に記載のロボットクリーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、ロボットクリーナーと題する２０１７年９月７日に出願された米国仮出願番号第６２／５５５，４６８号、及びロボット掃除機と題する２０１８年８月１日に出願された米国仮出願番号第６２／７１３，２０７号の利益を主張するものであり、それぞれが参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、ロボットクリーナー及び特にロボット掃除機に関する。
【背景技術】
【０００３】
ロボットクリーナーは、自動掃除用途のためにますます一般的な電化製品となってきた。特に、ロボット掃除機は、ユーザーとのインターラクションをほとんど又は全く伴うことなく、表面を動き回りながら表面を掃除するために使用される。既存のロボット掃除機は、吸引システムに加えて、様々な掃除道具並びに回転ブラシロール及びサイドブラシなどの撹拌器を含む。手動で制御される掃除機と同様に、ロボット掃除機は、掃除される表面上の破片を捕捉することに関してある一定の課題に直面する。ロボット掃除機はまた、部屋内の障害物に対する自律ナビゲーションに関して課題に直面する。
【０００４】
これら及びその他の特徴の利点は、以下の図面とともに以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本開示の実施形態と一致するロボット掃除機の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すロボット掃除機の側面図である。
【図３】図３は、図１に示すロボット掃除機の上面図である。
【図４】図４は、図１に示すロボット掃除機の正面図である。
【図５】図５は、駆動モータ及びコントロールの概略図を含む、図１に示すロボット掃除機の底面図である。
【図６】図６は、より詳細にサイドブラシ及び非駆動ホイールを図示した、ロボット掃除機の底面図である。
【図７】図７は、異なる掃除半径を提供するサイドブラシの概略図である。
【図８】図８は、異なる掃除半径で表面と接触するブラシ毛の群を有するサイドブラシを示した、図６に示すロボット掃除機の側面図である。
【図９】図９は、非駆動ホイール組立品が取り除かれ、光学回転センサを図示した、図６のロボットクリーナーの底面図である。
【図１０】図１０は、ロボット掃除機のコントローラにＯＲ回路構成で結合された光学回転センサの概略図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態と一致するロボット掃除機の斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１のロボット掃除機の別の斜視図である。
【図１３】図１３は、図１１のロボット掃除機の断面図である。
【図１４】図１４は、図１１のロボット掃除機の別の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の一実施形態と一致するロボット掃除装置又はロボットクリーナーは、掃除される表面上にある障害物を検出するように構成されており、掃除される表面から間隔を置いている。例えば、ロボットクリーナーは、バンパの上端から延びる複数の突出部を有するバンパを含むことができる。突出部は、ロボットクリーナーが家具及びその他の障害物の下に押し込まれるのを防ぐのに役立つ。別の実施形態と一致するロボットクリーナーは、１つのブラシ毛の群がその他の群よりも長いブラシ毛の群を有する少なくとも１つのサイドブラシを含む。ブラシ毛のより長い群及び短い群を有することで、サイドブラシが異なる掃除半径を提供し、回転時により広い掃除面積を提供することが可能になる。さらなる実施形態と一致するロボットクリーナーは、回転センサのいずれかに基づいて非駆動ホイールの回転／非回転を示すために、単一の出力がコントローラに提供されるように、ＯＲ回路構成で結合された複数の光学回転センサを有する非駆動ホイールを含む。１つの出力を有するＯＲ回路構成で結合された複数の回転センサを持つことで、回転／非回転を検出するためのより効率的かつ信頼性の高いシステムが提供される。さらに別の実施形態と一致するロボットクリーナーは、１つのホイール落下センサのみが起動されている場合を検出し、その１つのホイールを前後に回転して脱出を試みることにより、敷居脱出行動を実施する。この敷居脱出行動は、ロボットクリーナーが敷居上に不安定に止まった場合、ロボットクリーナーが倒れるのを防止する。
【０００７】
上記特徴のうちの１つ以上が任意のタイプのロボットクリーナーで実施されうるが、上記の特徴のうちの１つ以上を含むロボット掃除機として、１つの例示的な実施形態を記載する。ロボット掃除機の例示的な実施形態は、変位可能な前部バンパを有する概して円形のハウジング、ハウジングの側面にある一対の駆動ホイール、ハウジングの前部にある非駆動キャスターホイール、単一の主要回転ブラシロール、２つの回転サイドブラシ、真空吸引システム、再充電可能電池、及び取り外し可能なダスト容器を含む。ロボット掃除機の例示的な実施形態はまた、衝突センサ、障害物検出センサ、側壁センサ、及び崖センサを含め、ハウジングの周りにさまざまなセンサを有してもよい。電源スイッチは、ハウジングの側面上に位置してもよく、制御ボタンは、一定の動作（例えば、自律的清掃、スポット清掃、及びドッキング）を開始するために、ハウジングの上部に位置してもよい。ロボット掃除機はさらに、さまざまなアルゴリズム又は動作モードに従って、センサ入力を受信し、動作を制御するためのハードウェア及びソフトウェアを含む。ロボット掃除機にはまた、充電ベース及び遠隔制御が提供されてもよい。ロボット掃除機はまた、磁気ストリップを検出するホールセンサを含んでもよく、これは仮想壁を提供して、ロボット掃除機の移動を制限する。
【０００８】
本明細書で使用される「上」及び「下」という用語は、掃除される表面上の清掃装置の向きに対して使用され、「前」及び「後」という用語は、清掃装置が、通常の掃除動作中に、掃除される表面上を移動する方向に（すなわち、後ろから前に）対して使用される。本明細書で使用される場合、「先導」という用語は、少なくとも別の構成要素の前方の位置を意味するが、必ずしも他の全ての構成要素の前面を意味しない。
【０００９】
図１〜図５を参照すると、本開示の実施形態と一致するロボット掃除機１００が示されており、説明されている。ロボット掃除機の特定の実施形態が本明細書で示され、記載されているが、本開示の概念は、他のタイプのロボット掃除機又はロボットクリーナーに適用されうる。ロボットクリーナー１００は、前側１１２、及び後側１１４、左側及び右側１１６ａ、１１６ｂ、上側（又は上面）１１８、及び下側又は裏面（又は底面）１２０を有するハウジング１１０を含む。バンパ１１１は、ハウジング１１０の前方部分のかなりの部分の周りでハウジング１１０に移動可能に結合されている。ハウジング１１０の上部は、自律的清掃、スポット清掃、及びドッキングなど、一定の動作を開始するためのコントロール１０２（例えば、ボタン）、並びに動作、電池充電レベル、エラー及びその他の情報を示すためのインジケータ（例えば、ＬＥＤ）を含みうる。
【００１０】
一実施形態では、バンパ１１１は、バンパ１１１の上端から延び、かつバンパ１１１の周りに間隔を置いた複数の突出部１１３ａ〜１１３ｃ（例えば、こぶ）を含む。突出部１１３ａ〜１１３ｃは、家具などの障害物の張り出した縁に接触し、ロボットクリーナー１００が張り出した縁の下に押し込まれるのを防止するように構成されている。突出部１１３ａ〜１１３ｃはバンパ１１１から延びるので、突出部１１３ａ〜１１３ｃのいずれかの障害物の一部分との接触は、衝突センサをトリガーすることになる。
【００１１】
図示した例示的な実施形態では、第１突出部又は先導突出部１１３ａは、バンパ１１１の最前方部分に位置し、第二及び第３突出部又は側面突出部１１３ｂ、１１３ｃは、バンパ１１１のそれぞれの側面に位置する。図３に示すように、先導突出部１１３ａはバンパ１１１の最前方部分に位置し、側面突出部１１３ｂ、１１３ｃは、約３０°〜７０°の範囲、より具体的には約５０°〜６０°の範囲の角度θで先導突出部１１３ａから間隔を置いている。突出部１１３ａ〜１１３ｃのこの間隔は、バンパ１１１のかなりの部分の周りに網羅範囲を提供する。他の実施形態では、異なる数及び間隔の突出部もまた可能であり、本開示の範囲内である。
【００１２】
先導突出部１１３ａはバンパ１１１の最前方部分に示されているが、先導突出部１１３ａは、最前方部分の一方の側に位置することができる。側面突出部１１３ｂ、１１３ｃもまた、先導突出部１１３ａから均等に間隔を置く必要はない。限られた数の突出部（例えば、３つの突出部）は、垂直表面積を最小化し、ロボットクリーナーが押し込まれるのを防止するのに役立つが、その他の数の突出部も可能であり、本開示の範囲内である。
【００１３】
図示した例示的な実施形態では、突出部１１３ａ〜１１３ｃは、弧状の外部表面を提供する実質的に円筒形の形状を持ち、これもまた、障害物に接触する垂直表面積を最小限にしうる。楕円形、三角形又はその他の多角形状を含むがこれらに限定されないその他の形状もまた、本開示の範囲内である。突出部１１３ａ〜１１３ｃはまた、張り出した障害物の下に押し込まれうる表面積を最小化するために凹形の上面１１５を有してもよい。図２に示すように、突出部１１３ａ〜１１３ｃは、約２ｍｍ〜５ｍｍの範囲の高さｈで、バンパ１１１の縁より上に延びうる。実質的に同じ高さｈで示されているが、突出部１１３ａ〜１１３ｃはまた、異なる高さを有してもよい。例えば、先導突出部１１３ａは、側面突出部１１３ｂ、１１３ｃよりも高いか短くてもよい。
【００１４】
追加的に又は別の方法として、バンパ１１１は、少なくとも２つの軸に沿って移動するように構成されうる。例えば、バンパ１１１は、少なくとも前方衝突軸１２５及び頭上衝突軸１４５に沿って移動するように構成されうる。前方衝突軸１２５は、バンパ１１１と破片収集器１１９との間に、ロボットクリーナー１００の前方移動方向に対して概して平行な方向に（すなわち、前から後ろに）延びる。頭上衝突軸１４５は、（例えば、ロボットクリーナー１００の上部及び底部を通り）前方衝突軸１２５及び／又は掃除される表面を横断して（例えば、垂直に）延びる。バンパ１１１の少なくとも一部分は、前方衝突軸１２５及び頭上衝突軸１４５に沿って、バンパ１１１が前方衝突軸１２５及び頭上衝突軸１４５に沿って動くことができるために十分な距離だけ、ハウジング１１０から間隔を置くことができる。
【００１５】
バンパ１１１が前方衝突軸１２５に沿って動く時、それはロボットクリーナー１００が、例えば、掃除される表面上に位置付けられそこから延びる障害物と遭遇したことを示しうる。例えば、ロボットクリーナー１００は、家具（例えば、椅子の脚）の一部分と遭遇する可能性があり、これはバンパ１１１を前方衝突軸１２５に沿って移動させる。結果として、ロボットクリーナー１００は、障害物回避行動に入りうる。
【００１６】
バンパ１１１が頭上衝突軸１４５に沿って動く時、それはロボットクリーナー１００が、例えば、掃除される表面より上に位置付けられた障害物と遭遇したことを示しうる。例えば、ロボットクリーナー１００は、張り出した障害物（例えば、２本以上の支持脚の間に延びるソファーの一部分）の下を移動しようとする可能性があり、これは（例えば、バンパ１１１が頭上障害物と接触することに応答して）バンパ１１１が頭上衝突軸１４５に沿って移動することを引き起こしうる。このような移動は、ロボットクリーナー１００が、それが押し込まれうる領域に入ろうとしていることを示しうる（例えば、掃除される表面と障害物の間に押し込まれる）。結果として、ロボットクリーナー１００は障害物回避行動に入りうる。
【００１７】
図示した例示的な実施形態では、図４に示すように、ハウジング１１０は、ハウジング１１０の下側１２０上に開口部１２７を有する吸引導管１２８をさらに規定する。吸引導管１２８は、汚れた空気吸込み口（図示せず）に流体連結され、ロボットクリーナー１００の吸引モータ（図示せず）につながりうる。吸引導管１２８は、ハウジング１１０の内壁によって規定される内部空間であり、これは吸引によって引き出される空気を受けて方向付け、開口部１２７はハウジング１１０の下側１２０が吸引導管１２８と交わる場所である。取り外し可能なダストビンなどの破片収集器１１９は、汚れた空気吸込み口を通して受け入れた破片を受けるために、ハウジング１１０内に位置する、又はハウジング１１０と一体化されている。
【００１８】
ロボットクリーナー１００は、回転攪拌器１２２（例えば、主要ブラシロール）を含む。回転攪拌器１２２は、実質的に水平軸の周りを回転して、破片を破片収集器１１９に方向付ける。回転攪拌器１２２は、少なくとも部分的に吸引導管１２８内に配置される。回転攪拌器１２２は、例えば１つ以上の駆動ベルト、ギア又はその他の駆動機構によって、回転を与えるために、ＡＣ又はＤＣ電気モータなどのモータ１２３に結合されうる。ロボットクリーナーはまた、破片を回転攪拌器１２２に向かって掃くために、モータ１２４に結合された１つ以上の駆動回転サイドブラシ１２１を含む。
【００１９】
回転攪拌器１２２は、撹拌器１２２の外側の周りに、ブラシ毛、織物、もしくはその他のクリーニング要素、又はそれらの任意の組み合わせを有しうる。回転攪拌器１２２は、例えば、ゴム又はエラストマー材料のストリップと組み合わせたブラシ毛のストリップを含みうる。回転攪拌器１２２はまた、回転攪拌器１２２をより簡単に掃除することができ、目的用途に応じて、ユーザーが回転攪拌器１２２のサイズを変更することができ、回転攪拌器１２２上のブラシ毛のタイプを変更することができ、及び／又は完全に回転攪拌器１２２を取り外せるように、取り外し可能としうる。ロボットクリーナー１００は、ハウジング１１０の下側、及び吸引導管１２８の一部分に沿ってブラシ毛ストリップ１２６をさらに含んでもよい。ブラシ毛ストリップ１２６は、掃除される表面に少なくとも部分的に接触するために十分な長さを有するブラシ毛を含んでもよい。ブラシ毛ストリップ１２６はまた、例えば、吸引導管１２８に向かって曲げられてもよい。
【００２０】
ロボットクリーナー１００はまた、掃除される表面上にハウジングを支持するための駆動ホイール１３０及び少なくとも１つの非駆動ホイール１３２（例えば、キャスターホイール）を含む。駆動ホイール１３０及び非駆動ホイール１３２は、掃除される表面との主要接触を提供し、従ってロボットクリーナー１００を主として支持しうる。ロボットクリーナー１００はまた、（例えば、独立して）駆動ホイール１３０を駆動するための駆動モータ１３４を含む。ロボットクリーナー１００は、以下でより詳細に説明するように、非駆動ホイール１３０の回転／非回転を感知するために、非駆動ホイール１３２に光学的に結合された光学回転センサをさらに含んでもよい。
【００２１】
駆動ホイール１３０は、ホイール１３０をハウジング１１０から離れる伸張位置に付勢させる懸架システム上に取り付けられうる。懸架システムは、例えば、ホイール１３０を駆動するモータ及びギアを含む旋回ギヤボックス１３３を含みうる。動作中、ロボットクリーナー１００の重量のために、懸架システム及びホイール１３０は少なくとも部分的にハウジング１１０内に格納される。ロボットクリーナー１００はまた、ホイール１３０が伸張位置にある時を検出するために、ホイール落下センサ１３５（例えば、旋回ギヤボックス１３３によって係合されたスイッチ）を含んでもよい。
【００２２】
ロボットクリーナー１００は、いくつかの異なるタイプのセンサも含む。バンパと一体化された赤外線センサなどの１つ以上の前方障害物センサ１４０（図４）は、バンパ１１１の前部における障害物の近接を検出する。１つ以上の衝突センサ１４２（例えば、バンパの後ろの光学スイッチ）は、動作中にバンパ１１１の障害物との接触を検出する。１つ以上の側壁センサ１４４（例えば、ハウジングの側方に横方向に向けられた赤外線センサ）は、壁に沿って移動（例えば、壁伝い）する時に側壁を検出する。ハウジング１１０の下側の周辺に位置する崖センサ１４６ａ〜１４６ｄ（例えば、赤外線センサ）は、ロボットクリーナー１００が移動している表面が無いことを検出する（例えば、階段又は他の急斜面）。
【００２３】
コントローラ１３６は、ロボットクリーナー１００の移動及び他の機能を制御するために、センサ（例えば、衝突センサ、ホイール落下センサ、回転センサ、前方障害物センサ、側壁センサ、崖センサ）、及び駆動機構（例えば、攪拌器１２２駆動モータ１２３、サイドブラシ１２１駆動モータ１２４、及びホイール駆動モータ１３４）に結合されている。したがって、コントローラ１３６は、例えば、ロボットクリーナーの分野で既知の技術に従い、感知された条件に応じて、駆動ホイール１３０、サイドブラシ１２１、及び／又は攪拌器１２２を動作させる。コントローラ１３６は、ロボットクリーナー１００を動作させて、自律的清掃（無作為に移動及び回転すること、壁伝い及び障害物伝いを含む）、スポット清掃、及びドッキングなどのさまざまな動作を行うことができる。コントローラ１３６はまた、ロボットクリーナー１００を動作させて、障害物及び崖を回避し、ロボットが押し込まれうるさまざまな状況から脱出させうる。コントローラは、モバイルロボットの使用に対して周知のハードウェア（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ）及びソフトウェアの任意の組み合わせを含みうる。
【００２４】
一実施形態において、ロボットクリーナー１００は、敷居脱出行動を実施することができる。ホイール落下センサ１３５のうちの１つのみが起動されている場合、ロボットクリーナー１００は、ハウジング１１０から延びる１つのホイール１３０で敷居の上に不安定に止まっている可能性がある。この状況では、崖センサ１４６ａ〜１４６ｄは、崖脱出行動（例えば、後退）をトリガーせず、両方のホイールの駆動はロボットクリーナーが崖から落ちることを引き起こしうる。敷居脱出行動については、１つのホイール落下センサ１３５の起動の検出に応答して、コントローラ１３６は、一つの伸張ホイール１３０に関連するモータ１３４を駆動してそのホイールを前後に回転させる一方、その他のホイールは停止させる。他のホイールを運転停止して１つのホイールを駆動することにより、ロボットクリーナーが崖の上に不安定に止まっている場合、ロボットクリーナー１００は崖を落ちることなく脱出できる可能性がある。ホイールは、１つのホイール落下センサがもう起動されなくなるまで、又は指定された時間にわたって駆動されうる。ホイール落下センサがある時間の経過後も依然として起動している、及び／又はロボットクリーナー１００が押し込まれている可能性があること（例えば、駆動ホイールモータのモータ電流の上昇）をその他のセンサが示す場合、クリーナーを運転停止してアラームを提供してもよい。
【００２５】
別の実施形態では、図６〜図８に示すように、サイドブラシ１２１は、ハブ１５０から延びるブラシ毛の群１５２ａ〜１５２ｃを含み、ブラシ毛の１つの群１５２ａはブラシ毛のその他の群１５２ｂ、１５２ｃよりも長い。ブラシ毛１５２ａ〜１５２ｃの群の異なる長さは、図７に示すように、異なる掃除半径を可能にし、サイドブラシがより広い領域にわたって床に接触することを可能にする。より長いブラシ毛１５２ａの群は、側面の崖センサ１４６ａ、１４６ｄと床の間を通過するのに十分長い長さであってもよいが、より短いブラシ毛１５２ｂ、１５２ｃの群は、側面の崖センサ１４６ａ、１４６ｄと床の間を通過しない。図示した実施形態は、より長いブラシ毛の１つの群及びより短いブラシ毛の２つの群を示すが、その他の数の群及び長さも意図されており、本開示の範囲内である。例えば、サイドブラシは、すべてが異なる長さのブラシ毛の群を含んでもよい。
【００２６】
図示した実施形態では、より短いブラシ毛１５２ｂ、１５２ｃの群は、より長いブラシ毛１５２ａの群よりも硬い。剛性は、ブラシ毛の長さ、直径、及び／又は材料の結果でありうる。例えば、より短いブラシ毛１５２ｂ、１５２ｃの群はまた、剛性の増加を提供するためにより太いブラシ毛を有してもよい。その他の実施形態では、ブラシ毛の各群は、異なる剛性を有してもよい。ブラシ毛は、掃除機のブラシ用のナイロン又はその他の適切な材料で作製されうる。
【００２７】
さらなる実施形態では、図９に示すように、複数の光学回転センサ１６２ａ〜１６２ｃは、ホイール１３２の回転又は非回転を感知するために、非駆動ホイール１３２（図６に示す）に光学的に結合されている。センサ１６２ａ〜１６２ｃは、非駆動ホイール１３２（図９には図示せず）を受ける凹部１６０に位置し、ホイール１３２の表面上の異なる位置に向けられている。３つのセンサ１６２ａ〜１６２ｃが示されているが、その他の数のセンサも使用されうる。図示した実施形態では、非駆動ホイール１３２は、凹部１６０内に位置するキャスターホイール組立品１３１の一部である。軸は、凹部１６０の開口部の中に延び、実質的に水平な軸の周りを回転するホイール１３２に加えて、実質的に垂直な軸の周りのキャスターホイール組立品１３１の回転を可能にする。
【００２８】
３つのすべてのセンサ１６２ａ〜１６２ｃが、例えば、異なる位置で、ホイール１３２の表面に向けられるように、センサ１６２ａ〜１６２ｃは凹部内に位置する。センサ１６２ａ〜１６２ｃのそれぞれは、ホイール１３２の表面に向けられた放射光を放射するための赤外線エミッタなどの光学エミッタ、及びホイール１３２から反射された放射を検出するための赤外線検出器などの光学検出器を含む。ホイール１３２は、異なる反射率を持つ代替的セクションを含む（例えば、黒及び白の表面）。異なる反射率は、ホイール１３２が回転するときに反射光の異なる強度を提供し、従って、ある時間にわたる反射光の強度の変化を、非駆動ホイール１３２が回転しているかどうかを検出するために使用することができる。
【００２９】
図１０を参照すると、光学回転センサ１６２ａ〜１６２ｃ（すなわち、光学検出器）は、１つの出力がコントローラ１３６に結合されるように、ＯＲロジック構成で一緒に結合されている。そのため、コントローラ１３６は、センサ１６２ａ〜１６２ｃのいずれか１つが回転を示す出力を提供するときに回転を示す入力を受信する。ＯＲ回路構成で結合された複数の光学回転センサを使用することで、より効率的で信頼できる回転の検出が可能になる。例示的な実施形態では、光学回転センサ１６２ａ〜１６２ｃは、回転又は非回転のみを検出するために使用され、いかなる回転速度情報も提供しない。光学回転センサ１６２ａ〜１６２ｃのいずれか１つからの非回転の検出に応答して、コントローラ１３６は、駆動ホイール１３０を逆に駆動しうる。
【００３０】
図１１及び図１２は、本開示の実施形態と一致するロボット掃除機２００の斜視図を示す。図１１は、ロボット掃除機２００の上部斜視図を示し、図１２はロボット掃除機２００の底面斜視図を示す。示されるように、ロボット掃除機２００は、ハウジング２０２、複数のボタン２０６を有するコントロール２０４、破片収集器２０８、複数の駆動ホイール２１０、及び複数のサイドブラシ２１２を含む。
【００３１】
バンパ２１４は、ハウジング２０２の周囲２１６の少なくとも一部分の周りに延びる（例えば、周囲２１６の少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％）。バンパ２１４は、ハウジング２０２の上面２２０に対して概して垂直に延びる垂直軸及び／又は平面２１８に沿って、かつハウジング２０２の上面２２０に対して概して平行に延びる水平軸及び／又は平面２２２に沿って移動するように構成されている。言い換えれば、バンパ２１４は、少なくとも２つの軸に沿って移動可能であるとして一般的に説明することができる。
【００３２】
バンパ２１４が、例えば、張り出した障害物（例えば、２本の脚の間に延びるソファーの一部分）との係合（例えば、接触）に応答して、垂直軸及び／又は平面２１８に沿って、ハウジング２０２に対して変位するとき、バンパ２１４は、１つ以上のスイッチを作動させうる。例えば、スイッチの少なくとも一部及び／又はスイッチを作動させるように構成されたアクチュエータが、ハウジング２０２の上面２２０から延び、かつバンパ２１４と係合（例えば、接触）するように、１つ以上の光学スイッチ／ライトゲート（例えば、赤外線ブレークビームセンサ）、機械的押しボタンスイッチ、及び／又は任意のその他のスイッチを、ハウジング２０２内に位置付けることができる。一部の場合、スイッチ及び／又はスイッチを作動させるように構成されたアクチュエータは、ハウジング２０２から間隔を置いた位置にあるバンパ２１４の少なくとも一部分を支持するように構成されうる。
【００３３】
バンパ２１４が、例えば、床から延びる障害物（例えば、壁又は椅子の脚）との係合（例えば、接触）に応答して、水平軸及び／又は平面２２２に沿って、ハウジング２０２に対して変位するとき、バンパ２１４は１つ以上のスイッチを作動させうる。例えば、スイッチの少なくとも一部及び／又はスイッチを作動させるように構成されたアクチュエータが、ハウジング２０２の上面２２０と底面２２１との間に延びる周辺面２２４から延びるように、１つ以上の光スイッチ／ライトゲート（例えば、赤外線ブレークビームセンサ）、機械的押しボタンスイッチ、及び／又は任意のその他のスイッチを、ハウジング２０２内に位置付けてもよい。
【００３４】
一部の場合、バンパ２１４は、水平軸２２２及び垂直軸２１８の両方に同時に沿って移動するように構成されうる。例えば、バンパ２１４は、例えば、遭遇した障害物の１つ以上の特徴に基づいて、垂直軸２１８とは異なる速度で水平軸２２２に沿って移動することができる。
【００３５】
ロボット掃除機２００は、バンパ２１４が、張り出した障害物と係合しているのと、掃除される表面（例えば、床）と係合しているのを区別するように構成することができる。例えば、ロボット掃除機２００は、バンパ２１４が張り出した障害物と係合するときに実行される第１脱出行動と、バンパ２１４が掃除される表面から延びる障害物と係合するときに実行される第２脱出行動を有してもよい。第１脱出行動は、第２脱出行動とは異なる可能性がある。一部の場合、ロボット掃除機２００は、例えば、張り出した障害物及び掃除される表面から延びる障害物の両方が検出されたときに実行される第３脱出行動を有するように構成されうる。第３脱出行動は、第一及び第２脱出行動の少なくとも１つとは異なる可能性がある。脱出行動は、例えば、方向変更（例えば、逆進又は回転）、アラーム（例えば、可聴又は視覚）を生成してユーザーからの支援を得る、移動の中止、及び／又は任意のその他の適切な行動のうち１つ以上を含みうる。例えば、第１脱出行動は逆進を含んでもよく、第２脱出行動は回転を含んでもよく、第３脱出行動はアラームの生成を含んでもよい。
【００３６】
本開示は一般的に、バンパ２１４が垂直軸及び／又は平面２１８に沿って変位される原因として張り出した障害物に言及しているが、一部の場合は、張り出した障害物がバンパ２１４を垂直軸及び／又は平面２１８に沿って駆り立てるために十分な距離だけ、張り出した障害物が掃除される表面から間隔を置いていない場合があることを理解すべきである。例えば、張り出した障害物は、バンパ２１４の中央部に係合することができる。これらの場合、張り出した障害物は、バンパ２１４を水平軸及び／又は平面２２２に沿って移動させうる。
【００３７】
図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って切り取られたロボット掃除機２００の一部分の断面図である。図１３は、バンパ２１４が張り出した障害物と係合するのに応答して、上部光学スイッチ（又はライトゲート）２２６を作動させるように構成されているバンパ２１４の例を示す。示されるように、バンパ２１４は、上部光学スイッチ２２６のプランジャ２２８と係合（例えば、接触）するように構成されている。プランジャ２２８は、（例えば、ばね２３０によって）ハウジング２０２の上面２２０に向かう方向に付勢されるように構成されている。そのため、プランジャ２２８は、ハウジング２０２の上面２２０から間隔を置いた位置にバンパ２１４を支持するとして一般的に説明されうる。プランジャ２２８が押し下げられると、上部光学スイッチ２２６内に延びる光ビームが遮断されて、上部光学スイッチ２２６を作動させる。言い換えれば、上部光学スイッチ２２６は、プランジャ２２８の移動に応答して作動する。一部の場合、複数の（例えば、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、又は任意のその他の適切な数）の光学スイッチ２２６は、ハウジング２０２の周囲２１６の周りに配置されてもよい。
【００３８】
図１３は、バンパ２１４と直接係合（例えば、接触）しているプランジャ２２８を示すが、その他の構成も可能である。例えば、１つ以上のアクチュエータが、バンパ２１４とプランジャ２２８との間に配置されうる。そのため、アクチュエータは、バンパ２１４と直接係合（例えば、接触）することができ、アクチュエータの移動がプランジャ２２８の対応する移動を引き起こすように構成されうる。これらの場合、アクチュエータは、ハウジング２０２から間隔を置いた位置でバンパ２１４を支持するように構成されうる。
【００３９】
図１４は、図１２の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿って切り取られたロボット掃除機２００の断面図である。図１４は、掃除される表面から延びる障害物を係合するバンパ２１４に応答して、前方光学スイッチ（又はライトゲート）２３２を作動させるように構成されたバンパ２１４の例を示す。示されるように、バンパ２１４が後方に変位すると、バンパ２１４は、前方光学スイッチ２３２の旋回アーム２３４を旋回点２３６の周りに旋回させる。旋回アーム２３４が旋回する旋回軸は、掃除される表面に対して横に（例えば、垂直）延長することができる。旋回アーム２３４が旋回するにつれて、旋回アーム２３４の一部分は、前方光学スイッチ２３２のエミッタと検出器ペア２３８の間に延びる光ビームを遮断して、前方光学スイッチ２３２を作動させる。
【００４０】
本発明の原理は本明細書に記載されているが、本記述は、例としてのみ行われ、本発明の範囲に限定されないことは、当業者によって理解されるべきである。その他の実施形態は、本明細書に示される例示的な実施形態に加えて、本発明の範囲内で意図されている。当業者による修正及び置換は、本発明の範囲内であると考えられ、これは以下の特許請求の範囲を除いて限定されるべきではない。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月26日(2020.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの前部に結合されたバンパであって、前記バンパが、前記バンパの上端から延び、かつ前記ハウジングの上面より上に延びる複数の突出部を含み、前記突出部が、前記バンパの最前方部分に近接する少なくとも１つの先導突出部、及び前記バンパのそれぞれの各側面上の少なくとも２つの側面突出部を含み、前記突出部が凹形の上面を有する、バンパと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられた駆動ホイールと、
少なくとも前記駆動ホイールを制御するためのコントローラと、を備えるロボットクリーナー。
【請求項２】
前記ハウジングが、下側に開口部を有する吸引導管を含み、さらに、前記吸引導管に近接して位置する少なくとも１つの攪拌器と、前記攪拌器を駆動するために前記攪拌器に動作可能に結合された駆動機構とを含む、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項３】
前記吸引導管に入る破片を受けるための前記ハウジング内に位置する破片収集器をさらに備える、請求項２に記載のロボットクリーナー。
【請求項４】
前記突出部が３つの突出部を含む、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項５】
前記少なくとも１つの先導突出部が、前記バンパの最前方部分に位置する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項６】
両側の前記側面突出部が、前記バンパの前記最前方部分から３０o〜７０oの範囲に位置する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項７】
前記バンパとの接触に応答する少なくとも１つの衝突センサをさらに備える、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項８】
前記突出部の少なくとも１つが、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で前記ハウジングの上面より上に延びる、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項９】
前記突出部が実質的に円筒形の形状を有する、請求項１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１０】
ハウジングと、
前記ハウジングに結合されたバンパであって、前記バンパの少なくとも一部分が、前記バンパが少なくとも２つの軸に沿って移動可能であるように、前記ハウジングから間隔を置いており、前記バンパの移動が１つ以上の光学スイッチを作動させる、バンパと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられた駆動ホイールと、
少なくとも前記駆動ホイールを制御するためのコントローラと、を備えるロボットクリーナー。
【請求項１１】
前記１つ以上の光学スイッチが、少なくとも１つの上部光学スイッチを含み、前記上部光学スイッチが、前記ハウジングの上面から間隔を置いた位置に前記バンパを支持するように構成されている、請求項１０に記載のロボットクリーナー。
【請求項１２】
前記上部光学スイッチが、前記ハウジングの前記上面の方向に付勢されているプランジャを含み、前記プランジャが前記バンパを支持するように構成されている、請求項１１に記載のロボットクリーナー。
【請求項１３】
前記バンパが、前記バンパの上端から延び、かつ前記ハウジングの上面より上に延びる複数の突出部をさらに含み、前記突出部が、前記バンパの最前方部分に近接する少なくとも１つの先導突出部と、前記バンパのそれぞれの各側面上の少なくとも２つの側面突出部と、を含む、請求項１０に記載のロボットクリーナー。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの先導突出部が、前記バンパの最前方部分に位置する、請求項１３に記載のロボットクリーナー。
【請求項１５】
両側の前記側面突出部が、前記バンパの前記最前方部分から３０o〜７０oの範囲に位置する、請求項１３に記載のロボットクリーナー。
【請求項１６】
前記突出部が凹形の上面を有する、請求項１３に記載のロボットクリーナー。
【請求項１７】
前記突出部の少なくとも１つが、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲で前記ハウジングの上面より上に延びる、請求項１３に記載のロボットクリーナー。
【請求項１８】
前記突出部が実質的に円筒形の形状を有する、請求項１３に記載のロボットクリーナー。
【請求項１９】
前記１つ以上の光学スイッチが少なくとも１つの上部光学スイッチを含み、前記上部光学スイッチがプランジャを含み、かつ前記プランジャの移動に応答して作動する、請求項１０に記載のロボットクリーナー。
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月30日(2020.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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