特表 2024-545173 清掃ロボット及びその運動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-05

(54)【発明の名称】清掃ロボット及びその運動制御方法

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/28 20060101AFI20241128BHJP

   A47L 11/20 20060101ALI20241128BHJP

   A47L 11/206 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

A47L9/28 E

A47L11/20

A47L11/206

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024534543

(86)(22)【出願日】2022-03-17

(85)【翻訳文提出日】2024-06-07

(86)【国際出願番号】 CN2022081489

(87)【国際公開番号】W WO2023142243

(87)【国際公開日】2023-08-03

(31)【優先権主張番号】202210112901.4

(32)【優先日】2022-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524218433

【氏名又は名称】羅積川

【氏名又は名称原語表記】ＬＵＯ， Ｊｉｃｈｕａｎ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ５５， Ｌｉｘｉｎ Ｎｏ．２ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ， Ｚｈｅｎｇｘｉａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｈｅｎｇｙａｎｇ， Ｈｕｎａｎ ４２１００９ （ＣＮ）

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】高雄偉

(72)【発明者】

【氏名】羅積川

【テーマコード（参考）】

3B057

【Ｆターム（参考）】

3B057DE06

(57)【要約】

【要約】
本発明は、清掃ロボット及びその運動制御方法を提供する。当該清掃ロボットは、清掃対象面に接触して清掃対象面との間にチャンバを形成する清掃部材と、チャンバに連通し、チャンバ内の空気を吸引し、負圧を形成して清掃部材を清掃対象面に吸着させる吸引モジュールと、清掃部材に接続されて、かつ清掃部材を駆動して清掃対象面に垂直な軸を回転軸として回転させる駆動モジュールと、吸引モジュールと駆動モジュールに結合され、かつ吸引モジュールと駆動モジュールを制御する制御器と、複数の清掃部材及び駆動モジュールに接続され、少なくとも１つの清掃部材がブリッジに対して偏向可能に構成され、それにより、清掃部材に対応する回転軸が他の清掃部材に対応する回転軸とずれて夾角を形成するブリッジと、を含む。既存の清掃ロボットと比べて、上記清掃ロボットは、一定の曲率を有する清掃対象面に適用でき、さまざまな材質やさまざまな汚れの程度の掃除要件を満たすことができ、適用範囲がより広い。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

清掃対象面に付着される微粒子を除去するための清掃ロボットであって、
清掃対象面に接触して清掃機能を実行し、かつ清掃対象面と少なくとも１つのチャンバ（１ａ）を画定する清掃部材（１）と、
前記チャンバ（１ａ）に連通し、前記チャンバ（１ａ）内の空気を吸引し、前記チャンバ（１ａ）内に負圧を形成して清掃部材（１）を清掃対象面に吸着させる吸引モジュール（２）と、
前記清掃部材（１）に接続されて、かつ清掃部材（１）を駆動して清掃対象面に垂直な軸を回転軸として回転させる駆動モジュール（３）と、
前記吸引モジュール（２）と駆動モジュール（３）に結合され、かつ前記吸引モジュール（２）と駆動モジュール（３）を制御する制御器（４）と、
複数の清掃部材（１）に接続され、かつ少なくとも１つの清掃部材（１）がブリッジ（５）に対して偏向可能に構成され、それにより、当該清掃部材（１）に対応する回転軸が他の清掃部材（１）に対応する回転軸とずれて夾角を形成するブリッジ（５）と、を含む、
ことを特徴とする清掃ロボット。

【請求項2】

さらに、ブリッジ（５）に対して偏向可能に構成される清掃部材（１）に清掃部材（１）を偏向させるための偏向作用力を加え、それにより、当該清掃部材（１）が清掃対象面に置かれる場合に、その一側が最初に清掃対象面に接触し、かつ当該清掃部材（１）が清掃対象面に吸着された後に、当該一側の清掃対象面に対する圧力が他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくなるようにする偏向駆動機構（６）を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の清掃ロボット。

【請求項3】

前記複数の清掃部材（１）のうちの少なくとも２つの清掃部材（１）は、間隔を隔て設置される回転軸（７）を介してブリッジ（５）に接続され、前記回転軸（７）は、当該少なくとも２つの清掃部材（１）に対応する回転軸に垂直し、前記偏向駆動機構（６）は、当該少なくとも２つの清掃部材（１）に対して当該少なくとも２つの清掃部材（１）を偏向させる偏向作用力を加え、それにより、当該少なくとも２つの清掃部材（１）が清掃対象面に置かれる場合に、その一側が最初に清掃対象面に接触し、かつ当該２つの清掃部材（１）が清掃対象面に吸着された後に、当該一側の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくなるようにする、
ことを特徴とする請求項２に記載の清掃ロボット。

【請求項4】

前記偏向駆動機構（６）は、ブリッジ（５）及び相応する清掃部材（１）の間に設けられる弾性部材を含み、前記弾性部材の両端は、それぞれ、ブリッジ（５）及び相応する清掃部材（１）に当接され、或いは、ブリッジ（５）及び相応する清掃部材（１）に固定接続され、かつ弾性変形した前記弾性部材によってブリッジ（５）に対して偏向可能に構成される清掃部材（１）に対して前記清掃部材（１）を偏向させるための偏向作用力を加える、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の清掃ロボット。

【請求項5】

前記偏向駆動機構（６）は、ブリッジ（５）及び相応する清掃部材（１）に固定装着される、互いに吸引したり反発したり磁気コンポーネントを含み、前記磁気コンポーネント間の吸引又は反発作用により、ブリッジ（５）に対して偏向可能に構成される清掃部材（１）に対して前記清掃部材（１）を偏向させる偏向作用力を加える、
ことを特徴とする請求項３に記載の清掃ロボット。

【請求項6】

前記磁気コンポーネントには電磁石が含まれ、前記電磁石の制御回路は、制御器（４）に接続される、
ことを特徴とする請求項５に記載の清掃ロボット。

【請求項7】

前記吸引モジュール（２）は、清掃部材（１）と同数のファン又は真空ポンプを含み、各清掃部材（１）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）は互いに独立し、前記ファン又は真空ポンプは、チャンバ（１ａ）に一対一接続される、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の清掃ロボット。

【請求項8】

前記複数の清掃部材（１）が少なくとも１＃清掃部材（１－１）と２＃清掃部材（１－２）を含み、前記清掃ロボットを清掃対象面に移動させる請求項７に記載の清掃ロボットの運動制御方法であって、
相応する吸引モジュール（２）を制御して１＃清掃部材（１－１）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧は、２＃清掃部材（１－２）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧よりも大きくなるようにし、かつ、
相応する駆動モジュール（３）を制御して第１回転方向に前記１＃清掃部材（１－１）及び２＃清掃部材（１－２）へ適切な駆動力を加え、それにより前記２＃清掃部材（１－２）及びブリッジ（５）は前記１＃清掃部材（１－１）を中心として第１回転方向に反対する第２回転方向にねじれさせるステップＳ０１と、
相応する吸引モジュール（３）を制御して前記１＃清掃部材（１－１）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧は、前記２＃清掃部材（１－２）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧よりも小さくなるようにし、かつ
相応する駆動モジュール（３）を制御して前記第２回転方向に前記１＃清掃部材（１－１）及び２＃清掃部材（１－２）へ適切な駆動力を加え、それにより、前記１＃清掃部材（１－１）及びブリッジ（５）は前記２＃清掃部材（１－２）を中心として前記第２回転方向に反対する第１回転方向にねじれさせるステップＳ０２と、
上記ステップＳ０１とステップＳ０２を交互に実行するステップと、を含む、
ことを特徴とする清掃ロボットの運動制御方法。

【請求項9】

前記清掃ロボットを清掃対象面に移動させる請求項３に記載の清掃ロボットの運動制御方法であって、
相応する駆動モジュール（３）を介して前記少なくとも２つの清掃部材（１）を同時に駆動して適切な方向に清掃対象面に対して回動させ、かつ前記偏向駆動機構（６）により当該少なくとも２つの清掃部材（１）に偏向作用力を加えて、清掃対象面がすべての清掃部材（１）に加えられたすべての静摩擦力の合力は、ゼロよりも大きくし、それにより、当該清掃ロボットを駆動して前記合力の方向に沿って直線的に走行する、
ことを特徴とする清掃ロボットの運動制御方法。

【請求項10】

前記清掃ロボットを清掃対象面に移動させる請求項６に記載の清掃ロボットの運動制御方法であって、
以下のように清掃ロボットの運動を制御し、
相応する吸引モジュール（３）を制御して前記少なくとも２つの清掃部材（１）のうちの１＃清掃部材（１－１）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧は、２＃清掃部材（１－２）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧よりも大きくなるようにし、かつ、
前記１＃清掃部材（１－１）に対応する電磁石の電源回路が開けられ、前記２＃清掃部材（１－２）に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、前記２＃清掃部材（１－２）の一側の清掃対象面に対する圧力のみが、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいか、または小さくなるようにし、かつ
相応する駆動モジュール（３）を制御して第１回転方向に前記１＃清掃部材（１－１）及び前記２＃清掃部材（１－２）へ適切な駆動力を加え、それにより前記２＃清掃部材（１－２）及びブリッジ（５）は前記１＃清掃部材（１－１）を中心として第１回転方向に反対する第２回転方向にねじれるステップＳ０１と、
相応する吸引モジュール（３）を制御して前記１＃清掃部材（１－１）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧は、前記２＃清掃部材（１－２）と清掃対象面とが画定されるチャンバ（１ａ）の負圧よりも小さくなるようにし、かつ
前記１＃清掃部材（１－１）に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、前記２＃清掃部材（１－２）に対応する電磁石の電源回路が開けられ、前記１＃清掃部材（１－１）の一側の清掃対象面に対する圧力のみが、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいかまたは小さくなるようにし、かつ
相応する駆動モジュール（３）を制御して前記第２回転方向に１＃清掃部材（１－１）及び２＃清掃部材（１－２）へ適切な駆動力を加え、それにより前記１＃清掃部材（１－１）及びブリッジ（５）は２＃清掃部材（１－２）を中心として前記第２回転方向に反対する第１回転方向にねじれるステップＳ０２と、
上記ステップＳ０１とステップＳ０２を交互に実行するステップとを含む、
ことを特徴とする清掃ロボットの運動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、清掃設備の技術分野に関し、特に清掃ロボット及びその運動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

中国特許文献ＣＮ１０２９２０３９３Ａは、パネルを清掃するための清掃機を開示しており、清掃機とパネルとの間に負圧を形成することによって清掃機をパネルに付着させる。具体的には、清掃機は、２つの清掃部材の間に設置されるリンクアーム（即ち、本体）を含み、２つの清掃部材は、共に本体に固定接続され、駆動モジュールにより一方の清掃部材を回動せず、他方の清掃部材を駆動して第１回転方向に沿って回動させ、それにより回動する清掃部材と本体との間にねじれが発生し、かつ該ねじれにより本体を第２回転方向（第２回転方向が第１回転方向とは逆方向）へ揺動させ、２つの清掃部材を交互に回動駆動することにより、清掃機がパネルにねじれて走行する。

【0003】

中国特許文献ＣＮ１０４４１４５７３Ａは、類似の構成を有する窓掃除装置を開示し、それは、真空ポンプにより吸盤内に負圧を発生させて窓掃除装置をガラスに吸着させる。窓掃除装置の吸着回転テーブルは軸受を介して本体に接続され（軸受の外輪は本体に固定接続され、軸受の内輪は吸着回転テーブルに固定接続される）、制御ユニットは、それぞれ、動力が２つの吸着回転テーブルに出力する大きさ及び方向を制御し、一対の吸着回転テーブルをガラス面に垂直な垂直軸を中心に回転又は静止するように駆動し、両者が交互に高速端又は低速端になるようにし、回転速度差が生じ、それにより窓掃除装置は交互にねじれ動作を発生させ、ねじれて走行する。

【0004】

ねじれて走行する既存の清掃機／窓掃除装置は、ほとんど、上記特許と類似する構成を採用しており、いずれも２つの吸着回転テーブルを介してパネル面に吸着され、かつ２つの吸着回転テーブルが一体に剛性接続され、それによりパネルにねじれて走行する。そのため、ほとんどすべてのねじり式清掃装置は、その動作するパネル面が非常に平らな平面である必要があり、パネルが円弧を描くようにある程度曲がったとき、吸着回転テーブルとパネル面の隙間が大きくなり、空気漏れが発生し、それは、移動中に機器が落下することを引き起こす恐れがある。機器の落下を回避するために、一般的に、センサを設置して負圧領域の圧力変化を監視し、一旦負圧領域の圧力が設定した閾値を超えると、機器は、前進を続けることがなく直ちに方向転換するように制御されるため、既存のねじり式清掃装置は、殆ど一定の弧度を有するパネル面の作業に適していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、適用範囲がより広い清掃ロボットを提供するということである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は以下の技術案を採用する。清掃対象面に付着される微粒子を除去するための清掃ロボットであって、清掃対象面に接触して清掃機能を実行し、かつ清掃対象面と少なくとも１つのチャンバを画定する清掃部材と、前記チャンバに連通し、前記チャンバ内の空気を吸引し、前記チャンバ内に負圧を形成して清掃部材を清掃対象面に吸着させる吸引モジュールと、前記清掃部材に接続されて、かつ清掃部材を駆動して清掃対象面に垂直な軸を回転軸として回転させる駆動モジュールと、前記吸引モジュールと駆動モジュールに結合され、かつ前記吸引モジュールと駆動モジュールを制御する制御器と、複数の清掃部材及び駆動モジュールに接続され、かつ少なくとも１つの清掃部材がブリッジに対して偏向可能に構成され、それにより、当該清掃部材に対応する回転軸が他の清掃部材に対応する回転軸とずれて夾角を形成するブリッジと、を含む。

【0007】

一実施例では、当該清掃ロボットは、さらに、ブリッジに対して偏向可能に構成される清掃部材に清掃部材を偏向させるための偏向作用力を加え、それにより、当該清掃部材が清掃対象面に置かれる場合に、その一側が最初に清掃対象面に接触し、かつ当該清掃部材が清掃対象面に吸着された後に、当該一側の清掃対象面に対する圧力が他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくなるようにする偏向駆動機構を含む。

【0008】

一実施例では、前記複数の清掃部材のうちの少なくとも２つの清掃部材は、間隔を隔て設置される回転軸を介してブリッジに接続され、前記回転軸は、当該少なくとも２つの清掃部材に対応する回転軸に垂直し、前記偏向駆動機構は、当該少なくとも２つの清掃部材に対して当該少なくとも２つの清掃部材を偏向させる偏向作用力を加え、それにより、当該少なくとも２つの清掃部材が清掃対象面に置かれる場合に、その一側が最初に清掃対象面に接触し、かつ当該少なくとも２つの清掃部材が清掃対象面に吸着された後に、前記一側の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくなる。

【0009】

当該少なくとも２つの清掃部材が清掃対象面に吸着される場合に、当該少なくとも２つの清掃部材の前記偏向作用力を受けた一側の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいかまたは小さい。

【0010】

一実施例では、前記偏向駆動機構は、ブリッジ及び相応する清掃部材の間に設けられる弾性部材を含み、前記弾性部材の両端は、それぞれ、ブリッジ及び相応する清掃部材に当接され、或いは、ブリッジ及び相応する清掃部材に固定接続され、かつ弾性変形した前記弾性部材によってブリッジに対して偏向可能に構成される清掃部材に対して前記清掃部材を偏向させるための偏向作用力を加える。

【0011】

一実施例では、前記偏向駆動機構は、ブリッジ及び相応する清掃部材に固定装着される、互いに吸引したり反発したり磁気コンポーネントを含み、前記磁気コンポーネント間の吸引又は反発作用により、ブリッジに対して偏向可能に構成される清掃部材に対して前記清掃部材を偏向させる偏向作用力を加える。

【0012】

好ましくは、前記磁気コンポーネントには電磁石が含まれ、前記電磁石の制御回路は、制御器に接続される。

【0013】

そのうち、前記吸引モジュールは、清掃部材と同数のファン又は真空ポンプを含み、各清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバは互いに独立し、前記ファン又は真空ポンプは、チャンバに一対一接続される。

【0014】

他方、本発明は、上記清掃ロボットの運動制御方法に関し、前記清掃ロボットの複数の清掃部材は、少なくとも１＃清掃部材と２＃清掃部材を含み、前記清掃ロボットを清掃対象面に移動させ、一実施例では、
相応する吸引モジュールを制御して、１＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧は、２＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧よりも大きくなるようにし、かつ、相応する駆動モジュールを制御して第１回転方向に前記１＃清掃部材及び２＃清掃部材へ適切な駆動力を加え、それにより前記２＃清掃部材及びブリッジは前記１＃清掃部材を中心として第１回転方向に反対する第２回転方向にねじれさせるステップＳ０１と、
相応する吸引モジュールを制御して前記１＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧は、前記２＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧よりも小さくなるようにし、かつ相応する駆動モジュールを制御して前記第２回転方向に前記１＃清掃部材及び２＃清掃部材へ適切な駆動力を加え、それにより、前記１＃清掃部材及びブリッジは前記２＃清掃部材を中心として前記第２回転方向に反対する第１回転方向にねじれさせるステップＳ０２と、
上記ステップＳ０１とステップＳ０２を交互に実行するステップと、を含む。

【0015】

別の実施例では、清掃ロボットの運動制御は、相応する駆動モジュールを介して前記少なくとも２つの清掃部材を同時に駆動して適切な方向に清掃対象面に対して回動させ、かつ前記偏向駆動機構により当該少なくとも２つの清掃部材に偏向作用力を加えて、清掃対象面がすべての清掃部材に加えられたすべての静摩擦力の合力は、ゼロよりも大きくし、それにより、当該清掃ロボットを駆動して前記合力の方向に沿って直線的に走行する。

【0016】

好ましくは、電磁石が含まれた磁気コンポーネントを偏向駆動機構として採用する実施例では、以下の方式によって清掃ロボットの運動を制御する。まず、相応する吸引モジュールを制御して前記少なくとも２つの清掃部材のうちの１＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧は、２＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧よりも大きくなるようにし、かつ、前記１＃清掃部材に対応する電磁石の電源回路が開けられ、前記２＃清掃部材に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、前記２＃清掃部材の一側の清掃対象面に対する圧力のみが、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいかまたは小さくなるようにし、かつ相応する駆動モジュールを制御して第１回転方向に前記１＃清掃部材及び前記２＃清掃部材へ適切な駆動力を加え、それにより前記２＃清掃部材及びブリッジは前記１＃清掃部材を中心として第１回転方向に反対する第２回転方向にねじれ、そして、相応する吸引モジュールを制御して前記１＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧は、前記２＃清掃部材と清掃対象面とが画定されるチャンバの負圧よりも小さくなるようにし、かつ前記１＃清掃部材に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、前記２＃清掃部材に対応する電磁石の電源回路が開けられ、前記１＃清掃部材の一側の清掃対象面に対する圧力のみが、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいかまたは小さくなるようにし、かつ相応する駆動モジュールを制御して前記第２回転方向に１＃清掃部材及び２＃清掃部材へ適切な駆動力を加え、それにより前記１＃清掃部材及びブリッジは２＃清掃部材を中心として前記第２回転方向に反対する第１回転方向にねじれ、上記ステップを交互に実行し、清掃ロボットを清掃対象面にねじれて走行させる。

【0017】

既存の機器と異なり、本発明は、少なくとも１つの清掃部材がブリッジに対して偏向可能に構成され、相応的に、機器の他の部分（ブリッジ、他の清掃部材等を含む）も当該清掃部材に対して偏向することができる。偏向／浮動可能な構成を採用すると、清掃部材を一定の弧度を有する清掃対象面によりよく適合させ、清掃部材と清掃対象面との吸着効果を向上し、機器の落下を減少すると共に、清掃効果をよく保証する。また、既存の機器が平らな清掃対象面に対して清掃作業を行う場合に、清掃対象面に拭き取りにくい固体付着物（例えば、固化したコンクリートブロック、硬質接着剤等）がある場合、固体付着物が清掃対象面から突出する高さが高くなくても、機器は、清掃部材が上記固体付着物により干渉され或いは押し込まれて固体付着物が位置する部位をパネルの境界と誤認したが（機器の落下を防止する）、本発明は、清掃部材の偏向／浮動構造により固体付着物をある程度に回避でき、それにより上記の干渉による誤判定の事態を低減することができる。要するに、本発明は、既存の清掃ロボットよりも優れた適応性を有し、より広い適用範囲を有する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施例１－２における清掃ロボットの外形構造模式図である。

【図2】図２は、実施例１における清掃部材、駆動モジュール、吸引モジュール及びブリッジの間の接続構造模式図である。

【図3】図３は、実施例１におけるブリッジの斜視模式図である。

【図4】図４は、実施例１における清掃ロボットの上面模式図である。

【図5】図５は、図４におけるＡ－Ａ方向の断面模式図である。

【図6】図６は、実施例１における清掃ロボットの側面模式図である。

【図7】図７は、実施例１における清掃ロボットが弧形の清掃対象面に吸着された模式図である。

【図8】図８は、実施例１における清掃ロボットの清掃対象面での運動軌跡の模式図である。

【図9】図９は、実施例２における清掃部材、駆動モジュール、吸引モジュール及びブリッジの間の接続構造模式図である。

【図10】図１０は、図９におけるＩ部の部分放大図である。

【図11】図１１は、実施例２におけるブリッジの斜視模式図である。

【図12】図１２は、実施例２における清掃ロボットの側面模式図である。

【図13】図１３は、実施例２における清掃ロボットの清掃対象面での運動軌跡の第１模式図である；

【図14】図１４は、実施例２に係る清掃ロボットの清掃対象面での運動軌跡の第２模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の説明において、「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「頂」、「底」、「内」、「外」という用語が示される方向又は位置関係は、図面に示される方向又は位置関係に基づくものであり、本発明の説明の便宜および説明の簡略化のためのものであり、言及される装置又は部材が特定の方向を有し、特定の方向で構成し及び操作しなければならないことを示したり暗示することを意図したものではなく、したがって本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。また、「１＃」、「２＃」などの用語は、説明の目的でのみ使用されており、相対的な重要性を示したり暗示したり、示された技術的特徴の量を暗黙的に示したりするものとして理解することはできない。

【0020】

当業者が本発明の構想をより明確に理解できるように、以下に実施例および図面を参照して本発明をさらに説明する。
実施例１

【0021】

図１、４、６は、本実施における清掃ロボットの外形構造を示し、図２、５、７に示すように、当該清掃ロボットは、主に清掃部材１と、吸引モジュール２と、駆動モジュール３と、制御器４と、ブリッジ５とを含む（ブリッジ５は、各清掃部材１を接続するホルダに相当し、各清掃部材１同士は独立しているので、当該ホルダは、それぞれの独立した清掃部材１を接続し、接続ブリッジのような役割を果たすため、「ブリッジ」と呼ばれる）。なお、上記図では清掃部材１の数は２つであるが、実際に応用される場合に、必要に応じて清掃部材１の数が複数としても構成できることを当業者は理解すべきである。図示されているのは、清掃ロボットの最も簡単な構成のみである。また、上記吸引モジュール２は、ファン（負圧ファン）や真空ポンプを含むが、これらに限定されず、駆動モジュール３は、モータであってもよい（もちろん、必要に応じてモータの出力端に減速機を接続することもできる）。本実施例に係る清掃ロボットのエアダクト及び制御回路は、既存の清掃ロボットと類似するため、説明を簡略化するために、上記の内容については重複して説明しない。

【0022】

以上に図示される清掃ロボットにおいて、清掃部材１の作用は、主に清掃対象面に接触して清掃機能を実行し、かつ清掃対象面と少なくとも１つのチャンバ１ａを画定することである。清掃部材１は、図に示されるようなホイールディスク形状に加えて、ルーローの三角形の形状を採用してもよい。また、当業者は、前述の清掃対象面が平らなパネルの表面（例えば、直立したガラス窓）を含むが、それに限定されず、フロア面であってもよく、一定の弧度を有する曲面であってもよいと理解すべきである（例えば、車のフロントガラスのような一定の弧度を有するガラス面）。本実施例では、清掃部材１は、吸引モジュール２を介して清掃対象面に吸着され、具体的には、吸引モジュール２は、２つの負圧ファンを含み、２つの清掃部材１が形成するチャンバ１ａは互いに独立し、２つの負圧ファンと２つのチャンバ１ａとは一対一接続され、負圧ファンが動作する場合にチャンバ１ａ内の空気が吸引され、チャンバ１ａ内に負圧が形成され、それにより対応する清掃部材１は清掃対象面に吸着される。各清掃部材１は、それぞれ、単独の負圧ファンを採用し、かつ対応するチャンバ１ａも互いに独立した後に、各清掃部材１が受けた吸着力は互いに影響しない。即ち、ある清掃部材１は、清掃対象面の作業領域外に移動してエア漏れが発生したとしても、安全作業領域内に１つの清掃部材１が存在する限り、安全作業領域内の清掃部材１は、清掃対象面にしっかりと吸着されるので、機器が落下するリスクが発生しなく、安全性がより高い。また、清掃部材１は、接続される駆動モジュール３により動力を提供することにより清掃機能を実行し、駆動モジュール３は、清掃対象面に垂直な軸を回転軸として清掃部材１を回転させ、それにより清掃部材１と清掃対象面とは大きな変位が生じ、摩擦作用により、清掃部材１は清掃対象面に吸着された微粒子を拭き取る。既存の清掃ロボットと同様に、上記吸引モジュール２及び駆動モジュール３は、充電可能な電池モジュールによって電力供給されることができ、電源に接続される電源コードを設置し、減圧処理された電源によって電力供給されてもよい。電源によって電力供給される場合に、電池モジュールは非常用電源とされ、電源が遮断される（例えば、停電）場合に、吸引モジュール２及び駆動モジュール３は、電力供給のために電池モジュールに切り替える。それと同時に、制御器４は、吸引モジュール２及び駆動モジュール３に結合されることにより吸引モジュール２及び駆動モジュール３を制御する。本体／筐体を介して各吸着回転テーブルが一体になるように固定接続される既存の清掃ロボットとは異なり、本実施例では、ブリッジ５を介して２つの清掃部材１を接続し、２つの清掃部材１は、共にブリッジ５に対して偏向可能に構成される。具体的には、当該２つの清掃部材１は、ブリッジ５に平行に離間して設置される２組の回転軸７を介してブリッジ５にそれぞれ接続され、図において、回転軸７は２つの清掃部材１の対応する回転軸に垂直している。いずれかの清掃部材１が偏向した後、その対応する回転軸は他方の清掃部材１の対応する回転軸とずれて夾角を形成する。清掃部材１が上記のような、ブリッジ３に対して偏向／浮動可能な構造を採用する目的は、主に清掃部材を一定の弧度を有する清掃対象面によりよく適合させるということであり、それにより清掃部材１と清掃対象面との吸着効果を向上し、機器の落下を減少し、清掃効果を保証し、かつ清掃部材１の偏向／浮動により、清掃対象面にある固体付着物をある程度に回避でき、上記固体付着物と清掃部材１との干渉や押し込みにより、機器が固体付着物の位置を境界と誤認する事態が低減される。なお、別の実施例では、そのうちの１つの清掃部材１のみがブリッジに対して偏向可能に構成されてもよく、運動の相対性原理に従って、当該清掃部材１を参照物とする場合に、機器の他の部分（ブリッジ５、他の清掃部材１等を含む）は、当該清掃部材１に対して偏向可能であり、このようにして、同様に上記目的を実現できる。

【0023】

次に、上記清掃ロボットの運動制御方式について詳しく説明する。説明を容易にするために、以下、図中の２つの清掃部材１を１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２としてそれぞれ番号付ける。

【0024】

図８に示すように、清掃ロボットは、吸引モジュール２が発生した負圧によって清掃対象面に吸着された後に、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２は、それぞれ図中のＡ０位置とＢ０位置にある。

【0025】

まず、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２に対応する吸引モジュール２をそれぞれ制御することにより、１＃清掃部材１－１に対応するチャンバ１ａの負圧が２＃清掃部材１－２に対応するチャンバ１ａの負圧よりも大きくなるようにし、かつ対応する駆動モジュール３を駆動して１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２を時計回り方向に駆動し、駆動モジュール３による駆動力は、適切な範囲でなければならない。１＃清掃部材１－１にとっては、駆動モジュール３によって印加される駆動力は、清掃対象面との最大静摩擦力未満でなければならない。２＃清掃部材１－２にとっては、駆動モジュール３によって印加される駆動力は、清掃対象面との最大静摩擦力よりも大きなければならず、それにより２＃清掃部材１－２が清掃対象面に垂直な軸を回転軸として回転し、２＃清掃部材１－２と清掃対象面とは相対に変位するが、１＃清掃部材１－１は清掃対象面に対して静止を保持し、作用力と反力の原理により、１＃清掃部材１－１に印加された駆動力に対応する反力（当該反力は、清掃対象面で発生する静摩擦力に等しい）はブリッジ５に伝達され、回動した２＃清掃部材１－２と清掃対象面との滑り摩擦力が１＃清掃部材１－１と清掃対象面との静摩擦力よりも小さいので、上記反力により、ブリッジ５は２＃清掃部材１－２と共に１＃清掃部材１－１を中心として反時計方向にねじれ、２＃清掃部材１－２をＢ１位置まで移動させ、１＃清掃部材１－１はまだＡ０位置に位置している。

【0026】

そして、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２に対応する吸引モジュール２をそれぞれ制御することにより、１＃清掃部材１－１に対応するチャンバ１ａの負圧が２＃清掃部材１－２に対応するチャンバ１ａの負圧よりも小さくなるようにし、かつ相応する駆動モジュール３を駆動して１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２を反時計方向に駆動し、上記ステップと類似に、駆動モジュール３による駆動力も適切な範囲でなければならない。前述のステップとの違いは、このステップでは、１＃清掃部材１－１にとっては、駆動モジュール３によって印加される駆動力は、清掃対象面との最大静摩擦力よりも大きなければならず、２＃清掃部材１－２にとっては、駆動モジュール３によって印加される駆動力は、清掃対象面との最大静摩擦力未満でなければならないということである。それにより、１＃清掃部材１－１が清掃対象面に垂直な軸を回転軸として回転し、１＃清掃部材１－１と清掃対象面とは相対に変位するが、２＃清掃部材１－２は清掃対象面に対して静止を保持し、作用力と反力の原理により、２＃清掃部材１－２に印加される駆動力に対応する反力（当該反力は、清掃対象面で発生する静摩擦力に等しい）はブリッジ５に伝達され、回動した１＃清掃部材１－１と清掃対象面との滑り摩擦力が２＃清掃部材１－２と清掃対象面との静摩擦力よりも小さいので、上記反力により、ブリッジ５は１＃清掃部材１－１と共に２＃清掃部材１－２を中心として時計回り方向にねじれ、１＃清掃部材１－１をＡ１位置まで移動させ、２＃清掃部材１－２はまだＢ１位置に位置している。

【0027】

上記の２つのステップを交互に実行することにより、清掃ロボットが清掃対象面にねじれて走行することができる。清掃ロボットが清掃対象面にねじれて走行する過程に、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２は、清掃対象面に対して交互に回動し、かつ清掃対象面に付着される汚れである微粒子を拭き取り、それにより清掃対象面の清掃作業を実現する。
実施例２

【0028】

本実施例では、清掃ロボットは、図１に示すような外形構造を採用する。図９に示すように、実施例１と類似に、当該清掃ロボットは、同様に、主に清掃部材１と、吸引モジュール２、駆動モジュール３と、制御器４と、ブリッジ５とを含む。図９－１１に示すように、本実施例における２つの清掃部材１は、共にブリッジ５に対して偏向可能に構成され、同様に、２つの清掃部材１はブリッジ５に平行に離間して設置される２組の回転軸７を介してブリッジ５にそれぞれ接続され、かつ回転軸７は２つの清掃部材１に対応する回転軸に垂直する。

【0029】

本実施例と実施例１との最大の違いは、ブリッジ５に対して偏向可能に構成される２つの清掃部材１に２つの清掃部材１を偏向させるための偏向作用力を加えるための偏向駆動機構６をさらに設置するということであり、当該偏向駆動機構６による偏向作用力により、２つの清掃部材１が清掃対象面に置かれる場合に、その一側が最初に清掃対象面に接触し、かつ当該２つの清掃部材１が清掃対象面に吸着された後に、前述の一側（即ち、最初に清掃対象面に接触する一側）の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくなるようにする。具体的には、本実施例では、ブリッジ５と２つの清掃部材１との間に、それぞれ偏向駆動機構６を設置し、図９及び図１０に示すように、偏向駆動機構６はブリッジ５と清掃部材１との間に設けられたコイルばねである。当該コイルばねの下端は、ブリッジ５の端部に設置される位置決め孔に当接し、当該コイルばねの上端は、清掃部材１のブリッジ５付近に設置される位置決め孔に当接し、かつ当該コイルばねが圧縮状態となっている（圧縮ばね）。他の外力が作用しない場合に、図１２に示すように、当該清掃ロボットの一方の清掃部材１は、対応する圧縮ばねの弾性力によってブリッジ５に対して反時計方向に偏向され、他方の清掃部材１は、対応する圧縮ばねの弾性力によってブリッジ５に対して時計回り方向に偏向され、それにより清掃部材１に対応する回転軸はずれて夾角を形成する。なお、コイルばねは、上記設置方式に限定されず、上端がブリッジ５の先端に固定接続され、下端が清掃部材１のブリッジ５に近接する部位に固定接続されてもよく、それにより、当該コイルばねは、引っ張られた状態（引張バネ）にあり、当該引張バネの弾性力により、同様に一方の清掃部材１はブリッジ５に対して反時計方向に偏向され、他方の清掃部材１はブリッジ５に対して時計回り方向に偏向され、図１２に示される状態を呈している。

【0030】

次に、本実施例における清掃ロボットの運動制御方式について詳しく説明する。説明を容易にするために、図中の２つの清掃部材１を１＃清掃部材１－１、２＃清掃部材１－２としてそれぞれ番号付ける。図１３に示すように、本実施例に係る清掃ロボットは、実施例１と同様に、その動作中の運転軌跡を制御することができる。実施例１と同様に、清掃ロボットは吸引モジュール２が発生した負圧によって清掃対象面に吸着された後に、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２は、それぞれ図中のＡ０位置及びＢ０位置にある。この場合、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２の離れた端（１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２がブリッジ５から比較的遠い端、即ち、図１２における１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２の最低点の位置）の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力によりも大きくなる。

【0031】

実施例１における制御ステップのように、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２を駆動してねじれて走行させることにより、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２をそれぞれ図中のＡ１位置及びＢ１位置に移動させる。図１３に示すように、清掃ロボットが清掃対象面にねじれて走行する過程に、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２は、清掃対象面に対して交互に回動し、かつ清掃対象面に付着される汚れである微粒子を拭き取り、それにより清掃対象面の清掃作業を実現する。実施例１とは異なり、本実施例では、清掃部材１へ偏向作用力を加えるコイルばねを設置することにより、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２が清掃対象面に吸着される場合に、その離れた端側の清掃対象面に対する圧力は、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きく、このようにして、１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２が清掃対象面に対して回動する過程に、清掃対象面が当該離れた端側に加えられる反力は、他の部位が受けた反力よりも大きい。つまり、回動した当該清掃部材１（１＃清掃部材１－１又は２＃清掃部材１－２）は、清掃対象面から受けた反力がアンバランスとなる。清掃対象面が清掃部材１全体に加えた反力は、清掃部材１を偏向させる作用力を形成することに相当し、それにより、当該清掃部材１は、清掃対象面に対して静止する別の清掃部材１を中心として偏向しやすい。偏向しやすいので、機器が走行中に過大なねじれを発生して清掃対象面から落下する事態を大幅に低減できると共に、駆動モジュール３が相対的に静止する側の清掃部材１への駆動力を対応的に低減ことができ、かつ吸引モジュール２の出力電力を相応的に低減させ、より低い電力の吸引モジュール２及び駆動モジュール３を採用することにより、清掃ロボットの製造コストを節約し、清掃ロボットの走行過程で必要なエネルギ消費を削減し、一石二鳥の効果を得ることができる。

【0032】

上記運動制御方式に加えて、本実施例の清掃ロボットは、水平の清掃対象面（例えば、フロア）の清掃にも使用することができる。図１４に示すように、相応する駆動モジュール３を介して１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２を同時に駆動して反対方向（一方が反時計方向に沿い、他方が時計回り方向に沿い）に清掃対象面に対して回動する。１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２は、それぞれ、対応するコイルばねによって同時に印加される偏向作用力により、清掃対象面の１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２に加えたすべての静摩擦力の合力は、ゼロよりも大きく、清掃ロボットの片側を指しているため、当該清掃ロボットは合力の方向に沿って直線的に走行する。当然ながら、上記２つの方式を組み合わせて清掃ロボットの運動軌跡を制御する。

【0033】

なお、上記偏向駆動機構６は、コイルばねの構造に限定されず、他の弾性部材であってもよいし、ブリッジ５と清掃部材１との間に設置できかつ清掃部材１へ偏向作用力を加える弾性部材以外の部材であってもよい。一実施例では、偏向駆動機構６は、ブリッジ５及び相応する清掃部材１に固定装着される、互いに吸引したり（引張バネに相当する）又は反発（圧縮ばねに相当する）したりする磁気コンポーネントであってもよい。磁気コンポーネント間の吸引又は反発作用により、同様に清掃部材１へ偏向作用力を加えることができる。好ましくは、当該磁気コンポーネントには電磁石が含まれ、電磁石の制御回路は、制御器４に結合される。制御器４は、電磁石の電流のオンおよびオフを制御して、偏向駆動機構６を制御することができる。電磁石を偏向駆動機構６として使用した後に、以下の方式により清掃ロボットを清掃対象面にねじれて走行させることができる。まず、相応する吸引モジュール３を制御して１＃清掃部材１－１に対応するチャンバ１ａの負圧が２＃清掃部材１－２に対応するチャンバ１ａの負圧よりも大きくなるようにし、かつ１＃清掃部材１－１に対応する電磁石の電源回路が開けられ、２＃清掃部材１－２に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、２＃清掃部材１－２の一側の清掃対象面に加えられた圧力のみが、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きいかまたは小さくなるようにし、かつ相応する駆動モジュール３を制御して時計回り方向に１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２へ適切な駆動力を加える。本実施例では、所謂「適切な」駆動力は、実施例１と一致するように要求され（即ち、一方の清掃部材１を清掃対象面に対して静止させ、他方の清掃部材１を清掃対象面に対して回動させる）、それにより２＃清掃部材１－２とブリッジ５は、１＃清掃部材１－１を中心として反時計方向にねじれる。そして、相応する吸引モジュール３を制御して１＃清掃部材１－１に対応するチャンバ１ａの負圧を２＃清掃部材１－２に対応するチャンバ１ａの負圧よりも小さくなるようにし、かつ１＃清掃部材１－１に対応する電磁石の電源回路が閉じられ、２＃清掃部材１－２に対応する電磁石の電源回路が開けられ、１＃清掃部材１－１の一側の清掃対象面に加えられた圧力のみを、他の部位の清掃対象面に対する圧力よりも大きくしたり小さくしたりするようにし、かつ相応する駆動モジュール３を制御して反時計方向に１＃清掃部材１－１及び２＃清掃部材１－２へ適切な駆動力を加え、それにより、１＃清掃部材１－１とブリッジ５は、２＃清掃部材１－２を中心として時計回り方向にねじれる。上記ステップを交互に実行し、清掃ロボットが清掃対象面にねじれて走行するように制御することができる。電磁石を採用すると、ねじれて走行する過程に清掃対象面に対して静止する清掃部材１が偏向作用力を受けず、清掃対象面に対して回動する清掃部材１のみが偏向作用力を受けて、静止する清掃部材１がバランスの取れた力を受けて清掃対象面にしっかりと吸着され、回動する清掃部材１が清掃対象面から受ける反力のみがアンバランスとなるため、回動する当該清掃部材１が清掃対象面に対して静止する別の清掃部材１を中心として偏向させやすいと共に、清掃ロボットがねじれて走行する過程に清掃対象面から落下するリスクを低減する。

【0034】

上記実施例は、本発明の好ましい実現方案であり、本技術案の構想から逸脱することなく、明らかな置換は本発明の保護範囲内にある。

【0035】

当業者が従来技術に対する本発明の改良点をより容易に理解できるように、本発明の幾つかの図面及び説明は、簡略化され、かつ明確のために、本願出願は、他の幾つかの要素も省略され、当業者は、これらの省略された要素も本発明の内容を構成し得ると理解すべきである。

【符号の説明】

【0036】

１：清掃部材
２：吸引モジュール
３：駆動モジュール
４：制御器
５：ブリッジ
６：偏向駆動機構
７：回転軸
１ａ：チャンバ
１－１：１＃清掃部材
１－２：２＃清掃部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【国際調査報告】