JP7369592B2 - 検出装置及びロボット集塵機 - Google Patents

Description

本開示は、検出装置及びロボット集塵機に関する。

ロボット集塵機に係る技術分野において、特許文献１に開示されているようなロボット集塵機が知られている。

独国特許出願公開第１０２０１３１０６２９４号

ロボット集塵機が周辺の物体を検出する検出装置を備える場合、ロボット集塵機の走行において、検出装置が物体に接触する可能性がある。検出装置と物体との接触が繰り返されると、検出装置が劣化する可能性がある。

本開示は、検出装置と物体との接触を検出することを目的とする。

本開示に従えば、光学センサを備える検出装置であって、前記光学センサの周囲の少なくとも一部に配置され、第１回転軸を中心に回転可能なカバー部材と、前記カバー部材の回転を検出する回転センサと、を備えることを特徴とする検出装置が提供される。

本開示によれば、検出装置と物体との接触を検出することができる。

図１は、実施形態に係るロボット集塵機を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るロボット集塵機を示す上面図である。 図３は、実施形態に係るロボット集塵機を示す底面図である。 図４は、実施形態に係るロボット集塵機を示す側面図である。 図５は、実施形態に係るロボット集塵機を示すブロック図である。 図６は、実施形態に係る検出装置を示す斜視図である。 図７は、実施形態に係る検出装置の一部を示す斜視図である。 図８は、実施形態に係る光学センサを示す斜視図である。 図９は、実施形態に係る光学センサを示す断面図である。 図１０は、実施形態に係る検出装置を示す斜視図である。 図１１は、実施形態に係る検出装置を示す断面図である。 図１２は、実施形態に係る検出装置の一部を示す斜視図である。 図１３は、実施形態に係る検出装置の一部を示す平面図である。 図１４は、実施形態に係る検出装置の一部を示す下方からの斜視図である。 図１５は、実施形態に係る検出装置の一部を示す平面図である。 図１６は、実施形態に係るカバー部材を示す平面図である。 図１７は、実施形態に係るロボット集塵機の動作を示す図である。 図１８は、実施形態に係るロボット集塵機の動作を示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、ロボット集塵機１の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。

［ロボット集塵機］
図１は、実施形態に係るロボット集塵機１を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るロボット集塵機１を示す上面図である。図３は、実施形態に係るロボット集塵機１を示す底面図である。図４は、実施形態に係るロボット集塵機１を示す側面図である。図５は、実施形態に係るロボット集塵機１を示すブロック図である。

実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、ロボット集塵機１の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。

ロボット集塵機１は、清掃対象面ＦＬを自律走行しながら集塵する。図１、図２、図３、図４、及び図５に示すように、ロボット集塵機１は、本体２と、バンパ３と、バッテリ装着部４と、吸引ファン５と、吸引モータ６と、キャスタ７と、ローラ８と、走行装置１２と、メインブラシ１３と、メインブラシモータ１４と、サイドブラシ１５と、サイドブラシモータ１６と、ハンドル１７と、障害物センサ１９と、インタフェース装置２０と、検出装置３０と、制御装置１００とを備える。

本体２は、上面２Ａと、清掃対象面ＦＬに対向する底面２Ｂと、上面２Ａの周縁部と底面２Ｂの周縁部とを結ぶ側面２Ｃとを有する。上面２Ａに平行な面内において、本体２の外形は、実質的に円形状である。

本体２は、内部空間を有するハウジング１１を含む。ハウジング１１は、上ハウジング１１Ａと、上ハウジング１１Ａよりも下方に配置され、上ハウジング１１Ａに接続される下ハウジング１１Ｂと、上ハウジング１１Ａに開閉可能に装着されるカバー板１１Ｃと、下ハウジング１１Ｂに装着されるボトムプレート１１Ｄとを含む。上面２Ａは、上ハウジング１１Ａ及びカバー板１１Ｃに配置される。底面２Ｂは、下ハウジング１１Ｂ及びボトムプレート１１Ｄに配置される。

ハウジング１１は、底面２Ｂに吸込口１８を有する。吸込口１８は、ボトムプレート１１Ｄに設けられる。吸込口１８は、底面２Ｂの前部に設けられる。吸込口１８は、清掃対象面ＦＬに対向する。吸込口１８は、清掃対象面ＦＬの塵埃を吸い込む。

バンパ３は、側面２Ｃの少なくとも一部に対向した状態で移動可能である。バンパ３は、本体２に移動可能に支持される。バンパ３は、側面２Ｃの前部に対向する。バンパ３は、ロボット集塵機１の周囲に存在する物体に衝突したとき、本体２に対して移動することにより、本体２に作用する衝撃を緩和する。

バッテリ装着部４は、バッテリＢＴを支持する。バッテリＢＴは、バッテリ装着部４に装着される。バッテリ装着部４は、本体２の外面の少なくとも一部に設けられる。上ハウジング１１Ａの後部に凹部が設けられる。バッテリ装着部４は、上ハウジング１１Ａの凹部の内側に設けられる。バッテリ装着部４は、２つ設けられる。

バッテリＢＴは、バッテリ装着部４に装着された状態で、ロボット集塵機１に搭載されている電気機器又は電子機器に電力を供給する。バッテリＢＴは、種々の電気機器の電源として使用可能な汎用バッテリである。バッテリＢＴは、電動工具の電源として使用可能である。バッテリＢＴは、電動工具以外の電気機器の電源として使用可能である。バッテリＢＴは、実施形態に係るロボット集塵機１とは別の集塵機の電源として使用可能である。バッテリＢＴは、リチウムイオンバッテリを含む。バッテリＢＴは、充電可能な充電式バッテリである。バッテリ装着部４は、電動工具のバッテリ装着部と同等の構造を有する。

吸引ファン５は、回転することにより、塵埃を吸引するための吸引力を吸込口１８に発生させる。吸引ファン５は、ハウジング１１の内部空間に配置される。

吸引モータ６は、吸引ファン５を回転させる動力を発生する。吸引モータ６は、ハウジング１１の内部空間に配置される。

キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体２を移動可能に支持する。キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体２に回転可能に支持される。キャスタ７は、底面２Ｂの後部に２つ設けられる。一方のキャスタ７は、本体２の左部に設けられる。他方のキャスタ７は、本体２の右部に設けられる。ローラ８は、底面２Ｂの前部に１つ設けられる。

走行装置１２は、本体２を前方及び後方の少なくとも一方に移動させる。走行装置１２は、車輪９及び車輪モータ１０を含む。

車輪９は、本体２を移動可能に支持する。車輪９は、左右方向に延伸する回転軸ＡＸを中心に回転する。車輪９の少なくとも一部は、底面２Ｂから下方に突出する。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、本体２の底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとは、間隙を介して対向する。車輪９は、２つ設けられる。一方の車輪９は、本体２の左部に設けられる。他方の車輪９は、本体２の右部に設けられる。

車輪モータ１０は、車輪９を回転させる動力を発生する。車輪モータ１０は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。車輪モータ１０は、ハウジング１１の内部空間に配置される。車輪モータ１０は、２つ設けられる。一方の車輪モータ１０は、本体２の左部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。他方の車輪モータ１０は、本体２の右部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。車輪９が回転することにより、ロボット集塵機１は自律走行する。

メインブラシ１３は、吸込口１８に配置される。メインブラシ１３は、清掃対象面ＦＬに対向する。メインブラシ１３は、左右方向に延伸する回転軸を中心に回転する。メインブラシ１３は、本体２に回転可能に支持される。メインブラシ１３は、メインブラシ１３の少なくとも一部が底面２Ｂから下方に突出するように、本体２に支持される。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、メインブラシ１３の少なくとも一部は、清掃対象面ＦＬに接触する。

メインブラシモータ１４は、メインブラシ１３を回転させる動力を発生する。メインブラシモータ１４は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。メインブラシモータ１４は、ハウジング１１の内部空間に配置される。メインブラシモータ１４の駆動により、メインブラシ１３が回転する。メインブラシ１３が回転することにより、清掃対象面ＦＬに存在する塵埃が掻き上げられ、吸込口１８から吸い込まれる。

サイドブラシ１５は、底面２Ｂの前部に配置される。サイドブラシ１５は、清掃対象面ＦＬに対向する。サイドブラシ１５の少なくとも一部は、本体２よりも前方に配置される。サイドブラシ１５は、２つ設けられる。一方のサイドブラシ１５は、吸込口１８よりも左方に設けられる。他方のサイドブラシ１５は、吸込口１８よりも右方に設けられる。サイドブラシ１５は、円板部材１５Ｄと、円板部材１５Ｄに放射状に接続された複数のブラシ１５Ｂとを有する。円板部材１５Ｄは、本体２に回転可能に支持される。円板部材１５Ｄは、ブラシ１５Ｂの少なくとも一部が側面２Ｃよりも外側に突出するように、本体２に支持される。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、サイドブラシ１５の少なくとも一部は、清掃対象面ＦＬに接触する。

サイドブラシモータ１６は、サイドブラシ１５を回転させる動力を発生する。サイドブラシモータ１６は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。サイドブラシモータ１６は、ハウジング１１の内部空間に配置される。サイドブラシモータ１６の駆動により、サイドブラシ１５が回転する。サイドブラシ１５が回転することによって、本体２の周囲の清掃対象面ＦＬに存在する塵埃が吸込口１８に移動する。

ハンドル１７は、上ハウジング１１Ａの前部に設けられる。ハンドル１７の一端部及び他端部のそれぞれは、上ハウジング１１Ａに回動可能に連結される。ロボット集塵機１の使用者は、ハンドル１７を保持してロボット集塵機１を持ち上げることができる。ロボット集塵機１の使用者は、ロボット集塵機１を持ち運びすることができる。

インタフェース装置２０は、カバー板１１Ｃの後部に配置される。インタフェース装置２０は、ロボット集塵機１の使用者に操作される複数の操作部及び複数の表示部を有する。インタフェース装置２０の操作部として、電源ボタン２０Ａが例示される。インタフェース装置２０の表示部として、バッテリＢＴの残量表示部２０Ｂが例示される。

障害物センサ１９は、ロボット集塵機１の周囲の少なくとも一部に存在する物体を非接触で検出する。障害物センサ１９は、超音波を射出して物体を検出する超音波センサ（Ultrasonic Sensor）を含む。障害物センサ１９は、本体２の側面２Ｃに間隔をあけて複数設けられる。制御装置１００は、障害物センサ１９の検出データに基づいて、本体２又はバンパ３と物体とが接触しないように、車輪モータ１０を制御して、走行装置１２の進行方向を変更したり走行を停止したりする。なお、制御装置１００は、本体２又はバンパ３と物体とが接触した後、走行装置１２の進行方向を変更したり走行を停止したりしてもよい。

［検出装置］
図６は、実施形態に係る検出装置３０を示す斜視図である。図１、図２、図４、及び図６に示すように、検出装置３０は、上ハウジング１１Ａに支持される。検出装置３０は、上ハウジング１１Ａの後部に配置される。

検出装置３０は、光学センサ４０と、光学センサ４０の周囲の少なくとも一部に配置され、回転軸ＣＸを中心に回転可能なカバー部材５０と、カバー部材５０の回転を検出する回転センサ６０とを備える。

光学センサ４０は、検出光を射出して本体２の周囲の物体を非接触で検出する。実施形態において、光学センサ４０は、レーザ光を射出することにより物体を検出するレーザセンサ（ＬＩＤＡＲ：Light Detection and Ranging）を含む。なお、光学センサ４０は、赤外光を射出することにより物体を検出する赤外線センサ又は電波を射出することにより物体を検出するレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）を含んでもよい。

図７は、実施形態に係る検出装置３０の一部を示す斜視図である。図７は、図６からカバー部材５０を外した図に相当する。図８は、実施形態に係る光学センサ４０を示す斜視図である。図９は、実施形態に係る光学センサ４０を示す断面図である。

図７、図８、及び図９に示すように、光学センサ４０は、回転軸ＢＸを中心に回転する回転体４１と、回転体４１に設けられる発光器４２と、回転体４１に設けられる受光器４３と、回転体４１を回転可能に支持する支持部材４６とを有する。

回転体４１は、天板部４１Ａと、側板部４１Ｂと、保持板部４１Ｃとを有する。天板部４１Ａと側板部４１Ｂと保持板部４１Ｃとにより、回転体４１の内部空間が規定される。発光器４２及び受光器４３のそれぞれは、回転体４１の内部空間に配置される。天板部４１Ａは、発光器４２及び受光器４３の上方に配置される。側板部４１Ｂは、発光器４２及び受光器４３の周囲に配置される。側板部４１Ｂは、発光器４２から射出される検出光が通過する第１開口４１Ｄと、受光器４３に入射する検出光が通過する第２開口４１Ｅとを有する。保持板部４１Ｃは、天板部４１Ａ及び側板部４１Ｂの下方に配置される。発光器４２及び受光器４３のそれぞれは、保持板部４１Ｃに保持される。

回転体４１は、発光器４２及び受光器４３を保持した状態で回転する。回転体４１の回転軸ＢＸは、本体２の上面２Ａと直交する。回転軸ＢＸは、上下方向に延伸する。回転軸ＢＸと直交する断面において、回転体４１の外形は、円形状である。実施形態において、回転体４１は、図９の矢印ＲＴで示す規定の回転方向に回転する。

発光器４２は、回転体４１に保持される。発光器４２は、検出光を射出する。発光器４２は、検出光としてレーザ光を射出する。発光器４２は、検出光が射出される発光面４４を有する。発光面４４から射出された検出光は、カバー部材５０に設けられている開口を通過して、本体２の周囲の物体に照射される。後述するように、カバー部材５０は、複数の脚部５２を有する。カバー部材５０に設けられている開口は、隣り合う脚部５２の間に規定される。

受光器４３は、回転体４１に保持される。受光器４３は、発光器４２から射出された検出光の少なくとも一部を受光する。受光器４３は、検出光が入射する受光面４５を有する。発光器４２から射出され、物体に照射された検出光の少なくとも一部は、物体で反射する。物体で反射した検出光は、カバー部材５０に設けられている開口を通過して、受光面４５に入射する。制御装置１００は、受光器４３により受光された検出光に基づいて、本体２の周囲に物体が存在するか否かを検出する。受光器４３は、受光器４３により受光された検出光に基づいて、物体との距離を検出する。

発光面４４及び受光面４５のそれぞれは、本体２（ハウジング１１）の上面２Ａよりも上方に配置される。発光面４４から前方に射出された検出光は、本体２の上面２Ａよりも上方の空間を通過して、本体２の前方の物体に照射される。本体２の前方の物体に検出光が照射された場合、物体で反射した検出光は、本体２の上面２Ａよりも上方の空間を通過して、受光面４５に入射する。光学センサ４０は、本体２に妨げられることなく、本体２の前方の物体を検出することができる。

発光器４２及び受光器４３のそれぞれは、回転体４１に固定される。回転体４１は、発光器４２及び受光器４３を保持した状態で、回転軸ＢＸを中心に回転する。発光器４２は、回転体４１が回転している状態で、検出光を射出する。受光器４３は、回転体４１が回転している状態で、検出光を受光する。回転体４１が回転している状態で、発光器４２が検出光を射出することにより、検出光は、本体２の周囲の物体に照射される。制御装置１００は、受光器４３により受光された検出光に基づいて、本体２の周囲の物体を検出することができる。

支持部材４６は、回転体４１を回転可能に支持する。回転体４１は、支持部材４６に支持された状態で、回転軸ＢＸを中心に回転する。受光器４３の受光データは、信号線４７を介して、制御装置１００に送信される。

カバー部材５０は、回転軸ＣＸを中心に回転する。カバー部材５０の回転軸ＣＸは、本体２の上面２Ａと直交する。回転軸ＣＸは、上下方向に延伸する。回転体４１の回転軸ＢＸとカバー部材５０の回転軸ＣＸとは平行である。実施形態において、回転体４１の回転軸ＢＸとカバー部材５０の回転軸ＣＸとは一致する。

回転センサ６０は、カバー部材５０の回転を検出する。カバー部材５０は、物体に接触した場合、回転する。カバー部材５０の回転が検出されることにより、カバー部材５０と物体との接触が検出する。回転センサ６０は、ハウジング１１の内部空間に配置される。回転センサ６０は、カバー部材５０の回転を非接触で検出する非接触センサである。

図１０は、実施形態に係る検出装置３０を示す斜視図である。図１１は、実施形態に係る検出装置３０を示す断面図である。図１０及び図１１に示すように、検出装置３０の少なくとも一部は、ハウジング１１の内部空間に配置される。図６及び図１０に示すように、上ハウジング１１Ａの一部に開口１１Ｍが形成される。検出装置３０の少なくとも一部は、開口１１Ｍの内側に配置される。

図１０及び図１１に示すように、検出装置３０は、光学センサ４０を保持するホルダ部材３１と、ホルダ部材３１の下方に配置される支持部材３２とを備える。ホルダ部材３１の少なくとも一部は、光学センサ４０の下方に配置される。ホルダ部材３１は、光学センサ４０を下方から保持する。ホルダ部材３１は、光学センサ４０の支持部材４６を下方から保持する。

カバー部材５０は、ホルダ部材３１に回転可能に支持される。

回転センサ６０は、ホルダ部材３１の下方に配置される。回転センサ６０は、支持部材３２に支持される。

図１２は、実施形態に係る検出装置３０の一部を示す斜視図である。図１２は、図１０から光学センサ４０及びホルダ部材３１を外した図に相当する。

図１０、図１１、及び図１２に示すように、カバー部材５０は、光学センサ４０の上方に配置される上板部５１と、光学センサ４０の周囲に配置され上板部５１を支持する脚部５２と、脚部５２を支持する筒部５３と、を有する。

上板部５１は、回転体４１を保護する。回転軸ＣＸと直交する面内において、上板部５１の外形は、回転体４１の外形よりも大きい。

実施形態において、上板部５１は、脚部５２に支持される第１上板部５１Ａと、第１上板部５１Ａに着脱可能な第２上板部５１Ｂとを含む。第２上板部５１Ｂは、角部５４を有する。

第２上板部５１Ｂは、合成樹脂製である。なお、第２上板部５１Ｂは、ゴム製でもよい。

なお、第１上板部５１Ａと第２上板部５１Ｂとは、一体でもよい。

脚部５２は、上板部５１の下方に配置される。脚部５２は、回転体４１の周囲に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、脚部５２は、回転体４１の周囲に４つ設けられる。光学センサ４０の検出光は、隣り合う脚部５２の間に規定された開口を通過することができる。

筒部５３は、脚部５２の下方に配置される。筒部５３の少なくとも一部は、回転体４１の周囲に配置される。回転軸ＣＸと直交する面内において、筒部５３の外形は、円形状である。筒部５３の直径は、回転体４１の直径よりも大きい。筒部５３がホルダ部材３１に回転可能に支持される。

支持部材３２は、ホルダ部材３１に連結される。支持部材３２は、プレート部３２Ａと、ホルダ部材３１に掛けられるフック部３２Ｂとを有する。フック部３２Ｂがホルダ部材３１の少なくとも一部に掛けられることにより、支持部材３２は、ホルダ部材３１に連結される。

検出装置３０は、支持部材３２に支持され、カバー部材５０に連結されるリンク機構３３と、リンク機構３３の作動により移動する検出部材３４とを有する。

実施形態において、リンク機構３３は、カバー部材５０の回転運動を検出部材３４の直線運動に変換する。実施形態において、カバー部材５０が回転軸ＣＸを中心に回転すると、検出部材３４は、前後方向に移動する。

図１３は、実施形態に係る検出装置３０の一部を示す平面図である。図１４は、実施形態に係る検出装置の一部を示す下方からの斜視図である。図１２、図１３、及び図１４に示すように、リンク機構３３は、カバー部材５０から下方に延伸するピン部材３５と、ピン部材３５に接触した状態で、傾動軸ＤＸを中心に傾動するレバー部材３６と、レバー部材３６との接触により後方に直進する移動部材３７と、を有する。

また、リンク機構３３は、前方に移動部材３７を移動させる弾性力を発生する弾性部材３８を有する。

ピン部材３５は、カバー部材５０の筒部５３から下方に延伸する。ピン部材３５は、筒部５３と一体である。カバー部材５０が回転軸ＣＸを中心に回転すると、ピン部材３５は、回転軸ＣＸの周囲を旋回する。実施形態において、ピン部材３５は、一対設けられる。一方のピン部材３５は、回転軸ＣＸよりも左方に配置される。他方のピン部材３５は、回転軸ＣＸよりも右方に配置される。

レバー部材３６は、傾動軸ＤＸを中心に傾動する。傾動軸ＤＸは、上下方向に延伸する。レバー部材３６は、傾動軸ＤＸと直交する面内において傾動する。

レバー部材３６は、ピボット３６Ａを介してプレート部３２Ａに支持されるボディ部３６Ｂと、ボディ部３６Ｂの左端部に接続されるアーム部３６ＣＬと、ボディ部３６Ｂの右端部に接続されるアーム部３６ＣＲと、アーム部３６ＣＬに接続される保持部３６ＤＬと、アーム部３６ＣＲに接続される保持部３６ＤＲとを有する。

ボディ部３６Ｂは、左右方向に延伸する。ピボット３６Ａは、ボディ部３６Ｂの中央部とプレート部３２Ａとを連結する。ピボット３６Ａにより、ボディ部３６Ｂは、傾動軸ＤＸを中心に傾動する。

アーム部３６ＣＬは、ボディ部３６Ｂの左端部から後方に延伸する第１アーム部３６ＣＬａと、第１アーム部３６ＣＬａの後端部から左方に延伸する第２アーム部３６ＣＬｂとを有する。

アーム部３６ＣＲは、ボディ部３６Ｂの右端部から後方に延伸する第１アーム部３６ＣＲａと、第１アーム部３６ＣＲａの後端部から右方に延伸する第２アーム部３６ＣＲｂとを有する。

保持部３６ＤＬは、一方のピン部材３５の下端部が挿入されるガイド溝３６Ｅを有する。保持部３６ＤＲは、他方のピン部材３５の下端部が挿入されるガイド溝３６Ｆを有する。

移動部材３７は、前後方向に移動可能にプレート部３２Ａに支持される。移動部材３７は、ガイド部３２Ｇにより前後方向にガイドされる。図１４に示すように、ガイド部３２Ｇは、ホルダ部材３１に設けられる。ガイド部３２Ｇは、ホルダ部材３１の下面から下方に突出する。

移動部材３７は、左右方向に延伸するボディ部３７Ａと、ボディ部３７Ａの左端部に接続されるアーム部３７ＢＬと、ボディ部３７Ａの右端部に接続されるアーム部３７ＢＲと、アーム部３７ＢＬの左端部から後方に延伸するストレート部３７ＣＬと、アーム部３７ＢＲの右端部から後方に延伸するストレート部３７ＣＲと、ストレート部３７ＣＬの後端部とストレート部３７ＣＲの後端部とを繋ぐ連結部３７Ｄとを有する。

アーム部３７ＢＬは、ボディ部３７Ａの左端部から後方に延伸する第１アーム部３７ＢＬａと、第１アーム部３７ＢＬａの後端部から左方に延伸する第２アーム部３７ＢＬｂとを有する。ストレート部３７ＣＬの前端部は、第２アーム部３７ＢＬｂの左端部に接続される。

アーム部３７ＢＲは、ボディ部３７Ａの右端部から後方に延伸する第１アーム部３７ＢＲａと、第１アーム部３７ＢＲａの後端部から右方に延伸する第２アーム部３７ＢＲｂとを有する。ストレート部３７ＣＲの前端部は、第２アーム部３７ＢＲｂの右端部に接続される。

連結部３７Ｄは、左右方向に延伸する。

検出部材３４は、移動部材３７に設けられる。検出部材３４は、第２アーム部３７ＢＲｂから後方に延伸する。実施形態において、検出部材３４は、移動部材３７と一体である。

カバー部材５０が回転すると、リンク機構３３の作動により、検出部材３４が前後方向に移動する。

弾性部材３８は、コイルばねである。弾性部材３８の前端部は、ボディ部３７Ａに設けられている支持部３７Ｅに支持される。弾性部材３８の後端部は、支持部３９に支持される。図１４に示すように、支持部３９は、ホルダ部材３１に設けられる。支持部３９は、ホルダ部材３１の下面から下方に突出する。

回転センサ６０は、支持部材３２に支持される。回転センサ６０は、検出部材３４を非接触で検出する。回転センサ６０は、検出光ＤＬを射出する射出部６１と、射出部６１から射出された検出光ＤＬを受光可能な受光部６２とを有する。回転センサ６０は、射出部６１から検出部材３４の移動範囲に検出光ＤＬを射出して、検出部材３４を検出する。

図１３は、カバー部材５０が回転していない初期状態を示す。カバー部材５０の初期状態は、カバー部材５０に物体が接触していない状態を含む。カバー部材５０が初期状態において、検出部材３４は、回転センサ６０の検出光ＤＬの光路の外側に配置される。射出部６１から射出された検出光ＤＬは、受光部６２に受光される。

図１５は、実施形態に係る検出装置３０の動作を示す図である。図１５に示すように、カバー部材５０が回転すると、ピン部材３５が回転軸ＣＸを中心に旋回する。一方のピン部材３５の下端部は、レバー部材３６のガイド溝３６Ｅに配置されている。他方のピン部材３５の下端部は、レバー部材３６のガイド溝３６Ｆに配置されている。そのため、ピン部材３５が回転軸ＣＸを旋回すると、ピン部材３５の旋回に伴って、レバー部材３６が傾動軸ＤＸを中心に傾動する。

レバー部材３６が傾動すると、レバー部材３６の少なくとも一部が移動部材３７に接触する。レバー部材３６の少なくとも一部が移動部材３７に接触した状態で、レバー部材３６が更に傾動すると、図１５に示すように、移動部材３７が後方に移動する。移動部材３７は、図１４に示したガイド部３２Ｇにガイドされながら後方に直進する。

移動部材３７が後方に移動すると、検出部材３４も後方に移動する。検出部材３４は、回転センサ６０の射出部６１から射出される検出光ＤＬの光路に配置される。検出部材３４が検出光ＤＬの光路に配置されることにより、受光部６２は、検出光ＤＬを受光できなくなる。これにより、回転センサ６０は、カバー部材５０が回転したことを検出することができる。

図１６は、実施形態に係るカバー部材５０を示す平面図である。図１６に示すように、カバー部材５０の上板部５１は、左右方向に延伸する前辺部５５と、前辺部５５よりも後方に配置される円弧部５６と、前後方向に延伸する左辺部５７と、前後方向に延伸する右辺部５８と、角部５４とを有する。

前辺部５５は、直線状である。円弧部５６は、後方に突出する。左辺部５７は、直線状である。左辺部５７は、前辺部５５の左端部と円弧部５６の左前端部とを結ぶ。右辺部５８は、直線状である。右辺部５８は、前辺部５５の右端部と円弧部５６の右前端部とを結ぶ。

角部５４は、２つ設けられる。角部５４は、前辺部５５と左辺部５７との境界に設けられる角部５４Ｌと、前辺部５５と右辺部５８との境界に設けられる角部５４Ｒとを含む。

カバー部材５０は、規定の回転範囲において回転する。カバー部材５０は、回転軸ＣＸを中心に、初期状態から正転方向及び逆転方向のそれぞれに規定の回転角度θまで回転可能である。カバー部材５０の回転角度θは、９０［°］以下である。すなわち、カバー部材５０が回転していない初期状態におけるカバー部材５０の回転角度θを０［°］としたとき、カバー部材５０は、初期状態から正転方向及び逆転方向のそれぞれに９０［°］まで回転可能である。なお、初期状態からのカバー部材５０の回転角度θは、５［°］以上１５［°］以下の範囲で定められてもよい。実施形態において、カバー部材５０は、初期状態から正転方向に１０［°］まで回転可能であり、初期状態から逆転方向に１０［°］まで回転可能である。

［動作］
次に、実施形態に係るロボット集塵機１の動作について説明する。図１７及び図１８のそれぞれは、実施形態に係るロボット集塵機１の動作を示す図である。ロボット集塵機１は、走行装置１２により清掃対象面ＦＬを自律走行しながら集塵する。カバー部材５０に物体が接触していないとき、カバー部材５０は初期状態である。

図１７に示すように、ロボット集塵機１が前進しながら集塵する場合において、ロボット集塵機１の前方に物体が存在する場合がある。また、図１８に示すように、ロボット集塵機１が回転しながら集塵する場合において、ロボット集塵機１の回転方向前方に物体が存在する場合がある。

物体が、本体２の上面２Ａよりも上方に存在し、且つ、カバー部材５０の上面よりも下方に存在する場合、図１７及び図１８のそれぞれに示すように、カバー部材５０の少なくとも一部が物体に接触する可能性がある。

実施形態において、カバー部材５０は、回転軸ＣＸを中心に回転可能である。図１７及び図１８のそれぞれに示すように、カバー部材５０と物体とが接触した場合、カバー部材５０が回転する。

図１７に示すように、ロボット集塵機１の前進において、カバー部材５０の角部５４と物体とが接触した場合、角部５４と物体とが接触する状態から前辺部５５と物体とが接触する状態に変化するように、カバー部材５０が回転する。図１８に示すように、ロボット集塵機１の回転において、カバー部材５０の角部５４と物体とが接触した場合、角部５４と物体とが接触する状態から右辺部５８と物体とが接触する状態に変化するように、カバー部材５０が回転する。

回転センサ６０は、カバー部材５０の回転を検出する。回転センサ６０の検出データは、制御装置１００に出力される。制御装置１００は、回転センサ６０の検出データに基づいて、検出装置３０と物体とが接触したことを検出することができる。

制御装置１００は、走行装置１２の自律走行において、カバー部材５０の回転が検出されたとき、走行装置１２の走行条件を変更する。検出装置３０と物体との接触が検出された場合、制御装置１００は、検出装置３０が物体から離れるように、走行装置１２の走行条件を変更する。図１７に示す例において、ロボット集塵機１の検出装置３０と物体とが離れるように、制御装置１００は、ロボット集塵機１を後進させる。図１８に示す例において、ロボット集塵機１の検出装置３０と物体とが離れるように、制御装置１００は、ロボット集塵機１を回転方向後方に回転させる。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、ロボット集塵機１の走行において、検出装置３０が物体に接触した場合、検出装置３０のカバー部材５０が回転軸ＣＸを中心に回転する。カバー部材５０の回転は、回転センサ６０によって検出される。カバー部材５０の回転が検出されることにより、検出装置３０と物体との接触が検出される。

ロボット集塵機１が周辺の物体を検出する検出装置３０を備える場合において、検出装置３０と物体との接触が繰り返されると、検出装置３０が劣化する可能性がある。実施形態によれば、検出装置３０と物体との接触が検出されるので、検出装置３０と物体との接触が繰り返されることを抑制するための措置を講ずることができる。

回転センサ６０は、カバー部材５０の回転を非接触で検出する。非接触センサは、接触式センサに比べて、劣化し難い。そのため、回転センサ６０の寿命が短くなることが抑制される。

回転センサ６０は、ホルダ部材３１の下方に配置される。回転センサ６０は、ホルダ部材３１で保護される。そのため、回転センサ６０の劣化が抑制される。

回転センサ６０は、ホルダ部材３１の下方に配置される支持部材３２に支持される。そのため、回転センサ６０は、カバー部材５０の回転を適正に検出することができる。

カバー部材５０にリンク機構３３が連結される。カバー部材５０が回転すると、リンク機構３３の作動により、検出部材３４が移動する。回転センサ６０は、検出部材３４の移動を検出することによって、カバー部材５０の回転を適正に検出することができる。

リンク機構３３は、カバー部材５０の回転運動を検出部材３４の直線運動に変換する。回転センサ６０は、検出部材３４の直線運動を検出することによって、カバー部材５０の回転運動を適正に検出することができる。

リンク機構３３は、カバー部材５０から下方に延伸するピン部材３５と、ピン部材３５に接触した状態で、傾動軸ＤＸを中心に傾動するレバー部材３６と、レバー部材３６との接触により後方向に直進する移動部材３７とを有する。検出部材３４は、移動部材３７に設けられる。これにより、検出部材３４は、カバー部材５０の回転運動に連動して、直線運動することができる。

リンク機構３３は、前方向に移動部材３７を移動させる弾性力を発生する弾性部材３８を有する。カバー部材５０と物体とが接触した場合、検出部材３４は、リンク機構３３の作動により、初期位置から後方に移動する。カバー部材５０と物体との接触が解除された場合、検出部材３４は、弾性部材３８の弾性力により、初期位置に戻ることができる。

回転センサ６０は、検出部材３４の移動範囲に検出光ＤＬを射出して、検出部材３４を検出する光学式センサである。そのため、回転センサ６０は、検出部材３４の移動を非接触で高精度に検出することができる。

カバー部材５０は、光学センサ４０を保持するホルダ部材３１に回転可能に支持される。これにより、検出装置３０の部品点数を抑制することができる。

カバー部材５０は、光学センサ４０の上方に配置される上板部５１と、光学センサ４０の周囲に配置され上板部５１を支持する脚部５２と、脚部５２を支持する筒部５３とを有する。筒部５３がホルダ部材３１に回転可能に支持される。上板部５１及び脚部５２により光学センサ４０が保護される。光学センサ４０の発光器４２から射出された検出光は、隣り合う脚部５２の間の開口を介してロボット集塵機１の周囲の物体に照射される。物体で反射した検出光は、隣り合う脚部５２の間の開口を介して光学センサ４０の受光器４３に入射することができる。

上板部５１は、角部５４を有する。角部５４が物体に接触することにより、カバー部材５０は回転することができる。

回転センサ６０は、ハウジング１１の内部空間に配置される。これにより、回転センサ６０は、ハウジング１１で十分に保護される。

カバー部材５０は、初期状態から正転方向及び逆転方向のそれぞれに規定の回転角度θまで回転可能である。そのため、図１７に示したように、前進するロボット集塵機１の右前方に物体が存在する場合、カバー部材５０は、物体との接触により、正転方向に回転することができる。また、前進するロボット集塵機１の左前方に物体が存在する場合、カバー部材５０は、物体との接触により、逆転方向に回転することができる。また、図１８に示したように、第１の方向に回転するロボット集塵機１の回転方向前方に物体が存在する場合、カバー部材５０は、物体との接触により、逆転方向に回転することができる。また、第１の方向とは逆の第２の方向に回転するロボット集塵機１の回転方向前方に物体が存在する場合、カバー部材５０は、物体との接触により、正転方向に回転することができる。また、初期状態からのカバー部材５０の回転角度θを９０［°］以下にすることにより、検出装置３０の構造の複雑化が抑制される。

制御装置１００は、走行装置１２の走行において、カバー部材５０の回転が検出されたとき、走行装置１２の走行条件を変更する。これにより、検出装置３０と物体との接触が繰り返されることが抑制される。

１…ロボット集塵機、２…本体、２Ａ…上面、２Ｂ…底面、２Ｃ…側面、３…バンパ、４…バッテリ装着部、５…吸引ファン、６…吸引モータ、７…キャスタ、８…ローラ、９…車輪、１０…車輪モータ、１１…ハウジング、１１Ａ…上ハウジング、１１Ｂ…下ハウジング、１１Ｃ…カバー板、１１Ｄ…ボトムプレート、１１Ｍ…開口、１２…走行装置、１３…メインブラシ、１４…メインブラシモータ、１５…サイドブラシ、１５Ｂ…ブラシ、１５Ｄ…円板部材、１６…サイドブラシモータ、１７…ハンドル、１８…吸込口、１９…障害物センサ、２０…インタフェース装置、２０Ａ…電源ボタン、２０Ｂ…残量表示部、３０…検出装置、３１…ホルダ部材、３２…支持部材、３２Ａ…プレート部、３２Ｂ…フック部、３２Ｇ…ガイド部、３３…リンク機構、３４…検出部材、３５…ピン部材、３６…レバー部材、３６Ａ…ピボット、３６Ｂ…ボディ部、３６ＣＬ…アーム部、３６ＣＬａ…第１アーム部、３６ＣＬｂ…第２アーム部、３６ＣＲ…アーム部、３６ＣＲａ…第１アーム部、３６ＣＲｂ…第２アーム部、３６ＤＬ…保持部、３６ＤＲ…保持部、３６Ｅ…ガイド溝、３６Ｆ…ガイド溝、３７…移動部材、３７Ａ…ボディ部、３７ＢＬ…アーム部、３７ＢＬａ…第１アーム部、３７ＢＬｂ…第２アーム部、３７ＢＲ…アーム部、３７ＢＲａ…第１アーム部、３７ＢＲｂ…第２アーム部、３７ＣＬ…ストレート部、３７ＣＲ…ストレート部、３７Ｄ…連結部、３７Ｅ…支持部、３８…弾性部材、３９…支持部、４０…光学センサ、４１…回転体、４１Ａ…天板部、４１Ｂ…側板部、４１Ｃ…保持板部、４１Ｄ…第１開口、４１Ｅ…第２開口、４２…発光器、４３…受光器、４４…発光面、４５…受光面、４６…支持部材、４７…信号線、５０…カバー部材、５１…上板部、５１Ａ…第１上板部、５１Ｂ…第２上板部、５２…脚部、５３…筒部、５４…角部、５４Ｌ…角部、５４Ｒ…角部、５５…前辺部、５６…円弧部、５７…左辺部、５８…右辺部、６０…回転センサ、６１…射出部、６２…受光部、１００…制御装置、ＡＸ…回転軸、ＢＸ…回転軸（第２回転軸）、ＣＸ…回転軸（第１回転軸）、ＤＬ…検出光、ＤＸ…傾動軸、ＢＴ…バッテリ、ＦＬ…清掃対象面。

Claims (18)

1. 底面に吸込口を有するハウジングを備えるロボット集塵機に設けられ、光学センサを備える検出装置であって、
   前記光学センサの周囲の少なくとも一部に配置され、第１回転軸を中心に回転可能なカバー部材と、
   前記カバー部材の回転を検出する回転センサと、
   前記光学センサを下方から保持するホルダ部材と、を備え、
   前記光学センサの発光器及び受光器は、前記ハウジングの上面よりも上方に配置され、
   前記回転センサは、前記ホルダ部材の下方且つ前記ハウジングの内部空間に配置される、ことを特徴とする検出装置。
2. 前記回転センサは、前記カバー部材の回転を非接触で検出することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記ホルダ部材の下方に配置される支持部材を備え、
   前記回転センサは、前記支持部材に支持されることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
4. 前記支持部材に支持され、前記カバー部材に連結されるリンク機構と、
   前記リンク機構の作動により移動する検出部材と、を備え、
   前記回転センサは、前記検出部材を検出することを特徴とする請求項３に記載の検出装置。
5. 前記リンク機構は、前記カバー部材の回転運動を前記検出部材の直線運動に変換することを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
6. 前記リンク機構は、
   前記カバー部材から下方に延伸するピン部材と、
   前記ピン部材に接触した状態で、傾動軸を中心に傾動するレバー部材と、
   前記レバー部材との接触により第１方向に直進する移動部材と、を有し、
   前記検出部材は、前記移動部材に設けられることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。
7. 前記リンク機構は、前記第１方向とは反対の第２方向に前記移動部材を移動させる弾性力を発生する弾性部材を有することを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
8. 前記回転センサは、前記検出部材の移動範囲に検出光を射出して、前記検出部材を検出することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の検出装置。
9. 前記カバー部材は、前記ホルダ部材に回転可能に支持されることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の検出装置。
10. 前記カバー部材は、
    前記光学センサの上方に配置される上板部と、
    前記光学センサの周囲に配置され前記上板部を支持する脚部と、
    前記脚部を支持する筒部と、を有し、
    前記筒部が前記ホルダ部材に回転可能に支持されることと特徴とする請求項９に記載の検出装置。
11. 前記上板部は、角部を有することを特徴とする請求項１０に記載の検出装置。
12. 前記光学センサは、
    第２回転軸を中心に回転する回転体と、
    前記回転体に設けられる発光器と、
    前記回転体に設けられる受光器と、を有し、
    前記カバー部材は、前記回転体の周囲の少なくとも一部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の検出装置。
13. 前記第１回転軸と前記第２回転軸とは一致することを特徴とする請求項１２に記載の検出装置。
14. 前記カバー部材は、初期状態から正転方向及び逆転方向のそれぞれに規定の回転角度まで回転可能であり、
    前記回転角度は、９０［°］以下であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の検出装置。
15. 汎用バッテリが装着されるバッテリ装着部と、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の検出装置と、を備えることを特徴とするロボット集塵機。
16. 底面に吸込口を有するハウジングを備え、
    前記光学センサの発光器及び受光器は、前記ハウジングの上面よりも上方に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のロボット集塵機。
17. 前記回転センサは、前記ハウジングの内部空間に配置されることを特徴とする請求項１６に記載のロボット集塵機。
18. 走行装置と、
    制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記走行装置の走行において、前記カバー部材の回転が検出されたとき、前記走行装置の走行条件を変更することを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のロボット集塵機。

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