JP2024516314A - 清掃装置の制御方法及び清掃装置 - Google Patents
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Abstract
清掃装置の制御方法及び清掃装置である。清掃装置は、駆動アセンブリ(200)と、トラック型清掃布(300)と、を含み、駆動アセンブリ(200)及びトラック型清掃布(300)に独立した動力部材を提供し、通常の走行時に、清掃効率を向上させるために、対応する動力部材によって駆動アセンブリ(200)及びトラック型清掃布(300)の回転方向を逆にするように駆動する。【選択図】図10
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、2021年5月8日に提出された、出願番号が202110501250.3、発明の名称が「クリーニング装置の制御方法、装置及びクリーニング装置」の中国特許出願の優先権、及び2021年11月13日に提出された、出願番号が202111343423.X、発明の名称が「移動ロボットの走行制御方法」の中国特許出願の優先権を主張する。
本願は、2021年5月8日に提出された、出願番号が202110501250.3、発明の名称が「クリーニング装置の制御方法、装置及びクリーニング装置」の中国特許出願の優先権、及び2021年11月13日に提出された、出願番号が202111343423.X、発明の名称が「移動ロボットの走行制御方法」の中国特許出願の優先権を主張する。
本願は、スマート装置の技術分野に関し、特に清掃装置の制御方法及び清掃装置に関する。
科学技術水準の向上に伴い、人々は様々なスマート装置の恩恵をますます受けており、例えば掃除ロボットは人力による清掃に代わる製品として多くの場面で応用されている。しかし、クリーニング効果がより求められる場合には、既存の掃除ロボットではニーズを満たすことが困難である。
これに基づいて、上記技術的問題に対して、清掃装置の制御方法及び清掃装置を提供する必要がある。
本願の実施例にて提供される清掃装置の制御方法において、前記清掃装置は、清掃装置を清掃面上で移動させるための駆動アセンブリと、前記清掃面を清掃するためのトラック型清掃布と、を含み、前記方法は、前記駆動アセンブリ及びトラック型清掃布に独立した動力部材を提供し、且つ通常の走行時に、清掃効率を向上させるために、対応する前記動力部材によって前記駆動アセンブリ及びトラック型清掃布の回転方向を逆にするように駆動する。
一実施例において、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して前記駆動アセンブリ及びトラック型清掃布によって清掃面に提供される力ベクトルを増大させる。
一実施例において、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中は、障害物による妨害、前記駆動アセンブリの引っかかり、前記駆動アセンブリの浮遊、前記駆動アセンブリの滑りのいずれかを含む。
一実施例において、障害物の高さに応じて第1異常レベル及び第2異常レベルを予め設定し、第1異常レベルにおける障害物の高さが第2異常レベルにおける障害物の高さよりも低く、前記清掃装置が第1異常レベルの直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第1力ベクトルを提供し、前記清掃装置が第2異常レベルの直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第2力ベクトルを提供し、第1力ベクトルが第2力ベクトルよりも小さい。
一実施例において、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記トラック型清掃布の自律回転を停止する。
一実施例において、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記駆動アセンブリの回転方向を前記トラック型清掃布の回転方向と同じにする。
一実施例において、前記トラック型清掃布は、昇降可能に設けられ、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記トラック型清掃布を持ち上げて前記清掃面から離す。
一実施例において、前記清掃装置は、トラック型清掃布に対して伸縮可能に設けられたスクレーパをさらに含み、通常の走行時に、前記スクレーパは突出して前記トラック型清掃布を掻き取り、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記スクレーパは引っ込んで前記トラック型清掃布から離れる。
一実施例において、前記清掃装置は、ハウジング及びクリーニングポンプをさらに含み、前記トラック型清掃布及びクリーニングポンプは、いずれも前記ハウジングに取り付けられ、前記ハウジングにクリーニングポンプに連通する噴射口が設けられ、通常の走行時に、前記クリーニングポンプをオンにすることにより前記噴射口を介して前記清掃面にクリーニング液を噴射し、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記クリーニングポンプをオフにする。
一実施例において、前記駆動アセンブリは、予め設定された範囲の偏向角内で偏向可能であり、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、通常の走行時よりも、前記偏向角を減少させて前記駆動アセンブリ及びトラック型清掃布によって清掃面に提供される力ベクトルを増大させる。
本願の実施例にて提供される別の清掃装置の制御方法において、前記清掃装置は、動力部材、第1トラック型清掃布及び第2トラック型清掃布を含み、前記動力部材は、前記第1トラック型清掃布及び第2トラック型清掃布が反対方向に回転するように動かして前記清掃面を清掃する。
一実施例において、前記動力部材は、第1動力部材と、第2動力部材と、を含み、清掃効率を向上させるために、前記第1動力部材は、第1トラック型清掃布を正方向に回転させるように駆動し、前記第2動力部材は、第2トラック型清掃布を逆方向に回転させるように駆動する。
本願の実施例にて提供される清掃装置は、検出アセンブリ、駆動アセンブリ及びトラック型清掃布を含み、前記検出アセンブリは、駆動アセンブリ及びトラック型清掃布の運動モードを決定する検出情報を提供して上述したいずれかの清掃装置の制御方法を実施するために用いられる。
一実施例において、前記清掃装置は、検出アセンブリによって提供される検出情報を受信して駆動アセンブリ及びトラック型清掃布の運動モードを制御するための制御アセンブリをさらに含む。
本願の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかなように、以下の説明における図面は、本願の一部の実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下では図面及び実施例を参照して本願をさらに詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施例は、本願を説明するためのものだけであり、本願を限定するものではないことを理解されたい。
図1に示すように、本願の一実施例にて提供される清掃装置は、床、カーペットなどの清掃面を自律的に清掃することができる。当該清掃装置は、ハウジング100と、駆動アセンブリ200と、トラック型清掃布300と、を含む。ハウジング100は、清掃装置の様々な構成要素を取り付けるためのキャリアであり、特に断らない限り、後述する清掃装置の全ての構成要素は、ハウジング100に直接的又は間接的に取り付けられ、例えば駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300は、いずれもハウジング100に取り付けられる。駆動アセンブリ200は、清掃装置を清掃面上で移動させるように動かすために用いられる。トラック型清掃布300は、清掃面を清掃するために用いられる。
駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300は、いずれも独立した動力部材を有し、それぞれの自律回転に動力を提供するために用いられる。図2を参照すると、一実施例において、トラック型清掃布300は、第1伝達軸301と、第2伝達軸302と、第1動力部材303と、クリーニング部材304と、を含む。
第1伝達軸301と第2伝達軸302とは、平行に設けられている。クリーニング部材304は、第1伝達軸301及び第2伝達軸302に巻装されるように無端ベルト状に設けられている。第1動力部材303は、電気モータ、ギアボックスなどの構成要素を含んでもよく、第1動力部材303は、第1伝達軸301及び/又は第2伝達軸302に伝達可能に接続され、第1伝達軸301、第2伝達軸302の回転に動力を提供する。第1伝達軸301、第2伝達軸302が回転すると、クリーニング部材304が作動するように動かし、清掃面を清掃することができる。
クリーニング部材304は、柔軟な材料であり、スポンジ又は布類材質又はシリコーン、ゴムのような材質のモップであってもよいし、吸着性能を有する材料層であってもよい。クリーニング部材304としてモップ又はスポンジを選択すると、モップ又はスポンジが清掃面に接触して清掃面上の汚れやカスを拭き取る。クリーニング部材304として吸着性能を有する材料層を選択すると、材料層が清掃面に接触して清掃面上の汚れやカスを吸着する。汚れには、特に限定されないが、例えば油汚れなどのような、様々な液体物質が清掃面に残った跡が含まれる。カスには、紙屑、毛髪、又は埃など、様々な固形の汚れが含まれる。
クリーニング部材304が清掃面を清掃する過程において、清掃面に接触して相対的な滑りが生じることでクリーニング部材304と清掃面との間に摩擦力が生じる。換言すれば、クリーニング部材304は、清掃面に作用力を生じ、当該作用力は、清掃装置自体に対して牽引作用を生じることができる。クリーニング部材304の材質や清掃面との接触面積などの配置は、上記作用力の大きさに影響を与える。
図1及び図6に示すように、駆動アセンブリ200は、車輪型走行機構を選択し、第1駆動輪201と、第2駆動輪203と、第2動力部材205と、を含む。いくつかの実施例において、第1駆動輪201及び第2駆動輪203の両方は、同軸に設けられてもよく、一方が駆動輪として第2動力部材205の動力を受けて回転し、他方が従動輪として駆動輪の回転に追従して回転する。第1駆動輪201及び第2駆動輪203の両方の軸方向を結ぶ線は、トラック型清掃布300における第1伝達軸301、第2伝達軸302と平行である。別のいくつかの実施例において、第1駆動輪201及び第2駆動輪203は、別々に設けられ、それぞれ1つの第2動力部材205に伝達可能に接続されて回転動力を受けることもできる。第2動力部材205は、電気モータ、ギアボックスなどの構成要素を含んでもよく、第1駆動輪201、第2駆動輪203の回転に動力を提供することができる。
第1駆動輪201及び第2駆動輪203と清掃面との間に摩擦力が生じ、つまり第1駆動輪201及び第2駆動輪203は、清掃面に作用力を生じ、当該作用力は、清掃装置自体に対して牽引作用を生じる。清掃面が略水平である場合、清掃装置は、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方が清掃面に対して生じる力ベクトルの和を、清掃装置を清掃面に対して移動させるように駆動する駆動力として、清掃面に対する清掃装置の運動方向、例えば清掃面に対する前進、静止、後退などを決定する。
例とすると、図6に示すように、Y軸正方向を、清掃装置の前方を指す前進方向とし、Y軸負方向を、清掃装置の後方を指す後退方向とする。清掃装置が清掃面に提供する力ベクトルがY軸負方向を指す場合、ニュートンの第三法則に従って、清掃面は、清掃装置を清掃面に対して前進させるために清掃装置にY軸正方向の反力を提供する。逆に、清掃装置が清掃面に提供する力ベクトルがY軸正方向を指す場合、清掃面は、清掃装置を清掃面に対して後退させるために清掃装置にY軸負方向の反力を提供する。清掃装置が清掃面に提供する力ベクトルがほぼゼロである場合、清掃装置は清掃面に対して静止する。
なお、上記実施例では、駆動アセンブリ200の数、タイプについての紹介は例示に過ぎず、他の実施例において、駆動アセンブリ200の数、タイプは異なってもよい。例えば、図3は、一実施例にて提供される清掃装置を示し、この清掃装置は、トラック型清掃布300の前後両側にそれぞれ位置する2組の駆動アセンブリ200を含む。理解されるように、各組の駆動アセンブリ200においていずれも独立した動力部材を有する。また例えば、図4は、一実施例にて提供される清掃装置を示し、その1組の駆動アセンブリ200は、トラック型走行機構であり、つまり当該駆動アセンブリ200は、車輪型走行機構とトラック型走行機構との組合せである。トラック型走行機構の具体的な構造は、上記実施例におけるトラック型清掃布300を参照して設けることができ、トラック型清掃布300におけるクリーニング部材304と異なる点としては、トラック型走行機構における対応する部材が主に清掃に用いられるのではなく、主に走行に用いられるため、当該走行機能を実現するのにより適する構造を採用することができる。
同様に、本願では、トラック型清掃布300の数も限定されない。図5を参照して提供される実施例において、当該清掃装置は、2組のトラック型清掃布300を含み、且つ2組のトラック型清掃布300は、隣接して設けられ、駆動アセンブリ200は、トラック型清掃布300の前方側又は後方側に設けられる。理解されるように、各組のトラック型清掃布300においていずれも独立した動力部材を有する。
さらに、1組以上のトラック型清掃布300を有する実施例において、トラック型清掃布300は、ハウジング100に対して昇降可能に設けることもできる。例えば、昇降機構は、モータ、及びギア又はスライドレールなどの伝達機構を含むことができる。モータは、ハウジング100に設けられ、伝達機構は、モータ及びトラック型清掃布300に伝達可能に接続され、モータによりトラック型清掃布300をハウジング100に対して昇降させ、つまり清掃面に対して昇降させることができる。このように設けると、トラック型清掃布300と清掃面との分離を実現し、特定の使用シーンのニーズに対応することができる。
図6に示すように、Y軸方向において、駆動アセンブリ200は、ハウジング100の底部の中央位置に設けられている。駆動アセンブリ200が中央位置にあることにより駆動アセンブリ200が清掃装置により良好な駆動力を提供し、清掃装置が障害物を乗り越えてトラブルから抜け出す能力を向上させることができる。トラック型清掃布330は、駆動アセンブリ200の一側に隣接して設けられる。このような隣接設置は、距離がより大きい設置と比較して、清掃装置と清掃面とのより大きな連続接触面積を可能にし、それにより清掃装置がくぼみなどの障害物に直面する場合、障害物を乗り越えてトラブルから抜け出す能力をより良好にし、同時に、トラック型清掃布300がより大きな接地面積を有し、清掃装置がくぼみなどの障害物に直面した場合、障害物を乗り越えてトラブルから抜け出すのを助ける大きな動力を有する。
図6に示すように、トラック型清掃布300は、駆動アセンブリ200の後方に位置し、且つ水平面へのトラック型清掃布300の投影の少なくとも一部は、水平面への前記ハウジング100の投影の外側に位置する。直観的には、トラック型清掃布300は、ハウジング100によって覆われる範囲外に延在し、トラック型清掃布330がより大きなクリーニング面積を有するようにし、それにより清掃効率を向上させ、同時に、清掃装置がくぼみなどの障害物に直面した場合、障害物を乗り越えてトラブルから抜け出すのを助ける大きな動力を有する。
図6の視点から見ると、第1駆動輪201の外側端は、トラック型清掃布300の左端と同一平面上にあり、より具体的にはクリーニング部材304の左端面と同一平面上にある。第2駆動輪203の外側端は、トラック型清掃布300の右端と同一平面上にあり、より具体的にはクリーニング部材304の右端面と同一平面上にある。換言すれば、第1駆動輪201の外側端と第2駆動輪203の外側端との間の間隔は、クリーニング部材304両端の間の間隔に等しい。このような設置により、清掃装置は良好な動作安定性、及び障害物を乗り越えてトラブルから抜け出す能力を有することができる。
図6に示すように、前記駆動アセンブリ200は、清掃装置の進行方向を変更するために、Y軸方向に対して予め設定された範囲の偏向角内で偏向することができる。従って、駆動アセンブリ200は、第1駆動輪201、第2駆動輪203を偏向させるための動力部材をさらに含む。第1駆動輪201及び第2駆動輪203が設けられたハウジング100の箇所には、第1駆動輪201及び第2駆動輪203の偏向に十分なスペースを提供し、偏向のときにハウジング100との干渉を回避するために、大きな開口が設けられている。
同時に図6及び図7を参照すると、一実施例において、前記ハウジング100にさらにクリーニングポンプ101と清水タンク105が組み立てられ、前記ハウジング100の底部に噴射口103が設けられる。クリーニングポンプ101の入水口は、清水タンク105に連通し、クリーニングポンプ101の出水口は、噴射口103に連通する。噴射口103は、トラック型清掃布300に隣接して設けられる。選択的に、噴射口103は、複数であってもよく、且つトラック型清掃布300と平行な軸方向に沿って等間隔に均等に設けられてもよい。清掃装置の清掃過程において、クリーニングポンプ101は、清水タンク105からクリーニング液を圧送し、且つ噴射口103を介して清掃面にクリーニング液を噴射し、清掃面は、まずクリーニング液で濡れ、含浸され、その後トラック型清掃布300によって清掃され、トラック型清掃布300による清掃面の清掃効果を向上させる。
図8に示すように、一実施例において、前記清掃装置では、ハウジング100に汚水タンク107がさらに組み立てられ、同時にトラック型清掃布300に向けてスクレーパ305が設けられる。清掃装置の清掃過程において、クリーニングポンプ101が噴射するクリーニング液に合わせて、トラック型清掃布300は、クリーニング液と清掃面の汚れ、カスを混合して汚水となる。スクレーパ305を設けることにより、トラック型清掃布300に付着した汚水を掻き取って汚水タンク107に分離して収集して一時貯留することができる。汚水タンク107の汚水は定期的に処理され得る。選択的に、汚水タンク107と清水タンク105は、クリーニング液の補充、汚水処理を容易に行うために、いずれもハウジング100に取り外し可能に取り付けられる。
さらに、スクレーパ305は、制御された状態でトラック型清掃布300に対して伸縮可能に制御されるように設けられてもよい。従って、トラック型清掃布300を掻き取る必要がある場合、スクレーパ305をトラック型清掃布300に当接して掻き取るように突出させ、トラック型清掃布300を掻き取る必要がない場合、スクレーパ305をトラック型清掃布300から離すように引っ込める。
図9は、一実施例にて提供される清掃装置の構造ブロック図を示し、当該清掃装置は、環境情報又は自身の動作情報を検出するための検出アセンブリ400と、駆動アセンブリ200、トラック型清掃布300及び検出アセンブリ400の全てと通信可能に接続された制御アセンブリ500と、を含む。
検出アセンブリ400は、ハウジング100の適所に設けられた赤外線センサ、慣性センサ(IMU)、角度センサ、オプティカルフローセンサ、カメラ、レーザレーダ、ホイールオドメータ、ビジュアルオドメータ、レーザオドメータのうちの1つ又は複数を含んでもよい。検出アセンブリ400が検出する環境情報は、清掃装置と作業環境内の対象物との距離、対象物の運動状態、対象物の形態の三次元データなどを含むが、これらに限定されない。環境情報は、静止画又は動画として提示されてもよい。検出アセンブリ400が検出する自身の動作情報は、清掃装置の駆動アセンブリ200の回転数、駆動アセンブリ200の偏向角、トラック型清掃布300の回転数、トラック型清掃布300のハウジング100に対する昇降状態、スクレーパ305の伸縮状態などを含むが、これらに限定されない。検出アセンブリ400が取得する情報は、清掃装置の走行が正常であるか否かを直接的又は間接的に表すために用いられる。理解されるように、通常の走行時に、清掃装置は、清掃面を連続的かつ効果的に清掃するために、清掃状態を良好に維持することができる。異常走行時、又は異常走行の直前のとき、清掃装置の清掃状態の継続性や安定性に影響を与え、所期の清掃効果が得られなくなるおそれがある。
異常走行は、清掃装置の障害物による妨害、駆動アセンブリ200の引っかかり、駆動アセンブリ200の浮遊、駆動アセンブリ200の滑りという場合の清掃装置の走行状態を含んでもよい。ここで、清掃装置の障害物による妨害は、3つの状況を含む。第1状況では、障害物が清掃装置の走行に与える影響はほとんど無視でき、清掃装置が通常の走行時に備える障害物乗り越え能力によって当該障害物を乗り越えることができ、障害物を乗り越える過程では、通常の走行とは異なり、走行状態に若干の影響を与える場合があるが、障害物を乗り越えた後は、自動的に通常の走行状態を回復し、通常の清掃状態を維持する。理解されるように、この場合、清掃装置の駆動アセンブリ200、トラック型清掃布300の運動モードを変更すれば、通常の走行時よりも優れた障害物乗り越え能力を清掃装置に有させ、当然のことながら、当該障害物を乗り越えることができる。
第2状況では、清掃装置の走行に対する障害物の影響が制御可能であり、障害物を乗り越えるために、清掃装置の駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の運動モードを変更することで通常の走行時よりも優れた障害物乗り越え能力を清掃装置に有させる必要があり、それによって最終的に通常の走行を回復し、通常の清掃状態を維持する。
第3状況では、障害物が既に清掃装置の障害物乗り越え能力を超えるため、最終的に清掃装置が閉じ込められた状態になり、回避又は手動介入を選択しない限り、清掃装置は、自律的にトラブルから抜け出すことができない。
障害物の高さで上記3つの状況を簡略化して示すと、3つの状況における障害物の高さの境界閾値は、A0とA1で表すことができ、ここでA0はA1よりも小さい。障害物の高さがA0以下である場合、上記第1状況に属する。障害物の高さがA0とA1との間にある場合、上記第2状況に属する。障害物の高さがA1以上である場合、上記第3状況に属する。
駆動アセンブリ200の引っかかり、駆動アセンブリ200の浮遊、及び駆動アセンブリ200の滑りは、いずれも様々な異常要因により、駆動アセンブリ200が正常な駆動力を提供できず、それにより清掃装置を清掃面に対して移動させることができないからである。例えば、障害物に特定の高さの隙間があり、清掃装置は、その隙間を通過できず且つその隙間に閉じ込められた場合、駆動アセンブリ200は、通常動かなくなる可能性がある。また例えば、障害物が一定の深さと面積を有するくぼみである場合、清掃装置は、そのくぼみを通過できず且つ駆動アセンブリ200がそのくぼみ内に浮遊する可能性がある。また例えば、清掃面に油汚れなどの摩擦低減物質がある場合、駆動アセンブリ200が油汚れ上で滑ることにより清掃装置が正常に走行できなくなる可能性がある。
制御アセンブリ500は、検出アセンブリ400から提供される検出情報を受信し、さらに予め設定されたアルゴリズムに従って清掃装置の関連構成要素の動作を制御し、例えば駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300が対応する運動モードに従って運転するように制御する。制御アセンブリ500は、プロセッサ、メモリなどを含んでもよい。プロセッサは、1つ以上の処理コアを含んでもよい。プロセッサは、様々なインタフェース及び回路を用いて清掃装置内の様々な部材に接続され、メモリに記憶された命令、プログラム、コードセット又は命令セットを作動又は実行し、メモリに記憶されたデータを呼び出すことにより、清掃装置の様々な機能及びデータ処理を実行する。選択的に、プロセッサは、デジタル信号処理(Digital Signal Processing、DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field-Programmable Gate Array、FPGA)、プログラマブルロジックアレイ(Programmable Logic Array、PLA)のうちの少なくとも1つのハードウェア形態で実現されてもよい。プロセッサには、中央処理装置(Central Processing Unit、CPU)、グラフィックスプロセッサ(Graphics Processing Unit、GPU)及びモデムなどの1つ以上の組み合わせを統合できる。ここで、中央プロセッサは主にオペレーティングシステム、ユーザインタフェース、アプリケーションプログラムなどを処理するために用いられ、グラフィックスプロセッサは表示コンテンツのレンダリング及び描画に用いられ、モデムは無線通信の処理に用いられる。理解されるように、上記モデムは、プロセッサに集積されずに、単一の通信チップによって実現されてもよい。
制御アセンブリ500は、ハウジング100に一体化されてもよい。別のいくつかの実施例において、制御アセンブリ500は、サーバ側に設けられてもよく、サーバ側が、検出アセンブリ400から提供された検出情報を遠隔で受信し、且つ検出情報を処理し、対応する応答及び実行を行う。
以下、図10~図15を参照して本願にて提供される清掃装置の制御方法を例示的に説明する。理解されるように、図10~図15に示す清掃装置は、単なる構造の一例であり、本願にて提供される制御方法がこれらの構造を有する清掃装置にのみ応用されることを意味するものではない。
図10に示すように、清掃装置が通常の走行状態にあるとき、駆動アセンブリ200とトラック型清掃布300との回転方向は逆方向である。理解されるように、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300は、それぞれ、別々の動力部材によって提供された動力によって回転する。ここで、清掃装置の左上隅に位置する矢印は清掃装置の運動方向を示し、この左向きの方向を前方向として定義し、即ち清掃装置が清掃面に対して前進する。駆動アセンブリ200に位置する矢印は、駆動アセンブリ200の回転方向を示す。トラック型清掃布300に位置する矢印は、トラック型清掃布300の回転方向を示す。駆動アセンブリ200と清掃面との間に位置する矢印F1は、清掃面が駆動アセンブリ200に与える前方作用力を示す。トラック型清掃布300と清掃面との間に位置する矢印F2は、清掃面がトラック型清掃布300に与える後方作用力を示す。特に断りのない限り、以下の各図面における矢印の意味は、上述の説明と同様である。理解されるように、このとき清掃面が駆動アセンブリ200に与える前方作用力F1は、清掃面がトラック型清掃布300に与える後方作用力F2よりも大きく、つまり駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300が清掃面に提供する力ベクトルの和が前方を指し、従って清掃装置が清掃面に対して前進することができる。
駆動アセンブリ200とトラック型清掃布300の同方向回転よりも、両方の逆方向回転の方は、トラック型清掃布300による清掃面のクリーニング能力が高い。具体的には、駆動アセンブリ200が清掃装置を動かして清掃面に対して速度V1で移動させ、トラック型清掃布300自体が自律回転して清掃面に密着する側が清掃面に対して有する移動速度がV0であるからである。トラック型清掃布300が同時に清掃装置に追従して清掃面に対して移動するため、トラック型清掃布300の清掃面に密着する側の清掃面に対する移動速度はV0+V1である。駆動アセンブリ200とトラック型清掃布300の同方向回転よりも、両方の逆方向回転の方は、トラック型清掃布300の清掃面に対する回転数を向上させ、これによりクリーニング効果をより良好にすることができる。
2つのトラック型清掃布300を有する実施例において、2つのトラック型清掃布300の回転方向を逆にすることができる。図11に示すように、前後の2つのトラック型清掃布300の回転方向は逆方向であり、2つのトラック型清掃布300は、それぞれ、別々の動力部材によって提供された動力によって逆方向の自律回転を行う。これにより、清掃面は、後方に位置するトラック型清掃布300に後方作用力F2を与え、前方に位置するトラック型清掃布300に前方作用力F3を与え、清掃装置は、前方作用力F1、後方作用力F2及び前方作用力F3の3つのベクトルの合力により、清掃面に対して前進する。
清掃装置が図10に例示した通常の走行中、清掃面上の環境変化又は清掃装置自体の何らかの状況によって通常の走行が継続できない可能性があり、通常の走行を継続できない場合は、清掃装置の障害物による妨害、駆動アセンブリ200の引っかかり、駆動アセンブリ200の浮遊、駆動アセンブリ200の滑りなどを含む。検出アセンブリ400が清掃装置の異常走行の可能性、又は既に異常走行にあることを直接的又は間接的に表す検出情報を検出すると、制御アセンブリ500は、検出情報を受信して駆動アセンブリ200又はトラック型清掃布300を制御して運動モードを変更し、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300が清掃面に提供する力ベクトルを増大させる。力の作用が相互するので、清掃面が清掃装置に提供する力ベクトルも増大する。駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させることにより、清掃装置はより大きな障害物乗り越え能力を有し、又は変化した走行戦略を有し、それによって清掃装置は自律的に異常走行から脱却するか、又は異常走行の原因を回避することができ、通常の走行状態を回復するか又は維持することを便利にし、清掃面の所期の掃除効果を期する。
駆動アセンブリ200又はトラック型清掃布300の運動モードを変更して、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させる方式は、多様であり、異常走行の原因となる状況に応じて、適切な運動モードを決定し、清掃装置を自律的に異常走行から脱却させたり、異常走行の原因を回避したりすることができる。以下、図12、図13、図14、図15を参照してそれぞれ説明する。
一実施例において、図12に示すように、トラック型清掃布300の自律回転を停止し、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させる。トラック型清掃布300の回転が停止すると、清掃面がトラック型清掃布300に与える後方作用力F2が消えるため、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルが前方作用力F1であり、この前方作用力F1は、図10に示す動作モードにおける前方作用力F1と後方作用力F2との合力に比べて大きくなる。検出アセンブリ400が清掃装置の進行経路に障害物があることを検出し、且つ上述した障害物による妨害の第1及び第2状況に属する場合、トラック型清掃布300の自律回転を停止して、当該障害物を乗り越え、障害物が消えた後、通常の走行状態に回復することができ、再び駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の回転方向を逆にする。
なお、トラック型清掃布300の自律回転の停止とは、トラック型清掃布300における第1動力部材303の動力出力の停止を意味する。トラック型清掃布300が依然として清掃面に対して回転するか否かは、清掃面とトラック型清掃布300との間の作用力の合力の大きさによって決定され、この作用力は、少なくとも清掃面とトラック型清掃布300との間の静止摩擦力及びトラック型清掃布300の制動力を含む。例えばトラック型清掃布300が制動モードを採用すると、トラック型清掃布300自体が回転を抑制する制動力を有し、トラック型清掃布300は回転することなく、清掃装置が前進し続けるにつれて清掃面に対して平行に移動する。トラック型清掃布300自体が制動されていない場合、清掃面とトラック型清掃布300との間の静止摩擦力が十分に大きくない場合、トラック型清掃布300も回転を停止し、清掃装置が前進し続けるにつれて清掃面に対して平行に移動し、清掃面とトラック型清掃布300との間の静止摩擦力が十分に大きい場合、清掃装置が前進し続けながら駆動アセンブリ200に受動的に追従して同じ方向に回転する。しかし、トラック型清掃布300の自律回転を停止する限り、トラック型清掃布300が清掃面に対して平行に移動するか、トラック型清掃布300が駆動アセンブリ200に受動的に追従して同じ方向に回転するかにかかわらず、駆動アセンブリ200とトラック型清掃布300との反対方向の回転時に清掃面との間の力ベクトルよりも大きい。
一実施例において、図13に示すように、トラック型清掃布300を持ち上げて清掃面から離し、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させることができる。トラック型清掃布300が清掃面から離れると、清掃面がトラック型清掃布300に与える後方作用力F2が消えるため、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルが前方作用力F1であり、この前方作用力F1は、図10に示す動作モードにおける前方作用力F1と後方作用力F2との合力に比べて大きくなる。この場合、トラック型清掃布300が依然として自律回転するか否かは、他の要因に基づいて柔軟に決定することができる。
検出アセンブリ400が清掃装置の進行経路に障害物があることを検出し、且つ上述した障害物による妨害の第1及び第2状況に属する場合、トラック型清掃布300を持ち上げて清掃面から離し、当該障害物を乗り越え、障害物が消えた後、通常の走行状態に回復することができ、再びトラック型清掃布300を清掃面に接触させる。
一実施例において、図14に示すように、駆動アセンブリ200の回転方向とトラック型清掃布300の回転方向とを同じにして、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させることもできる。図10に示す動作モードに比べて、図14ではトラック型清掃布300の回転方向を変更することにより、駆動アセンブリ200の回転方向とトラック型清掃布300の回転方向とを同じにする。トラック型清掃布300の回転方向が変更されると、清掃面がトラック型清掃布300に与える後方作用力F2が前方作用力F2となるため、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルは、前方作用力F1と前方作用力F2との和であり、図10における動作モードに比べてこの力ベクトルが大きくなる。
検出アセンブリ400が清掃装置の進行経路に障害物があることを検出し、且つ上述した障害物による妨害の第1及び第2状況に属する場合、又は駆動アセンブリ200の引っかかりの直前又は既に引っかかり、駆動アセンブリ200の浮遊の直前又は既に浮遊、駆動アセンブリ200の滑りの直前又は既に滑りを検出する場合、トラック型清掃布300を駆動アセンブリ200の回転方向と同じ回転方向に転換させ、清掃装置を異常走行から脱出又は回避させることができる。
一実施例において、図15に示すように、図10における動作モードに比べて、駆動アセンブリ200の回転方向を変更することにより、駆動アセンブリ200の回転方向とトラック型清掃布300の回転方向とを同じにすることもできる。駆動アセンブリ200の回転方向が変更されると、清掃面が駆動アセンブリ200に与える前方作用力F1が後方作用力F1となるため、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルは、後方作用力F1と後方作用力F2との和であり、図10における動作モードに比べてこの力ベクトルが大きくなり、且つ反対方向であり、従って清掃装置を清掃面に対して後退させることができる。
検出アセンブリ400が清掃装置の進行経路に障害物があることを検出し、且つ上述した障害物による妨害の第3状況に属する場合、又は駆動アセンブリ200の引っかかりの直前又は既に引っかかり、駆動アセンブリ200の浮遊の直前又は既に浮遊、駆動アセンブリ200の滑りの直前又は既に滑りを検出する場合、駆動アセンブリ200をトラック型清掃布300の回転方向と同じ回転方向に転換させ、清掃装置を異常走行から脱出又は回避させることができる。
いくつかの実施例において、検出アセンブリ400が清掃装置の異常走行の可能性、又は既に異常走行にあることを表す検出情報を検出する場合、且つ駆動アセンブリ200が予め設定された範囲内で偏向する場合、当該偏向角を減少させることによって駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増大させることができる。偏向角が減少されると、清掃装置のハウジング100の前後方向に平行な方向の分力が大きくなるため、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルを増加させ、清掃装置を前進又は後退させることができる。理解されるように、このように偏向角を変更することによって駆動アセンブリ200の運動モードを変更する方式は、必要に応じて駆動アセンブリ200又はトラック型清掃布300の運動モードを変更する上記他の方式と組み合わせて行うことができる。
上記各運動モードでは、駆動アセンブリ200及びトラック型清掃布300の両方と清掃面との間の力ベクトルが異なる。例えば、図12に示す運動モードにおける力ベクトルが図14に示す運動モードにおける力ベクトルよりも小さい。従って、いくつかの実施例において、障害物の高さに応じて異なる異常レベルを予め設定することができ、異なる異常レベルには、清掃装置が異なる障害物乗り越え能力を備えることを必要とする。対応する異常レベルに応じて、対応する駆動アセンブリ200又はトラック型清掃布300の運動モードの変更方式に合わせて、清掃装置と清掃面との間の力ベクトルの大きさを調整し、異なる障害物乗り越え能力を備える。
例えば、障害物の高さに応じて第1異常レベル及び第2異常レベルを予め設定し、第1異常レベルにおける障害物の高さが第2異常レベルにおける障害物の高さよりも低い。前記清掃装置が第1異常レベルにある直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第1力ベクトル、例えば図12に示す運動モードの力ベクトルを提供する。前記清掃装置が第2異常レベルにある直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第2力ベクトル、例えば図14に示す運動モードの力ベクトルを提供する。
スクレーパ305及びクリーニングポンプ101を有する実施例において、通常の走行時に、クリーニングポンプ101が噴射口103を介して清掃面にクリーニング液を噴射し、清掃面がまずクリーニング液で濡れ、含浸され、その後トラック型清掃布300によって清掃される。トラック型清掃布300がクリーニング液と清掃面上の汚れ、カスを混合して汚水となる。スクレーパ305は、トラック型清掃布300に付着する汚水を掻き取って汚水タンク107に分離して収集して一時貯留することができる。トラック型清掃布300の特定の回転方向時、例えば図10に示す運動モードの場合にのみ、スクレーパ305は、トラック型清掃布300上の汚水を掻き取って汚水タンク107に分離することができる。トラック型清掃布300が回転方向を変更する場合、例えば図14に示す運動モードの場合、トラック型清掃布300上の汚水がスクレーパ305に掻き取られて清掃面に残り、このようにクリーニング効果に影響を与える。生じる汚水が清掃面に残ることを回避するために、クリーニングポンプ101をオフにし、清掃面へのクリーニング液の噴射を停止することができる。なお、他の運動モードでは、スクレーパ305がトラック型清掃布300上の汚水を清掃面に掻き取ることがなければ、クリーニングポンプ101をオフにしなくてもよい。例えば図12に示す運動モードではトラック型清掃布300が回転しなければ、スクレーパ305がトラック型清掃布300上の汚水を清掃面に掻き取ることがなく、クリーニングポンプ101をオフにしなくてもよい。また例えば図15に示す運動モードでは、トラック型清掃布300の回転方向が変更されないため、クリーニングポンプ101をオフにする必要もない。
さらに、スクレーパ305がトラック型清掃布300に対して伸縮可能に設けられた実施例において、トラック型清掃布300の運動モードを変更する場合、トラック型清掃布300上の汚水がスクレーパ305に掻き取られて清掃面に残ることを防止するために、スクレーパ305が引っ込んでトラック型清掃布300から離れるように制御することもできる。例えば、図10に示す運動モードでは、トラック型清掃布300上の汚水を掻き取るために、スクレーパ305が突出するように制御することができる。一方、図14に示す運動モードでは、トラック型清掃布300から離れるようにスクレーパ305が引っ込むように制御することができる。
Claims (14)
- 清掃装置を清掃面上で移動させるための駆動アセンブリと、前記清掃面を清掃するためのトラック型清掃布と、を含む清掃装置の制御方法であって、前記駆動アセンブリ及び前記トラック型清掃布に独立した動力部材を提供し、且つ通常の走行時に、清掃効率を向上させるために、対応する前記動力部材によって前記駆動アセンブリ及びトラック型清掃布の回転方向を逆にするように駆動する、ことを特徴とする清掃装置の制御方法。
- 前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記駆動アセンブリ又はトラック型清掃布の運動モードを変更して前記駆動アセンブリ及び前記トラック型清掃布によって清掃面に提供される力ベクトルを増大させる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中は、障害物による妨害、前記駆動アセンブリの引っかかり、前記駆動アセンブリの浮遊、前記駆動アセンブリの滑りのいずれかを含む、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 障害物の高さに応じて第1異常レベル及び第2異常レベルを予め設定し、前記第1異常レベルにおける障害物の高さが前記第2異常レベルにおける障害物の高さよりも低く、前記清掃装置が第1異常レベルの直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又は前記トラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第1力ベクトルを提供し、前記清掃装置が第2異常レベルの直前であることを検出する場合、前記駆動アセンブリ又は前記トラック型清掃布の運動モードを変更して清掃面に第2力ベクトルを提供し、前記第1力ベクトルが前記第2力ベクトルよりも小さい、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記トラック型清掃布の自律回転を停止する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記駆動アセンブリの回転方向を前記トラック型清掃布の回転方向と同じにする、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記トラック型清掃布は、昇降可能に設けられ、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記トラック型清掃布を持ち上げて前記清掃面から離す、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記清掃装置は、前記トラック型清掃布に対して伸縮可能に設けられたスクレーパをさらに含み、通常の走行時に、前記スクレーパは突出して前記トラック型清掃布を掻き取り、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記スクレーパは引っ込んで前記トラック型清掃布から離れる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記清掃装置は、ハウジング及びクリーニングポンプをさらに含み、前記トラック型清掃布及び前記クリーニングポンプは、いずれも前記ハウジングに取り付けられ、前記ハウジングに前記クリーニングポンプに連通する噴射口が設けられ、通常の走行時に、前記クリーニングポンプをオンにすることにより前記噴射口を介して前記清掃面にクリーニング液を噴射し、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、前記クリーニングポンプをオフにする、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記駆動アセンブリは、予め設定された範囲の偏向角内で偏向可能であり、前記清掃装置の異常な走行の直前又は異常な走行中を検出する場合、通常の走行時よりも、前記偏向角を減少させて前記駆動アセンブリ及び前記トラック型清掃布によって清掃面に提供される力ベクトルを増大させる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 動力部材、第1トラック型清掃布及び第2トラック型清掃布を含む清掃装置の制御方法であって、前記動力部材は、前記第1トラック型清掃布及び第2トラック型清掃布が反対方向に回転するように動かして前記清掃面を清掃する、ことを特徴とする清掃装置の制御方法。
- 前記動力部材は、第1動力部材と、第2動力部材と、を含み、清掃効率を向上させるために、前記第1動力部材は、前記第1トラック型清掃布を正方向に回転させるように駆動し、前記第2動力部材は、前記第2トラック型清掃布を逆方向に回転させるように駆動する、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 検出アセンブリ、駆動アセンブリ及びトラック型清掃布を含み、前記検出アセンブリは、前記駆動アセンブリ及び前記トラック型清掃布の運動モードを決定する検出情報を提供して請求項1~12のいずれか一項に記載の清掃装置の制御方法を実施するために用いられる、ことを特徴とする清掃装置。
- 検出アセンブリによって提供される検出情報を受信して前記駆動アセンブリ及び前記トラック型清掃布の運動モードを制御するための制御アセンブリをさらに含む、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
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