JP2018041254A - Self-propelled vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は自走式掃除機に関する。 The present invention relates to a self-propelled cleaner.
この発明の背景技術としては、自走式掃除機の掃除領域外へのオーバーランを防止するために、その境界として床面に設置される仮想壁(バーチャル・ウオール)に、アンテナおよびICチップ付きの無線タグ(RFID発信手段)を設け、この無線タグからの無線信号を、自走式掃除機に備えたアンテナと送受信部により受信し、受信した信号をデータ処理部によって処理することにより、自走式掃除機が仮想壁の存在を認識するようにした走行制御が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As background art of the present invention, in order to prevent overrun of the self-propelled cleaner out of the cleaning area, an antenna and an IC chip are provided on a virtual wall (virtual wall) installed on the floor surface as a boundary thereof Wireless tag (RFID transmission means) is provided, the wireless signal from the wireless tag is received by the antenna and the transmission / reception unit provided in the self-propelled cleaner, and the received signal is processed by the data processing unit. Travel control in which a travel cleaner recognizes the existence of a virtual wall is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のこのような自走式掃除機の走行制御においては、無線タグを仮想壁に設けると共に、無線タグとの間で無線信号を送受信するアンテナと送受信制御部およびデータ処理部などを自走式掃除機に備えねばならず、それらの構成が複雑になるという問題点があった。 However, in the conventional traveling control of such a self-propelled cleaner, a wireless tag is provided on a virtual wall, and an antenna, a transmission / reception control unit, a data processing unit, and the like for transmitting / receiving a wireless signal to / from the wireless tag are provided. There was a problem that they had to prepare for a traveling vacuum cleaner, and the composition became complicated.
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡単な構成の仮想壁を容易に認識し、掃除領域外へのオーバーランを確実に自制することが可能な自走式掃除機を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a self-propelled cleaner that can easily recognize a virtual wall with a simple configuration and can reliably control overrun outside the cleaning area. It is to provide.
この発明は、床面を自走する走行部を備え、前記走行部は、床面に赤外線を照射してその反射光を検出する少なくとも1つの赤外線センサと、床面の塵埃を吸引除去する清掃部と、走行部と清掃部の制御プログラムを格納する格納部と、前記赤外線センサの出力と前記制御プログラムに応じて前記走行部と清掃部を制御する制御部と、前記制御部の制御条件を入力する入力部とを搭載し、前記制御部は、前記走行部の走行中に赤外線センサから得られる光強度が所定範囲外の強度になると前記走行部の走行方向を変化させると共に、前記所定範囲が前記入力部によって調整可能であることを特徴とする自走式掃除機を提供するものである。 The present invention includes a traveling unit that self-travels on a floor surface, and the traveling unit irradiates the floor surface with infrared rays and detects reflected light, and cleaning for removing dust on the floor surface by suction. A control unit for controlling the traveling unit and the cleaning unit in accordance with the output of the infrared sensor and the control program, and a control condition for the control unit. An input unit for inputting, and the control unit changes the traveling direction of the traveling unit and changes the traveling direction of the traveling unit when the light intensity obtained from the infrared sensor during traveling of the traveling unit is out of a predetermined range. It is possible to provide a self-propelled cleaner characterized by being adjustable by the input unit.
この発明によれば、制御部は、走行部の走行中に赤外線センサから得られる光強度が所定範囲外つまり、通常の床面から得られる光強度の範囲外の強度になると前記走行部の走行方向を変化させる。従って、仮想壁として赤外線反射部材又は赤外線吸収部材を床面に設置すると、赤外線反射部材からの反射光の強度は前記所定範囲の上限値より高くなり、赤外線吸収部材からの反射光の強度は前記所定範囲の下限値より低くなるので、制御部は、仮想壁の存在を容易に認識し前記走行部の走行方向を誤りなく変化させることができる。また、入力部により前記所定範囲を調整することによって、赤外線センサの受光感度や、赤外線反射部材又は赤外線吸収部材の赤外線反射率などのバラツキが吸収される。 According to this invention, when the light intensity obtained from the infrared sensor during traveling of the traveling unit is outside the predetermined range, that is, outside the range of the light intensity obtained from the normal floor surface, the control unit travels the traveling unit. Change direction. Therefore, when an infrared reflecting member or an infrared absorbing member is installed on the floor as a virtual wall, the intensity of reflected light from the infrared reflecting member is higher than the upper limit value of the predetermined range, and the intensity of reflected light from the infrared absorbing member is Since it becomes lower than the lower limit value of the predetermined range, the control unit can easily recognize the existence of the virtual wall and change the traveling direction of the traveling unit without error. Further, by adjusting the predetermined range by the input unit, variations such as the light receiving sensitivity of the infrared sensor and the infrared reflectance of the infrared reflecting member or the infrared absorbing member are absorbed.
この発明の自走式掃除機は、床面を自走する走行部を備え、前記走行部は、床面に赤外線を照射してその反射光を検出する少なくとも1つの赤外線センサと、床面の塵埃を吸引除去する清掃部と、走行部と清掃部の制御プログラムを格納する格納部と、前記赤外線センサの出力と前記制御プログラムに応じて前記走行部と清掃部を制御する制御部と、前記制御部の制御条件を入力する入力部とを搭載し、前記制御部は、前記走行部の走行中に赤外線センサから得られる光強度が所定範囲外の強度になると前記走行部の走行方向を変化させると共に、前記所定範囲が前記入力部によって調整可能であることを特徴とする。 The self-propelled cleaner of the present invention includes a traveling unit that self-travels on the floor surface, and the traveling unit irradiates the floor surface with infrared rays and detects reflected light thereof, and a floor surface A cleaning unit that sucks and removes dust; a storage unit that stores a control program for the traveling unit and the cleaning unit; a control unit that controls the traveling unit and the cleaning unit according to the output of the infrared sensor and the control program; And an input unit for inputting control conditions of the control unit, and the control unit changes the traveling direction of the traveling unit when the light intensity obtained from the infrared sensor during traveling of the traveling unit falls outside a predetermined range. The predetermined range can be adjusted by the input unit.
従って、この発明の自走式掃除機には、掃除領域外へのオーバーランを防止するために床面に設置される仮想壁(バーチャル・ウオール)として、通常の床面(フローリング、カーペット、畳など)と赤外線反射率が大きく異なる赤外線反射部材又は赤外線吸収部材を好適に用いることができる。 Therefore, the self-propelled cleaner of the present invention has a normal floor surface (flooring, carpet, tatami mat) as a virtual wall (virtual wall) installed on the floor surface in order to prevent overrun outside the cleaning area. Etc.) and an infrared reflecting member or an infrared absorbing member having a significantly different infrared reflectance can be suitably used.
赤外線反射部材としては、例えば、幅5〜10cm、長さ1〜2mの帯状のアルミニウム蒸着シートを、赤外線吸収部材としては、例えば、同様のサイズのグラファイトシートを、それぞれ用いることが可能である。なお、アルミニウム蒸着シートやグラファイトシートは、両面接着テープなどを用いて床面に容易に固定することができる。 As the infrared reflecting member, for example, a belt-like aluminum vapor-deposited sheet having a width of 5 to 10 cm and a length of 1 to 2 m can be used, and as the infrared absorbing member, for example, a graphite sheet having the same size can be used. In addition, an aluminum vapor deposition sheet and a graphite sheet can be easily fixed to a floor surface using a double-sided adhesive tape or the like.
前記所定範囲の上限値が前記入力部によって予め調整され、前記制御部は、赤外線センサから得られる光強度が前記上限値より高くなることによって赤外線反射部材の存在を認識し、前記走行部の走行方向を変化させるようにすることが好ましい。 The upper limit value of the predetermined range is adjusted in advance by the input unit, and the control unit recognizes the presence of the infrared reflecting member when the light intensity obtained from the infrared sensor is higher than the upper limit value, and the traveling unit travels. It is preferable to change the direction.
また、前記所定範囲の下限値が前記入力部によって予め調整され、前記制御部は、赤外線センサから得られる光強度が前記下限値より低くなることによって赤外線吸収部材の存在を認識し、前記走行部の走行方向を変化させるようにすることが好ましい。 The lower limit value of the predetermined range is adjusted in advance by the input unit, and the control unit recognizes the presence of an infrared absorbing member when the light intensity obtained from the infrared sensor is lower than the lower limit value, and the traveling unit It is preferable to change the traveling direction of the vehicle.
また、前記赤外線センサが第1および第2赤外線センサからなり、前記所定範囲の上限値および下限値が前記入力部によって予め調整され、前記制御部は、第1赤外線センサから得られる光強度が前記上限値より高くなるか、又は第2赤外線センサから得られる光強度が前記下限値より低くなることによって、赤外線反射部材と赤外線吸収部材のいずれかの存在を認識し、前記走行部の走行方向を変化させるようにしてもよい。 The infrared sensor includes first and second infrared sensors, and an upper limit value and a lower limit value of the predetermined range are adjusted in advance by the input unit, and the control unit has a light intensity obtained from the first infrared sensor. When the light intensity obtained from the second infrared sensor is lower than the lower limit value, the presence of either the infrared reflecting member or the infrared absorbing member is recognized, and the traveling direction of the traveling unit is determined. It may be changed.
以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. This does not limit the invention.
(実施形態1)
(1)自走式掃除機の構成
図1はこの発明に係る自走式掃除機の上面後方側斜視図、図2は図1のA−A矢視断面図、図3は図1に示される自走式掃除機の上面前方側斜視図、図4は図1に示される自走式掃除機の底面側斜視図、図5は集塵装置が取り出された状態を示す図2対応図である。
(Embodiment 1)
(1) Configuration of self-propelled cleaner FIG. 1 is a top rear perspective view of a self-propelled cleaner according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a bottom perspective view of the self-propelled cleaner shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 showing a state where the dust collector is taken out. is there.
図1〜図5に示されるように、実施形態1に係る自走式掃除機(以下、掃除機という)1は、設置された場所の床面(被清掃面)F(図2)を自走しながら、床面F上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除するように構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the self-propelled cleaner 1 (hereinafter referred to as “vacuum cleaner”) 1 according to the first embodiment uses the floor surface (surface to be cleaned) F (FIG. 2) at the place where it is installed. While running, the air containing dust on the floor surface F is sucked and the air from which the dust has been removed is exhausted to clean the floor surface.
掃除機1は、円盤状の筐体2を備え、この筐体2の内部および外部に、回転ブラシ9、サイドブラシ10、ダストボックス(以下、集塵装置という)30、電動送風機22、一対の駆動輪29、一対の床面検知センサ13a、13bおよび後輪26などが設けられている。
The
この掃除機1において、床面検知センサ13a、13bが配置されている部分が前方部、後輪26が配置されている部分が後方部、集塵装置30が配置されている部分が中間部である。
In this
筐体2は、前方部における中間部との境界付近の位置に形成された吸込口6を有する平面視円形の底板2a(図4)と、筐体2に対して集塵装置30を出し入れする際に開閉する蓋部3を中間部に有している天板2b(図1)と、底板2aおよび天板2bの外周部に沿って設けられた側板2cとを備えている。
The
また、図4に示す底板2aには一対の駆動輪29および後輪26の下部を筐体2内から外部へ突出させる複数の孔部が形成され、図1に示す天板2bにおける前方部と中間部との境界には排気口7が形成されている。なお、側板2cは、前後に二分割されており、側方前部はバンパーとして機能するように、変位可能に設けられている。
Also, the
また、図1に示されるように、筐体2の天板2bにおける後方部には、電源スイッチ(押釦スイッチ)62と、掃除機1を起動する起動スイッチや後述する集塵量の満杯チェック用のスイッチや各種制御条件を調整する調整部品を備えた入力部(入力パネル)63と、集塵量の満杯の警報を表示したり、掃除機の状況を表示する表示部(表示パネル)64を備えている。
As shown in FIG. 1, a power switch (push button switch) 62, a start switch for starting the
また、図3に示すように筐体2の天板2bにおける前方部の先端には赤外線検知主センサ110が設けられ、側板2cの前方部には3つの赤外線検知副センサ111a〜111cと1つの超音波測距センサ112が設けられている。
As shown in FIG. 3, an infrared detection
赤外線検知主センサ110は全方向(360°)から入射する赤外線を検知することができ、赤外線検知副センサ111a〜111cはそれぞれ前方から所定角度で入射する赤外線を検知することができる。また、超音波測距センサ112は超音波を前方へ出射し、その反射によって距離を測定するようになっている。
The infrared detection
また、図5は集塵装置30を取り出した状態を示す図2対応図である。同図に示されるように、筐体2は、その内部において、前方部に電動送風機22を収納する前方収納室R1を有し、中間部に集塵装置30を収納する中間収納室R2を有する。
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 showing a state where the
また、後方部に制御部の制御基板15、バッテリー(蓄電池)14、充電用入力端子4a,4b等を収納する後方収納室R3を有し、前方部と中間部との境界付近に吸引路11および排気路12を有している。
In addition, the rear portion has a rear storage chamber R3 for storing the
図5に示すように、吸引路11は吸込口6(図4)と中間収納室R2とを連通し、排気路12は中間収納室R2と前方収納室R1とを連通している。なお、これらの各収納室R1、R2、R3、吸引路11および排気路12は、筐体2の内部に設けられてこれらの空間を構成する仕切り壁39によって仕切られている。
As shown in FIG. 5, the
一対の駆動輪29は、筐体2の中心を垂直に通る中心線C(図2)と水平に直交する一対の回転軸に固定されており、一対の駆動輪29が同一方向に回転すると筐体2が進退し、各駆動輪29が逆方向に回転すると筐体2が中心線Cの回りを旋回する。
The pair of
一対の駆動輪29の回転軸は、一対の駆動輪用モータからそれぞれ個別に回転力が得られるように連結されており、各モータは筐体の底板2aに直接またはサスペンション機構を介して固定されている。
The rotation shafts of the pair of
図4の後輪26は自在車輪からなり、駆動輪29が接触する床面Fと接触するよう筐体2の底板2aの一部に回転可能に設けられている。
The
このように、筐体2に対して前後方向中間に一対の駆動輪29を配置し、筐体2の前方部を床面Fから浮かせ、掃除機1の重量を一対の駆動輪29と後輪26によって支持できるよう、筐体2に対して前後方向の重量が配分されている。これにより、進路前方の塵埃を円滑に効率よく吸込口6に導くことができる。
In this way, the pair of driving
図4の吸込口6は、床面Fに対面するよう筐体2の底面(底板2a)に形成された凹部8(図2)の開放面であり、この凹部8に吸口体としてのボトムプレート60が嵌め入れられることにより吸込口6が形成される。この凹部8内には、筐体2の底面と平行な軸心の廻りに回転する回転ブラシ9(図4)が設けられ、凹部8の左右両側には底板2aに垂直な回転軸心の廻りに回転するサイドブラシ10が設けられている。
4 is an open surface of a recess 8 (FIG. 2) formed on the bottom surface (
回転ブラシ9は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ10は、回転軸の下端に4束のブラシ束10aを放射状に設けることにより形成されている。
The
なお、回転ブラシ9の回転軸はブラシ駆動モータに連結され、サイドブラシ10の回転軸はサイドブラシ駆動モータに連結されている。
また、図4に示すように吸込口6の後方の縁には吸込口6で吸い込まれなかった塵埃を捕捉し塵埃の散乱を防止するためのブレード状の捕捉部材としての起毛ブラシ65が設けられている。
The rotating shaft of the
Further, as shown in FIG. 4, a brushed
制御基板15(図2,図5)には、後述する制御系(図7)を構成する制御回路、つまり、掃除機1を制御するマイクロコンピュータや、駆動輪29、回転ブラシ9、サイドブラシ10、電動送風機22等の各要素を駆動するモータドライバ回路などの制御回路が設けられている。
On the control board 15 (FIGS. 2 and 5), a control circuit constituting a control system (FIG. 7) described later, that is, a microcomputer for controlling the
筐体2の側板2cの後端には、図4に示すようにバッテリー14の充電を行う充電用入力端子4a,4bが設けられている。室内を自走しながら掃除する自走式電気掃除機1は、室内に設置されている充電ユニット(充電台)40(図2)に帰還する。これにより、充電ユニット40に設けられた出力端子41a,41bに充電用入力端子4a,4bが接触し、バッテリー14の充電が行われる。商用電源(コンセント)に接続される充電台40は、通常、室内の側壁Sに沿って設置される。
図2に示す集塵装置30は、通常、筐体2内における両駆動輪29の回転軸の軸心よりも上方の中間収納室R2内に収納されており、集塵装置30内に捕集された塵埃を廃棄する際は、図5に示されるように、筐体2の蓋部3を開いて集塵装置30を出し入れすることができる。
The
集塵装置30は、図5に示すように、開口部を有する集塵容器31と、集塵容器31の開口部を覆うフィルタ部33と、フィルタ部33と集塵容器31の開口部とを覆うカバー部32とを備えている。カバー部32およびフィルタ部33は、集塵容器31の前側の開口端縁に回動可能に軸支されている。
As shown in FIG. 5, the
集塵容器31の側壁前部には、集塵装置30が筐体2の中間収納室R2内に収納された状態において、筐体2の吸引路11と連通する流入路34と、筐体2の排気路12と連通する排出路35とが設けられている。
An
(2)床面検知センサの構成
図4に示すように、一対の駆動輪29の前方側には床面検知センサ13a,13bが設置されている。後述するように、掃除機1は、走行時にこれらを用いて床面に設置された赤外線反射部材又は赤外線吸収部材を仮想壁として認識し、走行方向を変化させるようになっている。
(2) Configuration of Floor Surface Detection Sensor As shown in FIG. 4, floor
図6は床面検知センサ13a,13bの構成を示す断面図である。床面検知センサ13a,13bはセンサモジュール113からなり、センサモジュール113では透光性ケース内に赤外線発光素子(LED)114と受光素子(フォトトランジスタ)116が実装されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the floor
赤外線発光素子114から出射された赤外線は対象物(通常の床面F)を照射すると、所定範囲内の強度の反射光が受光素子115に受光される。一方、対象物が赤外線反射部材又は赤外線吸収部材からなる仮想壁である場合には、受光する反射光の強度が所定範囲(通常の床面Fの反射光強度の範囲)外の値になる。従って、床面の仮想壁の有無が検知される。
When the infrared light emitted from the infrared
(3)掃除機の制御系の構成
図7は掃除機1の制御を行う制御系を示すブロック図である。この制御系は同図に示すように、CPU51、ROM52、RAM53からなるマイクロコンピュータと、各種センサ67を駆動制御するセンサ制御ユニット66とを有する制御部54を備え、さらに、2つの駆動輪29をそれぞれ駆動するための駆動輪用モータ55,56を制御するモータドライバ回路57、回転ブラシ9を駆動するブラシ駆動モータ58を制御するモータドライバ回路59、2つのサイドブラシ10をそれぞれ駆動する2つの駆動モータ70を制御するモータドライバ回路92、電動送風機22に組込まれた直流モータ69を制御するモータドライバ回路68、電源スイッチ62、入力部63および表示部64を備える。各種センサ67は、床面検知センサ13a,13b、超音波測距センサ112,赤外線検知主センサ110,赤外線検知副センサ111a〜111cを含む。なお、直流モータ69には、永久磁石励磁直流モータが用いられる。
(3) Configuration of Vacuum Cleaner Control System FIG. 7 is a block diagram showing a control system that controls the
電源スイッチ62がONになると、バッテリー14の出力電力は、モータドライバ回路57,92,59,68へそれぞれ供給されると共に、制御部54、入力部63、表示部64などへもそれぞれ供給される。
When the
そして、制御部54のCPU51は中央演算処理装置であり、入力部63と各種センサ67から受けた信号を、ROM52に予め記憶されたプログラムに基づいて演算処理し、モータドライバ回路57,92,59、68、表示部64、センサ制御ユニット66などへ出力するようになっている。
The CPU 51 of the
なお、RAM53は、入力部63から入力される各種指令および掃除機1の各種動作条件や各種センサ65の出力などを一時的に記憶するようになっている。
Note that the
また、RAM53は、掃除機1の走行マップを記憶することができる。走行マップは、掃除機1の走行経路や走行速度などの走行に係る情報であり、予めユーザーによってRAM53に記憶させるか、あるいは掃除機1自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。
また、制御部54は、バッテリー14の端子電圧などを検出してバッテリー14の蓄電残量を検出する機能を有する。
The
Further, the
(4)掃除機の掃除動作
このように構成された掃除機1において、ユーザーから入力部63を介して掃除運転が指令されると、最初に集塵装置30の有無が確認され、集塵装置30が装着されていると、電動送風機22、駆動輪29、回転ブラシ9およびサイドブラシ10が駆動する。
(4) Cleaning operation of the vacuum cleaner In the
これにより、回転ブラシ9、サイドブラシ10、駆動輪29および後輪26が床面Fに接触した状態で、筐体2は所定の範囲を自走しながら吸込口6から床面Fの塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ9の回転によって床面F上の塵埃は掻き上げられて吸込口6に導かれる。また、サイドブラシ10の回転によって吸込口6の側方の塵埃が吸込口6に導かれる。
Thereby, in a state in which the
吸込口6から筐体2内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図2の矢印A1に示されるように、筐体2の吸引路11を通り、集塵装置30の流入路34を通って集塵容器31内に流入する。集塵容器31内に流入した気流は、フィルタ部33を通過してフィルタ部33とカバー部32との間の空間に流入し、排出路35を通って排気路12へ排出される。この際、集塵容器31内の気流に含まれる塵埃はフィルタ部33によって捕獲されるため、集塵容器31内に塵埃が堆積する。
Air containing dust sucked into the
集塵装置30から排気路12へ流入した気流は、図2の矢印A2に示されるように前方収納室R1の電動送風機22へ流入し、図示しない第1排気路および第2排気路を流通する。そして、筐体2の上面に設けた排気口7から、図2の矢印A3に示されるように、後方の斜め上方にフィルタ部33にて除塵された綺麗な空気として放出される。
The airflow flowing into the
これにより、床面F上の掃除が行われる。このとき、排気口7から後方の斜め上方に向けて排気するので、床面Fの塵埃の巻き上げが防止され、室内の清浄度を向上することができる。 Thereby, the cleaning on the floor surface F is performed. At this time, exhaust is performed obliquely upward from the exhaust port 7 to the rear, so that the dust on the floor surface F is prevented from being rolled up, and the cleanliness of the room can be improved.
また、掃除機1は、前述のように、左右の駆動輪29が同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより中心線Cを中心に旋回する。
In addition, as described above, the
例えば、掃除機1は、掃除領域の周縁(仮想壁)に到達した場合、床面検知センサ13a,13b(図4)がそれを制御部54(図7)に通知し、駆動輪29が停止し、左右の駆動輪29を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、掃除機1は、所定の掃除領域内を確実に自走して掃除することができる。なお、実施形態1では、仮想壁として赤外線反射部材(アルミニウム蒸着シート)を用いている。
For example, when the
(5)床面検知センサの制御回路
図8は実施形態1における床面検知センサ13a,13bの制御回路(赤外線反射部材検出回路)を示す。この制御回路は、図7のセンサ制御ユニット66に設けられる。図9は図8に示す制御回路の各部の信号波形を示す。
(5) Control Circuit of Floor Surface Detection Sensor FIG. 8 shows a control circuit (infrared reflecting member detection circuit) of the floor
図8に示すように、発光素子(赤外線発光ダイオード)114に抵抗R2とNPNトランジスタQ1を介して直流電圧Vbが印加され、NPNトランジスタQ1のベースには抵抗R3を介して信号S1がCPU51から印加されるようになっている。 As shown in FIG. 8, a direct current voltage Vb is applied to the light emitting element (infrared light emitting diode) 114 via the resistor R2 and the NPN transistor Q1, and a signal S1 is applied to the base of the NPN transistor Q1 from the CPU 51 via the resistor R3. It has come to be.
一方、受光素子(フォトトランジスタ)116には抵抗R1を介して直流電圧Vbが印加される。受光素子116は発光素子114からの光の強度に応じた電流を抵抗R1に通電する。それに伴って変化する抵抗R1の端子電圧S2は、増幅器Ap1によって増幅され信号S3となる。
On the other hand, the DC voltage Vb is applied to the light receiving element (phototransistor) 116 via the resistor R1. The
そして、信号S3は、コンパレータCp1のプラス入力端子に入力され、マイナス入力端子にCPU51から入力される閾値電圧Vr1と比較される。信号S3が、閾値電圧Vr1以上であるとコンパレータCp1の出力信号S4は“High”のデジタル信号となり、閾値電圧Vr1未満であるとコンパレータCp1の出力信号S4は“Low”のデジタル信号となる。 The signal S3 is input to the positive input terminal of the comparator Cp1, and compared with the threshold voltage Vr1 input from the CPU 51 to the negative input terminal. When the signal S3 is equal to or higher than the threshold voltage Vr1, the output signal S4 of the comparator Cp1 becomes a “High” digital signal, and when it is lower than the threshold voltage Vr1, the output signal S4 of the comparator Cp1 becomes a “Low” digital signal.
次に、出力信号S4は平滑化回路Sm1で平滑化されてアナログ信号S5となり、信号S5は、コンパレータCp2のプラス入力端子に入力され、マイナス入力端子にCPU51から入力される閾値電圧Vr2と比較される。 Next, the output signal S4 is smoothed by the smoothing circuit Sm1 to become an analog signal S5. The signal S5 is input to the positive input terminal of the comparator Cp2, and compared with the threshold voltage Vr2 input from the CPU 51 to the negative input terminal. The
そして、信号S5が閾値電圧Vr2以上であると、コンパレータCp2の出力信号S6“High”のデジタル信号となり、閾値電圧Vr2未満であると、コンパレータCp2の出力信号S6は“Low”のデジタル信号となるようになっている。 When the signal S5 is equal to or higher than the threshold voltage Vr2, the output signal S6 “High” of the comparator Cp2 is a digital signal. When the signal S5 is lower than the threshold voltage Vr2, the output signal S6 of the comparator Cp2 is a “Low” digital signal. It is like that.
このような回路構成において、仮想壁として赤外線反射部材(アルミニウム蒸着シート)を用いる場合を説明する。図9に示すように、一定周期の基準パルス信号S1がCPU51から抵抗R3を介してトランジスタQ1に印加されると、信号S1に同期して発光素子114が周期的に発光し、この実施形態では、床面F(図2)に貼り付けられたアルミニウム蒸着シートを照射する。
The case where an infrared reflective member (aluminum vapor deposition sheet) is used as a virtual wall in such a circuit configuration will be described. As shown in FIG. 9, when a reference pulse signal S1 having a fixed period is applied from the CPU 51 to the transistor Q1 via the resistor R3, the
アルミニウム蒸着シートから反射した光を受光素子116が受光すると、それに伴って抵抗R1の端子電圧としてアナログ信号S2が現れる。信号S2が増幅器Ap1によって増幅されて信号S3となりコンパレータCp1において閾値電圧Vr1と比較される。
When the
そして、閾値電圧Vr1以上の信号が“High”のデジタル信号S4としてコンパレータCp1から出力され、平滑化回路Sm1で平滑化されてアナログ信号S5となる。 Then, a signal equal to or higher than the threshold voltage Vr1 is output from the comparator Cp1 as the “High” digital signal S4, and is smoothed by the smoothing circuit Sm1 to become the analog signal S5.
信号S5は、コンパレータCp2のプラス入力端子に入力され、マイナス入力端子にCPU51から入力される閾値電圧Vr2と比較される。そして、信号S5が閾値電圧Vr2以上になる期間、つまり、受光素子116が通常の床面からの反射光よりも強い光をアルミニウム蒸着シートから受ける期間に、コンパレータCp2の出力信号S6が“High”となるようになっている。
The signal S5 is input to the positive input terminal of the comparator Cp2, and compared with the threshold voltage Vr2 input from the CPU 51 to the negative input terminal. The output signal S6 of the comparator Cp2 is “High” during the period when the signal S5 is equal to or higher than the threshold voltage Vr2, that is, during the period when the
制御部54は、これに基づいて掃除機1が仮想壁(赤外線反射部材)に遭遇したことを認識し、掃除機1の進行方向を変更させる。
なお、閾値電圧Vr1,Vr2の調整操作は入力部63(図1、図7)において手動でおこなわれる。閾値電圧Vr1,Vr2の調整により赤外線反射部材の赤外線反射性能や発光素子(赤外線発光ダイオード)114の発光強度および受光素子(フォトトランジスタ)116受光感度などのバラツキを吸収することができる。
Based on this, the
The adjustment operation of the threshold voltages Vr1 and Vr2 is manually performed at the input unit 63 (FIGS. 1 and 7). By adjusting the threshold voltages Vr1 and Vr2, variations such as the infrared reflection performance of the infrared reflecting member, the light emission intensity of the light emitting element (infrared light emitting diode) 114, and the light receiving sensitivity of the light receiving element (phototransistor) 116 can be absorbed.
(実施形態2)
実施形態2では、仮想壁として赤外線吸収部材(グラファイトシート)を用いている。
図10はこの発明の実施形態2の床面検知センサ13a,13bの制御回路(赤外線吸収部材検出回路)を示す図8対応図であり、その他の構成は実施形態1と同等である。
この制御回路は、図7のセンサ制御ユニット66に図8に示す制御回路に代わって設けられる。図11は図10に示す制御回路の各部の信号波形を示す。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an infrared absorbing member (graphite sheet) is used as the virtual wall.
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 8 showing a control circuit (infrared absorbing member detection circuit) of the floor
This control circuit is provided in the
図10に示すように、発光素子(赤外線発光ダイオード)114に抵抗R12とNPNトランジスタQ2を介して直流電圧Vbが印加され、NPNトランジスタQ2のベースには抵抗R13を介してCPU51から信号S11が印加されるようになっている。 As shown in FIG. 10, a DC voltage Vb is applied to the light emitting element (infrared light emitting diode) 114 via a resistor R12 and an NPN transistor Q2, and a signal S11 is applied to the base of the NPN transistor Q2 from the CPU 51 via a resistor R13. It has come to be.
一方、受光素子(フォトトランジスタ)116には抵抗R11を介して直流電圧Vbが印加される。受光素子116は発光素子114からの光の強度に応じた電流を抵抗R11に通電する。それに伴って変化する抵抗R11の端子電圧S12は、増幅器Ap2によって増幅され信号S13となる。
On the other hand, the DC voltage Vb is applied to the light receiving element (phototransistor) 116 via the resistor R11. The
そして、信号S13は、コンパレータCp3のマイナス入力端子に入力され、プラス入力端子にCPU51から入力される閾値電圧Vr3と比較される。信号S13が、閾値電圧Vr3未満であるとコンパレータCp3の出力信号S14は“High”のデジタル信号となり、閾値電圧Vr3以上であるとコンパレータCp3の出力信号S14は“Low”のデジタル信号となる。 The signal S13 is input to the negative input terminal of the comparator Cp3 and compared with the threshold voltage Vr3 input from the CPU 51 to the positive input terminal. When the signal S13 is less than the threshold voltage Vr3, the output signal S14 of the comparator Cp3 becomes a “High” digital signal, and when the signal S13 is equal to or higher than the threshold voltage Vr3, the output signal S14 of the comparator Cp3 becomes a “Low” digital signal.
次に、出力信号S14は平滑化回路Sm2で平滑化されてアナログ信号S15となり、信号S15は、コンパレータCp4のプラス入力端子に入力され、マイナス入力端子にCPU51から入力される閾値電圧Vr4と比較される。 Next, the output signal S14 is smoothed by the smoothing circuit Sm2 to become an analog signal S15. The signal S15 is input to the positive input terminal of the comparator Cp4 and compared with the threshold voltage Vr4 input from the CPU 51 to the negative input terminal. The
そして、信号S15が閾値電圧Vr4以上であると、コンパレータCp4の出力信号S16は“High”のデジタル信号となり、閾値電圧Vr4未満であると、コンパレータCp4の出力信号S16は“Low”のデジタル信号となるようになっている。 When the signal S15 is equal to or higher than the threshold voltage Vr4, the output signal S16 of the comparator Cp4 becomes a “High” digital signal. When the signal S15 is lower than the threshold voltage Vr4, the output signal S16 of the comparator Cp4 becomes a “Low” digital signal. It is supposed to be.
このような回路構成において、仮想壁として赤外線吸収部材(グラファイトシート)を用いる場合を説明する。図11に示すように、一定周期の基準パルス信号S11がCPU51から抵抗R13を介してトランジスタQ2に印加されると、信号S11に同期して発光素子114が周期的に発光し、この実施形態では、床面F(図2)に貼り付けられたグラファイトシートを照射する。
In such a circuit configuration, a case where an infrared absorbing member (graphite sheet) is used as a virtual wall will be described. As shown in FIG. 11, when a reference pulse signal S11 having a fixed period is applied from the CPU 51 to the transistor Q2 via the resistor R13, the
グラファイトシートから反射した光を受光素子116が受光すると、それに伴って抵抗R11の端子電圧として信号S12が現れる。信号S12が増幅器Ap2によって増幅されて信号S13となりコンパレータCp3のマイナス入力端子に入力され、プラス入力端子に入力される閾値電圧Vr3と比較される。
When the
従って、閾値電圧Vr3未満の信号S13が“High”のデジタル信号S14としてコンパレータCp3から出力され、平滑化回路Sm2で平滑化されてアナログ信号S15となる。信号S15は、コンパレータCp4のプラス入力端子に入力され、マイナス入力端子に入力される閾値電圧Vr4と比較される。
そして、信号S15が閾値電圧Vr4以上になる期間、つまり、受光素子116が通常の床面からの反射光よりも弱い光をグラファイトシートから受ける期間に、コンパレータCp4の出力信号S16が“High”となるようになっている。
Accordingly, the signal S13 having a voltage lower than the threshold voltage Vr3 is output from the comparator Cp3 as the “High” digital signal S14, and is smoothed by the smoothing circuit Sm2 to become the analog signal S15. The signal S15 is input to the positive input terminal of the comparator Cp4 and compared with the threshold voltage Vr4 input to the negative input terminal.
The output signal S16 of the comparator Cp4 becomes “High” during a period when the signal S15 is equal to or higher than the threshold voltage Vr4, that is, during a period when the
制御部54は、これに基づいて自走式掃除機1が仮想壁(赤外線吸収部材)に遭遇したことを認識し、自走式掃除機1の進行方向を変更させる。
なお、閾値電圧Vr3,Vr4の調整操作は入力部(図1、図7)において手動で行われる。閾値電圧Vr3,Vr4の調整により赤外線吸収部材の赤外線吸収性能や発光素子(赤外線発光ダイオード)114の発光強度および受光素子(フォトトランジスタ)116受光感度などのバラツキを吸収することができる。
Based on this, the
The adjustment operation of the threshold voltages Vr3 and Vr4 is manually performed at the input unit (FIGS. 1 and 7). By adjusting the threshold voltages Vr3 and Vr4, it is possible to absorb variations such as the infrared absorption performance of the infrared absorbing member, the light emission intensity of the light emitting element (infrared light emitting diode) 114, and the light receiving sensitivity of the light receiving element (phototransistor) 116.
(実施形態3)
実施形態3は、仮想壁として赤外線反射部材(アルミニウム蒸着シート)と赤外線吸収部材(グラファイトシート)の両方を用いることができるようにしたものである。この実施形態では、床面検知センサ13aの制御回路として図8に示す実施形態1の回路が、床面検知センサ13bの制御回路として図10に示す実施形態2の回路が図7のセンサ制御ユニット66に設けられる。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, both an infrared reflecting member (aluminum vapor deposition sheet) and an infrared absorbing member (graphite sheet) can be used as a virtual wall. In this embodiment, the circuit of the first embodiment shown in FIG. 8 is used as the control circuit for the
従って、仮想壁として、赤外線反射部材(アルミニウム蒸着シート)と赤外線吸収部材(グラファイトシート)のいずれが使用されても、掃除機1は実施形態1又は2で述べたように、それを正しく認識して対応することができる。
Therefore, regardless of whether an infrared reflecting member (aluminum vapor deposition sheet) or an infrared absorbing member (graphite sheet) is used as the virtual wall, the
1 自走式掃除機
2 筐体
4a 充電用入力端子
4b 充電用入力端子
13a,13b 床面検知センサ
14 バッテリー
41a 出力端子
41b 出力端子
62 電源スイッチ
63 入力部
110 赤外線検知主センサ
111a〜111c 赤外線検知副センサ
112 超音波測距センサ
113 センサモジュール
114 赤外線発光素子
116 受光素子
F 床面
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