JP7280719B2 - autonomous vacuum cleaner - Google Patents
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Description
本発明に係る実施形態は、自律型掃除機に関する。 Embodiments of the present invention relate to autonomous vacuum cleaners.
平面視において、差渡しの幅が常に一定の定幅図形、例えばルーローの三角形(Reuleaux Triangle)の本体を備える自律型電気掃除機が知られている。 Autonomous vacuum cleaners are known which have a constant-width figure, for example the Reuleaux Triangle, whose width is always constant in plan view.
自律型掃除機は、例えば吸込口、および不織布のような拭き掃除部材の少なくとも一方を有する掃除部を備えている。 Autonomous vacuum cleaners comprise a cleaning part having at least one of, for example, a suction inlet and a wiping member, such as a non-woven fabric.
そして、掃除場所の壁際や角(隅)を掃除するためには、掃除部は、自律型掃除機の本体の底面の前縁部に設けられていることが好ましい。この前縁部は、壁際や角に極力隙間なくぴったりと接近できることが好ましい。つまり、自律型掃除機の本体は、直線状の前縁部を有することが好ましい。 Further, in order to clean the walls and corners of the cleaning area, it is preferable that the cleaning unit is provided at the front edge of the bottom surface of the main body of the autonomous cleaner. It is preferable that the front edge can be closely approached to the edge of a wall or a corner with as little clearance as possible. That is, the body of the autonomous vacuum cleaner preferably has a straight front edge.
ところで、平面視において、例えば円形やルーローの三角形のような定幅図形の本体を有する自律型掃除機は、掃除部を壁際や角に隙間なくぴったりと接近させることが難しい一方で、壁際や角において、その場で旋回する、いわゆる超信地旋回を容易に行うことができる。そのため、従来の自律型掃除機は、壁際や角における掃除能力に劣るものの、その場で向きを変えて次の掃除場所へ向かう際に、スマートな移動を行うことができる。 By the way, in a plan view, it is difficult for an autonomous vacuum cleaner having a body of a constant-width figure such as a circle or a Reuleaux triangle to bring the cleaning part close to a wall or a corner without gaps. , it is possible to easily perform a so-called super pivot turn, which turns on the spot. As a result, conventional autonomous vacuum cleaners are inferior in cleaning ability near walls and corners, but they can move smartly when changing direction on the spot and heading to the next cleaning location.
しかしながら、直線状の前縁部を有する自律型掃除機は、壁際や角における掃除能力に勝るものの、本体の前縁部と壁際や角との干渉に配慮して超信地旋回を行うとは難しい。 However, although an autonomous vacuum cleaner with a straight front edge is superior in cleaning ability near walls and corners, it is difficult to perform super pivot turns in consideration of interference between the front edge of the main body and walls and corners. difficult.
そこで、本発明は、掃除場所の壁際や角における掃除能力に優れ、かつ除場所の壁際や角から円滑に脱して移動可能な自律型掃除機を提案する。 Accordingly, the present invention proposes an autonomous vacuum cleaner that is excellent in cleaning ability near walls and corners of a cleaning place and that can move smoothly away from the sides and corners of a cleaning place.
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る自律型掃除機は、本体と、前記本体の底面に設けられる掃除部と、前記本体を移動させる左右一対の駆動輪、または左右一対の無限軌道を有する移動部と、前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備え、前記本体は、前記左右一対の駆動輪または前記左右一対の無限軌道の左右を相互に異なる方向へ駆動させて超信地旋回する時の超信地旋回中心から前端までの第一距離を半径とする第一円の外側領域に突出し、かつ前記超信地旋回中心よりも前側に位置する前半部を有し、前記前半部は、直線状の前縁部と、前記左右一対の駆動輪の一方または前記左右一対の無限軌道の一方を停止させ、他方を駆動させて信地旋回する時の信地旋回中心から遠い方であって停止する前記一方の駆動輪または停止する前記一方の無限軌道から遠い方の側縁部と、を有し、前記前縁部および前記側縁部は、前記信地旋回中心から前記超信地旋回中心を通って前記側縁部に至る第二距離を半径とする第二円の内側領域に納まり、前記第二距離は、前記超信地旋回中心から前記信地旋回中心までの距離と前記第一距離との和であり、前記掃除部は、前記前縁部に沿って配置されている。 In order to solve the above problems, an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention includes a main body, a cleaning part provided on the bottom surface of the main body, and a pair of left and right driving wheels for moving the main body, or a pair of left and right endless wheels. a moving part having a track; and a control part for controlling the moving part to move the main body autonomously. When driven in a different direction to make a super pivot turn, it protrudes outside a first circle having a radius of a first distance from the pivot turning center to the front end, and is positioned forward of the pivot turning center. The front half has a linear front edge and one of the pair of left and right drive wheels or one of the pair of left and right endless tracks is stopped and the other is driven to perform a pivot turn. a side edge that is farther from the turning center of time and is farther from the one driving wheel that stops or the one endless track that stops, and the front edge and the side edge are , within an inner region of a second circle having a radius of a second distance from the pivot turning center to the side edge through the pivot turning center, wherein the second distance is the pivot turning center to the pivot turn center and the first distance, and the cleaning portion is arranged along the leading edge portion.
また、本発明の実施形態に係る自律型掃除機は、本体と、前記本体の底面に設けられる掃除部と、前記本体を移動させる移動部と、前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備え、前記本体は、超信地旋回する時の超信地旋回中心から前端までの第一距離を半径とする第一円の外側領域に突出し、かつ前記超信地旋回中心よりも前側に位置する前半部を有し、前記前半部は、直線状の前縁部と、信地旋回する時の信地旋回中心から遠い方の側縁部と、前記前縁部および前記側縁部が前記信地旋回中心から前記側縁部までの第二距離を半径とする第二円の内側領域に納まるように前記前半部の一部を変形させる変形部と、を有し、前記掃除部は、前記前縁部に沿って配置され、前記変形部が変形した後に、前記前縁部と前記側縁部との連接部は、前記信地旋回中心を通って真正面に延びる左右一対の仮想線に挟まれる領域の内側に位置し、前記前縁部と前記側縁部とが掃除場所の角に、実質的に隙間無く位置した状態で前記本体を前記角に干渉させることなく信地旋回する。 Further, the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention includes a main body, a cleaning part provided on the bottom surface of the main body, a moving part for moving the main body, and the main body being autonomously controlled by controlling the moving part. a control unit for moving, wherein the main body protrudes to an outer region of a first circle having a radius of a first distance from the center of turning of the super-pivot to the front end when the super-pivot turns, and It has a front half located forward of the turning center, and the front half includes a straight front edge, a side edge farther from the turning center when performing a pivot turn, and the front edge. and a deforming portion that deforms a part of the front half so that the side edge fits within an inner region of a second circle having a radius equal to a second distance from the pivot center to the side edge. and the cleaning portion is arranged along the front edge portion, and after the deforming portion is deformed, the connection portion between the front edge portion and the side edge portion is straight forward through the pivot center. Positioned inside a region sandwiched by a pair of extending left and right imaginary lines, the main body is caused to interfere with the corner in a state where the front edge and the side edge are positioned substantially without gaps at the corner of the cleaning place. Rotate without a hitch.
本発明に係る自律型掃除機の実施形態について図1から図10を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。 An embodiment of an autonomous vacuum cleaner according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same or corresponding structure in several drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の斜視図である。 1 is a perspective view of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention; FIG.
図1に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、いわゆるロボットクリーナである。自律型掃除機1は、本体2に搭載される二次電池3の電力を消費して自律で移動する。自律型掃除機1は、掃除場所としての被掃除領域Aの被掃除面f、つまり床面を網羅的に動き回って掃除する。自律型掃除機1は、掃除運転の後、充電台5へ帰巣して次の掃除運転を待機する。充電台5に帰巣した自律型掃除機1は、次の掃除運転を待機している最中、二次電池3を充電する。そのため、自律型掃除機1は、使用者による充電の手間を省き、かつ使用者の求めによる突発的な掃除運転に対応できる。
As shown in FIG. 1, an
充電台5は、居室内の被掃除面fに設置可能である。充電台5は、自律型掃除機1を円滑に接続または離脱可能である。充電台5は、自律型掃除機1が接続された状態で、商用交流電源から二次電池3へ電力を導く電源コード6を備えている。電源コード6は、二次電池3へ送電する電路である。
The
図2は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の右側面図である。 FIG. 2 is a right side view of the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the invention.
図3は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の底面図である。 3 is a bottom view of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention; FIG.
図1に加えて、図2および図3に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、本体2と、本体2を移動させる移動部11と、本体2の下方の被掃除面fを掃除する掃除部12と、本体2の周囲の被検知物を検知する検知部13と、検知部13、移動部11、および掃除部12を制御して自律型掃除機1の運転を制御する制御部15と、移動部11、掃除部12、検知部13、および制御部15を含む自律型掃除機1の各部へ電力を供給する二次電池3と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3 in addition to FIG. The operation of the
なお、図2および図3の実線矢印Fは、自律型掃除機1の前進方向である。図2および図3の実線矢印Bは、自律型掃除機1の後退方向である。
A solid-line arrow F in FIGS. 2 and 3 indicates the forward direction of the
本体2は、例えば合成樹脂製の本体ケース21と、本体ケース21の側面に設けられるバンパー22と、を備えている。本体2は、平面視において非定幅図形状を有している。本体2の前縁部23は直線状の形状を有している。
The
本体ケース21は、本体2の外殻である。
The
バンパー22は、本体ケース21の側面に設けられている。
The
移動部11は、複数の駆動輪26と、それぞれの駆動輪26を個別に駆動させる複数の電動機27と、駆動輪26とともに被掃除面f上の本体2を支える従動輪28と、を備えている。
The moving
それぞれの駆動輪26は、本体2を移動させる力を被掃除面fへ伝える。それぞれの駆動輪26は、本体2の幅方向(左右幅方向)に延びる車軸のまわりに転がる。複数の駆動輪26は、少なくとも本体2の幅方向、つまり左右方向に離間する一対の駆動輪26を含んでいる。駆動輪26は、懸架装置、いわゆるサスペンションによって被掃除面fに押さえつけられている。
Each
それぞれの電動機27は、それぞれの駆動輪26を個別に独立して駆動させる。換言すると、自律型掃除機1は、それぞれの電動機27の電動機を個別かつ独立に制御して、それぞれの駆動輪26を個別かつ独立に駆動させる。自律型掃除機1は、本体2の幅方向に離間する一対の駆動輪26を同じ方向へ回転させることによって直進(前進、または後退)し、一対の駆動輪26を異なる方向へ回転させることによって旋回(右旋回、または左旋回)する。また、自律型掃除機1は、左右の駆動輪26の出力を上下させて前進、または後退の速度を調整したり、左右の駆動輪26の出力を相違させて旋回半径の大小を調整したりすることができる。
Each
自律型掃除機1は、左右の電動機27を異なる方向に回転させ、かつ左右の電動機27を同程度の出力で駆動させて、その場で旋回する、いわゆる超信地旋回(spin turn、neutral turn、counter-rotation turn)を行うことができる。また、自律型掃除機1は、左右いずれか一方の電動機27を停止させ、左右いずれか他方の電動機27を駆動させて、停止している駆動輪26を軸にして旋回する、いわゆる信地旋回(pivot turn、skid turn)を行うことができる。さらにまた、自律型掃除機1は、左右の電動機27を異なる回転速度で駆動させて、前進または後退しながら弧を描いて進路を変える、いわゆる緩旋回(power turn)を行うことができる。なお、超信地旋回、信地旋回、および緩旋回を総称して単に旋回と言う。
The
なお、本実施形態に係る自律型掃除機1の移動部11は、左右一対の駆動輪26に代えて無限軌道を備えていても良い。また、移動部11は、左右それぞれに複数、配置される駆動輪26を備えていても良い。いずれの場合であっても、超信地旋回する時の旋回中心を超信地旋回中心Cn1と呼び、信地旋回をするときの旋回中心を信地旋回中心Cn2と呼び、緩旋回をするときの旋回中心を緩旋回中心と呼ぶ。超信地旋回中心Cn1は本体2の重心に一致していることが好ましい。
The moving
また、本実施形態では、説明を簡単にするために、駆動輪26は左右一対あり、左右の駆動輪26の車軸は一直線に配置されているものとする。超信地旋回中心Cn1は、左右の駆動輪26の中間にあって、車軸の延長線上に位置するものとする。信地旋回中心Cn2は、左右いずれか一方の駆動輪26の接地点、かつ車輪の幅の中間に位置するものとする。
Also, in this embodiment, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that there are a pair of left and
従動輪28は、本体2の下部の幅方向の略中央部、かつ後部に配置されている。従動輪28は、円形の回転体であり、例えばキャスターである。従動輪28は、自律型掃除機1の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、自律型掃除機1の移動を安定させる。なお、駆動輪26および従動輪28に支えられる自律型掃除機1の重心は、一対の駆動輪26と従動輪28とがなす三角形の内側に配置されていることが好ましい。その場合、自律型掃除機1が転倒する危険性は低下する。換言すると、自律型掃除機1は、より安定して移動することができる。従動輪28はなくても良い。
The driven
掃除部12は、本体2の底部に設けられている。掃除部12は、本体2の真下、およびその周囲の被掃除面fの塵埃を掃除する。掃除部12は、例えば、負圧を生じさせて塵埃を吸引する吸込掃除部31、および本体2の下方の床面を拭き掃除もしくは磨き掃除する拭き掃除部32のいずれかを含んでいる。
The cleaning
吸込掃除部31は、本体2の底面に設けられる吸込口34と、吸込口34に配置される回転ブラシ35と、回転ブラシ35を回転駆動させるブラシ用電動機36と、本体2の後部に設けられる塵埃容器37と、本体2内に収容されて塵埃容器37に流体的に接続される電動送風機38と、を備えている。
The
吸込口34は、電動送風機38が発生させる負圧によって空気とともに塵埃を吸い込む。吸込口34は、本体2の底部の前縁部23に配置されている。吸込口34は、本体2の幅方向に延びている。換言すると、吸込口34の左右方向の開口幅は、吸込口34の前後方向の開口幅よりも大きい。本体2の底面が自律走行時に被掃除面fに対向(対面)しているため、吸込口34は、被掃除面f上の塵埃、または回転ブラシ35が被掃除面fから掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。
The
回転ブラシ35の回転中心線は、自律型掃除機1の幅方向に向けられている。回転ブラシ35は、自律型掃除機1を被掃除面f上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面fに接触する。そのため、回転駆動する回転ブラシ35は、被掃除面f上の塵埃を掻き上げる。掻き上げられた塵埃は、吸込口34へ効率的に吸い込まれる。
The rotation center line of the rotating
ブラシ用電動機36は、回転ブラシ35を正転(前進時に自律型掃除機1の推進力を補助する方向)または逆転(後退時に自律型掃除機1の推進力を補助する方向)させる。
The brush
塵埃容器37は、電動送風機38が発生させる吸込負圧によって吸込口34から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器37は、塵埃を濾過捕集するフィルターや、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離(直進する空気と塵埃との慣性力の差で塵埃と空気とを分離する分離方式)などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置である。塵埃容器37は、本体2へ着脱可能であり、また開閉可能である。使用者は、塵埃容器37を本体2から一時的に取り外して、塵埃容器37を開いて塵埃容器37に蓄積された塵埃を容易に廃棄したり、塵埃容器37を清掃したり、洗浄したりすることができる。
The
電動送風機38は、二次電池3の電力を消費して駆動する。電動送風機38は、塵埃容器37から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器37に発生した負圧は、吸込口34に作用する。本体2は、電動送風機38の排気(清浄な空気)を、本体2の外側へ流出させる排気口を有している。
The
拭き掃除部32は、本体2の底部、かつ吸込口34の真後ろに配置されている。拭き掃除部32は、例えば本体2の底面に着脱可能な不織布等の繊維材料製の拭き掃除シート39を備えている。拭き掃除シート39は、自律型掃除機1を被掃除面f上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面fに接触する。拭き掃除シート39は、駆動輪26が被掃除面fで空転しない程度の圧力で、被掃除面fに押し当てられていることが好ましい。拭き掃除シート39と本体2の底面との間には、発泡樹脂などの弾性部材が設けられている。この弾性部材は、拭き掃除シート39を被掃除面fに均一の圧力で押し当てる。
The wiping part 32 is arranged at the bottom of the
なお、吸込掃除部31と拭き掃除部32との配置の前後は逆であっても良い。つまり、図2のように、吸込掃除部31が本体2の底部の前縁部23に配置され、拭き掃除部32が吸込掃除部31の直後に配置されていても良いし、拭き掃除部32が本体2の底部の前縁部23に配置され、吸込掃除部31が拭き掃除部32の直後に配置されていても良い。いずれの配置関係であっても、吸込掃除部31および拭き掃除部32のいずれか一方は、前縁部23に沿って配置されている。換言すると、掃除部12は、本体2の底部において、最も前側に配置されている。
Note that the front and back of the arrangement of the
検知部13は、本体2の移動にともなって本体2に近づく被検知物O、または本体2に接触する被検知物Oを検知する。検知部13は、本体2に設けられて自律型掃除機1の周囲の画像を撮影するカメラ部41と、本体2に設けられて本体2が自律型掃除機1以外の物体、つまり被検知物Oに接近したことを検知する近接検知部42と、本体2に設けられて本体2が自律型掃除機1以外の物体、つまり被検知物Oに接触したことを検知する接触検知部43と、を含んでいる。
The
カメラ部41は、本体2の正面に設けられて、自律型掃除機1の前方、つまり前進時の走行方向を撮影する。
The
自律型掃除機1は、カメラ部41に代えて、または加えて、ステレオカメラとは異なる原理によって撮影範囲における奥行きの情報を得る距離測定装置45を備えていても良い。
The
近接検知部42は、例えば赤外線センサーや、超音波センサーである。赤外線センサーを利用する近接検知部42は、赤外線を発する発光素子と、光を受けとって電気信号に変換する受光素子と、を備えている。近接検知部42は、発光素子から赤外線を放ち、被検知物Oで反射される赤外線を受光素子で受光して電力に変換し、変換された電力が一定以上になると、被検知物Oが一定距離内に近づいたことを、本体2が被検知物Oに接触する以前に検知する。超音波センサーを利用する近接検知部42は、赤外線に代えて超音波を利用して被検知物Oを検知する。
The
接触検知部43は、いわゆるバンパーセンサーである。接触検知部43は、移動する本体2が被検知物Oに接触した際に、本体2への衝撃を緩和するバンパー22に連動している。バンパー22は、被検知物Oに接触した際に、本体2の内側へ向かって押し込まれるように変位する。接触検知部43は、このバンパー22の変位を検知して本体2が被検知物Oに接触したことを検知する。接触検知部43は、例えばバンパー22の変位によって入り、切りされるマイクロスイッチ、またはバンパー22の変位量を非接触で測定する赤外線センサーや、超音波センサーを含んでいる。
The
二次電池3は、移動部11、掃除部12、検知部13、および制御部15を含む自律型掃除機1の各部で消費される電力を蓄えている。二次電池3は、例えばリチウムイオン電池であり、充放電を制御する制御回路を有している。この制御回路は、二次電池3の充放電に関する情報を制御部15へ出力している。
The
次いで、自律型掃除機1の本体2について詳細に説明する。なお、第一例の本体2、第二例の本体2A(以下、単に「本体2A」と言う。)、および第三例の本体2B(以下、単に「本体2B」と言う。)において、同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Next, the
図4は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例の概略的な平面図である。 FIG. 4 is a schematic plan view of a first example body of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention;
図4に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1の本体2は、超信地旋回する時の超信地旋回中心Cn1から本体2の前端51までの第一距離R1を半径とする第一円Ci1の外側領域OR1に突出する前半部52と、前半部52に連接する後半部53と、を有している。本体2の前半部52は、超信地旋回中心Cn1よりも前側の部位であって、本体2の後半部53は、超信地旋回中心Cn1よりも後ろ側の部位である。本体2の前端51は、超信地旋回中心Cn1を通って真正面に延びる仮想的な線分、つまり本体2の前後方向へ延びる中心線CLと本体2の前縁部23とが交わる部位である。
As shown in FIG. 4, the
また、本体2の前後長、および本体2の最大幅は、実質的に第一距離R1の2倍である。換言すると、本体2は、一辺の長さが第一距離R1の2倍であって、各辺が前後左右に延びる仮想的な正方形に納まる。この正方形の対角線の交点は、超信地旋回中心Cn1に実質的に一致する。
Also, the longitudinal length of the
さらに、信地旋回中心Cn2は、超信地旋回中心Cn1を通って、本体2を囲む仮想的な正方形を本体2の前後方向へ二等分する線分の上に配置される。
Further, the pivot turning center Cn2 is arranged on a line segment that bisects the virtual square surrounding the
前半部52は、直線状の前縁部23と、左右一対の側縁部55と、を有している。
The
前縁部23は、本体2の前端51を含み、かつ超信地旋回中心Cn1を通って本体2の前後方向へ延びる中心線CLに実質的に直交して直線状に延びている。換言すると、前縁部23は、本体2の左右方向、または幅方向へ延びている。自律型掃除機1が被掃除領域Aの境界、例えば壁Wへ向かって真っ直ぐに前進すると、本体2の前縁部23は、壁Wに正対して向き合い、対面し、対向する。そして、自律型掃除機1が前進して壁Wに到達すると、本体2の前縁部23は、壁Wに微小な隙間を隔てて、または壁Wに接触した状態で壁Wに倣う。したがって、本体2の底面、かつ本体2の前縁部23に沿って配置される掃除部12は、壁際を掃除することができる。
The
なお、自律型掃除機1は、本体2の前縁部23に正面へ向けて設けられる近接検知部42の検出結果や、前縁部23に設けられるバンパーの変位を検出する接触検知部43の検出結果に基づいて、本体2を壁際に接近させる。
In addition, the
左右一対の側縁部55は、右側の駆動輪26を信地旋回中心Cn2Rにして信地旋回するときに信地旋回中心Cn2Rから遠い方の左側の側縁部55Lと、左側の駆動輪26を信地旋回中心Cn2Lにして信地旋回するときに信地旋回中心Cn2Lから遠い方の右側の側縁部55Rと、を含んでいる。
The pair of left and right
前縁部23および左側の側縁部55Lは、右側の信地旋回中心Cn2Rから左側の側縁部55Lまでの第二距離R2Rを半径とする第二円Ci2Rの内側領域IR2Rに納まっている。また、前縁部23および右側の側縁部55Rは、左側の信地旋回中心Cn2Lから右側の側縁部55Rまでの第二距離R2Lを半径とする第二円Ci2Lの内側領域IR2Lに納まっている。なお、本体2は、右方向へ旋回する場合であっても、左側へ旋回する場合であっても、同じような態様で旋回できることが好ましい。そこで、本体2は、左右対称な形状であることが好ましい。したがって、左右の第二距離R2L、R2Rは、実質的に同じであることが好ましい。
The
また、右側の側縁部55Rは、右側の信地旋回中心Cn2Rから左側の側縁部55Lまでの第二距離R2Rを半径とする第二円Ci2Rの内側領域IR2Lに納まっている。左側の側縁部55Lは、左側の信地旋回中心Cn2Lから右側の側縁部55Rまでの第二距離R2Lを半径とする第二円Ci2Lの内側領域IR2Lに納まっている。
Further, the right
ここで、それぞれの信地旋回中心Cn2L、Cn2Rを通って真正面に延びる仮想線VLを設定する。仮想線VLは左右一対ある。つまり、一対の仮想線VLは、左側の信地旋回中心Cn2Lを通って真正面に延びる仮想線VLLと、右側の信地旋回中心Cn2Rを通って真正面に延びる仮想線VLRと、を含んでいる。 Here, an imaginary line VL extending straight ahead through the pivot turning centers Cn2L and Cn2R is set. There are a pair of left and right virtual lines VL. That is, the pair of virtual lines VL includes a virtual line VLL extending straight ahead through the left pivot turning center Cn2L and a virtual line VLR extending straight ahead through the right pivot turning center Cn2R.
そして、前縁部23と側縁部55との連接部56は、それぞれの信地旋回中心Cn2L、Cn2Rを通って真正面に延びる左右一対の仮想線VLに挟まれる領域Gの内側に位置している。換言すると、前縁部23と左側の側縁部55Lとの連接部56Lは、領域Gの内側に位置し、前縁部23と右側の側縁部55Rとの連接部56Rは、領域Gの内側に位置している。
A connecting portion 56 between the
後半部53は、超信地旋回中心Cn1を中心とし、超信地旋回中心Cn1から側縁部55L、55Rの後端までの第三距離R3を半径とする第三円Ci3の内側領域に納まっている。第三距離R3は、第一距離R1に実質的に等しい。
The
図4に、被掃除領域Aを画定し、かつ直交する2つの壁W、つまり被掃除領域Aの角(隅)を二点鎖線で示す。一方の壁Wfは、自律型掃除機1の本体2の真正面に位置し、他方の壁Wrは、自律型掃除機1の本体2の右側方に位置している。自律型掃除機1は、本体2の直線状の前縁部23を微小な隙間を隔てて壁Wに寄せた状態、または前縁部23を壁Wに接触させた状態で壁際を掃除する。掃除部12が本体2の前縁部23に沿って配置されているため、自律型掃除機1は、壁際を確実に掃除することができる。前縁部23を微小な隙間を隔てて壁Wに寄せた状態、または前縁部23を壁Wに接触させた状態を、以下、単に「前縁部23が壁際に沿った状態」と言う。
In FIG. 4, two walls W that define the area A to be cleaned and are perpendicular to each other, that is, corners of the area A to be cleaned are indicated by two-dot chain lines. One wall Wf is positioned directly in front of the
ところが、自律型掃除機1は、図4に示すように、前縁部23が壁際に沿った状態で、その場で進行方向を変えることが難しい。換言すると、自律型掃除機1は、前縁部23が壁際に沿った状態で超信地旋回することが難しい。前縁部23が壁際に沿った状態では、第一円Ci1の外側領域OR1に突出する部位が壁Wに接して自律型掃除機1の超信地旋回を阻害する。
However, as shown in FIG. 4, it is difficult for the
そこで、自律型掃除機1は、信地旋回をして壁際から脱し、他の場所へ移動する。図4に示すような状況では、自律型掃除機1は、右側方の壁Wrから遠い方の信地旋回中心Cn2、つまり左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。このとき、連接部56L、56Rを含む本体2の前縁部23および左側の側縁部55Lは、正面の壁Wfから遠ざかるような軌跡を描いて移動する。また、右側の連接部56Rを含む右側の側縁部55Rは、左側の第二円Ci2L内に納まっているため、右側方の壁Wrに干渉することなく移動する。
Therefore, the
つまり、自律型掃除機1は、前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で被掃除領域Aの角に本体2を干渉させることなく信地旋回することができる。
That is, the
図5Aから図5Cは、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例である。 5A to 5C are an example of a cleaning procedure in a first example body of an autonomous cleaner according to an embodiment of the present invention.
第一例の本体2を備える自律型掃除機1は、図4および図5Aから図5Cに示す手順で被掃除領域Aの角を掃除する。
The
先ず、図4に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、正面の壁Wfの壁際を掃除する。そして、図5Aに示すように、自律型掃除機1は、左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。壁際で信地旋回した自律型掃除機1は、本体2の正面の向きを180度転換する。つまり、本体2の後半部53は、正面の壁Wfを向く。
First, as shown in FIG. 4, the
次いで、図5Bに示すように、自律型掃除機1は、正面の壁Wfの壁際で反時計回りに超信地旋回する。壁際で超信地旋回した自律型掃除機1は、本体2の正面の向きを90度転換する。つまり、本体2の前半部52は、右側方の壁Wrを向く。
Next, as shown in FIG. 5B, the
次いで、図5Cに示すように、自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、右側方の壁Wrの壁際を掃除する。しかして、被掃除領域Aの角が掃除される。自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角を掃除した後、右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱し、または一旦後退して時計回りに超信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱して、移動を継続する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
なお、本体2は、左右対称な形状を有しているので、壁Wが本体2の正面と左側方とにあった場合であっても、右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回することで、自律型掃除機1は、その場を容易に離脱することができる。したがって、自律型掃除機1は、図4に示すように角を本体2の右側方に見た状態、および角を本体2の左側方に見た状態の双方で、被掃除領域Aの角を掃除できる。そのため、自律型掃除機1は、定幅図形状の本体を有する従来の掃除機に比べて、被掃除領域Aの角をより奥まで掃除することができる。
Since the
図6は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例の概略的な平面図である。 FIG. 6 is a schematic plan view of a second example body of an autonomous cleaner according to an embodiment of the present invention;
図6に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1の本体2Aの最大幅は、実質的に第一距離R1の2倍である。本体2の前後長は、第一距離R1の2倍より小さい。
As shown in FIG. 6, the maximum width of the
そして、本体2Aの連接部56Aは、それぞれの信地旋回中心Cn2L、Cn2Rを通って真正面に延びる左右一対の仮想線VLに挟まれる領域Gの外側に位置している。換言すると、前縁部23と左側の側縁部55Lとの連接部56ALは、領域Gの外側に位置し、前縁部23と右側の側縁部55Rとの連接部56ARは、領域Gの外側に位置している。換言すると、前縁部23の左側の一部23aL、および前縁部23の右側の一部23aRが、領域Gの外側に位置している。
The connecting
つまり、第二例の本体2Aは、第一例の本体2と異なり、左右の連接部56AL、56ARが領域Gの外側に位置している。そのため、第二例の本体2Aの前縁部23が壁際に沿った状態では、領域Gの外側にあり、かつ信地旋回中心Cn2に近い方の前縁部23の一部が、壁Wに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。例えば、第二例の本体2Aが左側の信地旋回中心Cn2Lを中心に信地旋回する場合には、領域Gの外側にあり、かつ左側の信地旋回中心Cn2に近い前縁部23の左側の一部23aLが、正面の壁Wfに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。
That is, in the
そこで、第二例の本体2Aは、前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で、真後ろへ後退して後、信地旋回する。図6に示すような状況では、自律型掃除機1は、真後ろへ後退して後、右側方の壁Wrから遠い方の信地旋回中心Cn2、つまり左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。このとき、自律型掃除機1が真後ろへ後退する距離は、信地旋回中心Cn2と信地旋回中心Cn2に近い方の連接部56Aとの間の距離Ln1から信地旋回中心Cn2と前縁部23との間の最短の距離Ln2を引いた距離以上であれば良い。なお、壁際で信地旋回して進行方向を反転させるためには、本体2Aの後半部53が壁Wに干渉しないように、自律型掃除機1が真後ろへ後退する距離は、超信地旋回中心Cn1と後端部までの距離、つまり第一距離R1から距離Ln2を引いた距離以上後退する。
Therefore, the
そうすると、左側の連接部56ALを含む前縁部23の左側の一部23aLは、正面の壁Wfに一時的に接近するものの、後退した距離(距離Ln1から距離Ln2を引いた距離)を超えて正面の壁Wfに近づくことなく移動する。また、右側の連接部56ARを含む右側の側縁部55Rは、左側の信地旋回中心Cn2Lを中心とする左側の第二円Ci2L内に納まっているため、右側方の壁Wrに干渉することなく移動する。
Then, the left portion 23aL of the
つまり、自律型掃除機1は、側縁部55が被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で被掃除領域Aの角に本体2Aを干渉させることなく信地旋回することができる。
In other words, the
図7Aから図7Eは、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例である。 7A to 7E are an example of a cleaning procedure in a second example body of an autonomous cleaner according to an embodiment of the present invention.
第二例の本体2Aを備える自律型掃除機1は、図6および図7Aから図7Eに示す手順で被掃除領域Aの角を掃除する。
The
先ず、図6に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、正面の壁Wfの壁際を掃除する。そして、図7Aに示すように、自律型掃除機1は、一旦後退して正面の壁Wfと本体2Aとの間に適宜の隙間を隔てる。そして、図7Bに示すように、左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。信地旋回した自律型掃除機1は、本体2Aの正面の向きを180度転換する。つまり、本体2Aの後半部53は、正面の壁Wfを向く。
First, as shown in FIG. 6, the
次いで、図7Cに示すように、自律型掃除機1は、本体2Aを正面の壁Wfの壁際まで後退させる。
Next, as shown in FIG. 7C, the
次いで、図7Dに示すように、自律型掃除機1は、正面の壁Wfの壁際で反時計回りに超信地旋回する。壁際で超信地旋回した自律型掃除機1は、本体2Aの正面の向きを90度転換する。つまり、本体2Aの前半部52は、右側方の壁Wrを向く。
Next, as shown in FIG. 7D, the
次いで、図7Eに示すように、自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、右側方の壁Wrの壁際を掃除する。しかして、被掃除領域Aの角が掃除される。自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角を掃除した後、一旦後退して右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱し、または一旦後退して時計回りに超信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱して、移動を継続する。
Next, as shown in FIG. 7E, the
自律型掃除機1は、前後方向へ容易に移動できる一方で、真横へ容易に移動できない。そのため、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Wが本体2Aの正面にある場合には、図7Aに示すように後退すれば、自律型掃除機1は、正面の壁Wfに邪魔されずに旋回できる。しかしながら、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Wが本体2Aの側方にある場合には、自律型掃除機1は、側方の壁Wと本体2Aとの間に旋回のための隙間を隔てるよう、真横へ移動できない。そこで、自律型掃除機1は、信地旋回中心Cn2から遠い方の側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IRに、前半部52の側縁部55を納めている。そのため、自律型掃除機1は、側方の壁Wによって超信地旋回することが妨げられていても、壁Wから遠い方の信地旋回中心Cn2の回りに信地旋回することで、容易に転進することができる。
The
なお、本体2Aは、左右対称な形状を有しているので、壁Wが本体2Aの正面と左側方とにあった場合であっても、後退して後、右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回することで、自律型掃除機1は、その場を容易に離脱することができる。したがって、自律型掃除機1は、図4に示すように角を本体2Aの右側方に見た状態、および角を本体2Aの左側方に見た状態の双方で、被掃除領域Aの角を掃除できる。そのため、自律型掃除機1は、定幅図形状の本体を有する従来の掃除機に比べて、被掃除領域Aの角をより奥まで掃除することができる。
Since the
図8は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の概略的な平面図である。 FIG. 8 is a schematic plan view of a third example body of an autonomous cleaner according to an embodiment of the present invention;
図8に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1の本体2Bの前半部52Bは、直線状の前縁部23Bと、信地旋回する時の信地旋回中心Cn2から遠い方の側縁部55Bと、前半部52の一部を変形させる変形部58と、を備えている。
As shown in FIG. 8, the
本体2Bの前半部52Bは、信地旋回中心Cn2を中心とする第二円Ci2の外側領域OR2に突出する部位を有している。つまり、前縁部23Bの左側の一部23aL、左側の側縁部55BLの前側の一部55aL、および左側の連接部56BLを含む前半部52Bの左前側の一部52aLは、右側の第二円Ci2Rの外側領域OR2に位置し、前縁部23Bの右側の一部23aR、右側の側縁部55BRの前側の一部55aR、および右側の連接部56BRを含む前半部52Bの右前側の一部52aRは、は、左側の第二円Ci2Lの外側領域OR2に位置している。
The
第三例の本体2Bは、第一例の本体2および第二例の本体2Aとは異なり、前半部52Bの左前側の一部52aLおよび右前側の一部52aRが、遠い方の第二円Ci2の外側領域OR2に位置している。そのため、第三例の本体2Bの前縁部23Bが壁際に沿った状態では、信地旋回中心Cn2から遠い方の前半部52Bの一部が、側方の壁Wに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。例えば、第三例の本体2Bが左側の信地旋回中心Cn2Lを中心に信地旋回する場合には、前半部52Bの右前側の一部52aRは、右側方の壁Wrに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。
The
そこで、第三例の本体2Bは、変形部58を備えている。変形部58は、信地旋回中心Cn2から遠い方であり、かつ第二円Ci2の外側領域OR2に位置する前半部52Bの一部を、第二円Ci2の内側領域IRに納めるように変形させる。
Therefore, the
変形部58は、図8に二点鎖線で示すように、左前側の一部52aLおよび右前側の一部52aRを含めて前半部52の全幅に渡り、左前側の一部52aLおよび右前側の一部52aRを本体2Bの左右方向へ一体で並行移動させる。また、変形部58は、前半部52の左前側の一部52aLおよび右前側の一部52aRを、それぞれ個別に移動させるものであっても良い。さらに、変形部58は、前半部52の前後方向に複数段に並ぶ部分変形部を備えていても良い。部分変形部は、それぞれ個別に左右方向へ並行移動可能であって、信地旋回中心Cn2から側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IR2に納まるよう、個別に移動する。さらに、変形部68は、前半部52の前側の一部、例えば前半分を移動させるものであっても良い。この場合には、変形しない、前半部52の後ろ側の非変形部分は、第一例の本体2のように、信地旋回中心Cn2から側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IR2に納まっていれば良い。
As indicated by the two-dot chain line in FIG. 8, the
前半部52の全幅に渡る変形部58は、吸込口34を一体に備えていることが好ましい。吸込口34は、可撓性を有する管を介して塵埃容器37に繋がれる。
It is preferable that the
また、左右それぞれ個別に変形させる変形部58は、左右の変形部58を同時に変形させるものであっても良いし、信地旋回するときに信地旋回中心Cn2から遠い方の変形部58のみを変形させるものであっても良い。
Further, the left and
本体2Bは、右方向へ旋回する場合であっても、左側へ旋回する場合であっても、同じような態様で旋回できることが好ましい。そこで、変形部58が左側へ並行移動して変形した形状と、右側へ並行移動して変形した形状とは、本体2Bの前後方向へ延びる中心線CLを軸に反転した関係にあることが好ましい。
Preferably, the
変形部58は、電動機とスライド機構、カム機構、リンク機構などの適宜の機構と、を有する電動式であっても良いし、例えばばねが発生させる弾性力とスライド機構、カム機構、リンク機構などの適宜の機構と、を有する機械式であっても良い。電動式の変形部58は、電動機を制御部15で制御することで、旋回する際に適時、変形し、変形前の状態に復帰することができる。機械式の変形部58は、変形にともなってエネルギーを蓄え、変形部58が変形前の状態に復帰するようエネルギーを消費する。例えば、機械式の変形部58は、旋回時に第二円Ci2の外側領域OR2に突出する部位を壁Wに押し当てて変形させ、例えばばねを圧縮しながら旋回を円滑に進行させ、旋回が進むにつれてばねを伸張させて第二円Ci2の外側領域OR2に突出する部位を復帰させる。
The
変形部58は、信地旋回するときに、本体2Bの側方の壁Wから離れる方向へ変形する。図8に示すような状況では、変形部58は、右側方の壁Wから離れる方向、つまり左方向へ並行移動する。並行移動した変形部58は、右側方の壁Wに近い部分、つまり前半部52の右前側の一部52aRを左側の第二円Ci2L内に移動させる。
The
ところで、前半部52の左前側の一部52aLおよび右前側の一部52aRは、それぞれの信地旋回中心Cn2L、Cn2Rを通って真正面に延びる左右一対の仮想線VLに挟まれる領域Gの外側に位置する。図8に示すような状況では、変形部58の変形によって、前半部52の右前側の一部52aRを左側の第二円Ci2L内に移動させると、前半部52の左前側の一部52aLは、領域Gの外側に大きくはみ出すことになる。
By the way, the left front portion 52aL and the right front portion 52aR of the
そうすると、第三例の本体2Bの前縁部23が壁際に沿った状態では、領域Gの外側にあり、かつ信地旋回中心Cn2に近い方の前縁部23の一部が、壁Wに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。例えば、第三例の本体2Bが左側の信地旋回中心Cn2Lを中心に信地旋回する場合には、領域Gの外側にあり、かつ左側の信地旋回中心Cn2に近い前半部52の左前側の一部52aLが、正面の壁Wfに接して自律型掃除機1の信地旋回を阻害する。
Then, in the state where the
そこで、第三例の本体2Bは、前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で、変形部58を変形させ、かつ真後ろへ後退して後、信地旋回する。図8に示すような状況では、自律型掃除機1は、真後ろへ後退して後、右側方の壁Wrから遠い方の信地旋回中心Cn2、つまり左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。このとき、自律型掃除機1が真後ろへ後退する距離は、信地旋回中心Cn2と変形後の信地旋回中心Cn2に近い方の連接部56Bとの間の距離Ln3から信地旋回中心Cn2と前縁部23との間の距離Ln2を引いた距離以上であれば良い。そうすると、左側の連接部56BLを含む前縁部23の左側の一部は、正面の壁Wfに一時的に接近するものの、後退した距離(距離Ln3から距離Ln2を引いた距離)を超えて正面の壁Wfに近づくことなく移動する。また、右側の連接部56BRを含む右側の側縁部55Rは、左側の信地旋回中心Cn2Lを中心とする左側の第二円Ci2L内に納まっているため、右側方の壁Wrに干渉することなく移動する。
Therefore, in the
つまり、自律型掃除機1は、側縁部55が被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で被掃除領域Aの角に本体2Bを干渉させることなく信地旋回することができる。
In other words, the
図9Aから図9Eは、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例における掃除手順の一例である。なお、変形部58は電動式であるものとする。
9A to 9E are an example of a cleaning procedure in a third example body of an autonomous cleaner according to an embodiment of the present invention. In addition, the deformation|
第三例の本体2Bを備える自律型掃除機1は、図8および図9Aから図9Eに示す手順で被掃除領域Aの角を掃除する。
The
先ず、図8に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、正面の壁Wfの壁際を掃除する。そして、図9Aに示すように、自律型掃除機1は、一旦後退して正面の壁Wfと本体2Bとの間に適宜の隙間を隔てる。そして、自律型掃除機1は、変形部58を変形させて右側方の壁Wから遠ざける。次いで、図9Bに示すように、自律型掃除機1は、左側の信地旋回中心Cn2Lを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。信地旋回した自律型掃除機1は、本体2Bの正面の向きを180度転換する。つまり、本体2Bの後半部53は、正面の壁Wfを向く。
First, as shown in FIG. 8, the
次いで、図9Cに示すように、自律型掃除機1は、変形部58の変形を復帰させて後、本体2Bを正面の壁Wfの壁際まで後退させる。
Next, as shown in FIG. 9C, the
次いで、図9Dに示すように、自律型掃除機1は、正面の壁Wfの壁際で反時計回りに超信地旋回する。壁際で超信地旋回した自律型掃除機1は、本体2Bの正面の向きを90度転換する。つまり、本体2Bの前半部52は、右側方の壁Wrを向く。
Next, as shown in FIG. 9D, the
次いで、図9Eに示すように、自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角に進入し、右側方の壁Wrの壁際を掃除する。しかして、被掃除領域Aの角が掃除される。自律型掃除機1は、被掃除領域Aの角を掃除した後、一旦後退して右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱し、または一旦後退して時計回りに超信地旋回して被掃除領域Aの角から離脱して、移動を継続する。
Next, as shown in FIG. 9E, the
自律型掃除機1は、前後方向へ容易に移動できる一方で、真横へ容易に移動できない。そのため、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Wが本体2Bの正面にある場合には、図9Aに示すように後退すれば、自律型掃除機1は、正面の壁Wfに邪魔されずに旋回できる。しかしながら、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Wが本体2Bの側方にある場合には、自律型掃除機1は、側方の壁Wと本体2Bとの間に旋回のための隙間を隔てるよう、真横へ移動できない。そこで、自律型掃除機1は、信地旋回中心Cn2から遠い方の側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IRに、前半部52を納める変形部58を備えている。そのため、自律型掃除機1は、側方の壁Wによって超信地旋回することが妨げられていても、壁Wから遠い方の信地旋回中心Cn2の回りに信地旋回することで、容易に転進することができる。
The
なお、本体2Bは、変形部58を左右対称に変形させることができるので、壁Wが本体2Bの正面と左側方とにあった場合であっても、右側の信地旋回中心Cn2Rを反時計回りに信地旋回することで、自律型掃除機1は、その場を容易に離脱することができる。したがって、自律型掃除機1は、図8に示すように角を本体2Bの右側方に見た状態、および角を本体2Bの左側方に見た状態の双方で、被掃除領域Aの角を掃除できる。そのため、自律型掃除機1は、定幅図形状の本体を有する従来の掃除機に比べて、被掃除領域Aの角をより奥まで掃除することができる。
Since the
また、変形部58は自律型掃除機1の旋回を阻害しない適時に変形し、復帰すれば良い。
Also, the
図10は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機のブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the invention.
図2から図3に加えて図10に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、移動部11の電動機27、吸込掃除部31のブラシ用電動機36および電動送風機38、検知部13、制御部15、および二次電池3に加えて通信部61を備えている。
As shown in FIG. 10 in addition to FIGS. 2 and 3, the
通信部61は、充電台5に赤外線信号を送信する、例えば赤外線発光素子を含む送信部61aと、および充電台5やリモートコントローラーからの赤外線信号を受信する、例えばフォトトランジスタを含む受信部61bと、を備えている。
The
検知部13のカメラ部41は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部41は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子41a(イメージセンサー、図示省略)と、撮像素子41aに像を結ぶ(生じさせる)光学系41bと、を備えている。撮像素子41aは、例えば、CCDイメージセンサー(Charge-Coupled Device image sensor)や、CMOSイメージセンサー(Complementary metal-oxide-semiconductor image sensor)である。そのため、自律型掃除機1は、カメラ部41で撮影した画像のデジタルデータを即座に取り扱うことができる。つまり、カメラ部41で撮影される画像は、例えば画像処理回路を利用することで所定のデータ形式に圧縮したり、二値画像に変換したり、グレースケールに変換したりすることができる。カメラ部41は、例えば可視光領域の画像を撮影する。可視光領域の画像は、例えば赤外領域の画像に比べて画質が良好であり、複雑な画像処理を施すことなく使用者に視認可能な情報を容易に提供できる。
A
カメラ部41は、いわゆるステレオカメラである。カメラ部41は、撮影する画像が、自律型掃除機1の幅方向の中心線を延長した前方の位置を含む撮影範囲で重なり合っている。カメラ部41は、撮影範囲における奥行き(自律型掃除機1からみた離間距離)の情報を得ることができる。奥行きの情報を含む画像を「距離画像」と呼ぶ。
The
カメラ部41には、LED(Light Emitting Diode)や電球などの照明装置が併設されていても良い。照明装置は、カメラ部41の撮影範囲の一部または全部を照らす。照明装置は、家具などの障害物の陰のような暗い場所や、夜間などの暗い環境下であっても、カメラ部41による適切な画像の取得を可能にする。
The
撮像素子41aの受光面には、多数の画素が並べられている。受光面の各画素は、受けた光を電気信号に変換する。各画素が受けた光の情報を各画素の位置に応じて統合させることで、カメラ部41が撮影した景色を表す画像が得られる。一般的な撮像素子41aは、カラー画像を撮影する。カラー画像は、例えば赤、緑、および青の三つの色を混ぜて表現される。
A large number of pixels are arranged on the light receiving surface of the
距離測定装置45は、奥行きの情報を得ようとする範囲に光を照射する発光部45aと、発光部45aから照射された光の反射光を受光する受光部45bと、を備えている。自律型掃除機1は、発光部45aの発光開始から受光部45bで反射光を受光するまでの時間差に基づいて自律型掃除機1から被検知物Oまでの距離情報を取得できる。発光部45aは、例えば赤外線や、可視光を照射する。
The
制御部15は、例えば中央処理装置(Central Processing Unit、CPU、図示省略)、中央処理装置で実行(処理)される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置(例えば、Read Only Memory、ROM、図示省略)、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置(例えば、Random access memory、RAM、図示省略)を備えている。補助記憶装置は、例えば不揮発性メモリのように書き換え可能なものであることが好ましい。
The
制御部15は、移動部11の電動機27、吸込掃除部31のブラシ用電動機36および電動送風機38、検知部13、二次電池3、および通信部61に電気的に接続されている。制御部15は、通信部61を介して充電台5、およびリモートコントローラーから受信する指令に応じて移動部11の電動機27、吸込掃除部31のブラシ用電動機36および電動送風機38、検知部13、二次電池3を制御する。
制御部15は、自律型掃除機1の自律移動を制御する自律移動制御部71と、検知部13の動作を制御する検知制御部72と、を含んでいる。自律移動制御部71、および検知制御部72は、演算プログラムである。
The
自律移動制御部71は、被掃除領域Aの環境地図情報(Environment Map、図示省略)を記憶する地図情報記憶部73と、移動部11を制御して本体2、2A、2Bを自律で移動させる移動制御部78と、吸込掃除部31のブラシ用電動機36、および電動送風機38の動作を制御する掃除制御部79と、を備えている。
The autonomous
地図情報記憶部73は、補助記憶装置に確保される記憶領域に構築されたデータの集合であって、適宜のデータ構造を有している。地図情報記憶部73は、補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれて利用され、適宜の更新を経て、補助記憶装置へ上書きされる。
The map
環境地図情報は、自律型掃除機1の自律移動に用いられる情報であり、少なくとも掃除対象となる場所において、自律型掃除機1が移動可能な領域の形状を含む情報である。環境地図情報は、例えば整然と配列された一辺10センチメートルの矩形の集合として構築されている。環境地図情報は、自律型掃除機1の使用に際して、事前に準備されるものであっても良いし、Simultaneous Localization and Mapping(SLAM)によって自己位置推定と同時に作成されるものであっても良い。環境地図情報は、掃除運転にともなう移動の過程で作成、および更新されても良い。SLAMで環境地図情報を作成する場合には、自律型掃除機1は、検知部13の他に、エンコーダなどの種々のセンサーを備えていることが好ましい。移動制御部78は、これら検知部13および種々のセンサーから取得する情報に基づいて環境地図情報を作成する。
The environment map information is information used for the autonomous movement of the
移動制御部78は、環境地図情報および検知制御部72の検知結果に基づいて移動部11を制御して自律型掃除機1を自律で移動させる。移動制御部78は、電動機27に流れる電流の大きさ、および向きを制御して、電動機27を正転、または逆転させる。移動制御部78は、電動機27を正転、または逆転させることで、駆動輪26の駆動を制御している。
The
また、移動制御部78は、検知制御部72の検知結果、例えば、近接検知部42の検出結果に基づいて、被掃除領域A内の障害物を回避したり、被掃除領域Aの境界、つまり壁際と本体2、2A、2Bとの間に所要の隙間を隔てつつ壁際に沿って移動したりする。さらに、移動制御部78は、検知制御部72の検知結果、例えば、接触検知部43の検出結果に基づいて、障害物や壁のギリギリまで接近して障害物の際や壁際を掃除する。
Further, based on the detection result of the
掃除制御部79は、ブラシ用電動機36、および電動送風機38を個別に制御する。
The
検知制御部72は、カメラ部41の動作を制御する。検知制御部72は、所定の時間間隔毎にカメラ部41に画像を撮影させる。検知制御部72は、カメラ部41で撮影された画像を検知結果記憶部81に記憶する。カメラ部41で撮影された画像は、検知結果記憶部81は、主記憶装置に確保されている。検知結果記憶部81は、カメラ部41で撮影された画像を記憶する。検知結果記憶部81は、複数の画像を記憶可能な容量を有している。
The
検知結果記憶部81は、カメラ部41で撮影された画像を表す画像情報を無加工で記憶しても良いし、画像の解析処理に必要な情報を残す限りにおいてデータサイズを減らすように加工した画像情報を記憶しても良い。検知結果記憶部81に記憶される画像情報は、例えば、カメラ部41で撮影された画像をグレースケールに変換した画像(以下、カメラ部41で撮影された元の画像と同じく画像と呼ぶ。)であっても良い。グレースケール画像の場合には、画像の画素値は輝度値と一致する。グレースケールに変換した画像を保存する場合には、制御部15は、元画像を記憶する場合に比べて、検知結果記憶部81に割り当てるメモリ領域の容量(リソース)を少量で済ませることが可能である。また、グレースケールに変換した画像を以後の解析処理に使用する場合には、制御部15は、元画像を処理する場合に比べて中央処理装置の負荷を軽減できる。画像のグレースケール化を含む画像処理は、カメラ部41で実行されても良い。カメラ部41で画像処理を実行することによって、中央処理装置の負荷が軽減される。
The detection
また、検知制御部72は、照明装置の点灯と消灯とを制御する。照明装置は、画像を明るくして解析処理の容易化と精度向上とを容易にする。
Further, the
さらに、検知制御部72は、近接検知部42の検出結果、つまり被検知物Oが本体2、2A、2Bに接近したこと、およびその時の被検知物Oと本体2、2A、2Bとの離間距離を検知結果記憶部81に記憶する。
Furthermore, the
また、検知制御部72は、接触検知部43の検出結果、つまり被検知物Oが本体2、2A、2Bに接触したことを検知結果記憶部81に記憶する。
Further, the
以上のように、本実施形態に係る自律型掃除機1は、超信地旋回中心Cn1から前端51までの第一距離R1を半径とする第一円Ci1の外側領域ORに突出し、かつ信地旋回中心Cn2から遠い方の側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IRに納まる前半部52と、前半部52の前縁部23に沿って配置される掃除部12と、を備えている。そのため、自律型掃除機1は、定幅図形状の本体を備える従来の自律型掃除機に比べて、被掃除領域Aの壁際や隅の塵埃をより確実に掃除できる一方で、被掃除領域Aの壁際や隅から容易に離脱して転進することができる。
As described above, the
また、自律型掃除機1は、信地旋回中心Cn2を通って真正面に延びる左右一対の仮想線VLに挟まれる領域Gの内側に位置する連接部56L、56Rを有している。そのため、自律型掃除機1は、前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で本体2を角に干渉させることなく信地旋回することができる。
The
さらに、自律型掃除機1は、信地旋回中心Cn2を通って真正面に延びる左右一対の仮想線VLに挟まれる領域Gの外側に位置する連接部56AL、56ARを有し、かつ前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で、本体2Aを真後ろへ後退させて後、信地旋回する。そのため、自律型掃除機1は、前縁部23と側縁部55とが被掃除領域Aの角に、実質的に隙間無く位置した状態で本体2Aを角に干渉させることなく信地旋回することができる。
Further, the
また、自律型掃除機1は、前縁部23Bおよび側縁部55Bが信地旋回中心Cn2から遠い方の側縁部55までの第二距離R2を半径とする第二円Ci2の内側領域IRに納まるように前半部52の一部を変形させる変形部58を備えている。そのため、自律型掃除機1は、定幅図形状の本体を備える従来の自律型掃除機に比べて、被掃除領域Aの壁際や隅の塵埃をより確実に掃除できる一方で、被掃除領域Aの壁際や隅から容易に離脱して転進することができる。
In addition, the
したがって、本実施形態に係る自律型掃除機1によれば、被掃除領域Aの壁際や角における掃除能力に優れ、かつ被掃除領域Aの壁際や角から円滑に脱して転進できる。
Therefore, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1…自律型掃除機、2、2A、2B…本体、3…二次電池、5…充電台、6…電源コード、11…移動部、12…掃除部、13…検知部、15…制御部、21…本体ケース、22…バンパー、23、23B…前縁部、23aL、23aR…前縁部の一部、26…駆動輪、27…電動機、28…従動輪、31…吸込掃除部、32…拭き掃除部、34…吸込口、35…回転ブラシ、36…ブラシ用電動機、37…塵埃容器、38…電動送風機、39…掃除シート、41…カメラ部、41a…撮像素子、41b…光学系、42…近接検知部、43…接触検知部、45…距離測定装置、45a…発光部、45b…受光部、51…前端、52、52B…前半部、52aL、52aR…前半部の一部、53…後半部、55、55L、55R、55B、55BL、55BR…側縁部、55a…側縁部の一部、56、56L、56R、56A、56AL、56AR、56B、56BL、56BR…連接部、58…変形部、61…通信部、61a…送信部、61b…受信部、71…自律移動制御部、72…検知制御部、73…地図情報記憶部、78…移動制御部、79…掃除制御部、81…検知結果記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記本体の底面に設けられる掃除部と、
前記本体を移動させる左右一対の駆動輪、または左右一対の無限軌道を有する移動部と、
前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備え、
前記本体は、前記左右一対の駆動輪または前記左右一対の無限軌道の左右を相互に異なる方向へ駆動させて超信地旋回する時の超信地旋回中心から前端までの第一距離を半径とする第一円の外側領域に突出し、かつ前記超信地旋回中心よりも前側に位置する前半部を有し、
前記前半部は、直線状の前縁部と、前記左右一対の駆動輪の一方または前記左右一対の無限軌道の一方を停止させ、他方を駆動させて信地旋回する時の信地旋回中心から遠い方であって停止する前記一方の駆動輪または停止する前記一方の無限軌道から遠い方の側縁部と、を有し、
前記前縁部および前記側縁部は、前記信地旋回中心から前記超信地旋回中心を通って前記側縁部に至る第二距離を半径とする第二円の内側領域に納まり、
前記第二距離は、前記超信地旋回中心から前記信地旋回中心までの距離と前記第一距離との和であり、
前記掃除部は、前記前縁部に沿って配置される自律型掃除機。 the main body;
a cleaning part provided on the bottom surface of the main body;
a moving part having a pair of left and right driving wheels or a pair of left and right endless tracks for moving the main body;
a control unit that controls the moving unit to autonomously move the main body,
The radius is defined as a first distance from the turning center to the front end of the main body when turning by driving the pair of left and right drive wheels or the pair of left and right endless tracks in mutually different directions. has a front half projecting to the outer region of the first circle and located on the front side of the super pivot turning center,
The front half has a linear front edge, and one of the pair of left and right drive wheels or one of the pair of left and right endless tracks is stopped and the other is driven to perform a pivot turn from the pivot turn center. a side edge farther from the one drive wheel that stops or the one track that stops;
The front edge portion and the side edge portion fall within an inner region of a second circle having a radius of a second distance from the pivot turning center through the super pivot turning center to the side edge portion,
The second distance is the sum of the distance from the super pivot turning center to the pivot turning center and the first distance,
The autonomous vacuum cleaner, wherein the cleaning portion is arranged along the front edge.
前記前縁部と前記側縁部とが掃除場所の角に、実質的に隙間無く位置した状態で前記本体を前記角に干渉させることなく信地旋回する請求項1に記載の自律型掃除機。 a connecting portion between the front edge portion and the side edge portion is located inside an area sandwiched by a pair of left and right imaginary lines extending straight ahead through the pivot turning center;
2. The autonomous vacuum cleaner according to claim 1, wherein said front edge and said side edge are positioned at a corner of a cleaning location with substantially no space between them, and said main body is pivoted without interfering with said corner. .
前記側縁部が掃除場所の角に、実質的に隙間無く位置した状態で、前記本体を真後ろへ後退させて後、前記本体を前記角に干渉させることなく信地旋回する請求項1に記載の自律型掃除機。
a connecting portion between the front edge portion and the side edge portion is positioned outside an area sandwiched by a pair of left and right imaginary lines extending straight ahead through the pivot turning center;
2. The cleaning device according to claim 1, wherein the main body is retracted directly rearward while the side edges are positioned at the corners of the cleaning area with substantially no clearance therebetween, and then the main body is pivoted without interfering with the corners. autonomous vacuum cleaner.
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