CN103857318B - 清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
清扫机器人（1）具备：主体箱体（2），其开口形成有吸入口（6）和排气口（7）并在地面上自动行走；电动送风机（22），其配置在主体箱体（2）内；集尘部（30），其对通过电动送风机（22）的驱动从吸入口（6）吸入的气流的尘埃进行集尘；红外线遥控器（60），其通过发出红外线来指定主体箱体（2）的设置空间的任意位置；以及红外线传感器（18），其检测由红外线遥控器（60）指定的指示位置，清扫机器人（1）移动到红外线传感器（18）检测到的指示位置和/或在向指示位置的移动中执行清扫运转。
Description
技术领域
本发明涉及在地面上自动行走的清扫机器人。
背景技术
在专利文献1中公开了现有的清扫机器人。该清扫机器人在俯视为大致圆形的主体箱体设有驱动轮，在地面上自动行走进行清扫。此时，为了对桌子等的下方进行清扫，主体箱体形成为高度低的薄型。在主体箱体的下表面设有用于集尘的扫起用辊刷，在主体箱体的内部设有尘埃收纳部。
另外，该现有的清扫机器人具备与主体箱体分体的指示装置（遥控器）。清扫机器人从指示装置接收自动行走模式的开始信号、停止信号等，执行与该信号对应的动作。
在上述构成的清扫机器人中，在清扫运转开始时，驱动轮和扫起用辊刷被驱动。主体箱体通过驱动轮的旋转而在室内的地面上自动行走，通过扫起用辊刷从地面朝向主体箱体内扫起尘埃。从地面被扫起的尘埃被尘埃收纳部收纳。
此外，该现有的清扫机器人能够一边根据来自指示装置（遥控器）的指示自动行走一边执行清扫运转。另外，该清扫机器人能够从指示装置以手动的方式接受前进、后退、盘转等指示，执行清扫运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2004－166968号公报（第9页－第12页、图1）
发明内容
发明要解决的问题
但是，为了使上述现有的清扫机器人移动到用户希望的位置，必须利用指示装置以手动的方式逐一发送前进、后退、盘转等指示。因此存在如下问题，即，向用户希望的位置引导清扫机器人非常费事，清扫占用较多时间，并且用户有可能感到厌烦。另外，还存在超出需要消耗电力的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够容易地引导到用户希望的任意位置、能够完成效率更高的清扫运转的清扫机器人。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的清扫机器人的特征在于，具备：主体箱体，其开口形成有吸入口和排气口并在地面上自动行走；电动送风机，其配置在上述主体箱体内；集尘部，其对通过上述电动送风机的驱动从上述吸入口吸入的气流的尘埃进行集尘；指示装置，其通过发出电磁波或者声波来指定上述主体箱体的设置空间的任意位置；以及检测装置，其检测由上述指示装置指定的指示位置，上述清扫机器人移动到上述检测装置检测到的上述指示位置执行清扫运转和/或在向上述指示位置的移动中执行清扫运转，根据上述电磁波或者上述声波的指示时间的长度而使停留在上述指示位置的时间不同。
根据该构成，清扫机器人的主体箱体在地面上自动行走，在电动送风机被驱动时，从在主体箱体开口形成的吸入口吸入包含尘埃的气流。气流所包含的尘埃被集尘部集尘。被集尘部去除了尘埃的气流经过电动送风机，从在主体箱体开口的排气口排出。在用户通过指示装置指定希望的位置时，检测装置检测被指定的指示位置，清扫机器人自动移动到指示位置和/或在向指示位置的移动中执行清扫运转。此外，此处所述的“电磁波”包括电波、红外线、可见光线、紫外线。
另外，上述构成的清扫机器人的特征在于，根据上述电磁波或者上述声波的指示时间的长度而使停留在上述指示位置的时间不同。
根据该构成，清扫机器人以与电磁波或者声波的指示时间的长度相应的不同时间执行在指示位置的清扫运转。
另外，上述构成的清扫机器人的特征在于，上述指示装置发出的电磁波是红外线，上述检测装置是检测红外线的红外线传感器。
根据该构成，用户利用红外线指定主体箱体的设置空间中的任意位置。被指定的指示位置由清扫机器人的红外线传感器检测。
另外，上述构成的清扫机器人的特征在于，具备对流经上述排气口的气流释放离子的离子发生装置。
根据该构成，包含离子的气流从在主体箱体开口形成的排气口向室内送出。由此，清扫机器人移动到用户利用指示装置指定的指示位置来执行清扫运转，并且在指示位置将离子向室内送出。
发明效果
根据本发明的构成，清扫机器人自动移动到用户利用指示装置指定的指示位置来执行清扫运转。由此，能够将清扫机器人容易地引导到用户希望的任意位置，能够迅速且以低耗电执行用户的指示位置的清扫。因此，能够提供可以完成效率更高的清扫运转的清扫机器人。
附图说明
图1是本发明的实施方式的清扫机器人的立体图。
图2是图1所示的清扫机器人的主体箱体的垂直剖面侧视图。
图3是表示拆下图2的清扫机器人的集尘部的状态的垂直剖面侧视图。
图4是图2所示的清扫机器人的电机单元的立体图。
图5是表示图1的清扫机器人的构成的框图。
图6是表示由图1的清扫机器人进行的指示位置清扫的动作的流程图。
具体实施方式
以下基于图1～图6说明本发明的实施方式的清扫机器人。
首先，针对本发明的实施方式的清扫机器人，用图1～图5说明其结构概要并说明集尘动作。图1是清扫机器人的立体图，图2是清扫机器人的主体箱体的垂直剖面侧视图，图3是表示拆下清扫机器人的集尘部的状态的垂直剖面侧视图，图4是清扫机器人的电机单 元的立体图，图5是表示清扫机器人的构成的框图。
如图1所示，清扫机器人1具有由电池13驱动驱动轮5（均参照图2）来自动行走的俯视为圆形的主体箱体2。在主体箱体2的上表面设有取放集尘部30（参照图2）时打开关闭的盖部3。
如图2所示，在主体箱体2配置有从底面突出的一对驱动轮5。驱动轮5的旋转轴配置在主体箱体2的中心线C上。在驱动轮5的两轮向同一方向旋转时，主体箱体2进退，向相反的方向旋转时，主体箱体2不移动而就地绕中心线C旋转、即盘转。驱动轮5被行走电机51（参照图5）驱动。
进行清扫时，在成为移动方向的前方的主体箱体2的前部的下表面设有吸入口6。吸入口6通过凹设在主体箱体2的底面的凹部8的开放面面对地面F形成。在凹部8内配置有以水平的旋转轴旋转的旋转刷9，在凹部8的两侧方配置有以垂直的旋转轴旋转的侧刷10。
在凹部8的前方设有辊状的前轮15。在主体箱体2的后端设有包括万向轮的后轮16。前轮15通常与地面F脱离，旋转刷9、驱动轮5以及后轮16与地面F接触进行清扫。前轮15与行进路上出现的台阶接触，使主体箱体2能够容易地越过台阶。
在主体箱体2的周面的后端设有进行电池13的充电的充电端子4。主体箱体2自动行走而返回至设置在室内的充电座40，充电端子4与设于充电座40的端子部41连接，对电池13进行充电。与商用电源连接的充电座40通常沿着室内的侧壁S设置。
在主体箱体2内配置有对尘埃进行集尘的集尘部30。集尘部30被收纳在设于主体箱体2的集尘室39内。集尘室39形成为覆盖四方周面和底面的隔离室，除前壁以外的各壁面被封闭。在集尘室39的前壁导出与凹部8连通的第1吸气路11和配置在凹部8的上方、与后述电机单元20连通的第2吸气路12。
集尘部30配置在主体箱体2的中心线C上，如图3所示，能够打开主体箱体2的盖部3来取放。集尘部30在有底筒状的集尘容器31的上表面安装有具有过滤器33的上部盖体32。上部盖体32由可动的卡止部32a卡止到集尘容器31，能够通过卡止部32a的操作从集尘容 器31拆下。由此能够废弃堆积在集尘容器31的尘埃。
在集尘容器31的周面的前端开口形成流入口34a来导出与第1吸气路11连通的流入路34。在集尘容器31内设有通过与流入路34相连并弯曲向下方引导气流的流入部34b。在上部盖体32的周面的前端开口形成流出口35a来导出与第2吸气路12连通的流出路35。
在流入口34a和流出口35a的周围设有与集尘室39的前壁密接的衬垫（未图示）。由此，收纳有集尘部30的集尘室39内被封闭。集尘室39的前壁形成为倾斜面，能够防止由于取放集尘部30时的滑动造成的衬垫的劣化。
在主体箱体2内的集尘室39的后方上部配置有拥有后述CPU14a（参照图5）的控制基板14。在控制基板14设有包括控制清扫机器人1的各部的CPU14a的控制电路。在集尘室39的后方的下部配置有装拆自如的电池13。电池13经由充电端子4从充电座40充电，对控制基板14供给电力，对驱动轮5、旋转刷9、侧刷10以及电动送风机22等的各电机部供给电力。
在主体箱体2的前部配置有电机单元20。电机单元20如图4所示具备树脂成形品壳体21和收纳在壳体21内的电动送风机22。电动送风机22由被电机外壳22a覆盖的涡轮风扇形成。
在电动送风机22的电机外壳22a的轴向的一端开口形成吸气口（未图示），在周面的2个部位开口形成排气口（未图示）。在壳体21的前表面，设有与电机外壳22a的吸气口相对并且与第2吸气路12连通的开口部23。在壳体21的电动送风机22的两侧方设有与电机外壳22a的各排气口分别连通的第1排气路24a和第2排气路24b。第1排气路24a、第2排气路24b与设置在主体箱体2的上表面的排气口7（参照图2和图3）连通。排气口7在相对于主体箱体2的前后方向形成直角的横向延伸。
在第1排气路24a配置有具有一对电极（未图示）的离子发生装置25。对离子发生装置25的电极施加包括交流波形或者脉冲波形的电压，通过电极的电晕放电生成的离子向第1排气路24a、即电动送风机22和排气口7之间的排气流路释放。
对一方电极施加正电压，由电晕放电生成的氢离子与空气中的水分结合产生主要包括H+（H2O）m的正离子。对另一方电极施加负电压，由电晕放电生成的氧离子与空气中的水分结合产生主要包括O2 －（H2O）n的负离子。其中，m、n是任意的自然数。H+（H2O）m和O2 －（H2O）n在空气中的浮游菌、臭味成分的表面凝集并包围它们。
并且，如式（1）～（3）所示，通过碰撞使作为活性种的［·OH］（羟自由基）、H2O2（过氧化氢）在微生物等的表面上凝集生成来破坏浮游菌、臭味成分。其中，m’、n’是任意的自然数。因此，能够通过产生正离子和负离子并将它们从排气口7送出来进行室内的除菌和除臭。
H+(H2O)m＋O2 －(H2O)n→·OH＋1/2O2＋(m＋n)H2O…（1）
H+(H2O)m＋H+(H2O)m’+O2 －(H2O)n+O2 －(H2O)n’
→2·OH＋O2+(m＋m'＋n＋n')H2O…（2）
H+(H2O)m＋H+(H2O)m’+O2 －(H2O)n+O2 －(H2O)n’
→H2O2+O2+(m＋m'＋n＋n')H2O…（3）
在此，控制基板14为了进行清扫机器人1整体的动作控制，包括图5所示的CPU14a、其它未图示的电子部件。CPU14a是中央运算处理装置，基于被存储、输入到存储部17等的程序、数据控制电动送风机22、离子发生装置25、行走电机51等构成要素来实现一系列的清扫运转、离子送出运转。另外，CPU14a从操作面板（未图示）接受由用户进行的清扫机器人1的动作的条件设定，将该条件设定存储于存储部17等。
此外，清扫机器人1分别具备用于驱动电动送风机22的电机驱动器22b、用于驱动行走电机51的电机驱动器51a。CPU14a对电机驱动器22b和电机驱动器51a分别发送控制信号，使电动送风机22和行走电机51驱动。
另外，清扫机器人1具备用于检测在主体箱体2周边被照射的红外线的红外线传感器18。红外线传感器18是例如纵向256像素×横向256像素的量子型红外线传感器，为了组装到例如具有透镜等的摄像机来检测主体箱体2外部的红外线而配置在装置外壳的附近。CPU14a经由控制单元18a与红外线传感器18连接，基于从红外线传感器18得到的输出获得与在主体箱体2的外部周边照射的红外线有关的信息。
另外，清扫机器人1如图1和图5所示，具备与主体箱体2分体的红外线遥控器60。红外线遥控器60在用户按下照射按钮60a时从未图示的照射部向外部发出红外线。红外线遥控器60是通过发出红外线来指定主体箱体2的设置空间的任意位置的指示装置。并且，设于主体箱体2的红外线传感器18是检测被红外线遥控器60指定的指示位置的检测装置。在用红外线遥控器60指定主体箱体2的设置空间中的清扫的指示位置时，清扫机器人1自动行走而移动到红外线传感器18检测到的指示位置，执行清扫运转。另外，清扫机器人1在向指示位置的移动中一边自动行走一边执行清扫运转。
在上述构成的清扫机器人1中，在指示清扫运转时，电动送风机22、离子发生装置25、驱动轮5、旋转刷9以及侧刷10被驱动。由此，主体箱体2的旋转刷9、驱动轮5以及后轮16与地面F接触而在规定的范围内自动行走，从吸入口6吸入包含地面F的尘埃的气流。此时，通过旋转刷9的旋转，使地面F上的尘埃被扫起并被导入凹部8内。另外，通过侧刷10的旋转，使吸入口6的侧方的尘埃被导入吸入口6。
从吸入口6吸入的气流如箭头A1所示在第1吸气路11向后方流通，经由流入口34a流入集尘部30。流入到集尘部30的气流被过滤器33捕获收集尘埃，经由流出口35a从集尘部30流出。由此，尘埃集中并堆积在集尘容器31内。从集尘部30流出的气流如箭头A2所示在第2吸气路12向前方流通，经由开口部23流入电机单元20的电动送风机22。
经过电动送风机22的气流在第1排气路24a和第2排气路24b流通。在流经第1排气路24a的气流中包含离子发生装置25所释放的离子。并且，从设于主体箱体2的上表面的排气口7如箭头A3所示向上方后方沿倾斜方向排出包含离子的气流。由此，进行室内的清扫， 并且在自动行走的主体箱体2的排气中包含的离子遍及室内而进行室内的除菌、除臭。此时，从排气口7向上方排气，因此，能够防止地面F的尘埃被卷起而提高室内的清洁度。
此外，清扫机器人1除了如上所述能够同时执行清扫运转和离子送出运转以外，还能够各自单独地执行清扫运转和离子送出运转。
另外，在使驱动轮5的两轮向相互相反的方向旋转时，主体箱体2以中心线C为中心旋转而改变方向、盘转。由此，能够在整个希望的范围内使主体箱体2自动行走并且避开障碍物而自动行走。此外，还可以使驱动轮5的两轮相对于前进时反转而使主体箱体2后退。
在清扫结束时，主体箱体2自动行走而返回至充电座40。由此，充电端子4与端子部41连接，电池13被充电。
并且，在用户通过红外线遥控器60指定清扫的指示位置时，清扫机器人1自动行走并移动到红外线传感器18检测到的指示位置、执行清扫运转。另外，根据设定，清扫机器人1还能够在向指示位置的移动中一边自动行走一边执行清扫运转。
接着，按照图6所示的流程说明由清扫机器人1进行的指示位置的清扫动作。图6是表示由清扫机器人1进行的指示位置的清扫动作的流程图。
在清扫机器人1的运转开始时（图6的开始），CPU14a一边使主体箱体2行走来执行清扫和离子送出，一边经由控制单元18a使红外线传感器18工作（图6的步骤＃101）。然后，判断红外线传感器18是否检测到红外线（步骤＃102）。在红外线传感器18没有检测到红外线的情况下（步骤＃102的否），返回步骤＃101而继续由红外线传感器18进行红外线检测。
在红外线传感器18检测到红外线的情况下（步骤＃102的是），CPU14a判断检测到的红外线是否是规定阈值以上的强度（步骤＃103）。此外，关于红外线强度的阈值被预先确定并存储于存储部17等。
在红外线传感器18没有检测到规定阈值以上的强度的红外线的情况下（步骤＃103的否），CPU14a判断为没有检测到从红外线遥控器60发出的红外线（非检测）（步骤＃104）。
并且，判断清扫机器人1是否是移动中（步骤＃105）。在清扫机器人1是停止中的情况下（步骤＃105的否），返回步骤＃101而继续由红外线传感器18进行红外线检测。另一方面，在清扫机器人1是移动中的情况下（步骤＃105的是），使主体箱体2停止（结束移动）（步骤＃106）后，返回步骤＃101而继续由红外线传感器18进行红外线检测。
在步骤＃103中，在红外线传感器18检测到规定阈值以上的强度的红外线的情况下（步骤＃103的是），CPU14a判断为检测到从红外线遥控器60发出的红外线（步骤＃107）。
并且，CPU14a经由电机驱动器51a控制行走电机51，使主体箱体2自动行走并移动到指示位置（步骤＃108）。接着，清扫机器人1在指示位置执行清扫运转（步骤＃109）。
在指示位置的清扫运转中，例如清扫机器人1一边驱动电动送风机22一边使驱动轮5的两轮向相反的方向旋转使主体箱体2不移动而就地绕中心线C盘转。当该清扫运转执行预先确定的固定时间后，则停止清扫运转，返回步骤＃101而再次开始由红外线传感器18进行红外线检测。
此外，根据设定，还能够在向指示位置的移动中一边自动行走一边执行清扫运转。另外，为了在由红外线遥控器60指定的指示位置执行清扫而停留的时间，除了如上所述设为预先确定的固定时间以外，还可以设为根据红外线的指示时间的长度而使停留在指示位置的时间不同。而且，也可以设为在指示位置停留的时间单独执行离子送出运转。
另外，关于由红外线遥控器60指定的指示位置，除了如上所述设为1处以外，还可以连续地指定多个指示位置来执行在将各指示位置之间连接的路径上的清扫。而且，也可以设为指定3处以上的指示位置来执行被指示位置包围的区域内的清扫。并且，也可以设 为由红外线遥控器60持续照射指定了指示位置时的红外线并使该红外线移动，使清扫机器人1一边追随该红外线一边执行清扫。
如上所述，清扫机器人1具备：红外线遥控器60，其通过发出红外线来指定主体箱体2的设置空间的任意位置；以及红外线传感器18，其检测由红外线遥控器60指定的指示位置，清扫机器人1移动到红外线传感器18检测到的指示位置来执行清扫运转。即，在用户通过红外线遥控器60指定希望的位置时，红外线传感器18检测被指定的指示位置，清扫机器人1自动移动到指示位置和/或在向指示位置的移动中执行清扫运转。由此，能够解决在用户希望的指示位置的清扫费事且占用较多时间，或者用户感到不快的问题。另外，能够抑制针对清扫而超过需要地消耗电力。
另外，由于清扫机器人1根据红外线的指示时间的长度而使停留在指示位置的时间不同，因此，以与指示时间的长度相应的不同的时间执行指示位置的清扫运转。因此，能使在用户希望的任意位置的清扫执行希望的任意时间。
另外，用于使清扫机器人1移动到指示位置来执行清扫运转的指示装置是发出红外线的红外线遥控器60，指示位置的检测装置是检测红外线的红外线传感器18。因此，用户能够利用更简单的处理方法来将所希望的任意位置指定为清扫的指示位置。
另外，清扫机器人1具备对流经排气口7的气流释放离子的离子发生装置25，因此，清扫机器人1移动到用户通过红外线遥控器60指定的指示位置来执行清扫运转，并且在指示位置向室内送出离子。因此，能够在用户所指定的指示位置自动执行清扫运转，而且还能够在指示位置自动执行离子送出运转。
并且，根据本发明的上述实施方式的构成，清扫机器人1自动移动到用户通过红外线遥控器60指定的指示位置来执行清扫运转。由此，能够将清扫机器人1容易地引导到用户希望的任意位置，能够迅速且以低耗电来执行用户的指示位置的清扫。因此，能够提供可以完成效率更高的清扫运转的清扫机器人1。
以上关于本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围不限 于此，能够在不脱离发明的宗旨的范围内加以各种变更来实施。
例如，在上述实施方式中设为红外线遥控器60的指示装置不限于发出红外线的装置，也可以是发出电波、可见光线、紫外线等其它电磁波、声波的装置。
工业上的可利用性
根据本发明，能够应用于在地面上自动行走的清扫机器人。
附图标记说明
1 清扫机器人
2 主体箱体
5 驱动轮
6 吸入口
7 排气口
8 凹部
9 旋转刷
10 侧刷
11 第1吸气路
12 第2吸气路
13 电池
14 控制基板
14a CPU
17 存储部
18 红外线传感器（检测装置）
20 电机单元
21 壳体
22 电动送风机
23 开口部
24a 第1排气路
24b 第2排气路
25 离子发生装置
30 集尘部
31 集尘容器
51 行走电机
60 红外线遥控器（指示装置）
Claims (3)
1.一种清扫机器人，其特征在于，
具备：主体箱体，其开口形成有吸入口和排气口并在地面上自动行走；
电动送风机，其配置在上述主体箱体内；
集尘部，其对通过上述电动送风机的驱动从上述吸入口吸入的气流的尘埃进行集尘；
指示装置，其通过发出电磁波或者声波来指定上述主体箱体的设置空间的任意位置；以及
检测装置，其检测由上述指示装置指定的指示位置，
上述清扫机器人移动到上述检测装置检测到的上述指示位置执行清扫运转和/或在向上述指示位置的移动中执行清扫运转，
根据上述电磁波或者上述声波的指示时间的长度而使停留在上述指示位置的时间不同。
2.根据权利要求1所述的清扫机器人，其特征在于，
上述指示装置发出的电磁波是红外线，上述检测装置是检测红外线的红外线传感器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的清扫机器人，其特征在于，
具备对流经上述排气口的气流释放离子的离子发生装置。
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