CN105900033A - 行驶体装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够简化构成、且能够抑制消耗功率并难以与其他设备产生串扰的电动吸尘装置。充电装置(12)具有配置于相互分离的位置上并分别发送用于引导电动吸尘器主体(11)的引导信号的发光部(55L)、(55R)。充电装置(12)具有在不同的定时从发光部(55L)、(55R)发送相同的引导信号的充电装置控制部(58)。电动吸尘器主体(11)具有发送请求信号的发光部(33)。电动吸尘器主体(11)具有能够接收从发光部(55L)、(55R)发送的引导信号的受光部(32)。控制部(37)根据在不同的定时从发光部(55L)、(55R)发送的两个引导信号在受光部(32)中的接收状态，使主体壳体(20)朝向充电装置(12)行驶。

Description

行驶体装置
技术领域
本发明的实施方式涉及一种行驶体装置，该行驶体装置具备能够自主行驶的自主行驶体、以及引导该自主行驶体的信标装置。
背景技术
以往，已知有例如在使用传感器等检测障碍物等的同时、一边在作为被吸尘面的地板面上自主行驶一边对地板面进行吸尘的、所谓的自主行驶型的电动吸尘器(扫地机器人)。一般来说，关于这种电动吸尘器，若吸尘结束，则为了将内置的二次电池充电而控制成自主返回到充电装置(归位)。因此，从充电装置输出红外线等的引导信号，将电动吸尘器向充电装置引导。
在进行这样的引导时，若进行控制，例如从充电装置输出左侧用的引导信号与右侧用的引导信号，在接收到左侧用的引导信号的情况下使电动吸尘器相对地向右侧移动，在接收到右侧用的引导信号的情况下使电动吸尘器相对地向左侧移动，则能够沿着可接收这两种引导信号的部分，朝向充电装置引导电动吸尘器。
在同时从充电装置输出这些左侧用以及右侧用的引导信号的情况下，为了区别这些引导信号，需要设为互不相同的信号，因此用于生成信号的构成或处理变得复杂。另外，若始终从充电装置输出引导信号，则电力消耗较大，并且容易与从其他设备等输出的信号产生串扰。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4480730号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于，提供一种能够简化构成、且能够抑制消耗功率并难以与其他设备产生串扰的行驶体装置。
用于解决课题的手段
实施方式的行驶体装置具备能够自主行驶的自主行驶体、以及引导该自主行驶体的信标装置。信标装置具有能够接收来自自主行驶体的请求信号的信标装置侧接收部。另外，该信标装置具有配置于相互分离的位置、并分别发送用于引导自主行驶体的引导信号的一个以及另一个信标装置侧发送部。而且，该信标装置具有在不同的定时从一个以及另一个信标装置侧发送部发送相同的引导信号的发送控制部。自主行驶体具有主体壳体。另外，该自主行驶体具有使主体壳体能够行驶的驱动轮。而且，该自主行驶体具有通过控制驱动轮的驱动而使主体壳体自主行驶的控制部。另外，该自主行驶体具有发送请求信号的发送部。而且，该自主行驶体具有能够接收从一个以及另一个信标装置侧发送部发送的引导信号的接收部。而且，控制部根据在不同的定时从一个以及另一个信标装置侧发送部发送的两个引导信号在接收部中的接收状态，使主体壳体朝向信标装置行驶。
附图说明
图1是表示一个实施方式的行驶体装置的立体图。
图2的(a)是表示上述行驶体装置的自主行驶体的内部构造的框图，图2的(b)是表示上述行驶体装置的信标装置的内部构造的框图。
图3是从下方表示上述自主行驶体的平面图。
图4是在(a)～(g)中表示一个实施方式的行驶体装置的控制的时序图。
图5是示意性地表示上述信标装置进行的自主行驶体的引导原理的平面图。
具体实施方式
以下，参照图1～图5说明一个实施方式的构成。
在图1～图5中，10表示作为行驶体装置的电动吸尘装置，该电动吸尘装置10具备作为自主行驶体的电动吸尘器主体11、以及成为该电动吸尘器主体11的充电用的基部并且作为引导电动吸尘器主体11的信标装置的充电装置(充电座)12。
该电动吸尘器主体11在本实施方式中是在作为被吸尘面的地板面上自主行驶(自走)、并且对地板面进行吸尘的所谓的自走式的机器人清洁器。而且，该电动吸尘器主体11作为行驶·吸尘部而具备：中空状的主体壳体20；作为动作部(吸尘部)的电动送风机21，收容于该主体壳体20内；集尘部22，与该电动送风机21的吸入侧连通；作为例如行驶用的多个(一对)驱动部的驱动轮23、23；电机24、24，是作为使这些驱动轮23、23驱动的动作部的驱动机构(驱动部)；回转用的回转轮25；侧刷26、26，是例如多个(一对)作为回转清扫部(吸尘部)的辅助吸尘机构，以能够沿着地板面回转的方式配置于主体壳体20的下部；侧有刷电机27、27，是作为使这些侧刷26、26回转的动作部(吸尘部)的回转驱动机构(回转驱动部)；旋转刷28，是作为旋转清扫体(吸尘部)的吸尘机构，以能够旋转的方式配置于主体壳体20的下部；以及有刷电机29等，有刷电机29是作为使该旋转刷28旋转驱动的动作部(吸尘部)的旋转驱动机构(旋转驱动部)。另外，该电动吸尘器主体11作为输入输出·控制部而具备：作为具有各种传感器的动作部的传感器部31；受光部32，是作为接收机构(接收部)的行驶体侧接收机构(行驶体侧接收部)；发光部33，是作为发送机构(发送部)的行驶体侧发送机构(行驶体侧发送部)；具有输入操作机构(输入操作部)以及显示机构(显示部)的功能的触摸面板34；以及由电路基板等构成的控制部37等。而且，在该电动吸尘器主体11中，在主体壳体20内具备对上述的各部分供电的二次电池39。此外，以下，将沿着电动吸尘器主体11(主体壳体20)的行驶方向的方向称作前后方向(图1等所示的箭头FR、RR方向)，将与该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)称作宽度方向来进行说明。
主体壳体20由例如合成树脂等形成为平坦的圆柱状(圆盘状)等，并在圆形状的下表面的宽度方向的中央部的靠后部的位置开设有沿宽度方向呈长边状、即横长的吸入口41。
吸入口41经由集尘部22而与电动送风机21的吸入侧连通。另外，在该吸入口41以能够旋转的方式配置有旋转刷28。
电动送风机21通过驱动产生负压，从吸入口41向集尘部22吸入尘埃，例如使吸入侧朝向后方、并且使轴向沿着前后方向(水平方向)地收容于主体壳体20的内部。此外，在例如是通过旋转刷28等向集尘部22拨入尘埃的构成等的情况下，并不需要该电动送风机21，该该电动送风机21并非必须的构成。
集尘部22对通过电动送风机21的驱动而从吸入口41吸入的尘埃进行捕集。
各驱动轮23是使电动吸尘器主体11(主体壳体20)在地板面上向前进方向以及后退方向行驶(自主行驶)、即行驶用的驱动轮，沿左右宽度方向具有未图示的旋转轴，并配置为在宽度方向上对称。
各电机24例如与各个驱动轮23分别相对应地配置，能够使各驱动轮23独立地驱动。
回转轮25位于主体壳体20的宽度方向的大致中央部，且位于前部，并且是能够沿地板面回转的从动轮。
各侧刷26分别具有呈放射状突出而与地板面接触的多个(例如3个)作为清扫体的刷毛43。而且，侧刷26、26在主体壳体20被配置于如下位置，该位置是驱动轮23、23的前方并且是回转轮25的后方的两侧。
各侧有刷电机27能够分别使各侧刷26向主体壳体20的宽度方向中心侧旋转，换言之，能够使右侧的侧刷26向左侧旋转，使左侧的侧刷26向右侧旋转，即，使得通过各侧刷26而将尘埃向吸入口41侧集聚。
此外，如果能够利用电动送风机21或旋转刷28充分地进行吸尘，则这些侧刷26以及侧有刷电机27并非必须的构成。
旋转刷28形成为纵长状，其两端部以能够转动的方式轴支承于吸入口41的宽度方向两侧部。而且，该旋转刷28从吸入口41向主体壳体20的下表面的下方突出，并且旋转刷28被构成为，在将电动吸尘器主体11载置在地板面上的状态下，下部接触地板面来刮取尘埃。
有刷电机29收容于主体壳体20的内部，经由作为机构部的未图示的齿轮机构而与旋转刷28连接。
此外，如果能够利用电动送风机21或侧刷26、26充分地进行吸尘，则这些旋转刷28以及有刷电机29并非必须的构成。
另外，传感器部31具备例如测量电机24的转速的光编码器等转速传感器、检测墙壁、家具等障碍物的红外线传感器等障碍物检测机构(障碍物传感器(测距传感器))、检测地板面的台阶等的红外线传感器等台阶检测机构(台阶传感器)、以及用于防止碰撞到充电装置12等的的红外线传感器等防止碰撞检测机构(防止碰撞传感器)等的功能，传感器部31配置于主体壳体20的上部、外周部(前部以及后部)以及下部等各部分。
受光部32用于通过检测从充电装置12发出的红外线等来推断充电装置12的位置，例如在主体壳体20的外周部前部的相对于左右方向的中央部而左右分离的位置上，配置有左侧受光部32L以及右侧受光部32R。这些受光部32L、32R例如被配置为左右对称。
发光部33向充电装置12等发送(输出)红外线等的信号，例如配置于主体壳体20的前侧上部。
触摸面板34能够供使用者直接输入各种设定，并且显示与电动吸尘器主体11有关的各种信息，例如配置于主体壳体20的上部。
控制部37具备：作为控制部主体的CPU；ROM，是储存有由该CPU读取的程序等的固定的数据的储存部；RAM，是动态地形成成为程序的数据处理的作业区域的工作区等各种存储区的区储存部；对当前的时日等的日历信息进行计时的计时器等。该控制部37与电动送风机21、各电机24、各侧有刷电机27、有刷电机29、传感器部31、受光部32、发光部33以及触摸面板34等电连接，并具有：基于传感器部31的检测结果来控制电动送风机21、各电机24、各侧有刷电机27、有刷电机29等的驱动的吸尘模式以及经由充电装置12进行二次电池39的充电的充电模式。
二次电池39对电动送风机21、各电机24、各侧有刷电机27、有刷电机29、传感器部31、受光部32、发光部33以及控制部37等进行供电。而且，该二次电池39与例如在主体壳体20的下表面的回转轮25的两侧即前部露出的充电端子45电连接。
另一方面，充电装置12具备：作为信标装置壳体的充电装置壳体51；收容于该充电装置壳体51中的充电电路52；与该充电电路52电连接的充电用端子53；与商用电源连接的电源线54；充电装置发光部55，例如作为利用红外线等输出充电装置12的位置信息等的各种信号的信标装置侧发送机构(信标装置侧发送部)；充电装置受光部56，作为接收来自电动吸尘器主体11的发光部33的发光的信标装置侧接收机构(信标装置侧接收部)；以及充电装置控制部58等，充电装置控制部58是作为分别控制这些充电装置发光部55以及充电装置受光部56等的动作的发送控制机构(发送控制部)的信标装置控制机构(信标装置控制部)。
充电装置壳体51配置于划分房间的墙壁部的附近等不会妨碍吸尘的位置。
充电电路52是对充电端子45已与充电用端子53连接的电动吸尘器主体11的二次电池39进行充电的恒流电路等。
充电用端子53在充电装置壳体51的下部露出，并与移动(返回)到充电装置12的电动吸尘器主体11的充电端子45机械连接以及电连接。
电源线54与充电电路52、充电装置发光部55、充电装置受光部56以及充电装置控制部58电连接，并与设置于墙壁部等的插座连接，从而能够从商用电源进行供电。
充电装置发光部55向电动吸尘器主体11发出红外线等，例如在充电装置壳体51的侧部的中央部相互分离的位置，配置有作为一个以及另一个信标装置侧发送机构(信标装置发送部)的充电装置左侧发光部55L以及充电装置右侧发光部55R。即，这些发光部55L、55R配置于互不相同的位置上。而且，该充电装置发光部55构成为，在由充电装置受光部56接收到来自电动吸尘器主体11的发光部33的请求信号S时该充电装置发光部55进行发光。
充电装置受光部56用于通过检测从电动吸尘器主体11的发光部33发出的红外线等来掌握电动吸尘器主体11与充电装置12的位置关系，充电装置受光部56例如配置于充电装置壳体51的上部。
充电装置控制部58例如生成从充电装置发光部55发出的红外线信号，或对充电装置受光部56接收到的、来自电动吸尘器主体11的发光部33的红外线信号进行处理。而且，该充电装置控制部58具有将电动吸尘器主体11朝向充电装置12进行引导的引导模式、用于经由充电电路52将二次电池39充电的充电模式、以及动作待机中的待机模式，在引导模式时，构成为，当由充电装置受光部56接收到来自电动吸尘器主体11的发光部33的请求信号S时，以互不相同的定时从发光部55L、55R发送引导信号。
接下来，对上述一个实施方式的动作进行说明。
一般来说，自主行驶型的电动吸尘器主体11被大致区分为电动吸尘器主体11进行吸尘的吸尘作业、以及利用充电装置12将二次电池39充电的充电作业。
(吸尘作业)
电动吸尘器主体11中，在到达预先设定的吸尘开始时刻时，从待机模式成为吸尘模式的控制部37使电动送风机21、驱动轮23、23(电机24、24)、侧刷26、26(侧有刷电机27、27)以及旋转刷28(有刷电机29)等驱动，例如从充电装置12脱离，利用驱动轮23、23在地板面上自主行驶，并且开始吸尘。此外，吸尘的开始位置能够设定为电动吸尘器主体11的行驶开始位置、或房间的出入口等任意的场所。
在行驶中，控制部37经由传感器部31检测例如与包围吸尘区域的周围的墙壁部或吸尘区域内的障碍物等之间的距离、以及地板面的台阶等，由此监视电动吸尘器主体11(主体壳体20)的行驶状态，并与来自该传感器部31的检测相对应地使驱动轮23、23(电机24、24)驱动，由此一边回避障碍物或台阶等一边使电动吸尘器主体11在地板面上行驶。
并且，该电动吸尘器主体11利用被回转驱动的侧刷26、26将尘埃向吸入口41集聚，通过靠电动送风机21的驱动产生的负压经由集尘部22而作用到的吸入口41，将地板面上的尘埃与空气一起吸入。另外，被旋转驱动的旋转刷28将地板面的尘埃向集尘部22刮取。
从吸入口41与空气一起被吸入的尘埃被集尘部22分离而捕集，分离了尘埃后的空气被电动送风机21吸入，在将该电动送风机21冷却之后，成为排气风，从设于主体壳体20的未图示的排气口排气到外部。
在吸尘区域的吸尘完成、或者二次电池39的容量降低至规定量而不足以完成吸尘(二次电池39的电压降低至放电终止电压附近)等的规定条件(向充电装置12返回(归位))时，控制部37为了结束吸尘模式并转换到充电模式而从发光部33发送主旨为期望返回充电装置12的的请求信号(request信号)S。由充电装置受光部56接收到该请求信号S的充电装置12中，充电装置控制部58从充电装置发光部55发送引导信号，该引导信号是用于引导电动吸尘器主体11以使电动吸尘器主体11返回(移动)到充电装置12的返回信号。
并且，通过控制部37使驱动轮23、23(电机24、24)驱动，由受光部32接收到引导信号的电动吸尘器主体11进行行驶，使得向充电装置12接近规定距离。这样，通过电动吸尘器主体11的受光部32及发光部33、与充电装置12的充电装置发光部55及充电装置受光部56之间的收发的反复进行，使电动吸尘器主体11逐渐靠近，在移动(返回)至该充电装置12为止的状态下，使充电端子45(机械地以及电气地)连接于充电用端子53，使各部分停止而结束吸尘作业。
参照图4的时序图对该电动吸尘器主体11向充电装置12的返回控制进行详细说明，电动吸尘器主体11的控制部37每隔一定的时间T1从发光部33发送请求信号S(图4(a))。优选的是以较宽的指向性输出该请求信号S，使得无论电动吸尘器主体11位于房间内的哪个位置，充电装置12都能够接收(图5)。在充电装置12中，若判断出充电装置受光部56接收到请求信号S(图4(b))，则充电装置控制部58首先从充电装置左侧发光部55L发送作为一个引导信号的引导信号SL(图4(c))，接着，从充电装置右侧发光部55R发送作为另一个引导信号的引导信号SR(图4(d))。该发送的顺序也可以相反。此时，引导信号SL与引导信号SR使用相同的信号(相同代码(符号)的信号)，在本实施方式中，从接收请求信号S的定时起的规定时间T2后，从发光部55L进行发送，从接收请求信号S的定时起的规定时间T3后，从发光部55R进行发送。换言之，充电装置12在互不相同的定时(分时)从发光部55L、55R发送引导信号SL、SR。该规定时间T2例如小于时间T1的一半，例如是100msec等，规定时间T3例如是规定时间T2的2倍(T2×2)。具体地说，从充电装置左侧发光部55L朝向充电装置12的正面，在左侧的区域呈放射状(长椭圆状)地以相对较窄的指向性输出引导信号SL，并且，从充电装置右侧发光部55R朝向充电装置12的正面，在右侧的区域呈放射状(长椭圆状)地以相对较窄的指向性输出引导信号SR(图5)。
并且，在电动吸尘器主体11中，根据在不同的定时发送的两个引导信号SL、SR的接收状态，将驱动轮23、23驱动控制，从而朝向充电装置12行驶。例如在判断为最初由受光部32的左侧受光部32L仅接收到引导信号SL的情况下(图4(e))，将驱动轮23、23(电机24、24)的驱动控制为相对地朝向左方向行驶(使左侧的驱动轮23(电机24)的转速相对地比右侧的驱动轮23(电机24)的转速大)。另外，电动吸尘器主体11在判断为最初由受光部32的右侧受光部32R仅接收到引导信号SR的情况下(图4(f))，将驱动轮23、23(电机24、24)的驱动控制为相对地朝向右方向行驶(使右侧的驱动轮23(电机24)的转速相对地比左侧的驱动轮23(电机24)的转速大)。对驱动轮23、23(电机24、24)进行驱动控制。并且，电动吸尘器主体11对驱动轮23、23(电机24、24)进行驱动控制，以便行驶到判断为由左侧受光部32L接收到引导信号SL、并且由右侧受光部32R接收到引导信号SL、SR(图4(g))的位置，由此能够沿着引导信号SL、SR相互重叠的区域(例如10～20cm左右的宽度)呈直线状朝向充电装置12行驶。
这里，引导信号SL与引导信号SR虽然是相同的信号，但在电动吸尘器主体11侧，例如能够以从发光部33发送请求信号S的定时(请求信号S的发送结束的定时)等的规定的定时为基准，利用从该定时起至接收信号为止的时间，区别由受光部32接收的信号是引导信号SL还是引导信号SR。即，在本实施方式中，能够由控制部37判断为，在从发送请求信号S的定时起规定时间T2后接收的信号是引导信号SL，在从发送请求信号S的定时起规定时间T3(T2×2)的时间后接收的信号是引导信号SR。
并且，若电动吸尘器主体11连接于充电装置12(充电端子45与充电用端子53相互机械连接以及电连接)，则电动吸尘器主体11停止从发光部33发送请求信号S，接着，充电装置12停止从充电装置发光部55发送引导信号。
(充电作业)
在电动吸尘器主体11连接于充电装置12之后，在规定的定时，例如成为预先设定的充电开始时刻时，或者从电动吸尘器主体11连接于充电装置12起经过了规定时间时等，控制部37以及充电装置控制部58分别转变成充电模式，使充电电路52驱动，开始二次电池39的充电。并且，若判断为二次电池39的电压上升至规定的可使用电压，则控制部37以及充电装置控制部58使充电电路52进行的充电停止，结束充电作业，控制部37以及充电装置控制部58分别成为待机模式。
根据以上说明的一个实施方式，在由充电装置受光部56接收来自电动吸尘器主体11的发光部33的请求信号S时，充电装置控制部58在互不相同的定时从配置于相互分离的位置的发光部55L、55R发送用于引导电动吸尘器主体11的相同(相同代码)的引导信号SL、SR，由此在电动吸尘器主体11中，尽管由受光部32接收到的引导信号SL、SR是相同信号，控制部37也能够根据其接收的定时的不同而容易并且可靠地识别，能够根据在这些不同的定时发送的两个引导信号SL、SR的接收状态，使主体壳体20(电动吸尘器主体11)朝向充电装置12行驶。因此，即使不在充电装置12的充电装置控制部58等中使用复杂的处理或复杂的构成来生成互不相同的引导信号SL、SR，例如通过由简单的延迟电路仅将相同的引导信号进行延迟，也能够将相同的引导信号区别为从充电装置左侧发光部55L发送的引导信号SL和从充电装置右侧发光部55R发送的引导信号SR，因此能够使构成简化。
其结果，能够分别廉价地构成电动吸尘器主体11以及充电装置12(电动吸尘装置10)。
而且，在充电装置12中，仅在由充电装置受光部56接收到从电动吸尘器主体11的发光部33发送的请求信号S时，从发光部55L、55R发送引导信号SL、SR，因此与始终发送引导信号的情况相比较，能够抑制消耗功率，并且难以与使用红外线等进行通信的其他设备产生串扰。
而且，由于控制部37按照由受光部32接收到的引导信号SL、SR，使主体壳体20行驶，因此能够将电动吸尘器主体11容易并且可靠地引导到所希望的位置。
此外，在上述一个实施方式中，虽然使电动吸尘器主体11具有自主行驶体的功能，但作为自主行驶体，并不限于吸尘，也可以用于例如使用相机等拍摄机构进行拍摄的装置等。
另外，虽然使充电装置12具有用于将电动吸尘器主体11(自主行驶体)引导到规定位置的信标装置的功能，但也可以与充电装置12相独立地具备信标装置。
而且，受光部32由左侧受光部32L与右侧受光部32R构成，但也可以仅由单一的受光部32构成。在这种情况下，通过进行与上述一个实施方式相同的控制，能够起到相同的作用效果，并且能够进一步简化构成。
而且，电动吸尘器主体11能够按照希望的动作(模式)改变从发光部33发送的请求信号，并与上述实施方式相同地通过分时从接收到该请求信号的信标装置发送信号，由此能够以发送请求信号的定时为基准，根据从该定时起的时间差，将由受光部32接收到的信号以不与其他信号串扰的方式进行区别，并能够按照这些信号进行各种控制。例如，不仅如上述一个实施方式那样简单地对电动吸尘器主体11进行行驶控制以便靠近信标装置，也能够进行行驶控制以便引导到规定位置，或者在吸尘模式等时进行行驶控制，以便不会相对于信标装置靠近到规定的距离以内而碰撞，或者进行行驶控制(Virtual guard，虚拟保护)，以便电动吸尘器主体11不会越过虚拟的墙壁，另外，还能够进行使用例如拍摄机构(相机)进行拍摄等的、除行驶控制以外的任意的控制。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等价的范围内。

Claims (1)

1.一种行驶体装置，其特征在于，具备能够自主行驶的自主行驶体以及引导该自主行驶体的信标装置，
所述信标装置具备：
信标装置侧接收部，能够接收来自所述自主行驶体的请求信号；
一个以及另一个信标装置侧发送部，配置于相互分离的位置，并分别发送用于引导所述自主行驶体的引导信号；以及
发送控制部，在不同的定时从所述一个以及另一个信标装置侧发送部发送相同的引导信号；
所述自主行驶体具备：
主体壳体；
驱动轮，使该主体壳体能够行驶；
控制部，通过控制该驱动轮的驱动而使所述主体壳体自主行驶；
发送部，发送所述请求信号；以及
接收部，能够接收从一个以及另一个所述信标装置侧发送部发送的引导信号；
所述控制部根据在不同的定时从所述一个以及另一个信标装置侧发送部发送的两个引导信号在所述接收部中的接收状态，使所述主体壳体朝向所述信标装置行驶。
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