CN107615203B - 自走式电子设备及所述自走式电子设备的行走方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种兼顾对上行台阶的跨越性能、与避免从下行台阶的地面跌落的性能的自走式电子设备。一种自走式电子设备,其特征在于,包括:壳体;驱动轮,其使所述壳体行走;脱轮传感器,其感测所述驱动轮离开地面而悬空的情况;行走控制部,其控制所述壳体的行走;所述行走控制部是在所述脱轮传感器感测到所述驱动轮悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,当经过所述继续行走时间之后,所述脱轮传感器还感测到所述驱动轮悬空时,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行。
Description
技术领域
本发明涉及一种自走式电子设备及其行走方法,详细而言,涉及一种具备防跌落功能及台阶跨越功能的自走式电子设备及其行走方法。
背景技术
现有技术已知有在室内或室外自主地行走而进行吸尘等作业的自走式电子设备。此种自走式电子设备中,为了防止自走式电子设备主体在自动行走过程中从下行的台阶(以下,称为“下行台阶”)跌落,而具有感测驱动轮是否踩到地面之外而脱轮的脱轮传感器。
脱轮传感器是感测因下行台阶而使驱动轮踩到地面之外而脱轮从而导致的驱动轮悬空的情况的传感器。具备防跌落功能的自走式电子设备中,当脱轮传感器感测到驱动轮悬空时,为了防止主体从地面跌落,立即实施防跌落动作。
现有技术中,作为具备此种脱轮传感器的自走式电子设备,公开了例如移动型机器人吸尘器的发明,其中,当脱轮传感器检测到车轮下降时,控制移动构件以在短时间内向相反方向驱动所述车轮而使其停止(例如,参照专利文献1)。
此外,公开了如下的自走式吸尘器的发明,其特征在于:当悬空感测构件感测到驱动轮悬空时,在根据台阶传感器的输出判断吸尘器主体处于距离地面为规定范围以内的位置的情况下,判断出所述驱动轮是在位于地面的台阶脱轮后,试图使所述驱动轮驱动而离开所述台阶;在根据所述台阶传感器的输出判断吸尘器主体位于距离地面比规定范围更远的位置时,判断出吸尘器主体被使用者提起,使所述驱动轮停止(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利特开2014-186742号公报
[专利文献2]日本专利特开2005-211360号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
一般而言,当因下行台阶而使驱动轮踩到地面之外从而导致驱动轮悬空时,自走式电子设备会立刻转换为避开动作、或使驱动轮停止。其原因在于,即使有一个驱动轮踩到地面之外,其余的驱动轮也会以接触地面的状态行走,所以,如果以此状态继续行走,可能会导致主体跌落。
另一方面,这种驱动轮的悬空也会因自走式电子设备的驱动轮在行走过程中碰撞到上行的台阶(以下,称为“上行台阶”)时的撞击、或是自走式电子设备的主体搭在上行台阶上而产生。
然而,自走式电子设备无法区分该驱动轮的悬空是由于因下行台阶使驱动轮踩到地面之外而产生的、还是由于驱动轮碰撞到上行台阶时的撞击、或自走式电子设备的主体搭在上行台阶上而产生的。
在驱动轮的悬空是跨越上行台阶时产生的情况下,那么当检测到驱动轮悬空时,如果即刻实施停止该驱动轮的驱动、或使该驱动轮向与悬空前相反的方向驱动等防跌落动作,那么自走式电子设备无法跨越上行台阶,从而有可能无法充分发挥自走式电子设备的功能。
另一方面,如果在检测到驱动轮悬空后还未停止该驱动轮的驱动而继续驱动,那么自走式电子设备会跨越上行台阶,但在该驱动轮的悬空是因踩到下行台阶的地面之外而引起的情况下,自走式电子设备的主体有可能从地面跌落。
这样,在自走式电子设备对上行台阶的跨越性能、与避免从下行台阶的地面跌落的性能之间具有此消彼长(trade off)的关系。
本发明是考虑到以上情况而完成的,其目的在于提供一种能兼顾对上行台阶的跨越性能、与避免从下行台阶的地面跌落的性能的自走式电子设备及其行走方法。
解决问题的手段
本发明提供一种自走式电子设备,其特征在于,包括:壳体;驱动轮,其使所述壳体行走;脱轮传感器,其感测所述驱动轮离开地面而悬空的情况;行走控制部,控制所述壳体的行走;所述行走控制部在所述脱轮传感器感测到所述驱动轮悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,在经过所述继续行走时间之后所述脱轮传感器还感测到所述驱动轮的悬空的情况下,使所述驱动轮停止旋转,之后使所述驱动轮向与所述旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行。
此外,本发明提供一种自走式电子设备的行走方法,其特征在于:当感测到使壳体行走的驱动轮离开地面而悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,在经过所述继续行走时间之后还感测到所述驱动轮悬空的情况下,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行。
发明效果
根据本发明,能实现一种兼顾对上行台阶的跨越性能、与避免从下行台阶的地面跌落的性能的自走式电子设备及其行走方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的自走式吸尘器的立体图。
图2是图1所示的自走式吸尘器的底视图。
图3是表示图1所示的自走式吸尘器的控制电路的概略构成的框图。
图4是图1所示的自走式吸尘器的侧截面图。
图5是图1所示的自走式吸尘器的俯视截面图。
图6是表示图1所示的自走式吸尘器的、感测驱动轮的悬空情况的脱轮传感器的概略构成的说明图。
图7是表示图6所示的驱动轮的触地时(图7(A))及悬空时(图7(B))的状态的说明图。
图8是表示图6所示的脱轮传感器的驱动轮的触地时(图8(A))及悬空时(图8(B))的状态的说明图。
图9是表示图1所示的自走式吸尘器的驱动轮悬空的示例的说明图。
图10是表示图1所示的自走式吸尘器的、感测到驱动轮悬空后的行走顺序的流程图。
图11是表示图1所示的自走式吸尘器的、感测到驱动轮悬空后的行走顺序的流程图。
图12是表示图1所示的自走式吸尘器向充电座的返回动作的流程图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下,使用附图详细说明本发明。另外,以下的说明在所有方面均为例示,应理解其并不用于限定本发明。
另外,实施方式1中,对于自走式电子设备以自走式吸尘器1作为例示进行说明,但本发明也可应用于吸尘器以外的自走式电子设备(例如,自走式离子产生器)。
图1是表示本发明的实施方式1的自走式吸尘器1的立体图。图2是图1所示的自走式吸尘器1的底视图。图3是表示图1所示的自走式吸尘器1的控制电路的概略构成的框图。图4是图1所示的自走式吸尘器1的侧截面图。图5是图1所示的自走式吸尘器1的俯视截面图。图6是表示图1所示的自走式吸尘器1的、感测驱动轮22L的悬空情况的脱轮传感器220的概略构成的说明图。
实施方式1的自走式吸尘器1具有圆盘形的壳体2,在该壳体2的内部及外部,设有碰撞感测部43、旋转刷9、侧刷10、构成集尘室15的集尘箱15a、电动风机50、使壳体2向前后方向直行及向左右方向回旋的左右一对驱动轮22L、22R、后轮26、左右一对充电用端子13、多个地面感测传感器18及包含电子设备零件等的控制部40、以及对驱动轮22L、22R、旋转刷9、侧刷10及电动风机50等进行驱动的作为驱动源的电池等构成要素。
该自走式吸尘器1中,后轮26所配置的部分是后方部,后轮26的相反侧是前方部,左右一对驱动轮22L、22R所配置的部分是中间部,停止时及在水平面行走时,由左右一对驱动轮22L、22R及后轮26这三个轮子支撑壳体2。因此,本说明书中,前进方向(前方)是指自走式吸尘器1向前方部侧行驶的方向,后退方向(后方)是指自走式吸尘器1向后方部侧行驶的方向,左右方向是指自走式吸尘器1前进时的左侧与右侧的方向,上下方向是指壳体2由三个轮子支撑在地面FL上的状态下的上下方向。
壳体2具备:俯视为圆形的底板2a,具有形成于前方部的与中间部的边界附近的位置的吸入口31;顶板2b,具有当集尘箱15a进出于壳体2时进行开闭的盖部;及俯视为圆环形的侧板2c,其沿底板2a及顶板2b的外周部而设。
在底板2a形成有用于将左右的驱动轮22L、22R的一部分收容于壳体2内的左右一对开口部2a2。此外,在底板2a的内面的各开口部2a2的周围,设有支撑部件2a4。进而,各驱动轮22L、22R分别组装于驱动轮单元UL、UR,该驱动轮单元UL、UR具备后述的行走电机51及驱动力传递机构,该驱动力传递机构具有将行走电机51的旋转驱动力传递至各驱动轮22L、22R的齿轮,各驱动轮单元UL、UR经由水平轴心而可摇动地支撑于各支撑部件2a4。
此外,侧板2c是分割为前部的防护条2c1与后部侧板2c2这两个部分的构成,在后部侧板2c2形成有排气口32。以下,将壳体2的除防护条2c1之外的部分称为壳体主体2x。
在壳体2的内部,设有行走电机51、刷用电机52、电动风机50、离子产生器120、集尘箱15a、控制电路、电池等零件,壳体2的重心位置配置于后方部侧,以使得能由左右一对驱动轮22L、22R及后轮26这三个轮子支撑壳体2。另外,在图5中,壳体2内的中间空间2s1是收容集尘箱15a的空间,后方空间2s2是收容电池的空间。
如图3所示,对自走式吸尘器1整体的动作进行控制的控制电路具备:控制部40;操作面板41,供输入与自走式吸尘器1的动作相关的设定条件或工作指令;存储部42,存储行走地图42a;电机驱动器50a,用以驱动电动风机50;电机驱动器51a,用于对驱动轮22L、22R的行走电机51进行驱动;电机驱动器52a,用于对驱动旋转刷9与侧刷10的刷用电机52进行驱动;控制单元18a,控制地面感测传感器18;控制单元6a,控制后述的超声波传感器6;及控制单元43a,控制后述的移动体感测部43b等。
控制部40具备包含CPU、ROM、RAM的微型计算机,根据预先存储于存储部42的程序数据,个别地向电机驱动器50a、51a、52a发送控制信号,驱动控制电动风机50、行走电机51及刷用电机52,进行一系列吸尘运转。另外,程序数据中包含清扫地面FL的宽敞区域的通常模式用的程序数据、及沿墙边进行清扫的墙边模式用的程序数据等。
此外,控制部40从操作面板41接受由使用者所决定的设定条件或工作指令并将其存储于存储部42。该存储部42中存储的行走地图42a是自走式吸尘器1的设置场所周边的行走路径或行走速度等与行走相关的信息,可预先由使用者存储于存储部42、或者由自走式吸尘器1自身在吸尘运转过程中自动地记录。
此外,就自走式吸尘器1而言,当由图1所示的构成超声波传感器6的超声波发送部6b1及超声波接收部6b2感测到行进道路上的障碍物时、及已到达吸尘区域周缘时,驱动轮22L、22R暂时停止,然后使左右的驱动轮22L、22R向彼此相反的方向旋转而改变方向。由此,自走式吸尘器1能在整个设置场所或者整个预期范围内避开障碍物而进行自动行走吸尘。
该自走式吸尘器1中,如果超声波传感器6在行进方向上感测到障碍物,那么将向控制部40发送其感测信号,由控制部40进行控制以使自走式吸尘器1停止或变换方向。
另一方面,当自走式吸尘器1行走时,在超声波传感器6未感测到障碍物的情况下,防护条2c1会碰撞到障碍物。这时,如果移动体感测部43b感测到防护条2c1碰撞到障碍物,那么会向控制部40发送其感测信号,由控制部40进行控制以使自走式吸尘器1停止或变换方向。
在图2所示的壳体2的底板2a上的前部中央位置及左右的侧刷10的位置,配置如上所述地感测地面FL的地面感测传感器18,因此,当地面感测传感器18感测到下行台阶DL时,向后述的控制部40发送其感测信号,由控制部40进行控制以使两驱动轮22L、22R停止。从而,能防止自走式吸尘器1跌落到下行台阶DL。此外,控制部40也可在地面感测传感器18感测到下行台阶DL时,进行控制以避开下行台阶DL而行走。
在壳体2的底板2a的前端,设有对内置的电池进行充电的左右一对充电用端子13。一面在室内自动行走一面吸尘的自走式吸尘器1在吸尘结束后会返回到设置于室内的充电座。
具体而言,自走式吸尘器1检测从设置于地面FL上的充电座发送的红外线等信号而识别充电座存在的方向,自主地避开障碍物而行走且返回到充电座。
由此,使自走式吸尘器1的充电用端子13接触设在充电座上的供电端子部,供电端子部经由充电用端子13而连接于电池的正极端子及负极端子,对电池进行充电。
另外,充电过程中,自走式吸尘器1基本上不会自动进行动作,而处于待机状态。
此外,连接于商用电源(插座)的充电座通常是沿室内的侧壁设置。另外,电池向各种电机等各驱动控制要素或控制电路供给电力。
自走式吸尘器1如上文所述,以左右的驱动轮22L、22R与后轮26这3个点接触地面FL,且以即使在前进时紧急停止、后轮26也不会离开地面FL而悬空的平衡度受到重量分配。
因此,即使自走式吸尘器1在前进过程中在下行台阶DL的跟前紧急停止,也能防止自走式吸尘器1因此而前倾并跌落到下行台阶DL。另外,驱动轮22L、22R是将在触地面具有胎面花纹(凹槽)的橡胶轮胎嵌入在轮子上而形成,以使得即便紧急停止也不会打滑。
吸入口31是以与地面FL相向的方式形成于壳体2的底面(底板2a的下表面)的凹部的开放面。在该凹部内,设有以与壳体2的底面平行的左右方向的轴心为中心旋转的旋转刷9,在凹部的左右两侧设有以与壳体2的底面垂直的轴心为中心旋转的侧刷10。旋转刷9是通过将刷以螺旋状植设在作为旋转轴的滚筒的外周面而形成。侧刷10是通过使刷毛束以放射状设在旋转轴的下端而形成。旋转刷9的旋转轴及一对侧刷10的旋转轴枢接于壳体2的底板2a的一部分,并且经由设在其附近的刷用电机52与包含带轮及皮带等的动力传递机构而可旋转地连结。
在壳体2的内部,在吸入口31与集尘箱15a之间设有抽吸路,在集尘箱15a与排气口32之间设有排气路。
如图4所示,从吸入口31吸入至壳体2内的包含尘埃的空气如箭头A所示,通过抽吸路及集尘箱15a的抽吸口15a1而被导入到集尘箱15a内。此时,旋转刷9旋转而将地面FL上的尘埃扫进吸入口31,并且一对侧刷10旋转而将吸入口31的左右侧的尘埃集中扫进吸入口31。
当尘埃集中在集尘箱15a内之后,通过过滤器15b而除去尘埃后的空气如箭头B所示,通过集尘箱15a的排出口15a2、与该排出口15a2连接的管路114、连接于管路114的电动风机50及排气路34而从排气口32排放到外部。另外,图4中,罩15c是覆盖过滤器15b的集尘箱15a的罩。
该自走式吸尘器1中的左右的驱动轮22L、22R向同一方向正旋转而前进,且向同一方向逆旋转而后退,并通过向彼此相反的方向旋转而回旋。例如,自走式吸尘器1在已到达吸尘区域周缘时及碰撞到行进道路上的障碍物时,驱动轮22L、22R停止,使左右的驱动轮22L、22R向彼此相反的方向旋转而改变方向。由此,自走式吸尘器1能在整个设置场所或者整个预期范围内避开障碍物而自动行走。
<防护条2c1、碰撞感测部43及它们的周边构成>
如图1所示,半圆弧形状的防护条2c1在圆周方向中央位置及中央位置的左右多个部位具有圆形的孔部,且以从各孔部露出的方式,在防护条2c1的内面设有超声波传感器6的超声波发送部6b1及超声波接收部6b2。实施方式1中,防护条2c1的5个孔部形成为一列,在中央位置及左右两端的孔部配置有超声波接收部6b2,在邻接于中央位置的2个孔部配置有超声波发送部6b1。
控制单元6a(图3)使超声波传感器6的超声波发送部6b1发送超声波,根据发送的超声波被障碍物反射并由超声波接收部6b2接收为止的时间算出与障碍物的距离,并将其作为感测信号发送到控制部40。
防护条2c1是以覆盖由底板2a、顶板2b及后部侧板2c2的端部构成的壳体主体2x的前方开口部2x1的方式,嵌入该前方开口部2x1的周缘部。这时,防护条2c1是利用相对于壳体主体2x在前后及左右方向上可动且不会从前方开口部2x1脱落的嵌入结构而支撑。
<脱轮传感器220>
接着,根据图6~图8,对本发明的脱轮传感器220进行说明。
图6是表示图1所示的自走式吸尘器1的、感测驱动轮22L的悬空情况的脱轮传感器220的概略构成的说明图。
图7是表示图6所示的驱动轮22L的触地时(图7(A))及悬空时(图7(B))的状态的说明图。
图8是表示图6所示的脱轮传感器220的、驱动轮22L的触地时(图8(A))及悬空时(图8(B))的状态的说明图。
如图6所示,本发明的脱轮传感器220是通过驱动轮22L、支撑臂221、旋转支轴222、狭缝223及光传感器224的协作而实现。
驱动轮22L可经由支撑臂221而以旋转支轴222为中心在上下方向上转动地得到支撑。
此外,在支撑臂221的相反侧的旋转支轴222的一端设有狭缝223,狭缝223配合旋转支轴222的转动而以可自由插入至光传感器224内的方式设置。
如图7(A)所示,当驱动轮22L接触地面时,因承受自走式吸尘器1的主体的重量而令壳体2向地面FL下沉,因此,驱动轮22L相对于壳体2而相对地向上方转动。
此时,如图8(A)所示,与支撑臂221向上方的转动连动地,狭缝223向下方转动,因此,狭缝223移动至不遮蔽光传感器224内的光信号225的位置。
另一方面,如图7(B)所示,当主体被提起而使驱动轮22L离开地面时,因驱动轮22L自身的重量而向下方拖拽驱动轮22L,因此,驱动轮22L相对于壳体2,相对地向下方转动。
此时,如图8(B)所示,与支撑臂221向下方的转动连动地,狭缝223向上方转动,因此,移动至遮蔽光传感器224内的光信号225的位置。
这样,可根据狭缝223是否遮蔽光信号225,来判定驱动轮22L是否未接触地面FL、即、驱动轮22L是否离开地面FL而悬空。
以上,以驱动轮22L为例进行了说明,但关于驱动轮22R也同样如此。此外,对于驱动轮22L及22R分别独立地设置脱轮传感器220,因此,能感测驱动轮22L或22R中的任一方是否脱轮。
另外,图6~图8所示的示例都仅为一例,驱动轮22L与狭缝223的连动方式可考虑到多种形态。可代替狭缝的光传感器的组合,而替换为例如并用弹簧的触摸开关等物理开关。因此,应理解,本发明并不受图6~图8所示的示例限定。
<驱动轮22L(22R)悬空的示例>
接着,根据图9(A)~(C),表示本发明的自走式吸尘器1的驱动轮22L(22R)悬空的示例。
图9是表示图1所示的自走式吸尘器1的驱动轮22L(22R)悬空的示例的说明图。
图9(A)表示自走式吸尘器1的驱动轮22L从地面FL的一端脱轮的状态。
此状态会在例如玄关的横框等自走式吸尘器1主体可能会跌落的环境内发生。
如上文所述,在壳体2的底板2a的前部中央位置及左右的侧刷10的位置,配置有感测地面FL的地面感测传感器18,因此,不会从壳体2的正面及左右前方跌落,但自走式吸尘器1会从后方右侧或后方左侧拐弯并后退,而在冲向地面FL的一端时发生跌落。
图9(B)表示因自走式吸尘器1搭在上行台阶RL上而使驱动轮22L(22R)离开地面FL而悬空的状态。
如图9(B)所示,自走式吸尘器1成为壳体2的下表面前部搭在上行台阶RL上、由壳体2的下表面与后轮26支承自走式吸尘器1主体的状态。此时,驱动轮22L(22R)处于略微触地、或不触地的状态。
此状态会在例如日式房间的门槛或抵门台阶等自走式吸尘器1的驱动轮22L(22R)可能会悬空的环境下发生,当自走式吸尘器1主体要跨越上行台阶RL时,因驱动轮22L(22R)碰撞到上行台阶RL时的撞击而令自走式吸尘器1连同主体而悬空。在此状态下,当自走式吸尘器1要跨越上行台阶RL时,驱动轮22L(22R)未抓牢上行台阶RL而打滑悬空,从而有时会停止动作。
图9(B)是自走式吸尘器1从正面搭在上行台阶RL上的示例,但自走式吸尘器1是倾斜地冲上上行台阶RL,因此,也会发生仅驱动轮22L或22R中的一个搭在上行台阶RL上的状况。
此外,如图9(C)所示,自走式吸尘器1主体以左右的驱动轮22L及22R横跨上行台阶RL而行走时,主体会搭在上行台阶RL上。此时,驱动轮22L及22R成为悬空状态,因此,有时即便对驱动轮22L及22R进行驱动也会打滑,而使自走式吸尘器1停止行走。
在驱动轮22L(22R)的触地面设有胎面花纹(凹槽),但有时,在驱动轮22L(22R)刚碰撞到上行台阶RL而悬空之后,也会由胎面花纹抓牢上行台阶RL而空转。这种情况下,驱动轮22L(22R)也维持悬空状态。
这样,驱动轮22L(22R)的悬空不仅在因下行台阶DL而使驱动轮22L(22R)踩到地面FL之外的情况(图9(A))下发生,还会在因驱动轮22L(22R)碰撞到上行台阶RL时的撞击而搭在上行台阶RL上的情况(图9(B))、或自走式吸尘器1的主体搭在上行台阶RL上的情况(图9(C))下发生。
另一方面,脱轮传感器220仅感测驱动轮22L(22R)的悬空情况,因此,完全无法区分是感测到图9(A)所示的因下行台阶DL而造成的驱动轮22L(22R)的悬空、还是感测到图9(B)、(C)所示的自走式吸尘器1要跨越上行台阶RL时驱动轮22L(22R)的悬空。
当因自走式吸尘器1搭在如图9(B)、(C)所示的上行台阶RL上而令驱动轮22L(22R)悬空时,使驱动轮22L(22R)停止这一操作并不理想。其原因在于,如果每当靠近上行台阶RL便使自走式吸尘器1停止、或转换为避开动作,那么将无法跨越上行台阶RL,可能无法充分发挥自走式吸尘器1的功能。
另一方面,当驱动轮22L(22R)悬空时,即,当因图9(A)中所示的下行台阶DL而令自走式吸尘器1踩到地面FL之外,从而导致驱动轮22L(22R)悬空时,如果并不使驱动轮22L(22R)停止而是以此状态继续行走,那么可能会导致主体跌落。
这样,自走式吸尘器1的上行台阶RL的跨越性能、与避免从下行台阶DL的地面FL跌落的性能之间存在此消彼长的关系。
为了解决以上所述的问题,本发明中,按照以下的行走顺序,实现兼顾上行台阶RL的跨越性能、与避免从下行台阶DL的地面FL跌落的性能的自走式吸尘器1。
<自走式吸尘器1感测到驱动轮22L悬空后的行走顺序>
接着,根据图10及图11,对于自走式吸尘器1感测到驱动轮22L悬空后的行走方法进行说明。
图10及图11是表示图1所示的自走式吸尘器1感测到驱动轮22L悬空后的行走顺序的流程图。
此处,是对于感测到驱动轮22L悬空的情况进行说明,但当感测到驱动轮22R悬空时也同样如此。
如图10所示,开始吸尘运转后,在步骤S1中,控制部40判断脱轮传感器220是否感测到驱动轮22L悬空(步骤S1)。
当脱轮传感器220感测到驱动轮22L悬空时(步骤S1的判定为是时),控制部40在步骤S2中使驱动轮22L及22R继续旋转(步骤S2)。之后,控制部40进行步骤S3的判定。
另一方面,当脱轮传感器220未感测到驱动轮22L悬空时(步骤S1的判定为否时),控制部40反复进行步骤S1的判定(步骤S1)。
接着,在步骤S3中,控制部40判定脱轮传感器220是否感测到驱动轮22L触地(步骤S3)。
当脱轮传感器220感测到驱动轮22L触地时(步骤S3的判定为是时),控制部40反复进行步骤S1的判定(步骤S1)。
另一方面,当脱轮传感器220未感测到驱动轮22L触地时(步骤S3的判定为否时),控制部40进行步骤S4的判定(步骤S4)。
接着,在步骤S4中,控制部40判定从驱动轮22L悬空开始时算起是否经过了1000msec(步骤S4)。
当从驱动轮22L悬空开始时算起已经过了1000msec时(步骤S4的判定为是时),控制部40在步骤S5中使驱动轮22L及22R停止旋转(步骤S5)。
之后,控制部40进行步骤S6的判定(步骤S6)。
另一方面,在步骤S4中,当从驱动轮22L悬空开始时算起未经过1000msec时(步骤S4的判定为否时),控制部40进行步骤S2的处理(步骤S2)。
接着,在步骤S6中,控制部40判定是否感测到驱动轮22L触地(步骤S6)。
当感测到驱动轮22L触地时(步骤S6的判定为是时),控制部40反复进行步骤S1的判定(步骤S1)。
另一方面,当未感测到驱动轮22L触地时(步骤S6的判定为否时),控制部40进行步骤S7的判定(步骤S7)。
接着,在步骤S7中,控制部40判定是否已确认驱动轮22L及22R停止(步骤S7)。
当已确认驱动轮22L及22R停止时(步骤S7的判定为是时),控制部40进行图11的步骤S8的处理(步骤S8)。
另一方面,当未确认驱动轮22L及22R停止时(步骤S7的判定为否时),控制部40反复进行步骤S6的判定(步骤S6)。
接着,在图11的步骤S8中,控制部40使驱动轮22L及22R向与停止前的旋转方向相反的方向旋转(步骤S8)。
接着,在步骤S9中,控制部40判定脱轮传感器220是否感测到驱动轮22L触地(步骤S9)。
当脱轮传感器220感测到驱动轮22L触地时(步骤S9的判定为是时),控制部40反复进行步骤S1的判定(步骤S1)。
另一方面,当脱轮传感器220未感测到驱动轮22L触地(步骤S9的判定为否时),控制部40进行步骤S10的判定(步骤S10)。
接着,在步骤S10中,控制部40判定从已确认驱动轮22L停止时算起是否已经过1900msec(步骤S10)。
当从已确认驱动轮22L停止时算起已经过1900msec时(步骤S10的判定为是时),控制部40在步骤S11中,使自走式吸尘器1因错误而停止(步骤S11)。之后,控制部40结束吸尘运转。
另一方面,当从已确认驱动轮22L停止时算起未经过1900msec时(步骤S10的判定为否时),控制部40反复进行步骤S9的判定(步骤S9)。
另外,步骤S10的后退动作的持续时间1900msec仅为一例,应理解,其实际上会根据主体的构成而有所不同。
作为后退动作的最低限的持续时间的目标值,其最低限需为感测到驱动轮22L悬空后、且开始后退动作之前的前进动作的持续时间(1000msec)。其原因在于,须脱离以前进动作行驶的状态,并使自走式吸尘器1返回到感测悬空时的位置。
此外,此时,当认为是驱动轮22L悬空的状况时,考虑到有壳体2搭在上行台阶RL上或搭在电源线堆上的状况,这时,当进行后退动作时驱动轮22L及22R有时会在某种程度上打滑。因此,实际上需要比前进动作的持续时间(1000msec)更长的后退动作的持续时间。
另一方面,当驱动轮22L因下行台阶DL而踩到地面FL之外从而导致脱轮时,如果长时间地动作,那么自走式吸尘器1可能会从下行台阶DL跌落。
考虑到以上情况,驱动轮22L能在某种程度上脱离悬空的状态,且,须要掌握自走式吸尘器1不会跌落的平衡度来最终决定后退动作的持续时间。
<自走式吸尘器1突然离开充电座时向充电座的自动返回动作>
最后,根据图12,对于图1所示的自走式吸尘器1向充电座的自动返回动作进行说明。
图12是表示图1所示的自走式吸尘器1向充电座的返回动作的流程图。
有时,自走式吸尘器1会并非按照使用者的旨意而突然离开充电座。
可列举例如,因使用者的脚碰到自走式吸尘器1、或发生地震而令自走式吸尘器1脱离充电座的情况等。
在这种情况下,希望自走式吸尘器1不用通过使用者的手的操作而自动地开始进行向充电座返回的动作。
然而,当自走式吸尘器1已离开充电座时,控制部40无法区分自走式吸尘器1并非按照使用者的意旨而突然离开、还是因使用者自身将自走式吸尘器1挪到别的场所而有意地使其离开。
因此,如果以自走式吸尘器1离开充电座为条件,而自动地开始向充电座进行返回动作,那么,当使用者自身挪动自走式吸尘器1时,驱动轮22L及22R或旋转刷9及侧刷10、电动风机50会驱动,因此可能无法确保使用者的安全。
为了解决所述问题,本发明的自走式吸尘器1按照图12的顺序向充电座进行返回动作。
在图12的步骤S21中,控制部40判定自走式吸尘器1是否已离开充电座(步骤S21)。
具体而言,通过监控是否已从感测到来自充电座的电流的状态、变为感测不到电流的状态,来判定自走式吸尘器1是否已离开充电座。
当自走式吸尘器1已离开充电座时(步骤S21的判定为是时),控制部40进行步骤S22的判定(步骤S22)。
另一方面,当自走式吸尘器1未离开充电座时(步骤S21的判定为否时),控制部40反复进行步骤S21的判定(步骤S21)。
接着,在步骤S22中,控制部40判定是否收到使用者的操作指示(步骤S22)。
当收到使用者的操作指示时(步骤S22的判定为是时),控制部40按照使用者的操作指示,不进行向充电座的返回动作。
另一方面,当未收到使用者的操作指示时(步骤S22的判定为否时),控制部40进行步骤S23的判定(步骤S23)。
接着,在步骤S23中,控制部40判定是否已接收来自充电座的信号(步骤S23)。
当已接收来自充电座的信号时(步骤S23的判定为是时),控制部40进行步骤S24的判定(步骤S24)。
另一方面,当未接收来自充电座的信号时(步骤S23的判定为否时),控制部40不进行向充电座的返回动作。
接着,在步骤S24中,控制部40判定自走式吸尘器1是否接触地面FL(步骤S24)。
作为具体的判定方法,例如,当满足以下的(1)或(2)中的任一个或两个条件时,控制部40判定为自走式吸尘器1接触地面FL。
(1)至少一个地面感测传感器18感测到地面FL;
(2)脱轮传感器220未感测到驱动轮22L及22R的悬空。
此外,一般而言,当使用者提起自走式吸尘器1时,使用者的手有时会碰到防护条2c1,而移动体感测部43b会感测到使用者的手。因此,作为自走式吸尘器1是否被使用者提起的判定标准,还可考虑如下条件(3)。
(3)移动体感测部43b未感测到障碍物(使用者的手)
当自走式吸尘器1接触地面FL时(步骤S24的判定为是时),控制部40在步骤S25中按照预先决定的顺序,进行向充电座的返回动作(步骤S25)。
另一方面,当自走式吸尘器1未接触地面FL时(步骤S24的判定为否时),控制部40判断为自走式吸尘器1被使用者提起,不进行向充电座的返回动作。
最后,在步骤S26中,控制部40判定自走式吸尘器1是否已返回充电座(步骤S26)。
当自走式吸尘器1已返回充电座时(步骤S26的判定为是时),控制部40使返回动作结束。
另一方面,当自走式吸尘器1未返回充电座时(步骤S26的判定为否时),控制部40继续进行步骤S25的处理(步骤S25)。
这样,能实现如下的自走式吸尘器1,其中,当自走式吸尘器1离开充电座时,判定其是否并非使用者所要的脱离,当并非使用者所要的脱离时,无须通过使用者的手操作便能自动地返回到充电座。
此外,当因使用者自身提起自走式吸尘器1而有意地脱离时,不进行向充电座的返回动作,因此能确保使用者的安全性。
另外,也能通过控制充电座以使其在停电时不发送信号,而使得自走式吸尘器1在停电时不会自动地返回充电座。
这样,当因发生地震而使自走式吸尘器1脱离充电座时,能减小由于自走式吸尘器1在室内到处活动而导致使用者被自走式吸尘器1绊倒的风险。
(实施方式2)
<实施方式2的自走式吸尘器1的感测到驱动轮22L(22R)悬空后的行走方法>
接着,对于本发明的实施方式2的自走式吸尘器1的感测到驱动轮22L(22R)悬空后的行走方法进行说明。
实施方式2中,当在图11的步骤S8中使驱动轮22L(22R)向与停止前的旋转方向相反的方向旋转时,使左右的驱动轮22L及22R的旋转速度具有差异。具体而言,使悬空的驱动轮22L(或22R)的速度加快,而使未悬空的驱动轮22R(或22L)的速度减慢。
这样,当自走式吸尘器1的驱动轮22L(或22R)因下行台阶DL而踩到地面FL之外从而脱轮时,可通过将接触地面FL的驱动轮22R(或22L)的旋转速度减慢,而使壳体2向远离下行台阶DL的方向后退。
另外,当左右的驱动轮22L及22R两者都悬空时,使后悬空的驱动轮22L(或22R)的速度加快(领先)。
(其他实施方式)
1.在实施方式1或2中,当感测到驱动轮22L(22R)悬空后,也可变更前进时或后退时的驱动轮22L(22R)的旋转速度。(实施方式3)
例如,作为后退时的驱动轮22L(22R)的旋转速度,可设为
(1)200mm/sec
(2)180mm/sec
(3)160mm/sec
等。
这样,通过调整前进时可能搭上的上行台阶RL的高度、或调整后退时从悬空状态逃脱的速度,能降低后退时跌落的风险。
2.在实施方式1~3中,当感测到驱动轮22L(22R)悬空后,也可随着时间的经过而适当地变更前进时或后退时的驱动轮22L(22R)的旋转速度。(实施方式4)
可列举,例如,当刚感测到驱动轮22L(22R)悬空后,立即提高旋转速度,之后,降低旋转速度等。
这样,能提高上行台阶RL的跨越性能,且,能降低从下行台阶DL跌落的风险。
3.在实施方式1~4中,当感测到驱动轮22L(22R)悬空后,也可变更前进时或后退时的驱动轮22L(22R)的动作持续时间。(实施方式5)
例如,作为前进时及后退时的驱动轮22L(22R)的动作持续时间,可设为
(1)前进1000msec、后退1900msec
(2)前进800msec、后退1600msec
(3)前进1200msec、后退2000msec
等。
这样,通过调整前进时可能搭上的上行台阶RL的高度、或调整后退时从悬空状态逃脱的时间,能降低后退时跌落的风险。
4.在实施方式2中,也可变更后退时的驱动轮22L及22R的旋转方向。(实施方式6)
例如,作为后退时的驱动轮22L(22R)的速度,考虑到
(1)悬空的驱动轮22L(或22R):
以20mm/sec后退
未悬空的驱动轮22R(或22L):
以5mm/sec后退
或
(2)悬空的驱动轮22L(或22R):
以20mm/sec后退
未悬空的驱动轮22R(或22L):
以5mm/sec前进
等。
这样,通过在后退时调整从悬空状态逃脱的方向,能降低后退时跌落的风险。
如上文所述,
(i)本发明的自走式电子设备的特征在于,包括:壳体;驱动轮,其使所述壳体行走;脱轮传感器,其感测所述驱动轮离开地面而悬空的情况;行走控制部,其控制所述壳体的行走;所述行走控制部是在所述脱轮传感器感测到所述驱动轮悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,当经过所述继续行走时间之后,所述脱轮传感器还感测到所述驱动轮悬空时,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行。
此外,本发明的自走式电子设备的行走方法的特征在于:当感测到使壳体行走的驱动轮离开地面而悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,在经过所述继续行走时间之后还感测到所述驱动轮悬空的情况下,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行。
本发明中,“自走式电子设备”一面行走一面执行吸尘、空气净化、产生离子等作业。作为其具体方式的一例,可列举例如,自走式吸尘器。自走式吸尘器是具备在底面具有吸气口且内部具有集尘部的壳体、使壳体行走的驱动轮、及控制驱动轮的旋转、停止及旋转方向等的控制部等,且自主地进行吸尘动作的吸尘器,利用使用上文所述的附图的实施方式表示其一例。
此外,作为本发明的自走式电子设备,不仅包括自走式吸尘器,还包括进行空气抽吸且排出净化后的空气的自动行走的空气净化机、产生离子的自动行走的离子产生器、向使用者提示所需的信息等、或者能满足使用者的要求的自动行走的机器人等。
此外,“脱轮传感器”对于因驱动轮在下行台阶处踩到地面之外、或自走式电子设备要跨越上行台阶时搭在上行台阶上而导致驱动轮悬空的情况进行感测的传感器。
“继续行走时间”是从感测到驱动轮离开地面而悬空的时间点起,自走式电子设备继续行走的时间。
“逆行时间”是使驱动轮停止旋转后,为了使驱动轮脱离悬空状态而使壳体逆行的时间。
“逆行”是指向与感测到驱动轮离开地面而悬空之前的自走式电子设备的行走方向相反的方向行走。
例如,当自走式电子设备前进时,在驱动轮离开地面而悬空的情况下,“逆行”是指自走式电子设备向后退的方向行走。
此外,当自走式电子设备后退时,在驱动轮离开地面而悬空的情况下,“逆行”是指自走式电子设备向前进的方向行走。
“地面”表示驱动轮接触的面,并不限于实际的地面。例如,当地面上设有上行台阶,且驱动轮接触于该上行台阶面上时,该台阶面成为“地面”。此外,当2个以上的驱动轮分别接触于不同的台阶面上时,各驱动轮分别接触的台阶面成为“地面”。
另外,对于本发明的优选方式进行说明。
(ii)本发明的自走式电子设备中,也可还具备通知预先决定的信息的通知部,当经过所述逆行时间后,还感测到所述驱动轮悬空时,所述行走控制部使所述驱动轮停止,所述通知部通知错误信息。
这样,能实现如下自走式电子设备,其中,当处于即便逆行也无法脱离脱轮状态的状况时,也能在使自走式电子设备停止之后告知使用者错误信息。
作为“通知错误信息”,可列举例如,向使用者发送警告音、在壳体的上表面等上显示警告用红灯、或向使用者的通讯终端发送应显示的错误信息等。
(iii)本发明的自走式电子设备中,所述继续行走时间也可为所述壳体从可跨越的最大高度的台阶的正面跨越时,驱动轮碰撞所述台阶而成为悬空状态后到再次触地为止的时间或其以上的时间。
这样,能实现如下的自走式电子设备,其中,当感测到自走式电子设备的驱动轮悬空之后,还以跨越台阶时所需的最低限的时间继续行走,因此,台阶跨越性能不会下降。
“所述壳体可跨越的最大高度的台阶”依赖于自走式电子设备的型号,会根据例如自走式电子设备的大小、高度、行走速度等而不同。
(iv)本发明的自走式电子设备中,所述逆行时间也可为所述驱动轮停止旋转后、所述驱动轮脱离悬空状态所需的最短时间或其以上的时间。
这样,能实现在自走式电子设备的驱动轮停止旋转后、驱动轮能脱离悬空状态的自走式电子设备。
(v)本发明的自走式电子设备中,也可为,所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮,在所述脱轮传感器感测到所述左驱动轮或所述右驱动轮中任一者悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,所述行走控制部以未感测到悬空的驱动轮的旋转速度比感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
这样,能实现降低自走式电子设备从地面跌落的风险、且能高效地使驱动轮脱离悬空状态的自走式电子设备。
(vi)本发明的自走式电子设备中,也可为,所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮,在所述脱轮传感器感测到所述左驱动轮及所述右驱动轮两者都悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,所述行走控制部以先感测到悬空的驱动轮的旋转速度比后感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
这样,能实现如下的自走式电子设备,其中,当感测到左驱动轮及右驱动轮两者都悬空时,能降低自走式电子设备从地面跌落的风险、且能高效地使驱动轮脱离悬空状态。
本发明的优选方式还包含上文所述的多个方式的任意组合。
除了上文所述的实施方式之外,本发明还可有多种变形例。应理解,这些变形例属于本发明的范围内。本发明应包含与权利要求书等价的含义及所述权利要求书内的所有变形。
符号说明
1:自走式吸尘器、2:壳体、2a:底板、2a2:开口部、2a4:支撑部件、2b:顶板、2c:侧板、2c1:防护条、2c2:后部侧板、2s1:中间空间、2s2:后方空间、2x:壳体主体、2x1:前方开口部、6:超声波传感器、6a:控制单元、6b1:超声波发送部、6b2:超声波接收部、9:旋转刷、10:侧刷、13:充电用端子、15:集尘室、15a:集尘箱、15a1:抽吸口、15a2:排出口、15b:过滤器、15c:罩、18:地面感测传感器、18a:控制单元、22L、22R:驱动轮、26:后轮、31:吸入口、32:排气口、34:排气路、40:控制部、41:操作面板、42:存储部、42a:行走地图、43:碰撞感测部、43a:控制单元、43b:移动体感测部、50:电动风机、50a、51a、52a:电机驱动器、51:行走电机、52:刷用电机、114:管路、120:离子产生器、220:脱轮传感器、221:支撑臂、222:旋转支轴、223:狭缝、224:光传感器、225:光信号、A、B:箭头、RL:上行台阶、DL:下行台阶、FL:地面、UL、UR:驱动轮单元。
Claims (7)
1.一种自走式电子设备,其特征在于,包括:
壳体;驱动轮,其使所述壳体行走;脱轮传感器,其感测所述驱动轮离开地面而悬空的情况;行走控制部,其控制所述壳体的行走;
所述行走控制部是在所述脱轮传感器感测到所述驱动轮离开地面而悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,当经过所述继续行走时间之后,所述脱轮传感器还感测到所述驱动轮离开地面而悬空时,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述驱动轮的旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行,
所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮;
在所述脱轮传感器感测到所述左驱动轮或所述右驱动轮中的任一个悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,所述行走控制部以未感测到悬空的驱动轮的旋转速度比感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
2.一种自走式电子设备,其特征在于,包括:
壳体;驱动轮,其使所述壳体行走;脱轮传感器,其感测所述驱动轮离开地面而悬空的情况;行走控制部,其控制所述壳体的行走;
所述行走控制部是在所述脱轮传感器感测到所述驱动轮悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,当经过所述继续行走时间之后,所述脱轮传感器还感测到所述驱动轮悬空时,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述驱动轮的旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行,
所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮;
在所述脱轮传感器感测到所述左驱动轮及所述右驱动轮两者都悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,所述行走控制部以先感测到悬空的驱动轮的旋转速度比后感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
3.根据权利要求1或2所述的自走式电子设备,其特征在于:
还具备通知预先决定的信息的通知部,
当经过所述逆行时间后,还感测到所述驱动轮离开地面而悬空时,所述行走控制部使所述驱动轮停止,所述通知部通知错误信息。
4.根据权利要求1或2所述的自走式电子设备,其特征在于:
所述继续行走时间是当所述壳体从可跨越的最大高度的台阶的正面跨越时,驱动轮碰撞所述台阶而成为悬空状态后到再次触地为止的时间或其以上的时间。
5.根据权利要求1或2所述的自走式电子设备,其特征在于:
所述逆行时间是当所述驱动轮停止旋转后、所述驱动轮脱离离开地面而悬空的状态所需的最短时间或其以上的时间。
6.一种自走式电子设备的行走方法,其特征在于:
当感测到使壳体行走的驱动轮离开地面而悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,在经过所述继续行走时间之后还感测到所述驱动轮离开地面而悬空的情况下,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述驱动轮的旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行,
所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮;
在脱轮传感器感测到所述左驱动轮或所述右驱动轮中的任一个悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,行走控制部以未感测到悬空的驱动轮的旋转速度比感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
7.一种自走式电子设备的行走方法,其特征在于:
当感测到使壳体行走的驱动轮离开地面而悬空时,使所述壳体继续行走预先决定的继续行走时间,在经过所述继续行走时间之后还感测到所述驱动轮离开地面而悬空的情况下,使所述驱动轮停止旋转之后,使所述驱动轮向与所述驱动轮的旋转方向相反的方向旋转预先决定的逆行时间,由此,使所述壳体逆行,
所述驱动轮包含彼此独立地受驱动的左驱动轮及右驱动轮;
在脱轮传感器感测到所述左驱动轮及所述右驱动轮两者都悬空的情况下,当使所述左驱动轮及所述右驱动轮向相反方向旋转时,行走控制部以先感测到悬空的驱动轮的旋转速度比后感测到悬空的驱动轮慢的方式,使所述左驱动轮及所述右驱动轮旋转。
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