JP2003050632A - 自立移動装置およびこれを備えた掃除装置 - Google Patents
自立移動装置およびこれを備えた掃除装置Info
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Abstract
る。 【解決手段】 制御回路で走行輪5の回転駆動を制御し
て掃除機本体2を床面上で自立移動させる。接触検知片
21が障害物に接触すると、接触検知片21が可動する。接
触検知片21の可動で接触型センサ22が接触検知片21と障
害物との接触を検知する。掃除機本体2の外周の非平面
状部10に接触検知片21を水平方向に並設する。接触検知
片21の可動による接触型センサ22での障害物への接触の
検知で、掃除機本体2のいずれの方向に障害物が接触し
たかをより正確に検知できる。制御回路による掃除機本
体2の自立走行をより円滑にできる。
Description
移動装置およびこれを備えた掃除装置に関する。
装置は、掃除機本体を備えており、この掃除機本体に
は、この掃除機本体を移動させる移動手段としての走行
輪が取り付けられている。また、この掃除機本体は、こ
の掃除機本体の旋回性を良好にするために、外周全体が
円弧状などの非平坦形状となっている。
る前方や側方、後方などには、障害物への接触で可動し
てこの障害物を検知する可動式の検知手段としてのセン
サが取り付けられている。このセンサは、障害物との接
触に対する最終的な掃除機本体の保護のために可動式の
接触型センサである。
を検知しながら走行輪の駆動を制御して掃除機本体を自
立走行させる制御手段としての制御回路が取り付けられ
ている。
掃除装置では、掃除機本体の進行方向に対する前方や側
方、後方などにセンサを取り付けているにすぎず、特
に、平面視略円形状や半円形状に形成された非平面状部
を有する掃除機本体が障害物に接触した際に、この掃除
機本体におけるいずれの方向に障害物が接触したのかを
センサにて正確に検知することが容易ではない。
知しながら走行輪の駆動を制御回路にて正確に制御する
ことが容易でなく、掃除機本体を円滑に自立走行させる
ことが容易ではないという問題を有している。
ので、より円滑に自立移動できる自立移動装置およびこ
れを備えた掃除装置を提供することを目的とする。
装置は、外周に非平面状部を有する本体と、この本体に
設けられこの本体を床面上で移動させる移動手段と、前
記非平面状部に水平方向に並設された複数の可動部を有
し、これら可動部の可動により障害物との接触を検知す
る検知手段と、この検知手段の検知に基づいて前記移動
手段を制御することにより前記本体を自立移動させる制
御手段とを具備しているものである。
本体を床面上で自立移動させた状態で、複数の可動部の
いずれかが障害物に接触すると、この障害物に接触した
可動部が可動して、この可動部の可動により検知手段が
この可動部と障害物との接触を検知する。このため、本
体の外周の非平面状部に複数の可動部を水平方向に並設
したことにより、これら複数の可動部のいずれかの可動
による検知手段での障害物への接触の検知で、本体のい
ずれの方向に障害物が接触したのかをより正確に検知で
きるから、制御手段にて本体をより円滑に自立移動させ
ることが可能となる。
記載の自立移動装置において、可動部は、本体の上部か
ら下部に亘って設けられているものである。
部を設けることにより、本体の上部および下部のいずれ
に対する障害物への接触が可動部の可動にて検知できる
ので、本体の自立移動がより円滑になる。
または2記載の自立移動装置において、各可動部の外周
面には、弾性体が設けられているものである。
ることにより、これら各可動部が障害物に接触した際
に、弾性体の弾性力にてこの障害物の損傷が防止され
る。
し3いずれか記載の自立移動装置と、この自立移動装置
の本体から外周に進退可能に取り付けられ、被掃除面を
掃除する掃除手段とを具備し、制御手段は、複数の可動
部が可動したことを検知手段が検知した場合、前記掃除
手段を前記本体から進出させて、この掃除手段にて被掃
除面を掃除させるものである。
知手段が検知した場合に、請求項1ないし3いずれか記
載の自立移動装置の制御手段が本体から掃除手段を進出
させてこの掃除手段で被掃除面を掃除させるので、障害
物と本体との隙間を掃除手段にて掃除することが可能と
なり、被掃除面全域をより的確に掃除する。
し3いずれか記載の自立移動装置と、この自立移動装置
の本体に被掃除面に対向して設けられた吸込口と、この
吸込口から塵埃を吸い込む吸込手段とを具備し、制御手
段は、複数の可動部が可動したことを検知手段が検知し
た場合、前記吸込口からの吸込力を強くするものであ
る。
知手段が検知した場合に、請求項1ないし3いずれか記
載の自立移動装置の検知手段が、吸込口からの吸込力を
強くすることにより、比較的汚れやすい障害物の近傍の
被掃除面をより的確に掃除し、被掃除面全域をより的確
に掃除する。
実施の形態の構成を図1ないし図3を参照して説明す
る。
置である自立走行装置、すなわち自走装置としての掃除
装置で、この掃除装置1は、工場内や住居内などの被掃
除面としての床面上を自立走行可能な掃除機本体2を有
している。この掃除機本体2は、略円形平板状の底板部
3の外周縁に、上端が閉塞された円筒状のケース体4の
下端縁を嵌合させて構成されている。
ではない円弧状の非平面状部10が形成されている。ここ
で、この非平面状部10は、円弧状のみでなく、十数角形
等の多角形や、正二十四面体等の多面体の側面などとい
った略円弧状の部分でもよい。
行方向に対する両側域には、この掃除機本体2を被掃除
面としての床面上で走行、すなわち移動させる移動手段
としての走行輪5が回転自在に取り付けられている。こ
れら走行輪5は、底板部3における掃除機本体2の走行
方向に対する両側域に開口された細長略矩形状の嵌込孔
6に嵌め込まれて、これら走行輪5における一部の外周
縁が掃除機本体2の内部からこの掃除機本体2の下側へ
と突出している。
ある底板部3上には、これら走行輪5の回転駆動を制御
する車輪駆動制御手段7がそれぞれ取り付けられてい
る。この車輪駆動制御手段7は、磁気クラッチや電動機
などにて構成されている。また、底板部3の裏面におけ
る掃除機本体2の走行方向に対する後側には、この底板
部3の面方向に沿って旋回する旋回輪8が回転自在に取
り付けられている。この旋回輪8は、図2に示すよう
に、走行輪5間における中間の後方に取り付けられてい
る。
は、上方に向けて傾斜した傾斜面9が形成されている。
この傾斜面9は、掃除機本体2によるドアレールなどの
段差を乗り越えやすくさせる。
の中心部には、床面に対向して開口した細長矩形状の本
体吸込口11が設けられている。この本体吸込口11は走行
輪5の間であるとともに、掃除機本体2の走行方向に直
角に交わる方向である掃除機本体2の径方向に沿った長
手方向を有している。そして、この本体吸込口11の内側
は、掃除機本体2のケース体4の後方から着脱可能に取
り付けられた集塵部としての集塵ケース12に気密に連通
して接続されている。この集塵ケース12は、吸気した吸
気風に漂う塵埃を集塵する。
の底板部3上の後側に収容されており、略有底円筒状の
カップ部13を備えている。このカップ部13の外周面に
は、本体吸込口11に気密に連通される連結口14が開口さ
れている。また、このカップ部13の外側面には、このカ
ップ部13を掃除機本体2から取り外しまたは取り付ける
際の把持部となるハンドル部15が取り付けられている。
このハンドル部15は、集塵ケース12を掃除機本体2に取
り付けた際に、この掃除機本体2の外側面から突出す
る。
除機本体2内には、本体吸込口11から塵埃とともに吸気
風を吸い込む吸込手段としての電動送風機16が取り付け
られている。この電動送風機16は、集塵ケース12のカッ
プ部13の上端面に気密に接続されている。
除機本体2のケース体4の外周面における前面半分であ
る非平面状部10の外周面には、この掃除機本体2が家具
などの障害物に接触した際に、この障害物への接触で掃
除機本体2の中心方向へと可動する可動部としての接触
検知片21が複数、例えば5つ設けられている。これら接
触検知片21は、矩形平板状の板体の幅方向を凹弧状に湾
曲させた円弧面状に形成されており、長手方向を鉛直方
向に向けた状態でケース体4の前側を縦方向に周方向に
沿って5分割した状態に配設されている。
走行輪5による掃除機本体2の移動方向の前方側に対向
して平行方向に並設、すなわち掃除機本体2の非平面状
部10の周方向に沿って並設されている。この結果、これ
ら接触検知片21により、ケース体4の前側は、周方向に
沿った略円弧面状に形成されている。また、これら接触
検知片21は、掃除機本体2のケース体4の上部から下部
に亘って設けられている。このため、掃除機本体2の前
側に位置する側面は、この掃除機本体2における縦方
向、すなわち鉛直方向に向けて水平方向に沿って複数に
分割された形状に形成されている。
部は、掃除機本体2のケース体4に回動可能に軸支され
ている。さらに、これら接触検知片21それぞれの下部と
掃除機本体2のケース体4との間には、この接触検知片
21の可動にてオンされる検知手段としての接触型センサ
22がそれぞれ取り付けられている。これら接触型センサ
22は、接触検知片21による障害物への接触であるこの接
触検知片21との接触を検知して、この障害物への接触検
知片21の接触を検知させる。
ぞれには、これら接触検知片21が障害物に接触した際
に、この障害物の破損や損傷を防止する弾性体としての
衝撃吸収部であるバンパ23が、これら各接触検知片21の
外周面から突出されて取り付けられている。これらバン
パ23は、弾性を有する柔らかい合成ゴムなどの弾性部材
にて成形されている。また、これらバンパ23それぞれ
は、細長棒状に形成されており、これらバンパ23それぞ
れの長手方向が鉛直方向に沿った状態で、各接触検知片
21の外側面の下側に複数、例えば3本取り付けられてい
る。
る掃除機本体2のケース体4の前側の外側面には、掃除
機本体2の周囲の状態を検知する検知手段としての接触
制御部である非接触型センサ24が複数、例えば9個取り
付けられている。これら各非接触型センサ24は、設計時
に予め設定された掃除機本体2にて乗り越え可能な高さ
以上の高さの段差などの障害物を検知する。
ス体4の径方向に向けて、このケース体4の前側中央か
ら周方向に沿った間隔を介して配設されている。また、
これら非接触型センサ24それぞれは、赤外線を発光させ
て所定距離に存在する障害物を検知する赤外線センサ
や、撮影される画像にて障害物を検知する画像センサな
どである。
接触型センサ24の下側には、この非接触型センサ24とに
より掃除機本体2にて乗り越えられる段差、すなわち設
計時に予め設定されたこの掃除機本体2にて乗り越え可
能な高さより低い段差を検知する非接触型の段差検知セ
ンサ25が取り付けられている。この段差検知センサ25
は、この段差検知センサ25にて障害物を検知するととも
に、ケース体4の前側中央に位置する非接触型センサ24
にて障害物を検知した際には、掃除機本体2にて乗り越
え不可能な高さの段差であると検知する。また、この段
差検知センサ25は、この段差検知センサ25にて障害物を
検知するとともに、ケース体4中央の非接触型センサ24
にて障害物を検知しない際には、掃除機本体2にて乗り
越え可能な高さの段差であると検知する。
り前側である掃除機本体2内には、接触型センサ22、非
接触型センサ24および段差検知センサ25それぞれによる
接触物への接触の検知に基づいて、車輪駆動制御手段7
を介して走行輪5の回転駆動を制御することにより、掃
除機本体2を自立走行させる制御手段としての制御回路
26が取り付けられている。この制御回路26は、本体吸込
口11より後側の底板部3上に取り付けられている。さら
に、この制御回路26は、電動送風機16に接続されて、こ
の電動送風機16の駆動状態を制御する。
知片21が可動したことを接触型センサ22が検知した場合
や、非接触型センサ24が障害物への接触を検知した場合
に、車輪駆動制御手段7を介して走行輪5の回転駆動を
停止させるとともに、電動送風機16への供給電力を高く
して、この電動送風機16による本体吸込口11からの吸込
力を強くする。
体2内には、制御回路26に電力を供給して、この制御回
路26による制御に従って電動送風機16、走行輪5の回転
を駆動させる電源部としての蓄電池である電池体、すな
わち電池パック27が着脱可能に取り付けられている。こ
の電池パック27は、充電式であり、掃除機本体2の底板
部3の底面側から着脱可能に嵌挿されている。また、こ
の電池パック27は、複数、例えば10本の略円柱状の図
示しない二次電池を直列に接続させて構成された組み電
池である。
する。
を走行するための走行経路や掃除する領域の間取り、家
具の配置、走行する時刻や走行する時間間隔などの自立
走行条件や電動送風機16による掃除条件などのデータを
制御回路26に入力しておく。
機本体2の制御回路26に予め設定した自立走行条件や掃
除条件などのデータに基づいて、走行輪5および電動送
風機16が適宜駆動される。
輪駆動制御手段7を介した制御により回転駆動されて、
掃除機本体2を床面の略全域において走行させる。
供給する電力を制御して、本体吸込口11から吸気風とと
もに床面上の塵埃を吸い込む。
電荷の残量が少なくなると、制御回路26により車輪駆動
制御手段7を介して走行輪5の回転駆動を適宜制御して
図示しない充電器まで走行させ、この充電器にて充電す
る。
場合には、制御回路26により電動送風機16の駆動を停止
させるとともに、車輪駆動制御手段7を介して走行輪5
を適宜制御して充電器まで走行させて充電する。
接触検知片21が障害物に接触して接触型センサ22にて障
害物の接触を検知した場合には、制御回路26が車輪駆動
制御手段7を介して走行輪5の回転駆動を停止させると
ともに、電動送風機16への電力の供給量を大きくして本
体吸込口11からの電動送風機16による吸込力を大きくす
る。
にて所定距離に位置する障害物の存在を検知した場合に
は、制御回路26が車輪駆動制御手段7を介して走行輪5
の回転駆動を制御して、この障害物への接触を回避させ
るとともに、電動送風機16への電力の供給量を大きくし
て本体吸込口11からの電動送風機16による吸込力を大き
くする。
するとともに、非接触型センサ24にて障害物を検知した
際には、掃除機本体2にて乗り越え不可能な高さの段差
であると制御回路26が検知し、この制御回路26が車輪駆
動制御手段7を介して走行輪5の回転駆動を制御して、
この段差への接触を回避させる。
知するとともに、非接触型センサ24にて障害物を検知し
ない際には、掃除機本体2にて乗り越え可能な高さの段
差であると制御回路26が検知し、この制御回路26が車輪
駆動制御手段7を介して走行輪5の回転駆動を制御し
て、この段差を乗り越えさせる。
よれば、いずれかの接触検知片21が障害物に接触するこ
とにより、この接触検知片21が可動して接触型センサ22
がこの接触検知片21による障害物への接触を検知し、こ
の接触型センサ22による障害物の検知にて制御回路26が
車輪駆動制御手段7を介して走行輪5を制御して、障害
物を回避させる。
面状部10に、この非平面状部10を閉塞する複数の接触検
知片21を周方向に亘って並べて取り付けたので、これら
複数の接触検知片21のいずれかの可動による接触型セン
サ22での障害物への接触の検知で、掃除機本体2におけ
るいずれの方向が障害物に接触したのかが検知できる。
の接触検知片21を取り付けて、この接触検知片21で掃除
機本体2に対する障害物の接触を検知する場合に比べ、
掃除機本体2のどこが障害物に接触したのかを接触検知
片21の数に応じて検知できるから、障害物への掃除機本
体2の接触をより正確に検知できるため、制御回路26に
て掃除機本体2をより円滑かつ的確に自立走行できる。
触型センサ24および接触型センサ22それぞれを取り付け
たことにより、障害物への接触を回避できるが、所定距
離の障害物しか検知できない赤外線センサなどの非接触
型センサ24では検知できない突然表れた人や物などの障
害物への接触を接触型センサ22で検知できる。
た赤外線を障害物に反射させることにより障害物の存在
を検知する構成である非接触型センサ24よりも、障害物
への接触をより短時間、すなわち少ないタイムラグで検
知できるから、障害物に接触した掃除機本体2を制御回
路26にてより迅速に制御できる。この結果、これら非接
触型センサ24および接触型センサ22を併用することによ
り、制御回路26にて掃除機本体2をより円滑に自立走行
できる。
をスイッチなどの接触型センサ22にしたことにより、構
成が簡略になるから、これら接触型センサ22すべてを非
接触型センサ24にした場合に比べ、製造コストが削減で
きるので、掃除装置1の製造性を向上できる。
ら下部に亘った大きさの接触検知片21としたことによ
り、掃除機本体2のケース体4の上部のみが接触する障
害物や、このケース体4の下部のみが接触する障害物の
いずれをも接触検知片21の可動に基づいて接触型センサ
22にて検知できる。このため、掃除機本体2への障害物
の接触がより広範囲に亘って検知できるので、制御回路
26による掃除機本体2の自立走行制御をより円滑かつ的
確にできる。
有するバンパ23をそれぞれ取り付けたことにより、これ
ら接触検知片21が障害物に接触した際に、この障害物へ
の接触検知片21による衝撃をバンパ23にて吸収できるか
ら、これら接触検知片21が障害物に接触した際における
この障害物の破損や損傷を防止できる。
を接触型センサ22が検知した場合や、非接触型センサ24
にて障害物を検知した場合に、車輪駆動制御手段7を介
して走行輪5の回転駆動を停止させるとともに、制御回
路26が電動送風機16への供給電力を高くして、本体吸込
口11からの電動送風機16による吸込力を強くするので、
一般的に塵埃が溜まりやすい障害物の近傍の床面をより
的確かつ綺麗に掃除できるから、壁際や隅などの床面を
より的確かつ綺麗に掃除できる。
半分に亘って複数の接触検知片21を取り付けたので、こ
のケース体4の走行方向に対する両側に位置する接触検
知片21それぞれが同時に可動して、これら接触検知片21
の可動を接触型センサ22にて制御回路26で検知すること
により、この掃除機本体2が通過できない隙間に接触し
たことをこの制御回路26で検知できる。
図4および図5を参照して説明する。
基本的には図1ないし図3に示す掃除装置1の構成と同
様であるが、被掃除面としての床面を掃除する掃除手段
としての隅掃除機構であるブラシ体31が掃除機本体2か
ら外周に進退可能に取り付けられている。
ラシ台32の先端に回転自在に取り付けられており、この
ブラシ台32の基端は、掃除機本体2の底板部3の前側側
方に切欠形成された凹状の切欠凹部33に回動可能に取り
付けられている。この結果、ブラシ台32の基端を回動中
心として回動することにより、ブラシ体31が掃除機本体
2の前側側方に進退可能に突出される。
回路26にて制御されており、この制御回路26は、複数の
接触検知片21が可動したことを複数の接触型センサ22が
検知して障害物への接触を検知した場合に、この障害物
への接触を隅への接触と検知して、ブラシ台32を回動さ
せてブラシ体31を掃除機本体2から前側側方に進出させ
て突出させ、このブラシ体31にて隅の近傍の床面を掃除
させる。
口11内には、この本体吸込口11の長手方向に沿った軸方
向を有する回転清掃体としての回転ブラシ34が回転可能
に取り付けられている。この回転ブラシ34の回転駆動
は、制御回路26により制御されている。また、この回転
ブラシ34は、床面が絨毯の場合などの場合に、制御回路
26による制御で回転して、この絨毯に入り込んだ塵埃を
掻き出して、この塵埃を本体吸込口11に吸い込ませる掃
除補助機構である。
1は、接触検知片21の可動により接触型センサ22で障害
物の接触を検知するので、図1ないし図3に示す掃除装
置1と同様の作用効果を奏することができる。
とを接触型センサ22が検知した場合には、この接触型セ
ンサ22による検知を制御回路26が隅への接触と検知し
て、この制御回路26がブラシ体31を掃除機本体2から前
側側方に突出させて、この障害物の近傍の床面を掃除す
るので、隅に近い床面をもより的確かつ綺麗に掃除でき
るとともに、障害物と掃除機本体2との隙間に位置する
床面や、障害物と本体吸込口11との間に位置する床面も
ブラシ体31で掃除できるから、床面全域をより的確かつ
綺麗に掃除できる。
接触型センサ22にて障害物の接触を検知した場合にの
み、制御回路26が隅への接触と検知してブラシ体31を突
出させたが、いずれか1つの接触型センサ22のみで障害
物の接触を検知した場合でも、制御回路26でブラシ体31
を突出させても良い。
2を平面視円形状に形成したが、この掃除機本体2を平
面視多角形状にしても同様の作用効果を奏することがで
きる。
に取り付けたバンパ23は、接触した障害物が損傷や破損
などしなければ、これら各接触検知片21の外側面にどの
ような形状のものをどのような領域にいくつ取り付けて
も良い。
本体の外周の非平面状部に複数の可動部を水平方向に並
設したことにより、これら複数の可動部のいずれかの可
動による検知手段での障害物への接触の検知で、本体の
いずれの方向に障害物が接触したのかをより正確に検知
できるから、制御手段にて本体の自立移動をより円滑に
できる。
求項1記載の自立移動装置の効果に加え、本体の上部か
ら下部に亘って可動部を設ければ、本体の上部および下
部のいずれに対する障害物への接触を可動部の可動で検
知できるので、本体の自立移動をより円滑にできる。
求項1または2記載の自立移動装置の効果に加え、各可
動部の外周面に弾性体を設ければ、これら各可動部が障
害物に接触した際に、弾性体の弾性力にてこの障害物の
損傷を防止できる。
可動部が可動したことを検知手段が検知した場合に、請
求項1ないし3いずれか記載の自立移動装置の制御手段
が本体から掃除手段を進出させてこの掃除手段で被掃除
面を掃除させるので、障害物と本体との隙間を掃除手段
にて掃除できるから、被掃除面全域をより的確に掃除で
きる。
可動部が可動したことを検知手段が検知した場合に、請
求項1ないし3いずれか記載の自立移動装置の検知手段
が吸込口からの吸込力を強くするので、比較的汚れやす
い障害物の近傍の被掃除面をより的確に掃除でき、被掃
除面全域をより的確に掃除できる。
面図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 外周に非平面状部を有する本体と、 この本体に設けられこの本体を床面上で移動させる移動
手段と、 前記非平面状部に水平方向に並設された複数の可動部を
有し、これら可動部の可動により障害物との接触を検知
する検知手段と、 この検知手段の検知に基づいて前記移動手段を制御する
ことにより前記本体を自立移動させる制御手段とを具備
していることを特徴とした自立移動装置。 - 【請求項2】 可動部は、本体の上部から下部に亘って
設けられていることを特徴とした請求項1記載の自立移
動装置。 - 【請求項3】 各可動部の外周面には、弾性体が設けら
れていることを特徴とした請求項1または2記載の自立
移動装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載の自立移
動装置と、 この自立移動装置の本体から外周に進退可能に取り付け
られ、被掃除面を掃除する掃除手段とを具備し、 制御手段は、複数の可動部が可動したことを検知手段が
検知した場合、前記掃除手段を前記本体から進出させ
て、この掃除手段にて被掃除面を掃除させることを特徴
とした掃除装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3いずれか記載の自立移
動装置と、 この自立移動装置の本体に被掃除面に対向して設けられ
た吸込口と、 この吸込口から塵埃を吸い込む吸込手段とを具備し、 制御手段は、複数の可動部が可動したことを検知手段が
検知した場合、前記吸込口からの吸込力を強くすること
を特徴とした掃除装置。
Priority Applications (1)
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