JP2005111042A - 自走式掃除機およびそのプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の自走式掃除機においては、使用者の掃除機運転状況の学習で吸引力の大枠を決定しゴミ量を補正するので、特定場所が最適な吸引力にならない場合があり、またベッドやテーブルの下等の掃除を怠りがちな場所では運転頻度が減り学習に反映され難く、ごみ検知手段での検知後しか掃除性能を上げられないため、床面を傷める原因となり易い、掃除機の吸引ノズルの前後動作や走行パターンを必要とした。
【解決手段】走行手段102と、上部距離検知手段103と、掃除手段104と、掃除掃除能力可変手段105と、制御手段106とを備え、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知する上部距離に応じて掃除能力を決定することで、ごみ検知手段を有さずとも、ごみの多いことが予想できる物陰等では掃除能力を上げて集塵性能を向上できる。また吸引ノズルの前後動作や走行パターンも不要で、床面を傷めることもなくなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、人間の介助なしに自立して走行する自走式掃除機に関するものである。
従来の掃除機は、単位時間間隔ごとの総掃除機運転時間に占めるパワーノズル運転比率値の値から吸い込み力可変範囲設定手段により電動送風機の入力の設定範囲を決定し、入力の設定範囲内で単位時間内に塵埃通路を通る塵埃を検知するごみセンサの検知結果である瞬時瞬時のゴミ量の多少により位相制御手段にて前記電動送風機の入力を決定するもので、その掃除機でなされる全ての掃除についての使用者のパワーノズル運転状況の学習で吸引力の大枠が決定し、ごみ量の多少で設定範囲を補正するものであった(例えば、特許文献1参照)。
図8は、前記特許文献1に記載された従来式の掃除機の構成を示すものである。図8に示すように、マイクロコンピュータ15には、ホースの塵埃通路を通過する塵埃による光量変化を検出するセンサ8のパルス変換手段38を介して入力されるパルス数を単位時間内でカウントする計数手段16を有している。またパワーノズル起動用スイッチ10が選択された際の抵抗11の両端に発生するH電圧の立ち上がりを検出するためのパワーノズル起動有無検出手段13とパワーノズルを動作して運転している時間を計数しているパワーノズル累積運転時間計数手段14を有している。さらにパワーノズル累積運転時間計数手段14により求まる一定時間間隔ごとパワーノズル使用頻度を算出する単位時間内パワーノズル運転比率検出手段19を有しており、ごみ量判定手段17と単位時間内パワーノズル運転比率検出手段19の出力から吸い込み力の制御範囲を決定する吸い込み力可変範囲設定手段18を備えている。また、ごみ量判定手段17とパワーノズル累積運転時間計数手段14で得られた床面情報を記憶させる不揮発性記憶手段37を備えている。マイクロコンピュータ15の出力は位相制御手段33に入力し、電動送風機2の入力制御をする。
計数手段16では、センサ8で検出したごみを所定時間(例えば0.1秒間)積算する。積算することによって、その時点の床面にあるごみ量が判る。また、単位時間内のパワーノズル起動スイッチ10の使用頻度を単位時間内パワーノズル運転比率検出手段19で検出することにより間接的にじゅうたん主体か木床/たたみ主体かを判定し、単位運転時間の総掃除機運転時間内でパワーノズルを使用(回転ブラシを回転させて使用)して運転した時間と停止して運転した時間からパワーノズル運転比率を求め、制御情報を定期的に不揮発性記憶手段37に記憶する。
掃除を行う吸い込み力は、計数手段16と不揮発性記憶手段37の出力から吸い込み力可変範囲設定手段18にて電動送風機2の入力可変範囲が設定され、決定された吸い込み力可変範囲に基づき、電動送風機2の位相制御量を瞬時瞬時のごみ量の多少にて算出し位相制御手段33にて制御を行うものである。
また、その他の従来の自走式掃除機は、移動制御手段を有し、障害物を検知して障害物を回避するための走行パターンと、ゴミを検知してよりゴミをとりやすくする走行パターンに切り換えるというようなゴミ検知時には走行パターンを切り換えて集塵性能を向上するというものであった(例えば、特許文献2参照)。
図9は、特許文献2に記載された従来の自走式掃除機の移動制御の全体の流れを示すものである。まず、本体が運転を開始すると、ステップS1では左右の駆動モータを駆動して本体を前進させ、ステップS2で障害物があるかどうかを判断し、障害物がなければステップS3に進む。ステップS3ではゴミ検知手段の入力から吸引ゴミ量が所定量以上かどうかを判断し、所定量以上のゴミがあればステップS4に進み、所定量以上のゴミがなければステップS1に戻る。ステップS4では予め決められたゴミの集中吸引のための特定パターン移動モード(CM1)の動作を開始し、ステップS5に進む。ステップS5では障害物があるかどうかを判断し、障害物がなければステップS4に戻り、パターン移動を継続する。ステップS2またはS5で障害物があると判断した場合はステップS6に進む。ステップS6は障害物回避制御モード(CM2)の動作を行なうものである。
特開平05−154076号公報 特開2000−78650号公報
しかしながら、前記従来の構成では、総掃除機運転時間に占めるパワーノズル運転比率値で電動送風機の入力の設定範囲を決定し、ごみ量の多少で設定範囲を補正するものであるため、特定の場所ではなく、その掃除機でなされる全ての掃除についての使用者のパワーノズル運転状況の学習で吸引力の大枠が決定するため、ゴミ量での補正はあるものの必ずしも特定の場所に最適な吸引力が決定されるものではないという課題を有していた。さらにベッドやテーブルの下等の掃除を怠りがちな場所については運転が行われる頻度が減るために学習に反映されにくいという課題を有していた。
また、ごみ検知手段で検知した後、即ち吸引ノズルがごみのある場所を通過してしまった後でしか掃除性能を上げることができないために、前後で吸引ノズルを動かすという動作または走行パターンが必要となり、床面を傷める原因になり易いという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では掃除能力を上げて集塵性能を向上させ、またごみ検知手段による検知前後で吸引ノズルを動かすという動作、走行パターン等を必要としない自走式掃除機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、前記掃除手段の掃除能力を可変する掃除能力可変手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記掃除能力可変手段での掃除能力を可変する自走式掃除機としたものである。
これによって、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できる物陰では、掃除能力を上げて集塵性能を向上させることができる。
本発明の自走式掃除機は、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰で、掃除能力を上げて集塵性能を向上させることができる自走式掃除機を提供できる。また、床面を傷める原因となり易い、前後で吸引ノズルを動かすという動作あるいは走行パターンを必要としない自走式掃除機を提供することができる。
請求項1に記載の発明は、走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、前記掃除手段の掃除能力を可変する掃除能力可変手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記掃除能力可変手段で掃除能力を可変するようにしたことで、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、掃除能力を上げて集塵性能を向上させ、また、床面を傷める原因となり易い、前後で吸引ノズルを動かすという動作、走行パターンを必要としない自走式掃除機を提供することができる。
請求項2に記載の発明は、走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、前記走行手段の走行速度を可変する走行速度可変手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記走行速度可変手段で走行速度を可変することで、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、走行速度を落としてじっくり掃除を行って集塵性能を向上させ、また、床面を傷める原因となり易い、前後で吸引ノズルを動かすという動作、走行パターンを必要としない自走式掃除機を提供することができる。
請求項3に記載の発明は、走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、ごみを吸着する吸着手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記吸着手段の動作状態を決定することで、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、吸着手段を動作させて、集塵性能を向上させ、また、床面を傷める原因となり易い、前後で吸引ノズルを動かすという動作、走行パターンを必要としない自走式掃除機を提供することができる。
請求項4に記載の発明は、特に、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明に加えて、報知手段を備え、制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離が所定値未満の時に前記報知手段で報知することで、ベッドやテーブルの下等の物陰に自走式掃除機がもぐり込んで視界から見えていなくても使用者に走行していることを容易にわからせることができる。
請求項5に記載の発明は、特に、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明に加えて、報知手段を備え、制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離が第1の所定値未満になった後、上部距離が第2の所定値以上になった時に前記報知手段で報知することで、ベッドやテーブルの下等の物陰に自走式掃除機がもぐり込んで視界から見えていなくても、もぐり込んだ場所から出て来る時に報知するので人がつまずいたりすることなく安全な自走式掃除機を提供することができる。
請求項6に記載の発明は、特に、請求項1〜5のいずれか1項記載の発明に加えて、標準よりも簡易な掃除モードを選択可能な簡易掃除モード選択手段を備え、制御手段は、前記簡易掃除モード選択手段で簡易な掃除モードが選択された時は上部距離検知手段で検知する上部距離が所定値未満の場所は走行しないようにすることで、ベッドやテーブルの下等の物陰等の複雑な場所は掃除を間引いて短時間で最低限の掃除を効率的に行うことができる。
請求項7に記載した発明は、コンピュータを請求項1〜6のいずれか1項記載の自走式掃除機の全てもしくは一部として機能させるためのプログラムとする構成として、コンピュータを請求項1〜6のいずれか1項記載の自走式掃除機の全てもしくは一部として機能させることで、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の自走式掃除機の全てもしくは一部を容易に実現することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態における自走式掃除機の構成を示すブロック図である。自走式掃除機の本体101は、走行手段である駆動輪102、斜め前方または上部の障害物との距離を検知するための上距離検知手段103、掃除手段104(本実施の形態では吸引手段)、掃除手段104の掃除能力を可変するための掃除能力可変手段105(本実施の形態では吸引能力可変手段)、制御手段106、駆動輪102n走行速度を可変するための走行速度可変手段107を備えている。また、図2は第1の実施の形態の動作の流れを示すフローチャートである。
以上のように構成された自走式掃除機について、以下その動作、作用を説明する。図1および図2において、まず、制御手段106は、走行速度可変手段107を介し駆動輪102を制御して走行を開始すると共に、吸引能力可変手段105により予め使用者によって設定された吸引レベルにして吸引手段104を起動する(ステップ1)。走行中、制御手段106は、常に上部距離検知手段103により上部の障害物との距離を検知し、上部距離が所定値(本実施の形態では3cm)以上の時は、走行速度可変手段107により走行速度は予め決められた標準速度にすると共に、吸引能力可変手段105により吸引手段104の吸引能力を予め使用者によって設定された吸引レベルのままにして、走行及び掃除を継続する(ステップ2〜4)。検知する上部距離が3cm未満の時には、制御手段106は、走行速度可変手段107により走行速度を減速(本実施の形態では上部距離が2cm以上3cm未満時に標準速度の1/2、上部距離が1cm以上2cm未満時に標準速度の1/4、上部距離が1cm未満時に停止)し、上部距離が1cm未満の時には障害物回避動作を行う(ステップ2、ステップ5〜7)。上部距離が1cm以上3cm未満の時には、吸引能力可変手段105により吸引手段104の吸引能力のレベルを使用者によって設定されたレベルより1ランク上げたレベルにして、即ち『弱』に設定されていれば『中』に、『中』に設定されていれば『強』に、但し既に『強』に設定されているならば『強』のままで、吸引を行う(ステップ2、ステップ5、ステップ6、ステップ8)。
また、本実施の形態では、掃除手段を吸引手段としたが、モップがけ等の他の掃除手段とすることもできる。さらに、本実施の形態では、上部距離のランクに応じて走行速度を決定するようにしたが、上部距離が所定値未満の時は、例えば標準速度の1/2等の一定比率または一定の速度絶対値としてもかまわない。さらに、本実施の形態では、吸引能力可変手段105により吸引能力を上げる方法を使用者によって設定されたレベルより1ランク上げたレベルとしたが、5割アップ等の様に比率で上げることもできる。
以上のように、本実施の形態においては、走行手段102と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段103と、吸引手段(掃除手段)104と、吸引手段(掃除手段)104の掃除能力を可変する吸引能力可変手段(掃除能力可変手段)105と、制御手段106と、走行速度可変手段107を備え、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知する上部距離に応じて、吸引能力可変手段(掃除能力可変手段)105で掃除能力を決定するようにしたことで、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、掃除能力を上げたり、走行速度を落としてじっくり掃除することで、ごみ取れ性を向上させ、前後で吸引ノズルを動かすという動作または走行パターンを行わずに床面を傷めない自走式掃除機を提供することができる。
尚、本実施の形態において、吸引能力可変手段と走行速度可変手段の両方を備えた場合の説明を行ったが、どちらか片方しか有していなくても、支障が無いものである。
(実施の形態2)
図3は、本発明の第2の実施の形態における自走式掃除機の構成を示すブロック図である。図1の構成に加えて、吸着手段108を備えている。吸着手段108は、脱着可能な粘着テープローラとし、通常は床面に接触しないよう本体101内に収容され、動作する際には床面に接触するまで本体101より下降し、走行中には走行と合わせてローラが回転し、ごみを吸着するものとした。
以上のように構成された自走式掃除機について、以下その動作、作用を説明する。図3において、まず、制御手段106は、走行速度可変手段107を介し駆動輪102を制御して走行を開始すると共に、吸引能力可変手段105により予め使用者によって設定された吸引レベルにして吸引手段104を起動する。次に、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知される上部距離が所定距離未満(本実施の形態では3cm未満、但し障害物回避のため1cm未満は対象外)の時に、吸着手段108を本体101より床面に接触するまで下降させ、走行と共にローラを回転させ、ごみを吸着させる。上部距離が1cm未満または3cm以上の時には、吸着手段108を本体101に収容する。
また、本実施の形態では、吸着手段108を本体101より昇降する粘着テープローラとしたが、回転しない粘着テープスタンパーを昇降させてスタンピングさせるようにしてもかまわないし、ローラの静電気帯電を制御して静電気を帯電させてごみを吸着させるようにしてもかまわない。
以上のように、本実施の形態においては、吸着手段108を備え、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知する上部距離に応じて、吸着手段108を動作させるか否かを決定することで、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、吸着手段を動作させて、集塵性能を向上させ、前後で吸引ノズルを動かすという動作または走行パターンを行わず、床面を傷めることのない自走式掃除機を提供することができる。
尚、本実施の形態において、図3に、吸引能力可変手段と走行速度可変手段の両方を備えた場合を図示しているが、これらを有していなくても、吸着手段に影響を与えるものではなく、支障が無いものである。
(実施の形態3)
図4は、本発明の第3の実施の形態における自走式掃除機の構成を示すブロック図である。図3の構成に加えて、報知手段109を備えている。また、図5は同、第3の実施の形態の動作の流れを示すフローチャートである。
以上のように構成された自走式掃除機について、以下その動作、作用を説明する。図4および図5において、まず、制御手段106は、走行速度可変手段107を介し駆動輪102を制御して走行を開始すると共に、吸引能力可変手段105により予め使用者によって設定された吸引レベルにして吸引手段104を起動する(ステップ9)。制御手段106は、上部距離検知手段103で検知する上部距離が1cm未満の時は、障害物回避動作を行い、報知手段109での報知は行わない(ステップ10、11)。また、上部距離が1cm以上3cm未満の時は、報知手段109で、「障害物の下を走行しています。」と音声報知する(ステップ10、12、13)。前回検知した上部距離が上部距離が第1の所定距離未満(本実施の形態では3cm未満、但し障害物回避のため1cm未満は対象外)で、今回検知した上部距離が第2の所定距離以上(本実施の形態では20cm以上)の時は、報知手段109で、「障害物の下から出て走行します。」と音声報知する(ステップ14〜16)。
また、本実施の形態では、報知手段109での報知を音声報知としたが、ブザー音等で吹鳴回数や吹鳴パターンを変えて報知するようにしてもかまわないし、メロディ等で報知するようにしてもかまわない。
以上のように、本実施の形態においては、報知手段109を備え、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知する上部距離が所定値未満の時に報知手段109で報知し、上部距離が第2の所定値以上になった時に報知手段109で報知することで、ベッドやテーブルの下等の物陰に自走式掃除機がもぐり込んで視界から見えていなくても使用者に走行していることを容易にわからせることができるし、自走式掃除機がもぐり込んだ場所から出て来る時に報知するので人がつまずいたりすることなく安全な自走式掃除機を提供することができる。
(実施の形態4)
図6は、本発明の第4の実施の形態における自走式掃除機の構成を示すブロック図である。図4の構成に加えて、標準よりも簡易な掃除モードを選択可能な簡易掃除モード選択手段110を備えている。また、図7は同、第4の実施の形態の動作の流れを示すフローチャートである。
以上のように構成された自走式掃除機について、以下その動作、作用を説明する。図6及び図7において、まず、使用者は簡易掃除モード選択手段110で予め掃除を標準モードで行うか、簡易モードで行うかを選択しておく(ステップ17)。制御手段106は、走行速度可変手段107を介し駆動輪102を制御して走行を開始すると共に、吸引能力可変手段105により予め使用者によって設定された吸引レベルにして吸引手段104を起動する(ステップ18)。次に、制御手段106は、上部距離検知手段103で検知した上部距離が1cm未満の時は、障害物回避動作を行う(ステップ19、20)。上部距離が1cm以上3cm未満の時には、簡易掃除モード選択手段110で選択されている掃除モードをチェックする(ステップ19、21、22)。簡易掃除モードが選択されている場合には、その進行方向への走行を回避するように制御(ステップ23)し、即ち上部距離が3cm以上になるまで回転した後に走行を継続させる。標準掃除モードが選択されている場合には、その進行方向への走行をそのまま継続させる。
以上のように、本実施の形態においては、標準よりも簡易な掃除モードを選択可能な簡易掃除モード選択手段110を備え、制御手段106は、簡易掃除モード選択手段110で簡易掃除モードが選択された時は上部距離検知手段103で検知する上部距離が所定値より短いところは走行しないようにすることで、ベッドやテーブルの下等の物陰等の複雑な場所は掃除を間引いて短時間で最低限の掃除を効率的に行うことができる。
(実施の形態5)
次に本発明の第5の実施の形態について図6及び図7を用いて説明する。
本実施の形態は、コンピュータを、図6及び図7の自走式掃除機の全てもしくは一部として機能させるためのプログラムとする構成として、コンピュータを全てもしくは一部として機能させるものである。
以上のように本実施の形態においては、自走式掃除機の全てもしくは一部として機能させるためのプログラムとすることで、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の自走式掃除機の全てもしくは一部を容易に実現することができる。、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の自走式掃除機の全てもしくは一部を容易に実現することができる。
以上のように、本発明にかかる自走式掃除機は、ごみ検知手段を備えなくとも、ごみの多いことがあらかじめ予想できるベッドやテーブルの下等の物陰では、掃除能力を上げて集塵性能を向上させ、前後で吸引ノズルを動かすという動作または走行パターンを行わず、床面を傷めることがない自走式掃除機を提供することができる。このため、もぐりこんで作業をしなければならない手動では手の届きにくい場所の作業を自走して作業することができ、ワックスがけ等の作業機器としても有用である。
本発明の実施の形態1における自走式掃除機の構成を示すブロック図 同、実施の形態1の動作の流れを示すフローチャート 本発明の実施の形態2における自走式掃除機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態3における自走式掃除機の構成を示すブロック図 同、実施の形態3の動作の流れを示すフローチャート 本発明の実施の形態4、実施の形態5における自走式掃除機の構成を示すブロック図 同、実施の形態4、実施の形態5の動作の流れを示すフローチャート 従来の自走式掃除機における自走式掃除機の構成を示すブロック図 従来の自走式掃除機の動作の流れを示すフローチャート
符号の説明
102 駆動輪(走行手段)
103 上距離検知手段
104 吸引手段(掃除手段)
105 吸引能力可変手段(掃除能力可変手段)
106 制御手段
107 走行速度可変手段
108 吸着手段
109 報知手段
110 簡易掃除モード選択手段

Claims (7)

  1. 走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、前記掃除手段の掃除能力を可変する掃除能力可変手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記掃除能力可変手段で掃除能力を可変する自走式掃除機。
  2. 走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、前記走行手段の走行速度を可変する走行速度可変手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記走行速度可変手段で走行速度を可変する自走式掃除機。
  3. 走行手段と、上部の障害物との距離を検知するための上部距離検知手段と、掃除手段と、ごみを吸着する吸着手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離に応じて、前記吸着手段の動作状態を決定する自走式掃除機。
  4. 報知手段を備え、制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離が所定値未満の時に前記報知手段で報知する請求項1〜3のいずれか1項記載の記載の自走式掃除機。
  5. 報知手段を備え、制御手段は、上部距離検知手段で検知する上部距離が第1の所定値未満になった後、上部距離が第2の所定値以上になった時に前記報知手段で報知する請求項1〜3のいずれか1項記載の記載の自走式掃除機。
  6. 標準よりも簡易な掃除モードを選択可能な簡易掃除モード選択手段を備え、制御手段は、前記簡易掃除モード選択手段で簡易な掃除モードが選択された時は、上部距離検知手段で検知する上部距離が所定値未満の場所は走行しないようにした請求項1〜5のいずれか1項記載の自走式掃除機。
  7. コンピュータを請求項1〜6のいずれか1項記載の自走式掃除機の全てもしくは一部として機能させるためのプログラム。
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