JP2005211564A

JP2005211564A - 自走式掃除機およびそのプログラム

Info

Publication number: JP2005211564A
Application number: JP2004025230A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamazaki; 直紀山▲崎▼; Keiko Noda; 桂子野田; Hiroaki Kako; 裕章加来; Tetsuya Koda; 哲也甲田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】自走式掃除機において、壁面付近を走行する場合に、カーテン等布製の物質を吸い込まないように壁面の材質に応じた自動清掃を行なうこと。
【解決手段】超音波センサの情報から壁面の材質を自動判定する壁面材質判定部１４をセンサ信号判定部８に備え、壁面付近を自動清掃する場合に壁面の材質を自動判定し、壁面の材質に応じてノズル長、吸引力、速度を自動制御する構成とした。これにより、壁面の材質に応じた自動清掃を行なうことが可能になる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自走式掃除機における走行技術に利用されるものである。

近年、自動車産業分野を中心に、複数のセンサを搭載し、危険を回避し、周辺環境に対応しながら自動走行あるいは自動歩行する機器の開発が発達している。民生機器分野においては、自動走行しながら宅内を清掃する自走式掃除機が提供されている。

このような自走式掃除機は、機器本体に駆動モータ・車輪等から構成される走行手段、清掃用のノズル・吸引モータ等から構成される清掃手段の他に壁面を検知する超音波センサや姿勢を制御するジャイロセンサ、機器の接触を検知する衝撃センサ等を搭載させ、センサからの収集情報をもとに走行手段および清掃手段を制御し自動清掃を実現させている。

図９は、従来の自走式掃除機の構成図を示すものである。図９に示すように、機器本体１には電源２と床の清掃を行なうノズル３と吸引モータ４と、走行を行なう駆動モータ５と、壁面との距離を検出する超音波センサ６が接続され、超音波センサ６の信号を検出するセンサ信号検出手段７と、センサ信号検出手段７で検出されたセンサ情報から機器本体１と壁面との距離を判定する壁面距離判定部１３から構成されるセンサ信号判定部８と、センサ信号判定部８で判定された情報をもとにノズル３と吸引モータ４と、駆動モータ５の制御を行なう制御部９から構成される。ここで制御部９は、ノズル３の長さを決定するノズル長判定部１０と、吸引モータ４の吸引力を決定する吸引力判定部１１と、駆動モータ５の速度を決定する速度判定部１２から構成される。

そして、この種の自走式掃除機は、壁面付近のゴミの取り残しが無いよう、ノズル３に超音波センサや接触センサを搭載させ、壁面付近でノズルを可動させる手段（例えば、特許文献１参照）等、様々な壁面清掃手段が搭載されている。
特開２００３−３１０５０９号公報

しかしながら、前記従来の手段を用いた場合、通常の壁面か、カーテン等の布で覆われた壁面かどうかの判断ができず、カーテンで覆われた壁面付近においてノズルを近づけすぎたり、接触させたりすることによりカーテンを吸い込んでしまう、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、カーテン等を吸い込むといった不快感をユーザーに与えることなく効率よく自動清掃が可能な自走式掃除機を構築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、本発明は、超音波センサの情報から壁面の材質を自動判定する壁面材質判定部をセンサ信号判定部に備えた自走式掃除機とするものである。

これによって、壁面付近を自動清掃する場合に、通常の壁面か、カーテン等の布で覆われた壁面かどうかの判断が可能となり、カーテンで覆われた壁面である場合にはノズルを壁面から遠ざける、または吸引力を小さくするといった制御が可能となる。

本発明の自走式掃除機は、壁面付近を自動清掃する場合に、通常の壁面か、カーテン等の布で覆われた壁面かどうかの判断が可能となり、カーテンで覆われた壁面である場合にはノズルを壁面から遠ざける、または吸引力を小さくするといった制御が可能となる。

第１の発明は、自走式掃除機の機器本体内部に、壁面の材質を判定する壁面材質判定部と、前記壁面材質判定部で判定された壁面材質情報から最適なノズル長を判定するノズル長判定部とを備え、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じてノズルの長さを制御することができる。

第２の発明は、第１の発明の壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を利用して、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じて吸引力を制御することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を利用して、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じて駆動速度を制御することができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明の壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部を備え、初期走行時に、壁面ごとに壁面材質情報壁面付近を自動記憶し、次回以降壁面付近を走行する場合に、前記壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を利用し、ノズルの長さ、吸引力、または駆動速度を制御することができる。

第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明の壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部と、外部入力手段とを備え、前記外部入力手段を介して壁面材質記憶装置に壁面材質情報を設定することができる。

第６の発明は、第４の発明に加えて外部入力手段を備え、前記外部入力手段を介して壁面材質記憶装置に壁面材質情報を設定することができる。

第７の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明の壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部と、外部報知手段とを備え、前記外部報知手段を介して壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を外部に出力可能とし、ユーザーが現在保持している壁面材質情報を容易に認知可能とできる。

第８の発明は、第４〜第６のいずれか１つの発明に加えて外部報知手段を備え、前記外部報知手段を介して壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を外部に出力可能とし、ユーザーが現在保持している壁面材質情報を容易に認知可能とし、外部入力手段を備えている場合は、壁面材質情報を容易に設定・変更することができる。

第９の発明は、第１〜第８の全てもしくはいずれか１つの発明を機能させるための構成として、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り、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明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、本発明における第１の実施の形態における自走式掃除機の構成図を示したものである。

図１において、機器本体１は電源２によって駆動し、機器本体１に接続された超音波センサ６の信号を検出するセンサ信号検出手段７と、前記センサ信号検出手段７で検出されたセンサ情報から機器本体１と壁面との距離、および壁面の材質を判定するセンサ信号判定部８と、前記センサ信号判定部８で判定された壁面との距離情報と、壁面の材質情報をもとに機器本体１に接続されたノズル３と吸引モータ４、および駆動モータの制御を行なう制御部９から構成される自走式掃除機であり、前記センサ信号判定部８は、機器本体１と壁面との距離を判定する壁面距離判定部１３と、壁面の材質を判定する壁面材質判定部１４から構成され、前記制御部９はノズル３の長さを判定するノズル長判定部１０と、吸引モータ４の吸引力を判定する吸引力判定部１１と、駆動モータ５の速度を判定する速度判定部１２から構成される。

以上のように構成された自走式機器について、以下その動作・作用を図５のフローチャートを使用して説明する。

まず、自走式掃除機が制御部９からの指令により指定領域の走行清掃を開始し（ステップ１）、超音波センサ６からの信号から壁面距離判定部１３において壁面付近を走行していると検知した場合（ステップ２）、壁面材質判定部１４はその壁面の材質を判定する（ステップ３）。ここで、壁面の材質判定は、超音波センサ６の反射効率に従い壁面材質を判定する。

前記壁面距離判定部１３において判定された壁面距離情報と、壁面材質判定部１４において判定された壁面材質情報は、制御部９のノズル長判定部１０に伝えられる（ステップ４）。

ここで、ノズル長判定部１０において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は（ステップ５）、壁面からノズル３を遠ざけるよう現在のノズル長より短い長さを設定し（ステップ６）、制御部９を介してノズル３の長さを制御することによりカーテンを吸い込むことを防ぐことが可能となる。また、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していない（通常の壁面である）と判断した場合は、壁面付近にノズル３を近づけるよう現在のノズル長より長い長さを設定し（ステップ７）、制御部９を介してノズル３の長さを自動制御することにより壁面付近の自動清掃を行なうことが可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、壁面付近を走行している場合に壁面の材質を判定し最適なノズル長を設定制御することにより、カーテン等の布を吸い込むことなく自動清掃することが可能となる。

また、本実施の形態においては壁面付近を走行する場合に限定することなく、布団、タオル等の指定領域内に置かれた布製の障害物付近を走行する場合においても適応可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明における第２の実施の形態について図１および図６のフローチャートを使用して説明する。

前記壁面距離判定部１３において判定された壁面距離情報と、壁面材質判定部１４において判定された壁面材質情報は、制御部９の吸引力判定部１１に伝えられる（ステップ４）。

ここで、吸引力判定部１１において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は（ステップ５）、カーテンを吸い込まないよう吸引モータ４の吸引力を現在の吸引力より小さい値に設定し（ステップ６）、制御部９を介して吸引モータ４の吸引力を制御することによりカーテンを吸い込むことを防ぐことが可能となる。また、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していない（通常の壁面である）と判断した場合は、通常よりもゴミの蓄積が多い壁面付近の清掃が行なえるよう吸引モータ４の吸引力を現在の吸引力より大きい値に設定し（ステップ７）、制御部９を介して吸引モータ４の吸引力を自動制御することにより壁面付近の自動清掃を行なうことが可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、壁面付近を走行している場合に壁面の材質を判定し最適な吸引力に設定制御することにより、カーテン等の布を吸い込むことなく自動清掃することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明における第３の実施の形態について図１および図７のフローチャートを使用して説明する。

前記壁面距離判定部１３において判定された壁面距離情報と、壁面材質判定部１４において判定された壁面材質情報は、制御部９の速度判定部１２に伝えられる（ステップ４）。

ここで、速度判定部１２において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は（ステップ５）、カーテンの形状に追従する走行を行なえるよう（カーテンは通常ストレートな平面形状は無く波打った形状である）、駆動モータ５の速度を現在の速度より小さい値に設定し（ステップ６）、制御部９を介して駆動モータ５の速度を自動制御することによりカーテンの形状に追従する自動走行を行なうことが可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、壁面付近を走行している場合に壁面の材質を判定し最適な速度に設定制御することにより、カーテン等の布を吸い込むことなくカーテンの形状に追従する走行を行い自動清掃することが可能となる。

（実施の形態４）
次に、本発明における第４の実施の形態について図２を使用して説明する。ここで、図２は図１の壁面材質判定部１４に判定された個々の壁面材質情報を記憶蓄積する壁面材質記憶部１５を備えた構成である。

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・作用を図８のフローチャートを使用して説明する。

まず、自走式掃除機が制御部９からの指令により指定領域の走行清掃を開始し（ステップ１）、超音波センサ６からの信号から壁面距離判定部１３において壁面付近を走行していると検知し（ステップ２）、初めてその領域を走行した場合（ステップ３）、壁面材質判定部１４はその壁面の材質を判定する（ステップ４）。ここで、壁面の材質判定は、超音波センサ６の反射効率に従い壁面材質を判定する。

前記壁面材質判定部１４で判定された壁面材質情報は、壁面材質記憶部１５に記憶される（ステップ５）。

前記壁面距離判定部１３において判定された壁面距離情報と、壁面材質記憶部１５において記憶された壁面材質情報は、制御部９のノズル長判定部１０、吸引力判定部１１、および速度判定部１２に伝えられる（ステップ６）。

ここで、ノズル長判定部１０において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は、壁面からノズル３を遠ざけるよう現在のノズル長より短い長さを設定し、制御部９を介してノズル３の長さを自動制御することによりカーテンを吸い込むことを防ぐことが可能となる。また、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していない（通常の壁面である）と判断した場合は、壁面付近にノズル３を近づけるよう現在のノズル長より長い長さを設定する（ステップ７）。

また、吸引力判定部１１において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は、カーテンを吸い込まないよう吸引モータ４の吸引力を現在の吸引力より小さい値に設定し、制御部９を介して吸引モータ４の吸引力を自動制御することによりカーテンを吸い込むことを防ぐことが可能となる。また、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していない（通常の壁面である）と判断した場合は、通常よりもゴミの蓄積が多い壁面付近の清掃が行なえるよう吸引モータ４の吸引力を現在の吸引力より大きい値に設定する（ステップ７）。

さらに、速度判定部１２において、前記壁面距離情報と壁面材質情報から、カーテン等の布製で覆われた壁面付近を走行していると判断した場合は、カーテンの形状に追従する走行を行なえるよう（カーテンは通常ストレートな平面形状は無く波打った形状である）、駆動モータ５の速度を現在の速度より小さい値に設定する（ステップ７）。

以上のように、本実施の形態においては、壁面材質判定部１４に判定された個々の壁面材質情報を壁面材質記憶部１５に記憶蓄積することにより、壁面付近を走行している場合に、毎回壁面の材質を判定することなく、カーテン等の布を吸い込むことなく自動清掃することが可能となる。

（実施の形態５）
次に、本発明における第５の実施の形態について図３を使用して説明する。ここで、図３は図２で示した実施の形態４に対して外部入力手段１６を備えた構成である。これによってユーザーは外部入力手段１６を使用して壁面材質記憶部１５に蓄積された壁面材質情報を任意に設定・変更すること、もしくは壁面の材質を再度判定する指示を行なうことが可能となる。

例えば、指定領域の初回走行時や家具の配置を変更した場合においては、壁面材質記憶部１５に蓄積された壁面材質情報は正常な値ではない。この場合、外部入力手段１６を使用して目標となる壁面材質情報を設定・変更可能とし、または壁付近を走行する場合に再度壁の材質を判定するよう指示を行なうことを可能とし、走行領域の住環境が変化した場合においても壁面付近を走行している場合に、カーテン等の布を吸い込むことなく自動清掃することが可能となる。

（実施の形態６）
次に、本発明における第６の実施の形態について図４を使用して説明する。ここで、図４の構成は図３で示した実施の形態５に対して、壁面材質記憶部１５で記憶蓄積された壁面材質情報を外部に報知する外部報知手段１７を備えた構成である。

これによって、自走式掃除機が壁面材質記憶部１５において現在保持している壁面材質情報をユーザーが容易に認知することが可能となり、実施の形態５記載の外部入力手段を介してユーザーが壁面材質情報を容易に設定・変更することが可能となる。

（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７について図４を用いて説明する。本実施の形態は、コンピュータを、センサ信号判定部８と、制御部９と、ノズル長判定部１０と、吸引力判定部１１と、速度判定部１２と、壁面距離判定部１３と、壁面材質判定部１４と、壁面材質記憶部１５と、外部入力手段１６と、外部報知手段１７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例によれば、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明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、壁面材質を判定できるので、センサを利用して自律走行を行なう、自走式掃除機以外の自律走行装置にも適応可能である。

本発明の実施の形態１、形態２および形態３における自走式掃除機の構成図本発明の実施の形態４における自走式掃除機の構成図本発明の実施の形態５における自走式掃除機の構成図本発明の実施の形態６および形態７における自走式掃除機の構成図実施の形態１のフローチャート実施の形態２のフローチャート実施の形態３のフローチャート実施の形態４のフローチャート従来の自走式掃除機の構成図

符号の説明

１機器本体
２電源
３ノズル
４吸引モータ
５駆動モータ
６超音波センサ
７センサ信号検出手段
８センサ信号判定部
９制御部
１０ノズル長判定部
１１吸引力判定部
１２速度判定部
１３壁面距離判定部
１４壁面材質判定部
１５壁面材質記憶部
１６外部入力手段
１７外部報知手段

Claims

走行手段を有し、特定のアルゴリズムに基づき指定領域を自律走行し、清掃を行なう自走式掃除機において、壁面の材質を判定する壁面材質判定部と、前記壁面材質判定部で判定された壁面材質情報から最適なノズル長を判定するノズル長判定部とを備え、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じてノズルの長さを自動制御する自走式掃除機。
壁面材質情報を利用して、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じて吸引力を自動制御する請求項１記載の自走式掃除機。
壁面材質情報を利用して、壁面付近を走行する場合に、壁面の材質に応じて駆動速度を自動制御する請求項１または２記載の自走式掃除機。
壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部を備え、初期走行時に、前記壁面材質判定部で判定された壁面材質情報を壁面ごとに記憶し、次回走行時以降に壁面付近を走行する場合、前記壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を利用し、ノズルの長さ、吸引力、または駆動速度を自動制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部と、外部入力手段とを備え、前記外部入力手段を介して前記壁面材質記憶部に壁面材質情報を設定可能な請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
外部入力手段を備え、前記外部入力手段を介して壁面材質記憶部に壁面材質情報を設定可能な請求項４に記載の自走式掃除機。
壁面材質情報を記憶する壁面材質記憶部と、外部報知手段とを備え、前記外部報知手段を介して前記壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を外部に出力する機能を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
外部報知手段を備え、前記外部報知手段を介して壁面材質記憶部に記憶された壁面材質情報を外部に出力する機能を備えた請求項４〜６のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
コンピュータを請求項１〜８のいずれか１項に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。