JP2006020830A - 自走式掃除機およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なう充電式の自走式掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】自律走行して清掃を行なう機器本体１と、機器本体１の電池３を充電する外部充電装置２とを備え、機器本体１は、電池残量管理部１１と、清掃時間計測部８と、清掃時間記憶部９と、清掃時間計測部８と清掃時間記憶部９との時間情報から残りの清掃時間を予測する清掃残時間予測部１０と、清掃残時間予測部１０と電池残量管理部１１の情報から残りの清掃時間に必要な電池容量を算出する電池容量予測部１２とを有し、電池容量予測部１２が算出する電池容量のみ外部充電装置２を介して充電を行なうものである。これによって、充電が必要であることを自動判断し、残りの清掃時間に必要な電池容量のみ充電を行ない、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動走行しながら宅内を清掃する自走式掃除機およびそのプログラムに関するものである。

従来、外部充電装置により機器本体の電池を充電する自走式掃除機において、充電を開始するタイミング決定は、自動清掃作業が完了した場合や、機器本体の内部の通信手段が外部充電装置からの充電要求信号を受信することにより行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２５７０７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、自動清掃の途中において電池容量が不足することによる停止や、機器本体が外部充電装置へ移動する途中において電池容量不足による停止が発生する場合がある。また、電池容量が完全に不足してから充電を行なうことは自動清掃が終了していない場合（自動清掃途中）には、清掃時間を必要以上に延長することに繋がる。さらに、充電要求信号を自走式掃除機に定期的に送信し、充電を行なうことは、機器本体が外部充電装置へ移動する回数を増やすことになり、清掃効率が低下することに繋がるものであった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、残りの清掃時間を自動判断し、残りの清掃時間に必要な容量のみ充電を行ない、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なう自走式掃除機およびそのプログラム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、本発明の自走式掃除機およびそのプログラムは、特定のアルゴリズムに基づき指定領域を自律走行して清掃を行なう機器本体と、この機器本体の電池を充電する外部充電装置とを備え、前記機器本体は、電池の残量を管理する電池残量管理部と、清掃を行なっている時間を計測する清掃時間計測部と、指定領域を清掃するのに要する時間を記憶する清掃時間記憶部と、前記清掃時間計測部の時間情報と前記清掃時間記憶部に記憶された時間情報から残りの清掃時間を予測する清掃残時間予測部と、前記清掃残時間予測部と前記電池残量管理部の情報から残りの清掃時間に必要な電池容量を算出する電池容量予測部とを有し、前記電池容量予測部が算出する電池容量のみ前記外部充電装置を介して充電を行なうようにしたものである。

これによって、自動清掃中に、残りの清掃時間と現在の電池の残容量を管理することが可能となり、自動清掃を終了するために必要な電池容量が不足している場合には充電が必要であることを自動判断し、残りの清掃時間に必要な電池容量のみ充電を行ない、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができる。

本発明の自走式掃除機およびそのプログラムは、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができる。

第１の発明は、特定のアルゴリズムに基づき指定領域を自律走行して清掃を行なう機器本体と、この機器本体の電池を充電する外部充電装置とを備え、前記機器本体は、電池の残量を管理する電池残量管理部と、清掃を行なっている時間を計測する清掃時間計測部と、指定領域を清掃するのに要する時間を記憶する清掃時間記憶部と、前記清掃時間計測部の時間情報と前記清掃時間記憶部に記憶された時間情報から残りの清掃時間を予測する清掃残時間予測部と、前記清掃残時間予測部と前記電池残量管理部の情報から残りの清掃時間に必要な電池容量を算出する電池容量予測部とを有し、前記電池容量予測部が算出する電池容量のみ前記外部充電装置を介して充電を行なうようにした自走式掃除機とすることにより、自動清掃中に、残りの清掃時間と現在の電池の残容量を管理することが可能となり、自動清掃を終了するために必要な電池容量が不足している場合には充電が必要であることを自動判断し、残りの清掃時間に必要な電池容量のみ充電を行ない、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、清掃時間計測部と清掃時間記憶部は、複数の指定領域毎に清掃時間の計測と記憶を行ない、複数の指定領域毎に必要な電池容量の充電を行なうようにしたことにより、複数の指定領域毎に最適な電池容量の充電を行なうことができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、清掃時間記憶部に蓄積された清掃時間を任意に設定・変更することが可能な外部入力手段を備えたことにより、外部入力手段を介して指定領域の清掃時間を任意に設定・変更し、設定された清掃時間を清掃するために必要な電池容量の充電を行なうことができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、清掃時間記憶部に蓄積された複数の清掃領域の中から自動清掃を行なう領域を選択可能とした外部入力手段を備えたことにより、外部入力手段を介して複数の指定領域の中から自動清掃を行なう領域を選択し、選択された領域に対して最適な電池容量の充電を行なうことができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、清掃残時間予測部で予測された残りの清掃時間情報を外部へ表示出力する外部表示手段を備えたことにより、清掃残時間予測部で予測された残りの清掃時間を外部で確認することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、清掃残時間予測部と電池残量管理部の情報から電池の充電が必要であると判断した場合にこれを報知する外部報知手段を備えたことにより、電池充電が必要な場合に外部報知手段を介してユーザーに報知することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明における自走式掃除機の機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることにより、電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させて自走式掃除機の機能の少なくとも一部を容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

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、図２は、本発明の実施の形態１における自走式掃除機を示したものである。

図１に示すように、本実施の形態における自走式掃除機は、特定のアルゴリズムに基づき指定領域を自律走行して清掃を行なう機器本体１と、この機器本体１の電池３を充電する外部充電装置２とを備えている。

前記機器本体１には、電池３によって駆動され床の清掃を行なう吸引モータ５と、走行を行なう駆動モータ６と、走行状態を検知する走行センサ４とを有している。

そして、機器本体１は、自動清掃を行なっている時間を計測する清掃時間計測部８と、指定領域を清掃するのに要する前回の自動清掃時間を記憶する清掃時間記憶部９と、前記清掃時間計測部８の時間情報と前記清掃時間記憶部９に記憶された時間情報から自動清掃を終了するために必要な残りの清掃時間を予測する清掃残時間予測部１０と、前記電池３の電池容量を管理する電池残量管理部１１と、前記清掃残時間予測部１０と前記電池残量管理部１１の情報から残りの清掃時間に必要な電池容量を算出する電池容量予測部１２と、前記吸引モータ５の吸引力および前記駆動モータ６の速度を制御する制御部７を備えている。

前記電池３は、前記電池容量予測部１２が算出する電池容量のみ前記外部充電装置２を介して充電を行なうようになっている。

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２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７からの指令により指定清掃領域の自動清掃を開始し（ステップ１）、清掃時間計測部８は清掃時間の計測を開始する（ステップ２）。自動清掃中に、電池残量管理部１１は、電池３の電池容量を測定する（ステップ３）。

前記制御部７は、前記電池残量管理部１１において測定された電池容量が規定値以下になると自動清掃を停止し、外部充電装置２を介して充電を開始する（ステップ４）。

ここで、清掃残時間予測部１０において、前記清掃時間計測部８で計測された清掃時間情報と、清掃時間記憶部９で記憶された全清掃時間情報から残りの清掃時間を予測し、この清掃残時間予測部１０と電池残量管理部１１の情報から電池容量予測部１２において残りの清掃時間に必要な電池容量を予測し、前記清掃時間計測部８は清掃時間の計測を停止する（ステップ５、６）。

前記外部充電装置２を介して充電を開始すると、制御部７は前記電池容量予測部１２において予測された電池容量と、前記電池残量管理部１１において測定された電池容量を比較し、目標の電池容量に達すると充電を停止し、再度自動清掃を開始し、前記清掃時間計測部８は清掃時間の計測を再度開始する（ステップ７、８）。

自動清掃終了後、清掃時間記憶部９は清掃時間計測部８において計測された全清掃領域を自動清掃するために要した時間を記憶する。

以上のように、本実施の形態においては、自動清掃中に、残りの清掃時間と現在の電池の残容量を管理することが可能となり、自動清掃を終了するために必要な電池容量が不足している場合には充電が必要であることを自動判断し、残りの清掃時間に必要な電池容量のみ充電を行ない、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができる。

（実施の形態２）
次に、図１、図２に基づき本発明の実施の形態２における自走式掃除機について説明する。

本実施の形態における自走式掃除機は、実施の形態１に示した清掃時間計測部８と清掃時間記憶部９は、複数の指定領域毎に清掃時間の計測と記憶を行ない、複数の指定領域毎に必要な電池容量の充電を行なうようにしたものである。これにより、複数の指定領域毎に最適な電池容量の充電を行なうことができる。

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２のフローチャートを使用して説明する。

ステップ１〜４は実施の形態１と同じである。そして、ステップ５、６では、清掃残時間予測部１０において、清掃時間計測部８で計測された現在の清掃領域の清掃時間情報と、清掃時間記憶部９で記憶された現在の清掃領域の清掃時間情報から残りの清掃時間を予測し、電池容量予測部１２において残りの清掃を行なうために必要な電池容量を予測し、清掃時間計測部８は清掃時間の計測を停止する。次いで、ステップ７、８では、実施の形態１と同様、外部充電装置２を介して充電を開始すると、制御部７は前記電池容量予測部１２において予測された電池容量と、前記電池残量管理部１１において測定された電池容量を比較し、目標の電池容量に達すると充電を停止し、再度自動清掃を開始し、前記清掃時間計測部８は清掃時間の計測を再度開始する。

そして、現在の清掃領域の自動清掃終了後、清掃時間記憶部９は清掃時間計測部８において計測された現在の清掃領域を自動清掃するために要した時間を記憶し、自動清掃を要する領域が他にある場合、次の清掃領域へ移動し、自動清掃を開始する。

以上のように、本実施の形態においては、清掃領域ごとに清掃時間の計測および記憶を行ない、その清掃領域ごとに必要な電池容量を予測することによって、それぞれの清掃領域ごとに最適な容量の充電を行ない、自動清掃時間を短縮することが可能となる。つまり、次の新しい領域の自動清掃を開始する場合においては電池容量の最大容量まで充電する、小さな清掃領域においては必要最低限の電池容量の充電を行なう、といったことが可能となり最適な清掃時間で自動清掃を行なうことが可能となる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における自走式掃除機を示したものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における自走式掃除機は、清掃時間記憶部９に蓄積された清掃時間を任意に設定・変更することが可能な外部入力手段１３を備えている。これにより、外部入力手段１３を介して指定領域の清掃時間を任意に設定・変更し、設定された清掃時間を清掃するために必要な電池容量の充電を行なうことができる。

例えば、指定清掃領域の初回走行時や家具の配置を変更した場合、通常より長い時間、自動清掃を行ないたい場合においては、清掃時間記憶部９に記憶された情報は正常な値ではない。この場合、外部入力手段１３を介して清掃時間記憶部９に目標となる清掃時間を設定・変更し、清掃領域の住環境が変化した場合においても最適な充電時間で自動清掃を行なうことが可能となる。

（実施の形態４）
次に、図３に基づき本発明の実施の形態４における自走式掃除機について説明する。

本実施の形態における自走式掃除機は、清掃時間記憶部９に蓄積された複数の清掃領域の中から自動清掃を行なう領域を選択可能とした外部入力手段１３を備えたものである。これにより、外部入力手段１３を介して複数の指定領域の中から自動清掃を行なう領域を選択し、選択された領域に対して最適な電池容量の充電を行なうことができる。

例えば、任意の指定領域のみ自動清掃を行ないたい場合において、清掃時間記憶部９に記憶された情報の中から自動清掃を行ないたい清掃領域の清掃時間を選択することによって最適な充電時間で自動清掃を行なうことが可能となり自動清掃時間を短縮することができる。

（実施の形態５）
次に、図３に基づき本発明の実施の形態５における自走式掃除機について説明する。

本実施の形態における自走式掃除機は、清掃残時間予測部１０で予測された残りの清掃時間情報を外部へ表示出力する外部表示手段１４を備えたものである。これにより、清掃残時間予測部１０で予測された残りの清掃時間を外部で確認することができる。

すなわち、ユーザーは、自走式掃除機が自動清掃中に、自動清掃が終了するまでの残りの清掃時間を容易に認識することが可能となり、使用性に優れたものとなる。

（実施の形態６）
次に、図３に基づき本発明の実施の形態６における自走式掃除機について説明する。

本実施の形態における自走式掃除機は、清掃残時間予測部１０と電池残量管理部１１の情報から電池３の充電が必要であると判断した場合にこれを報知する外部報知手段１５を備えたものである。これにより、電池充電が必要な場合に外部報知手段１５を介してユーザーに報知することができる。

例えば、外部充電装置２が現在の自動清掃領域から離れており、機器本体１が外部充電装置２の場所まで移動することが困難な場合でも、ユーザーはブザーや通信などによる外部報知手段１５を介して、充電が必要であることを認知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について説明する。

本実施の形態においては、上記した各実施の形態における自走式掃除機の機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとしたものである。

すなわち、各実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる自走式掃除機およびそのプログラムは、清掃時間を短縮し、効率良く自動清掃を行なうことができるので、自動走行しながら宅内を清掃する掃除機に適応可能である。

本発明の実施の形態１、２における自走式掃除機の構成図 同自走式掃除機のフローチャート 本発明の実施の形態３〜７における自走式掃除機の構成図

符号の説明

１ 機器本体
２ 外部充電装置
３ 電池
７ 制御部
８ 清掃時間計測部
９ 清掃時間記憶部
１０ 清掃残時間予測部
１１ 電池残量管理部
１２ 電池容量予測部
１３ 外部入力手段
１４ 外部表示手段
１５ 外部報知手段

Claims (7)

1. 特定のアルゴリズムに基づき指定領域を自律走行して清掃を行なう機器本体と、この機器本体の電池を充電する外部充電装置とを備え、前記機器本体は、電池の残量を管理する電池残量管理部と、清掃を行なっている時間を計測する清掃時間計測部と、指定領域を清掃するのに要する時間を記憶する清掃時間記憶部と、前記清掃時間計測部の時間情報と前記清掃時間記憶部に記憶された時間情報から残りの清掃時間を予測する清掃残時間予測部と、前記清掃残時間予測部と前記電池残量管理部の情報から残りの清掃時間に必要な電池容量を算出する電池容量予測部とを有し、前記電池容量予測部が算出する電池容量のみ前記外部充電装置を介して充電を行なうようにした自走式掃除機。
2. 清掃時間計測部と清掃時間記憶部は、複数の指定領域毎に清掃時間の計測と記憶を行ない、複数の指定領域毎に必要な電池容量の充電を行なうようにした請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 清掃時間記憶部に蓄積された清掃時間を任意に設定・変更することが可能な外部入力手段を備えた請求項１または２に記載の自走式掃除機。
4. 清掃時間記憶部に蓄積された複数の清掃領域の中から自動清掃を行なう領域を選択可能とした外部入力手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
5. 清掃残時間予測部で予測された残りの清掃時間情報を外部へ表示出力する外部表示手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
6. 清掃残時間予測部と電池残量管理部の情報から電池の充電が必要であると判断した場合にこれを報知する外部報知手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自走式掃除機における機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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