JP2006236333A - ロボット掃除機およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部充電装置の位置を迅速に探し出しその位置に復帰できるように改善されたロボット掃除機およびその制御方法を提供する。
【解決手段】 本発明のロボット掃除機は、複数の車輪を駆動する駆動部１８と、外部充電装置２０との交信を行う送／受信部１７と、駆動部１８を制御して掃除区域を走行しながら外部充電装置２０との交信がなされた交信地点を確認および記憶し、外部充電装置２０の位置への復帰時には記憶された交信地点に移動した後、外部充電装置２０との交信をしながらその位置に復帰するよう制御する制御部３０と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明はロボット掃除機およびその制御方法に関する。

一般に、ロボット掃除機は、ユーザが操作しなくても所望する掃除区域を自ら走行しながら底面からホコリなどの異物を吸込むことで掃除区域を自動走行しつつ掃除を行う掃除機器である。

このようなロボット掃除機は、距離センサーまたは撮影ユニットを備えて掃除区域にある器具、事務機器、壁などの障害物までの距離または障害物の有無を確認して、衝突および妨害されることなく掃除区域を掃除する。

係るロボット掃除機は、掃除機本体の下部に左側駆動輪、右側駆動輪、および従動輪が備えられる。それぞれの駆動輪は駆動モータに連結され駆動される。駆動モータの駆動は制御部に応じて制御され、掃除機本体の方向転換および走行速度の変換が可能になる。

また、掃除機本体の下部には掃除面からホコリなどのゴミを吸込むための吸入ポートが備えられている。吸入ポートに作用する吸入力は掃除機本体に備えられた別の吸入モータにより提供される。前記吸入ポートは掃除機本体内に備えられた別の集塵室に連結され、吸入された空気中に含まれているゴミは集塵室で集塵され回収される。

また、前記ロボット掃除機は、床面に備えられた走行パターンを検知し走行しながら掃除を行ったり、予め設定された走行経路を走行しながら掃除区域を掃除する。このように、ロボット掃除機が自ら掃除区域を走行しながら掃除を行う間、制御部はバッテリー容量を点検して電源が不足していないかを確認する。そして、バッテリーを充電すべきであると判断されると、所定位置に備えられた外部充電装置との交信を介して外部充電装置の位置を探し出して移動する。即ち、例えば、ロボット掃除機は外部充電装置と信号のやり取りをしながらその外部充電装置の位置を探し、制御部は駆動モータを駆動させて外部充電装置の方に掃除機本体を移動させる。そして、外部充電装置に備えられた充電端子にロボット掃除機に備えられた連結端子を連結する。このように、充電端子と連結端子とが連結されると、制御部はバッテリーが充電されるまで充電モードとなり、他のモード、例えば、駆動輪の駆動、掃除モードなどは停止/待機する。

ところで、前述のようなロボット掃除機は、掃除区域を掃除する間、制御部でバッテリー容量が足りないと判断された時に外部充電装置との交信を試みる。しかし、家具や壁などの障害物によりロボット掃除機と外部充電装置とが交信できない場合、ロボット掃除機は外部充電装置のある位置にすぐ復帰して充電することができなくなる。そこで、例えば、ロボット掃除機は掃除区域の壁に沿って移動しながら外部充電装置を探したり、あるいは掃除区域を不規則に走行しながら外部充電装置との交信を試みる。

しかし、このようにバッテリー容量が足りない時点からロボット掃除機が外部充電装置を探すため不要な走行をする間にバッテリー残量が消耗され、ロボット掃除機が止まってしまう問題点を抱えている。

本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、充電装置の位置を迅速に探し出しその位置に復帰することができるよう改善されたロボット掃除機およびその制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、複数の車輪を駆動する駆動部と、外部充電装置との交信を行う送／受信部と、前記駆動部を制御して掃除区域を走行しながら前記外部充電装置との交信がなされた交信地点を確認および記憶し、前記外部充電装置の位置への復帰時には、前記記憶された交信地点に移動した後、前記外部充電装置との交信をしながらその位置に復帰するよう前記駆動部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

ここで、前記制御部は、前記掃除区域を走行しながら走行距離および走行方向に基づいて前記掃除区域に対する走行地図を生成し、前記交信地点を前記走行地図上に表示して記憶することが好ましい。

また、前記掃除区域の床面に所定パターンで備えられた走行パターンを検知するための床面検知センサーをさらに含み、前記制御部は、前記交信地点に関する情報を前記走行パターン上に表示して記憶することがよい。

また、前記外部充電装置との接続を介して充電できる充電バッテリーと、前記充電バッテリーの充電量を検出するバッテリー残量検出部と、をさらに含み、前記制御部は前記バッテリー残量検出部から充電要求信号が入力されると、作業を中断し、前記交信地点を経由して前記外部充電装置の位置に復帰するよう前記駆動部を制御することが好ましい。

さらに、前記制御部は、作業が完了された時に前記外部充電装置の位置に復帰するよう前記駆動部を制御することがよい。

本発明の目的を達成するための本発明のロボット掃除機の制御方法は、駆動部を駆動し掃除区域を走行するステップと、前記掃除区域を走行しながら外部充電装置との交信を試みるステップと、前記外部充電装置との交信がなされた交信地点を記憶するステップと、を含むことを特徴とする。

ここで、充電バッテリーの充電量を点検するステップと、前記充電バッテリーに対する充電要求信号の発生時に前記記憶された交信地点に移動するステップと、前記記憶された交信地点で前記外部充電装置の位置を探し出しその位置に復帰するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記交信地点を記憶するステップは、前記駆動部の駆動により走行距離および走行方向に基づいて走行地図を生成し記憶するステップと、前記走行地図上に前記交信がなされた地点を表示し記憶するステップと、を含むことがよい。

さらに、前記交信地点を記憶するステップは、前記掃除区域の床面に備えられた走行パターンを認識するステップと、前記認識された走行パターン上に前記交信がなされた地点を表示するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記交信を試みるステップは、所定の距離を走行するたびに繰り返して行われることが好ましく、所定時間ごとに繰り返して行われることが好ましい。

本発明のロボット掃除機およびその制御方法によると、ロボット掃除機の作業中にバッテリー充電のための位置に復帰する際、外部充電装置と交信できる位置を確保することができる。

従って、外部充電装置と交信できる位置に移動した後、外部充電装置との交信を介して外部充電装置へ迅速に移動できることにより、ロボット掃除機が移動中にバッテリー残量の不足により停止する問題点を克服することができる。

以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。

図１および図２に基づいて本発明の実施形態に係るロボット掃除機１０を説明する。ロボット掃除機１０は外側に連結端子１１が露出されている。この連結端子１１は、別に備えられた外部充電装置２０の充電端子２１に対応する位置および高さで備えられている。

そして、ロボット掃除機１０は、メモリ１２、充電バッテリー１３、充電バッテリー残量検出部１４、床面検知センサー１５、前方検知センサー１６、送／受信部１７、左／右駆動輪駆動部１８、制御部３０を備えてなる。

メモリ１２には、制御部１３がロボット掃除機１０を自動的に制御するための必要なデータ、例えば、掃除時間、掃除区域、掃除パターンなど、制御に必要なデータが記憶されている。また、掃除を行う間に生成および取得される所定のデータがさらに記憶される。

充電バッテリー１３は、駆動電源を提供するためのものとして、一定容量が充電されている。充電バッテリー１３の充電量が所定量以下になると、外部充電装置２０の位置に復帰して前記充電バッテリー１３を再充電する。

バッテリー残量検出部１４は、前記充電バッテリー１３のバッテリー充電量を頻繁に点検し、点検された充電量が所定量以下であると前記制御部３０にバッテリー充電要求信号を送信する。

床面検知センサー１５は、ロボット掃除機１０の下部に備えられ、掃除区域の掃除面と向かい合うように設けられる。この床面検知センサー１５は、掃除面との距離を測定できる。また、床面検知センサー１５は掃除面に所定のパターンで備えられたマーク、即ち、走行地図を検知できる。従って、床面検知センサー１５により掃除区域を確認したり、走行経路を確認する時に使用できる。係る床面検知センサー１５には、受発光センサーまたはフォトセンサーが用いられる。

前方検知センサー１６は、ロボット掃除機１０の側面、好ましくは、連結端子１１が備えられた前方に設けられる。この前方検知センサー１６は、前方あるいは走行方向の障害物や壁などを検知し、その距離を測定するために使用される。この前方検知センサー１６には受発光センサーが用いられるが、この前方検知センサーは、前記ロボット掃除機１０が充電を行うために前記外部充電装置２０に接近する時、外部充電装置２０に備えられた所定の認識マークを検知して、その認識マークとロボット掃除機１０との間の距離を測定するために用いられる。

送／受信部１７は、外部充電装置２０の送／受信部２９と信号のやり取りをしながら無線で交信する。前記送／受信部１７は、制御部３０の制御に応じて、ロボット掃除機１０の動作時、所定の単位時間ごとに、あるいは所定の走行距離ごとに外部充電装置２０と交信を試みる。したがって、前記送／受信部１７は外部充電装置２０に備えられた送／受信部２９との交信を介して充電位置を探知するために使用される。さらに、送／受信部１７は、ユーザが操作するリモートコントローラあるいは別の中央遠隔制御装置と信号の送受信を行う。よって、ロボット掃除機１０の遠隔制御も可能になる。前記各センサー１５，１６で検知された信号は制御部３０に送信され、制御部３０では送信された信号に基づいてロボット掃除機１０を制御する。

前記吸塵駆動部１９は、掃除区域の床面を掃除するための吸入力を提供する。このような吸塵駆動部１９は、集塵モータおよび集塵フィルタを含んでなる。前記集塵フィルタは、一般的にダスト袋またはサイクロン集塵ユニットである。

左／右駆動輪駆動部１８は、ロボット掃除機１０の下側に備えられている左／右側駆動輪を選択的に駆動するためのものであって、この駆動部１８は制御部３０により駆動が制御される。前記駆動部１８はそれぞれの駆動輪に連結されるステッピングモータを含む。

制御部３０は、ロボット掃除機１０の全体的な駆動および動作の制御を行う。特に、本発明の実施形態において、制御部３０は、掃除区域を走行する際、前記駆動部１８の駆動制御信号、即ち、走行距離および走行方向などに基づいて走行地図を生成する。そして、生成された地図を前記メモリ１２に記憶させる。そして、制御部３０は送／受信部１７を制御し、外部充電装置２０との交信を周期的に試みる。そして、送／受信部１７と外部充電装置２０との交信がなされた地点を認識して、前記メモリ１２に記憶された走行地図上に表示する。

さらに、掃除面に走行パターンが表示されている場合に、制御部３０は床面検知センサー１５を介して走行パターンを認識しメモリ１２に記憶する。そして、制御部３０は、交信がなされた地点が前記メモリ１２に記憶された走行パターン上に表示されるよう記憶する。制御部３０は、バッテリー１３の充電のためのバッテリー充電要求信号の発生時に、前記のようなメモリ１２に記憶されているデータに基づいて外部充電装置２０を探し出しその位置に復帰するよう駆動部１８を制御する。

前記構成を有する本発明の一実施の形態に係るロボット掃除機の制御方法を図３および図４に基づいて説明する。

以下、ロボット掃除機１０が、外部充電装置２０に連結され待機中の状態を初期状態として説明する。

まず、制御部３０は外部からの作業指示が入力されたか否かを判断する（Ｓ１０）。作業指示が入力（受信）されたと判断されると、指示された作業を行なう（Ｓ１１）。即ち、掃除作業の指示が入力されると、まず、ロボット掃除機１０を外部充電装置２０から分離するよう駆動させる。それから、制御部３０は吸塵駆動部１９と駆動部１８を駆動制御して掃除区域（Ａ１〜Ａ５）を順次掃除させる。

前記掃除区域（Ａ１〜Ａ５）を掃除するよう走行させる際に、制御部３０は走行させる距離および方向に基づいて走行地図（Ｍ）を生成し、メモリ１２に記憶する（Ｓ１２）。走行地図（Ｍ）はロボット掃除機１０が各掃除区域（Ａ１〜Ａ５）を走行するたびに改良され記憶される。

そして、前述のようなロボット掃除機１０が移動しながら掃除する間、制御部３０は送／受信部１７を制御して外部充電装置２０との交信を試みる（Ｓ１３）。詳細には、制御部３０は一定の走行距離ごとに、あるいは一定の時間が経過するたびに外部充電装置２０との交信を試みるよう制御する。

制御部３０は交信されたか否かを判断し（Ｓ１４）、交信がなされていなければ続いて交信を試みるよう制御する。

一方、送／受信部１７における交信がなされたと確認されると、制御部３０は走行地図上で交信された地点（Ｐ１）を記憶する（Ｓ１５）。前述のように、ロボット掃除機１０を走行させる間、外部充電装置２０との交信が周期的に行われると、そのたびに認識される交信地点（Ｐ１〜Ｐｎ）は制御部３０によりメモリ１２に記憶された走行地図（Ｍ）上に表示される。

そして、掃除を行う間、作業が完了されたか否かを判断する（Ｓ１６）。

前記ステップ（Ｓ１６）において、作業が完了されていないと判断されると、充電するか否かを判断する（Ｓ１７）。前記ステップ（Ｓ１７）はバッテリー残量検出部１４で充電バッテリー１３の残量を頻繁に点検し、点検された結果を制御部３０に送ることによりなされる。

前記ステップ（Ｓ１７）において、バッテリー充電が必要であると判断されると、ロボット掃除機１０は作業を停止し外部充電装置２０を探し出しその位置に復帰するよう駆動制御される。

この時、例えば、ロボット掃除機１０が掃除区域Ａ５内に位置する場合、障害物により外部充電装置２０と直接交信できなくなる。この場合、制御部３０はメモリ１２に記憶された走行地図（Ｍ）上に表示された交信地点（Ｐ１〜Ｐｎ）のいずれか１つを探して移動するよう駆動部１８を制御する（Ｓ１８）。この時、作業が止まった位置から最も近い交信地点（Ｐｎ）を探して移動することが好ましい。

前述のように、ロボット掃除機１０が交信地点（Ｐｎ）に移動すると、外部充電装置２０との交信が可能になる。従って、交信地点（Ｐｎ）に移動したロボット掃除機１０は外部充電装置２０と交信しつつ移動し、外部充電装置２０に連結される（Ｓ１９）。

このように、交信地点（Ｐｎ）から出発したロボット掃除機１０は、できるだけ短い移動距離を移動し、あるいは迅速に移動することで外部充電装置２０と連結可能になる。従って、ロボット掃除機１０が復帰する途中、バッテリーの残量不足により止まってしまうことを防止することができる。

以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

本発明の一実施形態に係るロボット掃除機を示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係るロボット掃除機を説明するための構成図である。 本発明の一実施の形態に係るロボット掃除機の制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係るロボット掃除機の動作状態を説明するための概略図である。

符号の説明

１０ ロボット掃除機
１１ 連結端子
１２ メモリ
１３ 充電バッテリー
１４ バッテリー残量検出部
１５ 床面検知センサー
１６ 前方検知センサー
１７，２９ 送／受信部
１８ 左／右駆動輪駆動部
１９ 吸塵駆動部
２０ 外部充電装置
３０ 制御部

Claims (11)

1. 複数の車輪を駆動する駆動部と、
   外部充電装置との交信を行う送／受信部と、
   前記駆動部を制御して掃除区域を走行しながら前記外部充電装置との交信がなされた交信地点を確認および記憶し、前記外部充電装置の位置への復帰時には、前記記憶された交信地点に移動した後、前記外部充電装置との交信をしながらその位置に復帰するよう前記駆動部を制御する制御部と、
   を含むことを特徴とするロボット掃除機。
2. 前記制御部は、前記掃除区域を走行しながら走行距離および走行方向に基づいて前記掃除区域に対する走行地図を生成し、前記交信地点を前記走行地図上に表示して記憶することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
3. 前記掃除区域の床面に所定パターンで備えられた走行パターンを検知するための床面検知センサーをさらに含み、
   前記制御部は、前記交信地点に関する情報を前記走行パターン上に表示して記憶することを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
4. 前記外部充電装置との接続を介して充電できる充電バッテリーと、
   前記充電バッテリーの充電量を検出するバッテリー残量検出部と、
   をさらに含み、
   前記制御部は前記バッテリー残量検出部から充電要求信号が入力されると、作業を中断し、前記交信地点を経由して前記外部充電装置の位置に復帰するよう前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロボット掃除機。
5. 前記制御部は、作業が完了された時に前記外部充電装置の位置に復帰するよう前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロボット掃除機。
6. 駆動部を駆動し掃除区域を走行するステップと、
   前記掃除区域を走行しながら外部充電装置との交信を試みるステップと、
   前記外部充電装置との交信がなされた交信地点を記憶するステップと、
   を含むことを特徴とするロボット掃除機制御方法。
7. 充電バッテリーの充電量を点検するステップと、
   前記充電バッテリーに対する充電要求信号の発生時に前記記憶された交信地点に移動するステップと、
   前記記憶された交信地点で前記外部充電装置を探し出しその位置に復帰するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のロボット掃除機の制御方法。
8. 前記交信地点を記憶するステップは、
   前記駆動部の駆動により走行距離および走行方向に基づいて走行地図を生成し記憶するステップと、
   前記走行地図上に前記交信がなされた地点を表示し記憶するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のロボット掃除機の制御方法。
9. 前記交信地点を記憶するステップは、
   前記掃除区域の床面に備えられた走行パターンを認識するステップと、
   前記認識された走行パターン上に前記交信がなされた地点を表示するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のロボット掃除機の制御方法。
10. 前記交信を試みるステップは、所定の距離を走行するたびに繰り返して行われることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のロボット掃除機の制御方法。
11. 前記交信を試みるステップは、所定時間ごとに繰り返して行われることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のロボット掃除機の制御方法。
    
    

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