JP2007319485A - Self-propelling vacuum cleaner - Google Patents

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JP2007319485A
JP2007319485A JP2006154144A JP2006154144A JP2007319485A JP 2007319485 A JP2007319485 A JP 2007319485A JP 2006154144 A JP2006154144 A JP 2006154144A JP 2006154144 A JP2006154144 A JP 2006154144A JP 2007319485 A JP2007319485 A JP 2007319485A
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Yuko Okada
祐子 岡田
Minoru Arai
穣 荒井
Yuji Hosoda
祐司 細田
Makoto Hattori
誠 服部
Yasuhiro Asa
康博 朝
Takuya Kawabe
拓也 川邊
Taiji Tajima
泰治 田島
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Hitachi Appliances Inc
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Hitachi Appliances Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent even the surfaces of tatami mats of Japanese-style rooms from being damaged while cleaning. <P>SOLUTION: A self-propelling vacuum cleaner 1 is provided with a movable body, a moving means for moving the movable body on a floor surface, and a cleaning means for cleaning the floor surface. The cleaner is also provided with a floor selector switch 10 for selecting Tatami mat as the floor surface, a means for detecting the amount of light reflected from the floor surface, and a means for memorizing the time-series variation in the amount of light. When Tatami is selected by the floor selector switch 10 the cleaner detects the direction of the texture of Tatami by the time-series variation in the amount of light and moves based on the direction of the texture detected. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自走して清掃を行う自走式掃除機に関する。   The present invention relates to a self-propelled cleaner that performs self-propelled cleaning.

家庭用の自走式掃除機を走行させるため、自走式掃除機にバンパーセンサや超音波センサなどの障害物検出センサを搭載し、障害物を発見または障害物と接触することによって走行の方向等をランダムに変化させて走行させることが知られている。また方向等を変化させるのに幾つかのパターンを用意しておき、それらの組合せによって走行させたり、走行しながら部屋の地図を自動生成したり、規則的に走行させたりすることが行われている。   In order to run a self-propelled vacuum cleaner for home use, an obstacle detection sensor such as a bumper sensor or ultrasonic sensor is installed in the self-propelled vacuum cleaner, and the direction of travel by detecting or contacting the obstacle It is known that the vehicle travels while changing the randomness. Also, some patterns are prepared to change the direction, etc., and it is possible to run by combining them, to automatically generate a map of the room while running, or to run regularly. Yes.

また、一般の電気掃除機では、床面に応じて吸口ブラシ位置を変更したり吸引力を変更したりすることが行われており、自走式掃除機でも床材質を床面センサで判別して、きめ細かい掃除,吸引力や走行速度を変えることが知られ、例えば、特許文献1に記載されている。   In general vacuum cleaners, the suction brush position is changed or the suction force is changed according to the floor surface. Even in a self-propelled vacuum cleaner, the floor material is identified by the floor sensor. It is known that fine cleaning, suction force and running speed are changed, for example, described in Patent Document 1.

特開2005−211364号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-211364

自走式掃除機を日本国内の一般家屋で使用することを考えると、自走式掃除機が走行する床面は、フローリングとじゅうたんと畳敷きの場合がある。上記従来技術では、和室の掃除において畳の織目を考慮していないので、走行中に畳表を傷付ける恐れがある。   Considering the use of self-propelled vacuum cleaners in ordinary houses in Japan, the floor on which the self-propelled vacuum cleaner travels may be flooring, carpets and tatami mats. In the above prior art, the tatami surface is not considered in cleaning the Japanese-style room.

また、以前の箒で掃除していた時代には、畳の織目に沿って箒を動かすことが推奨されてあり、自走式掃除機の場合、自走式掃除機が織目に関わりなく畳の上をランダムに走行することに対しては違和感を生じざるを得ない。   In addition, when cleaning with the old scissors, it is recommended to move the scissors along the texture of the tatami mats. In the case of a self-propelled cleaner, the self-propelled cleaner is not related to the texture. There is no choice but to feel uncomfortable with running on a tatami mat randomly.

本発明の目的は、フローリングやじゅうたん(カーペット)ばかりでなく、特に和室の畳表であっても掃除時に傷付けることを防止することにある。また、他の目的は、和室に適した掃除を可能にし、畳に対しても違和感のない自走式掃除機を提供することにある。   An object of the present invention is to prevent not only flooring and carpets (carpets) but also particularly Japanese-style tatami mats from being damaged during cleaning. Another object of the present invention is to provide a self-propelled cleaner that allows cleaning suitable for a Japanese-style room and does not feel uncomfortable with tatami mats.

上記の課題を解決するため、本発明は、移動体と、該移動体を床面上で移動させる移動手段と、床面を清掃する清掃手段とを備える自走式掃除機において、前記床面が畳であることを選択する床選択スイッチと、前記床面から反射される光量を検知する手段と、前記光量の時系列変化を記憶する手段と、を備え、前記床選択スイッチで畳を選択した場合、前記光量の時系列変化から前記畳の織目の方向を検出し、検出された前記織目の方向に基づいて走行させるものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a self-propelled cleaner comprising a moving body, a moving means for moving the moving body on the floor surface, and a cleaning means for cleaning the floor surface. A floor selection switch for selecting that the floor is a tatami mat, a means for detecting the amount of light reflected from the floor surface, and a means for storing a time-series change in the amount of light, wherein the floor selection switch selects the tatami mat. In this case, the direction of the texture of the tatami mat is detected from the time-series change of the light amount, and the vehicle travels based on the detected direction of the texture.

本発明によれば、和室の掃除に際して自走式掃除機を畳の織目に沿って走行制御させることができ、畳表の傷付けを防止し、かつ使用者の違和感を軽減させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when cleaning a Japanese-style room, a self-propelled cleaner can be travel-controlled along the texture of a tatami mat, the damage of a tatami surface can be prevented, and a user's discomfort can be reduced.

以下本発明の実施例について図を参照して説明する。
図1はブロック図、図2は外観の模式図であり、1は自走式掃除機、2は自走式掃除機1の筐体、3は自走式掃除機1の進行方向右側の車輪、4は同左の車輪、5は車輪3駆動用モータ、6は車輪4駆動用モータ、7はモータ5に付随するエンコーダ、8はモータ6に付随するエンコーダ、9は制御器、10は床選択スイッチ、11は操作スイッチ、12は前方障害物検出用の距離センサ、13は右側障害物検出用の距離センサ、14はジャイロ、15は畳の織目検出用光センサ、である。また20はCPU、21はメモリ、22は周辺回路である。また図中23で示した線は制御器9の内部信号接続線であり、24で示した線は制御器9の外部信号接続線である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram, and FIG. 2 is a schematic diagram of an external appearance. 1 is a self-propelled cleaner, 2 is a housing of the self-propelled cleaner 1, and 3 is a wheel on the right side of the traveling direction of the self-propelled cleaner 1. 4 is a left wheel, 5 is a motor for driving a wheel 3, 6 is a motor for driving a wheel 4, 7 is an encoder associated with the motor 5, 8 is an encoder associated with the motor 6, 9 is a controller, and 10 is a floor selection. A switch, 11 is an operation switch, 12 is a distance sensor for detecting a front obstacle, 13 is a distance sensor for detecting a right obstacle, 14 is a gyro, and 15 is an optical sensor for detecting a texture of a tatami mat. Reference numeral 20 denotes a CPU, 21 denotes a memory, and 22 denotes a peripheral circuit. In the figure, a line 23 is an internal signal connection line of the controller 9, and a line 24 is an external signal connection line of the controller 9.

なお図示しないが、筐体2の内部には吸引ファンモータと吸口ノズルと吸引流路からなる吸引機構とその制御回路、および駆動電源用のバッテリーとその制御回路が組込まれている。以下で自走式掃除機1という場合は、上述の構成要素を含む機械装置を指す。   Although not shown in the figure, a suction mechanism including a suction fan motor, a suction nozzle, and a suction flow path and its control circuit, and a drive power supply battery and its control circuit are incorporated in the housing 2. Hereinafter, the self-propelled cleaner 1 refers to a mechanical device including the above-described components.

筐体2には右の車輪3と左の車輪4と制御器9が接続される。車輪3にはエンコーダ7を備えたモータ5が接続され、車輪4にはエンコーダ8を備えたモータ6が接続される。モータ5と6は、それぞれ外部信号接続線24を介して制御器9へ接続される。また、床選択スイッチ10,操作スイッチ11,前方障害物検出用の距離センサ12,右側障害物検出用の距離センサ13,ジャイロ14,畳の織目検出用光センサ15は、それぞれ外部信号接続線24を介して制御器9へ接続される。
制御器9は、CPU20,メモリ21,周辺回路22,内部信号接続線23および外部信号接続線24から構成される電子回路であって、自走式掃除機1の走行動作を制御する部分である。
A right wheel 3, a left wheel 4, and a controller 9 are connected to the housing 2. A motor 5 having an encoder 7 is connected to the wheel 3, and a motor 6 having an encoder 8 is connected to the wheel 4. The motors 5 and 6 are connected to the controller 9 via the external signal connection line 24, respectively. In addition, the floor selection switch 10, the operation switch 11, the front obstacle detection distance sensor 12, the right obstacle detection distance sensor 13, the gyro 14 and the tatami mat texture detection optical sensor 15 are external signal connection lines, respectively. 24 to the controller 9.
The controller 9 is an electronic circuit composed of a CPU 20, a memory 21, a peripheral circuit 22, an internal signal connection line 23 and an external signal connection line 24, and is a part that controls the traveling operation of the self-propelled cleaner 1. .

自走式掃除機1は制御器9からの制御指令によって、左右のモータ5と6を駆動させ、モータ5と6に接続する車輪3と4の回転動作を制御する。筐体2は車輪3と4の回転動作により、前進,後退,右回転,左回転を行う。
床選択スイッチ10は畳敷きとそれ以外を選択するためのスイッチであり、例えばハイとロー2種類のデジタル信号を切り替えるスイッチを用いて、和室を選択した場合はハイ信号が制御器9に入力され、和室以外を選択した場合はロー信号が制御器9に入力される。
The self-propelled cleaner 1 drives the left and right motors 5 and 6 according to a control command from the controller 9, and controls the rotation operation of the wheels 3 and 4 connected to the motors 5 and 6. The casing 2 performs forward movement, backward movement, right rotation, and left rotation by the rotation operation of the wheels 3 and 4.
The floor selection switch 10 is a switch for selecting a tatami mat floor and the other. For example, when a Japanese-style room is selected using a switch for switching between two types of high and low digital signals, a high signal is input to the controller 9. When a room other than the Japanese-style room is selected, a low signal is input to the controller 9.

操作スイッチ11は自走式掃除機1の起動や停止を入力する部分で、ボタンスイッチによって構成される。
距離センサ12と13は赤外線距離センサであって、センサから一定のスポット径を持つ赤外光ビームを対象物へ投射し、対象物の表面で反射して戻ってくるビーム光の反射光を受光して、その受光量と距離との相関関係から障害物との距離を測定する機能を持つ電子部品である。
ジャイロ14は、回転角速度に応じたアナログ電圧出力が得られる素子で構成された電子部品である。
畳の織目検出用光センサ15は、畳の織目に光を照射し、その反射光によって織目の方向を検出するためのセンサであり、距離センサ12,13で例示した赤外線距離センサと同様の機能を持つ電子部品である。
The operation switch 11 is a part for inputting start and stop of the self-propelled cleaner 1, and is constituted by a button switch.
The distance sensors 12 and 13 are infrared distance sensors, projecting an infrared light beam having a constant spot diameter from the sensor onto the object, and receiving the reflected light of the beam light reflected and returned from the surface of the object. Thus, the electronic component has a function of measuring the distance to the obstacle from the correlation between the amount of received light and the distance.
The gyro 14 is an electronic component composed of an element that can obtain an analog voltage output corresponding to the rotational angular velocity.
The tatami weave detection optical sensor 15 is a sensor for irradiating light on the tatami weave and detecting the direction of the weave by the reflected light. The infrared distance sensor exemplified in the distance sensors 12 and 13 It is an electronic component with a similar function.

現在知られている家庭用自走式掃除機の走行様式は、床面上をランダムに走行するか、部屋全体を規則的に縦横走行するかのいずれかであって、和室の掃除において畳の織目を考慮した走行になっていない。そのため、走行中に畳表を傷付ける可能性がある。   Currently known home self-propelled vacuum cleaners are either running randomly on the floor or running vertically and horizontally throughout the room. It is not running considering the texture. Therefore, there is a possibility of damaging the tatami mat while traveling.

次に図3から図8を用いて、畳の織目の方向に沿って自走式掃除機1を走行させる方法の詳細を説明する。
図3は、畳敷きの和室6畳の部屋壁に沿って自走式掃除機1で走行させた場合の模式図である。自走式掃除機1は図中Sで示した開始位置から走行を開始して、図の破線の経路を通ってSまで戻る。
Next, the details of the method of running the self-propelled cleaner 1 along the direction of the texture of the tatami mat will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic diagram when the self-propelled cleaner 1 travels along the room wall of a Japanese-style room with 6 tatami mats. The self-propelled cleaner 1 starts traveling from the start position indicated by S in the figure, and returns to S through a broken line route in the figure.

破線の経路に沿った走行は、次のように実現される。右側障害物検出用距離センサ13を用いて部屋の壁との距離を検出し、その距離が設定した一定値となるように左右のモータ5と6を駆動させて壁沿いに前進する。また前方障害物検出用距離センサ12が前方に壁を検出した場合は、その場を中心として筐体2を上からみたときに反時計回りに90度回転させ、右側障害物検出用距離センサ13に壁を検出させる。その後、再び右側障害物検出用距離センサ13を用いて壁との距離を一定に保つように前進する。   The traveling along the broken line route is realized as follows. The distance to the wall of the room is detected using the right obstacle detection distance sensor 13, and the left and right motors 5 and 6 are driven so that the distance becomes a set constant value, and the vehicle moves forward along the wall. When the front obstacle detection distance sensor 12 detects a wall in front, the housing 2 is rotated 90 degrees counterclockwise when the housing 2 is viewed from above, and the right obstacle detection distance sensor 13 is detected. Let the wall be detected. After that, the right obstacle detection distance sensor 13 is used again to advance the vehicle so that the distance from the wall is kept constant.

走行中の筐体2の位置はモータ5と6に付属したエンコーダ7と8によって求まる。また筐体2の姿勢角度はジャイロ14によって求まる。ジャイロ14で求めた姿勢角度が
360度になった点を、元の開始位置Sであるとする。上記のようにして部屋を一周走行した経路途中の、図中A,B,Cで示した位置における拡大図を3−(1),3−(2),3−(3)に示す。3−(1)に示したAの位置は、畳表の上を走行している状態で、拡大図では畳の織目だけが見えている。3−(2)に示したBの位置は、畳の縁をまたいで走行している状態で、拡大図では畳の縁をはさんで織目の方向が90度変化している。3−(3)に示したCの位置は、縁のついていない部分で接している畳と畳の境目を走行している状態で、拡大図では畳と畳の境目をはさんで同じ方向に織目が並んでいる。
The position of the casing 2 during traveling is obtained by encoders 7 and 8 attached to the motors 5 and 6. Further, the attitude angle of the housing 2 is obtained by the gyro 14. It is assumed that the point at which the posture angle obtained by the gyro 14 is 360 degrees is the original start position S. 3- (1), 3- (2), and 3- (3) are enlarged views at the positions indicated by A, B, and C in the drawing along the route of traveling around the room as described above. The position A shown in 3- (1) is running on the tatami surface, and only the texture of the tatami is visible in the enlarged view. The position B shown in 3- (2) is in a state of running across the edge of the tatami mat, and in the enlarged view, the direction of the weave is changed by 90 degrees across the edge of the tatami mat. The position of C shown in 3- (3) is in the state where the tatami mat and tatami border are in contact with each other at the edge of the border. The texture is lined up.

図4は、図3に示したA,B,C各々に対する畳の織目検出用光センサ15の光量変化を示す。4−(1)は図3のAに対する光量変化であり、光量は時間経過に伴って一定値を保ち、図中一点鎖線で示した光量しきい値Wsより常に大きい。4−(2)は図3のBに対する光量変化であり、光量は畳の縁の上を走行している時間t1からt2の間は、しきい値Wsより小さい。4−(3)は図3のCに対する光量変化であり、光量は畳と畳の境目の上を走行している時間t3からt4の間は、しきい値Wsより小さい。またこのときt3とt4の時間間隔は、4−(2)で示したt1とt2の時間間隔よりも小さい。   FIG. 4 shows changes in the light quantity of the tatami-texture detecting optical sensor 15 for each of A, B, and C shown in FIG. 4- (1) is a change in the amount of light with respect to A in FIG. 3, and the amount of light keeps a constant value as time passes, and is always larger than the light amount threshold value Ws indicated by a one-dot chain line in the drawing. 4- (2) is a change in the amount of light with respect to B in FIG. 3, and the amount of light is smaller than the threshold value Ws during the time t1 to t2 while running on the edge of the tatami mat. 4- (3) is a change in the amount of light with respect to C in FIG. 3, and the amount of light is smaller than the threshold value Ws during the time t3 to t4 when traveling on the boundary between the tatami mats. At this time, the time interval between t3 and t4 is smaller than the time interval between t1 and t2 shown in 4- (2).

図5は、6畳和室を壁沿いに一周走行した場合の、織目検出用光センサ15の光量変化の時系列パターンを示した図である。図中、5−(1)は畳の敷き方の方法1を示した模式図、5−(2)は5−(1)で示した敷き方に対する光量変化の時系列パターンの模式図、5−(3)は畳の敷き方の方法2を示した模式図、5−(4)は5−(3)で示した敷き方に対する光量変化の時系列パターンの模式図である。いずれも、自走式掃除機1は図中Sの位置から、破線の経路に沿って部屋を一周した場合を示してある。   FIG. 5 is a diagram showing a time-series pattern of a change in the amount of light of the texture detection optical sensor 15 when the 6-tatami Japanese-style room travels once along the wall. In the figure, 5- (1) is a schematic diagram showing the method 1 of tatami mat layout, and 5- (2) is a schematic diagram of a time-series pattern of a light amount change with respect to the laying pattern shown by 5- (1). -(3) is a schematic diagram showing method 2 of tatami mat layout, and 5- (4) is a schematic diagram of a time-series pattern of a change in light quantity with respect to the layout method shown in 5- (3). In both cases, the self-propelled cleaner 1 shows a case where the room travels around the room from the position S in the drawing along the broken line.

図6は、図5に示した織目検出用光センサ5の光量変化の時系列パターンを、データ列として書き表したものである。図中6−(1)は図5−(2)に示した時系列パターンをデータ列Q1として表記したもの、図中6−(2)は図5−(4)に示した時系列パターンをデータ列Q2として表記したものである。図6のデータ列中、Hは光量がしきい値
Wsより大きいことを示し、Lは光量がしきい値Wsより小さいことを示す。またlongは光量の継続時間が長いことを示し、short は光量の継続時間が短いことを示す。具体的には(H,long)は畳表上を長手方向に走行した状態、(H,short) は畳表上を短手方向に走行した状態、(L,long)は畳の縁をはさんで走行した状態、(L,short) は畳と畳の境目をはさんで走行した状態に対応する。
FIG. 6 shows a time-series pattern of the light amount change of the texture detection optical sensor 5 shown in FIG. 5 as a data string. In the figure, 6- (1) represents the time series pattern shown in FIG. 5- (2) as the data string Q1, and 6- (2) in the figure shows the time series pattern shown in FIG. 5- (4). This is expressed as a data string Q2. In the data string of FIG. 6, H indicates that the light amount is larger than the threshold value Ws, and L indicates that the light amount is smaller than the threshold value Ws. Long indicates that the duration of the light amount is long, and short indicates that the duration of the light amount is short. Specifically, (H, long) is running in the longitudinal direction on the tatami mat, (H, short) is running in the transversal direction on the tatami mat, and (L, long) is across the edge of the tatami mat. The traveling state (L, short) corresponds to the traveling state between the tatami and the tatami.

図7は、自走式掃除機1を部屋壁沿いに一周走行させたときの経路模式図である。自走式掃除機1は図中Sで示した位置から図中の矢印線に沿って部屋を一周してSに戻る。矢印線は自走式掃除機1の中心位置の移動経路を示す。また図のP0(X0,Y0)は自走式掃除機1が和室の右下角部にあるときの中心位置座標を示す。同様に図のP1(X1,Y1),P2(X2,Y2),P3(X3,Y3)は、それぞれ自走式掃除機1が和室の右上角部,左上角部,左下角部にあるときの中心位置座標を示す。また図のLxは
P1(X1,Y1),P2(X2,Y2)の距離およびP3(X3,Y3),P0(X0,Y0)の距離を示す。またLyはP0(X0,Y0),P1(X1,Y1)の距離およびP2(X2,Y2),P3(X3,Y3)の距離を示す。
P0からP3までの位置座標は、自走式掃除機1を走行させながら、一定周期で取得した左右の車輪駆動用モータに付随するエンコーダ7と8、およびジャイロ14の値から制御器9内で演算処理して得る。
FIG. 7 is a schematic view of a route when the self-propelled cleaner 1 travels around the room wall. The self-propelled cleaner 1 goes around the room along the arrow line in the figure from the position indicated by S in the figure and returns to S. The arrow line indicates the movement path of the center position of the self-propelled cleaner 1. Moreover, P0 (X0, Y0) of a figure shows a center position coordinate when the self-propelled cleaner 1 exists in the lower right corner part of a Japanese-style room. Similarly, P1 (X1, Y1), P2 (X2, Y2), and P3 (X3, Y3) in the figure are respectively when the self-propelled cleaner 1 is in the upper right corner, upper left corner, and lower left corner of the Japanese-style room. The center position coordinate is shown. Lx in the figure indicates the distance between P1 (X1, Y1) and P2 (X2, Y2) and the distance between P3 (X3, Y3) and P0 (X0, Y0). Ly represents the distance between P0 (X0, Y0) and P1 (X1, Y1) and the distance between P2 (X2, Y2) and P3 (X3, Y3).
The position coordinates from P0 to P3 are determined in the controller 9 from the values of the encoders 7 and 8 and the gyroscope 14 associated with the left and right wheel drive motors acquired at regular intervals while the self-propelled cleaner 1 is running. Obtained by arithmetic processing.

図8は、図7に示した部屋一周走行経路と畳の敷き方のパターンから定めた、部屋内部を走行する経路を作り出すための特徴点を示した図である。図中、8−(1)は5−(1)で示した敷き方に対応した図であり、図中のR10からR15までが特徴点の位置である。特徴点R10,R11,R14,R15は前記部屋一周走行経路の上に定めた特徴点であり、部屋一周走行経路上で畳の織目方向が変化する位置を示している。またR12と
R13は部屋一周走行経路で囲われた領域の内部に定めた特徴点であり、複数の畳の織目方向が変化するように接している点の位置を示している。また8−(2)は5−(3)で示した敷き方に対応した図であり、図中のR21とR22が特徴点の位置である。R21とR22は、部屋一周走行経路と、畳と畳が接する境界線が交差する位置を示している。
FIG. 8 is a diagram showing characteristic points for creating a route for traveling inside the room, which is determined from the pattern of how to circulate the room and the tatami mat shown in FIG. In the figure, 8- (1) corresponds to the layout shown in 5- (1), and R10 to R15 in the figure are the positions of feature points. Characteristic points R10, R11, R14, and R15 are characteristic points determined on the round-the-room travel route, and indicate positions where the texture direction of the tatami mat changes on the round-the-room travel route. R12 and R13 are characteristic points defined in the area surrounded by the round-the-room travel route, and indicate the positions of the points that are in contact with each other so that the texture direction of the plurality of tatami mats changes. 8- (2) is a diagram corresponding to the layout shown in 5- (3), and R21 and R22 in the figure are the positions of feature points. R21 and R22 indicate positions where the round-the-room travel route intersects the boundary line where the tatami mat meets.

図9は、以上述べた図3から図8までの情報をひとつにまとめたデータベースである。データベースの第1列は和室の畳数、第2列と第3列は図7で説明したLxとLyの変動範囲を示した数値、第4列は図7で説明した右下角部,右上角部,左上角部,左下角部の位置、第5列は図5で示したような畳の敷き方のパターン、第6列は図8で説明した特徴点の位置、第7列は図6で説明した光量変化の時系列パターンである。図9で示したデータベースは、制御器9を構成するメモリ21内に記憶される。   FIG. 9 is a database in which the information shown in FIGS. The first column of the database is the number of Japanese-style tatami mats, the second and third columns are numerical values indicating the fluctuation range of Lx and Ly described in FIG. 7, and the fourth column is the lower right corner and upper right corner described in FIG. , The upper left corner, the lower left corner, the fifth column is the pattern of how to lay the tatami mat as shown in FIG. 5, the sixth column is the position of the feature point described in FIG. 8, and the seventh column is FIG. It is a time-sequential pattern of the light quantity change demonstrated by (2). The database shown in FIG. 9 is stored in the memory 21 constituting the controller 9.

自走式掃除機1は、はじめに部屋を一周走行して短手長さLxと長手長さLyおよび織目検出用光センサ15の光量変化を実測する。短手長さLxと長手長さLyより畳数を求め、データベース上の畳数に対応した行を取り出す。そして実測した光量変化を取り出したデータベース行の光量変化の時系列パターンと比較して、実測パターンと合致する畳の敷き方を得る。当該畳の敷き方に対応する特徴点を取り出し、内部走行の指令軌跡を生成する。   First, the self-propelled cleaner 1 travels around the room to measure the short length Lx, the long length Ly, and the change in the light amount of the texture detecting optical sensor 15. The number of tatami mats is obtained from the short length Lx and the long length Ly, and a row corresponding to the number of tatami mats on the database is taken out. Then, the measured light quantity change is compared with the time series pattern of the light quantity change in the database row from which the data is taken out, and a tatami mat layout that matches the measured pattern is obtained. A feature point corresponding to the way to lay the tatami mat is extracted to generate a command trajectory for internal travel.

図10は、図9のデータベースのひとつの行に対応して生成する、部屋内部の走行経路の指令軌跡を示す。図の10−(1)は図5−(1)で示した敷き方に対して生成する指令軌跡の模式図、10−(2)は図5−(2)で示した敷き方に対して生成する指令軌跡の模式図である。
10−(1)では、図中Sにある自走式掃除機1をまずR10まで走行させる。次に
R10を開始位置として、R10,R11,R12,R13で区切られる領域中を、図の矢印線で示したような経路で走行させる。次に、R11を開始位置としてR11,R13,R14,P1で区切られる領域を走行させる。同様にR14を開始位置としてR14,R15,P2,P3で区切られる領域、R15を開始位置としてR15,R12,R10,Sで区切られる領域を走行させる。最後にSの位置に戻してすべての走行を完了とする。
FIG. 10 shows a command trajectory of the traveling route inside the room, which is generated corresponding to one row of the database of FIG. 10- (1) is a schematic diagram of a command trajectory generated for the laying method shown in FIG. 5- (1), and 10- (2) is the laying method shown in FIG. 5- (2). It is a schematic diagram of the command locus to be generated.
In 10- (1), the self-propelled cleaner 1 in S in the figure is first driven to R10. Next, with R10 as the starting position, the vehicle travels in the area defined by R10, R11, R12, and R13 along the route indicated by the arrow line in the figure. Next, the vehicle travels in a region delimited by R11, R13, R14, and P1, with R11 as a starting position. Similarly, the vehicle travels in a region delimited by R14, R15, P2, and P3 with R14 as the start position, and a region delimited by R15, R12, R10, and S with R15 as the start position. Finally, the vehicle is returned to the position S to complete all traveling.

10−(2)では、Sを開始位置としてS,P1,P2,P3で区切られる領域中を図の矢印線で示したような経路で走行させる。10−(2)の場合、部屋内部の走行は開始位置Sと反対側の部屋壁位置で終了するので、その位置から自走式掃除機1を開始Sまで戻すために、特徴点R21とR22を定めてある。すなわちP1側で走行が完了した場合は、R21を通ってP1からSまで直進する経路でSの位置に戻してすべての走行を完了とする。またP2側で走行が完了した場合は、R22とP3を通ってP2からSまで直進する経路でSの位置に戻してすべての走行を完了とする。   In 10- (2), the vehicle travels along the route indicated by the arrow line in the figure in the region divided by S, P1, P2, and P3 with S as the start position. In the case of 10- (2), the running inside the room ends at the room wall position on the opposite side of the starting position S. Therefore, in order to return the self-propelled cleaner 1 to the starting S from that position, feature points R21 and R22 Is defined. That is, when traveling on the P1 side is completed, the vehicle travels back from R1 to P1 through S21 and returns to the position S to complete all traveling. When traveling on the P2 side is completed, the vehicle travels straight back from P2 to S through R22 and P3 and returns to the position S to complete all traveling.

図11は、以上の図3から図10で説明した畳の織目沿い走行の制御フローを示した図である。101から112までは制御フローの各ブロックを示す。自走式掃除機1は床選択スイッチ10で畳敷きの部屋が選択された場合、図11に示すフローに従って走行制御される。   FIG. 11 is a diagram showing a control flow of traveling along the texture of the tatami mat described in FIGS. 3 to 10 above. Reference numerals 101 to 112 denote blocks of the control flow. The self-propelled cleaner 1 is travel-controlled according to the flow shown in FIG. 11 when the floor selection switch 10 selects a tatami room.

ブロック101で現在の場所から部屋の壁まで移動走行する。ブロック102で自走式掃除機1の現在位置と姿勢を初期値として記憶する。ブロック103で部屋一周走行の完了を判定する。一周走行未完了の場合はブロック104へ進み、ブロック104で部屋の壁に沿って走行する。この壁沿い走行は、図3で説明した破線の経路に沿った走行方法によって実現する。
ブロック105で、壁沿いに走行しながら織目検出用光センサ15で畳の上を走査し、光量値を取得する。ブロック106で、光量の時系列実測パターンを生成する。ブロック107で現在位置と初期位置および姿勢角度の総和を比較する。
姿勢角度の総和は自走式掃除機1の進行方向に対して反時計回りを正、時計回りを負として姿勢角度を積算したものである。現在位置と初期位置の距離偏差が所定値以下で、かつ姿勢角度の総和が360度に対して所定角度偏差以下の場合、部屋一周が完了したと判断してブロック108で一周完了フラグをセットする。
Block 101 travels from the current location to the wall of the room. In block 102, the current position and posture of the self-propelled cleaner 1 are stored as initial values. In block 103, the completion of the round-the-room travel is determined. If the round has not been completed, the process proceeds to block 104 where the vehicle runs along the wall of the room. This traveling along the wall is realized by the traveling method along the broken-line route described in FIG.
In block 105, while scanning along the wall, the texture detection optical sensor 15 scans the top of the tatami to obtain a light quantity value. At block 106, a time-series actual measurement pattern of light quantity is generated. At block 107, the current position is compared with the initial position and the sum of the attitude angles.
The sum of the posture angles is obtained by integrating the posture angles with the counterclockwise direction being positive and the clockwise direction being negative with respect to the traveling direction of the self-propelled cleaner 1. If the distance deviation between the current position and the initial position is less than a predetermined value and the total posture angle is less than the predetermined angle deviation with respect to 360 degrees, it is determined that one round of the room has been completed, and the one round completion flag is set in block 108 .

ブロック109で、図9で説明したようにデータベースの検索を行う。データベース検索の結果に応じて、ブロック110は図10で説明した部屋内部の走行経路指令軌跡を演算処理する。ブロック111で、自走式掃除機1を走行開始位置へ移動させる。その後、ブロック112において、ブロック110で演算した内部走行指令軌跡に従って自走式掃除機1を走行制御する。
以上のフローを実行することで、畳の織目に沿った走行を実現できる。
At block 109, a database search is performed as described in FIG. In accordance with the result of the database search, the block 110 calculates the travel route command locus inside the room described with reference to FIG. In block 111, the self-propelled cleaner 1 is moved to the travel start position. Thereafter, in block 112, the traveling of the self-propelled cleaner 1 is controlled according to the internal traveling command locus calculated in block 110.
By executing the above flow, traveling along the texture of the tatami mat can be realized.

また、以上述べた実施例において、図10に示すような走行パターンと吸口回転ブラシの駆動停止を組合わせることも可能である。図12に、その制御フローを示す。当フローは、図11で説明したブロック112の内部走行の中で実行される。ブロック120で自走式掃除機1が直進中であるか否かを判定する。直進中の場合はブロック121で畳の織目に対して順目方向に移動しているか否かを判定する。順目方向に移動している場合はブロック122で回転ブラシを駆動状態にする。またジグザグパターンを生成するために、畳の縁で織目に直交する方向へ移動している間は、ブロック123で回転ブラシを停止状態にする。また直進方向を変更するために自走式掃除機1が回転するなど直進以外の動作をしている間は、ブロック124で回転ブラシを停止状態にする。なお回転ブラシの駆動停止は、図示していないが回転ブラシを駆動するモータに対して駆動や停止の指令値を与えることで実現される。   In the embodiment described above, it is also possible to combine the traveling pattern as shown in FIG. 10 and the drive stop of the suction mouth rotating brush. FIG. 12 shows the control flow. This flow is executed during the internal running of the block 112 described in FIG. In block 120, it is determined whether or not the self-propelled cleaner 1 is traveling straight. If the vehicle is traveling straight, it is determined in block 121 whether or not the tatami weave is moving in the forward direction. If it is moving in the forward direction, the rotary brush is set in the drive state at block 122. In order to generate the zigzag pattern, the rotary brush is stopped at block 123 while moving in the direction perpendicular to the texture at the edge of the tatami mat. Further, while the self-propelled cleaner 1 is rotating in order to change the straight traveling direction, for example, the rotating brush is stopped in a block 124 while performing an operation other than straight traveling. The drive stop of the rotary brush is realized by giving a drive or stop command value to a motor that drives the rotary brush (not shown).

さらに、図示しないが、回転ブラシ自体を上下に可動するバネ機構で吸口の開口部に取り付けておき、走行パターンと回転ブラシの上下を組合わせることも可能である。すなわち、ブロック122に対応する条件のときはバネを伸展させて回転ブラシ部を畳表に接触させ、ブロック123とブロック124に対応する条件のときは、バネを圧縮させて回転ブラシ部が畳表に接しないようにしてもよい。   Further, although not shown, it is also possible to combine the running pattern and the upper and lower portions of the rotating brush by attaching the rotating brush itself to the opening of the suction port with a spring mechanism that can move up and down. That is, when the condition corresponds to the block 122, the spring is extended to bring the rotating brush portion into contact with the tatami surface, and when the condition corresponds to the block 123 and block 124, the spring is compressed so that the rotating brush portion contacts the tatami surface. You may make it not.

なお、回転ブラシの駆動停止と回転ブラシの上下可動は、図7で示した部屋一周走行時に適用してもよい。すなわち部屋一周走行中は回転ブラシを停止させるか、あるいは回転ブラシ部が畳表に接しないようにし、部屋の内部を畳の織目に沿って直進するときのみ回転ブラシを駆動させるか、あるいは回転ブラシ部を畳表に接するようにする。これにより、回転ブラシが順目方向以外から織目に当たることによる畳表の傷付けを防止できる。   In addition, you may apply the drive stop of a rotary brush, and the up-and-down movable of a rotary brush at the time of a round room travel shown in FIG. That is, the rotating brush is stopped while traveling around the room, or the rotating brush part is not in contact with the tatami surface, and the rotating brush is driven only when the interior of the room goes straight along the texture of the tatami mat, or the rotating brush Make the part touch the tatami mat. Thereby, it is possible to prevent the tatami mat from being damaged due to the rotating brush hitting the weave from other than the normal direction.

本発明による一実施例の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of one Example by this invention. 本発明による一実施例の外観を模式した正面図。The front view which modeled the external appearance of one Example by this invention. 一実施例による和室6畳の走行を示す模式図。The schematic diagram which shows the driving | running | working of the Japanese-style room 6 tatami by one Example. 一実施例による織目検出用センサの光量変化を示すグラフ。The graph which shows the light quantity change of the sensor for texture detection by one Example. 一実施例の織目検出用センサによる光量の時系列パターン図。The time-series pattern figure of the light quantity by the texture detection sensor of one Example. 一実施例の織目検出用センサによる時系列パターンのデータ列を示す図。The figure which shows the data string of the time series pattern by the texture detection sensor of one Example. 一実施例による部屋一周の走行経路を示す図。The figure which shows the driving | running route of the one round of the room by one Example. 一実施例による特徴点の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the feature point by one Example. 一実施例の織目検出用センサによる時系列パターンのデータベース。The database of the time series pattern by the sensor for texture detection of one Example. 一実施例による部屋内部の走行指令の軌跡を示す図。The figure which shows the locus | trajectory of the driving | running | working instruction | command inside the room by one Example. 一実施例による制御フロー図。The control flow figure by one Example. 一実施例による回転ブラシ駆動停止制御フロー図。The rotation brush drive stop control flow figure by one Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…自走式掃除機、2…筐体、3,4…車輪、5,6…モータ、7,8…エンコーダ、9…制御器、10…床選択スイッチ、11…操作スイッチ、12,13…距離センサ、
14…ジャイロ、15…織目検出用光センサ、20…CPU、21…メモリ、22…周辺回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-propelled cleaner, 2 ... Housing, 3, 4 ... Wheel, 5, 6 ... Motor, 7, 8 ... Encoder, 9 ... Controller, 10 ... Floor selection switch, 11 ... Operation switch, 12, 13 ... distance sensors,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Gyro, 15 ... Optical sensor for texture detection, 20 ... CPU, 21 ... Memory, 22 ... Peripheral circuit.

Claims (5)

移動体と、該移動体を床面上で移動させる移動手段と、床面を清掃する清掃手段とを備える自走式掃除機において、
前記床面が畳であることを選択する床選択スイッチと、前記床面から反射される光量を検知する手段と、前記光量の時系列変化を記憶する手段と、を備え、
前記床選択スイッチで畳を選択した場合、前記光量の時系列変化から前記畳の織目の方向を検出し、検出された前記織目の方向に基づいて走行させることを特徴とする自走式掃除機。
In a self-propelled cleaner comprising a moving body, a moving means for moving the moving body on the floor surface, and a cleaning means for cleaning the floor surface,
A floor selection switch for selecting that the floor surface is tatami; means for detecting the amount of light reflected from the floor surface; and means for storing a time-series change in the amount of light.
When a tatami is selected with the floor selection switch, the direction of the texture of the tatami is detected from the time-series change of the light quantity, and the self-propelled is characterized in that the vehicle travels based on the detected direction of the texture. Vacuum cleaner.
請求項1に記載のものにおいて、前記光量の時系列変化から前記畳の縁及び縁のついていない部分で接している畳と畳との境目を判別することを特徴とする自走式掃除機。   The self-propelled cleaner according to claim 1, wherein a boundary between the tatami mat and the tatami mat that is in contact with an edge of the tatami mat and a portion with no rim is determined from the time series change of the light amount. 請求項1に記載のものにおいて、予め前記光量の時系列変化と、畳の敷き方のパターンとの相関関係を記憶したことを特徴とする自走式掃除機。   2. The self-propelled cleaner according to claim 1, wherein the correlation between the time series change of the light quantity and the pattern of how to lay the tatami mat is stored in advance. 請求項1に記載のものにおいて、前記自走式掃除機の吸口部に回転可能とされたブラシを有する回転ブラシ部と、前記ブラシの回転及び停止を行う駆動機構と、を備え、検出された前記織目の方向に関連して前記ブラシの回転及び停止を行うことを特徴とする自走式掃除機。   In the thing of Claim 1, It provided with the rotating brush part which has the brush made rotatable in the suction | inhalation part of the said self-propelled cleaner, and the drive mechanism which rotates and stops the said brush, It was detected. A self-propelled cleaner that rotates and stops the brush in relation to the direction of the weave. 請求項1に記載のものにおいて、前記自走式掃除機の吸口部に設けられたブラシと、前記ブラシを上下に駆動する上下駆動機構と、を備え、検出された前記織目の方向に関連して前記ブラシの上下を行うことを特徴とする自走式掃除機。   The thing of Claim 1 is provided with the brush provided in the suction | inhalation part of the said self-propelled cleaner, and the up-and-down drive mechanism which drives the said brush up and down, It is related with the direction of the said detected texture A self-propelled vacuum cleaner that moves up and down the brush.
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