JP2007330567A - 自走式掃除機 - Google Patents
自走式掃除機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007330567A JP2007330567A JP2006166805A JP2006166805A JP2007330567A JP 2007330567 A JP2007330567 A JP 2007330567A JP 2006166805 A JP2006166805 A JP 2006166805A JP 2006166805 A JP2006166805 A JP 2006166805A JP 2007330567 A JP2007330567 A JP 2007330567A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- self
- dust
- suction port
- wall
- propelled cleaner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0227—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using mechanical sensing means, e.g. for sensing treated area
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Electric Suction Cleaners (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Abstract
【課題】複雑な機構を用いずに高い信頼性を確保して、壁際の塵埃の吸残しを低減した自走式掃除機を得る。
【解決手段】塵埃を吸込む吸引ファン9と、ファンモータ8と、吸込んだ塵埃を蓄えるダストケース10と、塵埃を吸引する吸口13と、走行輪5と、電力を供給する電池17を有し、自律走行して部屋を清掃する自走式掃除機1において、吸口13進行方向側の縁に部分的に設けられた前縁溝26と、吸口13の少なくとも一方の長手方向の端部に設けられた側方溝27と、周囲の物体までの距離を検出する距離センサ6と、を備え、距離センサ6の出力に基づいて側方溝27を部屋の壁に向けるように走行輪5を駆動して走行する。
【選択図】図1
【解決手段】塵埃を吸込む吸引ファン9と、ファンモータ8と、吸込んだ塵埃を蓄えるダストケース10と、塵埃を吸引する吸口13と、走行輪5と、電力を供給する電池17を有し、自律走行して部屋を清掃する自走式掃除機1において、吸口13進行方向側の縁に部分的に設けられた前縁溝26と、吸口13の少なくとも一方の長手方向の端部に設けられた側方溝27と、周囲の物体までの距離を検出する距離センサ6と、を備え、距離センサ6の出力に基づいて側方溝27を部屋の壁に向けるように走行輪5を駆動して走行する。
【選択図】図1
Description
本発明は自律走行しながら掃除を行う自走式掃除機に関するものである。
自走式に限らず掃除機は従来、壁際にある塵埃の吸残しを低減することを求められてきた。現在、自走式ではない通常の掃除機においては壁際の塵埃を吸引しようとする場合には、塵埃を吸い易い方向に吸口を操作したり、また吸口を壁際の塵埃を吸引するのに適した形状のものに交換したりすることなどによって対応している。
また、自走式掃除機では、塵埃を吸込む吸口を本体に対して変位可能とする機構を設け、自走式掃除機を壁等に沿って走行させながら、吸口を壁に近づける方向に変位させることによって壁際の塵埃の吸残しを低減することが知られ、例えば、特許文献1に記載されている。
上記従来技術においては、吸口を可動とするために部品点数が増えて、機構が複雑になり自走式掃除機本体が大型化したり、重量が増加したりしていた。特に、家庭用の自走式掃除機は使用環境に住宅内を想定しており、大型化や重量の増加は使い勝手の面で好ましくない。
また、可動部が大きく変位する構造を実現するために吸引する空気流路途中に摺動部を設けざるを得なく、気密の確保の点で信頼性を確保することが困難であった。
本発明は、複雑な機構を用いずに高い信頼性を確保して、壁際の塵埃の吸残しを低減することを目的とする。
また、可動部が大きく変位する構造を実現するために吸引する空気流路途中に摺動部を設けざるを得なく、気密の確保の点で信頼性を確保することが困難であった。
本発明は、複雑な機構を用いずに高い信頼性を確保して、壁際の塵埃の吸残しを低減することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、塵埃を吸込む風力を生じるための吸引ファンと、前記吸引ファンを駆動するファンモータと、吸込んだ塵埃を蓄えるダストケースと、床面に対向し走行方向に直行した方向に長い開口部であり塵埃を吸引する吸口と、走行輪と、前記走行輪を駆動する走行モータと、前記ファンモータおよび前記走行モータを制御するコントローラと、電力を供給する電池を有し、自律走行して部屋を清掃する自走式掃除機において、前記吸口の進行方向側の縁に部分的に設けられた前縁溝と、前記吸口の少なくとも一方の長手方向の端部に設けられた側方溝と、周囲の物体までの距離を検出する距離センサと、を備え、前記距離センサの出力に基づいて前記側方溝を前記部屋の壁に向けるように前記走行輪を駆動して走行するものである。
本発明によれば、信頼性の高い機構で壁際における集塵能力を高めることが可能となる。また、ダストケースに効率良く塵埃を蓄えることができ、電力の消費を抑制することができる。
以下、図を参照して一実施の形態を詳細に説明する。
自走式掃除機1は自律的に室内を移動しながら床上の塵埃を吸引して掃除をする機器である。自走式掃除機1を上方から見た場合の内部構造図を示したのが図1である。図1において、自走式掃除機1の主な進行方向は紙面上側である。また、図2に進行方向を紙面右方向とした場合の自走式掃除機1の内部構造を示した図を示す。自走式掃除機1の右斜め前方上側からの外観を示したものが図3である。自走式掃除機1の右斜め前方下側からの外観を示したのが図4である。
自走式掃除機1は自律的に室内を移動しながら床上の塵埃を吸引して掃除をする機器である。自走式掃除機1を上方から見た場合の内部構造図を示したのが図1である。図1において、自走式掃除機1の主な進行方向は紙面上側である。また、図2に進行方向を紙面右方向とした場合の自走式掃除機1の内部構造を示した図を示す。自走式掃除機1の右斜め前方上側からの外観を示したものが図3である。自走式掃除機1の右斜め前方下側からの外観を示したのが図4である。
図1に示すように、自走式掃除機1の全体を上方から見ると、ほぼ円形となっている。また、自走式掃除機1の内部には充電可能な蓄電池17を有しており、蓄電池17が動作に必要なエネルギーを各部に供給する。
自走式掃除機1は各部を支持するためのベース2を有している。ベース2には移動のために左右一対の走行輪5が取り付けられている。走行輪5は、それぞれ減速機4を介して走行輪5を駆動するための動力を供給する走行モータ3と機械的に結合されており、走行モータ3を回転させると走行輪5が回転し自走式掃除機1が走行する。
自走式掃除機1は各部を支持するためのベース2を有している。ベース2には移動のために左右一対の走行輪5が取り付けられている。走行輪5は、それぞれ減速機4を介して走行輪5を駆動するための動力を供給する走行モータ3と機械的に結合されており、走行モータ3を回転させると走行輪5が回転し自走式掃除機1が走行する。
2つの走行輪5a,5bは左右対称に取り付けられ、その回転軸は、ほぼ同一直線上にある。また、走行輪5の回転軸は、上方から見ると本体を前後にほぼ二等分する位置になっている。二つの走行輪5が以上のような位置にあるため、左右各々の走行輪5を反対方向に同じ回転速度で回転させることによって、自走式掃除機1は、その場で旋回することが可能である。さらに自走式掃除機1は上方から見た形状がほぼ円形であり、その場で旋回するときに障害物等に引っ掛かりを生じることがなく、周辺に障害物や壁などがあっても自在に旋回可能である。
2個の走行モータ3には、図示しないが各々エンコーダ23が取り付けられており走行モータ3の回転量を検出する。エンコーダ23が検出するモータ3の回転量を、コントローラ19で演算しその演算結果に基づいて、走行モータ3の印加電圧にフィードバックを掛けることによって、走行モータ3の回転速度および回転量を制御する。走行輪5および減速機4は図示しないばね構造によってベース2に支持されており、高さが可変となっている。ばね構造によって、走行輪5は走行する床面に常に押し付けられており、走行輪5と走行する床面の間に摩擦力を常時確保可能となっている。
ベース2の床に向いた面には、従動輪18が4個付いており、自走式掃除機1が走行する際に働く床面とベース2との間の摩擦抵抗を低減するようになっている。
ベース2の床に向いた面には塵埃を吸引するための吸口13が開けられており、吸口
13の内部には回転ブラシ14が取り付けられている。回転ブラシ14は歯付きベルト
16を介して回転ブラシモータ15と機械的に結合されており、回転ブラシモータ15が駆動されると回転ブラシ14が回転するようになっている。回転ブラシ14を回転させることにより、床上の塵埃を掻き上げて吸引しやすくする。
ベース2にはダストケース10が取り付けられており、ダストケース10内部の空間は風路12を介して吸口13内部の空間と繋がっている。さらに、ベース2にはファンモータ8が搭載されており、ファンモータ8の回転軸には、送風のためのファン9が取り付けられている。ファン9の空気の流路入り口はダストケース10に接続しており、ダストケース10のファン9の流路入り口との接続部には、塵埃と空気を分離するためのフィルタ11が取り付けられている。この構造により、ファンモータ8が回転すると自走式掃除機1は、吸口13より空気とともに床上の塵埃を吸引して、吸引した塵埃をダストケース
10内に蓄える。
13の内部には回転ブラシ14が取り付けられている。回転ブラシ14は歯付きベルト
16を介して回転ブラシモータ15と機械的に結合されており、回転ブラシモータ15が駆動されると回転ブラシ14が回転するようになっている。回転ブラシ14を回転させることにより、床上の塵埃を掻き上げて吸引しやすくする。
ベース2にはダストケース10が取り付けられており、ダストケース10内部の空間は風路12を介して吸口13内部の空間と繋がっている。さらに、ベース2にはファンモータ8が搭載されており、ファンモータ8の回転軸には、送風のためのファン9が取り付けられている。ファン9の空気の流路入り口はダストケース10に接続しており、ダストケース10のファン9の流路入り口との接続部には、塵埃と空気を分離するためのフィルタ11が取り付けられている。この構造により、ファンモータ8が回転すると自走式掃除機1は、吸口13より空気とともに床上の塵埃を吸引して、吸引した塵埃をダストケース
10内に蓄える。
図4に示すように、吸口13の床に向いた面の進行方向側の縁には部分的に前縁溝26が設けられている。さらに、吸口13の床に向いた面の進行方向右側の縁にも側方溝27が設けられている。前縁溝26は弁28で開閉可能になっている。弁28は図2に示すようにレバー36の一端をなしており、レバー36は進行方向に対して左右方向の軸に対して回転自由にベース2上に支持されている。レバー36の前縁溝26と反対側の端は弁アクチュエータ29に結合されている。弁アクチュエータ29はベース2上に固定されている。弁アクチュエータ29は内蔵した図示しないモータとねじ機構からなり、レバー36を変位させる。通常時、レバー36は36αの位置にあり、前縁溝26は開いた状態になっている。
図4の示す自走式掃除機1の下面の外観は、前縁溝26が開いた状態である。弁アクチュエータ29を駆動することによって、レバー36を36αの位置から36βの位置までの範囲で変位させることができる。レバー36が36βの位置まで変位した状態では、弁28の先端が吸口13の縁部の床に向いた面とほぼ同一の面上に移動し、前縁溝26を塞ぐ。
弁28を開いてファンモータ8を駆動した状態での吸口13内部の空気の流れを示したのが図5(a)である。吸口13外部からの空気の流入は前縁溝26の部分で主に発生し、吸口13から外部への空気の流出は風路12からダストケース10に入る流れが主となっている。前縁溝26によって、吸口13内部の空気の流速分布は吸口13の幅のほぼ全体で塵芥が吸引できるように均一化されて適正化される。また、側方溝の部分からも吸口13内部に空気が流入し、吸口13の右端からも若干ではあるが塵埃を吸込む。
弁駆動アクチュエータ29を駆動して、弁28が閉じられた状態になった時、吸口13内部の空気の流れを示したのが図5(b)である。吸口前方の前縁溝26は弁28によって塞がれているために、吸口13内の空気の流れは、主に進行方向右側の縁にある側方溝から流入する空気に支配される。つまり、側方溝以外の部分からは吸口13内部に空気が流入しにくいため、ファンモータ8の出力が同等でも、弁28が開いた状態の時よりも、側方溝の部分を流れる空気の流速が大きくなる。このため、弁28が閉じた状態では側方溝から塵埃を吸込む能力が向上する。特に、この弁28を閉じた状態でファンモータ8を駆動しながら、自走式掃除機1の右側を壁に向けた状態で、壁に沿って走行させると、弁28を開いた通常の状態よりも、より壁近くの塵埃の吸残しが少なくなる。
吸口13内には図示しない圧力センサ37が取り付けられており、吸引による吸口13内の負圧を検出する。吸口13内の負圧が過剰に増大すると、吸口13が掃除をする床面に張り付く力が大きくなるため、自走式掃除機1を移動するために十分な摩擦力を走行輪5と床面の間に得られなくなり走行に支障をきたす。これを防止するために、圧力センサ37で検出される吸口13内の負圧が所定の値を超えると、弁駆動アクチュエータ29を駆動して、弁28の開度を上げる。これによって、吸口13内の負圧が下がり、適正な範囲に吸口13内の負圧を保持することが可能となる。その結果、自走式掃除機1の走行に支障をきたすことはなくなる。
吸口13内の過剰な負圧を低減するには、他にファンモータ8に供給する電力を減らす方法もあるが、この方法では自走式掃除機1の吸引による風量が減ってしまい集塵性能が低下してしまう。しかし、本例では、弁28の開度を上げることによって自走式掃除機1の吸引による風量は増大するため集塵性能が向上する。
吸口13内の過剰な負圧を低減するには、他にファンモータ8に供給する電力を減らす方法もあるが、この方法では自走式掃除機1の吸引による風量が減ってしまい集塵性能が低下してしまう。しかし、本例では、弁28の開度を上げることによって自走式掃除機1の吸引による風量は増大するため集塵性能が向上する。
吸口13内部の空間とダストケース10内の空間を繋ぐ風路12は左右対称な位置ではなく、吸口13の開口部幅の1/4から1/8、望ましくは1/6程度右側に寄った位置に配置されている。このことによって、ファンモータ8を駆動したときの吸口13吸引圧力が吸口13の右側で大きくなり、特に弁28を閉じた状態での側方溝からの吸引力の増大に効果がある。
ダストケース10内部では風路12との境界部分からファン9との境界部分へ流れる空気の流れができるが、風路12を右側に寄せることによってダストケース10内部の空気の流れがよどむ部分が少なくなる。ダストケース内10に空気の流れがよどむ部分があると、その部分では有効に塵埃を蓄えることができないが、上記の風路12の配置により有効に塵埃を蓄えることが可能になる。
ダストケース10内に、吸引した塵埃を有効に蓄えるだけであれば、必ずしも側方溝と風路12を同じ方向に配置する必要はなく、例えば側方溝を右側に設けつつ風路12を左側にオフセットして設けても良い。
ダストケース10内に、吸引した塵埃を有効に蓄えるだけであれば、必ずしも側方溝と風路12を同じ方向に配置する必要はなく、例えば側方溝を右側に設けつつ風路12を左側にオフセットして設けても良い。
自走式掃除機1は赤外線の反射によって自走式掃除機1の周辺の物体までの距離を検出する距離センサ6を備えている。距離センサ6は進行方向の物体までの距離を検出する前方距離センサ6a,進行方向に向かって前方右側の物体までの距離を検出する右側距離センサ6b,進行方向に向かって前方左側の物体までの距離を検出する左側距離センサ6c、および、進行方向右側の物体までの距離を検出する右端距離センサ6dの4個がある。距離センサ6の検出に赤外線を用いているが、超音波の反射によって周辺物体までの距離を測るセンサなど他の方式によって距離を測定可能なセンサを使用しても良い。
自走式掃除機1の前側にはバンパ7が取り付けられている。バンパ7はバンパ支持リンク20によって天地方向には動かないが、水平方向と鉛直軸周りには可動なように支持されている。さらに、バンパ7は一対のサスペンション21によって前方に付勢されている。バンパ7はサスペンション21によって付勢されることによって、外力を受けない限りサスペンション21の伸びる限界の位置に保持される。バンパ7が外側から押されるとサスペンション21が縮み、またバンパ支持リンク20が変形してバンパ7が変位する。バンパ支持リンク20が変形すると、図示しないバンパ変位検出センサ22がバンパ支持リンク20の変形を検出することによって、バンパ7が外力を受けたことを検出することができる。バンパ変位検出センサ22はフォトインタラプタなどの光学的な手法によってバンパ支持リンク20の変形を検出することによって実現することが耐久性の点から望ましい。このような構造によって、自走式掃除機1が走行中にバンパ7が障害物や壁などに接触した場合には、接触を検知することが可能になっている。
自走式掃除機1が壁に沿って走行するときには、次のようにして行う。
自走式掃除機1が走行中に壁に接近すると距離センサ6a,6b,6c,6dのいずれかによって壁を検出する。自走式掃除機1は検出した壁までの距離が所定の値以下となると一旦停止する。次に、その場で旋回することにより、自走式掃除機1の右端を壁に正対させる。このとき、右端を正対させるためには、旋回中に右端距離センサ6dの検出距離が極小となる方向を向けばよい。次に、自走式掃除機1は壁とほぼ一定の距離を保ちながら前進を開始する。その際、コントローラ19は前方右側の壁までの距離を距離センサ
6bで測定しながら走行し、自走式掃除機1の右端と壁までの距離が一定になる走行経路をとるように進行方向を決定し、左右の走行モータ3a,3bの回転速度を決定する。
自走式掃除機1が走行中に壁に接近すると距離センサ6a,6b,6c,6dのいずれかによって壁を検出する。自走式掃除機1は検出した壁までの距離が所定の値以下となると一旦停止する。次に、その場で旋回することにより、自走式掃除機1の右端を壁に正対させる。このとき、右端を正対させるためには、旋回中に右端距離センサ6dの検出距離が極小となる方向を向けばよい。次に、自走式掃除機1は壁とほぼ一定の距離を保ちながら前進を開始する。その際、コントローラ19は前方右側の壁までの距離を距離センサ
6bで測定しながら走行し、自走式掃除機1の右端と壁までの距離が一定になる走行経路をとるように進行方向を決定し、左右の走行モータ3a,3bの回転速度を決定する。
自走式掃除機1の上側の面には操作ボタン25が配置されており、使用者はこれらを操作することによって、自走式掃除機1の動作開始や停止,動作モードの選択などが可能になっている。
自走式掃除機1は各部の情報を受けて、動作を制御するコントローラ19を有している。コントローラ19を含む、自走式掃除機の制御ブロック図が図6である。コントローラ19は情報を記憶するメモリ34と、外部からの情報およびメモリ34から読み出した情報に演算処理を加えて、メモリ34またはコントローラ19の外部に情報を出力する演算処理部35を持っている。距離センサ6から受ける自走式掃除機1の周辺の物体までの距離の情報,バンパ変位検出センサ22から受ける自走式掃除機1に障害物等が接触しているか否かの情報,エンコーダ23より受ける走行モータ3の回転量の情報,圧力センサ
37より受ける吸口13内の負圧の情報、および操作ボタン25が押されているかどうかの情報がコントローラ19の入力である。また、コントローラ19は、走行モータ3に印加する電圧指令値を走行モータドライバ30に、回転ブラシモータに印加する電圧指令値を回転ブラシモータドライバ31に、ファンモータ8に印加する電圧指令値をファンモータドライバ32に、弁駆動アクチュエータ29の駆動指令を弁駆動アクチュエータドライバ
33に出力する。
自走式掃除機1は各部の情報を受けて、動作を制御するコントローラ19を有している。コントローラ19を含む、自走式掃除機の制御ブロック図が図6である。コントローラ19は情報を記憶するメモリ34と、外部からの情報およびメモリ34から読み出した情報に演算処理を加えて、メモリ34またはコントローラ19の外部に情報を出力する演算処理部35を持っている。距離センサ6から受ける自走式掃除機1の周辺の物体までの距離の情報,バンパ変位検出センサ22から受ける自走式掃除機1に障害物等が接触しているか否かの情報,エンコーダ23より受ける走行モータ3の回転量の情報,圧力センサ
37より受ける吸口13内の負圧の情報、および操作ボタン25が押されているかどうかの情報がコントローラ19の入力である。また、コントローラ19は、走行モータ3に印加する電圧指令値を走行モータドライバ30に、回転ブラシモータに印加する電圧指令値を回転ブラシモータドライバ31に、ファンモータ8に印加する電圧指令値をファンモータドライバ32に、弁駆動アクチュエータ29の駆動指令を弁駆動アクチュエータドライバ
33に出力する。
自走式掃除機1の一連の動作を説明する。
自走式掃除機1は使用者が操作ボタン25を押すことによって自律動作を開始する。自走式掃除機1は自律動作を開始すると、ファンモータ8および回転ブラシモータ15を駆動することによって吸引を開始する。次に図7(a)に示すように、掃除をする部屋100の外壁101に沿って一周する。一周する方向は外壁101が自走式掃除機1の進行方向右側となる方向、すなわち、全体としては反時計回りの方向である。また、弁駆動アクチュエータ29を駆動して吸口13前縁部の前縁溝26を閉じることと、ファンモータ8の入力を増やすことによって、壁際の塵埃を集塵する能力を高める。
外壁101に沿って一周する動作の際、コントローラ19はエンコーダ23の出力する走行モータ3の回転量より、自走式掃除機1の位置を演算するとともに、自走式掃除機1の位置の履歴を走行経路としてメモリ34に逐次記憶する。同時に演算した自走式掃除機1の位置と、距離センサ6が測定した外壁101までの距離の情報から、外壁101の存在する位置も逐次演算してメモリ34上に記憶する。
自走式掃除機1は使用者が操作ボタン25を押すことによって自律動作を開始する。自走式掃除機1は自律動作を開始すると、ファンモータ8および回転ブラシモータ15を駆動することによって吸引を開始する。次に図7(a)に示すように、掃除をする部屋100の外壁101に沿って一周する。一周する方向は外壁101が自走式掃除機1の進行方向右側となる方向、すなわち、全体としては反時計回りの方向である。また、弁駆動アクチュエータ29を駆動して吸口13前縁部の前縁溝26を閉じることと、ファンモータ8の入力を増やすことによって、壁際の塵埃を集塵する能力を高める。
外壁101に沿って一周する動作の際、コントローラ19はエンコーダ23の出力する走行モータ3の回転量より、自走式掃除機1の位置を演算するとともに、自走式掃除機1の位置の履歴を走行経路としてメモリ34に逐次記憶する。同時に演算した自走式掃除機1の位置と、距離センサ6が測定した外壁101までの距離の情報から、外壁101の存在する位置も逐次演算してメモリ34上に記憶する。
外壁に沿った一周動作が終了すると、外壁101の側の掃除が完了するとともに、部屋100の輪郭がメモリ34上に記憶される。記憶した部屋100の輪郭から、メモリ34上に部屋100のマップ104を形成する。マップ104は二次元のマトリクスであり、マトリクスの要素一つが一辺5センチメートルの正方形領域の属性を表現する。マトリクスの要素に与えられる属性としては、掃除済み領域,未到達領域,外壁領域,内部障害物領域の4種類がある。
自走式掃除機1が部屋100の一周を終えた時点で、メモリ34に記憶した部屋100の輪郭外部に相当するマトリクスの要素に外壁領域属性を付与し、記憶した自走式掃除機1の走行経路から掃除済み領域を演算して該当する領域に相当するマトリクスの要素に掃除済み領域の属性を付与する。それ以外のマトリクスの要素には未到達領域の属性を付与する。メモリ34内部のマップ104は図8(a)に示す状態となっている。
次に、自走式掃除機1は図7(b)に示すように、部屋100内の掃除がされていない領域の掃除を開始する。弁駆動アクチュエータ29を駆動して弁28を開放し、吸口13全体で集塵効率が高まる状態で掃除を行う。また、ファンモータ8の入力を通常レベルに戻す。
自走式掃除機1は外壁101に当たるとターンするアルゴリズムで、ジグザグ状の軌跡を取りながら掃除をすすめる。このとき、自走式掃除機1が通過した場所に相当するマップ104のマトリクス要素に掃除済み領域属性を書き込みながら掃除を進める(図8(b)参照)。
自走式掃除機1は外壁101に当たるとターンするアルゴリズムで、ジグザグ状の軌跡を取りながら掃除をすすめる。このとき、自走式掃除機1が通過した場所に相当するマップ104のマトリクス要素に掃除済み領域属性を書き込みながら掃除を進める(図8(b)参照)。
自走式掃除機1が掃除を進行させていく途中で、距離センサ6または、バンパ7に対する接触によって、マップ104上の未到達領域に相当する位置に障害物102の存在を検出した場合は、検出した障害物102を自走式掃除機1の右手に見るようにして、障害物102の側面に沿って周囲を一周する(図7(b)参照)。このとき弁駆動アクチュエータ29を駆動して弁28を閉じるとともに、ファンモータの入力を高めた状態で清掃を行う。マップ104上には自走式掃除機1の走行経路および距離センサ6の出力に基づいて、障害物102の外縁の形状がマップ104上に障害物領域属性として記録される。
物体の周囲の一周を終了すると、マップ104上には障害物領域属性を持つ領域で囲まれた未到達領域属性の要素が形成されるが、これらの未到達領域属性をもつマトリクス要素を障害物領域属性に変更する。このときのマップ104の状態を表したのが図8(b)である。
物体の周囲の一周を終了すると、マップ104上には障害物領域属性を持つ領域で囲まれた未到達領域属性の要素が形成されるが、これらの未到達領域属性をもつマトリクス要素を障害物領域属性に変更する。このときのマップ104の状態を表したのが図8(b)である。
次に、再び弁28を開放してファンモータ8の入力を通常のレベルに戻し、図7(c)に示すように、自走式掃除機1は部屋100に残されている未到達領域を、ジグザグ状の軌跡を取りながら掃除をする動作の続きを行う。このときも自走式掃除機1が通過した領域に相当するマップ104のマトリクス要素を掃除済み領域に変更していく。再びマップ104上で、それまでに未到達領域の属性を持っている場所に距離センサ6またはバンパ7によって障害物を検出した場合には、自走式掃除機1は再び弁28を閉じてファンモータ8の入力を高め、障害物を右手に見るように周囲を一周する。それが終わると弁28を開放するとともにファンモータ8の入力を通常レベルに戻して、再度ジグザグ軌跡を取りながら、残された未到達領域を清掃するという手順を繰り返す。
自走式掃除機1が図7(c)に示す動作を終了して、部屋100の端まで到達し、それ以上ジグザグ状の軌跡によって進行することが出来なくなると、コントローラ19は、マップ104上の未到達領域を検索する。マップ104は図8(c)に示すように、未到達領域が残されている状況である。コントローラ19が、マップ104上に未到達領域を検出すると自走式掃除機1は、図7(d)に示すように、残された未到達領域に移動し、再びジグザグ状の軌跡を取りながら清掃を行う。この未清掃領域の清掃が完了すると、再びマップ104上の未到達領域を検索する。未到達領域が存在すれば移動して掃除を行うが、未到達領域が存在しなければ自走式掃除機1は動作を終了する。マップ104の状態は図8(d)に示すように未到達領域が存在していないので、自走式掃除機1は動作を終了する。
以上のように自走式掃除機1が動作すると、外壁および部屋内の障害物における縁の全ての部分について自走式掃除機1の右側を向けて走行したことになる。自走式掃除機1は吸口13の右端からの吸引能力が強いため、特に塵埃が溜まり易い壁際や障害物のそばの床をより効率的に掃除をすることができる。
自走式掃除機1の動作として次のような動作も可能である。
自走式掃除機1は、上記の例と同様に動作の最初に部屋100の外壁101に沿って一周するが、その際に外壁101の直近を通らず、外壁101に接触しづらいよう距離センサ6が外壁101を検出可能な距離の範囲で離れて一周を行う。このときファンモータ8は駆動しない。
自走式掃除機1は、上記の例と同様に動作の最初に部屋100の外壁101に沿って一周するが、その際に外壁101の直近を通らず、外壁101に接触しづらいよう距離センサ6が外壁101を検出可能な距離の範囲で離れて一周を行う。このときファンモータ8は駆動しない。
この動作によって部屋100の形状はマップ104上に記録されるので、あとは上記の例と同様に部屋100内部の掃除を行う。そして、部屋100内部の掃除が終わると、外壁101に沿って一周して壁際の掃除を行う。このとき弁28を閉じるとともにファンモータ8の入力を高めて壁際の塵埃に対する集塵能力を高める。
この動作では、最初の一周では外壁101から離れた位置を自走式掃除機1が走行するため、自走式掃除機1がより高速で走行しても外壁101に接触する可能性が低く、外壁101の形状の把握に特化しており確実な集塵のためにゆっくりとした速度で走行する必要がない。そのため最初の一周では、自走式掃除機1の走行速度を高めることができる。その結果として、自走式掃除機1は迅速に部屋100の形状を把握して部屋100の内部空間の掃除に取り掛かることができる。
家庭内の環境では外壁101の直近には電気製品の電源コードなどが多数存在することがあるため、自走式掃除機1が外壁101の直近を走行すると、電源コードなどの上に乗り上げてスタックしてしまい、動作を継続できなくなる可能性がある。この場合、掃除すべき範囲の大部分を占める部屋100の内部を掃除できないまま自走式掃除機1の動作を停止せざるを得ない。しかし、最初の一周で外壁101の直近を通らないことで、自走式掃除機1が電気コードなどに乗り上げて停止するリスクが軽減できるので確実に部屋100の内部の掃除にとりかかることができる。その結果掃除すべき領域の大部分を占める部屋100の内部領域の掃除を完了できる確実性が上がる。
自走式掃除機1が掃除を行うと幾許かの排気が生じ、それが塵埃を巻き上げ、舞い上がった塵埃が壁際に溜まりやすいが、最後に外壁101に沿って自走式掃除機1が一周して掃除を行うことにより、外壁101のそばに残る塵埃を少なくすることが可能である。さらに、外壁101の形状は最初の一周と部屋100の内部領域を掃除したために既知となっているために、自走式掃除機1が外壁101のより近くに寄っても、予め進む先の外壁101の形状や、外壁101の近くにある障害物の位置・形状が予想可能であるため、確実かつ容易に回避できるという利点が生じる。また、最初の一周でファンモータ8を駆動しないことは電力の消費を押さえ、駆動時間を長くすることができるという利点が生じる。
なお、部屋100の内部の領域を掃除する際にジグザグ状の軌跡を取るアルゴリズムを用いているが、他のアルゴリズムを用いて部屋100の内部の領域を掃除しても同様な効果が得られる。例えば、次のような動作が考えられる。最初の一周で部屋100の形状・広さを把握する。次に自走式掃除機1の前方の所定距離内に、壁や障害物を距離センサ6で検出したら、ランダムに決定した角度だけ旋回して直進することを繰り返すことで部屋100の内部の領域の掃除を行う。この動作を、最初の一周で把握した部屋の形状・広さに基づいて決定した時間が経過したら終了し、次に外壁101に沿って走行しつつ掃除を行い、外壁101の直近の掃除を行う。
以上のような方法によっても、部屋100の掃除をすべき範囲のうち大部分を占める内部の領域の掃除を確実に行うことができ、外壁101の直近に吸残した塵埃を少なくすることができるという効果が得られる。この場合には部屋100の内部領域すべての部分について掃除を終了したという保証が得られないが、動作アルゴリズムが簡便なため、コントローラ19等を簡略化できるという利点がある。
以上のような方法によっても、部屋100の掃除をすべき範囲のうち大部分を占める内部の領域の掃除を確実に行うことができ、外壁101の直近に吸残した塵埃を少なくすることができるという効果が得られる。この場合には部屋100の内部領域すべての部分について掃除を終了したという保証が得られないが、動作アルゴリズムが簡便なため、コントローラ19等を簡略化できるという利点がある。
また、実施例の自走式掃除機1に吸口13側方の側方溝を開閉する弁38を追加してもよい。弁38は弁28と同様の機構で開閉されるものであり、壁際を掃除するときには弁38を開き、それ以外の時には弁38を閉じるようにすれば、吸口13内の空気の流れをさらに吸引に好適なものとすることができる。
1…自走式掃除機、2…ベース、3…走行モータ、4…減速機、5…走行輪、6…距離センサ、7…バンパ、8…ファンモータ、9…吸引ファン、10…ダストケース、11…フィルタ、12…風路、13…吸口、14…回転ブラシ、15…回転ブラシモータ、17…蓄電池、19…コントローラ、23…エンコーダ、24…操作パネル、25…操作ボタン、26…前縁溝、27…側方溝、34…メモリ、37…圧力センサ、38…弁、100…部屋、101…外壁、102…障害物、103…未到達領域、104…マップ。
Claims (5)
- 塵埃を吸込む風力を生じるための吸引ファンと、前記吸引ファンを駆動するファンモータと、吸込んだ塵埃を蓄えるダストケースと、床面に対向し走行方向に直行した方向に長い開口部であり塵埃を吸引する吸口と、走行輪と、前記走行輪を駆動する走行モータと、前記ファンモータおよび前記走行モータを制御するコントローラと、電力を供給する電池を有し、自律走行して部屋を清掃する自走式掃除機において、
前記吸口の進行方向側の縁に部分的に設けられた前縁溝と、
前記吸口の少なくとも一方の長手方向の端部に設けられた側方溝と、
周囲の物体までの距離を検出する距離センサと、
を備え、前記距離センサの出力に基づいて前記側方溝を前記部屋の壁に向けるように前記走行輪を駆動して走行することを特徴とすることを特徴とする自走式掃除機。 - 請求項1に記載のものにおいて、前記前縁溝を開閉する弁を設け、前記側方溝を前記部屋の壁に向けて走行する場合、前記前縁溝を閉じることを特徴とする自走式掃除機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記吸口内の負圧を検出する圧力センサを備え、該圧力センサの出力に関連して前記前縁溝の開閉を行うことを特徴とする自走式掃除機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記吸口から風路を介して繋がれたダストケースを備え、前記風路は前記吸口の中央から開口部幅の1/4から1/8だけ前記側方溝の側へ配置されていることを特徴とする自走式掃除機。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記部屋の外壁に沿って一周する動作を行ってから前記部屋の内部を掃除することを特徴とする自走式掃除機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006166805A JP2007330567A (ja) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | 自走式掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006166805A JP2007330567A (ja) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | 自走式掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007330567A true JP2007330567A (ja) | 2007-12-27 |
Family
ID=38930590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006166805A Withdrawn JP2007330567A (ja) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | 自走式掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007330567A (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009265941A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 自律移動装置 |
JP2011056123A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Duskin Co Ltd | 掃除ロボット及びそれを用いた掃除方法 |
JP2011161205A (ja) * | 2010-02-11 | 2011-08-25 | Chengxiang Yan | 薄型自動清掃装置 |
CN102188187A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-21 | 燕成祥 | 薄型自动清洁装置 |
WO2014162782A1 (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | シャープ株式会社 | 自走式掃除機 |
WO2016027772A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 株式会社東芝 | 電気掃除機 |
JP2016206876A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | Cyberdyne株式会社 | 自律移動体の走行経路教示システムおよび走行経路教示方法 |
JP2018061529A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
US10152062B2 (en) | 2010-12-30 | 2018-12-11 | Irobot Corporation | Coverage robot navigating |
US10201261B2 (en) | 2014-04-22 | 2019-02-12 | Toshiba Lifestyle Products & Services Corporation | Autonomous traveling body |
CN110250987A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-09-20 | 郑州邦浩电子科技有限公司 | 具有到边检测功能的擦窗机器人 |
JP2020099734A (ja) * | 2018-09-25 | 2020-07-02 | みこらった株式会社 | 電気掃除装置及び電気掃除装置用のプログラム |
JP2020124508A (ja) * | 2013-01-18 | 2020-08-20 | アイロボット・コーポレーション | 清掃ロボットを動作させるコンピュータ実施される方法 |
CN111093451B (zh) * | 2017-09-04 | 2021-11-02 | 千叶工业大学 | 自走式扫除机 |
WO2022004385A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム |
CN114158982A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 添可智能科技有限公司 | 清洁方法和清洁设备 |
US11648685B2 (en) | 2013-01-18 | 2023-05-16 | Irobot Corporation | Mobile robot providing environmental mapping for household environmental control |
EP4343480A1 (de) * | 2022-09-21 | 2024-03-27 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Selbsttätig verfahrbares bodenbearbeitungsgerät mit einer hindernisdetektionseinrichtung aufweisend einen stossfänger und mindestens einen stosssensor |
-
2006
- 2006-06-16 JP JP2006166805A patent/JP2007330567A/ja not_active Withdrawn
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009265941A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 自律移動装置 |
JP2011056123A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Duskin Co Ltd | 掃除ロボット及びそれを用いた掃除方法 |
JP2011161205A (ja) * | 2010-02-11 | 2011-08-25 | Chengxiang Yan | 薄型自動清掃装置 |
CN102188187A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-21 | 燕成祥 | 薄型自动清洁装置 |
US11157015B2 (en) | 2010-12-30 | 2021-10-26 | Irobot Corporation | Coverage robot navigating |
US10152062B2 (en) | 2010-12-30 | 2018-12-11 | Irobot Corporation | Coverage robot navigating |
JP2020124508A (ja) * | 2013-01-18 | 2020-08-20 | アイロボット・コーポレーション | 清掃ロボットを動作させるコンピュータ実施される方法 |
US11648685B2 (en) | 2013-01-18 | 2023-05-16 | Irobot Corporation | Mobile robot providing environmental mapping for household environmental control |
WO2014162782A1 (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | シャープ株式会社 | 自走式掃除機 |
CN105072966A (zh) * | 2013-04-04 | 2015-11-18 | 夏普株式会社 | 自走式吸尘器 |
JP2014200449A (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | シャープ株式会社 | 自走式掃除機 |
US10201261B2 (en) | 2014-04-22 | 2019-02-12 | Toshiba Lifestyle Products & Services Corporation | Autonomous traveling body |
CN106793902A (zh) * | 2014-08-20 | 2017-05-31 | 东芝生活电器株式会社 | 电动吸尘器 |
KR101832076B1 (ko) | 2014-08-20 | 2018-02-23 | 도시바 라이프스타일 가부시키가이샤 | 전기청소기 |
JP2016042937A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | 電気掃除機 |
EP3184012A4 (en) * | 2014-08-20 | 2018-05-23 | Toshiba Lifestyle Products & Services Corporation | Electric vacuum cleaner |
WO2016027772A1 (ja) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 株式会社東芝 | 電気掃除機 |
US10398273B2 (en) | 2014-08-20 | 2019-09-03 | Toshiba Lifestyle Products & Services Corporation | Vacuum cleaner |
JP2016206876A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | Cyberdyne株式会社 | 自律移動体の走行経路教示システムおよび走行経路教示方法 |
JP2018061529A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
CN111093451B (zh) * | 2017-09-04 | 2021-11-02 | 千叶工业大学 | 自走式扫除机 |
JP2020099734A (ja) * | 2018-09-25 | 2020-07-02 | みこらった株式会社 | 電気掃除装置及び電気掃除装置用のプログラム |
CN110250987B (zh) * | 2019-07-24 | 2021-01-29 | 郑州邦浩电子科技有限公司 | 具有到边检测功能的擦窗机器人 |
CN110250987A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-09-20 | 郑州邦浩电子科技有限公司 | 具有到边检测功能的擦窗机器人 |
WO2022004385A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム |
CN114158982A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 添可智能科技有限公司 | 清洁方法和清洁设备 |
EP4343480A1 (de) * | 2022-09-21 | 2024-03-27 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Selbsttätig verfahrbares bodenbearbeitungsgerät mit einer hindernisdetektionseinrichtung aufweisend einen stossfänger und mindestens einen stosssensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007330567A (ja) | 自走式掃除機 | |
AU2013203861B2 (en) | Method of controlling automatic cleaner | |
KR102426578B1 (ko) | 로봇청소기 및 그 제어방법 | |
KR102125334B1 (ko) | 로봇 청소기 및 그 제어방법 | |
RU2308214C1 (ru) | Способ движения робота-уборщика (варианты) | |
JP5957407B2 (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP5048663B2 (ja) | ロボット清掃装置 | |
JP6204080B2 (ja) | 電気掃除機 | |
JP5891736B2 (ja) | 自走式掃除機 | |
KR100807409B1 (ko) | 무게 중심이 편심된 구조의 청소로봇 | |
JPH07295636A (ja) | ロボット掃除機の走行制御装置およびその制御方法 | |
JP6757575B2 (ja) | 自走式掃除機 | |
KR20070107956A (ko) | 로봇청소기 | |
JP6154724B2 (ja) | 自律走行型掃除機の制御方法 | |
JP2017213009A (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP6927661B2 (ja) | 電気掃除機 | |
WO2018123321A1 (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP4813433B2 (ja) | 電気掃除機 | |
KR20150141979A (ko) | 돌출 측부 브러시를 구비하는 로봇 진공 청소기 | |
JP2020039454A (ja) | 電気掃除機 | |
JPH02241423A (ja) | 自走式掃除機 | |
JP6698610B2 (ja) | 自律走行型電気掃除機 | |
JP6509479B2 (ja) | 電気掃除機 | |
JP4190318B2 (ja) | 自走式掃除機 | |
KR101052108B1 (ko) | 진공 청소기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |