JP2010099365A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物を確実に検知して回避動作を安定に行い、壁沿い走行しながら清掃することができる自走式掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機本体を移動させる走行手段２，３と、清掃を行う清掃手段４，５，６と、障害物への接触を検知するバンパー１１と、掃除機本体１の内部に取り付けられた共振コイル８を有する発振回路３０、及び発振周波数の変化を検知する周波数検知回路３１を含む高周波処理部１３と、周波数検知回路３１及びバンパー１１の検知信号に基づいて走行手段を制御すると共に、清掃手段を制御して吸引清掃させる。バンパー１１と周波数検知回路３１の検知信号を基に回避動作を行なう場合、前方に検知した障害物の周りを掃除機本体１が小回りして迂回するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部屋内の障害物を回避しながら自律走行する自走式掃除機に関するものである。

従来、この種の自走式掃除機は、壁近傍のごみを取り残すことのないよう、壁までの距離を測定し、壁との距離を一定に保つように、この壁に沿って移動しながら清掃作業する（例えば、特許文献１参照）。

図６は特許文献１に記載された従来の自走式掃除機を示す構成図である。図６に示すように、自走式掃除機は、掃除機本体１０１を移動させる走行手段である駆動モータ１０９ａ及び走行輪１０９ｂと、清掃を行う清掃手段と、壁（障害物）までの距離を検出する測距手段１１０、１１１とを有し、清掃手段は清掃ノズル１１２と電動送風機１１４から構成されている。
特開２００４−４９５９４号公報

しかしながら、従来の自走式掃除機は、壁沿い走行モードで室内を走行するときに、次のような課題があった。図７および図８は従来の自走式掃除機が壁沿い走行モードで室内を移動する時の課題を説明するための図である。

図７において、１０１及び１０１ａは自走式掃除機の掃除機本体であり、室内を移動しながら床面を吸引清掃していく。この掃除機本体１０１ａは、壁１２１に向けられた状態でスタートした場合、壁１２１に対して所定距離まで近寄った後、壁１２１に平行になるまで左旋回する。このとき掃除機本体１０１の右側面に付けられた２つの測距手段１１５，１１６で壁１２１までの距離を測定し、壁１２１から２ｃｍ程度の所定距離を保って壁１２１と掃除機本体１０１の姿勢が平行になるように制御する。自走式掃除機は、掃除機本体１０１が壁１２１と平行になると清掃動作を始め、掃除機本体１０１右側面に付けられた測距手段１１５，１１６からの信号を検知して、壁１２１からの距離を所定距離に保ちながら部屋内を左回りに壁沿い走行する。

このように、掃除機本体１０１が前方の障害物に衝突する手前で前進方向を変更して回避動作することを非接触回避動作と称する。後述する接触回避動作は、掃除機本体１０１の前面に設けたバンパー（図示せず）が障害物に接触すると、その接触を検知したバンパーの検知信号に基づいて掃除機本体１０１が障害物を回避する動作のことを云う。その接触回避動作は、掃除機本体１０１が前進しているときに前方の障害物に衝突すると、一旦、掃除機本体１０１を所定距離ほど後退させて、掃除機本体１０１の前進方向を方向転換して前進を再開する。

自走式掃除機は、記憶回路（図示せず）を有しており、最初に壁沿い走行モードで掃除機本体１０１が壁沿いに一周することで、掃除する部屋の形状と大きさを検知し、次に、内部走行モードで部屋の内側を清掃するとき、部屋の中ほどに残った未清掃領域の座標値を記憶して検出することが可能になる。

自走式掃除機は、大きな家具や襖を、壁と同等の障害物として検知するため、壁沿い走行モードで動作するときには、掃除機本体１０１が壁１２１以外の大きな障害物に近付く
と、その大きな障害物から所定距離を保ちつつその障害物の周りを周回するように動作する。

しかし、掃除機本体１０１を単純に壁沿いに走行させようとしても、実際には以下のような問題が生じる。

テレビ台１２２の収納扉を壁１２１と同等の障害物とみなして動作し、掃除機本体１０１がテレビ台１２２の収納扉から所定距離を保つように近寄ろうとする。この時、テレビ台１２２の下部が出っ張っていると、掃除機本体１０１と収納扉との距離が所定距離になる前に掃除機本体１０１のバンパーがテレビ台１２２の下部に当たってしまい、非接触検知ができる可能範囲内まで接近することができず、壁沿い走行モードを継続できないという不都合があった。

図８は、その様な不都合がある動作を説明するための図であり、同図中の１３０は自走式掃除機の走行軌跡を示している。同図に示すように、壁沿い走行モードで掃除機本体１０１が走行している時に、テレビ台１２２の下部の出っ張りが掃除機本体１０１のバンパー（図示せず）に接触すると、バンパーの検知出力に基づいて回避動作しながらテレビ台１２２を通過する。この図８では、前述した接触回避動作を３回行ってテレビ台１２２を通過したことを表している。

その後、自走式掃除機は、壁沿い走行モードによる自律走行に戻って、掃除機本体１０１側面に設けられた測距手段１１５，１１６で壁１２１までの距離を所定距離に保ちつつ、掃除機本体１０１前面に設けられた測距手段１１０，１１１（図６を参照）で掃除機本体１０１前方の障害物までの距離を検知しながら壁沿いにソファ１２３まで進む。

そして、ソファ１２３の足１２８の横幅が小さいために、足１２３を測距手段１１０，１１１で非接触検出することができず、掃除機本体１０１を足１２８の手前で停止させてうまく非接触回避できない場合は、掃除機本体１０１前面のバンパーが足１２８と衝突する。そのバンパーが足１２８に衝突したことを検知すると、掃除機本体１０１を所定距離ほど後退させた後、前進方向を方向転換させてから再び掃除機本体１０１を前進させる。その結果、掃除機本体１０１が隣に在る足１２９まで達し、そこでも足１２９を非接触検出することができず、接触回避動作を行った結果、隣のテーブル１２４まで走行することが起こりうる。

また、壁沿い走行モードで、掃除機本体１０１を壁１２１に沿って走行させたいにも拘らず、壁１２１から離れてしまい、掃除機本体１０１が壁沿い走行を継続することができないという、問題があった。また、掃除機本体１０１がソファ１２３の下を通過しないために、掃除機本体１０１をソファ１２３の下を掃除できないという、問題があった。

即ち、自走式掃除機が走行するのを妨げる障害物が存在するにも拘らず、障害物の高さが低かったり横幅が小さかったりして、その障害物を非接触検知することができず、障害物と接触した時の回避動作が安定に行われないため、壁沿い走行モードによる走行が安定に行われないという、問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、障害物を確実に検知して回避動作を安定に行い、壁沿い走行しながら清掃することができる自走式掃除機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は、掃除機本体を移動させる
走行手段と、清掃を行う清掃手段と、前記掃除機本体前方の障害物に接触したことを検知するバンパーと、前記掃除機本体の内部に取り付けられた共振コイルを有する発振回路、および前記発振回路の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路を含む高周波処理部と、前記周波数検知回路及び前記バンパーの検知信号に基づいて前記走行手段を制御すると共に、前記清掃手段を制御して吸引清掃させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バンパーの検知信号と前記周波数検知信号との両方を検知した場合、接触検知した障害物の周りを前記掃除機本体が小回りして迂回するように制御する。

これにより、テーブルや椅子の足のような横幅が小さくて検出しにくい障害物の近傍に金属テープや磁気テープのようなマーカを予め配置しておけば、バンパーが障害物を検知する共にマーカを検知すると、その障害物の周囲を小回りして迂回し、掃除機本体の壁沿い走行を継続させることができる自走式掃除機を提供することができる。

本発明の自走式掃除機は、テーブルや椅子の足のような横幅が小さくて検出しにくい障害物の近傍に金属テープや磁気テープのようなマーカを予め配置しておけば、バンパーが障害物を検知する共にマーカを検知すると、その障害物の周囲を小回りして迂回し、掃除機本体の壁沿い走行を継続させることができる。

壁沿い走行時の接触検知をバンパーだけに頼って回避動作するのではなく、家具の足に貼られた金属テープなどをマーカとして検知して回避動作を決めるため、本来清掃すべきところを取り残すということを防ぐことができる。

第１の発明は、掃除機本体を移動させる走行手段と、清掃を行う清掃手段と、前記掃除機本体前方の障害物に接触したことを検知するバンパーと、前記掃除機本体の内部に取り付けられた共振コイルを有する発振回路、および前記発振回路の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路を含む高周波処理部と、前記周波数検知回路及び前記バンパーの検知信号に基づいて前記走行手段を制御すると共に、前記清掃手段を制御して吸引清掃させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バンパーの検知信号と前記周波数検知信号との両方を検知した場合、接触検知した障害物の周りを前記掃除機本体が小回りして迂回するように制御する自走式掃除機とするものである。

この構成により、テーブルや椅子の足のような横幅が小さくて検出しにくい障害物の近傍に金属テープや磁気テープのようなマーカを予め配置しておけば、バンパーが障害物を検知する共にマーカを検知すると、その障害物の周囲を小回りして迂回し、掃除機本体の壁沿い走行を継続させることができる。

壁沿い走行時の接触検知をバンパーだけに頼って回避動作するのではなく、家具の足に貼られた金属テープなどをマーカとして検知して回避動作を決めるため、本来清掃すべきところを取り残すということを防ぐことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の構成に加えて、掃除機本体の側面に設けられ前記掃除機本体の側面側に在る壁或いは障害物までの距離を検知する測距手段と、周波数検知回路、前記測距手段及びバンパーの検知信号に基づいて前記走行手段を制御して前記掃除機本体を走行させる制御手段とを備え、前記制御手段は、壁沿い走行モードで前記掃除機本体を走行させている最中に、前記バンパーの検知信号のみを検知した場合は、前記掃除機本体を前記壁と逆方向に第１の所定角度ほど方向転換して迂回させ、前記バンパーの検知信号と前記周波数検知回路の検知信号との両方を検知した場合は、前記掃除機本体を前記第１の所定角度より小さい第２の所定角度ほど方向転換して迂回させるものである。

これにより、横幅の小さい家具の足のような障害物に対して金属テープ等のマーカを予め貼っておけば、掃除機本体がバンパーで接触検知した障害物の周囲を小回りして通過し、掃除機本体が短い走行距離で壁まで達するから、壁を検知しながら掃除機本体を壁沿い走行させる壁沿い走行モードに早く復帰させることができる。一方、横幅が大きめの障害物を接触検知した場合は、接触検知した障害物を大きな角度で方向転換して、次に掃除機本体が前進する時に再衝突する可能性を小さくすることがきる。

第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段は、壁沿い走行モードで掃除機本体を走行させている最中に、バンパーと周波数検知回路との検知信号を受けた場合は、前記掃除機本体を第１の所定角度より小さい第２の所定角度に方向転換させた後に、前記掃除機本体を所定距離前進させた後、前記掃除機本体を前記壁の方向にカーブしながら前進させることにより、バンパーが接触したことを検知すると、掃除機本体が接触検知した障害物の周囲を小回りしながら迂回し、掃除機本体が障害物に衝突するまで壁沿い走行していた壁に向かって走行するため、短い走行距離で壁沿い走行モードに復帰させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の共振コイルは、床面に垂直になるように掃除機本体内部に配置されたことで、床面上に置かれた金属に反応せず、床面に垂直に立つ家具に貼られた金属テープを検知する精度を高かめることができ、金属テープの所在を判別する精度を高めて、障害物を回避する動作をより確実にすることができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の共振コイルは、床面に平行になるように掃除機本体内部に配置されたことで、家具の足が金属製であっても、その足の近傍の床面に貼られた金属テープを検知して、家具の足を回避する動作をより確実にすることができる。

第６の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の周波数検知回路は、発振回路の発振周波数の増加を検知することで、磁性体ではない金属テープを検知する精度を高めることができ、磁性体ではない金属テープを判別して家具の足を回避する動作をより確実にすることが可能になる。

第７の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の周波数検知回路は、発振回路の発振周波数の減少を検知することで、磁性体でできたテープの検知精度を高めることができる。

第８の発明は、特に、第１〜７の発明のうち１つの発明の周波数検知回路は、発振回路の発振強度を検知する強度検知部で構成されていることで、共振コイルで発生する電磁波が金属テープと交差すると、金属テープ内で発生する渦電流損により、発振回路の発振周波数が変動すると同時に発振振幅が変動するから、周波数検知回路のような複雑な回路を用いなくても、簡単なレベル検出で周波数を検知することが可能になり、回避動作を指示するための金属テープの存在を検知することができる。

第９の発明は、特に、第８の発明の高周波処理部は、発振回路の発振周波数を周期的に増減させ発振強度が変化する周波数を検知することで、複数の回避動作を指示できるものである。

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、本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は本発明の実施の形態１である自走式掃除機の構成を示す斜視図であり、図２は同自走式掃除機に用いられる共振コイル８と高周波処理部１３の回路構成を示す図である。

図１において、１は自走式掃除機の掃除機本体であり、高さ約２０ｃｍ、長さ約３０ｃｍ、幅約２５ｃｍの大きさのものである。２は走行手段の走行輪、３は同じく走行手段の駆動モータであり、右側にも同じ構成の走行手段が付けられている。４は清掃手段の床ノズル、５は同じく清掃手段のファンモータ、６は同じく清掃手段のダストボックスである。

７ａおよび７ｂは側方検知用の測距手段であり、掃除機本体１の右側面の床面から１０ｃｍ程度の高さの位置に取り付けられ、ここでは赤外線式センサを２個使用している。測距手段（７ａ，７ｂ）は、それぞれが障害物までの距離を測定することで、掃除機本体１が壁面と平行になっているかどうかを判断することができ、掃除機本体１が壁面と平行になるためには、どちらの方向に掃除機本体を振れば良いのかも容易に判断することができる。

８は共振コイルであり、共振コイル８は掃除機本体１前面の外郭内側に取り付けられ、床面に対して垂直になるように配置されている。この共振コイル８は、基板上に形成して、その基板を掃除機本体１内に組み込んでもよいし、掃除機本体１の外郭に直接貼り付けるように構成してもよい。

また、この共振コイル８は、高周波処理部１３と接続される。高周波処理部１３および共振コイル８を１枚の回路基板上に構成すれば、電気特性のバラツキが少なく、安定な周波数で発振する高周波処理部１３を構成することができ、掃除機本体１内にコンパクトに収納できる。

９は操作部であり、掃除機本体１の運転を開始したり、停止したり、あるいは清掃モードを設定入力できる。１１はバンパーであり、バンパー１１が壁や家具等の障害物に接触すると、掃除機本体１の内部にあるスイッチ（図示せず）が入る構造になっており、障害物の接触を検知するものである。１２は電池であり、１０は電源スイッチである。

６０および６１は前方検知用の測距手段であり、ここでは赤外線式センサを２個使用している。測距手段６０，６１は掃除機本体１の前面に配置され、掃除機本体１が前進する時に前方の障害物までの距離を検知するために設けられている。

図２において、８は共振コイル、１３は高周波処理部、３０は発振回路、３１は周波数検知回路であり、共振コイル８と共振コンデンサ（図示せず）とで共振回路を構成し、その共振回路を含んで発振回路３０が構成され、発振回路３０は共振回路の共振周波数で発振し、共振コイル８のインダクタンス値に依存した周波数で発振する。そして、周波数検知回路３１は発振回路３０の出力に接続され、発振回路３０の発振周波数を検知する。なお、共振コンデンサは、容量素子を共振コイル８に並列接続して、低めの周波数で動作させても良いし、容量素子を用いずに共振コイル８に付随する寄生容量を活用して高い周波数で動作させても良い。

そして、発振回路３０の共振コイル８の近くに金属体を置いた場合、共振コイル８で発生した磁束の一部が金属体を過ぎって、その金属体内で渦電流が発生することになり、金属体内で発生する渦電流損の影響で発振振幅が小さくなる一方、共振コイル８のインダクタンス値が等価的に小さくなって、発振回路３０の発振周波数は高くなる。

また、図２において、発振回路３０の共振コイル８の近くにフェライトなどの磁性体を
置いた場合、共振コイル８のインダクタンス値が大きくなり、発振回路３０の発振周波数は低くなる。即ち、発振回路３０は、共振コイル８の近くに金属体を置く場合と、磁性体を置く場合とで、発振周波数が逆方向に変動する。

このように構成された自走式掃除機の動作について、以下、図３〜図５を用いて詳細に説明する。図３は金属テープの貼付状態を説明する図、図４は本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の動作を詳細に説明するための図であり、特に、ソファ１８の足１９近傍の走行軌跡１５を拡大した図である。図５は同自走式掃除機が部屋全体を動作する時の概略を説明するための図である。

図３に示すように、ソファ１８の足１９のように横幅の小さい障害物は、自走式掃除機の非接触検知が不確実になり易いが、測距手段６０，６１による非接触検知が困難になり易い場所が予め判っていれば、そのソファ１８の足１９に金属テープ２５を貼り付ける。

図４（ａ）は、ソファ１８の足１９に金属テープ２５を貼っていない場合の動作を説明するための図であり、同図を用いて先ず方向転換動作について説明する。図４（ａ）に示すように、自走式掃除機は、掃除機本体１の右側面に在る壁１４を検出して、その壁１４から所定の距離を保ちつつ壁１４に沿って前進する。これを壁沿い走行と言い、掃除機本体１が壁沿い走行モードでしている時に、掃除機本体１前方にソファ１８の足１９に遭遇して、測距手段６０，６１（図１を参照）により、掃除機本体１前方に在るソファ１８の足１９を非接触検知することができず、掃除機本体１前面に設けたバンパー１１が足１９に接触する場合がある。この場合、自走式掃除機の制御手段（図示せず）は、接触検知するバンパー１１の検知信号に応じて、掃除機本体１を所定距離Ｌ１後退させた後、掃除機本体１の姿勢を壁１４と逆方向に所定角度Φ１ほど方向転換させ、その後、掃除機本体１を所定距離Ｌ２ほど直進させる方向転換動作を行う。

なお、後退させる所定距離Ｌ１は約１０〜２０ｃｍとし、方向転換後の直進する所定距離Ｌ２は２０〜５０ｃｍとし、方向転換する所定角度Φ１は６０〜１２０度とするのが好ましい。また、掃除機本体１が一旦方向転換した後に同じ障害物にぶつかって再度、方向転換動作することを防止するには、所定角度Φ１を大きくすれば良い。

図４（ａ）に示すように、方向転換後に所定距離Ｌ２ほど直進した後、測距手段６０、６１が掃除機本体１前方に障害物を検知しない場合は、掃除機本体１が少しずつ右カーブするように進行させる。そうすれば、遠回りになるかも知れないけれども、掃除機本体１は右カーブしながら何れは壁１４に近づけることができる。この動作を、壁探し動作という。

図４（ｂ）は、ソファ１８の足１９に金属テープ２５を貼った場合の動作を説明するための図であり、同図を用いてソファ１８の足１９を回避する動作について説明する。

同図に示すように、掃除機本体１が壁１４に沿って前進する壁沿い走行モードで走行している時に、測距手段６０，６１によって掃除機本体１前方に在るソファ１８の足１９を非接触検知することができず、掃除機本体１前面に設けたバンパー１１が足１９に接触した場合、自走式掃除機の制御手段（図示せず）は、バンパー１１の検知信号と周波数検知回路３１の検知信号とに応じて、掃除機本体１を所定距離Ｌ１後退させた後、壁１４と逆方向に第１の所定角度Φ１より小さい第２の所定角度Φ２ほど掃除機本体１の姿勢を方向転換させ、その後、通常の方向転換距離Ｌ２より小さい所定距離Ｌ３ほど掃除機本体１を直進させる方向転換動作を行う。

なお、この方向転換動作で方向転換する第２の所定角度Φ２は第１の所定角度Φ１の約
１／２であるのが好ましく、３０〜６０度とし、方向転換後に前進する所定距離Ｌ３は１０〜３０ｃｍであるのが好ましい。

この方向転換動作の後、掃除機本体１を壁の方向（方向転換方向の逆方向）に少しずつカーブさせる壁探し動作を行う。すると、掃除機本体１はソファ１８の足１９の周囲を小回りすることになり、図４（ａ）と比べて短い走行距離で壁１４に達することができる。

再び、測距手段６０，６１が掃除機本体１前方の所定距離手前に壁１４を検知すると、自走式掃除機の制御手段は掃除機本体１を左方向（壁１４と逆方向）に方向転換させた後、壁沿い走行モードの動作を再開する。制御手段は、壁沿い走行モードでは、掃除機本体１の右側面に在る測距手段７ａ、７ｂで測定する２つの距離が等しくなるよう姿勢制御を行いつつ走行手段を駆動するので、掃除機本体１は壁１４と平行な状態を保ちつつ前進し、壁１４に沿って部屋周辺を左回りに走行することができる。

図５に示すように、壁１４に囲まれた部屋内にテレビ台１７、ソファ１８、テーブル２１等が配置され、ソファ１８の足１９には金属テープ２５が貼られている。そして、同図中の走行軌跡１５に示すように、掃除機本体１が壁１４に沿って左回りに走行している最中に、掃除機本体１前方にテレビ台１７と遭遇したとき、テレビ台１７の下部の出っ張りが掃除機本体１０１のバンパー１１に接触すると、接触を検知したバンパー１１の検知信号に基づいて大きな角度で方向転換する動作と、方向転換方向の逆方向にカーブする壁探し動作とを繰り返してテレビ台１７を通過する。この図５では、前述した接触回避動作を３回行ってテレビ台１７を通過したことを表している。

掃除機本体１がテレビ台１７を通過した後、掃除機本体１が壁１４の所定距離まで近づくと壁沿い走行モードに戻って、掃除機本体１は壁１４沿いにソファ１８まで進む。掃除機本体１がある程度足１９に近付くと、発振回路３０の発振出力が印加される共振コイル８から放射された電磁波が金属テープ２５と交差し、金属テープ２５で渦電流損が生じる。その影響で発振回路３０の発振周波数が高くなり、発振周波数が変動したことを高周波処理部１３の周波数検知回路３１が検知する。

そして、ソファ１８の足１９が細いために、足１９を測距手段６０，６１で検出できずにうまく非接触回避できなかった場合、掃除機本体１はそのまま前進し、前面のバンパー１１が足１２８と衝突し、衝突を検知したバンパー１１は検知信号を出力する。すると、自走式掃除機の制御手段は、バンパー１１の検知信号と周波数検知回路３１の検知信号に基づいて走行手段を制御し、掃除機本体１を小さな角度（第２の所定角度Φ２）で壁１４とは逆方向に方向転換した後、壁１４の方向に小さくカーブしながら前進させる。

そのため、自走式掃除機は、高周波処理部１３の検知信号とバンパー１１の検知信号に基づいて、掃除機本体１が足１９の周囲を小回りして迂回し、ソファ１８下の奥に向かって前進する。掃除機本体１が足１９を通過すれば、再び壁１４に沿った壁走行モードに戻って掃除機本体１が部屋全体を周回する動作を継続することができる。

即ち、金属テープ２５を検知した高周波処理部１３の検知信号とバンパー１１の検知信号に基づいて、掃除機本体１が足１９の周囲を小回りして迂回するため、図５中の破線２６で示すように走行をして、部屋の中央に向かって進行し、壁１４から離れて行くこと防止することができる。

以上に説明したように、本実施の形態の自走式掃除機は、家具の足のような横幅の小さい障害物を対して金属テープ等のマーカを予め貼っておけば、マーカを貼った障害物が近くにある事を周波数検知回路３１で検知することができ、障害物への衝突と、マーカの存
在とを確認して、掃除機本体がその障害物の周囲を小回りするように制御するため、横幅の小さな障害物を通過すると素早く壁まで達して、掃除機本体１を部屋の壁沿いに周回させる動作に素早く戻すことができる。

従って、自走式掃除機は、バンパー１１で接触検知して回避動作することにより、掃除機本体が部屋の中央に向かって徐々に進行した結果、壁１４からどんどん離れるというような従来の不具合を防止することができる。また、ソファや椅子等の家具の下部空間に余裕があれば、掃除機本体１が家具の足にぶつかっても、その足を小回りで迂回し家具の足と足との間を縫って走行することも可能になり、短い走行距離で壁沿い走行モードに復帰させることが可能になる。

そのため、清掃する部屋の周囲における殆どの領域で、自走式本体１を壁沿い走行モードで走行させることができ、部屋周辺部における清掃し忘れ部分を最小にすると共に、壁沿い走行モードによる清掃が終わった後に残った未清掃領域の範囲を、より正確に把握することができ、壁沿い走行モードの次に来る内部走行モードでの清掃作業に活用して、部屋全体の清掃を完了した後に生じる未清掃領域を最小にすることができる。

また、共振コイル８が掃除機本体１内部で床面に垂直になるように取り付けられているため、床面に垂直に立つ家具に貼られた金属テープにだけ反応し、床面上に置かれた金属には反応しないため、周波数検知回路の検知精度を高かめて、障害物を回避する動作をより確実にすることができる。

なお、上述した実施の形態では、検知用マーカが金属テープであるものとしたが、磁性体のテープをマーカとして活用することもできる。さらに言えば、発振回路３０の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路３１が発振周波数の減少を検知するようにすれば、金属体には反応せず磁性体のテープにだけ反応して検知することができ、検知精度を高めることができる。

また、上述した実施の形態では、共振コイル８を床面と垂直になるように掃除機本体内部に取り付けた事例で説明したが、平板状の高周波処理部の共振コイルを床面に平行になるように掃除機本体１内部に取り付ければ、非接触検知することができずに衝突しやすい家具に金属テープを貼るのではなく、衝突しやすい家具の手前の床面に貼っても検知することができ、高さが低い場所に貼られた金属テープの検知精度を高かめることができる。家具の足が金属製である場合には、その金属製の足の手前の床に貼って、その回避動作をより確実にすることができる。

また、上述した実施の形態では、バンパー１１で接触検知した後、所定距離ほど後退した後、所定角度ほど方向転換を行ってから所定距離前進する事例で説明したが、バンパー１１で接触検知した後、走行手段の駆動モータ３を所定時間逆転駆動して後退した後、所定角度ほど方向転換してから所定時間正転駆動して前進させてもよい。

また、高周波処理部の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路３１が、特定範囲の周波数変化だけを検知することにより、金属テープとは異なる金属製の家具など区別できる可能性があり、回避動作を通常時の動作と異なる動作に切り替える精度をたかめることができる。

また、発振回路３０の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路３１が発振周波数の増加を検知するようにすれば、磁性体には反応せず金属テープにだけ反応して検知することができ、検知精度を高めることができる。

また、高周波処理部１３の共振コイル８を掃除機本体１の外郭内側に取り付け、高周波処理部１３の発振強度の変化を検知するようにすれば、回避動作を指示するためのテープか、金属製の家具など比較的大きな金属体に近づいたための発振の変化かを識別することができる。

また、高周波処理部が発振周波数を周期的に増減させ発振強度が変化する周波数を検知するようにし、かつ家具に貼る金属テープの大きさなどの発振回路３０に及ぼす影響がそれぞれ異なるようにしておけば、家具の種類を自走式掃除機に伝えることができ、複数の回避動作を指示できる可能性もある。

以上のように、本発明にかかる自走式掃除機は、横幅の小さい障害物を確実に検知して回避しながら部屋の壁に沿って周回する自走式掃除機に適用できる。

本発明の実施の形態１における自走式掃除機の斜視図 同自走式掃除機の高周波処理部の構成図 金属テープの貼付状態を説明する図 同自走式掃除機の動作説明図 同自走式掃除機の動作説明図 従来の自走式掃除機の斜視図 従来の自走式掃除機の動作説明図 従来の自走式掃除機のテレビ台回避の説明図

符号の説明

１ 掃除機本体
２，３ 走行手段
４，５，６ 清掃手段
７ 測距手段
８ 共振コイル
９ 操作部
１０ 電源スイッチ
１１ バンパー
１２ 電池
１３ 高周波処理部
２５ 金属テープ
３０ 発振回路
３１ 周波数検知回路

Claims (9)

1. 掃除機本体を移動させる走行手段と、清掃を行う清掃手段と、前記掃除機本体前方の障害物に接触したことを検知するバンパーと、前記掃除機本体の内部に取り付けられた共振コイルを有する発振回路、および前記発振回路の発振周波数の変化を検知する周波数検知回路を含む高周波処理部と、前記周波数検知回路及び前記バンパーの検知信号に基づいて前記走行手段を制御すると共に、前記清掃手段を制御して吸引清掃させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記バンパーの検知信号と前記周波数検知信号との両方を検知した場合、接触検知した障害物の周りを前記掃除機本体が小回りして迂回するように制御する自走式掃除機。
2. 掃除機本体の側面に設けられ前記掃除機本体の側面側に在る壁或いは障害物までの距離を検知する測距手段と、周波数検知回路、前記測距手段及びバンパーの検知信号に基づいて前記走行手段を制御して前記掃除機本体を走行させる制御手段とを備え、前記制御手段は、壁沿い走行モードで前記掃除機本体を走行させている最中に、前記バンパーの検知信号のみを検知した場合は、前記掃除機本体を前記壁と逆方向に第１の所定角度ほど方向転換して迂回させ、前記バンパーの検知信号と前記周波数検知回路の検知信号との両方を検知した場合は、前記掃除機本体を前記第１の所定角度より小さい第２の所定角度ほど方向転換して迂回させる請求項１記載の自走式掃除機。
3. 制御手段は、壁沿い走行モードで掃除機本体を走行させている最中に、バンパーの検知信号と周波数検知回路の検知信号とに基づいて回避動作する場合は、前記掃除機本体を第１の所定角度より小さい第２の所定角度に方向転換させた後に、前記掃除機本体を所定距離前進させた後、前記掃除機本体を前記壁の方向にカーブしながら前進させる請求項２記載の自走式掃除機。
4. 共振コイルは、床面に垂直になるように掃除機本体内部に配置された請求項１〜３のうち１つに記載の自走式掃除機。
5. 共振コイルは、床面に平行になるように掃除機本体内部に配置された請求項１〜３のうち１つに記載の自走式掃除機。
6. 周波数検知回路は、発振回路の発振周波数の増加を検知する請求項１〜３のうち１つに記載の自走式掃除機。
7. 周波数検知回路は、発振回路の発振周波数の減少を検知する請求項１〜３のうち１つに記載の自走式掃除機。
8. 周波数検知回路は、発振回路の発振強度を検知する強度検知部で構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の自走式掃除機。
9. 高周波処理部は、発振回路の発振周波数を周期的に増減させ発振強度が変化する周波数を検知する請求項８に記載の自走式掃除機。