JP2013180205A - 掃除ロボットおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる周囲環境で異なる掃除効果を提供する掃除ロボットおよびその制御方法の提供を目的とする。
【解決手段】複数のローラーを含む移動モジュールと、吸引口、掃除ブラシ、および集塵ボックスを含む掃除モジュールと、振動を検知し、検知信号を発生する振動センサーモジュールと、前記検知信号に応じて、前記移動モジュールおよび前記掃除モジュールのうちの少なくとも１つを制御する制御モジュールとを含むことを特徴とする掃除ロボットを採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、掃除ロボットおよびその制御方法に関し、特に、掃除作業を自律的に実行する掃除ロボットおよびその制御方法に関するものである。

床の掃除は多くの時間を要する。床掃除の時間を減らすために、例えば、ほうき、モップなど多くの清掃用具が開発されてきた。しかしながら、掃除用具は手動で清掃しなければならない。よって、従来の清掃用具は不便である。

技術的な発展に伴い、ロボットなど、多くの電子機器が開発されてきた。掃除ロボットを例に取ると、掃除ロボットは、掃除動作を自律的に実行することができる。ユーザーは、床を掃除するのに、手動で掃除ロボットを操作する必要がない。よって、掃除ロボットは、従来の清掃用具と徐々に置き換えられている。

例えば、特許文献１（特開２００５−１９２９９４号公報）には、使用者の望む掃除経路を認識させ、使用者の望む掃除領域を、使用者の望むパターンで掃除できるようにした掃除ロボット及びその制御方法が開示されている。特許文献１の掃除ロボットは、その走行を制御するために、掃除ロボットを走行させる走行部と、掃除ロボットの学習移動経路を貯蔵する貯蔵部と、経路学習要求時、掃除ロボットの学習移動経路を認識して貯蔵部に貯蔵させ、貯蔵された学習移動経路に沿う掃除ロボットの掃除動作が要求される場合、掃除ロボットが、貯蔵部に貯蔵された掃除ロボットの学習移動経路に沿って走行しつつ掃除を行うように走行部を駆動させる制御部とを含むものである（請求項１参照のこと。）。

特開２００５−１９２９９４号公報

しかしながら、上述した特許文献１の掃除ロボット及びその制御方法では、周囲環境の変化に応じて掃除機能を調整することができない。

従って、本発明は、周囲環境の変化に応じて掃除機能を調整することが可能な掃除ロボットおよびその制御方法の提供を目的とする。

本発明に係る掃除ロボット： 本発明に係る掃除ロボットは、複数のローラーを含む移動モジュールと、吸引口、掃除ブラシ、および集塵ボックスを含む掃除モジュールと、振動を検知し、検知信号を発生する振動センサーモジュールと、前記検知信号に応じて、前記移動モジュールおよび前記掃除モジュールのうちの少なくとも１つを制御する制御モジュールとを含むことを特徴とする。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記振動センサーモジュールは、少なくとも１つの重力センサーを含むことが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記振動センサーモジュールは、少なくとも１つの圧電フィルムを含んで前記振動を検知し、前記検知信号を発生することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットは、通知情報を提供する通知モジュールを更に含み、前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて、前記通知モジュールを制御することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記通知情報は、イメージまたは音波であることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記制御モジュールは、前記検知信号に応じてローラーの少なくとも１つの回転方向および回転速度を制御することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて、前記吸引口の吸引力、および前記集塵ボックスの空気流量のうちの少なくとも１つを制御することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて前記掃除ブラシの回転速度を制御することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記振動は、前記掃除ロボットのベースケースより発生され、前記移動モジュールは、前記ベースケースの下方に配置されることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットにおいて、前記振動は、前記吸引口の気流流路に配置された圧電フィルムから発生されることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法： 本発明に係る掃除ロボットの制御方法は、前記掃除ロボットを移動するステップと、振動を検知し、検知信号を発生するステップと、前記検知信号に応じて前記掃除ロボットの動作を制御するステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記振動を検知するステップは、重力センサーを用いて前記振動を検知するステップであることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記振動を検知するステップは、前記掃除ロボットのベースケースより発生されることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法は、前記掃除ロボットの吸引口の気流流路に圧電フィルムを配置するステップを更に含むことが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記振動を検知するステップは、前記圧電フィルムの電圧を検知するステップであることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの走行経路を制御するステップであることが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの吸引力、および空気流量のうちの少なくとも１つを制御することが好ましい。

本発明に係る掃除ロボットの制御方法において、前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの表示灯、表示パネル、および音声発生装置のうちの少なくとも１つを制御し、動的イメージまたは静的イメージを表示することが好ましい。

本発明に係る清掃ロボットおよびその制御方法は、異なる周囲環境で異なる掃除効果を提供することができる。そのため、本発明に係る清掃ロボットおよびその制御方法によれば、障害物や家の床の硬さなどを含む環境に対する掃除ロボットの適応力を高めることができる。

本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施例を解釈することによって、より完全に理解されることができる。
本発明に係る掃除ロボットの一実施形態を示す概略図である。 本発明に係る掃除ロボットの一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る掃除ロボットの制御方法の一実施形態のフローチャートである。

本発明の詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。

以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。

図１は、本発明に係る掃除ロボットの一実施形態を示す概略図である。掃除ロボット１００は、振動センサーモジュール１１０、制御モジュール１３０、移動モジュール１５０、および掃除モジュール１７０を含む。振動センサーモジュール１１０は、振動を検知して、検知結果を発し、検知結果に応じて検知信号Ｓ_Ｄを発生する。制御モジュール１３０は、検知信号Ｓ_Ｄに応じて、移動モジュール１５０および掃除モジュール１７０のうちの少なくとも１つを制御する。

一実施形態では、制御モジュール１３０は、制御信号Ｓ_Ｃ１を用いて移動モジュール１５０を制御し、掃除ロボット１００の走行経路を調整する。別の実施形態では、制御モジュール１３０は、制御信号Ｓ_Ｃ２を用いて掃除モジュール１７０を制御し、掃除ロボット１００の掃除機能を調整する。

制御モジュール１３０は、検知信号Ｓ_Ｄに応じて、周囲環境に関する情報を取得し、取得した周囲環境に関する情報に応じて、移動モジュール１５０および掃除モジュール１７０のうちの少なくとも１つを制御する。よって、掃除ロボット１００の走行経路または掃除機能は、周囲環境が変わった時、調整されることができる。また、掃除ロボット１００の走行経路または掃除機能は、周囲環境における、磁場、光線、または音波に影響されない。

図２は、本発明に係る掃除ロボットの一実施形態を示す斜視図である。掃除ロボット１００は、ベースケース（ｂａｓｅ ｃａｓｅ）２００を含む。移動モジュール１５０は、ベースケース２００の下方に設置される。この実施形態では、移動モジュール１５０は、ローラー１５１〜１５３を含む。

制御モジュール１３０は、制御信号Ｓ_Ｃ１に応じてローラー１５１〜１５３の回転方向および回転速度を制御する。制御モジュール１３０は、停止命令、開始命令、加速命令、および減速命令を送信してローラー１５１〜１５３を制御するため、掃除ロボット１００は、回転機能および巡回機能を有する。

例えば、掃除ロボット１００が障害物と衝突した時、または掃除ロボット１００が掃除ロボット１００に加えられた外力により傾斜またはジャンプした時、振動センサーモジュール１１０は、振動を検知し、検知信号Ｓ_Ｄを発生することができる。制御モジュール１３０は、検知信号Ｓ_Ｄに応じて掃除ロボット１００の回転方向を調整して、障害物を回避するか、または平らでない地面を離れる。

この実施形態では、振動センサーモジュール１１０は、ベースケース２００によって発生された振動を検知する重力センサー１１１を含むが、本発明は、これを限定するものではない。他の実施形態では、振動センサーモジュール１１０は、他の源によって発生される振動を検知する複数の重力センサーを含む。

本発明は、重力センサーの種類を限定しない。一実施形態では、重力センサー１１１は、特定の方向から来る振動を検知する１軸センサーである。他の実施形態では、複数の１軸センサーまたは重力センサー１１１を含む振動センサーモジュール１１０は、多方向から来る振動を検知する多軸センサーである。

重力センサーが異なる方向から来る振動を検知することができるため、掃除ロボット１００に加えられた外力により掃除ロボット１００の位置が移動した時、外力が振動を引き起こし、重力センサーは、その振動を検知して検知信号Ｓ_Ｄを発生することができる。制御モジュール１３０は、重力センサーによって発生された検知信号Ｓ_Ｄに応じて外力の源および強度に関する情報を取得し、次いで、全ての動きを停止する、または回転方向を変更するなどの掃除ロボット１００の動作を制御する。

掃除ロボット１００の回転方向は、振動事象と関連するため、周囲環境が磁場、光線、または音波を含み、磁場、光線、または音波が周囲環境から除去されることができない時、掃除ロボット１００の回転方向は、磁場、光線、または音波によって影響されない。すなわち、掃除ロボット１００を用いるにあたって、掃除ロボット１００は電子装置に影響されないため、ユーザーは、いくつかの電子装置を除去することを要求されない。

この実施形態では、掃除モジュール１７０は、掃除ブラシ１７１、吸引口１７３、および集塵ボックス１７５を含む。制御モジュール１３０が、検知信号Ｓ_Ｄに応じて、周囲環境に関する情報を取得し、次いで制御信号Ｓ_Ｃ２に応じて掃除モジュール１７０の動作を制御することで、掃除モジュール１７０は、異なる周囲環境に異なる掃除効果を提供する。例えば、制御モジュール１３０は、掃除ブラシ１７１の回転速度、吸引口１７３の吸引力、および集塵ボックス１７５の空気流量を制御し、掃除ロボット１００の掃除機能を調整する。

他の実施形態では、吸引口１７３は、気流流路を有し、圧電フィルム（不図示）が気流流路に配置される。粒子が集塵ボックス１７５に進入する前に、粒子はまず圧電フィルムを通過する。粒子は、圧電フィルムと衝突または圧電フィルムに圧縮され、圧電フィルムの形状を変化させる。よって、圧電フィルムの電圧は、変形形状により変えられる。振動センサーモジュール１１０は、圧電フィルムの電圧変化を検知し、検知信号Ｓ_Ｄを発生する。制御モジュール１３０は、検知信号Ｓ_Ｄに応じて、粒子量に関する情報を取得し、取得した結果に応じて掃除モジュール１７０の動作を制御する。

例えば、掃除ロボット１００が粒子の多い汚れた領域に存在する時、圧電フィルムの電圧変化は大きい。よって、制御モジュール１３０は、掃除モジュール１７０の掃除効果を高める。逆に、掃除ロボット１００が粒子の少ない綺麗な領域に存在する時、圧電フィルムの電圧変化は小さい。よって、制御モジュール１３０は、掃除モジュール１７０の掃除効果を低くするか、または維持する。

制御モジュール１３０は、周囲環境に応じて掃除モジュールの掃除機能を動的に調整することができるため、掃除モジュール１７０の掃除効果が最適に維持され、掃除ロボット１００の掃除効果が高められる。また、掃除モジュール１７０は、高い掃除効果を提供するように要求されないことで、掃除ロボット１００の電力消費が低下される。

掃除ロボット１００が木の床などの硬質の床の上で動作する時、振動センサーモジュール１１０は、第１の振動を検知することができる。掃除ロボット１００が絨毯を敷いている床などの軟質の床の上で動作する時、振動センサーモジュール１１０は、第２の振動を検知することができる。制御モジュール１３０は、異なる振動に応じて、掃除モジュール１７０の動作を調整する。

また、掃除ロボット１００が硬質の床から軟質の床に移動した時、床の高さが変えられるため、振動センサーモジュール１１０は、振動を検知する。制御モジュール１３０は、振動に応じて掃除モジュール１７０の動作を調整するため、掃除モジュール１７０は、異なる周囲環境に異なる掃除効果を提供する。

他の実施形態では、制御モジュール１３０は、検知信号Ｓ_Ｄに応じて、制御信号Ｓ_Ｃ３を通知（ｎｏｔｉｃｅ）モジュール１９０に生成する。通知モジュール１９０は、制御信号Ｓ_Ｃ３に応じて通知情報を提供する。ユーザーは、通知情報に応じて現在の掃除状態に関する情報を得る。

本発明は、通知情報の種類を限定しない。一実施形態では、通知情報の種類は、画像、音声、振動である。他の実施形態では、通知情報の種類は、光線またはデータである。

一実施形態では、通知モジュール１９０は、表示パネル、指示灯、音声発生装置、または振動発生装置である。ユーザーは、表示パネルに表示された画像に応じて、現在の掃除状態、指示灯のオンオフ状態、音声発生装置によって発生された音声、および振動発生装置の状態に関する情報を取得する。

図３は、本発明に係る掃除ロボットの制御方法の一実施形態のフローチャートである。まず、掃除ロボットは、制御されて移動する（ステップＳ３１０）。一実施形態では、掃除ロボットはローラーを含む。ローラーの回転方向および回転速度は、掃除ロボットの走行経路を制御するように制御される。

次に、振動が検知される（ステップＳ３１０）。一実施形態では、振動は、少なくとも１つの重力センサーによって検知される。本発明は、重力センサーのタイプを限定しない。例えば、重力センサーは、単軸センサー、２軸センサー、または３軸センサーである。重力センサーは、異なる方向から来る振動を検知するのに配置される。

本発明は、ステップＳ３３０によって検知された振動の源を限定しない。一実施形態では、ステップＳ３３０によって検知された振動は、掃除ロボットのベースケースから発生する。掃除ロボットが障害物と衝突、または外力からの衝撃を受けた時、振動が掃除ロボットのベースケースから発生される。よって、周囲環境の状態は、振動に応じて得ることができる。

他の実施形態では、ステップＳ３３０は、掃除ロボットの吸引口に配置された圧電フィルムの電圧変化を検知する。この場合、圧電フィルムは、掃除ロボットの吸引口の気流流路に配置される（ステップＳ３００）。粒子が圧電フィルムを通過する時、圧電フィルムは、圧縮されるか、または衝突されるため、圧電フィルムの形状は、変化する。よって、圧電フィルムの電圧は、変えられる。粒子量は、圧電フィルムの電圧変化に応じて得ることができる。

掃除ロボットの動作は、検知結果に応じて制御される（ステップＳ３５０）。一実施形態では、ステップＳ３５０は、掃除ロボットの走行経路を制御する。例えば、掃除ロボットが移動した時、掃除ロボットが障害物と衝突、または外力による衝撃を受けた時、振動が掃除ロボットのベースケースから発生する。よって、周囲環境の状態は、振動に応じて得ることができる。掃除ロボットの走行経路は、周囲環境に関する取得した情報に応じて障害物を回避するように調整される。

他の実施形態では、ステップＳ３５０は、掃除ロボットの吸引力および空気流量のうちの少なくとも１つを制御する。例えば、掃除ロボットは大量の粒子を有する領域にいる時、圧電フィルムの電圧変化は大きい。よって、掃除ロボットの吸引力若しくは空気流量、またはこれら両方が増加される。逆に、圧電フィルムの電圧変化が小さい時、掃除ロボットの吸引力若しくは空気流量、またはこれら両方は、掃除ロボットの電力消費を低下させるように減少、または維持される。

別の実施形態では、ステップＳ３５０は、掃除ロボットの表示灯、表示パネル、および音声発生装置のうちの１つまたはその組み合わせを制御し、動的イメージ、静的イメージ、または、光線若しくはデータを表示する。ユーザーは、表示された情報に応じて現在の掃除状態に関する情報を取得する。他の実施形態では、掃除ロボットは、検知結果に応じた振動が発生するため、ユーザーは現在の掃除状態に関する情報を即取得する。

掃除ロボットの動作は周囲環境の状況によって決まるため、掃除ロボットは、異なる周囲環境に異なる掃除効果を提供する。また、掃除ロボットの動作は、振動と関連するため、周囲環境に生じる磁場、光線、および音波は、掃除ロボットに影響を及ぼさない。

以上、本明細書で使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、特に定義されなければ、この発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有している。さらに理解されることであろうが、一般に使用される辞書で定義されているような用語は、関連した技術分野の文脈におけるその意味と一致した意味を持つものとして解釈されるべきであり、本明細書で明確にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されない。

また、本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、これらを限定するものではない。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである（当業者には明白なように）。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。

本発明の掃除ロボットおよびその制御方法によれば、異なる周囲環境で異なる掃除効果を提供することができる。従って、本発明に係る清掃ロボットおよびその制御方法は、掃除が必要なあらゆる環境で好適に用いることができる。

１００ 掃除ロボット
１１０ 振動センサーモジュール
１３０ 制御モジュール
１５０ 移動モジュール
１７０ 掃除モジュール
Ｓ_Ｄ 検知信号
Ｓ_Ｃ１〜Ｓ_Ｃ３ 制御信号
１５１〜１５３ ローラー
１１１ 重力センサー
１７１ 掃除ブラシ
１７３ 吸引口
１７５ 集塵ボックス
１９０ 通知モジュール
２００ ベースケース

Claims (18)

1. 複数のローラーを含む移動モジュールと、
   吸引口、掃除ブラシ、および集塵ボックスを含む掃除モジュールと、
   振動を検知し、検知信号を発生する振動センサーモジュールと、
   前記検知信号に応じて、前記移動モジュールおよび前記掃除モジュールのうちの少なくとも１つを制御する制御モジュールとを含むことを特徴とする掃除ロボット。
2. 前記振動センサーモジュールは、少なくとも１つの重力センサーを含む請求項１に記載の掃除ロボット。
3. 前記振動センサーモジュールは、少なくとも１つの圧電フィルムを含んで前記振動を検知し、前記検知信号を発生する請求項１に記載の掃除ロボット。
4. 通知情報を提供する通知モジュールを更に含み、前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて、前記通知モジュールを制御する請求項１に記載の掃除ロボット。
5. 前記通知情報は、イメージまたは音波である請求項１に記載の掃除ロボット。
6. 前記制御モジュールは、前記検知信号に応じてローラーの少なくとも１つの回転方向および回転速度を制御する請求項１に記載の掃除ロボット。
7. 前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて、前記吸引口の吸引力、および前記集塵ボックスの空気流量のうちの少なくとも１つを制御する請求項１に記載の掃除ロボット。
8. 前記制御モジュールは、前記検知信号に応じて前記掃除ブラシの回転速度を制御する請求項１に記載の掃除ロボット。
9. 前記振動は、前記掃除ロボットのベースケースより発生され、前記移動モジュールは、前記ベースケースの下方に配置される請求項１に記載の掃除ロボット。
10. 前記振動は、前記吸引口の気流流路に配置された圧電フィルムから発生される請求項１に記載の掃除ロボット。
11. 掃除ロボットの制御方法であって、
    前記掃除ロボットを移動するステップと、
    振動を検知し、検知信号を発生するステップと、
    前記検知信号に応じて前記掃除ロボットの動作を制御するステップとを含むことを特徴とする掃除ロボットの制御方法。
12. 前記振動を検知するステップは、重力センサーを用いて前記振動を検知するステップである請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。
13. 前記振動を検知するステップは、前記掃除ロボットのベースケースより発生される前記振動を検知するステップである請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。
14. 前記掃除ロボットの吸引口の気流流路に圧電フィルムを配置するステップを更に含む請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。
15. 前記振動を検知するステップは、前記圧電フィルムの電圧を検知するステップである請求項１４に記載の掃除ロボットの制御方法。
16. 前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの走行経路を制御するステップである請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。
17. 前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの吸引力、および空気流量のうちの少なくとも１つを制御する請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。
18. 前記掃除ロボットの動作を制御するステップは、前記掃除ロボットの表示灯、表示パネル、および音声発生装置のうちの少なくとも１つを制御し、動的イメージまたは静的イメージを表示する請求項１１に記載の掃除ロボットの制御方法。

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