JP2017000613A - 自走式電子機器および前記自走式電子機器の走行方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
筐体と、前記筐体を走行させる駆動輪と、前記駆動輪の床面からの浮き上がりを検知する脱輪センサと、前記筐体の走行を制御する走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする自走式電子機器。
【選択図】図10
Description
また、浮き上がり検知手段により駆動輪の浮き上がりが検知されたとき、段差センサの出力に基づいて、掃除機本体が床面から所定範囲以内の近いところにあると判断された場合には、前記駆動輪が床面にある段差に脱輪したものと判断して、前記駆動輪を駆動させて前記段差からの脱出を試み、前記段差センサの出力に基づいて、掃除機本体が床面から所定範囲より遠いところにあると判断された場合には、掃除機本体がユーザーにより持ち上げられたものと判断して、前記駆動輪を停止させることを特徴とする自走式掃除機の発明が開示されている(例えば、特許文献2を参照)。
また、この発明は、筐体を走行させる駆動輪の床面からの浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする、自走式電子機器の走行方法を提供するものである。
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
なお、実施形態1では、自走式電子機器として自走式掃除機1の場合を例示して説明するが、この発明は掃除機以外の自走式電子機器(例えば、自走式イオン発生機)にも適用可能である。
具体的には、自走式掃除機1は、床面FL上に設置された充電台から発信された赤外線などの信号を検出して充電台が存在する方向を認識し、自律的に障害物を避けながら走行して充電台に帰還する。
なお、充電中に自走式掃除機1が自動で動作を行うことは基本的にはなく、スタンバイ状態をとる。
また、商用電源(コンセント)に接続される充電台は、通常、室内の側壁に沿って設置される。なお、バッテリーは、各種モータ等の各駆動制御要素や制御回路に電力を供給する。
そのため、自走式掃除機1が前進中に下り段差DLの手前で急停止しても、それによって自走式掃除機1が前のめりに傾いて下り段差DLへ落下するということが防止されている。なお、駆動輪22L、22Rは、急停止してもスリップしないよう、接地面にトレッドパターン(溝)を有するゴムタイヤをホイールに嵌め込んで形成されている。
図4に示すように、吸込口31から筐体2内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、矢印Aのように吸引路および集塵ボックス15aの吸引口15a1を通って集塵ボックス15a内に導かれる。このとき、回転ブラシ9が回転して床面FL上の塵埃を吸込口31へ掻き込むと共に、一対のサイドブラシ10が回転して吸込口31の左右側の塵埃を吸込口31へ掻き集めている。
図1に示すように、半円弧形状のバンパー2c1は、周方向中央位置および中央位置の左右複数箇所に円形の孔部を有しており、各孔部から露出するようにバンパー2c1の内面に超音波センサ6の超音波送信部6b1および超音波受信部6b2が設けられている。実施形態1の場合、バンパー2c1には5個の孔部が一列に形成されており、中央位置と左右両端の孔部に超音波受信部6b2が配置され、中央位置に隣接する2個の孔部に超音波送信部6b1が配置されている。
次に、図6〜図8に基づき、この発明の脱輪センサ220について説明する。
図6は、図1に示す自走式掃除機1の駆動輪22Lの浮き上がりを検知する脱輪センサ220の概略構成を示す説明図である。
図7は、図6に示す駆動輪22Lの接地時(図7(A))および浮き上がり時(図7(B))における状態を示す説明図である。
図8は、図6に示す脱輪センサ220の、駆動輪22Lの接地時(図8(A))および浮き上がり時(図8(B))における状態を示す説明図である。
このとき、図8(A)に示すように、支持アーム221の上方への回動に連動してスリット223が下方へ回動するため、スリット223は、光センサ224内の光信号225を遮らない位置に移動する。
このとき、図8(B)に示すように、支持アーム221の下方への回動に連動してスリット223が上方へ回動するため、光センサ224内の光信号225を遮る位置に移動する。
次に、図9(A)〜(C)に基づき、この発明の自走式掃除機1の駆動輪22L(22R)の浮き上がりの例を示す。
図9は、図1に示す自走式掃除機1の駆動輪22L(22R)の浮き上がりの例を示す説明図である。
この状態は、例えば、玄関の上がり框のような自走式掃除機1本体が落下する可能性のある環境において発生する。
図9(B)に示すように、自走式掃除機1は、筐体2の下面前部が上り段差RLに乗り上げ、筐体2の下面と後輪26とで自走式掃除機1本体を支える状態になっている。このとき、駆動輪22L(22R)は、わずかに接地しているか、または接地していない状態にある。
次に、図10および図11に基づき、自走式掃除機1の駆動輪22Lの浮き上がりの検知後の走行方法について説明する。
図10および図11は、図1に示す自走式掃除機1の駆動輪22Lの浮き上がりの検知後の走行手順を示すフローチャートである。
ここでは、駆動輪22Lの浮き上がりが検知された場合について説明するが、駆動輪22Rの浮き上がりが検知された場合も同様である。
一方、脱輪センサ220が駆動輪22Lの浮き上がりを検知していない場合(ステップS1の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS1の判定を繰り返す(ステップS1)。
脱輪センサ220が駆動輪22Lの接地を検知した場合(ステップS3の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS1の判定を繰り返す(ステップS1)。
一方、脱輪センサ220が駆動輪22Lの接地を検知していない場合(ステップS3の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS4の判定を行う(ステップS4)。
駆動輪22Lの浮き上がり開始時から1000msecを経過した場合(ステップS4の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS5において、駆動輪22Lおよび22Rの回転を停止させる(ステップS5)。
その後、制御部40は、ステップS6の判定を行う(ステップS6)。
駆動輪22Lの接地を検知した場合(ステップS6の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS1の判定を繰り返す(ステップS1)。
一方、駆動輪22Lの接地を検知していない場合(ステップS6の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS7の判定を行う(ステップS7)。
駆動輪22Lおよび22Rの停止を確認した場合(ステップS7の判定がYesの場合)、制御部40は、図11のステップS8の処理を行う(ステップS8)。
一方、駆動輪22Lおよび22Rの停止を確認していない場合(ステップS7の判定のNoの場合)、制御部40は、ステップS6の判定を繰り返す(ステップS6)。
脱輪センサ220が駆動輪22Lの接地を検知した場合(ステップS9の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS1の判定を繰り返す(ステップS1)。
一方、脱輪センサ220が駆動輪22Lの接地を検知していない場合(ステップS9の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS10の判定を行う(ステップS10)。
駆動輪22Lの停止確認時から1900msec経過した場合(ステップS10の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS11において、自走式掃除機1をエラー停止させる(ステップS11)。その後、制御部40は、掃除運転を終了させる。
一方、駆動輪22Lの停止確認時から1900msec経過していない場合(ステップS10の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS9の判定を繰り返す(ステップS9)。
後退動作の最低限の継続時間の目安としては、駆動輪22Lの浮き上がりを検知した後、後退動作を開始する前の前進動作の継続時間(1000msec)が最低限必要となる。これは、前進動作で進んだ状態から抜け出し、自走式掃除機1を浮き上がり検知時の位置にまで戻す必要があるためである。
最後に、図12に基づき、図1に示す自走式掃除機1の充電台への自動帰還動作について説明する。
図12は、図1に示す自走式掃除機1の充電台への帰還動作を示すフローチャートである。
例えば、自走式掃除機1にユーザーの足が当たったり、地震が発生したりすることによって、自走式掃除機1が充電台から離脱する場合などが挙げられる。
この場合、自走式掃除機1は、ユーザーの手を煩わせることなく、自動的に充電台への帰還動作を開始することが望ましい。
具体的には、充電台からの電流を検知している状態から、電流を検知していない状態に変化したか否かをモニターすることにより、充電台から自走式掃除機1が離れたか否かを判定する。
一方、充電台から自走式掃除機1が離れていない場合(ステップS21の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS21の判定を繰り返す(ステップS21)。
ユーザーからの操作指示を受け付けていた場合(ステップS22の判定がYesの場合)、制御部40は、ユーザーからの操作指示に従うものとし、充電台への帰還動作を行わない。
一方、ユーザーからの操作指示を受け付けていない場合(ステップS22の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS23の判定を行う(ステップS23)。
充電台からの信号を受信している場合(ステップS23の判定がYesの場合)、制御部40は、ステップS24の判定を行う(ステップS24)。
一方、充電台からの信号を受信していない場合(ステップS23の判定がNoの場合)、制御部40は、充電台への帰還動作を行わない。
具体的な判定方法としては、例えば、以下の(1)または(2)のいずれかまたは両方の条件を満たしたとき、制御部40は、床面FLに自走式掃除機1が接地しているものと判定する。
(1)少なくとも1つの床面検知センサ18が床面FLを検知している
(2)脱輪センサ220が駆動輪22Lおよび22Rの浮き上がりを検知していない
(3)移動物検知部43bが障害物(ユーザーの手)を検知していない
一方、床面FLに自走式掃除機1が接地していない場合(ステップS24の判定がNoの場合)、制御部40は、自走式掃除機1がユーザーに持ち上げられたものと判断し、充電台への帰還動作を行わない。
自走式掃除機1が充電台に帰還した場合(ステップS26の判定がYesの場合)、制御部40は、帰還動作を終了させる。
一方、自走式掃除機1が充電台に帰還していない場合(ステップS26の判定がNoの場合)、制御部40は、ステップS25の処理を継続する(ステップS25)。
また、ユーザー自らが自走式掃除機1を持ち上げることによる意図的な離脱の場合は、充電台への帰還動作を行わないため、ユーザーの安全性を確保することができる。
このようにすれば、地震の発生により自走式掃除機1が充電台から離脱した場合において、自走式掃除機1が室内を動き回ることにより、ユーザーが自走式掃除機1につまずくリスクを低減できる。
<実施形態2に係る自走式掃除機1の駆動輪22L(22R)の浮き上がりの検知後の走行方法について>
次に、この発明の実施形態2に係る自走式掃除機1の駆動輪22L(22R)の浮き上がりの検知後の走行方法について説明する。
1.実施形態1または2において、駆動輪22L(22R)の浮き上がりの検知後、前進時または後退時の駆動輪22L(22R)の回転速度を変更してもよい。(実施形態3)
(1)200mm/sec
(2)180mm/sec
(3)160mm/sec
等にしてもよい。
このようにすれば、上り段差RLの乗り越え性能を高めることができ、かつ、下り段差DLからの落下のリスクを軽減することができる。
(1)前進1000msec、後退1900msec
(2)前進800msec、後退1600msec
(3)前進1200msec、後退2000msec
等にしてもよい。
(1)浮き上がっているほうの駆動輪22L(または22R):
20mm/secで後退させる
浮き上がっていないほうの駆動輪22R(または22L):
5mm/secで後退させる
または
(2)浮き上がっているほうの駆動輪22L(または22R):
20mm/secで後退させる
浮き上がっていないほうの駆動輪22R(または22L):
5mm/secで前進させる
等が考えられる。
(i)この発明の自走式電子機器は、筐体と、前記筐体を走行させる駆動輪と、前記駆動輪の床面からの浮き上がりを検知する脱輪センサと、前記筐体の走行を制御する走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする。
また、この発明の自走式電子機器の走行方法は、筐体を走行させる駆動輪の床面からの浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする。
また、この発明の自走式電子機器としては、自走式掃除機だけでなく、空気吸引を行い清浄化した空気を排気する空気清浄機が自走するもの、イオン発生を行うイオン発生機が自走するもの、ユーザーに対して必要な情報等を提示するもの、あるいはユーザーが欲する要求を満足できるロボット等が自走するもの等を含む。
「継続走行時間」は、駆動輪の床面からの浮き上がりを検知した時点から、自走式電子機器が走行を継続する時間である。
「逆走時間」は、駆動輪の回転を停止した後、駆動輪の浮き上がり状態から抜け出すべく、筐体を逆走させる時間である。
例えば、自走式電子機器が前進している際に、駆動輪の床面からの浮き上がりが生じた場合、「逆走」は、自走式電子機器が後進する方向に走行することである。
また、自走式電子機器が後進している際に、駆動輪の床面からの浮き上がりが生じた場合、「逆走」は、自走式電子機器が前進する方向に走行することである。
(ii)この発明による自走式電子機器において、予め定められた情報を報知する報知部をさらに備え、前記逆走時間の経過後も前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記走行制御部は、前記駆動輪を停止させ、前記報知部はエラー情報を報知させるものであってもよい。
前述した実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味及び前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
Claims (7)
- 筐体と、前記筐体を走行させる駆動輪と、前記駆動輪の床面からの浮き上がりを検知する脱輪センサと、前記筐体の走行を制御する走行制御部とを備え、
前記走行制御部は、前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記脱輪センサが前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする自走式電子機器。 - 予め定められた情報を報知する報知部をさらに備え、
前記逆走時間の経過後も前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記走行制御部は、前記駆動輪を停止させ、前記報知部はエラー情報を報知させる請求項1に記載の自走式電子機器。 - 前記継続走行時間は、前記筐体が乗り越え可能な最大の高さの段差を正面から乗り越える際に、駆動輪が前記段差に衝突して前記駆動輪が浮き上がった状態になった後、再び接地するまでの時間またはそれ以上の時間である請求項1または2に記載の自走式電子機器。
- 前記逆走時間は、前記駆動輪の回転の停止後、前記駆動輪の浮き上がり状態から抜け出すのに要する最低時間またはそれ以上の時間である請求項1〜3のいずれか1つに記載の自走式電子機器。
- 前記駆動輪は、互いに独立して駆動される左駆動輪および右駆動輪を含み、
前記脱輪センサが前記左駆動輪または前記右駆動輪のいずれか一方の浮き上がりを検知した場合において、前記左駆動輪および前記右駆動輪を逆方向に回転させるとき、前記走行制御部は、浮き上がりを検知した駆動輪より、浮き上がりを検知していない駆動輪の回転速度が遅くなるように、前記左駆動輪および前記右駆動輪を回転させる請求項1〜4のいずれか1つに記載の自走式電子機器。 - 前記駆動輪は、互いに独立して駆動される左駆動輪および右駆動輪を含み、
前記脱輪センサが前記左駆動輪および前記右駆動輪の両方の浮き上がりを検知した場合において、前記左駆動輪および前記右駆動輪を逆方向に回転させるとき、前記走行制御部は、後から浮き上がりを検知した駆動輪より、先に浮き上がりを検知した駆動輪の回転速度が遅くなるように、前記左駆動輪および前記右駆動輪を回転させる請求項1〜5のいずれか1つに記載の自走式電子機器。 - 筐体を走行させる駆動輪の床面からの浮き上がりを検知したとき、予め定められた継続走行時間の間、前記筐体の走行を継続させ、前記継続走行時間の経過後も前記駆動輪の浮き上がりを検知している場合、前記駆動輪の回転を停止させた後、予め定められた逆走時間の間、前記回転の方向とは逆方向に前記駆動輪を回転させることによって、前記筐体を逆走させることを特徴とする自走式電子機器の走行方法。
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