(自律走行型掃除機が取り得る形態の一例)
本発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、角を検出する角検出手段と、筐体が往復運動を行うように駆動する駆動手段と、ゴミを検出するゴミ検出手段と、制御手段と、を有し、制御手段は、角検出手段が角を検出したと判定すると、筐体が予め定められた回数の往復運動を行うように駆動手段を制御し、予め定められた回数の往復運動を行った後にゴミ検出手段がゴミを検出していると判定しても、角の掃除を終了するものである。
自律走行型掃除機の一形態は、限られた時間内でも部屋全体を掃除できる自律走行型掃除機を提供することができる。
発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、制御手段は、予め定められた回数の往復運動を完了する前に、ゴミ検出手段がゴミを検出していないと判定すると、角の掃除を終了する。
この自律走行型掃除機によると、角にゴミが存在しなくなると、他の領域に移動して掃除を行うことが可能であるため、掃除にかかる時間をできるだけ少なくすることができる。
発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、角を検出する角検出手段と、筐体が往復運動を行うように駆動する駆動手段と、ゴミを検出するゴミ検出手段と、制御手段と、を有し、制御手段は、角検出手段が角を検出したと判定すると、ゴミ検出手段が検出したゴミの量に応じた回数往復運動を行うように、駆動手段を制御し、往復運動が終了すると、角の掃除を終了する。
この自律走行型掃除機によると、ゴミ検出手段が検出したゴミの量に応じて往復運動の回数を決定するため、ゴミの量に応じた分だけ往復運動を行い、限られた掃除の時間を効率的に使うことが可能となる。
発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、往復運動は、筐体を左右に振らせる動作である。
この自律走行型掃除機によると、筐体を左右に振らせることにより、角に溜まった多くのゴミを取ることが可能になる。
発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、駆動手段は、右車輪を駆動する右モーターと、左車輪を駆動する左モーターとを有し、制御手段は、右モーターと左モーターを制御することにより、右車輪を前進させると共に左車輪を後退させるように制御し、続いて、左車輪を前進させると共に右車輪を後退させるように制御する動作を繰り返し行うことにより、筐体が左右に振るように制御する自律走行型掃除機である。
自律走行型掃除機が角に来ると、右車輪と左車輪の2つの車輪を別々に制御することにより、筐体を左右に振らせることが可能となり、これにより、角に溜まった多くのゴミを取ることが可能になる。
本発明の一形態に従う自律走行型掃除機は、底面に吸込口を備えるボディを備え、前記
ボディは、外側に膨らむ曲面である前面および複数の側面、ならびに、前記前面と前記側面とにより規定される頂部である前方頂部を備え、前記前面の接線と前記側面の接線とのなす角が鋭角である。
ボディは実質的にルーローの三角形と同一の平面形状を有しており、この形状で往復運動を行うことにより、角にたまったゴミまで除去することが可能である。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1の自律走行型掃除機10の正面を示す。図1に示されるとおり、自律走行型掃除機10は対象領域の清掃面上を自律的に走行し、清掃面上に存在するごみを吸引するロボット型の掃除機であり、複数の構造的な機能ブロックを備える。対象領域の一例は部屋であり、清掃面の一例は部屋の床面である。
一例によれば自律走行型掃除機10は、各種の構成要素を搭載するボディ20、対象領域に存在するごみを集める清掃ユニット40(図2参照)、および、ごみをボディ20の内部に吸引する吸引ユニット50を備える。自律走行型掃除機10はさらに、吸引ユニット50により吸引されたごみを溜めるごみ箱ユニット60、および、各ユニット30、40、50を制御する制御ユニット70を備える。
図2は自律走行型掃除機10の底面を示す。自律走行型掃除機10はさらに、ボディ20を移動させる一対の駆動ユニット30、駆動ユニット30の回転に追従して回転するキャスター90、および、各ユニット30、40、50等に電力を供給する電源ユニット80を備える。
一対の駆動ユニット30はボディ20の幅方向の中心に対して右側に配置される右側の駆動ユニット30、および、ボディ20の幅方向の中心に対して左側に配置される左側の駆動ユニット30である。なお、一方の駆動ユニット30が第1の駆動ユニットであり、他方の駆動ユニット30が第2の駆動ユニットである。また、自律走行型掃除機10の幅方向である左右方向は自律走行型掃除機10の前進方向を基準に規定される。
ボディ20はボディ20の下側の外形を形成するロアーユニット100(図2参照)、および、ボディ20の上側の外形を形成するアッパーユニット200(図1参照)を備える。これらのユニット100、200が組み合わせられることによりボディ20が構成される。図1に示されるとおり、アッパーユニット200はその主要な部分を形成するカバー210、カバー210に対して開閉動作する蓋220、および、カバー210に対して変位し得るバンパー230を備える。
ボディ20の平面形状の一例はルーローの三角形、または、その三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、または、これらの三角形あるいは多角形の頂部にRが形成された形状である。この形状は、ルーローの三角形が有する幾何学的な性質と同一または類似する性質をボディ20に持たせることに寄与する。図1に示される例によれば、ボディ20は実質的にルーローの三角形と同一の平面形状を有する。
ボディ20は複数の外周面、および、複数の頂部を備える。複数の外周面の一例は自律走行型掃除機10の前進側に存在する前面21、前面21に対して右後方側に存在する右側の側面22、および、前面21に対して左後方側に存在する左側の側面22である。前面21は外側に向けて湾曲した曲面であり、主としてバンパー230に形成される。各側面22は外側に向けて湾曲した曲面であり、バンパー230の側部およびカバー210の側部に形成される。
複数の頂部の一例は前面21と右側の側面22とにより規定される右側の前方頂部23、前面21と左側の側面22とにより規定される左側の前方頂部23、および、右側の側面22と左側の側面22とにより規定される後方頂部24である。前面21の接線L1と側面22の接線L2とがなす角は鋭角である。
右側の前方頂部23および左側の前方頂部23はボディ20の最大の幅を規定する。図示される例によれば、ボディ20の最大の幅は右側の前方頂部23の頂点と左側の前方頂部23の頂点との距離、すなわち、ルーローの三角形が有する2つの頂点の距離である。
図2に示されるとおり、ボディ20はごみをボディ20の内部に吸引するための吸込口101をさらに備える。吸込口101はボディ20の底面であるロアーユニット100の底面に形成される。一例によれば吸込口101の形状は長方形であり、その長手方向はボディ20の幅方向と実質的に同一であり、その短手方向はボディ20の前後方向と実質的に同一である。
吸込口101はボディ20の底面における前面21よりの部分に形成される。この位置関係は、例えば各要素に関する次の2種類の関係の一方または両方により規定される。1つ目の関係は、吸込口101の長手方向に沿う吸込口101の中心線(以下では「吸込口101の長手方向の中心線」)がボディ20の前後方向の中心よりもボディ20の前方側に存在することである。2つ目の関係は、吸込口101が一対の駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に形成されることである。
吸込口101の長手方向の寸法である吸込口101の幅は、右側の駆動ユニット30と左側の駆動ユニット30との内側の間隔よりも広い。この幅の設定形態は、より広い吸込口101の幅を確保し、吸引ユニット50によりごみが吸引される量を増加させることに寄与する。
図2に示されるとおり、駆動ユニット30はロアーユニット100の底面側に配置され、複数の要素を備える。一例によれば駆動ユニット30は、清掃面上を走行するホイール33、ホイール33にトルクを与える走行用モーター31、および、走行用モーター31を収容するハウジング32を備える。ハウジング32はロアーユニット100に形成される凹部に収容され、ロアーユニット100に対して回転できるようにロアーユニット100により支持される。
ホイール33は走行用モーター31よりもボディ20の幅方向の外側に配置される。この配置は、ホイール33が走行用モーター31よりも幅方向の内側に配置される場合と比較して、右側のホイール33と左側のホイール33との間隔が広いことによりボディ20の安定性の向上に寄与することがある。
自律走行型掃除機10の駆動方式は対向2輪型であり、右側の駆動ユニット30と左側の駆動ユニット30とがボディ20の幅方向において対向して配置される。右側のホイール33の回転軸Hおよび左側のホイール33の回転軸Hは実質的に同軸上に存在する。
回転軸Hと自律走行型掃除機10の重心Gとの距離は、例えば自律走行型掃除機10に所定の旋回性能を持たせることを意図して設定される。所定の旋回性能は、ルーローの三角形の輪郭により形成される四角形の軌道と同様または類似の軌道をボディ20に形成させることができる旋回性能である。一例によれば、回転軸Hの位置が自律走行型掃除機10の重心Gよりもボディ20の後方側に設定され、回転軸Hと重心Gとの距離が所定の距離に設定される。対向2輪型を有する自律走行型掃除機10によれば、この設定を元にボディ20と周囲の物体との接触とを利用して上記軌道を形成することができる。
図2に示されるとおり、清掃ユニット40はボディ20の内部および外部に配置され、複数の要素を備える。一例によれば清掃ユニット40は、ボディ20の内部に配置されるブラシ駆動モーター41およびギアボックス42、および、ボディ20の吸込口101に配置されるメインブラシ43を備える。
ブラシ駆動モーター41およびギアボックス42はロアーユニット100に取り付けられる。ギアボックス42はブラシ駆動モーター41の出力軸およびメインブラシ43に接続され、ブラシ駆動モーター41のトルクをメインブラシ43に伝達する。
メインブラシ43は吸込口101の長手方向の寸法とおおよそ同じ長さを有し、ロアーユニット100に対して回転できるように軸受部(図示略)により支持される。軸受部は例えばギアボックス42およびロアーユニット100の一方または両方に形成される。一例によればメインブラシ43の回転方向は、図14の矢印AMにより示されるとおり、その回転軌道が清掃面側においてボディ20の前方から後方に向かう方向に設定される。
図1に示されるとおり、吸引ユニット50はボディ20の内部に配置され、複数の要素を備える。一例によれば吸引ユニット50は、ごみ箱ユニット60の後方側かつ後述される電源ユニット80の前方側に配置され、ロアーユニット100(図2参照)に取り付けられるファンケース52、および、ファンケース52の内部に配置される電動ファン51を備える。
電動ファン51はごみ箱ユニット60の内部の空気を吸引し、電動ファン51の周方向の外方に空気を吐出する。電動ファン51から吐出された空気はファンケース52の内部の空間、および、ボディ20の内部におけるファンケース52の周囲の空間を通過し、ボディ20の外部に排気される。
図2に示されるとおり、ごみ箱ユニット60はボディ20の内部においてメインブラシ43の後方側かつ吸引ユニット50の前方側に配置され、さらに一対の駆動ユニット30の間に配置される。ボディ20およびごみ箱ユニット60はごみ箱ユニット60がボディ20に取り付けられた状態、および、ごみ箱ユニット60がボディ20から取り外された状態をユーザーが任意に選択できる着脱構造を備える。
図1に示されるとおり、制御ユニット70はボディ20の内部において吸引ユニット50の後方側に配置される。図1および図2に示されるとおり、自律走行型掃除機10はさらに複数のセンサーを備える。一例によれば複数のセンサーは、ボディ20の前方に存在する障害物を検出する障害物検出センサー71(図1参照)、および、ボディ20の周囲に存在する物体とボディ20との距離を検出する一対の距離測定センサー72(図1参照)を含む。複数のセンサーはさらに、ボディ20が周囲の物体と衝突したことを検出する衝突検出センサー73(図1参照)、および、ボディ20の底面に存在する清掃面を検出する複数の床面検出センサー74(図2参照)を備える。これらのセンサー71、72、73、74はそれぞれ制御ユニット70に検出信号を入力する。
障害物検出センサー71の一例は超音波センサーであり、発信部および受信部を備える。距離測定センサー72および床面検出センサー74の一例は赤外線センサーであり、発光部および受光部を備える。衝突検出センサー73の一例は接触式変位センサーであり、バンパー230がカバー210に対して押し込まれることにともないオンされるスイッチを備える。
図1に示されるとおり、一対の距離測定センサー72はボディ20の幅方向の中心に対
して右側に配置される右側の距離測定センサー72、および、ボディ20の幅方向の中心に対して左側に配置される左側の距離測定センサー72である。右側の距離測定センサー72は右側の前方頂部23に配置され、ボディ20の右斜め前方に向けて光を出力する。左側の距離測定センサー72は左側の前方頂部23に配置され、ボディ20の左斜め前方に向けて光を出力する。この配置形態は、自律走行型掃除機10が旋回するときにボディ20の輪郭と最も接近した周囲の物体とボディ20との距離を検出することを実現する。
図2に示されるとおり、複数の床面検出センサー74の一例は駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に配置される前方側の床面検出センサー74、および、駆動ユニット30よりもボディ20の後方側に配置される後方側の床面検出センサー74である。
自律走行型掃除機10はさらに、各ユニット30、40、50および各センサー71、72、73、74に電力を供給する電源ユニット80を備える。電源ユニット80はボディ20の前後方向の中心よりもボディ20の後方側に配置され、さらに吸引ユニット50よりもボディ20の後方側に配置され、複数の要素を備える。一例によれば電源ユニット80は、ロアーユニット100に取り付けられる電池ケース81、電池ケース81内に収容される蓄電池82、および、電源ユニット80から各要素への電力の供給および停止を切り替えるメインスイッチ83を備える。蓄電池82の一例は2次電池である。
図3は自律走行型掃除機10の電気系の機能ブロックを示す。
制御ユニット70はボディ20の内部において電源ユニット80(図2参照)上に配置され、電源ユニット80と電気的に接続される。制御ユニット70はさらに、各センサー71、72、73、74、一対の走行用モーター31、ブラシ駆動モーター41、および、電動ファン51と電気的に接続される。
又、制御ユニット70は、例えばCPU(Central Processing Unit)のようは半導体集積回路からなり、各回路の制御を司る。また、制御ユニット70は、制御ユニット70が実行する各種プログラムやパラメーター等を格納する記憶部(図示せず)を有しており、この記憶部は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子からなる。
制御ユニット70は障害物検出センサー71から入力される検出信号に基づいて、ボディ20よりも前方側の所定範囲内に自律走行型掃除機10の走行を妨げ得る物体が存在しているか否かを判定する。制御ユニット70は距離測定センサー72から入力される検出信号に基づいて、ボディ20の前方頂部23の周囲に存在する物体とボディ20の輪郭との距離を算出する。
制御ユニット70は衝突検出センサー73から入力される検出信号に基づいて、ボディ20が周囲の物体に衝突したか否かを判定する。制御ユニット70は床面検出センサー74から入力される検出信号に基づいて、ボディ20の下方に対象領域の清掃面が存在するか否かを判定する。
制御ユニット70は上記判定および演算の結果の1つまたは複数を用いて、自律走行型掃除機10により対象領域の清掃面が清掃されるように一対の走行用モーター31、ブラシ駆動モーター41、および、電動ファン51を制御する。
制御ユニット70には、ゴミセンサー300(或いはハウスダストセンサー)が接続されている。このゴミセンサー300は、吸込口101からごみ箱ユニット60までの通路上に配置されており、吸込口101から吸い取ったゴミを検出する。
また、このゴミセンサー300は、例えば発光素子と受光素子からなり、受光素子が発光素子から放出された光の量を検出し、その結果を制御ユニット70へ出力する。制御ユニット70は、入力した光の量の情報に基づいて、光の量が少なければゴミの量が多いと判定し、光の量が多ければゴミの量が少ないと判定する。尚、この光の量の情報とは、より具体的には受光素子と接続された増幅素子(例えばオペアンプ等)から出力される信号である。
図4は従来の自律走行型掃除機900の平面を示す。
対象領域である部屋RXは例えば第1の壁R1および第2の壁R2により形成される角R3を備える。図示される例によれば角R3はおおよそ直角である。自律走行型掃除機900は角R3に到達したときに角R3の先端部分R4を覆うことができない。このため、自律走行型掃除機900の吸込口910と先端部分R4との間に比較的大きな間隔が形成される。なお、自律走行型掃除機900にサイドブラシが搭載される場合には、先端部分R4に存在するごみがサイドブラシにより吸込口910に集められる。いずれにしても吸込口910は先端部分R4から離れた位置でごみを吸引する。
図5〜図7は自律走行型掃除機10が角R3を清掃する動作の一例を示す。
制御ユニット70は例えば次のように自律走行型掃除機10を走行させることにより、部屋RXの角R3を清掃する。図5に示されるとおり、制御ユニット70は第1の壁R1に正対する姿勢をボディ20に取らせながら、自律走行型掃除機10を第2の壁R2に沿って第1の壁R1に向けて前進させる。このとき、自律走行型掃除機10は一方の前方頂部23が第2の壁R2と接触した状態、または、それに等しい程度まで第2の壁R2に接近した状態を維持しながら走行する。
図6に示されるとおり、制御ユニット70はボディ20の前面21が第1の壁R1と接触したとき、または、それに等しい程度まで第1の壁R1に接近したとき、その場で自律走行型掃除機10を一時的に停止させる。このとき、前方頂部23の一部が角R3の先端部分R4の一部を覆う。また、従来の自律走行型掃除機900(図4参照)が限界まで角R3に接近した場合と比較して、ボディ20の吸込口101が角R3の先端部分R4に接近する。
制御ユニット70は次に、前面21が第1の壁R1に接触するように旋回する動作、および、側面22が第2の壁R2に接触するように旋回する動作を自律走行型掃除機10に繰り返し実行させる。このため、前面21と第1の壁R1との接触によりボディ20に働く反力、および、側面22と第2の壁R2と接触によりボディ20に働く反力により、自律走行型掃除機10が重心Gの位置を変化させながら左方向に旋回する。この旋回動作は、ルーローの三角形が四角形の軌道を形成するときの動作の一部を模擬している。
自律走行型掃除機10が第1の壁R1に正対した状態から一定の角度にわたって旋回することにより、図7に示されるとおり右側の前方頂部23が角R3の頂点またはその付近を指向し、前方頂部23が角R3の頂点に最も接近した状態が形成される。このとき、ボディ20が先端部分R4の比較的広い範囲を覆う。また、ボディ20の吸込口101と角R3の先端部分R4との距離は、従来の自律走行型掃除機900(図4参照)が限界まで角R3に接近した場合における吸込口910と角R3の先端部分R4との距離よりも短い。この吸込口101の配置は、自律走行型掃除機10の角清掃能力を従来の自律走行型掃除機900よりも高めることに寄与する。
自律走行型掃除機10の角清掃能力に関する上記事項はさらに次のように記述することができる。自律走行型掃除機10によれば、前面21の接線L1と側面22の接線L2とのなす角が鋭角である。このため、自律走行型掃除機10は対象領域の角R3に位置する場合にその場で旋回し、角R3に対して多様な姿勢を取ることができる。その姿勢の一例はボディ20の前方頂部23が対象領域の角R3の頂点またはその付近を指向する姿勢を含む。
自律走行型掃除機10がそのような姿勢を取る場合、円形のボディを備える自律走行型掃除機900が対象領域の角R3に限界まで接近した場合と比較して、ボディ20の輪郭が角R3の頂点に一層接近し、ボディ20の吸込口101も角R3の頂点に一層接近する。このため、ボディ20が角R3の清掃面上に存在するごみを吸い込みやすくなる。すなわち、自律走行型掃除機10は円形のボディを備える自律走行型掃除機900と比較して対象領域の角R3に存在するごみを吸い込みやすい。
また、自律走行型掃除機10はボディ20の前方頂部23が角R3の頂点またはその付近を指向する姿勢を取る場合に、その場で回転して方向転換することができる。このため、対象領域の角R3から別の場所に移動するときに、D型のボディを備える従来の自律走行型掃除機のように制約が課せられるおそれが低い。すなわち、自律走行型掃除機10はD型のボディを備える従来の自律走行型掃除機と比較して、角R3から別の場所に速やかに移動することができる。
実施の形態1の自律走行型掃除機10によればさらに以下の効果が得られる。
(1)自律走行型掃除機10が取り得る別の形態によれば、吸込口101の幅が一対の駆動ユニット30の内側の間隔よりも狭い。一方、実施の形態1の自律走行型掃除機10によれば、吸込口101の幅が一対の駆動ユニット30の内側の間隔よりも広い。この構成によれば、上記別の形態と比較して吸込口101の幅が広いため、吸引ユニット50がより多くのごみを吸引することができる。
(2)自律走行型掃除機10が取り得る別の形態によれば、吸込口101が一対の駆動ユニット30の間に形成される。一方、実施の形態1の自律走行型掃除機10によれば、吸込口101が一対の駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に形成される。この構成によれば、自律走行型掃除機10が壁に接近したとき、上記別の形態と比較して吸込口101が壁に一層接近する。このため、吸引ユニット50がより多くのごみを吸引することができる。
(3)自律走行型掃除機10によれば、ボディ20の最大の幅が各前方頂部23により規定される。この構成によれば、ボディ20の後部の幅がボディ20の前部の幅よりも狭いため、周囲に物体が存在する場所で旋回するときにボディ20の後部がその物体に接触するおそれが低い。このため、自律走行型掃除機10の機動性が高められる。
(4)自律走行型掃除機10が取り得る別の形態によれば、ステアリング型の駆動方式を備える。一方、実施の形態1の自律走行型掃除機10は一対の駆動ユニット30により構成される対向2輪型の駆動方式を備える。この構成によれば、上記別の形態と比較して構造が簡素化される。
(5)各駆動ユニット30の回転軸Hと自律走行型掃除機10の重心Gとの関係は、ボディ20が形成し得る軌道を決める主要な要因の1つに該当する。一対の駆動ユニット30の回転軸Hが自律走行型掃除機10の重心Gよりもボディ20の後方側に存在する場合、自律走行型掃除機10は周囲の物体との接触を利用して自身の重心Gの位置を変化させ
ながら旋回する動作を形成しやすい。このため、自律走行型掃除機10は四角形の軌道の少なくとも一部をボディ20に適切に形成させ、角清掃能力を高めることができる。
(実施の形態2)
図8は実施の形態2の自律走行型掃除機10の正面を示す。図9はその底面を示す。実施の形態2の自律走行型掃除機10は、実施の形態1に明示されていない以下の構成をさらに備える。実施の形態2の説明において実施の形態1と同じ符号が付された要素は、実施の形態1の対応する要素と同様または類似の機能を備える。
図9に示されるとおり、清掃ユニット40はボディ20の底面であるロアーユニット100の底面に配置される一対のサイドブラシ44、および、第2のギアボックス42をさらに備える。一方のギアボックス42は、ブラシ駆動モーター41の出力軸、メインブラシ43、および、一方のサイドブラシ44と接続され、ブラシ駆動モーター41のトルクをメインブラシ43および一方のサイドブラシ44に伝達する。他方のギアボックス42は、メインブラシ43および他方のサイドブラシ44と接続され、メインブラシ43のトルクを他方のサイドブラシ44に伝達する。
サイドブラシ44は、ボディ20の前方頂部23に取り付けられるブラシ軸44A、および、ブラシ軸44Aに取り付けられる複数のブリッスル束44Bを備える。ボディ20に対するサイドブラシ44の位置は、吸込口101にごみを集めることができる回転軌道が形成される位置に設定される。図示される例によれば、ブリッスル束44Bの数は3つであり、各ブリッスル束44Bが一定の角度間隔でブラシ軸44Aに取り付けられる。
ブラシ軸44Aは、ボディ20の高さ方向と同じ方向またはおおよそ同じ方向に延長する回転軸を有し、ボディ20に対して回転できるようにボディ20により支持され、吸込口101の長手方向の中心線よりもボディ20の前方側に配置される。
ブリッスル束44Bは、複数のブリッスルにより構成され、ブラシ軸44Aの径方向と同じ方向またはおおよそ同じ方向に延長するようにブラシ軸44Aに固定される。一例によれば、ブリッスル束44Bの長さは、その先端がボディ20の輪郭よりも外側に飛び出る長さに設定される。
各サイドブラシ44の回転方向は、図8の矢印ASにより示されるとおり、その回転軌道がボディ20の幅方向の中心側においてボディ20の前方から後方に向かう方向に設定される。すなわち、各サイドブラシ44は互いに反対の方向に回転し、それぞれのサイドブラシ44の回転軌道のうちの他方のサイドブラシ44の回転軌道と接近している部分においてボディ20の前方から後方に向けて回転する。
実施の形態2の自律走行型掃除機10によれば、実施の形態1の自律走行型掃除機10により得られる(1)〜(5)の効果に加えてさらに以下の効果が得られる。
(6)自律走行型掃除機10はサイドブラシ44を備える。この構成によれば、サイドブラシ44により対象領域の角R3に存在するごみがボディ20の吸込口101に集められる。このため、自律走行型掃除機10の角清掃能力が一層高められる。
(7)サイドブラシ44が前方頂部23の底面に取り付けられる。この構成によれば、従来の自律走行型掃除機900が角R3に位置する場合と比較してサイドブラシ44のブラシ軸44Aが角R3の頂点に一層接近する。このため、自律走行型掃除機10の角清掃能力が一層高められる。
(8)自律走行型掃除機10によれば、各サイドブラシ44が互いに反対の方向に回転し、それぞれのサイドブラシ44の回転軌道のうちの他方のサイドブラシ44の回転軌道と接近している部分においてボディ20の前方から後方に向けて回転する。この構成によれば、サイドブラシ44によりボディ20の前方側から吸込口101にごみが集められるため、例えば吸込口101の側方あたりから吸込口101にごみが集められる場合と比較して吸込口101にごみが吸い込まれやすい。このため、角R3の清掃面上に存在するごみが効率的に除去されることがある。
(9)サイドブラシを備える自律走行型掃除機によれば、ブリッスル束の長さが長すぎる場合、自律走行型掃除機が走行するときにブリッスル束が周囲の物体に引っ掛かるおそれが高くなる。一方、自律走行型掃除機10はボディ20の吸込口101を角R3の先端部分R4に一層接近させることができるため、角清掃能力がブリッスル束44Bの長さに強く依存しない。このため、ブリッスル束44Bは比較的短い長さを持つことが許容される。そして、ブリッスル束44Bの長さがそのような長さに設定される場合、ブリッスル束44Bが周囲の物体に引っ掛かるおそれが低減される。
(10)サイドブラシを備える自律走行型掃除機によれば、ブリッスル束の長さが長くなるにつれて、ブリッスル束がごみを移動させるときにブリッスル束がたわみやすくなる。そして、ブリッスル束が大きくたわむ場合には、ブリッスル束がボディの吸込口までごみを適切に移動させられないおそれがある。一方、自律走行型掃除機10は上述のとおりブリッスル束44Bの長さを比較的短く設定することが許容される。そして、ブリッスル束44Bの長さがそのような長さに設定される場合、ブリッスル束44Bがたわむ量が小さくなる。このため、角R3に存在するごみがブリッスル束44Bにより吸込口101に集められやすくなる。
(実施の形態3)
図10は実施の形態3の自律走行型掃除機10の斜視構造を示す。実施の形態3の自律走行型掃除機10は、実施の形態2に明示されていない以下の構成をさらに備える。実施の形態3の説明において実施の形態2と同じ符号が付された要素は、実施の形態2の対応する要素と同様または類似の機能を備える。
図10に示される自律走行型掃除機10の各要素は、図8および図9に模式的に示された自律走行型掃除機10の各要素が取り得る具体的形態の一例である。ボディ20の各前方頂部23および後方頂部24はそれぞれR形状を有する。アッパーユニット200はボディ20の内部の空間と外部とを連通する複数の排気口211、蓋220の前方側に形成される受光部212、および、蓋220を開くための蓋ボタン213を備える。複数の排気口211は、例えば蓋220の縁に沿うように並べて形成される。
受光部212は自律走行型掃除機10を充電する充電台(図示略)から出力される信号、または、自律走行型掃除機10を操作するリモートコントローラー(図示略)から出力される信号を受光する。受光部212は信号を受光したとき、その信号に対応する受光信号を制御ユニット70(図15参照)に出力する。
図11は図10の自律走行型掃除機10の平面を示す。自律走行型掃除機10は前後方向に延長する自身の中心線に対して実質的に線対称の形状を有する。バンパー230は前方頂部23から突出する一対の湾曲凸部231を備える。湾曲凸部231は前面21および側面22のR形状に倣うように湾曲し、ボディ20の輪郭の一部を形成する。
図12は図11の蓋220が開いた状態を示す。アッパーユニット200はカバー210、蓋220、および、バンパー230に加えて、ユーザーにより操作される要素が配置
されるインターフェース部240、および、ごみ箱ユニット60を支持するごみ箱受け250をさらに備える。蓋220はそのヒンジ構造を構成する一対のアーム221を備える。図25に示されるとおり、アッパーユニット200はアーム221を収容する一対のアーム収容部260をさらに備える。
図12に示されるとおり、インターフェース部240はカバー210の一部を構成し、蓋220が閉じることにより閉鎖され(図11参照)、蓋220が開くことにより開放される。一例によればインターフェース部240は、自律走行型掃除機10の動作をオンおよびオフするための操作ボタン242、および、自律走行型掃除機10に関する情報を表示する表示部243等を含むパネル241を備える。パネル241はさらに、自律走行型掃除機10の動作に関する各種の設定を入力するための操作ボタン(図示略)を備える。メインスイッチ83はインターフェース部240に配置される。
図24はアッパーユニット200の底面側の斜視構造を示す。
ごみ箱受け250はアッパーユニット200の上面側に開口する箱状の物体であり、ボディ20の底部側に開口する底部開口251、および、ボディ20の後方側に開口する後方開口252を備える。図12に示されるとおり、ごみ箱受け250にはごみ箱ユニット60が挿入される。
図13は図11の自律走行型掃除機10の底面を示す。ロアーユニット100はその骨格を形成するベース110を備える。ベース110は底面に開口し電源ユニット80に対応する形状を有する電源口102、および、充電台(図示略)と接続される一対の充電端子103を備える。
電源口102はボディ20の前後方向の中心よりもボディ20の後方側に形成され、電源口102の一部が一対の駆動ユニット30の間に形成される。充電端子103は吸込口101よりもボディ20の前方側に形成される。一例によれば充電端子103はベース110の底面のうちのより前面21側の部分に形成される。
ベース110はキャスター90を支持するための一対の底部軸受111をさらに備える。底部軸受111は駆動ユニット30よりもボディ20の後方側に形成される。一例によれば底部軸受111の形成位置は、ベース110の底面のうちの電源口102よりもボディ20の後方側であり、後方頂部24の底面である。
支持軸91はキャスター90に対して回転できるようにキャスター90に挿入される。その支持軸91の端部がそれぞれ底部軸受111に圧入される。この要素の結合によりキャスター90がベース110に対して回転できる。
図14は図11の自律走行型掃除機10の側面を示す。一例によればメインブラシ43は矢印AMの方向に回転する。駆動ユニット30のホイール33の回転軸とキャスター90の回転軸との間隔はホイール33の回転軸とメインブラシ43の回転軸との間隔よりも広い。この位置関係はボディ20の姿勢を安定させることに寄与する。
図15は分解されたロアーユニット100の上面側の斜視構造を示す。
ロアーユニット100の上面側には、一対のギアボックス42、吸引ユニット50、ごみ箱ユニット60(図12参照)、および、制御ユニット70が取り付けられる。ブラシ駆動モーター41は一方のギアボックス42に収容される。
ロアーユニット100はベース110に加えて、ベース110の上面側に取り付けられるブラシハウジング170をさらに備える。ブラシハウジング170はメインブラシ43を収容する空間を形成する要素であり、ごみ箱ユニット60に接続されるダクト171を備える。
一例によればファンケース52は、電動ファン51の前方側に配置される前方側ケース要素52A、および、電動ファン51の後方側に配置される後方側ケース要素52Bを備える。これらのケース要素52A、52Bが互いに組み合わせられることによりファンケース52が構成される。ファンケース52はさらに、ごみ箱61の出口61B(図17参照)に面する吸込口52C、駆動ユニット30側に開口する吐出口52D(図19参照)、および、吸込口52Cを覆うルーバー52Eを備える。
図16は分解されたロアーユニット100の底面側の斜視構造を示す。
ロアーユニット100の底面側には、一対の駆動ユニット30、メインブラシ43、一対のサイドブラシ44、キャスター90、および、電源ユニット80が取り付けられる。ロアーユニット100はさらに、ブラシハウジング170の底面側に取り付けられるブラシカバー180、および、電源口102に取り付けられる保持フレーム190を備える。保持フレーム190は電源口102に固定されることによりベース110と協働して電源ユニット80を保持する。
ベース110およびブラシカバー180は、ブラシカバー180がベース110に取り付けられた状態、および、ブラシカバー180がベース110から取り外された状態をユーザーが任意に選択できる着脱構造を備える。
ベース110および保持フレーム190は、保持フレーム190がベース110に取り付けられた状態、および、保持フレーム190がベース110から取り外された状態をユーザーが任意に選択できる着脱構造を備える。
図20は図15に示されるロアーユニット100の拡大構造を示す。
ベース110はそれぞれ対応する要素を支持または収容する複数の機能的領域を備える。その一例は駆動用パート120、清掃用パート130、ごみ箱用パート140、吸引用パート150、および、電源用パート160である。
駆動用パート120は駆動ユニット30を収容する機能的領域であり、複数の機能的な部分を備える。その一例は、ベース110の底面側に開口し、駆動ユニット30を収容するホイールハウス121、および、後述されるサスペンション機構を構成するサスペンションばね36(図21参照)が掛けられるばね掛け部122である。
ホイールハウス121はベース110の上面から上方に突出し、ベース110のうちの側面22(図19参照)よりの部分に形成される。ばね掛け部122はホイールハウス121の前方の部分に形成され、ホイールハウス121からおおよそ上方に向けて突出する。図21に示されるとおり、ホイールハウス121の上部には脱輪検出スイッチ75が取り付けられる。脱輪検出スイッチ75は、駆動ユニット30(図15参照)が対象領域の清掃面から脱輪することにともないばね掛け部32Bにより押し込まれる。
図20に示される清掃用パート130は清掃ユニット40を支持する機能的領域であり、複数の機能的な部分を備える。その一例は、サイドブラシ44のブラシ軸44A(図22参照)を支持する一対の軸挿入部131、および、ギアボックス42(図22参照)が
配置される結合部132である。図16に示されるブラシハウジング170およびブラシカバー180は清掃用パート130の一部を構成する。
図17に示されるとおり、メインブラシ43がブラシハウジング170の内部に配置されることにより、その両端部分がブラシハウジング170から結合部132(図20参照)に突出する。図15に示されるサイドブラシ44のブラシ軸44Aは軸挿入部131(図20参照)に形成される穴に挿入される。
図15に示される一方のギアボックス42は一方の結合部132(図20参照)に配置され、メインブラシ43の端部および一方のブラシ軸44Aのそれぞれに接続される。他方のギアボックス42は他方の結合部132(図20参照)に配置され、メインブラシ43の端部および他方のブラシ軸44Aのそれぞれに接続される。
図20に示されるとおり、ごみ箱用パート140はボディ20の前後方向において清掃用パート130と吸引用パート150との間に形成される機能的領域であり、ごみ箱受け250(図18参照)が配置される空間を形成する。
吸引用パート150は吸引ユニット50を支持する機能的領域であり、ベース110のおおよそ中心またはその付近に形成される。吸引用パート150の側部には一対のホイールハウス121が形成される。
電源用パート160は、電源ユニット80を支持する機能的領域であり、ベース110の底面からみて上面側に窪んだ凹部である。制御ユニット70は電源用パート160の上部に搭載される。
図17に示されるとおり、ブラシカバー180はベース110の底面よりも下方に突出してベース110に取り付けられる物体であり、メインブラシ43をボディ20の外部に露出させる吸込口101、および、前方部分に形成される斜面181を備える。斜面181はボディ20の前方から後方に向かうにつれてロアーユニット100の底面からの距離が増加する面であり、対象領域の清掃面上に存在する段差と接触してボディ20の前方を浮き上がらせることに寄与する。
ダクト171はおおよそボディ20の上下方向に延長する形状を有し、メインブラシ43の上部を収容する入口172、および、ごみ箱ユニット60の内部の空間と繋がる出口173を備える。出口173はごみ箱受け250の底部開口251に挿入される。出口173の通路面積は入口172の通路面積よりも狭い。図示される例によれば、入口172から出口173に向かうにつれてダクト171内の通路がボディ20の後方側に若干傾斜している。この通路の形状は、吸込口101を介してボディ20の内部に吸引されたごみを後述されるフィルター62側に案内することに寄与する。
図18に示されるとおり、ごみ箱ユニット60は、ごみを貯める空間を有するごみ箱61、および、ごみ箱61に取り付けられるフィルター62を備える。ごみ箱61は、ダクト171の出口173と接続される入口61A、フィルター62が配置される出口61B、および、上部よりも寸法が小さく設定された底部61Cを備える。
図19に示されるとおり、フィルター62はごみ箱受け250の後方開口252に配置され、ごみ箱61の幅方向のおおよそ全体にわたって配置され、吸引ユニット50に面する。図17に示されるとおり、ごみ箱61の底部61Cはダクト171の後方側とファンケース52の前方側との間に配置される。この配置は、ボディ20の高さ方向における底部61Cの位置をより低い位置に設定し、ごみ箱61の重心を低くすることに寄与する。
吸引ユニット50はベース110に対して傾斜して配置される。ベース110に対する吸引ユニット50の姿勢は、吸引ユニット50の底部が相対的にボディ20の前方側に位置し、吸引ユニット50の頂部が相対的にボディ20の後方側に位置する姿勢である。この配置形態はボディ20の高さを低く設定することに寄与する。図19に示されるとおり、ファンケース52は一方の側部を閉鎖し、他方の側部に吐出口52Dを有する。この構成は、電動ファン51から吐出された空気の流れを安定させることに寄与する。
図21、図22、および、図23は一対のギアボックス42、メインブラシ43、一対のサイドブラシ44、吸引ユニット50、制御ユニット70、および、電源ユニット80が取り付けられたロアーユニット100の斜視構造を示す。図24および図25に示されるアッパーユニット200がそのロアーユニット100に取り付けられることにより、図10に示されるとおりボディ20が構成される。
図16はロアーユニット100から分離された駆動ユニット30を示す。
駆動ユニット30は自律走行型掃除機10を前進、後進、および、旋回させる機能ブロックであり、複数の要素を備える。一例によれば駆動ユニット30は、走行用モーター31、ハウジング32、および、ホイール33に加えて、ホイール33の周囲に取り付けられ、ブロック状のトレッドパターンを有するタイヤ34を備える。
駆動ユニット30はさらに、ハウジング32の回転軸を有する支持軸35、および、ホイール33に加えられる衝撃をサスペンションばね36(図21参照)により吸収するサスペンション機構を備える。
ハウジング32は走行用モーター31を収容するモーター収容部32A、サスペンションばね36の一方の端部が掛けられるばね掛け部32B、および、支持軸35が圧入される軸受部32Cを備える。ホイール33はハウジング32に対して回転できるようにハウジング32により支持される。
支持軸35の一方の端部は軸受部32Cに圧入され、他方の端部は駆動用パート120に形成される軸受部に挿入される。これらの要素の結合により、ハウジング32および支持軸35が支持軸35の回転軸まわりで駆動用パート120に対して回転できる。
図21に示されるとおり、サスペンションばね36の他方の端部は駆動用パート120のばね掛け部122に掛けられる。サスペンションばね36はタイヤ34(図16参照)を対象領域の清掃面に押し付ける方向に作用する反力をハウジング32に与える。このため、タイヤ34が清掃面に接地した状態が保たれる。
一方、図16に示されるタイヤ34をボディ20側に押し上げる力が清掃面からタイヤ34に入力されるとき、ハウジング32が支持軸35の中心線まわりでサスペンションばね36(図21参照)を圧縮しながら清掃面側からボディ20側に回転する。このため、タイヤ34に働く力がサスペンションばね36により吸収される。
ホイール33が脱輪したとき、サスペンションばね36(図21参照)の反力によりハウジング32が駆動用パート120に対して回転し、ばね掛け部32Bが脱輪検出スイッチ75(図21参照)を押し込む。このため、図21に示される脱輪検出スイッチ75が制御ユニット70に信号を出力する。制御ユニット70はその信号に基づいて自律走行型掃除機10の走行を停止する。
図21〜図23に示されるとおり、自律走行型掃除機10は複数の床面検出センサー74を備える。一例によれば複数の床面検出センサー74は、一対の駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に配置される3つの床面検出センサー74、および、一対の駆動ユニット30よりもボディ20の後方側に配置される2つの床面検出センサー74を含む。
前方側の3つの床面検出センサー74はベース110の前方の中央に取り付けられるセンサー、ベース110の右側の前方頂部23に取り付けられるセンサー、および、ベース110の左側の前方頂部23に取り付けられるセンサーである。図19に示されるとおり、後方側の2つの床面検出センサー74はベース110の右側の側面22の近くに取り付けられるセンサー、および、ベース110の左側の側面22の近くに取り付けられるセンサーである。
図13に示されるとおり、ベース110は各床面検出センサー74に対応する複数のセンサー窓112を備える。複数のセンサー窓112は、前方中央の床面検出センサー74に対応するセンサー窓112、前方右側の床面検出センサー74に対応するセンサー窓112、および、前方左側の床面検出センサー74に対応するセンサー窓112を含む。複数のセンサー窓112はさらに、後方右側の床面検出センサー74に対応するセンサー窓112、および、後方左側の床面検出センサー74に対応するセンサー窓112を含む。
図24に示されるとおり、障害物検出センサー71は超音波を出力する発信部71A、および、反射された超音波を受信する受信部71Bを備える。発信部71Aおよび受信部71Bはそれぞれバンパー230の裏面に取り付けられる。
アッパーユニット200は、カバー210、蓋220、および、バンパー230に加えて、複数の窓を備える。一例によれば複数の窓は、図10に示される発信用窓232、受信用窓233、および、一対の距離測定用窓234を含む。
図19に示されるとおり、発信用窓232は障害物検出センサー71の発信部71Aに対応してバンパー230に形成される。このため、発信部71Aから出力される超音波が発信用窓232により外部に案内される。
受信用窓233は障害物検出センサー71の受信部71Bに対応してバンパー230に形成される。このため、周囲の物体から反射された超音波が受信用窓233により受信部71Bに案内される。
各距離測定用窓234はそれぞれ距離測定センサー72に対応してバンパー230に形成される。図19の破線矢印により示されるとおり、距離測定センサー72から出力される光は距離測定用窓234を通過してボディ20の斜め前方を指向する。
図26は自律走行型掃除機10の電気系の機能ブロックを示す。
制御ユニット70は、例えばCPU(Central Processing Unit)のようは半導体集積回路からなり、各回路の制御を司る。また、制御ユニット70は、制御ユニット70が実行する各種プログラムやパラメーター等を格納する記憶部(図示せず)を有しており、例えばフラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子からなる。
制御ユニット70は各センサー71、72、73、74、各脱輪検出スイッチ75、受光部212、操作ボタン242、一対の走行用モーター31、ブラシ駆動モーター41、電動ファン51、および、表示部243と電気的に接続される。
また、制御ユニット70には、ゴミセンサー300(或いはハウスダストセンサー)が接続されている。このゴミセンサー300は、吸込口101からごみ箱ユニット60までの通路上に配置されており、吸込口101から吸い取ったゴミを検出する。
また、このゴミセンサー300は、例えば発光素子と受光素子からなり、受光素子が発光素子から放出された光の量を検出し、その結果を制御ユニット70へ出力する。制御ユニット70は、入力した光の量の情報に基づいて、光の量が少なければゴミの量が多いと判定し、光の量が多ければゴミの量が少ないと判定する。尚、この光の量の情報とは、より具体的には受光素子と接続された増幅素子(例えばオペアンプ等)から出力される信号である。
自律走行型掃除機10は例えば次のように動作する。
制御ユニット70は、操作ボタン242の操作により自律走行型掃除機10の電源がオンされたことに基づいて、走行用モーター31、ブラシ駆動モーター41、および、電動ファン51の動作を開始させる。
電動ファン51が駆動することにより、図17に示されるごみ箱61の内部の空気が電動ファン51に吸い込まれ、併せて電動ファン51の内部の空気が電動ファン51の周囲に吐出される。このため、ベース110の底面側の空気が吸込口101およびダクト171を介してごみ箱61の内部に吸い込まれ、ファンケース52の内部の空気が図10に示される複数の排気口211を介してボディ20の外部に排気される。すなわち、図17に示されるベース110の底部の空気は、吸込口101、ダクト171、ごみ箱61、フィルター62、電動ファン51、ファンケース52、ボディ20内のファンケース52の周囲の空間、および、排気口211の順に流れる。
図26に示される制御ユニット70は各センサー71、72、73、74から入力される検出信号に基づいて自律走行型掃除機10の走行ルートを設定し、その走行ルートに従って自律走行型掃除機10を走行させる。制御ユニット70は走行ルートに対象領域の角R3が含まれるとき、実施の形態1の自律走行型掃除機10が角R3を清掃する場合(図5〜図7参照)と同様に自律走行型掃除機10を走行および旋回させる。
実施の形態3の自律走行型掃除機10によれば、実施の形態2の自律走行型掃除機10により得られる(1)〜(10)の効果に加えて、例えば以下の効果が得られる。
(11)自律走行型掃除機10はR形状の前方頂部23および後方頂部24を備える。この構成によれば、ボディ20が周囲の物体に接触して旋回するとき、その物体に対してソフトに接触することができる。
(実施の形態4)
次に、これまで説明した自律走行型掃除機10の具体的な制御動作例について以下に説明する。まず、実施の形態4について説明する。
図30は、実施の形態4における制御動作例を示すフロー図である。特に図30と図26を用いて以下に説明する。
S1ステップでは、制御ユニット70が、ゴミセンサー300を駆動させる。尚、このゴミセンサー300の駆動は、例えば自律走行型掃除機10が掃除(或いは移動)を開始した時点で開始される。
S2ステップでは、制御ユニット70は、角を検出したと判定すると、S3ステップへ処理を進め、そうでなければ、処理を終了する(或いは、掃除が終了するまでS2ステップの処理を繰り返し行う)。
具体的には、制御ユニット70は、障害物検出センサー71が前方に壁が存在することを検出したと判定すると共に、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、壁の存在を検出したと判定すると、自律走行型掃除機10が壁に近づいたと判定する。
より具体的には、周囲の物体から反射された超音波が受信用窓233に入り、障害物検出センサー71の受信部71Bにて受信され、この受信結果に基づいて制御ユニット70が、前方に障害物(例えば壁)があるか否かを判定する。一方、距離測定センサー72から出力される光は距離測定用窓234を通過して外部に放出され、反射されてきた光を距離測定センサー72が受光することにより、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、障害物(例えば壁)が近くに存在するか否かを判定する。
S3ステップでは、制御ユニット70は、自律走行型掃除機10が、角部分で筐体を左右に往復して振るように制御する(角掃除)、例えば、自律走行型掃除機10が前方或いは後方に移動せずに停止した状態で、筐体を左右に振るように動作させる。
より具体的には、例えば制御ユニット70は、右側の走行用モーター31と左側の走行用モーター31を制御することにより、右側のタイヤ34を前進させると共に左側のタイヤ34を後退させ、続いて、左側のタイヤ34を前進させると共に右側のタイヤ34を後退させる、といった動作を繰り返すことにより、自律走行型掃除機10の筐体が左右に振るような動作を実現させている。
尚、S3ステップでは、最初に角にゴミがあるか否かを検出する必要があるため、例えば筐体を左右に揺らす動作を1往復だけ或いは2、3往復までとしても良い。
又、ここでは1往復と表現しているが、筐体が静止した状態から一方の壁に当たり、続いて他方の壁に当たり、また筐体が静止した状態に戻るまでの一連の動作を1往復としている。或いは、一方の壁から他方の壁に当たり、また一方の壁に当たるまでを1往復としても良い。
いずれにしても、ボディが所定の位置から所定の位置まで戻ることを1往復としており、このような状態を実現しているのであれば良く、上述の定義に限定されない。
S4ステップでは、制御ユニット70が、ゴミセンサー300からゴミの検出が無いと判定すると、S5ステップへ処理を進め、そうでなければS6ステップへ処理を進める。
尚、制御ユニット70は、S3ステップ実行時にS4ステップも実行しているものとする。
S5ステップでは、制御ユニット70は、S3ステップで開始した角掃除を停止して、処理を終了する(或いは、S2ステップへ処理を戻し、掃除が終了するまで次の角を検出する動作をおこなっても良い)。
S6ステップでは、制御ユニット70は、S3ステップでの角掃除を継続して行い、S4ステップへ処理を戻す。
このように、実施の形態4では、ゴミセンサー300がゴミを検出しなくなるまで、即ち角にゴミがなくなるまで、自律走行型掃除機10の筐体を左右に振り掃除を行わせることができる。このため、角にたまったゴミも自動的に綺麗になるまで掃除を行うことができる。
(実施の形態5)
図31は、実施の形態5における制御ユニット70の制御動作例を示すフロー図である。図31と図26を用いて以下に説明する。
S10ステップでは、制御ユニット70が、ゴミセンサー300を駆動させる。尚、このゴミセンサー300の駆動は、例えば自律走行型掃除機10が掃除、或いは移動を開始した時点で開始される。
S11ステップでは、制御ユニット70は、角を検出したと判定すると、S12ステップへ処理を進め、そうでなければ、処理を終了する(或いは、掃除が終了するまでS11ステップの処理を繰り返し行うか、角以外の場所の掃除を行う)。
具体的には、制御ユニット70は、障害物検出センサー71が前方に壁が存在することを検出したと判定すると共に、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、壁の存在を検出したと判定すると、自律走行型掃除機10が壁に近づいたと判定する。
より具体的には、周囲の物体から反射された超音波が受信用窓233に入り、障害物検出センサー71の受信部71Bにて受信され、この受信結果に基づいて制御ユニット70が、前方に障害物(例えば壁)があるか否かを判定する。一方、距離測定センサー72から出力される光は距離測定用窓234を通過して外部に放出され、反射されてきた光を距離測定センサー72が受光することにより、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、障害物(例えば壁)が近くに存在するか否かを判定する。
S12ステップでは、制御ユニット70は、筐体を左右に振らす回数(掃除回数)を例えば5回に設定し、この情報を制御ユニット70内部の図示せぬ記憶部に格納する。尚、この筐体を左右に振らす回数は5回に限らず、回数は設計者或いはユーザーが自由に設定可能としても良い。
S13ステップでは、制御ユニット70は、自律走行型掃除機10が、角部分で筐体を左右に往復して振るように制御する(角掃除)、例えば、自律走行型掃除機10が前方或いは後方に移動せずに停止した状態で、筐体を左右に振るように動作させる。
より具体的には、例えば制御ユニット70は、右側の走行用モーター31と左側の走行用モーター31を制御することにより、右側のタイヤ34を前進させると共に左側のタイヤ34を後退させ、続いて、左側のタイヤ34を前進させると共に右側のタイヤ34を後退させる、といった動作を繰り返すことにより、自律走行型掃除機10の筐体が左右に振るような動作を実現させている。
尚、S13ステップでは、最初に角にゴミがあるか否かを検出する必要があるため、例えば筐体を左右に揺らす動作を1往復だけ或いは2、3往復までとしても良い。
又、ここでは1往復と表現しているが、筐体が静止した状態から一方の壁に当たり、続いて他方の壁に当たり、また筐体が静止した状態に戻るまでの一連の動作を1往復として
いる。或いは、一方の壁から他方の壁に当たり、また一方の壁に当たるまでを1往復としても良い。
いずれにしても、ボディが所定の位置から所定の位置まで戻ることを1往復としており、このような状態を実現しているのであれば良く、上述の定義に限定されない。
S14ステップでは、制御ユニット70は、筐体を1回左右に振らせ、S15ステップへ処理を進める。
S15ステップでは、制御ユニット70は、S12ユニットで格納した筐体を左右に振らす回数を1デクリメントし、S16ステップへ処理を進める。
S16ステップでは、制御ユニット70は、ゴミセンサー300からゴミの検出が無いと判定すると、S17ステップへ処理を進め、そうでなければS18ステップへ処理を進める。
S17ステップでは、制御ユニット70は、S13ステップで開始した角掃除を停止して、処理を終了する(或いは、S11ステップへ処理を戻し、掃除が終了するまで次の角を検出する動作をおこなっても良い)。
S18ステップでは、制御ユニット70は、S12ステップで格納した筐体を左右に振らせる回数が0回であると判定すると、S17ステップへ処理を進め、そうでなければS14ステップへ処理を戻す。
このように、実施の形態5では、制御ユニット70は、角を検出したと判定した場合に所定回数筐体を左右に振らせて掃除を行い、ゴミセンサー300がゴミを検出しなくなると、所定回数筐体を左右に振る前でも角掃除を終了させる。
一方、ゴミセンサー300がゴミを検出している場合でも、所定回数筐体を左右に振れば角掃除を終了させる。
このため、角にあるゴミが少ない場合には、ゴミがなくなると即座に角掃除を停止し、一方、角にあるゴミが多い場合には、ゴミセンサー300がゴミを検出していても所定回数筐体を左右に振れば角掃除を終了するものである。
実施の形態5では、角にあるゴミの量が多い場合には、徹底的に掃除を行うものではなく、ある程度掃除を行えば、次の場所の掃除を実行するものである。ユーザーが徹底的に角を掃除するよりも掃除にかかる時間を優先する場合には、実施の形態5は有効である。
(実施の形態6)
図32は、実施の形態6の制御動作例を示すフロー図である。図32と図26を用いて以下に説明する。
S30ステップでは、制御ユニット70が、ゴミセンサー300を駆動させる。尚、このゴミセンサー300の駆動は、例えば自律走行型掃除機10が掃除或いは移動を開始した時点で開始される。
S31ステップでは、制御ユニット70は、角を検出したと判定すると、S32ステップへ処理を進め、そうでなければ、処理を終了する(或いは、掃除が終了するまでS31ステップの処理を繰り返し行ったり、角以外の場所の掃除を行う)。
具体的には、制御ユニット70は、障害物検出センサー71が前方に壁が存在することを検出したと判定すると共に、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、壁の存在を検出したと判定すると、自律走行型掃除機10が壁に近づいたと判定する。
たとえば、周囲の物体から反射された超音波が受信用窓233に入り、障害物検出センサー71の受信部71Bにて受信され、この受信結果に基づいて制御ユニット70が、前方に障害物(例えば壁)があるか否かを判定する。一方、距離測定センサー72から出力される光は距離測定用窓234を通過して外部に放出され、反射されてきた光を距離測定センサー72が受光することにより、右側の距離測定センサー72或いは左側の距離測定センサー72が、障害物(例えば壁)が近くに存在するか否かを判定する。
S32ステップでは、制御ユニット70は、自律走行型掃除機10が、角部分で筐体を左右に往復して振るように制御する(角掃除)、例えば、自律走行型掃除機10が前方或いは後方に移動せずに停止した状態で、筐体を左右に振るように動作させる。尚、言うまでもないがこの時点でゴミの吸引は行っている。
より具体的には、例えば制御ユニット70は、右側の走行用モーター31と左側の走行用モーター31を制御することにより、右側のタイヤ34を前進させると共に左側のタイヤ34を後退させ、続いて、左側のタイヤ34を前進させると共に右側のタイヤ34を後退させる、といった動作を繰り返すことにより、自律走行型掃除機10の筐体が左右に振るような動作を実現させている。
尚、S32ステップでは、最初に角にゴミがあるか否かを検出する必要があるため、例えば筐体を左右に揺らす動作を1往復だけ或いは2、3往復までとしても良い。
又、ここでは1往復と表現しているが、筐体が静止した状態から一方の壁に当たり、続いて他方の壁に当たり、また筐体が静止した状態に戻るまでの一連の動作を1往復としている。或いは、一方の壁から他方の壁に当たり、また一方の壁に当たるまでを1往復としても良い。
いずれにしても、ボディが所定の位置から所定の位置まで戻ることを1往復としており、このような状態を実現しているのであれば良く、上述の定義に限定されない。
S33ステップでは、制御ユニット70が、ゴミセンサー300からゴミの検出が無いと判定すると、S34ステップへ処理を進め、そうでなければS35ステップへ処理を進める。尚、制御ユニット70は、S32ステップの処理を実行すると同時にS33ステップの処理を行っているものとする。
S34ステップでは、制御ユニット70は、S32ステップで開始した角掃除を停止して、処理を終了する(或いは、S31ステップへ処理を戻し、掃除が終了するまで次の角を検出する動作をおこなっても良い)。
S35ステップでは、制御ユニット70は、ゴミセンサー300から検出したゴミの量が大であると判定するとS36ステップへ処理を進め、そうでなければS37ステップへ処理を進める。
尚、本実施の形態では、ゴミの量を大、中、小としているが、ゴミセンサー300が例えば単位時間あたりに検出するゴミの量に応じて大、中、小としており、大、中、小に対
応するゴミの量は設計者或いはユーザーにより適宜変更可能としても良い。
S36ステップでは、制御ユニット70は、筐体を左右に振らす回数(掃除回数)を例えば8回に設定し、この情報を制御ユニット70内部の図示せぬ記憶部に格納する。尚、この筐体を左右に振らす回数は8回に限らず、回数は設計者或いはユーザーが自由に設定可能としても良い。
S37ステップでは、制御ユニット70は、ゴミセンサー300から検出したゴミの量が中であると判定するとS38ステップへ処理を進め、そうでなければS39ステップへ処理を進める。
S38ステップでは、制御ユニット70は、筐体を左右に振らす回数(掃除回数)を例えば5回に設定し、この情報を制御ユニット70内部の図示せぬ記憶部に格納する。尚、この筐体を左右に振らす回数は5回に限らず、回数は設計者或いはユーザーが自由に設定可能としても良い。
S39ステップでは、制御ユニット70は、筐体を左右に振らす回数(掃除回数)を例えば2回に設定し、この情報を制御ユニット70内部の図示せぬ記憶部に格納する。尚、この筐体を左右に振らす回数は2回に限らず、回数は設計者或いはユーザーが自由に設定可能としても良い。
S40ステップでは、制御ユニット70は、筐体を1回左右に振らせ、S41ステップへ処理を進める。
S41ステップでは、制御ユニット70は、S36、S38、S39ステップで格納した筐体を左右に振らす回数を1デクリメントし、S42ステップへ処理を進める。
S42ステップでは、制御ユニット70は、S36、S38、S39ステップで格納した筐体を左右に振らせる回数が0回であると判定すると、S43ステップへ処理を進め、そうでなければS40ステップへ処理を戻す。
S43ステップでは、制御ユニット70は、角掃除を終了し処理を終了する(或いは、S31ステップに処理を戻し、掃除が終了するまで次の角の検出を行う)。
このように、実施の形態6では、角を掃除する際に、ゴミセンサー300が検出したゴミの量に応じて、筐体を左右に振る回数を設定し、設定した回数だけ筐体を左右に振って角を掃除する構成となっている。このため、ゴミの量が多ければ角を念入りに掃除し、少なければ簡単に掃除することができる。
尚、S2ステップで、制御ユニット70は角を検出したと判定すると、電動ファン51の吸引力を上げるように、電動ファン51を制御するようにしても良い。
又、S2ステップで、制御ユニット70は角を検出したと判定すると、ブラシ駆動モーター41の回転数を上げるように制御し、メインブラシ43の回転数を上げる構成や、サイドブラシ44の回転数を上げる構成としても良い。このように、角を検出すると吸引力を上げたり、ブラシの回転数を上げることにより、角に溜まった取りにくいゴミを素早く取ることが可能である。
更に、実施の形態4〜6では、筐体が1往復或いは複数回往復した際にゴミセンサー300でゴミの量を検出する構成としたが、筐体が止まった状態から1辺の壁に最も近づく
までにゴミセンサー300が検出したゴミの量で、角にあるゴミの量を判定する構成としても良い。
或いは、筐体が止まった状態から一方の壁に最も近づき、続いて他方の壁に近づくまでにゴミセンサー300が検出したゴミの量で、角にあるゴミの量を判定する構成としても良い。
或いは、一方の壁から他方の壁に筐体を振った際にゴミセンサー300が検出したゴミの量で、角にあるゴミの量を判定する構成としても良い。
(変形例)
各実施の形態に関する説明は本発明の自律走行型掃除機が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明の自律走行型掃除機は各実施の形態以外に例えば以下に示される各実施の形態の変形例を取り得る。
・変形例のボディ20は各実施の形態に例示されるボディ20とは異なる輪郭を有する。図27はボディ20の輪郭に関する変形例の一例を示す。図中の2点鎖線は実施の形態1のボディ20の輪郭を示す。図27に示されるとおり、変形例のボディ20の側面22は、相互に形状が異なる前方側の側面22と後方側の側面22とにより構成される。図示される例によれば、前方側の側面22は曲面であり、後方側の側面22は平面である。
図28はボディ20の輪郭に関する変形例の別の一例を示す。図中の2点鎖線は実施の形態1のボディ20の輪郭を示す。図28に示されるとおり、変形例のボディ20は、後方頂部24を含むボディ20の後部の一部が省略され、新たに後面25が形成される。後面25の一例は外側に脹らむように湾曲した曲面である。なお、さらに別の形態によれば、後面25は平面である。
図29はボディ20の輪郭に関する変形例の別の一例を示す。図中の2点鎖線は実施の形態3のボディ20の輪郭を示す。図29に示されるとおり、変形例のボディ20は、後方頂部24を含む所定部分が省略され、新たに後面25が形成される。後面25の一例は平面である。なお、さらに別の形態によれば、後面25は外側に脹らむように湾曲した曲面である。
・変形例の各サイドブラシ44は、それぞれのサイドブラシ44の回転軌道のうちの他方のサイドブラシ44の回転軌道と接近している部分においてボディ20の後方から前方に向けて回転する。この構成によれば、サイドブラシ44により移動させられるごみがボディ20の幅方向の中心側において前方に向けて移動し、自律走行型掃除機10が前進しているときにサイドブラシ44により集められるごみが吸込口101に接近しやすい。このため、吸込口101の後方側においてごみの吸い残しが生じにくくなることがある。
・変形例のサイドブラシ44は、ボディ20の前面21および側面22よりも内側に先端が存在するブリッスル束44Bを備える。
・変形例の自律走行型掃除機10はメインブラシ43および一方のサイドブラシ44にトルクを与えるブラシ駆動モーター、ならびに、他方のサイドブラシ44にトルクを与えるブラシ駆動モーターを備える。
・変形例の自律走行型掃除機10はメインブラシ43、右側のサイドブラシ44、および、左側のサイドブラシ44のそれぞれに取り付けられ、対応するブラシに個別にトルクを与える3つのブラシ駆動モーターを備える。
・変形例の自律走行型掃除機10は障害物検出センサー71として超音波センサーとは異なる種類のセンサーを備える。その一例は赤外線センサーである。
・変形例の自律走行型掃除機10は距離測定センサー72として赤外線センサーとは異なる種類のセンサーを備える。その一例は超音波センサーである。
・変形例の自律走行型掃除機10は衝突検出センサー73として接触式変位センサーとは異なる種類のセンサーを備える。その一例は衝撃センサーである。
・変形例の自律走行型掃除機10は床面検出センサー74として赤外線センサーとは異なる種類のセンサーを備える。その一例は超音波センサーである。
・変形例の自律走行型掃除機10は駆動ユニット30よりもボディ20の後方側に配置される複数のキャスター90を備える。
・変形例の自律走行型掃除機10は一対の駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に少なくとも1つのキャスターを備える。
・変形例の自律走行型掃除機10は対向2輪型の駆動方式に代えて、ステアリング型の駆動方式を備える。
なお、上記詳細な説明は例証的であり制限的でないことを意図する。例えば、上述した各実施の形態、または、1つあるいは複数の変形例は、必要に応じて互いに組み合わせられる余地を含む。本開示の技術的特徴または主題は特定の実施の形態の全ての特徴よりも少ない特徴に存在することがあり得る。このため、特許請求の範囲は発明の詳細な説明に組み込まれ、各請求項は個別の実施の形態として自分自身を主張する。そして、本開示の範囲は特許請求の範囲に与えられる権利、および、その均等物の全ての範囲の双方に基づいて確定される。