JP2018114067A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】床面検知センサの誤作動を回避する。【解決手段】筐体と、筐体を支持して床面を走行する電動式の駆動輪と、筐体に搭載されて床面の塵埃を吸引する電動式の掃除機器と、筐体から床面に光を投射してその反射光によって床面と段差とを識別して検知する床面検知センサと、前記駆動輪の床面からの脱輪を検知する脱輪検知センサと、前記床面検知センサと脱輪検知センサの出力に基づいて、前記駆動輪と掃除機器を制御する制御部とを備え、前記制御部は、筐体の移動中に床面検知センサが所定時間以上連続で段差を検知した時、筐体をその場で自転させる第１工程と、前記筐体の自転中に前記脱輪検知センサによって脱輪の有無を検知し、脱輪がない場合には筐体の脱出制御を行う第２工程を実行することを特徴とする自走式掃除機。【選択図】図１３

Description

この発明は、自走式掃除機に関する。

この発明の背景技術としては、筐体の床面に対向する面に赤外線反射センサ（床面検知センサ）を設け、移動中に反射光の強度に基づいてクリフ（大きな段差）が所定時間継続して検知されると、移動を停止するようにした自走式掃除機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１８６７４２号公報

しかしながら、従来のこのような自走式掃除機では、赤外線反射センサを用いて床面のクリフを検知するようにしているので、床面の一部の領域が赤外線吸収材料で塗装されていたり、赤外線吸収性のカーペットで覆われていたりすると、自走式掃除機がその領域に進入した場合、赤外線反射センサによって所定時間継続してクリフが存在するものと誤検知されることが生じ、自走式掃除機が移動を停止してその領域から脱出できず清掃動作が満足に行われないという問題点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、床面の赤外線吸収領域に進入してもその領域から容易に脱出することが可能な自走式掃除機を提供するものである。

この発明は、筐体と、筐体を支持して床面を走行する電動式の駆動輪と、筐体に搭載されて床面の塵埃を吸引する電動式の掃除機器と、筐体から床面に光を投射してその反射光によって床面と段差とを識別して検知する床面検知センサと、前記駆動輪の床面からの脱輪を検知する脱輪検知センサと、前記床面検知センサと脱輪検知センサの出力に基づいて前記駆動輪と掃除機器を制御する制御部とを備え、前記制御部は、筐体の移動中に床面検知センサが所定時間以上連続で段差を検知した時、筐体をその場で自転させる第１工程と、前記筐体の自転中に前記脱輪検知センサによって脱輪の有無を検知し、脱輪がない場合には筐体の脱出制御を行う第２工程を実行することを特徴とする自走式掃除機を提供するものである。

この発明によれば、筐体の移動中に床面検知センサが所定時間以上連続で段差を検知した時、筐体をその場で自転させ、前記筐体の自転中に脱輪がない場合には筐体の脱出制御が行われるので、自走式掃除機はその後続けて通常運転を行うことができる。

この発明の実施形態１の自走式掃除機の上面斜視図である。 図１に示す自走式掃除機の底面図である。 図１に示す自走式掃除機の内部構造を示す側面図である。 図１に示す自走式掃除機の床面検知センサの構造を示す説明図である。 図４に示す床面検知センサの駆動回路を示す回路図である。 図５に示す駆動回路の各部の波形を示す波形図である。 図１に示す自走式掃除機の駆動輪ユニットの構造を示す説明図である。 図７に示す駆動輪ユニットの動作を示す説明図である。 図７に示す駆動輪ユニットのギアボックスの上面図である。 図９のＡ―Ａ矢視断面図である。 図１に示す自走式掃除機の制御系を示す回路図である。 図１に示す自走式掃除機の動作を示すフローチャートである。 図１に示す自走式掃除機の動作を図１２と共に示すフローチャートである。

この発明の自走式掃除機は、筐体と、筐体を支持して床面を走行する電動式の駆動輪と、筐体に搭載されて床面の塵埃を吸引する電動式の掃除機器と、筐体から床面に光を投射してその反射光によって床面と段差とを識別して検知する床面検知センサと、前記駆動輪の床面からの脱輪を検知する脱輪検知センサと、前記床面検知センサと脱輪検知センサの出力に基づいて、前記駆動輪と掃除機器を制御する制御部とを備え、前記制御部は、筐体の移動中に床面検知センサが所定時間以上連続で段差を検知した時、筐体をその場で自転させる第１工程と、前記筐体の自転中に前記脱輪検知センサによって脱輪の有無を検知し、脱輪がない場合には筐体の脱出制御を行う第２工程を実行することを特徴とする。

前記脱出制御は、前記床面検知センサの出力を一定時間無視して走行させた後、又は前記床面検知センサが床面を検知するまで走行させた後、所定角度だけ自転させ、通常運転に戻す制御であってもよい。なお、この時の走行速度は、通常より低いことが好ましく、走行方法は、蛇行やその他特殊な走行であってもよい。

前記制御部は、第２工程において、前記脱輪検知センサによって脱輪が検知された場合には、駆動輪と掃除機器の動作を直ちに停止させることが好ましい。

前記床面検知センサは、赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタから構成されてもよい。

また、前記駆動輪は床面に対して昇降可能に筐体に設置され、前記脱輪検知センサは駆動輪が床面方向へ最大に下降したときに作動するように構成されてもよい。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。これによって、この発明が限定されるものではない。

〔実施形態１〕
（１）自走式掃除機の構成
図１はこの発明の実施形態１の自走式掃除機の上面斜視図、図２は図１に示す自走式掃除機の底面図、図３は図１に示す自走式掃除機の内部構造を示す側面図である。

この発明に係る自走式掃除機（以下、掃除ロボットという）は、床面を自走しながら、床面上の塵埃を空気と共に吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面を掃除する、つまり走行清掃を行うようになっている。

掃除ロボット１Ａは、図１に示すように、円盤状の筐体２を備え、筐体２の上面に排気口４１を備える。図２に示すように、底板２ａには回転ブラシ３、一対のサイドブラシ４、吸引口１１、右駆動輪５Ｒと左駆動輪５Ｌ、後輪７、底板２ａの周縁に配置された５つの床面検知センサ１３、充電用の受電端子４ａ、４ｂ、および電源スイッチ（トグルスイッチ）６２が設けられている。

また、底板２ａの内部には、回転ブラシ３を駆動する回転ブラシ駆動モータ５８、一対のサイドブラシ４の両方を駆動するサイドブラシ駆動モータ７０、左右駆動輪５Ｌ，５Ｒをそれぞれ駆動する駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒ、左右駆動輪５Ｌ，５Ｒの脱輪（床面からの浮き）をそれぞれ検知する脱輪検知センサ３１Ｌ，３１Ｒが、搭載されている。 また、底板２ａには、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒの下部を筐体２内から外部へそれぞれ突出させる一対の孔部が形成されている。

なお、筐体２は電気絶縁性材料（例えば、ＡＢＳ樹脂）を用いて形成されている。床面検知センサ１３は、後述するように、床面に赤外線を照射する発光素子と床面からの反射光を受光する受光素子からなり、床面や床面の段差（クリフ）の有無を検知するようになっている。

また、筐体２内には、図３に示すように吸引口１１に接続された吸引路１０と、吸引路１０の下流側に設けられた集塵部２０と、集塵部２０の下流側に設けられた電動送風機３０と、電動送風機３０と排気口４１とを接続する排気路５０とを備える。

なお、電動送風機３０には電動送風機駆動モータ６９が内蔵されている。集塵部２０は集塵ボックス２１とフィルタ２２から構成される。また、筐体２の後方には、掃除ロボット１Ａの制御系（後述する）の回路部品を搭載するための制御基板１５と、掃除ロボット１Ａの電源として機能するバッテリー（蓄電池）１４が内蔵されている。

筐体２は、図１に示すように、蓋２ｅおよび蓋２ｅの後方位置に形成された排気口４１を有する平面視円形の天板２ｂと、底板２ａと天板２ｂの間の外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。

天板２ｂの前方には手動のスイッチやキーを有し使用者が掃除ロボット１Ａの起動・停止指令の入力や掃除条件などの設定をする入力部６３が、後方には表示灯や表示画面を有し使用者へ各種の情報を通知（出力）する出力部７１がそれぞれ設けられている。

また、側板２ｃの前方には、図１に示すように掃除ロボット１Ａの進行方向の障害物を検出する複数の超音波センサ９が設けられている。この実施形態では、超音波センサ９は、３つの超音波受信部２３ａと２つの超音波発信部２３ｂを交互に備える。超音波発信部２３ｂから発信された超音波が障害物に衝突して超音波受信部２３ａへ反射され障害物が検出される。

左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒ（図２）は、それぞれ筐体２の底板２ａと平行で、かつ、図２に示す軸線Ｘに平行な駆動軸５Ｌａ，５Ｒａによって駆動されるように設けられている。

左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが同一方向に同一速度で回転すると矢印Ｙ１又はＹ２方向に筐体２が真っすぐに進退し、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが互いに逆方向に同一速度で回転すると筐体２が同じ位置で回転、つまり自転するようになっている。

左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒの駆動軸５Ｌａ，５Ｒａは、一対の駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒに、それぞれ後述する減速ギアを介して連結されている。
後輪７は自在車輪からなり、床面と接触するように筐体２の底板２ａの後方部に回転自在に設けられている。

このように、筐体２に対して前後方向の中間に左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが配置され、掃除ロボット１Ａが左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒと後輪７によってバランスよく支持されるように、掃除ロボット１Ａの全重量が筐体２に対して前後方向に配分されている。これにより、進路前方の塵埃を円滑に吸込口１１へ導くことができる。

回転ブラシ３は、筐体２の底板２ａと平行な軸を中心に回転可能に吸込口１１の入口に設けられている。また、底板２ａにおける吸込口１１の左右両側のサイドブラシ４は、底板２ａと垂直な回転軸を中心に回転するようになっている。

回転ブラシ３は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成され、回転ブラシ駆動モータ５８により駆動される。
また、一対のサイドブラシ４は、回転軸の下端に放射状に設けられた４本のブラシ束を有している。サイドブラシ４の回転軸は、底板２ａに垂直に筐体２の内面に支持されると共に、サイドブラシ駆動モータ７０により駆動される。

（２）床面検知センサの構成
図４は、床面検知センサ１３の構造を示す説明図である。
同図に示すように、床面検知センサ１３は、透光性ケース７９の中に収容された発光素子（赤外線発光ダイオード）８６と受光素子（フォトトランジスタ）８７から構成される。

発光素子８６からの発射光が対象物（床面Ｆ）を照射し、その反射光が受光素子８７に受光され、反射光の強度によって床面検知センサ１３は床面の有無、つまり正常な床面と階段のような大きな段差（クリフ）の存在を検知することができるようになっている。
図５は床面検知センサ１３の駆動回路を示す回路図である。この駆動回路は後述する図１１のセンサ制御ユニット６６内に設けられる。図６は図５に示す駆動回路の各部の波形を示す波形図である。

図５に示すように、発光素子（赤外線発光ダイオード）８６に抵抗Ｒ２とＮＰＮトランジスタＱ１を介して直流定電圧Ｖｂが印加され、トランジスタＱ１のベースにはノード（ａ）から抵抗Ｒ３を介して信号電圧が印加されるようになっている。

一方、受光素子（フォトトランジスタ）８７には抵抗Ｒ１を介して直流電圧Ｖｂが印加される。そして、抵抗Ｒ１の端子電圧つまりノード（ｂ）の電圧は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ４からなる直流成分除去回路を介してノード（ｃ）からコンパレータＵ１に入力される。

入力された電圧はコンパレータＵ１において基準電圧Refと比較され、基準電圧Ref以上であるとノード（ｄ）から「High電圧」の信号が出力され、基準電圧Ref未満であると、ノード（ｄ）から「Low電圧」の信号が出力されるようになっている。

このような構成において、図６（ａ）に示すパルス信号が図５のノード（ａ）に印加されると、その信号に対応して発光素子８６が発光し、床面Ｆ（図４）を照射する。床面Ｆで反射した光を受光素子８７が受光すると、それに伴って図５のノード（ｂ）に図６（ｂ）に示すような信号が現れる。

この信号は直流成分除去回路で直流成分が除去され図６（ｃ）に示す信号が図５のノード（ｃ）に入力され、コンパレータＵ１において基準電圧Refと比較される。この信号が基準電圧Refより大きい波高値を有するので、図５のノード（ｄ）から図６（ｄ）に示す信号が後述する制御部５４（図１１）へ出力され、制御部５４は床面Ｆが正常に存在することを認識する。

一方、掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかり、受光素子８７の受光する床面Ｆからの反射光が弱くなると、図５のノード（ｂ）に表れる信号は図６（ｅ）に示すように小さくなる。

この信号の交流成分が除去され、図６（ｆ）に示す信号が図５のノード（ｃ）に入力され、コンパレータＵ１において基準電圧Refと比較される。この信号は基準電圧Refより小さいので、ノード（ｄ）からは図６（ｇ）に示すように信号が表れず、制御部５４（図１１）は、掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかったことを認識する。

なお、前述のように、床面検知センサ１３は、発光素子８６からの赤外光で対象物を照射し、その反射光が受光素子８７に受光され、反射光の強度によって対象物の有無を判断する。従って、対象物が赤外光吸収部材である場合には、それをクリフと判断することがある。

（３）駆動輪ユニットと脱輪検知センサの構成
図７は図１に示す自走式掃除機の左駆動輪用の駆動輪ユニットの構造を示す説明図、図８は図７に示す駆動輪ユニットの動作を示す説明図、図９は図７に示す駆動輪ユニットのギアボックスの上面図、図１０は図９のＡ―Ａ矢視断面図である。

なお、左側駆動輪５Ｌと右駆動輪５Ｒの各駆動輪ユニットと脱輪検知センサの構成は互いに線対称（勝手反対）であるので、以下では左側駆動輪５Ｌの駆動輪ユニットと脱輪センサの構成のみについて図７〜図１０に基づいて説明する。

図７に示すように、底板２ａの内部に左駆動輪５Ｌ用の駆動輪ユニット１６が設けられている。駆動輪ユニット１６はユニットケース２４を備え、ユニットケース２４は図９に示すように、ギアボックス１８と、ギアボックス１８にそれぞれ結合される左駆動輪５Ｌ及び駆動輪用モータ５５Ｌとを収容する。

図９に示すように、駆動輪用モータ５５Ｌは、ギアボックス１８のギアボックス円筒部１８ａに同軸に収容されて固定される。ギアボックス円筒部１８ａは、ユニットケース２４の前方に設けられたユニットケース円筒部２４ａに同軸に嵌め込まれ、ユニットケース円筒部２４ａに駆動輪用モータ５５Ｌのモータ出力軸１９を中心に回動可能に支持される。

図１０に示すように、ギアボックス１８の内部には、モータ出力軸１９に結合されたギアＧ１に減速用のギアＧ２〜Ｇ６が順次結合され、ギアＧ６の出力軸は左駆動輪５Ｌの駆動軸５Ｌａを構成する。従って、駆動輪用モータ５５Ｌの回転速度はギアＧ１〜Ｇ６によって減速されて駆動軸５Ｌａを介して左駆動輪５Ｌに伝達される。

図７〜図９に示すように、ギアボックス円筒部１８ａにはその外周から半径方向に突出する遮光片２５及び第１係止片２６が設けられ、ユニットケース２４の後方には第２係止片２７が設けられている。

第１係止片２６と第２係止片２７との間にはコイルスプリング２８が架け渡され、ギアボックス１８がユニットケース２４に対して反時計方向（図７の矢印Ｂ方向）に回動するように付勢されている。また、ユニットケース２４には、図７に示すように遮光片２５の近傍に脱輪検知センサ（フォトインタラプタ）３１Ｌが設けられている。

このような構成において、左駆動輪５Ｌが、図７に示すように床面Ｆに接している状態から、図８に示すように床面Ｆから浮いた（脱輪した）状態になると、ギアボックス１８が左駆動輪５Ｌと共に矢印Ｂ方向に回動し、それに伴って遮光片２５が矢印Ｂ方向に回動し、左駆動輪５Ｌが最も大きく下降すると、脱輪検知センサ（フォトインタラプタ）３１が作動し左駆動輪５Ｌの脱輪が検知されるようになっている。

（４）自走式掃除機の制御系の構成
制御基板１５（図３）に搭載され掃除ロボット１Ａの制御を行う制御系は、図１１に示すように、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３からなるマイクロコンピュータを備える制御部５４、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒをそれぞれ個別に制御するためのモータドライバ回路５７、回転ブラシ駆動モータ５８を制御するためのモータドライバ回路５９、サイドブラシ駆動モータ７０を制御するためのモータドライバ回路９２、電動送風機駆動モータ６９を制御するためのモータドライバ回路６８、バッテリー１４からの電力を制御系に入力する電源スイッチ６２、バッテリー１４を充電するための受電端子４ａ，４ｂ、各種センサ６７を駆動制御するセンサ制御ユニット６６、入力部６３および出力部７１を備える。

モータ５５Ｌ，５５Ｒ，５８，６９，７０にはＤＣモータが用いられるが、この実施形態では駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒには、ロータリーエンコーダを内蔵するＤＣブラシレスモータが用いられ、モータドライバ回路５７は、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒの正逆転動作、速度制御および停止時のロック（拘束）動作などをそれぞれ行うようになっている。各種センサ６７は、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒのロータリーエンコーダや、床面検知センサ１３、超音波センサ９，脱輪検知センサ３１Ｌ，３１Ｒなどを含む。

このような構成において、電源スイッチ６２がＯＮになると、バッテリー１４の出力電力は、モータドライバ回路５７，９２，５９，６８へそれぞれ供給されると共に、制御部５４、入力部６３、出力部７１、センサ制御ユニット６６などへもそれぞれ供給される。

そして、制御部５４のＣＰＵ５１は中央演算処理装置であり、入力部６３と各種センサ６７から受けた信号を、ＲＯＭ５２に予め記憶されたプログラムに基づいて演算処理し、モータドライバ回路５７，９２，５９、６８及び出力部７１などへ出力するようになっている。

左右の駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒに内蔵されるロータリーエンコーダは各モータの回転を検知し、制御部５４は各ロータリーエンコーダの出力から掃除ロボット１Ａの走行速度、走行距離、位置や方位などを常に算出してＲＡＭ５３に格納する。なお、ＲＡＭ５３は、設定された掃除ロボット１Ａの動作条件や運転モード及び各種センサ６５の出力などを記憶するようになっている。

また、ＲＡＭ５３は、掃除ロボット１Ａの走行マップを記憶することができる。走行マップは、掃除ロボット１Ａの走行経路や走行速度などといった走行に係る情報であり、予め使用者によってＲＡＭ５３に記憶させるか、あるいは掃除ロボット１Ａ自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。

（５）掃除ロボットの掃除動作
このように構成された掃除ロボット１Ａにおいて、使用者から入力部６３を介して「起動指令」が入力されると、電動送風機３０、駆動輪５Ｌ，５Ｒ、回転ブラシ３およびサイドブラシ４が駆動する。

これにより、回転ブラシ３、サイドブラシ４、駆動輪５Ｌ，５Ｒおよび後輪７が床面に接触した状態で、筐体２は所定の掃除領域内を自走しながら吸込口１１から床面の塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ３の回転によって床面上の塵埃は掻き上げられて吸込口１１に導かれる。また、サイドブラシ４の回転によって吸込口１１の側方の塵埃が吸込口１１に導かれる。

吸込口１１から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図３に示されるように、筐体２の吸引路１０を通り、集塵ボックス２１内に流入する。集塵ボックス２１内に流入した気流は、フィルタ２２を通過し、排気路５０を通って排気口４１へ排出される。この際、集塵ボックス２１内の気流に含まれる塵埃はフィルタ２２によって捕獲されるため、集塵ボックス２１内に塵埃が堆積する。このようにして、床面上の掃除が行われる。

なお、掃除ロボット１ＡはＲＯＭ５２に予め記憶されたプログラムやＲＡＭ５３に予め格納された走行経路に基づいて所望の走行パターンにより掃除を行うことができる。

所定の掃除作業を終了すると、掃除ロボット１Ａは充電台（図示しない）に帰還し、バッテリー１４が受電端子４ａ，４ｂ（図２）を介して帰還先の充電台から充電されるようになっている。

（６）掃除ロボットの移動動作
図１２と図１３は、この実施形態における掃除ロボット１Ａの具体的な動作を示すフローチャートである。なお、掃除ロボット１Ａの掃除動作については既に説明したので、以下では、掃除動作における掃除ロボット１Ａの移動動作について詳細に説明する。

図１２に示すように、掃除ロボット１Ａにおいて、使用者から入力部６３を介して「起動指令」が入力されると、掃除ロボット１Ａの前進動作が開始される（ステップＳ１）

そして、床面検知センサ１３がクリフ（図４の受光素子８７が発光素子８６から大きい段差に対応する強度の反射光）を検出すると（ステップＳ２）、制御部５４内で構成されるクリフ検知タイマーが計時を開始すると共に、掃除ロボット１Ａが後退を始める（ステップＳ３、Ｓ４）。

そして、計時時間ＴがΔＴ（例えば、５秒）に達するまでに、床面検知センサ１３が床面（図４の受光素子８７が発光素子８６から床面に対応する強度の反射光）を検知すると（ステップＳ５、Ｓ６）、クリフ検知タイマーの計時がリセットされると共に（ステップＳ７）、掃除ロボット１Ａの後退距離ＳがΔＳ（例えば、３ｃｍ）になると（ステップＳ８）、一旦停止した後、自転を開始する（ステップＳ９、Ｓ１０）。

床面検知センサ１３がクリフを検知しない間は（ステップＳ１１）、掃除ロボット１Ａは自転を継続し（ステップＳ１２）、自転角度θがθ１（例えば、４５度）に達すると自転を停止する（ステップＳ１３、Ｓ１４）。そして、ルーチンはステップＳ１に戻る。

なお、ステップＳ６において、床面が検知されるまでは、ルーチンはステップＳ４に戻る。また、ステップＳ８において、掃除ロボット１Ａの後退距離ＳがΔＳに達するまでは、掃除ロボット１Ａは後退を継続し（ステップＳ１５）、クリフが検知されると（ステップＳ１６）、ルーチンはステップＳ３へ戻り、検知されないと、ルーチンはステップＳ８へ戻る。

このように、図１２では、ステップＳ１〜Ｓ２は、床面検知センサ１３がクリフを検出していない状態における動作を示し、ステップＳ３〜Ｓ９、Ｓ１５〜Ｓ１６は、床面検知センサ１３がクリフを検出した場合の落下回避制御による動作を示し、Ｓ１０〜Ｓ１４は、床面検知センサ１３が再びクリフを検出しないように走行方向を変える動作を示している。

一方、ステップＳ５において、計時時間ＴがΔＴに達すると、図１３に示すように、クリフ検知タイマーの計時がリセットされ（ステップＳ１７）、 掃除ロボット１Ａは一旦停止して、その場で自転を開始する（ステップＳ１８，Ｓ１９）。

そして、脱輪検知センサ３１Ｌまたは３１Ｒが駆動輪５Ｌまたは５Ｒの脱輪を検知しない場合には、自転動作が継続される（ステップＳ２０、Ｓ２１）。そして、自転角度θがθ２（例えば、１８０度）に達すると（ステップＳ２２）、自転動作は停止され（ステップＳ２３）、脱出制御が実行され（ステップＳ２４）、ルーチンは図１２のステップＳ１へ戻る。

ここで、脱出制御とは、床面検知センサ１３によって床面が正常に検出されない領域から正常に検出される領域へ脱出する制御をいうが、それは例えば、床面検知センサ１３の出力を一定時間無視して通常よりも低い速度で走行させるか、又は床面検知センサ１３が床面を検知するまで通常よりも低い速度で走行させた後、通常運転に戻す制御であることが好ましい。なお、ステップＳ２１〜Ｓ２４において、自転と前進とを必要に応じてくり返すようにしてもよい。

なお、ステップＳ２０において、脱輪検知センサ３１Ｌまたは３１Ｒが作動し、駆動輪５Ｌまたは５Ｒの脱輪が確定されると（ステップＳ２５）、掃除ロボット１Ａの全ての動作が直ちに停止され、出力部７１から警告情報が発せられる（ステップＳ２６）。
また、ステップＳ２４において、脱出制御中に脱輪を検知した場合にも、全ての動作を停止させることが好ましい。

このように、図１３に示すフローチャートでは、掃除ロボット１Ａが実際のクリフに遭遇したか否かを脱輪検知センサ３１Ｌ又は３１Ｒによって確認し、その結果に応じた制御が実行されている。

〔実施形態２〕
この実施形態では、掃除対象の床面の状況に応じて、運転モードを３つに切り替えるようにしている。

つまり、図１及び図１１に示す入力部６３が、次のような第１〜第３モードの１つを選択して設定できる手動の選択スイッチを備える。
第１モード：床面検知センサを用いて図１２及び図１３に示すステップＳ１〜Ｓ１８までの落下回避動作を実行するモード
第２モード：床面検知センサと脱輪検知センサのいずれも用いない、つまり筐体の落下回避動作を全く行わないモード
第３モード：床面検知センサと脱輪検知センサの両方を用いて図１２及び図１３に示す落下回避動作を全て実行するモード

そこで、使用者は予め掃除の対象を目視して、その対象が、
（１）段差はあるが、床面検知センサが誤検知するような領域を含まない床面、
（２）段差がなく、床面検知センサが誤検知するような領域を含まない床面、
（３）段差の有無にかかわらず、床面検知センサが誤検知するような領域を含む床面、
のいずれであるかを認識する。

そして、掃除の対象が上記（１）の場合には第１モードを、上記（２）の場合には第２モードを、上記（３）の場合には、第３モードを、それぞれ選択する。
それによって、床面の状況に応じた適正な制御が行われ、掃除ロボット１Ａは効率よく掃除動作を行うことができる。

〔実施形態３〕
この実施形態では、掃除対象の床面の状況に応じて、運転モードを２つに切り替えるようにしている。
つまり、図１及び図１１に示す入力部６３が、実施形態２の第１および第３モードの１つを選択して設定できる手動の選択スイッチを備える。

そこで、使用者は予め掃除の対象を目視して、その対象が段差の有無にかかわらず、
（Ａ）床面検知センサが誤検知するような領域を含まない床面、
（Ｂ）床面検知センサが誤検知するような領域を含む床面、
のいずれであるかを認識する。

そして、掃除の対象が上記（Ａ）の場合には実施形態２の第１モードを、上記（Ｂ）の場合には実施形態２の第３モードを、それぞれ選択する。
それによって、床面の状況に応じた適正な制御が行われ、掃除ロボット１Ａは効率よく掃除動作を行うことができる。なお、実施形態２と３においては、入力部６３の選択スイッチを手動操作して各モードの選択を行っているが、リモートコントローラ（リモコン）やスマートフォンを用いて遠隔操作するようにしてもよい。

１Ａ 掃除ロボット、２ 筐体、２ａ 底板、２ｂ 天板、２ｃ 側板、２ｅ 蓋、３ 回転ブラシ、４ サイドブラシ、４ａ，４ｂ 受電端子、５Ｒ 右駆動輪、５Ｌ 左駆動輪、５Ｒａ，５Ｌａ 駆動軸、７ 後輪、９ 超音波センサ、１０ 吸引路、１１ 吸引口、１３ 床面検知センサ、１４ バッテリー、１５ 制御基板、１６ 駆動輪ユニット、１８ ギアボックス、１８ａ ギアボックス円筒部、１９ モータ出力軸、２０ 集塵部、２１ 集塵ボックス、２２ フィルタ、２３ａ 超音波受信部、２３ｂ 超音波発信部、２４ ユニットケース、２５ 遮光片、２６ 第１係止片、２７ 第２係止片、２８ コイルスプリング、２９ ギア出力軸、３０ 電動送風機、３１Ｌ，３１Ｒ 脱輪検知センサ、４１ 排気口、５０ 排気路、５５Ｌ，５５Ｒ 駆動輪用モータ、５８ 回転ブラシ駆動モータ、６２ 電源スイッチ、６３ 入力部、６９ 電動送風機駆動モータ、７０ サイドブラシ駆動モータ、７１ 出力部、７９ 透光性ケース、８６ 発光素子、８７ 受光素子

Claims (5)

1. 筐体と、筐体を支持して床面を走行する電動式の駆動輪と、筐体に搭載されて床面の塵埃を吸引する電動式の掃除機器と、筐体から床面に光を投射してその反射光によって床面と段差とを識別して検知する床面検知センサと、前記駆動輪の床面からの脱輪を検知する脱輪検知センサと、前記床面検知センサと脱輪検知センサの出力に基づいて、前記駆動輪と掃除機器を制御する制御部とを備え、前記制御部は、筐体の移動中に床面検知センサが所定時間以上連続で段差を検知した時、筐体をその場で自転させる第１工程と、前記筐体の自転中に前記脱輪検知センサによって脱輪の有無を検知し、脱輪がない場合には筐体の脱出制御を行う第２工程を実行することを特徴とする自走式掃除機。
2. 前記脱出制御は、前記床面検知センサが床面を検知するまで前進させるか、又は所定時間だけ床面検知センサの出力を無視して前進させる制御からなることを特徴とする請求項１記載の自走式掃除機。
3. 前記制御部は、第２工程において、前記筐体の自転中に前記脱輪検知センサによって脱輪が検知された場合には、駆動輪と掃除機器の動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の自走式掃除機。
4. 前記床面検知センサは、赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタから構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自走式掃除機。
5. 前記駆動輪は床面に対して昇降可能に筐体に設置され、前記脱輪検知センサは駆動輪が床面方向へ最大に下降したときに作動するように構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の自走式掃除機。

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