JP2020049037A - Autonomous travel type vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。 The present invention relates to an autonomous traveling vacuum cleaner.
光学式センサを用いて、周囲の障害物等を検出して、障害物等を回避するように自律的に駆動可能な自律走行型電気掃除機として、累積運転時間および距離からサイドブラシの交換目安を通知する(0065)ものが知られている。 As an autonomous traveling vacuum cleaner that can autonomously drive so as to avoid obstacles, etc. by detecting surrounding obstacles, etc. using optical sensors, it is a guide to replace side brushes based on accumulated operation time and distance. (0065) is known.
特許文献1はサイドブラシのリアルタイムの状態を監視して異常を検知するものではない。 Patent Document 1 does not monitor the real-time state of the side brush to detect an abnormality.
上記事情に鑑みてなされた本発明の自律走行型電気掃除機は、サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、前記制御部は、前記サイドブラシが前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期tを計測する動作確認工程を実行し、該動作確認工程の結果からサイドブラシの異常判定を実行することを特徴とする。 The autonomous traveling vacuum cleaner of the present invention made in view of the above circumstances includes a side brush, a floor ranging sensor including at least a part of an area through which the side brush passes in a detection range, and a control unit. The controller is an autonomous traveling vacuum cleaner, wherein the control unit executes an operation checking step of measuring a cycle t during which the side brush passes through a detection range of the floor surface distance measuring sensor, and a result of the operation checking step , The abnormality determination of the side brush is performed.
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成される必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材で構成されること、複数の構成要素が一の部材で構成されること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが互いに重複すること、を許容する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Various components of the present invention do not necessarily need to be configured by one member, for example, that one component is configured by a plurality of members, and that a plurality of components is configured by a single member , Allow a part of one component and a part of another component to overlap with each other.
なお、自律走行型電気掃除機1(図1参照)が進行する向きのうち、自律走行型電気掃除機1が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪116が対向する方向を左方及び右方とする。すなわち図1等に示す様に前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、自律走行型電気掃除機1の前方側にサイドブラシ15が取付けられている。
In the direction in which the autonomous traveling vacuum cleaner 1 (see FIG. 1) travels, the direction in which the autonomous traveling vacuum cleaner 1 normally travels is forward, the direction opposite to the gravitational direction is upward, and the
<実施形態1>
図1は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機1の斜視図、図2は底面図である。
自律走行型電気掃除機1は、掃除領域(例えば、室内)を自律的に移動しながら床面を掃除する掃除機である。自律走行型電気掃除機1は、上壁(及び一部の側壁)である上ケース111、底壁(及び一部の側壁)である下ケース112、及び前部に設置されるバンパ18、を含んで構成される本体11を備える。下ケース112は、自律走行型電気掃除機1の動作時に床面に対向する。下ケース112には、前方にサイドブラシ15が左右それぞれに設けられている。サイドブラシ15は、上下方向を軸として回転可能であり、刷毛部154のそれぞれは、根元弾性部153を介して回転軸であるサイドブラシホルダ151に取付けられている。各サイドブラシ15は、刷毛部154を3つ有しているが、刷毛部154の個数は1つ以上であれば特に制限されない。
<First embodiment>
FIG. 1 is a perspective view of an autonomous traveling vacuum cleaner 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a bottom view.
The autonomous traveling vacuum cleaner 1 is a vacuum cleaner that cleans a floor surface while moving autonomously in a cleaning area (for example, indoors). The autonomous traveling vacuum cleaner 1 includes an upper case 111 serving as an upper wall (and some side walls), a
根元弾性部153又は刷毛部154が回転によって通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサ211が設けられている。本実施形態では、下ケース112に床面測距センサ211が取り付けられており、自律走行型電気掃除機1が床面に載置されて駆動しているときに、床面が床面測距センサ211よりも下方にあるかを検知する。この検知は、床面が閾値距離以内にあるか否かを検知するものであってもよいし、床面までの距離を定量的に計測可能なものであってもよいが、後者が好ましい。本明細書では、何れの場合も「測距」と称する。
A floor surface
床面測距センサ211としては公知の光学式センサを種々用いることができるが、例えば、赤外線を射出する発光部と、赤外線を検知可能な受光部とを有するものを採用できる。赤外線が床面などに当たって反射すると受光部が赤外線を検知し、これを以て床面が存在すると判定できる。
Various known optical sensors can be used as the floor surface
なお、自律走行型電気掃除機1の上後方側には、ダストケース4が設けられている。本実施形態の自律走行型電気掃除機1は、制御装置2の演算処理によって自律的に駆動輪116を駆動させて清掃する。
A dust case 4 is provided on the upper and rear sides of the autonomous traveling vacuum cleaner 1. The autonomous traveling vacuum cleaner 1 according to the present embodiment autonomously drives and cleans the
[床面測距センサ211のセンシングタイミングの調整]
図3は、本実施形態の制御部300を含むブロック図である。自律走行型電気掃除機1は、次の動作確認工程、動作調整工程、及び通知工程を含む種々の制御を実行する制御部300を有している。制御部300は、駆動輪116に駆動力を与える駆動モータ117、床面測距センサ211、及びサイドブラシ15に回転力を与えるサイドブラシモータ117を制御できる。また、制御部300は、駆動モータ117の回転数やサイドブラシモータ152の回転数を検知できると好ましい。さらに制御部300は、床面測距センサ211の測距状態を取得できる。制御部300は、自律走行型電気掃除機1の制御を統括している。
[Adjustment of Sensing Timing of Floor Surface Distance Sensor 211]
FIG. 3 is a block diagram including the
(動作確認工程)
まず、自律走行型電気掃除機1の運転を開始させ、例えば通常運転に影響がない工程において、サイドブラシ15を回転させる。「通常運転に影響がない工程」とは、例えば充電台から離間しない状態で掃除とは別途行う工程としても良いし、通常運転とは異なる動作確認工程を行わせる使用者の命令をリモコンや本体のボタンから発せられるようにしても良い。また、続く動作調整工程では、床面測距センサ211に対する床面の関係性が維持されることが好ましいため、駆動輪116(駆動モータ)は停止させておくことが望ましい。駆動輪116の停止は、少なくとも動作調整工程が終了するまで継続することが望ましい。
次に、サイドブラシ15を回転させながら、床面用測距センサ211からの出力信号を計測する。サイドブラシ15の掃引領域の一部又は全部に床面用測距センサ211の検知範囲が含まれている。
(Operation check process)
First, the operation of the autonomous traveling vacuum cleaner 1 is started, and the
Next, while the
出力信号の計測は、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うのが望ましく、少なくとも互いに隣接する刷毛部154が床面測距センサ211の検知範囲を横切る周期よりも早く行う。これを達成するために、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うことが望ましいが、その他には例えば、サイドブラシ15の刷毛部154の本数の情報及びサイドブラシ15を回転させるモータの速度情報を取得する取得部を設けても良い。刷毛部154の本数の情報は、予め記憶させておいても良いし、例えばサイドブラシ15が複数種類存在する型式の場合は、サイドブラシ15の種類を区別可能に構成したり刷毛部154の本数を使用者が入力できるように構成したりすることで取得させることができる。
The measurement of the output signal is desirably performed in a short cycle that can be regarded as a continuous signal, and is performed at least earlier than a cycle in which at least the
このような構成では、サイドブラシ15の刷毛部154が床面用測距センサ211の検知範囲を通過しているか否かに応じて、床面用測距センサ211の検知状態(出力信号)が変動する。この変動は刷毛部154の通過する周期によって或る程度定期的に変動する。このような信号を時間情報と関連付けて取得するために、マイコンの内部で時間計測を開始させる。
In such a configuration, the detection state (output signal) of the floor-surface
なお、省エネの観点から、通常運転時に出力信号を取得する周期は、確認工程で出力信号を取得する周期より長い方が好ましい。
この動作確認工程では、測距するタイミングの一部において、サイドブラシ15が検知範囲を横切るタイミングに一致してもよい。短い周期で出力信号の計測を行うことにより、サイドブラシ15の回転に起因して変動する床面測距センサ211の検出信号値の時間変化が得られる。一定時間、計測値の取得を行うと、サイドブラシ15の回転特性(刷毛部154が通過する周期、回転の速さなど)が分かる。
In addition, from the viewpoint of energy saving, it is preferable that the cycle of acquiring the output signal during the normal operation is longer than the cycle of acquiring the output signal in the confirmation step.
In this operation check step, a part of the distance measurement timing may coincide with the timing at which the
(動作調整工程)
この回転特性から、回転方向で隣接する刷毛部154がそれぞれ床面測距センサ211を横切る周期tがわかる。すなわち、或る刷毛部154が通過した時刻から次の刷毛部154が通過した時刻までの時間tが分かる。取得した検出信号値の波形等から時間tを推定する。また、周期だけでなく波形の形状から幅の推定も可能となる。
(Operation adjustment process)
From this rotation characteristic, the period t at which the
自律走行型電気掃除機1は、取得した時間tと正常な時間t0とを比較することで、正常な周期で回転しているかを推定することができる。これにより、サイドブラシ15の動作の判断が可能である。床面測距センサ211の計測間隔は、短いほどブラシの異常判定が行いやすくなる。このような一連の工程を設けることにより、例えば、刷毛部154の形状が変わった場合、または刷毛部154の本数が3本から6本になるなど変更された場合においても、刷毛部154が床面測距センサ211を遮断する間隔からサイドブラシの異常判定が可能となる。
By comparing the acquired time t with the normal time t 0 , the autonomous traveling vacuum cleaner 1 can estimate whether the autonomous vacuum cleaner 1 is rotating at a normal cycle. Thus, the operation of the
また、上記の工程を用いることで、サイドブラシ15の回転動作は通常通りでも、刷毛部154の破損があった場合において、取得したデータのある部分では、正常な時間t0と同じだが、破損個所では異なる波形が現れる。これにより、サイドブラシの破損も検出することが可能となる。
Further, by using the above-described process, even if the rotation operation of the
なお、正常な時間t0を製品(自律走行型電気掃除機1)の出荷前に予め一度行っておき、床面測距センサ211の特性を考慮して、個別に調整状態にしても良いし、自律走行型電気掃除機1の出荷後最初に運転するときに自動で行うようにしても良いし、使用者の命令に応じて計測又は再計測するようにしても良いし、自律走行型電気掃除機1の有する通信機能部19よりネットワークを介して、適宜サーバ上から取得できるようにしてもよい。
Note that the normal time t 0 may be set once before shipment of the product (autonomous traveling vacuum cleaner 1), and may be individually adjusted in consideration of the characteristics of the floor surface
また、前記の正常値との比較においては、制御部300で異常判定を行わずに、取得したデータを通信機能部19よりネットワークを介してサーバへ送信して、サーバで比較を行い、「正常」「異常」の判定をサーバより受信してもよい。
In the comparison with the normal value, the acquired data is transmitted to the server from the
[床面の種類への対応]
サイドブラシ15の回転速度は、床面の素材による摩擦にも依存する。例えば絨毯上で駆動された場合等、サイドブラシ15に掛かる負荷が比較的大きくなる。この場合所定の回転数が得られない、または定回転にならない等が懸念されるが、別に、駆動輪116の駆動時電流の変化や回転ブラシ14の駆動時電流の変化から床面がフローリングから絨毯もしくは絨毯からフローリングへと変化したことを検知しているにも関わらず、サイドブラシ15を駆動するモータの電流が変化しない場合などは、床面の素材による影響以外の要因、例えば髪の毛などの絡みつきなどが考えられる。その場合に、何らかの方法にて通知を行うことでサイドブラシの異常を速やかに利用者へ通知することが可能となる。なお、例えば出荷前に上記の工程を行う場合、フローリング又は畳の床面について工程を行うと好ましい。
[Support for floor types]
The rotation speed of the
[利用者への通知方法]
上記で検出した異常を利用者へ適切に通知する機能が必要となる。例えば、自律走行型電気掃除機1の有するお知らせ機能として、ブザーや音声報知、画面表示で利用者へ通知しても良いし、自律走行型電気掃除機1の有する通信機能部19を介してネットワークを経由することで、利用者へ該当箇所のメンテナンスを促す通知を利用者の携帯端末に送る等、遠隔にて行ってもよい。
[How to notify users]
A function for appropriately notifying the user of the abnormality detected above is required. For example, as the notification function of the autonomous traveling vacuum cleaner 1, the user may be notified by a buzzer, an audio notification, a screen display, or a network via the
1 自律走行型電気掃除機
11 本体
111 上ケース
112 下ケース
1121 サイドブラシ取付部
113 吸口部
116 駆動輪
117 駆動モータ
13 掻取りブラシ
14 回転ブラシ
15 サイドブラシ
151 サイドブラシホルダ
152 サイドブラシモータ
153 根元弾性部
154 刷毛部
17 補助輪
18 バンパ
19 通信機能部
211 床面用測距センサ
300 制御部
4 ダストケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Autonomous traveling vacuum cleaner 11 Main body 111
Claims (6)
前記制御部は、前記サイドブラシが前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期tを計測する動作確認工程を実行し、該動作確認工程の結果からサイドブラシの異常判定を実行することを特徴とする自律走行型電気掃除機。 A side brush, a floor surface distance measurement sensor including at least a part of a region through which the side brush passes in a detection range, and a control unit, the autonomous traveling vacuum cleaner having:
The control unit may execute an operation checking step of measuring a cycle t in which the side brush passes through a detection range of the floor surface distance measurement sensor, and execute an abnormality determination of the side brush based on a result of the operation checking step. Characteristic autonomous traveling vacuum cleaner.
前記変動を検知したにも拘らず前記サイドブラシを駆動するモータ電流値の変動が小さい場合、前記サイドブラシの異常を報知することを特徴とする請求項1乃至5何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。 Using a configuration other than the side brush, it is possible to detect a change in the type of floor surface,
The autonomous apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein when a change in a motor current value for driving the side brush is small despite detecting the change, an abnormality of the side brush is notified. A traveling vacuum cleaner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018183147A JP2020049037A (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Autonomous travel type vacuum cleaner |
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Cited By (2)
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CN112294195A (en) * | 2020-10-28 | 2021-02-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | Sweeper side brush detection method and device and sweeper |
CN114947626A (en) * | 2022-07-08 | 2022-08-30 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Side brush state determination method and device, sweeper and computer readable storage medium |
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