JP2022067861A - 移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリーの充電のための無駄な走行を低減すること。
【解決手段】残量検出部１１ａは、バッテリー１ｙの蓄電残量を検出する。充電部１１，１２は、コンセントに電気的に接続されることにより前記コンセントから供給される電力によって前記バッテリー１ｙを充電する。走行制御部５ｃは、許容残量を下回る前記バッテリー１ｙの前記蓄電残量が検出された場合に、人感センサー７ｃにより人が検出される位置、または、前記人感センサー７ｃにより過去に人が検出された位置へ走行部４を走行させる。通知部５ｆは、前記許容残量を下回る前記バッテリー１ｙの前記蓄電残量が検出された後に、前記人感センサー７ｃにより人が検出されているときに、前記充電部１１，１２を前記コンセントに接続することを要求する通知処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電式の移動装置に関する。

自動掃除機などの移動装置において、床面を走行する走行部は、バッテリーの電力によって動作する。そのため、前記バッテリーの蓄電残量が低下したときに前記バッテリーの充電が必要である。

また、ロボット掃除機が、所定の位置に配置された充電ステーションと信号のやり取りをしながら前記充電ステーションへ移動することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－１４６６１７号公報

ところで、前記移動装置は、それ専用の充電ステーションでバッテリーの充電が行われる場合、起点となる前記充電ステーションの位置まで充電のためだけに走行しなければならず、走行の効率が悪い。

特に、前記移動装置がオフィスまたは工場などの広い領域を移動する場合、前記移動装置が前記充電ステーションの位置へ戻ることに起因する走行効率の悪さが顕著である。

本発明の目的は、バッテリーの充電のための無駄な走行を低減できる移動装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る移動装置は、走行部と、バッテリーと、残量検出部と、充電部と、人感センサーと、走行制御部と、通知部と、を備える。前記走行部は、床面を走行する。前記バッテリーは、前記走行部へ電力を供給する。前記残量検出部は、前記バッテリーの蓄電残量を検出する。前記充電部は、コンセントに電気的に接続されることにより前記コンセントから供給される電力によって前記バッテリーを充電する。前記人感センサーは、人を検出する。前記走行制御部は、許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出された場合に、前記人感センサーにより人が検出される位置、または、前記人感センサーにより過去に人が検出された位置へ前記走行部を走行させる。前記通知部は、前記許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出された後に、前記人感センサーにより人が検出されているときに、前記充電部を前記コンセントに接続することを要求する通知処理を実行する。

本発明によれば、バッテリーの充電のための無駄な走行を低減できる移動装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る移動装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る移動装置における制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る移動装置のＣＰＵにおける処理モジュールの構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［移動装置１の構成］
実施形態に係る移動装置１は、自動的に走行しながら床面１００を掃除する自動掃除機である。図１に示されるように、移動装置１は、本体部１０と、本体部１０に設けられた複数の搭載機器を備える。前記複数の搭載機器は、走行部４、掃除部１ｘ、バッテリー１ｙおよび充電回路１１を含む。

本体部１０は、走行部４および掃除部１ｘを支持する筐体である。走行部４は、床面１００上を走行する機構である。走行部４が走行することにより、移動装置１が床面１００に沿って移動する。走行部４は、複数の車輪４１、車輪駆動機構４２および操舵機構４３を含む。

車輪駆動機構４２は、複数の車輪４１を回転駆動する。操舵機構４３は、車輪４１の向きを変更することにより、移動装置１の走行方向を変更する。走行部４が動作することにより、本体部１０が床面１００上を移動する。

掃除部１ｘは、走行部４が走行しているときに床面１００を掃除する装置である。本実施形態において、掃除部１ｘは、静電気により床面１００上のゴミを吸引する。掃除部１ｘは、それぞれ本体部１０に支持されたブラシローラー２、ゴミ分離部３およびゴミ収容部３０を備える。

ブラシローラー２は、導電性の基体２１と、基体２１の外周面に形成された起毛２２とを有する。例えば、基体２１は、筒状または円柱状の部材である。ブラシローラー２は、床面１００に沿って支持され、ローラー駆動機構１３によって回転駆動される。ブラシローラー２は、起毛２２が床面１００に接しつつ回転する。

ローラー駆動機構１３は、駆動源であるモーターと、前記モーターの回転力を伝達するギヤ機構などの動力伝達機構とを含む。

起毛２２は、床面１００に接触することによって第１の極性に帯電するとともに、床面１００上のゴミを第２の極性に帯電させる。例えば、起毛２２がナイロン６，６などのポリアミド合成樹脂である場合、前記第１の極性が正極であり、前記第２の極性が負極である。そして、ブラシローラー２の起毛２２は、静電気により床面１００上のゴミを引き付ける。起毛２２に引き付けられたゴミは、ブラシローラー２に担持される。

ゴミ分離部３は、ブラシローラー２に電気的に付着したゴミを、電気的に引き付けることによってブラシローラー２から引き離す。ゴミ収容部３０は、ゴミ分離部３によってブラシローラー２から引き離されたゴミを収容する容器である。

本実施形態において、ゴミ分離部３は、分離ローラー３１、バイアス印加回路３２およびブレード３３を備える。

分離ローラー３１は、筒状または円柱状の導電性の部材である。分離ローラー３１は、ブラシローラー２の起毛２２に接触する。分離ローラー３１は、ローラー駆動機構１３によって回転駆動される。

バイアス印加回路３２は、分離ローラー３１に対し、ブラシローラー２との間で予め定められた前記第１の極性のバイアス電圧を印加する。前記バイアス電圧は直流電圧である。バイアス印加回路３２は、バイアス印加部の一例である。

即ち、バイアス印加回路３２は、分離ローラー３１に対し、ブラシローラー２との間で起毛２２の帯電極性と同じ極性の前記バイアス電圧を印加する。これにより、前記第２の極性に帯電したゴミは、電気的に分離ローラー３１へ引き付けられ、ブラシローラー２から分離ローラー３１の外周面へ移行する。

ブレード３３は、ゴミ収容部３０内において、分離ローラー３１の外周面に接触する状態で配置されている。ブレード３３は、回転する分離ローラー３１の外周面からゴミを擦り取る。ブレード３３によって分離ローラー３１の外周面から擦り取られたゴミは、ゴミ収容部３０内に収容される。

ゴミ収容部３０は、本体部１０に対して取り外し可能に装着されている。ゴミがゴミ収容部３０内に溜まったときに、ゴミ収容部３０が本体部１０から取り外され、ゴミ収容部３０内のゴミが廃棄される。

ローラー駆動機構１３は、本体部１０が床面１００上を移動する場合に、ブラシローラー２を、その外周面における床面１００に対向する部分が本体部１０の移動方向と同じ方向へ移動するように回転駆動する。これにより、起毛２２が、より高い頻度で床面１００に接触し、効率的に床面１００上のゴミを引き付ける。

なお、掃除部１ｘが、空気とともにゴミを吸引する吸引ファンを備える装置であってもよい。

移動装置１は、それぞれ本体部１０に設けられた制御装置５およびユーザーインターフェイス装置６をさらに備える。ユーザーインターフェイス装置６は、操作部６ａおよび表示部６ｂを含む。制御装置５は、ローラー駆動機構１３、バイアス印加回路３２、走行部４および表示部６ｂを制御する。

操作部６ａは、人の操作を受け付ける装置であり、例えばタッチパネルまたは操作ボタンなどを含む。表示部６ｂは、情報を表示する装置である。

図２に示されるように、制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＡＭ５２、二次記憶装置５３、信号インターフェイス５４および通信装置５５などを含む。

二次記憶装置５３は、コンピューター読み取り可能な不揮発性の記憶装置である。二次記憶装置５３は、コンピュータープログラムおよび各種のデータを記憶可能である。例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）およびハードディスクドライブの一方または両方が、二次記憶装置５３として採用される。

ＣＰＵ５１は、二次記憶装置５３に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、各種のデータ処理および制御を実行するプロセッサーである。なお、ＤＳＰなどの他のプロセッサーが、ＣＰＵ５１の代わりに前記データ処理および制御を実行することも考えられる。

ＲＡＭ５２は、コンピューター読み取り可能な揮発性記憶装置である。ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５１による処理の対象となるデータおよびＣＰＵ５１によって生成されるデータを一次記憶する。

信号インターフェイス５４は、ＣＰＵ５１がローラー駆動機構１３、バイアス印加回路３２および走行部４などの内部機器との間で受け渡しする信号を中継する。通信装置５５は、外部機器との間で無線通信を行う。ＣＰＵ５１は、外部機器との間のデータの送信および受信の全てを、通信装置５５を通じて行う。

ＣＰＵ５１は、前記コンピュータープログラムの実行により実現される複数の処理モジュールを含む。前記複数の処理モジュールは、主制御部５ａ、バイアス制御部５ｂ、走行制御部５ｃ、領域情報取得部５ｄおよび所在取得部５ｅなどを含む（図３参照）。

主制御部５ａは、操作部６ａの一部を成す起動スイッチに対する操作を検出したときに、検出内容に応じた処理の開始を制御する。

例えば、主制御部５ａは、前記起動スイッチに対するＯＮ操作を検出したときにローラー駆動機構１３を動作させ、前記起動スイッチに対するＯＦＦ操作を検出したときにローラー駆動機構１３を停止させる。

バイアス制御部５ｂは、バイアス印加回路３２を制御する。バイアス制御部５ｂは、通常、前記第１の極性の前記バイアス電圧をバイアス印加回路３２に出力させる。これにより、起毛２２との摩擦によって起毛２２の帯電極性と逆の極性に帯電したゴミが、起毛２２から分離ローラー３１へ移行する。

走行制御部５ｃは、走行部４を制御することにより、走行部４を床面１００上で走行させる。ブラシローラー２および分離ローラー３１は、走行部４が走行しているときにローラー駆動機構１３によって回転駆動される。これにより、移動装置１は、室内の自動清掃が可能である。

領域情報取得部５ｄは、予め設定される対象領域のマップ情報を含む領域情報Ｄ１を取得する（図２，４参照）。前記対象領域は、移動装置１の走行の対象となる領域である。前記対象領域は、オフィスビルにおける部屋または工場内の領域などである。

本実施形態において、領域情報取得部５ｄは、不図示のホスト装置から通信装置５５による無線通信を通じて領域情報Ｄ１を取得し、取得した領域情報Ｄ１を二次記憶装置５３に記憶させる（図２参照）。

その後、領域情報取得部５ｄは、必要に応じて二次記憶装置５３から領域情報Ｄ１を取得する。なお、領域情報Ｄ１が、予め二次記憶装置５３に記憶されていてもよい。

所在取得部５ｅは、移動装置１が存在する前記対象領域内における自装置の位置を表す所在情報Ｄ２を取得する（図１参照）。

本実施形態において、移動装置１は、ジャイロセンサー７ａを備える。ジャイロセンサー７ａは、前記対象領域内における移動装置１の位置を検出する。所在取得部５ｅは、ジャイロセンサー７ａから所在情報Ｄ２を取得する。

走行制御部５ｃは、領域情報Ｄ１および所在情報Ｄ２に基づき前記対象領域内で走行部４を走行させる。例えば、走行制御部５ｃは、領域情報Ｄ１の前記マップ情報に基づいて前記対象領域における走行可能領域の全体を走行するように走行部４を制御する。

即ち、走行制御部５ｃは、机などの障害物が前記対象領域に存在する場合、前記障害物を避けた経路を走行部４に走行させる。

移動装置１は、周囲の障害物を検出する１つ以上の障害物センサー７ｂを備える。走行制御部５ｃは、障害物センサー７ｂにより前記障害物が検出される領域を回避しつつ領域情報Ｄ１が表す前記対象領域を走行するように走行部４を制御する。

領域情報Ｄ１が表す前記対象領域のうち障害物センサー７ｂにより前記障害物が検出される領域を除いた残りの領域が、前記対象領域における前記走行可能領域である。

また、移動装置１は、周囲に存在する人を検出する人感センサー７ｃをさらに備える。本実施形態において、人感センサー７ｃは前方に存在する人を検出する。

人感センサー７ｃは、検出感度の設定が可能である。人感センサー７ｃは、前記検出感度を高く設定されるとより広範囲に存在する人を検出可能であり、前記検出感度を低く設定されるとより近い範囲に存在する人のみを検出可能である。即ち、前記検出感度の変更は、人感センサー７ｃによる人の検出可能距離を変更することである。

走行制御部５ｃは、人感センサー７ｃの前記検出感度を比較的近い範囲に存在する人のみを検出可能な基準感度に予め設定する。以下の説明において、前記検出感度を前記基準感度に設定された人感センサー７ｃのことを基準状態の人感センサー７ｃと称する。

走行制御部５ｃは、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されたときに走行部４を一時停止させる。その際、走行制御部５ｃは、領域情報Ｄ１の前記マップ情報に基づいて、前記基準状態の人感センサー７ｃによって検出された人の位置を表す検出位置情報Ｄ３を二次記憶装置５３に記録する（図２参照）。検出位置情報Ｄ３は、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されたときのマップ情報Ｄ１における自装置の位置に基づいて特定される。

走行制御部５ｃは、二次記憶装置５３に記録される検出位置情報Ｄ３の数が予め定められた最大記録数を超える場合、最も古い検出位置情報Ｄ３を二次記憶装置５３から削除する。検出位置情報Ｄ３は、後述する対人移動制御において利用される。

そして、走行制御部５ｃは、走行部４を一時停止させているときに、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されなくなったときに、走行部４に走行を再開させる。

また、走行制御部５ｃは、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出される状態が予め定められた解除時間を超えて継続したときに、走行部４に走行を再開させ、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出される領域を回避するよう走行部４を制御する。

バッテリー１ｙは、移動装置１が備える各種の電気機器へ電力を供給する。充電回路１１は、電源から供給される電力によってバッテリー１ｙを充電する。前記電気機器は、ローラー駆動機構１３および走行部４が備えるモーターと、制御装置５と、ユーザーインターフェイス装置６と、ジャイロセンサー７ａなどの各種のセンサーとを含む。

ところで、移動装置１は、それ専用の充電ステーションでバッテリー１ｙの充電が行われる場合、起点となる前記充電ステーションの位置まで充電のためだけに走行しなければならず、走行の効率が悪い。

特に、移動装置１がオフィスまたは工場などの広い領域を移動する場合、移動装置１が前記充電ステーションの位置へ戻ることに起因する走行効率の悪さが顕著である。

一方、移動装置１は、バッテリー１ｙの充電のための無駄な走行を低減するための構成を備える。以下、移動装置１の詳細な構成について説明する。

移動装置１は、充電コード１２および残量検出回路１１ａをさらに備える。残量検出回路１１ａは、バッテリー１ｙの蓄電残量を検出する。残量検出回路１１ａは、残量検出部の一例である。

充電コード１２は、充電回路１１に電気的に接続され、コンセントに接続されるプラグ１２ａを有する。前記コンセントは、移動装置１以外の電気機器が接続され得る汎用のプラグ差し込み口である。充電回路１１および充電コード１２は、前記コンセントに電気的に接続されることにより前記コンセントから供給される電力によってバッテリー１ｙを充電する充電部の一例である。

走行制御部５ｃは、許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が残量検出回路１１ａによって検出された場合に、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されていれば、走行部４を停止させる。

例えば、走行制御部５ｃは、所在情報Ｄ２が表す位置と検出位置情報Ｄ３が表す位置との距離に応じて前記許容残量を設定する。この場合、走行制御部５ｃは、検出位置情報Ｄ３が表す位置までの距離が長いほど大きな前記許容残量を設定する。なお、前記許容残量が予め定められた固定値であってもよい。

一方、走行制御部５ｃは、前記許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が残量検出回路１１ａによって検出された場合に、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されていなければ、以下に示される対人移動制御を実行する。

［対人移動制御］
前記対人移動制御において、走行制御部５ｃは、まず、人感センサー７ｃの前記検出感度を前記基準感度よりも高い探索感度に設定する。以下の説明において、前記検出感度を前記探索感度に設定された人感センサー７ｃのことを探索状態の人感センサー７ｃと称する。人感センサー７ｃは、前記探索状態であるときに、前記基準状態であるときよりも遠くに存在する人を検出可能である。

そして、走行制御部５ｃは、前記探索状態の人感センサー７ｃによって人が検出される場合、人感センサー７ｃにより検出される人の位置へ走行部４を走行させる。

例えば、走行制御部５ｃは、走行部４が人感センサー７ｃにより検出される人の位置へ向けて移動中に、一時的に人感センサー７ｃの前記検出感度を前記基準感度に戻す。そして、走行制御部５ｃは、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されたときに走行部４を停止させる。

一方、走行制御部５ｃは、前記探索状態の人感センサー７ｃによって人が検出されない場合に、人感センサー７ｃにより過去に人が検出された位置へ走行部４を走行させる。本実施形態において、走行制御部５ｃは、二次記憶装置５３に記録されている検出位置情報Ｄ３が表す位置へ走行部４を走行させる。なお、検出位置情報Ｄ３は、人感センサー７ｃにより過去に人が検出された位置を表す。

例えば、走行制御部５ｃは、複数の検出位置情報Ｄ３が記録されている場合、最新の検出位置情報Ｄ３が表す位置、または、最も近い位置を表す検出位置情報Ｄ３に対応する位置へ走行部４を移動させる。

以上に示される前記対人移動制御は、人感センサー７ｃにより人が検出される位置、または、人感センサー７ｃにより過去に人が検出された位置へ走行部４を走行させる制御の一例である。

また、移動装置１において、ＣＰＵ５１の前記処理モジュールは、通知部５ｆをさらに含む（図３参照）。通知部５ｆは、前記許容残量を下回るバッテリー１ｙの前記蓄電残量が残量検出回路１１ａによって検出された後に、人感センサー７ｃにより人が検出されているときに、通知処理を実行する。

前記通知処理は、充電コード１２のプラグ１２ａを最寄りの前記コンセントに接続することを周囲の人に要求する処理である。本実施形態において、前記通知処理は、充電コード１２のプラグ１２ａを前記コンセントに接続することを要求するメッセージを表示部６ｂに表示させる処理を含む。

なお、移動装置１が不図示のスピーカーを備え、前記通知処理が、前記メッセージを表す音声または警報音などの音響を前記スピーカーを通じて出力する処理を含む場合もある。

通知部５ｆは、前記許容残量を下回るバッテリー１ｙの前記蓄電残量が検出された後に、前記基準状態の人感センサー７ｃによって人が検出されているときに前記通知処理を実行する。

移動装置１は、人が活動しているオフィス内または工場内などで動作する。移動装置１の周囲の人は、前記通知処理に応じて充電コード１２のプラグ１２ａを最寄りの前記コンセントに接続する。また、移動装置１の周囲の人は、必要に応じて移動装置１を最寄りの前記コンセントの位置まで移動させる。

また、通知部５ｆは、検出位置情報Ｄ３が表す位置へ走行部４が走行しているときにも前記通知処理を実行してもよい。これにより、前記通知処理の通知内容が、より広範囲において人に認知され得る。

以上に示されるように、移動装置１は、周囲の人を利用して最寄りのコンセントでバッテリー１ｙを充電することができる。これにより、移動装置１は、バッテリー１ｙの充電のための無駄な走行を低減できる。

また、移動装置１は、専用の充電ステーションを要することなく、汎用の前記コンセントを利用してバッテリー１ｙを充電することができる。これにより、移動装置１は、前記充電ステーションの設置のためのスペースを必要とせず、充電のために備える構成も簡易である。

１ ：移動装置
１ｘ ：掃除部
１ｙ ：バッテリー
２ ：ブラシローラー
３ ：ゴミ分離部
４ ：走行部
６ ：ユーザーインターフェイス装置
７ａ ：ジャイロセンサー
７ｂ ：障害物センサー
７ｃ ：人感センサー
１０ ：本体部
１１ ：充電回路
１１ａ ：残量検出回路
１２ ：充電コード
１２ａ ：プラグ
１３ ：ローラー駆動機構
３０ ：ゴミ収容部
３１ ：分離ローラー
３２ ：バイアス印加回路
３３ ：ブレード
４１ ：車輪
４２ ：車輪駆動機構
４３ ：操舵機構

Claims (4)

1. 床面を走行する走行部と、
   前記走行部へ電力を供給するバッテリーと、
   前記バッテリーの蓄電残量を検出する残量検出部と、
   コンセントに電気的に接続されることにより前記コンセントから供給される電力によって前記バッテリーを充電する充電部と、
   人を検出する人感センサーと、
   許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出された場合に、前記人感センサーにより人が検出される位置、または、前記人感センサーにより過去に人が検出された位置へ前記走行部を走行させる走行制御部と、
   前記許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出された後に、前記人感センサーにより人が検出されているときに、前記充電部を前記コンセントに接続することを要求する通知処理を実行する通知部と、を備える移動装置。
2. 前記走行制御部は、前記許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出されたときに前記人感センサーにより人が検出される場合に、前記人感センサーにより人が検出される位置へ前記走行部を走行させ、そうでない場合に、前記人感センサーにより過去に人が検出された位置へ前記走行部を走行させる、請求項１に記載の移動装置。
3. 前記通知部は、前記許容残量を下回る前記バッテリーの前記蓄電残量が検出された後に、前記走行部が過去に人が検出された位置へ走行しているときにも前記通知処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の移動装置。
4. 前記走行部が走行しているときに前記床面を掃除する掃除部をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の移動装置。

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