JP2658419B2 - 自走式掃除機 - Google Patents
自走式掃除機Info
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- JP2658419B2 JP2658419B2 JP1213358A JP21335889A JP2658419B2 JP 2658419 B2 JP2658419 B2 JP 2658419B2 JP 1213358 A JP1213358 A JP 1213358A JP 21335889 A JP21335889 A JP 21335889A JP 2658419 B2 JP2658419 B2 JP 2658419B2
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- Japan
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- main body
- angular velocity
- velocity sensor
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- Electric Suction Cleaners (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、コードレスで動き自動的に清掃を行なう
自走式掃除機に関するものである。
自走式掃除機に関するものである。
従来の技術 近年、掃除機に移動機能を付加して清掃時の操作の向
上を図った掃除機が開発されている。特に最近では、こ
れにマイクロコンピュータと各種センサを搭載すること
により、予め定められた清掃経路を動くのではなく自ら
清掃経路を探索しながら動く、いわゆる自立誘導型の自
走式掃除機の開発も行なわれている。これらの無経路で
動く自走式掃除機の誘導手段には、一般的に本体の方向
を検出する角速度センサと本体の移動距離を検出する移
動用モータ直結型のロータリーエンコーダとが用いら
れ、本体の位相を検出しながら本体を誘導している。こ
れらの自早鮪ョ掃除機に用いられてる角速度センサは、
ガスレートジャイロ又は振動型ジャイロであり、ゼロ点
のオフセットに短時間でドリフトが生じ位置検出に誤差
を生ずる。このため、従来は自動清掃中にもかかわらず
一定時間毎に本体の移動を止めると共に清掃を止めて上
記オフセットの修正を行なっていた。
上を図った掃除機が開発されている。特に最近では、こ
れにマイクロコンピュータと各種センサを搭載すること
により、予め定められた清掃経路を動くのではなく自ら
清掃経路を探索しながら動く、いわゆる自立誘導型の自
走式掃除機の開発も行なわれている。これらの無経路で
動く自走式掃除機の誘導手段には、一般的に本体の方向
を検出する角速度センサと本体の移動距離を検出する移
動用モータ直結型のロータリーエンコーダとが用いら
れ、本体の位相を検出しながら本体を誘導している。こ
れらの自早鮪ョ掃除機に用いられてる角速度センサは、
ガスレートジャイロ又は振動型ジャイロであり、ゼロ点
のオフセットに短時間でドリフトが生じ位置検出に誤差
を生ずる。このため、従来は自動清掃中にもかかわらず
一定時間毎に本体の移動を止めると共に清掃を止めて上
記オフセットの修正を行なっていた。
発明が解決しようとする課題 このような従来の自走式掃除機では、一定時間毎のド
リフトが必ず発生し、移動精度に誤差を生ずると共に、
自動清掃中に突然停止することがあり使用者に違和感を
与えていた。特に、振動型ジャイロを用いたものでは、
本体の振動の影響を受けるため正確な移動は困難であっ
た。
リフトが必ず発生し、移動精度に誤差を生ずると共に、
自動清掃中に突然停止することがあり使用者に違和感を
与えていた。特に、振動型ジャイロを用いたものでは、
本体の振動の影響を受けるため正確な移動は困難であっ
た。
課題を解決するための手段 この課題を解決するための本発明は、本体を移動させ
る操舵兼駆動手段と、本体の移動方向を検出するための
角速度センサと、本体の移動距離を検出するための移動
距離検出手段と、これらの各種センサに基づいて前記操
舵兼駆動手段を制御する移動制御手段と、清掃用のファ
ンモータからなる清掃手段と、本体全体に電力を供給す
るバッテリーとを備え、本体が方向転換前の停止時に前
記角速度センサのオフセット電圧を修正するものであ
る。
る操舵兼駆動手段と、本体の移動方向を検出するための
角速度センサと、本体の移動距離を検出するための移動
距離検出手段と、これらの各種センサに基づいて前記操
舵兼駆動手段を制御する移動制御手段と、清掃用のファ
ンモータからなる清掃手段と、本体全体に電力を供給す
るバッテリーとを備え、本体が方向転換前の停止時に前
記角速度センサのオフセット電圧を修正するものであ
る。
作用 上記手段により、自動清掃中に壁や障害物に出会い方
向転換をしなければならない時に本体の移動を一旦停止
させ、角速度センサのオフセット電圧を修正するもので
あり、自動清掃の動きに違和感を与えることがなく、
又、一定時間毎にこの修正を行うものではなく方向転換
時毎に頻繁に修正を行うので、正確な位置検出が行える
と共に角速度センサのドリフトの発生が抑えられ移動精
度を向上できるものである。
向転換をしなければならない時に本体の移動を一旦停止
させ、角速度センサのオフセット電圧を修正するもので
あり、自動清掃の動きに違和感を与えることがなく、
又、一定時間毎にこの修正を行うものではなく方向転換
時毎に頻繁に修正を行うので、正確な位置検出が行える
と共に角速度センサのドリフトの発生が抑えられ移動精
度を向上できるものである。
実施例 以下、第１図から第３図に基づいて本発明により自動
式掃除機の一実施例を説明する。第１図並びに第２図
は、自走式掃除機の全体構成を示す。自走式掃除機の本
体１の下部前方に舵を切るための操舵モータ２と走行す
るための駆動モータ３並びに操舵兼駆動輪４を設けてお
り、操舵兼駆動手段５を構成している。この駆動モータ
３にはロータリーエンコーダである移動距離検出手段６
が直結され駆動モータ３の回転数を検出する構成になっ
ている。同じく本体１の下部後方には移動のために回転
自在の二つの従輪７が設けられている。本体１の前方操
舵モータ２の回転軸上に本体１の方向を検出する角速度
セサ８が設けられている。又、本体１の前方並びに側方
には外部環境を認識するための調音歩9,10,11と本体１
の下部全周には本体１が障害物などに接触したことを検
出するための接触センサ12が設けられている。本体１の
中央部には予めプログラムされた内容と移動距離検出手
段６と角速度センサ８と超音波センサ9,10,11並びに接
触センサ12の情報に従って操舵モータ２と駆動モータ３
を制御する移動制御手段13が設けられている。本体１の
下部中央のゴミを吸い込む床ノズル14と、ホース15並び
にゴミを収納するゴミ袋16更にファンモータ17とで清掃
手段18を構成している。19は移動正誤手段13と清掃手段
18に電力を供給するバッテリーである。
式掃除機の一実施例を説明する。第１図並びに第２図
は、自走式掃除機の全体構成を示す。自走式掃除機の本
体１の下部前方に舵を切るための操舵モータ２と走行す
るための駆動モータ３並びに操舵兼駆動輪４を設けてお
り、操舵兼駆動手段５を構成している。この駆動モータ
３にはロータリーエンコーダである移動距離検出手段６
が直結され駆動モータ３の回転数を検出する構成になっ
ている。同じく本体１の下部後方には移動のために回転
自在の二つの従輪７が設けられている。本体１の前方操
舵モータ２の回転軸上に本体１の方向を検出する角速度
セサ８が設けられている。又、本体１の前方並びに側方
には外部環境を認識するための調音歩9,10,11と本体１
の下部全周には本体１が障害物などに接触したことを検
出するための接触センサ12が設けられている。本体１の
中央部には予めプログラムされた内容と移動距離検出手
段６と角速度センサ８と超音波センサ9,10,11並びに接
触センサ12の情報に従って操舵モータ２と駆動モータ３
を制御する移動制御手段13が設けられている。本体１の
下部中央のゴミを吸い込む床ノズル14と、ホース15並び
にゴミを収納するゴミ袋16更にファンモータ17とで清掃
手段18を構成している。19は移動正誤手段13と清掃手段
18に電力を供給するバッテリーである。
次に、第４図を用いてこの自走式掃除機の動きについ
て簡単に説明する。移動制御手段13に予めプログラムさ
れた内容に従って本体１は動き出し、清掃を自動的に行
なう。途中、超音波センサ9,10,11や接触センサ12によ
り壁20や障害物21を検知すると移動制御手段13でこれを
回避し清掃を続ける。本体１の動きは、角速度センサ８
で方向を知り移動距離検出手段６で移動距離を知るの
で、プログラムに従って清掃のやり残しがないように正
確に動くことができる。この角速度センサ８が無いと床
が傾いていたり床に凹凸があったりするとたちまち本体
の方向がずれてしまい正確な動きはできない。
て簡単に説明する。移動制御手段13に予めプログラムさ
れた内容に従って本体１は動き出し、清掃を自動的に行
なう。途中、超音波センサ9,10,11や接触センサ12によ
り壁20や障害物21を検知すると移動制御手段13でこれを
回避し清掃を続ける。本体１の動きは、角速度センサ８
で方向を知り移動距離検出手段６で移動距離を知るの
で、プログラムに従って清掃のやり残しがないように正
確に動くことができる。この角速度センサ８が無いと床
が傾いていたり床に凹凸があったりするとたちまち本体
の方向がずれてしまい正確な動きはできない。
次に、角速度センサ８の出力について説明する。角速
度センサ８の出力は、直流電圧であり、電圧が０であれ
ば、本体１が方向を変えていないことを示し、電圧が正
に振れれば特定の方向（ここでは右とする）にその振れ
た電圧ひ相当する角速度で方向を変えていることを示し
ている。この電圧を積分すると本体１の方向を知ること
ができると共に、本体１の方向を制御できることにな
る。前記移動制御手段13ではこの積分を短時間毎に繰り
返し行なって本体１が現在どこを向いているかを知ると
ともに、プログラムに従って本体１を直進させたり、18
0度の方向転換をさせたりしている。角速度センサ８が
静止しているときは、その出力は０（Ｖ）であるが、実
際には第５図に波線22で示すように時間経過と共に徐々
に電圧が発生してくる。この現象をドリフトと呼んでい
るが、このドリフトが発生したまま本体１を直進させた
とすると、電圧は正に振れているので右に曲がっている
と移動制御手段13が判断するので、本体１は徐々に左を
向くように制御されてしまい、直進させることはできな
い。ここで、第４図に示すA,B,C,D,E,F,Gのような本体
１が方向転換をするときにその場所で本体１をいったん
停止させてドリフトの修正を行なうようにすると、第５
図に実線23で示すように、A,B,C,D,E,F,Gのタイミング
でドリフトの修正が行われることになる。角速度センサ
８の出力の積分値が本体１の方向を示すので、波線の下
の面積と実線の下の面積を比べれば明らかなようにドリ
フト修正を行うことで本体１の方向制御に大きな差が出
ることは一目瞭然である。又、この習性は、頻繁に行っ
た方が精度が上がることも明かである。本方式では、本
体１が方向転換をするたび毎に頻繁に行うが、移動に違
和感を与えることなくドリフトの修正を行うことが出来
る。
度センサ８の出力は、直流電圧であり、電圧が０であれ
ば、本体１が方向を変えていないことを示し、電圧が正
に振れれば特定の方向（ここでは右とする）にその振れ
た電圧ひ相当する角速度で方向を変えていることを示し
ている。この電圧を積分すると本体１の方向を知ること
ができると共に、本体１の方向を制御できることにな
る。前記移動制御手段13ではこの積分を短時間毎に繰り
返し行なって本体１が現在どこを向いているかを知ると
ともに、プログラムに従って本体１を直進させたり、18
0度の方向転換をさせたりしている。角速度センサ８が
静止しているときは、その出力は０（Ｖ）であるが、実
際には第５図に波線22で示すように時間経過と共に徐々
に電圧が発生してくる。この現象をドリフトと呼んでい
るが、このドリフトが発生したまま本体１を直進させた
とすると、電圧は正に振れているので右に曲がっている
と移動制御手段13が判断するので、本体１は徐々に左を
向くように制御されてしまい、直進させることはできな
い。ここで、第４図に示すA,B,C,D,E,F,Gのような本体
１が方向転換をするときにその場所で本体１をいったん
停止させてドリフトの修正を行なうようにすると、第５
図に実線23で示すように、A,B,C,D,E,F,Gのタイミング
でドリフトの修正が行われることになる。角速度センサ
８の出力の積分値が本体１の方向を示すので、波線の下
の面積と実線の下の面積を比べれば明らかなようにドリ
フト修正を行うことで本体１の方向制御に大きな差が出
ることは一目瞭然である。又、この習性は、頻繁に行っ
た方が精度が上がることも明かである。本方式では、本
体１が方向転換をするたび毎に頻繁に行うが、移動に違
和感を与えることなくドリフトの修正を行うことが出来
る。
次に第６図を用いて、角速度センサ８の本体１への設
置構成について説明する。操舵モータ２を挟み込む形で
本体１上に第１のダンパー24を設け、この上に支持部材
25を設け、更にこの上に第２のダンパー26を介して角速
度センサ８を設けている。
置構成について説明する。操舵モータ２を挟み込む形で
本体１上に第１のダンパー24を設け、この上に支持部材
25を設け、更にこの上に第２のダンパー26を介して角速
度センサ８を設けている。
ここでこの設置構成の作用について説明する。角速度
センサ８には共振周波数があり、例として音叉型の振動
型角速度センサとれば、ピックアップ周波数が1kHz近傍
にあり音叉全体の共振周波数が100Hz近傍にある。この
ように複数の周波数帯に於て角速度センサ８は影響を受
け易いので、本体１で発生する振動を角速度センサ８に
伝えないように遮断する必要がある。上記二つの第１の
ダンパー24と第２のダンパー24と第２のダンパー26は通
過し易い周波数帯を変えて構成することにより、複数の
振動周波数を遮断することに効果をあげている。又、上
記支持部材25はダンパー24と共に緩衝効果をあげており
少なくとも角速度センサ８より重い方が効果がある。
センサ８には共振周波数があり、例として音叉型の振動
型角速度センサとれば、ピックアップ周波数が1kHz近傍
にあり音叉全体の共振周波数が100Hz近傍にある。この
ように複数の周波数帯に於て角速度センサ８は影響を受
け易いので、本体１で発生する振動を角速度センサ８に
伝えないように遮断する必要がある。上記二つの第１の
ダンパー24と第２のダンパー24と第２のダンパー26は通
過し易い周波数帯を変えて構成することにより、複数の
振動周波数を遮断することに効果をあげている。又、上
記支持部材25はダンパー24と共に緩衝効果をあげており
少なくとも角速度センサ８より重い方が効果がある。
尚、本実施例では、操舵モータ２の回転軸上に角速度
センサ８を設置しているが、本体１が回転する際の回転
センターすなわち二つの従輪７のセンターに設置する方
が余分な加速度成分が加わりにくく、角速度成分の検出
には望ましい。
センサ８を設置しているが、本体１が回転する際の回転
センターすなわち二つの従輪７のセンターに設置する方
が余分な加速度成分が加わりにくく、角速度成分の検出
には望ましい。
発明の効果 以上の説明のように、本発明では、自動清掃中に壁や
障害物に出会い方向転換をしなければならない時に本体
の移動を一旦停止させ、角速度センサのオフセット電圧
を修正するものであり、自動清掃の動きに違和感を与え
ることがなく、又、一定時間毎にこの修正を行うもので
はなく方向転換時毎に頻繁に修正を行うので、正確な位
置検出が行えると共に、角速度センサのドリフトの発生
が抑えられ移動精度を向上できるものである。
障害物に出会い方向転換をしなければならない時に本体
の移動を一旦停止させ、角速度センサのオフセット電圧
を修正するものであり、自動清掃の動きに違和感を与え
ることがなく、又、一定時間毎にこの修正を行うもので
はなく方向転換時毎に頻繁に修正を行うので、正確な位
置検出が行えると共に、角速度センサのドリフトの発生
が抑えられ移動精度を向上できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す自走式掃除機の側断面
図、第２図は同自走式掃除機の底面図、第３図は同自走
式掃除機の機能ブロック図、第４図は同自走式掃除機の
移動状態図、第５図は角速度センサのドリフト発生を示
す図、第６図は同自走式掃除機の角速度センサの設置構
成を示す断面図である。 ５……操舵兼駆動手段、６……移動距離検出手段、８…
…角速度センサ、13……移動制御手段、18……清掃手
段、19……バッテリー、24……第１のダンパー、25……
支持部材、26……第２のダンパー。
図、第２図は同自走式掃除機の底面図、第３図は同自走
式掃除機の機能ブロック図、第４図は同自走式掃除機の
移動状態図、第５図は角速度センサのドリフト発生を示
す図、第６図は同自走式掃除機の角速度センサの設置構
成を示す断面図である。 ５……操舵兼駆動手段、６……移動距離検出手段、８…
…角速度センサ、13……移動制御手段、18……清掃手
段、19……バッテリー、24……第１のダンパー、25……
支持部材、26……第２のダンパー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 信二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 寺井 春夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】本体を移動させる操舵兼駆動手段と、本体
の移動方向を検出するための角速度センサと、本体の移
動距離を検出するための移動距離検出手段と、これらの
各種センサに基づいて前記操舵兼駆動手段を制御する移
動制御手段と、清掃用のファンモータからなる清掃手段
と、本体全体に電力を供給するバッテリーとを備え、本
体が方向転換前の停止時に前記角速度センサのオフセッ
ト電圧を修正してなる自走式掃除機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213358A JP2658419B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 自走式掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213358A JP2658419B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 自走式掃除機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377520A JPH0377520A (ja) | 1991-04-03 |
| JP2658419B2 true JP2658419B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16637854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213358A Expired - Fee Related JP2658419B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 自走式掃除機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658419B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008014912B4 (de) * | 2008-03-19 | 2023-01-19 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | Selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät |
| GB2494447B (en) * | 2011-09-09 | 2014-02-26 | Dyson Technology Ltd | Autonomous surface treating appliance |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241610A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Hitachi Ltd | 自走ロボツトの走行制御方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1213358A patent/JP2658419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241610A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Hitachi Ltd | 自走ロボツトの走行制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377520A (ja) | 1991-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |