JP2744632B2

JP2744632B2 - 自走掃除機の制御方法

Info

Publication number: JP2744632B2
Application number: JP1070984A
Authority: JP
Inventors: 正史長田; 義雄吉田; 善弘野口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JPH02249518A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自走掃除機の制御方法、特に安価な構成部
材並びに制御方式によって達成できる自走掃除機の制御
方法に関する。

［従来の技術］近年、いわゆるホームオートメーション（HA）化が急
速に進み、家庭内の種々の電化製品の自動化が図られて
いる。掃除機もその例外ではなく、CPUおよび種々のセ
ンサが組み込まれ、モータにより車輪を駆動し床面を自
走しつつ掃除を行う自走掃除機の研究開発が活発に行わ
れている。

従来の自走式掃除機の一例として、特開昭62−152421
号公報に開示のものが知られている。

この従来の自走式掃除機は、移動方向を検知するジャ
イロセンサ、自走移動速度を検知する速度センサ、障害
物等を検知する光センサ等を搭載して操舵制御するもの
である。

［発明が解決しようとする課題］従来の自走掃除機の制御方法は、以上のような構成だ
ったので、制御回路が複雑化すると共に、個々のセンサ
が高価であり、比較的大型となるため、家庭内の掃除機
には不向きであった。そればかりか、家庭内には各種の
障害物があり、各種の高価なセンサを用いても、隅々ま
で完全に掃除するのは不可能であるという課題があっ
た。

この発明は、係る課題を解決するためになされたもの
で、安価な構成部材と単純な走行動作で十分に従来方法
に匹敵する自走掃除機の制御方法を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］この発明に係る自走掃除機の制御方法は、障害物セン
サからの検出信号により自走方向を変更しながら床面を
自走し掃除する自走掃除機の制御方法において、前記自
走掃除機の前部に設けられ障害物との衝突を検知する左
右一対の障害物センサからの信号により前記自走掃除機
を停止させる停止プロセスと、前記左右の障害物センサ
のうち、左障害物センサからの信号に対しては前記自走
掃除機を時計方向に回転させ、右障害物センサからの信
号に対しては前記自走掃除機を反時計方向に回転させる
回転プロセスと、を有し、前記各プロセスを繰り返す際
に、前記回転プロセスにおける回転の角度を衝突回数に
応じて変化させて掃き残しなく床面を掃除することがで
きることを特徴とする。

また、この発明に係る自走掃除機の制御方法は、障害
物センサからの検出信号により自走方向を変更しながら
床面を自走し掃除する自走掃除機の制御方法において、
前記自走掃除機の前部に設けられ障害物との衝突を検知
する左右一対の障害物センサからの信号により前記自走
掃除機を停止させる停止プロセスと、前記左右の障害物
センサのうち、左障害物センサからの信号に対しては前
記自走掃除機を時計方向に回転させ、右障害物センサか
らの信号に対しては前記自走掃除機を反時計方向に回転
させる回転プロセスと、を有し、前記各プロセスを繰り
返す際に、前記回転プロセスにおける回転の角度を時計
方向と反時計方向で変化させて掃き残しなく床面を掃除
することができることを特徴とする。

［作用］この発明によれば、センサは左右前端部の障害物セン
サのみであるので、安価に構成できると共に、制御回路
並びに制御方法も簡単になる。

接触センサの接触感知によって、一旦直すぐに後退ま
たは接触した側と反対側の走行車輪を後退させ、次いで
接触側の走行車輪を前進させるか、あるいは接触側の走
行車輪を前進させると共に反対側を逆転させる等によっ
て走行方向の角度を変更し、その後、両輪を前進して直
進しながら掃除をする。

この発明によれば、左右の走行車輪は、それぞれ別々
の走行電動機が用いられているので、方向変更を簡単に
行うことができ、操舵装置やその制御が不要となり、経
済的であるばかりか、故障確率が低減される。

［実施例］次に、この発明の一実施例を示す第１図から第６図に
よって、この発明を更に詳細に説明する。

第１図は、電動掃除手段（１）の頭部の蓋を除去した
状態の、この発明による自走掃除機（２）の斜視図であ
る。

第１図において、電動掃除手段（１）は、電源用電池
（３）、（４）によって運転されるブロア電動機（５）
と、このブロア電動機（５）によって駆動されるブロア
（６）と、ブロア（６）の吸気によって吸引された塵埃
をためるための紙パック（７）と、この紙パック（７）
を収納するハウジング（８）と、このハウジング（８）
内に連通するホース（９）と、このホース（９）の先端
部に設けられた吸引ノズル（10）とから形成されてい
る。

この電動掃除手段（１）は、左右両側にそれぞれ一対
の走行車輪（11）を有する台車（12）に取り付けられ、
自走しながら掃除可能になっている。

左右両側にそれぞれ一対設けられた走行車輪（11）は
それぞれ、第３図に最も良く示されているように一方の
走行電動機（13）と他方の走行電動機（14）とによって
個別に駆動されており、両電動機（13）と（14）は、制
御部（15）を介してそれぞれ正転、逆転、投入、停止等
の制御をされる。この制御部（15）は、右前部に設けた
右障害物センサ（16）と左前部に設けた左障害物センサ
（17）の信号、あるいは必要に応じて後部障害物センサ
（18）の信号を参考にして両走行電動機（13）と（14）
を制御する。

第２図には、これらの各障害物センサ（16）、（1
7）、（18）の配置を示す概念平面図が示されている。

第３図は、制御部（15）の概念接続図であり、電源用
電池（３）または（４）を導電接続するためのメインス
イッチ（19）には、走行スイッチ（20）を介して、第１
の継電器（21）によって制御される一方の走行電動機
（13）用の切換接点（22a）、（22b）と、第２の継電器
（23）によって制御される他方の走行電動機（14）用の
切換接点（24a）、（24b）と、第３の継電器（25）によ
って制御されるブロア電動機（５）用の接点（26）と
（27）に接続され、これらの継電器（21）、（23）、
（25）を制御する演算素子（28）も接続されている。こ
こで、各継電器は実施例で示す電磁式の他、半導体式の
継電器を用いることができる。この演算素子は障害物セ
ンサ（16）、（17）、（18）の信号に基づいて、一方の
走行電動機（13）と他方の走行電動機をそれぞれ正転、
逆転、停止等の制御を行い、走行方向を任意に制御する
と共に、例えば、電源用電池（３）の電圧低下を検知し
て、ブロア電動機（５）の高速運転用接点（26）を開放
して低速運転用接点（27）を投入して、抵抗器（29）を
介して給電して低速運転する等の制御を行う。図におい
て、（30）は端子台であり、各電動機と制御用継電器接
点との接続の中介をするものである。

このような構成において、第４図の動作フローチャー
トに示すように、メインスイッチ（19）を投入してから
走行スイッチ（20）を投入して同時に図示しないタイマ
のカウントを始める一方、演算素子（28）を初期化す
る。ここでスタートしていない場合は演算素子（28）の
再初期化が行われ、第１、第２の継電器（21）、（23）
が動作して切換接点（22a）、（22b）、（24a）、（24
b）が閉路して、走行電動機（13）、（14）が正転し
て、スタートすると第３の継電器（25）が作動して接点
（26）または（27）が閉路してブロア電動機（５）が始
動する。その後END条件がある場合は再び初期設定段階
にもどるが、END条件がなく、いずれの接触センサ（1
6）、（17）、（18）も接触感知していない場合は、自
走掃除機（２）は直進で前進運転を続ける。

自走掃除機（２）がブロア電動機（５）、一方の走行
電動機（13）及び他方の走行電動機（14）を回転させて
直進して自走掃除走行をしている最中に、右前の右障害
物センサ（16）が壁面に接触するなどして接触感知する
と、その信号は演算素子（28）に入力される。すると演
算素子（28）は第１の継電器（21）と第２の継電器（2
3）を制御して切換接点（22a）、（22b）と（24a）、
（24b）を逆転側に切り換えて、両走行電動機（13）、
（14）を逆転して一定時間後退させる。その後演算素子
（28）は両走行電動機（13）、（14）の逆転を解除して
から、右側の一方の走行電動機（13）のみを正転させる
か、あるいは、一定時間後退の後に、右側の一方の走行
電動機（13）のみを正転側に切り換えることにより、自
走掃除機（２）の方向を左側（反時計方向）に変更し、
その後再び直進自走掃除走行に移る。

直進自走掃除走行中に、左前部の左障害物センサ（1
7）が接触感知した場合は、同様にして演算素子（28）
は、自走掃除機（２）の進行方向を右側（時計方向）に
変更するように制御する。

これらの動作の繰り返しにより、６畳間で約20分、８
畳間で約25分で掃除することができた。

第５図はこの発明による右（時計方向）旋回角10゜、
左（反時計方向）旋回角70゜固定旋回角度の回転プロセ
スの場合のフローチャートである。

図において、右障害物センサ（16）または左障害物セ
ンサ（17）が接触検知すると、演算素子（28）内に内蔵
する走行メモリは停止モードとなり、その後所定停止時
間を経過すると、走行メモリは後退モードに移り、所定
時間後退した後は前進回転モードに移行するのである
が、この一連のフローが左障害物センサ（17）の接触検
知によるものである時は時計方向モードであるので、右
10゜の旋回をするように、例えば左走行車輪（11）をT1
時間だけ前進させる（右走行車輪停止）。

同様に、右障害物センサ（16）の接触検知の場合は、
反時計方向（左）旋回のために、右走行車輪（11）をT2
時間前進させ、左70゜旋回する。その後、両走行車輪
（11）を前進回転させて、直進走行に移る。

第６図は、交互旋回角度による回転プロセスの場合の
実施例のフローチャートである。この場合、右障害物セ
ンサ（16）または左障害物センサ（17）が接触検知する
と、自走掃除機（２）の制御部（15）に設けた演算素子
（28）に内蔵した走行メモリは、停止モードとなり、所
定時間後には、後退モードとなり、その後走行メモリは
前進回転モードとなる。

そこで、演算素子（（28）は、左右のいずれかの回転
回数が所定回数、例えば５回までは、いずれかの側の走
行車輪（11）をＴ秒間前進運転していずれかの方向に旋
回するように制御する。その後所定回数、例えば５回を
過ぎると６回目から10回目までは、いずれかの走行車輪
（11）をΔＴ秒間だけ多く、前進運転して、それに応じ
た角度だけ旋回するように指示する。

そして、右障害物センサ（16）が接触感知した場合、
左方向（反時計方向）に所定時間、すなわちＴ時間だけ
右側走行車輪（11）を前進運転して所定角度の左旋回を
行い、左障害物センサ（17）が接触感知した場合は、左
側走行車輪（11）をＴ秒間前進運転させて所定角度だけ
右旋回するのであるが、最初から教えて所定回数右また
は左に旋回した後は、前記のごとく、６回目からはΔＴ
時間の付加が指令されるので、その分だけ余分に旋回す
る。

その後11回目から15回目は元のＴ秒間に相当する分だ
け旋回し、16回目から20回目は再びΔＴ時間付加されて
Ｔ＋ΔＴ時間だけの分旋回することになり、これを繰り
返して有効に高い有効掃除率で掃除する。

この発明によれば、上記の他、旋回角を任意に、例え
ば乱数表に従って任意の旋回角で旋回させることにより
衝突回数に応じて回転の角度を変化させ、高い有効掃除
率で自走掃除することができる。

前記の通りこの発明によれば、障害物センサからの検
出信号により自走方向を変更しながら床面を自走し掃除
する自走掃除機の制御方法において、前記自走掃除機の
前部に設けられ障害物との衝突を検知する左右一対の障
害物センサからの信号により前記自走掃除機を停止させ
る停止プロセスと、前記左右の障害物センサのうち、左
障害物センサからの信号に対しては前記自走掃除機を時
計方向に所定角度回転させ、右障害物センサからの信号
に対しては前記自走掃除機を反時計方向に所定角度回転
させる回転プロセスとを有し、前記回転角度に変化を交
えて掃き残しなく掃除することができることを特徴とし
た自走掃除機の制御方法により、安い構成部品によって
充分な有効掃除率を得ることができる。

［発明の効果］この発明は以上説明した通り、右前部の右障害物セン
サと左前部の左障害物センサと、これらのセンサの信号
に基づいて、演算素子を介して、左右の個々の走行電動
機を制御して停止、旋回運転するようにし、停止プロセ
スと、回転プロセスとをプログラムし、更に回転の角度
を変化させたので、多種類のセンサや操舵装置が不要と
なるので、制御回路が簡単で安価になり、しかも所要の
掃除率を達成できる自走掃除機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す自走掃除機の斜視
図、第２図はセンサ配置を示す平面図、第３図はこの発
明の自走掃除機の接続図、第４図はこの発明による自走
掃除機の動作のフローチャート図、第５図は左右固定旋
回角度運転の場合の実施例を示す停止・回転プロセスの
フローチャート図、第６図は所定検知回数毎に交互に旋
回角度を変更する場合の実施例を示す停止・回転プロセ
スを示すフローチャート図である。図において、（１）は電動掃除手段、（２）は自走掃除
機、（３）、（４）は電源用電池、（５）はブロア電動
機、（６）はブロア、（７）は紙パック、（８）はハウ
ジング、（９）はホース、（10）は吸引ノズル、（11）
は走行車輪、（12）は台車、（12）は一方の走行電動
機、（14）は他方の走行電動機、（15）は制御部、（1
6）は右障害物センサ、（17）は左障害物センサ、（1
8）は後部障害物センサ、（19）はメインスイッチ、（2
0）は走行スイッチ、（21）は第１の継電器、（22）、
（24）は切換接点、（23）は第２の継電器、（25）は第
３の継電器、（26）、（27）は接点、（28）は演算素
子、（29）は抵抗器、（30）は端子台である。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−145634（ＪＰ，Ａ) 特開平２−116335（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−130652（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】障害物センサからの検出信号により自走方
向を変更しながら床面を自走し掃除する自走掃除機の制
御方法において、前記自走掃除機の前部に設けられ障害物との衝突を検知
する左右一対の障害物センサからの信号により前記自走
掃除機を停止させる停止プロセスと、前記左右の障害物センサのうち、左障害物センサからの
信号に対しては前記自走掃除機を時計方向に回転させ、
右障害物センサからの信号に対しては前記自走掃除機を
反時計方向に回転させる回転プロセスと、を有し、前記各プロセスを繰り返す際に、前記回転プロ
セスにおける回転の角度を衝突回数に応じて変化させて
掃き残しなく床面を掃除することができることを特徴と
した自走掃除機の制御方法。
【請求項２】障害物センサからの検出信号により自走方
向を変更しながら床面を自走し掃除する自走掃除機の制
御方法において、前記自走掃除機の前部に設けられ障害物との衝突を検知
する左右一対の障害物センサからの信号により前記自走
掃除機を停止させる停止プロセスと、前記左右の障害物センサのうち、左障害物センサからの
信号に対しては前記自走掃除機を時計方向に回転させ、
右障害物センサからの信号に対しては前記自走掃除機を
反時計方向に回転させる回転プロセスと、を有し、前記各プロセスを繰り返す際に、前記回転プロ
セスにおける回転の角度を時計方向と反時計方向で変化
させて掃き残しなく床面を掃除することができることを
特徴とした自走掃除機の制御方法。