JP3006986B2 - ロボット掃除機 - Google Patents

ロボット掃除機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自ら移動しつつ床を
掃除するロボット掃除機に関し、特に、マイクロプロセ
ッサ（以下、マイコンという）の制御の下に自ら走行し
つつ掃除を行い、掃除の途中バッテリの電圧が消耗され
て駆動に支障をきたす場合、自動電源充電装置に向かっ
て、自ら移動してバッテリを定格電圧に充電したのち、
掃除を行い続けることができるようにするロボット掃除
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の自走式ロボット掃除機と
しては、日特開昭５８−２２１９２５号に開示されてい
る。同公報における自走式ロボット掃除機は、掃除すべ
き床面に高反射率テープを付け、このテープに光センサ
から光を照射し、このテープから反射される反射光を受
信して反射テープを付された軌跡に沿って移動しながら
床面にあるごみや汚物を吸込むようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】また、他の従来の真空
掃除機としては、手動式真空掃除機があるが、このもの
はごみや汚れ物を吸い込む注入口をユーザーが直接持ち
歩きながら掃除をしなければならず、掃除機内に吸い込
まれるごみや汚れ物を貯蔵内に誘導するホースの長さも
短くなければならないという制限を受ける。このよう
に、ホースの長さが短いとせまい空間の掃除をする場合
には、別に問題はないが、広い空間の掃除を行う場合に
は、掃除機本体と注入口を随時移動させながら掃除を行
うべきであるという問題点があった。
【０００４】また、真空掃除機に電源印加のための電源
線の長さにより真空掃除の走行に制約を受け、さらに、
広い空間で掃除を行う場合には、電源線が短いため、し
きりに電源線をほかのコンセントに接続させて掃除をし
なければならない。さらに、空間内にコンセントの不存
在の場合には、別に延長線を利用しなければならない
し、ユーザーが掃除機を持ち歩きながら、掃除をするた
め、掃除機から生じる騒音をユーザーが聞かなければな
らないなどの問題点があった。
【０００５】
【発明の目的】この発明は、このようないろいろな問題
点の解決のためなされたもので、マイコンコントロール
により掃除すべき空間を自ら移動しながら掃除を行い、
さらに、掃除中にバッテリの電源が一定レベル以下に費
やされると、自動電源充電に自ら移動して自動にバッテ
リを再充電できるロボット掃除機の提供にその目的があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明によるロボット掃除機は、全体動作を制御するマ
イコンと、掃除をすべきさまざまな部屋の構造に対する
駆動プログラムの記憶されているメモリと、マイコンの
制御の下に前、後進及び左右側への方向を切り換える駆
動手段と、この駆動手段のブラケット上部に設けられ左
右側への回転の際、その回転角度を感知する回転方向感
知手段と、掃除をすべき部屋内に障害物の有無、距離と
方向を検出するナビゲーションセンサと、掃除すべき床
面に形成された溝部及び段になっている部分を感知する
床状態感知手段と、バッテリの充電レベルが所定レベル
以下に下ると、充電レベルを一定レベル以上に保持する
よう、バッテリを充電させる自動電源充電手段と、注入
口を通してごみや汚れ物を吸い込んで汚物貯蔵室に蓄え
る真空モータとから成ることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の一実施例について添付図面
に沿って詳述する。図１−３において、この発明による
ロボット掃除機１は、全体動作を制御するマイコン２
と、掃除をすべきさまざまな部屋の構造に対する駆動プ
ログラムの記憶されているメモリ３と、マイコン２の制
御の下に前、後進及び左右側への方向を切換えるよう床
板４上に設けられた駆動手段５とを具えている。さら
に、駆動手段５の駆動ローラ６が駆動軸６ａを介して装
着されるブラケット５９の上部には回転方向感知手段３
８が載置され、駆動手段５の上部には床面のごみなり、
汚れ物を注入口１０を通して吸い込み、吸込ダクト１２
及びエアダクト１４を通して汚物貯蔵室１６に蓄えられ
るよう真空モータ８が設けられている。
【０００８】第１回に概略に示すごとく、ロボット掃除
機１の一側上部面にはロボット掃除機１の駆動及び停止
等を制御する制御パネル２２が配置され、また上部面の
中央には、周りの障害物の有無と距離及び方向を検出す
るナビゲーションセンサ２３が装着されており、下部床
板４の各コーナ部の近傍には、掃除すべき床面の異常可
否、例えば、くぼんだように形成された溝部や階段状等
の段部分などの段差部を感知するように４つの床状態感
知手段２８のキャスタ２４が装着されており、また、ロ
ボット掃除機１の一側壁部には、充電レベル検出手段２
６ａによりバッテリ２６の充電レベルが所定レベル以下
に下がったのを検出すると、自動電源充電手段３０の超
音波発信器１５０から放射される超音波をナビゲーショ
ン２４の超音波センサ１１６の超音波受信部で受信して
自動電源充電手段３０（図９，１０参照）への接近をガ
イドするマグネチック３２、マグネチック感知手段３４
及び充電用コンセント３１が配設されている。
【０００９】上述において、汚物貯蔵室１６と真空モー
タ８の間には上記エアダクト１４を通して汚物貯蔵室１
６に吸い込まれるごみや汚れ物が真空モータ８に吸い込
まれておこる真空モータ８の故障を防止するため、空気
は通過させ、ごみ、汚れ物などは通過させないスポンジ
材などのフィルター１８が配設され、エアダクト１４の
上部にはロボット掃除機１の駆動エネルギーを供給する
バッテリー２６が配置され、上記エアダクト１４の先端
部、つまりロボット掃除機１の４方向外周面に夫々装着
されている吸込みダクト１２、注入口１０上部には、ロ
ボット掃除機１の作動の際、壁面と衝突して、吸込ダク
ト１２の破損を防止すると共に、ロボット掃除機１が壁
面に対し円滑に駆動されるよう１対のローラ２０が夫々
配設されている。
【００１０】次に、図４，５に沿って駆動手段５につい
て述べる。上記駆動手段５はマイコン２の出力ポートＯ
ＵＴ１から出力される制御信号により、前進及び後進を
行う直進駆動手段と、左又は右側への方向を切換える方
向切換駆動手段とから構成されている。
【００１１】上記直進駆動手段は、正逆回転を行う第１
駆動モータ５０と、上記第１駆動モータ５０の回転軸５
０ａに装着された第１ウォーム５２と、上記第１ウォー
ム５２にかみ合わされてその回転方向を切換える第１ウ
ォームホイール５４と、上記第１ウォームホイール５４
にかみ合わされてその回転速度を調節させる第２ウォー
ムホイール５６と、上記第２ウォームホイール５６の駆
動軸６ａに正逆回転できるように装着された駆動ローラ
６とから構成されている。
【００１２】また、上記方向切換駆動手段は、正逆回転
を行う方向切換モータ５８と、上記方向切換モータ５８
の回転軸５８ａに装着された第２ウォーム６０と、上記
第２ウォーム６０にかみ合わされて上記第２ウォーム６
０の回転方向を切換える第３ウォームホイール６２と、
上記第３ウォームホイール６２の下部に取付けられ回転
速度を調節させる第１平ギヤー６４と、ブラケット５９
の外周面に固着されると共に、上記第１平ギヤー６４に
かみ合わされて上記ブラケット５９を左右側に旋回させ
る方向切換ギヤー６６と、上記ブラケット５９のフラン
ジ６２ａ上に形成された溝にブラケット５９のフランジ
６２ａと床面との間に設けられ、上記第１平ギヤー６４
の回転方向とは反対方向に円滑に回転されるように作用
するボールベアリング６７とから構成されている。
【００１３】上述において、上記第１ウォームホイール
５４に形成された歯数は、第２ウォームホイール５６に
形成された歯数より多く、上記第３ウォームホイール６
２に形成された歯数は、第１平ギヤーに形成された歯数
より多く形成されており、第１駆動モータ５０と方向切
換モータ５８は、直流ＤＣモータとから構成されてい
る。
【００１４】次に、図４、６（ａ）、６（ｂ）におい
て、回転方向感知手段３８は、駆動手段５のブラケット
５９の上部に配設され、方向切換駆動手段の回転角度を
感知し、ロボット掃除機１が正確に方向を切り換えたか
どうかを判読してマイコン２の入力ポートＩＮ５に入力
するものであって、この回転方向感知手段３８は透明オ
イル又は不透明液体などが気密に密封されている密閉容
器６８と、上記密閉容器６８内の中央に中心軸７０を介
し、上下支持台７０ａにＮ及びＳ極の方向を指すように
装着された磁針７２と、上記中心軸７０を中心に旋回で
きるように設け、三角形状をなす複数個の反射鏡７４が
取付けられる反射円板７６を、上記密閉容器６８の上部
に付されて光を集束する集光レンズ７８と、上記反射円
板７６に付された反射鏡７４に光を放射すると共に、そ
の反射光を集光レンズを介して受けて駆動手段の回転角
度を検出し、方向切換角度につくデータをマイコン２の
入力ポートＩＮ５に出力する光センサ８２とから構成さ
れている。
【００１５】上述において、反射円板７６に付着された
三角形状の反射鏡７４は、３６０°を１度ずつ分割した
い場合には、３６０個が付着され、３６０°を１０度ず
つ分割したい場合には、３６個が付着されるものであっ
て、この発明では３６〜７２０個の反射鏡７４が反射円
板７６に付着されている。さらに、反射鏡７４を三角形
状に形成したことはロボット掃除機１が時計方向又は、
反時計方向に回転したかどうかを容易に判読するためで
ある。
【００１６】つまり、回転方向感知手段３８の光センサ
８２が集光レンズ７８を通して光を反射鏡７４に反射
し、この反射鏡７４から反射される光を受信する場合、
始めには多量の反射光が受信されるが、漸次少ない反射
光が繰り返して受信されると、三角形状の反射鏡７４が
反射円板７６に付着されているため、ロボット掃除機１
は反時計方向へ旋回している状態にあり、反対に、回転
方向感知手段３８の光センサ８２が始めは少量の反射光
を受信し、漸次多量の反射光が繰り返し受信されると、
ロボット掃除機１は時計方向に旋回している状態にあ
る。また、反射鏡７４が反射円板７６に３６個付着され
たロボット掃除機１において、駆動ローラ６が時計方向
へ９０°回転した場合を例に、述べれば、回転方向感知
手段３８の光センサ８２は、反射円板７６が反時計方向
に回転している状態であるため、集光レンズ７８を通し
て反射光７４から反射される光は、始めは少量の反射光
が受信され、漸次多量の反射光が受信される回数を９回
受信して、マイコン２の入力ポートＩＮ５に出力し、マ
イコン２で時計方向に９０°回転したかどうかを判読す
るようにする。
【００１７】次に、図７，８に沿って床状態感知手段２
８について述べる。床状態感知手段２８は、キャスタ２
４と、キャスタ２４の駆動中心軸２４ａに一側が旋回で
きるように結合され、他側に略円形球８６を形成された
リンク部材８８と、リンク部材８８の円形球８６を収容
して旋回できるように支持する支持部材９０と、支持部
材９０の一側に一端部が付着されると共に、中間部が支
柱台９２に支持軸９６を中心に回動できるように支持さ
れた作動軸９４と、この作動軸９４の長手方向に沿って
形成された通孔内にスライドできるように挿入された作
動レバ９８と、掃除をすべき床面の溝部や段になった部
分が感知された場合、上記作動レバ９８を弾性的に押出
す弾性手段としてのコイルスプリング１００と、作動レ
バ９８の作動により動作されるよう固定ブラケット１０
２にピン１０２ａを中心に回動できる設けた連結レバ１
０４と、連結レバ１０４の作動につれてキャスタ２４が
溝部又は段差部を感知したかどうかを検出し、その検出
信号をマイコン２の入力ポートＩＮ４に出力するマイク
ロスイッチ１０６とから構成されている。
【００１８】このように構成された床状態感知手段２８
は、ロボット掃除機１の掃除すべき床面に溝や段などの
不均一な面のない場合には、図７に示す支持部材９０内
に円形球８６が水平状態に位置されている状態にあるた
め、作動軸９４が作動軸支持部材１０８上に水平を維持
しながら作動レバ９８によりコイルスプリング１００の
支持された状態にある。
【００１９】このような状態では、接点コンタクトレバ
１０６ａが連結レバ１０４の先端部に支持されている状
態にあるため、接点コンタクタ１０６ｂが非作動状態を
維持して、マイクロスイッチ１０６は、非作動状態にあ
る。つまり、マイクロスイッチ１０６により掃除すべき
床面に溝や段など不均一面を検出できなかった状態であ
るため、入力ポートＩＮ４には全く信号が入力されな
い。
【００２０】一方、図８（ａ）のごとく、ロボット掃除
機１が矢印Ｐ方向へ進みながら、床面状態感知手段２８
により掃除すべき床面に溝があって、この溝にキャスタ
２４が落とされると、円形球８６が矢印Ｐの方向に圧力
を受けるため、作動レバ９８がコイルスプリング１００
の付勢力により図８（ａ）の右側に押されて、ピン１０
２ａを中心に連結レバ１０４を旋回させる。
【００２１】この際、接点コンタクトレバ１０６の先端
部が作動軸９４に接触されながら接点コンタクタ１０６
ｂを接触させ、マイクロスイッチ１０６を動作状態に維
持して、床面に溝があるとの信号を入力ポートＩＮ４に
入力する。この入力信号によりマイコン２は掃除すべき
床面に溝のあることを判断し、出力ポートＯＵＴ１から
駆動手段５に制御信号を出力して方向切換モータ５８を
駆動させ、ロボット掃除機１が方向を切り換えるように
する。
【００２２】次に、図８（ｂ）のごとく、ロボット掃除
機１が矢印Ｔ方向に進みつつ床面状態感知手段２８によ
り床面に段又は段差部があって、これにキャスタ２４が
引っ掛かると一定速度で進んでいたロボット掃除機１が
物体にぶつかって停止される状態であるため、円形球８
６が矢印Ｔ方向の力を受けるようになる。従って、連結
レバ３４もコイルスプリング１００の付勢力に対向し矢
印Ｔ方向に移動するため、連結レバ１０４が反時計方向
に回転しつつ、その先端部が接点コンタクトレバ１０６
ａを押上げながら接点コンタクタ１０６ｂを接触させ、
マイクロスイッチ１０６を動作状態に維持し、床面に段
のあることの、信号を入力ポートＩＮ４に入力する。こ
の信号によりマイコン２は床面に段のあることを判断
し、出力ポートＯＵＴ１から制御信号を駆動手段５に出
力して方向切換モータ５８を駆動させ、ロボット掃除機
１が方向を切り換えるようにする。
【００２３】次に、図９（ａ），９（ｂ）に沿ってナビ
ゲーションセンサ２４の構造について述べる。
【００２４】図９（ａ），９（ｂ）において、上記ナビ
ゲーションセンサ２３は、ロボット掃除機１の移動する
距離を判断するよう進行方向に向けて超音波を放射し、
その反射を受信してマイコン２に出力する超音波センサ
１１６と、移動すべき方向を判断するよう光を放射する
と共に、その反射光を受信してマイコンに出力する光セ
ンサ１１８と、上記超音波センサ１１６及び光センサを
保護する円筒状保護グリル１２０と、上記超音波センサ
１１６及び光センサ１１８が取付けられるブラケット１
２２と、掃除すべき空間の進行方向を判別するように、
上記保護グリル１２０の下部に設けられ、上記光センサ
から反射される光を一定角度に反射する角度反射板１２
４と、上記ブラケット１２２に固着された超音波センサ
１１６及び光センサ１１８を回転させるセンサ駆動手段
とから構成されている。上記センサ駆動手段は、第２駆
動モータ１２６と、第２駆動モータ１２６の回転軸１２
６ａを介して駆動力の伝達を受けて回転される第３平ギ
ヤー１２８と、この第３平ギヤー１２８にかみ合わされ
て回転される第４平ギヤー１３０と、ブラケット１２２
が取付けられ、第４平ギヤー１３０の駆動に連動されて
回転する駆動軸１３２とから構成されている。ここで、
第２駆動モータ１２６は正逆回転できる直流ＤＣモータ
である。
【００２５】上述において、超音波センサ１１６と光セ
ンサ１１８のリードワイヤ１３４は、ブラケット１２２
及び駆動軸１３２を通して駆動軸１３２に設けられた一
対の導電体１３６ａ，１３６ｂの一側に夫々接続されて
おり、この一対の導電体１３６ａ，１３６ｂの他側には
スプリング１３８ａ，１３８ｂを通して入力ポートＩＮ
３に接続された接点１４０ａ，１４０ｂが夫々弾性に接
続されている。
【００２６】さらに、上記角度反射板１２４の内周面に
は三角形状の反射鏡１２４ａが３６個ないし７２０個が
付着されている。
【００２７】従って、反射鏡１２４ａが角度反射板１２
４の内周面に３６個付着されている場合には、１つの反
射鏡１２４ａが１０°の角度を表わし、７２０個が付着
されている場合には、１つの反射鏡１２４ａが０．５°
の角度を表わすのである。
【００２８】このように構成されたナビゲーションセン
サ２３は、ユーザーがロボット掃除機１の制御パネル２
２に形成されているボタンを作動して、ロボット掃除機
１を駆動すると、出力ポートＯＵＴ４からナビゲーショ
ン２３に制御信号が出力され、第２駆動モータ１２６が
駆動を開始すると共に、超音波センサ１１６及び光セン
サ１１８にも制御信号が出力される。
【００２９】従って、第２駆動モータ１２６の駆動につ
れて回転軸１２６ａを介して駆動力が第３平ギヤーに伝
達されて回転駆動される。その後、第３平ギヤー１２８
にかみ合わされている第４平ギヤー１３０が回転される
ため、その中心に固定されている駆動軸１３２が回転さ
れ、駆動軸１３２には超音波センサ１１６と光センサ１
１８が付着されているブラケット１２２が固定されてい
るため、これらの超音波センサ１１６が回転しながら、
超音波を放射し、また光センサ１１８が光を放射し、そ
の反射波を夫々受信して入力ポートＩＮ３に入力し、マ
イコン２で障害物の距離と障害物の位置している方向、
つまり角度を判別して出力ポートＯＵＴ１から駆動手段
５に制御信号を出力し、ロボット掃除機１を安全に動作
させるようにする。
【００３０】次に、図１０〜１２に沿って、ロボット掃
除機１のバッテリ２６に電源を充電する自動電源充電手
段３０について述べる。図において、交流電源入力用プ
ラグ１６０を持つ自動電源充電手段３０は、ロボット掃
除機１の作動中のときには、自己の位置をロボット掃除
機１に知らせるべく超音波を発信する超音波発信器１５
０と、その下部に付着され、ロボット掃除機１に装着さ
れているマグネチック３２から生じる磁力線信号を検出
するマグネチック感知センサ１５２と、このマグネチッ
ク感知センサ１５２から所定の間隔をおいて配設され、
ロボット掃除機１が充電位置に正確に移動するよう磁力
線信号を生ずるマグネチック１５４と、ロボット掃除機
１が充電位置に到達した場合、ロボット掃除機１に装着
されている充電用コンセント３１に接続され、バッテリ
２６に電源を充電する直流電源注入用プラグ１５６と、
このプラグが充電用コンセント３１に接続されるとき、
ロボット掃除機１の遊動を防止するべく床パネル２９に
形成さた係止片１５８とから構成されている。上述にお
いて、自動電源充電手段３０は、電源入力用プラグ１６
０から交流電源の入力を受けて直流に変え、バッテリ２
６を充電させるよう整流回路を具えている。さらに、直
流電源注入用プラグ１５６は、図１２のごとく、ソレノ
イド１６０により作動されるべくその基端部１５６ａが
ソレノイド作動棒１６０ａに固定され、また、直流電源
注入用プラグ１５６の周りに基端部１５６ａと自動電源
を充電手段３０の側壁部３０ａとの間にはバッテリ２６
に充電終了後、直流電源注入用プラグ１５６が導電体３
１ａとの結合を解除するべくコイルスプリング１６２が
配設されている。この導電体３１ａは図示のない配線に
よりバッテリ２６に電気的に接続されている。
【００３１】次に、上記構成のロボット掃除機１への電
源の充電過程について述べる。
【００３２】ロボット掃除機１の掃除を行う中、超音波
発振器１５０には常に超音波が放射されている。ロボッ
ト掃除機１が掃除を行う中、バッテリ２６の充電電圧が
規定値以下に消耗されると、超音波センサ１１６の超音
波発振部は、マイコンの制御により動作を中止し、超音
波受信部だけが動作されるようになっているため、超音
波受信部は超音波発振器１５０から放射される超音波を
受信し、マイコン２の入力ポートＩＮ３に入力させる。
【００３３】マイコン２では超音波受信信号により自動
電源充電手段３０の位置を判断したのち、出力ポートＯ
ＵＴ１から駆動手段５に制御信号を出力し、ロボット掃
除機１が自動電源充電手段３０に向って移動するように
する。
【００３４】図１１（ａ）に示すごとく、ロボット掃除
機１が自動電源充電手段３０に到達すると、マグネチッ
ク１５４より生じる磁力をマグネチック感知センサ３４
が受信し、入力ポートＩＮ６に入力させ、マイコン２は
磁力信号により、駆動手段５に駆動制御信号を出力し、
ロボット掃除機１が矢印Ｓ方向へ移動するようにして図
１１（ｂ）のごとく、バッテリ２６に充電できるように
ロボット掃除機１を位置させる。バッテリ２６に充電で
きる位置は、マグネチック感知センサ１５２がマグネチ
ック３２から生じる磁力線信号を受信すると共に、マグ
ネチックセンサ３４がマグネチック１５４から生じる磁
力線信号を互いに対向して受信する場合である。
【００３５】このように、自動電源充電手段３０にロボ
ット掃除機１の位置した状態では、駆動ローラ６は、係
止片１５８により支持された状態であるため、直流電源
注入用プラグ１５６がソレノイド１６０の作動によりコ
イルスプリング１６２を圧縮させながら、充電用コンセ
ント３１に挿入されるとき、ロボット掃除機１が押し出
されない。よって直流電源注入用プラグ１５６が導電体
３１ａに電気的に正確に係合され、バッテリ２６が充電
される。
【００３６】上記充電終了後には、ソレノイドに印加さ
れている電源が遮断されるため、直流電源注入用プラグ
１５６は、コイルスプリング１６２の復元力により図１
２の左側へ後退するため、直流電源注入用プラグ１５６
と充電用コンセント３１の導電体３１ａとの電気的接続
は解除されるのである。
【００３７】さらに、ロボット掃除機１の掃除中にバッ
テリ２６を充電する場合には、現在までロボット掃除機
１が掃除をした地点に対するデータ、つまり超音波セン
サ１１６と光センサ１１８により受信された距離及び方
向などのデータがマイコン２に入力されているため、入
出力ポートＩ／Ｏからこれらのデータをメモリ３に出力
し、掃除をした地点をメモリに記憶させておく。
【００３８】従って、バッテリ２６への充電終了後に
は、掃除をしていた位置に戻り、その位置から再び掃除
を開始する。
【００３９】図１３において、この発明によるロボット
掃除機１の最初の循環回転の際には、掃除を行わずに室
の構造だけを記憶しておいて、マイコン２のメモリ３に
予め入力されている掃除プログラムと比べて最も類似す
るプログラムを選択して掃除を行うのである。
【００４０】つまり、ナビゲーションセンサ２３、駆動
手段５、床状態感知手段２８を利用して室の構造をマイ
コン２で判断し、判断された室内構造に対するデータ
と、メモリ３に予め入力されている種々のデータを比較
して最も能率的に掃除できるプログラムを選択する。
【００４１】図１４において、ロボット掃除機１が最初
に室内を循環するときには、壁面に沿って平行に直進
し、最初の循環のときには掃除を行わない。この際に
は、室の構造及び大きさだけをマイコン２に記憶させて
おいて、掃除をすべき室の構造に対するデータとメモリ
３に予め入力されているいろいろなプログラム中最も類
似するプログラムを選択して、プログラムにより掃除を
行う。
【００４２】次に、図１５に沿ってロボット掃除機１の
最初動作順について述べる。図において、Ｓはステップ
（段階）を意味する。
【００４３】まず、ユーザーがロボット掃除機１の制御
パネル２２に配設されているボタンを圧して、ロボット
掃除機１を動作させると、ステップＳ１でロボット掃除
機１の初期化が行われて動作できる状態となり、ステッ
プＳ２に進んで第２駆動モータ１２６を駆動しナビゲー
ションセンサ２３を動作させ、超音波センサ１１６から
超音波を放射させると共に、その反射波を受信して入力
ポートＩＮ３に入力し、また光センサ１１８からなる光
を放射し、その反射光を受信して入力ポートＩＮ３に入
力する。次に、ステップＳ３に進んでマイコン２で、超
音波センサ１１６により受信された超音波データにより
障害物の位置した距離を判別し、光センサ１１８により
受信された光データにより障害物の位置角度を判別し、
ロボット掃除機１を現在の位置から最も近い掃除開始位
置に移動するべく出力ポートＯＵＴ１から駆動手段５に
制御信号を出力し、ステップＳ４に進んでロボット掃除
機１が掃除すべき壁面に沿って平行に前方に進ことがで
きるよう方向切換モータ５８を駆動し、駆動ローラ６を
壁と平行に位置させる。その後、ステップＳ５でロボッ
ト掃除機１の方向切り換えが正確になされたかどうかを
判別する。つまり、ブラケット５９上に装着されている
回転方向感知手段３８の光センサ８２から反射鏡７４に
光を放射し、この反射鏡７４から反射された光を集光レ
ンズ７８を通して光センサ８２により検出して入力ポー
トＩＮ５に入力させ、マイコン２は検出された光信号に
より駆動手段５が必要とする角度だけ方向が、回転され
たかどうかを判別する。
【００４４】上記ステップＳ５でロボット掃除機１の方
向切換が正確になされたと判断された場合、つまりＹＥ
Ｓの場合には、ステップＳ６に進んで方向切換モータ５
８の作動を中止させ、ステップＳ７で直進駆動手段の第
１駆動モータ５０を駆動させ、壁面に沿って平行にロボ
ット掃除機１を前方へ直進駆動する。
【００４５】次いで、ステップＳ８でロボット掃除機１
の直進前方に障害物があるかどうかをナビゲーションセ
ンサ２３を利用して感知し、障害物のある場合、つまり
ＹＥＳの場合にはステップＳ９で方向切換モータ５８を
動作させて、方向を切り換えたのち、ステップＳ１０に
進み、ステップＳ８でロボット掃除機１の直進方向に障
害物のない場合、つまりＮＯの場合にはステップＳ１０
に進んで光センサ１５から反射鏡７４に光を放射して、
その反射波を受信したデータを入力ポートＩＮ５から入
力し、マイコン２で受信データにより正常に直進状態を
維持しているかどうかを判別する。一方、ステップＳ１
０で直進状態が正常に維持されない場合、つまりＮＯの
場合には、ステップＳ１１に進んで出力ポートＯＵＴ１
から駆動手段５に制御信号を出力し、直進方向を補正
し、ステップＳ１０で正常に直進駆動が行われる場合、
つまりＹＥＳの場合にはステップＳ１２に進む。
【００４６】ロボット掃除機１が直進状態を維持する
中、次の壁に到達すると、壁のない方向に向けて方向を
９０°に切り換えるために、ステップＳ１２で方向切換
モータ５８を駆動し、これまでのロボット掃除機１の駆
動距離と方向角度をステップＳ１３でマイコン２に入力
し、ステップＳ１４に進んで回転方向感知手段３８を利
用してステップＳ１２で行われた切り換えられた方向に
従い、ロボット掃除機１の直進が維持されるようにす
る。この際にも、光センサ１１８からは前方へ光を放射
し続け、その放射光を感知してロボット掃除機１の直進
角度がくい違わずに正常に行われたかを感知すると共
に、超音波センサ１１６を利用してロボット掃除機１が
次の壁まで直進すべき距離に対するデータを検出して、
これを入力ポートＩＮ３に入力し、マイコン２ではこの
データによりロボット掃除機１の直進すべき距離を判断
し、その距離に対する駆動制御信号を駆動手段５に出力
する。
【００４７】次いで、ステップＳ１５に進んでロボット
掃除機１が壁に向って直角に回転し、壁に凸凹部分があ
るかを感知し、凸凹部分のある場合、つまりＹＥＳの場
合には、ステップＳ１２に、戻りステップＳ１２以下の
動作を繰り返し、凸凹部分のない場合には、ロボット掃
除機１を続けて駆動して掃除をすべき種々のデータを集
める。つまり、ロボット掃除機１は上記のごとき動作を
繰り返しながら、ロボット掃除機１が方向を変えた地点
での角度と距離をすべてマイコン２に入力し、ロボット
掃除機１が出発するときの位置に戻る。
【００４８】この際、マイコン２では、方向転換のため
の各地点での移動距離及び角度により、メモリ３に予め
入力されていた色々なプログラム中ロボット掃除機１の
最初の循環により室内の形状に類似する掃除軌跡に対す
るプログラムを抽出する。
【００４９】次に、図１６に沿って、ロボット掃除機１
の掃除動作順について述べる。ロボット掃除機１の掃除
動作は、先ずロボット掃除機１が図１５のフローチャー
トにより掃除すべき室の構造を記憶するための最初の循
環動作をステップＳ１で行ったのち、ステップ２でメモ
リ３に予め入力されていた色々な掃除プログラム中にロ
ボット掃除機１が最初の循環の際に得た室の構造に対す
るデータにより最も効率的に掃除を行うためのプログラ
ムを選択する。従って、ステップＳ２で選択されたプロ
グラムにより、図１４の掃除軌跡に沿って掃除を行う。
つまり、出力ポートＯＵＴ１から第１駆動モータ５０に
制御信号を出力し、同モータを駆動させ、その駆動力を
第１ウォーム５２、第１，２ウォームホイール５４，５
６を通して駆動軸６ａを動作させ、駆動ローラ６を駆動
し、ロボット掃除機１を図１４の矢印方向に沿って壁に
平行に移動させる。
【００５０】この際、真空モータ８が駆動されながら吸
込ダクト１２の注入口１０を通してごみや汚物を吸い込
み、エアダクト１４を通して汚物貯蔵室１６に蓄える。
汚物貯蔵室１６と真空モータ８の間にはフィルタ１８が
配設されているため、真空モータ８により吸い込まれた
ごみや汚れ物は、フィルタ１８により真空モータ８方向
への流れは遮断される。
【００５１】一方、図１３，１４のごとく、一側コーナ
から反対側コーナに到達すると、超音波センサ１１６及
び光センサ１１８により壁面が前方にあることを夫々感
知し、その信号をマイコン２に入力する。この際、マイ
コン２は判断によってロボット掃除機１が時計方向に回
転されるよう出力ポートＯＵＴ１から方向切換モータ５
８に制御信号を出力しモータを駆動させ駆動ローラ６を
時計方向へ回転させる。この際、方向切換モータ５８の
駆動力は第２ウォーム６２を反時計方向へ回転させ、第
３ウォームホイール６２と同じ方向へ回転される第１平
ギヤー６４にかみ合わされている方向切換ギヤー６６は
時計方向へ回転される。従ってブラケット５９は時計方
向へ回転されるため、駆動ローラ６の方向が９０°に回
転されるのである。
【００５２】次に、ロボット掃除機１が一定の距離（掃
除をする巾に該当する）を移動するよう、マイコン２は
第１駆動モータ５０に制御信号を出力して、回転を開始
すると、この駆動力は第１ウォーム５１、第１，２ウォ
ームホイール５４，５６を駆動し、駆動軸６ａに取りつ
けられた駆動ローラ６を駆動させ、ロボット掃除機１が
直進動作を行う。
【００５３】上記所定距離を移動したのち、ロボット掃
除機１が時計方向へ回転するべく出力ポートＯＵＴ１か
ら方向切換信号を出力して方向切換モータ５８を時計方
向へ駆動させると、第３ウォーム６２と第１平ギヤー６
４が時計方向へ回転されるため、方向切換ギヤー６６は
時計方向へ回転されるため、ブラケット５９が時計方向
へ９０°回転して、最初のロボット掃除機１とは反対方
向へ回転され、駆動ローラ６が時計方向へ回転される。
【００５４】その後、マイコン２は駆動モータ５０に制
御信号を出力し、ロボット掃除機１を直進駆動させなが
ら、真空モータ８により床面のごみ、汚れ物などを吸い
込んで汚物貯蔵室１６に貯蔵する。
【００５５】上記において、左、右側に回転角度が正確
に回転されたかどうかは、反射鏡７４の個数をカウント
することによって、確かめることができる。つまり、光
センサ８２から集光レンズ７８を通して反射鏡７４に光
を放射して反射鏡を受信する。この際、ロボット掃除機
１が時計方向へ回転される場合には、反射鏡７４が三角
形状であるため、光センサ８２により最初は小の放射光
が受信され、漸次放射光の幅が大となる回数（具体的に
は、三角形の個数）をカウントして回転角度をマイコン
２により判別し、ロボット掃除機１が反時計方向へ回転
する場合には、光センサ８２により最初には大の放射光
が受信され、漸次放射光の幅が小となる回数（具体的に
は三角形の個数）をカウントしてマイコン２により判別
するものである。
【００５６】次に、ステップＳ４に進んで、ロボット掃
除機１の掃除動作中床面に溝や段があるかを床状態感知
手段２８により検出する。この際、もう直進方向に溝や
段のない場合、ＮＯの場合ステップＳ３に戻りステップ
Ｓ３以下の動作を繰り返しながら、掃除を続ける。これ
に反し、直進方向の床面に溝、段等のある場合、ＹＥＳ
の場合には、ステップＳ５に進んでキャスタ２４が図８
（ａ）又は図８（ｂ）のごとく作動するため、マイコン
スイッチ１０ｂが動作し、ステップＳ６からマイコン２
の出力ポートＯＵＴ１で方向切換モータ５８を駆動する
制御信号を出力して駆動させる。この際、方向切換モー
タ５８の駆動力は第２ウォーム６０を回転させ、この回
転により第３ウォームホイール及び第１平ギヤー６４が
軸６２ａを中心に回転されるため、第１平ギヤー６４に
かみ合わされている方向切換ギヤー６６が回転してブラ
ケット５９を旋回させることにより、駆動ローラ６が方
向切換されロボット掃除機１が進む方向を切り換えたの
ち、ステップＳ７に進んでマイコン２の制御により第１
駆動モータ５０と真空モータ８を駆動させて掃除を続け
る。
【００５７】このような掃除中、ステップＳ８に進んで
充電レベル検出手段２６ａによりバッテリ２６の充電レ
ベルを続けて検出し入力ポートＩＮ１に入力している。
【００５８】従って、マイコン２ではバッテリ２６の充
電レベルが定格電圧以下に費やされたかどうかを判別
し、定格電圧以下に費やされた場合、つまり、ＹＥＳの
場合には、ステップＳ９に進んでロボット掃除機１の現
在位置をナビゲーションセンサ２３の超音波１１６及び
光センサ１１８により検出して入力ポートＩＮ３に入力
させる。この際、超音波センサ１１６の発信部回路をマ
イコン２の制御により遮断して超音波センサ１１６から
超音波の放射を中止すると共に、超音波センサ１１６の
受信回路だけを動作させ、超音波発信器１５０から送信
される超音波を受信し、入力ポートＩＮ３に入力するこ
とにより、マイコン２により自動電源充電手段３０の位
置を判断するようになる。次に、ステップＳ１０に進ん
でマイコン２で判断した自動電源充電手段３０の位置に
対応する制御信号を方向切換モータ及び第１駆動モータ
５０に出力し、ロボット掃除機１を方向転換させ、図１
０，１１のごとく、自動電源充電手段３０の充電位置ま
で移動させる。この際には、真空モータ８は、不動作の
状態にあるため、吸込ダクト１２の注入口１０を通して
ごみ、汚れ物等は吸い込まれない。
【００５９】上記ロボット掃除機１が自動電源３０の位
置に到達すると、ステップＳ１１に進んでマグネチック
１５４から生じる磁力線をマグネチック感知センサ３４
が検出して、ロボット掃除機１が図１１（ａ）のごとき
矢印Ｓ方向へ進むよう方向を切り換えるよう出力ポート
ＯＵＴ１から方向切換モータ５８に制御信号を出力して
ロボット掃除機１を図１１（ｂ）のごとく、充電できる
位置に移動させる。この際には、ロボット掃除機１に付
されているマグネチック感知センサ３４によりマグネチ
ック１５４から生じる磁力線信号を検出し、マグネチッ
ク感知センサ１５２によりマグネチック３２から生じる
磁力線信号を検出している状態であるため、ステップＳ
１１に進んでソレノイド１６０に電源が印加され、ソレ
ノイド１６０の作動棒１６０ａを作動させ、直流電源注
入用プラグ１５６を充電用コンセント３１の導電体３１
ａに向けて押し入れて電気的接続を行いバッテリ２６に
直流電源を充電する。
【００６０】ステップＳ１１で充電が終ると、ロボット
掃除機１は、ステップＳ７に戻り、ステップＳ７以下の
動作を繰り返しながら掃除を行う。つまり、ステップＳ
９で掃除が終った位置（具体的にはバッテリ２６の充電
レベルの下った位置）まで、移動してその地点で掃除を
開始する。
【００６１】
【発明の効果】上述のごとく、この発明のロボット掃除
機によれば、ロボット掃除機が自ら移動しつつ掃除がで
き、掃除中バッテリの電源が一定レベル以下に降りる
と、ロボット掃除機が自動電源手段に自ら移動していっ
て、自動電源充電手段により自動充電させて、その後、
バッテリ電源が一定レベル以下に降りた位置に戻って、
再び掃除を行うことにより、ユーザーが常に監視する必
要がないため、誰でも容易に掃除を行いうる優れた効果
がある。
【００６２】上述において、第１駆動モータ５０の回転
軸５０ａには、第１ウォーム５２が配設され、これに第
１ウォームホイール５４をかみ合わせるようにして、そ
の駆動力を駆動ローラ６に伝達する構造について例を挙
げて述べたが、この発明はこれに限定されず、例えば、
第１ウォーム５２、第１ウォームホイール５０の代わり
に歯数の異なる平ギヤーを夫々装着してもよいことは勿
論である。さらに、方向切換モータ５８の回転軸５８ａ
には、第２ウォーム６０が配設され、これに第３ウォー
ムホイール６２をかみ合わせて方向切換モータ５８の駆
動力を方向切換ギヤー６６に伝達し、駆動ローラ６の方
向を切り換えるようにする構造について例を挙げて述べ
たが、この発明はこれに限定されず、例えば、第２ウォ
ーム６０、第３ウォームホイール６２の代わりに歯数の
異なる平ギヤーを装着してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例によるロボット掃除機本
体の概略側断面図である。
【図２】 この発明によるロボット掃除機本体の上部カ
バーを除く平面図である。
【図３】 この発明の一実施例によるロボット掃除機の
制御ブロック図である。
【図４】 この発明によるロボット掃除機を駆動させる
駆動手段の正面図である。
【図５】 この発明の一実施例による駆動装置の方向切
換ギヤーと方向切換モータの動作を述べる説明図であ
る。
【図６】 図６（ａ）は、この発明の一実施例による回
転方向感知手段の拡大図であり、図６（ｂ）は、磁針と
反射円板の結合関係を示す拡大図である。
【図７】 この発明によるロボット掃除機の床感知手段
の構造につく概略側面図である。
【図８】 図８（ａ）は、床状態感知手段の溝での動作
を述べる例示図であり、図８（ｂ）は、床状態感知手段
の段における動作を述べる例示図である。
【図９】 図９（ａ）は、この発明の一実施例によるロ
ボット掃除機のナビゲーションセンサの概略構造図であ
り、図９（ｂ）は、ナビゲーションセンサの角度反射板
の斜視図である。
【図１０】 この発明によるロボット掃除機の自動電源
充電装置に移動した場合の位置を示す概略図である。
【図１１】 図１１（ａ），１１（ｂ）は図１０におけ
る矢視線１−１における平面図で、この発明によるロボ
ット掃除機の自動充電装置に近づく過程及び直流電源注
入用プラグの充電用コンセントに接する過程につく説明
図である。
【図１２】 図１１におけるＰ部分の拡大図である。
【図１３】 この発明によるロボット掃除機の初期動作
状態の動作概略図である。
【図１４】 この発明によるロボット掃除機の掃除軌跡
の例示図である。
【図１５】 この発明によるロボット掃除機の最初動作
順を示すフローチャートである。
【図１６】 この発明によるロボット掃除機の掃除動作
順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……ロボット掃除機 ２……マイコン ３……
メモリ ４……床板 ５……駆動手段 ６……
駆動ローラ ８……真空モータ １０……注入口 １２……
吸込ダクト １４……エアダクト １６……汚物貯蔵室 １８…
…フィルタ ２０……ローラ ２２……制御パネル ２３…
…ナビゲーションセンサ ２４……キャスタ ２６……バッテリ ２６ａ
……充電レベル検出手段 ２８……床状態感知手段 ３１…
…充電用コンセント ３２，１５４……マグネチック ３４……マ
グネチック感知センサ ３８……回転方向感知手段 ５０……第
１駆動モータ ５０，６０……第１，２ウォーム ５４，５６，６２……第１，２，３ウォームホイール ５８……方向切換モータ ６４，１２８，１３０……第１，３，４平ギヤー ６６……方向切換ギヤー ６７……ボー
ルベアリング ６８……密閉容器 ７０……中心軸 ７２…
…磁針 ７４……反射鏡 ７６……反射円板 ７８…
…集光レンズ ８０，１２２……ブラケット ８２……光センサ ８６……円形球 ８８…
…リンク部材 ９０……支持部材 ９２……支承台 ９４…
…作動軸 ９６……支持軸 ９８……作動レバー １００，１６２……コイルスプリング １０２…
…固定ブラケット １０４……連結レバー １０６…
…マイクロスイッチ １０８……作動軸支持部材 １１６…
…超音波センサ １１８……光センサ １２０……保護グリル １２４…
…角度反射板 １２４ａ……反射鏡 １２６……第２駆動モータ １３２……駆動軸 １３４……リードワイヤ １３６ａ，１３６ｂ……導電体 １３８ａ，１３８ｂ……スプリング １４０ａ，１４０ｂ……接点 １５０……超音波発信器 １５２……マグネ
チック感知センサ １５６……直流電源注入用プラグ １６０……ソレノ
イド
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−149114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−82807（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−204122（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257533（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263822（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−264020（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−245215（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−46978（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−500098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A47L 9/28 B60L 11/18 G01S 15/88 G05D 1/02 G01D 5/34

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体と、本体内部に位置し、床面の汚物
    を吸込むための吸込装置と、本体の上部に位置し、障害
    物の距離と方向を感知し、距離感知信号と方向感知信号
    を生ずるためのナビゲーションセンサと、上記本体の下
    部に位置し、床面上で掃除機を移動させるための駆動装
    置と、上記ナビゲーションセンサからの距離感知信号と
    方向感知信号に応答し、掃除領域を判断し、掃除機の進
    行方向を決定し、これにより上記進行方向へ上記掃除機
    を移動させるための制御信号を生ずると共に、上記吸込
    装置を駆動するための制御信号を生ずる制御装置とを具
    備するロボット掃除機において、 本体の下部の少なくとも４つの角に位置し、本体が移動
    できるように支持するための車輪手段と、夫々の車輪手
    段に設けられたスイッチ手段とを具備し、上記制御装置
    は、掃除機が床面上の突出または凹んだ障害物に、上記
    ４つの車輪中いずれか１つが出合った時、上記スイッチ
    ング手段のスイッチング作動により、掃除機の移動を停
    止させ、方向の切換えをするように駆動装置を制御して
    なる ことを特徴とするロボット掃除機。
  2. 【請求項２】 上記駆動装置は、前進及び後進を行う直
    進駆動手段と、左又は、右側への方向を切換える方向切
    換駆動手段とからなることを特徴とする請求項１に記載
    のロボット掃除機。
  3. 【請求項３】 上記直進駆動手段は、正逆回転を行う第
    １駆動モータと、上記第１駆動モータの回転軸に装着さ
    れた第１ウォームと、上記第１ウォームにかみ合わされ
    てその回転方向を切換える第１ウォームホイールと、上
    記第１ウォームホイールにかみ合わされて、その回転速
    度を増加させる第２ウォームホイールと、上記第２ウォ
    ームホイールの駆動軸に正逆回転できるように装着され
    た駆動ローラとからなることを特徴とする請求項１に記
    載のロボット掃除機。
  4. 【請求項４】 上記方向切換駆動手段は、正逆回転を行
    う方向切換モータと、上記方向切換モータの回転軸に装
    着された第２ウォームと、上記第２ウォームにかみ合わ
    されて上記第２ウォームの回転方向を切換える第３ウォ
    ームホイールと、上記第３ウォームホイールの下部に取
    付けられ回転速度を増加させる第２平ギヤーと、ブラケ
    ットの外周面に固着されると共に、上記第１平ギヤーに
    かみ合わされて、上記ブラケットを左右側に旋回させる
    方向切換えギヤーと、上記ブラケットのフランジと床面
    との間に設けられ、上記第１平ギヤーの回転方向とは反
    対方向に円滑に回転されるように作用するボールベアリ
    ングとからなることを特徴とする請求項１に記載のロボ
    ット掃除機。
  5. 【請求項５】 上記駆動装置は、正逆回転を行う第１駆
    動モータと、上記第１駆動モータの回転軸に装着された
    第１ウォームと、上記第１ウォームにかみ合わされてそ
    の回転方向を切換える第１ウォームホイールと、上記第
    １ウォームホイールにかみ合わされてその回転速度を増
    加させる第２ウォームホイールと、上記第２ウォームホ
    イールの駆動軸に正逆回転できるように装着された駆動
    ローラと、正逆回転を行う方向切換モータと、上記方向
    切換モータの回転軸に装着された第２ウォームと、上記
    第２ウォームにかみ合わされて、上記第２ウォームの回
    転方向を切換える第３ウォームホイールと、上記第３ウ
    ォームホイールの下部に取付けられ回転速度を増加させ
    る第２平ギヤーと、ブラケットの外周面に固着されると
    共に、上記第１平ギヤーにかみ合わされて上記ブラケッ
    トを左右側に旋回させる方向切換えギヤーと、上記ブラ
    ケットのフランジと床面との間に設けられ、上記第１平
    ギヤーの回転方向とは反対方向に円滑に回転されるよう
    に作用するボールベアリングとからなることを特徴とす
    る請求項１に記載のロボット掃除機。
  6. 【請求項６】 上記第１ウォームホイールに形成された
    歯数は、第２ウォームホイールに形成された歯数より多
    く形成されていることを特徴とする請求項５に記載のロ
    ボット掃除機。
  7. 【請求項７】 上記第３ウォームホイールに形成された
    歯数は、第１平ギヤーに形成された歯数より多く形成さ
    れていることを特徴とする請求項５に記載のロボット掃
    除機。
  8. 【請求項８】 上記車輪手段は、キャスタであることを
    特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
  9. 【請求項９】 本体と、本体内部に位置し、床面の汚物
    を吸込むための吸込装置と、本体の上部に位置し、障害
    物の距離と方向を感知し、距離感知信号と方向感知信号
    を生ずるためのナビゲーションセンサと、上記ナビゲー
    ションセンサ からの距離感知信号と方向感知信号に応答
    し、掃除領域を判断し、掃除機の進行方向を決定し、こ
    れにより上記進行方向へ上記掃除機を移動させるための
    制御信号を生ずると共に、上記吸込装置を駆動するため
    の制御信号を生ずる制御手段と、上記本体の下部が床面
    に接触し、床面で本体を所定方向へ移動させるための駆
    動手段と、駆動手段と一体に形成され、上記駆動手段の
    移動方向を感知するための方向感知手段とを具備するロ
    ボット掃除機において、 上記方向感知手段は、ハウジングと、 ハウジング内で床面に略垂直に回転できるようピボット
    された中心軸と、 中心軸に略中央部が固定され、永久磁石手段が固設さ
    れ、方位に従ってこの中心軸に関し、回転できる板手段
    と、 板手段の一表面に円形に固設された多数の反射手段と、 ハウジングに設けられ、反射手段に光を放出し、反射光
    を受けて、反射光数を計数することによって、駆動手段
    の方向切換え角度を感知する手段とからなることを特徴
    とするロボット掃除機。
  10. 【請求項１０】 本体上部に回転できるように設けた感
    知センサと、本体に内装された充電できるバッテリー
    と、バッテリーの充電のため、本体の表面上に固設され
    た充電端子と、本体から離れた位置にある別の充電ステ
    ーションと、上記充電ステーションは、充電ステーショ
    ンの位置を知らせる信号発生手段と、上記掃除機の充電
    時、本体に設けた充電端子に接続され、バッテリーの充
    電のため、充電ステーションに設けた充電ソースを有
    し、本体にはバッテリーの放電状態を検出し、信号発生
    手段からの信号を上記感知センサが感知し、本体が充電
    ステーションへ移動させるよう駆動手段を制御する充電
    ソースと、充電端子が接触されることにより、バッテリ
    ーにエネルギーが充電されるように制御し、制御手段を
    有することを特徴とする請求項９に記載のロボット掃除
    機。
  11. 【請求項１１】 上記駆動手段は、前進及び後進を行う
    直進駆動手段と、左又は右側への方向を切換える方向切
    換駆動手段とからなることを特徴とする請求項９または
    請求項１０に記載のロボット掃除機。
  12. 【請求項１２】 上記直進駆動手段は、正逆回転を行う
    第１駆動モータと、上記第１駆動モータの回転軸に装着
    された第１ウォームと、上記第１ウォームにかみ合わさ
    れてその回転方向を切換える第１ウォームホイールと、
    上記第１ウォームホイールにかみ合わされてその回転速
    度を増加させる第２ウォームホイールと、上記第２ウォ
    ームホイールの駆動軸に正逆回転できるように装着され
    た駆動ローラとからなることを特徴とする請求項１１に
    記載のロボット掃除機。
  13. 【請求項１３】 上記方向切換駆動手段は、正逆回転を
    行う方向切換モータと、上記方向切換モータの回転軸に
    装着された第２ウォームと、上記第２ウォームにかみ合
    わされて上記第２ウォームの回転方向を切換える第３ウ
    ォームホイールと、上記第３ウォームホイールの下部に
    取付けられ回転速度を増加させる第２平ギヤーと、ブラ
    ケットの外周面に固着されると共に、上記第１平ギヤー
    にかみ合わされて上記ブラケットを左右側に旋回させる
    方向切換えギヤーと、上記ブラケットのフランジと床面
    との間に設けられ、上記第１平ギヤーの回転方向とは、
    反対方向に円滑に回転されるように作用するボールベア
    リングとからなることを特徴とする請求項１１に記載の
    ロボット掃除機。
  14. 【請求項１４】 上記駆動手段は、正逆回転を行う第１
    駆動モータと、上記第１駆動モータの回転軸に装着され
    た第１ウォームと、上記第１ウォームにかみ合わされて
    その回転方向を切換える第１ウォームホイールと、上記
    第１ウォームホイールにかみ合わされてその回転速度を
    増加させる第２ウォームホイールと、上記第２ウォーム
    ホイールの駆動軸に正逆回転できるように装着された駆
    動ローラと、正逆回転を行う方向切換モータと、上記方
    向切換モータの回転軸に装着された第２ウォームと、上
    記第２ウォームにかみ合わされて上記第２ウォームの回
    転方向を切換える第３ウォームホイールと、上記第３ウ
    ォームホイールの下部に取付けられ回転速度を増加させ
    る第２平ギヤーと、ブラケットの外周面に固着されると
    共に、上記第１平ギヤーにかみ合わされて上記ブラケッ
    トを左右側に旋回させる方向切換ギヤーと、上記ブラケ
    ットのフランジと床面との間に設けられ、上記第１平ギ
    ヤーの回転方向とは反対方向に円滑に回転されるように
    作用するボールベアリングとからなることを特徴とする
    請求項９または請求項１０に記載のロボット掃除機。
  15. 【請求項１５】 上記第１ウォームホイールに形成され
    た歯数は、第２ウォームホイールに形成された歯数より
    多く形成されていることを特徴とする請求項１４に記載
    のロボット掃除機。
  16. 【請求項１６】 上記第３ウォームホイールに形成され
    た歯数は、第１平ギヤーに形成された歯数より多く形成
    されていることを特徴とする請求項１４に記載のロボッ
    ト掃除機。
  17. 【請求項１７】 本体と、本体内部に位置し、床面の汚
    物を吸込むための吸込装置と、本体の上部に位置し、障
    害物の距離と方向を感知し、距離感知信号と方向感知信
    号を生ずるためのナビゲーションセンサと、上記本体の
    下部が床面に接触し、床面で本体を所定方向へ移動させ
    るための駆動手段と、駆動手段と一体に形成され、上記
    駆動手段の移動方向を感知するための方向感知手段と、
    上記ナビゲーションセンサからの距離感知信号と方向感
    知信号に応答し、掃除領域を判断し、掃除機の進行方向
    を決定し、これにより上記進行方向へ上記掃除機を移動
    させるための制御信号を生ずると共に、上記吸込装置を
    駆動するための制御信号を生ずる制御手段とを具備する
    ロボット掃除機において、 上記方向感知手段は、密閉容器と、 上記密閉容器内の中央に中心軸を介し、上下支持台にＮ
    及びＳ極の方向を指すように装着された磁針と、 上記中心軸を中心に旋回できるように設け、複数個の反
    射鏡が取付けられる反射円板と、 上記密閉容器に付されて光を収束する集光レンズと、 上記反射円板に付された反射鏡に光を放射すると共に、
    その反射光を集光レンズを介して受けて駆動手段の回転
    角度を検出し、マイコンに入力する光センサとからなる
    ことを特徴とするロボット掃除機。
  18. 【請求項１８】 上記密閉容器には、透明の透明オイル
    又は、透明液体が気密に密封されていることを特徴とす
    る請求項１７に記載のロボット掃除機。
  19. 【請求項１９】 上記反射鏡は、三角形状にてなること
    を特徴とする請求項１７に記載のロボット掃除機。
  20. 【請求項２０】 反射円板には、駆動手段の時計方向又
    は、反時計方向の回転を感知するよう三角形状の反射鏡
    が３６〜３６０個付されていることを特徴とする請求項
    １７に記載のロボット掃除機。
  21. 【請求項２１】 上記充電端子は、直流電源注入用プラ
    グにてなることを特徴とする請求項１０に記載のロボッ
    ト掃除機。
  22. 【請求項２２】 上記充電ステーションは、自動電源充
    電手段であることを特徴とする請求項１０に記載のロボ
    ット掃除機。
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