JP3314500B2

JP3314500B2 - 自走式掃除機

Info

Publication number: JP3314500B2
Application number: JP31952693A
Authority: JP
Inventors: 俊明藤原; 保道小林; 昌弘木村; 秀隆藪内; 光康小川; 修江口; 弘文乾; 祥史高木; 崇文石橋; 義貴黒木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2002-08-12
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JPH07171081A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は清掃機能と移動機能とを
備えた自走式掃除機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、掃除機に移動機能を付加して
清掃時の操作性の向上を図った掃除機が開発されてお
り、一般にはマイクロコンピュータと各種センサ類を搭
載することにより、清掃場所を自分で判断しながら移動
し清掃する、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発
が行われている。また最近では特開平２−２０９１２１
号公報に開示されている様にタイマーを設けて、清掃作
業の自動化に加えてこれに付随する充電作業や清掃開始
・終了時の操作まで自動化する自走式掃除機も考案され
ている。

【０００３】図９に特開平２−２０９１２１号公報に開
示の自走式掃除機の断面図を、図１０に同自走式掃除機
の清掃経路を示し、以下簡単に動作を説明する。

【０００４】図中、１は進行方向の前方に存在する障害
物を検知する距離センサ、２は自走式掃除機本体（以
下、本体と称す）で、前記距離センサ１からの信号を処
理し、本体２の移動方向や移動状態を制御する駆動装置
（図示せず）を内蔵している。また本体２の下部には、
前記駆動装置からの信号で左右それぞれ独立に駆動され
る一対の操舵兼駆動輪３と、首振り自在な補助輪４と、
障害物から本体２を保護するためのバンパー５が設けら
れており、移動機能を構成している。また、本体２の下
部にはさらに吸い込みノズルや回転ブラシなど（図示せ
ず）を備え、それぞれを清掃モータで駆動する清掃機能
を構成している。６は本体２に備えられた充電端子、７
はこれに対向する位置の充電装置８に備えられた給電端
子である。また９は充電装置８に内蔵された充電回路、
１０は清掃開始時刻を設定するタイマーである。尚、本
体２には電源として蓄電池などの充電可能な電源が内部
（図示せず）に備えられている。また１１はこの本体２
が清掃を行う床面である。

【０００５】以上の構成で、充電装置８のタイマー１０
に清掃開始時刻をあらかじめ設定しておき、設定時刻に
なるとタイマー１０からの信号が本体２に伝達され本体
２は清掃動作を開始する。本体２は距離センサ１で、ま
ず図１０の様に側壁との距離を一定に保ちながら壁に沿
って床面１１を清掃しながら一周する（イ→ロ→ハ→
ニ）。その後、慣性航法手段などを利用して本体２の走
行制御を行い、その内部を進行方向の障害物を距離セン
サ１で検知するまで床面１１を清掃しながら前進し、障
害物を検知した時点で方向を変えながら前進して清掃区
域を隈なく清掃する（ニ→ホ）。清掃が終了すると元の
充電装置８の位置まで誘導され、本体２は充電装置８と
連結し、充電回路９にて充電が開始される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の自
走式掃除機では、１．タイマーにて清掃開始時刻を設定し、２．時刻になると本体２が走行が開始され、外周清掃の
後に内部清掃を行い、３．清掃終了により充電装置８に自動的に戻るという動作を行うが、一般にタイマー設定時に清掃開始
時刻を設定して以降は無人になり、清掃開始時刻になる
までは本体２内の駆動装置により駆動輪３を起動しない
ため、清掃開始時刻設定初期から走行系の異常があった
にもわからず、清掃が終わったと期待して人が来て初め
て走行系のトラブルにより清掃を行なうことができなか
ったということがわかるなど完全な全自動清掃システム
を構成する上での課題があった。

【０００７】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、タイマー設定時に走行系を実際に駆動してその
状態を確認し、清掃開始時刻には支障なく走行できる自
走式掃除機を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の自走式掃除機は、掃除機本体と、前記掃除機本
体電源部と電気的に着脱自在に接続する充電装置を備え
た自走式電気掃除機であって、前記自走式掃除機には前
記掃除機本体による清掃作業を開始する時刻を設定する
予約時刻設定部を設け、前記掃除機本体には、前記掃除
機本体を移動させる走行部および操舵部と、前記走行部
及び前記操舵部を駆動する走行制御部と、前記各部に電
力を給電する電源とを設け、前記走行制御部は前記予約
時刻設定部による設定時に前記走行部を駆動し、動作確
認を行わせるものである。

【０００９】また、掃除機本体と、前記掃除機本体電源
部と電気的に着脱自在に接続する充電装置を備えた自走
式掃除機であって、前記自走式掃除機には前記掃除機本
体による清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻設
定部を設け、前記掃除機本体には、前記掃除機本体を移
動させる走行部および操舵部と、前記走行部及び前記操
舵部を駆動する走行制御部と、前記各部に電力を給電す
る電源とを設け、前記走行制御部は前記予約時刻設定部
による設定時に前記走行部及び前記操舵部を動作させて
前記掃除機本体の走行経路を走行制御し、動作確認を行
わせるものである。

【００１０】さらに、掃除機本体と、前記掃除機本体電
源部と電気的に着脱自在に接続する充電装置を備えた自
走式掃除機であって、前記自走式掃除機には前記掃除機
本体による清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻
設定部を設け、前記掃除機本体には、前記掃除機本体を
移動させる走行部および操舵部と、前記走行部及び前記
操舵部を駆動する走行制御部と、前記各部に電力を給電
する電源とを設け、前記走行制御部は前記予約時刻設定
部による設定時に前記走行部及び前記操舵部を動作させ
て前記掃除機本体の走行経路を走行制御し動作確認を行
わせるとともに、前記走行経路に係る走行距離を前記予
約時刻設定部の設定時毎に変更するものである。

【００１１】さらにまた、予約時刻設定部による設定時
に走行部及び操舵部を動作させて掃除機本体の走行経路
を走行制御し動作確認を行わせる、上述の走行制御部
は、掃除機本体の走行方向を変える毎に走行距離を変更
するように構成するものである。

【００１２】

【作用】上記のように構成された自走式掃除機によれ
ば、予約時刻設定部による予約時刻設定時に、走行制御
部は掃除機本体の走行部を駆動し走行部の動作確認を行
わせる。

【００１３】また、予約時刻設定部による予約時刻設定
時に、走行制御部は掃除機本体の走行部及び操舵部を動
作させて前記掃除機本体の走行経路を走行制御して、前
記走行部及び前記操舵部による走行経路の動作確認を行
わせる。

【００１４】さらに、予約時刻設定部による予約時刻設
定時に、走行制御部は掃除機本体の走行部及び操舵部を
動作させて前記掃除機本体の走行経路を走行制御して、
前記走行部及び前記操舵部による走行経路の動作確認を
行わせる。また、前記走行経路に係る走行距離を前記予
約時刻設定時毎に変更するので、床面、特に絨毯の床面
における掃除機本体の走行跡が残りにくい。

【００１５】さらにまた、予約時刻設定部による予約時
刻設定時に、走行制御部は、掃除機本体の走行方向を変
える毎に走行距離を変更するので、床面、特に絨毯の床
面における掃除機本体の走行跡が残りにくくなる。

【００１６】

【実施例】図１および図２に請求項１に記載された発明
の技術的手段の一実施例の構成図とブロック図を示し、
以下これらの図に基づいて説明を行う。

【００１７】図１及び図２において、１８は自走式掃除
機の本体で、その底部には一対の走行モータ１９ａ、１
９ｂで駆動される走行輪２０を配置し、また、本体１８
の底部には従輪２１を配置し、走行モータ１９ａ、１９
ｂ、走行輪２０、従輪２１から走行部２２を構成してい
る。１９ｃ、１９ｄはその走行モータ１９ａ、１９ｂの
回転軸に取り付けられた速度検知部で、本実施例ではロ
ータリーエンコーダを用いている。また２３は走行モー
タ１９ａ、１９ｂ及び走行輪２０を取り付けたケース
で、これに取り付けられた操舵軸２４及び操舵減速機２
５を介して操舵モータ２６と接続して操舵部２７を構成
し、左右に回転して走行方向を変えることができる。２
８は前記走行部２２及び操舵部２７を駆動する走行制御
部、また２９は誘導制御部で、ジャイロを用いて方向指
示を行う慣性方向手段などからなる。３０はファンモー
タ、３１は集塵室、３２はその内部に設けたフィルター
である。３３は本体１８の底部に設けた床ノズルで、回
転ブラシ３４を備え、接続パイプ３５を介して集塵室３
１と接続されている。３６は蓄電池などからなる充電可
能な電源で、各部に電力を供給している。３７は操作ス
イッチ３８及び表示素子３９を備えた操作部、４０は本
体１８の周囲に設けた衝撃吸収用のバンパーである。本
体１８の後部下方には受電部を設け、電源３６に接続す
る充電端子４３ａと誘導制御部２９に接続する信号入力
端子４３ｂからなる。４４は本体１８と着脱自在に接続
する充電装置で、図の様に床面に設置され、本体１８が
矢印Ａの方向に後退して連結する。また、送電部は、給
電端子４５ａと信号出力端子４５ｂからなり、本体１８
との連結時に受電部４１の各端子と対応して電気的に接
続する。４８は充電装置４４に内蔵され、予約時刻が設
定されたことを本体１８に伝達する送信部、４９はこれ
と対向する位置に本体１８に配置、内蔵された受信部で
あり、前記走行制御部２８に駆動信号を出力する。ま
た、５０は清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻
設定部、５１は現在時刻を設定する現在時刻設定部であ
り、いずれも前記充電装置４４に内蔵されている。

【００１８】前記構成において、充電装置４４内の予約
時刻設定部５０にて清掃作業開始時刻が設定されると、
送信部４８を介して本体１８内の受信部４９に信号が出
力される。この信号は受信部４９から走行制御部２８に
駆動信号として出力されるため、走行部２２の走行モー
タ１９ａ、１９ｂ及び操舵部２７の操舵モータ２６に駆
動信号として伝達されて、本体１８は走行を開始し充電
装置４４を離れる。

【００１９】即ち、予約時刻設定時に走行系モータを駆
動して走行系モータの動作確認を行うことができる。

【００２０】次に、請求項２に記載された発明の技術的
手段の一実施例について、図３にブロック図を、図４に
その走行軌跡図を示し、以下これらの図に基づいて説明
を行う。尚、これらの図において図１、図２と同じ動作
を行うものには同じ符号を付け、ここでは説明を省略す
る。

【００２１】図３において、５２は速度検知部１９ｃ、
１９ｄからの信号を受けて進行方向を判断し走行モータ
１９ａ、１９ｂ及び操舵モータ２６に出力信号を送る走
行制御部であり、本実施例ではマイクロコンピュータを
用いている。この走行制御部５２には予め、受信部４９
からの信号を受け取ると任意の距離（図４のＬ）、また
走行経路（ここでは８の字）に従って動作する様に入力
してある。本体１８が図４のＡ点から走行を開始する
と、速度検知部１９ｃ、１９ｄからの信号により進行距
離を測定する。そして距離Ｌだけ進行すると、その点
（図４のＢ点）を起点として本体１８を時計回りに９０
度回転させて距離Ｌだけ進む。そして、図４のＣ点に来
ると今度は反時計回りに９０度回転させて再び距離Ｌだ
け進む。以下同様にして、時計回り、反時計回りを繰り
返して、充電装置４４が設置されている当初の出発点Ａ
点に戻ってくる。

【００２２】即ち、この動作により走行モータ１９ａ、
１９ｂや操舵モータ２６のみならず速度検知部１９ｃ、
１９ｄ及びこれらからの信号に対する走行制御部５２の
動作に加え、また回転方向やその角度を検知し、充電装
置４４への誘導を行う誘導制御部２９など走行系の入出
力部や処理部全般についての動作確認を予約時刻設定時
に行なうことができる。

【００２３】尚、本実施例では８の字を走行経路とした
が、これ以外の走行方法でもよいことは言うまでもな
い。

【００２４】しかし、本実施例では走行経路が常に一定
であるため、これを繰り返すと床面（絨毯）に対して走
行輪跡を残してしまい、特に図４のＢ〜Ｃ間は一回の動
作確認中に２度も通るためくっきりと走行輪跡が残って
しまうので、以下にこの課題を解決する技術的手段につ
いて述べる。

【００２５】つぎに請求項３に記載された発明の技術的
手段の一実施例について、図５にブロック図を、図６に
その走行軌跡図を示し、以下これらの図に基づいて説明
を行う。尚、これらの図において図１〜図４と同じ動作
を行うものには同じ符号を付け、ここでは説明を省略す
る。

【００２６】図５において、５３は乱数発生部であり前
記受信部４９からの信号を入力する毎に乱数を発生す
る。走行制御部５４は速度検知部１９ｃ、１９ｄからの
信号を受けて走行距離を判断し、この乱数発生部５３の
出力と比較して、走行モータ１９ａ、１９ｂ及び操舵モ
ータ２６に制御信号を送る。本実施例では走行制御部５
４にマイクロコンピュータを用いている。この走行制御
部５４には、乱数発生部５３により与えられた距離Ｌｉ
を一辺とした任意の走行経路（ここでは８の字）に従っ
て本体１８を走行制御する様に予め入力されてある。

【００２７】本体１８が図６のＡ点から走行を開始する
と、速度検知部１９ｃ、１９ｄからの信号により進行距
離を測定する。そして乱数発生部５３からの出力に相当
する距離Ｌｉだけ進行すると、その点（図６のＢｉ点）
を起点として本体１８を時計回りに９０度回転させて距
離Ｌｉだけ進む。そして、図６のＣｉ点に来ると今度は
反時計回りに９０度回転させて再び距離Ｌｉだけ進む。
以下同様にして、時計回り、反時計回りを繰り返して、
充電装置４４が設置されている当初の出発点Ａ点に戻っ
てくる。

【００２８】即ち前記請求項２に記載された発明の技術
的手段の場合と同様に、この動作により走行モータ１９
ａ、１９ｂや操舵モータ２６のみならず速度検知部１９
ｃ、１９ｄ及びこれらからの信号に対する走行制御部５
２の動作に加え、また回転方向やその角度を検知し、充
電装置４４への誘導を行う誘導制御部２９など走行系の
入出力部や処理部全般についての動作確認を予約時刻設
定時に行なうことができる。さらに本実施例では走行距
離が乱数発生部５３により与えられるため毎回異なり、
これを繰り返しても床面（絨毯）に対して走行輪跡を残
すことはない。

【００２９】次に請求項４に記載された発明の技術的手
段の一実施例について、図７にブロック図を、図８にそ
の走行軌跡図を示し、以下これらの図に基づいて説明を
行う。尚、これらの図において図１〜図６と同じ動作を
行うものには同じ符号を付け、ここでは説明を省略す
る。

【００３０】図７において、５５は乱数発生部であり前
記受信部４９からの信号を入力する毎に乱数を発生す
る。走行制御部５６は速度検知部１９ｃ、１９ｄからの
信号を受けて走行距離を判断し、この乱数発生部５５の
出力と比較して、走行モータ１９ａ、１９ｂ及び操舵モ
ータ２６に制御信号を送る。本実施例では走行制御部５
６にマイクロコンピュータを用いている。この走行制御
部５６には、乱数発生部５５により与えられた距離Ｍ１
ｊ、Ｍ２ｊ、Ｍ３ｊを基本とした任意の走行経路（ここ
では８の字）に従って本体１８を走行制御する様に予め
入力されてある。

【００３１】本体１８が図８のＡ点から走行を開始する
と、速度検知部１９ｃ、１９ｄからの信号により進行距
離を測定する。そして乱数発生部５３からの出力に相当
する距離Ｍ１ｊだけ進行すると、その点（図６のＢｊ
点）を起点として本体１８を時計回りに９０度回転させ
て、距離Ｍ２ｊだけ進む。そして、図６のＣｊ点に来る
と今度は反時計回りに９０度回転させて再び距離Ｍ３ｊ
だけ進む。以下同様にして、Ｍ２ｊ、Ｍ１ｊ、Ｍ２ｊ、
Ｍ３ｊ、Ｍ２ｊの距離を時計回り、反時計回りを繰り返
して、充電装置４４が設置されている当初の出発点Ａ点
に戻ってくる（図８参照）。

【００３２】即ち前記請求項３に記載された発明の技術
的手段の場合と同様に、この動作により走行モータ１９
ａ、１９ｂや操舵モータ２６のみならず速度検知部１９
ｃ、１９ｄ及びこれらからの信号に対する走行制御部５
２の動作に加え、また回転方向やその角度を検知し、充
電装置４４への誘導を行う誘導制御部２９など走行系の
入出力部や処理部全般についての動作確認を予約時刻設
定時に行なうことができる。さらに本実施例では走行距
離が乱数発生部５５により与えられるため毎回異なり、
また一回の走行でも（図４のＢ〜Ｃ間、図６のＢｊ〜Ｃ
ｊ間の様に）同じ軌跡をたどらないため、これを繰り返
しても８の字の中央の辺でも床面（絨毯）に対して走行
輪跡を残すことはない。

【００３３】尚、壁際の走行跡（Ｈｊ〜Ａ間、Ａ〜Ｂｊ
間、Ｅｊ〜Ｆｊ間）が問題になるようであれば、この方
向にも異なる距離での走行を行えばよい。

【００３４】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、予約時刻設
定時に走行部を駆動することで、予約時刻設定時、即ち
人がいる時に、本体の走行が可能かどうかを確認するこ
とができる。

【００３５】また、走行制御部により走行部及び操舵部
を駆動して走行経路を動かすことができるため、駆動輪
の駆動状態を確認できる。また、充電装置へ戻る走行経
路とした場合には、充電装置への誘導が確実に行われる
か否かを予約時刻設定時に確認することができる。

【００３６】さらに、予約時刻設定時毎に走行経路の走
行距離を異ならせるので、毎回走行軌跡が異なり、床面
（絨毯）への走行跡が残らない。

【００３７】さらにまた、走行経路の走行方向を変える
毎に走行距離を異ならせるので、中央の一辺の走行軌跡
までもが異なり、床面（絨毯）への走行跡が中央の辺で
も残らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における自走式掃除機の
構成図

【図２】同自走式掃除機のブロック図

【図３】本発明の第二の実施例における自走式掃除機の
ブロック図

【図４】同自走式掃除機の走行軌跡図

【図５】本発明の第三の実施例における自走式掃除機の
ブロック図

【図６】同自走式掃除機の走行軌跡図

【図７】本発明の第四の実施例における自走式掃除機の
ブロック図

【図８】同自走式掃除機の走行軌跡図

【図９】従来の自走式掃除機の構成図

【図１０】同自走式掃除機の清掃経路の説明図

【符号の説明】

１８本体３０ファンモータ３６電源４４充電装置４８送信部４９受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藪内秀隆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)発明者小川光康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)発明者江口修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)発明者乾弘文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)発明者高木祥史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)発明者石橋崇文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)発明者黒木義貴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平４−96719（ＪＰ，Ａ) 特開平２−209121（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/28 G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】掃除機本体と、前記掃除機本体電源部と
電気的に着脱自在に接続する充電装置を備えた自走式電
気掃除機であって、前記自走式掃除機には前記掃除機本
体による清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻設
定部を設け、前記掃除機本体には、前記掃除機本体を移
動させる走行部および操舵部と、前記走行部及び前記操
舵部を駆動する走行制御部と、前記各部に電力を給電す
る電源とを設け、前記走行制御部は前記予約時刻設定部
による設定時に前記走行部を駆動し、動作確認を行わせ
る自走式掃除機。
【請求項２】掃除機本体と、前記掃除機本体電源部と
電気的に着脱自在に接続する充電装置を備えた自走式掃
除機であって、前記自走式掃除機には前記掃除機本体に
よる清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻設定部
を設け、前記掃除機本体には、前記掃除機本体を移動さ
せる走行部および操舵部と、前記走行部及び前記操舵部
を駆動する走行制御部と、前記各部に電力を給電する電
源とを設け、前記走行制御部は前記予約時刻設定部によ
る設定時に前記走行部及び前記操舵部を動作させて前記
掃除機本体の走行経路を走行制御し、動作確認を行わせ
る自走式掃除機。
【請求項３】掃除機本体と、前記掃除機本体電源部と
電気的に着脱自在に接続する充電装置を備えた自走式掃
除機であって、前記自走式掃除機には前記掃除機本体に
よる清掃作業を開始する時刻を設定する予約時刻設定部
を設け、前記掃除機本体には、前記掃除機本体を移動さ
せる走行部および操舵部と、前記走行部及び前記操舵部
を駆動する走行制御部と、前記各部に電力を給電する電
源とを設け、前記走行制御部は前記予約時刻設定部によ
る設定時に前記走行部及び前記操舵部を動作させて前記
掃除機本体の走行経路を走行制御し動作確認を行わせる
とともに、前記走行経路に係る走行距離を前記予約時刻
設定部の設定時毎に変更する自走式掃除機。
【請求項４】掃除機本体の走行方向を変える毎に走行
距離を変更する請求項３記載の自走式掃除機。