JP3473088B2 - Cleaning robot - Google Patents

Cleaning robot

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JP3473088B2
JP3473088B2 JP03339394A JP3339394A JP3473088B2 JP 3473088 B2 JP3473088 B2 JP 3473088B2 JP 03339394 A JP03339394 A JP 03339394A JP 3339394 A JP3339394 A JP 3339394A JP 3473088 B2 JP3473088 B2 JP 3473088B2
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ultrasonic waves
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光康 小川
俊明 藤原
修 江口
弘文 乾
崇文 石橋
祥史 高木
義貴 黒木
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波センサで障害物
を検出し、バッテリーを電源として自立移動しながら清
掃作業を行なう掃除ロボットにおいて、超音波センサの
駆動周期を変化させることにより障害物検出能力を向上
させ、又バッテリーの電圧検出を複数段階で行うことに
より、バッテリー性能を維持する掃除ロボットに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning robot which detects an obstacle with an ultrasonic sensor and performs a cleaning operation while independently moving by using a battery as a power source, by changing the driving cycle of the ultrasonic sensor. The present invention relates to a cleaning robot that maintains battery performance by improving detection capability and detecting battery voltage in multiple stages.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、無経路で動く清掃用ロボットの障
害物検出の手段は、超音波センサによるものが多いが、
ひとつの超音波センサを回転させて全周の障害物を検出
しようとするものや、複数の超音波センサでお互いに干
渉し合わないように逐次超音波を発射して障害物を検出
しようとするものであった。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic sensor is often used as a means for detecting obstacles in a cleaning robot that moves without a path.
One that rotates one ultrasonic sensor to detect obstacles around the entire circumference, or one that detects multiple obstacles by sequentially emitting ultrasonic waves so that they do not interfere with each other. It was a thing.

【0003】又、バッテリーの電圧検出にかんしては、
電圧をレベルメータのように表示して、操作者に知らせ
るものがほとんどであった。
Regarding the detection of the battery voltage,
In most cases, the voltage is displayed like a level meter to inform the operator.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、障害物
検出に関しては、特開昭62−120510号公報に示
すものがある。このものでは、超音波センサの数は少な
くて済むものの、超音波の障害物からの反射波を待ちな
がらセンサを回転させるため、一周回転させるのに時間
がかかり、このため掃除ロボットの移動速度が速くでき
ないという問題点があった。又、多数のセンサを本体周
囲に配置したものもあるが、全周の検出速度は回転方式
よりも速くできるが、超音波が幾何学的に反射するとい
う性質を有しているため、検出できない障害物があると
いう問題点であった。
However, regarding obstacle detection, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-120510. With this type, the number of ultrasonic sensors is small, but since the sensor is rotated while waiting for the reflected waves from the ultrasonic obstacles, it takes time to rotate once, and therefore the moving speed of the cleaning robot increases. There was a problem that I could not speed up. There are also a number of sensors arranged around the main body, but the detection speed of the entire circumference can be faster than the rotation method, but it can not be detected because it has the property that ultrasonic waves are reflected geometrically. The problem was that there were obstacles.

【0005】又バッテリーの電圧検出に関しては自動で
作業を行う掃除ロボットに於いては表示してもほとんど
意味をなさないものであった。
Further, regarding the detection of the voltage of the battery, it does not make much sense even if it is displayed in the cleaning robot that automatically operates.

【0006】本発明は上記問題を解決するもので、本体
周囲に設けた複数個の超音波センサを前後左右の方向グ
ループ毎に同時に駆動受信し、検出できない障害物をほ
とんどなくした掃除ロボットを提供することを第1の目
的とする。
The present invention solves the above problems, and provides a cleaning robot in which a plurality of ultrasonic sensors provided around the main body are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left, and right direction groups, and there are almost no obstacles that cannot be detected. The first purpose is to do so.

【0007】第2の目的は、複数個の超音波センサの前
後左右の方向グループ毎に同時に駆動受信する場合と、
独自に駆動受信する場合とをタイミング手段で定期的に
切り換え、検出できない障害物をなくすと同時に、障害
物がどの位置にあるかも検出する掃除ロボットを提供す
ることである。
A second purpose is to simultaneously drive and receive the front, rear, left and right direction groups of a plurality of ultrasonic sensors,
It is an object of the present invention to provide a cleaning robot that periodically switches between the case of independently receiving drive and the case of time by means of a timing means, eliminates an obstacle that cannot be detected, and at the same time detects the position of the obstacle.

【0008】第3の目的は、複数個の超音波センサの前
後左右の方向グループ毎に同時に駆動受信する場合と、
独自に駆動受信する場合とをタイミング手段で定期的に
切り換え、検出できない障害物をなくすと同時に、障害
物がどの位置にあるかも検出し、前後進進切り換え手段
により前進時には前進方向のみの超音波センサを同時に
駆動受信し、後進時には後進方向のみの超音波センサを
同時に駆動受信することにより、短い周期で必要な超音
波センサのみを駆動する掃除ロボットを提供することで
ある。
A third object is to simultaneously drive and receive the front, rear, left and right direction groups of a plurality of ultrasonic sensors,
The timing means is used to periodically switch between the case of receiving drive independently and the obstacles that cannot be detected are eliminated, and at the same time the position of the obstacle is also detected. It is an object of the present invention to provide a cleaning robot that simultaneously drives and receives sensors, and simultaneously receives and receives ultrasonic sensors only in the backward direction when moving backward, thereby driving only necessary ultrasonic sensors in a short cycle.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため第1の課題解決手段は、本体下部に設けた左右独
立駆動輪構成の操舵兼駆動手段と、床ノズルとファンモ
ータで構成される清掃手段と、前方、後方、左方、右方
の各方向毎に複数個設けた超音波センサを前後左右の方
向グループ毎に同時に駆動する駆動手段と、障害物より
反射された超音波を前後左右の方向グループ毎に同時に
受信する受信手段と、本体の自立移動を制御する判断処
理手段とを備え、前記超音波センサは、前記前後左右の
方向グループ毎において、自ら発射した超音波のみなら
ず他の超音波センサから発射された超音波も受信するこ
とができるものである。
[Means for Solving the Problems] To achieve the first object, the first means for solving the problems is a steering and driving means having left and right independent drive wheels, which is provided in the lower part of the main body, and a floor nozzle and a fan motor. Cleaning means, driving means for simultaneously driving a plurality of ultrasonic sensors provided in each of the front, rear, left, and right directions for each of the front, rear, left, and right direction groups, and the ultrasonic waves reflected from the obstacles. And a judgment processing means for controlling the independent movement of the main body, and the ultrasonic sensor is
In each direction group, not only the ultrasonic waves emitted by itself but also the ultrasonic waves emitted from other ultrasonic sensors can be received.

【0010】第2の目的を達成するため第2の課題解決
手段は、本体下部に設けた左右独立駆動輪構成の操舵兼
駆動手段と、床ノズルとファンモータで構成される清掃
手段と、前方、後方、左方、右方の各方向毎に複数個設
けた超音波センサを前後左右の方向グループ毎に同時に
駆動する駆動手段と、障害物より反射された超音波を前
後左右の方向グループ毎に同時に受信する受信手段と、
前記複数個の超音波センサを独自に駆動し反射された超
音波を受信する超音波独立駆動受信手段と、前記駆動手
段、受信手段、超音波独立駆動受信手段とを定期的に切
り換えるタイミング手段と、本体を制御する判断処理手
段とで構成したものである。
In order to achieve the second object, a second means for solving the problems is a steering and driving means having left and right independent drive wheels provided at the lower portion of the main body, a cleaning means composed of a floor nozzle and a fan motor, and a front portion. , Driving means for simultaneously driving a plurality of ultrasonic sensors provided in each of the rear, left, and right directions for each of the front, rear, left, and right direction groups, and the ultrasonic waves reflected from the obstacle for each of the front, rear, left, and right direction groups. Receiving means for receiving at the same time,
An ultrasonic independent drive receiving means for independently driving the plurality of ultrasonic sensors to receive reflected ultrasonic waves; and a timing means for periodically switching between the driving means, the receiving means and the ultrasonic independent drive receiving means. , Determination processing means for controlling the main body.

【0011】第3の目的を達成するため第3の課題解決
手段は、本体下部に設けた左右独立駆動輪構成の操舵兼
駆動手段と、床ノズルとファンモータで構成される清掃
手段と、前方、後方、左方、右方の各方向毎に複数個設
けた超音波センサを前後左右の方向グループ毎に同時に
駆動する駆動手段と、障害物より反射された超音波を前
後左右の方向グループ毎に同時に受信する受信手段と、
前記複数個の超音波センサを独自に駆動し反射された超
音波を受信する超音波独立駆動受信手段と、前記駆動手
段、受信手段、超音波独立駆動受信手段とを定期的に切
り換えるタイミング手段と、本体の前進時には前進方向
のみの超音波センサを同時駆動し後進時には後進方向の
みの超音波センサを同時駆動する前後進切り換え手段
と、本体を制御する判断処理手段とで構成したものであ
る。
In order to achieve the third object, a third means for solving the problems is a steering and driving means having left and right independent drive wheels provided at a lower portion of the main body, a cleaning means composed of a floor nozzle and a fan motor, and a front portion. , Driving means for simultaneously driving a plurality of ultrasonic sensors provided in each of the rear, left, and right directions for each of the front, rear, left, and right direction groups, and the ultrasonic waves reflected from the obstacle for each of the front, rear, left, and right direction groups. Receiving means for receiving at the same time,
An ultrasonic independent drive receiving means for independently driving the plurality of ultrasonic sensors to receive reflected ultrasonic waves; and a timing means for periodically switching between the driving means, the receiving means and the ultrasonic independent drive receiving means. The forward / backward switching means for simultaneously driving the ultrasonic sensors only in the forward direction when the main body moves forward and the simultaneous driving of the ultrasonic sensors only in the backward direction for the reverse direction, and the judgment processing means for controlling the main body.

【0012】[0012]

【作用】本発明による第1の課題解決手段によれば、本
体周囲に設けた複数個の超音波センサを前後左右の方向
グループ毎に同時に駆動受信し、自ら発射した超音波の
みならず他の超音波センサから発射された超音波も受信
することにより検出できない障害物をほとんどなくすも
のである。
According to the first means for solving the problems of the present invention, a plurality of ultrasonic sensors provided around the main body are simultaneously driven and received for each group of front, rear, left and right directions, and not only the ultrasonic waves emitted by themselves but also other ultrasonic sensors are emitted. By receiving the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor, almost all obstacles that cannot be detected are eliminated.

【0013】第2の課題解決手段によれば、複数個の超
音波センサの前後左右の方向グループ毎に同時に駆動受
信する場合と、独自に駆動受信する場合とをタイミング
手段で定期的に切り換え、検出できない障害物をなくす
と同時に、障害物がどの位置にあるかも検出するもので
ある。
According to the second means for solving the problems, the timing means periodically switches between the case where the plurality of ultrasonic sensors are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left and right direction groups, and the case where the plurality of ultrasonic sensors are independently driven and received, At the same time as eliminating the obstacle that cannot be detected, the position of the obstacle is also detected.

【0014】第3の課題解決手段によれば、複数個の超
音波センサの前後左右の方向グループ毎に同時に駆動受
信する場合と、独自に駆動受信する場合とをタイミング
手段で定期的に切り換え、検出できない障害物をなくす
と同時に、障害物がどの位置にあるかも検出し、前後進
切り換え手段により前進時には前進方向のみの超音波セ
ンサを同時に駆動受信し、後進時には後進方向のみの超
音波センサを同時に駆動受信することにより、短い周期
で必要な超音波センサのみを駆動し、障害物検出時間を
速くすることにより掃除ロボットの移動速度を速くする
ことを可能にするものである。
According to the third means for solving the problems, the timing means periodically switches between the case where the plurality of ultrasonic sensors are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left and right direction groups, and the case where the plurality of ultrasonic sensors are independently driven and received, At the same time as eliminating undetectable obstacles, it also detects the position of the obstacles, and the forward / backward switching means simultaneously receives and receives the ultrasonic sensors in the forward direction only when moving forward, and detects the ultrasonic sensors in the backward direction only when moving backward. By simultaneously driving and receiving, only the necessary ultrasonic sensor is driven in a short cycle, and the moving speed of the cleaning robot can be increased by shortening the obstacle detection time.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明による掃除ロボットの一実施例
を図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cleaning robot according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】本実施例の掃除ロボットの全体構成を図2
に示す。図2に於いて、掃除ロボットの本体1の下部に
移動するための左右独立駆動輪構成の操舵兼駆動手段2
と、キャスタ3とを設け、更に本体1の下部に設けた床
ノズル4と本体1の中央部に設けたゴミ袋5とファンモ
ータ6で構成される清掃手段7を設けている。又壁やド
ア等の周囲の障害物を検出するための複数個の超音波セ
ンサ8を設け、本体1上部には手動用の操作用ハンドル
9と、自動清掃と移動等の切り換えを行う操作パネルで
ある使用モード切り換え手段10とを設け、本体1内部
には自立移動制御する判断処理手段11と、電源として
のバッテリー12とを設けている。
The overall configuration of the cleaning robot of this embodiment is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 2, steering and driving means 2 having left and right independent drive wheels for moving to the lower part of the main body 1 of the cleaning robot.
And a caster 3, and a floor nozzle 4 provided at the bottom of the main body 1, a dust bag 5 provided at the center of the main body 1, and a cleaning means 7 composed of a fan motor 6. Further, a plurality of ultrasonic sensors 8 for detecting obstacles such as walls and doors are provided, a manual operation handle 9 is provided on the upper portion of the main body 1, and an operation panel for switching between automatic cleaning and movement. The use mode switching means 10 is provided, and the inside of the main body 1 is provided with the determination processing means 11 for controlling the independent movement and the battery 12 as a power source.

【0017】又、この超音波センサ8は図3の如く前を
見るための8a、8b、8cと、右を見るための8d、
8e、8fと、後を見るための8g,8h、8iと、左
を見るための8j、8k、8lとで構成されている。
As shown in FIG. 3, the ultrasonic sensor 8 is provided with 8a, 8b and 8c for looking forward and 8d for looking right.
8e, 8f, 8g, 8h, 8i for looking back, and 8j, 8k, 8l for looking left.

【0018】次にこの掃除ロボットの作用を図4を用い
て説明する。初めに本体1がある場所Aから操作者が使
用モード切り換え手段10で移動を選択し、操作用ハン
ドル9を押しながら場所Bに本体1を移動させる。次に
使用モード切り換え手段10で自動清掃を選択し本体1
をスタートさせる。本体1は前進し、前方の壁13を超
音波センサ8で検出すると一旦停止する。進んだ距離C
に比例した角度Dを振り後進する。これにより、移動幅
Eを床ノズル4の長さと同等にし、清掃のやり残しが出
ないようにしている。同様に壁14を検出すると一旦停
止しする。以下同様の動作を繰り返し、側面の壁15を
超音波センサ8で検出すると自動清掃作業を終了する。
この一連の動作を判断処理手段11でおこなう。
Next, the operation of this cleaning robot will be described with reference to FIG. First, the operator selects the movement from the place A where the main body 1 is located by the use mode switching means 10, and moves the main body 1 to the place B while pressing the operating handle 9. Next, the automatic cleaning is selected by the use mode switching means 10 and the main body 1 is selected.
To start. The main body 1 moves forward, and once the front wall 13 is detected by the ultrasonic sensor 8, it stops once. Distance C
Swing backwards at an angle D proportional to. As a result, the moving width E is made equal to the length of the floor nozzle 4, and the cleaning is left unfinished. Similarly, when the wall 14 is detected, it temporarily stops. The same operation is repeated thereafter, and when the ultrasonic sensor 8 detects the side wall 15, the automatic cleaning operation is completed.
The judgment processing means 11 performs this series of operations.

【0019】図1は本発明の第1の実施例である。バッ
テリー12がシステム全体に電力を供給し、操舵兼駆動
手段2と清掃手段7を判断処理手段11で動作させる構
成としている。又、判断処理手段11は超音波同時駆動
受信手段16を介して超音波センサ8a、8b、8c、
8d、8e、8f、8g、8h、8i、8j、8k、8
l(以下全ての超音波センサをさす場合には超音波セン
サ8と記す)を前後左右のグループ毎に駆動し受信する
構成としている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving means 2 and the cleaning means 7 are operated by the judgment processing means 11. Further, the determination processing means 11 causes the ultrasonic sensors 8a, 8b, 8c,
8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i, 8j, 8k, 8
1 (hereinafter, referred to as an ultrasonic sensor 8 when all ultrasonic sensors are referred to) is driven and received for each group of front, rear, left and right.

【0020】次に図5で上記実施例の作用を説明する。
前方の超音波センサ8a、8b,8cを用いて壁17、
18を検出する動作を示している。超音波は壁17、1
8で入射角反射角が同じになるように反射するため、超
音波センサ8aから前方に発射された超音波は壁17、
18で反射しそれぞれ超音波センサ8b、8cに到達し
て検出できる。超音波センサ8aは一方向に指向性をも
っているので自分で発射した超音波は壁17、18が傾
いていると自分の所に帰ってこないため超音波センサ8
aの独立駆動では検出できないものである。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG.
Using the front ultrasonic sensors 8a, 8b, 8c, the wall 17,
The operation of detecting 18 is shown. Ultrasonic waves on the walls 17, 1
The ultrasonic waves emitted forward from the ultrasonic sensor 8a are reflected by the wall 17,
It is reflected by 18 and reaches and can be detected by the ultrasonic sensors 8b and 8c, respectively. Since the ultrasonic sensor 8a has directivity in one direction, the ultrasonic wave emitted by itself does not return to itself when the walls 17 and 18 are tilted, so the ultrasonic sensor 8a
It cannot be detected by the independent drive of a.

【0021】次に本発明の第2の実施例を図6を用いて
説明する。バッテリー12がシステム全体に電力を供給
し、操舵兼駆動手段2と清掃手段7を判断処理手段11
で動作させる構成としている。又、判断処理手段11は
タイミング手段19を介して超音波同時駆動受信手段1
6と超音波独立駆動受信手段20とを定期的に切り換
え、超音波センサ8を駆動する構成としている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving means 2 and the cleaning means 7 are used as the judgment processing means 11.
It is configured to operate with. Further, the determination processing means 11 causes the ultrasonic simultaneous drive receiving means 1 via the timing means 19.
6 and the ultrasonic wave independent drive receiving means 20 are periodically switched to drive the ultrasonic wave sensor 8.

【0022】上記構成による作用は以下の通りである。
図7はタイミング手段19による超音波同時駆動受信手
段16と超音波独立駆動受信手段20と超音波センサ8
の駆動のタイミングを示している。この例では前方と後
方の超音波センサ8a、8b、8c、8j、8k、8l
を駆動している。超音波独立駆動受信手段20が駆動さ
れると前方の超音波センサ8a、8b、8c、後方の超
音波センサ8j、8k、8lを独立に逐次駆動し、次の
タイミングで超音波同時駆動受信手段16が駆動される
と前方の超音波センサ8a、8b、8cをグループで同
時に駆動し、次に後方の超音波センサ8j、8k、8l
をグループで同時に駆動する。以下、この動作を繰り返
す。
The operation of the above configuration is as follows.
FIG. 7 shows an ultrasonic simultaneous drive receiving means 16, an ultrasonic independent drive receiving means 20 and an ultrasonic sensor 8 by the timing means 19.
7 shows the driving timing of the. In this example, front and rear ultrasonic sensors 8a, 8b, 8c, 8j, 8k, 8l
Are driving. When the ultrasonic independent drive receiving means 20 is driven, the front ultrasonic sensors 8a, 8b, 8c and the rear ultrasonic sensors 8j, 8k, 8l are independently and sequentially driven, and the ultrasonic simultaneous drive receiving means is provided at the next timing. When 16 is driven, the front ultrasonic sensors 8a, 8b and 8c are simultaneously driven in a group, and then the rear ultrasonic sensors 8j, 8k and 8l are driven.
Drive in groups at the same time. Hereinafter, this operation is repeated.

【0023】図8に本発明による第3の実施例を示す。
バッテリー12がシステム全体に電力を供給し、操舵兼
駆動手段2と清掃手段7を判断処理手段11で動作させ
る構成としている。又、判断処理手段11は前後進切り
換え手段21を介してタイミング手段19を駆動し、こ
のタイミング手段19で超音波同時駆動受信手段16と
超音波独立駆動受信手段20とを定期的に切り換え、超
音波センサ8を駆動する構成としている。
FIG. 8 shows a third embodiment according to the present invention.
The battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving means 2 and the cleaning means 7 are operated by the judgment processing means 11. Further, the judgment processing means 11 drives the timing means 19 via the forward / backward movement switching means 21, and the timing means 19 periodically switches between the ultrasonic simultaneous drive receiving means 16 and the ultrasonic independent drive receiving means 20. The sound wave sensor 8 is driven.

【0024】上記構成の作用を次に示す。図9が前後進
切り換え手段21を併用したタイミング手段19による
超音波同時駆動受信手段16と超音波独立駆動受信手段
20と超音波センサ8の駆動のタイミングを示してい
る。この例では前進中に前方と後方の超音波センサ8
a、8b、8c、8j、8k、8lを駆動している。超
音波独立駆動受信手段20が駆動されると前方の超音波
センサ8a、8b、8c、後方の超音波センサ8j、8
k、8lを独立に逐次駆動し、次のタイミングで超音波
同時駆動受信手段16が駆動されると前方の超音波セン
サ8a、8b、8cをグループで同時に駆動する。以
下、この動作を繰り返す。この前後進切り換え手段21
を併用したことにより後方の超音波センサ8j、8k、
8lをグループで同時に駆動する時間が少なくなる。
The operation of the above configuration will be described below. FIG. 9 shows the timing of driving the ultrasonic simultaneous drive receiving means 16, the ultrasonic independent drive receiving means 20, and the ultrasonic sensor 8 by the timing means 19 which also uses the forward / reverse switching means 21. In this example, the forward and backward ultrasonic sensors 8
It drives a, 8b, 8c, 8j, 8k and 8l. When the ultrasonic independent drive receiving means 20 is driven, the front ultrasonic sensors 8a, 8b, 8c and the rear ultrasonic sensors 8j, 8 are shown.
k and 8l are sequentially driven independently, and when the ultrasonic simultaneous drive receiving means 16 is driven at the next timing, the front ultrasonic sensors 8a, 8b and 8c are simultaneously driven in groups. Hereinafter, this operation is repeated. This forward / reverse switching means 21
The ultrasonic sensors 8j, 8k, and
It takes less time to drive 8l in a group at the same time.

【0025】以下、本発明の掃除ロボットが有するバッ
テリーについて説明する。図10は、バッテリー12が
システム全体に電力を供給し、操舵兼駆動手段2と清掃
手段7並びに超音波センサ8を判断処理手段11で動作
させる構成としている。又、判断処理手段11は使用モ
ード切り換え手段10からの信号を受けて動作モードを
決定する構成である。このとき、判断処理手段11が駆
動しているバッテリー12の負荷に対応させて複数の電
圧検出レベルをもつ電圧検出手段23の電圧検出レベル
を変化させる構成である。電圧検出手段23はバッテリ
ー12の電圧を検出し、バッテリー12の電圧低下を電
圧検出レベルで検出すると判断処理手段11に出力する
構成としている。判断処理手段11はこの信号を受けて
負荷を止める等の動作を行う。
The battery of the cleaning robot of the present invention will be described below. In FIG. 10, the battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving unit 2, the cleaning unit 7, and the ultrasonic sensor 8 are operated by the determination processing unit 11. Further, the judgment processing means 11 is configured to receive the signal from the use mode switching means 10 and determine the operation mode. At this time, the determination processing means 11 is configured to change the voltage detection level of the voltage detection means 23 having a plurality of voltage detection levels corresponding to the load of the battery 12 being driven. The voltage detecting means 23 is configured to detect the voltage of the battery 12 and output to the determination processing means 11 if a voltage drop of the battery 12 is detected at the voltage detection level. The judgment processing means 11 receives this signal and performs operations such as stopping the load.

【0026】この構成による作用は以下の如くで、図1
1はバッテリー12の放電曲線図である。図中のFは負
荷が軽い場合、すなわち使用電流が小さい場合の放電曲
線であり、Gは負荷が重い場合、すなわち使用電流が大
きい場合の放電曲線である。負荷が軽い場合は低い電圧
まで放電するとバッテリー12が過放電となり、寿命劣
化を起こす。又、負荷が重い場合は低い電圧まで放電し
ないと電力を充分に取り出せない。このため、曲線Fの
場合は電圧V1をバッテリー12の終止電圧とし、曲線
Gの場合は電圧V2をバッテリー12の終止電圧として
切り換えるものである。
The operation of this structure is as follows.
1 is a discharge curve diagram of the battery 12. In the figure, F is a discharge curve when the load is light, that is, the use current is small, and G is a discharge curve when the load is heavy, that is, the use current is large. When the load is light, discharging to a low voltage causes the battery 12 to be over-discharged, resulting in deterioration of life. Further, when the load is heavy, sufficient electric power cannot be taken out without discharging to a low voltage. Therefore, in the case of the curve F, the voltage V1 is switched to the final voltage of the battery 12, and in the case of the curve G, the voltage V2 is switched to the final voltage of the battery 12.

【0027】図12においては、バッテリー12がシス
テム全体に電力を供給し、操舵兼駆動手段2と清掃手段
7並びに超音波センサ8を判断処理手段11で動作させ
る構成としている。又、判断処理手段11は使用モード
切り換え手段10からの信号を受けて動作モードを決定
する構成である。使用モード切り換え手段22からの信
号を受けて使用モード対応電圧レベル切り換え手段24
で電圧検出手段23の電圧検出レベルを変える構成とし
ている。
In FIG. 12, the battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving means 2, the cleaning means 7 and the ultrasonic sensor 8 are operated by the judgment processing means 11. Further, the judgment processing means 11 is configured to receive the signal from the use mode switching means 10 and determine the operation mode. In response to a signal from the use mode switching means 22, a use mode corresponding voltage level switching means 24
Thus, the voltage detection level of the voltage detection means 23 is changed.

【0028】作用としては、この方式によれば使用モー
ドにより電圧レベルを選択するので使用モードと電圧レ
ベルが1対1で対応した簡単な構成でバッテリー12の
過放電保護ができるものである。
According to this method, since the voltage level is selected according to the usage mode, the over discharge protection of the battery 12 can be carried out with a simple structure in which the usage mode and the voltage level have a one-to-one correspondence.

【0029】図13においては、バッテリー12がシス
テム全体に電力を供給し、操舵兼駆動手段2と清掃手段
7並びに超音波センサ8を判断処理手段11で動作させ
る構成としている。又、判断処理手段11は使用モード
切り換え手段10からの信号を受けて動作モードを決定
する構成である。バッテリー12から供給される電流は
電流検出手段25で検出され、この電流値に応じて電圧
検出手段23の電圧レベルが変えられる構成である。
In FIG. 13, the battery 12 supplies electric power to the entire system, and the steering / driving means 2, the cleaning means 7 and the ultrasonic sensor 8 are operated by the judgment processing means 11. Further, the judgment processing means 11 is configured to receive the signal from the use mode switching means 10 and determine the operation mode. The current supplied from the battery 12 is detected by the current detection means 25, and the voltage level of the voltage detection means 23 is changed according to the current value.

【0030】作用としては、図14に放電の終止電圧レ
ベルと電流値の相関の一例を示した。電流値i4が大き
い時には電圧レベルV4は低く、電流値i3が小さい時
には電圧レベルV4は高く設定してあり、バッテリー1
2の保護ができるものである。
As an operation, FIG. 14 shows an example of the correlation between the discharge end voltage level and the current value. When the current value i4 is large, the voltage level V4 is low, and when the current value i3 is small, the voltage level V4 is high.
2 can be protected.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明による第1の課題解決手段によれ
ば、本体周囲に設けた複数個の超音波センサを前後左右
の方向グループ毎に同時に駆動受信し、自ら発射した超
音波のみならず他の超音波センサから発射された超音波
も受信することにより検出できない障害物をほとんどな
くした掃除ロボットを提供ができるものである。
According to the first problem solving means of the present invention, a plurality of ultrasonic sensors provided around the main body are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left and right direction groups, and not only the ultrasonic waves emitted by themselves are received. It is possible to provide a cleaning robot in which obstacles that cannot be detected are almost eliminated by receiving the ultrasonic waves emitted from other ultrasonic sensors.

【0032】第2の課題解決手段によれば、複数個の超
音波センサの前後左右の方向グループ毎に同時に駆動受
信する場合と、独自に駆動受信する場合とをタイミング
手段で定期的に切り換え、検出できない障害物をなくす
と同時に、障害物がどの位置にあるかも検出する掃除ロ
ボットを提供できるものである。
According to the second means for solving the problems, the timing means periodically switches between the case where the plurality of ultrasonic sensors are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left and right direction groups, and the case where the plurality of ultrasonic sensors are independently driven and received, It is possible to provide a cleaning robot that eliminates obstacles that cannot be detected and at the same time detects the position of the obstacle.

【0033】第3の課題解決手段によれば、複数個の超
音波センサの前後左右の方向グループ毎に同時に駆動受
信する場合と、独自に駆動受信する場合とをタイミング
手段で定期的に切り換え、検出できない障害物をなくす
と同時に、障害物がどの位置にあるかも検出し、前後進
進切り換え手段により前進時には前進方向のみの超音波
センサを同時に駆動受信し、後進時には後進方向のみの
超音波センサを同時に駆動受信することにより、短い周
期で必要な超音波センサのみを駆動し、障害物検出時間
を速くすることにより掃除ロボットの移動速度の速い掃
除ロボットを提供できるものである。
According to the third means for solving the problems, the timing means periodically switches between the case where the ultrasonic sensors are simultaneously driven and received for each of the front, rear, left and right direction groups, and the case where the ultrasonic sensors are individually driven and received, At the same time as eliminating the undetectable obstacle, it also detects the position of the obstacle, and the forward / reverse switching means simultaneously receives and receives the ultrasonic sensor in the forward direction only when moving forward, and the ultrasonic sensor in the backward direction only when moving backward. It is possible to provide a cleaning robot in which the moving speed of the cleaning robot is high by driving only the required ultrasonic sensor in a short cycle by shortening the obstacle detection time by simultaneously receiving and receiving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す掃除ロボットのブ
ロック図
FIG. 1 is a block diagram of a cleaning robot showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同掃除ロボットの断面図FIG. 2 is a sectional view of the cleaning robot.

【図3】同掃除ロボットの平面断面図FIG. 3 is a plan sectional view of the cleaning robot.

【図4】同掃除ロボットの動作説明図FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the cleaning robot.

【図5】同掃除ロボットの超音波センサの動作説明図FIG. 5 is an operation explanatory diagram of an ultrasonic sensor of the cleaning robot.

【図6】本発明の第2の実施例を示す掃除ロボットのブ
ロック図
FIG. 6 is a block diagram of a cleaning robot showing a second embodiment of the present invention.

【図7】同掃除ロボットの超音波センサの駆動タイミン
グ図
FIG. 7 is a drive timing diagram of an ultrasonic sensor of the cleaning robot.

【図8】本発明の第3の実施例を示す掃除ロボットのシ
ステム構成図
FIG. 8 is a system configuration diagram of a cleaning robot showing a third embodiment of the present invention.

【図9】同掃除ロボットの超音波センサの駆動タイミン
グ図
FIG. 9 is a drive timing diagram of an ultrasonic sensor of the cleaning robot.

【図10】同掃除ロボットのブロック図FIG. 10 is a block diagram of the cleaning robot.

【図11】同掃除ロボットに使用されるバッテリーの放
電曲線図
FIG. 11 is a discharge curve diagram of a battery used in the cleaning robot.

【図12】同掃除ロボットの他のブロック図FIG. 12 is another block diagram of the cleaning robot.

【図13】同掃除ロボットの他のブロック図FIG. 13 is another block diagram of the cleaning robot.

【図14】同掃除ロボットに使用されるバッテリー終止
電圧と使用電流の相関図
FIG. 14 is a correlation diagram of a battery end voltage and a current used in the cleaning robot.

【符号の説明】 1 本体 2 操舵兼駆動手段 3 キャスタ 7 清掃手段 8 超音波センサ 9 操作用ハンドル 10 使用モード切り換え手段 11 判断処理手段 12 バッテリー 16 超音波同時駆動受信手段 19 タイミング手段 20 超音波独立駆動受信手段 21 前後進切り換え手段 23 電圧検出手段 24 使用モード対応電圧レベル切り換え手段 25 電流検出手段[Explanation of symbols] 1 body 2 Steering and driving means 3 casters 7 Cleaning means 8 ultrasonic sensors 9 Operating handle 10 Usage mode switching means 11 Judgment processing means 12 batteries 16 Ultrasonic simultaneous drive receiving means 19 Timing means 20 Ultrasonic independent drive receiving means 21 Forward / reverse switching means 23 Voltage detection means 24 Usage mode voltage level switching means 25 Current detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 藤原 俊明 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 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 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 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5−46246(JP,A) 特開 平5−100742(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/00 102 A47L 9/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuyasu Ogawa 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Toshiaki Fujiwara 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Company (72) Inventor Osamu Eguchi 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Hirofumi Inui 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Invention Takafumi Ishibashi 1006, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Yoshifumi Takagi, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture 1006 Kadoma, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Yoshiki Kuroki, Kadoma, Osaka Prefecture 1006 Kadoma, Ichimaji, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-5-46246 (JP, A) JP-A-5-100742 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) A47L 9/00 102 A47L 9/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 本体下部に設けた左右独立駆動輪構成の
操舵兼駆動手段と、床ノズルとファンモータで構成され
る清掃手段と、前方、後方、左方、右方の各方向毎に複
数個設けた超音波センサを前後左右の方向グループ毎に
同時に駆動する駆動手段と、障害物より反射された超音
波を前後左右の方向グループ毎に同時に受信する受信手
段と、本体の自立移動を制御する判断処理手段とを備
え、前記超音波センサは、前記前後左右の方向グループ
毎において、自ら発射した超音波のみならず他の超音波
センサから発射された超音波も受信することができる掃
除ロボット。
1. A steering / driving means having left and right independent drive wheels provided at a lower portion of a main body, a cleaning means including a floor nozzle and a fan motor, and a plurality of cleaning means for each of front, rear, left and right directions. Driving means for simultaneously driving the ultrasonic sensors provided individually for each of the front, rear, left and right direction groups, receiving means for simultaneously receiving the ultrasonic waves reflected from the obstacle for each of the front, rear, left and right direction groups, and controlling the independent movement of the main body Determination processing means for performing the ultrasonic sensor,
Each time, a cleaning robot that can receive not only the ultrasonic waves emitted by itself but also the ultrasonic waves emitted from other ultrasonic sensors.
【請求項2】 本体下部に設けた左右独立駆動輪構成の
操舵兼駆動手段と、床ノズルとファンモータで構成され
る清掃手段と、前方、後方、左方、右方の各方向毎に複
数個設けた超音波センサを前後左右の方向グループ毎に
同時に駆動する駆動手段と、障害物より反射された超音
波を前後左右の方向グループ毎に同時に受信する受信手
段と、前記複数個の超音波センサを独自に駆動し反射さ
れた超音波を受信する超音波独立駆動受信手段と、前記
駆動手段、受信手段、超音波独立駆動受信手段とを定期
的に切り換えるタイミング手段と、本体を制御する判断
処理手段とを設けた掃除ロボット。
2. Steering and driving means having left and right independent drive wheels provided at a lower portion of the main body, cleaning means composed of a floor nozzle and a fan motor, and a plurality of cleaning means for each of front, rear, left and right directions. Driving means for simultaneously driving the ultrasonic sensors provided individually for each of the front, rear, left and right direction groups, receiving means for simultaneously receiving the ultrasonic waves reflected from the obstacle for each of the front, rear, left and right direction groups, and the plurality of ultrasonic waves Ultrasonic independent drive receiving means for independently driving the sensor to receive reflected ultrasonic waves, timing means for periodically switching the driving means, receiving means, and ultrasonic independent drive receiving means, and judgment for controlling the main body A cleaning robot provided with a processing means.
【請求項3】 本体下部に設けた左右独立駆動輪構成の
操舵兼駆動手段と、床ノズルとファンモータで構成され
る清掃手段と、前方、後方、左方、右方の各方向毎に複
数個設けた超音波センサを前後左右の方向グループ毎に
同時に駆動する駆動手段と、障害物より反射された超音
波を前後左右の方向グループ毎に同時に受信する受信手
段と、前記複数個の超音波センサを独自に駆動し反射さ
れた超音波を受信する超音波独立駆動受信手段と、前記
駆動手段、受信手段、超音波独立駆動受信手段とを定期
的に切り換えるタイミング手段と、本体の前進時には前
進方向のみの超音波センサを同時駆動し後進時には後進
方向のみの超音波センサを同時駆動する前後進切り換え
手段と、本体を制御する判断処理手段とを設けた掃除ロ
ボット。
3. Steering and driving means having left and right independent drive wheels provided at the bottom of the main body, cleaning means composed of a floor nozzle and a fan motor, and a plurality of cleaning means for each of the front, rear, left and right directions. Driving means for simultaneously driving the ultrasonic sensors provided individually for each of the front, rear, left and right direction groups, receiving means for simultaneously receiving the ultrasonic waves reflected from the obstacle for each of the front, rear, left and right direction groups, and the plurality of ultrasonic waves Ultrasonic independent drive receiving means for independently driving the sensor to receive reflected ultrasonic waves, timing means for periodically switching the driving means, receiving means, and ultrasonic independent drive receiving means, and forward movement when the main body moves forward A cleaning robot provided with forward / reverse switching means for simultaneously driving ultrasonic sensors only in the backward direction and simultaneously driving ultrasonic sensors in the backward direction only, and a judgment processing means for controlling the main body.
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