JP3741542B2 - 掃除ロボット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律走行する掃除ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の掃除ロボットは定められた領域内で図８に示すように、掃除ロボット本体１が走行軌跡２０のような予め定められた経路に沿って蛇行走行し、掃除機で吸引掃除を行うものである。
【０００３】
また、特開平３−１０６３１９に開示されている自走式掃除機は図９に示すように、清掃手段６１と、走行手段６２と、操舵手段６３と、障害物検知手段６４と、清掃区域を記憶する記憶部６５と、床ノズルと、ごみ検知手段６６と、ごみ領域制御手段６７と、本体の前進・後退・停止・方向転換を制御する判断処理手段６８と、電源６９と、操作部７０と、方向検知センサ７１とを備え、部屋の周囲の壁に沿って障害物を回避しながら掃除し、ごみ検知手段６６で検知されたごみの量に応じて移動速度を制御しながら掃除するものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の掃除ロボットは、プログラムされた経路に従って掃除を行いながら自動運転するものであり、ごみの量に応じて単に移動速度を制御するだけで、ごみの吸い残しを減らすようにしている。従って、基本動作は予めプログラムされた経路に従って自動運転するもので、ごみの多い場所を走行経路を制御しながら重点的に掃除することはできないという問題があった。
【０００５】
本発明の第１の目的（請求項１、２、３）は、上記従来の課題を解決するもので、ごみの多い場所を優先的に掃除する掃除ロボットを提供するものである。
【０００６】
また、本発明の第２の目的（請求項４、５）は、掃除時にごみの多い場所を優先的に掃除している期間、使用者に動作状態を知らしめることのできる掃除ロボットを提供するものである。
【０００７】
また、本発明の第３の目的（請求項６）は、掃除時にごみの多い場所を識別表示することで、使用者に掃除区域の汚れ具合等を知らしめることのできる掃除ロボットを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、本体と、清掃手段と、前記本体を移動させる左右の駆動車輪を備える走行手段と、該走行手段を制御する操舵手段と、前記本体に設けられた障害物との距離を検知する障害物検知手段と、前記本体に電力を供給する電源手段を備え、所定の領域を走行しながら前記清掃手段によって清掃作業を行う掃除ロボットにおいて、
前記清掃手段に設けられたごみ検知手段により掃除されたごみ量を検知し、設定ごみ量以上を検知すると、前記操舵手段によって前記左右の駆動車輪を互いに逆方向に回転させることで前記左右の駆動車輪の間隔の中点を中心として前記本体を回転しつつ前記清掃手段によって清掃作業を行う回転掃除を開始し、所定回数前記本体を回転させたとき前記回転掃除を停止するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、本体と、清掃手段と、前記本体を移動させる左右の駆動車輪を備える走行手段と、該走行手段を制御する操舵手段と、前記本体に設けられた障害物との距離を検知する障害物検知手段と、前記本体に電力を供給する電源手段を備え、所定の領域を走行しながら前記清掃手段によって清掃作業を行う掃除ロボットにおいて、
前記清掃手段に設けられたごみ検知手段により掃除されたごみ量を検知し、第１の設定ごみ量以上を検知すると、前記操舵手段によって前記左右の駆動車輪を互いに逆方向に回転させることで前記左右の駆動車輪の間隔の中点を中心として前記本体を回転しつつ前記清掃手段によって清掃作業を行う回転掃除を開始し、
第２の設定ごみ量以下になったことを検知したとき、前記回転掃除を停止するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の掃除ロボットにおいて、前記回転掃除を所定角度行わせた後、前後に移動させる前後移動掃除走行を行わせるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記回転掃除を行っている期間、メロディ等の音を鳴らす音響手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、前記回転掃除を行っている期間、回転掃除中であることを知らせる表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、本体が移動した掃除走行軌跡および回転掃除を行った場所を記憶する軌跡記憶手段と、該軌跡記憶手段の記憶内容に基づき移動した軌跡又は掃除済区域および回転掃除を行った場所を表示する表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
従って、請求項１記載の掃除ロボットによると、本体がごみの多い区域を通過し、ごみ検知手段が所定のごみ量以上であることを検知すると、操舵手段が所定回数回転掃除を行わせる。その結果、ごみの多い区域を先に優先して念入りに掃除することができ、且つ、畳・フローリングの筋目がある場所でも３６０°回転することにより、必ず筋目に沿う方向から掃除することになり、ごみの吸い取り残りが生ずるのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の掃除ロボットによると、ごみ検知手段が、清掃手段により掃除されたごみ量を検出し、その検出したごみ量の値が予め定めた第１の設定ごみ量以上であると、操舵手段は回転掃除を開始させ、ごみ検知手段により検知したごみ量が第２の設定ごみ量以下になったことを検知すると操舵手段は回転掃除を停止させる。これにより、ごみの多い区域を通った場合、３６０°回転掃除を開始し、ごみの少ない状態を検知するまで回転掃除を行わせることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の掃除ロボットによると、ごみの多い区域を通った場合、操舵手段により３６０°回転掃除を開始し、回転途中で前後移動制御手段によって前後に移動する掃除走行を行うため、より筋目に沿う方向から念入りに掃除することができ、ごみの吸い取りをより効果的に行わせることができる。
【００１７】
また、請求項４および５記載の掃除ロボットによると、回転掃除中は音響手段あるいは表示手段によりメロディ等の音を発生させたり、点滅表示等の表示を行わせるので、使用者にごみの多い場所を優先的に回転掃除による清掃を行わせていることを報知することができる。
【００１８】
また、請求項６記載の掃除ロボットは、軌跡記憶手段により、本体が掃除走行した軌跡および回転掃除を行った場所を記憶し、この記憶内容に基づき、表示手段に掃除走行した軌跡および回転掃除した場所を表示させることができる。従って、ごみが多かった場所、即ち、回転掃除を行った位置を識別表示し、掃除区域の汚れ具合を使用者に知らせることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。同図において、１は移動する掃除ロボット本体であり、この掃除ロボット本体１には、移動のための左右の駆動車輪５１、５２を含む操舵兼駆動装置５と補助輪６が設けられている。前記掃除ロボット本体１内には、各部に電力を供給するバッテリー４と、障害物との距離を測定する距離センサ２１、２２、２３、２４と、前記駆動車輪５１、５２のそれぞれに設けられた走行距離センサ（図示せず）と、本体１の動作を制御する制御部３と、回転ブラシ、吸い込み口、クリーナ部から構成される掃除手段９と、吸い込み口を通過するごみの量を検知するフォトインタラプタ等からなるごみ検知手段１０と、使用者に掃除済区域等の動作状況を知らせる表示部７と、使用者に掃除ロボットの動作状況を音で知らせるスピーカ８を設けている。
【００２０】
上記構成において、まず通常の掃除ロボット本体１の動作を説明する。制御部３には、予め掃除を行うエリアが記憶されている。掃除ロボット本体１の周囲に設置した距離センサ２１、２２、２３、２４により壁面等の障害物の有無および、障害物との距離を測定し、この測定結果に基づき、駆動車輪５１、５２の速度差を制御して掃除ロボット本体１の移動方向の制御、つまり操舵制御を行い、掃除部９で掃除を行いながら自律走行する。そして、前記制御部３に予め記憶されたエリアを掃除する。この時の軌跡を掃除済区域として表示部７に表示する。
【００２１】
＜実施形態１＞図２は、本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。決められた走行パターンに従って掃除走行を開始した掃除ロボット本体１は、ステップＳ１において、ごみ検知手段１０で検知したごみ量から、ごみ量が多い状態を示す設定量以上であるか否かを制御部３で判断して、設定量以上の場合は、ステップＳ２で回転掃除を行う。この回転掃除は例えば、図１に示す左側駆動車輪５１を前進方向に回転させ、右側駆動車輪５２を後進方向に回転させることによって行わせることができ、駆動車輪５１、５２の間隔の中点を中心として右方向に掃除ロボット本体１が回転するようになる。次にステップＳ３で、上記の回転数が予め設定されている回転数、例えば１回転だけ回転したことを検出すると、通常の走行パターンに戻り、通常の掃除走行を継続する。
【００２２】
従って、ごみが多い区域を走行すると、通常の走行パターンとは別の回転掃除を行い、念入り掃除を行うことができる。このとき、畳・フローリング等の筋目がある場合、床面においては、３６０°回転することにより、必ず筋目に沿う方向から掃除することになり、ごみの吸い取り残りが生ずるのを防止することができる。
【００２３】
図３は前記回転掃除が行われた場合に、掃除走行軌跡と回転掃除軌跡を表示する表示方法を示す図である。掃除ロボット本体１が通常の走行パターンに従って掃除走行を行っている場合は、その軌跡２０を表示部７に図示するようなパターンで表示する。設定ごみ量以上のゴミ量を検知し、掃除ロボットが回転掃除を行っている場合は、回転掃除を行っている位置で掃除ロボット本体１を示す表示マーク２１を点滅表示させる。その結果、使用者に対して、ごみ量が多いため回転掃除を行っていることを示すことができ、故障等で回転を始めた等の誤解を与えないようにすることができる。なお、この実施形態では、表示部７で表示マーク２１を点滅表示させるものについて説明したが、掃除ロボット本体１の表示マークが回転するピクチャ表示を行ったり、また、ＬＥＤ等の別の表示部を設け表示させるようにしてもよい。
【００２４】
また、スピーカ８により、回転掃除を行っている期間、メロディ等を発生させれば、離れた位置にいる使用者に対しても、ごみが多いため回転掃除を行っていることを知らせることができる。
【００２５】
＜実施形態２＞図４は、本発明の第２の実施形態における掃除ロボットの走行方式を示すフローチャートである。決められた走行パターンに従って掃除走行を開始した掃除ロボット本体１は、ステップＳ１０において、ごみ検知手段１０で検知したごみ量が多い状態を示す第１の設定量以上であるか否か制御部３で判断する。そして、第１の設定量以上であることを検知すると、ステップＳ１１で回転掃除を行わせる。そして、ステップＳ１２でごみ量が少ない状態を示す第２の設定量以下になったことを検知するまで回転掃除を行う。その結果、ごみ量が多い場所での清掃を確実に行わせることができる。
【００２６】
＜実施形態３＞図５は、本発明の第３の実施形態における掃除ロボットの動作を示すフローチャートである。決められた掃除パターンに従って掃除走行パターンに従って掃除走行を開始した掃除ロボット本体１は、ごみ検知ステップＳ２０において、１０で検知したごみ量が多い状態を示す設定量以上であるか否かを制御部３で判断する。設定量以上であることを検知すると、ステップＳ２１で所定角度回転を行い、その後ステップＳ２２で制御部３に予め設定された回数だけ前後に掃除走行する。次に、ステップＳ２３において、予め制御部３に設定された回転数だけ掃除ロボット本体１が回転掃除を行ったか否かを判断し、設定された回転数に達していない場合はステップＳ２１に戻り、回転掃除が予め設定された所定の回転数になるまで前記ステップＳ２１からＳ２３までの動作を繰り返す。そして、所定角度ずつ回転させながら、回転掃除とその後の前後への掃除走行を繰り返し行う。
【００２７】
図６は、この場合の掃除ロボットの動作を説明するためのものである。掃除ロボット本体１は、左右の駆動輪５１、５２を個々に回転制御することによって、所定角度だけ回転方向に回転した後、前後方向に走行する。即ち、図６（ａ）に示すように上下方向に、また図６（ｂ）に示すように左右方向に走行させる等任意の方向に走行させることができ、回転掃除場所での任意の方向への前後掃除走行を行わせることができる。その結果、任意の方向の筋目に沿った掃除が可能になり、ごみの吸い取りを更に効果的に行わせることができる。
【００２８】
＜実施形態４＞
図７は、本発明の第４の実施形態を説明するための図であり、掃除ロボットの移動経路および該掃除ロボットによる掃除済区域を表示部に表示した一例を示すものである。掃除ロボット１により掃除を行った区域は、図７に示すように走行パターンの軌跡２０として表示部７に随時表示されるが、ごみ検知手段１０で検知されたごみの量に応じて回転掃除を行った場所を表示パターン２２で示すように区別して表示する。このような表示を行わせることにより、掃除区域の汚れ具合を使用者に報知することができる。ここでは、場所をパターンで表示したが、色の識別表示を行ってもよい。なお、上記した通常の走行パターン２０は、予め部屋のマップを制御部３に記憶している場合の折返し走行を行う例について示しているが、これに限るものでなく、最初に壁に沿って移動しながら掃除を行い、部屋を一周し終わると、この移動軌跡内を清掃区域と判断して、この清掃区域内を障害物を回避しながら自動清掃する走行パターンであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記のような構成であるので、ごみの多い区域を検知すると、その区域で回転掃除を行い、ごみの多い区域を優先して確実に掃除を行わせることができ、人が実際に掃除を行う動作に近い掃除動作を行う掃除ロボットを提供することができる。従って、ごみの多少には関係なく掃除経路が一定の掃除ロボットに比べ、掃除を確実に行うことができるとともに掃除ロボットの動作に親近感・安心感を持たせることができる。また、畳・フローリング等の筋目がある場合、床面においては、ごみが多い区域で３６０°回転して清掃するので、必ず筋目に沿う方向からの掃除を行わせることができ、ごみの吸い取りをより効果的に行わせることができる。
【００３０】
また、回転掃除を行っている場合には、音あるいは点滅表示などで回転掃除中であることを使用者に報知するので、使用者に故障で回転している等の不安を与える恐れがない。
【００３１】
また、ごみの多い場合の回転掃除をした場所を特定のパターンで表示部に表示できるようにしているので、使用者が掃除区域の汚れ具合を後から知ることができ、ごみ収納袋の取り換えや、今後の掃除間隔の変更等に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の掃除ロボットの一実施形態の要部を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。
【図３】 本発明の掃除ロボットの掃除走行パターンを説明するための図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。
【図５】 本発明の第３の実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。
【図６】 本発明の掃除ロボットの回転掃除の動作を説明するための図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態の掃除走行パターンを示す図である。
【図８】 従来の掃除ロボットの移動経路の説明図である。
【図９】 従来の掃除ロボットの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 掃除ロボット本体
３ 制御部
４ バッテリー
５ 操舵・駆動装置
６ 補助輪
７ 表示部
８ スピーカ
９ 掃除部
１０ ごみ検知手段
２１，２２，２３，２４ 距離センサ
５１ 左側駆動車輪
５２ 右側駆動車輪

Claims (6)

1. 本体と、
   清掃手段と、
   前記本体を移動させる左右の駆動車輪を備える走行手段と、
   該走行手段を制御する操舵手段と、
   前記本体に設けられた障害物との距離を検知する障害物検知手段と、
   前記本体に電力を供給する電源手段を備え、所定の領域を走行しながら前記清掃手段によって清掃作業を行う掃除ロボットにおいて、
   前記清掃手段に設けられたごみ検知手段により掃除されたごみ量を検知し、設定ごみ量以上を検知すると、前記操舵手段によって前記左右の駆動車輪を互いに逆方向に回転させることで前記左右の駆動車輪の間隔の中点を中心として前記本体を回転しつつ前記清掃手段によって清掃作業を行う回転掃除を開始し、
   所定回数前記本体を回転させたとき、前記回転掃除を停止するようにしたことを特徴とする掃除ロボット。
2. 本体と、
   清掃手段と、
   前記本体を移動させる左右の駆動車輪を備える走行手段と、
   該走行手段を制御する操舵手段と、
   前記本体に設けられた障害物との距離を検知する障害物検知手段と、
   前記本体に電力を供給する電源手段を備え、所定の領域を走行しながら前記清掃手段によって清掃作業を行う掃除ロボットにおいて、
   前記清掃手段に設けられたごみ検知手段により掃除されたごみ量を検知し、第１の設定ごみ量以上を検知すると、前記操舵手段によって前記左右の駆動車輪を互いに逆方向に回転させることで前記左右の駆動車輪の間隔の中点を中心として前記本体を回転しつつ前記清掃手段によって清掃作業を行う回転掃除を開始し、
   第２の設定ごみ量以下になったことを検知したとき、前記回転掃除を停止するようにしたことを特徴とする掃除ロボット。
3. 請求項１又は２記載の掃除ロボットにおいて、
   前記回転掃除を所定角度行わせた後、前後に移動させる前後移動掃除走行を行わせるようにしたことを特徴とする掃除ロボット。
4. 請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、
   前記回転掃除を行っている期間、メロディ等の音を鳴らす音響手段を設けたことを特徴とする掃除ロボット。
5. 請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、
   前記回転掃除を行っている期間、回転掃除中であることを知らせる表示手段を設けたことを特徴とする掃除ロボット。
6. 請求項１、２、３のいずれかに記載の掃除ロボットにおいて、
   本体が移動した掃除走行軌跡および回転掃除を行った場所を記憶する軌跡記憶手段と、該軌跡記憶手段の記憶内容に基づき移動した軌跡又は掃除済区域および回転掃除を行った場所を表示する表示手段を設けたことを特徴とする掃除ロボット。

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