JP6239971B2

JP6239971B2 - 走行体および走行体装置

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Publication number: JP6239971B2
Application number: JP2013267412A
Authority: JP
Inventors: 星野　享; 享星野
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP2015125469A

Description

本発明の実施形態は、外部装置からの移動指令に対応して本体ケースが移動するように駆動輪を駆動させる走行体およびこれを備えた走行体装置に関する。

従来、例えばセンサなどを用いて障害物などを検出しつつ、被掃除面としての床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。近年、このような電気掃除機を用いて、外出中の自宅の様子(例えば窓が開けたままになっていないか、電気が点いたままになっていないかなど)やペットの様子などを監視および確認できるように、この電気掃除機を携帯端末によって遠隔操作して室内を走行させ、室内の様子をカメラによって撮像できるようにしたシステムがある。

そして、使用者は、所望の場所まで電気掃除機を移動させ、搭載したカメラなどの撮像手段を用いて撮像を行うことで、例えばペットや鍵の施錠状況などを撮像し、室内に設置したアクセスポイントとの無線通信などによって、インターネットなどのネットワークを介して遠隔地にいる使用者に画像を送信することが可能となる。また、遠隔地からの操作によって、掃除の指示を行うことも可能となる。

しかしながら、個人の家や部屋では、工場やオフィスなどとは異なり無線の電波受信可能領域を的確に設計していないことが多く、無線の電波が届かない死角が発生しやすい。そのため、電気掃除機をリアルタイムで遠隔操作中に、通信電波の届かない領域に電気掃除機が入り込み、操作不能とならないようにすることが求められる。

特開２００５−１１８３５４号公報

本発明が解決しようとする課題は、遠隔操作時の送信手段と通信手段との通信状況の悪化に起因する不具合を解消できる走行体およびこれを備えた走行体装置を提供することである。

実施形態の走行体は、本体ケースを有する。また、この走行体は、本体ケースを走行可能とする駆動輪を有する。さらに、この走行体は、外部装置からの信号を無線送信する送信手段に対して無線通信が可能な通信手段を有する。そして、この走行体は、駆動輪の駆動を制御する制御手段を有する。制御手段は、通信手段により送信手段を介して外部装置からの遠隔操作指令信号を受信したときには、外部装置からの移動指令信号に対応して本体ケースが移動するように駆動輪を駆動させる操作モードを有する。また、制御手段は、送信手段と通信手段との間の通信の電界強度が所定以下となったときには、本体ケースを自動的に移動させるように駆動輪を駆動させる自動モードを有する。さらに、制御手段は、自動モードのときに、送信手段と通信手段との通信の電界強度を所定以上に復帰させる復帰動作をさせる制御と、駆動輪を駆動させて本体ケースを予め設定された所定の位置に移動する位置移動動作をさせる制御とを選択的に行う。そして、制御手段は、復帰動作を、操作モードのときに送信手段と通信手段との通信の電界強度が漸減した場合に行う。または、制御手段は、位置移動動作を、操作モードのときに送信手段と通信手段との通信の電界強度が急減した場合に行う。

一実施形態の走行体の操作モードおよび自動モードでの動作を模式的に示す斜視図であり、(a)はその動作の一の例を示し、(b)はその動作の他の例を示す。 (a)は同上走行体の内部構造を示すブロック図、(b)は外部装置の内部構造を示すブロック図である。同上走行体を備えた走行体装置を示す斜視図である。同上走行体を下方から示す平面図である。同上外部装置を模式的に示す説明図である。同上走行体の制御の一部を示すフローチャートである。同上走行体の自動モードの制御を示すフローチャートである。

以下、一実施形態の構成を図面を参照して説明する。

図１ないし図５において、10は走行体装置としての電気掃除装置を示し、この電気掃除装置10は、自律走行体としての走行体である電気掃除機本体11と、この電気掃除機本体11の充電用の基地部となる充電装置(充電台)12とを備えている。そして、電気掃除機本体11は、例えば部屋Ｒ内などに配置された送信手段としてのアクセスポイント14との間でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)などの無線通信を用いて通信(送受信)することにより、インターネットなどの(外部)ネットワーク15を介して外部装置16と無線通信可能となっている。

この電気掃除機本体11は、本実施形態において、被掃除面としての床面上を自律走行(自走)しつつ床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナである。そして、この電気掃除機本体11は、走行・掃除部として、中空状の本体ケース20、この本体ケース20内に収容された動作部(掃除部)としての電動送風機21、この電動送風機21の吸込側に連通する集塵部22、例えば走行用の複数(一対)の駆動部としての駆動輪23，23、これら駆動輪23，23を駆動させる動作部としての駆動手段であるモータ24，24、旋回用の旋回輪25、本体ケース20の下部に床面に沿って旋回可能に配置された例えば複数(一対)の旋回清掃部(掃除部)としての補助掃除手段であるサイドブラシ26，26、これらサイドブラシ26，26を旋回させる動作部(掃除部)としての旋回駆動手段であるサイドブラシモータ27，27、本体ケース20の下部に回転可能に配置された回転清掃体(掃除部)としての掃除手段である回転ブラシ28、および、この回転ブラシ28を回転駆動させる動作部(掃除部)としての回転駆動手段であるブラシモータ29などを備えている。また、この電気掃除機本体11は、入出力・制御部として、各種センサを有する動作部としてのセンサ部31、受信手段としての走行体側受信手段である受光部32、走行体側送信手段である発光部33、入力操作手段および表示手段の機能を有するタッチパネル34、撮像手段としてのカメラ35、通信手段としての無線通信手段である無線ＬＡＮデバイス36、この無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との間の無線の電界強度(電波強度)を検出する強度検出手段37、および、回路基板などにより構成された制御手段38などを備えている。そして、この電気掃除機本体11には、上記の各部に対して給電する二次電池39を本体ケース20内に備えている。なお、以下、電気掃除機本体11(本体ケース20)の走行方向に沿った方向を前後方向(図３などに示す矢印FR，RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。

本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより平坦な円柱状(円盤状)などに形成されており、円形状の下面の幅方向の中央部の後部寄りの位置に、幅方向に長手状、すなわち横長の吸込口41が開口されている。また、この本体ケース20には、カメラ35が配置されている。

吸込口41は、集塵部22を介して電動送風機21の吸込側と連通している。また、この吸込口41には、回転ブラシ28が回転可能に配置されている。

電動送風機21は、駆動により負圧を発生させて吸込口41から集塵部22へと塵埃を吸い込むもので、例えば吸込側を後方に向けて、かつ、軸方向を前後方向(水平方向)に沿わせて本体ケース20の内部に収容されている。なお、この電動送風機21は、例えば回転ブラシ28などによって集塵部22へと塵埃を掻き上げる構成などの場合には不要となることもあり、必須の構成ではない。

集塵部22は、電動送風機21の駆動により吸込口41から吸い込まれた塵埃を捕集するものであり、例えば本体ケース20の後部に位置しており、本体ケース20に対して着脱可能となっている。

各駆動輪23は、電気掃除機本体11(本体ケース20)を床面上で前進方向および後退方向に走行(自律走行)させる、すなわち走行用のものであり、左右幅方向に沿って図示しない回転軸を有する円盤状に形成されている。また、これら駆動輪23は、本体ケース20の下部の前後方向の中心付近の位置にて、吸込口41の両側方に幅方向に互いに離間されて配置されており、幅方向に対称な位置となっている。

各モータ24は、例えば駆動輪23のそれぞれに対応して配置されており、各駆動輪23を独立して駆動させることが可能となっている。これらモータ24は、各駆動輪23に直接接続されていてもよいし、ギヤ、あるいはベルトなどの図示しない伝達手段を介して各駆動輪23と接続されていてもよい。

旋回輪25は、本体ケース20の幅方向の略中央部で、かつ、前部に位置しており、床面に沿って旋回可能な従動輪である。

各サイドブラシ26は、放射状に突出して床面と接触する複数(例えば３つ)の清掃体としてのブラシ毛43をそれぞれ有している。そして、サイドブラシ26，26は、本体ケース20にて駆動輪23，23の前方でかつ旋回輪25の後方の両側方の位置に配置されている。

各サイドブラシモータ27は、各サイドブラシ26を、本体ケース20の幅方向中心側へと、換言すれば右側のサイドブラシ26を左側へと、左側のサイドブラシ26を右側へと、すなわち各サイドブラシ26により塵埃を吸込口41側へと掻き集めるようにそれぞれ回転可能である。

なお、これらサイドブラシ26およびサイドブラシモータ27は、電動送風機21あるいは回転ブラシ28により充分に掃除できれば必須の構成ではない。

回転ブラシ28は、長尺状に形成され、吸込口41の幅方向両側部に両端部が回動可能に軸支されている。そして、この回転ブラシ28は、吸込口41から本体ケース20の下面の下方へと突出しており、電気掃除機本体11を床面上に載置した状態で下部が床面に接触して塵埃を掻き取るように構成されている。

ブラシモータ29は、本体ケース20の内部に収容されており、機構部としての図示しないギヤ機構を介して回転ブラシ28と接続されている。

なお、これら回転ブラシ28およびブラシモータ29は、電動送風機21あるいはサイドブラシ26，26により充分に掃除できれば必須の構成ではない。

また、センサ部31は、例えばモータ24の回転数を測定する光エンコーダなどの回転数センサ、壁や家具などの障害物を検出する赤外線センサなどの障害物検出手段(障害物センサ(測距センサ))、床面の段差などを検出する赤外線センサなどの段差検出手段(段差センサ)、および、充電装置12などへの衝突防止用の赤外線センサなどの衝突防止検出手段(衝突防止センサ)などの機能を備え、本体ケース20の上部、外周部(前部および後部)および下部などの各部に配置されている。

受光部32は、充電装置12から発光された赤外線などを検出することで充電装置12の位置を推定するためのものである。

発光部33は、充電装置12へと赤外線などを発光するものであり、例えば本体ケース20の上部に配置されている。

タッチパネル34は、使用者が各種設定を直接入力可能であるとともに、電気掃除機本体11に関する各種情報を表示するものであり、例えば本体ケース20の上部に配置されている。

カメラ35は、本体ケース20の所定方向、本実施形態では前方から前方上部に亘る領域の画像(動画および静止画)を撮像するデジタルビデオカメラなどであり、例えば本体ケース20の前部の左右方向の中央部にて本体ケース20の外周部あるいは上部など、すなわち本体ケース20の正面部に配置されている。そして、このカメラ35は、撮像した画像をデータ化して制御手段38に出力することが可能である。

無線ＬＡＮデバイス36は、アクセスポイント14およびネットワーク15を介して外部装置16と無線通信をするためのものである。したがって、この無線ＬＡＮデバイス36を介して、ネットワーク15から各種情報を、アクセスポイント14を介して受信したり、外部装置16から各種情報を、アクセスポイント14を介して入力したり、外部装置16へと、アクセスポイント14を介して各種情報を送信したりすることが可能となっている。すなわち、この無線ＬＡＮデバイス36は、外部装置16からネットワーク15を介してアクセスポイント14から送信された外部信号を受信する通信手段の機能、および、アクセスポイント14を介して外部装置16に電気掃除機本体11の各種情報を報知する情報報知手段の機能を有している。

強度検出手段37は、無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との間の電界強度を検出し、その結果を制御手段38に出力可能となっている。

制御手段38は、制御手段本体であるＣＰＵ、このＣＰＵによって読み出されるプログラムなどの固定的なデータを格納した格納部であるＲＯＭ、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの各種メモリエリアを動的に形成するエリア格納部であるＲＡＭ、現在の日時などのカレンダ情報を計時するタイマなどを備えている。この制御手段38は、電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29、センサ部31、受光部32、発光部33、タッチパネル34、カメラ35、および、無線ＬＡＮデバイス36などと電気的に接続され、センサ部31による検出結果に基づいて、電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29などの駆動を制御する掃除モードと、充電装置12を介して二次電池39の充電を行う充電モードと、カメラ35による撮像を行う撮像モードと、動作待機中の待機モードとを有している。なお、この撮像モードには、外部装置16からの信号に応じて電気掃除機本体11(本体ケース20)を手動操作で移動させる操作モードと、電気掃除機本体11(本体ケース20)を自律走行させる自動モードとが設定されている。

二次電池39は、電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29、センサ部31、受光部32、発光部33、カメラ35、無線ＬＡＮデバイス36および制御手段38などに給電するものである。そして、この二次電池39は、例えば本体ケース20の下面の旋回輪25の両側すなわち前部に露出する充電端子45と電気的に接続されている。

一方、充電装置12は、充電装置ケース51を備え、この充電装置ケース51の内部には、二次電池39の充電用の充電回路を含む充電装置制御手段52が配置されている。そして、この充電装置ケース51には、充電装置制御手段52と電気的に接続された充電用端子53、商用電源と接続される電源コード54、例えば赤外線などにより充電装置12の位置情報などの各種信号を出力する充電装置発光部55、および、電気掃除機本体11の発光部33からの発光を受信する充電装置受光部56などが配置されている。

充電回路は、充電用端子53に充電端子45が接続された電気掃除機本体11の二次電池39を充電する定電流回路などである。

充電装置制御手段52は、例えば充電装置発光部55から発光する赤外線信号を生成したり、充電装置受光部56により受信した電気掃除機本体11の発光部33からの赤外線信号を処理したりするものである。そして、この充電装置制御手段52は、充電回路を介して二次電池39を充電するための充電モードと、動作待機中の待機モードとを有している。

充電用端子53は、充電装置ケース51の下部に露出しており、充電装置12へと移動(帰還)した電気掃除機本体11の充電端子45が機械的および電気的に接続されるものである。

電源コード54は、充電回路、充電装置発光部55および充電装置制御手段52と電気的に接続されており、壁部Ｗなどに設置されたコンセントと接続されることで、商用電源から充電回路へと給電可能とするものである。

充電装置発光部55は、電気掃除機本体11へと赤外線などを発光するものである。なお、この充電装置発光部55は、常時発光していてもよいし、例えば電気掃除機本体11の発光部33からの発光を充電装置受光部56により受光したときに発光してもよい。

充電装置受光部56は、電気掃除機本体11の発光部33から発光された赤外線などを検出することで電気掃除機本体11と充電装置12との位置関係を把握するためのものであり、例えば充電装置ケース51の上部に配置されている。

また、アクセスポイント14は、電気掃除機本体11および外部装置16とネットワーク15との中継点となるもので、ネットワーク15に対して例えば有線接続されている。このアクセスポイント14は、図示しない中継手段としての無線ＬＡＮデバイスなどを備えており、電気掃除機本体11の無線ＬＡＮデバイス36との間の無線通信の電界強度を監視し、この電界強度が所定未満となったときに外部装置16へとネットワーク15を介して報知する報知手段の機能を有している。

また、外部装置16は、例えば携帯端末、あるいは固定端末などであり、装置制御手段66、外部入力操作用の入力部67、タッチパネル機能を有する表示部68、および、端末通信手段としての無線ＬＡＮデバイス69などを備えている。

装置制御手段66は、外部装置制御手段本体であるＣＰＵ、このＣＰＵによって読み出されるプログラムなどの固定的なデータを格納した格納部であるＲＯＭ、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの各種メモリエリアを動的に形成するエリア格納部であるＲＡＭ、および、外部装置16のＯＳやデータやプログラム、および、電気掃除機本体11を遠隔操作するためのプログラムなどが記憶される不揮発性記憶部などを備えている。そして、装置制御手段66は、不揮発性記憶部に記憶されたデータを命令によって読み出したり、受け取ったデータなどを所定領域に記憶したり、プログラムを起動したりする。

入力部67は、キー信号の入力信号を処理し、操作されたキーに対応するキーコードなどを装置制御手段66に出力するものである。この入力部67には、電気掃除機本体11の遠隔操作用の四方向などの複数の操作入力手段である方向キー67a，67b，67c，67d、および、カメラ35による静止画像の撮像指令用の撮像操作入力手段である撮像キー67eなどが備えられている。これらのキー67a〜67eは、それぞれ例えば外部装置16に物理的に設けられて直接操作されるものでもよいし、電気掃除機本体11の遠隔操作プログラムの起動に伴い表示部68に表示され、表示部68のタッチパネル機能により操作されるものでもよい。例えば、撮像キー67eは、別途設けずに、使用者が表示部68に触れることで代用してもよい。そして、使用者は、カメラ35でリアルタイム、あるいは所定時間毎に撮像した室内の画像を、表示部68を介して目視しながらキー67a〜67eの操作をしてもよいし、予め部屋Ｒのレイアウトを外部装置16に入力しておき、このレイアウトに対応した模式的な画像と電気掃除機本体11の位置とを装置制御手段66によって表示部68に表示して、この表示に沿って操作してもよい。

表示部68は、装置制御手段66などからの指令に応じて受取ったデータやプログラムなどに基づいて情報を表示可能であり、例えば電気掃除機本体11がカメラ35で撮影した静止画像や動画などを表示可能となっている。

無線ＬＡＮデバイス69は、最寄りのアクセスポイント14およびネットワーク15を介して外部装置16と無線通信をするためのものである。したがって、この無線ＬＡＮデバイス69を介して、ネットワーク15から各種情報を、アクセスポイント14を介して受信したり、電気掃除機本体11へと、アクセスポイント14を介して、入力部67の方向キー67a〜67dの操作による移動指令信号、撮像キー67eの操作による撮像指令信号、および、撮像モードの終了指令信号などの各種情報を送信したりすることが可能となっている。なお、以下、説明をより明確にするために、電気掃除機本体11の無線ＬＡＮデバイス36と外部装置16の無線ＬＡＮデバイス69との通信、すなわち、アクセスポイント14、ネットワーク15およびアクセスポイント14を介する電気掃除機本体11(無線ＬＡＮデバイス36)と外部装置16(無線ＬＡＮデバイス69)との間の通信を、単に無線ＬＡＮデバイス36，69間(無線ＬＡＮデバイス69，36間)の通信と略記することがある。

次に、上記一実施形態の動作を、図６および図７に示すフローチャートも参照しながら説明する。

一般に、自律走行型の電気掃除機本体11は、電気掃除機本体11が掃除をする掃除作業と、充電装置12によって二次電池39を充電する充電作業とに大別されるが、本実施形態では、これら作業に加えて、被写体(例えばペットや室内の様子(施錠状況、照明の点灯状況)など)を撮像する撮像作業を行う。

(掃除作業)
電気掃除機本体11は、予め設定された掃除開始時刻となった場合、あるいは、外部装置16から無線ＬＡＮデバイス69，36間の通信により掃除指令信号を受信した場合などに、待機モードから掃除モードとなった制御手段38が電動送風機21、駆動輪23，23(モータ24，24)、サイドブラシ26，26(サイドブラシモータ27，27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)などを駆動させ、例えば充電装置12から離脱して、駆動輪23，23により床面上を自律走行しながら掃除を開始する。なお、掃除の開始位置は、電気掃除機本体11の走行開始位置、あるいは部屋Ｒの出入り口など、任意の場所に設定可能である。

走行中、制御手段37は、センサ部31を介して例えば掃除領域の周囲を囲む壁部や掃除領域内の障害物などとの距離、および、床面の段差などを検出することで電気掃除機本体11(本体ケース20)の走行状態を監視し、このセンサ部31からの検出に対応して駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させることで、障害物や段差などを回避しながら電気掃除機本体11を床面上で走行させる。

そして、この電気掃除機本体11は、旋回駆動されたサイドブラシ26，26により塵埃を吸込口41へと掻き集め、電動送風機21の駆動によって発生した負圧が集塵部22を介して作用した吸込口41により、床面上の塵埃を空気とともに吸い込む。また、回転駆動された回転ブラシ28が床面の塵埃を集塵部22へと掻き取る。

吸込口41から空気とともに吸い込まれた塵埃は、集塵部22に分離捕集され、塵埃が分離された空気は電動送風機21に吸い込まれ、この電動送風機21を冷却した後、排気風となって本体ケース20に設けられた図示しない排気口から外部へと排気される。

掃除領域の掃除が完了した、または、二次電池39の容量が所定量まで低下して掃除を完了させるのに不足している(二次電池39の電圧が放電終止電圧近傍まで低下している)などの所定条件時には、制御手段38は、発光部33から掃除モードを終了して充電モードに移行したい旨の信号を送信する。この信号を充電装置受光部56で受光した充電装置12は、充電装置制御手段52が充電装置発光部55から電気掃除機本体11を充電装置12へと帰還(移動)させるように誘導する帰還信号を送信する。そして、この帰還信号を受光部32により受信した電気掃除機本体11は、制御手段38により駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて充電装置12へと所定距離接近するように走行する。このように、電気掃除機本体11の受光部32および発光部33と充電装置12の充電装置発光部55および充電装置受光部56との間での送受信の繰り返しにより電気掃除機本体11を漸次接近させ、この充電装置12まで移動(帰還)した状態で充電用端子53に充電端子45を(機械的および電気的に)接続させ、各部を停止させて掃除作業を終了する。

(充電作業)
充電装置12に電気掃除機本体11が接続された後、所定のタイミング、例えば予め設定された充電開始時刻となったとき、あるいは電気掃除機本体11が充電装置12に接続されてから所定時間が経過したときなどに、制御手段38および充電装置制御手段52はそれぞれ充電モードに移行して充電回路を駆動させ、二次電池39の充電を開始する。そして、二次電池39の電圧が所定の使用可能電圧まで上昇したと判断すると、制御手段38および充電装置制御手段52が充電回路による充電を停止させて充電作業を終了し、制御手段38および充電装置制御手段52がそれぞれ待機モードとなる。

(撮像作業)
制御手段38は、外部装置16から送信された遠隔操作指令信号を、無線ＬＡＮデバイス69，36間の通信により受信したかどうかを例えばリアルタイム、あるいは所定時間毎に判断する(ステップ１)。なお、外部装置16と電気掃除機本体11との無線通信については、例えば外部装置16毎、および、電気掃除機本体11毎にＩＤおよびパスワードなどを設定して接続時に認証を要求することで、不正な信号に関しては受信できないようにすることが好ましい。

このステップ１において、遠隔操作指令信号を受信したと判断したときには、まず、制御手段38が、そのモードに拘らず二次電池39の残容量を検出して、二次電池39の残容量が、カメラ35による撮像が可能な所定容量以上であるかどうかを判断する(ステップ２)。ここで、所定容量とは、電気掃除機本体11を、無線ＬＡＮデバイス36，69間で外部装置16と通信しながら所定時間(所定距離)以上動作させることが可能な容量とする。

そして、ステップ２において、二次電池39の残容量が所定容量でないと判断した場合には、制御手段38は、無線ＬＡＮデバイス36，69間の通信により電気掃除機本体11から外部装置16に外部操作不可能であることを報知する信号を送信し、外部装置16において、この受信した信号により装置制御手段66が表示部68に外部操作不可能であることを表示して使用者に報知し(ステップ３)、制御手段38は遠隔操作指令信号を無視してステップ１に戻る。

一方、ステップ２において、二次電池39の残容量が所定容量以上であると判断した場合には、制御手段38は、モードを判断する(ステップ４)。

このステップ４において、充電モードまたは待機モードであると判断した場合には、制御手段38は駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させ、電気掃除機本体11を例えば充電装置12から離間させて(ステップ５)、撮像モードの操作モードに移行する(ステップ６)。

一方、ステップ４において、掃除モードであると判断した場合には、制御手段38は、例えば電動送風機21、サイドブラシ26，26(サイドブラシモータ27，27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)の駆動を停止させて掃除を中断し(ステップ７)、ステップ６に進んで撮像モードの操作モードに移行する。

そして、ステップ６の撮像モードにおいて、制御手段38は、外部装置16からの移動指令信号を受信したか、外部装置16からの撮像指令信号を受信したか、外部装置16からの終了指令信号を受信したか、二次電池39の残容量が所定の撮像可能容量以上であるか、および、無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との間の無線通信の電界強度(電波強度)が所定以上であるかどうかをそれぞれリアルタイム、あるいは所定時間毎に判断する(ステップ８ないしステップ12)。なお、図６のフローチャート上は、ステップ８ないしステップ12の順に判断をしているように示すが、これらの判断の順番は任意であり、同時に判断することもできる。

ステップ８において、外部装置16からの移動指令信号を受信していないと判断した場合にはステップ９に進み、外部装置16からの移動指令信号を受信したと判断した場合には、制御手段38は、この移動指令信号に対応して駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて電気掃除機本体11(本体ケース20)を走行させ(ステップ13)、ステップ９に進む。なお、電気掃除機本体11の走行方向前方の所定距離以内に障害物がある場合などには、制御手段38が無線ＬＡＮデバイス36，69間の通信により電気掃除機本体11から外部装置16にその方向へ走行不可能であることを報知する信号を送信し、外部装置16において、この受信した信号を装置制御手段66によって処理して表示部68に走行不可能であることを表示して使用者に報知してもよい。

また、ステップ９において、外部装置16からの撮像指令信号を受信していないと判断した場合にはステップ10に進み、外部装置16からの撮像指令信号を受信したと判断した場合には、制御手段38は、カメラ35によりその位置で静止画像を撮像し、この撮像した画像をデータ化して無線ＬＡＮデバイス36，69間の通信により外部装置16へと送信し(ステップ14)、ステップ10に進む。外部装置16では、この撮像した画像のデータを装置制御手段66により処理し、画像データとして記憶してもよいし、表示部68に画像として表示してもよい。

さらに、ステップ10において、外部装置16からの終了指令信号を受信していないと判断した場合にはステップ11に進み、外部装置16からの終了指令信号を受信したと判断した場合には、制御手段38は、撮像モードの操作モードを終了する(ステップ15)。次いで、制御手段38は、撮像モードに移行する直前のモードを判断する(ステップ16)。このステップ16において、充電モードまたは待機モードであったと判断したときには、制御手段38が掃除作業時と同様に電気掃除機本体11を充電装置12に帰還させ、充電モードに移行する(ステップ17)。

一方、ステップ16において、掃除モードであった(掃除モードを中断して撮像モードに移行した)と判断したときには、制御手段38が二次電池39の容量が残りの掃除に要する容量と比較して充分であるかどうかを判断し(ステップ18)、容量が充分と判断したときには制御手段38が電動送風機21、サイドブラシ26，26(サイドブラシモータ27，27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)を駆動させて掃除に復帰し(ステップ19)、容量が不充分と判断したときには、ステップ17に進み、掃除作業時と同様に電気掃除機本体11を充電装置12に帰還させて充電モードに移行する。なお、撮像モードに移行する直前のモードに拘らず、撮像モードが終了した場合には必ず充電モードに移行するように制御してもよい。この場合、二次電池39の充電が終了した後には、例えばそのまま待機モードに移行してもよいし、この充電の後、撮像モードに移行する直前のモードが掃除モードであった場合にのみ、掃除に復帰してもよい。

また、ステップ11において、二次電池39の容量が撮像可能容量以上であると判断した場合にはステップ12に進み、二次電池39の容量が撮像可能容量以上でないと判断した場合には、制御手段38が二次電池39の容量が不足している旨の信号を無線ＬＡＮデバイス36，69間の通信により外部装置16に送信し、この信号を装置制御手段66が処理して表示部68に表示して使用者に報知し(ステップ20)、ステップ17に進む。なお、撮像可能容量とは、無線ＬＡＮデバイス36，69間の通信をしつつ継続して電気掃除機本体11が走行可能であり、かつ、カメラ35を介して継続的に画像(動画)を取得できる容量とする。

そして、ステップ12において、無線通信の電界強度(電波強度)が所定以上と判断した場合にはステップ８に戻り、無線通信の電界強度(電波強度)が所定以上でないと判断した場合には、制御手段38が撮像モードの自動モードに切り換わる(ステップ21)。一方、アクセスポイント14では、電気掃除機本体11の無線ＬＡＮデバイス36との間の無線通信の電界強度が所定未満に低下していることを検出すると、制御手段38が電気掃除機本体11を自動的に移動させる自動モードに切り換わったものと判断し、その旨の信号を外部装置16の無線ＬＡＮデバイス69へとネットワーク15を介して送信して、この信号を外部装置16の装置制御手段66が処理して表示部68に表示することで使用者に報知する。

このように、制御手段38が自動モードに切り換わったときにアクセスポイント14によって外部装置16に報知することで、自動モードとなった電気掃除機本体11が使用者の移動指令に従わずに自動的に走行した場合に、使用者が電気掃除機本体11(電気掃除装置10)の故障などと誤認しないようにできる。

ステップ21に示す自動モードでは、以下の通信復帰制御を行う(図７)。

すなわち、制御手段38は、まず、強度検出手段37により検出した電界強度が漸減したか、急減したかを判断する(ステップ31)。この判断は、電界強度の所定時間毎の変化量(変化の傾き)が所定以上であるかどうかに基づいて判断する。

このステップ31において、強度検出手段37により検出した電界強度が漸減した(電界強度が所定以下に徐々に低下した)と判断した場合には、制御手段38が駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させ、電気掃除機本体11(本体ケース20)に所定の復帰動作をさせる(ステップ32)。

このステップ32の復帰動作とは、例えば電気掃除機本体11が壁部Ｗの陰などの、アクセスポイント14からの無線通信の死角Ａに入った(電気掃除機本体11とアクセスポイント14との間に壁部Ｗなどが介在された)ものと想定して行うもので、電気掃除機本体11(本体ケース20)を死角Ａの外側へと走行させるようにする。この復帰動作においては、図１(a)に示すように、例えば操作モード時に走行した電気掃除機本体11(本体ケース20)の進行方向から後方に戻ってもよい(ルートRTに沿って所定距離戻るようにしてもよい)し、図１(b)に示すように、所定半径の円に沿って周回させる(旋回も含む)ようにしてもよい。

すなわち、操作モード中には、電気掃除機本体11の無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との間の無線通信の電界強度が所定以上であるため、この操作モード時に走行した電気掃除機本体11(本体ケース20)の進行方向から後方に戻った位置には、電気掃除機本体11を遠隔操作できる程度に電界強度が強い位置(電界強度が所定以上の位置)があると想定されるので、制御手段38が図１(a)に示すように本体ケース20(電気掃除機本体11)を進行方向から後方に戻す(または操作モードで移動してきたルートRTに沿って戻す)(第１の)復帰動作させる場合には、電界強度が所定以上の位置に電気掃除機本体11を高確率で移動させることができる。

同様に、操作モードから自動モードに切り換わった位置の周辺には、電界強度が所定以上の位置があるものと想定されるため、制御手段38が自動モードのときに、図１(b)に示すように本体ケース20(電気掃除機本体11)を所定の半径で周回させる(第２の)復帰動作させる場合には、電界強度が所定以上の位置に電気掃除機本体11を高確率で移動させることができる。

このように、操作モード中に電界強度が所定以下になると、制御手段38がアクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との通信の電界強度を所定以上に復帰させる復帰動作をさせる自動モードとなることで、通信を確実に復帰させて、使い勝手が向上する。

また、これら復帰動作は、ステップ31およびステップ32に示すように、操作モードのときにアクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との間の無線通信の電界強度が漸減した場合に行う。これら無線通信の電界強度が漸減する場合には、例えば故障などの不具合ではなく、電気掃除機本体11が室内を移動したことによってアクセスポイント14に対して通信状況が悪くなったものと想定されるので、これらの復帰動作によって無線通信の電界強度が復帰する可能性が高く、使用者が手動で遠隔操作可能な操作モードに早期に復帰させることができ、使い勝手を向上できる。

この後、強度検出手段37により検出した電界強度が所定強度以上に復帰したかどうかを制御手段38が判断する(ステップ33)。そして、電界強度が所定以上に復帰したと判断した場合には、電気掃除機本体11が死角Ａの外側に出たものと判断し、制御手段38が操作モードに切り換わり(ステップ34)、リターンする。すなわち、無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との無線通信を早期に復帰させることができる。

一方、ステップ33において、電界強度が所定以上に復帰していないと判断した場合には、制御手段38は所定時間が経過したかどうかを判断する(ステップ35)。

このステップ35において、所定時間が経過していないと判断した場合には、ステップ32に戻る。一方、ステップ35において、所定時間が経過したと判断した場合には、駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて電気掃除機本体11(本体ケース20)を所定位置にさらに移動させる追加移動動作をさせる(ステップ36)。この所定位置は任意に設定できるが、例えば部屋Ｒの中央部や、アクセスポイント14の近傍などの、故障などがない限り予め電界強度が確実に所定以上になることが想定される位置に設定することが好ましい。そして、制御手段38は、この位置で強度検出手段37により検出した無線通信の電界強度が所定以上に復帰したかどうかを判断し(ステップ37)、電界強度が所定以上に復帰したと判断した場合には、ステップ34に戻る。すなわち、上記ステップ32の復帰動作をさせた後に、アクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との間の無線通信の電界強度が所定以上に復帰しないときには、制御手段38が駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて本体ケース20(電気掃除機本体11)を予め設定された所定の位置にさらに移動する追加移動動作をさせることで、電気掃除機本体11をより確実に無線通信の電界強度が所定以上の位置へと移動させることが可能になり、無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との無線通信をより確実に復帰させることができる。しかも、この場合には、電気掃除機本体11の位置が、無線通信の電界強度が所定未満に低下した位置から離れた位置となるため、電気掃除機本体11を僅かに走行させただけで通信が再度遮断されるような煩雑な状況が生じにくく、使い勝手が向上する。

一方、ステップ37において、電界強度が所定以上に復帰していないと判断した場合には、制御手段38は例えば駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて充電装置12に帰還し(ステップ38)、充電モードに移行する。なお、このステップ38に代えて、電気掃除機本体11をそのままの位置で停止させたり、充電装置12以外の位置に移動させ停止させたりして、待機モードに移行する制御としてもよい。

一方、ステップ31において、制御手段38は、強度検出手段37により検出した電界強度が急減した(所定以下に急激に低下した)と判断した場合には、駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させて電気掃除機本体11(本体ケース20)を所定位置に移動させる位置移動動作をさせる(ステップ39)。この所定位置は任意に設定できるが、例えば充電装置12、あるいは電気掃除機本体11の移動範囲を赤外線などにより規制する図示しないバーチャルガードなどのポインタなどとする。そして、移動した位置が充電装置12である場合には、二次電池39を充電する充電モードまたは待機モードに移行し、その他の位置に移動した場合には、そのまま停止して待機モードに移行する。このように、制御手段38が電気掃除機本体11に位置移動動作をさせる場合には、電気掃除機本体11の誤動作などを防止して電気掃除機本体11を保護できる。

特に、この位置移動動作は、ステップ31およびステップ39に示すように、操作モードのときにアクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との間の無線通信の電界強度が急減した場合に行う。これら無線通信の電界強度が急減する場合には、例えば故障やネットワーク15の回線不良などの不具合が生じたものと想定されるので、電気掃除機本体11の遠隔操作(操作モード)を直ちに強制的に終了し、電気掃除機本体11を所定の位置に移動させて、電気掃除機本体11の誤動作などを防止して電気掃除機本体11をより確実に保護できる。

以上説明した一実施形態によれば、電気掃除機本体11の制御手段38が、無線ＬＡＮデバイス36によりアクセスポイント14を介して外部装置16からの遠隔操作指令信号を受信したときには、外部装置16からの移動指令信号に対応して本体ケース20(電気掃除機本体11)が移動するように駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させる操作モードと、アクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との間の通信の電界強度が所定以下となったときには、本体ケース20(電気掃除機本体11)を自動的に移動させるように駆動輪23，23(モータ24，24)を駆動させる自動モードとを有しているので、遠隔操作時にアクセスポイント14と無線ＬＡＮデバイス36との通信状況が悪化した場合には、自動モードへの切り換わりによって、遠隔操作不能状態から早期に脱したり、遠隔操作を強制的に終了させて電気掃除機本体11を保護したりするなど、通信状況の悪化に起因する不具合を確実に解消できる。

そして、遠隔操作により使用者が望む場所へ電気掃除機本体11を移動させ、カメラ35による撮像処理を行うことにより、外出先などからでも屋内の状況を確認することが可能となるとともに、使用者が確認したい情報が所定の位置にない場合、例えば常に特定の場所にいないペットなどであっても電気掃除機本体11を用いてカメラ35で撮像可能になり、これらを容易かつ確実に監視できる。

なお、上記一実施形態において、二次電池39の充電作業中に遠隔操作指令信号を受信した場合には、二次電池39が所定容量(例えば被写体までの往復が可能な容量、あるいは満充電など)まで充電されるまでの間待機し、充電した後に撮像モード(操作モード)に移行してもよい。

また、ステップ35において、所定時間が経過したと判断した場合には、制御手段38は、ステップ38と同様に、本体ケース20(電気掃除機本体11)を充電装置12などに帰還させるようにしてもよい。

さらに、ステップ39において、制御手段38は、ステップ35，36と同様に、例えば部屋Ｒの中央部や、アクセスポイント14の近傍などの、故障などがない限り予め電界強度が確実に所定以上になることが想定される位置に電気掃除機本体11を移動させ、無線通信の電界強度が所定以上に復帰した場合にはステップ34に戻るようにしてもよい。この場合には、ステップ35，36と同様に、無線ＬＡＮデバイス36とアクセスポイント14との無線通信をより確実に復帰させることができる。

また、電気掃除機本体11に走行体の機能を持たせたが、走行体としては、掃除をするものに限られず、単にカメラ35を用いて撮像するためのものなどとしてもよい。

そして、無線ＬＡＮデバイス36を用いた無線通信は電力を消費するため、二次電池39の電力を用いている状態、すなわち掃除中などには、無線ＬＡＮデバイス36による通信を抑制することが好ましい。したがって、掃除モード中に撮像指示信号を受信した場合には、無線ＬＡＮデバイス36を用いてネットワーク15を介して現在掃除中である旨を使用者に報知し、遠隔操作指令信号を無視するように制御し、電気掃除機本体11が充電装置12に接続されている充電モードまたは待機モード時にのみ、撮像モードへの移行を可能としてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 走行体装置としての電気掃除装置
11 走行体としての電気掃除機本体
14 送信手段としての報知手段であるアクセスポイント
16 外部装置
20 本体ケース
23 駆動輪
36 通信手段の機能を有する無線ＬＡＮデバイス
38 制御手段

Claims

本体ケースと、
この本体ケースを走行可能とする駆動輪と、
外部装置からの信号を無線送信する送信手段に対して無線通信が可能な通信手段と、
前記駆動輪の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記通信手段により前記送信手段を介して外部装置からの遠隔操作指令信号を受信したときには、外部装置からの移動指令信号に対応して前記本体ケースが移動するように前記駆動輪を駆動させる操作モードと、前記送信手段と前記通信手段との間の通信の電界強度が所定以下となったときには、前記本体ケースを自動的に移動させるように前記駆動輪を駆動させる自動モードとを有し、この自動モードのときに、前記送信手段と前記通信手段との通信の電界強度を所定以上に復帰させる復帰動作をさせる制御と、前記駆動輪を駆動させて前記本体ケースを予め設定された所定の位置に移動する位置移動動作をさせる制御とを選択的に行うもので、かつ、前記復帰動作を、前記操作モードのときに前記送信手段と前記通信手段との通信の電界強度が漸減した場合に行う
ことを特徴とした走行体。
本体ケースと、
この本体ケースを走行可能とする駆動輪と、
外部装置からの信号を無線送信する送信手段に対して無線通信が可能な通信手段と、
前記駆動輪の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記通信手段により前記送信手段を介して外部装置からの遠隔操作指令信号を受信したときには、外部装置からの移動指令信号に対応して前記本体ケースが移動するように前記駆動輪を駆動させる操作モードと、前記送信手段と前記通信手段との間の通信の電界強度が所定以下となったときには、前記本体ケースを自動的に移動させるように前記駆動輪を駆動させる自動モードとを有し、この自動モードのときに、前記送信手段と前記通信手段との通信の電界強度を所定以上に復帰させる復帰動作をさせる制御と、前記駆動輪を駆動させて前記本体ケースを予め設定された所定の位置に移動する位置移動動作をさせる制御とを選択的に行うもので、かつ、前記位置移動動作を、操作モードのときに前記送信手段と前記通信手段との通信の電界強度が急減した場合に行う
ことを特徴とした走行体。
制御手段は、操作モードのときに送信手段と通信手段との通信の電界強度が急減した場合に前記位置移動動作をさせる
ことを特徴とした請求項１記載の走行体。
制御手段は、復帰動作をさせる制御の際に、駆動輪を駆動させて本体ケースを操作モードで移動した進行方向に対して後方に戻す
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の走行体。
制御手段は、復帰動作をさせる制御の際に、駆動輪を駆動させて本体ケースを所定の半径で周回させる
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の走行体。
制御手段は、自動モードで本体ケースを復帰動作させた後、送信手段と通信手段との通信の電界強度が所定以上に復帰しないときに、駆動輪を駆動させて前記本体ケースを予め設定された所定の位置にさらに移動する追加移動動作をさせる制御を含む
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の走行体。
請求項１ないし６いずれか一記載の走行体と、
この走行体の制御手段が自動モードに切り換わったときに外部装置に報知する報知手段と
を具備したことを特徴とした走行体装置。