JPH01195515A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、清掃機能と移動機能とを備え、床面清掃を
行う自走式掃除機に関するものである。

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いる。特に最近では
、これにマイクロコンピュータ−と各種センサ類を塔載
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も
行われている。

これらの自走式掃除機は第８図及び第９図に示すような
構成となっている。

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５、首振り自在な補助輪４と、障害物から
本体を保護するためのバンパー５が設けられている。１
８は進行方向前方に存在する壁等の障害物、１９はこの
自走式掃除機が清掃を行う床面である。

以上の構成で、自走式掃除機は距離センサｌで進行方向
の障害物を検知するまで床面１９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床
面１９を清掃するものである。

発明が解決しようとする１題＋５’ｌｉ上記した従来の
構成の自走式掃除機では、電気的や機械的な異常状態が
発生して自走式掃除機が停止した場合、どこまでが清掃
済でどこからが未清掃であるのかその清掃済み経路が不
明であった。そのため、異常状態が解消されても、その
後どの範囲の床面を走行させればよいのかが不明となり
、重複した清掃で時間を無駄に消費したり、清掃のし残
しが生じたりする不具合点があった。

また床ノズルや吸引パイプ中に異物が詰まったり、ゴミ
の収容能力をオーバーして実質的に清掃できないような
異常状態が発生した場合には、移動装置により本体の移
動が行われるだけで、床面の清掃は行われていない。こ
のような場合もどこまでが清掃済でどこからが未清掃で
あるのかが、使用者には判らないという問題を有してい
る。

本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
簡単な構成で現在までの清掃経路を明確に表示でき、ま
た異常が発生すればその旨を使用者に知らしめることが
できる自走式掃除機を提供上記問題点を解決するために
本発明の自走式掃除機は、清掃装置と、それぞれ独立に
駆動される一対の操舵兼駆動輪と首振り自在な補助輪と
、前記操舵兼駆動輪の回転速度を検出する一対の速度セ
ンサと、本体に設けられ前方並びに左右方向の障害物を
検出する距離センサと、前記操舵兼駆動輪を駆動する駆
動装置と、自走式掃除機が清掃を行う清掃区域を記憶す
る記憶部と、この記憶部と対応して清掃区域全体と、清
掃区域内における自走式掃除機本体の現在位置と清掃済
経路と自走式掃除機本体の異常とを表示する表示部と、
電源と、電源電圧の低下を検知する電源異常検知部と、
本体内部に設けられ吸込空気の風量を検知する風量検知
部と、前記速度センサ並びに距離センサ・電源異常検知
部・風量検知部からの入力信号と、記憶部のデータとを
処理して前記操舵兼駆動輪を駆動する駆動装置に出力信
号を送る判断処理部とを備えた構成とするものである。

作用 上記構成とすることにより、現在までの清掃済経路が判
るとともに、異常発生時にはその旨を使用者に報知する
ことができる。

実施例 以下第１図から第６図に基すいて本発明の一実施例を説
明する。第１図は本発明の一実施例の自走式掃除機の側
断面図、第２図は同自走式掃除機の平面図、第３図は同
自走式掃除機の表示部の外観図、第４図は同自走式掃除
機の風量検知部の部分断面図であり、第５図は同自走式
掃除機の記憶部の様子を表した図、第６図は同自走式掃
除機の実際の清掃の様子（清掃経路）を表わした図、第
７図は同自走式掃除機の電気回路を示すブロック図であ
る。図中、１は障害物検出用の距離センサで、本体２の
前面の両角部にそれぞれ配設され、本体２の前方及び側
方の障害物を検出するものである。３ａ・３ｂは左右一
対の操舵兼駆動輪でそれぞれ独立に駆動される。４ａ・
４ｂは首振り自在な補助輪で、本実施例では左右一対と
なっている。５は障害物から本体２を保護するためのバ
ンパーである。６は吸込空気の風量を検知する風量検知
部で、床ノズル８と集塵室１７を接続する吸込みパイプ
１５０側壁部に設けられ、ピストン６ａと、その一部に
埋め込まれた磁石６ｂと、ピストン６ａを押圧するスプ
リング６Ｃと、一端が吸込みバイブ１５に開口し他端に
通気口６ｅが設けられたシリンダ６ｆとシリンダ６ｆの
開口近傍に配設されたリードスイッチ６ｄとから構成さ
れている。７は清掃区域を記憶する記憶部で、８は本体
２の底部に設けられた床ノズルで、吸込みパイプ１５・
集塵室１８・ファンモータ１３とともに清掃装置を構成
し、ファンモータ１３により床面の塵埃を吸い込み清掃
する。９ａ・９ｂは操舵兼駆動輪３ａ・３ｂを駆動する
駆動装置で左右一対のモーターで構成され、このモータ
の回転軸にとりつけられたロータリーエンコーダー１０
ａ、１ｏｂが速度センサを構成し、操舵兼駆動輪３ａ・
３ｂの回転速度を検出している。１１は前記距離センサ
１並びに速度センサとしてのロータリーエンコーダー１
０ａ・１０ｂ、風量検知部６、記憶部７、電源異常検知
部１４からの入力信号を受けて進行方向と電気的な異常
の有無を判断し駆動装置９ａ・９ｂと記憶部７に出力信
号をおくる判断処理部であり、進行方向の決定に対して
は次のようなプログラムに基づいて行っている。即ち、
移動は必ず距離センサー１が本体の左側に壁面を検知す
る方向に行うようになっている。つまり、距離センサ１
からの信号を受信しない場合或は受信しても微弱である
場合はその位置で距離センサ１からの信号を受信するま
で本体を反時計方向に回転させ、距離センサ１が本体の
左側に壁面を検知した信号を受信すればこの壁面との距
離を一定に保ちながら本体２を前進させるものである。

また記憶部７の記１？情報から本体が室内を一巡したこ
とを検知すれば、清掃範囲を認識しこの清掃範囲を本体
の幅より若干短い幅だけ横方向に移動しながら、即ち清
掃の重ねしろを有しながら本体を往復させ清掃範囲の全
体を隈なく移動させるものである。１２は本体各部に電
力を供給する電源である。１４はその電源の電圧低下を
検知する電源異常検知部である。１６は、記憶部７から
の信号によって現在までの移動経路、即ち清掃済経路を
表示する表示部である。

上記構成による自走式掃除機について、以下にその動作
・作用について説明する。

本発明の自走式掃除機は、操舵兼駆動輪３ａ・３ｂを駆
動装置９ａ・９ｂが駆動して前進或は後退する。さらに
進路を変更するときには、変更する進路側の操舵兼駆動
輪３ａまたは３ｂを止め、反対側の操舵兼駆動輪３ｂま
たは３ａだけを駆動して進路を変更する。例えば右側に
進路を変更するときは、右側の操舵兼駆動輪３ａを駆動
せずに左側の操舵兼駆動輪３ｂだけを駆動装置９ｂで駆
動することにより右側に進路を変更することができる。

以下第６図に基づいて、本実施例の自走式掃除機の清掃
経路について説明する。前記した移動系で本実施例の自
走式掃除機は、使用者によって選ばれた部屋の一隅イを
始動点として始動後、まず距離センサ１により本体の左
側に存在する壁面Ａまでの距離を測定しこの壁面Ａとの
距離を一定に保ちながら、壁面Ａに沿って床面の清掃を
行いながら前進する。そして壁面Ａと壁面Ｂとで構成さ
れるコーナ一部口に到達すると本体前方に存在する壁面
Ｂを検知し、距離センサー１が本体の左側に壁面Ｂを検
知する位置まで本体を時計方向に９０度回転させる。そ
して壁面Ｂとの距離を一定に保ちながら、壁面Ｂに沿っ
て壁面Ｂと壁面Ｃとで構成されるコーナ一部ハまで前進
する。コーナ一部ハに到達すれば、距離センサー１から
の信号は極めて微弱となる。つまり、進行方向前方に存
在する壁面Ｅと本体の左側に存在する壁面りとはいずれ
も本体との距離がかなりあり、距離センサー１が明確に
検知することができない。このような場合、判断処理部
１１は壁面Ｂと壁面りとの間に壁面Ｃが存在するものと
解釈し本体をハの位置で反時計方向に距離センサー１が
らの信号を受信するまで回転させる。距離センサー１が
本体の左側に壁面Ｃを検知すれば、壁面Ｃとの距離を一
定に保ちながら進行方向前方に壁面りを検知するまで前
進し、以下同様にして壁面Ｄ・壁面Ｅ−壁面Ｆに沿って
部屋を一巡する。この本体の移動経路は、記憶部７に記
憶され、同時に表示部１６に第３図に示すように表示さ
れる。部屋を一巡すれば記憶部７で記憶した清掃区域の
外形の情報に基すき、この清掃区域内を本体の幅より若
干狭い幅だけ横方向に移動しながら即ち清掃の重ねしろ
を有しながら往復運動を繰り返し清掃区域の全体を隈な
く清掃していくものである。次に記憶部７が判断処理部
１１からの情報に基づいて清掃経路を記憶してい（様子
を第５図に基づいて説明する。

第５図における格子の一つ一つは記憶部７の一構成単位
、例えば１バイトである。また格子の左横と、下に記述
しである数字は格子の一つ一つの番地を示すもので説明
のために記述した°。例えば図中のエリアＸは１０３３
番地であることを示している。この記憶部７は、本発明
の自走式掃除機が清掃を行なう清掃区域を記憶するもの
で、清掃区域の一定エリア（例えば３０ｃｒｎ＊３０ｃ
ｍ）に記憶部７の一構成単位（１バイト）を対応させ、
各エリアごとに自走式掃除機がそのエリア内にあるか否
か、また自走式掃除機がそのエリアを通過したか否かを
記憶する。いま、自走式掃除機（自走式掃除機の位置を
示す基準となる点、例えば自走式掃除機本体の中心。）
が、第５図のＸのエリア内にあるとして、現在位置の記
憶値Ｘは、３０ｃｍ前進したらＹへ、３０　ｃ　ｍ　９
０度右側に曲がったらＺへ、３０＊Ｉ　　２　（＝４２
）　ｃｍ、４５度右側へ曲がったらＷへと変わる。また
このいずれの場合も地点Ｘを通過したことが記憶部７に
記憶される。

また、清掃中に床ノズル８に異物が詰まったり、ゴミの
収容能力をオーバーしたりするような異常が発生した場
合について以下に説明する。前記のような場合は吸込空
気の風量が低下してくる。吸込空気の風量が低下すると
第４図のパイプ１５中の負圧が高くなり、それによりピ
ストン６ａを吸い寄せ（図中では左方向）、さらに高く
なると、さらにピストン６ａは左方向に吸い寄せられピ
ストン６ａに埋め込んである磁石６ｂがリードスイッチ
６ｄをオンさせる。リードスイッチ６ｄがオンすること
で、判断処理回路１１はただちにファンモータ１３を止
めて清掃をやめ、その地点を記憶部７に記憶して、最初
清掃を始めた地点まで記憶部７のデータを用いて戻る。

そして自走式掃除機は、異常が発生するまでの清掃経路
と、異常で清掃が不能であることを、表示部１６に表示
する。これにより使用者が表示部１６の表示により異常
があったことを知り床ノズル８から異物を取り去ったり
、収容されているゴミを捨てる等の処理を行なって再度
始動させると、本実施例の自走式掃除機は、記憶部７に
記憶されているデータを基に異常が発生した場所まで戻
り清掃を再開し、最後まで清掃を行なう。また、清掃途
中で電源１２の電圧が低下すると電源異常検知部１４が
それを検知して判断処理回路１１に信号を送り、判断処
理回路１１は前述のノズル詰まり異常の時と同様に、そ
の地点を記憶部７に記憶して最初の位置まで戻り表示部
１６に電源電圧低下を表示して、余分な電力を消費しな
いように他の表示はすべて消す。そして、使用者により
充電され清掃可能になり再度始動されると、異常が発生
した地点まで記憶部７のデータを基に戻り清掃を再開し
、最後まで清掃を行なう。

発明の効果 以上のように本発明によれば、清掃経路が表示されるの
で清糧の途中経過を常時知ることができ、またノズルに
異物が詰まったりゴミの収容能力をオーバーしたり、電
源電圧が低下したり等の異常が発生した場合は、異常の
原因と、異常が発生するまでにどこまで清掃を行なって
いたのかその清掃済み領域を知ることができる。また、
使用者が異常の原因を取り除いて再度始動させれば、や
り残した場所から無駄なく清掃を再開することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の自走式掃除機の側断面図
、第２図は、同自走式掃除機の平面図、第３図は、同自
走式掃除機の表示部での清掃経路の表示状態を示す説明
図、第４図は、同自走式掃除機の風量検知部の部分断面
図、第５図は４同自走式掃除機の記憶部の様子を現わし
た図、第６図は同自走式掃除機の実際の清掃の様子（清
掃経路）を表わした図、第７図は同自走式掃除機の電気
回路を説明するためのブロック捌である。第８図及び第
９図は、従来の自走式掃除機の外観を示す外観図である
。 １・・・−・・距離センサ、３ａ−３ｂ・・・・・・操
舵兼駆動輪、４ａ、４ｂ・・・・・・補助輪、６・・・
・・・風量検知部７・・・・・・記憶部、９ａ、９ｂ・
・・・・・駆動装置、１０ａ、１０ｂ・・・・・・ロー
タリーエンコーダー、１１・・・・・・判断処理部、１
２・・・・・・電源、１４・・・・・・電源異常検知部
、１６・・・・・・表示部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名。 ３ニ−ａ舵兼δ乙勅輪 ａ−摺口ψ輪 ６　・−力糺量方友矢ロ部 ７　・−言己棟、きｐ δ−床ノズル （？ａ、−−づに肋表１ １２−　　電源 ｌ計−ファンモーｙ− １４−−゛電源異常襖矢■都 １６−表示音や 第　１　図 １０工Ｊ０Ｌ’７’ａ−盆ｔ　ト ／−−一距Ｊ進ヤンブ ３ａ、、　３ｂ−一一棟舵兼駅動輸 ４ａ、　４ｂ−一一補助輛 ７−記ｌ惠＠ｐ ８−　床ノスｌし ９ａ、　９ｂ−−へ駈」防装置 ｌθｅｔ、　ｌＯｂ　−ローグリ−エンコーダ１１−−
一半１１　ｍ　Ｍ　５１−９１５／Ｚ　−−−ｔ　”ｔ
Ｒ １４−−一電　ン原異需卆廻矢口きｐ 第２図 第３図 ん ６ａ、−−−ピストン ｌｂ−一一硫石 にＣ−スズ１ノング ６Ｊ−リートスイッナ ｔＳ−−−ハ”イフｅ 第４図 第５図 ０／　　２３４５６　７　８ 第６図 計−１乗舵兼配紡輸 第７図 第８図 菓９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 清掃装置と、それぞれ独立に駆動される一対の操舵兼駆
   動輪と首振り自在な補助輪と、前記操舵兼駆動輪の回転
   速度を検出する一対の速度センサと、本体に設けられ前
   方並びに左右方向の障害物を検出する距離センサと、前
   記操舵兼駆動輪を駆動する駆動装置と、自走式掃除機が
   清掃を行う清掃区域を記憶する記憶部と、この記憶部と
   対応して清掃区域全体と、清掃区域内における自走式掃
   除機本体の現在位置と既清掃経路と自走式掃除機本体の
   異常とを表示する表示部と、電源と、電源電圧の低下を
   検知する電源異常検知部と、本体内部に設けられ吸い込
   み空気の風量を検知する風量検知部と、前記速度センサ
   並びに距離センサ・電源異常検知部・風量検知部からの
   入力信号と、記憶部のデータとを処理して前記操舵兼駆
   動輪を駆動する駆動装置に出力信号を送る判断処理部と
   を備えてなる自走式掃除機。