JPH03106319A - 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、自動的に清
掃を行な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搭載し
た、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発も行なわ
れている。この種の自走式掃除機は、清掃機能として本
体底部に吸込みノズルやブラシ等を備え、移動機能：と
じてモータで駆動される走行輪や操舵輪等を有し、本体
の位置を認識する位置認識手段と走行時の障害物を検知
する障害物検知手段とにより、清掃区域内を塗りつぶす
ように移動して清掃区域全体を清掃するものである。

発明が解決しようとする課題 このような従来の自走式掃除機では、以下に示す２つの
課題があった。すなわち、 １．従来の自走式掃除機では、本体の移動速度が清掃中
一定であり、ゴミが多くても少なくても同じ速度でその
領域を移動する。これは例えばゴミが多い領域に於いて
ゴミを吸い残してしまう可能性があり、又清掃終了まで
の時間が、清掃領域の面積だけで規定され、全体的にゴ
ミの少ない場所を清掃させた場合にも、ゴミが多い時と
同じ時間を費やすことになり時間に対する清掃効率が悪
い。

２．絨穂、特に毛足の長い絨税の場合は毛の向いてる方
向によりそれが模様となって見えることがある。このよ
うな絨穂上を清掃した場合に自走式掃除機の移動した後
（往路と復路）が、絨穂に残り、後で人手により絨穂の
毛の方向を揃えなければならない。

そこで、本発明はゴミの量により移動速度を制御しゴミ
の吸い残しを防ぐとともに、清掃時間をゴミの量に応じ
る構成とした効率のよい清掃を行うことができる自走式
掃除機を得ることを第一の目的としている。また第二の
目的は、絨穂清掃時に絨穂の目を自動的に揃えることが
できる構威の自走式掃除機を得ることとしている。

課題を解決するための手段 上記第一の目的を達成するための第一の手段は、清掃手
段と、走行手段および操舵手段と、自走式掃除機本体に
設けられ前方並びに左右方向の障害物を検出する障害物
検知手段と、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、本体の底面形状が略円形を成し、本体底
部の直径部に設けた床ノズルと、この床ノズルがら吸い
込まれたゴミの量を検知するゴミ検知手段と、前記ゴ３ ミ検知手段により出力されるゴミの量に応じた出力を受
け判断処理手段に制御信号を送るゴミ領域制御手段と、
前記障害物検知手段・ゴミ領域制御手段からの入力信号
と、記憶部のデータと、を処理して本体の移動経路を決
定し、前記走行手段および操舵手段に出力信号を送り本
体の前進・後退・停止・方向転換を制御する判断処理手
段と、電源とを備えた構成の自走式掃除機とするもので
ある。

また第二の目的を達威するた・めの第二の手段は、前記
第一の目的を達戒するための第一の手段の構威に加え、
清掃床面を判別する床面判別手段と、前記床面判別手段
からの出力を判断し判断処理手段へ制御信号を送る特殊
領域制御手段と、障害物検知手段・ゴミ領域制御手．段
・特殊領域制御手段からの入力信号と、記憶部のデータ
とを処理して本体の移動経路を決定し、走行手段および
操舵手段に出力信号を送り本体の前進・後退・停止・方
向転換を制御する判断処理手段とを備えた自走式掃除機
とするものである。

４ 作用 第一の手段は以下のように作用する。ゴミ検知手段によ
り床ノズルから吸い込んだゴミの量を検知し、そのゴミ
の量に応した出力をゴミ領域制御手段に送る。ゴミ領域
制御手段は、判断処聰手段へ移動速度の制御信号を出力
する。判断処理手段では、この信号に応じた本体移動速
度になるよう、走行手段及び操舵．手段に出力信号を送
り本体の移動速度を制御する。

また第二の手段は、以下のように作用する。床面判別手
段により、清掃床面が絨穂であることを検知すると、特
殊領域制御手段にその旨を出力する。特殊領域制御手段
では、絨穂の目を揃えるよう絨穂に対して一方向にだけ
走行するように、判断処理手段に制御信号を出力する。

判断処理手段では、この信号に応じて、操舵及び駆動手
段に出力信号を送り本体の移動を制御する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は本発明の第一の手段の自走式掃除機の縦断面
図を示す。本体の底面形状が略円形を威す自走式掃除機
の本体１の内部には、電動送風機２・莱塵室３と、この
集塵室３の内部に設けたフィルタ４からなる清掃手段５
があり、この他に、本体１の底部の直径部に設けた床ノ
ズル６、駆動モータ７で駆動される回転ブラシがらなる
アジテータ８を備えている。９・１０は床ノズル６の前
方に設けた走行駆動部１１に取り付けられた走行輪で、
図には示していない減速機を介して走行モータ１２によ
って駆動される。１３・１４は床ノズル６の後方に回転
自在に取り付けられた従輪である。走行駆動部１１はこ
れに取り付けられた操舵軸１５および操舵減速機１６を
介して採舵モータ１７によって駆動されており、これに
よって左右に回転し走行方向が変えられる。以上の９〜
１７によって走行千段１８および操舵手段１９を構威し
ている。２ｏは走行モータ１２の回転速度を検出するロ
ータリエンコーダがらなる走行エンコーダ、２１は同じ
くロータリエンコーダからなり操舵モータ１７の回転速
度を検出する操舵エンコーダである。２２は本体１の方
向を検知する方向検知センザで、本実施例ではレートジ
ャイロを用いている。この走行エンコーダ２ｏ・方向検
知センサ２２は、走行エンコーダ２ｏが検出した回転速
度および方向検知センサ２２が検出した本体１の方向か
ら本体１の走行距離および走行方向を検知して位置を認
識する位置認識手段を構威している。２３・２４は本体
１の周囲に設けた超音波センサからなる測距センサで、
障害物までの距離を計測する。２５は本体１の外周に取
り付けたバンパーで、内部に接触センサを備え、障害物
に接触したことを検知する。７ＩＩＩＩ距センサ２３・
２４と接触センサ２５とで障害物検知手段２６を構成し
ている。２７は床ノズル接続パイプ２９に取り付けられ
たフォトインタラプタからなるゴミ検知手段で、゛床ノ
ズル接続パイプ２９内を通過するゴミの量を検知する。

２８はゴミ検知手段２７からの出力により判断処理手段
３ｏへ移動速度の制御信号を送るゴミ領域制御手段であ
る。３ｏは、本体の移動経路を決定し、前記操舵手段ｌ
９７ 及び駆動手段１８に出力信号を送り本体の前進・後退・
停止・方向転換を制御する判断処理手段であり、実際に
はマイクロコンピューターで構成される。３１は自走式
掃除機が清掃を行う清掃区域を記憶する記憶部であり、
３２は蓄電池等からなる電源、３７は操作部で、操作ス
イッチ３８と表示ランプ・ブザー等の表示器３９とを備
える。

以上のような全体構威によると、底面形状が略を 円形を威す本体１の底部直径部に床ノズル６隠設けてい
るので本体幅と清掃幅がほぼ一致し、床ノズル６の前方
に駆動輪９・１０を、床ノズル６の後方に従輪１３・１
４を設けているので本体１の方向転換時にも隅部まで清
掃が可能となるものである。

第２図は本発明の第一の手段の一実施例である電気回路
を示すブロック図である。図中３３は、判断処理部３０
より信号を受け走行モーター１２を制御するモーター制
御回路である。又、３４は同様に判断処理部３０より信
号を受け操舵モーター１７を制御するモーター制御回路
である。

８ 以下本実施例の作用・動作を説明する。四方を壁に囲ま
れた部屋を清掃させる場合には、本体１を壁沿いに置い
て操作スイッチ３８を操作する。

操作スイッチ３８が操作されると、判断処理手段３０は
電動送風機２を作動し、走行千段１８のモーター制御回
路３３と、操舵千段１９のモーター制御回路３４とに信
号を送り、走行モータ１２が駆動され本体１が走行を開
始する。走行中は、判断処理手段３０は測距センサ２３
・２４およびバンパー２５からの検知信号に基づいた障
害物データを処理しながら移動経路を決定し、走行手段
１８のモーター制御回路３３と、操舵千段１９のモータ
ー制御回路３４とに信号を出力し、走行モータ１２を駆
動制御することにより前進・停止・後退を繰り返し、操
舵モータ１７を駆動制御することにより走行方向を変更
し、本体１は障害物を回避しながら部屋の周囲の壁に沿
って移動しながら床面の清掃を行なう。また走行中は、
前述した位置認識手段により移動軌跡を認識し、これを
記憶部３１に記憶している。部屋を一周し終わると、位
置認識手段によりこれを検知し、この移動軌跡内部を清
掃区域と判断し、この清掃区域内を障害物を回避しなが
ら隈なく走行して清掃区域全体を自動清掃する。そして
、この自動清掃中は、床ノズル６から吸引されるゴミ量
がゴミ検知手段２７で検知されゴミ領域制御手段２８に
入力される。ゴミ領域制御手段２８では、入力されたゴ
ミ量に応じて判断処理手段３０へ移動速度の制御信号を
送り、判断処理手段３０ではこれにより本体１の移動速
度を制御する。

なお本実施例では、ゴミ領域制御手段２８は、移動速度
の制御信号だけを判断処理手段３０へ送り、本体１の移
動速度を制御するとしたが、例えば第３図に示すように
ゴミの多い領域を検知した場合、移動速度を一定として
この領域を２度通過するように本体１を制御するように
構成することで同じ効果が得られるものである。

第４図に本発明の第二の手段の自走式掃除機の縦断面図
を示す。本実施例の構成は前記第一の手段の実施例の構
威に、走行駆動部１１に取り付けられた床面判別手段３
５と特殊領域制御手段３６（図示せず）を追加したもの
である。従って前記い 第一の手段の実施例の構成と同一部分にっ堪ての説明は
省略する。床面判別千段３５は走行駆動部１１の前方に
取り付けられた超音波センサからなり、超音波の床面で
の反射状態により床面が絨穂であるかベアフロアである
かの床質の判別を行なう。第５図に本実施例の電気回路
を示す自走式掃除機のブロック図を示す。図に於て、３
６は特殊領域制御手段であり、以下の機能を有している
。

即ち、床面判別手段３５が床質が絨穂であることを検知
しこの信号が入力されると、絨穂の目を揃えるよう絨穂
に対して一方向にだけ走行するように、判断処理手段３
０に制御信号を出力するものである。判断処理手段３０
では、この信号と、清掃中であるか清掃終了後であるか
により、走行手段１８のモーター制御回路３３と、操舵
千段１９のモーター制御回路３４とに信号を出力し、本
体１の移動を制御する。

以下本実施例の作用・動作を説明する。第６図１１ は、清掃領域の形が四角形で、半分がベアフロア残り半
分が絨穂である領域を本実施例の自走式掃除機が清掃を
行なった場合の、本体１の移動経路を示した図である。

図に実線で示すように、部屋を壁沿いに一周し終わると
、この移動軌跡内部を清掃区域と判断し、この清掃区域
を自動清掃する。清掃中Ａ点を過ぎて絨穂の領域に入る
と、床面判別手段３５が作用して床質が絨穂であること
を検知する。同時に、この情報を特殊領域制御手段３６
に出力する。特殊領域制御手段３６では、絨穂の目を揃
えるよう絨穂に対して一方向にだけ走行するように、判
断処理手段３０に制御信号を出力する。判断処理手段３
０では、特殊領域制御手段３６より前記信号が到達する
が、この信号よりも清掃中であるか清掃終了後であるか
の判断を優先させて、現時点では清掃が終了していない
のでこれを無視する。このように清掃終了までは、判断
処理手段３０では特殊領域制御手段３６よりの信号を無
視し、清掃を続行させる。こうしてＢ点に達すると、判
断処理千段３０は、清掃開始地１　２ 点であるＣ点に戻ろうとするが、特殊領域制御千段３６
より絨穂の目を揃えるよう絨穂に対して一方向にだけ走
行するよう信号が、入力されているので、図に点線で示
すように絨穂に対して一方向にだけ走行するよう駆動手
段１８のモーター制御回路３３と、操舵手段１９のモー
ター制御回路３４とを制御し・ながら清掃開始地点Ｃ点
に戻る。

発明の効果 以上のように本発明の第一の手段によれば、吸い込んだ
ゴミの量に応じて移動速度または移動パターンを変更で
きるので、ゴミが多い領域に於いてゴミを吸い残してし
まうといったことがなくなり、又清掃終了までの時間を
吸い込んだゴミの量に応じたものにしているので、時間
に対する清掃効率の良い自走式掃除機を実現できる。ま
た、このことは無駄な電力の消耗を防ぐことができ、省
電力な自走式掃除機を実現できることを意味するもので
もある。、 また、本発明の第二の手段によれば、清掃終了後に自動
的に絨穂の目を揃える事ができ、人手による作業を不要
とすることができる使い勝手の良い自走式掃除機を提供
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の手段の実施例である自走式掃除
機の縦断面図、第２図は同自走式掃除機のブロック図、
第３図は同自走式掃除機の移動経路の説明図、第４図は
第二の手段の実施例である自走式掃除機の縦断面図、第
５図は同自走式掃除機のブロック図、第６図は同自走式
掃除機の移動経路の説明図を示す。 １・・・本体、５・・・清掃手段、６・・・床ノズル、
１８・・・走行手段、１９・・・操舵手段、２６・・・
障害物検知手段、２７・・・ゴミ検知手段、２８・・・
ゴミ領域制御手段、３０・・・判断処理手段、３２・・
・電源、３５・・・床面判別手段、３６・・・特殊領域
制御手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）清掃手段と、走行手段および操舵手段と、自走式
   掃除機本体に設けられ前方並びに左右方向の障害物を検
   出する障害物検知手段と、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、本体の底面形状が略円形を
   成し、本体底部の直径部に設けた床ノズルと、この床ノ
   ズルから吸い込まれたゴミの量を検知するゴミ検知手段
   と、前記ゴミ検知手段により出力されるゴミの量に応じ
   た出力を受け判断処理手段に制御信号を送るゴミ領域制
   御手段と、前記障害物検知手段・ゴミ領域制御手段から
   の入力信号と、記憶部のデータとを処理して本体の移動
   経路を決定し、前記走行手段および操舵手段に出力信号
   を送り本体の前進・後退・停止・方向転換を制御する判
   断処理手段と、電源とを備えた自走式掃除機。
2. （２）清掃床面を判別する床面判別手段と、前記床面判
   別手段からの出力を判断し判断処理手段へ制御信号を送
   る特殊領域制御手段と、障害物検知手段・ゴミ領域制御
   手段・特殊領域制御手段からの入力信号と、記憶部のデ
   ータとを処理して本体の移動経路を決定し、走行手段お
   よび操舵手段に出力信号を送り本体の前進・後退・停止
   ・方向転換を制御する判断処理手段とを備えた請求項１
   記載の自走式掃除機。