JPH07295636A - ロボット掃除機の走行制御装置およびその制御方法 - Google Patents

ロボット掃除機の走行制御装置およびその制御方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロボット掃除機が正常軌道から逸脱せずに壁
面に沿って目標地点まで正確に走行できるよう制御す
る。 【構成】 ロボット掃除機の壁面走行時にネビゲーショ
ンセンサにより障害物の有無および障害物までの距離を
感知する障害物感知手段３と、この障害物感知手段３に
より障害物の感知が無の場合に前記ネビゲーションセン
サおよび超音波センサによりロボット掃除機が壁面らか
離隔された距離および走行角度を感知する走行状態感知
手段と、この走行状態感知手段により感知された離隔距
離および走行角度により左右側動力輪の力を調整してロ
ボット掃除機が壁面に沿って正常軌道を走行するよう制
御する走行制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自ら移動をしつつ床面
の掃除を行う自走式ロボット掃除機のうち、特に、前記
ロボット掃除機が壁面走行時に目標地点まで正確に走行
できるよう、制御するロボット掃除機の走行制御装置お
よびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来によるロボット掃除機にお
いては、特開昭５８−２２１９２５号公報に開示されて
いる。
【０００３】上記同公報に開示されているロボット掃除
機は、掃除をすべき床面に高反射率テープを付着して、
該高反射率テープに光センサから光を照射する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５８−２２
１９２５号公報は、前記高反射率テープから反射される
反射光を受信して、該反射テープの付着された軌跡にし
たがって移動しつつ床面にあるごみ等の汚物を吸入する
ようになっているため、限定された領域だけを走行する
しかないばかりか、設置が煩雑であるとの問題点があっ
た。
【０００５】また、その他の従来の掃除機として手動式
真空掃除機があるが、そのような真空掃除機はごみ等の
汚物を吸入する注入口を使用者が直接持ち歩き回りなが
ら掃除をしなければならず、掃除機内に吸入されるごみ
等の汚物を貯蔵室内に誘導するホースの長さも短くすべ
きであるという制限を受ける。
【０００６】このように、ホースの長さを短くすると、
狭い空間を掃除する場合には別に問題はないが、広い空
間を掃除する場合には、掃除機本体と注入口を随時移動
させつつ掃除をすべきであるとの問題点があった。
【０００７】さらに、前記真空掃除機に電源を印加する
ための電源線の長さにより掃除機の走行に制約を受け、
広い空間で掃除を行う場合には電源線が短いため、電源
線を頻繁に他のコンセントに接続させるか、別途の延長
線を利用することにより、使用に不便であるばかりか、
使用者が掃除機を直接持ち歩き回りながら掃除機から生
じる騒音をそのまま聞かされるため、使用者に不快感を
与えるという問題があった。
【０００８】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、その第１の目的は、ロボット掃除
機が壁面からの離隔距離および走行角度により左右側動
力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が正常軌道から
逸脱せずに壁面に沿って目標地点まで正確に走行できる
ように制御するロボット掃除機の走行制御装置およびそ
の制御方法を提供することにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、ロボット掃除機の
壁面走行時に前方に存在する障害物の距離にしたがい該
ロボット掃除機の進行方向を切換えて障害物の突然の出
現に対し迅速、かつ正確な進行方向転換が可能となるば
かりでなく、構成を簡単にして安価のロボット掃除機の
走行制御装置およびその制御方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【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記載の第１発明は、自ら移動をしつつ掃除
を行うロボット掃除機において、前記ロボット掃除機の
壁面走行時にネビゲーションセンサにより障害物の有無
および障害物までの距離を感知する障害物感知手段と、
この障害物感知手段により障害物の感知が無の場合に前
記ネビゲーションセンサおよび超音波センサにより前記
ロボット掃除機が壁面らか離隔された距離および走行角
度を感知する走行状態感知手段と、この走行状態感知手
段により感知された離隔距離および走行角度により左右
側動力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が壁面に沿
って正常軌道を走行するよう制御する走行制御手段とを
備えたことを要旨とする。
【００１１】請求項２記載の第２発明は、自ら移動をし
つつ掃除を行うロボット掃除機において、前記ロボット
掃除機の壁面走行時にネビゲーションセンサにより障害
物の有無および障害物までの距離を感知し、前記障害物
の感知が無の時に前記ネビゲーションセンサおよび超音
波センサにより前記ロボット掃除機が壁面らか離隔され
た距離および走行角度を感知し、感知された離隔距離お
よび走行角度により左右側動力輪の力を調整して前記ロ
ボット掃除機が壁面に沿って正常軌道を走行するよう制
御することを要旨とする。
【００１２】請求項３記載の第３発明は、前記障害物感
知手段により障害物が感知されると当該障害物との離隔
距離Ｇにより前記ロボット掃除機の進行方向を切換えな
がらネビゲーションセンサの位置角度を制御することを
要旨とする。
【００１３】請求項４記載の第４発明は、前記走行状態
感知手段により感知された壁面からの離隔距離ｄａが制
御手段に既設定された基準距離データｄｓより大なる場
合には、前記制御手段で右側動力輪の力を増加するよう
右側走行モータを駆動制御することを要旨とする。
【００１４】請求項５記載の第５発明は、前記走行状態
感知手段により感知された壁面からの離隔距離ｄａが制
御手段に既設定された基準距離データｄｓより小なる場
合には、前記制御手段で左側動力輪の力を増加するよう
左側走行モータを駆動制御することを要旨とする。
【００１５】請求項６記載の第６発明は、前記走行状態
感知手段により感知された壁面からの走行角度Ａが零よ
り大なる場合には、前記制御手段で右側動力輪の力を増
加するよう右側走行モータを駆動制御することを要旨と
する。
【００１６】請求項７記載の第７発明は、前記走行状態
感知手段により感知された壁面からの走行角度Ａが零よ
り小なる場合には、前記制御手段で左側動力輪の力を増
加するよう左側走行モータを駆動制御することを要旨と
する。
【００１７】請求項８記載の第８発明は、前記ネビゲー
ションセンサは、前記ロボット掃除機の前面に装着され
ているネビゲーション超音波センサであることを要旨と
する。
【００１８】請求項９記載の第９発明は、前記超音波セ
ンサは、前記ロボット掃除機の側面後端に装着されてい
る固定形超音波センサであることを要旨とする。
【００１９】
【作用】上述の如く構成すれば、第１発明は、障害物感
知手段によりロボット掃除機の壁面走行時にネビゲーシ
ョンセンサにより障害物の有無および障害物までの距離
を感知する。感知により障害物の感知が無の場合に走行
状態感知手段は、ネビゲーションセンサおよび超音波セ
ンサにより前記ロボット掃除機が壁面らか離隔された距
離および走行角度を感知する。
【００２０】感知された離隔距離および走行角度により
走行制御手段は、左右側動力輪の力を調整して前記ロボ
ット掃除機が壁面に沿って正常軌道を走行するよう制御
するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔距離および
走行角度により左右側動力輪の力を調整して前記ロボッ
ト掃除機が正常軌道から逸脱せずに壁面に沿って目標地
点まで正確に走行できる。
【００２１】第２発明は、前記ロボット掃除機の壁面走
行時にネビゲーションセンサにより障害物の有無および
障害物までの距離を感知し、前記障害物の感知が無の時
に前記ネビゲーションセンサおよび超音波センサにより
前記ロボット掃除機が壁面らか離隔された距離および走
行角度を感知し、感知された離隔距離および走行角度に
より左右側動力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が
壁面に沿って正常軌道を走行するよう制御するので、ロ
ボット掃除機が壁面からの離隔距離および走行角度によ
り左右側動力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が正
常軌道から逸脱せずに壁面に沿って目標地点まで正確に
走行できる。
【００２２】第３発明は、前記障害物感知手段により障
害物が感知されると当該障害物との離隔距離Ｇにより前
記ロボット掃除機の進行方向を切換えながらネビゲーシ
ョンセンサの位置角度を制御するので、ロボット掃除機
の壁面走行時に前方に存在する障害物の距離にしたがい
該ロボット掃除機の進行方向を切換えて障害物の突然の
出現に対し迅速、かつ正確な進行方向の転換を可能にで
きる。
【００２３】第４発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定
された基準距離データｄｓより大なる場合には、前記制
御手段で右側動力輪の力を増加するよう右側走行モータ
を駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔
距離および走行角度により左右側動力輪の力を調整でき
る。
【００２４】第５発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定
された基準距離データｄｓより小なる場合には、前記制
御手段で左側動力輪の力を増加するよう左側走行モータ
を駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔
距離および走行角度により左右側動力輪の力を調整でき
る。
【００２５】第６発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの走行角度Ａが零より大なる場合に
は、前記制御手段で右側動力輪の力を増加するよう右側
走行モータを駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面
からの離隔距離および走行角度により左右側動力輪の力
を調整できる。
【００２６】第７発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの走行角度Ａが零より小なる場合に
は、前記制御手段で左側動力輪の力を増加するよう左側
走行モータを駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面
からの離隔距離および走行角度により左右側動力輪の力
を調整できる。
【００２７】第８発明は、前記ネビゲーションセンサ
は、前記ロボット掃除機の前面に装着されているネビゲ
ーション超音波センサであるので、障害物までの離隔距
離および壁面までの離隔距離を感知できる。
【００２８】第９発明は、前記超音波センサは、前記ロ
ボット掃除機の側面後端に装着されている固定形超音波
センサであるので、障害物までの離隔距離および壁面ま
での離隔距離を感知できる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明による一実施例につき、添付画
面に沿って詳述する。
【００３０】図１、２において、符号１はロボット掃除
機の本体（以下、ロボット掃除機という）であり、前記
ロボット掃除機１の前面にはモータ等の駆動ユニットか
ら印加される回転力により前方を基準に左右１８０°回
転しつつ、その回転範囲内にある障害物の有無、障害物
Ｂまでの距離Ｇおよび壁面Ｗまでの距離ｄ１を感知する
よう超音波を放射し、その放射された超音波が障害物Ｂ
等の壁面Ｗに突き当って反射されてくる信号を受信する
ネビゲーション超音波センサ（以下、ネビゲーションセ
ンサという）３が装着されている。
【００３１】さらに、前記ロボット掃除機１の側面後端
には、固定式で法線に存在する物体、具体的には該ロボ
ット掃除機１が壁面Ｗから離れた離隔距離ｄ２を感知す
るよう超音波を放射し、その放射された超音波が壁面Ｗ
にぶつかって反射されてくる信号を受信する固定形超音
波センサ（以下、超音波センサという）５が装着されて
いる。
【００３２】また、前記ネビゲーションセンサ３の左右
側下端には、前記ロボット掃除機１が前後進および左右
側への方向を転換するよう駆動力を生ずる左右側走行モ
ータ３３，３４が左右対称に装着されており、該左右側
走行モータ３３，３４には左右側動力輪３５，３６に印
加される駆動力を断続する左右側クラッチ３７，３８が
前記左右側走行モータ３３，３４の軸に装着されてい
る。
【００３３】前記ロボット掃除機１の後面には前記左右
側動力輪３５，３６の駆動によりロボット掃除機１の走
行時、引出し又は引入れされる電源ケーブル５２の巻回
されたケーブルアセンブル５３が装着されており、該ケ
ーブルアセンブル５３の前面には前記ロボット掃除機１
の駆動エネルギーを供給するバッテリ１０が装着されて
いる。
【００３４】また、前記ロボット掃除機１内にはごみ、
あるいは汚物を吸入するよう吸込力を生ずる吸入モータ
１１が装着されており、前記吸入モータ１１の前面には
吸入口１３に吸入されるごみ、あるいは汚物等が収集さ
れるごみ収去袋１５を内装している集塵室１７が形成さ
れている。
【００３５】ここで、図１において、前記ロボット掃除
機１の後端床面には、ロボット掃除機１の後端の荷重を
支持する車輪３９が回転可能に設置され、該車輪３９に
はモータ等の動力源が連結されておらず、前記ロボット
掃除機１の走行径路の変更を容易ならしめるよう３６０
°回転可能なものを用いる。
【００３６】図２に示すごとく、前記車輪３９と左右側
動力輪３５，３６との間には床面に存在するごみ、ある
いは汚物を収集するブラシ９が設置され、該ブラシ９の
後側に形成された吸入口１３を通して吸入されたごみ等
はフード１１を経てごみ収去袋１５に収集される。
【００３７】次に、図３を参照して、本発明の一実施例
によるロボット掃除機の制御ブロック図について説明す
る。
【００３８】同図において、制御手段２０は前記バッテ
リ１０から供給される直流電圧が印加されて前記ロボッ
ト掃除機１の全体的な走行動作を制御するマイクロコン
ピュータである。
【００３９】駆動手段３０は、前記制御手段２０の制御
によりロボット掃除機１の前後進および左右側への移動
を制御するものである。また、前記駆動手段３０は前記
制御手段２０の制御によりロボット掃除機１を右側に移
動させるように左側走行モータ３３を駆動する左側モー
タ駆動部３１と、前記制御手段２０の制御によりロボッ
ト掃除機１を左側に移動させるよう右側走行モータ３４
を駆動する右側モータ駆動部３２とから構成されてい
る。
【００４０】走行距離検出手段４０は、前記駆動手段３
０により移動されるロボット掃除機１の走行距離を検出
するものである。また、前記走行距離検出手段４０は前
記左側走行モータ３３の駆動により回転する左側動力輪
３５の回転数、すなわち前記左側走行モータ３３の回転
数に比例するパルス信号を発生して、前記ロボット掃除
機１が右側へ移動した走行距離を検出する左側エンコー
ダ４１と、前記右側走行モータ３４の駆動により回転す
る右側動力輪３６の回転数、すなわち、右側走行モータ
３４の回転数に比例するパルス信号を発生して前記ロボ
ット掃除機１が左側へ移動した走行距離を検出する右側
エンコーダ４２とから構成されている。
【００４１】張力調整手段５０は、前記駆動手段３０に
より移動されるロボット掃除機１の掃除走行時に前記制
御手段２０の制御により引出し又は引入れされる電源ケ
ーブル５２の張力を一定に保持するものである。また、
張力調整手段５０は正逆回転可能なモータ５１と、電源
ケーブル５２を巻回するケーブルアセンブル５３と、前
記制御手段２０の制御によりケーブルアセンブル５３に
電源ケーブル５２を巻回するか、前記ケーブルアセンブ
ル５３から電源ケーブル５２を巻戻すよう前記モータ５
１を正逆回転駆動するケーブルモータ駆動部５４と、前
記ケーブルモータ駆動部５４により駆動されるモータ５
１の軸回転数を感知して前記制御手段２０に出力する回
転数感知センサ５５と、前記モータ５１により回転され
るケーブルアセンブル５３の回転方向および回転数を感
知して前記制御手段２０に出力する方向感知センサ５６
とから構成されている。
【００４２】障害物感知手段６０は、前記駆動手段３０
により移動されるロボット掃除機１の走行径路に存在す
る障害物の有無、障害物Ｂまでの距離Ｇおよび壁面Ｗか
ら離れた離隔距離ｄ１を感知するものである。また、障
害物感知手段６０は前記ロボット掃除機１の走行前方お
よび壁面Ｗに超音波を放射し、その放射された超音波が
壁面Ｗなど、障害物Ｂにぶつかって反射される信号を受
信して障害物Ｂまでの離隔距離Ｇおよび壁面Ｗまでの離
隔距離ｄ１を感知するネビゲーションセンサ３と、該ネ
ビゲーションセンサ３で感知された信号を増幅する増幅
部６２と、該増幅部６２で増幅された信号に包含されて
いるノイズ成分をフィリタリングするフィルタ部６３
と、前記ネビゲーションセンサ３が１８０°往復回転す
るよう前記制御手段２０の制御によりステップインモー
タ６５を駆動するステップインモータ駆動部６４とから
構成されている。
【００４３】走行方向検出手段７０は、前記駆動手段３
０により移動されるロボット掃除機１の走行方向変化を
検出するよう前記ロボット掃除機１の回転時に変化する
電圧レベルに従い回転角を感知して前記ロボット掃除機
１の走行方向変化を検出するジャイロセンサである。吸
入モータ駆動手段８０は前記制御手段２０の制御により
ロボット掃除機１が掃除を行うよう吸入モータ１１を駆
動制御する。
【００４４】メモリ手段９０は、前記駆動手段３０、張
力調整手段５０および障害物感知手段６０等を制御する
ためのメモリ容量が不足する場合、前記制御手段２０の
入出力ポートにバッファ９１を介してメモリ容量を拡張
させるものであって、前記メモリ手段９０はＤＲＡＭ等
を使用する。
【００４５】以下、上記した構成のロボット掃除機の走
行制御装置およびその制御方法の作用について説明す
る。
【００４６】図４〜図６は、本発明によるロボット掃除
機の走行動作を示すフローチャートである。なお、図４
〜図６におけるＳはステップを示す。
【００４７】まず、使用者がロボット掃除機１の所定位
置に装着されている動作スイッチをオンさせると、ステ
ップＳ１ではバッテリ１０から供給される直流電圧が制
御手段２０に印加されて前記ロボット掃除機１を走行機
能に適するよう初期化させる。
【００４８】ついで、ステップＳ２で前記制御手段２０
は、ロボット掃除機１の壁面走行を制御するための制御
信号を駆動手段３０に出力する。
【００４９】よって、前記駆動手段３０の左側モータ駆
動部３１と右側モータ駆動部３２では制御手段２０から
出力される制御信号が入力されて左側走行モータ３３お
よび右側走行モータ３４を駆動させることにより、前記
ロボット掃除機１が壁面走行を開始する。
【００５０】この際、左側エンコーダ４１では前記左側
走行モータ３３の駆動による左側動力輪３５の回転数に
比例するパルス信号を発生して前記制御手段２０に出力
し、右側エンコーダ４２では前記右側走行モータ３４の
駆動による右側動力輪３６の回転数に比例するパルス信
号を発生して前記制御手段２０に出力する。
【００５１】これにより、前記制御手段２０では左右側
エンコーダ４１，４２から出力されるパルス信号が入力
されてロボット掃除機１の移動した走行距離を算出す
る。
【００５２】一方、前記走行方向検出手段３０では前記
左右側走行モータ３３，３４の動力が印加されて回転す
る左右側動力輪３５，３６の回転角速度を感知してその
感知された回転角データを制御手段２０に出力する。
【００５３】したがって、前記制御手段２０では走行方
向検出手段３０により検出された回転角データを時間に
対して積分をしてロボット掃除機１の走行方向変化を検
出することにより、前記ロボット掃除機１が正常軌道か
ら逸脱せずに、壁面Ｗに沿って目標地点まで正確に走行
できるよう左右側モータ駆動部３１，３２を制御する。
【００５４】ついで、ステップＳ３ではロボット掃除機
１の前面に装着されているネビゲーションセンサ３がス
イング中であるかを判別して、該ネビゲーションセンサ
３がスイングをしない場合（ＮＯのとき）には、ロボッ
ト掃除機１が壁面Ｗに沿って走行中であるため、ステッ
プＳ４では前記ロボット掃除機１が進行方向を転換中で
あるかを判別する。
【００５５】前記ステップＳ４での判別結果、前記ロボ
ット掃除機１が進行方向を転換しない場合（ＮＯのと
き）には、該ロボット掃除機１が壁面Ｗに沿って走行を
続けている状態であるため、ステップＳ５では前記制御
手段２０で障害物Ｂを感知するための障害物感知周期Ｔ
に１を加えて、前記ロボット掃除機１の周期変換値Ｔを
増加する。
【００５６】したがって、ステップＳ６では前記ステッ
プＳ５で増加された周期変換値Ｔが前記制御手段２０に
設定されている基本周期データＴｓ（ロボット掃除機の
走行時に周期的に障害物を感知するための基本回数）と
同一かを判別する。
【００５７】前記ステップＳ６での判別結果、前記制御
手段２０で判別された周期変換値Ｔと不一致の場合（Ｎ
Ｏのとき）には、前方に存在の障害物Ｂを感知する必要
がないため、ステップＳ７に進んでネビゲーションセン
サ３は図７(a) 、(b) に示すごとく、壁面Ｗに超音波を
放射し、その放射された超音波が壁面Ｗにぶつかって反
射された信号を受信する。
【００５８】前記ネビゲーションセンサ３により受信さ
れた信号は、第１の増幅器４１２を通して電気的な信号
に増幅され、その増幅された信号に包含されている高調
波のノイズ成分をフィルタ部６３によりフィリタリング
されつつ、前記ロボット掃除機１の前面が壁面Ｗから離
れた離隔距離ｄ１を感知して制御手段２０に出力する。
【００５９】したがって、前記制御手段２０ではネビゲ
ーションセンサ３により感知された信号が入力されて前
記ロボット掃除機１が壁面Ｗから離れた離隔距離ｄ１を
算出する。
【００６０】ついで、ステップＳ８では図７(a) 、(b)
に示すごとく、前記ロボット掃除機１の側面後端部に装
着されている超音波センサ５から壁面Ｗに超音波を放射
し、その放射された超音波が壁面Ｗにぶつかって反射さ
れた信号を受信して前記ロボット掃除機１の側面が壁面
Ｗから離れた離隔距離ｄ２を感知して制御手段２０に出
力する。
【００６１】これにより、ステップＳ９では、前記ネビ
ゲーションセンサ３により感知された離隔距離データｄ
１と超音波センサ５とにより感知された離隔距離データ
ｄ２を制御手段２０から入力されて、下記式（１）に示
す公式に従い前記ロボット掃除機１が壁面Ｗから離れた
平均離隔距離ｄａを算出し、下記式（２）示す公式に従
い前記ロボット掃除機１が壁面Ｗで振られた走行角度Ａ
を算出する。
【００６２】
【数１】 Ａ ＝ ｄ１ − ｄ２ − ｄ３ …（２） ここで、ｄ３は、前記ネビゲーションセンサ３がロボッ
ト掃除機１の前面側端から離隔されて装着された距離で
ある。
【００６３】したがって、ステップＳ１０では前記ステ
ップＳ９で算出された平均離隔距離ｄａが制御手段２０
にあらかじめ設定されている基準距離データｄｓ（ロボ
ット掃除機の壁面走行時に保持すべき所定の離隔距離）
より大であるかを判別し、前記制御手段２０で判別され
た平均離隔距離ｄａが基準距離データｄｓより大でない
場合（ＮＯのとき）には、ステップＳ１１に進んで前記
平均離隔距離ｄａが基準距離データｄｓより小であるか
を判別する。
【００６４】前記ステップＳ１１での判別結果、前記制
御手段２０で判別された平均離隔距離ｄｓが基準距離デ
ータｄｓより小の場合（ＹＥＳのとき）には、前記ロボ
ット掃除機１が壁面Ｗにごく近接された状態であるた
め、ステップＳ１２では前記ロボット掃除機１が壁面Ｗ
から所定距離を保持するよう前記制御手段２０から左側
モータ駆動部３１に制御信号を出力する。
【００６５】これにより、前記左側モータ駆動部３１で
は制御手段２０から出力される制御信号が入力されて左
側走行モータ３３を駆動させることにより、左側動力輪
３５が動力を受けて駆動を開始する。
【００６６】一方、前記ステップＳ１０での判別結果、
前記制御手段２０により判別された平均離隔距離ｄａが
基準距離データｄｓより大の場合（ＹＥＳのとき）に
は、前記ロボット掃除機１が壁面Ｗから遠く離れた状態
であるため、ステップＳ１３では前記ロボット掃除機１
が壁面Ｗから所定距離を保持するよう前記制御手段２０
から右側モータ駆動部３２に制御信号を出力する。
【００６７】これにより、前記右側モータ駆動部３２で
は制御手段２０から出力され制御信号が入力されて右側
走行モータ３４を駆動させることにより、右側動力輪３
６が動力を受けて駆動を開始する。
【００６８】このように、前記左右側動力輪３５，３６
の駆動によりロボット掃除機１が壁面Ｗから所定距離を
保持するようになると、ステップＳ１４では前記ステッ
プＳ９で算出された走行角度Ａが０（ロボット掃除機が
壁面に沿ってまっ直ぐに走行する状態の基本角度）より
大であるかを判別する。
【００６９】前記ステップＳ１４での判別結果、走行角
度Ａが０（零）より大でない場合（ＮＯのとき）には、
ステップＳ１５に進んで前記制御手段２０で判別された
走行角度Ａが０より小であるかを判別する。
【００７０】前記ステップＳ１５での判別結果、走行角
度Ａが０より小の場合（ＹＥＳのとき）には、前記ロボ
ット掃除機１が反時計方向に走行している状態であるた
め、ステップＳ１６では前記制御手段２０はロボット掃
除機１が壁面Ｗに沿ってまっ直ぐに進行できるよう左側
モータ駆動部３１に制御信号を出力する。
【００７１】したがって、前記左側モータ駆動部３１で
は制御手段２０から出力される制御信号が入力されて左
側走行モータ３３を駆動させることにより、左側動力輪
３５が動力を受けて駆動を開始する。
【００７２】一方、前記ステップＳ１４での判別結果、
前記制御手段２０により判別された走行角度Ａが０より
大の場合（ＹＥＳとき）には前記ロボット掃除機１が時
計方向に走行している状態であるため、ステップＳ１７
で前記制御手段２０はロボット掃除機１が壁面Ｗに沿っ
てまっ直ぐに進行できるよう右側モータ駆動部３２に制
御信号を出力する。
【００７３】これにより、前記右側モータ駆動部３２で
は制御手段２０から出力される制御信号が入力されて右
側走行モータ３４を駆動させることにより、右側動力輪
３６が動力を受けて駆動を開始する。
【００７４】このように、前記左右側動力輪３５，３６
の駆動によりロボット掃除機１が壁面Ｗに沿ってまっ直
ぐに走行するようになると、ステップＳ１８ではロボッ
ト掃除機１が壁面走行を終了したかを判別する。
【００７５】前記ステップＳ１８での判別結果、ロボッ
ト掃除機１が壁面走行を終了していない場合（ＮＯのと
き）には、前記ステップＳ３に復帰してステップＳ３以
下の動作を繰返し行い、ロボット掃除機１が壁面走行を
終了した場合（ＹＥＳのとき）には、前記ロボット掃除
機１の壁面走行を停止しつつ動作を終了する。
【００７６】一方、前記ステップＳ４での判別結果、前
記ロボット掃除機１が進行方向を転換する場合（ＹＥＳ
のとき）には、ステップＳ２０に進んで転換された進行
方向への障害物Ｂの有無を感知するために、前記ロボッ
ト掃除機１が進行方向転換を終了したかを判別する。
【００７７】前記ステップＳ２０での判別結果、ロボッ
ト掃除機１が進行方向転換を終了していない場合（ＮＯ
のとき）には、障害物の有無を感知する必要がないた
め、前記ステップＳ１８に進んでロボット掃除機１が壁
面走行を終了したかを判別して、その判別結果により前
記制御手段２０でロボット掃除機１の走行を制御する。
【００７８】また、前記ステップＳ２０での判別結果、
前記ロボット掃除機１が進行方向転換を終了した場合
（ＹＥＳのとき）には、転換された進行方向に存在する
障害物Ｂとの離隔距離Ｇに従い前記ロボット掃除機１の
走行を制御すべきであるため、ステップＳ２１で前記ネ
ビゲーションセンサ３はロボット掃除機１の移動する前
方に超音波を放射し、その放射された超音波が障害物Ｂ
にぶつかって反射されてきた信号を受信して障害物Ｂま
での離隔距離Ｇを感知して前記制御手段２０に出力す
る。
【００７９】したがって、ステップＳ２２では前記ネビ
ゲーションセンサ３により感知された離隔距離Ｇが制御
手段２０にあらかじめ設定されている最小距離データＣ
ｍｉｎ（障害物の突然の出現による最小距離）より大で
あるかを判別して、離隔距離Ｇが最小距離データより大
の場合（ＹＥＳのとき）には、ステップＳ２３に進んで
前記ネビゲーションセンサ３により感知された離隔距離
Ｇが制御手段２０にあらかじめ設定されている最大距離
データＣｍａｘ（ネビゲーションセンサの回転可否を決
定する最大距離）より小であるかを判別する。
【００８０】前記ステップＳ２３での判別結果、前記制
御手段２０で判別された離隔距離Ｇが最大距離データよ
り小でない場合（ＮＯのとき）には、前記ロボット掃除
機１が障害物Ｂから遠く離れた状態であるため、ステッ
プＳ２４で制御手段２０はネビゲーションセンサ３を回
転せずに、障害物Ｂを感知するための周期変換値Ｔをク
リアさせた後、前記ロボット掃除機１が壁面走行を続け
るようにする。
【００８１】前記ステップＳ２３での判別結果、前記制
御手段２０で判別された離隔距離Ｇが最大距離データよ
り小でない場合（ＹＥＳのとき）には、前記ロボット掃
除機１が障害物Ｂに近い状態であるためステップＳ２５
では障害物Ｂがノイズによるものであるかを判別するた
めに、前記制御手段２０でステップインモータ駆動部６
４に制御信号を出力する。
【００８２】したがって、前記ステップインモータ駆動
部６４では制御手段２０から出力される制御信号が入力
されてステップインモータ６５を駆動させることによ
り、ネビゲーションセンサ３を時計方向に１８０°回転
させ、逆に１８０°回転させつつ前方を監視し、前記ネ
ビゲーションセンサ３の位置角度を１だけ増加させてか
ら、前記ロボット掃除機１が壁面走行を続けるよう制御
する。
【００８３】また、前記ステップＳ２２での判断結果、
前記制御手段２０で判別された離隔距離Ｇが最小距離デ
ータより大でない場合（ＮＯのとき）には、前記ロボッ
ト掃除機１の前方に障害物Ｂが突然出現した状態である
ため、ステップＳ２６で前記制御手段２０はネビゲーシ
ョンセンサ３を回転させずにロボット掃除機１の進行方
向を転換する。
【００８４】この際、前記ロボット掃除機１が新たな走
行壁面を探すための最大近接距離になると、ネビゲーシ
ョンセンサ３が新たな走行壁面との離隔距離を感知する
ための位置にロボット掃除機１を置いて、障害物Ｂを感
知するための周期変換値Ｔをクリアさせてから、ロボッ
ト掃除機１を時計方向に回転させる。
【００８５】このように、前記障害物Ｂとの離隔距離Ｇ
により制御手段２０でロボット掃除機１を制御して移動
走行を終了すると、ステップＳ２７では前記ネビゲーシ
ョンセンサ３の位置角度を１だけ増加させ、ステップＳ
２８に進んで前記増加されたネビゲーションセンサ３の
位置角度が１８０°であるかを判別する。
【００８６】前記ステップＳ２８での判別結果、前記制
御手段２０で判別された位置角度が１８０°でない場合
（ＮＯのとき）には、ステップＳ１８に進んでステップ
Ｓ１８以下の動作を繰返して行い、位置角度が１８０°
の場合（ＹＥＳとき）には、ステップＳ２９に進んで前
記ロボット掃除機１が反時計方向にあるのかを判別す
る。
【００８７】前記ステップＳ２９での判別結果、ロボッ
ト掃除機１が反時計方向にある場合（ＹＥＳのとき）に
は、ステップＳ３０に進んでロボット掃除機１を時計方
向に回転させ、前記ロボット掃除機１が反時計方向でな
い場合（ＮＯのとき）には、ステップＳ３１に進んでロ
ボット掃除機１を反時計方向に回転させる。
【００８８】前記ロボット掃除機１を反時計または時計
方向に回転させてから、ステップＳ３２ではロボット掃
除機１が反時計方向にあるのかを再度判別する。
【００８９】前記ステップＳ３２での判別結果、ロボッ
ト掃除機１が反時計方向にある場合（ＹＥＳのとき）に
は、ステップＳ３３に進んで前記制御手段２０ではネビ
ゲーションセンサ３の位置角度と障害物Ｂを感知するた
めの周期変換値Ｔをクリアさせてから、前記ステップＳ
１８に復帰してステップＳ１８以下の動作を繰返し行
う。
【００９０】一方、前記ステップＳ３２での判別結果、
ロボット掃除機１が反時計方向にいない場合（ＮＯのと
き）には、ステップＳ３４に進んで前記制御手段２０で
障害物Ｂを感知するための周期変換値Ｔをクリアさせて
から、前記ステップＳ１８に復帰してステップＳ１８以
下の動作を繰返して行う。
【００９１】本発明によれば、ロボット掃除機が壁面か
ら隔離された距離および走行角度により左右側動力輪の
力を調整して前記ロボット掃除機が正常軌道から逸脱せ
ずに、壁面に沿って目標地点まで正確に走行できる効果
がある。また、ロボット掃除機の壁面走行時に前方に存
在の障害物の距離により前記ロボット掃除機の進行方向
を転換させて、障害物の突然の出現に対する迅速かつ正
確な進行方向転換が可能となるばかりか、構成を簡単に
して、製造費が安価となる優れた効果を有する。
【００９２】
【発明の効果】以上説明したように、第１発明は、障害
物感知手段によりロボット掃除機の壁面走行時にネビゲ
ーションセンサにより障害物の有無および障害物までの
距離を感知する。感知により障害物の感知が無の場合に
走行状態感知手段は、ネビゲーションセンサおよび超音
波センサにより前記ロボット掃除機が壁面らか離隔され
た距離および走行角度を感知する。
【００９３】感知された離隔距離および走行角度により
走行制御手段は、左右側動力輪の力を調整して前記ロボ
ット掃除機が壁面に沿って正常軌道を走行するよう制御
するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔距離および
走行角度により左右側動力輪の力を調整して前記ロボッ
ト掃除機が正常軌道から逸脱せずに壁面に沿って目標地
点まで正確に走行できる。
【００９４】第２発明は、前記ロボット掃除機の壁面走
行時にネビゲーションセンサにより障害物の有無および
障害物までの距離を感知し、前記障害物の感知が無の時
に前記ネビゲーションセンサおよび超音波センサにより
前記ロボット掃除機が壁面らか離隔された距離および走
行角度を感知し、感知された離隔距離および走行角度に
より左右側動力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が
壁面に沿って正常軌道を走行するよう制御するので、ロ
ボット掃除機が壁面からの離隔距離および走行角度によ
り左右側動力輪の力を調整して前記ロボット掃除機が正
常軌道から逸脱せずに壁面に沿って目標地点まで正確に
走行できる。
【００９５】第３発明は、前記障害物感知手段により障
害物が感知されると当該障害物との離隔距離Ｇにより前
記ロボット掃除機の進行方向を切換えながらネビゲーシ
ョンセンサの位置角度を制御するので、ロボット掃除機
の壁面走行時に前方に存在する障害物の距離にしたがい
該ロボット掃除機の進行方向を切換えて障害物の突然の
出現に対し迅速、かつ正確な進行方向の転換を可能にで
きる。
【００９６】第４発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定
された基準距離データｄｓより大なる場合には、前記制
御手段で右側動力輪の力を増加するよう右側走行モータ
を駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔
距離および走行角度により左右側動力輪の力を調整でき
る。
【００９７】第５発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定
された基準距離データｄｓより小なる場合には、前記制
御手段で左側動力輪の力を増加するよう左側走行モータ
を駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面からの離隔
距離および走行角度により左右側動力輪の力を調整でき
る。
【００９８】第６発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの走行角度Ａが零より大なる場合に
は、前記制御手段で右側動力輪の力を増加するよう右側
走行モータを駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面
からの離隔距離および走行角度により左右側動力輪の力
を調整できる。
【００９９】第７発明は、前記走行状態感知手段により
感知された壁面からの走行角度Ａが零より小なる場合に
は、前記制御手段で左側動力輪の力を増加するよう左側
走行モータを駆動制御するので、ロボット掃除機が壁面
からの離隔距離および走行角度により左右側動力輪の力
を調整できる。
【０１００】第８発明は、前記ネビゲーションセンサ
は、前記ロボット掃除機の前面に装着されているネビゲ
ーション超音波センサであるので、障害物までの離隔距
離および壁面までの離隔距離を感知できる。
【０１０１】第９発明は、前記超音波センサは、前記ロ
ボット掃除機の側面後端に装着されている固定形超音波
センサであるので、障害物までの離隔距離および壁面ま
での離隔距離を感知できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における本体の上部カバーを
除去したロボット掃除機の平面図である。
【図２】本発明の一実施例によるロボット掃除機の側断
面図である。
【図３】本発明の一実施例によるロボット掃除機の制御
ブロック図である。
【図４】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例によるロボット掃除機の走行
を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ ロボット掃除機 ３ ネビゲーション ５ 超音波センサ １０ バッテリ ２０ 制御手段 ３０ 駆動手段 ３１ 左側モータ駆動部 ３２ 右側モータ駆動部 ３３ 左側走行モータ ３４ 右側走行モータ ３５ 左側動力輪 ３６ 右側動力輪 ４０ 走行距離検出手段 ４１ 左側エンコーダ ４２ 右側エンコーダ ５０ 張力調整手段 ５３ ケーブルアセンブル ５４ ケーブルモータ駆動部 ５５ 回転数感知センサ ５６ 方向感知センサ ６０ 障害物感知手段 ６２ 増幅部 ６３ フィルタ部 ６４ ステップインモータ駆動部 ６５ ステップインモータ ７０ 走行方向検出手段 ８０ 吸入モータ駆動手段 ９０ メモリ手段

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自ら移動をしつつ掃除を行うロボット掃
    除機において、 前記ロボット掃除機の壁面走行時にネビゲーションセン
    サにより障害物の有無および障害物までの距離を感知す
    る障害物感知手段と、 この障害物感知手段により障害物の感知が無の場合に前
    記ネビゲーションセンサおよび超音波センサにより前記
    ロボット掃除機が壁面らか離隔された距離および走行角
    度を感知する走行状態感知手段と、 この走行状態感知手段により感知された離隔距離および
    走行角度により左右側動力輪の力を調整して前記ロボッ
    ト掃除機が壁面に沿って正常軌道を走行するよう制御す
    る走行制御手段と、 を備えたことを特徴とするロボット掃除機の走行制御装
    置。
  2. 【請求項２】 自ら移動をしつつ掃除を行うロボット掃
    除機において、 前記ロボット掃除機の壁面走行時にネビゲーションセン
    サにより障害物の有無および障害物までの距離を感知
    し、 前記障害物の感知が無の時に前記ネビゲーションセンサ
    および超音波センサにより前記ロボット掃除機が壁面ら
    か離隔された距離および走行角度を感知し、 感知された離隔距離および走行角度により左右側動力輪
    の力を調整して前記ロボット掃除機が壁面に沿って正常
    軌道を走行するよう制御することを特徴とするロボット
    掃除機の走行制御方法。
  3. 【請求項３】 前記障害物感知手段により障害物が感知
    されると当該障害物との離隔距離Ｇにより前記ロボット
    掃除機の進行方向を切換えながらネビゲーションセンサ
    の位置角度を制御することを特徴とする請求項１記載の
    ロボット掃除機の走行制御装置。
  4. 【請求項４】 前記走行状態感知手段により感知された
    壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定された基準
    距離データｄｓより大なる場合には、前記制御手段で右
    側動力輪の力を増加するよう右側走行モータを駆動制御
    することを特徴とする請求項１記載のロボット掃除機の
    走行制御装置。
  5. 【請求項５】 前記走行状態感知手段により感知された
    壁面からの離隔距離ｄａが制御手段に既設定された基準
    距離データｄｓより小なる場合には、前記制御手段で左
    側動力輪の力を増加するよう左側走行モータを駆動制御
    することを特徴とする請求項１記載のロボット掃除機の
    走行制御装置。
  6. 【請求項６】 前記走行状態感知手段により感知された
    壁面からの走行角度Ａが零より大なる場合には、前記制
    御手段で右側動力輪の力を増加するよう右側走行モータ
    を駆動制御することを特徴とする請求項１記載のロボッ
    ト掃除機の走行制御装置。
  7. 【請求項７】 前記走行状態感知手段により感知された
    壁面からの走行角度Ａが零より小なる場合には、前記制
    御手段で左側動力輪の力を増加するよう左側走行モータ
    を駆動制御することを特徴とする請求項１記載のロボッ
    ト掃除機の走行制御装置。
  8. 【請求項８】 前記ネビゲーションセンサは、前記ロボ
    ット掃除機の前面に装着されているネビゲーション超音
    波センサであることを特徴とする請求項１記載のロボッ
    ト掃除機の走行制御装置。
  9. 【請求項９】 前記超音波センサは、前記ロボット掃除
    機の側面後端に装着されている固定形超音波センサであ
    ることを特徴とする請求項１記載のロボット掃除機の走
    行制御装置。
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