JPH0830700B2 - 床質判定器 - Google Patents

床質判定器

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JPH0830700B2
JPH0830700B2 JP63046198A JP4619888A JPH0830700B2 JP H0830700 B2 JPH0830700 B2 JP H0830700B2 JP 63046198 A JP63046198 A JP 63046198A JP 4619888 A JP4619888 A JP 4619888A JP H0830700 B2 JPH0830700 B2 JP H0830700B2
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JP
Japan
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wave
floor
ultrasonic
floor surface
unit
Prior art date
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JP63046198A
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JPH01219663A (ja
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哲生 小畑
修治 服部
秀二 安倍
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば自動的に床面の材質や段差を検知し
て清掃を行う自動掃除機に使用される床質判定器に関す
るものである。
従来の技術 従来、この種の超音波を用いた床質判定器は、一定の
超音波パルスを発信し、その1番目エコーの受信強度の
強弱を測定し、床面の材質を判定していた。
床質判定器の応用としては、例えば自動掃除機があ
り、掃除する所の床材質を判定して吸い込みノズルを操
作している。すなわち、じゅうたんでは吸い込み口ブラ
シであるタービンを回し、Pタイル、木の床、畳などで
はタービンを回さない。またあるものでは、前者でブラ
シを引っ込めたり、後者でブラシを出したりしている。
発明が解決しようとする課題 従来の方式では、市販されている超音波発振器をその
まま使うと、床面と受信機の距離が小さいと、床面の材
質に関係なく1番目の受信強度は一定になり、床面の材
質を判定できなかった。したがって、何等かの工夫(取
り付け位置、角度や超音波発信強度の調整など)を必要
とするなどの問題点があった。本発明は、このような従
来の課題を解消するものであり、床面の材質を自動的に
判断できる手段を提供しようとすることを目的としてい
る。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本願第1の発明は、床面
に対面して取り付けられた超音波を発信する送波部と送
波部から発信された超音波の床面との反射波を受信する
受波部と、受波部で受信した超音波のエコーの1番目の
ピークと2番目以降の任意のピークとの減衰度を比較す
る比較部とで構成されている。
また、本願第2の発明は、床面に対面して取り付けら
れた超音波を発信する送波部と送波部から発信された超
音波の床面との反射波を受信する受波部と、送波部が超
音波を発信した瞬間から、受波部の1番目のピークまで
の時間間隔を測定し、以降その時間間隔で開かれるゲー
トと、受波部が受信する信号強度が所定値に減衰するま
での間にゲートの開いた回数を計数する計数部とで構成
されている。
作用 この構成により、まず送波部から発信された超音波パ
ルスは床と送波部、受波部あるいはそれらの取り付け部
との間でエコーとして複数回の反射を繰り返す。このエ
コーの受信強度を受波部で受信するのであるが、1回の
超音波パルスに対する1番目のエコーの受信強度は床の
材質によらずあまりかわらないが、2番目以上のエコー
の受信強度は床の材質により大きく異なることを発見し
た。すなわち、2番目(ピーク2)以降の受信強度はじ
ゅうたんに代表される柔らかな床面では大きく減衰し、
畳、木の床、Pタイルなどに代表される床面ではあまり
減衰しなかった。
この事実を利用して、第1の発明では、1番目(ピー
ク1)の受信強度と2番目以降の任意のエコーの受信強
度の減衰度の比較を比較器で行ない、減衰が著しい場合
は柔らかな床面、すなわちじゅうたんであり、減衰が小
さい場合には硬い床面、すなわち畳、木の床、Pタイル
などと床面の材質を判定するものである。また、第2の
発明では、発振器から発信された1回の超音波パルスの
エコーを該受波部で受信し、発信後から1番目のエコー
の受信ピークまでの時間(以下Tと記す)を測定し、そ
の時間間隔でゲートを開き、その時の入力信号強度があ
らかじめ決めておいた信号強度を下まわるまでの間にゲ
ートの開いた回数を計数し、その回数で床面の材質を判
断するようにしたものである。
実施例 以下、床質判定器の第1の発明について、第1図、第
3図をもとに説明する。第1図は床質判定器の第1の発
明の一実施例を示すブロック図である。第1図におい
て、1、2はそれぞれ床面7に対面して設置された超音
波を送信する送波部と、この超音波が床面7と送波部1
などとの間でエコーとして複数回の反射を繰り返した際
に、このエコーの強度を受信する受波部である。3は、
受波部2で受信したエコーのピークの1番目の受信強度
と2番目以降の任意の受信強度の減衰度を比較する比較
部4で、入出力端子4を備えている。5は、送波部1、
受波部2、比較部3を内包するハウジングで、6はこの
ハウジング5の底面に設けられた固定板で、この表面に
送波部1、受波部2が取り付けられている。また、7は
床質判定器を備えた自動掃除機が清掃しようとする床面
である。
第3図は、受波部2が受信する超音波の反射波のエコ
ーの受信強度と床面7の材質の関係を示す受信強度特性
である。
上記構成において動作を説明する。
まず送波部1から発信された超音波パルスは、受波部
2で第3図のピーク1として受信されるとともに再度反
射し続け、第3図のピーク2以降として受信される。こ
のピーク1の受信強度とピーク2以降の任意の受信強度
の減衰度を比較部3で比較し、その減衰度があらかじめ
決めておいた値Cよりも高い場合には硬い材質の床面、
低い場合には柔らかい材質の床面と判断する。
本実施例では、床面から距離10cmに発信、受信機能を
もつ送波部(増幅、検波など内蔵ユニット市販品)を床
面と対面させて設置し、0.2msの超音波パルスを1秒間
隔で発信させた。そして超音波パルス発信後1番目のエ
コーの受信強度と4番目のエコーの受信強度の比が1/2
以下であれば柔らかい材質の床面、1/2以上であれば硬
い材質の床面と判断させたところ、誤りなく判定した。
次に第2の発明の実施例について、第2図及び第3図
をもとに説明する。第2図は床質判定器の第2の発明の
一実施例を示すブロック図である。第3図は、受波部2
が受信する超音波の反射波のエコーの受信強度と床面7
の材質の関係を示す受信強度特性である。なお、第1図
で説明した実施例と同一機能を果たす部材には同一番号
を付与し、その説明を省略する。
第2図において、8は、ゲート9を有する計数部であ
り、以下の作用を有している。第3図に示すように受波
部2は送波部1が送信した超音波のエコーを受信する。
同図で送波部1から超音波を送信した瞬間からピーク1
が生ずるまでの時間Tは床面7の材質には関係なく、送
波部1、受波部2と床面7との距離によって決定され
る。計数部8は、この時間Tを測定し、この時間間隔で
ゲート9を開き、受波部2が受信したエコー強度が基準
値Cに達っするまでにゲート9が開いた回数Nを計数す
る。
上記構成において動作を説明する。
まず送波部1から発信された超音波パルスは、受波部
2で第3図のピーク1として受信されるとともに再度反
射し続け、第2図のピーク2以降として受信される。そ
してT,Nを計測することにより、床面からの高さおよび
床材質を判定する。
本実施例では、床面から距離10cmに発信、受信機能を
もつ送波部(増幅、検波など内蔵ユニット市販品)を床
面と対面させて設置し、0.1msの超音波パルスを1秒間
隔で発信させた。床面が平滑な場合Tは0.6msである。
そして基準値Cを1番目のピークすなわち1番目の入力
信号の1/2とした時に、表のような結果を得た。
表から明らかなようにNにより床材質が判定できる。
なお、超音波パルス幅を0.4msとすると、2〜3番目の
ピークで右下がりの滑らかな線となりピークが検知しに
くい。もちろん、ゲートを開けたときに基準値Cよりも
大きいか小さいかを判定するだけなので、0.4msでも可
能であるが床材質判定の誤り率は高いと予想される。
また、Tの値は送波部1および受波部2と床面7との
距離で決まるため、床面に階段等の段差があればTが大
きく変化する。したがって、Tの値を読むことによって
床面に段差があるか否かの判断ができる。床質判定器を
取り付けた機器を階段部に移動させたところTが大きく
なり、床面に段差があることを検知し、床材質も誤りな
く判断した。
発明の効果 以上のように第1の本発明によれば、床面との距離が
変わる階段や坂になっている所でも床面の材質の判断を
誤ることもない。第2の発明では、第1の発明の効果の
他に、常にTを測定しているので床面からの高さがわか
り、入力信号の強さが著しく変化した場合にも、坂、階
段などで床面からの距離が変わったのか、床材質が変わ
ったのかが即座に判断できる。またTにあわせてゲート
を開いているので、ピーク位置を誤ることもない。
また、両発明とも市販されている超音波発振器をその
まま使っても、また床面と受信機の距離が小さいくて
も、床面の材質を正確に判定できる。したがって、自動
掃除機などの設計においても極めて自由度が高くなり産
業上有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、床質判定器の第1の発明の一実施例のブロッ
ク図であり、第2図は同第2の発明の一実施例のブロッ
ク図である。第3図は第1図及び第2図の受波部が有す
る受信強度と時間の関係を示す受信強度特性である。 1……送波部、2……受波部、3……比較部 8……計数部、9……ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−295636(JP,A) 特開 昭63−9415(JP,A) 特開 昭62−97518(JP,A) 特開 昭63−300732(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】床面に対面して取り付けられた超音波を発
    信する送波部と送波部から発信された超音波の床面との
    反射波を受信する受波部と、受波部で受信した超音波の
    エコーの1番目のピークと2番目以降の任意のピークと
    の減衰度を比較する比較部を有する床質判定器。
  2. 【請求項2】床面に対面して取り付けられた超音波を発
    信する送波部と送波部から発信された超音波の床面との
    反射波を受信する受波部と、送波部が超音波を発信した
    瞬間から、受波部の1番目のピークまでの時間間隔を測
    定し、以降その時間間隔で開かれるゲートと、受波部が
    受信する信号強度が所定値に減衰するまでの間にゲート
    の開いた回数を計数する計数部を有する床質判定器。
JP63046198A 1988-02-29 1988-02-29 床質判定器 Expired - Lifetime JPH0830700B2 (ja)

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JPH01219663A JPH01219663A (ja) 1989-09-01
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