JPS61281309A - 自動掃除装置 - 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】 イ）産業上の利用分野 本発明は遠隔制御により掃除作業を行う自動掃除装置に
関するものである。

口〉　従来の技術 現在家庭の主婦はパートタイマ等で働きに出る場合が多
くなって来ており、それに伴い家庭内の掃除をする時間
が少なく、更に床面積が広い場合は手が行き届かないこ
とが多くなっている。

また人が多く集まる所はゴミも発生し床面も汚れ易いも
のであるが、中でもホテル、病院、デパートやスーパー
マーケット或は銀行などでは毎日掃除しなければ汚れの
目立つ所である。この場合の掃除は中高年者やパート等
に依存、しているが、場所によっては２４時間勤務の所
もあり、作業環境の悪い所もあり、無人化、省力化によ
る自走式掃除機の開発が要望されている。

この要望を満たすものとしては、床面に設けたレールや
導電線等に沿って走行する誘導走行式（例えば特開昭５
８−１４９７２４号公報参照）、計算機やメモリを搭載
して障害物を検出したときに走行進路を自動的に変更す
る自動走行方式（例えば特開昭５４−１１０６６３号公
報、特開昭５５−９７６０８号公報等参照）が既に提案
きれている。これらのものはいずれも、１台のみでしか
もそれ自体で走行可能なように考えられているが利用範
囲も限定されまた１台当りのコストも高くつくという欠
点がある。

更に最近のように床面積が広くなったり、店の開店して
いる時間が長くなってくると短時間に掃除しなければな
らない等の要求も高まって来ている。又一方留守中に電
話回線等を使用して外出先からの指令で家庭内の掃除を
行いたいという要求も生じている。

そしてこれらの要求を満たす掃除機が提供できたとして
も、実際すぐに使用できる場所はごく限られており、は
とんどの場合、掃除場所の指定、床面状況による掃除パ
ワー、走行速度及び走行順序の指定等が必要になり、こ
れらの情報インプットに手間がかかると共に掃除終了後
のコミの排出処理も問題となる。

ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の点に鑑みてなきれたもので自動掃除機に
おいて次の課題を解決するものである。

■掃除時間が短いこと、 ■遠く離れた所から掃除ができること、■価格が安く、
増設も容易に行い得ること、■設置及び取扱いが簡単で
あること、 ■小型、軽量であること、 ■ゴミの排出処理が容易に行い得ること、二）　問題点
を解決するための手段 本発明の自動掃除装置は、走行部、集塵部、位置検出部
及びこ°れらを遠隔制御するための送受信部とを備えた
自走式掃除機本体と、該掃除機本体を自動的に走行制御
して掃除を行わせるためのコンピューターを使用したデ
ータ処理部と送受信部とを備えた指令装置部とを分離し
て設けてなるものである。

ホ）作用 自走式掃除機本体は、指令装置部と分離されて遠隔制御
されるから、複数台の使用も可能となる。また指令装置
部は電話回線あるいは光ファイバー等の外部通信網と接
続して自走式掃除機本体を制御できる。更に自走式掃除
機本体をセントラルクリーナーシステムに接続すること
によりゴミの排出処理も自動的に行うことができると共
に掃除機本体の小型化も可能となる。

へ）実施例 以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明による自動掃除装置の全体システム図で
、（１）は自走式掃除機本体で走行部、集塵部、位置検
出部及びこれらを制御するための無線送受信部とを備え
ている。（２）は指令装置部でコンピューターを使用し
た各種のデータ処理部、前記掃除機本体（１）と通信を
行うための送受信部、セントラルクリーナ（３）との通
信、外部との通信機能を備えている。（４）は外部との
通信線、（５）は前記掃除機本体（１）との通信アンテ
ナである。前記セントラルクリーナ（３）のホース差込
口（６）（７）は掃除をする部屋（８）（９）のコーナ
一部に配管を介して設けられており、部屋（９）に位置
している自走式掃除機本体（１）がセントラルクリーナ
（３）に捕集したゴミを排出するためホース差込口（７
）の上で停車し、ゴミ排出中の状態を示している。（１
０）は自走式掃除機本体（１）の走行軌跡を示している
。

第２図及び第３図は自走式掃除機本体（１）の内部構成
を示す上面図と側面図である。

走行は無限軌道式であり、左右のキャタピラ＜ＩＩＬ）
（ＩＩＲ）を夫々左右の走行モータ（１２Ｌ）（１２Ｒ
）で駆動し゛ている。前記走行モータ（１２Ｌ）（１２
Ｒ）の回転軸には夫々エンフーダ（１３Ｌ）（１３Ｒ）
が取り付けられており、正確な走行ができるようにして
いる。前記キャタピラ（ＩＩＬ）＜ＩＩＲ）は車輪（１
４−１）（１４−２＞・・・（１４−６）により保持さ
れており、そのうち（１４−６＞は駆動輪である。

集塵はモー多によるバキューム式であり、吸込口（１５
）、集塵箱（１６）、診集塵箱に設けられるフィルター
（１７）、集塵用ファン（１８）及び該ファンを駆動す
る集塵用モータフ１９）とからなり、前記集塵箱（１６
）内のフィルター（１７）の前後には圧力センサー（２
０）（２１）が設けられている。

走行時の障害物の検出は自走式掃除機本体（１）の前後
に取付けた超音波センサー（２２Ｆ＞（２２Ｒ）により
行われる。また位置検出は前記エンコーダ（１３Ｌ）　
（１３Ｒ）を利用している。

（２３Ｌ）　（２３Ｒ）は電源内のバッテリーで左右の
重量バランスを考慮して配置されている。（２４）は自
走式掃除機本体（１）の電気回路部、（２５）は外装カ
バーである。

次に自走式掃除機本体（１）における信号の流れを第４
図のブロック図について説明する。

（２６）は送信部、（２７）は受信部、（２８）は送受
侶兼用アンテナである。超音波センサー（２２Ｆ）　（
２２Ｒ）は自走式掃除機本体（１）から前方、後方の障
害物あるいは壁面までの距離を測定するもので超音波セ
ンサー駆動回路（２９Ｆ）（２９Ｒ）を介して距離に対
応した信号を得る。この信号は送信部（２６〉に入力さ
れアンテナ（２８）より指令装置部く２）に送信される
。

（３０）はスタートスイッチであり、該スイッチを押す
と電源遮断部（３１）を解除し、各部に電源を供給する
と共にスタート信号発生回路（３２）を作動させてスタ
ート信号を得る。このスタート信号は送信部（２６）に
入力されアンテナ（２８）より指令装置部（２）に送信
される。

圧力センサー（２０）（２１）はフィルター（１７）の
前後の圧力を測定するもので、圧力センサー駆動回路＜
３３＞（３４）を介して圧力に対応した信号を得る。こ
の信号は送信部（２６）に入力され、アンテナ（２８）
より指令装置部（２）に送信される。エンコーダ（１３
Ｌ）（１３Ｒ）はキャタピラ（ＩＩＬ）（１１Ｒ）が進
んだ距離をあられしており、エンコーダ検知回路（３５
Ｌ）（３５Ｒ）を介して距離に対応した信号を得る。こ
の信号は送信部り２６）に入力され、アンテナ（２８）
より指令装置部（２）に送信される。

次に指令装置部（２）より送信された信号はアンテナ（
２８）でキャッチされ受信部（２７）に入力きれる。受
信部（２７）は送られてきた各種の信号を分離し次のも
のをフントロールする。

一つは走行モータ（１２Ｌ、）（１２Ｒ）をコントロー
ルするためモータ制御部（３６Ｌ）（３６Ｒ）に信号を
伝え、これを通して走行モータ（１２Ｌ）（１２Ｒ）を
制御し、それぞれのモータの正転、逆転の回転数をコン
トロールし自走式掃除機本体（１）を前進、後進、旋回
、ななめ走行、停止等をおこなう、なおここで走行モー
タ（１２Ｌ）（１２Ｒ）の回転軸に連結されているエン
コーダ（１３Ｌ）＜　１３Ｒ）の信号は、走行モータ制
御部（３６Ｌ）（３６Ｒ）にも送り込まれ、前記走行モ
ータ（１２Ｌ）（１２Ｒ）を円滑に回転させるためにフ
ィードバック制御を行っている。又、受信部（２７）か
らの信号は、集塵モータ制御部（３７）に伝えられてか
ら、集塵モータ（１９）をゼロから最大パワーまでコン
トロールする。

次に電源についての説明であるが、自走式掃除機本体（
１）は小型、軽量化を図るため必要最小限のバッテリー
容量としている。そのため停車中あるいは待機中は電力
消費を最小限にする必要がある。そこで停車、待機中は
指令装置部（２）からの信号にもとづいて受信部（２７
）が信号を出し電源遮断部（３１）を働かせて、送信部
（２６）、超音波センサー（２２Ｆ）（２２Ｒ）等の電
源を遮断しておく。なおバッテリー（２３Ｌ）（２３Ｒ
）の電圧は受信部（２７）にだけ常時通電しておく。こ
の様にしておけば、指令装置部（２）の信号によりいつ
でも自走式掃除機本体（１）の全機能を働かせることが
可能である。又必要最小限のバッテリーであるため掃除
途中においてバッテリー容量が低下してしまうこともあ
りうる。そのためバッテリー容量感知部（３８）を設け
ており、その出力信号は送信部（２６）を介して指令装
置部（２）に伝えられる。このとき指令装置部（２）は
、自走式掃除機本体（１）に次の信号を伝えてくる。そ
れは掃除中であれば掃除を一時中止し、電力消費を最少
にしてから、あらかじめ決められた充電場所に走行して
来るというものである。

次に指令装置部（２）について第５図のブロック図で説
明する。

指令装置部１２）は自走式掃除機本体（１）と信号の通
信を行うためのアンテナ（５）を持っている。

（３９）は受イａ部、（４０）は送信部であり（４１）
がデータ処理部で各種のコンピューターを内蔵している
。

（４２）はキーボード入力部、　（４３）はライトベン
入力部、（４４＞はジョイステイク入力部である。また
（４５）はディスプレイ部、（４６）は外部回路インタ
ーフェース部で、電話回線あるいは光フアイバー通信回
線等の外部通信線（４）に接続される。（４７）はセン
トラルクリーナインターフェース部でセントラルクリー
ナ（３）と通信を行っている。

自走式掃除機本体（１）を設置後始めて働かせるには次
に述べるいくつかの方法がある。

■自己走行法 これは掃除しようとする部屋に直結した廊下、ベランダ
等の連続した床が無く部屋のすべてを掃除したい場合に
有効である。

この走行は超音波センサー＜２２Ｆ）（２２Ｒ）とエン
コーダ（１３Ｌ）（１３りの信号で壁面あるいは障害物
までの距離を測定しながら自動走行させるもので、順次
部屋の形状を記憶しながら走行掃除を行う。又一度通過
した軌跡はできるだけ次に通らない様走行する。しかル
、もしベランダ、廊下があってもその判別ができない。

又掃除してほしくない所まで掃除してしまうことである
。そのため次に記載するプリセット走行が有効である。

■プリセット走行法 キーボード入力部＜４２）あるいはライトベン入力　　
　　′部（４３）でもって部屋の寸法及び掃除範囲をあ
らかしめプリセットしておく、これによりたとえばベラ
ンダがあっても或いは廊下、開は放したドアがあっても
室外あるいは掃除範囲をとびだすことはない。又、あら
かじめ走行軌跡もプリセットが可能である。走行軌跡を
プリセットできることは非常に有効で汚れの特にひどく
なりやすい所すなわちソファ−、イス等が置いである所
は人がゴミを落すことも多く汚れやすい。そこでその周
辺は２度、３度と掃除を強化することができる。

■ジョイステイク走行法 前述のプリセット走行ではキーボードあるいはライトベ
ンを使用して掃除範囲を指定したが、ジョイステイク走
行ではもっと操作を簡単にしてだれでもあつかえる様に
した。これはジョイステイクレバーを操作することによ
り、自走式掃除機本体（１）が走行を開始しジョイステ
イク部にある掃除用レバーを働かせることにより、前記
掃除機本体（１）の集塵用モータ（１９）が指令に応じ
たパワーで回転する。そして部屋内の掃除してほしい範
囲を一周きせると、次回からはその範囲内を自動的に掃
除する。

もちろん、このジョイステイク走行によって走行軌跡を
指定することも可能であり、さらに汚れのひどい所は掃
除回数の強化も可能である。

以上の様な■■■の走行法で掃除範囲、走行軌跡を指定
すると次回の走行からは、何らはんざつな手を加える必
要はなく、掃除を行いたい部屋の指定と、スタートスイ
ッチ（３０）を押すのみである。なおスタートスイッチ
は自走式掃除機本体（１）でも、指令装置部（２）のい
ずれにも取付けられてし、）る。又掃除範囲あるいは走
行軌跡の記憶は指令装置部（２）内のデータ処理部〈４
１）に記憶される場合と外部回路インターフェース部（
４６）、電話回線あるいは光フアイバー通信回線（４）
を介して外部コンビニ−グーに記憶される場合がある。

走行掃除が完了すると、指令装置部（２）はセントラル
クリーナインターフェース部（４７）を介してセントラ
ルクリーナ（３）と通信を行い次の様な動作を行う。

自走式掃除機本体（１）を、セントラルクリーナ（３）
のホース差込口（６）又は（７）上に停車させる６次に
セントラルクリーナ（３〉に自走式掃除機本体（１〉に
接続するためホース差込口を動作させる様指令を送出す
る。セントラルクリーナ（３）は後述する第６図の機構
を作動させ、前記掃除機本体（１）内のゴミを吸い取る
（第６図破線参照）。セントラルクリーナ（３）が自走
式掃除機本体（１）内のゴミを吸い取り完了すればセン
トラルクリーナ（３）と指令装置部（２）は再び通信を
行い完了したことを前記指令装置部（２）に伝える。こ
の様にして自走式掃除機本体（１）内のゴミは排出され
る。

ここまで動作した自走式掃除機本体（１）は指令装置部
（２）の指示で次の掃除場所又は次の掃除にそなえて指
定の充電場所に行き充電される。ここでデータ処理部（
４１）での処理内容についてもうすこしくわしく説明し
ておくと以下の通りである。

■超音波センサー、エンフーダ信号受信において走行進
路の決定及び走行モータへの指示値決定、集塵モータへ
の指示値決定それ等への信号の伝達、 ■圧力センサー受信においての自走式掃除機本体内のゴ
ミ量感知器及びその排出指示と排出完了にともなうセン
トラルクリーナとの通信、■圧力センサー受信において
の吸込口のつまり感知（吸込口ふ言ぎ）それにともなう
集塵用モータの停止と、吸込口つまり防止のため走行を
させてから再び掃除開始の指示、 ■バッテリー容量低下検知にともなう集塵用モータの停
止及び指定充電場所への走行移動、■受信部、キーボー
ド部、ライトペン部、ジョイステイク部の信号受雪と送
信部、ディスプレイ部への信号送信及びセントラルクリ
ーナとのインターフェース、 ■■〜■を外部コンピューターに一部をまかせるためあ
るいは電話回線による掃除の指示、又は故障における情
報の伝達のための外部回線とのインターフェース、 最後にセントラルクリーナ（３）のホース差込口（６）
（７）について第６図で説明する。（６）（７）は前記
の如くホース差込口であり床面（４８）に丸穴があけら
れている。（４９）はセントラルクリーナ（３）で使用
される配管である。　（５０）はホース差込口（６）（
７）の蓋であり、通常のセントラルクリーナ用のホース
の差込時は手で開閉可能で一印方向に移動できる。

上記の構成において自走式掃除機本体（１）内のゴミを
吸い取る時の動作を説明する。

まず指令装置部（２）とセントラルクリーナ（３）が通
信を行い１間」信号が発生すると蓋開閉モータ（５１）
が回転しそのモータ軸に取り付けたギヤ（５２）及び中
間ギヤ（５３）を通して蓋（５０）にきざまれた直線ギ
ヤを駆動して蓋（５０〉が開く。次にジヨイント用モー
タ（５４）が回転し、そのモータ軸に取り付けられたギ
ヤ（５５）及び中間ギヤ（５６）を通してジヨイント（
５７）側面にきざまれた直線ギヤを駆動してジヨイント
（５７）が上方に飛び出し自走式掃除機本体（１）の吸
込口（１５）に接合する。この動作が終わるとセントラ
ルクリーナ（３）は吸込を開始し前記掃除機本体（１）
内の集塵箱（１６）内のゴミを排出させ完了すると前述
とは逆の動作でそれぞれのモータは逆転してジヨイント
（５７）を収納して蓋（５０）を閉じる。ここで〈５Ｂ
）はジャバラ、（５９）は配管（４９）にジャバラ（５
８）を固定するバンドである。

又ジャバラ（５８）は、ジヨイント＜５７）とバンド（
５９）とに密着させており、固定バンド（５９）は配管
（４９）に密着させている。これは自走式掃除機本体（
１）よりゴミを吸い出す時に気密を保ち効率よく排出さ
せるためである。

尚位置検出は超音波以外にレーザー送受信機、赤外線送
受信機を使用しても良い、又走行にはキャタピラを使用
したがタイヤ式車輪を使用しても良い、指令装置部（２
）がセントラルクリーナ（３）のコントロール機能すべ
てを持たせても良い。

〈ト）発明の効果 本発明による自動掃除装置は上述の如く構成したもので
あるから、自走式掃除機本体が小型軽量化できると共に
複数台の使用も可能となりコストも安くなる。、また外
部回線を使用することが出来るので無人化省力化による
掃除が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による自動掃除装置を示し、第１図は全体
システム図、第２図及び第３図は自走式掃除機本体の内
部構成を示す上面図と側面図、第４図は自走式掃除機本
体のブロック図、第５図は指令装置部のブロック図、第
６図はセントラルクリーナのホース差込口と自走式掃除
機本体の吸込口を連結してゴミの排出を行う場合の要部
断面せる側面図である。 （１）・・・自走式掃除機本体、＜２）・・・指令装置
部（３）・・・セントラルクリーナ、（６）（７）・・
・ホース差込口、（８）（９）・°・・部屋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）走行部、集塵部、位置検出部及びこれらを遠隔制御
   するための送受信部とを備えた自走式掃除機本体と、該
   掃除機本体を自動的に走行制御して掃除を行わせるため
   のコンピューターを使用したデータ処理部と送受信部と
   を備えた指令装置部とより構成し、前記掃除機本体と指
   令装置部は分離して設けたことを特徴とする自動掃除装
   置。 ２）前記位置検出部が走行距離検出器である特許請求の
   範囲第１項に記載の自動掃除装置。 ３）前記位置検出部が障害物との距離を測定する距離セ
   ンサーである特許請求の範囲第１項に記載の自動掃除装
   置。 ４）前記指令装置部には自走式掃除機本体の走行軌跡を
   表示する表示装置を有している特許請求の範囲第１項乃
   至第３項に記載の自動掃除装置。 ５）前記指令装置部には走行路記憶装置を有し、プレイ
   バック走行が可能な特許請求の範囲第１項乃至第４項に
   記載の自動掃除装置。