KR20160055232A - 전기청소기 - Google Patents

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KR20160055232A
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고이치 와타나베
다카시 도미야마
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가부시끼가이샤 도시바
도시바 라이프스타일 가부시키가이샤
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Abstract

물체(P)를 효과적으로 피하면서 좁은 장소를 보다 효율 좋게 청소할 수 있는 전기청소기를 제공한다. 물체 센서(31)는 본체 케이스(15)에 설치되고, 본체 케이스(15)의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에 물체(P)의 존재 여부를 검출한다. 제어부는 물체센서(31)에 의한 물체(P)의 검출에 기초하여 구동륜(25)의 동작을 제어함으로써 본체 케이스(15)를 자율주행시킨다. 제어부는 물체 센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했을 때, 검출한 물체(P)의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스(15)를 선회시킴으로써 본체 케이스(15)의 측부가 물체(P)를 향하도록 구동륜(25)의 동작을 제어한다.

Description

전기청소기{ELECTRIC VACUUM CLEANER}
본 발명의 실시형태는 물체검출수단에 의한 물체의 검출에 기초하여 구동륜의 동작을 제어함으로써 자율주행하는 전기청소기에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 센서 등을 사용하여 장애물 등을 검출하면서, 피청소면상을 자율주행하면서 청소하는, 소위 자율주행형의 전기청소기(청소 로봇)가 알려져 있다.
일반적으로 피청소면상에는 형상이나 배치가 다른 여러 가지 장애물이 존재하므로, 이들 장애물을 효과적으로 피하여 피청소면을 가능한 빈틈없이 청소할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 이와 같은 전기청소기에 탑재되어 있는 센서는, 통상 적외선 센서나 초음파 센서 등이므로, 장애물을 센서에 의해 직접 식별하는 것은 용이하지 않다.
그래서, 예를 들어 전기청소기를 선회시키면서 센서에 의해 장애물을 스캔함으로써, 장애물의 형상을 식별하고, 장애물의 종류를 유추하는 것이 생각되지만, 청소동작으로서는 불필요한 동작이 되고, 또한 장애물에 둘러싸여 있는 협소한 장소에 침입하거나, 협소한 장소으로부터 탈출하는 경우에는 그 때마다 스캔하게 되어 효율이 나쁘다.
따라서, 장애물을 효과적으로 피하면서 좁은 장소를 효율 좋게 청소할 수 있도록 하는 것이 요망되고 있다.
일본 공표특허공보 제2014-501426호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물체를 효과적으로 피하면서 좁은 장소를 보다 효율좋게 청소할 수 있는 전기청소기를 제공하는 것이다.
실시형태의 전기청소기는 본체 케이스, 구동륜, 청소부, 물체검출수단, 및 제어수단을 구비한다. 구동륜은 본체 케이스를 피청소면상에서 주행 가능하게 한다. 청소부는 피청소면을 청소한다. 물체검출수단은 본체 케이스에 설치되고, 이 본체 케이스의 전측의 복수 방향의 소정 거리 이내의 물체의 존재여부를 검출한다. 제어수단은 물체검출수단에 의한 물체의 검출에 기초하여 구동륜의 동작을 제어함으로써 본체 케이스를 자율 주행시킨다. 그리고, 이 제어수단은 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하도록 구동륜의 동작을 제어한다.
도 1은 일 실시형태의 전기청소기의 제2 청소 주행 모드의 제1 주행모드에서의 동작의 일례를 (a) 내지 (h)순으로 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2의 (a)는 상기 전기청소기의 제1 청소 주행 모드에서 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때의 동작의 일례를 모식적으로 도시한 설명도, (b)는 상기 전기청소기의 제1 청소 주행 모드에서 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때의 동작의 다른 예를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 3은 상기 전기청소기의 제1 주행모드에서 검출수단에 의해 물체를 검출했을 때의 동작의 일례를 (a) 내지 (c)순으로 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 4는 상기 전기청소기의 제2 청소 주행 모드의 제2 주행모드에서의 동작의 일례를 (a) 내지 (c)의 순으로 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 5는 상기 전기청소기의 제2 청소 주행 모드의 제2 주행모드를 종료할 때의 동작의 일례를 (a) 내지 (c)의 순으로 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 6은 상기 전기청소기의 사시도이다.
도 7은 상기 전기청소기를 상방으로부터 도시한 평면도이다.
도 8은 상기 전기청소기를 하방으로부터 도시한 평면도이다.
도 9는 상기 전기청소기의 내부구조를 도시한 블럭도이다.
도 10의 (a)는 상기 전기청소기의 제1 청소 주행 모드의 동작의 일례를 모식적으로 도시한 설명도, (b)는 상기 전기청소기의 제2 청소 주행 모드의 동작의 일례를 모식적으로 도시한 설명도, (c)는 상기 전기청소기의 제3 청소 주행 모드의 동작의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 11은 상기 전기청소기가 들어가는 좁은 장소의 예를 (a) 내지 (c)에 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 12는 상기 전기청소기의 청소 동작의 처리의 개요를 도시한 플로우차트이다.
도 13은 상기 전기청소기의 제1 청소 주행 모드의 처리를 도시한 플로우차트이다.
도 14는 상기 전기청소기의 제2 청소 주행 모드의 처리를 도시한 플로우차트이다.
도 15는 상기 전기청소기의 제2 주행모드의 처리를 도시한 플로우차트이다.
이하, 일 실시형태의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 6 내지 도 9에서 "11"은 자율주행체로서의 전기청소기이고, 상기 전기청소기(11)는 예를 들어 충전회로를 내장한 도시하지 않은 기지(基地) 장치로서의 충전장치(충전대) 등과 함께, 또한 자율주행체 장치로서의 전기청소장치를 구성한다.
그리고, 전기청소기(11)는 본 실시형태에서 주행면으로서의 피청소면인 바닥면상을 자율 주행(자주)하면서 바닥면을 청소하는, 소위 자주식 로봇 클리너(청소로봇)이다. 이 전기청소기(11)는 중공형상의 본체 케이스(15)와, 이 본체 케이스(15)를 바닥면상에서 주행시키는 주행부(16)와, 바닥면 등의 먼지를 청소하는 청소부(17)와, 충전장치를 포함하는 외부장치와 통신하는 통신부(18)와, 각종 정보를 표시하는 표시부(19)와, 주행부(16), 청소부(17), 통신부(18) 및 표시부(19)를 제어하는 제어수단으로서의 제어부(컨트롤러)(20)와, 이들 주행부(16), 청소부(17), 통신부(18), 표시부 및 제어부(20) 등에 급전하는 2차 전지(21)를 구비하고 있다. 또한, 이하, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 주행방향을 따른 방향을 전후 방향(도 6 등에 도시한 화살표(FR, RR)방향)으로 하고, 이 전후방향에 대해서 교차(직교)하는 좌우방향(양측방향)을 폭 방향으로 하여 설명한다. 또한, 도 1 등에 도시한 화살표 X가 가리키는 방향이, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 앞쪽을 나타내는 것으로 한다.
본체 케이스(15)는 예를 들어 합성수지 등에 의해 편평한 원기둥 형상(원반형상) 등으로 형성되어 있고, 바닥면에 대향하는 하면에 흡입구(22) 및 배기구(23)가 각각 개구되어 있다.
주행부(16)는 복수(한쌍)의 구동부로서의 구동륜(25)과, 이들 구동륜(25)을 구동시키는 동작부로서의 구동수단(구동체)인 모터(26)와, 선회용 선회륜(27)과, 각종 센서를 갖는 센서부(28) 등을 구비하고 있다.
각 구동륜(25)은 전기청소기(본체 케이스(15))를 바닥면상에서 전진방향 및 후퇴방향으로 주행(자율주행)시키는, 즉 주행용의 것이고, 좌우 폭 방향을 따라서 도시하지 않은 회전축을 갖고, 폭 방향으로 대칭으로 배치되어 있다.
각 모터(26)는 예를 들어 구동륜(25)의 각각에 대응하여 배치되어 있고, 각 구동륜(25)을 독립하여 구동시키는 것이 가능하도록 이루어져 있다.
선회륜(27)은 본체 케이스(15)의 하면의 폭 방향의 거의 중앙부에서, 또한 앞 부분에 위치하고 있으며, 바닥면을 따라서 선회 가능한 종동륜이다.
센서부(28)는 예를 들어 각 구동륜(25)(각 모터(26))의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단으로서의 회전수 센서(30)와, 본체 케이스(15)의 전방의 소정 거리 이내의 벽이나 가구 등의 물리적인 물체(장애물)의 존재여부를 검출하는 (제1) 장애물 검출수단(장애물 센서)인 물체검출수단으로서의 물체센서(31)와, 본체 케이스(15)의 측부 전방의 소정 거리 이내의 벽이나 가구 등의 물리적인 물체(장애물)의 존재 여부를 검출하는 (제2) 장애물검출수단(장애물 센서)인 검출수단으로서의 검출센서(32)를 구비하고 있다. 이 센서부(28)에는 그 밖에, 예를 들어 바닥면의 단차 등을 검출하는 적외선 센서 등의 도시하지 않은 단차검출수단(단차 센서), 바닥면의 먼지양을 검출하는 도시하지 않은 먼지양 검출수단(먼지양 센서), 충전장치 등으로부터의 무선신호(적외선 신호)를 수신하는 포토 트랜지스터 등의 기지장치 검출수단(기지장치센서) 및 충전장치나 영역구획수단(버추얼 가드) 등의 외부장치로부터 출력되는 무선신호(적외선 신호)를 검출함으로써, 이 무선신호에 의해서 외부장치의 주위나 영역내 등에 형성된 가상적인 물체(장애물)를 검출하는 적외선 센서 등의 물체검출수단(물체센서)으로서의 장애물 검출수단(장애물 센서)인 충돌방지신호 검출수단(충돌방지센서)등을 갖추고 있어도 좋다.
회전수 센서(30)는 예를 들어 광 엔코더 등이고, 이 측정한 구동륜(25)(모터(26))의 회전수에 의해서 제어부(20)가 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 선회 각도나 진행거리를 검출 및 감시하도록 이루어져 있다. 즉, 이 회전수 센서(30)는 선회각도 검출수단(선회각도센서) 및 거리검출수단(거리센서)의 기능을 각각 갖고 있다.
물체센서(31)는 본 실시형태에서는, 본체 케이스(15)의 앞쪽 반부분을 구성하는 움직일 수 있는 원호 형상의 접촉자인 범퍼(35)와, 이 범퍼(35)의 이동에 의해서 동작되는 스위치(36)를 갖고, 범퍼(35)와 물체와의 접촉을 검출하는 접촉센서이다. 즉, 본 실시형태의 물체센서(31)는 본체 케이스(15)에 대하여 접촉되는 (제로 거리에 위치한) 물체를 검출하도록 이루어져 있다.
범퍼(35)는 본체 케이스(15)의 직경 방향을 따라서 이동 가능하도록 이루어져 있고, 예를 들어 도시하지 않은 스프링 등의 편향(付勢)수단(편향체)에 의해, 본체 케이스(15)로부터 돌출되는 방향으로 힘이 가해져 있다. 또한, 이 범퍼(35)는 예를 들어, 본체 케이스(15)의 한쪽으로부터 앞 부분을 개재하여 다른 쪽까지 연속하는 반 원호 형상으로 해도 좋고, 본체 케이스(15)의 한쪽으로부터 앞 부분을 통하여 다른 쪽까지의 반 원호 영역을 복수로 분할한 원호 형상으로 해도 좋다. 이와 같이, 범퍼(35)를 복수로 분할하여 구성하는 경우에는, 좌우 대칭인 배치로 하는 것이 바람직하고, 예를 들어 앞 부분과 좌우 양측의 3부분 등으로 분할하는 것으로 한다.
스위치(36)는 물체와의 접촉에 의해 상대적으로 후퇴한 범퍼(35)와의 접촉에 의해 동작, 즉 온 오프가 전환되는 것으로, 적어도 본체 케이스(15)의 양측에서 범퍼(35)의 배면 측에 대향하여 배치되어 있다. 그리고, 이들 스위치(36) 중 어느 것의 온 오프가 전환됨으로써, 범퍼(35)의 물체와의 접촉 및 그 접촉위치(접촉방향)를 검출 가능하도록 이루어져 있다. 본 실시형태에서는 물체 센서(31)는 복수의 영역이 설정되어 있고, 예를 들어 본체 케이스(15)(범퍼(35))의 좌우 방향의 중심 위치를 포함하는 앞쪽의 좌우 거의 균등한 소정 각도 범위, 예를 들어 15°씩 즉 좌우 30°에 걸친 전측 영역(31a)과, 이 전측 영역(31a)의 우측에 인접하여 본체 케이스(15)(범퍼(35))의 우측부에 걸친 우측의 소정 각도범위, 예를 들어 75°의 우측영역(31b)과, 전측 영역(31a)의 좌측에 인접하여 본체 케이스(15)(범퍼(35))의 좌측부에 걸친 좌측의 소정각도범위, 예를 들어 75°의 좌측 영역(31c) 중, 어느 영역이 물체와 접촉했는지를 검출 가능하도록 이루어져 있다. 따라서, 물체센서(31)는 본체 케이스(15)의 전측의 복수(3개)의 방향의 각도범위의 소정거리이내의 물체의 존재 여부를 검출하도록 이루어져 있고, 본 실시형태에서는 물체를 검출 가능한 영역(31a, 31b, 31c)이 좌우 대칭으로 설정되어 있다.
검출센서(32)는 본체 케이스(15)에 대해서 소정 거리로 이격된 위치의 물체를 검출하는, 다시 말하면 측부 전방에 위치하는 물체와의 거리를 검출하는 예를 들어 초음파 센서, 또는 적외선 센서 등의 비접촉 센서이다. 즉, 이 검출센서(32)는 물체검출수단(물체센서), 다시 말하면, 거리측정수단(거리측정센서)의 기능을 갖고 있다. 이 검출센서(32)는 본 실시형태에서는, 예를 들어 물체센서(31)의 우측 영역(31b) 및 좌측 영역(31c)의 각각의 중앙부, 즉 본체 케이스(15)의 전방에 대해서 좌우 방향으로 각각 52.5°의 각도로 경사진 위치에 배치되어 있다. 따라서, 이 검출센서(32)는 좌우 대칭으로 배치되어 있다.
청소부(17)는 예를 들어 본체 케이스(15)내에 위치하여 먼지를 흡입하는 전동송풍기(37)와, 흡입구(22)에 회전 가능하게 장착되어 먼지를 긁어 올리는 회전청소체로서의 회전브러시(38) 및 이 회전 브러시를 회전 구동시키는 브러시 모터(39)와, 본체 케이스(15)의 앞쪽 등의 양쪽에 회전 가능하게 장착되어 먼지를 긁어 모으는 선회청소부로서의 보조청소수단(보조청소부)인 사이드 브러시(40) 및 이 사이드 브러시(40)를 구동시키는 사이드 브러시모터(41)와, 먼지를 모으는 집진부(42) 등을 구비하고 있다. 또한, 전동송풍기(37)와, 회전 브러시(38) 및 브러시 모터(39)와, 사이드 브러시(40) 및 사이드 브러시모터(41)는, 적어도 어느 것을 구비하고 있으면 좋다.
통신부(18)는 예를 들어 충전장치 등의 외부장치에 대해서 무선신호(적외선 신호)를 송신하는 적외선 발광소자 등의 송신수단인 송신부(46)를 구비하고 있다. 또한, 이 통신부(18)에는 예를 들어 액세스 포인트 등을 통하여 예를 들어 휴대 단말 등의 외부장치와의 무선신호의 송수신을 하는 무선 LAN 디바이스 등을 구비하고 있어도 좋다.
표시부(19)는 시각이나 시간, 또는 전기청소기(11)에 관한 각종 정보 등을 표시하는 것이고, 예를 들어 본체 케이스(15)의 상부에 배치되어 있다. 또한, 이 표시부(19)는 예를 들어 사용자가 각종 설정을 직접 입력 가능한 입력조작수단(입력 조작부)의 기능을 겸비하는 터치패널 등으로 해도 좋다.
제어부(20)는 예를 들어 CPU나 타이머 및 카운터 등을 구비한 마이크로컴퓨터이고, 센서부(28)에 의한 검출결과에 기초하여, 자율주행하면서 청소부(17)에 의해 청소를 하는 청소 모드와, 충전장치를 탐색하고 충전장치로 귀환하는 귀환모드와, 충전장치를 통하여 이차전지(21)를 충전하는 충전 모드와, 동작 대기 중의 대기 모드를 갖고 있다. 그리고, 청소 모드 중에는 복수, 예를 들어 3개의 청소 주행 모드, 즉 제1 청소 주행 모드 내지 제3 청소 주행 모드가 설정되어 있고, 이들의 청소 주행 모드가 소정 시간마다 전환되도록 이루어져 있다. 즉, 각 청소 주행 모드를, 각각의 청소 주행 모드에 대응하여 설정된 소정 시간 실시하면, 다음의 청소 주행 모드로 전환하도록 이루어져 있고, 청소 시간 내에서, 예를 들어 제1 청소 주행 모드, 제2 청소 주행 모드, 제3 청소 주행 모드, 제1 청소 주행 모드…로 반복하도록 이루어져 있다.
제1 청소 주행 모드는 물체(장애물)가 적은 영역(오픈 스페이스)을 효율 좋게 주행하는 모드이고, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 방안을 물체에 대해서 소정 거리 이내로 접근할 때(물체에 충돌할 때)마다 방향을 변환하면서 직진하는, 랜덤 바운드 주행 모드라고도 부를 수 있는 것이다. 이 제1 청소 주행 모드는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 직진시키고, 또한 물체센서(31)에 의해 물리적인 물체(장애물)(P)를 소정 거리 이내에서 검출(전기청소기(11)[본체 케이스(15)(범퍼(35)]와의 접촉을 검출)하거나, 검출센서(32)에 의해 물체(장애물)(P)를 소정 거리 이내로 검출하면, 접촉을 검출한 경우에는 물체(P)로부터 떨어지기 위해 약간 후퇴한 후에, 소정의 선회각도만큼 선회(제자리(超信地) 선회)하여 주행방향을 랜덤으로 변경하고, 또한 직진시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 것이다(도 10의 (a) 중의 화살표 S1로 나타낸다). 또한, 이하, 직진이라는 것은 직선을 따라 진행하는 것뿐 아니라 직선에 근사한 원호 등을 따라서 진행하는, 실질적인 직진도 포함하는 것으로 한다.
제2 청소 주행 모드는 예를 들어 먼지가 모이기 쉬운 벽 등의 장애물의 근방이나, 청소 영역의 구석 등을 사이드 브러시(40)(청소부(17))에 의해 효과적으로 청소하기 위한 것으로, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 직선형상으로 주행(직진)시키고, 또한 물체센서(31) 또는 검출센서(32)에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출된 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스(15)를 선회시킴으로써 상기 본체 케이스(15)의 측부가 물체를 향하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 제1 주행모드와, 본체 케이스(15)가 물체센서(31) 또는 검출센서(32)에 의해 검출한 물체를 따르면서 만곡형상으로 주행하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 제2 주행모드를 구비하고 있다(도 10(b) 중의 화살표 S2로 도시함).
제1 주행모드는 예를 들어 먼지가 모이기 쉬운 가구의 다리 등의 주위에 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 들어가게 하기 위한 것으로, 물체센서(31) 또는 검출센서(32)에 의해 검출한 물체가 벽인지 벽이 아닌지를 용이하게 판단하고, 벽인 경우에는 벽을 따라서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 직선형상으로 주행하고, 벽이 아닌 경우에는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 물체의 주회하도록 돌아서 가는 모드이다. 또한, 제2 주행모드는 제1 주행모드에 의해 들어간 좁은 장소 등으로부터 탈출하기 위한, 좁은 장소 탈출주행모드라고도 불릴 수 있는 것이다.
제3 청소 주행 모드는 예를 들어 먼지가 모이기 쉬운 벽 등의 장애물의 근방이나, 청소영역의 구석 등을 사이드 브러시(40)(청소부(17))에 의해 효과적으로 청소하기 위한 것으로, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 물체센서(31) 또는 검출센서(32)에 의해 검출한 물체인 장애물(벽) 등의 영역의 바깥 가장자리에 대해서 거의 일정한 소정 거리를 유지하면서 거의 평행으로 주행하는, 벽을 따르는 주행모드라고도 불릴 수 있는 것이다. 상기 제3 청소 주행 모드는 검출센서(32)에 의해 측방의 장애물(벽)을 검출하면서 이 장애물을 따라서 거의 직선형상으로 주행시키고, 또한 물체센서(31)에 의해 전방에 물체를 검출하면, 그 위치에서 소정 각도만큼 선회(제자리 선회)하여 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부 즉 검출센서(32)가 물체를 향하도록 방향을 바꾸고, 또한 벽을 따라서 직선형상으로 주행시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 것이다(도 10(c) 중의 화살표 S3으로 나타냄). 또한, 본 실시형태에서는 제3 청소주행모드는 이하, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 우측에 벽을 향하면서, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 우측을 물체인 장애물(벽)을 따르게 하면서 주행하는, 소위 우측 따라가기 모드로 하지만, 동작을 좌우 반전한 좌측 따라가기 모드로 해도 좋고, 이들 우측 따라가기 모드와 좌측 따라가기 모드를 소정 조건에 기초하여, 예를 들어 소정시간(10분마다)이 경과할 때마다 제3 청소 주행 모드의 우측 따라가기와, 좌측 따라가기를 전환하도록 해도 좋다.
또한, 2차 전지(21)는 예를 들어 본체 케이스(15)의 하면의 뒷부분의 양측에 노출되는 접속부로서의 충전단자(48)와 전기적으로 접속되어 있고, 이들 충전단자(48)가 충전장치측의 충전용 단자와 전기적 및 기계적으로 접속됨으로써, 충전장치를 통하여 충전되도록 이루어져 있다.
다음에, 상기 일 실시형태의 동작을 설명한다.
일반적으로 전기청소기(11)는 청소를 하는 청소작업과, 충전장치에 의해 2차 전지(21)를 충전하는 충전작업으로 크게 구별된다. 그리고, 청소작업은 충전장치로부터 전기청소기(11)가 이탈하는 이탈동작, 이 이탈동작 후, 청소부(17)에 의해 청소를 하는 청소동작, 이 청소동작 후 또는 청소동작의 한 중간에 충전장치의 탐색을 하는 탐색동작, 이 탐색동작에 의해 검출한 충전장치를 향하여 전기청소기(11)가 주행하는 접근(어프로치) 동작, 및 충전장치에 접근한 전기청소기(11)가 충전장치와 접속(도킹)하는 접속동작 등에 의해 구성되어 있다.
(청소 작업)
우선, 청소 작업의 개요를 설명하면, 충전장치에 접속된 전기청소기(11)의 제어부(20)가 청소 개시의 타이밍에서 청소모드로 전환되면, 전기청소기(11)는 충전장치로부터 이탈한 후, 장애물을 피하면서 바닥면상을, 청소주행모드로 전환하여 주행하면서 청소부(17)에 의해 바닥면의 먼지를 청소하여 포집한다. 그리고, 청소하고 있는 영역의 넓이나, 복잡함에 기초하여 산출된 청소시간 이상 청소를 실시하면, 전기청소기(11)는 충전장치로 귀환하여 청소 작업을 종료한다.
보다 상세하게, 청소 작업을 도 12에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명하면, 전기청소기(11)는 예를 들어 미리 설정된 청소개시시간이 되었을 때 등, 청소의 개시 타이밍에 제어부(20)가 대기 모드로부터 청소 모드로 전환되어, 청소부(17) 및 주행부(16) 등을 구동시키고 충전장치로부터 예를 들어 직선형태로 이탈한다(이탈 동작(단계 1)).
이어서, 제어부(20)는 센서부(28)로부터의 검출에 대응하여 구동륜(25)(모터(26))을 구동시킴으로써 물체(장애물)나 단차 등을 피하면서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를, 각 청소 주행 모드를 전환하여 바닥면상을 주행시키면서 청소부(17)에 의해 바닥면의 먼지를 청소하여 포집한다(청소 동작(단계 2)).
또한, 제어부(20)는 이 청소 동작 중에, 예를 들어 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 이동 거리나 먼지양에 따라서 청소하고 있는 영역의 넓이나 복잡함을 추정하고, 이 추정한 영역의 넓이나 복잡함에 기초하여, 청소 시간(T1)을 산출한다 단계 3). 그리고, 청소를 실시하고 있는 청소 실시 시간(T2)이 단계 3에서 산출한 청소 시간(T1) 이상이 되었는지의 여부를 제어부(20)가 판단한다(단계 4). 이 단계 4에서 청소 실시 시간(T2)이 청소 시간(T1) 이상이 아니라고 판단했을 때에는 단계 2로 되돌아간다. 또한, 이 단계 4에서 청소 실시 시간(T2)이 청소시간(T1) 이상이라고 판단한 경우에는, 전기청소기(11)는 제어부(20)가 귀환모드로 전환되고, 이 제어부(20)에 의해 구동륜(25)(모터(26))을 구동시켜 주행하면서 충전장치를 탐색한다(탐색동작(단계 5)). 이 탐색동작에서는 전기청소기(11)는 충전장치의 신호 출력 수단(신호 출력부)으로부터 발신되고 있는 무선신호를 수신 수단(수신부)에 의해 수신할지의 여부를 검출한다.
그리고, 탐색 동작에 의해 탐색하고 검출한 충전장치를 향하도록 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 주행시킨 후, 소정 거리까지 접근하면, 충전 단자(48)를 충전장치를 향하여 무선신호(유도신호)에 따라서 직선형상으로 충전장치로 접근한다(접근 동작(단계 6)). 이 후, 충전 단자(48)를 충전용 단자와 접속(도킹)하는 (접속동작(단계 7)). 그리고, 전기청소기(11)와 충전장치의 접속이 종료되면, 제어부(20)는 청소부(17) 및 주행부(16) 등을 정지시키고 청소 작업을 종료한다.
상기의 청소 동작 중의 각 청소 주행 모드에 대해서 설명한다.
도 13에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명하면, 제1 청소 주행 모드시에는 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 직진시킨다(단계 11). 이어서, 제어부(20)는 물체센서(31)에 의해 물체를 소정 거리 이내에서 검출(전기청소기(11)[본체 케이스(15)(범퍼(35)]와의 접촉을 검출)했는지의 여부를 판단한다(단계 12). 이 단계 12에서 물체센서(31)에 의해 물체를 검출했다(본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체와 접촉(충돌)했다)고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정의 작은 거리 후퇴시키고(단계 13), 후술하는 단계 15로 진행한다. 이 후퇴는, 물체센서(31)가 접촉센서이므로, 후술하는 선회시에 본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체에 대해서 마찰되지 않도록 하기 위한 것이며, 본체 케이스(15)(범퍼(35))를 물체로부터 약간 이격시킬 수 있으면 충분하다. 한편, 단계 12에서 물체센서(31)에 의해 물체를 검출하지 않았다(본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체와 접촉(충돌)되지 않았다)고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 검출센서(32)에 의한 물체를 소정 거리 이내에서 검출했는지의 여부를 판단한다(단계 14). 이 단계 14에서 검출센서(32)에 의해 물체를 검출하지 않았다고 판단한 경우에는 단계 11로 되돌아간다. 또한, 이 단계 14에서 검출센서(32)에 의해 물체를 검출했다고 판단한 경우에는, 단계 15로 진행된다.
단계 15에서 제어부(20)는 제1 청소 주행 모드를 소정 시간 실시했는지의 여부를 판단한다. 이 단계 15에서 제1 청소 주행 모드를 소정시간 이상 실시했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 제1 청소 주행 모드를 종료하고, 다른 청소 주행 모드로 이행한다. 또한, 단계 15에서 제1 청소 주행 모드를 소정시간 이상 실시하지 않았다(소정 시간 미만이라)고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 선회 각도 및 선회 방향을 결정한다(단계 16).
여기에서 물체센서(31)에 의해 물체를 검출한 경우(단계 12 및 단계 13을 경유한 경우)에는, 선회 각도는 90°에 대해서, 소정의 여유각을 가산하고, 또한 물체센서(31)의 좌우 방향의 동시반응각도범위를 가산 또는 감산함으로써 산출되는 최저선회각도에 대하여, 소정의 각도범위의 난수를 가산하여 구한다. 구체적으로 본 실시 형태에서는, 여유각은 예를 들어 5°, 동시반응각도범위는 전측 영역(31a)의 좌우로의 각도인 예를 들어 15°, 소정의 각도 범위는 예를 들어 0°~30°로 설정되어 있다. 그리고, 물체센서(31)의 우측 영역(31b) 또는 좌측 영역(31c)이 물체를 검출했을 때(예를 들어 도 2(a)에서는 좌측 영역(31c)이 물체를 검출했을 때를 나타냄)에는, 동시반응각도범위를 감산하고 선회 방향을 물체로부터 이반하는 방향, 즉 우측 영역(31b)이 물체를 검출했을 때는 반시계 방향(좌회전), 좌측 영역(31c)이 물체를 검출했을 때는 시계 방향(우회전)으로 설정한다. 또한, 물체센서(31)의 전측 영역(31a)이 물체를 검출했을 때(예를 들어 도 2(b)에 도시함)에는 동시반응각도범위를 가산하고, 또한 선회 방향을 난수로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 결정한다. 이에 의해, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 물체 근방에서 방향을 바꾸어 직진했을 때 동일한 물체를 다시 검출하는(동일한 물체와 재접촉(재충돌)하는, 즉 2번 충돌하는)것을 확실히 방지하고 있다.
또한, 물체센서(31)에 의해 물체를 검출하지 않고(범퍼(35)가 물체와 접촉되지 않고), 검출센서(32)에 의해서 물체를 검출한 경우(단계 14를 경유한 경우)에는(도 3(a)), 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 물체에 대하여 평행화하는, 즉 이 물체를 검출한 측의 검출센서(32)가 물체를 향하는, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 앞 방향을 물체에 대해서 평행인 방향을 향하도록 선회 각도 및 선회 방향을 설정하고(도 3(b)), 또한 추가 선회 각도를 설정한다(도 3(c)). 이 추가 선회 각도는, 예를 들어 최소 여유각에 소정의 각도 범위의 난수를 가산하여 설정한다. 이에 의해, 선회 각도에 랜덤성을 부여하고, 또한 상기 2번 충돌을 방지하고 있다.
또한, 선회 각도는 제1 청소 주행 모드에서 이동성을 확보하고, 또한 청소하고 있는 영역의 넓이를 최대직진거리에 기초하여 제어부(20)가 추정할 수 있도록, 물체로부터의 이탈 각도가 예각이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 단계 16에서 결정한 선회 각도 및 선회 방향으로 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시키고(단계 17), 단계 11로 되돌아간다.
다음에, 도 14에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명하면, 제2 청소 주행 모드시에는 제어부(20)는 우선 제1 주행 모드에서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 주행시킨다. 즉, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하고, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 직진시킨다(단계 21). 이어서, 제어부(20)는 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 소정 거리 이내에서 검출(전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))와의 접촉을 검출)했는지의 여부를 판단한다 (단계 22). 이 단계 22에서 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했다[본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체(P)와 접촉(충돌)했다(예를 들어 도 1(a))]고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정의 작은 거리 후퇴시키고(단계 23, 도 1(b)), 후술하는 단계 24로 나아간다. 이 후퇴는 상기의 단계 13과 동일한 취지이다. 한편, 단계 22에서 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출하지 않았다[본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체(P)와 접촉(충돌)하지 않았다]고 판단한 경우에는 단계 21로 되돌아간다.
단계 24에서 제어부(20)는 물체(P)의 검출 타이밍을 기억하고, 또한 이 물체(P)의 검출 타이밍이 전회의 검출 타이밍으로부터 소정 시간, 예를 들어 4000ms미만이었는지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 단계 24에서 소정시간 미만이라고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 물체 검출 카운터(ObC)를 1 가산하고(단계 25), 이 물체 검출 카운터(ObC)가 소정 값(예를 들어 5) 이상이 되었는지의 여부를 판단한다(단계 26). 그리고, 물체 검출 카운터(ObC)가 소정 값 이상이 되었다고 판단한 경우에는, 물체 검출 카운터(ObC)를 0으로 리셋하고, 또한 제2 주행 모드로 전환한다(단계 27). 한편, 단계 26에서 물체 검출 카운터(ObC)가 소정 값 이상이 되지 않았다(소정값 미만이라)고 판단한 경우에는, 후술하는 단계 29로 진행한다. 즉, 단계 24 내지 단계 27에서 제어부(20)는 물체센서(31)에 의해 소정시간 이내에 물체(P)를 검출하는 것이 소정 횟수 이상 연속되었는지의 여부를 판단하고, 물체센서(31)에 의해 소정 시간 이내에 물체(P)를 검출하는 것이 소정 횟수 이상 연속되었다고 판단했을 때에는, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 좁은 장소에 들어간 것으로 판단하고, 제2 주행 모드로 전환하도록 제어하고 있다.
한편, 단계 24에서 물체(P)의 검출 타이밍이 전회의 검출 타이밍으로부터 소정 시간, 예를 들어 4000ms 미만이 아니라고(4000ms 이상이라고) 판단한 경우에는 물체 검출 카운터(ObC)를 리셋하고(단계 28), 단계 29으로 진행한다.
단계 29에서 제어부(20)는 제2 청소 주행 모드를 소정 시간 실시했는지의 여부를 판단한다. 이 단계 29에서 제2 청소 주행 모드를 소정시간 이상 실시했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 제2 청소 주행 모드를 종료하고, 다른 청소 주행 모드로 이행한다. 또한, 단계 29에서 제2 청소 주행 모드를 소정 시간 이상 실시하지 않았다고(소정 시간 미만이라고) 판단한 경우에는, 제어부(20)는 이하의 단계 30 내지 단계 34의 처리에 의해서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 선회 각도 및 선회 방향을 결정한다.
우선, 제어부(20)는 단계 22에서 물체센서(31)가 어느 영역에서 물체(P)를 검출했는지, 다시 말하면 전기청소기(11)[본체 케이스(15)(범퍼(35)]가 물체(P)에 대해서 어느 각도에서 접촉(충돌)했는지를 판단한다. 예를 들어, 제어부(20)는 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉했는지의 여부를 판단한다(단계 30). 이 단계 30에서 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 선회 각도를 예를 들어 75°(우측 영역(31b) 및 좌측 영역(31c)의 각도 범위)로 설정하고, 또한 선회 방향을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 랜덤으로 설정하고(단계 31), 이하의 단계 35로 진행한다. 또한, 이 단계 30에서 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉되지 않았다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉했는지의 여부를 판단한다(단계 32). 그리고, 이 단계 32에서 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉했다고 판단한 경우(도 1(a))에는, 제어부(20)는 선회 각도를 예를 들어 30°(전측 영역(31a)의 각도 범위)로 설정하고, 또한 선회 방향을 시계 방향(우회전 방향)으로 설정하고(단계 33), 이하의 단계 35로 진행한다. 또한, 단계 32에서 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉되지 않았다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 우측 영역(31b)이 물체(P)와 접촉한 것으로 판단하고, 선회 각도를 예를 들어 30°(전측 영역(31a)의 각도 범위)로 설정하고, 또한 선회 방향을 반시계 방향(좌회전 방향)으로 설정하고(단계 34), 이들 단계 30 내지 단계 34에서 결정한 선회 각도 및 선회 방향으로 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한다(단계 35, 도 1(c)). 즉, 제어부(20)는 선회 각도 및 선회 방향을, 물체센서(31)에 의해 검출한 물체(P)의 방향의 각도범위(각 영역(31a, 31b, 31c)의 각도 범위)에 대응하여 설정된 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회(제자리 선회)시킴으로써 이 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부를 물체(P)를 향하도록 설정한다.
이어서, 제어부(20)는 물체(P)측에 위치하는 검출센서(32)가 근방의 소정 거리 이내, 예를 들어 50mm 이하의 거리에 물체(P)를 검출했는지를 판단한다(단계 36). 이 단계 36에서 검출센서(32)가 근방의 소정 거리 이내에서 물체(P)를 검출하지 않았다고 판단한 경우에는, 물체(P)가 벽 등의 긴 형태로 연속되는 것일 가능성이 낮다고 판단하고, 후술한 단계 41로 진행한다. 또한, 검출센서(32)가 근방의 소정 거리 이내에서 물체(P)를 검출했다고 판단한 경우에는, 이하의 단계 37로 진행한다.
즉, 단계 35의 선회의 시점에서는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))는 아직 완전히 물체(P)에 대해서 측부를 향한 상태(물체(P)와 평행한 상태)가 되어 있지 않다. 그래서, 이 상태로부터 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여 추가로 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시켜(단계 37, 도 1(d)), 미리 설정된 최소선회각도와 최대선회각도 사이의 각도 선회하는 중에 검출센서(32)에 의해 소정 거리 이내에서 물체(P)를 검출했는지의 여부, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 앞쪽이 물체(P)에 대해서 거의 평행이 되었는지의 여부를 판단한다(단계 38). 여기에서 최소선회각도라는 것은 단계 35의 상태로부터, 이 최소선회각도까지 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 선회하는 동안, 검출센서(32)에 의한 물체(P)의 검출(물체(P)와의 거리의 검출)을 무효로하기 위한 각도이고, 최대선회각도는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 그 이상 선회하지 않도록 하기 위한 상한이 되는 각도이다. 본 실시형태에서는 최소선회각도는 예를 들어 0°로 설정되고, 최대선회각도는 30°로 설정되어 있다.
그리고, 단계 38에서 제어부(20)는 최소선회각도와 최대선회각도 사이의 각도 선회하는 중에 검출센서(32)에 의해 소정 거리 이내에서 물체(P)를 검출했다고 판단한 경우에는, 도 1(e)에 도시한 바와 같은, 긴 형태로 연속되는 벽 등의 물체(P1)에 대해서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부를 따르는 상태가 된(평행화에 성공한), 다시 말하면, 물체(P1)가 연속되는 벽 형태의 것이라고 판단하고, 이 물체(P1)를 따라서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 주행시킨다(벽을 따르는 주행, 단계 39). 이 단계 39의 주행에서는 검출센서(32)에 의해 물체(P1)와의 거리를 소정값, 예를 들어 10mm로 유지하면서, 소정 거리, 예를 들어 350mm 주행하도록 제어부(20)가 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한다(도 1(f)).
이 후, 제어부(20)는 물체센서(31) 및 검출센서(32)에 의해 주위의 물체를 검출한 결과와 난수(亂數)에 의해서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 선회 각도 및 선회 방향을 결정하고, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 물체(P1)로부터 이탈하는 방향으로 선회시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하고(단계 40), 단계 21로 되돌아간다.
한편, 단계 38에서 최소선회각도와 최대선회각도 사이의 각도 선회하는 중에 검출센서(32)에 의해 소정 거리 이내에서 물체(P)를 검출하고 있지 않다고 판단한 경우에는, 도 1(g)에 도시한 바와 같은, 연속되지 않는 가구의 다리 등의, 둘레를 도는 것이(우회) 가능한 물체(P2)에 대해서 측부를 향하려고 하고 있는, 다시 말하면, 물체(P2)가 벽 형태의 것이 아니라고 판단하고, 이 물체(P2)를 따라서 소정 거리 직진시키고, 또한 이 물체(P2)를 돌아가도록 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회 주행시킨다(좁은 장소 침입 주행, 단계 41). 이 단계 41의 선회 주행은 선회 반경을 본체 케이스(15)의 반경+소정값(예를 들어 10mm)으로 하고, 선회 각도를 90°로 설정하며, 또한 단계 35에서의 선회 방향과는 반대 방향을 선회 방향으로 하여 선회 주행하도록 제어부(20)가 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한다(도 1(h)). 또한, 이 선회 주행에서 물체센서(31)가 물체와의 접촉을 검출했을 때에는, 제어부(20)는 선회를 그 시점에서 중지하고, 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정의 작은 거리 후퇴시킨다. 이 후퇴는 상기의 단계 13과 동일한 취지이다.
이어서 제어부(20)는 단계 41의 선회 주행 각도의 실적을 누적하고(단계 42), 이 누적된 각도가 소정 각도, 예를 들어 90°이상 되었는지의 여부를 판단한다(단계 43). 그리고, 이 단계 43에서 누적된 각도가 소정 각도(90°) 이상이 아니라고(소정 각도 미만이라고) 판단한 경우에는, 단계 30으로 되돌아간다. 또한, 이 단계 43에서 누적된 각도가 소정 각도(90°) 이상이라고 판단한 경우에는 누적된 각도를 0°로 초기화하고(단계 44), 단계 21로 되돌아간다. 즉, 본 실시형태에서는 90°이상 선회 주행할 수 있으면, 물체(P2)의 둘레를 빙 도는 것처럼 돌아서 갈 수 있었던 판단한다.
또한, 제2 주행 모드는 예를 들어 도 11(a)에 도시한 바와 같은, 가구의 다리 등의 서로 이격 배치된 복수의 물체(P) 사이, 도 11(b)에 도시한 바와 같은 벽 등의 물체(P)에 의해서 3방향이 둘러싸인 좁은 폭의 막다른 골목, 또는 도 11(c)에 도시한 바와 같은, 벽 등의 물체(P)에 의해 주위가 둘러싸인 좁은 영역 등에 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 들어갔을 때의 탈출용으로서 이용된다. 이 제2 주행 모드로서는, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 우측에 물체(P)가 직면하는, 소위 우측을 따라가는 경우와, 동작을 좌우 반전한 좌측을 따라가는 경우가 생각되고, 적어도 어느 한쪽을 사용하거나, 소정 조건에 기초하여 이들의 경우를 전환하는 것이 가능하지만, 설명을 보다 명확하게 하기 위해 우측을 따라가는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 15에 도시한 플로우차트를 참조하면, 이 제2 주행 모드에서 제어부(20)는, 우선 이 제2 주행 모드를 소정 시간, 예를 들어 20초 실시했는지의 여부를 판단한다(단계 51). 이 단계 51에서 제2 주행 모드를 소정시간 이상 실시했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 제2 주행 모드를 종료하고, 제1 주행 모드, 또는 다른 청소 주행 모드로 이행한다. 또한, 단계 51에서 제2 주행 모드를 소정시간 이상 실시하지 않았다고(소정 시간 미만이라고) 판단한 경우에는, 물체(P)를 돌아가도록 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회 주행시킨다(단계 52). 이 단계 52의 선회 주행은 선회 반경을 본체 케이스(15)의 반경+소정값(예를 들어 10mm)으로 하고, 선회 각도를 360°로 설정하며, 또한 시계방향(우회전 방향)을 선회방향으로 하여 선회 주행하도록 제어부(20)가 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한다(도 4(a)). 그리고, 제어부(20)는 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했는지의 여부, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체(P)와 접촉(충돌)했는지의 여부를 판단한다(단계 53). 이 단계 53에서 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했다고 판단한 경우(도 4(b))에는, 제어부(20)는 선회를 그 시점에서 중지하고, 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정의 작은 거리 후퇴시키고(단계 54), 단계 55로 진행한다. 이 후퇴는 상기의 단계 13과 동일한 취지이다.
제어부(20)는 단계 52의 선회 주행 각도의 실적이 소정 각도, 예를 들어 100° 이상이 되었는지의 여부를 판단한다(단계 55). 그리고, 이 단계 55에서 각도의 실적이 소정 각도(100°) 이상이 아니라고(소정 각도 미만이라고) 판단한 경우에는, 제어부(20)는 이하의 단계 56 내지 단계 60의 처리에 의해서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 선회 각도를 결정한다.
우선, 제어부(20)는 단계 52의 선회 주행을 중지한 시점에서 물체센서(31)가 어느 영역에서 물체(P)를 검출했는지, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))가 물체에 대해서 어느 각도에서 접촉(충돌)했는지를 판단한다. 예를 들어 제어부(20)는 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉했는지의 여부를 판단한다(단계 56). 이 단계 56에서 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 선회 각도를 예를 들어 75°(우측 영역(31b) 및 좌측 영역(31c)의 각도 범위)로 설정하고(단계 57), 이하의 단계 61로 진행한다. 또한, 이 단계 56에서 전측 영역(31a)이 물체(P)와 접촉하지 않다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉했는지의 여부를 판단한다(단계 58). 그리고, 이 단계 58에서 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉했다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 선회 각도를 예를 들어 105°(전측 영역(31a)의 각도 범위)로 설정하고(단계 59), 이하의 단계 61로 진행한다. 또한, 단계 58에서 좌측 영역(31c)이 물체(P)와 접촉되지 않다고 판단한 경우에는, 제어부(20)는 우측 영역(31b)이 물체(P)와 접촉한 것으로 판단하고, 선회 각도를 예를 들어 20°(전측 영역(31a)의 각도 범위)로 설정하고(단계 60), 이들 단계 56 내지 단계 60에서 결정한 선회 각도로 시계 방향(우회전 방향)으로 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한다(단계 61). 즉, 물체센서(31)에 의해 검출한 물체(P)에 대해서 이 물체(P)의 방향에 대응한 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는, 다시 말하면 전기청소기(11)(본체 케이스(15))와 물체(P)의 위치 관계에 따라서 선회 각도를 각각 설정함으로써, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부가 물체(P)를 향하게 된다. 따라서, 이 제2 주행 모드에 의해, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))는 물체센서(31)에 의해 검출한 물체(P)를 따르면서 만곡 상태(원호상)로 주행하도록 제어부(20)에 의해 제어된다(도 4(c)).
한편, 단계 55에서 각도의 실적이 소정 각도(100°) 이상이라고 판단한 경우, 및 단계 53에서 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출하고 않았다고 판단한 경우에는, 단계 52의 선회 주행에서 설정된 선회 각도인 360°의 선회가 실시된 것이 되므로, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 각도, 예를 들어 30° 선회(제자리 선회)시키고(단계 62, 도 5(a)), 추가로 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 직진시킨다(단계 63, 도 5(b)). 그리고, 제어부(20)는 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했는지의 여부를 판단한다(단계 64). 이 단계 64에서 물체센서(31)에 의해 물체를 검출하지 않았다고 판단한 경우에는, 단계 63로 되돌아온다. 또한, 이 단계 64에서 물체센서(31)에 의해 물체(P)를 검출했다고 판단했을 때에는, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정의 작은 거리 후퇴시킨다(단계 65). 이 후퇴는 상기의 단계 13과 동일한 취지이다. 그리고, 제어부(20)는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 직진한 거리가 소정 거리, 예를 들어 500mm 이상인지 여부를 판단한다(단계 66). 이 단계 66에서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 직진한 거리가 소정 거리 이상이라고 판단한 경우에는, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 좁은 장소로부터의 탈출에 성공한 것으로 판단하여 제2 주행 모드를 종료하고, 또한 제1 주행 모드 또는 다른 청소 주행 모드로 이행한다. 또한, 단계 66에서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 직진한 거리가 소정 거리 이상이 아니라고(소정 거리 미만이라고) 판단한 경우에는 단계 51로 되돌아간다. 또한, 제2 주행 모드의 좌측을 따라가는 경우에는 단계 52, 단계 61 및 단계 62의 선회방향이 반시계 방향(좌회전 방향)이 되고, 단계 58의 판단이 우측 영역(31b)이 될 뿐, 다른 것은 동일하다.
또한, 제3 청소 주행 모드시에는, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 벽 등의 청소영역의 바깥 가장자리의 물체를 따라서 직진시킨다. 이 때, 제어부(20)는 검출센서(32)에 의해 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측방의 물체와의 거리가 소정 거리, 예를 들어 10mm로 유지하도록 제어한다. 그리고, 물체센서(31)에 의해 물체를 소정 거리 이내에서 검출(전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))와의 접촉을 검출)한 경우에는, 제어부(20)는 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하여 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회(초신지선회)시키고, 앞쪽을 물체에 대해서 거의 평행이 되도록 하여 더욱 직진시킨다. 또한, 제3 청소 주행 모드를 소정 시간 실시한 경우에는 다른 청소 주행 모드로 전환한다
이들 제1 청소 주행 모드 내지 제3 청소 주행 모드를 이용함으로써 영역 내의 바닥면 전체를 거의 빈틈없이 청소할 수 있다.
본 실시 형태에서는 좁은 장소에 들어갔을 때의 탈출용으로서 사용되는 제2 청소 주행 모드의 제2 주행 모드는, 제2 청소 주행 모드에서만 사용되고 있지만, 제1 청소 주행 모드 및 제3 청소 주행 모드에서도, 제2 청소 주행 모드의 제1 주행 모드로부터 제2 주행 모드로 이행하기 위한 판단 조건과 동일한 판단 및 제어를 편성하고, 제2 청소 주행 모드의 제2 주행 모드와 동일한 주행 모드를 실행함으로써, 좁은 장소로부터 단시간에 탈출할 수 있고, 좁은 장소에 체류함에 따른 청소시간의 손실을 삭감할 수 있다.
(충전 작업)
충전장치에 전기청소기(11)가 접속된 후, 소정의 타이밍, 예를 들어 미리 설정된 충전 개시 시각이 되었을 때, 또는 전기청소기(11)가 충전장치에 접속되고 나서 소정 시간이 경과했을 때 등에, 제어부(20)는 충전 모드로 이행하고 충전장치로부터 이차전지(21)의 충전을 개시한다. 그리고, 이차전지(21)의 전압이 소정의 사용 가능 전압까지 상승했다고 판단하면 충전 작업을 종료하고, 제어부(20)가 대기 모드가 된다.
이상 설명한 일 실시 형태에 따르면 제어부(20)는 제1 주행 모드 또는 제2 주행 모드에서 물체센서(31)에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 구체적으로는 물체센서(31)에 의해 검출한 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 앞쪽의 복수 방향의 각도 범위(각 영역(31a, 31b, 31c)의 각도 범위)에 대응하여 설정된 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시킴으로써 전기청소기(11)(의 본체 케이스 측부가 물체를 향하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하므로, 물체를 효과적으로 피하면서 좁은 장소를 보다 효율 좋게 청소할 수 있다.
구체적으로 제어부(20)는, 제1 주행 모드에서 물체센서(31)에 의해 물체(P2)를 검출했을 때, 이 검출한 물체(P2)의 방향에 대응한 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시킴으로써 이 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부를 물체(P2)를 향하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한 상태에서, 검출센서(32)에 의해 물체(P2)를 검출하지 않는 경우(도 1(g))에는, 연속하지 않는 가구의 다리 등의 주회(우회)가 가능한 물체(P2)라고 판단하고, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 소정 거리 직진시킨 후, 물체센서(31)에 의해 검출한 물체(P2)측에 선회 주행시키도록(도 1(h)) 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하므로, 물체센서(31)와 검출센서(32)의 검출을 적극적으로 활용하여 물체(P2)가 배치된 좁은 장소에 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 효과적(높은 확률)으로 들어가게 할 수 있고, 좁은 장소의 바닥면을 효과적으로 청소할 수 있다.
또한, 제어부(20)는 제1 주행모드에서, 물체센서(31)에 의해 물체(P1)를 검출했을 때, 이 검출한 물체(P1)의 방향에 대응한 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시킴으로써 이 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부가 물체(P1)를 향하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어한 상태에서, 검출센서(32)에 의해 물체(P1)를 검출한 경우(도 1(e))에는, 연속하는 벽 등의 물체(P1)라고 판단하고, 물체(P1)를 따라서 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 직진시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하므로, 벽 등의 물체(P1)의 근방의 바닥면을 효과적으로 청소할 수 있다.
또한, 제어부(20)는 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 직진시키고, 또한 물체 센서(31)에 의해 물체를 검출했을 때 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부가 물체를 향하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 제1 주행 모드 시에, 물체센서(31)에 의해 물체를 소정 시간내에 검출하는 것이 소정 횟수 이상 연속되었을 때, 탈출하는 것이 용이하지 않은 좁은 장소에 들어간 것으로 판단하고, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 물체센서(31)에 의해 검출한 물체를 따르면서 만곡형상으로 주행하도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하는 제2 주행모드로 전환됨으로써, 물체센서(31)의 검출을 적극적으로 활용하여, 좁은 장소로부터의 탈출의 가능성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 제어부(20)는 제2 주행 모드시에 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 소정 각도(100°) 이상 선회했다고 판단했을 때에는, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 반대 방향으로 선회시킨 후, 직진시키도록 모터(26)(구동륜(25))의 동작을 제어하므로, 제2 주행 모드에서의 선회에 의해 탈출했다고 상정(想定)되는 좁은 장소에 전기청소기(11)(본체 케이스(15))가 다시 들어가지 않도록 할 수 있다.
따라서, 전기청소기(11)는 청소 동작 중에 물체에 대하여 방향을 전환하는 일련의 동작 중에 물체센서(31)와 검출센서(32)의 검출에 기초하여 물체의 형상을 높은 확률로 판단하고, 이들 물체의 형상에 대응한 주행 제어를 실시하므로, 이들 물체센서(31)와 검출센서(32)의 검출을 각각 적극적으로 활용하여, 쓸데없는 움직임이나 복잡한 제어를 하지 않고, 원활한 물체의 우회 및 주회나, 좁은 장소로의 진입 및 좁은 장소로부터의 탈출이 가능해지고, 좁은 장소를 높은 확률로 효과적으로(단시간에) 청소할 수 있다.
또한, 물체센서(31)는 물체와의 접촉에 의해 물체를 검출하는 접촉 센서로 함으로써 물체 및 이 물체와 전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))와의 거리를, 각각 더 정밀하게 검출할 수 있고, 또한 물체센서(31)에 의해 물체를 검출했을 때, 일단 후퇴하여 물체로부터 물체센서(31)(범퍼(35))를 이격시킴으로써, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 전기청소기(11)(본체 케이스(15))를 선회시켜 전기청소기(11)(본체 케이스(15))의 측부가 물체를 향하게 하도록 할 때, 물체센서(31)(범퍼(35))가 물체와 마찰하지 않도록 할 수 있어, 물체나 전기청소기(11)(본체 케이스(15)(범퍼(35))의 손상을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 일 실시형태에서 물체 센서(31)로서는 예를 들어 초음파 센서 또는 적외선 센서 등의 비접촉형의 거리측정센서를 사용하여, 소정 거리 이내에 위치하는 물체를 접촉하지 않고 검출하도록 해도 좋다.
또한, 검출센서(32)는 좌우 대칭으로 배치했지만, 예를 들어 제2 주행모드, 또는 제3 청소주행모드에서, 우측 따름, 또는 좌측 따름의 모드만으로 하는 경우에는 그 방향으로만이면, 상기의 일 실시형태와 동일한 작용효과를 가질 수 있다.
또한, 청소동작은 충전장치로부터 개시하는 이외에, 청소영역 중의 임의의 위치를 개시 위치로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태를 설명했지만, 이 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
물체 센서에 의한 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에 물체의 존재 여부의 검출에 기초하여 본체 케이스를 자율 주행시키는 전기청소기의 주행 제어 방법으로서, 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에서 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하게 하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.
물체센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 각도범위의 소정 거리 이내에서 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체 방향의 각도범위에 대응하여 설정된 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 상기 본체 케이스의 측부가 물체를 향하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.
본체 케이스의 앞쪽의 복수의 방향 중 어느 것에서 물체 센서에 물체가 접촉되면, 본체 케이스를 일단 후퇴시켜 물체로부터 이격시킨 후, 이 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.
물체 센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에서 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하게 하도록 구동륜의 동작을 제어한 상태에서, 검출센서에 의해 본체 케이스의 측부 전방에 물체를 검출하지 않은 경우에는, 본체 케이스를 소정 거리 직진시킨 후, 본체 케이스를 상기 물체 측에 선회주행시키는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.
물체센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에서 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하게 하도록 구동륜의 동작을 제어한 상태에서, 검출센서에 의해 본체 케이스의 측부 전방에서 물체를 검출한 경우에는, 이 물체를 따라서 본체 케이스를 직진시키는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.
본체 케이스를 직진시키고, 또한 물체 센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정거리 이내에서 물체를 검출했을 때 본체 케이스의 측부가 물체를 향하게 하는 제1 주행모드와, 본체 케이스가 물체센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내에서 검출한 물체를 따르면서 만곡형상으로 주행하는 제2 주행모드를 구비하고, 제1 주행모드시에 물체센서에 의해 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정거리 이내에서 물체를 소정 시간 내에 소정 횟수 이상 연속하여 검출했을 때, 제2 주행모드로 전환하는 것을 특징으로 한 전기청소기의 주행제어방법.
제2 주행모드시에 본체 케이스가 소정 각도 이상 선회했을 때에는 본체 케이스를 반대방향으로 선회시킨 후, 이 본체 케이스를 직진시키는 것을 특징으로 하는 전기청소기의 주행제어방법.

Claims (7)

  1. 본체 케이스,
    상기 본체 케이스를 피청소면상에서 주행 가능하게 하는 구동륜,
    피청소면을 청소하는 청소부,
    상기 본체 케이스에 설치되고, 이 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 소정 거리 이내의 물체의 존재 여부를 검출하는 물체검출수단, 및
    상기 물체검출수단에 의한 물체의 검출에 기초하여 상기 구동륜의 동작을 제어함으로써 상기 본체 케이스를 자율 주행시키는 제어수단을 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 상기 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 상기 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부를 물체를 향하도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    물체검출수단은 본체 케이스의 앞쪽의 복수 방향의 각도범위의 소정거리 이내의 물체의 존재 여부를 검출하고,
    제어수단은 상기 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체 방향의 각도범위에 대응하여 설정된 각도, 상기 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부를 물체를 향하도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    물체검출수단은 물체와의 접촉에 의해 물체를 검출하는 접촉센서이고,
    제어수단은 상기 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 일단 후퇴하여 물체로부터 물체검출수단을 이격시킨 후, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 상기 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부를 물체에 향하도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    본체 케이스에 설치되고, 상기 본체 케이스의 측부 전방의 소정 거리 이내의 물체의 존재 여부를 검출하는 검출수단을 구비하고,
    제어수단은 상기 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 상기 본체 케이스를 선회시킴으로써 이 본체 케이스의 측부가 물체를 향하도록 구동륜의 동작을 제어한 상태에서, 상기 검출수단에 의해 물체를 검출하지 않는 경우에는, 상기 본체 케이스를 소정 거리 직진시킨 후, 상기 물체검출수단에 의해 검출한 물체측에 선회 주행시키도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    본체 케이스에 설치되고, 상기 본체 케이스의 측부 전방의 소정 거리 이내에서 물체를 검출하는 검출수단을 구비하고,
    제어수단은 상기 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때, 이 검출한 물체의 방향에 대응한 각도, 상기 본체 케이스를 선회시킴으로써 상기 본체 케이스의 측부가 물체를 향하도록 구동륜의 동작을 제어한 상태에서, 상기 검출수단에 의해 물체를 검출한 경우에는, 상기 물체를 따라서 상기 본체 케이스를 직진시키도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어수단은 본체 케이스를 직진시키고 또한 물체검출수단에 의해 물체를 검출했을 때 상기 본체 케이스의 측부를 물체를 향하도록 구동륜의 동작을 제어하는 제1 주행모드와, 상기 본체 케이스가 상기 물체검출수단에 의해 검출한 물체를 따르면서 만곡형상으로 주행하도록 상기 구동륜의 동작을 제어하는 제2 주행모드를 구비하고, 상기 제1 주행모드시에 상기 물체검출수단에 의해 물체를 소정 시간내에 검출하는 것이 소정횟수 이상 연속되었을 때, 상기 제2 주행모드로 전환하는, 전기청소기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제어수단은 제2 주행모드시에 본체 케이스가 소정 각도 이상 선회했다고 판단했을 때에는, 반대방향으로 선회시킨 후, 상기 본체 케이스를 직진시키도록 구동륜의 동작을 제어하는, 전기청소기.
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