TW201701092A - 自走式電子機器及前述自走式電子機器之行走方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種同時具有上行階差攀越功能及迴避自下行階差之地面跌落之性能之自走式電子機器。 本發明之自走式電子機器之特徵為包含框體、使上述框體行走之驅動輪、檢測上述驅動輪自上述地面浮起之脫輪感測器、及控制上述框體之行走之行走控制部；上述行走控制部係於上述脫輪感測器檢測到上述驅動輪之浮起時，於預設之持續行走時間之期間中，使上述框體之行走持續，若經過上述持續行走時間後上述脫輪感測器仍檢測到上述驅動輪浮起之情形時，使上述驅動輪之旋轉停止後，於預設之逆走時間之期間，藉由使上述驅動輪朝與上述旋轉方向相反之方向旋轉，而使上述框體逆走。

Description

自走式電子機器及前述自走式電子機器之行走方法
本發明係關於一種自走式電子機器及其行走方法，詳細而言，係關於具備跌落迴避功能及階差攀越功能之自走式電子機器及其行走方法
先前，於室內或室外自律行走而進行掃除等作業之自走式電子機器為已知。於此種自走式電子機器中，有為防止自走中，自走式電子機器本體自下行之階差(以下，稱為「下行階差」)跌落，而具備檢測驅動輪是否自地面踏空而脫輪之脫輪感測器者。
脫輪感測器係檢測遇下行階差，因驅動輪自地面踏空而脫輪而產生之驅動輪浮起之感測器。具備跌落迴避功能之自走式電子機器係於脫輪感測器檢測到驅動輪之浮起時，為防止本體自地面跌落而立即進行跌落迴避動作。
先前，作為具備此種脫輪感測器之自走式電子機器，揭示有移動型機器人掃除機之發明，該發明係例如藉由脫輪感測器檢測到車輪降低之情形時，以短時間內沿反方向驅動上述車輪後使之停止之方式，控制移動機構(例如，參照專利文獻1)。
又，揭示有自走式掃除機之發明，其特徵係於由浮起檢測機構檢測到驅動輪之浮起時，於基於階差感測器之輸出，判斷掃除機本體位於距地面特定範圍以內之較近位置之情形時，判斷上述驅動輪於位於地面之階差脫輪，並驅動上述驅動輪，嘗試使之擺脫上述階差；於 藉由上述階差感測器之輸出，判斷掃除機本體位於距地面較特定範圍遠之位置之情形時，判斷掃除機本體係被使用者帶離，而使上述驅動輪停止(例如，參照專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-186742號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-211360號公報
於遇下行階差驅動輪自地面踏空而產生驅動輪之浮起之情形時，一般而言，自走式電子機器將立即轉為迴避動作，或使驅動輪停止。其原因在於，即便驅動輪之一者自地面踏空，所餘驅動輪仍以接觸地面之狀態進行行走，故若持續以該狀態行走，則存在直接導致本體跌落之虞。
另一方面，此種驅動輪之浮起亦有因於自走式電子機器之驅動輪於行走中與上行之階差(以下，稱為「上行階差」)產生碰撞時之衝擊，或自走式電子機器之本體攀越上行階差而產生之情形。
然而，自走式電子機器並無法區分該驅動輪之浮起是因遇下行階差，驅動輪自地面踏空而產生者，亦或因驅動輪與上行階差產生碰撞時之衝擊，或自走式電子機器之本體攀越上行階差而產生者。
於驅動輪之浮起係於攀越上行階差時所產生者之情形時，於檢測到驅動輪之浮起時，若進行直接停止該驅動輪之驅動，或沿與浮起前相反之方向驅動該驅動輪等跌落迴避動作，則會導致自走式電子機器無法攀越上行階差，無法充分發揮自走式電子機器之性能之虞。
另一方面，若於檢測到驅動輪浮起後，仍未停止該驅動輪之驅動而使之持續，則雖使自走式電子機器能夠攀越上行階差，但於該驅 動輪之浮起係因自下行階差之地面踏空所致之情形時，有導致自走式電子機器之本體自地面跌落之虞。
如此，自走式電子機器之上行階差攀越功能與迴避自下行階差之地面跌落功能之間存在對立關係。
本發明係考慮到如上之狀況而完成者，其目的在於提供一種兼具上行階差攀越性能、及迴避自下行階差之地面跌落之跌落迴避性能之自走式電子機器及其行走方法。
本發明係提供一種自走式電子機器者，其特徵為包含框體、使上述框體行走之驅動輪、檢測上述驅動輪自上述地面之浮起之脫輪感測器、及控制上述框體行走之行走控制部；上述行走控制部係於上述脫輪感測器檢測到上述驅動輪浮起時，於預設之持續行走時間之期間，使上述框體之行走持續，若經過上述持續行走時間後上述脫輪感測器仍檢測到上述驅動輪之浮起之情形時，使上述驅動輪之旋轉停止後，於預設之逆走時間之期間，藉由使上述驅動輪朝與上述旋轉方向相反之方向旋轉，而使上述框體逆走。
又，本發明係提供一種自走式電子機器之行走方法，其特徵為：於檢測到使框體行走之驅動輪自地面浮起時，於預設之持續行走時間之期間，使上述框體之行走持續，若經過上述持續行走時間後仍檢測到上述驅動輪浮起之情形時，使上述驅動輪之旋轉停止後，於預設之逆走時間之期間，藉由使上述驅動輪沿與上述旋轉方向相反之方向旋轉，而使上述框體逆走。
根據本發明，可實現一種兼具上行階差攀越性能與迴避自下行階差之地面跌落之跌落迴避性能之自走式電子機器及其行走方法。
1‧‧‧自走式掃除機
2‧‧‧框體
2a‧‧‧底板
2a2‧‧‧開口部
2a4‧‧‧支持構件
2b‧‧‧頂板
2c‧‧‧側板
2c1‧‧‧緩衝器
2c2‧‧‧後部側板
2s1‧‧‧中間空間
2s2‧‧‧後方空間
2x‧‧‧框體本體
2x1‧‧‧前方開口部
6‧‧‧超音波感測器
6a‧‧‧控制單元
6b1‧‧‧超音波發送部
6b2‧‧‧超音波接收部
9‧‧‧旋轉刷
10‧‧‧側刷
13‧‧‧充電用端子
15‧‧‧集塵室
15a‧‧‧集塵盒
15a1‧‧‧吸取口
15a2‧‧‧排出口
15b‧‧‧過濾器
15c‧‧‧蓋
18‧‧‧地面檢測感測器
18a‧‧‧控制單元
22L‧‧‧驅動輪
22R‧‧‧驅動輪
26‧‧‧後輪
31‧‧‧吸入口
32‧‧‧排氣口
34‧‧‧排氣路徑
40‧‧‧控制部
41‧‧‧操作面板
42‧‧‧記憶部
42a‧‧‧行走地圖
43‧‧‧碰撞檢測部
43a‧‧‧控制單元
43b‧‧‧移動物檢測部
50‧‧‧電動送風機
50a‧‧‧馬達驅動器
51‧‧‧行走馬達
51a‧‧‧馬達驅動器
52‧‧‧刷部用馬達
52a‧‧‧馬達驅動器
114‧‧‧管道
120‧‧‧離子產生器
220‧‧‧脫輪感測器
221‧‧‧支持臂
222‧‧‧旋轉支軸
223‧‧‧滑塊
224‧‧‧光感測器
225‧‧‧光信號
A‧‧‧箭頭符號
B‧‧‧箭頭符號
DL‧‧‧下行階差
FL‧‧‧地面
RL‧‧‧上行階差
S1-S26‧‧‧步驟
UL‧‧‧驅動輪單元
UR‧‧‧驅動輪單元
圖1係表示本發明之實施形態1之自走式掃除機之立體圖。
圖2係圖1所示之自走式掃除機之底視圖。
圖3係表示圖1所示之自走式掃除機之控制電路之概略構成之方塊圖。
圖4係表示圖1所示之自走式掃除機之側剖視圖。
圖5係圖1所示之自走式掃除機之平面剖視圖。
圖6係表示檢測圖1所示之自走式掃除機之驅動輪浮起之脫輪感測器之概略構成之說明圖。
圖7係表示圖6所示之驅動輪之接地時(圖7(A)及浮起時(圖7(B))之狀態之說明圖。
圖8係表示圖6所示之脫輪感測器之驅動輪接地時(圖8(A))及浮起時(圖8(B))之狀態之說明圖。
圖9(A)~(C)係表示圖1所示之自走式掃除機之驅動輪浮起例之說明圖。
圖10係表示檢測圖1所示之自走式掃除機之驅動輪浮起後之行走順序之流程圖。
圖11係表示檢測圖1所示之自走式掃除機之驅動輪浮起後之行走順序之流程圖。
圖12係表示圖1所示之自走式掃除機之朝充電座之返回動作之流程圖。
(實施形態1)
以下，使用圖式，進一步詳述本發明。再者，以下之說明所有論點均為例示，不應理解為限定本發明者。
再者，於實施形態1中，作為自走式電子機器，雖例示自走式掃除機1之情形進行說明，但本發明亦可應用於掃除機以外之自走式電 子機器(例如，自走式離子產生機)。
圖1係表示本發明之實施形態1之自走式掃除機1之立體圖。圖2係圖1所示之自走式掃除機1之底視圖。圖3係表示圖1所示之自走式掃除機1之控制電路之概略構成之方塊圖。圖4係圖1所示之自走式掃除機1之側剖視圖。圖5係圖1所示之自走式掃除機1之平面剖視圖。圖6係表示檢測圖1所示之自走式掃除機1之驅動輪22L浮起之脫輪感測器220之概略構成之說明圖。
實施形態1之自走式掃除機1具備圓盤形之框體2，於該框體2之內部及外部，設置有碰撞檢測部43、旋轉刷9、側刷10、構成集塵室15之集塵盒15a、電動送風機50、使框體2朝前後方向直進及朝左右方向旋轉之左右一對驅動輪22L、22R、後輪26、左右一對充電用端子13、複數個地面檢測感測器18、包含電子機器零件等之控制部40、作為驅動驅動輪22L、22R、旋轉刷9、側刷10及電動送風機50等之驅動源之電池等構成要素。
於該自走式掃除機1中，配置有後輪26之部分為後方部，與後輪26相反之側為前方部，配置有左右一對驅動輪22L、22R之部分為中間部，停止時及水平面之行走時係由左右一對驅動輪22L、22R及後輪26之三個輪支持框體2。因此，於本說明書中，前進方向(前方)係指自走式掃除機1朝前方部側前進之方向，左右方向係指自走式掃除機1前進時之左側與右側之方向，上下方向係指框體2由三個輪支持於地面FL上之狀態時之上下方向。
框體2具備俯視為圓形之底板2a，其具有於與前方部之中間部之邊界附近之位置形成之吸入口31；頂板2b，其具有於相對於框體2取出或收納集塵盒15a時開閉之蓋部；及俯視為圓環形之側板2c，其係沿底板2a及頂板2b之外周部而設。
於底板2a中，形成有為將左右之驅動輪22L、22R之一部分收納 至框體2內之左右一對開口部2a2。又，於底板2a之內表面之各開口部2a2之周圍，設置有支持構件2a4。進而，各驅動輪22L、22R分別被組裝於驅動輪單元UL、UR，該驅動輪單元UL、UR具備後述之行走馬達51、及具有使行走馬達51之旋轉驅動力傳遞至各驅動輪22L、22R之齒輪之驅動力傳遞機構；各驅動輪單元UL、UR係由各支持構件2a4經由水平軸心可搖動地支持。
又，側板2c係由前部之緩衝器2c1與後部側板2c2分割為兩個之構成，於後部側板2c2中，形成有排氣口32。以下，將框體2之除緩衝器2c1以外之部分稱為框體本體2x。
於框體2之內部，設置行走馬達51、刷用馬達52、電動送風機50、離子產生器120、集塵盒15a、控制電路、電池等零件，以可由左右一對驅動輪22L、22R及後輪26之三個輪支持框體2之方式，使框體2之重心位置配置於後方部側。再者，於圖5中，框體2內之中間空間2s1係收納集塵盒15a之空間，後方空間2s2係收納電池之空間。
如圖3所示，進行自走式掃除機1全體之動作控制之控制電路具備控制部40、輸入與自走式掃除機1之動作有關之設定條件或作動指令之操作面板41、記憶行走地圖42a之記憶部42、用於驅動電動送風機50之馬達驅動器50a、用於驅動驅動輪22L、22R之行走馬達51之馬達驅動器51a、用於驅動使旋轉刷9與側刷10驅動之刷用馬達52之馬達驅動器52a、控制地面檢測感測器18之控制單元18a、控制後述之超音波感測器6之控制單元6a、及控制後述之移動物檢測部43b之控制單元43a等。
控制部40具備包含CPU、ROM、RAM之微電腦，基於事先記憶於記憶部42之程式資料，對馬達驅動器50a、51a、52a個別發送控制信號，驅動控制電動送風機50、行走馬達51及刷用馬達52，進行一連串之掃除運轉。再者，程式資料中，包含清掃地面FL之較大區域之 通常模式用、及沿壁角清掃之壁角模式用之程式資料等。
又，控制部40係自操作面板41受理使用者之設定條件或動作指令，並記憶於記憶部42。記憶於該記憶部42之行走地圖42a係自走式掃除機1之設置場所周邊之行走路徑或行走速度等此類行走資訊，事先由使用者記憶於記憶部42，或自走式掃除機1自身可於掃除運轉中自動進行記錄。
又，自走式掃除機1係於藉由構成圖1所示之超音波感測器6之超音波發送部6b1及超音波接收部6b2檢測到前進路上之障礙物之情形及到達至掃除區域周邊之情形時，驅動輪22L、22R暫時停止，接著，使左右之驅動輪22L、22R相互朝相反方向旋轉而改變方向。藉此，自走式掃除機1可一面迴避障礙物，一面於設置場所全體或所期望之範圍全面自走並掃除。
於該自走式掃除機1中，若由超音波感測器6於行進方向檢測到障礙物，則將該檢測信號發送至控制部40，控制部40以使自走式掃除機1停止或方向轉換之方式進行控制。
另一方面，於自走式掃除機1之行走時，於超音波感測器6未檢測到障礙物之情形時，緩衝器2c1與障礙物產生碰撞。此時，若由移動物檢測部43b檢測到緩衝器2c1與障礙物產生碰撞，則將該檢測信號發送至控制部40，控制部40以使自走式掃除機1停止或方向轉換之方式進行控制。
因於圖2所示之框體2之底板2a之前部中央位置及左右之側刷10之位置，如上述般，配置有檢測地面FL之地面檢測感測器18，故若由地面檢測感測器18檢測到下行階差DL，則將該檢測信號發送至後述之控制部40，控制部40以使兩驅動輪22L、22R停止之方式進行控制。藉此，可防止自走式掃除機1朝下行階差DL之跌落。又，控制部40亦可以若地面檢測感測器18檢測到下行階差DL，則迴避下行階差 DL而行走之方式進行控制。
於框體2之底板2a之前端，設置進行內建之電池充電之左右一對充電用端子13。一面於室內行走一面進行掃除之自走式掃除機1若結束掃除，則返回至設置於室內之充電座。
具體而言，自走式掃除機1檢測自設置於地面FL上之充電座發出之紅外線等信號而識別充電座所在之方向，一面自律地迴避障礙物，一面行走而返回至充電座。
藉此，自走式掃除機1之充電用端子13接觸設置於充電座之供電端子部，供電端子部經由充電用端子13而連接於電池之正極端子及負極端子，進行對電池之充電。
再者，充電中，基本不會出現自走式掃除機1自動進行動作之情形，而處於待機狀態。
又，連接於商用電源(插座)之充電座通常沿室內之側壁設置。再者，電池係對各種馬達等各種驅動控制要件或控制電路供給電力。
自走式掃除機1係如上所述，於左右之驅動輪22L、22R與後輪26之3點，接觸地面FL，以即便於前進時停止，後輪26亦不會自地面FL浮起之平衡進行重量分配。
因此，即便自走式掃除機1於前進中，緊急停止於下行階差DL之前方，亦可防止自走式掃除機1由此趨前傾斜而朝下行階差DL跌落。再者，驅動輪22L、22R係為即便緊急停止亦不會打滑地嵌入車輪之方式，形成於接地面具有胎面圖案(槽)之橡膠輪胎。
吸入口31係與地面FL對向地形成於框體2之底面(底板2a之下表面)之凹部之開放面。於該凹部內，設置以與框體2之底面平行之左右方向之軸心為中心旋轉之旋轉刷9，於凹部之左右兩側，設置有以與框體2之底面垂直之軸心為中心旋轉之側刷10。旋轉刷9係藉由於旋轉軸即輥之外周面，將刷毛以螺旋狀植設而形成。側刷10係藉由於旋轉 軸之下端以放射狀設置刷毛毛束而形成。旋轉刷9之旋轉軸及一對側刷10之旋轉軸係樞接於框體2之底板2a之一部分，且藉由設置於其附近之刷用馬達52、包含滑輪及輸送帶等之動力傳遞機構而可旋轉地連結。
於框體2之內部，於吸入口31與集塵盒15a之間設置有吸取路徑，於集塵盒15a與排氣口32之間設置有排氣路徑。
如圖4所示，包含自吸入口31被吸入至框體2內之塵埃之空氣係如箭頭符號A所示般，經由吸取路徑及集塵盒15a之吸取口15a1被導入至集塵盒15a內。此時，旋轉刷9旋轉而將地面FL上之塵埃掃入吸入口31，與此同時，一對側刷10旋轉，將吸入口31之左右側之塵埃掃集至吸入口31。
將塵埃收集到集塵盒15a內後，通過過濾器15b而去除塵埃後之空氣係如箭頭符號B所示，經由集塵盒15a之排出口15a2、與該排出口15a2連接之管道114、連接於管道114之電動送風機50及排氣路徑34，自排氣口32排出至外部。再者，於圖4中，蓋體15c係覆蓋過濾器15b之集塵盒15a之蓋體。
該自走式掃除機1係左右之驅動輪22L、22R沿同一方向正旋轉而前進，沿同一方向逆旋轉而後退，藉由相互沿相反方向旋轉而旋轉。例如，自走式掃除機1於到達至掃除區域之周邊之情形時，及與行進路上之障礙物產生碰撞之情形時，驅動輪22L、22R停止，使左右之驅動輪22L、22R沿相互相反方向旋轉而改變方向。藉此，自走式掃除機1係一面迴避障礙物，一面於設置場所全面或所期望之範圍全面自走。
<關於緩衝器2c1、碰撞檢測部43及該等之周邊構成>
如圖1所示，半圓弧形狀之緩衝器2c1係於周向中央位置、及中央位置之左右複數個部位，具有圓形之孔部，以自各孔部露出之方式於 緩衝器2c1之內表面，設置有超音波感測器6之超音波發送部6b1及超音波接收部6b2。於實施形態1之情形時，於緩衝器2c1中，5個孔部形成一列，於中央位置與左右兩端之孔部，配置有超音波接收部6b2，於鄰接中央位置之2個孔部，配置有超音波發送部6b1。
控制單元6a(圖3)係使自超音波感測器6之超音波發送部6b1發送超音波，自所發送之超音波被障礙物反射，至其被超音波接收部6b2接收為止之時間，算出距障礙物之距離，將之作為檢測信號發送至控制部40。
緩衝器2c1係以覆蓋由底板2a、頂板2b及後部側板2c2之端部構成之框體本體2x之前方開口部2x1之方式，嵌入至該前方開口部2x1之周緣部。此時，緩衝器2c1係以可相對於框體本體2x朝前後及左右方向移動，且不會自前方開口部2x1脫落地由嵌入構造支持。
<關於脫輪感測器220>
其次，基於圖6~圖8，就本發明之脫輪感測器220進行說明。
圖6係表示檢測圖1所示之自走式掃除機1之驅動輪22L浮起之脫輪感測器220之概略構成之說明圖。
圖7係表示圖6所示之驅動輪22L之接地時(圖7(A))及浮起時(圖7(B))之狀態之說明圖。
圖8係表示圖6所示之脫輪感測器220之驅動輪22L之接地時(圖8(A))及浮起時(圖8(B))之狀態之說明圖。
如圖6所示，本發明之脫輪感測器220係藉由驅動輪22L、支持臂221、旋轉支軸222、滑塊223及光感測器224之協同動作而實現。
驅動輪22L係可藉由支持臂221以旋轉支軸222為中心沿上下方向轉動地被支持。
又，於與支持臂221為相反側之旋轉支軸222之一端，設置滑塊223，且以隨著旋轉支軸222之轉動，滑塊223自如插入至光感測器224 內地設置。
如圖7(A)所示，於驅動輪22L接觸地面時，因承受自走式掃除機1本體之重量，框體2向地面FL下傾，故驅動輪22L相對於框體2相對朝上方轉動。
此時，如圖8(A)所示，因滑塊223與支持臂221朝上方之轉動連動而朝下方轉動，故滑塊223移動至不會遮蔽光感測器224內之光信號225之位置。
另一方面，如圖7(B)所示，於帶離本體而使驅動輪22L離開地面時，因驅動輪22L自身之重量，驅動輪22L朝下方被拉引，故驅動輪22L相對於框體2相對朝下方轉動。
此時，如圖8(B)所示，因滑塊223與支持臂221朝下方之轉動連動而朝上方轉動，故移動至會遮蔽光感測器224內之光信號225之位置。
如此，可基於滑塊223是否遮蔽光信號225，判定驅動輪22L是否接觸地面FL，亦即驅動輪22L是否自地面FL浮起。
以上，雖以驅動輪22L為例進行說明，但驅動輪22R亦為相同之情形。又，因脫輪感測器220分別獨立設置於驅動輪22L及22R，故可檢測驅動輪22L或22R之任一者是否脫輪。
再者，於圖6至圖8中所示之例終究為一例，就驅動輪22L與滑塊223之連動方式而言，可考慮各種形態。亦可替代滑塊之光感測器之組合，而置換為例如並用彈簧之接觸型開關等物理性之開關。此外，不應理解為以於圖6至圖8中所示之例限定本發明。
<驅動輪22L(22R)之浮起例>
其次，基於圖9(A)~(C)，顯示本發明之自走式電子掃除機1之驅動輪22L(22R)之浮起例。
圖9係顯示圖1所示之自走式掃除機1之驅動輪22L(22R)之浮起例之說明圖。
圖9(A)顯示自走式掃除機1之驅動輪22L自地面FL之一端脫輪之狀態。
該狀態係於例如玄關之橫框此類可能導致自走式掃除機1本體跌落之環境中發生。
如上所述，因於框體2之底板2a之前部中央位置及左右之側刷10之位置，配置有檢測地面FL之地面檢測感測器18，故雖不會自框體2之正面及左右前方跌落，但因自走式掃除機1係一面自後方右側或後方左側打彎一面後退，故存在於突入至地面FL端時發生跌落之情形。
圖9(B)顯示因自走式掃除機1攀越上行階差RL，驅動輪22L(22R)自地面FL浮起之狀態。
如圖9(B)所示，自走式掃除機1係框體2之下表面前部攀越上行階差RL，成為由框體2之下表面與後輪26支持自走式掃除機1本體之狀態。此時，驅動輪22L(22R)處於略微接地，或並未接地之狀態。
該狀態係例如於和室之門檻或門擋階差等可能導致自走式掃除機1之驅動輪22L(22R)浮起之環境中產生，於自走式掃除機1本體欲攀越上行階差RL時，有因驅動輪22L(22R)與上行階差RL產生碰觸時之衝擊，導致連同自走式掃除機1本體亦浮起之情形。於該狀態下，於自走式掃除機1欲攀越上行階差RL時，存在由於驅動輪22L(22R)未貼緊上行階差RL而打滑浮起，導致動作停止之情形。
圖9(B)係自走式掃除機1自正面攀越上行階差RL之例，但亦存在因自走式掃除機1傾斜而突入至上行階差RL，導致僅一者之驅動輪22L或22R攀登上行階差RL之狀況之產生。
又，如圖9(C)所示，亦存在於自走式掃除機1本體以左右之驅動輪22L及22R，以橫跨上行階差RL之方式進行行走時，本體攀越至上行階差RL之情形。此時，因驅動輪22L及22R成為浮起狀態，故即便 驅動驅動輪22L及22R，仍產生打滑，而存在自走式掃除機1之行走停止之情形。
於驅動輪22L(22R)之接地面，設置有胎面圖案(槽)，但亦存在當驅動輪22L(22R)因與上行階差RL產生碰撞而浮起後，胎面圖案隨即緊貼上行階差RL而空轉之情形。即便於此種情形時，驅動輪22L(22R)之浮起狀態仍持續存在。
如此，驅動輪22L(22R)之浮起不僅於驅動輪22L(22R)遇下行階差DL而自地面FL踏空之情形(圖9(A))產生，亦於因驅動輪22L(22R)與上行階差RL產生碰撞時之衝擊，而攀越至上行階差RL之情形(圖9(B))，或自走式掃除機1之本體攀越至上行階差RL之情形(圖9(C))時產生。
另一方面，因脫輪感測器220僅檢測驅動輪22L(22R)之浮起，故完全無法區分係檢測到如圖9(A)所示之下行階差DL導致之驅動輪22L(22R)之浮起，還是檢測到如圖9(B)(C)所示之因自走式掃除機1欲攀越上行階差RL時之驅動輪22L(22R)之浮起。
於因如圖9(B)(C)所示之自走式掃除機1攀越上行階差RL而產生驅動輪22L(22R)之浮起時，使驅動輪22L(22R)停止並不佳。其原因在於，若每次於自走式掃除機1卡到上行階差RL時便使自走式掃除機1停止，或轉為迴避動作，則將無法攀越上行階差RL，導致存在無法充分發揮自走式掃除機1之功能之虞。
另一方面，於產生驅動輪22L(22R)之浮起時，於如圖9(A)所示之自走式掃除機1因下行階差DL而自地面FL踏空，導致產生驅動輪22L(22R)之浮起時，若未使驅動輪22L(22R)停止而使之持續行走，則有導致本體跌落之虞。
如此，於自走式掃除機1之上行階差RL之攀越性能與迴避自下行階差DL之地面FL跌落之跌落迴避性能之間，存在對立關係。
為解決如上述之問題，於本發明中，可藉由如下之行走順序， 實現兼具上行階差RL之攀越性能與迴避自下行階差DL之地面FL跌落之跌落迴避性能之自走式掃除機1。
<關於檢測自走式掃除機1之驅動輪22L之浮起後之行走順序>
其次，基於圖10及圖11，就檢測自走式掃除機1之驅動輪22L之浮起後之行走方法進行說明。
圖10及圖11係表示檢測圖1所示之自走式掃除機1之驅動輪22L之浮起後之行走順序之流程圖。
此處，雖就檢測驅動輪22L浮起之情形進行說明，但檢測驅動輪22R浮起之情形亦相同。
如圖10所示，於開始掃除運轉後，於步驟S1中，控制部40判定脫輪感測器220是否檢測到驅動輪22L浮起(步驟S1)。
於脫輪感測器220檢測到驅動輪22L浮起之情形時(步驟S1之判定為”是”之情形)，控制部40於步驟S2中，持續驅動輪22L及22R之旋轉(步驟S2)。其後，控制部40進行步驟S3之判定。
另一方面，於脫輪感測器220未檢測到驅動輪22L之浮起之情形時(步驟S1之判定為”否”之情形)，控制部40反復進行步驟S1之判定(步驟S1)。
其次，於步驟S3中，控制部40判定脫輪感測器220是否檢測到驅動輪22L之接地(步驟S3)。
於脫輪感測器220檢測到驅動輪22L之接地之情形時(步驟S3之判定為”是”之情形)，控制部40反復進行步驟S1之判定(步驟S1)。
另一方面，於脫輪感測器220未檢測到驅動輪22L之接地之情形時(於步驟S3之判定為”否”之情形)，控制部40進行步驟S4之判定(步驟S4)。
其次，於步驟S4中，控制部40判定是否自驅動輪22L之浮起開始時已經過1000msec(步驟S4)。
於自驅動輪22L之浮起開始時已經過1000msec之情形時(步驟S4之判定為”是”之情形)，控制部40於步驟S5中，停止驅動輪22L及22R之旋轉(步驟S5)。
其後，控制部40進行步驟S6之判定(步驟S6)。
另一方面，於步驟S4中，於自驅動輪22L浮起開始時未經過1000msec之情形時(步驟S4之判定為"否"之情形)，控制部40進行步驟S2之處理(步驟S2)。
其次，於步驟S6中，控制部40判定是否已檢測到驅動輪22L之接地(步驟S6)。
於檢測到驅動輪22L接地之情形時(步驟S6之判定為”是”之情形時)，控制部40反復進行步驟S1之判定(步驟S1)。
另一方面，於未檢測到驅動輪22L接地之情形時(步驟S6之判定為”否”之情形)，控制部40進行步驟S7之判定(步驟S7)。
其次，於步驟S7中，控制部40判定是否已確認驅動輪22L及22R之停止(步驟S7)。
於確認驅動輪22L及22R停止之情形時(步驟S7之判定為”是”之情形)，控制部40進行圖11之步驟S8之處理(步驟S8)。
另一方面，於未確認驅動輪22L及22R之停止之情形時(步驟S7之判定為”否”之情形)，控制部40反復進行步驟S6之判定(步驟S6)。
其次，於圖11之步驟S8中，控制部40使驅動輪22L及22R沿與停止前之旋轉方向相反之方向旋轉(步驟S8)。
接著，於步驟S9中，控制部40判定脫輪感測器220是否已檢測到驅動輪22L之接地(步驟S9)。
於脫輪感測器220已檢測到驅動輪22L之接地之情形時(步驟S9之判定為”是”之情形)，控制部40反復進行步驟S1之判定(步驟S1)。
另一方面，於脫輪感測器220未檢測到驅動輪22L之接地之情形 時(步驟S9之判定為”否”之情形)，控制部40進行步驟S10之判定(步驟S10)。
其次，於步驟S10中，控制部40判定是否自驅動輪22L之停止確認時已經過1900msec(步驟S10)。
於自驅動輪22L之停止確認時已經過1900msec之情形時(步驟S10之判定為”是”之情形)，控制部40於步驟S11中，使自走式掃除機1進行錯誤停止(步驟S11)。其後，控制部40結束掃除運轉。
另一方面，於自驅動輪22L之停止確認時未經過1900msec之情形時(步驟S10之判定為”否”之情形)，控制部40反復進行步驟S9之判定(步驟S9)。
再者，步驟S10之後退動作之持續時間1900msec終究為一例，應理解為實際上係根據本體之構成而異。
作為後退動作之最低限度之持續時間之標準，最低限度必須為檢測到驅動輪22L之浮起後，至開始後退動作之前之前進動作之持續時間(1000msec)。其原因在於，必須使自走式掃除機1自以前進動作行進之狀態脫離而返回至浮起檢測時之位置。
又，此時，考慮驅動輪22L浮起之狀況時，係考慮框體2攀越上行階差RL，或越上電源線團之狀況，於該情形時，於後退動作時，存在驅動輪22L及22R某程度打滑之情形。因此，實際上，必須要較前進動作之持續時間(1000msec)更長之後退動作之持續時間。
另一方面，因驅動輪22L遇下行階差DL自地面FL踏空而脫輪之情形時，若過於長時間動作，則有導致自走式掃除機1自下行階差DL跌落之虞。
若考慮以上情形，則必須致力於探究可某種程度擺脫驅動輪22L之浮起狀態且不會使自走式掃除機1跌落之平衡，而最終決定後退動作之持續時間。
<關於自走式掃除機1瞬間離開充電座之情形時之朝充電座之自動返回動作>
最後，基於圖12，對圖1所示之自走式掃除機1之朝充電座之自動返回動作進行說明。
圖12係表示圖1所示之自走式掃除機1之朝充電座之返回動作之流程圖。
有非因使用者之意圖，自走式掃除機1瞬間離開充電座之情形。
例如，可列舉因使用者之腳部觸碰到自走式掃除機1，或發生地震等原因，導致自走式掃除機1自充電座脫離之情形等。
於該情形時，較理想為，自走式掃除機1無需勞煩使用者的手，即可自動開始進行朝充電座之返回動作。
然而，自走式掃除機1離開充電座時，控制部40無法區別是自走式掃除機1非因使用者之意圖而瞬間離開，或使用者自身將自走式掃除機1帶離至其他場所而意圖地為之。
因此，作為自走式掃除機1離開充電座之條件，若自動開始朝充電座之返回動作，則於使用者自身將自走式掃除機1帶離之情形時，因驅動輪22L及22R或旋轉刷9及側刷10、電動送風機50驅動，故有無法確保使用者安全之虞。
為解決此種問題，本發明之自走式掃除機1係以圖12之順序，進行朝充電座之返回動作者。
於圖12之步驟S21中，控制部40判定自走式掃除機1是否離開充電座(步驟S21)。
具體而言，藉由監視是否自檢測到來自充電座之電流之狀態變化為無法檢測到電流之狀態，而判定自走式掃除機是否離開充電座1。
於自走式掃除機1離開充電座之情形時(步驟S21之判定為”是”之 情形)，控制部40進行步驟S22之判定(步驟S22)。
另一方面，於自走式掃除機1未離開充電座之情形時(步驟S21之判定為”否”之情形)，控制部40反復進行步驟S21之判定(步驟S21)。
其次，於步驟S22中，控制部40判定是否已受理來自使用者之操作指示(步驟S22)。
於已受理來自使用者之操作指示之情形時(步驟S22之判定為”是”之情形)，控制部40依照來自使用者之操作指示，不執行朝充電座之返回動作。
另一方面，於未受理來自使用者之操作指示之情形時(步驟S22之判定為”否”之情形)，控制部40進行步驟S23之判定(步驟S23)。
其次，於步驟S23中，控制部40判定是否接收到來自充電座之信號(步驟S23)。
於接收到來自充電座之信號之情形時(步驟S23之判定為”是”之情形)，控制部40進行步驟S24之判定(步驟S24)。
另一方面，於未接收到來自充電座之信號之情形時(步驟23之判定為”否”之情形時)，控制部40不執行朝充電座之返回動作。
接著，於步驟S24中，控制部40判定自走式掃除機1是否接觸到地面FL(步驟S24)。
作為具體之判定方法，例如，於滿足以下之(1)或(2)之任一者或兩者之條件時，控制部40判定為自走式掃除機1接觸地面FL。
(1)至少1個地面檢測感測器18檢測到地面FL
(2)脫輪感測器220未檢測到驅動輪22L及22R之浮起
又，一般而言，於使用者帶離自走式掃除機1時，使用者之手部會碰觸到緩衝器2c1，而存在移動物檢測部43b檢測到使用者手部之情形。因此，作為判定自走式掃除機1是否由使用者帶離之基準，進而可考慮以下之條件(3)。
(3)移動物檢測部43b未檢測到障礙物(使用者手部)
於自走式掃除機1接觸於地面FL之情形時(步驟S24之判定為”是”之情形)，控制部40係於步驟S25中，依據預設之順序，執行朝充電座之返回動作(步驟S25)。
另一方面，於自走式掃除機1未接觸地面FL之情形時(步驟S24之判定為”否”之情形)，控制部40判定為自走式掃除機1係被使用者帶離，而不執行朝充電座之返回動作。
最後，於步驟S26中，控制部40判定自走式掃除機1是否已返回至充電座(步驟S26)。
於自走式掃除機1已返回至充電座之情形時(步驟S26之判定為”是”之情形)，控制部40結束返回動作。
另一方面，於自走式掃除機1未返回充電座之情形時(步驟S26之判定為”否”之情形)，控制部40持續步驟S25之處理(步驟S25)。
如此，可實現一種自走式掃除機，其係於自走式掃除機1離開充電座時，判定其是否非使用者意圖之脫離，於非使用者意圖之脫離之情形時，不需勞煩使用者的手，即可自動返回至充電座。
又，於使用者本身帶離自走式掃除機1之意圖脫離之情形時，因不執行朝充電座之返回動作，故可確保使用者之安全性。
進而，藉由以於停電時充電座不發出信號之方式，控制充電座，於停電時，自走式掃除機1亦可不自動返回至充電座。
如此，可降低因發生地震，導致自走式掃除機1自充電座脫離之情形時，由於自走式掃除機1於室內來回旋轉，導致使用者被自走式掃除機1絆倒之危險。
(實施形態2) <關於實施形態2之檢測自走式掃除機1之驅動輪22L(22R)浮起後之行走方法>
其次，就本發明之實施形態2之檢測自走式掃除機1之驅動輪22L(22R)浮起後之行走方法進行說明。
於實施形態2中，於圖11之步驟S8中，於驅動輪22L(22R)於與停止前之旋轉方向相反之方向旋轉之情形時，左右之驅動輪22L及22R之旋轉速度產生差異。具體而言，加速浮起之驅動輪22L(22R)之速度，並減慢未浮起之驅動輪22R(或22L)之速度。
若如此，於自走式掃除機1之驅動輪22L(或22R)遇下行階差DL自地面FL踏空而脫輪之情形時，藉由減慢接觸地面FL之驅動輪22R(或22L)之旋轉速度，可使框體2朝離開下行階差DL之方向後退。
再者，於左右之驅動輪22L及22R兩者均浮起之情形時，加速後浮起之驅動輪22L(或22R)之速度(後者優先)。
(其他實施形態)
1.於實施形態1或2中，可於檢測驅動輪22L(22R)之浮起後，變更前進時或後退時之驅動輪22L(22R)之旋轉速度(實施形態3)。
例如，作為後退時之旋轉輪22L(22R)之旋轉速度，亦可設定為：
(1)200mm/sec
(2)180mm/sec
(3)160mm/sec
等。
依據如此，藉由於前進時進行可攀越之上行階差RL之高度調整，或後退時進行擺脫浮起狀態之速度調整，可降低後退時之跌落危險。
2.於實施形態1~3中，可於檢測驅動輪22L(22R)之浮起後，隨時間之經過，適當變更前進時或後退時之驅動輪22L(22R)之旋轉速度(實施形態4)。
例如，舉例為於檢測到驅動輪22L(22R)之浮起後立即提高旋轉速 度，隨後降低旋轉速度等。
依據如此，可提高上行階差RL之攀越性能，且可減輕自下行階差DL跌落之危險。
3.於實施形態1~4中，可於檢測到驅動輪22L(22R)浮起後，變更前進時或後退時之驅動輪22L(22R)之動作持續時間(實施形態5)。
例如，作為前進時及後退時之驅動輪22L(22R)之動作持續時間，亦可設定為：
(1)前進1000msec、後退1900msec
(2)前進800msec、後退1600msec
(3)前進1200msec、後退2000msec
等。
依據如此，藉由前進時進行可攀越之上行階差RL之高度調整，或後退時進行擺脫浮起狀態之時間調整，可減輕後退時之跌落危險。
4.於實施形態2中，可變更後退時之驅動輪22L及22R之旋轉方向(實施形態6)。
例如，作為後退時之驅動輪22L(22R)之速度，可考慮如下：
(1)浮起之驅動輪22L(或22R)：以20mm/sec後退
未浮起之驅動輪22R(或22L)：以5mm/sec後退
或者
(2)浮起之驅動輪22L(或22R)：以20mm/sec後退
未浮起之驅動輪22R(或22L)：以5mm/sec前進
等。
依據如此，藉由後退時進行擺脫浮起狀態之方向調整，可減輕後退時之跌落危險。
如上所述：
(i)本發明之自走式電子機器之特徵為包含：框體、使上述框體行走之驅動輪、檢測上述驅動輪之自地面浮起之脫輪感測器、及控制上述框體之行走之行走控制部；上述行走控制部係於上述脫輪感測器檢測到上述驅動輪之浮起時，於預設之持續行走時間之期間中，持續上述框體之行走，於經過上述持續行走時間後，上述脫輪感測器仍檢測到上述驅動輪之浮起之情形時，停止上述驅動輪之旋轉後，於預設之逆走時間之期間中，藉由使上述驅動輪沿與上述旋轉方向相反之方向旋轉而使上述框體逆走。
又，本發明之自走式電子機器之行走方法之特徵為：於檢測到使上述框體行走之驅動輪自地面浮起時，於預設之持續行走時間之期間中，持續上述框體之行走，於經過上述持續行走時間後，仍檢測到上述驅動輪之浮起之情形時，停止上述驅動輪之旋轉後，藉由於預設之逆走時間之期間中，使上述驅動輪沿與上述旋轉方向相反之方向旋轉而使上述框體逆走。
於本發明中，「自走式電子機器」係一面行走，一面執行掃除、空氣清淨或離子產生等作業者。作為其具體態樣之一例，例如，可列舉自走式掃除機。自走式掃除機意指包含：於底面具有吸氣口，且於內部具有集塵部之框體；使框體行走之驅動輪；及控制驅動輪之旋轉、停止及旋轉方向等之控制部等，且自律進行掃除動作之掃除機，以使用上述圖式之實施形態揭示其一例。
又，作為本發明之自走式電子機器，不僅包含自走式掃除機，亦包含進行空氣吸取並排出淨化後之空氣之空氣清淨機係自走者，進行離子產生之等離子產生機係自走者，及對使用者提示必要之資訊等 者，或可滿足使用者所期望之要求之機器人等係自走者等。
又，「脫輪感測器」係指檢測驅動輪遇到下行階差而自地面踏空，或自走式電子機器欲攀越上行階差，於攀越上行階差時所產生之驅動輪之浮起之感測器。
「持續行走時間」係自檢測到驅動輪自地面浮起之時點起，自走式電子機器持續行走之時間。
「逆走時間」係於停止驅動輪之旋轉後，為擺脫驅動輪之浮起狀態而使框體逆走之時間。
「逆走」係沿與檢測到驅動輪自地面浮起前之自走式電子機器之行走方向相反之方向行走。
例如，於自走式電子機器前進時，於產生驅動輪自地面浮起之情形時，「逆走」係自走式電子機器沿後退之方向行走。
又，於自走式電子機器後退時，於產生驅動輪自地面浮起之情形時，「逆走」係沿自走式電子機器前進之方向行走。
「地面」係表示驅動輪所接觸之面，但並非限定於實際之地面。例如，於地面上設置有上行階差，驅動輪於該上行階差面上接地時，該階差面成為「地面」。又，於2個以上之驅動輪於各不相同之階差面上接地時，各驅動輪各自所接觸之階差面成為「地面」。
進而，就本發明之較佳之態樣進行說明。
(ii)於本發明之自走式電子機器中，進而包含報知部，其報知預設之資訊；於經過上述逆走時間後，仍檢測到上述驅動輪浮起之情形時，上述行走控制部使上述驅動輪停止，且上述報知部報知錯誤資訊者。
依據如此，可實現一種可於陷入至即便逆走仍無法擺脫脫輪狀態之狀況之情形時，使自走式電子機器停止後，將錯誤資訊報知於使用者之自走式電子機器。
「報知錯誤資訊」例如可列舉對使用者發出警示音，於框體之上表面等顯示警示用之紅色燈，或對使用者之通信終端發送應顯示之錯誤資訊等。
(iii)於本發明之自走式電子機器中，上述持續行走時間可為以下時間，即於自正面攀越上述框體可攀越之最大高度之階差時，驅動輪與上述階差產生碰撞導致上述驅動輪成為浮起狀態後，至其再度接地為止之時間或其以上之時間。
依據如此，因於檢測到自走式電子機器之驅動輪浮起後，於攀越階差之最低限度所需時間內仍持續行走，故可實現一種階差攀越性能未降低之自走式電子機器。
「上述框體可攀越之最大高度之階差」依存於自走式電子機器之機種，例如，根據自走式電子機器之大小、高度、行走速度等而不同。
(iv)於本發明之自走式電子機器中，上述逆走時間可為於上述驅動輪停止旋轉後，至擺脫上述驅動輪浮起狀態所需之最少時間或其以上之時間。
依據如此，可實現一種於自走式電子機器之驅動輪停止旋轉後，可自驅動輪之浮起狀態擺脫之自走式電子機器。
(v)於本發明之自走式電子機器中，上述驅動輪包含相互獨立驅動之左驅動輪及右驅動輪，於上述脫輪感測器檢測到上述左驅動輪或上述右驅動輪之任一者浮起之情形時，於使上述左驅動輪及上述右驅動輪沿相反方向旋轉時，上述行走控制部係以未檢測到浮起之驅動輪之旋轉速度較檢測到浮起之驅動輪慢之方式，使上述左驅動輪及上述右驅動輪旋轉。
依據如此，可實現一種可減輕自走式電子機器自地面跌落之危險，且可高效地進行自驅動輪之浮起狀態擺脫之自走式電子機器。
(vi)於本發明之自走式電子機器中，上述驅動輪包含相互獨立驅動之左驅動輪及右驅動輪，於上述脫輪感測器檢測到上述左驅動輪及上述右驅動輪之兩者浮起之情形時，於使上述左驅動輪及上述右驅動輪沿相反方向旋轉時，上述行走控制部係以先檢測到浮起之驅動輪之旋轉速度較後檢測到浮起之驅動輪慢之方式，使上述左驅動輪及上述右驅動輪旋轉。
依據如此，可實現一種自走式電子機器，其係於可於檢測到左驅動輪及右驅動輪之兩者浮起之情形時，減輕自走式電子機器自地面跌落之危險，且可高效地進行自驅動輪之浮起狀態之擺脫。
本發明之較佳之態樣亦包含組合上述複數個態樣中之若干者。
除上述實施形態以外，關於本發明而言，亦存在各種變化例。該等變化例不應理解為不屬於本發明之範圍。本發明應包含與申請專利範圍均等之涵義及上述範圍內之所有變化例。
S1~S7‧‧‧步驟

Claims (7)

  1. 一種自走式電子機器，其特徵為包含：框體、使上述框體行走之驅動輪、檢測上述驅動輪自上述地面浮起之脫輪感測器、及控制上述框體之行走之行走控制部；且上述行走控制部係於上述脫輪感測器檢測到上述驅動輪浮起時，於預設之持續行走時間之期間，使上述框體之行走持續，若經過上述持續行走時間後上述脫輪感測器仍檢測到上述驅動輪浮起之情形時，使上述驅動輪之旋轉停止後，於預設之逆走時間之期間，藉由使上述驅動輪朝與上述旋轉方向相反之方向旋轉，而使上述框體逆走。
  2. 如請求項1之自走式電子機器，其進而包含：報知預設之資訊之報知部；且於經過上述逆走時間後仍檢測到上述驅動輪浮起之情形時，上述行走控制部使上述驅動輪停止，上述報知部報知錯誤資訊。
  3. 如請求項1或2之自走式電子機器，其中上述持續行走時間係於自正面攀越上述框體可攀越之最大高度之階差時、驅動輪碰撞到上述階差而成為上述驅動輪浮起之狀態後至再次接觸地面為止之時間或其以上之時間。
  4. 如請求項1至3中任一項之自走式電子機器，其中上述逆走時間係上述驅動輪之旋轉停止後、脫離上述驅動輪浮起狀態所需之最短時間或其以上之時間。
  5. 如請求項1至4中任一項之自走式電子機器，其中：上述驅動輪包含相互獨立驅動之左驅動輪及右驅動輪；且 於上述脫輪感測器檢測到上述左驅動輪或上述右驅動輪之任一者浮起之情形下，要使上述左驅動輪及上述右驅動輪沿相反方向旋轉時，上述行走控制部係以未檢測到浮起之驅動輪之旋轉速度慢於檢測到浮起之驅動輪之方式，使上述左驅動輪及上述右驅動輪旋轉。
  6. 如請求項1至5中任一項之自走式電子機器，其中：上述驅動輪包含相互獨立驅動之左驅動輪及右驅動輪；且於上述脫輪感測器檢測到上述左驅動輪及上述右驅動輪之兩者浮起之情形下，要使上述左驅動輪及上述右驅動輪沿相反方向旋轉時，上述行走控制部係以先檢測到浮起之驅動輪之旋轉速度慢於後檢測到浮起之驅動輪之方式，使上述左驅動輪及上述右驅動輪旋轉。
  7. 一種自走式電子機器之行走方法，其特徵為：於檢測到使框體行走之驅動輪自地面浮起時，於預設之持續行走時間之期間，使上述框體之行走持續，若經過上述持續行走時間後仍檢測上述驅動輪浮起之情形時，使上述驅動輪之旋轉停止後，於預設之逆走時間之期間，藉由使上述驅動輪沿與上述旋轉方向相反之方向旋轉，而使上述框體逆走。
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