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JP2006271807A - Traveling work robot - Google Patents

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JP2006271807A
JP2006271807A JP2005098117A JP2005098117A JP2006271807A JP 2006271807 A JP2006271807 A JP 2006271807A JP 2005098117 A JP2005098117 A JP 2005098117A JP 2005098117 A JP2005098117 A JP 2005098117A JP 2006271807 A JP2006271807 A JP 2006271807A
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JP
Japan
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traveling
room
time
straight
manual
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005098117A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tomiyama
隆志 冨山
Masahito Sano
雅仁 佐野
Hitoshi Iizaka
仁志 飯坂
Osamu Tsuchiya
修 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Tec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Tec Corp filed Critical Toshiba Tec Corp
Priority to JP2005098117A priority Critical patent/JP2006271807A/en
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  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous travel work robot always setting a work time according to a size of a room to execute an autonomous travel work and flexibly managing an operation for each room different in a size. <P>SOLUTION: A manually-operated suction mechanism is fixed at manual cleaning. An automatically-operated suction mechanism is fixed at automatic cleaning. A robot body with wheels for moving is used. The robot body is manually operated for cleaning of a room for measurement and storage of the manual cleaning time. After that, at automatically cleaning of the room, an automatic cleaning time is obtained based on the manual cleaning time stored. The robot main body autonomously travels in the room to execute cleaning based on the autonomous cleaning time set. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自律走行や手動操作走行によってロボット本体が作業を実行する走行式作業用ロボットに関する。   The present invention relates to a traveling work robot in which a robot body performs work by autonomous traveling or manual operation traveling.

従来、自律走行しながら部屋を掃除する走行式作業用ロボットが知られているが、従来の走行式作業用ロボットは図8に示すように、ロボット本体1に操作部2を設け、この操作部2にS、M、Lの3つのボタン3を設け、ユーザが部屋の大きさに応じて3つのボタン3から1つを選択して作業時間を設定し、この作業時間に従ってロボット本体1に自律走行による掃除を行わせるものが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
インターネットホームページ、[online]、[平成16年8月20日検索]、インターネット<URL:http://www.irobot.com/consumer/product_detail.cfm?prodid=8
Conventionally, a traveling work robot that cleans a room while autonomously traveling is known. However, as shown in FIG. 8, a conventional traveling work robot is provided with an operation unit 2 in a robot body 1 and this operation unit. 2 is provided with three buttons 3 of S, M, and L, and the user selects one of the three buttons 3 according to the size of the room and sets a working time, and autonomously moves to the robot body 1 according to the working time. The thing which performs cleaning by traveling is known (for example, refer nonpatent literature 1).
Internet homepage, [online], [Search August 20, 2004], Internet <URL: http://www.irobot.com/consumer/product_detail.cfm?prodid=8

しかしながら、部屋の大きさに応じて3つのボタンから1つを選択して作業時間を設定するものでは、3種類の部屋の大きさにしか対応することができず、大きさの異なる部屋が4種類以上あったときには不十分な対応しかできなかった。また、想定した最も大きな部屋よりも大きな部屋があった場合にも作業時間が不足することで不十分な対応しかできなかった。このため、対応できる部屋の種類を増やして選択ボタン数も多くすることが考えられるが、これでは操作部2が大きくなり、また、ボタン数も多いため操作性も悪くなるという問題があった。   However, in the case of selecting one of the three buttons according to the size of the room and setting the working time, only three types of rooms can be supported, and four differently sized rooms are available. When there were more than one type, it was only possible to respond inadequately. Also, even when there was a room larger than the largest room assumed, the lack of work time could only provide an insufficient response. For this reason, it is conceivable to increase the number of selectable rooms and increase the number of selection buttons. However, this increases the size of the operation unit 2 and also increases the operability due to the large number of buttons.

そこで、本発明は、常に部屋の大きさに応じた作業時間を設定して自律走行作業を実行でき、大きさの異なる各種部屋に対して柔軟に対処できる走行式作業用ロボットを提供する。   Accordingly, the present invention provides a traveling work robot that can always set a working time according to the size of a room and execute autonomous traveling work, and can flexibly cope with various rooms of different sizes.

本発明は、自律走行及び手動操作走行が可能な走行手段と、この走行手段の走行により作業を実行するロボット本体と、走行手段を自律走行制御する走行制御手段と、走行手段を手動操作で走行させて前記ロボット本体に部屋内で作業させたときの手動作業時間を計測する手動作業時間計測手段と、この手動作業時間計測手段が計測した手動作業時間を記憶する手動作業時間記憶手段と、走行手段を走行制御手段により自律走行制御してロボット本体に同一の部屋に対して手動操作で作業したときと同様の作業を行わせるとき、手動作業時間記憶手段に記憶した手動作業時間に基づいて自律走行作業時間を設定する自律走行作業時間設定手段を備え、ロボット本体は設定された自律走行作業時間に基づいて部屋内での自律走行作業を実行することにある。   The present invention relates to a traveling means capable of autonomous traveling and manual operation traveling, a robot body that executes work by traveling of the traveling means, a traveling control means for autonomously controlling the traveling means, and traveling the traveling means by manual operation. Manual operation time measuring means for measuring the manual work time when the robot body is operated in the room, manual work time storage means for storing the manual work time measured by the manual work time measurement means, and traveling Autonomous travel control is performed by the travel control means, and when the robot body performs the same work as when the robot is manually operated on the same room, it is autonomous based on the manual work time stored in the manual work time storage means. An autonomous traveling work time setting means for setting the traveling work time is provided, and the robot body executes autonomous traveling work in the room based on the set autonomous traveling work time. In the door.

本発明によれば、常に部屋の大きさに応じた作業時間を設定して自律走行作業を実行でき、大きさの異なる各種部屋に対して柔軟に対処できる走行式作業用ロボットを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a traveling work robot that can always perform an autonomous traveling work by setting a working time according to the size of the room and can flexibly cope with various rooms of different sizes.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は本発明を走行式掃除ロボットに適用したものについて述べる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a traveling cleaning robot.

図1はロボット本体11を手動操作によって動作させるときの全体構成を示す図で、前記ロボット本体11の取付け部12に手動操作用吸引機構13を取り付けている。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration when the robot body 11 is operated by manual operation. A manual operation suction mechanism 13 is attached to the attachment portion 12 of the robot body 11.

前記吸引機構13は、一端に床面を摺動して塵を吸い込む吸込み口14を着脱自在に取り付けた第1の延長管15と、一端に操作部16を取り付けた第2の延長管17をスライド自在に嵌合し、かつ、前記操作部16からホース18を延出し、そのホース18の先端部を前記取付け部12に嵌合している。前記操作部16には手元スイッチ19を配置している。   The suction mechanism 13 includes a first extension pipe 15 that is detachably attached to a suction port 14 that slides on the floor surface and sucks dust at one end, and a second extension pipe 17 that has an operation portion 16 attached to one end. The hose 18 is slidably fitted and the hose 18 is extended from the operation portion 16, and the tip of the hose 18 is fitted to the mounting portion 12. A hand switch 19 is disposed on the operation unit 16.

前記ロボット本体11は、吸い込んだ塵を集めるダストカップ20、フィルタ21、クリーナモータ22を有するクリーナ機構を内蔵している。このクリーナ機構は、前記クリーナモータ22の駆動によって空気流を発生させ、前記吸引機構13の吸込み口14から空気を吸い込み、その空気を第1の延長管15、第2の延長管17、操作部16、ホース18を順次経由し、さらに、取付け部12からダストカップ20、フィルタ21、クリーナモータ22を経由して外部に排出し、そのときに塵も一緒に吸引し、その塵を前記ダストカップ20に集めるようにしている。   The robot body 11 incorporates a cleaner mechanism having a dust cup 20 that collects sucked dust, a filter 21, and a cleaner motor 22. The cleaner mechanism generates an air flow by driving the cleaner motor 22, sucks air from the suction port 14 of the suction mechanism 13, and the air is supplied to the first extension pipe 15, the second extension pipe 17, and the operation unit. 16 and the hose 18 in order, and further discharged from the mounting portion 12 through the dust cup 20, the filter 21 and the cleaner motor 22, and at that time, the dust is sucked together, and the dust is sucked into the dust cup. I'm trying to collect it at 20.

前記ロボット本体11は、中央部の左右に走行手段として床面23を走行する車輪24を設け、この各車輪24を自律走行時にはそれぞれ車輪モータ25によって独立して駆動するようになっている。なお、走行手段としては、車輪の他、キャタピラのような構成のものであってもよい。   The robot body 11 is provided with wheels 24 that run on the floor 23 as running means on the left and right of the center, and each wheel 24 is independently driven by a wheel motor 25 during autonomous running. In addition, as a traveling means, the thing of a structure like a caterpillar other than a wheel may be sufficient.

前記各車輪24には回転を検知するエンコーダ26を直進距離計測手段として設け、車輪の回転数から直進距離を計測するようにしている。前記ロボット本体11は、また、制御回路を組み込んだ回路基板27及び前記クリーナモータ22、車輪モータ25を駆動する電源及び前記制御回路を駆動する電源となる充電可能なバッテリ28を内蔵している。   Each wheel 24 is provided with an encoder 26 for detecting rotation as a straight-ahead distance measuring means so as to measure a straight-ahead distance from the number of rotations of the wheel. The robot body 11 also includes a circuit board 27 incorporating a control circuit, a power source for driving the cleaner motor 22 and the wheel motor 25, and a rechargeable battery 28 serving as a power source for driving the control circuit.

前記ロボット本体11の筐体上面に操作パネル29を設けるとともに前部側面に自律走行時に障害物を検出する障害物センサ30を設けている。前記操作パネル29には、図2に示すように、部屋番号を表示する7セグメントLED31、部屋番号を選択して指定する部屋番号指定手段32を構成する「進む」ボタン32aと「戻る」ボタン32b、自律走行しつつ掃除を行わせる自動掃除を開始させる「開始」ボタン33、自動掃除を停止させる「停止」ボタン34が配置されている。   An operation panel 29 is provided on the upper surface of the casing of the robot body 11 and an obstacle sensor 30 for detecting an obstacle during autonomous running is provided on the front side surface. As shown in FIG. 2, the operation panel 29 includes a 7-segment LED 31 for displaying a room number and a “forward” button 32a and a “return” button 32b that constitute a room number designation means 32 for selecting and designating the room number. In addition, a “start” button 33 for starting automatic cleaning for performing cleaning while autonomously traveling and a “stop” button 34 for stopping automatic cleaning are arranged.

図3は制御回路の構成を示すブロック図で、制御部本体を構成するCPU(中央処理装置)41を設け、このCPU41に、このCPU41が各部を制御するプログラムデータ等を格納したフラッシュROM(リード・オンリー・メモリ)42、データを一時格納するメモリ等を設けたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)43、作業時間の計測時に使用するタイマ44を接続している。また、前記CPU41に、前記クリーナモータ22を制御するクリーナモータ制御部45及び前記左右の車輪モータ25(25a,25b)を制御する車輪モータ制御部46を接続している。前記左右の車輪モータ25(25a,25b)及び車輪モータ制御部46は走行制御手段を構成している。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control circuit. A CPU (central processing unit) 41 constituting the main body of the control unit is provided. (Only memory) 42, a RAM (random access memory) 43 provided with a memory for temporarily storing data, etc., and a timer 44 used for measuring work time are connected. Further, a cleaner motor control unit 45 that controls the cleaner motor 22 and a wheel motor control unit 46 that controls the left and right wheel motors 25 (25a, 25b) are connected to the CPU 41. The left and right wheel motors 25 (25a, 25b) and the wheel motor control unit 46 constitute a travel control means.

前記バッテリ28に電源回路47を接続し、この電源回路47から各部に所定の電圧を供給している。前記CPU41、フラッシュROM42、RAM43、タイマ44、クリーナモータ制御部45、車輪モータ制御部46及び電源回路47は回路基板27に組み込まれている。前記CPU41は、前記左エンコーダ26aから左車輪24の回転数を取り込み、前記右エンコーダ26bから右車輪24の回転数を取り込み、前記障害物センサ30から障害物の検出信号を取り込むようにしている。   A power circuit 47 is connected to the battery 28, and a predetermined voltage is supplied from the power circuit 47 to each part. The CPU 41, flash ROM 42, RAM 43, timer 44, cleaner motor control unit 45, wheel motor control unit 46 and power supply circuit 47 are incorporated in the circuit board 27. The CPU 41 takes in the rotational speed of the left wheel 24 from the left encoder 26a, takes in the rotational speed of the right wheel 24 from the right encoder 26b, and takes in an obstacle detection signal from the obstacle sensor 30.

また、前記CPU41に前記手元スイッチ19及び操作パネル29を接続している。前記手元スイッチ19には、電源オンとともにクリーナ機構の吸い込み力を標準に設定する標準ボタン48、電源オンとともにクリーナ機構の吸い込み力を強に設定する強ボタン49、電源オンするための切ボタン50が配置されている。   Further, the hand switch 19 and the operation panel 29 are connected to the CPU 41. The hand switch 19 has a standard button 48 for setting the suction force of the cleaner mechanism as standard when the power is turned on, a strong button 49 for setting the suction force of the cleaner mechanism as strong as the power is turned on, and a cut button 50 for turning on the power. Has been placed.

この走行式掃除ロボットは、自律走行させて掃除を行うときには、ロボット本体11の取付け部12から手動操作用吸引機構13を外し、代わりに、図7に示すように、先端部に吸込み口51を取り付けた自動用吸引機構52を取り付けるようになっている。   In the traveling cleaning robot, when cleaning is carried out autonomously, the manual operation suction mechanism 13 is removed from the attachment portion 12 of the robot body 11, and instead, as shown in FIG. The attached automatic suction mechanism 52 is attached.

この走行式掃除ロボットを手動操作により掃除するときは、ユーザはロボット本体11の操作パネル29の部屋番号選択手段32、すなわち、「進む」ボタン32a、「戻る」ボタン32bを操作して部屋番号を選択し指定する。CPU41は、図4に示すように、S1にて、部屋番号選択ボタン32a,32bの操作を判断すると、S2にて、選択ボタン32a,32bの操作を受け付け、指定された部屋番号をLED31で表示する(部屋番号指定手段)。   When this traveling cleaning robot is cleaned manually, the user operates the room number selection means 32 on the operation panel 29 of the robot body 11, that is, operates the “forward” button 32a and the “return” button 32b to set the room number. Select and specify. As shown in FIG. 4, when the CPU 41 determines the operation of the room number selection buttons 32a and 32b in S1, the CPU 41 accepts the operation of the selection buttons 32a and 32b in S2, and displays the designated room number on the LED 31. Yes (room number designation means).

続いて、CPU41は、図5に示す制御を行う。すなわち、S11にて、手元スイッチ19の操作を判断する。そして、S12にて、切ボタン50かを判断し、S13にて標準ボタン48か強ボタン49かを判断する。掃除の開始時には、ユーザは、手元スイッチ19の標準ボタン48か強ボタン49をオン操作するので、S13にて標準ボタン操作を判断すると、S14にて、クリーナモータ22を「標準」の強さで駆動する。また、S13にて強ボタン操作を判断すると、S15にて、クリーナモータ22を「強」の強さで駆動する。   Subsequently, the CPU 41 performs the control shown in FIG. That is, in S11, the operation of the hand switch 19 is determined. In S12, it is determined whether the button is the off button 50. In S13, it is determined whether the button is the standard button 48 or the strong button 49. At the start of cleaning, the user turns on the standard button 48 or the strong button 49 of the hand switch 19, so that when the standard button operation is determined in S13, the cleaner motor 22 is set to the “standard” strength in S14. To drive. If the strong button operation is determined in S13, the cleaner motor 22 is driven with "strong" strength in S15.

そして、S16にて、部屋番号の選択があるかを判断し、部屋番号の選択があれば、S17にて、タイマ44を動作して手動作業時間、すなわち、手動による掃除時間の計測を開始する(手動作業時間計測手段)。   In S16, it is determined whether a room number has been selected. If a room number has been selected, the timer 44 is operated in S17 to start measuring the manual work time, that is, the manual cleaning time. (Manual working time measuring means).

その後、S12にて、切ボタン50が操作されたことを判断すると、S18にて、クリーナモータ22を停止する。そして、S19にて、部屋番号の選択があるかを判断し、部屋番号の選択があれば、S20にて、タイマ44が計測した手動掃除時間をRAM43に部屋番号を付して記憶する(手動作業時間記憶手段)。   Thereafter, when it is determined in S12 that the off button 50 has been operated, the cleaner motor 22 is stopped in S18. In S19, it is determined whether a room number is selected. If a room number is selected, the manual cleaning time measured by the timer 44 is stored in the RAM 43 with a room number in S20 (manual). Working time storage means).

また、部屋を自動で掃除する時には、図7に示すように、手動操作用吸引機構13に代えて自動用吸引機構52を取り付ける。そして、ロボット本体11の操作パネル29の部屋番号選択手段32を操作して部屋番号を指定する。指定された部屋番号はLED31にて表示される。この状態で開始ボタン33を操作するとロボット本体11は自律走行しつつ掃除を開始する。   When the room is automatically cleaned, an automatic suction mechanism 52 is attached instead of the manual operation suction mechanism 13 as shown in FIG. Then, the room number selection means 32 on the operation panel 29 of the robot body 11 is operated to designate the room number. The designated room number is displayed on the LED 31. When the start button 33 is operated in this state, the robot body 11 starts cleaning while autonomously running.

すなわち、CPU41は、図6に示すように、S21にて、開始ボタン33の操作を判断すると、S22にて、部屋番号が指定されたかを判断する。ユーザが部屋番号を指定する場合はその部屋番号に予め手動掃除時間が設定されているので、部屋番号の指定を判断すると、S23にて、部屋番号に対応した手動掃除時間に基づいて自律走行作業時間である自動掃除時間を設定する(第1の自律走行作業時間設定手段)。   That is, as shown in FIG. 6, when the CPU 41 determines the operation of the start button 33 in S21, it determines whether a room number is designated in S22. When the user designates a room number, the manual cleaning time is set in advance for the room number. Therefore, when the designation of the room number is determined, in S23, the autonomous running work is performed based on the manual cleaning time corresponding to the room number. The automatic cleaning time which is time is set (first autonomous running work time setting means).

この設定は、手動掃除時間モデルと自動掃除時間モデルを利用して行う。
すなわち、手動掃除時間モデルは、「人が手動で掃除した場合の部屋の広さに対する掃除時間」に関するモデルであり、ユーザアンケートや標準の間取りを実際に掃除してもらう実験等により得ることができる。このモデルを、
(標準手動掃除時間)=F(部屋の広さ) …(1)
として表すと、この逆関数をとると、
(部屋の広さ)=F−1(標準手動掃除時間) …(2)
となるため、この(2)式を用いれば、
(推定した部屋の広さ)=F−1(計測した手動掃除時間) …(3)
となり、手動掃除時間から部屋の広さを推定することができる。
This setting is performed using a manual cleaning time model and an automatic cleaning time model.
In other words, the manual cleaning time model is a model related to “cleaning time relative to the size of a room when a person manually cleans”, and can be obtained by a user questionnaire or an experiment in which a standard floor plan is actually cleaned. . This model
(Standard manual cleaning time) = F (room size) (1)
If we take this inverse function,
(Room size) = F −1 (standard manual cleaning time) (2)
Therefore, if this equation (2) is used,
(Estimated room size) = F −1 (Measured manual cleaning time) (3)
Thus, the size of the room can be estimated from the manual cleaning time.

一方、自動掃除時間モデルは、「ロボットが自動で掃除した場合の部屋の広さに対する掃除時間」に関するモデルであり、実験用に定めたいくつかの標準間取りで、ロボットをランダム走行で掃除させ、例えば、98%の床カバー率(部屋の面積に対して98%掃除ができた状態を示している)に達するまでの時間を計算機シミュレーションで求める。このモデルを、
(標準自動掃除時間)=G(部屋の広さ) …(4)
として表す。前記(3)式を用いれば、手動掃除時間から部屋の広さを推定することができるので、(3)式を(4)式に代入することで、
(自動掃除時間)=G(F−1(計測した手動掃除時間)) …(5)
となり、この(5)式によって、手動掃除時間から自動掃除時間を決定することができる。
On the other hand, the automatic cleaning time model is a model related to “cleaning time relative to the size of the room when the robot automatically cleans”, and with some standard floor plans determined for the experiment, the robot is cleaned at random running, For example, the time required to reach a floor coverage ratio of 98% (showing a state where 98% of the room area has been cleaned) is obtained by computer simulation. This model
(Standard automatic cleaning time) = G (room size) (4)
Represent as By using the equation (3), it is possible to estimate the size of the room from the manual cleaning time, so by substituting the equation (3) into the equation (4),
(Automatic cleaning time) = G (F −1 (measured manual cleaning time)) (5)
Thus, the automatic cleaning time can be determined from the manual cleaning time by the equation (5).

こうして、自動掃除時間の設定が終了すると、S24にて、クリーナモータ22を起動して掃除を開始するとともにタイマ44による時間カウントを開始する。また、左右の車輪モータ25a,25bを回転駆動してランダム走行を開始する。こうしてロボット本体11はランダム走行を行いつつ自動掃除を開始する。自動掃除においては、ロボット本体11は障害物センサ30によって壁などの障害物を検知し、これに衝突しないように制御して走行するようになる。   When the setting of the automatic cleaning time is thus completed, the cleaner motor 22 is activated to start cleaning in S24, and time counting by the timer 44 is started. Further, the left and right wheel motors 25a and 25b are rotationally driven to start random traveling. Thus, the robot body 11 starts automatic cleaning while performing random running. In the automatic cleaning, the robot body 11 detects an obstacle such as a wall by the obstacle sensor 30, and controls to run so as not to collide with the obstacle.

この状態でタイマ44のカウント時間が設定した自動掃除時間に達するとタイムアウトを判断し、S25にて、ロボット本体11のランダム走行を停止させ、S26にて、クリーナモータ22を停止する。こうして自動掃除を終了する。   In this state, when the count time of the timer 44 reaches the set automatic cleaning time, a time-out is determined, the random running of the robot body 11 is stopped in S25, and the cleaner motor 22 is stopped in S26. Thus, the automatic cleaning is finished.

このようにして、予めユーザが部屋内を手動で掃除した時間に基づいて自動掃除時間を設定し、その自動掃除時間に従って該当する部屋を自動掃除するので、部屋の大きさに合った自動掃除時間を設定することができる。従って、部屋の大きさが異なっても、常に部屋の大きさに応じた自動掃除時間を設定することができ、大きさの異なる各種部屋に対して柔軟に対処できる。   In this way, the automatic cleaning time is set based on the time when the user manually cleans the room in advance, and the corresponding room is automatically cleaned according to the automatic cleaning time, so the automatic cleaning time that matches the size of the room Can be set. Therefore, even if the sizes of the rooms are different, it is possible to always set an automatic cleaning time according to the size of the room, and it is possible to flexibly cope with various rooms having different sizes.

また、ユーザが部屋番号を指定せずに自動掃除を行う場合は、この部屋には予め手動掃除時間が設定されていないので、CPU41は、S22にて、部屋番号の指定なしを判断し、S27にて、クリーナモータ22を起動し、S28にて左右の車輪モータ25a,25bを回転駆動してランダム走行しつつ掃除を開始するとともにタイマ44による時間カウントを開始する。   If the user performs automatic cleaning without specifying a room number, the manual cleaning time is not set in advance in this room, so the CPU 41 determines in S22 that the room number has not been specified, and S27. Then, the cleaner motor 22 is started, and the left and right wheel motors 25a, 25b are rotationally driven in S28 to start cleaning while running at random, and the timer 44 starts counting time.

そして、S29にて、左右のエンコーダ26a,26bを使用して予め設定した所定時間、直進距離の計測を開始する。タイマ44が所定時間をカウントするとタイムアウトを判断し、S30にて、直進距離の計測を終了する(直進距離計測手段)。   In S29, the measurement of the straight distance is started for a predetermined time set in advance using the left and right encoders 26a and 26b. When the timer 44 counts a predetermined time, a timeout is determined, and in S30, the measurement of the straight-ahead distance is terminated (straight-ahead distance measuring means).

すなわち、ロボット本体11は所定時間にわたって自律走行しながら部屋内をランダムに走行し、壁に接近すると障害物センサ30でそれを検知して向きを変えて再び他の壁に向かって直進するという動きを繰り返しながら掃除を行う。このようにして壁と壁との間で何回か直進を繰り返し、その都度測定した直進距離をRAM43に記憶する(直進距離記憶手段)。
そして、S31にて、計測した直進距離から自動掃除時間を設定する(第2の自律走行作業時間設定手段)。
That is, the robot body 11 travels randomly in the room while traveling autonomously for a predetermined time, and when it approaches the wall, the obstacle sensor 30 detects it, changes its direction, and moves straight to another wall again. Repeat while cleaning. In this way, the straight travel is repeated several times between the walls, and the straight travel distance measured each time is stored in the RAM 43 (straight travel distance storage means).
In S31, the automatic cleaning time is set from the measured straight distance (second autonomous running work time setting means).

直進距離により自動掃除時間を決定するには、「ランダム走行時の直進距離に対する部屋の広さ」のモデルと自動掃除時間のモデルを利用する。「ランダム走行時の直進距離に対する部屋の広さ」のモデルは、標準間取りにおける計算機シミュレーションで直進距離と部屋の広さの関係を計測することで得ることができる。モデル化する際には、「直進距離の最大値」を利用する方法、「直進距離の平均値」を利用する方法、「直進距離の中央値」を利用する方法など様々な手法が考えられる。   In order to determine the automatic cleaning time based on the straight-ahead distance, a model of “the size of the room with respect to the straight-ahead distance during random driving” and an automatic cleaning time model are used. The model of “room size relative to straight distance during random driving” can be obtained by measuring the relationship between straight distance and room size by computer simulation in standard layout. In modeling, various methods such as a method using the “maximum value of the straight travel distance”, a method using the “average value of the straight travel distance”, and a method using the “median value of the straight travel distance” can be considered.

例えば、「直進距離の最大値」を利用してモデル化すると、
(部屋の広さ)=H(直進距離の最大値) …(6)
となる。自動掃除開始から所定時間だけランダム走行する間に得られた直進距離の最大値を(6)式に代入すると、部屋の広さを推定することができる。
For example, if you model using the "maximum value of straight travel distance"
(Room size) = H (Maximum straight distance) (6)
It becomes. By substituting the maximum value of the straight distance obtained during random travel for a predetermined time from the start of automatic cleaning into equation (6), the size of the room can be estimated.

この推定した部屋の広さを前記(4)式における自動掃除時間モデルに代入すると、
(自動掃除時間)=G(H(直進距離の最大値)) …(7)
となり、自動掃除開始から所定時間だけランダム走行する間に得られた直進距離の最大値から部屋を自動掃除するに必要な時間を算出することができる。
Substituting this estimated room size into the automatic cleaning time model in equation (4) above,
(Automatic cleaning time) = G (H (maximum value of straight travel distance)) (7)
Thus, the time required to automatically clean the room can be calculated from the maximum value of the straight-ahead distance obtained during the random travel for a predetermined time from the start of automatic cleaning.

S31にて、自動掃除時間を設定すると、S24にて、この設定した自動掃除時間に従ってロボット本体11は自動掃除を継続する。タイマ44はすでに所定時間をカウントしているので、その所定時間から継続して時間をカウントする。   When the automatic cleaning time is set in S31, the robot main body 11 continues the automatic cleaning in accordance with the set automatic cleaning time in S24. Since the timer 44 has already counted the predetermined time, the timer 44 continues counting from the predetermined time.

そして、タイマ44のカウント時間が設定した自動掃除時間に達すると、タイムアウトを判断し、S25にて、ロボット本体11のランダム走行を停止させ、S26にて、クリーナモータ22を停止する。こうして自動掃除を終了する。   When the count time of the timer 44 reaches the set automatic cleaning time, a time-out is determined, and the random running of the robot body 11 is stopped in S25, and the cleaner motor 22 is stopped in S26. Thus, the automatic cleaning is finished.

このように、予め手動掃除時間が設定されていない部屋を自動掃除する場合には、ランダム走行によって自動掃除を開始し、自動掃除を行いながら最初の所定時間だけ直進距離測定を行う。そして、所定時間において計測した直進距離の最大値から部屋の広さを推定し、この推定した部屋の広さから部屋を自動掃除するに必要な自動掃除時間を求め、この自動掃除時間に従って自動掃除を行うので、予め手動掃除時間が設定されていない部屋についても部屋の大きさに応じた掃除時間を設定して自動掃除を行うことができる。従って、この場合も、常に部屋の大きさに応じた自動掃除時間を設定することができ、大きさの異なる各種部屋に対して柔軟に対処できる。
また、このような方式で自動掃除時間を設定するものでは、操作パネル29の構成が大型化、複雑化することはない。
Thus, when automatically cleaning a room for which manual cleaning time has not been set in advance, automatic cleaning is started by random running, and straight distance measurement is performed for the first predetermined time while performing automatic cleaning. Then, the size of the room is estimated from the maximum value of the straight distance measured in a predetermined time, and the automatic cleaning time necessary for automatically cleaning the room is obtained from the estimated room size, and the automatic cleaning is performed according to the automatic cleaning time. Therefore, automatic cleaning can be performed by setting a cleaning time corresponding to the size of the room even for a room for which manual cleaning time is not set in advance. Therefore, also in this case, the automatic cleaning time according to the size of the room can always be set, and various rooms with different sizes can be flexibly dealt with.
Further, when the automatic cleaning time is set by such a method, the configuration of the operation panel 29 does not increase in size and complexity.

なお、この実施の形態では、予め手動掃除時間が設定されていない部屋を自動掃除する場合には、自動掃除を行いながら最初の所定時間だけ直進距離測定を行い、その後に求めた自動掃除時間に従って自動掃除を継続するものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではない。すなわち、直線距離測定時には自動掃除を行わず、直線距離測定して自動掃除時間を求めた後にその自動掃除時間に従って自動掃除を開始するものであってもよい。
なお、この実施の形態は、本発明を走行式掃除ロボットに適用したものについて述べたがこれに限定するものでなく、部屋において掃除以外の作業を行うロボットにも適用できるものである。
In this embodiment, when automatically cleaning a room for which manual cleaning time has not been set in advance, the straight distance measurement is performed for the first predetermined time while performing automatic cleaning, and the automatic cleaning time obtained thereafter is determined. Although what continues automatic cleaning was described, it does not necessarily limit to this. That is, automatic cleaning may not be performed at the time of linear distance measurement, but automatic cleaning may be started according to the automatic cleaning time after measuring the linear distance and obtaining the automatic cleaning time.
In this embodiment, the present invention is applied to a traveling cleaning robot. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a robot that performs work other than cleaning in a room.

本発明の実施の形態を示す、ロボット本体を手動操作によって動作させるときの全体構成図。The whole block diagram when operating the robot main body by manual operation which shows embodiment of this invention. 同実施の形態におけるロボット本体の、操作パネルの構成を示す図。The figure which shows the structure of the operation panel of the robot main body in the embodiment. 同実施の形態の制御回路の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control circuit of the embodiment. 同実施の形態におけるロボット本体の、部屋番号選択ボタン操作時の処理を示す流れ図。The flowchart which shows the process at the time of room number selection button operation of the robot main body in the embodiment. 同実施の形態においてロボット本体を手動で操作して掃除するときの処理を示す流れ図。The flowchart which shows a process when operating and cleaning a robot main body manually in the embodiment. 同実施の形態においてロボット本体を自律走行して掃除するときの処理を示す流れ図。The flowchart which shows a process when autonomously driving and cleaning a robot main body in the embodiment. 同実施の形態においてロボット本体を自律走行動作させるときの全体構成図。The whole block diagram when carrying out autonomous running operation | movement of the robot main body in the embodiment. 従来例を示す平面図。The top view which shows a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

11…ロボット本体、13…手動操作用吸引機構、20…ダストカップ、22…クリーナモータ、24…車輪、25(25a,25b)…車輪モータ、26(26a,26b)…エンコーダ、41…CPU(中央処理装置)、43…RAM(ランダム・アクセス・メモリ)、44…タイマ、52…自動用吸引機構。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Robot main body, 13 ... Manual operation suction mechanism, 20 ... Dust cup, 22 ... Cleaner motor, 24 ... Wheel, 25 (25a, 25b) ... Wheel motor, 26 (26a, 26b) ... Encoder, 41 ... CPU ( Central processing unit), 43 ... RAM (random access memory), 44 ... timer, 52 ... automatic suction mechanism.

Claims (5)

自律走行及び手動操作走行が可能な走行手段と、
この走行手段の走行により作業を実行するロボット本体と、
前記走行手段を自律走行制御する走行制御手段と、
前記走行手段を手動操作で走行させて前記ロボット本体に部屋内で作業させたときの手動作業時間を計測する手動作業時間計測手段と、
この手動作業時間計測手段が計測した手動作業時間を記憶する手動作業時間記憶手段と、
前記走行手段を前記走行制御手段により自律走行制御して前記ロボット本体に同一の部屋に対して手動操作で作業したときと同様の作業を行わせるとき、前記手動作業時間記憶手段に記憶した手動作業時間に基づいて自律走行作業時間を設定する自律走行作業時間設定手段を備え、
前記ロボット本体は設定された自律走行作業時間に基づいて部屋内での自律走行作業を実行することを特徴とする走行式作業用ロボット。
Traveling means capable of autonomous traveling and manual operation traveling;
A robot body that performs work by running of the running means;
Traveling control means for autonomously controlling the traveling means;
Manual operation time measuring means for measuring the manual operation time when the robot body is operated in a room by running the traveling means by manual operation;
Manual work time storage means for storing the manual work time measured by the manual work time measurement means;
Manual work stored in the manual work time storage means when the travel means is autonomously controlled by the travel control means to cause the robot body to perform the same work as when the robot is manually operated on the same room. Autonomous traveling work time setting means for setting the autonomous traveling work time based on the time,
The robot main body performs an autonomous traveling task in a room based on a set autonomous traveling task time.
自律走行及び手動操作走行が可能な走行手段と、
この走行手段の走行により作業を実行するロボット本体と、
前記走行手段を自律走行制御する走行制御手段と、
部屋番号を指定する部屋番号指定手段と、
前記走行手段を手動操作で走行させて前記ロボット本体に部屋内で作業させたときの手動作業時間を計測する手動作業時間計測手段と、
前記部屋番号指定手段で部屋番号を指定して前記走行手段を手動操作で走行させたときの、前記手動作業時間計測手段が計測した手動作業時間を部屋番号で区別して記憶する手動作業時間記憶手段と、
前記走行手段を前記走行制御手段により自律走行制御して前記ロボット本体に指定した部屋番号の部屋に対して手動操作で作業したときと同様の作業を行わせるとき、前記手動作業時間記憶手段に記憶した該当する部屋番号の手動作業時間に基づいて自律走行作業時間を設定する自律走行作業時間設定手段を備え、
前記ロボット本体は設定された自律走行作業時間に基づいて部屋内での自律走行作業を実行することを特徴とする走行式作業用ロボット。
Traveling means capable of autonomous traveling and manual operation traveling;
A robot body that performs work by running of the running means;
Traveling control means for autonomously controlling the traveling means;
A room number specifying means for specifying a room number;
Manual operation time measuring means for measuring the manual operation time when the robot body is operated in a room by running the traveling means by manual operation;
Manual work time storage means for discriminating and storing the manual work time measured by the manual work time measurement means by the room number when the running means is driven manually by specifying the room number with the room number specifying means. When,
When the traveling means is autonomously controlled by the traveling control means to cause the robot body to perform the same operation as when manually operating the room of the room number designated by the robot body, the manual operation time storage means stores An autonomous traveling work time setting means for setting the autonomous traveling work time based on the manual working time of the corresponding room number,
The robot main body performs an autonomous traveling task in a room based on a set autonomous traveling task time.
自律走行及び手動操作走行が可能な走行手段と、
この走行手段の走行により作業を実行するロボット本体と、
前記走行手段を自律走行制御する走行制御手段と、
前記走行手段を一定時間、部屋内の壁から壁へのランダム走行制御し、その間の直進距離を複数回測定する直進距離計測手段と、
この直進距離計測手段が計測した複数の直進距離を記憶する直進距離記憶手段と、
前記直進距離計測手段による一定時間の直進距離測定が終了すると、前記直進距離記憶手段に記憶された直進距離に基づいて自律走行作業時間を設定する自律走行作業時間設定手段を備え、
前記ロボット本体は設定された自律走行作業時間に基づいて部屋内での自律走行作業を実行することを特徴とする走行式作業用ロボット。
Traveling means capable of autonomous traveling and manual operation traveling;
A robot body that performs work by running of the running means;
Traveling control means for autonomously controlling the traveling means;
The traveling means is a random traveling control from wall to wall in the room for a certain period of time, and a straight distance measuring means for measuring a straight distance between the plurality of times,
A straight distance storage means for storing a plurality of straight distances measured by the straight distance measurement means;
When the straight travel distance measurement by the straight travel distance measurement means is completed, the autonomous travel work time setting means for setting the autonomous travel work time based on the straight travel distance stored in the straight travel distance storage means,
The robot main body performs an autonomous traveling task in a room based on a set autonomous traveling task time.
自律走行及び手動操作走行が可能な走行手段と、
この走行手段の走行により作業を実行するロボット本体と、
前記走行手段を自律走行制御する走行制御手段と、
部屋番号を指定する部屋番号指定手段と、
前記走行手段を手動操作で走行させて前記ロボット本体に部屋内で作業させたときの手動作業時間を計測する手動作業時間計測手段と、
前記部屋番号指定手段で部屋番号を指定して前記走行手段を手動操作で走行させたときの、前記手動作業時間計測手段が計測した手動作業時間を部屋番号で区別して記憶する手動作業時間記憶手段と、
前記走行手段を前記走行制御手段により自律走行制御して前記ロボット本体に指定した部屋番号の部屋に対して手動操作で作業したときと同様の作業を行わせるとき、前記手動作業時間記憶手段に記憶した該当する部屋番号の手動作業時間に基づいて自律走行作業時間を設定する第1の自律走行作業時間設定手段と、
前記手動作業時間記憶手段に手動作業時間が記憶されていない部屋番号の部屋を自律走行作業するとき、前記走行手段を一定時間、壁から壁へのランダム走行制御し、その間の直進距離を複数回測定する直進距離計測手段と、
この直進距離計測手段が計測した複数の直進距離を記憶する直進距離記憶手段と、
前記直進距離計測手段による一定時間の直進距離測定が終了すると、前記直進距離記憶手段に記憶された直進距離に基づいて自律走行作業時間を設定する第2の自律走行作業時間設定手段を備え、
前記ロボット本体は設定された自律走行作業時間に基づいて部屋内での自律走行作業を実行することを特徴とする走行式作業用ロボット。
Traveling means capable of autonomous traveling and manual operation traveling;
A robot body that performs work by running of the running means;
Traveling control means for autonomously controlling the traveling means;
A room number specifying means for specifying a room number;
Manual operation time measuring means for measuring the manual operation time when the robot body is operated in a room by running the traveling means by manual operation;
Manual work time storage means for discriminating and storing the manual work time measured by the manual work time measurement means by the room number when the running means is driven manually by specifying the room number with the room number specifying means. When,
When the traveling means is autonomously controlled by the traveling control means to cause the robot body to perform the same operation as when manually operating the room of the room number designated by the robot body, the manual operation time storage means stores First autonomous traveling work time setting means for setting the autonomous traveling work time based on the manual working time of the corresponding room number,
When autonomously running a room with a room number for which no manual work time is stored in the manual work time storage means, the travel means is controlled to run randomly from wall to wall for a certain period of time, and the straight travel distance therebetween is determined multiple times. A straight distance measuring means for measuring,
A straight distance storage means for storing a plurality of straight distances measured by the straight distance measurement means;
A second autonomous traveling work time setting unit configured to set an autonomous traveling work time based on the straight traveling distance stored in the straight traveling distance storage unit when the straight traveling distance measurement by the straight traveling distance measuring unit is completed;
The robot main body performs an autonomous traveling task in a room based on a set autonomous traveling task time.
直進距離計測手段は、自律走行作業を実行しながら直進距離の測定を行うことを特徴とする請求項3又は4記載の走行式作業用ロボット。   5. The traveling work robot according to claim 3, wherein the straight traveling distance measuring means measures a straight traveling distance while performing autonomous traveling work.
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