JP2015188490A - self-propelled vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自走式掃除機に関するものである。 The present invention relates to a self-propelled cleaner.
本体底面に一対の駆動輪とともに設けられ、その内側に回転ブラシを保持する吸込口体が、本体の進行方向に対して横方向に突出する自走式掃除機が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。このような自走式掃除機においては、壁際や部屋の角部を掃除する際に、吸込口体を横方向に突出して部屋の隅まで塵埃を吸引することができる。しかしながら、本体を移動させる駆動力は一対の駆動輪によるものだけではなく、回転ブラシが床面を掻くことによる駆動力も発生する。そして、床面の種類によっては、回転ブラシの駆動力も大きくなり、駆動輪にスリップ等が発生し、予定の進行方向（例えば、直進方向）に進めない虞があった。 There has been proposed a self-propelled cleaner that is provided with a pair of drive wheels on the bottom surface of the main body and in which a suction port body that holds a rotating brush protrudes laterally with respect to the traveling direction of the main body. (For example, refer to Patent Document 1). In such a self-propelled cleaner, when cleaning a wall or a corner of a room, dust can be sucked to the corner of the room by projecting the suction port sideways. However, the driving force for moving the main body is not only due to the pair of driving wheels, but also the driving force due to the rotating brush scratching the floor surface. Depending on the type of floor surface, the driving force of the rotating brush also increases, slipping or the like occurs on the driving wheels, and there is a possibility that the driving wheel cannot proceed in a predetermined traveling direction (for example, a straight traveling direction).
そこで、従来の自立移動装置においては、本体の角速度を直接検出するジャイロセンサーを備え、駆動輪のスリップ等が存在する場合であっても、ジャイロセンサーの出力を使用して、自走車の進行方向を制御することができるものがある（例えば、特許文献２）。かかる技術を適用すれば、回転ブラシにより発生する駆動力により駆動輪にスリップ等が発生する場合であっても、自走式掃除機を予定した進路（例えば、直進方向）に進めることができる。 Therefore, the conventional self-supporting mobile device is equipped with a gyro sensor that directly detects the angular velocity of the main body, and even if there is a slip of the driving wheel, the output of the gyro sensor is used to advance the self-propelled vehicle. There is one that can control the direction (for example, Patent Document 2). If such a technique is applied, the self-propelled cleaner can be advanced in a planned path (for example, a straight traveling direction) even when slipping or the like occurs in the driving wheels due to the driving force generated by the rotating brush.
しかしながら、ジャイロセンサーの出力を用いて制御して進行方向を補正している場合であっても、床面の種類が変わる場合（例えば、フローリングから絨毯に変わる場合）にあっては、回転ブラシが床面を掻く力等が大きく変動することがあり、一時的に自走式掃除機の進行方向が大きく変動し、予定した進路から大きなずれを生ずる虞があるという課題があった。 However, even when the traveling direction is corrected by controlling using the output of the gyro sensor, if the type of the floor surface changes (for example, when changing from flooring to carpet), the rotating brush There is a problem that the force for scratching the floor surface may fluctuate greatly, and the traveling direction of the self-propelled cleaner temporarily fluctuates greatly, which may cause a large deviation from the planned course.
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、床面の種類が変わる状況であっても、予定した進路から大きなずれが生ずることを抑制した自走式掃除機を提供することを目的とする。 This invention was made in order to solve the above-mentioned subject, and even if it is the situation where the kind of floor surface changes, the self-propelled cleaner which controlled that a big shift from the planned course is suppressed is provided. With the goal.
この発明に係る自走式掃除機は、一対の駆動輪を有した本体と、一対の駆動輪を個別に駆動する駆動輪駆動手段と、本体の底面に設けられた回転ブラシと、本体の向きを検知する方位検知センサーと、回転ブラシが接触する床面の摩擦抵抗値を検知する床面検知手段と、駆動輪駆動手段に対し、駆動輪の個別の回転数を制御する制御部と、を有するようにしたものである。 A self-propelled cleaner according to the present invention includes a main body having a pair of driving wheels, driving wheel driving means for individually driving the pair of driving wheels, a rotating brush provided on the bottom surface of the main body, and a direction of the main body An azimuth detection sensor that detects the friction, a floor surface detection unit that detects a frictional resistance value of the floor surface that the rotating brush contacts, and a control unit that controls the individual rotational speed of the driving wheel with respect to the driving wheel driving unit. It is what you have.
この発明によれば、制御部が、方位検知センサーの検出値に基づく制御を行うとともに、床面検知手段が検出する床面の摩擦抵抗値に基づいて駆動輪駆動手段の制御を行うことにより、床面の種類が変わる状況であっても、駆動輪の回転数を個別に制御して、予定した進路からのずれを抑制することができる。 According to this invention, the control unit performs control based on the detection value of the azimuth detection sensor, and controls the driving wheel driving unit based on the frictional resistance value of the floor surface detected by the floor surface detection unit, Even in a situation where the type of the floor surface changes, the rotational speed of the drive wheels can be individually controlled to suppress deviation from the planned course.
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 A mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の斜視図である。図２はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機を下方から見た下面図である。図３はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機を上方から見た平面図である。図４はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の左側面図である。図５はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の集塵部カバー等を取り外した状態の平面図である。図６はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の集塵部等を取り外した状態の平面図である。図７は図３のＢａ−Ｂｂ線における断面図である。図８は図７の要部である。
FIG. 1 is a perspective view of a self-propelled cleaner according to
図１に示すように、自走式掃除機は、本体１を有する。本体１は外郭部３を有し、外郭部３は直角部４と円弧部５から構成される。本体１の上面後方部には操作表示部３０、上面中央部には集塵部カバー３３が設けられ、操作標示部３０は本体１に操作を指示する操作ボタン３１と動作状態等を表示する標示部３２とから構成される。集塵部カバー３３の下には後述の集塵部３７（図５）等が収納されている。本体１の側面部には左方近接センサー２７ｂ等も備え、左側面２４ｂには、凹部２００ｂ・２０１ｂが設けられて左側面距離計測センサー２５ｂ・２６ｂが配置されている。本体１の直角部４の下部には、後述の吸込口１１ａ・１１ｂ（図２）があり、その吸込口１１ａ・１１ｂに保持される回転ブラシ１２ａ・１２ｂ（後述、図２）は毛ブラシ１５を有している。
As shown in FIG. 1, the self-propelled cleaner has a
図２に示すように、本体１の外形は、鉛直投影面上において円弧Ｒと２本の接線Ｓとに囲まれる。２本の接線Ｓは、円弧Ｒの両端から延長される。円弧Ｒの中心角度Ａは、２７０度である。本体１は、中央部２と外殻部３とを有する。中央部２と外殻部３とは、円弧Ｒと同心の円によって分割される。外殻部３は、中央部２の周りを回転し得るように設けられる。具体的には、外殻部３は、図１に示す状態から時計回りに４５°まで回転し得るように設けられる。外殻部３は、反時計回りに４５°まで回転し得るように設けられる。外殻部３は、直角部４と円弧部５とを有する。直角部４は、中央部２の前部を囲む。円弧部５は、中央部２の後部を囲む。
As shown in FIG. 2, the outer shape of the
中央部２の底面には、駆動輪開口部７ａ・７ｂが設けられる。駆動輪開口部７ａ・７ｂは、中心線Ｂａ−Ｂｂを挟んで対称に設けられる。中央部２の内部には、駆動輪６ａ・６ｂが設けられる。駆動輪６ａ・６ｂは、本体１後方のヒンジ部（図示せず）を支点に移動自在に支持される。駆動輪６ａ・６ｂの下面は、駆動輪開口部７ａ・７ｂから突き出す。駆動輪６ａ・６ｂは、中心線Ｂａ−Ｂｂと平行となる方向に回転自在に設けられる。駆動輪６ａ・６ｂの中間後方には、従動輪１０が設けられる。従動輪１０は、方向転換自在に中央部２に支持される。
Drive
駆動輪６ａ・６ｂの内側には、ギヤ部９ａ・９ｂが連結される。ギヤ部９ａ・９ｂの一部に駆動輪６ａ・６ｂの回転速度を検知する回転速度検知センサー２０９ａ・２０９ｂを備える。
直角部４には、平面状の右側面２４ａと平面状の左側面２４ｂが設けられる。右側面２４ａは、本体１の第１の側面となる。左側面２４ｂは、本体１の第２の側面となる。右側面２４ａと左側面２４ｂとが交差する頂角の角度は約９０°である。
The
直角部４の底面前方には、右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂとが設けられる。右吸込口１１ａは、第１の塵埃吸込口となる。左吸込口１１ｂは、第２の塵埃吸込口となる。具体的には、右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂとは、長方形状を成す。右吸込口１１ａの開口の長手方向は、右側面２４ａと平行となる。左吸込口１１ｂの開口の長手方向は、左側面２４ｂと平行となる。すなわち、右吸込口１１ａの長手方向と左吸込口１１ｂの長手方向との角度は約９０°である。
A
右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂとの前方側には、軸受け固定部材１０４が設けられる。右吸込口１１ａの後端側には、軸受け１４ａが設けられる。軸受け固定部材１０４の右吸込口１１ａ側には、軸受け１４ｂが設けられる。左吸込口１１ｂの後端側には、軸受け１４ｄが設けられる。軸受け固定部材１０４の左吸込口１１ｂ側には、軸受け１４ｃが設けられる。
A
右吸込口１１ａには、第１の回転ブラシ１２ａが設けられる。第１の回転ブラシ１２ａは、回転ブラシ軸１３ａと毛ブラシ１５からなる。回転ブラシ軸１３ａは、円筒状に形成される。回転ブラシ軸１３ａは、右吸込口１１ａの長手方向と平行となる。回転ブラシ軸１３ａの後端部は、軸受け１４ａに回転自在に支持される。回転ブラシ軸１３ａの前端部は、軸受け１４ｂに回転自在に支持される。毛ブラシ１５は、回転ブラシ軸１３ａの外周面に複数の列をなすように螺旋状に植毛される。毛ブラシ１５の先端は、右側面２４ａから突き出すように設定される。
A first
左吸込口１１ｂには、第２の回転ブラシ１２ｂが設けられる。第２の回転ブラシ１２ｂは、回転ブラシ軸１３ｂと毛ブラシ１５からなる。回転ブラシ軸１３ｂは、円筒状に形成される。回転ブラシ軸１３ｂは、左吸込口１１ｂの長手方向と平行となる。回転ブラシ軸１３ｂの後端部は、軸受け１４ｄに回転自在に支持される。回転ブラシ軸１３ｂの中間部は、軸受け１４ｃに回転自在に支持される。毛ブラシ１５は、回転ブラシ軸１３ｂの外周面に複数の列をなすように螺旋状に植毛される。毛ブラシ１５先端は、左側面２４ｂから突き出すように設定される。
The
第２の回転ブラシ１２ｂは、第１の回転ブラシ１２ａよりも長い。すなわち、第２の回転ブラシ１２ｂの前端部の外周面は、第１の回転ブラシ１２ａの軸方向の延長線上に重なる。
The second
右吸込口１１ａの本体１中心側には、塵埃受け１６ａが設けられる。塵埃受け１６ａは、シート状の弾性部材、毛ブラシ列、布等からなる。塵埃受け１６ａの上下方向の先端は、床面に接触するように設定される。左吸込口１１ｂの本体１中心側には、塵埃受け１６ｂが設けられる。塵埃受け１６ｂは、シート状の弾性部材、毛ブラシ列、布等からなる。塵埃受け１６ｂの上下方向の先端は、床面に接触するように設定される。
A
直角部４の底面の中央部には、直角部段差検知センサー２２ｃが設けられる。円弧部５の底面外周の前方には、一対の前方段差検知センサー２２ａ・２２ｂが設けられる。円弧部５の底面外周の後方には、一対の後方段差検知センサー２３ａ・２３ｂが設けられる。
In the central portion of the bottom surface of the right-
例えば、直角部段差検知センサー２２ｃ、前方段差検知センサー２２ａ・２２ｂ、後方段差検知センサー２３ａ・２３ｂは、発光部と受光部とを備える。直角部段差検知センサー２２ｃ、前方段差検知センサー２２ａ・２２ｂ、後方段差検知センサー２３ａ・２３ｂは、接触式スイッチ、超音波送受信器等、他のセンサーでもよい。
For example, the right-angled
中央部２の内部には、本体１の向きを検知する方位検知センサーであるジャイロセンサー２１０を備える。
A
図３に示すように、本体１の上面には、集塵部カバー３３が設けられる。集塵部カバー３３は、直角部４と円弧部５に亘る。集塵部カバー３３は、後方を支点に開閉するように設けられる。円弧部５の上面後方には、操作表示部３０が設けられる。操作表示部３０には、複数の操作ボタン３１と表示部３２とが設けられる。
As shown in FIG. 3, a
図３と図４とに示すように、左側面２４ｂには、左側面反射型近接センサー２０２ｂが設けられる。左側面反射型近接センサー２０２ｂは、外殻部３の円弧Ｒの中心から左側面２４ｂに向けて引いた垂線上に設けられる。同様に、右側面２４ａには、右側面反射型近接センサー２０２ａが設けられる。右側面反射型近接センサー２０２ａは、外殻部３の円弧Ｒの中心から右側面２４ａに向けて引いた垂線上に設けられる。右側面反射型近接センサー２０２ａ、左側面反射型近接センサー２０２ｂは、発光部（図示せず）と受光部（図示せず）とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
円弧部５の側面の左側には、左方近接センサー２７ｂが設けられる。円弧部５の側面の左側後方には、左後方近接センサー２８ｂが設けられる。同様に、円弧部５の側面の右側には、右方近接センサー２７ａが設けられる。円弧部５の側面の右側後方には、右後方近接センサー２８ａが設けられる。円弧部５の側面後方には、後方近接センサー２９が設けられる。右方近接センサー２７ａ、右後方近接センサー２８ａ、左方近接センサー２７ｂ、左後方近接センサー２８ｂ、後方近接センサー２９は、発光部（図示せず）と受光部（図示せず）とを備える。
On the left side of the side surface of the
左側面２４ｂには、凹部２００ｂ、２０１ｂが設けられる。凹部２００ｂ、２０１ｂは、予め設定された距離だけ離れて配置される。同様に、右側面２４ａには、凹部２００ａ、２０１ａが設けられる。凹部２００ａ、２０１ａは、予め設定された距離だけ離れて配置される。
凹部２００ｂには、左側面距離計測センサー２５ｂが設けられる。凹部２０１ｂには、左側面距離計測センサー２６ｂが設けられる。左側面距離計測センサー２５ｂと左側面距離計測センサー２６ｂとは、予め設定された距離だけ離れて配置される。同様に、凹部２００ａには、右側面距離計測センサー２５ａが設けられる。凹部２０１ａには、右側面距離計測センサー２６ａが設けられる。右側面距離計測センサー２５ａと右側面距離計測センサー２６ａは、予め設定された距離だけ離れて配置される。
A left side
右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂは、三角測量原理を適用した光学式の距離計測センサーである。具体的には、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂは、発光部（図示せず）と受光部（図示せず）とを備える。例えば、受光部は、ポジションセンシングデバイス（位置検知素子）又はＣＭＯＳイメージセンサーからなる。
The right side
図４に示すように、凹部２００ｂ（２００ａも同様）は、直角部４の頂角側に向けて下に傾斜する。その結果、左側面距離計測センサー２５ｂの向き（同様に右側面距離計測センサー２５ａの向き）も、直角部４の頂角側に向けて下に傾斜する。
As shown in FIG. 4, the
図５に示すように、駆動輪６ａの内側には、ギヤ部９ａが連結される。ギヤ部９ａにおいては、複数のギヤ（図示せず）が連結される。ギヤ部９ａの内側には、駆動輪モーター８ａが連結される。駆動輪６ａ、ギヤ部９ａ、駆動輪モーター８ａは、一体化された駆動部ユニットからなる。駆動輪ユニットには、駆動輪接地センサー（図示せず）が設けられる。駆動部ユニットには、バネ（図示せず）が設けられる。バネは、駆動輪６ａが駆動輪開口部７ａから突き出す方向の力を駆動輪ユニットにかける。
As shown in FIG. 5, a
駆動輪６ｂの内側には、ギヤ部９ｂが連結される。ギヤ部９ｂにおいては、複数のギヤが連結される。ギヤ部９ｂの内側には、駆動輪モーター８ｂが連結される。駆動輪６ｂ、ギヤ部９ｂ、駆動輪モーター８ｂは、一体化された駆動部ユニットからなる。駆動輪ユニットには、駆動輪接地センサー（図示せず）が設けられる。駆動部ユニットには、バネ（図示せず）が設けられる。バネは、駆動輪６ｂが駆動輪開口部７ｂから突き出す方向の力を駆動輪ユニットにかける。
A
右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂには、吸込風路４３が接続される。吸込風路４３には、自在連結部４４が接続される。自在連結部４４は、ゴム、エラストマー樹脂等の弾性部材で蛇腹状に形成される。自在連結部４４には、集塵部３７につながる。集塵部３７は、円筒状に形成される。集塵部３７は、吸込風路４３に近づいたり離れたりしても自在連結部４４により気密を確保するように設けられる。吸込風路４３から集塵部３７に吸込まれた空気は、排気ダクト３６から排出される。
A
中央部２には、ラックギヤ５９が設けられる。円弧部５の後方には、角度調節モーター５７と、組電池５０が設けられる。角度調節モーター５７の軸には、ピニオンギヤ５８が設けられる。ピニオンギヤ５８は、ラックギヤ５９に噛み合わされる。円弧部５には、角度検知センサー（図示せず）が設けられ、中央部２に対する外郭部３の回転角度が検出される。組み電池５０は複数の蓄電池４９から構成される。
A
図６に示すように、集塵部３７は、本体１から取り外し得るように設けられる。
As shown in FIG. 6, the
図７に示すように、外殻部３には、複数のガイド６０が設けられる。複数のガイド６０は、直角部４の直角可動部４ａを上下方向に案内するように設けられる。直角部４の後方には、変位量検知センサー６１が設けられる。変位量検知センサー６１は、赤外線の発光部（図示せず）と受光部（図示せず）とを備え、直角可動部４ａの変位量を検知する。なお、直角可動部４ａ内にある支持軸１０８は、後述の軸受け固定部材１０４（図１１）と嵌合して支持する。
As shown in FIG. 7, the
円弧部５内の中心には、送風機３４が設けられる。送風機３４は、集塵部３７の下方に設けられる。送風機３４は、ファン３５を有する。ファン３５は、複数の回転翼からなる。複数の回転翼は、水平回転するように設けられる。送風機３４の上部には、開口部が形成される。当該開口部には、格子４１が設けられる。ファン３５の中心から外向きの何れかの方向に、排気ダクト３６が設けられる。排気ダクト３６の後方において、円弧部５の側面後方には、排気口４８が設けられる。
A
集塵部３７には、集塵部蓋３８が設けられる。集塵部蓋３８の下部には、開口部が形成される。当該開口部には、フィルター４０が設けられる。フィルター４０は、集塵部蓋３８から取り外され得るように設けられる。
The
集塵部蓋３８の開口部には、輪状のシール部材４２が設けられる。シール部材４２は、ゴム、エラストマー樹脂等の弾性部材に潤滑性を有するフッ素樹脂を配合した素材で形成される。シール部材４２の断面はＶ字状である。シール部材４２のＶ字状の一面には、集塵部蓋３８の開口部が接する。シール部材４２のＶ字状の他面には、送風機３４の開口部が接する。その結果、送風機３４と集塵部３７とは、気密を確保した状態で水平方向に摺動し得るように設けられる。
A ring-shaped
中央部２には、電気回路基板４７が設けられる。電気回路基板４７には、後述の制御部１７（図３７）や、センサー（図示せず）等の電気部品が搭載される。円弧部５の後方には、組電池５０が設けられる。組電池５０は、複数の蓄電池４９を備える。複数の蓄電池４９は、円筒形に形成される。複数の蓄電池４９は、円弧部５の外形に沿って円弧状に配列される。複数の蓄電池４９は、樹脂ケース（図示せず）に一体化される。その結果、本体１が小型化される。
An
図８に示すように、集塵部蓋３８は、ヒンジ部３９を支点に開閉するように設けられる。集塵部蓋３８と集塵部３７の接触面には、輪状の第２のシール部材（図示せず）が設けられる。第２のシール部材は、集塵部蓋３８と集塵部３７との気密を確保するように設けられる。集塵部蓋３８には、係止爪（図示せず）が設けられる。集塵部蓋３８は、係止爪が集塵部３７に噛み合った場合に閉じた状態に維持される。
As shown in FIG. 8, the
本実施の形態にかかる自走式掃除機においては、駆動輪６ａ・６ｂと従動輪１０とが本体１を支持する。この際、駆動輪開口部７ａにおいて、駆動輪６ａの突き出し量が減少する。同様に、駆動輪開口部７ｂにおいて、駆動輪６ｂの突き出し量が減少する。
In the self-propelled cleaner according to the present embodiment, the
操作ボタン３１により電源が入れられると、駆動輪接地センサーは、駆動輪６ａ・６ｂの変位を検知する。制御部１７は、駆動輪接地センサーの検知結果を監視する。制御部１７は、当該監視結果に基づいて駆動輪６ａ・６ｂと床面Ｆとの接触状態を認識する。
When the
操作ボタン３１により動作モードが設定されると、制御部１７は、予め設定されたアルゴリズムに基づいて駆動輪モーター８ａ・８ｂを回転させる。当該回転は、ギヤ部９ａ・９ｂを介して駆動輪６ａ・６ｂに伝達される。その結果、自走式掃除機が走行を開始する。
When the operation mode is set by the
制御部１７は、回転速度センサー２０９ａ・２０９ｂの出力を常に監視し、駆動輪６ａ・６ｂの回転速度を把握する。そして、駆動輪６ａ・６ｂの回転速度を制御することにより本体１の進行方向を制御する。
The
この際、送風機３４は、ファン３５を回転させる。当該回転により、負圧が発生する。当該負圧により、含塵空気が右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂから吸引される。この際、制御部１７は、回転ブラシ１２ａ・１２ｂを回転させる。当該回転により、毛ブラシ１５は、本体１の外側から中心側に向かって床面Ｆに接触する。当該接触により、床面Ｆの塵埃が掻き込まれる。
At this time, the
この際、直角部４の先端側の塵埃は、回転ブラシ１２ｂの毛ブラシ１５に掻き込まれる。当該塵埃は、回転ブラシ１２ａ側に送り出される。当該塵埃は、第１の回転ブラシ１２ａの毛ブラシ１５により右吸込口１１ａに掻き込まれる。
At this time, dust on the tip side of the right-
塵埃の一部は、毛ブラシ１５の後方に通り抜ける。当該塵埃は、塵埃受け１６ａ・１６ｂに接触する。すなわち、塵埃受け１６ａ・１６ｂは、当該塵埃が右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂの後方に通り抜けることを防止する。その結果、当該塵埃は、右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂに吸引される。
Part of the dust passes behind the
含塵空気は、吸込風路４３で合流する。当該含塵空気は、自在連結部４４を介して集塵部３７に吸引される。当該含塵空気中の塵埃は、フィルター４０によって集塵部３７内に捕集される。すなわち、当該含塵空気は、フィルター４０でろ過される。このため、当該含塵空気中の空気のみがファン３５の軸方向の上側から流入する。当該空気は、排気ダクト３６を通過する。当該空気は、中央部２と円弧部５の内部を通過する。この際、当該空気は、電気回路基板４７の電気部品、蓄電池４９等の発熱体を冷却する。その後、当該空気は、排気口４８から排出される。
The dust-containing air joins in the
本体１が前進する際、回転ブラシ１２ａ・１２ｂは、駆動輪６ａと駆動輪６ｂとの間隔よりも広い間隔で床面Ｆを掃除する。このため、駆動輪６ａ、６ｂには、床面Ｆの塵埃が付着しない。
When the
本体１が凸状段差にさしかかった際、回転ブラシ１２ａ・１２ｂは、凸状段差から力を受ける。当該力により、直角部４の直角可動部４ａが上方に移動する。この際、変位量検知センサー６１は、発光部から出射されて凸状段差の境界部で反射した赤外線を受光部で検知する。制御部１７は、変位量検知センサー６１の検知結果に基づいて直角可動部４ａの変位を検出する。制御部１７は、当該検出結果に基づいて、直角部４が凸状段差を乗り越えるように駆動輪６ａ・６ｂを制御する。
When the
本体１が凹状段差にさしかかった際、前方段差検知センサー２２ａ・２２ｂ、後方段差検知センサー２３ａ・２３ｂ、直角部段差検知センサー２２ｃは、凹状段差の境界部で反射した赤外線を受光部で検知する。前方段差検知センサー２２ａ・２２ｂ、後方段差検知センサー２３ａ・２３ｂ、直角部段差検知センサー２２ｃは、当該検知結果に基づいて凹状段差の深さを検出する。予め設定された深さ以上の凹状段差が検出された場合、制御部１７は、本体１の移動方向を転換する。
When the
集塵部３７内の塵埃を捨てる際は、集塵部カバー３３が開かれる。その後、集塵部３７が本体１から取り外される。この際、格子４１は、送風機３４への異物の侵入を防止する。
When the dust in the
回転ブラシ１２ａ・１２ｂは、図２の中心線Ｂａ−Ｂｂに対して非対称に配置されており、回転ブラシ１２ｂは回転ブラシ１２ａよりも長く構成される。回転ブラシ１２ａ・１２ｂが同時に回転すると、床面Ｆとの摩擦抵抗により本体１は反時計回りに旋回する力を受ける。したがって、制御部１７は本体１を直進させる際に、駆動輪６ｂを駆動輪６ａよりも速く回転させることによって本体１が左側に旋回することを防ぐ。
The rotating brushes 12a and 12b are disposed asymmetrically with respect to the center line Ba-Bb in FIG. 2, and the
また、制御部１７はジャイロセンサー２１０の出力を監視し、本体１が直進するように駆動輪６ａと駆動輪６ｂの回転速度比を設定する。設定は以下のように行う。まず、制御部１７は予め記憶部（図示せず）に記憶された回転ブラシモーター５１の負荷電流量に対応する駆動輪６ａ・６ｂの回転速度比の初期値データを参照し、回転ブラシモーター５１の負荷電流量に対応した駆動輪６ａ・６ｂの回転速度比で駆動輪６ａ・６ｂを回転させる。
Further, the
この初期値データに基づいて本体１が走行している時に、制御部１７はジャイロセンサー２１０の出力を監視し、本体１の直進状況を判断する。制御部１７はジャイロセンサー２１０の出力が増大して本体１が直進していないと判断した場合、駆動輪６ａ・６ｂの回転速度比を変更して走行させる。そして、制御部１７はジャイロセンサー２１０の出力が本体１の直進を示す値となった時点における回転ブラシモーター５１の負荷電流量と駆動輪６ａ・６ｂの回転速度比の関係を新規データとして記憶部に記憶させる。
When the
そして、この設定作業を逐次繰り返すことにより、床面の種類が変わった場合でもすばやく駆動輪６ａ・６ｂの回転速度の制御を行うことができ、安定して走行させることができる。
By sequentially repeating this setting operation, the rotational speed of the
次に、図９〜図１１を用いて、回転ブラシユニット１００を説明する。
図９は図３のＤａ−Ｄｂ線における断面図である。図１０はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の回転ブラシユニット１００を後方から見た斜視図である。図１１はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の回転ブラシユニット１００を下方から見た斜視図である。
Next, the rotating
9 is a cross-sectional view taken along the line Da-Db in FIG. FIG. 10 is a perspective view of rotating
図９に示すように、直角部４には、回転ブラシユニット１００が設けられる。回転ブラシユニット１００の回転ブラシ１２ａ側には、回転ブラシ収容部１０１ａが設けられる。回転ブラシユニット１００の回転ブラシ１２ｂ側には、回転ブラシ収容部１０１ｂが設けられる。
As shown in FIG. 9, the rotating
図１０、図１１に示すように、回転ブラシ収容部１０１ａと回転ブラシ収容部１０１ｂとは直交する。回転ブラシ収容部１０１ａには、回転ブラシ駆動軸１１０ａと開口部１１４ａが設けられている。また、回転ブラシ収容部１０１ｂには、回転ブラシ駆動軸１１０ｂと開口部１１４ｂが設けられている。開口部１１４ａと開口部１１４ｂは、回転ブラシユニット１００内部で吸込風路４３につながる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the rotating
回転ブラシ収容部１０１ａの前端部には、凹状係合部１０９ａが設けられる。回転ブラシ収容部１０１ｂの前端部には、凹状係合部１０９ｂが設けられる。凹状係合部１０９ａ、１０９ｂには、軸受け固定部材１０４の前端部が嵌合する。
A
回転ブラシ収容部１０１ａの後端部には、駆動伝達部１０２ａが設けられる。駆動伝達部１０２ａは、複数の異なる径のギヤを有する減速装置からなる。駆動伝達部１０２ａは、回転ブラシ駆動軸１１０ａと軸受け１４ａとを介して回転ブラシ軸１３ａの後端部を支持する。回転ブラシ収容部１０１ａの前端部側には、軸受け固定部材１０３が垂下する。軸受け固定部材１０３は、軸受け固定部材１０４とともに、回転ブラシ駆動軸１１０ａと軸受け１４ｂとを介して回転ブラシ軸１３ａの前端部を支持する。
A
回転ブラシ収容部１０１ｂの後端部には、駆動伝達部１０２ｂが設けられる。駆動伝達部１０２ｂは、複数の異なる径のギヤを有する減速装置からなる。駆動伝達部１０２ｂは、回転ブラシ駆動軸１１０ｂと軸受け１４ｄとを介して回転ブラシ軸１３ｂの後端部を支持する。軸受け固定部材１０４は、回転ブラシ駆動軸１１０ｂと軸受け１４ｃとを介して回転ブラシ軸１３ｂの分割部を支持する。
A
回転ブラシ収容部１０１ｂの上方には、回転ブラシモーター５１が設けられる。回転ブラシモーター５１は、駆動伝達部１０２ｂに連結される。
A
回転ブラシ収容部１０１ｂの上方には、動力伝達軸１１１ｂ、軸受け１１２ｂ、かさ歯ギヤ１１３ｂが設けられる。動力伝達軸１１１ｂの一端は、駆動伝達部１０２ｂに回転自在に支持される。軸受け１１２ｂは、動力伝達軸１１１ｂの他方を回転自在に支持する。かさ歯ギヤ１１３ｂは、動力伝達軸１１１ｂの他端に設けられる。
A
回転ブラシ収容部１０１ａの上方には、動力伝達軸１１１ａ、軸受け１１２ａ、かさ歯ギヤ１１３ａが設けられる。動力伝達軸１１１ａ、軸受け１１２ａ、かさ歯ギヤ１１３ａは、図２のＢａ−Ｂｂ線に対して、動力伝達軸１１１ｂ、軸受け１１２ｂ、かさ歯ギヤ１１３ｂと対称に設けられる。かさ歯ギヤ１１３ａは、かさ歯ギヤ１１３ｂに直角に噛み合う。
A
回転ブラシユニット１００においては、回転ブラシモーター５１が回転すると、当該回転の動力が駆動伝達部１０２ｂに伝達される。当該動力は、回転ブラシ駆動軸１１０ｂに伝達される。当該動力により、回転ブラシ駆動軸１１０ｂが回転する。当該回転に追従して、回転ブラシ軸１３ｂが回転する。当該回転に追従して、回転ブラシ１２ｂが適切な速度で回転する。
In the
この際、駆動伝達部１０２ｂの動力は、動力伝達軸１１１ｂにも伝達される。当該動力は、動力伝達軸１１１ｂに伝達される。当該動力により、動力伝達軸１１１ｂが回転する。当該回転に追従して、かさ歯ギヤ１１３ｂが回転する。当該回転に追従して、かさ歯ギヤ１１３ａが回転する。当該回転に追従して、動力伝達軸１１１ａが回転する。
At this time, the power of the
当該回転の動力は、駆動伝達部１０２ａに伝達される。当該動力は、回転ブラシ駆動軸１１０ａに伝達される。当該動力により、回転ブラシ駆動軸１１０ａが回転する。当該回転に追従して、回転ブラシ軸１３ａが回転する。すなわち、回転ブラシ軸１３ａは、回転ブラシ軸１３ｂと同期して回転する。当該回転に追従して、回転ブラシ１２ａが適切な速度で回転する。
The rotational power is transmitted to the
次に、図１２を用いて、軸受け固定部材１０４を説明する。
図１２はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の軸受け固定部材の斜視図である。
Next, the
FIG. 12 is a perspective view of a bearing fixing member of the self-propelled cleaner according to
図１２に示すように、軸受け固定部材１０４には、支持部１０５ａ、１０５ｂ、係合部１０６ａ、１０６ｂ、嵌合部１０７が設けられる。支持部１０５ａと支持部１０５ｂとは、直角に分かれる。支持部１０５ａは、軸受け１４ｂを下側から支持するように形成される。支持部１０５ｂは、軸受け１４ｃを下側から支持するように形成される。係合部１０６ａは、回転ブラシ収容部１０１ａに着脱自在に形成される。係合部１０６ｂは、回転ブラシ収容部１０１ｂに着脱自在に形成される。嵌合部１０７は、回転ブラシユニット１００の支持軸１０８（図７）に回転自在に嵌合するように形成される。
As shown in FIG. 12, the
次に、図１３を用いて、回転ブラシ軸１３ａ、１３ｂの取り外し方法を説明する。
図１３はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の回転ブラシユニットから軸受け固定部材を外した状態を下方から見た斜視図である。
Next, a method for removing the rotating
FIG. 13: is the perspective view which looked at the state which removed the bearing fixing member from the rotating brush unit of the self-propelled cleaner in
図１３に示すように、軸受け固定部材１０４が下側に引き下げられると、係合部１０６ａ、１０６ｂが凹状係合部１０９ａ、１０９ｂから外れる。この際、軸受け固定部材１０４は、図７に示した支持軸１０８を支点に回転する。当該回転により、軸受け１４ｂ、１４ｃは、支持部１０５ａ、１０５ｂとの嵌合から解放される。当該開放により、回転ブラシ軸１３ａ、１３ｂは取り外され得る。
As shown in FIG. 13, when the
次に、図１４を用いて、駆動伝達部１０２ｂを説明する。
図１４はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の回転ブラシユニットから駆動伝達部のカバーを外した状態を左側から見た斜視図である。
Next, the
FIG. 14 is a perspective view of the self-propelled vacuum cleaner according to
図１４に示すように、駆動伝達部１０２ｂ内には、回転ブラシモーター５１の軸１１５
の端部が配置される。軸１１５の端部には、ギヤ１１６の中心が嵌合する。ギヤ１１６には、ギヤ１１７が噛み合う。ギヤ１１７の中心には、軸１１８の端部が嵌合する。軸１１８の端部には、ギヤ１１９の中心が嵌合する。ギヤ１１９には、ギヤ１２０が噛み合う。ギヤ１２０の中心には、軸１２２の端部が嵌合する。軸１２２の端部には、ギヤ１２３の中心が嵌合する。ギヤ１２３には、ギヤ１２４が噛み合う。ギヤ１２４の中心には、回転ブラシ駆動軸１１０ｂの端部が嵌合する。ギヤ１２０には、ギヤ１２１が噛み合う。ギヤ１２１の中心には、動力伝達軸１１１ｂの端部が嵌合する。
As shown in FIG. 14, the
The ends of are arranged. The center of the
次に、図１５を用いて、駆動伝達部１０２ａを説明する。
図１５はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の回転ブラシユニットから駆動伝達部のカバーを外した様態を右側から見た斜視図である。
Next, the
FIG. 15 is a perspective view of a state in which the cover of the drive transmission unit is removed from the rotating brush unit of the self-propelled cleaner according to
図１５においては、駆動伝達部１０２ａ内には、動力伝達軸１１１ａの端部が配置される。動力伝達軸１１１ａの端部には、ギヤ１２５の中心が嵌合する。ギヤ１２５には、ギヤ１２６が噛み合う。ギヤ１２６の中心には、軸１２７の端部が嵌合する。軸１２７には、ギヤ１２８の中心が嵌合する。ギヤ１２８には、ギヤ１２９が噛み合う。ギヤ１２９の中心には、回転ブラシ駆動軸１１０ａの端部が嵌合する。
In FIG. 15, an end portion of the
次に、図１６と図１７とを用いて、外殻部３が中央部２に対して左回りに４５°回転した状態を説明する。
図１６は、この発明の実施の形態１における自走式掃除機の直角部の左側面が壁面に近接した状態を説明するための平面図である。図１７は、この発明の実施の形態１における自走式掃除機の直角部の左側面が壁面に近接した際の図３のＤａ−Ｄｂ線における断面図である。
Next, a state in which the
FIG. 16 is a plan view for illustrating a state in which the left side surface of the right-angled portion of the self-propelled cleaner according to
図１６に示すように、制御部１７（図３７）が角度調節モーター５７を左回りに回転させると、当該回転の動力は、ピニオンギヤ５８に伝達される。当該回転の動力により、ピニオンギヤ５８は、左回りに回転する。この際、ピニオンギヤ５８は、ラックギヤ５９のギヤ部を転がりながらラックギヤ５９の右方向に移動する。
As shown in FIG. 16, when the control unit 17 (FIG. 37) rotates the
当該移動に追従して、外殻部３は、中央部２に対して左回りに回転する。この際、角度検知センサーは、外殻部３が中央部２に対して左回りに４５°回転した状態を検知する。角度検知センサーは、当該検知に対応した信号を制御部１７に出力する。制御部１７は、当該信号に基づいて角度調節モーター５７を停止する。
Following the movement, the
その結果、左側面２４ｂは、壁面Ｈに接触する。この際、駆動輪６ａ、６ｂの中心軸Ｇａ−Ｇｂは、回転ブラシ軸１３ｂに対して直角になる。この状態で、制御部１７は、回転ブラシ１２ｂを回転させる。この状態で、制御部１７は、壁面Ｈに沿って本体１を移動させる。当該移動により、壁面Ｈから回転ブラシ１２ａの幅に相当する領域において、床面Ｆが連続的に効率的に掃除される。
As a result, the
回転ブラシ１２ｂは回転ブラシ１２ａよりも長いため、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが同時に回転すると、床面Ｆとの摩擦抵抗により本体１は反時計回りに旋回する力を受ける。また、本体１が前方に移動している場合は、回転ブラシ１２ｂのみ床面に対する回転速度が低下したのと同様の効果を生ずるので、外殻部３が中央部２に対して回転していない時よりも、旋回する力を強く受ける。したがって、制御部１７は本体１を直進させる際に、外殻部３が中央部２に対して回転していない時よりも、駆動輪６ａ、６ｂの回転速度比が大きくなるように、駆動輪６ｂを駆動輪６ａよりも速く回転させることによって本体１が左側に旋回することを防ぐ。
Since the
この際、図１７に示すように、回転ブラシ１２ｂの毛ブラシ１５は、左側面２４ｂの外側に突き出す。その結果、毛ブラシ１５の先端は、床面Ｆと壁面Ｈとの境界部に達する。すなわち、床面Ｆと壁面Ｈとの境界部が確実に掃除される。
At this time, as shown in FIG. 17, the
次に、図１８を用いて、外殻部３が中央部２に対して右回りに４５°回転した状態を説明する。
図１８はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の平面図である。
Next, a state in which the
FIG. 18 is a plan view of the self-propelled cleaner according to the first embodiment of the present invention.
図１８に示すように、制御部１７（図３７）が角度調節モーター５７を右回りに回転させると、当該回転の動力は、ピニオンギヤ５８に伝達される。当該回転の動力により、ピニオンギヤ５８は、右回りに回転する。この際、ピニオンギヤ５８は、ラックギヤ５９のギヤ部を転がりながらラックギヤ５９の左方向に移動する。
As shown in FIG. 18, when the control unit 17 (FIG. 37) rotates the
当該移動に追従して、外殻部３は、中央部２に対して右回りに回転する。この際、角度検知センサーは、外殻部３が中央部２に対して右回りに４５°回転した状態を検知する。角度検知センサーは、当該検知に対応した信号を制御部１７に出力する。制御部１７は、当該信号に基づいて角度調節モーター５７を停止する。
Following the movement, the
その結果、右側面２４ａは、壁面Ｉに接触する。この際、駆動輪６ａ、６ｂの中心軸Ｇａ−Ｇｂは、回転ブラシ軸１３ａに対して直角になる。この状態で、制御部１７は、回転ブラシ１２ａを回転させる。この状態で、制御部１７は、壁面Ｉに沿って本体１を移動させる。当該移動により、壁面Ｉから回転ブラシ１２ａの幅に相当する領域において、床面Ｆが連続的に効率的に掃除される。
As a result, the
回転ブラシ１２ｂは回転ブラシ１２ａよりも長いため、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが同時に回転すると、床面Ｆとの摩擦抵抗により本体１は反時計回りに旋回する力を受ける。また、本体１が前方に移動している場合は、回転ブラシ１２ａのみ床面に対する回転速度が低下したのと同様の効果を生ずるので、外殻部３が中央部２に対して左回りに４５°回転した時よりも、旋回する力を弱く受ける。したがって、制御部１７は本体１を直進させる際に、外殻部３が中央部２に対して回転していない時よりも、駆動輪６ａ、６ｂの回転速度比が小さくなるように、駆動輪６ｂを駆動輪６ａよりも速く回転させることによって本体１が左側に旋回することを防ぐ。
Since the
この際、軸受け１４ｃの下側の床面Ｆには、毛ブラシ１５との非接触領域が形成される。当該非接触領域は、左側面２４ｂを壁面Ｈに沿わせる場合において回転ブラシ１２ａと回転ブラシ１２ｂの間に生じる毛ブラシ１５の非接触領域よりも狭い。すなわち、本体１が左側面２４ｂを前方又は後方とした状態で本体１が移動すれば、床面Ｆがより広範囲に掃除される。なお、本体１が壁面から離れた位置を移動する際も同様である。
At this time, a non-contact region with the
次に、図１９を用いて、絨毯の掃除を説明する。
図１９はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機が絨毯上を移動する際の断面図である。
Next, the cleaning of the carpet will be described with reference to FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view when the self-propelled cleaner according to the first embodiment of the present invention moves on the carpet.
図１９に示すように、絨毯Ｊには、軟らかい毛が植えられている。本体１が絨毯Ｊ上を移動する際、駆動輪６ａ、６ｂ、従動輪１０と絨毯Ｊの接触面積は狭い。このため、駆動輪６ａ、６ｂと従動輪１０とは、絨毯Ｊの中に沈み込む。これに対し、直角部４にある毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ等の部分が絨毯Ｊと接触し、その接触面積は広いため、直角部４は、絨毯Ｊに沈み込まない。すなわち、直角部４は、絨毯Ｊの表面に接した状態で安定する。その結果、直角部４は、駆動輪６ａ、６ｂと従動輪１０と外殻部３とに対して上方に移動する。その結果、絨毯Ｊ上の塵埃が掃除される。この際、毛ブラシ１５が絨毯Ｊの内部に侵入する。その結果、絨毯Ｊの内部に入り込んだ塵埃も掻き出される。
As shown in FIG. 19, soft hair is planted in the carpet J. When the
回転ブラシ１２ａ・１２ｂは、絨毯Ｊ上で回転する場合、毛ブラシ１５による摩擦が大きくなる。そして、回転ブラシモーター５１の負荷電流量は、床面Ｆ上で回転する場合よりも大きくなる。したがって、回転ブラシ１２ａ・１２ｂによる本体１の反時計回りに旋回する力は、床面Ｆの上の場合よりも大きくなる。したがって、制御部１７は本体１を絨毯Ｊ上で直進させる際に、床面Ｆ上で直進させる時よりも、駆動輪６ａ、６ｂの回転速度比を大きくすることによって本体１が左側に旋回することを防ぐ。
When the
また、制御部１７はジャイロセンサー２１０の出力を監視し、本体１が直進するように駆動輪６ａと駆動輪６ｂの回転速度比を設定する。このとき、制御部１７は回転ブラシモーター５１の負荷電流量を記憶し、駆動輪６ａ、６ｂの回転速度比との関連付けを行なう。そして、次回以降の本体１の直進時の駆動輪６ａ、６ｂの回転速度比の参考値として使用する。これにより、床面の種類が変わった場合でもすばやく駆動輪６ａ、６ｂの回転速度の制御を行うことができ、安定して走行させることができる。
Further, the
次に、図２０を用いて、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａと左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂとを説明する。
図２０はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機に設けられたセンサーの検知方向と検知領域を示す図である。
Next, the right side
FIG. 20 is a diagram showing a detection direction and a detection area of a sensor provided in the self-propelled cleaner according to
図２０において、右側面反射型近接センサー２０２ａの検知方向はＰ２０２ａで表される。右側面反射型近接センサー２０２ａの検知領域はＱ２０２ａで表される。左側面反射型近接センサー２０２ｂの検知方向はＰ２０２ｂで表される。左側面反射型近接センサー２０２ｂの検知領域はＱ２０２ｂで表される。
In FIG. 20, the detection direction of the right side reflection
右方近接センサー２７ａの検知方向はＰ２７ａで表される。右方近接センサー２７ａの検知領域はＱ２７ａで表される。左方近接センサー２７ｂの検知方向はＰ２７ｂで表される。左方近接センサー２７ｂの検知領域はＱ２７ｂで表される。右後方近接センサー２８ａの検知方向はＰ２８ａで表される。右後方近接センサー２８ａの検知領域はＱ２８ａで表される。左後方近接センサー２８ｂの検知方向はＰ２８ｂで表される。左後方近接センサー２８ｂの検知領域はＱ２８ｂで表される。後方近接センサー２９の検知方向はＰ２９で表される。後方近接センサー２９の検知領域はＱ２９で表される。
The detection direction of the
右側面距離計測センサー２５ａの検知方向はＰ２５ａで表される。右側面距離計測センサー２５ａの検知領域はＱ２５ａで表される。右側面距離計測センサー２６ａの検知方向はＰ２６ａで表される。右側面距離計測センサー２６ａの検知領域はＱ２６ａで表される。左側面距離計測センサー２５ｂの検知方向はＰ２５ｂで表される。左側面距離計測センサー２５ｂの検知領域はＱ２５ｂで表される。左側面距離計測センサー２６ｂの検知方向はＰ２６ｂで表される。左側面距離計測センサー２６ｂの検知領域はＱ２６ｂで表される。
The detection direction of the right side
右側面反射型近接センサー２０２ａと左側面反射型近接センサー２０２ｂとは、各設置側面に垂直な向きに対しておよそ２ｍｍから３ｃｍの範囲で、壁面、障害物の距離を検出する。具体的には、反射型近接センサー２０２ａ、２０２ｂは、発光部から赤外線を出射して壁、障害物等で反射した反射光を受光部で受光する。右側面反射型近接センサー２０２ａと左側面反射型近接センサー２０２ｂとは、反射光の光量に基づいて距離に対応した信号を出力する。当該信号に基づいて、制御部１７は、本体１の前方と壁面、障害物等との距離を検出する。
The right side reflection
右方近接センサー２７ａ、右後方近接センサー２８ａ、左方近接センサー２７ｂ、左後方近接センサー２８ｂ、後方近接センサー２９は、発光部から出射されて反射した赤外線を受光部で受光する。右方近接センサー２７ａ、右後方近接センサー２８ａ、左方近接センサー２７ｂ、左後方近接センサー２８ｂ、後方近接センサー２９は、反射光の光量に基づいて距離に対応した信号を出力する。当該信号に基づいて、制御部１７は、本体１の側方、後方と壁面、障害物等との距離を検出する。
The
右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂの距離検出範囲は、およそ２ｃｍから２０ｃｍの範囲である。検知方向Ｐ２５ａと検知方向Ｐ２６ａとは、右側面２４ａに対して約３０°の傾斜を持つ。検知方向Ｐ２５ｂと検知方向Ｐ２６ｂとは、左側面２４ｂに対して約３０°の傾斜を持つ。検知方向Ｐ２５ａと検知方向Ｐ２６ａと検知方向Ｐ２５ｂと検知方向Ｐ２６ｂとにおいて、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂ近傍の距離検出不可範囲は、鉛直投影面上において本体１の外形の内側に収まる。
The distance detection ranges of the right side
右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂの発光部は、赤外線を出射する。当該赤外線は、凹部２００ａ、２０１ａ、２００ｂ、２０１ｂのうち、対応した凹部を通過する。当該赤外線は、壁、障害物等で反射する。当該反射光は、受光部で検出される。この受光部にはポジションセンシングデバイス又はＣＭＯＳイメージセンサーが使用され、反射光の入射位置を検出する。右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂは、反射光の光量の分布に基づいて距離に対応した信号を出力する。
The light emitting units of the right side
ポジションセンシングデバイス又はＣＭＯＳイメージセンサーは、反射光の光量の絶対値に基づくのではなく、分布に基づいて距離を検出するため、壁、障害物等の被検出対象の色及び表面状態の影響を受けにくい。このため、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂとは、障害物等との距離を正確に計測する。
A position sensing device or CMOS image sensor detects the distance based on the distribution, not based on the absolute value of the amount of reflected light. Therefore, the position sensing device or CMOS image sensor is affected by the color and surface condition of the object to be detected such as walls and obstacles. Hateful. For this reason, the right side
制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂの信号に基づいて壁、障害物等までの距離を検出する。制御部１７は、同一側面にある２つの距離計測センサーの距離出力を比較することにより、右側面２４ａ、左側面２４ｂに対する壁面、障害物等の角度を検出する。
The
次に、図２１〜図３４を用いて、自走式掃除機の動作の一例を説明する。
図２１〜図３４はこの発明の実施の形態１における自走式掃除機の動作を説明するための平面図である。図２２〜図３３において、中央部２、外殻部３、駆動輪６ａ・６ｂの動作前の状態は破線で表される。
Next, an example of the operation of the self-propelled cleaner will be described with reference to FIGS.
21 to 34 are plan views for explaining the operation of the self-propelled cleaner according to the first embodiment of the present invention. 22 to 33, the state before the operation of the
図２１に示すように、本体１は、壁面Ｋに向かって斜めに移動する。この時点では、本体１は、壁面Ｋから４０ｃｍ程度離れている。このため、右側面距離計測センサー２５ａ、２６ａと左側面距離計測センサー２５ｂ、２６ｂとは、壁面Ｋへの近接を検知しない。
As shown in FIG. 21, the
図２２に示すように、制御部１７(図示せず)は、本体１を直進させる。当該直進により、本体１は、壁面Ｋに１０ｃｍ程度まで近接する。当該近接により、右側面距離計測センサー２５ａと右側面距離計測センサー２６ａと左側面距離計測センサー２５ｂとは、壁面Ｋまでの距離を計測する。制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａと右側面距離計測センサー２６ａとの計測結果に基づいて、右側面２４ａが壁面Ｋに対して傾斜していることを認識する。
As shown in FIG. 22, the control unit 17 (not shown) moves the
図２３に示すように、制御部１７は、本体１を反時計回りにわずかに旋回移動させる。制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａと右側面距離計測センサー２６ａの距離出力とを比較する。制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａに計測された距離と右側面距離計測センサー２６ａに計測された距離との差が０で且つ右側面２４ａが壁面Ｋに極めて近接するように駆動輪６ａ・６ｂを回転させる。
As shown in FIG. 23, the
図２４に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａ・６ｂの回転方向が壁面Ｋに対して平行になるように、中央部２と外殻部３とを回転させる。具体的には、制御部１７は、駆動輪６ａを前進方向に回転させる。これと同時に、制御部１７は、駆動輪６ｂを後退方向に回転させる。これらの回転により、中央部２は、左回りに回転する。その結果、駆動輪６ａ、６ｂの回転方向が変わる。これと同時に、制御部１７は、角度調節モーター５７を右回りに回転させる。当該回転により、外殻部３は、中央部２に対して、中央部２の回転速度と同一の速度で回転する。その結果、外殻部３は、留まった状態に維持される。
As shown in FIG. 24, the
図２５に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａ・６ｂを前進方向に回転させる。この際、左側面距離計測センサー２５ｂと左側面距離計測センサー２６ｂとが壁面Ｌへの近接を検知する。制御部１７は、左側面距離計測センサー２５ｂと左側面距離計測センサー２６ｂとの検知結果に基づいて、本体１が隅部Ｍに近接したことを認識する。制御部１７は、左側面距離計測センサー２５ｂと左側面距離計測センサー２６ｂとの計測結果に基づいて、壁面Ｌに対する左側面２４ｂの角度を認識する。制御部は、当該認識結果に基づいて、壁面Ｌと壁面Ｋとの角度が９０°であることを認識する。制御部１７は、隅部Ｍに対応した掃除を本体１に行わせる。
As shown in FIG. 25, the
図２６に示すように、本体１が隅部Ｍに到達すると、制御部１７は、右側面２４ａを壁面Ｌに極めて近接させた状態で駆動輪６ａ・６ｂを予め設定された時間（例えば、２〜３秒）だけ停止させる。
As shown in FIG. 26, when the
この際、右吸込口１１ａは、壁面Ｋに沿う。左吸込口１１ｂは、壁面Ｌに沿う。その結果、壁面Ｋと壁面Ｌと床面Ｆとの境界部に沿って、含塵空気が吸引される。当該吸引により、隅部Ｍ周辺の床面Ｆにおいて、堆積した塵埃が捕集される。
At this time, the
図２７に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａ・６ｂを後退方向に回転させる。当該回転により、本体１は一旦後退する。制御部１７は、本体１の全長より長い距離を移動した際に駆動輪６ａ・６ｂを停止させる。本体１が後退する間に、隅部Ｍの壁面Ｋ側が繰り返し掃除される。
As shown in FIG. 27, the
図２８に示すように、制御部１７は、角度調節モーター５７を反時計回りに回転させる。当該回転により、外殻部３は、中央部２に対して反時計回りに４５°回転する。当該回転により、直角部４の頂角は、駆動輪６ａ・６ｂの回転方向に向く。
As shown in FIG. 28, the
図２９に示すように、制御部１７は、本体１を直進させる。当該直進により、本体１は、壁面Ｌに近接する。当該近接により、右側面距離計測センサー２５ａ・２６ａと左側面距離計測センサー２５ｂ・２６ｂとは、壁面Ｋまでの距離を計測する。制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａ・２６ａと左側面距離計測センサー２５ｂ・２６ｂの計測結果に基づいて、本体１が壁面Ｌに極めて近接したことを認識する。制御部１７は、当該認識結果に基づいて、駆動輪６ａ・６ｂを停止させる。その結果、本体１は、壁面Ｌに正対した状態で停止する。
As shown in FIG. 29, the
図３０に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａを前進方向に回転させる。これと同時に、制御部１７は、駆動輪６ｂを後退方向に回転させる。これらの回転により、本体１は、左回りに４５°回転する。当該回転により、右側面２４ａは、壁面Ｌに対して一定距離を離れた状態で平行となる。
As shown in FIG. 30, the
図３１に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａ・６ｂを前進方向に同時に回転させる。右側面距離計測センサー２５ａ・２６ａは、壁面Ｌまでの距離を計測する。制御部１７は、右側面距離計測センサー２５ａ・２６ａの計測結果に基づいて、本体１が壁面Ｌに極めて近接したことを認識する。制御部１７は、本体１が壁面Ｌに極めて近接した時点で駆動輪６ａ、６ｂを停止させる。
As shown in FIG. 31, the
図３２に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａを前進方向に回転させる。これと同時に、制御部１７は、駆動輪６ｂを後退方向に回転させる。これらの回転により、本体１は、左回りに４５°回転する。当該回転により、駆動輪６ａ・６ｂの回転方向が壁面Ｌに対して平行となる。これと同時に、制御部１７は、角度調節モーター５７を右回りに回転させる。当該回転により、外殻部３は、中央部２に対して、中央部２の回転速度と同一の速度で右回りに回転する。当該回転により、右側面２４ａは、壁面Ｌに極めて近接した状態に維持される。
As shown in FIG. 32, the
図３３に示すように、制御部１７は、駆動輪６ａ・６ｂを前進方向に回転させる。当該回転により、本体１は、壁面Ｌに沿って床面Ｆを移動する。
As shown in FIG. 33, the
図３４に示すように、本体１が図２１に示す位置から図３３に示す位置に到達するまでの間に、右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂとの移動領域Ｎは、隅部Ｍの周辺を網羅する。すなわち、右吸込口１１ａと左吸込口１１ｂとは、隅部Ｍの周辺を隙間なく通過する。
As shown in FIG. 34, the movement region N between the
なお、壁面Ｌが壁面Ｋに対して右側にある場合でも、自走式掃除機は同様に動作する。 Even when the wall surface L is on the right side of the wall surface K, the self-propelled cleaner operates in the same manner.
次に、図３５〜図３８を用いて、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシモーター５１の負荷電流検出値を利用した、自走式掃除機の駆動制御処理について説明する。図３５は、この発明の実施の形態１における自走式掃除機に働く駆動力の床面の違いの影響を説明するための図であり、図３６は、回転ブラシモーター５１の負荷電流値と床面の種類との関係、および自走式掃除機の右左の駆動輪６ａ・６ｂの回転比率補正量の関係を示す図である。また、図３７は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシモーター５１の負荷電流検出値を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図であり、図３８は、自走式掃除機の制御部１７等の自走動作の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
Next, the drive control process of the self-propelled cleaner using the load current detection value of the
図３５は、自走式掃除機を移動させるように働く駆動力の例を示す図であり、（ａ）は自走式掃除機がフローリング上に位置する場合の例であり、（ｂ）は自走式掃除機が絨毯上に位置する場合の例である。図に示した矢印は、回転ブラシ１２ａ・１２ｂ、および駆動輪６ａ・６ｂに生じる駆動力の大きさを示している。（ａ）（ｂ）のいずれの場合も、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが所定の回転速度で駆動され、一対の駆動輪６ａ・６ｂは本体が直進するように回転数を個別に制御している（あるいは、駆動輪６ａ・６ｂの回転比率を制御している）状態である。この自走式掃除機は、前述のように、左の回転ブラシ１２ｂと右の回転ブラシ１２ａの長さが異なり、左の回転ブラシ１２ｂの方が長いため、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの駆動により本体１には反時計回りに（左側へ）曲がろうとする力が加わるので、それを補正するために、右側の駆動輪６ａより左側の駆動輪６ｂの回転比率を高くして、右側へ曲がろうとする力を加えている。フローリング上に位置する場合（ａ）と比較して絨毯上に位置する場合（ｂ）には、回転ブラシの毛先が絨毯に入り込んで抵抗が大きくなり、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの駆動により本体に働く駆動力が大きくなる。その結果、右側の回転ブラシ１２ａによる駆動力も、左側の回転ブラシ１２ｂによる駆動力も大きくなり、右左の回転ブラシ１２ａ・１２ｂによる駆動力の差も大きくなる。そのため、絨毯上で自走式掃除機を掃除動作を行わせながら直進移動させる場合には、フローリング上で掃除動作を行わせながら直進移動させる場合より右の駆動輪６ａに対する左の駆動輪６ｂの回転比率を高くして大きな駆動力を発生させる必要がある。
FIG. 35 is a diagram showing an example of the driving force that works to move the self-propelled cleaner, (a) is an example when the self-propelled cleaner is located on the flooring, and (b) It is an example in case a self-propelled cleaner is located on a carpet. The arrows shown in the figure indicate the magnitude of the driving force generated in the
図３６は、本実施の形態にかかる自走式掃除機において、角度調節モーター５７が駆動されておらず（調整角度：０度）、外郭部３が中央部２に対して標準の位置（回転していない状態）にあり、回転ブラシモーター５１が一定の回転速度で回転している場合の負荷電流値と床面の種類との関係（横軸）、および回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値との関係（縦軸）を示す図である。本図に示すように、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転動作に対して摩擦抵抗値が大きい（ｒ２）絨毯面における負荷電流ｉ２は、摩擦抵抗値が小さい（ｒ１）フローリング面における負荷電流ｉ１より大きくなる。
FIG. 36 shows the self-propelled cleaner according to the present embodiment in which the
図３７は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシモーター５１の負荷電流検出値を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図である。自走式掃除機の制御部１７は、掃除動作を行う際に回転ブラシモーター５１を駆動して右左の回転ブラシ１２ａ・１２ｂを駆動し、回転ブラシモーター５１に流れる負荷電流を電流センサー５２で検出する。床面検知手段２０は、電流センサー５２で検出した負荷電流値から床面に対する回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値を検知する。また、制御部１７は、ジャイロセンサー２１０を使用して本体の移動方向を検出するとともに、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対し、駆動輪モーター８ａ、８ｂを個別に制御して、目標とする進路に本体が進むように制御を行う。図３８を用いて、制御部１７の駆動制御処理について説明する。
FIG. 37 is a block diagram showing the main components related to the self-running control operation using the load current detection value of the
図３８において、制御部１７は自走制御動作中、方位検知センサーであるジャイロセンサー２１０の検出値を取得するとともに、回転ブラシモーター５１の負荷電流を検出する電流センサー５２の検出値を床面検知手段２０に取得させる（ステップ１）。
In FIG. 38, during the self-running control operation, the
次いで、床面検知手段２０で取得した電流センサー５２の検出値に所定値以上の変動があったか否かを判断する（ステップ２）。
回転ブラシモーター５１の負荷電流は、図３６に示したように床面の種類により異なる。回転ブラシ１２ａ・１２ｂに対する摩擦抵抗値が大きく、回転ブラシの回転動作により本体に対して大きな駆動力も生じる絨毯上において検出される負荷電流量（例えば、ｉ２）と、回転ブラシに対する摩擦抵抗値が小さく、回転ブラシの回転により本体に対して生じる駆動力も小さいフローリング上において検出される負荷電流量（例えば、ｉ１）とは異なるので、自走式掃除機の本体が移動してフローリングと絨毯の境界を超える場合には、所定値以上の電流量変化が検出される。その場合には、本体の進行方向が所定の方向からずれるのを防止するために、床面変化に伴う制御量Ａの算出を行う（ステップ３）。
Next, it is determined whether or not the detection value of the
The load current of the
具体的には、例えば床面検知手段２０で図３６に示した関係を用いて回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦力の変化の大きさ（例えば、Δｒ）を求め、その値に対して制御部１７が回転ブラシの回転速度等の係数を乗じて自走式掃除機の本体に働く駆動力の変化の大きさ（例えば、Δｆ）を求め、その変化の大きさに対応した右左の駆動輪６ａ・６ｂの回転比率調整量を算出する。この実施の形態において、検出した回転ブラシモーター５１の負荷電流が増大した場合は、例えば、フローリングが床面の領域から絨毯が床面の領域に移動した場合であり、回転ブラシの摩擦力により本体に働く駆動力が大きくなる。そのため、本体の進行方向（例えば、直進方向）と異なる方向への駆動力である左旋回の駆動力が大きくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を大きくする補正量Ａを算出する。逆に、回転ブラシモーター５１の負荷電流が減少した場合は、例えば絨毯が床面の領域からフローリングが床面の領域に移動した場合であり、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦力による左旋回の駆動力が小さくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を低下させる補正量Ａを算出する。一方、ステップ２で、電流センサー５２で検出した回転ブラシモーター５１の負荷電流の検出値に大きな変動が無かった場合には、床面の種類等の状態の変動は無かったものとして、回転ブラシモーター５１の負荷電流の変動による補正量Ａを０とする（ステップ４）。
Specifically, for example, the floor surface detection means 20 uses the relationship shown in FIG. 36 to determine the magnitude of change in frictional force (for example, Δr) with respect to the floor surface of the
次いで、ジャイロセンサー２１０を用いて検出した自走式掃除機の本体の検出方位と、自走式掃除機を進行させようとしていた目標方位との方位誤差を算出し（ステップ５）、その算出した方位誤差に基づいて右左の駆動輪６ａ・６ｂの個別の回転数、あるいは右左の駆動輪６ａ・６ｂの回転数比率をフィードバック制御する制御量Ｂを算出する（ステップ６）。
Next, an azimuth error between the detected orientation of the main body of the self-propelled cleaner detected using the
そして、回転ブラシモーター５１の負荷電流の変動による制御量Ａと、目標方位と検出方位の差によるフィードバック制御による制御量Ｂに基づき、一対の駆動輪６ａ・６ｂの駆動制御を行い（ステップ７）、ステップ１へ戻る。
Then, drive control of the pair of
上記の駆動制御処理によれば、回転ブラシモーター５１の負荷電流を検出することにより、床面の摩擦抵抗値の変化を判別して駆動輪６ａ・６ｂの制御を行うので、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの影響により床面変化時に生じる自走式掃除機の走行方向の乱れを抑制することができる。
According to the above drive control process, the load current of the
次に、図３９〜図４２を用いて、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが配置されている直角可動部４ａの上下方向の変位量を検出する変位量検知センサー６１の検出値を利用した、自走式掃除機の駆動制御処理について説明する。図３９は、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが配置されている直角可動部４ａの上下方向に変位している状態が、床面の種類により変化することを説明する図であり、図４０は、変位量検知センサー６１で検出した直角可動部４ａの変位量と床面の種類との関係、および回転ブラシの摩擦抵抗値との関係を示す図である。また、図４１は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが配置されている直角可動部４ａの変位量検出値を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図であり、図４２は、自走式掃除機の制御部１７の自走動作の駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。
Next, using FIG. 39 to FIG. 42, in addition to the detection value of the
図３９において、（ａ）はフローリングの床面に自走式掃除機を置いた状態、（ｂ）は絨毯の床面に自走式掃除機を置いた状態である。
（ａ）の自走式掃除機がフローリング（Ｆ）上に位置する場合は、駆動輪６ａ・６ｂや従動輪１０で支持される本体も、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの毛ブラシ１５や、塵埃受け１６ａ・１６ｂにより支持される直角可動部４ａも、フローリング（Ｆ）の床面の同一の高さで支持されている。毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂは、駆動輪６ａ・６ｂや従動輪１０より底面からの突出高さが低いので、本体底面に対して直角可動部４ａの底面は低い状態となり、本体底面からの直角可動部４ａの変位量は、比較的大きな値ｄ１（図４０）となる。
In FIG. 39, (a) is a state where a self-propelled cleaner is placed on the floor surface of the flooring, and (b) is a state where a self-propelled cleaner is placed on the floor surface of the carpet.
When the self-propelled vacuum cleaner (a) is located on the flooring (F), the main body supported by the
一方、（ｂ）の自走式掃除機が絨毯（Ｊ）上に位置する場合は、駆動輪６ａ・６ｂおよび従動輪１０で支持される本体は、本体の重量が駆動輪６ａ・６ｂや従動輪１０に集中するため絨毯の繊維に沈み込んで支持されるのに対し、回転ブラシ１２ｂの位置する直角可動部４ａは、毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂにより広く支持されるので、絨毯の繊維にあまり沈み込むことなく支持される。その結果、図に示したように、絨毯上に配置した自走式掃除機の直角可動部４ａは、フローリング上にある場合より絨毯上にある場合の方が、本体底面に対して直角可動部４ａの底面の下方への出っ張りが小さい値ｄ２（図４０）となっている。
On the other hand, when the self-propelled vacuum cleaner (b) is located on the carpet (J), the main body supported by the
図４０は、本実施の形態にかかる自走式掃除機において、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが位置する直角可動部４ａの変位量と床面の種類との関係（横軸）、および回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値との関係（縦軸）を示すもので、例えば、予め実験的、統計的に導き出した関係を用いたものである。この関係を使用して、直角可動部４ａの変位量から回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値を推定する。なお、変位量から推定した摩擦抵抗値は統計的な関係を用いて検知したものであり、実際の摩擦抵抗値とは正確に一致するものではない。
FIG. 40 shows the relationship (horizontal axis) between the amount of displacement of the right-angle
本体を支持する駆動輪６ａ・６ｂや従動輪１０は、狭く少ない接点でかなりの重量を支持するので単位面積当たりの加重が大きくなるのに対し、直角可動部４ａを支持する回転ブラシ１２ａ・１２ｂの毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂは、単位面積当たりの加重は小さくなるので、床面を構成するものの弾性度に応じてその変位量は変わる。例えば、床面がフローリングであれば、本体を支持する駆動輪６ａ・６ｂ等も、直角可動部４ａを支持する毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂも、フローリング面に当接した状態となるので、直角可動部４ａは本体に対して下側に大きく変位した状態となる（ｄ１）。一方、床面が絨毯であれば、比較的大きな荷重がかかる本体を支持する駆動輪６ａ・６ｂは絨毯に深く沈み込んで支持され、比較的小さい荷重がかかる直角可動部４ａの毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂは沈み込みが浅い状態で支持されるので、直角可動部４ａの本体に対する下側への変位は小さくなる（ｄ２）。そのため、本図の横軸に示すように、回転ブラシ１２ａ・１２ｂ等が位置する直角可動部４ａの本体に対する変位量により床面を判別することができる。床面の種類が異なり、直角可動部４ａの変位量が変化した場合には、図に示すように回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値が変わったものと判断する。例えば、変位量がｄ１からｄ２に変化した場合には、摩擦抵抗値はΔｓ増加したものと推定する。
The
図４１は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、回転ブラシが位置する直角可動部４ａの変位量検出値を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図である。図３７と同一または対応する部分には同一の符号を付している。変位量検出センサー６１は自走式掃除機の本体底面と、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが位置する直角可動部４ａの底面の垂直方向の変位量を検出する。床面検知手段２０ａは、この検出された変位量に基づき、図４０に示した変位量と回転ブラシの摩擦抵抗値の関係を用いて、床面の摩擦抵抗値の変化を検知する。また、制御部１７は、ジャイロセンサー２１０を使用して本体の移動方向を検出するとともに、床面検知手段２０ａで検知した回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値の変化に応じて、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対し、駆動輪用モーター８ａ、８ｂを個別に制御して、目標とする進路に本体が進むように制御を行う。回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値が大きくなると回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転により本体に働く駆動力も大きくなり、本体の進行方向と異なる方向成分の駆動力も大きくなるので、その方向成分を打ち消すように駆動輪６ａ・６ｂの回転比率の補正量を設定する。
FIG. 41 is a block diagram showing the main components related to the self-running control operation using the displacement detection value of the right-angle
図４２は、上記構成において、制御部１７等が自走制御動作中に行う処理を示したフローチャートである。図３８のフローチャートと同様に行う処理については同一の符号を付している。制御部１７は自走制御動作中、まず、回転ブラシ１２ａ・１２ｂ等が位置する直角可動部４ａの垂直方向の変位量を変位量検知センサー６１で取得する。また、方位検知センサーであるジャイロセンサー２１０の検出値を取得する（ステップ１ａ）。次いで、取得した直角可動部４ａの変位量に基づいて、床面検知手段２０ａで図４０に示した関係を用いて、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値に所定値以上の変動があったか否かを判断する（ステップ２ａ）。直角可動部４ａの本体に対する垂直方向の変位量は、本体の駆動輪６ａ・６ｂ等の比較的荷重が集中して大きくなる部分における沈み込みと、直角可動部４ａの毛ブラシ１５や塵埃受け１６ａ・１６ｂ等の比較的荷重が小さくなる部分における沈み込みとが、床面の種類等により異なることを利用して判別する。床面の種類に変化があれば、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値が変わり、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転動作により本体に対して生じる駆動力にも変化が生じる。床面の摩擦抵抗値に変化があったと判断した場合には、本体の進行方向が所定の方向からずれるのを防止するために、床面変化に伴う制御量Ａの算出を行う（ステップ３ａ）。具体的には、例えば図４０に示した関係を用いて変位量の変化から得た回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値の変化量に対し、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転速度や、回転ブラシにより行動される方向と本体の進行方向との差異を考慮して、右左の駆動輪６ａ・６ｂに対する回転比率補正量を設定する。この実施の形態において、検出した直角可動部４ａの変位量が減少した場合は、例えば、フローリングが床面の領域から絨毯が床面の領域に移動し、直角可動部４ａの変位量がｄ１からｄ２に減少した場合は床面の摩擦抵抗値がΔｓ増加した場合であり、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による駆動力が大きくなり、その結果、左旋回の駆動力が大きくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を大きくする補正量Ａを設定する。逆に、検出した直角可動部４ａの変位量が増大した場合は、例えば、絨毯が床面の領域からフローリングが床面の領域に移動し、直角可動部４ａの変位量がｄ２からｄ１に増加した場合は、床面の摩擦抵抗値がΔｓ減少した場合であり、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による駆動力が小さくなり、その結果、左旋回の駆動力も小さくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を低下させるように補正量Ａを設定する。一方、ステップ２ａで、変位量検知センサー６１で取得した変位量に基づく摩擦抵抗値に所定値以上の変動が無かったものと判断した場合には、床面の種類等の変化による補正量Ａを０とする（ステップ４）。次いで、ジャイロセンサー２１０を用いて検出した自走式掃除機の本体の検出方位と、自走式掃除機を進行させようとしていた目標方位との方位誤差によるフィードバック制御を図３８のフローチャートと同様に行い（ステップ５〜ステップ７）、ステップ１へ戻る。
FIG. 42 is a flowchart showing processing performed by the
上記の駆動制御処理によれば、回転ブラシ１２ａ・１２ｂ等が位置する直角可動部４ａの垂直方向の変位量を検出する変位量検出センサー６１を使用し、その検出した変位量から回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値を推定する例を示したが、変位量検出センサー６１の代わりに、床面の回転ブラシ等の近傍に接触センサーを配置して、その床面に絨毯があるか否かによる柔軟性等の差異から床面の種類を判別することとしてもよい。このような方法で回転ブラシが接触する床面の種類を判別することにより、床面の種類の変化を検出し、床面の種類の変化による回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値の変化を検知して駆動輪６ａ・６ｂの制御を行えば、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による駆動力の影響により床面変化時に生じる自走式掃除機の走行方向の乱れを抑制することができる。
According to the above drive control processing, the displacement
次に、図４３〜図４５を用いて、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、床面イメージセンサー５３を用いて床面の種類を判定し、その床面判定結果を利用した、自走式掃除機の駆動制御処理について説明する。図４３は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、床面のイメージデータを取得して判別した床面の種類の変動情報を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図であり、図４４は、床面イメージセンサー５３で検出して判別した床面の種類と、回転ブラシの摩擦抵抗値との関係を示す図である。また、図４５は、この構成における自走式掃除機の制御部１７の自走動作の駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。
Next, using FIG. 43 to FIG. 45, in addition to the detection value of the
図４３は、ジャイロセンサー２１０の検出値に加えて、床面イメージセンサー５３により取得したデータから判別した床面の種類の変動情報を利用した自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図であり、図３７および図４１と同一または対応する部分には同一の符号を付している。床面イメージセンサー５３については、右側面距離計測センサー２５ａおよび左側面距離計測センサーに使用しているＣＭＯＳイメージセンサーを利用してもよいし、別途、床面のイメージデータを取得するイメージセンサーを設けてもよい。右側面距離計測センサー２５ａ、左側面距離計測センサー２５ｂを利用する場合には、本体前方の床面のイメージを取得することができる。床面イメージセンサー５３から床面のイメージデータを取得する床面検知手段２０ｂは、床面種別判別手段６２と床面抵抗値記憶手段６３を内蔵する。床面種類判別手段６２は、取得した床面のイメージデータから模様や色調、高さ方向の変動等をから床面の種類を判別する。また、床面抵抗値記憶手段６３は、床面の種類に応じた床面の摩擦抵抗値の標準的値を記憶している。床面検知手段２０ｂは、床面イメージセンサー５３から取り込んだ床面イメージデータから床面種類判別手段で床面の変化を検出した場合には、床面抵抗値記憶手段６３を参照して、その床面の種類が変化による回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値の変化を検知する。制御部１７は、ジャイロセンサー２１０を使用して本体の移動方向を検出するとともに、床面検知手段２０ｂで検知した回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値を用いて補正を行うことにより、床面が変わる箇所での本体駆動方向のずれを抑制するように、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対し、駆動輪モーター８ａ、８ｂを個別に制御して、目標とする進路に本体が進むようする。
FIG. 43 is a block diagram showing the main components related to the self-running control operation using the variation information of the floor type determined from the data acquired by the
図４４は、判別した床面の種類と、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの床面に対する摩擦抵抗値との関係を示す図であり、床面抵抗値記憶手段６３に記憶される。この関係は、実験的・統計的に見出した関係を使用すればよい。例えば、床面が絨毯の場合は回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値は大きく（ｔ１）、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による本体への駆動力が大きい。一方、床面がフローリングの場合は回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値が小さく（ｔ２）、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による本体への駆動力も小さい。床面が畳面の場合はその中間の状態であるので回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値も中間の値（ｔ３）である。床面の種類が変化すると、その変化に応じて回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による本体に対する駆動力が変化する。 FIG. 44 is a diagram showing the relationship between the discriminated floor surface type and the frictional resistance value of the rotary brushes 12a and 12b with respect to the floor surface, and is stored in the floor surface resistance value storage means 63. For this relationship, a relationship found experimentally or statistically may be used. For example, when the floor surface is a carpet, the frictional resistance values of the rotary brushes 12a and 12b are large (t1), and the driving force to the main body by the rotation of the rotary brushes 12a and 12b is large. On the other hand, when the floor is flooring, the frictional resistance values of the rotary brushes 12a and 12b are small (t2), and the driving force to the main body due to the rotation of the rotary brushes 12a and 12b is also small. When the floor surface is a tatami surface, the frictional resistance value of the rotary brushes 12a and 12b is also an intermediate value (t3). When the type of the floor surface changes, the driving force for the main body due to the rotation of the rotary brushes 12a and 12b changes according to the change.
図４５は、上記構成において、制御部１７等が自走制御動作中に行う処理を示したフローチャートである。図３８または図４２のフローチャートと同様に行う処理については同一の符号を付している。制御部１７は自走制御動作中、まず、床面イメージセンサー５３で床面の状態データを取得する。また、方位検知センサーであるジャイロセンサー２１０の検出値を取得する（ステップ１ｂ）。次いで、取得した床面のイメージデータから床面検知手段２０ｂが床面種類判別手段６２を用いて床面の種類を判別し、制御部１７は判別した床面の種類に変化があったか否かを判断する（ステップ２ｂ）。床面の種類に変化があったと判断した場合には、本体の進行方向が所定の方向からずれるのを防止するために、床面変化に伴う制御量Ａの算出を行う（ステップ３ｂ）。具体的には、床面検知手段２０ｂが床面抵抗値記憶手段６３に記憶されている図４４に示した床面の種類と回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値の関係を用いて、例えば床面が畳面から絨毯面に変わった場合には、摩擦抵抗値の変化量Δｔ１（＝ｔ１−ｔ３）を検知する。その検知した摩擦抵抗値の変化量Δｔ１に回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転速度等を考慮して、補正量Ａを決定する。本実施の形態においては、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値が大きくなる場合には、本体が左側に旋回する力が大きくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を大きくする補正量Ａを設定する。また、絨毯面からフローリング面に変化した場合には回転ブラシ１２ａ・１２ｂの摩擦抵抗値が小さくなる（−Δｔ１−Δｔ２＝ｔ２−ｔ１）ので、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの回転による本体に対する駆動力も小さくなり、本体を左側へ旋回する力も小さくなるので、右側の駆動輪６ａに対する左側の駆動輪６ｂの回転比率を小さくする補正量Ａを設定する。一方、ステップ２ｂで、床面の種類に変化は無かったものと判断した場合には、床面の種類等の変動による補正量Ａを０とする（ステップ４）。次いで、ジャイロセンサー２１０を用いて検出した自走式掃除機の本体の検出方位と、自走式掃除機を進行させようとしていた目標方位との方位誤差によるフィードバック制御を図３８のフローチャートと同様に行い（ステップ５〜ステップ７）、ステップ１へ戻る。
FIG. 45 is a flowchart showing processing performed by the
なお、上記の実施の形態によれば、床面の種類を単一に判別していたが、例えば右左の床面イメージセンサーで右側の床面と左側の床面を個別に判別し、その結果に応じて駆動輪６ａ・６ｂの右左の回転比率の補正を行って、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの影響により床面変化時に生じる自走式掃除機の走行方向の乱れを抑制するようにしてもよく、さらに多数のセンサー等により、床面の種類を細かい領域に分割して判別し、走行方向の乱れを抑制するように制御してもよい。
In addition, according to the above embodiment, the type of the floor surface is determined as a single, but the right floor surface and the left floor surface are individually determined by, for example, the right and left floor surface image sensors, and the result Accordingly, the right and left rotation ratios of the
以上で説明した実施の形態１によれば、回転ブラシ１２ａ・１２ｂが、一対の駆動輪６ａ・６ｂの中間位置の直進方向に対して非対称な位置に配置され、床面の種類が走行中に変わる場合であっても、走行方向の乱れを抑制することができる。
According to the first embodiment described above, the rotating
また、右側面距離計測センサー２５ａ・２６ａ、左側面距離計測センサー２５ｂ・２６ｂ近傍の距離検出不可範囲は、鉛直投影面上において本体１の外形の内側に収まる。このため、本体１が壁面、障害物等の物体に極めて近接した場合でも、物体までの距離を正確に計測することができる。その結果、右側面２４ａ、左側面２４ｂが壁面に０ｍｍから５ｍｍの距離で平行になるように極めて近接した状態で掃除を行うことができる。
In addition, the distance non-detectable range in the vicinity of the right side
なお、自走式掃除機は、壁面から５ｍｍ〜１ｃｍ程度離れて移動してもよい。この場合、予期しない壁面への衝突の頻度を低減することができる。 The self-propelled cleaner may move away from the wall surface by about 5 mm to 1 cm. In this case, the frequency of unexpected collision with the wall surface can be reduced.
また、右側面２４ａと左側面２４ｂとにフッ素樹脂等で形成された緩衝部材を設けてもよい。当該緩衝部材の滑り性能は高い。このため、右側面２４ａ又は左側面２４ｂが壁面に接触した際に壁面が傷付くことを防止できる。
Moreover, you may provide the buffer member formed with the fluororesin etc. in the
また、吸込口１１を１つにしてもよい。この場合、壁面と平行な側面又は隅部の床面の壁面交差角度に応じた角部を外殻部３に設ければよい。その結果、壁面近傍の床面又は隅部近傍の床面に吸込口１１を近接させることができる。このため、掃除漏れを更に少なくすることができる。
Moreover, you may make the
また、外殻部３を中央部２に対して３６０°回転し得るようにしてもよい。実施の形態１のように外殻部３の回転範囲を制限した場合は、集塵部３７の後方に蓄電池４９等を設けることができる。その結果、自走式掃除機を小さくすることができる。
Further, the
また、駆動輪６ａ・６ｂとは別に、中央部２を回転させる機構を設けてもよい。実施の形態１のように中央部２の回転中心を通る直線上に駆動輪６ａ・６ｂを設けた場合は、中央部２を移動させる機構と中央部２を回転させる機構とを兼用することができる。その結果、自走式掃除機を小さくすることができる。
In addition to the
また、塵埃受けを削除してもよい。実施の形態１のように回転ブラシ１２ａ・１２ｂと塵埃受けとを設ければ、床面の塵埃を確実に掃除できる。特に、壁に極めて近接した位置において、床面の塵埃を確実に掃除できる。このため、掃除漏れを更に少なくすることができる。 Further, the dust receiver may be deleted. If the rotary brushes 12a and 12b and the dust receiver are provided as in the first embodiment, the dust on the floor surface can be reliably cleaned. In particular, dust on the floor can be reliably cleaned at a position very close to the wall. For this reason, cleaning leakage can be further reduced.
また、直角部４を固定したり、直角部４の底面を前方が高くなるように傾斜させたりしてもよい。実施の形態１のように、直角部４を上下移動にすれば、凸状段差を確実に乗り越えることができる。また、絨毯上も掃除することができる。その結果、掃除漏れを更に少なくすることができる。
Moreover, you may fix the
また、従動輪１０を削除してもよい。その場合、回転ブラシ１２ａ・１２ｂの毛ブラシ１５が床面Ｆに接することで、本体１の前方が支持される。このため、本体１を床面Ｆに対して水平にすることができる。
Further, the driven
また、従動輪１０に代えて、摺動性の高いクッション部材を設けてもよい。この場合、本体１の前方が持ち上がった際に、クッション部材が床面Ｆに接する。このため、本体１の底面が損傷することを防止できる。
Further, instead of the driven
また、送風機３４と集塵部３７とを外殻部３に設けてもよい。この場合、外殻部３が中央部２に対して回転する際に、送風機３４の排気ダクト３６が駆動輪モーター８ａ・８ｂ等と干渉しないようにすることができる。
Further, the
また、回転ブラシ１２ａと回転ブラシ１２ｂのそれぞれに対応する２つの回転ブラシモーター５１を備えてもよい。この場合、それぞれを独立に回転させるように制御してもよい。
Moreover, you may provide the two
実施の形態２
上記の実施の形態１にかかる自走式掃除機は、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対して非対称な位置に回転ブラシが配置されていたものだが、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対して対称な位置に回転ブラシ１２を配置した自走式掃除機であってもよい。図４６にその一例を示す。
In the self-propelled cleaner according to the first embodiment, the rotating brush is disposed at an asymmetric position with respect to the pair of driving
図４６は、実施の形態２にかかる自走式掃除機の構成を示す底面図であり、実施の形態１の図２と同一または相当部分には同一の符号を付している。本実施の形態にかかる自走式掃除機は、前方が矩形で後方が円形を成す本体１の底部に、本体１を移動させる一対の駆動輪６ａ・６ｂと１つの従動輪１０を有する。本体１の前方の矩形部分には、吸込口体１８が前方を上下に回動可能な状態に設置される。吸込口体１８は底面から前方下部にかけて塵埃を吸込む吸込口１１が設けられ、吸込口１１の内部に回転ブラシ１２を備える。この回転ブラシ１２は、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対して対称な位置に配置されている。吸込口１１の右隣および左隣には、床面の種類を検知するための床面センサー１９ａ・１９ｂが配置されている。この床面センサー１９ａ・１９ｂは、床面のイメージデータを取り込むイメージセンサーでもよいし、床面の接触状態を検出する接触センサーであってもよい。
FIG. 46 is a bottom view showing the configuration of the self-propelled cleaner according to the second embodiment, and the same or corresponding parts as those in FIG. 2 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The self-propelled cleaner according to the present embodiment has a pair of driving
図４７は。本実施の形態にかかる自走式掃除機の自走制御動作に関連する主要構成部を示すブロック構成図である。実施の形態１の図４３と同一または相当部分には同一の符号を付している。自走式掃除機の床面検知手段２０ｂは、回転ブラシ１２の右側および左側の床面センサー１９ａ・１９ｂを用いて取り込んだデータから床面種類判別手段６２を用いて、床面の種類を個別に検知し、床面抵抗値記憶手段６３を用いて床面に対する回転ブラシの摩擦抵抗値を個別に検知する。また、制御部１７は、ジャイロセンサー２１０を使用して本体の移動方向を検出するとともに、床面検知手段２０ｂで検知した左右個別の回転ブラシ１２の摩擦抵抗値に基づいて補正を行い、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対し、駆動輪モーター８ａ・８ｂを個別に制御して、目標とする進路に本体が進むようする。
FIG. It is a block block diagram which shows the main components relevant to the self-propelled control operation | movement of the self-propelled cleaner concerning this Embodiment. The same or corresponding parts as those in FIG. 43 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The floor detection means 20b of the self-propelled cleaner uses the floor surface type determination means 62 from the data acquired by using the right and left
図４８は、本実施の形態にかかる自走式掃除機に、床面の種類に応じて働く駆動力を説明するための図である。図において、（ａ）は床面がフローリングの場合、（ｂ）は床面が絨毯の場合、（ｃ）は床面がフローリングと絨毯の境界である場合であり、矢印の長さは回転ブラシ１２の回転、あるいは、駆動輪６ａ・６ｂの回転（右左の駆動輪６ａ・６ｂが同一・一定速度）により自走式掃除機の本体に対して生じる駆動力の大きさの例を示したものである。床面の種類により、回転ブラシ１２の回転による自走式掃除機の本体への駆動力は変化する。例えば、絨毯面の方がフローリング面より大きい。床面が回転ブラシ１２の左右部分に対して同時に、同様に切り替わる場合（例えば、回転ブラシの左右部分で同時に絨毯面からフローリング面に切り替わる場合）には、本体の進行速度が変化する可能性はあるが、本体の進行方向に影響は生じない。しかし、例えば回転ブラシ１２の右側の床面が絨毯であり、回転ブラシ１２の左側の床面がフローリングである（ｃ）の状態では、回転ブラシ１２の左右部分における本体に対する駆動力が同等ではないので、その進行方向に影響を与える。床面が回転ブラシ１２の左右部分に対して同時に同様に切り替わるのではない場合、例えば、自走式掃除機が、床面がフローリング（ａ）、あるいは絨毯（ｂ）の領域から、フローリングと絨毯の境界領域（ｃ）に移動した場合には、回転ブラシ１２の回転による本体に対する駆動力に左右部分で異なる変化を生じるので、自走式掃除機本体の進路方向にずれが生じる。その進路方向のずれを抑制するため、左右の床面センサー１９ａ・１９ｂで個別に検出した床面の種類を変化に応じて、対応する駆動輪６ａ・６ｂの回転速度を調整して、駆動輪６ａ・６ｂの回転比率を補正する。例えば、図４８（ｃ）の右側の床面が絨毯、左側の床面がフローリングの場合には、右側の駆動輪６ａの回転速度を左側の駆動輪６ｂと比較して、白抜き矢印の長さで示すように駆動力を小さくするように調整する。
FIG. 48 is a diagram for explaining the driving force that acts on the self-propelled cleaner according to the present embodiment according to the type of the floor surface. In the figure, (a) is the case where the floor is flooring, (b) is the case where the floor is a carpet, (c) is the case where the floor is the boundary between the flooring and the carpet, and the length of the arrow is a rotating brush. An example of the magnitude of the driving force generated on the body of the self-propelled cleaner due to the rotation of 12 or the rotation of the
図４９は、本実施の形態にかかる自走式掃除機の制御部１７における自走制御処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態１における図３８、図４２、図４５に示したフローチャートと同様に行う処理については、同一の符号を付している。以下、図に従って、制御部１７等の駆動制御処理について説明する。
FIG. 49 is a flowchart illustrating an example of a self-propelled control process in the
図において、制御部１７は自走制御動作中、まず、回転ブラシ１２の右左に位置する床面センサー１９ａ・１９ｂからの検出値を取得する。また、方位検知センサーであるジャイロセンサー２１０の検出値を取得する（ステップ１ｃ）。次いで、取得した右左の床面センサー１９ａ・１９ｂの検出値から、床面検知手段２０ｃで自走式掃除機本体の右左で異なる床面の種類の変化を検出したか否かを判断する（ステップ２ｃ）。右左で異なる床面の変化の検出があったときは、本体の進行方向が予定の方向からずれるのを防止するために、床面変化に伴う制御量Ａの算出を行う（ステップ３ｃ）。例えば、右側の床面センサー１９ａでフローリングから絨毯への変化を検出した場合には、回転ブラシ１２の右側部分における本体に対する駆動力が大きくなるので、右側の駆動輪６ａの左側の駆動輪６ｂに対する回転比率を下げるように補正量Ａを調整する。逆に、右側の床面センサー１９ａで絨毯からフローリングへの変化を検出した場合には、回転ブラシ１２の右側部分における本体に対する駆動力が小さくなるので、右側の駆動輪６ａの左側の駆動輪６ｂに対する回転比率を上げるように補正量Ａを調整する。また、左側の床面センサー１９ｂでフローリングから絨毯への変化を検出した場合には、回転ブラシ１２の左側部分における本体に対する駆動力が大きくなるので、左側の駆動輪６ｂの右側の駆動輪６ａに対する回転比率を下げるように補正量Ａを調整し、逆に左側の床面センサー１９ｂで絨毯からフローリングへの変化を検出した場合には、回転ブラシ１２の左側部分における本体に対する駆動力が小さくなるので、左側の駆動輪６ｂの右側の駆動輪６ａに対する回転比率を上げるように補正量Ａを調整する。
In the figure, during the self-running control operation, the
一方、ステップ２ｃで右左の床面センサー１９ａ・１９ｂの検出状態に変化が無く、あるいは、右左の床面センサー１９ａ・１９ｂで同時に同じ床面の変化を検出した場合には、床面の種類等の変動による補正量Ａを０とする（ステップ４）。右左の床面センサー１９ａ・１９ｂで同時に同じ床面の種類の変化を検出した場合には、回転ブラシ１２による本体に対する駆動力は全体として変化するものの、右左の駆動力のバランスには影響を与えないので、補正量Ａの調整は不要である。ただし、回転ブラシ１２による駆動力の変動を打ち消すように右左の駆動輪６ａ・６ｂの回転量をバランスをとりつつ調整することとすれば、自走式掃除機の本体を移動速度の変動を抑えて駆動することができる。
On the other hand, if there is no change in the detection state of the right and left
次いで、ジャイロセンサー２１０を用いて検出した自走式掃除機の本体の検出方位と、自走式掃除機を進行させようとしていた目標方位との方位誤差によるフィードバック制御を実施の形態１（図３８、図４２、図４５）と同様に行い（ステップ５〜ステップ７）、ステップ１へ戻る。
Next, feedback control based on an azimuth error between the detected orientation of the main body of the self-propelled cleaner detected using the
なお、本実施の形態にかかる自走式掃除機では、自走式掃除機の進路上の床面の種類の変化を、床面センサーを左右２個設けて、右側と左側で異なるのを検出して駆動輪６ａ・６ｂの回転比率の制御を行ったが、床面センサーを数を３個以上に増やして制御を行うこととしてもよい。
In addition, in the self-propelled cleaner according to the present embodiment, a change in the type of the floor surface on the path of the self-propelled cleaner is detected by providing two floor sensors on the left and right sides, and different on the right and left sides. Then, the rotation ratio of the
また、上記実施の形態の自走式掃除機は、一対の駆動輪６ａ・６ｂと回転ブラシ１２の回転軸の位置関係が一定に保たれており、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対して回転ブラシ１２が対称な位置に配置されていたものであったが、駆動輪６ａ・６ｂの回転軸と回転ブラシ１２の回転軸を回転可能とし、一対の駆動輪６ａ・６ｂに対して回転ブラシ１２が対称な位置に配置されていない状態となり得る自走式掃除機としてもよい。図５０に一例を示す。図において、駆動輪６ａ・６ｂや従動輪１０が位置する中心部２と、回転ブラシ１２や吸込口体１８が位置する外郭部３とを、例えば実施の形態１と同様に回転可能であるものとする。
In the self-propelled cleaner of the above-described embodiment, the positional relationship between the pair of
以上で説明した実施の形態２によれば、自走式掃除機の走行進路上の左側床面と右側床面で異なる床面の種類の変化があった場合であっても、走行方向の乱れを抑制することができる。
According to
１ 本体、 ２ 中央部、 ３ 外殻部、 ４ 直角部、 ４ａ 直角可動部、 ５ 円弧部、 ６ａ、６ｂ 駆動輪、 ７ａ、７ｂ 駆動輪開口部、 ８ａ、８ｂ 駆動輪モーター、 ９ａ、９ｂ ギヤ部、 １０ 従動輪、 １１ 吸込口、 １１ａ 右吸込口、 １１ｂ 左吸込口、 １２、１２ａ、１２ｂ 回転ブラシ、 １３、１３ａ、１３ｂ 回転ブラシ軸、 １４ａ〜１４ｄ 軸受け、 １５ 毛ブラシ、 １６、１６ａ、１６ｂ 塵埃受け、 １７ 制御部、 １８ 吸込口体、 １９ａ、１９ｂ 床面センサー、 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 床面検知手段、 ２２ａ、２２ｂ 前方段差検知センサー、 ２２ｃ 直角部段差検知センサー、 ２３ａ、２３ｂ 後方段差検知センサー、 ２４ａ 右側面、 ２４ｂ 左側面、 ２５ａ 右側面距離計測センサー、 ２５ｂ 左側面距離計測センサー、 ２６ａ 右側面距離計測センサー、 ２６ｂ 左側面距離計測センサー、 ２７ａ 右方近接センサー、 ２７ｂ 左方近接センサー、 ２８ａ 右後方近接センサー、 ２８ｂ 左後方近接センサー、 ２９ 後方近接センサー、 ３０ 操作表示部、 ３１ 操作ボタン、 ３２ 表示部、 ３３ 集塵部カバー、 ３４ 送風機、 ３５ ファン、３６ 排気ダクト、 ３７ 集塵部、 ３８ 集塵部蓋、 ３９ ヒンジ部、 ４０ フィルター、 ４１ 格子、 ４２ シール部材、 ４３ 吸込風路、 ４４ 自在連結部、 ４７ 電気回路基板、 ４８ 排気口、 ４９ 蓄電池、 ５０ 組電池、 ５１ 回転ブラシモーター、 ５２ 電流センサー、 ５３ 床面イメージセンサー、 ５７ 角度調節モーター、 ５８ ピニオンギヤ、 ５９ ラックギヤ、 ６０ ガイド、 ６１ 変位量検知センサー、 ６２ 床面種類判別手段、 ６３ 床面抵抗値記憶手段、 １００ 回転ブラシユニット、 １０１ａ、１０１ｂ 回転ブラシ収容部、 １０２ａ、１０２ｂ 駆動伝達部、 １０３、１０４ 軸受け固定部材、 １０５ａ、１０５ｂ 支持部、 １０６ａ、１０６ｂ 係合部、 １０７ 嵌合部、 １０８ 支持軸、 １０９ａ、１０９ｂ 凹状係合部、 １１０ａ、１１０ｂ 回転ブラシ駆動軸、 １１１ａ、１１１ｂ 動力伝達軸、 １１２ａ、１１２ｂ 軸受け、 １１３ａ、１１３ｂ かさ歯ギヤ、 １１４ａ、１１４ｂ 開口部、 １１５ 軸、 １１６ ギヤ、 １１７ ギヤ、 １１８ 軸、 １１９ ギヤ、 １２０ ギヤ、 １２１ ギヤ、 １２２ 軸、 １２３ ギヤ、 １２４ ギヤ、 １２５ ギヤ、 １２６ ギヤ、 １２７ 軸、 １２８ ギヤ、 １２９ ギヤ、 ２００ａ、２００ｂ、２０１ａ、２０１ｂ 凹部、 ２０２ａ 右側面反射型近接センサー、 ２０２ｂ 左側面反射型近接センサー、 ２０９ａ、２０９ｂ 回転速度検知センサー、 ２１０ ジャイロセンサー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body, 2 Center part, 3 Outer shell part, 4 Right angle part, 4a Right angle movable part, 5 Arc part, 6a, 6b Drive wheel, 7a, 7b Drive wheel opening part, 8a, 8b Drive wheel motor, 9a, 9b Gear , 10 driven wheel, 11 suction port, 11a right suction port, 11b left suction port, 12, 12a, 12b rotating brush, 13, 13a, 13b rotating brush shaft, 14a-14d bearing, 15 bristle brush, 16, 16a, 16b Dust receiver, 17 Control unit, 18 Suction port, 19a, 19b Floor sensor, 20, 20a, 20b, 20c Floor detection means, 22a, 22b Front step detection sensor, 22c Right angle step detection sensor, 23a, 23b Back step detection sensor, 24a right side, 24b left side, 25a right side distance measurement sensor 25b Left side distance measurement sensor, 26a Right side distance measurement sensor, 26b Left side distance measurement sensor, 27a Right side proximity sensor, 27b Left side proximity sensor, 28a Right rear side proximity sensor, 28b Left rear side proximity sensor, 29 Back side proximity sensor , 30 Operation display section, 31 Operation button, 32 Display section, 33 Dust collection section cover, 34 Blower, 35 Fan, 36 Exhaust duct, 37 Dust collection section, 38 Dust collection section lid, 39 Hinge section, 40 Filter, 41 Grid , 42 Seal member, 43 Suction air passage, 44 Flexible connection part, 47 Electric circuit board, 48 Exhaust port, 49 Storage battery, 50 Battery pack, 51 Rotating brush motor, 52 Current sensor, 53 Floor image sensor, 57 Angle adjustment motor , 58 pini Gear, 59 rack gear, 60 guide, 61 displacement detection sensor, 62 floor surface type discriminating means, 63 floor surface resistance value storing means, 100 rotating brush units, 101a, 101b rotating brush housing parts, 102a, 102b drive transmission parts, 103 104 bearing fixing member, 105a, 105b support portion, 106a, 106b engagement portion, 107 fitting portion, 108 support shaft, 109a, 109b concave engagement portion, 110a, 110b rotary brush drive shaft, 111a, 111b power transmission shaft 112a, 112b bearings, 113a, 113b bevel gears, 114a, 114b openings, 115 shafts, 116 gears, 117 gears, 118 shafts, 119 gears, 120 gears, 121 gears, 122 shafts, 123 gears, 1 24 gear, 125 gear, 126 gear, 127 shaft, 128 gear, 129 gear, 200a, 200b, 201a, 201b recess, 202a right side reflection type proximity sensor, 202b left side reflection type proximity sensor, 209a, 209b rotational speed detection sensor 210 Gyro sensor
Claims (7)
前記一対の駆動輪を個別に駆動する駆動輪駆動手段と、
前記本体の底面に設けられた回転ブラシと、
前記本体の向きを検知する方位検知センサーと、
前記回転ブラシが接触する床面の摩擦抵抗値を検知する床面検知手段と、
前記駆動輪駆動手段に対し、前記方位検知センサーの検出値に基づく制御を行うとともに、前記床面検知手段が検出する摩擦抵抗値に基づいて制御を行うことにより、前記駆動輪の個別の回転数を制御する制御部と、
を有することを特徴とする自走式掃除機。 A body having a pair of drive wheels;
Drive wheel drive means for individually driving the pair of drive wheels;
A rotating brush provided on the bottom surface of the main body;
An orientation detection sensor for detecting the orientation of the main body,
Floor surface detection means for detecting the frictional resistance value of the floor surface that the rotating brush contacts;
By controlling the driving wheel driving means based on the detection value of the azimuth detecting sensor and controlling based on the frictional resistance value detected by the floor surface detecting means, the individual rotation speed of the driving wheel A control unit for controlling
A self-propelled cleaner characterized by comprising:
前記モーターの負荷電流を検出する電流センサーと、を備え、
前記床面検知手段は，前記電流センサーで負荷電流を検出することによって床面の摩擦抵抗値の検出することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の自走式掃除機。 A motor for rotating the rotating brush;
A current sensor for detecting a load current of the motor,
The self-propelled type according to any one of claims 1 to 4, wherein the floor surface detection means detects a frictional resistance value of the floor surface by detecting a load current with the current sensor. Vacuum cleaner.
床面種類判別手段で判別した床面の種類に基づいて床面抵抗値記憶手段で床面の摩擦抵抗値を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自走式掃除機。 The floor surface detection means includes a floor surface type determination means for determining the floor surface type based on the floor surface image data captured by the image sensor, and a floor for storing frictional resistance value data corresponding to the floor surface type. A surface resistance value storage means;
5. The friction resistance value of the floor surface is detected by the floor surface resistance value storage means based on the floor surface type determined by the floor surface type determination means. 6. Traveling vacuum cleaner.
前記床面検知手段は、前記変位量検知手段の検出値に基づいて床面の摩擦抵抗値を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自走式掃除機。 The main body is divided into a first part having a driving wheel and a second part having a rotating brush, and the first part and the second part are held movably in a vertical direction, A displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in a vertical direction between the first portion and the second portion;
The self-propelled cleaner according to any one of claims 1 to 4, wherein the floor surface detection means detects a frictional resistance value of the floor surface based on a detection value of the displacement amount detection means. .
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