JPH0757215B2 - 自走式掃除ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は掃除ロボットに関し、さらに詳細にいえば、
電源コードを通して給電が行なわれる自走式掃除ロボッ
トに関する。

〈従来の技術〉 自走式掃除ロボットは、掃除を行なう区域を自ら走行
し、その底部に設けられた掃除機吸込口からホコリ等を
吸引することによってその区域を掃除するロボットであ
る。

このような自走式掃除ロボットの走行用電源としては、
ロボット本体に搭載されている電池を用いることが考え
られる。

しかし、ロボット本体に搭載されている電池によって掃
除作業を行なわせると、ホコリ等の吸引を行なう掃除機
モータが大電力を消費するため、電池の充電間隔が短く
なり、一回の充電による作業時間も短くなる。そのた
め、電源コードを用いて別電源より給電することが不可
欠となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、電源コードによって給電するようにすると、掃
除ロボットが向きを変えるような走行を行なった場合、
例えば第５図のように、掃除ロボット（１′）が四角の
部屋の中を地点（ａ）から地点（ｄ）まで掃除を行なう
とき、地点（ｂ）および（ｃ）の近くでロボット
（１′）が方向を変えるための回転走行を行なうので電
源コードが絡み付きやすい等、電源コードとの関係でロ
ボットの走行動作に制約を受けるという問題があった。

さらに、同じく第５図の例のようにロボット（１′）が
回転走行をすると、掃除機吸込口（２′）にかからない
隅の方がどうしても掃除されずに残ってしまい、改めて
外周を掃除する必要が生ずるという問題もあった。

〈発明の目的〉 この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、別電源により給電を行なうための電源コードを用い
ながら、電源コードが絡みつく等の制約を受けずに、部
屋の隅々まで掃除を行なうことができる自走式掃除ロボ
ットを提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明の自走式掃除ロボ
ットは、ロボット底部に設けられた方向可変な車輪と、
上記底部に設けられた前後２つの掃除機吸込口と、該掃
除機吸込口にそれぞれ接続している２つの吸込管と、該
吸込管の所定位置に設けられた２つのシャッタと、上記
掃除機吸込口から上記吸込管を通してホコリ等を吸引さ
せる掃除機モータと、壁等の障害物との離間状態を検出
するセンサと、該センサの出力に基づいて、上記車輪の
方向を変化させる第１の制御手段と、上記２つのシャッ
タをロボットの走行状態、及び上記センサの出力に応じ
て開閉する第２の制御手段と、を備え、上記第２の制御
手段により、ロボットの走行方向転換直前、または直後
に、上記２つのシャッタを開放させることを特徴とする
ものである。

〈作用〉 上記構成の自走式掃除ロボットであれば、壁等の障害物
との離間状態を検出するセンサの出力に基づいて、ロボ
ット底部に設けられた方向可変な車輪の方向を変化させ
るので、予め走行コースを記憶させる必要がなく、ロボ
ットを壁等の障害物の近傍まで自走させることができる
と共に、ロボット本体の向きを変えずに走行方向を変更
することができる。

また、２つのシャッタをロボットの走行状態、及び上記
センサの出力に応じて開閉する第２の制御手段を有し、
ロボットの走行方向転換直前、または直後に両方のシャ
ッタを開放させるので、その際にロボットの底面全体に
わたって掃除が行われる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、ロボット内における第１および第２の制御手
段（C1），（C2）による命令系統を説明するブロック図
であって、例えば後述する衝撃センサ等のセンサ出力に
よって、第１の制御手段（C1）が車輪操舵部（d1）にロ
ボット走行用車輪（r1）〜（r4）の方向変更命令を与え
るとともに、例えば後述する距離センサ等のセンサ出力
によって第２の制御手段（C2）がシャッタ駆動部（d2）
に、シャッタ（L1）、（L2）の開閉命令を与えることを
示している。

第１図はロボットの掃除機構造を示す断面図であり、ロ
ボット底部の相対する両辺の近くに設けられた前後２つ
の吸込口（P1），（P2）から吸入されたホコリ等は、吸
込管（Q1），（Q2）を通して、掃除機モータ（Ｍ）によ
って吸取られる。吸込管（Q1），（Q2）の終端にはシャ
ッタ（L1），（L2）が設けられている。シャッタ（L
1），（L2）は上記第２の制御手段（C2）からの命令に
よって互に独立して開閉することができ、例えば、シャ
ッタ（L1）を開きシャッタ（L2）を閉じることやその
逆、あるいは両方のシャッタを開くことも可能である。

第３図はロボットの底部の車輪の設置状態を示す図であ
り、底部の四隅には車輪（r1）〜（r4）が設けられ、底
部の前方と後方にそれぞれストッパー（s1），（s2）が
ついている。上記第１の制御手段（C1）によって車輪
（r1）〜（r4）の方向を変えることにより、ロボットは
縦方向に前進、後進することができるほか、本体を回転
させることなく向きを一定に保ったまま、上記縦方向と
直角の横方向に走行する（並進走行する）ことができ
る。すなわち、ロボットが縦方向に走行する場合は、ス
トッパー（s1），（s2）を上げたままの状態で、図中実
線の方向にある車輪（r1）〜（r4）によって走行を行な
う。ロボットの走行方向を90度横に変えるときはストッ
パー（s1）、（s2）が下がり、車輪（r1）〜（r4）が浮
いて、車輪（r1）〜（r4）が図中破線の方向にそれぞれ
90度回転する。その後ストッパー（s1），（s2）が上
り、ロボットは図中破線で表わされた車輪（r1）〜（r
4）によって横方向に走行する。

横方向に走行した後、再びロボットが縦方向に走行する
ときは、ストッパー（s1），（s2）が上り、以下上記と
同様な車輪の方向を変更する動作が繰返される。尚、ロ
ボットの前後の走行方向の切替は、車輪の回転方向と正
転または逆転することによって行なわれる。

以上のような構造を有するロボットが掃除を行なうとき
の動作について説明する。第４図は、四角な部屋をロボ
ットが掃除する状態を示している。２つのシャッタ（L
1），（L2）は前述したように第２の制御手段（C2）に
よって互に独立して開閉することができ、掃除を行なう
ときは、原則として片方のシャッタのみが開かれ、もう
一方のシャッタは閉じられている。開かれている方のシ
ャッタはロボットの進行方向に向かって前側のものであ
ってもよく、後ろ側のものであってもよいが、以下の説
明では、ロボットの進行方向に対して後方の吸込口につ
ながるシャッタが開いているものとする。この開いてい
るほうの吸込口を第４図の上で符号（２）で表わす。

ロボットが地点（Ａ）から地点（Ｂ）に至る区域を掃除
する場合、ロボットが地点（Ｂ）から、２つの吸込口の
間の距離（第１図の距離（ｗ））に相当する距離（略ロ
ボットの全長に等しい。）だけ手前に来たとき、例えば
ロボットに搭載された距離センサによって該距離を検知
することにより、第２の制御手段（C2）を働かせて、前
方のシャッタも後方と同様に開き、両方の吸込口からの
吸入を行なう。但し、吸込み能力が半分になるので、走
行速度もそれに応じて減速される。このように両方のシ
ャッタが同時に開いたまま、吸込を行ない、ロボットは
地点（Ｂ）に達する。地点（Ｂ）に達したことは、例え
ばロボットが壁にぶつかったときの衝撃を感じるセンサ
をロボットに搭載することによって感知することができ
る。その後、前述のとおりロボット底部に設けられた車
輪の方向転換によって横方向へ異動が行なわれ、ロボッ
トは地点（Ｃ）に達する。そして今度は、ロボットが地
点（Ａ）から地点（Ｂ）まで走行する間閉じられていた
シャッタが開き、ロボットが地点（Ａ）から地点（Ｂ）
まで走行する間開かれていたシャッタが閉じられる。そ
して、このロボットは地点（Ｃ）から地点（Ｄ）に向か
って、進行方向に向かって後方の吸込口を開きながら後
進する。

尚、以上の例では、ロボットの進行方向に後ろ側にある
シャッタが常に開かれている例を説明したが、例えばロ
ボットの走行方向の前側にあるシャッタが常に開かれ、
ロボットが地点（Ｂ）に達したときでなく、地点（Ｃ）
から地点（Ｄ）に向かって出発するときに両方のシャッ
タが同時に開いたままで吸込みが行なわれるものであっ
てもよい。

以上説明したような方法に従って掃除を行なうことによ
り、回転動作を用いてロボットの向きを変化させる必要
がなくなるので、電源コードがロボットに絡み付きにく
くなる。また、走行方向転換直前または直後に両方のシ
ャッタ（L1），（L2）を同時に開くことにより、ロボッ
トの底面全体にわたって吸込を行なうことができ、その
結果、四角な部屋の隅々まで掃除を行なえるようにな
る。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、壁等の障害物との離間状態を
検出するセンサの出力に基づいて、ロボット底部に設け
られた方向可変な車輪の方向を変化させるので、予め走
行コースを記憶させる必要がなく、ロボットを壁等の障
害物の近傍まで自走させることができると共に、ロボッ
ト本体の向きを変えずに走行方向を変更でき、ロボット
の走行方向転換時に電源コードが絡み付く等の制約を受
けることがない。

また、２つのシャッタをロボットの走行状態、及び上記
センサの出力に応じて開閉する第２の制御手段を有し、
ロボットの走行方向転換直前、または直後に両方のシャ
ッタを開放させるので、その際にロボットの底面全体に
わたって掃除が行われ、部屋の隅々まで確実に掃除を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自走式掃除ロボットの掃除機構造を示す断面
図、 第２図は、ロボット内における第１および第２の制御手
段による命令系統を説明するブロック図、 第３図は、自走式掃除ロボットの底部の車輪の設置状態
を表わす図、 第４図は、四角な部屋を自走式掃除ロボットが掃除する
状態を示す図、 第５図は、従来の掃除ロボットが掃除する状態を示す
図。 （P1），（P2）……掃除機吸込口、（C1），（C2）……
第１および第２の制御手段、（Q1），（Q2）……吸込
管、（L1），（L2）……シャッタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボット底部に設けられた方向可変な車輪
   と、上記底部に設けられた前後２つの掃除機吸込口と、
   該掃除機吸込口にそれぞれ接続している２つの吸込管
   と、該吸込管の所定位置に設けられた２つのシャッタ
   と、上記掃除機吸込口から上記吸込管を通してホコリ等
   を吸引させる掃除機モータと、壁等の障害物との離間状
   態を検出するセンサと、該センサの出力に基づいて、上
   記車輪の方向を変化させる第１の制御手段と、上記２つ
   のシャッタをロボットの走行状態、及び上記センサの出
   力に応じて開閉する第２の制御手段と、を備え、 上記第２の制御手段により、ロボットの走行方向転換直
   前、または直後に、上記２つのシャッタを開放させるこ
   とを特徴とする自走式掃除ロボット。