JPH0779781B2 - 自走式掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、掃除機能と移動機能とを備え、自動的に床
面を清掃する自走式掃除機に関するものである。

従来の技術 従来より、掃除機に移動機能を付加して清掃時の操作性
の向上を図った自走式掃除機が開発されている。特に最
近では、これにマイクロコンピュータと各種センサ類を
搭載することにより、清掃場所の移動を掃除機本体で判
断しつつ清掃を行なう、いわゆる自立誘導型の自走式掃
除機の開発が行なわれている。

この種の自走式掃除機では、超音波等を利用した障害物
検知センサや移動方向の計測を行なうジャイロセンサ等
を備え全体として複雑なシステム構成をとっており、更
に移動用および清掃機能の電源にはバッテリーを利用し
ていた。

発明が解決しようとする問題点 このような方式のものでは、バッテリーに鉛蓄電池を使
い本体重量の約半分がバッテリー重量となって非常に重
いものとなっていた。またバッテリーを使う関係からど
うしてもパワー不足となり、しかも運転時間として短い
ものにならざるを得なかった。更に、本体の重量が大と
なるため、障害物となる壁，ガラス，人等に接触する傷
つけることを考慮して、人の目に近い各種のセンサーを
装着しなければならなかった。更に、誘導をより正確に
行なうためのジャイロセンサ等を装着するとシステムは
大掛りで複雑なものとならざるを得ない大きな問題があ
った。

そこで、本発明では、商用電源を使い、簡単な制御シス
テムで部屋を隈なく清掃する小型，軽量な自走式掃除機
を提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決する本発明の技術的手段は、本体を駆
動する駆動手段と、本体の移動方向の少なくとも前方に
設けられたノズルと、移動方向に設定する方向設定手段
と、移動距離を計測し記憶する記憶手段と、本体外部に
設けられた複数個のバンパーと、このバンパーの接触を
検知する接触検知手段と、本体の駆動を制御する判断制
御手段とを有し、前記判断制御手段は、本体が所定の定
位置から前進を開始してから接触検知手段が作動するま
での移動距離を記憶手段に記憶し、その後この前進経路
を後進し再度接触検知手段が作動した場合、記憶手段に
記憶された移動距離から方向転換の角度を計算し、方向
設定手段により設定された方向にこの角度で本体を駆動
手段により駆動し、前進・後進を繰り返す構成を有する
ものである。

作用 この構成により、本体は電源コードを係止しておくこと
により、電源コードを引出しながら本体が壁に当たるま
で進み、接触検知手段で壁に当たったことを検知すると
後退した元の位置へ戻る。元の位置で、本体後の接触検
知手段で壁に当たったことを検知すると、前回の移動距
離と掃除機のノズル幅から掃除のやり残しが出ない範囲
で本体を回転させ、以下同様の動作を繰り返し行なうこ
とにより部屋の床空間を自動的に清掃するものである。

実 施 例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

図に於いて、１は自走式掃除機の本体、２は集塵室で、
その一側より導出したホース３の先端は本体１の前方下
部に設けられ、同本体１の同幅のノズル４に接続してあ
る。５はフィルター、６は電動送風機、７は本体１の側
面に設けられた排気口である。そして上記集塵室2,ホー
ス3,ノズル4,フィルター5,電動送風機６および排気口７
により清掃手段８が構成されている。電源コード９は張
力付加手段10によりほぼ一定の張力でコードリール11内
部に巻き込まれている。左右の駆動輪12はそれぞれ駆動
モータ13と結合され、各々駆動手段14L,14Rを構成して
いる。本体１の前にはウレタン製の前方バンパー15Fが
設けられ、このバンパー15Fの内部に接触圧を検知する
コードスイッチで構成された接触検知手段16Fが設けら
れている。また本体１の後方にも電源コード９の引出し
部近傍を避けて同様の後方バンパー15Bが設けられ、内
部に接触検知手段16Bが設けられている。移動制御部17
内部には記憶手段18並びに判断制御手段19が含まれてい
る。記憶手段18と判断制御手段19は１チップマイクロコ
ンピュータで構成される。本体１上部には右移動か左移
動かを予じめ手動で設定する方向設定手段20が設けられ
ている。21は補助輪である。又、駆動モータ13はパルス
で駆動するステッピングモータを使用している。

次に第２図を用いてシステム構成を説明する。方向設定
手段20,接触検知手段16F,接触検知手段16Bからの入力
が、判断制御手段19に伝えられ、判断制御手段19は記憶
手段18を活用して、駆動手段14L,駆動手段14Rを制御す
る構成となっている。

ここで、第３図の制御シーケンスを説明する。スタート
とすると、まず記憶手段18であるカウンタをクリヤす
る。次に前進方向にパルスを送り本体１を前進させ。
同時にパルスをカウントして移動距離を計測してい
く。ここで接触検知手段16Fが壁等に当たり、動作し
たかを調べる。動作していなければ前記，，の動
作を繰り返す。動作すると、後進方向にパルスを変え
本体１を後進させる。この時進行方向の修正は行なって
いないので同じ径路を戻ることになる。次に接触検知
手段16Bが壁等に当たり、動作したかを調べる。動作し
ていなければ，の動作を繰り返し、動作していれば
方向設定手段20の方向に従って、右設定なら右に舵を
切ることを確認する。次に移動距離として残っている
カウンタの値から角度を計算して判断制御手段19は駆動
手段14L,14Rを制御し本体１の方向転換をする。すなわ
ち、未清掃個所が残らないような角度を計算しその分だ
け方向転換させるものである。以下この一連の動作を繰
り返し行なう。駆動輪12を使って方向転換を行なってい
るので、その場で（移動せずに）方向転換ができるため
制御が簡単なものになっている。

以上のように構成された自走式掃除機の動作について、
第４図に参照して説明する。

壁22に囲まれた部屋内の床23に自走式掃除機の本体１が
セットされている。本体１からは電源コード11が引き出
され、壁22に埋め込まれたコンセント24に接続されてい
る。電源コード11はコンセント24と本体１との間で壁22
にコードクリップ25によりクリップされ、コンセント24
と電源コード11との間に力がかからない構成をとってい
る。本体１は清掃を行ないながら矢印26の方向へ電源コ
ード11を引き出しながら、コードクリップ25から遠ざか
って進む。本体１の前方に設けられたバンパー15Fが壁2
2に当たり、バンパー15F内部の接触検知手段16Fが検知
すると、前進した時と同じ径路を矢印27の如く後退す
る。この時、電源コード11は張力付加手段10によりコー
ドリール11に巻き込まれる。次に後方のバンパー15Bが
壁22もしくはクリップ25に当たると、方向設定手段20に
従がい（この場合は右方向に）その場で次の方向へ方向
転換する。同様に矢印28,矢印29の如く進む。矢印26と
矢印28との最大間隔は移動距離から計算してノズル幅以
下で制御し、やり残し部分ができないようにしている。
以上の動作を繰り返し、大矢印30の如く清掃を行ない、
床空間を隈なく清掃することができる。

発明の効果 以上のように本発明は、電源コードにより電力を供給し
て清掃能力を確保し、簡単なセンサー構成で部屋を隈な
く清掃する自走式掃除機を提供している。センサーはバ
ンパーによる接触検知であるが、本体にバッテリーを搭
載していないため軽量であり、接触しても家具や壁を傷
つけることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自走式掃除機の縦断面図、第２図
は同自走式掃除機のシステムブロック図、第３図は制御
シーケンス図、第４図は同自走式掃除機の動作説明図で
ある。 ８……清掃手段、９……電源コード、10……張力付加手
段、11……コードリール、14R,14L……駆動手段、15F,1
5B……バンパー、16F,16B……接触検知手段、17……移
動制御部、18……記憶手段、19……判断制御手段、20…
…方向設定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体を駆動する駆動手段と、本体の移動方
   向の少なくとも前方に設けられたノズルと、移動方向に
   設定する方向設定手段と、移動距離を計測し記憶する記
   憶手段と、本体外部に設けられた複数個のバンパーと、
   このバンパーの接触を検知する接触検知手段と、本体の
   駆動を制御する判断制御手段とを有し、前記判断制御手
   段は、本体が所定の定位置から前進を開始してから接触
   検知手段が作動するまでの移動距離を記憶手段に記憶
   し、その後この前進経路を後進し再度接触検知手段が作
   動した場合、記憶手段に記憶された移動距離から方向転
   換の角度を計算し、方向設定手段により設定された方向
   にこの角度で本体を駆動手段により駆動し、前進・後進
   を繰り返す自走式掃除機。