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JP6941764B2 - Autonomous vacuum cleaner - Google Patents
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  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Description

本発明は、自律走行型掃除機に関する。 The present invention relates to an autonomous traveling vacuum cleaner.

従来から、各種の構成要素を搭載するボディ、ボディを移動させる駆動ユニット、メインブラシ、吸引ユニットを備える自律走行型掃除機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an autonomous traveling type vacuum cleaner including a body on which various components are mounted, a drive unit for moving the body, a main brush, and a suction unit has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).

メインブラシは、ボディに形成される吸込口に配置され、清掃面上に存在するごみを集める。吸引ユニットは、ボディの吸込口からごみを吸引する。 The main brush is placed at the suction port formed on the body and collects the dust existing on the cleaning surface. The suction unit sucks dust from the suction port of the body.

上記特許文献1など多数の文献に開示される自律走行型掃除機は、おおよそ円形状のボディを有する。このボディの形状は、自律走行型掃除機に高い旋回性を付与する。 The autonomous traveling vacuum cleaner disclosed in many documents such as Patent Document 1 has a substantially circular body. The shape of this body gives the autonomous driving vacuum cleaner high turning performance.

一方、ここ数年、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)問題について研究努力がなされてきた。自身の位置推定と周囲の地図を同時に行うための技術が多数提案されている(例えば、特許文献2参照)。一例として、カメラ画像が収集される。当該画像データは、オドメトリ情報と合成されて自律走行型掃除機の走行軌跡、位置を推定することにより、部屋の配置を示す地図を生成する。そして、構築したマップを解析、もしくはユーザ入力に応じて分割して、走行ルート戦略立案やエリア指定掃除指示が可能である。 On the other hand, in recent years, research efforts have been made on the SLAM (Simultaneus Localization and Mapping) problem. Many techniques have been proposed for simultaneously estimating one's own position and mapping the surroundings (see, for example, Patent Document 2). As an example, camera images are collected. The image data is combined with odometry information to estimate the traveling locus and position of the autonomous driving vacuum cleaner to generate a map showing the layout of the rooms. Then, it is possible to analyze the constructed map or divide it according to the user input to formulate a driving route strategy and give an area designation cleaning instruction.

特開2016−077855号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-07855 特表2015−519677号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-518677

しかしながら、上記特許文献に記載されたような従来の自律走行型掃除機の構成では、マップを用いてできるだけ少ない走行パス(回数)、掃除時間になるように走行ルート戦略が決められており、ごみが十分に取りきれないことがある。ユーザーが決めた設定、全体の広さに応じて走行回数を手動、自動的に増やすものもあるが、環境によって絨毯等のごみが残るという課題があった。 However, in the configuration of the conventional autonomous driving type vacuum cleaner as described in the above patent document, the traveling route strategy is determined so that the traveling path (number of times) and the cleaning time are as small as possible by using the map, and the waste. May not be fully removed. There are some that manually or automatically increase the number of runs according to the settings decided by the user and the overall size, but there is a problem that garbage such as carpets remains depending on the environment.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、環境、床面に応じてごみを取りきることができる自律走行型掃除機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an autonomous traveling type vacuum cleaner capable of removing dust according to the environment and the floor surface.

本発明は、底面に吸込口を備えるボディと、ボディに搭載された吸引ユニットと、床面の種類を検知する床面検出センサーと、ボディを走行させるための駆動ユニットと、駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットは、ボディが充電台から離脱し部屋の壁際に沿って走行する外周走行モードを実行している際に、床面検出センサーで床面の種類を検出し、その後部屋の内側を走行する際に、床面検出センサーが検出した床面の種類に応じて、走行パターンを異ならせるように駆動ユニットを制御する、自律走行型掃除機である。The present invention controls a body having a suction port on the bottom surface, a suction unit mounted on the body, a floor surface detection sensor that detects the type of floor surface, a drive unit for running the body, and a drive unit. It is equipped with a control unit, which detects the type of floor surface with a floor surface detection sensor when the body separates from the charging stand and executes an outer peripheral travel mode in which the vehicle travels along the wall of the room, and then the control unit is provided. This is an autonomous traveling type vacuum cleaner that controls a drive unit so as to make the traveling pattern different according to the type of the floor surface detected by the floor surface detection sensor when traveling inside the room.

本発明の自律走行型掃除機は、環境、床面に応じてごみを確実に取りきる走行動作を実現することができる。 The autonomous traveling type vacuum cleaner of the present invention can realize a traveling operation that reliably removes dust according to the environment and the floor surface.

本発明の実施の形態1における自律走行型掃除機の平面図Top view of the autonomous driving type vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention. 同自律走行型掃除機の底面図Bottom view of the autonomous driving vacuum cleaner 同自律走行型掃除機の走行制御に関するフローチャートFlowchart about running control of the autonomous driving type vacuum cleaner 同自律走行型掃除機の走行制御における走行パターンを示す図The figure which shows the running pattern in the running control of the autonomous driving type vacuum cleaner

第1の発明は、底面に吸込口を備えるボディと、前記ボディに搭載された吸引ユニットと、床面の種類を検知する床面検出センサーと、前記ボディを走行させるための駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記床面検出センサーで検出した床面の種類に応じて、前記ボディが弓形走行、クロス走行および4方向走行するように前記駆動ユニットを制御するもので、床面の種類に応じてごみを取りきることができる。 The first invention comprises a body having a suction port on the bottom surface, a suction unit mounted on the body, a floor surface detection sensor for detecting the type of floor surface, a drive unit for running the body, and the like. The control unit includes a control unit that controls the drive unit, and the control unit is such that the body travels in an arch shape, cross travels, and four directions according to the type of the floor surface detected by the floor surface detection sensor. It controls the amount of dust and can remove dust according to the type of floor surface.

第2の発明は、特に、第1の発明の駆動ユニットは、右側のホイールを駆動する右側の走行用モーターと、左側のホイールを駆動する左側の走行用モーターとを備え、制御ユニットは、左右の前記ホイールを前進、後進させるように前記駆動ユニットを制御して、ボディを前進、回転させるようにしたもので、ボディの方向転換が狭い範囲でできるので、被掃除面のごみの吸引漏れを防止することができる。 In the second invention, in particular, the drive unit of the first invention includes a right-side traveling motor for driving the right wheel and a left-side traveling motor for driving the left wheel, and the control unit is left and right. The drive unit is controlled to move the wheel forward and backward so that the body can be moved forward and rotated. Since the direction of the body can be changed in a narrow range, suction leakage of dust on the surface to be cleaned can be prevented. Can be prevented.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における自律走行型掃除機の平面図、図2は、同自律走行型掃除機の底面図、図3は、同自律走行型掃除機の走行制御に関するフローチャート、図4は、同自律走行型掃除機の走行制御における走行パターンを示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of the autonomous traveling type vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the autonomous traveling type vacuum cleaner, and FIG. 3 is a flowchart relating to traveling control of the autonomous traveling type vacuum cleaner. , FIG. 4 is a diagram showing a traveling pattern in the traveling control of the autonomous traveling type vacuum cleaner.

本実施の形態における自律走行型掃除機10は、対象領域の清掃面上を自律的に走行し、清掃面上に存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。なお、対象領域の一例は部屋であり、清掃面の一例は部屋の床面である。 The autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment is a robot type vacuum cleaner that autonomously travels on the cleaning surface of the target area and sucks dust existing on the cleaning surface. An example of the target area is a room, and an example of a cleaning surface is the floor surface of the room.

図1および図2に示すように、本実施の形態における自律走行型掃除機10は、各種の構成要素を搭載するボディ20、一対の駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50、ごみ箱ユニット60、制御ユニット70、電源ユニット80およびキャスター90などの機能ブロックを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 according to the present embodiment has a body 20 on which various components are mounted, a pair of drive units 30, a cleaning unit 40, a suction unit 50, and a trash can unit 60. , A control unit 70, a power supply unit 80, a caster 90, and other functional blocks.

一対の駆動ユニット30は、ボディ20を前後、左右など往復可能に移動させる。清掃ユニット40は、対象領域に存在するごみを集める。吸引ユニット50は、清掃ユニット40で集めたごみをボディ20の内部に吸引する。ごみ箱ユニット60は、吸引ユニット50により吸引されたごみを溜める。制御ユニット70は、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50などを制御する。電源ユニット80は、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50などに電力を供給する。キャスター90は、駆動ユニット30の回転に追従して回転する。 The pair of drive units 30 move the body 20 back and forth, left and right, and so on. The cleaning unit 40 collects dust existing in the target area. The suction unit 50 sucks the dust collected by the cleaning unit 40 into the body 20. The trash can unit 60 collects the trash sucked by the suction unit 50. The control unit 70 controls the drive unit 30, the cleaning unit 40, the suction unit 50, and the like. The power supply unit 80 supplies electric power to the drive unit 30, the cleaning unit 40, the suction unit 50, and the like. The caster 90 rotates following the rotation of the drive unit 30.

一対の駆動ユニット30は、ボディ20の幅方向の中心に対して右側に配置される右側
の駆動ユニット30と、ボディ20の幅方向の中心に対して左側に配置される左側の駆動ユニット30とで構成される。なお、右側または左側のいずれか一方の駆動ユニット30が第1の駆動ユニットを、他方の駆動ユニット30が第2の駆動ユニットを構成する。
The pair of drive units 30 include a right drive unit 30 arranged on the right side with respect to the center of the body 20 in the width direction and a left drive unit 30 arranged on the left side with respect to the center of the body 20 in the width direction. Consists of. Either the right or left drive unit 30 constitutes the first drive unit, and the other drive unit 30 constitutes the second drive unit.

ここで、自律走行型掃除機10の幅方向である左右方向は、自律走行型掃除機10の前進方向を基準に規定される。 Here, the left-right direction, which is the width direction of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10, is defined with reference to the forward direction of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10.

ボディ20は、ボディ20の下側の外形を形成するロアーユニット100(図2参照)と、ボディ20の上側の外形を形成するアッパーユニット200(図1参照)を組み合わせることにより構成される。 The body 20 is configured by combining a lower unit 100 (see FIG. 2) that forms an outer shape on the lower side of the body 20 and an upper unit 200 (see FIG. 1) that forms an outer shape on the upper side of the body 20.

アッパーユニット200は、図1に示すように、カバー210、蓋220およびバンパー230などを備える。カバー210は、アッパーユニット200の外郭の主要な部分を形成する。蓋220は、カバー210に対して開閉動作するように設けられる。バンパー230は、カバー210に対して変位し、衝撃などを緩和する。 As shown in FIG. 1, the upper unit 200 includes a cover 210, a lid 220, a bumper 230, and the like. The cover 210 forms the main part of the outer shell of the upper unit 200. The lid 220 is provided so as to open and close the cover 210. The bumper 230 is displaced with respect to the cover 210 to cushion an impact or the like.

ボディ20の平面形状は、例えば、ルーローの三角形、ルーローの三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、またはこれらの三角形あるいは多角形の頂部にRが形成された形状を有する。この形状は、ルーローの三角形が有する幾何学的な性質と同一または類似する性質をボディ20に持たせることに寄与する。 The planar shape of the body 20 has, for example, a Reuleaux triangle, a polygon having substantially the same shape as the Reuleaux triangle, or a shape in which an R is formed on the top of these triangles or polygons. This shape contributes to giving the body 20 properties that are the same as or similar to the geometric properties of the Reuleaux triangle.

なお、本実施の形態では、図1に示すように、ボディ20は、例えば、実質的にルーローの三角形と同一の平面形状を有する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the body 20 has, for example, substantially the same planar shape as the Reuleaux triangle.

また、ボディ20は、以下のように複数の外周面および複数の頂部を備える。 Further, the body 20 includes a plurality of outer peripheral surfaces and a plurality of tops as described below.

複数の外周面の一例は、前面21、右側の側面22および左側の側面22である。前面21は、自律走行型掃除機10の前進側に存在する。右側の側面22は、前面21に対して右後方側に存在する。左側の側面22は、前面21に対して左後方側に存在する。そして、前面21は、外側に向けて湾曲した曲面で、主としてバンパー230に形成される。それぞれの側面22は、外側に向けて湾曲した曲面形状で、バンパー230の側部およびカバー210の側部に形成される。 Examples of the plurality of outer peripheral surfaces are the front surface 21, the right side surface 22, and the left side surface 22. The front surface 21 exists on the forward side of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10. The right side surface 22 exists on the right rear side with respect to the front surface 21. The left side surface 22 exists on the left rear side with respect to the front surface 21. The front surface 21 is a curved surface curved outward, and is mainly formed on the bumper 230. Each side surface 22 has a curved surface shape curved outward, and is formed on the side portion of the bumper 230 and the side portion of the cover 210.

複数の頂部の一例は、右側の前方頂部23、左側の前方頂部23および後方頂部24である。右側の前方頂部23は、前面21と右側の側面22とにより規定される。左側の前方頂部23は、前面21と左側の側面22とにより規定される。後方頂部24は、右側の側面22と左側の側面22とにより規定される。 Examples of the plurality of tops are the front top 23 on the right side, the front top 23 on the left side, and the rear top 24 on the left side. The front top 23 on the right side is defined by the front surface 21 and the side surface 22 on the right side. The front top 23 on the left side is defined by the front surface 21 and the side surface 22 on the left side. The rear apex 24 is defined by a right side surface 22 and a left side surface 22.

そして、前面21と側面22は、図1に示すように、前面21の接線L1と側面22の接線L2とのなす角が鋭角となるように形成される。 Then, as shown in FIG. 1, the front surface 21 and the side surface 22 are formed so that the angle formed by the tangent line L1 of the front surface 21 and the tangent line L2 of the side surface 22 is an acute angle.

さらに、右側の前方頂部23および左側の前方頂部23は、ボディ20の最大の幅を規定する。図1に示す例によれば、ボディ20の最大の幅は、右側の前方頂部23の頂点と左側の前方頂部23の頂点との距離、すなわちルーローの三角形が有する2つの頂点の距離に相当する。 Further, the front top 23 on the right side and the front top 23 on the left side define the maximum width of the body 20. According to the example shown in FIG. 1, the maximum width of the body 20 corresponds to the distance between the apex of the front apex 23 on the right side and the apex of the front apex 23 on the left side, that is, the distance between the two vertices of the Reuleaux triangle. ..

ボディ20は、図2に示すように、ごみをボディ20の内部に吸引するための吸込口101をさらに備える。吸込口101は、ボディ20の底面であるロアーユニット100の底面に形成される。吸込口101は、例えば長方形の形状で形成される。なお、吸込口101の長手方向はボディ20の幅方向と実質的に同一で、短手方向はボディ20の前後方
向と実質的に同一である。
As shown in FIG. 2, the body 20 further includes a suction port 101 for sucking dust into the body 20. The suction port 101 is formed on the bottom surface of the lower unit 100, which is the bottom surface of the body 20. The suction port 101 is formed, for example, in a rectangular shape. The longitudinal direction of the suction port 101 is substantially the same as the width direction of the body 20, and the lateral direction is substantially the same as the front-rear direction of the body 20.

吸込口101は、ボディ20の底面の前面21よりの部分に形成される。吸込口101の位置関係は、例えば各要素に関する、次の2種類の関係の一方または両方により規定される。1つ目の関係は、吸込口101の長手方向に沿う吸込口101の中心線(以下では「吸込口101の長手方向の中心線」)がボディ20の前後方向の中心よりもボディ20の前方側に存在することである。2つ目の関係は、吸込口101が一対の駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に形成されていることである。 The suction port 101 is formed in a portion of the bottom surface of the body 20 from the front surface 21. The positional relationship of the suction port 101 is defined by one or both of the following two types of relationships, for example, with respect to each element. The first relationship is that the center line of the suction port 101 along the longitudinal direction of the suction port 101 (hereinafter, "the center line in the longitudinal direction of the suction port 101") is in front of the center of the body 20 in the front-rear direction. Be on the side. The second relationship is that the suction port 101 is formed on the front side of the body 20 with respect to the pair of drive units 30.

吸込口101の長手方向の寸法である吸込口101の幅は、右側の駆動ユニット30と左側の駆動ユニット30との内側の間隔よりも広い。これにより、より広い吸込口101の幅を確保する。その結果、吸引ユニット50により吸引されるごみの量を増加させることに寄与する。 The width of the suction port 101, which is the longitudinal dimension of the suction port 101, is wider than the inner distance between the drive unit 30 on the right side and the drive unit 30 on the left side. As a result, a wider width of the suction port 101 is secured. As a result, it contributes to increasing the amount of dust sucked by the suction unit 50.

また、駆動ユニット30は、図2に示すように、ロアーユニット100の底面側に配置され、複数の要素を備える。駆動ユニット30は、例えば清掃面上を走行するホイール33、ホイール33にトルクを与える走行用モーター31および走行用モーター31を収容するハウジング32を備える。ホイール33は、ロアーユニット100に形成された凹部(図示せず)に収容される。そして、ホイール33は、ロアーユニット100に対して回転できるようにロアーユニット100により支持される。 Further, as shown in FIG. 2, the drive unit 30 is arranged on the bottom surface side of the lower unit 100 and includes a plurality of elements. The drive unit 30 includes, for example, a wheel 33 traveling on a cleaning surface, a traveling motor 31 for applying torque to the wheel 33, and a housing 32 for accommodating the traveling motor 31. The wheel 33 is housed in a recess (not shown) formed in the lower unit 100. Then, the wheel 33 is supported by the lower unit 100 so that it can rotate with respect to the lower unit 100.

ホイール33は、走行用モーター31よりもボディ20の幅方向の外側に配置される。この配置により、ホイール33を走行用モーター31よりも幅方向の内側に配置する場合と比較して、右側のホイール33と左側のホイール33との間隔を広くできる。これにより、ボディ20の安定性の向上に寄与する。 The wheel 33 is arranged outside the traveling motor 31 in the width direction of the body 20. With this arrangement, the distance between the right wheel 33 and the left wheel 33 can be increased as compared with the case where the wheel 33 is arranged inside the traveling motor 31 in the width direction. This contributes to the improvement of the stability of the body 20.

なお、本実施の形態における自律走行型掃除機10の駆動方式は、対向2輪型である。そのため、右側の駆動ユニット30と左側の駆動ユニット30とは、ボディ20の幅方向において対向して配置される。つまり、図2に示すように、右側のホイール33の回転軸Hおよび左側のホイール33の回転軸Hは、実質的に同軸上に存在する。 The drive system of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment is an opposed two-wheel type. Therefore, the drive unit 30 on the right side and the drive unit 30 on the left side are arranged so as to face each other in the width direction of the body 20. That is, as shown in FIG. 2, the rotation axis H of the right wheel 33 and the rotation axis H of the left wheel 33 are substantially coaxial with each other.

このとき、ホイール33の回転軸Hと自律走行型掃除機10の重心Gとの距離は、例えば自律走行型掃除機10に所定の旋回性能を持たせることを意図して設定される。所定の旋回性能とは、ルーローの三角形の輪郭により形成される四角形の軌跡と同様または類似の軌跡をボディ20に形成させることができる性能である。具体的には、例えば回転軸Hの位置を自律走行型掃除機10の重心Gよりもボディ20の後方側に設定し、回転軸Hと重心Gとの距離を所定の距離に設定する。この設定により、ボディ20と周囲の物体との接触を利用して、上記四角形の軌跡を形成することができる。 At this time, the distance between the rotation axis H of the wheel 33 and the center of gravity G of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 is set with the intention of giving the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 a predetermined turning performance, for example. The predetermined turning performance is a performance that allows the body 20 to form a locus similar to or similar to the locus of a quadrangle formed by the contour of a Reuleaux triangle. Specifically, for example, the position of the rotating shaft H is set to the rear side of the body 20 from the center of gravity G of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10, and the distance between the rotating shaft H and the center of gravity G is set to a predetermined distance. With this setting, it is possible to form the quadrangular locus by utilizing the contact between the body 20 and surrounding objects.

また、清掃ユニット40は、図2に示すように、ボディ20の内部および外部に配置され、複数の要素を備える。清掃ユニット40は、例えばブラシ駆動モーター41、ギアボックス42およびメインブラシ43を備える。ブラシ駆動モーター41およびギアボックス42は、ボディ20の内部に配置される。メインブラシ43は、吸込口101の長手方向の寸法とおおよそ同じ長さを有し、ボディ20の吸込口101に配置される。 Further, as shown in FIG. 2, the cleaning unit 40 is arranged inside and outside the body 20 and includes a plurality of elements. The cleaning unit 40 includes, for example, a brush drive motor 41, a gearbox 42, and a main brush 43. The brush drive motor 41 and the gearbox 42 are arranged inside the body 20. The main brush 43 has substantially the same length as the length of the suction port 101 in the longitudinal direction, and is arranged at the suction port 101 of the body 20.

ブラシ駆動モーター41およびギアボックス42は、ロアーユニット100に取り付けられる。ギアボックス42は、ブラシ駆動モーター41の出力軸(図示せず)およびメインブラシ43に接続され、ブラシ駆動モーター41のトルクをメインブラシ43に伝達する。 The brush drive motor 41 and the gearbox 42 are attached to the lower unit 100. The gearbox 42 is connected to the output shaft (not shown) of the brush drive motor 41 and the main brush 43, and transmits the torque of the brush drive motor 41 to the main brush 43.

メインブラシ43は、ロアーユニット100に対して回転できるように、軸受部(図示せず)により支持される。軸受部は、例えばギアボックス42およびロアーユニット100の一方または両方に形成される。メインブラシ43の回転方向は、例えば、床面上のごみを後方に掻き上げるように、すなわち回転軌道が清掃面側においてボディ20の前方から後方に向かう方向に設定される。 The main brush 43 is supported by a bearing portion (not shown) so that it can rotate with respect to the lower unit 100. Bearings are formed, for example, in one or both of the gearbox 42 and the lower unit 100. The rotation direction of the main brush 43 is set, for example, so as to scrape dust on the floor surface rearward, that is, the rotation trajectory is set from the front to the rear of the body 20 on the cleaning surface side.

吸引ユニット50は、図1に示すように、ボディ20の内部に配置され、複数の要素を備える。吸引ユニット50は、例えばごみ箱ユニット60の後方側、かつ後述する電源ユニット80の前方側に配置される。 As shown in FIG. 1, the suction unit 50 is arranged inside the body 20 and includes a plurality of elements. The suction unit 50 is arranged, for example, on the rear side of the trash can unit 60 and on the front side of the power supply unit 80 described later.

吸引ユニット50は、例えばロアーユニット100(図2参照)に取り付けられるファンケース52およびファンケース52の内部に配置される電動ファン51を備える。電動ファン51は、ごみ箱ユニット60の内部の空気を吸引し、電動ファン51の周方向の外方に空気を吐出する。電動ファン51から吐出された空気は、ファンケース52の内部の空間、および、ボディ20の内部におけるファンケース52の周囲の空間を通過し、ボディ20の外部に排気されるようになっている。 The suction unit 50 includes, for example, a fan case 52 attached to the lower unit 100 (see FIG. 2) and an electric fan 51 arranged inside the fan case 52. The electric fan 51 sucks the air inside the trash can unit 60 and discharges the air to the outside in the circumferential direction of the electric fan 51. The air discharged from the electric fan 51 passes through the space inside the fan case 52 and the space around the fan case 52 inside the body 20, and is exhausted to the outside of the body 20.

ごみ箱ユニット60は、図2に示すように、ボディ20の内部において、メインブラシ43の後方側かつ吸引ユニット50の前方側で、一対の駆動ユニット30の間に配置される。ボディ20およびごみ箱ユニット60は、ごみ箱ユニット60がボディ20に取り付けられた状態、および、ごみ箱ユニット60がボディ20から取り外された状態をユーザーが任意に選択できる着脱構造を備えている。 As shown in FIG. 2, the trash can unit 60 is arranged inside the body 20 between the pair of drive units 30 on the rear side of the main brush 43 and on the front side of the suction unit 50. The body 20 and the trash can unit 60 have a detachable structure that allows the user to arbitrarily select a state in which the trash can unit 60 is attached to the body 20 and a state in which the trash can unit 60 is removed from the body 20.

制御ユニット70は、図1に示すように、ボディ20の内部において、吸引ユニット50の後方側に配置される。 As shown in FIG. 1, the control unit 70 is arranged inside the body 20 on the rear side of the suction unit 50.

また、図1および図2に示すように、本実施の形態における自律走行型掃除機10は、さらに複数のセンサーを備える。複数のセンサーは、例えば、障害物検出センサー71、一対の距離測定センサー72、衝突検出センサー73および複数の床面検出センサー74などである。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment further includes a plurality of sensors. The plurality of sensors include, for example, an obstacle detection sensor 71, a pair of distance measurement sensors 72, a collision detection sensor 73, and a plurality of floor surface detection sensors 74.

障害物検出センサー71は、ボディ20の前方に存在する障害物を検出する。一対の距離測定センサー72は、ボディ20の周囲に存在する物体とボディ20との距離を検出する。衝突検出センサー73は、ボディ20が周囲の物体と衝突したことを検出する。床面検出センサー74は、ボディ20の底面に存在する清掃面を検出する。障害物検出センサー71、距離測定センサー72、衝突検出センサー73および床面検出センサー74の各検出信号は、制御ユニット70に入力され、それに基づいて自律走行型掃除機10が制御される。 The obstacle detection sensor 71 detects an obstacle existing in front of the body 20. The pair of distance measurement sensors 72 detect the distance between the body 20 and an object existing around the body 20. The collision detection sensor 73 detects that the body 20 has collided with a surrounding object. The floor surface detection sensor 74 detects a cleaning surface existing on the bottom surface of the body 20. Each detection signal of the obstacle detection sensor 71, the distance measurement sensor 72, the collision detection sensor 73, and the floor surface detection sensor 74 is input to the control unit 70, and the autonomous traveling vacuum cleaner 10 is controlled based on the detection signals.

なお、障害物検出センサー71は、例えば、図示しない超音波センサーで構成され、発信部および受信部を備える。距離測定センサー72および床面検出センサー74は、例えば図示しない赤外線センサーで構成され、発光部および受光部を備える。 The obstacle detection sensor 71 is composed of, for example, an ultrasonic sensor (not shown), and includes a transmitting unit and a receiving unit. The distance measurement sensor 72 and the floor surface detection sensor 74 are composed of, for example, an infrared sensor (not shown), and include a light emitting unit and a light receiving unit.

衝突検出センサー73は、例えば接触式変位センサー(図示せず)で構成される。そして、衝突検出センサー73は、バンパー230が物体に接触し、カバー210に対して押し込まれることによりオンするスイッチ(図示せず)で構成される。 The collision detection sensor 73 is composed of, for example, a contact type displacement sensor (not shown). The collision detection sensor 73 includes a switch (not shown) that is turned on when the bumper 230 comes into contact with an object and is pushed against the cover 210.

一対の距離測定センサー72は、図1に示すように、右側の距離測定センサー72および左側の距離測定センサー72で構成される。右側の距離測定センサー72は、ボディ20の幅方向の中心に対して右側に配置される。左側の距離測定センサー72は、ボディ2
0の幅方向の中心に対して左側に配置される。さらに、右側の距離測定センサー72は右側の前方頂部23近傍に配置され、ボディ20の右斜め前方に向けて光(例えば、赤外線)を出力する。
As shown in FIG. 1, the pair of distance measurement sensors 72 includes a distance measurement sensor 72 on the right side and a distance measurement sensor 72 on the left side. The distance measurement sensor 72 on the right side is arranged on the right side with respect to the center in the width direction of the body 20. The distance measurement sensor 72 on the left side is the body 2
It is arranged on the left side with respect to the center in the width direction of 0. Further, the distance measurement sensor 72 on the right side is arranged near the front top portion 23 on the right side, and outputs light (for example, infrared rays) toward the diagonally front right side of the body 20.

左側の距離測定センサー72は左側の前方頂部23近傍に配置され、ボディ20の左斜め前方に向けて光(例えば、赤外線)を出力する。この配置により、自律走行型掃除機10が左右のどちらに旋回しても、ボディ20の輪郭と最も接近した周囲の物体とボディ20との距離を検出できる。 The distance measurement sensor 72 on the left side is arranged near the front top portion 23 on the left side, and outputs light (for example, infrared rays) toward the diagonally forward left side of the body 20. With this arrangement, the distance between the contour of the body 20 and the closest surrounding object to the body 20 can be detected regardless of whether the autonomous traveling vacuum cleaner 10 turns to the left or right.

複数の床面検出センサー74は、図2に示すように、例えば駆動ユニット30よりもボディ20の前方側に配置される前方側の床面検出センサー74、および駆動ユニット30よりもボディ20の後方側に配置される後方側の床面検出センサー74などで構成される。 As shown in FIG. 2, the plurality of floor surface detection sensors 74 include, for example, the floor surface detection sensor 74 on the front side arranged on the front side of the body 20 with respect to the drive unit 30, and the rear side of the body 20 with respect to the drive unit 30. It is composed of a floor surface detection sensor 74 on the rear side arranged on the side and the like.

本実施の形態における自律走行型掃除機10は、さらに、電源ユニット80を備える。電源ユニット80は、上述したように、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50および障害物検出センサー71、距離測定センサー72、衝突検出センサー73、床面検出センサー74などに電力を供給する。 The autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment further includes a power supply unit 80. As described above, the power supply unit 80 supplies electric power to the drive unit 30, the cleaning unit 40, the suction unit 50, the obstacle detection sensor 71, the distance measurement sensor 72, the collision detection sensor 73, the floor surface detection sensor 74, and the like.

電源ユニット80は、ボディ20の前後方向の中心よりもボディ20の後方側で、吸引ユニット50よりもボディ20の後方側に配置される。電源ユニット80は、例えば電池ケース81、蓄電池82およびメインスイッチ83などを備える。電池ケース81は、ロアーユニット100に取り付けられる。蓄電池82は、例えば2次電池などで構成され、電池ケース81内に収容される。メインスイッチ83は、電源ユニット80から各要素への電力の供給および停止を切り替える。 The power supply unit 80 is arranged on the rear side of the body 20 with respect to the center of the body 20 in the front-rear direction, and on the rear side of the body 20 with respect to the suction unit 50. The power supply unit 80 includes, for example, a battery case 81, a storage battery 82, a main switch 83, and the like. The battery case 81 is attached to the lower unit 100. The storage battery 82 is composed of, for example, a secondary battery or the like, and is housed in the battery case 81. The main switch 83 switches between supplying and stopping power from the power supply unit 80 to each element.

本実施の形態における自律走行型掃除機10は、さらに、カメラユニット(図示せず)を備える。カメラユニットは、室内の天井、壁を自律的に撮影する。カメラユニットは、制御ユニット70内のCPU(Central Processing Unit)に接続されており、CPUは自律走行中に撮影された画像を解析して家の空間を識別し、複数の領域に分割した家のマップを生成する。 The autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment further includes a camera unit (not shown). The camera unit autonomously photographs the ceiling and walls of the room. The camera unit is connected to a CPU (Central Processing Unit) in the control unit 70, and the CPU analyzes an image taken during autonomous driving to identify the space of the house and divides the house into a plurality of areas. Generate a map.

CPUは家のマップ情報、および上記各種センサーから得られる情報をもとに走行経路を決定する。決定した走行経路に従った走行を実現するために各種モードが定義され、そのモードに応じて駆動制御を行って走行させる。例えば、外周走行モードでは、外周壁との距離を距離測定センサー72で測定しながらその距離が一定になるように駆動制御を行い走行する。 The CPU determines the traveling route based on the map information of the house and the information obtained from the various sensors. Various modes are defined in order to realize traveling according to the determined traveling route, and drive control is performed according to the mode to drive the vehicle. For example, in the outer peripheral traveling mode, the distance to the outer peripheral wall is measured by the distance measuring sensor 72, and drive control is performed so that the distance becomes constant.

以上のように、本実施の形態における自律走行型掃除機10の電気系が構成されている。 As described above, the electric system of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 according to the present embodiment is configured.

以下に、本実施の形態における自律走行型掃除機10の動作について、図3、4を用いて説明する。 Hereinafter, the operation of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3、4において、制御ユニット70は、自律走行型掃除機10の室内における走行を以下のように制御する。 In FIGS. 3 and 4, the control unit 70 controls the traveling of the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 in the room as follows.

まず、制御ユニット70は、自律走行型掃除機10を充電台(図示せず)から離脱させて外周壁まで走行させる(S1)。 First, the control unit 70 separates the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 from the charging stand (not shown) and travels to the outer peripheral wall (S1).

次に外周走行モードに入り、自律走行型掃除機10を壁際に沿って走行させる(S2)。その走行中、制御ユニット70は床面検出センサー74でその床面の素材を判定する(S3)。例えば、フローリングであるか、毛足の短い絨毯であるか、毛足の長い絨毯であるかといった分類で検知する。 Next, the outer peripheral traveling mode is entered, and the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 is driven along the wall (S2). During the traveling, the control unit 70 determines the material of the floor surface by the floor surface detection sensor 74 (S3). For example, it is detected by classification such as flooring, a carpet with short hair, or a carpet with long hair.

CPUは、該当する部屋の外周を1周したことをマップ情報、もしくはオドメトリによる位置情報によって検知し(S4)、次に外周内側エリア走行モードに入る。その際、床面がフローリングである場合は、弓型走行(一方向の走行)(S7)、毛足の短い絨毯の場合はクロス走行(2方向の走行)(S8)、毛足の長い絨毯の場合は4方向走行モードになって(S9)、エリア内の掃除を行う。 The CPU detects that it has made one round of the outer circumference of the corresponding room based on the map information or the position information by the odometry (S4), and then enters the outer peripheral inner area running mode. At that time, if the floor surface is flooring, bow-shaped running (one-way running) (S7), if the carpet has short hair, cross running (two-way running) (S8), and long-haired carpet. In the case of, the four-way traveling mode is set (S9), and the area is cleaned.

これにより、床面に応じた走行パターンを実現し、ごみを取りきることができる。エリア内の掃除を完了すると、未掃除の部屋、エリアが残っているかを判断し(S10)、あれば、別の部屋へ移動して(S11)再び外周走行モードに入る。そして同様に外周走行中の床面判定結果に応じて外周内側エリアの掃除を行う。 As a result, it is possible to realize a running pattern according to the floor surface and remove dust. When the cleaning in the area is completed, it is determined whether the uncleaned room or the area remains (S10), and if there is, the room is moved to another room (S11) and the outer peripheral running mode is entered again. Similarly, the area inside the outer circumference is cleaned according to the result of determining the floor surface while traveling on the outer circumference.

全エリアの掃除を完了したと判定すると、充電台帰還モードになって、自律走行型掃除機10を充電台まで走行させ、充電台に接続後(S12)、掃除を完了する。 When it is determined that the cleaning of the entire area is completed, the charging stand return mode is set, the autonomous traveling type vacuum cleaner 10 is driven to the charging stand, and after connecting to the charging stand (S12), the cleaning is completed.

本発明にかかる自律走行型掃除機は、環境、床面に応じてごみを取りきることができるもので、高い角清掃能力が要望される家庭用または業務用の自律走行型掃除機をはじめとして、各種の環境において使用される自律走行型掃除機に適用可能である。 The autonomous traveling vacuum cleaner according to the present invention can remove dust according to the environment and the floor surface, and includes autonomous traveling vacuum cleaners for home or business use that require high corner cleaning ability. , Applicable to autonomous vacuum cleaners used in various environments.

10 自律走行型掃除機
20 ボディ
21 前面
22 側面
23 前方頂部
24 後方頂部
30 駆動ユニット
31 走行用モーター
32 ハウジング
33 ホイール
40 清掃ユニット
41 ブラシ駆動モーター
42 ギアボックス
43 メインブラシ
50 吸引ユニット
51 電動ファン
52 ファンケース
60 ごみ箱ユニット
70 制御ユニット
71 障害物検出センサー
72 距離測定センサー
73 衝突検出センサー
74 床面検出センサー
80 電源ユニット
81 電池ケース
82 蓄電池
83 メインスイッチ
90 キャスター
100 ロアーユニット
101 吸込口
200 アッパーユニット
210 カバー
220 蓋
230 バンパー
10 Autonomous driving type vacuum cleaner 20 Body 21 Front 22 Side 23 Front top 24 Rear top 30 Drive unit 31 Driving motor 32 Housing 33 Wheel 40 Cleaning unit 41 Brush drive motor 42 Gearbox 43 Main brush 50 Suction unit 51 Electric fan 52 Fan Case 60 Recycle bin unit 70 Control unit 71 Obstacle detection sensor 72 Distance measurement sensor 73 Collision detection sensor 74 Floor detection sensor 80 Power supply unit 81 Battery case 82 Storage battery 83 Main switch 90 Caster 100 Lower unit 101 Suction port 200 Upper unit 210 Cover 220 Lid 230 bumper

Claims (2)

底面に吸込口を備えるボディと、前記ボディに搭載された吸引ユニットと、床面の種類を検知する床面検出センサーと、前記ボディを走行させるための駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記ボディが充電台から離脱し部屋の壁際に沿って走行する外周走行モードを実行している際に、前記床面検出センサーで床面の種類を検出し、その後部屋の内側を走行する際に、前記床面検出センサーが検出した床面の種類に応じて、走行パターンを異ならせるように前記駆動ユニットを制御する、自律走行型掃除機。
A body having a suction port on the bottom surface, a suction unit mounted on the body, a floor surface detection sensor for detecting the type of the floor surface, a drive unit for running the body, and a control for controlling the drive unit. Equipped with a unit,
The control unit detects the type of floor surface with the floor surface detection sensor when the body is separated from the charging stand and is executing the outer peripheral traveling mode in which the vehicle travels along the wall of the room, and then the inside of the room. An autonomous traveling type vacuum cleaner that controls the drive unit so as to make the traveling pattern different according to the type of the floor surface detected by the floor surface detection sensor.
前記制御ユニットは、1つの部屋の掃除が終了したと判定すると、次の部屋の掃除を開始するように制御する、請求項1に記載の自律走行型掃除機。 The autonomous driving type vacuum cleaner according to claim 1, wherein the control unit controls to start cleaning the next room when it determines that the cleaning of one room is completed.
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