(57)【要約】【課題】床面測距センサを用いてサイドブラシの異常判定を行う自走式電気掃除機を提供する。【解決手段】サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、制御部は、サイドブラシが床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する動作確認工程を実行し、動作確認工程の結果からサイドブラシの異常判定を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、
前記制御部は、前記サイドブラシが前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する動作確認工程を実行し、該動作確認工程の結果からサイドブラシの異常判定を実行することを特徴とする自律走行型電気掃除機。
【請求項２】
当該自律走行型電気掃除機を移動させる駆動モータを有し、前記床面測距センサの測距タイミングの調整を、前記駆動モータを停止させた状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項３】
前記周期ｔを計測又は再計測する工程を行わせる命令を使用者から受付可能なことを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項４】
前記サイドブラシの種類又は前記刷毛部の本数に係る情報を取得可能なことを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項５】
前記周期ｔを計測又は再計測する工程では、前記床面測距センサの出力信号の計測を、通常運転時の周期よりも短い周期で行うことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項６】
前記サイドブラシ以外の構成を利用して床面の種類の変動を検知可能であり、
前記変動を検知したにも拘らず前記サイドブラシを駆動するモータ電流値の変動が小さい場合、前記サイドブラシの異常を報知することを特徴とする請求項１乃至５何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式センサを用いて、周囲の障害物等を検出して、障害物等を回避するように自律的に駆動可能な自律走行型電気掃除機として、累積運転時間および距離からサイドブラシの交換目安を通知する（００６５）ものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９６５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１はサイドブラシのリアルタイムの状態を監視して異常を検知するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みてなされた本発明の自律走行型電気掃除機は、サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、前記制御部は、前記サイドブラシが前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する動作確認工程を実行し、該動作確認工程の結果からサイドブラシの異常判定を実行することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の斜視図である。
【図２】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の底面図である。
【図３】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の制御部を含むブロック図である。
【図４】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の内部詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成される必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材で構成されること、複数の構成要素が一の部材で構成されること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが互いに重複すること、を許容する。
【０００８】
なお、自律走行型電気掃除機１（図１参照）が進行する向きのうち、自律走行型電気掃除機１が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪１１６が対向する方向を左方及び右方とする。すなわち図１等に示す様に前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、自律走行型電気掃除機１の前方側にサイドブラシ１５が取付けられている。
【０００９】
＜実施形態１＞
図１は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機１の斜視図、図２は底面図である。
自律走行型電気掃除機１は、掃除領域（例えば、室内）を自律的に移動しながら床面を掃除する掃除機である。自律走行型電気掃除機１は、上壁（及び一部の側壁）である上ケース１１１、底壁（及び一部の側壁）である下ケース１１２、及び前部に設置されるバンパ１８、を含んで構成される本体１１を備える。下ケース１１２は、自律走行型電気掃除機１の動作時に床面に対向する。下ケース１１２には、前方にサイドブラシ１５が左右それぞれに設けられている。サイドブラシ１５は、上下方向を軸として回転可能であり、刷毛部１５４のそれぞれは、根元弾性部１５３を介して回転軸であるサイドブラシホルダ１５１に取付けられている。各サイドブラシ１５は、刷毛部１５４を３つ有しているが、刷毛部１５４の個数は１つ以上であれば特に制限されない。
【００１０】
根元弾性部１５３又は刷毛部１５４が回転によって通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサ２１１が設けられている。本実施形態では、下ケース１１２に床面測距センサ２１１が取り付けられており、自律走行型電気掃除機１が床面に載置されて駆動しているときに、床面が床面測距センサ２１１よりも下方にあるかを検知する。この検知は、床面が閾値距離以内にあるか否かを検知するものであってもよいし、床面までの距離を定量的に計測可能なものであってもよいが、後者が好ましい。本明細書では、何れの場合も「測距」と称する。
【００１１】
床面測距センサ２１１としては公知の光学式センサを種々用いることができるが、例えば、赤外線を射出する発光部と、赤外線を検知可能な受光部とを有するものを採用できる。赤外線が床面などに当たって反射すると受光部が赤外線を検知し、これを以て床面が存在すると判定できる。
【００１２】
なお、自律走行型電気掃除機１の上後方側には、ダストケース４が設けられている。本実施形態の自律走行型電気掃除機１は、制御装置２の演算処理によって自律的に駆動輪１１６を駆動させて清掃する。
【００１３】
［床面測距センサ２１１のセンシングタイミングの調整］
図３は、本実施形態の制御部３００を含むブロック図である。自律走行型電気掃除機１は、次の動作確認工程、動作調整工程、及び通知工程を含む種々の制御を実行する制御部３００を有している。制御部３００は、駆動輪１１６に駆動力を与える駆動モータ１１７、床面測距センサ２１１、及びサイドブラシ１５に回転力を与えるサイドブラシモータ１１７を制御できる。また、制御部３００は、駆動モータ１１７の回転数やサイドブラシモータ１５２の回転数を検知できると好ましい。さらに制御部３００は、床面測距センサ２１１の測距状態を取得できる。制御部３００は、自律走行型電気掃除機１の制御を統括している。
【００１４】
（動作確認工程）
まず、自律走行型電気掃除機１の運転を開始させ、例えば通常運転に影響がない工程において、サイドブラシ１５を回転させる。「通常運転に影響がない工程」とは、例えば充電台から離間しない状態で掃除とは別途行う工程としても良いし、通常運転とは異なる動作確認工程を行わせる使用者の命令をリモコンや本体のボタンから発せられるようにしても良い。また、続く動作調整工程では、床面測距センサ２１１に対する床面の関係性が維持されることが好ましいため、駆動輪１１６（駆動モータ）は停止させておくことが望ましい。駆動輪１１６の停止は、少なくとも動作調整工程が終了するまで継続することが望ましい。
次に、サイドブラシ１５を回転させながら、床面用測距センサ２１１からの出力信号を計測する。サイドブラシ１５の掃引領域の一部又は全部に床面用測距センサ２１１の検知範囲が含まれている。
【００１５】
出力信号の計測は、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うのが望ましく、少なくとも互いに隣接する刷毛部１５４が床面測距センサ２１１の検知範囲を横切る周期よりも早く行う。これを達成するために、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うことが望ましいが、その他には例えば、サイドブラシ１５の刷毛部１５４の本数の情報及びサイドブラシ１５を回転させるモータの速度情報を取得する取得部を設けても良い。刷毛部１５４の本数の情報は、予め記憶させておいても良いし、例えばサイドブラシ１５が複数種類存在する型式の場合は、サイドブラシ１５の種類を区別可能に構成したり刷毛部１５４の本数を使用者が入力できるように構成したりすることで取得させることができる。
【００１６】
このような構成では、サイドブラシ１５の刷毛部１５４が床面用測距センサ２１１の検知範囲を通過しているか否かに応じて、床面用測距センサ２１１の検知状態（出力信号）が変動する。この変動は刷毛部１５４の通過する周期によって或る程度定期的に変動する。このような信号を時間情報と関連付けて取得するために、マイコンの内部で時間計測を開始させる。
【００１７】
なお、省エネの観点から、通常運転時に出力信号を取得する周期は、確認工程で出力信号を取得する周期より長い方が好ましい。
この動作確認工程では、測距するタイミングの一部において、サイドブラシ１５が検知範囲を横切るタイミングに一致してもよい。短い周期で出力信号の計測を行うことにより、サイドブラシ１５の回転に起因して変動する床面測距センサ２１１の検出信号値の時間変化が得られる。一定時間、計測値の取得を行うと、サイドブラシ１５の回転特性（刷毛部１５４が通過する周期、回転の速さなど）が分かる。
【００１８】
（動作調整工程）
この回転特性から、回転方向で隣接する刷毛部１５４がそれぞれ床面測距センサ２１１を横切る周期ｔがわかる。すなわち、或る刷毛部１５４が通過した時刻から次の刷毛部１５４が通過した時刻までの時間ｔが分かる。取得した検出信号値の波形等から時間ｔを推定する。また、周期だけでなく波形の形状から幅の推定も可能となる。
【００１９】
自律走行型電気掃除機１は、取得した時間ｔと正常な時間ｔ0とを比較することで、正常な周期で回転しているかを推定することができる。これにより、サイドブラシ１５の動作の判断が可能である。床面測距センサ２１１の計測間隔は、短いほどブラシの異常判定が行いやすくなる。このような一連の工程を設けることにより、例えば、刷毛部１５４の形状が変わった場合、または刷毛部１５４の本数が３本から６本になるなど変更された場合においても、刷毛部１５４が床面測距センサ２１１を遮断する間隔からサイドブラシの異常判定が可能となる。
【００２０】
また、上記の工程を用いることで、サイドブラシ１５の回転動作は通常通りでも、刷毛部１５４の破損があった場合において、取得したデータのある部分では、正常な時間ｔ0と同じだが、破損個所では異なる波形が現れる。これにより、サイドブラシの破損も検出することが可能となる。
【００２１】
なお、正常な時間ｔ0を製品（自律走行型電気掃除機１）の出荷前に予め一度行っておき、床面測距センサ２１１の特性を考慮して、個別に調整状態にしても良いし、自律走行型電気掃除機１の出荷後最初に運転するときに自動で行うようにしても良いし、使用者の命令に応じて計測又は再計測するようにしても良いし、自律走行型電気掃除機１の有する通信機能部１９よりネットワークを介して、適宜サーバ上から取得できるようにしてもよい。
【００２２】
また、前記の正常値との比較においては、制御部３００で異常判定を行わずに、取得したデータを通信機能部１９よりネットワークを介してサーバへ送信して、サーバで比較を行い、「正常」「異常」の判定をサーバより受信してもよい。
【００２３】
［床面の種類への対応］
サイドブラシ１５の回転速度は、床面の素材による摩擦にも依存する。例えば絨毯上で駆動された場合等、サイドブラシ１５に掛かる負荷が比較的大きくなる。この場合所定の回転数が得られない、または定回転にならない等が懸念されるが、別に、駆動輪１１６の駆動時電流の変化や回転ブラシ１４の駆動時電流の変化から床面がフローリングから絨毯もしくは絨毯からフローリングへと変化したことを検知しているにも関わらず、サイドブラシ１５を駆動するモータの電流が変化しない場合などは、床面の素材による影響以外の要因、例えば髪の毛などの絡みつきなどが考えられる。その場合に、何らかの方法にて通知を行うことでサイドブラシの異常を速やかに利用者へ通知することが可能となる。なお、例えば出荷前に上記の工程を行う場合、フローリング又は畳の床面について工程を行うと好ましい。
【００２４】
［利用者への通知方法］
上記で検出した異常を利用者へ適切に通知する機能が必要となる。例えば、自律走行型電気掃除機１の有するお知らせ機能として、ブザーや音声報知、画面表示で利用者へ通知しても良いし、自律走行型電気掃除機１の有する通信機能部１９を介してネットワークを経由することで、利用者へ該当箇所のメンテナンスを促す通知を利用者の携帯端末に送る等、遠隔にて行ってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１        自律走行型電気掃除機
１１      本体
１１１    上ケース
１１２    下ケース
１１２１  サイドブラシ取付部
１１３    吸口部
１１６    駆動輪
１１７    駆動モータ
１３      掻取りブラシ
１４      回転ブラシ
１５      サイドブラシ
１５１    サイドブラシホルダ
１５２    サイドブラシモータ
１５３    根元弾性部
１５４    刷毛部
１７      補助輪
１８      バンパ
１９      通信機能部
２１１    床面用測距センサ
３００    制御部
４        ダストケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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