(57)【要約】【課題】２つのオブジェクトの差動値検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出方法及びその装置を提供すること。【解決手段】金属素子を設けられた第１オブジェクトを提供する手段と、第１オブジェクトの金属素子に対応する静電容量センサの検知シートを設けられた第２オブジェクトを提供する手段と、を含む。第１オブジェクトが第２オブジェクトに対して差動を引き起こすときに、静電容量センサが異なる静電容量値を検出し、それぞれの静電容量値によって、第１オブジェクトと第２オブジェクトとの相関位置を獲得して、信号を発信し既定の動作を行わせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのオブジェクトの差動値の検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出方法であって、
清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む機器本体を提供する手段と、
第１オブジェクトとなる機器本体のシェルと、第２オブジェクトとなる駆動輪組との間に設ける静電容量検出ユニットを提供する手段と、を備え、
前記駆動輪組が機器本体に対して差動するときに、前記静電容量センサによって異なる静電容量値を検出し、それぞれの静電容量に基づき、前記駆動輪組と前記機器本体との相関位置を獲得することを特徴とする、オブジェクトの差動検出方法。
【請求項２】
２つのオブジェクトの差動値の検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出方法であって、
金属シートを設けられた第１オブジェクトを提供する手段と、
前記第１オブジェクトの前記第１金属シートと互いに対応する電気容量センサの検知シートを設けられた第２オブジェクトを提供する手段と、
前記第１オブジェクトが前記第２オブジェクトに対して差動するときに、前記静電容量センサによって、異なる静電容量値を検出し、それぞれの静電容量値に基づき、前記第１オブジェクトと前記第２オブジェクトとの相関位置を獲得し、信号を送信して既定動作を実行することを特徴とする、オブジェクトの差動検出方法。
【請求項３】
前記静電容量値は、距離の変化によって改変されることを特徴とする、請求項１記載のオブジェクトの差動検出方法。
【請求項４】
前記静電容量値は、面積の変化によって改変されることを特徴とする、請求項１記載のオブジェクトの差動検出方法。
【請求項５】
静電容量値が規定値に達したとき、前記制御ユニットによって、前記機器本体の稼働を中止することを特徴とする、請求項１記載のオブジェクトの差動検出方法。
【請求項６】
静電容量値が規定値に達したとき、前記制御ユニットによって、警告信号を発信することを特徴とする、請求項１記載のオブジェクトの差動検出方法。
【請求項７】
２つのオブジェクトの差動値の検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出装置であって、
清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む機器本体を提供する手段と、
第１オブジェクトとなる駆動輪組に設ける金属シートと、前記金属シートに対応する第２オブジェクトに設ける静電容量検出ユニットの検知シートを前記機器本体に内設する手段と、を備えることを特徴とする、差動検出装置。
【請求項８】
２つのオブジェクトの差動値の検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出装置であって、
清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む機器本体を提供する手段と、
第１オブジェクトとなる駆動輪組に設ける静電容量センサの検知シートと、前記電気容量センサに対応する第２オブジェクトに設ける金属シートを前記機器本体に内設する手段と、を備えることを特徴とする、オブジェクトの差動検出装置。
【請求項９】
前記駆動輪組が枢軸を旋転中心として、前記機器本体に対して上下に搖動することを特徴とする、請求項７または請求項８記載のオブジェクトの差動検出装置。
【請求項１０】
前記駆動輪組にて、前記機器本体のシェルに突っぱねる弾性素子を設けることを特徴とする、請求項７または請求項８記載のオブジェクトの差動検出装置。
【請求項１１】
前記静電容量検出ユニットによって、前記静電容量センサと前記金属シートとの距離変化の静電容量値を検出することを特徴とする、請求項７または請求項８記載のオブジェクトの差動検出装置。
【請求項１２】
前記静電容量検出ユニットによって、前記静電容量センサと前記金属シートとの面積変化の静電容量値を検出することを特徴とする、請求項７または請求項８記載のオブジェクトの差動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検出方法及びその装置に関し、特に自律移動して清掃作業を実行する自走式清掃装置に適用でき、２つのオブジェクト間の差動状態の検出に用いられ、対応または反応あるいは制御を実行するオブジェクトの差動検出方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭の清掃は仕事が忙しい現在の人々にとって、精力と時間の掛かる大仕事である。この問題の解決を図るために、一種のいわゆる自走式清掃装置が市販されており、人工知能を駆使し清掃したい表面に往復して清掃しホコリを吸い取ることができ人力に頼ることなく、利便性が非常に良い。
【０００３】
公知の自走式清掃装置は子供によって引上げられるか、または自走式清掃装置が障害物に乗り上げるなどの場合は、自走式清掃装置の全体または一部分が清掃表面から宙に浮いた状態では、清掃作業を継続させることができない。このとき、自走式清掃装置は稼働を継続されるが、駆動輪、主清掃ブラシ、側面清掃ブラシなど機構の空転はエネルギーを消費するほかに、子供が手を触れると指を巻き込む事故を引き起こし、その結果は計り知れない。前述事故を避けるために、自走式清掃装置の機器本体に接触センサを取り付けて、駆動負荷のない案内輪と接触センサとの接触状態を検出させ、自走式清掃装置が清掃表面にて、正常に清掃作業を行うときは、接触センサと案内輪は接触が維持される。そして、自走式清掃装置の案内輪が床面を離れて清掃表面から宙に浮いた状態になると、案内輪は重力により下方に墜落し接触センサと分離するので、接触センサによって案内輪が清掃表面から宙に浮いたことを検出される。制御ユニットを介して、警告信号を発信し使用者に注意を促すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知の自走式清掃装置は駆動輪によって駆動される。駆動力を有しない案内輪は、かじ取り装置を補助する働きのみである。そこで、案内輪にセンサを取り付けようとすると、案内輪構造の構造が複雑になりかねない。さらに、公知の自走式清掃装置の制御ユニットの集積回路板は、ほとんど案内輪の上方区域に取付けており、もし、案内輪が複雑構造となれば、空間配置に不都合が生じる。さらに、自走式移動設備の使用が期間を経過すると、毛髪、糸くずなど伸ばしやすく、絡めやすいゴミが絡まって、取り外し清掃の必要がある。そこで、センサなど電気接続必要の素子を設置した場合、その取り外しが難しくなる。この他に、清掃表面に凹部または階段部がある場所に案内輪は重力により下方に落ちるため、判断の正確性が低下されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
よって、本発明の目的は、自走式清掃装置の駆動輪が床面から宙を浮いているかを検出する、オブジェクトの差動検出方法を提供する。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、自走式清掃装置の駆動輪が床面から宙を浮いているかを検出する、オブジェクトの差動検出装置を提供する。
【０００７】
本発明の目的に基づき、２つのオブジェクトの差動値を検出し信号を発信して、既定動作を実行するオブジェクトの差動検出方法は、清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む、機器本体を提供する手段と、第１オブジェクトとなる機器本体のケーシングと第２オブジェクトとなる駆動輪組との間に設ける静電容量検出ユニットを提供する手段と、を備える。駆動輪組が機器本体に対して差動するとき、静電容量検出ユニットによって異なる静電容量値を検出し、それぞれの静電容量値に基づき、駆動輪組と機器本体との相関位置を獲得できる。
【０００８】
本発明のもう一つの目的に基づき、金属素子を設けられた第１オブジェクトを提供する手段と、第１オブジェクトの金属素子に対応する静電容量センサの検知シートを設けられた第２オブジェクトを提供する手段と、を備える。第１オブジェクトが第２オブジェクトに対して差動するとき、静電容量センサによって異なる静電容量値を検出し、それぞれの静電容量値に基づき、第１オブジェクトと第２オブジェクトとの相関位置を獲得し信号を発信して既定の動作を行わせる、２つのオブジェクトの差動値を検出し信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動を検出する方法を提供する。
【０００９】
本発明のさらに一つの目的に基づき、２つのオブジェクトの差動値検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出装置は、清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む機器本体の内部に設ける電気容量検出ユニットは、第１オブジェクトとなる駆動輪組に設ける金属シートと、金属シートに対応する第２オブジェクトに設ける静電容量センサの検知シートと、を含む。
【００１０】
本発明のまた一つの目的に基づき、２つのオブジェクトの差動値検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する、オブジェクトの差動検出装置は、清掃機能を実行する清掃機構と、機器本体を載置して移動する駆動輪組と、ホコリを収集する集塵箱と、排気口を設けられ空気を排出して負圧吸引力を提供する負圧装置と、システム制御を実行する制御ユニットと、を含む機器本体の内部に設ける電気容量検出ユニットは、第１オブジェクトとなる駆動輪組に設ける静電容量センサの検知シートと、静電容量ユニットに対応する第２オブジェクトに設ける金属シートと、を含む、を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施例による方法及び装置は、主にオブジェクトの差動値検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する。静電容量検出ユニットが第１オブジェクトに設ける金属シートと、第２オブジェクトに設ける静電容量センサの検知シートとの距離、または正射影の重なる面積の違いによって、それぞれの静電容量値を検出し、これを自走式清掃装置に適用した場合、静電容量値が既定値に達したときを第１オブジェクトの駆動輪が床面を離れて清掃表面から宙に浮いている状態と判断し、使用者に警告信号を発信すると同時に、機器本体すべての機構の稼働を停止し、機器本体の空回りによるエネルギー消費と、子供が触れるけが事故を防止する。構造設計が簡単、しかもスペースを取らないほか、第１オブジェクトの駆動輪組が第２オブジェクトの機器本体に対する差動を直接に検出することで、自走式清掃装置が清掃表面から宙に浮いた状態をより正確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般の自走式清掃装置の機器本体の各機構を示す態様図である。
【図２】本発明の実施例による電気容量検出ユニットを自走式清掃装置の駆動輪組に取付けて検出の態様を示す図である。
【図３】本発明の実施例による駆動輪組が床面から宙に浮いた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例による駆動輪組が正常に移動するときに、金属シートと電気容量検知シートとの相関位置を示す図である。
【図５】本発明の実施例による駆動輪組が宙に浮いたときに、金属シートと電気容量検知シートとの相関位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
図１を参照する。本発明の実施例による検出方法は例えば、図に示す自走式清掃装置に適用することができる。それぞれ機器本体１の両側に設置する駆動輪２１によって、機器本体１の移動を駆動する駆動輪組２と、毛を有する主清掃ブラシ３１及び側面清掃ブラシ３２またはそのうちの一つ或いは吸塵働きのみを有するホコリ吸い口によって、清掃表面の清掃を行う清掃機構３と、清掃機構３によって片づけられたホコリを収集する集塵機構４と、集塵機構４内部の気体を吸引して内部に負圧状態を形成させる負圧装置５と、各数値の演算または判断を行い機器本体１の各種機能を実行する制御ユニット６と、を含む。
【００１４】
引き続き、図２を参照する。駆動輪組２は機器本体１の上部ハウジング１１と下部ハウジング１２から組み合わせる収容室１３の内部に設けられ、駆動輪２１の底部は下部ハウジング１２のくりぬき穴１１１から機器本体１の外部に露出していて、駆動輪組２からなる第１オブジェクトの金属シート７１と、上部ハウジング１１からなる第２オブジェクトと、金属シート７１と互いに対応する静電容量センサ７２によって組み合わされる。収容室１３の内部に静電容量検出ユニット７を設けられ、金属シート７１は例えば、プリント基板の銅箔またはその他金属部材であり、静電容量センサ７２の外部に金属シート７１とほぼ同じ面積の金属部材からなる検知シート７２１に接続していて、駆動輪２１が清掃表面にて正常に移動されているときは、金属シート７１と静電容量センサ７２の検知シート７２１がほぼ平行状態を維持される。
【００１５】
引き続き、図３を参照する。図に示すように、駆動輪組２はモータ２２がギヤ組２３を介して駆動輪２１を駆動し、駆動輪組２のモータ２２と、ギヤ組２３をシェル２４の内部に覆われて、ギヤ組２３はモータ２２によって駆動される第１ギヤ２３１と、駆動輪２１と同軸に設ける第２ギヤ２３２とを含む。そのうち、駆動輪組２のシェル２４にて、下部ハウジング１２に枢設する枢軸１２１を設けられ、駆動輪組２が枢軸１２１を旋転中心として、機器本体１に対して上下に搖動運動し、駆動輪組２に設けられ、上部ハウジング１１に突っ張る弾性素子８とを合わせて、駆動輪２１が起伏する床面の走行によって振動するときの緩衝及び制振効果を形成する。
【００１６】
引き続き、図２と図４を参照する。機器本体１が床面にて正常に移動するとき、ほぼ平行を形成する金属シート７１と静電容量センサ７２の検知シート７２１との間は、第１平均距離ｄ１を有し、かつ両者の正射影が第１面積Ａ１を形成する。続いて、図３と図５とを合わせて参照する。図に示すように、機器本体１を引き上げることによって、駆動輪２１が清掃表面を離れ、その上方で宙に浮いたとき、駆動輪組２が枢軸１２１を旋転の軸心として下方に搖動し、機器本体１と差動を形成する。このとき、金属シー７１と静電容量センサ７２の検知シート７２１との間に、第２平均距離ｄ２を形成していて、かつ両者の重なる正射影が第２面積Ａ２を形成する。そのうち、ｄ２はｄ１より大きく、かつＡ２はＡ１より小さい。
【００１７】
本発明の実施例を実施するとき、静電容量値Ｃ＝εＡ／ｄ（Ａ：正射影の面積；ｄ：距離；ε：誘電率）は、駆動輪組２が機器本体１に対して差動するとき、金属シート７１と静電容量センサ７２の検知シート７２１との距離及び正射影の面積も相対的に改変し、静電容量検出ユニット７が異なる静電容量値を検出し、制御ユニット６にて、係る数値と既定値との比較を実行し駆動輪組２と機器本体１との相関位置を獲得して、制御ユニット６によって、駆動輪組２の駆動輪２１が床面を離れて清掃表面から宙に浮いていることを判断したときは、警告信号を使用者に発信して注意を促すと共に、機器本体１すべての機構の稼働を停止する。
【００１８】
本発明の実施例による金属シート７１と静電容量センサ７２の検知シートの位置を互いに置き換えることができる。一例として、静電容量センサ７２及び検知シート７２１を機器本体１の下部ハウジング１２に取付けると共に、金属シート７１を駆動輪組２の相対位置に取付けるか、あるいは金属シート７１または静電容量センサ７２及び検知シート７２１を駆動輪組２の任意位置に取付けた後、機器本体１の上部ハウジング１１または下部ハウジング１２のいずれかの相対位置に金属シート７１または静電容量センサ７２及び検知シート７２１を取り付けることも静電容量値の変化を形成することができる。
【００１９】
本発明の実施例による方法及び装置は、主に２つのオブジェクトの差動値検出に用いられ、信号を発信して既定動作を実行する。静電容量検出ユニット７が第１オブジェクトに設ける金属シート７１と、第２オブジェクトに設ける静電容量センサ７２の検知シート７２１との距離、または正射影の重なる面積の違いによって、それぞれの静電容量値が検出される。これを自走式清掃装置に適応した場合、静電容量値が既定値に達したときを第１オブジェクトの駆動輪２１が床面を離れて清掃表面から宙に浮いている状態と判断し、使用者に警告信号を発信すると同時に、機器本体すべての機構の稼働を停止し機器本体１の空回りによるエネルギー消費と、子供が触れるけが事故を防ぐ、構造設計が簡単、スペースを取らないほか、第１オブジェクトの駆動輪組が第２オブジェクトの機器本体に対する差動を直接に検出することで、自走式清掃装置が清掃表面から宙に浮いた状態をより正確に判断できる。
【００２０】
以上に説明したものは本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲に制限を加わるものではない。よって、本発明の実施範囲および明細書の内容による等効果変化と修飾はなお本発明の特許登録の範疇に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２１】
１      機器本体
１１    上部ハウジング
１１１  くり抜き穴
１２    下部ハウジング
１２１  枢軸
１３    収容室
２      駆動輪組
２１    駆動輪
２２    モータ
２３    ギヤ組
２３１  第１ギヤ
２３２  第２ギヤ
２４    シェル
３      清掃機構
３１    主清掃ブラシ
３２    側面清掃ブラシ
４      集塵機構
５      負圧機構
６      制御ユニット
７      静電容量検出ユニット
７１    金属シート
７２    静電容量センサ
７２１  検知シート
８      弾性素子
Ａ１    第１面積
Ａ２    第２面積
ｄ１    第１平均距離
ｄ２    第２平均距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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