(57)【要約】      （修正有）【課題】自走式掃除機が精度よく帰還可能な充電ステーションと充電システムの提供。【解決手段】充電ステーションは、充電ポート１１２を含む本体１１０と、直射モジュール１２０、側方向発射モジュール１３０、超音波レシーバ１５０、コントローラー１４０を備える。側方向発射モジュールは、直射モジュールの左右に赤外線送信部１３２、１３４を有する。超音波レシーバは、自走式掃除機が発射した超音波信号を受信する。コントローラーは、直射モジュールと側方向発射モジュールと超音波レシーバとを別別に接続し、左右の赤外線送信部からそれぞれ赤外線を第一信号エリアＡ１と第二信号エリアＡ２へ発射する。自走式掃除機は第一、第二信号エリアを移行する。超音波レシーバが超音波信号を受信する時、直射モジュールは赤外線を第三信号エリアＡ３に発射し、コントローラーは超音波信号により第三信号エリアに入った自走式掃除機から充電ポートまでの距離を計算し、予定の距離より小さい場合、充電ポートに帰還させて充電する。【選択図】図１
0003206660.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自走式掃除機に応用される充電ステーションであって、充電ポートを含む本体と、直射モジュールと、側方向発射モジュールと、超音波レシーバ、コントローラーとを備え、前記直射モジュールは前記充電ポートを対応し、前記本体に設けられる；前記側方向発射モジュールは左赤外線送信部と右赤外線送信部とを有し、前記直射モジュールの両側に配置され、前記本体に設けられる；前記本体に設置された超音波レシーバによって前記自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する、前記コントローラーは本体に設け、前記直射モジュールと、側方向発射モジュールと、超音波レシーバとを、別別に接続し、前記左赤外線送信部と右赤外線送信部を駆動され、前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部からそれぞれ赤外線を第一信号エリアと第二信号エリアへ発射し、前記自走式掃除機は前記第一信号エリアに入ると共に、前記第二信号エリアへ移行し、逆に、前記第二信号エリアに入ると共に、前記第一信号エリアへ移行する、前記超音波レシーバは前記自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する時、前記直射モジュールは赤外線を第三信号エリアに発射し、前記自走式掃除機は前記第三信号エリアに入り、前記コントローラーは超音波信号により自走式掃除機から前記充電ポートまでの距離を計算し、その距離は予定の距離より小さい場合に、前記コントローラーで前記自走式掃除機制御して、前記自走式掃除機の移動を停止して回転させて、前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに帰還させて電気的に接続して充電することを特徴とする充電ステーション。
【請求項２】
前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに対面させる時、自走式掃除機が走行速度を落とすながら前記充電ポートへ向かって移動されることを特徴とする請求項１記載の充電ステーション。
【請求項３】
前記自走式掃除機は前記第一信号エリアA１の領域に入る時、前記第二信号エリアA２に向きを変えて移行する、前記第二信号エリアA２の領域に入る時、前記自走式掃除機は前記第一信号エリアA１に向きを変えて移行することを特徴とする請求項１記載の充電ステーション。
【請求項４】
充電システムであって、自走式掃除機と充電ステーションとを有する、前記自走式掃除機は、レシーバと、超音波送信器と、駆動輪と、充電輸入ユニットとを備え、前記自走式掃除機の本体に設けられ、前記充電輸入ユニットは前記自走式掃除機の後ろ側に設置され、前記充電ステーションにおいて、充電ポートを含む本体と、直射モジュールと、側方向発射モジュールと、超音波レシーバ、コントローラーとを備え、前記直射モジュールは前記充電ポートを対応し、前記本体に設けられる、前記側方向発射モジュールは左赤外線送信部と右赤外線送信部とを有し、前記直射モジュールの両側に配置され、前記本体に設けられる、前記本体に設置された超音波レシーバによって自走式掃除機から発射した超音波信号を受信し、前記コントローラーは本体に設け、前記直射モジュールと、前記側方向発射モジュールと、前記超音波レシーバとを、別別に接続し、前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部を駆動される、前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部からそれぞれ赤外線を第一信号エリアと第二信号エリアへ発射し、前記自走式掃除機は前記第一信号エリアに入ると共に、前記第二信号エリアへ移行し、逆に、前記第二信号エリアに入ると共に、前記第一信号エリアへ移行する、前記超音波レシーバは自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する時、前記直射モジュールは赤外線を第三信号エリアへ発射し、前記自走式掃除機は前記第三信号エリアに入り、前記コントローラーは超音波信号により前記自走式掃除機から前記充電ポートまでの距離を計算し、その距離は予定の距離より小さい場合に、前記コントローラーで前記自走式掃除機制御して、前記自走式掃除機の移動を停止して回転させて、前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに帰還させて電気的に接続して充電することを特徴とする充電システム。
【請求項５】
前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに対面させる時、前記自走式掃除機が走行速度を落とすながら前記充電ポートへ向かって移動されることを特徴とする請求項４記載の充電システム。
【請求項６】
前記自走式掃除機は前記第一信号エリアA１の領域に入る時、前記第二信号エリアA２に向きを変えて移行する、前記第二信号エリアA２の領域に入る時、前記自走式掃除機は前記第一信号エリアA１に向きを変えて移行することを特徴とする請求項４記載の充電システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は充電設備に関し、特に、自走式掃除機に応用される充電ステーション及び充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩に伴い、いろいろの用途に応じて様々なロボットが開発され、工場自動化、病院、博物館ナビゲーション、手術支援システム、スペース・アドベンチャー、軍用アプリケーション、家政サービス、オフィスオートメーション、エンターテイメント等の目的を広く使用されています、さらに人間に代わって危険な仕事を実行することもある。
【０００３】
家政サービスにおいて使用する自走式電気掃除機は、掃除ロボットと言われて、実は清掃装置の一種であり、ユーザーによる操作が不要で、掃除機は自動で移動すると共に、床面の塵埃を吸い込むことができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
自走式掃除機は清掃作業を行うために必要な電力を供給し、例えば充電式バッテリーはそのうちの一種である。電力不足の場合には充電することが必要であり、一般的に、自走式掃除機を正確に誘導され、充電ステーションに帰還させてバッテリーの充電を実行する。従来の自走式掃除機の充電手段では、充電ステーションから発する赤外線を赤外線検知センサによって検知しながら充電ステーションへ帰還する。しかし、このような充電手段は、充電ステーションへの帰還路を検出するためその精度が低く、充電ステーションの所望の帰還位置をオフセットし、自走式掃除機を完全に充電されない。上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、本考案は快適に配慮された使い勝手のよい充電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本考案は、異なる信号アリアを利用して、精確に自走式掃除機を誘導させて充電ステーションおよび充電システムに帰還して充電することを特徴とするものである。
【０００６】
本考案に係る自走式掃除機に応用される充電ステーションにおいて、充電ポートを含む本体と、直射モジュールと、側方向発射モジュールと、超音波レシーバ、コントローラーとを備え、前記直射モジュールは前記充電ポートを対応し、前記本体に設けられる。前記側方向発射モジュールは左赤外線送信部と右赤外線送信部とを有し、前記直射モジュールの両側に配置され、前記本体に設けられる。前記本体に設置られた超音波レシーバによって自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する。前記コントローラーは前記本体に設け、前記直射モジュールと、前記側方向発射モジュールと、前記超音波レシーバとを、別別に接続し、前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部とを駆動される。前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部からそれぞれ赤外線を第一信号エリアと第二信号エリアへ発射する。自走式掃除機は前記第一信号エリアに入ると共に、前記第二信号エリアへ移行し、逆に、前記第二信号エリアに入ると共に、前記第一信号エリアへ移行する。前記超音波レシーバは自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する時、前記直射モジュールは赤外線を第三信号エリアへ発射し、自走式掃除機は前記第三信号エリアに入り、前記コントローラーは超音波信号によって自走式掃除機から前記充電ポートまでの距離を計算し、その距離は予定の距離より小さい場合に、前記コントローラーで前記自走式掃除機制御して、自走式掃除機の移動を停止して回転させて、前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに帰還させて電気的に接続して充電することを実行する。
【０００７】
なお、本考案に係る充電システムにおいて、自走式掃除機と充電ステーションを含んでいる。前記自走式掃除機は超音波送信器と充電輸入ユニットとを有し、前記超音波送信器から超音波信号を発射し、前記充電輸入ユニットは自走式掃除機の後側に設けられる。前記充電ステーションは充電ポートを含む本体と、直射モジュールと、側方向発射モジュールと、超音波レシーバ、コントローラーとを備える。前記直射モジュールは前記充電ポートを対応し、前記本体に設けられる。前記側方向発射モジュールは左赤外線送信部と右赤外線送信部とを有し、直射モジュールの両側に配置され、前記本体に設けられる。前記本体に設置された超音波レシーバによって自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する。前記コントローラーは前記本体に設け、前記直射モジュールと、前記側方向発射モジュールと、前記超音波レシーバとを、別別に接続し、前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部を駆動される。前記左赤外線送信部と前記右赤外線送信部からそれぞれ赤外線を第一信号エリアと第二信号エリアへ発射する。自走式掃除機は前記第一信号エリアに入ると共に、前記第二信号エリアへ移行する。前記超音波レシーバは自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する時、前記直射モジュールは赤外線を第三信号エリアに発射し、自走式掃除機は前記第三信号エリアに入り、前記コントローラーは超音波信号により自走式掃除機から前記充電ポートまでの距離を算出し、その距離は予定の距離より小さい場合に、前記コントローラーで自走式掃除機を制御して走行速度を落としながら、自走式掃除機を自転させ、前記充電ポートの位置に向かって走行し、前記充電輸入ユニットを前記充電ポートに帰還させて電気的に接続して充電することを実行する。
【０００８】
また、自走式掃除機は前記第一信号エリアに入ると同時に、前記第二信号エリアの方向に向きを変え、自走式掃除機は前記第二信号エリアに入ると同時に、第一信号エリアの方向に向きを変える。
【０００９】
上記のように、本考案の充電ステーション及び充電システムは、前記の第一信号エリアと第二信号エリアによって自走式掃除機を左右に移行させる。充電ステーション、赤外線受信エレメントを利用して第二信号を受信することを特徴としている。前記超音波レシーバは自走式掃除機から発射した超音波信号を受信する時、前記ストレート発射モジュールは赤外線を第三信号エリアへ発射し、自走式掃除機は第三信号エリアに入り、自走式掃除機から前記充電ポートまでの距離を算出し、その距離は予定の距離より小さい場合に、自走式掃除機は回転し、前記充電ポートに充電輸入ユニットを対面させて、第三信号エリアの方向に沿って前記充電ポートへ進行して充電することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の充電ステーションの示す平面図である。
【図２】本考案の充電システムの示す平面図である。
【図３】本考案の充電システムの状態平面図である。
【図４】本考案の充電システムの状態平面図である。
【図５】本考案の充電システムの状態平面図である。
【図６】本考案の充電システムの自走式掃除機の状態平面図である。
【図７】本考案の充電システムの自走式掃除機の状態平面図である。
【図８】本考案の充電システムの自走式掃除機は第三信号エリアにいる時の示す平面図である。
【図９】本考案の充電システムの自走式掃除機は充電ポートに向かって走行する示す平面図である。
【図１０】本考案の充電システムの自走式掃除機は走行方向の変える平面図である。
【図１１】本考案の充電システムの自走式掃除機は充電の示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案の実施の形態について更なる理解を促すため、図面に基づき詳細に説明する。同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰り返さない。なお、この考案が以下の実施例によって限定されるものではない。
【実施例】
【００１２】
図１は本考案の充電ステーションの示す平面図であり、図２は本考案の充電システムの示す平面図である。図1〜図２に示されるように、本実施形態に係る充電システム５０は、自走式掃除機２００と充電ステーション１００を含んでいる。
【００１３】
自走式掃除機２００は、例えば、床面の上に移動する清掃ロボットである。自走式掃除機２００は、レシーバ２１０と、超音波送信器２２０と、駆動輪２３０と、充電輸入ユニット２４０とを備え、レシーバ２１０と、超音波送信器２２０と、および駆動輪２３０などが自走式掃除機２００の本体に設けられる。充電輸入ユニット２４０は自走式掃除機２００の後ろ側に設けられ、レシーバ２１０と超音波送信器２２０とをカップリング（coupling）して、超音波送信器２２０によって超音波信号を送信する。自走式掃除機２００は、さらに、赤外線送信器も含むものである。
【００１４】
本実施形態に係る充電ステーション１００において、本体１１０と、直射モジュール１２０と、側方向発射モジュール１３０と、コントローラー１４０と、超音波レシーバ１５０とを備える。
【００１５】
本体１１０は充電ポート１１２を含んで、コンセント（図示しない）を利用して商用電源に接続され、商用電力をバッテリーの充電用電力に変換するようになっている。充電ポート１１２は自走式掃除機２００の充電輸入ユニット２４０に接触して充電することを実行する。
【００１６】
直射モジュール１２０は充電ポート１１２を対応し、本体１１０に設けられる。本実施形態において、直射モジュール１２０は、例えば、赤外線送信モジュールである。他の実施形態には、実際の場所によって様々な送信モジュールも使用される可能である。
【００１７】
側方向発射モジュール１３０は、本体１１０に設けられ、例えば、赤外線送信モジュールである。他の実施形態には、実際の場所によって様々な送信モジュールも使用される可能である。
【００１８】
本実施形態において、側方向発射モジュール１３０は左赤外線送信部１３２と右赤外線送信部１３４とを有し、直射モジュール１２０の両側に配置され、本体１１０に設けられる。
【００１９】
超音波レシーバ１５０は本体１１０に設置され、超音波レシーバ１５０によって超音波送信器２２０から発射した超音波信号を受信する。
【００２０】
コントローラー１４０は本体１１０に設けられ、直射モジュール１２０と、側方向発射モジュール１３０と、超音波レシーバ１５０とを、別別にカップリング（coupling）する。
【００２１】
本実施形態において、左赤外線送信部１３２と右赤外線送信部１３４をコントローラー１４０に駆動され、左赤外線送信部１３２と右赤外線送信部１３４からそれぞれ赤外線を第一信号エリアA１と第二信号エリアA２へ発射する。なお、直射モジュール１２０から赤外線を第三信号エリアA３へ発射し、自走式掃除機２００のレシーバ２１０によれば、第一信号エリアA１と第二信号エリアA２と第三信号エリアA３からの信号を受信する。
【００２２】
上記の第一信号エリアA１とは、左赤外線送信部１３２から発射した信号を覆われて、逆V型の地域に形成し、第二信号エリアA２とは、右赤外線送信部１３４から発射した信号を覆われて、逆V型の地域に形成する。その第一信号エリアA１と第二信号エリアA２の範囲は実際の状況によって調整することが可能である。
【００２３】
上記の第三信号エリアA３とは、図１と図２に示すように、二つの平行な直線との間に形成される地域であり、充電ポート１１２は第三信号エリアA３に設置される。第三信号エリアA３が一部の第一信号エリアA１と一部の第二信号エリアA２と重なっている。他の実施形態には、第三信号エリアA３は一部の第一信号エリアA１と一部の第二信号エリアA２と重なっていない場合も可能である。
【００２４】
図３〜図５は本考案の充電システムの連続状態を示す図で、図６〜図７は本考案の充電システムの自走式掃除機の状態を示す図で、図８は本考案の充電システムの自走式掃除機は第三信号エリアに入る時の示す平面図で、図９は本考案の充電システムの自走式掃除機は充電ポートに向かって走行する示す平面図で、図１０は本考案の充電システムの自走式掃除機は走行方向の変える平面図で、図１１は本考案の充電システムの自走式掃除機は充電の示す説明図である。図1〜図１１に示されるように、本実施形態に係る自走式掃除機は充電ポートへの帰還動作を示す説明図である。
【００２５】
自走式掃除機２００は第一信号エリアA１または第二信号エリアA２以外の床面に走行する時、充電ステーション１００から発射する信号を検知されず、自走式掃除機２００は直進、後退、自転などを行うことが可能となっている。
【００２６】
図３に示すように、自走式掃除機２００は第一信号エリアA１の近くに移行し、さらに、第一信号エリアA１へ走行する。
【００２７】
図４において、自走式掃除機２００は第一信号エリアA１に入る時、第一信号エリアA１の領域で移動しながら、第二信号エリアA２へ移行する（yaw）。
【００２８】
図４〜図６は自走式掃除機２００の走行状態を示す図であって、自走式掃除機２００は第一信号エリアA１に入る時、駆動輪２３０によって第二信号エリアA２に向きを変えて、第二信号エリアA２へ移動する。図５、図６のように、自走式掃除機２００は左の方へ移動すれば、第二信号エリアA２の方向に向かってないので、自走式掃除機２００は右に第二信号エリアA２に対する正確な向きを行うようにしている。そこで、自走式掃除機２００は第一信号エリアA１において、左右に移動の手段で走行方向と位置が正確かどうか判断する。
【００２９】
従って、自走式掃除機２００は第一信号エリアA１の領域において走行しながら、第二信号エリアA２へ移行し、第二信号エリアA２の領域に入る時、駆動輪２３０によって第一信号エリアA１に向きを変えて、第一信号エリアA１へ移動する。
【００３０】
これによって、自走式掃除機２００は何回も繰り返して左右に移動する。図７〜図８に示す超音波レシーバ１５０は自走式掃除機２００から発射した超音波信号を受信する時、コントローラー１４０により、直射モジュール１２０を駆動されて赤外線を第三信号エリアA３に発射する。自走式掃除機２００はその第三信号エリアA３に入る時、充電ポート１１２へ向かって移動する。
【００３１】
図４〜図６に示す自走式掃除機２００から充電ポート１１２までの距離をコントローラー１４０により算出することができる。
【００３２】
上記その距離は予定の距離より小さい場合に、図１０のように、自走式掃除機２００の移動を停止し、自走式掃除機２００を回転させて、充電ポート１１２に充電輸入ユニット２４０を対面させる。なお、自走式掃除機２００は第三信号エリアA３の領域で移動すると共に、コントローラー１４０によって自走式掃除機２００から充電ポート１１２までの距離を繰り返して計算し、予定の距離より小さい場合には、自走式掃除機２００の走行速度を落として充電ポート１１２との衝突を防止することができる。また、図１１に示すのは、充電輸入ユニット２４０を充電ポート１１２に帰還させて電気的に接続して充電するものである。
【００３３】
上述のように、本考案の掃除機の効果は、実用新案登録の産業的利用性、新規性、進歩性の要件を具備しているため、実用新案法の規定に従い、ここに実用新案登録を出願するものである。
【符号の説明】
【００３４】
５０        充電システム
１００      充電ステーションと、
１１０      本体
１１２      充電ポート
１２０      直射モジュール
１３０      側方向発射モジュール
１３２      左赤外線送信部
１３４      右赤外線送信部
１４０      コントローラー
１５０      超音波レシーバ
２００      自走式掃除機
２１０      レシーバ
２２０      超音波送信器
２３０      駆動輪
２４０      充電輸入ユニット
A１        第一信号エリア
A２        第二信号エリア
A３        第三信号エリア
【図１】
0003206660.tif 000003
【図２】
0003206660.tif 000004
【図３】
0003206660.tif 000005
【図４】
0003206660.tif 000006
【図５】
0003206660.tif 000007
【図６】
0003206660.tif 000008
【図７】
0003206660.tif 000009
【図８】
0003206660.tif 000010
【図９】
0003206660.tif 000011
【図１０】
0003206660.tif 000012
【図１１】
0003206660.tif 000013