(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の前方並びに側面の障害物の有無、および障害物までの距離を検知する障害物検知手段と、本体下部に設置されゴミを吸引する吸引ノズルおよび吸引ノズルから塵埃を含んだ空気を吸い込む吸引部を有する清掃手段と、前記清掃手段の排気を排出する排出手段と、本体を移動させる移動手段と、前記本体各部の手段を制御する制御手段を備え、前記排出手段は本体の側面から排気を排出するとともに、障害物検知手段により検知した障害物までの距離に応じて排出する清掃手段の排気の排出角度を変更する自律移動清掃装置。
【請求項２】
排出手段は、あらかじめ設定された所定距離以内に障害物検知手段により本体の側面に障害物を検知した際に、清掃手段の排気を排出する請求項１に記載の自律移動清掃装置。
【請求項３】
排出手段は、障害物検知手段により検知した障害物に沿って移動する本体の動作状態において、障害物に沿って移動している側の側面から、清掃手段の排気を排出する請求項１または２に記載の自律移動清掃装置。
【請求項４】
排出手段は、排出する清掃手段の排気の風量を障害物検知手段により検知した障害物までの距離に応じて変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【請求項５】
移動手段は、障害物検知手段により検知した障害物に沿って移動する本体の動作状態において、移動速度を減少させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【請求項６】
制御手段は、本体を停止させ、その場で清掃手段の排気を排出する排出手段の排出角度を変化させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【請求項７】
排出手段は、回転型のルーバーとして一方向に回転することで、排出される排気が常に一方向に変化する請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【請求項８】
吸引ノズルから吸引されたゴミの量を検知するゴミ量検知手段を設け、制御手段はゴミ量検知手段の出力により本体を停止し、その場で排出手段の排出角度を変化させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【請求項９】
排出手段は、本体側面の前方方向に清掃手段の排気を排出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の自律移動清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物を検知しその回避を行いながら移動清掃を行う自律移動清掃装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自律移動清掃装置は超音波センサなどの障害物検知手段を用いて本体と壁などの障害物までの距離を測定し、本体と障害物との距離を一定に保ちながら障害物に沿って移動することで障害物際の清掃を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３２２９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、障害物に沿って移動する際の障害物との距離は、移動中、障害物の凸部形状に対し、これを回避するためにもマージンが必要であり、ゼロにはできず、所定の距離だけ離れて障害物に沿って移動していた。そのため、本体の吸引ノズルが通過しない場所のゴミは取り除くことができず、また、回転ブラシによってかき集める構造にすると、回転ブラシが家具などに接触し、毎回ほぼ同じ箇所が接触するので家具を傷つけてしまう課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、本体が障害物に接触することなく壁などの障害物際の清掃を行うことができる自律移動清掃装置およびプログラム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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律移動清掃装置およびプログラムは、排出手段により本体の側面より壁などの障害物に向けて清掃手段の排気を排出するようにしたものである。
【０００６】
これによって、壁などの障害物にあたり反射してくる排気と本体の吸引ノズルからの吸引により、障害物にあたり反射して本体側の吸引ノズルへ向かう排気の流れを生成し、この流れによりゴミを本体側へ寄せて、吸引ノズルで取り残しなく吸引できるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自律移動清掃装置およびプログラムは、本体が障害物に接触することなく壁などの障害物際の清掃を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、本体の前方並びに側面の障害物の有無、および障害物までの距離を検知する障害物検知手段と、本体下部に設置されゴミを吸引する吸引ノズルおよび吸引ノズルから塵埃を含んだ空気を吸い込む吸引部を有する清掃手段と、前記清掃手段の排気を排出する排出手段と、本体を移動させる移動手段と、前記本体各部の手段を制御する制御手段を備え、前記排出手段は本体の側面から排気を排出するとともに、障害物検知手段により検知した障害物までの距離に応じて排出する清掃手段の排気の排出角度を変更する自律移動清掃装置とすることにより、壁などの障害物にあたり反射してくる排気と本体の吸引ノズルからの吸引により、障害物にあたり反射して本体側の吸引ノズルへ向かう排気の流れを生成し、この流れによりゴミを本体側へ寄せて、吸引ノズルで取り残しなく吸引できるようにするとともに、障害物検知手段により検知した障害物までの距離に応じて排出する清掃手段の排気の排出角度を変更することにより、本体側面から排出手段により排出される清掃手段の排気が、確実に障害物で反射してくる空気の流れを生成し、ゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引でき、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができたものである。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、排出手段は、あらかじめ設定された所定距離以内に障害物検知手段により本体の側面に障害物を検知した際に、清掃手段の排気を排出することにより、検知した壁などの障害物が所定距離以内に有る場合に、本体の側面から排出手段により排出される清掃手段の排気によって、障害物にあたり反射してくる空気の流れを生成し、この流れによりゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引することで、本体が障害物に接触することなくゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。さらに、本体の側面に障害物が存在しない場合には不必要な排気を排出することもない。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、排出手段は、障害物検知手段により検知した障害物に沿って移動する本体の動作状態において、障害物に沿って移動している側の側面から、清掃手段の排気を排出することにより、障害物が存在する側の本体の側面から排出手段により排出される清掃手段の排気によって、安定して障害物で反射してくる空気の流れを生成し、この流れによりゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引することで、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、排出手段は、排出する清掃手段の排気の風量を障害物検知手段により検知した障害物までの距離に応じて変更することにより、本体と障害物との距離が変化して、本体が障害物に一定距離で沿うまでの過渡期において、本体と障害物との距離に応じて、離れれば強く、近づけば弱く、排気の風量を制御できるので、障害物にあたり反射してくる空気の流れを安定的に生成し、この流れによりゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引することで、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、移動手段は、障害物検知手段により検知した障害物に沿って移動する本体の動作状態において、移動速度を減少させることにより、本体が障害物に沿って移動する間、単位移動距離あたりの本体の側面から排出手段により排出される清掃手段の排気が、障害物で反射してくる空気の流れを生成する時間が増し、より確実にゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引でき、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、制御手段は、本体を停止させ、その場で清掃手段の排気を排出する排出手段の排出角度を変化させることにより、本体側面から排出手段により排出される清掃手段の排気が、確実に障害物で反射してくる空気の流れを生成し、ゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引でき、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、排出手段は、回転型のルーバーとして一方向に回転することで、排出される排気が常に一方向に変化することにより、回転ルーバーを一方向に回転させて、障害物に対して、常に下向きの排気の流れ
をつくることで、ゴミを本体側に継続的に移動させ、吸引ノズルで吸引することで、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質をさらに向上させることができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、吸引ノズルから吸引されたゴミの量を検知するゴミ量検知手段を設け、制御手段はゴミ量検知手段の出力により本体を停止し、その場で排出手段の排出角度を変化させることにより、本体側面から排出手段により排出される清掃手段の排気が、確実に障害物で反射してくる空気の流れを生成し、ゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引でき、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１７】
第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明において、排出手段は、本体側面の前方方向に清掃手段の排気を排出することにより、本体後方にゴミを飛ばすことなく、障害物で反射してくる空気の流れを生成し、ゴミを本体側へ寄せ、本体の吸引ノズルで吸引でき、ゴミの取り残しのない障害物際の清掃品質を向上させることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自律移動清掃装置を示すものである。
【００２１】
図に示すように、自律移動清掃装置の本体１は次の各手段２〜１０を有している。
【００２２】
すなわち、超音波センサまたは赤外光センサなどを用いて本体の前方並びに側面にける壁などの障害物の有無および障害物までの距離を検知する障害物検知手段２、ファンモータなどの吸引部３ａと前記本体１下部に設置されゴミを吸引する吸引ノズル３ｃと前記吸引部３ａと吸引ノズル３ｃを接続する吸引パイプ３ｂを有する清掃手段３、前記清掃手段３の排気を通過および遮断する排出バルブ４ａと排気の方向を決めるルーバーが回転することで排気の排出方向を変化させる回転ルーバー４ｃと前記回転ルーバー４ｃと排出バルブ４ａとを接続する導風路４ｂを有する排出手段４、制御手段５、吸引ノズル３ｃで吸引されたゴミの量を検知するゴミ量検知手段７、駆動輪８を駆動し従輪９とともに本体１を走行させる移動手段１０を備えている。
【００２３】
前記制御手段５は、障害物検知手段２、ゴミ量検知手段７の出力を受け、前記清掃手段３、排出手段４、移動手段１０を制御するものである。
【００２４】
図２〜図４に示すように、排出手段４からの排気は、本体１側面の排出口６より本体外へ排出されるようになっている。また、その排気の前後方向の排出角度Θｆは、図２に示すように僅か前方に向いている。そして、図２から明らかなように、排出手段４は、排出バルブ４ａ、回転ルーバー４ｃ、導風路４ｂとは別で他の本体１側面に排出口を有する排出バルブ４ｄ、回転ルーバー４ｆ、導風路４ｅを有する。
【００２５】
以上のように構成された自律移動清掃装置について、その動作、作用を説明する。
【００２６】
自律移動清掃装置は、起動後、最初に、図示していない入力手段により本体１に入力された動作モードの判断を制御手段５が行う。自律移動清掃装置は本体１の右あるいは左側面方向に検出された壁に沿って移動する壁沿いモードと、前方に障害物を所定距離以内（例えば１０ｃｍ）に検知するまで直進し、検知後に１８０度ターン動作を行って往復運動を行う内部移動モードの２つの動作モードで動作する。
【００２７】
図５の動作フローのＳｔｅｐ１で最初に動作モードの判定を行い、入力手段により入力設定された動作モードが壁沿いモードであればＳｔｅｐ２以降の壁沿いモードに進む（内部移動モードであれば内部移動判定へ進む。内部移動動作は直進と、前方に障害物を所定距離内（例えば１０ｃｍ）に検知した場合Ｕターンを行い、再度直進し、これを繰り返し行うような動作であり、その詳細の説明は省略する）。
【００２８】
そして、本体１の制御手段５は移動手段１０による本体１の移動速度を低速に設定し（Ｓｔｅｐ２）、移動手段１０を制御し、本体１を低速で移動させる。そして、障害物検知手段２による検知結果により、制御手段５は本体側面に所定距離以内（例えば１０ｃｍ）に障害物を検知したか判断し（Ｓｔｅｐ３）、所定距離以内に障害物が存在すればその側面側に排出手段４の排出側を決定する（Ｓｔｅｐ４）。これは排出バルブ４ａ、または４ｄのうち障害物を検知した側の排出バルブ（本体右側であれば排出バルブ４ａ、左側であれば４ｄ）を開閉し、未検知側を閉じる。そして、検知した本体側面方向の障害物（壁）との距離により、回転ルーバー４ｃ（または４ｆ）の排出角度（図３の角度Θｒ）を決定する（Ｓｔｅｐ５）。
【００２９】
この排出角度について、図６を用いて説明する。図６は検知した障害物との距離と排出角度の関係を示す。本体側面に所定距離（例えば１０ｃｍ）以内に検知した障害物までの距離がＡであった場合、その時の排出角度はΘｒＡであり、障害物までの距離がＡより短いＢであった場合、その時の排出角度はΘｒＡより小さいΘｒＢとなり、距離がＡであった場合に比べ、回転ルーバー４ｃ（または４ｆ）の向きは下側になる。これにより、図３に示すように、本体１と障害物（壁）との距離に応じて排出手段４から排出された排気が壁Ａにあたり、反射して本体１側へ戻る排気（空気）の流れを確実に作る。さらに、図２に示すように、排出手段４の排気は僅か前方（排出口６と吸引ノズル３ｃとの位置関係により適切な角度に設定される。排出角度Θｆ）に向けて排出されるので、ゴミＣを本体１の進行方向に向けて移動させ、吸引ノズル３ｃで効率的に吸引される。
【００３０】
図５のフローに戻り、さらに検知した本体側面方向の障害物（壁）との距離により、排出手段４の排出する風量を決定する（Ｓｔｅｐ６）。この排出風量について図７を用いて説明する。図７は検知した障害物との距離と排出風量の関係を示す。本体側面に所定距離（例えば１０ｃｍ）以内に検知した障害物までの距離がＡであった場合、その時の排出風量はＷＡであり、障害物までの距離がＡより短いＢであった場合、その時の排出風量はＷＡより少ないＷＢとなる。これにより、図３に示すように本体１と障害物（壁）との距離に応じて排出バルブ４ａの開閉度を制御して距離が遠ければ開閉度を大きくして風量を強く、近ければ開閉度を小さく風量を弱くして、排出手段４から排出された排気が障害物（壁）にあたり、反射して本体側へ戻る排気（空気）の流れを確実に作る。
【００３１】
図５のフローに戻り、入力手段からの停止指令などの壁沿いモードの終了かどうかを判定し（Ｓｔｅｐ７）、終了でなければ、ゴミ量検知手段７の検知結果により、所定以上のゴミを吸引したかどうかを判定する（Ｓｔｅｐ８）。
【００３２】
制御手段５は吸引したゴミ量が所定以上であれば本体１を停止させる（Ｓｔｅｐ９）。そして、回転ルーバー４ｃ（または４ｆ）を一方向（図３で時計回転方向）に回転させて、排気の排出角度を変更する（Ｓｔｅｐ１０）。これにより排出手段４の排出する排気は、例えばエアコンにおける上下方向の風向調整ルーバーのように、その風向きが下向き、上向きを繰り返すのではなく障害物（壁）に対して、常に下向きの風となり、ゴミを本体１側に継続的に移動させることが可能になる。そして、制御手段５は所定時間（例えば１０秒間）が経過したか否かを判断し（Ｓｔｅｐ１１）、経過していなければＳｔｅｐ１０の回転ルーバー４ｃ（または４ｆ）を回転させ、排気の排出角度の変更を継続する。そして所定時間が経過した場合（Ｓｔｅｐ１１）、Ｓｔｅｐ２に戻り、制御手段５は移動手段１０による本体１の移動速度を低速に設定し、移動手段１０を制御し、本体１を低速で再度移動を開始させる。このようなＳｔｅｐ２〜Ｓｔｅｐ１１迄の一連の動作を、Ｓｔｅｐ７で入力手段からの停止指令を検知して壁沿いモードを終了するまで繰り返す。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては、本体動作の壁沿いモードにおいて本体１を低速で移動させるので、ゴミを吸引しやすく、本体側面に障害物を検知した側に障害物（壁）との距離に応じて排出手段４により排出される排気の適切な角度、風量に制御され、例えば障害物（壁）との距離が遠ければ風量を強く、近ければ弱くして、排出手段４からの排気が壁にあたり、反射して本体側へ戻る排気（空気）の流れを確実に作ることにより、障害物際のゴミを移動させて本体１の吸引ノズル３ｃで吸引し、本体１が障害物に接触することなくゴミの取り残しのない壁際の清掃品質を向上させることができる。また、排出手段４の排気は僅か前方に向けて（排出角度Θｆ）排出されるので、ゴミを本体１の進行方向に向けて移動させ、吸引ノズル３ｃで効率的に吸引することができる。さらに、吸引したゴミ量が所定以上であれば本体１を停止させ、回転ルーバー４ｃ（または４ｆ）を一方向に回転させて、障害物（壁）に対して、常に下向きの風をつくることで、ゴミを本体１側に継続的に移動させ、吸引ノズル３ｃで吸引することで、ゴミの取り残しのない壁際の清掃品質をさらに向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、本体動作モードの壁沿いモード時に排出手段４を動作させるとしたが、これに限定されるものではなく動作モードに無関係に本体側面に障害物を検知した側に排気を排出するようにして、本体から所定距離内の障害物際のゴミを排気の流れで移動させて吸引するようにすることで、障害物際の清掃品質を高める同じ効果を上げることも可能である。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における自律走行装置について説明する。
【００３６】
本実施の形態では、実施の形態１で説明した各手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施させるものである。
【００３７】
プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回路を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる自律移動清掃装置およびプログラムは、本体が障害物に接触することなく壁などの障害物際の清掃を行うことができるので、家庭あるいは事務所などの清掃装置として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における自律移動清掃装置の構成を示すブロック図
【図２】同自律移動清掃装置の排出手段を示す下面図
【図３】同自律移動清掃装置の排出手段の側断面図
【図４】同自律移動清掃装置の排出手段の排出口を示す斜視図
【図５】同自律移動清掃装置の本体動作のフローチャート
【図６】同自律移動清掃装置における障害物との距離と排出角度の関係を示す図
【図７】同自律移動清掃装置における障害物との距離と排出風量の関係を示す図
【符号の説明】
【００４０】
１  本体
２  障害物検知手段
３  清掃手段
４  排出手段
５  制御手段
６  排出口
７  ゴミ量検知手段
１０  移動手段
【図１】
0004661427.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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