(57)【要約】【課題】掃除機能付き自律走行装置において、部屋を隈無く走行した場合でも、通常ノズルでは部屋の壁の隅が清掃できないため、部屋の隅のゴミが残るという課題があった。【解決手段】壁際のゴミを吸引するために設置する隅ノズル２と、本体前方のゴミを吸引する通常ノズル１と、制御手段の制御信号に従って隅ノズル２と通常ノズル１のどちらで吸引するかを選択する吸引方式選択手段を備える構成とした。これにより、壁際のゴミを隅ノズル２で清掃し、清掃幅が広い通常ノズル１を用いて部屋内部を清掃することにより、部屋全体を隈無く、効率的に清掃することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を移動させるモータおよび車輪と、前記本体の周囲の障害物の検知、壁までの距離測定結果をセンサ値として出力するセンサと、前記本体の走行工程を記憶する走行工程記憶手段と、前記センサのセンサ値と前記走行工程記憶手段の走行工程を入力として、前記本体の制御方式を決定し制御信号として出力する制御手段と、壁際のゴミを吸引するための隅ノズルと、前記本体前方のゴミを吸引する通常ノズルと、前記制御手段の制御信号に従って前記隅ノズルと通常ノズルのどちらかで吸引するかを選択する吸引方式選択手段を備えた掃除機能付き自律走行装置。
【請求項２】
制御手段は、隅ノズル清掃範囲を記憶する隅清掃範囲記憶手段と、ノズル清掃範囲を記憶するノズル清掃範囲記憶手段とを備え、部屋全体を清掃できるように走行制御を行う請求項１に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【請求項３】
制御手段は、隅ノズルで清掃している場合の本体の走行速度を通常ノズルで清掃する場合の走行速度と比べて遅くする請求項１または２に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【請求項４】
制御手段は、壁までの距離に応じて本体の走行速度を設定する請求項１から３のいずれか１項に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【請求項５】
制御手段は、清掃工程に応じた本体のノズル選択、走行制御を行う請求項１から４のいずれか１項に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【請求項６】
制御手段は、ゴミ量に応じた本体のノズル選択、走行制御を行う構成とする請求項１から４のいずれか１項に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【請求項７】
制御手段は、床状態に応じた本体のノズル選択、走行制御を行う構成とする請求項１から４のいずれか１項に記載の掃除機能付き自律走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の全体を隈無く清掃する清掃機能付き自律走行装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術（例えば、特許文献１参照）に関して、図８、図９で説明する。
【０００３】
図８において、１は自律走行装置１２の前方を清掃する通常ノズルであり、市販の掃除機のブラシノズルのように回転ブラシ等でかき上げながらじゅうたんの中のゴミを吸引する。また、３は車輪、５は補助車輪であり、自律走行装置１１の下部に設置されて床面に接触する。自律走行装置１２は、制御手段１１でモータ４に装着された車輪３を制御することにより、希望する方向、位置にまで移動することができる。
【０００４】
通常ノズル１で吸引された空気は、第一の管１０、ダストボックス７、吸引モータ６を通って、排気される。通常ノズル１で吸いこまれたゴミは、どちらの場合もフィルタが装着されたダストボックス７にたまる構成とする。
【０００５】
次に動作について図２で説明する。
【０００６】
図９は、通常ノズル１が清掃できる範囲を示した図である。図９に示したように、矢印の実線方向に自律走行装置１２が走行した時、通常ノズル１で吸引できる範囲を、色を変えて、示している。図９に示すように、通常ノズル１を用いることにより、自律走行装置１２が走行したゴミを吸引することができる。
【０００７】
上記示すように部屋の隅を周回する周回工程、部屋の中を隈無く走行する中塗り工程を行うことにより、部屋のゴミを使用者の手を煩わせることなく自律的に掃除することができる。
【特許文献１】特開平４−１６７１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の技術で、部屋の隅を周回する周回工程、部屋の中を隈無く走行する中塗り工程を行うことにより、部屋のゴミを使用者の手を煩わせることなく自律的に掃除することができる。
【０００９】
しかしながら、自律走行装置１２が部屋を隈無く走行した場合でも、通常ノズル１では部屋の壁の隅が清掃できないため、部屋の隅のゴミを残るという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、部屋の隅のゴミを残さない構成とした掃除機能付き自律走行装置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】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の掃除機能付き自律走行装置は、自律走行装置を移動させるモータおよび車輪と、自律走行装置の周囲の障害物の検知、壁までの距離測定結果をセンサ値として出力するセンサと、前記本体の走行工程を記憶する走行工程記憶手段と、前記センサのセンサ値と前記走行工程記憶手段の走行工程を入力として、本体の制御方式を決定し、制御信号として出力する制御手段と、壁際のゴミを吸引するための隅ノズルと、前記本体前方のゴミを吸引する通常ノズルと、前記制御手段の制御信号に従って隅ノズルと通常ノズルのどちらかで吸引するかを選択する吸引方式選択手段を備えたものである。
【００１２】
これによって、部屋の周囲を走行する周回工程では、通常ノズルで清掃することが難しい壁際のゴミを隅ノズルで清掃することができる。
【００１３】
また、部屋内部を隈無く走行する中塗り工程では、清掃幅が広い通常ノズルを用いて清掃することにより、より効率的に清掃することができる。
【００１４】
よって、状況に応じたノズルを選択し、そのノズルを用いて清掃することにより部屋全体を隈無く、効率的に清掃することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の掃除機付き自律走行装置は、部屋内部だけでなく、部屋の隅まで部屋全体隈無く掃除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、自律走行装置を移動させるモータおよび車輪と、自律走行装置の周囲の障害物の検知、壁までの距離測定結果をセンサ値として出力するセンサと、前記本体の走行工程を記憶する走行工程記憶手段と、前記センサのセンサ値と前記走行工程記憶手段の走行工程を入力として、本体の制御方式を決定し、制御信号として出力する制御手段と、壁際のゴミを吸引するための隅ノズルと、前記本体前方のゴミを吸引する通常ノズルと、前記制御手段の制御信号に従って隅ノズルと通常ノズルのどちらかで吸引するかを選択する吸引方式選択手段を備えたものである。
【００１７】
上記第１の発明の構成、動作によると、一例にてあげると、部屋の周囲を走行する周回工程では、通常ノズルで清掃することが難しい壁際のゴミを隅ノズルを用いることにより清掃することができる。また、部屋内部を隈無く走行する中塗り工程では、清掃幅が広い通常ノズルを用いて清掃することにより、より効率的に清掃することができる。
【００１８】
よって、状況に応じたノズルを選択し、そのノズルを用いて清掃することにより部屋全体を隈無く、効率的に清掃することができる。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明に加えて、隅清掃範囲記憶手段が記憶する隅ノズル清掃範囲、ノズル清掃範囲記憶手段が記憶するノズル清掃範囲を用いて部屋全体を清掃できるように走行制御を行う構成とするものである。
【００２０】
上記第２の発明の構成、動作によると、隅ノズルで清掃できる範囲、通常ノズルで清掃できる範囲が既知であるから、ゴミ量検知、人による目視を行わなくても、清掃の残り部分を知ることができ、ゴミがないのに自律走行装置１１による清掃を行うといった無駄な清掃を行う必要がなくなる。
【００２１】
第３の発明は、第１または第２に記載の制御手段が、隅ノズルで清掃している場合の本体の走行速度を通常ノズルで清掃する場合の速度と比べて遅くする構成とするものである。
【００２２】
上記第３の構成、動作によると、隅ノズルで壁際の清掃を行っている際は、前方の障害物検知に加えて、より多くの制御を行う必要があるため、走行速度を遅くすることにより、より安全な自律走行装置の制御を行うことができる。
【００２３】
第４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御手段が、生後手段を壁までの距離に応じた本体の走行速度を設定する構成とするものである。
【００２４】
上記第４の発明の構成、動作によると、図６に示すように、設定された距離Ｘｓで速度０となるような関数式を用いて自律走行装置１１の前方速度Ｖを制御することにより、よりスムーズに走行し、障害物への衝突が起こらない自律走行装置の制御を行うことができる。
【００２５】
第５の発明は、第１から４のいずれか１項に記載の制御手段が、清掃工程に応じた本体のノズル選択、走行制御を行う構成とするものである。
【００２６】
上記第５の発明の構成、動作によると、工程に即したノズルを選択し、そのノズルを用いて清掃することにより部屋全体を隈無く、効率的に清掃することができる。
【００２７】
第６の発明は、第１から４のいずれか１項に記載の制御手段が、制御手段をゴミ量に応じた本体の走行制御を行う構成とするものであり、上記第６の発明の構成、動作によると、ゴミ量が少ないときは周回工程を中止するものであり、部屋が掃除されてきれいなのに、もう一度丁寧な掃除を行うといった時間的に、エネルギー的な無駄を防ぐことができる。
【００２８】
第７の発明は、第１から４のいずれか１項に記載の制御手段が、床状態に応じた本体の走行制御を行うものであり、上記請求項７の発明の構成、動作によると、部屋の床材に適した掃除方法を使用することにより、よりきれいな清掃をより効率的に提供することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について図３で説明する。図１において、１は自律走行装置１２の前方を清掃する通常ノズルであり、市販の掃除機のブラシノズルのように回転ブラシ等でかき上げながらじゅうたんの中のゴミを吸引する。また、２は隅ノズルであり、壁、障害物の隅を掃除するために設置され、市販の掃除機で使用される隅ノズルのように隅のゴミを取りやすいように先が細くとんがった構造をしている。また、３は車輪、５は補助車輪であり、自律走行装置１２の下部に設置されて床面に接触する。
【００３１】
自律走行装置１２は、制御手段１１でモータ４に装着された車輪３を制御することにより、希望する方向、位置にまで移動することができる。８はゴミの吸引方向を切り替える切り替え弁であり、制御手段１１によりその方向を制御される。切替弁８は、通常ノズル１を使用する場合、通常ノズル方向に切り替える。通常ノズル１で吸引された空気は、第一の管１０、切り替え弁８、ダストボックス７、吸引モータ６を通って、排気される。また、隅ノズル２を使用する場合、切り替え弁を隅ノズル２方向に切り替える。
【００３２】
隅ノズル２で吸引された空気は、第二の管９、切り替え弁８、ダストボックス７、吸引モータ６を通じて、排気される。通常ノズル１、隅ノズル２で吸いこまれたゴミは、どちらの場合もフィルタが装着されたダストボックス７にたまる構成とする。
【００３３】
次に、第１の実施の形態の動作について一例にて図２で説明する。図２は、通常ノズル１、隅ノズル２が清掃できる範囲を示した図である。図２に示したように、矢印の実線方向に自律走行装置１２が走行した時、通常ノズル１で吸引できる範囲１４を色を変えて示している。また、矢印の点線方向に自律走行装置１２が走行した時、隅ノズル２で吸引できる範囲１３を同様に色を変えて示している。
【００３４】
図２に示すように、通常ノズル１を用いることにより、自律走行装置１２の前方のゴミを掃除することができる。また、隅ノズル２を用いることにより、自律走行装置１２右側面の壁１５の隅のゴミを掃除することができる。制御手段１１は、設定した条件に従って通常ノズル１で掃除を行うか、隅ノズル２で掃除を行うかを選択し、切り替え弁の変更、通電ノズル１への通電の有無を制御する。
【００３５】
上述したように、通常ノズル１で清掃できる範囲、隅ノズル２で清掃できる範囲を予め知ることにより、自律走行装置の軌跡を追うだけで、ゴミ量検知、人による目視を行わなくても、清掃の残り部分を知ることができ、ゴミがないのに自律走行装置１１による清掃を行うといった無駄な清掃を行う必要がなくなる。
【００３６】
また、ある部屋全体のゴミを自律走行装置１２で清掃するために、走行するべき自律走行装置１２の走行経路を容易に設定することができる。
【００３７】
上記示すように、通常ノズル１、隅ノズル２で清掃できる範囲を予め知ることによって、より効率的な自律走行装置１１の走行制御を行うことができる。
【００３８】
次に、自律走行装置１２の清掃工程について図３で説明する。
【００３９】
図３は、自律走行装置１２の清掃工程を示した図である。図５に示すように、自律走行装置１２は、まず、壁際を走行する周回工程を行う。その際に隅ノズルで壁際のゴミを吸い取ることにより、図３に示す壁際の一定範囲を清掃することができる。
【００４０】
次に、部屋内部を隈無く往復走行する中塗り工程を行う。その際に通常ノズルで床のゴミを吸い取ることにより、図３に示す部屋内部の清掃を行うことができる。
【００４１】
上記で述べたように、周回工程では、通常ノズルで清掃することが難しい壁際のゴミを隅ノズルを用いることにより清掃することができる。また、中塗り工程では、清掃幅が広い通常ノズルを用いて清掃することにより、より効率的に清掃することができる。
【００４２】
上記で示したように、工程に即したノズルを選択し、そのノズルを用いて清掃することにより部屋全体を隈無く、効率的に清掃することができる。
【００４３】
さらに、それぞれの工程での自律走行装置１２の動作について一例にて説明する。最初に、通常ノズル１で部屋の中を清掃する中塗り工程について説明する。
【００４４】
図４に示すように、前方センサ１６によって前方の障害物、壁等を検知して避けながら、部屋内部の清掃を行うことができる。
【００４５】
次に、隅ノズル２で部屋の隅を清掃する隅清掃工程について説明する。前方センサ１６による障害物検知、壁認識がされていない場合、真横センサ１７で測定する壁１５と自律走行装置１２の距離ｘが設定された距離ｘｓになるように、自律走行装置１２の制御を行う。前方センサ１６によって障害物検知がされると、障害物と自律走行装置１２との前方方向の距離Ｘ１が設定された距離Ｘｓ１になるまで接近する。そして、障害物が見えなくなるまで自律走行装置１２は反時計回りにその場でスピンターンを行う。真横センサ１７で測定する壁１５と自律走行装置１２の距離ｘが設定された距離ｘｓになるように、自律走行装置１２の制御を行う。
【００４６】
次に、自律走行装置１２の横速度ｖに関して、一例にて説明する。ここで、横速度ｖを自律走行装置１２の壁に接近する速度、前方速度Ｖを自律走行装置の前方方向の速度として定義する。上述したように、横速度ｖを制御しながら、設定された距離ｘｓまで壁に接近する。
【００４７】
図５は、壁等の右側面方向の障害物までの距離ｘと横速度ｖの関係を示した図である。ただし、横軸を障害物までの距離ｘ、縦軸を前方速度ｖとして図示した。また、平均の前方速度Ｖも同時に示した。図５に示すように、設定された距離ｘｓで速度０となるような関数式を用いて自律走行装置１２の前方速度Ｖを制御することにより、よりスムーズに走行し、壁との距離がｘｓになるような自律走行装置１１の制御を行うことができる。
【００４８】
また、自律走行装置１２の横速度制御は、前方速度制御と比べて壁にぶつからないように、はなれないように行うという精度が要求される。そのため、横速度ｖは、一般的に前方速度Ｖと比べて小さくし、より壁への接近精度が良い自律走行装置１２の制御を実現する。
【００４９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態に加えて、ゴミ量に応じた自律走行走行装置本体の走行制御を行うものである。よって、第２の実施の形態の構成、動作について、第１の実施の形態との差異を中心に述べて、その他の構成、動作に関しては第１の実施の形態と同じとする。
【００５０】
第２の実施の形態の動作について図６で説明する。図６は、隅ノズルによる周回工程、通常ノズルによる中塗り工程を示した図である。一般的な床材、特にフローリングの場合、部屋のゴミは壁の隅の方にたまる。つまり、壁の隅のゴミ量を調べることにより、いつ掃除したか、どうかがわかる。
【００５１】
図６に示すように、まず、最初の周回工程において、一定距離の隅ノズルで吸引した壁の隅のゴミ量を調べることにより、部屋をきっちりと掃除するべきかどうかを判定する。一定距離Ｌｓ隅ノズルで吸引して、ゴミ量がすくなかった場合、周回工程を終了して、中塗り工程に移行する。上記工程にすることにより、一例としてあげると部屋が前日に掃除されてきれいなのに、もう一度丁寧な掃除を行うといった時間的に、エネルギー的な無駄を防ぐことができる。
【００５２】
上記第２の実施の形態の発明は、制御手段をゴミ量に応じた本体の走行制御を行う構成とするものであり、上記第２の実施の形態の構成、動作によると、部屋がきれいなのに、もう一度丁寧な掃除を行うといった時間的に、エネルギー的な無駄を防ぐことができる。
【００５３】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態の発明に加えて、床状態に応じた本体の走行制御を行う構成と加えるものである。よって、第３の実施の形態の構成、動作について、第１の実施の形態の構成、動作との差異を中心に述べ、その他の構成、動作は第１の実施の形態と同じものとする。
【００５４】
第３の実施の形態の動作について図９で一例として説明する。図７は、床材がフローリングの場合の自律走行装置の制御方法を示した図である。図７に示すように、床材がフローリングの場合、ゴミは部屋の隅にたまりやすく、逆に部屋の中にはゴミはあまりない。つまり、部屋の隅を丁寧に掃除し、部屋の中を普通に掃除することにより、フローリングの部屋をきれいに掃除することができる。
【００５５】
そこで、図７に示すように周回工程の隅ノズルの清掃時、自律走行装置の速度を遅く、かつ、何度も往復することにより、丁寧に壁の隅の掃除を行うこととする。床材がじゅうたん、または、畳の場合は、逆に、部屋の中の方にゴミがたまりやすいので、部屋の中を丁寧に掃除を行う。
【００５６】
上記で示したように、部屋の床材に適した掃除方法を使用することにより、よりきれいな清掃をより効率的に提供することができる。
【００５７】
第３の実施の形態の発明は、第１の実施の形態に加えて、床状態に応じた本体の走行制御を行うものであり、上記第３の実施の形態の構成、動作によると、部屋の床材に適した掃除方法を使用することにより、よりきれいな清掃をより効率的に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の掃除機能付き自律走行装置は、通常ノズル、隅ノズルを状況に応じて使用することにより、走行する部屋全体を隈無く掃除することが可能となるので、芝刈りロボット等の家庭ロボットの用途にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における自律走行装置の構成を示した図
【図２】通常ノズル、隅ノズルの清掃範囲を示した図
【図３】本発明の第１の実施の形態における自律走行装置の走行工程を示した図
【図４】本発明の第１の実施の形態における自律走行制御の制御方法を示した図
【図５】本発明の第１の実施の形態の距離ｘと横速度ｖの関係を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態における自律走行装置の動作を示した図
【図７】本発明の第３の実施の形態における自律走行装置の動作を示した図
【図８】従来の技術の自律走行装置の構成を示した図
【図９】従来の技術の自律走行装置の走行工程を示した図
【符号の説明】
【００６０】
１  通常ノズル
２  隅ノズル
３  車輪
４  モータ
５  補助車輪
６  吸引モータ
７  ダストボックス
８  切替弁
９  第二の管
１０  第一の管
１１  中塗り工程
１２  周回工程
１３  隅ノズルの清掃範囲
１４  通常ノズルの清掃範囲
１５  壁
１６  走行部屋
１７  前方センサ
１８  真横センサ
１９  障害物
２０  周回工程の終了位置
【図１】
2005148889.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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