(57)【要約】【課題】障害物によっては回避動作を行わずに乗り越えることで清掃時間を短縮することができる自走式掃除機を提供。【解決手段】自走式掃除機１は、掃除機本体２と、床面Ｆの埃等を吸い込むための吸込み部５と、車輪２１を駆動する走行駆動部４と、走行方向前方にある障害物Ｓを検知するための前方センサ５１と、車輪２１を昇降させて掃除機本体２の車高を調整する車高調整部６と、を備える。走行駆動部４を駆動して自走している走行中に、前方センサ５１が障害物Ｓを検知した場合、車高調整部６が所定高さまで車高を上げてから、障害物Ｓとの距離を所定範囲に保つように車高を調整しつつ障害物Ｓを乗り越える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面に沿って走行しつつ清掃可能な自走式掃除機であって、
自走するための車輪を有する掃除機本体と、
前記掃除機本体の下面に設けられて床面の埃等を吸い込むための吸込み口と、
前記車輪を駆動する走行駆動部と、
走行方向前方にある障害物を検知するための障害検知部と、
前記車輪を昇降させて前記掃除機本体の車高を調整する車高調整部と、
前記走行駆動部を制御する走行制御部と、
前記車高調整部を制御する車高制御部と、を備え、
前記走行駆動部を駆動して自走している走行中に前記障害検知部が障害物を検知した場合、前記車高調整部が所定高さまで車高を上げてから、前記障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整しつつ該障害物を乗り越えることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
請求項１に記載された自走式掃除機において、
前記障害検知部は、床面からの障害物の高さを計測可能な高さセンサを含んで構成され、
前記高さセンサの計測結果に基づいて前記車高調整部が車高を上げることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
請求項２に記載された自走式掃除機において、
前記高さセンサは、前記掃除機本体の前方に設けられ、前記車高調整部による前記掃除機本体の車高の調整に伴って上下方向の検知範囲が変更されることで、床面からの障害物の高さを計測可能に構成されていることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された自走式掃除機において、
前記障害検知部は、前記掃除機本体の前方下部に設けられて障害物までの距離を計測可能な距離センサを含んで構成され、
前記距離センサの計測結果に基づいて前記車高調整部が前記障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項５】
請求項４に記載された自走式掃除機において、
前記距離センサは、床面の段差を検知する段差センサによって構成されていることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された自走式掃除機において、
前記障害検知部は、障害物に接触したことを検知する接触センサを含んで構成され、
前記接触センサが接触して障害物を検知した場合、前記車高調整部が所定高さまで車高を上げることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載された自走式掃除機において、
前記吸込み口が前記掃除機本体の下面から突没自在に設けられていることを特徴とする自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、床面を清掃するための自走式掃除機（掃除ロボット）として、掃除機本体を走行させるための走行手段と、吸込口から掃除機本体内の集塵室に塵等を吸い込む吸込手段と、を備えたものが知られている（特許文献１等参照）。走行手段は、左右一対の車輪と、各車輪を正転方向と逆転方向に駆動する２台のモータと、を備え、掃除機本体を前後方向に走行させるとともに任意の方向に転回させるようになっている。吸込手段は、吸込口に連通されたダクトおよび送風機と、吸込口に設けられた回転ブラシと、を備え、回転ブラシによって掻き上げた塵等を吸込口から吸い込むように構成されている。【０００３】
このような一般的な自走式掃除機は、予め設定された走行マップに従って自走しつつ清掃するようにプログラミングされている。また、壁や家具などの障害物に接触したことを接触センサによって検知した場合には、走行方向を変更して障害物を回避した後に走行マップのルートに復帰するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３５３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の自走式掃除機では、障害物に接触したことを接触センサによって検知することから、接触するまでは障害物の存在を認識することができない。また、接触センサによって繰り返し障害物に接触しながら試行錯誤的に回避動作を行うため、走行マップのルートに復帰するまでに時間がかかってしまうという問題がある。【０００６】
本発明の目的は、障害物によっては回避動作を行わずに乗り越えることで清掃時間を短縮することができる自走式掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自走式掃除機は、床面に沿って走行しつつ清掃可能な自走式掃除機であって、自走するための車輪を有する掃除機本体と、前記掃除機本体の下面に設けられて床面の埃等を吸い込むための吸込み口と、前記車輪を駆動する走行駆動部と、走行方向前方にある障害物を検知するための障害検知部と、前記車輪を昇降させて前記掃除機本体の車高を調整する車高調整部と、前記走行駆動部を制御する走行制御部と、前記車高調整部を制御する車高制御部と、を備え、前記走行駆動部を駆動して自走している走行中に前記障害検知部が障害物を検知した場合、前記車高調整部が所定高さまで車高を上げてから、前記障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整しつつ該障害物を乗り越えることを特徴とする。【０００８】
このような本発明によれば、走行中に障害検知部が障害物を検知した場合、車高調整部が所定高さまで車高を上げてから、障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整しつつ障害物を乗り越えることで、乗り越えることが可能な障害物であれば回避動作を行うことなく、走行を継続することができて清掃時間を短縮することができる。また、障害物を乗り越える際に、障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整することで、吸込み口と床面や障害物とが必要以上に離れすぎないようにでき、吸込み性能の低下を抑制することができる。【０００９】
本発明では、前記障害検知部は、床面からの障害物の高さを計測可能な高さセンサを含んで構成され、前記高さセンサの計測結果に基づいて前記車高調整部が車高を上げることが好ましい。【００１０】
このような構成によれば、高さセンサの計測結果に基づいて車高調整部が車高を上げることで、障害物の床面からの高さに応じて車高を調整することができ、車高調整の精度を向上させて吸込み性能の低下をさらに抑制することができる。【００１１】
本発明では、前記高さセンサは、前記掃除機本体の前方に設けられ、前記車高調整部による前記掃除機本体の車高の調整に伴って上下方向の検知範囲が変更されることで、床面からの障害物の高さを計測可能に構成されていることが好ましい。【００１２】
このような構成によれば、掃除機本体の前方に設けられた高さセンサの上下方向の検知範囲が車高調整部の車高調整に伴って変更され、この車高調整により障害物の高さを計測することができるので、掃除機本体の前方を検知する一般的な前方センサを高さセンサとして利用することができ、障害検知部の構成を簡単化することができる。【００１３】
本発明では、前記障害検知部は、前記掃除機本体の前方下部に設けられて障害物までの距離を計測可能な距離センサを含んで構成され、前記距離センサの計測結果に基づいて前記車高調整部が前記障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整することが好ましい。【００１４】
このような構成によれば、距離センサの計測結果に基づいて車高調整部が障害物との距離を所定範囲に保つように車高を調整することで、車高調整の精度をより一層向上させることができる。【００１５】
本発明では、前記距離センサは、床面の段差を検知する段差センサによって構成されていることが好ましい。【００１６】
このような構成によれば、床面の段差を検知する段差センサを距離センサとして利用することで、この距離センサによって障害物までの距離も検知することができ、別途の距離センサを設ける必要がないことから、部品点数の増加を防ぐことができる。【００１７】
本発明では、前記障害検知部は、障害物に接触したことを検知する接触センサを含んで構成され、前記接触センサが接触して障害物を検知した場合、前記車高調整部が所定高さまで車高を上げることが好ましい。【００１８】
このような構成によれば、接触センサが接触して障害物を検知した場合、車高調整部が所定高さまで車高を上げることで、接触センサによって直接的に障害物の存在を検知し、その検知に基づいて乗り越え動作を実施することができる。【００１９】
本発明では、前記吸込み口が前記掃除機本体の下面から突没自在に設けられていることが好ましい。【００２０】
このような構成によれば、吸込み口が前記掃除機本体の下面から突没自在に設けられていることで、車高調整部が車高を上げた場合に吸込み口が下降して床面との距離を一定に保つことができ、吸込み性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の斜視図
【図２】前記自走式掃除機の断面図
【図３】前記自走式掃除機の動作を示す断面図
【図４】前記自走式掃除機の概略構成を示す機能ブロック図
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、前記自走式掃除機の動作を示す側面図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記自走式掃除機の他の動作を示す側面図
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記自走式掃除機のさらに他の動作を示す側面図
【図８】前記自走式掃除機の変形例を示す断面図
【図９】本発明の第２実施形態に係る自走式掃除機の断面図
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、前記自走式掃除機の動作を示す側面図
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、前記自走式掃除機の変形例を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の斜視図であり、図２は、自走式掃除機の断面図である。
自走式掃除機１は、図１、２に示すように、床面Ｆに沿って走行しつつ床面Ｆを清掃する掃除ロボットであって、掃除機本体２と、自走式掃除機１を操作するための本体操作部３と、自走するための一対の車輪２１を有する走行駆動部４と、ボディ１０の下面に設けられて床面Ｆ上の塵やほこりを吸い込むための吸込み部５と、車輪２１を昇降させて掃除機本体２の車高を調整する車高調整部６と、掃除機本体２の周辺を検知するための障害検知部であるセンサ部７と、走行駆動部４、吸込み部５、車高調整部６およびセンサ部７を制御する制御部８と、を備える。
【００２３】
掃除機本体２は、全体円筒状のボディ１０を有し、ボディ１０は、円板状の上面１１と、円筒状の側面１２と、底面を構成するシャーシ１３と、を備えて構成されている。本体操作部３は、ボディ１０の上面１１に設けられている。本体操作部３には、電源ＯＮ／ＯＦＦボタンや、掃除モード選択ボタン、停止ボタン、充電ボタン等が設けられている。
【００２４】
走行駆動部４は、左右一対の車輪２１と、一対の車輪２１を各々独立して回転駆動するモータ２２と、を備えている。また、図２に示すように、ボディ１０の後部側には、補助輪２３が設けられ、ボディ１０の前部側には、通常は床面Ｆに接触しないガイド輪２４が設けられている。
【００２５】
吸込み部５は、図２に示すように、シャーシ１３に固定されてボディ１０の内方に凹んだ案内凹部３１と、この案内凹部３１の内側に支持されて上下移動可能に設けられた吸込み口３２と、を備えている。吸込み口３２の下端縁には、床面Ｆに当接可能なブラシ部３３が設けられている。また、吸込み口３２には、図示しないダクト、送風機、集塵室および排気口が接続されており、吸い込んだ塵等を集塵室のフィルタで集塵するとともに、吸い込んだ空気を排気口から排気するようになっている。
【００２６】
図３は、自走式掃除機の動作を示す断面図であり、車高調整部６によって掃除機本体２の車高を上昇させた状態を示す図である。
車高調整部６は、シャーシ１３に一端側が回動自在に支持されるとともに他端側が走行駆動部４のモータ２２に連結されたアーム４１と、アーム４１を上下方向に駆動するアクチュエータ４２と、を備える。車高調整部６は、アクチュエータ４２を伸縮駆動することで、アーム４１を介して車輪２１を上下させ、掃除機本体２の車高および姿勢を変更する。すなわち、車輪２１を下降させることで、補助輪２３を支点として掃除機本体２の前方側の車高を上昇させ、前上がりに傾斜した状態に掃除機本体２の姿勢を変更する。
【００２７】
具体的には、アクチュエータ４２の出力軸を伸ばすことでアーム４１を下向きに回動させ、掃除機本体２に対してモータ２２および車輪２１を下降させることで、床面Ｆに対して補助輪２３を支点として掃除機本体２の前方側を上昇させる。このように掃除機本体２の前方側が上昇して床面Ｆとの距離が離れた場合、吸込み部５において、案内凹部３１に対して吸込み口３２が重力によって下降し、ブラシ部３３と床面Ｆとの当接が維持されるようになっている。
【００２８】
センサ部７は、ボディ１０の側面１２における前方上部に設けられる前方センサ５１と、ボディ１０の前方下部に設けられる距離センサ５２と、ボディ１０の側面１２における前方下部に設けられる接触センサ５３と、を備えて構成される。
【００２９】
前方センサ５１は、掃除機本体２の前方を検知するためのものであって、例えば、ＬＲＦ（Laser Range Finder）によって構成されている。この前方センサ５１は、赤外線レーザー等のレーザー光を照射して距離を測定するレーザー距離計であって、照射したレーザー光が障害物Ｓに当たり、反射して戻るまでの時間から障害物Ｓとの距離を算出するものである。
【００３０】
距離センサ５２は、掃除機本体２の走行方向前方の床面Ｆや障害物Ｓとの距離を検知するためのものであって、例えば、位置検出素子であるＰＳＤ（Position Sensitive Detector）を用いて構成されている。この距離センサ５２は、赤外線レーザー等のレーザー光を照射し、床面Ｆや障害物Ｓに当って反射したスポット光に基づいて床面Ｆや障害物Ｓとの距離を算出するものである。距離センサ５２は、走行中に床面Ｆまでの距離を計測することで、床面Ｆに段差がある場合には、この段差を検知して段差に落下することを防止する段差センサとして機能する。
【００３１】
接触センサ５３は、ボディ１０の側面１２から前方に突出して設けられるバンパ５３１と、このバンパ５３１が後退したことを検知する変位計５３２と、を有して構成されている。この接触センサ５３は、バンパ５３１が床面Ｆにある障害物Ｓや家具、壁等に接触して後退すると、それを変位計５３２が検知することで、障害物Ｓ等に接触したことを検知する。
【００３２】
図４は、自走式掃除機の概略構成を示す機能ブロック図である。
掃除機本体２の制御部８は、走行駆動部４を駆動制御する走行制御部８１と、吸込み部５を制御する吸込制御部８２と、センサ部７からの検出信号を処理して障害物Ｓまでの距離を演算する検出演算部８３と、車高調整部６を駆動制御する車高制御部８４と、を備える。
【００３３】
走行制御部８１は、走行駆動部４のモータ２２を駆動制御して車輪２１を回転させ、自走式掃除機１を前進または後進させる。吸込制御部８２は、吸込み部５の図示しないファンを駆動制御して吸込み口３２から塵等を吸引させる。検出演算部８３は、センサ部７の前方センサ５１および距離センサ５２からの検出信号を受信し、周辺の障害物までの距離を演算するとともに、接触センサ５３からの検知信号を受信したら障害物Ｓに接触したことを判別する。車高制御部８４は、図３に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２を駆動制御してアーム４１を回動させ、これにより車輪２１を上下させて掃除機本体２の車高を調整する。
【００３４】
以下、図５〜７も参照しつつ自走式掃除機１の動作について説明する。図５（Ａ）〜（Ｅ）は、自走式掃除機の動作を示す側面図である。
図５（Ａ）に示すように、自走式掃除機１の電源がＯＮされると、制御部８の走行制御部８１は、予め設定された走行プログラムに応じて走行駆動部４を駆動制御し、モータ２２によって車輪２１を回転させて掃除機本体２を自走させる。掃除機本体２の走行に伴って、吸込制御部８２は、吸込み部５を制御して吸込み動作を開始させる。また、検出演算部８３は、センサ部７の前方センサ５１からの検出信号を受信して周辺の障害物Ｓの有無および障害物Ｓまでの距離を演算するとともに、距離センサ５２からの検出信号を受信して床面Ｆまでの距離を演算しながら、走行駆動部４によって自走しつつ吸込み部５によって床面Ｆの清掃を実施する。このような床面Ｆに沿った自走清掃中において、距離センサ５２は床面Ｆまでの距離を計測することで、床面Ｆに連続する段差を検知する段差検知モードで制御され、段差を検知した場合には、段差に落下しないように走行制御部８１が走行駆動部４を駆動制御して段差を回避する。
【００３５】
走行中の掃除機本体２の前方にある障害物Ｓを前方センサ５１が検知した場合、検出演算部８３は障害物Ｓまでの距離を演算によって算出する。障害物Ｓまで所定距離以内に近づくと、車高制御部８４は、図５（Ｂ）に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２の出力軸を伸ばす方向に駆動し車輪２１を下降させ、これにより掃除機本体２の前方側を上昇させる。この際、掃除機本体２の車高を上昇させる高さとしては、車高調整部６によって上昇させることができる最大の高さに設定されている。また、掃除機本体２の下面と床面Ｆとが離隔されることから、吸込み部５の吸込み口３２が重力によって下降するようになっている。車高調整部６によって掃除機本体２の車高を上昇させた場合には、距離センサ５２は、段差検知モードから車高調整モードに切り替えられる。
【００３６】
このように掃除機本体２の前方側の車高を上昇させたまま走行駆動部４による前進を継続し、図５（Ｃ）に示すように、車高調整モードに切り替えられた距離センサ５２が障害物Ｓの上方に位置すると、その検出信号に基づいて検出演算部８３は障害物Ｓまでの距離を演算によって算出する。算出した障害物Ｓまでの距離が大きいと判断したら、車高制御部８４は、車高を下げる方向に車高調整部６を駆動し、障害物Ｓまでの距離が所定範囲になるように制御する。このように車高を調整して掃除機本体２の下面と障害物Ｓとが接近すると、吸込み部５の吸込み口３２が障害物Ｓに接触して掃除機本体２の内部側に上昇するようになっている。
【００３７】
さらに、走行駆動部４による前進を継続し、図５（Ｄ）に示すように、車輪２１が障害物Ｓに乗り上げて障害物Ｓの乗り越え動作が始まると、掃除機本体２の前方側下面と障害物Ｓとの距離が再び大きくなることから、その距離を距離センサ５２が随時検出して検出演算部８３が算出する。随時算出した障害物Ｓまでの距離に基づき、車高制御部８４は、連続的に車高調整部６に車高を調整させ、障害物Ｓまでの距離が所定範囲になるように制御する。このように車高を調整することで、吸込み部５の吸込み口３２と障害物Ｓとが接触し続けることから、吸込み部５による吸込み性能が低下しにくくなっている。
【００３８】
さらに、走行駆動部４による前進を継続し、図５（Ｅ）に示すように、掃除機本体２の前方側が障害物Ｓから飛び出すと、距離センサ５２が床面Ｆとの距離を検出することから、検出演算部８３によって算出される距離が突然大きくなる。しかし、距離センサ５２が車高調整モードになっていることで、障害物Ｓと床面Ｆとの段差を回避することなく前進を継続する。この際、車高制御部８４は、車高調整部６を制御して床面Ｆとの距離が所定範囲となるように車高を調整することから、車輪２１が上昇する方向（車高を下げる方向）に駆動され、車高が初期位置に復帰する。このまま走行駆動部４による前進を継続することで、障害物Ｓの乗り越え動作が終了する。障害物Ｓを乗り越えると、距離センサ５２は、車高調整モードから段差検知モードに切り替えられ、その後、床面Ｆに沿った自走清掃を継続する。
【００３９】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、自走式掃除機の他の動作を示す側面図である。図６には、前方センサ５１が障害物Ｓを検知できなかった場合の自走式掃除機１の動作が示されている。
前方センサ５１が障害物Ｓを検知できずに走行を継続した場合、図６（Ａ）に示すように、接触センサ５３のバンパ５３１が障害物Ｓに接触し、この接触を変位計５３２が検知する。このような障害物Ｓとの接触を検知すると、検出演算部８３からの信号を受けた走行制御部８１は、走行駆動部４を駆動制御して車輪２１を逆回転させ、所定距離だけ掃除機本体２を後進させる。
【００４０】
障害物Ｓから所定距離まで後退したら、走行制御部８１は、走行駆動部４に車輪２１の回転を停止させ、車高制御部８４は、図６（Ｂ）に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２を駆動して掃除機本体２の前方側を上昇させる。この際、掃除機本体２の車高を上昇させる高さとしては、車高調整部６によって上昇させることができる最大の高さに設定されている。
【００４１】
このように掃除機本体２の前方側の車高を上昇させたまま、走行制御部８１は、走行駆動部４によって車輪２１を駆動して掃除機本体２を前進させ、図６（Ｃ）に示すように、障害物Ｓの上方に距離センサ５２が位置すると、その検出信号に基づいて検出演算部８３は障害物Ｓまでの距離を演算によって算出する。算出した障害物Ｓまでの距離が大きいと判断したら、車高制御部８４は、車高を下げる方向に車高調整部６を駆動し、障害物Ｓまでの距離が所定範囲になるように制御する。その後は、図５（Ｄ）〜（Ｅ）と同様に走行駆動部４および車高調整部６を駆動して清掃を継続する。
【００４２】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、自走式掃除機のさらに他の動作を示す側面図である。図７には、前方センサ５１が障害物Ｓを検知できなかった場合の自走式掃除機１の動作であって、図６に示すものよりも高さが大きい障害物Ｓがある場合の動作が示されている。
前方センサ５１が障害物Ｓを検知できずに走行を継続した場合、図７（Ａ）に示すように、接触センサ５３のバンパ５３１が障害物Ｓに接触し、この接触を変位計５３２が検知する。このような障害物Ｓとの接触を検知すると、検出演算部８３からの信号を受けた走行制御部８１は、走行駆動部４を駆動制御して車輪２１を逆回転させ、所定距離だけ掃除機本体２を後進させる。
【００４３】
障害物Ｓから所定距離まで後退したら、走行制御部８１は、走行駆動部４に車輪２１の回転を停止させ、車高制御部８４は、図７（Ｂ）に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２を駆動して掃除機本体２の前方側を上昇させる。この際、掃除機本体２の車高を上昇させる高さとしては、車高調整部６によって上昇させることができる最大の高さに設定されている。
【００４４】
このように掃除機本体２の前方側の車高を上昇させたまま、走行制御部８１は、走行駆動部４によって車輪２１を駆動して掃除機本体２を前進させる。そこで、図７（Ｃ）に示すように、再び接触センサ５３のバンパ５３１が障害物Ｓに接触すると、制御部８は、障害物Ｓが乗り越えられない高さであると判別する。このように判別したら、走行制御部８１は、走行駆動部４を駆動制御して一対の車輪２１を異なる回転数で回転させ、掃除機本体２を転回させて障害物Ｓを回避する。障害物Ｓを回避したら、所定の走行プログラムに応じた経路に復帰するための復帰動作を実行し、経路に復帰したら清掃を継続する。
【００４５】
以上のようにして所定の走行プログラムが終了すると、走行制御部８１が走行駆動部４を停止させるとともに、吸込制御部８２が吸込み部５の動作を停止させ、制御部８は、自走式掃除機１を待機状態とする。
【００４６】
なお、本実施形態の自走式掃除機１は、吸込み部５として図８に示す構成を備えていてもよい。図８は、自走式掃除機の変形例を示す断面図である。図８に示すように、吸込み部５の案内凹部３１には、吸込み口３２を案内するガイド部３４が設けられ、吸込み口３２は、ガイド部３４に対してヒンジ部３５を介して回動自在に支持されている。吸込み口３２は、ガイド部３４に沿ってヒンジ部３５が上下に案内されることで重力によって下降するとともに、ヒンジ部３５を中心にして回動することで、ブラシ部３３が床面Ｆに密接しやすくなっている。
【００４７】
このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）走行中に前方センサ５１が障害物Ｓを検知した場合、車高調整部６が所定高さまで車高を上げてから、障害物Ｓとの距離を所定範囲に保つように車高を調整しつつ障害物Ｓを乗り越えることで、乗り越えることが可能な障害物Ｓであれば回避動作を行うことなく、走行を継続することができて清掃時間を短縮することができる。
【００４８】
（２）また、障害物Ｓを乗り越える際に、障害物Ｓとの距離を所定範囲に保つように車高を調整することで、吸込み口３２と床面Ｆや障害物Ｓとが必要以上に離れすぎないようにでき、吸込み性能の低下を抑制することができる。
（３）車高調整モードの距離センサ５２の計測結果に基づいて車高調整部６が障害物Ｓとの距離を所定範囲に保つように車高を調整することで、車高調整の精度を向上させて吸込み性能の低下をさらに抑制することができる。
（４）距離センサ５２として、床面Ｆとの距離を計測して段差を検出する段差センサを利用することで、別途の距離センサを設ける必要がないことから、部品点数の増加を防いでセンサ部７の構造を簡単化することができる。
【００４９】
（５）接触センサ５３が接触して障害物Ｓを検知した場合、車高調整部６が所定高さまで車高を上げることで、前方センサ５１が障害物Ｓを検知できなかったとしても、接触センサ５３によって直接的に障害物Ｓの存在を検知し、その検知に基づいて乗り越え動作を実施することができる。
【００５０】
（６）吸込み部５の吸込み口３２が掃除機本体２の下面から突没自在に設けられていることで、車高調整部６が車高を上げた場合に吸込み口３２が下降して床面Ｆとの距離を一定に保つことができ、吸込み性能を維持することができる。また、図８に示すように、吸込み口３２がヒンジ部３５によって回動自在に支持されていれば、車高調整によって掃除機本体２の前方側を上昇させた場合であっても、ブラシ部３３を床面Ｆに密接させることで、吸込み性能をより確実に維持することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係る自走式掃除機の断面図であり、図１０（Ａ），（Ｂ）は、自走式掃除機の動作を示す側面図ある。
本実施形態の自走式掃除機１は、前記第１実施形態と比較して、センサ部７が障害物Ｓまでの距離に加えて障害物Ｓの高さを検出する点が相違する。以下、第１実施形態との相違点を詳しく説明し、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略または簡略する。
【００５２】
図９に示すように、前方センサ５１には、回動駆動部５１１が設けられている。この回動駆動部５１１は、前方センサ５１を水平軸回りに回動させることで、前方センサ５１による検知範囲を高さ方向に変更する。また、制御部８の検出演算部８３（図４参照）は、前方センサ５１が検知した障害物Ｓまでの距離とともに、回動駆動部５１１による回動角度に基づき、障害物Ｓの高さも演算により算出するように構成されている。すなわち、本実施形態において、前方センサ５１は、高さセンサとして機能するようになっている。
【００５３】
本実施形態の自走式掃除機１の動作としては、図１０（Ａ）に示すように、走行中の掃除機本体２の前方にある障害物Ｓを前方センサ５１が検知した場合、検出演算部８３は障害物Ｓまでの距離および障害物Ｓの高さを演算によって算出する。障害物Ｓまで所定距離以内に近づくと、車高制御部８４は、図１０（Ｂ）に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２の出力軸を伸ばす方向に駆動し車輪２１を下降させ、これにより掃除機本体２の前方側を上昇させる。この際、掃除機本体２の車高を上昇させる高さとしては、算出した障害物Ｓの高さに応じて設定され、必要以上に車高を上げすぎないようになっている。その後は、前記第１実施形態の図５（Ｃ）〜（Ｅ）と同様に走行駆動部４および車高調整部６を駆動して清掃を継続する。
【００５４】
なお、障害物Ｓの高さを検出する方法としては、前方センサ５１を回動させるものに限らず、図１１の構成が採用可能である。
図１１（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ自走式掃除機の変形例を示す側面図である。
図１１（Ａ）に示すように、車高調整部６のアクチュエータ４２の出力軸を縮める方向に駆動し車輪２１を上昇させ、これにより掃除機本体２の前方側を下降させることで、前方センサ５１の検知範囲を高さ方向に変更してもよい。図１１（Ｂ）に示すように、補助輪２３がアクチュエータ２３１を備え、アクチュエータ２３１の出力軸２３２を伸ばす方向に駆動して補助輪２３を下降させ、これにより掃除機本体２の後方側を上昇させることで、前方センサ５１の検知範囲を高さ方向に変更してもよい。このように掃除機本体２の前方側を下降させた際に、ガイド輪２４が床面に接触することで、距離センサ５２が床面Ｆに当接することが防止されている。
【００５５】
このような本実施形態によれば、前記（１）〜（６）の効果に加え以下の作用・効果を奏することができる。
（７）前方センサ５１で計測して障害物Ｓの高さを算出することで、車高調整部６の車高調整によって障害物Ｓを乗り越えられるか否かを予め判別することができる。そして、乗り越えられると判別した場合には、回避動作を行うことなく障害物Ｓを乗り越えることで、走行を継続することができて清掃時間を短縮することができる。一方、乗り越えられない障害物Ｓと判別した場合には、回避動作を行えばよく、試行錯誤的に回避動作を行う必要がないことから、清掃時間を短縮することができる。
【００５６】
（８）前方センサ５１の計測結果から算出した障害物Ｓの高さに基づき、車高調整部６が車高を上げることで、必要以上の高さまで車高を上げることなく、障害物Ｓの床面Ｆからの高さに応じて車高を調整することができる。したがって、車高調整の精度を向上させることができ、必要以上に車高を上げなくてもよくなることから、吸込み性能の低下をさらに抑制することができる。
【００５７】
（９）図１１に示すように、車高調整部６による車輪２１の上下動や、アクチュエータ２３１による補助輪２３の上下動によって掃除機本体２の姿勢を変更することで、前方センサ５１による検知範囲を変更して障害物Ｓの高さを計測するように構成すれば、前方センサ５１を高さセンサとしても機能させることができ、センサ部７の構成を簡単化することができる。
【００５８】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、前方センサ５１としてＬＲＦ（Laser Range Finder）を用い、距離センサ５２としてＰＳＤ（Position Sensitive Detector）を用いたが、障害検知部であるセンサ部としては、任意の検知手段が利用可能である。検知手段としては、例えば、超音波センサや光センサ、電磁式センサでもよいし、ＣＣＤカメラ等の撮像手段であってもよい。撮像手段を用いる場合には、制御部に画像処理手段等を設けて画像解析によって周辺の障害物を検知するように構成すればよい。
【００５９】
前記実施形態では、障害検知部であるセンサ部７が距離センサ５２および接触センサ５３を備えて構成されていたが、距離センサ５２および接触センサ５３の少なくとも一方は省略可能である。すなわち、障害検知部としては、前方センサ５１のように、掃除機本体２の前方の障害物を検知可能な検知手段を備えていればよい。
前記実施形態では、吸込み部５が上下移動可能な吸込み口３２を備えて構成されていたが、このような構成に限らず、吸込み口が掃除機本体に移動不能に設けられていてもよく、あるいは掃除機本体に対して回動可能、スライド可能、弾性変形可能に設けられ、障害物の形状に沿って追従するような構成であってもよい。
【００６０】
前記実施形態において、図１１に示す自走式掃除機１では、車輪２１の上下動やアクチュエータ２３１による補助輪２３の上下動によって掃除機本体２の前方側を下降させることで、前方センサ５１の検知範囲を上下方向に変更し、この前方センサ５１を高さセンサとして利用して障害物の高さを計測するように構成されていた。しかし、前方センサ５１を高さセンサとして利用する場合には、掃除機本体２の前方側を下降させて傾けることに限らず、掃除機本体２を傾けずに上下動させてもよい。
また、図９、１０に示す自走式掃除機１では、回動駆動部５１１によって回動させることで前方センサ５１による検知範囲を上下方向に変更したが、これに限らず、前方センサ５１を掃除機本体２に対して上下方向に移動させる上下駆動部を設け、この上下駆動部によって前方センサ５１を上下に移動させ、これにより検知範囲を上下方向に変更するように構成してもよい。
【００６１】
また、本発明の自走式掃除機において、掃除機本体に隅掃除デバイスやサイドブラシ等が設けられていることが好ましい。このような隅掃除デバイスやサイドブラシ等を備えた自走式掃除機では、サイドブラシ等がカーペットやラグ等の下に入り込んで、ラグ等を捲り上げてしまうことがあるが、本発明の自走式掃除機によれば、障害検知部がラグ等の障害物を検知した場合、車高調整部が掃除機本体の車高を調整しつつ障害物を乗り越えることで、ラグ等を捲り上げてしまう事態を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明は、障害物によっては回避動作を行わずに乗り越えることで清掃時間を短縮することができる自走式掃除機に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１      自走式掃除機
２      掃除機本体
３      本体操作部
４      走行駆動部
５      吸込み部
６      車高調整部
７      センサ部
８      制御部
２１      車輪
３２      吸込み口
５１      前方センサ（高さセンサ）
５２      距離センサ
５３      接触センサ
８１      走行制御部
８４      車高制御部
Ｆ        床面
Ｓ        障害物
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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