(57)【要約】自律真空掃除機(10)などの電気機械は、ケーブル(95)によって電力を供給される。この機械の本体に対するケーブルの向きを検出するための手段が、電位差計(76)に接続された振子(74)などの旋回可能部材の形態で備えられている。電位差計は、振子の自由端の位置に比例する出力信号を提供する。こうして、機械はケーブルの位置を検出することができ、したがって、ケーブルを避けるかまたはこれをたどることができる。ケーブルの極端な位置を検出するためにマイクロスイッチを備えることもできる。
2006516771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、電力ケーブルと、前記本体に対する前記ケーブルの向きを検出するための手段とを含む自律機械。
【請求項２】
前記ケーブルの向きを検出するための手段が、第1所定範囲内のケーブルの向きを検出するために配置された第1検出手段を含む請求項1に記載の自律機械。
【請求項３】
前記ケーブルの向きを検出するための手段が、第2所定範囲内のケーブルの向きを検出するために配置された第2検出手段を含む請求項2に記載の自律機械。
【請求項４】
第1検出手段が、回転式エンコーダにつながる旋回可能部材を具備してなる請求項2または請求項3に記載の自律機械。
【請求項５】
旋回可能部材が振子を具備してなり、振子の一端部分がケーブルにつながり、振子の他端部分が回転式エンコーダにつながる請求項4に記載の自律機械。
【請求項６】
回転式エンコーダが電位差計を含む請求項4または請求項5に記載の自律機械。
【請求項７】
第2検出手段が圧力スイッチを具備してなり、前記圧力スイッチはケーブルが前記スイッチを押したときに信号を生成する請求項3に記載の自律機械。
【請求項８】
第2検出手段が、ケーブルに対してそれぞれの側に置かれた二つの圧力スイッチを具備してなり、各スイッチは、ケーブルが前記スイッチを押したときに信号を生成するように配置されている請求項3に記載の自律機械。
【請求項９】
ケーブルが、中間部材を介して前記スイッチまたは各スイッチを押すように配置されている請求項7または請求項8に記載の自律機械。
【請求項１０】
前記圧力スイッチまたは各圧力スイッチがマイクロスイッチからなる請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の自律機械。
【請求項１１】
真空掃除機の形態である請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の自律機械。
【請求項１２】
添付図面を参照して実質的に先に述べた、あるいは添付図面に図解されたような自律機械。
【請求項１３】
本体と電力ケーブルとを含む自律機械を作動させる方法であって、前記本体に対する前記ケーブルの向きを検出するステップを含む方法。
【請求項１４】
機械がそれ自体のケーブルを追従するように制御するステップをさらに含む請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
機械がそれ自体のケーブルを追従するとき、機械にケーブルを収容させるステップをさらに含む請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
機械にケーブルを収容させるステップは、本体が支えるケーブルリール上にケーブルを巻き取らせることからなる請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
添付図面を参照して実質的に先に述べた、あるいは添付図面に図解されたような自律機械を作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルによって電力供給される自律機械、例えばロボット真空掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
床面を掃除したり磨いたり、または草を刈るなどの作業を行うための、自律すなわちロボット機械を提供するという、さまざまな提案がなされている。一部の自律機械は人間の監視なしに、かつ環境のレイアウトの予備知識(例えばマップ)なしに機械が置かれる環境を探査することができる。この機械は、学習段階中に環境を探査することもでき、次いで作業段階ではこの情報を使用することになり、またはこの機械は直ちにこの区域で作業を開始することもできる。この形式の自律機械は、最小限の人間の監視で作業をさせておくことができるので、使用者には特に魅力的である。
【０００３】
自律機械の電力を主電力源から得ると共に、機械が区域を動き回るときに繰り出されるケーブルのリールを保持する自律機械を提供することも知られている。特許文献１は、複雑な一連の扇形カバレッジパターンによって作業区域をカバーする、この種の機械の一例が開示されている。
【特許文献１】米国特許第4,962,453号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ケーブル給電式機械が遭遇する可能性のある問題の一つは、ケーブル自体が機械の機能動作を阻害することである。例えば、自律機械がそれ自身のケーブルをひいた場合、機械は走行距離に誤差が生じることがあり、あるいはケーブルを破損することもある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、本体と、電力ケーブルと、本体に対するケーブルの向きを検出するための手段と、を含む自律機械を提供する。
【０００６】
本発明は、機械がそれ自身のケーブルのポジションを検出できるようにする。したがって機械は、それ自身のケーブルを避けるかまたはたどるように制御することができる。
【０００７】
ケーブルの向きを検出するための手段が、第1所定範囲内にあるケーブルの向きを検出するために配置された第1検出手段を具備してなることが好ましい。また第2所定範囲内にあるケーブルの向きを検出するために配置された第2検出手段を設けることもできる。これら第1および第2範囲は、分離されていてもまた重なり合っていてもよい。
【０００８】
第1検出手段が、電位差計などの回転式エンコーダに接続された回転可能な部材を具備してなることが有利である。適当な回転可能部材は振子であり、その一端部分はケーブルに接続されており、他端部分はエンコーダにつながっている。
【０００９】
第2検出手段は、ケーブルによって押圧されたときに信号を生成するために、ケーブルに隣接して配置されたマイクロスイッチなどの、一つまたは複数の圧力スイッチを具備していてもよい。代替案として、ケーブルの周りにカラーなどの中間部材を配置して、ケーブルが折れ曲がったときにスイッチを押すようにしてもよい。
【００１０】
本機械は多くの形態を採ることができる。それは、真空掃除機または床磨き機などの床処理用機械、芝刈り機、またはある別の機能を発揮するロボット機械とすることができる。代替案として、これを、使用者によって選ばれた作業用具を所有または牽引する汎用ロボット車両とすることもできる。
【００１１】
本発明を、添付図面を参照して例として以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1は、ロボット真空掃除機10の形態のロボットすなわち自律床掃除機を示す。図2は、真空掃除機10の中に組み込まれた電気系統を示す。
【００１３】
この機械は、本体すなわち支持シャシー12、二つの被駆動輪15、クリーナヘッド40、ボタン60と表示ランプ65とを有するユーザインタフェース、および機械周囲の物体の存在を検知するためのさまざまなセンサ20〜26,30を含む。シャシー12の上には、流入する空気流から汚物、ダスト、および屑を分離するための、および分離された物質を収集するための装置14と、一定長の電力ケーブル95を格納するためのリールと、電力ケーブルを繰り出し巻き取るためのシステムも取り付けられている。機械10は、二つの被駆動輪15と機械の後部にあるキャスタ車輪(図示せず)の上に支持されている。被駆動輪15はシャシー12の直径の両端部に配置され、この直径は掃除機10の縦軸に垂直に位置する。被駆動輪15は支持ベアリング(図示せず)を介して互いに独立して取り付けられ、各被駆動輪15は牽引モータ16に直接連結され、牽引モータ16は、前方方向または反対方向のいずれかに、それぞれの車輪15を駆動することができる。牽引モータ16の各々を独立制御することによって、全範囲の行動が可能になる。
【００１４】
シャシー12の下側にはクリーナヘッド40が取り付けられており、クリーナヘッド40は吸引開口部を含み、この開口部は掃除機10がその上で支えられている表面に面している。吸引開口部の中にはブラシバー45が回転可能に取り付けられ、ブラシバー45を駆動するためにクリーナヘッド40の上にモータ48が取り付けられている。所望の場合には、クリーナヘッド40が吸引開口部のみを有して吸引のみに頼ることによって掃除を行うように、ブラシバー45を省略することもできることが理解されるであろう。他の形式の表面処理機械については、クリーナヘッド40を磨きパッド、ワックスディスペンサ、スキージなどによって置き換えることもできる。
【００１５】
機械10のシャシー12は、このシャシー12に配置された複数のセンサ20〜26,30を有し、したがって機械のナビゲーションシステムは、機械の経路にある障害物、および壁または備品などの他の境界に対する機械の接近を検知することができる。ここに示すセンサは、壁および物体のセンサからの距離および角位置を検知することができるいくつかの超音波センサ20〜26と、人間、動物、および火などの熱源の存在を検知することができるいくつかの受動赤外線(PIR)センサ30とを含む。また前方対向センサ22,23、側方対向センサ20,21および24,25、後方対向センサ(図示せず)、およびハイレベルセンサ26がある。センサの数、センサの形式、および機械10におけるセンサの位置決めは多くのさまざまな形態を採ることができることが理解されるであろう。例えば、PSDとしても知られる赤外線測距デバイスを、超音波センサ20〜26の代わりに、またはこれに加えて使用してもよい。一代替実施形態では、機械は、作業区域の境界および区域内に置かれた障害物の境界を機械的に検知することによってナビゲートすることもある。この形式の機械で使用することができる機械的センサの一例は、機械が障害物に遭遇したときに可動バンパまたは弾性バンパの動きを検出する「バンプ」センサである。「バンプ」センサを、上記の超音波センサおよびPIRセンサと組み合わせて使用することができる。
【００１６】
車両の片側または両側に距離測定車輪18を有することもできる。これは、機械が表面に沿って移動するときに回転する駆動されない車輪である。各距離測定車輪18は、距離測定車輪18の回転を監視するためにこれに付属するエンコーダを有している。各距離測定車輪18から受け取った情報を検討することによって、ナビゲーションシステムは、機械が移動した距離と機械の角方向のあらゆる変化との両方を特定することができる。距離測定車輪18が駆動されない車輪であることは好ましい。そのわけは、これが車輪から得られた情報の精度を向上させるからである。しかし、より簡単な実施形態では、機械は、車輪15の上または車輪15を駆動するモータ16に配置したエンコーダによって、被駆動車輪15から直接、距離測定情報を得ることができる。
【００１７】
機械10はまた、クリーナヘッド40における吸引開口部を介して機械の中に汚い空気を引き込むために、シャシー12に支持されたモータ52とファン50のユニットを含む。
【００１８】
図2に詳細に示す機械のための電気系統を以下に説明する。ナビゲーションシステムは、ROMまたはFLASH ROMなどの、不揮発性メモリ82に記憶された制御ソフトウェアに従って作動するマイクロプロセッサ80を含む。もう一つのメモリ84が機械の正規の動作中に使用されて、距離測定情報、(望む場合には)作業区域のマップ、およびその他の動作パラメータなどのデータを記憶する。ナビゲーションシステムは、機械を取り囲む環境についてのセンサアレイ20〜26,30(超音波、PIR、およびバンプセンサを含む)からの入力と、機械の動きについての距離測定車輪移動センサ18からの入力を受ける。ナビゲーションシステムはまた、開始、休止、停止、または要求される動作速度または清潔さの基準の選択など、ユーザインタフェース上のスイッチ60からの入力も受ける。ナビゲーションシステムは、車輪15の牽引モータ16を駆動するための信号、吸引ファン50を駆動する吸引モータ52を作動させるための信号、およびブラシバー45を駆動するモータ48を作動させるための信号を含む、複数の出力制御信号を提供する。これはまた、ユーザインタフェース上の発光表示ランプ65から出力を提供する。電力は電力ケーブルを介して主電源から得られる。掃除機は、機械が使用される一般的な部屋を機械が動き回ることを可能にする十分なケーブル長(例えば20m)を有するケーブルリール95を備えている。
【００１９】
機械のケーブル格納を管理するさまざまな方法がある。図3は好ましい一つの概要を示す。電力ケーブル95はケーブルリール71に格納される。ケーブルリール71は、巻き締め状態に向かって、ばねによって恒久的に付勢されている。ケーブル95は、一対のピンチローラ70によってリール71から引っ張られ、ピンチローラ70の一つは、ナビゲーションシステムの制御のもとでモータ72によって駆動され、機械が作業区域を動き回るとき、リール71からケーブルを給送するか、またはケーブル95がリール71に巻き取られるようにする。
【００２０】
本発明によれば、シャシーに対するケーブルの向きを示す手段が提供される。ケーブル95は、ピンチローラ70を通過した後、振子74の形態の旋回可能な部材の自由端にある開口部75を通過する。振子74はシャフト73の周りに旋回可能であり、振子74は垂直平面において移動可能である。シャフト73は、振子74の動きに比例する出力信号を提供することができる電位差計などの、回転式符号化デバイス76の一部を形成する。
【００２１】
図3B〜図3Dに示すように、振子74はケーブルリール71に対するケーブル95の位置をたどる。ケーブル95に張力が掛かってケーブル95が機械の背後に直接引き出されるとき、振子74は図3Bのほぼ中央位置にある。したがって電位差計の信号は小さくなる。図3Cでは、ケーブルは機械の左側に向かう。したがって振子74は時計回りに旋回して、電位差計76はシャシーに対するケーブル95の方向と角度を示す出力信号を提供する。これは、ケーブル95が置かれた経路に沿って機械が反転しているときに特に有用である。制御システムはケーブルの位置を検出することができ、機械は制御されてケーブル95の経路を追従することができる。この技術を以下「ケーブル追従モード」と呼ぶ。
【００２２】
図3Dに示す状況では、ケーブルは極度に右に引っ張り出され、したがって振子74は反時計回りに旋回して図示する位置になる。電位差計の感度に応じて、この極端な状態は検出可能角位置の範囲から外れることもある。したがって、このような極端な状態を検出するためにさらに別の検出器を備えてもよい。これは、マイクロスイッチなどの、いわゆるバンプセンサまたは圧力センサの形を採ってもよい。このようなセンサでは、信号はセンサの弾性部品が動かされるときに出力される。したがって、シャシー上のケーブルの両側に二つのマイクロスイッチを有する機械を備えてもよい。ケーブルが極度に左または右に来ると、ケーブルはマイクロスイッチの一つの弾性部品に対して押しやられ、こうして弾性部品は、ケーブルが極端な位置にあることを示す信号を生成する。
【００２３】
以下、図4〜図9を参照して機械の動作を説明する。図4は、作業区域の周りで機械をナビゲートするための全体的な過程の流れ図である。
【００２４】
図5〜図9は、家屋の部屋において作業中の機械10を示す。機械のための作業区域の境界は、部屋の壁301〜304と、家具品目(例えば、ソファ、テーブル、椅子)などの部屋の中に置かれた物体305〜308の縁部とによって画定される。これらの図はまた機械によって横切られる経路320の組も示している。
【００２５】
機械10は使用者によって部屋の中に置かれる。理想的には、この機械は部屋内の電力ソケット310の近くに置かれ、プラグはソケット310に挿入され、短い電力ケーブルがソケットと機械10との間で床の上に横たわっている。いったん機械がオンに切り替えられると、機械は短いルーチンを始めて、部屋の中における開始または「ホーム」位置を見つけ出す(ステップ110)。電力ソケット310は、主給電式機械のための便利なホーム位置である。「ホーム」位置は、とりわけ、機械が部屋全体を動き回った時点を特定する有用な基準点として機能する。機械は、ケーブル95が反転するときにケーブル95をその内部ケーブルリール71に巻き取ることによって電力ソケット310の位置を決定する。機械は、ケーブルが完全に巻き戻されたことを機械的に検知することによって、またはプラグ近くのケーブル95の上にあるマーカ98を検出することによって、ソケット310を見出すことができる。次に機械はその左側を区域の境界と整列させ、吸引モータ52とブラシバーモータ48とを始動する。機械は、モータ48,52が動作速度に達するまで待って、それから出発する。掃除機が前方に移動するにつれて(ステップ115)、掃除機はケーブルリールから電力ケーブル95を繰り出し、こうしてケーブルは実質的に機械10によって採られた経路に沿って置かれる。距離測定誤差の可能性のため、ケーブル95を機械10の移動速度よりも僅かに高い速度で繰り出してもよい。
【００２６】
次に機械は一連の行動を開始する。この一連の行動は、例えば不規則移動、らせんパターン、いわゆる「スパイク」パターン、または移動形式の任意の組合せを含む。基本的なスパイクを図7に示す。機械は、作業区域の中に内側に向いて境界(壁)から離れてゆくように曲る。機械は、境界に対して実質的に直角な経路の上を前進する(ステップ120)。機械は、距離測定車輪センサ18から移動の距離と方向に関する情報を引き出す。掃除機が経路331に沿って前進するにつれて、機械は、電力ケーブル95が経路331に沿ってゆるく置かれるように、十分な電力ケーブル95をケーブルリール71から繰り出す。この移動の間に、機械は継続的にセンサアレイ20〜26,30からの入力を監視し、その経路におけるあらゆる障害物の存在を検知する。機械は、多くの条件の一つが合うまで前進し続ける。機械が障害物の存在(ステップ125)または表面がないこと(例えば階段)を検知した場合、もしくは電力ケーブル95の全てをリール71から繰り出してしまったことを検知した場合、もしくは何か別の支障条件を検知した場合には、機械は直ちに停止することになる。これらの条件のどれとも合わない場合には、機械は、境界から所定の距離を移動した後に停止する。この距離は、この運航体が作業している作業区域の形式に依存する。家庭環境では、2〜3mの最大距離でうまくゆくことがわかっている。
【００２７】
上述の条件の一つ以上が合って、いったん機械が停止すると、機械は同様な経路332をたどって境界に向かって反転後退する(図4、ステップ135)。機械はその後退行動中にケーブル95を巻き取る。掃除性能を最良にするために、吸引モータ52とブラシバーモータ48が、床の同じ区域を2回処理するように、後退行動中に操作される。これは、人が真空掃除機を使用して実施する「言ったり来たりする」様式の掃除動作を模する。代替案として、この後退行動中に吸引モータ52とブラシバーモータ48をオフに切り替えることができる。これは、バッテリ給電式機械についてバッテリ寿命を伸ばす有用な方策となるはずである。
【００２８】
後退行動中に、機械は距離測定情報を使用することによって境界に向かってナビゲートすることができ、または機械は外向き移動中に床上にあったケーブル95をたどることができ、この過程は「ケーブル追従モード」として先に述べた。こうして機械はシャシーに対するケーブルの向きを検出し、したがってケーブルを追従する。作業区域へのこの外向き移動と境界への再度後退は、前述の「スパイク」を構成する。
【００２９】
スパイクの外向き部分の長さが増すと、意図する経路からの機械のずれも増加する。距離測定の誤差、車輪の滑り、表面材料の変化、およびカーペットパイルの方向が、意図する経路からの機械のずれを生じさせ得るいくつかの要素である。スパイクの外向き経路と戻り経路が離れて物体がこれらの経路の間にあるという、起きそうにもない状況では、電力ケーブルが物体の周りに巻きつく恐れがある。この状況では、ケーブル追従モードで境界にナビゲートして戻すことが機械にとって好ましい(ステップ137,138)。
【００３０】
機械がそのセンサアレイおよび距離測定情報から検知することができる境界に、いったん機械が戻ると、機械は、その左側が境界に整列させられて、時計回り方向に再度向くように方向を変える。機械は、今処理した床の細長片の次に機械を移動させるのに十分な短い距離だけ前進する。次に掃除機は、作業区域の中に内向きに境界から離れる方向に向きを変える。次に機械は、前と同じように境界に実質的に直角な角度で前進する。機械は前述のように、既に処理された区域に隣接するかまたは重なり合う床表面の細長片を横断し続ける。
【００３１】
機械は、図5および図6に見ることができるように、境界から作業区域の中に延びる複数の経路を横切るように、上記のステップ順序を繰り返す。機械が境界の周りを進行するので、境界のさまざまな部分から出発するスパイクが互いに重なり合う可能性があることがわかる。これは、作業区域のできるだけ多くを機械10によって確実に処理するための助けとなる。
【００３２】
各スパイクを完了した後、機械は作業区域全体をカバーしたか否かを調査する(ステップ140)。この調査はさまざまな方法で実施することができる。その最も簡単な形では、機械は、機械が境界上の出発位置に戻ったか否かを検知するための搭載センサを使用することができる。電力ケーブル95上のプラグ近くの位置にマーカ98を設けて、機械がこの位置に戻ったことを機械が検知できることが好ましい。マーカ98は磁気マーカにすることができ、機械は、マーカを検知するためにホール効果センサなどの磁界センサを備えることができる。代替案として、機械は、機械が行く床の区域を記録するために、作業区域のマップを作成してこのマップを更新する。したがって、このマップを使用することによって、機械は作業区域を完全にカバーした時点を決定することができる。各スパイクの後に、機械はまた、境界の周りの移動を継続するためにケーブルリールに十分なケーブル95を有することを保証するための検査も行う(ステップ145)。
【００３３】
ステップ145は、機械がケーブルリール71上の残りケーブル95の量を検出する能力を有することが要求される。これは、残りケーブル95の量を示すようにケーブル95にマーキングを行い、このマーキングを検出することができるセンサを制御システムに備えることによって実現することができる。代替案として、ピンチローラ70上のエンコーダが、リール71から繰り出されるケーブル量の目安を制御システムに提供することができる。これは、ケーブル95のあらゆる詰まりを検出するために同じ機構を使用することができるので有利である。もっと簡単な機械では、このステップを全部省略することができ、機械は、部屋のどこにあっても、ケーブル95が全てリール71から出てしまったときに単に停止することができる。
【００３４】
機械が作業区域を完全にカバーしたと判定した場合には、機械は移動して作業区域における出発位置に戻る。機械は作業区域の境界を追従することができ、境界の周りを移動するときにケーブル95を巻き取る。代替案として、機械はケーブル追従モードで動作することができ、ケーブル95を巻き取り、作業区域表面上のケーブル95によって形成された経路を追従する。これによって機械が障害物の近くに達した場合には、機械は、ケーブル95が障害物から離れてゆくことが判定されるまで、境界追従モードの動作に逆戻りすることができ、これに応じて、機械は再度ケーブル追従モードで動作することができる。結局、機械は電力ソケット310の近くの出発点に戻ることになる。
【００３５】
大きな作業区域では、機械は、作業区域を完全にカバーしてしまう前にケーブルを使い尽くすこともある。この場合には、機械は、すでに説明したものと同じ技法を出発点から反対方向に実施するために進行する(図4のステップ170)。こうして、掃除機は反時計回り方向に境界を追従し、機械の右側を区域の境界と整列させ、作業区域の境界から外側に向けて一連のスパイクを実施する。図8は、図5に既に示したものと同じ区域を示す。区域をまわる最初の時計回り移動中に、点Xにおいてケーブルが完全に出尽くしたと仮定する。機械はソケット310における出発位置に戻っており、境界の周りを反時計回りに移動し始めている。機械は、出発位置に戻るとすぐに「スパイク」を開始する。境界の周りを反時計回りに移動するときの機械によって実施されるスパイク動作は、図7に図示するスパイク動作の鏡像であることが理解されよう。機械は、ケーブル95が再び完全に出尽くしてしまうか、またはナビゲーションシステムが点Xへ到着または点Xの通過を検知するまで、この方法を継続する。
【００３６】
図9は、機械がいったんソケット310における出発点に戻ると境界のまわりを反時計回りに移動し始める代替計画を示す。しかし、直ちに区域の中へのスパイクを開始する代わりに、機械は、ナビゲーションシステムが点Xへ到着または点Xの通過を検知するまで、ケーブルを繰り出しながら単に境界のまわりを移動する。この相違の理由は、累積距離測定誤差はより小さくなるので、機械が直接点Xに移動する場合には、機械が点Xに到達する時点を検出することが機械にとっては容易になり得るからである。
【００３７】
機械が、(点Xなどの)以前に掃除が完了した点に機械が戻った時点を正確に検出するためには、ある形式のマッピング機能を必要とする。機械は、作業区域のマップを作って作業区域における通過した個所を記録する能力を有することが必要である。マップは、距離測定車輪18から得られる距離測定情報、および/または当技術分野では周知の方法で物体検出センサ20〜26,30から得られる作業区域の特徴に関する情報を使用して形成することができる。次に機械はマップを使用して、境界のまわりを反対方向に移動することによって以前に到達した境界における点に到達した時点を判定することができる。累積距離測定誤差は機械の実際の位置とマップによって決定した機械の位置との間のある誤差を生じさせる可能性があるので、うまく重なり合い領域ができるようにすることが好ましい。
【００３８】
機械がどのようなマップ作成機能も有しない場合には、ケーブルがすべて出尽くしてしまうまで、作業区域を反対方向に回って作業を簡単に続けることができる。この結果、かなりの領域の表面が2回処理される。
【００３９】
本発明の代替実施形態を図10および図11に示す。図10では、ケーブル方向配置検出手段は、前述のように、電位差計76に接続された旋回可能部材77を含む。しかし、この実施形態では、旋回可能部材77は垂直軸78の周りに旋回するように配置されている。部材の端部分は軸78と全く一致しており、旋回可能部材の中央部分は水平方向に突き出ている。この部材の中央部分は開口79を有し、この開口79を通ってケーブル95が延びている。ケーブル95位置のこの部分の図10bにおける直線後方位置からの偏差は、部材77を軸78の周りに旋回させ(図10c)、この動きは電位差計76によって電気信号に変換される。この信号はケーブル95が曲る程度に比例している。この配置はわずかな片寄りに適している。より大きなケーブルの偏差を検出するための第2ケーブル検出器が、ケーブル95の周りにカラー80の形で備えられている。カラー80は垂直軸の周りに旋回可能であり、カラーの両側に一つずつある二つのマイクロスイッチ81,82に隣接して配置されている。図10dに示すように、ケーブル95がシャシーに対して極端に左に偏向すると、ケーブルはカラー80を押して、カラー80を左側のマイクロスイッチ81に対して押し付ける。こうして信号が機械の制御システムに送られて、ケーブル95が極端な位置にあることを示す。同様に、ケーブルが極端に右に延びる場合には、カラー80は別の一つのマイクロスイッチ82を押す。
【００４０】
さらに別の代替実施形態を図11に示す。この実施形態は、やはり垂直軸84の周りに旋回することができる旋回可能部材83を使用する。部材の頂端部分は、やはり垂直軸84の上に整列された電位差計76と直接連絡している。旋回可能な部材83の中央部分は、図10の部材の場合よりもさらに水平方向に突き出ている。開口85がケーブル95のために備えられている。この実施形態では、旋回可能部材83はケーブル95の偏向を回転運動に変換する。この回転によって、電位差計は、ケーブル95の偏向の量と方向に応じて信号を出力する。この実施形態は、ケーブルの全ての偏向について、極端なものであっても、満足な結果をもたらすことがわかっている。したがって、マイクロスイッチはこの構成では必要がない。
【００４１】
さらなる変形例を本発明の範囲を逸脱することなく実施することができる。例えば、機械はケーブル追従動作を使用しなくてもよい。代替案として、または追加的に、機械は、それ自身のケーブルをひかないようにまたはケーブルのもつれを避けるように、回転式エンコーダおよび/または圧力スイッチからの信号を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】真空掃除機の形態を採る自律機械の斜視図である。
【図２】図1の機械の電気系統を示す図である。
【図３Ａ】本発明を組み込んだ図1および図2の機械の電力ケーブル管理システムを示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明を組み込んだ図1および図2の機械の電力ケーブル管理システムを示す斜視図である。
【図３Ｃ】本発明を組み込んだ図1および図2の機械の電力ケーブル管理システムを示す斜視図である。
【図３Ｄ】本発明を組み込んだ図1および図2の機械の電力ケーブル管理システムを示す斜視図である。
【図４】本機械によって使用されるナビゲーション方法の流れ図である。
【図５】図4のナビゲーション方法にしたがって、作業区域で作業している機械を示す平面図である。
【図６】図4のナビゲーション方法にしたがって、作業区域で作業している機械を示す平面図である。
【図７Ａ】図4のナビゲーション方法を使用して図1の機械によって実施される移動を示す平面図である。
【図７Ｂ】図4のナビゲーション方法を使用して図1の機械によって実施される移動を示す平面図である。
【図７Ｃ】図4のナビゲーション方法を使用して図1の機械によって実施される移動を示す平面図である。
【図８】機械が大きな作業区域に対処する方法を示す平面図である。
【図９】機械が大きな作業区域に対処する方法を示す平面図である。
【図１０ａ】本発明の一代替実施形態を示す斜視図である。
【図１０ｂ】本発明の一代替実施形態を示す斜視図である。
【図１０ｃ】本発明の一代替実施形態を示す斜視図である。
【図１０ｄ】本発明の一代替実施形態を示す斜視図である。
【図１１ａ】本発明のさらに別の代替実施形態を示す斜視図である。
【図１１ｂ】本発明のさらに別の代替実施形態を示す斜視図である。
【図１１ｃ】本発明のさらに別の代替実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
10  自律機械(ロボット真空掃除機)
12  本体（支持シャシー）
14  分離物質収集装置
15  被駆動輪
16  牽引モータ
18  測距離車輪
20〜26  センサ
30  センサ
40  クリーナヘッド
45  ブラシバー
48  モータ
50  吸引ファン
52  吸引モータ
60  ボタン、スイッチ
65  表示ランプ
70  ピンチローラ
71  ケーブルリール
72  モータ
73  シャフト
74  振子
75  開口部
76  電位差計
80  マイクロプロセッサ
82  不揮発性メモリ
84  メモリ
95  電力ケーブル
301〜304  部屋の壁
305〜308  部屋の中に置かれた物体
310  主電力ソケット
320  機械によって横切られる経路
330〜332  経路
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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