(57)【要約】【課題】障害物が感知されると、補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節するロボット掃除機及びその制御方法を提供すること。【解決手段】床を走行する本体と、該本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記障害物が感知されると前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する制御部と、を備える。【選択図】図７
2013085959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床を走行する本体と、
前記本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、
前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、
前記障害物が感知されると、前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する制御部と、
を備える、ロボット掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、前記本体の走行方向と前記本体の下部に揺動可能に装着された補助掃除ユニットとがなす角に基づいて、前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、前記補助掃除ユニットの最外縁と前記障害物との距離が、あらかじめ定められた第１臨界値よりも大きく、且つあらかじめ定められた第２臨界値よりも小さくなるように調節する、請求項２に記載のロボット掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、前記障害物感知部の感知方向に従う出力信号とあらかじめ定められた臨界値とを比較して前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項５】
前記あらかじめ定められた臨界値は、前記本体から前記補助掃除ユニットの最外縁までの距離に対応する、請求項４に記載のロボット掃除機。
【請求項６】
前記制御部は、前記障害物感知部の前記補助掃除ユニットが突出する方向に従う出力信号のみに基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項７】
前記制御部は、前記出力信号に比例して前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する、請求項６に記載のロボット掃除機。
【請求項８】
前記制御部は、前記障害物が感知されると、前記障害物の形態または前記本体の走行方向に従って前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項９】
本体を駆動して床を走行し、
前記本体に近接する障害物を感知し、
前記本体の下部に突出及び収納可能に装着された補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する、ロボット掃除機の制御方法。
【請求項１０】
前記本体の走行方向と前記本体の下部に揺動可能に装着される補助掃除ユニットとがなす角に基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する、請求項９に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１１】
前記補助掃除ユニットの最外縁と前記障害物との距離が、あらかじめ定められた第１臨界値よりも大きく、且つあらかじめ定められた第２臨界値よりも小さくなるように、前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する、請求項１０に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１２】
障害物の感知方向に従う出力信号とあらかじめ定められた臨界値とを比較して前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する、請求項９に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１３】
前記あらかじめ定められた臨界値は、前記本体から前記補助掃除ユニットの最外縁までの距離に対応する、請求項１２に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１４】
前記補助掃除ユニットが突出する障害物の感知方向に従う出力信号のみに基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する、請求項９に記載のロボット掃除機の制御方法。
【請求項１５】
前記出力信号に比例して前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する、請求項１４に記載のロボット掃除機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除領域を走行しながら、床に積もったホコリなどを自動で掃除するロボット掃除機及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ロボット掃除機は、使用者の操作なく、掃除しようとする領域を自律走行しながら床からホコリなどの異物を吸い込むことによって自動で掃除する装置のことをいう。かかるロボット掃除機は、本体の下に積もったホコリなどを除去するためのメインブラシの他に、壁面との隣接部などにおける掃除性能を向上させるための補助掃除ツールも備えている。
【０００３】
ロボット掃除機の補助掃除ツールは、ロボット掃除機本体の内部から外部に向かって突出することによって床上のホコリ、特に、壁面との隣接部におけるホコリなどを除去する。このように、補助掃除ツールは、壁面との隣接部などにおける掃除性能を向上させることはできるが、ロボット掃除機本体の外部に突出することから、障害物、例えば、壁面と衝突する危険性が増大することがあった。しかしながら、従来のロボット掃除機は、補助掃除ツールの突出を精度よく制御できず、補助掃除ツールと障害物との衝突を回避することが難しい他、ロボット掃除機の走行に妨害となる等、壁面との隣接部における効率的な掃除が不可能だった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一側面は、障害物が感知されると、補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節するロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【０００５】
本発明の他の側面は、障害物の形態に応じて補助掃除ユニットの突出または収納を制御するロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【０００６】
本発明の他の側面は、本体の走行方向に応じて補助掃除ユニットの突出または収納を制御するロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【０００７】
本発明の他の側面は、掃除モードに応じて補助掃除ユニットの突出または収納を制御するロボット掃除機及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係るロボット掃除機は、床を走行する本体と、前記本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記障害物が感知されると、前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する制御部と、を備える。
【０００９】
また、前記制御部は、前記本体の走行方向と前記本体の下部に揺動可能に装着された補助掃除ユニットとがなす角に基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する。
【００１０】
また、前記制御部は、前記補助掃除ユニットの最外縁と前記障害物との距離が、あらかじめ定められた第１臨界値よりも大きく、且つあらかじめ定められた第２臨界値よりも小さくなるように調節する。
【００１１】
また、前記制御部は、前記障害物感知部の感知方向に従う出力信号とあらかじめ定められた臨界値とを比較して前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する。
【００１２】
また、前記あらかじめ定められた臨界値は、前記本体から前記補助掃除ユニットの最外縁までの距離に対応する。
【００１３】
また、前記制御部は、前記障害物感知部の前記補助掃除ユニットが突出する方向に従う出力信号のみに基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する。
【００１４】
また、前記制御部は、前記出力信号に比例して前記補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節する。
【００１５】
本発明の他の実施例に係るロボット掃除機は、床を走行する本体と、前記本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記障害物が感知されると前記障害物の形態に基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する制御部と、を含む。
【００１６】
また、前記制御部は、前記障害物の形態が平らな壁面であると、前記補助掃除ユニットが一定時間突出してから収納されたり、一定時間収納されてから突出したりするように制御する。
【００１７】
また、少なくとも２つ以上の補助掃除ユニットが前記本体の下部に装着され、前記制御部は、前記障害物が前記本体の一側面でのみ感知される場合に、前記障害物方向の補助掃除ユニットのみ突出または収納されるように制御する。
【００１８】
また、少なくとも２つ以上の補助掃除ユニットが前記本体の下部に装着され、前記制御部は、前記障害物の形態がコーナー壁面である場合に、両側の補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する。
【００１９】
また、前記制御部は、前記障害物の形態が基準サイズ以下の障害物である場合に、前記補助掃除ユニットの突出または収納を調節する。
【００２０】
本発明の他の実施例に係るロボット掃除機は、床を走行する本体と、前記本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記障害物が感知されると前記本体の走行方向に従って前記補助掃除ユニットの突出または収納を調節する制御部と、を備える。
【００２１】
また、前記制御部は、前記本体の回転前後または後進前後に前記補助掃除ユニットが収納されるように制御する。
【００２２】
また、前記制御部は、前記本体の回転方向における前方側の補助掃除ユニットが収納されるように制御する。
【００２３】
また、前記制御部は、前記本体の回転方向における後方側の補助掃除ユニットの突出距離が増加するように制御する。
【００２４】
また、前記制御部は、前記本体が回転する場合に、前記本体の走行速度、または前記補助掃除ユニットに装着される補助掃除ツールの回転速度を調節する。
【００２５】
本発明の他の実施例に係るロボット掃除機は、床を走行する本体と、前記本体に近接する障害物を感知する障害物感知部と、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着される補助掃除ユニットと、前記障害物が感知されると前記本体の掃除モードに応じて前記補助掃除ユニットの突出または収納を調節する制御部と、を備える。
【００２６】
また、前記制御部は、掃除を完了すると、前記補助掃除ユニットが突出しないように制御する。
【００２７】
また、前記制御部は、前記本体が充電器または排出ステーションに復帰する間に、前記障害物が前記充電器または排出ステーションであると判断されると、前記補助掃除ユニットが突出しないように制御する。
【００２８】
前記ロボット掃除機は、前記充電器または排出ステーションの識別信号を感知する信号感知部をさらに備える。
【００２９】
また、前記信号感知部は、赤外線信号、ＲＦ信号、磁場信号を感知する。
【００３０】
また、前記制御部は、自動掃除モードによって掃除動作が始まる場合に、前記補助掃除ユニットが一定時間突出しないように制御する。
【００３１】
また、前記制御部は、前記本体が充電を行う場合に、前記補助掃除ユニットが突出しないように制御する。
【００３２】
また、前記制御部は、前記本体の充電が完了した場合に、または充電器の電源が遮断された場合に、前記補助掃除ユニットが突出しないように制御する。
【００３３】
本発明の一実施例に係るロボット掃除機の制御方法は、本体を駆動して床を走行し、前記本体に近接する障害物を感知し、且つ、前記本体の下部に突出及び収納可能に装着された補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節して前記補助掃除ユニットが突出または収納されるように制御する。
【００３４】
また、前記本体の走行方向と前記本体の下部に揺動可能に装着された補助掃除ユニットとがなす角に基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する。
【００３５】
また、前記補助掃除ユニットの最外縁と前記障害物との距離が、あらかじめ定められた第１臨界値よりも大きく、且つあらかじめ定められた第２臨界値よりも小さくなるように前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する。
【００３６】
また、障害物の感知方向に従う出力信号とあらかじめ定められた臨界値とを比較して前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する。
【００３７】
また、前記あらかじめ定められた臨界値は、前記本体から前記補助掃除ユニットの最外縁までの距離に対応する。
【００３８】
また、前記補助掃除ユニットが突出する障害物の感知方向に従う出力信号のみに基づいて前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する。
【００３９】
また、前記出力信号に比例して前記補助掃除ユニットの突出または収納を制御する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の一側面によれば、補助掃除ユニットの突出または収納の度合を調節することによって、補助掃除ユニットと障害物との衝突を回避すると同時に、壁面との隣接部などにおける掃除効率を改善することが可能になる。本発明の他の側面によれば、障害物の形態に応じて補助掃除ユニット突出または収納を制御することによって、ロボット掃除機の掃除時間を減少させ、壁面との隣接部における掃除効率を増大させることが可能になる。本発明の他の側面によれば、本体の走行方向に従って補助掃除ユニットの突出または収納を制御することによって、障害物回避走行の場合にも障害物と衝突すること無く走行可能になる。本発明の他の側面によれば、掃除モードに応じて補助掃除ユニットの突出または収納を制御することによって、速やかに充電器または排出ステーションに復帰でき、かつ充電器または排出ステーションを障害物と判断することによって、補助掃除ユニットが衝突することを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例に係るロボット掃除機の外観を概略的に示す図である。
【図２】図１のロボット掃除機の下部の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例によって補助掃除ユニットを突出または収納させる構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の他の実施例によって補助掃除ユニットを突出または収納させる構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係るロボット掃除機の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図９】図８の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１１】図１０の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１２】図１０の実施例に係るロボット掃除機の障害物感知結果を概略的に示すグラフである。
【図１３】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１４】図１３の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１５】図１３の実施例に係るロボット掃除機の障害物感知結果を概略的に示すグラフである。
【図１６】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１８】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図１９】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図２０】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図２１】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図２２】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図２３】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【図２４】本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明の一実施例に係るロボット掃除機の外観を概略的に示す図である。
【００４４】
図１を参照すると、ロボット掃除機１は、外観を形成する本体１０と、壁面との隣接部及び隅部分を掃除するための補助掃除ユニット２１，２２と、を備える。
【００４５】
本体１０には障害物を感知できるように各種のセンサーを装着することができ、各種のセンサーは、近接センサー６１及び／またはビジョンセンサー６２とすることができる。例えば、ロボット掃除機１が、定められた経路無しで任意の方向に走行する場合に、すなわち、マップのない掃除システムでは、ロボット掃除機１は近接センサー６１を用いて障害物を感知しつつ掃除領域を走行することが可能である。一方、ロボット掃除機１が、定められた経路に沿って走行する場合に、すなわち、マップを必要とする掃除システムでは、ロボット掃除機１の位置情報が入力されてマップを生成するビジョンセンサー６２を装着することもできる。その他にも、様々な方式のセンサーとすることができる。
【００４６】
そして、本体１０には、充電器または排出ステーションから信号を受信できるように信号センサー６３を装着することもできる。
【００４７】
また、本体１０には、ディスプレイ部６４を設け、ロボット掃除機１の各種状態を表示することができる。例えば、バッテリーの充電状態、ホコリで集塵装置が満たされたか否か、またはロボット掃除機１の掃除モードなどを示すことができる。
【００４８】
補助掃除ユニット２１，２２の構成については、図２乃至図６でより詳細に説明する。
【００４９】
図２は、図１のロボット掃除機の下部の構成を概略的に示す図である。
【００５０】
図１及び図２を参照すると、ロボット掃除機１は、メインブラシユニット３０、電源部５０、駆動輪４１，４２、キャスター４３、補助掃除ユニット２１，２２を備える。
【００５１】
メインブラシユニット３０は、本体１０の下部において中央領域から後方Ｒへ偏った部分に形成された開口に装着される。メインブラシユニット３０は、本体１０の置かれている床に積もったホコリを掃いてホコリ流入口３３に導く。そして、メインブラシユニット３０が装着される本体１０の下部の開口は、ホコリ流入口３３となる。
【００５２】
メインブラシユニット３０は、ローラ３１と、ローラ３１の外面に形成されたメインブラシ３２と、で構成される。ローラ３１の回転と共に、メインブラシ３２は、床に積もったホコリを掻き回してホコリ流入口３３に導く。
【００５３】
図２には示していないが、ホコリ流入口３３の内部には、吸入力を発生させる送風装置が取り付けられ、ホコリ流入口３３に流入したホコリを集塵装置へ移動させる。
【００５４】
電源部５０は、本体１０を駆動させるための駆動電源を供給する。電源部５０は、本体１０及び本体１０に装着された各種の部品を駆動させるための各駆動装置と電気的に接続して駆動電源を供給するバッテリーを有する。バッテリーは、再充電可能な２次バッテリーとし、本体１０が掃除過程を完了して充電器または排出ステーションに結合すると、充電器または排出ステーションから供給される電力で充電する。
【００５５】
駆動輪４１，４２は、本体１０の下部において中央領域の左右端に対称に配置される。駆動輪４１，４２は、ロボット掃除機１が掃除を行いつつ前進、後進及び回転走行などの移動動作を行うようにする。
【００５６】
ロボット掃除機１の走行方向を基準に、本体１０の下部において前方端部にはキャスター４３が取り付けられ、本体１０が安定した姿勢を維持できるようにする。そして、駆動輪４１，４２及びキャスター４３は、一つのアセンブリーとし、本体１０に着脱可能に装着することができる。
【００５７】
本体１０の前方Ｆの両側には開口が形成されており、この開口を覆うように補助掃除ユニット２１，２２が装着される。
【００５８】
図３は、本発明の一実施例によって補助掃除ユニットを突出または収納させる構成を概略的に示す図である。
【００５９】
図３を参照すると、補助掃除ユニット２１，２２は、サイドアーム１０２、周縁カバー１０３、補助掃除ツール１１０を備える。
【００６０】
本体１０の前方一側の下部にはサイドアーム１０２が結合され、その上側には、サイドアーム１０２を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、サイドアーム１０２に駆動力を伝達する所定のギアを介して回転軸（図示せず）と連結され、この回転軸が、サイドアーム１０２の一端に形成された結合溝１０１に装着される。
【００６１】
そのため、アームモーターが駆動すると、回転軸が回転しつつサイドアーム１０２は結合溝１０１を基準に揺動する。この時、サイドアーム１０２が本体１０の外側に揺動するとともに、周縁カバー１０３は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００６２】
サイドアーム１０２の他端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０４が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０４を基準に回転することとなる。
【００６３】
図４は、本発明の他の実施例によって補助掃除ユニットを突出または収納させる構成を概略的に示す図である。
【００６４】
図４を参照すると、補助掃除ユニット２１，２２は、サイドアーム１０６、周縁カバー１０８、補助掃除ツール１１０（図５及び図６参照）を備える。
【００６５】
本体１０の前方一側の下部には、サイドアーム１０６が結合溝１０５を介して結合され、サイドアーム１０６の内部には、サイドアーム１０６の外部へスライドして伸びる延長アーム１０７が収容される。
【００６６】
延長アーム１０７は、サイドアーム１０６の内部でサイドアーム１０６の長手方向に沿って前後に移動する。そのために、サイドアーム１０６の内部にはレールが設けられ、延長アーム１０７にはガイド（図示せず）が設けられ、延長アーム１０７はレールに固定されたままレールに沿って滑動することができる。また、延長アーム１０７の内部には、延長アーム１０７の外部へスライドして突出する他の延長アームが収容されてもよい。他の延長アームも延長アーム１０７と同様の方式で移動すればよく、延長アームの数は制限されない。
【００６７】
そして、サイドアーム１０６の上側には、延長アーム１０７を駆動させるアームモーター（図示せず）が収容される。アームモーターは、所定のギアを介して延長アーム１０７に駆動力を伝達し、アームモーターが駆動すると延長アーム１０７がサイドアーム１０６の外部にスライドしつつ本体１０の外側へ突出する。この時、周縁カバー１０８は、本体１０の開口をそれ以上覆わず、本体１０の周縁を形成しなくなる。
【００６８】
そして、延長アーム１０７の先端には、補助掃除ツールが結合される結合溝１０９が形成される。その上側には、補助掃除ツールを駆動させる回転モーター（図示せず）が収容され、該回転モーターの駆動力によって補助掃除ツールが結合溝１０９を基準に回転する。
【００６９】
図５は、本発明の一実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【００７０】
図５を参照すると、補助掃除ツール１１０は、中央の共通端部から半径方向外側に延在すると共に、周方向に互いに離れて配置されるブラシアーム１１３を備える。ブラシアーム１１３には補助ブラシ１１２が結合され、ブラシアーム１１３の中央の共通端部から突出した回転軸１１４が、結合溝を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０が回転すると、補助ブラシ１１２が壁面との隣接部などに積もったホコリを、本体１０の中央領域に掃き集める。
【００７１】
図６は、本発明の他の実施例に係る補助掃除ツールの構成を概略的に示す図である。
【００７２】
図６を参照すると、補助掃除ツール１１０’は、円形の雑巾ホルダー１１６を有し、該雑巾ホルダー１１６には、雑巾ホルダー１１６の周方向に補助雑巾１１５が取り付けられる。雑巾ホルダー１１６の中心には、回転モーターの駆動力が伝達されて補助掃除ツール１１０’を回転させる回転軸１１４が突設され、この回転軸１１４が結合溝１０３または１０９を通ってサイドアーム１０２、または延長アーム１０７と結合される。補助掃除ツール１１０’が回転すると、補助雑巾１１５が壁面との隣接部などを拭くこととなる。
【００７３】
一方、補助ブラシ１１２は、弾性の様々な材質とすることができ、補助雑巾１１５は、繊維材質の他にも、様々な材質とすることができる。
【００７４】
本発明の実施例に係るロボット掃除機１は、本体１０の外側に突出する補助掃除ユニット２１，２２により、掃除領域が広くなり、壁面との隣接部や床の隅部まで掃除可能になる。
【００７５】
以下に説明する補助掃除ユニット２１，２２の動作において、補助掃除ユニット２１，２２の突出は、個別に説明する以外は、一実施例によってサイドアーム１０２が本体１０の外側に揺動する場合、及び第２実施例によって延長アーム１０７が本体１０の外側に延びて突出する場合の両方を含むとする。また、ロボット掃除機１の掃除動作中に補助掃除ツール１１０が回転しつつ壁面との隣接部や床の隅部分を掃除するとする。
【００７６】
図７は、本発明の一実施例に係るロボット掃除機の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【００７７】
図７を参照すると、ロボット掃除機１は、入力部２１０、障害物感知部２２０、信号感知部２３０、制御部２４０、本体駆動部２５０、メインブラシユニット駆動部２６０、補助掃除ユニット駆動部２７０を備える。
【００７８】
入力部２１０は、本体１０に設けられた操作パネル、またはリモコンから使用者の操作命令が入力される。使用者の操作命令には、ロボット掃除機１の走行、掃除または充電動作に関する命令が含まれる。特に、使用者は、リモコンを直接操作して、補助掃除ユニット２１，２２を突出させるか否かなどの命令を入力することもできる。
【００７９】
障害物感知部２２０は、本体１０の走行中に近接する障害物を感知する。より詳細に、障害物感知部２２０は、近接センサー６１またはビジョンセンサー６２から障害物に関する情報を受信し、本体１０の周辺に位置している障害物を感知する。
【００８０】
例えば、近接センサー６１は超音波方式のものとし、超音波を発し、障害物から反射される超音波を受信して障害物を感知することができる。そのために、本体１０の周縁部に少なくとも一つの超音波送信部と超音波受信部とが結合した形態で近接センサー６１を装着することができる。超音波方式の近接センサー６１は、障害物との距離が短いほど、反射される超音波の強度が大きくなり、高い出力の信号を生成する。そして、近接センサー６１の出力信号に基づいて本体１０と障害物との距離を計算することができる。
【００８１】
一方、ビジョンセンサー６２は、本体１０の走行経路上の映像を取得し、映像処理を用いて障害物を感知でき、実際の３次元座標に基づいてビジョンセンサー６２が処理した映像上の本体１０と障害物との距離を計算することができる。
【００８２】
信号感知部２３０は、信号センサー６３を介して、充電器から送信されたり充電器の周辺に形成された識別信号を感知する。
【００８３】
本体駆動部２５０は、駆動輪４１，４２を駆動してロボット掃除機１を移動させ、走行制御部２４２の制御命令に応じてロボット掃除機１の走行方向及び走行速度を調節する。
【００８４】
メインブラシユニット駆動部２６０は、掃除制御部２４１の制御命令に応じてローラ３１を駆動し、ローラ３１の回転と共にメインブラシ３２が回転しつつ、床に積もったホコリを掃くようにする。
【００８５】
補助掃除ユニット駆動部２７０は、掃除制御部２４１の制御命令に応じてアームモーターを駆動し、補助掃除ユニット２１，２２を突出または収納させる。また、補助掃除ユニット駆動部２７０は、アームモーターの回転数を用いて、障害物との距離に基づいて補助掃除ユニット２１，２２が突出または収納される度合を調節する。そして、補助掃除ユニット駆動部２７０は、補助掃除ツール１１０が回転するか否か、及び回転速度を調節することで、補助ブラシ１１２または補助雑巾１１５が壁面との隣接部などを掃除するようにする。
【００８６】
制御部２４０は、制御プログラムによってロボット掃除機１の動作全般を制御し、大きく、ロボット掃除機１の掃除動作を制御する掃除制御部２４１、ロボット掃除機１の走行を制御する走行制御部２４２、ロボット掃除機１の充電を制御する充電制御部２４３を有する。
【００８７】
掃除制御部２４１は、メインブラシユニット３０の動作の他、補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納、及び補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納の度合も制御する。また、掃除制御部２４１は、本体１０の掃除モードを、自動掃除モード、復帰モード、充電モード、充電完了モード、充電中止モードなどに区別し、掃除モードに応じて補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納を制御する。
【００８８】
走行制御部２４２は、本体１０の前進、後進または回転走行を制御する。より詳細に、走行制御部２４２は、本体１０の走行のための駆動輪４１，４２の回転方向及び速度を制御する。そして、走行制御部２４２は、本体１０の走行経路から障害物が感知される場合に、本体１０が障害物を回避するように本体１０の旋回方向または後進を制御する。
【００８９】
充電制御部２４３は、ロボット掃除機１が掃除を完了すると、充電器または排出ステーションに復帰して充電をするように制御し、本体１０と充電器とがドッキングして充電を行う場合に充電状態を判断する。すなわち、充電制御部２４３は、充電が完了した場合、または充電中に充電器の電源が遮断された場合などを判断することができる。
【００９０】
以下では、上述したロボット掃除機の実施例によって補助掃除ユニットの突出または収納を制御する方法について詳細に説明する。
【００９１】
図８は、本発明の一実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートであり、図９は、図８の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【００９２】
図８及び図９を参照すると、障害物感知部２２０は、本体１０に近接する障害物を感知する（４１０）。次に、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１の結合溝から障害物までの距離Ｌを算出する（４２０）。すなわち、掃除制御部２４１は、近接センサー６１の出力信号に基づいて補助掃除ユニット２１の回転軸から障害物までの距離Ｌを算出することができる。
【００９３】
次に、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１の突出可能距離Ｄ２を算出する（４３０）。本体１０の走行方向を基準とする時、補助掃除ユニット２１の突出可能距離Ｄ２は、サイドアーム１０２の回転半径Ｒ及び補助掃除ツール１１０の回転半径ｒに基づいて算出することができる。ここで、補助掃除ツール１１０の回転半径ｒは、弾性のないブラシアーム１１３（または、補助掃除ツール１１０’の雑巾ホルダー１１６）の回転半径を表す。より詳細に、補助掃除ユニット２１の突出可能距離Ｄ２は、下記の式によって算出することができる。
【００９４】
Ｄ２＝Ｒ＊ＣＯＳθ＋ｒ
【００９５】
ここで、θは、本体１０の走行方向とサイドアーム１０２とがなす角を表す。そして、θの大きさに基づいて、サイドアームの回転経路３１０及び補助掃除ツールの回転経路３２０を経由しつつ補助掃除ユニット２１を突出させることができる。
【００９６】
なお、補助掃除ユニット２１の最外縁が障害物と衝突しないような補助掃除ユニット２１の突出可能距離Ｄ２を算出する。ここで、補助掃除ユニット２１の最外縁は、回転するブラシアーム１１３（または、補助掃除ツール１１０’の雑巾ホルダー１１６）の、本体１０の走行方向における外周縁を表す。これにより、弾性材質で形成された補助ブラシ１１２、及び繊維材質で形成された補助雑巾１１５は、回転経路３３０に沿って壁面との隣接部などに接しつつ掃除を行うことができる。
【００９７】
次に、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１の突出距離を調節して補助掃除ユニット２１を突出させる（４４０）。この時、補助掃除ユニット２１の突出距離は、サイドアーム１０２の回転角と関連し、サイドアーム１０２の回転角は角θと関連する。
【００９８】
掃除制御部２４１は、サイドアーム１０２の回転角を調節し、これにより補助掃除ユニット２１の最外縁と障害物との距離Ｄ１を調節することができる。障害物との距離Ｄ１は、補助掃除ユニット２１の回転軸から障害物までの距離Ｌと補助掃除ユニット２１の突出距離Ｄ２とのズレから算出することができる。そして、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１の最外縁と障害物との距離Ｄ１が、あらかじめ定められた第１臨界値よりも大きく、且つあらかじめ定められた第２臨界値よりも小さくなるように補助掃除ユニット２１の回転角を調節することができる。
【００９９】
図１０は、本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートであり、図１１は、図１０の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。説明の便宜上、この方法は、図３の実施例と結び付けて説明する。
【０１００】
図１０及び図１１を参照すると、障害物感知部２２０は、本体１０に近接する障害物を感知する（５１０）。本体１０の周縁部には少なくとも一つの近接センサー６１が装着され、近接センサー６１は各感知方向に対して障害物を感知する。
【０１０１】
次に、掃除制御部２４１は、センサーの位置別に障害物感知結果を分析する（５２０）。図１２に示すように障害物感知結果を分析すると、近接センサー６１の感知方向に従って別々の出力信号が示される。例えば、本体１０の走行方向に障害物が位置する場合は、本体１０の正面に近い順にセンサーの出力信号が大きくなる。この場合、センサーＡの出力信号に基づいて障害物の距離を計算することができる。
【０１０２】
そして、掃除制御部２４１は、あらかじめ定められた臨界値に基づいて、近接センサー６１の出力信号が臨界値よりも大きいかまたは小さいか分析する。ここで、臨界値は、本体１０の走行方向において本体１０から補助掃除ユニット２１の最外縁までの距離に対応する。
【０１０３】
次に、掃除制御部２４１は、分析結果に基づいて補助掃除ユニット２１の突出位置を決定する（５３０）。サイドアームの回転経路３１０及び補助掃除ツールの回転経路３２０を経由しつつ補助掃除ユニット２１を突出させることができる。ここで、補助掃除ユニット２１の突出位置は、サイドアームの回転経路３１０上の位置に対応する。
【０１０４】
掃除制御部２４１は、近接センサー６１の出力信号が、あらかじめ定められた臨界値よりも大きいと、当該近接センサー６１の位置では、補助掃除ユニット２１が突出する空間が不足していると判断できる。この場合は、出力信号が臨界値よりも小さい近接センサー６１のうち、出力信号が最も大きい近接センサー６１の位置を判断し、その近接センサー６１の位置に対応してサイドアームの回転経路３１０上の補助掃除ユニット２１の突出位置を決定する。
【０１０５】
そして、掃除制御部２４１は、近接センサー６１の出力信号が、あらかじめ定められた臨界値よりも小さいと、当該近接センサー６１の位置では、補助掃除ユニット２１が突出する空間が十分であると判断できる。この場合には、出力信号の最も大きい近接センサー６１の位置を判断し、その近接センサー６１の位置に対応してサイドアームの回転経路３１０上の補助掃除ユニット２１の突出位置を決定する。一方、最も大きい近接センサー６１の位置と２番目に大きい近接センサー６１の位置との間において、サイドアームの回転経路３１０上の補助掃除ユニット２１の突出位置を決定してもよい。
【０１０６】
次に、掃除制御部２４１は、決定された突出位置に基づいてサイドアーム１０２の回転角を調節して補助掃除ユニット２１を突出させる（５４０）。
【０１０７】
図１３は、本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の制御方法を概略的に示すフローチャートであり、図１４は、図１３の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。説明の便宜上、この方法は、図４の実施例と結び付けて説明する。
【０１０８】
図１３及び図１４を参照すると、障害物感知部２２０は、本体１０に近接する障害物を感知する（６１０）。
【０１０９】
次に、掃除制御部２４１は、センサーの位置別に障害物感知結果を分析する（６２０）。図１５に示すように障害物感知結果を分析すると、近接センサー６１の感知方向に従って別々の出力信号が示される。例えば、補助掃除ユニット２１が突出する方向に障害物が位置する場合に、補助掃除ユニット２１に近づいている順にセンサーの出力信号が大きくなる。この場合は、補助掃除ユニット２１が突出する方向に位置しているセンサーの出力信号のみを考慮して障害物感知結果を分析することができ、センサーＢ、センサーＣ、またはセンサーＤの出力信号に基づいて障害物の距離を計算することができる。
【０１１０】
そして、掃除制御部２４１は、あらかじめ定められた臨界値を基準に、近接センサー６１の出力信号が臨界値よりも大きいかまたは小さいか分析する。ここで、臨界値は、延長アーム１０７の延長方向において、本体１０から補助掃除ユニット２１の最外縁までの距離に対応する。
【０１１１】
次に、掃除制御部２４１は、分析結果に基づいて補助掃除ユニット２１の突出位置を決定する（６３０）。補助掃除ユニット２１は延長アームの延長経路３２０を経由しつつ突出できる。ここで、補助掃除ユニット２１の突出位置は、延長アームの延長経路３２０上の位置に対応する。
【０１１２】
掃除制御部２４１は、近接センサー６１の出力信号が、あらかじめ定められた臨界値よりも大きいと、当該近接センサー６１の位置では、補助掃除ユニット２１が突出する空間が不足していると判断することができる。この場合は、センサーＢ、センサーＣ、またはセンサーＤの出力信号に基づいて補助掃除ユニット２１の突出位置を決定する。
【０１１３】
そして、掃除制御部２４１は、近接センサー６１の出力信号が、あらかじめ定められた臨界値よりも小さいと、補助掃除ユニット２１が突出する空間が十分であると判断することができる。この場合は、補助掃除ユニット２１の突出位置を最大に決定することができる。
【０１１４】
次に、掃除制御部２４１は、決定された突出位置に基づいて延長アーム１０７の延長距離を調節して補助掃除ユニット２１を突出させる（６４０）。
【０１１５】
以上では、補助掃除ユニット２１を制御する時に、本体１０の走行方向を基準にして補助掃除ユニット２１の突出距離を調節する方法について説明したが、本体１０の他の方向に位置する障害物についても同様の方式による調節が可能である。
【０１１６】
また、以上では、説明の便宜のために、右側の補助掃除ユニット２１を取り上げて説明したが、左側の補助掃除ユニット２２にも同様の方式を適用することができる。
【０１１７】
そして、補助掃除ユニット２１，２２の突出を制御する方法を逆の方式にして、補助掃除ユニット２１，２２の収納を制御する方法に適用することもできる。
【０１１８】
図１６乃至図１８は、本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【０１１９】
図１６乃至図１８を参照すると、掃除制御部２４１は、障害物の形態を判断し、判断された障害物の形態に基づいて補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納を調節する。
【０１２０】
掃除制御部２４１は、本体１０の一側面に近い順に、所定個数の近接センサー６１の出力信号が所定の値よりも大きい場合は、本体１０の一側面に平らな壁面の障害物が存在すると判断することができる。掃除制御部２４１は、平らな壁面の障害物に対して補助掃除ユニット２１，２２が一定時間突出してから収納されるように調節する。また、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１，２２が一定時間収納されてから突出するように調節することもできる。
【０１２１】
そして、掃除制御部２４１は、左側の補助掃除ユニット２２及び右側の補助掃除ユニット２１が個別に突出または収納されるように制御しながら、本体１０の左側または右側のいずれかのみに障害物が位置する場合は、左側または右側のいずれかの補助掃除ユニット２１，２２のみ突出または収納されるように制御する。また、掃除制御部２４１は、両側の補助掃除ユニット２１，２２とも突出または収納されるように制御してもよい。
【０１２２】
一方、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニットが３個以上ある場合にも同様の方式で補助掃除ユニットを制御することができる。
掃除制御部２４１は、本体１０の側面の他、正面に近い順に、所定の個数の近接センサー６１の出力信号が、所定の値よりも大きい場合は、本体１０の側面及び正面にコーナー壁面の障害物が位置すると判断することができる。掃除制御部２４１は、コーナー壁面の障害物に対して補助掃除ユニット２１，２２が一定時間突出してから収納されるように調節することができる。また、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１，２２が一定時間収納されてから突出するように調節することもできる。
【０１２３】
そして、掃除制御部２４１は、本体１０の正面に障害物が位置する場合には、両側の補助掃除ユニット２１，２２が突出するように制御する。
【０１２４】
掃除制御部２４１は、出力信号が所定の値よりも大きい近接センサー６１が連続していない場合は、本体１０の周囲に基準サイズ以下の障害物が位置すると判断することができる。掃除制御部２４１は、基準サイズ以下の障害物に対して補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように調節する。ここで、基準サイズ以下の障害物は、一般に、本体１０が走行する床に置かれている花粉、椅子の脚などでよい。この場合、補助掃除ユニット２１，２２が突出すると、花粉、椅子の脚などと衝突したり、本体１０の障害物回避走行に障害が発生したりすることがある。
【０１２５】
図１９乃至図２１は、本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【０１２６】
図１９乃至図２１を参照すると、掃除制御部２４１は、本体１０の走行方向に応じて補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納を調節する。
【０１２７】
掃除制御部２４１は、本体１０がコーナー壁面の障害物に進入する場合に、両側の補助掃除ユニット２１，２２が突出するように制御する。そして、走行制御部２４２は、障害物を回避するために、本体１０が進まずに回転したり後進したりするように駆動輪４１，４２を制御する。
【０１２８】
この時、掃除制御部２４１は、本体１０が回転したり後進したりする前に補助掃除ユニット２１，２２が収納されるように制御することができる。また、掃除制御部２４１は、本体１０の回転方向における前方の補助掃除ユニット２１，２２が、回転前に収納されたり回転後に収納されたりするように制御することもできる。また、掃除制御部２４１は、本体１０の回転方向における後方の補助掃除ユニット２１，２２が、回転前に収納されたり回転後に収納されたりするように制御することもできる。
【０１２９】
また、掃除制御部２４１は、本体１０の回転方向、例えば、反時計回り方向に回転する場合に、左側の補助掃除ユニット２２の突出距離を減少させ、右側の補助掃除ユニット２１の突出距離を増加させることもできる。
【０１３０】
これにより、本体１０がコーナー壁面の障害物を回避走行する場合に、補助掃除ユニット２１，２２と障害物との衝突を防止することができる。
【０１３１】
また、本体１０の回避走行経路に段部が位置する場合にも同一の効果を奏することができる。特に、段部が本体１０の走行経路に位置していない場合にも補助掃除ユニット２１，２２との衝突の危険がある。このような場合に、回転方向側の補助掃除ユニット２２があらかじめ収納されるように制御され、回転方向反対側の補助掃除ユニット２１は、障害物と衝突する場合にも自然に収納されるように、回転方向反対側のアームモーターへの電源供給が緩和されてもよく、補助掃除ユニット２１，２２にバネ構造が用いられてもよい。
【０１３２】
一方、本体１０がコーナー壁面の障害物を回避走行する場合に、走行制御部２４２は、本体１０の走行速度を下げ、掃除制御部２４１は、補助掃除ツール１１０の回転速度を上げることができる。本体１０の走行速度が下がると、コーナー壁面の掃除時間が増加し、補助掃除ツール１１０の回転速度が上がると、コーナー壁面のホコリを掃く回数が増加するため、コーナー壁面における掃除効率を増大させることができる。
【０１３３】
図２２乃至図２４は、本発明の他の実施例に係るロボット掃除機の動作を概略的に示す図である。
【０１３４】
図２２乃至図２４を参照すると、掃除制御部２４１は、本体１０の掃除モードに応じて補助掃除ユニット２１，２２の突出または収納を調節する。
【０１３５】
自動掃除モードでは、掃除制御部２４１は、本体１０に近接した障害物が感知されると、補助掃除ユニット２１，２２が突出するように制御する。また、掃除制御部２４１は、自動掃除モードに従ってロボット掃除機１の掃除動作が始まる場合に、所定の時間補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御することができる。
【０１３６】
しかし、復帰モードでは、充電制御部２４３は、本体１０が充電器８０に復帰するように制御し、掃除制御部２４１は、本体１０が充電器８０に復帰する間に補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御する。また、復帰モードにおいて、掃除制御部２４１は、本体１０が充電器８０に復帰する間に感知される障害物が充電器８０と判断される場合に、補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御することもできる。
【０１３７】
ロボット掃除機１が掃除を完了して充電器８０に復帰走行をする場合には、補助掃除ユニット２１，２２を突出させて掃除を行う必要がなく、充電器８０に対して補助掃除ユニット２１，２２が突出すると、本体１０及び充電器８０のドッキングに邪魔になることもあるからである。
【０１３８】
一方、掃除制御部２４１が障害物と充電器８０とを識別できるように、充電器８０には識別信号を送信する信号送信部８１が設けられる。
【０１３９】
識別信号は、ロボット掃除機１が充電器８０の位置を追従したり充電器８０とドッキングしたりできるように送信される赤外線信号８２でよい。ここで、赤外線信号８２は、充電器８０から放射して送信されてもよく、充電器８０から一直線に送信されてもよい。充電器８０から放射して送信される場合には、赤外線信号８２は低出力信号及び高出力信号に区別されて信号領域を形成することができる。例えば、低出力信号は充電器８０の位置を追従するように形成され、高出力信号は充電器８０の位置追従中に充電器８０とドッキングできるように形成される。
【０１４０】
信号感知部２３０は、充電器８０から送信される赤外線信号８２を感知し、掃除制御部２４１は、赤外線信号８２が感知されると、本体１０の正面に充電器８０が位置すると判断し、本体１０及び充電器８０がドッキングするまで補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御する。
【０１４１】
また、識別信号は、充電器８０から送信される短距離ＲＦ信号でもよい。これにより、充電器８０の周辺には所定のＲＦ信号領域８３が形成され、本体１０がＲＦ信号領域８３に進入すると、信号感知部２３０は、充電器８０から送信される短距離ＲＦ信号を感知することができる。掃除制御部２４１は、短距離ＲＦ信号が感知されると、本体１０の周辺に充電器８０が位置すると判断し、本体１０及び充電器８０がドッキングするまで補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御する。
【０１４２】
また、識別信号は、充電器８０の周辺に形成される磁場信号でもよい。例えば、充電器８０の正面、側面、全面、または一面を取り囲む形態で磁石ベルト８４が設けられ、磁石ベルト８４は、充電器８０の周辺に所定の磁場領域８５を形成することができる。ここで、磁石ベルト８４はベルトの形態に限らない。
【０１４３】
信号感知部２３０は、充電器８０の周辺に形成された磁場を感知し、掃除制御部２４１は、磁場が感知されると、本体１０の周辺に充電器８０が位置すると判断し、本体１０及び充電器８０がドッキングするまで補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御する。
【０１４４】
本体１０が充電を行う充電モード、本体１０の充電が完了した充電完了モード、本体１０の充電中に充電器の電源が遮断される充電中止モードにおいても、掃除制御部２４１は、補助掃除ユニット２１，２２が突出しないように制御する。
【０１４５】
上述したロボット掃除機１の動作は、充電器８０の他、ロボット掃除機１中のホコリを排出する排出ステーションにも同様の方式で適用可能である。
【０１４６】
一方、本発明の実施例では、ロボット掃除機１の補助掃除ユニット２１，２２が本体１０の左側及び右側に装着されるとして説明したが、本発明が適用される補助掃除ユニットの個数及び設置位置には制限がない。
【符号の説明】
【０１４７】
２１０    入力部
２２０    障害物感知部
２３０    信号感知部
２４０    制御部
２５０    本体駆動部
２６０    メインブラシユニット駆動部
２７０    補助掃除ユニット駆動部
【図１】
2013085959.tif 000003
【図２】
2013085959.tif 000004
【図３】
2013085959.tif 000005
【図４】
2013085959.tif 000006
【図５】
2013085959.tif 000007
【図６】
2013085959.tif 000008
【図７】
2013085959.tif 000009
【図８】
2013085959.tif 000010
【図９】
2013085959.tif 000011
【図１０】
2013085959.tif 000012
【図１１】
2013085959.tif 000013
【図１２】
2013085959.tif 000014
【図１３】
2013085959.tif 000015
【図１４】
2013085959.tif 000016
【図１５】
2013085959.tif 000017
【図１６】
2013085959.tif 000018
【図１７】
2013085959.tif 000019
【図１８】
2013085959.tif 000020
【図１９】
2013085959.tif 000021
【図２０】
2013085959.tif 000022
【図２１】
2013085959.tif 000023
【図２２】
2013085959.tif 000024
【図２３】
2013085959.tif 000025
【図２４】
2013085959.tif 000026