(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源であるバッテリーと、左右独立駆動輪構成の操舵兼駆動手段と、床ノズルとダストボックスとファンモータとで構成される清掃手段と、本体周囲に設け壁等の障害物を検出するセンサと、本体下部に設け磁気テープを検出する磁気スイッチとを備え、前記センサからの信号と前記磁気スイッチからの信号により障害物を検出した時に移動制限信号として前後進移動するようにすると共に、前記磁気スイッチでＮ極の磁気テープとＳ極の磁気テープを連続して検出した時にその場所で清掃と移動を停止するようにした自走式掃除機。
【請求項２】
電源であるバッテリーと、左右独立駆動輪構成の操舵兼駆動手段と、床ノズルとダストボックスとファンモータとで構成される清掃手段と、本体周囲に設け壁等の障害物を検出するセンサと、本体下部に設け磁気テープを検出しＮ極とＳ極を判別する磁気スイッチとを備え、前記センサからの信号と前記磁気スイッチからの信号により障害物を検出した時に移動制限信号としＮ極の磁気テープを検出した時には往路上の障害物と判断し、Ｓ極の磁気テープを検出した時には復路上の障害物と判断し前後進移動するようにした自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリーを電源として、超音波センサで障害物を検出し、ジャイロセンサで移動方向を制御し、壁等を基準として移動しながら清掃作業を行なう自走式掃除機において、磁気スイッチを併用し清掃移動可能範囲を拡大させた自走式掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無経路で動く自走式掃除機はジャイロセンサを用いて本体の移動方向を制御し、超音波センサや光電スイッチを用いて壁等の障害物を検出して方向転換し、対象床面を移動しながら逐次清掃を行っていくものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドア等が開いていたり壁に囲まれていない場合は本来清掃すべき領域からはみ出てしまい、思った清掃ができなかったり、また本来の清掃領域以外の場所にある階段から落ちる危険性を常にはらんでおり、壁のない所では使用できないという課題があった。また、本体の移動方向を制御するために用いるジャイロセンサは経時的に角度誤差を生ずるものであるため長時間使用も制限されやはり清掃移動範囲に制限を加えていた。
【０００４】
この課題を解決するために清掃領域に磁気テープを貼り付けて壁のない清掃領域でも清掃可能にした自走式掃除機であって、本発明では特に移動機能を向上させることを主目的としている。
【０００５】
本発明の第一の目的は、本体の姿勢を制御することによって長時間正確な清掃移動を実現することにある。
【０００６】
第二の目的は、前方だけでなく後方に関しても清掃移動範囲に制限を設け、より安全に動作させるものである。
【０００７】
第三の目的は、清掃終了時に予め決めた場所に本体を停止させるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第一、第三の目的を達成するための第一の解決手段は、電源であるバッテリーと、左右独立駆動輪構成の操舵兼駆動手段と、床ノズルとダストボックスとファンモータとで構成される清掃手段と、本体周囲に設け壁等の障害物を検出するセンサと、本体下部に設け磁気テープを検出する磁気スイッチとを備え、前記センサからの信号と前記磁気スイッチからの信号により障害物を検出した時に移動制限信号として前後進移動するようにすると共に、前記磁気スイッチでＮ極の磁気テープとＳ極の磁気テープを連続して検出した時にその場所で清掃と移動を停止するようにしたものである。
【０００９】
第二の目的を達成するための第二の解決手段は、電源であるバッテリーと、左右独立駆動輪構成の操舵兼駆動手段と、床ノズルとダストボックスとファンモータとで構成される清掃手段と、本体周囲に設け壁等の障害物を検出するセンサと、本体下部に設け磁気テープを検出しＮ極とＳ極を判別する磁気スイッチとを備え、前記センサからの信号と前記磁気スイッチからの信号により障害物を検出した時に移動制限信号としＮ極の磁気テープを検出した時には往路上の障害物と判断し、Ｓ極の磁気テープを検出した時には復路上の障害物と判断し前後進移動するようにしたものである。
【００１０】
【作用】
第一の解決手段によれば、本体下部に設けた磁気スイッチで磁気テープを検出し障害物と同様に判断して本体の姿勢を制御することによって長時間正確な清掃移動を実現するものである。
【００１１】
また、磁気スイッチでＮ極の磁気テープとＳ極の磁気テープを連続して検出した時にその場所で清掃と移動を停止して清掃動作を終了することにより清掃終了時に予め決めた場所に本体を停止させるものである。
【００１２】
第二の解決手段によれば、Ｎ極とＳ極を判別する磁気スイッチを用い、Ｎ極の磁気テープを検出した時には往路上の障害物と判断し、Ｓ極の磁気テープを検出した時には復路上の障害物と判断することにより前方だけでなく後方に関しても清掃移動範囲に制限を設け、より安全に動作させるものである。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明による自走式掃除機の一実施例を図面を参照しながら説明する。
図１および図２を用いて第一の実施例による自走式掃除機の構成を説明する。図に於いて、自走式掃除機の本体１のアルミで構成された台車２の下部に、移動するための左右独立走行モータ３Ｌ，３Ｒから構成された操舵兼駆動手段４と、キャスタ５とを設け、更に本体１の下部前方に設けた床ノズル６と、本体１の上部に設けたダストボックス７とファンモータ８とで清掃手段９を構成している。また、壁やドア等の周囲の障害物を検出するための複数個の超音波センサ１０と、台車２の下部左右には磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒを設け、本体１内部には方向検出用のジャイロセンサ１２と、自立移動を制御する判断処理手段Ａ１３と、電源としてのバッテリー１４とを設けている。
【００１４】
図３は自走掃除機のシステムを示すブロック図である。図に示すように、複数個の超音波センサ１０とジャイロセンサ１２と磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒの出力が判断処理手段Ａ１３に入力されている。判断処理手段Ａ１３からはこれらの入力を受けて、操舵兼駆動手段４である左走行モータ３Ｌと右走行モータ３Ｒ、ならびに清掃手段９の一部である床ノズル６とファンモータ８に出力する構成であり、バッテリー１４はシステム全体に電力を供給している。
【００１５】
次に図４を用いて自走式掃除機の作用を説明する。図には自走式掃除機の本体１が壁１５をガイドとして通路１６を清掃する動作を示している。場所Ａから清掃を開始すると前方の壁１５まで前進し、超音波センサ１０で壁１５を検出すると清掃を開始した場所Ａまで戻る。壁１５をガイドとして本体１がセットされた場所Ａから壁１５の間を清掃範囲１７と認識して前後に動き、ジャイロセンサ１２で少しずつ方向を変え床ノズル６が重なるように逐次清掃を進めていく。
【００１６】
場所Ｂまで来ると壁１５が途切れているので壁１５の検出ができず本来の清掃範囲１７から出て行ってしまい、使用者が意図した清掃を行うことができない。そこで壁１５のない区域１８では予め床上に貼っておいた磁気テープ１９を磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒが検出し、この磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒのどちらかの出力を判断処理手段Ａ１３が受けると壁があったと判断し、壁１５をガイドにした場合と同様に清掃を続けることができる。
【００１７】
一方、ジャイロセンサ１２を長時間使用すると本体１の方向が変化して傾きが発生する。場所Ｃで実施している如く、本発明による自走式掃除機では磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒを左右に２個搭載しているので磁気テープ１９を磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒのどちらかが検出した時に判断処理手段Ａ１３が本体１の方向を振って磁気スイッチ１１Ｌ，１１Ｒの両方が磁気テープ１９を検出するように姿勢を制御し、ジャイロセンサ１２の方向を磁気テープ１９を検出する時に初期補正し、長時間の使用を可能としている。ジャイロセンサ１２の性能によって補正は毎回でも本実施例の如く数回毎でも良い。
【００１８】
次に、第二の実施例を図５により説明する。上記実施例と同じく複数個の超音波センサ１０とジャイロセンサ１２の出力が判断処理手段Ｂ２０に入力されている。磁気スイッチ１１ＲからはＮとＳの個別の出力が出され判断処理手段Ｂ２０に入力されている。判断処理手段Ｂ２０からはこれらの入力を受けて、操舵兼駆動手段４である左走行モータ３Ｌと右走行モータ３Ｒ、ならびに清掃手段９の一部である床ノズル６とファンモータ８に出力する構成であり、バッテリー１４はシステム全体に電力を供給している。
【００１９】
図６を用いて自走式掃除機の作用を説明する。図には自走式掃除機の本体１が壁１５をガイドにして通路１６を清掃する動作を示している。場所Ｄから清掃を開始すると前方の壁１５まで前進し、超音波センサ１０で壁１５を検出すると清掃を開始した場所Ｄまで戻る。
【００２０】
壁１５をガイドとして本体１がセットされた場所Ｄから壁１５の間を清掃範囲１７と認識して前後に動き、ジャイロセンサ１２で少しずつ方向を変えながら床ノズル６が重なるように逐次清掃を進めていく。
【００２１】
場所Ｅに来た時、壁１５にあるドア２１が誤って開いていても、ドア２１の前の床面にＮ極の磁気テープ２２が予め貼ってあるので磁気スイッチ１１ＲがＮ極の磁気テープ２２を検出し、この磁気スイッチ１１ＲのＮ出力を判断処理手段Ｂ２０が受け往路上に壁があったと判断し、ドア２１が閉まっていた場合と同様に清掃を続ける。次に場所Ｆに来ると、後方の階段２３の前のＳ極の磁気テープ２４を磁気スイッチ１１Ｒが検出し、磁気スイッチ１１ＲのＳ出力を判断処理手段Ｂ２０が受け復路上に壁があったと判断し、階段２３の手前で反転して移動するので階段２３から転落することなく清掃を続ける。
【００２２】
次に、第三の実施例を図７により説明する。上記実施例と同じく複数個の超音波センサ１０とジャイロセンサ１２の出力が判断処理手段Ｃ２５に入力されている。磁気スイッチ１１ＲからはＮとＳの個別の出力が出され判断処理手段Ｃ２５に入力されている。
【００２３】
判断処理手段Ｃ２５からはこれらの入力を受けて、操舵兼駆動手段４である左走行モータ３Ｌと右走行モータ３Ｒ、並びに清掃手段９の一部である床ノズル６とファンモータ８に出力する構成であり、バッテリー１４はシステム全体に電力を供給している。
【００２４】
図８を用いて本構成の自走式掃除機の作用を説明する。図には自走式掃除機の本体１が壁１５をガイドにして通路１６を清掃する動作を示している。
【００２５】
図８（ａ）では前方壁１５側で清掃を終了させたい場合で、予めＮ極の磁気テープ２２とＳ極の磁気テープ２３を壁１５側の床上に貼っておくと、その場所Ｇで判断処理手段Ｃ２５が磁気スイッチ１１ＲからのＮ出力とＳ出力を連続して受け、清掃終了しその場所Ｇで停止する。同様に図８（ｂ）では前方壁１５と反対側で清掃を終了させたい場合で、予めＮ極の磁気テープ２２とＳ極の磁気テープ２３を停止させたい床上に貼っておくとその場所Ｈで判断処理手段Ｃ２５が磁気スイッチ１１ＲからのＮ出力とＳ出力を連続して受け、清掃終了しその場所Ｈで停止する。
【００２６】
次に、第四の実施例を図９により説明する。本体１下部の台車２の下に磁気スイッチ１１Ｒを摺動自在に保持するガイド枠２６を設け、コイルスプリング２７で磁気スイッチ１１Ｒを下方に付勢した構成である。
【００２７】
上記構成の作用は以下の通りである。本体１が床面の凸部を通過して磁気スイッチ１１Ｒが当たった場合や、車輪が床面の凹部で脱輪して磁気スイッチ１１Ｒが床面に当たった場合、この摺動機構で磁気スイッチ１１Ｒを上方に逃がし磁気スイッチ１１Ｒが壊れるのを防ぐ。一般に磁気スイッチは地磁気等の影響を受けにくくするため感度が５ガウス程度以上となり低いため磁気テープに近づけて設ける必要がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、本体下部に設けた磁気スイッチで磁気テープを検出し障害物と同様に判断して本体の姿勢を制御することによって長時間正確な清掃移動を実現するものである。
【００２９】
また、Ｎ極とＳ極を判別する磁気スイッチを用い、Ｎ極の磁気テープを検出した時には往路上の障害物と判断し、Ｓ極の磁気テープを検出した時には復路上の障害物と判断することにより前方だけでなく後方に関しても清掃移動範囲に制限を設け、より安全に動作させるものである。
【００３０】
また、磁気スイッチでＮ極の磁気テープとＳ極の磁気テープを連続して検出した時にその場所で清掃と移動を停止して清掃動作を終了することにより清掃終了時に予め決めた場所に本体を停止させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施例における自走式掃除機の側断面図
【図２】  同自走式掃除機の平面図
【図３】  同自走式掃除機のシステム構成を示すブロック図
【図４】  同自走式掃除機の動作説明図
【図５】  本発明の第二の実施例における自走式掃除機のシステム構成を示すブロック図
【図６】  同自走式掃除機の動作説明図
【図７】  本発明の第三の実施例における自走式掃除機のシステム構成を示すブロック図
【図８】  同自走式掃除機の動作説明図
【図９】  本発明の第四の実施例における自走式掃除機の磁気スイッチの断面図
【符号の説明】
１    本体
４    操舵兼駆動手段
５    キャスタ
９    清掃手段
１０  超音波センサ
１１Ｌ，１１Ｒ  磁気スイッチ
１２  ジャイロセンサ
１３  判断処理手段Ａ
１４  バッテリー
２０  判断処理手段Ｂ
２５  判断処理手段Ｃ
【図１】
0003787852.tif 000002
【図２】
0003787852.tif 000003
【図３】
0003787852.tif 000004
【図４】
0003787852.tif 000005
【図５】
0003787852.tif 000006
【図６】
0003787852.tif 000007
【図７】
0003787852.tif 000008
【図８】
0003787852.tif 000009
【図９】
0003787852.tif 000010