CN108351646A - 自走式电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种自走式电子设备,无论起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走,其具备:驱动轮,其配置于壳体底部,并沿上下方向变位而使壳体行走;驱动轮传感器,其检测驱动轮相对于壳体的位置;地面检测传感器,其检测壳体底部与地面之间的距离;及行走控制部,其逐次参照驱动轮传感器及地面检测传感器的检测,在地面检测传感器的检测距离大于预设的基准距离,或驱动轮传感器的驱动轮的检测位置相较预设的基准位置为更下方的情况下,判断存在台阶并决定前进路线;行走控制部在驱动轮传感器的检测位置成为相较基准位置更下方的情况下,进一步参照地面检测传感器的检测距离,在检测距离大于基准距离的情况下,为回避该台阶而变更前进路线行走,但如果在基准距离以下,则不回避而行走。
Description
技术领域
本发明涉及一种自走式电子设备,具体而言,涉及一种即使在地面上存在台阶等也能够在避免脱轮或跌落的同时进行行走的自走式电子设备。
背景技术
已知有所谓的自主行走型的电动吸尘器(也称为吸尘机器人或自走式吸尘器),其在使用传感器检测障碍物等的同时在地面上自主行走并清扫地面。除了吸尘器以外,例如已知有自主行走的设备以进行室内的空气清洁、机构内的警戒、行李的搬运等作业。在本说明书中,将这些具有自主行走功能的设备称为自走式电子设备。
自走式电子设备具备各种传感器以进行安全且准确的自主行走。
例如,专利文献1的自走式吸尘器具备作为为自主行走而检测障碍物等的行走用传感器类的前方传感器、顶部传感器。前方传感器测定至位于自走式吸尘器前下方存在的台阶、墙壁、柱子、家具、桌子或床具的支脚等障碍物的距离。顶部传感器检测是否能够通过位于自走式吸尘器前上方的障碍物的下方。
进一步地,公开有以下的情况:自走式吸尘器具备检测驱动轮从地面浮起的抬起开关、及检测位于吸尘器前方的地面的台阶的台阶传感器。在由抬起开关检测到驱动轮浮起时,基于台阶传感器的输出,在判断吸尘器位于距地面规定范围以内的近处的情况下,判断驱动轮在位于地面的台阶上脱轮。接着,驱动驱动轮以尝试使其脱离台阶,在判断吸尘器位于距地面相较规定范围更远处的情况下,判断吸尘器已被用户抬起而使驱动轮停止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2005-211360号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
检测驱动轮的上下方向的变位,特别是浮起,是为了在如所述专利文献1的吸尘器被抬起的情况下,确保用户的安全及防止电池的无端消耗,但不仅如此。例如,存在由于壳体的底部从地面突出的障碍物或台阶的棱线攀越而使驱动轮浮起,导致其与地面之间打滑而停止行走的情况。在陷入此种状态的情况下,为避免空转的驱动轮擦伤地面,优选检测驱动轮的浮起而使驱动轮停止。以下,在本说明书中,将检测相对于自走式电子设备的壳体的所述驱动轮的位置的传感器称作驱动轮传感器。驱动轮传感器包含专利文献1的抬起开关的功能,同样在用户抬起自走式吸尘器的情况下,检测由此产生的驱动轮的浮起。此外,将检测所述壳体底部与地面的距离的传感器称作地面检测传感器。所述地面传感器与专利文献1的台阶传感器同样地检测壳体底部与地面的距离。
然而,也存在以下可能性,即在驱动轮传感器检测驱动轮浮起的情况下,在因攀越障碍物而使驱动轮完全打滑之前,可变更前进路线并回避该障碍物。也可以说,更优选的对策是先进行回避行走,在依然无法解决驱动轮的浮起的情况下,使驱动轮停止。
但是,自走式电子设备所行走的地面的起伏或障碍物的形状是存在各种各样的,因此存在对检测到驱动轮的浮起做出响应而进行的回避行走未必一定适当的情况。
如果是不会被地面检测传感器判断为台阶的程度较低的台阶,则自走式电子设备通常可攀越或下该台阶而行走。例如,假设为从相对于台阶倾斜的方向进入并通过该台阶的情况。虽然一个车轮因台阶而暂时浮起,但即便未对此做出响应且进行回避行走,而是以此时的状态继续行走,其越过台阶的可能性较大。
也考虑到当进行回避行走时,则受困于此而陷入无法自由动作的状态的情况。当陷入这种状态时,则驱动轮浮起的状态将持续而超出特定期间。如此,由于没有解除驱动轮的浮起而使驱动轮停止。
本发明是考虑到以上的状况而完成的,其目的在于提供一种回避自走式电子设备无法行走的高度的台阶,但无需回避可行走的高度的台阶即可行走,无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利行走的自走式电子设备。
解决问题的手段
本发明提供一种自走式电子设备,其具备:驱动轮,其配置于壳体的底部,并根据地面的起伏沿上下方向变位而使所述壳体行走;驱动轮传感器,其检测所述驱动轮相对于所述壳体的位置;地面检测传感器,其检测所述壳体的底部与地面之间的距离;及行走控制部,其逐次参照所述驱动轮传感器及所述地面检测传感器的检测,在所述地面检测传感器的检测距离大于预设的基准距离,或所述驱动轮传感器的驱动轮的检测位置相较预设的基准位置为更下方的情况下,判断存在台阶并决定前进路线;所述行走控制部在所述驱动轮传感器的检测位置成为相较所述基准位置更下方的情况下,进一步参照所述地面检测传感器的检测距离,在所述检测距离大于所述基准距离的情况下,为回避该台阶而变更前进路线行走,但如果在所述基准距离以下,则不回避而行走。
发明效果
在根据本发明的自走式电子设备中,行走控制部在驱动轮的检测位置成为相较基准位置更下方的情况下,进一步参照地面检测传感器的检测距离,并在所述检测距离大于所述基准距离的情况下,进行回避行走,但如果在所述基准距离以下则不回避而进行行走,因此自走式电子设备会回避无法行走的高度的台阶,但对可行走的高度的台阶则直接行走而无需回避,能够实现一种无论地面起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的自走式吸尘器的电气构成的框图。
图2是本发明的一个实施方式的自走式吸尘器的外观立体图。
图3是图2所示的自走式吸尘器的仰视图。
图4是图2所示的自走式吸尘器的沿前后方向的垂直截面图。
图5是图2所示的自走式吸尘器的水平截面图。
图6是包含图2所示的自走式吸尘器的驱动轮单元的部位的垂直截面图。
图7A是表示本发明涉及的实施方式中,自走式电子设备的驱动轮单元相对于壳体沿上下方向变位的情况的第一说明图(驱动轮为上侧位置)。
图7B是表示本发明涉及的实施方式中,自走式电子设备的驱动轮单元相对于壳体沿上下方向变位的情况的第二说明图(驱动轮为下侧位置)。
图8A是对应于图7A而表示驱动轮传感器的情况的说明图(驱动轮为上侧位置)。
图8B是对应于图7B而表示驱动轮传感器的情况的说明图(驱动轮为下侧位置)。
图9是从外表面侧观察本发明的实施方式涉及的驱动轮单元所包含的驱动轮支架的说明图。
图10是从内表面侧观察图9的驱动轮支架的说明图。
图11是从上方观察本发明的实施方式涉及的驱动轮单元的图。
图12是表示图9所示的驱动轮支架的内部机构的说明图。
图13是表示本发明涉及的实施方式中行走控制部所进行的行走控制中的用于回避驱动轮的脱轮的控制的流程图(实施方式一)。
图14A是说明本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器将从倾斜方向进入至台阶之前的情况的说明图(实施方式一)。
图14B是表示本发明涉及的实施方式中从倾斜方向进入至台阶的自走式吸尘器的其中一轮越过台阶的状态的说明图(实施方式一)。
图14C是表示本发明涉及的实施方式中从倾斜方向进入至台阶的自走式吸尘器通过台阶的情况的说明图(实施方式一)。
图15A是表示本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器的左驱动轮进入下行斜面,右驱动轮在平坦的地面行走的情况的说明图(实施方式一)。
图15B是表示本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器的进入至斜面的左驱动轮卡在斜面与地面的台阶的情况的说明图(实施方式一)。
图15C是表示本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器通过斜面与地面的台阶的情况的说明图(实施方式一)。
图16A是表示从上方观察本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器接触下行斜面下的障碍物的状态的情况的说明图(实施方式四)。
图16B是表示从侧方观察本发明涉及的实施方式中自走式吸尘器接触下行斜面下的障碍物的状态的情况的说明图(实施方式四)。
图17是表示本发明涉及的实施方式中行走控制部所进行的行走控制中的直至用于离开所接触的障碍物的回避动作的控制的流程图(实施方式四)。
图18是表示本发明涉及的实施方式中行走控制部所进行的行走控制中的直至用于离开所接触的障碍物的回避动作的控制的流程图(实施方式四)。
具体实施方式
以下,使用附图进一步详述本发明。另外,以下的说明的所有方面均为例示,不应理解为限定本发明。
《自走式电子设备的具体方式》
首先,对作为本发明的自走式电子设备的一个示例的自走式吸尘器进行说明。
图1是表示本发明涉及的实施方式涉及的自走式吸尘器的电气构成的框图。此外,图2是本发明涉及的实施方式涉及的自走式吸尘器的外观立体图,图3是图2所示的自走式吸尘器的仰视图。此外,图4是图2所示的自走式吸尘器的沿前后方向的垂直截面图。图5是图2所示的自走式吸尘器的水平截面图。
《自走式吸尘器的构成》
如图2及图3所示,实施方式一涉及的自走式吸尘器1具备平盘形的壳体2。另外,在实施方式一的情况下,壳体2为圆盘形,但并非限定于此,例如,其俯视下的形状也可为椭圆形状或多角形状。
壳体2包含形成为圆形的顶板。顶板是由构成其前部的顶板前部2b1、由中间部跨及后部而构成的盖部2b2构成,盖部2b2是以配置于与顶板前部2b1的边界侧的侧部的未图示的铰链部为支点而向上方打开。在顶板前部2b1的前端部,形成有供配置于内部的电路基板11S的热散热的多个空气孔2b11。
此外,壳体2包含形成为环状的侧板及底板2a。此外,如图4及图5所示,壳体2包含内部构造壁2d。侧板分别由圆弧形的侧板前半部2c1与侧板后半部2c2构成。侧板前半部2c1经由未图示的伸缩部件相对于内部构造壁2d移动地与之嵌合以作为缓冲器(bumper)发挥功能。在侧板前半部2c1,检测侧板前半部2c1的碰撞的障碍物接触传感器14C设置于内部(图2~图5中并未图示)。进一步地,在侧板前半部2c1,在前方及左右斜前方的3个部位,配置超声波接收部14A,且在3个部位的超声波接收部14A之间的2个部位,配置超声波发送部14B。
进一步地,在壳体2的前部表面的能从外部看到的位置,设置有引导信号接收部24、及充电用连接部13。
壳体2具有设置于底部的底板2a的吸入口31、设置于后部的斜上方的第一排气口32、及设置于外周部的第二排气口33;在壳体2的内部配置有集尘部15及电动送风机115。集尘部15是收集室内尘埃的部分,具备集尘容器15a和集尘过滤器15b。在集尘容器15a,形成有通向与吸入口31连通的流入路径的流入口、及通向与电动送风机115连通的管道部114的排气口。
第二排气口33是向前方开口,以使通过集尘部15及电动送风机115的空气流朝向大致前方吹出的方式构成。
在自走式吸尘器1的底面的前半部,设置有配置于吸入口31内的旋转刷9、形成于吸入口31的左右斜前方的侧刷10、和形成于吸入口31的左右斜后方位置的驱动轮(左驱动轮22L及右驱动轮22R)。旋转刷9及侧刷10是通过电刷电机119驱动而旋转。此外,在底面的后半部的左右方向的中间位置,设置有自如转动的后轮26。后轮26的车轮自如旋转。另外,在图3与图4中,以双点划线记载后轮26朝前方转动180°后的状态。
自走式吸尘器1通过一边在所设置的场所的地面自走,一边吸入包含地面(行走面)上的尘埃的空气,并排出已去除尘埃的空气而在地面上进行扫除。自走式吸尘器1具有自主回避由障碍检测部14检测到的障碍物而行走,且当结束扫除则自主返回至未图标的充电座的功能。
如图1所示,自走式吸尘器1具备旋转刷9、侧刷10、具有控制部11的电路基板11S、充电电池12、充电用连接部13、障碍检测部14、及集尘部15。进一步地,其具备陀螺仪传感器20(图2~图5中并未图标)、左轮驱动电机21L、右轮驱动电机21R、左驱动轮22L、右驱动轮22R、及引导信号接收部24。
由左轮驱动电机21L、左驱动轮22L、作为左驱动轮22L的悬架部且将左轮驱动电机21L的驱动力传达至左驱动轮22L的驱动传达机构、及结合于底板2a且支撑所述驱动传达机构的支撑部件而构成左驱动轮单元23L。由右轮驱动电机21R、右驱动轮22R、作为右驱动轮22R的悬架部且将右轮驱动电机21R的驱动力传达至右驱动轮22R的驱动传达机构、及结合于底板2a且支撑所述驱动传达机构的支撑部件而构成右驱动轮单元23R。
左轮驱动电机21L及右轮驱动电机21R具有未图示的编码器,控制部11基于编码器的信号而取得自走式吸尘器所行走的距离。进一步地,此外,自走式吸尘器1具备通知部55、存储部61、电动送风机115、电刷电机119、及离子发生器120。控制部11,障碍检测部14具备超声波接收部14A、超声波发送部14B、障碍物接触传感器14C及地面检测传感器18。地面检测传感器18分别配置于壳体2的底部的左右方向的中央且前后方向的前端部、后端部、及左右的侧刷10的轴心位置共记4处。
电路基板11S具有驱动左轮驱动电机21L的左轮驱动器121L、驱动右轮驱动电机21R的右轮驱动器121R、驱动电动送风机115的送风机驱动器123、及驱动电刷电机119的电刷驱动器125。
控制部11是控制自走式吸尘器1的各构成要素的动作的部分,主要由包含CPU(CentralProcessingUnit:中央处理单元)、RAM(RandomAccessMemory:随机存取内存)、I/O控制器、定时器等的微型计算机来实现。控制部11包含作为控制自走式吸尘器1的行走的行走控制部11a的功能。
CPU是基于事先储存于后述的存储部61的RAM中所展开的控制程序而执行处理,使各硬件有机地动作而执行本发明的清扫功能、行走功能等。
存储部61是存储为实现自走式吸尘器1的各种功能所需的信息、控制程序的非挥发性内存。在本实施方式中,使用闪存。
障碍检测部14,特别是超声波接收部14A及超声波发送部14B是检测自走式吸尘器1在行走中接触或靠近室内的墙壁或桌子、椅子等障碍物的部分。用于自走式吸尘器1一边检测壁面或障碍物、一边沿着该壁面或障碍物行走。此外,超声波接收器14A可测定与障碍物相隔的大致距离。障碍检测部14是利用超声波接收部14A及超声波发送部14B检测与障碍物的靠近。也可以使用红外线测距传感器等其他方式的非接触式传感器来取代超声波接收部14A及超声波发送部14B,或与超声波接收部14A及超声波发送部14B一起使用。
障碍物接触传感器14C例如配置于壳体2的侧板前半部2c1的内部以检测自走式吸尘器1行走时接触到障碍物。CPU是基于来自障碍物接触传感器14C的输出信号,而获知侧板前半部2c1碰撞到障碍物。
各地面检测传感器18检测下行楼梯等自走式吸尘器1应回避行走的较大的台阶。
CPU基于从障碍检测部14输出的信号来识别障碍物或台阶所存在的位置。基于所识别的障碍物或台阶的位置信息,决定避开该障碍物或台阶后接着应行走的方向。另外,左右的地面检测传感器18在前方的地面检测传感器18检测台阶失败或发生故障的情况下检测下行楼梯,从而防止自走式吸尘器1朝下行楼梯跌落。
陀螺仪传感器20在自走式吸尘器1行走时,将行走方向的信息提供至行走控制部11a。
左轮驱动电机21L使左驱动轮22L旋转及停止,右轮驱动电机21R使右驱动轮22R旋转及停止。通过构成驱动电机以能够使左驱动轮22L及右驱动轮22R独立地朝正反两方向旋转,可以实现自走式吸尘器1的前进、后退、旋转(即方向转换)、加减速等的行走状态。
行走控制部11a使右驱动轮22R及左驱动轮22L沿同一方向正旋转,使自走式吸尘器1朝中央的配置有超声波接收部14A的前方行走。此外,通过使左驱动轮22L及右驱动轮22R沿同一方向逆旋转而后退,相互沿相反方向旋转,或以互不相同的速度旋转,而使自走式吸尘器1旋转。互不相同的速度包含一个驱动轮停止的情况。
例如,行走控制部11a如果通过障碍检测部14的各传感器判断已到达至扫除区域的周缘,则在使左驱动轮22L及右驱动轮22R减速后使其停止。之后,使左驱动轮22L及右驱动轮22R朝相互相反的方向旋转,使自走式吸尘器1旋转90°,前进与吸入口31的开口宽度大致相等的距离,进一步旋转90°,朝与原来的前进路线相反的方向行走。其控制方式为,以折尺状反复进行所述旋转而使自走式吸尘器1进行之字行走,从而在清扫区域内进行全方位清扫。
此外,在障碍检测部14检测到前进路线上的障碍物的情况下,行走控制部11a在使自走式吸尘器1减速或停止后,使其旋转改变方向,以避开障碍物。使自走式吸尘器1朝接近原先的前进路线延长的方向旋转而继续行走,直至检测到该障碍物为止。此外,在任一个地面检测传感器18没有再检测到地面的情况下,在使自走式吸尘器1暂时停止并后退后使其旋转,为避免从楼梯等的台阶跌落而使其进行回避行走。如此,行走控制部11a在遍及整个设置场所或整个所期望范围,使自走式吸尘器1一边避开障碍物一边行走。
另外,在本实施方式中,前方是作为自走式吸尘器1的前进方向,即图3中的从后轮26朝向吸入口31的方向,后方是作为自走式吸尘器1的后退方向,即图3中的自吸入口31朝向后轮26的方向。
引导信号接收部24是用于接收红外线的红外线传感器,配置于壳体2的前方部。引导信号接收部24接收从作为对接站的充电座201的引导信号发送部203射出的位置标识信号(信标)等。
控制部11经由引导信号接收部24检测从充电座201的引导信号发送部203出射的信号,识别充电座201的所在方向。行走控制部11a在结束扫除的情况、充电电池12的充电余量变少的情况、或经过预定的清扫作业期间等情况下,使自走式吸尘器1朝充电座201所在的方向行走,并使其返回至充电座201。但是,如果存在障碍物,则使自走式吸尘器1一边避开障碍物一边朝充电座201的方向移动。
通知部55是将自走式吸尘器1的状态通知给用户的部件。在本实施方式中,通知部55是输出声音的声音输出电路和扬声器。作为其他方式,也可以在壳体2的上部,更具体而言,例如也可以在顶板前部2b1或侧板后半部2c2设置使用LED(Light Emitting Diode:发光二极管)灯等的显示部。进一步地,作为其他方式,也可以在用户所持有的智能手机等具有通信功能的信息处理装置,设置发送信息的无线LAN(Local Area Network:局域网络)等通信单元。
充电座201具备充电端子部202及引导信号发送部203。通过充电座201的充电端子部202与自走式吸尘器1的充电用连接部13的电性接触,自走式吸尘器1接收到来自充电座201的电力供给,对自走式吸尘器1的充电电池12进行充电。引导信号发送部203由生成信标信号的信号产生电路和发射所生成的红外光信号的LED构成。
《驱动轮单元及其安装构造》
左驱动轮单元23L及右驱动轮单元23R是因其左右对称而成对,因此将两者统称并记载为驱动轮单元23。此外,只要说明一者的构成,因为另一者与其左右对称,而其意自明,因此以下的驱动轮单元23的记载是以左驱动轮单元为代表,对右驱动轮单元的说明则予以省略。对于以下的说明的各部的名称及符号,存在省略左右的区分的情况。
图6是包含图2所示的自走式吸尘器的左驱动轮单元23L的部位的沿前后方向的垂直截面图。
图7A及图7B是表示本实施方式的自走式吸尘器1中的驱动轮单元23相对于壳体2在上下方向变位的情况的说明图。图8A及图8B是表示驱动轮单元23相对于壳体2沿上下方向变位的情况的其他的说明图。此外,图9是从自走式吸尘器1的外表面侧观察驱动轮单元23中的作为相对于壳体2上下摇动(变位)的悬架部的驱动轮支架221的说明图。与此相对,图10是从内表面侧观察所述驱动轮支架221的说明图。图11是从上方观察左驱动轮单元23L所包含的左轮驱动电机21L、左驱动轮22L及驱动轮支架221的说明图。图12是表示图9所示的驱动轮支架的内部构造的说明图。另外,图7A~图12虽仅表示左驱动轮单元23L,但右驱动轮单元23R与其左右对称。
驱动轮单元23具有左驱动轮22L、驱动轮支架221、左轮驱动电机21L及驱动传达机构223。驱动轮支架221使左驱动轮22L以左右方向的第一轴心P1为中心可旋转地进行保持。左驱动轮电机21L安装于驱动轮支架221。驱动传达机构223将左轮驱动电机21L的驱动力传达至左驱动轮22L。
驱动轮支架221具备内侧壳体部221a及外侧壳体部221b,内侧壳体部221a及外侧壳体部221b分别具有可通过螺钉连接于外周部的多个部位的凸座部。其内部成为收纳作为驱动传达机构223的第一齿轮223a、第二齿轮223b2、第三齿轮223b3、第四齿轮223c2、第五齿轮223c3及第六齿轮223d2的齿轮收纳室221r。此外,驱动轮支架221具有使左轮驱动电机21L嵌入至内侧壳体部221a的圆筒部221a1。
所述圆筒部221a1设置于内侧壳体部221a的长边方向的一端(前端)侧,左轮驱动电机21L被嵌入并固定在该位置。以与内侧壳体221a的所述圆筒部221a1对应的方式,在外侧壳体部221b形成有圆筒部221b1。此外,在圆筒部221a1的外周面的上部,挂接有作为施力部件241的拉伸弹簧的一端。另外,第六齿轮223d2的第一轴心P1与第一齿轮223a的第二轴心P2平行。即,左驱动轮22L的轴心与左轮驱动电机21L的驱动轴m1平行。
左轮驱动电机21L的驱动轴m1的驱动力是经由第一齿轮223a~第五齿轮223c3而传达至第六齿轮223d2。第六齿轮223d2与左驱动轮22L是以一体旋转的方式连接。由此,左轮驱动电机21L的驱动力传达至左驱动轮22L。
如图7A及图8A所示,自走式吸尘器1是通过与底板2a连接的支撑部件231及驱动轮支架221,并由左右的驱动轮支撑于地面F上。此时,由于壳体2的重量施加于驱动轮单元23,因此以圆筒部221a1及221b1作为转动轴,驱动轮支架221以第二轴心P2为中心而摆动(变位),左驱动轮22L的大半成为被收纳至支撑部件231内的状态。与此同时,施力部件241的前端朝被向前方拉伸的方向移动。
如图9及图10所示,在外侧壳体部221b形成有遮光板251。当驱动轮支架221以圆筒部221a1及221b1为中心而摆动时,则伴随该摆动,遮光板251相对于壳体2变位。如图8A所示,当左驱动轮22L朝将被收纳至支撑部件231内的方向摆动时,则遮光板251朝下方(接近底板2a的方向)变位。在壳体2内配置有左驱动轮传感器253L及右驱动轮传感器253R。与驱动轮单元同样地,在以下的说明中省略左右的区分。在该实施方式中,驱动轮传感器253是一对受光部与发光部相隔狭缝(slit)而相对的透过型光传感器(也称为光电断路器)。当与驱动轮支架221一体摇动的遮光板251***至受光部与发光部之间而到达至塞住狭缝的位置时,则经由狭缝从发光部到达至受光部的光被遮蔽。光传感器检测该变化。如图8A所示,在自走式吸尘器1在水平的地面行走,左驱动轮22L被收纳至支撑部件231内的状态下,遮光板251位于偏离狭缝的位置。
如图7B及图8B所示,当从该状态壳体2相对于地面F浮起时,则施力部件241的前端朝后方被拉伸。此外,成为以圆筒部221a1、221b1作为转动轴,驱动轮单元23以第二轴心P2为中心摆动,左驱动轮22L朝支撑部件231的外侧突出的状态。
此外,当左驱动轮22L朝支撑部件231的外侧继续突出时,则遮光板251朝上方(从底板2a远离的方向)变位。当左驱动轮22L突出至预定的位置(基准位置)时,则遮光板251塞住驱动轮传感器253的狭缝。
如此,驱动轮传感器253分别检测左右驱动轮的上下方向的变位。
(实施方式一)
本实施方式中的行走控制部11a是在驱动轮相较基准浮起的情况下,并非一概进行回避行走,且会参照地面检测传感器的检测结果。并且,进行控制以使在距地面的距离大于预设的基准距离的情况下,进行回避行走,若在基准距离以下,则无需回避而继续行走。
图13是表示本实施方式中的行走控制部11a所进行的行走控制中的用于避免驱动轮的脱轮的控制的流程图。
图14A~图14C是表示从倾斜方向进入本实施方式中的自走式吸尘器1能够攀越的高度的台阶ST的情况的说明图。另外,在图14A~图14C中,台阶ST设为自走式吸尘器1的前进路线的近前侧相较内侧更高。此外,为使说明易于理解,以划线表示左驱动轮22L与右驱动轮22R。
此外,图15A~图15C是表示本实施方式中的自走式吸尘器1的左驱动轮22L下平缓的斜面SL,右驱动轮22R在无斜面的平坦的地面F行走的情况的说明图。另外,在图15A~图15C中,斜面SL与地面F的边界存在台阶ST。台阶ST的高度是随着从自走式吸尘器1的前进路线的近前侧朝内侧而逐渐变高。
如图13所示,行走控制部11a是在自走式吸尘器1行走的期间(步骤S10中的“是”),逐次监视左驱动轮22L或右驱动轮22R的任一者是否已成为相较基准位置突出而浮起的状态(步骤S11)。此处,自走式吸尘器1为回避障碍物而暂停的期间,或驱动轮与地面打滑而无法行走的状态也包含于行走中。但是,返回充电座201等而自主地停止行走之后则不在行走中。在图14A及图15A中,左驱动轮22L及右驱动轮22R均未浮起而抓地。在这种情况下,在图13中所述步骤S11的判定为否,行走控制部11a继续对驱动轮的监视。
在图14B中,当在左驱动轮22L越过台阶ST且右驱动轮22R位于台阶ST的近前的状态下,台阶ST的棱线接触自走式吸尘器1的底板2a时,则左驱动轮22L浮起。自走式吸尘器1的重心侧重于充电电池12所在的后部。当左驱动轮的驱动轮传感器253检测该浮起时,则图13的上述步骤S11的判定为是。
此外,在图15B中,当左驱动轮22L下斜面SL而行,右驱动轮22R持续在平坦的地面行走时,则最终台阶ST的棱线会接触自走式吸尘器1的底板2a,导致右驱动轮22R浮起。当右驱动轮的驱动轮传感器253检测该浮起时,则图13的上述步骤S11的判定为是。
在驱动轮传感器253在行走中检测到浮起后,行走控制部11a参照与被检测到浮起的驱动轮对应的位置的地面检测传感器(步骤S13)。例如,在图14B的示例中,参照在位于左驱动轮22L的前方的左侧的侧刷10的轴心位置所配置的地面检测传感器18。此外,在图15B的示例中,参照在位于右驱动轮22R的前方的右侧的侧刷10的轴心位置所配置的地面检测传感器18。
在对象的地面检测传感器18检测到离开地面超出基准距离的情况下(图13的步骤S13中的“是”),行走控制部11a判断为自走式吸尘器1无法越过的高度的台阶。并且,为避免驱动轮脱轮而开始回避行走(步骤S15)。之后的程序进入步骤S19。
回避行走模式的一个示例如下,即在该处使自走式吸尘器1停止后,使其仅后退预设的距离,接着,再使壳体旋转预设的角度,优选为90~180度的范围内的角度(例如90度)后前进。此处,优选旋转方向为与被检测到浮起的驱动轮的方向相反的方向。例如,图14B的情况是因检测到左驱动轮22L的浮起,因此使朝右方向旋转。此外,图15B的情况是因检测到右驱动轮22R的浮起而使朝左方向旋转。由此,在左右任一个驱动轮越过台阶ST而另一个驱动轮尚未越过台阶ST的情况下,可通过方向转换使越过台阶ST的驱动轮后撤而回避台阶ST,并继续行走。
另外,例如在后退或方向转换的期间,后方的地面检测传感器检测到离开地面已超出基准距离的等情况下,不同于上述的回避行走模式,也有在该处暂停后,前进而非后退的情况。
另一方面,在上述步骤S13中,在对象的地面检测传感器18检测到在基准距离以下的距离存在地面的情况下(步骤S13中的“否”),行走控制部11a判断其为自走式吸尘器1能够越过的程度的高度的台阶。因此,使其无需回避行走而继续行走(步骤S17)。之后的程序进入步骤S19。
即使成为左右任一个驱动轮瞬间浮起的状态,只要驱动轮仍接触地面,则仍能够获得某种程度的驱动力。自走式吸尘器1可通过自走式吸尘器1的惯性或包含未浮起的驱动轮的驱动力的推进力,攀越台阶ST而行走的可能性较高(参照图14C及图15C)。
行走控制部11a是在步骤S19中判断驱动轮在朝相较基准位置更下方变位后,在预设的期间是否持续该状态。若尚未经过所述期间(步骤S19中的“否”),则程序返回至步骤S10并继续驱动轮传感器的监视。
在经过所述期间的情况下(步骤S19中的“是”),行走控制部11a判断为驱动轮浮起而打滑,陷入至无法行走的状态的情况,停止行走并将错误通知给用户(步骤S21)。然后结束处理。
(实施方式二)
在实施方式一中所阐述的图13的步骤S13中,行走控制部参照与检测到浮起的驱动轮对应的位置的地面检测传感器18,但也可以进一步参照其他的地面检测传感器。其他的地面检测传感器也可以是例如未与驱动轮的位置对应的前端部及后端部的地面检测传感器18。进一步地,也可以包含与未被检测到浮起的驱动轮的位置对应的地面检测传感器。
只要在包含其他地面检测传感器在内的任一个地面检测传感器均检测到至地面的距离为基准距离以下的情况下,则也可以无需回避而继续行走。如此,能够确切地判断其为能够攀越的程度的高度的台阶。
或者,当判断为包含其他地面检测传感器在内的至少任一个地面检测传感器至地面的距离大于基准距离,则也可以进行回避行走。如此,可更确切地检测及判断台阶。
另外,行走控制部11a也可以当多个地面检测传感器同时检测到至地面的距离大于基准距离时,以不进行回避行走而立即停止自走式吸尘器1的方式进行控制。在这种情况下,认为并非平坦的地面、而本体处于危险的状态。
(实施方式三)
在实施方式一中,驱动轮有左右2个,但本发明的本质并非限定于此,驱动轮可为1个,也可以多于2个。
驱动轮为1个的构成,是指例如取代图3所示的自走式吸尘器1的左驱动轮22L及右驱动轮22R,而在其位置配置有从动轮的构成。并且进一步地,取代后轮26而在其位置配置有具有悬架机构的驱动轮的构成。在此种构成的情况下,壳体2的方向转换也可以通过例如改变位于后轮26的位置的驱动轮的方向而实现。或者,也可以通过改变左右从动轮的方向而实现。左右驱动轮也可以具有悬架机构。驱动轮的浮起检测与驱动轮能否抓地而获得推进力密切相关。
在这种情况下,与驱动轮的位置对应的地面检测传感器18也可以使用后端部的地面检测传感器。
驱动轮为2个以上的构成,是指例如取代图3所示的自走式吸尘器1的后轮26,而在其位置配置有具有悬架机构的驱动轮的构成。除了左驱动轮22L及右驱动轮22R之外,且在后端部具有驱动轮的构成。在该构成的情况下,壳体2的方向转换是以例如在方向转换中停止位于后轮26的位置的驱动轮的驱动,使其作为从动轮发挥功能而实现。或者,也可以根据左右从动轮的速度及方向而变更后端部的驱动轮的速度或驱动力。
(实施方式四)
关于用于回避障碍物而继续行走的控制,以下阐述其他实施方式。
图16A及图16B是分别表示从上方及侧方观察本实施方式的自走式吸尘器接触下行斜面下的障碍物的状态的情况的说明图。
如图16A及图16B所示,自走式吸尘器1所行走的地面F在端部上存在侧壁W。在侧壁W的附近形成有斜面SL。地面F随着接近于侧壁W而平缓地下降。
当由超声波接收部14A检测到侧壁W时,自走式吸尘器1则在侧壁W的近前减速而试图进行方向转换。但是,存在因走下斜面SL时顺其势而来不及减速,导致作为缓冲器的侧板前半部2c1接触到侧壁W的情况。图16A及图16B表示此种状态。
当侧板前半部2c1接触到侧壁W,则障碍物接触传感器14C检测与障碍物的接触。
行走控制部11a响应于检测到与障碍物的接触,开始回避行走以避开所接触的障碍物而继续行走。回避行走也可以为与图13的步骤S15所示的回避行走相类似者。即,当由障碍物接触传感器14C检测到与障碍物的接触,则行走控制部11a是在使自走式吸尘器1停止后使其后退。当通过后退而未检测到与障碍物的接触,则行走控制部11a接着使壳体旋转预设的角度(例如90度)后,使其朝该方向前进。此处,障碍物接触传感器14C也可以检测是侧板前半部2c1的左侧与障碍物接触,还是右侧与障碍物接触。例如,在日本专利特开2014-137694号公报公开有实现此种检测的构成。在这种情况下,行走控制部11a也可以使壳体朝与接触障碍物者相反的方向旋转。如此,通过根据左右哪一侧与障碍物接触的检测而改变旋转方向,不会重复出现与障碍物的接触而能够迅速地回避障碍物。
在图16A及图16B中,因地面F的斜面SL,右驱动轮22R略微浮起。但是,未必浮起至右驱动轮传感器253R检测右驱动轮22R的浮起的程度。进一步地,斜面SL的棱线接触底板2a的一部分。
在该状态下,即使开始上述回避而使自走式吸尘器1后退,但因驱动轮未能充分紧抓地面而打滑,无法后退。这样的话,即使后退,也持续与障碍物接触的检测。在与障碍物的接触从开始后退后超过预设的期间而不断持续的情况下,行走控制部11a也可以控制驱动轮而使其停止,并将错误通知于用户。以避免擦伤地面。
然而,在本实施方式中,在使驱动轮停止并进行错误通知之前,行走控制部11a进行以下所述的回避动作而尝试离开障碍物。
图17及图18是表示本实施方式的行走控制部11a所进行的行走控制中的用于离开所接触的障碍物的控制的流程图。
如图17所示,行走控制部11a在自走式吸尘器1行走的期间(步骤S31的“是”),逐次监视障碍物接触传感器14C是否已检测到与障碍物的接触(步骤S33)。在该说明中,障碍物接触传感器14C设为可检测到障碍物是接触缓冲器的左侧还是右侧。在障碍物接触传感器14C未检测到接触的情况下(步骤S33的“否”),清除重试计数器(步骤S35)。之后,程序返回至步骤S31,继续障碍物接触传感器14C的监视。此处,重试计数器是计数检测到与障碍物的接触的状态下的回避动作的重试次数的计数器。
在上述步骤S33中仍未检测到接触的障碍物接触传感器14C,检测到与障碍物的接触的情况下(步骤S33的“是”),行走控制部11a使接触定时器启动(步骤S37)。接着,进一步地,在暂停自走式吸尘器1的行走后,使其后退(步骤S39)。接触定时器是计算障碍物接触传感器14C持续检测到接触的期间的定时器。
接着,行走控制部11a判断障碍物接触传感器14C是否持续检测到接触(步骤S41)。在未检测到接触的情况下(步骤S41的“否”),行走控制部11a清除接触定时器并使其停止(步骤S43)。接着,确认重试计数器是否为已清除的状态(步骤S45)。在重试计数器被清除为零,即障碍物接触传感器14C已检测到新的接触的情况下(步骤S45的“是”),行走控制部11a使在上述步骤S37中开始的后退停止。接着,使自走式吸尘器1转换方向而朝另一方向行走(步骤S47)。作为一例,步骤S47的方向转换的角度为90度,但并非限定于此。例如,也可以为90~180度的范围的预设角度。优选为,朝与被检测到接触的左右任一个方向相反的方向进行方向转换。之后,程序进入后述的步骤S51。另外,上述角度90度是假设驱动轮未打滑的情况下的旋转角度。若发生打滑,则实际上自走式吸尘器1所旋转的角度小于90度。
在上述步骤S45中不处于已清除重试计数器的状态的情况下(步骤S45的“否”),行走控制部11a使自走式吸尘器1的后退停止且使自走式吸尘器1朝现在所朝向的方向行走(步骤S49)。所谓已清除重试计数器的状态进入上述步骤S45,是指在障碍物接触传感器14C检测到接触的状态下进行旋转动作,其结果为不再检测到接触的状态。旋转动作的结果,自走式扫吸尘器1朝向不存在障碍物的方向的可能性较高,因此使其朝该方向行走。
并且,行走控制部11a清除在上述步骤S45中用于判定的重试计数器(步骤S51)。之后,程序返回至步骤S31,继续障碍物接触传感器14C的监视。
将说明返回至上述步骤S41的判断。在障碍物接触传感器14C持续检测到接触的情况下(步骤S41的“是”),行走控制部11a使自走式吸尘器1后退(步骤S52)。在历经上述步骤S39并进一步后退的情况下继续后退。接着,参照接触定时器,确认是否已经过预设的期间(步骤S53)。若尚未经过上述期间,则程序返回至步骤S41,继续障碍物接触传感器14C的监视,若障碍物接触传感器14C检测到接触则继续后退。
若最终经过上述期间,则程序进入图18的步骤S61,开始回避动作。
在步骤S61中,行走控制部11a判断是否为已清除重试计数器的状态。已清除重试计数器的状态相当于至此为止未检测到与障碍物的接触的状态检测接触,在上述步骤S37中开始后退而继续后退中的情况。在这种情况下(步骤S61的“是”),行走控制部11a停止自走式吸尘器1的后退(步骤S63)。
接着,行走控制部11a判断障碍物是否接触缓冲器的右侧(步骤S65)。另外,即使在障碍物已接触大致中央区域的情况下,也可以判断为障碍物已接触左右任一个障碍物传感器中的相较另一者更快检测到接触的侧。但是,并非限定于此,也可以判断为障碍物已接触相较晚检测到接触的侧。
在判断接触到右侧的情况下(步骤S65的“是”),行走控制部11a使自走式吸尘器1朝逆时针方向进行方向转换(步骤S67)。在未接触到右侧的情况下(步骤S65的“否”),使自走式吸尘器1朝顺时针方向进行方向转换(步骤S69)。即,使自走式吸尘器1朝与检测到与障碍物接触的方向相反的方向进行方向转换。
另一方面,在上述步骤S61中,在未处于已清除重试计数器的状态的情况下,即已进行回避动作的情况下,行走控制部11a在停止自走式吸尘器1的后退之后(步骤S70),使自走式吸尘器1朝与上次进行方向转换的方向相反的方向进行方向转换(步骤S71)。
在上述步骤S67、S69或S71中,在作为回避动作而进行第一次方向转换后,使重试计数器从零加上1而递增计数(步骤S73)。
作为一例,步骤S67、S69及S71的方向转换的角度为180度,且设定为相较上述步骤S47中的方向转换的角度更大的角度。这是因为,考虑到检测到与障碍物的接触的状态下的方向转换与未检测到接触的上述步骤S47的方向转换相比,驱动轮更可能发生打滑。上述步骤S47的角度不限定为90度,因此步骤S67、S69及S71的角度也不限定为180度,但基于上述原因,优选为以相较未检测到接触的情况下的方向转换的角度更大的角度进行方向转换。进一步地,也可以进行如下控制,即如果在以预设的角度进行方向转换的中途未检测到接触,则在该时点停止方向转换。
接着,行走控制部11a确认重试计数器是否达到预设的上限次数(步骤S75)。作为一例,上限次数为4次(重试计数器的值为+4)。
在未达到上限次数的情况下,即重试计数器的值未达+5的情况下(步骤S75的“否”),行走控制部11a清除接触定时器而使其再启动(步骤S77)。之后,程序返回至图17所示的步骤S41,继续障碍物接触传感器14C的监视。即,通过上述步骤S67或S69的回避动作,确认是否未检测到与障碍物的接触。
在达到上限次数的情况下(步骤S75的“是”),无论是否已进行规定次数重复的回避动作,行走控制部11a均判断为接触持续中而使驱动轮停止,将错误通知于用户(步骤S79),并结束处理。
将以上所阐述的图17及图18所示的一连串的回避动作的控制适用于图16A及图16B的状态进行说明。在图16B中,缓冲器的右侧接触到侧壁W。因存在斜面SL自走式吸尘器1朝侧壁W的侧倾斜,为进行方向转换自走式吸尘器1试图旋转,但缓冲器从侧壁W受到的摩擦力成为负荷。进一步地,因斜面SL而成为左驱动轮22L及右驱动轮22R任一者均略微浮起的状态,特别是右驱动轮22R无法紧抓地面F。进一步地,壳体2的底板2a与斜面SL的上端部接触。
当参照图17的流程图时,若在行走中自走式吸尘器1接触侧壁W,则步骤S33的判定成为是,在步骤S37中,行走控制部11a使自走式吸尘器1后退。但是,左驱动轮22L及右驱动轮22R与地面F的间发生打滑而无法获得足够的推进力,导致无法后退。障碍物接触传感器14C持续检测接触(重复步骤S41的是,步骤S53的否的循环)。当最终接触定时器超时(步骤S53的“是”)时,则行走控制部11a使停止后退(步骤S63)。接着,使自走式吸尘器1沿逆时针进行方向转换(步骤S67)。
在进行第一次的回避动作的阶段,重试计数器尚未达到上限(步骤S75的“否”)。因此,行走控制部11a清除接触定时器而使其再启动(步骤S77)。之后,程序返回至步骤S41并进行循环,继续障碍物接触传感器14C的监视。
在结束第一次方向转换但接触检测继续的情况下,行走控制部11a再次使自走式吸尘器1后退(步骤S52)。在持续后退的期间接触定时器超时的情况下(步骤S53的“是”),行走控制部11a使停止后退(步骤S70),沿与上次相反的方向的时针方向进行第二次方向转换(步骤S71)。另外,在这种情况下,重试计数器的值为+1,即未处于被清除为零的状态(步骤S61的“否”)。虽也有尝试沿与第一次相同的方向进行进一步方向转换,但在本实施方式中,是沿与第一次相反的方向进行方向转换。设想该方向可成功进行方向转换并离开障碍物的可能性较高。
在方向转换后,行走控制部11a使重试计数器从+1变为+2而递增计数(步骤S73)。接着,使接触定时器再启动(步骤S77)。之后,程序再次返回至图17的步骤S41,继续障碍物接触传感器14C的监视。
进一步地,在接触检测继续的情况下,行走控制部11a再次使自走式吸尘器1后退。若在持续后退的期间接触定时器超时(步骤S53的“是”),则使停止后退,沿与上次相反的方向的逆时针方向进行第三次方向转换(步骤S73)。设想在即使直至第二次方向转换后依然检测到接触,存在可进行若干次方向转换的可能性,进一步地,存在可通过尝试方向转换而离开障碍物的可能性。
在方向转换之后,行走控制部11a使重试计数器从+2变为+3而递增计数(步骤S73),使接触定时器再启动(步骤S77)。之后,程序返回至步骤S41,继续障碍物接触传感器14C的监视。
尽管如此,在接触检测仍继续进行的情况下,再次使自走式吸尘器1后退。当在持续后退的期间接触定时器超时(步骤S53的“是”),则停止后退,沿与上次相反的方向的时针方向进行第4次方向转换(步骤S73)。接着,使重试计数器从+3变为+4并递增计数(步骤S73),使接触定时器再启动(步骤S77)。之后,程序返回至步骤S41,继续障碍物接触传感器14C的监视。
进行第四次方向转换的结果,如果障碍物接触传感器14C未检测到与侧壁W的接触(步骤S41的“否”),则行走控制部11a使自走式吸尘器1朝现在所朝向的方向行走(步骤S49)。由此,可离开侧壁W而继续行走。在至第四次为止的阶段中,未检测到接触的情况也相同。
另一方面,如果已进行第四次方向转换但接触检测仍继续,则再次使自走式吸尘器1后退,但如果在持续后退的期间接触定时器超时(步骤S53的“是”),则停止后退,沿与上次相反的方向的时针方向,进行第五次方向转换(步骤S73)。
接着,使重试计数器从+4变为+5并递增计数(步骤S73),判断重试计数器是否达到上限值,即计数值是否未达+5(步骤S75)。在这种情况下,重试计数器的值为+5,不满足未达+5的条件,因此判断达到上限(步骤S75的“是”)。行走控制部11a使驱动轮停止,进行错误通知(步骤S79),并结束处理。
如上所述,
(i)根据本发明的自走式电子设备的特征在于,具备:驱动轮,其配置于壳体的底部,根据地面的起伏沿上下方向变位而使所述壳体行走;驱动轮传感器,其检测所述驱动轮相对于所述壳体的位置;地面检测传感器,其检测所述壳体的底部与地面的距离;及行走控制部,其逐次参照所述驱动轮传感器及所述地面检测传感器的检测,在所述地面检测传感器的检测距离大于预设的基准距离,或所述驱动轮传感器的驱动轮的检测位置相较预设的基准位置为更下方的情况下,判断存在台阶而决定前进路线;所述行走控制部在所述驱动轮传感器的检测位置成为相较所述基准位置更下方的情况下,进一步参照所述地面检测传感器的检测距离,在所述检测距离大于所述基准距离的情况下,为回避该台阶而变更前进路线行走,但如果在所述基准距离以下,则不回避而行走。
在本发明中,驱动轮是由电机等动力源驱动而使自走式电子设备行走的车轮。本发明中的驱动轮能根据地面的起伏沿上下方向变位。作为其具体方式,例如,可举出实施方式中所示出的悬架机构。
作为优选的方式,驱动轮由左轮和右轮构成,但也可以比其更多或更少。
驱动轮传感器是检测驱动轮的上下方向的位置的物品。在本发明中,驱动轮传感器只要能检测出驱动轮相较预设的基准位置位于更上方还是更下方的二值即可。驱动轮相较基准位置位于更下方的状态相当于驱动轮的浮起大于基准的状态。浮起程度也可以视为驱动轮从壳体底部向下方突出的程度。
进一步地,此外,地面检测传感器检测壳体底部与地面的距离,并基于行走中检测距离的变化而检测有无台阶。其具体方式例如有反射型的光传感器。地面检测传感器只要能检测出检测距离大于还是小于预设的基准距离的二值即可。但是,并非限定于二值,也可以进行多值的检测。作为优选的方式,地面检测传感器是在具有驱动轮及从动轮的情况下,在包含该从动轮的各车轮的前方的区域检测地面。但是,并非限定于该方式,例如,也可以在壳体底部的外周配置多个,也可以分别配置于各车轮的前后,也可以仅对应于一部分的车轮,例如驱动轮而配置。
行走控制部是控制自走式电子设备的行走的物品。其具体方式例如为以微计算机为中心,搭载有接收来自所述驱动轮传感器或地面检测传感器的检测信号,或向所述驱动轮的驱动源输出控制信号的输入输出电路的控制电路。
进一步地,对本发明的优选方式进行说明。
(ii)所述行走控制部是在所述驱动轮传感器的检测位置成为相较所述基准位置更下方之后,在不进行回避行走经过预设的期间但所述检测位置仍未成为相较所述基准位置更上方的情况下,使驱动轮停止。
如此,即使在是自走式吸尘器能够攀越的高度的台阶,所述行走控制部做出判断而行走的情况下,若驱动轮的浮起超出预设的期间而继续,则判断为发生打滑已停止行走并使驱动轮停止。如此,能够避免空转的驱动轮擦伤地面。
(iii)所述回避行走是在暂时停止行走而后退或前进之后,进行方向转换而行走的动作。
如此,例如,即便行进方向前方存在台阶,也能够在到达至该台阶之前停止行进而后退,并进行方向转换而继续行走。包含于其他方向存在台阶的情况在内,通过在后退或前进之后进行方向转换,能够回避通过台阶而跌落,或驱动轮在台阶脱轮的情况。
(iv)所述驱动轮至少由壳体底部右侧的右轮与壳体底部左侧的左轮构成;所述行走控制部通过使所述右轮与所述左轮的驱动速度或驱动方向不同而变更前进路线。
如此,能够通过以独立的驱动速度或驱动方向驱动左右的驱动轮的简单的构造变更行走的前进路线。
(v)所述地面检测传感器至少配置于壳体底部且各驱动轮的前方或后方。
如此,通过逐次检测各驱动轮的前方或后方有无地面并行走,能够回避驱动轮及从动轮通过台阶而跌落或脱轮的情况。
本发明的优选方式也包含组合上述多个方式中的任一个而得者。
进一步地,本说明书记载有一种自走式电子设备,其具备:驱动轮,其配置于壳体底部并使所述壳体行走;障碍物接触传感器,其检测所述壳体的前部与障碍物的接触;及行走控制部,其逐次参照所述障碍物接触传感器的检测,在检测到与障碍物的接触的情况下,使所述壳体后退,若未检测到所述接触,则使壳体进行方向转换而变更行走的前进路线;所述行走控制部在检测到与障碍物的接触而使所述壳体后退后已经过预设的期间但所述障碍物接触传感器仍检测到接触的情况下,使停止后退并使所述壳体进行方向转换。
根据该方式,即便在检测到与障碍物的接触而使壳体后退,但驱动轮发生打滑而无法离开障碍物的情况下,由于经过预设的期间后便停止后退而使所述壳体进行方向转换,因此存在通过方向转换就能离开所述障碍物并行走的情况。因此,能够实现一种无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
进一步地,作为优选的方式,
所述驱动轮至少由壳体底部右侧的右轮与壳体底部左侧的左轮构成,所述行走控制部通过使所述右轮与所述左轮的驱动方向或驱动速度不同而使所述壳体转换方向,在即使经过预设的期间但仍检测到所述接触的情况下,以使所述壳体朝预设的方向以预设的角度进行方向转换的方式进行控制;在方向转换后,所述障碍物接触传感器仍检测到接触的情况下,以使所述壳体朝与所述方向相反的方向,仅以预设的角度进行方向转换的方式进行控制。
根据该优选的方式,在即使朝预设的方向,仅以预设的角度进行方向转换,但仍无法离开障碍物的情况下,存在通过朝相反的方向进行方向转换就可离开所述障碍物而行走的情况。因此,能够实现一种无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
进一步地,所述行走控制部也可以在使所述壳体朝预设的方向及其相反方向,仅以预设的角度进行方向转换,但所述障碍物接触传感器仍检测到接触的情况下,以使所述壳体进一步朝预设的方向,仅以预设的角度进行方向转换的方式进行控制;在方向转换后所述障碍物接触传感器仍检测到接触的情况下,将使所述壳体朝与所述方向相反的方向,仅以预设的角度进行方向转换的重试进行预设的次数为止。
进一步地,根据该优选的方式,即使在使所述壳体仅以预设的角度进行方向转换,但仍无法离开上述障碍物的情况下,存在通过反复进行重试,壳体方向逐渐变化而离开所述障碍物而行走的情况。因此,能够实现一种无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
此外,在检测到与障碍物的接触的情况下后退,在未检测到上述接触后进行的方向转换的角度,与即使后退但仍检测到上述接触的情况下所进行的方向转换的角度不同,前者的角度大于后者的角度。
根据该优选的方式,通过在驱动轮发生打滑的情况下将方向转换的角度设为相较通常情况下更大,与角度相同的情况相比,驱动轮即使发生打滑也能逐渐地进行方向转换而离开所述障碍物的可能性较高。因此,能够实现一种无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
所述障碍物接触传感器具备:左方障碍物接触传感器,其检测障碍物接触壳体的左斜前方的情况;及右方障碍物接触传感器,其检测障碍物接触壳体的右斜前方的情况;所述行走控制部进行以下方式的控制,即在左方障碍物接触传感器检测到接触的情况下,使所述壳体首先朝右方向进行方向转换,并沿右方向变更前进路线,在右方障碍物接触传感器检测到接触的情况下,使所述壳体首先朝左方向进行方向转换,并沿左方向变更前进路线。
根据该优选的方式,由于首先使壳体朝不存在障碍物的方向进行方向转换,因此与朝存在障碍物的方向进行方向转换的情况相比,更有可能离开所述障碍物。因此,能够实现一种无论地面的起伏或障碍物的形状如何都能顺利地行走的自走式电子设备。
除所述实施方式以外,对于本发明也可获得各种变形例。这些变形例不应理解为不属于本发明的范围。在本发明中应包含与权利请求均等的含义以及所述范围内的全部的变形。
符号说明
1:自走式吸尘器、2:壳体、2a:底板、2b1:顶板前部、2b11:空气孔、2b2:盖部、2c1:侧板前半部、2c2:侧板后半部、2d:内部构造壁、9:旋转刷、10:侧刷、11:控制部、11a:行走控制部、11b:可见区域确定部、11S:电路基板、12:充电电池、13:充电用连接部、14:障碍检测部、14A:超声波接收部、14B:超声波发送部、14C:障碍物接触传感器、15:集尘部、15a:集尘容器、15b:集尘过滤器、18:地面检测传感器、20:陀螺仪传感器、21L:左轮驱动电机、21R:右轮驱动电机、22L:左驱动轮、22R:右驱动轮、23:驱动轮单元、23L:左驱动轮单元、23R:右驱动轮单元、24:引导信号接收部、26:后轮、31:吸入口、32:第一排气口、33:第二排气口、55:通知部、61:存储部、114:管道部、115:电动送风机、119:电刷电机、120:离子发生器、121L:左轮驱动器、121R:右轮驱动器、123:送风机驱动器、125:电刷驱动器、201:充电座、202:充电端子部、203:引导信号发送部221:驱动轮支架、221a:内侧壳体部、221b:外侧壳体部、221a1、221b1:圆筒部、221r:齿轮收纳室、223a:第一齿轮、223b2:第二齿轮、223b3:第三齿轮、223c2:第四齿轮、223c3:第五齿轮、223d2:第六齿轮、223:驱动传达机构、231:支撑部件、241:施力部件、251:遮光板、253:驱动轮传感器、253L:左驱动轮传感器、253R:右驱动轮传感器F:地面、ST:台阶、m1:驱动轴、P1:第一轴心、P2:第二轴心。
Claims (5)
1.一种自走式电子设备,其特征在于,具备:
驱动轮,其配置于壳体的底部,并根据地面的起伏沿上下方向变位而使所述壳体行走;
驱动轮传感器,其检测所述驱动轮相对于所述壳体的位置;
地面检测传感器,其检测所述壳体的底部与地面之间的距离;及
行走控制部,其逐次参照所述驱动轮传感器及所述地面检测传感器的检测,在所述地面检测传感器的检测距离大于预设的基准距离,或所述驱动轮传感器的驱动轮的检测位置相较预设的基准位置为更下方的情况下,判断存在台阶并决定前进路线;
所述行走控制部在所述驱动轮传感器的检测位置成为相较所述基准位置更下方的情况下,进一步参照所述地面检测传感器的检测距离,在所述检测距离大于所述基准距离的情况下,为回避该台阶而变更前进路线行走,但如果在所述基准距离以下,则不回避而行走。
2.如权利要求1的自走式电子设备,其特征在于,
所述行走控制部在所述驱动轮传感器的检测位置成为相较所述基准位置更下方之后,在不进行回避行走且即使经过预设的期间但所述检测位置仍未成为相较所述基准位置更上方的情况下,使所述驱动轮停止。
3.如权利要求1或2的自走式电子设备,其特征在于,
所述回避行走是在暂时停止行走而后退或前进之后,进行方向转换而行走的动作。
4.如权利要求1或2的自走式电子设备,其特征在于,
所述驱动轮至少由壳体底部右侧的右轮与壳体底部左侧的左轮构成;
所述行走控制部通过使所述右轮与所述左轮的驱动速度或驱动方向不同而变更前进路线。
5.如权利要求3的自走式电子设备,其特征在于,
所述地面检测传感器至少配置于壳体底部且各驱动轮的前方或后方。
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