JP2005218560A

JP2005218560A - Self-propelled vacuum cleaner

Info

Publication number: JP2005218560A
Application number: JP2004028082A
Authority: JP
Inventors: Akitaka Shimizu; 昭貴清水
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-propelled vacuum cleaner surely detecting traveling abnormality and notifying it to a user. <P>SOLUTION: This self-propelled vacuum cleaner detects an impressed voltage of a driving motor at a predetermined time interval (S2), detects the traveling speed and direction of the self-propelled vacuum cleaner based on the detection output of an accelerating sensor (S3) and determines whether there is a contradiction between the impressed voltage of the driving motor and the detection output of the accelerator sensor. When the self-propelled vacuum cleaner is not moved, despite of impressing the voltage to the driving motor, and there is no output of the acceleration sensor, the self-propelled vacuum cleaner determines to have the traveling abnormality (YES in S4), notifies the traveling abnormality of the self-propelled vacuum cleaner to the user (S5), promotes the user to perform a traveling recovery operation of the cleaner body and recovers from the inferior traveling state in an early stage. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自走式掃除機に関し、特に、自律走行しながら部屋の掃除を行う自走式掃除機に関するものである。 The present invention relates to a self-propelled cleaner, and more particularly to a self-propelled cleaner that cleans a room while traveling autonomously.

近年、自律走行しながら家屋内の床面を掃除する自走式掃除機の開発が行われている。このような自律型の自走式掃除機は、ユーザが掃除機を監視していない状況でも確実に掃除作業が進められるように、複数の障害物検知用センサを備えている。しかしながら、障害物検知用センサを備えた自走式掃除機であっても、床面にある溝状の段差に脱輪したり、床面に落ちていた布等が駆動輪に絡まって走行不能になることがあった。このため、駆動輪の回転をエンコーダで検出することにより掃除機の走行状態を把握し、掃除機の走行異常を検出するようにした自走式掃除機が知られている。しかしながら、このような自走式掃除機では、駆動輪の回転を検出して掃除機の走行異常を検出するようにしているため、駆動輪が床面にある段差等に脱輪して空回りしている場合には、駆動輪は走行正常時と同様、回転しているため掃除機の走行異常を検出することができず、走行状態を誤って判定してしまう虞れがあった。 In recent years, self-propelled vacuum cleaners that clean the floor in a house while autonomously running have been developed. Such an autonomous self-propelled cleaner includes a plurality of obstacle detection sensors so that the cleaning operation can be carried out reliably even in a situation where the user is not monitoring the cleaner. However, even a self-propelled cleaner equipped with a sensor for detecting obstacles cannot run due to a wheel-shaped step on the floor or a cloth that has fallen on the floor tangled with the drive wheel. There was a case. For this reason, a self-propelled cleaner is known in which the rotation state of the drive wheel is detected by an encoder so as to grasp the running state of the cleaner and to detect a running abnormality of the cleaner. However, in such a self-propelled cleaner, the rotation of the drive wheel is detected to detect a running abnormality of the cleaner, so that the drive wheel is derailed to a step on the floor surface and is idled. In such a case, the drive wheels are rotating in the same manner as when the vehicle is running normally, so that it is not possible to detect a running abnormality of the cleaner, and the running state may be erroneously determined.

ところで、従来から、加速度センサを備えた掃除機が知られており、例えば、加速度センサで掃除機本体と障害物の接触を検知し、掃除機本体が障害物に接触した場合に、掃除機本体前部を障害物から避ける方向に動かすようにした掃除機が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ゴミ吸引用のモータの回転数を加速度センサで検出することにより、掃除機の集塵袋の交換時期をユーザが的確に把握できるようにした掃除機が知られている（例えば、特許文献２参照）。 By the way, conventionally, a vacuum cleaner provided with an acceleration sensor is known. For example, when the contact between the main body of the vacuum cleaner and an obstacle is detected by the acceleration sensor and the main body of the vacuum cleaner comes into contact with the obstacle, the main body of the vacuum cleaner. A vacuum cleaner that moves the front part in a direction to avoid the obstacle is known (for example, see Patent Document 1). In addition, a vacuum cleaner is known in which the user can accurately grasp the replacement time of the dust bag of the vacuum cleaner by detecting the number of rotations of the dust suction motor with an acceleration sensor (for example, Patent Documents). 2).

しかしながら、特許文献１又は特許文献２に記載の掃除機では、加速度センサは掃除機の走行速度等の走行状態を把握するために用いられておらず、掃除機の走行異常を検出することはできなかった。 However, in the vacuum cleaner described in Patent Literature 1 or Patent Literature 2, the acceleration sensor is not used for grasping the running state such as the running speed of the vacuum cleaner, and it is possible to detect the running abnormality of the cleaner. There wasn't.

また、加速度センサの加速度情報により、ロボットの姿勢状態を検出し、姿勢制御するロボット装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平４−１０２４２２号公報特開平４−１９３１４６号公報特開２００１−２１２７８５号公報 A robot apparatus that detects the posture state of a robot based on acceleration information from an acceleration sensor and controls the posture is known (see, for example, Patent Document 3).
JP-A-4-102422 JP-A-4-193146 JP 2001-212785 A

しかしながら、特許文献３に記載の発明は、ロボット（掃除機）の姿勢状態を検出することはできるものの、ある姿勢状態で掃除機が走行可能か否かは、加速度センサの加速度情報のみでは正確に判断することができないため、掃除機の走行異常を確実に検出することができない虞れがあった。 However, although the invention described in Patent Document 3 can detect the posture state of the robot (vacuum cleaner), whether or not the cleaner can travel in a certain posture state can be accurately determined only by the acceleration information of the acceleration sensor. Since it cannot be determined, there is a possibility that the running abnormality of the cleaner cannot be reliably detected.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、走行異常の誤判定を防止することにより、自走式掃除機の走行異常を確実に検出し、ユーザに報知することができる自走式掃除機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By preventing erroneous determination of running abnormality, the running abnormality of the self-propelled cleaner can be reliably detected and notified to the user. The purpose is to provide a traveling vacuum cleaner.

上記目的を達成するために請求項１の発明は、自律走行のために走行方向にある障害物を検知し、その障害物までの距離を測定する障害物検知手段と、前記障害物検知手段に基づいて、駆動輪を回転駆動させる駆動モータを制御することにより障害物を回避しつつ自律走行する走行手段と、掃除機本体の走行する領域を掃除する掃除手段とを備えた自走式掃除機において、前記駆動モータの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、前記掃除機本体に作用する加速度を、掃除機本体の進行方向に対して、前後方向、左右方向及び上下方向の直交する３軸方向について検出する加速度センサと、前記印加電圧検出手段により検出された前記駆動モータの印加電圧と前記加速度センサの検出出力を所定時間間隔で比較し、前記駆動モータに電圧が印加されているにも関わらず、前記掃除機本体が移動していないことにより前記加速度センサの検出出力がない場合には、掃除機本体が走行異常であると判定する走行異常判定手段と、前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、音及び／又は光により、ユーザに掃除機本体の走行異常を報知する走行異常報知手段と、前記走行異常報知手段により、前記掃除機本体の走行異常を報知し始めてから、所定時間経過しても走行異常から回復しないときには、前記掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止する通電制御手段とを備え、前記駆動輪の回転検出出力を用いることなく、前記駆動モータの印加電圧と加速度センサの検出出力のみを用いて前記掃除機本体の走行異常を検出することにより、前記駆動輪が空回りしている場合の走行異常の誤判定を防止したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an obstacle detection means for detecting an obstacle in the traveling direction for autonomous running and measuring a distance to the obstacle, and the obstacle detection means. Based on this, the self-propelled cleaner includes a traveling means that autonomously travels while avoiding an obstacle by controlling a drive motor that rotationally drives the drive wheels, and a cleaning means that cleans a region where the cleaner body travels. The applied voltage detecting means for detecting the applied voltage of the drive motor and the acceleration acting on the cleaner main body in three axes perpendicular to the traveling direction of the cleaner main body in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction The acceleration sensor for detecting the direction, the applied voltage of the driving motor detected by the applied voltage detecting means and the detection output of the acceleration sensor are compared at predetermined time intervals, and the voltage is applied to the driving motor. In spite of being added, when there is no detection output of the acceleration sensor due to the fact that the cleaner body has not moved, the running abnormality determining means for determining that the cleaner body is running abnormally, and A travel abnormality notifying means for notifying a user of a travel abnormality of the cleaner body by sound and / or light when the travel abnormality determining means determines that the cleaner body is in a travel abnormal state, and the travel abnormality An energization control means for stopping power supply to the travel means and the cleaning means of the cleaner body when the notification means does not recover from the travel abnormality even after a predetermined time has passed since the start of notifying the travel abnormality of the cleaner body. And detecting the running abnormality of the cleaner body using only the applied voltage of the drive motor and the detection output of the acceleration sensor without using the rotation detection output of the drive wheel. And by, characterized in that to prevent running abnormality misjudgment when the drive wheel is idle.

請求項２の発明は、自律走行のために走行方向にある障害物を検知し、その障害物までの距離を測定する障害物検知手段と、前記障害物検知手段に基づいて、駆動輪を回転駆動させる駆動モータを制御することにより障害物を回避しつつ自律走行する走行手段と、掃除機本体の走行する領域を掃除する掃除手段とを備えた自走式掃除機において、前記駆動モータの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、前記掃除機本体に作用する加速度を、掃除機本体の進行方向に対して、前後方向、左右方向及び上下方向の直交する３軸方向について検出する加速度センサと、前記印加電圧検出手段により検出された前記駆動モータの印加電圧と前記加速度センサの検出出力を比較することにより、前記掃除機本体の走行異常を判定する走行異常判定手段と、前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、ユーザに掃除機本体の走行異常を報知する走行異常報知手段とを備えたこと特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is an obstacle detection means for detecting an obstacle in the running direction for autonomous running and measuring a distance to the obstacle, and the drive wheel is rotated based on the obstacle detection means. In a self-propelled cleaner comprising a traveling means that autonomously travels while avoiding an obstacle by controlling a drive motor to be driven, and a cleaning means that cleans a region where the cleaner body travels, the application of the drive motor An applied voltage detecting means for detecting a voltage, an acceleration sensor for detecting acceleration acting on the cleaner body in three axial directions orthogonal to the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction with respect to the traveling direction of the cleaner body; The travel abnormality determination means for determining the travel abnormality of the cleaner body by comparing the applied voltage of the drive motor detected by the applied voltage detection means with the detection output of the acceleration sensor. When, by the traveling abnormality determining means, when the cleaner main body is determined to be traveling abnormal state, characterized by comprising a traveling abnormality informing means for informing the traveling abnormality of the cleaner body to the user.

請求項３の発明は、請求項２に記載の自走式掃除機において、前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、前記掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止する通電制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the self-propelled cleaner according to the second aspect, when the traveling abnormality determining means determines that the cleaner body is in an abnormal traveling state, the traveling of the cleaner body is performed. The power supply control means for stopping the power supply to the means and the cleaning means is provided.

請求項１の発明によれば、駆動モータの印加電圧と加速度センサの検出出力を比較し、駆動モータに電圧が印加されているにも関わらず、加速度センサの検出出力がない場合には、掃除機本体が走行異常であると判定するため、駆動輪の回転数を検出して掃除機本体の走行異常を判定する場合と比較して、駆動輪が脱輪等により空回りしている状態を正常な走行状態と判定することがなく、走行異常を確実に検出することができる。また、掃除機本体の走行異常を確実に検出してユーザに報知することができるため、走行異常が発生した場合であっても、掃除機本体の走行回復操作をユーザに促して、早期に走行異常状態からの回復を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the applied voltage of the drive motor is compared with the detection output of the acceleration sensor, and if there is no detection output of the acceleration sensor even though the voltage is applied to the drive motor, cleaning is performed. Since the machine body is determined to be running abnormal, the drive wheel is idle due to wheel removal, etc. compared to the case where the rotational speed of the drive wheel is detected to determine the running abnormality of the cleaner body. Thus, it is possible to reliably detect a running abnormality without determining that the running state is correct. In addition, since it is possible to reliably detect and notify the user of a running abnormality of the cleaner body, even if a running abnormality occurs, the user is encouraged to perform a running recovery operation of the cleaner body, and travels early. Recovery from abnormal conditions can be achieved.

また、掃除機本体の走行異常が検出され、掃除機本体が走行不能に陥った場合に、少なくとも所定時間の間は、走行手段等を作動させておくことにより走行異常状態からの回復を試みる一方、所定時間経過しても走行異常状態から回復できない場合は、掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止するため、無駄な電力の消費を抑えることができる。 In addition, when a running abnormality of the cleaner body is detected and the cleaner body has become unable to run, it is attempted to recover from the running abnormality state by operating the running means for at least a predetermined time. If the running abnormality state cannot be recovered even after a predetermined time has elapsed, the power supply to the running means and the cleaning means of the cleaner body is stopped, so that wasteful power consumption can be suppressed.

請求項２の発明によれば、駆動モータの印加電圧と加速度センサの検出結果を比較することにより、掃除機本体の走行異常を判定するため、掃除機本体の走行異常を確実に検出し、ユーザに報知することができる。 According to the second aspect of the present invention, by comparing the applied voltage of the drive motor and the detection result of the acceleration sensor, the traveling abnormality of the cleaner body is reliably detected in order to determine the traveling abnormality of the cleaner body. Can be notified.

請求項３の発明によれば、掃除機本体の走行異常が検出された場合に、掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止するため、無駄な電力の消費を抑えることができる。 According to the third aspect of the present invention, when a running abnormality of the cleaner body is detected, power supply to the running means and the cleaning means of the cleaner body is stopped, so that wasteful power consumption can be suppressed. .

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。図１に示される自走式掃除機１は、複数のセンサ１１，１２,１３等からの信号を基に掃除場所を判断し、自律走行しながら床面を掃除する機器である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. A self-propelled cleaner 1 shown in FIG. 1 is a device that determines a cleaning place based on signals from a plurality of sensors 11, 12, 13, etc., and cleans the floor surface while traveling autonomously.

まず、自走式掃除機１の障害物検知手段及び走行手段について、図１に加えて、図２のブロック構成図を参照して説明する。自走式掃除機１は、自律走行のために障害物等を検出する走行用センサ類１０（障害物検知手段）として、前方センサ１１及び天井センサ１２を掃除機上部１ａの上面突出部に備え、段差センサ１３及びセンサ用照明ランプ１７を、掃除機下部１ｂの前方に備えている。前方センサ１１、天井センサ１２及び段差センサ１３は、各々光学式の測距センサである。 First, the obstacle detection means and traveling means of the self-propelled cleaner 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. 2 in addition to FIG. The self-propelled cleaner 1 includes a front sensor 11 and a ceiling sensor 12 on the upper surface protrusion of the cleaner upper portion 1a as traveling sensors 10 (obstacle detection means) for detecting obstacles and the like for autonomous traveling. The step sensor 13 and the sensor illumination lamp 17 are provided in front of the lower part 1b of the cleaner. The front sensor 11, the ceiling sensor 12, and the step sensor 13 are optical distance measuring sensors, respectively.

前方センサ１１は、自走式掃除機１の前方の斜め下向きを監視し、段差、壁、柱、家具、テーブルやベッドの脚等の障害物までの距離を測定する。天井センサ１２は、自走式掃除機１の前方を斜め上向きに監視し、自走式掃除機１の前上方にある障害物（テーブルやベッドの下を通り抜けできるか否か）を検出し、その障害物の高さと障害物までの距離を測定する。 The front sensor 11 monitors an oblique downward direction in front of the self-propelled cleaner 1, and measures a distance to an obstacle such as a step, a wall, a pillar, furniture, a table or a bed leg. The ceiling sensor 12 monitors the front of the self-propelled cleaner 1 obliquely upward and detects an obstacle (whether it can pass under a table or a bed) located in front of the self-propelled cleaner 1. Measure the height of the obstacle and the distance to the obstacle.

段差センサ１３は、右段差センサ１３Ｒ及び左段差センサ１３Ｌにより構成されている。右段差センサ１３Ｒは、自走式掃除機１の僅かに前方の右側方を斜め下向きに監視し、障害物までの距離を測定する。左段差センサ１３Ｌは、掃除機の僅かに前方の左側方を斜め下向きに監視し、障害物までの距離を測定する。 The step sensor 13 includes a right step sensor 13R and a left step sensor 13L. The right step sensor 13R monitors the right side slightly forward of the self-propelled cleaner 1 obliquely downward and measures the distance to the obstacle. The left step sensor 13L monitors the left side slightly forward of the vacuum cleaner diagonally downward and measures the distance to the obstacle.

また、自走式掃除機１は、加速度センサ１４（図３参照）及び地磁気センサ１５を掃除機上部１ａの制御機器ボックス３０内に備えている。加速度センサ１４は、自走式掃除機１に作用する加速度を、自走式掃除機１の進行方向に対して、前後方向（ｘ方向）、左右方向（ｙ方向）及び上下方向（ｚ方向）の直交する３軸方向について検出する。地磁気センサ１５は、地磁気の方向に応じた出力値を出力して自走式掃除機１が向いている方向を決定する。 Moreover, the self-propelled cleaner 1 includes an acceleration sensor 14 (see FIG. 3) and a geomagnetic sensor 15 in the control device box 30 of the upper portion 1a of the cleaner. The acceleration sensor 14 determines acceleration acting on the self-propelled cleaner 1 in the front-rear direction (x direction), the left-right direction (y direction), and the up-down direction (z direction) with respect to the traveling direction of the self-propelled cleaner 1. Are detected in three orthogonal directions. The geomagnetic sensor 15 outputs an output value corresponding to the direction of geomagnetism and determines the direction in which the self-propelled cleaner 1 is facing.

自走式掃除機１は、走行手段として右駆動輪２１Ｒと左駆動輪２１Ｌからなる駆動輪２１と、右駆動モータ２２Ｒと左駆動モータ２２Ｌからなる駆動モータ２２を、進行方向に対して掃除機下部１ｂの後方に備えており、駆動輪２１の他に、前方の従動輪２３を備えている。駆動輪２１は、バッテリ８０を動力源として、駆動モータ２２により左右各々独立して正転・逆転駆動される駆動輪であり、回転数制御により操舵が行われる。 The self-propelled cleaner 1 uses a drive wheel 21 composed of a right drive wheel 21R and a left drive wheel 21L and a drive motor 22 composed of a right drive motor 22R and a left drive motor 22L as traveling means. It is provided at the rear of the lower part 1 b, and includes a driven wheel 23 in front of the driving wheel 21. The drive wheel 21 is a drive wheel that is driven forward and backward independently by the drive motor 22 using the battery 80 as a power source, and is steered by rotational speed control.

次に、自走式掃除機１の掃除手段について、図２及び図３を参照して説明する。なお、図３においては、自走式掃除機1を、掃除機上部１ａ及び掃除機下部１ｂに分断して示している。自走式掃除機１は、掃除手段として、メインブラシ４１、従動ローラ４２、吸引ノズル４３、ゴミ吸引ファン４４、ゴミを集めておくダストボックス４５とを備えている。メインブラシ４１はメインブラシモータ５１により、ゴミ吸引ファン４４はゴミ吸引用モータ５２により駆動される。吸引ノズル４３は、メインブラシ４１により掻き上げられたゴミ、及び従動ローラ４２により搬送されたゴミを吸引口から吸引してダストボックス４５に集塵するものである。吸引ノズル４３の吸引口は、自走式掃除機１の床面に対向する底面に進行方向に直交する車体幅方向に細長く開口している。また、自走式掃除機１は、吸引ノズル４３から吸引されるゴミを検出するゴミセンサ１６を備えている。このゴミセンサ１６は、発光部と受光部とを有する透過型の光学式センサである。 Next, the cleaning means of the self-propelled cleaner 1 will be described with reference to FIGS. In addition, in FIG. 3, the self-propelled cleaner 1 is divided into a cleaner upper portion 1a and a cleaner lower portion 1b. The self-propelled cleaner 1 includes a main brush 41, a driven roller 42, a suction nozzle 43, a dust suction fan 44, and a dust box 45 that collects dust as cleaning means. The main brush 41 is driven by a main brush motor 51, and the dust suction fan 44 is driven by a dust suction motor 52. The suction nozzle 43 sucks dust collected by the main brush 41 and dust conveyed by the driven roller 42 from the suction port and collects the dust in the dust box 45. The suction port of the suction nozzle 43 is elongated in the vehicle body width direction orthogonal to the traveling direction on the bottom surface facing the floor surface of the self-propelled cleaner 1. In addition, the self-propelled cleaner 1 includes a dust sensor 16 that detects dust sucked from the suction nozzle 43. The dust sensor 16 is a transmissive optical sensor having a light emitting part and a light receiving part.

さらに、自走式掃除機１は、ユーザにより操作される操作部６１と、表示部６２と、スピーカ６３と、自走式掃除機１の各手段を制御する制御部７０と、地図情報メモリ７１と、バッテリ８０とを備えている。 Furthermore, the self-propelled cleaner 1 includes an operation unit 61 operated by a user, a display unit 62, a speaker 63, a control unit 70 that controls each means of the self-propelled cleaner 1, and a map information memory 71. And a battery 80.

操作部６１は、自走式掃除機１による掃除動作を開始・停止させ、また、その他の各種設定を行うために操作される。表示部（走行異常報知手段）６２は、例えば、ＬＣＤやＬＥＤ等で構成されており、走行異常等の自走式掃除機１の動作状況や各種メッセージを報知する。スピーカ６３（走行異常報知手段）は、走行異常等の自走式掃除機１の動作状況や各種メッセージを報知する。バッテリ８０は、図２中の点線で示されるように自走式掃除機１の全体に電力を供給する。 The operation unit 61 is operated to start / stop the cleaning operation by the self-propelled cleaner 1 and to perform other various settings. The display unit (running abnormality notifying means) 62 is composed of, for example, an LCD, an LED, and the like, and notifies the operation status and various messages of the self-propelled cleaner 1 such as a running abnormality. The speaker 63 (running abnormality notifying means) notifies the operation status and various messages of the self-propelled cleaner 1 such as running abnormality. The battery 80 supplies power to the entire self-propelled cleaner 1 as indicated by a dotted line in FIG.

制御部７０は、各種センサ１１〜１６等から入力される信号を基に自走式掃除機１の各手段を制御するもので、位置・方向判定部７０ａ、走行制御部７０ｂ、及び掃除動作制御部７０ｃを備える。また、制御部７０は通電制御手段を構成し、走行手段及び掃除手段への電力供給は制御部７０によって制御される。 The control unit 70 controls each means of the self-propelled cleaner 1 based on signals input from various sensors 11 to 16 and the like, and includes a position / direction determination unit 70a, a travel control unit 70b, and a cleaning operation control. A portion 70c is provided. The control unit 70 constitutes an energization control unit, and power supply to the traveling unit and the cleaning unit is controlled by the control unit 70.

位置・方向判定部７０ａは、前方センサ１１、天井センサ１２及び段差センサ１３からの出力を基に、障害物の存在する領域及び掃除済みの領域についての地図情報を作成し、その地図情報を地図情報メモリ７１に記憶させる。また、加速度センサ１４からの前後方向の加速度検出値を時間積分することにより自走式掃除機１の走行速度を算出し、その走行速度と走行時間を基に走行距離を算出する。また、位置・方向判定部７０ａは、加速度センサ１４からのｘ，ｙ，ｚ方向の加速度検出値から、自走式掃除機１のｘ，ｙ，ｚ方向の向きを算出する。 The position / direction determination unit 70a creates map information about the area where the obstacle exists and the cleaned area based on the outputs from the front sensor 11, the ceiling sensor 12, and the step sensor 13, and maps the map information to the map. The information is stored in the information memory 71. Further, the travel speed of the self-propelled cleaner 1 is calculated by time integration of the acceleration detection values in the front-rear direction from the acceleration sensor 14, and the travel distance is calculated based on the travel speed and the travel time. The position / direction determination unit 70 a calculates the x, y, and z directions of the self-propelled cleaner 1 from the detected acceleration values in the x, y, and z directions from the acceleration sensor 14.

走行制御部７０ｂは、駆動モータ２２を駆動して駆動輪２１の回転方向と回転速度を制御することにより自走式掃除機１の走行を制御し、印加電圧検出手段として、駆動モータ２２の印加電圧を検出する。地図情報メモリ７１の地図情報は、掃除動作中に随時更新され、自走式掃除機１はこれを参照して掃除動作を進めてゆく。 The travel control unit 70b controls the travel of the self-propelled cleaner 1 by driving the drive motor 22 to control the rotation direction and the rotation speed of the drive wheels 21, and applying the drive motor 22 as an applied voltage detection unit Detect voltage. The map information in the map information memory 71 is updated at any time during the cleaning operation, and the self-propelled cleaner 1 proceeds with the cleaning operation with reference to this.

掃除動作制御部７０ｃは、メインブラシモータ５１、及びゴミ吸引ファン４４を回転駆動させるゴミ吸引用モータ５２の駆動を制御してゴミを掻き集めて吸引する力を調節する。 The cleaning operation control unit 70c controls the driving of the main brush motor 51 and the dust suction motor 52 that rotationally drives the dust suction fan 44 to adjust the force for collecting and sucking dust.

さらにまた、自走式掃除機１は、不法侵入者等の監視を行うセキュリティ機能を有しており、不法侵入者を検出する人体センサ９１と、不法侵入者等を撮影するカメラ９２と、カメラ用照明ランプ９３とを備えている。人体センサ９１は、人体から放射される赤外線を受光することにより自走式掃除機１の周辺の人体の有無を検出する。カメラ９２は、立っている人の顔を撮影できるように、自走式掃除機１の前方の斜め上方向に向けて配置されている。また、自走式掃除機１は、通信モジュール９４を備えており、カメラ９２で撮影した画像や、自走式掃除機１の動作状況をアンテナ９４ａを介して図示しない主制御装置へ無線で送信する。自走式掃除機１は、掃除動作を行わないときには、これら人体センサ９１、カメラ９２、カメラ用照明ランプ９３、及び通信モジュール９４を動作させて、不法侵入者等の監視を行う。 Furthermore, the self-propelled cleaner 1 has a security function for monitoring illegal intruders, a human body sensor 91 for detecting illegal intruders, a camera 92 for photographing illegal intruders, and a camera. And an illumination lamp 93. The human body sensor 91 detects the presence or absence of a human body around the self-propelled cleaner 1 by receiving infrared rays emitted from the human body. The camera 92 is arranged in a diagonally upward direction in front of the self-propelled cleaner 1 so that the face of a standing person can be photographed. Further, the self-propelled cleaner 1 includes a communication module 94, and wirelessly transmits an image taken by the camera 92 and the operation status of the self-propelled cleaner 1 to the main controller (not shown) via the antenna 94a. To do. When the self-propelled cleaner 1 does not perform the cleaning operation, the human body sensor 91, the camera 92, the camera illumination lamp 93, and the communication module 94 are operated to monitor illegal intruders and the like.

次に、自走式掃除機１の走行異常判定動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。制御部７０は、前回の走行異常判定動作からの時間をカウントして所定時間間隔で走行異常判定動作を実行する（Ｓ１でＹＥＳ）。走行異常判定動作の際、制御部７０は、駆動モータ２２の印加電圧を検出し（Ｓ２）、加速度センサ１４の検出出力に基づいて自走式掃除機１の走行速度及び向きを検出する（Ｓ３）。そして、制御部７０は、駆動モータ２２の印加電圧と加速度センサ１４の検出出力との間に矛盾があるか否か判断する（Ｓ４）。駆動モータ２２に電圧が印加されているにも関わらず、自走式掃除機１が移動していないことにより加速度センサ１４の検出出力がない場合には、自走式掃除機１が走行異常であると判定される（Ｓ４でＹＥＳ）。一方、駆動モータ２２の印加電圧に応じた加速度センサ１４の検出出力が得られる場合には（Ｓ４でＮＯ）、Ｓ１に戻って所定時間間隔でＳ２以降の処理を繰り返す。 Next, the traveling abnormality determination operation of the self-propelled cleaner 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control unit 70 counts the time from the previous travel abnormality determination operation and executes the travel abnormality determination operation at predetermined time intervals (YES in S1). During the running abnormality determination operation, the control unit 70 detects the applied voltage of the drive motor 22 (S2), and detects the running speed and direction of the self-propelled cleaner 1 based on the detection output of the acceleration sensor 14 (S3). ). Then, the control unit 70 determines whether or not there is a contradiction between the applied voltage of the drive motor 22 and the detection output of the acceleration sensor 14 (S4). In the case where there is no detection output of the acceleration sensor 14 because the self-propelled cleaner 1 is not moving despite the voltage being applied to the drive motor 22, the self-propelled cleaner 1 is in an abnormal running state. It is determined that there is (YES in S4). On the other hand, when the detection output of the acceleration sensor 14 corresponding to the applied voltage of the drive motor 22 is obtained (NO in S4), the process returns to S1 and repeats the processes after S2 at predetermined time intervals.

駆動モータ２２の印加電圧と加速度センサ１４の検出出力との間に矛盾があると判断される場合には（Ｓ４でＹＥＳ）、スピーカ６３を使って自走式掃除機１の走行異常を報知すると共に、表示部６２に走行異常の旨を表示する（Ｓ５）。そして、自走式掃除機１が、走行異常を知ったユーザに操作されることにより走行異常状態から回復した場合、又は、自走式掃除機１が自力で走行異常状態から脱した場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、Ｓ１に戻って所定時間間隔でＳ２以降の処理を繰り返す。一方、自走式掃除機１が走行異常状態から回復できない場合には（Ｓ６でＮＯ）、報知動作を続け、報知動作の開始から所定時間経過しても走行異常状態から回復できない場合（Ｓ７でＹＥＳ）には、走行手段及び掃除手段への電力供給を停止する（Ｓ８）。また、所定時間経過しても走行異常状態から回復できない場合には、ユーザは自走式掃除機１の近くにいないと考えられるため、スピーカ６３による報知動作は停止する。なお、この場合においても、掃除作業中に自走式掃除機１が停止した原因がユーザに容易に理解できるように、ＬＥＤ等で自走式掃除機１が走行異常により停止したことを表示しておくほうが好ましい。 When it is determined that there is a discrepancy between the applied voltage of the drive motor 22 and the detection output of the acceleration sensor 14 (YES in S4), the running abnormality of the self-propelled cleaner 1 is notified using the speaker 63. At the same time, the display unit 62 displays a running abnormality message (S5). And when self-propelled cleaner 1 recovers from a driving abnormal state by being operated by a user who knew driving abnormality, or when self-propelled cleaner 1 escapes from a driving abnormal state by oneself (YES in S6), the process returns to S1, and the processes after S2 are repeated at predetermined time intervals. On the other hand, when the self-propelled cleaner 1 cannot recover from the abnormal running state (NO in S6), the notification operation is continued, and when the predetermined time has elapsed from the start of the notification operation, the abnormal traveling state cannot be recovered (in S7). (YES), the power supply to the traveling means and the cleaning means is stopped (S8). If the user cannot recover from the abnormal running state even after the predetermined time has elapsed, the user is considered not to be near the self-propelled cleaner 1, and the notification operation by the speaker 63 is stopped. Even in this case, the LED indicates that the self-propelled cleaner 1 has stopped due to a running abnormality so that the user can easily understand the reason that the self-propelled cleaner 1 has stopped during the cleaning operation. It is better to keep it.

図５（ａ）は、自走式掃除機１の走行異常の例として、床面Ｆ上に落ちていた布Ｃが駆動輪２１に絡まって、自走式掃除機１が走行不能に陥った状態を示している。このような場合、駆動モータ２２に電圧が印加されているにも関わらず、自走式掃除機１が移動していないことが加速度センサ１４の検出出力により把握できるため、自走式掃除機１の走行異常を検出することができる。なお、このような場合には、駆動輪２１の回転が布によって妨害されているため、エンコーダで駆動輪２１が回転していないことを検出することによっても自走式掃除機１の走行異常を検出することは可能である。一方、図５（ｂ）に示されるように、駆動輪２２Ｌが床面Ｆにある溝状の段差Ｓに脱輪する等して、駆動輪２１が空回りしている場合は、エンコーダは駆動輪２１の回転を検出するため、エンコーダのみによっては、自走式掃除機１の走行異常は検出することができない。これに対し、本実施形態の自走式掃除機１では、駆動モータ２２に電圧が印加されているにも関わらず、自走式掃除機１が移動していないことが加速度センサ１４の検出出力により把握できるため、走行異常を検出することができる。 FIG. 5A shows an example of a running abnormality of the self-propelled cleaner 1. The cloth C that has fallen on the floor F is entangled with the drive wheels 21, and the self-propelled cleaner 1 has become unable to run. Indicates the state. In such a case, since the self-propelled cleaner 1 can be grasped from the detection output of the acceleration sensor 14 despite the voltage being applied to the drive motor 22, the self-propelled cleaner 1 It is possible to detect a running abnormality. In such a case, since the rotation of the drive wheel 21 is obstructed by the cloth, the running abnormality of the self-propelled cleaner 1 can also be detected by detecting that the drive wheel 21 is not rotating by the encoder. It is possible to detect. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the drive wheel 21 is idle, such as when the drive wheel 22L is derailed to the groove-shaped step S on the floor F, the encoder is connected to the drive wheel. Since the rotation of 21 is detected, the running abnormality of the self-propelled cleaner 1 cannot be detected only by the encoder. On the other hand, in the self-propelled cleaner 1 of the present embodiment, the detection output of the acceleration sensor 14 indicates that the self-propelled cleaner 1 is not moving even though a voltage is applied to the drive motor 22. Therefore, the running abnormality can be detected.

以上のように、本実施形態の自走式掃除機１によれば、駆動モータ２２の印加電圧と加速度センサ１４の検出出力を比較し、駆動モータ２２に電圧が印加されているにも関わらず、加速度センサ１４の検出出力がない場合には、自走式掃除機１が走行異常であると判定するため、駆動輪２１の回転数をエンコーダ等で検出して自走式掃除機１の走行異常を判定する場合と比較して、駆動輪２１が脱輪等により空回りしている状態を正常な走行状態と判断することがなく、自走式掃除機１の走行異常を確実に検出することができる。 As described above, according to the self-propelled cleaner 1 of the present embodiment, the applied voltage of the drive motor 22 and the detection output of the acceleration sensor 14 are compared, and the voltage is applied to the drive motor 22. When there is no detection output from the acceleration sensor 14, the self-propelled cleaner 1 is determined to have a running abnormality. Therefore, the rotational speed of the drive wheel 21 is detected by an encoder or the like, and the self-propelled cleaner 1 travels. Compared with the case where abnormality is determined, the state where the driving wheel 21 is idle due to wheel removal or the like is not determined as a normal traveling state, and the traveling abnormality of the self-propelled cleaner 1 is reliably detected. Can do.

また、自走式掃除機１の走行異常を確実に検出してユーザに報知することができるため、走行異常が発生した場合であっても、自走式掃除機１の走行回復操作をユーザに促して、早期に走行異常状態からの回復を図ることができる。 Further, since the traveling abnormality of the self-propelled cleaner 1 can be reliably detected and notified to the user, the traveling recovery operation of the self-propelled cleaner 1 can be performed to the user even when the traveling abnormality occurs. It is possible to promptly recover from the abnormal running state.

また、自走式掃除機１の走行異常が検出され、自走式掃除機１が走行不能に陥った場合に、少なくとも所定時間の間は、走行手段等を作動させておくことにより走行不能状態からの回復を試みる一方、所定時間経過した後は、自走式掃除機１の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止するため、無駄な電力を電力の消費を抑えることができる。 In addition, when a running abnormality of the self-propelled cleaner 1 is detected and the self-propelled cleaner 1 becomes unable to run, the running means is disabled by operating the running means at least for a predetermined time. On the other hand, after the predetermined time has elapsed, the power supply to the traveling means and the cleaning means of the self-propelled cleaner 1 is stopped, so that it is possible to suppress wasteful power consumption.

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態においては、走行異常状態として、駆動輪２１に布が絡まった場合、及び駆動輪２１が脱輪した場合についてのみ説明したが、言うまでもなく他の走行異常状態についても本発明は検出することが可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the present embodiment, only the case where the cloth is entangled with the driving wheel 21 and the case where the driving wheel 21 is removed as the running abnormality state has been described, but it goes without saying that the present invention is applicable to other running abnormality states. It is possible to detect.

本発明の一実施形態による自走式掃除機の斜視図。The perspective view of the self-propelled cleaner by one embodiment of the present invention. 同掃除機のブロック構成図。The block block diagram of the vacuum cleaner. 同掃除機の分解斜視図。The exploded perspective view of the vacuum cleaner. 同掃除機の走行異常判定動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the driving | running | working abnormality determination operation | movement of the same vacuum cleaner. （ａ）は同掃除機の駆動輪が布を巻き込んだ状態を示す図、（ｂ）は同掃除機の駆動輪が脱輪した状態を示す図。(A) is a figure which shows the state in which the driving wheel of the cleaner was carrying cloth, (b) is the figure which shows the state where the driving wheel of the cleaner was removed.

符号の説明Explanation of symbols

１自走式掃除機
１０走行用センサ類（障害物検知手段）
１４加速度センサ
２１駆動輪（走行手段）
２２駆動モータ（走行手段）
４１メインブラシ（掃除手段）
４４ゴミ吸引ファン（掃除手段）
７０制御部（走行異常判定手段，通電制御手段）
７０ｃ走行制御部（印加電圧検出手段） 1 Self-propelled vacuum cleaner 10 Traveling sensors (obstacle detection means)
14 Acceleration sensor 21 Drive wheel (traveling means)
22 Drive motor (traveling means)
41 Main brush (cleaning means)
44 Garbage suction fan (cleaning means)
70 control unit (running abnormality determination means, energization control means)
70c Travel control unit (applied voltage detection means)

Claims

自律走行のために走行方向にある障害物を検知し、その障害物までの距離を測定する障害物検知手段と、前記障害物検知手段に基づいて、駆動輪を回転駆動させる駆動モータを制御することにより障害物を回避しつつ自律走行する走行手段と、掃除機本体の走行する領域を掃除する掃除手段とを備えた自走式掃除機において、
前記駆動モータの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、
前記掃除機本体に作用する加速度を、掃除機本体の進行方向に対して、前後方向、左右方向及び上下方向の直交する３軸方向について検出する加速度センサと、
前記印加電圧検出手段により検出された前記駆動モータの印加電圧と前記加速度センサの検出出力を所定時間間隔で比較し、前記駆動モータに電圧が印加されているにも関わらず、前記掃除機本体が移動していないことにより前記加速度センサの検出出力がない場合には、掃除機本体が走行異常であると判定する走行異常判定手段と、
前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、音及び／又は光により、ユーザに掃除機本体の走行異常を報知する走行異常報知手段と、
前記走行異常報知手段により、前記掃除機本体の走行異常を報知し始めてから、所定時間経過しても走行異常から回復しないときには、前記掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止する通電制御手段とを備え、
前記駆動輪の回転検出出力を用いることなく、前記駆動モータの印加電圧と加速度センサの検出出力のみを用いて前記掃除機本体の走行異常を検出することにより、前記駆動輪が空回りしている場合の走行異常の誤判定を防止したことを特徴とする自走式掃除機。 An obstacle detection means for detecting an obstacle in the running direction for autonomous running and measuring the distance to the obstacle, and a drive motor for rotating the drive wheel based on the obstacle detection means is controlled. In a self-propelled cleaner comprising a traveling means that autonomously travels while avoiding obstacles, and a cleaning means that cleans a region where the cleaner body travels,
Applied voltage detection means for detecting the applied voltage of the drive motor;
An acceleration sensor that detects acceleration acting on the cleaner body in three axial directions orthogonal to the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction with respect to the traveling direction of the cleaner body;
The applied voltage of the drive motor detected by the applied voltage detection means is compared with the detection output of the acceleration sensor at predetermined time intervals, and the vacuum cleaner main body has a voltage applied to the drive motor even though the voltage is applied to the drive motor. When there is no detection output of the acceleration sensor because it is not moving, a running abnormality determining means that determines that the cleaner body is running abnormally;
When the travel abnormality determining means determines that the cleaner body is in a travel abnormality state, the travel abnormality notifying means for notifying the user of the travel abnormality of the cleaner body by sound and / or light, and
If the running abnormality notifying means does not recover from the running abnormality even after a predetermined time has elapsed since the running abnormality notifying means starts to notify the running abnormality of the cleaner body, the power supply to the running means and the cleaning means of the cleaner body is stopped. An energization control means,
When the driving wheel is idle by detecting the running abnormality of the cleaner body using only the applied voltage of the driving motor and the detection output of the acceleration sensor without using the rotation detection output of the driving wheel. Self-propelled vacuum cleaner characterized by preventing erroneous determination of abnormal running.

自律走行のために走行方向にある障害物を検知し、その障害物までの距離を測定する障害物検知手段と、前記障害物検知手段に基づいて、駆動輪を回転駆動させる駆動モータを制御することにより障害物を回避しつつ自律走行する走行手段と、掃除機本体の走行する領域を掃除する掃除手段とを備えた自走式掃除機において、
前記駆動モータの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、
前記掃除機本体に作用する加速度を、掃除機本体の進行方向に対して、前後方向、左右方向及び上下方向の直交する３軸方向について検出する加速度センサと、
前記印加電圧検出手段により検出された前記駆動モータの印加電圧と前記加速度センサの検出出力を比較することにより、前記掃除機本体の走行異常を判定する走行異常判定手段と、
前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、ユーザに掃除機本体の走行異常を報知する走行異常報知手段とを備えたこと特徴とする自走式掃除機。 An obstacle detection means for detecting an obstacle in the running direction for autonomous running and measuring the distance to the obstacle, and a drive motor for rotating the drive wheel based on the obstacle detection means is controlled. In a self-propelled cleaner comprising a traveling means that autonomously travels while avoiding obstacles, and a cleaning means that cleans a region where the cleaner body travels,
Applied voltage detection means for detecting the applied voltage of the drive motor;
An acceleration sensor that detects acceleration acting on the cleaner body in three axial directions orthogonal to the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction with respect to the traveling direction of the cleaner body;
A running abnormality determining means for judging a running abnormality of the main body of the cleaner by comparing the applied voltage of the drive motor detected by the applied voltage detecting means with a detection output of the acceleration sensor;
A self-propelled type comprising a travel abnormality notifying means for notifying the user of a travel abnormality of the cleaner body when the travel abnormality determining means determines that the cleaner body is in a travel abnormal state. Vacuum cleaner.

前記走行異常判定手段により、前記掃除機本体が走行異常状態であると判定された場合に、前記掃除機本体の走行手段及び掃除手段への電力供給を停止する通電制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。 When the travel abnormality determining unit determines that the cleaner body is in a travel abnormal state, the travel abnormality determining unit includes an energization control unit that stops power supply to the travel unit and the cleaning unit of the cleaner body. The self-propelled cleaner according to claim 2.