JP2019083871A - 掃除機システム - Google Patents

Abstract

【課題】自律走行型掃除機近傍の掃除領域を一時的に掃除させる指令を遠隔で伝達する。【解決手段】自律駆動して清掃動作を実行可能で、エリア掃除指令信号を受信可能な自律走行型掃除機と、リモコンと、を有する掃除機システムであって、リモコンは、遠隔からエリア掃除指令信号を自律走行型掃除機に伝達可能であり、自律走行型掃除機がエリア掃除指令信号を受信すると、エリア掃除指令信号を受信した地点周囲を清掃するエリア掃除動作を実行する。【選択図】図１５

Description

本発明は、自律走行型掃除機およびそのリモコンを含む掃除機システムに関する。

室内を自律的に移動しつつ掃除する自律走行型掃除機として、特許文献１に記載のものが知られており、ごみ集中場所２２のごみを完全に掃除するとしている（００４２、図６）。
特許文献１のように進路上の（前方の）床面のごみを認識することが出来ない自律走行型掃除機は、ごみが堆積している領域を通常の領域と同様に駆動して通り過ぎてしまう場合がある。
特許文献１では、吸引した塵埃量を検知するごみセンサを備えているものの、吸引から検知までの間には時間差が存在するため、検知できた時点ではすでに塵埃が堆積した領域を通り過ぎてしまっている場合がある。図１４に示すように、自律走行型掃除機は在宅時に行われることが多く、そのような動作が使用者の監視下で行われると、使用者の不満が募る虞がある。

特開２００４−２５４７３５号公報

ごみが集中している領域は、自律走行型電気掃除機Ｓが一度通過しただけでとりきれる範囲にのみ収まっているとは限らず、特許文献１のように往復動するだけでは、清掃領域が狭すぎる虞がある。

また、そのようなごみ集中場所の清掃が自律駆動中にのみ行われ、使用者が指定して実行できないと、使用者が意図する動作を自律走行型掃除機に実行させられないことになり、不満を与えてしまう虞がある。

また、狭い範囲を集中的に掃除させる指令を使用者が与えられる構成を実現したとしても、それが停止中の自律走行型掃除機をごみ集中場所の近傍に運搬する必要があるとしたら、使用者に手間である。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、自律駆動して清掃動作を実行可能で、エリア掃除指令信号を受信可能な自律走行型掃除機と、リモコンと、を有する掃除機システムであって、前記リモコンは、遠隔から前記エリア掃除指令信号を前記自律走行型掃除機に伝達可能であり、前記自律走行型掃除機が前記エリア掃除指令信号を受信すると、該エリア掃除指令信号を受信した地点周囲を清掃するエリア掃除動作を実行することを特徴とする。

本発明の実施形態の自律走行型掃除機を左前方から見た斜視図。 実施形態の自律走行型掃除機の下面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 実施形態の自律走行型掃除機のケースを外した内部構成を示す斜視図。 実施形態の掃除時の自律走行型掃除機の走行軌跡。 実施形態のその場回転の詳細動作を示す図。 実施形態のその場回転における右車輪の速度変化を示す図。 実施形態の旋回動作を示す図。 実施形態の旋回の詳細動作を示す図。 実施形態の旋回における右車輪の速度変化を示す図。 実施形態の壁際走行時の自律走行型掃除機の走行軌跡。 実施形態の壁際走行の詳細を示す図。 実施形態の旋回における左車輪の速度変化を示す図。 自律走行型掃除機の使用場面。 実施形態のリモコンの外観を現す平面図。 実施形態の(ａ)停止状態から任意の掃除領域を掃除する動作を示す図、（ｂ）自律駆動状態から任意の掃除領域を掃除する動作を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の自律走行型掃除機を左前方から見た斜視図である。図２は実施形態の自律走行型掃除機の下面図である。自律走行型掃除機Ｓが進行する向きのうち、自律走行型掃除機Ｓが通常進行する方向を前方、鉛直上向きを上方、駆動輪２、３が対向する方向であって駆動輪２側を左方、駆動輪３側を右方とする。すなわち図１等に示すように前後、上下、左右方向を定義する。

自律走行型掃除機Ｓは、所定の掃除領域（例えば、部屋の床面Ｙ）を自律的に移動しながら自動的に掃除する電気機器である。自律走行型掃除機Ｓは、外郭を成すケース１（１ｕ、１ｓ）と、下部の一対の駆動輪２、３および補助輪４とを備えている。また、自律走行型掃除機Ｓは、下部に回転ブラシ５、ガイドブラシ６およびサイドブラシ７を備え、周囲に障害物検知手段としての前方用測距センサ８（図２、図３、図４参照）を備えている。

駆動輪２、３は、自律走行型掃除機Ｓを前進、後退、旋回させる車輪である。駆動輪２、３は、左右両端側に配置され、それぞれ走行モータおよび減速機で構成される車輪ユニット２０、３０により回転駆動される。補助輪４は、従動輪であり自由回転するキャスタである。駆動輪２、３は、自律走行型掃除機Ｓの前後方向の中央側、左右方向の外側に設けられており、補助輪４は前後方向の前方側、左右方向の中央側に設けられている。

サイドブラシ７は、自律走行型掃除機Ｓの前方側、左右方向の外側に設けられており、図１の矢印α１のように、自律走行型掃除機Ｓの前方外側の領域を、左右方向外側から内側に向かう方向に掃引するよう回転して、床面上の塵埃を中央の回転ブラシ５（図２参照）側に集める。２つのガイドブラシ６は、それぞれ駆動輪２、３に対して左右方向内側に設けられており、サイドブラシ７で集められた塵埃を回転ブラシ５の幅内から外側に逃げないようにガイドする固定ブラシである。回転ブラシ５は、自律走行型掃除機Ｓの駆動輪２、３に対して後方に設けられている。

図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４は自律走行型掃除機のケースを外した内部構成を示す斜視図であり、集塵ケース１２を外した状態を示す。

自律走行型掃除機Ｓは、内部に充電池９と制御装置１０と吸引ファン１１と集塵ケース１２とを備えている。集塵ケース１２は入口として回転ブラシ５の上方に吸込み口１２ｉが形成されており、この部分にごみセンサ（不図示）が設けられている。また、集塵ケース１２は出口に集塵フィルタ１３が取り付けられている。ごみセンサは、吸込み口１２ｉを通過する塵埃量を検知することができる。

充電池９は、例えば、充電することで再利用可能な二次電池であり、電池収容部１ｓ６に収容されている。充電池９からの電力は、各種障害物検知手段（８、１５、１６）、制御装置１０、駆動輪２、３や各種ブラシ（５、７）のモータ、及び吸引ファン１１等に供給される。自律走行型掃除機Ｓは、制御装置１０により統括的に制御される。

（吸引ファン１１）
図４に示すように、吸引ファン１１は下ケース１ｓの中心付近に配置されている。吸引ファン１１による空気の流路には、吸口１４（図３参照）から下流側に向かって順に、集塵ケース１２、集塵フィルタ１３、吸引ファン１１、及び、排気口１ｓ５（図２参照）が設けられている。排気口１ｓ５は、回転ブラシ５の前方、駆動輪２、３の左右方向内側に設けられている。吸引ファン１１（図３参照）を駆動することで集塵ケース１２内の空気を排気口１ｓ５から外部に排出して負圧を発生させ、床面Ｙから吸口１４を介して塵埃を集塵ケース１２内に吸い込む。

吸口１４付近には、床面上の塵埃を掻き込む回転ブラシ５（図３参照）が設けられている。吸引ファン１１、及び、回転ブラシモータ５ｍ（図４参照）が駆動すると、回転ブラシ５（図３参照）によって床面等の塵埃が掻き込まれる。掻き込まれた塵埃は、吸口１４、吸込み口１２ｉを介して集塵ケース１２内に導かれる。集塵フィルタ１３で塵埃が取り除かれた空気は、排気口１ｓ５（図２参照）を通して排出される。なお、集塵ケース１２は、上ケース１ｕに設けられた蓋１ｕ１（図１参照）を開けることで着脱可能であり、集塵フィルタ１３を外して塵埃が廃棄される。

（自律走行型掃除機Ｓの動作概要）
自律走行型掃除機Ｓは、駆動輪２、３と補助輪４（図２参照）とにより自律的に移動され、前進、後進、左右旋回、超信地旋回等が可能である。そして、自律走行型掃除機Ｓは、サイドブラシ７、ガイドブラシ６で集塵して回転ブラシ５の周りに付着した塵埃を、吸口１４を介して、吸引ファン１１の吸込み力により、集塵ケース１２入口の吸込み口１２ｉから集塵ケース１２内に吸込み、出口の集塵フィルタ１３により集塵ケース１２内に滞留させる。

集塵ケース１２内に塵埃が溜まると、適宜、利用者により集塵ケース１２が本体部Ｓｈより取り出され、集塵フィルタ１３が取り外され、塵埃が廃棄される。

（ケース１）
ケース１は、外郭を成し、車輪ユニット２０、３０、回転ブラシモータ５ｍ、吸引ファン１１、集塵ケース１２、制御装置１０等を収容する筐体である。

ケース１は、上壁を成す上ケース１ｕと、底壁（及び一部の側壁）を成す下ケース１ｓと、ケース１の前下部に設置されるバンパ１ｂとを備えている。

車輪ユニット収容部１ｓ１には、駆動輪２、３が支持、駆動される車輪ユニット２０、３０が収容される。上ケース１uの上面には、リモコン１０１からの赤外線信号を受光し受光素子１０２へ信号を導く導光管１０３が配置されており、受光素子１０２が受けた信号が制御装置１０へ入力される。

（操作ボタンＢｕ）
操作ボタンＢｕは自律走行型掃除機Ｓの運転を開始・停止を指示するスタートボタン、掃除モードを選択する掃除モードボタン、予約を行う予約ボタンなどからなり、本体の動作を指示することが出来る。

（吸込部１ｓ４）
図３に示す吸込部１ｓ４は、吸引ファン１１で吸引する塵埃を含む空気の流路の一部を形成する。吸込部１ｓ４から下流の流路は、順に、集塵ケース１２、集塵フィルタ１３、吸引ファン１１及び、排気口１ｓ５（図２参照）に連通する。

吸込部１ｓ４には、塵埃を掻き込む回転ブラシ５が配置され、回転ブラシ５を駆動する回転ブラシモータ５ｍ（図４参照）が固定される。吸込部１ｓ４は、回転ブラシ５で掻き込まれた塵埃を集塵ケース１２に吸込む吸口１４が形成されている。なお、回転ブラシ５（図２参照）は、吸込部１ｓ４と略同じ長さを有している。

図３に示すように、吸口１４は、集塵ケース１２の開口の吸込み口１２ｉと連通し、塵埃が吸口１４、吸込み口１２ｉを介して集塵ケース１２に集められる。吸込部１ｓ４には、回転ブラシ５を収容する回転ブラシ収容部１４ｂが下ケース１ｓに形成され、回転ブラシ収容部１４ｂに上述の回転ブラシ５が配置される。回転ブラシ５は、吸込部１ｓ４に回転可能に取り付けられる。回転ブラシ５は、吸込部１ｓ４に取り外し可能に取り付けられる。

（集塵ケース１２）
図３に示す集塵ケース１２は、床面Ｙから、吸込部１ｓ４に形成される吸口１４を介して吸いこまれた塵埃を回収する容器である。集塵ケース１２は、回転ブラシ５と略同じ左右方向寸法を有している。

（障害物検知手段８、１５、１６）
障害物検知手段として図４に示すバンパセンサ１５と、前方用測距センサ８と、床面用測距センサ１６を設けている。バンパセンサ１５は、バンパ１ｂ（図１参照）が障害物と接触したことをバンパ１ｂの後退で検知するセンサである。

前方用測距センサ８は、赤外線を用いて障害物までの距離を計測する測距センサで、バンパ１ｂの表面から５〜１５ｍｍの内側に設置させている。なお、バンパ１ｂの測距センサ８の近傍は、赤外線を透過させる樹脂又はガラスで形成されている。

前方用測距センサ８は、障害物からの赤外線の反射光を感知するもので、反射光の強度により距離を計測するものである。反射光の強度が強い場合は近く、弱い場合は遠いと判断する。つまり、障害物からの距離は０、１の２値で判定されるものではなく、障害物からの距離を複数の段階で（アナログ的に）判定できる測距センサである。

このような前方用測距センサ８を、本体正面８a、左側面８ｂ、右側面８ｃ、正面と左側面の間の左正面８ｄ、正面と右側面の間の右正面８ｅの計５個設けている。本実施例では５個とも“距離”を複数の段階で計測できる測距センサとしているが、少なくとも左側面８ｂ、右側面８ｃのどちらか一方のみが、“距離”を複数の段階で計測できる測距センサでも構わない。

（リモコン１０１）
図１５は本実施形態の自律走行型掃除機Ｓが解釈可能な制御信号を出力するリモコン１０１の正面図である。リモコン１０１は赤外線発光部２０１と、自律走行型掃除機Ｓの掃除モードを選択可能なモード選択ボタン２０２と、動作を開始・停止するためのスタートボタン２０３と、前進動作の指示する前進ボタン２０４と、右回転を指示する右回転ボタン２０５と、左回転を指示する左回転ボタン２０６と、充電台へ帰還させるホームボタン２０７と、ボタンを押した場所の周辺を螺旋状に掃除するエリア掃除ボタン２０８が配置されており、それぞれのボタンを押すと決められたパターンの赤外線信号が発光される。

（制御装置１０）
図３に示す制御装置１０は、例えばマイコン（Microcomputer）と周辺回路とが基板に実装され、構成される。マイコンは、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することで各種処理が実現される。周辺回路は、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器、各種モータの駆動回路、センサ回路、充電池９の充電回路等を有している。

制御装置１０は、利用者による操作ボタンｂｕの操作、及び、各種障害物検知手段（センサ８、１５、１６）から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各種モータ、吸引ファン１１等と信号を入出力する。

図５は掃除時の走行軌跡の一例を示す。自律走行型掃除機Ｓは、操作ボタンＢｕを操作することにより動き出し、部屋５０内を走行する。部屋５０は壁５１で囲まれており、その左下側に机があり、図５には机の脚５５を記載している。部屋５０内の点線５２は走行軌跡を示している。

反射走行は、前方測距用センサ８もしくはバンパセンサ１５により障害物を検出したら進行方向を変える走行である。自律走行型掃除機Ｓは図中Ｐ１より出発し、障害物となる部屋５０の壁５１ｂに近づくと（Ｐ２）、左回りにその場で回転（超信地旋回）することで進行方向を変え、壁５１ｂで反射しているかのような走行軌跡を示す。

その後も壁５１に近づいては進行方向を変える動作（その場回転の角度はランダムに変更）を繰り返し、机の脚５５ａに近づく（Ｐ３）。机の脚５５aのように細い（小さい）障害物と判断したら、その障害物のごく近い所を回り込むように本体を旋回させ、その障害物の先をさらに掃除する。

その後、壁５１ｃに近づき、進行方向を変え、壁５１ａに近づき、さらに進行方向を変え、机の脚５５ｃに近づく（Ｐ４）。机の脚５５ｃのように細い（小さい）障害物と判断したら、その障害物のごく近い所を一周以上旋回するように本体を移動させる。
上記では机の脚５５aに近づいた場合と５５ｃに近づいた場合とで旋回距離（角度）が異なっているが、本実施例ではランダム的に変化させているが、細い障害物の検出頻度を基準に旋回距離を変化させても良い。細い障害物がたくさんある状況、たとえば食卓の下など複数の椅子がある場合、椅子の脚まわりのごみをしっかり掃除するためにも旋回距離を長くして掃除させるほうが望ましい。

このように、自律走行型掃除機Ｓは直進以外にも、その場で回転したり、障害物近傍を旋回したりしている。その場で回転する時の詳細な動作を図６に示す。図６は自律走行型掃除機Ｓを簡略化して示しており、本体Ｓｈと右の駆動輪２、左の駆動輪３のみを示し、Ｐ１１は本体Ｓｈの前端（先頭）を示している。また、図中の破線は本体Ｓｈがその場で回転した後の車輪位置を示し、Ｐ１２は移動後の本体の先頭の位置を示している。図６は反時計回りにその場で回転する場合を示しており、右の車輪２を前方向に、左の車輪３を後ろ方向に略同じ角速度で回転させる。この回転時の車輪の角速度を直進時の車輪の角速度より速くすることで、本体の回転速度を高め、短時間で回転させる。

具体的には図７に車輪（右側）の角速度の変化を示す。直進時の移動速度は３００ｍｍ/ｓであり、左右の車輪２、３はともに前向きに約５１０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ１）で回転している（車輪直径６８ｍｍ）が、回転時では右の車輪２は前向きに約６３０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ２）、左の車輪３は後向きに約６３０ｄｅｇ／sで回転させる。直進時の角度速度に対して、回転時の車輪の角速度は約１．２倍となっている。た、本体Ｓｈの動きとして本体先頭Ｐ１１の移動速度も直進時に比べて速く移動しており、回転時には約５５０ｍｍ／ｓとなる。

このように回転時の車輪速度を直進時の車輪の角速度と略同等、またはより速くすることにより、時間を短縮することができる。もし、その場回転時における車輪の角速度を直進時における車輪の角速度より減速した場合、たとえば３５％減速した場合、本体を１５０度回転させるのに要する時間は約１．２秒であるが、本実施例のように車輪の角速度を速めた場合は約０．６秒となり、約０．６秒の時間を短縮できる。自律走行型掃除機Ｓによる１回の掃除運転中の反射回数は約２００回あり、走行距離を約３６ｍ長くすることができる。

なお、図７に示すように直進時およびその場回転時の角速度は床面の状態等により、一定ではなく、時間とともに直進時はＬ１ａ〜Ｌ１ｂ、その場回転時はＬ２ａ〜Ｌ２ｂの範囲で上下しており、その場回転時の角速度Ｌ２ｂは少なくともＬ１ａより高くする。

次に、旋回中の車輪の角速度に関して、図８、９を用いて説明する。図８は旋回動作の例として、本体幅より狭い障害物６１の周りを回り込む動作を示す。まず、本体は障害物６１に近接または接触し（図８の実線Ｓｈ１）、障害物６１が本体Ｓｈ１の左右どちらかにあるか測距センサ８および／またはバンパセンサ１５で確認する。図８では本体Ｓｈ１の左側にあり、その場合は時計回りにその場回転を行う（矢印Ａ）。このとき、測距センサ８を監視しながら、障害物６１が本体の略側面に位置するまでその場回転させる。その後、本体外周より外側の点を回転中心として反時計回りに旋回する（矢印Ｂ）。

図９は旋回時の自律走行型掃除機Ｓを簡略化して示しており、本体Ｓｈと右の駆動輪２、左の駆動輪３のみを示し、Ｐ２１は本体Ｓｈの前端（先頭）を示している。また、図中の破線は旋回した後の本体および車輪位置を示し、Ｐ２２は移動後の本体Ｓｈの先頭の位置を示している。反時計回りの旋回時において、左右の車輪は前方向に回転させているが、右の車輪２のほうが、左の車輪３より速い角速度で回転させる。

本体の側面に設けた測距センサ８により障害物までの距離を把握し、旋回時の回転半径（旋回半径）Ｒを決め、その旋回半径に基づいて左右車輪の角速度を制御しながら旋回させる。このとき障害物６１と本体Ｓｈ外郭の隙間が約５ｍｍ程度となるように、旋回半径Ｒを設定する。

この旋回半径Ｒに基づいて旋回する時、旋回方向とは逆側の車輪（図９では右車輪２）の角速度を、直進時における右車輪の角速度より速くすることにより、旋回に要する時間を短縮させる。具体的には旋回時の本体先頭の移動速度を、直進時の本体先頭の移動速度と略同等、またはより速い速度にする。直進時の本体先頭の移動速度３００ｍｍ／ｓに対して、旋回時の本体先頭の移動速度は３２０ｍｍ／ｓとした。回転中心Ｏから旋回方向とは逆側の車輪（右車輪２）までの距離は、回転中心Ｏから本体先頭Ｐ２１までの距離とほぼ同じまたは若干短く、右車輪２の移動速度も約３２０ｍｍ／ｓである。

図１０に右側の車輪２の角速度の変化を示す。旋回時の右車輪２の角速度は約５４０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ４）で回転し（車輪直径６８ｍｍ）、直進時の車輪の角速度約５１０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ１）より速い。
なお、図１０に示すように直進時および旋回時の角速度は床面の状態等により、一定ではなく、時間とともに直進時はＬ１ａ〜Ｌ１ｂ、旋回時はＬ４ａ〜Ｌ４ｂの範囲で上下しており、旋回時の角速度Ｌ４ｂはすくなくともＬ１ａより高くする。
ただし、本実施例のように、その場回転時および旋回時における本体Ｓｈの移動速度を速めた状態で障害物に接触すると、障害物に大きな衝撃を与えてしまう虞がある。そこで、本体Ｓｈの前面から側面にかけて設けた測距センサ８を用いて、本体Ｓｈ近傍の障害物を検知することが望ましい。その場回転および旋回中に障害物に本体が近づいたら停止または減速させ、障害物に接触しないまたは接触時の衝撃を弱めるようにすることができる。

また、本実施例における旋回動作として、左右の車輪が前方向に回転する場合を記載したが、片側の車輪を停止した旋回、片側をゆっくりと逆向きに回転させた旋回においても同様である。
なお、旋回時の動作として、本体の側面に設けた測距センサ８により障害物までの距離を把握せずに、所定の回転半径で旋回してもよい。また、旋回時の動作として、本体の側面に設けた測距センサにより障害物までの距離を時々刻々と把握しながら、その都度、旋回半径を変化させながら旋回してもよい。

反射走行を複数回行った後に、図１１のように壁５１に沿って移動する壁際走行を行う。図１２にその詳細な動作を示す。壁際走行は本体側面に設けた測距センサ８を用いて壁５１から約１０ｍｍ離れた状態を保つように走行する。この壁際走行の時の本体Ｓｈの移動速度は、反射走行中の直進時の速度と略同等、またはより速くする。

壁際走行の理想は図１２の破線Ｃのように壁５１と平行に直進することであるが、実際には図中実矢印線Ｄのように壁５１に近づいたり、壁５１から離れたりし、蛇行している。これは測距センサ８により壁５１までの距離を計測し、壁５１に近づいたら遠ざけるように、壁５１から離れたら近づくように走行制御をしているためである。壁５１に近づけたり、壁５１から遠ざけたりするときには左右の車輪２、３の角速度を異ならせている。本体Ｓｈの左側の壁５１に対して、本体Ｓｈを近づける場合には、右側の車輪２の角速度を左側の車輪３の角速度より速くする。また、本体Ｓｈを壁５１から遠ざける場合には左側の車輪３の角速度を右側の車輪２の角速度より速くする。

図１３に左側の車輪３の角速度の変化を示す。３００ｍｍ／ｓで本体Ｓｈが直進している場合、左右の車輪２、３はともに前向きに約５１０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ１）で回転している。壁５１近傍まで移動したら左右の車輪２、３の回転を停止させ、その後、その場回転して壁５１と本体進行方向を略平行に向ける。その状態から壁際走行に移行する。

壁際走行中、本体Ｓｈが壁５１に対して目標値である約１０ｍｍ離れた状態のときは左右の車輪２、３はともに前向きに約５１０ｄｅｇ／ｓ（図１３のＶ１）で回転させる。壁から１０ｍｍより少し近い場合（壁から５ｍｍ以上１０ｍｍ未満の場合）は、右側の車輪２の角速度を４９５ｄｅｇ/ｓ、左側の車輪３の角速度を５２５ｄｅｇ／ｓ（図１３のＶ２）で回転させ、旋回半径約１５００ｍｍで緩やかに壁５１から遠ざける。このときの本体Ｓｈの先頭の移動速度は約３００ｍｍ／ｓとなり、直進時とほぼ同じ速度となる。

また、１０ｍｍより離れている場合は右側の車輪２の角速度を５２５ｄｅｇ/ｓ、左側の車輪３の角速度を４９５ｄｅｇ／ｓ（図１３のＶ３）で回転させ、旋回半径約１５００ｍｍで緩やかに壁５１に近づける。この場合も本体Ｓｈの先頭の移動速度は約３００ｍｍ／ｓとなり、直進時とほぼ同じ速度となる。

また、壁５１により近い場合（壁から５ｍｍ未満の場合）は、右側の車輪２の角速度を４４０ｄｅｇ/ｓ、左側の車輪３の角速度を５８０ｄｅｇ／ｓ（図１３のＶ４）で回転させ、旋回半径約３００ｍｍで急速に壁５１から遠ざける。このときの本体Ｓｈの先頭の移動速度は約３３０ｍｍ／ｓとなり、直進時より速い速度となる。

このように、壁からの距離を一定に保つように制御する壁際走行の旋回時における少なくとも一方の車輪の角速度を直進時より高くすることで、壁際走行においても、直進時と同様な速い速度で移動させることができる。これにより、直進時よりも速度を落とさずに走行することができ、走行距離が短くなることを防ぎ、未通過領域の面積を少なくすることができる。
なお、測距センサ８を用いて、上記のように壁５１と本体Ｓｈの距離に応じて動作（旋回半径）を変更させることで高速で壁際を走行しても壁に接触することを防ぐことができる。
また、本実施形態の自律走行型掃除機は略円形で示したが、略円形でなくてもよい。

以上のように、その場回転、旋回、壁際走行時の少なくともどちらか一方の車輪の角速度を、直進時の車輪の角速度とほぼ同等もしくはより高くすることで、走行距離を長くすることができ、広い面積を掃除することができ、未通過領域の面積を少なくすることができる。

リモコン１０１での操作において説明する。リモコン１０１は停止中にモードボタン２０２により、掃除モードを選び、スタートボタン２０３を押すことで、自律駆動を開始させることが可能である。また、ホームボタンを押すと、自律走行型掃除機Ｓは運転状態にかかわらず、充電台への帰還動作を開始する。

また、前進ボタン２０４、右回転ボタン２０５、左回転ボタン２０６は停止中に押すと、自律走行型掃除機Ｓはマニュアル駆動して自律駆動の約６倍となる大きい入力をファンモータへ入れると共に、走行速度を約２００ｍｍ/ｓに落とし、使用者がリモコン操作中にごみを通常よりも除去しやすく、かつ操作を行い易くしている。

自律駆動中に前進ボタン２０４、右回転ボタン２０５、左回転ボタン２０６に対応する信号を自律走行型掃除機Ｓが受信すると、通常走行の吸引力のまま、移動速度が減速して２００ｍｍ／ｓになる。これにより、使用者はリモコン操作を行いやすくなる。なお、減速中に再度前進ボタン２０４、右回転ボタン２０５、左回転ボタン２０６を押すと、元の自律駆動に戻る。また、停止中にこれらボタン２０４〜２０６に対応する信号を自律走行型掃除機Ｓが受信すると、信号に対応する動作、すなわち前進、右回転、又は左回転を行うマニュアル駆動を行う。

エリア掃除ボタン２０８を自律走行型掃除機Ｓの停止中又はマニュアル駆動中に押すと図１６（ａ）に示すような動作を行う。具体的には次の通りである。
（１）ごみのある掃除対象領域を越えて前進又は所定距離前進する。
（２）右回転。
（３）掃除領域又は（１）で進んだ経路の中点を中心とした右回転の螺旋を描きながら、徐々にその半径を小さくする。
（４）再度前進する。
（５）左回転。
（６）掃除領域又は（４）で進んだ経路の中点を中心とした左回転の螺旋を描きながら、徐々にその半径を小さくする。
（７）掃除終了（停止）。

（１）について、ごみのある掃除領域を越えたか否かは、例えば、ごみセンサの検知値が閾値を超えてから閾値を下回ったことを検知したこと、閾値を超えてから所定時間を経過したこと、等を以て判定することができる。所定距離としては、例えば５０ｃｍ又は１ｍ以上、１．５ｍ又は１ｍ以下にすることができる。

（３）及び（６）それぞれについて、螺旋の軌跡は径が小さくなっていく渦巻き状に限られず、大きくなっていく渦巻き状、多角形上の渦巻き状等でもよい。また、合計の回転角（旋回角）が３６０°以上であることが好ましい。例えば、渦巻き２周が行われると旋回角は７２０°となる。

（２）及び（３）と（５）及び（６）の回転方向はそれぞれ逆向きであっても良い。また、（４）〜（６）は行われなくても良い。

これにより、使用者が掃除を行いたい領域の後方に自律走行型掃除機Ｓが掃除を行いたい領域を向くように載置したり、マニュアル駆動で掃除を行いたい領域の後方又は領域上でエリア掃除ボタン２０８を操作することで、周辺の掃除領域全体掃除が可能となる。更に停止時又はマニュアル駆動からの動作では、吸引力を自律駆動時の約６倍に設定し、かつ、移動速度を２００ｍｍ／ｓと下げることにより、確実にごみを除去可能な動作となっている。

また、自律走行型掃除機Ｓの自律駆動中に、エリア掃除ボタン２０８に対応する信号を自律走行型掃除機Ｓが受信すると、図１６（ｂ）に示すような動作を行う。具体的には次の通りである。
（１’）信号受信直前の進路のまま前進する。前進距離は、停止時又はマニュアル駆動中にエリア掃除ボタン２０９に対応する信号を自律走行型掃除機Ｓが受信した場合の前進距離より短く、例えば半分にできる。
（２）右回転。
（３）掃除対象領域又は（１）で進んだ経路の中点を中心とした右回転の螺旋を描きながら、徐々にその半径を小さくする。
（４）再度前進する。
（５）左回転。
（６）掃除領域又は（４）で進んだ経路の中点を中心とした左回転の螺旋を描きながら、徐々にその半径を小さくする。
（７’）自律駆動に復帰する。

これにより、使用者が自律駆動中にエリア掃除ボタン２０９を押したところを中心に、周辺の掃除領域全体を掃除可能となる。なお、自律駆動から連続で発生するため、吸引力は自律駆動と同一とし、移動速度のみ２００ｍｍ／ｓに下げることにより、ごみを効果的に除去できる動作となっており、動作完了後は自動で自律駆動へ戻る。

（３）又は（６）実行中に障害物を検知すると、１８０度反転するなどして進路を逆向きにし、逆方向の螺旋を描くようにしてもよい。

自律走行型掃除機Ｓを自律駆動させるかリモコン１０１による使用者による操作で駆動するマニュアル駆動とするかは、選択可能である。例えば、自律走行型掃除機Ｓの停止中にスタートボタン２０３に対応する信号を与えると自律駆動させることができ、前進ボタン２０４、右回転ボタン２０５、左回転ボタン２０６、又はエリア掃除ボタン２０８に対応する信号を与えるとマニュアル駆動させることができる。本実施形態に依れば、自律駆動でも停止中でもマニュアル駆動中でも、エリア掃除ボタン２０８に対応する信号を与えることで、ごみが堆積した領域を効果的に掃除させることができる。

なお、リモコン１０１は、赤外線発光部２０１に代えて、ＬＡＮなどを介して自律走行型掃除機へ信号を与えてもよく、スマートホンをリモコン１０１の代わりとして使用することも可能である。
また、エリア掃除ボタン２０９と同一の制御信号を発するボタンを自律走行型掃除機Ｓ本体Ｓｈに配してもよい。
また、エリア掃除動作中における渦巻き又は旋回の最外周の半径は、どのタイミングに受けた指令かに拘らず、例えばそれより前又は直前に行った前進動作（上記（１）や（４））の距離と略同一にすることができる。

２、３ 駆動輪
５ 回転ブラシ
８ 前方用測距センサ（障害物検知手段）
９ 充電池
１１ 吸引ファン
１２ 集塵ケース
１４ 吸口
１５ バンパセンサ（障害物検知手段）
１６ 床面用測距センサ（障害物検知手段）
Ｓ 自律走行型掃除機
Ｓｈ 本体部（非回転部、車体）
１０１ リモコン
１０２ 受光素子
１０３ 導光管
１０４ 制御部
２０１ 赤外線発光部
２０２ モードボタン
２０３ スタートボタン
２０４ 前進ボタン
２０５ 右回転ボタン
２０６ 左回転ボタン
２０７ ホームボタン
２０８ エリア掃除ボタン

Claims (8)

1. 自律駆動して清掃動作を実行可能で、
   エリア掃除指令信号を受信可能な自律走行型掃除機と、
   リモコンと、を有する掃除機システムであって、
   前記リモコンは、遠隔から前記エリア掃除指令信号を前記自律走行型掃除機に伝達可能であり、
   前記自律走行型掃除機が前記エリア掃除指令信号を受信すると、該エリア掃除指令信号を受信した地点周囲を清掃するエリア掃除動作を実行することを特徴とする掃除機システム。
2. 前記エリア掃除動作は、螺旋状又は渦巻き状の軌跡で移動するエリアステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の掃除機システム。
3. ごみ量を検知可能なごみセンサを有し、
   前記エリア掃除指令信号を受信した場合、前記自律走行型掃除機が前記自律駆動中又はマニュアル駆動中であるとき、前記エリア掃除動作は、前記エリア掃除指令信号の受信直前の進路を維持して、所定距離前進する又はごみのある掃除領域を越えて前進するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の掃除機システム。
4. 前記エリア掃除動作は、前記前進するステップの後に前記エリアステップを実行し、さらにもう一度前記前進するステップの後に前記エリアステップを実行し、２つのエリアステップの旋回方向は互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の掃除機システム。
5. 任意で前記自律走行型掃除機の本体には、前記エリア掃除動作を開始させる命令を生成するボタン又はスイッチが配されており、
   停止中の前記自律走行型掃除機が前記エリア掃除指令信号を受信すると、前記自律駆動中に受信した場合に比して長い距離を前進するステップを含むエリア掃除動作を実行することを特徴とする請求項３又は４に記載の掃除機システム。
6. 前記自律駆動中に前記エリア操作指令信号を受信して前記エリア掃除動作を実行した場合、前記前進するステップでの前進距離は、螺旋又は渦巻き状の軌跡の最外周の半径と略同一であることを特徴とする請求項３乃至５何れか一項に記載の掃除機システム。
7. 前記自律駆動中又はマニュアル駆動中に前記エリア掃除指令信号を受信して前記エリア掃除動作を実行した場合、該エリア掃除動作の終了後は、前記自律駆動又は前記マニュアル駆動を再開することを特徴とする請求項１乃至６何れか一項に記載の掃除機システム。
8. 前記リモコンは、駆動中の前記自律走行型掃除機の速度を減速させる指令を出力可能であることを特徴とする請求項１乃至７何れか一項に記載の掃除機システム。

Images