JP2022110328A - Moving body and control method of moving body - Google Patents

Abstract

To provide a high-performance moving body capable of executing effective floor surface cleaning with a rotary brush while climbing over steps smoothly in a moving body for executing floor surface cleaning while autonomously travelling indoors.SOLUTION: A moving body for executing floor surface cleaning while autonomously travelling indoors includes at least two drive wheels 3, a motor 4 for driving the drive wheels 3, and a rotary brush 5. The ground contact surface of the two drive wheels 3 that ground on the floor and the ground contact surface of the rotary brush 5 that grounds on the floor are positioned roughly on a straight line when the moving body moves.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、移動体の構造とその制御に係り、特に、室内を自律走行しながら床面清掃を行うロボット掃除機に適用して有効な技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the structure and control of a moving object, and more particularly to a technique effectively applied to a robot cleaner that cleans a floor surface while autonomously traveling indoors.

自律走行して部屋の床をきれいにするロボット掃除機は、近年、性能が向上するとともに様々な機能を備えたモデルがラインナップされており、複数の部屋や広い部屋を掃除する際に便利であるため、一般家庭向けに限らず、高齢者施設等の共用施設向けにも広まりつつある。 In recent years, robot vacuum cleaners that run autonomously to clean the floor of a room have improved performance and have a lineup of models with various functions, which is convenient when cleaning multiple rooms or large rooms. , It is spreading not only for general households but also for shared facilities such as elderly care facilities.

ロボット掃除機に搭載されている機能としては、例えば、厚みのあるじゅうたんや敷居、階段などの段差を検知する段差検知機能、家具などへの衝突を回避しながら掃除を行う衝突防止機能、スマートフォンと連動できる無線通信機能などがある。 Functions installed in the robot vacuum cleaner include, for example, a step detection function that detects steps such as thick carpets, thresholds, and stairs, a collision prevention function that cleans while avoiding collisions with furniture, etc., and smartphones. There is a wireless communication function that can be linked.

本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「キャスタホイール（従動輪）及び駆動ホイール（駆動輪）のそれぞれに懸架バネを設けることでローラブラシの接地を確保する表面清掃ロボット」が開示されている。 As a background art of this technical field, there is a technique such as Patent Document 1, for example. Patent Literature 1 discloses "a surface cleaning robot that secures grounding of roller brushes by providing suspension springs on each of the caster wheel (driven wheel) and the drive wheel (driving wheel)".

また、特許文献２には、「駆動輪に加え、従動輪である前方補助輪及び後輪を設けた自走式電子機器」が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses “a self-propelled electronic device provided with front auxiliary wheels and rear wheels as driven wheels in addition to driving wheels”.

特表２０１５－５２０６３９号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-520639 特開２０１７－１８５２７０号公報JP 2017-185270 A

上述したように、近年のロボット掃除機には、センサやソフトウェアの進化に伴い様々な機能が搭載されているが、段差を容易に乗り越えられなかったり、薄いラグなどを引きずってしまうといった根本的な問題がある。 As mentioned above, robot vacuum cleaners in recent years have been equipped with various functions along with the evolution of sensors and software. There's a problem.

また、走行するための駆動輪に加えて、姿勢を維持するためのキャスタ（従動輪）を備えた従来のロボット掃除機では、段差を乗り越える際に回転ブラシが床面から浮いてしまい上手く掃除できない場合がある。また、キャスタ（従動輪）の直径が小さい場合には、段差を乗り越えられずに引っ掛かりやすいといった課題もある。 In addition to driving wheels for running, conventional robot vacuum cleaners equipped with casters (driven wheels) for maintaining posture cannot clean well because the rotating brush floats from the floor when going over steps. Sometimes. Moreover, when the diameter of the caster (driven wheel) is small, there is also a problem that it is easy to get caught without being able to climb over a step.

上記特許文献１では、段差を乗り越える性能がキャスタホイール（従動輪）の直径により制限されるため、スタックしやすい。 In Patent Document 1, the ability to climb over a step is limited by the diameter of the caster wheel (driven wheel), so it is easy to get stuck.

また、上記特許文献２も同様に、段差を乗り越える性能は前方補助輪及び後輪の直径に制限され、特に、後方への移動時にスタックしやすい。 Also, in Patent Document 2, the ability to climb over bumps is also limited by the diameters of the front auxiliary wheels and the rear wheels, and it is particularly easy to get stuck when moving backward.

そこで、本発明の目的は、室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体において、段差をスムーズに乗り越えつつ、回転ブラシによる効果的な床面清掃が可能な高性能な移動体を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-performance mobile body that cleans a floor surface while autonomously traveling indoors, and which can smoothly climb over steps and effectively clean the floor surface with a rotating brush. That's what it is.

上記課題を解決するために、本発明は、室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体であって、少なくとも２つの駆動輪と、前記駆動輪を駆動するモータと、回転ブラシと、を備え、前記移動体の移動時に、床に接地する２つの前記駆動輪の接地面と、床に接地する前記回転ブラシの接地面とが、略一直線上に位置することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a mobile body that cleans a floor surface while autonomously traveling indoors, comprising at least two driving wheels, a motor for driving the driving wheels, and a rotating brush. In addition, the ground contact surfaces of the two drive wheels contacting the floor and the contact surface of the rotating brush contacting the floor are positioned substantially on a straight line when the moving body moves.

また、本発明は、室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体の制御方法であって、前記移動体の移動時に、姿勢センサからの情報に基づき、本体が床面に対し鉛直となるように所定の制御周期で２つの駆動輪を制御することを特徴とする。 Further, the present invention is a method for controlling a moving object that cleans a floor surface while autonomously traveling in a room, wherein when the moving object moves, the main body becomes vertical to the floor surface based on information from a posture sensor. It is characterized by controlling the two driving wheels at a predetermined control cycle as follows.

本発明によれば、室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体において、段差をスムーズに乗り越えつつ、回転ブラシによる効果的な床面清掃が可能な高性能な移動体を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to realize a high-performance mobile body that cleans a floor surface while autonomously traveling in a room, and is capable of effectively cleaning the floor surface with a rotating brush while smoothly climbing over a step. can.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の実施例１に係る移動体の正面図である。1 is a front view of a moving body according to Example 1 of the present invention; FIG. 図１ＡのＡ－Ａ’方向矢視図（側面図）である。FIG. 1B is a view (side view) taken along the line A-A' in FIG. 1A; 本発明の実施例１に係る移動体の制御構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the moving body according to Example 1 of the present invention; 本発明の実施例１に係る移動体の作用効果を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the effect of the moving body which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係る移動体の側面図である。（スタンド展開時）It is a side view of the mobile body which concerns on Example 2 of this invention. (When the stand is deployed) 本発明の実施例２に係る移動体の側面図である。（スタンド格納時）It is a side view of the mobile body which concerns on Example 2 of this invention. (when the stand is retracted) 本発明の実施例２に係る移動体の制御構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a control configuration of a moving body according to Example 2 of the present invention; 本発明の実施例３に係る移動体の側面図である。（キャスタ展開時）It is a side view of the moving body which concerns on Example 3 of this invention. (when casters are deployed) 本発明の実施例３に係る移動体の側面図である。（キャスタ駆動時）It is a side view of the moving body which concerns on Example 3 of this invention. (When driving casters) 本発明の実施例３に係る移動体の側面図である。（キャスタ駆動時）It is a side view of the moving body which concerns on Example 3 of this invention. (When driving casters) 本発明の実施例４に係るロボット掃除機の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a robot cleaner according to Embodiment 4 of the present invention; 本発明の実施例４に係るロボット掃除機の装置本体の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a main body of a robot cleaner according to Embodiment 4 of the present invention; 図８の下方からの斜視図（底面図）である。FIG. 9 is a perspective view (bottom view) from below in FIG. 8 ; 図８のＢ－Ｂ’方向矢視図（側面図）である。FIG. 9 is a view (side view) taken along line B-B' in FIG. 8; 図１０の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of FIG. 10; 図８のＣ－Ｃ’方向矢視図（正面図）である。（キャスタ格納時）FIG. 9 is a view (front view) taken along line C-C' in FIG. 8; (when casters are retracted) 図８のＣ－Ｃ’方向矢視図（正面図）である。（キャスタ展開時）FIG. 9 is a view (front view) taken along line C-C' in FIG. 8; (when casters are deployed) 従来のロボット掃除機の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the conventional robot cleaner. 従来のロボット掃除機の問題点を示す図である。It is a figure which shows the problem of the conventional robot cleaner. 従来のロボット掃除機の問題点を示す図である。It is a figure which shows the problem of the conventional robot cleaner.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping portions are omitted.

図１Ａから図３、及び図１３Ａから図１３Ｃを参照して、本発明の実施例１の移動体とその制御方法について説明する。 1A to 3 and FIGS. 13A to 13C, a moving body and its control method according to a first embodiment of the present invention will be described.

図１Ａは、本実施例の移動体の正面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ’方向矢視図（側面図）である。図２は、本実施例の移動体の制御構成を示すブロック図である。図３は、本実施例の移動体の作用効果を概念的に示す図である。図１３Ａから図１３Ｃは、上述した従来のロボット掃除機（移動体）での課題を説明するための図である。なお、各図では、従来技術の課題や本発明の構成、作用効果を分かり易くするために、説明に必要な構成のみを模式的に示している。 FIG. 1A is a front view of the moving body of the present embodiment, and FIG. 1B is a view (side view) taken along the line A-A' in FIG. 1A. FIG. 2 is a block diagram showing the control configuration of the moving body of this embodiment. FIG. 3 is a diagram conceptually showing the effects of the moving body of this embodiment. 13A to 13C are diagrams for explaining problems with the conventional robot cleaner (moving body) described above. In addition, in each figure, in order to make it easy to understand the problems of the prior art, the configuration, and the effects of the present invention, only the configuration required for explanation is schematically shown.

［従来技術の課題］
先ず、図１３Ａから図１３Ｃを用いて、従来のロボット掃除機の問題点について説明する。 [Problem with conventional technology]
First, problems of the conventional robot cleaner will be described with reference to FIGS. 13A to 13C.

従来の代表的なロボット掃除機は、図１３Ａに示すように、本体２（及びフィルタ６）の下部に駆動輪３と、回転ブラシ５と、従動輪であるキャスタ２３を備えて構成されている。ロボット掃除機が室内を移動して床面清掃を行う際、駆動輪３とキャスタ２３と回転ブラシ５が床８に接地する。回転ブラシ５は、カーペットやじゅうたんの内部に付着した塵や埃などの微粒子、敷居の溝に入り込んだ塵や埃などの微粒子をかき出し、図示しない吸引口から吸い込むことで床面清掃を行う。 As shown in FIG. 13A, a typical conventional robot cleaner comprises a main body 2 (and a filter 6) and a driving wheel 3, a rotating brush 5, and a caster 23 as a driven wheel. . When the robot cleaner moves indoors to clean the floor surface, the drive wheels 3, the casters 23 and the rotating brushes 5 are grounded on the floor 8. - 特許庁The rotating brush 5 sweeps out fine particles such as dust adhering to the interior of the carpet and dust entering the grooves of the threshold and sucks them from a suction port (not shown) to clean the floor surface.

しかしながら、図１３Ｂに示すように、例えば、床８上に障害物３０などの段差がある場合、それを乗り越える際に、回転ブラシ５の浮きが発生してしまい、障害物３０（段差）付近の床面を上手く清掃できない場合がある。 However, as shown in FIG. 13B, for example, if there is a step such as an obstacle 30 on the floor 8, the rotating brush 5 may float when overcoming the obstacle 30 (step). Floors may not be cleaned properly.

また、図１３Ｃに示すように、キャスタ（従動輪）２３の直径が小さい場合、キャスタ（従動輪）２３が障害物３０（段差）を乗り越えられずに引っ掛かりやすいといった問題もある。 Further, as shown in FIG. 13C, when the caster (driven wheel) 23 has a small diameter, there is also a problem that the caster (driven wheel) 23 cannot get over the obstacle 30 (step) and is easily caught.

［基本構成］
次に、図１Ａ及び図１Ｂを用いて、本実施例の移動体１の基本構成について説明する。 [Basic configuration]
Next, the basic configuration of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

本実施例の移動体１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本体２と、本体２の左右に配置された２つの駆動輪３と、駆動輪３を駆動するモータ４と、本体２の下部に配置された回転ブラシ５と、本体２の上部に配置されたフィルタ６及びファン７とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the moving body 1 of this embodiment includes a main body 2, two drive wheels 3 arranged on the left and right sides of the main body 2, a motor 4 for driving the drive wheels 3, and a main body 2. and a filter 6 and a fan 7 arranged above the main body 2 .

フィルタ６は、ULPAフィルタ、HEPAフィルタなどの目の細かいフィルタであり、塵や埃に加えて、ウイルスや細菌などの微粒子をフィルタ部分に集塵することができる。 The filter 6 is a fine-mesh filter such as a ULPA filter or a HEPA filter, and can collect fine particles such as viruses and bacteria in the filter portion in addition to dust and dirt.

移動体１は、移動手段として本体２の左右に配置された２つの駆動輪３により、自律移動が可能である。駆動輪３により自由に走行することができることから、走行しながら回転ブラシ５を駆動することで、広い範囲の床上に付着している塵や埃などの微粒子を集塵できる。 The mobile body 1 can move autonomously by means of two drive wheels 3 arranged on the left and right sides of the main body 2 as moving means. Since the vehicle can travel freely by the driving wheels 3, by driving the rotating brush 5 while traveling, fine particles such as dust and dirt adhering to the floor over a wide range can be collected.

また、移動体１は、図１Ｂに示すように、本体上部に備えたファン７を駆動させることで、本体下方から本体上方に空気流れを発生させ、本体外から空気を吸引し、フィルタ６を通過させた清浄な空気を室内に排出することができる。加えて、回転ブラシ５で床上の塵や埃などの微粒子を巻き上げ、空気流れに乗せて吸引することが可能である。よって、空気中に浮遊している微粒子と床面に付着した微粒子の両方をフィルタ６に集塵することができる。 Further, as shown in FIG. 1B, the moving body 1 drives the fan 7 provided on the upper part of the main body to generate an air flow from the lower part of the main body to the upper part of the main body, sucking the air from the outside of the main body, and the filter 6. The clean air that has passed through can be discharged indoors. In addition, it is possible to pick up fine particles such as dirt and dust on the floor with the rotating brush 5 and suck them in with the air flow. Therefore, both fine particles floating in the air and fine particles adhering to the floor surface can be collected by the filter 6 .

つまり、本実施例の移動体１は、床上の塵や埃を吸引する掃除機であると同時に、室内の空気を浄化する空気清浄機としても使用することができる。 In other words, the moving body 1 of this embodiment can be used not only as a vacuum cleaner for sucking dust and dirt on the floor, but also as an air purifier for purifying indoor air.

なお、図１Ａでは、本体２の左右に２つの駆動輪３が配置されている例を示しているが、駆動輪３は移動手段として少なくとも２つあればよく、本体２の左右にそれぞれ複数の駆動輪３を配置してもよい。 Note that FIG. 1A shows an example in which two drive wheels 3 are arranged on the left and right sides of the main body 2, but at least two drive wheels 3 are sufficient as moving means, and a plurality of drive wheels 3 are provided on the left and right sides of the main body 2, respectively. Drive wheels 3 may be arranged.

ここで、本実施例の移動体１は、図１Ａに示すように、移動体１の移動時に、床８に接地する２つの駆動輪３の接地面９と、床８に接地する回転ブラシ５の接地面１０とが、略一直線上に位置するように構成されている。 Here, as shown in FIG. 1A, the moving body 1 of the present embodiment includes two ground contact surfaces 9 of the drive wheels 3 contacting the floor 8 and the rotating brushes 5 contacting the floor 8 when the moving body 1 moves. and the ground contact surface 10 are arranged substantially on a straight line.

［制御構成］
次に、図２を用いて、本実施例の移動体１の制御構成について説明する。 [Control configuration]
Next, the control configuration of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例の移動体１は、本体２に搭載された制御基板１１に通信部１５、制御部１６を備え、ユーザからの指示を通信部１５で受けて制御部１６により各機能を制御するように構成されている。制御部１６からは、集塵部１２である回転ブラシ５及びファン７、駆動部１３である駆動輪３が制御可能であり、また、検知部である姿勢センサ１４からの情報を制御部１６にて受信することができる。 The moving body 1 of the present embodiment includes a communication unit 15 and a control unit 16 on the control board 11 mounted on the main body 2. The communication unit 15 receives instructions from the user and the control unit 16 controls each function. is configured to The control unit 16 can control the rotating brush 5 and the fan 7, which are the dust collecting unit 12, and the driving wheels 3, which are the driving unit 13. Information from the attitude sensor 14, which is the detecting unit, is sent to the control unit 16. can be received.

制御部１６は、移動体１の移動時に、姿勢センサ１４からの情報に基づき、本体２が床面に対し常に鉛直となるように所定の制御周期で２つの駆動輪３を制御する。そして、２つの駆動輪３による倒立振子制御で移動体１の前後のバランスを保持しながら移動する。 The control unit 16 controls the two driving wheels 3 at a predetermined control cycle so that the main body 2 is always vertical to the floor surface based on the information from the attitude sensor 14 when the mobile body 1 moves. Then, the moving body 1 moves while maintaining the front-rear balance by the inverted pendulum control by the two drive wheels 3 .

なお、姿勢センサ１４には、本体２の傾斜角度（姿勢）や角速度、或いは角加速度を検出するジャイロスコープを用いる。 As the attitude sensor 14, a gyroscope that detects the inclination angle (orientation), angular velocity, or angular acceleration of the main body 2 is used.

ここで、ユーザからの指示は本体２に設けた操作パネル（図示せず）で行っても良いし、スマートフォン、PC、サーバなど他の情報機器を通じた無線通信により受け取っても良く、ユーザの指示を受けて移動体１は動作する。 Here, instructions from the user may be given by an operation panel (not shown) provided on the main body 2, or may be received by wireless communication through other information devices such as smartphones, PCs, and servers. , the mobile body 1 operates.

制御部１６は、通信部１５を介してユーザの指示を受け、また姿勢センサ１４などの検知部からの情報を受けて、各機能を適切に制御する。例えば、集塵部１２である回転ブラシ５及びファン７を駆動するか否か、駆動部１３である駆動輪３をどのように制御し、どう移動するかを制御する。 The control unit 16 receives instructions from the user via the communication unit 15 and information from detection units such as the attitude sensor 14, and appropriately controls each function. For example, it controls whether or not to drive the rotating brush 5 and the fan 7, which are the dust collecting section 12, and how to control the driving wheels 3, which are the driving section 13, and how to move them.

また、制御部１６は、通信部１５を介して動作状況や姿勢センサ１４などの検知部の検知結果をユーザに報知することが可能である。ユーザへの報知方法は問わず、通信部１５がクラウドにデータを送信し、その情報をユーザがブラウザで確認しても良いし、スマートフォンなどの表示装置に通信部１５からデータを直接送信しても良い。 In addition, the control unit 16 can notify the user of the operation status and the detection result of the detection unit such as the posture sensor 14 via the communication unit 15 . Regardless of the method of notification to the user, the communication unit 15 may transmit data to the cloud and the user may check the information on a browser, or the data may be directly transmitted from the communication unit 15 to a display device such as a smartphone. Also good.

［作用効果］
次に、図３を用いて、本実施例の移動体１の作用効果について説明する。 [Effect]
Next, the effects of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.

上述したように、本実施例の移動体１は、移動時に、姿勢センサ１４からの情報に基づき、本体２が床面に対し常に鉛直となるように所定の制御周期で２つの駆動輪３を制御し、２つの駆動輪３による倒立振子制御で移動体１の前後のバランスを保持しながら移動する。 As described above, the mobile body 1 of this embodiment rotates the two driving wheels 3 at predetermined control intervals based on the information from the attitude sensor 14 so that the main body 2 is always vertical to the floor when moving. Inverted pendulum control by two driving wheels 3 moves while maintaining front and rear balance of the moving body 1 .

また、移動体１は、移動時に、床８に接地する２つの駆動輪３の接地面９と、床８に接地する回転ブラシ５の接地面１０とが、略一直線上に位置するように構成されている。 In addition, the moving body 1 is configured such that the contact surfaces 9 of the two drive wheels 3 contacting the floor 8 and the contact surface 10 of the rotating brush 5 contacting the floor 8 are positioned substantially on a straight line during movement. It is

これにより、図３に示すように、移動体１（本体２）が前方または後方に傾いた場合であっても、転倒することなく、２つの駆動輪３による自律走行を継続することができる。 As a result, as shown in FIG. 3, even when the moving body 1 (main body 2) is tilted forward or backward, it is possible to continue autonomous travel using the two driving wheels 3 without overturning.

また、キャスタ（従動輪）に比べて直径の大きい駆動輪３のみが接地し移動するため、段差を滑らかに乗り越えることができ、静粛性も高い。 In addition, since only the driving wheels 3, which have a larger diameter than the casters (driven wheels), touch the ground and move, it is possible to smoothly climb over steps and to achieve a high level of quietness.

また、本体２が傾いても、回転ブラシ５と床８との距離がほぼ変化しないため、回転ブラシ５による効果的な床面清掃を継続することができる。本体２は、駆動輪３と回転ブラシ５による「線」で床面に接地するため、効率的に床８の微粒子を捕集可能である。 In addition, even if the main body 2 is tilted, the distance between the rotating brush 5 and the floor 8 hardly changes, so that the rotating brush 5 can continue to effectively clean the floor surface. Since the main body 2 is grounded on the floor surface by a "line" formed by the drive wheels 3 and the rotating brushes 5, it is possible to collect fine particles on the floor 8 efficiently.

図４Ａから図５を参照して、本発明の実施例２の移動体とその制御方法について説明する。 A moving body and a control method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 5. FIG.

図４Ａ及び図４Ｂは、本実施例の移動体１の側面図であり、それぞれ足部であるスタンドの展開時、スタンドの格納時の様子を示している。 4A and 4B are side views of the mobile body 1 of the present embodiment, showing the state of the stand, which is the foot portion, when the stand is deployed and when the stand is retracted, respectively.

［装置構成］
図４Ａ及び図４Ｂを用いて、本実施例の移動体１の装置構成について説明する。なお、駆動輪３や回転ブラシ５、フィルタ６など、ロボット掃除機としての主要な構成は実施例１と同様であるため、以下では、実施例１と異なる点を中心に説明する。 [Device configuration]
The device configuration of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. Since the main configuration of the robot cleaner, such as the driving wheel 3, the rotating brush 5, and the filter 6, is the same as that of the first embodiment, the points different from the first embodiment will be mainly described below.

本実施例の移動体１は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、実施例１の構成に加えて、本体２に連結されたスタンドベース１７と、スタンドベース１７に配置されたスタンド駆動モータ１８と、スタンド駆動モータ１８によりスタンドベース１７に対して回動可能に配置されたスタンド１９とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the moving body 1 of this embodiment includes a stand base 17 connected to the main body 2 and a stand drive motor 18 arranged on the stand base 17 in addition to the structure of the first embodiment. and a stand 19 arranged to be rotatable with respect to a stand base 17 by a stand drive motor 18 .

移動体１が自律移動せずに停止しているときは、図４Ａに示すように、スタンド１９を展開して床面に接地させ、移動体１を床８上に固定する。一方、移動体１を自律移動させるときは、図４Ｂに示すように、スタンド１９を跳ね上げてスタンドベース１７に格納する。 When the moving body 1 is not moving autonomously and is at rest, the stand 19 is deployed and grounded on the floor to fix the moving body 1 on the floor 8 as shown in FIG. 4A. On the other hand, when moving the mobile body 1 autonomously, the stand 19 is flipped up and stored in the stand base 17 as shown in FIG. 4B.

［制御構成］
図５を用いて、本実施例の移動体１の制御構成について説明する。 [Control configuration]
A control configuration of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例の移動体１は、図５に示すように、実施例１（図２）の構成に加えて、制御部１６からスタンド駆動部２０を制御可能に構成されている。 As shown in FIG. 5, the moving body 1 of this embodiment is configured so that the control section 16 can control the stand driving section 20 in addition to the configuration of the first embodiment (FIG. 2).

制御部１６からの指令をもとに、スタンド駆動部２０を制御し、スタンド１９の展開及び格納を行う。 Based on commands from the control unit 16, the stand driving unit 20 is controlled to deploy and retract the stand 19. FIG.

［作用効果］
上述したように、本実施例の移動体１は、展開及び格納が可能なスタンド１９を備えており、移動体１が自律移動せずに停止しているときは、スタンド１９を展開して床面に接地させ、移動体１を床８上に固定することができる。 [Effect]
As described above, the mobile body 1 of this embodiment includes the stand 19 that can be deployed and retracted. The movable body 1 can be fixed on the floor 8 by grounding it on a surface.

実施例１で述べたように、移動体１は、床上の塵や埃を吸引する掃除機であると同時に、室内の空気を浄化する空気清浄機としても使用することができるため、自律移動させずに空気清浄のみを行う場合、省エネのため、スタンド１９を下して安定形態とする。駆動輪３による倒立振子制御を行わないため、駆動輪３を駆動するモータ４への電源供給を停止することができる。 As described in the first embodiment, the moving body 1 can be used not only as a vacuum cleaner for sucking dust and dirt on the floor but also as an air purifier for purifying indoor air. When only air cleaning is performed without cleaning, the stand 19 is lowered to provide a stable configuration for energy saving. Since the inverted pendulum control by the driving wheels 3 is not performed, the power supply to the motors 4 that drive the driving wheels 3 can be stopped.

一方、移動体１を自律移動させてロボット掃除機として使用する場合は、スタンド１９を跳ね上げてスタンドベース１７に格納し、駆動輪３による倒立振子制御を行うことで、実施例１と同様の効果を得ることができる。 On the other hand, when the moving body 1 is autonomously moved and used as a robot cleaner, the stand 19 is flipped up and stored in the stand base 17, and the inverted pendulum control by the drive wheels 3 is performed, thereby performing the same operation as in the first embodiment. effect can be obtained.

図６Ａから図６Ｃを参照して、本発明の実施例３の移動体とその制御方法について説明する。 Embodiment 3 A moving object and its control method according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A to 6C.

図６Ａから図６Ｃは、本実施例の移動体１の側面図であり、それぞれ足部であるキャスタの展開時、前後のキャスタの内の一方のキャスタの駆動時、前後両方のキャスタの駆動時の様子を示している。 6A to 6C are side views of the moving body 1 of this embodiment, when the casters, which are the legs, are deployed, when one of the front and rear casters is driven, and when both the front and rear casters are driven. is shown.

［装置構成］
図６Ａから図６Ｃを用いて、本実施例の移動体１の装置構成について説明する。なお、駆動輪３や回転ブラシ５、フィルタ６など、ロボット掃除機としての主要な構成は実施例１と同様であるため、以下では、実施例１と異なる点を中心に説明する。 [Device configuration]
The device configuration of the moving body 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6C. Since the main configuration of the robot cleaner, such as the driving wheel 3, the rotating brush 5, and the filter 6, is the same as that of the first embodiment, the points different from the first embodiment will be mainly described below.

本実施例の移動体１は、図６Ａから図６Ｃに示すように、実施例１の構成に加えて、本体２に連結されたキャスタベース２１と、キャスタベース２１に配置されたキャスタ駆動モータ２２と、キャスタ駆動モータ２２によりキャスタベース２１に対して回動可能に配置されたキャスタ（従動輪）２３とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 6A to 6C, the movable body 1 of this embodiment includes a caster base 21 connected to the main body 2 and caster drive motors 22 arranged on the caster base 21 in addition to the structure of the first embodiment. and casters (driven wheels) 23 arranged to be rotatable with respect to a caster base 21 by a caster drive motor 22 .

移動体１が自律移動せずに停止しているときは、図６Ａに示すように、キャスタ（従動輪）２３を展開して床面に接地させ、移動体１を床８に対して安定形態にする。一方、移動体１を自律移動させるときは、キャスタ（従動輪）２３を跳ね上げてキャスタベース２１に格納する。なお、図６Ａのように、キャスタ（従動輪）２３を下した状態で、移動することも可能である。 When the moving body 1 is not moving autonomously and is stopped, the casters (driven wheels) 23 are deployed and grounded on the floor surface, and the moving body 1 is in a stable form with respect to the floor 8, as shown in FIG. 6A. to On the other hand, when moving the mobile body 1 autonomously, casters (driven wheels) 23 are flipped up and stored in the caster base 21 . In addition, as shown in FIG. 6A, it is also possible to move with casters (driven wheels) 23 lowered.

［作用効果］
上述したように、本実施例の移動体１は、展開及び格納が可能なキャスタ（従動輪）２３を備えており、移動体１が自律移動せずに停止しているときは、キャスタ（従動輪）２３を展開して床面に接地させ、移動体１を床８に対して安定形態にすることができる。 [Effect]
As described above, the moving body 1 of this embodiment includes casters (driven wheels) 23 that can be deployed and retracted. The driving wheel 23 can be deployed and brought into contact with the floor surface so that the moving body 1 can be in a stable form with respect to the floor 8 .

実施例１で述べたように、移動体１は、床上の塵や埃を吸引する掃除機であると同時に、室内の空気を浄化する空気清浄機としても使用することができるため、自律移動させずに空気清浄のみを行う場合、省エネのため、キャスタ（従動輪）２３を下して安定形態とする。駆動輪３による倒立振子制御を行わないため、駆動輪３を駆動するモータ４への電源供給を停止することができる。 As described in the first embodiment, the moving body 1 can be used not only as a vacuum cleaner for sucking dust and dirt on the floor but also as an air purifier for purifying indoor air. When only air cleaning is performed without cleaning, casters (driven wheels) 23 are lowered to provide a stable configuration for energy saving. Since the inverted pendulum control by the driving wheels 3 is not performed, the power supply to the motors 4 that drive the driving wheels 3 can be stopped.

一方、移動体１を自律移動させてロボット掃除機として使用する場合は、キャスタ（従動輪）２３を跳ね上げてキャスタベース２１に格納し、駆動輪３による倒立振子制御を行うことで、実施例１と同様の効果を得ることができる。 On the other hand, when the moving body 1 is autonomously moved and used as a robot cleaner, the caster (driven wheel) 23 is flipped up and stored in the caster base 21, and the inverted pendulum control by the drive wheel 3 is performed. The same effect as 1 can be obtained.

また、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、予期しない外力等により倒立状態から転倒を起こした場合、キャスタ（従動輪）２３を下ろすことにより元の姿勢に戻ることも可能である。 In addition, as shown in FIGS. 6B and 6C, if an unexpected external force or the like overturns the upside-down state, it is possible to return to the original posture by lowering the casters (driven wheels) 23 .

図７から図１２Ｂを参照して、本発明の実施例４のロボット掃除機とその制御方法について説明する。 A robot cleaner and its control method according to a fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 7 to 12B.

図７は、本実施例のロボット掃除機の外観図（斜視図）であり、図８は、図７のロボット掃除機のカバーを外した中身（ロボット掃除機本体）の外観図（斜視図）である。図９は、図８を下方から見た際の斜視図（底面図）である。図１０は、図８のＢ－Ｂ’方向矢視図（側面図）である。図１１は、図１０の断面図である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、図８のＣ－Ｃ’方向矢視図（正面図）であり、それぞれキャスタ格納時、キャスタ展開時の様子を示している。 7 is an external view (perspective view) of the robot cleaner of this embodiment, and FIG. 8 is an external view (perspective view) of the contents (robot cleaner main body) of the robot cleaner shown in FIG. 7 with the cover removed. is. FIG. 9 is a perspective view (bottom view) when FIG. 8 is viewed from below. 10 is a view (side view) taken along line B-B' in FIG. 8. FIG. 11 is a cross-sectional view of FIG. 10. FIG. 12A and 12B are views (front views) in the direction of the arrows C-C' in FIG. 8, showing the states when the casters are retracted and when the casters are deployed, respectively.

本実施例では、実施例１から実施例３で説明した移動体１を、実際のロボット掃除機に搭載した場合について説明する。 In this embodiment, a case where the moving body 1 described in the first to third embodiments is mounted on an actual robot cleaner will be described.

本実施例のロボット掃除機２４は、図７に示すように、実施例１から実施例３のいずれかで説明した移動体１が、筐体２５を含むカバーにより覆われて構成されている。ロボット掃除機２４は、カバーから露出した駆動輪３により、室内を自律走行しながら床面清掃を行う。 As shown in FIG. 7, a robot cleaner 24 of this embodiment is constructed by covering the movable body 1 described in any one of the first to third embodiments with a cover including a housing 25 . The robot cleaner 24 cleans the floor surface while autonomously traveling in the room with the drive wheels 3 exposed from the cover.

ロボット掃除機２４は、側面（正面）に距離センサ２７を備えており、距離センサ２７により周囲の状況を把握できるため、例えば制御基板１１に距離センサ２７の情報を取り込み、自己位置を推定する機能を備えることにより、駆動輪３を制御して目的地へ適切に移動することが可能である。 The robot cleaner 24 has a distance sensor 27 on the side (front), and can grasp the surrounding situation by the distance sensor 27. Therefore, for example, the control board 11 takes in the information of the distance sensor 27 and estimates its own position. By providing, it is possible to control the driving wheels 3 and appropriately move to the destination.

なお、本実施例では、距離センサ２７を備えた例を示しているが、周囲環境を検知するセンサであればセンサの種類は問わず、接触を検知する接触センサ、床面を検知する床センサ、画像を検知する画像センサ、人を検知する人感センサ、微粒子量を検知するダストセンサなど、どのようなセンサが搭載されていても良い。 In this embodiment, an example including the distance sensor 27 is shown, but any type of sensor can be used as long as it detects the surrounding environment. , an image sensor for detecting an image, a motion sensor for detecting a person, a dust sensor for detecting the amount of fine particles, or any other type of sensor may be mounted.

また、図７では、排気口３１の蓋としても機能する筐体２５が上昇し、排気口３１が開放（形成）された状態を示している。筐体２５を上昇させて排気口３１を開放（形成）することにより、フィルタ６を通過させた清浄な空気を排気口３１から室内に排出することができる。つまり、筐体（蓋部）２５は、上下に移動可能に設けられており、上昇することにより本体上部に排気口を開放（形成）する。 7 shows a state in which the housing 25, which also functions as a lid for the exhaust port 31, is raised, and the exhaust port 31 is opened (formed). By lifting the housing 25 to open (form) the exhaust port 31 , the clean air that has passed through the filter 6 can be discharged into the room through the exhaust port 31 . In other words, the housing (cover) 25 is provided so as to be vertically movable, and opens (forms) an exhaust port in the upper part of the main body by rising.

図８及び図９を用いて、ロボット掃除機２４のカバーを外した中身（ロボット掃除機本体２６）について説明する。 The contents (robot cleaner main body 26) of the robot cleaner 24 with the cover removed will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

実施例１から実施例３で説明したように、本体２（ロボット掃除機本体２６）の左右には２つの駆動輪３が配置されている。 As described in the first to third embodiments, two drive wheels 3 are arranged on the left and right sides of the main body 2 (robot cleaner main body 26).

また、図９に示すように、２つの駆動輪３の間には、回転ブラシ５が配置されており、ロボット掃除機２４の移動時には、床８に接地する２つの駆動輪３の接地面９と、床８に接地する回転ブラシ５の接地面１０とが、略一直線上に位置するように構成されている。 As shown in FIG. 9, a rotating brush 5 is arranged between the two drive wheels 3, and when the robot cleaner 24 moves, the contact surfaces 9 of the two drive wheels 3 contact the floor 8. , and the contact surface 10 of the rotating brush 5 contacting the floor 8 are arranged substantially on a straight line.

図１０及び図１１を用いて、実施例１で説明した空気清浄機能について説明する。 The air cleaning function described in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.

本実施例のロボット掃除機２４は、図１１に示すように、通過した空気を浄化するフィルタ６と、回転ブラシ５と対向するロボット掃除機本体２６の側面に設けられた吸気口を備えており、ファン７を駆動させることで本体下方から本体上方に空気流れを発生させ、吸気口から吸引した空気をフィルタ６で浄化して室内に排出する。 As shown in FIG. 11, the robot cleaner 24 of this embodiment includes a filter 6 that purifies the air that has passed therethrough, and an intake port provided on the side of the robot cleaner main body 26 that faces the rotating brush 5. By driving the fan 7, an air flow is generated from the lower part of the main body to the upper part of the main body, and the air sucked from the intake port is purified by the filter 6 and discharged into the room.

なお、駆動輪３の回転軸と、回転ブラシ５の回転軸と、ファンモータ２８の回転軸とが、略同一平面上に位置するように構成するのが望ましい。ロボット掃除機２４を倒立振子制御で移動させる場合、ロボット掃除機本体２６のバランスを取り易くするためである。 It is desirable that the rotating shaft of the driving wheel 3, the rotating brush 5 and the rotating shaft of the fan motor 28 are positioned substantially on the same plane. This is to facilitate the balance of the robot cleaner main body 26 when the robot cleaner 24 is moved by the inverted pendulum control.

図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて、キャスタ（従動輪）２３の動作について説明する。キャスタ（従動輪）２３は、キャスタ昇降モータ２９により上下に移動可能に設けられており、ロボット掃除機本体２６に対して格納及び展開することができる。 The operation of the caster (driven wheel) 23 will be described with reference to FIGS. 12A and 12B. A caster (driven wheel) 23 is vertically movable by a caster elevating motor 29 and can be retracted and deployed with respect to the robot cleaner main body 26 .

そのため、図７で説明したように、筐体２５（蓋部）を上昇させて排気口３１を開放（形成）するとともに、筐体２５（蓋部）の上昇と連動してキャスタ（従動輪）２３を上昇させて床面から離れるように制御することも可能である。 Therefore, as described with reference to FIG. 7, the housing 25 (lid portion) is lifted to open (form) the exhaust port 31, and the casters (driven wheels) are moved in conjunction with the lifting of the housing 25 (lid portion). It is also possible to raise 23 and control it to leave the floor.

なお、ロボット掃除機本体２６に紫外線照射装置を設置することで、フィルタ６に集塵した塵や埃などの微粒子や、ウイルス、細菌に紫外線を照射して、不活化や除菌を行うように構成することも可能である。 In addition, by installing an ultraviolet irradiation device in the robot cleaner main body 26, fine particles such as dust and dirt collected in the filter 6, viruses, and bacteria are irradiated with ultraviolet rays to inactivate and eliminate bacteria. It is also possible to configure

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施例は本発明に対する理解を助けるために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above embodiments have been described in detail to facilitate understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

１…移動体
２…本体
３…駆動輪
４…モータ
５…回転ブラシ
６…フィルタ
７…ファン
８…床
９…（駆動輪３の）接地面
１０…（回転ブラシ５の）接地面
１１…制御基板
１２…集塵部
１３…駆動部
１４…姿勢センサ
１５…通信部
１６…制御部
１７…スタンドベース
１８…スタンド駆動モータ
１９…スタンド
２０…スタンド駆動部
２１…キャスタベース
２２…キャスタ駆動モータ
２３…キャスタ（従動輪）
２４…ロボット掃除機
２５…筐体
２６…ロボット掃除機本体
２７…距離センサ
２８…ファンモータ
２９…キャスタ昇降モータ
３０…障害物
３１…排気口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Moving body 2... Main body 3... Driving wheel 4... Motor 5... Rotating brush 6... Filter 7... Fan 8... Floor 9... Grounding surface (of driving wheel 3) 10... Grounding surface (of rotating brush 5) 11... Control Substrate 12 Dust collector 13 Drive unit 14 Attitude sensor 15 Communication unit 16 Control unit 17 Stand base 18 Stand drive motor 19 Stand 20 Stand drive unit 21 Caster base 22 Caster drive motor 23 Caster (driven wheel)
24 -- Robot cleaner 25 -- Housing 26 -- Robot cleaner body 27 -- Distance sensor 28 -- Fan motor 29 -- Caster elevating motor 30 -- Obstacle 31 -- Exhaust port.

Claims (10)

室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体であって、
少なくとも２つの駆動輪と、
前記駆動輪を駆動するモータと、
回転ブラシと、を備え、
前記移動体の移動時に、床に接地する２つの前記駆動輪の接地面と、床に接地する前記回転ブラシの接地面とが、略一直線上に位置することを特徴とする移動体。 A mobile body that cleans the floor while autonomously traveling in the room,
at least two drive wheels;
a motor that drives the drive wheels;
a rotating brush;
A mobile body, wherein the ground contact surfaces of the two drive wheels and the ground contact surface of the rotating brush contacting the floor are positioned substantially on a straight line when the moving body moves. 請求項１に記載の移動体であって、
集塵部であるファンと、
前記ファンを駆動するファンモータと、を備え、
前記駆動輪の回転軸と前記回転ブラシの回転軸と前記ファンモータの回転軸とが、略同一平面上に位置することを特徴とする移動体。 The mobile object according to claim 1,
a fan that is a dust collector;
a fan motor that drives the fan,
A moving body, wherein a rotating shaft of the driving wheel, a rotating shaft of the rotating brush, and a rotating shaft of the fan motor are positioned substantially on the same plane. 請求項１または２に記載の移動体であって、
本体の姿勢を検知する姿勢センサと、
前記本体の姿勢を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記姿勢センサからの情報に基づき、前記本体が床面に対し鉛直となるように所定の制御周期で前記駆動輪を制御することを特徴とする移動体。 The mobile object according to claim 1 or 2,
an orientation sensor that detects the orientation of the main body;
A control unit that controls the attitude of the main body,
The moving body, wherein the control unit controls the driving wheels at a predetermined control cycle so that the main body is vertical to a floor surface, based on information from the attitude sensor. 請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体であって、
上下に移動可能な足部を備え、
前記移動体が移動しているときは、前記足部が床面から離れ、
前記移動体が停止しているときは、前記足部が床面に接地することを特徴とする移動体。 The mobile object according to any one of claims 1 to 3,
Equipped with legs that can move up and down,
when the moving body is moving, the foot separates from the floor;
A moving body, wherein the feet are in contact with a floor surface when the moving body is stationary. 請求項４に記載の移動体であって、
前記足部は、スタンドまたはキャスタであることを特徴とする移動体。 The mobile object according to claim 4,
A moving body, wherein the foot is a stand or a caster. 請求項３に記載の移動体であって、
上下に移動可能な足部と、
上下に移動可能に設けられ、上昇して本体上部に排気口を形成する蓋部と、を備え、
前記移動体が移動しているときは、前記蓋部が上昇して前記排気口を形成し、前記蓋部と連動して前記足部が上昇して床面から離れることを特徴とする移動体。 The mobile object according to claim 3,
a foot that can move up and down;
a lid portion that is vertically movable and rises to form an exhaust port in the upper portion of the main body;
When the moving body is moving, the lid rises to form the exhaust port, and the foot rises in conjunction with the lid to separate from the floor surface. . 請求項２に記載の移動体であって、
通過した空気を浄化するフィルタと、
前記回転ブラシと対向する本体の側面に設けられた吸気口と、を備え、
前記ファンを駆動させることで本体下方から本体上方に空気流れを発生させ、前記吸気口から吸引した空気を前記フィルタで浄化して室内に排出する空気清浄機能を有することを特徴とする移動体。 The mobile object according to claim 2,
a filter that purifies the air that has passed through;
an intake port provided on a side surface of the main body facing the rotating brush,
A moving body characterized by having an air cleaning function of generating an air flow from the lower part of the main body to the upper part of the main body by driving the fan, purifying the air sucked from the air intake port with the filter, and discharging the air into the room. 室内を自律走行しながら床面清掃を行う移動体の制御方法であって、
前記移動体の移動時に、姿勢センサからの情報に基づき、本体が床面に対し鉛直となるように所定の制御周期で２つの駆動輪を制御することを特徴とする移動体の制御方法。 A control method for a moving object that cleans a floor surface while autonomously traveling in a room,
A control method for a mobile body, comprising: controlling two drive wheels at a predetermined control cycle so that the main body is vertical to a floor surface, based on information from a posture sensor when the mobile body moves. 請求項８に記載の移動体の制御方法であって、
前記移動体の移動時に、前記２つの駆動輪およびその間に配置された回転ブラシのみで床に接地しており、
前記２つの駆動輪による倒立振子制御で前記移動体の前後のバランスを保持しながら移動することを特徴とする移動体の制御方法。 A control method for a moving object according to claim 8,
During movement of the moving body, only the two drive wheels and the rotating brush disposed therebetween are in contact with the floor,
A method for controlling a moving object, wherein the moving object moves while maintaining a front-to-rear balance by means of inverted pendulum control using the two drive wheels. 請求項９に記載の移動体の制御方法であって、
前記移動体の移動時に、床に接地する前記２つの駆動輪の接地面と、床に接地する前記回転ブラシの接地面とが、略一直線上に位置することを特徴とする移動体の制御方法。 A control method for a moving object according to claim 9,
A method for controlling a moving body, wherein when the moving body moves, the contact surfaces of the two drive wheels contacting the floor and the contact surface of the rotating brush contacting the floor are positioned substantially on a straight line. .

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