JP3019520B2 - 自走式掃除機 - Google Patents

自走式掃除機

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保道 小林
修 江口
弘文 乾
祥史 高木
光康 小川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、清掃機能と移動機能
とを備え、床面の清掃を自動的に行なう自走式掃除機に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年では、掃除機に移動機能を付加し、
これにマイクロコンピュータと各種センサ類を搭載する
ことにより、清掃場所を自分で判断しながら移動し清掃
する、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発が行な
われている。
【0003】この種の自走式掃除機は、清掃機能として
本体底部に吸込みノズルやブラシなどを、移動機能とし
て走行および操舵手段と、また走行時の障害物を検知す
る障害物検知手段と、位置を認識する位置認識手段とを
備えている。この障害物検知手段によって、清掃場所の
周囲の壁などに沿って移動しつつ、位置認識手段によっ
て清掃区域を認識し、その清掃区域内を、例えば直進移
動と進行方向を反転する反転運動の組合せにより往復移
動を繰り返して、清掃区域全体を清掃するものである。
また、清掃場所間の移動や手動清掃に対応して、手動で
本体が誘導できるようリモートコントロール装置を備え
たものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の自走式掃除機は、清掃場所間の移動や手動清掃
にリモートコントロール装置を用いるためには、かなり
の熟練を必要とし、はじめての使用者が任意に誘導する
のは容易ではなかった。
【0005】本発明は清掃場所間の移動や手動清掃時
に、熟練を要せず容易に手動移動が行なえ、しかも自
清掃と手動清掃の切り換えを意識することなく操作の行
なえる自走式掃除機を提供することを第の目的として
いる。
【0006】さらに、前記第一の目的に関連して、特に
大きな力を必要とせず手動移動が行なえる自走式掃除機
を提供することを第の目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動装置
および操舵装置と、前記駆動装置と操舵装置とを制御し
本体の走行制御を行なう走行制御装置と、清掃を行なう
清掃装置と、本体外に延出可能でかつ本体に格納可能な
ハンドルと、前記ハンドルの格納状態を検知する検知ス
イッチを有し、この検知スイッチにより前記走行制御装
置の動作モードを切り換える自走式掃除機とするもので
ある。
【0008】さらに第の目的を達成するための本発明
の第の手段は、本体を移動させる駆動装置および操舵
装置と、前記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行
制御を行なう走行制御装置と、清掃を行なう清掃装置
と、本体外に延出可能でかつ本体に格納可能なハンドル
と、前記ハンドルの使用時に駆動装置の駆動モータと駆
動輪との接続を切り離し、ハンドルの格納時には駆動モ
ータと駆動輪とを接続するクラッチ装置を有した自走式
掃除機とするものである。
【0009】
【作用】本発明の第一の手段による自走式掃除機は、清
掃場所間の移動や手動清掃時にハンドルを本体内より引
き出すことにより、それを用いて本体を直接操作できる
ので容易に手動で掃除機本体を移動させることが出来、
一方通常の自走運転時には、ハンドルが本体に格納され
ているので、走行の邪魔になることがないものである
また、ハンドルの格納状態を検知する検知スイッチによ
り、走行制御装置はハンドルの使用時か格納時かを判別
し、手動・自動の動作切り換えを自動的に行なうので、
使用者は自動清掃と手動清掃の切り換えを意識すること
なく操作が行なえるものである。
【0010】さらに本発明の第の手段によれば、ハン
ドルの使用時にはクラッチ装置により駆動モータと駆動
輪との接続が切り離されるので、手動による移動操作時
に特に力を要せず本体を移動させることができるもので
ある。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1・図2は本実施例の自走式掃除機の全体
構成を示す。図において、1は自走式掃除機の本体(以
下単に本体と称する)、2L・2Rはそれぞれ本体1の
左右後方に設けた駆動輪で、駆動モータ3L・3Rで左
右独立に駆動される。3’L・3’Rはそれぞれ駆動モ
ータ3L・3Rに接続されたロータリエンコーダ等から
なる回転検出器で、駆動モータ3L・3Rの軸回転数を
検出する。4は本体1の前方に回転自在に取り付けられ
た従輪である。以上、駆動輪2L・2R、駆動モータ3
L・3R、従輪4で本体1を移動させる駆動兼操舵装置
を構成している。5L・5Rは本体1の後部に設けたハ
ンドルパイプで、上端には把手6が取り付けらている。
このハンドルパイプ5と把手6は、本体1外に延出可能
で、かつ本体1内に格納可能なハンドルを構成してい
る。すなわち、通常は図のように本体1の中に格納され
ている。そして、把手6を矢印aの方向に引き上げる
と、ハンドルパイプ5が縦方向に摺動し、本体1外に延
出し、ラッチ装置7により固定されるものである。8は
ラッチ解除ボタンで、これを押すとラッチ装置7が解除
され、ハンドルパイプ5は摺動自在となり把手6を押し
下げることによりハンドルを本体1内に格納することが
できる。9はマイクロスイッチ等からなる検知スイッチ
で、ハンドルが本体1内に格納されているときに把手6
により押されることによりハンドルの格納状態を検知す
る。10L・10Rはそれぞれ駆動モータ3L・3Rに
取り付けたクラッチ装置で、ハンドルパイプ5L・5R
と連動し、駆動モータ3L・3Rの出力軸と駆動輪2L
・2Rの回転軸との接続の切換えを行なう。すなわち、
ハンドルが本体1内に格納されているときは、ハンドル
パイプ5L・5Rの下端がそれぞれクラッチ装置10L
・10Rのレバー(図示せず)を押した状態になり、駆
動モータ3L・3Rと駆動輪2L・2Rとが接続され、
駆動モータ3の動力が駆動輪2に伝動される。また、ハ
ンドルが本体1外に引き出されると、ハンドルパイプ5
L・5Rの下端はクラッチ装置10L・10Rのレバー
(図示せず)から離れ、駆動モータ3L・3Rと駆動輪
2L・2Rとの接続が切り離される。11は本体1の周
囲に取り付けた弾性体からなるバンパーである。12は
電動送風機、13は集塵室、14・15はその内部に設
けたフィルターである。16は本体1の底部後方に設け
た床ノズルで、接続パイプ17を介して集塵室13と接
続されている。18は操作部19に設けた操作ボタンで
ある。20は本体1の方向を計測する方向計測装置で、
本実施例ではレートジャイロおよびこの出力を積分する
積分器などからなっている。21は本体11の周囲に設
けた超音波センサ等からなる測距センサで、本体1の前
方および左右側方ある物体までの距離を測定して障害物
を検出する障害物検知装置を構成している。22は上記
方向計測装置20および障害物検知装置からのデータに
基づいて駆動モータ3L・3Rを制御し、本体1の走行
制御を行なう走行制御装置である。23は全体に電力を
供給する蓄電池等からなる電源である。
【0012】図3は本実施例の制御構成を説明する制御
ブロック図である。方向計測装置20、測距センサ21
および回転検出器3’L・3’Rの出力信号は、走行制
御装置22に入力されている。走行制御装置22は、こ
れらのデータを判断して駆動モータ3Lおよび3Rに制
御信号を出力する。本実施例ではこの駆動モータ3Lお
よび3Rの回転速度を制御することにより、左右の駆動
輪2L・2Rの回転速度を独立に制御し、本体1の駆動
および操舵を行なっている。すなわちいわゆるPWS方
式の駆動を行なっている。また、走行制御装置22は検
知スイッチ9の状態を監視し、状態の変化によって動作
モードの切り換えを行なう。
【0013】以上のように構成した自走式掃除機におい
て、以下その動作について説明する。まず、本自走式掃
除機を手動で清掃場所へ移動する場合は、ラッチ解除ボ
タン8を押しながら把手6を手で引き上げ、ハンドルを
延出する。この状態では検知スイッチ9は押されていな
いので、走行制御装置22は動作モードを手動動作モー
ドに切り換える。すなわち、駆動モータ3・測距センサ
21等の動作を停止させ、操作ボタン18が操作される
と電動送風機12のみを動作させる。またこの状態で
は、ハンドルパイプ5の下端はクラッチ装置10のレバ
ーから離れ、駆動モータ3と駆動輪2との接続が切り離
される。したがって、把手6を手でもって押すことによ
り本体1を自由に移動操作することができる。
【0014】このようにして、ハンドルを手で押しなが
ら本体1を清掃場所に移動し、例えば、四方を壁に囲ま
れた部屋を清掃する場合は、本体1を壁沿いにおいてハ
ンドルを格納状態にする。この状態では検知スイッチ9
が把手6で押されているので走行制御装置22は自動動
作モードに切り換わり、操作ボタン18の操作待ちとな
る。また、クラッチ装置10はハンドルと連動して接続
状態となり、駆動モータ3と駆動輪2とが接続する。こ
の状態で操作ボタン18を操作しスタートさせると、電
動送風機12が作動し、駆動モータ3が駆動され駆動輪
2が回転し本体1が走行を開始する。走行中は、測距セ
ンサ21により障害物を検知しつつ、左右に独立に駆動
モータ3L・3Rの回転速度を制御する。こうして本体
1は前進・停止・方向転換を繰り返し、障害物を回避し
ながら部屋の四方の壁に沿って移動し床面の清掃を行な
う。このとき、方向計測装置20および回転検出器3’
L・3’Rで移動方向および移動距離を計測し、移動軌
跡を記憶する。部屋を一周し終わると、この移動軌跡内
部を清掃領域と判断し、この領域内を障害物を回避しな
がら隈なく走行して清掃領域全体を自動的に清掃する。
この自動清掃時には、ハンドルは本体1内に格納される
のでこれが移動の妨げになることがない。
【0015】なお、本実施例のクラッチ装置10はハン
ドルパイプ5と機械的に連動させて駆動モータ3と駆動
輪2との接続・切り離しを切り換えるように構成してい
るが、例えばクラッチ装置10を電磁クラッチで構成
し、検知スイッチ9の状態によりこれをON・OFFするよ
うに構成しても同様な効果が得られる。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段は、ハ
ンドルを本体外に延出可能に設けたので、清掃場所間の
移動や、手動清掃時に熟練を要せず、容易に掃除機本体
を手動で移動させることが出来、また、ハンドルが本体
に格納可能になっているので、通常の自走運転時にハン
ドルが走行の邪魔になることも無く、また、ハンドルの
格納状態を検知する検知スイッチによって動作モードを
切り換える走行制御装置を使用しているため、操作者は
自動清掃と手動清掃の切り換えを意識する必要がなく、
使いがっての良い自走式掃除機が実現できるものであ
る。
【0017】さらに本発明の第の手段によれば、ハン
ドルの使用時に駆動装置の駆動モータと駆動輪との接続
を切り離し、ハンドルの格納時には駆動モータと駆動輪
とを接続するクラッチ装置を有する構成としているた
め、手動による移動操作時に特に力を要せず本体を移動
させることができ、操作性にすぐれた自走式掃除機が実
現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における自走式掃除機の側断面
【図2】同自走式掃除機の後断面図
【図3】同自走式掃除機の制御ブロック図
【符号の説明】
1 本体 2 駆動輪 3 駆動モータ 4 従輪 5 ハンドルパイプ 6 把手 9 検知スイッチ 10 クラッチ装置 12 電動送風機 13 集塵室 15 フィルター 16 床ノズル 17 接続パイプ 22 走行制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 弘文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 高木 祥史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小川 光康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−311923(JP,A) 特開 平3−280914(JP,A) 特開 昭56−109637(JP,A) 特開 昭58−86121(JP,A) 実開 昭63−64357(JP,U) 実開 昭55−179658(JP,U) 実開 平2−78162(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/28 A47L 9/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体を移動させる駆動装置および操舵装
    置と、前記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制
    御を行なう走行制御装置と、清掃を行なう清掃装置と、
    本体外に延出可能でかつ本体に格納可能なハンドルと、
    前記ハンドルの格納状態を検知する検知スイッチを有
    し、この検知スイッチにより前記走行制御装置の動作モ
    ードを切り換える自走式掃除機。
  2. 【請求項2】 本体を移動させる駆動装置および操舵装
    置と、前記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制
    御を行なう走行制御装置と、清掃を行なう清掃装置と、
    本体外に延出可能でかつ本体に格納可能なハンドルと、
    前記ハンドルの使用時に駆動装置の駆動モータと駆動輪
    との接続を切り離し、ハンドルの格納時には駆動モータ
    と駆動輪とを接続するクラッチ装置を有する自走式掃除
    機。
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