JPH01106204A - Self-traveling cleaner - Google Patents
Self-traveling cleanerInfo
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- JPH01106204A JPH01106204A JP62264709A JP26470987A JPH01106204A JP H01106204 A JPH01106204 A JP H01106204A JP 62264709 A JP62264709 A JP 62264709A JP 26470987 A JP26470987 A JP 26470987A JP H01106204 A JPH01106204 A JP H01106204A
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Landscapes
- Electric Suction Cleaners (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
この発明は、床や道路などの平面を自走して掃除をおこ
なう自走式掃除機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a self-propelled vacuum cleaner that cleans flat surfaces such as floors and roads by itself.
(ロ)従来の技術
従来より提案されている自走式掃除機には、床面に誘導
線を布設して、電磁誘導方式によって掃除機を所定の経
路に導くものや、反射テープを貼り付けて、光学的検知
方式によって所定の経路に導くようにしたものが見られ
ろ。(B) Conventional technology Self-propelled vacuum cleaners that have been proposed in the past include those that have guide wires laid on the floor to guide the vacuum cleaner to a predetermined path using electromagnetic induction, and those that have reflective tape pasted on them. Let's look at one that uses an optical detection method to guide the user to a predetermined path.
また、人力によって一度掃除機を走行させ、その走行状
態を掃除機本体内の記憶素子、あるいは外部の記憶素子
に記憶させ、その後、掃除機に自動走行させるという、
特公昭55−32369号公報、特公昭61−3484
号公報、特開昭58−149724号公報に示されてい
るようなものがある。In addition, the vacuum cleaner is run once by human power, the running state is stored in a memory element inside the vacuum cleaner itself or an external memory element, and then the vacuum cleaner is run automatically.
Special Publication No. 55-32369, Special Publication No. 61-3484
There are some such as those shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 149724/1983.
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかしながら、電磁誘導方式や光学的検知方式によって
掃除機を所定の経路に導くものにおいては、掃除をおこ
なう領域に、誘導線や反射テープを配設するL事が必要
であり、しかも、掃除機を使用する場所が限定されると
いう問題がある。(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the case where a vacuum cleaner is guided to a predetermined path by an electromagnetic induction method or an optical detection method, guiding wires or reflective tape are arranged in the area to be cleaned. Moreover, there is a problem in that the places where the vacuum cleaner can be used are limited.
また、人力によって一度掃除機を走行させ、その走行状
態を掃除機に記憶させるものにおいては、必ず一度は人
が掃除機を操作して、その掃除機に走行経路を記憶させ
てやらなければならないという問題がある。In addition, in the case of a vacuum cleaner that is operated manually and the running state is memorized in the vacuum cleaner, a person must operate the vacuum cleaner at least once to have the vacuum cleaner memorize the running route. There is a problem.
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので
、掃除機に、周囲の物体までの距離を計測する計測手段
を設け、それによって、掃除機自身が、現在置かれてい
る掃除領域の形状を認識し、その領域内での位置および
向きを判別して自動走行をおこなう自走式掃除機を提供
するものである。This invention has been made in consideration of the above circumstances, and includes providing a vacuum cleaner with a measuring means for measuring the distance to surrounding objects, thereby allowing the vacuum cleaner itself to measure the current cleaning area. The purpose of the present invention is to provide a self-propelled vacuum cleaner that recognizes the shape of a vehicle, determines its position and orientation within the region, and automatically travels.
(ニ)問題点を解決するための手段 第1図はこの発明の構成を示すブロック図である。(d) Means to solve the problem FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
この図において、lotは走行手段102と操舵手段+
03を有して走行する掃除機本体、104は本体lot
に設けられ本体101から周囲の物体までの所定平面上
の距離を計測する計測手段、105は計測手段104に
よって得られた距離を連続して結んだ線を壁面とする領
域を認識すると共にその領域内での本体101の位置お
よびその領域に対する本体101の向きを判別する判別
手段、106は判別手段105の判別結果を記憶する記
憶手段、107は判別手段105の判別結果に基づいて
本体101を走行させる制御手段である。In this figure, lot is the traveling means 102 and the steering means +
03 is the main body of the vacuum cleaner that runs, 104 is the main body lot
Measuring means 105 is provided to measure the distance on a predetermined plane from the main body 101 to surrounding objects, and 105 recognizes an area whose wall is a line connecting the distances obtained by the measuring means 104 continuously, and also measures the area. 106 is a storage means for storing the determination result of the determination means 105. 107 is a storage means for storing the determination result of the determination means 105. This is a control means for controlling the
なお、計測手段104には、半導体レーザのような発光
素子を用いた発光部と、例えばCODリニアイメージセ
ンサのような光照射位置検出素子からなる受光部によっ
て構成される光計測装置を用いることが好ましいが、他
に、超音波測距装置、赤外線測距装置、TVカメラなど
を用いてもよい。Note that the measuring means 104 may be an optical measuring device that includes a light emitting section using a light emitting element such as a semiconductor laser, and a light receiving section consisting of a light irradiation position detecting element such as a COD linear image sensor. Although preferred, an ultrasonic range finder, an infrared range finder, a TV camera, etc. may also be used.
また、判別手段105、記憶手段106、制御手段10
7には、通常、CPU、ROM、RA〜1゜110ボー
トからなるマイクロコンピュータが用いられる。Further, the determination means 105, the storage means 106, the control means 10
7, a microcomputer consisting of a CPU, ROM, and RA to 1°110 ports is normally used.
そして、走行手段102には、走行用モータによって駆
動される車輪、キャタピラなどが用いられ、操舵手段1
03としては、それらの車輪、キャタピラなどの方向を
変える通常の装置が用いられる。The traveling means 102 includes wheels, caterpillars, etc. driven by a traveling motor, and the steering means 1
As 03, ordinary devices for changing the direction of those wheels, caterpillars, etc. are used.
(ホ)作用
計測手段によって、掃除機本体から周囲の物体までの所
定平面上の距離が計測され、判別手段によって、その距
離を連続して結んだ線を壁面とする領域が認識され、さ
らにくその領域内での掃除機本体の位置およびその領域
に対する掃除機本体の向きが判別される。(e) The action measuring means measures the distance on a predetermined plane from the vacuum cleaner body to surrounding objects, and the discriminating means recognizes the area whose wall surface is a line connecting that distance continuously. The position of the cleaner body within the area and the orientation of the cleaner body relative to the area are determined.
従って、それらの認識および判別によって、掃除機自身
が、壁面と障害物との判別をおこな・い、走行経路を算
出して自動走行することが可能となる。Therefore, through such recognition and discrimination, the vacuum cleaner itself can discriminate between walls and obstacles, calculate a travel route, and automatically travel.
(へ)実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。なお、これによってこの発明が限定されるものではな
い。(f) Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings. Note that this invention is not limited to this.
第2図はこの発明による自走式掃除機の一実施例を示す
側面図、第3図は第2図の裏側を示す部分切欠側面図で
ある。FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the self-propelled vacuum cleaner according to the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway side view showing the back side of FIG.
これらの図において、lは自走式掃除機本体で、上ケー
ス2と基台スカート部3からなる外装ケース4で覆われ
ており、基台スカート部3には衝突センサ5aを内蔵し
た複数のバンパ5を配設している。また、上ケース2の
上部には、後述する回転可能な測距部6を配置している
。In these figures, l is a self-propelled vacuum cleaner body, which is covered with an exterior case 4 consisting of an upper case 2 and a base skirt part 3, and the base skirt part 3 has a plurality of built-in collision sensors 5a. A bumper 5 is provided. Furthermore, a rotatable distance measuring section 6, which will be described later, is arranged in the upper part of the upper case 2.
7は自走式掃除機本体lの基板で、この前後に一対の吸
塵機構8a、sbを配設している。Reference numeral 7 denotes a board of the self-propelled vacuum cleaner main body l, on which a pair of dust suction mechanisms 8a and sb are disposed before and after the board.
これらの吸塵機構8a、8bは、それぞれ吸塵用ファン
モータと集塵フィルタを内蔵した吸塵部9a、9b、床
用吸込具11a、llb、基台7を貫通して吸塵部9a
、9bと床用吸込具11a。These dust suction mechanisms 8a and 8b pass through the dust suction parts 9a and 9b, which each have a built-in dust suction fan motor and dust collection filter, the floor suction tools 11a and llb, and the base 7 to form the dust suction part 9a.
, 9b and a floor suction tool 11a.
11bとをそれぞれ接続する可撓性ホース10a。11b, flexible hoses 10a are connected to the flexible hoses 10a and 11b, respectively.
tob、基台7の下面に取り付けた床用吸込具昇降用モ
ータ12 a、 12 b、床用吸込具11a。tob, floor suction device lifting motors 12a, 12b attached to the lower surface of the base 7, and floor suction device 11a.
ttbを床用吸込具昇降用モータj2a、12bで巻き
上げるワイヤ13a、13bより構成されている。15
は基台7上に配置した電源用の充電式電池である。It is composed of wires 13a and 13b which are wound up by motors j2a and 12b for raising and lowering the suction tool for the floor. 15
is a rechargeable battery for power supply placed on the base 7.
16a、16b、16c、16dは基台7の前後の左右
位置に設置された車輪ユニットで、それぞれ、車輪17
a−17d、車輪に接続した走行用モータ18a〜18
d、車輪支軸19a−19d、車輪支軸ハウジング20
a〜20dより構成され、車輪支軸19 a 4.19
dを中心として回転可能である。16a, 16b, 16c, and 16d are wheel units installed at the front and rear left and right positions of the base 7, and the wheels 17
a-17d, traveling motors 18a to 18 connected to the wheels;
d, wheel support shafts 19a-19d, wheel support shaft housing 20
Consists of a to 20d, wheel support shaft 19 a 4.19
It is rotatable around d.
車輪支軸19a〜19dには操舵用プーリ21a〜21
dがそれぞれ固着されており、操舵用モータ22の出力
軸に固着された出力用プーリ21eと操舵用プーリ21
a〜21dには操舵用タイミングベルト23が架は渡さ
れているため、操舵用モータの回転により4つの車輪ユ
ニット16a〜16dの方向を変えて操舵することが可
能である(走行用モータ18a、18b、車輪支軸19
a、19b、車輪支軸ハウジング20a、20b。Steering pulleys 21a to 21 are provided on the wheel support shafts 19a to 19d.
The output pulley 21e and the steering pulley 21 are fixed to the output shaft of the steering motor 22, respectively.
Since the steering timing belt 23 is passed between the wheels a to 21d, it is possible to change the direction of the four wheel units 16a to 16d by rotating the steering motor (traveling motor 18a, 18b, wheel support shaft 19
a, 19b, wheel support shaft housings 20a, 20b.
操舵用プーリ21a、21bは図示しない)。The steering pulleys 21a and 21b are not shown).
第4図は測距部6の外カバーを外した状態を示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view showing the distance measuring section 6 with the outer cover removed.
図に示すように、測距部6は、回転台24の上に、半導
体レーザとコリメータレンズからなる光源部25と、集
合レンズと例えばCODリニアイメージセンンサのよう
な光照射位置検出素子からなる受光部26a〜26cが
三角測量の原理に基づき配設されており、これらとその
回路部(図示しない)は、自走式掃除機本体1の中心軸
と一致した回転軸27を中心として回転可能である。そ
して、測距部6を回転用モータ(図示しない)で回転さ
けることにより、自走式掃除機本体lの全周方向の物体
までの距離を測定することができる。As shown in the figure, the distance measuring section 6 includes a light source section 25 consisting of a semiconductor laser and a collimator lens, a collective lens, and a light irradiation position detection element such as a COD linear image sensor, mounted on a rotary table 24. The light receiving parts 26a to 26c are arranged based on the principle of triangulation, and these and their circuit parts (not shown) can rotate around a rotation axis 27 that coincides with the central axis of the self-propelled vacuum cleaner body 1. It is. By rotating the distance measuring section 6 with a rotation motor (not shown), it is possible to measure the distance to the object in the entire circumferential direction of the self-propelled vacuum cleaner main body l.
受光部26a〜26cは測定分解能を上げるため、短距
離用受光部26a1中距離用受光部26b1長距離用受
光部26cとして3個設置しているが、必要な測定範囲
あるいは測定精度から任意に設定することが可能である
。In order to increase the measurement resolution, three light receiving sections 26a to 26c are installed: a short distance light receiving section 26a, a middle distance light receiving section 26b, and a long distance light receiving section 26c, but they can be set arbitrarily depending on the required measurement range or measurement accuracy. It is possible to do so.
なお、この測距部6には超音波測距装置、TVカメラな
どを用いてもよい。Note that an ultrasonic distance measuring device, a TV camera, or the like may be used as the distance measuring section 6.
第5図は第2図で示した自走式掃除機の構成を示す回路
ブロック図である。FIG. 5 is a circuit block diagram showing the configuration of the self-propelled vacuum cleaner shown in FIG. 2.
この図に示すように、CPUからなる中央処理回路28
は、インターフェイス回路3oを介して衝突センサ5a
のデータ、および、測距部6の測距回路31からの距離
測定データを自走式掃除機本体1に対する角度と共に読
み込み、走行用モータ18a 〜18d、吸塵用モータ
9a、9b、床用吸込具昇降用モータ12a、12b、
操舵用モータ22および測距部6の回転用モータ32を
制御する。As shown in this figure, a central processing circuit 28 consisting of a CPU
is connected to the collision sensor 5a via the interface circuit 3o.
and the distance measurement data from the distance measurement circuit 31 of the distance measurement unit 6 are read together with the angle with respect to the self-propelled vacuum cleaner main body 1, and the travel motors 18a to 18d, the dust suction motors 9a and 9b, and the floor suction tool are read. Lifting motors 12a, 12b,
The steering motor 22 and the rotation motor 32 of the distance measuring section 6 are controlled.
また、これらの測定データおよび制御データをRAMか
らなる記憶回路29に記憶させて、中央処理回路′28
で必要に応じて参照、処理する構成としている。In addition, these measurement data and control data are stored in a memory circuit 29 consisting of a RAM, and are stored in a central processing circuit '28.
It is configured to be referenced and processed as necessary.
このような構成の動作を以下に第6図および第7図を用
いて説明する。The operation of such a configuration will be explained below using FIGS. 6 and 7.
第6図は自走式掃除機の動作を示すラローチャート図、
第7図は第6図に基づく動作説明図である。Figure 6 is a Rarrow chart diagram showing the operation of a self-propelled vacuum cleaner.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram based on FIG. 6.
第6図において、任意の位置、例えば第7図に示す位置
Aで掃除を開始するとした場合、中央処理回路28は、
まず、インターフェイス回路30を介して測距部回転用
モータ32を駆動して測距部6を回転させ、掃除機本体
1の全周方向について、例えば1度ピッチで測距回路3
1の測定データを読み込み、これを記憶回路29に記憶
する。In FIG. 6, when cleaning is started at an arbitrary position, for example, position A shown in FIG. 7, the central processing circuit 28
First, the range finder rotation motor 32 is driven via the interface circuit 30 to rotate the range finder 6, and the range finder circuit 3 rotates the range finder 6 at intervals of, for example, 1 degree around the entire circumference of the cleaner body 1.
1 measurement data is read and stored in the storage circuit 29.
この測定データはすなわち、掃除機本体lとその外部物
体、例えば壁あるいは障害物との全方向の距離データで
ある。This measurement data is, in other words, distance data in all directions between the cleaner body l and an external object, such as a wall or an obstacle.
この距離データに関しては、以後、全掃除項域の掃除が
完了し、所定の位置(第8図では位置Bとしているが任
意に設定可能である。)に移動するまで測距を継続し、
記憶回路29に記憶した測距データを更新する。Regarding this distance data, from now on, distance measurement will be continued until the entire cleaning area has been cleaned and moved to a predetermined position (position B in Fig. 8, but it can be set arbitrarily).
The distance measurement data stored in the storage circuit 29 is updated.
この測距データから、後述するように、現在、掃除機本
体1が置かれている、例えば部屋のような掃除領域の形
状を認識する。そして、その掃除領域内での掃除機本体
1の位置、およびその掃除領域に対して掃除機本体lの
向いている方向を判別する(ステップ201)。From this distance measurement data, as will be described later, the shape of the cleaning area, such as a room, in which the cleaner body 1 is currently placed is recognized. Then, the position of the cleaner body 1 within the cleaning area and the direction in which the cleaner body 1 faces with respect to the cleaning area are determined (step 201).
そして、掃除機本体lの位置が掃除開始位置でない場合
には(ステップ2・02)、前後の床用吸込具昇降用モ
ータ12a、12bを駆動して、床用吸込具11a、l
lbを床面より離し、操舵用モータ22を駆動して、走
行車輪16a−16dを、掃除領域の形状に応じてあら
かじめその掃除領域のコーナ部などに設定された掃除開
始位置Bの方向に向け(第8図参照)、走行用モータ!
8a=18dを駆動して掃除機開始位置Bに移動する(
ステップ203)。If the position of the vacuum cleaner main body l is not at the cleaning start position (step 2.02), the front and rear floor suction tool lifting motors 12a and 12b are driven, and the floor suction tool 11a and l
lb away from the floor, the steering motor 22 is driven, and the running wheels 16a to 16d are directed in the direction of a cleaning start position B, which is set in advance at a corner of the cleaning area depending on the shape of the cleaning area. (See Figure 8), Traveling motor!
Drive 8a=18d to move to vacuum cleaner starting position B (
Step 203).
掃除開始位置Bに到達したら、走行用モータ18a〜1
8dを停止し、操舵用モータ22を駆動して、第8図の
矢印Cで示す方向に走行車輪16a=16dを向ける(
図中矢印Cの方向が掃除機本体1の前方向とする)。When the cleaning start position B is reached, the traveling motors 18a-1
8d, drive the steering motor 22, and direct the running wheels 16a=16d in the direction shown by arrow C in FIG.
The direction of arrow C in the figure is assumed to be the front direction of the vacuum cleaner main body 1).
次に、床用吸込具昇降用モータ12a、12bを駆動し
て、前後の床用吸込具11a、llbを床面に接地させ
、さらに前後の吸塵用ファンモータ9a、9bを運転す
る。Next, the floor suction device lifting motors 12a, 12b are driven to ground the front and rear floor suction devices 11a, llb to the floor surface, and the front and rear dust suction fan motors 9a, 9b are operated.
その後、走行用モータ18a=18dを駆動して掃除機
本体lを前進させる(ステップ204)。Thereafter, the running motors 18a and 18d are driven to advance the cleaner body l (step 204).
中央処理回路28は、測距部6の測距回路31からの距
離信号により、常時掃除機本体lの走行距離を計算する
。The central processing circuit 28 constantly calculates the travel distance of the cleaner main body l based on the distance signal from the distance measuring circuit 31 of the distance measuring section 6.
掃除開始位置Bからの走行距離が、前後の床用吸込具1
1a、llb間の距ML(第8図参照)を超えた時、つ
まり、前進時において、後側の床用吸込具11bが掃除
開始位置Bの位置で前側の床用吸込具11aがあった位
置まで走行した時、後側の吸塵用ファンモータ9aを停
止すると共に、後側の床用吸込具昇降用モータ12bを
回転させ、後側の床用吸込具zbを床面より離す(第8
図位置りで示す)。The running distance from the cleaning start position B is the front and rear floor suction tools 1.
When the distance ML between 1a and llb (see Figure 8) is exceeded, that is, when moving forward, the rear floor suction tool 11b is at the cleaning start position B and the front floor suction tool 11a is at the cleaning start position B. When the vehicle reaches the position, the rear dust suction fan motor 9a is stopped, and the rear floor suction tool lifting motor 12b is rotated to move the rear floor suction tool zb away from the floor (eighth
(as shown in the figure).
この状態で、対向する壁面まで掃除をしながら走行する
。In this state, it runs while cleaning up to the opposite wall.
もし途中で何か掃除機本体lに異常が発生した場合には
(ステップ205)、その位置から移動できるかどうか
を判別して(ステップ206)、移動可能であれば掃除
開始位置Bに移動しくステップ207)、移動不可能で
あればそこに停止したまま自ら電源を切って掃除を終了
する。If any abnormality occurs in the vacuum cleaner main body l during the process (step 205), it is determined whether it can be moved from that position (step 206), and if it is, it is moved to the cleaning starting position B. Step 207), if it is impossible to move, it stops there and turns off the power itself to complete the cleaning.
そして、何も異常が発生しな(すi :f、そのまま障
害物を検出しながら掃除走行をおこない、もし、障害物
が検出された場合には(ステップ206)、回避動作を
おこなってその障害物を回避して(ステップ207)、
掃除走行を再開する。Then, if no abnormality occurs (S i :f), the cleaning run continues while detecting obstacles, and if an obstacle is detected (step 206), an avoidance operation is performed to avoid the obstacle. Avoiding objects (step 207),
Resume cleaning run.
また、障害物は検出されないが、何かの物体に衝突した
ような場合には(ステップ208)、掃除機本体1を停
止しくステップ209)、再スタートキー(図示しない
)が押された場合には(ステップ210)、掃除走行を
再開する。In addition, if no obstacle is detected but the cleaner collides with some object (step 208), the vacuum cleaner body 1 is stopped (step 209), and if a restart key (not shown) is pressed. (Step 210), the cleaning run is restarted.
そして、何にも衝突しない場合には、そのまま掃除機本
体lの位置を計算しながら(ステップ211)、対向す
る壁面まで掃除走行を継続させ、対向する壁面に近接し
たら(ステップ212)、走行用モータ18a〜18d
を停止しくステップ213)、さらに、前側の吸塵用フ
ァンモータ9aを停止すると共に、前側の床用吸込具昇
降モータ9aを回転させ、前側の床用吸込具11aを床
面より離す(第8図装置Eで示す)。If the cleaner does not collide with anything, the cleaner continues to move until it reaches the opposite wall while calculating the position of the cleaner main body l (step 211), and when it approaches the opposite wall (step 212), the cleaner Motors 18a-18d
(step 213), and further stops the front dust suction fan motor 9a and rotates the front floor suction device lifting motor 9a to move the front floor suction device 11a away from the floor (Fig. 8). (Denoted as Apparatus E).
そして、掃除か終了していなければ、つまり、未掃除領
域が存在すれば(ステップ214L操舵用モータ22を
駆動して第8図の矢印Fで示す方向に90°走行車輪1
6a=16dを回転させた後、走行用モータ18a〜1
8dを駆動し、床用吸込具11a=11bの長さQ(第
8図参照)だけ移動して(ステップ2I5)停止する(
第8図装置Gで示す)。If the cleaning has not been completed, that is, if there is an uncleaned area (step 214L), the steering motor 22 is driven to move the traveling wheels 90° in the direction shown by arrow F in FIG.
After rotating 6a=16d, the traveling motors 18a to 1
8d, moves by the length Q (see Fig. 8) of the floor suction tool 11a=11b (step 2I5), and stops (
(shown as device G in FIG. 8).
そこで、再び操舵用モータ22を駆動して第8図の矢印
Hで示す方向、つまり、先程の掃除走行と反対の方向に
走行車輪15a=16dを向け、床用吸込具昇降用モー
タ12a、12bを回転させて前後の床用吸込具11a
、llbを床面に接地させ、前後の吸塵用ファンモータ
9a、9bを運転した後、走行用モータ18a〜18d
を駆動し、掃除機本体lを後進させる。Then, the steering motor 22 is driven again to direct the running wheels 15a=16d in the direction shown by the arrow H in FIG. Rotate the front and rear floor suction tools 11a.
, Ilb is grounded on the floor, and after operating the front and rear dust suction fan motors 9a and 9b, the traveling motors 18a to 18d are
to move the vacuum cleaner main body l backward.
そして、この場合も前進時と同様に、前後の床用吸込具
11a、llb間の距離したけ走行した時(第8図位置
■で示す)、前進時と反対に、掃除機本体lの進行方向
後側に位置する吸塵用ファンモータ9aを停止し、同じ
く進行方向後側の床用吸込具昇降用モータ12aを駆動
して床用吸込具11aを床面より離し、この状態で対向
する壁面まで掃除走行をおこなう。In this case as well, when the front and rear floor suction tools 11a and 11b have traveled the distance between them (as indicated by position ■ in Figure 8), the vacuum cleaner main body l advances in the opposite direction to the forward movement. The dust suction fan motor 9a located on the rear side in the direction of travel is stopped, and the floor suction tool lifting motor 12a, also located on the rear side in the direction of travel, is driven to move the floor suction tool 11a away from the floor surface. Carry out a cleaning run until the end.
以下、同様に繰り返し、掃除領域全体を掃除し終わると
(第8図装置Jで示す)、走行用モータ18a〜18d
および吸塵用モータja、9bを停止し、床用吸込具昇
降用モータ12a、12bを駆動して床用吸込具11a
、llbを床面より離す。Thereafter, the same process is repeated, and when the entire cleaning area is cleaned (as shown by device J in FIG. 8), the traveling motors 18a to 18d
Then, the dust suction motors ja and 9b are stopped, and the floor suction tool lifting motors 12a and 12b are driven to remove the floor suction tool 11a.
, llb away from the floor.
その後、掃除開始位置(第8図装置Bで示す)の方向に
走行車輪16a=16dが向くように操舵用モータ22
を駆動し、走行用モータ18a〜18dを駆動して、掃
除開始位置Bまで移動しくステップ216)、掃除の完
了を発光素子あるいは発音素子等により報知した後、自
ら掃除機本体lの電源を切って掃除を終了する。Thereafter, the steering motor 22 is moved so that the running wheels 16a=16d are directed in the direction of the cleaning start position (indicated by device B in FIG. 8).
and drive the traveling motors 18a to 18d to move to the cleaning start position B (step 216). After notifying the completion of cleaning using a light emitting element or a sounding element, etc., the cleaner turns off the power to the vacuum cleaner main body L by itself. to finish cleaning.
第8図〜第10図は掃除領域の形状の認識並びにその掃
除領域における掃除機本体の位置および向きの判別の一
例を示す説明図、第11図〜第13図は同じく他の例を
示す説明図である。Figures 8 to 10 are explanatory diagrams showing an example of recognition of the shape of a cleaning area and determination of the position and orientation of the vacuum cleaner body in the cleaning area, and Figures 11 to 13 are illustrations showing other examples as well. It is a diagram.
これらの図の内、第8図および第11図は、掃除領域を
周囲が壁面で囲まれた部屋とした場合の実際の部屋形状
を示す図であり、図中黒丸は掃除機本体lの位置を示し
ている。Of these figures, Figures 8 and 11 are diagrams showing the actual shape of the room when the cleaning area is a room surrounded by walls, and the black circles in the figures indicate the position of the vacuum cleaner body l. It shows.
第9図および第12図は、測距部6によって、それらの
部屋を掃除機本体1を中心として全周方向に極座標値と
して測定したデータを示したちのであり、第8図および
第11図で示した部屋の上方向を0度として時計方向に
測定した乙のである。9 and 12 show the data measured by the distance measuring unit 6 as polar coordinate values around the vacuum cleaner body 1 in the circumferential direction of those rooms. Measured clockwise with the upper direction of the room shown as 0 degrees.
第1O図および第13図は、測距部6で計測された極座
標値を角度で微分して、極座標値の角度に対する変化率
が極大となる座標をコーナ点として検出し、各コーナの
位置をXY平面座標にプロットしたものを示している。1O and 13, the polar coordinate values measured by the distance measuring unit 6 are differentiated by angle, and the coordinates where the rate of change of the polar coordinate value with respect to the angle is maximum are detected as corner points, and the position of each corner is determined. It shows what is plotted on the XY plane coordinates.
このxY平面座標のプロットは、CPUからなる中央処
理回路28によって、記憶回路29のRAM内でおこな
われ、そのコーナ点を結んだ直線を壁面をするように掃
除領域が認識される。また、その壁面からの距離および
壁面に対する角度から、その領域内での掃除機本体lの
位置およびその領域に対する掃除機本体1の向きが判別
される。This plotting of the xY plane coordinates is performed in the RAM of the storage circuit 29 by the central processing circuit 28 consisting of the CPU, and the area to be cleaned is recognized so that the straight line connecting the corner points forms the wall surface. Further, the position of the vacuum cleaner main body 1 within the area and the orientation of the vacuum cleaner main body 1 with respect to the area are determined from the distance from the wall surface and the angle with respect to the wall surface.
そして、その判別結果が記憶回路29に記憶され、掃除
の開始・終了点および走行経路の算出や、障害物と壁面
との判別のための基礎データとされる。The determination result is stored in the storage circuit 29 and is used as basic data for calculating the start and end points of cleaning and the travel route, and for determining obstacles and walls.
このように、掃除機本体に、周囲の物体までの距離を計
測する測距部を、設け、それによって、現在置かれてい
る掃除領域の形状を認識し、その領域内での掃除機本体
の位置およびその領域に対する掃除機本体の向きを判別
するようにしておけば、壁面と障害物との判別や走行経
路の算出をおこなわせることが可能となり、外部から走
行経路を指示することなく、効率の良い自動走行をさせ
ることが可能となる。In this way, the vacuum cleaner body is equipped with a distance measuring unit that measures the distance to surrounding objects, thereby recognizing the shape of the current cleaning area and adjusting the distance of the vacuum cleaner body within that area. By determining the position and direction of the vacuum cleaner in relation to the area, it becomes possible to distinguish between walls and obstacles and calculate the travel route, increasing efficiency without instructing the travel route from the outside. This makes it possible to achieve good automatic driving.
この発明による自走式掃除機の他の実施例としては、掃
除機本体の記憶回路に複数の掃除領域の形状をあらかじ
め記憶させたものを用いるもので、掃除機本体の中央処
理回路で掃除領域の形状が認識されたときに、あらかじ
め記憶させた複数の掃除領域の中から、その認識された
掃除領域に相当する掃除領域を選出して、その選出した
掃除領域内での掃除機本体の位置、および選出した領域
に対する掃除機本体の向きを判別するような構成として
もよい。Another embodiment of the self-propelled vacuum cleaner according to the present invention is one in which the shapes of a plurality of cleaning areas are stored in advance in the memory circuit of the vacuum cleaner body, and the shapes of the cleaning areas are stored in the central processing circuit of the vacuum cleaner body. When the shape of is recognized, a cleaning area corresponding to the recognized cleaning area is selected from among the multiple cleaning areas stored in advance, and the position of the vacuum cleaner body is determined within the selected cleaning area. , and the orientation of the cleaner body with respect to the selected area.
このようにすれば、掃除機本体の位置および向きの判別
に際しての正確さが向上し、処理速度も早まる。In this way, the accuracy in determining the position and orientation of the cleaner body is improved, and the processing speed is also increased.
また、その場合における複数の掃除領域の記憶について
は、磁気テープ、磁気ディスクあるいは記憶素子内蔵カ
ードなどの外部記憶媒体を用いた外部記憶装置を掃除機
本体に設け、その外部記憶媒体に、一つの建物における
複数の掃除領域を記憶させておき、建物単位で交換する
ようにしてもよい。In addition, in order to store multiple cleaning areas in such a case, an external storage device using an external storage medium such as a magnetic tape, a magnetic disk, or a card with a built-in memory element is installed in the vacuum cleaner body, and one storage area is stored in the external storage medium. A plurality of cleaning areas in a building may be stored and exchanged for each building.
さらに、複数の掃除領域の記憶については、掃除領域の
かわりに、走行経路を記憶させておき、それに基づいて
掃除機本体を自動走行させることも可能である。Furthermore, regarding the storage of a plurality of cleaning areas, it is also possible to store travel routes instead of cleaning areas, and to automatically travel the cleaner body based on the travel routes.
(ト)発明の効果
この発明によれば、掃除機本体に、掃除機本体から周囲
の物体までの距離を計測する計測手段を設け、それによ
って、現在置かれている掃除領域の形状を認識し、その
領域内での掃除機本体の位置およびその領域に対する掃
除機本体の向きを判別するようにしたので、それらの認
識および判別により、壁面と障害物との判別をおこない
、走行経路を算出して自動走行することが可能となり、
人手によって走行経路を指示する必要がなくなる。(G) Effects of the Invention According to this invention, the vacuum cleaner body is provided with a measuring means for measuring the distance from the vacuum cleaner body to surrounding objects, thereby recognizing the shape of the cleaning area currently placed. , the position of the vacuum cleaner body within that area and the orientation of the vacuum cleaner body with respect to that area are determined, so by these recognition and discrimination, it is possible to distinguish between walls and obstacles and calculate the travel route. It becomes possible to drive automatically,
There is no need to manually instruct the driving route.
また、掃除領域あるいは走行経路を記憶させた磁気テー
プのような外部記憶素子を掃除領域に合わせて変える必
要もないため、操作性が向上すると共に、掃除領域デー
タを間違えるといったような人為的ミスを防ぐこともで
きる。In addition, there is no need to change external storage elements such as magnetic tapes that store cleaning areas or travel routes to match the cleaning area, which improves operability and eliminates human errors such as incorrect cleaning area data. It can also be prevented.
第1図はこの発明の構成を示すブロック図、第2図はこ
の発明による自走式掃除機の一実施例を示す側面図、第
3図は第2図の裏側を示す声分切欠側面図、第4図は測
距部の外カバーを外した状態を示す平面図、第5図は第
2図で示した自走式掃除機9構成を示す回路ブロック図
、第6図は自走式掃除機の動作を示すフローチャート図
、第7図は第6図に基づく動作説明図、第8図〜第10
図は掃除領域の形状の認識並びにその掃除領域における
掃除機本体の位置および向きの判別の一例を示す説明図
、第11図〜第13図は第8図〜第10図と同様の他の
例を示す説明図である。
!・・・・・・自走式掃除機本体、2・・・・・・上ケ
ース、3・・・・・・基台スカート部、4・・・・・・
外装ケース、5・・・・・・バンパ、5a・・・・・・
衝突センサ、6・・・・・・測距部、7・・・・・・自
走式掃除機本体の基板、8a、8b・・・・・・吸塵機
構、9a、9b・・・・・・吸塵部、10a、10b・
・・・・・可撓性ホース、11a、llb・・・・・・
床用吸込具、12a、12b・・・・・・床用吸込具昇
降用モータ、13a、’13b・・・・・・ワイヤ、1
5・・・・・・充電式電池、16a〜16d・・・・・
・車輪ユニット、17a=17d・・・・・・車輪、
18c、18d・・・・・・走行用モータ、−19c、
19d・・・・・・車輪支軸、20c、20d・・・・
・・車輪支軸ハウジング、20c、20d・・・・・・
操舵用プーリ、21e・・・・・・出力用プーリ、22
・・・・・・操舵用モータ、23・・・・・・操舵用タ
イミングベルト、24・・・・・・回転台、25・・・
・・・光源部、26a〜26c・・・・・・受光部、2
7・・・・・・回転軸、A−J・・・・・・位置、
L・・・・・・前後の床用吸込具間の距離、Q・・・・
・・床用吸込具の長さ。
j、、l l、仏−3副
第1図
第2図
第4図
猜
↑
第 7 図
第9図
□角度(°)
第10図
第11図
第12 図
第13図
ゝ・−+−一、++ ++J
手続補正書
昭和63年1月8日
特許庁長官 小 川 邦 夫 殿
C1、事件の表示
昭和62年特許願第264709号
2、発明の名称
自走式掃除機
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 守口型京阪本通2下目18番地名 称
(188)三洋電機株式会社代表者 井 植 敏
4、代理人〒530
住 所 大阪市北区西天満5丁目13クォーター・ワ
ンビル6、補正の対象
(1)明細書の「発明の詳細な説明」の欄(2)図面の
第5図および第6図
7、補正の内容
(1)■明細書第8ページ第19行の[吸塵用モータ9
a、9bJを「前側吸塵用ファンモータ91aおよび後
側吸塵用ファンモータ911+ Jと捕11・′、4゛
る。。
■同書第1Oページ第3行、第10ページ第20行、第
11ページ第5行、第11ページ第18行、第12ペー
ジ第4行、第13ページ第12行、第13ページ第15
行、第13ページ第18行、第13ページ第19〜20
行、第14ページ第1〜2行、第14ページ第11行、
第14ページ第18行および第15ページ第3行の「第
8図」を「第7図」と補正する。
■同書第11ページ第!1行、第14ページ第6行およ
び第14ページ第19行の[9a。
9bJをr91a、91bJと補正4°る。
■同書第12ページ第2行の「9a」を「9IbJと補
正する。
■同書第12ページ第10行の「ステップ206」を「
ステップ306」と補正する。
■同書第12ページ第11〜12行の「ステップ207
」を「ステップ307」と補正する。
■同書第13ページ第9〜IO行および第14ページ第
13行の「9a」をr91aJと補正する。
(2)図面の第5図および第6図を別紙のとおり補正す
る。Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Fig. 2 is a side view showing an embodiment of the self-propelled vacuum cleaner according to the invention, and Fig. 3 is a cutaway side view showing the back side of Fig. 2. , Fig. 4 is a plan view showing the distance measuring unit with the outer cover removed, Fig. 5 is a circuit block diagram showing the configuration of the self-propelled vacuum cleaner 9 shown in Fig. 2, and Fig. 6 is a plan view showing the self-propelled vacuum cleaner 9 shown in Fig. 2. A flowchart diagram showing the operation of the vacuum cleaner, FIG. 7 is an operation explanatory diagram based on FIG. 6, and FIGS. 8 to 10.
The figure is an explanatory diagram showing an example of recognition of the shape of the cleaning area and determination of the position and orientation of the vacuum cleaner body in the cleaning area, and Figures 11 to 13 are other examples similar to Figures 8 to 10. FIG. ! ... Self-propelled vacuum cleaner body, 2 ... Upper case, 3 ... Base skirt, 4 ...
Exterior case, 5...Bumper, 5a...
Collision sensor, 6... Distance measuring unit, 7... Self-propelled vacuum cleaner main body board, 8a, 8b... Dust suction mechanism, 9a, 9b...・Dust suction part, 10a, 10b・
...Flexible hose, 11a, llb...
Floor suction tool, 12a, 12b... Floor suction tool lifting motor, 13a, '13b... Wire, 1
5...Rechargeable battery, 16a-16d...
・Wheel unit, 17a=17d...Wheel, 18c, 18d...Travel motor, -19c,
19d...Wheel support shaft, 20c, 20d...
...Wheel support shaft housing, 20c, 20d...
Steering pulley, 21e...Output pulley, 22
... Steering motor, 23 ... Steering timing belt, 24 ... Turntable, 25 ...
...Light source section, 26a to 26c... Light receiving section, 2
7...Rotation axis, A-J...Position, L...Distance between front and rear floor suction tools, Q...
...Length of floor suction device. j,,l l,French-3 Sub-Fig. 1 Fig. 2 Fig. 4 ↑ Fig. 7 Fig. 9 □ Angle (°) Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 ゝ・-+−1 , ++ ++J Procedural Amendment January 8, 1986 Mr. Kunio Ogawa, Commissioner of the Patent Office
C1, Indication of the case 1986 Patent Application No. 264709 2, Name of the invention Self-propelled vacuum cleaner 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address Moriguchi type Keihan Hondori 2nd lower 18th street name
(188) Sanyo Electric Co., Ltd. Representative Satoshi Iue 4, Agent 530 Address 6, Quarter One Building, 5-13 Nishitenma, Kita-ku, Osaka Subject of amendment (1) Detailed description of the invention in the specification Column (2) Figures 5 and 6 of the drawings 7, Contents of correction (1) ■ [Dust suction motor 9] on page 8, line 19 of the specification
a, 9bJ are connected to the front dust suction fan motor 91a and the rear dust suction fan motor 911+J. Line 5, page 11, line 18, page 12, line 4, page 13, line 12, page 13, line 15
line, page 13, line 18, page 13, lines 19-20
line, page 14, lines 1-2, page 14, line 11,
"Figure 8" in the 18th line of the 14th page and the 3rd line of the 15th page is corrected to "Figure 7". ■Page 11 of the same book! Line 1, page 14, line 6, and page 14, line 19 [9a. 9bJ is corrected by 4 degrees to r91a and 91bJ. ■ Correct “9a” in the second line of page 12 of the same book to “9IbJ.” ■ Correct “Step 206” in line 10 of page 12 of the same book as “9IbJ.”
Step 306" is corrected. ■“Step 207” on page 12 of the same book, lines 11-12
” is corrected to “step 307”. ■Correct "9a" in lines 9 to IO of page 13 of the same book and line 13 of page 14 to r91aJ. (2) Figures 5 and 6 of the drawings will be corrected as shown in the attached sheet.
Claims (1)
、前記本体に設けられ前記本体から周囲の物体までの所
定平面上の距離を計測する計測手段と、前記計測手段に
よって得られた距離を連続して結んだ線を壁面とする領
域を認識すると共にその領域内での前記本体の位置およ
びその領域に対する前記本体の向きを判別する判別手段
と、前記判別結果を記憶する記憶手段と、前記判別結果
に基づいて前記本体を走行させる制御手段を備えてなる
自走式掃除機。1. A vacuum cleaner main body that travels and has a running means and a steering means, a measuring means provided on the main body and measuring the distance on a predetermined plane from the main body to surrounding objects, and a distance obtained by the measuring means Discrimination means for recognizing a region whose wall surface is a line connecting continuous distances, and determining the position of the main body within the region and the orientation of the main body with respect to the region; and storage means for storing the discrimination results. , a self-propelled vacuum cleaner comprising a control means for causing the main body to travel based on the determination result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264709A JPH01106204A (en) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | Self-traveling cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264709A JPH01106204A (en) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | Self-traveling cleaner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01106204A true JPH01106204A (en) | 1989-04-24 |
Family
ID=17407094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62264709A Pending JPH01106204A (en) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | Self-traveling cleaner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01106204A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0954617A (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-25 | Samsung Electron Co Ltd | Device and method for recognizing position of robot |
JP2009229458A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Vorwerk & Co Interholding Gmbh | Autonomous dust collector provided with sensor unit and its subject for floor |
JP2010534825A (en) * | 2007-07-19 | 2010-11-11 | ニート ロボティックス,インコーポレイティド | Distance sensing system and method |
US8483881B2 (en) | 2005-09-02 | 2013-07-09 | Neato Robotics, Inc. | Localization and mapping system and method for a robotic device |
WO2014162782A1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | シャープ株式会社 | Self-propelled vacuum cleaner |
JP2014219723A (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 村田機械株式会社 | Autonomous mobile body |
JP2021007519A (en) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 株式会社マキタ | Optical sensor and robot dust collector |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57108778A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Toshiba Corp | Position detector |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264709A patent/JPH01106204A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57108778A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Toshiba Corp | Position detector |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0954617A (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-25 | Samsung Electron Co Ltd | Device and method for recognizing position of robot |
US8483881B2 (en) | 2005-09-02 | 2013-07-09 | Neato Robotics, Inc. | Localization and mapping system and method for a robotic device |
JP2010534825A (en) * | 2007-07-19 | 2010-11-11 | ニート ロボティックス,インコーポレイティド | Distance sensing system and method |
JP2009229458A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Vorwerk & Co Interholding Gmbh | Autonomous dust collector provided with sensor unit and its subject for floor |
WO2014162782A1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-09 | シャープ株式会社 | Self-propelled vacuum cleaner |
JP2014200449A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | シャープ株式会社 | Self-propelled vacuum cleaner |
JP2014219723A (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 村田機械株式会社 | Autonomous mobile body |
JP2021007519A (en) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 株式会社マキタ | Optical sensor and robot dust collector |
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