JPH04328607A - 掃除ロボット - Google Patents

掃除ロボット

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JPH04328607A
JPH04328607A JP3099214A JP9921491A JPH04328607A JP H04328607 A JPH04328607 A JP H04328607A JP 3099214 A JP3099214 A JP 3099214A JP 9921491 A JP9921491 A JP 9921491A JP H04328607 A JPH04328607 A JP H04328607A
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JP
Japan
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brush
arm
obstacles
walls
cleaning
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Application number
JP3099214A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Hiratsuka
和博 平塚
Yoshinari Yamagami
山上 嘉也
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4011Regulation of the cleaning machine by electric means; Control systems and remote control systems therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L11/00Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4061Steering means; Means for avoiding obstacles; Details related to the place where the driver is accommodated
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被清掃領域を移動しな
がら壁や障害物に沿った近傍まできれいに清掃する掃除
ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】掃除ロボットとして、従来用いられてい
たのは、図4及び図5に示す構造のもので、掃除ロボッ
トは、巻取り機構18から引き出したACコード19を
コンセントに差込み、掃除する部屋の寸法情報が記載さ
れているメモリカード21を挿込み口に挿入した後、ス
タートスイッチ23をオンすることにより、運転が開始
される。
【0003】これと同時に、メモリカード21に記憶さ
れた寸法情報が読み取られ、ロボット制御部14からエ
ンコーダ4を介して2個の前輪駆動モータ3,3に出さ
れる回転制御指令により、掃除ロボットが所定領域内を
移動される。
【0004】この場合、本体ケース1の表面に設けられ
たそれぞれ複数個の前方用、横方向用、及び後方用の各
超音波センサ15,16,17は、掃除領域内にある壁
面や障害物までの距離を検出しながら掃除ロボットとそ
れらが衝突するのを回避し、掃除ロボットが通過した部
分の塵埃は、底壁に開口された掃除機6の吸  込み口
7から吸込まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の掃除ロボットの
ように、壁や障害物からある程度の距離を隔てて走行さ
せながら本体ケース1の底壁に開口された吸込み口7か
ら塵埃を吸込ませる場合には、掃除機6の吸込み口7が
底壁の幅寸法より若干小さいため、壁や障害物に沿って
それらと吸込み口7との間の塵埃の一部が、除去されず
に残されていた。
【0006】また、壁や障害物との衝突を避けるため、
本体ケース1に距離センサとして超音波センサ15,1
6,17が使用されているので、超音波によって得られ
る障害物の情報が、超音波の指向角度の影響で障害物を
実際の物より大きく検出する。このため、掃除する場所
についての内部地図が正確でなくなり、掃除ロボットの
走行経路の決定に悪影響を与えていた。
【0007】本発明はこれらの事情に鑑みてなされたも
ので、壁や障害物に沿って取り残されていた塵埃を除去
できるようにするとともに、障害物の形状や位置につい
ての認識精度を向上することができる掃除ロボットの提
供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、前方と側方と後方とに障害物や壁面までの
距離を検出する距離センサを備えた本体ケースと、本体
ケースの前部に設けられる一対の動輪をそれぞれ別個に
駆動する回転角度検出器を備えた2個の駆動モータと、
本体ケースの後部に設けられるキャスタと、本体ケース
内に収納されて吸込み口を底壁に開口する掃除機と、被
清掃面から塵埃を除去するブラシ掃除手段と、ブラシ掃
除手段の制御回路とを備え、ブラシ掃除手段は、吸込み
口の前方に位置してアームの先端に設けられた一対のブ
ラシと、これらのアームをその長さ方向と基端部のまわ
りに回転させる2個1組のモータとからなり、ブラシ掃
除手段の制御回路は、2個1組の各モータの回転を制御
するモータドライバと、アームの長さ方向への移動と一
方のモータを中心とするアームの回転とを制御するアー
ム制御部と、このアーム制御部に接続されてブラシによ
る清掃を制御するロボット制御部とからなる掃除ロボッ
トである。
【0009】障害物や壁際の塵埃の除去を良くするため
には、前記ブラシは、壁や障害物との距離を検出する近
接距離センサを備え、これからの情報により壁または障
害物に沿った走行を制御される構成とすることが好まし
い。
【0010】また、ブラシに設けられる近接距離センサ
は、近接距離測定部を介してロボット制御部に接続され
、フィードバックした情報により障害物や部屋の環境認
識精度を高められる構成とすることができる。
【0011】
【作用】本発明では、底壁下側の吸込み口の前方にブラ
シ掃除手段が設けられているので、壁や障害物に沿って
掃除を行う走行モードにおいては、底壁の下側に位置し
ていたアーム先端のブラシが、その制御回路によって底
壁の外側に移動され、壁や障害物と吸込み口との間の塵
埃をブラッシングして吸引され易くするので、壁や障害
物に沿った塵埃は、その後側に位置する吸込み口から掃
除機内に吸引される。
【0012】また、ブラシに設けられた近接距離センサ
は、走行モードにおいては、本体ケースの近接距離セン
サより壁や障害物側に近接するので、ブラシの近接距離
センサによって得られる障害物の形状や位置についての
情報がより正確になり、走行経路の決定にも良い影響を
及ぼす。
【0013】
【実施例】以下、図に示す実施例に基づき詳述する。な
お、これによって本発明が限定されるものではない。
【0014】図1は、従来例と同じ外観斜視図(図4参
照)を有する本実施例の横断平面図を示すものである。 本体ケース1の底壁には、前部の左右両側に動輪2,2
が設けられ、後部の中央に回転自在なキャスタ5が設け
られている。各動輪2は、回転角度検出手段としてのエ
ンコーダ4を備えた駆動モータ3により、それぞれ独立
に駆動される。
【0015】本体ケース1内には、動輪2より後側の中
央に掃除機6が収納されており、動輪2より前側の底壁
に掃除機6の吸込み口7が開口されている。吸込み口7
の左右両端の斜め前方には、ブラシ掃除手段8,8が設
けられている。
【0016】各ブラシ掃除手段8は、図2に示すように
、吸込み口7の前方に位置してアーム8bの先端に設け
られるブラシ8aと、アーム8bの基端側に設けられて
アーム8bをその長さ方向と基端部のまわりに回転させ
る2個1組のモータ8c,8dとからなる。モータ8c
,8dには、矢印Aで示すアーム8bのスライド方向と
、矢印Bで示す回転方向の位置を検出するポテンショメ
ータ8e,8fが設けられている。9,10はブラシ8
aに取り付けられた前方用と側方用の近接距離センサで
ある。
【0017】近接距離センサ9,10から得られた情報
は近接距離測定部11に入力され、ここにおいて前方ま
たは側方の壁や障害物との距離が測定される。近接距離
測定部11からの距離情報はアーム制御部12に入力さ
れ、アーム制御部12は、この距離情報に基づきブラシ
掃除手段8を前方または側方の壁や障害物との距離が一
定になるように、モータドライバ13に対し位置制御御
指令を出す。
【0018】この指令を受けたモータドライバ13は、
モータ8cに対しアーム8bを矢印A方向にスライドす
る指令を出すとともに、モータ8dに対しアーム8bを
矢印B方向に回転する指令を出し、アーム8bの位置制
御を行う。
【0019】アーム制御部12は、現在の姿勢における
掃除ロボットと壁や障害物との間の距離を本体ケース1
内に収納されたロボット制御部14に入力する。このた
め、ロボット制御部14は、ブラシ掃除手段8をあたか
も接触センサの如く使用することができるので、障害物
や壁面の形状を本体ケース1に設けられた後述する距離
センサ15,16,17によって得られる場合よりも正
確に把握できるだけでなく、掃除する部分の内部地図を
より正確なものとすることができる。これらの結果、走
行制御のアルゴリズムも立て易くなる。
【0020】本体ケース1の前面、左右両側の側面、及
び背面には、それぞれ距離センサとしての前方用、横方
向用、及び後方用超音波センサ15,16,17が複数
個ずつ設けられている。前方用超音波センサ15は、本
体ケース1とその前方の障害物や壁までの距離を検出し
、横方向用超音波センサ16は、本体ケース1とその横
方向の障害物や壁までの距離を検出し、後方用超音波セ
ンサ17は、本体ケース1とその後方の障害物や壁まで
の距離を検出する。
【0021】本実施例と同じ外観斜視図を有する図4に
おいて、18は本体ケース1の中間部に設けられたAC
コード巻き取り機構で、掃除ロボットの電力を要する各
部分には、このACコード巻き取り機18に引き出し可
能に巻き付けられたACコード19から電力が供給され
る。電力の供給が蓄電池でなく、AC電源を使用して行
われ構成であるので、掃除ロボットは軽量化され、連続
使用が可能になる。
【0022】本体ケース1は、下部外周面にそれらの表
面から突出するバンパースイッチ20が設けられている
。バンパースイッチ20は、走行中の掃除ロボットが超
音波センサ15,16,17で確認できなかった障害物
に衝突した時に、掃除ロボットを停止する。
【0023】21は掃除を行う部屋の寸法情報が記憶さ
れたメモリカードで、掃除ロボットの運転は、このメモ
リカード21を掃除ロボットの所定位置に設けられた挿
入口22に挿入した後、スタートスイッチ23をオンし
て行われ、運転の停止はストップスイッチ24をオンし
て行われる。本体ケース1の後側には、掃除ロボットの
部屋間の移動に用いられる取っ手25が設けられている
【0024】次に、装置の動作について説明する。壁や
障害物に沿って掃除を行う走行モードでは、メモリカー
ド21の寸法情報を読み取ったロボット制御部14は、
アーム制御部12,モータドライバ13により、モータ
8c,8dをそれぞれ所定角度だけ回転してアーム8b
を矢印A方向にスライドさせつつ矢印B方向に回転する
【0025】この制御動作により、ブラシ8aは、図3
に示すように本体ケース1の外側に移動され、ブラシ8
aの近接距離センサ9,10により、壁や障害物に沿っ
て移動しながらその通過部分の塵埃を被清掃面から除去
する。除去された塵埃は、ブラシ8a後方の吸込み口7
から掃除機6内に吸引される。
【0026】壁や障害物から離れた場所の掃除を行う通
常モードでは、メモリカード21の寸法情報を読み取っ
たロボット制御部14の指令により、ブラシ掃除手段8
は、図1に示すように、底壁の下側に位置した状態で走
行し、ブラシ8aにより除去された塵埃は、その後側に
設けられた吸込み口7から掃除機6内に吸引される。
【0027】壁や障害物から離れた場所の掃除を行う通
常モードでは、メモリカード21の寸法情報を読み取っ
たロボット制御部14の指令により、ブラシ掃除手段8
は、図1に示すように、底壁の下側に位置した状態で走
行し、ブラシ8aにより除去された塵埃は、その後側に
設けられた吸込み口7から掃除機6内に吸引される。
【0028】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、壁や障
害物に沿って掃除を行なう場合に、本体ケースの下側に
位置していたアーム先端のブラシが、本体ケースの外側
に移動する制御作用を受けて壁や障害物に接近するので
、従来の場合と異なり、壁や障害物に沿った部分の掃除
を確実に行うことができる。
【0029】請求項2に記載の発明によれば、ブラシは
近接距離センサを備えているので、ブラシをあたかも接
触センサの如く使用して壁や障害物に沿っての移動をよ
り近接した状態で行うことができる。
【0030】請求項3に記載の発明によれば、ブラシの
近接距離センサは、近接距離測定部を介してロボット制
御部に接続されているので、壁や障害物の形状を本体ケ
ースに取り付けられた距離センサによって得られる場合
より正確に検出し、正確な内部地図により走行経路の決
定に良い影響を及ぼすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す横断平面図である。
【図2】本発明のブラシ掃除手段とその制御部の一例を
示す構成図である。
【図3】本発明の走行モード時における動作説明図であ
る。
【図4】本発明と従来例に共通の外観斜視図である。
【図5】従来例の横断平面図である。
【符号の説明】
1  本体ケース 2  動輪 3  駆動モータ 4  回転角度検出器(エンコーダ) 5  キャスタ 6  掃除機 7  吸込み口 8a  ブラシ 8b  アーム 8c,8d  モータ 8e,8f  アームのスライド方向と回転方向の位置
検出手段(ポテンショメータ) 9,10    近接距離センサ 11  近接距離測定部 12  アーム制御部 13  モータドライバ 14  ロボット制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  前方と側方と後方とに障害物や壁面ま
    での距離を検出する距離センサを備えた本体ケースと、
    本体ケースの前部に設けられる一対の動輪をそれぞれ別
    個に駆動する回転角度検出器を備えた2個の駆動モータ
    と、本体ケースの後部に設けられるキャスタと、本体ケ
    ース内に収納されて吸い込み口を底壁に開口する掃除機
    と、被清掃面から塵埃を除去するブラシ掃除手段と、ブ
    ラシ掃除手段の制御回路とを備え、ブラシ掃除手段は、
    吸い込み口の前方に位置してアームの先端に設けられた
    一対のブラシと、これらのアームをその長さ方向と基端
    部のまわりに回転させる2個1組のモータとからなり、
    ブラシ掃除手段の制御回路は、2個1組の各モータの回
    転を制御するモータドライバと、アームの長さ方向への
    移動と一方のモータを中心とするアームの回転とを制御
    するアーム制御部と、このアーム制御部に接続されてブ
    ラシによる清掃を制御するロボット制御部とからなる掃
    除ロボット。
  2. 【請求項2】  ブラシは、壁や障害物との距離を検出
    する近接距離センサを備え、これからの情報により壁ま
    たは障害物に沿った走行を制御される請求項1に記載の
    掃除ロボット。
  3. 【請求項3】  ブラシの近接距離センサは、近接距離
    測定部を介してロボット制御部に接続され、フィードバ
    ックした情報により障害物や部屋の環境認識精度を高め
    られる請求項2に記載の掃除ロボット。
JP3099214A 1991-04-30 1991-04-30 掃除ロボット Pending JPH04328607A (ja)

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