TWI664947B - Self-propelled sweeper - Google Patents

Self-propelled sweeper Download PDF

Info

Publication number
TWI664947B
TWI664947B TW105106802A TW105106802A TWI664947B TW I664947 B TWI664947 B TW I664947B TW 105106802 A TW105106802 A TW 105106802A TW 105106802 A TW105106802 A TW 105106802A TW I664947 B TWI664947 B TW I664947B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
frame
battery
walking
inclined surface
self
Prior art date
Application number
TW105106802A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201711620A (zh
Inventor
妹尾敏弘
大西裕二
Original Assignee
夏普股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 夏普股份有限公司 filed Critical 夏普股份有限公司
Publication of TW201711620A publication Critical patent/TW201711620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI664947B publication Critical patent/TWI664947B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2889—Safety or protection devices or systems, e.g. for prevention of motor over-heating or for protection of the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A47L9/0461—Dust-loosening tools, e.g. agitators, brushes
    • A47L9/0466—Rotating tools
    • A47L9/0477—Rolls
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/02—Nozzles
    • A47L9/04—Nozzles with driven brushes or agitators
    • A47L9/0461—Dust-loosening tools, e.g. agitators, brushes
    • A47L9/0488—Combinations or arrangements of several tools, e.g. edge cleaning tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A47L9/2826—Parameters or conditions being sensed the condition of the floor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2842—Suction motors or blowers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2847—Surface treating elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
    • A47L9/2884—Details of arrangements of batteries or their installation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/02—Docking stations; Docking operations
    • A47L2201/022—Recharging of batteries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

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

Abstract

本發明係於自走式掃除機位於斜面上時，即便電池殘量耗盡亦不會於斜面下降。
本發明之自走式掃除機之特徵為包含框體，該框體搭載有用以於地面行走之電動行走機、用以一面於地面行走一面進行掃除之電動掃除機構、電池、及控制來自電池之電力並將之供給至電動行走機構及電動掃除機構之控制部；控制部係於使框體之行走在相對於水平面傾斜之斜面停止時，於使框體自框體因自重而欲於斜面行走之方向移動至框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力。

Description

自走式掃除機
本發明係關於一種自走式掃除機。
作為本發明之先前技術，已知有於自電池(battery)接收電力供給而驅動之自走式掃除機中，若電池殘量變少，則於停止來自電池之電力供給前之期間中，對使用者報知電池殘量較少者(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-75825號公報
然而，此種先前之自走式掃除機於斜面上電池殘量耗盡之情形時，因無法電性地鎖定驅動輪，故有掃除機因自重而使驅動輪旋轉而於傾斜面下降，與家具等碰撞，對家具造成損傷，或使掃除機自身損傷之問題點。
本發明係考慮此種狀況而完成者，其提供一種即便於傾斜面上電池殘量減少且不存在來自電池之供電，亦不會因自重而於傾斜面下降之自走式掃除機。
本發明提供一種自走式掃除機，其特徵為包含框體，該框體搭 載有：電動行走機構，其用以於地面行走；電動掃除機構，其用以一面於地面上行走，一面進行掃除；電池；及控制部，其控制來自電池之電力並供給至電動行走機構及電動掃除機構；控制部係於使框體之行走在相對於水平面傾斜之斜面停止時，於使框體自框體因自重而欲於斜面行走之方向移動至框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力。
根據本發明，因於斜面上，電池殘量變少之情形時，控制部係於將框體因自重而欲於斜面下降之方向變更為相對於斜面之傾斜方向框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力，故不會使框體於斜面下降，而不會因於傾斜面下降而與家具等碰撞，對家具造成損傷，或使掃除機自身損傷之問題。
1A‧‧‧掃除機器人
2‧‧‧框體
2a‧‧‧底板
2b1‧‧‧蓋
2b‧‧‧頂板
2c‧‧‧側板
3‧‧‧旋轉刷
4‧‧‧側刷
4a‧‧‧受電端子
4b‧‧‧受電端子
5R‧‧‧右驅動輪
5L‧‧‧左驅動輪
5La‧‧‧旋轉軸
5Ra‧‧‧旋轉軸
7‧‧‧後輪
8‧‧‧前輪
9‧‧‧超音波感測器
10‧‧‧吸入路徑
11‧‧‧吸入口
12‧‧‧地面檢測感測器
13‧‧‧3軸加速度感測器
14‧‧‧電池
15‧‧‧控制基板
20‧‧‧集塵部
21‧‧‧集塵盒
22‧‧‧過濾器
30‧‧‧電動送風機
41‧‧‧排氣口
50‧‧‧排氣路徑
51‧‧‧CPU
52‧‧‧ROM
53‧‧‧RAM
54‧‧‧控制部
55L‧‧‧馬達
55R‧‧‧馬達
57‧‧‧馬達驅動電路
58‧‧‧馬達
59‧‧‧馬達驅動電路
62‧‧‧電源開關
63‧‧‧輸入部
66‧‧‧感測器控制單元
67‧‧‧感測器
68‧‧‧馬達驅動電路
69‧‧‧送風機馬達
70‧‧‧側刷驅動馬達
71‧‧‧輸出部
92‧‧‧馬達驅動電路
100‧‧‧斜面
Br‧‧‧電池殘量
S1~S10‧‧‧步驟
S21~S33‧‧‧步驟
S41~S51‧‧‧步驟
U‧‧‧箭頭符號
Vs‧‧‧放電終止電壓(可再充電電壓)
Y1‧‧‧箭頭符號
Y2‧‧‧箭頭符號
圖1係本發明之第1實施形態之自走式掃除機之俯視立體圖。
圖2係圖1所示之自走式掃除機之底視圖。
圖3係圖1所示之自走式掃除機之控制電路之方塊圖。
圖4係自圖1所示之自走式掃除機之側面觀察時之內部構成說明圖。
圖5係表示搭載於圖1所示之自走式掃除機之電池之電池殘量Br相對於電池端子電壓Vb之特性之特性圖。
圖6係表示本發明之第1實施形態之動作之流程圖。
圖7(a)、(b)係表示本發明之自走式掃除機之設置狀況之說明圖。
圖8係表示本發明之第1實施形態之變化例之圖6之對應圖。
圖9係表示本發明之第2實施形態之動作之流程圖。
圖10係表示本發明之第3實施形態之動作之流程圖。
本發明之自走式掃除機之特徵為包含框體，該框體搭載有：電動行走機構，其用以於地面行走；電動掃除機構，其用以一面於地面上行走，一面進行掃除；電池；及控制部，其控制來自電池之電力並供給至電動行走機構及電動掃除機構；控制部係於使框體之行走在相對於水平面傾斜之斜面停止時，於使框體自框體因自重而欲於斜面行走之方向移動至框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力。
例如，電動行走機構包含用於支持框體並使其行走之一對第1及第2驅動輪及至少1個從動輪；及驅動上述第1及第2驅動輪之各者之第1及第2馬達；第1及第2驅動輪之輪軸係同軸排列，將框體因自重而於斜面行走之方向設定為正交於上述輪軸之方向。
較好為，控制部係於使框體之行走於上述斜面上停止時，鎖定驅動第1驅動輪之第1馬達而暫時鎖定第1驅動輪，停止自電池對驅動第2驅動輪之第2馬達供給電力而釋放第2驅動輪後，停止自電池對第1馬達供給電力而釋放第1驅動輪。
第1及第2馬達包含用於檢測第1及第2驅動輪有無旋轉之旋轉編碼器，控制部係於使框體之行走於上述斜面上停止時，反復進行框體之微小角度之迴轉動作、及停止自電池對第1及第2馬達供給電力之動作，直至停止自電池對第1及第2馬達供給電力時兩驅動輪停止旋轉為止。
上述框體具備檢測框體的方位之3軸加速度感測器，控制部亦可於使框體之行走於上述傾斜面上停止時，以使第1及第2驅動輪之輪軸方向與斜面之傾斜方向一致之方式使框體旋轉後，停止自電池對第1及第2馬達供給電力。
以下，使用圖式所示之第1至第3實施形態，詳細闡述本發明。本發明並非受該等實施形態限定者。
(第1實施形態)
(1)自走式掃除機之構成
圖1係自本發明之第1實施形態之自走式掃除機之上方觀察時之立體圖，圖2係圖1所示之自走式掃除機之底視圖，圖3係圖1所示之自走式掃除機之控制電路之方塊圖。又，圖4係自圖1所示之自走式掃除機之側面觀察時之內部構成說明圖。
本發明之自走式掃除機(以下稱為掃除機器人)係藉由一面於地面行走，一面隨空氣一同吸入地面上之塵埃，並排出已除去塵埃之空氣而掃除地面，即進行行走清掃。
掃除機器人1A係如圖1所示，包含圓盤形之框體2，於該框體2之上表面，包含排氣口41。如圖2所示，於底板2a設置有旋轉刷3、一對邊刷4、吸入口11、右驅動輪5R及左驅動輪5L、後輪7及前輪8、配置於底板2a之周緣之5個地面檢測感測器12、充電用之受電端子4a、4b及電源開關(撥動開關)62。
再者，框體2係使用電絕緣性材料(例如，ABS樹脂)形成。又，框體2內建檢測掃除機器人1A之方位及移動方向等之3軸加速度感測器13。地面檢測感測器12包含對地面照射紅外線之發光元件、及接收自地面之反射光之受光元件，以檢測地面或檢測地面有無階差。
又，於框體2內，如圖4所示，包含連接於吸入口11之吸入路徑10、設置於吸入路徑10下游側之集塵部20、設置於集塵部20下游側之電動送風機30、及連接電動送風機30與排氣口41之排氣路徑50。又，於框體2之後方，內建有搭載掃除機器人1A之控制電路(後述)之控制基板15及電池(蓄電池)14。集塵部20係由集塵盒21與過濾器22構成。
框體2係如圖1所示，包含：俯視為圓形之頂板2b，其具有蓋2b1及形成於蓋2b1之後方位置之排氣口41；及俯視為圓環形之側板2c，其沿底板2a與頂板2b之間之外周部而設。於頂板2b，設有輸入掃除機 器人1A之啟動．停止之指令之輸入部63、及對使用者通知(輸出)各種資訊之輸出部71。
於底板2a(圖2)，形成有供前輪8及左右之驅動輪5L、5R之下部自框體2內朝外部突出之複數個孔部。又，於側板2c之前方，如圖1所示，設置有檢測掃除機器人1A之行進方向之障礙物之複數個超音波感測器9。
於本實施形態中，超音波感測器9交替地包含3個超音波接收部23a、及2個超音波發送部23b。以自超音波發送部23b發送至障礙物之超音波由超音波接收部23a反射而檢測障礙物。
左右之驅動輪5L、5R(圖2)分別與框體2之底板2a平行，且可以相對於圖2所示之軸線X同軸之旋轉軸5La、5Ra為中心旋轉地設置，若左右之驅動輪5L、5R沿同一方向旋轉，則框體2沿箭頭符號Y1、Y2方向進退，若左右之驅動輪5L、5R相互沿相反之方向旋轉，則框體2旋轉。
左右之驅動輪5L、5R之旋轉軸5La、5Ra係透過減速齒輪連結於後述之一對驅動輪用馬達以自各者個別獲得旋轉力，各驅動輪用馬達係直接或透過減震機構固定於框體2之底板2a之內表面。
前輪8包含從動滾軸，於接觸到行進路面上出現之階差時，以框體2可容易地攀越上行階差之方式，於自驅動輪5接觸之地面稍微浮起之位置，旋轉自如地設於框體2之底板2a。
後輪7包含自由車輪，其以與地面接觸之方式，旋轉自如地設於框體2之底板2a之後方部。
如此，相對於框體2於前後方向之中間，配置左右驅動輪5L、5R，以使前輪8自地面浮起，可藉由左右驅動輪5L、5R與後輪7支持掃除機器人1A之所有重量之方式，相對於框體2沿前後方向分配重量。藉此，可將前進路前方之塵埃不被前輪8遮擋地導入至吸入口 11。
上述之旋轉刷3係以可與框體2之底板2a平行之軸為中心旋轉地，設於吸入口11之入口。又，底板2a之吸入口11之左右兩側之側刷4係以與底板2a垂直之旋轉軸為中心而旋轉。
旋轉刷3係於旋轉軸即滾軸之外周面，以螺旋狀植設刷毛而形成，且由後述之旋轉刷驅動馬達驅動。
側刷4具有以放射狀設於旋轉軸之下端之4個刷束。側刷4之旋轉軸係與底板2a垂直地被支持於框體2之內表面，且由後述之側刷驅動馬達驅動。
(2)自走式掃除機之控制系統之構成
搭載於控制基板15(圖4)且進行掃除機器人1A之控制的控制電路係如圖3所示，包含：控制部54，其具備包含CPU51、ROM52、RAM53之微電腦；馬達驅動電路57，其用於個別控制分別驅動左右驅動輪5L、5R之驅動輪用馬達55L、55R；馬達驅動電路59，其用於控制驅動旋轉刷3之旋轉刷驅動馬達58；馬達驅動電路92，其用於控制同時驅動2個側刷4之側刷驅動馬達70；馬達驅動電路68，其用於控制組裝於電動送風機30之送風機馬達69；電源開關62，其將來自電池14之電力輸入至控制電路；感測器控制單元66，其驅動控制各種感測器67；輸入部63、及輸出部71。
各種感測器67包含後述之旋轉編碼器、上述之地面檢測感測器12、超音波感測器9、3軸加速度感測器13等。雖於馬達55L、55R、58、69、70使用DC馬達，但於本實施形態中，於驅動車輪用馬達55L、55R，使用DC無刷馬達(內建旋轉編碼器)，馬達驅動電路57分別進行驅動輪用馬達55L、55R之正反轉動作、速度控制及停止時之鎖定(限制)動作等。
於此種構成中，若電源開關62接通，則電池14之輸出電力分別 供給至馬達驅動電路57、92、59、68，且亦分別供給至控制部54、輸入部63、輸出部71、感測器控制單元66等。
又，控制部54之CPU51係中央運算處理裝置，其基於事先記憶於ROM52之程式，對自輸入部63與各種感測器67接收之信號進行運算處理，並輸出至馬達驅動電路57、92、59、68等。
內建於左右驅動輪用馬達55L、55R之旋轉編碼器檢測各馬達之旋轉，控制部54係根據該旋轉編碼器之輸出與3軸加速度感測器13(圖2)之輸出，時常檢測(監視)掃除機器人1A之行走速度或行走距離、位置與方位等，並存儲於RAM53。即，由馬達55L、55R之旋轉編碼器及3軸加速度感測器13構成監視掃除機器人1A之位置、移動方向、移動距離及傾斜等之監視感測器。
又，輸入部63係如圖1所示設於頂板2b，包含使用者對控制部54(圖3)輸入「啟動指令」或「停止指令」等之觸控開關。
再者，RAM53記憶掃除機器人1A之各種動作條件或各種感測器65之輸出等。
又，RMA53可記憶掃除機器人1A之行走地圖。行走地圖係指掃除機器人1A之行走路徑或行走速度等之與行走相關之資訊，可事先由使用者記憶於RAM53，或掃除機器人1A自身於掃除運轉中自動予以記錄。
圖5示出電池端子電壓Vb相對於以固定電流使電池(蓄電池)14放電時之電池殘量Br(%)之變化。自圖5可知，隨著電池殘量Br之減少，端子電子Vb逐漸下降，最終，可能會降低至放電終止電壓(可再充電電壓)Vs。
此處，端子電壓Vb降低至Vs(放電終止電壓)時之電池殘量Br設為0%。再者，電池14可使用鋰離子電池、鎳氫電池或Ni-Cd電池。
(3)自走式掃除機之動作
於如此構成之掃除機機器人1A中，若自使用者經由輸入部63輸入「啟動指令」，則電動送風機30、驅動輪5L、5R、旋轉刷3及側刷4啟動。
藉此，於旋轉刷3、側刷4、驅動輪5L、5R及後輪7接觸地面之狀態下，框體2一面於特定之範圍行走，一面自吸入口11吸入包含地面之塵埃之空氣。此時，藉由旋轉刷3之旋轉，地面上之塵埃被揚起且被引導至吸入口11。又，藉由側刷4之旋轉，吸入口11之側方之塵埃被引導至吸入口11。
自吸入口11吸入至框體2內之包含塵埃之空氣係如圖4所示，經由框體2之吸引路徑10而流入至集塵盒21內。流入至集塵盒21內之氣流經由過濾器22，經排氣路徑50朝排氣口41排出。此時，因集塵盒21內之氣流所包含之塵埃由過濾器22捕獲，故塵埃堆積於集塵盒21內。如此，進行地面上之掃除。
再者，如上所述，掃除機器人1A可藉由左右驅動輪5L、5R沿同一方向正旋轉而前進，沿同一方向逆旋轉而後退，相互沿相反方向旋轉而迴轉。
例如，掃除機器人1A係於遇到較大之階差(懸崖)時，或到達至掃除區域之周邊之情形時，及接近行進路上之障礙物之情形時，由地面檢測感測器12(圖2)或其他各種感測器將此通知至控制部54(圖3)，使驅動輪5停止。其次，使左右驅動輪5相互沿相反方向旋轉而改變其方向。
藉此，掃除機器人1A於設置場所全體或所期望範圍全體內，可一面避開較大之階差或障礙物，一面自走而進行掃除。
再者，掃除機器人1A可基於事先記憶於ROM52之程式，或事先儲存於RAM53之行走路徑，以所期望之行走模式進行掃除。
若以所期望之行走模式結束特定之掃除作業，則掃除機器人1A 返回至原位置(充電座)，經由受電端子4a、4b自充電座(未圖示)對電池14充電。
此處，使用圖6所示之流程圖，說明第1實施形態之掃除機器人1A之具體之動作流程。
如該圖所示，若開啟電源開關62，自輸入部63輸入啟動指令(步驟S1)，則掃除機器人1A執行特定之掃除作業(步驟S2)。
接著，判定是否已完成特定之掃除作業(步驟S3)。於未完成作業之狀態下，若檢測到電池14之端子電壓Vb係如圖5所示降低至Vx，電池殘量Br例如降低至剩餘5%(步驟S4)，則為了督促使用者充電而自輸出部71輸出文字資訊或聲音資訊等之警報(步驟S5)。
其次，電性鎖定驅動輪用馬達55L、55R之兩者，藉此，鎖定左右之驅動輪5L、5R(步驟S6)。
其次，切斷自馬達驅動電路57對一驅動輪用馬達此處為左驅動用馬達55L之供電，使左驅動輪5L自驅動控制釋放(步驟S7)。
因此，於如圖7(a)所示，於掃除機器人1A位於斜面100之情形時，掃除機器人1A因釋放之左驅動輪5L藉由重力作用而旋轉，故以被鎖定之右驅動輪5R為中心，沿逆時針方向旋轉，由驅動輪用馬達55L之旋轉編碼器檢測左驅動輪5L之旋轉(步驟S8)。
接著，若掃除機器人1A與圖7(b)所示之狀態，即通過旋轉軸5Ra、5La之軸線X之方向與以箭頭符號U表示之傾斜方向大致一致(成為平行)，則左驅動輪5L自然地停止。由左驅動用馬達55L之旋轉編碼器之輸出檢測該情形。因此，切斷自馬達驅動電路57對右驅動輪用馬達55R之供電，使右驅動輪5R亦自驅動控制釋放(步驟S9)。
藉此，即便掃除機器人1A停止於斜面100之中途，且電池殘量被耗盡，亦不會於斜面100下降。又，於掃除機器人1A停止後，自輸出部71輸出之警報停止(步驟S10)。
再者，於步驟S3中，於完成特定作業之情形時，掃除機器人1A返回至原位置(充電座)。又，於掃除機器人1A並非位於如圖7(a)之斜面100之情形時，例行係自步驟S8直接進行至步驟S9。
又，雖圖7(b)示出將通過旋轉軸5L、5R之軸線X與以箭頭符號U表示之傾斜方向所成之角度大致設定為0度(平行)之情形，但未必必須設定為0度，只要設為即便釋放左右驅動輪5L、5R，掃除機器人1A亦不會因自重而於斜面100下降之角度即可。當然，根據斜面100之傾斜角度而定，通過旋轉軸5L、5R之軸線X與以箭頭符號U表示之傾斜方向所成之角度亦不相同。
圖8係表示該實施形態之變化例之圖6之對應圖。於該變化例中，僅圖6所示之步驟S8置換為步驟S8a。即，取代於圖6之步驟S8實施之「藉由旋轉編碼器之輸出，確認驅動輪5L之旋轉之停止」，而設為「等待預測驅動輪5L將停止之時間t(例如，5秒鐘)」。藉此，可獲得與圖6所示之實施形態相同之效果。
(第2實施形態)
圖9係表示本發明之第2實施形態之動作之圖6之對應圖。因其他構成係與第1實施形態相同，故省略相關說明。
以下，使用圖9所示之流程圖，說明第2實施形態之掃除機器人1A之具體之動作流程。
如該圖所示，若電源開關62接通而自輸入部63輸入啟動指令(步驟S21)，則掃除機器人1A執行特定之掃除作業(步驟S22)。又，判定是否已完成特定之掃除作業(步驟S23)。
於作業未完成之狀態下，若檢測到電池14之端子電壓Vb如圖5所示降低至Vx，且電池殘量Br降低至例如5%(步驟S24)，則自輸出部71輸出用以催促使用者充電之文字資訊或聲音資訊等之警告(步驟S25)。
其次，暫時鎖定驅動輪用馬達55L、55R之兩者，藉此鎖定兩驅動輪5L、5R(步驟S26)。其次，切斷對驅動輪用馬達55L、55R之電力通電，將左右之驅動輪5L、5R自馬達驅動電路57之驅動控制釋放(步驟S27)。
其後，若檢測到左右驅動輪5L、5R基於旋轉編碼器之輸出而旋轉，則判定掃除機器人1A開始於斜面下降(有下降動作)(步驟S28)，並鎖定兩驅動輪5L、5R(步驟S29)。其次，掃除機器人1A僅旋轉特定之微小角度△θ(例如，10度)(步驟S30)。
再次釋放左右驅動輪5L、5R(步驟S31)，確認其等之旋轉(有下降動作)(步驟S32)。反復進行步驟S29~S32，若通過旋轉軸5Ra、5La之軸線X之方向係如圖7(b)所示靠近以箭頭符號U表示之傾斜方向，則釋放之左右驅動輪5L、5R自然地停止旋轉。
因左右驅動輪5L、5R之停止係藉由各自之驅動用馬達55L、55R之旋轉編碼器之輸出予以檢測(步驟S32)，故維持左右驅動輪5L、5R之釋放狀態。
如此，即便掃除機器人1A停止於斜面100之中途，且電池殘量亦被耗盡，亦不會於斜面100下降。於掃除機器人1A停止後，自輸出部71輸出之警報停止(步驟S33)。
再者，於步驟S23中，於完成特定作業之情形時，掃除機器人1A返回至原位置(充電座)。又，於步驟S28中，於左右驅動輪5L、5R並未旋轉之情形時，判定掃除機器人1A並非位於斜面，於左右驅動輪5L、5R自驅動控制釋放之狀態下，例行進行至步驟S33。
(第3實施形態)
圖10係表示本發明之第3實施形態之動作之圖6對應圖。因其他構成與第1實施形態相同，故省略說明。
以下，使用圖10所示之流程圖，說明第3實施形態之掃除機器人 1A之具體之動作流程。如該圖所示，若電源開關62接通而自輸入部63輸入啟動指令(步驟S41)，則掃除機器人1A執行特定之掃除作業(步驟S42)。
接著，判定是否已完成特定之掃除作業(步驟S43)。於作業未完成之狀態下，若檢測到電池14之端子電壓Vb如圖5所示降低至Vx，且電池殘量Br降低至例如5%(步驟S44)，則自輸出部71輸出用以催促使用者充電之文字資訊或聲音資訊之警告(步驟S45)。接著，暫時鎖定兩驅動輪5L、5R(步驟S46)。
若基於3軸加速度感測器13(圖2)之輸出，檢測到掃除機器人1A於如圖7(a)所示之箭頭符號U方向傾斜之斜面100上，於通過旋轉軸5Ra、5La之軸線X之方向與以箭頭符號U表示之方向大致成為直角之狀態，即兩驅動輪5L、5R自馬達驅動電路57之驅動控制釋放，掃除機器人1A為下降之狀態(步驟S47)，則掃除機器人1A迴轉(步驟S48)。
圖7(b)所示，若藉由3軸加速度感測器13檢測到以箭頭符號U表示之傾斜方向與軸線X之方向一致(步驟S49)，則兩驅動輪5L、5R自馬達驅動電路57之驅動控制釋放(步驟S50)。
藉此，即便掃除機器人1A停止於斜面100之中途，且電池殘量亦被耗盡，亦不會於斜面100下降。又，於掃除機器人1A停止後，自輸出部71輸出之警報停止(步驟S51)。
再者，於步驟S43中，於完成特定作業之情形時，掃除機器人1A返回至原位置(充電座)。又，於步驟S47中，於掃除機器人1A並非位於斜面之情形時，例行進行至步驟S50。
再者，雖第1、第2驅動輪之輪軸方向與斜面之傾斜方向一致，但亦存在包含並非完全一致之狀態的情形。此處雖以掃除機器人不會於傾斜面下降之方式，將第1及第2驅動輪之輪軸方向與斜面之傾斜方向控制為一致，但亦包含例如即便傾斜方向相對於第1及第2驅動軸之 輪軸方向偏移±5度左右，亦不會自傾斜面下降而為停止狀態之情形。
(總結)
本發明之自走式掃除機係如下之構成，其包含框體，該框體搭載有：電動行走機構，其用以於地面行走；電動掃除機構，其用以一面於地面上行走，一面進行掃除；電池；及控制部，其控制來自電池之電力並對電動行走機構及電動掃除機構供給；控制部係於框體之行走停止於相對於水平面傾斜之斜面時，於使框體自框體因自重而於斜面行走之方向，移動至框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力。
本發明之自走式掃除機亦可構成如下。
(1)上述電動行走機構包含：用於支持上述框體並使其行走之一對第1及第2驅動輪及至少1個從動輪；及驅動上述第1及第2驅動輪之各者之第1及第2馬達；第1及第2驅動輪之輪軸係同軸排列，上述框體因自重而於斜面行走之方向係正交於上述輪軸之方向。
藉此，於自走式掃除機於傾斜面上進行掃除時，於電池殘量耗盡之情形時，即便無來自電池之供電，藉由使輪軸方向靠近傾斜方向而阻止框體因自重而於傾斜面下降，可防止掃除機於傾斜面下降而與家具等碰撞，對家具等造成損傷，或使掃除機自身損傷。
(2)上述控制部於上述框體之行走停止於上述斜面上時，鎖定驅動上述第1驅動輪之第1馬達而暫時鎖定第1驅動輪，並於停止自電池對驅動上述第2驅動輪之第2馬達供給電力而釋放第2驅動輪後，停止自電池對第1馬達供給電力而釋放第1驅動輪。
依據如此，因於暫時鎖定第1驅動輪，停止自電池對驅動第2驅動輪之第2馬達供給電力而釋放第2驅動輪後，釋放第1驅動輪，故可確實地防止於傾斜面下降。
(3)上述第1及第2馬達包含用於檢測有無第1及第2驅動輪之旋轉 之旋轉解碼器；上述控制部於上述框體之行走停止於上述斜面上時，反復進行框體之微小角度之迴轉動作、及停止自電池對上述1及第2馬達供給電力之動作，直至停止自電池對第1及第2馬達供給電力時兩驅動輪停止旋轉為止。
又，上述框體包含檢測框體之傾斜之3軸加速度感測器，上述控制部於上述框體之行走停止於上述斜面上時，於以第1及第2驅動輪之輪軸方向與斜面之傾斜方向一致之方式使框體迴轉後，停止自電池對上述第1及第2馬達供給電力。
依據如此，因可使自走式掃除機停止於與於傾斜面下降之位置幾乎相同之位置，故可準確掌握其停止位置。
再者，應理解為所揭示之實施形態係所有點均為例示，而非限制性者。本發明之範圍並非由上述說明表示，而由申請專利範圍表示，並意圖包含與申請專利範圍均等意義及範圍內之所有變更。

Claims (4)

  1. 一種自走式掃除機，其特徵為包含框體，該框體搭載有：電動行走機構，其用於於地面上行走；電動掃除機構，其用於一面於地面上行走一面進行掃除；電池；及控制部，其控制來自電池之電力並供給至電動行走機構及電動掃除機構；控制部係於使框體之行走在相對於水平面傾斜之斜面停止時，於使框體自框體因自重而欲於斜面上行走之方向移動至框體不會因自重而下降之方向後，停止對電動行走機構供給電力；上述電動行走機構包含：用於支持上述框體並使其行走之一對第1及第2驅動輪及至少1個從動輪；及驅動上述第1及第2驅動輪之各者之第1及第2馬達；第1及第2驅動輪之輪軸係同軸排列，上述框體因自重而欲於斜面行走之方向係正交於上述輪軸之方向。
  2. 如請求項1之自走式掃除機，其中上述控制部係於使上述框體之行走於上述斜面上停止時，鎖定驅動上述第1驅動輪之第1馬達而暫時鎖定第1驅動輪，並於停止自電池對驅動上述第2驅動輪之第2馬達供給電力而釋放第2驅動輪後，停止自電池對第1馬達供給電力而釋放第1驅動輪。
  3. 如請求項1之自走式掃除機，其中上述第1及第2馬達包含用於檢測第1及第2驅動輪有無旋轉之旋轉解碼器；上述控制部係於使上述框體之行走於上述斜面上停止時，反復進行框體之微小角度之迴轉動作、及停止自電池對上述1、第2馬達供給電力之動作，直至停止自電池對第1及第2馬達供給電力時兩驅動輪停止旋轉為止。
  4. 如請求項1之自走式掃除機，其中上述框體包含檢測框體之傾斜之3軸加速度感測器，上述控制部係於使上述框體之行走於上述斜面上停止時，於以第1及第2驅動輪之輪軸方向與斜面之傾斜方向一致之方式，使框體迴轉後，停止自電池對上述第1及第2馬達供給電力。
TW105106802A 2015-09-30 2016-03-04 Self-propelled sweeper TWI664947B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-193670 2015-09-30
JP2015193670A JP6486255B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 自走式掃除機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201711620A TW201711620A (zh) 2017-04-01
TWI664947B true TWI664947B (zh) 2019-07-11

Family

ID=58423092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105106802A TWI664947B (zh) 2015-09-30 2016-03-04 Self-propelled sweeper

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10512382B2 (zh)
JP (1) JP6486255B2 (zh)
CN (1) CN108024678B (zh)
TW (1) TWI664947B (zh)
WO (1) WO2017056524A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6936081B2 (ja) * 2017-08-30 2021-09-15 パナソニック株式会社 ロボット
JP7107658B2 (ja) * 2017-10-11 2022-07-27 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 自律走行型掃除機及び自律走行型掃除機システム並びに移動体
USD932718S1 (en) * 2018-09-29 2021-10-05 Ankobot (Shenzhen) Smart Technologies Co., Ltd. Cleaning robot
CN111446757B (zh) * 2020-04-07 2022-04-12 北京石头世纪科技股份有限公司 充电控制方法、装置及存储介质、清洁机器人
CN216393939U (zh) 2020-04-13 2022-04-29 尚科宁家运营有限公司 与表面清洁设备一起使用的管嘴以及表面清洁设备
CN114505269A (zh) * 2022-02-18 2022-05-17 国网电子商务有限公司 一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101923350A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 三星电子株式会社 机器人清洁器和控制该机器人清洁器的移动的方法
WO2013034886A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Dyson Technology Limited Autonomous surface treating appliance
TW201406338A (zh) * 2012-08-15 2014-02-16 Kinpo Elect Inc 地板清潔裝置及其電力節省方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3339185B2 (ja) * 1994-06-06 2002-10-28 松下電器産業株式会社 移動作業ロボット
JP2005211462A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Funai Electric Co Ltd 自走式掃除機
US7056185B1 (en) * 2004-10-04 2006-06-06 Thomas Anagnostou Single axle wireless remote controlled rover with omnidirectional wheels
US9582000B2 (en) * 2011-09-07 2017-02-28 Lg Electronics Inc. Robot cleaner, and system and method for remotely controlling the same
GB2494444B (en) * 2011-09-09 2013-12-25 Dyson Technology Ltd Drive arrangement for a mobile robot
US20130270459A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Alex Fontani Autonomous cleaning robot
JP5937877B2 (ja) * 2012-04-19 2016-06-22 シャープ株式会社 自走式掃除機
DE102012108802A1 (de) * 2012-09-19 2014-03-20 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Selbsttätig verfahrbares Bodenreinigungsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Bodenreinigungsgerätes
KR102015311B1 (ko) * 2012-11-30 2019-08-28 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
JP2015075825A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 シャープ株式会社 自走式電子機器
JP6391976B2 (ja) * 2014-04-22 2018-09-19 東芝ライフスタイル株式会社 電気掃除機
JP6404348B2 (ja) * 2014-06-25 2018-10-17 株式会社未来機械 自走式ロボット
JP6335050B2 (ja) * 2014-07-04 2018-05-30 東芝ライフスタイル株式会社 電気掃除機
JP6216296B2 (ja) * 2014-08-18 2017-10-18 東芝ライフスタイル株式会社 電気掃除機
JP6522905B2 (ja) * 2014-08-20 2019-05-29 東芝ライフスタイル株式会社 電気掃除機
JP6325946B2 (ja) * 2014-08-27 2018-05-16 東芝ライフスタイル株式会社 自律走行体装置
JP6621129B2 (ja) * 2014-08-28 2019-12-18 東芝ライフスタイル株式会社 電気掃除機
JP6517482B2 (ja) * 2014-08-29 2019-05-22 東芝ライフスタイル株式会社 自律走行体および電気掃除機
JP6826804B2 (ja) * 2014-08-29 2021-02-10 東芝ライフスタイル株式会社 自律走行体
US10463219B2 (en) * 2014-10-03 2019-11-05 Makita Corporation Self-propelled, dust-collecting robot
SE539760C2 (en) * 2014-12-23 2017-11-21 Husqvarna Ab Control of downhill movement for a robotic work tool
KR20160123613A (ko) * 2015-04-16 2016-10-26 엘지전자 주식회사 로봇 청소기
TWI637718B (zh) * 2016-02-29 2018-10-11 Ｌｇ電子股份有限公司 真空吸塵器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101923350A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 三星电子株式会社 机器人清洁器和控制该机器人清洁器的移动的方法
WO2013034886A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Dyson Technology Limited Autonomous surface treating appliance
TW201406338A (zh) * 2012-08-15 2014-02-16 Kinpo Elect Inc 地板清潔裝置及其電力節省方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6486255B2 (ja) 2019-03-20
US20180070788A1 (en) 2018-03-15
WO2017056524A1 (ja) 2017-04-06
TW201711620A (zh) 2017-04-01
CN108024678B (zh) 2020-10-23
JP2017064066A (ja) 2017-04-06
CN108024678A (zh) 2018-05-11
US10512382B2 (en) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI664947B (zh) Self-propelled sweeper
CN102949149B (zh) 机器人吸尘器及其控制方法
TWI596458B (zh) Self-propelled electronic device and the above-mentioned self-propelled electronic device walking method
CN204133373U (zh) 自走式吸尘器
KR101513828B1 (ko) 전기 청소기
TWI556781B (zh) 電氣吸塵器
KR101513827B1 (ko) 전기 청소기
TWI584093B (zh) A self-propelled electronic machine and a walking method of the self-propelled electronic machine
JP2003047579A (ja) 掃除装置
JP5957296B2 (ja) 充電式電気掃除機
JPH05228090A (ja) 自走式掃除機
JP2014094233A (ja) 電気掃除装置
JP6706882B2 (ja) 自走式掃除機
JP2018130198A (ja) 自走式電気掃除機
JP6613058B2 (ja) 自走式掃除機
JP6509479B2 (ja) 電気掃除機
JP2017113172A (ja) 電気掃除機
WO2016117556A1 (ja) 自走式掃除機
KR101423838B1 (ko) 로봇청소기
JP6140335B2 (ja) 自走式掃除機
KR102662324B1 (ko) 로봇 청소기
KR100595577B1 (ko) 로봇 청소기의 홈 빠짐 방지장치
WO2019155667A1 (ja) 自走式電子機器
JP2022110328A (ja) 移動体および移動体の制御方法
JP2017144270A (ja) 自走式掃除機

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees