JP2008108210A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物の周り、部屋の隅、壁際等に掃除残しが無く掃除するように走行する自走式掃除機を提供する。
【解決手段】自走式掃除機は、第１移動範囲２２ａの外周の壁２１に沿って点Ｐ１まで走行する。点Ｐ１に到達すると、Ｘ軸２５ａ方向に旋回し、掃除機本体１の幅である点Ｐ２まで走行する。点Ｐ２まで走行したら、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回し、往復走行を開始する。往復走行中、検出センサ７が障害物２３を検出すると、自走式掃除機は、点Ｐ５まで走行し、掃除機本体１をＸ軸２５ａ方向に旋回し、障害物２３に沿って掃除機本体１の幅分走行し、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回する。
【選択図】図４

Description

本発明は、壁や家具等の障害物の近傍においても掃除残しが無く掃除する自走式掃除機に関する。

従来の床面上を自動走行して掃除を行なう自走式掃除機においては、移動検出センサを用いて掃除機の移動距離や旋回角度を計測し、掃除機が適切な移動経路に沿って走行するものがある。

例えば、特許文献１には、所定の間隔だけ走行位置をずらしながら往復することで掃除領域を隈なく掃除するように走行する自走式掃除機が開示されている。また、特許文献２には、掃除領域の外周の壁に沿って移動し、掃除領域の内側へ略垂直方向に移動して掃除領域を隈なく掃除するように走行する自走式掃除機が開示されている。
特開２００３−２４１８３５号公報 特開２００５−３０９７００号公報

ところで、特許文献１では、自走式掃除機は、部屋の両端を往復するため、直進する距離が長くなる。そのため、実際の走行方向が適正な走行方向からずれが生じ、掃除残しが生じる問題がある。

また、特許文献２では、自走式掃除機は、壁に沿って掃除機本体の幅分移動して掃除領域の内側へ略垂直方向に掃除を行なうが、掃除領域の一辺の長さが掃除機本体の幅の倍数とならない場合、掃除領域の端部の近傍に掃除残しが生じる問題がある。

さらに、特許文献１および特許文献２では、障害物と壁との間に走行しない領域が生じるため、掃除残しとなる問題がある。

そこで、本発明は、上記に鑑み、壁や家具等の障害物の近傍においても掃除残しが無く掃除するように走行する自走式掃除機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、掃除領域を走行するための走行手段と、周囲の状況を検出する検出センサと、検出結果に応じて前記走行手段を制御する制御部とを備え、前記掃除領域が複数の移動範囲に分割され、前記制御部は、前記移動範囲毎に走行するように前記走行手段を制御し、前記移動範囲は、隣り合う移動範囲の一部と重なり合うことを特徴とする。

上記構成によると、自走式掃除機は、隣り合う移動範囲が重なった範囲を２度掃除する。すなわち、掃除領域は、２度掃除されたことになる。例えば、最初の移動範囲を掃除した後、次の移動範囲を掃除するとき、最初の移動範囲で掃除できなかった部分を掃除できる。

また、制御部は、移動範囲内において、掃除機本体を直進、反転を繰り返して往復走行しながら一側から他側に向かって移動させることを特徴とする。この構成によると、重なり合う移動範囲の一部は、網目状に走行することとなる。そのため、移動範囲を隈なく掃除することができる。

自走式掃除機は、障害物に接触したときに反転すると、その軌跡は円弧を描くように走行する。すなわち、自走式掃除機は、反転する際、壁や家具等の障害物際に接触しない場所が生じるため、掃除残しが発生する。そこで、掃除機本体が反転する際、制御部は、掃除機本体の幅分ずらして反転させる。この構成によると、自走式掃除機は、反転する際、掃除機本体の幅分、障害物際に沿って移動する。これにより、自走式掃除機は、障害物の周り、部屋の隅、壁際等に掃除残しが無く掃除するように走行することができる。

また、検出センサが障害物を検出したとき、制御部は、前記障害物を避けられるか否かを判断し、前記障害物を避けられないと判断した場合は、前記制御部は、反転させて往復走行を継続させ、前記障害物を避けられると判断した場合は、往復方向と直交する方向に掃除機本体の幅分ずらしながら往復方向に走行させることを特徴とする。

上記構成によると、自走式掃除機は、掃除機本体に対する障害物の位置に応じて障害物に沿って走行する。例えば、掃除機本体に対して左側に障害物を検出した場合、自走式掃除機は、障害物の右側に掃除していない範囲があると判断し、その障害物が掃除機本体の左側となるように障害物に沿って走行を行なう。また、掃除機本体に対して右側に障害物を検出した場合は、障害物の左側に掃除していない範囲があると判断し、その障害物が掃除機本体の右側となるように障害物に沿って走行を行なう。さらに、掃除機本体の前方に障害物を検出した場合は、掃除機本体が左右どちらかの方向に旋回し、その障害物が掃除機本体の左側あるいは右側となるように障害物に沿って走行を行なう。

また、制御部は、反転するとき、現在の掃除機本体の走行方向と往復方向とのずれを算出し、算出された前記ずれに基づいて前記掃除機本体の走行方向を軌道修正することを特徴とする。この構成によると、自走式掃除機は、常に適正な方向に走行することができるため、確実に掃除領域内を隈なく掃除することができる。

また、走行した移動範囲を記憶する記憶手段を備え、制御部は、記憶した移動範囲に基づいて重複する移動範囲の一部に係る往復走行を省略するように走行経路を決めることを特徴とする。一度通過した移動範囲では掃除残しがないため、隣り合う移動範囲で重なり合う部分を再度掃除する必要が無い。重複している部分の往復運動を省略することにより、走行時間を短縮することができる。

また、制御部は、掃除領域の端に沿って一周走行させて、前記検出センサから入力された情報に基づいて前記掃除領域の詳細地図を作成し、前記詳細地図に基づいて掃除領域を複数の移動範囲に分割することを特徴とする。

上記構成によると、自走式掃除機は、自動的に掃除領域を把握するため、ユーザから掃除領域に関する入力する必要がない。これにより、入力に係るユーザの手間を省ける。

また、記憶手段は、一度走行した掃除領域の詳細地図を再度作成することがないように、前記詳細地図を記憶することを特徴とする。この構成によると、再度、同じ掃除領域を掃除する場合、掃除領域の詳細地図を作成する時間を省略することができる。

以上のように、本発明によれば、隣り合う移動範囲において、互いの走行方向が交差するように往復走行するため、掃除領域を網目状に掃除することができる。

また、掃除機本体が反転する際、掃除機本体の幅分だけずらして旋回し、壁や障害物に沿って走行後、再び反転させて往復走行を再開する。そのため、自走式掃除機は、掃除残し無く往復走行をすることができる。

さらに、検出センサが障害物を検出し、障害物を避けられると判断した場合、障害物に沿って避け、往復方向と直交する方向に掃除機本体の幅分ずらして往復走行を継続するため、家具や壁等の障害物周辺等も掃除残し無く掃除をすることができる。

以下、本発明の自走式掃除機を図に基づいて説明する。本願発明の自走式掃除機は、図１に示すように、電動送風機を内装した掃除機本体１と、床面のゴミや埃等を吸引する掃除装置と、掃除をする掃除領域を走行するための走行手段と、周囲の状況を検出する検出センサ７と、検出センサ７の検出結果に基づいて掃除装置と移動装置を制御する制御部２とから構成される。

掃除機本体１の底面は平坦な矩形上とされ、上面も平坦とされる。この上面から前面にかけて、なだらかな曲面とされ、上部の角が障害物に当たらないようにしている。また、掃除機本体１の上面には、ユーザが自走式掃除機に対する操作指示を入力するための入力部９が設けられている。入力部９は、掃除領域の大きさを入力したり、発進や停止等の動作の切替えを入力したりする入力スイッチとされる。

掃除装置は、掃除機本体１の前部側底面に配される。掃除装置は、一般的な掃除機と同様の構成とされ、掃除機本体１の前方底面に設けられたノズル８から空気と共にゴミや埃等を吸入し、掃除機本体１内部に装着された集塵袋（図示せず）にゴミや埃等の塵埃が回収される。その際、塵埃と共に吸入された空気は、排気口（図示せず）から排気される。ノズル８は、掃除機本体１の幅より広い幅に形成されており、掃除機本体１が家具や壁等の障害物２３に沿って走行したり、前方に押し付けたときに、障害物２３沿いを掃除残しなく行なうことができる。

走行手段は、本体に内蔵された駆動モータ５と、駆動モータ５によって駆動される左右一対の駆動輪３と、走行の際に掃除機本体１を支える補助輪４と、駆動モータ５の回転量を検出するエンコーダ６とから構成されている。駆動モータ５は、掃除機本体１に内装され、シャフトやギア等の動力伝達部（図示せず）を介して駆動輪３に動力を伝達する。エンコーダ６は、駆動モータ５の回転量を検出し、検出結果を制御部２に送信する。

駆動輪３は、掃除機本体１側面の後両側に設けられており、左右が夫々独立して回転する。前進のときは、両駆動輪３が前進方向に同時に回転し、後退のときは、両駆動輪３が後退方向に同時に回転する。旋回のときは、夫々の駆動輪３が異なる方向に回転するか、一方の駆動輪３が停止し他方の駆動輪３が回転するように駆動される。

補助輪４は、本体前面に設けられたノズル８と駆動輪３との間に配設されている。補助輪４は、駆動輪３の動きに沿って掃除機本体１がスムーズに走行できるように、垂直軸周りに回転自在に支持されている。したがって、自走式掃除機は、前進と後退と旋回と停止等の動作の組合せにより自在に走行することができる。なお、走行手段は、特に駆動輪３に限られず、例えば、無限軌道や歩行装置等、掃除機本体１が走行できるものであれば良い。

検出センサ７は、赤外線センサや超音波センサ等の非接触式センサからなるセンサとされる。検出センサ７は、掃除機本体１の側面に設けられる。検出センサ７は、掃除機本体１の周囲を検出できるように等間隔に配置される。これにより、掃除機本体１は、その周囲の家具や壁等の障害物の位置を検出することができる。

制御部２は、内部にＲＡＭ、ＲＯＭおよびＣＰＵを有する一般的なマイクロコンピュータから構成されており、検出センサ７からの入力に基づいて、決められた掃除パターンにしたがって、掃除装置と移動手段とを制御する。制御部２は、掃除機本体１を移動させながら検出センサ７の出力によって外壁２１に囲まれた掃除領域の情報を収集し、収集された情報に基づいて掃除領域の詳細地図を作成する地図作成手段と、検出センサ７から得られた周囲の状況に関する情報に応じて掃除領域を分割する分割手段とを有する。

地図作成手段は、掃除領域における詳細な地図を作成する。作成方法は、掃除領域内を走行しながら周囲の状況を検出センサ７によって検出し、その検出結果から詳細地図を作成する。なお、詳細地図は、検出センサ７の検出結果に基づいて作成するだけでなく、入力部９から入力された掃除領域の大きさから作成しても良い。

詳細地図とは、掃除する掃除領域の形状や状況、すなわち、家具や壁２１等の障害物２３の位置等に関する検出センサ７からの検出結果に基づいて作成された地図である。この詳細地図上には、図２に示すように、掃除領域が複数の移動範囲に分割され、各移動範囲に壁２１、障害物２３、障害物近傍範囲２４等に関する情報が付加される。例えば、図２中に示す黒色のセルは障害物２３を示し、ハッチングされた範囲は障害物近傍範囲２４を示し、掃除領域の外周を囲む黒線は掃除領域の外周の壁２１を示す。

分割手段は、掃除領域を複数の移動範囲に分割する。分割手段は、隣り合う移動範囲の一部が重なり合うように分割する。例えば、図２に示すように、掃除領域を正方形の領域とした場合、４等分して、４つの範囲に分ける。隣り合う２つの範囲を合体して、１つの移動範囲とする。縦横に４つの移動範囲が形成される。縦方向の移動範囲の１つの範囲と横方向の移動範囲の中の１つの範囲とが重なり合う。なお、移動範囲の大きさは、設定した掃除領域の大きさの半分が理想的であるが、移動誤差によって掃除残しが生じないように半分の値より若干大きい値が良い。

このように掃除領域を分割することで、自走式掃除機が走行する往復距離を短くすることができる。通常、自走式掃除機は、走行する距離が長くなるのと比例して、実際の走行方向と適正な走行方向とに角度ずれが生じ、その結果、掃除機本体１の位置がずれ、往復する距離が大きくずれる。掃除領域を移動範囲の単位に分割することで走行する往復距離を短くしているため、走行方向のずれを小さくできる。

また、制御部２は、エンコーダ６から入力される駆動モータ５の回転量に基づいて、掃除機本体１の移動量、すなわち、走行開始地点に対する自走式掃除機の位置と進行方向を算出する。具体的には、制御部２は、エンコーダ６から、例えば、１／１０００秒というような所定時間毎に駆動モータ５の回転量を受信する。受信した回転量を積算していくことで制御部２は、自走式掃除機の位置と進行方向を算出する。

制御部２は、作成された詳細地図、検出センサ７から入力される検出結果、エンコーダ６から入力される駆動モータ５の回転量を参照しながら、移動範囲内において掃除残しが無いように、自走式掃除機を往復走行するように走行手段を制御する。

具体的には、制御部２は、直進、反転を繰り返して移動範囲内を一側から他側に向かうような走行経路を決める。制御部２は、決定した走行経路に沿って掃除機本体１が走行するように走行手段を制御する。

次に、自走式電気掃除機の動きを、図３〜図７に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、掃除領域の各辺の中点を結ぶ２つの直線をそれぞれＸ軸２５ａ、Ｙ軸２５ｂとする。

先ず、掃除機本体１は、第１移動範囲２２ａの掃除をする。掃除機本体１は、スタート地点Ｏから開始し（Ｓ１）、図３中の二重線矢印で示すように、掃除領域の外周が掃除機本体１の進行方向に対して右側となるように、第１移動範囲２２ａの壁２１に沿って走行する（Ｓ２）。掃除機本体１は、壁２１沿い走行を継続し、第１掃除機範囲２２ａの右辺にある点Ｐ１まで走行し、壁２１沿い走行を終了する（Ｓ３）。

点Ｐ１に到達すると、掃除機本体１は、図４に示すように、往復方向に直行する方向、すなわち、Ｘ軸２５ａ方向に旋回し、掃除機本体１の幅分走行する。掃除機本体１の幅分、すなわち、点Ｐ２まで走行したら、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回し、往復走行を開始する（Ｓ４）。

往復走行中、検出センサ７が壁２１を検出すると（Ｓ７）、制御部２は、詳細地図に基づいて第１移動範囲２２ａに係る往復走行が終了したかを判断する（Ｓ９）。往復走行が終了していないと判断した場合、図４に示すように、掃除機本体１を点Ｐ３まで走行し、掃除機本体１をＸ軸２５ａ方向に旋回する。そして、壁２１に沿って掃除機本体１の幅分走行する（Ｓ６）。掃除機本体１が点Ｐ４まで走行したら（Ｓ８）、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回して、往復走行を再開する（Ｓ４）。

検出センサ７が障害物２３を検出すると（Ｓ５）、制御部２は、その障害物２３を避けられるか否かを判断する。例えば、制御部２は、検出した障害物２３の端部が掃除機本体１から見て一側に位置している場合に、その障害物２３を避けられると判断する。障害物２３の端部を検出できなかった場合に、その障害物２３を避けられないと判断する。

制御部２が障害物２３を避けられないと判断した場合は、掃除機本体１は、点Ｐ５まで走行し、Ｘ軸２５ａ方向に旋回し障害物２３に沿って走行する（Ｓ６）。掃除機本体１は、障害物２３に沿って掃除機本体１の幅分走行したら（Ｓ８）、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回して、往復走行を再開する（Ｓ４）。

制御部２が障害物２３を避けられると判断した場合、すなわち、掃除機本体１の幅分走行する前に障害物２３の端部に到達してしまうと判断した場合は、掃除機本体１は、点Ｐ６まで走行し、Ｘ軸２５ａ方向に旋回して障害物２３に沿って掃除機本体１の端部まで走行する（Ｓ６）。掃除機本体１が障害物２３の端部に到達したら、掃除機本体１は、Ｙ軸２５ｂ方向に旋回し、そのまま障害物２３に沿って移動範囲の境界まで走行する。移動範囲の境界まで走行したら、掃除機本体１は、再びＸ軸２５ａ方向に旋回し、残りの掃除機本体１の幅分を移動範囲の境界に沿って走行する。掃除機本体１は、移動範囲の境界に沿って残りの掃除機本体１の幅分走行したら（Ｓ８）、掃除機本体１をＹ軸２５ｂ方向に旋回して、往復走行を再開する（Ｓ４）。

なお、掃除機本体１に対する障害物２３の位置によって壁２１沿い走行が異なる。例えば、掃除機本体１に対して左側に障害物２３を検出した場合は、掃除機本体１の右側が障害物２３となるように障害物２３に沿って走行を行なう。掃除機本体１に対して右側に障害物２３を検出した場合は、掃除機本体１の右側が障害物２３となるように障害物２３に沿って移動範囲の境界まで走行を行なう。掃除機本体１の前方に障害物２３を検出した場合は、掃除機本体１がＸ軸２５ａ方向、あるいは、Ｙ軸２５ｂ方向に旋回し、障害物２３に沿って走行を行なう。

図４に示すように、掃除機本体１が点Ｐ６に到達すると、制御部２は掃除機本体１の位置を確認し、第１移動範囲２２ａの終端に到達したかを詳細地図を用いて判定する（Ｓ９）。掃除機本体１が第１移動範囲２２ａの終端に到達していると判断した場合は、分割した移動範囲が何個終了したかを判定する（Ｓ１０）。この時点で、図４に示す第１移動範囲２２ａを往復走行で掃除し、その外周の右下部分（ＸＹ平面の右下部分）を壁２１沿い走行で掃除したことになる。なお、図４において、壁２１沿い走行を行った軌跡は二重線矢印で示し、往復走行を行った軌跡は矢印で示す。

第１移動範囲２２ａの掃除が終了すると、掃除機本体１は、第２移動範囲２２ｂの掃除を開始する。掃除機本体１は、第１移動範囲２２ａでの走行と同様に、先ず、図５中の二重線矢印で示すように、掃除領域の外周が掃除機本体１の進行方向に対して右側となるように、第２移動範囲２２ｂの壁２１に沿って走行する（Ｓ２）。掃除機本体１は、第２掃除機範囲２２ｂの右辺にある点Ｐ８で障害物２３を検出すると、壁２１沿い走行を終了し（Ｓ３）、往復方向に直行する方向、すなわち、Ｙ軸２５ｂ方向に旋回し、障害物２３に沿って掃除機本体１の幅分走行する。掃除機本体１の幅分、すなわち、点Ｐ９まで走行したら、掃除機本体１をＸ軸２５ａ方向に旋回し、往復走行を開始する（Ｓ４）。第２移動範囲２２ｂの上辺にある点Ｐ１０まで第１移動範囲２２ａと同様に往復走行を繰り返し、第２移動範囲の掃除を行なう。これにより、移動範囲の一部の走行経路は交差する。すなわち、隣り合う移動範囲の重なり合う範囲は、２度掃除される。

第３移動範囲２２ｃ、第４移動範囲２２ｄも同様に掃除を行なう。すなわち、第３掃除機範囲２２ｃの場合は、その移動範囲の右辺にある点Ｐ１０まで外周の壁２１に沿って走行し、その後、往復走行を開始する。すなわち、第４掃除機範囲２２ｄの場合は、図６に示すように、第４移動範囲２２ｄの右辺にある点Ｐ９まで外周の壁２１に沿って走行し、その後、往復走行を開始する。そして、自走式掃除器がスタート地点Ｏに到達したら、制御部２は、第４移動範囲２２ｄの終端に到達したかを詳細地図を用いて判定し（Ｓ９）、第４移動範囲２２ｄの終端に到達していると判断した場合は、分割した移動範囲が全て終了したかを判定し（Ｓ１０）、掃除領域の掃除を終了する（Ｓ１１）。

ところで、第１移動範囲２２ａおよび第２移動範囲２２ｂを掃除したとき、図５および図６に示すように、未掃除範囲Ａ，Ｂが存在する。これら未掃除範囲Ａ，Ｂは、障害物２３によって走行することができなかった範囲である。しかし、未掃除範囲Ａは、第４移動範囲２２ｄを掃除する際に掃除される。また、未掃除範囲Ｂは、第１移動範囲２２ａを掃除する際に掃除される。すなわち、未掃除範囲Ａ，Ｂは、必ず掃除することとなるため、掃除残しが無い。

自走式掃除機は、走行して行くうちに走行経路からずれていく。これを修正する必要が生じる。そこで、制御部２は、壁２１を検出したときに軌道修正をする。

制御部２は、往復方向と直交する壁２１を基準として、現在の掃除機本体１の走行方向と往復方向とのずれを算出し、算出されたずれに基づいて掃除機本体１の走行方向を軌道修正する。詳しくは、図８に示すように、３つの検出センサ７ａ，７ｂ，７ｃは、各検出センサ７ａ，７ｂ，７ｃが向いている方向の延長線と検出された壁２１との接点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３までの距離を検出する。制御部２は、検出した接点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から壁２１の位置を算出する。

制御部２は、検出された接点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうち、いずれか１つの接点（本実施形態では接点Ｌ１とする）を通る往復方向と直交する水平線Ｌを作成する。３つの検出センサ７の内、真中に配された検出センサ７ｂから、水平線Ｌに対して垂直となる垂直線Ｈを作成する。垂直線Ｈと水平線Ｌとの交点をａとする。そうすると、接点Ｌ１、接点Ｌ２、交点ａを結ぶと、交点ａを直角とする直角三角形が形成される。この直角三角形の接点Ｌ１と接点Ｌ２の距離、および、接点Ｌ１と交点ａの距離は、それらの接点座標から算出される。

壁２１の傾きθは、接点Ｌ１と接点Ｌ２の距離と接点Ｌ１と交点ａの距離から算出される。この傾きθを用いて、垂直線Ｈと壁２１との傾きを算出する。この傾きが、現在の走行方向と往復方向とのずれとされる。制御部２は、算出されたずれに基づいて走行方向を軌道修正する。なお、本実施形態においては、検出センサ７が壁２１を検出する度に行なう。また、本実勢形態では壁２１を検出したときに軌道修正を行なっているが、障害物２３を検出したときに軌道修正を行なっても良い。

次に、壁２１を検出したときに軌道修正をする場合の自走式電気掃除機の動きを、図９に基づいて説明する。なお、軌道修正をする以外は、上述した移動範囲の走行と同じように移動範囲において往復走行を行なうので、その説明は省略し、軌道修正の動作を詳細に説明する。

自走式掃除機は、検出センサ７が壁２１を検出したときに軌道修正を行なう。すなわち、往復走行中、検出センサ７が壁２１を検出すると（Ｔ７）、制御部２は、検出センサ７の検出結果に基づいて、現在の掃除機本体１の走行方向と往復方向とのずれを算出する（Ｔ９）。現在の掃除機本体１の走行方向と往復方向とにずれがある場合は、検出した壁２１に到達する前に、算出されたずれに基づいて走行方向を軌道修正する。現在の掃除機本体１の走行方向と往復方向とにずれがない場合は、そのまま検出した壁２１まで走行する。

壁２１に到達したら、自走式掃除機は、掃除機本体１を往復方向に直交する方向に旋回し、壁２１に沿って掃除機本体１の幅分走行する（Ｔ６）。自走式掃除機が掃除機本体１の幅分走行したら（Ｔ８）、掃除機本体１を往復方向に旋回して、往復走行を再開する（Ｔ４）。

そして、往復走行を同様に行い、自走式掃除機が走行を開始したスタート地点Ｏまで戻ってきたところで、全ての移動範囲の掃除が終了したと判断し（Ｔ１１）、走行を終了する（Ｔ１２）。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。上記実施形態では、最初の移動範囲を掃除し、次の移動範囲を掃除する際に、隣り合う移動範囲で重なりあう部分においても再度掃除しているが、既に掃除済みの部分、すなわち、重なり合った部分に関しては、省略しても良い。

また、自走式掃除機は、例えば、図１０に示すように、移動範囲に障害物がない第４移動範囲２２ｄを掃除する場合、その移動範囲において隈なく走行することができる。そのため、自走式掃除機は、掃除領域の右下部分（ＸＹ平面の右下部分）を一度通過することで掃除残しがない。すなわち、隣り合う移動範囲で重なり合う部分は、再度掃除する必要が無いため、その重複している部分の往復運動を省略する。これにより、自走式掃除機は、走行時間を短縮することができる。

また、本実施形態は、障害物を検出した場合、図４に示すように、Ｘ軸２５ａの負の方向に旋回し、障害物２３に沿って移動してから往復走行をしているが、掃除機本体に対して左側に障害物を検出した場合、自走式掃除機は、障害物の右側に掃除していない範囲があると判断して、一度、図１１に示すような左壁沿いに走行し、障害物２３の右側の障害物近傍２４を掃除してからＸ軸２５ａの負の方向に再び移動して往復方向を開始しても良い。これにより、例えば、掃除領域の外周の壁から障害物の距離が往復走行の旋回する幅の倍数の距離でなくても、障害物の近傍を掃除することができる。

また、自走式掃除機の軌道修正は、検出センサが障害物を検出する度に行なっているが、特にこの限りではなく、制御部の演算負担を考慮して、所定回数毎に行なっても良い。

また、掃除機本体の位置や向きをエンコーダで算出しているが、この限りではなく、ジャイロセンサーを用いても良い。また、天井に設置されたカメラで掃除機本体を撮像することで、掃除機本体の位置や向き等を検出しても良い。また、入力部は、入力スイッチだけではなく、赤外線等の無線操作するための受信器としても良い。

また、分割手段は、掃除領域内の環境情報を付加して掃除領域を分割しても良い。環境情報とは、掃除領域の広さ、掃除する床の種類、障害物の位置等の掃除領域内の状況である。また、分割手段は、掃除領域の大きさを均等に分割しているが、障害物の位置や間隔、あるいは、掃除領域の外形に応じて掃除領域を不均等に分割しても良い。

本発明の自走式掃除機の斜視図 掃除領域を示す図 第１移動範囲の壁際の走行経路を示す図 第１移動範囲の往復走行経路を示す図 第２移動範囲の往復走行経路を示す図 第４移動範囲の往復走行経路を示す図 自走式掃除機の走行制御のフローチャート 外壁の方向を計測する方法を示す原理図 軌道修正をする場合の自走式掃除機の走行制御のフローチャート 移動範囲同士の重なった部分の走行を省略した場合の往復走行経路を示す図 図４の障害物および点Ｐ５付近の拡大図

符号の説明

１ 掃除機本体
２ 制御部
３ 駆動輪
４ 補助輪
５ 駆動モータ
６ エンコーダ
７ 検出センサ
７ａ 検出センサ
７ｂ 検出センサ
７ｃ 検出センサ
８ ノズル
９ 入力部
２１ 壁
２２ａ 第１移動範囲
２２ｂ 第２移動範囲
２２ｃ 第３移動範囲
２２ｄ 第４移動範囲
２３ 障害物
２４ 障害物近傍範囲
２５ａ Ｘ軸
２５ｂ Ｙ軸
Ａ 未掃除範囲
Ｂ 未掃除範囲
Ｈ 垂直線
Ｌ 水平線
Ｌ１ 接点
Ｌ２ 接点
Ｌ３ 接点

Claims (6)

1. 掃除領域を走行するための走行手段と、周囲の状況を検出する検出センサと、検出結果に応じて前記走行手段を制御する制御部とを備え、
   前記掃除領域が複数の移動範囲に分割され、
   前記制御部は、前記移動範囲毎に走行するように前記走行手段を制御し、
   前記移動範囲は、隣り合う移動範囲の一部と重なり合うことを特徴とする自走式掃除機。
2. 制御部は、移動範囲内において、掃除機本体を直進、反転を繰り返して往復走行しながら一側から他側に向かって移動させることを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 検出センサが障害物を検出したとき、制御部は、前記障害物を避けられるか否かを判断し、
   前記障害物を避けられないと判断した場合は、前記制御部は、反転させて往復走行を継続させ、前記障害物を避けられると判断した場合は、往復方向と直交する方向に掃除機本体の幅分ずらしながら往復方向に走行させることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
4. 制御部は、反転するとき、現在の掃除機本体の走行方向と往復方向とのずれを算出し、算出された前記ずれに基づいて前記掃除機本体の走行方向を軌道修正することを特徴とする請求項２または３に記載の自走式掃除機。
5. 走行した移動範囲を記憶する記憶手段を備え、
   制御部は、記憶した移動範囲に基づいて重複する移動範囲の一部に係る往復走行を省略するように走行経路を決めることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の自走式掃除機。
6. 制御部は、掃除領域の端に沿って一周走行させて、前記検出センサから入力された情報に基づいて前記掃除領域の詳細地図を作成し、前記詳細地図に基づいて掃除領域を複数の移動範囲に分割することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自走式掃除機。

Images