JP2016220823A - Self-propelled cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自走式掃除機に関し、特に、進入禁止領域を除き、所定の移動範囲を掃除しながら走行する自走式掃除機に関する。 The present invention relates to a self-propelled cleaner, and more particularly, to a self-propelled cleaner that travels while cleaning a predetermined movement range except an entry prohibition region.
従来から自律的に走行し、床面を掃除する自走式掃除機が利用されている。
従来の自走式掃除機には、超音波センサを利用して家具等の障害物を検出して移動方向を変更するもの、1対の赤外線発光素子と受光素子からなる床面検出センサを利用して床面の段差を検出して移動方向を変更するもの、予め床上に貼られた磁気テープを磁気スイッチで検出して移動方向を制御するものなどがある(たとえば、特許文献1)。
Conventionally, a self-propelled cleaner that travels autonomously and cleans the floor surface has been used.
The conventional self-propelled cleaner uses an ultrasonic sensor to detect obstacles such as furniture and changes the direction of movement. It uses a floor detection sensor consisting of a pair of infrared light-emitting elements and light-receiving elements. Then, there are those that detect the level difference of the floor surface and change the moving direction, and those that detect the magnetic tape previously stuck on the floor with a magnetic switch and control the moving direction (for example, Patent Document 1).
また、移動体の位置検出、移動方向のずれ検出および走行制御をする技術として、床面に施された市松模様を、発光素子と受光素子からなる複数の模様検出センサによって、移動体の位置と姿勢のずれを検出するもの(特許文献2)、走行路面に設けられたラインとマークの色を、床面からの反射光を受光することによって検出し、ラインに沿って移動車を誘導し、検出したマークの色に基づいて移動車の動作を制御するもの(特許文献3)が提案されている。 In addition, as a technique for detecting the position of the moving body, detecting the shift in the moving direction, and running control, a checkered pattern applied to the floor surface is detected as a position of the moving body by a plurality of pattern detection sensors including a light emitting element and a light receiving element. Detecting the deviation of the posture (Patent Document 2), detecting the color of the line and the mark provided on the traveling road surface by receiving the reflected light from the floor surface, guiding the moving vehicle along the line, A device that controls the operation of a moving vehicle based on the detected mark color (Patent Document 3) has been proposed.
また、移動体が所定の進入禁止領域に進入しないようにするために、その領域の境界を示す空間に、赤外線を送信していわゆるバーチャルフェンスを形成し、赤外線の受光素子を有する移動体が、その赤外線を受信した場合に進入禁止領域への進入をしないように、移動方向を変更するものも利用される。 Further, in order to prevent the mobile body from entering the predetermined entry prohibition area, in a space indicating the boundary of the area, infrared light is transmitted to form a so-called virtual fence, and the mobile body having the infrared light receiving element is A device that changes the moving direction so as not to enter the entry prohibition area when the infrared ray is received is also used.
しかし、バーチャルフェンスを利用するものでは、送信された赤外線を遮る物体が存在する場合には、赤外線を受光できない場合があり、移動体が進入禁止領域に進入してしまう場合がある。
また、床面検知センサを利用するものでは、反射光の強度の大小によって床の有無や床面の段差を検出するが、進入してほしくない領域は段差のあるところだけでなく、平坦な床面のうち一部分の領域である場合もあり、単に段差を検出するだけでは平坦な進入禁止領域は検出できない。さらに、進入してほしくない領域の床面に磁気テープを貼る場合、掃除機本体に磁気スイッチを設ける必要があり、本体の構成が複雑となる。
However, in the case of using a virtual fence, if there is an object that blocks transmitted infrared rays, the infrared rays may not be received, and the moving body may enter the entry prohibition area.
In addition, in the case of using a floor detection sensor, the presence or absence of a floor and a step on the floor are detected based on the intensity of the reflected light. It may be a partial area of the surface, and a flat entry prohibition area cannot be detected simply by detecting a step. Furthermore, when sticking a magnetic tape on the floor surface of the area which does not want to enter, it is necessary to provide a magnetic switch in the cleaner body, and the structure of the body becomes complicated.
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、家具等の物体が配置された空間であっても、また段差のない床面であっても、予め設定された進入禁止領域に入ることなく、所定の領域の掃除をすることが可能な自走式掃除機を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and is set in advance even in a space where objects such as furniture are arranged or on a floor surface without a step. It is an object of the present invention to provide a self-propelled cleaner capable of cleaning a predetermined area without entering an entry prohibition area.
この発明は、筐体と、複数の駆動輪と、前記駆動輪の回転を制御して前記筐体を走行させる走行制御部と、床面のゴミを収集する集塵部と、所定の光線を前記床面に出射して床面の状態を検知する床面検知部と、前記床面検知部が検知した床面の状態を示す情報に基づいて、前記床面に形成された進入禁止表示部材の存在を検出して進入禁止領域の境界を判定する進入禁止判定部とを備えたことを特徴とする自走式掃除機を提供するものである。 The present invention includes a housing, a plurality of driving wheels, a traveling control unit that controls the rotation of the driving wheels to travel the housing, a dust collecting unit that collects dust on the floor, and a predetermined light beam. A floor detection unit that emits light to the floor and detects the state of the floor, and an entry prohibition display member formed on the floor based on information indicating the state of the floor detected by the floor detection unit The self-propelled cleaner is provided with an entry prohibition determination unit that detects the boundary of the entry prohibition area by detecting the presence of the
また、前記進入禁止判定部は、前記進入禁止表示部材の検出パターンに基づいて、進入禁止領域の境界を判定することを特徴とする。 The entry prohibition determination unit may determine a boundary of the entry prohibition area based on a detection pattern of the entry prohibition display member.
また、前記進入禁止判定部が、前記進入禁止表示部材の存在を検出した場合、前記走行制御部が、前記筐体を停止させ、進入禁止領域に進む方向とは異なる方向に進行方向を変更した後、筐体を走行させることを特徴とする。
これによれば、進入禁止表示部材の存在を検知した場合に、進入禁止領域に進む方向とは異なる方向に進行方向を変更した後、筐体を走行させるので、自走式掃除機が進入禁止領域へ進入することを、確実に防止できる。
In addition, when the entry prohibition determination unit detects the presence of the entry prohibition display member, the traveling control unit stops the casing and changes the traveling direction to a direction different from the direction of proceeding to the entry prohibition region. Thereafter, the housing is caused to travel.
According to this, when the presence of the entry prohibition display member is detected, the case is moved after changing the traveling direction to a direction different from the direction of proceeding to the entry prohibition area, so the self-propelled cleaner is prohibited from entering. It is possible to reliably prevent entry into the area.
また、前記床面検知部を、床面と対向する前記筐体の底面であって、筐体の前進方向に対して前方部に設けることを特徴とする。
これによれば、床面検知部を、筐体の前進方向に対して前方部に設けているので、筐体の大部分が進入禁止領域に入る前に、自走式掃除機が進入禁止の境界に走行してきたことを検出することができる。
In addition, the floor surface detection unit is provided on a bottom surface of the housing facing the floor surface and in a front portion with respect to a forward direction of the housing.
According to this, since the floor surface detection part is provided in the front part with respect to the advancing direction of the casing, the self-propelled cleaner is prohibited from entering before the majority of the casing enters the entry prohibition area. It is possible to detect that the vehicle has traveled to the boundary.
また、前記床面検知部は、赤外線を前記床面方向に出射する発光部と、前記床面に反射された赤外線を入射する受光部とからなる赤外線センサであることを特徴とする。
また、前記床面検知部は、1または複数の前記赤外線センサからなり、2つの赤外線センサを備える場合は、2つの赤外線センサを、筐体の前進方向に対して垂直な方向に並置することを特徴とする。
これによれば、2つの赤外線センサを備えた場合は、2つの赤外線センサを、筐体の前進方向に対して垂直な方向に並置することにより、進入禁止表示部材へ進入する方向を認識することができ、進入禁止領域の誤検出を防止し、進入禁止領域に進む方向とは異なる方向に、確実に進行方向を変更することができる。
Further, the floor surface detection unit is an infrared sensor including a light emitting unit that emits infrared rays in the direction of the floor surface and a light receiving unit that receives infrared rays reflected by the floor surface.
In addition, when the floor surface detection unit includes one or a plurality of the infrared sensors and includes two infrared sensors, the two infrared sensors are juxtaposed in a direction perpendicular to the forward direction of the housing. Features.
According to this, when two infrared sensors are provided, the direction of entering the entry prohibition display member is recognized by juxtaposing the two infrared sensors in a direction perpendicular to the forward direction of the housing. It is possible to prevent erroneous detection of the entry prohibition area, and to reliably change the traveling direction in a direction different from the direction of proceeding to the entry prohibition area.
また、前記床面検知部は、1または複数の前記赤外線センサからなり、2つの赤外線センサを備える場合は、2つの赤外線センサを、筐体の前進方向に対して垂直な方向に並置することを特徴とする。 In addition, when the floor surface detection unit includes one or a plurality of the infrared sensors and includes two infrared sensors, the two infrared sensors are juxtaposed in a direction perpendicular to the forward direction of the housing. Features.
また、前記進入禁止判定部が検出する前記進入禁止表示部材は、複数個の黒色と白色の細長い長方形パターンを交互に配置した検出パターンからなることを特徴とする。 In addition, the entry prohibition display member detected by the entry prohibition determination unit includes a detection pattern in which a plurality of black and white elongated rectangular patterns are alternately arranged.
また、前記進入禁止表示部材が、前記光線を吸収する光吸収面と、前記光線を反射する光反射面とを組み合わせたパターンからなる進入禁止領域の境界を示したテープであることを特徴とする。 Further, the entry prohibition display member is a tape showing a boundary of an entry prohibition region formed of a pattern in which a light absorption surface that absorbs the light beam and a light reflection surface that reflects the light beam are combined. .
この発明によれば、床面に形成された進入禁止表示部材を検出して進入禁止領域の境界を判定するので、家具等の物体が配置された空間を走行する場合でも、あるいは進入禁止領域が段差のない床面に存在する場合でも、自走式掃除機が進入禁止領域に進入することを、確実に防止することができる。 According to this invention, since the entry prohibition display member formed on the floor surface is detected and the boundary of the entry prohibition area is determined, even when traveling in a space where objects such as furniture are arranged, or the entry prohibition area is Even when it exists on the floor surface without a level | step difference, it can prevent reliably that a self-propelled cleaner enters into an entry prohibition area.
以下、図に示す実施例に基づいて、この発明を説明する。
なお、これによって、この発明が限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
However, this does not limit the present invention.
<自走式掃除機の構成>
図1に、この発明の自走式掃除機の一実施例の構成ブロック図を示す。
図1において、この発明の自走式掃除機(以下、掃除機とも呼ぶ)は、主として、制御部11、充電池12、入力部13、吸気口14、排気口15、集塵部16、吸引風発生部17、障害検知部18、走行制御部21、駆動輪22、ブラシ駆動部23、メインブラシ24、サイドブラシ25、床面検知部31、進入禁止判定部32、記憶部41、誘導信号受信部51、充電台接続部52を備える。
<Configuration of self-propelled vacuum cleaner>
FIG. 1 is a block diagram showing the construction of an embodiment of the self-propelled cleaner according to the present invention.
In FIG. 1, a self-propelled cleaner (hereinafter also referred to as a vacuum cleaner) of the present invention mainly includes a control unit 11, a rechargeable battery 12, an input unit 13, an intake port 14, an exhaust port 15, a dust collecting unit 16, and a suction unit. Wind generation unit 17, obstacle detection unit 18, travel control unit 21, drive wheel 22, brush drive unit 23, main brush 24, side brush 25, floor surface detection unit 31, entry prohibition determination unit 32, storage unit 41, guidance signal A receiving unit 51 and a charging stand connection unit 52 are provided.
自走式掃除機1を充電するために、掃除を行う部屋などの所定の位置に、充電台100を固定設置する。充電台100と自走式掃除機1を接続することにより、自走式掃除機1は充電台100と接触した状態で充電台からの電力の供給を受け、自走式掃除機1の充電池12を充電する。
この発明の自走式掃除機1は、設置された所定領域の床面を自走しながら、床面上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除する掃除ロボットである。この発明の自走式掃除機1は、掃除が終了すると、自律的に充電台に帰還する機能を有する。
また、床面に形成された進入禁止表示部材(以下、禁止テープとも呼ぶ)の所定のパターンの存在を、床面検知部31によって検出した場合に、一旦走行を停止させ、方向転換して、禁止テープによって区画された進入禁止領域には進入しないように走行して、所定の部屋の床面の清掃を行う機能を有する。
In order to charge the self-propelled cleaner 1, the charging stand 100 is fixedly installed at a predetermined position such as a room for cleaning. By connecting the charging stand 100 and the self-propelled cleaner 1, the self-propelled cleaner 1 is supplied with electric power from the charging stand in contact with the charging stand 100, and the rechargeable battery of the self-propelled cleaner 1. 12 is charged.
The self-propelled cleaner 1 of this invention sucks in air containing dust on the floor surface and exhausts the air from which dust has been removed while self-propelled on the floor of a predetermined area. It is a cleaning robot that cleans. The self-propelled cleaner 1 of the present invention has a function of autonomously returning to the charging stand when cleaning is completed.
In addition, when the presence of a predetermined pattern of the entry prohibition display member (hereinafter also referred to as a prohibition tape) formed on the floor surface is detected by the floor surface detection unit 31, the travel is temporarily stopped, the direction is changed, It has a function of running so as not to enter the entry prohibition area defined by the prohibition tape and cleaning the floor of a predetermined room.
図2に、自走式掃除機の底面図と側面図の一実施例を示す。
図2(a)は、自走式掃除機の底面図であり、床面側から底面の表面を見た図である。
図2(a)において、この発明の自走式掃除機は、円形の筐体を備え、この筐体の底面に、吸気口14,メインブラシ24,2つのサイドブラシ25(25a,25b)、2つの駆動輪22(22a,22b)、自在に回転する後輪26,2つの床面検知部31(31a,31b)を備える。
ここで、図面の上方向が、掃除機が前進する進行方向である。また、筐体内部および外部には、制御部11、充電池12、集塵部16、吸引風発生部17、障害検知部18、走行制御部21、駆動輪22、ブラシ駆動部23、図1に示したその他の構成要素が設けられる。
In FIG. 2, one Example of the bottom view and side view of a self-propelled cleaner is shown.
FIG. 2A is a bottom view of the self-propelled cleaner, and is a view of the bottom surface viewed from the floor side.
In FIG. 2 (a), the self-propelled cleaner of the present invention has a circular casing, and an intake port 14, a main brush 24, two side brushes 25 (25a, 25b), Two drive wheels 22 (22a, 22b), a freely rotating rear wheel 26, and two floor surface detectors 31 (31a, 31b) are provided.
Here, the upward direction of the drawing is the traveling direction in which the cleaner advances. Further, inside and outside the casing, there are a control unit 11, a rechargeable battery 12, a dust collection unit 16, a suction air generation unit 17, a failure detection unit 18, a travel control unit 21, a drive wheel 22, a brush drive unit 23, FIG. The other components shown in are provided.
自走式掃除機1は、一対の駆動輪22が同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより静止した状態で旋回する。例えば、掃除機1は、掃除領域の周縁に到達した場合および進路上の障害物に衝突した場合、禁止テープパターンを検出した場合、駆動輪を停止し、一対の駆動輪を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、掃除機1は、設置場所全体あるいは所望の範囲全体に障害物を避けながら自走する。 The self-propelled cleaner 1 rotates in a stationary state by a pair of drive wheels 22 rotating forward in the same direction, moving forward, moving backward in the same direction, moving backward, and rotating in opposite directions. For example, when the cleaner 1 reaches the periphery of the cleaning area, collides with an obstacle on the course, or detects a prohibited tape pattern, the driving wheel is stopped and the pair of driving wheels are rotated in opposite directions. And change the direction. Thereby, the vacuum cleaner 1 is self-propelled while avoiding an obstacle over the entire installation place or the entire desired range.
また、自走式掃除機1は、充電台の誘導信号送信部102から出射される誘導信号を受信して、たとえば掃除が終了した場合、充電池12の充電残量が少なくなった場合、あるいは設定された掃除タイマーの設定時間が経過した場合に、自動的に充電台100に近づく方向に向かって、直線的な走行と回転動作、あるいは壁ぎわ走行などを繰り返して進行し、充電台100まで帰還する。
ただし、障害物があれば、それを避けながら、充電台100の方向へ移動する。
In addition, the self-propelled cleaner 1 receives the induction signal emitted from the induction signal transmission unit 102 of the charging stand and, for example, when cleaning is completed, the remaining charge of the rechargeable battery 12 is reduced, or When the set time of the set cleaning timer elapses, the vehicle automatically repeats linear traveling and rotating operation or wall-carrying traveling toward the charging base 100 until it reaches the charging base 100. Return.
However, if there is an obstacle, it moves in the direction of the charging stand 100 while avoiding it.
以下、図1に示す各構成要素を説明する。
図1の制御部11は、掃除機1の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、CPU、ROM、RAM、I/Oコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。
CPUは、ROM等に予め格納された制御プログラムに基づいて、各ハードウェアを有機的に動作させて、この発明の掃除機能、走行機能、進入禁止判定機能などを実行する。
たとえば、後述するように、制御部11は、掃除機1が進入禁止判定部32によって判定された進入禁止領域の境界を超えて進入禁止領域へ入ろうとした場合に、筐体を停止させ、進入禁止領域に進む方向とは異なる方向に進行方向を変更した後、筐体を移動させることによって、集塵部33に進入禁止領域以外の床面領域のゴミを収集させる。
Hereinafter, each component shown in FIG. 1 will be described.
The control unit 11 in FIG. 1 is a part that controls the operation of each component of the cleaner 1, and is mainly realized by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O controller, a timer, and the like.
The CPU organically operates each hardware based on a control program stored in advance in a ROM or the like, and executes a cleaning function, a traveling function, an entry prohibition determination function, and the like according to the present invention.
For example, as will be described later, when the cleaner 1 tries to enter the entry prohibited region beyond the boundary of the entry prohibited region determined by the entry prohibition determination unit 32, the control unit 11 stops the case and enters After changing the traveling direction in a direction different from the direction of proceeding to the prohibited area, the dust collecting unit 33 is allowed to collect dust in the floor area other than the prohibited area by moving the housing.
充電池12は、掃除機1の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として、掃除機能および走行制御を行うための電力を供給する部分である。たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ni−Cd電池などの充電池が用いられる。
充電池12の充電は、掃除機1と充電台100とを接続した状態で行われる。
掃除機1と充電台100との接続は、互いの接続部(52,101)である露出した充電端子どうしを接触させることにより行う。
なお、図示しない電池残量検出部を備え、充電池の残りの容量(電池残量)を検出し、検出された電池残量(%)に基づいて、充電台の方へ帰還するべきか否かを判断し、帰還してもよい。
The rechargeable battery 12 is a part that supplies electric power to each functional element of the cleaner 1, and is a part that mainly supplies electric power for performing the cleaning function and travel control. For example, a rechargeable battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a Ni—Cd battery is used.
The rechargeable battery 12 is charged in a state where the vacuum cleaner 1 and the charging stand 100 are connected.
The vacuum cleaner 1 and the charging stand 100 are connected by bringing exposed charging terminals that are the connecting portions (52, 101) into contact with each other.
In addition, the battery remaining amount detection part which is not shown in figure is provided, the remaining capacity (remaining battery amount) of a rechargeable battery is detected, and it should return to the charging stand based on the detected remaining battery amount (%) You may decide to return.
入力部13は、ユーザが、掃除機1の動作を指示入力する部分であり、掃除機1の筐体表面に、操作パネル、あるいは操作ボタンとして設けられる。
あるいは、入力部13としては、掃除機本体とは別に、リモコンユニットを設け、ユーザがこのリモコンユニットに設けられた操作ボタンを押すことにより、赤外線や無線電波信号を送出し、無線通信により動作の指示入力をしてもよい。
入力部13として、電源スイッチ、起動スイッチ、主電源スイッチ、充電要求スイッチ、その他のスイッチ(運転モードスイッチ,タイマースイッチ)などが設けられる。
The input unit 13 is a portion where the user inputs an instruction for the operation of the cleaner 1, and is provided on the surface of the housing of the cleaner 1 as an operation panel or an operation button.
Alternatively, as the input unit 13, a remote control unit is provided separately from the main body of the vacuum cleaner, and when the user presses an operation button provided on the remote control unit, an infrared ray or a radio wave signal is transmitted, and the operation is performed by wireless communication. An instruction may be input.
As the input unit 13, a power switch, a start switch, a main power switch, a charge request switch, other switches (operation mode switch, timer switch), and the like are provided.
集塵部16は、床面のゴミを収集する部分であり、吸気口14から取り込まれたゴミやちりを集める掃除機能を実行する部分である。主として、図示しない集塵容器と、フィルタ部と、集塵容器およびフィルタ部を覆うカバー部とを備える。
また、吸気口14と連通する流入路と、排気口15と連通する排出路とを有し、吸気口14から吸い込まれた空気を流入路を介して集塵容器内に導き、集塵後の空気を排出路を介して排気口15から外部へ放出する。
吸気口14および排気口15は、それぞれ掃除のための空気の吸気および排気を行う部分である。
吸引風発生部17は、床面のゴミを吸気口14から吸引するための気流を発生させる部分であり、主として、空気を集塵部16の方向に吸い込む送風機からなる。
The dust collecting unit 16 is a part that collects dust on the floor surface, and is a part that executes a cleaning function that collects dust and dust taken in from the air inlet 14. It mainly includes a dust collection container (not shown), a filter unit, and a cover unit that covers the dust collection container and the filter unit.
In addition, it has an inflow path that communicates with the intake port 14 and an exhaust path that communicates with the exhaust port 15, and guides the air sucked from the intake port 14 into the dust collecting container through the inflow channel. Air is discharged to the outside from the exhaust port 15 through the discharge path.
The intake port 14 and the exhaust port 15 are portions that perform intake and exhaust of air for cleaning, respectively.
The suction air generating unit 17 is a part that generates an air flow for sucking dust on the floor surface from the air inlet 14, and mainly includes a blower that sucks air in the direction of the dust collecting unit 16.
障害検知部18は、掃除機1の筐体の周囲に存在する障害物を検知する部分であり、たとえば、自走式掃除機1が走行中に、室内の机やいすなどの障害物に接触又は近づいたことを検知する。障害検知部18としては、たとえば、マイクロスイッチ、超音波センサ、赤外線測距センサなどからなる接触センサ又は障害物センサが用いられ、掃除機1の筐体の側面の前方部に配置される。
CPUは、障害検知部18から出力された信号に基づいて、障害物の存在する位置を認識する。認識された障害物の位置情報に基づいて、その障害物を避けて次に走行すべき方向を決定する。
The obstacle detection unit 18 is a part that detects an obstacle existing around the housing of the cleaner 1. For example, the obstacle detector 18 contacts an obstacle such as an indoor desk or chair while the self-propelled cleaner 1 is running. Or it detects that it is approaching. As the obstacle detection unit 18, for example, a contact sensor or an obstacle sensor including a micro switch, an ultrasonic sensor, an infrared distance measuring sensor, or the like is used, and is arranged at the front part of the side surface of the casing of the cleaner 1.
The CPU recognizes the position where the obstacle exists based on the signal output from the obstacle detection unit 18. Based on the position information of the recognized obstacle, a direction to travel next is determined while avoiding the obstacle.
走行制御部21は、自走式掃除機1の自律走行の制御をする部分であり、主として上記した駆動輪22の回転を制御して、直線走行および回転動作などをさせることによって、自動的に筐体を走行させる。駆動輪22は、左輪と右輪からなり、それぞれ異なる駆動用モータによって駆動させることにより、自走式掃除機1の前進、後退、回転、静止などの動作を行わせる。 The traveling control unit 21 is a part that controls the autonomous traveling of the self-propelled cleaner 1, and mainly controls the rotation of the driving wheel 22 described above to automatically perform linear traveling and rotational operation. Run the housing. The driving wheel 22 is composed of a left wheel and a right wheel, and is driven by different driving motors, thereby allowing the self-propelled cleaner 1 to perform operations such as forward movement, backward movement, rotation, and stationary.
図2(a)に示した後輪26は、駆動されておらず、掃除機が移動すると、360度いずれの方向にも自在に回転する。
また、図2(a)に示すように、メインブラシ24は、吸気口14の近傍に配置され、吸気口の幅とほぼ同程度の幅を持つ。
サイドブラシ25は、1対の右サイドブラシ25aと左サイドブラシ25bからなり、図2(a)に示したように、その一部が筐体からはみ出すような位置に配置される。
The rear wheel 26 shown in FIG. 2A is not driven and rotates freely in any direction of 360 degrees when the cleaner moves.
Further, as shown in FIG. 2A, the main brush 24 is disposed in the vicinity of the intake port 14 and has a width approximately equal to the width of the intake port.
The side brush 25 is composed of a pair of right side brush 25a and left side brush 25b, and as shown in FIG. 2A, the side brush 25 is disposed at a position where a part thereof protrudes from the housing.
ブラシ駆動部23は、サイドブラシ25およびメインブラシ24を回転駆動させる部分である。ブラシ駆動部23は、モータ、並びにベルトおよびプールなどを含み、モータの回転をサイドブラシ25およびメインブラシ24に伝達する動力伝達機構を備えている。モータの回転がメインブラシ24に伝達されてメインブラシ24が回転されると共に、メインブラシ24の回転がさらにサイドブラシ25に伝達されてサイドブラシ25が回転される。 The brush drive unit 23 is a part that rotationally drives the side brush 25 and the main brush 24. The brush drive unit 23 includes a motor, a belt, a pool, and the like, and includes a power transmission mechanism that transmits the rotation of the motor to the side brush 25 and the main brush 24. The rotation of the motor is transmitted to the main brush 24 to rotate the main brush 24, and the rotation of the main brush 24 is further transmitted to the side brush 25 to rotate the side brush 25.
床面検知部31は、所定の光線を床面に出射して、床面の状態を検知する部分であり、主として、床面に形成された進入禁止表示部材(禁止テープ)の所定パターンの検知を行い、さらに掃除機1が走行する床面の有無の検知や、床面の段差の検知を行う。
また、床面検知部31は、検知した床面の状態を示す情報を出力する。制御部11や進入禁止判定部32が、この情報に基づいて、掃除機が現在走行中の床面の状態を判定する。たとえば、後述する進入禁止判定部32が、床面検知部31によって出力された情報から、床面に形成された進入禁止表示部材(禁止テープ)の存在を検出して、進入禁止領域の境界を判定する。禁止テープは、掃除を行う通常の床面領域と進入禁止領域との境界に形成される。
床面検知部31は、掃除機の筐体の大部分が進入禁止領域に深く進入してしまうことなく、できるだけ早く禁止テープを検出するために、図2に示すように、床面と対向する筐体の底面であって、筐体の前進方向に対して前方部に設けられる。
The floor surface detection unit 31 is a part that emits a predetermined light beam to the floor surface to detect the state of the floor surface, and mainly detects a predetermined pattern of an entry prohibition display member (prohibition tape) formed on the floor surface. In addition, the presence or absence of a floor surface on which the cleaner 1 travels and the level difference of the floor surface are detected.
Further, the floor surface detection unit 31 outputs information indicating the detected state of the floor surface. Based on this information, the control unit 11 and the entry prohibition determination unit 32 determine the state of the floor surface on which the cleaner is currently traveling. For example, the entry prohibition determination unit 32 described later detects the presence of an entry prohibition display member (prohibition tape) formed on the floor surface from the information output by the floor surface detection unit 31, and sets the boundary of the entry prohibition region. judge. The prohibited tape is formed at the boundary between a normal floor surface area to be cleaned and an entry prohibited area.
As shown in FIG. 2, the floor surface detection unit 31 faces the floor surface in order to detect the prohibited tape as soon as possible without most of the vacuum cleaner housing entering the entry prohibited area. It is a bottom surface of the housing, and is provided in the front portion with respect to the advancing direction of the housing.
また、床面検知部31としては、赤外線を床面方向に出射する発光部33と、床面に反射された赤外線を入射する受光部34とからなる赤外線センサを用いる。床面に向かって発光部33から出射された光線(出射光)が床面に反射すると、その反射光が受光部34に入射され、受光部34に入射した光線(入射光)の強度を検知する。
出射する光線としては、赤外線を用いることが好ましいが、この他に可視光、超音波などを用いてもよい。
発光部33には、たとえば、発光ダイオード(LED)が用いられ、受光部34には、フォトディテクタが用いられる。
受光部34に光が入射するごとに、その入射強度に対応した信号が出力される。出力される信号を制御部11によってデジタル処理することにより、パルス波形の検出信号が得られ、この検出信号の波形パターンから、床面の状態を示す情報が得られる。
In addition, as the floor surface detection unit 31, an infrared sensor including a light emitting unit 33 that emits infrared rays in the floor surface direction and a light receiving unit 34 that enters infrared rays reflected on the floor surface is used. When the light beam (emitted light) emitted from the light emitting unit 33 toward the floor surface is reflected on the floor surface, the reflected light enters the light receiving unit 34 and detects the intensity of the light beam (incident light) incident on the light receiving unit 34. To do.
Although it is preferable to use infrared rays as the emitted light, visible light, ultrasonic waves, or the like may be used.
For example, a light emitting diode (LED) is used for the light emitting unit 33, and a photodetector is used for the light receiving unit 34.
Each time light enters the light receiving unit 34, a signal corresponding to the incident intensity is output. The output signal is digitally processed by the control unit 11 to obtain a detection signal having a pulse waveform, and information indicating the state of the floor surface is obtained from the waveform pattern of the detection signal.
また、床面検知部31は、1または複数の赤外線センサからなり、図2(a)に示すように、2つの赤外線センサ(31a,31b)を備える場合は、この2つの赤外線センサを、筐体の前進方向に対して垂直な方向に、所定の距離だけ離して並置すればよい。
赤外線センサを2つ設けた場合は、進入禁止領域の境界を示す禁止テープに対して、筐体がななめ方向から進入した場合に、どちらか一方の赤外線センサによって先に禁止テープの存在が検知されるので、進入方向を認識することができる。さらに、進入方向を認識することによって、筐体が進入禁止領域へ進入しないような方向に方向転換して走行させることができる。
また、2つの赤外線センサによって禁止テープの存在を検知するので、誤検出を防止して検知精度を上げることもできる。
赤外線センサを1つだけ設ける場合も、筐体の前方部に設けるが、たとえば図2(a)の2つの赤外線センサ(31a,31b)の中央に設ければよい。
1つの赤外線センサによって禁止テープの存在を検知した場合、進入禁止領域へ進入しないようにするために、たとえば、禁止テープを検知した位置で180度回転して、進行してきた方向へ戻ればよい。
Further, the floor surface detection unit 31 includes one or a plurality of infrared sensors, and as shown in FIG. 2A, when two infrared sensors (31a, 31b) are provided, the two infrared sensors are connected to the housing. What is necessary is just to arrange | position in the direction perpendicular | vertical with respect to the advancing direction of a body | separation by predetermined distance.
When two infrared sensors are provided, the presence of the prohibited tape is detected first by either one of the infrared sensors when the casing enters from the slanting direction with respect to the prohibited tape indicating the boundary of the entry prohibited area. Therefore, the approach direction can be recognized. Furthermore, by recognizing the entry direction, the case can be changed in a direction so as not to enter the entry prohibited area.
In addition, since the presence of the prohibited tape is detected by the two infrared sensors, erroneous detection can be prevented and detection accuracy can be increased.
When only one infrared sensor is provided, it is provided at the front part of the housing, but may be provided at the center of the two infrared sensors (31a, 31b) in FIG.
When the presence of the prohibition tape is detected by one infrared sensor, in order not to enter the entry prohibition area, for example, it may be rotated 180 degrees at the position where the prohibition tape is detected and returned to the traveling direction.
進入禁止判定部32は、床面検知部31によって検知された光線の強度あるいは光線の検出の有無に基づいて、床面に形成された進入禁止表示部材(禁止テープ)の存在を検出して、検出した床面の位置が進入禁止領域の境界であるか否かを判定する部分である。
進入禁止領域は、掃除機に進入してほしくない領域であるが、たとえば、段差のある床面や、危険物のある領域などであり、この発明では、禁止テープで囲まれた領域を意味するものとする。
進入禁止領域の境界であると判定された場合は、走行制御部21が、直ちに、禁止テープを検出した位置で筐体を停止させる。また、前進走行をしていたとすると、その前進走行を停止した後、停止した位置で所定の角度だけ回転し、進入禁止領域に進む方向とは異なる方向に、進行方向を変更する。その後、変更後の進行方向に向かって走行を開始させる。
The entry prohibition determination unit 32 detects the presence of an entry prohibition display member (prohibition tape) formed on the floor surface based on the intensity of the light beam detected by the floor surface detection unit 31 or the presence / absence of detection of the light beam, This is a part for determining whether or not the detected position of the floor surface is the boundary of the entry prohibition area.
The entry prohibition area is an area that you do not want to enter the vacuum cleaner. For example, the entry prohibition area is a floor surface with a step or an area with dangerous goods. In this invention, it means an area surrounded by a prohibition tape. Shall.
When it is determined that it is the boundary of the entry prohibited area, the traveling control unit 21 immediately stops the casing at the position where the prohibited tape is detected. Also, assuming that the vehicle is traveling forward, after the forward traveling is stopped, the vehicle is rotated by a predetermined angle at the stopped position, and the traveling direction is changed to a direction different from the direction of proceeding to the entry prohibition region. Thereafter, traveling is started in the changed traveling direction.
たとえば、掃除機1が走行する通常の床面と同じ材質で同じ高さの表面に一定間隔で複数回の赤外線が出射された場合、受光部34に反射光が受光されると、比較的強い強度の信号が出射光と同様の一定間隔で複数回検出されるので、通常の床面が存在すると判断する。
一方、後述する進入禁止表示部材(禁止テープ)が形成された領域表面に一定間隔で複数回の赤外線が出射された場合は、出射光が禁止テープに吸収されて、ほとんど反射されない部分が生じる。
すなわち、受光部34に所定の強度の入射光が検出されない部分が発生する。赤外線の出射間隔と同じ一定間隔で所定強度の入射光が検出されず、さらに、受光部34から出力される検出信号が、後述する図6(c)に示すような所定の禁止領域信号パターンとなっていた場合には、進行禁止領域の境界を示す禁止テープパターンを検出したと判断する。
また、検出信号の強度が、通常の床面の検出レベルよりもかなり低いレベルとなった状態が所定期間以上継続した場合は、段差のある床面を検出したと判断することができる。
For example, when infrared rays are emitted a plurality of times at regular intervals on a surface of the same height and the same material as the normal floor surface on which the cleaner 1 travels, if the reflected light is received by the light receiving unit 34, it is relatively strong. Since the intensity signal is detected a plurality of times at regular intervals similar to the emitted light, it is determined that a normal floor surface exists.
On the other hand, when infrared rays are emitted a plurality of times at regular intervals on the surface of an area where an entry prohibition display member (prohibition tape), which will be described later, is formed, the emitted light is absorbed by the prohibition tape and a portion that is hardly reflected occurs.
That is, a portion where incident light having a predetermined intensity is not detected occurs in the light receiving unit 34. Incident light having a predetermined intensity is not detected at a constant interval that is the same as the infrared emission interval, and the detection signal output from the light receiving unit 34 is a predetermined prohibited region signal pattern as shown in FIG. If so, it is determined that a prohibited tape pattern indicating the boundary of the progress prohibited area has been detected.
Further, when the state in which the intensity of the detection signal is at a level considerably lower than the detection level of the normal floor surface continues for a predetermined period or longer, it can be determined that the floor surface with a step is detected.
なお、左右2つの床面検知部(31a,31b)を、図2(a)に示すような位置に設けた場合、この2つの床面検知部(31a,31b)は、進入禁止領域の境界を検知するためだけに利用し、これとは別に、たとえば、駆動輪の前方で2つのサイドブラシ25の近傍に、それぞれ、段差を検出するための床面検知部(赤外線センサ)を設けてもよい。 When the two left and right floor surface detectors (31a, 31b) are provided at the positions shown in FIG. 2 (a), the two floor surface detectors (31a, 31b) For example, a floor surface detection unit (infrared sensor) for detecting a step may be provided in the vicinity of the two side brushes 25 in front of the drive wheels. Good.
誘導信号受信部51は、掃除機の筐体の前方部に配置され、充電台100の誘導信号送信部102から出力された信号を受信する部分である。誘導信号は、自走式掃除機の帰還処理および充電台への接続処理に用いられ、たとえば、赤外線信号が用いられる。 The induction signal receiving unit 51 is a part that is disposed in the front part of the housing of the vacuum cleaner and receives a signal output from the induction signal transmission unit 102 of the charging stand 100. The induction signal is used for the feedback process of the self-propelled cleaner and the connection process to the charging stand, and for example, an infrared signal is used.
充電台接続部52は、充電池12を充電させるための電力を入力するための端子である。
この充電台接続部52と、充電台100の掃除機接続部101とを物理的に接触させることにより、充電台100の電力供給部104から与えられる電力を、充電池12に供給し充電する。
充電台接続部52は、掃除機接続部101と接触させるために、掃除機1本体の側面に露出した状態で形成される。
自走式掃除機1は、充電台100の近傍に帰還した後、誘導信号受信部51によって受信された赤外線を利用して、充電台接続部52と掃除機接続部101とを接触させるように、接続処理を行う。
The charging stand connection unit 52 is a terminal for inputting power for charging the rechargeable battery 12.
By physically contacting the charging stand connecting portion 52 and the cleaner connecting portion 101 of the charging stand 100, the power supplied from the power supply portion 104 of the charging stand 100 is supplied to the rechargeable battery 12 and charged.
The charging stand connecting portion 52 is formed in a state exposed on the side surface of the main body of the cleaner 1 in order to make contact with the cleaner connecting portion 101.
After the self-propelled cleaner 1 returns to the vicinity of the charging stand 100, the charging stand connecting portion 52 and the cleaner connecting portion 101 are brought into contact with each other using infrared rays received by the induction signal receiving portion 51. Perform connection processing.
記憶部41は、自走式掃除機1の各種機能を実現するために必要な情報や、プログラムを記憶する部分であり、RAMやROM等の半導体記憶素子、ハードディスク、SSDなどの記憶装置、その他の記憶媒体が用いられる。
記憶部41には、主として、検出信号パターン42、床面信号パターン43、禁止領域信号パターン44、段差信号パターン45などが記憶される。
The storage unit 41 is a part that stores information and programs necessary for realizing various functions of the self-propelled cleaner 1, and includes a semiconductor storage element such as a RAM and a ROM, a storage device such as a hard disk and an SSD, and the like. These storage media are used.
The storage unit 41 mainly stores a detection signal pattern 42, a floor surface signal pattern 43, a prohibited area signal pattern 44, a step signal pattern 45, and the like.
検出信号パターン42は、受光部34から出力された検出信号の強度の時間的変化を示した受光パターンである。
図6に、出射光の発光パターンと、入射光の受光パターンの一実施例の説明図を示す。
図6(a)は、発光部33から出射される赤外線の強度の時間的変化の例を示している。すなわち、発光部33から出射される赤外線の強度は一定であるとし、所定の時間間隔(たとえば、2msec)で、連続的に赤外線を出射するものとすると、発光パターンは、パルス的に変化するパターンとなる。
The detection signal pattern 42 is a light receiving pattern that indicates a temporal change in the intensity of the detection signal output from the light receiving unit 34.
FIG. 6 shows an explanatory diagram of an embodiment of a light emission pattern of emitted light and a light receiving pattern of incident light.
FIG. 6A shows an example of temporal change in the intensity of infrared rays emitted from the light emitting unit 33. That is, assuming that the intensity of infrared light emitted from the light emitting unit 33 is constant and that infrared light is emitted continuously at a predetermined time interval (for example, 2 msec), the light emission pattern is a pattern that changes in pulses. It becomes.
図6(b)は、上記出射光が床面に当たって反射され、その反射光が受光部34に入射された場合に、通常の床面検知をしているときの受光パターンの例を示している。ここで、入射光の強度は、出射光よりも小さくなるが、受光パターンは、発光パターンとほぼ同様の周期で変化するパルス的なパターンとなる。また、入射した反射光の受光パターンは、所定のしきい値レベルを用いて2値化され、0または1のいずれかの値を持つデジタル信号として検出される。
すなわち、掃除機が通常の床面を掃除しているときは、一定周期で、一定強度のパルスパターンが連続的に検出され、図6(b)に示すような2値化された受光パターンが、検出信号パターン42として一時記憶される。
FIG. 6B shows an example of a light receiving pattern when normal floor surface detection is performed when the emitted light hits the floor surface and is reflected, and the reflected light is incident on the light receiving unit 34. . Here, although the intensity of the incident light is smaller than that of the emitted light, the light receiving pattern is a pulse-like pattern that changes in substantially the same cycle as the light emitting pattern. The light reception pattern of the incident reflected light is binarized using a predetermined threshold level and detected as a digital signal having a value of 0 or 1.
That is, when the vacuum cleaner is cleaning a normal floor surface, a pulse pattern with a constant intensity is continuously detected at a constant cycle, and a binarized light reception pattern as shown in FIG. The detection signal pattern 42 is temporarily stored.
図6(c)は、床面に形成された禁止テープを検知したときの入射光の受光パターンの例を示している。ここで、禁止テープが形成された位置では、光の反射が起こるところと起こらないところがあるので、パルスが検出されない部分のある不規則な受光パターンとなる。
図6(d)は、床面の段差を検知したときの入射光の受光パターンの例を示している。段差が検知されると、一定のしきい値以下の強度を持つ入射光しか検出されなくなるので、パルスが検出されなくなる。
FIG. 6C shows an example of a light receiving pattern of incident light when a prohibited tape formed on the floor surface is detected. Here, at the position where the prohibition tape is formed, there is a place where the reflection of light occurs and a place where the reflection does not occur, and therefore, an irregular light receiving pattern having a portion where no pulse is detected.
FIG. 6D shows an example of a light receiving pattern of incident light when a step on the floor surface is detected. When the step is detected, only incident light having an intensity below a certain threshold value is detected, so that no pulse is detected.
図5に、この発明で利用する進入禁止表示部材(禁止テープ)の一実施例の説明図を示す。
進入禁止表示部材(禁止テープ)は、光線を吸収する光吸収面と、光線を反射する光反射面とを組み合わせたパターンからなる進入禁止領域の境界を示したテープである。
図5(a)には、禁止テープパターンの一例を示している。禁止テープ36は、図5(a)に示すようなパターンで床面に形成され、図5(b)に示すように、所定の部屋などの床面のうち、自走式掃除機1に進入してほしくない床面領域(進入禁止領域39)を囲むように形成される。
FIG. 5 shows an explanatory view of an embodiment of an entry prohibition display member (prohibition tape) used in the present invention.
The entry prohibition display member (prohibition tape) is a tape that indicates the boundary of an entry prohibition area formed of a pattern in which a light absorption surface that absorbs light rays and a light reflection surface that reflects light rays are combined.
FIG. 5A shows an example of the prohibited tape pattern. The prohibition tape 36 is formed on the floor surface in a pattern as shown in FIG. 5A. As shown in FIG. 5B, the prohibition tape 36 enters the self-propelled cleaner 1 out of the floor surface of a predetermined room or the like. It is formed so as to surround the floor area (the entry prohibition area 39) that is not desired.
禁止テープ36は、PET、ポロン、金属フィルム、ゴムのような材料を用い、一方の面に粘着材を塗布した厚さ0.2mm程度の粘着テープであり、たとえば、交互に黒色と白色の細長い長方形パターンを配置したストライプ状(横縞模様)のテープである。
禁止テープ36の黒色の部分に出射光が当たると、光の反射が著しく減少するか、反射しないようにする。黒色部分の表面には、光の反射を防止する反射防止膜を塗布してもよい。白色の部分では、床面と同様に十分な強度の反射光が得られるようにする。なお、白色の代わりに、透明色の部分を形成し、通常の床面と同様の反射光が得られるようにしてもよい。
以下、黒色のパターンの部分を光吸収面とも呼び、白色のパターンの部分を光反射面とも呼ぶ。
The prohibition tape 36 is a pressure-sensitive adhesive tape having a thickness of about 0.2 mm using a material such as PET, poron, metal film, or rubber and coated with an adhesive material on one surface. This is a striped (horizontal striped) tape in which rectangular patterns are arranged.
When the emitted light hits the black portion of the prohibition tape 36, the reflection of the light is remarkably reduced or not reflected. An antireflection film for preventing light reflection may be applied to the surface of the black portion. In the white portion, the reflected light with sufficient intensity is obtained similarly to the floor surface. Instead of white, a transparent portion may be formed so that reflected light similar to that of a normal floor surface can be obtained.
Hereinafter, the black pattern portion is also referred to as a light absorbing surface, and the white pattern portion is also referred to as a light reflecting surface.
図5(a)の禁止テープパターンは、紙面の横方向に細長い2本の黒色の長方形パターンと、3本の白色の長方形パターンと、この長方形パターンよりも進入禁止領域側に形成された複数個の縦長の黒色と白色とを交互に配置した長方形パターンとから構成されている。図面の中で、着色した黒色の長方形パターンの間が、白色の長方形パターンとする。
自走式掃除機1は、図5(a)の禁止テープパターンの上側の床面を走行するものとし、もし紙面の上方から禁止テープの細長い長方形パターンの中へ進入しようとした場合、図6(c)に示すような受光パターンが検出されるので、上方向に方向転換し、進行方向を変更させる。
The prohibited tape pattern of FIG. 5A includes two black rectangular patterns that are elongated in the horizontal direction of the paper, three white rectangular patterns, and a plurality of tapes formed on the entry prohibited area side of the rectangular pattern. And a rectangular pattern in which vertically long black and white are alternately arranged. In the drawing, a white rectangular pattern is defined between colored black rectangular patterns.
The self-propelled cleaner 1 is supposed to run on the floor surface above the prohibited tape pattern of FIG. 5 (a), and when entering the elongated rectangular pattern of the prohibited tape from above the paper surface, FIG. Since a light receiving pattern as shown in (c) is detected, the direction is changed upward and the traveling direction is changed.
図5(a)において、横方向に細長い白色と黒色の長方形パターンは、上方向から走行してきた掃除機の進入を検出するためのものであり、類似する模様やシミを誤検知するのを回避するため、少なくとも、それぞれ2本以上あることが好ましい。
また、図5(a)の縦長の長方形パターンは、ロボット掃除機がテープに向かって浅い角度(たとえば、45度以下の角度)で突入するときのために形成されたものであり、少なくとも、横長のパターンと同寸法の太さをもつ白色と黒色のパターンであることが好ましい。
In FIG. 5 (a), the white and black rectangular patterns that are elongated in the horizontal direction are for detecting the entrance of the cleaner that has traveled from above, avoiding false detection of similar patterns and spots. Therefore, it is preferable that there are at least two of each.
The vertically long rectangular pattern in FIG. 5A is formed when the robot cleaner enters the tape at a shallow angle (for example, an angle of 45 degrees or less). A white and black pattern having the same thickness as the pattern is preferable.
禁止テープパターンの幅や大きさは、掃除機の走行速度V、出射光の発光周期(発振クロック周波数C)によって適切な値は異なるので、一意的に設定することはできない。禁止テープの存在を確実に検出するためには、禁止テープの各長方形パターン上を進行するときに、その長方形パターン上に複数回の赤外線の照射が行われるような間隔で、赤外線を出射させることが好ましい。 The width and size of the forbidden tape pattern cannot be uniquely set because appropriate values differ depending on the traveling speed V of the cleaner and the emission period (oscillation clock frequency C) of the emitted light. In order to reliably detect the presence of prohibited tape, when traveling on each rectangular pattern of prohibited tape, infrared rays should be emitted at intervals such that multiple irradiations of infrared rays are performed on the rectangular pattern. Is preferred.
たとえば、掃除機の走行速度V=0.3(m/s)、発振クロック周波数C=500(Hz)とした場合、掃除機が1クロックあたりに進む距離Lは、L=V/C=0.6(mm)となる。
ここで、たとえば、細長い白色の長方形パターンの幅(W)を5mmとしたとすると、この5mmの幅を通過する毎に出力される出射光の数(クロック数)Nは、N=W/L=5(mm)/0.6(mm)=8.333となる。この場合、5mm幅の白色の長方形パターン上を通過するために、少なくとも8回以上の赤外線の出射を行うようにする。白色の長方形パターンの部分は光反射面なので、この光反射面に出射された赤外線がすべて受光部34に入射され、8回以上の赤外線の受光を検出することになる。
一方、黒色の長方形パターンの部分は光吸収面なので、黒色の部分に複数回出射された赤外線は反射されず、受光部34に受光されないことになる。このように、1つの長方形パターンに複数回の赤外線が出射されるようにすることによって、禁止テープのパターンを確実に検出できるようになる。
For example, when the traveling speed of the vacuum cleaner V = 0.3 (m / s) and the oscillation clock frequency C = 500 (Hz), the distance L that the cleaner travels per clock is L = V / C = 0. .6 (mm).
Here, for example, assuming that the width (W) of the elongated white rectangular pattern is 5 mm, the number of emitted lights (number of clocks) N every time it passes through the width of 5 mm is N = W / L. = 5 (mm) /0.6 (mm) = 8.333. In this case, in order to pass over a white rectangular pattern having a width of 5 mm, infrared rays are emitted at least eight times. Since the portion of the white rectangular pattern is a light reflecting surface, all of the infrared light emitted from the light reflecting surface is incident on the light receiving unit 34, and eight or more times of infrared light reception are detected.
On the other hand, since the black rectangular pattern portion is a light absorbing surface, infrared rays emitted to the black portion a plurality of times are not reflected and are not received by the light receiving unit 34. As described above, by allowing infrared rays to be emitted a plurality of times in one rectangular pattern, the pattern of the prohibited tape can be reliably detected.
また、掃除機が、横方向に細長い白色と黒色の長方形パターンに対して、ななめ方向から進入した場合は、これらの長方形パターンの幅を通過する距離は長くなる。たとえば、掃除機が、0.3(m/s)の走行速度で、45度の傾きで白色の長方形パターンに進入した場合、通過する距離は、垂直に進入する場合に比べて√2倍となる。
すなわち、白色のパターンを通過するときに出力されるクロック数Nは、8.333×√2となり、約12回となる。
また、上記クロック数Nは、掃除機の走行速度Vによっても変化するが、たとえば、V=0.1(m/s)の場合、上記白色パターンを通過するときに出力さるクロック数は、8.333/(0.1/0.3)=24.999となる。なお、掃除機の走行速度は、駆動輪に組み込まれているエンコーダからの情報に基づいて取得することができる。
In addition, when the vacuum cleaner enters from the tanning direction with respect to the white and black rectangular patterns elongated in the horizontal direction, the distance passing through the widths of these rectangular patterns becomes long. For example, when a vacuum cleaner enters a white rectangular pattern with a traveling speed of 0.3 (m / s) and an inclination of 45 degrees, the passing distance is √2 times that of a case of entering vertically. Become.
That is, the number N of clocks output when passing through the white pattern is 8.333 × √2, about 12 times.
The number of clocks N also varies depending on the traveling speed V of the cleaner. For example, when V = 0.1 (m / s), the number of clocks output when passing through the white pattern is 8 .333 / (0.1 / 0.3) = 24.999. The traveling speed of the cleaner can be acquired based on information from an encoder incorporated in the drive wheel.
図5(a)に示した禁止テープのパターンの数値例として、図5(a)に示す符号aからhの幅(mm)を以下に示す。
a=5mm,b=10mm,c=5mm,d=10mm,e=5mm,f=35mm,g=5mm,h=10mm
ただし、上記数値例は一例であって、これらの数値に限るものではない。
As a numerical example of the prohibited tape pattern shown in FIG. 5A, the widths (mm) from symbol a to h shown in FIG.
a = 5 mm, b = 10 mm, c = 5 mm, d = 10 mm, e = 5 mm, f = 35 mm, g = 5 mm, h = 10 mm
However, the above numerical example is an example, and is not limited to these numerical values.
図1において、床面信号パターン43と、禁止領域信号パターン44と、段差信号パターン45は、予め記憶部41に記憶される信号パターンであり、進入禁止判定部32が、現在進行している床面がどの状態にあるかを判定するときに利用する信号パターンである。
たとえば、床面信号パターン43は、床面検知部31によって、通常の床面を検知したときに、受光される入射光の信号パターンであり、図6(b)に示すような受光パターンに相当する情報が、記憶部41に予め記憶される。
In FIG. 1, a floor signal pattern 43, a prohibited area signal pattern 44, and a step signal pattern 45 are signal patterns stored in advance in the storage unit 41, and the floor where the entry prohibition determination unit 32 is currently advancing. It is a signal pattern used when determining in which state the surface is.
For example, the floor surface signal pattern 43 is a signal pattern of incident light received when the floor surface detection unit 31 detects a normal floor surface, and corresponds to a light reception pattern as shown in FIG. Information to be stored is stored in the storage unit 41 in advance.
床面検知部31によって現在受光された入射光の検出信号パターン42と、記憶部41に記憶された床面信号パターン43とを比較し、両パターンがほぼ一致する場合に、現在走行している場所は、通常の床面であると判定する。
また、禁止領域信号パターン44と段差信号パターン45も予め記憶部41に記憶されるが、たとえば、それぞれ、図6(c)と図6(d)に示すような受光パターンに相当する情報が記憶される。
The detection signal pattern 42 of the incident light currently received by the floor surface detection unit 31 is compared with the floor surface signal pattern 43 stored in the storage unit 41, and when both patterns substantially match, the vehicle is currently traveling. The place is determined to be a normal floor surface.
The prohibited area signal pattern 44 and the step signal pattern 45 are also stored in the storage unit 41 in advance. For example, information corresponding to the light receiving patterns as shown in FIGS. 6C and 6D is stored. Is done.
現在の検出信号パターン42と、記憶部41に記憶されている禁止領域信号パターン44とを比較して、両パターンがほぼ一致する場合に、自走式掃除機1が進入禁止領域の境界に入ったと判定する。同様に、現在検出されている検出信号パターン42が、記憶部41に記憶されている段差信号パターン45とほぼ一致する場合には、段差の生じている床面に近づいたと判定する。
このように、進入禁止領域に入ったと判定された場合と、段差のある床面が検出された場合は、その検出位置で前進走行を停止し、所定の方向に方向転換する。
When the current detection signal pattern 42 is compared with the prohibited area signal pattern 44 stored in the storage unit 41 and the two patterns substantially match, the self-propelled cleaner 1 enters the boundary of the entry prohibited area. It is determined that Similarly, when the currently detected detection signal pattern 42 substantially coincides with the step signal pattern 45 stored in the storage unit 41, it is determined that the floor surface where the step is generated is approached.
As described above, when it is determined that the vehicle has entered the entry prohibition region and when a floor surface with a step is detected, the forward travel is stopped at the detection position, and the direction is changed to a predetermined direction.
図3に、床面検知部31によって検出される3つの床面状態の説明図を示す。
まず、床面状態が通常走行する床面35の場合、この床面が十分に赤外線を反射する表面を有するものとすると、発光部33から出射された出射光が床面35に当たって反射した場合、反射光は、大きな損失を生じることなく、受光部34に入射される。
図6(a)に示すように、出射光を一定間隔でパルス的に出射したとすると、図6(b)に示すように、同じ一定間隔で、受光部34によって入射光が検出される。
FIG. 3 is an explanatory diagram of three floor surface states detected by the floor surface detection unit 31.
First, if the floor surface is a floor surface 35 that normally travels and the floor surface has a surface that sufficiently reflects infrared rays, the emitted light emitted from the light emitting unit 33 hits the floor surface 35 and is reflected, The reflected light is incident on the light receiving unit 34 without causing a large loss.
As shown in FIG. 6A, if the emitted light is emitted in pulses at regular intervals, the incident light is detected by the light receiving unit 34 at the same regular intervals as shown in FIG. 6B.
また、掃除機が禁止テープ36が形成されている床面に進行してきた場合、発光部33から出射された出射光が、光を吸収しほとんど反射光を生じない禁止テープ36の黒色部分に当たった場合、出射光はこの光吸収面に吸収されるので、受光部34に受光されない部分が生じる。
すなわち、受光されない空白のタイミングが生じることになり、図6(a)に示す出射パターンの出射光を出射した場合に、図6(b)とは異なり、たとえば、図6(c)に示すように、受光されないタイミングのある受光パターンが検出される。
このような受光パターンが検出されると、進入禁止領域の境界に来たことがわかる。
In addition, when the vacuum cleaner has traveled to the floor surface where the prohibition tape 36 is formed, the emitted light emitted from the light emitting portion 33 hits the black portion of the prohibition tape 36 that absorbs light and hardly generates reflected light. In this case, since the emitted light is absorbed by the light absorbing surface, a portion not received by the light receiving unit 34 is generated.
That is, a blank timing in which light is not received occurs, and when outgoing light of the outgoing pattern shown in FIG. 6A is emitted, unlike FIG. 6B, for example, as shown in FIG. In addition, a light receiving pattern having a timing at which light is not received is detected.
When such a light receiving pattern is detected, it is understood that the boundary of the entry prohibited area has been reached.
さらに、掃除機が段差37が生じている床面の近傍に進行してきた場合、通常の床面35のよりも低い位置にある段差下面38に、発光部33から出射された出射光が当たることになる。この場合、出射光が出射されてから段差下面38に当たるまでの距離は、通常床面35までの距離よりも長いので、段差下面38に当たって反射され受光部34に入射される入射光の強度は、通常床面に当たって反射される入射光の強度よりも小さい。 Further, when the vacuum cleaner has advanced in the vicinity of the floor surface on which the step 37 is generated, the emitted light emitted from the light emitting unit 33 strikes the step lower surface 38 at a position lower than the normal floor surface 35. become. In this case, since the distance from when the emitted light is emitted until it hits the step lower surface 38 is longer than the distance to the floor surface 35, the intensity of the incident light that is reflected by the step lower surface 38 and incident on the light receiving unit 34 is Usually, it is smaller than the intensity of incident light reflected on the floor surface.
受光される入射光の強度に対して、所定のしきい値レベルを予め設定しておき、段差下面38に当たって受光される入射光のレベルがしきい値レベルよりも小さい場合には、出力信号がゼロとなるようなデジタル化処理を行えば、段差が検出された場合、図6(d)に示すように、段差検出後に受光強度がゼロとなるような受光パターンが検出される。
このように、受光部34に入射される入射光の受光パターンが、予め記憶された信号パターンのどのパターンに一致するかを判定することにより、床面の状態を判定することができる。
A predetermined threshold level is set in advance with respect to the intensity of the incident light received, and when the level of incident light received upon the step bottom surface 38 is smaller than the threshold level, the output signal is If digitization processing is performed so that the level difference is zero, when a step is detected, a light reception pattern in which the received light intensity becomes zero after the level difference is detected is detected as shown in FIG.
As described above, the state of the floor surface can be determined by determining which pattern of the signal pattern stored in advance matches the light receiving pattern of the incident light incident on the light receiving unit 34.
この発明の自走式掃除機1は、以上のような構成に加えて、他にも必要な構成や機能を備えてもよい。
たとえば、掃除中あるいは静止状態において、イオンを発生する構成(イオン発生器)を備えて、除菌や消臭(または脱臭)を行うようにしてもよい。
また、掃除処理を実行する時間を設定するタイマースイッチを設け、タイマースイッチの入(ON)操作がされた場合には、予め設定された時間(たとえば60分間)のカウントを開始し、その設定時間が経過するまで掃除処理を実行するようにしてもよい。
この設定時間が経過した後は、掃除処理を中止し、自動的に充電台に帰還するようにしてもよい。
The self-propelled cleaner 1 of the present invention may have other necessary configurations and functions in addition to the above configuration.
For example, a structure (ion generator) that generates ions may be provided during cleaning or in a stationary state to perform sterilization and deodorization (or deodorization).
In addition, a timer switch for setting a time for executing the cleaning process is provided, and when a timer switch is turned on (ON), counting of a preset time (for example, 60 minutes) is started, and the set time is set. The cleaning process may be executed until elapses.
After the set time elapses, the cleaning process may be stopped and automatically returned to the charging stand.
<充電台の構成>
図1において、充電台100は、主として、掃除機接続部101、誘導信号送信部102、制御部103、電力供給部104とを備え、室内の壁などに配置された商用電源105のコンセントからのAC交流電力の供給を受ける。
電力供給部104は、商用電源105からの交流電力を受け入れ、掃除機1を充電することのできる直流電力に変換し、掃除機接続部101に与える部分である。
<Configuration of charging stand>
In FIG. 1, a charging stand 100 mainly includes a vacuum cleaner connection unit 101, an induction signal transmission unit 102, a control unit 103, and a power supply unit 104, and is connected to an outlet of a commercial power source 105 disposed on an indoor wall or the like. Receive AC AC power.
The power supply unit 104 is a part that receives AC power from the commercial power source 105, converts the AC power into DC power that can charge the cleaner 1, and supplies the DC power to the cleaner connection unit 101.
誘導信号送信部102は、たとえば、赤外線信号を送信する部分である。
充電台100の制御部103は、充電台の各種機能を実現する部分であり、主として、赤外線信号の発信処理と、充電電力の供給制御を行う。制御部103は、CPU、ROM、RAM、I/Oコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータにより実現できる。
The induction signal transmission unit 102 is, for example, a part that transmits an infrared signal.
The control unit 103 of the charging stand 100 is a part that realizes various functions of the charging stand, and mainly performs an infrared signal transmission process and charging power supply control. The control unit 103 can be realized by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O controller, a timer, and the like.
<進入禁止領域への進入検出の例>
図4に、自走式掃除機が進入禁止領域へ進入しようとした場合に、その進入を検出する方法の一実施例の説明図を示す。
図4(a)は、掃除機1が通常の床面の位置を走行している場合を示している。この場合、発光部33から出射された赤外線が、通常床面35に当たって反射し、出射光の強度とほとんど同じ強度の入射光が受光部34によって検出される。
すなわち、図6(b)に示すような受光パターンが検出されるので、現在走行している床面は、通常床面であると判定される。
<Example of entry detection to the entry prohibited area>
FIG. 4 shows an explanatory diagram of an embodiment of a method for detecting an entry when a self-propelled cleaner attempts to enter an entry prohibited area.
Fig.4 (a) has shown the case where the cleaner 1 is drive | working the position of a normal floor surface. In this case, the infrared light emitted from the light emitting unit 33 is normally reflected by the floor surface 35 and reflected, and incident light having almost the same intensity as the intensity of the emitted light is detected by the light receiving unit 34.
That is, since a light receiving pattern as shown in FIG. 6B is detected, it is determined that the currently running floor is a normal floor.
図4(b)は、さらに左方向に走行して、発光部33からの出射光が、禁止テープ36の光吸収面に当たった場合を示している。この場合、出射光は、禁止テープの光吸収面に吸収され、ほとんど反射されないので、受光部34に、入射光が受光されない。
掃除機が左方向に走行する間に、禁止テープの光吸収面に対して、複数回(たとえば、10数回)、出射光がパルス的に出射されるとすると、その複数回の出射タイミングの間は、受光部34に入射光が検出されない状態が生じる。
すなわち、通常床面の場合には検出されていた複数の入射光による受光パターンが、検出されないことになる。
FIG. 4B shows a case where the vehicle travels further to the left and the light emitted from the light emitting unit 33 hits the light absorption surface of the prohibition tape 36. In this case, since the emitted light is absorbed by the light absorbing surface of the prohibiting tape and is hardly reflected, the incident light is not received by the light receiving unit 34.
Assuming that the emitted light is emitted in a plurality of times (for example, 10 times or more) with respect to the light absorption surface of the prohibition tape while the cleaner is traveling in the left direction, During this time, there is a state in which incident light is not detected by the light receiving unit 34.
That is, the light receiving pattern by the plurality of incident lights that has been detected in the case of the normal floor surface is not detected.
図4(c)は、掃除機が左方向にさらに進行し、禁止テープ36のうち、光吸収面がなく十分に反射光が生じる光反射面に、出射光が出射されるようになった場合を示している。
この場合、通常床面と同様に、受光部34によって十分な強度の入射光が検出される。
すなわち、禁止テープのうち十分に反射光が生じる光反射面に、複数回の出射光が照射されることにより、その複数回の出射タイミングの間は、発光パターンと同様のパルス的な受光パターンが検出されることになる。
FIG. 4 (c) shows a case where the vacuum cleaner further proceeds leftward, and the emitted light is emitted to the light reflecting surface of the prohibited tape 36 where there is no light absorbing surface and sufficient reflected light is generated. Is shown.
In this case, similar to the normal floor surface, the light receiving unit 34 detects incident light having a sufficient intensity.
That is, the light reflecting surface where the reflected light is sufficiently generated in the prohibited tape is irradiated with a plurality of times of emitted light, so that a pulse-like light receiving pattern similar to the light emission pattern is generated during the plurality of times of emission. Will be detected.
図4(d)は、図4(c)の状態から、さらに掃除機が左方向に進行した場合を示している。この場合、図4(b)と同様に、禁止テープ36のうち光吸収面に出射光が照射されたとすると、光が反射されないため、入射光が検出されなくなる。
このように、禁止テープが形成されている床面に進行した場合、出射光の発光パターンと同様の受光パターンの部分と、入射光が検出されない部分からなる図6(c)のような受光パターンが検出される。
上記したように、このように実際に検出された検出信号パターン42が、所定の禁止領域信号パターン44にほぼ一致するものであれば、掃除機1が進行禁止領域の境界にいると判定する。
FIG.4 (d) has shown the case where the cleaner further advances leftward from the state of FIG.4 (c). In this case, as in FIG. 4B, if the light absorption surface of the prohibition tape 36 is irradiated with the emitted light, the light is not reflected, so that the incident light is not detected.
In this way, when traveling to the floor surface on which the prohibition tape is formed, the light receiving pattern as shown in FIG. 6C, which includes a light receiving pattern portion similar to the light emitting pattern of the emitted light and a portion where incident light is not detected. Is detected.
As described above, if the detection signal pattern 42 actually detected in this way substantially matches the predetermined prohibited area signal pattern 44, it is determined that the cleaner 1 is at the boundary of the prohibited area.
<進入禁止領域に進入した後の進路変更>
図7に、進入禁止領域に進入したことが検出された場合において、掃除機の進路変更の一実施例の説明図を示す。
ここでは、床面に図5(a)に示すような禁止テープパターンが形成され、図7の禁止テープの下側領域が進入禁止領域であるとする。
図7(a)は、通常の床面を走行していた掃除機1が、禁止テープパターンの最も上側の長方形パターンの部分に対して、左ややななめ上方向から進入した場合を示している。
<Course changes after entering the prohibited area>
FIG. 7 shows an explanatory diagram of an embodiment of the course change of the cleaner when it is detected that the vehicle has entered the entry prohibition area.
Here, it is assumed that the prohibition tape pattern as shown in FIG. 5A is formed on the floor surface, and the lower area of the prohibition tape in FIG. 7 is the entry prohibition area.
FIG. 7A shows a case where the vacuum cleaner 1 traveling on a normal floor surface enters the uppermost rectangular pattern portion of the prohibited tape pattern from the left side slightly upward.
この場合、2つの床面検知部(31a,31b)のうち、左側にある左床面検知部31bの方が先に、禁止テープパターンを検出する。もしこのまま進行したとすると、右床面検知部31aも、やや遅れて禁止テープパターンを検出することになる。
したがって、左床面検知部31bのみが禁止テープパターンを検出した場合、あるいは、左床面検知部31bが禁止テープパターンを検出した後に右床面検知部31aによって禁止テープパターンを検出した場合に、まず、その検出した位置で、進行を停止する。
In this case, of the two floor surface detection units (31a, 31b), the left floor surface detection unit 31b on the left side detects the prohibited tape pattern first. If the process proceeds as it is, the right floor detector 31a also detects the prohibited tape pattern with a slight delay.
Therefore, when only the left floor surface detection unit 31b detects the prohibited tape pattern, or when the left floor surface detection unit 31b detects the prohibited tape pattern and the right floor surface detection unit 31a detects the prohibited tape pattern, First, the progress is stopped at the detected position.
その後、2つの駆動輪22を互いに反対方向に回転させて、時計と反対回りに、所定角度(たとえば90度)だけ、筐体を静止したまま左回転させる。さらに、2つの駆動輪22を、筐体の前進方向に進行するように、同方向に回転させる。これにより、掃除機1は、進入禁止領域から離れるように、図の右ななめ上方向に進行していく。
筐体を回転させる角度は、90度に限るものではなく、進入禁止領域から離れる方向に進行するような角度であればよい。
Thereafter, the two drive wheels 22 are rotated in opposite directions, and are rotated counterclockwise counterclockwise by a predetermined angle (for example, 90 degrees) while the casing is stationary. Further, the two drive wheels 22 are rotated in the same direction so as to advance in the forward direction of the housing. Thereby, the vacuum cleaner 1 advances in the right lick upward direction in the figure so as to leave the entry prohibition area.
The angle at which the housing is rotated is not limited to 90 degrees, and may be any angle that advances in a direction away from the entry prohibition area.
図7(b)は、掃除機1が、禁止テープパターンの最も上側の長方形パターンの部分に対して、右ななめ上方向から、進入した場合を示している。この場合は、2つの床面検知部(31a,31b)のうち、右床面検知部31aの方が先に、禁止テープパターンを検出することになる。
したがって、右床面検知部31aのみが禁止テープパターンを検出した場合、あるいは、右床面検知部31aが禁止テープパターンを検出した後に左床面検知部31bによって禁止テープパターンを検出した場合に、その検出した位置で、進行を停止する。
FIG.7 (b) has shown the case where the cleaner 1 approached from the right lick upward direction with respect to the part of the uppermost rectangular pattern of a prohibition tape pattern. In this case, of the two floor surface detection units (31a, 31b), the right floor surface detection unit 31a detects the prohibited tape pattern first.
Accordingly, when only the right floor surface detection unit 31a detects the prohibited tape pattern, or when the right floor surface detection unit 31a detects the prohibited tape pattern and the left floor surface detection unit 31b detects the prohibited tape pattern, Progress is stopped at the detected position.
その後、停止位置で、時計と同じ方向に、所定角度(たとえば90度)だけ、筐体を静止したまま右回転させる。
さらに、駆動輪22を同方向に回転させて、筐体を前進方向に進行させる。これにより、掃除機1は、図の左ななめ上方向に進行し、進入禁止領域から離れていく。
Thereafter, at the stop position, the casing is rotated clockwise by a predetermined angle (for example, 90 degrees) in the same direction as the watch.
Further, the drive wheel 22 is rotated in the same direction, and the casing is advanced in the forward direction. Thereby, the vacuum cleaner 1 advances in the left lick upward direction in the figure and moves away from the entry prohibition area.
図7(c)は、掃除機1が、禁止テープパターンの最も上側の長方形パターンの部分に対して、ほぼ垂直の方向から進入した場合を示している。この場合は、2つの床面検知部(31a,31b)がほぼ同時に、禁止テープパターンを検出する。
したがって、2つの床面検知部31によってほぼ同じ期間内に禁止テープパターンを検出した場合、その検出位置で停止し、たとえば、180度回転する。その後、前進方向へ進行すれば、進入禁止領域から離れていく。この場合の回転角度は、180度ではなくてもよく、90度から180度までの任意の角度で、右回転あるいは左回転すればよい。
FIG.7 (c) has shown the case where the cleaner 1 approached from the substantially perpendicular | vertical direction with respect to the uppermost rectangular pattern part of a prohibition tape pattern. In this case, the two floor surface detection units (31a, 31b) detect the prohibited tape pattern almost simultaneously.
Accordingly, when the prohibited tape pattern is detected by the two floor surface detection units 31 within substantially the same period, the detection is stopped at the detection position, for example, rotated 180 degrees. Thereafter, if the vehicle advances in the forward direction, the vehicle moves away from the entry prohibition area. In this case, the rotation angle does not have to be 180 degrees, and may be rotated right or left at an arbitrary angle from 90 degrees to 180 degrees.
<実施形態のまとめ>
(実施形態1)
この発明では、床面検知部31を掃除機の筐体の底面に、床面と対向する位置に設けるが、この床面検知部31は、図2に示すように、前進の進行方向に対して、筐体の前方部分に、1つまたは2つ設けることが好ましい。
ただし、床面検知部31は、これに限ることはなく、3つ以上設けてもよい。たとえば、3個以上設ける場合、図2のような位置に加えて、後退出来る場合は筺体の後方の部分や横方向に動ける場合には右側左側にそれぞれに設けてもよい。
<Summary of Embodiment>
(Embodiment 1)
In this invention, the floor surface detection unit 31 is provided on the bottom surface of the housing of the cleaner at a position facing the floor surface. As shown in FIG. Thus, it is preferable to provide one or two at the front portion of the housing.
However, the floor surface detection part 31 is not restricted to this, You may provide three or more. For example, in the case where three or more are provided, in addition to the positions shown in FIG.
(実施形態2)
床面検知部31は、進入禁止領域の検知と、段差の検知を両方できるようにしてもよいが、それぞれ、進入禁止領域の検知用と、段差の検知用とを別々に備えてもよい。
別々に備える場合は、たとえば、図2のような位置に、進入禁止領域検知用の赤外線センサを設け、駆動輪の前方で2つのサイドブラシの近傍の位置に、それぞれ段差検知用の赤外線センサを設けてもよい。
(Embodiment 2)
The floor surface detection unit 31 may be configured to be able to perform both the detection of the entry prohibition area and the detection of the step, but may separately include a detection for the entry prohibition area and a detection of the step.
In the case of providing separately, for example, an infrared sensor for detecting an entry prohibition area is provided at a position as shown in FIG. 2, and an infrared sensor for detecting a step is provided at a position near the two side brushes in front of the driving wheel. It may be provided.
(実施形態3)
左右方向に配置した一対の床面検知部を複数個設け、それぞれの白黒閾値を少しずつ変えるようにしてもよい。これによれば、床面の色等で検出がばらついても、どれか一つの一対の床面検知部が特定パターンを検出することができ、確実に進入禁止領域を検出できるようになる。
(Embodiment 3)
A plurality of a pair of floor surface detectors arranged in the left-right direction may be provided, and the respective black and white threshold values may be changed little by little. According to this, even if the detection varies depending on the color of the floor surface or the like, any one pair of floor surface detection units can detect the specific pattern, and the entry prohibition region can be reliably detected.
(実施形態4)
図5に示した禁止テープのパターンは1つの例であってこれに限るものではない。たとえば、図8(a)、(b)に示すように、市松、水玉のようなパターンを模様のサイズを変えて2重に床面に形成してもよい。
このようなパターンを形成した場合には、どのような進入経路に対しても有効に、進入禁止領域への進行を防止することができる。
また、禁止テープパターンは、光を反射しやすい白色と、光を反射しにくい黒色パターンの組合せによって形成すればよいが、白と黒の組合せに限ることはなく、光を反射しやすいその他の色や材料で形成された部分(光反射面)と、光を反射しにくいその他の色や材料で形成された部分(光吸収面)とを組み合わせたパターンであればよい。
(Embodiment 4)
The forbidden tape pattern shown in FIG. 5 is an example, and the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 8A and 8B, a pattern such as a checkered pattern or a polka dot pattern may be formed twice on the floor surface by changing the size of the pattern.
When such a pattern is formed, it is possible to effectively prevent the entry to the entry prohibited area for any entry route.
The prohibited tape pattern may be formed by a combination of white that reflects light and a black pattern that hardly reflects light, but is not limited to a combination of white and black, and other colors that easily reflect light. The pattern may be a combination of a portion (light reflecting surface) formed of or a material and a portion (light absorbing surface) formed of another color or material that hardly reflects light.
(実施形態5)
床面検知部31から出射する光は、赤外線の他に、可視光などを用いてもよい。また、画像センサを使用して床面の白黒パターンを検出してもよい。画像センサを用いる場合は、所定面積(例えば2センチメートル四方)を一度に撮像可能であるため、認識可能な特定パターンが連続した禁止テープを使用して床面に禁止領域を形成することが好ましい。
(Embodiment 5)
The light emitted from the floor surface detection unit 31 may use visible light in addition to infrared rays. Moreover, you may detect the monochrome pattern of a floor surface using an image sensor. In the case of using an image sensor, it is possible to image a predetermined area (for example, 2 cm square) at a time, so it is preferable to form a prohibited area on the floor using a prohibited tape in which a specific pattern that can be recognized is continuous. .
1 自走式掃除機、 11 制御部、 12 充電池、 13 入力部、 14 吸気口、 15 排気口、 16 集塵部、 17 吸引風発生部、 18 障害検知部、 21 走行制御部、 22 駆動輪、 22a 右駆動輪、 22b 左駆動輪、 23 ブラシ駆動部、 24 メインブラシ、 25 サイドブラシ、 25a 右サイドブラシ、 25b 左サイドブラシ、 26 後輪、 31 床面検知部、 31a 右床面検知部、 31b 左床面検知部、 32 進入禁止判定部、 33 発生部、 34 受光部、 35 床面、 36 禁止テープ、 37 段差、 38 段差下面、 41 記憶部、 42 検出信号パターン、 43 床面信号パターン、 44 禁止領域信号パターン、 45 段差信号パターン、 51 誘導信号受光部、 52 充電台接続部、 100 充電台、 101 掃除機接続部、 102 誘導信号送信部、 104 電力供給部、 105 商用電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-propelled cleaner, 11 Control part, 12 Rechargeable battery, 13 Input part, 14 Inlet, 15 Exhaust, 16 Dust collecting part, 17 Suction wind generation part, 18 Obstacle detection part, 21 Travel control part, 22 Drive Wheel, 22a Right drive wheel, 22b Left drive wheel, 23 Brush drive unit, 24 Main brush, 25 Side brush, 25a Right side brush, 25b Left side brush, 26 Rear wheel, 31 Floor surface detection unit, 31a Right floor surface detection Part, 31b left floor detection part, 32 entry prohibition determination part, 33 generation part, 34 light receiving part, 35 floor surface, 36 prohibition tape, 37 steps, 38 step bottom surface, 41 storage part, 42 detection signal pattern, 43 floor surface Signal pattern, 44 forbidden area signal pattern, 45 step signal pattern, 51 guide signal light receiving section, 52 charge Base connection portion, 100 charger, 101 cleaner connecting portion, 102 induces signal transmission unit, 104 power supply unit, 105 commercial power supply
Claims (6)
前記駆動輪の回転を制御して前記筐体を走行させる走行制御部と、
床面のゴミを収集する集塵部と、
所定の光線を前記床面に出射して床面の状態を検知する床面検知部と、
前記床面検知部が検知した床面の状態を示す情報に基づいて、前記床面に形成された進入禁止表示部材の存在を検出して進入禁止領域の境界を判定する進入禁止判定部とを備えたことを特徴とする自走式掃除機。 A housing, a plurality of drive wheels,
A travel control unit for controlling the rotation of the drive wheel to travel the housing;
A dust collecting part for collecting floor garbage;
A floor detector that emits a predetermined light beam to the floor to detect the state of the floor; and
An entry prohibition determination unit that detects the presence of an entry prohibition display member formed on the floor surface and determines the boundary of the entry prohibition region based on information indicating the state of the floor surface detected by the floor surface detection unit; A self-propelled vacuum cleaner characterized by having it.
前記床面に反射された赤外線を入射する受光部とからなる赤外線センサであることを特徴とする請求項1または2に記載の自走式掃除機。 The floor surface detection unit, a light emitting unit that emits infrared rays in the floor surface direction,
The self-propelled cleaner according to claim 1 or 2, wherein the self-propelled cleaner is an infrared sensor including a light receiving unit that receives infrared rays reflected by the floor surface.
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