JP2018015396A - 自律走行型掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドアまたは人との接触による衝撃が小さくなる自律走行型掃除機を提供する。【解決手段】掃除機10は、ごみを吸引する吸引ユニット60が設けられるボディ20と、ボディ20を走行させる駆動ユニット30と、ドア付近の領域である第1の領域におけるボディ20の走行速度が、第1の領域の周囲の領域である第2の領域におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように駆動ユニット30を制御する制御ユニット70とを備える。【選択図】図3
Description
本発明は自律走行型掃除機に関する。
自律的に走行することにより対象領域を清掃する自律走行型掃除機が知られている。特許文献1はその一例を開示している。
自律走行型掃除機がドア付近を走行する場合に人がドアを開放したとき、ドアまたは人と自律走行型掃除機とが強く接触するおそれがある。
本発明に従う自律走行型掃除機の一形態は、ごみを吸引する吸引ユニットが設けられるボディと、前記ボディを走行させる駆動ユニットと、ドア付近の領域である第1の領域における前記ボディの走行速度が、前記第1の領域の周囲の領域である第2の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備える。
上記自律走行型掃除機によれば、ドアまたは人との接触による衝撃が小さくなる。
(自律走行型掃除機が取り得る形態の一例)
〔1〕本発明に従う自律走行型掃除機の一形態は、ごみを吸引する吸引ユニットが設けられるボディと、前記ボディを走行させる駆動ユニットと、ドア付近の領域である第1の領域における前記ボディの走行速度が、前記第1の領域の周囲の領域である第2の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備える。このため、ドアまたは人と自律走行型掃除機とが接触したとしても、その接触により生じる衝撃が小さくなる。
〔1〕本発明に従う自律走行型掃除機の一形態は、ごみを吸引する吸引ユニットが設けられるボディと、前記ボディを走行させる駆動ユニットと、ドア付近の領域である第1の領域における前記ボディの走行速度が、前記第1の領域の周囲の領域である第2の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備える。このため、ドアまたは人と自律走行型掃除機とが接触したとしても、その接触により生じる衝撃が小さくなる。
〔2〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、人が知覚可能な情報を出力する報知ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも前記第1の領域を走行しているときに前記報知ユニットに情報を出力させる。このため、自律走行型掃除機の存在がドアを開放する人に認識されやすく、ドアまたは人と自律走行型掃除機とが接触するおそれが低減される。
〔3〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、人が知覚可能な情報を出力する報知ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも通路の曲がり角を含む領域である第3の領域を走行しているときに前記報知ユニットに情報を出力させる。自律走行型掃除機が通路の曲がり角を走行する場合、曲がり角の先の通路からは自律走行型掃除機を視認しにくい。このため、曲がり角の先から自律走行型掃除機の方へ移動する人と自律走行型掃除機とが接触するおそれがある。上記〔3〕に記載の自律走行型掃除機によれば、自律走行型掃除機の存在が曲がり角の先から自律走行型掃除機の方へ移動する人に認識されやすく、人と自律走行型掃除機とが接触するおそれが低減される。
〔4〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、環境地図を取得可能な地図情報取得ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記地図情報取得ユニットが取得した前記環境地図に基づいて前記駆動ユニットを制御する。
〔5〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、前記制御ユニットは前記地図情報取得ユニットが取得した前記環境地図に基づいて前記報知ユニットを制御する。
〔6〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、前記制御ユニットは、気象情報、動線に関する情報である動線情報、および、通行量に関する情報である通行量情報のうちの少なくとも1つに基づいて、前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方を制御する。気象情報、動線情報、および、通行量情報は、自律走行型掃除機が清掃する対象領域の汚れ度合と相関を有する。上記〔6〕に記載の自律走行型掃除機によれば、対象領域の汚れ度合に応じて吸引ユニットおよび駆動ユニットの少なくとも一方が制御されるため、清掃に関する作業の効率が高められる。
〔6〕前記自律走行型掃除機の一例によれば、前記制御ユニットは、気象情報、動線に関する情報である動線情報、および、通行量に関する情報である通行量情報のうちの少なくとも1つに基づいて、前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方を制御する。気象情報、動線情報、および、通行量情報は、自律走行型掃除機が清掃する対象領域の汚れ度合と相関を有する。上記〔6〕に記載の自律走行型掃除機によれば、対象領域の汚れ度合に応じて吸引ユニットおよび駆動ユニットの少なくとも一方が制御されるため、清掃に関する作業の効率が高められる。
(実施の形態)
図1〜図4を参照して、自律走行型掃除機(以下では「掃除機10」)を備える掃除機システム1の構成について説明する。
図1〜図4を参照して、自律走行型掃除機(以下では「掃除機10」)を備える掃除機システム1の構成について説明する。
掃除機システム1は、掃除機10およびサーバSVを備える(図4参照)。掃除機10は対象領域の一例である床面F(図6参照)上を自立的に走行し、床面Fに存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。サーバSVは掃除機10と通信可能であり、掃除機10とは別に設けられる。
図1に示される掃除機10は、ボディ20、一対の駆動ユニット30(図2参照)、清掃ユニット40(図2参照)、ごみ箱ユニット50、吸引ユニット60、制御ユニット70、および、電源ユニット(図示略)を備える。ボディ20の機能は掃除機10を構成する各種の要素を収容することである。駆動ユニット30の機能はボディ20を走行させることである。清掃ユニット40の機能はボディ20の下方のごみを掻き上げることである。吸引ユニット60の機能は清掃ユニット40により掻き上げられたごみをボディ20内に吸引することである。ごみ箱ユニット50の機能は吸引ユニット60により吸引されたごみを収容することである。制御ユニット70の機能は各ユニット30、40、60の動作を制御することである。電源ユニットの機能は各ユニット30、40、60等に電力を供給することである。
ボディ20は例えば駆動ユニット30の一部、清掃ユニット40の一部、ごみ箱ユニット50、吸引ユニット60、制御ユニット70、および、電源ユニットを収容している。ボディ20はハウジング21および吸込口22(図2参照)を含む。吸込口22は、ボディ20の下方に存在するごみをボディ20内に吸引できるようにハウジング21の底面21Aに開口する(図2参照)。
ボディ20の平面形状の一例はルーローの三角形、その三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、または、これらの三角形あるいは多角形の頂部にRが形成された形状である。この形状は、ルーローの三角形が有する幾何学的な性質と同一または類似する性質をボディ20に持たせることに寄与する。図1に示される例では、ボディ20はルーローの三角形と実質的に同一の平面形状を有する。ボディ20の平面形状は円形または円形に類似した形状であってもよい。
図2に示されるとおり、一対の駆動ユニット30はボディ20の幅方向の中心に対して右側に設けられる右側の駆動ユニット30、および、ボディ20の幅方向の中心に対して左側に設けられる左側の駆動ユニット30を含む。駆動ユニット30は駆動輪31、ハウジング32、および、走行用モータ33を含む。駆動輪31は軸と連結されるホイール、および、ホイールの外周に取り付けられるタイヤを含む(図示略)。走行用モータ33はハウジング32内に収容され、駆動輪31にトルクを伝達できるように駆動輪31の軸と連結される。走行用モータ33が駆動することにより駆動輪31がボディ20に対して回転し、掃除機10が床面F上を走行する。
清掃ユニット40はメインブラシ41およびブラシ駆動モータ42(図4参照)を含む。メインブラシ41の機能はボディ20の下方に存在するごみを掻き上げることである。メインブラシ41はボディ20に対して回転できるように吸込口22に設けられる。メインブラシ41は吸込口22の長手方向の寸法とおおよそ同じ長さを有する。ブラシ駆動モータ42はボディ20内に収容され、メインブラシ41にトルクを伝達できるように複数のギア(図示略)を介してメインブラシ41の軸と連結される。ブラシ駆動モータ42が駆動することによりメインブラシ41がボディ20に対して回転し、ボディ20の下方に存在するごみが掻き上げられる。
ごみ箱ユニット50はボディ20の前後方向において吸引ユニット60の前方側に設けられる。ボディ20およびごみ箱ユニット50は、ごみ箱ユニット50がボディ20に取り付けられた状態、および、ごみ箱ユニット50がボディ20から取り外された状態を任意に選択可能な着脱構造を有する。ごみ箱ユニット50はダクト51を介して吸込口22と繋がる(図3参照)。
吸引ユニット60は電動ファン61(図4参照)を含む。電動ファン61はごみ箱ユニット50内の空気を吸引する。電動ファン61が駆動することによりメインブラシ41により掻き上げられたごみがダクト51を通過してごみ箱ユニット50内に移動する。
制御ユニット70は電源ユニットと電気的に接続されている。制御ユニット70は例えばCPU(Central Processing Unit)のような半導体集積回路、および、フラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子等を含む。制御ユニット70は操作パネルまたはリモコン等(図示略)の操作によって入力された条件に基づいて各ユニット30、40、60の動作を制御する。
掃除機10はキャスター23をさらに備える。キャスター23の機能はボディ20の後方を支持することである。キャスター23は駆動輪31の動作に追従して回転する。
図3に示されるとおり、掃除機10は地図情報取得ユニット80、環境情報取得ユニット90、および、報知ユニット100をさらに備える。地図情報取得ユニット80の機能はボディ20周辺の環境地図EM(図7参照)を取得することである。環境地図EMは例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の地図作成技術によって作成される。地図情報取得ユニット80は例えばレーザレンジファインダである。地図情報取得ユニット80はボディ20の天面に設けられる。地図情報取得ユニット80は例えば水平方向の全域にわたりレーザ光線を照射し、その反射光を受光する。地図情報取得ユニット80は照射した光の量、その方向、受光した光の量、その方向、および、照射してから受光するまでの時間等に基づいて環境地図EMを取得し、取得した環境地図EMに関する情報を制御ユニット70に出力する。地図情報取得ユニット80は赤外線カメラ等であってもよい。
図3に示されるとおり、掃除機10は地図情報取得ユニット80、環境情報取得ユニット90、および、報知ユニット100をさらに備える。地図情報取得ユニット80の機能はボディ20周辺の環境地図EM(図7参照)を取得することである。環境地図EMは例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の地図作成技術によって作成される。地図情報取得ユニット80は例えばレーザレンジファインダである。地図情報取得ユニット80はボディ20の天面に設けられる。地図情報取得ユニット80は例えば水平方向の全域にわたりレーザ光線を照射し、その反射光を受光する。地図情報取得ユニット80は照射した光の量、その方向、受光した光の量、その方向、および、照射してから受光するまでの時間等に基づいて環境地図EMを取得し、取得した環境地図EMに関する情報を制御ユニット70に出力する。地図情報取得ユニット80は赤外線カメラ等であってもよい。
環境情報取得ユニット90の機能は環境情報を取得することである。環境情報は、気象情報、動線に関する情報である動線情報、通行量に関する情報である通行量情報、気象情報に基づく第1の汚れ分布情報、動線情報に基づく第2の汚れ分布情報、および、通行量情報に基づく第3の汚れ分布情報のうちの少なくとも1つを含む。気象情報、動線情報、および、通行量情報は、対象領域の汚れ度合と相関を有する情報である。汚れ分布情報は対象領域における汚れの度合に関する分布である。環境情報取得ユニット90は例えばアンテナである。環境情報取得ユニット90はボディ20の天面に設けられる。環境情報取得ユニット90は例えばサーバSV(図4参照)から各種の環境情報を取得し、取得した環境情報を制御ユニット70に出力する。
報知ユニット100の機能は人が知覚可能な情報を出力することである。報知ユニット100は一対の第1の照射部101(図2参照)、第2の照射部102、および、第3の照射部103を含む。第1の照射部101の機能はドアDのアンダーカットUC(図6参照)に光を照射することである。一対の第1の照射部101はボディ20の幅方向の中心に対して右側に設けられる右側の第1の照射部101、および、ボディ20の幅方向の中心に対して左側に設けられる左側の第1の照射部101を含む。
第2の照射部102の機能は曲がり角Tの外周を構成する外周壁EW(図6参照)に光を照射することである。第2の照射部102は例えばボディ20の前方に光を照射可能にボディ20の前方に設けられる。第3の照射部103の機能は天井Cに向けて光を照射することである。第3の照射部103はボディ20の天面に設けられる。報知ユニット100は光を照射する機能に代えてまたは加えて、音声を出力する機能を備えてもよい。
掃除機10は複数のセンサをさらに備える。複数のセンサは障害物検出センサ、複数の距離測定センサ、衝突検出センサ、および、複数の床面検出センサを含む(図示略)。障害物検出センサの機能はボディ20の前方に存在する障害物を検出することである。障害物検出センサの一例は超音波センサである。距離測定センサの機能はボディ20の周囲に存在する物体とボディ20との距離を検出することである。距離測定センサの一例は赤外線センサである。衝突検出センサの機能はボディ20が周囲の物体と衝突したことを検出することである。衝突検出センサの一例は接触式変位センサである。床面検出センサの機能はボディ20と床面Fとの距離を検出することである。床面検出センサの一例は赤外線センサである。各種のセンサは検出した情報を含む信号を制御ユニット70に出力する。
複数のセンサはごみ検出センサ111をさらに含む。ごみ検出センサ111の機能はごみの大きさを検出することである。ごみ検出センサ111は例えば吸込口22とごみ箱ユニット50とを繋げるダクト51に設けられ、ダクト51を通過するごみの大きさを検出する。ごみ検出センサ111の一例は赤外線センサであり、発光部および受光部を含む。ごみ検出センサ111は検出したごみの大きさに関する情報を含む信号を制御ユニット70に出力する。ごみ検出センサ111はダクト51を流れるごみの量を検出してもよい。
図4は掃除機10を構成する各種の要素の電気的な接続関係を示す。
制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて走行ルートTR(図7参照)を設定する。走行ルートTRは例えば対象領域の長手方向を往復するように設定される。走行ルートTRは重畳しないように設定されることが好ましい。
制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて走行ルートTR(図7参照)を設定する。走行ルートTRは例えば対象領域の長手方向を往復するように設定される。走行ルートTRは重畳しないように設定されることが好ましい。
制御ユニット70は、ドアD付近の領域である第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が、第1の領域R1の周囲の領域である第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように駆動ユニット30を制御する(図7参照)。具体的には、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第1の領域R1および第2の領域R2を特定し、第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように走行用モータ33を制御する。第1の領域R1は例えば人の出入りが多い領域である。人の出入りが多い領域は例えばドアDから90cm四方を包含する領域である。ドアDが外開きである場合、第1の領域R1はドアDの可動範囲を包含する領域であってもよい。
制御ユニット70はボディ20が少なくとも第1の領域R1を走行しているときに第1の照射部101に光を照射させる(図8参照)。具体的には、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第1の領域R1を特定し、ボディ20が第1の領域R1を走行しているときにドアD側の第1の照射部101に光を照射させる。制御ユニット70はボディ20が少なくとも通路Wの曲がり角Tを含む領域である第3の領域R3を走行しているときに第2の照射部102に光を照射させる(図8参照)。具体的には、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第3の領域R3を特定し、ボディ20が第3の領域R3に進入する方向に向けて走行しているときに第2の照射部102に光を照射させる。制御ユニット70はボディ20が床面F上を走行しているときに所定の間隔毎に第3の照射部103に光を照射させる(図8参照)。所定の間隔は時間または距離等によって任意に選択される。
サーバSVは環境情報取得ユニット90と通信可能である。サーバSVは例えば気象情報、動線情報、および、通行量情報のうちの少なくとも1つを取得し、その取得した情報から各種の汚れ分布情報を演算し、演算された汚れ分布情報を環境情報取得ユニット90に送信する。サーバSVは例えば予め設定されたウェブサイトから気象情報を取得する。サーバSVは例えば想定される動線を動線情報として取得する。想定される動線は出入り口、休憩スペース、および、トイレ等に基づいて決められる。サーバSVは例えば防犯カメラに映った通行人の数、エレベータEおよびエスカレータの使用回数、ならびに、エレベータEの積載重量のうちの少なくとも1つのデータから通行量情報を取得する。
制御ユニット70は環境情報取得ユニット90が取得した環境情報に基づいて吸引ユニット60および駆動ユニット30の少なくとも一方を制御する。一例では、制御ユニット70は環境情報取得ユニット90が取得した環境情報に基づく吸引ユニット60および駆動ユニット30の少なくとも一方の制御を走行ルートTRと関連付ける。
制御ユニット70はボディ20が床面F上を走行しているときにごみ検出センサ111により検出されたごみの大きさが所定の閾値以上であると判定した場合、メインブラシ41の回転数が上昇するようにブラシ駆動モータ42を制御し、吸引ユニット60の風量が低下するように電動ファン61を制御する。
図5を参照して、掃除機10の動作設定の手順の一例について説明する。
掃除機10は対象領域の清掃を開始する前に次の手順により清掃に関する各種の動作を設定する。ステップS11において、環境情報取得ユニット90はサーバSVから各種の環境情報を取得する。ステップS12において、地図情報取得ユニット80は水平方向の全域にわたりレーザ光線を照射し、その反射光等に基づいて環境地図EMを取得する。ステップS13において、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて走行ルートTRを設定する。ステップS14において、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第1の領域R1、第2の領域R2、および、第3の領域R3を特定する。
掃除機10は対象領域の清掃を開始する前に次の手順により清掃に関する各種の動作を設定する。ステップS11において、環境情報取得ユニット90はサーバSVから各種の環境情報を取得する。ステップS12において、地図情報取得ユニット80は水平方向の全域にわたりレーザ光線を照射し、その反射光等に基づいて環境地図EMを取得する。ステップS13において、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて走行ルートTRを設定する。ステップS14において、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第1の領域R1、第2の領域R2、および、第3の領域R3を特定する。
ステップS15において、制御ユニット70は走行動作を設定する。具体的には、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように走行動作を設定する。
ステップS16において、制御ユニット70は報知動作を設定する。具体的には、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ボディ20が第1の領域R1を走行しているときにドアD側の第1の照射部101に光を照射させるように報知動作を設定する。また、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ボディ20が第3の領域R3に進入する方向に向けて走行しているときに第2の照射部102に光を照射させるように報知動作を設定する。さらに、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ボディ20が床面F上を走行しているときに所定の間隔毎に第3の照射部103に光を照射させるように報知動作を設定する。
ステップS17において、制御ユニット70は環境情報取得ユニット90が取得した環境情報と地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMとを関連付ける。ステップS18において、制御ユニット70は掃除動作を設定する。具体的には、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ステップS17において関連付けられた環境地図EMにおける環境情報に基づいて吸引ユニット60および駆動ユニット30の少なくとも一方の制御に関する掃除動作を設定する。掃除機10はステップS11〜ステップS18において設定された各種の動作を記憶し、その記憶された各種の動作に基づいて清掃領域の清掃を開始する。
図6〜図10を参照して、掃除機10の動作設定に関する具体例について説明する。
図6は宿泊施設の廊下を示す。掃除機10は例えば対象領域として宿泊施設の廊下の床面Fを清掃する。宿泊施設の廊下は例えば複数の宿泊部屋のドアD、エレベータEのドアD、および、曲がり角Tが存在する。掃除機10により床面Fが清掃される時間帯の一例は夜間である。掃除機10は例えば作業者によって床面Fの初期位置に設置された後、清掃に関する各種の動作を設定する。
図6は宿泊施設の廊下を示す。掃除機10は例えば対象領域として宿泊施設の廊下の床面Fを清掃する。宿泊施設の廊下は例えば複数の宿泊部屋のドアD、エレベータEのドアD、および、曲がり角Tが存在する。掃除機10により床面Fが清掃される時間帯の一例は夜間である。掃除機10は例えば作業者によって床面Fの初期位置に設置された後、清掃に関する各種の動作を設定する。
サーバSVは予め各種の環境情報を取得している。各種の環境情報は気象情報、動線情報、および、通行量情報を含む。気象情報の一例は雨である。動線情報の一例は通常である。通行量の一例は普通である。サーバSVはその取得した情報から各種の汚れ分布情報を演算し、演算された汚れ分布情報を環境情報取得ユニット90に送信する。環境情報取得ユニット90は環境情報としてサーバSVから汚れ分布情報を取得する。サーバSVにより予め演算された環境情報が環境情報取得ユニット90に提供されるため、掃除機10における演算処理の工程が削減される。
地図情報取得ユニット80は水平方向の全域にわたりレーザ光線を照射し、その反射光等に基づいて環境地図EM(図7参照)を取得する。地図情報取得ユニット80は例えば掃除機10による清掃が開始された後も環境地図EMを取得し続ける。図6の二点鎖線は初期位置においてレーザ光線が照射される部分を示している。図7〜図10の二点鎖線は初期位置から照射されたレーザ光線が当たらず、地図情報取得ユニット80が環境地図EMとして取得できない部分を示している。なお、地図情報取得ユニット80は取得した環境地図EMに基づいて取得できない部分を推定して補填してもよい。
図7に示されるとおり、制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて走行ルートTRを設定する。走行ルートTRは例えば床面Fの長手方向における一方の隅から他方の隅までを往復するように設定される。制御ユニット70は地図情報取得ユニット80が取得した環境地図EMに基づいて第1の領域R1、第2の領域R2、および、第3の領域R3(図8参照)を特定する。図7の一点鎖線は第1の領域R1を示している。図8の一点鎖線は第3の領域R3を示している。
制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように走行動作を設定する。図7の走行ルートTRにおける破線で示された部分は実線で示された部分よりも走行速度が低いことを示している。
図8に示されるとおり、制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ボディ20が第1の領域R1(図7参照)を走行しているときにドアD側の第1の照射部101に光を照射させるように報知動作を設定する。制御ユニット70はボディ20が宿泊部屋のドアD付近に対応する第1の領域R1を走行しているときに第1の照射部101に光を照射させることが好ましい。制御ユニット70は例えば環境地図EMに示される凹部または隙間等に基づいてドアDを特定し、凹部の長さまたは隙間の間隔等に基づいて宿泊部屋のドアDとエレベータEのドアDとを判別する。図8の走行ルートTR上の丸印は第1の照射部101が光を照射する領域を示している。
制御ユニット70は走行ルートTRにおいて、ボディ20が第3の領域R3に進入する方向に向けて走行しているときに第2の照射部102に光を照射させるように報知動作を設定する。図8の走行ルートTR上の三角印は第2の照射部102が光を照射する領域を示している。制御ユニット70は走行ルートTR上において、ボディ20が床面F上を走行しているときに所定の間隔毎に第3の照射部103に光を照射させるように報知動作を設定する。図8の走行ルートTR上の四角印は第3の照射部103が光を照射する領域を示している。このように、制御ユニット70は報知動作を設定する。なお、各照射部101〜103は点滅光を照射してもよい。
図9に示されるとおり、制御ユニット70は環境情報取得ユニット90が取得した環境情報と環境地図EMとを関連付ける。一例では、制御ユニット70は環境情報取得ユニット90が取得した汚れ分布情報を環境地図EMに反映させる。図9の破線はドアDとエレベータEとを繋ぐ動線情報を示している。図9の動線情報におけるA〜Cで示された部分は汚れの度合を示している。Aで示された部分は汚れの度合が最も高いことを示す。
図10に示されるとおり、制御ユニット70は例えば図9の破線で示される動線情報と走行ルートTRとが重なる部分において、その部分と対応する汚れの度合に応じて吸引ユニット60および駆動ユニット30の少なくとも一方の制御に関する掃除動作を設定する。一例では、制御ユニット70は汚れの度合に応じて吸引ユニット60の風量を設定する。図10の走行ルートTR上の丸印は吸引ユニット60の風量が制御される部分を示し、その丸印の直径が大きいほど汚れの度合が高いことを示している。このため、制御ユニット70は図10に示される丸印の直径が大きいほど吸引ユニット60の風量を高くなるように掃除動作を設定する。そして、掃除機10は設定された各種の動作を記憶し、その記憶された各種の動作に基づいて床面Fの清掃を開始する。
図1〜図4を参照して、掃除機10の動作の一例について説明する。
掃除機10は例えば作業者によって床面Fの初期位置に設置され、操作パネル等が操作されることにより電源が投入される。掃除機10は初期位置として床面Fの四方の隅に設定されることが好ましい。掃除機10は始めに初期点検を実行する。具体的には、例えば電源ユニットの電池残量、ごみ箱ユニット50の取付状態、地図情報取得ユニット80の通電状態、環境情報取得ユニット90の通電状態、報知ユニット100の通電状態、走行用モータ33の負荷、ブラシ駆動モータ42の負荷、および、各種のセンサの通電状態等が制御ユニット70により点検される。制御ユニット70は初期点検において異常があると判定した場合、掃除機10が動作しないようにロックする。制御ユニット70は初期点検において異常がないと判定した場合、初期点検を終了する。
掃除機10は例えば作業者によって床面Fの初期位置に設置され、操作パネル等が操作されることにより電源が投入される。掃除機10は初期位置として床面Fの四方の隅に設定されることが好ましい。掃除機10は始めに初期点検を実行する。具体的には、例えば電源ユニットの電池残量、ごみ箱ユニット50の取付状態、地図情報取得ユニット80の通電状態、環境情報取得ユニット90の通電状態、報知ユニット100の通電状態、走行用モータ33の負荷、ブラシ駆動モータ42の負荷、および、各種のセンサの通電状態等が制御ユニット70により点検される。制御ユニット70は初期点検において異常があると判定した場合、掃除機10が動作しないようにロックする。制御ユニット70は初期点検において異常がないと判定した場合、初期点検を終了する。
次に、掃除機10は清掃に関する各種の動作を設定し、設定した各種の動作に基づいて清掃を開始する。掃除機10が清掃を開始する時間帯の一例は夜間である。
掃除機10は床面Fに存在するごみを吸引しながら床面F上を自立的に走行し始める。掃除機10は第1の領域R1に進入したとき、第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように制御される。このため、ドアDまたは人と掃除機10とが接触したとしても、その接触により生じる衝撃が小さくなる。
掃除機10は床面Fに存在するごみを吸引しながら床面F上を自立的に走行し始める。掃除機10は第1の領域R1に進入したとき、第1の領域R1におけるボディ20の走行速度が第2の領域R2におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように制御される。このため、ドアDまたは人と掃除機10とが接触したとしても、その接触により生じる衝撃が小さくなる。
掃除機10はボディ20が宿泊部屋のドアD付近に対応する第1の領域R1を走行しているとき、第1の照射部101によりドアDのアンダーカットUCに光を照射させる。このため、掃除機10の存在がドアDを開放する人に認識されやすく、ドアDまたは人と掃除機10とが接触するおそれが低減される。
掃除機10が通路Wの曲がり角Tを走行する場合、曲がり角Tの先の通路Wからは掃除機10を認識しにくい。このため、曲がり角Tの先から掃除機10の方へ移動する人と掃除機10とが接触するおそれがある。一方、掃除機10はボディ20が第3の領域R3に進入する方向に向けて走行しているとき、第2の照射部102により曲がり角Tの外周壁EWに光を照射させる。このため、掃除機10の存在が曲がり角Tの先から掃除機10の方へ移動する人に認識されやすく、人と掃除機10とが接触するおそれが低減される。
掃除機10はボディ20が床面F上を走行しているとき、所定の間隔毎に第3の照射部103により天井Cに光を照射させる。このため、掃除機10の存在が人に認識されやすく、人と掃除機10とが接触するおそれが低減される。このように、報知ユニット100は音声ではなく光を出力するため、宿泊部屋で就寝している人等に不快感を与えにくい。
掃除機10はボディ20が床面F上を走行しているとき、走行ルートTR上の汚れの度合に応じて吸引ユニット60の風量が制御される。このため、走行ルートTR上の汚れの度合が高い部分において繰り返し清掃する必要が生じにくく、清掃に関する作業の効率が高められる。
掃除機10はボディ20が床面F上を走行しているとき、ごみ検出センサ111により検出されたごみの大きさが所定の閾値以上であると判定した場合、メインブラシ41の回転数を上昇させ、吸引ユニット60の風量を低下させる。この構成では、吸引ユニット60の風量を調節するだけでは吸引できないごみをメインブラシ41で掻き上げることができるため、清掃に関する作業の効率が高められる。また、吸引ユニット60の風量を低下させることによって、掃除機10の消費電力が抑えられる。
掃除機10は走行ルートTRの全部の領域を清掃した後、地図情報取得ユニット80が新たな環境地図EMを取得している場合、清掃に関する各種の動作を再度設定し、設定した各種の動作に基づいて引き続き清掃を開始する。掃除機10は対象領域である床面Fの全部の清掃が完了することにより、電源がオフに設定される。
(変形例)
実施の形態に関する説明は本発明に従う自律走行型掃除機が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
実施の形態に関する説明は本発明に従う自律走行型掃除機が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
・掃除機システム1はサーバSVを省略した形態を取り得る。一例では、掃除機10は環境情報取得ユニット90によりサーバSVを経由せずに環境情報を取得する。
・制御ユニット70が汚れの度合に応じて吸引ユニット60の風量を制御するか否かは任意に変更可能である。第1の例では、制御ユニット70は汚れの度合に応じてボディ20の走行速度を制御する。具体的には、制御ユニット70は汚れの度合が高いほどボディ20の走行速度が低くなるように走行用モータ33を制御する。第2の例では、制御ユニット70は汚れの度合に応じて吸引ユニット60および駆動ユニット30を制御する。第3の例では、掃除機10は環境情報取得ユニット90を省略した形態を取り得る。すなわち、制御ユニット70は汚れの度合に応じて吸引ユニット60および駆動ユニット30を制御しない。
・制御ユニット70が汚れの度合に応じて吸引ユニット60の風量を制御するか否かは任意に変更可能である。第1の例では、制御ユニット70は汚れの度合に応じてボディ20の走行速度を制御する。具体的には、制御ユニット70は汚れの度合が高いほどボディ20の走行速度が低くなるように走行用モータ33を制御する。第2の例では、制御ユニット70は汚れの度合に応じて吸引ユニット60および駆動ユニット30を制御する。第3の例では、掃除機10は環境情報取得ユニット90を省略した形態を取り得る。すなわち、制御ユニット70は汚れの度合に応じて吸引ユニット60および駆動ユニット30を制御しない。
・報知ユニット100は第1の照射部101、第2の照射部102、および、第3の照射部103のうちの少なくとも1つを省略した形態を取り得る。
・変形例の制御ユニット70は第3の領域R3におけるボディ20の走行速度が、第3の領域R3の周囲の領域である第4の領域におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように駆動ユニット30を制御する。
・変形例の制御ユニット70は第3の領域R3におけるボディ20の走行速度が、第3の領域R3の周囲の領域である第4の領域におけるボディ20の走行速度よりも低くなるように駆動ユニット30を制御する。
(課題を解決するための手段に関する付記)
〔付記1〕前記制御ユニットは、通路の曲がり角を含む領域である第3の領域における前記ボディの走行速度が、前記第3の領域の周囲の領域である第4の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する、請求項1に記載の自律走行型掃除機。
〔付記1〕前記制御ユニットは、通路の曲がり角を含む領域である第3の領域における前記ボディの走行速度が、前記第3の領域の周囲の領域である第4の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する、請求項1に記載の自律走行型掃除機。
〔付記2〕前記報知ユニットは、ドアのアンダーカットに光を照射可能な第1の照射部を含み、前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも前記第1の領域を走行しているときに前記第1の照射部に光を照射させる、請求項2に記載の自律走行型掃除機。
〔付記3〕前記報知ユニットは、通路の曲がり角の外周を構成する外周壁に光を照射可能な第2の照射部を含み、前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも前記第3の領域を走行しているときに前記第2の照射部に光を照射させる、請求項3に記載の自律走行型掃除機。
〔付記4〕前記報知ユニットは、天井に向けて光を照射可能な第3の照射部を含む、請求項2、請求項3、付記2、または、付記3に記載の自律走行型掃除機。
〔付記5〕前記気象情報、前記動線情報、前記通行量情報、前記気象情報に基づく第1の汚れ分布情報、前記動線情報に基づく第2の汚れ分布情報、および、前記通行量情報に基づく第3の汚れ分布情報のうちの少なくとも1つを取得可能な環境情報取得ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記環境情報取得ユニットが取得した情報に基づいて前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方を制御する、請求項6に記載の自律走行型掃除機。
〔付記5〕前記気象情報、前記動線情報、前記通行量情報、前記気象情報に基づく第1の汚れ分布情報、前記動線情報に基づく第2の汚れ分布情報、および、前記通行量情報に基づく第3の汚れ分布情報のうちの少なくとも1つを取得可能な環境情報取得ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記環境情報取得ユニットが取得した情報に基づいて前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方を制御する、請求項6に記載の自律走行型掃除機。
〔付記6〕前記制御ユニットは前記地図情報取得ユニットが取得した前記環境地図に基づいて走行ルートを設定し、前記環境情報取得ユニットが取得した情報に基づく前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方の制御を前記走行ルートと関連付ける、付記5に記載の自律走行型掃除機。
〔付記7〕前記ボディの底面に開口する吸込口に設けられるメインブラシと、前記吸引ユニットにより吸引されたごみを収容可能なごみ箱ユニットと、前記吸込口と前記ごみ箱ユニットとを繋げるダクト内に設けられ、前記ダクトを通過するごみの大きさを検出するごみ検出センサとをさらに備え、前記制御ユニットは、前記ごみ検出センサにより検出されたごみの大きさが所定の閾値以上であると判定した場合、前記メインブラシの回転数を上昇させるとともに前記吸引ユニットの風量を低下させる、請求項1〜6のいずれか一項、または、付記1〜6のいずれか1つに記載の自律走行型掃除機。
〔付記8〕付記5または6に記載の自律走行型掃除機と、前記環境情報取得ユニットと通信可能なサーバと、を備え、前記サーバは、前記気象情報、前記動線情報、および、前記通行量情報のうちの少なくとも1つを取得し、その取得した情報から汚れ分布情報を演算し、演算された前記汚れ分布情報を前記環境情報取得ユニットに送信可能である、掃除機システム。
本発明は家庭用または業務用の自律走行型掃除機をはじめとして、各種の環境において使用される自律走行型掃除機に適用可能である。
10 :掃除機(自律走行型掃除機)
20 :ボディ
30 :駆動ユニット
60 :吸引ユニット
70 :制御ユニット
80 :地図情報取得ユニット
100:報知ユニット
D :ドア
EM :環境地図
R1 :第1の領域
R2 :第2の領域
R3 :第3の領域
T :曲がり角
W :通路
20 :ボディ
30 :駆動ユニット
60 :吸引ユニット
70 :制御ユニット
80 :地図情報取得ユニット
100:報知ユニット
D :ドア
EM :環境地図
R1 :第1の領域
R2 :第2の領域
R3 :第3の領域
T :曲がり角
W :通路
Claims (6)
- ごみを吸引する吸引ユニットが設けられるボディと、
前記ボディを走行させる駆動ユニットと、
ドア付近の領域である第1の領域における前記ボディの走行速度が、前記第1の領域の周囲の領域である第2の領域における前記ボディの走行速度よりも低くなるように前記駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備える
自律走行型掃除機。 - 人が知覚可能な情報を出力する報知ユニットをさらに備え、
前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも前記第1の領域を走行しているときに前記報知ユニットに情報を出力させる
請求項1に記載の自律走行型掃除機。 - 人が知覚可能な情報を出力する報知ユニットをさらに備え、
前記制御ユニットは前記ボディが少なくとも通路の曲がり角を含む領域である第3の領域を走行しているときに前記報知ユニットに情報を出力させる
請求項1または2に記載の自律走行型掃除機。 - 環境地図を取得可能な地図情報取得ユニットをさらに備え、
前記制御ユニットは前記地図情報取得ユニットが取得した前記環境地図に基づいて前記駆動ユニットを制御する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機。 - 前記制御ユニットは前記地図情報取得ユニットが取得した前記環境地図に基づいて前記報知ユニットを制御する
請求項2または3を引用する請求項4に記載の自律走行型掃除機。 - 前記制御ユニットは、気象情報、動線に関する情報である動線情報、および、通行量に関する情報である通行量情報のうちの少なくとも1つに基づいて、前記吸引ユニットおよび前記駆動ユニットの少なくとも一方を制御する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機。
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- 2016-07-29 JP JP2016149737A patent/JP2018015396A/ja active Pending
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