JP2782923B2

JP2782923B2 - 自走式掃除機

Info

Publication number: JP2782923B2
Application number: JP2163301A
Authority: JP
Inventors: 保道小林; 秀隆藪内; 修江口; 信二近藤; 春夫寺井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JPH0453515A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、清掃機能と移動機能とを備え、自動的に清
掃を行なう自走式掃除機に関するものである。

従来の技術従来より、掃除機に移動機能を付加して清掃時の操作
性の向上を図った掃除機が開発されている。特に最近で
は、これにマイクロコンピュータと各種センサ類を搭載
した、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発も行な
われている。

この種の自走式掃除機は、清掃機能として本体底部に
吸込みノズルやブラシ等を備え、移動機能としてモータ
で駆動される走行輪や操舵輪等を有し、本体の位置を認
識する位置認識手段と走行時の障害物を検知する障害物
検知手段とにより、清掃区域内を塗りつぶすように移動
して清掃区域全体を清掃するものである。

発明が解決しようとする課題このような従来の自走式掃除機では、以下に示すよう
な課題があった。

すなわち、 1.従来の自走式掃除機では、本体に内蔵されたバッテリ
ー等の電源を用いて自動清掃するが、バッテリーの充電
に関しては、本体を充電器の位置まで運んでいき、コー
ドを接続して充電するものであった。このため、自走式
掃除機をすべて自動で運転することが不可能であった。

2.また、従来の自走式掃除機では、本体のスタート点か
らの相対位置認識のみに頼って移動経路を決定する方式
であり、広い清掃区域を移動する時などに相対位置認識
がずれると清掃経路がずれたり、スタート点を見失った
りしていた。

3.また、自動充電の時に充電器と本体との接続は電極に
よる接点構成がとられており、電極端子間の位置決めに
精度を要するばかりでなく電極端子が露出するため安全
性の面と信頼性の面で課題となっていた。

4.また、従来の自走式掃除機では、本体の幅より狭い通
路や家具のすきま等の清掃を行なうことは不可能であ
り、このような未清掃部分を清掃するためには吸込みホ
ースを有する通常の掃除機を別に必要としていた。

5.また、清掃区域は予めプログラムする等で指定しなけ
ればならず、指定の場所を清掃する手段がなかった。

そこで、本発明は充電器の位置から清掃を開始して自
動清掃を行った後、充電器位置に戻り自動充電する自走
式掃除機であって、清掃に対する移動経路の決定精度を
向上させることを第１の目的とする。

第２の目的は、充電器への自走式掃除機本体の誘導を
確実にし、充電器への誘導手段を追加することにより、
清掃に対する移動経路の決定精度を向上させるととも
に、誘導手段の誘導磁界を利用して無接点で充電するこ
とにある。

第３の目的は、手動でも清掃でき、清掃後は自動的に
充電する自走式掃除機を実現することにある。

第４の目的は、手動清掃を利用して特定の清掃区域を
指定することにある。

課題を解決するための手段上記第１の目的を達成する第１の発明は、清掃手段
と、走行手段および操舵手段と、外部の障害物を検出す
る障害物検出手段と、掃除機の本体の移動方向を検出す
る方向検出手段と、本体の移動距離を検出する移動距離
検出手段と、電源と、外部設置の充電器内に設けられた
誘導手段からの出力を検出する誘導検出手段と、前記電
源に充電を行う充電手段と、本体全体の制御を行う判断
処理手段とを備え、周囲の壁に沿い清掃区域を一周し隅
清掃を行う壁沿い移行と、清掃開始点に設置された充電
器位置を検出して一旦充電器位置に戻り清掃区域を認識
する清掃開始原点認識と、次に清掃区域内を清掃移動し
清掃終了判断する内部清掃と、次に再び壁に沿って移動
し充電器位置を再び検出して充電器位置に戻るリターン
と、この後の自動充電とを行うものである。

また第２の目的を達成する第２の発明は、清掃手段
と、走行手段および操舵手段と、外部の障害物を検出す
る障害物検出手段と、掃除機の本体の移動方向を検出す
る方向検出手段と、本体の移動距離を検出する移動距離
検出手段と、電源と、外部設置の充電器内に設けられ誘
導磁界を発生する誘導手段からの出力を検出する誘導検
出手段と、前記誘導手段から充電電力を受け、前記電源
に充電を行う充電手段と、本体全体の制御を行う判断処
理手段とを備え、周囲の壁に沿い清掃区域を一周し隅清
掃を行う壁沿い移行と、清掃開始点に設置された充電器
位置を検出して一旦充電器位置に戻り清掃区域を認識す
る清掃開始原点認識と、次に清掃区域内を清掃移動し清
掃終了判断する内部清掃と、次に再び壁に沿って移動し
充電器位置を再び検出して充電器位置に戻るリターンを
行い、この後に前記誘導磁界を用いて自動的に誘導充電
するようにしたものである。

また第３の目的を達成する第３の発明は、清掃手段
と、走行手段および操舵手段と、外部の障害物を検出す
る障害物検出手段と、掃除機の本体の移動方向を検出す
る方向検出手段と、本体の移動距離を検出する移動距離
検出手段と、電源と、外部設置の充電器内に設けられた
誘導手段からの出力を検出する誘導検出手段と、前記電
源に充電を行う充電手段と、吸込みホースの導出口と、
導出口に接続された吸込みホースの状態を検出する吸込
みホース状態検出手段と、本体全体の制御を行う判断処
理手段とを備え、吸込みホースの状態で本体を自走し、
ホースを外すと壁を探索し、この後壁に沿って移動し充
電器位置を再び検出して充電器位置に戻るリターンを行
い、この後に自動充電するようにしたものである。

また第４の目的を達成する第４の発明は、吸込みホー
スによる本体の誘導で清掃開始点に設置された充電器位
置から本体を誘導、再び充電器位置を検出するまでの本
体の移動した区域を清掃区域として認識するものであ
る。

作用第１の発明によると、周囲の壁に沿い清掃区域を一周
し隅清掃を行い、清掃開始点に設置された充電器位置に
検出して一旦充電器位置に戻り清掃区域を認識し、清掃
領域内を清掃移動し清掃終了判断すると、再び壁に沿っ
て移動し充電器位置を再び検出して充電器位置に戻り、
この後に自動充電する。

第２の発明によると、周囲の壁に沿い清掃区域を一周
し隅清掃を行い、清掃開始点に設置された充電器位置に
検出して一旦充電器位置に戻り清掃区域を認識し、清掃
領域内を清掃移動し清掃終了判断すると、再び壁に沿っ
て移動し充電器位置を再び検出して充電器位置に戻り、
この後に誘導磁界を利用して誘導充電する。

第３の発明によると、吸込ホースを使用して手動で清
掃でき、使用者が吸込みホースを引っ張ると吸込みホー
スの状態を吸込みホース状態検出手段で検出して、本体
を吸込みホースに追随移動させるとともに、清掃終了後
はホースを外すと自動的に充電位置に戻り、自動充電す
る。

第４の発明によると、吸込みホースを使用して手動で
清掃する要領で、使用者が吸込みホースを引っ張ると、
吸込みホースの状態を吸込みホース状態検出手段で検出
して、本体を吸込みホースに追随移動させ、清掃開始点
に設置された充電器位置から本体を誘導し、再び充電器
位置を検出するまで本体の移動した区域を清掃区域とし
て認識し、指定の場所を清掃可能とする。

実施例以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図〜第４図は本発明の自走式掃除機の全体構成を
示す。底面が略円形を成す自走式掃除機の本体１の内部
には、電動送風機32、集塵室３、この集塵室３の内部に
設けたフィルタ４からなる掃除機の基本的な部分の他に
次のようなものが設けられている。５は本体１の底部の
直径部のほぼ全体にわたって設けた床ノズルで、駆動モ
ータ６で駆動される回転ブラシからなるアジテータ７を
備え、電動送風機２〜アジテータ７で清掃手段を構成し
ている。本体１の上部には、吸い込みホースの導出口で
あるホース取付台８を設け、第３図に示すように吸い込
みホース９が着脱自在に取り付けられる構成としてい
る。10は電動送風機２の吸引側を床ノズル５の側と吸込
みホース９の側のいずれかに切り換える空気通路切換装
置で、下方に床ノズル接続パイプ11が取り付けられ、そ
の先端が床ノズル５に接続されており、上方には吸込み
ホース接続パイプ12が取り付けられホース取付台８を介
して吸込みホース９に接続されている。13はホース取付
台８を外部からおおう取付台カバーで、屈曲自在の材料
からなり、本体１の外壁に摺動自在に取り付けられ、開
閉自在になっている。そして空気通路切換装置10はこの
取付台カバー13と連動し、取付台カバー13を閉じた状態
では電動送風機２の吸引側は床ノズル５の側になってい
る。この取付台カバー13の上部に設けたつまみ14を手で
矢印Ａの方向にスライドさせて開くと、吸引側が吸込み
ホース９の側に切り換わるものである。

15,16は床ノズル５の前方に設けた走行駆動部17に取
り付けられた走行輪で、図には示していない減速機を介
して走行モータ18によって駆動される。19,20は床ノズ
ル５の後方に回転自在に取り付けられた従輪である。走
行駆動部17はこれに取り付けられた操舵軸21および操舵
減速機22を介して操舵モータ23によって駆動されてお
り、これによって左右に回転し走行方向が変えられる。
以上の15〜23によって走行手段および操舵手段を構成し
ている。24は走行モータ18の回転速度を検出するロータ
リエンコーダであり、25は同じくロータリエンコーダ
で、操舵モータ23の回転速度を検出する。ロータリーエ
ンコーダ24は走行モータ18の回転速度を検出することに
よって、減速機を介して走行輪15,16の回転速度を検出
し、移動距離検出手段となっている。

26は本体１の方向を検知する方向検出センサで、本実
施例ではレートジャイロを用い、方向検出手段としてい
る。そして、ロータリーエンコーダ24が検出した回転速
度および方向検出センサ26が検出した本体１の方向から
本体１の走行距離および走行方向を検出して、移動開始
点からの相対位置を認識するようにしている。27,28は
本体１の周囲に設けた超音波測距センサで、障害物まで
の距離を計測する。また29は本体１の外周に取り付けた
バンパーで、内部に接触センサを備え、障害物に接触し
たことを検出する。超音波測距センサ27,28とバンパー2
9の接触センサとで障害物検出手段を構成している。30
は走行駆動部17の前方に取り付けられた超音波センサか
らなる床面センサで、超音波の床面での反射状態により
床面がじゅうたんであるかベアフロアであるかの床質の
判別と同時に床に段差があるかどうかを検出する。すな
わち、この床面センサ30は段差検出手段と床面判別手段
を兼ねている。31は床ノズル接続パイプ11に取り付けら
れたフォトインタラプタからなるゴミ通過センサで、床
ノズル接続パイプ11内を通過するゴミの量を検出する。
上記床面センサ30の床面判別手段とゴミ通過センサ31と
で清掃条件検出手段を構成している。32は吸込ホース９
の本体１からの導出方向を検出するホース方向検出セン
サで、本実施例ではポテンショメータを用いている。33
は吸込みホース９が引っ張られたことを検知するホース
引張力検出センサで、ホース取付台８の変位をスイッチ
で検出している。このホース方向検出センサ32とホース
引張力検出センサ33とで吸込みホース状態検出手段を構
成している。34は空気通路切換装置に設けた状態検出ス
イッチで、取付台カバー13の開閉状態を検出する。ま
た、100はサーチコイルであり、外部に設置された充電
器101内に設けられた誘導磁界を発生する誘導手段102か
らの出力を検出する誘導検出手段である。103は誘導手
段102の磁界を用いて誘導により電力を受給するための
誘導コイルであり、充電手段としている。

35は全体の制御を行なう制御回路で、信号回路部と駆
動回路部とを分離し本体１の左右に振り分けて配置し、
判断処理手段を構成している。36は２個の蓄電池からな
る電源で、走行駆動部17の上部に配置して重量バランス
により走行輪15,16のスリップを極力抑えている。37は
操作部で、操作スイッチ38と表示ランプ，ブザー等の表
示器39とを備える。

次に、第５図は本実施例のシステムブロック図で、マ
イクロコンピュータからなり判断処理手段を構成するメ
インプロセッサ40に対しての信号の入出力を示してい
る。41〜44は１チップマイクロコンピュータからなるサ
ブプロセッサでバスライン45を介してメインプロセッサ
40と接続している。清掃制御用のサブプロセッサ41は、
床面センサ30、ゴミ通過センサ31、状態検出スイッチ34
および操作部37の操作スイッチ38からの入力処理と、電
動送風機２、駆動モータ６と接続する駆動回路46および
操作部37の表示器39への出力処理を行なう。障害物検出
用のサブプロセッサ42は、超音波測距センサ27,28およ
びバンパー29接触センサと増幅器47を介して接続してい
る。43は走行モータ制御用のサブプロセッサで、走行モ
ータ18とロータリーエンコーダ24と接続するモータ制御
回路48および床面センサ30、ホース引張力検知センサ33
と接続している。操舵モータ制御用のサブプロセッサ4
4、操舵モータ23とロータリーエンコーダ25と接続する
モータ制御回路49およびホース方向検知センサ32並びに
サーチコイル100と接続している。この走行モータ制御
用のサブプロセッサ43と操舵モータ制御用のサブプロセ
ッサ44とが移動制御用のサブプロセッサになる。この
他、メインプロセッサ40のバスライン45には、入力ポー
ト50を介して方向検知センサ26の積分器51と、プログラ
ムおよびデータを記憶する記憶装置52と、時計を計測す
るタイマー53が接続している。第５図では図示しない
が、電源36はこのシステム全体に電力を供給しており、
誘導コイル103に電源36の電圧以上の電圧が誘起される
と自動的に充電を行うものである。

以上のように構成した自走式掃除機において、第６図
の移動動作図も参照しながら第１の実施例の自動清掃動
作を説明する。

四方を壁104に囲まれた部屋を清掃させる場合には、
充電器101の位置にある吸込みホース９を取り外した本
体１の操作スイッチ38を操作する。この状態では取付台
カバー13は閉じているので空気通路切換装置10により電
動送風機２の吸引側は床ノズル５の側に切り換わってい
る。操作スイッチ38が操作されると、メインプロセッサ
40は清掃制御用のサブプロセッサ41に清掃開始指令を出
すと同時に走行モータ制御用のサブプロセッサ43と操舵
モータ制御用のサブプロセッサ44とに移動指令を出し、
電動送風機２が作動し、走行モータ18が駆動され本体１
が走行し、清掃を開始する。

移動経路決定の基本動作は、メインプロセッサ40で行
い、清掃対象床面を正方形のブロック地図として記憶装
置52に用意し、このブロック地図上を優先順位の高いブ
ロック順（第６図に示すように本実施例では、優先順位
を西・南・北・東としている）に移動するものである。
また、メインプロセッサ40は方向検出センサ26とロータ
リーエンコーダ24の検出信号をサブプロセッサ43を介し
て受け取り、移動開始点からの本体１の相対位置を認識
しブロック上を通過したら既通過ブロックとして認識す
る。更に、超音波測距センサ27,28およびバンパー29の
接触センサからの検出信号があると障害物検知用のサブ
プロセッサ42より受け取りながら、障害物105があるた
めに移動できないブロックも既通過ブロックとして認識
する。メインプロセッサ40は、前記基本動作に加えて、
既通過ブロック上は移動しない条件で移動経路を決定
し、走行モータ制御用のサブプロセッサ43と操舵モータ
制御用のサブプロセッサ44とに移動指令を出す。この条
件に従い、本体１は清掃開始点Ｂからスタートし、前方
が壁104であるＣ点に来ると前方へは進めないので、方
向転換し、同様に前方に障害物105が来た場合も回避し
ながら部屋を移動し床面の清掃を続ける。障害物105の
側面を通過した点Ｄでは優先順位の高い西側に進めるの
で移動経路を変更し、Ｅ点では前方が既通過ブロックで
あるので方向転換し、清掃を続ける。Ｆ点まで来ると、
これ以上進めないので、清掃を終了する。

本実施例では、一旦バックした後、優先順位の高いブ
ロックの方向に移動し、スタート点Ｂに向かうが、この
際次回の清掃に備えて出発し易いようにＧ点で方向転換
して充電器101に戻るように制御される。ここで、第４
図のように充電器101内に設けられた誘導磁界を発生す
る誘導手段102と本体１の後部に設けた誘導コイル103が
正対し、充電が開始される。本実施例では誘導充電を示
したが、電極端子を設けて充電手段としてもよいことは
いうまでもない。

また、本体１の移動中に床面に階段などの段差が前方
に現れた場合は、床面センサ30からの段差検出信号を走
行モータ制御用のサブプロセッサ43が受け取り、直ちに
走行モータ18を停止させた後、これをメインプロセッサ
40に知らせ、新たな移動指令を受取り段差を回避する。
この場合も、障害物検出と同様に既通過ブロックとして
記憶装置52のブロック地図に記憶している。また、この
自動清掃動作中は、床ノズル５から吸引されるゴミ量が
ゴミ通過センサ31で検知され、清掃制御用のサブプロセ
ッサ41は吸引されるゴミ量が少なければ電動送風機２の
吸引力を小さくし、多ければ吸引力を大きくするよう制
御するので、清掃能力を落とすことなく電源36の無用な
消耗を防止するとともに吸引時の騒音も最小になる。ま
た同時に清掃制御用のサブプロセッサ41は床面センサ30
の床面判別信号を入力し、床面がじゅうたんであれば駆
動モータ６を制御してアジテータ７を回転させ、ベアフ
ロアであれば回転を停止させる。したがって、異なる床
材が組合わさった場所であっても連続的に清掃ができ
る。

このように、メインプロセッサ40は清掃の開始・終了
の指令を出すだけで、清掃制御用のサブプロセッサ41が
床面センサ30の床面判別手段とゴミ通過センサ31からな
る清掃条件検知手段からの出力信号によっで電動送風機
２またはアジテータ７の駆動モータ６を制御するので、
メインプロセッサ40が障害物データを見落としたり指令
を出すのが遅れたりすることはない。

次に、第７図の移動動作図も参照しながら自動清掃動
作を説明する。四方を壁104に囲まれた部屋を清掃させ
る場合には、充電器101の位置にある本体１の操作スイ
ッチ38を操作する。操作スイッチ38が操作されると、メ
インプロセッサ40は清掃制御用のサブプロセッサ41に清
掃開始指令を出すと同時に走行モータ制御用のサブプロ
セッサ43と操舵モータ制御用のサブプロセッサ44とに移
動指令を出し、電動送風機２が作動し、走行モータ18が
駆動され本体１が走行を開始する。走行中は、メインプ
ロセッサ40は超音波測距センサ27,28およびバンパー29
からの検出信号に基づいた障害物データを障害物検知用
のサブプロセッサ42より受け取りながら移動経路を決定
し、走行モータ制御用のサブプロセッサ43と操舵モータ
制御用のサブプロセッサ44とに移動指令を出す。移動指
令を受け取った走行モータ制御用のサブプロセッサ43お
よび操舵モータ制御用のサブプロセッサ44はそれぞれ、
走行モータ18を駆動制御することにより前進、停止、後
退を繰り返し、操舵モータ23を駆動制御することにより
走行方向を変更し、本体１は部屋の周囲の壁104に沿っ
て移動しながら壁104で囲まれた床面の隅清掃を行な
う。このような走行中は、前述した移動開始点Ｈからの
相対位置認識により移動軌跡を認識し、これを記憶装置
52に記憶している。

周囲の壁104に沿って１周移動すると充電器101の位置
（清掃開始点Ｈ）に到達する。ここで充電器101内部の
誘導手段102の発生する誘導磁界をサーチコイル100で検
出し、サブプロセッサ44を介してメインプロセッサ40に
伝え、メインプロセッサ40は走行用のサブプロセッサ43
と操舵用のサブプロセッサ44に指令を出して充電器101
の位置に本体１を誘導し、充電器101と本体１とを正対
させて再度スタート時点の方向を向けて方向修正を行な
い、清掃開始原点として認識する。この動作により、清
掃開始点Ｈからの相対位置検出がずれても正確に清掃開
始原点が認識できると共に改めてこの時点でスタート時
点の正確な方向が決められるので、より正確に移動で
き、清掃のやり残しがなくせるものである。

充電器101の位置への本体１の誘導は、第８図に示す
ごとくである。サーチコイル100は、磁界強度検出用コ
イル106と磁界方向検出用コイル107とで構成され、磁界
強度検出用コイル106の出力に従って充電器101への本体
１の誘導を開始し、磁界方向検出用コイル107の出力に
従って本体１を磁力線108に沿って充電器101へ誘導す
る。

第７図のように部屋を一周し終わると、先の自動清掃
と同様に、この移動区域内部を清掃区域と判断し、この
清掃区域内をくまなく走行して清掃区域全体を自動清掃
する。

清掃が終了した点ｉからは、電動送風機２を停止させ
て本体１を再び壁104に沿って移動し、充電器101に到達
すると外周清掃時と同様に充電器101に本体１を正対さ
せ、誘導コイル103で自動充電する。本実施例では誘導
充電を示したが、電極端子を設けて充電手段としてもよ
いことはいうまでもなく、充電手段については制限しな
い。

第３の実施例については第２の実施例において、本体
１を誘導するための誘導手段102の誘導磁界を２重に利
用し、本体１を充電器101に誘導すると同時に、同じ誘
導手段102の出力で誘導手段102と正対する本体１内部の
位置に設けた誘導コイル103で電源36への充電電力も得
て自動充電するということにある。

次に、第４の実施例の動作を第９〜11図も参照しなが
ら説明する。

自動清掃では清掃できない部分、例えば家具と家具の
すきまや机の上などを清掃する場合は、吸込みホース９
を本体１に取り付ける。取付台カバー13を開くと空気通
路切換装置10により電動送風機２の吸引側は吸込みホー
ス９の側に切り換わり吸込みホース９での清掃が可能に
なる。吸込みホース９に設けた手元スイッチ（図示せ
ず）により電動送風機２のON/OFFを行ない通常の掃除機
と同様に手動で清掃できる。このとき、吸込みホース９
を引っ張るとホース引張力検出センサ33が作動し、これ
により走行モータ制御用のサブプロセッサ43は走行モー
タ18を駆動して、本体１を第10図のごとく引っ張られた
時間に1.3ms加えた時間だけ走行させる。同時に、操舵
モータ制御用のサブプロセッサ44は吸込みホース９の本
体１に対する導出方向θｉをホース方向検出センサ32に
より検出し、常に本体１に対する走行方向θｏが吸込み
ホース９の導出方向と一致するように操舵モータ23を駆
動制御する。このように、手動清掃時には、移動制御用
のサブプロセッサすなわち走行モータ制御用のサブプロ
セッサ43と操舵モータ制御用のサブプロセッサ44は、吸
込みホース検出手段すなわちホース引張力検知センサ33
とホース方向検知センサ32の信号を直接入力できるので
迅速な処理が可能となり使用者の後を遅れることなく追
随移動できるとともにメインプロセッサ40への負担は全
くない。

また、走行前方に障害物があるときは超音波測距セン
サ27,28またはバンパー29によりこれを検出して停止す
る。したがって、吸込みホース９を用いれば本体１はい
つも使用者の後を追随移動するので、本体１の重量は通
常の掃除機より大きいにもかかわらず、その移動に要す
る操作力は非常に小さい。第11図では、手動清掃時の一
連の動作について説明する。壁104に囲まれた部屋の隅
に配置した充電器101の位置Ｊにある本体１を上記手動
清掃で移動させ、Ｋ点で終了すると、吸い込みホース９
を本体１から外し取付台カバー13を閉じ、操作スイッチ
38を操作すると、本体１は直進してＬ点で壁104を検出
する。Ｌ点からは、第２の技術手段と同様に本体１は壁
104に沿って移動し、充電器101の位置Ｊで充電器101に
誘導され、正対して自動充電状態にはいる。

次に、第５の実施例の動作を第12図も参照して説明す
る。

清掃区域の教示は、充電器101の位置にある本体１に
吸込みホース９を取り付けた状態にして一旦上記の手動
清掃モードにし、操作スイッチ38を操作して教示モード
に切り換える。このモードは見かけの動作は手動清掃時
と全く同様であるが、本体１を吸込みホース９の方向に
追随移動させた移動軌跡を清掃開始点からの相対位置認
識により認識し、記憶装置52に記憶していく。教示の終
わりは、充電器101の近傍に本体１を誘導し、前記磁界
強度検出用コイル106の出力により充電器101の近傍であ
ることをメインプロセッサ40が判断すると、サブプロセ
ッサ41を介してブザー音を鳴らすので操作者は認識でき
る（Ｍ点）。ここで吸込みホース９を外し、取付台カバ
ー13を閉じ、操作スイッチ38を操作して再スタートする
と一旦充電器101に本体１を誘導し、本体方向を修正し
た後、これを清掃区域と判断して、この清掃区域内を障
害物を回避しながらくまなく走行して清掃区域全体を清
掃する。Ｎ点まできて清掃を終了すると本体１は直進し
て０点で壁104を検出する。０点からは第２の実施例例
と同様に本体１は壁104に沿って移動し、充電器101に誘
導され、正対して自動充電状態にはいる。

発明の効果以上のように本発明の自走式掃除機は、清掃終了後ス
タート位置に設置された充電器の位置の戻り、自動充電
するので完全自動清掃を可能とするものである。本実施
例では、操作スイッチにより清掃を開始させた例を示し
たが、タイマー（第５図のタイマーによってもよい）に
より定期的に清掃させることも可能である。

また、従来の自走式掃除機が本体のスタート点からの
相対位置認識のみに頼って移動経路を決定する方式に対
して、本発明では外周清掃後一旦充電器位置を認識し、
方向修正を行うので、広い清掃区域を移動する時などに
は相対位置認識にずれが発生し、スタート点を見失った
り、進行方向のずれが生じたりして清掃のやり残しをお
こすことがなくなると同時に、壁があれば確実に壁沿い
で充電器位置に戻ることができる。

また、本発明では充電器の発生する誘導磁界を本体の
誘導に利用するのみならず、誘導方式での充電にも利用
することにより、自動充電の時に充電器と本体との接続
は電極による接点構成をとる必要がなくなり、精度を要
していた電極端子間の位置決めが不要になり、電極端子
が露出しないため安全性と信頼性が向上する。

さらに本発明では吸込みホースを使用して手動でも清
掃できるので、本体の幅より狭い通路や家具のすきま等
の清掃を行なうことも可能となる。

さらにまた本発明では清掃終了後はホースを外すと自
動的に充電器位置に戻り、自動充電するので使いやすい
ものとなっている。更に、吸込みホースを使用して手動
で清掃する要領で、清掃区域を指定可能としたので、部
分清掃も可能となり、非常に使いがっての良い自走式掃
除機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す自走式掃除機の断面図、
第２図は同自走式掃除機の平断面図、第３図は同自走式
掃除機の側面図、第４図は同自走式掃除機の充電状態の
部分断面図、第５図は同自走式掃除機のシステムブロッ
ク図、第６図・第７図はそれぞれ同自走式掃除機の清掃
移動図、第８図は同自走式掃除機の充電器への誘導説明
図、第９図は同自走式掃除機における吸込みホース装着
時の平面図、第10図は同自走式掃除機における手動移動
の動作アルゴリズムを示す図、第11図・第12図はそれぞ
れ同自走式掃除機における清掃移動例を示す図である。１……本体、２〜７……清掃手段（２……電動送風機、
３……集塵室、４……フィルタ、５……床ノズル、６…
…駆動モータ、７……アジテータ）、８……ホース取付
台、９……吸込みホース、15〜23……走行手段および操
舵手段（15,16……走行輪、17……走行駆動部、18……
走行モータ、19,20……従輪、23……操舵モータ）、24
……移動距離検出手段（ロータリーエンコーダ）、26…
…方向検出手段（方向検出センサ）、27〜29……障害物
検出手段（27・28……超音波測距センサ、29……接触セ
ンサ）、32……ホース方向検出センサ、33……ホース引
張力検出センサ、35……判断検出手段（制御回路）、36
……電源、40……メインプロセッサ、100……誘導検出
手段（サーチコイル）、103……誘導コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤信二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者寺井春夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平２−107219（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−262603（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−86926（ＪＰ，Ａ) 特開平１−293408（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−247704（ＪＰ，Ａ) 特開平１−195515（ＪＰ，Ａ) 特開平２−209121（ＪＰ，Ａ) 特許2574456（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A47L 9/00 A47L 9/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】清掃手段と、走行手段および操舵手段と、
外部の障害物を検出する障害物検出手段と、掃除機の本
体の移動方向を検出する方向検出手段と、本体の移動距
離を検出する移動距離検出手段と、電源と、外部設置の
充電器内に設けられた誘導手段からの出力を検出する誘
導検出手段と、前記電源に充電を行う充電手段と、本体
全体の制御を行う判断処理手段とを備え、周囲の壁に沿
い清掃区域を一周し隅清掃を行う壁沿い移行と、清掃開
始点に設置された充電器位置を検出して一旦充電器位置
に戻り清掃区域を認識する清掃開始原点認識と、次に清
掃区域内を清掃移動し清掃終了判断する内部清掃と、次
に再び壁に沿って移動し充電器位置を再び検出して充電
器位置に戻るリターンと、この後の自動充電とを行う自
走式掃除機。
【請求項２】清掃手段と、走行手段および操舵手段と、
外部の障害物を検出する障害物検出手段と、掃除機の本
体の移動方向を検出する方向検出手段と、本体の移動距
離を検出する移動距離検出手段と、電源と、外部設置の
充電器内に設けられ誘導磁界を発生する誘導手段からの
出力を検出する誘導検出手段と、前記誘導手段から充電
電力を受け、前記電源に充電を行う充電手段と、本体全
体の制御を行う判断処理手段とを備え、周囲の壁に沿い
清掃区域を一周し隅清掃を行う壁沿い移行と、清掃開始
点に設置された充電器位置を検出して一旦充電器位置に
戻り清掃区域を認識する清掃開始原点認識と、次に清掃
区域内を清掃移動し清掃終了判断する内部清掃と、次に
再び壁に沿って移動し充電器位置を再び検出して充電器
位置に戻るリターンを行い、この後に前記誘導磁界を用
いて自動的に誘導充電するようにした自走式掃除機。
【請求項３】清掃手段と、走行手段および操舵手段と、
外部の障害物を検出する障害物検出手段と、掃除機の本
体の移動方向を検出する方向検出手段と、本体の移動距
離を検出する移動距離検出手段と、電源と、外部設置の
充電器内に設けられた誘導手段からの出力を検出する誘
導検出手段と、前記電源に充電を行う充電手段と、吸込
みホースの導出口と、導出口に接続された吸込みホース
の状態を検出する吸込みホース状態検出手段と、本体全
体の制御を行う判断処理手段とを備え、吸込みホースの
状態で本体を自走し、ホースを外すと壁を探索し、この
後壁に沿って移動し充電器位置を再び検出して充電器位
置に戻るリターンを行い、この後に自動充電するように
した自走式掃除機。
【請求項４】吸込みホースを本体に着脱自在に装備した
請求項３記載の自走式掃除機。
【請求項５】清掃手段を構成する電動送風機の吸引側を
床ノズル側と吸込みホース側のいずれかに切り替え可能
とした請求項３記載の自走式掃除機。
【請求項６】吸込みホースによる本体の誘導で清掃開始
点に設置された充電器位置から本体を誘導、再び充電器
位置を検出するまでの本体の移動した区域を清掃区域と
して認識する請求項３記載の自走式掃除機。