JP2019047943A - Autonomously traveling vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。 The present invention relates to an autonomous traveling type vacuum cleaner.
光学式センサを用いて、周囲の障害物等を検出して、障害物等を回避するように自律的に駆動可能な自律走行型電気掃除機が知られている。 2. Description of the Related Art An autonomous traveling type vacuum cleaner that can be driven autonomously so as to avoid obstacles and the like by detecting surrounding obstacles using an optical sensor is known.
特許文献1は床表面におけるクリフを検出する複数の床近接センサ140の構成を開示している。 Patent Document 1 discloses a configuration of a plurality of floor proximity sensors 140 that detect cliffs on the floor surface.
特許文献1では床近接センサの機械的な構造を開示しているが、検知に係る制御については特に言及していない。しかし、床近接センサと床面との間に自律走行型電気掃除機の部品、例えばサイドブラシが横切る場合、この部品によって床面が存在すると誤検知する虞がある。例えば、サイドブラシがセンサの検知範囲を横切るタイミングとセンサの値取得のタイミングとが一致してしまった場合、サイドブラシがセンサによって検知されて床面と誤認される虞がある。すなわち、段差(床面)なしを検知すべき箇所で、床面ありと誤判定する可能性がある。さらにサイドブラシの刷毛の本数が増えた場合には、この誤判定の可能性も増加する。 Patent Document 1 discloses a mechanical structure of a floor proximity sensor, but does not particularly mention control related to detection. However, when a part of an autonomously traveling electric vacuum cleaner, for example, a side brush, crosses between the floor proximity sensor and the floor, there is a risk of erroneous detection that the floor is present due to this part. For example, if the timing at which the side brush crosses the detection range of the sensor coincides with the timing at which the sensor value is acquired, the side brush may be detected by the sensor and misidentified as a floor surface. That is, there is a possibility of erroneously determining that there is a floor surface at a position where no step (floor surface) should be detected. Further, when the number of side brushes increases, the possibility of this erroneous determination also increases.
また、センサ動作の単位時間当たりの回数を増やした場合、回路の消費電流が増加するため、掃除時間が短くなってしまう。 Further, when the number of sensor operations per unit time is increased, the current consumption of the circuit increases, so that the cleaning time is shortened.
上記事情に鑑みてなされた本発明の自律走行型電気掃除機は、サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、前記制御部は、前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期tを計測する工程を実行し、0超t未満のずらし量をKとすると、前記周期tの整数倍から、前記ずらし量Kずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように制御することを特徴とする。 The autonomous traveling vacuum cleaner of the present invention made in view of the above circumstances includes a side brush, a floor surface ranging sensor including at least a part of a region through which the side brush passes in a detection range, and a control unit. An autonomously traveling electric vacuum cleaner, wherein the control unit performs a step of measuring a period t in which the brush portion of the side brush passes through a detection range of the floor surface ranging sensor, and is less than 0 t When the shift amount is K, the floor surface distance measurement sensor is controlled to perform distance measurement at the time shifted by the shift amount K from an integral multiple of the period t.
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成される必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材で構成されること、複数の構成要素が一の部材で構成されること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが互いに重複すること、を許容する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The various components of the present invention do not necessarily need to be composed of one member. For example, one component is composed of a plurality of members, and a plurality of components are composed of one member. , A part of a certain component and a part of another component are allowed to overlap each other.
なお、自律走行型電気掃除機1(図1参照)が進行する向きのうち、自律走行型電気掃除機1が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪116が対向する方向を左方及び右方とする。すなわち図1等に示す様に前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、自律走行型電気掃除機1の前方側にサイドブラシ15が取付けられている。
Of the directions in which the autonomous traveling vacuum cleaner 1 (see FIG. 1) travels, the direction in which the autonomous traveling vacuum cleaner 1 normally travels is forward, the direction opposite to the direction of gravity is upward, and the
<実施形態1>
図1は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機1の斜視図、図2は底面図である。
自律走行型電気掃除機1は、掃除領域(例えば、室内)を自律的に移動しながら床面を掃除する掃除機である。自律走行型電気掃除機1は、上壁(及び一部の側壁)である上ケース111、底壁(及び一部の側壁)である下ケース112、及び前部に設置されるバンパ18、を含んで構成される本体11を備える。下ケース112は、自律走行型電気掃除機1の動作時に床面に対向する。下ケース112には、前方にサイドブラシ15が左右それぞれに設けられている。サイドブラシ15は、上下方向を軸として回転可能であり、刷毛部154のそれぞれは、根元弾性部153を介して回転軸であるサイドブラシホルダ151に取付けられている。各サイドブラシ15は、刷毛部154を3つ有しているが、刷毛部154の個数は1つ以上であれば特に制限されない。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a perspective view of an autonomous traveling vacuum cleaner 1 according to this embodiment, and FIG. 2 is a bottom view.
The autonomous traveling type vacuum cleaner 1 is a vacuum cleaner that cleans the floor surface while autonomously moving in a cleaning area (for example, a room). The autonomously traveling vacuum cleaner 1 includes an upper case 111 that is an upper wall (and some side walls), a
根元弾性部153又は刷毛部154が回転によって通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサ211が設けられている。本実施形態では、下ケース112に床面測距センサ211が取り付けられており、自律走行型電気掃除機1が床面に載置されて駆動しているときに、床面が床面測距センサ211よりも下方にあるかを検知する。この検知は、床面が閾値距離以内にあるか否かを検知するものであってもよいし、床面までの距離を定量的に計測可能なものであってもよいが、後者が好ましい。本明細書では、何れの場合も「測距」と称する。
A floor
床面測距センサ211としては公知の光学式センサを種々用いることができるが、例えば、赤外線を射出する発光部と、赤外線を検知可能な受光部とを有するものを採用できる。赤外線が床面などに当たって反射すると受光部が赤外線を検知し、これを以て床面が存在すると判定できる。
Various known optical sensors can be used as the floor
なお、自律走行型電気掃除機1の上後方側には、ダストケース4が設けられている。本実施形態の自律走行型電気掃除機1は、制御装置2の演算処理によって自律的に駆動輪116を駆動させて清掃する。
A dust case 4 is provided on the upper rear side of the autonomous traveling vacuum cleaner 1. The autonomous traveling vacuum cleaner 1 of the present embodiment cleans the
[床面測距センサ211のセンシングタイミングの調整]
図3は、本実施形態の制御部300を含むブロック図である。自律走行型電気掃除機1は、次の調整開始工程、計測工程、及び調整工程を含む種々の制御を実行する制御部300を有している。制御部300は、駆動輪116に駆動力を与える駆動モータ117、床面測距センサ211、及びサイドブラシ15に回転力を与えるサイドブラシモータ117を制御できる。また、制御部300は、駆動モータ117の回転数やサイドブラシモータ152の回転数を検知できると好ましい。さらに制御部300は、床面測距センサ211の測距状態を取得できる。制御部300は、自律走行型電気掃除機1の制御を統括している。
[Adjustment of Sensing Timing of Floor Ranging Sensor 211]
FIG. 3 is a block diagram including the
(調整開始工程)
まず、自律走行型電気掃除機1の運転を開始させ、通常運転に影響がない工程において、サイドブラシ15を回転させる。「通常運転に影響がない工程」とは、例えば充電台から離間しない状態で掃除とは別途行う工程としても良いし、通常運転とは異なる調整開始工程を行わせる使用者の命令をリモコンや本体のボタンから発せられるようにしても良い。また、続く計測工程では、床面測距センサ211に対する床面の関係性が維持されることが好ましいため、駆動輪116(駆動モータ)は停止させておくことが望ましい。駆動輪116の停止は、少なくとも計測工程が終了するまで継続することが望ましい。
(Adjustment start process)
First, the operation of the autonomous traveling vacuum cleaner 1 is started, and the
(計測工程)
次に、サイドブラシ15を回転させながら、床面用測距センサ211からの出力信号を計測する。出力信号の計測は、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うのが望ましく、少なくとも互いに隣接する刷毛部154が床面測距センサ211の検知範囲を横切る周期よりも早く行う。これを達成するために、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うことが望ましいが、その他には例えば、サイドブラシ15の刷毛部154の本数の情報及びサイドブラシ15を回転させるモータの速度情報を取得する取得部を設けても良い。刷毛部154の本数の情報は、予め記憶させておいても良いし、例えばサイドブラシ15が複数種類存在する型式の場合は、サイドブラシ15の種類を区別可能に構成したり刷毛部154の本数を使用者が入力できるように構成したりすることで取得させることができる。
(Measurement process)
Next, the output signal from the
サイドブラシ15の刷毛部154が床面用測距センサ211の検知範囲を通過しているか否かに応じて、床面用測距センサ211の検知状態(出力信号)が変動する。この変動は刷毛部154の通過する周期によって或る程度定期的に変動する。このような信号を時間情報と関連付けて取得するために、マイコンの内部で時間計測を開始させる。
Depending on whether or not the
なお、省エネの観点から、通常運転時に出力信号を取得する周期は、計測工程で出力信号を取得する周期より長い方が好ましい。
この計測工程では、測距するタイミングの一部において、サイドブラシ15が検知範囲を横切るタイミングに一致してもよい。短い周期で出力信号の計測を行うことにより、サイドブラシ15の回転に起因して変動する床面測距センサ211の検出信号値の時間変化が得られる。一定時間、計測値の取得を行うと、サイドブラシ15の回転特性(刷毛部154が通過する周期、回転の速さなど)が分かる。
From the viewpoint of energy saving, it is preferable that the period for acquiring the output signal during normal operation is longer than the period for acquiring the output signal in the measurement process.
In this measuring step, the timing at which the
(調整工程)
この回転特性から、回転方向で隣接する刷毛部154がそれぞれ床面測距センサ211を横切る周期tがわかる。すなわち、或る刷毛部154が通過した時刻から次の刷毛部154が通過した時刻までの時間tが分かる。取得した検出信号値の波形等から時間tを推定する。
(Adjustment process)
From this rotational characteristic, the period t at which the
自律走行型電気掃除機1は、時間tと例えば同じ周期でかつ刷毛部154が横切る時刻からt/2ずれたタイミングで、床面測距センサ211による測距を行うように調整する。これにより、サイドブラシ15による床面測距センサ211の測距への影響を低減することが出来る。
床面測距センサ211の計測周期は、tの自然数倍(M倍)にすることができるが、1倍(M=1)が好ましい。また、タイミングのずらし量Kは、0<K<tで任意であるが、t/4≦K≦3t/4が好ましい。すなわち、或る刷毛部154が床面測距センサ211の検知範囲を横切った時刻を0とすれば、床面測距センサ211の計測タイミングを、(Mt+K)とすることができる。
このような一連の工程を設けることにより、例えば、刷毛部154の形状が変わった場合、または刷毛部154の本数が3本から6本になるなど変更された場合においても、刷毛部154が床面測距センサ211を遮断する間隔を取得して、床面測距センサ211の検知タイミングを調整することが出来る。
The autonomous traveling vacuum cleaner 1 adjusts so that the distance measurement by the floor
The measurement period of the floor
By providing such a series of steps, for example, even when the shape of the
なお、これら一連の工程(周期tの計測を含む工程)を製品(自律走行型電気掃除機1)の出荷前に予め一度行っておき、床面測距センサ211の検知タイミングを調整した状態にしても良いし、自律走行型電気掃除機1の出荷後最初に運転するときに自動で行うようにしても良いし、使用者の命令に応じて計測又は再計測するようにしてもよい。
These series of steps (steps including the measurement of the period t) are performed once before shipping the product (autonomous traveling vacuum cleaner 1), and the detection timing of the floor
[床面の種類への対応]
サイドブラシ15の回転速度は、床面の素材による摩擦にも依存する。例えば絨毯上で駆動された場合等、サイドブラシ15に掛かる負荷が比較的大きくなる。この場合所定の回転数が得られない、または定回転にならない等が懸念されるが、別に、サイドブラシ15を駆動するモータの電流を検知する電流検知回路を設けることで床面の種類を推定すれば、回転数と電流の関係から、タイミングの補正を行うことで対応出来る。電流検知回路の値を利用すれば、駆動輪116の駆動によって自律走行型電気掃除機1が異なる床面を移動する場合でも、床面測距センサ211の検出タイミングを調整することができる。なお、例えば出荷前に上記の工程を行う場合、フローリング又は畳の床面について工程を行うと好ましい。
[Support for floor types]
The rotational speed of the
1 自律走行型電気掃除機
11 本体
111 上ケース
112 下ケース
1121 サイドブラシ取付部
113 吸口部
116 駆動輪
117 駆動モータ
13 掻取りブラシ
14 回転ブラシ
15 サイドブラシ
151 サイドブラシホルダ
152 サイドブラシモータ
153 根元弾性部
154 刷毛部
17 補助輪
18 バンパ
211 床面用測距センサ
300 制御部
4 ダストケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Autonomous travel
Claims (7)
前記制御部は、
前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期tを計測する工程を実行し、
0超t未満のずらし量をKとすると、前記周期tの整数倍から、前記ずらし量Kずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように制御することを特徴とする自律走行型電気掃除機。 An autonomous traveling type vacuum cleaner having a side brush, a floor surface ranging sensor including at least a part of a region through which the side brush passes in a detection range, and a control unit,
The controller is
Performing a step of measuring a period t in which the brush portion of the side brush passes through a detection range of the floor surface ranging sensor;
Autonomous traveling characterized in that the floor surface ranging sensor performs distance measurement at a time shifted by the shift amount K from an integral multiple of the period t, where K is a shift amount less than 0 and less than t. Type vacuum cleaner.
前記床面測距センサの測距タイミングの調整を、前記駆動モータを停止させた状態で行うことを特徴とする請求項1に記載の自律走行型電気掃除機。 It has a drive motor that moves the autonomous traveling type vacuum cleaner,
2. The autonomous traveling type vacuum cleaner according to claim 1, wherein the distance measuring timing of the floor surface distance measuring sensor is adjusted while the drive motor is stopped.
前記床面測距センサの測距タイミングを、前記電流検知回路の検知結果に応じて変化させることを特徴とする請求項1乃至5何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。 It has a current detection circuit that detects changes in the floor type,
The autonomous travel type vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 5, wherein a distance measurement timing of the floor surface distance measurement sensor is changed according to a detection result of the current detection circuit.
前記制御部が、
前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期tを計測する工程を実行し、
0超t未満のずらし量をKとすると、前記周期tの整数倍から、前記ずらし量Kずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように調整することを特徴とする自律走行型電気掃除機の調整方法。 An adjustment method of an autonomous traveling type vacuum cleaner having a side brush, a floor surface ranging sensor including at least a part of a region through which the side brush passes in a detection range, and a control unit,
The control unit is
Performing a step of measuring a period t in which the brush portion of the side brush passes through a detection range of the floor surface ranging sensor;
Autonomous traveling characterized in that when the shift amount less than 0 t is K, the floor surface ranging sensor adjusts the distance from the integral multiple of the period t at the time shifted by the shift amount K. To adjust the vacuum cleaner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017173635A JP2019047943A (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Autonomously traveling vacuum cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017173635A JP2019047943A (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Autonomously traveling vacuum cleaner |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=65904784
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JP2017173635A Pending JP2019047943A (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Autonomously traveling vacuum cleaner |
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-
2017
- 2017-09-11 JP JP2017173635A patent/JP2019047943A/en active Pending
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