电动吸尘器的制作方法

文档序号:12504235阅读:197来源:国知局
电动吸尘器的制作方法与工艺

本发明的实施方式涉及电动吸尘器,该电动吸尘器基于由物体检测单元进行的物体的检测来控制驱动轮的动作,从而进行自主行走。



背景技术:

以往,已知所谓的自主行走型的电动吸尘器(扫地机器人),该自主行走型的电动吸尘器一边使用例如传感器等来检测障碍物等,一边在被清扫面上自主行走进行清扫。

一般来说,在被清扫面上存在形状及配置不同的各种障碍物,所以希望有效地避开这些障碍物而尽可能无死角地对被清扫面进行清扫。但是,这样的电动吸尘器上搭载的传感器通常是红外线传感器或超声波传感器等,所以通过传感器来直接识别障碍物并不容易。

在此,例如可以想到一边使电动吸尘器回转一边用传感器来扫描障碍物,从而识别障碍物的形状,并类推障碍物的种类,但是对于清扫动作来说这是无用的动作,并且在进入被障碍物包围的狭窄场所或者从狭窄场所脱离的情况下,每次都要进行扫描,效率较差。

因此,希望既能够有效地避开障碍物又能够高效率地对狭窄场所进行清扫。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2014-501426号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明所要解决的课题是提供一种既能有效地避开物体又能高效率地对狭窄场所进行清扫的电动吸尘器。

解决课题所采用的手段

实施方式的电动吸尘器具有:主体壳体、驱动轮、清扫部、物体检测单元、控制单元。驱动轮使得主体壳体能够在被清扫面上行走。清扫部对被清扫面进行清扫。物体检测单元设置于主体壳体,检测在该主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内是否存在物体。控制单元基于物体检测单元对物体的检测,控制驱动轮的动作,从而使主体壳体自主行走。并且,该控制单元控制驱动轮的动作,在由物体检测单元检测到物体时,使主体壳体回转与该检测到的物体的方向对应的角度,从而使该主体壳体的侧部朝向物体。

附图说明

图1是按照(a)~(h)的顺序示意地示出一个实施方式的电动吸尘器的第2清扫行走模式的第1行走模式下的动作的一例的说明图。

图2中,(a)是示意性地示出在上述电动吸尘器的第1清扫行走模式下由物体检测单元检测到物体时的动作的一例的说明图,(b)是示意性地示出在上述电动吸尘器的第1清扫行走模式下由物体检测单元检测到物体时的动作的另一例的说明图。

图3是按照(a)~(c)的顺序示意性地示出在上述电动吸尘器的第1清扫行走模式下由检测单元检测到物体时的动作的一例的说明图。

图4是按照(a)~(c)的顺序示意性地示出上述电动吸尘器的第2清扫行走模式的第2行走模式下的动作的一例的说明图。

图5是按照(a)~(c)的顺序示意性地示出将上述电动吸尘器的第2清扫行走模式的第2行走模式结束时的动作的一例的说明图。

图6是上述电动吸尘器的立体图。

图7是从上方示出上述电动吸尘器的平面图。

图8是从下方示出上述电动吸尘器的平面图。

图9是示出上述电动吸尘器的内部构造的框图。

图10中,(a)是示意性地示出上述电动吸尘器的第1清扫行走模式的动作的一例的说明图,(b)是示意性地示出上述电动吸尘器的第2清扫行走模式的动作的一例的说明图,(c)是示意性地示出上述电动吸尘器的第3清扫行走模式的动作的一例的说明图。

图11是按照(a)~(c)的顺序示意性地示出上述电动吸尘器所进入的狭窄场所的例子的说明图。

图12是示出上述电动吸尘器的清扫动作的处理的概要的流程图。

图13是示出上述电动吸尘器的第1清扫行走模式的处理的流程图。

图14是示出上述电动吸尘器的第2清扫行走模式的处理的流程图。

图15是示出上述电动吸尘器的第2行走模式的处理的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图说明一个实施方式的构成。

在图6~图9中,11是作为自主行走体的电动吸尘器,该电动吸尘器11例如与内置有充电电路的未图示的作为基座装置的充电装置(充电台)等一起构成作为自主行走体装置的电动清扫装置。

并且,在本实施方式中,电动吸尘器11是一边在作为行走面的被清扫面即地面上自主行走(自走)一边对地面进行清扫的、所谓的自走式的扫地机器人(robot cleaner)。该电动吸尘器11具备:中空状的主体壳体15;使该主体壳体15在地面上行走的行走部16;对地面等的尘埃进行清扫的清扫部17;与包含充电装置的外部装置进行通信的通信部18;显示各种信息的显示部19;对行走部16、清扫部17、通信部18及显示部19进行控制的作为控制单元的控制部(控制器)20;以及向这些行走部16、清扫部17、通信部18、显示部及控制部20等供电的二次电池21。另外,以下将电动吸尘器11(主体壳体15)的沿着行走方向的方向作为前后方向(图6等所示的箭头FR、RR方向)、将与该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)作为宽度方向来进行说明。此外,图1等中示出的箭头X所指的方向表示电动吸尘器11(主体壳体15)的前侧。

主体壳体15例如由合成树脂等形成为扁平的圆柱状(圆盘状)等,在与地面相对的下表面分别开口有吸入口22及排气口23。

行走部16具备:驱动轮25、25,作为多个(一对)驱动部;马达26、26,是作为使这些驱动轮25、25驱动的动作部的驱动单元(驱动体);回转用的回转轮27;以及具有各种传感器的传感器部28等。

各驱动轮25用于使电动吸尘器11(主体壳体15)在地面上朝向前进方向及后退方向行走(自主行走)、即用于行走,沿着左右宽度方向具有未图示的旋转轴,在宽度方向上对称地配置。

各马达26例如与各个驱动轮25对应地配置,能够使各驱动轮25独立地驱动。

回转轮27位于主体壳体15的下表面的宽度方向的大致中央部且前部,是能够沿着地面回转的从动轮。

传感器部28具备:转速传感器30,作为检测例如各驱动轮25(各马达26)的转速的转速检测单元;物体传感器31,作为检测主体壳体15的前方的规定距离以内是否存在墙壁或家具等物理物体(障碍物)的(第1)障碍物检测单元(障碍物传感器)即物体检测单元;以及检测传感器32,作为检测主体壳体15的侧部前方的规定距离以内是否存在墙壁或家具等物理物体(障碍物)的(第2)障碍物检测单元(障碍物传感器)即检测单元。在该传感器部28还具备:例如检测地面的台阶等的红外线传感器等未图示的台阶检测单元(台阶传感器);检测地面的尘埃量的未图示的尘埃量检测单元(尘埃量传感器);接收来自充电装置等的无线信号(红外线信号)的光电二极管等的基座装置检测单元(基座装置传感器);以及碰撞防止信号检测单元(碰撞防止传感器),该碰撞防止信号检测单元(碰撞防止传感器)是通过检测从充电装置或区域划分单元(虚拟向导)等外部装置输出的无线信号(红外线信号),利用该无线信号来检测形成在外部装置的周围或区域内等的假想物体(障碍物)的红外线传感器等的作为物体检测单元(物体传感器)的障碍物检测单元(障碍物传感器)。

转速传感器30例如是光编码器等,通过该测定出的驱动轮25(马达26)的转速,控制部20检测及监视电动吸尘器11(主体壳体15)的回转角度和行进距离。即,该转速传感器30分别具有回转角度检测单元(回转角度传感器)及距离检测单元(距离传感器)的功能。

在本实施方式中,物体传感器31具有:减震体35,是构成主体壳体15的前侧半部的可动的圆弧状的接触件;以及开关36,通过减震体35的移动而动作,该物体传感器31是检测减震体35与物体的接触的接触传感器。即,本实施方式的物体传感器31检测与主体壳体15接触(位于零距离)的物体。

减震体35能够沿着主体壳体15的径向移动,例如被未图示的弹簧等施力单元(施力体)向从主体壳体15突出的方向施力。另外,该减震体35例如可以是从主体壳体15的一侧经由前部一直连续到另一侧的半圆弧状,也可以是将从主体壳体15的一侧经由前部直到另一侧的半圆弧区域分割为多个的圆弧状。像这样将减震体35分割为多个而构成的情况下,优选为左右对称的配置,例如分割为前部和左右两侧的3处等。

开关36通过与由于与物体的接触而相对后退的减震体35接触而动作、即被切换接通断开,至少在主体壳体15的两侧与减震体35的背面侧对置地配置。并且,通过这些开关36的任一个的接通断开被进行了切换,能够检测减震体35与物体的接触及其接触位置(接触方向)。在本实施方式中,物体传感器31被设定了多个区域,例如能够检测如下区域中的哪个区域与物体发生了接触,这些区域是:主体壳体15(减震体35)的包含左右方向的中心位置的、前侧的左右大致均等的规定角度范围,例如各15°即左右跨及30°的前侧区域31a;与该前侧区域31a的右侧邻接并且跨及到主体壳体15(减震体35)的右侧部的右侧的规定角度范围、例如75°的右侧区域31b;与前侧区域31a的左侧邻接且跨及到主体壳体15(减震体35)的左侧部的左侧的规定角度范围、例如75°的左侧区域31c。因此,物体传感器31检测主体壳体15的前侧的多个(3个)方向的角度范围的规定距离以内是否存在物体,在本实施方式中,左右对称地设定能够检测物体的区域31a、31b、31c。

检测传感器32是检测相对于主体壳体15离开规定距离的位置的物体、换言之检测与位于侧部前方的物体之间的距离的例如超声波传感器或红外线传感器等非接触传感器。即,该检测传感器32具有物体检测单元(物体传感器)、换言之测距单元(测距传感器)的功能。在本实施方式中,该检测传感器32配置在例如物体传感器31的右侧区域31b及左侧区域31c各自的中央部、即相对于主体壳体15的前方向左右方向分别倾斜52.5°的角度的位置。因此,该检测传感器32左右对称地配置。

清扫部17例如具备:位于主体壳体15内并吸入尘埃的电动送风机37;可旋转地安装于吸入口22且刮取尘埃的作为旋转清扫体的旋转刷38、以及对该旋转刷进行旋转驱动的刷马达39;可旋转地安装于主体壳体15的前侧等的两侧且刮取尘埃的作为回转清扫部的辅助清扫单元(辅助清扫部)即侧刷40、以及对该侧刷40进行驱动的侧刷马达41;以及收集尘埃的集尘部42。另外,电动送风机37、旋转刷38及刷马达39、侧刷40及侧刷马达41至少具备任一个即可。

通信部18具备发送部46,该发送部46例如是向充电装置等外部装置发送无线信号(红外线信号)的红外线发光元件等的发送单元。另外,在该通信部18中也可以具备例如经由访问点等与例如便携终端等外部装置进行无线信号的收发的无线LAN设备等。

显示部19显示时刻或时间、或者与电动吸尘器11有关的各种信息等,例如配置在主体壳体15的上部。另外,该显示部19例如是兼具可供使用者直接输入各种设定的输入操作单元(输入操作部)的功能的触摸板等。

控制部20是具备例如CPU、计时器及计数器等的个人计算机,具有:基于传感器部28的检测结果而一边自主行走一边通过清扫部17进行清扫的清扫模式;寻找充电装置并归位到充电装置的归位模式;经由充电装置对二次电池21进行充电的充电模式;以及动作待机中的待机模式。此外,在清扫模式中设定了多个、例如3个清扫行走模式,即第1清扫行走模式~第3清扫行走模式,这些清扫行走模式每隔规定时间进行切换。即,将各清扫行走模式进行了与各个清扫行走模式对应地设定的规定时间后,切换为下一清扫行走模式,在清扫时间内,例如反复执行第1清扫行走模式、第2清扫行走模式、第3清扫行走模式、第1清扫行走模式…。

第1清扫行走模式是在物体(障碍物)较少的区域(开放空间)高效率地行走的模式,也可以称作每当电动吸尘器11(主体壳体15)在房间中与物体接近到规定距离以内(碰撞到物体)时改变方向并直行的、所谓的随机反弹行走模式。该第1清扫行走模式中,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)直行,若通过物体传感器31在规定距离以内检测到物理物体(障碍物)P(检测与电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的接触)或者通过检测传感器32在规定距离以内检测到物体(障碍物)P则视为检测到接触,该情况下,为了从物体P离开而稍稍后退,之后回转规定的回转角度(原地转弯(pivot turn))而随机地改变行走方向,之后再直行(如图10(a)中的箭头S1所示)。另外,在以下的说明中,直行不仅包括沿着直线直行,还包括沿着与直线近似的圆弧等行进的、实质上的直行。

第2清扫行走模式用于通过侧刷40(清扫部17)有效地对尘埃容易堆积的例如墙壁等障碍物的附近、清扫区域的角落等进行清扫,具备第1行走模式和第2行走模式,第1行走模式中,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)以直线状行走(直行),并且在由物体传感器31或检测传感器32检测到物体时,使主体壳体15回转与该检测到的物体的方向对应的角度,从而使该主体壳体15的侧部朝向物体,第2行走模式中,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使主体壳体15沿着由物体传感器31或检测传感器32检测到的物体以弯曲状行走(如图10(b)中的箭头S2所示)。

第1行走模式用于使电动吸尘器11(主体壳体15)进入尘埃容易堆积的例如家具的腿等的周围,是如下的模式:简单地判断由物体传感器31或检测传感器32检测到的物体是否为墙壁,是墙壁的情况下,使电动吸尘器11(主体壳体15)沿着墙壁以直线状行走,不是墙壁的情况下,使电动吸尘器11(主体壳体15)以围绕物体的方式绕过物体。此外,第2行走模式用于从通过第1行走模式而进入的狭窄场所等脱离,也可以称作狭窄场所脱离行走模式。

第3清扫行走模式用于通过侧刷40(清扫部17)来有效地对尘埃容易堆积的例如墙壁等障碍物的附近或清扫区域的角落等进行清扫,也可以称作沿墙行走模式,使电动吸尘器11(主体壳体15)与由物体传感器31或检测传感器32检测到的物体即障碍物(墙壁)等的区域的外缘维持大致一定的规定距离而大致平行地行走。该第3清扫行走模式中,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使得通过检测传感器32检测侧方的障碍物(墙壁)并沿着该障碍物以大致直线状行走,并且当由物体传感器31在前方检测到物体时在该位置回转规定角度(原地转弯)而使电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部即检测传感器32改变方向而朝向物体,再沿着墙壁以直线状行走(如图10(c)中的箭头S3所示)。另外,在本实施方式中,以下将第3清扫行走模式设为在电动吸尘器11(主体壳体15)的右侧面向墙壁、换言之使电动吸尘器11(主体壳体15)的右侧沿着物体即障碍物(墙壁)行走的、所谓靠右的模式,但也可以是将动作左右反转的靠左的模式,还可以是对于这些靠右的模式和靠左的模式,基于规定条件例如每经过规定时间(10分钟等)切换第3清扫行走模式的靠右和靠左。

此外,二次电池21与例如在主体壳体15的下表面的后部的两侧露出的作为连接部的充电端子48、48电连接,这些充电端子48、48与充电装置侧的充电用端子电连接及机械连接,从而经由充电装置被充电。

接下来,说明上述一个实施方式的动作。

一般来说,电动吸尘器11大体分为进行清扫的清扫作业和通过充电装置对二次电池21进行充电的充电作业。并且,清扫作业由电动吸尘器11从充电装置脱离的脱离动作、在该脱离动作之后通过清扫部17进行清扫的清扫动作、在该清扫动作之后或清扫动作之中寻找充电装置的寻找动作、电动吸尘器11朝向通过该寻找动作检测到的充电装置行走的靠近动作、以及接近了充电装置的电动吸尘器11与充电装置连接(对接)的连接动作等构成。

(清扫作业)

首先说明清扫作业的概要,与充电装置连接的电动吸尘器11的控制部20在清扫开始的定时切换到清扫模式后,电动吸尘器11从充电装置脱离,然后一边避开障碍物一边在地面上切换清扫行走模式而行走,并且由清扫部17清扫地面的尘埃并捕集。并且,以基于清扫的区域的大小和复杂程度计算出的清扫时间以上实施了清扫后,电动吸尘器11归位到充电装置而结束清扫作业。

更详细地说,参照图12所示的流程图说明清扫作业,电动吸尘器11在成为例如预先设定的清扫开始时刻时等,在清扫的开始的定时,控制部20从待机模式切换到清扫模式,使清扫部17及行走部16等驱动,从充电装置例如以直线状脱离(脱离动作(步骤1))。

接着,控制部20通过与传感器部28的检测对应地使驱动轮25、25(马达26、26)驱动,一边避开物体(障碍物)或台阶等,一边切换各清扫行走模式而使电动吸尘器11(主体壳体15)在地面上行走,并通过清扫部17清扫地面的尘埃并捕集(清扫动作(步骤2))。

进而,控制部20在该清扫动作中根据例如电动吸尘器11(主体壳体15)的移动距离、尘埃量来推测清扫的区域的大小、复杂程度,基于该推测出的区域的大小、复杂程度,计算清扫时间T1(步骤3)。然后,控制部20判断实施清扫的清扫实施时间T2是否成为了步骤3中计算出的清扫时间T1以上(步骤4)。在该步骤4中判断为清扫实施时间T2不是清扫时间T1以上时,回到步骤2。此外,在该步骤4中判断为清扫实施时间T2为清扫时间T1以上的情况下,电动吸尘器11使控制部20切换为归位模式,通过该控制部20使驱动轮25、25(马达26、26)驱动并行走,并且寻找充电装置(寻找动作(步骤5))。在该寻找动作中,电动吸尘器11检测是否由接收单元(接收部)接收到了从充电装置的信号输出单元(信号输出部)发出的无线信号。

然后,使电动吸尘器11(主体壳体15)朝向由寻找动作寻找并检测到的充电装置行走后,如果接近到了规定距离,则使充电端子48、48朝向充电装置沿着无线信号(引导信号)以直线状接近充电装置(接近动作(步骤6))。然后,将充电端子48、48与充电用端子连接(对接)(连接动作(步骤7))。然后,电动吸尘器11和充电装置的连接结束后,控制部20使清扫部17及行走部16等停止而结束清扫作业。

说明上述的清扫动作中的各清扫行走模式。

参照图13所示的流程图进行说明,在第1清扫行走模式时,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)直行规定距离(步骤11)。接着,控制部20判断是否由物体传感器31在规定距离以内检测到了物体(检测与电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的接触)(步骤12)。在该步骤12中判断为由物体传感器31检测到了物体(主体壳体15(减震体35)与物体接触(碰撞))的情况下,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)后退规定的较小距离(步骤13),进入后述的步骤15。由于物体传感器31是接触传感器,所以该后退的目的是在后述的回转时避免主体壳体15(减震体35)剐蹭到物体,只要使主体壳体15(减震体35)稍稍离开物体即可。另一方面,在步骤12中判断为物体传感器31未检测到物体(主体壳体15(减震体35)未与物体接触(碰撞))的情况下,控制部20判断是否由检测传感器32在规定距离以内检测到物体(步骤14)。在该步骤14中判断为检测传感器32未检测到物体的情况下,返回步骤11。此外,在该步骤14中判断为由检测传感器32检测到了物体的情况下,进入步骤15。

在步骤15中,控制部20判断第1清扫行走模式是否实施了规定时间。在该步骤15中判断为第1清扫行走模式实施了规定时间以上的情况下,控制部20结束第1清扫行走模式,转移到其他清扫行走模式。此外,在步骤15中判断为第1清扫行走模式未实施规定时间以上(低于规定时间)的情况下,控制部20决定电动吸尘器11(主体壳体15)的回转角度及回转方向(步骤16)。

在此,在由物体传感器31检测到物体的情况下(经由了步骤12及步骤13的情况下),回转角度是对通过在90°中加上规定的避开角并加上或减去物体传感器31的左右方向的同时反应角度范围而计算出的最低回转角度、加上规定的角度范围的随机数而求出的。具体地说,在本实施方式中,避开角设定为例如5°,同时反应角度范围设定为前侧区域31a向左右的角度、例如15°,规定的角度范围设定为例如0°~30°。然后,在物体传感器31的右侧区域31b或左侧区域31c检测到物体时(例如在图2(a)中表示在左侧区域31c检测到物体时),减去同时反应角度范围而将回转方向设定为从物体远离的方向,也就是说,在右侧区域31b检测到物体时设定为逆时针方向(向左转),在左侧区域31c检测到物体时设定为顺时针方向(向右转)。此外,在物体传感器31的前侧区域31a检测到物体时(例如图2(b)所示),加上同时反应角度范围,并且将回转方向以随机数决定为顺时针方向或逆时针方向。由此,可靠地防止在电动吸尘器11(主体壳体15)在物体附近改变方向并直行时再次检测到同一物体(与同一物体再次接触(再次碰撞),即二次接触)。

此外,在由物体传感器31未检测到物体(减震体35未与物体接触)而由检测传感器32检测到物体的情况下(经由步骤14的情况下)(图3(a)),以使电动吸尘器11(主体壳体15)相对于物体平行的方式,也就是说,以使检测到该物体的一侧的检测传感器32朝向物体、换言之使得电动吸尘器11(主体壳体15)的前方向朝向与物体平行的方向(图3(b))的方式设定回转角度及回转方向,并进一步设定追加回转角度(图3(c))。该追加回转角度通过对例如最小避开角加上规定的角度范围的随机数而设定。由此,对回转角度赋予随机性,并且防止上述的二次接触。

另外,回转角度优选设定成在第1清扫行走模式下确保移动性,并且从物体的脱离角度为锐角以使控制部20能够基于最大直行距离来推测清扫的区域的大小。

然后,使电动吸尘器11(主体壳体15)向步骤16中决定的回转角度及回转方向回转(步骤17),返回步骤11。

接下来,参照图14所示的流程图进行说明,在第2清扫行走模式时,控制部20首先使电动吸尘器11(主体壳体15)以第1行走模式行走规定距离。即,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)直行规定距离(步骤21)。接着,控制部20判断是否由物体传感器31在规定距离以内检测到物体P(检测与电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的接触)(步骤22)。在该步骤22中判断为由物体传感器31检测到物体P(主体壳体15(减震体35)与物体P接触(碰撞)(例如图1(a)))的情况下,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)后退规定的较小距离(步骤23、图1(b)),进入后述的步骤24。该后退与上述的步骤13相同。另一方面,在步骤22中判断为由物体传感器31未检测到物体P(主体壳体15(减震体35)未与物体P接触(碰撞))的情况下,返回步骤21。

在步骤24中,控制部20存储物体P的检测定时,并且判断该物体P的检测定时从上次检测定时起算是否低于规定时间、例如4000ms。然后,在该步骤24中判断为低于规定时间的情况下,控制部20将物体检测计数器ObC加1(步骤25),判断该物体检测计数器ObC是否成为规定值(例如5)以上(步骤26)。然后,在判断为物体检测计数器ObC是规定值以上的情况下,将物体检测计数器ObC复位为0,并且切换到第2行走模式(步骤27)。另一方面,在步骤26中判断为物体检测计数器ObC不是规定值以上(低于规定值)的情况下,进入后述的步骤29。即,在步骤24~步骤27中,控制部20判断由物体传感器31在规定时间以内检测到物体P的情况是否连续了规定次数以上,当判断为由物体传感器31在规定时间以内检测到物体P的情况连续了规定次数以上时,判断为电动吸尘器11(主体壳体15)进入了狭窄场所,进行控制而进入第2行走模式。

另一方面,在步骤24中判断为物体P的检测定时从上次检测定时起算不是低于规定时间、例如4000ms(4000ms以上)的情况下,将物体检测计数器ObC复位(步骤28),进入步骤29。

在步骤29中,控制部20判断第2清扫行走模式是否实施了规定时间。在该步骤29中判断为第2清扫行走模式实施了规定时间以上的情况下,控制部20结束第2清扫行走模式,转移到其他清扫行走模式。此外,在步骤29中判断为第2清扫行走模式未实施规定时间以上(低于规定时间)的情况下,控制部20通过以下的步骤30~步骤34的处理,决定电动吸尘器11(主体壳体15)的回转角度及回转方向。

首先,控制部20判断在步骤22中物体传感器31在哪个区域检测到了物体P、换言之电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))以怎样的角度与物体P接触(碰撞)。例如控制部20判断前侧区域31a是否与物体P接触(步骤30)。在该步骤30中判断为前侧区域31a与物体P接触的情况下,控制部20将回转角度设定为例如75°(右侧区域31b及左侧区域31c的角度范围),并且将回转方向随机地设定为顺时针方向或逆时针方向(步骤31),进入以下的步骤35。此外,在该步骤30中判断为前侧区域31a未与物体P接触的情况下,控制部20判断左侧区域31c是否与物体P接触(步骤32)。然后,在该步骤32中判断为左侧区域31c与物体P接触的情况下(在图1(a))中,控制部20将回转角度设定为例如30°(前侧区域31a的角度范围),并且将回转方向设定为顺时针方向(右转方向)(步骤33),进入以下的步骤35。进而,在步骤32中判断为左侧区域31c未与物体P接触的情况下,控制部20判断为右侧区域31b与物体P接触,将回转角度设定为例如30°(前侧区域31a的角度范围),并且将回转方向设定为逆时针方向(左转方向)(步骤34),控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)向步骤30~步骤34中决定的回转角度及回转方向回转(步骤35、图1(c))。即,控制部20将回转角度及回转方向设定成,使电动吸尘器11(主体壳体15)回转(原地转弯)与物体传感器31检测到的物体P的方向的角度范围(各区域31a、31b、31c的角度范围)对应地设定的角度,从而使该电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体P。

接下来,控制部20判断位于物体P侧的检测传感器32是否在附近的规定距离以内、例如50mm以下的距离检测到了物体P(步骤36)。在该步骤36中判断为检测传感器32在附近的规定距离以内未检测到物体P的情况下,判断为物体P是墙壁等长条状地连续的物体的可能性低,进入后述的步骤41。此外,判断为检测传感器32在附近的规定距离以内检测到物体P的情况下,进入以下的步骤37。

即,在步骤35的回转的时点,电动吸尘器11(主体壳体15)尚未成为侧部完全朝向物体P的状态(与物体P平行的状态)。于是,从该状态起,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)进一步回转(步骤37、图1(d)),判断在回转到预先设定的最小回转角度与最大回转角度之间的角度的期间是否由检测传感器32在规定距离以内检测到了物体P、换言之电动吸尘器11(主体壳体15)的前侧是否相对于物体P大致平行(步骤38)。在此,最小回转角度指的是,从步骤35的状态起电动吸尘器11(主体壳体15)回转到该最小回转角度的期间,检测传感器32对物体P的检测(与物体P的距离的检测)为无效的角度,最大回转角度指的是,用于使电动吸尘器11(主体壳体15)不能更进一步回转的上限的角度。在本实施方式中,最小回转角度例如设定为0°,最大回转角度设定为30°。

然后,在步骤38中,控制部20在判断为回转到最小回转角度与最大回转角度之间的角度的期间由检测传感器32在规定距离以内检测到了物体P的情况下,判断为相对于长条状地连续的墙壁等物体P、图1(e)所示的电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部成为了沿着1的状态(平行化成功)、换言之判断为物体P1是连续的壁状,使电动吸尘器11(主体壳体15)沿着该物体P1行走规定距离(沿墙行走,步骤39)。在该步骤39的行走中,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使得由检测传感器32检测到的与物体P1的距离保持规定值、例如10mm,并且行走规定距离、例如350mm(图1(f))。

然后,控制部20根据由物体传感器31及检测传感器32检测周围物体的结果和随机数,决定电动吸尘器11(主体壳体15)的回转角度及回转方向,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)向从物体P1脱离的方向回转(步骤40),回到步骤21。

另一方面,在步骤38中判断为在回转到最小回转角度与最大回转角度之间的角度的期间由检测传感器32在规定距离以内未检测到物体P的情况下,判断为图1(g)所示那样的侧部朝向不连续的家具的腿等能绕过(迂回)的物体P2、换言之判断为物体P2不是壁状,使电动吸尘器11(主体壳体15)以沿着该物体P2直行规定距离并绕过该物体P2的方式回转行走(狭窄场所进入行走,步骤41)。该步骤41的回转行走为,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使得将回转半径设为主体壳体15的半径+规定值(例如10mm),将回转角度设定为90°,并且将回转方向设为步骤35中的回转方向的相反方向而进行回转行走(图1(h))。另外,在该回转行走中,物体传感器31检测到与物体的接触时,控制部20在该时点停止回转,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)后退规定的较小距离。该后退与上述的步骤13同样。

接着,控制部20将步骤41的回转行走角度的实际值累积(步骤42),判断该累积的角度是否为规定角度、例如90°以上(步骤43)。然后,在该步骤43中判断为累积的角度不是规定角度(90°)以上(低于规定角度)的情况下,返回步骤30。此外,在该步骤43中判断为累积的角度是规定角度(90°)以上的情况下,将累积的角度初始化为0°(步骤44),返回步骤21。即,在本实施方式中,如果能够回转行走90°以上,则判断为能够绕过物体P2。

此外,第2行走模式用于在电动吸尘器11(主体壳体15)进入了例如图11(a)所示的家具的腿等相互分离配置的多个物体P之间、图11(b)所示的三方被墙壁等物体P包围的狭小宽度的死胡同、或者图11(c)所示的周围被墙壁等物体P包围的狭小区域等时从这些地方脱离。作为该第2行走模式,有电动吸尘器11(主体壳体15)的右侧面向物体P即靠右的情况、以及将动作左右反转的靠左的情况,可以使用至少任意一种情况或者基于规定条件切换这些情况,为了便于说明说明,举出靠右的情况为例进行说明。参照图15所示的流程图,在该第2行走模式中,控制部20首先判断该第2行走模式是否实施了规定时间、例如20秒(步骤51)。在该步骤51中判断为第2行走模式实施了规定时间以上的情况下,控制部20结束第2行走模式,转移到第1行走模式或其他清扫行走模式。此外,在步骤51中判断为第2行走模式未实施规定时间以上(低于规定时间)的情况下,使电动吸尘器11(主体壳体15)以绕过物体P的方式回转行走(步骤52)。该步骤52的回转行走为,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使得将回转半径设为主体壳体15的半径+规定值(例如10mm),将回转角度设为360°,并且将回转方向设为顺时针方向(向右转方向)而进行回转行走(图4(a))。然后,控制部20判断是否由物体传感器31检测到了物体P、换言之电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))是否与物体P接触(碰撞)(步骤53)。在该步骤53中判断为由物体传感器31检测到了物体P的情况下(图4(b)),控制部20在该时点将回转停止,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)后退规定的较小距离(步骤54),进入步骤55。该后退与上述的步骤13同样。

控制部20判断步骤52的回转行走角度的实际值是否成为规定角度、例如100°以上(步骤55)。然后,在该步骤55中判断为角度的实际值不是规定角度(100°)以上(低于规定角度)的情况下,控制部20通过以下的步骤56~步骤60的处理而决定电动吸尘器11(主体壳体15)的回转角度。

首先,控制部20判断在将步骤52的回转行走停止的时点,物体传感器31用哪个区域检测到了物体P、换言之电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))以怎样的角度与物体接触(碰撞)。例如控制部20判断前侧区域是否31a与物体P接触(步骤56)。在该步骤56中判断为前侧区域31a与物体P接触的情况下,控制部20将回转角度设定为例如75°(右侧区域31b及左侧区域31c的角度范围)(步骤57),进入以下的步骤61。此外,在该步骤56判断为前侧区域31a未与物体P接触的情况下,控制部20判断左侧区域31c是否与物体P接触(步骤58)。然后,在该步骤58中判断为左侧区域31c与物体P接触的情况下,控制部20将回转角度设定为例如105°(前侧区域31a的角度范围)(步骤59),进入以下的步骤61。进而,在步骤58中判断为左侧区域31c与物体P接触的情况下,控制部20判断为右侧区域31b与物体P接触,将回转角度设定为例如20°(前侧区域31a的角度范围)(步骤60),控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)向顺时针方向回转由这些步骤56~步骤60决定的回转角度(步骤61)。即,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)相对于由物体传感器31检测到的物体P回转与该物体P的方向对应的角度,换言之,根据电动吸尘器11(主体壳体15)与物体P的位置关系来分别设定回转角度,从而使电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体P。因此,通过该第2行走模式,电动吸尘器11(主体壳体15)被控制部20控制为,沿着由物体传感器31检测到的物体P以弯曲状(圆弧状)行走(图4(c))。

另一方面,在步骤55中判断为角度的实际值是规定角度(100°)以上的情况、以及在步骤53中判断为由物体传感器31未检测到物体P的情况下,在步骤52的回转行走中进行了所设定的回转角度即360°的回转,所以控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)回转(原地转弯)规定角度、例如30°(步骤62、图5(a)),进而使电动吸尘器11(主体壳体15)直行规定距离(步骤63、图5(b))。然后,控制部20判断是否由物体传感器31检测到了物体P(步骤64)。在该步骤64中判断为由物体传感器31未检测到物体的情况下,返回步骤63。此外,在该步骤64中判断为由物体传感器31检测到了物体P时,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)后退规定的较小距离(步骤65)。该后退与上述的步骤13同样。然后,控制部20判断电动吸尘器11(主体壳体15)直行的距离是否为规定距离、例如500mm以上(步骤66)。在该步骤66中判断为电动吸尘器11(主体壳体15)直行的距离是规定距离以上的情况下,判断为电动吸尘器11(主体壳体15)从狭窄场所成功脱离,结束第2行走模式,并且转移到第1行走模式或其他清扫行走模式。此外,在步骤66判断为电动吸尘器11(主体壳体15)直行的距离不是规定距离以上(低于规定距离)的情况下,返回步骤51。另外,第2行走模式的靠左的情况下,步骤52、步骤61及步骤62的回转方向成为逆时针方向(向左转方向),且步骤58的判断为右侧区域31b,其他同样。

进而,在第3清扫行走模式时,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)沿着墙壁等的清扫区域的外缘的物体直行。这时,控制部20进行控制,使得由检测传感器32检测的电动吸尘器11(主体壳体15)的侧方与物体的距离维持为规定距离、例如10mm。然后,由物体传感器31在规定距离以内检测到物体(检测到与电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的接触)的情况下,控制部20控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)回转(原地转弯),使前侧相对于物体大致平行并继续直行。此外,在第3清扫行走模式实施了规定时间的情况下,切换到其他清扫行走模式。

通过使用这些第1清扫行走模式~第3清扫行走模式,能够无死角地对区域内的地面整体进行清扫。

在本实施方式中,为了在进入狭窄场所时脱离而使用的第2清扫行走模式的第2行走模式仅在第2清扫行走模式下使用,但是在第1清扫行走模式及第3清扫行走模式中也可以加入与用于从第2清扫行走模式的第1行走模式转移到第2行走模式的判断条件同样的判断及控制,并执行与第2清扫行走模式的第2行走模式同样的行走模式,能够短时间内从狭窄场所脱离,能够减小滞留在狭窄场所而导致的清扫时间的损失。

(充电作业)

电动吸尘器11连接到充电装置之后,在规定的定时,例如成为预先设定的充电开始时刻时、或者从电动吸尘器11连接到充电装置起算经过了规定时间时等,控制部20转移到充电模式,开始从充电装置向二次电池21的充电。然后,判断为二次电池21的电压上升到规定的使用可能电压时,结束充电作业,控制部20成为待机模式。

根据以上说明的一个实施方式,控制部20在第1行走模式或第2行走模式中,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使得在由物体传感器31检测到物体时,使电动吸尘器11(主体壳体15)旋转与该检测到的物体的方向对应的角度,具体地说,与由物体传感器31检测到的电动吸尘器11(主体壳体15)的前侧的多个方向的角度范围(各区域31a、31b、31c的角度范围)对应地设定的角度,从而使电动吸尘器11(的主体壳体的侧部朝向物体,所以能够有效地避开物体,并且高效率地对狭窄场所进行清扫。

具体地说,控制部20在第1行走模式中,在由物体传感器31检测到物体P2时,在以使电动吸尘器11(主体壳体15)回转与该检测到的物体P2的方向对应的角度、从而使该电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体P2的方式对控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作进行了控制后的状态下,在由检测传感器32未检测到物体P2的情况下(图1(g)),判断为是不连续的家具的腿等能够绕过的物体P2,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)直行规定距离之后,向由物体传感器31检测到的物体P2侧回转行走(图1(h)),所以积极地灵活运用物体传感器31和检测传感器32的检测,能够使电动吸尘器11(主体壳体15)高效率(高准确率)地进入物体P2所配置的狭窄场所,能够有效地对狭窄场所的地面进行清扫。

此外,控制部20在第1行走模式中,在由物体传感器31检测到物体P1时,在以使电动吸尘器11(主体壳体15)回转与该检测到的物体P1的方向对应的角度、从而使该电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体P1的方式对马达26、26(驱动轮25、25)的动作进行了控制后的状态下,在由检测传感器32检测到物体P1的情况下(图1(e)),判断为是连续的墙壁等的物体P1,控制马达26、26(驱动轮25、25)的动作,使电动吸尘器11(主体壳体15)沿着物体P1直行,所以能够有效地对墙壁等物体P1的附近的地面进行清扫。

进而,控制部20在使电动吸尘器11(主体壳体15)直行并且由物体传感器31检测到物体时以使电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体的方式对马达26、26(驱动轮25、25)的动作进行控制的第1行走模式时,当由物体传感器31在规定时间内检测到物体的情况连续了规定次数以上时,判断为进入了不容易脱离的狭窄场所,切换到以使电动吸尘器11(主体壳体15)沿着由物体传感器31检测到的物体以弯曲状行走的方式对马达26、26(驱动轮25、25)的动作进行控制的第2行走模式,从而积极地灵活运用物体传感器31的检测,能够提高从狭窄场所脱离的可能性。

并且,控制部20在第2行走模式时判断为电动吸尘器11(主体壳体15)回转了规定角度(100°)以上时,以使电动吸尘器11(主体壳体15)向相反方向回转之后再直行的方式对马达26、26(驱动轮25、25)的动作进行控制,所以能够防止电动吸尘器11(主体壳体15)再次进入通过第2行走模式下的回转而已经脱离的狭窄场所。

因此,电动吸尘器11在清扫动作中相对于物体转换方向的一连串动作中,基于物体传感器31和检测传感器32的检测,高准确率地判断物体的形状,进行与这些物体的形状对应的行走控制,所以分别积极地灵活运用这些物体传感器31和检测传感器32的检测,不必进行无用的动作和复杂的控制,能够顺畅地从物体绕过及迂回、或者向狭窄场所进入及从狭窄场所脱离,能够高准确率且高效率地(短时间内)对狭窄场所进行清扫。

此外,物体传感器31采用通过与物体的接触而检测物体的接触传感器,从而能够分别高精度地检测物体、以及该物体与电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的距离,并且在由物体传感器31检测到物体时,通过首先后退而使物体传感器31(减震体35)从物体分离,从而,在使电动吸尘器11(主体壳体15)回转与该检测到的物体的方向对应的角度而使电动吸尘器11(主体壳体15)的侧部朝向物体时,能够避免物体传感器31(减震体35)剐蹭到物体,能够更可靠地防止物体或电动吸尘器11(主体壳体15(减震体35))的擦伤。

另外,在上述一个实施方式中,作为物体传感器31,例如可以使用超声波传感器或红外线传感器等非接触型的测距传感器,不必接触位于规定距离以内的物体,就能够进行检测。

此外,检测传感器32左右对称地配置,但是在例如第2行走模式或第3清扫行走模式中,仅设为靠右或靠左的模式的情况下,仅在该方向具有检测传感器32就能够实现与上述的一个实施方式同样的作用效果。

进而,清扫动作除了从充电装置开始之外,还可以将清扫区域中的任意的位置作为开始位置。

以上说明了本发明的一个实施方式,但是该实施方式只是作为例子提示,不意图限定发明的范围。该新的实施方式能够以其他各种方式来实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨内,也包含在权利要求所记载的发明及其等同范围内。

一种电动吸尘器的行走控制方法,基于物体传感器进行的、在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内是否存在物体的检测,使主体壳体自主行走,其特征在于,在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内检测到物体时,使主体壳体回转与该检测到的物体的方向对应的角度,从而使该主体壳体的侧部朝向物体。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的角度范围的规定距离以内检测到物体时,使主体壳体回转与该检测到的物体的方向的角度范围对应地设定的角度,从而使该主体壳体的侧部朝向物体。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,在主体壳体的前侧的多个方向的任一个方向上物体接触到物体传感器时,使主体壳体暂时后退而从物体离开之后,使主体壳体回转与该物体的方向对应的角度,从而使该主体壳体的侧部朝向物体。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,在由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内检测到物体时,以使主体壳体回转与该检测到的物体的方向对应的角度、从而使该主体壳体的侧部朝向物体的方式对驱动轮的动作进行了控制后的状态下,在由检测传感器在主体壳体的侧部前方未检测到物体的情况下,使主体壳体直行规定距离之后,使主体壳体朝向所述物体侧回转行走。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,在由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内检测到物体时,以使主体壳体回转与该检测到的物体的方向对应的角度、从而使该主体壳体的侧部朝向物体的方式对驱动轮的动作进行了控制后的状态下,在由检测传感器在主体壳体的侧部前方检测到物体的情况下,使主体壳体沿着该物体直行。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,具备第1行走模式和第2行走模式,所述第1行走模式中,使主体壳体直行,并且,在由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内检测到物体时使主体壳体的侧部朝向物体,所述第2行走模式中,使主体壳体沿着由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内检测到的物体以弯曲状行走,在第1行走模式时,在规定时间内由物体传感器在主体壳体的前侧的多个方向的规定距离以内连续规定次数以上检测到物体时,切换到第2行走模式。

一种电动吸尘器的行走控制方法,其特征在于,在第2行走模式时,当主体壳体回转了规定角度以上时,使主体壳体向相反方向回转之后,使该主体壳体直行。

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