专利名称：自动行走式清扫机和其中使用的充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动清扫机和其中使用的充电装置，特别是涉及可以自律地改变位置的自动行走式清扫机和其中使用的充电装置。
背景技术：
现有的可以自动行走的电动清扫机的例子记载在专利文献1中。该专利公报中记载的电动清扫机备有具有各支持轮的主体、在清扫面上行进的方向中驱动电动清扫机的轮子的驱动部件、尘埃分离装置和将空气引入尘埃分离装置的风扇。而且为了与墙壁等密切接触可以进行清扫，将清扫机头安装在横断行进方向的方向上，至少在主体的一个侧面突出。当存在障碍物时，能够将突出的头引入主体的一侧中。
现有的可以自动行走的电动清扫机的其它例子记载在专利文献2中。该专利公报中记载的机器人清扫机，为了如果消耗了电池电源就能够自动对电池电源充电，具有检测电池的充电电平达到预定电平以下的充电电平检测部件、将电源供给电池的电源供给器、和电连接电源供给器与电池的电源输入部件。
现有的可以自动行走的清扫机的又一个其它例子记载在专利文献3中。该小册子中记载的机器人清扫机备有具有前保险杠单元的底盘和至少2个驱动轮等。前保险杠单元对于底盘是可动的，检测该底盘和前保险杠单元的移动，如果前保险杠单元遇到障碍物则将控制信号发送给引导控制系统。因此，即便存在障碍物，引导控制系统也能够操作机器人清扫机使它绕过障碍物。
日本2002年公布的2002-532177号专利公报 日本平成8年公布的8-83125号专利公报[专利文献3]国际公布的第02/067745号小册子在上述专利文献1中记载的可以自动行走的电动清扫机中，因为没有检测吸入口体的突出量的部件、和根据墙壁与清扫机主体的位置关系控制吸入口体的部件，所以存在着在房间的角部等不能吸到依然会余留下来的担心。又，因为用弹簧等将吸入口体压在墙壁上，所以也存在着在墙壁上留下擦拭痕迹的担心。
又在上述专利文献2中记载的可以自动行走的电动清扫机中，当集尘箱内吸引的垃圾装满时必须用手丢弃垃圾。因此，在容量有限的自动行走式清扫机中，需要频繁地处理垃圾，要使清扫机完全自动化是困难的。进一步，在上述专利文献3中记载的可以自动行走的清扫机中，因为只可以检测在自动行走式清扫机前方的障碍物，所以当向后方行进时，需要转换方向。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术的不适合情况提出的，本发明的目的是包含房间的角部直到墙壁和家具近旁都可以用自动行走式清扫机进行清扫。本发明的其它目的是使自动行走式清扫机小型化。本发明的又一个其它目的是使自动行走式清扫机的充电工作自动化。而且本发明将达到这些目的中的至少任何一个作为目的。
为了达到上述目的，本发明的自动行走式清扫机，搭载电源可以自律行走，其中设置了外形圆的侧面罩和可以容纳在该罩内并且可以在对于行进方向的横方向中改变位置的吸入口体，该吸入口体可以超过清扫机的最大宽度地改变位置。
而且其中，最好设置保持电源的基板、将侧面罩弹性地支持在该基板上的悬挂体、和位于侧面罩的圆周方向的多个地方用于检测侧面罩改变位置方向的检测部件。又，最好设置配置在清扫机内部，从吸入口体吸入包含尘埃的空气的风扇、贮存该风扇吸入的空气中的尘埃的第1集尘部件、设置在该集尘部件的外壁部的可以开闭的挡板、和可以将第1集尘部件和配置在清扫机外部的第2集尘部件接合起来的引导部件，可以将贮存在第1集尘部件中的尘埃移动到第2集尘部件，也可以设置可以从外部电源向电源供电的充电端子，在对电源充电的过程中可以将尘埃从第1集尘部件移动到第2集尘部件。
为了达到上述目的，本发明的另一个自动行走式清扫机，备有吸入尘埃的吸入口体、贮存从该吸入口体吸入的尘埃的集尘箱、检测清扫机周边的物体的检测部件、和根据该检测部件的输出控制清扫机的行走方向的控制部件，其中设置可以将上述吸入口体容纳在清扫机内，可以在对于行进方向的横方向中改变该吸入口体位置的变位部件、和即便用上述变位部件改变吸入口体位置也能够将吸入口体气密地保持在集尘箱上的气密部件，而且，可以滑动集尘箱和吸入口体。
而且其中，最好当使清扫机沿墙壁行走时变位部件可以超过清扫机的横向宽度地改变吸入口体的位置，控制部件根据检测部件的输出控制吸入口体使它离开墙壁预定距离或与墙壁相接地行走。又，最好当使清扫机沿墙壁行走时变位部件可以超过清扫机的横向宽度地改变吸入口体的位置，并设置使该改变了位置的吸入口体回到清扫机一侧的部件。
为了达到上述目的，本发明的自动行走式清扫机用电源装置，具有从商用电源向搭载在自动行走式清扫机上的电源供电的供电部件、电连接该供电部件和自动行走式清扫机的第1接点、和当使自动行走式清扫机的第2接点与该第1接点连接时引导自动行走式清扫机的引导部件，并备有将操作指令输入到自动行走式清扫机的输入部件和将从该输入部件输入的操作指令传达给自动行走式清扫机的部件。
为了达到上述目的，本发明的另一自动行走式清扫机用电源装置，备有从商用电源向搭载在自动行走式清扫机上的电源供电的供电部件、电连接该供电部件和自动行走式清扫机的第1接点、当使自动行走式清扫机的第2接点与该第1接点连接时引导自动行走式清扫机的引导部件，移动贮存在自动行走式清扫机具有的集尘箱中的尘埃的吸引部件和集尘部件，并备有容纳自动行走式清扫机的容纳单元，具有检测该自动行走式清扫机进入该容纳单元的检测部件和显示进入的显示部件。
而且其中，也可以具有控制吸引部件的控制部件，当供电装置工作时该控制部件使吸引部件工作地进行控制。
图1是与本发明有关的自动行走式清扫机的一个实施例的上面截面图和侧面截面图。
图2是说明用于图1所示的自动行走式清扫机的可动吸入口的可动范围的图。
图3是图1所示的自动行走式清扫机备有的上面罩的上面图。
图4是说明自动行走式清扫机的清扫方法的图。
图5是图1所示的自动行走式清扫机的部分纵截面图。
图6是图1所示的自动行走式清扫机的主体部分和充电装置的上面图和侧面图。
图7是图1所示的自动行走式清扫机的引导部分的上面图和正面图。
图8是图1所示的自动行走式清扫机的底面图。
图9是与本发明有关的自动行走式清扫机的其它实施例的上面图和侧面图。
图10是图9所示的自动行走式清扫机的变形例的侧面图。
具体实施例方式
我们用图1到图8说明与本发明有关的自动行走式清扫机系统的一个实施例。自动行走式清扫机系统备有自动行走并清扫尘埃的清扫机1、和向该清扫机1具有的蓄电池22供电的充电装置200。图1表示自动行走式清扫机1的截面图。图1(a)是图1(b)的A-A截面图的上面图，图1(b)是纵截面图。清扫机1的行进方向是图1的左方向。
自动行走式清扫机1的外形是由上面罩27和侧面罩23形成的大致圆形。在清扫机1的内部在下部两侧面上，安装着行走用的一对驱动轮4a、4b。用安装在基板上的马达2a、2b可以分别地驱动该驱动轮4a、4b。将使马达2a、2b的输入减速的减速机5安装在马达2a、2b上。
在左右行走用马达2a、2b的转动轴端上安装着编码器3a、3b。编码器3a、3b将行走用马达2a、2b的转动速度输出到安装在清扫机1内的后部上方的控制器6。控制器6分别地控制加在行走用马达2a、2b上的电压。控制器6反馈控制编码器3a、3b检测出的行走用马达2a、2b的转动速度，控制驱动轮4a、4b的转动速度。
当控制行进方向时，通过使一对马达2a、2b以相同的转动速度在相同的方向转动，使清扫机1直线行进，或者，使马达2a、2b以相同的转动速度在相反的方向转动，使清扫机1原地转动。
铰链销8a、8b支持减速机5a、5b使它们可以围绕与行进方向正交的水平轴自由转动。减速机5a、5b通过悬挂体7a、7b与清扫机1的上部连接。当减速机5a、5b围绕铰链销8a、8b转动时，驱动轮4a、4b在大致上下方向中改变位置。当将清扫机1放置在地板上时，由于清扫机1的自重使悬挂体7a、7b的弹簧压缩到最短。驱动轮4b和减速机5b位于图1(b)的实线所示的位置(α)上。当向上抬起清扫机1时，悬挂体7a、7b的弹簧伸长，使减速机5a、5b和驱动轮4a、4b改变位置直到最大的图1(b)的虚线所示的位置(β)上。因此，即便自动行走式清扫机1行走的地面凹凸不平，也能够确实的使驱动轮4a、4b接地。
在清扫机1行进方向后侧，安装着可以左右改变位置的吸入口体30。我们用图2说明该吸入口体30的改变位置的样子。如图2(a)所示，通常当工作时将吸入口体30容纳在清扫机1的内部。在该状态中，自动行走式清扫机1的外形大致为圆筒形。因为清扫机1的外形为圆筒形，所以如果清扫机1不与障碍物接触，则能够在不受障碍物妨碍的场地中转动。所以能够方向转换到任意方向。
此外，自动行走式清扫机1的外形不限于圆筒形，也可以是带有半球形、去头圆锥形等的圆的形状。在这些形状中，在不受障碍物妨碍的场地中也可以进行为了改变行进方向的转动。
当吸入口体30位于清扫机1的内部时，吸入口体30不到达墙壁等。
这时，如图2(b)所示，在吸入口体30的可动范围内使吸入口体30的前端从清扫机1的右端(线γ)的外侧突出。因此，吸入口体30的前端达到墙壁。
在自动行走式清扫机1的中央部分搭载着向各单元供电的蓄电池22。蓄电池22是镍氢电池。由控制器6备有的检测电路检测蓄电池22的电压。控制器6监视检测出的电压输出，逐次地掌握蓄电量。在清扫机1的前侧表面上安装着充电端子14。当在充电端子14上加上规定的电压时，对清扫机1内部的蓄电池22进行充电。
在清扫机1的上部安装着罩27。该罩27的详细情况如图3所示。图3是清扫机1的上面图，图的上侧是行进方向，在行进方向的后侧，安装着具有多个开关15、15、……的操作面板46。该开关15用于发出电源接通/断开、到自动行走式清扫机1的手控指令。在操作面板46上，也安装着发光二极管的指示器47。指示器47表示电源接通/断开和蓄电池22的余量。也可以用液晶显示器作为指示器47。
在上面罩27上在操作面板附近，安装着红外线遥控接收单元16。用该接收单元16接收来自设置在外部的图中未画出的红外线遥控发送器100的信号。根据接收单元16接收的信号，使清扫机1前进或后退、旋转、起动/停止集尘风扇。又，开始或中断自律清扫工作。
在清扫机1的外周部，配置圆筒形的侧面罩23。侧面罩23的上部向内侧弯曲，在它的端部形成与上面罩27的接合单元。在侧面罩23的内部在侧面罩23的近旁，配置红外线测距传感器10a～10c。红外线测距传感器10a～10c测量到位于该传感器10a～10c正面的物体的距离。由控制器6监视传感器10a～10c的输出。与侧面罩23的红外线测距传感器10a～10c的受光单元对置的部分是透过红外线的材料。因此，控制器6能够认识自动行走式清扫机1与周边物体之间的距离。
在清扫机1的内部安装着图中未画出的旋转传感器。旋转传感器将围绕自动行走式清扫机的铅直方向轴的角速度输出到控制器6。因此，即便驱动轮4a、4b在地板上滑动，也能够检测出自动行走式清扫机1的角速度。
在清扫机1的下部在前侧两侧部，向下安装着高低差传感器12a、12b。该高低差传感器12a、12b是反射式红外线测距传感器，输出表示有无只离开传感器12a、12b的受光单元预定距离范围内的物体的信息。因此，即便自动行走式清扫机1的行进方向的地面向下陷落也能够检测出该陷落。如果清扫机1在行走中传感器12a或12b检测出高低差，则暂时使清扫机1停止。而且，使清扫机1转换方向到没有高低差的方向。因此，避免清扫机1因高低差而翻落。作为高低差传感器12，除了红外线传感器外，也可以使用超声波传感器和接触开关。
下面我们详细说明清扫机1内部的集尘构造。与左右方向可动的吸入口体30邻接地设置集尘箱21。如图2所示，在吸入口体30中在与集尘箱21相接的面上开有孔70。在集尘箱21中也在与吸入口体30相接的面上开有孔71。从吸入口体30吸入的包含尘埃的空气通过吸入口体30和集尘箱21中开出的孔70、71流动。
在集尘箱21的孔71的周围，安装着衬垫36。衬垫36用于使吸入口体30和集尘箱21之间保持气密。将衬垫36与吸入口体30相接部分的表面加工成光滑的。
在基板45上，安装着集尘风扇20。将集尘箱21保持在基板45的下侧面。集尘风扇20通过基板与集尘箱21连接。在基板45的集尘箱21和集尘风扇20的连接单元中开有吸入空气的通风用的孔。在将集尘箱21安装在清扫机1上的状态中，图中未画出的衬垫保持流路的气密性。
在集尘箱21面对集尘风扇20的部分中，安装着无纺布的过滤器54。由于集尘风扇20工作产生的压力差，从吸入口体30吸引包含尘埃的空气。包含尘埃的空气从吸入口体30通过集尘箱21达到集尘风扇20。而且，由集尘过滤器54分离尘埃和空气，将分离出来的尘埃贮存在集尘箱21的内部。
因为分别在吸入口体30和集尘箱21上开有孔70、71形成风路，所以吸入口体30能够一面与在集尘箱21上的衬垫36上滑动一面左右改变位置(请参照图2)。因此，不需要软管和导管，能够使清扫机小型化。与使集尘箱21和吸入口体30一体化改变位置的情形比较，能够使位置变动部位轻量化，可以减小用于改变吸入口体30位置的力。结果，能够使左右方向移动吸入口体30的驱动装置小型化。吸入口体30可以改变位置的范围，如图2(b)所示，是当使吸入口体30最突出时，吸入口体30的孔70不超出由衬垫36包围的范围的范围，并且是吸入口体30的左端不超出衬垫36的左端的范围。
由安装在基板45上的图中未画出的导轨限制集尘箱21的横向运动。但是，能够沿导轨在向前的方向中滑动。因此，能够从清扫机1取出集尘箱21。将集尘箱21押入自动行走式清扫机1内直到设置在集尘箱21的后端的衬垫36与吸入口体30相接的位置，使设置在集尘箱中的钩28嵌合在清扫机1一侧形成的坑洼29中。因此，能够限制集尘箱21在行进方向的运动。
钩28是弹性体，当用力将集尘箱21拉向前方时，钩28向下侧凹下。而且，使钩28与清扫机1一侧的坑洼29脱离嵌合，能够容易地从清扫机1取出集尘箱21。可以从集尘箱21取出集尘箱21的上盖。因此，如果取出集尘箱21，则容易丢弃贮存在集尘箱21内的尘埃。又，因为可以取出集尘箱，露出集尘箱21和吸入口体30的滑动面，所以容易清洁滑动面。
为了在左右方向改变吸入口体30位置，具有吸入口体传送马达32、安装在该马达32上的编码器34、与马达32的轴连接的圆头螺栓37、吸入口体原点检测开关90和从上方悬吊支持吸入口体30的支持臂42。
吸入口体30通过支持臂42与圆头螺栓37连接。圆头螺栓37被由大致牢固在安装在基板45上的支持部件45a保持的轴承35所支持。将支持臂42与圆头螺栓37连接起来的连接单元是垫片43(こま)，在内面一侧拧入螺母。当圆头螺栓37转动时，吸入口体30和垫片43，支持臂42在横方向运动。
编码器34检测垫片43的位置变化量，并输出到控制器6。如果垫片43在预订范围内则使垫片43接通那样地配置吸入口体原点检测开关90。而且当垫片43在预订范围外时断开。将该接通/断开切换位置定在原点上。当将吸入口体原点检测开关90检测出的原点与编码器34的输出值组合起来时，可以知道支持臂42的位置绝对值。在本实施例中用机械方法确定位置的原点，但是也可以用光学传感器，这是不言而喻的。
在支持臂42的中途，安装着在横方向可以改变位置的滑动器33。为了使滑动器33回到中立的位置，滑动器33具有弹簧33b。当在吸入口体30上作用横方向的力时，与该力的大小相应地改变滑动器的位置。当使马达32旋转时，吸入口体30一面在与集尘箱21之间滑动一面在横方向改变位置。
如果根据本实施例，则因为吸入口体30的前端通过滑动器33被支持臂42所支持，所以能够使吸入口体30的前端一直达到墙壁等。又，当突出的吸入口体30的前端与墙壁等的外部物体接触时，能够防止由于来自物体的反力使自动行走式清扫机1改变方向。如果滑动器33的弹簧的强度充分弱，则即便突出的吸入口体30的前端与物体接触，也能够防止损伤吸入口体30和接触物体。
在吸入口体30从自动行走式清扫机1突出的部分的近旁，贴附着接触检测传感器44。接触检测传感器44是在板上配置多个开关的传感器。当与墙壁和障碍物等接触时按下开关。接触检测传感器44将接触位置输出到控制器6。因此，能够检测出吸入口体30的突出部与墙壁和障碍物等的接触。
下面我们说明这样构成的自动行走式清扫机1的工作。自动行走式清扫机1具有自律行走模式和手动行走模式的2类行走模式。在自律行走模式中，根据搭载在自动行走式清扫机1上的各种传感器的信息进行自律行走。在手动行走模式中，根据从遥控发送器100发送的信号进行前进、后退或旋转等的单一工作。
当起动自动行走式清扫机1时，将它设定在手动行走模式中。在手动行走模式中，使用者用遥控发送器100指示清扫机1的行走方向。所以，如果设定在手动行走模式中，使用者不拿起清扫机1，使清扫机1改变位置直到要清扫的房间，则能够减轻使用者体力上的负担。当在手动模式中工作时，从遥控发送器100或清扫机1的操作面板46上的开关向清扫机1发出指示，自动行走式清扫机1在自律行走模式中移动。在自律行走模式中，根据预先存储在控制器6中的算法，用红外线测距传感器10a～10c等的各种传感器的输出，不漏掉边边角角地清扫整个房间而行走。
当用本实施例记载的自动行走式清扫机1时，在自律行走时能够直到墙壁和障碍物附近地进行清扫。因此，当自动行走式清扫机1清扫墙壁时，使自动行走式清扫机1沿墙壁行走。当沿墙壁行走时，使自动行走式清扫机1与墙壁面之间维持预定的间隔。当使吸入口体30最突出时，该预定的间隔在吸入口体30与墙壁接触的距离以下。
求红外线测距传感器10a测定的到墙壁的距离与作为目标的距离之差。当2个距离之差为正时，指示自动行走式清扫机1接近墙壁。当2个距离之差为负时，指示自动行走式清扫机1离开墙壁。使吸入口体30突出，直到接触检测传感器44检测出吸入口体突出部的前端与墙壁接触为止。或者，根据红外线测距传感器10a检测出的从自动行走式清扫机1到墙壁的距离，决定吸入口体30的突出量。如果根据后一种方法，如果调整吸入口体30的突出量，则能够使吸入口体30的前端不与墙壁接触，直到墙壁附近进行清扫。
如果根据本实施例，则即便万一在行走时突出的吸入口体30的前面碰上障碍物，因为接触检测传感器44能够检测出障碍物，所以通过暂时将吸口单元容纳在自动行走式清扫机1内，也能够避开障碍物继续进行清扫。
当清扫墙壁时，在房间的墙角等经常需要使自动行走式清扫机1旋转。
图4中表示使自动行走式清扫机1旋转的样子。当在自律行走模式中自动行走式清扫机1沿墙壁行走中到达房间的墙角时，红外线测距传感器10a、10b检测出墙壁。因此，自动行走式清扫机1一面清扫墙角一面转移到在该处旋转的工作。这时，如果为了吸入口体30的前端沿墙壁改变位置而控制吸入口体30的突出量，则能够能够减少墙角的未清扫区域。
与通常沿墙壁改变位置时同样，根据接触检测传感器44的信息或根据红外线测距传感器10a检测出的从自动行走式清扫机1到墙壁的距离信息决定吸入口体30的突出量。因为红外线测距传感器10a在自动行走式清扫机1的转动方向(图4的逆时钟转动方向)比吸入口体30的前端先行，所以能够在吸入口体30的前端通过前掌握墙壁角部的形状。因此，能够与角部的形状一致，将吸入口体30控制在不与墙壁等接触并且尽可能接近墙壁的位置上。即便墙壁是用容易磨损的材料构成的，也不会损伤墙壁。此外，当决定吸入口体30的前端的突出量时，能够用假定房间的角部形状为直角等的角部形状的程序。这时，清扫机1的控制变得简单了。
在侧面罩23上，在突出吸入口体30的部分形成切口。由于该切口，吸入口体30能够圆滑地改变位置。为了取出集尘箱21，在侧面罩23的前侧面的下部设置上下滑动打开的孔26。
在侧面罩23的内周面附近的基板45上安装着大致等间隔的4条弹簧25a～25d。弹簧25a～25d是钢琴线，在长方向几乎不能伸缩，但是在弯曲方向容易改变位置。而且，当除去荷重时，恢复到原状。将弹簧25a～25d配置在铅直方向。图5的部分截面图表示了弹簧25a～25d的详细情况。
在上面罩27的上端部中形成在内侧下降的台阶27a。台阶27a防止侧面罩23在下侧改变位置。由于该台阶27a，即便向下的力作用在侧面罩23上，上面罩27也能够支持住这个力，避免弹簧25a～25d纵向弯曲。
此外，由于上面罩27的台阶27a，将侧面罩23的水平方向的可能的位置变化量限制在3mm左右。进一步，因为弹簧25a～25d对于伸长力几乎不变形，所以即便拿起自动行走式清扫机1的侧面罩23，侧面罩23也不会从基板45脱离。
将检测侧面罩23的水平方向的位置变化的开关24a～24d配置在与侧面罩23的微小的间隙中。将开关24a～24d保持在垂直地设置在基板45的支架72a～72d前端上。当侧面罩23在水平方向的任何一个方向中改变位置时，1个或2个开关24a～24d和侧面罩23接触，开关24a～24d工作。
根据某个开关24a～24d是否工作，能够知道物体的大致方向。将开关24a～24d的输出信号输出到控制器6。所以，如果物体与清扫机1的侧面接触，侧面罩23改变位置，则能够检测与物体的接触。
如果根据本实施例，因为由弹簧柔性地支持侧面罩23作为全周一体型，以大致90度间隔设置4个接触型开关，所以即便在某个位置与物体接触，也不会有检测的死角。又，检测机构所需的部件很少，构造变得单纯和便宜。因为将这些检测所需的部件配置在清扫机1的侧面罩23的近旁，所以能够在自动行走式清扫机1的中央部分确保用于其它部件的空间。因为用上面罩27支持侧面罩23，所以形成对于上下方向的外力强的构造。因为能够知道物体的大致方向，所以容易采取回避行动。
此外，只要通过改变弹簧25a～25d的钢性，就能够容易地变更检测灵敏度。如果改变上面罩27和侧面罩23的水平方向的间隙，则能够变更侧面罩23的水平方向的可动范围。通过适当地组合弹簧25a～25d的钢性和水平方向的可动范围，也可以进行软接触的接触检测。通过这种设定，能够防止自动行走式清扫机1与周边物体接触而相互损伤。
在本实施例中为了支持侧面罩用4条弹簧25a～25d，为了检测位置变化使用4个开关24a～24d，但是这种个数把不限于4个。弹簧25的条数和开关24的个数也可以不同。这种开关不限于带有上述实施例中使用的圆形的形状，也可以是在角部具有圆形的多面体等的形状。在无论哪种情形中也都不会产生检测的死角。
在吸入口体30中安装着图中未画出的压力传感器。将压力传感器检测出的压力输出到控制器6。存在着在使用自动行走式清扫机1的过程中发生被纸等堵塞吸引口40，不能够吸引尘埃的事态的情形。这时，吸入口体30内部的压力急剧下降。当长时间地继续该状态时，驱动集尘风扇20的马达20a成为过负荷状态，自动行走式清扫机1发生故障。因此，通过压力传感器检测吸入口体30内部的压力，避免马达20a的过负荷状态。
具体地说，如果压力传感器13检测出压力急剧下降，则暂时停止清扫机1的吸引。当停止吸引时吸入口体30内部的压力变得等于大气压，容易取出附着在吸引口40中物体。其次，通过只使清扫机1行走预定距离，也可以取出附着在吸引口40中物体。再次开始吸引确认压力恢复到正常时的状态，再次开始清扫。当压力差没有恢复到正常时的状态时，重复上述停止吸引和清扫机1行走。当即便重复该手续预定次数也不能回到正常的压力时，停止吸引中止清扫。为了让使用者知道发生异常情况，指示器47显示出错误信息。
随着在集尘箱21中贮存尘埃，在吸入状态，吸入口体30内部的压力下降变小。因为压力传感器监视集尘风扇20工作时的压力，所以能够检测出集尘箱21内的尘埃贮存情况。指示器47向使用者表示出该尘埃贮存情况。因为能够检测出尘埃贮存状况，所以能够自动知道从集尘箱21取出尘埃的定时。
因为清扫机1将蓄电池22作为动力源，所以需要进行充电工作。又，因为集尘箱21的容量也具有限度，所以如果积存了预定量的尘埃，则需要从集尘箱21取出尘埃。在本实施例中，清扫机自律地实施这些工作。我们用图6到图8说明这种样子。
图6是自动行走式清扫机1和设置在房间的一个角落的充电装置200的模式图，图6(a)是它的上面图，图6(b)是它的侧面图。充电装置200备有下板部分201和侧壁部分202、盒子部分203、和充电装置引导部分204。图7是充电装置引导部分的详细图，图7(a)是它的上面图，图7(b)是它的侧面图。图7(c)是图7(a)的A-A截面图。
盒子部分203是设置在建筑物一侧的电源供给单元。引导部分204与盒子部分203连接，当对清扫机1进行充电时能够与清扫机1一侧的接点圆滑地连接。在盒子部分203的引导部分204一侧的端面上设置充电端子205。充电端子205与设置在盒子部分203内的充电电路230电连接。将商用电源供给充电电路230。
在盒子部分203上设置充电装置集尘风扇206、充电装置集尘箱207和充电装置控制器250。充电装置集尘箱207的集尘容量比自动行走式清扫机1的集尘箱21大。充电装置控制器250监视和控制充电电路230流过充电端子205的电流和电压，并且控制充电装置集尘风扇206的工作。
在充电装置引导部分204上形成有随着行进到前端而横向宽度变窄的导轨208和被该导轨208包围的梯形吸尘口209。在导轨208的上边缘部分形成法兰208A。吸尘口209的上面比导轨208的上面高。吸尘口209通过在导轨内部形成的吸入流路210与充电装置集尘箱207连通。
当充电装置集尘风扇206工作时，从吸尘口209吸入空气。而且，包含在吸入空气中的尘埃被保持在充电装置集尘箱207内的过滤器207a分离，贮存在充电装置集尘箱207中。因此，贮存在清扫机1的集尘箱21中的尘埃改变位置到充电装置200一侧的集尘箱207。
图8表示图7所示的充电装置200的引导部分204接合的自动行走式清扫机1的集尘箱21部分的详细情形。图8是自动行走式清扫机1的下面图，图8(a)是关闭设置在集尘箱21的下面的挡板59的状态，图8(b)是打开的状态。
在集尘箱21的底面上形成排尘口60，挡板59覆盖该排尘口60。挡板59在自动行走式清扫机1的行进方向滑动。将弹簧61保持在集尘箱21的后部，该弹簧61将挡板59押向左方。当清扫机1通常工作时，排尘口60被挡板59覆盖，不会漏出集尘箱21内的尘埃(请参照图8(a))。
当将挡板59押向右侧时，弹簧61压缩如图8(b)所示，现出排尘口60。在挡板59的前缘部分，形成向下弯曲的弯曲单元62。当自动行走式清扫机1与充电装置200接合时，弯曲单元62的下端比充电装置导轨208的上面高，比吸尘口209的边缘低。在排尘口58的两肋设置导轨63。导轨63与充电装置200的导轨208具有阴阳嵌合的关系。当自动行走式清扫机1与充电装置200接合时，使导轨63的高度与导轨208的高度一致地设置各导轨63、208的高度。又，当导轨208与导轨63接合时，为了使清扫机1的充电端子14与充电端子205接触而设定各充电端子14、205。
下面我们用图6和图8说明这样构成的自动行走式清扫机1的排尘工作。预先使充电装置200的侧壁部分202与房间的墙壁相接地进行设置。如果在自动行走式清扫机1的工作中蓄电池22的电压下降到预定值，则控制器6判断电池余量少。而且移动到充电工作。
如果移动到充电工作，则自动行走式清扫机1向前直进探测房间的墙壁。如果控制器6从侧面罩开关24a～24d或吸入口体30的接触检测传感器44的输出，判断到达墙壁，则使墙壁处于清扫机1的右侧那样，清扫机1沿墙壁行走。继续沿墙壁行走，如果达到充电装置200，则沿充电装置200的侧壁部分202登上下板部分201。
当沿该侧壁部分202行走时，使清扫机1只离开侧壁根据导轨208和侧壁部分202的距离决定的距离前进。因此，当自动行走式清扫机1登上充电装置200的下板部分201时，充电装置200一侧的导轨208和自动行走式清扫机1一侧的导轨63大致正对。
当自动行走式清扫机1继续沿侧壁部分202行走时，自动行走式清扫机1一侧的导轨63的前端自动地与充电装置200一侧的导轨208的前端嵌合。而且，最终2个导轨208、63密切连接。这时，自动行走式清扫机1一侧的充电端子14和充电装置200一侧的充电端子205接触，开始通电，对蓄电池22进行充电。
当自动行走式清扫机1继续沿侧壁部分202行走时，自动行走式清扫机1的挡板59挂在充电装置200的吸尘口209的边缘。接着将挡板59押向引导部分204打开挡板59，使吸尘口209和排尘口58正对。如果自动行走式清扫机1的控制器6检测出接触端子14与充电装置200一侧的充电端子205通电，则停止清扫机1的行走。
充电装置控制器250检测流到充电端子205的电流，判断自动行走式清扫机1与充电装置200接合。控制器250使充电装置集尘风扇206在预定时间中进行工作，从自动行走式清扫机1的集尘箱21将尘埃吸引到充电装置集尘箱207。在预定时间中继续吸引。
在判断尘埃的吸引结束后，如果充电装置控制器250或自动行走式清扫机1的控制器6判断蓄电池22完成充电，则使自动行走式清扫机后退。而且，使充电装置200一侧的充电端子208与自动行走式清扫机一侧的充电端子14脱离。或者，用自动行走式清扫机1的控制器6或充电装置控制器250，停止在蓄电池22上加上电压。因为充电和排尘两者都结束了，所以等到需要时再开始清扫。
如果根据本实施例，则因为将至今通过人手废弃的集尘箱21内的尘埃移动到充电装置200一侧的集尘箱207，所以能够减少为了自律清扫需要大容量的清扫机1一侧的集尘箱21的容量。因此，能够使清扫机小型化。此外，在上述实施例中，用过滤器分离尘埃，但是也可以用电动清扫机中使用的离心分离方式。
又如果根据本实施例，则即便不搭载大容量的蓄电池和集尘箱，也可以进行大面积或长时间的清扫。因为用物理的导轨，所以能够用单纯的构造实现确实性高的自动充电和排尘系统。
图9表示本发明的其它实施例。在上述实施例中将集尘箱配置在清扫机的下部，但是在本实施例中，将集尘箱配置在清扫机的上部。因此，设置在充电装置一侧的集尘部件也与上述实施例不同。图9表示将清扫机1a容纳在充电装置200a中的状态，图9(a)是它的上面图，图9(b)是它的侧面截面图。
由设置在上面罩27b上的集尘箱保持器73保持清扫机1a的集尘箱21a。在集尘箱21a的上面设置单向阀77，在单向阀77的周围，形成从外侧看凹的圆锥状的卡口76。卡口76的材料是铁等的强磁性材料。集尘箱21a的上面的材料除了卡口76和单向阀77以外都是透明树脂。
吸入口体30与上述实施例相同，可以在左右方向改变位置。在上下方向伸展的导管78与吸入口体30和集尘箱21a连接。在导管78的上端部安装着滑动板74。滑动板74可以在安装在集尘箱保持器73上的衬垫75上滑动。在上述实施例中将安装在集尘箱21的底面的导轨63安装在清扫机1A的底面上。但是，在本实施例中不需要配置在导轨63周边的挡板59和排尘口60。
在本实施例中，充电装置200a的构成也与上述实施例相同，但是只有侧板部分202a和盒子部分203a与上述实施例不同。盒子部分203a位于侧板部分202a的上方，在清扫机1a与充电装置200a接合的状态中，处于只覆盖清扫机1a的大致前侧一半的位置。从充电装置集尘风扇206伸出可弯曲的软管220，软管220吸引尘埃。
在软管220的前端安装着电磁铁221，充电装置控制器250可以控制电流。当将软管220的前端引出到盒子部分203a的外侧，将清扫机1a的位置决定在充电位置上时，卡口76位于软管220的前端的直接下面。充电装置200a的引导部分204与上述实施例相同。
下面我们说明这样构成的本实施例的工作。直到清扫机1a与充电装置200a接合都与上述实施例相同。当充电装置200a与清扫机1a接合时，清扫机1a停止行走。充电装置200a检测清扫机1a一侧的充电端子14与充电装置的充电端子205接触，开始充电。
充电装置控制器250开始向软管220的前端的电磁铁221通电。使电磁铁221磁化，在与强磁体的卡口(口金)76之间作用着引力。可弯曲的软管220伸展，将软管220的前端与卡口76结合起来。这时因为电磁铁221与卡口76成为通过圆锥堪合的构造所以能够确实地密切接合。
使充电装置集尘风扇206工作，用生成的压力打开单向阀77。将集尘箱21a内的尘埃吸引到充电装置集尘箱207。如果在预定时间使充电装置集尘风扇206工作，则停止到电磁铁221的通电。由于软管220的弹性，软管220的前端脱离卡口76。因此，结束从集尘箱21排出尘埃。以后的工作都与上述实施例相同。
如果根据本实施例，则因为将侧壁部分202a设置在充电装置200a的两侧，所以能够防止清扫机1从充电装置200a侧方进入充电装置200a内。因为将集尘箱21设置在主体上面，是透明树脂制的，所以通过目视能够确认集尘箱21内的尘埃量。又，能够防止发生误吸贵重物品与尘埃一起丢弃的事态。因为具有使盒子部分203a纵向高的构造，所以能够减少充电装置200a占有的地板面积。因为盒子部分203a只覆盖清扫机1a的前侧，所以能够露出配置在清扫机1a的后侧的操作面板46和红外线遥控接收单元16。结果，即便将清扫机1a容纳在充电装置200a内，也能够容易地进行操作和远隔操作。
图10表示本实施例的变形例。该图10是清扫机1a和充电装置200c的侧面截面图。在本实施例中也与上述实施例相同，盒子部分203c位于侧板部分202c的上方，但是盒子部分203c位于侧板部分202c全体的上方这点与上述实施例不同。
将设置在清扫机1a上的操作面板222和红外线遥控接收单元223设置在充电装置200c的上面。将操作面板222和红外线遥控接收单元223的输出输入到设置在盒子部分203c内部的控制器250。在盒子部分203c的下面，设置红外线遥控发送单元224。该发送单元224用于接受来自控制器250的指令将遥控信号发送到充电装置200c内。在容纳自动行走式清扫机1的部分的内侧面的上部，设置检测自动行走式清扫机1进入充电装置200c的进入检测传感器29，将该传感器的输出输入到控制器250。
当按下操作面板222上开关时和当红外线遥控接收单元223接收来自图中未画出的红外线遥控发送器的信号时，红外线遥控发送单元224将对应的信号发送给清扫机1a的遥控接收单元16。因此，即便将清扫机1a容纳在充电装置200c内，也能够操作清扫机1a。又，因为充电装置200c的上侧全体成为盒子部分203c，所以能够使充电装置200c进一步紧凑化。
如果进入检测传感器229检测出自动行走式清扫机1a进入充电装置200c，则控制器250为了从红外线遥控发送单元224向清扫机1a发送表示清扫机1a进入充电装置200c的信号，发出指令。因此，即便清扫机1a在行走中预定以外地进入充电装置200c，也能够在清扫机1a与充电装置200c接合前变更清扫机1a的前进路径。
又，因为当清扫机1a没有进入充电装置200c的内部时进入检测传感器229不工作，所以能够知道清扫机1a没有进入充电装置200c，提高行走速度。结果，当清扫机1a与充电装置200c接合时，直到接近充电装置200c前都能够高速行走，只在充电装置200c的近旁降低行走速度，能够很快地使清扫机走向充电装置200c。结果，因为能够在到达充电装置200c前提高行走速度，在到达充电装置200c后缓慢地行走，所以能够提高清扫效率并且确实地进行充电和排尘工作。
此外，如果为了不让从红外线遥控发送单元224发送的信号漏出到充电装置200c的外部而决定红外线遥控发送单元224的位置和侧板部分202的形状，则也可以省去进入检测传感器229。这时，最好从红外线遥控发送单元224发送总是表示进入的信号。
如果根据本发明，则因为可以移动吸入口体，侧面罩能够检测障碍物方向，所以能够自律地清扫房间的各个角落。又，因为将引导部分和排尘部件设置在充电装置中，所以不需要用手就能够进行充电和排尘，可以用自动行走式清扫机自律地进行清扫。与此同时，可以进行长时间或大面积的清扫。进一步，能够使自动行走式清扫机小型化。
权利要求
1.一种搭载有电源并可以自律行走的自动行走式清扫机，其特征在于其中设置了外形为圆形的侧面罩和可以容纳在该罩内并且相对行进方向可以在横方向进行移位的吸入口体，该吸入口体可以以超过清扫机的最大宽度的方式进行移位。
2.根据权利要求1所述的自动行走式清扫机，其特征在于其中设置了保持上述电源的基板、将上述侧面罩弹性地支持在该基板上的悬挂体、和位于侧面罩的圆周方向的多个部位用于检测侧面罩进行位移的方向的检测部件。
3.根据权利要求1所述的自动行走式清扫机，其特征在于其中设置了配置在清扫机内部、从上述吸入口体吸入包含尘埃的空气的风扇；贮存该风扇吸入的空气中的尘埃的第1集尘部件；设置在该集尘部件的外壁部的可以开闭的挡板；和可以将第1集尘部件和配置在清扫机外部的第2集尘部件接合起来的引导部件，可以将贮存在第1集尘部件中的尘埃移动到第2集尘部件。
4.根据权利要求3所述的自动行走式清扫机，其特征在于其中设置了可以从外部电源向上述电源供电的充电端子，在对电源充电的过程中可以将尘埃从第1集尘部件移动到第2集尘部件。
5.一种备有吸入尘埃的吸入口体、贮存从该吸入口体吸入的尘埃的集尘箱、检测清扫机周边的物体的检测部件、和根据该检测部件的输出而控制清扫机的行走方向的控制部件的自动行走式清扫机，其特征在于其中可以将上述吸入口体容纳在清扫机内，并且设置了相对行进方向可以在横方向使该吸入口体进行移位的变位部件、和即便用上述变位部件使吸入口体进行移位也能够将吸入口体气密地保持在集尘箱上的气密部件。
6.根据权利要求5所述的自动行走式清扫机，其特征在于使上述吸入口体可以转动地形成在上述集尘箱上。
7.根据权利要求5所述的自动行走式清扫机，其特征在于当使清扫机沿墙壁行走时上述变位部件可以以超过清扫机的横向宽度的方式使吸入口体进行移位，上述控制部件根据上述检测部件的输出而控制上述吸入口体使它离开墙壁预定距离或与墙壁相接地行走。
8.根据权利要求5所述的自动行走式清扫机，其特征在于当使清扫机沿墙壁行走时上述变位部件可以以超过清扫机的横向宽度的方式使吸入口体进行移位，并设置了使该经移位的吸入口体返回到清扫机一侧的部件。
9.一种自动行走式清扫机用充电装置，其特征在于具有从商用电源向搭载在自动行走式清扫机上的电源供电的供电部件、电连接该供电部件和自动行走式清扫机的第1接点、和当使自动行走式清扫机的第2接点与该第1接点连接时引导自动行走式清扫机的引导部件，并备有将操作指令输入到自动行走式清扫机的输入部件和将从该输入部件输入的操作指令传达给自动行走式清扫机的部件。
10.一种自动行走式清扫机用充电装置，其特征在于备有从商用电源向搭载在自动行走式清扫机上的电源供电的供电部件、电连接该供电部件和自动行走式清扫机的第1接点、当使自动行走式清扫机的第2接点与该第1接点连接时引导自动行走式清扫机的引导部件、和使贮存在自动行走式清扫机所具有的集尘箱中的尘埃移动的吸引部件及集尘部件。
11.根据权利要求10所述的自动行走式清扫机用充电装置，其特征在于具有控制上述吸引部件的控制部件，当供电部件工作时该控制部件进行控制使得吸引部件工作。
12.根据权利要求10所述的自动行走式清扫机用充电装置，其特征在于具有容纳自动行走式清扫机的容纳单元，并设置了检测该自动行走式清扫机进入了容纳单元的事实的部件和显示进入情况的部件。
全文摘要
本发明提供一种自动行走式清扫机和其中使用的充电装置。具有圆筒形侧面罩的自动行走式清扫机备有可以在对于行进方向的横方向中改变位置的吸入口体。通过悬挂体将侧面罩保持在基板上。当清扫房间的墙角时，使吸入口体沿墙壁行走，随着行进到墙角改变吸入口体的位置变化量。当清扫机碰到障碍物时，改变侧面罩的位置，当碰到侧面罩开关时检测障碍物的方向。
文档编号A47L9/02GK1550192SQ20041000779
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月5日 优先权日2003年3月5日
发明者荒井穰, 司, 细田祐司, 之, 柄川索, 文, 贞森博之, 治, 田中博文, 山本亘, 田岛泰治, 服部诚 申请人:株式会社日立制作所, 日立家用电器公司