自主行走式吸尘器

文档序号:913417 发布日期:2021-02-26 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 自主行走式吸尘器 (Autonomous walking type dust collector ) 是由 河合雅弘 郡义文 于 2019-06-21 设计创作,主要内容包括:自主行走式吸尘器(100)包括:主体部,其具有左右一对车轮,用于在地面上移动;驱动单元(130),其用于使主体部移动或转弯;台阶检测部(碰撞传感器(119)、障碍物传感器(173)、测距传感器(174)以及摄像机(175)),其用于检测台阶;以及控制部(150),其基于台阶检测部的检测结果来控制移动部。在仅在一对车轮中的一个车轮的前方存在台阶的情况下,控制部(150)选择第一行进路径或第二行进路径,来控制驱动单元(130)以使主体部移动,其中,所述第一行进路径是以使一对车轮各自的车轮的前方存在台阶的方式移动的路径,所述第二行进路径是以使一对车轮各自的车轮的前方不存在台阶的方式移动的路径。由此,提供一种能够提高针对地面的打扫的可靠性的自主行走式吸尘器(100)。(An autonomous traveling vacuum cleaner (100) is provided with: a main body part having a pair of right and left wheels for moving on a ground; a drive unit (130) for moving or turning the main body; a step detection unit (a collision sensor (119), an obstacle sensor (173), a distance measurement sensor (174), and a camera (175)) for detecting a step; and a control unit (150) that controls the moving unit on the basis of the detection result of the step detection unit. When a step is present only in front of one of the pair of wheels, the control unit (150) selects either a first travel path that moves such that a step is present in front of each of the pair of wheels or a second travel path that moves such that a step is not present in front of each of the pair of wheels, and controls the drive unit (130) such that the main body moves. Thus, an autonomous traveling type vacuum cleaner (100) capable of improving the reliability of cleaning on the floor surface is provided.)

自主行走式吸尘器

技术领域

本发明涉及一种一边自主地行走一边进行打扫的自主行走式吸尘器。

背景技术

以往,已知一种一边自主地行走一边在地面上进行打扫的自主行走式吸尘器(例如,参照专利文献1)。

自主行走式吸尘器有时爬到例如地毯等铺垫物上,在铺垫物上行走来打扫铺垫物。此时,假定以下情况:自主行走式吸尘器的左右一对车轮中只有一个车轮爬到铺垫物上进行打扫。在该情况下,由于自主行走式吸尘器的主体部倾斜,因此从主体部所具备的抽吸口到地面的间隔变大。因此,无法发挥正常的抽吸力,有可能降低针对地面的清扫性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4277214号公报

发明内容

本发明提供一种能够抑制针对清扫区域的清扫性降低的自主行走式吸尘器。

本发明的自主行走式吸尘器包括:主体部,其具有左右一对车轮,用于在地面上移动来打扫地面;移动部,其设置于主体部,用于使主体部移动或转弯;台阶检测部,其设置于主体部,用于检测在主体部的周边存在的台阶;以及控制部,其基于台阶检测部的检测结果来控制移动部。在台阶检测部检测到仅在一对车轮中的一个车轮的前方存在台阶的情况下,控制部选择第一行进路径或第二行进路径,来控制移动部以使主体部移动,其中,所述第一行进路径是以使一对车轮各自的车轮的前方存在台阶的方式移动的路径,所述第二行进路径是以使一对车轮各自的车轮的前方不存在台阶的方式移动的路径。

此外,实施用于使计算机执行上述自主行走式吸尘器的各处理的程序的情况也符合本发明的实施方式。当然,实施记录有该程序的记录介质的情况也符合本发明的实施方式。

根据本发明,能够提供一种能够提高针对清扫区域的打扫的可靠性的自主行走式吸尘器。

附图说明

图1是从上方示出实施方式的自主行走式吸尘器的外观的俯视图。

图2是从下方示出该自主行走式吸尘器的外观的仰视图。

图3是从斜上方示出该自主行走式吸尘器的外观的立体图。

图4是示出该自主行走式吸尘器的抬起部的概要结构的示意剖视图。

图5是示出该自主行走式吸尘器的控制结构的框图。

图6是示出实施方式的在一对车轮各自的车轮的前方存在台阶的情况下的自主行走式吸尘器100的动作的说明图。

图7是示出在仅在该自主行走式吸尘器的一对车轮中的一个车轮的前方存在台阶的情况下选择第一行进路径的例子的说明图。

图8是示出实施方式的自主行走式吸尘器针对台阶进行的动作的流程图。

图9是示出该自主行走式吸尘器的只有一个车轮爬上了台阶的状态的主视图。

图10是示出在仅在该自主行走式吸尘器的一对车轮中的一个车轮的前方存在台阶的情况下选择第二行进路径的例子的说明图。

图11是示出在该自主行走式吸尘器中基于过去路径选择第二行进路径的例子的说明图。

图12是示出在该自主行走式吸尘器中基于过去路径选择第一行进路径的例子的说明图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的自主行走式吸尘器的实施方式进行说明。此外,以下的实施方式只不过示出了本发明的自主行走式吸尘器的一例。因而,本发明的范围是以下面的实施方式为参考根据权利要求书的表述来划定的,本发明不仅限定于下面的实施方式。因此,关于下面的实施方式的构成要素中的、没有记载在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的构成要素,对于实现本发明的课题而言未必是不需要的,设为构成更优选的方式的构成要素来进行说明。

另外,附图是为了示出本发明而适当地进行了强调、省略、比率的调整的示意图,有时与实际的形状、位置关系、比率不同。

(实施方式)

以下,参照图1至图3对本发明的实施方式的自主行走式吸尘器100进行说明。

图1是从上方示出本实施方式的自主行走式吸尘器100的外观的俯视图。图2是从下方示出自主行走式吸尘器100的外观的仰视图。图3是从斜上方示出自主行走式吸尘器100的外观的立体图。

此外,自主行走式吸尘器100是一边在地面F(参照图9)等清扫区域上自主地移动一边执行打扫的打扫机器人。具体地说,自主行走式吸尘器100是基于后述的环境地图在规定的清扫区域内自主地行走,来抽吸清扫区域内存在的垃圾的机器人吸尘器。

如图1至图3所示,本实施方式的自主行走式吸尘器100包括主体部101、一对驱动单元130、具有抽吸口178的清扫单元140、后述的各种传感器、控制部150(参照图5)、抬起部133等。主体部101构成在地面F等清扫区域上移动来进行打扫的自主行走式吸尘器100的轮廓。清扫单元140从抽吸口178抽吸存在于清扫区域内的垃圾。此外,以后例如将图1所示的配设有后述的障碍物传感器173的一侧设为前方,将相反侧设为后方,朝向前方将右侧设为右方,将左侧设为左方,从而说明配置关系。

如图2所示,在自主行走式吸尘器100的俯视图中,驱动单元130相对于左右方向的宽度方向的中心在左侧和右侧分别各配置一个。此外,驱动单元130的数量不限于两个(一对),既可以是一个,另外也可以是三个以上。

在本实施方式的情况下,驱动单元130包括在地面F上行走的车轮131、对车轮131施加转矩的行走用马达136(参照图5)、收容行走用马达136的壳体等。各车轮131收容在形成于主体部101的下表面的凹部(未图示)中,以能够旋转的方式安装于主体部101。

另外,自主行走式吸尘器100通过具备将脚轮179作为辅助轮的对置两轮型构成。而且,通过独立地控制一对驱动单元130各自的车轮131的旋转,自主行走式吸尘器100能够进行前进、后退、左旋转、右旋转等自由的行走。具体地说,如果使一对驱动单元130各自的车轮131一边前进或后退一边进行左旋转、右旋转,则自主行走式吸尘器100在前进时或后退时进行右转弯或左转弯。另一方面,如果使一对驱动单元130各自的车轮131在不前进或不后退的状态下进行左旋转、右旋转,则自主行走式吸尘器100在当前的地点进行转弯动作。也就是说,驱动单元130作为用于使自主行走式吸尘器100的主体部101移动或转弯的移动部来发挥功能。而且,驱动单元130基于来自控制部150的指示使自主行走式吸尘器100在地面F等清扫区域内行走。

清扫单元140构成收集垃圾并从抽吸口178抽吸的单元。清扫单元140包括配置在抽吸口178内的主刷、使主刷旋转的刷驱动马达等。而且,清扫单元140基于来自控制部150的指示使刷驱动马达等进行动作。

从抽吸口178抽吸垃圾的抽吸装置(未图示)配置在主体部101的内部。抽吸装置包括未图示的风扇外壳和配置在风扇外壳的内部的电动风扇等。而且,抽吸装置基于来自控制部150的指示使电动风扇等进行动作。

另外,自主行走式吸尘器100具备以下例示的例如障碍物传感器173、测距传感器174、碰撞传感器119(参照图5)、摄像机175、地面传感器176、加速度传感器138(参照图5)、角速度传感器135(参照图5)等各种传感器。

障碍物传感器173是检测在主体部101前方存在的障碍物的传感器。在本实施方式的情况下,作为障碍物传感器173,例如使用超声波传感器。障碍物传感器173例如由一个发送部171和两个接收部172等构成。发送部171配置在主体部101的前方的中央,朝向前方发送超声波。接收部172配置在发送部171的两侧,接收从发送部171发送出的超声波。也就是说,障碍物传感器173利用接收部172接收从发送部171发送并被障碍物反射回来的超声波的反射波。由此,障碍物传感器173检测主体部101与障碍物的距离、主体部101的位置。

测距传感器174是检测在自主行走式吸尘器100的周围存在的障碍物等物体与自主行走式吸尘器100的距离的传感器。在本实施方式的情况下,测距传感器174例如由所谓的激光测距扫描仪构成,该激光测距扫描仪扫描激光光并基于从障碍物反射来的光测定距离。

碰撞传感器119例如由开关接触位移传感器构成,设置在缓冲器等上,该缓冲器配设在自主行走式吸尘器100的主体部101的周围。障碍物与缓冲器接触,从而相对于自主行走式吸尘器100压入缓冲器,由此开启开关接触位移传感器。由此,碰撞传感器119探测与障碍物的接触。

摄像机175是拍摄主体部101的前方空间的装置。由摄像机175拍摄到的图像被进行图像处理。通过该处理,根据图像内的特征点的位置来识别处于主体部101的前方空间的障碍物的形状等。

也就是说,上述障碍物传感器173、测距传感器174以及摄像机175作为检测在主体部101的周边存在的障碍物的障碍物检测部而发挥功能。

另外,如图2所示,地面传感器176配置在自主行走式吸尘器100的主体部101的底面的多个部位,用于检测是否存在作为清扫区域的例如地面F。在本实施方式的情况下,地面传感器176例如由具有发光部和受光部的红外线传感器构成。也就是说,在从发光部放射的光(红外线)返回而由受光部接收到的情况下,地面传感器176检测为“存在地面F”。另一方面,在接收部仅接收到阈值以下的光的情况下,地面传感器176检测为“不存在地面F”。

如图5所示,驱动单元130还包括编码器137。编码器137检测通过行走用马达136进行旋转的一对车轮131各自的旋转角。控制部150基于来自编码器137的信息计算自主行走式吸尘器100的例如行走量、转弯角度、速度、加速度、角速度等。

如图5所示,驱动单元130还包括加速度传感器138和角速度传感器135等。加速度传感器138检测自主行走式吸尘器100行走时的加速度。角速度传感器135检测自主行走式吸尘器100转弯时的角速度。由加速度传感器138和角速度传感器135检测出的信息例如被用于修正由于车轮131的空转而产生的误差(例如,控制部发出的移动、转弯等动作指示与实际的动作结果之间的偏差等)的信息等。

此外,以上说明的障碍物传感器173、测距传感器174、碰撞传感器、摄像机175、地面传感器176、编码器等是传感器的例示。因此,本实施方式的自主行走式吸尘器100根据需要,除了具备上述传感器以外,也可以具备例如垃圾传感器、人感传感器、充电台位置检测传感器等其它不同种类的传感器。

自主行走式吸尘器100还具备抬起部133。抬起部133构成用于使主体部101的至少一部分抬起的装置。

以下,参照图4对自主行走式吸尘器100的抬起部133进行说明。

图4是示出自主行走式吸尘器100的抬起部133的概要结构的示意剖视图。此外,图4的(a)示出解除了通过抬起部133进行的主体部101的抬起的状态(以后记载为“正常状态”)。图4的(b)示出通过抬起部133抬起了主体部101的状态(以后记载为“抬起状态”)。

如图1和图4所示,抬起部133被组装在驱动单元130中。具体地说,抬起部133包括臂132和驱动马达134(参照图5)等。臂132利用前端部132a以能够使驱动单元130的车轮131旋转的方式保持该车轮131。驱动马达134使臂132的基端部132b转动。由此,臂132的前端部132a从主体部101突出以及向主体部101退避。

如图4的(a)所示,在臂132的前端部132a收纳在主体部101内的状态时,主体部101的设置状态为正常状态。也就是说,在主体部101为正常状态的情况下,上述各种传感器的检测方向例如不会朝上。例如,在主体部101为抬起状态的情况下,由于障碍物传感器的检测方向朝上,因此无法探测到散乱在地面上的低障碍物,有可能与障碍物碰撞。但是,通过使主体部101变为正常状态,能够可靠地探测障碍物来避免碰撞。因此,能够通过各种传感器正确地进行清扫所需的各种检测。

另一方面,如图4的(b)所示,在臂132的前端部132a从主体部101向下方(地面F侧)突出时,主体部101为抬起状态。也就是说,相对于地面F而言,将主体部101的前部101a朝向比后部101b靠上方的位置抬起。因此,主体部101成为前部101a与后部101b相比相对于地面F向高位倾斜的状态。

也就是说,抬起部133根据周围的障碍物的状况将主体部101的前部101a抬起。抬起部133在前进时发挥如下功能:能够辅助主体部101不与障碍物碰撞而爬上障碍物。例如,在障碍物是地毯等铺垫物的情况下,如果主体部101不是抬起状态,则主体部101有可能与铺垫物接触而将铺垫物卷起。如果铺垫物卷起,则主体部101抵接于卷起的部分,从而阻碍主体部101进一步向前方行走。具体地说,碰撞传感器等因抵接而做出反应来进行避开动作,因此向前方的行走受到阻碍。另外,如果主体部101插入(例如钻入)卷起的铺垫物中,则无法在铺垫物上进行清扫。如果陷入这样的状态,则自主行走式吸尘器100针对铺垫物的清扫性降低。因此,在障碍物检测部检测到地毯等铺垫物时,本实施方式的自主行走式吸尘器100驱动抬起部133以使主体部101成为抬起状态。由此,主体部101能够容易地爬到铺垫物上。因此,不易引起主体部101与铺垫物之间的干涉。其结果,自主行走式吸尘器100能够实现针对铺垫物的稳定的清扫性。

本实施方式的自主行走式吸尘器100如上所述那样构成并进行动作。

以下,参照图5对上述结构的自主行走式吸尘器100的控制结构进行说明。

图5是示出实施方式的自主行走式吸尘器100的控制结构的框图。

如图5所示,控制部150与驱动单元130、障碍物传感器173、测距传感器174、摄像机175、地面传感器176、碰撞传感器119、清扫单元140、抬起部133等电连接。此外,在图5中,仅图示了一个驱动单元130,但实际上,与左右的车轮131各自对应地设置驱动单元130。也就是说,本实施方式的自主行走式吸尘器100具有两个驱动单元130。

控制部150例如包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)等。控制部150通过由CPU将存储在ROM中的程序向RAM展开并执行该程序,来控制所连接的上述各部的动作。

接着,对控制部150的控制动作进行说明。

控制部150存储上述各种传感器所检测到的数据。然后,控制部150对所存储的数据进行整合来制作环境地图。在此,环境地图是自主行走式吸尘器100在规定的清扫区域内移动来进行打扫的区域的地图。此外,生成环境地图的方法没有特别地限定,例如例示SLAM(Simultaneous Localization and Mapping:即时定位与地图构建)等。

具体地说,控制部150基于自主行走式吸尘器100的行走实际情况,生成表示实际行走的清扫区域的外形以及阻碍行走的障碍物等的配置的信息,来作为环境地图。环境地图例如实现为二维的排列数据。此时,控制部150也可以利用例如长宽为10cm等规定大小的四边形来分割行走实际情况,将各四边形视为构成环境地图的排列的要素区域,并作为排列数据来进行处理。此外,也可以设为从配设在自主行走式吸尘器100的外部的设备等获取环境地图的结构。

另外,控制部150在打扫时将自主行走式吸尘器100的行走时的环境地图内的各坐标记录为行走路径。具体地说,控制部150基于在打扫时由各种传感器检测到的数据,来检测自主行走式吸尘器100的环境地图内的各坐标,并记录为行走路径。

并且,控制部150在打扫时控制清扫单元140和抽吸装置。具体地说,控制部150控制清扫单元140的刷驱动马达以及抽吸装置的电动风扇,从而一边使清扫单元140的主刷旋转,一边利用电动风扇的抽吸力抽吸地面F上的垃圾。

另外,控制部150基于由障碍物检测部得到的有无障碍物的检测结果,来控制抬起部133的驱动马达134,使主体部101在正常状态与抬起状态之间进行切换。具体地说,在作为障碍物检测部的障碍物传感器173、测距传感器174以及摄像机175中的至少一方检测到障碍物时,控制部150基于障碍物检测部的检测结果,来决定检测到障碍物以后的主体部101的行进路径。

此外,上述障碍物被分类为自主行走式吸尘器100能够越过(爬上)的障碍物(台阶B(参照图7等))和不能越过的障碍物。作为能够越过的障碍物,例如能够列举地毯等铺垫物。作为不能越过的障碍物,例如能够列举墙壁或家具等。

因此,控制部150基于碰撞传感器119的检测结果来判断是能够越过的障碍物还是不能越过的障碍物。以后,将能够越过的障碍物称为“台阶B”来进行说明。

具体地说,在障碍物检测部检测到障碍物的状态下碰撞传感器119的检测结果为开启的情况下,控制部150判断为是不能越过的障碍物。另一方面,在障碍物检测部检测到障碍物的状态下碰撞传感器119的检测结果为保持关闭的情况下,控制部150判断为是能够越过的障碍物即台阶B。

也就是说,碰撞传感器119、构成障碍物检测部的障碍物传感器173、测距传感器174以及摄像机175作为用于检测在主体部101的周边存在的台阶B的台阶检测部而发挥功能。此外,在能够根据由摄像机175获取到的障碍物的图像来检测障碍物的厚度(距地面F的高度)的情况下,控制部150也可以基于检测出的厚度来判断障碍物是否为台阶B。另外,在能够由碰撞传感器119、障碍物传感器173、测距传感器174以及摄像机175中的至少一方检测出在主体部101的周边存在的台阶B的情况下,也可以由此构成台阶检测部。

控制部150如上所述那样控制各部。

以下,以作为障碍物而检测到台阶B的情况为例,来说明控制部150的控制动作。

首先,控制部150基于由构成台阶检测部的例如摄像机175检测到的台阶B的图像,来识别台阶B的形状(特别是厚度)、大小、位置等。然后,控制部150基于识别出的结果,来判断在一对车轮131各自的车轮131的前方是否存在台阶B。此外,控制部150也可以基于摄像机175以外的台阶检测部的检测结果,来判断在一对车轮131各自的车轮131的前方是否存在台阶B。

接着,参照图6对在一对车轮131各自的车轮131的前方检测到台阶B的情况下的控制部150的控制以及自主行走式吸尘器100的动作进行说明。

图6是示出实施方式所涉及的在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的情况下的自主行走式吸尘器100的动作的说明图。在此,车轮131的前方存在台阶B的状态包括台阶B在主体部101的行进方向上与各个车轮131的延长线(参照图6中示出的虚线L1)重叠的状态。例如,也包括以下情况:在车轮131的附近不存在台阶B而在稍远的地方(例如前方50cm左右)存在台阶B。

首先,在由台阶检测部检测到在一对车轮131各自的车轮131的前方存在的台阶B的情况下,控制部150对驱动单元130进行驱动控制,使得维持当前的行进方向(参照图6中示出的箭头Y1)。因此,主体部101仍以当前的行进方向行进到台阶B上。

接着,在主体部101即将行进到台阶B上(爬上)之前,控制部150控制抬起部133的驱动马达134来使主体部101抬起,如图4的(b)所示那样使主体部101变为抬起状态。

接着,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,使得在维持了主体部101的行进方向的状态下主体部101爬到台阶B上。由此,主体部101爬到台阶B上。

在主体部101的整体爬上之后,控制部150控制抬起部133的驱动马达134来解除主体部101的抬起状态,从而如图4的(a)所示那样使主体部101恢复为正常状态。由此,在台阶B上,主体部101的状态成为正常状态。因此,台阶B的上表面与清扫单元140的抽吸口178的距离固定。其结果,自主行走式吸尘器100与在地面F上同样地发挥正常的抽吸力,从而能够有效地抽吸台阶B上存在的垃圾。

接着,参照图7对仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方检测到台阶B的情况下的控制部150的控制以及自主行走式吸尘器100的动作进行说明。

图7是示出实施方式所涉及的在仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下选择第一行进路径C1的例子的说明图。

如图7所示,首先,在由台阶检测部检测到仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在的台阶B的情况下,控制部150控制驱动单元130,来使主体部101按照所选择出的第一行进路径C1移动。在此,第一行进路径C1对应于以在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的方式使主体部101移动的路径。在该情况下,主体部101从当前的行进方向改变方向,在以第一行进路径C1进行了移动之后行进到台阶B上。

具体地说,控制部150首先使主体部101从当前的行进方向(参照图7中示出的箭头Y1)例如向右方向进行90度转弯,来转换方向(参照图7中示出的箭头Y2)。

在转换了主体部101的方向之后,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,使得主体部101以所选择出的第一行进路径C1进行移动。然后,在第一行进路径C1中的地点P1处,控制部150使主体部101例如向左方向进行90度转弯。由此,成为以下状态:主体部101正对台阶B,在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B。此外,如果是在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的状态,则也可以是主体部101没有正对台阶B的状态。也就是说,也可以是主体部101的行进方向相对于台阶B的边缘b1倾斜的状态。

接着,在主体部101即将行进到台阶B上(爬上)之前,控制部150控制抬起部133的驱动马达134来使主体部101抬起,从而使主体部101变为抬起状态(相当于图4的(b))。

接着,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,以使主体部101按照第一行进路径C1爬到台阶B上。由此,主体部101爬到台阶B上。

在主体部101的整体爬上了台阶B之后,控制部150控制抬起部133的驱动马达134来解除主体部101的抬起,使主体部101恢复为正常状态(相当于图4的(a))。由此,在台阶B上,主体部101的状态成为正常状态。因此,台阶B的上表面与清扫单元140的抽吸口178的距离固定。其结果,自主行走式吸尘器100与在地面F上同样地发挥正常的抽吸力,能够有效地抽吸台阶B上存在的垃圾。

如上所述,根据台阶B相对于一对车轮131的检测状况来执行控制部150的控制以及自主行走式吸尘器100的动作。

此外,在上述实施方式中,在预先登记有打扫的预定路径(主体部101行走的路径)的情况下,期望控制部150更新预定路径,以使预定路径反映上述第一行进路径C1。另外,在没有登记预定路径的情况下,期望控制部150基于各种传感器的检测结果来控制驱动单元130,使得在以后的主体部101的行走路径中包括第一行进路径C1。

以下,参照图8对自主行走式吸尘器100的动作中的针对台阶B的动作的一个方式进行说明。

图8是示出实施方式中的自主行走式吸尘器100针对台阶B进行的动作的流程图。此外,图8所示的流程图示出执行打扫时的流程。

首先,如图8所示,控制部150在开始打扫时,在主体部101以规定的行进路径移动的过程中判断台阶检测部是否检测到台阶B(步骤S1)。此时,在没有检测到台阶B的情况下(步骤S1的“否”),控制部150以原来的行进路径继续打扫。

另一方面,在检测到台阶B的情况下(步骤S1的“是”),控制部150基于台阶检测部的检测结果,来判断在一对车轮131各自的车轮131的前方是否存在台阶B(步骤S2)。在此,控制部150将处于主体部101的前方的规定范围内的台阶B作为判断的对象。此外,规定范围是用于判断接近主体部101的台阶B的范围,例如是比主体部101的前后方向的全长小的范围。

此时,在一对车轮131中的任一个车轮131的前方不存在台阶B的情况下(步骤S2的“否”),控制部150转移到后述的步骤S8。

另一方面,在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的情况下(步骤S2的“是”),控制部150决定使主体部101以维持了当前的行进方向的状态行进到台阶B上(步骤S3)。

然后,控制部150控制抬起部133的驱动马达134来使主体部101抬起,从而使主体部101变为抬起状态(步骤S4)。

接着,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,以使主体部101爬到台阶B上,并使主体部101不改变行进方向地行进(步骤S5)。

接着,控制部150基于各种传感器的检测结果来判断主体部101是否爬到台阶B上(步骤S6)。此时,在主体部101没有爬到台阶B上的情况下(步骤S6的“否”),转移到步骤S5,重复以后的步骤。

另一方面,在主体部101爬到台阶B上的情况下(步骤S6的“是”),控制部150控制抬起部133的驱动马达134来解除主体部101的抬起,从而使主体部101恢复为正常状态(步骤S7)。由此,主体部101即使在台阶B上也能够发挥正常的抽吸力。

之后,控制部150转移到步骤S1,执行以后的步骤。

在此,在上述的在一对车轮131中的任一个车轮131的前方不存在台阶B的情况下(步骤S2的“否”),控制部150决定使主体部101按照第一行进路径C1行进到台阶B上(步骤S8)。

然后,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,以使主体部101按照第一行进路径C1行进(步骤S9)。

接着,控制部150基于台阶检测部的检测结果,来判断在一对车轮131各自的车轮131的前方是否存在台阶B(步骤S10)。在此,控制部150将处于主体部101的前方的规定范围内的台阶B作为判断的对象。

此时,在一对车轮131中的一个车轮131的前方不存在台阶B的情况下(步骤S10的“否”),控制部150转移到步骤S9,重复以后的步骤。

另一方面,在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的情况下(步骤S10的“是”),控制部150控制抬起部133的驱动马达134来使主体部101抬起,从而使主体部101变为抬起状态(步骤S11)。此时,期望控制部150进行以下控制:在暂时停止以第一行进路径C1行走之后,通过抬起部133进行主体部101的抬起动作。

接着,在使主体部101成为抬起状态之后,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,以使主体部101通过以第一行进路径C1行进而爬到台阶B上(步骤S12)。

接着,控制部150基于各种传感器的检测结果,来判断主体部101的整体是否爬到台阶B上(步骤S13)。此时,在主体部101没有爬到台阶B上的情况下(步骤S13的“否”),转移到步骤S12,重复以后的步骤。

另一方面,在主体部101爬到台阶B上的情况下(步骤S13的“是”),控制部150控制抬起部133的驱动马达134来解除主体部101的抬起,从而使主体部101恢复为正常状态(步骤S14)。由此,主体部101即使在台阶B上也能够发挥正常的抽吸力。

之后,控制部150转移到步骤S1,执行以后的步骤。

如上所述,本实施方式的自主行走式吸尘器100包括:主体部101,其具有左右一对车轮131,用于在地面F上移动来打扫地面F;以及移动部(驱动单元130),其设置于主体部101,用于使主体部101移动或转弯。自主行走式吸尘器100还包括:台阶检测部(碰撞传感器119、障碍物传感器173、测距传感器174以及摄像机175),其设置于主体部101,用于检测在主体部101的周边存在的台阶B;以及控制部150,其基于台阶检测部的检测结果来控制移动部。在由台阶检测部检测到仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,控制部150以在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的方式选择第一行进路径C1,并控制移动部以使主体部基于第一行进路径C1移动。

在此,参照图9对自主行走式吸尘器100的一对车轮131中只有一个车轮131爬到台阶B上的主体部101的状态进行说明。

图9是示出自主行走式吸尘器100的一对车轮131中只有一个车轮131爬到台阶B上的状态的主视图。

如图9所示,在只有一个车轮131爬到台阶B上的状态下,自主行走式吸尘器100的主体部101的例如右侧相对于地面F倾斜。因此,清扫单元140的抽吸口178也相对于地面F倾斜地配置。由此,抽吸口178与地面F的间隔局部地变大。特别是在台阶B的周边的边缘b1处,抽吸口178与地面F的间隔变大。在抽吸口178与地面F的间隔大的部分,主体部101无法发挥正常状态下的正常的抽吸力。其结果,自主行走式吸尘器100的清扫性降低。

但是,根据上述实施方式,在仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,以在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的方式,使主体部101按照第一行进路径C1移动。因此,一对车轮131双方爬到台阶B上。也就是说,能够避免如图9所示那样的只有一个车轮131爬上台阶B的状态。由此,实施方式的自主行走式吸尘器100能够抑制针对地面F的清扫性的降低。

另外,在图9所示的爬上的状态下,一个车轮131位于地面F上,另一个车轮131位于台阶B表面上。也就是说,一对车轮131各自的车轮131以不同的状态与材质的表面接触,因此有时摩擦会产生差异。如果一对车轮131之间存在摩擦的差异,则向所接触的表面传递的力(转矩)不同,因此不易使主体部101以期望的路径行走。然而,根据上述实施方式,通过使主体部101按照第一行进路径C1移动,能够避免只有一个车轮131爬上台阶B的状态。因此,不易在一对车轮131之间产生摩擦的差异。其结果,主体部101的行走控制的正确性提高,因此能够使主体部101以期望的路径行走。

另外,本实施方式的自主行走式吸尘器100包括抬起部133,该抬起部133设置于主体部101,用于使主体部101从地面F抬起。抬起部133能够根据情况使主体部101变为抬起状态或正常状态。而且,在抬起状态下,能够使主体部101容易地爬到台阶B上。由此,不易发生主体部101与台阶B抵接或钻入台阶B等干涉。其结果,能够针对台阶B实现稳定的清扫性。

此外,本发明不限定于上述实施方式。例如,也可以将本说明书中记载的构成要素任意地组合,另外也可以将排除构成要素中的几个构成要素而实现的其它实施方式设为本发明的实施方式。另外,在不脱离本发明的主旨、即权利要求书中记载的表述所示的意思的范围内针对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例也包含在本发明中。

例如,在上述实施方式中,以以下结构为例进行了说明:在由台阶检测部检测到仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,控制部150控制移动部以使得选择第一行进路径C1进行移动,但不限于此。例如,控制部150也可以如图10所示那样选择在一对车轮131中的一个车轮131的前方不存在台阶B的第二行进路径C2,并控制移动部(驱动单元130)以使主体部101移动。

图10是示出在仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下以第二行进路径C2进行移动的例子的说明图。

如图10所示,在由台阶检测部检测到仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,控制部150控制驱动单元130,使得采用在一对车轮131各自的车轮131的前方不存在台阶B的第二行进路径C2进行移动。在该情况下,主体部101从当前的行进方向改变方向,以第二行进路径C2行进。因此,主体部101不会进行到台阶B上。

具体地说,首先,控制部150使主体部101从当前的行进方向(参照图10中示出的箭头Y1)例如向左方向进行90度转弯,来转换方向(参照图10中示出的箭头Y3)。

在转换了主体部101的方向之后,控制部150控制驱动单元130的行走用马达136,以使主体部101采用第二行进路径C2进行移动。而且,在第二行进路径C2中的地点P2处,控制部150使主体部101例如向右方向进行90度转弯,由此,避开台阶B,而成为在主体部101的一对车轮131各自的车轮131的前方不存在台阶B的状态。

之后,控制部150使第二行进路径C2包括沿着台阶B与地面F的边界的路径c21。路径c21是在第二行进路径C2中比地点P2靠下游侧的路径。路径c21同台阶B与地面F的边界、即台阶B的边缘b1大致平行(包括平行)。由此,主体部101沿着路径c21行进(移动)。其结果,自主行走式吸尘器100能够沿着台阶B的边缘b1移动来可靠地打扫台阶B的周围。

也就是说,在仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,使主体部101以在一对车轮131各自的车轮131的前方不存在台阶B的第二行进路径C2进行移动。由此,能够避免主体部101以只有一个车轮131爬上了台阶B的状态进行移动。也就是说,能够降低主体部101的例如车轮没有爬上地面F但主体部101的端部等爬上台阶B而稍微倾斜等的频率。其结果,能够抑制由于主体部101相对于地面F倾斜而引起的清扫性的降低。

此外,在主体部101沿着第二行进路径C2行进时,即使一对车轮131不在台阶B表面上,但如果主体部101与台阶B发生干涉(例如,主体部101的端部在台阶B上一边摩擦一边行走的状态等),则也存在主体部101相对于地面F倾斜的情况、行走性降低的情况。在该情况下,控制部150控制移动部使得采用主体部101与台阶B不发生干涉的第二行进路径C2进行移动即可。由此,能够抑制上述担心事项。

另外,也可以是,在预先登记有打扫的预定路径的情况下,控制部150更新预定路径,以使预定路径反映第二行进路径C2。另一方面,在没有登记预定路径的情况下,控制部150也可以构成为基于各种传感器的检测结果来控制驱动单元130,使得在以后的主体部101的行走路径中包括第二行进路径C2,从而使主体部101移动。

另外,控制部150也可以构成为:在由台阶检测部检测到仅在一对车轮131中的一个车轮131的前方存在台阶B的情况下,选择第一行进路径C1和第二行进路径C2中的任一个。

具体地说,控制部150选择第一行进路径C1或第二行进路径C2,使得能够有效且可靠地打扫上述环境地图的整体。通常,控制部150对驱动单元130进行驱动控制,使得通过主体部101的行走路径填充环境地图的整体。此时,期望控制部150选择第一行进路径C1或第二行进路径C2,以尽量减少利用主体部101打扫环境地图的相同部位的次数。除此以外,也期望控制部150在通过主体部101的行走路径打扫环境地图的整体时选择第一行进路径C1或第二行进路径C2,使得尽量缩短主体部101的行走距离。

并且,控制部150也可以如图11和图12所示那样选择第一行进路径C1和第二行进路径C2中的包括去向检测到台阶B以前的过去路径C10的路径的行进路径。在此,过去路径C10在当前的打扫时所行走的路径中对应于在检测到台阶B以前主体部101所行走的行走路径。

首先,图11是示出基于过去路径C10选择第二行进路径C2的例子的说明图。此外,在图11中,设为自主行走式吸尘器100在检测到台阶B之前在过去路径C10中行走。

在此,第一行进路径C1是偏离过去路径C10的行进路径。也就是说,如果在以过去路径C10行进的过程中检测到台阶B从而自主行走式吸尘器100以第一行进路径C1行进,则偏离过去路径C10。因此,产生未执行打扫的区域(未打扫区域Q1:图11中,用点影线图示)。在该情况下,自主行走式吸尘器100在第一行进路径C1中行进之后,例如如图11的虚拟路径V1所示那样以扫描规定区域的方式进行打扫。之后,自主行走式吸尘器100最终返回到未打扫区域Q1,进行移动以打扫未打扫区域Q1。因此,会相应绕远地打扫未打扫区域Q1,因此在时间上降低效率。

另一方面,图11所示的第二行进路径C2是去向过去路径C10的行进路径。也就是说,如果在以过去路径C10行进的过程中检测到台阶B从而自主行走式吸尘器100以第二行进路径C2行进,则在接近过去路径C10之后以扫描环境地图的方式进行打扫。因此,不易产生未打扫区域Q1。其结果,能够进行更有效的打扫。

接着,图12是示出基于过去路径C10选择第一行进路径C11的例子的说明图。此外,在图12中,自主行走式吸尘器100在检测到台阶B之前在过去路径C20中行走。

在此,第二行进路径C12是偏离过去路径C20的行进路径。也就是说,如果在以过去路径C10行进的过程中检测到台阶B从而自主行走式吸尘器100以第二行进路径C12行进,则偏离过去路径C20。因此,产生未打扫区域Q2。在该情况下,自主行走式吸尘器100在第二行进路径C12中行进之后,例如如图12的虚拟路径V2所示那样以扫描规定区域的方式进行打扫。之后,自主行走式吸尘器100最终返回到未打扫区域Q2,进行移动以打扫未打扫区域Q2。因此,会相应绕远地打扫未打扫区域Q2,因此在时间上也降低效率。

另一方面,图12所示的第一行进路径C11是去向过去路径C20的行进路径。也就是说,如果在以过去路径C10行进的过程中检测到台阶B从而自主行走式吸尘器100在第一行进路径C11中行进,则接近过去路径C20,因此不易产生未打扫区域Q2。因此,能够进行更有效的打扫。

另外,在上述实施方式中,以以下结构为例进行了说明:在台阶检测部检测到在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B时,控制部150控制移动部使得维持当前的行进方向,但不限于此。控制部150也可以构成为:在台阶检测部检测到在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B的情况下,变更其行进路径。例如,也可以是,在台阶B的厚度比规定值厚的情况下,控制部150控制移动部,使得主体部101以避开台阶B的行进路径行进。另外,也可以是,在主体部101的当前的行进方向相对于由台阶检测部检测到的台阶B的边缘b1倾斜的情况下,控制部150控制移动部,使得主体部101以变更行进路径行进到台阶B上,所述变更行进路径包括与台阶B的边缘b1大致正交(包括正交)的行进路径。此外,在上述变更行进路径中,也在一对车轮131各自的车轮131的前方存在台阶B。

产业上的可利用性

本发明能够应用于期望高效的清扫作业性的能够自主行走的自主行走式吸尘器。

附图标记说明

100:自主行走式吸尘器;101:主体部;101a:前部;101b:后部;119:碰撞传感器;130:驱动单元(移动部);131:车轮;132:臂;132a:前端部;132b:基端部;133:抬起部;134:驱动马达;135:角速度传感器;136:行走用马达;137:编码器;138:加速度传感器;140:清扫单元;150:控制部;171:发送部;172:接收部;173:障碍物传感器;174:测距传感器;175:摄像机;176:地面传感器;178:抽吸口;179:脚轮;B:台阶;b1:边缘;C1、C11:第一行进路径;C10、C20:过去路径;C12、C2:第二行进路径;c21:路径;F:地面;L1:虚线;P1、P2:地点;Q1、Q2:未打扫区域;V1、V2:虚拟路径;Y1、Y2、Y3:箭头。

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