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自走式電子機器的制作方法

文檔序號:12281240閱讀:353來源:國知局
自走式電子機器的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及自走式電子機器,特別涉及具有自動返回充電座的功能的自走式電子機器



背景技術(shù):

現(xiàn)在,在室內(nèi)自動行走進行掃除的自走式機器人掃除機正被使用。機器人掃除機具備充電電池,有的具有在充電電池的殘余量變?yōu)橐?guī)定值以下的情況下,返回到固定配置在室內(nèi)的規(guī)定位置上的充電座,通過將充電電池連接在充電座上進行充電的功能。

作為返回充電座的方法,例如,從充電座向規(guī)定的區(qū)域發(fā)出紅外線信號,通過機器人掃除機所具備的紅外線接收部接收到上述紅外線信號的情況下,檢測充電座所在方向并朝向充電座的方向行走。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:特開2013-146302號公報

專利文獻2:特開2004-275716號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

但是,以前的至充電座的返回方法中,由于紅外線信號是具有一定寬度的指向性的無線信號,所以存在不能接收紅外線信號的區(qū)域。機器人掃除機位于這樣的不能接收紅外線信號的位置時,需要通過進行沿著墻壁面的行走(邊緣行走)和隨機行走,行走到能夠接收紅外線信號的位置。

即,由于有到檢測出充電座存在的方向為止,進行無用的行走的情況,所以到返回充電座為止比較費時間的情況較多。

于是,本發(fā)明是考慮以上這樣的情形而作出的,要解決的問題是提供一種自走式電子機器,在需要充電的情況下,盡量減少返回到充電座為止的無用的移動,能夠縮短向充電座返回為止的時間。

用于解決問題的方案

本發(fā)明提供一種自走式電子機器,朝向目標對象物的位置自動行走,其特征在于,具備:行走控制部,控制車輪的旋轉(zhuǎn)來進行直線行走及旋轉(zhuǎn)動作;信號通信部,接收從所述目標對象物發(fā)送的無線信號;距離測定部,根據(jù)所述接收的無線信號,測定到所述目標對象物為止的距離;以及控制部,根據(jù)在自動行走中通過所述距離測定部測定的多個測定距離,判定為自走式電子機器正向遠離所述目標對象物的方向移動的情況下,所述控制部使自走式電子機器在當前位置進行規(guī)定的旋轉(zhuǎn)動作后,通過向接近所述目標對象物的方向反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,使自走式電子機器移動到所述目標對象物的規(guī)定的附近區(qū)域為止。

而且,提供一種自走式電子機器,朝向目標對象物的位置自動行走,其特征在于,具備:行走控制部,控制車輪的旋轉(zhuǎn)來進行直線行走及旋轉(zhuǎn)動作;信號通信部,接收從所述目標對象物發(fā)送的無線信號;距離測定部,根據(jù)所述接收的無線信號,測定到所述目標對象物為止的距離;距離判定部,對在自動行走中通過所述距離測定部測定的最新的當前位置處的測定距離、與自動行走中的過去的多個測定距離之中最小的測定距離進行比較來判定大小關(guān)系;以及控制部,所述距離判定部判定為所述當前位置處的測定距離變成大于所述最小的測定距離的情況下,所述控制部使自走式電子機器在所述當前位置進行規(guī)定的旋轉(zhuǎn)動作后,通過向接近所述目標對象物的方向反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,使自走式電子機器移動到所述目標對象物的規(guī)定的附近區(qū)域為止。

再者,其特征在于,所述無線信號是由Bluetooth擴展規(guī)格之一的用超低電力就能夠通信的藍牙低能耗的規(guī)格決定的BLE信號,根據(jù)所述信號通信部接收的BLE信號的接收強度,所述距離測定部測定到所述目標對象物為止的距離。

據(jù)此,由于根據(jù)接收的BLE信號,測定到目標對象物為止的距離,所以無論在行走方向上是否有障礙物,只要自走式電子機器在能夠接收BLE信號的距離內(nèi),就能夠計算出自走式電子機器和目標對象物之間的直線距離。

而且,其特征在于,判定為所述自走式電子機器正向遠離所述目標對象物的方向移動的情況下,所述控制部使所述自走式電子機器進行180度的旋轉(zhuǎn)動作或90度的旋轉(zhuǎn)動作,通過進行組合了直線行走、180度的旋轉(zhuǎn)動作和90度的旋轉(zhuǎn)動作的行走,使所述自走式電子機器移動到所述目標對象物的規(guī)定的附近區(qū)域為止。

據(jù)此,由于進行組合了直線行走、180度的旋轉(zhuǎn)動作和90度的旋轉(zhuǎn)動作的行走,所以與通過進行沿著墻壁的行走和隨機行走來接近目標對象物的情況相比較,能夠減少無用的行走,能夠縮短移動到目標對象物的附近區(qū)域為止的時間。

而且,其特征在于,判定為所述自走式電子機器正向遠離所述目標對象物的方向移動的情況下,所述控制部使所述自走式電子機器在進行了上述判定的當前位置進行一定方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作,通過進行組合了直線行走和與所述一定方向相同方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作的行走,使所述自走式電子機器移動到所述目標對象物的規(guī)定的附近區(qū)域為止。

據(jù)此,由于進行組合了直線行走和一定方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作的行走,所以與通過進行沿著墻壁的行走和隨機行走來接近目標對象物的情況相比較,能夠減少無用的行走,能夠縮短移動到目標對象物的附近區(qū)域為止的時間。

而且,所述旋轉(zhuǎn)動作的角度可以是隨機生成的任意的角度和預先設(shè)定的固定值中的任一者。

而且,所述目標對象物可以是移動體,自走式電子機器可以追隨該移動體。

而且,其特征在于,所述自走式電子機器是具備充電電池及掃除功能的自走式掃除機,所述目標對象物是充電座,所述控制部在所述自走式掃除機的充電電池的電池殘余量減少到規(guī)定值以下的情況下,判定為需要返回充電座,執(zhí)行使所述自走式掃除機返回到所述充電座的功能。

據(jù)此,測定從自走式掃除機到充電座為止的距離,根據(jù)該測定距離,使自走式掃除機反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,而使自走式掃除機返回到充電座為止,所以能夠縮短自走式掃除機至充電座的返回處理所花的時間。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明,測定從自走式電子機器到目標對象物的距離,根據(jù)該測定距離向接近目標對象物的方向反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,所以能夠減少自走式電子機器的無用的行走,縮短自走式電子機器移動到目標對象物的規(guī)定的附近區(qū)域為止的時間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的自走式掃除機的一實施例的構(gòu)成方框圖。

圖2是示出本發(fā)明的自走式掃除機的一實施例的概要的立體圖。

圖3(a)是本發(fā)明的目標距離和測定距離的關(guān)系的說明圖。

圖3(b)是本發(fā)明的目標距離和測定距離的關(guān)系的說明圖。

圖4是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖5是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖6是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖7是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖8是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理和連接動作的概要說明圖。

圖9(a)是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的流程圖。

圖9(b)是本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的流程圖。

圖10是本發(fā)明的第2實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖11是本發(fā)明的第2實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖12是本發(fā)明的第2實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖13是本發(fā)明的第2實施方式的返回處理的流程圖。

具體實施方式

以下,根據(jù)圖中所示的實施例,對本發(fā)明進行說明。

并且,并非由此限定本發(fā)明。

<自走式電子機器的構(gòu)成>

本發(fā)明的自走式電子機器,是向目標對象物的位置自動行走的電子機器。

以下,作為本發(fā)明的自走式電子機器的一實施例,對具備充電電池及掃除功能的“自走式掃除機”的構(gòu)成進行說明。而且,這種情況下,上述目標對象物為充電座。

但是,本發(fā)明是至少具備充電電池,具有進行自動行走控制,通過自動行走移動到目標對象物的附近區(qū)域為止的功能的電子機器即可,不限于自走式掃除機。而且,目標對象物也不限于充電座。

例如,在自走式電子機器中,還包括進行空氣吸引將清潔化后的空氣排出的自走式空氣清潔機、發(fā)生離子的自走式離子發(fā)生機,執(zhí)行對用戶提示需要的信息的功能和用戶要求的功能的自走式機器人等。作為目標對象物,包含具有后述的信號通信部的所有有體物。

圖1中示出本發(fā)明的自走式掃除機的一實施例的構(gòu)成方框圖。

在圖1中,本發(fā)明的自走式掃除機(以下,也稱作掃除機或吸塵器),主要具備控制部11、充電電池12、電池殘余量檢測部13、信號通信部14、超聲波傳感器15、距離測定部16、距離判定部17、紅外線接收部18、行走控制部21、車輪22、吸氣口31、排氣口32、集塵部33、障礙檢測部34、輸入部35、存儲部41、充電座連接部51。

而且,在進行掃除的房間等的規(guī)定的位置上固定設(shè)置充電座100。通過連接充電座100和自走式掃除機1,自走式掃除機1以與充電座接觸的狀態(tài)接受來自充電座的電力的供給,對自走式掃除機1的充電電池12進行充電。而且,自走式掃除機1離開充電座100一邊自動行走一邊執(zhí)行掃除功能。

本發(fā)明的自走式掃除機1是一邊在所設(shè)置的場所的地面自走,一邊吸入含有地面上的塵埃的空氣,將除去了塵埃的空氣排出,從而對地面上進行掃除的掃除機器人。本發(fā)明的自走式掃除機1具有當掃除結(jié)束時,自主地返回充電座100的功能。

圖2中示出本發(fā)明的自走式掃除機的一實施例的概要立體圖。

在圖2中,本發(fā)明的自走式掃除機1具備圓盤形的框體2,在該框體2的內(nèi)部及外部,設(shè)有旋轉(zhuǎn)刷、側(cè)刷10、集塵部33、電動送風機、由多個驅(qū)動輪構(gòu)成的車輪22、信號通信部14、紅外線接收部18、圖1中示出的其他構(gòu)成要素。

在圖2中,將配置有紅外線接收部18的部分稱作前方部,將配置有作為從動輪的后輪的部分稱作后方部,將在框體內(nèi)部配置有信號通信部14或集塵部33的部分稱作中間部。

框體2具備:俯視時為圓形的底板,具有吸氣口31;頂板2b,在中央部分具有當將收容在框體2內(nèi)的集塵部33放入取出時進行開閉的蓋部3;及俯視時為圓環(huán)形的側(cè)板2c,沿著底板及頂板2b的外周部設(shè)置。而且,在底板上形成有使一對驅(qū)動輪及后輪的下部從框體2內(nèi)向外部突出的多個孔部,在頂板2b的前方部與中間部之間的邊界附近形成有排氣口32。并且,側(cè)板2c被分割為前后兩部分,側(cè)板前部起到緩沖器的功能。

自走式掃除機1的一對驅(qū)動輪在同一方向上正旋轉(zhuǎn)則前進,在同一方向上逆旋轉(zhuǎn)則后退,通過相互在反方向上旋轉(zhuǎn)則以靜止的狀態(tài)回旋。例如,掃除機1在到達了掃除區(qū)域的周邊緣時及與進路上的障礙物沖突時,驅(qū)動輪停止,使一對驅(qū)動輪相互朝反方向旋轉(zhuǎn)而改變方向。由此,掃除機1在整個設(shè)置場所或整個所期望范圍一邊避開障礙物一邊自走。

而且,自走式掃除機1如后所述,通過信號通信部14,接收從充電座100的信號通信部102射出的無線信號而對與充電座100的距離進行測定,例如在掃除結(jié)束的情況,充電電池12的充電殘余量變少的情況,或經(jīng)過了所設(shè)定的掃除計時器的設(shè)定時間的情況下,以測定距離變短的方式,自動地朝向接近作為目標對象物的充電座的方向,反復進行直線的行走和旋轉(zhuǎn)動作而行進,返回充電座100的附近區(qū)域。

但是,若有障礙物,則一邊避開障礙物,一邊向充電座100的方向移動。

以下,對圖1中示出的各構(gòu)成要素進行說明。

圖1的控制部11是對掃除機1的各構(gòu)成要素的動作進行控制的部分,主要通過由CPU、ROM、RAM、I/O控制器、計時器等構(gòu)成的微計算機來實現(xiàn)。

CPU根據(jù)預先存儲在ROM等中的控制程序,使各硬件有機地動作,執(zhí)行本發(fā)明的掃除功能、行走功能等。

充電電池12是對掃除機1的各功能要素供給電力的部分,是主要供給用于進行掃除功能及行走控制的電力的部分。例如,使用鋰離子電池、鎳氫電池、Ni-Cd電池等充電電池。

充電電池12的充電在將掃除機1和充電座100連接的狀態(tài)下進行。

掃除機1和充電座100的連接,是通過使相互的作為連接部(51、101)的露出的充電端子彼此接觸來進行。

電池殘余量檢測部13是對充電電池的剩余的容量(電池殘余量)進行檢測的部分,例如,針對全充電狀態(tài),輸出以百分比(%)表示當前的殘余容量的數(shù)值。在此,根據(jù)所檢測的電池殘余量(%),判定是否應該返回充電座100,返回時,執(zhí)行如后所述的返回處理。

行走控制部21是進行自走式掃除機1的自主行走的控制的部分,是主要對上述的車輪22的旋轉(zhuǎn)進行控制,通過主要使其進行直線行走及旋轉(zhuǎn)動作,自動地移動的部分。

通過驅(qū)動車輪,進行掃除機1的前進、后退、旋轉(zhuǎn)、靜止等動作。

如后所述,為了進行自走式電子機器的返回處理而進行旋轉(zhuǎn)動作的情況下,該旋轉(zhuǎn)動作的角度可以是隨機生成的任意的角度和預先設(shè)定的固定值中的任一者。

集塵部33是執(zhí)行將室內(nèi)的垃圾和塵土匯集起來的掃除功能的部分,主要具備未圖示的集塵容器、過濾器部、覆蓋集塵容器及過濾器部的覆蓋部。

而且,具有與吸氣口31連通的流入路徑和與排氣口32連通的排出路徑,將從吸氣口31吸入的空氣經(jīng)由流入路徑引導到集塵容器內(nèi),將集塵后的空氣經(jīng)由排出路徑從排氣口32向外部放出。

吸氣口31及排氣口32分別是進行用于掃除的空氣的吸氣及排氣的部分,形成在如上所述的位置。

障礙檢測部34是對掃除機1在行走中與室內(nèi)的桌子或椅子等障礙物接觸或接近的情形進行檢測的部分,例如使用由微動開關(guān)、超聲波傳感器、紅外線測距傳感器等構(gòu)成的接觸傳感器或非接觸傳感器、或障礙物傳感器,配置在框體2的側(cè)板2C的前部。

CPU根據(jù)從障礙檢測部34輸出的信號,對障礙物存在的位置進行識別。根據(jù)所識別的障礙物的位置信息,避開該障礙物決定接下來應行走的方向。

輸入部35是用戶輸入指示掃除機1的動作的部分,在掃除機1的框體表面,作為操作面板、或操作按鈕設(shè)置。

或者,作為輸入部35,也可以與掃除機本體分開,設(shè)置遙控單元,用戶通過按下設(shè)置在該遙控單元上的操作按鈕,送出紅外線和無線電波信號,通過無線通信進行動作的指示輸入。

作為輸入部35,例如,設(shè)置電源開關(guān)、起動開關(guān)、主電源開關(guān)、充電請求開關(guān)、其他開關(guān)(運轉(zhuǎn)模式開關(guān)、計時器開關(guān))等。

存儲部41是為了實現(xiàn)掃除機1的各種功能而存儲必要的信息和程序的部分,使用RAM或ROM等半導體元件、硬盤、閃存等存儲介質(zhì)。

在存儲部41中,主要存儲目標距離42、最小測定距離43、當前測定距離44、電池信息45等。在以下的實施例中,將目標距離設(shè)為ky_x,將最小測定距離設(shè)為ky_min,將當前測定距離設(shè)為ky_tmp。

在電池信息45中,包括通過電池殘余量檢測部13檢測的電池殘余量(%)、為了決定向充電座返回而與檢測出的電池殘余量進行比較的判定值(殘余量閾值)等。

在本發(fā)明中,掃除機1自己執(zhí)行向充電座100返回的處理,但在控制部11判定為需要返回到與充電座接觸的狀態(tài)的情況下,執(zhí)行該返回處理。

所謂判定為需要返回到與充電座接觸的狀態(tài)的情況,有充電電池12的電池殘余量變少的情況,由用戶按下了充電請求開關(guān)的情況,或用戶使用遙控器進行了返回指示輸入的情況等。

例如,在通過電池殘余量檢測部13檢測出的充電電池的電池殘余量減少到作為電池信息45而存儲的殘余量閾值以下的情況下,判定為需要向充電座返回,執(zhí)行使自走式掃除機返回充電座的功能(返回處理)。

或者,在自動行走中,充電請求開關(guān)被按下的情況下,判定為需要向充電座返回,執(zhí)行返回處理。

目標距離42是在返回處理中,自走式掃除機1用于判定已返回到充電座100的附近的距離,預先存儲在存儲部41中。

例如,在充電座100的信號通信部102和自走式掃除機1的信號通信部14之間的當前測定距離(ky_tmp)44比存儲在存儲部41中的目標距離(ky_x)42短的情況(ky_x>ky_tmp)下,判定為自走式掃除機1已返回充電座100。

當前測定距離(ky_tmp)44是對自走式掃除機1的當前位置和充電座100之間的距離進行了測定而得到的,最小測定距離(ky_min)43是所存儲的通過距離測定部16測定的當前測定距離44之中的最小值。

在新測定的當前測定距離44小于存儲在存儲部41中的最小測定距離43的情況下,該新測定的當前測定距離44被置換為最小測定距離43。

圖3中示出存儲在存儲部中的目標距離和測定距離的關(guān)系的說明圖。

圖3(a)示出自走式掃除機1位于從充電座100充分離開的位置的情況(ky_tmp>ky_x)。

圖3(b)示出自走式掃除機1已返回到充電座100的規(guī)定的附近區(qū)域的情況(ky_tmp<ky_x)。

在圖3中,當前測定距離44作為充電座100的信號通信部102和自走式掃除機1的信號通信部14之間的距離的當前的測定值ky_tmp來表示。

而且,目標距離ky_x表示以信號通信部102為中心的圓的半徑,在自走式掃除機1的信號通信部14進入該圓之中時,判定為自走式掃除機1已返回到充電座100的附近。

即,在自走式掃除機1返回到了該該圓之中的情況下,通過進行規(guī)定的動作,能夠使相互的連接部(51、101)連接,目標距離ky_x就是預先設(shè)定為那樣的距離。例如,作為目標距離ky_x,設(shè)定為30cm左右。

后述的本發(fā)明的返回處理如圖3(a)所示,對于存在于當前測定距離(ky_tmp)44充分長的位置的自走式掃除機1,如圖3(b)所示,示出自走式掃除機1返回到ky_tmp<ky_x的位置為止的處理。

圖1的信號通信部14是對從作為目標對象物的充電座100的信號通信部102發(fā)送的無線信號進行接收(檢測)的部分。作為信號通信部14的元件,可以使用能夠接收所發(fā)送的無線信號的一般的裝置。

在以下的實施例中,作為從充電座100發(fā)送的無線信號,例如使用以藍牙低能耗(BLE:Bluetooth Low Energy)的規(guī)格確定的信號。以下,將該信號稱作BLE信號。

從充電座發(fā)送BLE信號時,信號通信部14也使用能夠進行基于BLE的通信的接收裝置。本發(fā)明特征在于,根據(jù)信號通信部14接收到的BLE信號中所含的發(fā)送側(cè)的信號送出電平和由接收側(cè)實際接收的信號的接收強度,對到目標對象物的距離進行測定。

BLE是目前作為近距離無線通信的一個通信方式使用的藍牙的新規(guī)格,使用2.4GHz頻帶的電波進行無線通信。

BLE的最大通信速度是1Mbps,以省電性為特征。

在本發(fā)明中,通過由信號通信部14接收從包括BLE信號的發(fā)送裝置的信號通信部102輸出的無線信號,對信號通信部102和信號通信部14的距離ky_tmp進行測定。

例如,可以通過對從信號通信部102輸出的BLE信號內(nèi)所含的發(fā)送側(cè)的信號送出電平信息、與由接收側(cè)實際接收到的信號的接收信號強度進行比較,求出基于傳送的信號的傳送損耗,通過根據(jù)該傳送損耗運算距離來計算上述距離ky_tmp。

或者,也可以將預先計測的BLE信號的接收強度和距離之間的關(guān)系表預先存儲在存儲部中,通過對接收的BLE信號的測定值和關(guān)系表的接收強度進行比較,求出距離。

而且,BLE信號是與具有指向性的紅外線不同的波長長的電波,所以從信號通信部102向360度的所有方向發(fā)送。

因此,即使在充電座100和自走式掃除機1之間有遮擋紅外線的障礙物,也能夠接收BLE信號,能夠測定兩者(1、100)間的距離。

超聲波傳感器15對到房間的墻壁和桌子等對象物為止的距離進行檢測,包括發(fā)送超聲波的送波器和對來自對象物的反射波進行接收的受波器。

超聲波傳感器15主要用于到墻壁等障礙物為止的距離的測定。

距離測定部16是根據(jù)所接收的無線信號,對到作為目標對象物的充電座100為止的距離進行測定的部分。具體而言,使用通過信號通信部14接收的BLE信號,檢測BLE信號的接收強度,計算自走式掃除機1和充電座100的距離。

距離判定部17是對通過距離測定部16計算的距離和作為比較對象的距離之間的大小關(guān)系進行判定的部分。

例如,是在自動行走中,對通過距離測定部16測定的最新的當前位置處的測定距離、與自動行走中的過去的多個測定距離之中的最小的測定距離進行比較,來判定大小關(guān)系的部分。

判定為自走式電子機器正向遠離目標對象物的方向移動時,即,判定為當前位置處的測定距離變?yōu)榇笥谧钚〉臏y定距離時(ky_tmp>ky_min),如后所述,使自走式電子機器在當前位置進行規(guī)定的旋轉(zhuǎn)動作后,通過向接近作為目標對象物的充電座的方向反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,使自走式電子機器移動到充電座的規(guī)定的附近為止。

而且,如后所述,對用于判定已返回到充電座100的附近的目標距離(ky_x)、與通過距離測定部16計算的當前的測定距離(ky_tmp)進行比較,在ky_tmp<ky_x的情況下判定為自走式掃除機1已返回到充電座100的附近。

紅外線接收部18是接收從充電座的紅外線發(fā)送部106輸出的紅外線信號的部分,紅外線信號在自走式掃除機的返回處理及至充電座的連接處理中使用。

充電座連接部51是用于輸入用于使充電電池12充電的電力的端子。

通過使該充電座連接部51和充電座100的掃除機連接部101物理接觸,將從充電座100的電力供給部104提供的電力,提供給充電電池12進行充電。

充電座連接部51為了與掃除機連接部101接觸,而在掃除機1本體的側(cè)面以露出的狀態(tài)形成。

自走式掃除機1如上所述,在返回到充電座的附近后,使用通過紅外線接收部18接收的紅外線,使充電座連接部51和掃除機連接部101接觸,從而進行連接處理。

本發(fā)明的自走式掃除機1也可以在以上那樣的構(gòu)成以外,具備其他需要的構(gòu)成和功能。

例如,也可以具備在掃除中或靜止狀態(tài)下,發(fā)生離子的構(gòu)成(離子發(fā)生器),進行殺菌和除臭(或脫臭)。

而且,也可以設(shè)置對執(zhí)行掃除處理的時間進行設(shè)定的計時器開關(guān),在計時器開關(guān)被閉合(ON)操作的情況下,開始預先設(shè)定的時間(例如60分鐘的期間)的計時,直到經(jīng)過該設(shè)定時間為止執(zhí)行掃除處理。

也可以在經(jīng)過了該設(shè)定時間后,中止掃除處理,自動地返回充電座。

<充電座的構(gòu)成>

在圖1中,充電座100主要具備掃除機連接部101、信號通信部102、控制部103、電力供給部104和紅外線發(fā)送部106,接受從在室內(nèi)的墻壁等配置的商用電源105的插座來的AC電源電力的供給。

電力供給部104是接受來自商用電源105的交流電力,變換成能夠?qū)叱龣C1進行充電的直流電力,而提供給掃除機連接部101的部分。

紅外線發(fā)送部106是發(fā)送紅外線信號的部分。

信號通信部102是發(fā)送(傳送)無線信號的部分。例如,使用發(fā)送基于BLE規(guī)格的信號的BLE的通信裝置。

充電座100的控制部103是實現(xiàn)充電座的各種功能的部分,主要進行BLE信號的通信處理和紅外線信號的發(fā)送處理、及充電電力的供給控制??刂撇?03能夠通過由CPU、ROM、RAM、I/O控制器、計時器等構(gòu)成的微計算機實現(xiàn)。

<第1實施方式>

在此,對自走式掃除機返回至充電座的處理的第1實施方式進行說明。

在第1實施方式中,示出如下返回方法:一邊對自走式掃除機1的當前位置和充電座100之間的距離進行測定,一邊當判定為正向遠離目標對象物的方向移動的情況下,使自走式掃除機1進行180度的旋轉(zhuǎn)動作或90度的旋轉(zhuǎn)動作,通過反復執(zhí)行組合了直線行走、180度旋轉(zhuǎn)和90度旋轉(zhuǎn)的行走,使自走式掃除機1向充電座所在的方向行進,使其移動到上述的目標距離42的圓內(nèi)為止。

為了使返回處理的說明容易明白,假定在行走的空間內(nèi),不存在障礙物。

首先,從圖4到圖7中,示出第1實施方式的返回處理的概要說明圖。

圖4(a)示出充電座100的位置和該實施例的自走式掃除機1的初始位置。在此,考慮以充電座100的信號通信部102為圓的中心,將判定為自走式掃除機1已返回的距離(目標距離:ky_x)設(shè)定為該圓的半徑。

而且,自走式掃除機1的距離測定部16使用信號通信部14接收的BLE信號,計算出自走式掃除機1的初始位置和充電座100之間的當前的距離(由圖4(a)的虛線表示的直線),將該距離存儲在表示最小測定距離43的變量ky_min中。

將在該初始位置測定的距離作為臨時的最小測定距離(ky_min)。

圖4中示出的自走式掃除機1的圓圈印記表示行走的前方方向,進行通常的直線的前進行走的情況是朝向該圓圈印記的前方行進。

從這樣的初始位置到自走式掃除機1進入以目標距離(ky_x)為半徑的圓內(nèi)為止,執(zhí)行以下所示的返回處理。

在圖4(b)中,自走式掃除機1僅前進一定距離,對該位置處的自走式掃除機1和充電座100之間的距離進行測定,存儲在當前測定距離44(ky_tmp)中。

在圖4(b)中,為向圖的左邊稍斜下方向行進。另外,對當前測定距離44(ky_tmp)和最小測定距離43(ky_min)進行比較。

圖4(c)示出上述2個距離的比較的結(jié)果為ky_tmp>ky_min的情況,即由于自走式掃除機1移動而測定距離變遠的情況。

這種情況下,若保持原樣前進,則變成更加遠離充電座100,所以為了接近充電座100,以在圖4(b)的測定位置靜止的狀態(tài),進行180度旋轉(zhuǎn)。

圖4(b)和圖4(c)的自走式掃除機1的位置相同。

如圖4(c)那樣,通過進行180度旋轉(zhuǎn),自走式掃除機1的前進方向變成與圖4(b)相反的方向。

在圖4(d)中,與由圖4(b)的說明示出的一樣,自走式掃除機1反復如下動作:僅前進一定距離來對該位置處的到充電座100為止的距離進行測定,作為當前測定距離(ky_tmp)進行存儲。

此時,ky_tmp≤ky_min時,即,自走式掃除機1的當前測定距離ky_tmp比上次為止的最小測定距離ky_min短或與之相同時,認為正在向接近充電座100的方向行進。

因此,向與當前的前進方向相同的方向,繼續(xù)直線的行走。

而且,變?yōu)閗y_tmp<ky_min的情況下,將ky_tmp的值認為是新的最小測定距離43,代入到ky_min中。

圖5(a)示出以接近充電座100的方式向與圖4(d)相同的方向行走的情況。在該位置,當前測定距離44(ky_tmp)被設(shè)定為最小測定距離43(ky_min)。

圖5(b)示出從圖5(a)的位置進一步前進了一定距離的情況。此時,變成ky_tmp>ky_min。

即,與圖5(a)的位置相比較,為向遠離充電座100的方向行進了。若保持原樣向相同方向前進,則越來越遠離充電座100,所以將行進方向變更180度。

圖5(c)示出在圖5(b)的位置靜止,進行了180度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由此,自走式掃除機1的行進方向,為與圖5(a)和圖5(b)相反的方向(圖的左邊稍斜下方向)。

圖5(d)示出從圖5(c)的位置僅前進了一定距離的情況。在此,為返回到與圖5(a)相同的位置的情況。但是,為了返回圖5(a)的位置,也可以不經(jīng)過圖5(c)那樣的進行了180度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),而從圖5(b)的狀態(tài)僅后退一定距離。

接著,如圖6(a)所示,以在圖5(d)的位置靜止的狀態(tài),向90度左方向(逆時針旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)。這種情況下,通過90度的旋轉(zhuǎn),自走式掃除機1的前進方向為圖的下方向。但是,也可以是90度向右方向的旋轉(zhuǎn)。

如圖6(b)所示,僅前進一定距離后,測定當前測定距離ky_tmp。圖6(b)的情況為ky_tmp>ky_min,所以自走式掃除機1向遠離充電座100的方向行進。

這種情況下,若保持原樣前進則越來越遠離充電座100,所以如圖6(c)所示,在圖6(b)的位置靜止,進行180度旋轉(zhuǎn)。由此,自走式掃除機1的前進方向變?yōu)榻咏潆娮姆较?圖的上方向)。

如圖6(d)所示僅前進一定距離,反復進行距離測定。

以變?yōu)閗y_tmp<ky_min的方式行進時,將ky_tmp的值作為新的ky_min設(shè)定,繼續(xù)向同方向的前進。

由此,自走式掃除機1逐漸接近充電座所在的方向。

在圖4、圖5的說明中雖然省略,但也可以每次測定ky_tmp時,都比較ky_tmp和目標距離ky_x。若ky_tmp>ky_x,則繼續(xù)進行上述那樣的行走。

圖7(a)示出繼續(xù)上述那樣的行走的結(jié)果為當前測定距離ky_tmp變成小于目標距離ky_x的情況(ky_tmp<ky_x)。

此時,由于能夠判定自走式掃除機1進入了以充電座100的信號通信部102為中心的半徑ky_x的圓的區(qū)域內(nèi),所以認為自走式掃除機1已返回到充電座100,結(jié)束返回處理。

之后,為了使自走式掃除機1的充電座連接部51和充電座100的掃除機連接部101接觸,自走式掃除機1進行規(guī)定的行走及旋轉(zhuǎn)動作。

以上,是第1實施方式的返回處理的一個實施例。

由于自走式掃除機的初始位置不限于圖4(a)中示出的位置,所以用于返回的實際的直線行走的行進方向和旋轉(zhuǎn)動作存在種種情況。

但是,在進行了遠離充電座那樣的行走的情況下,包括180度的旋轉(zhuǎn)動作和90度的旋轉(zhuǎn)動作在內(nèi),反復進行直線行走和旋轉(zhuǎn)動作,從而能夠慢慢朝向充電座所在的方向行進。

特別是,最短通過進行2次直線移動,就能夠返回到充電座的附近。

在這樣的返回處理中,只要自走式掃除機1在能夠接收BLE信號的距離內(nèi),就不需要進行如以前的返回處理那樣的沿著墻壁面的行走和隨機行走,能夠減少無用的行走動作,能夠縮短至充電座的返回處理所花的時間。

圖8中示出自走式掃除機1已返回到充電座的附近時的至充電座的連接動作的說明圖。

在此,使用充電座100的紅外線發(fā)送部106和自走式掃除機1的紅外線接收部18。

也可以是從充電座100發(fā)送具有指向性的紅外線,將能夠接受該紅外線的規(guī)定的區(qū)域作為區(qū)域A。這種情況下,已返回到充電座100的附近的自走式掃除機1接收到紅外線時,可以判定為已返回到規(guī)定的區(qū)域A,在該位置靜止,之后,進行用于使相互的連接部(51、101)連接的一連串的處理。

這樣,在使用了BLE信號的距離測定的基礎(chǔ)上,若還進行紅外線的接收處理,則能夠更可靠地進行至充電座的返回處理。

(第1實施方式的返回處理的流程圖)

圖9(a)、(b)中示出本發(fā)明的第1實施方式的返回處理的流程圖。

在圖9(a)的步驟S1中,用戶使用輸入部35,輸入規(guī)定的目標距離42,設(shè)定在表示目標距離的變量ky_x中?;蛘?,也可以預先將目標距離42固定地存儲在變量ky_x中。

在步驟S2中,通過信號通信部14接收BLE信號,使用接收的BLE信號,距離測定部16計算出自走式掃除機1和充電座100之間的距離。將該測定距離作為初始位置的距離存儲在最小測定距離ky_min中。

在步驟S3中,朝向自走式掃除機1的當前的前方方向,進行僅一定距離的前進行走。作為一定距離,不特別唯一地限定,但為了提高精度,優(yōu)選盡量短的距離,例如,也可以設(shè)定10cm~20cm左右的距離。

而且,一定距離也可以不是固定值,而是可變的。例如,也可以在測定距離比較長時,將一定距離設(shè)定得長,在由于向充電座接近了而測定距離變成短于規(guī)定值的情況下,將一定距離設(shè)定得短些。

在步驟S4中,檢查通過障礙檢測部34是否檢測出障礙物。檢測出障礙物的情況下,進入到步驟S5,沒有檢測出障礙物的情況下,進入到步驟S6。所謂檢測出障礙物的情況,包括自走式掃除機本體的側(cè)面接觸到物體的情況和通過超聲波傳感器15在前進方向上檢測出物體的情況。

在步驟S5中,進行規(guī)定的方向轉(zhuǎn)換,返回步驟S2。規(guī)定的方向轉(zhuǎn)換是,例如在檢測出障礙物的位置靜止,僅旋轉(zhuǎn)能夠避開障礙物的程度的角度即可。

旋轉(zhuǎn)動作也能夠以例如30度、60度、90度、180度這樣預先設(shè)定的角度之外的隨機的角度,進行旋轉(zhuǎn)。返回到步驟S2后,反復上述的一連串的處理。

但是,以隨機的角度等旋轉(zhuǎn)時,優(yōu)選使用超聲波傳感器15,確認在該旋轉(zhuǎn)后的前方方向上沒有障礙物后,向該前方方向行走。

而且,障礙物是墻壁時,能夠以隨機的角度進行方向轉(zhuǎn)換,但也可以行走到墻壁后,進行沿著該墻壁的行走。

在步驟S6中,使用通過信號通信部14接收的BLE信號,距離測定部16計算出自走式掃除機1和充電座100之間的距離。使該測定距離存儲到表示當前的測定距離的變量ky_tmp中。

在步驟S7中,檢查是否是ky_min<ky_tmp。即,檢查在自走式掃除機1所處的當前的位置測定的當前測定距離ky_tmp是否大于至今為止測定的距離之中的最小的距離(最小測定距離ky_min)。ky_min<ky_tmp的情況下,進入到步驟S8,否則,進入步驟S9。

在步驟S8中,為了將行進方向變更為不是遠離充電座的方向,而在當前的位置進行180度的旋轉(zhuǎn)動作。

在步驟S9中,在最小測定距離ky_min中,代入當前測定距離ky_tmp,更新最小測定距離。

在步驟S10中,與步驟S3一樣,僅前進一定距離。

在步驟S11中,與步驟S4一樣,進行障礙物的檢測檢查。有障礙物時,進入到步驟S12,與步驟S5一樣,進行方向轉(zhuǎn)換處理,返回步驟S2。

沒有障礙物時,進入到步驟S13,與步驟S6一樣,測定并存儲當前測定距離ky_tmp。

在步驟S14中,與步驟S7一樣,檢查ky_min<ky_tmp,在自走式掃除機1比上次為止的最小測定距離ky_min更接近充電座100的情況(ky_min≥ky_tmp)下,返回步驟S9,反復從步驟S9到S13的處理。

另一方面,自走式掃除機1通過一定距離的行走,行進到比上次為止的最小測定距離ky_min還遠離充電座100的方向時(ky_min<ky_tmp),進入到步驟S15,與步驟S8一樣,進行180度的旋轉(zhuǎn)動作。

在步驟S16中,與步驟S3一樣進行一定距離的行走,在步驟S17中,進行與步驟S4一樣的障礙物檢測處理。

有障礙物時,進入到步驟S18,與步驟S5一樣進行方向轉(zhuǎn)換,返回到步驟S2。

另一方面,沒有障礙物時,進入到圖9(b)的步驟S19,在當前位置靜止,向左方向進行90度旋轉(zhuǎn)。但是,也可以進行向右方向的90度旋轉(zhuǎn)。

在此,進行90度的旋轉(zhuǎn)是因為,已經(jīng)從進行了180度旋轉(zhuǎn)的方向行進到了當前位置,所以在再次進行180度旋轉(zhuǎn)的情況下,就會變成返回已經(jīng)通過的過去的位置。

因此,作為旋轉(zhuǎn)角度,可以選擇180度以外的角度,但為了明確地設(shè)定之后的進路,如上所述,選擇例如90度的旋轉(zhuǎn)即可。在進行了這樣的90度旋轉(zhuǎn)后,變?yōu)檫M行新的直線上的行走。

在步驟S20中,將當前位置處的測定距離作為最小測定距離的臨時的初始值(ky_min)設(shè)定存儲。

在步驟S21中,與步驟S3一樣,僅前進一定距離。之后,從步驟S22到S26,反復進行與從步驟S4到S8相同的處理。

在步驟S27中,與步驟S9一樣,將當前測定距離ky_tmp更新為新的最小測定距離ky_min后,從步驟S28到S31,進行與上述的從步驟S10到步驟S13的處理相同的處理。

在步驟S32中,檢查ky_tmp<ky_x。

當前測定距離ky_tmp變成小于目標距離ky_x時,判定為自走式掃除機1已返回充電座的規(guī)定的附近,結(jié)束返回處理。

另一方面,當前測定距離ky_tmp大于目標距離ky_x時,由于尚在返回途中,所以返回到步驟S28,反復從步驟S28到S31的處理。

若執(zhí)行以上的返回處理,則能夠減少沿著墻壁的行走等無用的行走,能夠縮短到充電座為止的返回處理所花的時間。

<第2實施方式>

從圖10到圖12中,示出本發(fā)明的返回處理的第2實施方式的說明圖。

在第2實施方式中,一邊測定到作為目標對象物的充電座為止的距離,一邊判定為自走式電子機器正向遠離充電座的方向移動的情況下,在進行了上述判定的當前位置,使自走式電子機器進行一定方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作,通過進行組合了直線行走和與上述一定方向相同的方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作的行走,使自走式電子機器移動到充電座的附近區(qū)域。

上述一定方向可以是左方向及右方向之中的任一個,但不是使兩方向混合存在,而是使用預先設(shè)定的其中一個方向。

圖10(a)中示出自走式掃除機1的初始位置和到充電座100為止的初始距離。在此,將測定的初始距離作為最小測定距離ky_min存儲。在圖10(a)中,左稍斜下方向為自走式掃除機的前進方向。

在此,示出使用以下那樣的直線的行走和向左方向的90度的旋轉(zhuǎn)動作,自走式掃除機1返回到比目標距離ky_x更接近充電座的位置。

在圖10(b)中,僅前進一定距離,測定該位置處的到充電座為止的距離,作為當前測定距離ky_tmp存儲。

在圖10(b)中,由于自走式掃除機1向遠離充電座100的方向移動,所以如圖10(c)所示,在圖10(b)的位置靜止,進行90度左旋轉(zhuǎn)。由此,前進方向為右下方向。

將該位置處的測定距離作為最小測定距離ky_min存儲。

在圖10(d)中,從圖10(c)的位置進一步僅前進一定距離,測定該位置處的到充電座100為止的距離,作為當前測定距離ky_tmp存儲。

由于通過圖10(d)的前進行走,向遠離充電座的方向移動,所以如圖11(a)所示,在圖10(d)的當前位置靜止,進行90度左旋轉(zhuǎn)。由此,右稍斜上為前進方向。將該位置處的測定距離作為最小測定距離ky_min存儲。

在圖11(b)中,進一步僅前進一定距離,測定該位置處的到充電座為止的距離,將其作為當前測定距離ky_tmp存儲。

在圖11(b)中,由于前進了的位置處的ky_tmp,變成小于ky_min,所以自走式掃除機1正在向接近充電座的方向移動。于是,在ky_min中代入ky_tmp,進行更新。

在圖11(c)中,進一步僅前進一定距離,同樣,反復進行當前測定距離ky_tmp的測定。

在圖11(c)中,到充電座為止的距離慢慢變短,最右側(cè)的位置的ky_tmp變?yōu)榇笥谄淝盎匚恢锰幍淖钚y定距離ky_min。這以后,若向同方向繼續(xù)前進,則變成向越來越遠離充電座的方向移動。

于是,如圖11(d)所示,自走式掃除機1在圖11(c)的最右側(cè)的位置進行90度左旋轉(zhuǎn)。

由此,前進方向為左上方向。將該位置處的測定距離作為最小測定距離ky_min存儲。

接著,如圖12所示,每隔一定距離就反復前進,檢查當前測定距離ky_tmp是否變得比目標距離ky_x短。

在圖12中,由于變?yōu)閗y_tmp<ky_x,所以認為自走式掃除機1已返回到充電座100,結(jié)束返回處理。之后,如上所述,進行使2個連接部(51、101)彼此接觸的動作。

像以上那樣,圖10(a)的情況是,通過直線的前進行走和3次90度的左旋轉(zhuǎn)動作,自走式掃除機1能夠返回到充電座的附近,能夠不進行沿著墻壁的行走和隨機行走,防止無用的行走,縮短返回到充電座為止的時間。

從圖10到圖12的說明,示出了最差的情況的返回處理,但將90度的旋轉(zhuǎn)動作預先設(shè)定為向右方向的旋轉(zhuǎn)時,能夠通過2次右方向旋轉(zhuǎn)動作和直線的前進行走返回到充電座,能夠用比上面還短的時間返回。

圖13中示出第2實施方式的返回處理的流程圖。

對與圖9的流程圖相同的處理,標注相同的步驟編號。

在圖13中,從步驟S1到步驟S7的一連串的處理是與圖9相同的處理。

在步驟S7中,變?yōu)閗y_min<ky_tmp時,進入到步驟S40。這種情況下,像圖10(b)那樣,對應于向遠離充電座方向前進了的情況。

在步驟S40中,以在當前位置的狀態(tài),進行90度的左旋轉(zhuǎn)。之后,返回步驟S2,反復一連串的處理。

另一方面,ky_min≥ky_tmp時,向接近充電座的方向移動,所以進入步驟S41。

在步驟S41中,與步驟S32一樣,檢查ky_tmp<ky_x。

ky_tmp<ky_x時,判定為自走式掃除機1已返回到作為目標的充電座的附近,結(jié)束返回處理。

另一方面,ky_tmp≥ky_x時,尚在返回途中,所以返回到步驟S2,反復一連串的處理。

<第3實施方式>

在行進方向上有障礙物時,不能原樣直行,所以需要變更行進方向以便回避該障礙物。于是,也可以向與通過障礙檢測部34檢測出障礙物的行進方向不同的方向(例如,90度左方向、90度右方向)進行旋轉(zhuǎn)動作,再進行向該方向的前進行走。

或者,也可以進行180度的旋轉(zhuǎn)動作。而且,旋轉(zhuǎn)角度不限于90度和180度,也可以使用其它角度。

<第4實施方式>

在上述實施例中,雖然將目標對象物設(shè)定為被固定設(shè)置的充電座,但不限于固定設(shè)置,也可以是具有信號通信部的移動體。這種情況下,自走式電子機器可以一邊測定與移動體的距離,一邊追隨移動體。

附圖標記說明

11控制部,12充電電池,13電池殘余量檢測部,14信號通信部,15超聲波傳感器,16距離測定部,17距離判定部,18紅外線接收部,21行走控制部,22車輪,31吸氣口,32排氣口,33集塵部,34障礙檢測部,35輸入部,41存儲部,42目標距離,43最小測定距離,44當前測定距離,45電池信息,100充電座,101掃除機連接部,102信號通信部,103控制部,104電力供給部,105商用電源,106紅外線發(fā)送部。

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