自行式电动吸尘器的制作方法

本发明的实施方式涉及在地面上行驶的自行式电动吸尘器。

背景技术：

以往，已知有一边在作为被清扫面的地面上自律行驶一边将地面清扫的所谓自律行驶型的清扫机器人。

该电动吸尘器虽然是能够在室内自行(日语：自走)的大致唯一的家电设备，但以往限于一边回避障碍物一边在室内随机地行驶并清扫、利用slam等的技术一边实施自身位置推定及绘图(mapping)一边进行清扫、或者在智能电话等外部装置所显示的地图上或由遥控器指定的地方定点地进行清扫等的动作。因此，希望有精度更好、并且轻松地向希望的位置引导而进行清扫的结构。

技术实现要素：

本发明要解决的课题是提供一种能够向希望的位置轻松且精度良好地引导的自行式电动吸尘器。

技术方案的自行式电动吸尘器具有主体部、驱动部、人体传感器和行驶控制部。主体部将地面清扫。驱动部使主体部在地面上行驶。人体传感器设置于主体部，检测人的存在。行驶控制部基于由该人体传感器检测出的结果来检测人的移动，通过根据人的移动对驱动部的动作进行控制，使主体部跟随人而行驶。

根据上述结构，能够向希望的位置轻松且精度良好地引导自行式电动吸尘器。

附图说明

图1a是示意地表示第1实施方式的自行式电动吸尘器的主体部的跟随动作的说明图。

图1b是示意地表示第1实施方式的自行式电动吸尘器的主体部的跟随停止动作的说明图。

图1c是示意地表示第1实施方式的自行式电动吸尘器的主体部的定点清扫动作的说明图。

图2是表示第1实施方式的自行式电动吸尘器的内部构造的块图。

图3是示意地表示第2实施方式的自行式电动吸尘器的动作的说明图。

图4是示意地表示第3实施方式的自行式电动吸尘器的动作的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明第1实施方式的结构。

在图1a、图1b、图1c及图2中，11是自行式电动吸尘器。以下，将自行式电动吸尘器11单称作电动吸尘器11。电动吸尘器11例如与作为基座装置的充电装置一起构成电动吸尘装置或电动吸尘系统，其中基座装置为电动吸尘器11的充电用的基座部。并且，电动吸尘器11在本实施方式中，是一边在作为行驶面的被清扫面即地面上进行自律行驶或进行自行、一边将地面清扫的所谓自行式的机器人清洁器或清扫机器人。另外，所谓的自行式电动吸尘器11，不仅是完全自律行驶者，也包括通过被遥控器等的外部设备远程操作而进行自行者。

并且，电动吸尘器11具备主体部21。此外，该电动吸尘器11具备作为驱动部的驱动轮22。进而，该电动吸尘器11具备传感器部23。此外，该电动吸尘器11也可以具备输入部24。进而，该电动吸尘器11也可以具备作为信息取得部的接收部25。此外，该电动吸尘器11具备作为控制机构的控制部26。并且，该电动吸尘器11也可以具备作为能够由充电装置充电的电源的电池。此外，该电动吸尘器11也可以具备例如通过有线或无线经由网络而通信的作为信息发送机构的数据通信机构(通信部)。进而，该电动吸尘器11也可以具备在与外部装置之间或与使用者之间输入输出信号的输入输出部。另外，以下设沿着电动吸尘器11的行驶方向的方向为前后方向(图1a所示的箭头fr、rr方向)，设相对于该前后方向交叉或正交的左右方向或两侧方向为宽度方向而进行说明。

主体部21由合成树脂等形成。该主体部21可以形成为扁平的圆柱状或圆盘状等。此外，该主体部21具备将地面等被清扫部清扫的功能。例如，该清扫功能可以通过地面的擦拭清扫、由通过电动鼓风机的驱动产生的负压引起的灰尘的吸引、由旋转刷的旋转驱动引起的灰尘的扒出或它们的组合等已知的清扫手段来实现。

驱动轮22是被马达30驱动、使主体部21在地面上向前进方向及后退方向自律行驶即行驶用的驱动轮。在本实施方式中，该驱动轮22在主体部21的左右设置有一对，构成为被分别独立地驱动。另外，也可以代替该驱动轮22而使用作为驱动部的履带等。

传感器部23具备检测人的存在的人体传感器31。此外，该传感器部23也可以具备作为检测与作为对象的物体的距离的距离检测机构的距离传感器32。进而，该传感器部23具备对支援主体部21的行驶的各种信息进行感测的传感器33。因而，电动吸尘器11具备人体传感器31。此外，电动吸尘器11具备距离传感器32。进而，电动吸尘器11具备传感器33。

人体传感器31设置于主体部21。该人体传感器31使用照相机、红外线、激光或超声波等，检测在主体部21的周围的规定的距离范围中是否存在人。此外，该人体传感器31设置为，知道从电动吸尘器11向哪个方向存在人。

距离传感器32能够检测与由人体传感器31检测到的人的距离。该距离传感器32既可以是使用红外线、激光等者，也可以是通过对由人体传感器31的照相机拍摄到的图像进行图像处理来检测距离等者，也可以是与传感器33兼用者。

传感器33是检测地面的凹凸状态或阶差、墙壁或障碍物等妨碍主体部21的行驶的行驶障碍的行驶障碍传感器。该传感器33能够基于使用红外线或超声波等检测出的距离来检测行驶障碍。该传感器33也可以设置在主体部21的前部或下部等多个部位。

输入部24是用户输入指示的单元。在本实施方式中，该输入部24使用用户输入声音的麦克风，但也可以是例如按钮或触摸板等用户用手指等直接操作者，也可以是能够使用可视光照相机或红外线照相机等照相机根据用户的手势来输入指示者，也可以是能够使用专用的遥控器或便携终端等通用的外部装置的通信功能来间接地输入指示者。

接收部25通过经由gps等的卫星测位系统接收从便携终端等外部装置发送的信息，能够由无线通信而接收表示持有该外部装置的用户等特定的人的位置的位置信息、由经纬度等用来表示位置的指标表示的信息。该位置信息也可以当经过距设置有电动吸尘器11的自宅为规定的距离范围内的位置、或设置有电动吸尘器11的自宅的附近的规定位置时被从外部装置发送。因而，接收部25能够取得表示特定的人接近到规定距离内的接近信息。除此以外，作为取得接近信息的方法，也可以利用在电动吸尘器11与外部装置之间成立了近距离无线通信的情况。此外，作为取得接近信息的其他方法，也可以基于由设置在特定的地方的各种传感器类检测到人或物来推测特定的人接近到规定距离内。例如，在由近距离无线通信或红外线传感器等检测到预先登录的乘用车停车在家里的停车场的情况下，推测为驾驶该乘用车的特定的人回到了家里，所以也可以据此来取得特定的人接近到规定距离内这样的接近信息。

控制部26使用具备cpu、rom及ram等的微型计算机。该控制部26具备使驱动轮22或马达30驱动的作为行驶控制机构的行驶控制部41。此外，该控制部26也可以具备对主体部21的清扫功能进行控制的清扫控制部。进而，该控制部26具备取得传感器部23的人体传感器31、距离传感器32、传感器33的检测结果的作为传感器控制机构的传感器连接部43。此外，该控制部26具备对从用户输入到输入部24中的指示进行识别的识别部44。进而，该控制部26具备对由接收部25接收到的信息进行解析的作为信息取得部的接收控制部45。即，该控制部26与马达30、传感器部23、输入部24及接收部25等电连接。此外，该控制部26也可以具备作为存储机构的存储器。进而，该控制部26也可以具备基于例如传感器33的检测、使用slam等已知的技术来推定电动吸尘器11的自身位置、或制作表示作为行驶区域的房间的形状及家具的配置等的地图数据的地图制作部。进而，该控制部26也可以具备对电池的充电进行控制的充电控制部。

行驶控制部41是通过对马达30的驱动进行控制来控制驱动轮22的驱动而使主体部21行驶者。该行驶控制部41与传感器连接部43、识别部44、接收控制部45电连接。此外，该行驶控制部41具备清扫模式、跟随模式、定点清扫模式和迎接模式。在清扫模式下，行驶控制部41设定行驶路径，一边沿着该行驶路径而添加经由传感器连接部43取得的传感器部23的距离传感器32、传感器33的检测结果并使主体部21行驶一边进行清扫。在行驶路径的设定时，行驶控制部41可以从存储器参照由地图制作部制作的房间的地图数据、或从外部输入的房间的地图数据等。此外，在跟随模式下，行驶控制部41通过根据基于人体传感器31的检测的人的移动的检测对驱动轮22或马达30的动作进行控制，使主体部21跟随人而行驶。进而，在迎接模式下，行驶控制部41能够基于由接收部25取得的接近信息，对驱动轮22或马达30的动作进行控制，从而使主体部21移动到规定位置而待机，迎接用户。

清扫控制部构成为，在主体部21的清扫机构是电动式的情况下控制其动作。即，在主体部21的清扫机构不是电动式的情况下不需要该清扫控制部。

识别部44对输入到输入部24中的来自用户的指示进行识别。在本实施方式中，该识别部44具备声音识别部的功能，通过识别输入到输入部24中的声音并与存储在存储器等中的数据对照，从而识别用户的声音指示，并将与该指示对应的信号向行驶控制部41输出。另外，即使输入部24是与声音输入不同的形态，识别部44对输入到输入部24中的来自用户的指示进行识别也是同样的。在输入部24是使用照相机或红外线传感器等输入用户的手势的形态的情况下，识别部44设置为，将用户的手势解析而识别用户的指示。

接收控制部45能够基于由接收部25接收到的gps信息来检测输出了该gps信息的外部装置的位置。即，该接收控制部45能够取得表示特定的人接近到规定距离内的接近信息。

接着，说明第1实施方式的动作。

电动吸尘器11，在行驶控制部41是清扫模式时，设定锯齿状行驶等将房间清扫的行驶路径，当成为规定的清扫开始时刻时或来自用户的清扫的开始指示被输入到输入部24中时，从充电装置脱离，一边沿着设定的行驶路径行驶，一边通过主体部21的清扫功能将地面清扫。此时，在由传感器33检测到主体部21不能越过的较高的阶差、较深的阶差或者障碍物等行驶障碍的情况下，回避障碍物而继续清扫。并且，如果清扫结束，则电动吸尘器11在向充电装置回归后，转移到电池的充电作业。

另一方面，电动吸尘器11在本实施方式中，在由人体传感器31检测到人的存在时、或从用户向输入部24输入了跟随模式的开始指示时，行驶控制部41成为跟随模式。此时，电动吸尘器11既可以成为跟随模式并开始人的跟随，也可以在成为跟随模式后，以输入部24被输入来自用户的跟随的开始指示为契机而开始跟随。来自用户的跟随的开始指示在本实施方式中可以由声音来输入。如图1a所示，如果人h通过例如“跟过来”等的声音向电动吸尘器11发出跟随的开始指示，则在电动吸尘器11中由输入部24接受该声音指示并由识别部44识别。并且，在识别为所输入的指示是跟随开始指示的情况下，从识别部44向行驶控制部41输出信号，接受到该信号的行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使主体部21开始人h的跟随。

在该跟随模式时，行驶控制部41通过利用每一定时间的人体传感器31的检测信息的差分、或正在移动的主体部21与人h的相对速度等，推定人h的移动方向及移动量，对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以跟随该人h。此时，也可以由距离传感器32按照每规定时间或连续地检测与人h的距离，由行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制以使该距离成为一定。通过该跟随模式，用户通过自身向想要使电动吸尘器11清扫的部位前进，能够将电动吸尘器11向该部位引导。另外，在该跟随行驶的期间中，电动吸尘器11也可以由主体部21将人h的后方的地面清扫。

在该跟随行驶中，电动吸尘器11由传感器33感测行驶障碍，例如由传感器33检测到在虽然在人的情况下能够进行跨越等而越过、但在电动吸尘器11的情况下不能越过的凹凸的阶差的情况下等，行驶控制部41以一边绕过并回避该行驶障碍一边行驶，或在不能回避的情况下将行驶暂时停止的方式，对驱动轮22或马达30的动作进行控制。即，行驶控制部41如果在人的跟随中检测到行驶障碍，则以与用来跟随该人的最短路径相比、选择用来避开行驶障碍的回避路径而行驶，在回避行驶障碍后继续该人的跟随的方式，对行驶进行控制。在行驶控制部41中，与人的跟随相比，将行驶障碍的回避的优先级设定得较高。

此外，在该跟随行驶中，还可以想到先行的人h在走廊的拐角处拐弯的情况下等，电动吸尘器11成为看不到作为跟随的对象的人h的状态。在此情况下，行驶控制部41既可以基于人体传感器31的之前的多个检测信息的差来预测人h的移动方向，对驱动轮22或马达30的动作进行控制以向该方向跟随，也可以对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以在使主体部21原样行驶一定距离后，旋转规定角度例如360°等，由人体传感器31环顾周围而再探索作为跟随的对象的人h。或者，预先将跟随行驶的开始及结束时的自身位置在存储器中记录到房间的地图上，在看不到跟随的人h的情况下，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以基于以前的记录向做出跟随行驶的结束指示的可能性较高的位置移动。

进而，在该跟随行驶中，在过于接近先行的人h而要碰撞的情况下，或者在由传感器33在行驶方向前方检测到需要回避的行驶障碍的情况下，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使其减速、或一边绕过而回避一边行驶、或在不能避让的情况下将行驶暂时停止。

并且，在该跟随行驶时，如图1b所示，如果人h例如通过“停住”等的声音向电动吸尘器11发出跟随的停止指示，则在由识别部44识别出该指示的电动吸尘器11中，行驶控制部41使驱动轮22或马达30的动作停止，将人h的跟随停止。即，以来自用户的跟随的结束指示被输入到输入部24中为契机，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制以结束跟随。

进而，如图1c所示，如果人h通过“清扫这里”等的声音向电动吸尘器11发出清扫的指示，则作为定点清扫模式，在由识别部44识别出该指示的电动吸尘器11中，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使主体部21从结束人的跟随时的位置起在规定范围的区域中行驶，以由主体部21将包括发出了该指示时的自身位置在内的规定范围的区域或定点处的地面清扫，主体部21将地面清扫。在该定点清扫模式时，行驶控制部41如图1c中的箭头所示，对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使主体部21在包括发出了指示时的自身位置在内的区域中从内侧朝向外侧以旋涡状旋绕。在该清扫结束时，电动吸尘器11既可以等待输入部24等中被输入来自用户的指示，也可以向充电装置返回。

另外，电动吸尘器11也可以基于由接收部25接收到的用户的gps信息，迎接外出后回家的用户。即，电动吸尘器11在由接收部25从用户携带持有的外部装置接收到表示该用户的位置的gps信息的情况下，行驶控制部41成为迎接模式，对驱动轮22或马达30的动作进行控制，使主体部21向规定位置移动。当经过距设置有电动吸尘器11的家里为规定的距离范围内的位置、或经过设置有电动吸尘器11的家里的附近的规定位置时从外部装置发送表示该用户的位置的gps信息的情况下，如果由接收部25接收该gps信息，则可以想到用户很快会回家，所以由行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，使主体部21移动到玄关等的规定位置而等待，迎接用户。在此状态下，电动吸尘器11在由人体传感器31检测到回家的用户时，行驶控制部41切换为跟随模式，能够使主体部21对回家的用户进行跟随。

由此，将检测人的存在的人体传感器31设置于清扫地面的主体部21，根据基于该人体传感器31的检测而检出的人的移动，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，从而使主体部21对人跟随而行驶，由此，用户能够对主体部21进行带路，轻松且精度良好地使主体部21向希望的位置引导。

行驶控制部41控制主体部21的行驶，以使跟随中的主体部21回避障碍物或凹凸阶差等行驶障碍，从而能够抑制与障碍物的碰撞或向凹凸阶差的卡住(stuck)等，使主体部21对人精度良好地跟随。

此外，作为人的跟随的开始及结束各自的契机，也可以没有用户的明示的指示，而进行使用传感器部23的检测等的自律性的控制，但在本实施方式中，通过将向输入部24的输入作为人的跟随的开始和结束的至少某个的契机，基于用户的明示的指示进行人的跟随的开始及结束。因此，对于用户而言，能够更可靠地将电动吸尘器11引导到希望的位置。此外，如果将上述的输入部24设为用户直接操作的按钮或触摸板等电动吸尘器11上所设置的规定部分，则能够避免用户为了引导电动吸尘器11而操作与电动吸尘器11不同的设备等的复杂性。此外，如果将输入部24设为能够利用照相机图像或红外线传感器的检测结果等输入用户的手势，则用户不需要为了碰触置于地面上的电动吸尘器11而蹲下，能够更简单地引导电动吸尘器11。

此外，行驶控制部41以按照经由具备声音识别部的功能的识别部44输入的来自用户的声音指示来设定主体部21的行驶动作的开始和停止的至少某个的方式，对驱动轮22或马达30的动作进行控制，从而不需要手动操作等，能够容易地使主体部21跟随或跟随停止。

进而，通过主体部21在对人跟随而行驶时将地面清扫，能够用主体部21将从先行的人掉落的灰尘等清扫。例如，在由人体传感器31检测到宠物等生物体的存在的情况下，行驶控制部41也可以对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使主体部21跟随该宠物。在此情况下，只要跟随而行驶的主体部21对地面进行清扫，则也能够将从宠物等掉落的毛等清扫。

通过行驶控制部41执行控制驱动轮22或马达30的动作的定点行驶，以使主体部21从结束了人的跟随时的位置起在规定范围的区域中行驶，主体部21随着该定点行驶将地面清扫，从而用户仅通过自身走到想要使电动吸尘器11清扫的部位，就能够完全不伴随着例如用手拿着遥控器进行操作等的引导操作而将主体部21精度良好地引导，使其将包括该位置的区域清扫。

在取得表示特定的人接近到规定距离内的接近信息时，行驶控制部41使主体部21移动到规定位置，由此能够由电动吸尘器11迎接回家的用户等。并且，在规定位置由人体传感器31检测到人的存在后，控制驱动轮22或马达30的动作以使主体部21开始人的跟随，从而能够使主体部21对回家后的用户进行跟随。

接着，参照图3说明第2实施方式。另外，对于与第1实施方式同样的结构及作用效果赋予相同的标号而省略其说明。

该第2实施方式是在第1实施方式中电动吸尘器11具备保持物品b的功能的形态。

该电动吸尘器11在主体部21的上部等具备保持人h的物品b的保持部51。该保持部51既可以是框子等，也可以是支承台等。

此外，行驶控制部41具备物品搬运模式。物品搬运模式基本上是与跟随模式同样对驱动轮22或马达30的动作进行控制的模式，但也能够与清扫模式或跟随模式等其他模式相比设定为，行驶速度较慢、及/或不能越过的地面的凹凸等行驶障碍的深度或高度较小。因此，在该物品搬运模式下，抑制因由物品b的载荷引起的对于阶差的卡住或行驶障碍的跨越时的冲击等而使物品b掉落或主体部21横转。在物品搬运模式下，行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以使主体部21更稳定地行驶。

并且，行驶控制部41既可以在跟随模式下当将规定以上的重量的物品b保持在保持部51上时自动地切换为物品搬运模式，也可以当输入部24中被从用户输入物品搬运模式的开始指示时成为物品搬运模式。成为物品搬运模式的行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制，以在将物品b保持在保持部51上的状态下使主体部21对用户跟随行驶。由此，通过具备行驶控制部41对驱动轮22或马达30的动作进行控制以使保持着物品b的主体部21跟随人的物品搬运模式，主体部21能够一边跟随人一边搬运物品b。

因此，在该物品搬运模式下，可以将进行了洗涤及干燥后的衣服等物品b经由其他容器或直接用保持部51保持，用户对主体部21进行带路而使衣服等搬运到各房间等，转移到各房间的搁架等上。

此外，也可以与迎接模式组合，设为在用户回家时由电动吸尘器11在门厅迎接、从而由保持部51将回家的用户的物品承接、然后跟随向家内的房间移动的用户而搬运物品等的动作。

接着，参照图4说明第3实施方式。另外，对于与各实施方式同样的结构及作用效果赋予相同的标号而省略其说明。

该第3实施方式是在第1实施方式中电动吸尘器11具备通信部53的形态。

通信部53能够与至少具有声音的无线通信功能的便携终端等外部装置进行双向的无线通信或收发。在本实施方式中，通信部53能够将声音及图像、例如动态图像、静止图像进行无线通信。即，通信部53具备声音输入用的麦克风55、声音输出用的扬声器56、以及能够与因特网等网络进行无线通信的无线通信部57。此外，该通信部53也可以还具备摄像用的照相机58及图像显示用的监视器59。该通信部53设置在主体部21上。该通信部53设置在主体部21的上部。

并且，处于电动吸尘器11的附近的用户、通过行驶控制部41的跟随模式而被电动吸尘器11跟随的用户的声音被从麦克风55输入，图像被照相机58摄像，分别被从无线通信部57经由网络向外部装置发送，被向处于远距离的用户持有的外部装置输出。此外，处于远距离的用户的声音及图像经过外部装置经由网络被向电动吸尘器11发送，输出到通过无线通信部57进行了接收的通信部53的扬声器56及监视器59。

由此，通过具备能够与至少具有声音的无线通信功能的外部装置进行双向的无线通信的通信部53，如果行驶控制部41在跟随模式下对驱动轮22或马达30的动作进行控制而使主体部21跟随用户，则通过通信部53，该用户在自由地使用两手并在宅内移动等的同时，能够宛如与处于远距离的其他用户直接会话那样使电动吸尘器11动作。

特别是，通过通信部53具备照相机58及监视器59，能够进行图像的无线通信，所以处于电动吸尘器11的附近的用户和处于远离电动吸尘器11的位置的用户能够经由照相机58及监视器59一边相互看到脸一边进行联络，能够进一步提高本人确认、看门及安全的功能。

此外，也可以与迎接模式组合，通过由电动吸尘器11在玄关迎接回家的用户，回家的用户能够进行经由通信部53与正在外出等处于远距离的其他用户以无线通信方式会话等的动作。

另外，第3实施方式也可以与第2实施方式组合。

此外，在各实施方式中，控制部26内的各部既可以将任意的多个一体地设置，也可以与控制部26独立地分别配备。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要将发明的范围限定于实施方式。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。