JP2002321179A - 移動作業ロボット - Google Patents
移動作業ロボットInfo
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- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
作業ロボットを提供する。 【解決手段】 本体1を自走させる駆動輪2と、床面を
集塵する床ノズル(図示せず)と、本体1前方の障害物
を検知する測距センサ17と、本体1の走行制御を行な
う走行制御装置(図示せず)とを本体1に備え、上記床
ノズル8は本体1の前方端に配置するとともに、上記走
行制御装置で、上記測距センサ17が前方の障害物を検
知するまで前進直進、前方の障害物を検知すると一旦停
止後、所定角度だけ方向変換して後退直進、所定距離だ
け後退直進すると一旦停止後、所定角度だけ方向変換し
て再び障害物検知装置が前方の障害物を検知するまで前
進直進する動作を繰り返すものである。
Description
有し、床面清掃や床面仕上げ等の作業を自動的に行なう
移動作業ロボットに関するものである。
に自走機能を付加し、これにマイクロコンピュータや各
種センサ類を搭載することにより作業の自動化を図った
移動作業ロボットが開発されている。
電池を用い、清掃機能として電動送風機や本体底部に設
けた吸込みノズル等の集塵装置を有し、走行機能として
駆動輪や走行モータ等の走行装置を有するとともに走行
時の障害物を検知する障害物検知手段や走行中の位置を
認識する位置認識手段を備え、障害物検知手段によって
清掃場所の周囲の壁等を検知しつつ走行し、位置認識手
段によってその清掃区域を認識し、清掃区域全体を隅な
く走行しながら清掃を行なうものである。
安全面から使用者に運転状態が分かるように、例えば運
転ランプ、ウインカー、異常表示ランプ等の各種安全表
示灯を備えているのが通常である。
トのなかでも床面清掃ロボットでは、走行パターンと床
ノズル配置の組合せが清掃効率や清掃時間を大きく左右
する重要な要因になっている。特に壁際等の隅清掃性は
清掃効率に及ぼす影響が大きく、例えばこれを配慮した
例では、本体の後方端に床ノズルを配置し、壁際での1
80°方向転換後に後退して床ノズルを壁際に近づける
動作を行なうものもある。しかしながら、この例では隅
清掃性は向上するが清掃時間が長くなってしまうという
課題があった。
掃性が向上し、しかも清掃時間が短い従来になくすぐれ
た移動作業ロボットを提供することを目的としている。
に本発明は、本体を自走させる走行装置と、床面を集塵
する床ノズルと、本体前方の障害物を検知する障害物検
知装置と、本体の走行制御を行なう走行制御装置とを本
体に備え、上記床ノズルは本体の前方端に配置するとと
もに、上記走行制御装置は、上記障害物検知装置が前方
の障害物を検知するまで前進直進、前方の障害物を検知
すると一旦停止後、所定角度だけ方向変換して後退直
進、所定距離だけ後退直進すると一旦停止後、所定角度
だけ方向変換して再び障害物検知装置が前方の障害物を
検知するまで前進直進する動作を繰り返す走行制御手段
を有するもので、本体長にかかわらず常に床ノズルは壁
際まで近づいて清掃を行なうとともに、前進直進、後退
直進の繰り返しを行なうことにより180°方向転換の
必要がなく方向転換に要する動作時間が短くなるもので
ある。
本体を自走させる走行装置と、床面を集塵する床ノズル
と、本体前方の障害物を検知する障害物検知装置と、本
体の走行制御を行なう走行制御装置とを本体に備え、上
記床ノズルは本体の前方端に配置するとともに、上記走
行制御装置は、上記障害物検知装置が前方の障害物を検
知するまで前進直進、前方の障害物を検知すると一旦停
止後、所定角度だけ方向変換して後退直進、所定距離だ
け後退直進すると一旦停止後、所定角度だけ方向変換し
て再び障害物検知装置が前方の障害物を検知するまで前
進直進する動作を繰り返す走行制御手段を有するもの
で、本体長にかかわらず常に床ノズルは壁際まで近づい
て清掃を行なうとともに、前進直進、後退直進の繰り返
しを行なうことにより180°方向転換の必要がなく方
向転換に要する動作時間が短くなるものである。
添付の図1〜5に基づいて説明する。
の全体構成を示す。図において、1は床面清掃ロボット
の本体、2は本体1の左右後方に設けた駆動輪で、走行
モータ3で左右独立に駆動される。4は本体1の前方に
回転自在に取り付けられた従輪である。以上、駆動輪2
・走行モータ3・従輪4は本体1を自走させる走行装置
を構成している。5は電動送風機、6は集塵室、7はそ
の内部に設けた紙袋からなるフィルタである。8は本体
1の底部前方に設けた床ノズルで床面上のゴミを集塵す
る。
室6と接続し、床面上のゴミは電動送風機5で吸引され
フィルタ7内に集塵される。以上、電動送風機5・集塵
室6・フィルタ7・床ノズル8・吸引ホース9は集塵装
置を構成している。10は集塵室6の上部を開閉自在に
覆う集塵室フタで、これを開閉してフィルタ7の着脱を
行なう。11は本体1の前部を開閉自在に覆う前カバー
で、これを開閉して本体内部のメンテナンスを行なう。
12は全体に電力を供給する電池で、2個の蓄電池を直
列に接続して用いている。13は、本体1後部の開口部
14を回動自在に開閉する扉体で、これを開閉して電池
12の着脱を行なう。15は扉体13に回動自在に取付
けた取っ手で、これを直角に回動させて引出すことによ
り尾錠が解除され扉体13が開放可能となる。この扉体
13については後で詳述する。
つ設けた表示灯で、制御回路内の表示灯制御手段(図示
せず)により、運転状態に応じて点滅パターンと点灯色
を変化させて安全表示を行なう。17は本体1の周囲に
設けられた超音波センサ等からなる測距センサで、本体
1の前方・左右側方および後方にある物体までの距離を
測定して障害物を検出する障害物検知装置を構成してい
る。18は本体1の周囲に取り付けた弾性体からなるバ
ンパーである。19は、本体1の走行制御を行なう走行
制御装置で、ジャイロ等からなる位置認識手段(図示せ
ず)および障害物検知装置からのデータに基づいて走行
モータ3を制御し、本体1の前進・後退・方向転換・停
止等の動作を制御する。20は本体1の操作を行なう操
作パネルで、各種スイッチ類およびLED・ブザー等の
表示器を備えている。21は本体ハンドルで、手動清掃
または場所間移動時にこれを手で持って走行レバー22
を握ると手動で移動が可能となる。23は非常停止スイ
ッチで、非常時にこれを押すと本体1は全停止する。2
4はキースイッチからなる電源スイッチである。25は
電源プラグ接続口で、充電器の充電プラグをここに差し
込んで電池12の充電を行なう。
における動作は以下の通りである。
に対して回動自在に支持されており、これに設けられた
取っ手15を、矢印dの方向に直角に回動させて引出す
と尾錠24が解除され、矢印eの方向に開放可能とな
る。このとき取っ手15は扉体13の外面より直角に突
起したまま床面に当接するので、扉体13は床面と平行
に支持されることとなる。したがって、この状態で電池
12のトレー25を手で持って矢印fの方向に引き出す
と扉体13が受け台となり容易に電池12を取出すこと
ができ、床面に落下することもない。
には、上記同様、取っ手15を持って扉体13を床面と
平行に開放し、まず扉体13上に電池12を置いてから
本体1内にスライドさせて挿入できるから作業が容易と
なる。
て回動自在に設けて尾錠24を解除させることにより、
ワンタッチで扉体13が開放でき、扉体13外面より突
起した取っ手15が支持台を兼ねることができる。ま
た、扉体13の閉時には取っ手15は扉体13の外面よ
り突起しないので、これが本体1の走行の妨げとなるこ
とがない。
に、2個の電池12の電源端子26にはそれぞれ給電接
続器27が接続取り付けされており、これと接続する2
個の受電接続器28は本体1の開口部14付近に固定さ
れている。この2個の受電接続器28は、図4の回路図
に示すように、コード29により直列に配線され、本体
回路30の給電端子に接続している。したがって、2個
の給電接続器27と受電接続器28の間には対応がな
く、一方受電接続器28にどちらの給電接続器27を差
し込んでもよい。
となく各給電接続器27と受電接続器28の抜き差しを
行なうだけで、誤配線なく電池12と本体1との接続が
容易にでき、切離も容易となるものである。
いて述べたが、電池の数が増加するほどその効果が大き
い。
する。
部に設けた表示灯16は、表示灯制御手段により、点滅
パターンと点灯色を変化させて安全表示を行なうもので
あり、本体1の運転状態と表示灯16の関係は図5に示
すようになっている。すなわち、本体1が待機中の場合
は4個の全表示灯16は長周期の黄色点滅を繰り返し、
前進中は本体1前方2個の表示灯16が、後退中は本体
1後方2個の表示灯16が長周期の黄色点灯を繰り返
す。また、本体1が左折中は本体1左方2個の表示灯1
6が、右折中は本体1右方2個の表示灯16が長周期の
黄色点灯を繰り返す。さらに、正常運転できない場合、
例えば、電池電圧が低下したときには全表示灯16は長
周期の赤色点滅を繰り返し、その他の異常時には全表示
灯16は短周期の赤色点滅を繰り返し、正常時と点灯色
を変えるとともに点滅周期により異常内容が区別できる
ようにしている。
表示灯16を配置することにより、本体1のどの方向か
らも少なくとも2個以上の表示灯16が視界に入るか
ら、遠くからでも使用者に本体1の運転状態が表示でき
る。また、4個の表示灯により、前進・後退表示、右折
・左折表示、異常表示、待機中表示など様々な表示が行
なえるから、表示量が多くなっても消費電力が累積する
ことがない。
ーンおよび点灯・点滅色は、一例であり、これに限定さ
れるものではない。
を有するが、例えば、部屋の中央から壁際まで領域を清
掃する場合を例にとって説明する。図6に示すように、
本体1を清掃開始点に移動させ、清掃させたい領域の基
準壁面P・Qにほぼ直角に本体1を向けて置き、運転モ
ードを指定する。このとき、基準壁面P・Qと本体1を
置いた点を通る直線31との間が清掃領域に設定され
る。次にスタートボタンを押すと本体1は走行を開始
し、直線32のように前進直進を行なう。本体1は、走
行中は常に測距センサ17により周囲の障害物までの距
離を測定するとともに、走行制御装置19の位置認識手
段により走行距離も測定している。
所定距離だけ接近すると衝突しないように点Aで停止す
る。このとき、床ノズル8は本体1の前方端に配置され
ているので、壁Qの際まで接近でき壁際の清掃が可能と
なる。そして、所定角度だけ本体1の角度を振って方向
変換し、今度は直線33のように後退直進を開始する。
後退直進中は、前回測定した前進直進距離(直線32の
長さ)を目標走行距離に設定し、位置認識手段で測定し
ている走行距離がこれと等しくなると点Bで停止する。
害物があれば、これに衝突しないように停止するように
なっている。点Bでは、所定角度だけ本体1の角度を振
って方向変換し、直線34のように前進直進を開始す
る。以下同様に、点Cで一旦停止後、方向変換して直線
35のように後退直進、点Dで一旦停止後、方向変換し
て前進直進という具合に同じ動作を繰り返しながら清掃
領域全体を走行しつつ清掃を行なうものである。また、
一旦停止後方向変換する角度は、走行距離に応じて、点
AC間または点BD間の距離が一定値(例えば40cm)
になるように所定角度を決定するようになっている。以
上の動作は、走行制御装置19のマイクロコンピュータ
等からなる走行制御手段により制御を行なっており、こ
のフローチャートを図7に示す。
端に配置し、かつ走行制御装置19の走行制御手段は、
測距センサ17が前方の障害物を検知するまで前進直
進、前方の障害物を検知すると一旦停止後、所定角度だ
け方向変換して後退直進、所定距離だけ後退直進すると
一旦停止後、所定角度だけ方向変換して再び測距センサ
17が前方の障害物を検知するまで前進直進する動作を
繰り返すことにより、常に床ノズル8は基準壁の壁際ま
で近づいて清掃を行なうことができる。
にかかわらず常に床ノズルは壁際まで近づいて清掃を行
ない、しかも方向変換時間を短縮するから、床面清掃時
における隅清掃性にすぐれ、短時間清掃が可能な清掃効
率のよい移動作業ロボットが実現できるものである。
の後方斜視図
を示す主斜視図
Claims (1)
- 【請求項1】 本体を自走させる走行装置と、床面を集
塵する床ノズルと、本体前方の障害物を検知する障害物
検知装置と、本体の走行制御を行なう走行制御装置とを
本体に備え、上記床ノズルは本体の前方端に配置すると
ともに、上記走行制御装置は、上記障害物検知装置が前
方の障害物を検知するまで前進直進、前方の障害物を検
知すると一旦停止後、所定角度だけ方向変換して後退直
進、所定距離だけ後退直進すると一旦停止後、所定角度
だけ方向変換して再び障害物検知装置が前方の障害物を
検知するまで前進直進する動作を繰り返す走行制御手段
を有する移動作業ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002071902A JP2002321179A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 移動作業ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002071902A JP2002321179A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 移動作業ロボット |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5193440A Division JPH0746710A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 移動作業ロボット |
Publications (1)
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ID=19193195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002071902A Pending JP2002321179A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 移動作業ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002071902A patent/JP2002321179A/ja active Pending
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