JP2004021775A - 移動装置 - Google Patents
移動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004021775A JP2004021775A JP2002178094A JP2002178094A JP2004021775A JP 2004021775 A JP2004021775 A JP 2004021775A JP 2002178094 A JP2002178094 A JP 2002178094A JP 2002178094 A JP2002178094 A JP 2002178094A JP 2004021775 A JP2004021775 A JP 2004021775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main body
- movable body
- obstacle
- moving device
- traveling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Suction Cleaners (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
【課題】簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することが可能な移動装置を実現すること。
【解決手段】本体を移動させる走行手段と、走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、本体から突出して本体周囲の障害物に当接する障害物当接部27を有する可動体25と、可動体25の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、移動制御手段は突出長検出手段の出力に応じて本体の走行方向を変える移動装置とした。これにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて移動可能な移動装置を実現できるようになる。
【選択図】 図2
【解決手段】本体を移動させる走行手段と、走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、本体から突出して本体周囲の障害物に当接する障害物当接部27を有する可動体25と、可動体25の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、移動制御手段は突出長検出手段の出力に応じて本体の走行方向を変える移動装置とした。これにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて移動可能な移動装置を実現できるようになる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動的に移動する移動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の無人搬送車や自動床面掃除機等の移動装置は、本体の周囲に突出したいわゆるバンパーと呼ばれる緩衝体を設けて障害物との衝突時の衝撃を緩和している。そして、このバンパー部に接触スイッチや感圧素子等からなる障害物検知手段を備え、障害物との接触の有無によって本体の駆動方向を変えるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の移動装置では、障害物との接触の有無だけで駆動方向を変えるいわゆるオン・オフ制御であるため本体の動きは非常にギクシャクしたものになり、接触スイッチからなる障害物検知手段だけでは、壁や障害物に沿って走行することが非常に困難であった。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することが可能な移動装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明の移動装置は、本体を移動させる走行手段と、前記走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、前記本体から突出して前記本体周囲の障害物に当接する障害物当接部を有する可動体と、前記可動体の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、前記移動制御手段は前記突出長検出手段の出力に応じて前記本体の走行方向を変える構成にしたものである。
【0006】
このことにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することが可能な移動装置が実現できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、本体を移動させる走行手段と、前記走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、前記本体から突出して前記本体周囲の障害物に当接する障害物当接部を有する可動体と、前記可動体の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、前記移動制御手段は前記突出長検出手段の出力に応じて前記本体の走行方向を変える構成の移動装置とすることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することを可能にすることができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の走行手段が本体の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する駆動手段とからなり、移動制御手段は突出長検出手段の手段の出力に応じて左右の駆動輪の回転速度をそれぞれ独立に制御して前記本体の走行方向を変えることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の可動体が水平方向に回動自在に保持され、前記可動体の回動角度を検出する回動角度検出手段を有し、移動制御手段は前記回動角度検出手段の出力を用い可動体の本体からの突出長さを検出するようにすることで、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の可動体の回動中心を駆動輪後方に設けることにより、本体側方から本体に向かって突出した障害物であっても可動体を本体内側に逃がして引っ掛かりを防止し壁沿い走行途中で停止することがない様にできる。
【0011】
請求項5記載の発明は、請求項1記載の可動体が本体外側に向かって伸縮自在に設けられることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部を軟質部材で構成することにより、壁や障害物に傷を付けずに壁沿い走行や障害物沿い走行を行うことができる。
【0013】
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部を、本体前面のコーナー部から前方及び側方に張り出した形状とすることにより、本体側方から本体に向かって突出した障害物であっても障害物当接部を確実に障害物に当接させ障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部の周縁部に、略水平方向に回動自在なローラを可動体より側方に突出して設けることにより、壁や障害物に傷を付けずに壁沿い走行や障害物沿い走行をスムーズに行わせることができる。
【0015】
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載の本体が可動体下面に向かって突出する複数の突起体を有し、前記突起体の先端を可動体下面に接するように設けることにより、可動体の回転時や伸縮時の垂直方向のぶれを防止し、障害物当接部を確実に障害物に当接させ壁沿い走行や障害物沿い走行をスムーズに行わせることができる。
【0016】
【実施例】
以下本発明の実施例を自走式掃除機に応用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【0017】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例における自走式掃除機の全体構成の斜視図、図2は壁沿い移動(詳細後述)を行う本体の概略平面図、図3は可動体の本体から突出した長さを検出する突出長検出手段の構成を示す断面図である。図1あるいは図2において、1は清掃領域内を移動しながら清掃を行なう自走式掃除機の本体で、床面上を矢印2の方向に前進して移動する。3,4は本体1の後方左右に配した左右の駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機5,6を介して本体1の後方両側部に配した左右の走行輪7,8を回転駆動する。19は従輪で回転自在なフリーキャスター等からなり、本体1の前部の荷重を支え走行輪7,8の駆動による本体1の動きに追従する。前記左駆動モータ3と右駆動モータ4を独立に回転制御することにより、本体1を矢印2の方向に移動させることはもとより、左駆動モータ3と右駆動モータ4の回転数を異ならせることにより本体を右旋回あるいは左旋回させることができ、走行手段および操舵手段の機能を有している。9は各種入力に応じて左右の駆動モータ3,4を回転制御し、本体1の移動制御を行なう移動制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他制御回路からなる。
【0018】
21は本体1の方向および位置を計測する位置認識手段で、走行輪7,8の回転数から走行軌跡を演算する軌跡計測手段からなるが、本体の方向を計測するジャイロなどの方向計測手段を組み合わせてもよい。
【0019】
可動体25は回転支持部(ベアリング)30と支持軸31により水平方向に回動自在に設けられ、その先端に本体1の前面のコーナ部22から前方及び側方に張り出した形状の障害物当接部27を有している。可動体付勢手段である圧縮バネ29で本体1と可動体25を繋ぐことで可動体25を本体1の外側に付勢し、本体1の右側方にある壁10に障害物当接部27を当接させるようになっている。障害物当接部27先端は発泡ゴムやスポンジ等の軟質部材28で構成され、障害物当接部27先端を障害物に当接させて移動しても障害物表面に傷を付けない様になっている。また可動体25は駆動輪である右走行輪8後方に回転中心26を有し、支持軸31により直接、回動角度検知手段32に固定されている。
【0020】
本体1の回動角度検知手段保持部34に固定されたロータリーエンコーダまたはポテンショメータ等からなる回動角度検知手段32が支持軸31の回転を検知することで可動体25の回転角度を検知し、可動体25の本体1から外側に突出した長さを検出する。図4,図5,図6に回動角度検知手段32の検出する角度と可動体25の本体1から外側に突出した長さの関係を示している。図4には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL1の場合、図5には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL2の場合、図6には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL3の場合が示してある。距離の関係はL1<L2<L3である。回動角度検知手段32が検知する角度はL2の時の角度を基準にして、L1の時は左にθ36、L3の時は右にθ37となる。今可動体25の本体1から外側に突出した長さをL2に保って壁に沿って移動しようとするなら角度検知手段32の検知角度が左向きの角度であるならL1の様にL2よりも壁に近づいており、検知角度が右向きの角度であるならL3の様にL2よりも壁から離れていると検知する。つまり、検知する角度が基準より左向きの角度なら壁に近付いた状態、基準より右向きの角度なら壁から離れた状態、その角度が大きくなればなるほどその度合いが大きくなるというように壁からの距離を検出できるのである。
【0021】
本体1は可動体下面に向かって突出する複数の突起体33を有し、突起体33は可動体25の下面に接している。また角度検知手段保持部34からは可動体上面に向かって突出する複数の突起体35を有し、突起体35は可動体25の上面に接している。これら突起体33、35によって回動部25の高さ方向の位置を規制し、可動体25が回動時に垂直方向のぶれを防止し障害物当接部27を水平に保って障害物に当接させ回動角度検知手段32の精度を向上させている。突起体33、35の先端面は略球面形状にして突起体33、35先端面と可動体25は面全体で接触するのではなく線接触にすることで、可動体25の回動時の抵抗を低減している。さらに潤滑油等により先端の接触抵抗を下げることにより可動体25の回動時の抵抗を低減している。
【0022】
12は本体1の前方下部に配され、床面を掃除する清掃ノズルである。清掃ノズル12の下面にはごみを吸引する吸込口が設けられ、この吸込口に臨むように回転ブラシなどからなるアジテータ13が清掃ノズル12内に設けられ、電動送風機を構成するファンモータ14を駆動することで真空圧を発生させ、清掃ノズル12にその真空圧を作用させて吸込口よりゴミを吸引する。前記アジテータ13はノズルモータ15により伝動ベルト16を介して回転駆動される。
【0023】
20は電池などからなる電源で、本体1内の駆動モータ3,4、ファンモータ14、ノズルモータ15に、また回路部である移動制御手段9、位置認識手段21に、さらにセンサ類である測距手段10,11に電力を供給する
図7に本実施例のシステム構成を制御ブロック図で示す。移動制御手段9は前方障害物検知手段10と位置認識手段21および測距手段11からの入力に応じて、左駆動モータ3および右駆動モータ4と、ファンモータ14、ノズルモータ15およびブラシモータ39への出力を制御する。
【0024】
図8は回動角度検知手段32が検知する回動角度と、移動制御手段によって制御される左右の走行輪7、8の回転速度との関係を示している。縦軸は走行輪回転速度で右走行輪回転速度40を実線で、左走行輪回転速度41を破線で表している。横軸は回動角度検知手段32が検知する回動角度で、θR(目標値)を中心にθRより左向きの角度が大きくなるとLの示す方向に変化し、θRより右向きの角度が大きくなるとRの示す方向に変化することになる。
【0025】
回動角度検知手段32の検知する角度がθ36の様に基準より左向きの角度である時は、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、回動角度検知手段32の検知する角度が目標角度になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0026】
逆に回動角度検知手段32の検知する角度がθ37の様に基準より右向きの角度である時は、移動制御手段9が左駆動モータ5の回転数を右駆動モータ4の回転数よりも大きくすることによって本体1を右旋回させ本体1を壁に近づけ、回動角度検知手段32の検知する角度が目標角度になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0027】
この様に回動角度検知手段32の検知する角度によって、移動制御手段9が可動体25の本体1から外側に突出した長さを調整し、本体1と壁との距離を所定の距離に保ちながら走行する壁沿い走行を本体1に行わせることができる。
【0028】
また図9に示すように、右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にする角度をθR(目標値)に対して数度の幅を持たせても同様の効果がある。
【0029】
図10に示すように、本体1が沿っている壁10から本体1側に突出するような壁43が現れると、可動体25の回転中心26を右側走行輪8の後方に設けているので本体1が前進することによって回動体25が矢印42に示すように内側に回転する。このことにより可動体25が壁43に引っかかって前進できなくなることがないのである。この時回動角度検知手段32が検知する角度θ44は目標値より左向きの角度であるため、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、引き続き壁43に沿って走行するようになる。この様に、本体1が沿っている壁の形状が変化しても壁沿い走行を継続できるのみならず、壁際に障害物があったとしても祖の障害物に沿って走行を継続できるのである。
【0030】
本実施例では、障害物当接部27先端は発泡ゴムやスポンジ等の軟質部材28で構成されるとしたが、図11に示す様に可動体25の先端に略鉛直方向に設けたローラ軸45を中心に略水平方向に回動自在なローラ46を側方に向かって突出させ、このローラ46を障害物に当接させても障害物表面に傷を付けない効果が得られる。また、ローラの個数、形状も、既述の機能を満たせばこれに限定するものではなく、例えばローラを2個並べて配置する等複数個でも良い。
【0031】
(実施例2)
本発明の第2の実施例における可動体突出長検知手段の構成について、前記実施例1と共通部分の説明は省略し、異なる点を図12の可動体突出長検知手段概略平面図を用いて説明する。
【0032】
可動体25は可動体付勢手段である圧縮ばね29により、矢印47の示す方向に付勢され、障害物当接部27先端の軟質部材28を壁10に当接させる構成である。48はロータリーエンコーダまたはポテンショメータまたはソレノイド式の変位センサ等からなる突出長検出手段で、可動体25の矢印47方向の変位を直接検出し可動体25の本体からの突出長さを検出するようになっている。
【0033】
図13は突出長検出手段48が検知する突出長と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示している。縦軸は走行輪回転速度で右走行輪回転速度40を実線で、左走行輪回転速度41を破線で表している。横軸は突出長検出手段48が検知する突出長で、DRは目標値である。
【0034】
突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長DRよりも短い時は、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0035】
逆に突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長DRよりも長い時は、移動制御手段9が左駆動モータ5の回転数を右駆動モータ4の回転数よりも大きくすることによって本体1を右旋回させ本体1を壁に近づけ、突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0036】
この様に突出長検出手段48の検知する突出長によって、移動制御手段9が可動体25の本体1から外側に突出した長さを調整し、本体1と壁との距離を所定の距離に保ちながら走行する壁沿い走行を本体1に行わせることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて移動可能な移動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における自走式掃除機の全体構成の斜視図
【図2】同壁沿い移動を行う本体の概略平面図
【図3】同突出長検出手段の構成を示す断面図
【図4】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL1の関係を示す図
【図5】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL2の関係を示す図
【図6】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL3の関係を示す図
【図7】同システム構成を示す制御ブロック図
【図8】同回動角度検知手段が検知する回動角度と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【図9】同回動角度検知手段が検知する回動角度と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【図10】同可動体の動作を示す図
【図11】同可動体の障害物当接部の構成例を示す図
【図12】本発明の実施例2における可動体突出長検知手段の構成を示す図
【図13】同突出長検出手段が検知する突出長と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【符号の説明】
1 本体
3 左駆動モータ
4 右駆動モータ
5 左減速機
6 右減速機
7 左走行輪
8 右走行輪
9 移動制御手段
22 本体前面コーナー部
25 可動体
26 回転中心
27 障害物当接部
28 軟質部材
32 回動角度検知手段
33 本体突起部
46 ローラ
48 突出長検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動的に移動する移動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の無人搬送車や自動床面掃除機等の移動装置は、本体の周囲に突出したいわゆるバンパーと呼ばれる緩衝体を設けて障害物との衝突時の衝撃を緩和している。そして、このバンパー部に接触スイッチや感圧素子等からなる障害物検知手段を備え、障害物との接触の有無によって本体の駆動方向を変えるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の移動装置では、障害物との接触の有無だけで駆動方向を変えるいわゆるオン・オフ制御であるため本体の動きは非常にギクシャクしたものになり、接触スイッチからなる障害物検知手段だけでは、壁や障害物に沿って走行することが非常に困難であった。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することが可能な移動装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明の移動装置は、本体を移動させる走行手段と、前記走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、前記本体から突出して前記本体周囲の障害物に当接する障害物当接部を有する可動体と、前記可動体の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、前記移動制御手段は前記突出長検出手段の出力に応じて前記本体の走行方向を変える構成にしたものである。
【0006】
このことにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することが可能な移動装置が実現できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、本体を移動させる走行手段と、前記走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、前記本体から突出して前記本体周囲の障害物に当接する障害物当接部を有する可動体と、前記可動体の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、前記移動制御手段は前記突出長検出手段の出力に応じて前記本体の走行方向を変える構成の移動装置とすることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行することを可能にすることができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の走行手段が本体の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する駆動手段とからなり、移動制御手段は突出長検出手段の手段の出力に応じて左右の駆動輪の回転速度をそれぞれ独立に制御して前記本体の走行方向を変えることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の可動体が水平方向に回動自在に保持され、前記可動体の回動角度を検出する回動角度検出手段を有し、移動制御手段は前記回動角度検出手段の出力を用い可動体の本体からの突出長さを検出するようにすることで、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の可動体の回動中心を駆動輪後方に設けることにより、本体側方から本体に向かって突出した障害物であっても可動体を本体内側に逃がして引っ掛かりを防止し壁沿い走行途中で停止することがない様にできる。
【0011】
請求項5記載の発明は、請求項1記載の可動体が本体外側に向かって伸縮自在に設けられることにより、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて、その壁や障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部を軟質部材で構成することにより、壁や障害物に傷を付けずに壁沿い走行や障害物沿い走行を行うことができる。
【0013】
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部を、本体前面のコーナー部から前方及び側方に張り出した形状とすることにより、本体側方から本体に向かって突出した障害物であっても障害物当接部を確実に障害物に当接させ障害物に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の可動体の障害物当接部の周縁部に、略水平方向に回動自在なローラを可動体より側方に突出して設けることにより、壁や障害物に傷を付けずに壁沿い走行や障害物沿い走行をスムーズに行わせることができる。
【0015】
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載の本体が可動体下面に向かって突出する複数の突起体を有し、前記突起体の先端を可動体下面に接するように設けることにより、可動体の回転時や伸縮時の垂直方向のぶれを防止し、障害物当接部を確実に障害物に当接させ壁沿い走行や障害物沿い走行をスムーズに行わせることができる。
【0016】
【実施例】
以下本発明の実施例を自走式掃除機に応用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【0017】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例における自走式掃除機の全体構成の斜視図、図2は壁沿い移動(詳細後述)を行う本体の概略平面図、図3は可動体の本体から突出した長さを検出する突出長検出手段の構成を示す断面図である。図1あるいは図2において、1は清掃領域内を移動しながら清掃を行なう自走式掃除機の本体で、床面上を矢印2の方向に前進して移動する。3,4は本体1の後方左右に配した左右の駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機5,6を介して本体1の後方両側部に配した左右の走行輪7,8を回転駆動する。19は従輪で回転自在なフリーキャスター等からなり、本体1の前部の荷重を支え走行輪7,8の駆動による本体1の動きに追従する。前記左駆動モータ3と右駆動モータ4を独立に回転制御することにより、本体1を矢印2の方向に移動させることはもとより、左駆動モータ3と右駆動モータ4の回転数を異ならせることにより本体を右旋回あるいは左旋回させることができ、走行手段および操舵手段の機能を有している。9は各種入力に応じて左右の駆動モータ3,4を回転制御し、本体1の移動制御を行なう移動制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他制御回路からなる。
【0018】
21は本体1の方向および位置を計測する位置認識手段で、走行輪7,8の回転数から走行軌跡を演算する軌跡計測手段からなるが、本体の方向を計測するジャイロなどの方向計測手段を組み合わせてもよい。
【0019】
可動体25は回転支持部(ベアリング)30と支持軸31により水平方向に回動自在に設けられ、その先端に本体1の前面のコーナ部22から前方及び側方に張り出した形状の障害物当接部27を有している。可動体付勢手段である圧縮バネ29で本体1と可動体25を繋ぐことで可動体25を本体1の外側に付勢し、本体1の右側方にある壁10に障害物当接部27を当接させるようになっている。障害物当接部27先端は発泡ゴムやスポンジ等の軟質部材28で構成され、障害物当接部27先端を障害物に当接させて移動しても障害物表面に傷を付けない様になっている。また可動体25は駆動輪である右走行輪8後方に回転中心26を有し、支持軸31により直接、回動角度検知手段32に固定されている。
【0020】
本体1の回動角度検知手段保持部34に固定されたロータリーエンコーダまたはポテンショメータ等からなる回動角度検知手段32が支持軸31の回転を検知することで可動体25の回転角度を検知し、可動体25の本体1から外側に突出した長さを検出する。図4,図5,図6に回動角度検知手段32の検出する角度と可動体25の本体1から外側に突出した長さの関係を示している。図4には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL1の場合、図5には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL2の場合、図6には可動体25の本体1から外側に突出した長さがL3の場合が示してある。距離の関係はL1<L2<L3である。回動角度検知手段32が検知する角度はL2の時の角度を基準にして、L1の時は左にθ36、L3の時は右にθ37となる。今可動体25の本体1から外側に突出した長さをL2に保って壁に沿って移動しようとするなら角度検知手段32の検知角度が左向きの角度であるならL1の様にL2よりも壁に近づいており、検知角度が右向きの角度であるならL3の様にL2よりも壁から離れていると検知する。つまり、検知する角度が基準より左向きの角度なら壁に近付いた状態、基準より右向きの角度なら壁から離れた状態、その角度が大きくなればなるほどその度合いが大きくなるというように壁からの距離を検出できるのである。
【0021】
本体1は可動体下面に向かって突出する複数の突起体33を有し、突起体33は可動体25の下面に接している。また角度検知手段保持部34からは可動体上面に向かって突出する複数の突起体35を有し、突起体35は可動体25の上面に接している。これら突起体33、35によって回動部25の高さ方向の位置を規制し、可動体25が回動時に垂直方向のぶれを防止し障害物当接部27を水平に保って障害物に当接させ回動角度検知手段32の精度を向上させている。突起体33、35の先端面は略球面形状にして突起体33、35先端面と可動体25は面全体で接触するのではなく線接触にすることで、可動体25の回動時の抵抗を低減している。さらに潤滑油等により先端の接触抵抗を下げることにより可動体25の回動時の抵抗を低減している。
【0022】
12は本体1の前方下部に配され、床面を掃除する清掃ノズルである。清掃ノズル12の下面にはごみを吸引する吸込口が設けられ、この吸込口に臨むように回転ブラシなどからなるアジテータ13が清掃ノズル12内に設けられ、電動送風機を構成するファンモータ14を駆動することで真空圧を発生させ、清掃ノズル12にその真空圧を作用させて吸込口よりゴミを吸引する。前記アジテータ13はノズルモータ15により伝動ベルト16を介して回転駆動される。
【0023】
20は電池などからなる電源で、本体1内の駆動モータ3,4、ファンモータ14、ノズルモータ15に、また回路部である移動制御手段9、位置認識手段21に、さらにセンサ類である測距手段10,11に電力を供給する
図7に本実施例のシステム構成を制御ブロック図で示す。移動制御手段9は前方障害物検知手段10と位置認識手段21および測距手段11からの入力に応じて、左駆動モータ3および右駆動モータ4と、ファンモータ14、ノズルモータ15およびブラシモータ39への出力を制御する。
【0024】
図8は回動角度検知手段32が検知する回動角度と、移動制御手段によって制御される左右の走行輪7、8の回転速度との関係を示している。縦軸は走行輪回転速度で右走行輪回転速度40を実線で、左走行輪回転速度41を破線で表している。横軸は回動角度検知手段32が検知する回動角度で、θR(目標値)を中心にθRより左向きの角度が大きくなるとLの示す方向に変化し、θRより右向きの角度が大きくなるとRの示す方向に変化することになる。
【0025】
回動角度検知手段32の検知する角度がθ36の様に基準より左向きの角度である時は、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、回動角度検知手段32の検知する角度が目標角度になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0026】
逆に回動角度検知手段32の検知する角度がθ37の様に基準より右向きの角度である時は、移動制御手段9が左駆動モータ5の回転数を右駆動モータ4の回転数よりも大きくすることによって本体1を右旋回させ本体1を壁に近づけ、回動角度検知手段32の検知する角度が目標角度になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0027】
この様に回動角度検知手段32の検知する角度によって、移動制御手段9が可動体25の本体1から外側に突出した長さを調整し、本体1と壁との距離を所定の距離に保ちながら走行する壁沿い走行を本体1に行わせることができる。
【0028】
また図9に示すように、右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にする角度をθR(目標値)に対して数度の幅を持たせても同様の効果がある。
【0029】
図10に示すように、本体1が沿っている壁10から本体1側に突出するような壁43が現れると、可動体25の回転中心26を右側走行輪8の後方に設けているので本体1が前進することによって回動体25が矢印42に示すように内側に回転する。このことにより可動体25が壁43に引っかかって前進できなくなることがないのである。この時回動角度検知手段32が検知する角度θ44は目標値より左向きの角度であるため、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、引き続き壁43に沿って走行するようになる。この様に、本体1が沿っている壁の形状が変化しても壁沿い走行を継続できるのみならず、壁際に障害物があったとしても祖の障害物に沿って走行を継続できるのである。
【0030】
本実施例では、障害物当接部27先端は発泡ゴムやスポンジ等の軟質部材28で構成されるとしたが、図11に示す様に可動体25の先端に略鉛直方向に設けたローラ軸45を中心に略水平方向に回動自在なローラ46を側方に向かって突出させ、このローラ46を障害物に当接させても障害物表面に傷を付けない効果が得られる。また、ローラの個数、形状も、既述の機能を満たせばこれに限定するものではなく、例えばローラを2個並べて配置する等複数個でも良い。
【0031】
(実施例2)
本発明の第2の実施例における可動体突出長検知手段の構成について、前記実施例1と共通部分の説明は省略し、異なる点を図12の可動体突出長検知手段概略平面図を用いて説明する。
【0032】
可動体25は可動体付勢手段である圧縮ばね29により、矢印47の示す方向に付勢され、障害物当接部27先端の軟質部材28を壁10に当接させる構成である。48はロータリーエンコーダまたはポテンショメータまたはソレノイド式の変位センサ等からなる突出長検出手段で、可動体25の矢印47方向の変位を直接検出し可動体25の本体からの突出長さを検出するようになっている。
【0033】
図13は突出長検出手段48が検知する突出長と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示している。縦軸は走行輪回転速度で右走行輪回転速度40を実線で、左走行輪回転速度41を破線で表している。横軸は突出長検出手段48が検知する突出長で、DRは目標値である。
【0034】
突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長DRよりも短い時は、移動制御手段9が右駆動モータ4の回転数を左駆動モータ5の回転数よりも大きくすることによって本体1を左旋回させ本体1を壁から遠ざけ、突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0035】
逆に突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長DRよりも長い時は、移動制御手段9が左駆動モータ5の回転数を右駆動モータ4の回転数よりも大きくすることによって本体1を右旋回させ本体1を壁に近づけ、突出長検出手段48の検知する突出長が目標突出長になると、移動制御手段9が右駆動モータ4と左駆動モータ5を同じ回転数にし本体1を直進させて壁と平行に走行させる。
【0036】
この様に突出長検出手段48の検知する突出長によって、移動制御手段9が可動体25の本体1から外側に突出した長さを調整し、本体1と壁との距離を所定の距離に保ちながら走行する壁沿い走行を本体1に行わせることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、簡単な構成と簡単な制御で壁や障害物から一定距離離れて移動可能な移動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における自走式掃除機の全体構成の斜視図
【図2】同壁沿い移動を行う本体の概略平面図
【図3】同突出長検出手段の構成を示す断面図
【図4】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL1の関係を示す図
【図5】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL2の関係を示す図
【図6】同回動角度検知手段の検出する角度と可動体の本体から外側に突出した長さL3の関係を示す図
【図7】同システム構成を示す制御ブロック図
【図8】同回動角度検知手段が検知する回動角度と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【図9】同回動角度検知手段が検知する回動角度と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【図10】同可動体の動作を示す図
【図11】同可動体の障害物当接部の構成例を示す図
【図12】本発明の実施例2における可動体突出長検知手段の構成を示す図
【図13】同突出長検出手段が検知する突出長と移動制御手段によって制御される左右の走行輪の回転速度の関係を示す図
【符号の説明】
1 本体
3 左駆動モータ
4 右駆動モータ
5 左減速機
6 右減速機
7 左走行輪
8 右走行輪
9 移動制御手段
22 本体前面コーナー部
25 可動体
26 回転中心
27 障害物当接部
28 軟質部材
32 回動角度検知手段
33 本体突起部
46 ローラ
48 突出長検出手段
Claims (9)
- 本体を移動させる走行手段と、前記走行手段を制御して本体の移動を制御する移動制御手段と、前記本体から突出して前記本体周囲の障害物に当接する障害物当接部を有する可動体と、前記可動体の本体からの突出長さを検出する突出長検知手段とを備え、前記移動制御手段は前記突出長検出手段の出力に応じて前記本体の走行方向を変える移動装置。
- 走行手段は本体の左右に設けた駆動輪と、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する駆動手段とからなり、移動制御手段は突出長検出手段の出力に応じて、左右の駆動輪の回転速度をそれぞれ独立に制御して前記本体の走行方向を変える請求項1記載の移動装置。
- 可動体は水平方向に回動自在に保持され、前記可動体の回動角度を検出する回動角度検出手段を有し、移動制御手段は前記回動角度検出手段の出力を用いて前記可動体の本体からの突出長さを検出する請求項1記載の移動装置。
- 可動体の回動中心を駆動輪後方に設ける請求項3記載の移動装置。
- 可動体は本体外側に向かって伸縮自在に設けられる請求項1記載の移動装置。
- 可動体の障害物当接部を軟質部材で構成する請求項1から5のいずれか1項に記載の移動装置。
- 可動体の障害物当接部を、本体前面のコーナー部から前方及び側方に張り出した形状とする請求1から6のいずれか1項に記載の移動装置。
- 可動体の障害物当接部の周縁部に、略水平方向に回動自在なローラを前記可動体より側方に突出して設けた請求項1から7のいずれか1項に記載の移動装置。
- 本体は可動体下面に向かって突出する複数の突起体を有し、前記突起体の先端を可動体下面に接するように設けた請求項1から8いずれか1項に記載の移動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002178094A JP2004021775A (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002178094A JP2004021775A (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 移動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004021775A true JP2004021775A (ja) | 2004-01-22 |
Family
ID=31175917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002178094A Withdrawn JP2004021775A (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 移動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004021775A (ja) |
-
2002
- 2002-06-19 JP JP2002178094A patent/JP2004021775A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7568536B2 (en) | Omni-directional robot cleaner | |
KR101832076B1 (ko) | 전기청소기 | |
JP2003310509A (ja) | 自走式掃除機 | |
US9854956B2 (en) | Robot cleaner and control method thereof | |
KR101840149B1 (ko) | 자율주행체 및 전기청소기 | |
KR101412143B1 (ko) | 로봇청소기 및 그 주행 제어 방법 | |
US7602133B2 (en) | Robot having an obstacle detection unit and method of controlling the same | |
CN107249415B (zh) | 自律型走行体 | |
JPS62292124A (ja) | 自走式掃除機 | |
US20200405115A1 (en) | Self-propelled vacuum cleaner | |
JP7445381B2 (ja) | 自律走行式掃除機およびその制御方法 | |
US20200405110A1 (en) | Self-propelled vacuum cleaner | |
JPH09319432A (ja) | 移動ロボット | |
KR20150141979A (ko) | 돌출 측부 브러시를 구비하는 로봇 진공 청소기 | |
JP4391364B2 (ja) | 自走式作業ロボット | |
JP2014212960A (ja) | 電気掃除機 | |
WO2019087378A1 (ja) | 自走式掃除機 | |
KR101397103B1 (ko) | 로봇청소기 및 그 주행 제어 방법 | |
JP4069293B2 (ja) | 自走式掃除機 | |
JP2004021775A (ja) | 移動装置 | |
US20220322903A1 (en) | Robotic cleaner | |
JP3079686B2 (ja) | 移動作業ロボット | |
JP2002323926A (ja) | 自律走行車 | |
KR101489512B1 (ko) | 주행방향 전환 기능이 개선된 로봇청소기 및 그 주행방법 | |
JP2744633B2 (ja) | 自走掃除機の自走制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041122 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050707 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060131 |