JP2005135274A - 移動作業ロボットおよびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の移動作業ロボットにおいて、電池残量を部屋または作業領域の大きさに応じて判定可能にし、電池容量の使用効率を向上させること。
【解決手段】移動して作業を行う移動作業ロボットの本体部１と、前記本体部１を移動走行させる走行手段２と、前記本体部１に電力を供給する電池３と、前記電池３の電池残量を検出する電池電圧検出手段１２と、走行距離を測定する走行距離測定手段１３と、電池電圧の低下の判定を行う比較手段１５と、記憶手段１４とを有し、走行距離測定手段１３により部屋の外周の距離を測定し、測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する所定の下限電圧値を最適値に修正する構成とした。これにより、部屋の大きさに応じて、電池電圧の低下を判定する最適な電圧閾値が決定され、電池容量の使用効率を向上した移動作業ロボットが実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池電圧を測定しながら移動し、電池電圧が低下すると自動的に所定の位置に移動する移動作業ロボットに関するものである。

従来、電池などにより電力が供給される自走式ロボットなどの中には、電池電圧を測定し、電池電圧が低下すると、ロボット本体に設けられた表示画面上などに、電池残量の低下を報知しているものがある。

また、ロボット本体に無線通信機能を備えて、ロボット本体とは別に、無線情報端末を設けて、電池電圧が低下すると、ロボット本体に設けられた表示画面上などに、電池残量の低下を報知しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、表示画面上に、電池の残量から掃除可能残時間あるいは移動走行可能時間を演算して表示するものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２４４７３１号公報 特開平１１−２６７０７４号公報

しかし、上述したように、前記従来の構成では、電池残量のみから電池残量の低下の報知や、掃除可能時間あるいは移動走行可能時間を演算し、表示しているので、単純に掃除可能時間や移動走行可能時間を表示する場合は良いが、電池の電圧低下を検出すると自動的に走行開始地点や、充電ステーションに戻るような移動作業ロボットのような場合には、作業領域の大きさによっては、走行開始地点や充電ステーションに戻る前に、電池が過放電の状態になってしまう可能性があるという課題があった。

また、逆に、まだ電池容量が十分に残っているにも関わらず、早めに作業を終了してしまう可能性があるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、部屋または作業領域の外周、または大きさの目安を測定し、部屋または作業領域の外周、または大きさに合わせた、電池電圧の低下の判定を行う移動作業ロボットを提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の移動作業ロボットは、移動して作業を行う本体部と、前記本体部を移動走行させる走行手段と、前記走行手段を制御する走行制御手段と、前記本体部に電力を供給する電池と、前記電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、走行距離を測定する走行距離測定手段と、電池電圧の低下の判定を行う比較手段と、電池電圧の低下の判定を行うための所定の下限電圧値を記憶する記憶手段とを備え、前記本体部は前記走行制御手段の制御情報に基づいて部屋の外周に沿って走行し、その際に前記走行距離測定手段が測定した走行距離に基づいて、前記記憶手段に記憶させた所定の下限電圧値を修正するものである。

これによって本発明は、移動作業ロボットが作業を行う部屋の大きさに合わせて、電池電圧の低下を判定する所定の下限電圧値を修正することによって、移動作業ロボットの作業領域に合わせた電池の下限電圧監視を行うことが可能になる。

本発明の移動作業ロボットは、部屋の大きさ（外周の距離）に応じて、最適な電池電圧の低下を判定する電圧閾値が決定されるので、従来よりも電池容量の使用効率を向上することができる。

第１の発明は、移動して作業を行う本体部と、前記本体部を移動走行させる走行手段と、前記走行手段を制御する走行制御手段と、前記本体部に電力を供給する電池と、前記電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、走行距離を測定する走行距離測定手段と、電池電圧の低下の判定を行う比較手段と、電池電圧の低下の判定を行うための所定の下限電圧値を記憶する記憶手段とを備え、前記本体部は前記走行制御手段の制御情報に基づいて部屋の外周に沿って走行し、その際に前記走行距離測定手段が測定した走行距離に基づいて、前記記憶手段に記憶させた所定の下限電圧値を修正する移動作業ロボットとした。

これにより、移動作業ロボットが外周走行をする際に、走行距離測定手段が部屋の外周の距離を測定し、測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する前記下限電圧値を修正することで、電池の過放電防止や部屋の大きさに合わせた電池残量表示を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明の電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、走行制御手段が、本体部をスタート地点に向かって移動させた後に停止させ、作業または移動を終了する移動作業ロボットとした。

これにより、走行距離測定手段が測定した部屋の外周の距離の目安に基づいて、電池電圧の低下の判定を行う下限電圧値を修正し、また、電池の電池残量が下限電圧値より小さくなると、本体部をスタート地点の周辺に向かって移動し、停止するので、電池残量が低下しても、ドアの前や、ベッドの下などで停止することを防止することができ、利用者の利便性を向上させることができる。

第３の発明は、第２の発明に加えて、電池情報の報知を行う表示手段を備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、前記表示手段は電池残量が低下している旨の報知を開始し、本体部がスタート地点に停止後所定の時間経過後に、前記報知を停止する移動作業ロボットとした。

これにより、電池残量が下限電圧値より小さくなると、表示手段は電池残量が低下している旨の表示することにより、作業の途中で作業を停止するような動作をしても、利用者に故障したと誤解を与えることがなく、また、電池の充電時期を一目で把握することができるので、利用者の利便性を向上させることができる。

第４の発明は、第１または第２の発明に加えて、本体部の向きを検出する方向検出手段と、本体の周囲の障害物までの距離を測定する複数の測距手段とを備え、走行中に、前記測距手段で前記本体部の前方近くに障害物を認識すると、走行制御手段は、前記本体部を回転させ前記障害物に沿って走行し、前記本体部の側面に設けた複数の測距手段の出力がほぼ一致すると、その時点の進行方向を基準方向として記憶手段が記憶し、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなり、本体部をスタート地点に向かって移動させている際に、その進行方向を前記基準方向と認識すると共に進行方向に障害物を検出すると、スタート地点の周辺に戻ってきたと判断して走行を停止し、作業または移動を終了する移動作業ロボットとした。

これにより、掃除ロボットまたは、移動作業ロボットが走行を開始し、前方に壁面などの障害物を検出すると、壁面に沿った走行を開始し、本体部の側面に設けた複数の測距手段の出力がほぼ一致したとき、現在の進行方向を基準方向として記憶し、そのまま作業を続け、電池残量が下限電圧値より小さくなると、壁に沿った走行を行い、基準方向に向かって走行しているときに、前記本体部の進行方向に壁面を検出すると、スタート地点の周辺に戻ってきたと判断し、走行を停止し、作業または移動を終了することにより、走行開始位置などの所定の位置を分からせるための反射板やマーカー、磁気を発するマグネットや電波を発するアンテナのような検知物を部屋の壁などに貼り付けるようなことをしなくても、電池残量が低下したときに、スタート地点の周辺に戻ってくるので、利用者の利便性を向上させることができる。

第５の発明は、第４の発明に加え、進行方向を基準方向と認識すると共に進行方向に障害物を検出すると、本体部を所定の角度回転させ、所定の距離を走行させた後に走行を停止させ、作業または移動を終了する移動作業ロボットとした。

これにより、自走式掃除機または移動作業ロボットは、電池残量が下限電圧値より小さくなると、壁に沿った走行を行い、基準方向に向かって走行しているときに本体部の進行方向に壁面を検出すると、スタート地点の周辺に戻ってきたと判断し、停止する際所定の角度回転し、さらに所定の距離だけ移動してから停止する、すなわち部屋の内側に向かってから停止することにより、ドアの前などで停止するといった不具合を防止することができる。

第６の発明は、第４または第５の発明に加えて、本体部の周囲温度を測定する温度検出手段を備え、本体部をスタート地点の周辺で停止させる際に、その場で前記本体部を３６０度回動させ、回動中に前記温度検出手段で本体部周囲の発熱体の有無を検出し、発熱体が無いと認識すると停止する移動作業ロボットとした。

これにより、移動作業ロボットは、作業または移動を停止する際、その場で３６０度の回動を行い、費接触型温度検出手段が本体周囲に熱源となるものがないか確認してから停止することで、停止中に本体部が熱源に煽られるといった危険を防止することができる。

第７の発明は、第４または第５の発明に加えて、本体部の周囲温度を測定する温度検出手段を備え、本体部をスタート地点の周辺で停止させる際に、その場で前記本体部を３６０度回動させ、回動中に前記温度検出手段で本体部周囲の発熱体の有無を検出し、発熱体が有ると認識すると前記発熱体を回避する走行を行い、発熱体を回避してから停止する移動作業ロボットとした。

これにより、移動作業ロボットは、作業または移動を停止する際、その場で３６０度の回動を行い、費接触型温度検出手段が本体周囲に熱源となるものがないか確認し、熱源物を検出すると、前記熱源物を回避するように走行してから作業または移動を停止するので、熱源物の周囲に停止することを防止することができ、停止中に本体部が熱源に煽られるといった危険を防止することができる。

第８の発明は、第２〜第７のいずれか１つの発明に加えて、床面の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の制御を行う制御手段を備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、前記電動送風機をオフさせる移動作業ロボットとした。

これにより、電池電圧検出手段が、電池電圧が前記下限電圧値より小さくなったと判定し、移動作業ロボットがスタート地点の周辺に戻る際に、電動送風機を停止して移動することにより、スタート地点の周辺に戻る際の電動送風機の消費電力が必要なくなるので、その分、自走式掃除機や移動作業ロボットの作業時間を長くすることができる。

第９の発明は、第１の発明に加えて、本体部と分離して設けられ本体部の電池を充電するための充電手段を有すると共に、自身の位置を知らせる位置信号を送信する送信部を有した充電器と、前記本体部に設けられ前記送信部からの位置信号を受信する受信部とを備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなった際に、前記受信部が受信する前記送信部からの位置信号により前記本体部を充電器に向かって移動させ、前記充電器の充電手段により前記本体部の電池を充電させる移動作業ロボットとした。

これにより、本体部に外部からの信号を送受信する送受信部を設け、また電池を充電する充電器にも同様に外部からの信号を送受信する送受信部を設けることで、電池電圧が低下して移動作業ロボットがスタート地点の周辺に戻る際に、前記充電器の位置情報または存在の有無を本体部に送信することができ、電池残量が低下し停止する際には、必ず充電器の周辺で停止することができるので、利用者が充電器の近くまで移動作業ロボットを運ぶといった手間をなくすことができ、また、自動充電などを行うことができるので、利用者の利便性を向上させることができる。

第１０の発明は、第１〜第９のいずれか１つに記載の移動作業ロボットが有する機能の一部または全部をコンピュータにより実行するためのプログラムとした。

そしてプログラムであるので、家庭にあるコンピュータ等などを用いて本発明の電気機器の一部あるいは全部の機能を容易に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における移動作業ロボットの概観図の例を示すものである。図１において、移動作業ロボットは、前記本体部１を移動走行させる走行部２と、前記本体部に電力を供給する電池３と、前記本体部の制御情報などの報知を行う表示手段４と、前記本体部の向きを検出する方向検出手段５と、前記本体部の周囲の障害物や壁面までの距離を測定する測距手段６と、前記本体部１が障害物などに衝突したときに、障害物と接触したことを検出するバンパー７を備えている。前記方向検出手段５は、ジャイロセンサなどであり、前記本体部１の回転角速度を測定し、移動作業ロボットの向きや、進行方向の認識や、直進走行などを行っている。また、測距手段６は、その一例として、光学式の距離センサや、超音波センサなどがあり、図１において、測距手段６が超音波センサの場合、測距手段６は、測距手段６ａは超音波センサの送信部、測距手段６ｂは超音波センサの受信部といった構成となるが、送受信兼用の超音波センサなどでもよい。

また、図２は、本発明の第１の実施の形態における移動作業ロボットの構成図の例を示すものである。図２において、移動作業ロボットは、前記走行手段を制御する走行制御手段１１と、前記電池３の電池残量を検出する電池電圧検出手段１２と、走行距離を測定する走行距離測定手段１３と、電池電圧の低下の判定を行う下限電圧値などの各種設定値を記憶する記憶手段１４と、電池電圧の低下の判定を行う比較手段１５を備えている。

以上のように構成された、移動作業ロボットにおいて、その動作、作用について、図２から図４を用いて説明する。

図３は、前記移動作業ロボットが作業を行う作業領域、および前記移動作業ロボットが移動開始後の移動の軌跡を示す図の例である。移動作業ロボットが、作業開始地点３３より移動を開始すると、図３に示すように、まず、部屋などの移動領域の壁などに沿って外周走行を行う。このとき、前記移動作業ロボットは、前記測距手段６により、壁面や障害物に衝突しないように、前記測距手段で、壁面や障害物までの距離を測定しながら移動する。また、このとき、前記測距手段で障害物などを検出できなくて、衝突した場合は、前記バンパー７により、障害物に接触したことを検知し、回避する。また、前記方向検出手段５により、前記移動作業ロボットが走行を開始し、最初に壁面に沿って走行を行った壁面を基準壁とし、そのときの移動作業ロボットの進行方向（図３における００方向）を基準方向として記憶しておく。

このようにして、前記移動作業ロボットは、図３に示すように、まず、部屋などの移動領域の壁などに沿って外周走行を行うが、その際、前記走行距離測定手段１３は、部屋の大きさの目安として、部屋の外周の距離（外周走行時に前記移動作業ロボットが移動した距離）を測定する。例えば、前記走行距離測定手段１３は、外周走行時に、前記走行手段を駆動する駆動モータの車軸の回転を検出し、その結果と、走行手段であるタイヤの直径から、移動距離を概算することができる。移動作業ロボットの移動距離を測定できればよいので、この他の方法でもその効果は変わらない。例えば、移動作業ロボットの走行速度と走行時間から、移動距離を求めたり、記走行手段を駆動する駆動モータの車軸の回転を検出するのではなく、移動距離を測定するための補助輪などを設けて、その回転数と、補助輪の直径から計算するといった方法でも、走行距離の目安を求めることができる。このようにして測定した、部屋の外周の距離は、前記記憶手段１４に記憶する。

外周走行が終了すると、前記移動作業ロボットは、所定の作業を行う。例えば、前記移動作業ロボットが電動送風機や、吸引ノズルなどを備えている、自走式掃除ロボットのような場合は、外周走行が終了すると、部屋の中を所定の走行パターン、作業パターンで部屋の中の掃除を行う。走行パターンには、部屋の中をまず縦移動し、縦移動が終了すると横移動を行う、クロスパターン走行や、部屋内をスパイラル状に移動走行するスパイラル走行や、ランダムに移動するランダム走行などがあるが、本発明は、特に走行パターンを限定するものではない。そして、所定の走行パターン、作業パターンが終了すると、前記移動作業ロボットは、作業開始地点３３の近くに戻る。自動充電の機能を備えている移動作業ロボットの場合は、充電ステーションの場所まで戻り、自動的に充電を開始する。このように、作業終了後は、作業開始地点の近くや、充電ステーションに自動的に戻ることで、利用者が移動作業ロボットを探す手間や、充電する手間を省くことができるので、このような機能を備える移動作業ロボットは多い。

また、移動作業中、前記移動作業ロボットは、前記電池電圧検出手段１２により、定期的に前記電池３の電池電圧を測定しながら作業を行う。そして、電池電圧の過放電を防ぐため、電池の電池残量が所定の電圧以下にならないように、電池電圧低下を判定する基準値を、あらかじめ前記記憶手段１４に記憶している。

図４は、前記電池電圧検出手段１２で測定した電池電圧が、前記記憶手段１４に記憶している電池電圧低下を判定する閾値電圧より低くなって、前記移動作業ロボットが作業開始地点の周辺まで戻る経路の例を表した図である。図４に示すように、電池電圧低下認識地点４１において、前記電池電圧検出手段１２で測定した電池電圧が、前記記憶手段に記憶している電池電圧低下を判定する基準値より低くなると、作業を終了し、図４に示すような経路をたどり、作業開始地点３３の近くに戻る。移動作業ロボットが作業開始地点の周辺まで戻る手段としては、例えば、電池電圧低下を検知後、図４に示すような経路で戻ってくる際、前述したように、作業開始時の外周走行時、前記方向検出手段５により、前記移動作業ロボットが走行を開始し、最初に壁面に沿って走行を行った壁面を基準壁とし、そのときの移動作業ロボットの進行方向（図３における００方向）を基準方向として記憶しておいた基準方向と、同方向に移動しているときに前方に壁面を検知したとき、作業開始地点の周辺に戻ってきたと判断する方法などがある。

このように充電ステーションなどのランドマークとなるようなものがない場合でも、電池電圧の低下を検知した際は、移動作業ロボットを作業開始地点の周辺まで戻すことができる。また、さらに、前記基準方向に向かって走行しているときに、前記本体部の進行方向に壁面を検出すると、所定の角度前記本体部を回転し、所定の距離走行した後に、走行を停止するような機能を設けることで、ドアの近くなどに停止することを防止することができる。

自動充電の機能を備えている移動作業ロボットの場合は、充電ステーションの場所まで戻り、自動的に充電を開始する。このように、電池残量が低下した場合も、作業開始地点の近くや、充電ステーションに自動的に戻ることで、利用者が移動作業ロボットを探す手間や、充電する手間を省くことができる。

部屋の広さが大きい（外周走行時に測定した外周の距離が長い）場合は、スタート地点の近くや充電ステーションまでに戻る距離が長くなる。また、部屋が大きくなくても、障害物などが多い場合は、障害物を回避して戻ることになるので、スタート地点の近くや充電ステーションまでに戻る距離が長くなる。逆に、部屋の広さが小さい（外周走行時に測定した外周の距離が短い）場合は、スタート地点の近くや充電ステーションまでに戻る距離が短くなる。電池電圧の低下を判定する電圧閾値を１つしか持たない場合は、大きい部屋でも電池が過放電しないように、電池電圧がまだ比較的十分残っている段階で作業を終了し、作業開始地点の近くや、充電ステーションに自動的に戻る走行モードになるが、小さい部屋の場合は、大きい部屋の場合に合わせて電圧閾値を決定しているので、まだ電池残量としては十分残っているのに作業を終了し、作業開始地点の近くや、充電ステーションに自動的に戻る走行モードになるということが発生する。

本発明では、さらに、外周走行時に測定し前記記憶手段１４に記憶した部屋の外周の距離に合わせて、自動的に電池電圧の低下を判定する閾値を変更する。あらかじめ部屋の大きさ（外周の距離）によって、電池電圧の低下を判定する閾値が変更できるように、前記記憶手段１４に複数個電池電圧の低下を判定する閾値を複数個記憶しておき、前記走行距離測定手段１３で測定した部屋の外周の距離の長さに応じて、最適な電池電圧の低下を判定する閾値を選択して、電池残量検知を行う。

また、図４に示すように、移動作業中に電池電圧低下認識地点４１において、前記電池電圧検出手段１２で測定した電池電圧が、前記記憶手段に記憶している電池電圧低下を判定する基準値より低くなると、作業を終了し、図４に示すような経路をたどり、作業開始地点３３の近くもしくは、充電ステーションの場所まで戻る際には、前記表示手段４には、本体停止後、所定の時間が経過するまで電池残量が低下している旨の報知を行う。

このように、外周走行時に、前記走行距離測定手段１３により部屋の外周の距離を測定し、測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する電圧閾値を決定することで、部屋の大きさ（外周の距離）に応じて、最適な電池電圧の低下を判定する電圧閾値が決定されるので、従来よりも電池容量の使用効率を上げることができる。また、従来に比べて電池容量を性能の近くまで使用するので、利用者が自分で充電するような移動作業ロボットの場合は、充電の手間を減らすことができるので、利用者の利便性を向上させることができる。また、従来に比べて電池容量を性能の近くまで使用するので、充電の回数も減少するので、電池の寿命を延ばすことができる。また、所定の時間が経過するまでは、前記表示手段４に、本体停止後所定の時間が経過するまで電池残量が低下している旨の報知を行うことで、作業途中で前記移動作業ロボットが作業を中断した場合でも、利用者に故障といった誤解を与えることを防止することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態は、前記実施の形態１に加えて、温度検出手段を備えたものであり、その他の構成、動作は実施の形態１と同じである。

図５は、本実施の形態における移動作業ロボットの構成図の例を示すものである。図５において、移動作業ロボットは、前記移動作業ロボットの周囲の温度を測定し、ストーブなどの熱源を検出するための、温度検出手段５１を備えている。

実施の形態１の動作と同様に、外周走行時に、前記走行距離測定手段１３により測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する電圧閾値を決定している。そして前記移動作業ロボットが作業中に、電池電圧が電池電圧の低下を判定する電圧閾値より低くなると、電池電圧が低下したと判定し、前記移動作業ロボットは作業開始地点の周辺まで戻り停止する。

このとき、前記移動作業ロボットは、前記温度検出手段５１により、移動作業中にストーブなどの熱源を検出すると、前記走行制御手段１１により、前記熱源を回避するように走行する。また、前記移動作業ロボットが作業中に電池電圧が低下し、作業を終了して作業開始地点３３の周辺まで戻り停止する際にも、前記走行制御手段１１により停止する場所で３６０度の回動を行い、回動中に本体周囲に発熱体がないか確認してから停止する。回動中に本体周囲に発熱体を検出した場合は、前記走行制御手段１１により前記発熱体を回避する走行を行い本体を停止する。

このように、電池電圧の低下を検出し作業を終了して本体を停止する際に、本体周囲の発熱体の有無を確認することで、前記移動作業ロボットが発熱体の熱に煽られて発煙・発火などの危険を防止することができるので、電池電圧が低下して停止するような場合でも安全を確保してから停止することで、前記移動作業ロボットの安全性を向上させることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態は、前記実施の形態１、２に加えて、充電器との通信機能を備えたものであり、その他の構成、動作は実施の形態１、２と同じである。

図６は、本実施の形態における移動作業ロボットの構成図の例を示すものである。図６において、移動作業ロボットは、外部からの信号を送受信する送受信部６２と、前記電池３を充電する充電器を接続する６１を備えている。また、前記移動作業ロボットの本体部と分離している充電器６３を備え、前記充電器６３は、前記移動作業ロボットと接続する本体接続手段６４と、本体の信号を送受信する送受信部６５と、前記電池を充電する充電手段６６を備えている。

前記充電器６３に設けられている送受信部６５と、前記移動作業ロボットの本体部に備えられている送受信部６２の最も簡単な構成の例として、例えば光センサなどがある。前記充電器６３の送受信部６５の発光素子から放出された光が、前記移動作業ロボットの本体部の送受信部６２の受光素子が受信すると前記移動作業ロボットは、充電器の周囲にいること検出する。

実施の形態１、２の動作と同様に、外周走行時に、前記走行距離測定手段１３により測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する電圧閾値を決定している。そして前記移動作業ロボットが作業中に、電池電圧が電池電圧の低下を判定する電圧閾値より低くなると、電池電圧が低下したと判定し、前記移動作業ロボットは電池を充電するために前記充電器６３に戻る走行を開始する。このとき、前記移動作業ロボットは電池低下フラグをたてて、電池低下フラグがたっているときに、前記送受信部６２が充電器の周囲にいることを検出すると、前記走行制御手段１１により充電を開始する動作を行う。このときの本体と充電器の信号の送受信の手段は、特に限定されるものではなく、その他の手段を用いても構わない。

このように、本体部に前記充電器６３からの信号を送受信する送受信部６２を設け、また、前記電池３を充電する充電器６３にも同様に本体部からの信号を送受信する送受信部６５を設けることで、電池電圧が低下して、前記移動作業ロボットがスタート地点の周辺に戻る際に、前記充電器の位置情報または、存在の有無を、前記本体部に送信することができ、電池残量が低下し停止する際には、必ず充電器の周辺で停止することができるので、利用者が充電器の近くまで移動作業ロボットを運ぶといった手間をなくすことができ自動充電なども可能になるので、利用者の利便性を向上させることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態は、実施の形態１〜３に加えて、前記移動作業ロボットに床面の塵埃を吸引する電動送風機を備えたものであり、その他の構成、動作は実施の形態１〜３と同じである。

図７は、本実施の形態における移動作業ロボットの構成図の例を示すものである。図７において、移動作業ロボットは自走式掃除ロボットであり、床面の塵埃を吸引する電動送風機７１と、前記電動送風機７１の制御を行う制御手段７２を備えている。

実施の形態１〜３の動作と同様に、外周走行時に、前記走行距離測定手段１３により測定した部屋の外周の距離に基づいて、電池電圧の低下を判定する電圧閾値を決定している。そして前記移動作業ロボットが作業中に、電池電圧が電池電圧の低下を判定する電圧閾値より低くなると、電池電圧が低下したと判定し、前記移動作業ロボットは作業開始地点３３の周辺、または前記充電器６３に戻る。このとき、前記移動作業ロボットが作業中に電池電圧が電池電圧の低下を判定する電圧閾値より低くなると、前記制御手段７２は前記電動送風機を停止させて、前記電動送風機を停止させた状態で作業開始地点３３の周辺、または前記充電器６３に戻る走行を行う。前記移動作業ロボットが、床面の塵埃を吸引する電動送風機７１を備える掃除ロボットのような場合、前記移動作業ロボット全体の消費電力は前記電動送風機の消費する消費する電力によるところが大きい。

よって、このように前記電池電圧検出手段１２により測定した電池電圧が、電池電圧の低下を判定する電圧閾値より小さくなったと判定し、前記移動作業ロボットがスタート地点３３の周辺または前記充電器６３に戻る際に、前記電動送風機を停止して移動することにより、スタート地点３３の周辺または充電器６３に戻る際の電動送風機の消費電力が必要なくなるので、その分、自走式掃除機や移動作業ロボットの作業時間を長くすることができる。

本発明に係る移動作業ロボットは、作業する領域の大きさに合わせて、電池電圧の低下を判定する所定の電圧閾値を自動的に修正して電池電圧の低下を判定するので、従来よりも電池の使用効率を上げた掃除ロボットやペットロボットなど各種自立動作ロボットの用途に応用できる。

本発明の実施の形態１における移動作業ロボットの概観図 同、移動作業ロボットの構成を示すブロック図 同、移動作業ロボットが作業を行う作業領域、および移動作業ロボットの移動開始後の移動の経路を示す図 同、移動作業ロボットが作業開始地点の周辺まで戻る経路の例を示す図 本発明の実施の形態２における移動作業ロボットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における移動作業ロボットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４における移動作業ロボットの構成を示すブロック図

符号の説明

１ 本体部
２ 走行手段
３ 電池
４ 表示手段
５ 方向検出手段
６ 測距手段
７ 比較手段
１１ 走行制御手段
１２ 電池電圧検出手段
１３ 走行距離測定手段
１４ 記憶手段
５１ 温度検出手段
６２ 送受信部
６３ 充電器
７１ 電動送風機

Claims (10)

1. 移動して作業を行う本体部と、前記本体部を移動走行させる走行手段と、前記走行手段を制御する走行制御手段と、前記本体部に電力を供給する電池と、前記電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、走行距離を測定する走行距離測定手段と、電池電圧の低下の判定を行う比較手段と、電池電圧の低下の判定を行うための所定の下限電圧値を記憶する記憶手段とを備え、前記本体部は前記走行制御手段の制御情報に基づいて部屋の外周に沿って走行し、その際に前記走行距離測定手段が測定した走行距離に基づいて、前記記憶手段に記憶させた所定の下限電圧値を修正する移動作業ロボット。
2. 電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、走行制御手段が、本体部をスタート地点に向かって移動させた後に停止させ、作業または移動を終了する請求項１に記載の移動作業ロボット。
3. 電池情報の報知を行う表示手段を備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、前記表示手段は電池残量が低下している旨の報知を開始し、本体部がスタート地点に停止後所定の時間経過後に、前記報知を停止する請求項２に記載の移動作業ロボット。
4. 本体部の向きを検出する方向検出手段と、本体の周囲の障害物までの距離を測定する複数の測距手段とを備え、走行中に、前記測距手段で前記本体部の前方近くに障害物を認識すると、走行制御手段は、前記本体部を回転させ前記障害物に沿って走行し、前記本体部の側面に設けた複数の測距手段の出力がほぼ一致すると、その時点の進行方向を基準方向として記憶手段が記憶し、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなり、本体部をスタート地点に向かって移動させている際に、その進行方向を前記基準方向と認識すると共に進行方向に障害物を検出すると、スタート地点の周辺に戻ってきたと判断して走行を停止し、作業または移動を終了する請求項２または３に記載の移動作業ロボット。
5. 進行方向を基準方向と認識すると共に進行方向に障害物を検出すると、本体部を所定の角度回転させ、所定の距離を走行させた後に走行を停止させ、作業または移動を終了する請求項４に記載の移動作業ロボット。
6. 本体部の周囲温度を測定する温度検出手段を備え、本体部をスタート地点の周辺で停止させる際に、その場で前記本体部を３６０度回動させ、回動中に前記温度検出手段で本体部周囲の発熱体の有無を検出し、発熱体が無いと認識すると停止する請求項４または５に記載の移動作業ロボット。
7. 本体部の周囲温度を測定する温度検出手段を備え、本体部をスタート地点の周辺で停止させる際に、その場で前記本体部を３６０度回動させ、回動中に前記温度検出手段で本体部周囲の発熱体の有無を検出し、発熱体が有ると認識すると前記発熱体を回避する走行を行い、発熱体を回避してから停止する請求項４または５に記載の移動作業ロボット。
8. 床面の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機の制御を行う制御手段を備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなると、前記電動送風機をオフさせる請求項２〜７のいずれか１項に記載の移動作業ロボット。
9. 本体部と分離して設けられ本体部の電池を充電するための充電手段を有すると共に、自身の位置を知らせる位置信号を送信する送信部を有した充電器と、前記本体部に設けられ前記送信部からの位置信号を受信する受信部とを備え、電池電圧検出手段が検出する電池電圧が、記憶手段に記憶され部屋の外周の走行距離に基づいて修正された下限電圧値より小さくなった際に、前記受信部が受信する前記送信部からの位置信号により前記本体部を充電器に向かって移動させ、前記充電器の充電手段により前記本体部の電池を充電させる請求項１に記載の移動作業ロボット。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の移動作業ロボットが有する機能の少なくとも一部または全部をコンピュータにより実行するためのプログラム。

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