JP2530983B2 - 自走式ロボットシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自走式ロボットを上位
装置により通信制御して電子装置の架枠に対するプリン
ト基板の挿抜を行う自走式ロボットシステムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電話局においては所定の配列で
設置された電子交換機等の電子装置の架枠に実装されて
いるプリント基板の交換作業等を行う必要があり、その
交換作業を自動的に行うために基板挿抜機構を備えた自
走式ロボットの導入が計画されている。

【０００３】図４はこのような自走式ロボットと電子装
置の関係を示した平面図で、図において１は自走式ロボ
ット、２は複数の列に配列設置されたｎ個の電子装置、
３は各列の電子装置２に沿って床に設けられた磁気テー
プ等から成る軌道であり、この軌道３上を自走式ロボッ
ト１が目的とする電子装置の位置まで走行し、プリント
基板交換のための挿入，抜き取り作業を行うものとなっ
ている。

【０００４】この自走式ロボット１は、上位装置から与
えられる移動位置及び基板挿抜の動作内容等の情報に基
づいて動作するもので、その情報信号授受のための通信
手段としては、有線方式によるものと無線方式によるも
のとが提案されており、更に前記有線方式によるもの
は、ケーブル線繰り出し収納方式のものと、接触方式の
ものが提案されている。

【０００５】図５は第１の従来例として示した有線方式
のうちの信号線繰り出し収納方式による自走式ロボット
システムを示す平面図で、このシステムは自走式ロボッ
ト１と上位装置４とを信号線５で電気的，機械的に接続
すると共に、自走式ロボット１内に前記信号線５を巻き
取るドラムを設けた構成として、上位装置４と自走式ロ
ボット１との情報信号の授受を信号ケーブル５を介して
行うと共に、自走式ロボット１の走行時に前記ドラムに
より信号ケーブル５の繰り出しあるいは巻き取りを行う
ものである。

【０００６】また、図６は第２の従来例として示した有
線方式のうちの接触方式による自走式ロボットシステム
を示す平面図で、このシステムは電子装置２の列を挟む
ように接触式信号線６を床に敷設すると共に、各接触式
信号線６を上位装置４に接続し、そして自走式ロボット
１には前記接触式信号線６と接触して摺動する接触子７
を設けた構成として、上位装置４と自走式ロボット１と
の情報信号の授受を接触式信号線６及び接触子７を介し
て行うものである。

【０００７】図７は第３の従来例として示した無線方式
による自走式ロボットシステムを示す平面図で、このシ
ステムは前記図５に示した電子装置２の設置スペースの
複数個所に上位装置４と接続した複数の中継局８を配置
し、自走式ロボット１には送受信機９を設けてこの中継
局８と送受信機９との電波による無線通信で上位装置４
と自走式ロボット１との情報信号の授受を行うものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の技術ではそれぞれ以下の問題がある。すなわち、
第１の従来例は、自走式ロボットの走行時に該自走式ロ
ボット内に設けられたドラムにより信号ケーブルの繰り
出しあるいは巻き取りを行うために信号ケーブルの長さ
が制限され、そのため自走式ロボットの走行範囲が限定
されると共に、複雑な走行経路に対応できないという問
題がある。

【０００９】また、第２の従来例は、自走式ロボットの
走行時に接触子が接触式信号線上を摺動することにより
金属粉を含む塵埃の発生が予想されるのため、電子装置
の架枠内に実装されているプリント基板の回路動作の信
頼性の低下を防止する対策を講じることが必要となっ
て、高価になるという問題がある。更に、第３の従来例
は、電子装置における架枠内の接続線やプリント基板の
回路に電波通信による誘導ノイズを与えてしまうため、
機能低下を引き起こすという問題がある。

【００１０】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、自走式ロボットの走行範囲が限定され
ず、かつ複雑な走行経路にも対応できると共に、安価
で、しかも電子交換機における架枠内の接続線やプリン
ト基板の回路に誘導ノイズを与えることのない、自走式
ロボットの通信システムを実現することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、基板挿抜機構部及び軌道上を走行する自
走用の車両部を備えた自走式ロボットに上位装置から移
動位置や基板挿抜の動作内容等の情報を与え、多数配列
設置された電子装置に沿って前記車両部により自走式ロ
ボットを前記上位装置からの移動位置情報に対応する電
子装置の位置に走行させると共に、前記動作内容の情報
に基づいて前記基板挿抜機構部により前記電子装置の架
枠に対してプリント基板の挿入，抜き取りを行う自走式
ロボットシステムにおいて、前記各電子装置の架枠に、
電気信号を光信号に変換する架枠側光信号送受信手段と
位置決めマークを設けると共に、前記各架枠側光信号送
受信手段をマルチプレクサを介して前記上位装置に接続
し、前記自走式ロボットには、前記架枠側光信号送受信
手段との間で光信号による情報の授受を行うロボット側
光信号送受信手段と、前記各電子装置の架枠に設けた位
置決めマークを検出する位置検出手段と、当該自走式ロ
ボットの現在位置に対応する電子装置の架枠に設けられ
ている前記架枠側光信号送受信手段により上位装置から
送られてくる次の電子装置に対する移動位置や基板挿抜
の動作内容等の情報を前記ロボット側光信号送受信手段
で受信すると、その移動位置情報に基づく次の電子装置
までの最短の距離を演算し、その演算結果に基づいて最
短の距離で次の電子装置まで前記車両部を走行させると
共に、前記位置検出手段が前記次の電子装置の位置決め
マークを検出したとき前記ロボット側光信号送受信手段
が当該電子装置の架枠側光信号送受信手段と対向して位
置決めされるように前記車両部の走行を停止させる制御
手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】このような構成を有する本発明は、電子装置の
架枠に設けた位置決めマークと自走式ロボットに設けた
位置検出手段により、ロボット側光信号送受信手段が架
枠側光信号送受信手段と対向するように自走式ロボット
の位置の制御が行われるため、この両光信号送受信手段
により上位装置と自走式ロボットとの情報の授受を行
い、自走式ロボットの動作を制御する。この場合、自走
式ロボットの制御手段は、当該自走式ロボットの現在位
置に対応する電子装置の架枠に設けられている前記架枠
側光信号送受信手段により上位装置から送られてくる次
の電子装置に対する移動位置や基板挿抜の動作内容等の
情報を前記ロボット側光信号送受信手段で受信すると、
その移動位置情報に基づく次の電子装置までの最短の距
離を演算し、その演算結果に基づいて最短の距離で次の
電子装置まで前記車両部を走行させると共に、前記位置
検出手段が前記次の電子装置の位置決めマークを検出し
たとき前記ロボット側光信号送受信手段が当該電子装置
の架枠側光信号送受信手段と対向して位置決めされるよ
うに車両部の走行を停止させる。

【００１３】従ってこれによれば、光信号により情報の
授受を行う構成であるため、自走式ロボットの走行範囲
が限定されることがなく、複雑な走行経路に対応できる
と共に、金属粉を含む塵埃によるプリント基板の回路動
作の信頼性の低下を防止する対策を講じる必要上もない
ので安価となり、しかも架枠内の接続線やプリント基板
の回路に誘導ノイズを与えることもないので機能低下を
防止を図ることができる。また、電子装置の架枠に設け
た位置決めマークと自走式ロボットに設けた位置検出手
段により、ロボット側光信号送受信手段が架枠側光信号
送受信手段と対向するように自走式ロボットの位置の制
御が行われるため、自走式ロボットを基板の挿抜作業を
行う電子装置に対して自動的に確実に位置決めできると
共に、自走式ロボットは、現在位置に対応する電子装置
の架枠側光信号送受信手段により上位装置から次に基板
挿抜を行うべき電子装置への移動位置や動作内容等の情
報を受けられるので、ホームポジションを持つ必要がな
く、連続的に電子装置間を移動して基板の挿抜作業を行
うことが可能となり、作業効率を向上させることが可能
となる。更に、自走式ロボットの制御手段は、当該自走
式ロボットの現在位置に対応する電子装置の架枠に設け
られている前記架枠側光信号送受信手段により上位装置
から送られてくる次の電子装置に対する移動位置や基板
挿抜の動作内容等の情報を前記ロボット側光信号送受信
手段で受信すると、その移動位置情報に基づく次の電子
装置までの最短の距離を演算し、その演算結果に基づい
て最短の距離で次の電子装置まで前記車両部を走行させ
るので、自走式ロボットの迅速な移動が可能となる。

【００１４】

【実 施 例】以下に図面を参照して実施例を説明す
る。図１は本発明による自走式ロボットの光通信システ
ムを示すブロック図、図２は図１の実施例の作用を示す
斜視図、図３は図１の実施例における光通信のタイムチ
ャートである。

【００１５】図１において１は自走式ロボット、２は電
子装置、４は上位装置で、これらは従来と同一の符号で
示している。ここで電子装置２は図５で説明したように
所定の配列でｎ個設置されていて、各電子装置２は、図
２に示したように架枠１０と、この架枠１０内に実装さ
れた多数のプリント基板１１によって構成されている。

【００１６】本実施例は、これら各電子装置２の架枠１
０の表裏の基板挿抜面に、図１に示したように光電変換
素子による光信号送受信手段（架枠側光信号送受信手
段）１２と位置決めマーク１３を設け、これら各光信号
送受信手段１２を信号線１４を介してマルチプレクサ１
５に接続すると共に、マルチプレクサ１５を上位装置４
に接続し、そして自走式ロボット１には、前記位置決め
マーク１３に光を照射する光源及び位置決めマーク１３
からの反射光を受光する素子から成る位置検出手段１６
と、前記光信号送受信手段１２との間で光信号の送受信
を行う同様の構造の光信号送受信手段（ロボット側光信
号送受信手段）１７と、この光信号送受信手段１７を介
して上位装置４から送られてくる情報及び位置検出手段
１５等からの情報に基づいて自走式ロボット１全体の動
作を制御すると共に上位装置４との通信を行う制御部１
８を設けた構成としている。

【００１７】尚、前記自走式ロボット１は、図２に示し
たように自走用の車両部１９と、前記電子装置２の架枠
１０に対してプリント基板１１の挿入及び抜き取りを行
う基板挿抜機構部２０を備えており、前記電子装置２の
列に沿って磁気テープ等から成る軌道３上を走行するよ
うになっている。また、前記上位装置４は、図示しない
情報入力用のキーボード、情報表示用のＣＲＴ、自走式
ロボット１の現在位置の情報や前記キーボード等により
入力された自走式ロボット１の次の移動位置を指定する
位置指定情報及び各電子装置の架枠１０内のプリント基
板１１の有無や実装されたプリント基板１１の種類等を
基板情報を記憶する記憶部，これらを制御すると共に自
走式ロボット１との通信を行う制御部等備えている。

【００１８】次に、上述した構成の作用を図１及び図２
と共に図３を参照して説明する。いま、ある１つの電子
装置２の光信号送受信手段１２と自走式ロボット１の光
信号送受信手段１７が対向するように、自走式ロボット
１が軌道３上のある位置に存在するものとする。この状
態において自走式ロボット１によりプリント基板１１の
挿入または抜き取りを行う場合、まず、図３（ａ）に示
したように上位装置４が図示しない記憶部に記憶された
情報から自走式ロボット１の現在位置を確認し、自走式
ロボット１と対向している電子装置２の光信号送受信手
段１２にマルチプレクサ２を介して呼び出し情報を電気
信号として送る。

【００１９】この呼び出し情報は光信号送受信手段１２
で光電変換され、光信号として自走式ロボット１の光信
号送受信手段１７に送信される。光信号送受信手段１７
で受信された光信号は電気信号に光電変換され、受信情
報として制御部１８に送られる。制御部１８はこの受信
情報を解読して、自走式ロボット１の存在を示す応答情
報を光信号送受信手段１７に送り、そしてこの応答情報
が光信号送受信手段１７により光電変換されて、図３
（ｂ）に示したように光信号として前記電子装置２の光
信号送受信手段１２に送信されると、この光信号送受信
手段１２により光信号は光電変換され、マルチプレクサ
２を介して上位装置４に送られる。

【００２０】尚、保守，点検等のため自走式ロボット１
の位置が作業員によって動かされた場合、上位装置４の
記憶部に記憶された情報の位置と異なるため、この情報
に基づく電子装置２の光信号送受信手段１２に呼び出し
情報を送っても、自走式ロボット１は応答しないことに
なるので、上位装置４は一定時間自走式ロボット１から
の応答がない場合、各電子装置２の光信号送受信手段１
２に順に呼び出し情報を送って自走式ロボット１に応答
させ、図３（ｃ）に示したように現在位置の情報を更新
する。

【００２１】上位装置４は自走式ロボット１からの応答
があると、前記記憶部に予め記憶した動作内容と移動す
べき位置の位置指定情報を取り出し、図３（ｄ）に示し
たように自走式ロボット１と対向している電子装置２の
光信号送受信手段１２に前記と同様に送信し、これによ
り光信号送受信手段１２から前記の情報が光信号として
自走式ロボット１の光信号送受信手段１７に送信され、
この光信号送受信手段１７の受信情報が制御部１８に送
られる。

【００２２】ここで制御部１８は受信情報を解読し、図
３（ｅ）に示したように車両部１９を駆動して指示され
た位置に自走式ロボット１を走行させるが、この走行は
自走式ロボット１に設けられた図示しない磁気センサー
により軌道３を検出しつつ行われる。また、このとき制
御部１８は前記の指示された位置までの経路とそこに至
るまでの電子装置の数とを計算し、これに基づいて最短
距離で走行が行われる。

【００２３】自走式ロボット１が指示された位置まで走
行し、そこに位置する電子装置２の架枠１３に設けられ
た位置決めマーク１３が自走式ロボット１に設けられた
位置検出手段１６により検出されてその検出信号が制御
部１８に送られると、制御部１８は車両部１９を駆動を
止めて自走式ロボット１を停止させる。これにより自走
式ロボット１は光信号送受信手段１７が電子装置２の光
信号送受信手段１２と対向するように位置決めされる。

【００２４】この状態で制御部１８は基板挿抜機構部２
０を動作させ、図３（ｆ）に示したように前記上位装置
からの動作内容に基づいて電子装置２の架枠１０に対し
てプリント基板１１の挿入または抜き取りを実行させ
る。プリント基板１１の挿入または抜き取り動作が終了
すると、制御部１８から図３（ｇ）に示したように動作
結果の情報が前記と同様に光信号送受信手段１７から電
子装置２の光信号送受信手段１７に送信され、更にマル
チプレクサ２を介して上位装置４に送られる。

【００２５】これにより上位装置４は前記動作結果の情
報、つまりプリント基板１１の挿入または抜き取りに応
じて、図３（ｈ）に示したように前記記憶部の基板情報
を更新する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各電子装
置の架枠に、電気信号を光信号に変換する架枠側光信号
送受信手段と位置決めマークを設けると共に、前記各架
枠側光信号送受信手段をマルチプレクサを介して前記上
位装置に接続し、前記自走式ロボットには、前記架枠側
光信号送受信手段との間で光信号による情報の授受を行
うロボット側光信号送受信手段と、前記各電子装置の架
枠に設けた位置決めマークを検出する位置検出手段と、
当該自走式ロボットの現在位置に対応する電子装置の架
枠に設けられている前記架枠側光信号送受信手段により
上位装置から送られてくる次の電子装置に対する移動位
置や基板挿抜の動作内容等の情報を前記ロボット側光信
号送受信手段で受信すると、その移動位置情報に基づく
次の電子装置までの最短の距離を演算し、その演算結果
に基づいて最短の距離で次の電子装置まで前記車両部を
走行させると共に、前記位置検出手段が前記次の電子装
置の位置決めマークを検出したとき前記ロボット側光信
号送受信手段が当該電子装置の架枠側光信号送受信手段
と対向して位置決めされるように前記車両部の走行を停
止させる制御手段を備えた構成としている。

【００２７】従ってこれによれば、光信号により情報の
授受を行う構成であるため、自走式ロボットの走行範囲
が限定されることがなく、複雑な走行経路に対応できる
と共に、金属粉を含む塵埃によるプリント基板の回路動
作の信頼性の低下を防止する対策を講じる必要上もない
ので安価となり、しかも架枠内の接続線やプリント基板
の回路に誘導ノイズを与えることもないので機能低下の
防止を図ることができるという効果が得られる。また、
電子装置の架枠に設けた位置決めマークと自走式ロボッ
トに設けた位置検出手段により、ロボット側光信号送受
信手段が架枠側光信号送受信手段と対向するように自走
式ロボットの位置の制御が行われるため、自走式ロボッ
トを基板の挿抜作業を行う電子装置に対して自動的に確
実に位置決めできるという効果が得られると共に、自走
式ロボットは、現在位置に対応する電子装置の架枠側光
信号送受信手段により上位装置から次に基板挿抜を行う
べき電子装置への移動位置や動作内容等の情報を受けら
れるので、ホームポジションを持つ必要がなく、連続的
に電子装置間を移動して基板の挿抜作業を行うことが可
能となり、作業効率を向上できるという効果も得られ
る。更に、自走式ロボットの制御手段は、当該自走式ロ
ボットの現在位置に対応する電子装置の架枠に設けられ
ている前記架枠側光信号送受信手段により上位装置から
送られてくる次の電子装置に対する移動位置や基板挿抜
の動作内容等の情報を前記ロボット側光信号送受信手段
で受信すると、その移動位置情報に基づく次の電子装置
までの最短の距離を演算し、その演算結果に基づいて最
短の距離で次の電子装置まで前記車両部を走行させるの
で、自走式ロボットの迅速な移動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自走式ロボットの光通信システム
を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の作用を示す斜視図である。

【図３】図１の実施例における光通信のタイムチャート
である。

【図４】自走式ロボットと電子装置の関係を示した平面
図である。

【図５】第１の従来例を示す平面図である。

【図６】第２の従来例を示す平面図である。

【図７】第３の従来例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 自走式ロボット ２ 電子装置 ４ 上位装置 １０ 架枠 １１ プリント基板 １２ 光信号送受信手段 １３ 位置決めマーク １４ 信号線 １５ マルチプレクサ １６ 位置検出手段 １７ 光信号送受信手段 １８ 制御部 １９ 車両部 ２０ 基板挿抜機構部

フロントページの続き (72)発明者 酒井 実 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 河村 仙志 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 永田 広充 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−2603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−92506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−81610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−94432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−95034（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板挿抜機構部及び軌道上を走行する自
   走用の車両部を備えた自走式ロボットに上位装置から移
   動位置や基板挿抜の動作内容等の情報を与え、多数配列
   設置された電子装置に沿って前記車両部により自走式ロ
   ボットを前記上位装置からの移動位置情報に対応する電
   子装置の位置に走行させると共に、前記動作内容の情報
   に基づいて前記基板挿抜機構部により前記電子装置の架
   枠に対してプリント基板の挿入，抜き取りを行う自走式
   ロボットシステムにおいて、 前記各電子装置の架枠に、電気信号を光信号に変換する
   架枠側光信号送受信手段と位置決めマークを設けると共
   に、前記各架枠側光信号送受信手段をマルチプレクサを
   介して前記上位装置に接続し、 前記自走式ロボットには、前記架枠側光信号送受信手段
   との間で光信号による情報の授受を行うロボット側光信
   号送受信手段と、前記各電子装置の架枠に設けた位置決
   めマークを検出する位置検出手段と、当該自走式ロボッ
   トの現在位置に対応する電子装置の架枠に設けられてい
   る前記架枠側光信号送受信手段により上位装置から送ら
   れてくる次の電子装置に対する移動位置や基板挿抜の動
   作内容等の情報を前記ロボット側光信号送受信手段で受
   信すると、その移動位置情報に基づく次の電子装置まで
   の最短の距離を演算し、その演算結果に基づいて最短の
   距離で次の電子装置まで前記車両部を走行させると共
   に、前記位置検出手段が前記次の電子装置の位置決めマ
   ークを検出したとき前記ロボット側光信号送受信手段が
   当該電子装置の架枠側光信号送受信手段と対向して位置
   決めされるように前記車両部の走行を停止させる制御手
   段を備えたことを特徴とする自走式ロボットシステム。