JP3201208B2

JP3201208B2 - 自律走行車

Info

Publication number: JP3201208B2
Application number: JP06366195A
Authority: JP
Inventors: 宣和川越; 直樹久保; 隆松尾
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH08263137A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自律走行車に関し、特
に壁などの対象物に倣って走行したり、障害物を検知し
たりする自律走行車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−２６０９０５号公報におい
て、壁との距離を測距センサで計測し壁と一定距離を保
ちながら壁に倣って自律走行する壁際清掃装置が開示さ
れている。この装置においては、清掃ブラシは左右にス
ライド可能で、壁際清掃時には壁に向かって張り出し、
清掃ブラシ近辺に壁検知センサを有し、清掃ブラシと壁
とを一定距離に保つように制御される。

【０００３】また、特願平６−２５８３０６号におい
て、車体側面に壁などの対象物を検知する接触式障害物
検知センサを有し、車体側面を壁などの対象物に接触さ
せつつ倣って走行する自律走行車が開示されている。

【０００４】さらに、図１６は従来提案されているバン
パータイプの接触式障害物センサを有する走行車の側面
図であり、図１７は図１６の走行車の底面図である。

【０００５】これらの図を参照して、ＦＡ（ファクトリ
ーオートメーション）用の搬送車等の走行車の車体１０
１の側面下部の周囲にバンパー形状の接触式障害物セン
サ１０３ａ〜１０３ｄが取付けられている。これらのセ
ンサによって、走行車の周囲の障害物が接触検知される
と、その検知信号に基づいて車体１０１の下部に取付け
られた車輪１０５ａ〜１０５ｄの駆動制御を介して障害
物からの退避等の走行車の移動が制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の自
律走行車に用いられる障害物センサや倣いセンサは、非
接触式のものと接触式のものとがあり、どちらも車体の
一部に取付けられていた。そのため、非接触式のものは
対象物が近すぎると測定不能であったり、視野角の関係
で死角を生じるなどの問題があった。

【０００７】また、図１６および図１７で示したような
接触式のものは周囲の障害物の形状によっては確実な検
出が行なわれない場合があるため、検出範囲をすべて覆
うことが必要である。たとえば、図１８の（１）に示す
ような下部が幅木１０９により一定幅突出している壁１
０７に倣う場合や、図１８の（２）に示すように壁１１
１に設置した棚１１３を倣う必要がある場合は車体の上
部から下部まですべてに倣いセンサを設ける必要があ
る。また、障害物センサに関しても障害物が下方に存在
するばかりではなく、図１８の（３）に示すように、自
律走行車がベッドの下に潜りこんで走行するときのよう
に障害物が上方に存在する場合では、障害物センサも車
体の上部から下部まですべてを覆う必要が生じる。これ
を従来の接触式センサで実現しようとした場合には、図
１９に示すように接触式センサ１１７ａ，１１７ｂおよ
び１１９ａ，１１９ｂが大きくなり、車体１０１への取
付が難しくなったり取付に強度的な問題が生じるなどの
不具合があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、簡単な構成で車体の外装のほ
ぼ全範囲を検出領域とすることができる接触式倣いセン
サおよび接触式障害物センサを有する自律走行車を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自律走行
車は、少なくとも走行方向を制御する走行制御部と、自
律走行車の車体の全体または車体の一部を覆う外装カバ
ーとを備え、外装カバーは、車体の所定の位置に２自由
度以上の自由度で移動可能に取付けられ、外力によって
車体の所定の位置に対して所定の変位量の範囲で移動可
能であり、さらに、外装カバーは、自由度の方向に直交
する４つの面を囲んで連続して形成されており、さら
に、車体の所定の位置に対する外装カバーの相対変位を
検知する変位検知手段とを備えたものである。

【００１０】

【作用】この発明においては、車体の所定の位置に対す
る外装カバーの相対変位が検知される。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例による自律走
行車の外観形状を示す斜視図であり、図２は図１のＩＩ
−ＩＩラインの断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩラインの断面図である。

【００１２】これらの図を参照して、自律走行車は大き
くは矩形形状の車体台板２と被せるようにして車体台板
２を覆う箱状の外装カバー１とから構成される。車体台
板２の左方面および右方面側には、左側駆動車輪３ａお
よび右側駆動車輪３ｂが取付けられ、各々駆動モータ４
ａ，４ｂの軸に連結され、左右独立に回動する。

【００１３】左側駆動モータ４ａおよび右側駆動モータ
４ｂは、車体台板２に固定され、走行制御部１０によっ
て左右独立に駆動制御され、左右の駆動車輪３ａ，３ｂ
が独立に回転駆動されることにより、自律走行車は前
進、後進、回転およびカーブ走行を行なう。

【００１４】また、車体台板２の前方面側および後方面
側には、前側自在キャスター車輪５ａおよび後側自在キ
ャスター車輪５ｂが取付けられ、各々駆動車輪３ａ，３
ｂとともに車体を支え、駆動車輪３ａ，３ｂの回転に応
じて車輪の向きが自在に回転し自律走行車のスムーズな
回転走行およびカーブ走行を実現する。

【００１５】外装カバー１と車体台板２とは、外装カバ
ー連結部材６ａ〜６ｄによって連結される。外装カバー
連結部材６ａ〜６ｄの各々は外装カバー１に設けられた
支柱１３１ａ〜１３１ｄの各々と、車体台板２に設けら
れた支柱１３７ａ〜１３７ｄの各々と、支柱１３１ａ〜
１３１ｄの各々と支柱１３７ａ〜１３７ｄの各々とに圧
入されて固定されたコイルバネ１３５ａ〜１３５ｄの各
々とから構成される。外装カバー１に外力が加わらない
ときには、このコイルバネ１３５ａ〜１３５ｄのバネ力
によって外装カバー１は車体台板２に対して中央位置に
保持される。外装カバー１に障害物等から外力が加わっ
た場合はコイルバネが撓み、外装カバー１は車体台板２
に対してほぼ水平方向の全方向に移動する。

【００１６】外装カバー１は、所定量移動すると車体台
板２に当接するように構成され、移動範囲が限定されて
いる。また、外装カバー１を上方向に持上げた場合、外
装カバー１が移動範囲内のどの位置にあっても上方に外
れてしまうことのないように、外装カバー１の下部が車
体台板２に係合するように構成されている。

【００１７】また、外装カバー１が下方向にずれること
のないようにするためには、コイルバネ１３５ａ〜１３
５ｄは密着コイルバネを用いることが好ましい。

【００１８】また、車体台板２の側部と外装カバー１の
内面の各々との間には、外装カバー１の移動を検知する
ための変位検知手段としてのマイクロスイッチ７ａ〜７
ｈが取付けられている。具体的にはマイクロスイッチ７
ａ〜７ｈの各々は車体台板２に固定され、外装カバー１
が障害物もしくは倣い対象物に接触して外力が加わり、
コイルバネ１３５ａ〜１３５ｄの各々のバネ力に抗して
車体台板２に対して水平方向に移動すると、マイクロス
イッチ７ａ〜７ｈの少なくともいずれかのスイッチがオ
ンになる。すなわち、マイクロスイッチ７ａは外装カバ
ー１の前方面左寄りに外力が加わるとオンになり、マイ
クロスイッチ７ｂは外装カバー１の前方面右寄りに外力
が加わるとオンになり、マイクロスイッチ７ｃは外装カ
バー１の右方面前寄りに外力が加わるとオンになり、マ
イクロスイッチ７ｄは外装カバーの右方面後寄りに外力
が加わるとオンになり、マイクロスイッチ７ｅは外装カ
バー１の後方面右寄りに外力が加わるとオンになり、マ
イクロスイッチ７ｆは外装カバーの後方面左寄りに外力
が加わるとオンになり、マイクロスイッチ７ｇは外装カ
バー１の左方面後寄りに外力が加わるとオンになり、マ
イクロスイッチ７ｈは外装カバーの左方面前寄りに外力
が加わるとオンになる。

【００１９】また、外装カバー１の前方面ほぼ中央に外
力が加わるとマイクロスイッチ７ａ，７ｂが同時にオン
になり、外装カバー１の右方面ほぼ中央に外力が加わる
とマイクロスイッチ７ｃ，７ｄが同時にオンになり、外
装カバー１の後方面ほぼ中央に外力が加わるとマイクロ
スイッチ７ｅ，７ｆが同時にオンになり、外装カバー１
の左方面ほぼ中央に外力が加わるとマイクロスイッチ７
ｇ，７ｈが同時にオンになる。

【００２０】このようにして、外装カバー１のいずれの
面に外力が加わったかがマイクロスイッチ７ａ〜７ｈの
オン／オフによって容易に検知できる。

【００２１】マイクロスイッチ７ａ〜７ｈのオン／オフ
の状態は走行制御部１０に入力され、走行制御部１０は
その状態に応じて走行を制御する。すなわち、外装カバ
ー１の左右方面側を倣いセンサとして用い、壁などの倣
い対象物の接触を検知しつつ、接触が検知されない場合
は倣い対象物に近づくように走行を制御し、接触が検知
された場合は倣い対象物から離れる方向に走行を制御す
る。また、外装カバー１の前後方面側を障害物センサと
して用い、障害物が接触したことが検知されると走行を
停止させるか、または一旦障害物から離れる方向に移動
させ、その後回避走行を行なわせるなどの走行制御を行
なう。

【００２２】もちろん、自律走行車の用途によって倣い
走行の必要がない場合は、外装カバー１の全方向面を障
害物センサとして用いることができる。

【００２３】板バネ８ａ〜８ｈは車体台板２の側縁に取
付けられ、外装カバー１を外側に付勢する。すなわち、
外装カバー１に外力が加わらないときにはコイルバネと
ともに外装カバー１を中央位置に保持する。左右方面の
板バネ８ｃ，８ｄ，８ｇ，８ｈのバネ力は前後方面の板
バネ８ａ，８ｂ，８ｅ，８ｆのバネ力よりも小さくして
ある。というのは、倣い対象物に倣って走行する場合は
外装カバーが倣い対象物に接触した状態での走行が行な
われる。そのとき、倣い対象物と外装カバーとの摩擦に
より外装カバーを後方へ移動させようとする力が働く。
前後方面のバネ力が小さいと、この摩擦力によって障害
物が接触していないにもかかわらず、外装カバーが後方
に移動し、障害物が接触したものと誤認してしまう。ま
た、左右方面のバネ力が大きいと倣い対象物と外装カバ
ーの間の摩擦力が大きくなり、障害物検知の誤認の割合
が増す。そのため、上記のように左右方面のバネ力と前
後方面のバネ力とを設定することによって、倣い走行時
に障害物の誤検知の防止と、倣い対象物への傷つけ防止
とスムーズな走行制御を実現する。

【００２４】コイルバネ１３５ａ〜１３５ｄによって十
分に外装カバー１を中央に保持できる場合は、左右のバ
ネ力をコイルバネ１３５ａ〜１３５ｄのバネ力に任せて
左右方面の板バネ８ｃ，８ｄ，８ｇ，８ｈを省略するこ
とができる。

【００２５】また、倣い走行が必要でない場合は、すべ
ての板バネ８ａ〜８ｄのバネ力を同じ大きさにすればよ
く、またそのときコイルバネ１３５ａ〜１３５ｄで十分
に外装カバーを中央に保持できる場合はすべての板バネ
を省略することができる。

【００２６】回転体９ａ〜９ｄの各々は外装カバー１の
左右方面側に取付けられ、垂直軸まわりに回転自在であ
る。回転体９ａ〜９ｄは倣い対象物に接触しながら走行
するときに回転し、外装カバー１と倣い対象物との間の
摩擦力を低減する。したがって、倣い走行が必要でない
場合は、回転体９ａ〜９ｄを省略することができる。

【００２７】また、板バネ８ｃ，８ｄ，８ｇ，８ｈの左
右のバネ力が十分に小さく、倣い走行時に摩擦力が問題
にならない場合も回転体９ａ〜９ｄも省略できる。さら
に、この回転体によって十分に摩擦力を小さくできる場
合は、板バネ８ａ〜８ｈの各々の力をすべて同じ大きさ
にしてもよいし、また板バネ自体をすべて省略すること
もできる。

【００２８】図１から図３では、回転体９ａ〜９ｄの各
々の形状を上下に長い棒状としたが、これに代えて図５
に示すように短い棒状の回転体９を外装カバー１の左右
方面側に多数設けたり、または図６に示すように球状の
回転体９を多数設けたりしてもよい。このように形状を
工夫することにより、外装カバー１の強度も上げること
ができる。

【００２９】図４はこの発明の第１の実施例による自律
走行車の制御構成を示すブロック図である。

【００３０】図を参照して、自律走行車の走行は走行制
御部１０を中心として制御される。走行制御部１０は、
予め移動範囲の地図と移動経路とを記憶する記憶部を有
し、その情報に基づいて走行を制御する。または、走行
制御部１０は、地図や移動経路情報は持たず、外部のリ
モートコントロール装置からの指令に基づいて走行を制
御する。

【００３１】走行制御部１０は、マイクロスイッチ７ａ
〜７ｈのオン／オフの状態の出力を受け、その状態に応
じて駆動用モータ４ａ，４ｂの回転数を回転数検出エン
コーダ１１ａ，１１ｂからの出力をモニタしながら制御
する。なお左側回転数検出エンコーダ１１ａは、左側駆
動モータ４ａの回転数を計測し、計測結果を走行制御部
１０へ出力する。一方、右側回転数検出エンコーダ１１
ｂは、右側駆動用モータの回転数を計測し、計測結果を
走行制御部１０へ出力する。

【００３２】たとえば左方面の対象物に倣って走行する
場合を想定する。この場合、左方面のマイクロスイッチ
７ｈまたは７ｇがオンになると走行制御部１０は、左側
駆動用モータ４ａの回転数が右側駆動用モータ４ｂの回
転数よりも大きくなるように制御することによって、走
行車を壁から離れるようにする。そして、マイクロスイ
ッチ７ｈまたは７ｇがオフになると、走行制御部１０
は、左側駆動用モータ４ａの回転数が右側駆動用モータ
４ｂの回転数よりも小さくなるように制御することによ
って、走行車を壁に近づくようにする。

【００３３】次に、右側の対象物に倣って走行する場合
を想定する。この場合、右方面のマイクロスイッチ７ｃ
または７ｄがオンになると、走行制御部１０は、右側駆
動用モータ４ｂの回転数が左側駆動用モータ４ａの回転
数よりも大きくなるように制御することによって走行車
を壁から離れるようにする。そして、マイクロスイッチ
７ｃまたは７ｄがオフになると、走行制御部１０は、右
側駆動用モータ４ｂの回転数が左側駆動用モータ４ａの
回転数よりも小さくなるように制御することによって走
行車を壁に近づくようにする。

【００３４】前進走行をさせる場合は、前方面のマイク
ロスイッチ７ａ，７ｂがオンになると、走行制御部１０
は、駆動用モータ４ａ，４ｂの駆動を停止して走行を一
旦停止させ、その後障害物回避走行を行なわせる。一
方、後進走行させる場合は、後方面のマイクロスイッチ
７ｅ，７ｆがオンになると、走行制御部１０は、駆動用
モータ４ａ，４ｂの駆動を停止して、走行を一旦停止さ
せ、その後障害物回避走行を行なわせる。

【００３５】図７はこの発明の第２の実施例による自律
走行車の外観形状を示す斜視図であり、図８は図７のＶ
ＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの断面構造図であり、図９は図
７のＩＸ−ＩＸラインの断面構造図である。

【００３６】これらの図を参照して、自律走行車は大き
くは移動のための走行部９１と走行部９１に連結されて
床を乾拭きするための作業部９３とから構成される。

【００３７】走行部９１は図を簡単にするために車輪が
図示されていないが、先の第１の実施例と同様の駆動車
輪と自在キャスター車輪が走行部台板９７の下面に取付
けられている。また、走行制御部１０、回転数検出エン
コーダ１１ａ，１１ｂについては第１の実施例と同様で
ある。

【００３８】なお、走行部９１の走行部台板９７の作業
部９３側には、作業部９３との連結部９５が取付けられ
ているがこの詳細については後述する。

【００３９】作業部９３は、大きくは走行部９１の連結
部９５から突き出される連結部材１２に固定される作業
部台板９９と被せるように作業部台板９９を覆う外装カ
バー１とから構成される。外装カバー１と作業部台板９
９とは、４個の外装カバー連結部材６ａ〜６ｄによって
連結される。

【００４０】図１０は図９の外装カバー連結部材６ａ〜
６ｄの１つの構造を詳細に示した図であり、より具体的
には図１０の（１）は、図９と同じ方向から見た図であ
り、図１０の（２）は図１０の（１）のＸ−Ｘラインの
断面図である。

【００４１】図１０を参照して、コイルバネ６０の一端
は作業部台板９９に立てられた支柱６１に圧入され、他
端は連結部材６３に圧入される。連結部材６３は、作業
部外装カバー１の天井面に軸取付部材６４によって固定
された軸６２に回動自在に取付けられている。したがっ
て、図１１の（１）に示すように、外装カバー１に加わ
る左右方面の力に対してはコイルバネ６０は単純に曲が
るだけだが、図１１の（２）に示すように前後方面の力
に対してはコイルバネ６０はＳ字形状に曲がることにな
り、結果として同じ量だけ移動するのに前後方面の方が
左右方面よりも大きな力が必要となる。したがって、先
の第１の実施例では、前後方面のバネ力を左右方面のバ
ネ力よりも大きくするために板バネ８ａ〜８ｈを用いた
が、この実施例ではそのような板バネを省略することが
できる。

【００４２】また、第１の実施例と同様マイクロスイッ
チ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｇが外装カバー１
の移動を検知するための変位検知手段として作業部台板
９９の縁部に設けられている。なお、第１の実施例に比
べ、外装カバー１の形状が前後方面に短いので左右方面
のマイクロスイッチは左右それぞれ１個ずつとなってい
るだけで、マイクロスイッチの機能は第１の実施例と同
様である。すなわち、マイクロスイッチ７ｃは外装カバ
ー１の右方面に外力が加わるとオンになり、マイクロス
イッチ７ｇは外装カバー１の左方面に外力が加わるとオ
ンになる。

【００４３】図１３はこの発明の第２の実施例による自
律走行車の制御構成を示すブロック図である。

【００４４】各々のマイクロスイッチのオン／オフ状態
は走行制御部１０に入力され、走行制御部１０はその状
態に応じて走行を制御する点は第１の実施例と同様であ
る。すなわち左右方面を倣いセンサとして用い、壁など
の倣い対象物の接触を検知させ、接触が検知されない場
合は倣い対象物に近づくように走行を制御し、接触が検
知された場合は倣い対象物から離れる方向に走行を制御
する。また、前後方面を障害物センサとして用い、障害
物が接触したことが検知されると走行を停止させるか、
または一旦障害物から離れる方向に移動させ、その後回
避走行を行なわせるなどの走行制御を行なう。

【００４５】もちろん、倣い走行の必要がない場合は、
全方面のマイクロスイッチを障害物センサとして用いる
ことができる。

【００４６】図８および図９に戻って、回転体９ａ，９
ｄは、外装カバー１の左右側面に取付けられ、垂直軸回
りに回転する。すなわち、回転体９ａ〜９ｄは倣い対象
物に接触しながら走行するときに回転し、外装カバー１
と倣い対象物との間の摩擦力を低減する。

【００４７】なお、外装カバー連結部材６ａ〜６ｄの左
右方向のバネ力が十分に小さく、倣い走行時に摩擦力が
問題にならない場合は回転体９ａ〜９ｄを省略すること
ができる。

【００４８】作業部９３には床を乾拭きするための４個
の回転板１８がそれぞれモータＭに直結されて駆動さ
れ、垂直軸回りに回転する。回転体の下面には清掃用の
不織布が交換可能に取付けられている。

【００４９】図１２は図８の連結部９５の具体的な構成
を示した平面図である。図を参照して、車体台板９７に
はリニアガイドが固定されている。このリニアガイドは
２本のガイド軸１７ａ，１７ｂと、このガイド軸１７
ａ，１７ｂを固定するための軸固定部材１６ａ，１６ｂ
で構成されている。また、軸固定部材１６ａ，１６ｂの
間を掛け渡すようにコイルバネ保持軸１４も取付けられ
ている。コイルバネ保持軸１４には、コイルバネ１３
ａ，１３ｂが挿通され、その各々内側にはガイド板６５
ａ，６５ｂが取付けられ、コイルバネ１３ａ，１３ｂの
伸縮を規制する。ガイド板６５ａ，６５ｂの間には、走
行部台板９７に固定されているストッパー１５が設けら
れ、ガイド板６５ａ，６５ｂの左右方向の動きを所定の
範囲に制限する。

【００５０】ガイド軸１７ａ，１７ｂには、左右方向に
スライド自在なようにスライド板６６が取付けられ、こ
れにその一端が作業部台板９９に固定された連結部材１
２が固定される。また、連結部材１２の他端は、ガイド
板６５ａ，６５ｂの間に位置し、連結部材１２の左右方
向の動きは、ガイド板６５ａ，６５ｂを介してコイルバ
ネ１３ａ，１３ｂによって規制される。

【００５１】以上のように構成された連結部９５の動作
について説明する。作業部台板９９に連結部９５の外装
カバー１を介して横方向の外力が加わると、作業部連結
部材１２がガイド軸１７ａ，１７ｂに沿って左右に平行
移動する。移動量は作業部付勢用のコイルバネ１３ａ，
１３ｂのバネ力によって決まる。なお、外装カバー１が
作業部台板９９に対し左右方向に移動するのに必要な力
よりも、大きな力でコイルバネ１３ａ，１３ｂは連結部
材１２を付勢している。したがって、外装カバー１が対
象物に接触して左右方向に移動して作業部台板９９に当
接した後、さらに同じ方向により大きな力が加わると、
作業部台板９９が移動部台板９７に対して連結部材１２
とともに左右に移動する。

【００５２】走行制御部１０は、倣い対象物との接触が
検知されてすぐに対象物から離れる方向へと走行部台板
９７の走行方向を修正するが、すぐには逆方向へ方向転
換できず走行部台板９７はさらにある程度倣い対象物に
近づいていく。このとき、作業部９３がコイルバネ１３
ａ，１３ｂの働きで対象物から遠ざかる方向へ移動する
ことにより、外装カバー１が対象物に強く接触して走行
不能になったり破損したりするのが防止される。

【００５３】より具体的には、作業部９３に右方向の外
力が加わった場合、作業部台板９９は右方向に平行移動
し、右側のコイルバネ１３ｂが圧縮される。なお、左側
のコイルバネ１３ａはストッパー１５によって規制され
ているので伸びることはない。また、作業部に左方向の
外力が加わった場合、作業部台板９９は左方向に平行移
動し、左側のコイルバネ１３ａが圧縮される。右側のコ
イルバネ１３ｂはストッパー１５によって規制され伸び
ることはない。なお、左右のコイルバネ１３ａ，１３ｂ
のバネ力がアンバランスであっても、ストッパー１５の
働きで横方向の外力がない場合に作業部９３を中央位置
に保持することができる。

【００５４】図１４は、この発明の第３の実施例による
外部カバー連結部材の構成を示す斜視図である。

【００５５】図を参照して、１対の軸保持板２２ａ，２
２ｂに掛け渡すように貫通する回転軸２３が取付けら
れ、その中央には外装カバー取付部材２１が固定され
る。外装カバー取付部材２１の胴部と軸保持板２２ａ，
２２ｂの各々との間の回転軸２３には、移動用コイルバ
ネ１９ａ，１９ｂの各々が挿通するように取付けられ
る。外装カバー取付部材２１の胴部の下部には、軸保持
板２２ａ，２２ｂの各々に設けられた開口６８ａ，６８
ｂを通して軸保持板２２ａ，２２ｂの外方に突き出すバ
ネ当り軸２４が取付けられる。軸保持板２２ａ，２２ｂ
の各々の外方に突き出た回転軸２３とバネ当り軸２４と
の間に、固定軸２５ａ，２５ｂの各々が軸保持板２２
ａ，２２ｂに固定される。また、回転軸２３の軸保持板
２２ａ，２２ｂの外側には、回動用コイルバネ２０ａ，
２０ｂが取付けられ、その各々の両端は、固定軸２５ａ
およびバネ当り軸２４ａと固定軸２５ｂおよびバネ当り
軸２４ｂとを挟むように下方に延びている。

【００５６】外装カバー連結部材６７は以上のように構
成されることによって、外装カバー取付部材２１および
バネ当り軸２４は回動軸２３回りに前後方面の外力によ
って回動し、また左右方面の外力によって外装カバー取
付部材２１は回動軸２３上を左右にスライドする。

【００５７】外装カバー取付部材２１の左右のスライド
量は左右移動用コイルバネ１９ａ，１９ｂの各々のバネ
力によって決まり、前後の回動量は、回動用コイルバネ
２０ａ，２０ｂの各々のバネ力によって決まる。

【００５８】図１５は、図１４の外装カバー連結部材に
外装部材を取付けた状態を示した図であり、より具体的
にはその図１５の（１）は静止状態を示し、図１５の
（２）は外装カバーに外力が加わった状態を示した図で
ある。

【００５９】これらの図を参照して、外装カバー１は、
車体台板２の上に固定された外装カバー連結部材６７の
外装カバー取付部材２１の上面に取付けられる。

【００６０】図１５の（１）に示すように、外装カバー
１に前後方面の外力が加わっていないときは、回動用コ
イルバネ２０ｂは、その両端が閉じる方向で固定軸２５
ｂに当接するまで縮まりバネ当り軸２４を中央位置に保
持する。これによって、外装カバー１は中央位置に保た
れる。外装カバー１に前後方面の外力が加わると、図１
５の（２）に示すように外装カバー取付部材２１、バネ
当り軸２４が回動軸２３回りに回動し、回動用コイルバ
ネ２０ｂの一端は固定軸２５ｂに当り、もう一方はバネ
当り軸２４によって押し広げられる。したがって、外装
カバー１は回動用コイルバネ２０ｂのバネ力に応じた量
だけ前後方面に回動する。

【００６１】なお、左右移動用コイルバネ１９ａ，１９
ｂのバネ力は小さく、前後回動用コイルバネ２０ａ，２
０ｂのバネ力は大きくしてある。

【００６２】左右方向の外力がない場合の外装カバー取
付部材２１の左右の位置決めのためには、左右移動用コ
イルバネ１９ａ，１９ｂの長さを精度よく加工してもよ
いし、また第２の実施例の作業部の左右位置決めのため
のストッパー１５と同じように車体台板上にストッパー
を設け、左右移動用コイルバネ１９ａ，１９ｂの伸張を
規制するようにしてもよい。この場合、第１の実施例で
示したような板バネ８ａ〜８ｈを設ける必要がない。ま
た逆に、第１の実施例の板バネと同じように移動用コイ
ルバネ１９ａ，１９ｂの加工やストッパーの設置に代え
て車体台板上に設けた板バネによって位置決めを行なっ
てもよい。

【００６３】なお、外装カバーと車体台板の連結は第１
の実施例から第３の実施例で示された方法には限らな
い。たとえば、リンク機構のみにより外装カバーと車体
台板との連結を行ない、移動や回動に要する力を決定す
るのは第１の実施例の板バネだけで行なってもよい。

【００６４】以上の実施例から以下の項目のような発明
の保護が考えられる。１．自律走行車であって、少なくとも走行方向を制御す
る走行制御部と、自律走行車の車体の全体または前記車
体の一部を覆う外装カバーとを備え、前記外装カバーは
前記車体の所定の位置に、２自由度以上の自由度で移動
可能に取付けられ、外力によって前記車体の所定の位置
に対して所定の変位量の範囲で移動可能であり、さらに
前記車体の所定の位置に対する前記外装カバーの相対変
位を検知する変位検知手段を備えた、自律走行車。２．前記外装カバーは、前記車体の所定の位置に対して
進行方向に向かって少なくとも左右方向と前後方向に移
動可能であり、前記外装カバーが倣い対象物に接触し、
前記変位検知手段により前記外装カバーの左右方向への
移動が検知されると前記走行制御部は自律走行車が倣い
対象物から離れるように走行を制御し、前記外装カバー
が倣い対象物から離れ、前記変位検知手段が前記外装カ
バーの移動を検知しない場合は、前記走行制御部は自律
走行車が前記倣い対象物に近づくように走行を制御す
る、項目１に記載の自律走行車。

【００６５】（作用・効果）外装カバーの左右方向の移
動は壁などの対象物に倣って走行するときに倣い対象物
を検出するために用いられ、外装カバーの前後方向の移
動は進行方向の障害物との接触を検知するために用いら
れる。３．前記外装カバーは、前記車体の所定の位置に外力が
加わらないときにはバネ力によって中央位置に保持さ
れ、外部からの力によって前記車体の所定位置に対して
前記バネ力に抗して移動し、前記バネ力は左右方向より
も前後方向の方が大きい、項目２に記載の自律走行車。

【００６６】（作用・効果）倣い対象物に倣って走行す
る場合は外装カバーが倣い対象物に接触した状態での走
行が行なわれる。そのとき、倣い対象物と外装カバーと
の摩擦により外装カバーを後方へ移動させようとする力
が働く。前後方面のバネ力が小さいと、この摩擦力によ
って障害物が接触していないにもかかわらず、外装カバ
ーが後方に移動し、障害物が接触したものと誤認してし
まう。また、左右のバネ力が大きいと倣い対象物と外装
カバーの間の摩擦力が大きくなり、障害物検知の誤認の
割合が増す。左右のバネ力を小さくして摩擦力を小さく
し、かつ前後のバネ力を大きくすることにより摩擦によ
る外装カバーの後方への移動量を小さくすることによっ
て障害物検知の誤認を防ぐ。

【００６７】さらに、左右のバネ力が大きいと、走行方
向を倣い対象物側にある角度を傾けて外装カバーを対象
物に押付けるようにして初めて倣い対象物との接触を検
知することになり、その状態で対象物に倣って走行する
ので、車輪の向きと走行方向は一致せず、車輪は斜めに
スリップしながら走行することになる。このような動作
では、駆動輪の回転数を検出して走行距離を求めるデッ
トレコニング方式による位置検出を行なう場合、スリッ
プにより自律走行車の位置に誤差が生じるのでよくな
い。したがって、左右のバネ力は小さくし、倣い対象物
との接触をできるだけ敏感に検知できるようにする必要
がある。また、左右のバネ力を小さくして倣い対象物と
外装カバーとの摩擦を小さくすれば倣い対象物や外装カ
バーに傷がつきにくいという効果もある。４．前記外装カバーの倣い対象物に接触する位置に回転
体を設けた、項目１から３のいずれかに記載の自律走行
車。

【００６８】（作用・効果）倣い対象物との摩擦を小さ
くし、項目３と同様の効果が得られる。５．前記車体は移動のための走行部と、前記走行部より
左右に張出している清掃などの作業を行なう作業部とを
含み、前記外装カバーは少なくとも前記作業部を覆う形
で前記作業部の所定位置に可動的に取付けられている、
項目１から４のいずれかに記載の自律走行車。

【００６９】（作用・効果）作業部が走行部よりも左右
に張出しており、実際に壁に接触するのは清掃作業部で
ある。したがって、清掃作業部の外装カバーが接触セン
サとして機能する。６．前記作業部は外力によって前記走行部に対して左右
に移動可能であり、前記作業部は外力が加わっていない
場合はバネ力によって前記走行部に対して所定の位置に
保持され、前記バネ力は前記外装カバーを左右方向に保
持するバネ力よりも大きい、項目５に記載の自律走行
車。

【００７０】（作用・効果）倣い対象物との接触が検知
されてから、制御部は走行方向を修正するが、すぐには
逆方向へ方向転換できずさらにある程度倣い対象物に近
づいていく場合がある。このとき作業部が対象物から遠
ざかる方向へ移動することにより、外装カバーが対象物
に強く接触して走行不能になったり破損したりするのが
防止される。

【００７１】

【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、車体の
所定の位置に対する外装カバーの相対変位が検知される
ので、簡単な構成で、車体の外装のほぼ全範囲を検出領
域とするセンサを自律走行車に取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による自律走行車の外
観形状を示した図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩラインの断面構造図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩラインの断面構造図であ
る。

【図４】この発明の第１の実施例による自律走行車の制
御構成を示したブロック図である。

【図５】この発明の第１の実施例による回転体の変形例
を示した外観斜視図である。

【図６】この発明の第１の実施例による回転体の他の変
形例を示した外観斜視図である。

【図７】この発明の第２の実施例による自律走行車の外
観形状を示す斜視図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの断面構造図
である。

【図９】図７のＩＸ−ＩＸラインの断面構造図である。

【図１０】図８および図９で示されている外装カバー連
結部材の詳細な構造を示した図である。

【図１１】図８および図９で示した外装カバー１に外力
が加わったときの、図１０で示した外装カバー連結部材
の変形状態を示した図である。

【図１２】図８の連結部９５の具体的構成を示した平面
図である。

【図１３】この発明の第２の実施例による自律走行車の
制御構成を示したブロック図である。

【図１４】この発明の第３の実施例による外部カバー連
結部材の構成を示す斜視図である。

【図１５】図１４の外装カバー連結部材に外装カバーを
取付けた状態を示した図である。

【図１６】従来の接触式障害物センサを備えた自律走行
車の側面図である。

【図１７】図１６で示した自律走行車の底面側から見た
図である。

【図１８】従来の自律走行車における問題点を説明する
ための障害物の例を示した図である。

【図１９】従来の自律走行車の問題点を解決するために
考えられるセンサの取付状態を示した斜視図である。

【符号の説明】

１外装カバー２車体台板３ａ，３ｂ駆動車輪５ａ，５ｂ自在キャスター車輪６ａ〜６ｄ外装カバー連結部材７ａ〜７ｈマイクロスイッチ８ａ〜８ｈ板バネ１０走行制御部なお、図において同一符号は同一部分または相当部分を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−206759（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−164602（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自律走行車であって、少なくとも走行方向を制御する走行制御部と、自律走行車の車体の全体または前記車体の一部を覆う外
装カバーとを備え、前記外装カバーは、前記車体の所定の位置に２自由度以
上の自由度で移動可能に取付けられ、外力によって前記
車体の所定の位置に対して所定の変位量の範囲で移動可
能であり、さらに、前記外装カバーは、前記自由度の方
向に直交する４つの面を囲んで連続して形成されてお
り、さらに、前記車体の所定の位置に対する前記外装カバー
の相対変位を検知する変位検知手段とを備えた、自律走
行車。