JP3818897B2

JP3818897B2 - Legged mobile robot

Info

Publication number: JP3818897B2
Application number: JP2001364723A
Authority: JP
Inventors: 恒夫佐藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003165077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットおよび脚式移動ロボットの排水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動ロボットの動力源が外部電源であると当該ロボットと外部電源をつなぐコードの長さに移動距離が制限されるという問題があったため、移動ロボットには動力源としてリチウムイオン電池等の２次電池を搭載することが一般的となっている。しかしながら、２次電池には、電池自身の性能またはその使用頻度によっては十分な駆動時間が得られないという問題点や充電時間が比較的長いという問題点、さらには重量が重いという問題点があるため、これらの問題点を解消可能な動力源が望まれていた。
【０００３】
そこで、エネルギー密度が高く軽量な燃料電池を移動ロボットに搭載して動力源とすることが考えられた。燃料電池は、メタノール等を燃料としているため充電が不要であり、発電すると水が生成される。このような燃料電池を四足歩行の動物、例えば犬を模した脚式移動ロボットに搭載すれば、当該ロボットが燃料であるメタノールを飲み、生成された水を小便のように排水するといったタイプのロボットの実現が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなタイプの脚式移動ロボットが燃料電池で生成された水を自律的に排水すれば、実際の行動または動きとなってエンターテイメント性が向上する。また、当該ロボットから排水される水を植木にやるようにすれば、水の有効活用といった点で好ましい。さらに、燃料であるメタノールを貯蔵しておくタンクを用意して、脚式移動ロボットが当該タンクまで移動して自らメタノールを飲みに行くようにすれば、手間のかからない脚式移動ロボットを実現できる。
【０００５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、燃料電池を動力源とし自律的に所定の場所に排水を行う脚式移動ロボットおよび脚式移動ロボットの排水方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る脚式移動ロボットは、燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットであって、前記燃料電池から生成される水を貯蔵する水貯蔵手段と、前記水貯蔵手段に貯蔵されている水を供給する対象への水供給に関する水供給情報を記憶した水供給情報記憶手段と、前記水供給情報記憶手段に記憶されている水供給情報に基づいて、前記対象への水供給が必要かを判断する水供給判断手段と、前記水供給判断手段によって前記対象への水供給が必要と判断されると、前記対象の位置を検出する位置検出手段と、前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の排水を制御する排水制御手段と、を備え、前記位置検出手段によって検出された位置まで移動して、前記対象の所定の部分に排水する。
【０００７】
このように、燃料電池で生成された水を自律的に所定の場所に排水することができる。結果として、例えば脚式移動ロボットが動物の場合、実際に近い行動または動きとなるためエンターテイメント性が向上する。また、前記対象が植木等の水を必要とするものであれば、脚式移動ロボットから水が供給されるため、燃料電池で生成された水を有効活用することができる。
【０００８】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、前記水供給情報は前記対象へ最後に水を供給した時間情報であり、前記水供給判断手段は、前記対象へ最後に水を供給した時間からの経過時間が所定時間を超えれば、前記対象への水供給を必要と判断する。
【０００９】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、前記水供給判断手段によって前記対象への水供給が必要と判断された場合に、前記水貯蔵手段に排水する水が貯蔵されていなければアラームを出力する。したがって、脚式移動ロボットは対象への水供給が必要であることを知らせることができる。
【００１０】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットであって、前記燃料電池から生成される水を貯蔵する水貯蔵手段と、前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の量を検出する水量検出手段と、前記水量検出手段が所定量を上回る量の水を検出すると、水を供給する対象の位置を検出する位置検出手段と、前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の排水を制御する排水制御手段と、を備え、前記位置検出手段によって検出された位置まで移動して、前記対象の所定の部分に排水する。
【００１１】
また、本発明に係る脚式移動ロボットが水を供給する対象は、植木鉢である。
【００１２】
脚式移動ロボットは自律的に植木鉢まで移動して排水を行うため、植木鉢に脚式移動ロボットで余剰となった燃料電池の生成水を供給することができる。
【００１３】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、前記位置検出手段が、前記水を供給する対象に設けられた電波発振手段から発せられる電波に基づいて、前記水を供給する対象の位置を検出する。
【００１４】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットであって、前記燃料電池の燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段と、前記燃料貯蔵手段に貯蔵されている燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、前記燃料残量検出手段が所定量を下回る量の燃料を検出すると、燃料を補給する燃料補給装置の位置を検出する位置検出手段と、前記燃料貯蔵手段に前記燃料を送りこむための口とを備え、前記位置検出手段によって検出された位置まで移動して、前記燃料補給装置の補給管の先端部を前記口でくわえることで前記燃料補給装置から燃料の補給を受ける。このように、燃料が少なくなれば自律的に燃料補給装置まで移動して燃料を補給するため、手間のかからない脚式移動ロボットを実現することができる。
【００１５】
また、本発明に係る脚式移動ロボットは、前記燃料残量検出手段が所定量を下回る量の燃料を検出し、かつ、前記燃料補給装置から前記燃料貯蔵手段が所定量となるまで燃料が補給されないとき、アラームを出力する。したがって、燃料が十分に補給されていないことを知らせることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る脚式移動ロボットは、前記燃料残量検出手段が所定量を下回る量の燃料を検出し、かつ、前記燃料補給装置から燃料が補給されないとき、アラームを出力する。燃料補給装置に燃料が貯蔵されていないことを知らせることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る脚式移動ロボットの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る脚式移動ロボットの動作例を示す説明図である。同図において、本実施形態の脚式移動ロボット１００は形状が犬に模されており、内部に設けられた燃料電池１０１を動力源としている。当該燃料電池はメタノールを燃料としており、発電すると水を生成する。このため、本実施形態の脚式移動ロボット１００にあっては、メタノールを飲み、燃料電池による生成水を小便のように排水するよう動作することによって、実際の犬により近い行動または動きを実現している。
【００１８】
上述したように、本実施形態の脚式移動ロボット１００はメタノールを補給する（飲む）ため、当該ロボットの移動範囲内にはメタノールを貯蔵しておくための、特許請求の範囲の燃料補給装置に該当するメタノール貯蔵器２０１を設けておく。本実施形態で用いられるメタノール貯蔵器２０１は、脚式移動ロボット１００がその補給管の先端部をくわえるとメタノールを当該ロボットに補給する構造および仕組みとなっている。
【００１９】
図２に、本実施形態で用いられるメタノール貯蔵器の補給管の先端部を示す側面図（ａ）および正面図（ｂ）を示す。同図に示すように、メタノール貯蔵器２０１の補給管の先端部には上部にボタン２０３が設けられており、補給管の先端は普段はふたで閉じられているがボタン２０３が押されるとふたが左右に開く構造になっている。したがって、脚式移動ロボット１００がメタノール貯蔵器２０１の補給管の先端部をくわえるとボタン２０３が押されるため、補給管の先端が開いてそのままメタノールが脚式移動ロボット１００に供給されることとなる。
【００２０】
なお、ボタン２０３には、脚式移動ロボット１００がメタノール貯蔵器２０１の位置を検出するために所定の周波数で電波を発する手段が設けられている。脚式移動ロボット１００は、このボタン２０３から発せられた電波の電界強度と位相差に基づいて距離および方向を特定することにより、メタノール貯蔵器２０１の位置を検出する。
【００２１】
また、脚式移動ロボット１００の移動範囲内には、特許請求の範囲の「対象」に該当するサボテン等の植木鉢３０１を設けておく。植木鉢３０１は、１つであっても複数であっても良い。植木鉢３０１には、特許請求の範囲の「所定の部分」に該当する排水受け皿３０３が取り付けられており、脚式移動ロボット１００はこの排水受け皿３０３に排水（小便）する。
【００２２】
また、植木鉢３０１には、植木鉢３０１の位置を検出するために電波を発する、特許請求の範囲の電波発振手段に該当する位置検出用マーカ３０５が設けられている。したがって、脚式移動ロボット１００は、位置検出用マーカ３０５から発せられた電波の電界強度と位相差に基づいて距離および方向を特定することにより、植木鉢３０１の位置を検出する。なお、位置検出用マーカ３０５は、植木鉢３０１が複数ある場合に脚式移動ロボット１００が各植木鉢を個別に認識できるようそれぞれ異なる周波数の電波を発する。
【００２３】
なお、位置検出用マーカ３０５の代わりにＲＦＩＤを設けても良い。ＲＦＩＤとは、受信電波から電力を得て起動する無電池方式のトランスポンダであって、ＲＦＩＤ毎に固有の識別情報が格納された識別情報格納部とアンテナとを備え、起動されると識別情報格納部から識別情報を読み出して、当該識別情報をアンテナから出力するものである。
【００２４】
以下、本実施形態の脚式移動ロボット１００の構成について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、本実施形態の脚式移動ロボット１００の内部構成の一部を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の脚式移動ロボット１００は、主に、特許請求の範囲の燃料貯蔵手段に該当するメタノールタンク１０３と、燃料残量検出手段に該当するメタノール残量検出部１０５と、燃料電池１０１と、水貯蔵手段に該当する水回収タンク１０７と、水量検出手段に該当する水量検出部１０９と、排水制御手段に該当する排水制御部１１１と、水供給情報記憶手段に該当するメモリ１１３と、位置検出手段に該当する位置検出部１１５と、水供給判断手段および水供給対象選択手段に該当する制御部１１７とを備えて構成されている。
【００２５】
以下、本実施形態の脚式移動ロボットが有する各構成要素について説明する。まず、メタノールタンク１０３は、図１に示したメタノール貯蔵器２０１から得られたメタノールを溜めておき、燃料電池１０１に供給するためのものである。また、メタノール残量検出部１０５は、メタノールタンク１０３にあるメタノールの残量を検出するものである。
【００２６】
また、燃料電池１０１は、メタノールタンク１０３から供給されたメタノールと水からメタノール水溶液をつくり、これを水素ガスおよび二酸化炭素ガスに変化させた後、これらのガスと空気中の酸素が化学反応を起こすことによって発電するものである。発電の際は、二酸化炭素ガスと水とが生成される。なお、上記メタノール水溶液の改質反応は、ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂で表され、発電する際の反応は、３Ｈ₂＋ＣＯ₂＋３／２Ｏ₂→３Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂で表される。
【００２７】
また、水回収タンク１０７は、燃料電池１０１で生成された水を溜めておくためのものである。また、水量検出部１０９は、水回収タンク１０７の水量を検出するものである。また、排水制御部１１１は、水回収タンク１０７に溜まった水を脚式移動ロボット１００が排水する際にこれを制御するものである。
【００２８】
また、メモリ１１３は、図１に示した植木鉢３０１への水供給に関する情報（以下「水供給情報」という。）を各植木鉢毎に記憶したものである。本実施形態において、水供給情報とは、特に、脚式移動ロボット１００の水回収タンク１０７から植木鉢３０１へ最後に水を供給した時間情報である。また、位置検出部１１５は、メタノール貯蔵器２０１または植木鉢３０１の位置を検出するものであり、図４に示すように、２つのセンサ１１５ａ，１１５ｂから構成されている。各センサ１１５ａ，１１５ｂは、メタノール貯蔵器２０１のボタン２０３から発せられた電波や植木鉢３０１の位置検出用マーカ３０５から発せられた電波をそれぞれ受信する。
【００２９】
また、制御部１１７は、水量検出部１０９の検出結果に基づいて排水が必要かを判断したり、メタノール残量検出部１０５の検出結果に基づいて燃料（メタノール）の補給が必要かを判断する。いずれの判断もそれぞれ所定のしきい値が設定されており、排水の場合は、水量検出部１０９の検出結果が排水しきい値を上回ると排水が必要と判断する。また、燃料補給の場合は、メタノール残量検出部１０５の検出結果が燃料しきい値を下回ると燃料の補給が必要と判断する。
【００３０】
また、制御部１１７は、メモリ１１３に記憶されている水供給情報に基づいて、水の供給が必要な植木鉢を判断したり、複数の植木鉢の中から水を供給するのに最適な植木鉢３０１を選択する。さらに、位置検出部１１５の各センサ１１５ａ，１１５ｂで受信したメタノール貯蔵器２０１のボタン２０３または植木鉢３０１の位置検出用マーカ３０５から発せられた電波の電界強度と位相差から距離および方向を特定することにより、メタノール貯蔵器２０１または植木鉢３０１の位置を検出する。
【００３１】
次に、上記説明した構成要素を備えた本実施形態の脚式移動ロボット１００の排水方法について説明する。本実施形態の排水方法には２通りある。第１の排水方法では水供給が必要な植木鉢があるかによって排水を行い、第２の排水方法では脚式移動ロボット１００で排水が必要となったときの排水方法である。以下、本実施携帯の脚式移動ロボット１００の第１の排水方法を図５のフローチャートを参照して、第２の排水方法を図６のフォローチャートを参照して説明する。
【００３２】
＜第１の排水方法＞
図５に示すように、まずステップＳ１０１では、メモリ１１３に記憶されている水供給情報に基づいて水の供給が必要な植木鉢があるかを判断する。当該ステップＳ１０１で、水供給が必要な植木鉢がないと判断されれば当該第１の排水方法に係る一連の処理を終了し、水供給が必要な植木鉢があると判断されればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、水回収タンク１０７に排水可能な水があるかを判断し、水がなければステップＳ１０５に進んで犬の鳴き声（例えば、ワンワン）等のアラームを出力し、水があればステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、水供給が必要な植木鉢の位置を検出する。次に、ステップＳ１０９で、脚式移動ロボット１００が前記植木鉢に移動し、ステップＳ１１１で前記植木鉢に排水する。
【００３３】
＜第２の排水方法＞
図６に示すように、まずステップＳ２０１では、水回収タンク１０７の水量を検出する。次に、ステップＳ２０３では、ステップＳ１０１で検出した水量と排水しきい値とを比較して、排水が必要かを判断する。ステップＳ２０３で排水が必要と判断されないとステップＳ２０５に進んで、水供給が必要な植木鉢があるかを判断する。当該ステップＳ２０５において水供給が必要な植木鉢がなければ当該第２の排水方法に係る一連の処理を終了し、水供給が必要な植木鉢があればステップＳ２０７に進んで犬の鳴き声（例えば、ワンワン）等のアラームを出力する。
【００３４】
一方、ステップＳ２０３で排水が必要と判断されればステップＳ２０９に進んで、いずれかの植木鉢に排水可能かを判断する。当該ステップＳ２０９において、排水可能な植木鉢があればステップＳ２１１に進み、排水可能な植木鉢がなければステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１１では排水に最適な植木鉢を検出し、ステップＳ２１３では脚式移動ロボット１００がステップＳ２１１で検出された排水に最適な植木鉢に移動する。次に、ステップＳ２１５で前記植木鉢に排水して、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２１７では専用の排水場所（所定の排水容器）の位置を検出し、ステップＳ２１９で脚式移動ロボット１００が専用の排水場所に移動する。次に、ステップＳ２２１で前記排水場所に排水して、一連の処理を終了する。
【００３５】
次に、本実施形態の脚式移動ロボット１００の燃料補給方法について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態の脚式移動ロボットの燃料補給方法を説明するフローチャートである。同図に示すように、まずステップＳ３０１では、脚式移動ロボット１００内のメタノールタンク１０３の残量を検出する。次に、ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１で検出した残量と燃料しきい値とを比較して、メタノールタンク１０３にメタノール（燃料）の補給が必要かを判断する。当該ステップＳ３０３で補給が必要と判断されなければ当該燃料補給方法に係る一連の処理を終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ３０３で補給が必要と判断されれば、ステップＳ３０５に進んでメタノール貯蔵器２０１の位置を検出する。次に、ステップＳ３０７では脚式移動ロボット１００がメタノール貯蔵器２０１に移動して、ステップＳ３０９でメタノール貯蔵器２０１の補給管の先端部をくわえる。当該先端部をくわえると上記説明したボタン２０３が押されるため先端が開いて、ステップＳ３１１で脚式移動ロボット１００のメタノールタンク１０３へのメタノールの補給が開始される。
【００３７】
次に、ステップＳ３１３では、メタノール貯蔵器２０１からメタノールが補給されているかを判断し、補給されていなければステップＳ３１５で犬の鳴き声（例えば、ワンワン）等のアラームを出力し、ステップＳ３１７で脚式移動ロボット１００が動作を停止する。一方、メタノールが補給されていればステップＳ３１９に進んで脚式移動ロボット１００のメタノールタンク１０３が満タンかを判断し、満タンであればステップＳ３２１に進み、満タンでなければステップＳ３２５に進む。
【００３８】
ステップＳ３２１ではメタノールの補給が完了して、ステップＳ３２３で脚式移動ロボット１００がくわえていた補給管の先端部をはなし、当該燃料補給方法の一連の処理を終了する。一方、ステップＳ３２５では脚式移動ロボット１００がくわえていた補給管の先端部をはなして、犬の鳴き声（例えば、ワンワン）等のアラームを出力する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の脚式移動ロボット１００は燃料電池１０１で生成された水を上述した排水方法に従って自律的に排水するため、実際の近い行動または動きとなるためエンターテイメントが向上する。また、脚式移動ロボット１００から排水される水が植木鉢に供給されるため、燃料電池１０１で生成された水を有効活用することができる。また、脚式移動ロボット１００は水を供給するために最適な植木鉢を選択した上で自律的にその植木鉢まで移動して排水を行うため、水が必要な植木鉢に脚式移動ロボット１００で余剰となった燃料電池１０１の生成水を供給することができる。また、燃料であるメタノールが少なくなれば自律的にメタノール貯蔵器２０１まで移動してメタノールを補給するため、手間のかからない脚式移動ロボット１００を実現することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の脚式移動ロボットによれば、燃料電池で生成された水を自律的に所定の場所に排水することができる。結果として、例えば脚式移動ロボットが動物の場合、実際に近い行動または動きとなるためエンターテイメント性が向上する。また、前記対象が植木等の水を必要とするものであれば、脚式移動ロボットから水が供給されるため、燃料電池で生成された水を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る脚式移動ロボットの動作例を示す説明図
【図２】一実施形態で用いられるメタノール貯蔵器の補給管の先端部を示す側面図（ａ）および正面図（ｂ）
【図３】一実施形態の脚式移動ロボットの内部構成の一部を示すブロック図
【図４】脚式移動ロボットの位置検出部のセンサを示す説明図
【図５】一実施形態の脚式移動ロボットの第１の排水方法を説明するフローチャート
【図６】一実施形態の脚式移動ロボットの第２の排水方法を説明するフローチャート
【図７】一実施形態の脚式移動ロボットの燃料補給方法を説明するフローチャート
【符号の説明】
１００脚式移動ロボット
１０１燃料電池
１０３メタノールタンク
１０５メタノール残量検出部
１０７水回収タンク
１０９水量検出部
１１１排水制御部
１１３メモリ
１１５位置検出部
１１５ａ，１１５ｂセンサ
１１７制御部
２０１メタノール貯蔵器
２０３ボタン
３０１植木鉢
３０３排水受け皿
３０５位置検出用マーカ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a legged mobile robot using a fuel cell as a power source and a drainage method for the legged mobile robot.
[0002]
[Prior art]
If the power source of the mobile robot is an external power source, there is a problem that the travel distance is limited by the length of the cord connecting the robot and the external power source. Therefore, the mobile robot has a secondary battery such as a lithium ion battery as a power source. It is common to install. However, the secondary battery has a problem that a sufficient driving time cannot be obtained depending on the performance of the battery itself or the frequency of use, a problem that a charging time is relatively long, and a problem that the weight is heavy. Therefore, a power source capable of solving these problems has been desired.
[0003]
Therefore, it has been considered to mount a lightweight fuel cell with high energy density on a mobile robot as a power source. A fuel cell uses methanol or the like as fuel, so charging is not necessary, and water is generated when power is generated. If such a fuel cell is mounted on a legged mobile robot imitating a quadruped animal, for example, a dog, the robot drinks methanol as fuel and drains the generated water like urine. Realization of a robot can be considered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
If the legged mobile robot of this type autonomously drains the water generated by the fuel cell, it becomes an actual action or movement and the entertainment property is improved. In addition, it is preferable in terms of effective use of water if the water drained from the robot is applied to the plant. Furthermore, if a tank for storing methanol as a fuel is prepared and the legged mobile robot moves to the tank and goes to drink methanol by itself, a legged mobile robot can be realized.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and provides a legged mobile robot that drains autonomously to a predetermined place using a fuel cell as a power source, and a drainage method for the legged mobile robot. It is an object.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a legged mobile robot according to the present invention is a legged mobile robot using a fuel cell as a power source, the water storage means for storing water generated from the fuel cell, Based on the water supply information stored in the water supply information storage means, the water supply information storage means storing the water supply information related to the water supply to the target for supplying the water stored in the water storage means, Water supply determination means for determining whether water supply to the target is necessary, position detection means for detecting the position of the target when the water supply determination means determines that water supply to the target is necessary, and Drainage control means for controlling drainage of the water stored in the water storage means, moves to a position detected by the position detection means, and drains it to a predetermined portion of the object.
[0007]
Thus, the water generated by the fuel cell can be drained autonomously to a predetermined place. As a result, for example, when the legged mobile robot is an animal, it becomes an action or movement close to reality, so that entertainment is improved. In addition, if the object requires water such as a plant, water is supplied from the legged mobile robot, so that the water generated by the fuel cell can be used effectively.
[0008]
Further, in the legged mobile robot according to the present invention, the water supply information is time information when water is last supplied to the object, and the water supply determination unit is configured to start from the time when water was last supplied to the object. If the elapsed time exceeds a predetermined time, it is determined that water supply to the object is necessary.
[0009]
The legged mobile robot according to the present invention outputs an alarm if the water storage means does not store water to be drained when it is determined by the water supply determination means that the water supply to the target is necessary. To do. Therefore, the legged mobile robot can inform that it is necessary to supply water to the subject.
[0010]
The legged mobile robot according to the present invention is a legged mobile robot that uses a fuel cell as a power source, and stores the water generated from the fuel cell and the water storage means. A water amount detecting means for detecting the amount of water being stored, a position detecting means for detecting a position of a target to which water is supplied when the water amount detecting means detects an amount of water exceeding a predetermined amount, and the water storage means Drainage control means for controlling the drainage of the water that is being moved, moved to a position detected by the position detection means, and drained to a predetermined portion of the object.
[0011]
The object to which the legged mobile robot according to the present invention supplies water is a flower pot .
[0012]
Since the legged mobile robot autonomously moves to the flowerpot and drains it, the water generated by the fuel cell surplus by the legged mobile robot can be supplied to the flowerpot .
[0013]
In the legged mobile robot according to the present invention, the position detection means detects the position of the water supply target based on the radio wave emitted from the radio wave oscillation means provided in the water supply target. .
[0014]
The legged mobile robot according to the present invention is a legged mobile robot using a fuel cell as a power source, a fuel storage means for storing fuel of the fuel cell, and a fuel stored in the fuel storage means. A fuel remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of fuel, a position detecting means for detecting a position of a fuel replenishing device that replenishes fuel when the fuel remaining amount detecting means detects an amount of fuel below a predetermined amount, and the fuel An opening for feeding the fuel to the storage means, moved to the position detected by the position detection means, and the tip of the replenishment pipe of the fuel replenishing device is added by the mouth from the fuel replenishing device. Get fuel. As described above, when the amount of fuel is reduced, the fuel is autonomously moved to the refueling device to replenish the fuel. Therefore, a legged mobile robot that does not require time can be realized.
[0015]
In the legged mobile robot according to the present invention, the fuel remaining amount detecting means detects an amount of fuel below a predetermined amount, and fuel is supplied from the fuel replenishing device until the fuel storing means reaches a predetermined amount. If not, an alarm is output. Therefore, it can be notified that the fuel is not sufficiently supplied.
[0016]
Furthermore, the legged mobile robot according to the present invention outputs an alarm when the fuel remaining amount detecting means detects an amount of fuel less than a predetermined amount and fuel is not supplied from the fuel supply device. The refueling device can be informed that no fuel is stored.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a legged mobile robot according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an operation example of a legged mobile robot according to an embodiment of the present invention. In the figure, the legged mobile robot 100 of the present embodiment is shaped like a dog and uses a fuel cell 101 provided inside as a power source. The fuel cell uses methanol as fuel, and generates water when it generates electricity. For this reason, the legged mobile robot 100 of the present embodiment realizes a behavior or movement closer to an actual dog by drinking methanol and draining the water generated by the fuel cell like urine. ing.
[0018]
As described above, the legged mobile robot 100 according to the present embodiment replenishes (drinks) methanol, so that the fuel replenishing device according to the claims for storing methanol within the movement range of the robot is provided. A corresponding methanol reservoir 201 is provided. The methanol reservoir 201 used in the present embodiment has a structure and mechanism for supplying methanol to the robot when the legged mobile robot 100 includes the tip of the supply pipe.
[0019]
In FIG. 2, the side view (a) and front view (b) which show the front-end | tip part of the supply pipe | tube of the methanol reservoir used by this embodiment are shown. As shown in the figure, a tip 203 of the replenishment pipe of the methanol reservoir 201 is provided with a button 203 at the top, and the top of the replenishment pipe is normally closed with a lid, but when the button 203 is pressed, the lid is closed. Has a structure that opens to the left and right. Accordingly, when the legged mobile robot 100 holds the tip of the supply pipe of the methanol reservoir 201, the button 203 is pushed, so that the tip of the supply pipe is opened and methanol is supplied to the legged mobile robot 100 as it is. .
[0020]
The button 203 is provided with means for emitting radio waves at a predetermined frequency in order for the legged mobile robot 100 to detect the position of the methanol reservoir 201. The legged mobile robot 100 detects the position of the methanol reservoir 201 by specifying the distance and direction based on the electric field strength and phase difference of the radio wave emitted from the button 203.
[0021]
Further, a flower pot 301 such as a cactus corresponding to the “target” in the claims is provided in the movement range of the legged mobile robot 100. The flower pot 301 may be one or plural. A drainage tray 303 corresponding to a “predetermined portion” in the claims is attached to the flowerpot 301, and the legged mobile robot 100 drains (urinates) the drainage tray 303.
[0022]
Further, the flowerpot 301 is provided with a position detection marker 305 corresponding to the radio wave oscillating means of the claims which emits radio waves to detect the position of the flowerpot 301. Therefore, the legged mobile robot 100 detects the position of the flowerpot 301 by specifying the distance and direction based on the electric field strength and phase difference of the radio wave emitted from the position detection marker 305. The position detection marker 305 emits radio waves having different frequencies so that the legged mobile robot 100 can recognize each flower pot individually when there are a plurality of flower pots 301.
[0023]
An RFID may be provided instead of the position detection marker 305. RFID is a battery-less transponder that is activated by obtaining power from received radio waves, and includes an identification information storage unit and an antenna that store unique identification information for each RFID, and stores identification information when activated. The identification information is read from the unit, and the identification information is output from the antenna.
[0024]
Hereinafter, the configuration of the legged mobile robot 100 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a part of the internal configuration of the legged mobile robot 100 of the present embodiment. As shown in the figure, the legged mobile robot 100 of the present embodiment mainly includes a methanol tank 103 corresponding to the fuel storage means in the claims, and a methanol remaining amount detecting unit corresponding to the remaining fuel amount detecting means. 105, a fuel cell 101, a water recovery tank 107 corresponding to a water storage unit, a water amount detection unit 109 corresponding to a water amount detection unit, a drainage control unit 111 corresponding to a drainage control unit, and a water supply information storage unit A corresponding memory 113, a position detection unit 115 corresponding to a position detection unit, and a control unit 117 corresponding to a water supply determination unit and a water supply target selection unit are configured.
[0025]
Hereinafter, each component which the leg type mobile robot of this embodiment has will be described. First, the methanol tank 103 is for storing methanol obtained from the methanol reservoir 201 shown in FIG. 1 and supplying it to the fuel cell 101. The methanol remaining amount detection unit 105 detects the remaining amount of methanol in the methanol tank 103.
[0026]
In addition, the fuel cell 101 creates an aqueous methanol solution from the methanol and water supplied from the methanol tank 103, changes them into hydrogen gas and carbon dioxide gas, and then these gases and oxygen in the air cause a chemical reaction. To generate electricity. During power generation, carbon dioxide gas and water are generated. The reforming reaction of the methanol aqueous solution is represented by CH ₃ OH + H ₂ O → 3H ₂ + CO ₂ , and the reaction during power generation is represented by 3H ₂ + CO ₂ + 3 / 2O ₂ → 3H ₂ O + CO ₂ .
[0027]
The water recovery tank 107 is for storing the water generated by the fuel cell 101. The water amount detection unit 109 detects the amount of water in the water recovery tank 107. The drain control unit 111 controls water stored in the water recovery tank 107 when the legged mobile robot 100 drains the water.
[0028]
The memory 113 stores information on water supply to the flower pot 301 shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as “water supply information”) for each flower pot. In the present embodiment, the water supply information is, in particular, time information when water is finally supplied from the water recovery tank 107 of the legged mobile robot 100 to the flower pot 301. The position detection unit 115 detects the position of the methanol reservoir 201 or the flower pot 301, and includes two sensors 115a and 115b as shown in FIG. Each of the sensors 115 a and 115 b receives a radio wave emitted from the button 203 of the methanol reservoir 201 and a radio wave emitted from the position detection marker 305 of the flower pot 301.
[0029]
Further, the control unit 117 determines whether drainage is necessary based on the detection result of the water amount detection unit 109 or determines whether fuel (methanol) needs to be replenished based on the detection result of the remaining methanol amount detection unit 105. . In each determination, a predetermined threshold value is set. In the case of drainage, it is determined that drainage is necessary when the detection result of the water amount detection unit 109 exceeds the drainage threshold value. In the case of fuel replenishment, if the detection result of the methanol remaining amount detection unit 105 falls below the fuel threshold value, it is determined that fuel replenishment is necessary.
[0030]
In addition, the control unit 117 determines a flower pot that needs water supply based on the water supply information stored in the memory 113, and determines the flower pot 301 that is optimal for supplying water from a plurality of flower pots. select. Further, the distance and direction are specified from the electric field intensity and phase difference of the radio wave emitted from the button 203 of the methanol reservoir 201 or the position detection marker 305 of the flower pot 301 received by the sensors 115a and 115b of the position detection unit 115. Thus, the position of the methanol reservoir 201 or the flower pot 301 is detected.
[0031]
Next, a draining method of the legged mobile robot 100 of the present embodiment including the above-described components will be described. There are two drainage methods in the present embodiment. In the first drainage method, drainage is performed depending on whether there is a flower pot that needs water supply, and in the second drainage method, drainage is performed when the legged mobile robot 100 requires drainage. Hereinafter, the first draining method of the legged mobile robot 100 of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and the second draining method with reference to the follow chart of FIG.
[0032]
<First drainage method>
As shown in FIG. 5, first, in step S <b> 101, it is determined based on the water supply information stored in the memory 113 whether there is a flower pot that needs water supply. If it is determined in step S101 that there is no flower pot that requires water supply, the series of processes related to the first drainage method is terminated, and if it is determined that there is a flower pot that requires water supply, the process proceeds to step S103. . In step S103, it is determined whether there is water that can be drained in the water recovery tank 107. If there is no water, the process proceeds to step S105 to output an alarm such as a dog cry (for example, one-one), and if there is water, step S107. Proceed to In step S107, the position of the flower pot that needs water supply is detected. Next, in step S109, the legged mobile robot 100 moves to the flower pot, and drains the flower pot in step S111.
[0033]
<Second drainage method>
As shown in FIG. 6, first, in step S201, the amount of water in the water recovery tank 107 is detected. Next, in step S203, the amount of water detected in step S101 is compared with a drainage threshold value to determine whether drainage is necessary. If it is not determined in step S203 that drainage is necessary, the process proceeds to step S205, and it is determined whether there is a flower pot that requires water supply. If there is no flower pot that requires water supply in step S205, the series of processes relating to the second drainage method is terminated, and if there is a flower pot that requires water supply, the process proceeds to step S207 and the dog cry (for example, one-one) Etc. Alarm is output.
[0034]
On the other hand, if it is determined in step S203 that drainage is necessary, the process proceeds to step S209 to determine whether any of the flower pots can be drained. If there is a flower pot that can be drained in step S209, the process proceeds to step S211. If there is no flower pot that can be drained, the process proceeds to step S217. In step S211, the optimal flower pot for drainage is detected, and in step S213, the legged mobile robot 100 moves to the optimal flower pot for drainage detected in step S211. Next, it drains to the said flowerpot at step S215, and complete | finishes a series of processes. On the other hand, in step S217, the position of the dedicated drainage place (predetermined drainage container) is detected, and in step S219, the legged mobile robot 100 moves to the dedicated drainage place. Next, it drains to the said drainage place by step S221, and complete | finishes a series of processes.
[0035]
Next, the fuel supply method of the legged mobile robot 100 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart for explaining a fuel supply method for the legged mobile robot according to the present embodiment. As shown in the figure, first, in step S301, the remaining amount of the methanol tank 103 in the legged mobile robot 100 is detected. Next, in step S303, the remaining amount detected in step S301 is compared with the fuel threshold value, and it is determined whether or not the methanol tank 103 needs to be replenished with methanol (fuel). If it is not determined in step S303 that replenishment is necessary, a series of processes related to the fuel replenishment method is terminated.
[0036]
On the other hand, if it is determined in step S303 that replenishment is necessary, the process proceeds to step S305, where the position of the methanol reservoir 201 is detected. Next, in step S307, the legged mobile robot 100 moves to the methanol reservoir 201, and in step S309, the tip of the supply pipe of the methanol reservoir 201 is added. When the tip portion is added, the above-described button 203 is pressed and the tip is opened, and in step S311, supply of methanol to the methanol tank 103 of the legged mobile robot 100 is started.
[0037]
Next, in step S313, it is determined whether methanol is replenished from the methanol reservoir 201. If not replenished, an alarm such as a dog cry (for example, one-one) is output in step S315, and a leg type in step S317. The mobile robot 100 stops operating. On the other hand, if methanol is replenished, the process proceeds to step S319, where it is determined whether the methanol tank 103 of the legged mobile robot 100 is full. If it is full, the process proceeds to step S321, and if not, the process proceeds to step S325. .
[0038]
In step S321, the replenishment of methanol is completed, and in step S323, the tip of the replenishment pipe that the legged mobile robot 100 has added is removed, and the series of processes of the fuel replenishment method is completed. On the other hand, in step S325, an alarm such as a dog cry (for example, one-one) is output by releasing the tip of the supply pipe that the legged mobile robot 100 has added.
[0039]
As described above, the legged mobile robot 100 according to the present embodiment autonomously drains the water generated by the fuel cell 101 according to the above-described drainage method, so that it becomes an actual close action or movement, thereby improving entertainment. . Moreover, since the water drained from the legged mobile robot 100 is supplied to the flower pot, the water generated by the fuel cell 101 can be used effectively. Further, since the legged mobile robot 100 selects an optimal flowerpot for supplying water and autonomously moves to the flowerpot to perform drainage, the legged mobile robot 100 adds the surplus to the flowerpot that needs water. The generated water of the fuel cell 101 can be supplied. In addition, if the amount of methanol as fuel is reduced, it moves autonomously to the methanol reservoir 201 and replenishes methanol, so that it is possible to realize the legged mobile robot 100 that does not require time and effort.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the legged mobile robot of the present invention, the water generated by the fuel cell can be drained autonomously to a predetermined place. As a result, for example, when the legged mobile robot is an animal, it becomes an action or movement close to reality, so that entertainment is improved. In addition, if the object requires water such as a plant, water is supplied from the legged mobile robot, so that the water generated by the fuel cell can be used effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an operation example of a legged mobile robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing a front end portion of a supply pipe of a methanol reservoir used in an embodiment. Front view (b)
FIG. 3 is a block diagram showing a part of an internal configuration of a legged mobile robot according to an embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a sensor of a position detecting unit of the legged mobile robot. FIG. 6 is a flowchart for explaining a first draining method of the mobile robot according to the embodiment. FIG. 6 is a flowchart for explaining a second draining method of the legged mobile robot according to the embodiment. Flow chart explaining symbols [Explanation of symbols]
100 legged mobile robot 101 fuel cell 103 methanol tank 105 methanol remaining amount detection unit 107 water recovery tank 109 water amount detection unit 111 drainage control unit 113 memory 115 position detection unit 115a, 115b sensor 117 control unit 201 methanol reservoir 203 button 301 flowerpot 303 Drainage tray 305 Position detection marker

Claims

燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットであって、
前記燃料電池から生成される水を貯蔵する水貯蔵手段と、
前記水貯蔵手段に貯蔵されている水を供給する対象への水供給に関する水供給情報を記憶した水供給情報記憶手段と、
前記水供給情報記憶手段に記憶されている水供給情報に基づいて、前記対象への水供給が必要かを判断する水供給判断手段と、
前記水供給判断手段によって前記対象への水供給が必要と判断されると、前記対象の位置を検出する位置検出手段と、
前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の排水を制御する排水制御手段と、を備え、
前記位置検出手段によって検出された位置まで移動して、前記対象の所定の部分に排水することを特徴とする脚式移動ロボット。A legged mobile robot powered by a fuel cell,
Water storage means for storing water generated from the fuel cell;
Water supply information storage means for storing water supply information related to water supply to a target for supplying water stored in the water storage means;
Based on the water supply information stored in the water supply information storage means, water supply determination means for determining whether water supply to the target is necessary;
When it is determined by the water supply determination means that water supply to the target is necessary, position detection means for detecting the position of the target;
Drainage control means for controlling drainage of water stored in the water storage means,
A legged mobile robot characterized by moving to a position detected by the position detecting means and draining to a predetermined portion of the object.

前記水供給情報は前記対象へ最後に水を供給した時間情報であり、
前記水供給判断手段は、前記対象へ最後に水を供給した時間からの経過時間が所定時間を超えれば、前記対象への水供給を必要と判断することを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット。The water supply information is time information when water was last supplied to the object,
The leg according to claim 1, wherein the water supply determining means determines that the water supply to the object is necessary if an elapsed time from the time when water was last supplied to the object exceeds a predetermined time. Mobile robot.

前記水供給判断手段によって前記対象への水供給が必要と判断された場合に、前記水貯蔵手段に排水する水が貯蔵されていなければアラームを出力することを特徴とする請求項１または２記載の脚式移動ロボット。 3. The alarm is output when the water supply determining means determines that the water supply to the target is necessary and the water to be drained is not stored in the water storage means. 4. Legged mobile robot.

燃料電池を動力源とした脚式移動ロボットであって、
前記燃料電池から生成される水を貯蔵する水貯蔵手段と、
前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の量を検出する水量検出手段と、
前記水量検出手段が所定量を上回る量の水を検出すると、水を供給する対象の位置を検出する位置検出手段と、
前記水貯蔵手段に貯蔵されている水の排水を制御する排水制御手段と、を備え、
前記位置検出手段によって検出された位置まで移動して、前記対象の所定の部分に排水することを特徴とする脚式移動ロボット。A legged mobile robot powered by a fuel cell,
Water storage means for storing water generated from the fuel cell;
Water amount detection means for detecting the amount of water stored in the water storage means;
A position detecting means for detecting a position of a target for supplying water when the water amount detecting means detects an amount of water exceeding a predetermined amount;
Drainage control means for controlling drainage of water stored in the water storage means,
A legged mobile robot characterized by moving to a position detected by the position detecting means and draining to a predetermined portion of the object.

前記水を供給する対象は植木鉢であることを特徴とする請求項４記載の脚式移動ロボット。 The legged mobile robot according to claim 4, wherein the water supply target is a flower pot.

前記位置検出手段は、前記水を供給する対象に設けられた電波発振手段から発せられる電波に基づいて、前記水を供給する対象の位置を検出することを特徴とする請求項４または５記載の脚式移動ロボット。 The said position detection means detects the position of the object which supplies the said water based on the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave oscillation means provided in the object which supplies the said water. Legged mobile robot.