JPH0659733A - 自律走行ロボット及びその電源コード搬送方法 - Google Patents
自律走行ロボット及びその電源コード搬送方法Info
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- JPH0659733A JPH0659733A JP3224041A JP22404191A JPH0659733A JP H0659733 A JPH0659733 A JP H0659733A JP 3224041 A JP3224041 A JP 3224041A JP 22404191 A JP22404191 A JP 22404191A JP H0659733 A JPH0659733 A JP H0659733A
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 自律走行するロボット本体12と外部電源を
結ぶ電源コード30を、ロボット本体12の自律走行に
連動して搬送制御するに際して、当電源コード搬送装置
31は、電源コード30を巻き取るコードリール32
と、モータ動力により正逆転駆動されて電源コード30
の繰り出し又は巻き取りを行うキャプスタンローラ33
と、電源コード30を案内しコードリール32に整列さ
せて巻き取らせるコードガイド34と、電源コード30
の繰り出し長さを計測するポテンショメータ35及びエ
ンコーダ36等から構成する。 【効果】 ロボット本体12がいかなる場所に移動しよ
うとも、ロボット本体12の走行に合わせて必要量の電
源コード30を搬送し、電源コード30が弛んでロボッ
ト本体12の走行路を妨害したり、或は電源コード30
が緊張してロボット本体12の走行を阻害したりする不
都合を防止し、ロボット本体12に対し確実に給電す
る。
結ぶ電源コード30を、ロボット本体12の自律走行に
連動して搬送制御するに際して、当電源コード搬送装置
31は、電源コード30を巻き取るコードリール32
と、モータ動力により正逆転駆動されて電源コード30
の繰り出し又は巻き取りを行うキャプスタンローラ33
と、電源コード30を案内しコードリール32に整列さ
せて巻き取らせるコードガイド34と、電源コード30
の繰り出し長さを計測するポテンショメータ35及びエ
ンコーダ36等から構成する。 【効果】 ロボット本体12がいかなる場所に移動しよ
うとも、ロボット本体12の走行に合わせて必要量の電
源コード30を搬送し、電源コード30が弛んでロボッ
ト本体12の走行路を妨害したり、或は電源コード30
が緊張してロボット本体12の走行を阻害したりする不
都合を防止し、ロボット本体12に対し確実に給電す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、給電に必要な電源コ
ードを自らが搬送制御して自律走行する自律走行ロボッ
ト及びその電源コード搬送方法に関する。
ードを自らが搬送制御して自律走行する自律走行ロボッ
ト及びその電源コード搬送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】室内や工場内を無人清掃する自律走行ロ
ボットは、走行制御の容易さや自在性に優れるなどの点
でバッテリ電源を内蔵するコードレス式が有利であると
されている。しかし、バッテリ電源自体の持続時間の制
約や必要吸い込み仕事量を満足するDCモータが開発さ
れていないなどの理由から、自律走行ロボットの多くが
電源コードを介して商用電源から給電するコード式をベ
ースに研究開発されてきた経緯がある。
ボットは、走行制御の容易さや自在性に優れるなどの点
でバッテリ電源を内蔵するコードレス式が有利であると
されている。しかし、バッテリ電源自体の持続時間の制
約や必要吸い込み仕事量を満足するDCモータが開発さ
れていないなどの理由から、自律走行ロボットの多くが
電源コードを介して商用電源から給電するコード式をベ
ースに研究開発されてきた経緯がある。
【0003】図7に示す自律走行ロボット1は、各種セ
ンサの出力から室内での現在位置を認識し、無人走行に
て室内を掃除する掃除ロボットであり、ドーム状のロボ
ット本体2内に自律走行に必要な走行装置3と真空吸引
式の掃除機4及び電源コードを搬送する電源コード搬送
装置5が組み込まれている。電源コード搬送装置5は、
自律走行の過程で電源コード6が弛んだり或は引っ張ら
れたりしてロボット本体2の走行を妨げないよう、電源
コード6を巻き取るコードリール7をモータ8により正
逆転駆動し、常に必要な長さだけ電源コード6が給送で
きるようにしてある。コードリール7には、電源コード
6に加わるテンションを検出するテンションセンサ9が
組み付けられており、このテンションセンサ9の出力を
受けるコントローラ10が、テンションがある値を越え
たときは電源コード6を繰り出し、その逆に電源コード
6にかかるテンションがある値以下であれば電源コード
6を巻き取るようモータ8を駆動し、これにより電源コ
ード6が常に必要量だけ繰り出されるよう搬送制御す
る。
ンサの出力から室内での現在位置を認識し、無人走行に
て室内を掃除する掃除ロボットであり、ドーム状のロボ
ット本体2内に自律走行に必要な走行装置3と真空吸引
式の掃除機4及び電源コードを搬送する電源コード搬送
装置5が組み込まれている。電源コード搬送装置5は、
自律走行の過程で電源コード6が弛んだり或は引っ張ら
れたりしてロボット本体2の走行を妨げないよう、電源
コード6を巻き取るコードリール7をモータ8により正
逆転駆動し、常に必要な長さだけ電源コード6が給送で
きるようにしてある。コードリール7には、電源コード
6に加わるテンションを検出するテンションセンサ9が
組み付けられており、このテンションセンサ9の出力を
受けるコントローラ10が、テンションがある値を越え
たときは電源コード6を繰り出し、その逆に電源コード
6にかかるテンションがある値以下であれば電源コード
6を巻き取るようモータ8を駆動し、これにより電源コ
ード6が常に必要量だけ繰り出されるよう搬送制御す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の自律走行ロ
ボット1は、電源コード6を常に必要な長さだけ搬送で
きるよう、電源コード6に加わるテンションを検出し、
このテンションの大きさを目安に電源コード6を繰り出
したり或は巻き取ったりする構成であるため、ロボット
本体2に対して一定範囲で変動する電源コード6の張力
が常に作用することになり、このため電源コード6がロ
ボット本体2の自律走行の妨げとなったり、或は電源コ
ード6に張力が作用したままロボット本体2が転回動作
を行ったときなどに、電源コード6が無理に引っ張ら
れ、コード先端のプラグが商用電源のコンセントから外
れてしまうことがあるといった課題を抱えていた。
ボット1は、電源コード6を常に必要な長さだけ搬送で
きるよう、電源コード6に加わるテンションを検出し、
このテンションの大きさを目安に電源コード6を繰り出
したり或は巻き取ったりする構成であるため、ロボット
本体2に対して一定範囲で変動する電源コード6の張力
が常に作用することになり、このため電源コード6がロ
ボット本体2の自律走行の妨げとなったり、或は電源コ
ード6に張力が作用したままロボット本体2が転回動作
を行ったときなどに、電源コード6が無理に引っ張ら
れ、コード先端のプラグが商用電源のコンセントから外
れてしまうことがあるといった課題を抱えていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、自律走行するロボット本体と、こ
のロボット本体と外部電源を結ぶ電源コードを搬送する
電源コード搬送手段と、この電源コード搬送手段による
電源コードの搬送を前記ロボット本体の自律走行に連動
して制御するコード搬送制御手段とを具備することを特
徴とするものである。
解決したものであり、自律走行するロボット本体と、こ
のロボット本体と外部電源を結ぶ電源コードを搬送する
電源コード搬送手段と、この電源コード搬送手段による
電源コードの搬送を前記ロボット本体の自律走行に連動
して制御するコード搬送制御手段とを具備することを特
徴とするものである。
【0006】
【作用】この発明は、自律走行するロボット本体と外部
電源を結ぶ電源コードを、ロボット本体の自律走行に連
動して搬送制御することにより、ロボット本体がいかな
る場所に移動しようとも常に必要量だけ電源コードを搬
送し、ロボット本体に対し確実に給電する。
電源を結ぶ電源コードを、ロボット本体の自律走行に連
動して搬送制御することにより、ロボット本体がいかな
る場所に移動しようとも常に必要量だけ電源コードを搬
送し、ロボット本体に対し確実に給電する。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図1ない
し図6を参照して説明する。図1は、この発明の自律走
行ロボットの一実施例を示す概略構成図、図2は、図1
に示した自律走行ロボットのセンサ配置を示す平面図、
図3は、図1に示した自律走行ロボットの電源コード搬
送装置部分の斜視図、図4は、図1に示した自律走行ロ
ボットの周回走行軌跡を示す図、図5は、図1に示した
自律走行ロボットの掃除経路を示す図、図6は、図1に
示した自律走行ロボットの方向転換動作を説明するため
の図である。
し図6を参照して説明する。図1は、この発明の自律走
行ロボットの一実施例を示す概略構成図、図2は、図1
に示した自律走行ロボットのセンサ配置を示す平面図、
図3は、図1に示した自律走行ロボットの電源コード搬
送装置部分の斜視図、図4は、図1に示した自律走行ロ
ボットの周回走行軌跡を示す図、図5は、図1に示した
自律走行ロボットの掃除経路を示す図、図6は、図1に
示した自律走行ロボットの方向転換動作を説明するため
の図である。
【0008】図1に示す自律走行ロボット11は、掃除
空間として指定された任意の部屋を掃除できるよう、掃
除対象となる部屋の内部をまず自らが周回し、事前に走
行空間の大きさと形状を示すマップを作成(マッピン
グ)し、次にこのマップに従って部屋全体を掃除すると
いった高度の掃除能力を備えるものである。ロボット本
体12は、操舵輪である前輪13と駆動輪となる左右一
対の後輪14の計3輪で支えられており、真空吸引式の
掃除機15が一体化させてある。実施例では、ロボット
本体12の前面下部に吸引口16が開口させてあり、こ
の吸引口16から吸引した塵埃を集塵パック17に収容
するとともに、集塵パック17を通過した空気は吸気フ
ァン18によりロボット本体12の側面から排気する。
空間として指定された任意の部屋を掃除できるよう、掃
除対象となる部屋の内部をまず自らが周回し、事前に走
行空間の大きさと形状を示すマップを作成(マッピン
グ)し、次にこのマップに従って部屋全体を掃除すると
いった高度の掃除能力を備えるものである。ロボット本
体12は、操舵輪である前輪13と駆動輪となる左右一
対の後輪14の計3輪で支えられており、真空吸引式の
掃除機15が一体化させてある。実施例では、ロボット
本体12の前面下部に吸引口16が開口させてあり、こ
の吸引口16から吸引した塵埃を集塵パック17に収容
するとともに、集塵パック17を通過した空気は吸気フ
ァン18によりロボット本体12の側面から排気する。
【0009】左右一対の後輪14は、モータ駆動回路1
9により駆動制御されるモータ20により互いに独立し
て正逆転駆動できるようにしてあり、それぞれの回転は
エンコーダ21を介して左右独立のデータとしてモータ
駆動回路19を経由してCPU22に取り込まれる。一
方また、前輪13の回転もエンコーダ23を介して正負
の符号をもった走行距離に換算され、積算距離計24に
より積算されたのち、CPU22に取り込まれる。ロボ
ット本体12の正面と背面及び左右の側面の各面には、
図2に示したように、接触センサ25と一対の超音波セ
ンサ26が組み込まれており、ロボット本体12が壁や
障害物に当たることなく走行するよう走行環境を監視す
る。ロボット本体12の各面に超音波センサ26を2個
ずつ配設したのは、2個の超音波センサ26が検出する
物体までの距離を一致させるようロボット本体12を姿
勢制御することで、部屋の壁に対する各面の平行を厳密
に出すことができるためである。
9により駆動制御されるモータ20により互いに独立し
て正逆転駆動できるようにしてあり、それぞれの回転は
エンコーダ21を介して左右独立のデータとしてモータ
駆動回路19を経由してCPU22に取り込まれる。一
方また、前輪13の回転もエンコーダ23を介して正負
の符号をもった走行距離に換算され、積算距離計24に
より積算されたのち、CPU22に取り込まれる。ロボ
ット本体12の正面と背面及び左右の側面の各面には、
図2に示したように、接触センサ25と一対の超音波セ
ンサ26が組み込まれており、ロボット本体12が壁や
障害物に当たることなく走行するよう走行環境を監視す
る。ロボット本体12の各面に超音波センサ26を2個
ずつ配設したのは、2個の超音波センサ26が検出する
物体までの距離を一致させるようロボット本体12を姿
勢制御することで、部屋の壁に対する各面の平行を厳密
に出すことができるためである。
【0010】ところで、部屋の大きさと形状及び障害物
の位置と大きさに関するマップを形成するマッピング動
作、続いて本格的に部屋を掃除するクリーニング動作、
さらにマッピング動作の前に起点を探す起点探査動作と
いった動作は、すべてCPU22によって統括制御され
る。例えばマッピング動作時には、CPU22が接触セ
ンサ25や超音波センサ26の出力からロボット本体1
2の進路を判定する一方、積算距離計24の出力とロボ
ット本体12の方位から現在位置を特定し、ロボット本
体12が周回を完了したことを判定する。さらに、CP
U22は、マッピングにより得られるマップデータをメ
モリ27に格納し、同時にまた部屋の大きさと形状及び
障害物の位置と大きさに関するマップを、液晶駆動回路
28を介してロボット本体12上面に設けられた液晶表
示パネル29に表示する。
の位置と大きさに関するマップを形成するマッピング動
作、続いて本格的に部屋を掃除するクリーニング動作、
さらにマッピング動作の前に起点を探す起点探査動作と
いった動作は、すべてCPU22によって統括制御され
る。例えばマッピング動作時には、CPU22が接触セ
ンサ25や超音波センサ26の出力からロボット本体1
2の進路を判定する一方、積算距離計24の出力とロボ
ット本体12の方位から現在位置を特定し、ロボット本
体12が周回を完了したことを判定する。さらに、CP
U22は、マッピングにより得られるマップデータをメ
モリ27に格納し、同時にまた部屋の大きさと形状及び
障害物の位置と大きさに関するマップを、液晶駆動回路
28を介してロボット本体12上面に設けられた液晶表
示パネル29に表示する。
【0011】ロボット本体12に交流給電するための電
源コード30は、ロボット本体12の背面ほぼ中央部か
ら引き出すようになっており、壁際の電源コンセント等
に接続した後は電源コード搬送装置31によって必要な
長さだけ搬送される。電源コード搬送装置31は、図3
に示したように、電源コード30を巻き取るコードリー
ル32と、モータ動力により正逆転駆動されて電源コー
ド30の繰り出し又は巻き取りを行うキャプスタンロー
ラ33と、電源コード30を案内しコードリール32に
整列させて巻き取らせるコードガイド34と、電源コー
ド30の繰り出し長さを計測するポテンショメータ35
及びエンコーダ36等から構成される。
源コード30は、ロボット本体12の背面ほぼ中央部か
ら引き出すようになっており、壁際の電源コンセント等
に接続した後は電源コード搬送装置31によって必要な
長さだけ搬送される。電源コード搬送装置31は、図3
に示したように、電源コード30を巻き取るコードリー
ル32と、モータ動力により正逆転駆動されて電源コー
ド30の繰り出し又は巻き取りを行うキャプスタンロー
ラ33と、電源コード30を案内しコードリール32に
整列させて巻き取らせるコードガイド34と、電源コー
ド30の繰り出し長さを計測するポテンショメータ35
及びエンコーダ36等から構成される。
【0012】コードリール32の回転軸37には、電源
コード30を巻き取り方向に付勢するゼンマイばね38
のためのばねリール39が同軸固着してある。ゼンマイ
ばね38は、ばねリール39ともう一つのばねリール4
0の間にS字状に張架されており、ゼンマイばね38が
収縮しようとすることでコードリール32は巻き取り側
に付勢される。また、コードリール32の端面には大径
歯車41が固着してあり、これに噛合する小径歯車42
を介してコードリール32の回転がポテンショメータ3
5に伝達される。また、回転軸37にはコードガイド3
4に対してコードリール32の回転を伝達する伝動歯車
43が固着してあり、この伝動歯車43に噛合する減速
歯車機構44がコードガイド34のガイドねじ45に連
結されている。減速歯車機構44は、具体的な構成を図
示していないが、伝動歯車43が一定量だけ回転したと
きに自動的にガイドねじ45に対する回転伝達方向を切
り替えるような構成とされている。
コード30を巻き取り方向に付勢するゼンマイばね38
のためのばねリール39が同軸固着してある。ゼンマイ
ばね38は、ばねリール39ともう一つのばねリール4
0の間にS字状に張架されており、ゼンマイばね38が
収縮しようとすることでコードリール32は巻き取り側
に付勢される。また、コードリール32の端面には大径
歯車41が固着してあり、これに噛合する小径歯車42
を介してコードリール32の回転がポテンショメータ3
5に伝達される。また、回転軸37にはコードガイド3
4に対してコードリール32の回転を伝達する伝動歯車
43が固着してあり、この伝動歯車43に噛合する減速
歯車機構44がコードガイド34のガイドねじ45に連
結されている。減速歯車機構44は、具体的な構成を図
示していないが、伝動歯車43が一定量だけ回転したと
きに自動的にガイドねじ45に対する回転伝達方向を切
り替えるような構成とされている。
【0013】キャプスタンローラ33は、キャプスタン
モータ46の動力をウォーム減速機47を介して伝達さ
れる駆動軸48に固着されており、ガイドねじ45が螺
合するケース49に収容されている。コードリール32
から引き出された電源コード30は、ケース49上端の
一対のピンチローラ50,51の間に挟持された状態で
キャプスタンローラ33の外周に1/4周程度添接し、
ケース49出口側に設けた一対のピンチローラ52,5
3に挟持されて送り出される。ケース49から送り出さ
れた電源コード30には、エンコーダ36の回転軸端に
固着されたローラ54が当接しており、コイルばね55
により付勢された押えローラ56によりローラ54側に
押し付けられた状態で電源コード30はロボット本体2
1の外部に導き出される。なお、実施例では、伝動歯車
43と減速歯車機構44とガイドねじ45及びケース4
9が、コードガイド34を構成する。
モータ46の動力をウォーム減速機47を介して伝達さ
れる駆動軸48に固着されており、ガイドねじ45が螺
合するケース49に収容されている。コードリール32
から引き出された電源コード30は、ケース49上端の
一対のピンチローラ50,51の間に挟持された状態で
キャプスタンローラ33の外周に1/4周程度添接し、
ケース49出口側に設けた一対のピンチローラ52,5
3に挟持されて送り出される。ケース49から送り出さ
れた電源コード30には、エンコーダ36の回転軸端に
固着されたローラ54が当接しており、コイルばね55
により付勢された押えローラ56によりローラ54側に
押し付けられた状態で電源コード30はロボット本体2
1の外部に導き出される。なお、実施例では、伝動歯車
43と減速歯車機構44とガイドねじ45及びケース4
9が、コードガイド34を構成する。
【0014】ところで、大きさと形状がまったく未知の
部屋を掃除する場合、まずその部屋に自律走行ロボット
1を持ち込み、適当な場所に置いて電源コード30を壁
際のコンセントに接続する。このとき、電源コード30
がどの程度繰り出されるかはその時々によって異なるの
は致し方なく、また電源コード30自体から直接コード
繰り出し長さを検出するエンコーダ36も、電源の投入
前であるために電源コード30の最初の繰り出し長さに
ついては検出することができない。しかし、電源コード
30がコードリール32から繰り出されるさいに、コー
ドリール32の回転はポテンショメータ35内の抵抗値
の変化を引き起こす。このため、電源コード30をコン
セントに接続した後でロボット本体12の電源釦(図示
せず)を押したときに、ポテンショメータ35が検出す
るコードリール32の回転角から、電源コード30の初
期繰り出し長さを検出することができる。
部屋を掃除する場合、まずその部屋に自律走行ロボット
1を持ち込み、適当な場所に置いて電源コード30を壁
際のコンセントに接続する。このとき、電源コード30
がどの程度繰り出されるかはその時々によって異なるの
は致し方なく、また電源コード30自体から直接コード
繰り出し長さを検出するエンコーダ36も、電源の投入
前であるために電源コード30の最初の繰り出し長さに
ついては検出することができない。しかし、電源コード
30がコードリール32から繰り出されるさいに、コー
ドリール32の回転はポテンショメータ35内の抵抗値
の変化を引き起こす。このため、電源コード30をコン
セントに接続した後でロボット本体12の電源釦(図示
せず)を押したときに、ポテンショメータ35が検出す
るコードリール32の回転角から、電源コード30の初
期繰り出し長さを検出することができる。
【0015】電源釦を押すと、自律走行ロボット11は
まず起点探査に着手する。起点探査は、自律走行ロボッ
ト11が最寄りの部屋の隅を捜し出し、これを起点とし
てマッピング動作に移行するための準備作業にあたるも
のである。ここでは、ロボット本体12の各面に設けら
れた超音波センサ26により、最寄りの壁までの距離を
計測することから始め、続いてもっとも距離の近い壁の
隅に進行方向に定めて走行する。ロボット本体12は、
部屋の一隅に頭を壁に向けた状態で停止し、続いて隣の
壁を背にして前進できるよう左又は右に直角に方向転換
を行う。このとき、CPU22は方向転換直後の現在位
置を起点Aとして座標原点(0,0)をメモリ27に格
納する。こうして起点探査が完了すると、ロボット本体
12は図4に点線で示す周回走行に移行してマッピング
に着手するが、電源コード30は起点探査に伴うロボッ
ト本体12の走行に合わせて適宜巻き取られる。ただ
し、あらかじめ初期繰り出し長さが判明しているため、
ロボット本体12が起点Aに待機した時点での電源コー
ド30の繰り出し長さは、正確に把握することができ
る。
まず起点探査に着手する。起点探査は、自律走行ロボッ
ト11が最寄りの部屋の隅を捜し出し、これを起点とし
てマッピング動作に移行するための準備作業にあたるも
のである。ここでは、ロボット本体12の各面に設けら
れた超音波センサ26により、最寄りの壁までの距離を
計測することから始め、続いてもっとも距離の近い壁の
隅に進行方向に定めて走行する。ロボット本体12は、
部屋の一隅に頭を壁に向けた状態で停止し、続いて隣の
壁を背にして前進できるよう左又は右に直角に方向転換
を行う。このとき、CPU22は方向転換直後の現在位
置を起点Aとして座標原点(0,0)をメモリ27に格
納する。こうして起点探査が完了すると、ロボット本体
12は図4に点線で示す周回走行に移行してマッピング
に着手するが、電源コード30は起点探査に伴うロボッ
ト本体12の走行に合わせて適宜巻き取られる。ただ
し、あらかじめ初期繰り出し長さが判明しているため、
ロボット本体12が起点Aに待機した時点での電源コー
ド30の繰り出し長さは、正確に把握することができ
る。
【0016】マッピング動作では、部屋を1周して部屋
の大きさと形状を把握する必要があるが、既に起点探査
によりロボット本体12は部屋の一隅に定めた起点Aに
おいて壁に平行に待機しているため、直ちに直進走行に
入ることができる。実施例では、マッピング動作に伴う
周回走行の最中に吸気ファン18を作動させ、周回清掃
を併せ行うことで掃除効率の向上を図るようにしてい
る。また、直進走行中は、超音波センサ26による距離
計測と接触センサ25による接触検出及び積算距離計2
4による積算距離の計測が行われ、同時にまた電源コー
ド30の繰り出しと繰り出し量の制御が行われる。
の大きさと形状を把握する必要があるが、既に起点探査
によりロボット本体12は部屋の一隅に定めた起点Aに
おいて壁に平行に待機しているため、直ちに直進走行に
入ることができる。実施例では、マッピング動作に伴う
周回走行の最中に吸気ファン18を作動させ、周回清掃
を併せ行うことで掃除効率の向上を図るようにしてい
る。また、直進走行中は、超音波センサ26による距離
計測と接触センサ25による接触検出及び積算距離計2
4による積算距離の計測が行われ、同時にまた電源コー
ド30の繰り出しと繰り出し量の制御が行われる。
【0017】ここでは、壁面に対向する一対の超音波セ
ンサ26の出力が、例えばそれぞれ2cm程度を示し続
けるよう、ロボット本体12の進行方向は常に監視さ
れ、壁面からロボット本体12までの距離がずれた場合
は、前輪13の向きを変えることで方向修正が行われ
る。また、壁に沿って直進する間は方位が変わらず、ロ
ボット本体12の走行距離Sがそのままロボット本体の
現在位置(0,S)を示すことになる。また、キャプス
タンモータ35は、ロボット本体12の直進走行期間
中、ロボット本体12の走行速度と同速度で電源コード
30が繰り出されるよう、キャプスタンローラ33を所
定速度で回転駆動する。このため、起点Aからの壁際走
行では、電源コード30はロボット本体12の走行に連
動して必要な長さだけ繰り出される。
ンサ26の出力が、例えばそれぞれ2cm程度を示し続
けるよう、ロボット本体12の進行方向は常に監視さ
れ、壁面からロボット本体12までの距離がずれた場合
は、前輪13の向きを変えることで方向修正が行われ
る。また、壁に沿って直進する間は方位が変わらず、ロ
ボット本体12の走行距離Sがそのままロボット本体の
現在位置(0,S)を示すことになる。また、キャプス
タンモータ35は、ロボット本体12の直進走行期間
中、ロボット本体12の走行速度と同速度で電源コード
30が繰り出されるよう、キャプスタンローラ33を所
定速度で回転駆動する。このため、起点Aからの壁際走
行では、電源コード30はロボット本体12の走行に連
動して必要な長さだけ繰り出される。
【0018】ロボット本体12が部屋の隅に到達する
と、前方監視用の超音波センサ25の出力がここでも2
cm前方の壁面を検出したことを受けて、モータ20の
駆動が停止し、ロボット本体2を前面が壁に向き会う姿
勢で停止させる。モータ駆動の停止とともに、停止位置
である端点Bの座標(0,Y2)がメモリ27に書き込
まれる。メモリ27への座標書き込みを終えると、ロボ
ット本体12の方向転換処理に入る。この場合、単純に
ロボット本体12を右方向に方向転換したのでは、ロボ
ット本体12の走行軌跡と壁との間に隙間が生じてしま
うため、ここでは多少複雑ではあるが、図6に示したよ
うに、ロボット本体12の中心は同じ位置で向きだけを
直角に変えるような方法がとられる。
と、前方監視用の超音波センサ25の出力がここでも2
cm前方の壁面を検出したことを受けて、モータ20の
駆動が停止し、ロボット本体2を前面が壁に向き会う姿
勢で停止させる。モータ駆動の停止とともに、停止位置
である端点Bの座標(0,Y2)がメモリ27に書き込
まれる。メモリ27への座標書き込みを終えると、ロボ
ット本体12の方向転換処理に入る。この場合、単純に
ロボット本体12を右方向に方向転換したのでは、ロボ
ット本体12の走行軌跡と壁との間に隙間が生じてしま
うため、ここでは多少複雑ではあるが、図6に示したよ
うに、ロボット本体12の中心は同じ位置で向きだけを
直角に変えるような方法がとられる。
【0019】すなわち、まずモータ20を逆転駆動し、
あらかじめ指定された距離だけロボット本体2を後退さ
せる。このとき、キャプスタンモータ46も逆転駆動さ
れ、ロボット本体12の後退速度と同速度で電源コード
30の巻き取りを行う。図6(B)に点線で示す位置ま
でロボット本体12が後退したならば、今度はモータ2
0を正転駆動に切り替え、前進しながら左側壁から離れ
る方向、すなわち図6(C)に示したように、ここでは
右折方向に方向転換する。この場合、ロボット本体12
は、外輪側の後輪14を速度vで駆動し、内輪側の後輪
14を方向転換角度に応じたkv(だだし、kは1に満
たない係数)なる速度で駆動する。このため、電源コー
ド30としては、外輪速度vと内輪速度kvの中間の速
度すなわち(1+k)v/2なる繰り出し速度が要求さ
れことになるが、方向転換一切を統括するCPU22に
よって適正速度がキャプスタンモータ46に設定され
る。そして、ロボット本体12が指定角度である135
度だけ右方向に方向転換した時点で、図6(D)に実線
で示した位置で右折前進を停止する。
あらかじめ指定された距離だけロボット本体2を後退さ
せる。このとき、キャプスタンモータ46も逆転駆動さ
れ、ロボット本体12の後退速度と同速度で電源コード
30の巻き取りを行う。図6(B)に点線で示す位置ま
でロボット本体12が後退したならば、今度はモータ2
0を正転駆動に切り替え、前進しながら左側壁から離れ
る方向、すなわち図6(C)に示したように、ここでは
右折方向に方向転換する。この場合、ロボット本体12
は、外輪側の後輪14を速度vで駆動し、内輪側の後輪
14を方向転換角度に応じたkv(だだし、kは1に満
たない係数)なる速度で駆動する。このため、電源コー
ド30としては、外輪速度vと内輪速度kvの中間の速
度すなわち(1+k)v/2なる繰り出し速度が要求さ
れことになるが、方向転換一切を統括するCPU22に
よって適正速度がキャプスタンモータ46に設定され
る。そして、ロボット本体12が指定角度である135
度だけ右方向に方向転換した時点で、図6(D)に実線
で示した位置で右折前進を停止する。
【0020】次に、ロボット本体12を後退させながら
方向転換させ、図6(E)に示した方向にロボット本体
12を移動させる。ただし、この場合はロボット本体1
2は後退するため、本来であれば電源コード30を巻き
取らねばならないのであるが、ここではロボット本体1
2が後退途中で電源コード30を踏み付けてしまうのを
避けるため、例外的に電源コード30を僅かに繰り出す
ようにしている。そして、図6(F)に示したように、
ロボット本体12の背面がそれまでの案内壁に対向した
時点で、モータ20の駆動を停止する。さらに、ロボッ
ト本体12の左側面が壁面から例えば2cm離れた位置
で壁に平行になるよう、モータ20を微妙に正逆転駆動
しながら幅寄せの要領で姿勢制御する。こうして、ロボ
ット本体12は前面が壁面に対向する状態から、中心は
同じ位置で向きだけを直角に変え、背面が壁面に対向す
る状態に姿勢変更される。また、姿勢制御の最後で、電
源コード30をあらかじめ定めた若干量だけ巻き取り、
電源コード30がロボット本体12と壁の間に多少を余
裕をもって横たわる状態とする。
方向転換させ、図6(E)に示した方向にロボット本体
12を移動させる。ただし、この場合はロボット本体1
2は後退するため、本来であれば電源コード30を巻き
取らねばならないのであるが、ここではロボット本体1
2が後退途中で電源コード30を踏み付けてしまうのを
避けるため、例外的に電源コード30を僅かに繰り出す
ようにしている。そして、図6(F)に示したように、
ロボット本体12の背面がそれまでの案内壁に対向した
時点で、モータ20の駆動を停止する。さらに、ロボッ
ト本体12の左側面が壁面から例えば2cm離れた位置
で壁に平行になるよう、モータ20を微妙に正逆転駆動
しながら幅寄せの要領で姿勢制御する。こうして、ロボ
ット本体12は前面が壁面に対向する状態から、中心は
同じ位置で向きだけを直角に変え、背面が壁面に対向す
る状態に姿勢変更される。また、姿勢制御の最後で、電
源コード30をあらかじめ定めた若干量だけ巻き取り、
電源コード30がロボット本体12と壁の間に多少を余
裕をもって横たわる状態とする。
【0021】なお、図4に示した室内の凸壁CDEFを
端点Cから端点Dにかけてロボット本体12が走行する
場合は、周回案内の役目を果している壁に向き合う超音
波センサ26の出力を取り込む。その結果、端点Dをち
ょっと過ぎた時点で、それまで周回案内していた壁が切
れたことが分かると、ロボット本体12の本体幅よりも
狭い壁のポケットが原因で壁が切れたり、或は壁は切れ
ていても方向転換余地が無いような場合を除き、ロボッ
ト本体12を指定距離だけ前進させる。次に、ロボット
本体12を壁に沿って方向転換させる。なお、この場合
の方向転換は、ロボット本体12の中心部を中心にして
行うため、外輪側の後輪14と内輪側の後輪14を互い
に逆の方向に同速度で回転駆動する。このとき、キャプ
スタンローラ33も僅かに正転駆動され、ロボット本体
12の横幅に若干満たない程度の僅かな長さだけ電源コ
ード30を繰り出すことにより、電源コード30が不要
に緊張しないよう配慮してある。
端点Cから端点Dにかけてロボット本体12が走行する
場合は、周回案内の役目を果している壁に向き合う超音
波センサ26の出力を取り込む。その結果、端点Dをち
ょっと過ぎた時点で、それまで周回案内していた壁が切
れたことが分かると、ロボット本体12の本体幅よりも
狭い壁のポケットが原因で壁が切れたり、或は壁は切れ
ていても方向転換余地が無いような場合を除き、ロボッ
ト本体12を指定距離だけ前進させる。次に、ロボット
本体12を壁に沿って方向転換させる。なお、この場合
の方向転換は、ロボット本体12の中心部を中心にして
行うため、外輪側の後輪14と内輪側の後輪14を互い
に逆の方向に同速度で回転駆動する。このとき、キャプ
スタンローラ33も僅かに正転駆動され、ロボット本体
12の横幅に若干満たない程度の僅かな長さだけ電源コ
ード30を繰り出すことにより、電源コード30が不要
に緊張しないよう配慮してある。
【0022】ロボット本体12が部屋壁に沿って一周し
て起点Aにまで戻ると、ロボット本体12の現在位置が
起点Aであることが判定され、周回走行を完了する。そ
して、ロボット本体12の周回中に得られた閉曲面AB
CDEFGHの起点A(0,0)と各方向転換点B
(0,Y2),C(X1,Y2),D(X1,Y1),
E(X2,Y1),F(X2,Y2),G(X3,Y
2),H(X3,0)の各座標から、CPU22は部屋
の大きさと形状を知ることができる。すなわち、周回し
た部屋は、縦がY2,横がX3の矩形をベースに縦Y2
−Y1,横X2−X1の凸壁をもつ形状であることが判
る。一方また、図4に一点鎖線で示したように、部屋に
中に障害物が存在した場合は、閉曲線IJKLに囲まれ
た障害物の各端点I(X4,Y3),J(X4,Y
4),K(X5,Y4),L(X5,Y3)の各座標か
ら障害物の位置と形状を知ることができる。
て起点Aにまで戻ると、ロボット本体12の現在位置が
起点Aであることが判定され、周回走行を完了する。そ
して、ロボット本体12の周回中に得られた閉曲面AB
CDEFGHの起点A(0,0)と各方向転換点B
(0,Y2),C(X1,Y2),D(X1,Y1),
E(X2,Y1),F(X2,Y2),G(X3,Y
2),H(X3,0)の各座標から、CPU22は部屋
の大きさと形状を知ることができる。すなわち、周回し
た部屋は、縦がY2,横がX3の矩形をベースに縦Y2
−Y1,横X2−X1の凸壁をもつ形状であることが判
る。一方また、図4に一点鎖線で示したように、部屋に
中に障害物が存在した場合は、閉曲線IJKLに囲まれ
た障害物の各端点I(X4,Y3),J(X4,Y
4),K(X5,Y4),L(X5,Y3)の各座標か
ら障害物の位置と形状を知ることができる。
【0023】なお、マッピング動作が完了すると、ロボ
ット本体12はそれまで走行してきた経路を逆方向に走
行し、モータ20を逆転駆動し、電源コード30をコー
ドリール32に巻き戻しながら起点Aに戻る。これは、
ロボット本体12が周回を終えて起点Aに達した時点で
は、電源コード30がそっくりそのまま周回軌跡に沿っ
て残留するため、ロボット本体12を起点Aに止めたま
ま電源コード30を巻き戻したときに、電源コード30
が障害物等に巻き付いて絡んでしまうといった事故を防
止するためである。従って、部屋のなかに障害物が存在
しないことが判明している場合であれば、ロボット本体
12は停止させたまま電源コード30だけを巻き戻して
もよい。
ット本体12はそれまで走行してきた経路を逆方向に走
行し、モータ20を逆転駆動し、電源コード30をコー
ドリール32に巻き戻しながら起点Aに戻る。これは、
ロボット本体12が周回を終えて起点Aに達した時点で
は、電源コード30がそっくりそのまま周回軌跡に沿っ
て残留するため、ロボット本体12を起点Aに止めたま
ま電源コード30を巻き戻したときに、電源コード30
が障害物等に巻き付いて絡んでしまうといった事故を防
止するためである。従って、部屋のなかに障害物が存在
しないことが判明している場合であれば、ロボット本体
12は停止させたまま電源コード30だけを巻き戻して
もよい。
【0024】また、電源コード30の巻き戻しを終える
と、いよいよクリーニング作業に着手するわけである
が、ここではジグザグ走行による全面走破といった走行
様式を実行する上で、回数のより少ない方向転換をもっ
て短時間で清掃作業が完了するよう、ジグザグ走行の走
行方向が決定される。その結果、ここでは、起点Aに待
機するロボット本体12が真向いの壁に向けて前進する
方向が選択されたものとする。この場合も、ロボット本
体12は、直進走行中も接触センサ25による接触検出
と超音波センサ26による距離計測及び積算距離計24
による現在位置の確認作業を続ける。一方また、キャプ
スタンモータ46は、ロボット本体12の直進走行期間
中は、ロボット本体12の走行速度と同速度で電源コー
ド30を繰り出すよう、キャプスタンローラ33を所定
速度で回転駆動する。このため、起点Aからの壁際走行
では、電源コード30はロボット本体12の走行に連動
して必要な長さだけ繰り出される。
と、いよいよクリーニング作業に着手するわけである
が、ここではジグザグ走行による全面走破といった走行
様式を実行する上で、回数のより少ない方向転換をもっ
て短時間で清掃作業が完了するよう、ジグザグ走行の走
行方向が決定される。その結果、ここでは、起点Aに待
機するロボット本体12が真向いの壁に向けて前進する
方向が選択されたものとする。この場合も、ロボット本
体12は、直進走行中も接触センサ25による接触検出
と超音波センサ26による距離計測及び積算距離計24
による現在位置の確認作業を続ける。一方また、キャプ
スタンモータ46は、ロボット本体12の直進走行期間
中は、ロボット本体12の走行速度と同速度で電源コー
ド30を繰り出すよう、キャプスタンローラ33を所定
速度で回転駆動する。このため、起点Aからの壁際走行
では、電源コード30はロボット本体12の走行に連動
して必要な長さだけ繰り出される。
【0025】こうして、ロボット本体12が真向いの壁
に到達すると、前方監視用の超音波センサ26の出力か
ら、方向転換点に到達したことが検出される。方向転換
点への到達を判断したあと、マップ上の距離と実際に走
行したさいの距離に誤差があるかどうかがチェックさ
れ、誤差がある場合は、その分だけロボット本体12を
修正移動させたのち、ロボット本体12の走行を停止す
る。そして、ロボット本体12が停止すると、ロボット
本体12は往路方向とはちょうど逆向きに180度方向
転換する。このとき、電源コード30はロボット本体1
2の縦方向の長さに横幅を加えた長さに若干満たない程
度の長さだけコードリール32から繰り出される。しか
し、方向転換が完了したあとで直進走行に移行したとき
は、方向転換に要した電源コード30の長さ分の巻き取
りは行わず、往路の前進距離分だけ前記電源コード30
を巻き戻しながら、復路を走行する。このため、復路終
点で再び隣の往路に移行したときに、上記方向転換に要
した電源コード30の長さ分の余裕をもって、壁際に電
源コード30が残留することになる。ここでは、起点A
に近い壁に沿って蛇行するように電源コード30が残留
する。
に到達すると、前方監視用の超音波センサ26の出力か
ら、方向転換点に到達したことが検出される。方向転換
点への到達を判断したあと、マップ上の距離と実際に走
行したさいの距離に誤差があるかどうかがチェックさ
れ、誤差がある場合は、その分だけロボット本体12を
修正移動させたのち、ロボット本体12の走行を停止す
る。そして、ロボット本体12が停止すると、ロボット
本体12は往路方向とはちょうど逆向きに180度方向
転換する。このとき、電源コード30はロボット本体1
2の縦方向の長さに横幅を加えた長さに若干満たない程
度の長さだけコードリール32から繰り出される。しか
し、方向転換が完了したあとで直進走行に移行したとき
は、方向転換に要した電源コード30の長さ分の巻き取
りは行わず、往路の前進距離分だけ前記電源コード30
を巻き戻しながら、復路を走行する。このため、復路終
点で再び隣の往路に移行したときに、上記方向転換に要
した電源コード30の長さ分の余裕をもって、壁際に電
源コード30が残留することになる。ここでは、起点A
に近い壁に沿って蛇行するように電源コード30が残留
する。
【0026】こうして、図5に示したように、壁から壁
へジグザグ走行を繰り返しながら、ロボット本体12に
よる部屋の清掃が行われる。そして、部屋全体の清掃を
終えてロボット本体12が端点H(X3,0)に到達す
ると、超音波センサ26により壁までの距離を計測す
る。そして、そのときの計測結果から、マップ上の掃除
領域と実際にしたこれまでの掃除領域との間に誤差がな
いかどうか判定する。領域誤差が生じている場合は、ロ
ボット本体12の現在位置の座標を補正し、部屋の中央
部に掃除残し部分がある場合は、掃除残し部分の清掃を
完了し、最後にロボット本体12を起点Aに戻し、クリ
ーニング動作を終える。また、電源コード30に対して
は、例えば5mが繰り出されるたびに、エンコーダ36
の出力を積算した値とポテンショメータ35の出力とを
照合することで、繰り出し長さを正確に管理することが
できる。
へジグザグ走行を繰り返しながら、ロボット本体12に
よる部屋の清掃が行われる。そして、部屋全体の清掃を
終えてロボット本体12が端点H(X3,0)に到達す
ると、超音波センサ26により壁までの距離を計測す
る。そして、そのときの計測結果から、マップ上の掃除
領域と実際にしたこれまでの掃除領域との間に誤差がな
いかどうか判定する。領域誤差が生じている場合は、ロ
ボット本体12の現在位置の座標を補正し、部屋の中央
部に掃除残し部分がある場合は、掃除残し部分の清掃を
完了し、最後にロボット本体12を起点Aに戻し、クリ
ーニング動作を終える。また、電源コード30に対して
は、例えば5mが繰り出されるたびに、エンコーダ36
の出力を積算した値とポテンショメータ35の出力とを
照合することで、繰り出し長さを正確に管理することが
できる。
【0027】このように、上記自律走行ロボット11に
よれば、自律走行に必要な走行経路をロボット本体12
自らが決定し、決められた走行様式に忠実な走行を実現
することができる。また、自律走行するロボット本体1
2と外部電源を結ぶ電源コード30を、ロボット本体1
2の自律走行に連動して搬送制御する構成としたから、
ロボット本体12がいかなる場所に移動しようとも、ロ
ボット本体12の走行に合わせて必要量の電源コード3
0を搬送することができる。従って、電源コード30が
弛んでロボット本体12の走行路を妨害したり、或は電
源コード30が緊張してロボット本体12の走行を阻害
したりするといったことはなく、常に適切な長さだけ繰
り出された電源コード30をもってロボット本体12に
対して確実に給電することができる。
よれば、自律走行に必要な走行経路をロボット本体12
自らが決定し、決められた走行様式に忠実な走行を実現
することができる。また、自律走行するロボット本体1
2と外部電源を結ぶ電源コード30を、ロボット本体1
2の自律走行に連動して搬送制御する構成としたから、
ロボット本体12がいかなる場所に移動しようとも、ロ
ボット本体12の走行に合わせて必要量の電源コード3
0を搬送することができる。従って、電源コード30が
弛んでロボット本体12の走行路を妨害したり、或は電
源コード30が緊張してロボット本体12の走行を阻害
したりするといったことはなく、常に適切な長さだけ繰
り出された電源コード30をもってロボット本体12に
対して確実に給電することができる。
【0028】また、キャプスタンローラ33の正逆転に
より電源コード30を繰り出したり巻き取ったりするた
め、繰り出し時も巻き取り時も常に電源コード30を能
動的に支配することができ、これによりロボット本体1
2の前進や後退或は方向転換といった様々な走行態様に
合わせた確実なコード搬送が可能であり、またコードリ
ール32に対してはコードガイド34が電源コード30
を整列させて巻き取らせるため、ポテンショメータ35
の出力から電源コード30の繰り出し長さを正確に計測
することができ、ロボット本体12の走行に合わせて電
源コード30を適切に搬送制御することができる。ま
た、コードリール32の回転角をポテンショメータ35
にて検出することで、電源コード30の繰り出し長さを
絶対量として計測することができ、これにより電源投入
前に行われる電源コード30と外部電源との接続のさい
に繰り出された電源コード30の長さを、ロボット本体
12の電源投入とともに計測し、その後のロボット本体
12の走行に伴う電源コード30の搬送制御に役立てた
り、或はロボット本体12が一定距離だけ走行した時点
で電源コード30の繰り出し長さを適宜修正したりする
ことができる。さらにまた、電源コード30に当接して
回転するローラ54の回転量をエンコーダ36にて検出
するようにしたので、電源コード30の繰り出し速度を
エンコーダ36の出力から直接把握したり、或はエンコ
ーダ36の出力を積算することで電源コード30の繰り
出し長さを計測することができ、また計測結果をポテン
ショメータ35により検出した電源コード30の繰り出
し長さと照合することで、電源コード30の繰り出し長
さをより正確に管理することができる。また、電源コー
ド搬送装置31が、ロボット本体12の走行速度に応じ
た速度で電源コード30を搬送したり、或はロボット本
体12の走行距離に応じた搬送量をもって電源コード3
0を搬送することで、電源コード30の搬送を多面的に
管理し、常に適切な搬送制御が可能である。
より電源コード30を繰り出したり巻き取ったりするた
め、繰り出し時も巻き取り時も常に電源コード30を能
動的に支配することができ、これによりロボット本体1
2の前進や後退或は方向転換といった様々な走行態様に
合わせた確実なコード搬送が可能であり、またコードリ
ール32に対してはコードガイド34が電源コード30
を整列させて巻き取らせるため、ポテンショメータ35
の出力から電源コード30の繰り出し長さを正確に計測
することができ、ロボット本体12の走行に合わせて電
源コード30を適切に搬送制御することができる。ま
た、コードリール32の回転角をポテンショメータ35
にて検出することで、電源コード30の繰り出し長さを
絶対量として計測することができ、これにより電源投入
前に行われる電源コード30と外部電源との接続のさい
に繰り出された電源コード30の長さを、ロボット本体
12の電源投入とともに計測し、その後のロボット本体
12の走行に伴う電源コード30の搬送制御に役立てた
り、或はロボット本体12が一定距離だけ走行した時点
で電源コード30の繰り出し長さを適宜修正したりする
ことができる。さらにまた、電源コード30に当接して
回転するローラ54の回転量をエンコーダ36にて検出
するようにしたので、電源コード30の繰り出し速度を
エンコーダ36の出力から直接把握したり、或はエンコ
ーダ36の出力を積算することで電源コード30の繰り
出し長さを計測することができ、また計測結果をポテン
ショメータ35により検出した電源コード30の繰り出
し長さと照合することで、電源コード30の繰り出し長
さをより正確に管理することができる。また、電源コー
ド搬送装置31が、ロボット本体12の走行速度に応じ
た速度で電源コード30を搬送したり、或はロボット本
体12の走行距離に応じた搬送量をもって電源コード3
0を搬送することで、電源コード30の搬送を多面的に
管理し、常に適切な搬送制御が可能である。
【0029】また、電源コード搬送装置31は、ロボッ
ト本体12が前進又は後退しながら直進走行するさい
に、その走行速度と同速度で電源コード30を搬送する
ことにより、ロボット本体12の前進又は後退に合わせ
て同速度で電源コード30を繰り出したり或は巻き取っ
たりし、電源コード30が弛んだり緊張したりする不都
合を確実に排除することができ、これにより電源コード
30がロボット本体12の走行路を妨害したり、走行の
妨げとなったりする不都合を確実に排除することができ
る。また、ロボット本体12が前進しながら方向転換す
るときは、外輪速度と内輪速度を相加平均して得られる
繰り出し速度をもって電源コード30を搬送するため、
直進走行と異なり外輪側と内輪側とで走行速度に違いが
でる方向転換時に、電源コード30に要求される適正な
繰り出し速度を割り出し、電源コード30を正確に搬送
することができる。さらにまた、ロボット本体12が後
退しながら方向転換するときは、走行を妨げないよう所
定の繰り出し量だけ電源コード30を搬送するため、電
源コード30がロボット本体12の走行の妨げにならな
いよう配慮することができ、また方向転換を伴った後退
は全体としては希なケースであるため、その間になされ
た電源コード30の繰り出し量さえ把握しておけば、次
の走行モードに移行したときに電源コード30を適宜量
巻き取ることで弛みを解消することができる。また、ロ
ボット本体12が、往路に沿って直進し、反対方向に方
向転換したのち復路に沿って直進するさいに、往路の前
進距離分だけ電源コード30を巻き取ることにより、方
向転換にさいして多少電源コード30を繰り出したとし
ても、この繰り出し量は電源コード30の曲げに伴う許
容誤差として残し、実際には復路の前進に合わせて前進
距離分だけ電源コード30を巻き取ればよく、これによ
り電源コード30の搬送制御を簡単化し、同時にまた方
向転換点における電源コード30の緊張を排除して安全
な方向転換が可能である。
ト本体12が前進又は後退しながら直進走行するさい
に、その走行速度と同速度で電源コード30を搬送する
ことにより、ロボット本体12の前進又は後退に合わせ
て同速度で電源コード30を繰り出したり或は巻き取っ
たりし、電源コード30が弛んだり緊張したりする不都
合を確実に排除することができ、これにより電源コード
30がロボット本体12の走行路を妨害したり、走行の
妨げとなったりする不都合を確実に排除することができ
る。また、ロボット本体12が前進しながら方向転換す
るときは、外輪速度と内輪速度を相加平均して得られる
繰り出し速度をもって電源コード30を搬送するため、
直進走行と異なり外輪側と内輪側とで走行速度に違いが
でる方向転換時に、電源コード30に要求される適正な
繰り出し速度を割り出し、電源コード30を正確に搬送
することができる。さらにまた、ロボット本体12が後
退しながら方向転換するときは、走行を妨げないよう所
定の繰り出し量だけ電源コード30を搬送するため、電
源コード30がロボット本体12の走行の妨げにならな
いよう配慮することができ、また方向転換を伴った後退
は全体としては希なケースであるため、その間になされ
た電源コード30の繰り出し量さえ把握しておけば、次
の走行モードに移行したときに電源コード30を適宜量
巻き取ることで弛みを解消することができる。また、ロ
ボット本体12が、往路に沿って直進し、反対方向に方
向転換したのち復路に沿って直進するさいに、往路の前
進距離分だけ電源コード30を巻き取ることにより、方
向転換にさいして多少電源コード30を繰り出したとし
ても、この繰り出し量は電源コード30の曲げに伴う許
容誤差として残し、実際には復路の前進に合わせて前進
距離分だけ電源コード30を巻き取ればよく、これによ
り電源コード30の搬送制御を簡単化し、同時にまた方
向転換点における電源コード30の緊張を排除して安全
な方向転換が可能である。
【0030】なお、上記実施例では、自律走行ロボット
11を掃除ロボットに適用した場合を例にとったが、掃
除ロボット以外に、例えば工場内での部品搬送に用いる
搬送ロボットや、或は深海での海底探査に用いる探査ロ
ボットなどへの適用も可能である。
11を掃除ロボットに適用した場合を例にとったが、掃
除ロボット以外に、例えば工場内での部品搬送に用いる
搬送ロボットや、或は深海での海底探査に用いる探査ロ
ボットなどへの適用も可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の自律走
行ロボットによれば、自律走行するロボット本体と外部
電源を結ぶ電源コードを、ロボット本体の自律走行に連
動して搬送制御する構成としたから、ロボット本体がい
かなる場所に移動しようとも、ロボット本体の走行に合
わせて必要量の電源コードを搬送することができ、従っ
て電源コードが弛んでロボット本体の走行路を妨害した
り、或は電源コードが緊張してロボット本体の走行を阻
害したりするといったことはなく、常に適切な長さだけ
繰り出された電源コードをもってロボット本体に対して
確実に給電することができる等の優れた効果を奏する。
行ロボットによれば、自律走行するロボット本体と外部
電源を結ぶ電源コードを、ロボット本体の自律走行に連
動して搬送制御する構成としたから、ロボット本体がい
かなる場所に移動しようとも、ロボット本体の走行に合
わせて必要量の電源コードを搬送することができ、従っ
て電源コードが弛んでロボット本体の走行路を妨害した
り、或は電源コードが緊張してロボット本体の走行を阻
害したりするといったことはなく、常に適切な長さだけ
繰り出された電源コードをもってロボット本体に対して
確実に給電することができる等の優れた効果を奏する。
【0032】また、電源コード搬送手段を、電源コード
を巻き取るコードリールと、モータ動力により正逆転駆
動され、電源コードの繰り出し又は巻き取りを行うキャ
プスタンローラと、電源コードを案内しコードリールに
整列させて巻き取らせるコードガイドと、電源コードの
繰り出し長さを計測する計測手段から構成したので、キ
ャプスタンローラの正逆転により電源コードを繰り出し
たり巻き取ったりするため、繰り出し時も巻き取り時も
常に電源コードを能動的に支配することができ、これに
よりロボット本体の前進や後退或は方向転換といった様
々な走行態様に合わせた確実なコード搬送が可能であ
り、またコードリールに対してはコードガイドが電源コ
ードを整列させて巻き取らせるため、計測手段の出力か
ら電源コードの繰り出し長さを正確に計測することがで
き、ロボット本体の走行に合わせて電源コードを適切に
搬送制御することができる等の効果を奏する。
を巻き取るコードリールと、モータ動力により正逆転駆
動され、電源コードの繰り出し又は巻き取りを行うキャ
プスタンローラと、電源コードを案内しコードリールに
整列させて巻き取らせるコードガイドと、電源コードの
繰り出し長さを計測する計測手段から構成したので、キ
ャプスタンローラの正逆転により電源コードを繰り出し
たり巻き取ったりするため、繰り出し時も巻き取り時も
常に電源コードを能動的に支配することができ、これに
よりロボット本体の前進や後退或は方向転換といった様
々な走行態様に合わせた確実なコード搬送が可能であ
り、またコードリールに対してはコードガイドが電源コ
ードを整列させて巻き取らせるため、計測手段の出力か
ら電源コードの繰り出し長さを正確に計測することがで
き、ロボット本体の走行に合わせて電源コードを適切に
搬送制御することができる等の効果を奏する。
【0033】また、電源コードの繰り出し長さを計測す
る計測手段を、コードリールの回転角を検出するポテン
ショメータで構成することにより、電源コードの繰り出
し長さを絶対量として計測することができ、これにより
電源投入前に行われる電源コードと外部電源との接続の
さいに繰り出された電源コードの長さを、ロボット本体
の電源投入とともに計測し、その後のロボット本体の走
行に伴う電源コードの搬送制御に役立てることができ、
またロボット本体が一定距離だけ走行した時点で電源コ
ードの繰り出し長さを適宜修正したりすることができる
等の効果を奏する。
る計測手段を、コードリールの回転角を検出するポテン
ショメータで構成することにより、電源コードの繰り出
し長さを絶対量として計測することができ、これにより
電源投入前に行われる電源コードと外部電源との接続の
さいに繰り出された電源コードの長さを、ロボット本体
の電源投入とともに計測し、その後のロボット本体の走
行に伴う電源コードの搬送制御に役立てることができ、
またロボット本体が一定距離だけ走行した時点で電源コ
ードの繰り出し長さを適宜修正したりすることができる
等の効果を奏する。
【0034】また、電源コードの繰り出し長さを計測す
る計測手段を、電源コードに当接して回転するローラの
回転量を検出するエンコーダで構成することにより、エ
ンコーダの出力から電源コードの繰り出し速度を直接計
測したり、或はエンコーダの出力を積算することで電源
コードの繰り出し長さを計測することができ、また計測
結果をポテンショメータ等により検出した電源コードの
繰り出し長さと照合することで、電源コードの繰り出し
長さをより正確に管理することができる等の効果を奏す
る。
る計測手段を、電源コードに当接して回転するローラの
回転量を検出するエンコーダで構成することにより、エ
ンコーダの出力から電源コードの繰り出し速度を直接計
測したり、或はエンコーダの出力を積算することで電源
コードの繰り出し長さを計測することができ、また計測
結果をポテンショメータ等により検出した電源コードの
繰り出し長さと照合することで、電源コードの繰り出し
長さをより正確に管理することができる等の効果を奏す
る。
【0035】また、コード搬送制御手段を、ロボット本
体の走行速度を検出する走行速度検出手段と、検出され
た走行速度から電源コードに必要な搬送速度を決定する
コード搬送速度決定手段から構成することにより、ロボ
ット本体の走行速度に合わせた電源コードの繰り出し或
は巻き取りが可能であり、速度の点から電源コードの搬
送管理を行うことができ、またコード搬送制御手段を、
ロボット本体の走行距離を検出する走行距離検出手段
と、検出された走行距離から電源コードに必要な搬送量
を決定するコード搬送量決定手段から構成することによ
り、ロボット本体の走行距離に合わせた電源コードの繰
り出し或は巻き取りが可能であり、例えば走行速度に合
わせた搬送速度とのずれが蓄積される前に、走行距離に
合わせた搬送量をもって電源コードの繰り出し量の修正
が可能である等の効果を奏する。
体の走行速度を検出する走行速度検出手段と、検出され
た走行速度から電源コードに必要な搬送速度を決定する
コード搬送速度決定手段から構成することにより、ロボ
ット本体の走行速度に合わせた電源コードの繰り出し或
は巻き取りが可能であり、速度の点から電源コードの搬
送管理を行うことができ、またコード搬送制御手段を、
ロボット本体の走行距離を検出する走行距離検出手段
と、検出された走行距離から電源コードに必要な搬送量
を決定するコード搬送量決定手段から構成することによ
り、ロボット本体の走行距離に合わせた電源コードの繰
り出し或は巻き取りが可能であり、例えば走行速度に合
わせた搬送速度とのずれが蓄積される前に、走行距離に
合わせた搬送量をもって電源コードの繰り出し量の修正
が可能である等の効果を奏する。
【0036】また、この発明の自律走行ロボットの電源
コード搬送方法によれば、外部から電源コードを介して
給電されて自律走行する自律走行ロボットが、前進又は
後退しながら直進走行するさいに、その走行速度と同速
度で前記電源コードを搬送することにより、自律走行ロ
ボットの前進又は後退に合わせて同速度で電源コードを
繰り出したり巻き取ったりすることで、電源コードが弛
んだり緊張したりする不都合を確実に排除することがで
き、これにより電源コードが自律走行ロボットの走行路
を妨害したり、走行の妨げとなったりする不都合を確実
に排除することができる等の効果を奏する。
コード搬送方法によれば、外部から電源コードを介して
給電されて自律走行する自律走行ロボットが、前進又は
後退しながら直進走行するさいに、その走行速度と同速
度で前記電源コードを搬送することにより、自律走行ロ
ボットの前進又は後退に合わせて同速度で電源コードを
繰り出したり巻き取ったりすることで、電源コードが弛
んだり緊張したりする不都合を確実に排除することがで
き、これにより電源コードが自律走行ロボットの走行路
を妨害したり、走行の妨げとなったりする不都合を確実
に排除することができる等の効果を奏する。
【0037】また、外部から電源コードを介して給電さ
れて自律走行する自律走行ロボットが、前進しながら方
向転換するさいに、外輪速度と内輪速度を相加平均して
得られる繰り出し速度をもって電源コードを搬送するこ
とにより、直進走行と異なり外輪側と内輪側とで走行速
度に違いがでる方向転換時に、電源コードに要求される
適正な繰り出し速度を割り出し、電源コードを正確に搬
送することができる等の効果を奏する。
れて自律走行する自律走行ロボットが、前進しながら方
向転換するさいに、外輪速度と内輪速度を相加平均して
得られる繰り出し速度をもって電源コードを搬送するこ
とにより、直進走行と異なり外輪側と内輪側とで走行速
度に違いがでる方向転換時に、電源コードに要求される
適正な繰り出し速度を割り出し、電源コードを正確に搬
送することができる等の効果を奏する。
【0038】また、外部から電源コードを介して給電さ
れて自律走行する自律走行ロボットが、後退しながら方
向転換するさいに、走行を妨げないよう所定の繰り出し
量だけ電源コードを搬送することにより、通常は自律走
行ロボットの後退とともに電源コードを巻き取るのであ
るが、方向転換を伴った後退にさいしては特別に電源コ
ードを所要量だけ繰り出すことで、電源コードが自律走
行ロボットの走行の妨げにならないよう配慮することが
でき、また方向転換を伴った後退は全体としては希なケ
ースであるため、その間になされた電源コードの繰り出
し量さえ把握しておけば、次の走行モードに移行したと
きに電源コードを適宜量巻き取ることで弛みを解消する
ことができる等の効果を奏する。
れて自律走行する自律走行ロボットが、後退しながら方
向転換するさいに、走行を妨げないよう所定の繰り出し
量だけ電源コードを搬送することにより、通常は自律走
行ロボットの後退とともに電源コードを巻き取るのであ
るが、方向転換を伴った後退にさいしては特別に電源コ
ードを所要量だけ繰り出すことで、電源コードが自律走
行ロボットの走行の妨げにならないよう配慮することが
でき、また方向転換を伴った後退は全体としては希なケ
ースであるため、その間になされた電源コードの繰り出
し量さえ把握しておけば、次の走行モードに移行したと
きに電源コードを適宜量巻き取ることで弛みを解消する
ことができる等の効果を奏する。
【0039】また、外部から電源コードを介して給電さ
れて自律走行する自律走行ロボットが、往路に沿って直
進し、反対方向に方向転換したのち復路に沿って直進す
るさいに、往路の前進距離だけ電源コードを巻き取るこ
とにより、方向転換にさいして多少電源コードを繰り出
したとしても、この繰り出し量は電源コードの曲げに伴
う許容誤差として残し、実際には復路の前進に合わせて
前進距離だけ電源コードを巻き取ればよく、これにより
電源コードの搬送制御を簡単化し、同時にまた方向転換
点における電源コードの緊張を排除し、安全な方向転換
を可能とすることができる等の効果を奏する。
れて自律走行する自律走行ロボットが、往路に沿って直
進し、反対方向に方向転換したのち復路に沿って直進す
るさいに、往路の前進距離だけ電源コードを巻き取るこ
とにより、方向転換にさいして多少電源コードを繰り出
したとしても、この繰り出し量は電源コードの曲げに伴
う許容誤差として残し、実際には復路の前進に合わせて
前進距離だけ電源コードを巻き取ればよく、これにより
電源コードの搬送制御を簡単化し、同時にまた方向転換
点における電源コードの緊張を排除し、安全な方向転換
を可能とすることができる等の効果を奏する。
【図1】この発明の自律走行ロボットの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図2】図1に示した自律走行ロボットのセンサ配置を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図3】図1に示した自律走行ロボットの電源コード搬
送装置部分の斜視図である。
送装置部分の斜視図である。
【図4】図1に示した自律走行ロボットの周回走行軌跡
を示す図である。
を示す図である。
【図5】図1に示した自律走行ロボットの掃除経路を示
す図である。
す図である。
【図6】図1に示した自律走行ロボットの方向転換動作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図7】従来の自律走行ロボットの一例を示す概略構成
図である。
図である。
11 自律走行ロボット 12 ロボット本体 21 走行速度検出手段(エンコーダ) 22 コード搬送速度決定手段,コード搬送量決定手段
(CPU) 24 走行量検出手段(積算距離計) 30 電源コード 31 電源コード搬送手段(電源コード搬送装置) 32 コードリール 33 キャプスタンローラ 34 コードガイド 35 計測手段(ポテンショメータ) 36 計測手段(エンコーダ)
(CPU) 24 走行量検出手段(積算距離計) 30 電源コード 31 電源コード搬送手段(電源コード搬送装置) 32 コードリール 33 キャプスタンローラ 34 コードガイド 35 計測手段(ポテンショメータ) 36 計測手段(エンコーダ)
Claims (10)
- 【請求項1】 自律走行するロボット本体と、このロボ
ット本体と外部電源を結ぶ電源コードを搬送する電源コ
ード搬送手段と、この電源コード搬送手段による電源コ
ードの搬送を前記ロボット本体の自律走行に連動して制
御するコード搬送制御手段とを具備することを特徴とす
る自律走行ロボット。 - 【請求項2】前記電源コード搬送手段は、電源コードを
巻き取るコードリールと、モータ動力により正逆転駆動
され、前記電源コードの繰り出し又は巻き取りを行うキ
ャプスタンローラと、前記電源コードを案内し前記コー
ドリールに整列させて巻き取らせるコードガイドと、前
記電源コードの繰り出し長さを計測する計測手段からな
ることを特徴とする請求項1記載の自律走行ロボット。 - 【請求項3】前記計測手段は、前記コードリールの回転
角を検出するポテンショメータであることを特徴とする
請求項2記載の自律走行ロボット。 - 【請求項4】前記計測手段は、前記電源コードに当接し
て回転するローラの回転量を検出するエンコーダである
ことを特徴とする請求項2記載の自律走行ロボット。 - 【請求項5】前記コード搬送制御手段は、前記ロボット
本体の走行速度を検出する走行速度検出手段と、検出さ
れた前記走行速度から前記電源コードに必要な搬送速度
を決定するコード搬送速度決定手段を有することを特徴
とする請求項1記載の自律走行ロボット。 - 【請求項6】前記コード搬送制御手段は、前記ロボット
本体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、検出さ
れた前記走行距離から前記電源コードに必要な搬送量を
決定するコード搬送量決定手段を有することを特徴とす
る請求項1記載の自律走行ロボット。 - 【請求項7】外部から電源コードを介して給電されて自
律走行する自律走行ロボットが、前進又は後退しながら
直進走行するさいに、その走行速度と同速度で前記電源
コードを搬送することを特徴とする自律走行ロボットの
電源コード搬送方法。 - 【請求項8】外部から電源コードを介して給電されて自
律走行する自律走行ロボットが、前進しながら方向転換
するさいに、外輪速度と内輪速度を相加平均して得られ
る繰り出し速度をもって電源コードを搬送することを特
徴とする自律走行ロボットの電源コード搬送方法。 - 【請求項9】外部から電源コードを介して給電されて自
律走行する自律走行ロボットが、後退しながら方向転換
するさいに、走行を妨げないよう所定の繰り出し量だけ
電源コードを搬送することを特徴とする自律走行ロボッ
トの電源コード搬送方法。 - 【請求項10】外部から電源コードを介して給電されて
自律走行する自律走行ロボットが、往路に沿って直進
し、反対方向に方向転換したのち復路に沿って直進する
さいに、往路の前進距離だけ前記電源コードを巻き取る
ことを特徴とする自律走行ロボットの電源コード搬送方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224041A JPH0659733A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 自律走行ロボット及びその電源コード搬送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224041A JPH0659733A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 自律走行ロボット及びその電源コード搬送方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0659733A true JPH0659733A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16807672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3224041A Pending JPH0659733A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 自律走行ロボット及びその電源コード搬送方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0659733A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07104852A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-04-21 | Samsung Electron Co Ltd | 自走式ロボットの電源コードの張力制御装置およびその制御方法 |
JPH07152433A (ja) * | 1993-08-07 | 1995-06-16 | Samsung Electron Co Ltd | 掃除機およびその制御方法 |
JPH07302118A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-14 | Siemens Ag | 自動移動ユニットの制御方法 |
JP2001145843A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Dyflex Corp | 防水塗膜形成用ロボット |
JP2004227474A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自走機器およびそのプログラム |
JP2009503494A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | 韓國電子通信研究院 | 付着された連結手段の動き程度を測定する装置 |
CN108499941A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-07 | 济南纽兰智能科技有限公司 | 用于平铺光伏板的遥控式清扫机器人 |
CN110238138A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-17 | 上海澄泓机器人有限公司 | 一种小管径下水道清洗与检测装置 |
CN113928216A (zh) * | 2021-04-27 | 2022-01-14 | 李东声 | 一种电动三角架控制、行进方法、装置及***和电动三角架 |
WO2022113260A1 (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 楽天グループ株式会社 | センシングシステム、センシングデータ取得方法、及び制御装置 |
CN114700923A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-05 | 青岛都利智能科技有限公司 | 一种多功能机械手 |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP3224041A patent/JPH0659733A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07152433A (ja) * | 1993-08-07 | 1995-06-16 | Samsung Electron Co Ltd | 掃除機およびその制御方法 |
JPH07104852A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-04-21 | Samsung Electron Co Ltd | 自走式ロボットの電源コードの張力制御装置およびその制御方法 |
JPH07302118A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-14 | Siemens Ag | 自動移動ユニットの制御方法 |
JP4505104B2 (ja) * | 1999-09-08 | 2010-07-21 | 株式会社ダイフレックス | 防水塗膜形成用ロボット |
JP2001145843A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Dyflex Corp | 防水塗膜形成用ロボット |
JP2004227474A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自走機器およびそのプログラム |
JP2009503494A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | 韓國電子通信研究院 | 付着された連結手段の動き程度を測定する装置 |
CN108499941A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-07 | 济南纽兰智能科技有限公司 | 用于平铺光伏板的遥控式清扫机器人 |
CN108499941B (zh) * | 2018-06-05 | 2023-07-18 | 郑州德瑞智能科技有限公司 | 用于平铺光伏板的遥控式清扫机器人 |
CN110238138A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-17 | 上海澄泓机器人有限公司 | 一种小管径下水道清洗与检测装置 |
WO2022113260A1 (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 楽天グループ株式会社 | センシングシステム、センシングデータ取得方法、及び制御装置 |
CN113928216A (zh) * | 2021-04-27 | 2022-01-14 | 李东声 | 一种电动三角架控制、行进方法、装置及***和电动三角架 |
CN114700923A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-05 | 青岛都利智能科技有限公司 | 一种多功能机械手 |
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