JPH11282533A

JPH11282533A - 移動ロボットシステム

Info

Publication number: JPH11282533A
Application number: JP10079445A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Takimoto; 和利滝本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ロボットが作業途中でも管理装置に情報
の伝達ができる移動ロボットシステムを提供する。【解決手段】自立移動し作業を行う移動ロボット１
と、移動ロボット１に作業指示を与える情報ステーショ
ン２とを設ける。移動ロボット１は、作業を開始してか
らタイマー１０で計時した時間が所定時間に達したと
き、情報ステーション２まで移動する。そして、情報ス
テーション２との間で互いに情報の受渡しを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、病院、ホ
テルまたは一般家庭の部屋内等を自立移動して家事、清
掃等の作業を行う移動ロボットと、移動ロボットに作業
指示等の情報を与える管理装置とを備える移動ロボット
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、移動ロボットシステムでは、
自立移動して部屋内の掃除を行う掃除ロボット（特開平
５−１６１５７７号公報参照）や、荷物を運ぶ自動搬送
ロボットや、デパート等の施設のガイドを行うガイドロ
ボット等様々な形態の移動ロボットが用いられ、これら
の移動ロボットに作業指示を与える情報ステーションと
呼ばれる管理装置が備えられている。

【０００３】移動ロボットは、移動するための車輪を有
し、搭載されたセンサによって周囲の状況を把握しなが
ら、予め設定されたプログラムにしたがって作業を行い
ながら移動する。管理装置は、移動ロボットに対し動作
用のプログラムを設定したり、動力用の電源電圧を供給
したりする。

【０００４】図１４は、掃除ロボットが移動する走行パ
ターンの一例を示す図である。図中、１は移動ロボッ
ト、Ｒは走行パターンを示す。移動ロボット１には、図
示しない管理装置からあるいは移動ロボット１に設けら
れた設定部から走行パターンが設定される。具体的に
は、走行パターンとしては、スタートする地点と、直進
走行する方向および距離と、移動ロボット１が１８０度
旋回する折り返しの回数とが設定される。

【０００５】この設定により、移動ロボット１は、図１
４に示すような走行パターンを描きながら移動し、同時
に掃除を行う。すなわち、地点ａからスタートしてＡだ
け直進し、地点ｂにおいて折り返し地点ｃに到達する。
次に、地点ｃからＡだけ直進し、地点ｄで折り返す。折
り返しの回数が設定された１０回になるまで、この一連
の移動動作を行う。そして、移動ロボット１が地点ｅに
達したとき、移動を終了する。その結果、Ａ×Ｂの範囲
に渡り掃除が行われることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の移動ロボット１
は、予め設定されたプログラムどおりに移動しながら掃
除を行う。そのため、一度、作業を始めると、プログラ
ムが終了するまでそのとおりに動作する。このとき、例
えば、作業を中断させたい場合や最初から掃除をやり直
したい場合が生じたとき、作業の途中で移動ロボット１
を停止させることができないという問題点があった。

【０００７】また、通常、移動ロボット１は、搭載され
た充電式の電池を動力として動作するが、移動ロボット
１の作業中に電池の容量が不足しても、ユーザは認識す
ることができず、最悪、移動ロボット１は電池切れとな
り作業を中止してしまうといった問題点があった。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑み、移動ロボッ
トが作業の途中でも管理装置と情報の伝達を行える移動
ロボットシステムの提供を目的とする。また、動力を自
動的に補給できる移動ロボットシステムの提供を他の目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、自立移動し作業を行う移動ロボットと、移動ロボ
ットに作業指示を与える管理装置とを備え、移動ロボッ
トは、外的または内的作用を受けたとき管理装置まで移
動する制御手段と、管理装置との間で互いに情報の受渡
しを行う情報伝達手段とを有するものである。

【００１０】外的作用を受けたときとは、移動ロボット
を取り巻く状況あるいはその状況における異常状態を検
知したとき等をいう。また、内的作用を受けたときと
は、作業を開始してから所定時間に達したとき、作業を
開始してから所定の移動距離を計測したとき、あるいは
移動ロボット自身の異常状態を検知したとき等をいう。

【００１１】移動ロボットは、これらの状況あるいは状
態を検知したとき、作業を中断して管理装置まで移動す
る。そして、管理装置との間で互いに情報の受渡しを行
う。そして、情報の受渡しを行った後、作業を中断した
位置に戻り作業を続ける。

【００１２】このようにすれば、移動ロボットの作業を
途中で中断したい場合や最初から作業をやり直したい場
合等に、移動ロボットは一旦管理装置まで移動してくる
ので、作業の途中でも容易に管理装置から移動ロボット
に対して指示を伝えることができる。また、移動ロボッ
トから管理装置に対しても、情報を伝えることができる
ので、移動ロボットが得た障害物等の周囲の状況等の情
報を管理装置に伝達でき、管理装置は、その情報に応じ
てそれらに対応した指示または処理を行うことができ
る。

【００１３】本発明による他の課題解決手段は、動力源
を有し自立移動し作業を行う移動ロボットと、移動ロボ
ットに作業指示を与える管理装置と、移動ロボットに対
して動力を供給する供給装置とを備え、移動ロボット
は、外的または内的作用を受けたとき管理装置まで移動
する制御手段と、管理装置との間で情報の受渡しを行う
情報伝達手段と、動力が不足している場合、供給装置か
らの動力を補給する補給手段とを有する。この場合、供
給装置は、管理装置内に設けられていてもよいし、ある
いは管理装置とは独立して設けられていてもよい。

【００１４】この構成によれば、移動ロボットは、作業
中に動力、例えば電池の容量が不足した場合、これを検
知すると、管理装置まで移動してその状態を伝える。管
理装置からの指示によって供給装置は、移動ロボットに
対して動力を供給する。そのため、ユーザが介在しなく
ても、移動ロボットは自動的に動力を補給することがで
きる。

【００１５】また、移動ロボットと管理装置との間で情
報の受渡しを行う場合、両者は、互いに非接触受渡し手
段を通じて非接触で情報を伝える。非接触受渡し手段と
しては、赤外光を発する発光部と、発光部から発せられ
た赤外光を受光する受光部とから構成される。これによ
れば、移動ロボットは、管理装置と接触しなくても情報
の伝達が行えるので、管理装置と接続するときの微妙な
位置合わせを省略することができ、移動制御が容易とな
る。

【００１６】あるいは、上記非接触受渡し手段とは別
に、移動ロボットと管理装置のうちいずれか一方が、互
いの接触を検知する接触検知手段を有し、移動ロボット
および管理装置が、相手に接続して情報の受渡しを行う
接続体を有するようにして、情報の受渡しを行ってもよ
い。接触検知手段は、例えば、接続体を通じて接続確認
信号の送受信によって、または一方から他方への通電に
よって、互いの接触を検知するものである。

【００１７】この場合、管理装置と移動ロボットのうち
の一方の接続体は、凸状に形成され、他方の接続体は、
一方の接続体を案内するためにテーパを有する凹状に形
成され、特に、一方の接続体の基端は、他方の接続体に
案内されやすいように可動自在とされているとよい。こ
うすることにより、移動ロボットが管理装置に接続する
場合、接続体同士がスムーズに案内されて接続できる。

【００１８】また、他方の接続体には外部に露出しない
ように覆う保護体が設けられ、保護体は、一方の接続体
の近接あるいは当接により開閉する。これにより、接続
体に埃等が付着するのを防止できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１実
施形態に係る移動ロボットシステムに適用される移動ロ
ボットおよび情報ステーション（管理装置）の内部構成
を示す図である。移動ロボットシステムは、自立移動し
て作業を行う移動ロボット１と、移動ロボット１に作業
指示を与える情報ステーション２とで構成される。移動
ロボット１としては、自立移動して部屋等の掃除を行う
掃除ロボット、家事を行う家事ロボット、荷物を運ぶ自
動搬送ロボットまたはデパート等の施設のガイドを行う
ガイドロボット等種々のものがある。

【００２１】移動ロボット１は、車輪が取り付けられた
箱状のロボット本体３を有し、ロボット本体３内に、車
輪を駆動するためのモータ、伝達機構、換向機構等の駆
動部４と、走行方向、走行距離等の自立移動に必要な情
報を検知するためにジャイロ、距離計等からなる自立走
行センサ５と、移動ロボット１の動作を制御するマイク
ロコンピュータからなる制御部６と、動力としての電池
７と、電池７を充電するための補給手段としての充電部
８と、情報ステーション２との間で情報の受渡しを行う
接続部（接続体）９と、時間を計時する計時手段として
のタイマー１０とを備えている。なお、ロボット本体３
の形状は、一端が丸まった略直方形状とされるが、これ
に限らず、略円柱形、略角錐形等、任意の形状としても
よい。また、移動ロボット１が掃除ロボットの場合、ブ
ラシやクリーナー等を有し、家事ロボットの場合、対象
物をつかむための手を有する等、移動ロボット１は用途
に応じた構成とされる。

【００２２】なお、移動ロボット１は、電池７による電
力で駆動されるモータをその動力源としているが、これ
に代わり、例えば、ガス、ガソリン等の燃料で駆動され
るエンジン、発電機等をその動力源としてもよい。ま
た、移動ロボット１が屋外で使用される場合、電池７は
太陽電池であってもよい。また、移動ロボット１は、車
輪の代わりにクローラベルト式や複数の足を有してもよ
く、これにより、階段を昇降したり凹凸面を移動したり
できる。

【００２３】情報ステーション２は、移動ロボット１に
対して作業指示および電源電圧を与えるものであり、略
直方形状のキャビネット内に、制御中枢であるマイクロ
コンピュータからなる制御部１１と、各種の情報をユー
ザに表示するための表示部１２と、ユーザが移動ロボッ
ト１の動作について設定するための設定部１３と、移動
ロボット１との間で情報の受渡しを行う接続部（接続
体）１４と、移動ロボット１に対して給電を行うための
供給装置としての給電部１５と、移動ロボット１が情報
ステーション２に接続したこと検知する接続検知部１６
とを備えている。情報ステーション２は、固定されてい
てもよいし、底面にキャスターを備えて移動可能として
もよい。なお、給電部１５は、情報ステーション２とは
独立して別置きに設けられてもよい。

【００２４】移動ロボット１および情報ステーション２
は、上記両接続部９，１４が接続されることによって互
いに情報の受渡しが行われる。移動ロボット１の接続部
９は、図２に示すように、多角錐状または円錐状等の凸
状に形成され、情報ステーション２の接続部１４は、接
続部９を案内するためにテーパを有する凹状に形成され
ている。なお、図中、１７は車輪である。

【００２５】具体的には、移動ロボット１の接続部９
は、図３に示すように、先端が切られた多角錐状に形成
され、先端の表面に面状のコンタクト２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ，２１ｄ（以下、総称するときは「コンタクト２
１」という。）が４つ形成されている。

【００２６】一方、情報ステーション２の接続部１４に
は、移動ロボット１の凸状の接続部９と同じかそれより
やや大きい溝２２が形成され、テーパ面を有する溝２２
の内部にピン状のコンタクト２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
２３ｄ（以下、総称するときは「コンタクト２３」とい
う。）が設けられている。コンタクト２３は、溝２２の
底面２４に形成されたガイド孔２５に先端側が外部に突
出するように収容され、内部リード線２６に接続されて
いる。コンタクト２３の中間部にある突起２７と底面２
４との間にばね２８が介装され、コンタクト２３を突出
する方向に付勢している。

【００２７】移動ロボット１が情報ステーション２に接
近するとき、情報ステーション２の接続部１４がテーパ
を有しているため、互いの接続部９，１４が誘導し合っ
て、移動ロボット１の接続部９がスムーズに情報ステー
ション２の接続部１４に案内される。そのため、対向す
る接続部９，１４の位置に多少のずれが生じていても、
それを容易に補正することができる。

【００２８】さらに移動ロボット１が接近すると、情報
ステーション２側のピン状コンタクト２３の先端に、移
動ロボット１の面状コンタクト２１の表面が当接する。
さらに接近すると、面状コンタクト２１がピン状コンタ
クト２３をガイド孔２５に押し込むが、ばね２８の弾性
力によりピン状コンタクト２３は押し戻される。これに
より、ピン状コンタクト２３と面状コンタクト２１とは
確実に接触する。このようにして、移動ロボット１およ
び情報ステーション２の接続部９，１４が確実に接続さ
れる。

【００２９】また、図４に示すように、移動ロボット１
の接続部９の基端２９は、情報ステーション２の接続部
１４に案内されやすいように可動自在に、例えば、蛇腹
状に形成されてもよい。また、蛇腹状に限らず、接続部
９の先端と基端２９との間にばねやリンク機構等が介装
されてもよいし、ユニバーサルジョイントやボールソケ
ットカップリングで自由自在に回転可能に支持されてい
てもよい。

【００３０】このように、接続部９の先端の方向が自由
に変わるような構造にすれば、移動ロボット１の接続部
９をより一層スムーズに、情報ステーション２の接続部
１４に案内することができ、接続部９，１４同士に位置
ずれがあっても容易に接続できるという利点がある。

【００３１】さらに、情報ステーション２側で移動ロボ
ット１が接近した場合の接続部９の位置を画像認識を行
うことにより検知し、その位置に合わせて接続部１４を
モータ等で上下左右に変位させるようにして、接続部
９，１４同士を接続するようにしてもよい。これによ
り、移動ロボット１が接近した際に、対向する接続部
９，１４に位置ずれがあっても、確実に接続することが
できる。

【００３２】なお、移動ロボット１および情報ステーシ
ョン２の各接続部９，１４は、凹凸の形状が入れ替わっ
ていてもよい。また、情報ステーション２の接続部１４
側を可動自在に設けてもよく、両方の接続部９，１４が
ともに可動する構成としてもよい。

【００３３】接続部１４には、図５に示すように、外部
に露出しないように覆う保護体としての保護カバー３０
が設けられている。保護カバー３０は、蝶番等によって
接続部１４の開口上縁に回動自在に支持されており、ば
ね３１の付勢によって保護カバー３０は通常閉じられて
いる。そのため、保護カバー３０は、外側から移動ロボ
ット１の接続部９によって押されたとき開き、接続部９
が退出すると自動的に閉じる。

【００３４】この構成とすることで、情報ステーション
２の接続部１４には外部から異物が侵入することがなく
なり、コンタクト２３に埃等が付着することを防止で
き、通信不良を抑制することができる。なお、移動ロボ
ット１の接続部９の接近をセンサ等で検知して、自動的
に保護カバー３０が開閉するような構造としてもよい。

【００３５】また、移動ロボット１が情報ステーション
２に接続されるとき、図１に示す移動ロボット１の充電
部８が情報ステーション２の給電部１５に接続される。
充電部８および給電部１５の形状は、上述した接続部
９，１４と同様であり、充電部８が凸状または凹状に形
成され、給電部１５が凹状または凸状に形成される。充
電部８が給電部１５に接続されることにより、情報ステ
ーション２から移動ロボット１に対して電力を供給する
ことができる。

【００３６】次に、移動ロボット１および情報ステーシ
ョン２の動作制御について説明する。移動ロボット１
は、作業中に内的作用を受けたとき情報ステーション２
まで移動し、情報ステーション２との間で互いに情報の
受渡しを行う。内的作用とは、内蔵されたタイマー１０
によって計時した時間が作業を開始してから所定時間に
達したことをいう。このとき、移動ロボット１は、作業
を中断して情報ステーション２まで移動する。

【００３７】具体的には、移動ロボット１は、スタート
地点から掃除等の作業のために移動を開始する。この場
合、スタート地点は、予め定める地点であってもよい
し、情報ステーション２に接続されているその地点でも
よい。ただし、移動ロボット１には、情報ステーション
２の設置されている地点が記憶されており、位置だけで
なく接続部１４の場所も認識しているものとする。

【００３８】移動ロボット１は、移動を開始したとき、
タイマー１０をスタートさせる。移動ロボット１は、予
め設定されたプログラムに沿って、自立走行センサ５か
らの信号に基づいて駆動部４を制御して移動する。そし
て、タイマー１０で計時する時間が所定時間（例えば、
１０分）に達すれば、移動を停止する。同時に、清掃作
業を中断して、情報ステーション２まで移動する。所定
時間は、用途に応じて任意に定められるが、特に、情報
ステーション２まで移動できるだけの電池７容量が考慮
されて所定時間の上限が決められている。

【００３９】移動ロボット１は常に自己の位置を自立走
行センサ５により検出しており、情報ステーション２の
位置を認識しているため、作業を中断した位置から容易
に情報ステーション２の位置まで移動することができ
る。この場合、制御部６が制御手段として機能する。な
お、自己の位置を検出するには、自立走行センサ５に代
わり、ＧＰＳのような外部からの信号により検出するも
のであってもよい。

【００４０】なお、情報ステーション２の位置まで移動
するときの経路は、図６に示すように、中断位置から直
線的に情報ステーション２の位置まで移動してもよいし
（実線Ａ参照）、作業を行っていた経路を逆に辿って情
報ステーション２まで移動してもよい（一点破線Ｂ参
照）。また、所定時間を計時する代わりに、所定の時刻
を検出するようにしてもよい。

【００４１】移動ロボット１は情報ステーション２の接
続部１４の場所まで移動すると、移動ロボット１の接続
部９が情報ステーション２の接続部１４に接続される。
また、移動ロボット１の充電部８は、情報ステーション
２の給電部１５に接続される。

【００４２】このとき、情報ステーション２の接続検知
部１６によって、情報ステーション２は移動ロボット１
が接続したことを検知する。すなわち、図７に示すよう
に、ロボット本体３の情報ステーション２に対向する面
に設けられた突起３２が、情報ステーション２に設けら
れた押し込み式のスイッチ３３を押し込むことにより、
情報ステーション２は、移動ロボット１が接続されたこ
とを検知する。

【００４３】このようにして、情報ステーション２は、
互いの接続を確認すると、接続部９，１４を通じて通信
を行い情報の受渡しを行う。この場合、制御部６および
接続部９が情報伝達手段として機能する。例えば、移動
ロボット１の作業を中止したいときは、移動ロボット１
が情報ステーション２に接続する前に、ユーザは作業中
止の指示を設定部１３から設定しておけば、このときの
情報の受渡しにより、移動ロボット１の作業を中止する
ことができる。

【００４４】そのため、作業を途中で中止したいとき
や、最初から作業をやり直したいとき等、容易に移動ロ
ボット１に対して指示することができる。したがって、
移動ロボット１の不要な動作をなくすことができ、作業
を効率よく行うことができるとともに電力の消費も減ら
せる。また、移動ロボット１は移動して情報ステーショ
ン２に情報を伝えるので、無線通信装置等の遠隔制御装
置を搭載する必要がなくなる。そのため、移動ロボット
１の小型化および軽量化を図ることができ、安価に製作
できる。

【００４５】また、このとき、移動ロボット１は、情報
ステーション２に対して電池７の残り容量をデータとし
て伝達してもよい。このデータを受けた情報ステーショ
ン２の制御部１１は、電池７の容量が所定容量以下の場
合、すなわち電池７の容量が不足している場合には、移
動ロボット１に対して給電するように、給電部１５に指
示を出す。それに応じて給電部１５は充電部８に電圧を
供給し充電を行う。また、制御部１１は、表示部１２に
実際の電池７の残り容量の表示と「充電作業中」といっ
た表示を行う。

【００４６】このように、移動ロボット１が情報ステー
ション２に電池７の容量についての情報を伝達した場
合、情報ステーション２は必要に応じて自動的に移動ロ
ボット１に対して充電することができる。そのため、ユ
ーザは移動ロボット１の電池７の容量をいちいち気にし
なくてもよく、充電のための特別な作業を行わなくても
済む。

【００４７】なお、情報ステーション２は、図６に示す
ように、移動ロボット１の電池７の容量が不足している
場合、移動ロボット１に対して、別に設けられた充電装
置３４まで移動する指示を与えるようにしてもよい。こ
れにより、移動ロボット１は、例えば、情報ステーショ
ン２に給電部１５が備えられていない場合等、別の充電
装置３４まで移動して、充電することができる。なお、
充電装置３４に代わり、ＡＣ１００Ｖの商用コンセント
まで移動して充電するようにしてもよい。この場合、移
動ロボット１にはＡＣ−ＤＣコンバータが備えられてい
る。

【００４８】また、特に移動ロボット１に作業指示がな
い場合には、移動ロボット１は、情報ステーション２と
情報の受渡しを行った後、中断位置に戻り作業を続け
る。これにより、移動ロボット１は自動的に中断位置に
戻るので、プログラムどおりの作業を最後まで行うこと
ができる。そして、タイマー１０により再度所定時間の
計時が行われ、所定時間に達すれば情報ステーション２
まで移動する。ここで、所定時間をあまり短い時間に設
定すると、移動ロボット１が頻繁に情報ステーション２
に移動するので、適当な時間を設定することが望まし
い。

【００４９】なお、上記の説明では、情報ステーション
２に表示部１２、設定部１３等のユーザとのインターフ
ェース機能を設けたが、この構成に代わり、情報ステー
ション２に汎用のパソコンや情報端末等を接続して、ユ
ーザとのインターフェースをパソコン側で行うようにし
てもよい。

【００５０】＜第２実施形態＞次に、第２実施形態に係
る移動ロボットシステムを説明する。第２実施形態の特
徴は、移動ロボットシステムの移動ロボット１が、自立
走行センサ５によって、移動した距離を計測し、所定の
移動距離を計測したとき作業を中断して情報ステーショ
ン２まで移動する点にある。この場合、移動距離の計測
には自立走行センサ５内の距離計の出力を用いればよ
く、この距離計が距離計測手段として機能する。その他
の構成は、第１実施形態と同様である。

【００５１】ここで、所定の移動距離を上記所定時間に
移動する距離に設定しておけば、移動ロボット１が作業
の途中で情報ステーション２まで移動するタイミング
が、所定時間に達すれば情報ステーション２まで移動す
る第１実施形態の場合と同じになる。所定の移動距離
は、所定時間同様、用途に応じて任意に定められる。

【００５２】このように、移動ロボット１が所定の距離
を移動したとき、これが検知されて、情報ステーション
２まで移動するので、タイマー１０が必要なくなり、部
品コストを低減して第１実施形態と同様の効果を得るこ
とができる。

【００５３】＜第３実施形態＞図８は、第３実施形態に
係る移動ロボットシステムの構成を示す図である。第３
実施形態の特徴は、移動ロボット１が作業中に外的作用
を受けたとき、作業を中断して情報ステーション２まで
移動する点にある。外的作用を受けたときとは、ロボッ
ト本体３を取り巻く周囲の状況、あるいは移動ロボット
１自身の異常状態を検知したときをいう。

【００５４】具体的には、図８に示すように、図１に示
すタイマー１０に代わり、ロボット本体３の外部の状況
を検知する状態検知手段としての異常状態検知部３５を
備える。異常状態検知部３５は外部の状況に代わり、ロ
ボット本体３の各部の異常状態を検知するようにしても
よいし、その両方を検知するようにしてもよい。その他
の構成は、第１実施形態と同様である。

【００５５】移動ロボット１を取り巻く周囲の状況と
は、移動ロボット１が移動する経路上に障害物があった
り、移動ロボット１が防犯監視用として用いられている
とき、不審者が侵入したり、ガス漏れ、火災等があった
りした場合の移動ロボット１とは離れたところの状況を
いう。これらの状況は、触覚、視覚、臭覚および温度等
のセンサにより検出する。

【００５６】移動ロボット１は、作業移動中に、障害物
があって移動できなくなり、予め設定されたプログラム
を実行できなくなった場合、作業を中止して、駆動部４
を制御し、情報ステーション２まで移動する。

【００５７】移動ロボット１は、情報ステーション２に
障害物があったことを伝達すると、情報ステーション２
から移動ロボット１に対して作業中止の指示が出され、
情報ステーション２の表示部１２にその旨表示される。
そのため、ユーザはその障害物を取り除くことができ、
移動ロボット１を再スタートさせることができる。

【００５８】また、移動ロボット１が防犯監視用として
用いられる場合、移動ロボット１は、ＣＣＤカメラによ
って撮像した映像データや、マイクロホンによって収録
した音声データを記憶するメモリ等を備える。

【００５９】移動ロボット１は、予めプログラムされた
とおりの経路に沿って移動しながら監視を行う。このと
き、不審な侵入者を検知した場合、ＣＣＤカメラを動作
させそのときの状況を撮像する。また、マイクロホンに
よりそのときの周囲の音声を収録し、情報ステーション
２まで移動する。そして、情報ステーション２に対し
て、侵入者を検知したことを伝達するとともに、撮像し
た映像データおよび音声データを送る。

【００６０】情報ステーション２は、表示部１２に移動
ロボット１から取得した映像データを表示したり音声を
報知したり、あるいは外部の集中管理センターに連絡す
る。これにより、ユーザは侵入者があったことを認識で
きる。

【００６１】また、異常状態検知部３５は、移動ロボッ
ト１自身の異常状態、例えば、電池７の容量が所定容量
以下になったことを検知するようにしてもよい。具体的
には、スタート地点から掃除等の作業を開始した移動ロ
ボット１は、作業の途中に、電池７の残り電圧容量が所
定容量（例えば、ＦＵＬＬの１／３）以下になると、異
常状態検知部３５がその旨を検知し、作業を中断して駆
動部４を制御し、情報ステーション２まで移動する。そ
して、電池７の容量が不足していることを情報ステーシ
ョン２に伝える。情報ステーション２は、その情報に応
答して給電部１５から移動ロボット１に対して給電を行
う。

【００６２】このようにすれば、移動ロボット１は、移
動作業中に電池切れで止まってしまうことがなくなる。
一方、ユーザは、移動ロボット１の作業中に、いちいち
電池７の容量を気にしなくてもよく、ユーザによる充電
作業の手間を省くことができる。

【００６３】このように、移動ロボット１は障害物等で
所定の作業ができなくなる、あるいは電池７の容量不足
等で作業に支障をきたすおそれがある場合、情報ステー
ション２まで移動して、状況、状態を報告したり指示を
受けたりできるため、作業停止による時間ロスをなくせ
て、移動ロボット１は効率よく作業を行うことができ
る。

【００６４】なお、異常状態検知部３５は、ロボット本
体３内が高温になったことを検知してもよいし、マイク
ロコンピュータが暴走したことを内部監視して検知する
ようにしてもよい。また、移動ロボット１は、第１実施
形態で示したタイマー１０および異常状態検知部３５を
それぞれ備えるようにしてもよい。

【００６５】＜第４実施形態＞次に、第４実施形態に係
る移動ロボットシステムを説明する。第４実施形態の特
徴は、情報ステーション２が電気的な方法によって移動
ロボット１との接続を検知する点にある。すなわち、図
９に示すように、図１に示す構成から情報ステーション
２の接続検知部１６が削除され、後述するように、各接
続部９，１４が電気的に接続検知可能な構成にされてい
る。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

【００６６】図１０は、その各接続部９，１４の電気的
構成を示すブロック図である。移動ロボット１の接続部
９は、それぞれ制御部６に接続された受信部４１および
送信部４２と、受信部４１および送信部４２にそれぞれ
１対のペア線を介して接続されたコンタクト２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２１ｄとで構成される。受信部４１とコ
ンタクト２１ａ，２１ｂとの間のペア線には、その線間
に並列に抵抗４３が接続されている。この抵抗４３は、
移動ロボット１と情報ステーション２との接続を通電に
よって検知するためのものである（詳細は後述す
る。）。

【００６７】情報ステーション２の接続部１４の構成
も、移動ロボット１のそれと同様の構成であり、制御部
１１に接続された送信部４４および受信部４５と、送信
部４４および受信部４５にそれぞれ１対のペア線を介し
て接続されたコンタクト２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３
ｄとで構成される。受信部４５とコンタクト２３ｃ，２
３ｄとの間のペア線には、その線間に並列に移動ロボッ
ト１と情報ステーション２との接続を通電によって検知
するための抵抗４６が接続されている。なお、接続部
９，１４および各コンタクト２１，２３の構造は、実際
には図３に示した構造とされる。

【００６８】移動ロボット１が情報ステーション２に接
続される場合、情報ステーション２のコンタクト２３
ａ，２３ｂと、移動ロボット１のコンタクト２１ａ，２
１ｂとが接続し、この接続によって形成された信号ライ
ンにより、情報ステーション２から移動ロボット１に向
かって信号が伝達する。

【００６９】一方、移動ロボット１のコンタクト２１
ｃ，２１ｄは、情報ステーション２のコンタクト２３
ｃ，２３ｄに接続し、移動ロボット１から情報ステーシ
ョン２に向かって信号が伝達する。

【００７０】より詳細には、移動ロボット１および情報
ステーション２は、接続部９，１４を通じて接続確認信
号の送受信を行う。すなわち、情報ステーション２の制
御部１１は、移動ロボット１の接触を検知するための問
い合わせ信号を一定周期で送信部４４に送る。すると、
送信部４４は、問い合わせ信号としてのオン（５ｖ）、
オフ（０ｖ）のパルス信号を送出する。

【００７１】移動ロボット１が接触しておれば、移動ロ
ボット１の制御部６は、情報ステーション２からの問い
合わせ信号を受信部４１を通じて受信することができる
ので、接触していることを表す確認信号を送信部４２を
通じて情報ステーション２に返送する。情報ステーショ
ン２の制御部１１は、この確認信号を受信することによ
り、移動ロボット１が情報ステーション２に接触してい
ることを検知することができる。この場合、各制御部
６，１１および各接続部９，１４は、接触検知手段とし
て機能する。

【００７２】なお、上記問い合わせ信号を移動ロボット
１から情報ステーション２に対して送信してもよく、そ
の返答としての確認信号を情報ステーション２から移動
ロボット１に対して返送してもよい。

【００７３】また、上記接続確認信号の送受信の代わり
に、例えば、情報ステーション２から移動ロボット１へ
の通電によって、互いの接触を検知するようにしてもよ
い。すなわち、情報ステーション２の送信部４４からコ
ンタクト２３ａに５Ｖ（オン信号）を常時印加してお
く。このとき、移動ロボット１が接続していなければ、
コンタクト２３ａは開放状態となり、電流は流れない。

【００７４】一方、移動ロボット１が接続され、コンタ
クト２１とコンタクト２３とが接続されておれば、送信
部４４のコンタクト２３ａからコンタクト２１ａ、抵抗
４３コンタクト２１ｂを介してコンタクト２３ｂに電流
がループされ流れる。このように、コンタクト２１，２
３を流れる電流の有無を検出することで、移動ロボット
１が情報ステーション２に接触したことを検知すること
ができる。

【００７５】なお、上記の情報ステーション２からの通
電に代わり、移動ロボット１から情報ステーション２に
対して通電して互いの接触を検知するようにしてもよ
い。

【００７６】このように、電気的な方法により、移動ロ
ボット１および情報ステーション２の接続を確認するよ
うにしてもよい。こうすることにより、移動ロボット１
が接続したことを検知する接続検知部１６を設ける必要
がなくなるので、コストが低減できる。

【００７７】＜第５実施形態＞第４実施形態までは、移
動ロボット１および情報ステーション２の各接続部９，
１４が物理的に接触して接続される場合について説明し
たが、この第５実施形態では、移動ロボット１および情
報ステーション２の各接続部９，１４が、赤外線データ
の通信方式、いわゆるＩＲＤＡ（Infrared Data Associ
ation）を用いて、互いに非接触で情報の受渡しを行う
ことを特徴としている。

【００７８】図１１は、移動ロボット１および情報ステ
ーション２の接続部９，１４の電気的構成を示す図であ
る。移動ロボット１の接続部９は、制御部６に接続され
た送信部５１および受信部５２と、送信部５１、受信部
５２にそれぞれ１対のペア線を介して接続された赤外線
ＬＥＤからなる発光部５３、受光部５４とで構成され
る。送信部５１と発光部５３との間のペア線のうち一方
の線には、直列に電流制限用抵抗５５が接続されてい
る。

【００７９】情報ステーション２の接続部１４の構成
も、移動ロボット１のそれと同様の構成をしており、制
御部１１に接続された受信部５６および送信部５７と、
受信部５６、送信部５７にそれぞれ１対のペア線を介し
て接続された受光部５８、発光部５９とで構成される。
送信部５７と発光部５９との間のペア線のうち一方の線
には、直列に電流制限用抵抗６０が接続されている。そ
の他の構成は、第１実施形態と同様である。

【００８０】この構成により、移動ロボット１の送信部
５１は、オン（５ｖ）、オフ（０ｖ）のパルス信号（Ｉ
Ｒパルスという）を発光部５３に送ると、発光部５３で
は電気信号が光信号に変換され、発光部５３から赤外光
が発せられる。この赤外光を受光した情報ステーション
２の受光部５８は、光信号を電気信号に変換し、受信部
５６に伝達する。これにより、移動ロボット１から情報
ステーション２に対して情報が伝達される。

【００８１】一方、情報ステーション２から移動ロボッ
ト１への情報の伝達は、上記と同様にして、送信部５
７、発光部５９、受光部５４および受信部５２を介して
行われる。この場合、接続部９，１４は、非接触受渡し
手段として機能する。

【００８２】こうすることにより、図１２に示すよう
に、移動ロボット１が情報ステーション２に、赤外光が
届く一定範囲（例えば、発光角度６０度、距離１ｍ）内
に接近すれば、接続部９，１４同士を物理的に接続しな
くとも、情報の受渡しを行うことができる。したがっ
て、移動ロボット１が情報ステーション２まで移動した
とき、対向する接続部９，１４の位置が多少ずれていて
も容易に情報の伝達をすることができる。そのため、微
妙な接続部９，１４の位置合わせを行う必要がないの
で、移動ロボット１の移動制御が容易となる。

【００８３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることができる。例えば、上
記の実施形態では、移動ロボットが障害物を検知した場
合、情報ステーションまで移動していたが、移動ロボッ
トに超音波センサを設けて障害物を検知するようにし、
障害物を回避して掃除等の作業を続けるようにしてもよ
い。また、移動ロボットは、地図メモリを備えていても
よい。

【００８４】また、移動ロボットの接続部は、必要なと
きに出てくるように出没自在に設けられていてもよい。
こうすれば、普段は内部にあって傷つくことがない。

【００８５】また、図１３に示すように、情報ステーシ
ョン２と動力を補給するための補給ステーション６１を
複数設け、各ステーション２，６１を通信線Ｗで結んで
おき、移動ロボット１が作業途中でステーションまで移
動する場合、一番最寄りのステーションまで移動するよ
うにしてもよい。

【００８６】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、自立
移動して作業を行う移動ロボットが、所定時間に達した
とき、所定の距離を移動したとき、あるいは移動ロボッ
トを取り巻く状況または移動ロボット自身の異常状態を
検知したときといった外的または内的作用を受けたとき
に、作業を中断して管理装置まで移動し、管理装置との
間で互いに情報の受渡しを行うことができるので、作業
の途中でも容易に管理装置から移動ロボットに対して情
報を伝達することができる。

【００８７】そのため、作業の変更、中止といった指示
を適宜与えることができ、移動ロボットの無駄な動作を
なくすことができ、作業を効率よく行えるとともに、エ
ネルギー消費も低減できる。また、移動ロボットは無線
通信装置等を搭載する必要がなくなるので、移動ロボッ
トの小型化および軽量化を図ることができ、安価に製作
できる。

【００８８】また、移動ロボットから管理装置に対して
も、移動ロボットが得た周囲の状況等の情報や作業内容
を伝えることができるので、その情報に応じて管理装置
はそれらに対応した指示および処理を行うことができ、
移動ロボットをセンサとして活用できる。

【００８９】移動ロボットは、作業中に動力、例えば電
池の容量が不足している場合、自身で検知することによ
り、管理装置にその状態を伝えるとともに、供給装置か
ら移動ロボットに対して動力を供給することができる。
すなわち、移動ロボットは自動的に動力を補給できるの
で、ユーザは移動ロボットの動力不足を関知する必要が
なく、作業が途中で中断してしまうといったことがない
信頼性の高いシステムを提供できる。

【００９０】移動ロボット、管理装置との間で情報の受
渡しを行う場合、両者は、互いに非接触で情報の受渡し
を行えるので、移動ロボットは完全に管理装置と接続し
なくても情報の伝達が行え、接続する場合の微妙な位置
合わせを省略することができる。そのため、移動ロボッ
トの移動制御が容易となる。

【００９１】また、互いの接触は、接続体を介して接続
確認信号の送受信によって、あるいは一方から他方への
通電によって検知されるので、別途接触を検知する機構
を設けなくてもよいので、部品コストを低減できる。

【００９２】管理装置と移動ロボットのうちの一方の接
続体を凸状に形成し、他方の接続体をテーパを有する凹
状に形成したり、一方の接続体の基端を可動自在とした
りすれば、接続体は互いにスムーズに案内されて接続さ
れる。これによっても、微妙な位置合わせのための移動
を必要としないので、その移動制御が容易となる。

【００９３】また、他方の接続体には外部に露出しない
ように覆う保護体が設けられているので、接続体に埃等
が付着するのを防止でき、良好な通信が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る移動ロボットシス
テムの構成を示す図

【図２】移動ロボットおよび情報ステーションの概略側
面図

【図３】移動ロボットおよび情報ステーションの接続部
の斜視図

【図４】移動ロボットおよび情報ステーションの概略平
面図

【図５】移動ロボットおよび情報ステーションの概略側
面図

【図６】移動ロボットの情報ステーションへの移動経路
を示す図

【図７】接続検知部を示し、(a) はスイッチが押される
前の状態、(b) はスイッチが押された状態

【図８】第３実施形態に係る移動ロボットシステムの構
成を示す図

【図９】第４実施形態に係る移動ロボットシステムの構
成を示す図

【図１０】接続部の電気的構成を示す図

【図１１】非接触で伝送するときの接続部の電気的構成
を示す図

【図１２】非接触で伝送するときの移動ロボットおよび
情報ステーションの概略平面図

【図１３】移動ロボットに動力を供給する場合の変形例
を示す図

【図１４】従来の移動ロボットの走行パターンを示す図

【符号の説明】

１移動ロボット２情報ステーション５自立走行センサ６，１１制御部８充電部９，１４接続部１０タイマー１５給電部３０保護カバー３５異常状態検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＡ４７Ｌ 11/24 Ａ４７Ｌ 11/24 Ｂ２５Ｊ 13/00 Ｂ２５Ｊ 13/00 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自立移動し作業を行う移動ロボットと、
該移動ロボットに作業指示を与える管理装置とを備え、
前記移動ロボットは、外的または内的作用を受けたとき
前記管理装置まで移動する制御手段と、前記管理装置と
の間で互いに情報の受け渡しを行う情報伝達手段とを有
することを特徴とする移動ロボットシステム。
【請求項２】移動ロボットは時間を計時する計時手段
を備え、制御手段は、所定時間に達したとき作業を中断
させて管理装置まで移動させることを特徴とする請求項
１記載の移動ロボットシステム。
【請求項３】移動ロボットは移動距離を計測する距離
計測手段を備え、制御手段は、所定の移動距離を計測し
たとき作業を中断させて管理装置まで移動させることを
特徴とする請求項１記載の移動ロボットシステム。
【請求項４】移動ロボットは、該移動ロボットを取り
巻く状況または前記移動ロボット自身の異常状態を検知
する状態検知手段を備え、制御手段は、前記異常状態を
検知したとき作業を中断させて管理装置まで移動させる
ことを特徴とする請求項１記載の移動ロボットシステ
ム。
【請求項５】移動ロボットは、管理装置と情報の受け
渡しを行った後、作業を中断した位置に戻り作業を続け
る作業継続手段を有することを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載の移動ロボットシステム。
【請求項６】動力源を有し自立移動し作業を行う移動
ロボットと、該移動ロボットに作業指示を与える管理装
置と、前記移動ロボットに対して動力を供給する供給装
置とを備え、前記移動ロボットは、外的または内的作用
を受けたとき前記管理装置まで移動する制御手段と、前
記管理装置との間で情報の受け渡しを行う情報伝達手段
と、動力が不足している場合、前記供給装置からの動力
を補給する補給手段とを有することを特徴とする移動ロ
ボットシステム。
【請求項７】供給装置は、管理装置内に設けられたこ
とを特徴とする請求項６記載の移動ロボットシステム。
【請求項８】移動ロボットおよび管理装置は、互いに
非接触で情報の受渡しを行う非接触受渡し手段を有する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の
移動ロボットシステム。
【請求項９】非接触受渡し手段は、赤外光を発する発
光部と、該発光部から発せられた赤外光を受光する受光
部とからなることを特徴とする請求項８記載の移動ロボ
ットシステム。
【請求項１０】移動ロボットと管理装置のうちいずれ
か一方は、互いの接触を検知する接触検知手段を有し、
移動ロボットおよび管理装置は、相手に接続して情報の
受渡しを行う接続体を有することを特徴とする請求項１
ないし７のいずれか記載の移動ロボットシステム。
【請求項１１】接触検知手段は、接続体を通じて接続
確認信号の送受信、または一方から他方への通電によっ
て、互いの接触を検知することを特徴とする請求項１０
記載の移動ロボットシステム。
【請求項１２】管理装置と移動ロボットのうちの一方
の接続体は、凸状に形成され、他方の接続体は、前記一
方の接続体を案内するためにテーパを有する凹状に形成
されたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の
移動ロボットシステム。
【請求項１３】一方の接続体の基端は、他方の接続体
に案内されやすいように可動自在とされたことを特徴と
する請求項１２記載の移動ロボットシステム。
【請求項１４】他方の接続体が外部に露出しないよう
に覆う保護体が設けられ、該保護体は、一方の接続体の
近接あるいは当接により開閉することを特徴とする請求
項１２または１３に記載の移動ロボットシステム。