JP2819755B2 - Mobile robot system - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロ
ボットを制御する制御局と、移動ロボットに搭載された
バッテリーを充電する充電ステーションとから構成され
る移動ロボットシステムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention comprises a plurality of mobile robots, a control station for controlling these mobile robots, and a charging station for charging a battery mounted on the mobile robot. Mobile robot system.
「従来の技術」 近年、FA（ファクトリー・オートメーション）の発達
に伴い、この種のシステムが各種開発され、実用化され
ている。この移動ロボットシステムにおいて、制御局は
待機中の移動ロボットへ無線または有線によって行き先
や、その行き先において行う作業指令を出す。一方、移
動ロボットは、指示された場所へ自動走行して到達し、
指示された作業を行い、作業が終了した時はその場で待
機して次の指示を待つ。このような制御局および各移動
ロボットは、それぞれ内部のメモリに同一の地図データ
を記憶している。制御局においては、この地図データ
と、各移動ロボットの走行位置および動作状態とを勘案
してシステムの監視制御を行う。各移動ロボットは、制
御局からの指令によって各自にロードされているプログ
ラムを実行し、上述した地図データを参照して行き先ま
で経路探索して自動走行する。また、制御局は各移動ロ
ボットの動作状態をモニタしており、例えば、移動ロボ
ットに搭載されているバッテリー（蓄電池）の容量が所
定の値より低くなると、自動充電装置が設けられた充電
ステーションへ走行する指令を与える。この指令を受け
た移動ロボットは、充電ステーションまで自動走行し、
バッテリーを充電する。"Conventional technology" In recent years, with the development of factory automation (FA), various types of such systems have been developed and put into practical use. In this mobile robot system, the control station issues a destination or a work command to be performed at the destination to the waiting mobile robot by radio or wire. On the other hand, the mobile robot automatically arrives at the designated location,
Perform the specified work, and when the work is completed, wait on the spot and wait for the next instruction. Such a control station and each mobile robot store the same map data in its internal memory. The control station supervises and controls the system in consideration of the map data and the traveling position and operation state of each mobile robot. Each mobile robot executes a program loaded therein according to a command from a control station, searches for a route to a destination with reference to the above-described map data, and automatically travels. In addition, the control station monitors the operation state of each mobile robot. For example, when the capacity of a battery (rechargeable battery) mounted on the mobile robot becomes lower than a predetermined value, the control station goes to a charging station provided with an automatic charging device. Give a command to run. The mobile robot receiving this command will automatically travel to the charging station,
Charge the battery.
次に、第５図および第６図を参照してこの自動充電装
置について説明する。図において、２は移動ロボット、
３は移動ロボット２の側面に設けられた受電カプラであ
る。この受電カプラ３は、位置決め孔3a,3bと、一方が
バッテリー10の正極と接続され、他方が負極と接続され
る受電端子3c,3dとから構成される。４は給電カプラで
ある。この給電カプラ４は、充電電源５と接続され、位
置決め孔3a,3bに嵌合する位置決め突起4a,4bと、これら
の間に設けられ、受電端子3c,3dに嵌合する給電端子
（図示略）とから構成されている。６はリニアパルスモ
ータ等で構成される駆動装置であり、この駆動装置６上
に設置される給電カプラ４を図中Ａ方向に駆動する。7,
8はそれぞれ光送受信装置であり、赤外線等の光信号を
送受信する。光送受信装置７は、駆動装置６の所定位置
に固定され、光信号を送信する。一方、光送受信装置
８、該装置７に対向するよう移動ロボット２の側面に設
置されている。Next, the automatic charging device will be described with reference to FIGS. In the figure, 2 is a mobile robot,
Reference numeral 3 denotes a power receiving coupler provided on a side surface of the mobile robot 2. The power receiving coupler 3 includes positioning holes 3a, 3b, and power receiving terminals 3c, 3d, one of which is connected to the positive electrode of the battery 10 and the other is connected to the negative electrode. Reference numeral 4 denotes a power supply coupler. The power supply coupler 4 is connected to the charging power source 5 and has positioning protrusions 4a and 4b fitted to the positioning holes 3a and 3b, and a power supply terminal (not shown in the figure) provided therebetween and fitted to the power receiving terminals 3c and 3d. ). Reference numeral 6 denotes a driving device including a linear pulse motor or the like, which drives the power supply coupler 4 installed on the driving device 6 in the direction A in the drawing. 7,
Reference numerals 8 denote optical transmitting and receiving devices, respectively, which transmit and receive optical signals such as infrared light. The optical transmitting / receiving device 7 is fixed to a predetermined position of the driving device 6 and transmits an optical signal. On the other hand, the optical transmitting and receiving device 8 is installed on the side of the mobile robot 2 so as to face the device 7.
このような構成によれば、移動ロボット２が充電ステ
ーションに到着すると、その側面に設置された光送受信
装置８が光送受信装置７から送信される光信号を受け、
これにより、移動ロボット２が所定の位置に停止すると
共に、自身の側面に設けられた光送受信装置８から光信
号を送出する。そして、光送受信装置７は、これを受け
て駆動装置６を作動させる。この結果、給電カプラ４と
受電カプラ３とが嵌合し、バッテリー充電が行われる。According to such a configuration, when the mobile robot 2 arrives at the charging station, the optical transmitting / receiving device 8 installed on the side surface receives the optical signal transmitted from the optical transmitting / receiving device 7,
As a result, the mobile robot 2 stops at a predetermined position, and transmits an optical signal from the optical transceiver 8 provided on its side. Then, the optical transmitting / receiving device 7 receives this and activates the driving device 6. As a result, the power supply coupler 4 and the power receiving coupler 3 are fitted, and the battery is charged.
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のシステムにおいて、光送受
信装置８は移動ロボット２の側面に設けられているた
め、この移動ロボット２の進行方向によっては、自動充
電装置の光送受信装置７と対向しない場合がある。この
場合、制御局は移動ロボット２に対して進行方向のどち
ら側に光送受信装置７が位置しているかを指示しなけれ
ばならないため、制御局の負荷が過大になるという欠点
があった。また、この場合、移動ロボット２はスピンタ
ーン（方向転換）を行って光送受信装置７と光送受信装
置８とを対向させるため、余分な走行時間を費やし、走
行効率が低下するという欠点もあった。[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional system, since the optical transmitting and receiving device 8 is provided on the side surface of the mobile robot 2, depending on the traveling direction of the mobile robot 2, the light transmitting / receiving device of the automatic charging device may be used. There is a case where it does not face the transmitting / receiving device 7. In this case, the control station has to instruct the mobile robot 2 on which side of the traveling direction the optical transceiver 7 is located, so that there is a disadvantage that the load on the control station becomes excessive. Further, in this case, the mobile robot 2 performs a spin turn (turning direction) so that the optical transceiver 7 and the optical transceiver 8 face each other, so that extra traveling time is consumed and traveling efficiency is reduced. .
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、バ
ッテリー充電時において移動ロボットの走行効率を低下
させず、制御局の負荷を軽減することができる移動ロボ
ットシステムを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a mobile robot system capable of reducing the load on a control station without reducing the traveling efficiency of the mobile robot when charging a battery.
「課題を解決するための手段」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロ
ボットを制御する制御局と、移動ロボットに搭載された
バッテリーを充電する充電ステーションとから構成され
る移動ロボットシステムにおいて、前記各移動ロボット
は、左右両側面に各々設けられた受電端子と、少なくと
もノード座標、ノード種別、充電ステーションの位置座
標および充電ステーションにおける移動ロボット停止位
置座標が記された地図データを記憶する記憶手段と、前
記制御局の指示に応じてノードを検出しつつ前記充電ス
テーションの停止位置へ走行し、かつ移動ロボット自身
の方向と前記充電ステーションの位置座標とにより、こ
の充電ステーションの給電端子に対向する前記移動ロボ
ット左右両側面のいずれか一方の受電端子を選択する制
御手段とを具備することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a mobile robot system including a plurality of mobile robots, a control station that controls these mobile robots, and a charging station that charges a battery mounted on the mobile robot. , Each of the mobile robots stores a power receiving terminal provided on each of the left and right side surfaces and map data in which at least node coordinates, node types, charging station position coordinates, and mobile robot stop position coordinates at the charging station are described. The storage means, travels to the stop position of the charging station while detecting a node according to the instruction of the control station, and, based on the direction of the mobile robot itself and the position coordinates of the charging station, the power supply terminal of the charging station Either one of the left and right sides of the opposing mobile robot And control means for selecting.
「作用」 上記の構成によれば、移動ロボットが地図データから
給電端子が走行路の左右いずれかにあるかを判断し、こ
れと対向する位置に設置された受電端子を移動ロボット
の左右両側面に設けられた受電端子の中から選択する。
これにより、選択した受電端子と給電端子とを介してバ
ッテリーの充電が行われる。[Operation] According to the above configuration, the mobile robot determines from the map data whether the power supply terminal is on the left or right side of the traveling path, and connects the power receiving terminal installed at a position facing the power supply terminal to the left and right sides of the mobile robot. Select from among the power receiving terminals provided in.
Thereby, the battery is charged via the selected power receiving terminal and power supply terminal.
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例による移動ロボット
システムの全体構成を示すブロック図である。この図に
おいて、１は制御局、２−１〜２−Ｎ移動ロボットであ
り、制御局１と各移動ロボット２−１〜２−Ｎは無線に
よって接続されている。移動ロボット２−１〜２−Ｎ
は、走行領域内において予め決められている走行路の床
面に貼付された磁気テープに沿って移動するようになっ
ている。この走行路には適宜の間隔をおいてノードが設
定されている。このノードは停止点、分岐点、作業点な
どの総称であり、例えば、自動充電装置が設けられてい
る充電ステーションの位置もこれによって定義され、こ
れらの各ノードには識別番号が付与されている。また、
移動ロボット２には、各ノードに設けられたノードマー
クを検出する磁気マークセンサが設けられている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a mobile robot system according to one embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a control station and 2-1 to 2-N mobile robots, and the control station 1 and each of the mobile robots 2-1 to 2-N are wirelessly connected. Mobile robots 2-1 to 2-N
Moves along a magnetic tape attached to the floor of a predetermined traveling path in the traveling area. Nodes are set at appropriate intervals on this travel path. This node is a general term for a stop point, a branch point, a work point, and the like.For example, the position of a charging station provided with an automatic charging device is also defined by this, and each of these nodes is given an identification number. . Also,
The mobile robot 2 is provided with a magnetic mark sensor that detects a node mark provided at each node.
第２図は制御局１の構成を示すブロック図である。こ
の図において、1aはCPU（中央処理装置）、1bはCPU1aに
おいて用いられる複数のプログラムが記憶されたプログ
ラムメモリである。このプログラムメモリ1bには、シス
テム監視制御用のプログラムが記憶されている。1cは各
移動ロボット間の衝突を防止するためのデータが記憶さ
れている衝突テーブルである。1dは地図メモリであり、
複数のデータテーブルで形成される地図データを記憶し
ている。このデータテーブルには、上述した各ノードの
座標や、ノードの種別等が格納されている。また、この
地図メモリ1dには前述した充電ステーションの位置も記
憶されている。1eはCPU1aのワークエリアとして用いら
れるデータメモリである。1fはシステム監視制御のため
の各種操作が行われる操作部である。1gは通信装置であ
り、CPU1aから供給されるデータを200〜300MHzの搬送波
に乗せて送信し、また、移動ロボット２から搬送波に乗
せて送信されて来るデータを受信する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control station 1. In FIG. 1, reference numeral 1a denotes a CPU (central processing unit), and 1b denotes a program memory in which a plurality of programs used in the CPU 1a are stored. The program memory 1b stores a system monitoring control program. 1c is a collision table in which data for preventing collision between the mobile robots is stored. 1d is a map memory,
It stores map data formed by a plurality of data tables. This data table stores the coordinates of each node described above, the type of the node, and the like. The map memory 1d also stores the position of the charging station described above. 1e is a data memory used as a work area of the CPU 1a. An operation unit 1f is used to perform various operations for system monitoring and control. A communication device 1g transmits data supplied from the CPU 1a on a carrier wave of 200 to 300 MHz, and receives data transmitted from the mobile robot 2 on a carrier wave.
次に、移動ロボット２について説明する。第３図は移
動ロボット２の構成を示すブロック図である。この図に
おいて、2aはCPU、2bはCPU2aにおいて用いられるプログ
ラムが記憶されるプログラムメモリである。2cはデータ
メモリ、2dは操作部、2eは通信装置である。2fは制御局
１の地図メモリ1dと同一のデータテーブルで形成される
地図データが記憶されている地図メモリである。この地
図メモリ2fには、前述した自動充電装置の給電カプラ４
の配置位置が記憶されている。2gは走行制御装置であ
り、CPU2aから供給される走行データに基づいて車輪駆
動用モータおよびステアリングモータを制御し、目的地
まで走行させる。2hはアーム制御装置であり、自身が記
憶するテーチングデータを読み出し、図示されていない
アームに各種作業を行わせる。2iは受電カプラ切換スイ
ッチである。この受電カプラ切換スイッチ2iは、CPU2a
から供給されるデータに基づいてスイッチ操作を行い、
充電が行われる受電カプラ３を選択する。Next, the mobile robot 2 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the mobile robot 2. As shown in FIG. In this figure, 2a is a CPU, and 2b is a program memory for storing programs used in the CPU 2a. 2c is a data memory, 2d is an operation unit, and 2e is a communication device. A map memory 2f stores map data formed by the same data table as the map memory 1d of the control station 1. The map memory 2f stores the power supply coupler 4 of the automatic charging device described above.
Is stored. A traveling control device 2g controls a wheel driving motor and a steering motor based on traveling data supplied from the CPU 2a to travel to a destination. An arm control device 2h reads teaching data stored therein and causes an arm (not shown) to perform various operations. 2i is a power receiving coupler changeover switch. The power receiving coupler switch 2i is connected to the CPU 2a
Switch operation based on the data supplied from
The power receiving coupler 3 to be charged is selected.
次に、第４図は自動充電装置と移動ロボット２との外
観を示すための斜視図である。この図において第５図の
各部に対応する部分には、同一の符号を付け、その説明
を省略する。また、この図に示す移動ロボット２が第５
図に示すものと異なる点は、光送受信装置８と、受電カ
プラ３とがそれぞれ両側面に設けられたことである。Next, FIG. 4 is a perspective view showing the external appearance of the automatic charging device and the mobile robot 2. In this figure, parts corresponding to the respective parts in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The mobile robot 2 shown in FIG.
The difference from the one shown in the figure is that the optical transceiver 8 and the power receiving coupler 3 are provided on both side surfaces, respectively.
このような構成による移動ロボットシステムおいて、
制御局１は、走行領域内で稼働する移動ロボット２のバ
ッテリー10の容量が所定の値より低くなると、その移動
ロボット２に充電ステーションに行くよう指令を与え
る。この指令を受けた移動ロボット２は、まず、地図メ
モリ2fから充電ステーションの位置を読み出し、他の移
動ロボット２と衝突しない経路を探索する。そして、走
行経路を決定すると、充電ステーションまで自動走行す
る。次に、移動ロボット２は充電ステーションに到着す
ると、地図メモリ2fから自動充電装置の給電カプラ４の
配置位置を読み出し、該給電カプラ４が進行方向に対し
てどちら側に有るのかを判断する。そして、例えば、自
動充電装置が左側にあると判断した場合、自身の左側面
に配置される光送受信装置８および受電カプラ３を選択
する。この結果、自動充電装置の光送受信装置７と移動
ロボット２の光送受信装置８とがインターロックする。
これにより、給電カプラ４と受電カプラ３とが嵌合し、
バッテリー充電が行われる。In a mobile robot system having such a configuration,
When the capacity of the battery 10 of the mobile robot 2 operating in the traveling area becomes lower than a predetermined value, the control station 1 instructs the mobile robot 2 to go to the charging station. The mobile robot 2 receiving this command first reads the position of the charging station from the map memory 2f, and searches for a route that does not collide with another mobile robot 2. When the travel route is determined, the vehicle automatically travels to the charging station. Next, when the mobile robot 2 arrives at the charging station, the mobile robot 2 reads the arrangement position of the power supply coupler 4 of the automatic charging device from the map memory 2f and determines which side the power supply coupler 4 is located in the traveling direction. Then, for example, when it is determined that the automatic charging device is on the left side, the optical transmission / reception device 8 and the power receiving coupler 3 arranged on its left side are selected. As a result, the optical transceiver 7 of the automatic charging device and the optical transceiver 8 of the mobile robot 2 are interlocked.
Thereby, the power supply coupler 4 and the power receiving coupler 3 are fitted,
The battery is charged.
なお、上述した実施例によれば、移動ロボット２の両
側面に光送受信装置８と受電カプラ３とを設けたので、
スピンターン（方向転換）を行うことができないような
狭い走行路に充電ステーションを設けることも可能にな
る。According to the above-described embodiment, since the optical transceiver 8 and the power receiving coupler 3 are provided on both sides of the mobile robot 2,
It is also possible to provide a charging station on a narrow road where spin turns cannot be performed.
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、移動ロボッ
トが地図データから給電端子が走行路の左右いずれかに
あるかを判断し、これと対向する位置に設置された受電
端子を左右両側面に設けられた受電端子の中から選択す
る。これにより、選択した受電端子と給電端子とを介し
てバッテリーの充電が行われるから、移動ロボットの走
行効率を低下させず、制御局の負荷を軽減することがで
きる効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the mobile robot determines from the map data whether the power supply terminal is on the left or right side of the traveling path, and the power receiving terminal installed at a position facing the power supply terminal. Is selected from the power receiving terminals provided on the left and right sides. Accordingly, the battery is charged via the selected power receiving terminal and the power supply terminal, so that the effect of reducing the load on the control station without lowering the traveling efficiency of the mobile robot is obtained.
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例における制御局１の構成を示すブロッ
ク図、第３図は同実施例における移動ロボット２の構成
を示すブロック図、第４図は同実施例における自動充電
装置と移動ロボット２との外観を示すための斜視図、第
５図および第６図は従来例を説明するための図である。 １……制御局、1d……地図メモリ、 ２……移動ロボット、2f……地図メモリ、 ３……受電カプラ、４……給電カプラ。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control station 1 in the embodiment, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the mobile robot 2 in the embodiment, and FIG. 4 is an automatic charging device and a mobile robot in the embodiment. FIGS. 5 and 6 are perspective views showing the appearance of FIG. 2, and are diagrams for explaining a conventional example. 1 ... control station, 1d ... map memory, 2 ... mobile robot, 2f ... map memory, 3 ... power receiving coupler, 4 ... power supply coupler.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 友司 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 久米橋 達也 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−48474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−49521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−54685（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 11/18 G05D 1/02──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Nishikawa 100 Takegahana-cho, Ise-shi, Mie Prefecture Inside Kobe Electric Machinery Co., Ltd. (56) References JP-A-62-48474 (JP, A) JP-A-62-49521 (JP, A) JP-A-62-54685 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. 6 , DB name) B60L 11/18 G05D 1/02
Claims (1)
ットを制御する制御局と、移動ロボットに搭載されたバ
ッテリーを充電する充電ステーションとから構成される
移動ロボットシステムにおいて、 前記各移動ロボットは、左右両側面に各々設けられた受
電端子と、 少なくともノード座標、ノード種別、充電ステーション
の位置座標および充電ステーションにおける移動ロボッ
ト停止位置座標が記された地図データを記憶する記憶手
段と、 前記制御局の指示に応じてノードを検出しつつ前記充電
ステーションの停止位置へ走行し、かつ移動ロボット自
身の方向と前記充電ステーションの位置座標とにより、
この充電ステーションの給電端子に対向する前記移動ロ
ボット左右両側面のいずれか一方の受電端子を選択する
制御手段とを具備することを特徴とする移動ロボットシ
ステム。1. A mobile robot system comprising a plurality of mobile robots, a control station for controlling these mobile robots, and a charging station for charging a battery mounted on the mobile robot, wherein each of the mobile robots comprises: A power receiving terminal provided on each of the left and right sides, storage means for storing at least node data, a node type, a position coordinate of a charging station, and map data describing a mobile robot stop position coordinate at the charging station; It travels to the stop position of the charging station while detecting a node according to the instruction, and by the direction of the mobile robot itself and the position coordinates of the charging station,
Control means for selecting one of the left and right sides of the mobile robot facing the power supply terminal of the charging station.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |