JPH09251318A - Level difference sensor - Google Patents
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- JPH09251318A JPH09251318A JP8060884A JP6088496A JPH09251318A JP H09251318 A JPH09251318 A JP H09251318A JP 8060884 A JP8060884 A JP 8060884A JP 6088496 A JP6088496 A JP 6088496A JP H09251318 A JPH09251318 A JP H09251318A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、床面の段差を検出
するための段差センサに関し、特に防塵性、防滴性、耐
ノイズ性に優れた段差センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step sensor for detecting a step on a floor, and more particularly to a step sensor excellent in dustproofness, dripproofness and noise resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自律移動車のようなものを、部屋の中等
の囲まれた空間内ではなく廊下等を走行させる場合に
は、自律移動車が階段等の段差部に落下する危険性があ
る。自律移動車が走行中に段差部を回避するための手段
として、車内に地図を入力する方法があるが、この方法
によるとＣＰＵの故障等によって段差を回避しきれない
場合がある。また、超音波や赤外線によって段差部を検
出する方法があるが、高価であり、床面の状態によって
は誤動作する場合がある。2. Description of the Related Art When an autonomous mobile vehicle is driven in a corridor or the like rather than in an enclosed space such as in a room, there is a risk that the autonomous mobile vehicle may fall on a step such as stairs. . As a means for avoiding the step portion while the autonomous mobile vehicle is traveling, there is a method of inputting a map into the vehicle. However, this method may not be able to avoid the step due to CPU failure or the like. Further, there is a method of detecting a stepped portion by ultrasonic waves or infrared rays, but it is expensive and may malfunction depending on the condition of the floor surface.
【０００３】近年、自律移動車や自律移動ロボットにお
いて、床面を走行中に床面の状態を認識したり段差を検
出するための段差センサが設けられるものが開発されて
いる。この種の段差センサは、たとえば特開平５−１０
０７４２号公報、特開平７−２０４１４５号公報におい
て開示されている。In recent years, autonomous mobile vehicles and autonomous mobile robots have been developed which are provided with a step sensor for recognizing the state of the floor surface or detecting a step while traveling on the floor surface. This type of step sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-10
No. 0742 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-204145.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図１５は、特開平５−
１００７４２号公報において開示されるじゅうたん目兼
段差センサの側面図である。このセンサは、ローラ軸１
３１により検出レバー１３２に回転自在に取付けられ床
面Ｂに接触する検知ローラ１３０と、検出レバー１３２
を水平方向に回転自在に支持する回転支持部１３５と、
検出レバー１３２の回転角度を検知する角度検知手段１
３７と、検出レバー１３２を上下方向に回動自在に支持
する軸着部１３４と、検知軸１３３と、検出レバー１３
２を下方向に付勢するスプリング１３８等から構成され
る。また、検出レバー１３２の上下動を検知する上下動
検知手段は、摺動フランジ１４０、ストッパー１４１、
フランジばね１４２、マイクロスイッチ１４３、アクチ
ュエータ１４４により構成される。自律移動車が段差を
検知すると、検出レバー１３２が矢印ｅ′の方向に回動
し、その先端部１３２′が摺動フランジ１４０を矢印
ｆ′の方向に押上げ、その結果マイクロスイッチ１４３
がＯＮとなる。FIG. 15 is a schematic view of Japanese Unexamined Patent Publication No.
FIG. 3 is a side view of the carpet / step sensor disclosed in Japanese Patent Publication No. 100742. This sensor is a roller shaft 1
A detection roller 130 rotatably attached to the detection lever 132 by 31 and contacting the floor surface B;
A rotation support part 135 for rotatably supporting the
Angle detection means 1 for detecting the rotation angle of the detection lever 132
37, a shaft mounting portion 134 that supports the detection lever 132 so as to be rotatable in the vertical direction, the detection shaft 133, and the detection lever 13.
It is composed of a spring 138 or the like that biases 2 downward. The vertical movement detecting means for detecting the vertical movement of the detection lever 132 includes a sliding flange 140, a stopper 141,
It is composed of a flange spring 142, a micro switch 143, and an actuator 144. When the autonomous vehicle detects a step, the detection lever 132 rotates in the direction of arrow e'and its tip 132 'pushes up the sliding flange 140 in the direction of arrow f', and as a result, the microswitch 143.
Turns ON.
【０００５】しかしながら、このような段差センサにお
いては、検出レバー１３２、摺動フランジ１４０、マイ
クロスイッチ１４３等の構成部品が自律移動車本体１１
１の外部に設けられている。このため、埃や水滴などが
これらの部品に付着しやすく、誤動作や故障の原因にな
りやすい。However, in such a step sensor, the components such as the detection lever 132, the sliding flange 140, the microswitch 143, etc. are provided in the autonomous mobile vehicle body 11.
1 is provided outside. For this reason, dust, water droplets, etc. are likely to adhere to these parts, which may cause malfunction or failure.
【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、防塵性、防滴性、耐ノイズ性に優れた段
差センサを提供することを目的としている。本発明の他
の目的は、比較的簡単な構造で小型で安価な段差センサ
を提供することである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a step sensor having excellent dustproofness, dripproofness and noise resistance. Another object of the present invention is to provide a small and inexpensive step sensor having a relatively simple structure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の段差センサは、床面に接触する
接触部材と、その接触部材を床面に水平な面内で回転自
在に支持する回転支持部と、回転支持部の内部のみに設
けられ接触部材の上下方向の動きに連動する連動部材
と、連動部材の上下方向の動きを検出する検出部とを含
む。In order to solve the above problems, a step sensor according to a first aspect of the present invention comprises a contact member that contacts a floor surface, and the contact member that rotates in a plane horizontal to the floor surface. It includes a rotation support portion that supports freely, an interlocking member that is provided only inside the rotation support portion and that interlocks with the vertical movement of the contact member, and a detection portion that detects the vertical movement of the interlocking member.
【０００８】請求項１に記載の段差センサにおいては、
連動部材が回転支持部の内部のみに設けられるので、検
出部や電気部品をロボット本体内部に配置することがで
きる。このため、小型でかつ防塵性、防滴性、耐ノイズ
性に優れた信頼性の高い段差センサを得ることができ
る。また、自律移動車に搭載するときは、自律移動車が
従来より備える姿勢保持のための接触部材を利用するこ
とができるため、比較的簡単な構造で安価な段差センサ
を得ることができる。In the step sensor according to claim 1,
Since the interlocking member is provided only inside the rotation support unit, the detection unit and the electric components can be arranged inside the robot body. For this reason, it is possible to obtain a highly reliable step sensor that is small in size and has excellent dustproofness, dripproofness, and noise resistance. Further, when mounted on an autonomous mobile vehicle, a contact member for maintaining the posture, which is conventionally provided in the autonomous mobile vehicle, can be used, so that an inexpensive step sensor can be obtained with a relatively simple structure.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて本発
明の実施の形態を説明する。なお、図面の中で同一符号
は同一部分または相当する部分を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
【００１０】後述する第１〜第４の発明の実施の形態に
おいては、段差センサを自律移動車に搭載する場合につ
いて説明する。図２は、本発明の段差センサを搭載した
自律移動車の全体構成を示す平面図である。理解を容易
にするために補助輪３や駆動輪４は実線で示してある。
図３は、本発明の段差センサを搭載した自律移動車の全
体構成を示す側面図である。自律移動車の前進方向およ
び後進方向は、それぞれ矢印ａおよび矢印ｂで示される
とおりである。In the embodiments of the first to fourth inventions described later, the case where the step sensor is mounted on an autonomous mobile vehicle will be described. FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention. The auxiliary wheels 3 and the drive wheels 4 are shown by solid lines to facilitate understanding.
FIG. 3 is a side view showing the overall configuration of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention. The forward and reverse directions of the autonomous mobile vehicle are as indicated by arrows a and b, respectively.
【００１１】自律移動車は、移動車を駆動するための駆
動機構や操舵機構を有する車本体１と、清掃などの作業
を行なう作業部２とから構成される。車本体１は、補助
輪３Ｆおよび３Ｂ、駆動輪４Ｒおよび４Ｌ、駆動輪用モ
ータ６Ｒおよび６Ｌを含む。作業部２は、床面８を洗浄
するための洗浄ブラシ７を含む。The autonomous mobile vehicle comprises a vehicle main body 1 having a drive mechanism and a steering mechanism for driving the mobile vehicle, and a working unit 2 for performing work such as cleaning. The vehicle body 1 includes auxiliary wheels 3F and 3B, drive wheels 4R and 4L, and drive wheel motors 6R and 6L. The working unit 2 includes a cleaning brush 7 for cleaning the floor surface 8.
【００１２】矢印ａで示される自律移動車の前進方向に
対して、車本体１の前方には補助輪３Ｆが任意の方向に
回転可能に取付けられている。同様に、車本体１の後方
には補助輪３Ｂが取付けられている。矢印ａに対して車
本体１の右側には、駆動輪４Ｒが取付けられている。駆
動輪４Ｒには、連結機構５Ｒを介して駆動輪用モータ６
Ｒの回転が伝達される。同様に、車本体１の左側には、
駆動輪４Ｌ、連結機構５Ｌ、駆動輪用モータ６Ｌがそれ
ぞれ設けられている。An auxiliary wheel 3F is attached to the front of the vehicle body 1 so as to be rotatable in any direction with respect to the forward direction of the autonomous mobile vehicle indicated by the arrow a. Similarly, an auxiliary wheel 3B is attached to the rear of the vehicle body 1. A drive wheel 4R is attached to the right side of the vehicle body 1 with respect to the arrow a. A drive wheel motor 6 is connected to the drive wheel 4R via a connecting mechanism 5R.
The rotation of R is transmitted. Similarly, on the left side of the car body 1,
A drive wheel 4L, a coupling mechanism 5L, and a drive wheel motor 6L are provided respectively.
【００１３】駆動輪用モータ６の駆動軸の他端にはエン
コーダ（図示せず）が備えられており、駆動輪用モータ
６の回転量および回転速度を検出することができる。ま
た、エンコーダの出力として、検出した回転量から走行
距離を算出し、走行距離を出力することも可能である。An encoder (not shown) is provided at the other end of the drive shaft of the drive wheel motor 6 so that the rotation amount and rotation speed of the drive wheel motor 6 can be detected. It is also possible to calculate the traveling distance from the detected rotation amount and output the traveling distance as the output of the encoder.
【００１４】図４は、本発明の段差センサを搭載した自
律移動車の走行停止手段の構成を示すブロック図であ
る。自律移動車の走行停止手段Ｍ１は、走行制御手段Ｍ
５に含まれる。走行停止手段Ｍ１は、車輪の上下方向の
伸び量等を検出する伸び量検出手段Ｍ２と、補助輪の回
転数等を検出する回転検出手段Ｍ３と、作業部の上下方
向の伸び量等を検出する伸び量検出手段Ｍ４と駆動輪等
のトルクを検出するトルク検出手段Ｍ７と、走行の制御
に用いられる駆動輪用モータＭ６とから構成される。FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the traveling stopping means of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention. The traveling stopping means M1 of the autonomous mobile vehicle is the traveling control means M.
5 included. The traveling stopping means M1 detects an elongation amount of the wheel in the vertical direction, an elongation amount detecting means M2, a rotation detecting means M3 of detecting the rotational speed of the auxiliary wheel, and the like. The extension amount detecting means M4, the torque detecting means M7 for detecting the torque of the driving wheels and the like, and the driving wheel motor M6 used for controlling the traveling.
【００１５】（１） 第１の実施の形態 第１の実施の形態における段差センサは、補助輪３Ｆを
含む。この段差センサは、車輪に設けられるスプリング
の伸び量を検出することによって段差を認識する。(1) First Embodiment The step sensor according to the first embodiment includes an auxiliary wheel 3F. The step sensor recognizes the step by detecting the amount of extension of the spring provided on the wheel.
【００１６】図５は、自律移動車が矢印ａの方向に前進
しながら清掃などを行なう場合に、補助輪３Ｆが段差部
９に落下するようすを示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing that the auxiliary wheel 3F is dropped onto the stepped portion 9 when the autonomous mobile vehicle moves forward in the direction of arrow a for cleaning.
【００１７】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る段差センサの構成を示す側面図である。図１（ａ）は
補助輪３が床面８に接触している場合であり、図１
（ｂ）は補助輪３が段差部９に落下する場合を示してい
る。図１（ａ）に示すように、段差センサは、床面８に
接触する補助輪３を含む接触部２０と、接触部２０を床
面８に対して水平な面内で回転自在に支持する回転支持
部２１と、回転支持部２１の内部のみに設けられ、接触
部２０におけるスプリング３０の上下方向の動きに連動
する第１の連動部材２２と、第１の連動部材２２の上下
方向の動きを検出するための光検出器２３とを含む。FIG. 1 is a side view showing the structure of a step sensor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a case where the auxiliary wheel 3 is in contact with the floor surface 8.
(B) shows the case where the auxiliary wheel 3 falls onto the stepped portion 9. As shown in FIG. 1A, the step sensor rotatably supports the contact portion 20 including the auxiliary wheel 3 that contacts the floor surface 8 and the contact portion 20 in a plane horizontal to the floor surface 8. The rotation support portion 21, a first interlocking member 22 provided only inside the rotation support portion 21, and interlocking with the vertical movement of the spring 30 in the contact portion 20, and the vertical movement of the first interlocking member 22. And a photodetector 23 for detecting
【００１８】接触部２０は、補助輪３と、第２の連動部
材２５と、接触部本体２７と第３の連動部材２８とスプ
リング３０とを含む。補助輪３は、補助輪の軸２４によ
って第２の連動部材２５に回動自在に取付けられる。第
２の連動部材２５は、連結軸２６によって接触部本体２
７に、床面８に対して垂直な面内で回動可能に取付けら
れる。接触部本体２７の内部には、第２の連動部材２５
の上下方向の動きに伴って上下方向に動く第３の連動部
材２８が、軸２９によって取付けられる。第３の連動部
材２８の一部と第１の連動部材２２の先端部は、接触部
本体２７内において常時接触している。The contact portion 20 includes an auxiliary wheel 3, a second interlocking member 25, a contact portion main body 27, a third interlocking member 28, and a spring 30. The auxiliary wheel 3 is rotatably attached to the second interlocking member 25 by the shaft 24 of the auxiliary wheel. The second interlocking member 25 is connected to the contact body 2 by the connecting shaft 26.
It is attached to 7 so as to be rotatable in a plane perpendicular to the floor surface 8. The second interlocking member 25 is provided inside the contact portion main body 27.
A third interlocking member 28 that moves up and down in accordance with the up and down movement of is attached by a shaft 29. A part of the third interlocking member 28 and the tip of the first interlocking member 22 are constantly in contact with each other inside the contact portion main body 27.
【００１９】また、接触部本体２７の外部には、スプリ
ング３０が上下方向に伸縮可能に取付けられているが、
その下端は第２の連動部材２５の一部に連結されてい
る。光検出器２３は、発光素子３１、受光素子３２、光
路３３を含む。補助輪３が床面８に接触しているとき、
第１の連動部材２２は、常にその突出部３４が光路３３
より下方に位置するように設けられる。すなわち、補助
輪３が床面８に接触しているときは、光３５が矢印ｉの
方向に向かって光路３３を透過しており、光検出器２３
はスイッチＯＮの状態である。A spring 30 is attached to the outside of the contact portion main body 27 so as to be vertically expandable and contractible.
The lower end thereof is connected to a part of the second interlocking member 25. The photodetector 23 includes a light emitting element 31, a light receiving element 32, and an optical path 33. When the auxiliary wheel 3 is in contact with the floor surface 8,
The protrusion 34 of the first interlocking member 22 is always the optical path 33.
It is provided so as to be located below. That is, when the auxiliary wheel 3 is in contact with the floor surface 8, the light 35 passes through the optical path 33 in the direction of the arrow i and the photodetector 23.
Is a switch ON state.
【００２０】次に、補助輪３が段差部９に落下する場合
の段差センサの動作について説明する。スプリング３０
には縮もうとする力が働いているため、図１（ｂ）に示
すように補助輪３が段差部９に差しかかると、第２の連
動部材２５のスプリング３０と連結された側の端がスプ
リング３０によって上方向に引上げられ、補助輪３は矢
印ｃの方向へ落下する。第２の連動部材２５の一端２
５′と第３の連動部材２８の一端２８′が接触し、第３
の連動部材２８は、矢印ｄで示されるように上方向に押
上げられる。第３の連動部材２８の上方向への動きに伴
って、第１の連動部材２２は、矢印ｅで示されるように
上方向に押上げられる。これにより、第１の連動部材２
２の突出部３４が光路３３に挿入され、光検出器はＯＦ
Ｆの状態となる。Next, the operation of the step sensor when the auxiliary wheel 3 falls onto the step portion 9 will be described. Spring 30
Since a force for contracting is exerted on the second interlocking member 25 when the auxiliary wheel 3 reaches the stepped portion 9 as shown in FIG. 1 (b), the end of the second interlocking member 25 on the side connected to the spring 30. Is pulled upward by the spring 30, and the auxiliary wheel 3 falls in the direction of arrow c. One end 2 of the second interlocking member 25
5'and one end 28 'of the third interlocking member 28 come into contact with each other,
The interlocking member 28 is pushed upward as shown by the arrow d. With the upward movement of the third interlocking member 28, the first interlocking member 22 is pushed up as indicated by the arrow e. Thereby, the first interlocking member 2
2 is inserted into the optical path 33, and the photodetector is OF
The state becomes F.
【００２１】なお、第１の連動部材２２の突出部３４
は、補助輪３が最下点に達するときに光路３３に挿入さ
れる。このため、床面８における小さな凹凸部に対する
補助輪３の動きによって自律移動車が一々停止すること
を回避できる。The protruding portion 34 of the first interlocking member 22.
Is inserted into the optical path 33 when the auxiliary wheel 3 reaches the lowest point. Therefore, it is possible to prevent the autonomous mobile vehicle from stopping one by one due to the movement of the auxiliary wheel 3 with respect to the small uneven portion on the floor surface 8.
【００２２】本発明の第１の実施の形態における段差セ
ンサは、補助輪３の落下動作に対して、梃の原理を用い
て連動部材を押上げ、光路３３を遮断し、最終的に光検
出器２３をＯＦＦとする。本段差センサは、補助輪３の
落下を光検出器２３のＯＮ状態として認識するのではな
く、通常時にＯＮ状態にしておき、補助輪３が落下する
とＯＦＦ状態となることを特徴とする。このため、階段
などの段差を検出するときだけでなく、光検出器や回路
が故障すると、直ちに自律移動車は停止する。すなわ
ち、段差センサの故障が原因で、自律移動車が段差を検
出できずに階段等に落下するといった危険性がない。こ
のことによって、使用者や周囲に対する安全性が確保さ
れ、また、確実に段差を検出する段差センサが得られ
る。The step sensor according to the first embodiment of the present invention pushes up the interlocking member using the principle of leverage to block the optical path 33 and finally detect light when the auxiliary wheel 3 falls. Turn off the container 23. The step sensor is characterized in that the fall of the auxiliary wheel 3 is not recognized as the ON state of the photodetector 23, but is kept in the ON state in the normal state, and is turned OFF when the auxiliary wheel 3 falls. Therefore, not only when detecting steps such as stairs, but also when the photodetector or the circuit fails, the autonomous mobile vehicle immediately stops. That is, there is no risk that the autonomous mobile vehicle cannot detect a step and falls on stairs or the like due to a failure of the step sensor. As a result, the safety for the user and the surroundings is ensured, and the step sensor for surely detecting the step can be obtained.
【００２３】なお、本実施の形態では、検出手段として
光センサを用いているが、メカニカルスイッチまたは磁
気センサ等を用いてもよい。Although an optical sensor is used as the detecting means in the present embodiment, a mechanical switch, a magnetic sensor or the like may be used.
【００２４】次に、自律移動車が、小さな段差を検出し
て停止したりスリップ等が原因で停止するときなどの誤
動作時の復帰手段について説明する。図６は、本発明の
第１の実施の形態における段差センサを搭載した自律移
動車の、誤動作時の復帰手段を説明するためのフローチ
ャートである。まず、ステップＳ１において段差を検出
すると、次にステップＳ２において駆動輪用モータが停
止し自律移動車は停止する。停止後、ステップＳ１にお
いて再び段差の確認を行ない、段差を検出すると駆動輪
用モータは停止する。一方、ステップＳ１において再び
段差の確認を行ない、段差を検出しなければ自律移動車
は走行を再開する。Next, a description will be given of the recovery means when the autonomous mobile vehicle malfunctions, such as when it detects a small step and stops, or when it stops due to slip or the like. FIG. 6 is a flowchart for explaining a returning means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the first embodiment of the present invention. First, when a step is detected in step S1, the driving wheel motor is stopped and the autonomous vehicle is stopped in step S2. After the stop, the step is checked again in step S1. When the step is detected, the drive wheel motor is stopped. On the other hand, in step S1, the step is checked again, and if the step is not detected, the autonomous mobile vehicle resumes traveling.
【００２５】（２） 第２の実施の形態 本発明の第２の実施の形態における段差センサは、自律
移動車に搭載されるとき、自律移動車の走行中に車輪を
駆動する駆動トルクを計測する手段を有し、この駆動ト
ルクが一定値より小さくなるときに段差を検出するもの
である。(2) Second Embodiment A step sensor according to a second embodiment of the present invention, when mounted on an autonomous mobile vehicle, measures a driving torque for driving wheels while the autonomous mobile vehicle is running. Means for detecting the step difference when the drive torque becomes smaller than a certain value.
【００２６】なお、自律移動車自体の構成については、
図２および図３を参照して前述したとおりである。Regarding the structure of the autonomous moving vehicle itself,
As described above with reference to FIGS. 2 and 3.
【００２７】本発明の第２の実施の形態においては、段
差センサは駆動輪４を含む。この段差センサは、駆動輪
４の駆動トルクを検出することによって段差を認識す
る。In the second embodiment of the present invention, the step sensor includes drive wheels 4. The step sensor recognizes the step by detecting the drive torque of the drive wheel 4.
【００２８】図７は、自律移動車の駆動輪４Ｌが段差部
９に落下する前後のようすを示す平面図である。理解を
容易にするために駆動輪４や段差部９は実線で示してあ
る。図７（ａ）に示すように、自律移動車が矢印ａの方
向に向かって床面を前進していて自律移動車の左側前方
に段差部９がある場合、このまま前進を続けると図７
（ｂ）に示すように、車本体１の左側に設けられる駆動
輪４Ｌが段差部９に落下する。従来の自律移動車の場
合、駆動輪４Ｌが段差部９に落下すると、駆動輪４Ｌは
空転するが、駆動輪４Ｒは床面に接触したまま回転を続
け、駆動輪４の回転が即座に停止されなかった。そのた
め、左右の駆動輪の回転の違いによって、自律移動車が
スピンしたり、自律移動車自体が階段等の段差に落下す
る危険があった。FIG. 7 is a plan view showing a state before and after the drive wheel 4L of the autonomous mobile vehicle falls on the stepped portion 9. To facilitate understanding, the drive wheels 4 and the step portion 9 are shown by solid lines. As shown in FIG. 7A, when the autonomous mobile vehicle is moving forward on the floor in the direction of arrow a and there is a step 9 on the left front side of the autonomous mobile vehicle, if the automatic vehicle continues to move forward,
As shown in (b), the drive wheel 4L provided on the left side of the vehicle body 1 falls onto the stepped portion 9. In the case of the conventional autonomous moving vehicle, when the drive wheel 4L falls to the step portion 9, the drive wheel 4L idles, but the drive wheel 4R continues to rotate while being in contact with the floor surface, and the rotation of the drive wheel 4 immediately stops. Was not done. Therefore, there is a risk that the autonomous mobile vehicle may spin or the autonomous mobile vehicle itself may fall on a step such as stairs due to the difference in rotation of the left and right drive wheels.
【００２９】本発明の第２の実施の形態における段差セ
ンサは、自律移動車の駆動輪用モータ６の電流値を測定
し、一定の電流値（しきい値）よりも小さくなったとき
に段差を検出し、自律移動車の走行を停止させる。The step sensor according to the second embodiment of the present invention measures the current value of the drive wheel motor 6 of the autonomous mobile vehicle, and when the current value becomes smaller than a certain current value (threshold value), the step sensor is detected. Is detected and the traveling of the autonomous mobile vehicle is stopped.
【００３０】自律移動車が、前進などの直進運動を行な
っている場合、左右の駆動輪４Ｌおよび４Ｒが常に同じ
回転量で回転するように制御される。これらの回転量
は、駆動輪用モータ６Ｌおよび６Ｒに流す電流量によっ
て制御される。左右の駆動輪４Ｌおよび４Ｒの回転量が
変化すると電流値は変化する。When the autonomous mobile vehicle is moving straight ahead such as forward, the left and right drive wheels 4L and 4R are controlled so as to always rotate at the same amount of rotation. The amount of rotation of these is controlled by the amount of current passed through the drive wheel motors 6L and 6R. The current value changes when the rotation amounts of the left and right drive wheels 4L and 4R change.
【００３１】図８は、段差検出による駆動輪用モータ６
の電流値の変化を示すグラフである。駆動輪４が時刻ｔ
＝ｔ0 で段差部に落下すると、電流値ｉがある一定の値
ｉ1より小さくなる（時刻ｔ＝ｔ1 ）。このときに駆動
輪用モータ６が停止するため、駆動輪４の長時間の空回
りを防ぐことができる。FIG. 8 shows a drive wheel motor 6 based on step detection.
5 is a graph showing changes in the current value of Drive wheel 4 is at time t
= T 0 , the current value i falls below a certain value i 1 when it falls on the step (time t = t 1 ). At this time, the drive wheel motor 6 is stopped, so that the drive wheel 4 can be prevented from idling for a long time.
【００３２】次に、自律移動車が、小さな段差を検出し
て停止したり、車輪のスリップ等が原因で停止するとき
などの誤動作時の復帰手段について説明する。図９は、
本発明の第２の実施の形態における段差センサを搭載し
た自律移動車の、誤動作時の復帰手段を説明するための
フローチャートである。Next, a description will be given of the recovery means when the autonomous moving vehicle stops by detecting a small step or when it stops due to a wheel slip or the like. FIG.
9 is a flowchart for explaining a returning means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the second embodiment of the present invention.
【００３３】まず、ステップＳ１０において駆動トルク
の値Ｔ（モータ電流値ｉに対応）としきい値Ｔ1 （一定
値ｉ1 に対応）を比較する。駆動トルク値Ｔがしきい値
Ｔ1よりも小さいことを検出すると、次にステップＳ１
１において駆動輪用モータが一度停止する。次にステッ
プＳ１２において駆動輪用モータが起動する。ステップ
Ｓ１３において再度駆動トルクの値Ｔとしきい値Ｔ1 を
比較する。この際、駆動トルクの値Ｔがしきい値Ｔ1 よ
りも小さいことを検出すると、駆動輪が空回りしている
と判断し、ステップＳ１４において駆動輪用モータは停
止する。ステップＳ１３において、駆動トルクの値Ｔが
しきい値Ｔ1 よりも大きいことを検出すると、段差を検
出しなかったとして自律移動車は走行を再開する。ただ
し、誤動作によって自律移動車が走行を再開できるのは
一度である。First, in step S10, the drive torque value T (corresponding to the motor current value i) and the threshold value T 1 (corresponding to the constant value i 1 ) are compared. If it is detected that the driving torque value T is smaller than the threshold value T 1 , then step S1
At 1, the drive wheel motor is stopped once. Next, in step S12, the drive wheel motor is activated. In step S13, the drive torque value T and the threshold value T 1 are compared again. At this time, when it is detected that the value T of the drive torque is smaller than the threshold value T 1 , it is determined that the drive wheel is idle, and the drive wheel motor is stopped in step S14. In step S13, when it is detected that the value T of the driving torque is larger than the threshold value T 1 , the autonomous mobile vehicle restarts traveling as if no step was detected. However, the autonomous mobile vehicle can resume traveling only once due to a malfunction.
【００３４】（３） 第３の実施の形態 第３の実施の形態における段差センサは、自律移動車に
搭載されるとき、駆動手段を有さない姿勢保持のための
補助車輪と、補助車輪の回転数を検出する手段とを含
み、自律移動車の走行中に、少なくとも１つの補助車輪
の回転が停止するときに段差を検出するものである。(3) Third Embodiment A step sensor according to a third embodiment of the present invention, when mounted on an autonomous mobile vehicle, includes auxiliary wheels for maintaining a posture without a drive unit, and auxiliary wheels. A means for detecting the number of revolutions is included and detects a step when the rotation of at least one auxiliary wheel is stopped while the autonomous mobile vehicle is traveling.
【００３５】なお、自律移動車自体の構成については、
図２および図３を参照して前述したとおりである。Regarding the configuration of the autonomous mobile vehicle itself,
As described above with reference to FIGS. 2 and 3.
【００３６】第３の実施の形態においては、段差センサ
は補助輪３Ｆを含む。この段差センサは、補助輪の回転
数を検出することによって段差を認識する。In the third embodiment, the step sensor includes an auxiliary wheel 3F. The step sensor recognizes the step by detecting the rotation speed of the auxiliary wheel.
【００３７】図５（ａ）に示すように、自律移動車が矢
印ａで示される方向に前進後、図５（ｂ）に示すよう
に、補助輪３Ｆが段差部９に落下すると、補助輪３Ｆの
回転は停止する。As shown in FIG. 5 (a), when the autonomous vehicle moves forward in the direction indicated by the arrow a, and then the auxiliary wheel 3F falls on the stepped portion 9 as shown in FIG. 5 (b), the auxiliary wheel 3F is dropped. The rotation of 3F stops.
【００３８】図１０は、本段差センサの構成を示す側面
図である。補助輪３はベルト４０を介してエンコーダ４
１と連動し、矢印ｆで示される補助輪３の回転は、矢印
ｇで示されるようにエンコーダ４１を回転させることに
より検出される。エンコーダ４１は、自律移動車の本体
支持部４２より上部に設けられる。FIG. 10 is a side view showing the structure of the step sensor. The auxiliary wheel 3 is provided with an encoder 4 via a belt 40.
The rotation of the auxiliary wheel 3 indicated by the arrow f in conjunction with 1 is detected by rotating the encoder 41 as indicated by the arrow g. The encoder 41 is provided above the main body support portion 42 of the autonomous mobile vehicle.
【００３９】第３の実施の形態における段差センサは、
自律移動車の補助輪３用のエンコーダ４１の出力パルス
を検出部４３によって検出し、エンコーダ４１が補助輪
３の回転を検出しなくなったときに自律移動車の走行を
停止させる。図１０（ａ）に示すように、自律移動車が
走行するときは補助輪３の回転数がエンコーダ出力パル
スとして検出される。一方、図１０（ｂ）に示すよう
に、自律移動車が段差部９に落下すると、補助輪３は回
転を停止するのでエンコーダ出力パルスが０となる。The step sensor according to the third embodiment is
The detection unit 43 detects the output pulse of the encoder 41 for the auxiliary wheels 3 of the autonomous mobile vehicle, and stops the traveling of the autonomous mobile vehicle when the encoder 41 no longer detects the rotation of the auxiliary wheels 3. As shown in FIG. 10A, when the autonomous mobile vehicle travels, the rotation speed of the auxiliary wheel 3 is detected as an encoder output pulse. On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the autonomous mobile vehicle falls on the stepped portion 9, the auxiliary wheel 3 stops rotating and the encoder output pulse becomes zero.
【００４０】図１１は、段差検出による、補助輪の単位
時間当たりのエンコーダ出力パルス数Ｃの変化を示すグ
ラフである。補助輪４Ｆが時刻ｔ＝ｔ0 で段差部に落下
すると、単位時間当たりのエンコーダ出力パルス数Ｃが
０となるとき（時刻ｔ＝ｔ1）に駆動輪用モータ６が停
止するため、自律移動車は早期に停止することができ
る。FIG. 11 is a graph showing the change in the encoder output pulse number C per unit time of the auxiliary wheel due to the step detection. When the auxiliary wheel 4F falls on the stepped portion at time t = t 0 , the drive wheel motor 6 is stopped when the encoder output pulse number C per unit time becomes 0 (time t = t 1 ), so that the auxiliary movement is performed. The car can be stopped early.
【００４１】次に、自律移動車が、小さな段差を検出し
て停止したり、車輪のスリップ等が原因で停止するとき
などの誤動作時の復帰手段について説明する。図１２
は、第３の実施の形態における段差センサを搭載した自
律移動車の、誤動作時の復帰手段を説明するためのフロ
ーチャートである。Next, a description will be given of the recovery means when the autonomous mobile vehicle stops by detecting a small step or when it stops due to a wheel slip or the like. FIG.
[Fig. 8] is a flow chart for explaining a recovering means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the third embodiment.
【００４２】まず、ステップＳ２０において単位時間当
たりのエンコーダ出力パルス数Ｃが０より大きいかどう
かを調べる。単位時間当たりのエンコーダ出力パルス数
Ｃが０であることを検出すると、次にステップＳ２１に
おいて駆動輪用モータが一度停止する。次にステップＳ
２２において駆動輪用モータが起動する。ステップＳ２
３において再度単位時間当たりのエンコーダ出力パルス
数Ｃが０より大きいかどうかを調べる。この際、単位時
間当たりのエンコーダ出力パルス数Ｃが０であることを
検出すると、ステップＳ２４において駆動輪用モータが
停止する。ステップＳ２４において、単位時間当たりの
エンコーダ出力パルス数Ｃが０より大きいことを検出す
ると、段差を検出しなかったとして自律移動車は走行を
再開する。ただし、誤動作によって自律移動車が走行を
再開できるのは一度である。First, in step S20, it is checked whether the encoder output pulse number C per unit time is larger than zero. When it is detected that the number C of encoder output pulses per unit time is 0, the driving wheel motor is stopped once in step S21. Next, step S
At 22, the drive wheel motor is activated. Step S2
In 3, it is checked again whether the number C of encoder output pulses per unit time is larger than 0. At this time, when it is detected that the number C of encoder output pulses per unit time is 0, the drive wheel motor is stopped in step S24. When it is detected in step S24 that the number C of encoder output pulses per unit time is greater than 0, the autonomous mobile vehicle restarts traveling as if no step was detected. However, the autonomous mobile vehicle can resume traveling only once due to a malfunction.
【００４３】（４） 第４の実施の形態 第４の実施の形態における段差センサは、自律移動車に
搭載されるとき、床面に対して垂直方向に伸縮可能で常
に床面を押圧する部材より構成された作業機能部と、床
面を押圧する部材の床面方向への伸びを検出する手段と
を含み、少なくとも１つの部材の伸びが一定値より大き
いことを検出するときに段差を検出するものである。(4) Fourth Embodiment A step sensor according to a fourth embodiment is a member which, when mounted on an autonomous mobile vehicle, is capable of expanding and contracting in a direction perpendicular to the floor surface and constantly pressing the floor surface. A work function unit configured by: and a unit that detects the expansion of the member pressing the floor surface in the floor direction, and detects a step when detecting that the expansion of at least one member is larger than a certain value. To do.
【００４４】なお、自律移動車自体の構成については、
図２および図３を参照して前述したとおりである。Regarding the structure of the autonomous mobile vehicle itself,
As described above with reference to FIGS. 2 and 3.
【００４５】第４の実施の形態においては、段差センサ
は作業部２を含む。この段差センサは、清掃等を行なう
作業部２の洗浄ブラシ７に設けられるスプリングの床面
方向への伸び量を検出することによって段差を認識す
る。In the fourth embodiment, the step sensor includes the working unit 2. The step sensor recognizes the step by detecting the amount of extension of the spring provided on the cleaning brush 7 of the working unit 2 for cleaning or the like in the floor surface direction.
【００４６】図１３は、自律移動車が矢印ｂの方向に後
進しながら清掃などを行なう場合に、作業部２が段差部
９に落下するようすを示す側面図である。第４の実施の
形態においては、図１３に示すように、自律移動車が矢
印ｂ方向に後進することを前提とする。図１３（ｂ）は
作業部２が床面８に接触している場合であり、図１３
（ａ）は作業部２が段差部９に落下する場合を示してい
る。FIG. 13 is a side view showing that the working unit 2 is dropped onto the stepped portion 9 when the autonomous mobile vehicle moves backward in the direction of arrow b for cleaning or the like. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, it is assumed that the autonomous mobile vehicle moves backward in the direction of arrow b. FIG. 13B shows the case where the working unit 2 is in contact with the floor surface 8.
(A) shows the case where the working part 2 falls onto the step part 9.
【００４７】図１４は、第４の実施の形態における段差
センサによる、段差部の検出方法の原理を概略的に示す
側面図である。図１４（ｂ）に示すように、段差センサ
は、床面８と接触する洗浄ブラシ７、洗浄ブラシ７を床
面８に水平な面内で回転自在に取付ける回転支持部５
３、洗浄ブラシ７と回転支持部５３の連結部分５０、ス
プリング５１、支持板５２、検出部分５５とを含む。回
転支持部５３は、支持板５２を介してスプリング５１の
上下方向の伸縮運動に連動して上下方向に移動可能であ
る。FIG. 14 is a side view schematically showing the principle of the step detecting method by the step sensor according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 14B, the step sensor includes a cleaning brush 7 that contacts the floor surface 8, and a rotation support portion 5 that rotatably attaches the cleaning brush 7 to the floor surface 8 in a horizontal plane.
3, a connection portion 50 between the cleaning brush 7 and the rotation support portion 53, a spring 51, a support plate 52, and a detection portion 55. The rotation support portion 53 is movable in the vertical direction via the support plate 52 in association with the vertical expansion and contraction movement of the spring 51.
【００４８】図１４（ｂ）に示すように、自律移動車の
洗浄ブラシ７が床面８に接触している場合は、スプリン
グ５１は支持板５２と連結部分５０によって縮められて
いる。この場合は、回転支持部５３が支持板５２より上
部に押上げられており、突出部５４によって検出部分５
５のスイッチ５６がＯＮとなっている。As shown in FIG. 14B, when the cleaning brush 7 of the autonomous vehicle is in contact with the floor surface 8, the spring 51 is contracted by the support plate 52 and the connecting portion 50. In this case, the rotation support portion 53 is pushed up above the support plate 52, and the detection portion 5 is moved by the protrusion 54.
The switch 56 of No. 5 is ON.
【００４９】一方、図１４（ａ）に示すように、洗浄ブ
ラシ７が段差部９に落下する場合は、スプリング５１が
矢印ｈで示される下方向に伸び、それに伴い回転支持部
５３が下方に引下げられてスイッチ５６がＯＦＦとな
る。On the other hand, as shown in FIG. 14 (a), when the cleaning brush 7 falls on the step portion 9, the spring 51 extends downward as indicated by the arrow h, and the rotation support portion 53 moves downward accordingly. It is pulled down and the switch 56 is turned off.
【００５０】また、本実施の形態では、段差検出手段と
してスイッチを用いているが、光センサまたは磁気セン
サ等を用いてもよい。Further, although the switch is used as the step detecting means in the present embodiment, an optical sensor or a magnetic sensor may be used.
【００５１】なお、自律移動車が、小さな段差を検出し
て停止したり、車輪のスリップ等が原因で停止するとき
などの誤動作時の復帰手段は、図６を参照して既に説明
したとおりである。The recovering means in case of a malfunction, such as when the autonomous moving vehicle stops by detecting a small step or when it is stopped due to a wheel slip or the like, is as already described with reference to FIG. is there.
【図１】本発明の第１の実施の形態における段差センサ
の構成を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a configuration of a step sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の段差センサを搭載した自律移動車の全
体構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention.
【図３】本発明の段差センサを搭載した自律移動車の全
体構成を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the overall configuration of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention.
【図４】本発明の段差センサを搭載した自律移動車の走
行停止手段の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a travel stopping means of an autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor of the present invention.
【図５】自律移動車の補助輪が段差部に落下するようす
を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing how the auxiliary wheels of the autonomous mobile vehicle fall to the step portion.
【図６】本発明の第１および第４の実施の形態における
段差センサを搭載した自律移動車の、誤動作時の復帰手
段を説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining a returning means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the first and fourth embodiments of the present invention.
【図７】自律移動車の駆動輪が段差部に落下するようす
を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing how the driving wheels of the autonomous mobile vehicle fall to the step portion.
【図８】本発明の第２の実施の形態における段差センサ
による、段差部の検出方法の原理を説明するためのグラ
フである。FIG. 8 is a graph for explaining the principle of a method of detecting a step portion by the step sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２の実施の形態における段差センサ
を搭載した自律移動車の、誤動作時の復帰手段を説明す
るためのフローチャートである。FIG. 9 is a flow chart for explaining a returning means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図１０】第３の実施の形態における段差センサの構成
を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a configuration of a step sensor according to a third embodiment.
【図１１】第３の実施の形態における段差センサによ
る、段差部の検出方法の原理を説明するためのグラフで
ある。FIG. 11 is a graph for explaining the principle of a method of detecting a step portion by the step sensor according to the third embodiment.
【図１２】第３の実施の形態における段差センサを搭載
した自律移動車の、誤動作時の復帰手段を説明するため
のフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart for explaining a returning means at the time of malfunction of the autonomous mobile vehicle equipped with the step sensor according to the third embodiment.
【図１３】自律移動車の作業部が段差部に落下するよう
すを示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing how the working unit of the autonomous mobile vehicle falls on the stepped portion.
【図１４】第４の実施の形態における段差センサによ
る、段差部の検出方法の原理を概略的に示す側面図であ
る。FIG. 14 is a side view schematically showing the principle of a method of detecting a step portion by the step sensor according to the fourth embodiment.
【図１５】従来の段差センサの構成を示す側面図であ
る。FIG. 15 is a side view showing the configuration of a conventional step sensor.
３ 補助輪 ８ 床面 ２０ 接触部 ２１ 回転支持部 ２２ 第１の連動部材 ２３ 光検出器 ２５ 第２の連動部材 ２７ 接触部本体 ２８ 第３の連動部材 ３０ スプリング 3 Auxiliary wheels 8 Floor surface 20 Contact part 21 Rotation support part 22 First interlocking member 23 Photodetector 25 Second interlocking member 27 Contact part body 28 Third interlocking member 30 Spring
Claims (1)
する回転支持部と、 前記回転支持部の内部のみに設けられ、前記接触部材の
上下方向の動きに連動する連動部材と、 前記連動部材の前記上下方向の動きを検出する検出部と
を含む、段差センサ。1. A contact member that comes into contact with a floor surface, a rotation support portion that rotatably supports the contact member in a plane horizontal to the floor surface, and a contact member that is provided only inside the rotation support portion. A step sensor including an interlocking member that interlocks with a vertical movement of a member, and a detection unit that detects the vertical movement of the interlocking member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060884A JPH09251318A (en) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | Level difference sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060884A JPH09251318A (en) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | Level difference sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251318A true JPH09251318A (en) | 1997-09-22 |
Family
ID=13155252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060884A Withdrawn JPH09251318A (en) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | Level difference sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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