JP2003515414A - 走行可能な車両、特に作業機械又は床洗浄機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に作業又は洗浄装置の形態の改良された走行可能な車両は、少なくとも一つの操舵可能な走行車輪（７）及び／又は旋回可能な床処理ユニット若しくはヘッド又は洗浄ユニット若しくはヘッド（３）と共に、少なくとも相対的に連動して旋回可能である少なくとも一つのセンサ装置（１３、１７）を備えることにより、特に自発的な走行に適する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前文による走行可能な車両、特に作業機械又は床洗浄機
械に関するものである。

【０００２】 例えば１９９８年１０月８日に公開された国際公開ＰＣＴ出願ＷＯ９８／４３
５２７号から、洗浄機械は十分に公知である。

【０００３】 その際、実際の床洗浄に使用される装置及び構成要素は、一つ又は例えば二つ
の協働する水平軸の周りに回転するブラシローラ、一つ又はそれ以上の協働する
少なくともほぼ垂直な軸の周りに回転する円板状ブラシ又は前記装置等の組合せ
を有する。

【０００４】 更に、適宜のセンサ装置により使用される自走式作業機械及び洗浄装置も既に
知られている。（例えば水平面内を）走査するレーザ光線を使用する例えば光学
式センサ装置、及び／又は超音波センサ、レーダセンサ等からこの種のセンサ装
置を構成することができる。特に今日では、撮影された画像を解析するのにシリ
コンチップを備えたカメラを基礎とするセンサも使用することができる。

【０００５】 全部で９６個のセンサを種々の位置に実装して、周囲の適宜の良好な走査を行
ない、存在する障害物を検出できる既に公知の作業装置が提案されている。

【０００６】 従って、本発明の課題は、効率的かつ有効に動作し、その際コスト的に有利に
構成できる、改良されたセンサシステムを提供することにある。

【０００７】 本発明では、請求項１に示す特徴部分によってこの課題を解決できる。本発明
の有利な形態を他の請求項に記載する。

【０００８】 特に作業機械又は洗浄機械の形態にて、少なくとも曲線走行即ち車両に備えら
れた運転ユニット、好ましくは作業ヘッド又は洗浄ヘッドの形態を有する作業ユ
ニット又は洗浄ユニットの旋回に依存しかつ少なくとも相対的に同じ方向に連動
して少なくとも一つのセンサ装置を旋回することにより、好ましくはロボットと
比較でき、好ましくは自発的かつ自動的に走行可能な車両は傑出する。好適な実
施形態では、走行方向の旋回角又は作業ヘッド又は洗浄ヘッドの旋回に対して直
接に連動して、旋回過程を行うことができる。

【０００９】 これにより、連動して旋回するナビゲーション装置により、基本的なより大き
な周辺領域を検出でき、決定的に重要な移動可能な領域に対して常に調整できる
基本的な利点を実現できる。これにより、必要な多数のセンサ装置を削減して、
数的にかつコスト面を著しく低減することができる。

【００１０】 その際、好適な実施形態では、床面近く特に走行車輪の高さ又はそれより僅か
に上、例えば作動装置又は洗浄機械のほぼシャーシ又は底部の高さまでに、少な
くとも一つのセンサ装置、例えば一つのレーザセンサが設けられる。その際、水
平角度領域にて自発的に作動する周囲を走査するレーザスキャナを取り付けられ
る。例えばレーザスキャナの形態を有するセンサは、既に直線走行では広い角度
範囲で周囲を左から右に（一般的には中心軸に対して対称に）走査するが、本発
明による解決法は、重要な利点を示す。本発明では、この場合、センサの連動す
る旋回が行なわれるので、特に曲線走行又は作業ヘッド又は洗浄ヘッドのより強
い旋回の際に、本発明による利点が示される。これにより、例えば左回りの際に
監視されかつ走査される領域が左に向かって旋回され、直線走行の際に側方に生
ずる死角領域（デッドゾーン）を監視できるので、走査されるセンサ範囲を当初
から比較的小さく形成し、一定の側方の死角領域を設けても差し支えない。

【００１１】 本発明では、例えば自発的に走行可能な車両又は洗浄装置の外装の前に配設さ
れる少なくとも一つ又は好ましくは複数個のより高い位置に在るセンサ装置を他
の構成で又は補完的に設けることができる。この場合、操舵機構及び／又は旋回
可能な作業ヘッド又は洗浄ヘッドの操舵装置又は旋回装置と連結されるツリー状
又は柱状のセンサ構造を設けることができる。作業ヘッド又は洗浄ヘッドの旋回
の際に連動して、柱状センサ構造のセンサ装置も旋回させてそれぞれ走行方向に
整合調整することができる。

【００１２】 しかしながら、本発明の別の変形例では、その後方に決定的に重要なセンサ装
置を配置するカバーの少なくとも一部が、このセンサ装置に対してある程度「透
明」であるか又は適宜の位置に窓開口を備える場合には、自発的に走行可能な作
業又は洗浄装置の外装の下側にも、このより高い位置に在るセンサ装置を配置す
ることができる。重要なことは、十分な角度範囲で、作業又は洗浄装置の外装の
下側でも、適宜のセンサ装置を洗浄装置の旋回に連動して旋回できる点である。

【００１３】 特に好適な自走式作業又は床洗浄機械に適用した本発明の実施の形態を以下説
明する。しかしながら、走行可能な全ての車両、特に自走可能な車両にも、同様
に本発明を適用することができる。例えば芝刈り機、自走式芝散水機、農業機械
、道路清掃又は処理機械、除雪車両等もこれに該当する。一定の走行可能な車両
又は作業機械又は洗浄機械に関する限界は与えられない。

【００１４】 図１〜図４は、国際公開ＰＣＴ出願ＷＯ９８／４３５２７号から公知の床洗浄
機械と同一の基本構成を有する床処理又は床洗浄装置の実施の形態を示す。この
床洗浄機械は、垂直軸の周りに旋回（回転）可能である処理ヘッド３を有し、更
に洗浄ヘッドは、回転可能な走行ローラ５と共に垂直な旋回軸の周りに旋回可能
である。垂直な旋回軸は、連動して旋回可能な走行ローラを通る垂直な直径に対
して偏倚し（ずれ）ていることが好ましい。この種の洗浄装置の関係する構成及
び機能方法は、前記公開公報ＷＯ９８／４３５２７号に完全に開示されるので、
本明細書の内容として引用する。この公開公報中に説明される限りの機能及び構
成は、本出願では、放棄され得る。

【００１５】 例えば、前記公開公報から公知の床洗浄装置を自走式自動装置として構成する
ために、床処理装置を与えられた軌道又は軌道領域に対して適宜に走行させる適
宜の電気工学的装置及び電子工学的装置を設けることができる。

【００１６】 しかしながら、実際には、洗浄領域内の障害物に独立的に反応し得る場合にの
み、自動的及び自発的に走行可能な前記床処理装置を有意義に使用できる。これ
は、先づ前記障害物の認識（検出）を行なう。例えば洗浄領域内に存在する人間
により又は例えば新たに設けられ、他の位置に設けられ、又は移動される等の物
体により、前記障害物が与えられ得る。

【００１７】 前記障害物又は処理面若しくは洗浄面の境界を常に自発的に監視し、電子的に
解析し得るために、図１〜図４に示す床処理装置は、例えばレーザスキャナを有
する第一の下方監視センサ装置１３を含む。

【００１８】 その際、図面は、一側で、センサ装置１３及び関連する走査範囲１５を示し、
それに沿ってレーザ光線が永続的にかつ自動的にレーザスキャナにより往復運動
される。この範囲の内側には、実際のセンサ１３から所定の間隔範囲で、反射光
の解析により、この領域に障害物が存在するかを認識できる。

【００１９】 例えばレーダ装置、赤外線装置に基づくセンサ、超音波センサ等の他のセンサ
装置も全く同様かつ良好に設けることができる。しかしながら、今日既に公知で
かつあり得べき電子式解析方法により、カメラを使用して適宜に取り込まれた光
学画像を解析し、境界又は障害物の現存に関して検査し、それにより自発的に走
行可能な洗浄機械の継続的走行、直線走行又は曲線走行を変更し又は少なくとも
制御することも可能である。

【００２０】 また、図示の実施の形態では、第一のセンサ装置１３の上方に第二のセンサ装
置１７が配置される。第二のセンサ装置は、多数のそこに形成されかつ例えば対
向する側部領域１９に重なって前部領域２１に実装された例えば超音波センサ装
置２３の形態のセンサ装置２３を備えた柱状の構造を含む。

【００２１】 好ましくは底部領域の直上に、例えば走行車輪５及び７の高さに又は例えば作
業又は床処理機械のシャーシ（車台）２５の高さにまで、第一のセンサ装置を配
置し、いわゆる好ましくはシャーシ２５の上方、即ち底面の上方、図示の実施の
形態では走行車輪７の上方に第二のセンサ装置１７を配置し、直進走行の際に中
心長手対称面内に延び、その際多数の前側のそして対向する側１９に配置された
センサ１３が、多少とも強く垂直方向に同レベルで、図示の実施形態では柱状セ
ンサ２７が配置される。

【００２２】 柱状センサ２７は、処理ヘッド又は洗浄ヘッドと、同様に連動して旋回（回転
）可能に固着され、図示の実施の形態では第一のセンサ装置１３の上に直接取り
付けられるので、適宜の曲線走行又は作業ヘッド又は洗浄ヘッド３が旋回（回転
）する際に、第一のセンサ装置及び第二のセンサ装置は、自発的に洗浄方向及び
走行方向に向けられる。

【００２３】 全体構成は、シャーシ２５の下方に配置された垂直旋回軸により、作業又は床
処理ヘッド３が左右に旋回（回転）可能であり、この旋回ヘッドが直進走行の際
に前方の境界２９（図２）を越えて突出し、第二のセンサ装置１７が突出したセ
ンサ支持部３１に保持されかつ取り付けられる。床処理装置の前側のハウジング
カバー３３を含む構造では、ハウジングカバー３３と衝突せずに、例えば柱状セ
ンサ２７の第二のセンサ装置１７は側方旋回が可能である。

【００２４】 図４に示す平面図では、左に向かう適宜の旋回運動の際に、走査範囲１５の適
宜の調整を伴う第一のセンサ装置１３の同時の連動による旋回と、柱状センサ２
７に形成された第二のセンサ装置１７の共通の連動による旋回とが明白である。

【００２５】 この技術的手段によって、決定的に重要な領域を常に走査し解析するので、従
来のセンサ装置に対して、個々のセンサ要素の数を著しく低減できる。

【００２６】 図５は、図４に対応する側面図である。図５では、更にセンサ装置１３、１７
は、全て触覚状のセンサ要素４１として作用する。換言すれば、例えば床洗浄機
械の形態の走行可能な車両が、例えば機械の方向で床上に突出する物体に衝突す
ると、上方に向かって突出する第二のセンサ装置１７の形態のツリー状センサ又
は再び下方に位置する第一のセンサ装置１３も、当該物体との接触の際に、さら
なる前進を停止し、必要であれば、特に自走可能な走行装置を取り付ける場合に
は、例えば再び全体を後方に走行し、その後側方に走行を継続するために、−双
方のユニットが協働して又は別個に触覚式センサ装置４１として構成されるので
−適宜の信号を出力することができる。

【００２７】 特に触覚状のセンサ装置１４１’の形態を有する更なるセンサ装置１４１を別
の構成で又は補完的に設けることもでき、図５に示す実施の形態では、下方にロ
ール又は後方に走行方向と反対に転回された触覚部４５’を備え、前方及び下方
に向かって突出するロッド状の触覚装置４５を有する。例えば床洗浄機械の形態
の走行装置が、一階で下向きに延びる階段の方向に進行すると、特に触覚状のセ
ンサ装置１４１の形態を有する床センサ装置１４１は、段又は断崖で床面が終了
することを直ちに検知し、車両を停止させ又は側方若しくは後方への方向転換又
は適宜の重なる運動を必要であれば初期化する。これにより、例えば階段又は傾
斜路の場合にも落下前に車両を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による旋回可能なセンサ装置を備えた洗浄装置の簡略化した斜
視図

【図２】 図１による実施の形態の側面図

【図３】 図１及び図２による実施形態の平面図

【図４】 直線走行ではなく左曲線走行における図３に対応する平面図、

【図５】 センサ装置及びツリー状センサが触覚状のセンサ要素としても構成さ
れかつ／又は床面を走査するために設けられる追加のセンサ要素、特に触覚状の
センサ要素を示す概略側面図

【符号の説明】

（３）・・洗浄ユニット又はヘッド、 （５）・・走行ローラ（走行車輪）、 （７）・・走行車輪、 （１３、１７、１４１、１４１’）・・センサ装置、 （２３）・・個別センサ（センサ要素、センサ装置）、 （２５）・・シャー
シ、 （４５’）・・触覚部、

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの回転可能な車輪又は旋回可能な走行ローラ（５
   ）及び／又は旋回可能な運転、作業又は洗浄ユニット又はヘッド（３）と、少な
   くとも一つのセンサ装置とを備えた走行可能な車両、特に作業又は床洗浄機械に
   おいて、 少なくとも一つの操舵可能な走行車輪（７）及び／又は旋回可能な運転、作業
   又は洗浄ユニット又はヘッド（３）と共に、少なくとも相対的に連動して旋回可
   能な少なくとも一つのセンサ装置（１３、１７、１４１、１４１’）を備えたこ
   とを特徴とする車両。
2. 【請求項２】 少なくとも一つのセンサ装置（１３、１７、１４１、１４１’）
   は、操舵可能な走行車輪（７）の旋回角に対応してかつ／又は旋回可能な運転、
   作業又は洗浄ユニット又はヘッド（３）の旋回角に対応して、適宜に連動して旋
   回可能である請求項１に記載の車両。
3. 【請求項３】 走行車輪（５）の高さ、好ましくは特に床処理又は洗浄装置の形
   態の走行可能な車両のシャーシ（２５）の高さにまでセンサ装置（１３）を配置
   した請求項１又は２に記載の車両。
4. 【請求項４】 走行ローラ（５）の上方及び／又はシャーシ（２５）の上方にセ
   ンサ装置（１７）を配置した請求項１〜３の何れか１項に記載の車両。
5. 【請求項５】 センサ装置（１７）は、互いに重なって側方に相対して配置され
   る多数の個別センサ（２３）を含む請求項４に記載の車両。
6. 【請求項６】 直進走行又は旋回されない処理ユニット若しくはヘッド又は洗浄
   ユニット若しくはヘッド（３）の場合に、処理又は洗浄装置の垂直な中心長手軸
   に対してほぼ対称に多数のセンサ要素（２３）を配置した請求項４又は５に記載
   の車両。
7. 【請求項７】 基本的に垂直成分をもって延び、走行方向に前進する、好ましく
   は柱状の支持要素上に多数のセンサ装置（２３）を配置した請求項４〜６の何れ
   か１項に記載の車両。
8. 【請求項８】 前方にかつ左右の側方に互いに重なって配置されたセンサ要素（
   ２３）は、超音波センサを有する請求項１〜７の何れか１項に記載の車両。
9. 【請求項９】 下方に位置するセンサ装置（１３）は、好ましくは一定の側方角
   度範囲で作用するレーザ又はレーダセンサを有する請求項１〜８の何れか１項に
   記載の車両。
10. 【請求項１０】 触覚状のセンサ装置を有し、少なくとも一つのセンサ装置（１
    ４１、１４１’）を備えた請求項１〜９の何れか１項に記載の車両。
11. 【請求項１１】 触覚状のセンサ装置（１４１、１４１’）は、走行車輪（５）
    の高さにセンサ装置（１３）を、かつ／又は走行ローラ（５）の上部及び／又は
    シャーシ（２５）の上部にセンサ装置（１７）を備え、かつ／又はこのセンサ装
    置（１３、１７）と接続された請求項１０に記載の車両。
12. 【請求項１２】 床面を監視して、踊り場、傾斜路等の窪みを検知する特別のセ
    ンサ装置（１４１、１４１’）を備えた請求項１〜１１の何れか１項に記載の車
    両。
13. 【請求項１３】 床面を監視するセンサ装置（１４１、１４１’）は、触覚状の
    センサ装置（１４１、１４１’）を有する請求項１２に記載の車両。
14. 【請求項１４】 特に触覚状のセンサ装置（１４１、１４１’）の形態の床面を
    監視するセンサ装置は、少なくともその最前の走行車輪（５）の前方に車両にそ
    の前方領域に設けられ及び／又は効果を生ずる請求項１０〜１３の何れか１項に
    記載の車両。
15. 【請求項１５】 触覚状のセンサ装置（１４１、１４１’）は、ローラ又は触覚
    部（４５’）により床面と接触する請求項１４に記載の車両。