JP2004258967A - 移動作業ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】従来の移動作業ロボットでは、使用者が想定できなかった不安全状況が発生しそうであることに気付いた場合、応急に対応する手段が本体停止釦以外に特に考慮されていないという課題を有していた。
【解決手段】使用者が本体停止釦を押すこと以外の所定動作を前記本体１に与えることにより前記本体１を停止させる停止手段を備える構成とした。これにより、想定外の不安全状況が発生しそうな場合に、使用者が本体１に所定動作を与えて本体１を停止でき、本体停止釦以外の停止手段を確保して、本体停止釦が故障しているような場合でも、不安全状況を確実に回避できる移動作業ロボットを実現できるものである。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行機能を有し、自走あるいは自律歩行により移動しながら清掃等の作業を行なう移動作業ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作業機器に走行あるいは歩行手段やセンサ類および移動制御手段を付加して、２次電池を搭載してコードレスで自動的に作業を行う移動作業ロボットが開発されている。自走式掃除機を例にとると、移動機能として走行および操舵手段と、移動時に障害物を検出する障害物検出手段を具備し、作業手段として本体底部の吸込みノズルやブラシ等の清掃手段を備え、作業領域等の不安全状況等の諸環境を検出し、作業領域内を障害物を回避しながら、自律移動して全体を清掃作業するものである。
【０００３】
ところが実用環境は多種多様で、全環境に完全対応できる汎用性を自律移動する本体に持たせることは困難であり、仮に環境を限定しても自律移動を所望どおり完璧に行うことは難しい。そこで、特により安全性を求めて、移動範囲の限定や衝突・破損・転落等の各種不安全状況を回避するための外部補助手段を用いることもできる。作業領域内に外部補助手段として複数種類の標識を設置し、標識検出手段を本体に備えて標識を検出し、その種類を区別することで移動パターンを変える、例えば左折、反転、後退等に変えることにより、本体をより安全に移動させようとするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２３９２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、ある限定された作業領域内を自律移動で作業させるにあたり、まず最初、移動作業ロボットの使用者が傍らに付き添って移動作業開始から終了まで一連の動作確認を行うことが一般的である。上記標識等の各種外部補助手段を設置した場合でも、特に使用初期の動作確認時には、使用者が想定しきれない動作をして不安全状況が発生するという可能性を完全には否定できない。ところが不測動作による不安全状況が発生しそうな時、応急に移動作業ロボットを停止する手段が直接本体停止釦を押すということしかなく、本体停止釦が故障しているような場合には停止すらできないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、想定外の不安全状況が発生しそうな場合等に本体を確実に停止してこれらを回避するために、本体停止釦を押すこと以外の所定動作を本体に与えることでも、本体を応急に停止できる移動作業ロボットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の移動作業ロボットは、使用者が本体停止釦を押すこと以外の所定動作を本体に与えることにより前記本体を停止させる停止手段を備えるものである。
【０００８】
これによって、想定外の不安全状況が発生しそうな場合等に、使用者が本体停止釦を押すこと以外の所定動作を本体に与えることにより、停止手段が本体を停止できるため、本体停止釦が故障しているような場合でも、不安全状況を確実に回避できるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、本体を移動させる走行手段と、前記本体の移動方向を変更する操舵手段と、清掃等の作業行う作業手段と、前記走行手段と前記操舵手段を制御して前記本体の移動を制御する移動制御手段と、本体停止釦と、使用者が前記本体停止釦を押すこと以外の所定動作を前記本体に与えることにより前記本体を停止させる停止手段とを備えることにより、想定外の不安全状況が発生しそうな場合に、使用者が本体停止釦を押すこと以外の方法でも本体を停止できる手段が確保でき、本体停止釦が故障しているような場合でも、不安全状況を確実に回避できるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、本体に荷重が付加されたことを検出する荷重検出手段を備え、所定動作を、略上方から前記本体に所定荷重以上を付加することとした。これにより、使用者が応急時に略上方から本体に所定荷重以上を付加して、本体を停止させることができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項２に記載の所定荷重を、設定変更自在とすることにより、使用者が本体を停止させたい荷重に調整することができ、所定荷重を使用者の動作強度に合わせた所望の荷重に設定することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、本体に障害物が接触したことを検出する接触検出手段を備え、所定動作を、所定時間以内に所定回数以上、前記接触検出手段に接触することとした。これにより、使用者が所定時間以内に所定回数以上、接触検出手段に接触することにより、本体を停止させることができるようになる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、本体周囲の障害物を非接触で検出する障害物検出手段を備え、所定動作を、所定時間以内に所定回数以上、前記障害物検出手段に障害物をかざすこととした。これにより、使用者が所定時間以内に所定回数以上、障害物検出手段に障害物をかざすことにより、本体を停止させることができるようになる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、特に、請求項４または５に記載の所定時間または所定回数を、設定変更自在とすることにより、使用者が本体を停止させたい所定時間または所定回数を調整することができ、所定時間、所定回数を使用者の動作に合わせた所望の時間、回数に設定することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、本体周囲で発生する音を検出する音検出手段を備え、所定動作は、本体周囲で所定音量以上の音を発生させることとした。これにより、使用者が本体周囲で所定音量以上の音を発生させることにより、本体を停止させることができるようになる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、特に、請求項７に記載の所定音量を、設定変更自在とすることにより、所定音量を使用者が発生させたい音量に合わせた所望の音量に設定することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、本体周囲で発生する音を検出する音検出手段を備え、所定動作は、本体周囲で所定内容の音を発生させることとした。これにより、使用者が本体周囲で所定内容の音を発生させて、本体を停止させることができるようになる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、特に、請求項９に記載の所定内容の音を、設定変更自在とすることにより、使用者が本体を停止させたい音の内容に調整することとなり、所定内容の音を使用者が発生させたい音に合わせた所望の内容に設定することができるようになる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例について、自走式掃除機を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例における自走式掃除機（移動作業ロボット）の全体構成を示す内部透視斜視図である。
【００２１】
図１において、１は清掃領域内を移動しながら清掃を行なう自走式掃除機（移動作業ロボット）の本体で、床面上を矢印２の方向に前進して移動する。３、４は本体１の左右に配した駆動モータで、それぞれの出力軸は左右の減速機５、６を介して本体１の両側部に配した左右の駆動輪７、８を回転駆動する。３‘、４’はロータリーエンコーダ等からなる回転検出手段で、各々、左右駆動モータ３、４の軸回転数を検出し、減速機５、６の減速比を乗じることにより駆動輪７、８の回転数を検出している。左右各駆動モータ３、４を、所望の回転数になるよう、回転検出手段３‘、４’の出力を検出しながら制御するが、左右独立に回転駆動制御することにより、左駆動モータ３と右駆動モータ４の回転数を異ならせ、本体１を矢印２の方向に移動させることはもとより、本体１を右旋回あるいは左旋回させることができる。
【００２２】
駆動輪７、８と方向自在なフリーキャスター等からなる従輪２７（後述の図４参照）により、本体１の重量を支持し、また上記左右の駆動輪７、８、従輪２７（後述の図４参照）、左右の駆動モータ３、４、減速機５、６を合わせて走行手段を構成している。９は各種入力に応じて左右の駆動モータ３，４等を制御し、本体１の移動制御等を行なう移動制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他制御回路からなる。また、前記回転検出手段３‘、４’と移動制御手段９を合わせて操舵手段を構成している。
【００２３】
１０、１１は本体１の外周に沿って設けた障害物検出手段で、本体１の前方、側方および後方の壁および障害物までの距離を測定する。本実施例では１０を相対的に視野角が広い超音波センサと、１１を相対的に安価で小型軽量の光センサで構成している。２９は接触検出手段で、本体１下部の周囲に内側への可動自在に配置された可動体で、外側表面は緩衝材料で構成され、壁や障害物への接触を、可動内部に設けたマイクロスイッチあるいは圧力センサ等（後述の図６参照）で検出する。２１は本体１の方向および位置を計測する位置認識手段で、回転検出手段３‘、４’の検出に基づき移動軌跡を演算することから位置を認識できるが、本体の方向を計測するジャイロなどの方向計測センサを組み合わせるとより正確になる。３１は段差検出手段で、本体１の周囲４角に略下向きに配置した光式あるいは超音波式の非接触測距センサで構成している。
【００２４】
段差検出手段３１の４カ所の検出距離より、それぞれ次のような判断が行える。４カ所とも床面までの距離の時は、周囲に段差が無いとする。また、前方のみ、後方のみ、あるいは左右１側方のみの、１カ所あるいは２カ所が、床面までより長い距離の場合、低段差、すなわち本体１が接地している床面より低い段差が有るとし、床面までより短い距離の場合、高段差、すなわち本体１が接地している床面より高い段差が有るとする。
【００２５】
また、４カ所とも床面までより長い距離を検出した場合、何らかの原因により本体１全体が持ち上げられているとする。段差検出には床面接触機械式センサを上記非接触測距センサの代わりにあるいは併せて用いてもよい。２８は音検出手段で、一般的な集音マイク等で構成され、本体１周囲の音を拾い、信号は前記移動制御手段９に送られる。各大きさ、設置位置・方向、個数はこれに限定するものではない。
【００２６】
１２は本体１の前方下部に配され、床面を掃除する清掃ノズルで、清掃ノズル１２の下面にはごみを取り込む取込口が設けられている。この取込口に臨むように回転ブラシ等からなるアジテータ１３が清掃ノズル１２内に設けられている。本実施例ではさらに、ファンモータ等で構成する電動送風機１４を駆動することで真空圧を発生させ、清掃ノズル１２にその真空圧を作用させて取込口よりゴミを吸引する。前記アジテータ１３はノズルモータ１５により伝動ベルト１６を介して回転駆動される。
【００２７】
１７は上記清掃ノズル１２と電動送風機１４の連通路途中に設けたゴミ検出手段で、透過型あるいは反射型の光学式センサにより、通過するゴミの有無を検出してゴミ数をカウントすると同時に、受信信号波形によりゴミ種類の概略を判別する。１８は上記連通路の電動送風機１４前に設けた集塵室で、サイクロン式分級タンクあるいは紙パック等のフィルタで構成され、吸引したゴミはここに貯められる。１９は集塵室１８に設けられた集塵量検出手段で、集塵室１８内部のゴミ嵩あるいは吸引動作中の圧力により集塵量を検出する。
【００２８】
以上、清掃ノズル１２、アジテータ１３、電動送風機１４、ノズルモータ１５、伝動ベルト１６、ゴミ検出手段１７、集塵室１８、集塵量検出手段１９が清掃機能に必要な要素であるが、これらに限定するものではない。本実施例では便宜上、清掃ノズル１２、電動送風機１４、集塵室１８にて清掃手段とする。
【００２９】
２０は鉛、ニッケル水素あるいはニッケルカドミウム蓄電池などからなる２次電池で、移動制御手段９を介して、本体１内の駆動モータ３，４、電動送風機１４、ノズルモータ１５等、必要部分に電力を供給する。
【００３０】
また、本体１は本体停止釦（図示せず）を有し、この本体停止釦を使用者が押すことによっても本体１を停止できる構成となっている。
【００３１】
図２は本実施例の制御構成を示す制御ブロック図である。移動制御手段９は、２次電池２０の電源を基に、障害物検出手段１０、１１、位置認識手段２１、段差検出手段３１、接触検出手段２９、ゴミ検出手段１７、集塵量検出手段１９、回転検出手段３‘、４’、所定動作検出手段（詳細後述）からの入力に応じて、左駆動モータ３および右駆動モータ４と、電動送風機１４およびノズルモータ１５への出力を制御する。
【００３２】
また、移動制御手段９は、次述の各モード、各手段を有する。障害物検出手段１０、１１からの入力に基づいて、壁から一定距離（距離が無い場合も含む）で本体１を移動させる壁沿い移動手段２２、清掃領域の内側部分を塗りつぶすように移動させる内部移動手段２３、清掃機能を稼動しながら本体１を移動させる清掃モード２４、清掃機能を停止して本体１を移動させる移動モード２５を有する。
【００３３】
また、詳細な説明は後述するが、所定動作検出手段は、使用者が本体に与える動作の物理量を検出し、所定動作判別手段は、検出された物理量を所定量設定手段により設定された所定量と比較し、条件を満たしていれば所定動作であると判別する。停止手段２６は、使用者が本体１に与えた動作を所定動作判別手段が所定動作であると判別した時、いかなるモードであっても、本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００３４】
以上のように構成された自走式掃除機についての動作、作用として、作業領域での一連動作例を図３にて説明する。スタート点Ｓにある本体１にスタート入力がなされると、本体１は、清掃モード２４により清掃対象の床面Ａの清掃を開始（運転開始）する。
【００３５】
まず、破線矢印で示すように、壁沿い移動手段２２により、壁Ｗおよび障害物４０から所定距離（距離が無い場合を含む）でこれに沿って清掃領域Ａ外周の移動を開始する。この間、清掃手段により壁際の清掃を行う。壁沿いに一周して再びスタート点Ｓに戻ってくると、まず、位置認識手段２１により壁沿いを一周したことおよび清掃領域Ａ外周形状の概略を検知、認識する。そして、障害物検出手段１０、１１で壁面を確認しながら、位置認識手段２１の認識に基づいて、本体１の位置および方向を修正して一旦停止する。
【００３６】
次に、内部移動手段２３により、外周より内側部分の清掃移動を開始する。内部領域の清掃移動は、実線矢印で示すように、直進とターンを繰り返してほぼ清掃ノズル１２幅ずつ領域を塗りつぶすように移動を進め、中央の障害物４１を障害物検出手段１０、１１で検出して回避しながら領域の清掃を進める移動である。回避動作は、所定の内部領域移動経路（障害物４１無しとした場合の直進とターンの繰り返し経路）に戻るまで障害物４１に沿って移動するものとし、障害物４１との距離は、前記壁沿い移動と同様であるとする。位置認識手段２１および障害物検出手段１０、１１により、清掃領域Ａのスタート点Ｓとは反対側の壁面まで清掃が到達したと認識すると、移動制御手段９は清掃手段の稼動を停止する。
【００３７】
最後に本体１は、移動モード２５で壁沿い移動２２にて外周壁沿いにスタート点Ｓまで戻る。このあと自動的にスタート入力の待機状態となる。待機状態では、２次電池２０の残量を少しでも節約するため、２次電池２０の移動制御手段９への電力供給を遮断することもできる。
【００３８】
次に、所定動作に関して、本実施例における特徴である荷重検出について図４および図５にて説明する。図４は本実施例の荷重検出構成全体の右半分断面図、図５は同、荷重検出構成における弾性材部分の拡大図である。
【００３９】
まず図４において、４１はシャーシで、前記走行手段、操舵手段が固定されている。シャーシ４１の上面には、ばね等からなる弾性材４３、弾性材４３に隣接してマイクロスイッチ等からなる当接検知スイッチ３２およびストッパー４４が固定されている。弾性材４３は、その上端をサブシャーシ４２に固定することにより、サブシャーシ４２を、下方からシャーシ４１に対して上下動自在に弾性的に支持している。ストッパー４４は、サブシャーシ４２が下がりすぎて当接検知スイッチ３２を押し潰すことを防止するために設けられているため、その高さは、当接検知スイッチ３２の検知動作点より高く、無荷重時の弾性材４３の全高より低い。サブシャーシ４２には、懸架アーム４５を介して清掃ノズル１２が床面に対して上下動自在に支持されており、これと、走行・操舵手段を除く本体１の外郭等前記各構成部品（図１参照）が固定されている。
【００４０】
次に図５において、４６は荷重検出手段であり、弾性材４３の略中央外側表面に設けた歪みゲージ等で構成し、本体１に略上方から加わった荷重を、弾性材４３の表面歪み量から全高変化量を検出して弾性材４３の弾性率を用いることにより求めることができる。
【００４１】
再び図２の制御ブロック図において、本実施例では、所定動作検出手段には荷重検出手段４６が対応する。また、所定量設定手段は、ボリュームつまみ等で設定荷重を連続的に可変とできる所定荷重設定手段５１となる。また、所定動作判別手段は、荷重検出手段４６で検出された荷重が所定荷重設定手段５１で設定された所定荷重以上であれば、所定動作であると判別する荷重判別手段６１である。
【００４２】
上記の構成による動作を説明する。本体１が作業領域で一連動作中に、使用者が、本体１が不測動作により不安全状況が発生しそうであることに気付き、略上方から本体（外郭）１に荷重を付加したとする。外郭を固定しているサブシャーシ４２が弾性材４３を押し下げて荷重検出手段４６は荷重Ｘを検出する。検出された荷重Ｘは荷重判別手段６１に伝達され、所定荷重設定手段５１で設定されている所定荷重Ｙと比較される。Ｘ≧Ｙであれば荷重判別手段６１は所定以上の荷重が略上方から付加された所定動作であると判断し、停止手段２６が直ちに本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００４３】
以上のように本実施例においては、本体１に荷重が付加されたことを検出する荷重検出手段４６を備え、所定動作は略上方から予め設定した所定荷重Ｙ以上を付加することとし、使用者が前記所定動作を前記本体１に与えると停止手段２６が前記本体１を停止させることにより、使用者が本体１に略上方から所定荷重Ｙ以上を付加することとなり、停止手段２６が本体１を停止させることができる。
【００４４】
また、所定荷重設定手段５１を設けて所定荷重を設定自在とすることにより、使用者が本体１を停止させたい荷重に調整することとなり、所定荷重を使用者の動作強度に合わせた所望の荷重に設定することができる。
【００４５】
そして、想定外の不安全状況が発生しそうな場合、使用者が応急に所定動作を本体１に与えて、停止手段２６が本体１を停止させることとなり、本体停止釦以外に、本体１を停止させる手段が確保でき、上記本体停止釦が故障しているような場合にも、確実に本体１を上記所定動作によって停止させることができ、不安全状態等の発生を防止、回避することができる。
【００４６】
なお、荷重検出手段４６が故障した場合においても、当接検知スイッチ３２がサブシャーシ４２の接触を検出すれば停止手段２６が作用するようにしておけば、所定荷重の設定はできなくなるものの、停止手段２６を活用することができる。
【００４７】
また、サブシャーシ４２の支持構成を設計的に工夫することにより、弾性材４３の数は図４に限定するものでなく最低１箇所でもよい。同様に、弾性材４３を複数設けた場合でも荷重検出手段４６は最低１箇所でもよい。さらに同様に、略上方からの荷重のみでなく、側方や前方、後方からの略水平方向の荷重を検出できるようにしてもよい。
【００４８】
また、荷重検出構成そのものを図４に限定するものではなく、例えば、圧力センサを外郭の所定の場所に貼り付け、ここを叩けば本体１が停止する等としてもよい。
【００４９】
また、所定荷重Ｙは特に限定しないが、略上方から荷重を加える所定動作を、例えば、一般成人である使用者が強く両腕で本体１を押し下げるとした場合、約２００〜３００Ｎ程度と想定しておいてもよい。
【００５０】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について説明する。尚、図１の自走式掃除機の全体構成を示す内部透視斜視図、図３の作業領域での一連動作例については、実施例１と同じであり、その詳細な説明を省略する。そして所定動作に関して、本実施例における特徴である接触検出手段および障害物検出手段の構成と所定時間および所定回数について、図６〜８を用いて説明する。図６は本実施例の接触検出構成を示す平面図、図７は同、障害物検出手段の検出範囲を示す平面図、図８は同、所定時間および所定回数を表すイメージ図である。
【００５１】
まず、図６において、２９は接触検出手段で、外側表面を緩衝材料で構成し、サブシャーシ４２に固定されたガイド３４を介して、図示の位置から、サブシャーシ４２に当接する内側への位置へ、前後左右に摺動可動自在に具備されている。接触検出手段２９が内側へ押し込まれた位置にてＯＮを検出するように、マイクロスイッチあるいは圧力センサ等で構成した接触検出スイッチ３４が具備されている。どの場所にどの方向から接触があって検出できるよう、また、本体１の自走中に誤動作が生じないよう、調整されている。
【００５２】
次に図７において、１０、１１は障害物検出手段で、本体１の周囲に向かって描かれている扇形の斜線領域は、障害物検出領域の概略を示す。超音波センサ１０は視野角約３０゜距離約５０ｃｍ、光センサ１１は視野角約１０゜距離約３０ｃｍをイメージしている。検出領域は障害物の大きさや形、材質によって変わることもありえる。次に図８は、所定時間Ｔｓ以内に所定回数ｎ回以上の検出があった時の検出信号のイメージである。接触検出手段２９（接触検出スイッチ３４）による検出信号は、無接触状態でＯＦＦ、接触を検出してＯＮとなるため図８の通りであり、障害物検出手段１０、１１の測距信号は図８とは異なるが、障害物検出有無によりＯＮ／ＯＦＦとする信号に置き換えれば図８のように表現できる。
【００５３】
図２の制御ブロック図において、本実施例では、所定動作検出手段には接触検出手段２９あるいは障害物検出手段１０、１１が兼ねて対応する。所定量設定手段は、ボリュームつまみ等で所定時間および所定回数を自在に可変とできる所定時間設定手段５２および所定回数設定手段５３となる。所定動作判別手段とは、接触検出手段２９あるいは障害物検出手段１０、１１の検出信号（図８参照）が、所定時間設定手段５２で設定された所定時間以内に所定回数設定手段５３で設定された所定回数以上であるとの条件を満たせば、所定動作であると判別する検出サイクル判別手段６２である。
【００５４】
次に、上記構成による動作を説明する。本体１が作業領域で一連動作中に、使用者が、本体１の不測動作により不安全状況が発生しそうであることに気付き、接触検出手段２９を、ある時間Ｔｘある回数ｎｘで、内側に押し込む動作をしたとする。接触検出スイッチ３４がこれを検出し、検出信号は検出サイクル判別手段６２に伝達され、所定時間設定手段５２で設定されている所定時間Ｔｓおよび所定回数設定手段５３で設定されている所定回数ｎ回と比較される。Ｔ≧Ｔｘかつｎｘ≧ｎであれば検出サイクル判別手段６２は所定時間以内に所定回数以上の接触がある所定動作であると判別し、停止手段２６が直ちに本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００５５】
あるいは、本体１が作業領域で一連動作中に、使用者が、本体１の不測動作により不安全状況が発生しそうであることに気付き、障害物検出手段１０あるいは１１の検出領域内に、ある時間Ｔｙある回数ｎｙで、障害物（検出されるものであれば何でもよい）をかざす動作をしたとする。障害物検出手段１０あるいは１１がこれを検出し、検出信号は検出サイクル判別手段６２に伝達され、所定時間設定手段５２で設定されている所定時間Ｔｓおよび所定回数設定手段５３で設定されている所定回数ｎ回と比較される。Ｔ≧Ｔｙかつｎｙ≧ｎであれば検出サイクル判別手段６２は所定時間以内に所定回数以上障害物がかざされた所定動作であると判別し、停止手段２６が直ちに本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００５６】
以上のように本実施例においては、本体に障害物が接触したことを検出する接触検出手段２９を備え、所定動作は予め設定した所定時間Ｔｓ以内に予め設定した所定回数ｎ回以上で前記接触検出手段２９に接触することとし、使用者が前記所定動作を前記本体１に与えると停止手段２６が前記本体１を停止させることにより、使用者が所定時間以内に所定回数以上接触検出手段に接触することとなり、停止手段２６が本体１を停止させることができる。
【００５７】
あるいは、本実施例においては、本体１周囲の障害物を非接触で検出する障害物検出手段１０、１１を備え、所定動作は予め設定した所定時間Ｔｓ以内に予め設定した所定回数ｎ回以上で前記障害物検出手段１０、１１に障害物をかざすこととし、使用者が前記所定動作を前記本体１に与えると停止手段２６が前記本体１を停止させることにより、使用者が所定時間以内に所定回数以上障害物検出手段１０、１１に障害物をかざすこととなり、停止手段２６が本体１を停止させることができる。
【００５８】
また、所定時間設定手段５２、所定回数設定手段５３を設けて、所定時間、所定回数を設定自在とすることにより、使用者が本体１を停止させたい所定時間および所定回数に調整することとなり、所定時間、所定回数を使用者の動作に合わせた所望の時間・回数に設定することができる。
【００５９】
なお、所定時間設定手段５２および所定回数設定手段５３により設定された所定時間および所定回数について、接触検出手段２９に対するものと障害物検出手段１０、１１に対するものを、同じＴｓおよびｎ回として説明したが、それぞれ個別に異なっていてもよい。
【００６０】
また、接触検出手段２９および障害物検出手段１０、１１を、図６および図７の構成に限定するものではなく、例えば、接触検出手段２９に圧力センサを用いたり、障害物検出手段を４方超音波１０センサのみで配置するとしてもよい。
【００６１】
また、所定時間Ｔｓおよび所定回数ｎ回は特に限定しないが、本体１を停止させることを意図しないときに停止手段２６が作用してしまうことを避け、かつ、意図した時は短時間で確実に停止させるべきことを考慮すれば、例えば、Ｔ＝１ｓ、ｎ＝３回程度と想定してもよい。
【００６２】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について説明する。尚、図１の自走式掃除機の全体構成を示す内部透視斜視図、図３の作業領域での一連動作例については、実施例１と同じであり、その詳細な説明を省略する。そして所定動作に関して、本実施例における特徴である音量判別手段および所定音判別手段について図９および１０を用いて説明する。図９は本実施例における音量判別手段６３の判別過程を示すイメージ図、図１０は同、所定音判別手段６４での所定音の一例を示す図である。
【００６３】
まず、図９に示す波形は、音検出手段２８（図１参照）により収拾された音の電圧信号の一例である。横軸ｔは時間ｓである。音量判別手段６３は、図示のように、音の内容に関わらず、所定の敷居値Ｖｓより瞬間でも大きな音量を検出したとき、所定動作であると判別する。次に、図１０はある短単語の音信号をフーリエ変換し横軸ｆを周波数Ｈｚとしたグラフである。所定音判別手段６４は、音量に関わらず、所定の波形に近い波形の音を検出したとき、所定動作であると判別する。
【００６４】
図２の制御ブロック図において、本実施例では、所定動作検出手段には音検出手段２８が対応する。所定量設定手段は、ボリュームつまみ等で所定の敷居値Ｖｓを自在に可変とできる所定音量設定手段５４、または、録音手段等で所定音を自在に可変とできる所定音設定手段５５となる。所定動作認識手段は、音検出手段２８により収拾された音の信号が、所定音量設定手段５４で設定された所定音量以上であるとの条件を満たせば所定動作であると判別する音量判別手段６３、または、所定音設定手段５５で設定された音と一致すれば所定動作であると判別する所定音判別手段６４である。
【００６５】
上記の構成による動作を説明する。本体１が作業領域で一連動作中に、使用者が、本体１の不測動作により不安全状況が発生しそうであることに気付き、大きな音を発生したとする。音検出手段２８がこれを収拾し、音の信号は音量判別手段６３に伝達され、その音量が所定音量設定手段５４で設定されている所定音量と比較される。収拾した音量が所定音量以上であれば、音量判別手段６３は所定音量以上の音である所定動作であると判別し、停止手段２６が直ちに本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００６６】
あるいは、本体１が作業領域で一連動作中に、使用者が、本体１の不測動作により不安全状況が発生しそうであることに気付き、ある音を発生したとする。音検出手段２８がこれを収拾し、音の信号は所定音判別手段６４に伝達され、その音の内容が所定音設定手段５５で設定されている所定音と比較される。収拾した音が所定音と一致すれば、所定音判別手段６４は所定動作であると判別し、停止手段２６が直ちに本体１の移動を含めて全ての出力を停止する。
【００６７】
以上のように本実施例においては、本体１周囲で発生する音を検出する音検出手段２８を備え、所定動作は予め設定した所定音量以上の音を発生することとし、使用者が前記所定動作を前記本体１に与えると停止手段２６が前記本体１を停止させることにより、使用者が大きな音を発生することとなり、停止手段２６が本体１を停止させることができる。
【００６８】
また、所定音量設定手段５４を設けて、判別する所定音量を設定自在とすることにより、使用者が本体１を停止させたい音量に調整することとなり、判別する音量を使用者の発生する音に合わせた所望の音量に設定することができる。
【００６９】
あるいは、本体１周囲で発生する音を検出する音検出手段２８を備え、所定動作は予め設定した所定内容の音を発生することとし、使用者が前記所定動作を前記本体１に与えると停止手段２６が前記本体１を停止させることにより、使用者が所定内容の音を発生することとなり、停止手段２６が本体１を停止させることができる。
【００７０】
また、所定音設定手段５５を設けて、所定音を設定自在とすることにより、使用者が本体１を停止させたい音に調整することとなり、判別する音を使用者の発生する音に合わせた所望の音に設定することができる。
【００７１】
なお、音量判別手段６３および所定音判別手段６４のハードおよび処理アルゴリズム等の詳細については特に限定するものではなく、設計に合わせて公知技術を引用するものとするので、説明は割愛する。
【００７２】
また、音量および音の内容については、周囲環境に存在する音と明らかに区別できるように設定するのが望ましい。
【００７３】
また、上記実施例１〜３を通して、各実施例を併用させてもよい。
【００７４】
また、上記実施例１〜３を通して、作業は清掃に限定するものでなく、例えば、対人コミュニケーションも作業とみなすことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、本体の不測動作により不安全状況等が発生しそうな場合、使用者が所定動作を本体に与えて、停止手段が本体を停止させることができ、本体を停止により応急に不安全状態等から回避させることが本体停止釦以外でも可能になる移動作業ロボットが実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における移動作業ロボットの全体構成を示す内部透視斜視図
【図２】同、移動作業ロボットの制御ブロック図
【図３】同、移動作業ロボットの作業領域の一連動作例を示す図
【図４】同、移動作業ロボットの荷重検出構成全体の右半分断面図
【図５】同、移動作業ロボットの荷重検出構成における弾性材部分の拡大図
【図６】本発明の実施例２における移動作業ロボットの接触検出構成を示す平面図
【図７】同、移動作業ロボットの障害物検出手段の検出範囲を示す平面図
【図８】同、移動作業ロボットの所定時間および所定回数を表すイメージ図
【図９】本発明の実施例３における移動作業ロボットの音量判別手段の判別過程を示すイメージ図
【図１０】同、移動作業ロボットの所定音判別手段での所定音の一例を示す図
【符号の説明】
１ 本体
３、４ 駆動モータ（走行手段）
３‘、４’ 回転検出手段（操舵手段）
５、６ 減速機（走行手段）
７、８ 駆動輪（走行手段）
９ 移動制御手段（操舵手段）
１０ 障害物検出手段
１１ 障害物検出手段
１２ 清掃ノズル
１４ 電動送風機
１８ 集塵室
２６ 停止手段
２７ 従輪（走行手段）
２８ 音検出手段
２９ 接触検出手段
４６ 荷重検出手段
５１ 所定荷重設定手段
５２ 所定荷重時間手段
５３ 所定回数設定手段
５４ 所定音量設定手段
５５ 所定音設定手段
６１ 荷重判別手段
６２ 検出サイクル判別手段
６３ 音量判別手段
６４ 所定音判別手段

Claims (10)

1. 本体を移動させる走行手段と、前記本体の移動方向を変更する操舵手段と、清掃等の作業行う作業手段と、前記走行手段と前記操舵手段を制御して前記本体の移動を制御する移動制御手段と、本体停止釦と、使用者が前記本体停止釦を押すこと以外の所定動作を前記本体に与えることにより前記本体を停止させる停止手段とを備えた移動作業ロボット。
2. 本体に荷重が付加されたことを検出する荷重検出手段を備え、所定動作を、略上方から前記本体に所定荷重以上を付加することとした請求項１に記載の移動作業ロボット。
3. 所定荷重を設定変更自在とした請求項２に記載の移動作業ロボット。
4. 本体に障害物が接触したことを検出する接触検出手段を備え、所定動作を、所定時間以内に所定回数以上、前記接触検出手段に接触することとした請求項１に記載の移動作業ロボット。
5. 本体周囲の障害物を非接触で検出する障害物検出手段を備え、所定動作を、所定時間以内に所定回数以上、前記障害物検出手段に障害物をかざすこととた請求項１に記載の移動作業ロボット。
6. 所定時間または所定回数を、設定変更自在とした請求項４または５に記載の移動作業ロボット。
7. 本体周囲で発生する音を検出する音検出手段を備え、所定動作は、本体周囲で所定音量以上の音を発生させることとした請求項１に記載の移動作業ロボット。
8. 所定音量を設定変更自在とした請求項７に記載の移動作業ロボット。
9. 本体周囲で発生する音を検出する音検出手段を備え、所定動作は、本体周囲で所定内容の音を発生させることとした請求項１に記載の移動作業ロボット。
10. 音の所定内容を設定変更自在とした請求項９に記載の移動作業ロボット。

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