JP2015022754A - 自走式移動設備の引き返し充電誘導方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自走式移動設備の引き返し充電方法を提供すること。
【解決手段】自走式移動設備１が第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３を受信したとき、第２誘導信号または第３誘導信号を遠ざける、後進ステップと、第２誘導信号または第３誘導信号から遠ざけた自走式移動設備が第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットの方向に回転し、回転した後に第１誘導信号２１２の方向に向かって移動する、信号探知ステップと、自走式移動設備の第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットが第１誘導信号を受信し、自走式移動設備が方向回転して、第１誘引ユニットに第１誘導信号を受信させると共に、第１誘導信号に従って、充電スタンド２の方向に移動する、信号誘導ステップと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は自走式移動設備に関し、特に自走式設備が電気を使い果たす前に、自動に充電スタンドの信号を探知し、信号の誘導を受けながら充電スタンドに引き返す、自走式移動設備の引き返し充電誘導方法に関する。

科学の発展と進歩につれて、ロボット掃除機、警備ロボットなど自走式移動設備が次から次へと我々の日常生活に現れると共に、幅広く使用されている。前述自走式移動設備の電源はすべて電池に頼っているため、ある時間経過後には充電をしなければならない。そして、全自動稼働を図るため、現在市販されている自走式移動設備のほとんどは、充電スタンドに引き返して充電する機能を持っている。

本案の発明人が提案した台湾特許公開番号第２０１３０３５３８号（特許文献１）自走式移動設備の引き返し充電方法及びそのシステムによれば、充電スタンドより中間長距離信号、中間近距離信号、左遠距離信号、左近距離信号、右遠距離信号、右近距離信号など６種の信号を発信すると共に、自走式移動設備先端部両側に取り付けられた左信号受信ユニットと、右信号受信ユニットを用いて前述６種の信号を検出して、走行または回転動作を実行する。例えば、左信号受信ユニットが左近距離信号を受信したときは、自走式移動設備が受電スタンドの左側に位置することを示し、このときは、自走式移動設備と充電スタンドとの距離が近すぎるため、自走式移動設備を充電スタンドに誘導することが困難である。よって、この場合は、自走式移動設備が右へ約９０度を回転して既定距離を直進走行して左信号受信ユニットが中間長距離信号を受信してから、自走式移動設備を回転させ、右信号受信ユニットも中間長距離信号を受信できるようにする。このときは、自走式移動設備が充電スタンドの中間位置にいることを示しており、自走式移動設備が直進を実行して、充電スタンドに引き戻される。

台湾特許公開番号第２０１３０３５３８号

前記した台湾特許公開番号第２０１３０３５３８号（特許文献１）の先行知技術によれば、自走式移動設備が左近距離信号または右近距離信号を受信したとき、自走式移動設備が左または右に約９０度を回転して直進し、左信号受信ユニットまたは右信号受信ユニットが中間長距離信号を受信したときに、自走式移動設備が再び左または右に回転して、左信号受信ユニットと右信号受信ユニットとも中間長距離信号を受信した後に、直進して充電スタンドに戻る。しかし、左近距離信号と右近距離信号が充電スタンドと余り接近しているため、自走式移動設備の長さと幅は、自走式移動設備が９０度回転後に直進して形成された稼働空間では、自走式移動設備を充電スタンドに誘導することが困難であることと、自走式移動設備が９０度方向回転した後の直進がほとんど鋭角に中間長距離信号に進入される。このとき、自走式移動設備先端部両側に設けられた左信号受信ユニットと右信号受信ユニットは、中間長距離信号が自走式移動設備の両側によって遮られ、中間長距離信号をなかなか受信できなく、自走式移動設備が中間長距離信号範囲を離れてしまい、再び信号探知ステップが実行される。

そのため、本発明の目的は自走式移動設備が充電スタンドの誘導信号を容易に受信でき、かつ信号に従って、充電スタンドに戻る自走式移動設備の引き返し充電誘導方法を提供する。

本発明の目的に基づき、自走式移動設備の引き返し充電誘導方法は、第１誘導信号と、第２誘導信号と、第３誘導信号を発信する充電スタンドを提供するステップと、第１誘引ユニットと、第２誘引ユニットと、第３誘引ユニットとを設ける、自走式移動設備を提供するステップと、自走式移動設備が第２誘導信号または第３誘導信号を受信したとき、自走式移動設備を充電スタンドの逆方向に既定距離を移動した後に、再び既定角度を回転した後に、第１誘導信号の方向に向かって移動するステップと、第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットが第１誘導信号を受信したとき、自走式移動設備を回転して、第１誘引ユニットに充電スタンドの第１誘導信号を受信させ、第１誘導信号に従って、充電スタンドの方向に向かって移動するステップと、を備える。

本発明の目的に基づき、もう一つの自走式移動設備の引き返し充電方法が提供されている。自走式移動設備が第２誘導信号または第３誘導信号を受信したとき、第２誘導信号または第３誘導信号を遠ざける、後進ステップと、第２誘導信号または第３誘導信号を遠ざけた自走式移動設備を第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットの方向に回転し、回転した後は第１誘導信号の方向に向かって移動する、信号探知ステップと、自走式移動設備の第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットが第１誘導信号を受信して、自走式移動設備が回転して、第１誘引ユニットに第１誘導信号を受信させると共に、第１誘導信号に従って、充電スタンドの方向に移動する、信号誘導ステップと、を備える。

本発明の実施例による自走式移動設備の引き返し充電方法は、自走式移動設備が引き返し充電態勢に入った後は第１誘導信号を検出して、第１誘導信号に従って充電スタンドに引き返す。自走式移動設備が第１誘導信号よりも第２誘導信号または第３誘導信号を先に受信した場合は、自走式移動設備が充電スタンド両側の付近に位置することを示す。よって、自走式移動設備に第１誘導信号を検出させることと、自走式移動設備が充電スタンドに衝突することを避けるため（引き返し充電態勢において、すべてのセンサーは受信機能しかなく、障害物検出の発信機能を有しない）、自走式移動設備を第２誘導信号または第３誘導信号から遠ざけて、充電スタンドの反対方向に既定距離を移動してから既定角度に回転した上、第１誘導信号に向かって移動させ、自走式移動設備が誘導を受けて充電スタンドの作業空間に引き戻す確率の向上を図る。そのうち、第１誘導信号に向かって移動する経路は、まず直線移動してから曲線移動に切り替えて自走式移動設備が略垂直角度により第１誘導信号エリアに入ることを確保し、自走式移動設備両側の第２誘引ユニットまたは第３誘引ユニットが容易に第１誘導信号を受信でき、かつ方向回転させて、第１誘導信号を受信して、第１誘導信号に従って、充電スタンドに引き返せる。

本発明の実施例による自走式移動設備の内部センサーの配置を示す図である。 本発明の実施例による充電スタンドの信号発信ユニットの配置を示す図である。 本発明の実施例による充電スタンドの誘導信号発信を示す図である。 本発明の実施例による自走式移動設備が第３誘導信号を受信して、誘導されて移動を示す図である。 本発明の実施例による自走式移動設備が第２誘導信号を受信して、誘導されて移動を示す図である。

図１と図２を参照する。本発明の実施例は例えば、以下の設備によって実現できる。

本発明の自走式移動設備１は例えば、ロボット掃除機または警備ロボットなどに適用できるが、この限りでない。自走式移動設備１に第１誘引ユニット１１と、第２誘引ユニット１２と、第３誘引ユニット１３を設けられている。第１誘引ユニッ１１は第１センサー１１１と、第２センサー１１２と、第３センサー１１３と、第４センサー１１４と、第５センサー１１５と、第６センサー１１６と、第７センサー１１７より組み合わせてなる。第２誘引ユニット１２は第１誘引ユニッ１１の一側に設けていて、第８センサー１２１と、第９センサー１２２より組み合わせてなる。第３誘引ユニット１３は第１誘引ユニッ１１のもう一側に設けていて、かつ第２誘引ユニット１２に対向しており、第１０センサー１３１と第１１センサー１３２より組み合わせてなる。そのうち、第１センサー１１１と、第３センサー１１３と、第４センサー１１４と、第６センサー１１６と、第７センサー１１７と、第８センサー１２１と、第１０センサー１３１は信号の受発信機能を有し、自走式移動設備１が引き返し充電態勢のときに、周囲の障害物を検出するセンサーとして用いられる。一方、第２センサー１１２と、第５センサー１１５と、第９センサー１２２と、第１１センサー１３２は信号の受信機能しか持っておらず、自走式移動設備１の引き返し充電態勢が実行されまでは、障害物検出を補助するセンサーとして働き、そして、引き返し充電態勢に入った後は、充電スタンド２の信号検出センサーとして使用される。

充電スタンド２は第１信号発信ユニット２１と、第２信号発信ユニット２２と、第３信号発信ユニット２３と、を設けられ、充電スタンド２の前側に透光部材２４を設けられ、第１信号発信ユニット２１と、第２信号発信ユニット２２と、第３信号発信ユニット２３より発信する誘導信号は透光部材２４を経由して発信される。第１信号発信ユニット２１を充電スタンド２前側の中央場所に設けられ、複数の第１信号発信装置２１１を設けられている。第２信号発信ユニット２２と、第３信号発信ユニット２３を充電スタンド２前側の両端に設け、それぞれ第２信号発信装置２２１と第２導光部材２２２と、第３信号発信装置２３１と、第３導光部材２３２とを設ける。

図２と図３を参照する。図に示すように、第１信号発信ユニット２１は充電スタンド２の前方に向かって第１誘導信号２１２を発信し、第２信号発信ユニット２２は第２導光部材２２２を介して充電スタンド２の前方に向かって第２誘導信号２２３を発信し、第３信号発信ユニット２３２は第３導光部材２３２を介して充電スタンド２の前方に向かって第３誘導信号２３３を発信する。そのうち、第１誘導信号２１２は複数の第１信号発信装置２１１によって発信され、かつ第２誘導信号２２３と第３誘導信号２３３が第２導光部材２２２と、第３導光部材２３２の回折があるため、第１誘導信号２１２の発信距離は第２誘導信号２２３と第３誘導信号２３３より長く、かつ第２誘導信号２２３と第３誘導信号２３３の信号拡散角度は、第１誘導信号２１２より大きく、第１誘導信号２１２と、第２誘導信号２２３と、第３誘導信号２３３は互いに重複域を有しない。

本発明の実施例は、図１と図４に示すように、自走式移動設備１が引き返し充電態勢に入ったとき、自走式移動設備１が第１誘導信号２１２よりも第２誘導信号２２３を受信されたときは、自走式移動設備１と充電スタンド２との距離が近すぎることを示し、より大きい作業空間と、自走式移動設備１が充電スタンド２に衝突することを防ぐため（引き返し充電態勢において、すべての誘引ユニットは信号受信機能しかなく、信号を発信して障害物を探知する機能を有しない）、自走式移動設備１は第２誘導信号２２３から遠ざけて、充電スタンド２と逆方向に第１既定距離ｄ１を移動してから、第３誘引ユニット１３の方向に既定角度θを回転した上、第１誘導信号２１２の方向に向かって第２既定距離ｄ２に向かう直線経路Ｒ１に移動してから、曲線経路Ｒ２に移動し自走式移動設備１を略垂直の角度により、第１誘導信号２１２に進入する。第２誘引ユニット１２の第９センサー１２２が第１誘導信号２１２を受信したとき、自走式移動設備１が第２誘引ユニット１２の方向に回転して、第１誘引ユニット１１の第１センサー１１１が第１誘導信号２１２の最大値を受信したときは、その時点の自走式移動設備１が充電スタンド２の真正面に向かっていることを示す。よって、第１誘引ユニット１１の第１センサー１１１が第１誘導信号２１２に従って、充電スタンド２の方向に向かって移動される。

引き続き、図１と図５に示すように、自走式移動設備１が第３誘導信号２３３を受信した後は後進し第３誘導信号２３３を遠ざけて、充電ステーション２の逆方向に第１既定距離ｄ１を移動してから、第２誘引ユニット１２の方向に既定角度θを回転した後に、第１誘導信号２１２の方向に向かって、第２既定距離ｄ２の直線経路Ｒ１を前進した後、曲線経路Ｒ２で前進して、自走式移動設備１を略垂直角度によって、第１誘導信号２１２に進入する。第３誘引ユニット１３の第１１センサー１３２が第１誘導信号２１２を受信したとき、自走式移動設備１は第３誘引ユニット１３の方向に回転して、第１誘引ユニット１１の第１センサー１１１が第１誘導信号２１２の最大値を受信した後に、第１誘導信号２１２に従って、充電ステーション２の方向に向かって移動される。そのうち、既定距離ｄ１は５ｃｍ〜３０ｃｍが好ましく、既定距離ｄ２は１５ｃｍ〜４０ｃｍが好ましい。既定角度θは９０〜１１０度が特に好ましいである。

以上をまとめると、自走式移動設備１の引き返し充電誘導方法は、

自走式移動設備１が第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３を受信したときに、第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３から遠ざける、後進ステップと、

第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３から遠ざけた前記自走式移動設備１が第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３の方向に回転し、回転した後に第１誘導信号２１２に向かって移動する、信号探知ステップと、

自走式移動設備１の前記第２誘引ユニット１２または第３誘引ユニット１３が第１誘導信号２１２を受信すると、自走式移動設備１の方向を回転して、第１誘引ユニット１１に第１誘導信号２１２を受信させ、かつ第１誘導信号２１２に従って、充電スタンド２の方向に向かって前進する、信号誘導ステップと、を含む。

本発明の実施例による自走式移動設備１の引き返し充電方法は、自走式移動設備１が引き返し充電態勢に入った後は第１誘導信号２１２を検出して、第１誘導信号２１２に従って充電スタンド２に引き返す。自走式移動設備１が第１誘導信号２１２よりも第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３を先に受信した場合は、自走式移動設備１が充電スタンド２両側の付近に位置していて、かつ充電スタンド２に接近していることを示す。よって、自走式移動設備１に第１誘導信号２１２を検出させることと、自走式移動設備１が充電スタンド２に衝突することを避けるため、自走式移動設備１を第２誘導信号２２３または第３誘導信号２３３を遠ざけて、充電スタンド２の反対方向に既定距離ｄ１を移動してから既定角度に回転した上、第１誘導信号２１２に向かって移動させ、自走式移動設備１が誘導を受けて充電スタンド２の作業空間に引き戻す確率の向上を図る。そのうち、第１誘導信号２１２に向かって移動する経路は、まず直線経路に第２既定距離ｄ２を移動してから曲線経路Ｒ２に切り替えて、自走式移動設備１が略垂直角度により第１誘導信号２１２エリアに入ることを確保し、自走式移動設備１両側の第２誘引ユニット１２または第３誘引ユニット１３が容易に第１誘導信号２１２を受信でき、かつ方向回転させて、第１誘導信号１１を受信して、第１誘導信号２１２に従って、充電スタンド２に引き返せる。

以上に説明したものは本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲に制限を加わるものではない。よって、本発明の実施範囲および明細書の内容による等効果変化と修飾はなお本発明の特許登録の範疇に含まれるものとする。

１ 自走式移動装置
１１ 第１誘引ユニット
１１１ 第１センサー
１１２ 第２センサー
１１３ 第３センサー
１１４ 第４センサー
１１５ 第５センサー
１１６ 第６センサー
１１７ 第７センサー
１２ 第２誘引ユニット
１２１ 第８センサー
１２２ 第９センサー
１３ 第３誘引ユニット
１３１ 第１０センサー
１３２ 第１１センサー
２ 充電スタンド
２１ 第１信号発信ユニット
２１１ 第１信号発信装置
２１２ 第１誘導信号
２２ 第２信号発信ユニット
２２１ 第２信号発信装置
２２２ 第２導光部材
２２３ 第２誘導信号
２３ 第３信号発信ユニット
２３１ 第３信号発信装置
２３２ 第３導光部材
２３３ 第３誘導信号
２４ 透光部材
ｄ１ 第１既定距離
ｄ２ 第２既定距離
Ｒ１ 直線経路
Ｒ２ 曲線経路
θ 既定角度

Claims (9)

1. 自走式移動設備の引き返し充電誘導方法であって、
   第１誘導信号と、第２誘導信号と、第３誘導信号を発信する、充電スタンドを提供するステップと、
   第１誘引ユニットと、第２誘引ユニットと、第３誘引ユニットとを設ける、前記自走式移動設備を提供するステップと、
   前記自走式移動設備が前記第２誘導信号または前記第３誘導信号を受信したとき、受電スタンドの反対方向に規定距離を移動し既定角度に回転した上、前記第１誘導信号に向かって移動する信号探知ステップと、前記第２誘引ユニットまたは前記第３誘引ユニットが前記第１誘導信号を受信したとき、前記自走式移動設備は回転して、前記第１誘引ユニットに前記充電スタンドが発信する前記第１誘導信号を受信させ、かつ前記第１誘導信号に従って、前記充電スタンドに向かって移動するステップと、を含むことを特徴とする、自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
2. 自走式移動設備の引き返し充電誘導方法であって、
   第１誘導信号と、第２誘導信号と、第３誘導信号を発信する、充電スタンドを提供するステップと、
   第１誘引ユニットと、第２誘引ユニットと、第３誘引ユニットとを設ける、前記自走式移動設備を提供するステップと、
   前記自走式移動設備が引き返し充電態勢に入った後に、以下のステップをさらに実行される、
   前記自走式移動設備が前記第２誘導信号または前記第３誘導信号を受信したときに、前記第２誘導信号または前記第３誘導信号から遠ざける、後進ステップと、
   前記第２誘導信号または前記第３誘導信号から遠ざけた前記自走式移動設備が前記第２誘導信号または前記第３誘導信号の方向に回転し、回転した後に前記第１誘導信号の方向に向かって前進する、信号探知ステップと、
   前記自走式移動設備の前記第２誘引ユニットまたは前記第３誘引ユニットが前記第１誘導信号を受信すると、前記自走式移動設備の方向を回転して、前記第１誘引ユニットに前記第１誘導信号を受信させ、かつ前記第１誘導信号に従って、充電スタンド向かって前進する、信号誘導ステップと、を含む。
3. そのうち、前記自走式移動設備は、後進の方式によって、前記充電スタンドの逆方向に移動することを特徴とする、請求項１記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
4. そのうち、前記自走式移動設備が前記第１誘導信号の方向に向かって前進する経路は、直線経路を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
5. そのうち、前記自走式移動設備が前記第１誘導信号の方向に向かって前進する経路は、曲線経路を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
6. 前記第１誘導信号と、前記第２誘導信号と、前記第３誘導信号は、前記充電スタンドに向かって発信することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
7. 前記第１誘導信号と、前記第２誘導信号と、前記第３誘導信号には、重複域を有しないことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
8. 前記第２誘導信号と、前記第３誘導信号の信号拡散角度は前記第１誘導信号より大きいことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。
9. 前記第１誘導信号の発信距離は、前記第２誘導信号と、前記第３誘導信号より長いことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自走式移動設備の引き返し充電誘導方法。

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