JP3036863B2 - 走行ロボット - Google Patents

走行ロボット

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JP3036863B2
JP3036863B2 JP3027450A JP2745091A JP3036863B2 JP 3036863 B2 JP3036863 B2 JP 3036863B2 JP 3027450 A JP3027450 A JP 3027450A JP 2745091 A JP2745091 A JP 2745091A JP 3036863 B2 JP3036863 B2 JP 3036863B2
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嘉也 山上
和博 平塚
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、走行ロボットに関す
るものであり、さらに詳しくは、床面または地面を移動
することの可能な掃除ロボット、作業ロボット、サービ
スロボットなどの走行ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、掃除ロボット、作業ロボット、サ
ービスロボットなど、床面または地面を走行することの
可能な走行ロボットが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既存の
走行ロボットには、床面または地面の状態を検出しなが
ら走行するものはなかった。このため、たとえば床に敷
かれた毛足の長いカーペットの上で走行ロボットを用い
ると、走行用車輪がスリップを起こしやすく、走行精度
が低下するおそれがあった。また、既存の走行ロボット
には、床面または地面の状態に応じて速度を変更できる
ものもなかった。このため、作業の効率が悪く、所期の
目的を十分に達成することができなかったり、作業に余
分な時間がかかるなどの問題があった。
【0004】この発明は、上記の実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、床面または地
面の弾性度を検出しながら走行し、それらの弾性度に応
じて走行速度を変更することのできる走行ロボットを提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、床面や地面を移動して掃除を行う走行ロボットであ
って、移動すべき床面や地面の弾性度を検出する弾性検
出装置と、その弾性検出装置により検出された弾性度に
応じて走行ロボットの走行速度を変更して走行させるこ
とのできる走行制御手段とを備え、制御手段は、弾性検
出装置により検出された弾性度が所定の値より大きいと
き、走行ロボットの走行速度を下げるべく制御すること
を特徴とする。
【0006】すなわち、この発明の走行ロボットは、移
動すべき床面や地面の弾性度を弾性検出装置により検出
し、その結果得られた弾性度に応じて走行速度を変更し
て走行することを要旨とする。ここで、弾性検出装置
は、走行すべき床面や地面の弾性度を検出して評価す
る。そして、床面や地面の弾性度が所定の値より大きい
とき、走行制御手段が走行速度を低く設定する。
【0007】
【実施例】以下、図面に示す1つの実施例に基づいてこ
の発明を詳細に説明する。なおこの発明はこれによって
限定されるものではない。
【0008】図1はこの発明の実施例に係る走行ロボッ
トとしての掃除ロボットを示す斜視図、図2はその掃除
ロボットの底面図である。これらの図において、Rは走
行ロボットとしての掃除ロボットであり、これは夜間、
無人で会議室を掃除する。1は略直方体をしたロボット
本体である。3はロボット本体1の下部に取り付けられ
た左右一対の動輪である。10はロボット本体1の走行
方向前部に取り付けられた複数個の前方測距用超音波セ
ンサであり、これらにより前方の障害物や壁面までの距
離を検出する。11はロボット本体1の左右両側部に取
り付けられた各一対の横方向測距用超音波センサであ
り、これらにより横方向の障害物や壁面までの距離を検
出する。
【0009】14はロボット本体1の下に設けられた方
形枠状のバンパースイッチである。このバンパースイッ
チ14は、掃除ロボットRが走行中に障害物を検出でき
ずに衝突した場合、衝突を検知して掃除ロボットRを停
止させるものである。20はロボット本体1とバンパー
スイッチ14との間に設けられたACコード巻き取り機
構、21はACコードである。30はメモリーカードで
あり、これには掃除を行う部屋の大きさに該当する寸法
情報や柱などの障害物情報が記憶されている。40はス
タートスイッチ、41はストップスイッチ、50は手押
しハンドルである。
【0010】動輪3を駆動する駆動用モータ2は左右に
1個ずつあり、それぞれ独立して回転される。2つのエ
ンコーダ4はそれぞれ対応する動輪3の回転数を検出す
るためのものである。5は回転可能なキャスタであり、
2つの動輪3とともにロボット本体1を支持している。
12は掃除ロボットRの後部に取り付けられた複数個の
後方測距用超音波センサであり、これらにより後方の障
害物や壁面までの距離を検出する。60は掃除機部、6
1は吸い込み口、62はホースである。63はゴミセン
サであり、ホース62を通過するゴミを赤外線により検
出する。70は掃除ロボットRの走行制御を行う走行制
御手段としての制御部であり、ここにはマイコンなどの
制御回路が格納されている。
【0011】次に、この掃除ロボットRの制御について
説明する。まず、メモリーカード30により掃除すべき
会議室の寸法情報や障害物情報を入力すると、目標軌道
が自動的に作成される。また、障害物情報を入力してい
ない場合にも、掃除ロボットRは自律的に障害物を検出
しながら走行できる。そして、掃除ロボットRは、左右
の動輪3に取り付けられたエンコーダ4からの距離情報
と、左右に取り付けられた横方向測距用超音波センサ1
1からの距離情報とにより、現在のX−Y座標を検出し
ながら目標に向かって走行する。
【0012】この走行と同時に、掃除ロボットRは前方
測距用超音波センサ10により予期しない前方の障害物
の有無を検出する。この際、複数個の超音波センサ10
が同時に作動して前方への複数同時測距が行われる。そ
して、制御部70は、得られた複数の測距値のうち最小
の値を示すものを前方障害物までの最短距離として信用
し、採用する。
【0013】掃除ロボットRの走行中は基本的に、前方
測距用超音波センサ10の全てと横方向測距用超音波セ
ンサ11(左右それぞれ1個ずつ)とが作動する。前方
測距用超音波センサ10は走行方向前方の障害物検知の
ために機能する。一方、横方向測距用超音波センサ11
は、直進走行のための走行制御と、掃除ロボットRによ
る走行経路作成と、掃除完了エリアの確認のための掃除
ロボットR内部の環境地図の作成とに使用される。この
環境地図には掃除ロボットR自身の通過したエリアも書
き込んでいく。そして、この環境地図とセンサ情報か
ら、走行経路を自律的にプラニングしていく。
【0014】次に、図3〜図5に基づいて、掃除ロボッ
トRの走行中に会議室の床面における弾性の程度を検出
する弾性検出装置について説明を行う。図3は掃除ロボ
ットRの下部を示す部分側面図、図4は掃除ロボットR
の下部に取り付けられた弾性検出装置の側面図、図5は
その正面図である。これらの図において、22はロボッ
ト本体1の底面に取り付けられた弾性検出装置である。
【0015】弾性検出装置22は、水平軸で回転される
ウォームギア26と、このウォームギア26にかみ合う
2つの垂直なボールネジ25・25と、これらのボール
ネジ25・25の下端に渡し止められた水平な検出プレ
ート29とを備えている。検出プレート29は、各端部
に1つずつ設けられた接触センサ23・23と、中央に
1つ設けられた圧力センサ24とを備えている。
【0016】ウォームギア26はモータ27により駆動
される。28はモータ27に接続されたポテンショメー
タであって、2つのボールネジ25・25により上下移
動する検出プレート29の上下移動量を検出する。モー
タ27の軸はロボット本体1に固定されている。また、
ボールネジ25・25も前後左右にはがたつかない構造
となっている。
【0017】床面における弾性度の検出手順を説明す
る。掃除ロボットRの走行開始前に、モータ27を回転
させて検出プレート29を下降させ、接触センサ23・
23を床面に接触させる。接触センサ23・23が床面
に接触すると、モータ27を停止させて検出プレート2
9の下降を止める。ついで、検出プレート29をこの位
置から、圧力センサ24が所定値Fを示すまでさらに下
降させる。圧力センサ24が所定値Fを示すとモータ2
7を停止させる。
【0018】そして、接触センサ23・23が床面に接
触した後、圧力センサ24が所定値Fを示すまでの検出
プレート29の降下量により、床面の弾性度を評価す
る。すなわち、この降下量が大きいほど床面は柔らかく
(弾性度が大きく)、たとえば毛足の長いカーペットが
敷いてあるなどの判断ができる。
【0019】床面の弾性度が所定の値より大きいと判断
したときは、床面に毛足の長いカーペットが敷いてある
ことが予想されるので、そのような場合には掃除ロボッ
トRの動輪3やキャスタ5にスリップ(空転)が起こり
やすくなるだけでなく、毛足に絡まったゴミを吸引しに
くくなるため、制御部70の制御により走行速度を下げ
る。さらに、制御部70において、他の掃除の方法や内
容(たとえば、全体の清掃時間や吸い込みパワーなど)
を適切なものに設定する。
【0020】以上のように、床面の弾性の程度に応じて
掃除の方法や内容を最適なものに設定した後に、掃除ロ
ボットRは無人で走行を開始する。そして、上記の環境
地図とセンサ情報から自律的にプラニングされた走行経
路の所定箇所で掃除ロボットRが再び停止する。そし
て、その箇所における床面の弾性度を上記と同様にして
評価し、再び走行を始める。
【0021】この掃除ロボットRによれば、上記のよう
な弾性検出装置22が備わっているので、掃除すべき床
面の弾性度を評価することができる。したがって、床面
の弾性度に対応して、走行速度、吸い込みパワーなどの
掃除の内容や方法を最適なものにすることができ、走行
精度や作業効率を向上させることが可能になる。
【0022】
【発明の効果】この発明の走行ロボットによれば、上記
のような弾性検出装置が備わっているので、走行すべき
床面や地面の弾性度を評価することができる。そして、
床面や地面の弾性度が所定の値より大きいとき、走行速
度が低下するように制御することにより、床面や地面に
接する動輪やキャスタのスリップをなくして走行精度を
向上させることができるだけでなく、同一個所に対して
吸引が行われる時間を長くして清掃能力を向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の1実施例を示す掃除ロボットの斜
視図。
【図2】 図1の掃除ロボットの底面図。
【図3】 図1の掃除ロボットの下部を示す部分側面
図。
【図4】 図1の掃除ロボットの下部における弾性検出
装置の側面図。
【図5】 図4の弾性検出装置の正面図。
【符号の説明】
1 ロボット本体 2 駆動用モータ 3 動輪 22 弾性検出装置 23 接触センサ 24 圧力センサ 25 ボールネジ 26 ウォームギア 27 モータ 28 ポテンショメータ 29 検出プレート 30 メモリーカード 60 掃除機部 70 制御部(走行制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/28 A47L 9/00 102 G05D 1/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床面や地面を移動して掃除を行う走行ロ
    ボットであって、移動すべき床面や地面の弾性度を検出
    する弾性検出装置と、該弾性検出装置により検出された
    弾性度に応じて前記走行ロボットの走行速度を変更して
    走行させることのできる走行制御手段とを備え、前記制
    御手段は、前記弾性検出装置により検出された弾性度が
    所定の値より大きいとき、前記走行ロボットの走行速度
    を下げるべく制御することを特徴とする走行ロボット。
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US9144360B2 (en) 2005-12-02 2015-09-29 Irobot Corporation Autonomous coverage robot navigation system
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