JP3079686B2 - Mobile work robot - Google Patents

Mobile work robot

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JP3079686B2
JP3079686B2 JP03258954A JP25895491A JP3079686B2 JP 3079686 B2 JP3079686 B2 JP 3079686B2 JP 03258954 A JP03258954 A JP 03258954A JP 25895491 A JP25895491 A JP 25895491A JP 3079686 B2 JP3079686 B2 JP 3079686B2
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保道 小林
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秀隆 藪内
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松下電器産業株式会社
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自走しながら床面清掃や床面仕上げ等の作業を自動的に行ない、走行床面の状態に応じて最適制御を行なう走行機能を有した移動作業ロボットに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is self-propelled automatically performs operations such as floor cleaning or floor finish while, the mobile work having a traveling function of performing optimal control in accordance with the state of the running floor the present invention relates to a robot.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ類および走行制御装置等の機能を付加して作業の自動化を図った各種の移動作業ロボットが開発されている。 In recent years, various mobile work robot which attained automate tasks by adding functions such as traveling drive apparatus, sensors and a travel control device in the working device have been developed.

【0003】この種の移動作業ロボットの中でも例えば、床面清掃・床面仕上げ等の作業のように作業領域全体を隈なく移動させる必要のあるものは、直進移動と進行方向を反転する反転運動の組合せにより往復移動を繰り返すものが多い。 [0003] For example, even in this type of mobile work robot, what needs to move the entire working area thoroughly without like work such as floor cleaning, floor finish, alternating motion to reverse the linear movement to the traveling direction of many of repeated reciprocating movement by the combination. 例えば自走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸込みノズルやブラシなどを備え、移動機能として走行および操舵手段と、走行時の障害物を検知する障害物検知手段と、位置を認識する位置認識手段とを備え、この障害物検知手段によって清掃場所の周囲の壁などに沿って移動しつつ、位置認識手段によって清掃区域を認識し、その清掃区域内を、例えば直進移動と反転運動の組合せにより往復移動を繰り返して清掃区域全体を清掃するものである。 For example the self-propelled cleaner, and the like suction nozzle and brush body bottom as a cleaning function, a driving and steering means as a moving function, and obstacle detection means for detecting a running time of the obstacle, the position recognizes the position and a recognition unit, while moving along the a wall surrounding the cleaning location by the obstacle detecting unit, recognizes the cleaning area by the position recognizing means, the combination of the cleaning zone, for example, linear movement with alternating motion it is intended to clean the entire cleaning area repeatedly reciprocated by.

【0004】図9はこの種の移動作業ロボットの動作の一例を示すもので、移動作業ロボットの本体1は移動開始点Sから直進移動でスタートし、前方の壁(W1)に近づくと右にUターン動作を行ない、作業幅Lだけ作業方向Aに変位した位置から直進移動を行なう。 [0004] Figure 9 shows an example of the operation of this type of mobile work robot body 1 of the mobile work robot starts at the straight movement from the movement start point S, the right and approaches the front wall (W1) It performs a U-turn operation, performs rectilinear movement from a position displaced in the working direction a by working width L. 次に、同様に前方の壁(W2)に到達すると今度は左にUターン動作を行ない、再び作業幅Lだけ作業方向Aに変位した位置から直進移動を行なう。 Then, similarly in turn reaches the front wall (W2) performs a U-turn operation to the left, performs straight movement from the position displaced by the working direction A working width L again. そして、上記の動作を繰り返しながら側方の壁(W3)の近くまで移動し、Uターン動作ができなくなれば、この地点を終了点Fとして作業を終了するものである。 Then, while repeating the above operation to move to the vicinity of the side of the wall (W3), if can not be a U-turn operation, it is intended to end the work this point as the end point F.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の移動作業ロボットでは、作業区域の床面が毛足の長いカットパイルカーペット等のようにじゅうたん目の強いじゅうたんで、じゅうたん目が直進方向と直角方向となっている場合には、走行中に本体が徐々にじゅうたん目方向に流され、作業のやり残しが生じたり、作業効率が低下するという問題があった。 However, [0005], in such a conventional mobile work robot, with a strong carpet of carpet eyes like a long cut-pile carpet, etc. floor haired of the work area, carpet th straight direction and if that is the right angle direction is flowed to the body is gradually carpet grain direction during travel, or cause leaves to do the work, work efficiency is lowered. 例えば図10に示すように、じゅうたん目が作業方向Aと同じ方向にある場合には、作業幅が走行中に徐々に大きくなり作業のやり残しが生ずる。 For example, as shown in FIG. 10, when the carpet eyes is in the same direction as the working direction A, the working width spear leaves occurs gradually increased and work while traveling. 逆に図11に示すようにじゅうたん目が作業方向Aと反対方向にある場合には、作業幅が走行中に徐々に小さくなるため、作業が進まず作業効率が低下してしまう。 If the carpet eyes, as shown in FIG. 11 is in the opposite direction to the working direction A, on the other hand, because the working width is gradually reduced during travel, work and the work efficiency not proceed lowered.

【0006】また別の課題として、走行床面に階段や敷居等の大きな凹部段差を含む場合には、走行不能や転落の危険性が生じるため、凹部段差を事前に検出してこのような危険性を回避をする手段が必要とされていた。 [0006] As another problem, when the traveling floor comprises a large recess step, such as stairs and sill, since the risk of the wheelchair-stranded or fall occurs, this risk by detecting the concave step in advance It means to avoid the sex has been required. Follow
来より、本体の底部に上下動する検知子を設けて、段差 Than years, it provided a detection element which moves up and down to the bottom of the body, step
に差しかかると検知子が段差に落ちてこれを検知する段 Stage approaches and the detection operator to detect it fell into step in
差センサが開発されている。 The difference between the sensor has been developed. しかしながら、この方式の However, in this method
ものは、本体の走行中に検知子が床面に常時接触してお Thing is, you have detected the child during the running of the body is constantly in contact with the floor surface
り、これが走行動作の妨げになるとともに、段差検知時 Ri, with which hinder the running operation, when the step detection
に検知子が段差に落ち込むので、自動的に本体を段差か Since the detection child falls to step in, either automatically step the body
ら復帰させることができずまた、検知子を破損しやすい Also can not be et al return, it is easy to damage the detection child
という課題があった。 There is a problem in that.

【0007】さらに、上記二つの課題に対し、従来はそれぞれ別個のセンサを備えることが通常であったが、床面に接触するセンサを多数設けるとそれらの接触部が本体の走行性に悪影響を及ぼすとともに本体構造が複雑化し、大型化することは避けられなかった。 Furthermore, the above two problems with respect to, conventionally, it was usually each provided with a separate sensor, the contact portions thereof when provided many sensors in contact with the floor surface affect the running properties of the body body structure along with the on is complicated, increasing the size of was inevitable.

【0008】そこで本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、作業区域の床面が目の強いじゅうたんであっても、作業のやり残しが生じたり、作業効率が低下することなく作業を行なえる移動作業ロボットを提供することを第一の目的としている。 [0008] The present invention, above problems solves the even stronger carpet floor working zone of the eye, working without unfinished work occurs or decreases the working efficiency It is a first object to provide a capable mobile work robot.

【0009】本発明の第の目的は、本体の走行性に対する悪影響を最小にしてじゅうたん目の検出と凹部段差の検出とを同時に行なえるとともに、本体構成のシンプル化・小型化を図った移動作業ロボットを提供することにある。 [0009] A second object of the present invention, movement detection and with a simultaneously performed for detecting the recess stepped carpet eyes with minimal adverse effect on the running of the body, tried to simple and miniaturization of the main body configuration It is to provide a working robot.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成するための本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動装置および操舵装置と、上記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御装置と、清掃等の作業を行なう作業装置を備え、床面に当接する当接部を有する検出レバーと、検出レバーを水平方向に回転自在に支持する回転支持部と、検出レバーの回転角度を検知する角度検知手段と、検出レバーを上下方向に回動自在に支持する軸着部と、検出レバーを下方向に付勢するスプリングとを有するじゅうたん目センサを具備した移動作業ロボットとするものである。 First means of the present invention for achieving the above first object, according to an aspect of the body and control and drive unit and the steering unit moving the body and the drive unit and the steering device a running control apparatus which performs travel control, provided with a working device for performing work such as cleaning, the detection lever having an abutment portion abutting against the floor, and a rotary supporting portion for rotatably supporting the detection lever in the horizontal direction , equipped with an angle detection means for detecting the rotation angle of the detection lever, a shaft attachment portion for rotatably supported the detection lever in the vertical direction, the carpet eyes sensor and a spring for urging the detection lever in a downward direction it is an mobile work robot.

【0011】さらに第の目的を達成するための本発明の第の手段は、本体を移動させる駆動装置および操舵装置と、上記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御装置と、清掃等の作業を行なう作業装置を備え、床面に当接する当接部を有する検出レバーと、検出レバーを水平方向に回転自在に支持する回転支持部と、検出レバーの回転角度を検知する角度検知手段と、検出レバーを上下方向に回動自在に支持する軸着部と、検出レバーを下方向に付勢するスプリングと、検出レバーの上下動を検知する上下動検知手段とを有するじゅうたん目兼段差センサを具備した移動作業ロボットとするものである。 Furthermore a second aspect of the present invention for achieving the second object is traveling to perform a drive unit and the steering unit moving the body, by controlling the said drive device and steering device running control of the main body a control device, comprising a working device for performing work such as cleaning, the detection lever having an abutment portion abutting against the floor, and a rotary supporting portion for rotatably supporting the detection lever in the horizontal direction, the rotation angle of the detection lever an angle detection means for detecting the a shaft attachment portion for rotatably supported the detection lever in the vertical direction, a spring for urging the detection lever in the downward direction, and vertical movement detecting means for detecting a vertical movement of the detection lever it is an mobile work robot equipped with a carpet eyes and step sensor having.

【0012】 [0012]

【作用】本発明の第一の手段による移動作業ロボットは、以下のように作用する。 [Action] mobile work robot according to the first aspect of the present invention operates as follows. 検出レバーは軸着部によって上下方向に回動自在に支持され、スプリングによって下方向に常に付勢されている。 Detection lever is rotatably supported in the vertical direction by a shaft attachment portion, it is always biased downward by a spring. このため当接部は常に床面に当接し、検出レバーはこの当接部が床面の状態に応じて受けた水平方向の分力によって回転変位を起こす。 Therefore abutment always in contact with the floor surface, the detection lever causes rotational displacement by the horizontal component force received in response to the contact portion of the floor surface conditions.
走行制御装置は、この検出レバーの回転変位量を角度に換算する角度検知手段の情報から走行方向を演算・補正する。 Travel control device, which calculates and corrects the traveling direction from the information of the angle detecting means for converting the rotational displacement amount of the detection lever angle. こうして、作業のやり残しが生じたり、作業効率が低下することなく作業が行なえるものである。 In this way, or cause leaves to do the work, work is what can be carried out without lowering the working efficiency.

【0013】さらに本発明の第の手段によれば、本発明の第一の手段のじゅうたん目センサに、検出レバーの上下動を検知する上下動検知手段を付加した一つの検出レバーによって、床面のじゅうたん目だけでなく床面の凹部段差をも検出できる。 According further to the second aspect of the present invention, the carpet eye sensor of the first aspect of the present invention, by one of the detection lever that by adding a vertical movement detecting means for detecting the vertical movement of the detection lever, floor It can also be detected the recess step of the floor not carpet eyes only surface. このため、簡単な構成で本体の走行性に対する悪影響を最小にして、じゅうたん目の検出と凹部段差の検出とを同時に行なうことができ、かつ本体の小型化が可能になる。 Therefore, the adverse effect on the running of the body to a minimum with a simple structure, it is possible to perform the detection of detection and the recess step of the carpet eyes simultaneously and it is possible to miniaturize the main body.

【0014】 [0014]

【実施例】(実施例1) 以下、本発明の第一の手段の実施例を自走式掃除機を例にとって添付図面に基づいて説明する。 EXAMPLES (Example 1) will be described below with reference to the accompanying drawings an embodiment of the first aspect of the present invention as an example the self-propelled cleaner.

【0015】図1・図2は本実施例の全体構成を示す。 [0015] FIGS. 1 and 2 show the overall configuration of this embodiment.
図において、11は自走式掃除機の本体、12L・12 In the figure, the main body of the self-propelled cleaner 11, 12L · 12
Rはそれぞれ本体11の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モータ13L・13Rで左右独立に駆動される。 A driving wheel provided on the left and right rear of each R body 11, is driven to the right and left independent drive motors 13L · 13R. 1
3'L・13'Rはそれぞれ駆動モータ13L・13R Each 3'L · 13'R the drive motor 13L · 13R
に接続されたロータリエンコーダ等からなる回転検出器で、駆動モータ13L・13Rの軸回転数を検出する。 In the rotation detector composed of connected rotary encoder or the like, for detecting the axial rotational speed of the drive motor 13L · 13R.
14L・14Rは、本体11の左右前方に回転自在に取り付けられた従輪である。 14L · 14R are followers which is rotatably attached to the right and left front of the body 11. 以上、駆動輪12L・12 Or more, the drive wheel 12L · 12
R、駆動モータ13L・13R、従輪14L・14Rで本体11を移動させる駆動兼操舵装置を構成している。 R, the drive motor 13L · 13R, constitute the driving and steering device for moving the main body 11 in followers 14L · 14R.
15は、本体11の底部前方に取り付けられたじゅうたん目センサで、具体構成は後で詳述する。 15 is a carpet eyes sensor attached to the front bottom of the body 11, specifically configured will be described in detail later. 16は、本体11の周囲に取り付けた弾性体からなるバンパーである。 16 is a bumper made of an elastic body attached to the periphery of the body 11. 17は電動送風機、18は集塵室、19・20はその内部に設けたフィルターである。 17 electric blower, 18 dust collection chamber, 19, 20 is a filter provided therein. 21は本体11の底部後方に設けた床ノズルで、接続パイプ22を介して集塵室18と接続している。 21 is a floor nozzle provided in the bottom rear of the main body 11, is connected to the dust collecting chamber 18 via the connecting pipe 22. 以上、電動送風機17・集塵室18・フィルター19・20・床ノズル21・接続パイプ22は、清掃作業を行う作業装置を構成している。 Above, the electric blower 17, the dust collection chamber 18, filter 19, 20, the floor nozzle 21, the connecting pipe 22 constitute a working device for performing cleaning operation.
23は操作部24に設けられた操作ボタンである。 23 is an operation button provided on the operation unit 24. 25 25
は本体11の方向を計測する方向計測装置で、本実施例ではレートジャイロおよびこの出力を積分する積分器などからなる。 In the direction measuring device for measuring the direction of the main body 11, made of such as an integrator that integrates the rate gyros and the output in this embodiment. 26は本体11の周囲に設けられた超音波センサ等からなる測距センサで、本体11の前方・左右側方および後方にある物体までの距離を測定して障害物を検出する障害物検知装置を構成している。 26 is a distance measuring sensor consisting of an ultrasonic sensor or the like provided around the main body 11, an obstacle detection device for detecting an obstacle by measuring the distance to an object in front, left and right sides and the rear of the main body 11 constitute a. 27は、上記じゅうたん目センサ15、方向計測装置25および障害物検知装置からのデータに基づいて駆動モータ13L 27, the carpet eyes sensor 15, driven on the basis of data from the direction measuring device 25 and the obstacle detection device motor 13L
・13Rを制御し、本体の走行制御を行なう走行制御装置である。 · 13R controls a driving control unit that performs travel control of the body. 28は全体に電力を供給する蓄電池等からなる電源である。 28 is a power supply consisting of storage batteries for supplying electric power to the whole.

【0016】図3は本実施例のじゅうたん目センサ15 [0016] Figure 3 is carpet eyes sensor 15 of this embodiment
の詳細図であり、図4は図3をY方向から見た要部の矢視図である。 A detailed view of FIG. 4 is an arrow view of a main part viewed 3 from the Y direction. 図において、30はローラー軸31により検出レバー32に回転自在に取り付けられた検知ローラーであり、床面Bに当接する当接部を構成している。 In the figure, 30 is a detection roller which is rotatably attached to detection lever 32 by a roller shaft 31 constitutes a contact portion in contact with the floor surface B. 3
3は検出レバー32を上下方向に回動自在に支持する軸着部34を有する検知軸で、回転支持部35のベアリング36によりに回転自在に支持されている。 3 is a detection axis with a shaft attachment portion 34 that rotatably supports the detection lever 32 in the vertical direction, and is rotatably supported by more bearings 36 of the rotating support 35. 37は検知軸33と接続した角度検知手段で、ロータリエンコーダまたはポテンショメータ等からなり、検出レバー32の水平方向の回転角度を検知する。 37 at an angle detecting means connected with the detection shaft 33, made of such as a rotary encoder or a potentiometer, detects the rotation angle of the horizontal direction of the detection lever 32. 38は軸着部34における検出レバー32の回動動作を下方向に付勢するスプリングで、検知ローラー30を所定の荷重で床面Bに当接させる。 38 is a spring for urging the rotation of the detection lever 32 in the pivotally mounted portion 34 in the downward direction, to abut against the floor surface B detection roller 30 at a predetermined load.

【0017】図5は本実施例の制御ブロック図で、方向計測装置25・測距センサ26・回転検出器13'L・ [0017] Figure 5 is a control block diagram of the present embodiment, the direction measuring device 25, distance measuring sensor 26, the rotation detector 13'L -
13'Rおよび角度検知手段37は、その出力を走行制御装置27に入力している。 13'R and the angle sensing means 37, is input to its output to the travel control unit 27. 走行制御装置27は、これらのデータを判断して駆動モータ13Lおよび13Rに制御信号を出力する。 Traveling control unit 27 outputs a control signal to the drive motor 13L and 13R to determine these data. 本実施例では、この駆動モータ1 In this embodiment, the drive motor 1
3Lおよび13Rの回転速度を制御することにより、左右の駆動輪12L・12Rの回転速度を独立に制御し、 By controlling the rotational speed of 3L and 13R, to control the rotational speed of the left and right drive wheels 12L · 12R independently,
本体11の駆動および操舵を行なっている。 And performing driving and steering of the main body 11. つまりいわゆるPWS方式の駆動を行なっている。 That is, by performing driving of the so-called PWS scheme.

【0018】さて、ここでじゅうたん上を直進走行する場合のじゅうたん目の影響について図6を用いて説明する。 [0018] Now, will be described with reference to FIG. 6, the influence of the carpet first in the case of straight-ahead running on the carpet here. 図6(a)は、走行床面がじゅうたんのない平坦なベアフロアの場合の本体11の移動軌跡を示している。 6 (a) is the running floor indicates a movement locus of the main body 11 when the flat Beafuroa without carpet.
このときはじゅうたんがないので当然じゅうたん目の影響はなく、本体11は走行制御装置27の直進手段により直進制御を行ないその移動軌跡は走行開始時の本体1 In this case not of course affect the carpet eyes because there is no carpet, the body 11 is running control device 27 main body 1 of the movement locus is running at the start performs straight controlled by rectilinear means
1の方向と一致した直線aになる。 It becomes matched line a and first direction. しかしながら、例えば図6(b)に示すように、床面をじゅうたん目が左から右の方向にあるじゅうたんに変えて同条件で直進走行させると、本体11は走行制御装置27の直進手段により目標ラインL1に乗るように直進制御を行なうが、実際の移動軌跡は、本体11は常に走行開始時の方向を向いているのもかかわらず目標ラインL1の方向から右へ角度θだけ傾いた直線bになる。 However the target, for example, as shown in FIG. 6 (b), when a floor carpet eyes is changed to carpet from left to right is running straight under the same conditions, the body 11 by the straight section of the travel control device 27 performs the straight control to ride the line L1, the actual movement locus, the body 11 is always the even direction of target line L1 regardless of facing in the direction of travel at the start to the right by an angle θ inclined straight line b become. こうした、じゅうたん These, carpet
目の影響による横ずれは、車輪がじゅうたん毛の先端部 The lateral displacement by the eye of the impact, the wheels of the carpet hair tip
に乗り、これを踏みつけながら転がる際に、じゅうたん When the ride, roll while trampling it to, carpet
製造工程上生じる一定方向の毛並みによって、じゅうた The unidirectional coat caused the production process, was ten
ん毛が一定方向に倒れていくことにより生じるものであ Der those produced by the N hair is going to fall in a certain direction
る。 That. したがって直進手段により方向計測装置25を用い Using the direction measuring device 25 by thus rectilinear section
て本体が目標方向を向くように直進制御を行なっても、 Be subjected to straight control so that the body faces the target direction Te,
移動軌跡は一定方向に傾くことになる。 Movement locus will be tilted in a certain direction. すなわち本発明者らは本体11がじゅうたん上を直進走行する場合には、本体11の直進距離に比例して本体11がじゅうたん目の方向に横すべりすることを見いだし、この横すべりの度合を表わす角度偏差θはじゅうたんによってほぼ固有であり、数度程度であることを確認している。 That is, when the present inventors that the main body 11 goes straight travels on carpet, found that body 11 in proportion to the straight distance of the main body 11 is skid in the direction of the carpet eyes, angular deviation representing the degree of sideslip θ is substantially unique with carpet, have proved to be several degrees. そこで、例えば図6(c)に示すように、角度偏差θをあらかじめ測定したじゅうたん上で、直進手段の目標ラインを走行開始時の方向から左に角度θ傾いた直線L2として(b)と同条件で直進走行させると、そのときの移動軌跡は走行開始時の本体11の方向と一致した直線cになる。 Therefore, for example, as shown in FIG. 6 (c), on carpets were previously measured angular deviation theta, as a straight line L2 which is inclined an angle theta to the left of the target line from the direction of travel at the start of the rectilinear section and (b) the when is running straight under the condition, the movement trajectory is a straight line c that matches with the direction of travel at the start of the main body 11 at that time. 同様に図6(d)に示すように、走行開始方向を図6(c)と反対方向に直進走行させる場合は、直進手段の目標ラインを走行開始時の方向から右に角度θ傾いた直線L3として直進走行させれば、移動軌跡は走行開始時の本体11の方向と一致した直線dになる。 As also shown in FIG. 6 (d), if for straight running in the opposite direction to the traveling start direction 6 and (c) has right angle θ inclined to target line of the straight section in the direction of travel at the start linear if caused to straight running as L3, the movement trajectory is a straight line d which matches the direction of the running at the start of the main body 11. このように、じゅうたん上を直進走行する場合は、じゅうたん目の方向とその目の強さに応じて直進手段の目標ラインの方向を変えることにより本体11の移動軌跡が補正できることが分かっている。 Thus, if the straight traveling on carpet, the movement locus of the main body 11 is found to be corrected by changing the direction of the target line of the rectilinear means in accordance with the strength of the eyes and the direction of the carpet eyes.

【0019】また、じゅうたん目センサ15の検出レバー32が、軸着部34により上下方向に回動自在に支持され、スプリング38により下方向に付勢されることにより検知ローラー30は常に床面に当接し、検出レバー32は回転支持部35により本体11に対して水平方向に回転自在に支持されているので、本体11の走行時には検出レバー32は常に走行方向を向くことになる。 [0019] The detection lever 32 of the carpet th sensor 15, is rotatably supported in the vertical direction by a shaft attachment portion 34, the detection roller 30 by being urged downwardly by the spring 38 is always on the floor contact, the detection lever 32 is supported rotatably in a horizontal direction relative to the body 11 by rotating support 35, detected during running of the body 11 the lever 32 will be always directed to the direction of travel. すなわち、図6(a)の例では、検出レバー32は直線a That is, in the example of FIG. 6 (a), the detection lever 32 is the line a
の方向を向き、同(b)の例では、検出レバー32は直線bの方向を向くことになる。 Orientation of direction, in the example shown in (b), the detection lever 32 will be oriented in the direction of the straight line b.

【0020】以上のように構成された自走式掃除機について、図7を用いてその動作を説明する。 [0020] The constructed self-propelled cleaner as described above, the operation will be described with reference to FIG.

【0021】図において本体11で清掃する床面は、じゅうたん目方向が左から右にあり角度偏差はθのじゅうたんであるとする。 Floor cleaning in the main body 11 in the [0021] diagram, the angular deviation there carpet grain direction is from left to right and a carpet of theta. 本体11を開始点Sに置いてスタートすると、直進走行を開始する。 If you start at the main body 11 to the starting point S, to start the straight-ahead running. すると、図6(b)で示した場合と同様に、本体11は走行開始時の方向に直進制御を行ない、常に本体11は走行開始時の方向を向くように制御されるが、実際の移動軌跡はじゅうたん目の影響で右へ角度θだけずれた方向に流される。 Then, as in the case shown in FIG. 6 (b), the main body 11 performs a straight control in the direction at the start of the travel, always body 11 is controlled so as to face the direction at the start of traveling, the actual movement locus is flowed in the direction shifted due to the influence of carpet eyes to the right by an angle θ. このとき、上記説明のとおりじゅうたん目センサ15の検出レバー32は走行方向を向き、この検出レバー32の方向は検知軸33を介して角度検知手段37により本体11 At this time, the detection lever 32 of as carpet eyes sensor 15 of the description directed to the travel direction, the main body 11 by the angle detecting means 37 direction of the detection lever 32 through the sensing axis 33
に対する回転角度として検知することになる。 It will be detected as a rotation angle with respect to. したがって走行制御装置27において、角度検知手段37の出力角度と基準値(角度値)との比較により演算した角度偏差は、右方向に角度θとなる。 In thus travel control device 27, the angle deviation calculated by comparison of the output angle and the reference value of the angle detecting means 37 (the angle value), an angle θ in the right direction. この演算結果をもとに走行制御装置27は、直進制御の目標ラインを左に角度θ The calculation result travel control device based on the 27 angle target line of the rectilinear control left θ
だけ傾いた補正目標ラインを設定して直進制御を行なう。 Set inclined by correction target line performs straight control. この結果、本体11は図のように走行開始時の方向にまっすぐに直進走行する。 As a result, the body 11 is straight straight traveling in the direction of travel at the start as shown in FIG.

【0022】前方の壁W1に近づき測距センサ26がこれを検知すると、作業方向Aの方向に障害物があるかどうかを見る。 [0022] distance measuring sensor 26 approaches the front wall W1 detects this, see if there is an obstacle in the direction of the working direction A. この場合は障害物がないので、作業方向A Since this is no obstacle in the case, the working direction A
の方向すなわち本体11の右方向へ所定の作業幅だけ変位した位置に180度反転する。 It reversed 180 degrees in a direction that is, the position which is displaced by a predetermined working width to the right of the main body 11 of. 反転し終わると、上と同様に、走行制御装置27は角度検知手段37の出力角度と基準値(角度値)との比較により、角度偏差θを演算する。 When inverted finished, as above, the travel control device 27 by comparing the output angle and the reference value of the angle detecting means 37 (angle value), calculates the angular deviation theta. この演算結果をもとに、補正目標ライン(今度は本体11の右へ角度θだけ傾いた直線)を設定して直進制御を行なう。 Based on this calculation result, the correction target line (now inclined at a straight line angle θ to the right of the main body 11) performs straight control by setting. このとき、本体11は走行開始時の方向と丁度180度の方向に直進走行することとなる。 At this time, the body 11 so that the straight traveling in the direction of just 180 degrees to the direction at the start of travel. 前方の壁W2に近づくと本体11の左方向に反転する。 It approaches the front wall W2 is reversed in the left direction of the body 11. 以上の動作を繰り返し、点Fに来て壁W1を本体11の前方で検知すると、このときは作業方向Aすなわち本体1 Repeating the above operations, the wall W1 come to point F detected by the front of the main body 11, the work at this time the direction A or body 1
1の右方向には壁W3があるので清掃終了と判断し作業を終了する。 Since the 1 in the right direction there is a wall W3 to end the work is determined that the cleaning is finished.

【0023】このように本実施例によれば、じゅうたん目センサ15の検出レバー32が軸着部34により上下方向に回動自在に支持されスプリング38により下方向に付勢されることにより検知ローラー30は常に床面に当接し、検出レバー32は回転支持部35により本体1 According to the present embodiment, the detection by the detection lever 32 of the carpet th sensor 15 is biased downward by a spring 38 is supported vertically pivotally by a shaft attachment portion 34 roller 30 is always in contact with the floor surface, the main body 1 detection lever 32 by rotating support 35
1に対して水平方向に回転自在に支持されているので、 Because it is supported rotatably in a horizontal direction with respect to 1,
本体11の走行時には検出レバー32は常に走行方向を向くから、検出レバー32の方向を角度検知手段37により本体11に対する回転角度として検知できる。 Since the time of travel of the body 11 faces the detection lever 32 is always running direction, can be detected direction of the detection lever 32 by the angle detection means 37 as a rotation angle with respect to the body 11. したがって、走行制御装置27はこの出力に応じて直進制御の目標ラインを補正して直進制御するから、本体11の往復の直進軌跡は平行になり、清掃のやり残しが生じたり、清掃効率が低下することがなくなるものである。 Therefore, since the travel control device 27 for straight controlled by correcting the target line of the rectilinear controlled according to the output rectilinear trajectory of reciprocation of the body 11 is parallel, or occur unfinished cleaning, reduction cleaning efficiency it is intended that there is no to.

【0024】(実施例2) 次に、本発明の第二の手段の実施例の自走式掃除機について説明する。 [0024] (Embodiment 2) Next, a description will be given self-propelled cleaner embodiment of the second aspect of the present invention. 本実施例の自走式掃除機の全体構成は、 Overall structure of the self-propelled cleaner of this embodiment,
図1・図2に示した実施例1のじゅうたん目センサ15 FIG carpet eyes sensor 15 of the first embodiment shown in 1 and FIG 2
以外は同様であるので、以下の説明を省略する。 Since, except that the same will be omitted from the following description. 本実施例の自走式掃除機は、実施例1のじゅうたん目センサ1 Self-propelled cleaner of the present embodiment, examples 1 carpet th sensor 1
5の代わりに図8(a)に示すようなじゅうたん目兼段差センサを備えている。 Instead of 5 and a carpet eyes and step sensor as shown in FIG. 8 (a). 図において、30はローラー軸31により検出レバー32に回転自在に取り付けられた検知ローラーであり、床面Bに当接する当接部を構成している。 In the figure, 30 is a detection roller which is rotatably attached to detection lever 32 by a roller shaft 31 constitutes a contact portion in contact with the floor surface B. 33は検出レバー32を上下方向に回動自在に支持する軸着部34を有する検知軸で、回転支持部35 33 is a detection axis with a shaft attachment portion 34 that rotatably supports the detection lever 32 in the vertical direction, the rotation support part 35
のベアリング36により回転自在に支持されている。 And it is rotatably supported by bearings 36. 3
7は検知軸33と接続した角度検知手段で、ロータリエンコーダまたはポテンショメータ等からなり、検出レバー32の水平方向の回転角度を検知する。 7 at an angle detecting means connected with the detection shaft 33, made of such as a rotary encoder or a potentiometer, detects the rotation angle of the horizontal direction of the detection lever 32. 38は軸着部34における検出レバー32の回動動作を下方向に付勢するスプリングで、検知ローラー30を所定に荷重で床面Bに当接させる。 38 is a spring for urging the rotation of the detection lever 32 in the pivotally mounted portion 34 in the downward direction, to abut against the floor surface B at a load sensing roller 30 at a predetermined. 以上の構成は実施例1のじゅうたん目センサ15と同様である。 Above configurations are the same as carpet eyes sensor 15 of Example 1. 40は検知軸33に上下方向に摺動自在に設けられた摺動フランジで、検知軸33 40 is a sliding flange provided slidably in the vertical direction to the detection axis 33, the sense axis 33
の上方に取り付けられたストッパー41とフランジバネ42とで下方向に付勢されており、検出レバー32の上端32'に常時当接している。 A stopper 41 and the flange spring 42 mounted above the is biased downward by, and always in contact with the upper end 32 'of the detection lever 32. 43はマイクロスイッチで、このアクチュエータ44が摺動フランジ40の外周部上面に当接する位置に取り付けられている。 43 is a micro switch, the actuator 44 is attached to a position where it comes into contact with the outer peripheral portion upper surface of the sliding flange 40. 以上、摺動フランジ40、ストッパー41、フランジバネ42、 Above, the sliding flange 40, a stopper 41, a flange springs 42,
マイクロスイッチ43、アクチュエータ44は検出レバー32の上下動を検知する上下動検知手段を構成している。 Microswitch 43, the actuator 44 constitute a vertical movement detecting means for detecting a vertical movement of the detection lever 32.

【0025】以上のように構成した自走式掃除機において、走行中の床面に例えば階段や敷居等の凹部段差がある場合を考える。 [0025] In the configuration the self-propelled cleaner as described above, a case where the floor surface in traveling for example, a recess step, such as stairs and thresholds. 走行中に本体11の前方にこのような凹部段差が存在し、検知ローラー30が図8(b)に示すようにこの段差に差し掛かったとする。 Such recess step is present such in front of the main body 11 during traveling, the detection roller 30 is assumed to approaching to the step as shown in Figure 8 (b). 検出レバー3 Detection lever 3
2はスプリング38によって下方向に付勢されているので、その先端に取り付けられた検知ローラー30が段差に沿って下方に移動すると、検出レバー32は軸着部3 Because 2 is urged downward by the spring 38, the detection roller 30 attached to its distal end is moved downward along the step, the detection lever 32 is pivotally mounted portion 3
4を支点に図の矢印eの方向に回動する。 4 to fulcrum pivots in the direction of arrow e in FIG. このとき検出レバー32の上端32'は摺動フランジ40を矢印fの方向にフランジバネ42に抗して押し上げることとなり、アクチュエータ44が押されマイクロスイッチ43 The upper end 32 of the detection lever 32 at this time 'becomes to push against the flange spring 42 sliding flange 40 in the direction of arrow f, the micro switch 43 actuator 44 is pushed
がONする。 There turned ON. マイクロスイッチ43がONすると、これと接続した走行制御装置27はただちに駆動モータ13 Microswitch 43 is turned ON, the driving control unit connected thereto 27 immediately the drive motor 13
L・13Rの回転を停止し本体11の走行を停止させる。 Stop the rotation of the L · 13R stops traveling of the body 11. このため本実施例によれば、凹部段差によって従輪14が脱輪したり本体11が転落することはない。 Therefore, according to the present embodiment, followers 14 and Datsuwa or body 11 does not fall by the recess step. 走行制御装置27はこうして本体11を停止させた後、駆動モータ13L・13Rを後退方向にゆっくり回転させ、 After running control device 27 thus stops the main body 11, slowly rotate the driving motor 13L · 13R in the backward direction,
本体11を後退走行させる。 To reverse travel the body 11. 本体11が後退移動すると、検出レバー32は検知ローラー30が段差部に当ることにより水平方向に回転して、検知ローラー30が再び床面Bに上がり、再び図8(a)の状態に戻る。 When the main body 11 moves backward, the detection lever 32 is detected roller 30 is rotated in a horizontal direction by striking the stepped portion, up to the detection roller 30 again floor B, returns to the state of FIG. 8 (a). こうしてマイクロスイッチ43は、再びOFFすることとなる。 In this way the micro-switch 43, and thus to OFF again. 本実施例の自走式掃除機では、このようにマイクロスイッチ43がOFFするまで本体11を後退させた後Uターン動作を行い、前方に壁がある場合と同じ処理をして引続き清掃を続行するようになっている。 The self-propelled cleaner of the present embodiment performs a U-turn operation after Thus microswitch 43 retracts the main body 11 until the OFF, proceed subsequently cleaned by the same process as when there is a wall in front It has become way.

【0026】また、このじゅうたん目兼段差センサは、 [0026] In addition, the carpet eyes and stepped sensor,
じゅうたん上を走行するときには実施例1と全く同様にじゅうたん目を検知できるから、じゅうたん上の走行で清掃のやり残しが生じたり、清掃効率が低下することがない。 Since when traveling on carpet can detect exactly as carpet eyes as in Example 1, or occur unfinished cleaning in running on carpet, it does not decrease cleaning efficiency.

【0027】なお上記実施例では、検出レバー32の上下動を検知する上下動検知手段にマイクロスイッチ43 It should be noted in the above embodiment, vertical movement detecting means microswitch 43 for detecting the vertical movement of the detection lever 32
を用いているが、例えば発光体と受光体とを組み合わせたフォトインタラプタや、磁石とリードスイッチとを組み合わせたもの等を用いてもよく、要は検出レバー32 But, for example, a photo-interrupter or a combination of light emitter and a light receiving body may be used such as a combination of a magnet and reed switch, short detection lever 32
の上下動を検知する構造であれば同様の効果が得られることは言うまでもない。 It goes without saying that the same effect as long as the structure for detecting the vertical movement is obtained.

【0028】 [0028]

【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段は、検出レバーが軸着部により上下方向に回動自在に支持されスプリングにより下方向に付勢されることにより当接部は常に床面に当接し、当接部が床面の状態に応じて受けた水平方向の力を検出レバーを介して回転角度として検知するので、この結果を走行制御装置で演算して走行方向を補正することにより、作業のやり残しが生じたり、 First means above the present invention exhibits, abutment by being biased downward by the detection lever is rotatably supported in the vertical direction by a shaft attaching portion springs always contact with the floor surface, the contacting portion is detected as the rotation angle through the detection lever in the horizontal direction of the force received in accordance with the state of the floor surface, correcting the direction of travel by calculating the result in travel control device by, or cause leaves to do the work,
作業効率が低下することなく作業が行なえる移動作業ロボットが実現できるものである。 Operation in which the mobile work robot can be realized made without working efficiency is lowered.

【0029】さらに、本発明の第の手段によれば、本発明の第一の手段のじゅうたん目センサに、検出レバーの上下動を検知する上下動検知手段を付加するだけで一つの検出レバーで床面のじゅうたん目だけでなく床面の凹部段差をも検出できるので、本体の走行性に対する悪影響を最小にしてじゅうたん目の検出と凹部段差の検出とを同時に行なうことができるものであり、かつ本体構成のシンプル化および小型化が可能な移動作業ロボットが実現するものである。 Furthermore, according to the second aspect of the present invention, the carpet eye sensor of the first aspect of the present invention, one simply adds the vertical movement detection means for detecting a vertical movement of the detection lever detection lever in it is possible to detect the concave stepped floor not only carpets th floor, which can be performed and the detection of detection and concave stepped carpet eyes with minimal adverse effect on the running of the body at the same time, and in which simple and miniaturized capable mobile work robot body structure is realized.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第一の手段の実施例の移動作業ロボットの縦断面図 Longitudinal sectional view of the mobile work robot embodiment of the first means of the present invention; FIG

【図2】同実施例の移動作業ロボットの一部破断にして示した背面図 Figure 2 is a rear view showing the partially cutaway of the mobile work robot of the embodiment

【図3】同実施例のじゅうたん目センサの詳細断面図 [Figure 3] detailed sectional view of a carpet first sensor of the embodiment

【図4】図3のY方向の矢視図 [4] arrow view in the Y direction in FIG. 3

【図5】本発明の第一の手段の実施例の移動作業ロボットの走行制御装置の制御ブロック図 Control block diagram of the travel control device of the mobile work robot embodiment of the first means of the present invention; FIG

【図6】同実施例の移動作業ロボットがじゅうたん上を直進走行する場合のじゅうたん目の影響について説明した説明図 Diagram 6 mobile work robot of the embodiment has been described effect of carpet eyes in the case of straight traveling on carpet

【図7】同実施例の移動作業ロボットの動作説明図 [7] Operation diagram of the mobile work robot of the embodiment

【図8】本発明の第二の手段の実施例の移動作業ロボットのじゅうたん目兼段差センサの一部断面にして示した側面図 Figure 8 is a side view of a portion illustrated with a cross section of the carpet eyes and step sensors of the mobile work robot embodiment of the second aspect of the present invention

【図9】従来の移動作業ロボットの動作説明図 [9] operation explanatory diagram of a conventional mobile work robot

【図10】従来の移動作業ロボットのじゅうたん上での動作を説明する動作説明図 [10] Operation diagram explaining operations on carpet of a conventional mobile work robot

【図11】従来の移動作業ロボットの図10とはじゅうたん目の異なるじゅうたん上での動作を説明する動作説明図 [11] Operation diagram explaining operations on different carpet of carpet th and 10 of a conventional mobile work robot

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11 本体 12 駆動輪 13 駆動モータ 15 じゅうたん目センサ 17 電動送風機 18 集塵室 21 床ノズル 27 走行制御装置 30 検知ローラー 32 検出レバー 33 検知軸 34 軸着部 35 回転支持部 37 角度検知手段 38 スプリング 11 body 12 drive wheel 13 drive motor 15 carpet eyes sensor 17 electric blower 18 dust collecting chamber 21 bed nozzles 27 running control device 30 detects the roller 32 the detection lever 33 sensing axis 34 shaft attachment portion 35 rotating support 37 angle sensing means 38 spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 弘文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 高木 祥史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−221907(JP,A) 特開 平2−249522(JP,A) 実開 昭63−122811(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G05D 1/02 A47L 9/00 102 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Hirofumi Inui Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (72) inventor Takagi Sachishi Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit industry Co., Ltd. the inner (56) reference Patent Sho 61-221907 (JP, a) JP flat 2-249522 (JP, a) JitsuHiraku Akira 63-122811 (JP, U) (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G05D 1/02 A47L 9/00 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】本体を移動させる駆動装置および操舵装置と、上記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御装置と、清掃等の作業を行なう作業装置を備え、床面に当接する当接部を有する検出レバーと、検出レバーを水平方向に回転自在に支持する回転支持部と、検出レバーの回転角度を検知する角度検知手段と、検出レバーを上下方向に回動自在に支持する軸着部と、検出レバーを下方向に付勢するスプリングとを有するじゅうたん目センサを具備した移動作業ロボット。 Comprising a drive unit and the steering apparatus 1. A moving body, and a running control apparatus for performing driving control of the main body by controlling the said drive device and the steering device, the working device for performing work such as cleaning, floor a detecting lever having a contact portion in contact with the a rotation support portion that rotatably supports the detection lever in the horizontal direction, and an angle detecting means for detecting the rotation angle of the detection lever, pivotally detection lever in the vertical direction mobile work robot equipped with a carpet eyes sensor having a shaft attaching portion, and a spring for urging the detection lever in a downward direction to support the.
  2. 【請求項2】本体を移動させる駆動装置および操舵装置と、上記駆動装置と操舵装置とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御装置と、清掃等の作業を行なう作業装置を備え、床面に当接する当接部を有する検出レバーと、検出レバーを水平方向に回転自在に支持する回転支持部と、検出レバーの回転角度を検知する角度検知手段と、検出レバーを上下方向に回動自在に支持する軸着部と、検出レバーを下方向に付勢するスプリングと、検出レバーの上下動を検知する上下動検知手段とを有するじゅうたん目兼段差センサを具備した移動作業ロボット。 Comprising a drive unit and the steering apparatus wherein moving the main body, a travel control device for performing running control of the main body by controlling the said drive device and the steering device, the working device for performing work such as cleaning, floor a detecting lever having a contact portion in contact with the a rotation support portion that rotatably supports the detection lever in the horizontal direction, and an angle detecting means for detecting the rotation angle of the detection lever, pivotally detection lever in the vertical direction mobile work robot equipped with the shaft attachment portion, a spring for urging the detection lever in the downward direction, the carpet eyes and step sensor having a vertical movement detecting means for detecting a vertical movement of the detection lever that supports the.
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