JP3208577U - 移動プラットフォームおよびそのセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】表面状態に対する判断の正確さが向上され、誤判断の状態が生じるのを防ぐことができる移動プラットフォームおよびそのセンサモジュールを提供する。【解決手段】表面を掃除する移動プラットフォームであって、プラットフォーム本体と、表面に当接する第１のローラーと、感知光線を射出して表面に反射させ一連のフィードバック光とする光源ユニット３０と、第１の受光開口を介して一連のフィードバック光の大部分を第１のセンサに入射させる第１のセンサユニット４０と、第２の受光開口を介して小部分の一連のフィードバック光の一部を第２のセンサに入射させる第２のセンサユニット５０と、第１のセンサユニットと第２のセンサユニットが接続される処理ユニットとを含む。【選択図】図３

Description

本考案は、移動プラットフォームに関し、特に、移動プラットフォームのセンサモジュールに関するものである。

従来より、表面を掃除する移動プラットフォームには、掃除の対象となる表面を検出するセンサモジュールを備えたものが用いられている。

従来の移動プラットフォームのセンサモジュールは、表面の材質が変化したとき、または表面の距離と変化したとき、表面状態を誤判断しやすい。例えば、カーペットなどの目の粗い繊維の低反射材質は、近距離であれば測定することができるが、遠距離の白色または高反射光材料は、測定することができない。従って、従来の移動プラットフォームは、誤作動を起こしやすく、落ちて破損することもある。

上述の問題を解決するため、本考案は、表面状態に対する判断の正確さを向上し、誤判断の状態が生じるのを防ぐことができる移動プラットフォームを提供することを目的とする。

本考案は、表面を掃除する一種の移動プラットフォームに関するものであり、プラットフォーム本体、第１のローラー、光源ユニット、第１のセンサユニット、第２のセンサユニット、および処理ユニットを含む。第１のローラーは、プラットフォーム本体に設置され、表面に当接する。光源ユニットは、プラットフォーム本体に設置され、感知光線を射出する。感知光線は光源ユニットから射出された後、表面に反射して一連のフィードバック光となる。第１のセンサユニットは、プラットフォーム本体に設置され、一連のフィードバック光の大部分は、第１のセンサユニットに入射する。第２のセンサユニットは、プラットフォーム本体に設置され、一連のフィードバック光の一部は、第２のセンサユニットに入射する。処理ユニットは、第１のセンサユニットと第２のセンサユニットとが接続される。

本考案の移動プラットフォームにおいて、光源ユニット、第１のセンサユニット、および第２のセンサユニットは、三角形に配置されることが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、光源ユニット、第１のセンサユニット、および第２のセンサユニットは、二等辺三角形に配置され、第１のセンサユニットと光源ユニットの間の距離が、第２のセンサユニットと光源ユニットの間の距離と等しいことが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１のセンサユニットは、第１の受光軸を含み、第２のセンサユニットは、第２の受光軸を含む。光源ユニットは、垂直方向に沿ってセンサ光線を射出する。第１の受光軸と垂直方向の間に第１の夾角が存在し、第２の受光軸と垂直方向の間に第２の夾角が存在し、第１の夾角は、第２の夾角より小さいことが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、当該第１の夾角と第２の夾角の差は、１０度より小さいことがより好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、光源ユニットは、表面上に照射領域を定義し、第1のセンサユニットは、表面上に第1の受光領域を定義し、第２のセンサユニットは、表面上に第２の受光領域を定義する。照射領域と第１の受光領域の間に第１の交差領域が存在し、照射領域と第２の受光領域の間に第２の交差領域が存在し、照射領域、第１の受光領域と第２の受光領域の間に第３の交差領域が存在することが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、処理ユニットは、主に、第１の交差領域と第２の交差領域の変化を検出することによって表面の高さと材質を判断することが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１のセンサユニットは、第１の受光開口を含み、第２のセンサユニットは、第２の受光開口を含み、第１の受光開口の面積は、第２の受光開口の面積より大きいことが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１の受光開口の面積と第２の受光開口の面積の比は、第２の夾角と第１の夾角の間の比と等しいことが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第 １の受光開口の面積と第２の受光開口の面積の比は、約１．４：１であることが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１のセンサユニットは、第１の壁を含み、第２のセンサユニットは、第２の壁を含む。第１の壁は、第１の受光領域の第１の交差領域と第３の交差領域以外の領域に第１の遮蔽域を形成し、第２の壁は、第２の交差領域と第３の交差領域に第２の遮蔽域を形成することが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１のセンサユニットは、第１のセンサを含み、一連のフィードバック光線が第１の受光開口に入射した後、第１のセンサに直接入射することが好ましい。

本考案の移動プラットフォームにおいて、第１のセンサユニットは、第１のセンサを含み、一連のフィードバック光が第１の受光開口に入射した後、第１のセンサユニットの第１の内壁に反射して第１のセンサに入射することが好ましい。

本考案によれば、表面状態に対する判断の正確さが向上し、誤判断の発生を防ぐことができる。

本考案の実施形態の表面を掃除する移動プラットフォームの概略図である。 本考案の実施形態のブロック図である。 本考案の実施形態のセンサモジュールの概略図である。 第１のセンサユニットの細部構造を示す図である。 第２のセンサユニットの細部構造を示す図である。 もう１つの実施形態の第１のセンサユニットを示す図である。 本考案の実施形態の交差領域を示す図である。 本考案の実施形態の交差領域を示す図である。

詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態で説明する。添付の図面とともに以下の本考案の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本考案をより完全に理解することができる。以下の説明では、本考案を実施するベストモードを開示している。この説明は、本考案の一般原理を例示する目的のものであり、本考案を限定するものではない。本考案の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。

図１は、本考案の実施形態としての表面を掃除する移動プラットフォーム１を示している。移動プラットフォーム１は、プラットフォーム本体１０と、ローラーユニット２０と、光源ユニット３０と、第１のセンサユニット４０と、第２のセンサユニット５０と、処理ユニット６０とを備えている。ローラーユニット２０は、プラットフォーム本体１０のプラットフォーム表面１１に設置され、掃除対象としての表面に当接する。光源ユニット３０は、プラットフォーム本体１０のプラットフォーム表面１１に設置され、感知光線を射出する。感知光線は光源ユニット３０から射出された後、掃除対象としての表面に反射して一連のフィードバック光となる。第１のセンサユニット４０は、プラットフォーム本体１０のプラットフォーム表面１１に設置され、一連のフィードバック光の大部分は、第１のセンサユニット５０に入射する。第２のセンサユニット５０は、プラットフォーム本体１０のプラットフォーム表面１１に設置され、一連のフィードバック光の一部は、第２のセンサユニット５０に入射する。図２において、処理ユニット６０は、第１のセンサユニット４０と第２のセンサユニット５０に接続されている。

本考案の実施形態において、一連のフィードバック光は、反射光、散乱光、回折光などを含む。

図１に示されるように、１つの実施形態では、ローラーユニット２０は、第１のローラー２１を含む。光源ユニット３０、第１のセンサユニット４０、および第２のセンサユニット５０は、第１のローラー２１に対して、プラットフォーム表面１１の外縁１２に近接する。しかしながら、上述の説明は、本考案を限定するものではない。例えば、ローラーユニット２０は、磁気浮上式ユニットによって置き換えられることもできる。

図３に示されるように、１つの実施形態では、光源ユニット３０、第１のセンサユニット４０、および第２のセンサユニット５０は、単一のセンサモジュールに一体に設計されることができ、取り換え可能な方式でプラットフォーム本体１０に設置されることができる。１つの実施形態では、光源ユニット３０、第１のセンサユニット４０、および第２のセンサユニット５０は、三角形に配置される。図３に示されるように、１つの実施例では、光源ユニット３０、第１のセンサユニット４０、および第２のセンサユニット５０は、二等辺三角形に配置され、第１のセンサユニット４０と光源ユニット３０の間の距離は、第２のセンサユニット５０と光源ユニット３０の間の距離と等しい。１つの実施例では、光源ユニット３０、第１のセンサユニット４０、および第２のセンサユニット５０は、二等辺直角三角形または正方形などの形式で配列される。

図４と図５に示されるように、１つの実施形態では、第１のセンサユニット４０は、第１の受光軸４１を含み、第２のセンサユニット５０は、第２の受光軸５１を含む。光源ユニット３０は、垂直方向Ｖに沿ってセンサ光線を射出する。第１の受光軸４１と垂直方向Ｖの間に第１の夾角θ１が存在し、第２の受光軸５１と垂直方向Ｖの間に第２の夾角θ２が存在し、第２の夾角θ２は、第１の夾角θ１より大きい。この実施形態では、第１の夾角θ１は８度であり、第２の夾角θ２は１０度である。１つの実施形態では、第１の夾角と第２の夾角の差は、１０度以下が好ましい。しかしながら、上述の説明は、本考案を限定するものではない。

図７に示されるように、１つの実施形態では、光源ユニット３０は、掃除対象としての表面上に照射領域Ｅを定義し、第１のセンサユニット４０は、掃除対象としての表面上に第１の受光領域Ｒ１を定義し、第２のセンサユニット５０は、表面上に第２の受光領域Ｒ２を定義する。照射領域Ｅと第１の受光領域Ｒ１の間に、第１の交差領域Ａ１が存在し、照射領域Ｅと第２の受光領域Ｒ２の間に、第２の交差領域Ａ２が存在し、照射領域Ｅ、第１の受光領域Ｒ１と、第２の受光領域Ｒ２の間に、第３の交差領域Ａ３が存在する。

１つの実施形態では、処理ユニット６０は、主に、第１の交差領域Ａ１と第２の交差領域Ａ２の変化を感知することによって表面の高さと材質を判断する。

図４と図５に示されるように、１つの実施形態では、第１のセンサユニット４０は、第１の受光開口４２を含み、第２のセンサユニット５０は、第２の受光開口５２を含み、第１の受光開口４２の面積は、第２の受光開口の面積５２より大きい。１つの実施形態では、第１の受光開口４２の面積と第２の受光開口５２の面積の比は、第２の夾角θ２と第１の夾角θ１の間の比と等しい。１つの実施形態では、第１の受光開口４２の面積と第２の受光開口５２の面積の比は、約１．４：１であり、この数値は、光学特性に基づいて調整することができる。

具体的に言えば、１つの実施形態では、第１のセンサユニット４０は、第１の壁４３を含み、第２のセンサユニット５０は、第２の壁５３を含む。第１の壁４３と第２の壁５３は、第１の受光開口４２の面積と第２の受光開口５２の面積を調整するのに用いられる。図８の１つの実施形態では、第１の壁４３は、第１の受光領域Ｒ１の第１の交差領域Ａ１と第３の交差領域Ａ３以外の領域に第１の遮蔽域Ｃ１を形成し、第２の壁５３は、第２の交差領域Ａ２と第３の交差領域Ａ３に第２の遮蔽域Ｃ１を形成するため、検出の感度を向上させることができる。

図４に示されるように、１つの実施形態では、第１のセンサユニット４０は、第１のセンサ４４を含み、一連のフィードバック光線が第１の受光開口４２に入射した後、第１のセンサ４４に直接入射する。しかしながら、上述の説明は、本考案を限定するものではない。図６の実施形態では、第１のセンサユニット４０は、第１のセンサ４４を含み、一連のフィードバック光が第１の受光開口４２に入射した後、第１のセンサユニットの第１の内壁４５に反射して第１のセンサ４４に入射する。同様に、一連のフィードバックは、反射の方式で第２のセンサ５４に入射することもでき、上述の説明は、本考案を限定するものではない。

１つの実施形態では、交差領域（Ａ１、Ａ２）は、小さければ小さいほど、より明るくより反射する加熱し易い材質の表面を測定するのに用いられることができる。交差領域（Ａ１、Ａ２）が大きければ大きいほど、柔らかく低反射の加熱し難い材質の表面を測定するのに用いられることができる。従って、分析物の距離とＡ１／Ａ２が一定の関係を形成すると、この関係は単一のセンサユニットの検出能力の限界を超えることができる。大きい交差領域（Ａ１またはＡ２）が測定した信号が飽和したとき、小さい交差領域（Ａ１またはＡ２）を用いて測定することができ、反対に、小さい交差領域（Ａ１またはＡ２）の信号が非常に小さく、臨界値を超えるのに足りないとき、大きい交差領域（Ａ１またはＡ２）を用いて測定することができる。第１のセンサユニット４０と第２のセンサユニット５０は、受光角度と受光開口の面積の調整によって、異なる深度または距離を有する交差領域を調整することができる。例えば、１つの実施形態では、光源ユニットの射出面積が１のとき、小さい交差領域の受光面積は０．２９となり、臨界値の範囲を制御することができ、カーペットを検知する有効距離を最長にすることができる。本考案の実施形態を用いると、表面状態に対する判断の正確さが向上され、誤判断の状態が生じるのを防ぐことができる。

以下の表では、００は、非常に近い距離を示しており、０１は、近距離のカーペットの軟性の材質を判断するように用いられ、１１は、クリフ（Ｃｌｉｆｆ）がある状態を示しており、１０は、遠距離の表面がなくなった、または隅に存在していることを示している。表１からわかるように、本考案の設計の応用によれば、黒色（少ない反射）と白色（太陽光を含む全反射）の表面に対して吸収または保留の識別能力を有し、深い（高い）または浅い（低い）または角度のある地形に対して地形の起伏の識別能力を有し、カーペットなどの軟性の材質に対して判断力を有する。従って、本考案は、異なる表面状態での判断能力に対して好ましい性能を有する。

本考案は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本考案は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置を含むものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。

１ 移動プラットフォーム
１０ プラットフォーム本体
１１ プラットフォーム表面
１２ 外縁
２０ ローラーユニット
２１ 第１のローラー
３０ 光源ユニット
４０ 第１のセンサユニット
４１ 第１の受光軸
４２ 第１の受光開口
４３ 第１の壁
４４ 第１のセンサ
４５ 第１の内壁
５０ 第２のセンサユニット
５１ 第２の受光軸
５２ 第２の受光開口
５３ 第２の壁
５４ 第２のセンサ
６０ 処理ユニット
θ１ 第１の夾角
θ２ 第２の夾角
Ａ１ 第１の交差領域
Ａ２ 第２の交差領域
Ａ３ 第３の交差領域
Ｅ 照射領域
Ｒ１ 第１の受光領域
Ｒ２ 第２の受光領域
Ｖ 垂直方向

Claims (19)

1. 表面を掃除する移動プラットフォームであって、
   プラットフォーム本体、
   前記プラットフォーム本体に設置され、前記表面に当接する第１のローラー、
   前記プラットフォーム本体に設置され、感知光線を出射し、前記感知光線が前記光源ユニットから射出された後、前記表面に反射して一連のフィードバック光となる光源ユニット、
   前記プラットフォーム本体に設置され、第１の受光開口および第１のセンサを含み、前記一連のフィードバック光の大部分が前記第１の受光開口を介して、前記第１のセンサに入射する第１のセンサユニット、
   前記プラットフォーム本体に設置され、第２の受光開口および第２のセンサを含み、前記一連のフィードバック光の一部が前記第２の受光開口を介して、前記第２のセンサに入射する第２のセンサユニット、および
   前記第１のセンサユニットと前記第２のセンサユニットとが接続される処理ユニットを含む表面を掃除する移動プラットフォーム。
2. 前記光源ユニット、前記第１のセンサユニット、および前記第２のセンサユニットは、三角形に配置される請求項１に記載の移動プラットフォーム。
3. 前記光源ユニット、前記第１のセンサユニット、および前記第２のセンサユニットは、二等辺三角形に配置され、前記第１のセンサユニットと前記光源ユニットの間の距離は、前記第２のセンサユニットと前記光源ユニットの間の距離と等しい請求項２に記載の移動プラットフォーム。
4. 前記第１のセンサユニットは、第１の受光軸を含み、前記第２のセンサユニットは、第２の受光軸を含み、前記光源ユニットは、垂直方向に沿って前記センサ光線を射出し、前記第１の受光軸と前記垂直方向の間に第１の夾角が存在し、前記第２の受光軸と前記垂直方向の間に第２の夾角が存在し、前記第１の夾角は、前記第２の夾角より小さい請求項２に記載の移動プラットフォーム。
5. 前記第１の夾角と前記第２の夾角の差は、１０度より小さい請求項４に記載の移動プラットフォーム。
6. 前記光源ユニットは、前記表面上に照射領域を定義し、前記第１のセンサユニットは、前記表面上に第１の受光領域を定義し、前記第２のセンサユニットは、前記表面上に第２の受光領域を定義し、前記照射領域と前記第１の受光領域の間に第１の交差領域が存在し、前記照射領域と前記第２の受光領域の間に第２の交差領域が存在し、前記照射領域、前記第１の受光領域と第２の受光領域の間に第３の交差領域が存在する請求項４に記載の移動プラットフォーム。
7. 前記処理ユニットは、前記第１の交差領域と前記第２の交差領域の変化を検出感知することによって前記表面の高さと材質を判断する請求項６に記載の移動プラットフォーム。
8. 前記第１の受光開口の面積は、前記第２の受光開口の面積より大きい請求項６に記載の移動プラットフォーム。
9. 前記第１の受光開口の面積と前記第２の受光開口の面積の比は、前記第２の夾角と前記第１の夾角の間の比と等しい請求項８に記載の移動プラットフォーム。
10. 前記第１の受光開口の面積と前記第２の受光開口の面積の比は、約１．４：１である請求項８に記載の移動プラットフォーム。
11. 前記第1のセンサユニットは、第１の壁を含み、前記第２のセンサユニットは、第２の壁を含み、前記第１の壁は、前記第１の受光領域の前記第１の交差領域と前記第３の交差領域以外の領域に第１の遮蔽域を形成し、前記第２の壁は、前記第２の交差領域と前記第３の交差領域に第２の遮蔽域を形成する請求項８に記載の移動プラットフォーム。
12. 前記一連のフィードバック光は、前記第１の受光開口に入射し、前記第１のセンサユニットの第１の内壁で反射して前記第１のセンサに入射する請求項８に記載の移動プラットフォーム。
13. 前記光源ユニット、前記第１のセンサユニット、および前記第２のセンサユニットは、前記第１のローラーに対して、プラットフォーム本体の外縁に近接する請求項２に記載の移動プラットフォーム。
14. 前記光源ユニットは、前記表面上に照射領域を定義し、前記第１のセンサユニットは、前記表面上に第１の受光領域を定義し、前記第２のセンサユニットは、前記表面上に第２の受光領域を定義し、前記照射領域と前記第１の受光領域の間に第１の交差領域が存在し、前記照射領域と前記第２の受光領域の間に第２の交差領域が存在し、前記照射領域、前記第１の受光領域と第２の受光領域の間に第３の交差領域が存在する請求項２に記載の移動プラットフォーム。
15. 前記第１のセンサユニットは、第１の受光開口を含み、前記第２のセンサユニットは、第２の受光開口を含み、前記第１の受光開口の面積は、前記第２の受光開口の面積より大きい請求項１４に記載の移動プラットフォーム。
16. 前記第１のセンサユニットは、第１の壁を含み、前記第２のセンサユニットは、第２の壁を含み、前記第１の壁は、前記第１の受光領域の前記第１の交差領域と前記第３の交差領域以外の領域に第１の遮蔽域を形成し、前記第２の壁は、前記第２の交差領域と前記第３の交差領域に第２の遮蔽域を形成する請求項１５に記載の移動プラットフォーム。
17. 表面を検知するセンサモジュールであって、
    感知光線を射出し、前記感知光線が前記光源ユニットから射出された後、前記表面に反射して一連のフィードバック光となる光源ユニット、
    第１の受光開口および第１のセンサを含み、前記一連のフィードバック光の大部分が前記第１の受光開口を介して、前記第１のセンサに入射する第１のセンサユニット、
    第２の受光開口および第２のセンサを含み、前記一連のフィードバック光の一部が前記第２の受光開口を介して、前記第２のセンサに入射する第２のセンサユニット、および
    前記第１のセンサユニットと前記第２のセンサユニットを接続する処理ユニットを含み、
    前記光源ユニット、前記第１のセンサユニット、および前記第２のセンサユニットは、三角形に配置され、
    前記第１のセンサユニットは、第１の受光軸を含み、前記第２のセンサユニットは、第２の受光軸を含み、前記光源ユニットは、垂直方向に沿って前記センサ光線を射出し、前記第１の受光軸と前記垂直方向の間に第１の夾角が存在し、前記第２の受光軸と前記垂直方向の間に第２の夾角が存在し、前記第１の夾角は、前記第２の夾角より小さいセンサモジュール。
18. 前記第１の受光開口の面積は、前記第２の受光開口の面積より大きい請求項１７に記載のセンサモジュール。
19. 前記第１の受光開口の面積と前記第２の受光開口の面積の比は、約１．４：１である請求項１８に記載のセンサモジュール。

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