JP3219566B2 - 掃除ロボット - Google Patents
掃除ロボットInfo
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- JP3219566B2 JP3219566B2 JP23493193A JP23493193A JP3219566B2 JP 3219566 B2 JP3219566 B2 JP 3219566B2 JP 23493193 A JP23493193 A JP 23493193A JP 23493193 A JP23493193 A JP 23493193A JP 3219566 B2 JP3219566 B2 JP 3219566B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は床面上を自走しつつ所定
の掃除領域を自動的に掃除する掃除ロボットに関し、特
に側壁や障害物に沿って移動することにより、掃除領域
の隅々まで掃除することが出来る掃除ロボットに関する
ものである。
の掃除領域を自動的に掃除する掃除ロボットに関し、特
に側壁や障害物に沿って移動することにより、掃除領域
の隅々まで掃除することが出来る掃除ロボットに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の掃除ロボットは、図14に示す如
く、動輪102を備えたロボット本体101に掃除機構103が
装備されると共に、周囲へ向けて複数の超音波センサ10
4を取り付けられている。そして、掃除すべき部屋の寸
法情報が記載されているメモリカード105をロボット本
体101の挿入口106に差し込み、スタートスイッチ107を
ＯＮ操作すると、先ず、メモリカード105に記憶されて
いる寸法情報が読み取られ、その情報に基づいて掃除ロ
ボットの移動経路が初期設定され、その移動経路に従っ
てロボット本体101の移動が開始される。
く、動輪102を備えたロボット本体101に掃除機構103が
装備されると共に、周囲へ向けて複数の超音波センサ10
4を取り付けられている。そして、掃除すべき部屋の寸
法情報が記載されているメモリカード105をロボット本
体101の挿入口106に差し込み、スタートスイッチ107を
ＯＮ操作すると、先ず、メモリカード105に記憶されて
いる寸法情報が読み取られ、その情報に基づいて掃除ロ
ボットの移動経路が初期設定され、その移動経路に従っ
てロボット本体101の移動が開始される。
【０００３】そして、ロボット本体101の移動中には、
超音波センサ104によって掃除領域内に存在する側壁や
障害物（以下、総称して側壁という）までの距離を測定
し、その測定データに基づいて内部地図が作成される。
そして、内部地図と移動経路との整合を図ることによっ
て、掃除ロボットの移動経路に修正が加えられる。この
結果、掃除ロボットは、側壁との衝突を回避しつつ床面
の掃除を進める。
超音波センサ104によって掃除領域内に存在する側壁や
障害物（以下、総称して側壁という）までの距離を測定
し、その測定データに基づいて内部地図が作成される。
そして、内部地図と移動経路との整合を図ることによっ
て、掃除ロボットの移動経路に修正が加えられる。この
結果、掃除ロボットは、側壁との衝突を回避しつつ床面
の掃除を進める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
掃除ロボットにおいては、超音波センサ104の検出能力
が側壁の材質、形状等に左右されるため、側壁までの距
離の検出に誤差が生じて、内部地図が不正確となり、掃
除ロボットが側壁に衝突する虞れがあった。
掃除ロボットにおいては、超音波センサ104の検出能力
が側壁の材質、形状等に左右されるため、側壁までの距
離の検出に誤差が生じて、内部地図が不正確となり、掃
除ロボットが側壁に衝突する虞れがあった。
【０００５】又、超音波センサ104による距離測定で
は、距離変化に対する感度が低いため、側壁との衝突を
確実に避けるためには、側壁に沿って移動する際のロボ
ット本体101の側壁からの離間距離を大きく設定しなけ
ればならず、この結果、側壁の近傍領域が掃除不能領域
として残る問題があった。
は、距離変化に対する感度が低いため、側壁との衝突を
確実に避けるためには、側壁に沿って移動する際のロボ
ット本体101の側壁からの離間距離を大きく設定しなけ
ればならず、この結果、側壁の近傍領域が掃除不能領域
として残る問題があった。
【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あって、側壁に沿う移動過程での前記離間距離を可及的
に短縮して、側壁の近傍領域を隅々まで掃除できるよう
にすると共に、側壁の材質、形状等に拘かわらず、常に
安定した掃除ロボットの走行経路の決定を行わせる掃除
ロボットを提供することを目的とする。
あって、側壁に沿う移動過程での前記離間距離を可及的
に短縮して、側壁の近傍領域を隅々まで掃除できるよう
にすると共に、側壁の材質、形状等に拘かわらず、常に
安定した掃除ロボットの走行経路の決定を行わせる掃除
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】本発明は、ロボット本体
に装備され、該ロボット本体の進行方向を変更するステ
アリング装置と、前記ロボット本体に取り付けられ、且
つ側壁に対して接近、及び離間する方向に往復移動可能
に設けられ、その内部に掃除機構が装備されたスライド
装置と、該スライド装置の往復移動端に取り付けられ、
その周面の少なくとも一部が前記スライド装置から突出
するように、該スライド装置の往復移動端に取り付けら
れた回転自在なローラと、該ローラを軸支するシャフト
が植設され、任意方向に揺動可能なスライド片と、該ス
ライド片に同時に摺接し、前記スライド装置のスライド
方向に対して２つの対称な方向に摺動可能な第１、及び
第２スライド部材と、該第１、及び第２スライド部材の
側面に一端が係止され、前記スライド片側に向けて付勢
するスプリングと、該スプリングの他端が係止され、前
記第１、及び第２スライド部材のスライド方向の力成分
を検出する第１、及び第２力検出部を備え、該第１、及
び第２力検出部により検出された力成分に基づいて、前
記側壁から受ける接触力を検出する接触力検出器と、前
記第１、及び第２力検出部により検出された力成分の合
力が目標値、若しくは目標範囲内の値を維持するよう
に、前記スライド装置を制御するスライド制御手段と、
前記第１、及び第２力検出部により検出された力成分が
等しくなるように、前記ステアリング装置を制御するス
テアリング制御手段と、を備えていることを特徴とする
ものである。
に装備され、該ロボット本体の進行方向を変更するステ
アリング装置と、前記ロボット本体に取り付けられ、且
つ側壁に対して接近、及び離間する方向に往復移動可能
に設けられ、その内部に掃除機構が装備されたスライド
装置と、該スライド装置の往復移動端に取り付けられ、
その周面の少なくとも一部が前記スライド装置から突出
するように、該スライド装置の往復移動端に取り付けら
れた回転自在なローラと、該ローラを軸支するシャフト
が植設され、任意方向に揺動可能なスライド片と、該ス
ライド片に同時に摺接し、前記スライド装置のスライド
方向に対して２つの対称な方向に摺動可能な第１、及び
第２スライド部材と、該第１、及び第２スライド部材の
側面に一端が係止され、前記スライド片側に向けて付勢
するスプリングと、該スプリングの他端が係止され、前
記第１、及び第２スライド部材のスライド方向の力成分
を検出する第１、及び第２力検出部を備え、該第１、及
び第２力検出部により検出された力成分に基づいて、前
記側壁から受ける接触力を検出する接触力検出器と、前
記第１、及び第２力検出部により検出された力成分の合
力が目標値、若しくは目標範囲内の値を維持するよう
に、前記スライド装置を制御するスライド制御手段と、
前記第１、及び第２力検出部により検出された力成分が
等しくなるように、前記ステアリング装置を制御するス
テアリング制御手段と、を備えていることを特徴とする
ものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、ロボット本体が側壁に沿って
移動する過程で、接触力検出器が直接側壁と接触して、
側壁から受ける接触力を検出するので、検出精度、及び
応答性に優れている。
移動する過程で、接触力検出器が直接側壁と接触して、
側壁から受ける接触力を検出するので、検出精度、及び
応答性に優れている。
【０００９】また、接触力検出器は、側壁から受ける接
触力がローラに作用して、第１、第２スライド部材が変
位すると共に、スプリングが圧縮され、その変位量に基
づく圧縮力を第１、及び第２力検出部によって検出する
ことにより、接触力検出を行っているので、側壁からの
衝撃が第１、及び第２力検出部に直接作用せず、その衝
撃が緩和されて第１、及び第２力検出部に伝わる。
触力がローラに作用して、第１、第２スライド部材が変
位すると共に、スプリングが圧縮され、その変位量に基
づく圧縮力を第１、及び第２力検出部によって検出する
ことにより、接触力検出を行っているので、側壁からの
衝撃が第１、及び第２力検出部に直接作用せず、その衝
撃が緩和されて第１、及び第２力検出部に伝わる。
【００１０】更に、第１、及び第２力検出部により検出
された力成分が等しくなるように、ステアリング装置を
制御してロボット本体の進行方向を変更するので、ロボ
ット本体は側壁に沿って平行に移動すると共に、その力
成分の合力が目標値、若しくは目標範囲内の値を維持す
るようにスライド装置を制御するので、スライド装置は
常に一定の接触力にて側壁に接触する。
された力成分が等しくなるように、ステアリング装置を
制御してロボット本体の進行方向を変更するので、ロボ
ット本体は側壁に沿って平行に移動すると共に、その力
成分の合力が目標値、若しくは目標範囲内の値を維持す
るようにスライド装置を制御するので、スライド装置は
常に一定の接触力にて側壁に接触する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の掃除ロボットをその一実施例
を示す図面に基づいて説明する。
を示す図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は、本発明に係る掃除ロボットの外観
を示す斜視図、図２は掃除ロボットのロボット本体が側
壁に接近した状態の正面図、図３は掃除ロボットのロボ
ット本体が側壁から離間した状態の正面図である。図１
に示す如く、ロボット本体１には両側部に右動輪11、及
び左動輪12が、裏面にはキャスター13が取り付けられて
いる。各動輪には、右動輪モータ、及び左動輪モータ
（図示せず）が連繋し、自走機構と後述のステアリング
装置を構成している。
を示す斜視図、図２は掃除ロボットのロボット本体が側
壁に接近した状態の正面図、図３は掃除ロボットのロボ
ット本体が側壁から離間した状態の正面図である。図１
に示す如く、ロボット本体１には両側部に右動輪11、及
び左動輪12が、裏面にはキャスター13が取り付けられて
いる。各動輪には、右動輪モータ、及び左動輪モータ
（図示せず）が連繋し、自走機構と後述のステアリング
装置を構成している。
【００１３】そして、ロボット本体１の前部には、スラ
イド装置４を介して掃除機構２が装備され、掃除機構２
は、スライド装置４によって進行方向に向かって左右へ
往復駆動可能なハウジング22内に、複数の回転ブラシ21
をハウジング移動方向に配列して、各ブラシの裾部をハ
ウジング22の下方開口から突出させている。又、これら
の回転ブラシ21の後方にはスクィージ23が取り付けら
れ、ロボット本体１の移動に伴って、回転ブラシ21が床
面を洗浄し、洗浄によって生じた汚水や塵埃はスクィー
ジ23によって掻き取り、ロボット本体１内に吸入してい
る。
イド装置４を介して掃除機構２が装備され、掃除機構２
は、スライド装置４によって進行方向に向かって左右へ
往復駆動可能なハウジング22内に、複数の回転ブラシ21
をハウジング移動方向に配列して、各ブラシの裾部をハ
ウジング22の下方開口から突出させている。又、これら
の回転ブラシ21の後方にはスクィージ23が取り付けら
れ、ロボット本体１の移動に伴って、回転ブラシ21が床
面を洗浄し、洗浄によって生じた汚水や塵埃はスクィー
ジ23によって掻き取り、ロボット本体１内に吸入してい
る。
【００１４】スライド装置４は、図１ないし図３に示す
如く、ロボット本体１の前部にボールねじ43、及びガイ
ドシャフト45を水平に取り付け、ボールねじ43には動力
伝達機構44を介してスライドモータ42を連繋し、ガイド
シャフト45によって掃除機構２のハウジング22を案内す
ると共に、ボールねじ43によってハウジング22を床面81
と平行に往復駆動するものである。
如く、ロボット本体１の前部にボールねじ43、及びガイ
ドシャフト45を水平に取り付け、ボールねじ43には動力
伝達機構44を介してスライドモータ42を連繋し、ガイド
シャフト45によって掃除機構２のハウジング22を案内す
ると共に、ボールねじ43によってハウジング22を床面81
と平行に往復駆動するものである。
【００１５】又、ハウジング22の右前方の端部には、床
面上の側壁に接触すべきローラ61を備えた接触力検出器
６が取り付けられている。接触力検出器６は、図４ない
し図６に示す如く、ベース部材62上の中央部に、互いに
直交する方向に摺動可能な第１スライド部材63、及び第
２スライド部材64を設置すると共に、ベース部材62上の
隅部には、両スライド部材63、64の側面に同時に摺接し
つつ任意方向へ摺動可能なスライド片66を設置してい
る。スライド片66にはシャフト67が植設され、シャフト
67にローラ61が取り付けられている。
面上の側壁に接触すべきローラ61を備えた接触力検出器
６が取り付けられている。接触力検出器６は、図４ない
し図６に示す如く、ベース部材62上の中央部に、互いに
直交する方向に摺動可能な第１スライド部材63、及び第
２スライド部材64を設置すると共に、ベース部材62上の
隅部には、両スライド部材63、64の側面に同時に摺接し
つつ任意方向へ摺動可能なスライド片66を設置してい
る。スライド片66にはシャフト67が植設され、シャフト
67にローラ61が取り付けられている。
【００１６】ベース部材62上には、第１スライド部材6
3、及び第２スライド部材64をスライド片66側へ向けて
付勢するスプリング65、65が配設され、各スプリング65
の一端が各スライド部材63、64の側面に係止されてい
る。
3、及び第２スライド部材64をスライド片66側へ向けて
付勢するスプリング65、65が配設され、各スプリング65
の一端が各スライド部材63、64の側面に係止されてい
る。
【００１７】又、ベース部材62には、各スライド部材6
3、64の側面に対向して水平に伸びる２本の弾性アーム6
8、68が設けられている。弾性アーム68は、図７に示す
如く、基端部がベース部材62に固定されて片持ちはりを
構成しており、自由端部には前記スプリング65の他端が
係止されている。そして、各スライド部材63、64のスラ
イド方向の力成分を検出する第１、及び第２力検出部と
しての一対の歪みゲージ69、69が、弾性アーム68の両側
面に夫々貼着されている。
3、64の側面に対向して水平に伸びる２本の弾性アーム6
8、68が設けられている。弾性アーム68は、図７に示す
如く、基端部がベース部材62に固定されて片持ちはりを
構成しており、自由端部には前記スプリング65の他端が
係止されている。そして、各スライド部材63、64のスラ
イド方向の力成分を検出する第１、及び第２力検出部と
しての一対の歪みゲージ69、69が、弾性アーム68の両側
面に夫々貼着されている。
【００１８】従って、ローラ61に接触力Ｆが作用して、
例えば図６に示す如く、第２スライド部材64が移動する
と、第２スライド部材64に連繋するスプリング65が圧縮
され、その圧縮力が弾性アーム68に作用する。この結
果、弾性アーム68が接触力Ｆに応じた弾性変形を生じ、
その変形量が歪みゲージ69によって検出される。
例えば図６に示す如く、第２スライド部材64が移動する
と、第２スライド部材64に連繋するスプリング65が圧縮
され、その圧縮力が弾性アーム68に作用する。この結
果、弾性アーム68が接触力Ｆに応じた弾性変形を生じ、
その変形量が歪みゲージ69によって検出される。
【００１９】又、第１スライド部材63、及び第２スライ
ド部材64の両方が移動した場合に、２本の弾性アーム6
8、68の変形量が別個に検出されることになる。
ド部材64の両方が移動した場合に、２本の弾性アーム6
8、68の変形量が別個に検出されることになる。
【００２０】従って、歪みゲージ69の出力に演算処理を
施すことによって、図８に示す如く、ローラ61が側壁７
から受ける接触力Ｆを測定することができる。尚、接触
力検出器６は、第１スライド部材63、及び第２スライド
部材64の摺動方向がスライド装置４のスライド方向に対
して４５度の角度をなす対称な２つの方向に一致する姿
勢で、スライド装置４に取り付けられている。
施すことによって、図８に示す如く、ローラ61が側壁７
から受ける接触力Ｆを測定することができる。尚、接触
力検出器６は、第１スライド部材63、及び第２スライド
部材64の摺動方向がスライド装置４のスライド方向に対
して４５度の角度をなす対称な２つの方向に一致する姿
勢で、スライド装置４に取り付けられている。
【００２１】これによって、図８に破線Ｄで示す如く、
ロボット進行方向が側壁７に対して平行な場合には、第
１スライド部材63の摺動に伴って検出される力成分Ｆａ
と、第２スライド部材64の摺動に伴って検出されるＦb
は互いに等しくなる。
ロボット進行方向が側壁７に対して平行な場合には、第
１スライド部材63の摺動に伴って検出される力成分Ｆａ
と、第２スライド部材64の摺動に伴って検出されるＦb
は互いに等しくなる。
【００２２】これに対して、図９に破線ｄで示す如く、
ロボット進行方向が側壁７に対して傾斜している場合に
は、第１スライド部材63の摺動に伴って検出される力成
分Ｆａと、第２スライド部材64の摺動に伴って検出され
る力成分Ｆｂの間には、側壁に対するロボットの傾斜角
度に応じた差が生じる。
ロボット進行方向が側壁７に対して傾斜している場合に
は、第１スライド部材63の摺動に伴って検出される力成
分Ｆａと、第２スライド部材64の摺動に伴って検出され
る力成分Ｆｂの間には、側壁に対するロボットの傾斜角
度に応じた差が生じる。
【００２３】このように、側壁に接触させるローラの回
転軸に直接、歪みゲージ等の力検出部を設けて、側壁か
ら受ける接触力を直接検出するのでなく、接触力を変位
に置き換えて検出しているので、側壁からの衝撃が力検
出部に直接作用せず、その衝撃が緩和されて力検出部に
伝わることとなり、側壁からの衝撃により力検出部が破
損することがない。
転軸に直接、歪みゲージ等の力検出部を設けて、側壁か
ら受ける接触力を直接検出するのでなく、接触力を変位
に置き換えて検出しているので、側壁からの衝撃が力検
出部に直接作用せず、その衝撃が緩和されて力検出部に
伝わることとなり、側壁からの衝撃により力検出部が破
損することがない。
【００２４】次に、上記構成の掃除ロボットの構成につ
いて、図10、及び図11のブロック図により説明する。図
10は、本発明の掃除ロボットの主要な構成を示すブロッ
ク図である。図11は、図10に示す主制御回路５の動作を
表す制御ブロック図である。
いて、図10、及び図11のブロック図により説明する。図
10は、本発明の掃除ロボットの主要な構成を示すブロッ
ク図である。図11は、図10に示す主制御回路５の動作を
表す制御ブロック図である。
【００２５】接触力検出器６の出力は、図10に示す如く
主制御回路５へ供給されて、ステアリング装置３、及び
スライド装置４の制御に用いられている。
主制御回路５へ供給されて、ステアリング装置３、及び
スライド装置４の制御に用いられている。
【００２６】又、図11に示す如く、ステアリング装置３
を構成する前述の右動輪モータ32、及び左動輪モータ33
はステアリング制御回路31により夫々の回転が制御さ
れ、スライド装置４を構成する前述のスライドモータ42
はスライド制御回路41によって回転が制御されている。
を構成する前述の右動輪モータ32、及び左動輪モータ33
はステアリング制御回路31により夫々の回転が制御さ
れ、スライド装置４を構成する前述のスライドモータ42
はスライド制御回路41によって回転が制御されている。
【００２７】そして、接触力検出器６の出力は演算回路
51へ供給されて、前記した２つの力成分Ｆa、Ｆbの差
（Ｆa−Ｆb）と、これらの力成分の合力Ｆが算出されて
いる。
51へ供給されて、前記した２つの力成分Ｆa、Ｆbの差
（Ｆa−Ｆb）と、これらの力成分の合力Ｆが算出されて
いる。
【００２８】演算回路51で算出された力成分の差（Ｆa
−Ｆb）は、ロボットの目標姿勢、即ちロボットの進行
方向が側壁と平行となるときの値（Ｆa−Ｆb＝０）との
偏差（０−（Ｆa−Ｆb））が算出されて、その偏差がス
テアリング制御回路31へ供給される。
−Ｆb）は、ロボットの目標姿勢、即ちロボットの進行
方向が側壁と平行となるときの値（Ｆa−Ｆb＝０）との
偏差（０−（Ｆa−Ｆb））が算出されて、その偏差がス
テアリング制御回路31へ供給される。
【００２９】これによって、ステアリング制御回路31は
前記偏差が零となるように、即ち２つの力成分Ｆa，Ｆb
が等しくなるように右動輪モータ32、及び左動輪モータ
33の回転を制御し、ロボットの進行方向を修正してい
る。
前記偏差が零となるように、即ち２つの力成分Ｆa，Ｆb
が等しくなるように右動輪モータ32、及び左動輪モータ
33の回転を制御し、ロボットの進行方向を修正してい
る。
【００３０】一方、演算回路51で算出された力成分の合
力Ｆは、所定の目標接触力（Ｆ0）との偏差（Ｆ−Ｆ0）
が算出されて、その偏差がスライド制御回路41へ供給さ
れる。
力Ｆは、所定の目標接触力（Ｆ0）との偏差（Ｆ−Ｆ0）
が算出されて、その偏差がスライド制御回路41へ供給さ
れる。
【００３１】これによって、スライド制御回路41は前記
偏差が零となるように、即ち合力Ｆが目標接触力Ｆ0に
一致するようにスライドモータ42の回転を制御し、スラ
イド装置４のスライド量を修正している。
偏差が零となるように、即ち合力Ｆが目標接触力Ｆ0に
一致するようにスライドモータ42の回転を制御し、スラ
イド装置４のスライド量を修正している。
【００３２】次に、上記ステアリング制御回路31、及び
スライド制御回路41による本発明の掃除ロボットの走行
動作について、図12のフローチャートにより説明する。
スライド制御回路41による本発明の掃除ロボットの走行
動作について、図12のフローチャートにより説明する。
【００３３】先ず、タイマーカンウントＴをリセット
し、計時動作を開始する（Ｓ１）。次に、タイマーカウ
ントＴが所定時間Ｔ0（例えば10ms）を経過したか否か
が判断される（Ｓ２）。そして、ステップＳ２にてＮＯ
と判断された場合は、スライド装置４にスライド量の余
裕が残っているか否かを判断し（Ｓ３）、ＹＥＳの場合
にはステップＳ４に進み、前述のスライド制御回路41に
よるスライド制御を実行し、ステップＳ７に進む。
し、計時動作を開始する（Ｓ１）。次に、タイマーカウ
ントＴが所定時間Ｔ0（例えば10ms）を経過したか否か
が判断される（Ｓ２）。そして、ステップＳ２にてＮＯ
と判断された場合は、スライド装置４にスライド量の余
裕が残っているか否かを判断し（Ｓ３）、ＹＥＳの場合
にはステップＳ４に進み、前述のスライド制御回路41に
よるスライド制御を実行し、ステップＳ７に進む。
【００３４】一方、ステップＳ２にてＹＥＳと判断され
た場合、又はステップＳ３にてＮＯと判断された場合
は、前述のステアリング制御回路31によるステアリング
制御を実行し（Ｓ５）、タイマーカウントＴをリセット
して、所定時間Ｔ0の計時を再び開始する（Ｓ６）。
た場合、又はステップＳ３にてＮＯと判断された場合
は、前述のステアリング制御回路31によるステアリング
制御を実行し（Ｓ５）、タイマーカウントＴをリセット
して、所定時間Ｔ0の計時を再び開始する（Ｓ６）。
【００３５】そして、次のステップＳ７では、ロボット
が目標地点に達したか否かが判断され、ＮＯの場合はス
テップＳ２に戻り、ＹＥＳの場合は走行動作を終了す
る。
が目標地点に達したか否かが判断され、ＮＯの場合はス
テップＳ２に戻り、ＹＥＳの場合は走行動作を終了す
る。
【００３６】以上のように、所定時間Ｔ0 （例えば10m
s）の周期でステアリング制御が繰り返されて、ロボッ
トの進行方向が修正される。又、この所定時間Ｔ0内に
おいては、スライド装置４にスライド量の余裕がある場
合にのみ、スライド制御が小刻みに行われて、スライド
装置のスライド量が調整される。
s）の周期でステアリング制御が繰り返されて、ロボッ
トの進行方向が修正される。又、この所定時間Ｔ0内に
おいては、スライド装置４にスライド量の余裕がある場
合にのみ、スライド制御が小刻みに行われて、スライド
装置のスライド量が調整される。
【００３７】ロボット本体１の進路変更の過程では、ロ
ボット本体１と側壁７の間隔が狭い状態や、ロボット本
体１と側壁７の間隔が広い状態が生じるが、スライド装
置４の動作によってローラ61が常に側壁７との接触状態
に維持されると共に、掃除機構２は側壁７に対して可及
的に接近した位置に維持される。
ボット本体１と側壁７の間隔が狭い状態や、ロボット本
体１と側壁７の間隔が広い状態が生じるが、スライド装
置４の動作によってローラ61が常に側壁７との接触状態
に維持されると共に、掃除機構２は側壁７に対して可及
的に接近した位置に維持される。
【００３８】この結果、図13に示す如く、側壁７が屈曲
している場合にも、ロボット本体１の進路が自動的に変
更されると同時に、掃除機構２が側壁７の近傍位置まで
進出して、側壁７近傍の隅部を洗浄する。
している場合にも、ロボット本体１の進路が自動的に変
更されると同時に、掃除機構２が側壁７の近傍位置まで
進出して、側壁７近傍の隅部を洗浄する。
【００３９】尚、上記掃除ロボットは、側壁７から充分
に離間した部屋の中央部を掃除する際には、運転モード
が切換わって、スライド制御が停止されると共に、接触
力検出器６の出力に基づくステアリング制御動作から所
定の移動経路に従ったステアリング制御に移行する。
に離間した部屋の中央部を掃除する際には、運転モード
が切換わって、スライド制御が停止されると共に、接触
力検出器６の出力に基づくステアリング制御動作から所
定の移動経路に従ったステアリング制御に移行する。
【００４０】また、上記実施例では、スライド装置４の
一側端部にローラ61を設けた場合について説明したが、
スライド装置４の両側端部に前記ローラ61を設け、スラ
イド装置４をロボット本体１の両側面外方へ往復移動可
能としても構わない。
一側端部にローラ61を設けた場合について説明したが、
スライド装置４の両側端部に前記ローラ61を設け、スラ
イド装置４をロボット本体１の両側面外方へ往復移動可
能としても構わない。
【００４１】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、ロボッ
ト本体が側壁に沿って移動する過程で、接触力検出器を
直接側壁に接触して、スライド装置のスライド方向に対
して２つの対称な方向の力成分を第１、及び第２力検出
部により検出するので、検出精度を高く、応答性を良好
に維持できる。
ト本体が側壁に沿って移動する過程で、接触力検出器を
直接側壁に接触して、スライド装置のスライド方向に対
して２つの対称な方向の力成分を第１、及び第２力検出
部により検出するので、検出精度を高く、応答性を良好
に維持できる。
【００４２】また、接触力検出器は、側壁から受ける接
触力がローラに作用して、第１、第２スライド部材が変
位すると共に、スプリングが圧縮され、その変位量に基
づく圧縮力を第１、及び第２力検出部によって検出する
ことにより、接触力検出を行っているので、側壁からの
衝撃が第１、及び第２力検出部に直接作用せず、その衝
撃が緩和されて第１、及び第２力検出部に伝わることと
なり、側壁からの衝撃により第１、及び第２力検出部が
破損することがない。
触力がローラに作用して、第１、第２スライド部材が変
位すると共に、スプリングが圧縮され、その変位量に基
づく圧縮力を第１、及び第２力検出部によって検出する
ことにより、接触力検出を行っているので、側壁からの
衝撃が第１、及び第２力検出部に直接作用せず、その衝
撃が緩和されて第１、及び第２力検出部に伝わることと
なり、側壁からの衝撃により第１、及び第２力検出部が
破損することがない。
【００４３】更に、第１、及び第２力検出部により検出
された力成分の合力が目標値、若しくは目標範囲内の値
を維持するようにスライド装置を制御すると共に、第
１、及び第２力検出部により検出された力成分が等しく
なるようにステアリング装置を制御するので、接触力検
出器を一定の接触力にて側壁に接触させた状態でロボッ
ト本体を側壁に沿って平行移動させることができる。
された力成分の合力が目標値、若しくは目標範囲内の値
を維持するようにスライド装置を制御すると共に、第
１、及び第２力検出部により検出された力成分が等しく
なるようにステアリング装置を制御するので、接触力検
出器を一定の接触力にて側壁に接触させた状態でロボッ
ト本体を側壁に沿って平行移動させることができる。
【００４４】従って、接触力検出器、及び側壁の損傷を
防止すると共に、ロボット本体の側壁からの離間距離を
可及的に短縮し、側壁近傍を隅々まで掃除することが可
能となる。
防止すると共に、ロボット本体の側壁からの離間距離を
可及的に短縮し、側壁近傍を隅々まで掃除することが可
能となる。
【図１】本発明に係る掃除ロボットの外観を示す斜視図
である。
である。
【図２】掃除ロボットのロボット本体が側壁に接近した
状態の正面図である。
状態の正面図である。
【図３】掃除ロボットのロボット本体が側壁から離間し
た状態の正面図である。
た状態の正面図である。
【図４】接触力検出器の外観を示す斜視図である。
【図５】接触力検出器の内部構造を示す斜視図である。
【図６】接触力作用時の接触力検出器の内部構造を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】接触力検出器の弾性アーム部を示す要部斜視図
である。
である。
【図８】ロボット本体が側壁と平行に移動する過程で
の、接触力検出器が側壁から受ける接触力の作用方向と
分力を示すベクトル図である。
の、接触力検出器が側壁から受ける接触力の作用方向と
分力を示すベクトル図である。
【図９】ロボット本体が側壁に対して接近する方向に移
動する過程での、接触力検出器が側壁から受ける接触力
の作用方向と分力を示すベクトル図である。
動する過程での、接触力検出器が側壁から受ける接触力
の作用方向と分力を示すベクトル図である。
【図10】掃除ロボットの主要な構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図11】図10に示す主制御回路の動作を表す制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図12】掃除ロボットの走行動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図13】屈曲した側壁に沿って移動する掃除ロボットの
裏面図である。
裏面図である。
【図14】従来の掃除ロボットの外観を示す斜視図であ
る。
る。
１ ロボット本体 ２ 掃除機構 ３ ステアリング装置 ４ スライド装置 ５ 主制御回路 ６ 接触力検出器 ７ 側壁 31 ステアリング制御回路 32 右動輪モータ 33 左動輪モータ 41 スライド制御回路 42 スライドモータ 51 演算回路 61 ローラ 62 ベース部材 63 第１スライド部材 64 第２スライド部材 65 スプリング 66 スライド片 67 シャフト 68 弾性アーム 69，69 歪みゲージ（第１、第２力検出部）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A47L 11/00 A47L 9/00 B08B 13/00 G05D 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】側壁に沿って床面上を自走するロボット本
体に掃除機構を搭載した掃除ロボットにおいて、 前記ロボット本体に装備され、該ロボット本体の進行方
向を変更するステアリング装置と、 前記ロボット本体に取り付けられ、且つ前記側壁に対し
て接近、及び離間する方向に往復移動可能に設けられ、
その内部に前記掃除機構が装備されたスライド装置と、 該スライド装置の往復移動端に取り付けられ、その周面
の少なくとも一部が前記スライド装置から突出するよう
に、該スライド装置の往復移動端に取り付けられた回転
自在なローラと、該ローラを軸支するシャフトが植設さ
れ、任意方向に揺動可能なスライド片と、該スライド片
に同時に摺接し、前記スライド装置のスライド方向に対
して２つの対称な方向に摺動可能な第１、及び第２スラ
イド部材と、該第１、及び第２スライド部材の側面に一
端が係止され、前記スライド片側に向けて付勢するスプ
リングと、該スプリングの他端が係止され、前記第１、
及び第２スライド部材のスライド方向の力成分を検出す
る第１、及び第２力検出部を備え、該第１、及び第２力
検出部により検出された力成分に基づいて、前記側壁か
ら受ける接触力を検出する接触力検出器と、 前記第１、及び第２力検出部により検出された力成分の
合力が目標値、若しくは目標範囲内の値を維持するよう
に、前記スライド装置を制御するスライド制御手段と、 前記第１、及び第２力検出部により検出された力成分が
等しくなるように、前記ステアリング装置を制御するス
テアリング制御手段と、を備えていることを特徴とする
掃除ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23493193A JP3219566B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 掃除ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23493193A JP3219566B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 掃除ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788453A JPH0788453A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3219566B2 true JP3219566B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16978525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23493193A Expired - Fee Related JP3219566B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 掃除ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219566B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113799154A (zh) * | 2021-11-18 | 2021-12-17 | 唐山冀东装备工程股份有限公司 | 清仓机器人 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63264655A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-11-01 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 導電性シ−ト |
| NL1012142C2 (nl) * | 1999-05-25 | 2000-11-28 | Lely Res Holding | Onbemand voertuig voor het verplaatsen van mest. |
| JP4939551B2 (ja) * | 2006-01-25 | 2012-05-30 | ディバーシー・インコーポレーテッド | 床清掃具と床との間の圧力を調整する装置及び方法 |
| JP4694398B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-06-08 | 大成建設株式会社 | コンクリート構造物の検査装置 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP23493193A patent/JP3219566B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113799154A (zh) * | 2021-11-18 | 2021-12-17 | 唐山冀东装备工程股份有限公司 | 清仓机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788453A (ja) | 1995-04-04 |
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