JP3301089B2 - 移動作業ロボット - Google Patents
移動作業ロボットInfo
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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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動床面掃除機・自動
床面仕上げ装置等の作業を自動的に行なう移動作業ロボ
ットに関するものである。
床面仕上げ装置等の作業を自動的に行なう移動作業ロボ
ットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。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等に沿って移動しつつ、位置
認識手段によって清掃領域を認識し、その清掃領域内を
移動して清掃領域全体を清掃するものである。
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。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等に沿って移動しつつ、位置
認識手段によって清掃領域を認識し、その清掃領域内を
移動して清掃領域全体を清掃するものである。
【０００３】
【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、位置認識手段にジャ
イロセンサや走行速度センサなどの内界センサを用いた
相対位置認識を行なっているため、広い移動作業領域で
は位置計測誤差の累積が大きくなり移動経路がずれた
り、スタート点を見失なったりすることがあった。
うな従来の移動作業ロボットでは、位置認識手段にジャ
イロセンサや走行速度センサなどの内界センサを用いた
相対位置認識を行なっているため、広い移動作業領域で
は位置計測誤差の累積が大きくなり移動経路がずれた
り、スタート点を見失なったりすることがあった。
【０００４】本発明はこのような従来の構成が有してい
た課題を解決しようとするものであって、広い移動作業
領域を移動する場合でも位置ずれを補正して動作する移
動作業ロボットを提供することにあり、移動作業領域の
範囲指示を手動により教示しなくても行なえる移動作業
ロボットを実現することを第一の目的としている。
た課題を解決しようとするものであって、広い移動作業
領域を移動する場合でも位置ずれを補正して動作する移
動作業ロボットを提供することにあり、移動作業領域の
範囲指示を手動により教示しなくても行なえる移動作業
ロボットを実現することを第一の目的としている。
【０００５】また、充電装置の位置から作業を開始して
移動作業を行なった後、再び充電装置の位置に確実に戻
ることのできる移動作業ロボットを提供することを第二
の目的としている。
移動作業を行なった後、再び充電装置の位置に確実に戻
ることのできる移動作業ロボットを提供することを第二
の目的としている。
【０００６】さらに、広い移動作業領域を移動して移動
経路がずれたとしても、移動作業が確実に終了できる移
動作業ロボットを提供することを第三の目的としてい
る。
経路がずれたとしても、移動作業が確実に終了できる移
動作業ロボットを提供することを第三の目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】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手段
および操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する
障害物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前
記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行な
う走行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、
電源とを本体に有し、前記受信手段に電波信号を送信す
る送信手段を有した送信部を本体が走行を行なう時に方
向指定の必要な地点の近傍に配置し、前記送信部はあら
かじめ設定した、方向転換を行うかあるいは直進走行を
続けるかいずれかの方向指定の信号を出力し、前記受信
手段が前記送信部からの電波信号を受信したときに、判
別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段は、その
受信した信号に応じた動作を行わせる移動作業ロボット
とするものである。また、第一の目的を達成するための
本発明の第二の手段は、本体を移動させる駆動手段およ
び操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する障害
物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前記駆
動手段と操舵手段とを制御し本体の 走行制御を行なう走
行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、電源
とを本体に有し、本体走行時に方向指定の必要な地点で
は方向転換するようにあらかじめ設定し、方向指定の必
要な地点で直進走行させる必要がある地点の近傍に、前
記受信手段に直進走行を続ける方向指定の電波信号を送
信する送信手段を有した送信部を配置し、前記受信手段
が前記送信部からの前記電波信号を受信したときに、判
別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段は、その
受信した信号により直進走行を行なわせる移動作業ロボ
ットとするものである。 また、第一の目的を達成するた
めの本発明の第三の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する
障害物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前
記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行な
う走行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、
電源とを本体に有し、本体走行時に方向指定の必要な地
点では直進走行するようにあらかじめ設定し、方向指定
の必要な地点で方向転換させる必要がある地点の近傍
に、前記受信手段に方向転換させる方向指定の電波信号
を送信する送信手段を有した送信部を配置し、前記受信
手段が前記送信部からの前記電波信号を受信したとき
に、判別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段
は、その受信した信号により方向転換を行なわせる移動
作業ロボットとするものである。
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する
障害物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前
記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行な
う走行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、
電源とを本体に有し、前記受信手段に電波信号を送信す
る送信手段を有した送信部を本体が走行を行なう時に方
向指定の必要な地点の近傍に配置し、前記送信部はあら
かじめ設定した、方向転換を行うかあるいは直進走行を
続けるかいずれかの方向指定の信号を出力し、前記受信
手段が前記送信部からの電波信号を受信したときに、判
別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段は、その
受信した信号に応じた動作を行わせる移動作業ロボット
とするものである。また、第一の目的を達成するための
本発明の第二の手段は、本体を移動させる駆動手段およ
び操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する障害
物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前記駆
動手段と操舵手段とを制御し本体の 走行制御を行なう走
行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、電源
とを本体に有し、本体走行時に方向指定の必要な地点で
は方向転換するようにあらかじめ設定し、方向指定の必
要な地点で直進走行させる必要がある地点の近傍に、前
記受信手段に直進走行を続ける方向指定の電波信号を送
信する送信手段を有した送信部を配置し、前記受信手段
が前記送信部からの前記電波信号を受信したときに、判
別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段は、その
受信した信号により直進走行を行なわせる移動作業ロボ
ットとするものである。 また、第一の目的を達成するた
めの本発明の第三の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、本体の周囲にある障害物を検出する
障害物検知手段と、電波信号を受信する受信手段と、前
記駆動手段と操舵手段とを制御し本体の走行制御を行な
う走行制御手段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、
電源とを本体に有し、本体走行時に方向指定の必要な地
点では直進走行するようにあらかじめ設定し、方向指定
の必要な地点で方向転換させる必要がある地点の近傍
に、前記受信手段に方向転換させる方向指定の電波信号
を送信する送信手段を有した送信部を配置し、前記受信
手段が前記送信部からの前記電波信号を受信したとき
に、判別手段がその信号を判別し、前記走行制御手段
は、その受信した信号により方向転換を行なわせる移動
作業ロボットとするものである。
【０００８】第二の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、本体に着脱自在に接続し、受信手段に電波信
号を送信する送信手段を有した充電装置を備え、充電装
置からの電波信号を受信したときに判別手段がその信号
を判別し、走行制御手段は、本体と充電装置とを接続す
る動作を開始させる請求項１ないし３のいずれか1項に
記載の移動作業ロボットとするものである。
の手段は、本体に着脱自在に接続し、受信手段に電波信
号を送信する送信手段を有した充電装置を備え、充電装
置からの電波信号を受信したときに判別手段がその信号
を判別し、走行制御手段は、本体と充電装置とを接続す
る動作を開始させる請求項１ないし３のいずれか1項に
記載の移動作業ロボットとするものである。
【０００９】また第三の目的を達成するための本発明の
第五の手段は、受信手段が送信部から清掃終了地点であ
ることを報知する電波信号を受信したときに、判別手段
がその信号を判別し、走行制御手段は、本体の移動方向
を変更または移動作業を終了する請求項１ないし３のい
ずれか1項に記載の移動作業ロボットとするものであ
る。
第五の手段は、受信手段が送信部から清掃終了地点であ
ることを報知する電波信号を受信したときに、判別手段
がその信号を判別し、走行制御手段は、本体の移動方向
を変更または移動作業を終了する請求項１ないし３のい
ずれか1項に記載の移動作業ロボットとするものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明の第一の手段は、あらかじめ設定した、
方向転換を行うかあるいは直進走行を続けるかいずれか
の方向指定の電波信号を送信する送信手段を有した送信
部を本体が走行を行なう時に方向指定の必要な地点の近
傍に配置し、この送信信号を本体の受信手段が受信し、
走行制御手段があらかじめ決めたその電波信号のパター
ンによって本体の移動方向を指示するように作用するも
のである。従って、移動作業領域の範囲指示を手動によ
って教示する必要の無いものである。本発明の第二の手
段は、本体走行時に方向指定の必要な地点では方向転換
するようにあらかじめ設定し、方向指定の必要な地点で
直進走行させる必要がある地点の近傍に、受信手段に直
進走行を続ける方向指定の電波信号を送信する送信手段
を有した送信部を配置することにより、第一の手段の効
果に加えて送信部の設置数を削減でき、より経済的とな
るものである。 本発明の第三の手段は、本体走行時に方
向指定の必要な地点では直進走行するようにあらかじめ
設定し、方向指定の必要な地点で方向転換させる必要が
ある地点の近傍に、前記受信手段に方向転換させる方向
指定の電波信号を送信する送信手段を有した送信部を配
置することにより、第一の手段の効果に加えて送信部の
設置数を削減でき、より経済的となるものである。
方向転換を行うかあるいは直進走行を続けるかいずれか
の方向指定の電波信号を送信する送信手段を有した送信
部を本体が走行を行なう時に方向指定の必要な地点の近
傍に配置し、この送信信号を本体の受信手段が受信し、
走行制御手段があらかじめ決めたその電波信号のパター
ンによって本体の移動方向を指示するように作用するも
のである。従って、移動作業領域の範囲指示を手動によ
って教示する必要の無いものである。本発明の第二の手
段は、本体走行時に方向指定の必要な地点では方向転換
するようにあらかじめ設定し、方向指定の必要な地点で
直進走行させる必要がある地点の近傍に、受信手段に直
進走行を続ける方向指定の電波信号を送信する送信手段
を有した送信部を配置することにより、第一の手段の効
果に加えて送信部の設置数を削減でき、より経済的とな
るものである。 本発明の第三の手段は、本体走行時に方
向指定の必要な地点では直進走行するようにあらかじめ
設定し、方向指定の必要な地点で方向転換させる必要が
ある地点の近傍に、前記受信手段に方向転換させる方向
指定の電波信号を送信する送信手段を有した送信部を配
置することにより、第一の手段の効果に加えて送信部の
設置数を削減でき、より経済的となるものである。
【００１１】本発明の第四の手段は、作業領域の外周を
壁に沿って移動し、受信手段が充電装置の送信部からの
電波信号を受信したときに、走行制御装置は本体と充電
装置とを接続する動作を開始させるから、充電装置の位
置に確実に戻ることができるものである。
壁に沿って移動し、受信手段が充電装置の送信部からの
電波信号を受信したときに、走行制御装置は本体と充電
装置とを接続する動作を開始させるから、充電装置の位
置に確実に戻ることができるものである。
【００１２】本発明の第五の手段は、清掃終了地点であ
ることを報知する電波信号を送信する送信手段を有した
送信部を本体の移動作業領域の終了地点付近に配置し、
本体がこれに近づいたときに本体の受信手段がこれを受
信すると、走行制御手段は移動作業を終了するので、移
動経路がずれたとしても、移動作業が確実に終了できる
ものである。
ることを報知する電波信号を送信する送信手段を有した
送信部を本体の移動作業領域の終了地点付近に配置し、
本体がこれに近づいたときに本体の受信手段がこれを受
信すると、走行制御手段は移動作業を終了するので、移
動経路がずれたとしても、移動作業が確実に終了できる
ものである。
【００１３】
【実施例】（実施例１） 以下、本発明の請求項４に対応した第一の実施例である
移動作業ロボットを添付図面に基づいて説明する。
移動作業ロボットを添付図面に基づいて説明する。
【００１４】図１・図２は本実施例の移動作業ロボット
の全体構成を示している。図において、１は移動作業ロ
ボットの本体（以下単に本体と称する）、２Ｌ・２Ｒは
それぞれ本体１の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モー
タ３Ｌ・３Ｒで左右独立に駆動される。３’Ｌ・３’Ｒ
はそれぞれ駆動モータ３Ｌ・３Ｒ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３Ｌ・３
Ｒの軸回転数を検出する。４は本体１の前方に回転自在
に取り付けられた従輪である。以上、駆動輪２Ｌ・２
Ｒ、駆動モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４で本体１を移動させ
る駆動兼操舵手段を構成している。５は受信手段で、本
体１の外部に設置され本体１と着脱自在に接続できる充
電装置６に設けた送信手段７からの電波信号を受信す
る。本実施例では、電波信号としてＵＨＦ帯の電波をＦ
Ｍ変調し、シリアルコード化した信号を用いている。８
は本体１後部に設けた充電コイルで、充電装置６と接続
したときに充電装置６に設けた給電コイル９と正対し、
磁気結合により商用電源１０が本体１側に給電されるよ
うになっている。１１は本体１の周囲に取り付けた弾性
体からなるバンパーである。１２は電動送風機、１３は
集塵室、１４・１５はその内部に設けたフィルターであ
る。１６は本体１の底部後方に設けた床ノズルで、接続
パイプ１７を介して集塵室１３と接続されている。１８
は操作部１９に設けられた操作ボタンである。２０は本
体１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
なっている。２１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１の前方および左
右側方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。２２は前記方向計測装
置２０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３Ｌ・３Ｒを制御し、本体の走行制御を行なう
マイコン等からなる走行制御装置である。２３は全体に
電力を供給する蓄電池等からなる電源である。
の全体構成を示している。図において、１は移動作業ロ
ボットの本体（以下単に本体と称する）、２Ｌ・２Ｒは
それぞれ本体１の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モー
タ３Ｌ・３Ｒで左右独立に駆動される。３’Ｌ・３’Ｒ
はそれぞれ駆動モータ３Ｌ・３Ｒ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３Ｌ・３
Ｒの軸回転数を検出する。４は本体１の前方に回転自在
に取り付けられた従輪である。以上、駆動輪２Ｌ・２
Ｒ、駆動モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４で本体１を移動させ
る駆動兼操舵手段を構成している。５は受信手段で、本
体１の外部に設置され本体１と着脱自在に接続できる充
電装置６に設けた送信手段７からの電波信号を受信す
る。本実施例では、電波信号としてＵＨＦ帯の電波をＦ
Ｍ変調し、シリアルコード化した信号を用いている。８
は本体１後部に設けた充電コイルで、充電装置６と接続
したときに充電装置６に設けた給電コイル９と正対し、
磁気結合により商用電源１０が本体１側に給電されるよ
うになっている。１１は本体１の周囲に取り付けた弾性
体からなるバンパーである。１２は電動送風機、１３は
集塵室、１４・１５はその内部に設けたフィルターであ
る。１６は本体１の底部後方に設けた床ノズルで、接続
パイプ１７を介して集塵室１３と接続されている。１８
は操作部１９に設けられた操作ボタンである。２０は本
体１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
なっている。２１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１の前方および左
右側方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。２２は前記方向計測装
置２０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３Ｌ・３Ｒを制御し、本体の走行制御を行なう
マイコン等からなる走行制御装置である。２３は全体に
電力を供給する蓄電池等からなる電源である。
【００１５】図３は本実施例の制御ブロック図で、方向
計測装置２０、測距センサ２１および回転検出器３’Ｌ
・３’Ｒの出力は走行制御装置２２に入力されている。
走行制御装置２２は、これらのデータを判断して駆動モ
ータ３Ｌおよび３Ｒに制御信号を出力する。本実施例で
はこの駆動モータ３Ｌおよび３Ｒの回転速度を制御する
ことによって左右の駆動輪２Ｌ・２Ｒの回転速度を独立
に制御し、本体１の駆動および操舵を行なういわゆるＰ
ＷＳ方式の駆動を行なっている。２４は信号判別手段
で、受信手段５により受信した電波信号をデコードし、
信号の判別を行ない走行制御装置２２に出力している。
計測装置２０、測距センサ２１および回転検出器３’Ｌ
・３’Ｒの出力は走行制御装置２２に入力されている。
走行制御装置２２は、これらのデータを判断して駆動モ
ータ３Ｌおよび３Ｒに制御信号を出力する。本実施例で
はこの駆動モータ３Ｌおよび３Ｒの回転速度を制御する
ことによって左右の駆動輪２Ｌ・２Ｒの回転速度を独立
に制御し、本体１の駆動および操舵を行なういわゆるＰ
ＷＳ方式の駆動を行なっている。２４は信号判別手段
で、受信手段５により受信した電波信号をデコードし、
信号の判別を行ない走行制御装置２２に出力している。
【００１６】以上のように構成した自走式掃除機につい
て、以下その動作について図４〜図６を用いて説明す
る。
て、以下その動作について図４〜図６を用いて説明す
る。
【００１７】例えば、四方を壁に囲まれた清掃領域を清
掃する場合は、図４に示すように、清掃領域の隅部に充
電装置６をあらかじめ設置しておく。本体１を後方の充
電コイル８が充電装置６の給電コイル９と正対するよう
に置き、本体１を壁沿いにおいて操作ボタン１８を操作
しスタートさせると、電動送風機１２が作動し、駆動モ
ータ３が駆動され駆動輪２が回転し本体１が走行を開始
する。走行中は、測距センサ２１により障害物を検知し
つつ、左右独立に駆動モータ３Ｌ・３Ｒの回転速度を制
御することにより前進・停止・方向転換を繰り返し障害
物を回避しながら部屋の四方の壁に沿って移動し床面に
清掃を行なう。このとき、方向計測装置２０および回転
検出器３’Ｌ・３’Ｒで移動方向および移動距離を計測
し、移動軌跡を記憶する。このように、清掃領域の周囲
壁に沿って壁沿い走行を行なうと、清掃領域は四方を壁
に囲まれているので、やがて清掃領域を一周し充電装置
６の近傍に戻ってくることとなる。そして、本体１が充
電装置６の近くを通過すると、受信手段５は充電装置６
の送信手段７から送信される電波信号を受信し、信号判
別手段２４によりこの電波信号を判別する。信号判別手
段２４がこの信号を充電装置６からのものであることを
確認すると、走行制御装置２２は、壁沿い走行を中止
し、本体１と充電装置６とを接続する動作に切り換え
る。この動作は図４に示すように、受信手段５に受信さ
れる電波信号が最も強く受信される方向に本体１を向
け、本体１の後面と充電装置６とを対面させ、受信手段
５が送信手段７に近づくように徐々に後退させることに
より行なう。本実施例で電波信号としてＵＨＦ帯の電波
を用いているのは、指向性が強く方向検知が容易である
とともに、伝播減衰が大きいから外乱ノイズが少なく他
への影響も少ないためである。換言すれば、本実施例の
ようなローカル的な誘導に適しているからである。この
ように清掃領域を一周し充電装置６に接続すると、走行
制御手段２２は壁沿い走行した移動軌跡内部を清掃領域
と判断し、この領域内を障害物を回避しつつ往復直進走
行を繰り返しながら清掃領域全体を隈なく清掃する。そ
して、清掃領域全体を移動し終わると、走行制御手段２
２は電動送風機１２を停止するとともに、動作を再び壁
沿い走行に切り換えて、清掃終了地点近くの清掃領域の
外周壁に沿って本体１の移動を始める。このときも最初
の壁沿い走行動作と同様に、やがて充電装置６の近傍に
戻ってくることとなり、本体１が充電装置６の近くを通
過すると、受信手段５は充電装置６の送信手段７から送
信される電波信号を受信し、信号判別手段２４によりこ
の電波信号を判別し、充電装置６から送信された信号で
あることを確認して、充電装置６と接続する動作を行な
う。本体１と充電装置６とが接続され、充電コイル８と
給電コイル９が正対状態になると、これらのコイルを介
して商用電源１０より電源２３に対して自動的に給電が
開始される。
掃する場合は、図４に示すように、清掃領域の隅部に充
電装置６をあらかじめ設置しておく。本体１を後方の充
電コイル８が充電装置６の給電コイル９と正対するよう
に置き、本体１を壁沿いにおいて操作ボタン１８を操作
しスタートさせると、電動送風機１２が作動し、駆動モ
ータ３が駆動され駆動輪２が回転し本体１が走行を開始
する。走行中は、測距センサ２１により障害物を検知し
つつ、左右独立に駆動モータ３Ｌ・３Ｒの回転速度を制
御することにより前進・停止・方向転換を繰り返し障害
物を回避しながら部屋の四方の壁に沿って移動し床面に
清掃を行なう。このとき、方向計測装置２０および回転
検出器３’Ｌ・３’Ｒで移動方向および移動距離を計測
し、移動軌跡を記憶する。このように、清掃領域の周囲
壁に沿って壁沿い走行を行なうと、清掃領域は四方を壁
に囲まれているので、やがて清掃領域を一周し充電装置
６の近傍に戻ってくることとなる。そして、本体１が充
電装置６の近くを通過すると、受信手段５は充電装置６
の送信手段７から送信される電波信号を受信し、信号判
別手段２４によりこの電波信号を判別する。信号判別手
段２４がこの信号を充電装置６からのものであることを
確認すると、走行制御装置２２は、壁沿い走行を中止
し、本体１と充電装置６とを接続する動作に切り換え
る。この動作は図４に示すように、受信手段５に受信さ
れる電波信号が最も強く受信される方向に本体１を向
け、本体１の後面と充電装置６とを対面させ、受信手段
５が送信手段７に近づくように徐々に後退させることに
より行なう。本実施例で電波信号としてＵＨＦ帯の電波
を用いているのは、指向性が強く方向検知が容易である
とともに、伝播減衰が大きいから外乱ノイズが少なく他
への影響も少ないためである。換言すれば、本実施例の
ようなローカル的な誘導に適しているからである。この
ように清掃領域を一周し充電装置６に接続すると、走行
制御手段２２は壁沿い走行した移動軌跡内部を清掃領域
と判断し、この領域内を障害物を回避しつつ往復直進走
行を繰り返しながら清掃領域全体を隈なく清掃する。そ
して、清掃領域全体を移動し終わると、走行制御手段２
２は電動送風機１２を停止するとともに、動作を再び壁
沿い走行に切り換えて、清掃終了地点近くの清掃領域の
外周壁に沿って本体１の移動を始める。このときも最初
の壁沿い走行動作と同様に、やがて充電装置６の近傍に
戻ってくることとなり、本体１が充電装置６の近くを通
過すると、受信手段５は充電装置６の送信手段７から送
信される電波信号を受信し、信号判別手段２４によりこ
の電波信号を判別し、充電装置６から送信された信号で
あることを確認して、充電装置６と接続する動作を行な
う。本体１と充電装置６とが接続され、充電コイル８と
給電コイル９が正対状態になると、これらのコイルを介
して商用電源１０より電源２３に対して自動的に給電が
開始される。
【００１８】次に、本発明の請求項１から３に対応した
第二の実施例について図５を用いて説明する。前記本発
明の第一の実施例は、清掃領域の四方が壁に囲まれてい
る場合について述べたものである。本実施例は、この清
掃領域が壁に囲まれていない場所や、部屋の特定場所の
みを清掃領域とする場合に適用される物である。この場
合は、本体１が壁沿い走行を行なう時に方向指定の必要
な地点に方向指定を設定した誘導ポスト２５・２６・２
７をあらかじめ設置しておく。誘導ポスト２５・２６・
２７は前記図１で説明した充電装置６に設けた送信手段
７と同様の物を内臓した箱状のもので、壁面に取付けら
れるようになっている。例えば図５に示すような場所を
左側の壁に沿って走行する場合には、左方向に大きく方
向転換を行なうのか直進走行を行なうのかの判断が必要
な地点Ａ・Ｂ・Ｃに誘導ポスト２５・２６・２７を設置
しておく。この場合、各誘導ポスト２５・２６・２７お
よび充電装置６の送信手段７から送信される電波信号
は、それぞれ異なるコードが出力され、信号判別手段２
４で判別可能になっている。また、各誘導ポスト２５・
２６・２７から送信される電波信号には、それぞれあら
かじめ設定した方向指定コードが含まれている。
第二の実施例について図５を用いて説明する。前記本発
明の第一の実施例は、清掃領域の四方が壁に囲まれてい
る場合について述べたものである。本実施例は、この清
掃領域が壁に囲まれていない場所や、部屋の特定場所の
みを清掃領域とする場合に適用される物である。この場
合は、本体１が壁沿い走行を行なう時に方向指定の必要
な地点に方向指定を設定した誘導ポスト２５・２６・２
７をあらかじめ設置しておく。誘導ポスト２５・２６・
２７は前記図１で説明した充電装置６に設けた送信手段
７と同様の物を内臓した箱状のもので、壁面に取付けら
れるようになっている。例えば図５に示すような場所を
左側の壁に沿って走行する場合には、左方向に大きく方
向転換を行なうのか直進走行を行なうのかの判断が必要
な地点Ａ・Ｂ・Ｃに誘導ポスト２５・２６・２７を設置
しておく。この場合、各誘導ポスト２５・２６・２７お
よび充電装置６の送信手段７から送信される電波信号
は、それぞれ異なるコードが出力され、信号判別手段２
４で判別可能になっている。また、各誘導ポスト２５・
２６・２７から送信される電波信号には、それぞれあら
かじめ設定した方向指定コードが含まれている。
【００１９】このような状態で、前記動作例と同様に充
電装置６から操作ボタン１８を操作してスタートさせる
と、本体１は壁沿い走行を開始して、まず誘導ポスト２
５に到達する。受信手段５は、誘導ポスト２５が有して
いる送信手段７から送信される電波信号を受信し、信号
判別手段２４がこの電波信号を判別する。信号判別手段
２４が、この信号を誘導ポスト２５からのものであるこ
とを確認すると、走行制御装置２２は方向指定コードに
従って本体１を左に方向転換させ、再び壁沿い走行を続
行させる。次に誘導ポスト２６の近傍を通過する場合
も、前記と同様にして、受信手段５が電波信号を受信
し、信号判別手段２４が誘導ポスト２６からの物である
ことを確認する。走行制御装置２２は方向指定コードに
従って、今度は本体１の方向転換を行なわず直進走行を
行なわせる。そして再び測距センサ２１で壁を検知する
と壁沿い走行を続行する。また誘導ポスト２７の近傍を
通過する場合も、同様に直進走行を行ない壁を検知した
時点から壁沿い走行を行ないやがて充電装置６に戻って
来ることになる。
電装置６から操作ボタン１８を操作してスタートさせる
と、本体１は壁沿い走行を開始して、まず誘導ポスト２
５に到達する。受信手段５は、誘導ポスト２５が有して
いる送信手段７から送信される電波信号を受信し、信号
判別手段２４がこの電波信号を判別する。信号判別手段
２４が、この信号を誘導ポスト２５からのものであるこ
とを確認すると、走行制御装置２２は方向指定コードに
従って本体１を左に方向転換させ、再び壁沿い走行を続
行させる。次に誘導ポスト２６の近傍を通過する場合
も、前記と同様にして、受信手段５が電波信号を受信
し、信号判別手段２４が誘導ポスト２６からの物である
ことを確認する。走行制御装置２２は方向指定コードに
従って、今度は本体１の方向転換を行なわず直進走行を
行なわせる。そして再び測距センサ２１で壁を検知する
と壁沿い走行を続行する。また誘導ポスト２７の近傍を
通過する場合も、同様に直進走行を行ない壁を検知した
時点から壁沿い走行を行ないやがて充電装置６に戻って
来ることになる。
【００２０】本実施例は、このようにあらかじめ方向指
定を設定した誘導ポスト２５・２６・２７を設置してお
くことによって、任意に清掃領域を決定でき、四方を壁
に囲まれた清掃領域と同様に壁沿い走行を併用しつつ清
掃領域を一周することができるものである。
定を設定した誘導ポスト２５・２６・２７を設置してお
くことによって、任意に清掃領域を決定でき、四方を壁
に囲まれた清掃領域と同様に壁沿い走行を併用しつつ清
掃領域を一周することができるものである。
【００２１】なお本実施例では、方向転換を行なうのか
直進走行を行なうのかの判断が必要なＡ・Ｂ・Ｃ全地点
に誘導ポスト２５・２６・２７を設置しているが、例え
ば、測距センサ２１で左壁が検知できなければ左に方向
転換するようにし、誘導ポストがある場合にのみ直進走
行の方向指定を行なうに設定しておけば、Ｂ・Ｃ地点の
誘導ポスト２６・２７は設置しなくても同様な効果が得
られ、より経済的である。
直進走行を行なうのかの判断が必要なＡ・Ｂ・Ｃ全地点
に誘導ポスト２５・２６・２７を設置しているが、例え
ば、測距センサ２１で左壁が検知できなければ左に方向
転換するようにし、誘導ポストがある場合にのみ直進走
行の方向指定を行なうに設定しておけば、Ｂ・Ｃ地点の
誘導ポスト２６・２７は設置しなくても同様な効果が得
られ、より経済的である。
【００２２】次に、本発明の第三の実施例について説明
する。前記本発明の第二の実施例で説明したように、最
初に清掃領域を一周し充電装置６に接続すると、走行制
御手段２２は移動軌跡内部を清掃領域と判断し、この領
域内を障害物を回避しつつ往復直進走行を繰り返しなが
ら清掃領域全体を隈なく清掃する。しかし清掃領域が非
常に大きい場合には、この外周移動により認識した清掃
領域が実際とずれる場合がある。つまり、清掃面の材質
の影響を受けて駆動輪２Ｌ・２Ｒの回転が滑ったり、じ
ゅうたんの目によって流されたりする誤差が累積して、
走行制御手段２２が認識する清掃領域の形が前記外周移
動によって得られた領域の形とは異なった物となるもの
である。このような場合には、適切に清掃作業を終了す
ることができなくなる。本実施例はこのような清掃領域
が非常に大きい場合に適用される物である。
する。前記本発明の第二の実施例で説明したように、最
初に清掃領域を一周し充電装置６に接続すると、走行制
御手段２２は移動軌跡内部を清掃領域と判断し、この領
域内を障害物を回避しつつ往復直進走行を繰り返しなが
ら清掃領域全体を隈なく清掃する。しかし清掃領域が非
常に大きい場合には、この外周移動により認識した清掃
領域が実際とずれる場合がある。つまり、清掃面の材質
の影響を受けて駆動輪２Ｌ・２Ｒの回転が滑ったり、じ
ゅうたんの目によって流されたりする誤差が累積して、
走行制御手段２２が認識する清掃領域の形が前記外周移
動によって得られた領域の形とは異なった物となるもの
である。このような場合には、適切に清掃作業を終了す
ることができなくなる。本実施例はこのような清掃領域
が非常に大きい場合に適用される物である。
【００２３】本実施例では、清掃終了地点Ｄ付近に、清
掃終了地点であることを報知する誘導ポスト３０を追加
して設置している。この誘導ポスト３０は他の誘導ポス
ト２５・２６・２７と同じものであるが、この送信手段
から送信される電波信号のコードは他のものと区別され
ており、清掃終了地点であることを報知するコードとし
ている。
掃終了地点であることを報知する誘導ポスト３０を追加
して設置している。この誘導ポスト３０は他の誘導ポス
ト２５・２６・２７と同じものであるが、この送信手段
から送信される電波信号のコードは他のものと区別され
ており、清掃終了地点であることを報知するコードとし
ている。
【００２４】図５のように清掃領域を一周し、清掃領域
を認識して、充電装置６に接続すると、図６に示すよう
に往復直進走行を繰り返しながら清掃領域内部を清掃す
ることになる。この場合、本体１が誘導ポスト３０の近
傍に到達すると、すなわちＥ地点付近に到達すると、受
信手段５は誘導ポスト３０の送信手段から送信される電
波信号を受信する。信号判別手段２４がこの電波信号を
誘導ポスト３０からの物であることを判別し、走行制御
手段２２がこれを認識すると、そのまま直進走行を続
け、次に測距センサ２１が壁を検知した時点（Ｆ地点）
で清掃作業を終了する。すなわち、走行制御手段２２は
電動送風機１２を停止し動作を壁沿い走行に切り換え、
Ｆ地点近くの清掃領域の外周壁に沿って移動を始めるも
のである。
を認識して、充電装置６に接続すると、図６に示すよう
に往復直進走行を繰り返しながら清掃領域内部を清掃す
ることになる。この場合、本体１が誘導ポスト３０の近
傍に到達すると、すなわちＥ地点付近に到達すると、受
信手段５は誘導ポスト３０の送信手段から送信される電
波信号を受信する。信号判別手段２４がこの電波信号を
誘導ポスト３０からの物であることを判別し、走行制御
手段２２がこれを認識すると、そのまま直進走行を続
け、次に測距センサ２１が壁を検知した時点（Ｆ地点）
で清掃作業を終了する。すなわち、走行制御手段２２は
電動送風機１２を停止し動作を壁沿い走行に切り換え、
Ｆ地点近くの清掃領域の外周壁に沿って移動を始めるも
のである。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段によれ
ば、移動作業領域の範囲指示を手動により教示しなくて
も行なえる移動作業ロボットを提供できるものである。
また本発明の第二、三の手段によれば、第一の手段に加
えて、送信部の設置数を削減でき、より経済的となるも
のである。
ば、移動作業領域の範囲指示を手動により教示しなくて
も行なえる移動作業ロボットを提供できるものである。
また本発明の第二、三の手段によれば、第一の手段に加
えて、送信部の設置数を削減でき、より経済的となるも
のである。
【００２６】また本発明の第四の手段によれば、充電装
置の位置から作業を開始して移動作業を行なった後、再
び充電装置の位置に確実に戻ることができるものであ
り、広い移動領域を移動する場合でも位置ずれを補正し
て動作する移動作業ロボットを提供することができる。
置の位置から作業を開始して移動作業を行なった後、再
び充電装置の位置に確実に戻ることができるものであ
り、広い移動領域を移動する場合でも位置ずれを補正し
て動作する移動作業ロボットを提供することができる。
【００２７】さらに本発明の第五の手段によれば、広い
移動作業領域を移動して移動経路がずれたとしても、移
動作業が確実に終了できる移動作業ロボットを提供する
ことができものである。
移動作業領域を移動して移動経路がずれたとしても、移
動作業が確実に終了できる移動作業ロボットを提供する
ことができものである。
【図１】本発明の実施例である移動作業ロボットの側断
面図
面図
【図２】同移動作業ロボットの後断面図
【図３】同移動作業ロボットの走行制御装置の制御ブロ
ック図
ック図
【図４】本発明の第一の実施例における移動作業ロボッ
トの動作説明図
トの動作説明図
【図５】本発明の第二の実施例における移動作業ロボッ
トの動作説明図
トの動作説明図
【図６】本発明の第三の実施例における移動作業ロボッ
トの動作説明図
トの動作説明図
１ 本体 ２ 駆動輪 ３ 駆動モータ ４ 従輪 ５ 受信手段 ６ 充電装置 ７ 送信手段 ８ 充電コイル ９ 給電コイル １２ 電動送風機 １３ 集塵室 １４ フィルター １５ フィルター １６ 床ノズル １７ 接続パイプ ２２ 走行制御手段 ２４ 信号判別手段
───────────────────────────────────────────────────── 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61−281309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−124116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273112（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306311（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−360207（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−182709（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162108（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104306（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17006（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−162367（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−80693（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−14280（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 1/02
Claims (5)
- 【請求項１】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、本体の周囲にある障害物を検出する障害物検知手
段と、電波信号を受信する受信手段と、前記駆動手段と
操舵手段とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御手
段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、電源とを本体
に有し、前記受信手段に電波信号を送信する送信手段を
有した送信部を本体が走行を行なう時に方向指定の必要
な地点の近傍に配置し、前記送信部はあらかじめ設定し
た、方向転換を行うかあるいは直進走行を続けるかいず
れかの方向指定の信号を出力し、前記受信手段が前記送
信部からの電波信号を受信したときに、判別手段がその
信号を判別し、前記走行制御手段は、その受信した信号
に応じた動作を行わせる移動作業ロボット。 - 【請求項２】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、本体の周囲にある障害物を検出する障害物検知手
段と、電波信号を受信する受信手段と、前記駆動手段と
操舵手段とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御手
段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、電源とを本体
に有し、本体走行時に方向指定の必要な地点では方向転
換するようにあらかじめ設定し、方向指定の必要な地点
で直進走行させる必要がある地点の近傍に、前記受信手
段に直進走行を続ける方向指定の電波信号を送信する送
信手段を有した送信部を配置し、前記受信手段が前記送
信部からの前記電波信号を受信したときに、判別手段が
その信号を判別し、前記走行制御手段は、その受信した
信号により直進走行を行なわせる移動作業ロボット。 - 【請求項３】 本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、本体の周囲にある障害物を検出する障害物検知手
段と、電波信号を受信する受信手段と、前記駆動手段と
操舵手段とを制御し本体の走行制御を行なう走行制御手
段と、清掃等の作業を行なう清掃手段と、電源とを本体
に有し、本体走行時に方向指定の必要な地点では直進走
行するようにあらかじめ設定し、方向指定の必要な地点
で方向転換させる必要がある地点の近傍に、前記受信手
段に方向転換させる方向指定の電波信号を送信する送信
手段を有した送信部を配置し、前記受信手段が前記送信
部 からの前記電波信号を受信したときに、判別手段がそ
の信号を判別し、前記走行制御手段は、その受信した信
号により方向転換を行なわせる移動作業ロボット。 - 【請求項４】 本体に着脱自在に接続し、受信手段に電
波信号を送信する送信手段を有した充電装置を備え、充
電装置からの電波信号を受信したときに判別手段がその
信号を判別し、走行制御手段は、本体と充電装置とを接
続する動作を開始させる請求項１ないし３のいずれか1
項に記載の移動作業ロボット。 - 【請求項５】 受信手段が送信部から清掃終了地点であ
ることを報知する電波信号を受信したときに、判別手段
がその信号を判別し、走行制御手段は、本体の移動方向
を変更または移動作業を終了する請求項１ないし３のい
ずれか1項に記載の移動作業ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22263191A JP3301089B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 移動作業ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22263191A JP3301089B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 移動作業ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561545A JPH0561545A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3301089B2 true JP3301089B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=16785482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22263191A Expired - Fee Related JP3301089B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 移動作業ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301089B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3319063B2 (ja) * | 1993-08-24 | 2002-08-26 | 松下電器産業株式会社 | 移動ロボット |
| JP3319071B2 (ja) * | 1993-09-14 | 2002-08-26 | 松下電器産業株式会社 | 自走式掃除機 |
| JPH0947413A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-02-18 | Minolta Co Ltd | 清掃ロボット |
| JP4207336B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2009-01-14 | ソニー株式会社 | 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造 |
| JP3657889B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2005-06-08 | 株式会社東芝 | 充電式電気掃除機 |
| KR100480036B1 (ko) | 2002-12-17 | 2005-03-31 | 엘지전자 주식회사 | 자동 주행 청소기의 자동 충전 장치 및 방법 |
| JP4371899B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2009-11-25 | 株式会社東芝 | 自律走行体システム |
| DE102005046813A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines selbsttätig verfahrbaren Haushaltsgerätes sowie Verfahren zum Betreiben einer Basisstation |
| KR100924994B1 (ko) * | 2006-12-02 | 2009-11-04 | 한국전자통신연구원 | 적외선 센서와 카메라를 이용한 이동로봇의 자동충전시스템 및 그 방법 |
| JP2013219972A (ja) | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Ihi Corp | 水中電力供給システム |
| TWI468105B (zh) * | 2012-08-22 | 2015-01-11 | Ind Tech Res Inst | 移動裝置及其移動控制方法 |
| US9043070B2 (en) | 2012-08-22 | 2015-05-26 | Industrial Technology Research Institute | Moving device and moving control method thereof |
| CN103323151B (zh) * | 2013-06-26 | 2015-06-03 | 东南大学 | 基于电流强度检测的力感知小型机器人系统及其遥操作方法 |
| CN106444736B (zh) * | 2015-08-11 | 2020-07-14 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自动返回系统及控制方法 |
| JP6774790B2 (ja) * | 2016-06-17 | 2020-10-28 | シャープ株式会社 | 自走式掃除機のワイヤレス充電システム |
| JP2021097953A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 電気掃除装置 |
| CN113216058A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-08-06 | 张惠庆 | 一种市政道路垃圾清扫设备 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5080693U (ja) * | 1973-12-03 | 1975-07-11 | ||
| JPS5987512A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | 走行装置の誘導方法 |
| JPS60139095A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Casio Comput Co Ltd | 行先指定データ中継装置および移動体 |
| JPS60162367U (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-28 | 三洋電機株式会社 | 可動体の充電装置 |
| JPH0747007B2 (ja) * | 1985-05-24 | 1995-05-24 | 三洋電機株式会社 | 自動掃除装置 |
| JPH0710121B2 (ja) * | 1986-04-17 | 1995-02-01 | 三洋電機株式会社 | 自走式作業ロボツト |
| JPS63124116A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 移動車の検知装置 |
| JPS63273112A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Daifuku Co Ltd | 自動走行移動車用の走行制御情報指示装置 |
| JPH081564B2 (ja) * | 1989-05-19 | 1996-01-10 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 無人車の運行制御装置 |
| JPH0417006A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Hitachi Zosen Corp | 無人搬送車地点検出装置 |
| JP2793894B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1998-09-03 | 株式会社ダイフク | 移動車の分岐走行制御設備 |
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| JP2851157B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1999-01-27 | 株式会社ダイフク | 移動車の走行安全対策設備 |
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-
1991
- 1991-09-03 JP JP22263191A patent/JP3301089B2/ja not_active Expired - Fee Related
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