JP3451723B2 - 移動ロボット - Google Patents

移動ロボット

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JP3451723B2 JP13193794A JP13193794A JP3451723B2 JP 3451723 B2 JP3451723 B2 JP 3451723B2 JP 13193794 A JP13193794 A JP 13193794A JP 13193794 A JP13193794 A JP 13193794A JP 3451723 B2 JP3451723 B2 JP 3451723B2
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秀隆 薮内
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修 江口
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義貴 黒木
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  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は障害物を検知しこの障害
物を回避移動し、部屋内を移動して部屋の掃除等ができ
る移動ロボットに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の掃除用移動ロボットの構成を図5
に基づいて説明する。図において、1は清掃等の作業を
行なう本体、2は清掃等の作業を行なうための電池、3
はゴミを吸い込む吸い込み具、4はゴミを吸引するため
のファンモ−タ、5は吸い込み具3から集塵されたゴミ
を集塵するダストボックス、6は移動するための走行輪
等からなる走行手段、7は下部の障害物を検知する超音
波センサからなる下部障害物センサ、8は上部の障害物
を検出するために上向きに取り付けられた超音波センサ
からなる上部障害物センサ、9は上部障害物センサ8と
下部障害物センサ7からの信号により走行手段6を制御
する移動制御手段から構成されている。 【0003】以上の構成で本体1は電池2の電源で走行
手段3により移動しながら、吸い込み具3とファンモ−
タ4によりゴミを吸引し、ダストボックス5にゴミを集
塵し清掃作業を行なう。また、下部障害物センサ7が下
部の障害物を検知し、上部障害物センサ8が上部の障害
物を検知し、信号を移動制御手段9に送る。この信号に
より移動制御手段9が障害物を回避するように走行手段
6を制御し、本体1が障害物を回避しながら清掃等の作
業移動を行っていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成で
は、上部及び下部障害物センサ7、8を構成している超
音波センサが故障していた場合、障害物が検出できずに
本体1が障害物に接触することがあった。この超音波セ
ンサが故障しているかどうかを診断するために、超音波
センサの送信素子から送信された超音波を受信素子に反
射させるために本体1を壁などの障害物に近づけたり、
人の手をセンサの前に設けて超音波を反射させる必要が
あり、人が超音波センサの故障を判断しなければならな
いわずらわしさがあった。 【0005】本発明は、以上のような従来の課題を解決
するものであり、障害物を検知する超音波センサの故障
を自動的に診断することができる移動ロボットを提供す
ることを第1の目的としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る本発明の第1の課題解決手段は、移動ロボットの本体
内に、走行輪と、この走行輪を駆動するモ−タ制御手段
と、障害物を検出するための超音波センサと、この超音
波センサの信号により前記モ−タ制御手段を制御し障害
物を回避しながら移動できる移動制御手段と、前記超音
波センサに設けたカバーと、前記カバ−が閉じているこ
とを検知する検知手段と、前記超音波センサが動作して
いるかどうかを判定する故障診断手段を備え、前記カバ
ーが閉じていることを前記検知手段が検知しているとき
に、前記超音波センサの送信手段から送信された後、前
記カバ−によって反射された超音波を、前記超音波セン
サの受信手段が受信することで、前記超音波センサが正
常に動作していると前記故 障診断手段が判定する構成で
ある。 【0007】 【作用】上記した第1の課題解決手段により、ゴミ防止
手段のカバ−がなされているかをゴミ防止検知手段が検
知し、故障診断手段が前記ゴミ防止手段のカバ−に送信
した超音波を反射させ受信することで自動的に超音波セ
ンサが正常に動作しているかを判断することができる。 【0008】 【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図面を参照し
て説明する。図1はその実施例の構成を示し、図2はそ
の実施例の超音波センサの動作を示す図であり、図1に
基づいて本実施例の構成を説明する。移動するロボット
本体10と、この本体10内に走行輪11と、この走行
輪11を駆動するモ−タ制御手段12と、移動中の障害
物を検出するための超音波センサ13と、この超音波セ
ンサ13の信号により前記モ−タ制御手段12を制御
し、障害物を回避しながら移動できる移動制御手段14
と、前記超音波センサ13の送信された超音波の残響を
受信することで超音波センサ13が動作しているかどう
かを判定する故障診断手段15とを有している。前記超
音波センサ13は超音波を送信する送信手段16と、こ
の送信手段16から放射され障害物に反射した超音波を
受信する受信手段17から構成されている。 【0009】なお、上記の実施例では超音波センサ13
は送受独立型の超音波センサであるが送受兼用型の超音
波センサに置き換えても良い。 【0010】上記の構成において、本体10に電源を通
電し移動を開始すると、移動制御手段12がモ−タ制御
手段12に信号を送り、このモ−タ制御手段12が走行
輪11を駆動し移動する。また、送信手段16が超音波
を放射しながら移動することにより、受信手段17が障
害物を検知する。この送信手段16から放射された超音
波が障害物に当たり反射した場合、超音波センサ13の
受信手段18に戻る。つまり、この超音波は障害物があ
る場合、超音波が障害物に反射することを利用して障害
物検知を行っている。そして、本体10移動中に障害物
がある場合、超音波センサ13が検知し移動制御手段1
4に信号を送る。この信号を受け移動制御手段14が障
害物を回避するようにモ−タ制御手段12を制御し、本
体10が障害物を回避しながら移動することができる。
また、超音波センサ13の送信手段16から送信される
超音波の残響を受信手段17が受信する。 【0011】ここで図2を用いて超音波センサ13の動
作について説明する。送信手段16が正常に動作してい
る場合は、送信手段16から超音波が放射されている。
この送信手段16から放射された超音波が直接受信手段
17に回り込んでいる。受信手段17が正常に動作して
いる場合は、前記回り込む超音波を受信することができ
る。この回り込む超音波の残響レベルを故障診断手段1
5が設定以上であるかどうか判定する。この残響レベル
が設定値以上であれば超音波センサ13が正常に動作し
ていると判定し、設定値以下であれば超音波センサ13
が異常であると判定する。 【0012】送信手段16が異常の場合は、超音波が放
射されないため、受信手段17が受信する残響レベルは
設定値以下である。また受信手段17が異常の場合は、
送信手段16から放射される超音波を受信することがで
きず、残響レベルは設定値以下である。さらに送信手段
16と受信手段17が共に異常の場合は、送信手段16
から放射される超音波はなく、また受信手段17が超音
波を受信することができないため残響レベルは設定値以
下である。この残響レベルを故障診断手段15が判定す
ることにより、超音波センサ13が正常に動作している
かどうかを判定することができる。つまり、本体10始
動開始時に自動的に超音波センサ13が動作しているか
どうかの故障診断を行うことができる。 【0013】図3に、本発明の第2の実施例を示す。こ
の図に基づいて第2の実施例を説明する。第1の実施例
と同一部分には同一符号をつけて説明を省略する。相違
点は第1の実施例の構成に、上記超音波センサにカバ−
を設け本体使用時以外に超音波センサのゴミ溜りを防止
するゴミ防止手段18とを設けている点である。 【0014】上記の構成において、本体10使用時以外
の例えば保管中は超音波センサ13の前に設けられたゴ
ミ防止手段18のカバ−を閉じる。また本体10使用時
はこのゴミ防止手段10のカバ−を開き超音波センサ1
3を動作させる。つまり、超音波センサ13の前に設け
られたゴミ防止手段18のカバ−をすることにより超音
波センサ13にゴミが溜まることを防止する。この超音
波センサ13にゴミが溜まると、送信手段16から放射
される超音波が減衰し、また受信手段17が障害物に反
射した超音波を受信しにくくなる。つまり、超音波セン
サ13にゴミが付着するなどゴミ溜りが起こると障害物
を検知できなくなり誤動作を起こすこととなり、本体1
0が障害物を回避し移動することができなくなる。 【0015】以上のように本実施例によれば、ゴミ防止
手段18により本体10使用時以外に超音波センサ13
のゴミ溜りを防止することができ、ゴミ溜りによる超音
波センサ13の誤動作を防止し安定に障害物を回避しな
がら移動することができる。 【0016】図4に、本発明の第3の実施例を示す。こ
の図に基づいて第3の実施例を説明する。第2の実施例
と同一部分には同一符号をつけて説明を省略する。相違
点は第2の実施例の構成に、上記ゴミ防止手段18のカ
バ−がされていることを検知するマイクロスイッチ等か
らなるゴミ防止検知手段19と、超音波センサ13の送
信された超音波が上記ゴミ防止手段15のカバ−に反射
されたことを受信することにより超音波センサ13が動
作しているかどうかを判定する故障診断手段15とを設
けている点である。 【0017】上記の構成において、ゴミ防止手段18の
カバ−がされていることを検知するゴミ防止検知手段1
9のマイクロスイッチがカバ−を閉じていることを検知
する。このカバ−が閉じている場合、超音波センサ13
の送信手段16が送信された超音波がゴミ防止手段18
のカバ−に反射され受信手段17が受信する。このカバ
−に反射された超音波を受信手段17が受信し、故障診
断手段15が設定以上の受信波であれば超音波センサが
正常に動作していると判定する。つまり、故障診断手段
15により送信手段16が送信した超音波をゴミ防止手
段18のカバ−に反射させ、受信手段が受信することで
超音波センサが動作しているかを判定することができ
る。 【0018】以上のように本実施例によれば、ゴミ防止
検知手段19によりゴミ防止手段18のカバ−が閉じて
いることを検知し、故障診断手段15により送信手段1
6が送信した超音波をゴミ防止手段18のカバ−に反射
させ受信手段17が受信することで超音波センサ13が
動作しているかを自動的に判定することができる。 【0019】以上の説明で明らかなように、本発明の第
1の実施例により、故障診断手段が超音波センサの残響
レベルの大きさを判定することにより、超音波センサが
正常に動作しているかどうかを判定することができる。
つまり、本体始動開始時に自動的に超音波センサが動作
しているかどうかの故障診断を自動的に行うことがで
き、安定に超音波センサにより椅子や机の足等の障害物
を検知し本体が回避移動することができる移動ロボット
とすることができる。 【0020】また本発明の第2の実施例により、超音波
センサのカバ−を閉じることができるゴミ防止手段によ
り本体使用時以外に超音波センサ13のゴミ溜りを防止
することができ、ゴミ溜りによる超音波センサの誤動作
を防止し安定に障害物を回避しながら移動することがで
きる。 【0021】また本発明の第3の実施例により、ゴミ防
止検知手段によりゴミ防止手段のカバ−が閉じているこ
と検知し、故障診断手段により送信手段が送信した超音
波をゴミ防止手段のカバ−に反射させ受信手段が受信す
ることで超音波センサが動作しているかを自動的に判定
することができる移動ロボットを提供することができ
る。 【0022】なお、上記各実施例では移動ロボットの基
本構成を示したが、上記実施例の移動ロボットに図5に
示す吸い込み具、ファンモータ、ダストボックスを装着
すれば、自走式掃除機とすることができ、この場合、障
害物を検知する超音波センサが故障している場合には、
移動動作を開始させず、また、その異常を使用者に知ら
せるようにしても良い。特に、掃除機に応用した場合に
は、掃除面のゴミを吸引できるように本体の下側に設け
た吸い込み具が、障害物を検知できないままに本体を動
かすと、掃除面の凸部に吸い込み具が当たり、吸い込み
具を破損することがあるが、上記構成であれば、吸い込
み具の破損も防止できる。 【0023】 【発明の効果】請求項1の発明によれば、ゴミ防止手段
のカバ−がなされているかをゴミ防止検知手段が検知
し、故障診断手段が前記ゴミ防止手段のカバ−に送信し
た超音波を反射させ受信することで自動的に超音波セン
サが正常に動作しているかを判断することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施例の移動ロボットを示すブ
ロック図 【図2】同移動ロボットの送受信手段の信号波形を示す
図 【図3】本発明の第2の実施例の移動ロボットを示すブ
ロック図 【図4】本発明の第3の実施例の移動ロボットを示すブ
ロック図 【図5】従来の移動ロボットを示すブロック図 【符号の説明】 10 本体 11 走行輪 12 モ−タ制御手段 13 超音波センサ 14 移動制御手段 15 故障診断手段 18 ゴミ防止手段 19 ゴミ防止検知手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薮内 秀隆 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 小川 光康 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 藤原 俊明 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 江口 修 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 (72)発明者 石橋 崇文 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 黒木 義貴 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 平4−263822(JP,A) 特開 平6−98844(JP,A) 特開 平6−3437(JP,A) 特開 平5−246461(JP,A) 特開 昭60−80782(JP,A) 実開 平3−58257(JP,U) 実開 平1−95685(JP,U) 実開 昭63−20079(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47L 9/28 G01S 7/526 G01S 15/88 G05D 1/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 移動ロボットの本体内に、走行輪と、こ
    の走行輪を駆動するモ−タ制御手段と、障害物を検出す
    るための超音波センサと、この超音波センサの信号によ
    り前記モ−タ制御手段を制御し障害物を回避しながら移
    動できる移動制御手段と、前記超音波センサに設けたカ
    バーと、前記カバ−が閉じていることを検知する検知手
    段と、前記超音波センサが動作しているかどうかを判定
    する故障診断手段を備え、前記カバーが閉じていること
    を前記検知手段が検知しているときに、前記超音波セン
    サの送信手段から送信された後、前記カバ−によって反
    射された超音波を、前記超音波センサの受信手段が受信
    することで、前記超音波センサが正常に動作していると
    前記故障診断手段が判定する移動ロボット。
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