JP6830261B2 - 自走式ロボット - Google Patents

Description

本発明は、自走式ロボットに関する。さらに詳しくは、太陽光発電に使用する太陽電池アレイや太陽熱発電に使用する集光ミラーなどの表面を自走して掃除等の作業を行う自走式ロボットに関する。

近年、再生可能エネルギを利用した発電の要求が高まっており、とくに太陽光を利用した太陽光発電や太陽熱発電には大きな注目が集まっている。
例えば、太陽光発電設備には、一般住宅に設けられる３〜４キロワット程度の発電容量の設備から、商業用の１メガワットを超える発電容量を有する大規模な発電設備まである。また、太陽熱発電設備においても、１メガワットを超える発電容量を有する大規模な設備が多く、火力発電や原子力発電の代替発電施設として期待されている。

一方、太陽光発電や太陽熱発電などの太陽光を利用した発電では、太陽からの日射光を受けて発電する。このため、太陽電池アレイ(つまり太陽電池モジュール)や集光ミラーの受光面が汚れると、汚れの程度に応じて、太陽光発電においては太陽電池モジュールの受光面を構成するカバーガラスの光透過率が低下することによって、発電される電力量が減少する。また、太陽熱発電においては、集光ミラーの反射率が低下することによって、発電される電力量が減少する。つまり、太陽光発電や太陽熱発電では、太陽電池モジュールや集光ミラーの受光面が汚れていると、発電性能が大幅に低下する。
このため、太陽電池アレイ等の受光面の汚れを除去するために、太陽電池アレイ等を適宜掃除することが重要になる。

一般住宅に設けられている設備であれば、定期的に人が掃除することも可能である。一方、大規模な太陽光発電設備の場合、その表面積は非常に大きくなるため、人が掃除して太陽電池アレイ表面の汚れを除去することは実質的に困難である。例えば、１メガワットの太陽光発電設備の場合、１枚あたり１００ワットの発電出力の太陽電池モジュールから構成されているとする。この場合、太陽光発電設備全体では、太陽電池モジュールは１万枚に及ぶ。１枚の太陽電池モジュールの面積が１平方メートルの場合、掃除すべき面積は１万平方メートルに達する。そして、太陽光発電設備の場合、複数枚の太陽電池モジュールを１セットとする太陽電池アレイが複数設けられるのである。この太陽電池アレイの面積は、現場の種々の条件によって異なるが、概ね５０平方メートルから１０００平方メートルになる。したがって、大規模な太陽光発電設備では、自動または遠隔操作で太陽電池アレイ等の表面を走行させることができる自走式ロボットが有効な掃除手段になる。

ところで、自走式掃除ロボットとして、最近では、建物の床などを自動で掃除するものが種々開発されており（例えば特許文献１）、かかる自走式掃除ロボットを、太陽電池アレイ等を掃除するためのロボットとして採用することも考えられる。

特開２００４−１６６９６８号公報

しかるに、特許文献１の自走式掃除ロボットは、建物の床などのように屋内の掃除を行うものである。床の端縁は壁などによって仕切られており、自走式掃除ロボットは壁などの障害物に接触するなどの方法で障害物を検出して、床などの掃除する領域を判断している。しかし、太陽電池アレイ等の表面等の場合、その表面の境界に障害物などは存在しないので、境界を判断することができない。そして、境界を判断できなければ、自走式掃除ロボットは表面等から落下して損傷してしまう可能性がある。

本発明は上記事情に鑑み、自走式ロボットの落下などによる損傷を防ぐことができ、しかも、平面における作業を効率よく行うことができる自走式ロボットを提供することを目的とする。

第１発明の自走式ロボットは、平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、該ロボット本体の移動を制御する制御部と、平面上で作業を行う作業部と、を備えており、前記制御部は、前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、該エッジ検出部は、前記ロボット本体の進行方向において前記作業部よりも外方に位置する外方検出部と、前記ロボット本体の進行方向において前記外方検出部よりも前記ロボット本体側に位置する内方検出部と、を備えていることを特徴とする。
第２発明の自走式ロボットは、第１発明において、前記内方検出部は、前記ロボット本体の進行方向において前記作業部と前記移動手段との間に位置するように配設されていることを特徴とする。
第３発明の自走式ロボットは、第２発明において、前記内方検出部は、前記作業部における作業器の近傍に配置されていることを特徴とする。
第４発明の自走式ロボットは、第１、第２または第３発明において、前記エッジ検出部は、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向の端部に設けられており、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において、前記作業器の端部よりも内方または端部と同じ位置であって前記移動手段よりも外方に配置されていることを特徴とする。
第５発明の自走式ロボットは、第１、第２、第３または第４発明において、前記ロボット本体の進行方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置され、かつ、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置された、前記平面の端縁を検出する危険検出部と、該危険検出部からの信号に基づいて前記ロボット本体の移動を制御する危険回避制御部と、を備えていることを特徴とする。
第６発明の自走式ロボットは、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、前記制御部および／または前記危険回避制御部は、前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記駆動部の作動を停止させることを特徴とする。
第７発明の自走式ロボットは、第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記制御部は、前記外方検出部が前記平面の端縁を検出した際に、該自走式ロボットの走行速度を減速させる減速制御機能と、該減速制御を実施した後で前記内方検出部が前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを停止させる停止制御機能と、を実施することを特徴とする。
第８発明の自走式ロボットは、第７発明において、前記外方検出部は、該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、前記内方検出部は、該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、前記制御部は、前記外方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に減速制御を実施し、前記内方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に停止制御を実施することを特徴とする。
第９発明の自走式ロボットは、第８発明において、前記制御部は、該自走式ロボットが前記平面の端縁に沿った方向に移動している状態において、前記外方検出部および前記内方検出部が前記平面の端縁よりも内方に位置している場合には、該自走式ロボットを前記平面の端縁に向かう方向に移動させるように前記移動手段を制御し、前記外方検出部の一対のエッジセンサのうち、前記平面の端縁側に位置するエッジセンサだけが前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを前記平面の端縁から離間する方向に移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする。

第１発明の自走式ロボットは、平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、該ロボット本体の移動を制御する制御部と、平面上で作業を行う作業部と、を備えており、前記制御部は、前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、該エッジ検出部は、前記ロボット本体の進行方向において前記作業部よりも外方に位置する外方検出部と、前記ロボット本体の進行方向において前記外方検出部よりも前記ロボット本体側に位置する内方検出部と、を備えており、前記ロボット本体の進行方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置され、かつ、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置された、前記平面の端縁を検出する危険検出部と、該危険検出部からの信号に基づいて前記ロボット本体の移動を制御する危険回避制御部と、を備えていることを特徴とする。
第２発明の自走式ロボットは、平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、該ロボット本体の移動を制御する制御部と、平面上で作業を行う作業部と、を備えており、前記制御部は、前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、該エッジ検出部は、前記ロボット本体の進行方向において前記作業部よりも外方に位置する外方検出部と、
前記ロボット本体の進行方向において前記外方検出部よりも前記ロボット本体側に位置する内方検出部と、を備えており、前記制御部は、前記外方検出部が前記平面の端縁を検出した際に、該自走式ロボットの走行速度を減速させる減速制御機能と、該減速制御を実施した後で前記内方検出部が前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを停止させる停止制御機能と、を実施することを特徴とする。
第３発明の自走式ロボットは、第１または第２発明において、前記内方検出部は、前記ロボット本体の進行方向において前記作業部と前記移動手段との間に位置するように配設されていることを特徴とする。
第４発明の自走式ロボットは、第３発明において、前記内方検出部は、前記作業部における作業器の近傍に配置されていることを特徴とする。
第５発明の自走式ロボットは、第１、第２、第３または第４発明において、前記エッジ検出部は、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向の端部に設けられており、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において、前記作業器の端部よりも内方または端部と同じ位置であって前記移動手段よりも外方に配置されていることを特徴とする。
第６発明の自走式ロボットは、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、前記制御部および／または前記危険回避制御部は、前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記駆動部の作動を停止させることを特徴とする。
第７発明の自走式ロボットは、第２発明において、前記外方検出部は、該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、前記内方検出部は、該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、前記制御部は、前記外方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に減速制御を実施し、前記内方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に停止制御を実施することを特徴とする。
第８発明の自走式ロボットは、第７発明において、前記制御部は、該自走式ロボットが前記平面の端縁に沿った方向に移動している状態において、前記外方検出部および前記内方検出部が前記平面の端縁よりも内方に位置している場合には、該自走式ロボットを前記平面の端縁に向かう方向に移動させるように前記移動手段を制御し、前記外方検出部の一対のエッジセンサのうち、前記平面の端縁側に位置するエッジセンサだけが前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを前記平面の端縁から離間する方向に移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする。

第１発明によれば、外方検出部と内方検出部が設けられており、しかも、ロボット本体の移動方向において位置が両者のズレているので、平面の端縁の検ミスなどに起因する脱輪やロボット本体の落下を防止できる。また、外方検出部と内方検出部との間の間隔を適切に設定すれば、平面の端縁とロボット本体が走行できる溝とを識別できる。また、外方検出部や内方検出部が故障して平面の端部を検出できない場合でも、危険検出部が平面の端部を検出すれば、脱輪やロボット本体の落下を防止できる。また、危険回避制御部を設けておけば、制御部の故障などが生じても、脱輪やロボット本体の落下を防止できる。
第２発明によれば、外方検出部と内方検出部が設けられており、しかも、ロボット本体の移動方向において位置が両者のズレているので、平面の端縁の検ミスなどに起因する脱輪やロボット本体の落下を防止できる。また、外方検出部と内方検出部との間の間隔を適切に設定すれば、平面の端縁とロボット本体が走行できる溝とを識別できる。さらに、外方検出部によって平面の端縁が検出されると制御手段の減速制御機能によって走行速度が減速され、その後、内方検出部によって平面の端縁が検出されると制御手段の停止制御機能によって停止される。つまり、自走式ロボットは、減速してから停止するので、停止する際の制動距離を短くすることができる。したがって、自走式ロボットを高速で移動させても、端縁に到達する前に停止させることができる。しかも、停止する際の制動距離を短くすることができるので、エッジ検出部から移動手段までの距離が短くでも、移動手段が端縁に到達する前に、自走式ロボットを停止させることができる。つまり、自走式ロボットの走行方向の長さを短くしても、端縁から自走式ロボットが落下することを防止することができる。
第３発明によれば、外方検出部と内方検出部の間に作業部が配置されているので、内方検出部によってエッジが検出されるまで作業を実施できる。したがって、構造物のエッジまで作業を実施することができる。しかも、内方検出部は、移動手段よりも作業部側に配置されているので、移動手段の車輪等が脱輪することも防止することができる。
第４発明によれば、エッジまでの作業が完了した後、迅速に移動を停止できる。したがって、無駄な移動を極力少なくできるので、作業効率の低下も防ぐことができる。
第５発明によれば、構造物の側方のエッジまで作業を実施することができ、しかも、移動手段の車輪等が脱輪することも防止することができる。
第６発明によれば、脱輪が生じたことが検出されれば、駆動部の作動が停止されるので、ロボット本体が対象平面から落下することを防止できる。
第７発明によれば、進行方向と交差する方向の端縁を検出した際に、減速制御や停止制御をしないので、進行方向に安定して走行させることができる。
第８発明によれば、減速制御や停止制御を実施しつつ、端縁に沿って移動させることができる。

本発明の自走式ロボットは、平面状に形成された部分において作業をするロボットであって、平面状の部分を移動ながら作業を効率良く行うことができるようにしたことに特徴を有している。

なお、本明細書における平面とは、ある程度の曲率を有する面も含む概念である。例えば、自走式ロボットの移動手段の接地点間の距離（例えばホイルベースやトレッド等）に比べて曲率半径が十分に大きい面等のように、自走式ロボットの走行に影響を与えない程度の曲率を有する曲面も含む概念である。

本発明の自走式ロボットが実施する作業はとくに限定されない。例えば、自走式ロボットが走行する平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定が本発明の自走式ロボットが実施する作業に該当する。また、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業も本発明の自走式ロボットが実施する作業に該当する。さらに、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等も本発明の自走式ロボットが実施する作業として挙げることができる。

（構造物ＳＰの対象平面ＳＦ）
まず、自走式ロボット１を説明する前に、本実施形態の自走式ロボット１が掃除等の作業を実施する構造物ＳＰおよび、掃除する対象となる平面（対象平面ＳＦ）について簡単に説明する。

図１０に示すように、本実施形態の自走式ロボット１によって掃除等の作業を実施する構造物ＳＰは、例えば、大規模な太陽光発電設備の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などである。これらの構造物ＳＰでは、対象平面ＳＦは水平に対して傾斜を有している。しかも、対象平面ＳＦの端縁はその表面と側面とのなす角がほぼ９０°のエッジとなっている。つまり、自走式ロボット１は、対象平面ＳＦを走行した場合、端縁から落下したり脱輪したりする可能性がある構造を有している。本実施形態の自走式ロボット１は、このような端縁を有する構造物ＳＰの対象平面ＳＦを掃除等の作業を行う対象とする。

なお、本実施形態の自走式ロボット１における掃除等の作業を行う構造物ＳＰおよび対象平面ＳＦは、太陽光発電設備の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などに限定されない。上述したような本実施形態の自走式ロボットが自走できる対象平面ＳＦを有する構造物ＳＰであれば、掃除等の作業を行うことが可能である。かかる構造物ＳＰ等としては、例えば、屋根や壁面、窓ガラスを有する屋外に設置されている建物等や、看板や電光掲示板、バスや列車等の各種車両の車体や航空機等の機体も上記構造物ＳＰに該当する。さらに、金属板やガラス板、合成樹脂板、木製の板などの各種の板状部材、下に降りていく階段や上がり框などに接した室内空間等を有する建造物等も構造物ＳＰに該当する。

以下では、自走式ロボットによって、太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などの構造物ＳＰの表面(つまり上記各受光面、以下、対象平面ＳＦという)を掃除する場合を説明する。

なお、作業ロボット１が掃除以外の作業を実施する場合には、後述する一対の掃除部１０，１０（または一方の掃除部１０）が設けられている位置に、作業用の装置やセンサ、器具などが設けられる。例えば、本発明の自走式ロボットが実施する作業が平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定の場合には、各測定に使用される種々のセンサが設けられる。また、本発明の自走式ロボットが実施する作業がコーティング作業や塗装作業の場合には、スプレーノズル等の器具が設けられる。さらに、表面の付着物や塗装等の剥離処理や研磨処理、コーティング等の前の下地処理であれば、ショットブラストや回転式や振動式の研磨装置が設けられる。本発明の自走式ロボットがフィルム等の貼付を行う場合にはローラ等が設けられる。本発明の自走式ロボットによって情報提示によるコミュニケーション等を行う場合には、ディスプレイやＬＥＤ、スピーカー等が設けられる。

（自走式ロボット１）
つぎに、本実施形態の自走式ロボット１を説明する。
本実施形態の自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を自走して構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおける掃除等の作業を行うものである。

図３および図４に示すように、自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ(図１１参照)上を走行するための移動手段４を備えたロボット本体部２と、このロボット本体部２に設けられた一対の掃除部１０，１０と、移動手段４や一対の掃除部１０，１０の作動を制御する制御部３０と、を備えている。

（一対の掃除部１０，１０）
図３および図４に示すように、一対の掃除部１０，１０は、ロボット本体部２の前後にそれぞれ設けられている。この掃除部１０は、回転するブラシ１２を備えており、このブラシ１２を回転させることによって、平面ＳＦ上を掃いて掃除することができるようになっている。

なお、掃除部１０の構造、つまり、掃除部１０がどのように構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を掃除するかは、とくに限定されない。例えば、ブラシ１２として、回転軸に刷毛が設けられたものだけでなく、回転軸の表面に板状のブレードが立設されたもの、回転軸の表面全面または一部がスポンジ状の部材によって覆われたものや回転軸の表面全面または一部に布を取り付けたもの等を使用してもよい。また、ブラシ１２に代えて散水装置(スプレーノズル等)とワイパーブレード(スクイジー)を設けて掃除部１０としてもよい。また、ブラシ１２に代えてまたはブラシ１２に加えてバキュームクリーナー(吸引式掃除機)を設けて掃除部１０としてもよい。さらに、気体を噴き出すエアノズルを設けて掃除部１０としてもよい。

また、ロボット本体部２の前後に一対の掃除部１０，１０を設けた場合を説明したが、掃除部１０は、ロボット本体部２の前方だけまたは後方だけに設けてもよい。

さらに、掃除部１０を設ける位置はとくに限定されず、ロボット本体部２の下面や対象平面ＳＦと対向する位置に設けてもよい。

（移動手段４）
図３および図４に示すように、ロボット本体部２には、移動手段４が設けられている。この移動手段４は、ロボット本体部２を前後方向に移動させたり旋回移動させたりすることができるように設けられている。例えば、図３および図４に示すように、移動手段４を、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと、一つの中間駆動輪４ｂによって構成してもよい。この場合、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと中間駆動輪４ｂとによって、平面視で三角形を形成するように配置すれば、自走式ロボット１を対象平面ＳＦ上に安定した状態で配置することができる。この場合、移動手段４の全ての駆動輪４ａ，４ｂにそれぞれ駆動モータを設け、各駆動モータが独立して各駆動輪４ａ，４ｂを駆動させることができるようになっていることが望ましい。すると、制御部３０によって各駆動モータの作動状態を制御すれば、自走式ロボット１を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができる。とくに、中間駆動輪４ｂにオムニホイール(全方向移動車輪)を採用すれば、自走式ロボット１の旋回移動等がスムースになり、また、自走式ロボット１の移動の自由度を高めることができる。

なお、移動手段４は上記のごとき構成に限られず、自走式ロボット１を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができるように構成されていればよい。例えば、中間駆動輪４ｂであるオムニホイールを駆動輪とせず、一対の駆動輪４a,４ａだけを駆動輪としてもよい。

また、オムニホイールに代えて、中間駆動輪４ｂに受動車輪(キャスター)を採用してもよい。この場合でも、一対の駆動輪４a,４ａの回転数を調整すれば、自走式ロボット１の移動方向を自在に変更することができる。

さらに、乗用車等の車両と同様の構造としてもよい。例えば、図６〜図８、図１３に示すように、車輪４ｃを４輪設けて、その前方(または後方)の２輪を操舵輪として他の車輪を駆動輪としたり、４輪駆動や４輪操舵としたりしてもよい。

また、移動手段４は、車輪に代えてクローラを設けてもよい。この場合、ロボット本体部２の中心（重心）を挟むように一対のクローラを設ければ、一対のクローラを駆動する駆動モータの作動を制御することによって、自走式ロボット１を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができる。

（制御部３０）
制御部３０は、移動手段４の作動を制御して、自走式ロボット１の移動を制御する機能を有している。例えば、上述したように、各駆動輪４に駆動モータが設けられている場合には、各駆動輪４に設けられている駆動モータの作動を制御して、ロボット本体２の移動方向や移動速度、つまり、自走式ロボット１の移動方向や移動速度を制御するものである。例えば、全ての駆動輪４による移動速度(具体的には、回転数(回転速度)×駆動輪の周長)が同じとなるように各駆動モータ４ｍを作動させた場合には自走式ロボット１を直進移動させることができる。一方、一対の側方駆動輪４ａ,４ａ間で移動速度の差が生じるように各駆動モータ４ｍを作動させた場合には自走式ロボット１を旋回するように移動させることができる。

本実施形態の自走式ロボット１は、以上のような構成を有しているので、自走式ロボット１を構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上に載せれば、自走式ロボット１によって構造物ＳＰの対象平面ＳＦを掃除することができる（図１１参照）。つまり、移動手段４によって自走式ロボット１に対象平面ＳＦ上を移動させることができるので、一対の掃除部１０，１０によって対象平面ＳＦを掃除することができるのである。

例えば、構造物ＳＰが太陽電池アレイなどのように複数のモジュールによって形成されている場合、構造物ＳＰの対象平面ＳＦは複数のモジュールの表面によって形成される。この場合、図１２に示すように、本実施形態の自走式ロボット１における一対の掃除部１０，１０の幅（図１２では左右方向）を対象平面ＳＦの各モジュールの幅Ｗよりも長くしておく。そして、本実施形態の自走式ロボット１を、その一対の掃除部１０，１０の幅方向と対象平面ＳＦの各モジュールの幅方向（図１２では左右方向）が平行となるように対象平面ＳＦ上に配置する。その状態で本実施形態の自走式ロボット１を各モジュールの長手方向に沿って走行させれば、本実施形態の自走式ロボット１を一回走行させるだけで、各モジュールの表面全体を掃除することができる。

一方、図１３に示すように、本実施形態の自走式ロボット１における一対の掃除部１０，１０の幅（図１３では上下方向）を、対象平面ＳＦの上下方向の長さよりも若干長くしておく。例えば、図１３であれば、モジュールが上下２段となるように並べて対象平面ＳＦが形成されているが、この場合、一対の掃除部１０，１０の幅を、対象平面ＳＦの各モジュールの長手方向の長さＬの２倍よりも長くしておく。そして、本実施形態の自走式ロボット１を、その一対の掃除部１０，１０の幅方向と対象平面ＳＦの各モジュールの長手方向（図１３では上下方向）が平行となるように対象平面ＳＦ上に配置する。その状態で本実施形態の自走式ロボット１を対象平面ＳＦの長手方向（図１３では左右方向）に沿って走行させれば、本実施形態の自走式ロボット１を一回走行させるだけで、対象平面ＳＦ全体を掃除することができる。

（エッジ検出）
図１〜図４に示すように、自走式ロボット１は、対象平面ＳＦのエッジ（端縁）を検出する複数のエッジ検出部３１を備えている。そして、複数のエッジ検出部３１が検出した信号に基づいて、制御部３０が移動手段４の作動を制御して、対象平面ＳＦから自走式ロボット１が落下することを防止している。
なお、以下では、構成を分かりやすくするために、構造を簡素化した図１に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、複数のエッジ検出部３１は、一対の掃除部１０，１０の側端縁近傍にそれぞれ設けられている。各エッジ検出部３１は、それぞれ外方検出部３２と、内方検出部３３と、を備えており、両検出部３２，３３によって掃除部１０が挟まれた状態となるように設けられている。

各エッジ検出部３１において、外方検出部３２は、自走式ロボット１が走行した際に、一対の掃除部１０，１０のうち、ロボット本体２の走行方向の前方に位置する掃除部１０よりも前方に位置するように配設されたものである。
一方、内方検出部３３は、自走式ロボット１の走行方向において、外方検出部３２に対して後方、言い換えれば、掃除部１０と移動手段４との間に位置するように設けられている。

例えば、図１であれば、上方の掃除部１０の側端近傍に設けられているエッジ検出部３１Ａ，３１Ｂであれば、掃除部１０よりも上方に位置する検出部が外方検出部３２になる。そして、外方検出部３２との間に上方の掃除部１０を挟むように設けられた検出部（上方の掃除部１０よりも下方に位置する検出部）が内方検出部３３になる。

一方、下方の掃除部１０の側端近傍に設けられているエッジ検出部３１Ｃ，３１Ｄであれば、掃除部１０よりも下方に位置する検出部が外方検出部３２になる。そして、外方検出部３２との間に下方の掃除部１０を挟むように設けられた検出部（下方の掃除部１０よりも上方に位置する検出部）が内方検出部３３になる。

（移動制御方法）
以下では、エッジ検出部３１Ａが検出した信号に基づいて、制御部３０が移動手段４の作動を制御して、対象平面ＳＦから自走式ロボット１が落下することを防止する方法を説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、自走式ロボット１が対象平面ＳＦ上を作業しながら走行しているとする。この場合、対象平面ＳＦの端縁Ｅまで到達していない場合には、エッジ検出部３１Ａの外方検出部３２および内方検出部３３の両方がその下方に対象平面ＳＦが存在していることを検出する。すると、外方検出部３２および内方検出部３３から送られた信号（ＯＮ信号、ＯＦＦ信号）に基づいて、制御部３０は、自走式ロボット１が安定して走行および作業を実施できる状況であることを把握する。

図２（Ａ）の状態から、さらに自走式ロボット１が走行すると、やがて対象平面ＳＦの端縁Ｅに到達する。このとき、対象平面ＳＦ上を作業しながら走行しているとする。この場合、外方検出部３２は、下方に対象平面ＳＦが存在していない状態であることを検出し、その信号（以下ＯＦＦ信号という場合がある）を制御部３０に送信する（図２（Ｂ）。

一方、内方検出部３３の下方には対象平面ＳＦが存在しているので、内方検出部３３からは、その下方に対象平面ＳＦが存在していることを示す信号（以下ＯＮ信号という場合がある）が送信される。すると、制御部３０は、両検出部３２，３３間に端縁Ｅが存在していることを把握する。しかし、内方検出部３３は移動手段４よりも掃除部１０側に位置しているので、制御部３０は、落下や脱輪の恐れがないと判断して、自走式ロボット１の走行および作業を継続させる。

なお、上記状況であることを把握した制御部３０は、それまでと同じ速度で自走式ロボット１を走行させてもよいし、若干速度を落とすように移動手段４の作動を制御してもよい。

また、端縁Ｅに特別な構造物が存在する場合、また、端縁Ｅでは特別な作業が必要な場合には、上記状況であることを把握した制御部３０は、掃除部１０にエッジ近傍における特別な走行や作業を実施するように指示する。

さらに、自走式ロボット１が走行すると、内方検出部３３も端縁Ｅまで到達する。すると、外方検出部３２だけでなく、内方検出部３３も下方に対象平面ＳＦが存在していない状態であることを検出し、その信号を制御部３０に送信する（図２（Ｃ））。すると、制御部３０は、対象平面ＳＦの端縁Ｅまで掃除部１０による作業が実施されたこと、および、これ以上進行すると移動手段４が脱輪する可能性が生じること、を把握する。すると、制御部３０は、自走式ロボット１が走行を停止させる、または、自走式ロボット１の走行方向を変化させる。

以上のように、エッジ検出部３１の外方検出部３２と内方検出部３３との間に掃除部１０が位置するように配設すれば、移動手段４の脱輪を防止できるし、端縁Ｅまで掃除部１０による作業を実施できる。

（移動制御の他の例）
また、制御部３０は、外方検出部３２および内方検出部３３のエッジセンサからの信号を受けて、以下のように自走式ロボット１が走行するように移動手段４を制御する機能を有している。つまり、自走式ロボット１を減速する減速制御機能と、自走式ロボット１を停止する停止制御機能と、を有している。
以下、図２に基づいて各機能による制御を説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、自走式ロボット１が対象平面ＳＦ上を作業しながら走行しているとする。この場合、対象平面ＳＦの端縁Ｅまで到達していない場合には、外方検出部３２および内方検出部３３は、その下方に対象平面ＳＦが存在していることを検出する。すると、外方検出部３２および内方検出部３３から送られたＯＮ信号に基づいて、制御部３０は、自走式ロボット１が安定して走行および作業を実施できる状況であることを把握する。

図２（Ａ）の状態から、さらに自走式ロボット１が走行すると、やがて対象平面ＳＦの端縁Ｅに到達する（図２（Ｂ））。この場合、外方検出部３２は、下方に対象平面ＳＦが存在していない状態であることを検出し、ＯＦＦ信号を制御部３０に送信する。一方、内方検出部３３の下方には対象平面ＳＦが存在しているので、内方検出部３３からはＯＮ信号が送信される。すると、制御部３０は、自走式ロボット１の走行速度を減速するように移動手段４の作動を制御する（減速制御）。

さらに、自走式ロボット１が走行すると、内方検出部３３の下方にも対象平面ＳＦが存在していない状態となる（図２（Ｃ））。その状態となったことを検出した内方検出部３３からＯＦＦ信号が制御部３０に送信されると、制御部３０は、これ以上進行すると移動手段４が脱輪する可能性が生じることを把握する。すると、制御部３０は、自走式ロボット１を停止するように移動手段４の作動を制御する（停止制御）。すると、自走式ロボット１は、移動手段４が端縁Ｅに到達する前に停止するので、端縁Ｅから自走式ロボット１が落下することを防止することができる。

以上のように、エッジ検出部３１に外方検出部３２と内方検出部３３を設ければ、自走式ロボット１が端縁Ｅに近づいた際に、一旦減速してから停止させることができる。すると、通常の移動速度から急に停止する場合に比べて、停止する際の制動距離を短くすることができる。言い換えれば、上記制御によって自走式ロボット１を停止させれば、自走式ロボット１が移動する速度を従来よりも速くしても、制動を開始してから停止するまでの距離を従来と同等程度にすることができる。したがって、自走式ロボット１を高速で移動させることができ、その場合でも、端縁Ｅから自走式ロボット１が落下することを防止することができる。

しかも、停止する際の制動距離を短くすることができれば、エッジ検出部３１から移動手段４までの距離が短くでも、移動手段４が端縁に到達する前に、自走式ロボット１を停止させることができる。つまり、自走式ロボット１の走行方向の長さを短くしても、端縁Ｅから自走式ロボット１が落下することを防止することができるので、自走式ロボット１をコンパクトな構成とすることができる。

なお、減速制御では、通常の移動速度よりも遅い一定の速度に移動速度を落としてその状態を維持するようにしてもよいし、通常の移動速度から徐々に減速するようにしてもよい。また、両方を組み合わせた制御でもよい。つまり、減速開始時には大きく速度を減速して、その後、徐々に速度を低下させるようにしてもよい。

（内方検出部３３の位置）
内方検出部３３は、上述したように、自走式ロボット１の走行方向において、掃除部１０と移動手段４の間に位置するように配置すればよく、その位置はとくに限定されない。しかし、内方検出部３３は、できるだけ掃除部１０の近傍に配置しておくことが望ましい。内方検出部３３が掃除部１０の近傍に配置されていれば、端縁Ｅの作業が完了した後、迅速に自走式ロボット１の移動を停止できる。すると、作業が完了後、内方検出部３３からの信号に基づいて、すぐに次の作業場所に移動させたり、次の作業に迅速に切り替えたりできる。したがって、無駄な移動や作業を極力少なくできるので、自走式ロボット１による作業を効率化できる。

（エッジ検出部３１の幅方向の位置）
また、図１では、各エッジ検出部３１を、いずれも掃除部１０の側端縁近傍に設けた場合を示したが、各エッジ検出部３１を設ける位置は、上記構成を満たす限り、とくに限定されない。例えば、エッジ検出部３１を、掃除部１０の幅方向の中央部に設けてもよく、この場合でも端縁Ｅの位置を把握することは可能である（図８（Ｂ）参照）。

しかし、上述したように、各エッジ検出部３１を掃除部１０の側端縁近傍に設ければ、掃除部１０と対象平面ＳＦの側方の端部との相対的な位置を把握することができる。すると、自走式ロボット１が側方の端縁Ｅから落下したり脱輪したりすることを防ぐことができる。

しかも、エッジ検出部３１の位置が、掃除部１０の側端よりも内方または端部と同じ位置であって移動手段４よりも外方に配置されていれば、掃除部１０によって、対象平面ＳＦの側方の端縁Ｅまで作業を実施することができる。

例えば、上記のようにエッジ検出部３１を配置すれば、エッジ検出部３１が下方に対象平面ＳＦが存在しない状態を検出しても、移動手段４は、ある程度、側方の端縁Ｅまでの距離が確保された状態になっている。したがって、移動手段４の車輪等が脱輪することはない。とくにエッジ検出部３１の位置が掃除部１０の側端よりも内方に位置していれば、エッジ検出部３１が下方に対象平面ＳＦが存在しない状態を検出しても、掃除部１０の側端は、対象平面ＳＦの側方の端縁Ｅよりも外方に位置することになる。つまり、対象平面ＳＦの側方の端縁Ｅは、既に掃除部１０によって作業されている状態になる。言い換えれば、対象平面ＳＦの側方の端縁Ｅまで、掃除部１０によって作業することができる。

したがって、エッジ検出部３１を、掃除部１０の側端よりも内方であって移動手段４よりも外方に配置すれば、対象平面ＳＦの側方の端縁Ｅまで作業でき、しかも、移動手段４の車輪等が脱輪することも防止することができる。

なお、上記記載で、「エッジ検出部３１の位置が、掃除部１０の側端よりも内方または端部と同じ位置」とは、エッジ検出部３１が端縁Ｅを検出できる位置が掃除部１０において掃除可能な端縁と一致することを意味している。つまり、図３、図４に示すように掃除部１０がブラシ１２を有する場合には、ブラシ１２の軸方向において刷毛が設けられている部分の端縁と、エッジ検出部３１が端縁Ｅを検出できる位置がほぼ一致する状態を意味している。

（外方検出部３２と内方検出部３３の相対的な位置）
また、上記例では、エッジ検出部３１において、外方検出部３２と内方検出部３３とが自走式ロボット１の走行方向（図１の上下方向）に沿って並ぶように配置されている。しかし、外方検出部３２と内方検出部３３は、掃除部１０の幅方向においてズレた位置に配置されていてもよい（図７（Ｂ）、図８（Ａ）参照）。

さらに、エッジ検出部３１は、自走式ロボット１の走行方向（図１の上下方向）において、外方検出部３２と内方検出部３３とが掃除部１０を挟むように配置している場合を説明した。しかし、エッジ検出部３１は、必ずしも掃除部１０を挟むように配置されていなくてもよい。外方検出部３２と内方検出部３３の両方が移動手段４よりも外方に配置されていれば、外方検出部３２と内方検出部３３とが検出した信号に基づいて、自走式ロボット１の落下や脱輪を防止できる。例えば、外方検出部３２と内方検出部３３の両方が掃除部１０よりも外方に配置されていてもよいし（図６（Ｂ））、外方検出部３２と内方検出部３３の両方が掃除部１０よりも内方に配置されていてもよい（図７（Ａ））。

（溝検出）
対象平面ＳＦに溝等がある場合、外方検出部３２および内方検出部３３は、溝の端縁も対象平面ＳＦの端縁と判断する。しかし、以下のように外方検出部３２および内方検出部３３の信号を処理すれば、検出した端縁を溝の端縁であるか対象平面ＳＦの端縁であるかを判断することができる。すると、対象平面ＳＦに溝がある場合に、溝の端縁を対象平面ＳＦの端縁と誤認して自走式ロボット１が停止することを防止することができる。

まず、対象平面ＳＦ上を走行している状態では、外方検出部３２と内方検出部３３の両方から、両者の下方に対象平面ＳＦが存在することを通知するＯＮ信号が制御部３０に通知されている。この状態では、自走式ロボット１は通常通り走行する（図５（Ａ））。

自走式ロボット１が対象平面ＳＦの端縁Ｅまで到達すると、外方検出部３２と内方検出部３３の両方の下方に対象平面ＳＦが存在しない状態となる。この状態になると、外方検出部３２と内方検出部３３の両方から、下方に対象平面ＳＦが無い状態であることを通知するＯＦＦ信号が送信される状態になる。すると、自走式ロボット１は走行を停止する（図２（Ｃ）参照）。

一方、図５に示すように、対象平面ＳＦに溝Ｇがある場合、溝Ｇの位置に外方検出部３２が位置すると、外方検出部３２から制御部３０に送信される信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わる（図５（Ｂ））。このとき、内方検出部３３の下方には対象平面ＳＦが存在するので、内方検出部３３から制御部３０には引き続きＯＮ信号が送信される

さらに自走式ロボット１が走行すると、外方検出部３２は溝Ｇを通過して、再び外方検出部３２の下方に対象平面ＳＦが存在する状態となる。すると、外方検出部３２から制御部３０に送信される信号がＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替わる（図５（Ｃ））。

一方、自走式ロボット１が走行すると、内方検出部３３が溝Ｇの位置に配置されるので、内方検出部３３から制御部３０に送信される信号が、ＯＮ信号からＯＦＦ信号に切り替わる。

ここで、外方検出部３２と内方検出部３３を、両者が同時に溝Ｇを検出しないように配置していれば、内方検出部３３から制御部３０に送信される信号がＯＦＦ信号となる前に、外方検出部３２から制御部３０に送信される信号がＯＮ信号になる。つまり、外方検出部３２と内方検出部３３の両方から制御部３０に送信される信号がＯＦＦ信号とならないので、溝Ｇがあっても自走式ロボット１に走行を継続させることができる。言い換えれば、対象平面ＳＦの溝Ｇの端縁を対象平面ＳＦの端縁Ｅと誤認することがないので、対象平面ＳＦに溝Ｇがあっても、自走式ロボット１に走行を継続させることができる。

なお、上述した溝Ｇの検出を実施させる場合には、外方検出部３２と内方検出部３３の両方が同時に溝Ｇを検出しないように配置する必要がある。つまり、自走式ロボット１の走行方向において、外方検出部３２と内方検出部３３との距離を適切に設定する必要がある。例えば、外方検出部３２と内方検出部３３がレーザーセンサによって対象平面ＳＦの有無を検出している場合には、外方検出部３２と内方検出部３３は、両者間の距離が溝Ｇの幅Ｗよりも広くなるように配設する。すると、外方検出部３２と内方検出部３３が同時に溝Ｇを検出しないので、溝Ｇがあっても自走式ロボット１は走行を停止せず、走行を継続させることができる。

（外方検出部３２と内方検出部３３の他の構成）
上記例では、エッジ検出部３１の外方検出部３２と内方検出部３３が一つのセンサを有する場合を説明したが。外方検出部３２と内方検出部３３は、複数のセンサを有していれば、以下のような機能を発揮させることができる。

以下、外方検出部３２と内方検出部３３がそれぞれ２つのセンサを有する場合を説明する。なお、以下では、外方検出部３２と内方検出部３３が掃除部１０を挟むように配置された場合を代表として説明する。また、外方検出部３２がＯＦＦ信号を発信すると制御部３０によって減速処理が実施される制御が行われている場合を説明する。

図９に示すように、外方検出部３２は、一対のエッジセンサ３２ａ,３２ｂを備えている。一対のエッジセンサ３２ａ,３２ｂは、自走式ロボット１が走行する方向と直交する幅方向（以下単に幅方向という）に沿って並ぶように配置されている。また、一対のエッジセンサ３２ａ,３２ｂは、それぞれが対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出する機能を有しており、端縁Ｅを検出した信号を制御部３０に対して送信する機能を有している。

内方検出部３３も、一対のエッジセンサ３３ａ,３３ｂを備えている。一対のエッジセンサ３３ａ,３３ｂは、自走式ロボット１の幅方向に沿って並ぶように配置されている。つまり、外方検出部３２の一対のエッジセンサ３２ａ,３２ｂとほぼ平行に並ぶように配設されている。また、一対のエッジセンサ３３ａ,３３ｂも、それぞれが対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出する機能を有しており、端縁Ｅを検出した信号を制御部３０に対して送信する機能を有している。

（倣い移動制御）
上述したように、エッジ検出部３１の外方検出部３２と内方検出部３３が複数のセンサを有する場合を有している場合、以下のように移動手段４を制御すれば、自走式ロボット１の走行方向と平行な端縁(以下側端縁ＳＥという)に沿って、自走式ロボット１を移動させることができる。つまり、自走式ロボット１を側端縁ＳＥに沿って移動させる倣い移動制御機能を有している。
以下、図１０に基づいて倣い移動制御機能による制御を説明する。

なお、図１０において、塗りつぶされているセンサは対象平面ＳＦを検出しているセンサであり、白抜きになっているセンサは側端縁ＳＥを検出したセンサ（言い換えれば対象平面ＳＦを検出できなかったセンサ）を示している。

図１０では、下方から上方に向かって（矢印ＤＲの方向、自走式ロボット１の走行方向）、自走式ロボット１が移動している状態を示している。図１０に示すように、自走式ロボット１は、通常は、矢印ＤＲの方向に移動しながら、若干、側端縁ＳＥ側に向かって移動するように移動手段４の作動が制御されている。つまり、自走式ロボット１が矢印ａの方向に移動するように、移動手段４の作動が制御されている。

なお、ここでいう「通常」とは、外方検出部３２および内方検出部３３の全てのエッジセンサの下方に対象平面ＳＦが存在している状態を意味している。

図１０に示すように、自走式ロボット１（図１０の最下段）が矢印ａの方向に移動すると、自走式ロボット１は、若干傾きながら移動し、やがて側端縁ＳＥまで到達する（図１０の下から２番目の自走式ロボット１参照）。すると、外方検出部３２において幅方向の外方に位置するエッジセンサ３２ａの下方に対象平面ＳＦが存在していない状態となる。この状態を検出すると、エッジセンサ３２ａから制御部３０に信号が送信される。このとき、制御部３０は、他のエッジセンサからの信号を確認し、他のエッジセンサ（またはエッジセンサ３２ａを除く他のエッジセンサ）からその下方に対象平面ＳＦが存在していることを示す信号が送信されている場合には、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａが、側端縁ＳＥを検出したと判断する。すると、制御部３０は、自走式ロボット１が、側端縁ＳＥ側から離れる方向に向かって移動するように移動手段４の作動を制御する。つまり、自走式ロボット１が矢印ｂの方向に移動するように、移動手段４の作動を制御する（図１０の下から２番目の自走式ロボット１参照）。

図１０に示すように、自走式ロボット１が矢印ｂの方向に移動すると、自走式ロボット１は、若干傾きながら側端縁ＳＥ側から離れるように移動する（図１０の上から２番目の自走式ロボット１参照）。すると、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａが、再び、その下方に対象平面ＳＦが存在していることを検出し、その信号を制御部３０に送信する。このとき、制御部３０は、他のエッジセンサ（またはエッジセンサ３２ａを除く他のエッジセンサ）からの信号を確認し、他のエッジセンサからその下方に対象平面ＳＦが存在していることを示す信号が送信されている場合には、制御部３０は、自走式ロボット１が通常の走行状態になるように、移動手段４の作動を制御する（図１０の上から２番目の自走式ロボット１参照）。

自走式ロボット１が通常の走行状態になると、再び自走式ロボット１は側端縁ＳＥ側に向かって移動するようになる。そして、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａがその下方に対象平面ＳＦが存在していないことを検出すると、自走式ロボット１は、再び、側端縁ＳＥから離れる方向に移動するようになる。そして、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａが、再び、その下方に対象平面ＳＦが存在していることを検出すると、自走式ロボット１は通常の走行状態になる

上記のように制御すれば、自走式ロボット１が走行状態を切り替えながら移動すれば、自走式ロボット１を、走行方向に対して（つまり側端縁ＳＥに対して）若干左右に揺動させながら、側端縁ＳＥに沿って移動させることができる。

そして、自走式ロボット１が走行方向の端縁Ｅに到達し（図１０の最上段の自走式ロボット１参照）、外方検出部３２の一対のエッジセンサ３２ａ,３２ｂの両方が、その下方に対象平面ＳＦが存在していない状態であることを検出すれば、自走式ロボット１の走行速度が減速される。このとき、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａがその下方に対象平面ＳＦが存在していないことを検出すると、自走式ロボット１は、側端縁ＳＥから離れる方向（矢印ｂの方向）に移動するようになる。つまり、自走式ロボット１は、倣い移動制御されながら減速制御されるので、速度を落としながら、側端縁ＳＥから離れる方向かつ端縁Ｅにさらに接近するように移動する。

やがて、内方検出部３３の一対のエッジセンサ３３ａ,３３ｂの両方が、その下方にも対象平面ＳＦが存在していない状態であることを検出するようになれば、自走式ロボット１は停止される。つまり、倣い制御によって自走式ロボット１を移動させつつ、減速制御および停止制御を実施することができる。

なお、倣い制御は、減速制御されている間も実施される。この間は、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａの下方には対象平面ＳＦが存在していないが、内方検出部３３のエッジセンサ３３ａの下方に対象平面ＳＦが存在している否かによって、側端縁ＳＥに近づく方向の移動（矢印ａの方向）と、側端縁ＳＥから離れる方向（矢印ｂの方向）が切り替わるようになる。

（外方検出部３２および内方検出部３３）
上述した速度制御および停止制御は、外方検出部３２および内方検出部３３が少なくとも一つのエッジセンサを備えていればよい。しかし、外方検出部３２に一対のエッジセンサ３２ａ，３２ｂを設ければ、両方のエッジセンサ３２ａが同じ状態（その下方に対象平面ＳＦが無い状態）となったときにのみ減速制御となるようにすることができる。すると、外方検出部３２の外方（側端縁ＳＥ側）のエッジセンサ３２ａだけが側端縁ＳＥを検出しても、減速制御をしないので、自走式ロボット１を進行方向に安定して走行させることができる。

また、内方検出部３３に一対のエッジセンサ３３ａ，３３ｂを設ければ、両方が同じ状態（その下方に対象平面ＳＦが無い状態）となったときにのみ停止制御となるようにすることができる。すると、上述した、減速制御を実施しながら倣い制御を実施する際に、内方検出部３３の外方（側端縁ＳＥ側）のエッジセンサ３３ａだけが側端縁ＳＥを検出しても、停止制御をしないので、自走式ロボット１を減速制御中でも安定して走行させることができる。

なお、減速制御の間は倣い制御を実施しないようにする場合には、内方検出部３３は、外方検出部３２の外方（側端縁ＳＥ側）のエッジセンサ３２ａよりも内方に位置するエッジセンサ３２ｂだけを設けてもよい。

一方、速度制御および停止制御だけを実施するのであれば、外方検出部３２と内方検出部３３は、それぞれ一つのエッジセンサを有していればよい。この場合、自走式ロボット１の走行方向に位置する端縁Ｅであるか側端縁ＳＥであるかは、外方検出部３２や内方検出部３３が検出した信号だけでは判断ができない。したがって、側端縁ＳＥを検出するセンサを別途設けることが望ましい。

また、外方検出部３２および内方検出部３３からの信号によって速度制御や停止制御を実施せずに倣い移動制御だけを実施するのであれば、外方検出部３２および内方検出部３３がそれぞれ一つのエッジセンサを有していれば実施できる。また、外方検出部３２と内方検出部３３を両方設けなくてもよく、一方だけを設けても倣い移動制御を実施することは可能である。

（傾き防止センサ３５）
なお、図９に示すように、幅方向においてエッジ検出部３１から離れた位置であってエッジ検出部３１よりも内方かつ移動手段４よりも外方に、傾き防止センサ３５を設けてもよい。

上述したように、自走式ロボット１は、通常走行では側端縁ＳＥに向かうように移動するので、その軸方向（つまり走行方向）は側端縁ＳＥの方向に対して傾くことになる。一方、外方検出部３２のエッジセンサ３２ａが側端縁ＳＥを検出すれば、自走式ロボット１は逆方向に傾く。したがって、自走式ロボット１の軸方向の傾きは、側端縁ＳＥの方向に対してある程度の範囲内に収まるように揺動する。しかし、自走式ロボット１が側端縁ＳＥから大きく離れた位置に配置された場合には、自走式ロボット１の軸方向の傾きは大きくなる。そして、走行方向の端縁Ｅ近傍でそのような状態になれば、移動手段４の脱輪等が発生する可能性がある。

しかし、上述した位置に傾き防止センサ３５を設けておけば、移動手段４が脱輪等する前に、傾き防止センサ３５が、その下方に対象平面ＳＦが無いことを検出できる。この場合、傾き防止センサ３５からその下方に対象平面ＳＦが無いことを検出した信号が制御部３０に送信されると、制御部３０が移動手段４を停止するようにしておけば、移動手段４が脱輪する前に、自走式ロボット１の移動を停止させることができる。

（危険制御部４０）
エッジ検出部３１を設けておき、上記のように移動手段４の作動を制御部３０によって制御すれば、エッジ検出部３１および制御部３０が正常に作動していれば、脱輪や自走式ロボット１の対象平面ＳＦからの落下を適切に防止できる。

しかし、エッジ検出部３１が故障等で適切に対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出できない場合には、脱輪したり自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下したりする可能性がある。

そこで、エッジ検出部３１とは別に、対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出する危険検出部４１を設けてもよい。具体的には、図６（Ａ）に示すように、自走式ロボット１の走行方向において、エッジ検出部３１と移動手段４との間に危険検出部４１を設けておき、危険検出部４１が対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出すると、制御部３０が自走式ロボット１の走行を停止するようにしておく。すると、エッジ検出部３１が対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出しなかった場合でも、移動手段４が対象平面ＳＦの端縁Ｅに到達する前に、危険検出部４１が対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出できる。したがって、エッジ検出部３１が対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出しなかった場合でも、脱輪したり自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下したりすることを防止できる。

なお、危険検出部４１を設けた場合、危険検出部４１からの信号によって自走式ロボット１の走行を停止させたことを作業者などに知らせる機能を制御部３０に設けてもよい。すると、自走式ロボット１が故障していることを作業者や管理者に知らせることによって、迅速に自走式ロボット１を修理等することができる。例えば、警報機やインジケータによって作業者などに故障を通知するようにしてもよいし、信号を作業者の携帯端末や管理センタ等に送信して故障に関する情報を送信するようにしてもよい。

また、制御部３０が故障等していれば、エッジ検出部３１が対象平面ＳＦの端縁Ｅを検出しても自走式ロボット１の走行が停止せず、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下してしまう可能性がある。しかし、制御部３０とは別に、危険検出部４１の信号によって移動手段４を制御する危険制御部４０を設けておけば、制御部３０が故障等していても、脱輪したり自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下したりすることを防止できる。

この場合には、自走式ロボット１の走行を停止したことを作業者などに知らせる機能を危険制御部４０に設けてもよい。すると、自走式ロボット１が故障していることを作業者や管理者に知らせることによって、迅速に自走式ロボット１を修理等することができる。例えば、警報機やインジケータによって作業者などに故障を通知するようにしてもよいし、作業者の携帯端末や管理センタ等に信号を送信して故障に関する情報を送信するようにしてもよい。また、危険制御部４０にエッジ検出部３１からの信号も入力されるようにしておけば、エッジ検出部３１と制御部３０のいずれが損傷したのかも把握できる。すると、自走式ロボット１を修理などする際に、問題点を作業者が簡単に把握できるので、復旧までの時間も短縮することができる。

危険検出部４１の構造もとくに限定されない。しかし、危険検出部４１が自走式ロボット１の移動方向に並ぶように外方センサと内方センサとを有していれば（図９のエッジ検出部３１参照）、溝などを対象平面ＳＦの端縁Ｅとして誤検出する可能性を低くできる。

また、危険検出部４１がセンサを一つしか有しない場合でも、危険検出部４１を自走式ロボット１の移動方向においてズレた位置に設置すれば、溝などを対象平面ＳＦの端縁Ｅとして誤検出する可能性を低くできる。

（センサの例）
なお、エッジ検出部３１や危険検出部４１に使用されるセンサはとくに限定されず、公知のセンサを使用することができる。例えば、レーザーセンサや赤外線センサ、超音波センサなどの非接触でエッジを検出するセンサや、リミットスイッチなどの接触式のセンサなどをセンサに使用できる。また、ＣＣＤカメラ等をセンサとして使用して撮影された画像を制御部３０で解析して、エッジを検出するようにしてもよい。さらに、温度センサや静電容量センサをセンサとして使用することも可能である。これらのセンサを使用した場合、対象平面ＳＦとエッジ外方の部分（空間等）との温度差や静電容量の差から、対象平面ＳＦのエッジを把握することができる。

例えば、センサがレーザーセンサの場合、以下のようにして、対象平面ＳＦが存在しているか否かを検出することができる。まず、センサの直下に対象平面ＳＦが存在しているとする。この場合、センサからレーザー光を照射すれば、センサは、対象平面ＳＦで反射した反射光を受光する。つまり、センサの位置がエッジよりも内方に位置していると判断できる。一方、センサが反射光を受光できない場合には、センサの直下に対象平面ＳＦがない、つまり、センサの位置がエッジ外に位置していると判断できる。

（脱輪防止機能）
さらに、危険検出部４１が故障した場合に備えて、脱輪を検出する脱輪検出センサ４２を設けてもよい（図６（Ｂ）参照）

例えば、図８に示すように、ロボット本体２の下面に、危険制御部４０（または制御部３０）と電気的に接続された接触式センサ４２を設ける。すると、脱輪した場合には、ロボット本体２の下面、つまり、接触式センサ４２が対象平面ＳＰのエッジに接触するので、脱輪したことを検出することができる。そして、対象平面ＳＦと接触したことを検出し接触式センサ４２が信号を危険制御部４０（または制御部３０）に送信すると、その信号を受信した危険制御部４０（または制御部３０）が移動手段４の駆動部の作動を停止するようにしておく。例えば、駆動部にモータを使用した場合には、モータへの電流の供給を停止するようにしておく。すると、自走式ロボット１をエッジ方向に移動させる力が加わらないので、ロボット本体２が対象平面ＳＦから落下することを防止できる。

なお、接触式センサ４２が対象平面ＳＦと接触した信号を危険制御部４０（または制御部３０）が受信すると、車輪４ａ，４ｂに駆動抵抗が生じるように駆動部を作動させるようにしてもよい。すると、ロボット本体２が対象平面ＳＦから落下することをより防止する効果を高くすることができる。例えば、駆動部にモータを使用した場合には、モータの回転方向が逆転するように、モータに電流を供給するようにしてもよい。また、駆動部に電磁ブレーキ等の制動装置を設けてもよいし、モータの端子間を短絡さることで制動力が得られる、ショートブレーキ機能を発揮させてもよい。

なお、上述した接触センサ７として使用するセンサはとくに限定されない。例えば、ケーブルスイッチ（アズビル製）やテープスイッチ（東京センサ製）と呼ばれる、感圧ゴムスイッチ等を使用することができる（図６（Ｂ）参照）。そして、接触式センサ４２を設ける位置もとくに限定されない。例えば、ケーブルスイッチやテープスイッチ等を使用する場合であれば、車輪４ｃ（または図１の車輪４ａ）の回転面と平行となるように、ケーブルスイッチやテープスイッチ等を設置してもよい。また、面状のセンサを使用した場合には、センサをロボット本体２の下面全面に設けてもよい。

（自走式ロボット１の作動）
上述した自走式ロボット１は、制御部３０によって移動手段４の作動や掃除等の作業を制御している。このため、制御部３０に記憶されたルート等を自動で走行するように自走式ロボット１の作動が制御されていれば、ほぼ自動で対象平面ＳＦ上を移動させながら掃除等の作業を実施させることができる。

一方、自走式ロボット１は、外部から作業者が操作してその走行や掃除等の作業を制御するようにしてもよい。例えば、無線や赤外線等を利用した無線通信を利用して、自走式ロボット１を遠隔操作するようにしてもよい。つまり、無線通信用コントローラを作業者が操作して自走式ロボット１を遠隔操作するようにしてもよい。また、自走式ロボット１と信号線等によって接続されたコントローラを用いて、作業者が自走式ロボット１を操作するようにしてもよい。無線通信用のコントローラや信号線で接続されたコントローラを用いて作業者が自走式ロボット１を操作するようにすれば、作業者が掃除等の作業状況を確認しながら作業を実施できる。すると、周囲の状況の変化等に合わせて、自走式ロボット１に適切な作業を実施させることができる。

このように、作業者が自走式ロボット１の作動を制御する場合でも、上述したようなエッジ検出機能を有していることが望ましい。かかる機能を有していれば、作業者の操作ミスがあっても、自走式ロボット１を適切に走行させて作業を実施できる。また、作業者の操作ミスがあっても、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止することができる。

自走式ロボット１は、作業者による操作と自動走行（作業）の両方を併用したものでもよい。つまり、通常は自動（つまり制御部３０のみの制御）で作業や走行をしているが、コントローラなどから作業者による操作が入力されると、自動走行（作業）の状態から作業者の操作による作動に切り替わるようにしてもよい。この場合、コントローラ等からの入力が一定以上ない場合には、自動走行（作業）の状態に切り替わるようにしておく。すると、作業者の操作ミスや自動走行（作業）の状態への切り替えを忘れても、作業を継続して実施できるので好ましい。

本発明の自走式ロボットは、大規模な太陽光発電施設の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設の集光ミラー、太陽熱温水器における受光面などの平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等に使用することができる。

１ 自走式ロボット
２ ロボット本体部
４ 移動手段
１０ 掃除部
１２ ブラシ
３０ 制御部
３１ エッジ検出部
３２ 外方検出部
３２ａ エッジセンサ
３２ｂ エッジセンサ
３３ 内方検出部
３３ａ エッジセンサ
３３ｂ エッジセンサ
４０ 危険制御部
４１ 危険検出部
４２ 接触センサ
ＳＰ 構造物
ＳＦ 対象平面

Claims (8)

1. 平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、
   自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、
   該ロボット本体の移動を制御する制御部と、
   平面上で作業を行う作業部と、を備えており、
   前記制御部は、
   前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、
   該エッジ検出部は、
   前記ロボット本体の進行方向において前記作業部よりも外方に位置する外方検出部と、
   前記ロボット本体の進行方向において前記外方検出部よりも前記ロボット本体側に位置する内方検出部と、を備えており、
   前記ロボット本体の進行方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置され、かつ、前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において前記内方検出部と前記移動手段との間に配置された、前記平面の端縁を検出する危険検出部と、
   該危険検出部からの信号に基づいて前記ロボット本体の移動を制御する危険回避制御部と、を備えている
   ことを特徴とする自走式ロボット。
2. 平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、
   自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、
   該ロボット本体の移動を制御する制御部と、
   平面上で作業を行う作業部と、を備えており、
   前記制御部は、
   前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、
   該エッジ検出部は、
   前記ロボット本体の進行方向において前記作業部よりも外方に位置する外方検出部と、
   前記ロボット本体の進行方向において前記外方検出部よりも前記ロボット本体側に位置する内方検出部と、を備えており、
   前記制御部は、
   前記外方検出部が前記平面の端縁を検出した際に、該自走式ロボットの走行速度を減速させる減速制御機能と、
   該減速制御を実施した後で前記内方検出部が前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを停止させる停止制御機能と、を実施する
   ことを特徴とする自走式ロボット。
3. 前記内方検出部は、
   前記ロボット本体の進行方向において前記作業部と前記移動手段との間に位置するように配設されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の自走式ロボット。
4. 前記内方検出部は、
   前記作業部における作業器の近傍に配置されている
   ことを特徴とする請求項３記載の自走式ロボット。
5. 前記エッジ検出部は、
   前記ロボット本体の進行方向と交差する方向の端部に設けられており、
   前記ロボット本体の進行方向と交差する方向において、前記作業器の端部よりも内方または端部と同じ位置であって前記移動手段よりも外方に配置されている
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の自走式ロボット。
6. 前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、
   前記制御部および／または前記危険回避制御部は、
   前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記駆動部の作動を停止させる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自走式ロボット。
7. 前記外方検出部は、
   該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、
   前記内方検出部は、
   該自走式ロボットの進行方向と交差する幅方向に沿った並んだ一対のエッジセンサを備えており、
   前記制御部は、
   前記外方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に減速制御を実施し、
   前記内方検出部の一対のエッジセンサの両方が前記平面の端縁を検出した際に停止制御を実施する
   ことを特徴とする請求項２記載の自走式ロボット。
8. 前記制御部は、
   該自走式ロボットが前記平面の端縁に沿った方向に移動している状態において、前記外方検出部および前記内方検出部が前記平面の端縁よりも内方に位置している場合には、該自走式ロボットを前記平面の端縁に向かう方向に移動させるように前記移動手段を制御し、
   前記外方検出部の一対のエッジセンサのうち、前記平面の端縁側に位置するエッジセンサだけが前記平面の端縁を検出すると、該自走式ロボットを前記平面の端縁から離間する方向に移動させるように前記移動手段を制御する
   ことを特徴とする請求項７記載の自走式ロボット。

Images