JP7465511B1 - Self-propelled robot - Google Patents

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Abstract

【課題】センサから出力された検出結果に基づいて、高さ方向を含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる自走式ロボットを提供する。【解決手段】自走式ロボット1は、認識部となるスイッチ21aにより最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置をロータリーエンコーダ19によって検出するようにした。このように、自走式ロボット1は、スイッチ21aにより最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し得、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を検出するようにしたことから、高さ方向zを含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる。【選択図】図1[Problem] To provide a self-propelled robot that can accurately perform three-dimensional environmental measurement, including the height direction, based on the detection results output from a sensor. [Solution] A self-propelled robot (1) sets the position of a sensor (7a) in the height direction z when the sensor is positioned at the lowest position by a switch (21a) that serves as a recognition unit as a reference position, and detects the position of the sensor (7a) in the height direction z from the reference position by a rotary encoder (19). In this way, the self-propelled robot (1) can set the position of the sensor (7a) in the height direction z when the sensor is positioned at the lowest position by a switch (21a) as a reference position, and detects the position of the sensor (7a) in the height direction z from the reference position, thereby enabling accurate three-dimensional environmental measurement, including the height direction z. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、自走式ロボットに関する。 The present invention relates to a self-propelled robot.

近年、屋内のCO濃度の計測方法として、COセンサを設置した自走式ロボットを、屋内の決まった経路に沿って移動させ、当該自走式ロボットのCOセンサによって室内のCO濃度を計測することが考えられている(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, one method of measuring indoor CO2 concentrations has been to move a self-propelled robot equipped with a CO2 sensor along a set route indoors and measure the CO2 concentration in the room using the CO2 sensor of the self-propelled robot (see, for example, non-patent document 1).

田村 秀一,外2名,“固定型センサと自律走行ロボット搭載センサの連携によるオフィス環境のCO2濃度監視と通知システム”[令和4年10月7日検索],インターネット<URL:https://www.jstage.jst.go.jp/article/pjsai/JSAI2022/0/JSAI2022_3L4GS801/_pdf>Shuichi Tamura and two others, "CO2 concentration monitoring and notification system in office environments by combining fixed sensors and sensors mounted on autonomous robots" [Retrieved October 7, 2022], Internet <URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/pjsai/JSAI2022/0/JSAI2022_3L4GS801/_pdf>

しかしながら、自走式ロボットは、屋内を移動しながらCO濃度を計測することができるものの、平面的なCO濃度の計測に留まり、高さ方向を含めた立体的なCO濃度の計測までは行うことができなかった。室内では、天井でのCO濃度と、机の高さでのCO濃度とで、数百[ppm]も異なるおそれもあるため、一段と正確な環境計測を行うためには高さ方向を含めた立体的なCO濃度の計測を正確に行うことが望ましい。 However, although the self-propelled robot can measure the CO2 concentration while moving indoors, it can only measure the CO2 concentration in two dimensions, and cannot measure the CO2 concentration in three dimensions, including the height direction. Indoors, the CO2 concentration at the ceiling and the CO2 concentration at desk height may differ by several hundred ppm, so in order to perform more accurate environmental measurements, it is desirable to accurately measure the CO2 concentration in three dimensions, including the height direction.

また、CO濃度の計測だけでなく、屋内屋外も含めて、例えば、温度や、湿度、照度、放射線等を計測する際にも、「計測の空白地帯」が立体的に発生してしまうと、正確な環境計測を行うことができないため、高さ方向を含めた立体的な環境計測を正確に行うことが望まれている。 Furthermore, not only when measuring CO2 concentration, but also when measuring temperature, humidity, illuminance, radiation, etc., both indoors and outdoors, if "measurement blank zones" occur in three dimensions, accurate environmental measurement cannot be performed, so it is desirable to perform accurate three-dimensional environmental measurement, including in the vertical direction.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、センサから出力された検出結果に基づいて、高さ方向を含めた立体的な環境計測を正確に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。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a self-propelled robot that can accurately perform three-dimensional environmental measurements, including in the vertical direction, based on the detection results output from a sensor.

本発明に係る自走式ロボットは、自律的に又は外部操作に応じて所定領域を走行する自走式ロボットであって、基台と、前記基台を所望方向に走行させる走行装置と、前記所定領域での前記基台の現在位置を検出する現在位置検出部と、前記基台の周辺環境を観測し、観測により得られた情報に基づいて検出信号を出力するセンサと、前記基台に設けられ、かつ、前記センサを高さ方向に昇降させる昇降装置と、を備え、前記昇降装置は、長尺プレートが渦巻状に巻装されて所定距離を設けて対向配置された一対の巻尺部と、一対の前記巻尺部からそれぞれ延びる前記長尺プレートの各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ、一対の前記長尺プレートの自由端部同士を連結させるプレート連結部と、前記プレート連結部で連結された一対の前記長尺プレートの自由端部に設けられ、前記センサが設置されるセンサ設置部と、一対の前記巻尺部から前記長尺プレートを引き出させ、又は、一対の前記巻尺部に前記長尺プレートを巻き取らせて、前記センサ設置部を高さ方向に昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部により昇降される前記センサの高さ方向の基準位置となる最下位置に前記センサが位置決めされたことを認識する認識部と、前記最下位置に位置決めされたときの前記センサの高さ方向の位置を前記基準位置として設定し、前記基準位置からの前記センサの高さ方向の位置を検出する高さ方向検出部と、を備え、前記基台に設けた演算処理装置によって、前記現在位置検出部で検出した前記基台の現在位置と、前記高さ方向検出部で検出した前記センサの高さ方向の位置と、前記センサから出力された検出信号と、を対応付けた計測データを生成する。 The self-propelled robot according to the present invention is a self-propelled robot that travels within a predetermined area autonomously or in response to external operation, and is provided with a base, a traveling device that travels the base in a desired direction, a current position detection unit that detects the current position of the base within the predetermined area, a sensor that observes the surrounding environment of the base and outputs a detection signal based on information obtained by the observation, and a lifting device that is provided on the base and raises and lowers the sensor in the height direction, and the lifting device comprises a pair of tape measure sections in which long plates are wound in a spiral shape and arranged opposite each other at a predetermined distance, plate connecting sections that fold each free end of the long plates extending from each of the pair of tape measure sections at approximately a right angle and overlap them to connect the free ends of the pair of long plates, and a pair of free ends of the long plates connected by the plate connecting sections, The device is equipped with a sensor installation unit on which the sensor is installed, a lifting drive unit that pulls out the long plate from the pair of tape measure units or winds up the long plate on the pair of tape measure units to raise and lower the sensor installation unit in the height direction, a recognition unit that recognizes that the sensor is positioned at the lowest position that serves as a reference position in the height direction of the sensor raised and lowered by the lifting drive unit, and a height direction detection unit that sets the height direction position of the sensor when positioned at the lowest position as the reference position and detects the height direction position of the sensor from the reference position, and generates measurement data that corresponds the current position of the base detected by the current position detection unit, the height direction position of the sensor detected by the height direction detection unit, and the detection signal output from the sensor by an arithmetic processing device provided on the base.

本発明によれば、最下位置に位置決めされたときのセンサの高さ方向の位置を基準位置として設定し得、これにより当該基準位置からのセンサの高さ方向の位置を検出することができるので、高さ方向を含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる。 According to the present invention, the height position of the sensor when positioned at the lowest position can be set as the reference position, and the height position of the sensor from the reference position can be detected, so that accurate three-dimensional environmental measurement, including the height direction, can be performed.

本発明に係る自走式ロボットの全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a self-propelled robot according to the present invention. 昇降装置によって一対の長尺プレートを上昇させたときの様子を示す概略図である。11 is a schematic diagram showing a state in which a pair of long plates are raised by a lifting device. FIG. 3Aは、センサの最下位置を基準位置に設定する前の状態を示す拡大詳細図であり、3Bは、センサの最下位置を基準位置に設定するときの状態を示す拡大詳細図である。3A is an enlarged detailed view showing the state before the lowest position of the sensor is set to the reference position, and 3B is an enlarged detailed view showing the state when the lowest position of the sensor is set to the reference position. 昇降装置の詳細構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration of a lifting device. 連結板の構成を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a connecting plate. 自走式ロボットの回路構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the self-propelled robot. ライダと長尺プレートとの位置関係を説明するための概略図である。10 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between a rider and a long plate. FIG. 他の実施形態に係る自走式ロボットの構成を示す概略図であり、8Aは、昇降装置に設けたプレート昇降機構が一方に移動したときの構成を示す概略図であり、8Bは、昇降装置に設けたプレート昇降機構が他方に移動したときの構成を示す概略図である。8A is a schematic diagram showing the configuration of a self-propelled robot according to another embodiment, where FIG. 8A is a schematic diagram showing the configuration when the plate lifting mechanism provided on the lifting device has moved to one side, and FIG. 8B is a schematic diagram showing the configuration when the plate lifting mechanism provided on the lifting device has moved to the other side. 高さ方向とは異なる方向に他のセンサをスライドさせるスライド装置を備えた他の実施形態に係る自走式ロボットの構成を示す概略図である。13 is a schematic diagram showing the configuration of a self-propelled robot according to another embodiment, which is provided with a sliding device that slides another sensor in a direction different from the height direction. FIG.

以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。以下の説明において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following description, the same components are given the same reference numerals and duplicate descriptions will be omitted.

(1)<自走式ロボットの全体構成>
図1は、本実施形態に係る自走式ロボット1の全体構成を示す概略図である。本実施形態では、自走式ロボット1の高さ方向をz方向とし、高さ方向zと直交するx方向及びy方向を含むxy平面を自走式ロボット1が移動する移動面として以下説明する。本実施形態に係る自走式ロボット1は、基台2に走行装置3が設けられており、例えば、図示しない外部装置から受信した走行情報に基づいて走行装置3が制御される。また、自走式ロボット1は、現在位置検出部(図示せず)が設けられており、ライダ7b及び撮像センサ7cで検出した周辺環境情報に基づいて、現在位置検出部がSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術により自身が走行している現在位置を示した現在位置情報を取得し、上述した走行情報と現在位置情報とに基づいて、屋内の定められた経路に沿って所定領域を自律的に走行する。
(1) <Overall configuration of the self-propelled robot>
1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a self-propelled robot 1 according to this embodiment. In this embodiment, the height direction of the self-propelled robot 1 is the z direction, and the xy plane including the x and y directions perpendicular to the height direction z is described below as the moving plane on which the self-propelled robot 1 moves. In the self-propelled robot 1 according to this embodiment, a traveling device 3 is provided on a base 2, and the traveling device 3 is controlled based on traveling information received from an external device (not shown), for example. In addition, the self-propelled robot 1 is provided with a current position detection unit (not shown), and the current position detection unit acquires current position information indicating the current position where the self-propelled robot 1 is traveling by SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology based on surrounding environment information detected by the lidar 7b and the image sensor 7c, and autonomously travels in a predetermined area along a set route indoors based on the traveling information and the current position information.

また、自走式ロボット1は、センサ7aが設けられた昇降装置5を基台2に有し、自走式ロボット1の周辺環境におけるCO濃度をセンサ7aにより計測する。これにより、自走式ロボット1は、CO濃度に応じた検出信号をセンサ7aにより取得する。自走式ロボット1は、経路に沿って移動する際に、昇降装置5を駆動させることによりセンサ7aを高さ方向zに上昇又は下降させ、所定の高さでCO濃度をセンサ7aによって検出する。そして、自走式ロボット1は、センサ7aにより得られたCO濃度の検出信号と、CO濃度を計測したときのセンサ7aの高さ方向zでの位置情報(以下、高さ情報とも称する)と、CO濃度を計測したときの自身の位置情報(例えば、単なるxy平面の座標情報)とを対応付けた計測データを生成し、得られた計測データを図示しない外部装置に送信する。 The self-propelled robot 1 also has a lifting device 5 provided with a sensor 7a on the base 2, and the sensor 7a measures the CO2 concentration in the surrounding environment of the self-propelled robot 1. As a result, the self-propelled robot 1 obtains a detection signal corresponding to the CO2 concentration from the sensor 7a. When the self-propelled robot 1 moves along a path, the lifting device 5 is driven to raise or lower the sensor 7a in the height direction z, and the sensor 7a detects the CO2 concentration at a predetermined height. The self-propelled robot 1 then generates measurement data that associates the detection signal of the CO2 concentration obtained by the sensor 7a, position information of the sensor 7a in the height direction z when the CO2 concentration was measured (hereinafter also referred to as height information), and its own position information when the CO2 concentration was measured (for example, simple coordinate information on the xy plane), and transmits the obtained measurement data to an external device not shown.

外部装置は、自走式ロボット1が巡回する屋内領域の地図データを予め記憶しており、自走式ロボット1から受信した計測データに基づいて、当該地図データ上に、CO濃度を計測した位置情報と、当該CO濃度を計測したときの高さ情報と、このときの当該CO濃度の計測値とを対応付けて重ね合わせた3D地図データを生成する。外部装置は、COの計測結果を高さ情報も含めて表示させた3D地図データを表示部に表示させ、管理者等に対して3D地図データを提示することにより、管理者等に視覚を介して屋内のCO濃度の状況を把握させることができる。 The external device pre-stores map data of the indoor area patrolled by self-propelled robot 1, and generates 3D map data by overlaying on the map data, in association with each other, position information where the CO2 concentration was measured, height information when the CO2 concentration was measured, and the measured value of the CO2 concentration at this time, based on the measurement data received from self-propelled robot 1. The external device displays, on a display unit, the 3D map data that shows the CO2 measurement results including the height information, and presents the 3D map data to a manager or the like, allowing the manager or the like to visually grasp the status of the CO2 concentration indoors.

自走式ロボット1の基台2は、走行装置3が設けられた第1の基台部2aと、第1の基台部2aの上部に設置された第2の基台部2bとを有しており、第1の基台部2aに第2の基台部2bを着脱自在に設け、必要に応じて第1の基台部2aに設ける第2の基台部2bを変えることで、第1の基台部2aに搭載する電子機器を基台部単位で変更可能な構成を有している。 The base 2 of the self-propelled robot 1 has a first base part 2a on which the running device 3 is provided, and a second base part 2b installed on the top of the first base part 2a. The second base part 2b is detachably provided on the first base part 2a, and by changing the second base part 2b provided on the first base part 2a as necessary, the electronic devices mounted on the first base part 2a can be changed on a base part basis.

第1の基台部2aは、底板2cと、底板2cに立設された4本の支柱2dとを有しており、底板2cに走行装置3が設けられた構成を有する。第2の基台部2bは、第1の基台部2aの支柱2d上に設けられた仕切り板2eと、仕切り板2eに立設された4本の支柱2fと、支柱2f上に設けられた天板2gとを有しており、仕切り板2eに昇降装置5が設けられた構成を有する。 The first base section 2a has a bottom plate 2c and four support posts 2d erected on the bottom plate 2c, and a running device 3 is provided on the bottom plate 2c. The second base section 2b has a partition plate 2e provided on the support posts 2d of the first base section 2a, four support posts 2f erected on the partition plate 2e, and a top plate 2g provided on the support posts 2f, and a lifting device 5 is provided on the partition plate 2e.

天板2gには、貫通孔2hが設けられており、昇降装置5から高さ方向zに延びる一対の長尺プレート11a,11bが貫通孔2hから突出しており、長尺プレート11a,11bの先端に設けた連結先端部11c上のセンサ7aが天板2gの上方に配置されている。なお、本実施形態に係る自走式ロボット1は、ライダ(LiDAR:Light Detection And Ranging)7bが設置された台座45が天板2gに設けられ、当該ライダ7bによって周辺の物体を認識可能に構成されている。なお、本実施形態に係る自走式ロボット1は、天板2gに深度センサ付きの撮像センサ7cを有しており、撮像センサ7cによって、周辺の人や物等の物体までの距離情報を得、当該物体を立体的に捉えることで周辺環境の3次元情報を取得し得る。自走式ロボット1は、ライダ7bで得られた2次元情報と、撮像センサ7cで得られた3次元情報とに基づいて、現在位置検出部により自身の現在位置を一段と正確に認識し得る。 A through hole 2h is provided in the top plate 2g, and a pair of long plates 11a, 11b extending from the lifting device 5 in the height direction z protrude from the through hole 2h, and a sensor 7a on a connecting tip portion 11c provided at the tip of the long plates 11a, 11b is arranged above the top plate 2g. Note that the self-propelled robot 1 according to this embodiment is configured such that a pedestal 45 on which a LiDAR (Light Detection And Ranging) 7b is installed is provided on the top plate 2g, and the LiDAR 7b can recognize surrounding objects. Note that the self-propelled robot 1 according to this embodiment has an image sensor 7c with a depth sensor on the top plate 2g, and the image sensor 7c can obtain distance information to objects such as people and objects in the vicinity, and can obtain three-dimensional information of the surrounding environment by capturing the objects in a three-dimensional manner. The self-propelled robot 1 can more accurately recognize its own current position using the current position detection unit based on the two-dimensional information obtained by the LiDAR 7b and the three-dimensional information obtained by the image sensor 7c.

走行装置3は、複数の車輪3a,3b,3cと走行制御装置3dとを備えており、自走式ロボット1に設けられた演算処理装置4からの走行制御信号に基づいて走行制御装置3dが制御され、走行制御装置3dによって車輪3a,3b,3cを回転制御し、自走式ロボット1を所望する方向に移動させる。 The running device 3 is equipped with multiple wheels 3a, 3b, and 3c and a running control device 3d. The running control device 3d is controlled based on a running control signal from a processing device 4 provided on the self-propelled robot 1, and the running control device 3d controls the rotation of the wheels 3a, 3b, and 3c to move the self-propelled robot 1 in the desired direction.

昇降装置5は、仕切り板2e上に固定される板状の台座9を有し、一対の巻尺部10a,10bとプレート昇降機構13とが台座9上に固定されている。プレート昇降機構13は、一対の巻尺部10a,10bからそれぞれ延びる長尺プレート11a,11bの各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ、重ね合わせた長尺プレート11a,11bの自由端部をそのまま高さ方向zに案内する。重ね合わせた長尺プレート11a,11bの自由端部には、センサ設置部12が設けられ、当該センサ設置部12上にセンサ7aが設けられている。 The lifting device 5 has a plate-shaped base 9 fixed on the partition plate 2e, and a pair of tape measure sections 10a, 10b and a plate lifting mechanism 13 are fixed on the base 9. The plate lifting mechanism 13 bends the free ends of the long plates 11a, 11b extending from the pair of tape measure sections 10a, 10b at approximately right angles to overlap them, and guides the free ends of the overlapped long plates 11a, 11b in the height direction z as they are. A sensor installation section 12 is provided on the free ends of the overlapped long plates 11a, 11b, and a sensor 7a is provided on the sensor installation section 12.

プレート昇降機構13には、ステッピングモータ等の昇降駆動部17が設けられており、重ね合わせた長尺プレート11a,11bが当該昇降駆動部17に接触している。これにより、昇降駆動部17は、一方向に回転駆動することにより、長尺プレート11a,11bに対して上方へ向かう移動力を与えて、一対の巻尺部10a,10bからそれぞれ長尺プレート11a,11bを引き出させ、図2に示すように、センサ設置部12を高さ方向zに沿って上昇させる。 The plate lifting mechanism 13 is provided with a lifting drive unit 17 such as a stepping motor, and the stacked long plates 11a, 11b are in contact with the lifting drive unit 17. As a result, the lifting drive unit 17 rotates in one direction to apply an upward moving force to the long plates 11a, 11b, causing the long plates 11a, 11b to be pulled out from the pair of tape measure units 10a, 10b, respectively, and raising the sensor installation unit 12 along the height direction z, as shown in FIG. 2.

また、昇降駆動部17は、例えば、図2に示すような状態において、逆方向に回転駆動することにより、長尺プレート11a,11bに対して下方へ向かう移動力を与えて、一対の巻尺部10a,10bに長尺プレート11a,11bを巻き取らせ、図1に示すように、センサ設置部12を高さ方向zに沿って下降させる。 In addition, the lifting drive unit 17, for example, in the state shown in FIG. 2, applies a downward moving force to the long plates 11a and 11b by rotating in the opposite direction, causing the pair of tape measure units 10a and 10b to wind up the long plates 11a and 11b, and lowers the sensor installation unit 12 along the height direction z, as shown in FIG. 1.

なお、一対の巻尺部10a,10bに長尺プレート11a,11bを巻き取らせてセンサ設置部12が最下位置まで下降したときには、ライダ7bのレーザが出射される回転面よりも下方に、センサ設置部12上のセンサ7aが配置されるように構成されている。これにより、自走式ロボット1は、ライダ7bから出射されるレーザがセンサ7aにより妨げられずに、ライダ7bによって周辺の障害物等を検出することができる。 When the long plates 11a, 11b are wound around the pair of tape measure sections 10a, 10b and the sensor installation section 12 is lowered to the lowest position, the sensor 7a on the sensor installation section 12 is configured to be positioned below the rotation plane from which the laser of the rider 7b is emitted. This allows the self-propelled robot 1 to detect surrounding obstacles, etc., using the rider 7b without the laser emitted from the rider 7b being blocked by the sensor 7a.

プレート昇降機構13は、長尺プレート11a,11bに接触するようにロータリーエンコーダ19が設けられており、昇降する長尺プレート11a,11bの進退に応じてロータリーエンコーダ19が回転可能に構成されている。ロータリーエンコーダ19は、昇降する長尺プレート11a,11bの進退に連動して回転する回転方向や回転数に基づいて、昇降時の長尺プレート11a,11bの移動方向や移動距離を特定してセンサ7aの高さ方向zの位置を計測可能に構成されている。 The plate lifting mechanism 13 is provided with a rotary encoder 19 that is in contact with the long plates 11a, 11b, and is configured so that the rotary encoder 19 can rotate in response to the advancement and retreat of the long plates 11a, 11b as they are raised and lowered. The rotary encoder 19 is configured so that it can measure the position of the sensor 7a in the height direction z by identifying the movement direction and distance of the long plates 11a, 11b as they are raised and lowered, based on the rotation direction and number of rotations that rotate in conjunction with the advancement and retreat of the long plates 11a, 11b as they are raised and lowered.

かかる構成に加えて、本実施形態では、図3の3A及び3Bに示すように、例えば、タクトスイッチ等のスイッチ21aが天板2gの表面に設けられており、センサ設置部12が下降して最下位置である天板2gまで到達したときに、センサ設置部12の裏面に設けた接触部21bがスイッチ21aに当接し、接触部21bによってスイッチ21aを押下し得るように構成されている。 In addition to this configuration, in this embodiment, as shown in 3A and 3B of FIG. 3, a switch 21a such as a tactile switch is provided on the surface of the tabletop 2g, and when the sensor installation section 12 descends and reaches the tabletop 2g, which is the lowest position, a contact section 21b provided on the back surface of the sensor installation section 12 comes into contact with the switch 21a, so that the contact section 21b can press the switch 21a.

スイッチ21aは、昇降駆動部17によりセンサ7aが下降してセンサ設置部12の接触部21bにより押下されると押下信号を検出し、得られた検出結果をロータリーエンコーダ19に出力する。これにより、ロータリーエンコーダ19は、スイッチ21aから取得した検出結果に基づいて、最下位置に到達したセンサ7aの現在の高さ方向zの位置を基準位置として設定する。 When the sensor 7a is lowered by the lift drive unit 17 and pressed by the contact unit 21b of the sensor installation unit 12, the switch 21a detects a press signal and outputs the obtained detection result to the rotary encoder 19. Based on the detection result obtained from the switch 21a, the rotary encoder 19 sets the current position in the height direction z of the sensor 7a that has reached the lowest position as the reference position.

ここで、ロータリーエンコーダ19は、相対的な回転数しか計測できないことから、センサ7aの基準位置を設定しない場合、起動時におけるセンサ7aの高さ方向zの位置が不明であり、昇降するセンサ7aの正確な高さ方向zの位置を計測することが困難となる。そのため、昇降装置5は、起動時に昇降駆動部17を駆動させ、センサ設置部12の接触部21bがスイッチ21aを押下して当該スイッチ21aで押下信号が得られるまで、一対の長尺プレート11a,11bを下降させる。これにより、ロータリーエンコーダ19は、起動時に、最下位置に到達したセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として確実に設定することができ、以降、最下位置を基準位置としてセンサ7aの高さ方向zの位置を正確に計測することができる。 Here, since the rotary encoder 19 can only measure the relative number of rotations, if the reference position of the sensor 7a is not set, the position of the sensor 7a in the height direction z at the time of startup is unknown, making it difficult to measure the exact position of the sensor 7a in the height direction z as it rises and falls. Therefore, the lifting device 5 drives the lifting drive unit 17 at startup and lowers the pair of long plates 11a, 11b until the contact unit 21b of the sensor installation unit 12 presses the switch 21a and a press signal is obtained from the switch 21a. This allows the rotary encoder 19 to reliably set the position in the height direction z of the sensor 7a that has reached the lowest position at startup as the reference position, and thereafter, it can accurately measure the position in the height direction z of the sensor 7a with the lowest position as the reference position.

(2)<昇降装置の全体構成>
次に、昇降装置5の全体構成について説明する。図4に示すように、昇降装置5は、軽量なアルミニウムやアルミニウム合金等でなる板状の台座9と、台座9上に設けられた一対の巻尺部10a,10bと、同じく台座9上に設けられたプレート昇降機構13と、重ね合わせた一対の長尺プレート11a,11bの自由端部に設けられたセンサ設置部12と、センサ設置部12に設けられたセンサ7aと、基台2の天板2gに設けられたスイッチ21aとを有する。
(2) <Overall configuration of the lifting device>
Next, a description will be given of the overall configuration of the lifting device 5. As shown in Fig. 4, the lifting device 5 has a plate-shaped base 9 made of lightweight aluminum, aluminum alloy, or the like, a pair of tape measure units 10a, 10b provided on the base 9, a plate lifting mechanism 13 also provided on the base 9, a sensor installation unit 12 provided on the free ends of the pair of overlapping long plates 11a, 11b, a sensor 7a provided on the sensor installation unit 12, and a switch 21a provided on the top plate 2g of the base 2.

一対の各巻尺部10a,10bは、内部に各長尺プレート11a,11bがそれぞれ渦巻状に巻装されており、台座9上に所定距離を設けて対向配置されている。各巻尺部10a,10bは、内部にゼンマイバネなどの弾性部材を備えており、当該弾性部材によって、巻尺部10a,10bにそれぞれ巻装された各長尺プレート11a,11bに、当該長尺プレート11a,11bを渦巻状に巻き取る方向の力(弾性復元力)を与えている。 Each of the pair of tape measure sections 10a, 10b has a long plate 11a, 11b wound in a spiral shape inside, and is arranged facing each other at a predetermined distance on the base 9. Each tape measure section 10a, 10b has an elastic member such as a spiral spring inside, and the elastic member applies a force (elastic restoring force) to each of the long plates 11a, 11b wound around the tape measure sections 10a, 10b in a direction that winds up the long plates 11a, 11b in a spiral shape.

各巻尺部10a,10bは、長尺プレート11a,11bが出入りする出入口が対向して配置されており、出入口から延出した長尺プレート11a,11bが、当該出入口から、巻尺部10a,10b間に設けたプレート昇降機構13に向けて台座9に沿って直線的に引き延ばされている。また、巻尺部10a,10bは、台座9上において長尺プレート11a,11bが同一直線上の位置でそれぞれ延出されるように対向配置されている。 Each tape measure unit 10a, 10b has an entrance through which the long plates 11a, 11b enter and exit, and the long plates 11a, 11b extending from the entrance are linearly extended from the entrance along the base 9 toward the plate lifting mechanism 13 provided between the tape measure units 10a, 10b. The tape measure units 10a, 10b are also arranged opposite each other on the base 9 so that the long plates 11a, 11b extend in the same straight line.

巻尺部10a,10bの出入口から延出した長尺プレート11a,11bは、巻尺部10a,10b間に配置したプレート昇降機構13で直角に折り曲げられ、プレート昇降機構13によって自由端部同士が重ねられた状態でそのまま高さ方向zに向けて延出される。 The long plates 11a and 11b extending from the entrances of the tape measure sections 10a and 10b are bent at right angles by the plate lifting mechanism 13 disposed between the tape measure sections 10a and 10b, and are then extended in the height direction z with their free ends overlapping each other by the plate lifting mechanism 13.

ここで、長尺プレート11a,11bは、各巻尺部10a,10bからそれぞれ送り出されて外力が与えられない状態では直線状を成して移動可能な程度の剛性を有しており、さらに、プレート昇降機構13で略直角に折り曲げられ、かつ、巻尺部10a,10bにおいて渦巻状に巻き付けられる程度の弾性を有している。なお、本実施形態に係る各長尺プレート11a,11bは、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の長尺の帯状金属プレートで形成しているが、本発明はこれに限らず、その他、帯状樹脂プレート等によって形成するようにしてもよい。 The long plates 11a, 11b have sufficient rigidity to move in a straight line when sent out from each tape measure section 10a, 10b and no external force is applied, and further have sufficient elasticity to be bent at a right angle by the plate lifting mechanism 13 and wound in a spiral shape by the tape measure sections 10a, 10b. Note that, in this embodiment, each of the long plates 11a, 11b is formed from a long strip-shaped metal plate such as aluminum or aluminum alloy, but the present invention is not limited to this, and they may also be formed from a strip-shaped resin plate, etc.

本実施形態に係る長尺プレート11a,11bは、同一形状及び同一部材により形成されており、自由端部の断面が弓なり状に湾曲した形状を有している。このように、長尺プレート11a,11bは、自由端部の断面が弓なり状に湾曲した形状とすることで、直線性の向上が図られているとともに、巻尺部10a,10b内での捲回性及びプレート昇降機構13での折曲性の向上が図られている。また、長尺プレート11a,11bは、自由端部の断面が弓なり状に湾曲した形状において、湾曲した表面の凹部面が外側に向けて配置され、湾曲した裏面の凸部面同士が互いに結合するように重ね合わせられて自由端部に連結先端部11cが形成されている。 The long plates 11a and 11b according to this embodiment are formed of the same shape and the same material, and have a cross section of the free end curved in an arch shape. In this way, the long plates 11a and 11b have a cross section of the free end curved in an arch shape, which improves linearity, and improves winding ability within the tape measure sections 10a and 10b and bending ability in the plate lifting mechanism 13. In addition, the long plates 11a and 11b have a cross section of the free end curved in an arch shape, with the concave surface of the curved front surface facing outward, and the convex surfaces of the curved back surfaces overlap each other so as to be joined to each other, forming a connecting tip portion 11c at the free end.

なお、巻尺部10a,10bからそれぞれ延びる長尺プレート11a,11bの自由端部をプレート昇降機構13で略直角に折り曲げるが、ここで「略直角」とは、長尺プレート11a,11bが延在する長手方向(ここではx方向)を基準として、例えば、70°以上110°以下の範囲内の角度が望ましく、この場合、これら方向に延びる方向が高さ方向となる。 The free ends of the long plates 11a and 11b extending from the tape measure sections 10a and 10b are bent at approximately right angles by the plate lifting mechanism 13. Here, "approximately right angles" refers to an angle within the range of, for example, 70° to 110° based on the longitudinal direction (here, the x-direction) in which the long plates 11a and 11b extend. In this case, the direction extending in these directions is the height direction.

プレート昇降機構13は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製部材で形成された筐体13a,13bを有しており、2つの長尺プレート11a,11bの各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ当該自由端部同士を連結させるプレート連結部15が筐体13a,13bに設けられている。プレート連結部15には、一方のガイドローラ15aが一方の筐体13aに回転可能に設けられ、他方のガイドローラ15bが他方の筐体13bに回転可能に設けられている。また、プレート連結部15は、ガイドローラ15a,15bが所定の隙間を設けて対向配置された構成を備え、ガイドローラ15a,15b間の隙間を通過する長尺プレート11a,11bに対向するようにガイド板24を備えている。 The plate lifting mechanism 13 has housings 13a and 13b made of metal members such as aluminum or an aluminum alloy, and the housings 13a and 13b are provided with plate connecting parts 15 that bend the free ends of the two long plates 11a and 11b at approximately right angles, overlap them, and connect the free ends to each other. In the plate connecting part 15, one guide roller 15a is rotatably provided on one housing 13a, and the other guide roller 15b is rotatably provided on the other housing 13b. In addition, the plate connecting part 15 has a configuration in which the guide rollers 15a and 15b are arranged opposite each other with a predetermined gap, and is provided with a guide plate 24 so as to face the long plates 11a and 11b that pass through the gap between the guide rollers 15a and 15b.

プレート連結部15は、x方向から同一直線上で対向するように延出されている一対の長尺プレート11a,11bを、ガイドローラ15a,15bによってそれぞれ略直角に折り曲げてガイドローラ15a,15b間の隙間を通して高さ方向zへと案内する。ガイドローラ15a,15b間の隙間において高さ方向zに向けて延びる一対の長尺プレート11a,11bは、ガイド板24によって高さ方向zに向けて直線状に案内される。 The plate connecting portion 15 bends a pair of long plates 11a, 11b, which extend from the x direction so as to face each other on the same straight line, at approximately right angles by the guide rollers 15a, 15b, and guides them in the height direction z through the gap between the guide rollers 15a, 15b. The pair of long plates 11a, 11b extending in the height direction z in the gap between the guide rollers 15a, 15b are guided in a straight line in the height direction z by the guide plate 24.

ガイドローラ15a,15bの上方には、当接ローラ18が一方の筐体13aに回転可能に設けられ、ローラ状の昇降駆動部17が他方の筐体13bに回転可能に設けられている。昇降駆動部17と当接ローラ18は、これら昇降駆動部17と当接ローラ18との間に長尺プレート11a,11bが通過可能なように隙間を設けて対向配置されている。 Above the guide rollers 15a and 15b, a contact roller 18 is rotatably mounted on one housing 13a, and a roller-shaped lifting drive unit 17 is rotatably mounted on the other housing 13b. The lifting drive unit 17 and the contact roller 18 are arranged opposite each other with a gap between them to allow the long plates 11a and 11b to pass through.

ガイドローラ15a,15b間を通過した一対の長尺プレート11a,11bは、昇降駆動部17と当接ローラ18との間を通過するとともに、当該当接ローラ18によって昇降駆動部17に押し付けられている。これにより、長尺プレート11a,11bには、昇降駆動部17の回転駆動力が伝達される。 The pair of long plates 11a, 11b that have passed between the guide rollers 15a, 15b pass between the lifting drive unit 17 and the contact roller 18 and are pressed against the lifting drive unit 17 by the contact roller 18. This transmits the rotational driving force of the lifting drive unit 17 to the long plates 11a, 11b.

昇降駆動部17は、正逆回転することにより生じる回転駆動力を長尺プレート11a,11bに与え、回転に連動させて長尺プレート11a,11bを高さ方向zに沿って往復直線運動させる。なお、本実施形態では、昇降駆動部17及び当接ローラ18の各外周面には、例えば、シリコーン系樹脂(シリコーンゴム)等のような弾性部材でなる環状体が設けられており、長尺プレート11a,11bの表面に環状体が接触することで昇降駆動部17及び当接ローラ18に対する長尺プレート11a,11bの摩擦力が高められ、昇降駆動部17の正逆回転に連動して長尺プレート11a,11bが昇降し得るように構成されている。 The lifting drive unit 17 applies a rotational drive force generated by rotating forward and backward to the long plates 11a and 11b, and causes the long plates 11a and 11b to move back and forth linearly along the height direction z in conjunction with the rotation. In this embodiment, an annular body made of an elastic material such as silicone resin (silicone rubber) is provided on each outer peripheral surface of the lifting drive unit 17 and the contact roller 18, and the frictional force of the long plates 11a and 11b against the lifting drive unit 17 and the contact roller 18 is increased by the contact of the annular body with the surface of the long plates 11a and 11b, so that the long plates 11a and 11b can be lifted and lowered in conjunction with the forward and reverse rotation of the lifting drive unit 17.

昇降駆動部17及び当接ローラ18の上方には、ロータリーエンコーダ19が一方の筐体13aに回転可能に設けられ、当接ローラ20が他方の筐体13bに回転可能に設けられている。ロータリーエンコーダ19と当接ローラ20は、これらロータリーエンコーダ19と当接ローラ20との間に長尺プレート11a,11bが通過可能なように隙間を設けて対向配置されている。 Above the lift drive unit 17 and the contact roller 18, a rotary encoder 19 is rotatably mounted on one housing 13a, and a contact roller 20 is rotatably mounted on the other housing 13b. The rotary encoder 19 and the contact roller 20 are arranged opposite each other with a gap between them to allow the long plates 11a and 11b to pass through.

ロータリーエンコーダ19は、長尺プレート11a,11bの高さ方向zへの移動に連動して正逆回転し、この際に生じる回転方向及び回転数に基づいて、設定された基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を計測し、得られた計測結果を演算処理装置4に出力する。なお、本実施形態では、ロータリーエンコーダ19の外周面には、弾性部材でなる環状体が設けられており、長尺プレート11aの表面に環状体が接触することでロータリーエンコーダ19に対する長尺プレート11aの摩擦力が高められ、長尺プレート11a,11bの昇降に連動してロータリーエンコーダ19が確実に正逆回転し得るように構成されている。 The rotary encoder 19 rotates forward and backward in conjunction with the movement of the long plates 11a and 11b in the height direction z, measures the position of the sensor 7a in the height direction z from a set reference position based on the direction of rotation and the number of rotations that occur at this time, and outputs the obtained measurement result to the calculation processing device 4. In this embodiment, a ring-shaped body made of an elastic material is provided on the outer circumferential surface of the rotary encoder 19, and the frictional force of the long plate 11a against the rotary encoder 19 is increased by the ring-shaped body coming into contact with the surface of the long plate 11a, so that the rotary encoder 19 can reliably rotate forward and backward in conjunction with the elevation and lowering of the long plates 11a and 11b.

なお、本実施形態では、例えば、他方の筐体13bに調整長孔22aを有し、一方の筐体13aに対して、調整長孔22aの長さでx方向に他方の筐体13bを移動可能に構成されている。これにより、作業者等によって長尺プレート11a,11bの設置作業が行われる際は、一方の筐体13aに対して他方の筐体13bを調整長孔22aの長さだけ遠ざけるように移動させ、筐体13a,13b間に形成された隙間に高さ方向zに沿って長尺プレート11a,11bを配置させる。 In this embodiment, for example, the other housing 13b has an adjustment slot 22a, and the other housing 13b can be moved in the x direction by the length of the adjustment slot 22a relative to the first housing 13a. As a result, when an operator or the like installs the long plates 11a and 11b, the other housing 13b is moved away from the first housing 13a by the length of the adjustment slot 22a, and the long plates 11a and 11b are positioned in the gap formed between the housings 13a and 13b along the height direction z.

この状態で他方の筐体13bを調整長孔22aに沿って一方の筐体13aに近づけてゆき、ガイドローラ15a,15b間と、昇降駆動部17及び当接ローラ18間と、ロータリーエンコーダ19及び当接ローラ20間とに、それぞれ長尺プレート11a,11bを挟持させ、調整長孔22aに調整ネジ22bを螺着させることにより、他方の筐体13bの位置を固定する。これにより、プレート昇降機構13は、昇降駆動部17の正逆回転に連動して長尺プレート11a,11bを昇降させることができるとともに、長尺プレート11a,11bの昇降に連動してロータリーエンコーダ19を正逆回転させることができる。 In this state, the other housing 13b is moved toward the first housing 13a along the adjustment slot 22a, and the long plates 11a and 11b are clamped between the guide rollers 15a and 15b, between the lifting drive unit 17 and the contact roller 18, and between the rotary encoder 19 and the contact roller 20, respectively, and the position of the other housing 13b is fixed by screwing the adjustment screw 22b into the adjustment slot 22a. This allows the plate lifting mechanism 13 to lift and lower the long plates 11a and 11b in conjunction with the forward and reverse rotation of the lifting drive unit 17, and to rotate the rotary encoder 19 forward and reverse in conjunction with the lifting and lowering of the long plates 11a and 11b.

略直角に折り曲げられて重ね合わせられる2つの長尺プレート11a,11bの自由端部には、例えば、自由端部同士をボルト及びナットによって連結させた連結先端部11cが形成されており、連結先端部に11cにキャップ状のセンサ設置部12が被着されている。センサ設置部12は、上側の表面にセンサ7aが固定され、下側の裏面に接触部21bが設けられた構成を有し、図3の3Bに示したように、下降して最下位置まで到達したときに、天板2gに設けたスイッチ21aが当該接触部21bに当接して当該接触部21bで当該スイッチ21aを押下する。 The free ends of the two long plates 11a, 11b are bent at a substantially right angle and overlapped with each other, and a connecting tip 11c is formed by connecting the free ends with a bolt and nut, for example, and a cap-shaped sensor installation part 12 is attached to the connecting tip 11c. The sensor installation part 12 has a sensor 7a fixed to the upper surface and a contact part 21b on the lower back surface, and when it descends and reaches the lowest position as shown in FIG. 3B, a switch 21a provided on the top plate 2g abuts against the contact part 21b, and the contact part 21b presses down the switch 21a.

なお、天板2gは、長尺プレート11a,11bが挿通される貫通孔2hの周囲に、連結板25が設けられ、重ね合わされた状態の長尺プレート11a,11bを当該連結板25の挿通孔(後述する)に挿通させている。図5に示すように、連結板25は、板状本体25aに挿通孔25bとネジ孔25cとが穿設されている。挿通孔25bは、重ね合わされた状態の長尺プレート11a,11bの断面形状と同じ形状であって、かつ、長尺プレート11a,11bの断面形状よりも僅かに大きい形状からなり、昇降時に長尺プレート11a,11bが離間することを防止している。 The top plate 2g is provided with a connecting plate 25 around the through hole 2h through which the long plates 11a and 11b are inserted, and the overlapping long plates 11a and 11b are inserted into the insertion hole (described later) of the connecting plate 25. As shown in FIG. 5, the connecting plate 25 has an insertion hole 25b and a screw hole 25c drilled in the plate-shaped body 25a. The insertion hole 25b has the same shape as the cross-sectional shape of the overlapping long plates 11a and 11b, and is slightly larger than the cross-sectional shape of the long plates 11a and 11b, preventing the long plates 11a and 11b from moving apart when raised and lowered.

(3)<自走式ロボットの回路構成>
次に自走式ロボット1の回路構成について説明する。図6に示すように、自走式ロボット1には、演算処理装置4と走行制御装置3dと操作部35と昇降装置5とが設けられており、演算処理装置4により走行制御装置3dと昇降装置5とが統括的に制御されている。演算処理装置4は、自走式ロボット1を統括的に制御するCPU(Central Processing Unit)構成の制御部31が設けられ、制御部31に対して、現在位置検出部32、送受信部33及び信号生成部34が接続された構成を有する。
(3) <Circuit configuration of self-propelled robot>
Next, a description will be given of the circuit configuration of the self-propelled robot 1. As shown in Fig. 6, the self-propelled robot 1 is provided with a processor 4, a travel control device 3d, an operation unit 35, and a lifting device 5, and the processor 4 comprehensively controls the travel control device 3d and the lifting device 5. The processor 4 is provided with a control unit 31 having a central processing unit (CPU) configuration that comprehensively controls the self-propelled robot 1, and a current position detection unit 32, a transmission/reception unit 33, and a signal generation unit 34 are connected to the control unit 31.

なお、図6ではライダ7b及び撮像センサ7cは図示していないが、これらライダ7b及び撮像センサ7cは、基台2の周辺環境を観測し、観測により得られた2次元情報及び3次元情報を検出信号として演算処理装置4や走行制御装置3dに出力する。これにより、走行制御装置3dは、検出信号に基づいて車輪3a,3b,3cの駆動を制御し、基台2の周辺で検出した障害物を回避する回避動作等を実行させる。 Note that while the lidar 7b and the image sensor 7c are not shown in FIG. 6, the lidar 7b and the image sensor 7c observe the environment surrounding the base 2, and output the two-dimensional and three-dimensional information obtained by the observation as detection signals to the processor 4 and the driving control device 3d. As a result, the driving control device 3d controls the drive of the wheels 3a, 3b, and 3c based on the detection signals, and performs avoidance operations to avoid obstacles detected around the base 2.

制御部31は、操作部35が操作されて電源が投入されると、現在位置検出部32や、送受信部33、信号生成部34、走行制御装置3d、昇降装置5等の各回路部に起動信号を出力し、当該起動信号に基づいて各回路部を起動させる。そして、制御部31は、送受信部33を介して受信した外部装置からの各種命令に応じて、自走式ロボット1全体を制御し、各種機能を実現する。 When the operation unit 35 is operated to turn on the power, the control unit 31 outputs a start signal to each circuit unit, such as the current position detection unit 32, the transmission/reception unit 33, the signal generation unit 34, the driving control device 3d, and the lifting device 5, and starts each circuit unit based on the start signal. Then, the control unit 31 controls the entire self-propelled robot 1 in response to various commands from external devices received via the transmission/reception unit 33, and realizes various functions.

例えば、制御部31は、送受信部33を介して受信した走行情報と、現在位置検出部32で取得した自走式ロボット1の現在位置情報とに基づいて走行制御装置3dを制御し、走行制御装置3dにより車輪3a,3b,3cを駆動させて自走式ロボット1を屋内の定められた経路に沿って所定領域を自律的に走行させる。 For example, the control unit 31 controls the driving control device 3d based on the driving information received via the transmission/reception unit 33 and the current position information of the self-propelled robot 1 acquired by the current position detection unit 32, and causes the driving control device 3d to drive the wheels 3a, 3b, and 3c to cause the self-propelled robot 1 to autonomously drive within a specified area along a set route indoors.

昇降装置5は、昇降装置5を統括的に制御するCPU(Central Processing Unit)構成の昇降制御部37が設けられており、この昇降制御部37に対して、センサ7aと昇降駆動部17とロータリーエンコーダ19とスイッチ21aとが接続された構成を有する。昇降制御部37は、演算処理装置4から受け取った起動信号に基づいて昇降駆動部17を起動させ、初動動作として当該昇降駆動部17により一対の長尺プレート11a,11bを巻尺部10a,10bにそれぞれ巻き取らせ、スイッチ21aで押下信号が得られるまでセンサ設置部12を下降させる。 The lifting device 5 is provided with a lifting control section 37, which is a CPU (Central Processing Unit) that controls the lifting device 5 in an overall manner, and the sensor 7a, the lifting drive section 17, the rotary encoder 19, and the switch 21a are connected to the lifting control section 37. The lifting control section 37 starts the lifting drive section 17 based on a start signal received from the arithmetic processing device 4, and as an initial operation, causes the lifting drive section 17 to wind up the pair of long plates 11a, 11b onto the tape measure sections 10a, 10b, respectively, and lowers the sensor installation section 12 until a push-down signal is obtained from the switch 21a.

スイッチ21aは、センサ設置部12が最下位置まで下降して接触部21bにより押下されたことを示す押下信号を検出すると、当該押下信号を昇降駆動部17及びロータリーエンコーダ19に出力する。これにより、昇降駆動部17は、スイッチ21aからの押下信号に基づいて停止して長尺プレート11a,11bの下降を終了し、ロータリーエンコーダ19は、スイッチ21aからの押下信号に基づいて、センサ7aの高さ方向zでの現在の高さ位置を最下位置であるとして基準位置に設定する。 When switch 21a detects a push signal indicating that sensor installation unit 12 has descended to the lowest position and been pushed by contact unit 21b, it outputs the push signal to lift drive unit 17 and rotary encoder 19. As a result, lift drive unit 17 stops based on the push signal from switch 21a and ends the descent of long plates 11a and 11b, and rotary encoder 19 sets the current height position of sensor 7a in the height direction z as the lowest position to the reference position based on the push signal from switch 21a.

その後、昇降装置5は、演算処理装置4からの制御信号に基づいて昇降駆動部17を正逆回転させて長尺プレート11a,11bを昇降させるとともに、長尺プレート11a,11bの進退に連動して正逆回転するロータリーエンコーダ19の回転方向及び回転数に基づいて、設定された基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を計測し、得られた計測結果を演算処理装置4の信号生成部34に出力する。 Then, the lifting device 5 rotates the lifting drive unit 17 forward and backward based on a control signal from the calculation processing unit 4 to lift and lower the long plates 11a and 11b, and measures the position of the sensor 7a in the height direction z from the set reference position based on the rotation direction and number of rotations of the rotary encoder 19, which rotates forward and backward in conjunction with the forward and backward movement of the long plates 11a and 11b, and outputs the obtained measurement result to the signal generation unit 34 of the calculation processing unit 4.

信号生成部34は、昇降装置5のロータリーエンコーダ19から得られたセンサ7aの高さ方向zの位置を示す高さ情報を取得するとともに、このときの自走式ロボット1の現在位置情報と、センサ7aから得られた検出信号とを取得する。信号生成部34は、現在位置検出部32から取得した自走式ロボット1の現在位置情報と、昇降装置5のロータリーエンコーダ19から取得したセンサ7aの高さ情報と、センサ7aから取得した検出信号とを対応付けた計測データを生成し、得られた計測データを送受信部33により外部装置に送信する。 The signal generating unit 34 acquires height information indicating the position of the sensor 7a in the height direction z obtained from the rotary encoder 19 of the lifting device 5, as well as the current position information of the self-propelled robot 1 at this time and the detection signal obtained from the sensor 7a. The signal generating unit 34 generates measurement data that associates the current position information of the self-propelled robot 1 obtained from the current position detecting unit 32, the height information of the sensor 7a obtained from the rotary encoder 19 of the lifting device 5, and the detection signal obtained from the sensor 7a, and transmits the obtained measurement data to an external device via the transmitting/receiving unit 33.

これにより、自走式ロボット1は、計測データに基づいて、自走式ロボット1が巡回した屋内領域の地図データ上に、CO濃度を計測したときの高さ情報も含めてCO濃度の計測値を重ね合わせた3D地図データを外部装置に生成させ、管理者等に対して3D地図データを介して屋内のCO濃度の状況を把握させることができる。 As a result, the self-propelled robot 1 can have an external device generate 3D map data based on the measurement data, in which the measurement values of CO2 concentration, including height information when the CO2 concentration was measured, are overlaid on map data of the indoor area patrolled by the self-propelled robot 1, allowing managers and others to understand the indoor CO2 concentration situation via the 3D map data.

(4)<作用及び効果>
以上の構成において、自走式ロボット1は、基台2の周辺環境を観測し、観測により得られた情報に基づいて検出信号を出力するセンサ7aを高さ方向zに昇降させる昇降装置5を備え、当該昇降装置5において、一対の巻尺部10a,10bから長尺プレート11a,11bを引き出させ、又は、一対の巻尺部10a,10bに長尺プレート11a,11bを巻き取らせて、センサ設置部12を高さ方向zに昇降させる。
(4) <Action and Effects>
In the above configuration, the self-propelled robot 1 is equipped with a lifting device 5 that observes the surrounding environment of the base 2 and raises and lowers the sensor 7a, which outputs a detection signal based on the information obtained by the observation, in the height direction z. The lifting device 5 pulls out the long plates 11a, 11b from the pair of tape measure sections 10a, 10b, or winds up the long plates 11a, 11b onto the pair of tape measure sections 10a, 10b, thereby raising and lowering the sensor installation section 12 in the height direction z.

これに加えて、自走式ロボット1は、認識部となるスイッチ21aにより最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置をロータリーエンコーダ19によって検出するようにした。 In addition, the self-propelled robot 1 sets the position of the sensor 7a in the height direction z when it is positioned at the lowest position by the switch 21a, which serves as the recognition unit, as a reference position, and detects the position of the sensor 7a in the height direction z from the reference position by the rotary encoder 19.

このように、自走式ロボット1は、スイッチ21aにより最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し得、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を検出するようにしたことから、高さ方向zを含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる。 In this way, the self-propelled robot 1 can set the position of the sensor 7a in the height direction z when it is positioned in the lowest position by the switch 21a as a reference position, and detect the position of the sensor 7a in the height direction z from the reference position, thereby enabling accurate three-dimensional environmental measurement, including the height direction z.

(5)<他の実施形態>
(5-1)<他の実施形態におけるセンサの基準位置の設定手法>
上述した実施形態においては、昇降駆動部により昇降されるセンサの高さ方向の基準位置となる最下位置にセンサを位置決めさせたことを認識する認識部として、昇降駆動部17により昇降されるセンサ7aの高さ方向zの基準位置となる最下位置にセンサ7aが位置決めされたことを認識するスイッチ21aを適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、他の認識部としては、ロータリーエンコーダ19の回転状況と、昇降駆動部17の駆動状況とに基づいて、センサ7aが最下位置に到達したことを認識する認識部を適用してもよい。
(5) <Other embodiments>
(5-1) <Method of Setting Reference Position of Sensor in Other Embodiments>
In the above embodiment, the switch 21a that recognizes that the sensor 7a has been positioned at the lowest position that serves as the reference position in the height direction z of the sensor 7a raised and lowered by the lift drive unit 17 is used as the recognition unit that recognizes that the sensor has been positioned at the lowest position that serves as the reference position in the height direction z of the sensor 7a raised and lowered by the lift drive unit 17, but the present invention is not limited to this. For example, as another recognition unit, a recognition unit that recognizes that the sensor 7a has reached the lowest position based on the rotation status of the rotary encoder 19 and the drive status of the lift drive unit 17 may be used.

この場合、認識部は、昇降駆動部17からの駆動信号に基づいて昇降駆動部17の駆動状況を認識するとともに、ロータリーエンコーダ19の回転信号に基づいてロータリーエンコーダ19の回転状況を認識する。昇降駆動部17は、長尺プレート11a,11bを下降させることによりセンサ7aを最下位置まで下降させると、昇降駆動部17が駆動信号に基づいて駆動していてもセンサ設置部12が天板2gに当接するため、長尺プレート11a,11bやセンサ7aの移動が停止する。このため、ロータリーエンコーダ19は、長尺プレート11a,11bの移動が停止することにより回転が停止し、回転信号が生成されることはない。 In this case, the recognition unit recognizes the drive status of the lift drive unit 17 based on the drive signal from the lift drive unit 17, and recognizes the rotation status of the rotary encoder 19 based on the rotation signal of the rotary encoder 19. When the lift drive unit 17 lowers the long plates 11a, 11b to the lowest position, the sensor installation unit 12 abuts against the top plate 2g even if the lift drive unit 17 is driven based on the drive signal, and the movement of the long plates 11a, 11b and the sensor 7a stops. Therefore, the rotary encoder 19 stops rotating due to the stop of the movement of the long plates 11a, 11b, and no rotation signal is generated.

認識部は、昇降駆動部17からの駆動信号を検出するものの、ロータリーエンコーダ19から回転信号を検出できない場合、センサ7aが最下位置まで到達してセンサ設置部12が天板2gに当接していると認識し、得られた認識結果をロータリーエンコーダ19に出力する。これにより、ロータリーエンコーダ19は、認識部から取得した認識結果に基づいて、最下位置に位置決めされた現時点のセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を検出する。 When the recognition unit detects the drive signal from the lift drive unit 17 but cannot detect a rotation signal from the rotary encoder 19, it recognizes that the sensor 7a has reached the lowest position and the sensor installation unit 12 is in contact with the tabletop 2g, and outputs the obtained recognition result to the rotary encoder 19. Based on the recognition result obtained from the recognition unit, the rotary encoder 19 then sets the current position of the sensor 7a positioned at the lowest position in the height direction z as a reference position, and detects the position of the sensor 7a in the height direction z from the reference position.

このような自走式ロボット1であっても、上述した実施形態と同様に、認識部により最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し得、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を検出するようにしたことから、高さ方向zを含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる。 As in the above-described embodiment, even with this type of self-propelled robot 1, the position of the sensor 7a in the height direction z when it is positioned at the lowest position by the recognition unit can be set as a reference position, and the position of the sensor 7a in the height direction z from the reference position can be detected, so that three-dimensional environmental measurement, including the height direction z, can be performed accurately.

(5-2)<長尺プレートの配置位置>
長尺プレート11a,11bの配置位置については、図7に示すように、長尺プレート11a,11bの弓なり状に湾曲した凹部面を有する面が、ライダ7bから照射されるレーザL1の照射方向に対して直線上に配置されることが望ましい。これにより、自走式ロボット1は、長尺プレート11a,11bが高さ方向zに延びてセンサ設置部12が、ライダ7bのレーザが出射される回転面よりも上方に配置されていても、ライダ7bから出射されるレーザが長尺プレート11a,11bにより妨げられることを低減させることができ、その分、ライダ7bによって周辺の障害物等を検出することができる。
(5-2) <Position of long plate>
Regarding the positioning of the long plates 11a, 11b, it is desirable that the surfaces of the long plates 11a, 11b having the arch-shaped concave surfaces are positioned in a straight line with respect to the irradiation direction of the laser L1 irradiated from the lidar 7b, as shown in Fig. 7. In this way, even if the long plates 11a, 11b extend in the height direction z and the sensor installation unit 12 is positioned above the rotation plane from which the laser of the lidar 7b is emitted, the self-propelled robot 1 can reduce the obstruction of the laser emitted from the lidar 7b by the long plates 11a, 11b, and accordingly the lidar 7b can detect surrounding obstacles, etc.

(5-3)<他の実施形態に係る自走式ロボット>
上述した実施形態においては、一対の巻尺部10a,10bの間の所定位置にプレート昇降機構13を固定させた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、一対の巻尺部10a,10bの間に、プレート昇降機構13を往復直線運動可能に設ける構成としてもよい。
(5-3) Self-propelled robot according to other embodiments
In the above-described embodiment, the plate lifting mechanism 13 is fixed at a predetermined position between the pair of tape measure sections 10a, 10b. However, the present invention is not limited to this. For example, the plate lifting mechanism 13 may be configured to be capable of reciprocating linear motion between the pair of tape measure sections 10a, 10b.

ここで、図8の8A及び8Bは、高さ方向zと直交するx方向において、プレート昇降機構13が一対の巻尺部10a,10bの間を往復直線運動可能に設けられている自走式ロボット1aの全体構成を示す。この場合、自走式ロボット1aに設けた昇降装置5aは、プレート連結部15と昇降駆動部17とロータリーエンコーダ19とが設けられたプレート昇降機構13が、一対の巻尺部10a,10bの間に設けられたガイドフレーム46に沿って往復直線運動する。 Here, Figures 8A and 8B show the overall configuration of a self-propelled robot 1a in which a plate lifting mechanism 13 is arranged to be able to move linearly back and forth between a pair of tape measure units 10a, 10b in the x direction perpendicular to the height direction z. In this case, the lifting device 5a provided on the self-propelled robot 1a is a plate lifting mechanism 13 provided with a plate connecting unit 15, a lifting drive unit 17, and a rotary encoder 19, which moves linearly back and forth along a guide frame 46 provided between the pair of tape measure units 10a, 10b.

ガイドフレーム46は、軽量なアルミニウムやアルミニウム合金等によって形成されており、両側面には長手方向(x方向)に一直線状に延びるガイド溝(図示せず)がそれぞれ形成されている。プレート昇降機構13は、ガイドフレーム46の各ガイド溝に沿って転動可能な複数のローラ50を備え、ローラ50によってガイドフレーム46に沿ってx方向に往復直線運動可能に支持されている。 The guide frame 46 is made of lightweight aluminum or an aluminum alloy, and has guide grooves (not shown) formed on both sides that extend linearly in the longitudinal direction (x direction). The plate lifting mechanism 13 includes multiple rollers 50 that can roll along each guide groove of the guide frame 46, and is supported by the rollers 50 so that it can move back and forth linearly along the guide frame 46 in the x direction.

昇降装置5aには、プレート昇降機構13をガイドフレーム7に沿ってx方向に往復直線運動させるスライド駆動部(図示せず)が設けられており、スライド駆動部に設けられたモータや、当該モータとプレート昇降機構13とを連動させるタイミングベルト等によりモータの動力をプレート昇降機構13に伝える。これにより、プレート昇降機構13は、スライド駆動部の駆動力によりガイドフレーム46に沿って一対の巻尺部10a,10bの間を往復直線運動する。 The lifting device 5a is provided with a slide drive unit (not shown) that moves the plate lifting mechanism 13 back and forth in a linear motion in the x direction along the guide frame 7, and the power of the motor is transmitted to the plate lifting mechanism 13 by a motor provided in the slide drive unit and a timing belt that links the motor with the plate lifting mechanism 13. As a result, the plate lifting mechanism 13 moves back and forth in a linear motion between the pair of tape measure units 10a, 10b along the guide frame 46 by the driving force of the slide drive unit.

以上の構成においても、自走式ロボット1aは、上述した実施形態と同様にスイッチ21aにより最下位置に位置決めされたときのセンサ7aの高さ方向zの位置を基準位置として設定し得、当該基準位置からのセンサ7aの高さ方向zの位置を検出するようにしたことから、高さ方向zを含めた立体的な環境計測を正確に行うことができる。また、自走式ロボット1aは、必要に応じてプレート昇降機構13だけをx方向にスライド移動させることにより、基台2を移動させずにセンサ7aによりx方向における周辺環境を観測し得る。 In the above configuration, the self-propelled robot 1a can set the position of the sensor 7a in the height direction z when it is positioned in the lowest position by the switch 21a as in the above embodiment as a reference position, and detect the position of the sensor 7a in the height direction z from the reference position, so that it can accurately perform three-dimensional environmental measurement including the height direction z. Furthermore, the self-propelled robot 1a can observe the surrounding environment in the x direction using the sensor 7a without moving the base 2 by sliding only the plate lifting mechanism 13 in the x direction as necessary.

(5-4)<スライド装置を設けた他の実施形態に係る自走式ロボット>
上述した実施形態においては、センサ7aを高さ方向zに沿って昇降させる昇降装置5のみを1つ設けた自走式ロボット1について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、複数の昇降装置5を設けたり、図9に示すように、昇降装置5に加えてx方向に他のセンサ7a1,7a2をスライド自在に有するスライド装置52a,52bを設けたりした自走式ロボット1bを適用してもよい。
(5-4) <Self-propelled robot according to another embodiment provided with a sliding device>
In the above-described embodiment, a self-propelled robot 1 has been described that is provided with only one lifting device 5 that raises and lowers the sensor 7a along the height direction z. However, the present invention is not limited to this. For example, a self-propelled robot 1b may be applied that is provided with multiple lifting devices 5, or, as shown in FIG. 9, that is provided with sliding devices 52a, 52b that have other sensors 7a1, 7a2 that can slide freely in the x direction in addition to the lifting device 5.

この場合、スライド装置52a,52bは同一構成であり、上述した昇降装置5を向きを変えて配置したものである。そのため、スライド装置52a,52bは、センサ7a1,7a2がスライドする方向がx方向となる以外は昇降装置5の構成と同じ構成となる。 In this case, the sliding devices 52a and 52b have the same configuration, and are the lifting device 5 described above, but arranged in a different direction. Therefore, the sliding devices 52a and 52b have the same configuration as the lifting device 5, except that the sensors 7a1 and 7a2 slide in the x direction.

自走式ロボット1bは、基台2の第2の基台部2bの天板2gの下方に第2の仕切り板2lが設けられており、第2の仕切り板2lと、第2の仕切り板2lに立設された4本の支柱2kとでなる第3の基台部2jが設けられている。そして、第3の基台部2jの支柱2k上に天板2gが設けられている。 The self-propelled robot 1b has a second partition plate 2l provided below the top plate 2g of the second base portion 2b of the base 2, and a third base portion 2j consisting of the second partition plate 2l and four pillars 2k erected on the second partition plate 2l. The top plate 2g is provided on the pillars 2k of the third base portion 2j.

そして、自走式ロボット1bは、第2の仕切り板2lにスライド装置52a,52bが設けられた構成を有する。ここで、センサ7aとは異なる他のセンサ7a1(7a2)を高さ方向zとは異なるx方向にスライドさせるスライド装置52a(52b)は、一対の長尺プレート54a(54b)がそれぞれ渦巻状に巻装されて紙面奥側に所定距離を設けて対向配置された一対の他の巻尺部53a(53b)を備えている。 The self-propelled robot 1b has a configuration in which slide devices 52a, 52b are provided on the second partition plate 2l. Here, the slide device 52a (52b), which slides another sensor 7a1 (7a2) different from the sensor 7a in an x direction different from the height direction z, is equipped with a pair of other tape measure parts 53a (53b) in which a pair of long plates 54a (54b) are each wound in a spiral shape and are arranged facing each other at a predetermined distance on the far side of the page.

また、スライド装置52a(52b)は、一対の他の巻尺部53a(53b)からそれぞれ延びる長尺プレート54a(54b)の各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ、一対の長尺プレート54a(54b)の自由端部同士を連結させる第2のプレート連結部を備えている。なお、図9に示すスライド装置52a,52bでは、第2のプレート連結部を構成するガイドローラ15a,15bのみをそれぞれ図示している。 The slide device 52a (52b) also includes a second plate connecting portion that connects the free ends of the pair of long plates 54a (54b) extending from the other pair of tape measure portions 53a (53b) by folding the free ends of the long plates 54a (54b) at approximately right angles and overlapping them. Note that in the slide devices 52a and 52b shown in Figure 9, only the guide rollers 15a and 15b that constitute the second plate connecting portion are shown.

第2のプレート連結部で連結された一対の長尺プレート54a(54b)の自由端部には、他のセンサ7a1(7a2)が設置される第2のセンサ設置部12a(12b)が設けられている。図9では、同一構成のスライド装置52a,52bが左右対称に設けられており、例えば、スライド装置52aに着目すると、昇降駆動部17と同様の構成でなるスライド駆動部17a(ローラ18aと対向する紙面奥側の位置にあり、スライド装置52aでは図示せず)によって、一対の他の巻尺部53aから長尺プレート54aを引き出させ、又は、一対の他の巻尺部53aに長尺プレート54aを巻き取らせて、第2のセンサ設置部12aをx方向にスライドさせる。 The free end of the pair of long plates 54a (54b) connected by the second plate connection part is provided with a second sensor installation part 12a (12b) on which another sensor 7a1 (7a2) is installed. In FIG. 9, slide devices 52a and 52b of the same configuration are provided symmetrically. For example, when focusing on the slide device 52a, the slide drive part 17a (located at the back of the page facing the roller 18a, not shown in the slide device 52a) having the same configuration as the lift drive part 17 pulls out the long plate 54a from the other pair of tape measure parts 53a, or winds up the long plate 54a on the other pair of tape measure parts 53a, sliding the second sensor installation part 12a in the x direction.

また、スライド装置52a(52b)には、スライド駆動部17aによりスライドされる他のセンサ7a1(7a2)の移動方向の基準位置となる所定位置に他のセンサ7a1(7a2)を位置決めされたことを認識する第2のスイッチ21cを有する。この第2のスイッチ21cは、例えば、基台2の支柱2kに設けられている。 The slide device 52a (52b) also has a second switch 21c that recognizes that the other sensor 7a1 (7a2) has been positioned at a predetermined position that serves as a reference position for the movement direction of the other sensor 7a1 (7a2) slid by the slide drive unit 17a. This second switch 21c is provided, for example, on the support 2k of the base 2.

移動方向検出部となるロータリーエンコーダ19は、スライド駆動部17aにより第2のセンサ設置部12aがスライドされて当該第2のスイッチ21cを押下することで生成された押下信号を取得し、押下信号と取得したときの他のセンサ7a1のスライド方向(x方向)の位置を基準位置として設定し、基準位置からの他のセンサ7a1のスライド方向の位置を検出する。 The rotary encoder 19, which serves as the movement direction detection unit, acquires a press signal generated when the second sensor installation unit 12a is slid by the slide drive unit 17a to press the second switch 21c, sets the position of the other sensor 7a1 in the sliding direction (x direction) at the time the press signal was acquired as a reference position, and detects the position of the other sensor 7a1 in the sliding direction from the reference position.

そして、スライド装置52a,52bは、図示しない演算処理装置に設けた信号生成部によって、ロータリーエンコーダ19で検出した他のセンサ7a1(7a2)のスライド方向の位置と、センサ7a1(7a2)から取得した検出信号と、現在位置検出部32から取得した自走式ロボット1bの現在位置情報と、昇降装置5のロータリーエンコーダ19から取得したセンサ7aの高さ情報と、センサ7aから取得した検出信号とを対応付けた計測データを生成し、得られた計測データを送受信部33により外部装置に送信する。 Then, the sliding devices 52a and 52b generate measurement data by using a signal generating unit provided in a calculation processing device (not shown) that associates the position in the sliding direction of the other sensor 7a1 (7a2) detected by the rotary encoder 19, the detection signal acquired from the sensor 7a1 (7a2), the current position information of the self-propelled robot 1b acquired from the current position detection unit 32, the height information of the sensor 7a acquired from the rotary encoder 19 of the lifting device 5, and the detection signal acquired from the sensor 7a, and transmits the obtained measurement data to an external device by the transmission/reception unit 33.

これにより、自走式ロボット1bは、計測データに基づいて、自走式ロボット1が巡回した屋内領域の地図データ上に、CO濃度を計測したときの高さ方向zでの位置や、当該高さ方向zと異なるx方向での位置も含めて、CO濃度の複数の計測値を重ね合わせた3D地図データを外部装置に生成させ、管理者等に対して3D地図データを介して屋内のCO濃度の状況を把握させることができる。 As a result, based on the measurement data, the self-propelled robot 1b can have an external device generate 3D map data that overlays multiple measurement values of CO2 concentration, including the position in the height direction z when the CO2 concentration was measured, and the position in the x direction different from the height direction z, on map data of the indoor area patrolled by the self-propelled robot 1, allowing managers and others to understand the indoor CO2 concentration situation via the 3D map data.

(5-5)<その他>
なお、上述した実施形態においては、基台の周辺環境を観測し、観測により得られた情報に基づいて検出信号を出力するセンサとして、基台2の周辺環境のCO濃度を観測し、観測により得られた情報に基づいてCO濃度の計測値を示す検出信号を出力するセンサ7aを適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、その他のガスセンサや、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、放射線センサ、近接センサ、磁気センサ、撮像センサ、気圧センサ、加速度センサ、騒音センサ又は音響センサのいずれかを、昇降装置5に設置するセンサとして適用してもよい。一例としては、上述した実施形態のライダ7b又は撮像センサ7cを、センサ7aに替えてセンサ設置部12に設置してもよく、また、センサ7a、ライダ7b及び撮像センサ7c等の複数のセンサをセンサ設置部12に設置するようにしてもよい。
(5-5) <Others>
In the above embodiment, the sensor 7a is used as a sensor that observes the environment around the base and outputs a detection signal based on the information obtained by the observation, and observes the CO2 concentration in the environment around the base 2 and outputs a detection signal indicating the measured value of the CO2 concentration based on the information obtained by the observation. However, the present invention is not limited to this, and for example, any of other gas sensors, temperature sensors, humidity sensors, illuminance sensors, radiation sensors, proximity sensors, magnetic sensors, imaging sensors, air pressure sensors, acceleration sensors, noise sensors, and acoustic sensors may be used as the sensor to be installed in the lifting device 5. As an example, the lidar 7b or imaging sensor 7c in the above embodiment may be installed in the sensor installation section 12 instead of the sensor 7a, and multiple sensors such as the sensor 7a, the lidar 7b, and the imaging sensor 7c may be installed in the sensor installation section 12.

また、上述した実施形態においては、自走式ロボットとして、自律的に所定領域を走行する自走式ロボット1を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、管理者等による外部操作に応じて所定領域を走行する自走式ロボットを適用してもよい。この場合、昇降装置5についても、管理者等による外部操作に応じてセンサ7aを高さ方向zに昇降させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the self-propelled robot 1 that autonomously travels within a predetermined area has been described as a self-propelled robot, but the present invention is not limited to this. For example, a self-propelled robot that travels within a predetermined area in response to external operation by an administrator or the like may be applied. In this case, the lifting device 5 may also be configured to raise and lower the sensor 7a in the height direction z in response to external operation by an administrator or the like.

また、上述した実施形態においては、現在位置検出部として、ライダ7b及び撮像センサ7cで検出した周辺環境情報を用いてSLAM技術により所定領域での基台2の現在位置を検出する現在位置検出部32を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、GPS等を利用して所定領域での基台2の現在位置を検出する現在位置検出部を適用してもよい。 In addition, in the above-described embodiment, a current position detection unit 32 that detects the current position of the base 2 in a specified area by SLAM technology using surrounding environment information detected by the lidar 7b and the image sensor 7c has been described as the current position detection unit, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to apply a current position detection unit that detects the current position of the base 2 in a specified area using, for example, a GPS or the like.

1,1a,1b 自走式ロボット
2 基台
3 走行装置
4 演算処理装置
5 昇降装置
7a センサ
10a,10b 巻尺部
11a,11b 長尺プレート
12 センサ設置部
17 昇降駆動部
19 ロータリーエンコーダ(高さ方向検出部)
21a スイッチ(認識部)
32 現在位置検出部
33 送受信部(送信部)
REFERENCE SIGNS LIST 1, 1a, 1b Self-propelled robot 2 Base 3 Travel device 4 Processing device 5 Lifting device 7a Sensor 10a, 10b Tape measure section 11a, 11b Long plate 12 Sensor installation section 17 Lifting drive section 19 Rotary encoder (height direction detection section)
21a Switch (recognition unit)
32 Current position detection unit 33 Transmitting/receiving unit (transmitting unit)

Claims (7)

自律的に又は外部操作に応じて所定領域を走行する自走式ロボットであって、
基台と、
前記基台を所望方向に走行させる走行装置と、
前記所定領域での前記基台の現在位置を検出する現在位置検出部と、
前記基台の周辺環境を観測し、観測により得られた情報に基づいて検出信号を出力するセンサと、
前記基台に設けられ、かつ、前記センサを高さ方向に昇降させる昇降装置と、
を備え、
前記昇降装置は、
長尺プレートが渦巻状に巻装されて所定距離を設けて対向配置された一対の巻尺部と、
一対の前記巻尺部からそれぞれ延びる前記長尺プレートの各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ、一対の前記長尺プレートの自由端部同士を連結させるプレート連結部と、
前記プレート連結部で連結された一対の前記長尺プレートの自由端部に設けられ、前記センサが設置されるセンサ設置部と、
一対の前記巻尺部から前記長尺プレートを引き出させ、又は、一対の前記巻尺部に前記長尺プレートを巻き取らせて、前記センサ設置部を高さ方向に昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部により昇降される前記センサの高さ方向の基準位置となる最下位置に前記センサが位置決めされたことを認識する認識部と、
前記最下位置に位置決めされたときの前記センサの高さ方向の位置を前記基準位置として設定し、前記基準位置からの前記センサの高さ方向の位置を検出する高さ方向検出部と、
を備え、
前記基台に設けた演算処理装置によって、前記現在位置検出部で検出した前記基台の現在位置と、前記高さ方向検出部で検出した前記センサの高さ方向の位置と、前記センサから出力された検出信号と、を対応付けた計測データを生成する、自走式ロボット。
A self-propelled robot that travels within a predetermined area autonomously or in response to an external operation,
The base and
A traveling device that causes the base to travel in a desired direction;
a current position detection unit that detects a current position of the base in the predetermined area;
a sensor that observes the surrounding environment of the base and outputs a detection signal based on information obtained by the observation;
a lifting device provided on the base and configured to lift the sensor in a height direction;
Equipped with
The lifting device is
A pair of tape measure sections each having a long plate wound in a spiral shape and disposed opposite each other with a predetermined distance between them;
a plate connecting portion for connecting the free ends of the long plates extending from the pair of tape measure portions to each other by folding the free ends of the long plates at substantially right angles and overlapping them;
a sensor installation portion provided at a free end portion of the pair of elongated plates connected by the plate connection portion, on which the sensor is installed;
a lifting drive unit that lifts and lowers the sensor installation unit in a height direction by pulling out the long plate from the pair of tape measure units or winding up the long plate around the pair of tape measure units;
a recognition unit that recognizes that the sensor is positioned at a lowest position that is a reference position in a height direction of the sensor that is raised and lowered by the lift drive unit;
a height direction detection unit that sets a height direction position of the sensor when the sensor is positioned at the lowest position as the reference position and detects a height direction position of the sensor from the reference position;
Equipped with
A self-propelled robot, wherein a calculation processing unit provided on the base generates measurement data that corresponds the current position of the base detected by the current position detection unit, the height direction position of the sensor detected by the height direction detection unit, and the detection signal output from the sensor.
前記認識部は、前記センサが前記最下位置に到達したときに前記センサ設置部により押下されるスイッチであり、前記スイッチは、前記センサ設置部により押下されたことを検出すると、得られた検出結果を前記高さ方向検出部に出力し、
前記高さ方向検出部は、前記スイッチから取得した検出結果に基づいて、前記センサの現在の高さ方向の位置を前記基準位置として設定する、
請求項1に記載の自走式ロボット。
the recognition unit is a switch that is pressed by the sensor installation unit when the sensor reaches the lowest position, and when the switch detects that it has been pressed by the sensor installation unit, the switch outputs the obtained detection result to the height direction detection unit;
the height direction detection unit sets a current position of the sensor in a height direction as the reference position based on a detection result acquired from the switch;
The self-propelled robot according to claim 1 .
前記高さ方向検出部は、前記長尺プレートの進退に応じて回転して回転状況に応じて前記センサの高さ方向の位置を検出するロータリーエンコーダであり、
前記認識部は、前記ロータリーエンコーダの回転状況と、前記昇降駆動部の駆動状況とに基づいて、前記センサが前記最下位置に到達したことを認識し、
前記ロータリーエンコーダは、前記認識部の認識結果に基づいて、前記センサの現在の高さ方向の位置を前記基準位置として設定する、
請求項1に記載の自走式ロボット。
the height direction detection unit is a rotary encoder that rotates in response to the advancement and retreat of the long plate and detects the height direction position of the sensor in response to a rotation situation,
the recognition unit recognizes that the sensor has reached the lowermost position based on a rotation status of the rotary encoder and a drive status of the lift drive unit,
The rotary encoder sets a current position of the sensor in a height direction as the reference position based on a recognition result of the recognition unit.
The self-propelled robot according to claim 1 .
前記センサは、ガスセンサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、放射線センサ、近接センサ、磁気センサ、撮像センサ、気圧センサ、加速度センサ、騒音センサ又は音響センサのいずれかである、
請求項1に記載の自走式ロボット。
The sensor is any one of a gas sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, a radiation sensor, a proximity sensor, a magnetic sensor, an imaging sensor, an air pressure sensor, an acceleration sensor, a noise sensor, and an acoustic sensor.
The self-propelled robot according to claim 1 .
前記所定領域内での前記基台の現在位置と、現在位置での前記センサの高さ方向の位置と、前記センサで得られた検出結果とを対応付けた3D地図データを前記計測データに基づいて生成する外部装置に、前記計測データを送信する送信部を有する、
請求項1に記載の自走式ロボット。
a transmitting unit that transmits the measurement data to an external device that generates 3D map data based on the measurement data, the 3D map data correlating a current position of the base within the specified area, a height direction position of the sensor at the current position, and a detection result obtained by the sensor,
The self-propelled robot according to claim 1 .
前記基台は、
前記センサとは異なる他のセンサを前記高さ方向とは異なる方向にスライドさせるスライド装置を備え、
前記スライド装置は、
長尺プレートが渦巻状に巻装されて所定距離を設けて対向配置された一対の他の巻尺部と、
一対の前記他の巻尺部からそれぞれ延びる前記長尺プレートの各自由端部を略直角に折り曲げて重ね合わせ、一対の前記長尺プレートの自由端部同士を連結させる第2のプレート連結部と、
前記第2のプレート連結部で連結された一対の前記長尺プレートの自由端部に設けられ、前記他のセンサが設置される第2のセンサ設置部と、
一対の前記他の巻尺部から前記長尺プレートを引き出させ、又は、一対の前記他の巻尺部に前記長尺プレートを巻き取らせて、前記第2のセンサ設置部を前記高さ方向とは異なる方向にスライドさせるスライド駆動部と、
前記スライド駆動部によりスライドされる前記他のセンサの移動方向の基準位置となる所定位置に前記他のセンサを位置決めされたことを認識する第2の認識部と、
前記所定位置に位置決めされたときの前記他のセンサのスライド方向の位置を前記基準位置として設定し、前記基準位置からの前記他のセンサのスライド方向の位置を検出する移動方向検出部と、
を備え、
前記演算処理装置は、前記移動方向検出部で検出した前記他のセンサのスライド方向の位置と、前記他のセンサから出力された検出信号を前記計測データに対応付ける、
請求項1に記載の自走式ロボット。
The base is
a slide device that slides a sensor different from the sensor in a direction different from the height direction,
The slide device is
A pair of other tape measure units each having a long plate wound in a spiral shape and disposed opposite each other at a predetermined distance;
a second plate connecting portion that connects the free ends of the long plates extending from the other tape measure portions of the pair of long plates to each other by folding the free ends of the long plates at approximately right angles and overlapping them;
a second sensor installation portion provided at a free end portion of the pair of elongated plates connected by the second plate connection portion, on which the other sensor is installed;
a slide driving unit that causes the long plate to be pulled out from the pair of other tape measure units or the long plate to be wound up around the pair of other tape measure units, thereby sliding the second sensor installation unit in a direction different from the height direction;
a second recognition unit that recognizes that the other sensor has been positioned at a predetermined position that is a reference position of a moving direction of the other sensor slid by the slide driving unit;
a movement direction detection unit that sets a position of the other sensor in a sliding direction when the other sensor is positioned at the predetermined position as the reference position and detects a position of the other sensor in the sliding direction from the reference position;
Equipped with
the arithmetic processing device associates the position of the other sensor in the sliding direction detected by the movement direction detection unit with the detection signal output from the other sensor, and the measurement data.
The self-propelled robot according to claim 1 .
前記昇降装置は、
前記プレート連結部と前記昇降駆動部と前記高さ方向検出部とが設けられたプレート昇降機構と、
一対の前記巻尺部の間に設けられ、前記プレート昇降機構が往復直線運動するガイドフレームと、
前記ガイドフレームに沿って前記プレート昇降機構を往復直線運動させるスライド駆動部と、
を有し、
前記プレート昇降機構が、一対の前記巻尺部の間を、前記高さ方向と直交する方向に往復直線運動可能に設けられている、
請求項1に記載の自走式ロボット。
The lifting device is
a plate lifting mechanism including the plate connecting portion, the lifting drive portion, and the height direction detection portion;
a guide frame provided between the pair of tape measure units, the plate lifting mechanism moving linearly back and forth;
a slide drive unit that causes the plate lifting mechanism to perform a reciprocating linear motion along the guide frame;
having
The plate lifting mechanism is provided so as to be capable of reciprocating linear motion between the pair of tape measure units in a direction perpendicular to the height direction.
The self-propelled robot according to claim 1 .
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