JPH02195289A - 超音波接触センサーと、これを具備する自律型移動ロボット - Google Patents
超音波接触センサーと、これを具備する自律型移動ロボットInfo
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- JPH02195289A JPH02195289A JP1015437A JP1543789A JPH02195289A JP H02195289 A JPH02195289 A JP H02195289A JP 1015437 A JP1015437 A JP 1015437A JP 1543789 A JP1543789 A JP 1543789A JP H02195289 A JPH02195289 A JP H02195289A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、物体との接触の有無および接触位置を検出
する超音波接触センサーと、これを障害物センサー兼バ
ンパーとして備えた自律型移動ロボットに関するもので
ある。
する超音波接触センサーと、これを障害物センサー兼バ
ンパーとして備えた自律型移動ロボットに関するもので
ある。
従来の技術
従来、接触センサーは第４図に示すように、弾性体１３
と、この弾性体１３内部に空間を有して対列する一対の
電極１２と、電流検知手段１４とで構成されており、以
下に示すような動作をするものであった。即ち物体が弾
性体１３の外壁に当たると、この弾生体１３が変形し対
列する電極１２が接触するものである。この接触により
通電が行われる。この通電状態を電流検知手段１４で検
出し、接触物の有無を検知するというものである。
と、この弾性体１３内部に空間を有して対列する一対の
電極１２と、電流検知手段１４とで構成されており、以
下に示すような動作をするものであった。即ち物体が弾
性体１３の外壁に当たると、この弾生体１３が変形し対
列する電極１２が接触するものである。この接触により
通電が行われる。この通電状態を電流検知手段１４で検
出し、接触物の有無を検知するというものである。
また従来の自律型移動ロボットは、第５図に示すように
、前記の接触センサー１５を複数個並べた構成のものが
多い。
、前記の接触センサー１５を複数個並べた構成のものが
多い。
発明が解決しようとする課題
従来の接触センサーは接触物の有無しか検知できず、接
触位置を検知できない為、複数個並べて接触位置を検出
するが、それでも段階的にしか検出できないという課題
があった。また前述のような構成及び動作原理の為、接
触により電極が破壊されるという課題もあった。（第１
の課題）さらに、従来の自律型移動ロボットに於ては、
前記接触センサーが有している課題のため接触センサー
をバンパー兼用として使用できないという課題があった
。（第２の課題） そこで本発明は、物体の接触位置を精度良くリニアに検
出できる接触センサーを提供すると共に、この接触セン
サーを具備することにより障害物に衝突した時、そのシ
ョックを和らげ、且つ速やかに障害物回避ができる自律
型移動ロボットを提供することを目的とするものである
。
触位置を検知できない為、複数個並べて接触位置を検出
するが、それでも段階的にしか検出できないという課題
があった。また前述のような構成及び動作原理の為、接
触により電極が破壊されるという課題もあった。（第１
の課題）さらに、従来の自律型移動ロボットに於ては、
前記接触センサーが有している課題のため接触センサー
をバンパー兼用として使用できないという課題があった
。（第２の課題） そこで本発明は、物体の接触位置を精度良くリニアに検
出できる接触センサーを提供すると共に、この接触セン
サーを具備することにより障害物に衝突した時、そのシ
ョックを和らげ、且つ速やかに障害物回避ができる自律
型移動ロボットを提供することを目的とするものである
。
課題を解決するための手段
上記第１の課題を解決するための本発明の手段（第１の
手段）は次の通りである。即ち、弾性体よりなり片端が
閉じている導波管と、この導波管の開放端を密閉すると
ともに、前記導波管内部で超音波の送受を行なう超音波
素子と、この超音波素子と接続された超音波送受回路と
、送信から受信までの時間を計測するタイマー回路と、
前記時間より距離を算出する距離算出手段とから成る超
音波接触センサーとするものである。
手段）は次の通りである。即ち、弾性体よりなり片端が
閉じている導波管と、この導波管の開放端を密閉すると
ともに、前記導波管内部で超音波の送受を行なう超音波
素子と、この超音波素子と接続された超音波送受回路と
、送信から受信までの時間を計測するタイマー回路と、
前記時間より距離を算出する距離算出手段とから成る超
音波接触センサーとするものである。
また、第２の課題を解決するための本発明の手段（第２
の手段）は次の通りである。即ち本体と、駆動および操
舵手段と、補助輪と、バッテリーと、上記第一の手段で
示す超音波接触センサーと、移動方向決定手段とで構成
した自律型移動ロボットとするものである。
の手段）は次の通りである。即ち本体と、駆動および操
舵手段と、補助輪と、バッテリーと、上記第一の手段で
示す超音波接触センサーと、移動方向決定手段とで構成
した自律型移動ロボットとするものである。
作 用
前記第−の手段による作用は次のごと（であ紀超音波素
子に受信される。タイマー回路は、この超音波を発信し
てから受信するまでの時間を計測するが、この時間より
距離検出手段は物体の接触位置を精度良くリニアに検出
することができるものである。
子に受信される。タイマー回路は、この超音波を発信し
てから受信するまでの時間を計測するが、この時間より
距離検出手段は物体の接触位置を精度良くリニアに検出
することができるものである。
また第二の手段によれば、第一の手段による超音波接触
センサーをバンパーとして備えることにより障害物に衝
突した時、そのショックを和らげ、且つ速やかに障害物
回避ができる自律型移動ロボットとすることができるも
のである。
センサーをバンパーとして備えることにより障害物に衝
突した時、そのショックを和らげ、且つ速やかに障害物
回避ができる自律型移動ロボットとすることができるも
のである。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面に基ずいて説明する
。第１図は、第一の手段の一実施例を示す構成図である
。１は、ゴム等の弾性体よりなり、片端が閉じている導
波管で、２はこの導波管１の開放端を密閉するとともに
、導波管１内部で超音波の送受を行なう超音波素子、３
はこの超音波素子２と接続された超音波送受回路、４は
送信から受信までの時間を計測するタイマー回路、５は
前記時間より距離を算出する距離算出手段である。
。第１図は、第一の手段の一実施例を示す構成図である
。１は、ゴム等の弾性体よりなり、片端が閉じている導
波管で、２はこの導波管１の開放端を密閉するとともに
、導波管１内部で超音波の送受を行なう超音波素子、３
はこの超音波素子２と接続された超音波送受回路、４は
送信から受信までの時間を計測するタイマー回路、５は
前記時間より距離を算出する距離算出手段である。
以下、本実施例の超音波接触センサーの動作を説明する
。まず導波管１の内部に超音波送受回路３により超音波
素子２から超音波が発信されているが、通常は導波管１
の閉じた面で反射され、反射波となって前記超音波素子
２を介して超音波送受回路３で受信される。この超音波
の発信から反射波の受信までの時間Ｔは、タイマー回路
４により計測される。この時間Ｔは一定である。ここで
、例えば指で導波管１の外壁を押さえると導波管１が塞
がれ、発信された超音波は、この塞がれた面で反射し反
射波となるので前記時間Ｔが変化する（短くなる）。距
離算出手段５（例えばマイクロコンピュータ−）は、こ
の時間Ｔより超音波素子１から指で塞がれた面までの距
離を算出し、指の接触位置を精度良くリニアに検出する
ことができる。なお、導波管１内部の温度をサーミスタ
等で検出し温度による超音波伝達速度の誤差を補正する
事により、より精度良く接触位置を検出できることは言
うまでもない。さらに、導波管１内部に水等の液体を充
満させると、超音波の伝達速度が上がるので、接触検出
がより早くできる。前記した指は実際には障害物であり
、本実施例の構成とすることにより障害物に接触した場
合速やかにその接触を検知することができるとともに、
この障害物からの回避もできる構成をとることが可能と
なるものである。
。まず導波管１の内部に超音波送受回路３により超音波
素子２から超音波が発信されているが、通常は導波管１
の閉じた面で反射され、反射波となって前記超音波素子
２を介して超音波送受回路３で受信される。この超音波
の発信から反射波の受信までの時間Ｔは、タイマー回路
４により計測される。この時間Ｔは一定である。ここで
、例えば指で導波管１の外壁を押さえると導波管１が塞
がれ、発信された超音波は、この塞がれた面で反射し反
射波となるので前記時間Ｔが変化する（短くなる）。距
離算出手段５（例えばマイクロコンピュータ−）は、こ
の時間Ｔより超音波素子１から指で塞がれた面までの距
離を算出し、指の接触位置を精度良くリニアに検出する
ことができる。なお、導波管１内部の温度をサーミスタ
等で検出し温度による超音波伝達速度の誤差を補正する
事により、より精度良く接触位置を検出できることは言
うまでもない。さらに、導波管１内部に水等の液体を充
満させると、超音波の伝達速度が上がるので、接触検出
がより早くできる。前記した指は実際には障害物であり
、本実施例の構成とすることにより障害物に接触した場
合速やかにその接触を検知することができるとともに、
この障害物からの回避もできる構成をとることが可能と
なるものである。
次に第２図は、第２の手段の一実施例を示す断面図であ
る。また第３図は同斜視図である。６は本体、７は駆動
および操舵手段、８は補助輪、９段である。
る。また第３図は同斜視図である。６は本体、７は駆動
および操舵手段、８は補助輪、９段である。
以下、本自律型移動ロボットについて説明する。まず本
体６を、移動方向決定手段１１（例えばマイクロコンピ
ュータ−）により決定された方向へ、駆動および操舵手
段７を用いて移動させるが、その際に障害物に衝突した
場合、超音波接触センサー１０がバンパーの代わりをし
て衝突のショックを和らげると共に衝突位置を検出する
。
体６を、移動方向決定手段１１（例えばマイクロコンピ
ュータ−）により決定された方向へ、駆動および操舵手
段７を用いて移動させるが、その際に障害物に衝突した
場合、超音波接触センサー１０がバンパーの代わりをし
て衝突のショックを和らげると共に衝突位置を検出する
。
この衝突位置により移動方向決定手段１１は適切な移動
方向を決定し、これに応じて走行および操舵手段７が本
体６を移動させ速やかに障害物回避を行なう。
方向を決定し、これに応じて走行および操舵手段７が本
体６を移動させ速やかに障害物回避を行なう。
発明の効果
以上の説明のように、本発明の第一の手段によれば、簡
単な構成で物体の接触位置が精度良（リニアに検出でき
る。また第二の手段では、障害物との衝突によるショッ
クをバンパーとしての効果により和らげると共に、衝突
位置をリニアに精度良く検出し速やかに障害物回避がで
きる自律型移動ロボットを実現できるものである。
単な構成で物体の接触位置が精度良（リニアに検出でき
る。また第二の手段では、障害物との衝突によるショッ
クをバンパーとしての効果により和らげると共に、衝突
位置をリニアに精度良く検出し速やかに障害物回避がで
きる自律型移動ロボットを実現できるものである。
第１図は、第一の手段である超音波接触センサーの一実
施例を示す構成図、第２図は第二の手段である超音波接
触センサーを具備する自律型移動ロボットの一実施例を
示す断面図、 第３図は同自律型移動ロボットの斜視図
、第４図は接触センサーの従来例を示す構成図、第５図
は自律型移動ロボットの従来例をしめす斜視図である。 １・・・導波管、２・・・超音波素子、３・・・超音波
送受回路、４・・・タイマー回路、５・・・距離算出手
段、６・・・本体、７・・・駆動および操舵手段、８・
・・補助輪、９・・・バッテリー、１０・・・超音波接
触センサー１１・・・移動方向決定手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｆ−・−Ｓ
製管 ２・問題者隈桑子 ３問題音ま蓬賢口玲 纂 囚 １１２図 ６−ネ休 ７−−− Ｗ−＊ ｋ ｔ ヒ＠ ｍ −ｊ 段８・−
・積掬輸 ９・・−）ぐツテリー １０・−層音５良撞鴫ゼンブー ｆｆ＝’砂動方商状定子役 搗 図 １２− 弾性」本 １３・・−ｔ＠ １４−・・訛５気挟知子役
施例を示す構成図、第２図は第二の手段である超音波接
触センサーを具備する自律型移動ロボットの一実施例を
示す断面図、 第３図は同自律型移動ロボットの斜視図
、第４図は接触センサーの従来例を示す構成図、第５図
は自律型移動ロボットの従来例をしめす斜視図である。 １・・・導波管、２・・・超音波素子、３・・・超音波
送受回路、４・・・タイマー回路、５・・・距離算出手
段、６・・・本体、７・・・駆動および操舵手段、８・
・・補助輪、９・・・バッテリー、１０・・・超音波接
触センサー１１・・・移動方向決定手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｆ−・−Ｓ
製管 ２・問題者隈桑子 ３問題音ま蓬賢口玲 纂 囚 １１２図 ６−ネ休 ７−−− Ｗ−＊ ｋ ｔ ヒ＠ ｍ −ｊ 段８・−
・積掬輸 ９・・−）ぐツテリー １０・−層音５良撞鴫ゼンブー ｆｆ＝’砂動方商状定子役 搗 図 １２− 弾性」本 １３・・−ｔ＠ １４−・・訛５気挟知子役
Claims (2)
- （１）弾性体よりなり片端が閉じている導波管と、この
導波管の開放端を密閉するとともに、前記導波管内部で
超音波の送受を行なう超音波素子と、この超音波素子と
接続された超音波送受回路と、送信から受信までの時間
を計測するタイマー回路と、前記時間より距離を算出す
る距離算出手段とから成る超音波接触センサー。 - （２）本体と、駆動および操舵手段と、補助輪と、バッ
テリーと、請求項１記載の超音波接触センサーと、移動
方向決定手段とを備えた自律型移動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015437A JPH02195289A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 超音波接触センサーと、これを具備する自律型移動ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015437A JPH02195289A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 超音波接触センサーと、これを具備する自律型移動ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195289A true JPH02195289A (ja) | 1990-08-01 |
Family
ID=11888777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015437A Pending JPH02195289A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 超音波接触センサーと、これを具備する自律型移動ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02195289A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008990A1 (de) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Sonident Anstalt | Verfahren und vorrichtung zur strukturanalyse und/oder zur lageerkennung von schichtförmigen objekten |
| US6164135A (en) * | 1995-09-07 | 2000-12-26 | Sonident Anstalt | Method and device for the structure analysis and/or for detecting the position of layered objects |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165107A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sanden Corp | 超音波位置検出装置 |
| JPS62293320A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Kajima Corp | 自走式ロボツト |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1015437A patent/JPH02195289A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165107A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sanden Corp | 超音波位置検出装置 |
| JPS62293320A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-19 | Kajima Corp | 自走式ロボツト |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008990A1 (de) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Sonident Anstalt | Verfahren und vorrichtung zur strukturanalyse und/oder zur lageerkennung von schichtförmigen objekten |
| US6164135A (en) * | 1995-09-07 | 2000-12-26 | Sonident Anstalt | Method and device for the structure analysis and/or for detecting the position of layered objects |
| KR100558140B1 (ko) * | 1995-09-07 | 2006-09-22 | 조니덴트 안슈탈트 | 필름형피사체의구조분석및/또는위치검출장치및그방법 |
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