JPH02283344A - 半自動式車体およびその運動を制御する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地トにおける半自動式車体（ｖｅｈｉｃｌｅ）
の運動に関する。車体はそれらが外部の案内に従う意味
において゛半自動式゛′である。

通常のｆＴｉ型真空掃除器を使用するとき、使用者は通
常ボースを引っ張ることによって缶体を後方で引っ張る
。通常の清掃作業＆Ｊノズルを床トの家具の異なった部
分に当てるごとにより、また固いホース管上端（金属）
を保持することにより実施される。部屋の隅等ムこおい
て延ばして清掃するとき、缶体ばひもでつないだように
後方に置かれる。したがって、使用者は缶体に引っ張り
力を加えなければならない。缶体がカーペラｈの端や敷
居を通過しなければならないときは引っ張り力はとくに
大きく、厄介である。

缶型真空掃除器における別の実用−にの課題は、それを
引っ張るとき、缶はしばしば障害物たとえばテーブル、
椅子、ペットの端等の後方に引っ掛かることである。そ
うなると、使用者は引っ張るのを止め、ホースを障害物
から離れる方向に回し、別の方向に引っ張ることによっ
て缶体を障害物から迂回させる。これは退屈で厄介な仕
事である。

下記に明らかになるように、本発明はこれらの課題を、
中でも、真空掃除器のような牽引具付き車体を、牽引具
（ずなわら真空ボース）の引っ張りヘクトルおよび障害
物に対する車体の接触に応じで移動させることによって
解決する。従来技術として米国特許第３　、０８３　、
３９６月、第３，４３９．３６８号、第３．６７６、８
８５号、第３．７５３．２６５号、第３，８９６．８９
２号および第４．１７３，８０９号を参照するが、これ
らは本発明とは相違する。

セン他の米国特許第３，０８３，３９６号にお１．Ｊる
真空掃除器制御は缶体に対するボースの運動によりモー
ターファンユニットをオンオフするようになっている。

この特許は、本発明とは真空ボースの伸長または障害物
との接触に応する真空掃除器の自動運動を開示していな
い点で相違する。

マイヤースの米国特許第３，４３９，３６８号は水泳プ
ールの底を清掃する吸込機械を開示している。この機械
は案内制御装置を備え、その制御装置は、機械の側方ま
たは前方が障害物に衝突したとき、移動方向を一定量変
化する。この吸込機械ば本発明とは、牽引具の張力に応
する駆動方法を備えていない点で相違する。

ウルツの米田特許第３．６７６、８８５号はプログラム
された指令に従って移動する吸込清掃車を開示している
。車両が障害物に衝突するとき、多方向スイッチ機構が
働いて、車体を障害物から反らせる。

マイヤー特許のように、この特許には本発明のような真
空ホースの張力ヘクトルに応する清掃車の運動に関し゛
ζ開示丈るところがない。

ウルツの米国特許第３．７５３．２６５号は前記ウルツ
の特許を改良したものである。その主要な改良点は、車
体とは別の駆動機構の設置であり、使用者は手動で駆動
機構を制御することができる。しかしながら、この特許
は牽引ホースに加えられる張力に応じた車両の運動を考
慮または示唆してぃない。

クーの米国特許第４．１７３，８０９号はカーペット上
を縦横に移動し障害物に遭遇したとき運動方向を変化す
る真空掃除器を開示している。前記特許のように、この
特許もまた牽引真空ホースの張力に応する真空掃除器の
運動を開示していない。

コール他の米国特許第３．８９６，８９２号は自己推進
型車体の手動制御を開示している。前方に延長しうるｖ
Ｌ耘機は使用者によって縦方向に移動し゛ζ車両駆動千
モータ回転方向（前またば後）および速度を規制する。

中立位置から、耕耘機は駆動モータを逆転し゛Ｃ後方に
移動し、駆動モータを二速度に何勢して前方に移動する
。これば前記特許の第６図に示す３個のスイッチ７０．
７１および７２によって実施される。

したがって本発明の目的は、（１）使用者を助＋ｊて缶
体に引っ張り力を加える゛′サーボ牽引装置゛を設げる
こと、（２）缶体が障害物の背後に引っ掛かることを防
止する″障害物回避装置゛′を備えるごとである。

本発明による半自動式車体は牽引具、駆動および操向機
構、少くとも一つの軸方向の外力案内人力をうけ入れる
牽引センサおよび車体の障害物との衝突を検出する接触
検出ハンパを備えている。

マイクロプロセッサは牽引センサおよびハンパから入力
をうけ入れて車体の運動を管理する。ハンパは車体の少
くともｉ；Ｊ端に設置される。

まず、牽引センサは力の入力に応答して車体の前進速度
を制御し、使用者を助けて車体に引つ張り力を加えるサ
ーボ引っ張り装置を構成する。牽引センサはまた第２の
制御軸線を有し、使用者からの角度（方向）入力に応じ
て車体の前進運動方向を制御する（すなわち操向する）
。種々の実施例を以下に説明する。

本発明の一実施例によれば、車体は缶体、二つの車輪、
牽引具として作用するホースおよび接触検出バンパを有
する真空掃除器である。

別の実施例において、車体は同じ出願人の″地上で作用
する自動車体およびその制御方法”と称する、１９８９
年２月７日出願の、米国特許出願第３０７，７６５号に
開示されたように、別のロボット車体後方で“ザーボト
レーラ”として作用することができる。

本発明の別の実施例においては、車体は人によって牽引
され、車椅子等に引っ掛けられる力・−１・とじて作用
する。

本発明の特徴によれば、バンパは車体に対向する障害物
との接触位置を検出する。

基本的構想は、バンパが、衝突が起こった時期ならびに
衝突が起こった車体外周のバンパの場所を指示すること
である。

バンパがアナログ型であるならば、出力信号はバンパ上
の衝突位置に比例する。適当なハンパは同じ出願人の゛
衝突検出用ハンパ゛′と称する１９８８年１１月１日出
願の米国特許第２６５．７８４号に開示され、該特許を
ここに参照する。

また、バンパが〔たとえば、マイクロスイッチまたはテ
ープスイッチ（登録商標）を備えた〕デジタル型である
ならば、その検出は部分（最少布／左および好ましくは
両側のいくつかの部分）に分割される。

衝突が検出されると、下記の作用が行われる。

ａ、車体はただちに停止する。

ｂ、車体は僅かに（４インチまたは１０センチ程度）後
退する。

Ｃ，システム制御器は衝突が起こった場所を、車体の外
周および移動方向前方に対して、検出する。

ｄ、車体は障害物からそれを安全に迂回するのに十分な
だけ回転する。

ｅ、車体は障害物を迂回し通常の作業（ホース牽引）に
戻る。

障害物が幅広のとき、ａないしｅの各工程は障害物の迂
回が達成されるまで繰り返される。

本発明は障害者および老人に対してとくに有効である。

家庭用のこの種の装置によって、そのような人々は、人
手を借りないで、アパートまたは家庭を掃除することが
できる。

本発明の別の用途は区域の半ないし専門的清掃にある。

缶型真空掃除器はしばしば事務所等において使用される
。−日に８時間清掃作業をする専門家にとって、このよ
うな“サーボ”式機能はず疲労および心労を解消する。

広い見地から、本発明は“′サーボ”式機能が有用な用
途において使用することができ、たとえば廊下を食品カ
ーＩ・を引っ張る病院従業員、倉庫から生産現場に供給
するカートを引っ張る工場従業員等である。

本発明の他の目的、特徴および利点は下記の説明から明
らかになるであろう。

第１図は本発明の半自動式車体の全体的斜視図である。

車体１０ば本体部分１２、および移動および回転用車輪
（たとえば第６．７．８図参照）、真空掃除器ホースと
して示された牽引具１４、牽引センサ１６、および操向
センサ１６ならびにハンパ１８から入力をうけまた車体
１０の運動および回転を制御する制御装置（第３図参照
）を有する。

本発明の属する技術に通じた人々は容易に、制御装置が
車体の運動および回転を車輪に連結された駆動モーフを
通して伝達しうろことが分かるであろう。

第２図は、ボース１４を除去した、第１図の牽引センサ
１６の全体図である。牽引センサは缶体１２の上部に取
り付けられたハウジング１９を有する。ハウジングは、
矢印Ｓ１で示したように、車体の前進運動に対して揺動
することができ、また矢印Ｓ２および枢着点Ｓ３で示し
たように前方に自由に傾斜することができる。舌部Ｓ４
はハウジング１９から車体の前（先）端まで延びている
。

第４Ａ、４Ｂ図に基づいて下記に詳細に説明するように
、車体の前方周囲には位置および力検出ハンパが設げら
れている。第１図に破線１８Ａおよび１８Ｂで示された
ように、バンパ１８の中央区域（線１８Ａと線１８Ｂの
間のパ前方”区域〉は牽引具から入力をうけ入れるよう
に構成されている。線１８Ａ、１．８　Ｂ外側の区域は
障害物回避用に構成されている。換言すれば、障害物と
の接触ば線１８Ａ、１８Ｂ外側区域で起こる。

舌部２４は（ばね、弾性フオーム等のような適当な手段
によって）前方に偏倚され、牽引具に張力がないとき中
央区域においてバンパに力を加える。この力は障害物と
の衝突のとき多少処理され、車体を停止させる。（善意
の障害物との衝突は車体の停止を越えるそれ以上の作用
を生ずる。）張力が牽引具（真空ホース）に加えられる
とき、舌部２４はパンパ１８に小さい力を加える。この
力は第４Ａ、４Ｂ図に関して説明するように、バンパ１
８によって検出され、車体に入力として伝達され（第３
図）車体の前進運動速度を制御する。これは本発明のサ
ーボ引っ張り特性の実施例である。

以下の説明から見て、本発明がもっとも近接する技術に
通じた人々は多数の装置を牽引具から車体前進速度に変
換するため設６ノうろことが分かるであろう。

舌部２４も、バンパ１８と共働して（第４Δ、４Ｂ図の
４０参照）車体制御器に操向入力を伝達する。矢印Ｓ１
で示したように、舌部２４ば、牽引具］４が中心を外れ
るとき前方の一例または他側に動く。舌部２４の位置は
、第４Ａ、４Ｂ図を芥照して詳細に説明されるように、
ハンパによって示されている。ふたたび、本明細書によ
り、本発明にもつとも近い技術に通した人々は多数の装
置を車体前進方向に牽引具の角度を変換するため設けう
ることか分かるであろう。

張力および角度の、二つの自由度を牽引センサに関して
説明する。車体１０か平面で（すなわち二次元において
）作業しようとするとき、それ以上の自由度は必要がな
い。しかしながら、その用途を多次元用に拡張するとき
さらに多くの次元において検出することは本発明の範囲
内にある。

牽引具の簡単化された構成は華に前進運動を制御する張
力を検出し、二輪カートを操向するように、車体上の牽
引具によって加えられるてこ比に応じた機械的方法で操
向を真直ぐに前進方向に実施する。駆動モータのサーボ
利得を十分に低くして操向力が加えられるとき抵抗駆動
力を最少にするように設定される。

第３図は車体１０用制御装置Ｆ３０略図である。

少くとも車体前局に設けられた、ハンパ１８は障害物に
対する車体の接触位置（ｐ）を示す出力を発生ずる。こ
の位置は索の（最初の）位置に対する角度に関連して限
定される。前記のようなある種の用途において、ハンパ
１８が障害物に対する車体の接触力を指示する出力を発
生ずることが好ましい。

牽引具に取り付りられる牽引センサ１６ば少くとも牽引
具の張力（Ｔ）を示す出力を発生し、ある用途において
索引リンク装置の“ピッチ゛角度によって示される。歪
みゲージもまた索張力を検出するため適当に使用するこ
とができる。またセンザ１６は車体がとるべき“前進”
方向θを示す出力を発生することができる。パ前進”方
向は索の位置に対して、たとえば両側に９０°までに、
限定される。この作用は電位差計もしくは“揺動゛（操
向）軸線における索の角度を検出する左右二つのマイク
ロスイッチによってさえ容易に達成することができる。

ハンパ１８および操向センサ１６の出力は、適当なイン
ターフェースを備えたマイクロブロセツザ−付きユニッ
Ｉ−（ＣＰＵ）のような、システム制御器３２に伝達さ
れる。システム制御器３２ば、通常モータ、エンコーダ
および出力増幅器を含む駆動補助装置３４を通して、車
体の運動を指令する。

使用者インターフェース３６もまたオン／オフ、操向セ
ンサ感度、駆動装置利得（全車両速度および感度）およ
び（“デツトマン・スイッチ゛のような）安全インター
ロックを作動するため、ならびに指示ランプ、デジタル
続出装置、音響装置３７等を通して運転状態を使用者に
指示するため設けられている。

いくつかの接触検出バンパ装置をバンパ１８に使用する
ことができる。第４Ａ、４Ｂ図は位置および力検出ハン
パ（第１図の１８）の構成の実施例４５を示す。半導体
チップを包装するのに使用されるような導電性フオーム
のコンブライアント層４２が高導電性板４４から絶縁メ
ツシュ４６によって隔離されている。周囲の物体との接
触の際、フオーム４２はメツシュ４６を通して押イ１げ
られ導電板４４との接触点において接触する。点“Ａ、
Ｂ″においてフオーム４２に接続されたメータ４８によ
って示されたように分圧器が形成され、接触位置ならび
に接触力は差値の胴側によって決定される。第４Ｂ図は
車体１０のハンパ１８として使用するのに適したハンパ
４０の一層線図的な図である。ハンパ４０は、゛′衝衝
突検出用メンパ称する、１９８８年１１月１日出願の同
し出願人の米国特許第２６５，７８４号に一層詳細に記
載されており、ここるこ参照する。障害物検出ならびに
索センサ用に栄−のセンサを使用するとコストば低低下
する。

第５図は車体１９を作動する方法を示す。その方法は第
３図のシステム制御器３２に設けられるソフトウェア・
ルーティン５０によって示される。

第１段階５２において、車体が前進して、床のような面
上における吸い込みのようなその作業を実施するかどう
か決定される。これは単に牽引具に張力があるかどうか
、またシステムが安全インターロック状態であるかどう
かによって決定される。

車体が前進するように指令されなければ、ルーティンは
出される。

段階５４において、車体は“前方”に移動するように指
令される。“前方”とは牽引具の位置に対する車体の±
９０°（１８０°）の可能な運動によって決定される。

“後方°゛は牽引具の位置から直径的に反対側の可能な
車体の±９０°（１８０°）の可能な運動によって決定
される。

前方への車体の運動の程度（速度）および方向は車体に
対する牽引具の、それぞれ、張力（Ｔ）および角度（θ
）によって決定される。

段階５６において、車体が、バンパの接触によって示さ
れたように、障害物に衝突したかどうか決定される。上
記のように、バンパは少くとも車体の前面（前方）の周
囲に設置され、障害物に対する車体の接触位置（Ｐ）お
よび可能な接触力（Ｆ）を検出する。ハンパの接触がな
ければ、車体は牽引具によって案内（速度および可能な
操向）されたように前進方向に進行する。

障害物と接触すると、段階５８において車体は停止され
る。この点において、車体が他の車体によって牽引され
ているならば、信号が牽引車体に送られ停止させる。

車体は段階６０において僅かに後退する。通常、４イン
チ（１０センチ）で十分である。車体は移動の前進方向
の、障害物に対して丁度反対方向に後退するのが好まし
い。しかしながら、後退の方向が障害物の接触位置に従
ってもつともよい、たとえばハンパ接触位置に対して直
径的に反対方向とすることも本発明の範囲内にある。

後退運動の程度および唐突ざば、“使用者のなれ”およ
び操作の有効性の両方についていく分重大である。たと
えば、多くの場合、後退運動は予期しないで突然起こる
。車体は、前進運動になるとき障害物と間隙を置くのに
必要である以上にさらに後退することは必要でない。し
かしながら、車体の方向の変化が安全かつ有効に実施さ
れることが必要である。これば車体が後退しようとする
ことを示す音響発生装置を設けることができる。

安全を考慮して、牽引具を後退前に監視することが望ま
しい。張力が大きく牽引具が緊張しているとき、後退操
作を張力がなくなるまで遅らせることが好ましい。一方
、張力が小さく牽引具が比較的緩んでいるとき、後退操
作を早く始めることができる。

後退後、段階６２において、車体は障害物から離れる方
向に角度αだげ回転し、前進運動に移る。

擦過（牽引具から９０°のところの衝突）に対して、車
体は一般に３インチ（７〜８センチ）程度の短い距離後
退し、ふたたび前進する前に５〜１０’回転するだりで
十分である。正面衝突に対して、車体は１フイート（３
０センチ）程度さらに後退し、ふたたび前進する前に１
０〜２０°程度回転する。

第６．７．８図は本発明の特殊な車体の実施例に関する
。真空掃除器７０は筒体７２、右側車輪７４、左側車輪
７６およびホース７８を有する。

ホースは一端で缶体に取り付けられ、そこに牽引具８０
が設けられている。接触検出バンパ８２は車体の少（と
も前方周囲に設けられている。

センサ８０ば牽引具の張力を検出し車体を張力ベクトル
の方向にかつ張力ベクトルの大きさに比例擦る速度で駆
動することにより対応する。張力がなくなると車体は制
動、停止する。牽引具案内車体が突然障害物に向かって
案内されると、障害物との接触が検出され、車体は自動
的に後退しそれを自由に障害物から回転する。

バンパは二つの異なった態様で設けられている。

第１の態様は圧縮媒体として導電性フオームを使用して
いる。フオームは集積回路（ＩＣ）の輸送および保護に
使用されるものと同じである。マイラ（登録商標）プラ
スチック・テープがハンパフオム外側に接着される。間
に絶縁ガラス繊維メツシュが介装される。ハンパが（電
気的に絶縁された）目的物に衝突すると、フオームを通
して電気的接続が生じ、フオームのその点を接地する。

フオームの両端におりる電気的接続は二つのＣＰＵＡ／
Ｄ入力に接続される。差値によって、衝撃の位置（なら
びに衝撃力）は計算される。前記１９８８年１１月１日
出願の米国特許第２６５，７８４号　“°衝撃検出用ハ
ンパを参照し、かつここに引用する。

第８図によれば、第２の型のハンパは丈夫な、Ｕ型プラ
スチックフレーム８３を有し、その外側にテープ・スイ
ッチ（登録商標）スイッチセンサのいくつかの部分８４
が固定されている。フレームはばね８５により車体上に
ばね負荷されている。

衝突の際、テープ・スイッチ（登録商標）スイッチセン
サはまず接触を登録し、ついてそれを前方ＣＰＵに送る
。第２にばねはその張力を増加することＧこよりエネル
ギの一部を吸収し、ずなわらハンパフレームは車体に一
層接近する。

第７図は第６図の真空掃除器の斜視図である。

矢印８６は吸い込みを示す。コード・リール８７および
動力コード８８が示されている。

本発明は缶型真空掃除器の操向に重要な用途を有する。

真空ホースは缶体の真空を案内しかつ操向するのにあま
り役に立たない。その結果、缶体はしばしば家具または
ドアに衝突して引っ掛かる。

使用者は清掃を停止して、筒体を戻し引っ掛かりを外さ
なければならない。本発明のシステムは、車体の全操作
性が改善されるため、引っ掛かりの発生が最少になる。

従来、障害物との接触または摩擦だけが、移動中の真空
掃除器を停止した。いまや車体は、張力がホースからな
くなるときだけ停止する。引っ掛かりが起こらないと、
車体は自由で、使用者に従って邪魔されずに清掃を続ｉ
Ｊることができる。

第９，１０図は二つの力検出抵抗器（ＦＳＲ）（９０，
９２）を使用する牽引センサを設備を示す。

第９図が第１０図（もしくは第７図）の９−９線に沿う
横断面図であるため、第９図は一つのＦＳＲだけを示し
ている。

牽引センサ１００は木質的に二つの主要構造要素、すな
わら、フランジ１０４に終わる管１０２およびプラット
ホーム１０８を有する。クリップ１１０は、図示のよう
に、プラウＩ・ホーム１０６に対してフランジ１０４を
保持する偏倚力を維持するため設番ノられている。ＦＳ
Ｒ９０，９２はフオーム１０８とプラットホーム１０６
との間に設けられている。このように、積層配置が実施
され、管１０２ば索張力の入力に対応する。クリップ１
１０およびフオーム１０８は、（張力のない）静止状態
においてＦＳＲはその動的範囲の中間に存在する（ばね
クリップ１１０が牽引センサの周りに存在する。第９図
と第１０図とでは、明瞭のため、９０６回転し７て示さ
れていることに注意されたい） 図示のよ・うに、ＦＳＲ９０，９２は牽引具の後方に設
けられている。張力が牽引具に加えられると（使用者が
牽引具を引っ張るため）、ＦＳ　ＲＯ力は減少する。こ
の力番よ信号に変換され制御器に伝達され車体の速度を
制御する。

第６．１０図にもつともよく示されたように、ＦＳＲ９
０，９２は車体の中心線から外れている。

このように、力の差、したかつ出力が牽引具が偏心して
引っ張られるとき発生する。換言すれば、牽引具が一方
向に引っ張られるとき、ＦＳＲは中心の側において中心
の反対側より力の減少が少ない。この差異は車体の操向
入力情報を発生ずるのに有効に使用される。

各ＦＳＲの電気的接続は第１１図に略示されている。図
示のように、そのようなセンサは加えられる力に対して
内部抵抗をはソ゛直線的に変化する。

内部抵抗はキロオームないしメガオームの範囲に変化す
る。二つのセン勺９０．９２は、車体操向および前進運
動のような二つの自由度を有する。

Ｆ　Ｓ　Ｒ９０，９２からの出力信号はそれぞれ電圧の
形をとる。ずなわら、 Ｒ十（ＦＳＲ） ごこに（Ｆ　Ｓ　Ｒ）ばＦ　Ｓ　Ｒの抵抗値である。

したがって、ＦＳＲの出力信号は電圧の形をとる。索張
力を示す別の組のＦＳＲに対して、第９図に関して記載
されたように、ホース引っ張り力対ＦＳＲ力の関係は、
反対である。したがって、加えられる力が大きくなると
電圧出力は大きくなり（たとえば５〜１０ボルト）、デ
ジタル値（たとえば０〜２５５）に対応する。

システム制御器（第３図の要素３２）は入力データを下
記のように処理する。すなわち、ａ、入力ＦＳＲ電圧の
アナログ／デジタル変換す、ゼロホース引っ張り力がゼ
ロ値に対応するようにデジタル値をシフトすること Ｃ１上記段階すの負の値もゼロ出力を生ずるようにチエ
ツクすること ｄ、最大引っ張り力が最大車輪速度に対応するように現
在のパラメータ値を修正することｅ、各車輪速度を下記
の式に従って計算すること ＷＬ　　＝（Ｖ　　Ｌ　　＋　　Ｖ　　Ｒ）Ｘ　　ｆ　
　（Ｖ　　Ｌ）２Ｘ　　ｈＷ　Ｒ＝　（、Ｖ　　Ｌ　　
→−Ｖ　　Ｒ）Ｘ　　ｆ　　（Ｖ　　Ｒ）２ｘ　　ｈこ
こにＷ　Ｌは左側車輪速度、ＷＲは右側車輪速度、ＶＬ
は左側の電圧パラメータ値、ＶＲは右側の電圧バラメー
ク値である。

一般的関数ｆは第１２図に従って決定され、ここにＢ＜
　ｆＷ≦１．Ｂは０，５である。

関数ｆの理由はゆっくりした始動、すなわち軽いホース
引っ張り用の遅い速度を得るためである。

関数りは障害物回避に使用される緩衝要素である。ｈを
使用して得られた出力は、障害物を完全に回避した後、
車体は最初の数分の一秒の間ゆっくりと始動する。

横方向に引っ張るため、下記の条件が適用される。すな
わち、 ＶＬ＝（１？あれば、ｆ　（Ｖ　Ｌ）＝　Ｏｌそして　
ｆ　（Ｖ　Ｒ）＝　１ ＶＲ＝Ｏであれば、ｆ（ＶＬ）＝１１ そして　ｆ（ＶＲ）＝Ｏ ｆ、得られた車輪速度が許された範囲内にあることをチ
エツクすること。

ｇ、低域濾波ソフトウェアの種類である、平滑化を実施
すること このようにして、突然の変化は緩衝される。

本発明は、通常１１０ｖ家庭用電源から付勢される自動
、家庭用ロボット真空掃除器に設置される。そのような
ロボット真空掃除器ば“′地上で作用する自動車体およ
びその制御方法゛と称する、同じ出願人の１９８９年２
月７日出願の米国特許出願第３０７，７６５号に詳細に
記載されている。

前記米国特許出願第３０７．７６５号は、重量１４ｋｇ
（３１ポンド）、長さ６１ｃｍ、幅３５　ｃｍ、高さ２
１　ｃｍの物理的寸法をもつ筒型真空掃除器を開示して
いる。ユニットはその動力コードを、壁電源で始動する
半径方向運動パターンによって保持している。

前記米国特許第３０７．７６５号において、ロボットは
始°動するとある一定距離真直ぐ前方に移動する。邪魔
されないで全部の距離を移動するならば、この部分は開
放状態とされる。そうでなければ、前のハンパば可能な
衝突を登録する。車体は迅速に停止し、ついで始動して
後方に同じ距離移動し、前方に移動しすなわら最初の点
に戻る。

前記米国特許第３０７，７６５号において、ザーボモー
タ、ＣＰＵ、ハンパ等の形式の内部構造はすでに存在す
る。したがって、本発明の牽引具案内を付加する付加的
コストは少ない。

第９図は車体の操向（牽引具）センサを示す。機械的リ
ンクが牽引具１４の張力ベクトルをセンサ表面の力に伝
達する。センサの圧力（張力）は前進運動を生ずる。圧
力の増加は迅速な運動を生ずる。

中心から左への牽引具の運動は車体を左に操向する。牽
引具の右への運動は車体を右に操向する。

ホース力センサはＴ型プラスチック管に設けられている
。二つのＦＳＲはＴ型管のプラスチックのプラットホー
ムまたは基部の下側に押される。

ホース引っ張り力を検出するとき、Ｔ型管に加えられる
トルクは使用中でないく自重による）床への垂れ下がり
による）・ルクとを区別しなげればならない。

ＦＳＲはプラットホームの後方の二つの角に設置される
。二つの大きいクリップが予備的歪み力をＦＳＲに加え
る。そのようにするとき、ホースを前方に引っ張ること
はＦ　Ｓ　Ｒの力を解除する。

クリップのｐ備的歪み力は床に載置するホースのり）カ
方垂れ下がり力を平衡する。

ポース引っ張り力はまた」二記ハンパに記載されたのと
同種の導電性フオームを使用することによった検出する
ことができる。フオームの構成は相対的力の計測を処理
することができ、上記Ｔ型管のＦに接着されたフオーム
のスライスしＪＪｆ−力を示す。二つの導電体はフオー
ムに接続されついてつのＣＰ　Ｕ　Ａ　／　Ｉ）入力に
接続される。

適当なＦ　ＲＳが、カリフォルニア州９３１０３ザンタ
ハーハラ、モンテシ）　ｆｊｉ５３５　Ｅ、インターリ
ンク・工１／りトロムクス社におしゾて製造されている
。

各ＦＲＳは５６キＩ−１オー１、の引っ張り抵抗に適当
に接続される。電圧分割抵抗器は第３図の制御のように
作用する、（モ１−ローシＭ　０６８１−１１１Ａ　８
のような）ＣＰＵのＡ／Ｄ入力に適当に供給される。

ＣＩ）Ｕは二つのｌ（ＰＨＣ１’　Ｉ−−１０００ナー
ポモー夕を通してニーつの（左右の車輪）ザーボモータ
を制？Ｍｌｌする。車体は差動装置によって制御される
。

上記記載から、本発明は従来技術とはいちじるしく相違
することば明らかである。たとえば、前記米国特許筒３
．８９６，８９２号は二つの前進および二つの後退速度
制御を提供する゛′耕耘機゛を開示している。これに対
し、本発明はザーポ引っ張り、牽引具の張力に応じて連
続的な前進速度範囲を得ることができる。さらに、本発
明は、自動的に障害物を回避し、車体は障害物との接触
に応じて後退し経路を変更する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する車体の全体的斜視図、第２図
は第１図の車体の一部の斜視図、第３図は第１図の車体
用制御装置の略ブロック線図、第４Ａ図は本発明の車体
用ハンパの部分破断および部分断面図、第４Ｂ図は第４
Ａ図のハンパの線図、第５図は第１図の車体の作用を示
す流れ図、第６図は真空掃除器の実施例における、本発
明の車体の上面図、第７図は第６図の真空掃除器の斜視
図、第８図は第６図のもめより小さい別の真空掃除器の
上面図、第９図ば線９−９に沿う第７図の車体用牽引セ
ンサの断面図、第１０図は第９図の牽引センサの詳細上
面図、第１１図は第１図の車体用牽引センサ用に適した
センサの略図、第１２図ｉｔ第３図の制御装置に関連す
る作用のある細部を示すグラフ。 １０−−一車体、］、２−本体部分、１４−　　牽引具
、１６−−−−牽引センザ、１６−　　操向センサ、１
８ハンパ、ＩＬ−ハウジング、４２−　　フオーム、４
、４−　　導電板、４．５−バンパ、４６−　　絶縁メ
ツシコ２．７０・−真空掃除器、７２−缶体、７４．７
ロ一−−−−車輪、７Ｌ−ホース、８０−牽引センサ、
８０−−センサ、８３−　フレーム、８４−スイッチセ
ンサ、８５−ばね、９０．９２−　　力センサ１０　Ｌ
−−一一牽引ヒンザ、１０２−　管、１０４−　　フラ
ンジ、１０６−　　ブラットボーム、１０８−　　フオ
ーム、１１０−　クリッグ 〜 ベ の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車体に牽引具を取り付けること、 牽引具の張力Ｔを検出すること、 車体に少くともその前周部分に接触検出バンパを設ける
   こと、 車体を牽引具の張力に応して速度ｖで前方に移動させる
   こと、 バンパが障害物に接触するのに応じて、車体を停止させ
   距離ｄ後退させること、 車体が距離ｄ後退した後、車体を角度α回転させること
   、および 車体が角度α回転した後、牽引具に引き続いて加えられ
   る張力Ｔに応じて前進運動させることの各工程を含む、
   地上における半自動式車体の運動を制御する方法。 ２、車体の前進速度ｖが牽引具の張力に比例する、請求
   項１に記載の方法。 ３、バンパが車体に対する障害物との接触位置を検出し
   、障害物との接触に応じて、車体を障害物から後退させ
   る、請求項１に記載の方法。 ４、ハンパが車体に対する障害物との接触位置を検出し
   、後退後、車体を障害物から回避させる、請求項１に記
   載の方法。 ５、車体が障害物との接触後かつ後退前停止する、請求
   項１に記載の方法。 ６、車体が障害物と接触するとき可聴装置を鳴らすこと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。 ７、後退後、車体が障害物との接触位置Ｐに対して角度
   α回転する、請求項１に記載の方法。 ８、障害物を迂回することができるまで車体の後退、回
   転および前進運動の工程を繰り返す、請求項１に記載の
   方法。 ９、車体に対して牽引具がなす方向角度Θを検出するこ
   と、および車体を検出した牽引具の方向角度に応じて前
   進運動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法
   。 １０、索に使用者が牽引具を保持していることを示すセ
   ンサを備えること、牽引具が使用者によつて保持されて
   いないときは車体の移動を禁止することをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。 １１、車体が牽引具を介して牽引車両によつて牽引され
   、車体停止の際牽引車両に停止の合図をする、請求項１
   に記載の方法。 １２、車体を検出された牽引具の張力に応じて前進させ
   る工程におけるゆつくりした始動特性ｆを有することを
   さらに含む、請求項１に記載の方法。 １３、車体が障害物との接触に応じて後退しかつ回転し
   た後車体に前進運動させる工程において緩衝係数ｈを有
   することをさらに含む、請求項１に記載の方法。 １４、本体部材、 前記本体部材を移動させかつ回転させる装置、車体に取
   り付けられた牽引具、 牽引具に取り付けられ、牽引具の張力Ｔを検出する、牽
   引検出センサ装置、 車体の障害物との接触を検出する少くとも車体前周部分
   に設けられたバンパ、 牽引センサ装置およびバンパ装置に従つて車体の運動お
   よび回転の制御を実施する装置 を有する地上で移動する半自動式車体。 １５、バンパ装置は力を検出する、請求項１４に記載の
   装置。 １６、車体に対する牽引具の角度Θを検出する、牽引検
   出装置に設けられた装置を有する、請求項１４に記載の
   装置。 １７、牽引装置は牽引具が取り付けられるフランジ、車
   体に対して相対的に固定されたプラットホーム、プラッ
   トホームに対してフランジを弾性的に保持する装置、お
   よびフランジとプラットホームの間に設けられ牽引具の
   張力から生ずるトルクを示す少くとも一つの力検出装置
   を有する、請求項１４に記載の装置。 １８、プラットホームに対してフランジを弾性的に保持
   する装置はフランジとプラットホームとの間に挟持され
   たフォームおよびプラットホームに対してフランジを保
   持するため偏倚力を加えるクリップを有する、請求項１
   ７に記載の装置。 １９、前記偏倚力は牽引具に張力がないときその作用範
   囲の中点まで少くとも一つの力検出装置を予備負荷する
   ように構成された、請求項１８に記載の装置。 ２０、少くとも一つの力検出装置が牽引具の後方に設け
   られた、請求項１７に記載の装置。 ２１、二つの力検出装置がフランジとプラットホームの
   間に設けられた、請求項１７に記載の装置。 ２２、二つの力検出装置が車体の縦中心線の両側に設け
   られ操向入力を示す索の中心を外れた（縦方向でない）
   張力に応じて出力差を生ずる、請求項２１に記載の装置
   。