JPH04210704A - 移動ロボットとその充電装置 - Google Patents
移動ロボットとその充電装置Info
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- JPH04210704A JPH04210704A JP2402918A JP40291890A JPH04210704A JP H04210704 A JPH04210704 A JP H04210704A JP 2402918 A JP2402918 A JP 2402918A JP 40291890 A JP40291890 A JP 40291890A JP H04210704 A JPH04210704 A JP H04210704A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 230000006266 hibernation Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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
[00011
【産業上の利用分野]本発明は移動しながら作業を行な
う移動ロボットと、この移動ロボットに自動的に電力を
供給する充電装置に関するものである。 [0002] 【従来の技術】従来、無経路で動く移動ロボットのバッ
テリに電力を供給する場合は、操作者が作業終了後に充
電器の位置まで移動ロボットを動かして充電コードを機
械的に接続して、充電作業を行っていた。 [0003]
う移動ロボットと、この移動ロボットに自動的に電力を
供給する充電装置に関するものである。 [0002] 【従来の技術】従来、無経路で動く移動ロボットのバッ
テリに電力を供給する場合は、操作者が作業終了後に充
電器の位置まで移動ロボットを動かして充電コードを機
械的に接続して、充電作業を行っていた。 [0003]
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の移動ロボットは自動機器として使用するものであるに
もかかわらず、充電作業だけは手動で行われるものであ
った。このため、自動充電の実現に対する要望は極めて
高いものがあった。自動充電技術のポイントは充電装置
の位置まで正確に移動することができる技術手段を備え
た移動ロボットの実現である。 [0004]本発明は以上の技術課題を解決しようとす
るものであり、充電装置の存在を自ら検出し、正確に充
電装置まで移動する移動ロボットを提供することを第一
の目的とするものである。また、移動経路が曲がった場
合であっても、正確に充電位置に移動することができる
移動ロボットを提供することを第二の目的とするもので
ある。さらに移動ロボットに充電装置の存在と位置を知
らせる充電装置を提供することを第三の目的とするもの
である。 [0005]
の移動ロボットは自動機器として使用するものであるに
もかかわらず、充電作業だけは手動で行われるものであ
った。このため、自動充電の実現に対する要望は極めて
高いものがあった。自動充電技術のポイントは充電装置
の位置まで正確に移動することができる技術手段を備え
た移動ロボットの実現である。 [0004]本発明は以上の技術課題を解決しようとす
るものであり、充電装置の存在を自ら検出し、正確に充
電装置まで移動する移動ロボットを提供することを第一
の目的とするものである。また、移動経路が曲がった場
合であっても、正確に充電位置に移動することができる
移動ロボットを提供することを第二の目的とするもので
ある。さらに移動ロボットに充電装置の存在と位置を知
らせる充電装置を提供することを第三の目的とするもの
である。 [0005]
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るための本発明の移動ロボットは、充電装置からの光ビ
ームの強さを検出する複数の光センサと、この先センサ
の出力から充電装置の存在を判別する存在判別手段と、
この存在判別手段の出力を受けた後、光源方向検出手段
の出力により充電装置方向へと制御される操舵兼駆動手
段と、充電装置からの電力を受給する電力受給手段とを
備えたものである。 [0006]第二の目的を達成するための本発明の移動
ロボットは、上記構成に加え、操舵兼駆動手段を左右独
立駆動とし、充電装置との相対位置を検出する左右一対
の位置検出手段を設けたものである。 [0007]第三の目的を達成するための本発明の移動
ロボットの充電装置は、移動ロボットの作業中に移動ロ
ボットを誘導する光ビームを発生する光源と、移動ロボ
ットの休止状態を検出する休止状態検出手段と、移動ロ
ボットの休止中に充電電力を供給する電力供給手段とを
備えたものである。 [0008]
るための本発明の移動ロボットは、充電装置からの光ビ
ームの強さを検出する複数の光センサと、この先センサ
の出力から充電装置の存在を判別する存在判別手段と、
この存在判別手段の出力を受けた後、光源方向検出手段
の出力により充電装置方向へと制御される操舵兼駆動手
段と、充電装置からの電力を受給する電力受給手段とを
備えたものである。 [0006]第二の目的を達成するための本発明の移動
ロボットは、上記構成に加え、操舵兼駆動手段を左右独
立駆動とし、充電装置との相対位置を検出する左右一対
の位置検出手段を設けたものである。 [0007]第三の目的を達成するための本発明の移動
ロボットの充電装置は、移動ロボットの作業中に移動ロ
ボットを誘導する光ビームを発生する光源と、移動ロボ
ットの休止状態を検出する休止状態検出手段と、移動ロ
ボットの休止中に充電電力を供給する電力供給手段とを
備えたものである。 [0008]
【作用】本発明の移動ロボットは、充電装置に設けた光
源で作られる光ビームを検出する光センサで充電装置の
存在を検出し、また光源方向検出手段を有しており、充
電装置の方向へ自動的に移動でき、また所定の位置に達
した時点でこの充電装置の充電電力を自動的に受けるこ
とができるものである。 [0009]また本発明の移動ロボットは、充電装置と
の相対位置を検出する左右一対の位置検出手段と左右独
立駆動とした操舵兼駆動手段とにより、充電装置近傍に
達したときの姿勢にかかわらず充電装置と正対すること
ができ、充電のための位置決めが正確にできるものであ
る。 [00101さらに本発明の移動ロボットの充電装置は
、移動ロボットを誘導するとともに、移動ロボットが所
定の位置に到着すれば、移動ロボットに対して電力を供
給することができるものである。 [0011]
源で作られる光ビームを検出する光センサで充電装置の
存在を検出し、また光源方向検出手段を有しており、充
電装置の方向へ自動的に移動でき、また所定の位置に達
した時点でこの充電装置の充電電力を自動的に受けるこ
とができるものである。 [0009]また本発明の移動ロボットは、充電装置と
の相対位置を検出する左右一対の位置検出手段と左右独
立駆動とした操舵兼駆動手段とにより、充電装置近傍に
達したときの姿勢にかかわらず充電装置と正対すること
ができ、充電のための位置決めが正確にできるものであ
る。 [00101さらに本発明の移動ロボットの充電装置は
、移動ロボットを誘導するとともに、移動ロボットが所
定の位置に到着すれば、移動ロボットに対して電力を供
給することができるものである。 [0011]
【実施例】以下、本発明による移動ロボットとその充電
装置の実施例を図1から図6を参照して説明する。図1
および図2において、1は充電装置であり、2は充電中
の移動ロボットである。 [0012]上記充電装置1は、以下の各要素で構成さ
れている。3は移動ロボット2を誘導するための近赤外
発光ダイオード等の光源であり、4はこの光源3を間欠
的に駆動する発振回路である。5は充電電力を供給する
ためのコイルであり、6はコイル5に交番電流を流す駆
動回路である。また、7は移動ロボット2が休止状態す
なわち充電位置にあることを検出するマイクロスイッチ
等の休止位置検出手段である。 [0013]移動ロボツト2は、以下の各要素で構成さ
れている。8は操舵兼駆動手段であって、操舵兼駆動輪
9R・9LとモータIOR・10Lとを有し、左右独立
に駆動されるようになっている。lla・llb・11
C・lidは充電装置1が発生する光ビームの強さを検
出するホトダイオード等の光センサであり、この先セン
サlla・llb・llc・lidの出力は移動制御手
段12に接続されている。13a・13b・13C・1
3dは移動ロボット2の周囲との距離を検出する超音波
センサであり、同じく移動制御手段12に接続されてい
る。移動制御手段12の出力を前記操舵兼駆動手段8に
伝達して操舵兼駆動手段8を制御する構成としている。 14は充電装置1からの電力を受給するコイルである電
力受給手段であり、バッテリである電源15に接続され
ている。なお16は移動自在なキャスターである。更に
17R・17Lは、充電装置1との相対位置を検出する
左右一対の位置検出手段であり、本実施例ではマイクロ
スイッチで構成している。 [0014]以下、充電装置1の回路構成と作用につい
て図3を用いて説明する。商用電源18に休止位置検出
手段7と駆動回路6が直列に接続され、駆動回路6はコ
イル5に接続している。同様に商用電源18に休止位置
検出手段7と発振回路6が直列に接続され、発振回路4
は光源3に接続している。この構成によれば、休止位置
検出手段7が動作している時、すなわち移動ロボット2
が充電装置1に戻った時には駆動回路6が動作し、コイ
ル5に電流を流して電力を供給し、休止位置検出手段7
が動作していない時には、駆動回路6の動作が停止し、
発信回路4が動作して誘導のための光源3を間欠的に駆
動している。光源3は近赤外発光ダイオードのため、光
源3からは、光軸の中心が光の強度が最も強い幅を持っ
た光ビームが発射されることになる。 [0015]次に、図4を用いて移動ロボット2のセン
サ部の構成と作用について説明する。充電装置1が発生
する光ビームの強さを検出する光センサlla・llb
・llc・lidは移動制御手段12に接続され、移動
制御手段12を構成する加算回路19R・19Lに入力
され、これら加算回路19R・19Lの出力が存在判別
手段20と光源方向検出手段21に接続され、判断処理
手段22であるマイクロコンピュータに接続されている
。同様に、周囲との距離を計測する超音波センサ13a
・13b・13C・13dも移動制御手段12を構成す
る判断処理手段22に接続され、また位置検出手段17
L・17Rも判断処理手段22に接続されている。判断
処理手段22の出力で操舵兼駆動手段8を構成するモー
タ10R・10Lを駆動する構成である。 [0016]光源3から発射される光ビームをより正確
に捉えるため、ここでは複数の光センサlla・llb
・llc・lidを左右2個づつ配置し、加算回路19
R・19Lで移動ロボット2の左右どちらに光源3があ
るのかを定量的に光源方向検出手段21で捉えている。 光源3の近傍に来ると複数の光センサlla・llb・
11c・lldのどれかが光源3を検出するので、存在
判別手段20で確実に光源3の存在を検出する。 [00171次に、図5を用いて移動ロボット2の全体
動作を説明する。本実施例の移動ロボット2は、スター
トすると超音波センサ13a・13b・13c・13d
の壁との距離情報を受けて判断処理手段22で操舵兼駆
動手段8であるモータ10R・IOLを駆動し、図5の
Aのように壁沿い動作(作業)を行う。同様にして、図
5のBのように作業を終えて充電装置1に近づく。ここ
で移動ロボット2が図5のCの位置に来ると、光センサ
11a−11b−11cm11dが充電装置1の光源3
から発射されている光ビーム23を検出するので、移動
制御手段12を構成する加算回路19R・19Lに入力
された後、これら加算回路19R・19Lの出力を受け
て存在判別手段20で充電装置1が検出される。 [0018]充電装置1の存在が確認されると判断処理
手段22は、光源方向検出手段21からの情報に基づい
て操舵兼駆動手段8を構成するモータIOR・IOLを
駆動し、充電装置1に向かってバックする。光源3の光
軸を自衛してバックするので、はぼ充電装置1のセンタ
ーに移動ロボット2は誘導される。ここで、図5のDの
ように位置検出手段17R・17Lのどちらかが充電装
置1に接触し位置検出をすると、判断処理手段22は検
出した位置検出手段(例えば17R)と反対側のモータ
(例えばl0L)を駆動し、充電装置1と移動ロボット
2を正対させる。この状態で、充電が行われ、次の作業
に備えることになる。この一連の動作は図6に示すフロ
ーチャートのようになる。 [0019]
装置の実施例を図1から図6を参照して説明する。図1
および図2において、1は充電装置であり、2は充電中
の移動ロボットである。 [0012]上記充電装置1は、以下の各要素で構成さ
れている。3は移動ロボット2を誘導するための近赤外
発光ダイオード等の光源であり、4はこの光源3を間欠
的に駆動する発振回路である。5は充電電力を供給する
ためのコイルであり、6はコイル5に交番電流を流す駆
動回路である。また、7は移動ロボット2が休止状態す
なわち充電位置にあることを検出するマイクロスイッチ
等の休止位置検出手段である。 [0013]移動ロボツト2は、以下の各要素で構成さ
れている。8は操舵兼駆動手段であって、操舵兼駆動輪
9R・9LとモータIOR・10Lとを有し、左右独立
に駆動されるようになっている。lla・llb・11
C・lidは充電装置1が発生する光ビームの強さを検
出するホトダイオード等の光センサであり、この先セン
サlla・llb・llc・lidの出力は移動制御手
段12に接続されている。13a・13b・13C・1
3dは移動ロボット2の周囲との距離を検出する超音波
センサであり、同じく移動制御手段12に接続されてい
る。移動制御手段12の出力を前記操舵兼駆動手段8に
伝達して操舵兼駆動手段8を制御する構成としている。 14は充電装置1からの電力を受給するコイルである電
力受給手段であり、バッテリである電源15に接続され
ている。なお16は移動自在なキャスターである。更に
17R・17Lは、充電装置1との相対位置を検出する
左右一対の位置検出手段であり、本実施例ではマイクロ
スイッチで構成している。 [0014]以下、充電装置1の回路構成と作用につい
て図3を用いて説明する。商用電源18に休止位置検出
手段7と駆動回路6が直列に接続され、駆動回路6はコ
イル5に接続している。同様に商用電源18に休止位置
検出手段7と発振回路6が直列に接続され、発振回路4
は光源3に接続している。この構成によれば、休止位置
検出手段7が動作している時、すなわち移動ロボット2
が充電装置1に戻った時には駆動回路6が動作し、コイ
ル5に電流を流して電力を供給し、休止位置検出手段7
が動作していない時には、駆動回路6の動作が停止し、
発信回路4が動作して誘導のための光源3を間欠的に駆
動している。光源3は近赤外発光ダイオードのため、光
源3からは、光軸の中心が光の強度が最も強い幅を持っ
た光ビームが発射されることになる。 [0015]次に、図4を用いて移動ロボット2のセン
サ部の構成と作用について説明する。充電装置1が発生
する光ビームの強さを検出する光センサlla・llb
・llc・lidは移動制御手段12に接続され、移動
制御手段12を構成する加算回路19R・19Lに入力
され、これら加算回路19R・19Lの出力が存在判別
手段20と光源方向検出手段21に接続され、判断処理
手段22であるマイクロコンピュータに接続されている
。同様に、周囲との距離を計測する超音波センサ13a
・13b・13C・13dも移動制御手段12を構成す
る判断処理手段22に接続され、また位置検出手段17
L・17Rも判断処理手段22に接続されている。判断
処理手段22の出力で操舵兼駆動手段8を構成するモー
タ10R・10Lを駆動する構成である。 [0016]光源3から発射される光ビームをより正確
に捉えるため、ここでは複数の光センサlla・llb
・llc・lidを左右2個づつ配置し、加算回路19
R・19Lで移動ロボット2の左右どちらに光源3があ
るのかを定量的に光源方向検出手段21で捉えている。 光源3の近傍に来ると複数の光センサlla・llb・
11c・lldのどれかが光源3を検出するので、存在
判別手段20で確実に光源3の存在を検出する。 [00171次に、図5を用いて移動ロボット2の全体
動作を説明する。本実施例の移動ロボット2は、スター
トすると超音波センサ13a・13b・13c・13d
の壁との距離情報を受けて判断処理手段22で操舵兼駆
動手段8であるモータ10R・IOLを駆動し、図5の
Aのように壁沿い動作(作業)を行う。同様にして、図
5のBのように作業を終えて充電装置1に近づく。ここ
で移動ロボット2が図5のCの位置に来ると、光センサ
11a−11b−11cm11dが充電装置1の光源3
から発射されている光ビーム23を検出するので、移動
制御手段12を構成する加算回路19R・19Lに入力
された後、これら加算回路19R・19Lの出力を受け
て存在判別手段20で充電装置1が検出される。 [0018]充電装置1の存在が確認されると判断処理
手段22は、光源方向検出手段21からの情報に基づい
て操舵兼駆動手段8を構成するモータIOR・IOLを
駆動し、充電装置1に向かってバックする。光源3の光
軸を自衛してバックするので、はぼ充電装置1のセンタ
ーに移動ロボット2は誘導される。ここで、図5のDの
ように位置検出手段17R・17Lのどちらかが充電装
置1に接触し位置検出をすると、判断処理手段22は検
出した位置検出手段(例えば17R)と反対側のモータ
(例えばl0L)を駆動し、充電装置1と移動ロボット
2を正対させる。この状態で、充電が行われ、次の作業
に備えることになる。この一連の動作は図6に示すフロ
ーチャートのようになる。 [0019]
【発明の効果】以上の実施例より明らかなように、本発
明の移動ロボットによれば、充電装置に設けた光源で作
られる光ビームを検出する光センサで充電装置の存在を
検出し、また光源方向検出手段を有しており、充電装置
の方向へ自動的に移動でき、また所定の位置に達した時
点でこの充電装置の充電電力を自動的に受けることがで
きるものである。 [00201また本発明の移動ロボットによれば、充電
装置との相対位置を検出する左右一対の位置検出手段と
左右独立駆動とした操舵兼駆動手段とにより、充電装置
近傍に達したときの姿勢にかかわらず充電装置と正対す
ることができ、充電のための位置決めが正確にできるも
のであり、効率よい充電を可能とするものである。 [00211さらに本発明の充電装置によれば、移動ロ
ボットの作業中に移動ロボットを誘導する光ビームを発
生する光源を設け、移動ロボットを正確に誘導するとと
もに、移動ロボットが所定の位置に到着すれば、移動ロ
ボットに対して電磁誘導で電力を供給することができる
ものであり、無接点で充電できると共に、移動ロボット
が充電装置の位置に来たときだけ電磁誘導の磁界を発生
するため不要なノイズがでないものである。
明の移動ロボットによれば、充電装置に設けた光源で作
られる光ビームを検出する光センサで充電装置の存在を
検出し、また光源方向検出手段を有しており、充電装置
の方向へ自動的に移動でき、また所定の位置に達した時
点でこの充電装置の充電電力を自動的に受けることがで
きるものである。 [00201また本発明の移動ロボットによれば、充電
装置との相対位置を検出する左右一対の位置検出手段と
左右独立駆動とした操舵兼駆動手段とにより、充電装置
近傍に達したときの姿勢にかかわらず充電装置と正対す
ることができ、充電のための位置決めが正確にできるも
のであり、効率よい充電を可能とするものである。 [00211さらに本発明の充電装置によれば、移動ロ
ボットの作業中に移動ロボットを誘導する光ビームを発
生する光源を設け、移動ロボットを正確に誘導するとと
もに、移動ロボットが所定の位置に到着すれば、移動ロ
ボットに対して電磁誘導で電力を供給することができる
ものであり、無接点で充電できると共に、移動ロボット
が充電装置の位置に来たときだけ電磁誘導の磁界を発生
するため不要なノイズがでないものである。
【図1】本発明の移動ロボット及び充電装置の実施例を
示す側断面図
示す側断面図
【図2】同平断面図
【図3】同充電装置の回路構成図
【図4】同移動ロボットのシステムブロック図
【図5】
同移動ロボットの動作状態の説明図
同移動ロボットの動作状態の説明図
【図6】移動ロボッ
トの動作フローチャート
トの動作フローチャート
【符号の説明】
1 充電装置
2 移動ロボット
3 光源
5m!力供給手段
7 休止状態検出手段
8 操舵兼駆動手段
11a・11b−11c41d 光センサ14 @力
受結手段 17R・17L 位置検出手段 20 存在判断手段 21 光源方向検出手段
受結手段 17R・17L 位置検出手段 20 存在判断手段 21 光源方向検出手段
【図6】
Claims (3)
- 【請求項1】充電装置からの光ビームの強さを検出する
複数の光センサと、この光センサの出力から充電装置の
存在を判別する存在判別手段と、この存在判別手段の出
力を受けた後、光源方向検出手段の出力により充電装置
方向へと制御される操舵兼駆動手段と、充電装置からの
電力を受給する電力受給手段とを備えた移動ロボット。 - 【請求項2】操舵兼駆動手段を左右独立駆動とし、充電
装置との相対位置を検出する左右一対の位置検出手段と
を設けた請求項1記載の移動ロボット。 - 【請求項3】移動ロボットを誘導する光ビームを発生す
る光源と、移動ロボットの休止状態を検出する休止状態
検出手段と、移動ロボットの休止中に充電電力を供給す
る電力供給手段とを備えた移動ロボットの充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2402918A JPH04210704A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 移動ロボットとその充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2402918A JPH04210704A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 移動ロボットとその充電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04210704A true JPH04210704A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18512682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2402918A Pending JPH04210704A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 移動ロボットとその充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04210704A (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH078428A (ja) * | 1993-06-08 | 1995-01-13 | Samsung Electron Co Ltd | ロボット掃除機 |
JPH0764638A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 移動ロボット |
JPH0883125A (ja) * | 1994-03-29 | 1996-03-26 | Samsung Electron Co Ltd | ロボット掃除機の充電誘導装置およびその方法 |
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JP2001525567A (ja) * | 1997-11-27 | 2001-12-11 | ソーラー・アンド・ロボティクス | 移動性ロボット及びその制御システムの改良 |
JP2002291170A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Fujitsu Ltd | 移動体充電方法、移動体充電装置および移動体充電プログラム |
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US7031805B2 (en) | 2003-02-06 | 2006-04-18 | Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner system having external recharging apparatus and method for docking robot cleaner with external recharging apparatus |
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