JPH0594784U - 物体検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出エリアの死角を簡単な構成の子機を接続
することで補うことができるようにする。 【構成】 親機１１は、投光部１９，受光部２０および
制御部２１により構成し、この制御部２１に電気的に接
続可能な２つのコネクタ部１５，１６を備えている。子
機１７は、補助投光部３４および補助受光部３５により
構成し、親機１１のコネクタ部１５，１６にケーブル１
８を介して接続可能とされている。子機１７は、親機１
１に接続すれば、親機１１の制御部２１により物体の検
出動作を行なうことができるので、簡単且つ小形で安価
に構成でき、しかも、取付け作業も簡単になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発信部から検出エリアに向けて空中伝播信号を発信して、その検出 エリア内の物体からの反射信号を受信部により受け、その検出信号に基づいて前 記検出エリア内の物体の有無を判断する物体検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の物体検出器としては、例えば、無人搬送車の衝突防止センサとして利 用される光電センサがある。これは、無人搬送車の進路上にその進行を妨げる障 害物がある場合に、その障害物に近接したときに自動的にこれを検出して走行制 御装置に信号を与え、走行状態を徐行或は停止状態に切換えて無人搬送車が障害 物に衝突するのを未然に防止するものである。

【０００３】 このような光電センサは、一般に、投光素子により検出エリアに向けて投光し 、受光素子により検出エリア内の物体から反射光が入射されると、その受光信号 を検出することにより検出エリア内に物体が存在していることを検出する構成で ある。

【０００４】 例えば、図５に示すように、光電センサ１を無人搬送車２の前面部中央に配設 し、その進行方向に向けて検出エリアａを設定する。光電センサ１は、無人搬送 車２の走行制御を行なっている制御装置３に対して、検出エリアａ内の物体を検 出すると検出信号を与える。これにより、制御装置３は、無人搬送車２の走行状 態を切換えて物体に衝突しないように徐行運転させたり或は停止させたりするこ とができる。

【０００５】 また、光電センサ１を搭載する無人搬送車２の横幅寸法が大きい場合には、検 出エリアａの領域をそれに対応して広く設定する必要があるが、この場合、一般 には、多数の投光素子および受光素子を設けたり、或はレンズ等の光学系を用い る等して図５に示すような広い検出エリアａを設定している。これにより、無人 搬送車２の進行方向に物体が侵入したときには、検出エリアａ内に近接したとき に光電スイッチ１により検出することができるのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の構成の場合、検出エリアａの領域は無人搬送車２からあ る程度離れた位置ではその横幅寸法に対応する幅に設定できるが、光電センサ１ の近傍においてはその前面両端部に検出不能な死角となる未検出エリアｄができ てしまう。

【０００７】 この場合、無人搬送車２の進行を妨げる物体がその進行方向の遠方から近接し てくるときには検出エリアａ内に侵入するので、光電センサ１によりこれを検出 できるが、無人搬送車２の進行方向近傍の横方向から未検出エリアｄに侵入する 人等の物体に対しては検出不能となるため、無人搬送車２がその物体と衝突して しまう虞があった。

【０００８】 そこで、このような不具合を解決するために、従来では、例えば、図６に示す ように、光電センサ１の未検出エリアｄをカバーするように、無人搬送車２の前 面部の両端に同様に構成された光電センサ４，５を配設して構成することが考え られている。

【０００９】 これにより、光電センサ１の検出エリアａと光電センサ４，５の検出エリアｂ ，ｃとにより無人搬送車２の幅寸法に等しくなるように全体の検出エリアを設定 することができ、未検出エリアｄをなくして無人搬送車２の進行方向近傍の横方 向から侵入する物体に対してもこれを検出することができる。

【００１０】 しかし、一般に、無人搬送車２としては、その横幅寸法が小さいものでは５０ ｃｍ程度から大きいものでは５ｍ程度までの多種類のものがあるため、このよう な多種類のものに対応して上述のように複数個の光電センサ１，４，５を設けた り或はさらに増設する構成では、増設する光電センサ４，５等が増える毎に大幅 にコストが上昇してしまう不具合がある。

【００１１】 また、光電センサ１を無人搬送車２に配設する際には、制御装置３に接続する ための接続ケーブル１ａの接続作業に手間がかかると共に、光電センサ１本体の 配設時にそのケーブル１ａが邪魔になったりするので、その配設個数が光電セン サ４，５というように増えればそれだけ接続ケーブル４ａ，５ａの配設作業に多 大な手間がかかるようになる不具合がある。

【００１２】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、本体のみでは必要 とする検出エリアをカバーできない場合に、同様に構成された本体を複数個設け ることなく補助検出エリアを設定することができ、しかもその場合にケーブルの 接続作業を簡単にして作業性を向上し得るようにした物体検出器を提供するにあ る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案の物体検出器は、検出エリアに向けて空中伝播信号を発信する発信部と 、その検出エリア内の物体からの反射信号を受ける受信部と、前記発信部に駆動 信号を与えると共に前記受信部の検出信号に基づいて前記検出エリア内の物体の 有無を判断する制御部とから構成される本体を設け、前記検出エリア外の補助検 出エリアを有する空中伝播信号方式の補助発信部および補助受信部を有する子機 をケーブルを介して前記制御部に電気的に接続可能なコネクタ部を設けて構成し たところに特徴を有する。

【００１４】

【作用】

本考案の物体検出器によれば、本体においては、発信部は制御部からの駆動信 号に基づき検出エリアに向けて超音波或は光等の空中伝播信号を発信しており、 その検出エリア内に物体が存在する場合には、空中伝播信号がその物体に反射し て受信部に向けて入射するようになる。これにより、制御部は受信部からの検出 信号に基づいて検出エリア内の物体の有無を判断することができる。

【００１５】 そして、コネクタ部に子機をケーブルを介して電気的に接続しているときには 、その子機の補助発信部に対して制御部からコネクタ部およびケーブルを介して 駆動信号を送信し補助検出エリアに向けて空中伝播信号を発信させる。補助検出 エリア内に物体が存在する場合には、空中伝播信号がその物体に反射して補助受 信部に向けて入射するようになる。補助受信部が検出信号をケーブルおよびコネ クタ部を介して本体の制御部に送信すると、制御部は、これに基づいて補助検出 エリア内の物体の有無を判断することができる。

【００１６】 従って、例えば、使用者が設定しようとしている検出対象領域に対して、本体 により設定可能な検出エリアではカバーできない未検出エリアが発生するような 場合には、本体にコネクタを介して子機のケーブルを接続するという簡単な作業 により、その未検出エリアを子機の補助検出エリアでカバーするように設定する ことができる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案を無人搬送車に設ける物体検出器としての衝突防止センサを光電 センサで構成した場合の第１の実施例について、図１ないし図３を参照して説明 する。

【００１８】 図２は、全体構成の外観を示すもので、本体としての親機１１は、前面部に投 受光のための窓部１１ａが配設され、この窓部１１ａを介して検出エリアＡ（図 ３参照）に向けて空中伝播信号としての光信号を出力すると共に、検出エリアＡ から入射される光信号を受光するようになっている。また、親機１１の背面部に は無人搬送車１２の走行制御装置１３（図３参照）に接続される接続ケーブル１ ４が中央部から導出されると共に、子機接続用の２個のコネクタ部１５，１６（ 図１参照）が両端内部に配設されている。

【００１９】 親機１１に接続可能な子機１７は、前面部に投受光のための窓部１７ａが配設 され、この窓部１７ａを介して補助検出エリアＢに向けて空中伝播信号としての 光信号を出力すると共に、補助検出エリアＢから入射される光信号を受光するよ うになっている。また、子機１７の背面部には、先端部にコネクタ部１８ａを有 するケーブル１８が配設されており、親機１１のコネクタ部１５或は１６と電気 的に接続可能に形成されており、この場合には、コネクタ部１５と接続されてい る。

【００２０】 また、このような子機１７と全く同様に構成された他方の子機１７は、そのケ ーブル１８のコネクタ部１８ａが親機１１のコネクタ部１６に接続され、もって 親機１１と電気的に接続されている。

【００２１】 さて、次に、図１に従って電気的構成について述べる。

【００２２】 即ち、親機１１は、発信部としての投光部１９，受信部としての受光部２０お よび制御部２１から構成されている。まず、投光部１９において、発光ダイオー ド等の投光素子を多数個直列に接続してなる投光素子群２２は、これらに駆動電 流を供給する駆動回路２３に接続されている。投光素子群２２は駆動回路２３か ら駆動電流が与えられると空中伝播信号としてのパルス光を検出エリアＡに向け て出力するようになっている。

【００２３】 受光部２０において、フォトダイオード等の受光素子を多数個並列に接続して なる受光素子群２４は、第１および第２の増幅回路２５および２６の入力端子に 接続されており、受光量に応じた受光電流を増幅回路２５，２６に入力するよう になっている。増幅回路２５および２６の出力端子は、それぞれ比較器２７およ び２８の入力端子に接続されている。

【００２４】 この場合、第１の増幅回路２５の増幅率は、第２の増幅回路２６の増幅率より も大きい値に設定されている。また、比較器２７および２８は、それぞれ、増幅 回路２５および２６から入力される受光信号を、その立上りタイミングおよび立 下りタイミングで二値化して２つの出力信号を出力する。

【００２５】 次に、制御部２１において、制御回路２９は、各種の信号処理を行なうもので 、その出力端子Ａは駆動回路２３の入力端子に接続され、入力端子Ｂ，Ｃ，Ｄ， Ｅは比較器２７，２８の各出力端子に接続され、出力端子Ｆ，Ｇは比較器２７， ２８の帰還入力端子に接続されている。変換回路３０，３１は、異なる２つの電 圧レベルで入力される信号をそのレベルに応じて２つの信号に弁別して出力する もので、それらの出力端子は制御回路２９の入力端子Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋに接続され ている。

【００２６】 出力回路３２は、その２つの入力端子が制御回路２９の出力端子Ｌ，Ｍに接続 されており、制御回路２９からの検出出力に応じて対応する出力端子Ｐ１，Ｐ２ に出力信号を与える。電源回路３３は、外部から接続ケーブル１４および電源入 力端子ＶＤを介して与えられる電源入力を所定電圧に変換して電源供給端子ＶＣ に出力するもので、本体１１の各回路に給電するようになっている。

【００２７】 子機１７は、補助発信部としての補助投光部３４，補助受信部としての補助受 光部３５および内部の各回路に給電する電源回路３６から構成されている。補助 投光部３４において、発光ダイオード等の投光素子３７は、これに駆動電流を供 給する駆動回路３８に接続され、空中伝播信号としてのパルス光を補助検出エリ アＢに向けて出力するようになっている。

【００２８】 補助受光部３５において、フォトダイオード等の受光素子３９は増幅回路４０ および比較器４１を介して変換回路４２に接続されている。比較器４１は、増幅 器４０を介して与えられる受光素子３９からの受光信号を立上りおよび立下りの タイミングで二値化して各出力端子から出力するもので、変換回路４２は、２つ の入力信号を異なる電圧レベルの信号として合成した状態で出力するようになっ ている。

【００２９】 さて、一方の子機１７において、前述のように、ケーブル１８のコネクタ部１ ８ａと親機１１のコネクタ部１５とが接続されており、このケーブル１８には５ 本の接続線が設けられている。これにより、駆動回路３８の入力端子は制御回路 ２９の出力端子Ａに接続され、比較器４１の帰還入力端子は制御回路２９の出力 端子Ｎに接続され、変換回路４２の出力端子は変換回路３０の入力端子に接続さ れ、電源回路３６の入力端子は電源入力端子ＶＤに接続され、そしてアース端子 は親機１１内でアース端子ＧＮＤに接続されている。

【００３０】 また、他方の子機１７においてもまったく同様の回路構成となっており、その ケーブル１８のコネクタ部１８ａと親機１１のコネクタ部１６とが接続されてい る（図１では内部を省略している）。

【００３１】 また、図３に示すように、親機１１は無人搬送車１２の前面の中央部に配設さ れており、前方に検出エリアＡを設定するようになっている。また、子機１７， １７は無人搬送車１２の前面の左，右端部に配設されており、それぞれ検出エリ アＡよりも細長く短い補助検出エリアＢ，Ｂを前方に設定している。

【００３２】 次に、本実施例の作用について説明する。

【００３３】 即ち、親機１１において、制御回路２９は出力端子Ａから所定の投光信号を出 力しており、この投光信号は投光部１９の駆動回路２３を介して投光素子群２２ に与えられると共に、コネクタ部１５，１６を介して子機１７，１７側にも出力 される。

【００３４】 これにより、投光素子群２２は投光信号に応じたパルス光を発生し、窓部１１ ａを介して検出エリアＡに向けて出力するようになる。また、子機１７，１７に おいては、ケーブル１８および補助投光部３４の駆動回路３８を介して投光素子 ３７に投光信号が与えられ、これにより補助検出エリアＢ，Ｂに向けてパルス光 を出力するようになる。

【００３５】 さて、このように投光動作を行っている状態で、親機１１および子機１７の検 出動作について、（ａ）検出エリアＡ内に物体が存在する場合と、（ｂ）補助検 出エリアＢ内に物体が存在する場合とに分けて説明する。

【００３６】 （ａ）検出エリアＡ内に物体が存在する場合 この場合には、親機１１の投光素子群２２から出力されたパルス光が物体によ り反射されて受光素子群２４に入射するようになる。これにより、受光素子群２ ４のフォトダイオードの何れかに受光電流が流れると、増幅回路２５および２６ に入力される。

【００３７】 ここで、増幅回路２５の増幅率は増幅回路２６の増幅率よりも大きく設定され ているので、受光素子群２２から入力される受光電流に対して、増幅回路２５は 増幅回路２６よりも大きな受光信号として出力するようになる。比較器２７，２ ８においては、それぞれ増幅回路２５，２６から入力される受光信号を、その立 上りタイミングおよび立下りタイミングで二値化して制御回路２９の各入力端子 Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに入力する。

【００３８】 この場合、検出エリアＡの先端部の徐行検出エリアＡａの物体から反射される 光に対して、受光素子群２４の受光電流は、増幅回路２５を介して比較器２７に より受光状態を示す受光信号として制御回路２９に入力されるが、増幅回路２６ を介して比較器２８に入力される受光信号では受光状態を示すレベルに達しない ように設定されている。

【００３９】 従って、制御回路２９においては、比較器２７からの受光信号が所定回数以上 入力されると、これに基づいて徐行検出エリアＡａ内に物体が存在することを判 断するようになり、出力端子Ｍから出力回路３２を介して出力端子Ｐ２に徐行信 号を出力する。この徐行信号は、接続ケーブル１４を介して走行制御装置１３に 与えられ、走行制御装置１３はこの徐行信号に基づいて、無人搬送車１２の走行 を徐行運転に切換えるように制御する。

【００４０】 次に、物体の位置が検出エリアＡの停止検出エリアＡｂ内にあるときには、受 光素子群２４からの受光電流により、増幅回路２５および２６の双方から高いレ ベルの受光信号が出力されるようになり、比較器２７，２８の両者から受光状態 を示す受光信号が制御回路２９に入力されるようになる。

【００４１】 これにより、制御回路２９においては、比較器２８からの受光信号が所定回数 以上入力されるとこれに基づいて停止検出エリアＡｂ内に物体が存在することを 判断するようになり、出力端子Ｌから出力回路３２を介して出力端子Ｐ１に停止 信号を出力するようになる。走行制御装置１３はこの停止信号に基づいて無人搬 送車１２の走行を停止するように制御する。この結果、無人搬送車１２が物体に 衝突することを未然に防止することができる。

【００４２】 この場合、制御回路２９においては、比較器２７或は２８から入力される２つ の受光信号に対して、その一方の受光信号に基づいて上述のように物体の検出を 行ない、両方の信号に基づいて外部からの干渉光による誤検出を防止するために 、投光信号の周期をずらしてゆく。つまり、検出された受光信号が外部からの干 渉光によるものであれば、投光信号の周期をずらしたときにこれに追随しなくな るので、これにより干渉光による誤検出出力を除外するものである。尚、この動 作は、原理的には、同一出願人による特願平３−５５７９９号に開示されたもの と同様である。

【００４３】 （ｂ）補助検出エリアＢ内に物体が存在する場合 例えば、物体が無人搬送車１２の前面近傍の直ぐ右横から侵入して補助検出エ リアＢに存在するような場合には、右側の子機１７により次のようにして検出さ れる（尚、検出動作については左側の子機１７においても全く同様に行われるの で、右側の子機１７を代表として説明する）。

【００４４】 即ち、子機１７の投光素子３７から出力されたパルス光が物体により反射され て受光素子３９に入射するようになる。これにより、受光素子３９に流れる受光 電流は増幅回路４０により増幅されて比較器４１に入力される。比較器４１にお いては、前述の親機１１における比較器２７，２８と同様にして２つの受光信号 を出力するようになる。

【００４５】 変換回路４２は、これらの比較器４１からの２つの受光信号を異なる電圧レベ ル信号としてケーブル１８を介して親機１１側の変換回路３０に入力する。変換 回路３０においては、変換回路４２と逆の変換動作を行なって再び２つの受光信 号に変換して制御回路２９に入力する。

【００４６】 これにより、制御回路２９においては、所定回数以上の受光信号が入力される と、補助検出エリアＢ内に物体が存在することを判断して出力回路３２を介して 出力端子Ｐ１に停止信号を出力するようになる。この結果、走行制御装置１３に おいては、無人搬送車１２の走行を停止して物体との衝突を未然に防止するよう になる。

【００４７】 このような本実施例によれば、次のような効果が得られる。

【００４８】 即ち、補助投光部３４および補助受光部３５からなる子機１７を、親機１１の コネクタ部１５或は１６にケーブル１８を介して接続可能な構成としているので 、子機１７の投光および受光の信号処理制御を親機１１の制御部２１にて行なう ことができ、簡単且つ安価で小形な構成の子機１７を親機１１に接続することに より、親機１１の検出エリアＡによる未検出エリアを子機１７の補助検出エリア Ｂによりカバーすることができる。

【００４９】 第２に、上述のように、子機１７を、親機１１のコネクタ部１５或は１６にケ ーブル１８を介して接続する構成としているので、無人搬送車１２の走行制御装 置１３に接続する接続ケーブル１４を親機１１から配設するだけで、子機１７か らは接続する必要がなくなり、さらに、子機１７の故障時には簡単に取り外しす ることができるので、取り付けおよび取り外しの作業性が向上する。

【００５０】 第３に、親機１１および子機１７を同一の投光信号により投光動作させるよう にしたので、相互に干渉することがなくなり、且つ、受光信号を比較器２７，２ ８或は４１において２つのレベルで二値化して制御回路２９により干渉光に対す る防止機能を設けているので、外部からの干渉光による誤検出を低減させること ができる。

【００５１】 第４に、子機１７には変換回路４２を設けて親機１１の変換回路３０，３１と の間で接続線を１本としているので、ケーブル１８を構成する接続線の本数を少 なくすることができ、従って、子機１７の配設時にケーブル１８を細管に通すこ とができ、配設作業性が向上する。

【００５２】 尚、上記実施例においては、増幅回路２５，２６において増幅率を設定するこ とにより検出エリアＡａおよびＡｂを設けたが、これに限らず、例えば、増幅回 路２５，２６の入力段部分で可変抵抗器等により個別に入力される受光電流のレ ベルを調整することにより検出エリアＡａ，Ａｂの設定をしても良い。

【００５３】 また、上記実施例においては、検出状態の表示については述べなかったが、親 機１１および子機１７のそれぞれに表示部を設けてそれらの検出状態に応じて表 示するようにしても良い。

【００５４】 図４は本考案の第２の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところは、 親機１１において、コネクタ部１５，１６に代えて、コネクタ部となるコネクタ ケーブル４３を設けたところである。即ち、親機１１の背面部からは、先端側を 分岐して２つのコネクタ４３ａ，４３ｂを設けたコネクタケーブル４３を導出し ており、このコネクタ４３ａ，４３ｂに子機１７，１７のケーブル１８を接続す るように構成している。そして、このような第２の実施例においても、第１の実 施例と略同様の効果を得ることができるものである。

【００５５】 尚、上記各実施例においては、本考案を光電センサにに適用した場合について 述べたが、これに限らず、超音波等により物体を検出する物体検出器に適用して も良い。

【００５６】 また、上記各実施例においては、本考案を無人搬送車１２の衝突防止センサに 適用した場合について述べたが、これに限らず、例えば、自動車等の有人のもの でも良いし、或は、固定部分に設置される物体検出器に適用しても良い等、本考 案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の適用，変形が可能なものである。

【００５７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の物体検出器によれば、本体の検出エリア外の補 助検出エリアを有する空中伝播信号方式の補助発信部および補助受信部を有する 子機を、ケーブルを介して本体の制御部に電気的に接続可能となるようにコネク タ部を設けて構成したので、本体のみでは必要とする検出エリアをカバーできな い場合に、簡単且つ小形で安価に製作し得る子機を本体に接続することにより補 助検出エリアを設定することができ、しかもその場合にケーブルの接続作業も簡 単になり作業性が向上するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す電気的構成図

【図２】全体構成の外観図

【図３】無人搬送車に配設した場合の検出エリアの説明
図

【図４】本考案の第２の実施例を示す図２相当図

【図５】従来例を示す図３相当図

【図６】同図３相当図

【符号の説明】

１１は親機（本体）、１２は無人搬送車、１３は走行制
御装置、１４は接続ケーブル、１５，１６はコネクタ
部、１７は子機、１８はケーブル、１８ａはコネクタ
部、１９は投光部（発信部）、２０は受光部（受信
部）、２１は制御部、２２は投光素子群、２４は受光素
子群、２５，２６は第１，第２の増幅回路、２７，２８
は比較器、２９は制御回路、３０，３１は変換回路、３
４は補助投光部（補助発信部）、３５は補助受光部（補
助受信部）、３７は投光素子、３９は受光素子、４２は
変換回路、Ａは検出エリア、Ａａは徐行検出エリア、Ａ
ｂは停止検出エリア、Ｂは補助検出エリアである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて空中伝播信号を発信
   する発信部と、その検出エリア内の物体からの反射信号
   を受ける受信部と、前記発信部に駆動信号を与えると共
   に前記受信部の検出信号に基づいて前記検出エリア内の
   物体の有無を判断する制御部とから構成される本体と、 前記検出エリア外の補助検出エリアを有する空中伝播信
   号方式の補助発信部および補助受信部を有する子機をケ
   ーブルを介して前記制御部に電気的に接続可能なコネク
   タ部とを備えていることを特徴とする物体検出器。