JPH06223281A - 移動体用煙感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 警備対象内を自律走行し、警備を行なう移動
体に搭載される移動体用煙感知装置に関し、高感度に煙
の検知を可能とすることを目的とする。 【構成】 ロボット１よりノズル部１０を天井１６付近
まで延出させ、吸気部１１によりノズル部１０を介して
天井１６付近の空気を吸入し、ロボット１に設けられた
煙感知器１２に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体煙感知装置に係
り、特に警備対象内を自律走行し、警備を行なう移動体
に搭載される移動体用煙感知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビル等の警備対象内を所定の経路
で自律走行し、移動しながら警備対象内における不審者
の侵入、火災等の異常事態を検知して、異常警報を発
し、侵入者の映像撮影、火災の消火等の処理を行なう警
備用ロボットが開発されつつある。このような警備用ロ
ボットでは異常事態の検知を確実に行なうことが要求さ
れる。

【０００３】火災の検知には通常、煙感知器が用いられ
る。煙感知器には大きく分けて、次の２種類が知られて
いる。一つは感知器内に光源及び光源に対向又は非対向
の位置に光検出素子を設置し、煙の粒子が感知器内に侵
入した場合に感知室内部での煙の存在による光の乱反射
や遮光、減光等により、光検出素子の出力レベルが変化
することを利用して、警報を発する光電式感知器で、も
う一つは感知器内で煙粒子をイオン化し、その電位変化
を検出するイオン化式である。

【０００４】以上の２種類の煙感知器は煙の検出出力が
煙の濃度に比例するため、高い感度を得るためには煙の
濃度の高い位置に設置する必要があった。

【０００５】火災等で発生した煙は一般には高温の空気
と共に対流するため、火災発生初期時は高い位置に滞留
する。このため、固定式の煙感知器では天井等の高い位
置に配設される。図１０に固定式の煙感知器の設置位置
を説明するための図を示す。同図中、４１は床、４２は
天井、４３は煙感知器を示す。図１０に示すように火災
が発生した場合、煙は天井４２付近で濃く、床４１付近
では薄いが、煙感知器４３は天井４２に固定されている
ため火災を早期に発見できる構成とされていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、警備用ロボ
ットは警備対象内の廊下、通路を移動して警備を行なう
ため、その大きさは人間の大きさを越えることができな
いことが多い。したがって、図１１に示すように煙感知
器４４をそのままロボット本体４５に取り付けたのでは
天井４２付近の煙を感知することはできず、煙感知器４
４をロボット本体４５のどんなに高所に取り付けた場合
でも天井付近までは到らないため、火災発生初期時には
ごく薄い煙を含んだ空気にしか接触することができない
ため、火災等の災害の発見が遅れて、警備対象の被害が
拡大するおそれがある等の問題点があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、高感度に煙の検出が可能な移動体用煙感知装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は警備対象内を走
行しながら警備対象内における異常事態を検出して異常
警報を発する警備用移動体に搭載する移動体用煙感知装
置であって、周辺雰囲気中の煙の濃度を感知する煙感知
部と、前記移動体から延出し、天井付近の空気を前記煙
感知部に導入する空気導入部と、前記空気導入部を介し
て空気を吸引し、前記煙感知部に供給する吸気手段とを
有してなる。

【０００９】

【作用】空気導入部は移動体より天井付近に延出してお
り、天井付近の空気を導入できる。吸気部は空気導入部
を介して天井付近の空気を煙感知部に供給する。

【００１０】火災が起きた場合、煙は一般に高温の空気
と共に対流し、火災発生初期時には天井付近に滞留す
る。煙感知部は天井付近の煙を感知できるため、早期に
火災発生を感知でき、警報を発することができる。

【００１１】

【実施例】図２は本発明装置を適用した警備用ロボット
の構成図を示す。同図中、１は警備用ロボット本体を示
す。警備用ロボット１は主に、主制御部２、警備用セン
サ部３、移動機構部４、環境認識用センサ部５よりな
る。

【００１２】主制御部２はマイクロプロセッサ等よりな
る処理部６と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダ
ムアクセスメモリ、外部記憶装置等よりなる記憶部７と
よりなり、警備用ロボット１の動作制御や巡回計画、警
報の出力等を行なう。

【００１３】記憶部７には警備用ロボット１の移動する
経路、経路上の各地点から周囲の壁までの距離等の移動
に必要なデータ等が記憶されている。処理部６は記憶部
７に記憶されたデータ等を処理して各種制御信号を生成
する。環境認識用センサ部５はロボット１の周囲の環境
（壁からの距離ロボットの移動量等）を検出して、主制
御部２に供給する。主制御部２は環境認識用センサ部５
からの検出データと記憶部７からの記憶データに基づい
て移動機構部４を制御して、ロボット１を無人で警備対
象内で運行させる。

【００１４】警備用センサ部３は侵入センサシステム
８、煙センサシステム９よりなり、侵入者や火災による
煙等を検知して、異常を検知した場合に主制御部２に異
常を知らせる警報信号を供給する。

【００１５】侵入者センサシステム８は例えば赤外線セ
ンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)等により周囲の
赤外線映像を検出し、不審者を判別し、警報信号を主制
御部２に供給する。

【００１６】図１に煙センサシステム９のブロック構成
図を示す。煙センサシステム９は、空気導入部でありロ
ボット本体１より天井付近まで延出したノズル部１０、
ノズル部１０を介して煙を吸収する吸気部１１、煙の濃
度を感知する煙感知部１２よりなり、外気は吸気部１１
で吸引され、ノズル部１０を介して煙感知部１２に供給
される。

【００１７】図３に煙センサシステム９の概略構成図を
示す。ノズル部１０は中空のパイプよりなり、その一端
１０ａはロボット本体１より上方に延出し、他端１０ｂ
は吸気部１１に接続される。

【００１８】吸気部１１はポンプ１３及びモータ１４よ
りなり、モータ１４の回転によりポンプ１３が駆動さ
れ、空気が取り入れ口１３ａより吸引され、吹出し口１
３ｂより排出される。

【００１９】ノズル部１０の他端１０ｂはポンプ１３の
取入れ口１３ａに接続され、ポンプ１３の吹出し口１３
ｂには接続パイプ１５の一端１５ａが接続される。ま
た、接続パイプ１５の他端１５ｂは煙感知部１２に接続
される。このため、外気はノズル部１０ａの一端１０ａ
からポンプ１３の吸引力により吸入され、ノズル部１０
からポンプ１３に吸入された後、ポンプ１３より排出さ
れ、接続パイプ１５を介して煙感知部１２に供給され
る。

【００２０】図４に火災発生初期時の警備用ロボットの
動作説明図を示す。図に示すようにノズル部１０は警備
用ロボット１の本体から延出し、天井１６付近にまで達
しており、火災の初期時に天井１６を伝って拡がる煙を
いち早く煙感知部１２に導入できることがわかる。

【００２１】したがって、火災を初期時に感知でき、警
報を発することができるため、火災の拡大を防止するこ
とができる。

【００２２】警備用ロボット１は移動が容易となるよう
に小型に作られており、ノズル部１０は警備用ロボット
１の本体から上方に延出し、その先端は天井１６付近ま
で到達し、天井１６との距離が一定の距離ｄ₁ となる構
成とされている。一般には天井１６には梁や火災に上昇
した煙の拡散を防止するための防煙用隔壁、照明、冷暖
房器具等が設けられており、そのままではノズル部１０
が梁部や隔壁に引っ係り、折曲又は破壊、ロボットの転
倒等のおそれがある。

【００２３】このため、これを防止し、警備用ロボット
１の移動をスムーズに行う必要がある。

【００２４】図５に本発明のノズル部の第１実施例の構
成図を示す。ノズル部１０は、ロボット本体１との接触
部分１０ｃがコイル状に整形してなり、弾性変形する構
成とされている。

【００２５】このため、ロボット１が移動し、天井１０
より突出した梁１７に当接した場合、図５（Ｂ）に示す
ように矢印Ａ方向に弾性変形し、梁１７に当接しつつ、
梁１７を乗り越え、復元し、再び天井１６との距離が一
定距離ｄ₁ に保持される。

【００２６】このように、以上の構成によれば、ノズル
部１０の先端は警備用ロボット１の移動時には常に天井
付近に位置し、煙感知部１２には吸気部１１により天井
付近の空気が供給される。したがって、火災発生初期時
には天井付近に滞留する濃度の濃い煙を煙感知部１２に
供給することができるため、火災の発生をいち早く感知
できる。

【００２７】図６は本発明のノズル部の第２実施例の構
成図を示す。本実施例では第１実施例とノズル部２０の
支持の構造が異なるだけで、他の構成は第１実施例と同
一である。このため、ノズル部２０以外の構成について
は説明を省略する。

【００２８】本実施例のノズル部２０は吸気部１１との
接続部分からロボット本体１の延出部分までをフレキシ
ブルチューブ２１で構成し、ロボット１から天井１６ま
でを硬質の中空パイプ２２で構成してなり、中空パイプ
２２の下端２２ａをコイルバネ２３により支持し、中空
パイプ２２を垂直に保持する構成とされている。

【００２９】中空パイプ２２はフレキシブルチューブ２
２により矢印Ｂ方向に移動可能とされ、コイルバネ２３
により垂直に弾性を有して保持されているため、梁等の
障害物に当った場合には矢印Ｂ方向に倒れ、障害物を乗
り越えたときにはコイルバネ２３の弾性復元力によって
再び垂直に復元する。

【００３０】したがって、天井１６に梁、防煙用の隔壁
等の障害物がある場合でも、警備用ロボット１の移動が
スムーズに行ない得る。

【００３１】図７は本発明の第３実施例のノズル部のブ
ロック構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。

【００３２】本実施例ではノズル部３０を径の異なる複
数の硬質中空パイプ３１〜３３を嵌合させることにより
伸縮自在な構成としている。ノズル部３０はアクチュエ
ータ３４と係合していて、アクチュエータ３４により伸
縮量を制御できる構成とされている。ノズル部３０の先
端にはノズル部３０先端から天井１６までの距離を検出
するための垂直方向センサ３５、及びノイズ部３０先端
から水平方向の障害物を検出するための水平方向センサ
３６が配設される。

【００３３】垂直センサ３５及び水平方向センサ３６は
光学式距離センサ又は超音波式の距離センサよりなり、
天井との距離及び障害物との距離に応じた信号が出力さ
れる。

【００３４】垂直方向センサ３５及び水平方向センサ３
６の出力は制御回路３７に供給される。制御回路３７は
垂直方向センサ３５及び水平方向センサ３６の出力信号
に応じてアクチュエータ３４を制御して、ノズル部３０
の伸縮量を制御することによりノズル部３０の先端が常
に天井より一定距離となるように制御する。

【００３５】図８に制御回路の動作手順を示す。警備用
ロボット１を始動させると、アクチュエータ３４が駆動
され、ノズル部３０が伸長する（ステップＳ１）。

【００３６】このとき、垂直方向センサ３５によりノズ
ル部３０の上方の状態を検出しておき、ノズル部３０の
先端と、天井１６との距離が予め設定しておいた設定距
離Ｖとなるまでノズル部３０を伸長させる（ステップＳ
２，Ｓ３）。

【００３７】ノズル部３０が伸長し、予め設定された距
離Ｖとなると、吸気部１１のモータ１４が回転されるこ
とにより、ポンプ１３が駆動されノズル部３０を介して
空気が導入され、煙感知部１２に供給され、警戒が開始
される（ステップＳ４）。

【００３８】警戒が開始されると煙の検知を行ないつ
つ、ノズル部３０の伸縮量が制御される。

【００３９】煙の検出は煙感知部１２が一定以上の煙の
濃度を感知した場合、制御回路３７から主制御部２に対
して警報信号が供給される（ステップＳ５，Ｓ６）。主
制御部２は警報信号が供給されると、無線等により警備
員のいる監視センターなどが警報を発せられる。

【００４０】ステップＳ４で煙が感知されなければノズ
ル部３０の制御は垂直方向センサ３５により天井１６ま
での検出距離Ｖｄを検出する（ステップＳ７）。検出距
離Ｖｄが予め設定された設定距離Ｖ以上かどうかが判断
される（ステップＳ８）。

【００４１】ステップＳ８で検出距離Ｖｄが設定距離Ｖ
以上の場合ノズル部３０を伸長させるようにアクチュエ
ータ３４を制御し（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻
る。ノズル部３０と天井との距離が大きすぎた場合には
ステップＳ９が繰り返えされ、適正範囲内に治める制御
が行なわれる。また、ステップＳ８で検出距離Ｖｄが設
定距離Ｖ以下の場合には次にその距離Ｖｄが最小距離Ｖ
ｌ以下にあるか否かが判断される（ステップＳ１０）。
ここで、距離Ｖｄが最少距離Ｖｌ以下の場合にはアクチ
ュエータ３４を制御して、ノズル部３０を収縮させ（ス
テップＳ１１）、ステップＳ５に戻る。ノズル部３０が
天井に接近しすぎた場合にはステップＳ１１が繰り返さ
れ、ノズル部３０を収縮させ、設定距離Ｖとなるように
する。

【００４２】以上ステップＳ５〜Ｓ１１により煙の感知
が行なわれつつ、ノズル部３０の高さが制御される。

【００４３】ノズル部３０の高さに異常がない場合には
次に進行方向に障害物がある場合の制御が実行される。

【００４４】まず、水平方向センサ３６により水平方向
の障害物までの距離ｈｄが検出される（ステップＳ１
２）。次に検出された距離ｈｄが予め設定された設定距
離Ｈと比較される（ステップＳ１３）。

【００４５】ここで、検出距離ｈｄが設定距離Ｈより大
きければ、障害物を回避する必要がないため、前記した
ステップＳ５に戻りステップＳ５〜Ｓ１３が再び実行さ
れる。

【００４６】また、検出距離ｈｄが設定距離Ｈより小さ
ければ、障害物が接近しており、回避する必要があるた
め、アクチュエータ３４を駆動して、ノズル部３０を収
縮させ（ステップＳ１４）、ステップＳ１２に戻る。こ
のとき、ノズル部３０は障害物が検出されなくなるま
で、収縮される。つまりノズル部３０が障害物の下にく
るまで収縮される。

【００４７】ただし、以上説明したような処理を実行す
る場合の条件として、中空パイプ６３１〜３３の伸縮速
度が警備用ロボット１の進行速度に比べて十分に速いと
共に、垂直方向センサ３５の検出エラーは基本的にない
ことが要求される。

【００４８】次に図９と共に図８の処理動作による梁１
７の回避動作について説明する。まず、位置Ｐ₁ では垂
直方向センサ３５により天井１６との距離Ｖｄを検出す
ることにより天井１６との距離を設定距離Ｖに保持しつ
つ、矢印Ｘ方向に進行する。警備用ロボット１が進行
し、進行方向の梁１７との距離ｈｄが設定距離Ｈより小
さくなるとノズル部３０は収縮し、（矢印Ｚ₁ 方向）梁
１７の下部に位置する。

【００４９】警備用ロボット１がさらに進行し、位置Ｐ
₂ まで来て梁１７下部に入ると、垂直方向センサ３５は
梁１７との距離Ｖｄを検出し、これを設定距離Ｖに保持
する。

【００５０】警備用ロボット１が進行し、（位置Ｐ₃ に
達すると）梁１７がなくなり、垂直方向センサ３５の検
出距離Ｖｄが設定距離Ｖより大きくなるため、ノズル部
３０が伸長し（矢印Ｚ₂ 方向）、再び、天井１６との距
離を設定距離Ｖに保持して進行する。

【００５１】以上のように、ノズル部３０が伸縮して天
井１６に配置された梁１７等の障害物を回避し、これら
の障害物に衝突しない構成とされている。

【００５２】このため、梁１７や防煙用隔壁を破損して
いまうことがなくなると共に第１、第２実施例と異な
り、梁１７の防煙用隔壁と非接触であり、梁１７や防煙
用隔壁に傷を付ける必要もない。また梁１７や防煙用隔
壁とは非接触であるため警備用ロボット１７の進行がス
ムーズになると共に転倒等の事故も防止できる。

【００５３】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、天井付近
の空気を吸気手段により空気導入部を介して煙感知部に
供給することができるため、火災による煙をいち早く、
感知することができ、早期に火災を検知できる等の特長
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の煙センサシステムのブロック構成図で
ある。

【図２】本発明の煙センサシステムを搭載した警備用ロ
ボットのブロック図である。

【図３】本発明の煙センサシステムの概略構成図であ
る。

【図４】本発明の警備用ロボット動作を説明するための
図である。

【図５】本発明のノズル部の第１実施例の概略構成図で
ある。

【図６】本発明のノズル部の第２実施例の概略構成図で
ある。

【図７】本発明の第３実施例のブロック構成図である。

【図８】本発明の第３実施例の制御フローチャートであ
る。

【図９】本発明の第３実施例の動作説明図である。

【図１０】固定式煙感知器の設置位置を説明するための
図である。

【図１１】従来の警備用ロボットの動作説明図である。

【符号の説明】

１ 警備用ロボット ２ 主制御部 ３ 警備センサ部 ９ 煙センサシステム １０ ノズル部 １１ 吸気部 １２ 煙感知部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】ステップＳ８で検出距離Ｖｄが設定距離Ｖ
以上の場合ノズル部３０を伸長させるようにアクチュエ
ータ３４を制御し（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻
る。ノズル部３０と天井との距離が大きすぎた場合には
ステップＳ９が繰り返えされ、適正範囲内に治める制御
が行なわれる。また、ステップＳ８で検出距離Ｖｄが設
定距離Ｖ以下の場合には次にその距離Ｖｄが最小距離Ｖ
ｌ以下にあるか否かが判断される（ステップＳ１０）。
ここで、距離Ｖｄが最少距離Ｖｌ以下の場合にはアクチ
ュエータ３４を制御して、ノズル部３０を収縮させ（ス
テップＳ１１）、ステップＳ５に戻る。ノズル部３０が
天井に接近しすぎた場合にはステップＳ１１が繰り返さ
れ、ノズル部３０を収縮させ、設定距離Ｖとなるように
する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】ただし、以上説明したような処理を実行す
る場合の条件として、中空パイプ３１〜３３の伸縮速度
が警備用ロボット１の進行速度に比べて十分に速いと共
に、垂直方向センサ３５の検出エラーは基本的にないこ
とが要求される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】次に図９と共に図８の処理動作による梁１
７の回避動作について説明する。まず、位置Ｐ₁ では垂
直方向センサ３５により天井１６との距離Ｖｄを検出す
ることにより天井１６との距離を設定距離Ｖに保持しつ
つ、矢印Ｘ方向に進行する。警備用ロボット１が進行
し、進行方向の梁１７との距離ｈｄが設定距離Ｈより小
さくなるとノズル部３０は収縮し、（矢印Ｚ₁ 方向）梁
１７の下部に位置する。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 警備対象内を走行しながら該警備対象内
   における異常事態を検出して異常警報を発する警備用の
   移動体に搭載する移動体用煙感知装置であって、 周辺雰囲気中の煙の所定濃度を感知する煙感知部と、 前記移動体から延出し、天井付近の空気を前記煙感知部
   に導入する空気導入部と、 前記空気導入部を介して空気を吸引し、前記煙感知部に
   供給する吸気手段とを有することを特徴とする移動体用
   煙感知装置。
2. 【請求項２】 前記空気導入部は障害物に当接して弾性
   変形することを特徴とする請求項１記載の移動体用煙感
   知装置。
3. 【請求項３】 前記空気導入部を伸縮自在に構成し、 前記空気導入部を伸縮させる伸縮駆動部と、前記空気導
   入部と障害物との距離を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記伸縮駆動部を
   制御し、空気導入部と該障害物との距離を一定に保持す
   る制御部とを有することを特徴とする請求項１記載の移
   動体用煙感知装置。