JPH09319432A - 移動ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動ロボットがどの方向に移動する場合で
も、常に進行方向に対して所定の方向にある対象物を容
易に測定可能な移動ロボットを提供すること。 【解決手段】 対象物までの距離を測距する測距センサ
３０３ａ，３０３ｂを有する移動ロボットであって、ロ
ボット本体１０１と相対的に回転するように取付けら
れ、移動ロボットを移動させるための駆動部２０１を有
し、測距センサ３０３ａ，３０３ｂが駆動部２０１に配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物までの距離
を測距する測距手段を有する移動ロボットに関し、特
に、ロボット本体の向きと進行方向が異なるときにも対
象物までの距離を測距することが可能な移動ロボットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】周囲の対象物を検知して自律的に移動す
る移動ロボットとしては、移動しながら所定の作業、た
とえば、清掃作業、運搬作業等を行なうものが種々開発
されている。この種の従来の移動ロボットとしては、特
開平３−１３５６０９号公報に開示されたものがある。
この従来の全方向移動車は、車体の前後部および両側部
に測距装置をそれぞれ配設し、この全方向移動車が目標
停止位置に到達したとみなされた際に目標停止位置と現
実の停止位置とのずれを演算し、このずれを更正するよ
うに走行するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記全方向移
動車は、全方向の測距を行なうために少なくとも車体の
前後部および両側部の４カ所に測距装置を配設しなけれ
ばならない。また、全方向移動車の移動方向によって測
距装置を切換えて測距しなければならない。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、移動ロボットがどの方向に移動する場合
でも、常に進行方向に対して所定の方向にある対象物を
容易に測距可能な移動ロボットを提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の対象物までの距離を測距する測
距手段を有する移動ロボットは、ロボット本体と相対的
に回転するように取付けられ、移動ロボットを移動させ
るための駆動手段を有し、測距手段が駆動手段に配置さ
れている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態にお
ける移動ロボットの全体構成を示す斜視図である。図１
に示すように、移動ロボットはロボット本体１０１、清
掃作業部１０２、バンパー型センサ１０３、距離測定窓
１０４、接触センサ１０５、バッテリ１０６、作業液タ
ンク１０７、操作パネル１０８、メモリカード挿入部１
０９、把手１１０を含む。
ロボット本体１０１の後部に取
付けられた清掃作業部１０２は、矢印で示すように左右
方向にスライド可能となるように設けられている。ま
た、清掃作業部１０２には、図示しないが清掃用ブラシ
が内部に設けられており、その回転によって清掃を可能
にしている。

【０００７】ロボット本体１０１の前面部に取付けられ
たバンパー型センサ１０３は、移動ロボットの移動に伴
なう障害物との接触を検知するセンサである。このバン
パー型センサ１０３の下部には距離測定窓１０４が設け
られており、図示しない駆動部に設置された測距センサ
による測距を可能にしている。

【０００８】接触センサ１０５は、移動ロボットの移動
の際の壁面との接触を検知するためのセンサであり、壁
面との接触により水平方向に回転し、その回転角度を検
出する。前後に設置された２つの接触センサ１０５のそ
れぞれの回転角度から、移動ロボットと壁面との角度と
距離を算出することによって、移動ロボットの壁面に対
する倣い走行を可能にしている。

【０００９】バッテリ１０６は、移動ロボットが消費す
る電気を供給する。バッテリ１０６の重量は重いので、
清掃作業部１０２とのバランスをとるために本体前部に
設置されている。すなわち、移動ロボットの前部が軽く
後部のみが重いと、駆動輪によるトルクが地面に伝わり
にくく、駆動輪がスリップすることになるので、それを
防止するためにバッテリ１０６を本体前部に設置してい
る。

【００１０】作業液タンク１０７は、清掃作業部１０２
に設けられたブラシに供給される作業液を蓄えておくた
めのタンクである。この作業液タンク１０７は取外しが
可能であり、取外した作業液タンク１０７に作業液を入
れて、元の位置に戻すことによって作業液の供給を可能
にしている。

【００１１】操作パネル１０８上には、移動ロボットの
操作のためのスイッチ等が設けられている。操作パネル
１０８は、特に本発明と関係がないので詳細な説明は省
略する。

【００１２】メモリカード挿入部１０９は、移動ロボッ
トの作業手順等を登録したメモリカードを挿入するため
の部分である。

【００１３】この移動ロボットを持上げて運ぶ際に、把
手１１０が使用される。図２は、図１に示す移動ロボッ
トの前面部に設置されたバンパー型センサ１０３を取外
した状態を示す斜視図である。

【００１４】ロボット本体１０１の下に駆動部２０１が
独立して設けられており、駆動部２０１に対しロボット
本体１０１が回転可能となるように設置されている。し
たがって、ロボット本体１０１を回転して駆動部２０１
による走行を行なうことによって、移動ロボットはロボ
ット本体１０１に対して前後左右および斜めのいずれの
方向にも走行が可能となる。

【００１５】スイッチ２０２は、障害物との接触を検知
するためのものである。バンパー型センサ１０３を取付
けた状態では、このバンパー型センサ１０３がロボット
本体に対して前後にスライドするようになっている。し
たがって、移動ロボットが移動中に、バンパー型センサ
１０３に障害物が接触すると、バンパー型センサ１０３
が後方へ移動して、その内側に設置されたスイッチ２０
２のいずれかが押下されて障害物との接触が検知でき
る。

【００１６】図３は、本発明の実施の形態における移動
ロボットの駆動部を示す上面図であり、図４はその側面
図である。駆動部２０１はロボット本体１０１と相対的
に回転可能となるように取付けられている。駆動部２０
１は、駆動輪３０１Ｒ，３０１Ｌ、自在キャスタ輪３０
２Ｆ，３０２Ｂ、測距センサ３０３ａ，３０３ｂを含
む。駆動部２０１の前方には、自在キャスタ輪３０２Ｆ
が任意の方向に回転可能となるように取付けられてい
る。同様に、駆動部２０１の後方には自在キャスタ輪３
０２Ｂが取付けられている。駆動部２０１の右側には駆
動輪３０１Ｒが取付けられており、駆動輪３０１Ｒには
図示しない駆動輪用モータの回転が伝達される。同様に
駆動輪３０１Ｌには図示しない駆動輪用モータの回転が
伝達される。

【００１７】すなわち駆動輪３０１Ｒと駆動輪３０１Ｌ
をそれぞれ独立に制御することができ、このことによっ
て移動ロボットは走行可能となる。左右の駆動輪３０１
Ｒおよび３０１Ｌを同じ方向に回転させることによっ
て、移動ロボットは前進または後進を行なう。また、駆
動輪３０１Ｒまたは駆動輪３０１Ｌのいずれか一方の回
転数を増減させることによって、移動ロボットはカーブ
走行を行なう。また、駆動輪３０１Ｒおよび３０１Ｌを
それぞれ反対方向に同じ回転数で回転させることによっ
てスピンターンが可能である。

【００１８】測距センサ３０３ａおよび３０３ｂは、対
象物までの距離を測定するもので、超音波センサ、光学
式測距センサ等で構成される。測距センサ３０３ａおよ
び３０３ｂは、駆動部２０１の前部に進行方向に対して
前方を向くように設置されている。ここで進行方向に対
して前方を向く測距センサは３０３ａと３０３ｂの２つ
を設置しているが、どちらか一方でも前方の測距が可能
である。

【００１９】図５は、移動ロボットが前方の障害物を測
距しながら前進する場合を示す図である。この場合、ロ
ボット本体１０１の向きと駆動部２０１の進行方向が同
じであり、移動ロボットは移動方向前方の障害物までの
距離を計測しながら減速あるいは停止等の動作を決定す
ることができる。

【００２０】図６は、移動ロボットがロボット本体に対
して左方向の障害物を測距しながら左方向へ移動する場
合を示す図である。この場合、ロボット本体１０１の向
きに対して、駆動部２０１の進行方向は反時計回りに９
０°回転した方向である。したがって移動ロボットは左
方向へ移動しながら左方向の障害物までの距離を計測し
て、減速あるいは停止等の動作を決定することができ
る。

【００２１】図７は、移動ロボットがロボット本体に対
して左右方向に障害物を測距しながら前進する場合を示
す図である。測距センサ７０１ａおよび７０１ｂは、駆
動部２０１の前部に進行方向に対してそれぞれ右側およ
び左側を向くように設置されている。移動ロボットは、
側壁を基準として倣い走行することができる。移動ロボ
ットの右側にある側壁を基準として倣い走行するのであ
れば、測距センサ７０１ａで右側の側壁を測距しながら
その距離を一定に保つように前進あるいは左右にカーブ
走行することによって倣い走行が可能である。また、移
動ロボットの左側にある側壁を基準として倣い走行する
のであれば、測距センサ７０１ｂで左側の側壁を測距し
ながらその距離を一定に保つように前進あるいは左右に
カーブ走行することによって倣い走行が可能である。

【００２２】図８は移動ロボットがロボット本体に対し
て前後にある障害物を測距しながら左方向へ移動する場
合を示す図である。移動ロボットは、前方または後方に
ある壁面を基準として倣い走行することができる。移動
ロボットの前方にある壁面を基準として倣い走行するの
であれば、測距センサ７０１ａで前方の壁面を測距しな
がらその距離を一定に保つように左方向へ直進あるいは
直進方向に対して左右にカーブ走行することによって倣
い走行が可能である。また、移動ロボットの後方にある
壁面を基準として倣い走行するのであれば、測距センサ
７０１ｂで後方の壁面を測距しながらその距離を一定に
保つように左方向へ直進あるいは直進方向に対して左右
にカーブ走行することによって倣い走行が可能である。

【００２３】以上の説明では、駆動部２０１の進行方向
に対して前方を向く測距センサ３０３ａ，３０３ｂと駆
動部２０１の進行方向に対して左右の方向を向く測距セ
ンサ７０１ａ，７０１ｂとを分けて説明したが、それぞ
れの測距センサを同一の移動ロボットの駆動部２０１に
設置することも可能である。また、以上の説明では移動
ロボットが前進する場合と横移動する場合について示し
たが、測距センサ３０３ａ，３０３ｂ，７０１ａ，７０
１ｂは移動ロボットが斜め方向に移動する場合について
も同様に動作する。

【００２４】また、それぞれの測距センサは駆動部２０
１に設置されるので、床面に近い位置にある対象物の測
距が可能となる。したがって、壁面の前に棚等がある場
合でも、棚と床面の間の空間を通して壁面までの距離を
測定できるので、棚に関係なく壁面に対する倣い走行が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における移動ロボットの全
体構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す移動ロボットの前面部に設置された
バンパー型センサを取外した状態を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態における移動ロボットの駆
動部を示す上面図である。

【図４】本発明の実施の形態における移動ロボットの駆
動部を示す側面図である。

【図５】移動ロボットが前方の障害物を測距しながら前
進する場合を示す図である。

【図６】移動ロボットがロボット本体に対して左方向の
障害物を測距しながら左方向へ移動する場合を示す図で
ある。

【図７】移動ロボットがロボット本体に対して左右方向
の障害物を測距しながら前進する場合を示す図である。

【図８】移動ロボットがロボット本体に対して前後にあ
る障害物を測距しながら左方向へ移動する場合を示す図
である。

【符号の説明】

１０１ ロボット本体 １０２ 清掃作業部 １０３ バンパー型センサ １０４ 距離測定窓 １０５ 接触センサ １０６ バッテリ １０７ 作業液タンク １０８ 操作パネル １０９ メモリカード挿入部 １１０ 把手 ２０１ 駆動部 ３０３ａ，３０３ｂ，７０１ａ，７０１ｂ 測距センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ａ４７Ｌ 11/00 Ｇ０１Ｓ 17/02 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物までの距離を測距する測距手段を
   有する移動ロボットにおいて、 ロボット本体と相対的に回転するように取付けられ、前
   記移動ロボットを移動させるための駆動手段を有し、 前記測距手段が前記駆動手段に配置されている移動ロボ
   ット。