JPH11178764A

JPH11178764A - 移動ロボット

Info

Publication number: JPH11178764A
Application number: JP9364774A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Kato; 弘宣加藤; Ichiro Ueno; 一朗上野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ロボットの全方向での衝突を容易に簡易
・確実に検知できるようにする。【解決手段】カバー３は椀状であり、グリップ５によ
って頂部は上フレーム１０に固定されている。カバー３
の下縁には補強リム４が形成されている。筐体８から張
出した金具３０，３１には接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂが
取り付けられていて、衝突によるカバー３の変形を検知
する。カバー３の変形は補強リム４の偏倚をもたらし、
四方に設けられている接触式スイッチのいずれかに前記
変形が伝達されるので、簡易・確実に衝突検知を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動ロボツトに関
し、特に、壁面等との衝突を簡易かつ確実に検知するこ
とができる移動ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波距離センサや赤外線センサ
等の非接触式センサにより壁面や障害物（以下、「障害
物等」という）を検知し、かつこれらを回避しつつ自律
走行する移動ロボットが数多く開発されている。この種
の移動ロボットのうち、上記非接触式センサで障害物等
を検知するのを基本としながら、障害物等との衝突を直
接検知するための接触式センサを併せ持っているものが
ある。

【０００３】接触式センサを用いた移動体の一例とし
て、前後にバンパを設け、このバンパ内に設けた接触セ
ンサによって衝突を検知するようにした自走式掃除機が
知られている（特公平７−４３７９１号公報）。

【０００４】接触式センサによって移動ロボットが障害
物等に衝突したことを検知する場合、移動ロボットの、
どの部分が障害物等に接触したときでも衝突検知できる
ことが望ましい。しかし、上記自走式掃除機では掃除機
の前後が障害物等に接触した場合にしか衝突検知ができ
ない。移動ロボットのどの部分が障害物等に接触したと
きにも衝突を検知できるようにするためには、移動ロボ
ットの周囲に多数のセンサを設けなければならない。例
えば、移動ロボットの周囲にテープ状スイッチを張りめ
ぐらすことによって、移動ロボットのどの部分が障害物
等に接触しても衝突検知をすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】確かに、移動ロボット
の周囲にテープ状スイッチを張りめぐらすことによっ
て、あらゆる方向での衝突をも検知することは可能であ
る。しかし、テープ状スイッチは比較的コスト高である
のが現状であり、産業用機械では実用できても、それを
そのまま民生用途に転用することは困難である。

【０００６】このような背景から、非接触式センサと接
触式センサとを併用した精度の高い制御を可能とする移
動ロボットが、家庭用掃除機等の民生用途にまで広く普
及するに至らないという問題点があった。

【０００７】本発明は、この問題点を解消し、簡易かつ
確実に障害物等との衝突を検知することができる移動ロ
ボット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】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、車体の外周部に沿って衝
突検知用の複数の接触式センサを設けた移動ロボットに
おいて、前記車体の外周部に、前記接触式センサを、そ
のアクチュエータが外向きになるように配置するととも
に、少なくとも下縁近傍が車体外周を覆うように構成さ
れた可撓性のカバーであって、前記接触式センサのアク
チュエータに前記下縁近傍を対向させ、頂部を前記車体
の上部フレームに固定した車体カバーを具備した点に特
徴がある。

【０００９】上記特徴によれば、前記車体カバーに外力
が加わったとき、該車体カバーはカバー上部の固定部を
中心として車体側つまり内側に変形し、接触式スイッチ
のアクチュエータを付勢する。車体カバーの下縁は車体
の外周を覆うように構成されているので、該下縁のどの
部分が障害物等に接触しても、その接触による車体カバ
ーの変形は、他の領域に伝達される。したがって、複数
の接触式スイッチのいずれかが付勢されて、移動ロボッ
トの衝突が検知される。

【００１０】また、本発明は、前記下縁を補強リムで構
成し、衝突による変形が、該下縁の他の領域により伝達
されやすくした点にも特徴がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図４は本発明の一実施形態に係る移動
ロボットの外観を示す斜視図、図５は同平面図である。
移動ロボット１は、底面にモップ（後述）を装着可能に
した掃除ロボットである。該ロボット１は進行方向前部
に４つの赤外線センサ２Ｆを有し、後部には２つの赤外
線センサ２Ｂを有する。この赤外線センサ２Ｆ，２Ｂ
は、樹脂成型品、例えば塩化ビニールを成型した椀状の
外殻（カバー）３に装着されている。カバー３は、一例
として厚さ０．５ｍｍに成型されている。カバー３の下
縁には該カバー３の外形を保つための補強リム４が設け
られている。補強リム４はカバー３よりも剛性のある樹
脂、例えば、カバー３よりも厚みのある樹脂を使用でき
る。

【００１２】カバー３の上部にはグリップ５が設けら
れ、該グリップ５は、カバー３内部に収容されている車
体つまり筐体（後述する）に対してボルト６で固定され
ている。すなわち、カバー３はグリップ５によって前記
筐体にしっかりと固定される。

【００１３】移動ロボット１は、前記赤外線センサ２
Ｆ，２Ｂに加えて、カバー３で覆われたロボット本体つ
まり筐体に固定された接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７
Ｒ，７Ｌを有している。

【００１４】続いて、移動ロボット１の内部構造を説明
する。図１は、移動ロボット１の内部構造を示す断面図
であり、図２は筐体の断面図である。両図において、筐
体８は下フレーム９および該下フレーム９に上から重ね
られた上フレーム１０、該上フレーム１０の下面に接合
された中フレーム１１、および上フレーム１０から外側
に張出した車輪フレーム１２，１３からなる。筐体８を
構成する各部は溶接またはねじ止めにより接合されてい
る。下フレーム９にはモータ１４，１５が固定され、各
モータ１４，１５の軸１６，１７は車輪フレーム１２，
１３側に突出している。車輪フレーム１２，１３および
下フレーム９の間のスペースには車輪１８，１９が軸２
０，２１で支持されて収容されている。

【００１５】モータ１４，１５の軸１６，１７に固定さ
れたプーリ２２，２３および車輪１８，１９間にはベル
ト２４，２５が張架されていて、モータ１４，１５の回
転によってベルト伝動で車輪１８，１９が駆動され移動
ロボット１が走行する。このように車輪１８，１９はモ
ータ１４，１５によってそれぞれ独立して駆動できるの
で、左右の車輪１８，１９の速度をそれぞれ可変するこ
とにより移動ロボット１は直進、旋回、急旋回等の動作
を行うことができる。

【００１６】上フレーム１０にはナット２６が設けられ
ていて、ボルト６を該ナット螺挿さすることにより、グ
リップ５が上フレーム１０に固定される。それと同時
に、グリップ５の下面が上フレーム１０の上面に押圧さ
れ、カバー３の頂部付近は、グリップ５と上フレーム１
０とに挟まれて固定される。

【００１７】下フレーム９には筒状のスペーサ２７を介
して４本のボルト２８で固定された基板２９が装着され
ている。前記スペーサ２７は、金具３０，３１を挟み込
んで支持できるようにそれぞれ上下２つに分割されてい
る。金具３０，３１はそれぞれ移動ロボット１の前方お
よび後方に突き出し、その先端に前記接触式スイッチ７
Ｆ，７Ｂをそれぞれ有している。

【００１８】詳細には、金具３０の垂直部材に、スペー
サ３２を介してボルト・ナットでスイッチ基板３３を固
定し、該スイッチ基板３３に接触式スイッチ７Ｆを固定
している。接触式スイッチ７Ｆはアクチュエータ付きの
マイクロスイッチが好適である。該接触式スイッチ７Ｆ
のアクチュエータ３４に対向する位置には、アルミニウ
ム等の金属製皿部材３５を固着したクッション３６が設
けられている。該クッョン３６はカバー３の内面に固着
されている。クッション３６としては例えばウレタンゴ
ムを使用できる。

【００１９】金具３１の先端に設けられる後方の接触式
スイッチ７Ｂも接触式スイッチ７Ｆと同様に構成され、
カバー３には接触式スイッチ７Ｂのアクチュエータに対
向する位置に皿部材付きのクッションが設けられる。ま
た、移動ロボット１の左右に設けられる接触式スイッチ
７Ｒ，７Ｌは、接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂと同様の構造
により下フレーム９に取り付けられる。

【００２０】下フレーム９にはハウジング３７でボール
３８を受けてなるキャスタが設けられている。さらに、
下フレーム９の下面には軸受３９，４０が設けられてい
て、軸４１を支持している。軸４１はコイルばね４２，
４３のコイル部を貫通して該コイルばね４２，４３を保
持しており、かつコイルばね４２，４３の端部はモップ
用プレート４４に固定されている。このプレート４４の
下面には、図示しない止め具でペーパモップ４５が着脱
自在に装着される。ペーパモップ４５は、一例として、
不織布状の繊維集合体の表面に多数の凹凸を形成したシ
ートを使用できる。ゴミやほこり（ダスト）は、この凹
凸部に吸着される。このようなペーパモップは、例え
ば、特開平６−１７３６１号公報に記載されている。

【００２１】前記赤外線センサ２Ｆ，２Ｂは、予定の赤
外線照射角度を保持してカバー３に固定されている。基
板２９には、赤外線センサ２Ｆ，２Ｂや接触式スイッチ
７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌ等の検知信号に基づいて移動ロ
ボット１の動作を制御するためのマイクロコンピュータ
や制御部品が装着される。また、中フレーム１１上のス
ペースには図示しないバッテリが搭載される。

【００２２】上述のように構成された移動ロボット１
は、赤外線スイッチ２Ｆ，２Ｂや接触式スイッチ７Ｆ，
７Ｂ，７Ｒ，７Ｌで障害物等を検知すると、これらの検
知信号に従い、予定のプログラムに従って走行し、その
走行範囲でペーパモップ４５にゴミやほこりを吸着して
自動的に掃除を行う。

【００２３】特に、カバー３の下縁に設けられた補強リ
ム４が障害物等に接触すると、可撓性のカバー４が変形
し、その接触位置に応じて、４か所に設けられたクッシ
ョン３６のいずれかが内側に偏倚する。その結果、接触
式スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌのいずれかが作動し
て衝突を検知することができる。

【００２４】図３は、障害物等に補強リム４が衝突した
ときのカバー３の動きを示す模式図である。同図におい
て、補強リム４に衝突力Ｆが作用するとカバー３は変形
し、補強リム４は矢印Ａの方向に偏倚して点線の位置に
至り、その内側が接触式スイッチ７Ｌに接触し，衝突判
断がなされる。

【００２５】このように、本実施形態によれば、接触式
スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌの近傍に限らず、補強
リム４のどの部分が障害物等に接触しても、接触式スイ
ッチ７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌの少なくとも１つが作動し
て衝突を検知することができる。

【００２６】本実施形態では、カバー３の下縁に補強リ
ム４を設けた例を示したが、カバー３の厚みを増大させ
ることによって補強リム４を省略することができる。但
し、この変形例においても、障害物等にカバー３が衝突
した場合に、図３に示したように、グリップ５との会合
部で「しなり」が生じるような可撓性を保持しているこ
とが必要であり、その限度で、カバー３の厚みを決定で
きる。どの程度の力Ｆで接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７
Ｒ，７Ｌが作動させるかは、カバー３の材質および厚
み、もしくは補強リム４の材質および厚み、またはクッ
ション３６の材質等によって決定される。

【００２７】また、カバー３に補強リム４を形成しない
場合は、本実施形態を次のように変形することもでき
る。カバー３の上部つまり筐体８の上フレーム１０の上
面と当接している部分またグリップ５の周囲の部分のみ
を肉厚を薄くし、それ以外の部分を厚肉にすることによ
って同様の効果を奏することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、車体の周囲を覆う車体カバーの少なくとも頂
部近傍を可撓性とすることにより、車体カバーが障害物
等に接触したときにその下縁が偏倚して接触式スイッチ
が付勢される。したがって、接触式スイッチを車体の外
周全体に配置する必要はなく、少ない数の接触式スイッ
チによって全方向からの外力を検知できる。その結果、
簡易かつ確実に衝突検知をすることができる。

【００２９】また、車体カバーは可撓性であるため、衝
突時の衝撃を緩和する役目を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る移動ロボットの断
面図である。

【図２】移動ロボットの筐体の正面図である。

【図３】車体カバーの変形の状態を示す模式図であ
る。

【図４】移動ロボットの外観を示す斜視図である。

【図５】移動ロボットの外観を示す平面図である。

【符号の説明】

１…移動ロボット、３…車体カバー、４…補強リ
ム、５…グリップ、６…ボルト、７Ｆ，７Ｂ，７
Ｒ，７Ｌ…接触スイッチ、８…筐体（車体）、９…下
フレーム、１０…上フレーム、１４，１５…モー
タ、１８，１９…車輪、３４…アクチュエータ、
３６…クッション、４５…ペーパモップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体の外周部に沿って衝突検知用の複数
の接触式センサを設けた移動ロボットにおいて、前記車体の外周部に、前記接触式センサを、そのアクチ
ュエータが外向きになるように配置するとともに、少なくとも下縁近傍が車体外周を覆うように構成された
可撓性のカバーであって、前記接触式センサのアクチュ
エータに前記下縁近傍を対向させ、頂部を前記車体の上
部フレームに固定した車体カバーを具備したことを特徴
とする移動ロボット。
【請求項２】前記車体カバーは、少なくとも前記上部
フレーム当接部を他の部分よりも肉薄に形成したことを
特徴とする請求項１記載の移動ロボット。
【請求項３】前記車体カバーが、樹脂製シートからな
り、該車体カバーの外周形状を保持するための補強リム
を下縁に形成したことを特徴とする請求項１または２記
載の移動ロボット。
【請求項４】前記車体カバーが、塩化ビニールを素材
とする成型品であることを特徴とする請求項２または３
記載の移動ロボット。
【請求項５】前記車体上部には、グリップを固定した
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動
ロボット。
【請求項６】前記車体の下部には、ダスト吸着用のシ
ートを着脱自在に取り付けたことを特徴とする請求項１
〜５のいずれかに記載の移動ロボット。