JPS62263509A - 移動車 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、移ｇＪ車本体の移行−ｆ一段を作業場に設け
た給電手段からコードを介しての給電により、駆動させ
る移動車に関し、たとえば自走式作業ロボットに好適す
るものである。

（口〉　従来の技術 従来の自走式作業ロボットとしては、特開昭５９−２０
１１５号公報に開示きれているように、ロボ・／上本体
の移行手段（たとえばモーフ）をｔｉＪｌｉ２電池にて
駆動して自走させ、又この搭絨ＴＬ池にでロボ・上本体
に設けた作業手段を作動させるものが知られている。

しかし、この従来装置において（士、移行手段及び作業
手段を搭載電池にて駆動するため、大容量の電池を必要
とし、ロボント本体が火車になる欠点がある。

一方、作業手段を、作業場に設けた給電７段からコード
を介しての給電により作ＮＩＪさせるものとして、家庭
用の１．気クリーナが広く知られて゛いる。

しかし、電気クリーナにおいては、クリーナ本体の移動
範囲に対応してクリーナ本体のコードリールからコード
を予め手により引き出して、クリーナ本体を人力にで引
張りながら清掃作業を行うものであるから、クリーナ本
体の移動位置によっては、引き出したコードが邪魔にな
ることがある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 前述のロボット本体の作業手段を、電気クリーナのよう
に、給電手段からコードを介しての給電により作動させ
、搭載電池を軽量化させたロボット本体の小型化が望ま
れる。

また、その場合に、コードが艮すぎることにより、作業
の邪魔になったり、コードの短すぎによる作業範囲が狭
められるという弊害を除くことが望まれる。

本発明はかかる要望を満足する移動車の提供を目的とす
る。

（ニ）問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため、本発明による移動車は、
移動車本体の移行手段を、作業場に設けた給電手段から
コードを介しての給電により駆動さゼる移動車であって
、給電手段その他の所定位置から離間した移動車本体の
位置の認識手段と、移動車本体に設けたコードのリール
機構から送り出きれたコードの弛み状況を検知する検知
手段と、この認識手段又は検知手段からの出力に基づ（
・て、給電手段と移動車本体の間のコードの長さを調整
するコード調整手段と、を備え、移動車本体の前記所定
位置からの離間距離が所定値以下のときには、検知手段
の出力に基ついて、所定値を越えるときには、認識手段
の出力に基づいて、コード調整手段が制御されることを
特徴とするものである。

（ホ）　作用 移動車本体の移行手段が、作業場の給電手段からコード
を介して給電されるので、移動車本体の搭載電池は、作
業場における移行手段の駆動用に使用されないことにな
り、その電池容量が小びくなる。

また、給電手段その他の所定位置から離間した移動車本
体の位置を、位置の認識手段により認識し、同時に、移
動車本体から送り出されたコードの弛み状況を検知手段
にて検知する。認識手段にて移動車本体の位置が認識さ
れると、この位置と前記所定位置との間の距離が、移動
車本体内の演算部にて算出され、その距離が、予め定め
た所定値より短いときには、検知手段の出力に基づいて
、又長いときには、認識手段の出力に基づいて、コード
調整手段が制御きれるので、引き出されるコードの長さ
が・調整され、コードの長さが適正値となり、移動車本
体の移動に際して、コードが邪魔になることもなく、ま
たその移動範囲がコードにより制限きれることもない。

（へ）実施例 本発明の一実施例を図面に基ついて説明する。

第１図は移動車の模型原理図であり、第２図は移動車の
認識手段及びコード調整手段を示す模型構成図である。

これらの図面において、１は移動車本体にして、移行手
段２、二次電池３、作業手段４、コード調整手段５、認
識手段１０及び検知手段１３等を搭載している。

移行手段２は２個の駆動車輪２３を減速ギアを介して個
別に駆動する一対の第１のモータ２ｂ（第２図では２ｂ
Ｒと２ｂＬで示ず）を有し、このモータは二次電池３又
は後述する給電手段７からの給電により駆動きれる。

作業手段４はこの実施例では床面掃除機であり、集塵フ
ァン４ａ及びその駆動用の第２のモータ４ｂを含ミ、こ
のモータは給電手段７からの給電により駆動される。

コード調整手段５は、作業場の壁面６等に設けられ、商
用電源に接続された給１手段７、たとえば給電コンセン
トに連結される受電手段５ａ、たとえば受電プラグと、
受電手段５ａに接続きれたコード５ｂと、リール機構５
ｃと、このリール機構に巻装されたコード５ｂの少なく
とも巻取りを行うリール駆動装置５ｄと、受電手段５ａ
と給電手段７の連結状態を保持するロック手段５ｃとを
有する。受電手段５ａは移動車本体１が給電手段７に近
づくことにより、給電手段７に連結され、ロック手段５
ｅにてその連結状態が保持される。尚、このロック手段
は給電手段７を設けた壁面６に設けてもよい。

また、リール駆動装置５ｄは第２図に示すパルスモータ
５ｆとこのモータの回転力によりリール機構５０を回転
させるローラ５ｇとを有する。

コード５ｂは作動回路手段８に接続され、コード５ｂか
らの電力は、作動回路手段８を介して、交流のまま、又
は直流に変換されて、作業手段４の第２モータ４ｂと、
移行手段２の第１モータ２ｂと、充電回路手段９を介し
て二次電池３等に供給きれる。

ｓＭｈ車本体ｌは認識手段１０を有し、この認識手段は
給電手段７を探索するセンサー１１の出力に基づいて、
給１手段７の位置を認識すると共に一対の第１のモータ
２ｂＲ、２ｂＬの各回転角を個別に検出スルパルスエン
フーダ２ｃＲ、２ｃＬの出力に基づいて、給電手段７か
ら離間した移動車本体１の位置を認識するものである。

探索センサー１１ｉｊ給電手段７．＼のニア１＋導信り
を検出するものであり、誘導Ｂ＋￥とじては、給電手段
７の近傍位置から放射される′貨波、光電であ、っても
よく、床面に設けた光反射テープからの反射光、あるい
は床面に配設した電磁誘導線からの磁界であってもよい
。

１２は移動車本体に設けられた指令手段にして、手動指
令部と自動指令部を有し、いずれかの１ｉ令部からの指
令により、認識手段ｌＯ及び作動回路手段８が作動する
。手動指令部はＴＬ電池の充電開始時点、あるいは作業
手段の作業開始時点、作業範囲、作業順序等を手動にて
入力して、その人力に基づいて指令信号及び自動指令部
の記憶（〕ための信号を出力するものである。才だ、自
動指令部は予め記憶されたデータに基ついて自動的に認
識手段１０及び作動回路手段８を作動さけるものである
。

検知手段１３はリール機構５ｃから送り出されたコード
５ｂの弛み状況を検知するものであり、実施例において
は、検知手段を示す移動型の模型構成図である第３図か
ら明らかなように、リール機構５０のコード引き出し口
と移動車本体１のコード取り出し口とに関連して、移動
車本体１には彎曲したコード受面１４が設けられており
、このコード受面に取付けた２個のマイクロスイッチ１
５．１６によって構成される。この各マイクロスイッチ
はコー　ド５ｂにより抑圧操作されるものである。

したがって、受電手段５ａが給電手段７に連結さねた場
合において、コード５Ｄが第２図中実線で示すように、
弛んでいるときには両スイッチ１５．１６がオンとなり
、同図破線で示すように適正のときには、一方のスイッ
チ１５がオン、池方のスイッチ１６がオフとなり、！Ｗ
Ｉ図一点鎖線で示寸ように張っているときには、両スイ
ッチ１５．１６がオフとなる。この両スイッチ１５．１
６がオンとなるときの検知手段１３の出力は、認識手段
１０の位置出力と同様にこの認識手段１０に設けた演算
部に入力さと１、この演算部の出力に基づいて、コード
調整手段５が制御きれ、コード長が調整される。

尚、検知手段１３は、マイクロスインチ１５．１６のよ
うな機械的検知器に限らず、光電スイッチのような無接
触検知器を使用することもできる。

以上の構成において、指令手段１２からの指令に基つい
て、作業手段４が作業を開、始するに際して、探索セン
サー１１が給電手段７への誘導信号を検出して、移動車
本体１を給電手段７に近接するように認識手段１０は移
行手段２を制御する。すなわち、電池３を電源として移
行手段２の第１モータ２ｂを駆動する。この移行手段２
の作動により、移動車本体１が給電手段７に対し所定位
置に近接すると、受電手段５ａが給電手段７に連結され
、この連結状態をロック手段５ｅが保持する。このロッ
ク手段は機械的なものでもよく、電気的なものでもよい
。実施例では電磁プランジャーからなり、受電手段５ａ
が給電手段７に連結されると、その給電手段からの電力
にてプランジャーが給７手段７の掛止部に掛止されて、
受電手段５ａと給電手段７の連結状態を保持する。

この連結状態において、コード５ｂからの重力は、作動
回路手段８を介して移行手段２及び作業手段４等に供給
きれる。このため、指令手段１２の指令に基づいて移行
手段２の作動により、移動車本体１は、第２図に示すよ
うにリール機構５Ｃからコード５ｂを送り出しながら移
動し、移動車本体１が作業領域に入ると、指令手段１２
の指令に基づいて作業手段４が作動して、移動車本体１
が移動しながら、床面の清掃を行う。

このように受電手段５ａが給電手段７に連結した状態に
おいては、主として作業手段４が作動する期間が長いた
め、少なくともこの移行作動時に電池３を充電回路手段
９を介してコード５′ｂからの電力にて浮動充電する。

而して、作業領域における作業手段４の作動が終了する
と、自動的に探索センサー１１が給電手段７への誘導信
号を検出して移動車本体１を給電手段７の近傍位置まで
移動させる。この移動に際して、リール駆動装置５ｄが
作動してコード５ｂを巻き取っていく、このリール駆動
装置は；−ド５ｂからの電力にて作動するものである。

かくして、コー１５ｂを巻き取りながら移動車本体１が
給電手段７に所定状態に近接すると、ロック手段５ｃの
作動状態が解除され移動車本体１の移動により、受電手
段５ａが給電手段７から分離きれる。

尚、受電手段５ａと給電手段７は、１源トランスの一次
コイルと２次コイルを分離したいわゆる電磁誘導結合方
式で構成してもよい。

次に、給電手段７から離間した移動車本体１の位置の認
識を、第４図に基づいて説明する。この図面は移行手段
２、認識手段１０、検知手段１３及びコード！ｌｌ＊ｉ
手段５の関係図である。

この図面において、−・対の第１のモータ２ｂＲ。

２ｂＬの回転数を、各モータに直結したパルスエンコー
ダ２ｃＲ、２ｃＬにて、単位時間当りのパルス数として
検出する。１パルス当りの車輪の移動量が既知とすると
、パルス数により左右一対の駆動車輪２ａ、２ａの移動
量がわかる。

いま、移動車本体１が速度ＶでＸ方向に直進した場合を
考えると、１パルス当りの車輪の移動距離をＤ１単位時
間Ｃの間に左右のパルスエンコーダが発生するパルス数
をＮとすると、車輪２ａの進行距離△Ｌは、 △Ｌ出ＤＮ つまり、移動車本体１の移動距離も△Ｌ−ＤＮである。

また、進行速度Ｖは、Ｖ−ΔＬ／ｒで表わされる。

したがって、時刻（ｎ−１）ｒの位置゛が（Ｘｎ−ｔ。

Ｙ　ｎ　−＋　）であった移動車本体１の時刻ｎ３にお
ける位置ＣＸｎ、Ｙｎ）は、 Ｘｎ＝Ｘｎ−＋＋△Ｌ、ＹｎｍＹｎ−ｘ　　−−（１）
となる。

また、移＠車本体１が速度Ｖで円弧を描いて移動した場
合には、一対のパルスエンコーダ２ｃＲ。

２ｃＬが発生ずるパルス数をＮＬ　、ＮＲ，１パルス当
りの左右の車輪２ａ、２ａの移動距離をＤＬ　、　ＤＲ
とすると、その車輛の単位時間τめ進行距離ΔＬＬ、△
ＬＲは、 ＡＬＬ−ＤＬ　ＮＬ　、　　　Δｔ、、２−ｐＨＮＲと
なる。したがって、移動車本体１の一対の車輪２ａ、２
ａの中点の移動距離ΔＬは、ＶはＶ−ΔＬ／ｒとなる。

また、このときの旋回半径をｒ、一対の車ｆｔｌ２ａ、
２ａの間隔企Ｔ、づ５位変化量を八〇とすると、 △ＬＬ−（ｒ＋−）△θ。

ΔＬＲ−（ｒ−−）Δθ 動車本体１の旋回角速度、はカーΔθ／’ｒとなる。

したがって、時刻（ｎ　−１）ｒには位置（Ｘ　ｒ−１
゜Ｙ　ｎ　−１）、進行方位Ｑ　ｎ−１であった移動車
本体１の時刻ｎ【における位置（Ｘｎ、Ｙｎ）と進行方
位θｎは、近似的に Ｘ、ｎ−Ｘｎ−＋　　＋　Δ　Ｌｓｉｎ（θ　ｌｌ−１
十Δ　θ　／　２　）Ｙｈ−Ｙｎ−ｔ＋△ＬＣＯ３（ｏ
ｎ−１＋△θ／　２　’）　　・−−−（２）ｏｎ−ｏ
ｎ−１＋Δθ となる。

以上の結果から、認識手段１０に設けたカウンタ１０ａ
で単位時間ｃ当りのパル７ζエンコーダ２ｃＲ。

２ｃＬからのパルスを計数すると共にその単位時間ごと
に、認識手段１０に設けた演算部１０ｂにおけるｒ位置
検出部１０Ｃノにて上記（１）又は（２）式を計算すれ
ば、移動車本体１の現在位置と進行方位を算出する。

給電手段７その他の所定位置を（Ｘｏ、Ｙｏ）とすると
、移動車本体１の現在位置（Ｘｎ、Ｙｎ）と所定位置（
Ｘｏ、’Ｙｏ）の離間距離りは、Ｌ＝ｖ　　Ｘｎ　−Ｘ
ｏ　　＋　　Ｙｎ−Ｙｏ。

となり、その間のコード５ｂの長きＬｌは、コード長の
余裕度をａ＜、ｇ＞１）とすると、Ｌｔ−ａＬとなる。

この距離り又はＬｌは演算部１０ｂ内の算出部１０ｄに
より算出される。この算出値が所定値（たとえば１０メ
ートル）より大きいか小さいかが比較部１０ｅにて比較
される。

所定値より小さい場合に、検知手段１３の両マイクロス
イッチ１５．１６がともにオンのとき、すなわちコード
５ｂが弛んでいるときには、この検知手段１３の出力に
基ついて、スイッチ１０ｆを介してパルス発生器１０ｇ
から、リーノＣ駆動装Ｒ５ｄに設けたパルスモータ５ｆ
の駆動回路５ｈに所定のパルスが出力され、マイクロス
イッチ１６がオフになるまで、コード５ｂの一部がリー
ル機構５０に巻き取られる。

所定値より大きいときには、検知手段１３の出力有無に
かかわらず、スイッチｔｏｈを介して、算出部１０ｄの
出力がパルス発生器１０ｇに印加されて、このパルス発
生器からのパルスに基ついて、算出部１０ｄの算出値が
前記所定値界−トになるまで、上述と同様にコード５ｂ
の一部が巻き取られる。前記所定値は、第５図に示すよ
うに、給電手段７と一直線上に位置する移動車本体１が
その位置から位置ＰＬに移動した場合に、コード５ｂが
同図中イの如くなり、給電手段７と位ｉｔ　Ｐ　２との
間のコード５ｂが、コードと床面の摩擦により動かない
ときの、給電手段７と位１ｊ　Ｐ　２の距離を考慮して
決められる。この距離は床面の状況〈たとえばじゅうた
ん敷、タイル張り〉により異なり、各作業場ごとに、指
令手段１２に通して予め入力されている。

所定位置としては給１手段７の位置に限ることなく、作
業場において移動車本体１の走行にとって障害となる物
１７が存在する場合には、その物の一端Ｐ３にすること
も可能である。

リール機構５Ｃからのコード５ｂの送り出しは、上記（
１）式又は（２）式に基つく移動車本体１の単位時間ご
との位置の変化に基づいて、パルスモータ５ｆによりリ
ール機構５Ｃを駆動してもよく、また、このパルスモー
タ５ｆとリール機構５Ｃをコート５ｂの巻き取り方向に
のみ連結する一方向クラツナにて連結し、コード５ｂの
送り出し時にはリール機構５０をフリーにするようにし
てもよい。

（ト）発明の効果 以上の如く、本発明によれば、移動車本体の移行手段を
、作業場に設けた給電手段からコードを介しての給電に
より作動させるので、移動車本体の搭載電池を軽量化さ
せることができ、移動車本体を小型化することができる
。また、給電手段から離間した移動車本体の位置を、認
識手段にて認識すると共にコードの弛み状況を検知手段
にて検知し、移動車本体の所定位ｌからの離間距離が、
所定値以下のときには、検知手段の出力に基ついて、所
定値を越えるときには、認識手段の出力に基づいて、コ
ード調整手段を制御するため、コード長が常に適正とな
り、移動車本体の移動の制限となることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は移動車の模型
原理図、第２図は移動車の認識手段及びコード調整手段
を丞す模型構成図、第３図は移動車の検知手段を示す模
型構成図、第４図は移行手段、認識手段、検知手段及び
コード″ＡＶ！！、手段の関係図、第５図は給電手段と
移動車の間のコードの状況説明図である。 １　・移動車本体、２・・・移行手段、３・・・電池、
４　・作業手段、５・・・コード調整手段、７・・・給
電手段、１０・・・認識手段、１３・・検知手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動車本体の移行手段を、作業場に設けた給電手
   段からコードを介しての給電により駆動させる移動車で
   あって、 給電手段その他の所定位置から離間した移動車本体の位
   置の認識手段と、 移動車本体に設けたコードのリール機構から送り出され
   たコードの弛み状況を検知する検知手段と、 認識手段又は検知手段からの出力に基づいて、給電手段
   と移動車本体の間のコードの長さを調整するコード調整
   手段と、 を備え、移動車本体の前記所定位置からの離間距離が所
   定値以下のときには、検知手段の出力に基づいて、所定
   値を越えるときには、認識手段の出力に基づいて、コー
   ド調整手段が制御されることを特徴とする移動車。