JP2003323214A

JP2003323214A - 移動装置

Info

Publication number: JP2003323214A
Application number: JP2002126822A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内; Kiminori Kato; 公軌加藤; Hiroshi Mori; 宏森; Naoyuki Ohara; 直行尾原; Toru Kodachi; 徹小立; Hiroyuki Kayama; 博之香山; Miki Yasuno; 幹保野; Masayo Haji; 雅代土師
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】前方床面までの距離を非接触で検出して転落
防止する移動装置において、床面までの距離の検出精度
を向上させるために、本体から突出させて設けた距離セ
ンサに対して、外力が加わり破損しやすくなる。【解決手段】本体１を移動させる駆動モータ（走行手
段）３と、本体１が移動する前方床面までの距離を非接
触で検出する床面距離センサ１５と、床面距離センサ１
５の出力に応じて走行手段３を制御する移動制御手段と
を備え、床面距離センサ１５は、本体１から突出させて
設けた支持部材１９に取付けられるとともに、その上方
がカバー体２３で覆われた移動装置とした。これによ
り、床面距離センサは支持部材とカバー体で保護され、
距離センサに外力が加わりにくくなり、信頼性、耐久性
を向上した移動装置を提供できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の中を移動し
て清掃や運搬、巡回警備などを自動的に行なう移動ロボ
ット等の移動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より作業機器に走行機能やセンサ類
および制御手段を付加して、自動的に作業領域を移動し
て作業を行なう各種の移動ロボットが開発されている。
特に、このような移動装置の中でも予め経路を定めず自
律移動するものにおいては、階段等からの落下防止のた
めに床面の段差を検出してこれを回避するものがある。
例えば特許第２５１６９１４号公報の移動装置では、近
赤外光を用いた距離センサを本体の上部前方に斜めに取
り付け、前方の床面までの距離を検出するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような前方床面ま
での距離を非接触で検出する移動装置では、床面までの
距離の検出精度を向上させるためには距離センサと床面
とをなるべく正対させる必要があり、距離センサを本体
の移動方向に対して本体から突出させて設けたほうが望
ましい。しかしながら、距離センサを本体から突出させ
て設けることにより、使用中に距離センサに対して外力
が加わり破損しやすくなるという課題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、距離センサを本体から突出させて設けたものにおい
て、距離センサに外力が加わりにくい構成としてこれを
保護し、信頼性、耐久性を向上した移動装置を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、本体を移動させる走行手段と、本体が移動す
る前方床面までの距離を非接触で検出する床面距離セン
サと、床面距離センサの出力に応じて走行手段を制御す
る移動制御手段とを有し、床面距離センサは、本体から
突出させて設けた支持部材に取付けられるとともに、そ
の上方がカバー体で覆われる構成とした。これにより、
床面距離センサは支持部材とカバー体で保護され、距離
センサに外力が加わりにくくなり、信頼性、耐久性を向
上した移動装置を提供できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、本体
を移動させる走行手段と、本体が移動する前方床面まで
の距離を非接触で検出する床面距離センサと、前記床面
距離センサの出力に応じて前記走行手段を制御する移動
制御手段とを有し、前記床面距離センサは、本体から突
出させて設けた支持部材に取付けられるとともに、その
上方がカバー体で覆われたもので、床面距離センサは支
持部材とカバー体で保護され、距離センサに外力が加わ
りにくくなり、信頼性、耐久性を向上した移動装置を提
供できる。

【０００７】請求項２に記載した発明は、特に、請求項
１に記載の床面距離センサが、受光体を有する光を用い
た光学式距離センサからなり、支持部材は前記床面距離
センサの受光体が受光する光を透す材質からなる取付け
部を有し、前記床面距離センサは、前記支持部材の取付
け部に取付けられたもので、床面距離センサの動作に影
響を与えることなく、取り付け部によって床面距離セン
サの受光面を覆うことができ、これを保護できる。

【０００８】請求項３に記載した発明は、特に、請求項
１に記載の床面距離センサが、受光体を有する光を用い
た光学式距離センサからなり、支持部材は前記床面距離
センサの受光体が受光する光を通過させる孔部を有した
もので、床面距離センサの動作に影響を与えることな
く、指示部材によって床面距離センサの受光面を覆うこ
とができ、これを保護できる。

【０００９】請求項４に記載した発明は、特に、請求項
１〜３のいずれか１項に記載のカバー体が、支持部材に
嵌合して取付けられたもので、ねじ等の締結部品を用い
ずにカバー体の着脱ができる。

【００１０】請求項５に記載した発明は、求項４に記載
の発明に加えて、支持部材下面のカバー体との嵌合部近
傍に指が掛かる突起体を設けたもので、支持部材に手を
かけて本体を持ち上げようとした場合に、先ず突起体に
指が掛かるため、突起体を設けた指示部材を持ち上げる
ことになり、カバー体を直接持ち上げることが無くな
り、カバーが外れて、脱落することを防止できる。

【００１１】請求項６に記載した発明は、特に、請求項
１〜５のいずれか１項に記載の本体に、移動方向に突出
したバンパーを有し、前記バンパーは、床面距離センサ
を覆うカバー体より本体から突出しているもので、移動
体が壁等の障害物に衝突した場合でも、カバー体が障害
物に衝突しにくくこれを保護できる。

【００１２】請求項７に記載した発明は、特に、請求項
１〜６のいずれか１項に記載の床面距離センサは、本体
の前後左右のコーナー部に設けられたもので、本体がど
の方向に移動した場合でも、確実に床面距離センサは階
段等の落込み段差を検出でき本体の転落を防止できる。

【００１３】請求項８に記載した発明は、特に、請求項
１〜７のいずれか１項に記載のカバー体の内部に、光を
発する表示器を設け、カバー体は前記表示器の光を透す
材質で構成されたもので、表示器が本体から突出して表
示効果が向上するとともにカバー体によって表示器の保
護ができる。

【００１４】請求項９に記載した発明は、特に、請求項
８に記載の表示器が、本体の動作状態により点灯または
点滅するもので、使用者に本体の状態を報知することが
できる。

【００１５】請求項１０に記載した発明は、特に、請求
項９に記載の表示器が、本体に備えたセンサの検知状態
を表示するもので、使用者はセンサが正常に作動してい
るかの確認が容易にできる。

【００１６】請求項１１に記載した発明は、特に、請求
項９に記載の表示器が、本体の走行方向を表示するもの
で、本体がどちらの方向に走行しようとしているのかが
容易に判別できる。

【００１７】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例を掃除ロ
ボットに応用した場合を例にとって、図１〜７に基づい
て説明する。

【００１８】図１〜２に本実施例の掃除ロボットの構成
を示す。１は移動しながら清掃を行なう本体で、床面上
を矢印２の方向に移動する。３，４は左右の駆動モータ
で、それぞれの出力軸は減速機を介して左右の駆動輪
５，６を駆動する。この左駆動モータ３と右駆動モータ
４を独立に回転制御することにより本体１を移動させる
と共に移動方向を変えることができるもので、走行手段
および操舵手段を兼ねている。７は各種入力に応じて左
右の駆動モータ３，４を制御し本体１の走行制御を行な
う移動制御手段で、マイクロコンピュータおよびその他
制御回路からなる。８は本体１の後方上面に設けた操作
パネルで、液晶などの表示器からなる表示手段上に透明
のタッチスイッチからなる操作手段を配置して構成され
ている。９は電池などからなる電源で電源スイッチ１０
を介して本体１の電気回路に接続され電力を供給する。
１１，１２，１３，１４は障害物検知センサで、それぞ
れ本体１の前方、左側方、右側方、後方の障害物までの
距離を光により検出するようになっている。１５，１
６，１７，１８は床面距離センサで、それぞれ本体１の
四隅に突出して設けられた支持部材１９，２０，２１，
２２に取付けられ、左前方、右前方、左後方、右後方の
床面までの距離を光により検出するようになっている。
この床面距離センサ１５，１６，１７，１８を取付けた
支持部材１９，２０，２１，２２には、それぞれの上方
を覆うようにカバー体２３，２４，２５，２６が取付け
られ、これを保護するようになっている。また、支持部
材１９，２０，２１，２２には、それぞれＬＥＤ等の発
光素子からなる表示器２７，２８，２９，３０が設けら
れている。

【００１９】この４つの床面距離センサ部の詳細な構成
を図３〜５に基づいて説明する。床面距離センサ１５，
１６，１７，１８の取付け構造は４つとも同様であるの
で、１箇所を例にとって説明する。

【００２０】図３において、床面距離センサ１５は、対
象物に対して赤外線のスポット光を発光する発光部とこ
の反射光を受光する受光部とを有し、スポット光の受光
位置により対象物までの距離を測定する赤外線測距セン
サで、この発光部および受光部を下向きに支持部材１９
の取付け部に取付けられている。支持部材１９は、赤外
光を透過させるポリカーボネイトやアクリル、ＡＢＳ等
の合成樹脂からなり、上記発光部と受光部の全面を覆っ
てこれを保護するとともにフィルターの機能も果たすよ
うになっている。この床面距離センサ１５の上部には基
板２７‘に実装された表示器２７が取付けられている。

【００２１】本体１は、図２に示すように、内部部品を
取付ける構造ボデー１ｂと、これ全体をおおう外郭ボデ
ー１ａからなり、上記床面距離センサの支持部材は、こ
の外郭ボデー１ａの開口から構造ボデー１ｂに固定する
ようになっている。例えば、床面距離センサ１６を取付
けた支持部材２０は、構造ボデー１ｂの固定部３１に固
定され、床面距離センサ１８を取付けた支持部材２２
は、構造ボデー１ｂの固定部３２に固定されている。

【００２２】そして、図４に示すように、固定された支
持部材２０にカバー体２４が取付けられる。カバー体２
４には支持部材２０の先端板２０ａと嵌合する溝部２４
ａおよび外郭ボデー１ａの開口部と嵌合する爪部２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄが設けられ、ねじ等の締結部品を用
いずに着脱できるようになっている。

【００２３】また、カバー体２３，２４，２５，２６は
ポリカーボネイトやアクリル、ＡＢＳ等の合成樹脂など
の透明な材質からなり、内部の表示器２７，２８，２
９，３０の発光が外部から見えるようになっている。

【００２４】このカバー体の取付け状態を図５に示す。
床面距離センサ１６は、本体１から突出させて構造ボデ
ー１ｂの固定部３１に固定された支持部材２０に取付け
られているので、床面に対して浅い角度θで床面と正対
させることができものであり、床面の反射状態の影響に
よる誤検知を防止することができ検出精度を向上してい
る。また、このように床面距離センサ１６を本体１から
突出させて設けても、支持部材２０は構造ボデー１ｂに
固定されているので十分な強度が確保できるものであ
り、衝突や振動等のよる位置ずれの心配もない。しか
も、この上部はカバー体２４で覆われるので、床面距離
センサ１６に直接外力が加わることがなく、水やホコリ
がかかることも防止できるものである。

【００２５】本体１の下部周囲には本体の外周より突出
させてバンパー３３が設けられている。これは本体１が
走行中に障害物と衝突したときの衝撃を緩衝するもの
で、ゴムや合成樹脂等の軟質体で構成される。このバン
パー３３は、図５に示すようにカバー体２４よりも本体
１の移動方向に突出しているので、本体１が壁などの障
害物に衝突した場合でも、カバー体２４が直接障害物に
当たることが少なくなりこれを保護するものである。な
おこの際支持部材２０、すなわち床面距離センサ１６
は、バンパー３３が突出していても本体１前方床面と正
対させることができるように角度θ傾斜させて取り付け
てある。

【００２６】また、図５に示すように、支持部材２０の
先端板２０ａ下面のカバー体２４との嵌合部付近に突起
体２０ｂを設けている。これは、支持部材２０が本体１
より突出しているため、本体１の運搬時などに、この下
面に手を掛けて持ち上げられた場合にでもカバー体２４
が容易に脱落しないようにしている。すなわち、前述し
たように支持部材２０は構造ボデー１ｂに固定されてい
るので外力が加わっても容易に変形や破損することはな
いが、カバー体２４に直接大きな外力が加わると変形に
よって溝部２４ａまたは爪部２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの
嵌合が外れて、支持部材２０から脱落する。

【００２７】しかしながら、支持部材２０の下面から手
を掛けて力を加えた場合には、支持部材２０とカバー体
２４との嵌合部付近に突起体２０ｂがあるので、手の指
はこの突起体２０ｂに引っ掛かることとなりカバー体２
４には大きな力が加わらないようになるものである。

【００２８】図１〜２の説明に戻るが、３４は本体１の
底面に回動自在に取付けられた従輪で、本体１はこの従
輪３４および駆動輪５，６の三輪で重量が支えられてい
る。３５は吸込みノズルで、吸込み口には回転ブラシな
どからなるアジテータが設けられ、ファンモータ３６で
発生させた真空圧により吸引されたゴミは吸気通路３７
に配置されたフィルタ３８で分離されダストボックス３
９に集塵される。

【００２９】以上のような構成において、本実施例の掃
除ロボットの動作について説明する。本体１を清掃領域
の床面に置き、電源スイッチ１０を入れ、操作パネル８
を操作して運転を開始すると、本体１は障害物検知セン
サ１１，１２，１３，１４で周囲の障害物を検知し、移
動制御手段７が左右の駆動モータ３，４を回転制御して
移動を始める。同時に清掃ノズル３５のアジテータおよ
びファンモータ３６が作動し、床面のゴミを掻き上げな
がら吸引して自動的に清掃を行なうものである。

【００３０】前述したように本体１の四隅には床面距離
センサ１５，１６，１７，１８が本体１より突出して設
けられており、図６に示すように、本体１前方の床面距
離センサ１５，１６は、本体１が移動する前方の床面ま
での距離を光により非接触で検出する。本体１が前進中
に、例えば階段等の段差４０があると、床面までの距離
は大きくなるので移動制御手段７は段差と判断して停止
し方向転換などの回避動作を行なう。本体１が後退する
ときには、本体後方の床面距離センサ１７，１８により
同様に段差を回避するようになっている。

【００３１】さらに、図７に示すように、床面距離セン
サ１５，１６，１７，１８のそれぞれの検出エリア１５
Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａが駆動輪５，６の前方の少
なくとも外側にかかるように設定しているので、本体１
の側方に段差があっても駆動輪５，６がこの段差に脱輪
することがない。

【００３２】また、本体１の運転中には、表示器２７，
２８，２９，３０が点灯または点滅して、本体１の動作
状態を表示するようになっている。例えば、床面距離セ
ンサ１５，１６，１７が段差を検出した場合には、これ
に対応して表示器２７，２８，２９，３０を点灯させる
ことにより、それぞれのセンサの検知状態が確認できる
ものである。

【００３３】また、本体１前方の障害物検知センサ１１
が障害物を検知した場合には前方の表示器２７と２８を
点滅させ、左側方の障害物検知センサ１２が障害物を検
知した場合には左側方の表示器２７と２９を点滅させ、
右側方の障害物検知センサ１３が障害物を検知した場合
には右側方の表示器２８と３０を点滅させ、後方の障害
物検知センサ１４が障害物を検知した場合には後方の表
示器２９と３０を点滅させることにより、障害物検知セ
ンサ１１，１２，１３，１４の検知状態が確認できる。

【００３４】さらに、本体１が前進しながら左側へター
ンするときには左前方の表示器２７を点滅させたり、同
様に右側へターンするときには右前方の表示器２８を点
滅させることにより方向指示器の機能を持たせることも
できるものであり、本体１より突出した部分に表示器を
設けることにより外部からの視認性にすぐれ、その表示
効果が大きい。

【００３５】なお、以上は本発明の走行装置の実施例と
して掃除ロボットに応用した場合について述べたが、こ
れに限定されるものでなく、例えば工場内の荷物運搬、
ビルの警備や案内を自動で行なう移動ロボットなどの移
動装置としても効果を奏するものである。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、床面距
離センサは支持部材とカバー体で保護され、使用中に距
離センサに対して外力が加わりにくく、信頼性、耐久性
にすぐれた移動装置が実現できるものである。

【００３７】また、カバー体内の表示器により、視認性
にすぐれた効果的な表示を行なうことができる移動装置
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における移動装置の本体内部
を透視した斜視図

【図２】同移動装置の本体の側面断面図

【図３】同移動装置の床面距離センサの取付け構成を示
す説明図

【図４】同移動装置のカバー体の取付け構成を示す説明
図

【図５】同移動装置の床面距離センサの取付け状態を示
す断面図

【図６】同移動装置の本体の床面距離センサの位置を示
す側面図

【図７】同移動装置の本体の床面距離センサの位置を示
す上面図

【符号の説明】

１本体３、４駆動モータ（走行手段）５、６駆動輪７移動制御手段１５、１６、１７、１８床面距離センサ１９、２０、２１、２２支持部材２３、２４、２５、２６カバー体２７、２８、２９、３０表示器３３バンパー３４従輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者尾原直行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小立徹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者香山博之大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者保野幹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者土師雅代大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H301 AA02 AA10 BB11 GG08 LL01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる走行手段と、本体が移
動する前方床面までの距離を非接触で検出する床面距離
センサと、前記床面距離センサの出力に応じて前記走行
手段を制御する移動制御手段とを有し、前記床面距離セ
ンサは、本体から突出させて設けた支持部材に取付けら
れるとともに、その上方がカバー体で覆われた移動装
置。
【請求項２】床面距離センサは受光体を有する光を用
いた光学式距離センサからなり、支持部材は前記床面距
離センサの受光体が受光する光を透す材質からなる取付
け部を有し、前記床面距離センサは、前記支持部材の取
付け部に取付けられた請求項１記載の移動装置。
【請求項３】床面距離センサは受光体を有する光を用
いた光学式距離センサからなり、支持部材は前記床面距
離センサの受光体が受光する光を通過させる孔部を有し
た請求項１記載の移動装置。
【請求項４】カバー体は、支持部材に嵌合して取付け
られた請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項５】支持部材下面のカバー体との嵌合部近傍
に指が掛かる突起体を設けた請求項４に記載の移動装
置。
【請求項６】本体に移動方向に突出したバンパーを有
し、前記バンパーは、床面距離センサを覆うカバー体よ
り本体から突出している請求項１〜５のいずれか１項に
記載の移動装置。
【請求項７】床面距離センサは、本体の前後左右のコ
ーナー部に設けられた請求項１〜６のいずれか１項に記
載の移動装置。
【請求項８】カバー体の内部に光を発する表示器を設
け、カバー体は前記表示器の光を透す材質で構成された
請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項９】表示器は、本体の動作状態により点灯ま
たは点滅する請求項８に記載の移動装置。
【請求項１０】表示器は、本体に備えたセンサの検知
状態を表示する請求項９に記載の移動装置。
【請求項１１】表示器は、本体の走行方向を表示する
請求項９に記載の移動装置。