JP2009106096A - Autonomous traveling device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充電池を有し自律走行する装置本体と、この装置本体の帰着時に充電池へ充電するための充電装置とを備えた自律走行装置およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to an autonomous traveling device and a program including a device main body having a rechargeable battery and autonomously traveling, and a charging device for charging the rechargeable battery when the device main body is returned.
従来、この種の自律走行装置は、装置本体の充電池を充電する場合、装置本体を一定の位置に設置された充電装置の場所に誘導し、そこで電源手段から電力が供給され充電池が充電されるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、例えば、絨毯上に充電装置が設置され、装置本体が充電装置に帰着する場合、充電装置と装置本体の重量の差により絨毯上での沈み込み量が異なり、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との高さ方向のズレが生じ、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子とが接触しづらくなる。また、装置本体の充電装置への帰着動作の位置バラツキにより左右方向にズレが生じた場合にも、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子とが接触しづらくなるという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, for example, when a charging device is installed on a carpet and the device body returns to the charging device, the amount of sinking on the carpet varies depending on the difference in weight between the charging device and the device body. Deviation in the height direction occurs between the power supply terminal of the apparatus and the power reception terminal of the apparatus main body, making it difficult to contact the power supply terminal of the charging apparatus and the power reception terminal of the apparatus main body. In addition, even when a deviation occurs in the left-right direction due to the position variation of the return operation of the device main body to the charging device, there is a problem that it is difficult to contact the power supply terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body. .
本発明は、前記従来の課題を解決するのもので、充電池の充電のために装置本体が充電装置に帰着する場合、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐようにした自律走行装置およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems. When the apparatus main body is returned to the charging apparatus for charging the rechargeable battery, the power supply terminal of the charging apparatus and the power receiving terminal of the apparatus main body are connected regardless of the situation. An object of the present invention is to provide an autonomous traveling device and a program that ensure contact and prevent charging defects.
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行装置およびプログラムは、充電池を有し自律走行する装置本体と、この装置本体の帰着時に充電池へ充電するための充電装置とを備え、前記装置本体の受電手段は受電端子と金属部分を有し、前記充電装置の給電手段は装置本体の帰着時に受電端子と接触し充電を行う給電端子と金属部分を吸着する磁石とを有し、装置本体の受電手段と充電装置の給電手段との少なくとも一方を左右上下方向に移動可能としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an autonomous traveling device and a program according to the present invention include a device main body having a rechargeable battery and autonomously traveling, and a charging device for charging the rechargeable battery when the device main body is returned. The power receiving means of the apparatus main body has a power receiving terminal and a metal part, and the power feeding means of the charging apparatus has a power feeding terminal that contacts the power receiving terminal when charging the apparatus main body and charges and a magnet that attracts the metal part. At least one of the power receiving means of the apparatus main body and the power supply means of the charging device is movable in the left-right and up-down directions.
これによって、充電池の充電のために装置本体が充電装置に帰着する場合、装置本体の金属部分を充電装置の磁石が吸着するとともに、装置本体の受電手段と充電装置の給電手段との少なくとも一方が左右上下方向に移動可能であるために、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができるものである。 As a result, when the apparatus main body returns to the charging apparatus for charging the rechargeable battery, the magnet of the charging apparatus attracts the metal portion of the apparatus main body, and at least one of the power receiving means of the apparatus main body and the power supply means of the charging apparatus Is movable in the left-right and up-down directions, it is possible to ensure a contact between the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the main body of the device regardless of the situation, thereby preventing inadequate charging.
本発明の自律走行装置およびプログラムは、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 The autonomous traveling device and the program of the present invention can ensure that the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body are in contact with each other regardless of the situation, thereby preventing charging defects.
第1の発明は、充電池を有し自律走行する装置本体と、この装置本体の帰着時に充電池へ充電するための充電装置とを備え、前記装置本体の受電手段は受電端子と金属部分を有し、前記充電装置の給電手段は装置本体の帰着時に受電端子と接触し充電を行う給電端子と金属部分を吸着する磁石とを有し、装置本体の受電手段と充電装置の給電手段との少なくとも一方を左右上下方向に移動可能とした自律走行装置とするものである。これによって、充電池の充電のために装置本体が充電装置に帰着する場合、装置本体の金属部分を充電装置の磁石が吸着するとともに、装置本体の受電手段と充電装置の給電手段との少なくとも一方が左右上下方向に移動可能であるために、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 A first invention includes a device main body having a rechargeable battery and autonomously traveling, and a charging device for charging the rechargeable battery when the device main body is returned, wherein the power receiving means of the device main body includes a power receiving terminal and a metal part. The charging device has a power feeding terminal that contacts the power receiving terminal and charges when the device main body is returned, and a magnet that attracts the metal part, and the power receiving means of the device main body and the power feeding means of the charging device At least one of them is an autonomous traveling device that can move in the horizontal and vertical directions. As a result, when the apparatus main body returns to the charging apparatus for charging the rechargeable battery, the magnet of the charging apparatus attracts the metal portion of the apparatus main body, and at least one of the power receiving means of the apparatus main body and the power supply means of the charging apparatus Is movable in the left-right and up-down directions, it is possible to ensure contact between the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body and prevent charging defects regardless of the situation.
第2の発明は、特に、第1の発明において、充電装置の給電手段を構成する磁石を電磁石としたことにより、電磁石への通電により、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 In the second invention, in particular, in the first invention, the magnet constituting the power supply means of the charging device is an electromagnet. Contact with the power receiving terminal can be ensured and charging failure can be prevented.
第3の発明は、特に、第2の発明において、装置本体の帰着時のみ充電装置の電磁石に通電することにより、充電のための帰着時に効率的に充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 In particular, in the second invention, the power supply terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body are efficiently obtained at the time of return for charging by energizing the electromagnet of the charging device only when the device main body returns. Can be prevented from being incompletely charged.
第4の発明は、特に、第2または第3の発明において、充電装置の電磁石を交番電流で駆動するとともに、装置本体には電磁石からの交番磁界を検知し充電装置に近接したことを認識する接近検知手段を備えたことにより、充電装置への接近を知らせるための特別な手段を設けることなく、確実に装置本体に充電装置への接近を知らしめ、かつ、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 In the fourth invention, in particular, in the second or third invention, the electromagnet of the charging apparatus is driven by an alternating current, and the apparatus main body detects an alternating magnetic field from the electromagnet and recognizes that it is close to the charging apparatus. By providing the approach detection means, it is possible to surely inform the apparatus main body of the approach to the charging apparatus without providing any special means for notifying the approach to the charging apparatus, and the power supply terminal of the charging apparatus and the apparatus main body It is possible to ensure contact with the power receiving terminal and prevent charging defects.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明において、装置本体に発光手段を、充電装置には受光手段をそれぞれ設け、充電中における装置本体内の充電池の情報を発光手段および受光手段により充電装置に送信することにより、充電池の温度情報伝達などの接点を設けることなく、確実に装置本体から充電装置に送信することができ、接点不良によって充電池の情報伝達の不具合による充電の不備を防ぐことができる。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the device body is provided with light emitting means, and the charging device is provided with light receiving means. By transmitting to the charging device by the light emitting means and the light receiving means, it is possible to reliably transmit from the device main body to the charging device without providing a contact point such as temperature information transmission of the rechargeable battery. Inadequate charging due to malfunctions can be prevented.
第6の発明は、特に、第2〜第5のいずれか1つの発明において、充電装置の電磁石からの交番磁界の周期により装置本体へ充電状態の情報伝達を行うことにより、特別な手段を設けることなく、充電完了などの充電状態を装置本体に知らしめ、かつ、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 The sixth invention provides a special means, in particular, in any one of the second to fifth inventions, by transmitting information on the state of charge to the apparatus body according to the period of the alternating magnetic field from the electromagnet of the charging apparatus. Therefore, it is possible to inform the apparatus main body of the charging state such as the completion of charging, and to ensure contact between the power supply terminal of the charging apparatus and the power receiving terminal of the apparatus main body, thereby preventing inadequate charging.
第7の発明は、特に、第2〜第5のいずれか1つの発明において、充電装置の電磁石からの交番磁界の正負のデューティにより装置本体へ充電状態の情報伝達を行うことにより、特別な手段を設けることなく、充電完了などの充電状態を装置本体に知らしめ、かつ、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 According to a seventh aspect of the invention, in particular, in any one of the second to fifth aspects of the invention, special information can be obtained by transmitting information on the state of charge to the apparatus main body according to the positive / negative duty of the alternating magnetic field from the electromagnet of the charging apparatus. Without providing a battery, it is possible to inform the apparatus main body of the state of charge such as completion of charging, and to ensure contact between the power supply terminal of the charging apparatus and the power receiving terminal of the apparatus main body, thereby preventing inadequate charging.
第8の発明は、特に、第2〜第7のいずれか1つの発明において、充電時に装置本体の受電端子と充電装置の給電端子が離脱した際、充電装置の交番磁界を検知し装置本体を再度帰着動作するようにしたことにより、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子が離脱した際に、充電装置の交番磁界を検知し、走行手段を制御するなどして再度帰着動作を行わせ、充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができる。 In an eighth aspect of the invention, in particular, in any one of the second to seventh aspects of the invention, when the power receiving terminal of the apparatus main body and the power supply terminal of the charging apparatus are separated during charging, the alternating magnetic field of the charging apparatus is detected and the apparatus main body is When the charging operation is performed again, when the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body are separated, the alternating operation of the charging device is detected and the traveling means is controlled to perform the returning operation again. The contact between the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body can be ensured to prevent charging defects.
第9の発明は、特に、第1〜第8のいずれか1つの発明における自律走行装置の機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることにより、マイコンなどを用いて自律走行装置の一部あるいは全てを容易に実現することができ、各種センサの変更または経年変化などの特性の変化や動作を実現するための設定条件や定数の変更が柔軟に対応できる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布が簡単にできる。 The ninth aspect of the invention is particularly an autonomous traveling apparatus using a microcomputer or the like by causing a computer to execute at least a part of the functions of the autonomous traveling apparatus according to any one of the first to eighth aspects of the invention. It is possible to easily realize part or all of the above, and flexibly cope with changes in characteristics such as changes in various sensors or changes in characteristics such as aging, and changes in constants for realizing operations. Further, the program can be easily distributed by recording on a recording medium or distributing the program using a communication line.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図は、本発明の実施の形態1における自律走行装置を示すものである。
(Embodiment 1)
The figure shows an autonomous traveling device in
図1に示すように、本実施の形態における自律走行装置は、充電池7を有し自律走行する装置本体1と、この装置本体1の帰着時に充電池7へ充電するための充電装置10とを備えている。
As shown in FIG. 1, the autonomous traveling device in the present embodiment includes a device
そして、装置本体1の受電手段6は、図2に示すように、受電端子6aと金属部分6bを有し、充電装置10の給電手段11は、装置本体1の帰着時(充電時)に受電端子6aと接触し充電を行う給電端子11aと金属部分6bを吸着する磁石11bとを有し、装置本体1の受電手段6と充電装置10の給電手段11との少なくとも一方(本実施の形態では給電手段11のみ)を左右上下方向と前後方向に移動可能としているものである。
The power receiving means 6 of the apparatus
また、図1に戻り、装置本体1の詳細について説明する。
Returning to FIG. 1, details of the apparatus
装置本体1は、受電手段6に加え、超音波を用いて超音波の送信から障害物で反射した反射波を検知するまでの時間を基に障害物の有無や距離を検知したり、赤外線光などを用いて障害物の有無を検知したりする障害物検知手段2と、装置本体1の左右それぞれの駆動輪3を駆動し装置本体1を走行させる走行手段4と、障害物検知手段2、走行手段4などを制御する制御手段5と、ホール素子またはホールICなどで構成し、充電装置10から発せられる磁気信号を受け充電装置10への接近を検知する接近検知手段8と、従輪9とを備えている。
In addition to the power receiving means 6, the
また、装置本体1には、受電端子6を通じて充電装置10から受電される電圧を検知する電圧検知手段12と、同じく装置本体1の底面部の前方に充電装置10の誘導手段15からの誘導信号を検知する誘導信号検知手段16と、充電池7に設置されたサーミスタなどの温度検知素子(図示せず)の情報から制御手段5によりデジタル値に変換された充電池7の温度情報を赤外光の点滅の回数(例えば、1秒間の点滅回数値)で充電装置10に発信する充電情報の発光手段14とを有している。
Further, the apparatus
なお、障害物検知手段2は、図2〜図4に示すように、装置本体1の前方および側方の4箇所に設けた左側面検知手段2a、左前面検知手段2b、右前面検知手段2c、右側面検知手段2dからなり、接近検知手段8は、図3に示すように、装置本体1の側面部の左右両側部に設けた左側面接近検知手段8a、右側面接近検知手段8bからなる。また、誘導信号検知手段16は、図3に示すように、装置本体1の底面部の前方に2つ所定間隔を隔てて配置された左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bからなる。この左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bは、充電装置10の誘導手段15幅の2、3倍程度の幅の間隔を隔てて配置されている。左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bは、実際には接近検知手段8と同様、磁気を検知するホール素子などで構成される。
2 to 4, the obstacle detection means 2 includes a left side detection means 2a, a left front detection means 2b, and a right front detection means 2c provided at four locations on the front and side of the apparatus
また、制御手段5は、障害物検知手段2、接近検知手段8、電圧検知手段12、誘導信号検知手段16の入力より、障害物検知手段2、走行手段4、発光手段14を制御するものである。 The control means 5 controls the obstacle detection means 2, the traveling means 4, and the light emission means 14 from the inputs of the obstacle detection means 2, the approach detection means 8, the voltage detection means 12, and the guidance signal detection means 16. is there.
また、装置本体1の受電手段6は、先に説明したように、受電端子6aと金属部分6bを有しているが、さらに加えて磁界検知手段6cも有している。詳細は図5に示すとおりである。すなわち、受電端子6aは給電端子11aから電力を受給する正極および負極となるものであり、金属部分6bは受電端子6aの上方位置に一対配置されている。さらに、一対の金属部分6b間には、充電装置10の磁石11bが電磁石11c(図7)である場合に発せられる磁力線の向きおよび磁力線密度に比例した出力を検知する磁界検知手段6cが配置されている。この磁界検知手段6cは実際にはホール素子などで構成される。
Further, as described above, the power receiving means 6 of the apparatus
なお、図2、図4から明らかなように、受電端子6aは装置本体1の形状からして最大外郭より少し内側に配置されている。また、充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6は同じ高さに配置されている。
As is clear from FIGS. 2 and 4, the power receiving terminal 6 a is disposed slightly inside the maximum outline from the shape of the apparatus
次に、図1〜図4に基づき、充電装置10の詳細について説明する。
Next, the details of the charging
充電装置10は、一定の位置に設置されるものであり、給電手段11に電力を供給する電源手段13と、充電装置10の底面部の裏側に設けた細長い形状の磁気テープまたは磁石で構成される誘導手段15と、装置本体1の発光手段14と対向する位置に設けられ発光手段14からの情報を入力する充電情報の受光手段17と、装置本体1の障害物検知手段2から送信される充電装置10への帰着要求信号を検知する帰着要求検知手段18とを備えている。
The charging
帰着要求検知手段18は、左帰着要求検知手段18aと右帰着要求検知手段18bとからなる。実際は超音波の受信センサで構成され、装置本体1の障害物検知手段2から送信される超音波信号を受信しその駆動周期が通常状態と帰着要求時で異なること(例えば、通常時は40ms毎に送信、帰着要求時は60ms毎に送信)を検知して装置本体1の帰着要求を認識する。
Return request detection means 18 includes left return request detection means 18a and right return request detection means 18b. Actually, it is composed of an ultrasonic reception sensor, and receives an ultrasonic signal transmitted from the obstacle detection means 2 of the apparatus
以上のように構成された自律走行装置について、図6〜図9に基づき、その動作、作用を説明する。 About the autonomous traveling apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated based on FIGS.
装置本体1は、充電完了後に起動すると、充電装置10から離脱するために所定距離だけ後退を行い、その後180度反転を行って、障害物検知手段2を通常(例えば、40ms毎)の駆動周期で駆動し障害物を検知しながら、乱数的に決定した角度方向に直進を行う。そして障害物検知手段2により装置本体1の前方に予め設定された距離(例えば、10cm)に障害物を検知すると停止し、再度乱数的に決定した角度方向に直進を行う動作を繰り返す。そして、予め設定された時間が経過するか、電圧検知手段12で検知する充電池7の電圧が予め設定された電圧まで低下した場合に充電装置10の場所に戻るべく、障害物検知手段2を帰着要求時(例えば、60ms毎)の駆動周期で駆動しながら、障害物検知手段2により検知した障害物(壁)との距離を一定に保ちながら移動する、いわゆる壁沿い動作を行う(例えば、図6に示す左側面検知手段2aで検知した距離Dを保ち移動する)。
When the apparatus
この壁沿い動作中、図6に示すように、充電装置10に向かって装置本体1が移動する場合、装置本体1の障害物検知手段2から送信され充電装置10の帰着要求検知手段18で検知される超音波の駆動周期が、通常とは異なる周期(例えば、60ms)であれば、充電装置10は装置本体1からの充電装置10への帰着要求と認識し、給電手段11の電磁石11cを交番電流で駆動する(図7)。これにより、図7(a)の点線で示すように給電手段11(電磁石11c)より磁力線が送出される。このような状態で装置本体1が壁沿い動作を継続し、図7(b)に示すように装置本体1が充電装置10の付近まで近づいた場合、装置本体1の左側面接近検知手段8aにより、交番電流で駆動される充電装置10の電磁石11cから送出される磁力線を検知し、装置本体1は充電装置10の付近までたどり着いたことを認識する。
During the movement along the wall, as shown in FIG. 6, when the device
左側面接近検知手段8aは磁力線の密度に比例した出力がなされるので、左側面接近検知手段8aの出力は充電装置10の電磁石11c近辺で最大となる。装置本体1の左側面接近検知手段8aにより、充電装置10の電磁石11cから送出される磁力線を検知した後、装置本体1が壁沿い動作を継続すると、左側面接近検知手段8aの出力は充電装置10の吸着部11d近辺で最大となる。装置本体1は充電装置10の給電手段11の吸着部11dからの交番磁界の最大値を検知すると、装置本体1は充電装置10までたどり着いたことを認識し、装置本体1を停止する(実際には電磁石11cの前を僅かに通過し、左側面接近検知手段8aの出力が増加から減少し始めた地点で充電装置10への到達を認識する)。
Since the left side approach detection unit 8a outputs in proportion to the density of the magnetic lines of force, the output of the left side approach detection unit 8a becomes maximum in the vicinity of the electromagnet 11c of the charging
そして、給電手段11の吸着部11dからの磁力線を検知した側(図7(a)において左側)に、図7(c)に示すように右前誘導信号検知手段16bで誘導手段15を検知するまで回転させる(この回転により誘導手段15は装置本体1の左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bの間に存在することになる)。その後、制御手段5は左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bによる充電装置10の誘導手段15の検知出力を基に図8の動作フローに示す前進を行う。
Then, on the side (left side in FIG. 7A) on which the magnetic force lines from the attracting portion 11d of the power supply means 11 are detected, until the guidance means 15 is detected by the right front guidance signal detection means 16b as shown in FIG. 7C. The guide means 15 is present between the left front guide signal detection means 16a and the right front guide signal detection means 16b of the
つまり、装置本体1を直進させ(図8のStep1)、前進中、左前誘導信号検知手段16aで誘導手段15を検知すれば(Step2)、左方向へ方向転換し(Step3)、右前誘導信号検知手段16bで誘導手段15を検知すれば(Step4)、右方向へ方向転換し(Step5)、これを繰り返すことで装置本体1は充電装置10の誘導手段15にほぼ沿って直進する。そして、充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6の距離が近づくと、給電手段11の電磁石11cの発する磁力により電磁石11cの吸着部11dに装置本体1の金属部分6bが吸着し、装置本体1の受電端子6aと充電装置10の給電端子11aが接触して充電装置10から給電される。給電されると電圧検知手段12で充電装置10から給電される電圧を検知し(Step6)、受電端子6aと充電装置10の給電端子11aが接触した旨を認識して、制御手段5は装置本体1の直進を停止する(Step7)。
That is, when the apparatus
装置本体1の受電端子6aと充電装置10の給電端子11aが接触し、充電装置10から給電されると定期的(例えば、30秒毎)に発光手段14により充電池7の温度情報が赤外光で充電装置10の受光手段17に向け発信される。充電装置10の受光手段17では装置本体1の発光手段14からの充電池7の温度情報を入力し、予め設定される所定の条件(例えば、所定温度以上で給電停止)で給電手段11からの給電の終了または停止を行う。充電装置10はその際、電磁石11cを駆動する交番電流の周期を充電期間とは異なった周期に変更する(例えば、充電期間中が60Hzで、給電の終了時はその半周期の30Hz)。そして、装置本体1の制御手段5は、受電手段6の磁界検知手段6cを通じて入力する充電装置10の給電手段11からの交番磁界の周期が充電期間中のそれと変更されたことを検知することで充電装置10からの給電の終了を検知する。
When the power receiving terminal 6a of the apparatus
また、充電動作中において何らかの原因により充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6が離脱した際に、制御手段5は充電装置10の給電手段11からの交番磁界を検知しながら走行手段4を制御し再度帰着動作を行う。
Further, when the power feeding means 11 of the charging
この動作について図9を用いて説明する。 This operation will be described with reference to FIG.
受電動作中、使用者が誤って装置本体1、充電装置10に触れ、充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6が離脱したような場合(図9(a))、電圧検知手段12により充電装置10からの給電が無くなったことにより、制御手段5は充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6が離脱した旨を認識する。そして、制御手段5は走行手段4を制御し装置本体1を図9(b)に示すように右回転させる。また制御手段5は左側面接近検知手段8aで検知される交番電流で駆動される充電装置10の電磁石11cから送出される磁力線を検知する。
When the user accidentally touches the device
そして、左側面接近検知手段8aの出力の最大値を検出するまで右回転を継続する(左側面接近検知手段8aの出力は磁力線の密度に比例した出力がなされ、電磁石11cの吸着部11d付近で最大値になり、この左側面接近検知手段8aの最大値の位置で装置本体1は左側面を充電装置10側にして、ほぼ真横を向いた状態となる。実際には電磁石11cの吸着部11dの前を僅かに装置本体1の回転が通過し、左側面接近検知手段8aの出力が増加から減少し始めた位置)。そして、左側に、図9(c)に示すように右前誘導信号検知手段16bで誘導手段15を検知するまで回転させる(この回転により誘導手段15は装置本体1の左前誘導信号検知手段16a、右前誘導信号検知手段16bの間に存在することになる)。その後、前述の(図8の動作フロー)前進を行うことで、再度、装置本体1の受電手段6と充電装置10の給電手段11を前述のように接触させる。
The rotation of the left side is continued until the maximum value of the output of the left side approach detection means 8a is detected (the output of the left side approach detection means 8a is output in proportion to the density of the magnetic field lines, and near the attracting portion 11d of the electromagnet 11c. At the position of the maximum value of the left side approach detection means 8a, the apparatus
以上のように、装置本体1の充電装置10への帰着動作の際は、制御手段5が左前誘導信号検知手段16aおよび右前誘導信号検知手段16bの検知状態に応じて装置本体1を方向転換しながら直進させることで、装置本体1は充電装置10の誘導手段15にほぼ沿って直進する。そして、装置本体1の受電端子6aと充電装置10の給電端子11aの位置が僅かにずれていても、左右上下に移動可能な給電手段11の電磁石11cの発する磁力により電磁石11cの吸着部11dに装置本体1の金属部分6bが吸着し、装置本体1の受電端子6aと充電装置10の給電端子11aが適切な接触を確保する。
As described above, when the returning operation of the apparatus
このように、本実施の形態においては、充電池の充電のために装置本体が充電装置に帰着する場合、装置本体の金属部分を充電装置の磁石が吸着するとともに、装置本体の受電手段と充電装置の給電手段との少なくとも一方が左右上下方向に移動可能であるために、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができるものである。 As described above, in the present embodiment, when the apparatus main body returns to the charging apparatus for charging the rechargeable battery, the metal part of the apparatus main body is attracted by the magnet of the charging apparatus, and the power receiving means and the charging of the apparatus main body are charged. Since at least one of the power supply means of the device can move in the left / right and up / down directions, it is possible to ensure contact between the power supply terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body and prevent charging defects regardless of the situation. It is.
なお、本実施の形態では、電磁石11cを用いた構成について説明したが、金属部分6bを吸着する単なる磁石を用いてもよく、電磁石11cに限定されるものではない。また、装置本体1に発光手段14および充電装置10に受光手段17を設け、充電池7の温度情報を赤外光により通信するとしたが、これに限定されるものではなく装置本体1の受電手段6および充電装置10の給電手段11に電磁石とホール素子などを用いて磁力で情報伝達を行うようにしてもよい。この場合も、接点を設けることなく接点の接触不良、位置ズレによる情報伝達の不具合による充電不備を防ぐことができる。
In the present embodiment, the configuration using the electromagnet 11c has been described. However, a simple magnet that attracts the metal portion 6b may be used, and the configuration is not limited to the electromagnet 11c. Further, the light emitting means 14 and the light receiving means 17 are provided in the apparatus
また、本実施の形態では、充電装置10の電磁石11cを駆動する交番電流の周期を充電期間とは異なった周期に変更することで、給電の終了を装置本体1側へ伝えるとしたが、これに限定されるものではなく、交番磁界の正負のデューティにより給電の終了を装置本体1側へ伝えるようにしても同様に確実に充電の終了時期を装置本体1側に伝えられるものである。
In the present embodiment, the alternating current cycle for driving the electromagnet 11c of the charging
また、本実施の形態では、充電装置10の給電手段11を上下左右に自在に移動可能としたが、これに限定されるものではなく、装置本体1の受電手段6側を上下左右に自在に移動可能にしても適切な接触を確保し充電不備を防ぐことができるものである。
In the present embodiment, the power feeding means 11 of the charging
さらに、受電動作中に充電装置10の給電手段11と装置本体1の受電手段6が離脱した際、給電手段11からの磁力線を基に帰着動作を行うように装置本体1を回転させるようにしたが、誘導信号検知手段16を用いて充電装置10の誘導手段15の信号を基に再帰着動作を行うようにしても同様な効果を得られるものである。
Further, when the power feeding means 11 of the charging
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における自律走行装置について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the autonomous mobile device in
本実施の形態では、実施の形態1で説明した自律走行装置の機能の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムとしたものである。 In the present embodiment, a program for causing a computer to execute at least a part of the functions of the autonomous mobile device described in the first embodiment is used.
実施の形態1で説明した各手段は、CPU(またはマイコン)、RAM、ROM、記憶・記録装置、I/Oなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバーなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施させるものである。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回路を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。 Each means described in the first embodiment is a program for cooperating hardware resources such as a CPU (or microcomputer), a RAM, a ROM, a storage / recording device, an electrical / information device including an I / O, a computer, a server, etc. It is made to implement with the form. In the form of a program, it is possible to easily distribute and update new functions and install them by recording them on a recording medium such as magnetic media or optical media, or distributing them using a communication circuit such as the Internet.
以上のように、本発明にかかる自律走行装置およびプログラムは、状況如何にかかわらず充電装置の給電端子と装置本体の受電端子との接触を確保し充電不備を防ぐことができるので、監視用ロボット、掃除ロボット、その他の作業ロボットなど自律走行装置全般に適用できる。 As described above, the autonomous traveling device and the program according to the present invention can ensure contact between the power feeding terminal of the charging device and the power receiving terminal of the device main body and prevent charging defects regardless of the situation. It can be applied to autonomous traveling devices such as cleaning robots and other work robots.
1 装置本体
2 障害物検知手段
3 駆動輪
4 走行手段
5 制御手段
6 受電手段
6a 受電端子
6b 金属部分
7 充電池
8 接近検知手段
9 従輪
10 充電装置
11 給電手段
11a 給電端子
11b 磁石
11c 電磁石
12 電圧検知手段
13 電源手段
14 発光手段
15 誘導手段
16 誘導信号検知手段
17 受光手段
18 帰着要求検知手段
DESCRIPTION OF
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- 2007-10-24 JP JP2007276205A patent/JP2009106096A/en active Pending
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