JP2003114719A - Mobile robot - Google Patents
Mobile robotInfo
- Publication number
- JP2003114719A JP2003114719A JP2001340059A JP2001340059A JP2003114719A JP 2003114719 A JP2003114719 A JP 2003114719A JP 2001340059 A JP2001340059 A JP 2001340059A JP 2001340059 A JP2001340059 A JP 2001340059A JP 2003114719 A JP2003114719 A JP 2003114719A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- self
- axis
- traveling
- force sensor
- propelled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 241001417527 Pempheridae Species 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 6
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 206010017577 Gait disturbance Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、機台に配備した走
行機構の動作によって自走するロボットに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot which is self-propelled by the operation of a traveling mechanism provided on a machine base.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、自走ロボットにおいては、障害物
を避けながら進行方向を自動的に決定しつつ自走するも
のが知られており、例えば走行中に回転ブラシを駆動し
て床面を清掃する掃除ロボット等として応用されている
(例えば特開平7−88453号)。この様な自走ロボッ
トにおいては、障害物を検知するために、超音波センサ
ーや接触式感圧センサー等が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a self-propelled robot that automatically decides a traveling direction while avoiding an obstacle, and drives a rotating brush during traveling to move the floor surface. It is applied as a cleaning robot for cleaning
(For example, JP-A-7-88453). In such a self-propelled robot, an ultrasonic sensor, a contact pressure sensor, or the like is used to detect an obstacle.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触式
感圧センサーを用いた自走ロボットにおいては、障害物
を検知することが出来る方位が、障害物と接触すること
となる感圧ローラの突設方向に制約されるため、全方位
の障害物を検知することが出来ない問題があった。又、
超音波センサーを用いた自走ロボットにおいては、障害
物の検知方向に制約があるばかりでなく、障害物が机の
脚などの細い物体や、表面が布張り等の柔らかい物体、
更には超音波の放射方向に対して斜めに配置された物体
の検知が困難である問題があった。ロボットの周囲に多
数のセンサーを取り付ければ、全方位の障害物を検知す
ることは可能となるが、センサー数の増加によって構成
が複雑となる問題が発生する。However, in a self-propelled robot using a contact-type pressure-sensitive sensor, a protrusion of a pressure-sensitive roller is arranged so that an azimuth where an obstacle can be detected comes into contact with the obstacle. There is a problem that obstacles in all directions cannot be detected because the direction is restricted. or,
In self-propelled robots that use ultrasonic sensors, not only are there restrictions on the direction of obstacle detection, but obstacles are thin objects such as desk legs, and soft objects such as cloth-covered surfaces.
Furthermore, there is a problem that it is difficult to detect an object arranged obliquely with respect to the emission direction of ultrasonic waves. It is possible to detect obstacles in all directions by mounting a large number of sensors around the robot, but the increase in the number of sensors causes a problem of complicated structure.
【0004】そこで本発明の目的は、簡易な構成で全方
位の障害物を検知することが出来る自走ロボットを提供
することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a self-propelled robot capable of detecting obstacles in all directions with a simple structure.
【0005】[0005]
【課題を解決する為の手段】本発明に係る自走ロボット
は、機台(3)に配備した走行機構の動作によって自走す
るものであり、機台(3)上には、最外周壁を形成する受
圧円筒体(2)が支持されると共に、該受圧円筒体(2)に
は、その中心軸とは直交するX軸方向及びY軸方向の作
用力を検出するX軸力センサー(12)及びY軸力センサー
(13)が連繋し、両力センサー(12)(13)の検出信号に基づ
いて進行方向が制御される。The self-propelled robot according to the present invention is self-propelled by the operation of a traveling mechanism provided on the machine base (3), and the outermost peripheral wall is on the machine base (3). Is supported by the pressure-receiving cylinder (2), and the pressure-receiving cylinder (2) detects an acting force in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the central axis of the pressure-receiving cylinder (2). 12) and Y-axis force sensor
(13) are connected, and the traveling direction is controlled based on the detection signals of the force sensors (12) and (13).
【0006】上記本発明の自走ロボットにおいては、機
台(3)上に配備された機構系が、受圧円筒体(2)によっ
て包囲され、受圧円筒体(2)自体が最外周壁を形成して
いる。従って、進行方向に障害物が存在する場合、先ず
受圧円筒体(2)の外周面が障害物と接触し、障害物から
半径方向に反力を受ける。ここで、受圧円筒体(2)の外
周面は、全方位を向いているので、障害物が何れの方位
に存在したとしても、必ず、障害物と接触することにな
る。受圧円筒体(2)に作用する半径方向の反力は、X軸
力センサー(12)及びY軸力センサー(13)によって検出さ
れ、該検出信号に基づいて、走行機構に対する制御信号
が作成される。In the above-described self-propelled robot of the present invention, the mechanical system provided on the machine base (3) is surrounded by the pressure receiving cylindrical body (2), and the pressure receiving cylindrical body (2) itself forms the outermost peripheral wall. is doing. Therefore, when there is an obstacle in the traveling direction, the outer peripheral surface of the pressure-receiving cylinder (2) first comes into contact with the obstacle and receives a reaction force in the radial direction from the obstacle. Here, since the outer peripheral surface of the pressure receiving cylindrical body (2) faces in all directions, no matter which direction the obstacle exists, it always comes into contact with the obstacle. The radial reaction force acting on the pressure receiving cylindrical body (2) is detected by the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13), and a control signal for the traveling mechanism is generated based on the detection signal. It
【0007】具体的構成において、機台(3)上には、X
軸テーブル機構(5)及びY軸テーブル機構(4)を介し
て、前記受圧円筒体(2)が支持され、X軸テーブル機構
(5)及びY軸テーブル機構(4)には、X軸方向及びY軸
方向の変位に弾性反発力を及ぼす弾性手段と、X軸方向
及びY軸方向の変位量を検出する変位量検出手段とが連
繋し、弾性手段と変位量検出手段によって、前記X軸力
センサー(12)及びY軸力センサー(13)が構成されてい
る。該具体的構成においては、受圧円筒体(2)に作用す
る半径方向の反力によって、X軸テーブル機構(5)が弾
性手段に抗してX軸方向に変位すると共に、Y軸テーブ
ル機構(4)が弾性手段に抗してY軸方向に変位する。そ
して、X軸方向の変位量とY軸方向の変位量が変位量検
出手段によって検出される。従って、X軸方向の変位量
とX軸方向の弾性係数との積がX軸方向の作用力として
検出され、Y軸方向の変位量とY軸方向の弾性係数との
積がY軸方向の作用力として検出される。In the concrete structure, X is displayed on the machine base (3).
The pressure receiving cylindrical body (2) is supported via the axis table mechanism (5) and the Y axis table mechanism (4), and the X axis table mechanism is provided.
(5) and the Y-axis table mechanism (4) include elastic means for exerting elastic repulsive force on displacement in the X-axis direction and Y-axis direction, and displacement amount detection means for detecting displacement amounts in the X-axis direction and Y-axis direction. The X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13) are configured by the elastic means and the displacement amount detecting means. In this specific structure, the X-axis table mechanism (5) is displaced in the X-axis direction against the elastic means by the radial reaction force acting on the pressure receiving cylindrical body (2), and the Y-axis table mechanism ( 4) is displaced in the Y-axis direction against the elastic means. Then, the displacement amount in the X-axis direction and the displacement amount in the Y-axis direction are detected by the displacement amount detecting means. Therefore, the product of the displacement amount in the X-axis direction and the elastic coefficient in the X-axis direction is detected as the acting force in the X-axis direction, and the product of the displacement amount in the Y-axis direction and the elastic coefficient in the Y-axis direction is in the Y-axis direction. It is detected as an acting force.
【0008】又、受圧円筒体(2)が障害物の壁面と接触
しながら進行する過程で、X軸テーブル機構(5)及び/
又はY軸テーブル機構(4)がX軸方向及び/又はY軸方
向に僅かに変位した状態を維持することが出来るので、
安定した変位量の測定が可能である。更に又、受圧円筒
体(2)が障害物と衝突したとしても、弾性手段による緩
衝作用が得られるので、衝撃力が緩和される。Further, in the process of advancing the pressure receiving cylindrical body (2) while contacting the wall surface of the obstacle, the X axis table mechanism (5) and / or
Alternatively, since the Y-axis table mechanism (4) can be maintained in a slightly displaced state in the X-axis direction and / or the Y-axis direction,
A stable amount of displacement can be measured. Furthermore, even if the pressure receiving cylindrical body (2) collides with an obstacle, a shock absorbing force is mitigated because the elastic means provides a cushioning effect.
【0009】又、具体的構成において、X軸力センサー
(12)及びY軸力センサー(13)によって検出されるX軸方
向の力とY軸方向の力の合力方向とは直交する方向へ進
行する様、走行機構の動作が制御される。これによっ
て、常に、障害物の壁面から受ける力の方向とは直交す
る方向に進行方向が設定されて、壁面に沿った走行経路
が実現される。Also, in a specific configuration, an X-axis force sensor
(12) The operation of the traveling mechanism is controlled so that the traveling force proceeds in a direction orthogonal to the resultant direction of the X-axis force and the Y-axis force detected by the Y-axis force sensor (13). As a result, the traveling direction is always set to the direction orthogonal to the direction of the force received from the wall surface of the obstacle, and the traveling route along the wall surface is realized.
【0010】又、具体的構成において、受圧円筒体(2)
をその中心軸回りに回転可能に支持した構造を採用すれ
ば、受圧円筒体(2)を壁面に接触させながら走行する過
程で、該受圧円筒体(2)は壁面との摩擦によって自由に
回転するので、X軸方向の力とY軸方向の力を正確に検
出することが可能となるばかりでなく、摩擦による抵抗
力によって走行が妨げられることはない。Further, in a specific configuration, the pressure receiving cylindrical body (2)
By adopting a structure in which the pressure receiving cylindrical body (2) is rotatably supported about its central axis, the pressure receiving cylindrical body (2) is freely rotated by friction with the wall surface while traveling while the pressure receiving cylindrical body (2) is in contact with the wall surface. Therefore, not only the force in the X-axis direction and the force in the Y-axis direction can be accurately detected, but also the traveling force is not hindered by the frictional resistance force.
【0011】又、具体的構成において、機台(3)には、
床面上のごみを吸い込む集塵装置(8)や、受圧円筒体
(2)の外周面よりも外側へ臨出可能な掃除機構(80)が搭
載されている。該具体的構成においては、掃除機構(80)
が壁面に沿って走行することにより、隅部のごみが集塵
装置(8)側へ掃き集められ、これらのごみが集塵装置
(8)によって吸い込まれる。Further, in a concrete configuration, the machine base (3) is
Dust collector (8) that sucks in dust on the floor, and pressure receiving cylinder
A cleaning mechanism (80) is mounted that can be exposed to the outside of the outer peripheral surface of (2). In the specific configuration, the cleaning mechanism (80)
As the vehicle runs along the wall surface, dust in the corners is swept up to the dust collector (8) side, and these dust are collected.
It is sucked by (8).
【0012】又、具体的構成において、走行機構は、そ
れぞれ独立に回転駆動される左右一対の車輪(31)(32)を
具え、該走行機構には、各車輪の回転角度に基づいて走
行距離を検出する手段が連繋している。これによって、
円弧線に沿う走行が可能となると共に、走行距離のフィ
ードバック制御が可能となる。Further, in a concrete configuration, the traveling mechanism includes a pair of left and right wheels (31) and (32) which are independently driven to rotate, and the traveling mechanism includes a traveling distance based on a rotation angle of each wheel. Are connected to each other. by this,
It becomes possible to travel along an arc line and feedback control of the travel distance becomes possible.
【0013】又、具体的構成において、走行機構には、
両車輪(31)(32)の接地面にごみが付着することを防止す
るための1或いは複数のスイーパ部材(7)(72)(74)が配
備されている。これによって両車輪(31)(32)の接地面に
ごみが付着することが防止されるので、両車輪(31)(32)
は走行距離に応じた角度(回転数)だけ回転することとな
り、両車輪(31)(32)の回転角度に基づいて走行距離を正
確に検出することが出来る。Further, in a specific structure, the traveling mechanism includes:
One or a plurality of sweeper members (7) (72) (74) are provided for preventing dust from adhering to the ground contact surfaces of both wheels (31) (32). This prevents dirt from adhering to the ground contact surface of both wheels (31) (32), so that both wheels (31) (32)
Is rotated by an angle (rotation number) according to the traveling distance, and the traveling distance can be accurately detected based on the rotation angles of the wheels (31) (32).
【0014】又、具体的構成において、走行機構には、
両車輪(31)(32)の接地面に付着したごみをかき落とすた
めの複数のごみかきブレード(76)(77)が配備されてい
る。これによって両車輪(31)(32)の接地面に付着したご
みをかき落とすことが出来るので、両車輪(31)(32)は走
行距離に応じた角度(回転数)だけ回転することとなり、
両車輪(31)(32)の回転角度に基づいて走行距離を正確に
検出することが出来る。Further, in a specific configuration, the traveling mechanism includes:
A plurality of dust scraping blades (76) (77) are provided for scraping off dust adhering to the ground contact surfaces of both wheels (31) (32). As a result, it is possible to scrape off the dust adhering to the ground contact surface of both wheels (31) (32), so that both wheels (31) (32) will rotate by an angle (rotation number) according to the mileage,
The traveling distance can be accurately detected based on the rotation angles of both wheels (31) (32).
【0015】又、具体的構成において、両車輪(31)(32)
を同一方向に回転させて直線上を走行する動作と、両車
輪(31)(32)を逆方向に回転させて方向転換を行なう動作
とを交互に繰り返すことによって、円弧線に沿う走行を
実現する。該具体的構成によれば、両車輪(31)(32)に回
転角度の差が与えられることなく、両車輪(31)(32)を同
一方向に同一角度だけ回転させて直線上を走行する動作
のみによって、走行距離が増大するので、両車輪(31)(3
2)の回転角度に基づいて走行距離を検出する場合に、高
い検出精度が得られる。Further, in a specific structure, both wheels (31) (32)
By rotating the wheels in the same direction to travel on a straight line and by rotating both wheels (31) and (32) in the opposite direction to change direction, the operation along the arc line is realized. To do. According to the specific configuration, the wheels (31) and (32) are rotated on the straight line by rotating the wheels (31) and (32) by the same angle in the same direction without giving a difference in rotation angle to the wheels (31) and (32). Since the mileage increases only by the movement, both wheels (31) (3
High detection accuracy can be obtained when the traveling distance is detected based on the rotation angle of 2).
【0016】又、具体的構成において、X軸力センサー
(12)及びY軸力センサー(13)の検出信号に基づいて壁面
(9)に沿う走行経路を進行した後、走行経路を徐々に内
側に設定しつつ進行する様、自走機構の動作が制御され
る。これによって、壁面の内側の全領域を網羅する走行
経路が設定されることになる。Further, in a specific configuration, the X-axis force sensor
Based on the detection signals of (12) and Y-axis force sensor (13)
After traveling along the traveling route along (9), the operation of the self-propelled mechanism is controlled so that the traveling route is gradually set to the inside. As a result, a travel route that covers the entire area inside the wall surface is set.
【0017】又、具体的構成において、壁面(9)に沿う
走行経路を進行することにより、壁面(9)によって包囲
された領域のマップを作成し、該マップを塗りつぶしな
がら走行経路を徐々に内側に設定する制御手段を具えて
いる。これによって、壁面の内側の全領域を余すことな
く、確実に走行させることが出来る。Further, in a concrete configuration, by proceeding along the traveling route along the wall surface (9), a map of the region surrounded by the wall surface (9) is created, and the traveling route is gradually inwardly filled with the map. It is equipped with a control means for setting. As a result, the entire area inside the wall surface can be reliably driven without leaving any area.
【0018】更に、具体的構成において、壁面(9)によ
って包囲された所定の領域内を走行する過程において、
X軸力センサー(12)及びY軸力センサー(13)の検出信号
に基づいて壁面(9)に沿う走行経路を進行しつつ、予め
決められた距離を走行する度に、壁面(9)に沿って拡が
る小領域のマップを作成し、該マップを塗りつぶすため
の走行経路を設定する制御手段を具えている。該具体的
構成によれば、所定の領域が複数の小領域に分割され
て、小領域毎に走行経路が設定されるので、走行距離の
検出に基づく位置認識が小領域内では小さな誤差に抑制
され、この結果、領域全体を余すことなく走行させるこ
とが出来る。Further, in a concrete configuration, in the process of traveling in a predetermined area surrounded by the wall surface (9),
Each time the vehicle travels a predetermined distance while traveling along the wall surface (9) based on the detection signals of the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13), the wall surface (9) A control means is provided for creating a map of a small area extending along the map and setting a travel route for filling the map. According to this specific configuration, the predetermined area is divided into a plurality of small areas and the travel route is set for each small area. Therefore, the position recognition based on the detection of the travel distance is suppressed to a small error within the small area. As a result, it is possible to drive the entire area without exhaustion.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明に係る自走ロボットによれば、受
圧円筒体(2)にそれぞれ単一のX軸力センサー(12)及び
Y軸力センサー(13)を連繋した簡易な構成で、全方位の
障害物を検知することが出来る。The self-propelled robot according to the present invention has a simple structure in which a single X-axis force sensor (12) and a single Y-axis force sensor (13) are connected to the pressure receiving cylindrical body (2), respectively. Obstacles in all directions can be detected.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明を自走掃除ロボット
に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明す
る。図1に示す如く、本発明に係る自走掃除ロボット
(1)は、その最外周部に受圧円筒体(2)を具え、受圧円
筒体(2)の内側に配備された左右一対の車輪(31)(32)に
よって自走するものであり、壁面(9)に沿って走行する
過程でブラシ(82)の回転によって隅部のごみを掃き集め
る掃除機構(80)が、受圧円筒体(2)の外周面から外側へ
臨出可能に配備されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a self-propelled cleaning robot will be specifically described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a self-propelled cleaning robot according to the present invention.
(1) has a pressure receiving cylinder (2) at its outermost periphery, and is self-propelled by a pair of left and right wheels (31) (32) provided inside the pressure receiving cylinder (2). A cleaning mechanism (80) for sweeping dust at the corners by the rotation of the brush (82) while traveling along (9) is provided so as to be able to project outward from the outer peripheral surface of the pressure receiving cylindrical body (2). There is.
【0021】図2に示す如く、受圧円筒体(2)の内側に
水平に配備された機台(3)の裏面には、掃除機構(80)に
よって掃き集められたごみを吸込み口(81)から吸い込む
集塵装置(8)が取り付けられている。又、機台(3)の裏
面には、進行方向の前後にキャスター(17)(17)が取り付
けられている。As shown in FIG. 2, on the back surface of the machine base (3) horizontally arranged inside the pressure receiving cylinder (2), the dust collected by the cleaning mechanism (80) is sucked in (81). A dust collector (8) for drawing in from is attached. Further, casters (17) and (17) are attached to the back surface of the machine base (3) in the front and rear of the traveling direction.
【0022】図3及び図4に示す如く、機台(3)の両側
に配備された左車輪(31)及び右車輪(32)はそれぞれ、機
台(3)上の軸受(34)によって支持された車軸(33)の一方
の端部に固定されており、各車軸(33)の他方の端部には
従動プーリ(35)が固定されている。従動プーリ(35)はベ
ルト(36)を介して原動プーリ(37)に連結されている。更
に、左右の原動プーリ(37)(37)にはそれぞれ、左車輪モ
ータ(14)及び右車輪モータ(15)が連結されている。尚、
左車輪モータ(14)及び右車輪モータ(15)にはそれぞれ、
左車輪(31)及び右車輪(32)の回転角度を検出するための
ロータリエンコーダ(図示省略)が内蔵されている。As shown in FIGS. 3 and 4, the left wheel (31) and the right wheel (32) provided on both sides of the machine base (3) are respectively supported by bearings (34) on the machine base (3). The driven pulley (35) is fixed to the other end of each axle (33). The driven pulley (35) is connected to the driving pulley (37) via the belt (36). Further, a left wheel motor (14) and a right wheel motor (15) are connected to the left and right driving pulleys (37) (37), respectively. still,
The left wheel motor (14) and the right wheel motor (15) respectively,
A rotary encoder (not shown) for detecting the rotation angles of the left wheel (31) and the right wheel (32) is built in.
【0023】機台(3)の表面には、両車輪(31)(32)の回
転軸とは直交するY軸方向に変位が可能なY軸テーブル
機構(4)が配備されると共に、Y軸テーブル機構(4)上
には、両車輪(31)(32)の回転軸と平行なX軸方向に変位
が可能なX軸テーブル機構(5)が配備されている。Y軸
テーブル機構(4)は、機台(3)上に架設されてY軸方向
に伸びる2本のガイド軸(42)(42)と、該ガイド軸(42)(4
2)によってY軸方向に摺動可能に支持されたY軸テーブ
ル(41)とを具え、Y軸テーブル(41)は、Y軸方向に貫通
するシャフト(43)の両端部に装着された一対のスプリン
グ(44)(44)により、Y軸方向の中立点に向かって弾性付
勢されている。X軸テーブル機構(5)は、Y軸テーブル
機構(4)のY軸テーブル(41)上に架設されてX軸方向に
伸びる2本のガイド軸(52)(52)と、該ガイド軸(52)(52)
によってX軸方向に摺動可能に支持されたX軸テーブル
(51)とを具え、X軸テーブル(51)は、X軸方向に貫通す
るシャフト(53)の両端部に装着された一対のスプリング
(54)(54)により、X軸方向の中立点に向かって弾性付勢
されている。On the surface of the machine base (3), a Y-axis table mechanism (4) which can be displaced in the Y-axis direction orthogonal to the rotation axes of both wheels (31) (32) is provided, and On the shaft table mechanism (4), there is provided an X-axis table mechanism (5) which can be displaced in the X-axis direction parallel to the rotation axes of both wheels (31) (32). The Y-axis table mechanism (4) is installed on the machine base (3) and extends in the Y-axis direction with two guide shafts (42) (42) and the guide shafts (42) (4).
2) a Y-axis table (41) slidably supported in the Y-axis direction, and the Y-axis table (41) is a pair mounted on both ends of a shaft (43) penetrating in the Y-axis direction. Are elastically urged toward the neutral point in the Y-axis direction by the springs (44) (44). The X-axis table mechanism (5) is installed on the Y-axis table (41) of the Y-axis table mechanism (4), and has two guide shafts (52) (52) extending in the X-axis direction and the guide shafts (52). 52) (52)
X-axis table supported slidably in the X-axis direction by
(51), the X-axis table (51) is a pair of springs attached to both ends of a shaft (53) penetrating in the X-axis direction.
(54) By (54), it is elastically biased toward the neutral point in the X-axis direction.
【0024】X軸テーブル機構(5)のX軸テーブル(51)
上には、円筒状のボス(55)が突設され、該ボス(55)に
は、軸受リング(6)を介して、受圧円筒体(2)の円筒軸
(21)が回転可能に支持されている。従って、受圧円筒体
(2)は、機台(3)上に、ボス(55)を中心として回転可
能、且つX軸及びY軸方向へ変位可能に支持されると共
に、該変位に対して弾性反発力が付与されることにな
る。X-axis table (51) of X-axis table mechanism (5)
A cylindrical boss (55) is projectingly provided on the upper side, and a cylindrical shaft of the pressure receiving cylindrical body (2) is mounted on the boss (55) through a bearing ring (6).
(21) is rotatably supported. Therefore, the pressure receiving cylinder
(2) is supported on the machine base (3) so as to be rotatable about the boss (55) and displaceable in the X-axis and Y-axis directions, and elastic repulsive force is applied to the displacement. Will be.
【0025】機台(3)上には、Y軸テーブル(41)のY軸
方向の変位量を測定するためのY軸リニアポテンショメ
ータ(40)が配備され、Y軸テーブル(41)上には、X軸テ
ーブル(51)のX軸方向の変位を測定するためのX軸リニ
アポテンショメータ(50)が配備されている。斯くして、
Y軸テーブル機構(4)に装備されたスプリング(44)とY
軸リニアポテンショメータ(40)によって、Y軸力センサ
ーが構成され、X軸テーブル機構(5)に装備されたスプ
リング(54)とX軸リニアポテンショメータ(50)によっ
て、X軸力センサーが構成されることになる。A Y-axis linear potentiometer (40) for measuring the amount of displacement of the Y-axis table (41) in the Y-axis direction is provided on the machine base (3), and on the Y-axis table (41). , An X-axis linear potentiometer (50) for measuring the displacement of the X-axis table (51) in the X-axis direction is provided. Thus,
Spring (44) and Y equipped on the Y-axis table mechanism (4)
The axis linear potentiometer (40) constitutes a Y-axis force sensor, and the spring (54) and the X-axis linear potentiometer (50) equipped on the X-axis table mechanism (5) constitute an X-axis force sensor. become.
【0026】又、機台(3)上には、掃除機構(80)とし
て、ブラシモータ(16)が連繋する原動プーリ(83)が配備
され、該原動プーリ(83)の回転軸には、揺動アーム(84)
の基端部が揺動可能に枢支されると共に、該揺動アーム
(84)の先端部に従動プーリ(85)が枢支され、原動プーリ
(83)と従動プーリ(85)の間にベルト(86)が張設されてい
る。従動プーリ(85)の裏面には、図4の如くブラシ(82)
が下向きに植立されている。揺動アーム(84)は、図示省
略する弾性部材によって反時計方向に回転付勢されてい
る。従って、ブラシモータ(16)の駆動によって原動プー
リ(83)が回転すると、該回転がベルト(86)を介して従動
プーリ(85)に伝達され、ブラシ(82)が回転駆動されるこ
とになる。On the machine base (3), a driving pulley (83) linked to the brush motor (16) is provided as a cleaning mechanism (80), and the rotary shaft of the driving pulley (83) is Swing arm (84)
The base end of the swing arm is swingably supported, and the swing arm is
The driven pulley (85) is pivotally supported by the tip of the (84)
A belt (86) is stretched between the (83) and the driven pulley (85). On the back side of the driven pulley (85), as shown in Fig. 4, the brush (82)
Is planted downwards. The swing arm (84) is rotationally biased counterclockwise by an elastic member (not shown). Therefore, when the driving pulley (83) is rotated by driving the brush motor (16), the rotation is transmitted to the driven pulley (85) via the belt (86), and the brush (82) is rotationally driven. .
【0027】図5及び図6に示す如く、機台(3)の裏面
には、右車輪(32)を包囲して、右車輪(32)の前方及び外
側に、それぞれ刷毛からなる前方スイーパ部材(7)及び
側方スイーパ部材(72)が配備され、両スイーパ部材(7)
(72)はそれぞれ支持片(71)(73)を介して機台(3)に固定
されている。ここで、前方スイーパ部材(7)は、集塵装
置(8)側の端部が吸込み口(81)へ向けて後退する傾斜姿
勢に取り付けられている。又、機台(3)の裏面には、左
車輪(31)の外側に、刷毛からなる側方スイーパ部材(74)
が配備され、該スイーパ部材(74)は支持片(75)を介して
機台(3)に固定されている。As shown in FIGS. 5 and 6, on the back surface of the machine base (3), the right wheel (32) is surrounded, and a front sweeper member made of a brush is provided on the front side and the outer side of the right wheel (32), respectively. (7) and side sweeper members (72) are provided, and both sweeper members (7)
(72) is fixed to the machine base (3) via support pieces (71) and (73), respectively. Here, the front sweeper member (7) is attached in an inclined posture in which the end portion on the dust collecting device (8) side retracts toward the suction port (81). In addition, on the back surface of the machine base (3), a lateral sweeper member (74) made of a brush is provided outside the left wheel (31).
The sweeper member (74) is fixed to the machine base (3) through the support piece (75).
【0028】従って、床面上を走行する過程で、両車輪
(31)(32)の前方や側方にごみが散乱していたとしても、
これらのごみはスイーパ部材(7)(72)(74)によって排除
され、両車輪(31)(32)の接地面に付着することはない。
ここで、右車輪(32)の前方に配備された前方スイーパ部
材(7)は、前述の如く後退角を有しているので、前方の
ごみは、該スイーパ部材(7)により集塵装置(8)の吸込
み口(81)へ向けて案内される。尚、左車輪(31)の前方に
は、ブラシ(82)を具えた掃除機構(80)が配備されてお
り、前方のごみは該ブラシ(82)の回転によって集塵装置
(8)の吸込み口(81)へ向けて掃き出されるので、前方ス
イーパ部材の配備は省略されている。Therefore, in the process of traveling on the floor, both wheels are
(31) Even if dust is scattered in the front or side of (32),
These dusts are excluded by the sweeper members (7) (72) (74) and do not adhere to the ground contact surfaces of both wheels (31) (32).
Here, since the front sweeper member (7) provided in front of the right wheel (32) has the receding angle as described above, the front dust is collected by the dust collector (7) by the sweeper member (7). You will be guided toward the suction port (81) of 8). A cleaning mechanism (80) equipped with a brush (82) is provided in front of the left wheel (31), and dust on the front side is collected by rotating the brush (82).
Since it is swept toward the suction port (81) of (8), the deployment of the front sweeper member is omitted.
【0029】更に又、機台(3)には、各車輪(31)(32)の
前後位置に、車輪の接地面に付着したごみをかき落とす
ためのごみかきブレード(76)(76)(77)(77)が、車輪の接
地面へ向けて突設されている。従って、車輪(31)(32)の
接地面にごみが付着したとしても、これらのごみは車輪
(31)(32)の回転に伴ってかき落とされる。Furthermore, in the machine base (3), dust scraping blades (76) (76) (for scraping dust adhering to the ground contact surface of the wheels at the front and rear positions of the wheels (31) (32) 77) (77) is projected toward the ground contact surface of the wheel. Therefore, even if dust adheres to the ground contact surface of the wheels (31) (32), these dusts
(31) It is scraped off with the rotation of (32).
【0030】上述の構成によれば、車輪(31)(32)がごみ
を踏んで走行することはないので、両車輪(31)(32)は、
走行距離に応じた回転角度だけ回転することとなり、両
車輪(31)(32)の回転角度に基づいて走行距離を算出する
ことによって、正確な走行距離を得ることが出来、この
結果、自己位置を精度良く認識することが出来る。According to the above-mentioned structure, the wheels (31) (32) do not step on dust and travel, so that both wheels (31) (32) are
It will rotate by the rotation angle according to the mileage, and the accurate mileage can be obtained by calculating the mileage based on the rotation angle of both wheels (31) (32), and as a result, the self position Can be accurately recognized.
【0031】図7は、自走掃除ロボット(1)の制御系の
構成を示しており、前記X軸テーブル機構(5)のスプリ
ング(54)とX軸リニアポテンショメータ(50)によって構
成されるX軸力センサー(12)と、前記Y軸テーブル機構
(4)のスプリング(44)とY軸リニアポテンショメータ(4
0)によって構成されるY軸力センサー(13)が、マイクロ
コンピュータ(11)の入力ポートに接続されると共に、マ
イクロコンピュータ(11)の出力ポートには、前記の左車
輪モータ(14)、右車輪モータ(15)、及びブラシモータ(1
6)が接続されている。各車輪モータから得られる回転角
度検出信号はマイクロコンピュータ(11)の入力ポートに
供給される。又、マイクロコンピュータ(11)の入出力ポ
ートには、メモリ(10)が接続されている。FIG. 7 shows the construction of the control system of the self-propelled cleaning robot (1), which is constituted by the spring (54) of the X-axis table mechanism (5) and the X-axis linear potentiometer (50). Axial force sensor (12) and the Y-axis table mechanism
Spring (44) of (4) and Y-axis linear potentiometer (4
The Y-axis force sensor (13) composed of 0) is connected to the input port of the microcomputer (11), and the output port of the microcomputer (11) is connected to the left wheel motor (14) and the right wheel motor. Wheel motor (15) and brush motor (1
6) is connected. The rotation angle detection signal obtained from each wheel motor is supplied to the input port of the microcomputer (11). A memory (10) is connected to the input / output port of the microcomputer (11).
【0032】マイクロコンピュータ(11)は、X軸力セン
サー(12)及びY軸力センサー(13)からの検出信号に基づ
いて、先ず、壁面に沿って自走するための制御信号を作
成して、左車輪モータ(14)及び右車輪モータ(15)へ供給
する。即ち、図8(a)に示す如く、受圧円筒体(2)の外
周面が壁面(9)に当接した状態で、壁面(9)から受ける
反力FのX軸方向の成分FxをX軸力センサー(12)によ
って検出すると共に、Y軸方向の成分FyをY軸力セン
サー(13)によって検出し、図8(b)に示す如く、Y軸方
向の成分Fyが零となる様に、機台(3)の向きを変え、
この状態を維持しつつ前進する。これによって、自走掃
除ロボット(1)は、壁面(9)に沿って走行することにな
る。Based on the detection signals from the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13), the microcomputer (11) first creates a control signal for self-propelled along the wall surface. , The left wheel motor (14) and the right wheel motor (15). That is, as shown in FIG. 8 (a), the component Fx in the X-axis direction of the reaction force F received from the wall surface (9) is X when the outer peripheral surface of the pressure receiving cylindrical body (2) is in contact with the wall surface (9). The axial force sensor (12) detects the Y-axis direction component Fy, and the Y-axis force sensor (13) detects the Y-axis direction component Fy so that the Y-axis direction component Fy becomes zero. , Turn the machine base (3),
It advances while maintaining this state. As a result, the self-propelled cleaning robot (1) runs along the wall surface (9).
【0033】この壁面(9)に沿う走行に伴って、図3に
示す掃除機構(80)が壁面(9)近傍の隅部を清掃する。例
えば、図9に示す壁面(9)の内側の領域を清掃する場
合、自走掃除ロボット(1)は、先ず図中に示すA→B→
C→D→E→F→G→Hの走行経路によって、壁面(9)
近傍の隅部を清掃する。この過程で、隅部のごみが掃除
機構(80)によって集塵装置(8)側に掃き集められ、これ
らのごみは、集塵装置(8)に吸い込まれることになる。As the vehicle travels along the wall surface (9), the cleaning mechanism (80) shown in FIG. 3 cleans the corners near the wall surface (9). For example, when cleaning the area inside the wall surface (9) shown in FIG. 9, the self-propelled cleaning robot (1) first uses A → B → shown in the figure.
A wall (9) is formed by a traveling route of C → D → E → F → G → H.
Clean nearby corners. In this process, dust in the corners is swept up by the cleaning mechanism (80) toward the dust collector (8), and these dusts are sucked into the dust collector (8).
【0034】又、この過程における左車輪モータ(14)及
び右車輪モータ(15)の回転角度の検出に基づいて、壁面
(9)の座標情報が導出され、更に壁面(9)によって包囲
された領域のマップが作成され、前記メモリ(10)に登録
される。その後は、メモリ(10)に登録されたマップに基
づいて、該マップを塗りつぶすためのH→I→J→K→
L→M→N→Oの走行経路が生成され、該走行経路に沿
って走行するための制御信号が作成される。この結果、
自走掃除ロボット(1)は徐々に内側の走行経路を走行
し、この過程で、集塵装置(8)によって床面のごみが吸
い込まれ、壁面(9)の内側の全領域が清掃されることに
なる。Further, the wall surface is detected based on the detection of the rotation angles of the left wheel motor (14) and the right wheel motor (15) in this process.
The coordinate information of (9) is derived, and a map of the area surrounded by the wall surface (9) is created and registered in the memory (10). After that, based on the map registered in the memory (10), H → I → J → K → for filling the map.
A traveling route of L → M → N → O is generated, and a control signal for traveling along the traveling route is created. As a result,
The self-propelled cleaning robot (1) gradually travels along the inner traveling route, and in this process, dust on the floor is sucked by the dust collector (8) and the entire area inside the wall surface (9) is cleaned. It will be.
【0035】図10〜図12は、壁面(9)に沿う走行の
ための具体的な制御手続きを表わしている。先ず図10
のステップS1にて前進移動を行ないつつ、ステップS
2にて、X軸力センサー(12)及びY軸力センサー(13)の
検出信号に基づいて壁に接触したかどうかを判断する。
ここで、壁面に接触した結果、X軸方向の力成分Fxが
Y軸方向の力成分Fyよりも大きいことが検知されたと
きは、ステップS3へ移行して、X軸方向の力成分Fx
がゼロとなるまで回転し、壁面に対する姿勢の直角化を
実行する。その後、ステップS4へ移行して、Y軸方向
の力成分Fyがゼロとなるまで回転し、壁面に対する姿
勢の平行化を実行する。一方、ステップS2にて、Y軸
方向の力成分FyがX軸方向の力成分Fxよりも大きい
ことが検知されたときは、ステップS4へ移行して、Y
軸方向の力成分Fyがゼロとなるまで回転し、壁面に対
する姿勢の平行化を実行する。10 to 12 show a specific control procedure for traveling along the wall surface (9). First, FIG.
While performing the forward movement in step S1 of
At 2, it is judged whether or not the wall is touched based on the detection signals of the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13).
Here, when it is detected that the force component Fx in the X-axis direction is larger than the force component Fy in the Y-axis direction as a result of contact with the wall surface, the process proceeds to step S3 and the force component Fx in the X-axis direction.
Rotate until the value becomes zero, and perform the orthogonalization of the posture with respect to the wall surface. After that, the process proceeds to step S4, and the force is rotated until the force component Fy in the Y-axis direction becomes zero, and the posture is parallelized with respect to the wall surface. On the other hand, when it is detected in step S2 that the force component Fy in the Y-axis direction is larger than the force component Fx in the X-axis direction, the process proceeds to step S4 and Y
The rotation is performed until the axial force component Fy becomes zero, and the posture is parallelized with respect to the wall surface.
【0036】この結果、自走掃除ロボット(1)は、図8
(b)に示す如く両車輪(31)(32)の車軸が壁面(9)に対し
て直交する姿勢となり、その後、図10のステップS5
にて、壁に沿って前進する制御動作が実行される。壁に
沿って前進する制御動作においては、図11の如く、前
が壁に接触したかどうか(ステップS51)、右が壁に接
触したかどうか(ステップS52)、壁から離脱したかど
うか(ステップS53)、スタート地点に戻ったかどうか
(ステップS54)の判断が順次行なわれる。ステップS
51にて前が接触したと判断されたときは、図10のス
テップS4に戻って、姿勢の平行化を実行する。ステッ
プS52にて右が接触したと判断されたときは、後述す
る壁サーチ手続きへ移行する。又、ステップS53にて
壁から離脱したと判断されたときも、後述する壁サーチ
手続きへ移行する。そして、ステップS54にてノーと
判断されたときはステップS55に移行して、左側に一
定の接触状態が得られる様にモータ制御を続行する。そ
の後、ステップS54にてイエスと判断されたとき、手
続きを終了する。As a result, the self-propelled cleaning robot (1) is shown in FIG.
As shown in (b), the axles of both wheels (31) and (32) are in a posture orthogonal to the wall surface (9), and then step S5 in FIG.
At, the control operation of advancing along the wall is executed. In the control operation of advancing along the wall, as shown in FIG. 11, whether the front has come into contact with the wall (step S51), whether the right has come into contact with the wall (step S52), and has separated from the wall (step S52). S53), whether you have returned to the starting point
The determination of (step S54) is sequentially performed. Step S
If it is determined at 51 that the front has come into contact, the process returns to step S4 in FIG. 10 and the postures are parallelized. If it is determined in step S52 that the right side has contacted, the process proceeds to the wall search procedure described below. Also, when it is determined in step S53 that the player has left the wall, the process proceeds to the wall search procedure described later. Then, if it is determined NO in step S54, the process proceeds to step S55, and the motor control is continued so that a constant contact state is obtained on the left side. After that, when the answer is YES in step S54, the procedure ends.
【0037】壁サーチ手続きにおいては、図12のステ
ップS6にて、壁に接触したかどうかを判断し、ここで
イエスと判断されたときは、ステップS7及びステップ
S8にて、X軸方向の力成分FxとY軸方向の力成分F
yの大小比較を行なう。ステップS7にて、Fy>Fx
と判断されたときは、図10のステップS4に戻って姿
勢の平行化を実行する。ステップS8にて、Fx≧Fy
と判断されたときは、図10のステップS3に戻って姿
勢の直角化を実行する。一方、ステップS6にてノーと
判断されたときは、ステップS9に移行して、左右の車
輪を逆回転させることによって、反時計方向へ所定角度
だけ回転して、方向転換を行なう。その後、ステップS
10にて、左右の車輪を同一角度だけ回転させることに
よって、直線上を所定距離だけ前進する。その後、ステ
ップS6に戻って同じ手続きを繰り返す。In the wall search procedure, it is determined in step S6 of FIG. 12 whether or not the wall is touched. If the answer is YES, the force in the X-axis direction is determined in steps S7 and S8. Component Fx and force component F in the Y-axis direction
Perform a size comparison of y. In step S7, Fy> Fx
If it is determined that the posture is parallelized, the process returns to step S4 in FIG. In step S8, Fx ≧ Fy
If it is determined that the posture is orthogonalized, the process returns to step S3 of FIG. On the other hand, if it is determined NO in step S6, the process proceeds to step S9, in which the left and right wheels are rotated in the reverse direction so that the wheels are rotated counterclockwise by a predetermined angle to change the direction. After that, step S
At 10, the wheels on the left and right are rotated by the same angle to move forward on a straight line by a predetermined distance. Then, it returns to step S6 and repeats the same procedure.
【0038】上記制御手続きによれば、例えば図13に
示す如く壁面(9)に沿って走行する過程で、位置P1か
ら位置P2までは図11の手続きが実行されて、壁面
(9)に沿う前進が実現される。その後、図13の位置P
2から位置P3への走行によって、自走掃除ロボットは
壁面から離脱することになるが、図12の壁サーチ手続
きの実行によって、図13の位置P3から位置P4へ至
る円弧線に沿う走行が行なわれた後、再び、位置P4か
ら位置P5に向かって、壁面(9)に沿う前進移動が行な
われることなる。According to the above control procedure, for example, in the process of traveling along the wall surface (9) as shown in FIG. 13, the procedure of FIG. 11 is executed from the position P1 to the position P2, and the wall surface is executed.
Advancement along (9) is realized. After that, position P in FIG.
Although the self-propelled cleaning robot is detached from the wall surface by traveling from 2 to the position P3, the self-propelled cleaning robot travels along an arc line from the position P3 to the position P4 in FIG. 13 by executing the wall search procedure in FIG. Then, the forward movement along the wall surface (9) is performed again from the position P4 to the position P5.
【0039】自走掃除ロボットの円弧線に沿う走行にお
いては、図14に示す如く、一定位置で左右の車輪を所
定角度だけ逆回転させることによって、反時計方向へ所
定角度φだけ回転して方向転換を行なう動作と、左右の
車輪を同一角度だけ回転させることによって、直線上を
所定距離dだけ前進する動作とが、交互に繰り返され
て、近似的に円弧軌跡の走行が実現される。この様に、
円弧線に沿う走行においては、一定位置で方向転換を行
なった後に直線上を走行する動作が繰り返され、両車輪
(31)(32)の回転角度に差が与えられることはないので、
特に半径の小さな円弧線に沿う走行において内側の車輪
に辷りが発生することはない。この結果、両車輪(31)(3
2)の回転角度に基づいて走行距離を検出することによ
り、高い検出精度が得られる。When the self-propelled cleaning robot travels along the arc line, as shown in FIG. 14, the left and right wheels are reversely rotated by a predetermined angle at a constant position, thereby rotating counterclockwise by a predetermined angle φ. The operation of performing the changeover and the operation of moving the left and right wheels by the same angle to move forward on the straight line by the predetermined distance d are alternately repeated to approximately travel along the arc locus. Like this
When traveling along an arc line, the operation of traveling on a straight line after changing the direction at a fixed position is repeated.
Since there is no difference in the rotation angles of (31) and (32),
In particular, when traveling along an arc line having a small radius, no stumbling occurs on the inner wheels. As a result, both wheels (31) (3
High detection accuracy can be obtained by detecting the traveling distance based on the rotation angle of 2).
【0040】又、図15は、壁面(9)によって包囲され
た所定の掃除領域内を走行する際の他の走行経路例を表
わしており、自走掃除ロボットは、壁面(9)に沿って走
行しつつ、予め決められた距離、例えば一定距離を走行
する度に、壁面(9)に沿って拡がる小領域のマップを作
成し、該マップを塗りつぶすための走行経路を設定す
る。図示する例では、先ず、小領域(a−a−a−a)の
マップが作成され、該マップを塗りつぶすための走行経
路(→)が設定される。続いて、小領域(b−b−b
−b)のマップが作成され、該マップを塗りつぶすため
の走行経路(→)が設定される。次に、小領域(c−
c−c−c)のマップが作成され、該マップを塗りつぶ
すための走行経路(→)が設定される。最後に、小領
域(d−d−d−d)のマップが作成され、該マップを塗
りつぶすための走行経路(→)が設定される。尚、4
つの小領域は互いに一部が重複する様に設定される。Further, FIG. 15 shows another example of a traveling route when traveling in a predetermined cleaning area surrounded by the wall surface (9), and the self-propelled cleaning robot follows the wall surface (9). Each time a vehicle travels a predetermined distance, for example, a certain distance, while traveling, a map of a small area that extends along the wall surface (9) is created, and a traveling route for filling the map is set. In the illustrated example, first, a map of a small area (aa) is created, and a travel route (→) for filling the map is set. Then, a small area (b-b-b
The map of (b) is created, and the travel route (→) for filling the map is set. Next, a small area (c-
A map of cc-c) is created, and a travel route (→) for filling the map is set. Finally, a map of a small area (dd-dd) is created, and a travel route (→) for filling the map is set. 4
The two small areas are set so as to partially overlap each other.
【0041】この様に、所定の掃除領域を、一部が互い
に重なる複数の小領域に分割して、各小領域を単位とし
て、自走掃除ロボットの走行制御が行なわれるので、図
9に示す如く掃除領域全体を対象として走行経路を設定
する場合に比べて、自己位置認識の誤差の累積が少なく
なる。この結果、掃除領域全体を余すことなく走行させ
て、掃除を行なうことが可能となる。In this way, the predetermined cleaning area is divided into a plurality of small areas that partially overlap each other, and the traveling control of the self-propelled cleaning robot is performed in units of each small area. As compared to the case where the travel route is set for the entire cleaning area as described above, the accumulation of errors in self-position recognition is reduced. As a result, it becomes possible to run the entire cleaning area without leaving any space for cleaning.
【0042】上記本発明の自走掃除ロボット(1)によれ
ば、受圧円筒体(2)に配備したそれぞれ単一のX軸力セ
ンサー(12)及びY軸力センサー(13)によって全方位の障
害物を検知することが出来るので、構成が簡易である。
又、受圧円筒体(2)が壁面(9)と接触しながら進行する
過程で、X軸テーブル機構(5)はX軸方向に変位した状
態に維持され、受圧円筒体(2)は常に壁面(9)に圧接さ
れるので、受圧円筒体(2)が壁面(9)から離間すること
はなく、これによって、安定した変位量の測定が可能と
なる。更に又、受圧円筒体(2)が壁面(9)と激しく衝突
したとしても、スプリング(44)(54)が緩衝作用を発揮す
るので、衝撃力が緩和されて、機器の損傷が防止され
る。According to the self-propelled cleaning robot (1) of the present invention described above, a single X-axis force sensor (12) and a single Y-axis force sensor (13) provided on the pressure-receiving cylinder (2) can be used for all directions. Since an obstacle can be detected, the structure is simple.
In addition, the X-axis table mechanism (5) is maintained in a state of being displaced in the X-axis direction while the pressure receiving cylindrical body (2) is in contact with the wall surface (9), and the pressure receiving cylindrical body (2) is always on the wall surface. Since it is pressed against the wall surface (9), the pressure receiving cylindrical body (2) is not separated from the wall surface (9), which enables stable measurement of the displacement amount. Furthermore, even if the pressure receiving cylindrical body (2) collides violently with the wall surface (9), the springs (44) and (54) exert a cushioning effect, so that the impact force is relieved and damage to the device is prevented. .
【0043】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、力センサーは、スプリング
とリニアポテンショメータからなる構成に限らず、周知
の種々の構成を採用することが出来る。又、図7に示す
マイクロコンピュータ(11)には、前記X軸リニアポテン
ショメータ(50)及びY軸リニアポテンショメータ(40)に
よって検出される変位量を直接に入力して、該変位量に
基づいて、左車輪モータ(14)及び右車輪モータ(15)を制
御することも可能である。The configuration of each part of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, the force sensor is not limited to the configuration including the spring and the linear potentiometer, and various known configurations can be adopted. Further, a displacement amount detected by the X-axis linear potentiometer (50) and the Y-axis linear potentiometer (40) is directly input to the microcomputer (11) shown in FIG. 7, and based on the displacement amount, It is also possible to control the left wheel motor (14) and the right wheel motor (15).
【図1】本発明に係る自走掃除ロボットの外観を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a self-propelled cleaning robot according to the present invention.
【図2】自走掃除ロボットの裏面側の構成を表わす一部
破断斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the configuration on the back side of the self-propelled cleaning robot.
【図3】自走掃除ロボットの水平断面図である。FIG. 3 is a horizontal sectional view of a self-propelled cleaning robot.
【図4】自走掃除ロボットの内部構造を示す斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view showing an internal structure of a self-propelled cleaning robot.
【図5】自走掃除ロボットの機台背面側の具体的構成を
示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a specific configuration of the self-propelled cleaning robot on the back side of the machine base.
【図6】同上の具体的構成を示す裏面図である。FIG. 6 is a back view showing a specific configuration of the above.
【図7】自走掃除ロボットの機器構成を表わすブロック
図である。FIG. 7 is a block diagram showing a device configuration of a self-propelled cleaning robot.
【図8】壁面から受ける反力を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a reaction force received from a wall surface.
【図9】自走掃除ロボットが壁面の内側の領域を走行す
る経路を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a path along which a self-propelled cleaning robot travels in an area inside a wall surface.
【図10】自走掃除ロボットの走行制御手続きを表わす
フローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a traveling control procedure of the self-propelled cleaning robot.
【図11】壁に沿って前進するための制御手続きを表わ
すフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart representing a control procedure for advancing along a wall.
【図12】壁サーチのための制御手続きを表わすフロー
チャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure for wall search.
【図13】壁面に沿う走行経路の一例を表わす図であ
る。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a travel route along a wall surface.
【図14】円弧線に沿う走行における方向転換及び前進
の様子を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a state of direction change and forward movement in traveling along an arc line.
【図15】所定の掃除領域内を複数の小領域に分割しつ
つ各小領域内を走行する制御方式の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a control method in which a predetermined cleaning area is divided into a plurality of small areas and travels in each small area.
(1) 自走掃除ロボット (12) X軸力センサー (13) Y軸力センサー (2) 受圧円筒体 (3) 機台 (31) 左車輪 (32) 右車輪 (4) Y軸テーブル機構 (40) Y軸リニアポテンショメータ (41) Y軸テーブル (42) ガイド軸 (44) スプリング (5) X軸テーブル機構 (50) X軸リニアポテンショメータ (51) X軸テーブル (52) ガイド軸 (54) スプリング (7) 前方スイーパ部材 (72) 側方スイーパ部材 (74) 側方スイーパ部材 (76) ごみかきブレード (77) ごみかきブレード (8) 集塵装置 (80) 掃除機構 壁面 (1) Self-propelled cleaning robot (12) X-axis force sensor (13) Y-axis force sensor (2) Pressure receiving cylinder (3) Machine stand (31) Left wheel (32) Right wheel (4) Y-axis table mechanism (40) Y-axis linear potentiometer (41) Y-axis table (42) Guide shaft (44) Spring (5) X-axis table mechanism (50) X-axis linear potentiometer (51) X-axis table (52) Guide shaft (54) Spring (7) Front sweeper member (72) Side sweeper member (74) Side sweeper member (76) Garbage blade (77) Garbage blade (8) Dust collector (80) Cleaning mechanism Wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北條 三木夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 横谷 和展 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤田 悟朗 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 平澤 勇二 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 3B057 DA00 5H301 AA02 AA10 BB11 CC06 GG06 GG12 HH10 HH19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Mikio Hojo 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Kazu Yokotani 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Goro Fujita 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Yuji Hirasawa 2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Within Yo Denki Co., Ltd. F-term (reference) 3B057 DA00 5H301 AA02 AA10 BB11 CC06 GG06 GG12 HH10 HH19
Claims (15)
って自走するロボットにおいて、機台(3)上には、最外
周壁を形成する受圧円筒体(2)が支持され、該受圧円筒
体(2)に作用する力若しくは該作用力によって生じる変
位を検出し、該検出値に基づいて進行方向を制御するこ
とを特徴とする自走ロボット。1. In a robot which is self-propelled by the operation of a traveling mechanism provided on a machine base (3), a pressure receiving cylindrical body (2) forming an outermost peripheral wall is supported on the machine base (3), A self-propelled robot characterized by detecting a force acting on a pressure receiving cylindrical body (2) or a displacement caused by the acting force, and controlling a traveling direction based on the detected value.
って自走するロボットにおいて、機台(3)上には、最外
周壁を形成する受圧円筒体(2)が支持されると共に、該
受圧円筒体(2)には、その中心軸とは直交するX軸方向
及びY軸方向の作用力を検出するX軸力センサー(12)及
びY軸力センサー(13)が連繋し、両力センサー(12)(13)
の検出信号に基づいて進行方向が制御されることを特徴
とする自走ロボット。2. In a robot which is self-propelled by the operation of a traveling mechanism provided on the machine base (3), a pressure receiving cylindrical body (2) forming an outermost peripheral wall is supported on the machine base (3). An X-axis force sensor (12) and a Y-axis force sensor (13) for detecting the acting force in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to the central axis are connected to the pressure receiving cylindrical body (2), Double Force Sensor (12) (13)
A self-propelled robot whose traveling direction is controlled based on a detection signal of the robot.
及びY軸テーブル機構(4)を介して、前記受圧円筒体
(2)が支持され、X軸テーブル機構(5)及びY軸テーブ
ル機構(4)には、X軸方向及びY軸方向の変位に弾性反
発力を及ぼす弾性手段と、X軸方向及びY軸方向の変位
量を検出する変位量検出手段とが連繋し、弾性手段と変
位量検出手段によって、前記X軸力センサー(12)及びY
軸力センサー(13)が構成されている請求項2に記載の自
走ロボット。3. An X-axis table mechanism (5) on the machine base (3).
And the pressure-receiving cylinder through the Y-axis table mechanism (4).
(2) is supported, and the X-axis table mechanism (5) and the Y-axis table mechanism (4) include elastic means for exerting an elastic repulsive force on the displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction. The displacement amount detecting means for detecting the displacement amount in the direction is linked, and the X-axis force sensor (12) and Y
The self-propelled robot according to claim 2, wherein an axial force sensor (13) is configured.
(13)によって検出されるX軸方向の力とY軸方向の力の
合力方向とは直交する方向へ進行する様、走行機構の動
作が制御される請求項2又は請求項3に記載の自走ロボ
ット。4. An X-axis force sensor (12) and a Y-axis force sensor
4. The operation according to claim 2 or 3, wherein the operation of the traveling mechanism is controlled so as to proceed in a direction orthogonal to the resultant direction of the X-axis direction force and the Y-axis direction force detected by (13). Running robot.
転可能に支持されている請求項2乃至請求項4の何れか
に記載の自走ロボット。5. The self-propelled robot according to claim 2, wherein the pressure receiving cylindrical body (2) is rotatably supported around its central axis.
集塵装置(8)が搭載されている請求項2乃至請求項5の
何れかに記載の自走ロボット。6. The self-propelled robot according to claim 2, wherein the machine base (3) is equipped with a dust collector (8) for sucking dust on the floor surface.
よりも外側へ臨出可能な掃除機構(80)が搭載されている
請求項2乃至請求項6の何れかに記載の自走ロボット。7. The cleaning mechanism (80) capable of being exposed to the outside of the outer peripheral surface of the pressure receiving cylindrical body (2) is mounted on the machine base (3). Self-propelled robot described in.
れる左右一対の車輪(31)(32)を具え、該走行機構には、
両車輪の回転角度に基づいて走行距離を検出する手段が
連繋している請求項2乃至請求項7の何れかに記載の自
走ロボット。8. The traveling mechanism comprises a pair of left and right wheels (31) (32) which are independently driven to rotate, and the traveling mechanism comprises:
The self-propelled robot according to any one of claims 2 to 7, wherein means for detecting a travel distance based on a rotation angle of both wheels are linked.
にごみが付着することを防止するための1或いは複数の
スイーパ部材(7)(72)(74)が配備されている請求項8に
記載の自走ロボット。9. The traveling mechanism is provided with one or more sweeper members (7) (72) (74) for preventing dust from adhering to the ground contact surfaces of both wheels (31) (32). The self-propelled robot according to claim 8.
各車輪の近傍位置に、車輪を包囲して配置されている請
求項9に記載の自走ロボット。10. The one or more sweeper members are:
The self-propelled robot according to claim 9, wherein the self-propelled robot is arranged in the vicinity of each wheel so as to surround the wheel.
面に付着したごみをかき落とすための複数のごみかきブ
レード(76)(77)が配備されている請求項8乃至請求項1
0の何れかに記載の自走ロボット。11. The traveling mechanism is provided with a plurality of dust scraping blades (76) (77) for scraping off dust adhering to the ground contact surfaces of both wheels (31) (32). Claim 1
The self-propelled robot according to any one of 0.
て直線上を走行する動作と、両車輪(31)(32)を逆方向に
回転させて方向転換を行なう動作とを交互に繰り返すこ
とによって、円弧線に沿う走行を実現する請求項8乃至
請求項11の何れかに記載の自走ロボット。12. An operation of rotating both wheels (31) (32) in the same direction to travel on a straight line and an operation of rotating both wheels (31) (32) in opposite directions to change the direction. The self-propelled robot according to any one of claims 8 to 11, which realizes traveling along an arc line by being alternately repeated.
ー(13)の検出信号に基づいて壁面(9)に沿う走行経路を
進行した後、走行経路を徐々に内側に設定しつつ進行す
る様、自走機構の動作が制御される請求項2乃至請求項
12の何れかに記載の自走ロボット。13. After traveling along a wall surface (9) based on the detection signals of the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13), the traveling path is gradually set to the inside. The self-propelled robot according to any one of claims 2 to 12, wherein the operation of the self-propelled mechanism is controlled as described above.
とにより、壁面(9)によって包囲された領域のマップを
作成し、該マップを塗りつぶしながら走行経路を徐々に
内側に設定する制御手段を具えている請求項13に記載
の自走ロボット。14. A control means for creating a map of an area surrounded by the wall surface (9) by advancing the travel path along the wall surface (9) and gradually setting the travel path inside while filling the map. The self-propelled robot according to claim 13, further comprising:
域内を走行する過程において、X軸力センサー(12)及び
Y軸力センサー(13)の検出信号に基づいて壁面(9)に沿
う走行経路を進行しつつ、予め決められた距離を走行す
る度に、壁面(9)に沿って拡がる小領域のマップを作成
し、該マップを塗りつぶすための走行経路を設定する制
御手段を具えている請求項2乃至請求項12の何れかに
記載の自走ロボット。15. In the process of traveling in a predetermined area surrounded by the wall surface (9), it follows the wall surface (9) based on the detection signals of the X-axis force sensor (12) and the Y-axis force sensor (13). Each time a vehicle travels a predetermined distance while traveling on a traveling route, a map of a small area that extends along the wall surface (9) is created, and a control means for setting a traveling route for filling the map is provided. The self-propelled robot according to any one of claims 2 to 12.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001340059A JP2003114719A (en) | 2001-08-03 | 2001-11-05 | Mobile robot |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-236221 | 2001-08-03 | ||
JP2001236221 | 2001-08-03 | ||
JP2001340059A JP2003114719A (en) | 2001-08-03 | 2001-11-05 | Mobile robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003114719A true JP2003114719A (en) | 2003-04-18 |
Family
ID=26619909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001340059A Pending JP2003114719A (en) | 2001-08-03 | 2001-11-05 | Mobile robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003114719A (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7827654B2 (en) | 2004-07-29 | 2010-11-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Self-traveling cleaner |
JP2012106080A (en) * | 2012-03-02 | 2012-06-07 | Irobot Corp | Cleaning device equipped with debris sensor |
JP2013075175A (en) * | 2012-12-04 | 2013-04-25 | Sharp Corp | Cleaning robot |
US8598829B2 (en) | 2004-01-28 | 2013-12-03 | Irobot Corporation | Debris sensor for cleaning apparatus |
JP2014030772A (en) * | 2013-11-21 | 2014-02-20 | Irobot Corp | Cleaning apparatus with debris sensor |
JP2017012907A (en) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | シャープ株式会社 | Cleaning robot |
JP2017131692A (en) * | 2017-03-29 | 2017-08-03 | 日立アプライアンス株式会社 | Autonomous travel type cleaner |
WO2017195510A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | ヤンマー株式会社 | Autonomous travel route generating system |
KR20190134714A (en) * | 2017-04-11 | 2019-12-04 | 아미크로 세미컨덕터 씨오., 엘티디. | Robot Motion Control Method Based on Map Prediction |
JP2019217200A (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Autonomous-type vacuum cleaner |
JP2020141912A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Vacuum cleaner |
CN114136256A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 江苏旭美特环保科技有限公司 | Bury formula stroke sensor structure of unmanned machine of sweeping floor of intelligence |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001340059A patent/JP2003114719A/en active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9144361B2 (en) | 2000-04-04 | 2015-09-29 | Irobot Corporation | Debris sensor for cleaning apparatus |
US8598829B2 (en) | 2004-01-28 | 2013-12-03 | Irobot Corporation | Debris sensor for cleaning apparatus |
US7827654B2 (en) | 2004-07-29 | 2010-11-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Self-traveling cleaner |
JP2012106080A (en) * | 2012-03-02 | 2012-06-07 | Irobot Corp | Cleaning device equipped with debris sensor |
JP2013075175A (en) * | 2012-12-04 | 2013-04-25 | Sharp Corp | Cleaning robot |
JP2014030772A (en) * | 2013-11-21 | 2014-02-20 | Irobot Corp | Cleaning apparatus with debris sensor |
WO2017195510A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | ヤンマー株式会社 | Autonomous travel route generating system |
JP2017012907A (en) * | 2016-10-26 | 2017-01-19 | シャープ株式会社 | Cleaning robot |
JP2017131692A (en) * | 2017-03-29 | 2017-08-03 | 日立アプライアンス株式会社 | Autonomous travel type cleaner |
KR20190134714A (en) * | 2017-04-11 | 2019-12-04 | 아미크로 세미컨덕터 씨오., 엘티디. | Robot Motion Control Method Based on Map Prediction |
KR102260529B1 (en) * | 2017-04-11 | 2021-06-03 | 아미크로 세미컨덕터 씨오., 엘티디. | Robot motion control method based on map prediction |
US11144064B2 (en) | 2017-04-11 | 2021-10-12 | Amicro Semiconductor Co., Ltd. | Method for controlling motion of robot based on map prediction |
JP2019217200A (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Autonomous-type vacuum cleaner |
JP7123656B2 (en) | 2018-06-22 | 2022-08-23 | 東芝ライフスタイル株式会社 | autonomous vacuum cleaner |
JP2020141912A (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Vacuum cleaner |
JP7264671B2 (en) | 2019-03-07 | 2023-04-25 | 東芝ライフスタイル株式会社 | vacuum cleaner |
CN114136256A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 江苏旭美特环保科技有限公司 | Bury formula stroke sensor structure of unmanned machine of sweeping floor of intelligence |
CN114136256B (en) * | 2021-11-30 | 2023-08-11 | 江苏旭美特环保科技有限公司 | Bury formula travel sensor structure of unmanned machine of sweeping floor of intelligence |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7427573B2 (en) | Device and method for semi-automatic cleaning of surfaces | |
TWI293555B (en) | Omni-directional robot cleaner | |
JP3892462B2 (en) | Window cleaning equipment | |
JP2003114719A (en) | Mobile robot | |
KR101322970B1 (en) | Robotic cleaning device | |
CN101926631B (en) | Robot cleaner and method of its travel control | |
JP2003310509A (en) | Mobile cleaner | |
CN110087521A (en) | Robot cleaner and its control method | |
JP2004123040A (en) | Omnidirectional moving vehicle | |
JPH0732751B2 (en) | Self-propelled vacuum cleaner | |
KR20030046325A (en) | Self-running cleaning apparatus and self-running cleaning method | |
WO2016056226A1 (en) | Autonomous travel-type cleaner | |
JP2017213009A (en) | Autonomous travel type cleaner | |
CN115175599B (en) | Mobile cleaning robot hardware recommendation | |
EP3595502A1 (en) | Estimating wheel slip of a robotic cleaning device | |
JPWO2019087378A1 (en) | Self-propelled vacuum cleaner | |
JP2006020936A (en) | Self-traveling vacuum cleaner and suspension structure | |
JPH09265319A (en) | Autonomously traveling vehicle | |
JP2004310385A (en) | Self-propelled cleaning device and self-propelled cleaning method | |
TWI752596B (en) | Robot cleaner | |
JP3752251B2 (en) | Self-propelled mobile vehicle | |
JP3632618B2 (en) | Mobile work robot | |
JP2005346477A (en) | Autonomous travelling body | |
JP3319107B2 (en) | Mobile work robot | |
JP2017065565A (en) | Traveling device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |