JPH06153320A

JPH06153320A - 移動作業ロボット

Info

Publication number: JPH06153320A
Application number: JP4298330A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takagi; 祥史高木; Yasumichi Kobayashi; 保道小林; Hidetaka Yabuuchi; 秀隆薮内; Osamu Eguchi; 修江口; Hirofumi Inui; 弘文乾; Mitsuyasu Ogawa; 光康小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-09
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、清掃等の作業機能と移動機能を備
え、床面清掃、床面仕上等を自動的に行い、電源に蓄電
池を用いる移動作業ロボットにおいて、蓄電池の出し入
れを容易に行うことができる構成を提供することを目的
としている。【構成】本体１を移動させる駆動手段および操舵手段
と、これらを制御し本体の走行制御を行う走行制御手段
２１と、清掃等の作業を行う作業手段と、前記各手段の
電源としての蓄電池２９とを備え、前記蓄電池の設置位
置付近に下が支点の縦開きの扉５を設けた移動作業ロボ
ットとするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動床面掃除機・自動
床面仕上げ装置等のように自動的に作業を行う移動作業
ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業機器に走行駆動装置・センサ
類および走行制御手段等を付加して、自動的に作業を行
う各種の移動作業ロボットが開発されている。従来の移
動作業ロボットとして、例えば自走式掃除機は、電源と
して充電式の蓄電池を使用し、走行・操舵手段と測距手
段によって清掃場所の周囲の壁等に沿って移動しつつ、
位置認識手段によって清掃区域を認識し、その清掃区域
内を移動して清掃区域全体を清掃するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の従来の
移動作業ロボットでは、仮に蓄電池が充電式であり、し
かも本体内に据えたままで充電できる手段があっても、
充電時間を待たずに作業を継続する場合や、蓄電池のサ
イクル寿命、あるいは蓄電池およびその周辺のメインテ
ナンス等の時には、蓄電池の出し入れの作業が必要とな
る。この作業を実行するためには、本体ボディを取りは
ずす必要がある。このとき、移動作業ロボットに用いる
蓄電池は重量が大きいため、この出し入れの作業は高負
荷なものとなる。このとき、蓄電池が床面に落下すれば
作業者の怪我や蓄電池の破損等の点で危険である。さら
には、この蓄電池周辺の電源回路には大きな電流が流れ
るので、電源スイッチを切らずに電源周辺のメインテナ
ンス等の作業を行った場合、作業のミスや不注意で短絡
等の事故が起こる危険性がある。

【０００４】本発明は、上記従来の構成が有していた課
題を解決しようとするものであって、蓄電池の出し入れ
の作業を、本体ボディを取りはずすことなく行える移動
作業ロボットを提供することを第一の目的としている。

【０００５】また、蓄電池の出し入れの作業時に、蓄電
池の床面への落下を防止できる移動作業ロボットを提供
することを第二の目的としている。

【０００６】また、蓄電池の出し入れの作業を軽負荷で
行える移動作業ロボットを提供することを第三の目的と
している。

【０００７】さらに、電源周辺の短絡等の事故を防止す
ることができる移動作業ロボットを提供することを第四
の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動手段
および操舵手段と、これらを制御し本体の走行制御を行
う走行制御手段と、清掃等の作業を行う作業手段と、前
記各手段の電源としての蓄電池とを備え、前記蓄電池の
設置位置付近に下部が支点の縦開きの扉を設けた移動作
業ロボットとするものである。

【０００９】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、本発明の第一の手段の構成に加え、扉外面に
扉の開放時にこれを支持する支柱を設けた移動作業ロボ
ットとするものである。

【００１０】第三の目的を達成するための本発明の第三
の手段は、本発明の第一の手段または第二の手段の構成
に加えて、蓄電池を載せる載せ台を有する移動作業ロボ
ットとするものである。

【００１１】また第四の目的を達成するための本発明の
第四の手段は、本発明の第一、第二または第三の手段の
構成に加え、扉が開くとこれを検出する扉開放検知手段
を有する移動作業ロボットとするものである。

【００１２】

【作用】本発明の第一の手段は、本体ボディを取りはず
すことなく、扉を開けてここから蓄電池を出し入れする
ことができるものである。

【００１３】本発明の第二の手段は、扉を開放した時、
支柱により支持され扉が蓄電池の受け台として作用する
ものである。こうして使用者は、蓄電池が床面へ落下す
ることを防止できるものである。

【００１４】本発明の第三の手段は、本体内に収容した
載せ台を使用して、蓄電池の出し入れを行うもので、蓄
電池の出し入れを軽負荷作業で行えるものである。

【００１５】また本発明の第四の手段は、扉開放検知手
段が扉の開放を検出し、このとき蓄電池から各手段への
電力供給を切断するように作用するもので、短絡等の事
故を防止できるものである。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第一の手段の実施例である
自走式掃除機の全体構成を図１・図２に基づいて説明す
る。１は自走式掃除機の本体、２Ｌ・２Ｒはそれぞれ本
体１の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モータ３Ｌ・３
Ｒで左右独立に駆動される。４は本体１の前方に回転自
在に取り付けた従輪である。以上、駆動輪２Ｌ・２Ｒ、
駆動モータ３Ｌ・３Ｒ、従輪４は本体１を移動させる駆
動手段と操舵手段を構成している。また３Ｌ’・３Ｒ’
はそれぞれ駆動モータ３Ｌ・３Ｒに接続されたロータリ
エンコーダ等からなる回転検出器で、移動距離計測手段
を構成しており、駆動モータ３Ｌ・３Ｒの軸回転数を検
出している。５は本体後面に設けた扉で、下部を支点に
縦開きになっている。６は扉５に設けた支柱である。８
は伸縮ハンドルであり、自動清掃時には図の状態である
が、本体１を手動で移動させる時は、本体１の後方へ斜
め上方に引き延ばすことができる（図示せず）。１１は
本体１の周囲に取り付けられた弾性材からなる緩衝体
で、本体１が障害物に衝突したときの衝撃を和らげる。
１２は本体１の側部から前部にかけて本体１より突出す
る接触検知手段で、本体前方や側方の壁面等や、床面か
らの突起物、段差等の障害物の接触を検出できる。１３
は本体１の左右後ろ角に設けた可動体で、障害物等に接
触すると本体１の内側に押し込まれて接触を検知でき
る。１４は電動送風機、１５は集塵室、１６・１７はそ
の内部に設けたフィルターである。１８は本体１の底部
後方に設けた床ノズルで、接続パイプ１９を介して集塵
室１５と接続している。２０はブラシで、回転板の周囲
に植毛され、本体１に設けたモータによって床面とほぼ
平行に本体１の内側方向に回転駆動されて、床面上のご
みを掃くようになっている。以上、電動送風機１４・集
塵室１５・フィルタ１６・１７・床ノズル１８・接続パ
イプ１９・ブラシ２０は、清掃手段を構成している。

【００１７】２１は後述の測距手段２２、方向計測手段
２３および誘導信号受信手段２６からの情報に基づいて
駆動モータ３Ｌ・３Ｒを制御し、本体１の走行制御を行
なう走行制御手段である。測距手段２２は本体１１の前
方・左右側方にある物体までの距離を測定するもので、
本体１の周囲に設けた超音波センサから構成されてい
る。方向計測手段２３は本体１の方向を計測するもの
で、本実施例ではレートジャイロおよびこの出力を積分
する積分器などから成っている。２５は受電力手段で、
全体に電力を供給する蓄電池２９の充電時に充電器（本
体１とは別であり図示せず）からの電力を受け取って、
これを蓄電池２９に供給するように作用する。受電力手
段２５は、扉５に取り付けた裏板５’によって保護され
ている。２６は誘導信号受信手段で、発信器（本体１と
は別であり図示せず）からの誘導信号を受信する。また
２７は操作部２８に設けた操作ボタンである。

【００１８】次に図３〜図５に基づいて本体後面に設け
た扉５の構成について説明する。扉５は蓄電池２９の設
置位置付近に設けられ下部が支点の縦開きとなってい
る。すなわち扉５の下部の左右２カ所にア−ム３４が固
定されており、このアーム３４を介して本体１に固定さ
れた扉回転軸３５に取り付けている。ア−ム３４は、扉
回転軸３５の回りに回動自在となっている。

【００１９】以下本実施例の扉５の作用について説明す
る。扉５は扉回転軸３５を支点として、図３に示してい
る閉じた状態から、図４の矢印の方向に動いて開いた状
態となる。扉５をこのように構成しているため、使用者
は本体１のボディを取りはずさなくても、扉５を開放す
ることによって、蓄電池２９の出し入れを行うことがで
きるものである。また本実施例では、扉５は下部が支点
の縦開き構成となっている。このため、電池の出し入れ
の作業中に不用意に扉５が閉まる可能性がなく、簡単な
構成で安全を確保できるものである。つまり、扉５の構
成が縦開きで上が支点であったり、横開き（観音開き含
む）であったとすると、電池の出し入れの作業中に不用
意に扉が閉まる可能性があり、これを防ぐ構成が別途必
要になるものである。

【００２０】なお、当然のことながら、アーム３４の形
状、取付位置・個数は任意でよい。また、アーム３４を
介さず、扉５を回動自在に扉回転軸３５に直接取付けた
構成としても前記同様の動作が得られるものである。こ
のような構成とすれば、アーム３４をなくすことがで
き、部品点数を少なくできるものである。

【００２１】（実施例２）次に本発明の第二の手段の実
施例について図３、図４、図６、図７に基づいて説明す
る。なお本実施例の全体構成は、前記実施例１に示した
ものと共通である。扉５の下部支点と反対側に設けた支
柱６であり、扉５の外面に固定した支柱軸３１に回動自
在に取り付けており、扉５の開放時には自動的に回動し
て扉を水平状態に支持するものである。この支柱６と支
柱軸３１は扉５の左右に用意されている。また支柱６の
回動範囲はＳ面によって規制される。

【００２２】以下本実施例の動作を説明する。まず、扉
５が閉じた状態では図３、図７に示しているように、支
柱６は扉５の外面に平行に接する状態で保持されてい
る。使用者が扉５を開放した時には、図４に示している
ように、支柱６を支柱軸３１を支点として回動させ、扉
５に対してほぼ直立した突起状とすることができる。こ
のとき支柱６の回動量は、Ｓ面によって規制されており
これ以上回動しない。この状態で支柱６の先端を接地す
れば、これを脚として扉５がテーブル状となって、蓄電
池２９の受け台として利用できる。すなわち蓄電池２９
を、扉５の上に載せながら出し入れの作業を行えば、重
量の重い蓄電池２９を床面に落とすという危険がなくな
って、作業者が怪我をしたり蓄電池２９が破損したりす
ることを防止できる。また、扉５が閉じた状態では支柱
６は不要となるので、扉５の外面に沿わせた状態で収納
する。

【００２３】なお、支柱６が扉５の開放時に支柱の役割
を果たせば、その取り付け位置、個数、扉５をテーブル
として使用しないときの保持形態については、任意であ
ることは言うまでもない。

【００２４】（実施例３）次に本発明の第三の手段の実
施例について図３〜図５に基づいて説明する。全体構成
については実施例１と同様であり、以下の説明を省略す
る。蓄電池２９は載せ台２４上に載っており、載せ台２
４は取っ手３２と四隅にローラ３３を備えて移動自在と
なっているものである。載せ台２４は本体１とは独立し
ている。また載せ台２４を本体１内に収納した時には、
本体１に取り付けられているストッパー３９によりロー
ラ３３が動かないように位置規制されている。

【００２５】以上の構成によって、蓄電池２９を載せ台
２４に載せ、ストッパー３９の位置規制に打ち勝つ力で
取っ手３２を押したり引いたりすることによって、ロー
ラ３３が転がって載せ台２４は蓄電池２９を載せた状態
で移動することができる。よって、本体１からの蓄電池
２９の出し入れの作業を軽負荷で行えるものである。

【００２６】なお、前記の実施例２と組み合わせてもよ
く、このとき扉５の内面にレール等のローラ３３をガイ
ドする構成があると、載せ台２４の押し引き動作が安定
し、さらに作業性が向上するものである。

【００２７】（実施例４）以下本発明の第四の手段の実
施例について図３、図４、図８に基づいて説明する。本
体１に取り付けた扉５の開放を検知する扉開放検知手段
３６の上部ボタン３７は上向きに付勢されており、下向
きに押すことにより電気的導通が得られる。扉開放検知
手段３６は、上部ボタン３７が扉５とともに扉回転軸３
５を支点として回動するアーム３４の位置を検出するこ
とによって、扉５の開放を検知するようになっている。
つまり、図８に示している電気回路において、蓄電池２
９が構成している電源と電源スイッチ３８に直列に接続
されている。

【００２８】以上の構成によって、扉開放検出手段３６
は扉５がある程度開くと、本体１の各回路への電力供給
を切断するように作用するものである。つまり扉５が閉
じている状態では、上部ボタン３７がアーム３４によっ
て押されており、電気的に導通が保たれている。次に扉
５がある程度開くと、アーム３４の位置が扉開放検知手
段３６に対して相対的に移動して、上部ボタン３７から
離れ、図３、図４に点線として示しているように上部ボ
タン３７は付勢力によって上向きに戻るものである。つ
まり、電気的導通が切断されるわけである。

【００２９】以上のように本実施例によれば、蓄電池２
９の出し入れや、大きな電流が流れる蓄電池周辺のメイ
ンテナンス等の作業時に、電源スイッチ３８を切り忘れ
ても、作業のミスや不注意による短絡等の事故を防ぐこ
とができる。なお、当然のことながら、実施例２、３の
構成と組み合わすこともできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の第一の手段によれば、本体を移
動させる駆動手段および操舵手段と、これらを制御し本
体の走行制御を行う走行制御手段と、清掃等の作業を行
う作業手段と、前記各手段の電源としての蓄電池とを備
え、前記蓄電池の設置位置付近に下部が支点の縦開きの
扉を設けた構成として、本体ボディを取りはずさなくて
も扉を開けてここから蓄電池の出し入れが容易にできる
移動作業ロボットとすることができるものである。

【００３１】また本発明の第二の手段によれば、本発明
の第一の手段に加えて、扉外面に支柱を設けた構成とし
て、扉を開放した時、支柱の先端を接地させると扉が蓄
電池の受け台として作用できるため、蓄電池の床面への
落下を防げ、作業者の怪我や蓄電池の破損を防止できる
移動作業ロボットとすることができるものである。

【００３２】また本発明の第三の手段によれば、本発明
の第一の手段に加えて、蓄電池を載せる載せ台を有する
構成として、蓄電池を載せ台に載せて動かせば蓄電池の
出し入れの作業を軽負荷で行うことができる移動作業ロ
ボットとすることができるものである。

【００３３】さらに本発明の第四の手段によれば、本発
明の第一の手段に加えて、扉が開くとこれを検出する扉
開放検知手段を有する構成として、扉を開けたときに自
動的に電源から各手段への電力供給を停止でき、蓄電池
の出し入れや蓄電池周辺の電源回路のメインテナンス等
の作業時に、電源スイッチの切り忘れによる短絡等の事
故を防止することができる移動作業ロボットとすること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である移動作業ロボットの縦断
面図

【図２】同移動作業ロボットの後ろ正面図

【図３】同移動作業ロボットの扉、および蓄電池の載せ
台部分の断面図

【図４】同移動作業ロボットの扉、および蓄電池の載せ
台部分の動作説明を示す断面図

【図５】同移動作業ロボットの蓄電池の載せ台を示す正
面図

【図６】同移動作業ロボットの扉を支持する支柱を示す
正面図

【図７】同移動作業ロボットの扉を支持する支柱を示す
側面図

【図８】同移動作業ロボットの扉開放検知手段について
の回路図

【符号の説明】

１本体２駆動輪３駆動モータ４従輪５扉６支柱２１走行制御手段２４載せ台２９蓄電池３６扉開放検知手段

フロントページの続き (72)発明者江口修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)発明者乾弘文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)発明者小川光康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる駆動手段および操舵手
段と、これらを制御し本体の走行制御を行う走行制御手
段と、清掃等の作業を行う作業手段と、前記各手段の電
源としての蓄電池とを備え、前記蓄電池の設置位置付近
に下部が支点の縦開きの扉を設けた移動作業ロボット。
【請求項２】扉外面に扉開放時に扉を支持する支柱を
設けた請求項１記載の移動作業ロボット。
【請求項３】蓄電池を移動自在の載せ台に設置した請
求項１または２記載の移動作業ロボット。
【請求項４】扉の開放を検出する扉開放検知手段を有
する請求項１、２または３記載の移動作業ロボット。