JPS62247702A - 移動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

（ロ）従来の技術 従来の自走式作業ロボットとしては、特開昭５９一２０
１１１公報に開示きれているように、ロボット本体の移
行手段（たとえばモータ〉を搭載電池にて駆動して自走
させ、又この搭載電池にてロボット本体に設けた作業手
段を作動させるものが知られている。

しかし、この従来装置においては、移行手段及び作業手
段を搭載電池にて駆動ジーるため、大容量の電池を必要
とし、ロボット本体が大型になる欠点がある。

一方、作業手段を、作業場に設けた給電手段からコード
を介しての給電により作動きせるものとして、家庭用の
電気クリーナが広く知られている。

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

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

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

本発明はかかる要望を満足する移動車の提供を目的とす
る。

く二）問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため、本発明による移動車は、
移動車本体の移行手段を、作業場に設けた給電手段から
コードを介しての給電により駆動させる移動車であって
、給電手段から離間した移動車本体の位置の認識手段と
、この認識手段の出力に基づいてコードの長さを調整す
るコード調整手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

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

また、給電手段の設置位置から離間した移動車本体の位
置を、位置の認識手段により認識シ１、この認識出力に
基つき、移動車本体のコード調整手段により、引き出さ
れるコードの長さが調整されるので、コードの長さが適
正値となり、移動車本体の移動に際して、＝１−ドが邪
魔になることもなく、またその移、動範囲がコー１°に
より制限されることもない。

（へ）　実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

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

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

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

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

コード調整手段５は、作業場の壁面６等に設けられ、商
用′Ｗｌ源に接続された給電手段７、たとえば給電コン
セントに連結される受電手段５ａ、たとえば受電ブラダ
と、受電手段５ａに接続されたコード５ｂと、リール機
構５０と、このリール機構に巻装されたコード５ｂの送
り出し及び巻取りを行う駆動装置５ｄと、受電手段５ａ
と給電手段７の連結状態を保持するロック手段５ｃとを
有する。受電手段５ａは移動車本体１が給電手段７に近
づくことにより、給電手段７に連結され、ロック手段５
ｅにてその連結状態が保持きれる。尚、このロック手段
は給電手段７を設けた壁面６に設けてもよい。

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

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

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

探索センサー１１は給電手段７への誘導信号を検出する
ものであり、誘導信号としては、給電手段７の近傍位置
から放射される電波、光等であってもよく、床面に設け
た光反射テーブルからの反射光、あるいは床面に配設し
た電磁誘導給からの磁界であってもよい。

１２は移動車本体に設けられた指令手段にして、手動指
令部と自動指令部を有し、いずれかの指令部からの指令
により、認識手段１０及び作動回路手段８が作動する。

手動指令部は電池３の充電開始時点、あるいは作業手段
の作業開始時点、作業範囲、作業順序等を手動にて入力
して、その入力に基づいて指令信号及び自動指令部の記
憶のための信号を出力するものである。また、自動指令
部は予め記憶されたデータに基づいて自動的に認識手段
ｌＯ及び作動回路手段８を作動させるものである。

以上の構成において、指令手段１２からの指令に基づい
て、作業手段４が作業を開始するに際して、探索センサ
ー１１が給電手段７への誘導信号を検出し−Ｃ１移動車
本体１を給電手段７に近接するように認識手段１０は移
行手段２を制御する。すなわち、電池３を電源として移
行手段２の第１モータ２ｂを駆動する。この移行手段２
の作動により、移動車本体１が給電手段７に対し所定位
置に近接すると、受電手段５ａが給電手段７に連結され
、この連結状態をロック手段５ｅが保持する。このロッ
ク手段は機械的なものでもよく、電気的なものでもよい
。実施例では電磁プランジ〜−からなり、受電手段５ａ
が給電手段７に連結されると、その給電手段からの電力
にてプランジャーが給電手段７の掛止部に掛止されて、
受電手段５ａと給電手段７の連結状態を保持する。

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

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

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

かくして、コード５ｂを巻き取りながら移動車本体１が
給電手段７に所定状態に近接すると、０・ンク手段５ｅ
の作動状態が解除され移動車本体１の移動により、受電
手段５ａが給電手段７から分離される。

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

次に、給電手段７から離間した移動車本体１の位置の認
識を、第３図に基づいて説明する。この図面は移行手段
２、認識手段１０及びコード調整手段５の関係図である
。

この図面において、一対の第１のモータ２ｂＲ。

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

いま、移動車本体１が速度ＶでＸ方向に直進した場合を
考えると、１パルス当りの車輪の移動距離をＤ３単位時
間ｒの間に左右のパルスエン−１−ダが発生するパルス
数をＮとすると、車輪２ａの進行距離△Ｌは、 ΔＬ−ＤＮ つまり、移動車本体１の移動距離も△Ｌ−ＤＮである。

また、進行速度Ｖは、Ｖ−△Ｌ／ｌで表わされる。

したがって、時ＩＡ（ｎ　　１）ｒの位置が（Ｘｎ−ｔ
。

Ｙ　ｎ−１＞であった移動車本体１の時刻ｎｒにおける
位置（Ｘｎ、Ｙｎ）は、 Ｘｎ＝Ｘｎ−＋十△Ｌ　、　Ｙｎ　−Ｙｎ−＋　　−（
１）となる。

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

２ｃＬが発生するパルス数をＮＬ、ＮＲ，１パルス当り
の左右の車輪２ａ、２ａの移動距離をＤＬ　、　ＤＲと
すると、その車輪の単位時間Ｃの進行距離ΔＬＬ、ΔＬ
Ｒは、 ΔＬＬ−ＤＬ　Ｎ、、　　　ΔＬ、Ｒ＝ＤＲＮＲとなる
。したかっ・て、移動車本体１の一対の車輪２ａ、２ａ
の中点の移動距離ΔＬは、ＶはＶ＝ΔＬ／ｒとなる。ま
た、このときの旋回半径をｒ、一対の車輪２ａ、２ａの
間隔をＴ、方位変化量を△Ｏとすると、 ＡＬＬ　−（ｒ　＋−）八〇。

ΔＬＲ＝（ｒ−−）八〇 る。

したがって、時刻（ｎ　−１）ｒには位置（Ｘｎ−＋。

Ｙ　ｎ　−＋　）、進行方位ｏｎ−１であった移動車本
体工の時刻ｎ【における位置（Ｘｎ、Ｙｎ）と進行方位
０口は、近似的に Ｘｎ＝Ｘｎ−＋　　十Δ　Ｌｓｉｎ（＋９ｎ−＋　　＋
△　θ／　２　）Ｙｎ＝Ｙｎ−＋＋△Ｌｃｏｓ（ｏｎ−
１＋八〇／　２　）　　・・−（２）Ｏｎ−Ｏｎ−＋十
へ〇 となる。

以上の結果から、３２識手段ｌＯに設けたカウンター０
ａで単位時間Ｃ当りのパルスエンコーダ２ｃＲ。

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

移動車本体１から給電手段７までの距離の変位量りは、 ｔ、＝、ρ「７７丁■コ１−　　Ｘｎ−１＋　　ｎ−＋
コード５ｂの長さの変化量Ｌ１はコード長の余裕時の定
数をａとするとき、 Ｌ１＝ａ（＆Ｘｎ２＋Ｙｎ　　−ＪＸｎ−＋　　＋Ｙｎ
−＋　　）ｇＬ である。この変化量り及びＬｌは演算部の１コ一ド長算
出部」１０ｄ及び′コードの巻取り、送り出し量算出部
（Ｌ　１　）　Ｊ　１０ｅで算出され、各単位時間Ｃご
との１コ一ド長算出部」１０ｄの算出値が「メモリ」１
０ｆにて記憶される。また、′コードの巻取り、送り出
し量算出部（Ｌｘ）」ｌｏｅの算出値に基づいて、′パ
ルス発生器、　１０ｇから、駆動装置５ｄに設けたパル
スモータ５ｆの駆動回路５ｇに所定のパルスが出力され
る。この場合に、Ｌｌ〉０ならば、コード５ｂを送り出
すようにモータ５ｆが正転し、Ｌｘ−０ならば、コード
５ｂの長さは変わらず、モータ５ｆは停止状態にあり、
Ｌｌく０ならば、コード５ｂを巻き取るようにモータ５
ｆが逆転する。

（ト）　発明の効果 以上の如く、本発明によれば、移動車本体の移行手段を
、作業場に設けた給電手段からコードを介しての給電に
より作動させるので、移動車本体の搭載電池を軽量化き
せることができ、移動車本体を小型化することができる
。また、給電手段から離間した移動車本体の位置を、認
識手段に〔認識し、この位置に応じて、コードの長さを
コード調整手段にて調整するため、コード長が常に適正
となり、移動車本体の移動の制限となることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は移動車の模型
原理図、第２図は移動車の認識手段及び′：１−ド調整
手段を示す模型構成図、第３図は移行手段、認識手段及
びコード調整手段の関係図である。 １・・移動車本体、２・・・移行手段、３・　電池、４
・・作業手段、５・・・コード調整手段、７　　給電手
段、１０・・・認識手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動車本体の移行手段を、作業場に設けた給電手
   段からコードを介しての給電により駆動させる移動車で
   あって、 給電手段から離間した移動車本体の位置の認識手段と、 この認識手段の出力に基づいてコードの長さを調整する
   コード調整手段と、 を具備することを特徴とする移動車。