WO2007132572A1

WO2007132572A1 - 自走機器の走行装置

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Publication number: WO2007132572A1
Application number: PCT/JP2007/050581
Authority: WO
Inventors: Toshiki Moriguchi
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
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Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2007-11-22
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Abstract

　本発明の目的は、衝突の程度の異なる２種類の衝突状態を検出できる自走機器の走行装置を提供することである。本発明は、走行装置４０は、フレーム２１に回転自在に支持された２つの走行輪１２と、これら２つの走行輪１２を回転駆動するモータと、フレーム２１（本体部）の障害物との衝突を検出する２つのテープスイッチ２４、２５を備えている。そして、テープスイッチ２５により衝突の程度の小さい第１の衝突状態が検出されたときには、走行装置４０は障害物を回避する動作を行い、テープスイッチ２４により第１の衝突状態よりも程度の大きい第２の衝突状態が検出されたときには、走行装置４０は走行を停止する。

Description

明細書

自走機器の走行装置

技術分野

[0001] 本発明は、自走機器の走行装置に関する。

背景技術

[0002] 無人搬送車や自走式ロボットなどの自走機器の走行装置は、一般的に、障害物との衝突を検出する衝突検出装置を備えており、この衝突検出装置により衝突が検出されたときには、事故の発生や機器の損傷などを防止するために、走行を直ぐに停止するように構成されている。

[0003] このような衝突検出装置として、例えば、特許文献 1には、車体前後のバンパーに設けられたテープスィッチを有するものが開示されて、る。特許文献 1に記載のテープスィッチは、シリコンゴムからなる 2本のテープを備えており、これら 2本のテープには互いに異なる電圧が印加されている。ここで、バンパーが障害物に衝突したときには 2本のテープが短絡して電圧が変動する。従って、衝突検出装置は、 2本のテープの電圧変動を検知することによりバンパーの衝突を検出するように構成されて、る。また、衝突検出装置により衝突が検出された場合には、ブレーキが作動して自走機器は非常停止する。

特許文献 1 :特開平 6— 219226号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 前述した特許文献 1の衝突検出装置は、走行装置が何らかの障害物に衝突したことだけを検出するものであり、衝突の程度を判別できるものではない。そのため、接触程度の弱い衝突であって事故や機器の損傷が生じる虞がない場合には、本来は障害物を回避して別の方向に走行すればよいのであるが、実際には、走行が完全に停止してしまうことになる。従って、不必要な非常停止が頻発し、走行がぎくしゃくしたものとなるし、また、非常停止後の復帰操作等を行うオペレータの負担も増えてしまう。

[0005] 本発明の主たる目的は、衝突の程度の異なる 2種類の衝突状態を検出できる自走機器の走行装置を提供するものである。

課題を解決するための手段及びその効果

[0006] 第 1の発明である自走機器の走行装置は、本体部と、この本体部に回転自在に支持された走行輪と、前記走行輪を回転駆動する走行駆動手段を備えた自走機器の走行装置であって、前記本体部に設けられて、走行中に前記本体部が障害物に衝突したときに、その衝突を検出する衝突検出手段をさらに備え、前記衝突検出手段は、第 1の衝突状態と、この第 1の衝突状態よりも衝突の程度が大きい第 2の衝突状態の、 2種類の衝突状態をそれぞれ検出可能であることを特徴とするものである。

[0007] この走行装置は、衝突検出手段により、衝突の程度の異なる 2種類の衝突状態を検出することができるため、検出された 2種類の衝突状態に応じてそれぞれ異なった動作を行うことができる。例えば、衝突の程度 (強さ）が小さい第 1の衝突状態が検出された場合には、障害物を回避することで、頻繁な走行停止を抑制することができる。一方、衝突の程度 (強さ）が大きい第 2の衝突状態が検出された場合には、走行を緊急に停止して事故や本体部等の損傷を防止することができる。

[0008] 第 2の発明である自走機器の走行装置は、前記第 1の発明において、前記衝突検出手段により前記第 1の衝突状態が検出されたときに、前記本体部が前記障害物を回避するように前記走行駆動手段を制御する回避制御手段と、前記衝突検出手段により前記第 2の衝突状態が検出されたときに、前記走行駆動手段による前記走行輪の駆動を停止させる走行停止手段とを有することを特徴とするものである。この構成によれば、衝突の程度 (強さ）が小さい第 1の衝突状態が検出された場合には、回避制御手段により走行駆動手段が制御されて障害物を回避するため、頻繁な走行停止を抑制することができる。一方、走行装置の暴走などが発生して、衝突の程度（強さ）が大きい第 2の衝突状態が検出された場合には、走行停止手段により走行輪の駆動が緊急に停止されて事故や本体部等の損傷を防止することができる。

[0009] 第 3の発明である自走機器の走行装置は、前記第 2の発明において、前記走行停止手段は、前記走行駆動手段への動力供給を遮断することにより前記走行輪の駆動を停止させることを特徴とするものである。この構成によれば、走行輪への動力供給を遮断することにより、瞬時に走行を停止させることができ、事故や本体部等の損傷を確実に防止することができる。

[0010] 第 4の発明である自走機器の走行装置は、前記第 1〜第 3の何れかの発明において、前記衝突検出手段は、前記第 1の衝突状態を検出する第 1検出部と、前記第 2 の検出状態を検出する第 2検出部とを備え、前記第 1検出部と前記第 2検出部は、所定間隔を空けて対向する 1対の電極と、前記 1対の電極を被覆する弾性体をそれぞれ有し、前記第 1検出部の弾性体の弾性は、前記第 2検出部の弾性体の弾性よりも大き、ことを特徴とするものである。

[0011] 走行装置が障害物に衝突したときには、第 1検出部と第 2検出部のそれぞれにおいて、衝突時に作用した衝撃力により弾性体が変形し、さら〖こ、弾性体で被覆された 1対の電極が接触することによって衝突が検出される。ここで、第 1検出部の弾性体は、第 2検出部の弾性体よりも弾性が大きいため、同じ衝撃力が作用しても、第 1検出部の弾性体は第 2検出部の弾性体よりも変形しやすいことから、衝突の程度の小さい (衝撃力が小さい)第 1の衝突状態が第 1検出部により検出され、第 2検出部では検出されない。一方、衝突時の衝撃力が大きくなると、弾性の小さい第 2検出部の弾性体の変形も大きくなるため、 1対の電極が接触して、衝突の程度の大きい第 2の衝突状態が第 2検出部で検出される。この第 4の発明によれば、各検出部が 1対の電極と弾性体とからなる簡単な構成であり、 2つの弾性体の弾性を異ならせるだけで、 2種類の衝突状態をそれぞれ検出できることから、衝突検出手段の構成が簡単なものとなり、コスト面で有利である。

[0012] 第 5の発明である自走機器の走行装置は、前記第 4の発明において、前記第 1検出部の弾性体と前記第 2検出部の弾性体は、前記 1対の電極が離間する方向に重ねられて！/ヽることを特徴とするものである。

[0013] 重ねられた 2つの弾性体に対して電極の離間方向と平行な方向に衝突の衝撃力が作用したときに、衝突の程度が小さい場合には第 1検出部の弾性体のみが大きく変形して、第 1検出部の電極が導通する力衝突の程度が大きい場合には両検出部の弾性体が大きく変形して、両検出部の電極がそれぞれ導通する。つまり、本体部の同一箇所に重ねて設けられた 2つの検出部により、衝突の程度の異なる 2種類の衝突状態をそれぞれ検出することができる。従って、 2つの検出部が異なる位置にそれぞれ設けられている場合には障害物が一方の検出部にしか接触せず、衝突状態を検出できない虞がある力この第 5の発明では 2つの検出部の位置が重なっていることからそのような問題は生じず、衝突状態をより確実に検出することができる。

[0014] 第 6の発明である自走機器の走行装置は、前記第 4又は第 5の何れかの発明において、前記第 1検出部と前記第 2検出部の、前記 1対の電極及び前記弾性体がそれぞれ一方向に長い形状に形成されており、前記第 1検出部と前記第 2検出部は、前記本体部の外周部のほぼ全周に亘つて設けられてヽることを特徴とするものである。この構成によれば、本体部に対して障害物がどの方向から衝突しても、衝突を確実に検出することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、本発明の実施形態に係る案内ロボットの正面図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施形態に係る案内ロボットの走行装置の平面図である。

[図 3]図 3は、図 2の III III線断面図である。

[図 4]図 4は、衝突の程度が小さ!/、時のテープスィッチの変形状態を示す図である。

[図 5]図 5は、衝突の程度が大きい時のテープスィッチの変形状態を示す図である。

[図 6]図 6は、走行装置の障害物回避動作を行うための構成を概略的に示す回路図である。

[図 7]図 7は、走行装置の走行停止動作を行うための構成を概略的に示す回路図である。

[図 8]図 8は、変更形態に係る 2つのテープスィッチの図 3相当の断面図である。符号の説明

[0016] 12 走行輪

21 フレーム

24 テープスィッチ

25 テープスィッチ

40 走行装置

発明を実施するための最良の形態

[0017] 次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、被案内者と対話しながら被案内者を所定の目標位置まで案内する、自走式案内ロボットの走行装置に本発明を適用した一例である。

[0018] まず、案内ロボット（自走機器)の概略構成について簡単に説明しておく。図 1に示すように、案内ロボット 1は、胴体部 10と、脚部 11と、 2つの腕部 13と、頭部 14などを備えた人型のロボットである。さらに、脚部 11には、走行輪 12を備えた走行装置 40 が連結されている。

[0019] 胴体部 10の内部には、案内ロボット 1の駆動源であるバッテリ（図示省略）と、案内ロボット 1の各部の動作を制御する制御装置 19が設けられている。制御装置 19については後ほど詳しく説明する。また、胴体部 10の外周部には、周囲に存在する被案内者や障害物などの種々の物体を検出する複数の超音波センサ 20が設けられている。この胴体部 10の下端部には脚部 11が連結されて、る。

[0020] 胴体部 10の上部の左右両側部には、 2つの肩部 26が、左右方向に延びる軸（図示省略）を介して回転自在に連結されており、さらに、これら 2つの肩部 26に、 2つの腕部 13が、前後方向（図 1の紙面垂直方向）に延びる軸 27を介してそれぞれ回転自在に連結されている。つまり、腕部 13は、肩部 26を介して前後方向及び左右方向にそれぞれ揺動可能である。

[0021] 頭部 14は胴体部 10の上端部に回転自在に連結されている。この頭部 14の正面（図 1における手前側の面）には、被案内者等の物体の視覚情報を取得するための C CDカメラ 15と、案内ロボット 1の周囲の音声情報を取得するマイク 17と、外部に対して音声情報を発信するスピーカ 18等が設けられている。

[0022] 図 1、図 2に示すように、走行装置 40は、フレーム 21 (本体部）と、このフレーム 21 の外周部に設けられたバンパー 23と、フレーム 21の下部の左右両端側部分に回転自在に設けられた 2つの走行輪 12と、フレーム 21の左右方向中央部に回転自在に設けられた補助輪 (キャスター） 22とを備えている。 2つの走行輪 12は、モータ 64 (図 6、図 7参照）によりそれぞれ回転駆動される。

[0023] そして、走行装置 40は、モータ 64により 2つの走行輪 12が回転駆動されるとともに、 2つの補助輪 22が従動回転することで、平坦な走行面上を走行することが可能となつている。また、モータ 64により、左右 2つの走行輪 12を異なった回転速度で回転駆動して両輪間に差動を生じさせることで、走行装置 40の向き (走行方向）を任意の方向に変えることが可能である。

[0024] また、図 2に示すように、バンパー 23の外周部には走行中にフレーム 21が障害物に衝突したときに、その衝突を検出する 2種類のテープスィッチ 24、 25 (衝突検出手段）が設けられている。これらテープスィッチ 24、 25については、後ほど詳述する。

[0025] そして、案内ロボット 1は、 CCDカメラ 15等の各種センサ類力もの情報に基づいて、制御装置 19により案内ロボット 1の各部の動作を制御することにより、人とコミュニケーシヨンをとりながら所定の位置まで案内することが可能に構成されている。

[0026] 即ち、超音波センサ 20や CCDカメラ 15で人を認識し、その人が発する音声情報をマイク 17で取得し、スピーカ 18でその人に対して音声情報を発信する。さらに、 CC Dカメラ 15で案内目標の位置を認識し、腕部 13を揺動させたり、頭部 14を回転させたりして、ジェスチャーを交えながら自走して、人を目標位置まで案内する。

[0027] 次に、衝突検出用のテープスィッチ 24、 25について詳細に説明する。図 2、図 3に示すように、テープスィッチ 24は、所定間隔を空けて対向する 1対の電極板 31と、この 1対の電極板 31を被覆する被覆材 30を有し、 1対の電極板 31及び被覆材 30はともに一方向に長いテープ状 (帯状）に形成されている。そして、このテープスィッチ 24 は、その面方向がバンパー 23の外面と平行な状態で、バンパー 23 (フレーム 21)の外周部のほぼ全周に亘つて固着されて、る。

[0028] 同様に、テープスィッチ 25も、所定間隔を空けて対向する 1対の電極板 34と、この 1対の電極板 34を被覆する被覆材 33を有し、 1対の電極板 34及び被覆材 33はともに一方向に長いテープ状 (帯状）に形成されている。そして、このテープスィッチ 25 は、テープスィッチ 24の外側（即ち、面方向と直交する、 1対の電極の離間方向）に重ねられた状態で、テープスィッチ 24と接着されている。即ち、 2つのテープスィッチ 24、 25は、バンパー 23の同じ位置に重ねて設けられている。

[0029] テープスィッチ 24、 25の被覆材 30、 33は、ともにゴム材料などの弾性材料で形成されている（弾性体)。さらに、外側のテープスィッチ 25の被覆材 33の弾性は、内側のテープスィッチ 24の被覆材 30の弾性よりも大きい。従って、外側の被覆材 33は、内側の被覆材 30よりも変形しやすくなつている。 [0030] そして、図 4に示すように、走行中にフレーム 25が障害物に軽く衝突 (接触）して、外側のテープスィッチ 25に、その面方向に直交する方向にある大きさの外力（衝撃力）が作用したとする。このとき、 1対の電極板 34を覆っている被覆材 33が内側へ弹性変形し、さら〖こ、外側の電極板 34が内側へ押圧されて内側の電極板 34に接触して、 1対の電極板 34が互いに導通する（ON状態)。しかし、内側のテープスィッチ 24 の被覆材 30は、外側の被覆材 33よりも弾性が低い（剛性が高い)ため、その変形は小さぐ被覆材 30により被覆された 1対の電極板 31が接触することはない (OFF状態 ) oつまり、外側のテープスィッチ 25のみが ONすることにより、衝突の程度が小さい、軽い衝突状態 (第 1の衝突状態）が検出される。即ち、テープスィッチ 25が本願発明の第 1検出部に相当する。

[0031] 一方、図 5に示すように、走行装置 40が暴走するなどして、フレーム 21が障害物に強く衝突し、外側のテープスィッチ 25により大きな外力が作用したとする。このとき、外側のテープスィッチ 25は当然ながら ONになる。さらに、内側のテープスィッチ 24 にお、ても被覆材 30が弾性変形して、外側の電極板 31が内側へ押圧されて内側の電極板 31に接触するため、テープスィッチ 24が ONとなる。つまり、内側のテープスイッチ 24が ONすることにより、前述した第 1の衝突状態よりも衝突の程度が大きい、強い衝突状態 (第 2の衝突状態）が検出されることになる。即ち、テープスィッチ 24が本願発明の第 2検出部に相当する。

[0032] このように、衝突検出手段として 1対の電極板 31、 34と弾性材料カゝら形成された被覆体 30、 33と力もなる簡単な構成のテープスィッチ 24、 25を用いるとともに、 2つの被覆体 30、 33の弾性を異ならせるだけで、 2種類の衝突状態をそれぞれ検出できることから、衝突を検出するための構成が簡単なものとなり、コスト面で有利である。また、 2つのテープスィッチ 24、 25は、フレーム 21の外周部（バンパー 23)の全周に亘って設けられていることから、フレーム 21に対して障害物がどの方向力も衝突しても、その衝突を検出することができる。従って、走行装置 40が前後に走行中に障害物に衝突する場合はもちろんのこと、旋回中（方向転換中）にフレーム 21の側部が障害物と衝突する場合も、衝突を確実に検出することができる。

[0033] また、 2つのテープスィッチ 24、 25は、バンパー 23の同じ位置において、電極板 3 1、 34の離間方向（面方向と直交する方向）に重ねて設けられている。 2つのテープスィッチ 24、 25がバンパー 23の異なる位置にそれぞれ設けられている場合には障害物が一方のテープスィッチにし力接触せず、衝突状態を検出できない虞があるが、本実施形態では 2つのテープスィッチ 24、 25が重なっていること力もそのような問題は生じず、衝突状態をより確実に検出することができる。

[0034] 尚、テープスィッチ 24は、走行方向一方（図 2における上方）と他方（図 2における下方）の 2つの部分（24a、 24b)に分割されている。同じぐテープスィッチ 25も、走行方向一方と他方の 2つの部分（25a、 25b)に分割されている。そのため、 2つの部分の何れにおいて衝突が検出されたかによって、フレーム 21のどの部分が障害物に衝突したかを認識できるようになって!/ヽる。

[0035] 次に、制御装置 19を中心とする案内ロボット 1の電気的な構成について、図 6及び図 7を用いて説明する。制御装置 19は、中央演算処理装置である CPU (Central Pro cessing Unit)と、案内ロボット 1の各部の制御を行うためのプログラムやデータ等が格納された ROM (Read Only Memory)、 CPUで処理されるデータを一時的に記憶する RAM (Random Access Memory)等を備えている。

[0036] この制御装置 19には、複数の超音波センサ 20、 CCDカメラ 15、及び、マイク 17で取得された、案内ロボット 1の周囲に存在する、被案内者や障害物等の物体に関する情報 (位置情報、視覚情報、音声情報など)が入力される。また、スピーカ 18に対して、被案内者に伝達すべき情報 (文字情報や音声メッセージ等)を出力する。さらに、制御装置 19は、超音波センサ 20や CCDカメラ 15等により取得された被案内者に関する情報に基づいて、各部（走行輪 12、腕部 13、頭部 14など）を駆動し、 ROMに記憶された案内制御プログラムによって設定された所定の案内動作を行う。

[0037] さらに、案内ロボット 1は、テープスィッチ 25により比較的衝突の程度が小さい第 1 の衝突状態が検出されたときには、制御装置 19により走行輪 12を駆動するモータ 6 4が制御されて、走行装置 40が障害物を回避するように構成されている（障害物回避動作)。一方で、案内ロボット 1は、テープスィッチ 24により衝突の程度が大きい第 2 の衝突状態が検出されたときには、モータによる走行輪 12の駆動が強制的に停止して、走行装置 40の走行を停止するように構成されている（走行停止動作)。これら 2つの動作にっ、て、これらの動作を実現するための具体的な構成と合わせて以下詳細に説明する。

[0038] (障害物回避動作）

まず、走行装置 40の障害物回避動作について説明する。図 6に示すように、ドライバ 63は、動力供給源 53から動力（電力）の供給を受けて、制御装置 19からの指令信号に従ってモータ 64を駆動する。一方、テープスィッチ 25 (25a、 25b)の一方の電極板 34には抵抗 52を介して電源電圧（+V)が印加されており、他方の電極板 34 は GNDに接続されている。さらに、 1対の電極板 34の間には、リレー 50のコイル 50a とダイオード 51が並列に接続されている。尚、ダイオード 51及び抵抗 52は保護素子である。

[0039] リレー 50の接点 50bは、抵抗 54とともに +Vと GND間に直列に接続されており、この接点 50bが ONとなったときに制御装置 19に割り込み信号 (IRQ)が入力される。また、リレー 50は、 2つに分割されたテープスィッチ 25a、 25bのそれぞれに対して設けられており、テープスィッチ 25a、 25bの何れか一方が ONしたときに、対応するリレー 50の接点 50bが ONとなって制御装置 19に割り込み信号が入力されるようになっている。一方で、制御装置 19の ROMには障害物回避プログラムが格納されており、割り込み信号が入力されたときには、この障害物回避プログラムが CPUで優先的に実行される。尚、抵抗 54は保護素子である。

[0040] 走行装置 40が障害物と衝突してヽなヽ状態では、テープスィッチ 25の 1対の電極板 34は接触しておらず、テープスィッチ 25は OFFになっている。このとき、図 6に示すように、コイル 50aに電源電圧（+V)が印加されており、コイル 50aが駆動されてリレー 50の接点 50bが OFFとなっているため、走行装置 40に回避動作を行わせるための割り込み信号は制御装置 19に入力されていない。従って、制御装置 19は、 RO Mに格納された案内制御プログラム等に従って、ドライバ 63を介して走行輪 12を駆動するモータ 64を制御することになり、走行装置 40は案内動作等に対応した通常の走行を行う。

[0041] この状態から、案内ロボット 1の走行中に、バンパー 23が障害物と接触する程度に軽く衝突したときには、 1対の電極板 33が導通（短絡)して、テープスィッチ 25が ON の状態になり、コイル 50aは GND電位となってコイル 50aが駆動されなくなる。すると、リレー 50の接点 50bが ONになって、制御装置 19に割り込み信号が入力される。このとき、制御装置 19の CPUは、 ROMに格納された回避制御プログラムを、案内制御プログラム等の他の制御プログラムに優先して実行し、走行装置 40のフレーム 21 が障害物を回避するようにモータ 64を制御する。つまり、制御装置 19が本願発明の回避制御手段に相当する。

[0042] より具体的には、制御装置 19は、衝突直前の走行方向と反対の方向に走行装置 4 0を一旦走行させる。また、走行装置 40が旋回中（方向転換中）に障害物に衝突した場合には、衝突直前の旋回方向と逆方向に走行装置 40を一旦旋回させる。尚、図 2 に示すように、テープスィッチ 25は 2つの部分 25a、 25bに分割されていることから、これら 2つの部分 25a、 25bのどちらが ONになったかによつて、制御装置 19は衝突直前の走行装置 40の走行方向をある程度推測することが可能である。または、モータ 64の回転方向や回転速度のデータを RAM等に記憶させ、制御装置 19がこのモータ 64に関する過去のデータを参照することにより、衝突直前の走行装置 40の走行方向を推測してもよい。あるいは、テープスィッチ 25が 2つの部分に分割されていると、移動してくる人などの障害物が衝突する場合でも、どの方向から衝突した力をある程度推測することが可能であるので、適切な回避行動を行える。

[0043] 以上説明したような障害物回避動作を行うことにより、バンパー 23が障害物から離れてテープスィッチ 25が OFFとなる。さらに、テープスィッチ 25が OFFとなってからある所定時間が経過したときには、制御装置 19は走行装置 40が障害物力も十分に離れた位置に達したと判断して、走行装置 40の障害物回避動作を終了する。すると、走行装置 40は、被案内者の案内動作等に伴う通常の走行を再開する。

[0044] このように、走行装置 40のフレーム 21が障害物に軽く衝突した場合には、走行装置 40は障害物回避動作を行い、走行を停止しないため、頻繁な走行停止を抑制することができ、非常停止後の復帰操作等を行うオペレータの負担が軽減される。

[0045] (走行停止動作）

次に、走行装置 40の走行停止動作について説明する。図 7に示すように、テープスィッチ 24 (24a、 24b)の一方の電極板 31には抵抗 65を介して電源電圧（+V)が印加されており、他方の電極板 31は GNDに接続されている。さら〖こ、 1対の電極板 3 1の間には、リレー 60のコイル 60aとダイオード 66が並列に接続されている。尚、ダイオード 66及び抵抗 65は保護素子である。

[0046] リレー 60の接点 60bは +Vと GND間に設けられている。また、この接点 60bと +V との間にはリレー 61の接点 61bが設けられ、接点 60bと GNDとの間にはリレー 61のコイル 61aと抵抗 67が設けられている。接点 61bはコイル 61aにより ONZOFFされる。また、接点 61cと並列にリセットスィッチ 62が接続されている。さらに、ドライバ 63 と動力供給源 53との間には、接点 61cが設けられており、この接点 61cも、接点 61b と同じく、リレー 61のコイル 61aにより ONZOFFされる。尚、抵抗 67は保護素子である。

[0047] 走行装置 40が障害物と衝突してヽなヽ状態では、テープスィッチ 24の 1対の電極板 31は接触しておらず、テープスィッチ 24は OFFになっている。このとき、コイル 60 aには電源電圧（+V)が印加されており、接点 60bは ONとなっている。また、接点 6 lbが ONで、コイル 6 laに電源電圧（+V)が印加されているため、コイル 61aが駆動されて接点 61cが ONとなる。つまり、動力供給源 53からドライバ 63へ動力が供給されて、モータ 64が走行輪 12を駆動可能な状態である。

[0048] この状態から、走行装置 40の暴走等などにより、フレーム 21のバンパー 23が障害物と強く衝突し、テープスィッチ 25に大きな衝撃力が作用したときには、 1対の電極板 31が導通（短絡）してテープスィッチ 25が ONとなる。このとき、コイル 60aが GND 電位となって駆動されなくなり、接点 60bが OFFとなる。すると、コイル 61aも GND電位となって駆動されなくなり、接点 61b、 61cがともに OFFとなる。そして、接点 61cが OFFになることにより、動力供給源 53からドライバ 63への動力供給が瞬時に遮断されて、モータ 64による走行輪 12の駆動が停止するため、走行装置 40の走行が停止することになる。尚、モータ 64への動力供給を遮断するためのリレー 60、 61が、本願発明の走行停止手段に相当する。

[0049] 尚、リレー 60、 61等は、 2つに分割されたテープスィッチ 24a、 24bのそれぞれに対して設けられており、テープスィッチ 24a、 24bの何れか一方が ONしたときに、対応する接点 61cが OFFとなって、モータ 64 (ドライバ 63)への動力供給が遮断される。 [0050] このように、走行装置 40の暴走等によってフレーム 21のバンパー 23が障害物に強く衝突して、テープスィッチ 24が ONの状態になったときには、モータ 64 (ドライバ 63 )への動力供給が遮断されることから、走行装置 40の走行を瞬時に停止され、事故や案内ロボット 1の損傷を確実に防止できる。

[0051] また、前述したように、テープスィッチ 24が ONとなるときには、テープスィッチ 25も必ず ONとなる。このテープスィッチ 25が ONとなったときには、前述した障害物回避制御の割り込み信号が制御装置 19に入力されるが（図 6参照）、同時にモータ 64 (ドライバ 63)への動力供給が遮断される。つまり、走行停止動作が障害物回避動作に優先して行われることになり、走行装置 40は障害物回避動作を行うことなぐ直ちに停止することになる。

[0052] ところで、走行装置 40が停止したのち、走行装置 40が障害物から離されると、テープスィッチ 24の 1対の電極板 31が離れて、テープスィッチ 24は再び OFFの状態となる。このとき、コイル 60aには電源電圧（+V)が印加されること力も接点 60bは ONになる。し力し、接点 6 lbは OFFで、コイル 61aも GND電位のままであるため、接点 61 cが OFFの状態が保持される。つまり、非常停止後に走行装置 40が障害物力も離されても、モータ 64には動力供給部 53から動力が供給されないため、走行装置 40は走行不能の状態である。従って、走行装置 40に不具合などが生じて暴走した場合に、走行装置 40を緊急に停止させた後に、再び走行装置 40が暴走し始めることはない。

[0053] 尚、走行装置 40を走行可能な状態に復帰させる場合には、リセットスィッチ 62を押す。すると、コイル 61aに電源電圧（+V)が印加されて、接点 61b、 61cがともに ON となるため、動力供給部 53からドライバ 63に動力が再び供給されることとなり、モータ 64を駆動することができるようになる。

[0054] 以上説明した本実施形態の案内ロボット 1の走行装置 40によれば、 2つのテープスイッチ 24、 25により、衝突の程度の異なる 2つの衝突状態を検出することができるため、走行装置 40は障害物回避と走行停止の 2種類の動作を行うことができる。これにより、弱い衝突で頻繁に停止せず、且つ、強い衝突時には走行を確実に停止させて、事故や損傷を防止することができる。 [0055] 以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、図 3に示すように、テープスィッチ 24、 25は電極板同士が離間する方向に並べて配置した状態でバンパー 23に設けられていたが、図 8に示すように、テープスィッチ 24、 25は長手方向に対して直交した状態に並べてバンパー 23に設けられてもよ、。

[0056] また、テープスィッチ 24、 25の分割数は 2つに限られず、 3以上の数に分割されていてもよい。この分割数が多いほど、バンパー 23のどの部分に障害物が衝突したかをより正確に検出できるようになり、その衝突箇所に適した障害物回避動作を行うことが可能になる。

[0057] さらに、テープスィッチ 24、 25がバンパー 23の外周部の全周に亘つて設けられている必要は必ずしもなぐ障害物に特に衝突しやすい外周部の一部（例えば、パンパ一が隅部をもつ場合には走行方向両端部と 4つの隅部など）にのみ設けられていてちょい。

[0058] さらに、前記実施形態では、案内ロボット 1の走行を停止するために、動力供給源 5 3からドライバ 63への動力供給を、リレー 61を用いて直接遮断していたが（図 7参照）、障害物回避動作 (図 6参照）と同様に、割り込み信号が制御装置 19に入力されて、制御装置 19からの指令によりドライバ 63がモータ 64の駆動を停止するように構成されていてもよい。

[0059] また、テープスィッチ 24、 25で 2つの衝突状態がそれぞれ検出されたときに、それらの情報が外部の中央制御装置に送られて、この中央制御装置力の指令により、走行装置 40の障害物回避動作や走行停止動作が行われるように構成されて、てもよい。

[0060] 衝突の程度が異なる 2種類の衝突状態を検出する衝突検出手段としては、前記実施形態のテープスィッチ 24、 25に限られるものではない。例えば、ひずみゲージ等により衝突時の衝撃力の大きさを計測可能な衝撃力検出センサを用いれば、計測された衝撃力の大きさによって、衝突の程度を判別することが可能となる。

[0061] 以上の説明した実施形態は、被案内者を目標位置まで案内する案内ロボットに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用できる自走機器は案内ロボットに限られない。即ち、無人搬送車や産業用の自走ロボットなどの他の自走機器にも本発明を適用することが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 本体部と、この本体部に回転自在に支持された走行輪と、前記走行輪を回転駆動する走行駆動手段を備えた自走機器の走行装置であって、

前記本体部に設けられて、走行中に前記本体部が障害物に衝突したときに、その衝突を検出する衝突検出手段をさらに備え、

前記衝突検出手段は、第 1の衝突状態と、この第 1の衝突状態よりも衝突の程度が大きヽ第 2の衝突状態の、 2種類の衝突状態をそれぞれ検出可能であることを特徴とする自走機器の走行装置。

[2] 前記衝突検出手段により前記第 1の衝突状態が検出されたときに、前記本体部が前記障害物を回避するように前記走行駆動手段を制御する回避制御手段と、

前記衝突検出手段により前記第 2の衝突状態が検出されたときに、前記走行駆動手段による前記走行輪の駆動を停止させる走行停止手段とを有することを特徴とする請求項 1に記載の自走機器の走行装置。

[3] 前記走行停止手段は、前記走行駆動手段への動力供給を遮断することにより前記走行輪の駆動を停止させることを特徴とする請求項 2に記載の自走機器の走行装置

[4] 前記衝突検出手段は、前記第 1の衝突状態を検出する第 1検出部と、前記第 2の検出状態を検出する第 2検出部とを備え、

前記第 1検出部と前記第 2検出部は、所定間隔を空けて対向する 1対の電極と、前記 1対の電極を被覆する弾性体をそれぞれ有し、

前記第 1検出部の弾性体の弾性は、前記第 2検出部の弾性体の弾性よりも大きいことを特徴とする請求項 1〜3の何れかに記載の自走機器の走行装置。

[5] 前記第 1検出部の弾性体と前記第 2検出部の弾性体は、前記 1対の電極が離間する方向に重ねられていることを特徴とする請求項 4に記載の自走機器の走行装置。

[6] 前記第 1検出部と前記第 2検出部の、前記 1対の電極及び前記弾性体がそれぞれ一方向に長ヽ形状に形成されており、

前記第 1検出部と前記第 2検出部は、前記本体部の外周部のほぼ全周に亘つて設けられてヽることを特徴とする請求項 4又は 5に記載の自走機器の走行装置。