自律移動装置
【課題】自律移動する際に、より少ない検出器で全方位の接触又は衝突を検知することが可能な自律移動装置を提供する。
【解決手段】自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ及び第２近接スイッチと、電子制御装置３２と、を備える。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。第１近接スイッチは、台車４０に対してカバー４１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車４０の中心部に配置される。第２近接スイッチは、第１近接スイッチがオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりも大きくカバー４１が変位した場合にオン状態からオフ状態に切り換わるように設定されている。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ及び第２近接スイッチから出力されるそれぞれの検出信号に応じて前記駆動手段を制御する。
【解決手段】自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ及び第２近接スイッチと、電子制御装置３２と、を備える。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。第１近接スイッチは、台車４０に対してカバー４１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車４０の中心部に配置される。第２近接スイッチは、第１近接スイッチがオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりも大きくカバー４１が変位した場合にオン状態からオフ状態に切り換わるように設定されている。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ及び第２近接スイッチから出力されるそれぞれの検出信号に応じて前記駆動手段を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動装置に関し、特に、障害物等との接触を検知しつつ移動する自律移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、障害物等を検知しつつ、自律して走行する自律走行車の研究・開発が進められており、例えば倉庫又は工場の搬送ロボット等として実用化されている。このような自律走行車を開示するものとして、特許文献１、特許文献２及び特許文献３がある。
【０００３】
特許文献１には、車体の全方位について障害物等との接触を検知することのできる自律走行車が開示されている。この自律走行車は、矩形形状の車体台板とこれを覆う箱状の外装カバーとを備えて構成されており、車体台板と外装カバーとが複数の外装カバー連結部材によって連結されるとともに、車体台板の側部と外装カバーの内面との間に、外装カバーの変位を検知するためのマイクロスイッチが８個取り付けられている。外装カバーは障害物等に接触して外力を受けると水平方向に移動し、８個のマイクロスイッチのうち接触部位近傍に配設されているマイクロスイッチがオンされる。それによって、自律走行車と障害物との接触が検知される。
【特許文献１】特開平８−２６３１３７号公報
【０００４】
また、特許文献２には、無人搬送車本体を取り囲んで設けた移動可能なバンパーと、このバンパーの移動を検知するセンサよりなる無人搬送車の障害物検知装置において、以下の構成が開示されている。即ち、無人搬送車の前記バンパーは、前記無人搬送車本体の側面に設けた本体フレームと、この本体フレームの四隅に設けた弾性支持部材と、この弾性支持部材に懸下若しくは跨座したバンパフレームで構成される。また、障害物検知装置が備える前記センサは、前記バンパフレームの外側に設けた接触センサと、前記バンパフレームの内側に設けた近接センサと、前記本体フレームの上面に設けた近接センサで構成される。
【特許文献２】特開平８−１９４５３８号公報
【０００５】
更に、特許文献３には、自律型ロボットとして、以下の構成が開示されている。即ち、自律型ロボットは、駆動走行可能な本体と、前記本体に対して前記本体の全周囲に延び且つ力覚センサを介して取り付けられた外装部とを備え、前記力覚センサの出力に基づいて前記外装部の障害物との衝突を検知することから成る。
【特許文献３】特開２００６−２１２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される技術では、全方位（前後左右）の接触又は衝突を検知するために、車体側面の全周にわたって８個のマイクロスイッチを配設している。そのため、自律走行車の構成が複雑でコストが高くなる一方、生産性及び信頼性が低下するおそれがある。そのため、自律移動する際に、より少ない数の検出器で全方位の接触又は衝突を検知することのできる技術が望まれていた。
【０００７】
また、特許文献２の構成においても、同様の課題があった。即ち、テープスイッチ（接触センサ）による接触の検知は、テープスイッチの検出面に障害物等が接触しなければ、当該障害物等との接触を検出することができない。そのため、テープスイッチによる接触検知は、テープ幅部分に障害物が接触したときだけの局所的なものとなってしまう。しかし、全方位にわたって均等に接触を検知するために多数のテープスイッチを配置すれば、製造コストが増大してしまう。また、障害物検知装置が備える近接センサでは水平方向の接触の検知しかできないため、例えばバンパーが斜め上方向に動いた場合、障害物の接触を検知できないことがあった。
【０００８】
この点、特許文献３の構成は、外装部が障害物と衝突するときにその衝突によって外装部に生じたモーメントを力覚センサによって検知することで、障害物に衝突したことが判別できる。しかし、力覚センサは、オン／オフで切り換えるような２値のセンサに比べ高価であるため、製造コストの低減という観点において改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、自律移動する際に、より少ない検出器で全方位の接触又は衝突を検知することが可能な自律移動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
本発明に係る自律移動装置において、以下の構成が提供される。即ち、自律移動装置は、駆動手段が設けられた台車と、台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、台車に対してカバーが所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車の中心部に配置される検出手段と、検出手段から出力される検出信号に応じて駆動手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１２】
これにより、例えば自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置に加えられる外力により、カバーは台車に対して相対変位する。この相対変位を台車の中心部に配置される検出手段によって検出することで、カバーの全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える検出手段を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、検出手段を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００１３】
前記の自律移動装置においては、カバーは、検出手段が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成されることが好ましい。
【００１４】
これにより、カバーが対称形状となるように構成されているので、障害物等が接触したカバーの箇所によって相対変位量が偏ることを抑制できる。従って、自律移動装置への接触及び衝突を全方位にわたってより均等に検出することができ、検出精度が向上する。
【００１５】
前記の自律移動装置においては、カバーが台車に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることが好ましい。
【００１６】
これにより、斜め下側から障害物等がカバーに接触することにより、カバーが斜め上方向に移動しようとした場合でも、規制手段によって上側への逃げが規制されるので、カバーの水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、検出手段は、カバーの水平方向の移動を検出することで、斜め下側から障害物等が当たった場合等でも衝突及び接触の検出を精度良く行うことができる。
【００１７】
前記の自律移動装置においては、カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して台車に取り付けられることが好ましい。
【００１８】
これにより、自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに応じて、カバーが台車に対して相対変位する。従って、例えば、障害物が接触した衝撃が無視できるほど小さいにもかかわらず衝突を検出する、或いは、障害物が接触した衝撃が大きいにもかかわらず衝突を検出しないといった事態を防止でき、衝撃に応じた検出手段による正確な検出が可能となる。
【００１９】
前記の自律移動装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、自律移動装置は、検出手段と検出特性が異なる第２の検出手段を更に備える。第２の検出手段は、台車に対してカバーが、検出手段の所定値と異なる所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力する。制御手段は、検出手段から出力されるオン／オフ信号、及び、第２の検出手段から出力されるオン／オフ信号に応じて、駆動手段を制御する。
【００２０】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２２】
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る自律移動装置１の構成について説明する。図１は、自律移動装置１の斜視図である。また、図２は、自律移動装置１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
自律移動装置１は、例えば障害物等との接触又は衝突を検知するとともに、障害物との接触等が検知された場合に、例えば一時停止等の回避動作をとりつつ、自律して移動する機能を有するものである。そのため、自律移動装置１は、その下部に電動モータ１２及び該電動モータ１２により駆動されるオムニホイール１３が設けられた台車１０と、台車１０の前後左右の側面及び上面を覆い、かつ、台車１０に対して相対変位可能に台車１０に取り付けられたカバー１１と、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第１近接スイッチ２１と、第１近接スイッチ２１から出力されるオン／オフ信号に応じて電動モータ１２を制御する電子制御装置３０とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２４】
台車１０は、略直方体の形状をした筐体１０Ａを有している。なお、筐体１０Ａの形状は略直方体に限られない。筐体１０Ａの下部には、４つの電動モータ１２が十字状に配置されて取り付けられている。４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸にはオムニホイール１３が装着されている。即ち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔をあけて取り付けられている。
【００２５】
オムニホイール１３は、電動モータ１２の駆動軸を中心にして回転する２枚のホイール１４と、各ホイール１４の外周に電動モータ１２の駆動軸と直交する軸を中心として回転可能に設けられた６個のフリーローラ１５とを有する車輪であり、全方向に移動可能としたものである。なお、２枚のホイール１４は位相を３０°ズラして取り付けられている。このような構成を有するため、電動モータ１２が駆動されてホイール１４が回転すると、６個のフリーローラ１５はホイール１４と一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラ１５が回転することにより、オムニホイール１３は、そのホイール１４の回転軸に平行な方向にも移動することができる。そのため、４つの電動モータ１２を独立して制御し、４つのオムニホイール１３それぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することにより、自律移動装置１を任意の方向（全方向）に平面移動又は旋回動作させることができる。
【００２６】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面の四隅には、カバー１１を台車１０に対して相対変位可能に支持する支持部材としての４つのインシュレータ２０が設けられている。ここで、カバー１１は、例えば金属や樹脂等により、台車１０の前後左右の側面及び上面を覆うように形成された部材である。このカバー１１は、平面視で長方形状に形成されている。前記インシュレータ２０は、例えばゴムやバネ等の弾性部材から形成されており、カバー１１を筐体１０Ａに対してフローティング状態に保持するとともに、障害物等との接触時には、障害物等から加えられる外力の大きさに比例してカバー１１を変位させつつ、接触による振動を吸収する。即ち、インシュレータ２０は、特許請求の範囲に記載の支持部材として機能する。なお、インシュレータ２０は、台車１０の上面に代えて又は加えて台車１０の側面に取り付けてもよい。また、インシュレータ２０は、その変位量が外力に比例するものに限られず、外力と変位量との相関が把握されているものであればよい。
【００２７】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面と、該上面に対向するカバー１１の内面には、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第１近接スイッチ２１が取り付けられている。第１近接スイッチ２１は、検出対象の有無を非接触で検出するセンサである。本実施形態では、第１近接スイッチ２１として、検出体（ドグ）とセンサとの間に生じる静電容量の変化から検出対象（検出体）の有無を検出する静電容量形の近接スイッチを用いた。
【００２８】
また、第１近接スイッチ２１は、平面視において台車１０のほぼ中心部に配置されている。ただし、厳密には、第１近接スイッチ２１は、筐体１０Ａの上面の中心から若干オフセットした位置に取り付けられる。これによって、筐体１０Ａの中心を軸としてカバー１１を回転させるように外力が加えられた場合であっても、カバー１１の変位を確実に検出することが可能となっている。
【００２９】
第１近接スイッチ２１は、台車１０の上面に取り付けられるセンサ２１Ａと、カバー１１の内面のセンサ２１Ａに対向する位置に取り付けられる円形に形成された金属板からなる検出体２１Ｂと、を有して構成される。第１近接スイッチ２１は、検出体２１Ｂとセンサ２１Ａとの間の静電容量に応じ、検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域内にある場合にオン信号を出力し、検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域内にないときにオフ信号を出力する。よって、第１近接スイッチ２１は、自律移動装置１が障害物等に接触していない場合にはオン信号を出力する。一方、第１近接スイッチ２１は、自律移動装置１が障害物等と接触し、カバー１１が台車１０に対して水平方向に変位することによって検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域から外れたときにオフ信号を出力する。このように、第１近接スイッチ２１は、特許請求の範囲に記載の検出手段として機能する。なお、第１近接スイッチ２１は電子制御装置３０に接続されており、第１近接スイッチ２１による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３０に出力される。
【００３０】
電子制御装置３０は、自律移動装置１の制御を司るものである。電子制御装置３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びバッテリによりその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等から構成されている。また、電子制御装置３０は、第１近接スイッチ２１とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路、及び電動モータ１２を駆動するドライバ回路等も備えている。
【００３１】
電子制御装置３０は、障害物等との接触を検知しつつ、例えば、記憶されている環境地図とレーザレンジファインダ等によって認識された自機位置とに基づいて、予め設定されている目標位置まで自律移動装置１が自律して移動するように制御を行う。電子制御装置３０は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ２１の検出結果に基づいて障害物等との接触の有無を判定し、その判定結果に基づいて電動モータ１２を制御する。即ち、電子制御装置３０は、障害物等との接触が無い場合には電動モータ１２を駆動して自律移動を継続し、接触があったときには電動モータ１２の駆動を停止して自律移動装置１を停止させる。このように、電子制御装置３０は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。
【００３２】
次に、図３を参照しつつ自律移動装置１の動作について説明する。図３は、自律移動装置１による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。図３に示される接触検知処理は、主として電子制御装置３０によって行われるものであり、自律移動装置１の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１００において、第１近接スイッチ２１の状態（オン状態又はオフ状態）が読み込まれる。続いて、ステップＳ１０２において、ステップＳ１００で読み込まれた第１近接スイッチ２１の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１近接スイッチ２１の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触がないと判断され、自律走行が継続して実行される（ステップＳ１０４）。一方、第１近接スイッチ２１の状態がオフ状態であるときには、障害物等と接触したと判断され、電動モータ１２の駆動を停止して、自律移動装置１を非常停止する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置１は、台車１０と、カバー１１と、第１近接スイッチ２１と、電子制御装置３０と、を備える。台車１０には、駆動手段が設けられる。カバー１１は、台車１０の側面及び上面を覆い、かつ、台車１０に対して相対変位可能に該台車１０に取り付けられる。第１近接スイッチ２１は、台車１０に対してカバー１１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車１０の中心部に配置される。電子制御装置３０は、第１近接スイッチ２１から出力される検出信号に応じて電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００３５】
これにより、例えば自律移動装置１が障害物等と接触した場合に、自律移動装置１に加えられる外力により、カバー１１は台車１０に対して相対変位する。この相対変位を台車１０の中心部に配置される第１近接スイッチ２１によって検出することで、カバー１１の全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える２値の第１近接スイッチ２１を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、第１近接スイッチ２１を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００３６】
（第２実施形態）
続いて、図４及び図５を併せて用いて、第２実施形態に係る自律移動装置２の構成について説明する。図４は、自律移動装置２の斜視図である。また、図５は、自律移動装置２の構成を示すブロック図である。なお、図４、図５において第１実施形態と同一又は同等の構成及び機能を有する要素については同一の符号が付されている。
【００３７】
自律移動装置２は、上述した第１近接スイッチ２１に加え、該第１近接スイッチ２１と検出特性が異なる第２近接スイッチ２２を更に備えている点で、上述した第１実施形態の自律移動装置１と異なる。また、自律移動装置２は、上述した電子制御装置３０に代えて、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２から出力されるオン／オフ信号に応じて電動モータ１２を制御する電子制御装置３１を備えている点で、上述した自律移動装置１と異なる。以下、これらの自律移動装置１と異なる構成要素について詳細に説明する。なお、その他の構成については自律移動装置１と同一又は同等であるので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面と、該上面に対向するカバー１１の内面には、上述した第１近接スイッチ２１に加えて、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第２近接スイッチ２２が取り付けられている。第１近接スイッチ２１と同様に第２近接スイッチ２２も、検出対象の有無を非接触で検出するセンサである。本実施形態では、第２近接スイッチ２２として、検出体（ドグ）とセンサとの間に生じる静電容量の変化から検出対象（検出体）の有無を検出する静電容量形の近接スイッチを用いた。なお、第２近接スイッチ２２は、カバー１１が回転軸を中心として回転するように外力が加えられた場合であってもカバー１１の変位を確実に検出するため、カバー１１の回転軸からオフセットした位置に取り付けられる。本実施形態において、この第２近接スイッチ２２は、台車１０の中心部から、長方形のカバー１１の長手方向外側に若干離れた位置に配置されている。
【００３９】
第２近接スイッチ２２は、台車１０の上面に取り付けられるセンサ２２Ａと、カバー１１の内面のセンサ２２Ａに対向する位置に取り付けられる円形に形成された金属板からなる検出体２２Ｂと、を有して構成される。第２近接スイッチ２２は、第１近接スイッチ２１と同様に、検出体２２Ｂとセンサ２２Ａとの間の静電容量に応じ、検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域内にある場合にオン信号を出力し、検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域内にないときにオフ信号を出力する。よって、第２近接スイッチ２２は、自律移動装置２が障害物等に接触していない場合には、オン信号を出力する。一方、第２近接スイッチ２２は、自律移動装置２が障害物等と接触し、カバー１１が台車１０に対して水平方向に変位することによって検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域から外れたときにオフ信号を出力する。
【００４０】
ここで、第２近接スイッチ２２は、検出体２２Ｂの直径を検出体２１Ｂの直径と異ならせることにより、カバー１１の変位（即ち接触の強さ）に対する検出特性が第１近接スイッチ２１と異なるように設定されている。より具体的には、検出体２２Ｂの直径は、検出体２１Ｂの直径（例えば８ｍｍ）よりも大きい値（例えば１０ｍｍ）に設定されている。そのため、第２近接スイッチ２２は、第１近接スイッチ２１がオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりもより大きくカバー１１が変位した場合、即ち、より大きな外力が加わったとき（より強く接触したとき）にオン状態からオフ状態に切り換わる。このように、第２近接スイッチ２２は、特許請求の範囲に記載の第２の検出手段として機能する。
【００４１】
本実施形態では、検出体２１Ｂ，２２Ｂの直径を異ならせることによって変位検出特性を異ならせた２つの近接スイッチを用いることにより、障害物等との接触の強さを３段階（接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知する構成とした。なお、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２のそれぞれは電子制御装置３１に接続されており、第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３１に出力される。
【００４２】
電子制御装置３１は、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路を備えている。電子制御装置３１は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２の検出結果に基づいて、障害物等との接触の有無、及び接触の強さを判定し、それらの判定結果に基づいて、電動モータ１２を制御する。より具体的には、電子制御装置３１は、障害物等との接触が無い場合には自律移動を継続し、弱い接触があった場合には電動モータ１２を一時的に停止し、より強い接触があったときには電動モータ１２を非常停止させる。即ち、本実施形態の自律移動装置２における電子制御装置３１も、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。
【００４３】
次に、図６を参照しつつ自律移動装置２の動作について説明する。図６は、自律移動装置２による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。図６に示される接触検知処理は、主として電子制御装置３１によって行われるものであり、自律移動装置２の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ２００において、第１近接スイッチ２１の状態（オン状態又はオフ状態）、及び第２近接スイッチ２２の状態が読み込まれる。続いて、ステップＳ２０２において、ステップＳ２００で読み込まれた第１近接スイッチ２１の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１近接スイッチ２１の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触がないと判断され、自律走行が継続して実行される（ステップＳ２０４）。一方、第１近接スイッチ２１の状態がオフ状態であるときには、障害物等と接触したと判断され、ステップＳ２０６に処理が移行する。
【００４５】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２００で読み込まれた第２近接スイッチ２２の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第２近接スイッチ２２の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触レベルが比較的弱いと判断し、電動モータ１２の駆動を一時的に停止して、自律移動装置２を一時停止する（ステップＳ２０８）。一方、第２近接スイッチ２２の状態がオフ状態である場合には、障害物等との接触レベルが比較的強いと判断し、電動モータ１２の駆動を非常停止して、自律移動装置２を非常停止する（ステップＳ２１０）。
【００４６】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置２においては、以下のように構成される。即ち、自律移動装置２は、第１近接スイッチ２１と検出特性が異なる第２近接スイッチ２２を更に備える。第２近接スイッチ２２は、台車１０に対してカバー１１が、第１近接スイッチ２１の所定値よりも大きく変位したときにオフする検出信号を出力する。電子制御装置３１は、第１近接スイッチ２１から出力されるオン／オフ信号、及び、第２近接スイッチ２２から出力されるオン／オフ信号に応じて、電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００４７】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態では、第２近接スイッチ２２は平面視において台車１０の中心部から離れて配置されているが、第２の検知手段についても台車の中心部に配置する構成とすることができる。
【００４９】
（第３実施形態）
続いて、図７から図９を併せて用いて、第３実施形態に係る自律移動装置３の構成について説明する。図７は、自律移動装置３の斜視図である。図８は、自律移動装置３の平面図である。図９は、自律移動装置３の構成を示すブロック図である。なお、図７から図９までにおいて、第１実施形態又は第２実施形態と同一又は同等の構成及び機能を有する要素については同一の符号が付されている。
【００５０】
第３実施形態の自律移動装置３は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、障害物等との接触又は衝突を検知するとともに、障害物との接触等が検知された場合に、例えば一時停止等の回避動作をとりつつ、自律して移動する機能を有するものである。この自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２と、電子制御装置３２と、を備えている。台車４０は、走行を可能とする駆動手段を有しており、自律移動装置３の走行を可能としている。カバー４１は平面視でほぼ正方形状に形成されており、台車４０の周囲を障害物等の接触から保護する。第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２は、台車４０とカバー４１との相対変位に応じてオン／オフする検出信号を出力し、自律移動装置３が障害物等に接触したことを検出する。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２によって出力されたオン／オフ信号に応じて駆動手段が有する電動モータ１２を制御する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００５１】
台車４０は、筐体４０Ａと、この筐体４０Ａを支持するための底板フレーム４２と、駆動手段と、を有している。筐体４０Ａは、前記電子制御装置３２を内部に保持している。底板フレーム４２は、図８の平面視において、四隅が円弧状に丸められた略正方形状となる平板状に構成されており、上面側では前記筐体４０Ａを支持するとともに、下面側には駆動手段が配置されている。駆動手段は電動モータ１２及びオムニホイール１３等を主要な構成として有している。
【００５２】
図８に示すように、駆動手段が有する４つの電動モータ１２は、底板フレーム４２の対角線と重なるように十字状に配置されている。この４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸にはオムニホイール１３が装着されている。即ち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔をあけるようにして、かつ、底板フレーム４２の四隅に対応するようにして、台車４０下部に取り付けられている。なお、電動モータ１２及びオムニホイール１３の構成は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。この駆動手段によって、自律移動装置３を任意の方向（全方向）に移動させることが可能となっている。
【００５３】
カバー４１は、金属や樹脂等により、図８の平面視において、台車の中心部から見たときに前後左右が略対称形状となる枠組み状の外装カバーとして構成されており、台車４０下部の前後左右の側面を覆っている。このカバー４１は、台車４０下部の駆動手段の前後左右を囲うように配置される４個のカバーフレーム５１によって内側から支持されている。なお、図８に示すように、本実施形態では、カバー４１は上面及び下面の中央部が開放された略直方体状に構成されているが、この形状を例えば円柱状、ドーム状等に変更することもできる。この場合においても、カバーの構成は、台車の中心部から見て前後左右が対称形状となることが好ましい。
【００５４】
カバーフレーム５１は、板状部材の一端を直角に折り曲げて構成されており、一部の平面が底板フレーム４２の下面に対面するとともに残りの一部の平面が水平方向（側面方向）を向くように配置されている。４個のカバーフレーム５１のうち、前側のカバーフレーム５１と後側のカバーフレーム５１とが、板状のフレーム連結部材５２によって連結されており、フレーム連結部材５２の上面が底板フレーム４２の下面側と対向している。このフレーム連結部材５２は、台車４０の中心部を通るように配置されており、その中途部には、後述する第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の構成の一部である第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂが配置されている。
【００５５】
本実施形態のカバーフレーム５１は、底板フレーム４２の下面側でいわゆるゲルブッシュ６１を介して支持されている。ゲルブッシュ６１は、ゲル材料製のものであり、弾性変形が可能に構成された支持部材として機能している。より具体的には、図７及び図８に示すように、前側のカバーフレーム５１の上面及び後側のカバーフレーム５１上面には、左右に並んだ状態の２個のゲルブッシュ６１がそれぞれ配置されている。一方、左側のカバーフレーム５１の上面及び右側のカバーフレーム５１の上面には、１個のゲルブッシュ６１が底板フレーム４２の中心より若干前側に位置するようにそれぞれ配置されている。図９に示すように、底板フレーム４２の下面と、カバーフレーム５１の上面との間にこれらのゲルブッシュ６１を挟み込んだ状態で、当該底板フレーム４２及びカバーフレーム５１をボルト、ワッシャ等によってゲルブッシュ６１に固定する。
【００５６】
なお、ゲルブッシュ６１の配置数は適宜変更することができる。例えば、前後のカバーフレーム５１と同様に左右のカバーフレーム５１の上面にゲルブッシュ６１を２個ずつ配置して計８個のゲルブッシュ６１によってカバーフレーム５１を支持する構成等に変更することができる。
【００５７】
このカバーフレーム５１が底板フレーム４２に取り付けられた状態で、カバー４１は、前後左右に配置されるそれぞれのカバーフレーム５１の側面に図略のネジ等の固定具によって固定される。これによって、カバー４１は底板フレーム４２に対して吊り下げられるような状態で支持部材（ゲルブッシュ６１）を介して当該台車４０に保持される。また、ゲルブッシュ６１は弾性変形可能に構成されているので、底板フレーム４２に対して、カバー４１が上下左右で寡少の位置変化が可能な状態となっている。これによって、障害物等が自律移動装置３のカバー４１に接触した場合は、その外力に応じてゲルブッシュ６１が変形し、カバー４１が台車４０に対して相対変位することになる。
【００５８】
なお、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に配置される支持部材は、ゲルブッシュ６１に限られるわけではない。例えば、本実施形態のゲルブッシュ６１に代えて第１実施形態及び第２実施形態で用いたインシュレータやダンパ等に適宜変更することもできる。
【００５９】
また、底板フレーム４２には、カバー４１の上方向の動きを規制するためのボールプランジャ６２がブラケット６３を介して設けられている。図８に示すように、ボールプランジャ６２は前後左右に１つずつ（計４個）配置されており、それぞれのボールプランジャ６２の先端部分がカバーフレーム５１の上面に対向するように底板フレーム４２の下面側に取り付けられている。より具体的には、図９に示すように、ボールプランジャ６２は、Ｓ字に折り曲げられたブラケット６３に軸部分が保持された状態で、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に形成される上下方向の隙間を利用して配置されている。このボールプランジャ６２は、ボールが配置される先端部分がカバーフレーム５１の上面に接触するようにブラケット６３に保持されており、カバーフレーム５１の浮き上がりを防止している。
【００６０】
これによって、カバー４１が障害物等に接触して斜め上方向に浮き上がるような外力を受けたときでも、カバー４１はボールプランジャ６２によって上方向の移動を規制され、水平方向に移動することになる。従って、この構成であれば、上記近接スイッチの軸方向（上下方向）検出成分のうち近づく方向（上方向）が取り除かれるため、自律移動装置３の障害物等の接触における水平方向検出成分を精度良く検出することができる。なお、近接スイッチの軸方向検出成分のうち遠ざかる方向（下方向）は、近接スイッチがオフする方向であるから、自律移動装置３が停止する安全側になり、特にカバー４１の下方向への変位は規制する必要がない。
【００６１】
次に、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２について説明する。第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２は、台車４０とカバー４１との相対変位に応じてオン／オフし、その検出信号を電子制御装置３２に送信するためのものであり、検出対象の有無を非接触で検出することができるセンサである。本実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、静電容量形の近接スイッチを用いている。第１近接スイッチ７１は、第１検出体７１Ｂ（ドグ）と、該第１検出体７１Ｂを検出するための第１センサ７１Ａ（センサ）と、有している。一方、第２近接スイッチ７２についても同様に、第２検出体７２Ｂ（ドグ）と、該第２検出体７２Ｂを検出するための第２センサ７２Ａ（センサ）と、を有している。
【００６２】
図７及び図８に示すように、第１センサ７１Ａ及び第２センサ７２Ａは、ともに、底板フレーム４２の上面側の略中央に配置されている。底板フレーム４２の第１センサ７１Ａが配置される場所には第１貫通孔７１Ｃが形成されており、当該第１センサ７１Ａの一部（検出面）が、フレーム連結部材５２に配置される第１検出体７１Ｂと第１貫通孔７１Ｃを通じて対面している。同様に、第２検出体７２Ｂが配置される場所には第２貫通孔７２Ｃが形成されており、当該第２センサ７２Ａの一部（検出面）が、フレーム連結部材５２に配置される第２検出体７２Ｂと第２貫通孔７２Ｃを通じて対面している。
【００６３】
第１検出体７１Ｂは、適宜の金属により、円柱形状（例えば直径が４ｍｍ）に構成されている。第１センサ７１Ａは、第１検出体７１Ｂが検出領域内にあるときはオン信号を出力し、第１検出体７１Ｂとの距離が一定以上離れるとオフ信号を出力するように構成されている。本実施形態では、自律移動装置３が障害物等に接触しておらず、カバー４１が台車４０に対してニュートラルな位置にある場合は、第１検出体７１Ｂが有する円形の端面の中心と第１センサ７１Ａの検出領域の中心とが対面するように、各構成の位置関係が設定されている。カバー４１がニュートラルな位置にある状態では、第１センサ７１Ａはオン信号を電子制御装置３２に出力する。一方、自律移動装置３が障害物等に接触することによって、カバー４１が台車４０に対して相対変位し、それに伴って第１検出体７１Ｂが第１センサ７１Ａの検出領域外に移動したときは、第１センサ７１Ａによってオフ信号が電子制御装置３２に出力される。
【００６４】
一方、第２検出体７２Ｂは、適宜の金属により、円柱状（例えば直径が８ｍｍ）に構成されている。第２センサ７２Ａは、第１センサ７１Ａと同様に、第２検出体７２Ｂが検出領域内にあるときはオン信号を出力し、第２検出体７２Ｂとの距離が一定以上離れるとオフ信号を出力するように構成されている。第２検出体７２Ｂにおいても、カバー４１が台車４０に対してニュートラルな位置にある場合は、当該第２検出体７２Ｂが有する円形の端面の中心と第２センサ７２Ａの検出領域の中心とが対面するように配置されている。
【００６５】
ただし、第２近接スイッチは、第２検出体７２Ｂの直径を第１検出体７１Ｂの直径と異ならせることにより、カバー４１の変位（即ち接触の強さ）に対する検出特性が第１近接スイッチ７１と異なるように設定されている。具体的には、本実施形態では、第２検出体７２Ｂの直径（８ｍｍ）が第１検出体７１Ｂの直径（４ｍｍ）よりも大きく設定されている。従って、第２近接スイッチ７２は、第１近接スイッチ７１がオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりもより大きくカバー４１が変位した場合、即ち、より大きな外力が加わったとき（より強く接触したとき）にオン状態からオフ状態に切り換わる。なお、第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂの直径又は形状は適宜変更することが可能であり、これによって、検出すべき衝撃の程度を調整することができる。
【００６６】
以上の構成により、障害物等との接触の強さを３段階（接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することが可能となる。なお、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２のそれぞれは電子制御装置３２に接続されており、第１近接スイッチ７１、第２近接スイッチ７２による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３２に出力される。
【００６７】
この構成で、自律移動装置３の前後左右何れの方向から外力が加えられたとしても、台車４０の下面（底板フレーム４２）と、該下面に対向するフレーム連結部材５２（カバー４１）との間には水平方向の相対変位が生じる。上述したように、カバー４１は、平面視において、台車４０の中心部から見たときに前後左右に略対称形状で構成されている。従って、中心に配置される第１近接スイッチ７１からカバー４１の側面までの距離が、自律移動装置３の全周にわたって極端に異なることがないので、全方位に対する障害物等との接触を均等に検知することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、カバー４１の上方向への動きを規制するための規制手段として、ボールプランジャ６２が配置されている。これによって、自律移動装置３が障害物等に接触することによってカバー４１を斜め上に押し上げるような力を受けた場合でも、ボールプランジャ６２によってカバー４１の上方向の相対変位が規制され、カバー４１を押す押圧力は水平方向にガイドされることになる。従って、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２によってカバー４１の水平成分の動きを検出することで衝撃の程度を正確に検出することができる。
【００６９】
電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路を備えている。電子制御装置３２は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の検出結果に基づいて、障害物等との接触の有無、及び接触の強さを判定し、それらの判定結果に基づいて、電動モータ１２を制御する。より具体的には、電子制御装置３２は、障害物等との接触が無い場合には自律移動を継続し、弱い接触があった場合には電動モータ１２を一時的に停止し、より強い接触があったときには電源供給を停止して電動モータ１２を非常停止させるように制御する。
【００７０】
本実施形態によれば、検出特性が異なる２つの近接スイッチ（第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）を備えているため、障害物等との接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の強さ（程度）に応じて電動モータ１２を制御することにより、例えば、一時停止や非常停止等、検知された接触の強さに対応した段階的な回避動作をとることが可能となる。なお、自律移動装置３による接触検知処理の処理手順は、第２実施形態の自律移動装置２の処理手順（図６を参照）と同様であるので説明を省略する。
【００７１】
次に、図１０を参照して、本実施形態の自律移動装置３が、障害物に接触したときの第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の検出結果の定量評価について説明する。図１０の図面左側に示しているのが、自律移動装置３が非常停止又は一時停止したときの衝撃の強さを障害物が接触した方向ごとに示したグラフである。図１０の図面右側に示しているのがグラフに対応する自律移動装置３に障害物が接触した位置を示したモデル図であり、このモデル図に示した矢印の方向がグラフに示した方向と対応している。
【００７２】
図１０のグラフに示すように、駆動手段が一時停止するように制御されたときの障害物の衝撃の大きさは全方位にわたって略一定である。即ち、第１近接スイッチ７１が検出する衝撃の強さが、全方位にわたって略一定であり、障害物等がカバー４１に接触した箇所によって衝撃を検出する精度の偏りが殆どないことがわかる。同様に、駆動手段が非常停止するように制御されたときの衝撃の大きさも全方位にわたって略一定である。更に、自律移動装置３は、一時停止するように制御されたときに検出した衝撃よりも大きい衝撃を検出した場合にのみ非常停止を行うように制御しており、検出した衝撃の大きさに応じて適切な制御が可能となっていることがわかる。このように、本実施形態の構成によって、障害物等がカバー４１に接触した箇所によって衝撃を検出する精度の偏りを抑制するとともに、第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂの大きさ（径又は面積）を適宜に最適化することにより、所望する衝撃の大きさによって駆動手段を適切に制御できることが、図１０に示す定量評価で示されている。
【００７３】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ７１と、電子制御装置３２と、を備える。台車４０には、駆動手段が設けられる。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。第１近接スイッチ７１は、台車４０に対してカバー４１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車４０の中心部に配置される。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する。
【００７４】
これにより、例えば自律移動装置３が障害物等と接触した場合に、自律移動装置３に加えられる外力により、カバー４１は台車４０に対して相対変位する。この相対変位を台車４０の中心部に配置される第１近接スイッチ７１によって検出することで、カバー４１の全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える２値の第１近接スイッチ７１を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、第１近接スイッチ７１を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００７５】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１は、第１近接スイッチ７１が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成される。
【００７６】
これにより、カバー４１が対称形状となるように構成されているので、障害物等が接触したカバー４１の箇所によって相対変位量が偏ることを抑制できる。従って、自律移動装置３への接触及び衝突を全方位にわたってより均等に検出することができ、検出精度が向上する。
【００７７】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１が台車４０に対して上方向に移動することを規制するためのボールプランジャ６２を備える。
【００７８】
これにより、斜め下側から障害物等がカバー４１に接触することにより、カバー４１が斜め上方向に移動しようとした場合でも、ボールプランジャ６２によって上側への逃げが規制されるので、カバー４１の水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、第１近接スイッチ７１は、カバー４１の水平方向の移動を検出することで、斜め下側から障害物等が当たった場合等でも衝突及び接触の検出を精度良く行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１は、外部から付与される力に応じて該カバー４１を相対変位可能に支持するゲルブッシュ６１を介して台車４０に取り付けられる。
【００８０】
これにより、自律移動装置３が障害物等と接触した場合に、自律移動装置３のカバー４１に加わる外力の大きさに応じて、カバー４１が台車４０に対して相対変位する。従って、例えば、障害物が接触した衝撃が無視できるほど小さいにもかかわらず衝突を検出する、或いは、障害物が接触した衝撃が大きいにもかかわらず衝突を検出しないといった事態を防止でき、衝撃に応じた検出手段による正確な検出が可能となる。
【００８１】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、以下のように構成される。即ち、自律移動装置３は、第１近接スイッチ７１と検出特性が異なる第２近接スイッチ７２を更に備える。第２近接スイッチ７２は、台車４０に対してカバー４１が、第１近接スイッチ７１の所定値よりも大きく変位したときにオフする検出信号を出力する。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１から出力されるオン／オフ信号、及び、第２近接スイッチ７２から出力されるオン／オフ信号に応じて、電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００８２】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
【００８４】
上記実施形態では、検出手段（第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）として静電容量形のものを用いたが、静電容量形以外のものに変更することができる。例えば、前記検出手段として誘導形、超音波形、光電形、磁気形の近接スイッチを用いてもよい。なお、台車１０（台車４０）とカバー１１（カバー４１）との相対変位を検出する検出器としては非接触式のものが好ましいが、接触式の検出器を用いることを排除するものではない。
【００８５】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２を台車１０（筐体１０Ａ）の上面側に取り付ける構成である。この構成に代えて、オムニホイール１３と干渉しない範囲で筐体１０Ａの下面側を覆うようにカバーを取り付けるとともに、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２を筐体１０Ａの下面側に取り付ける構成としてもよい。
【００８６】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、検出体２１Ｂ，２２Ｂとして円形に形成されたものを用いたが、例えば楕円形や長方形等のものを用いることもできる。このようにすれば、変位の検出方向に指向性を持たせることができる。
【００８７】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、カバー１１を台車１０に対して相対変位可能に支持するためにインシュレータ２０を用いたが、インシュレータに代えてダンパ等を用いてもよい。
【００８８】
また、第３実施形態では、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の両方が台車４０の中心部に配置される構成であるが、一方を台車の中心部に配置し、他方を台車の中心部から離して配置する構成に変更してもよい。また、第３実施形態の構成から第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の何れか１つを省略し、単一の近接スイッチによって、自律移動装置３の障害物等の接触及び衝突を検出する構成とすることもできる。
【００８９】
上記実施形態では、１つ又は２つの近接スイッチを用いたが、３つ以上の近接スイッチを用いる構成としてもよい。この場合、各近接スイッチの検出特性を異ならせることにより、障害物等との接触の強さ（程度）を更に多段階に分けて検出することができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、検出手段（第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）として、検出領域内に検出体があるときに出力がオンになるＮＯ（ノーマルオープン）タイプのものが用いられている。この構成は適宜変更することが可能であり、例えば、検出領域内に検出体が無いときに出力がオンになるＮＣ（ノーマルクローズ）タイプのものを用いることもできる。
【００９１】
上記実施形態では、障害物等との接触が検知されたときに、停止（一時停止又は非常停止）したが、このような停止動作に代えて、例えば接触した障害物等から離れるような回避動作を行うようにしてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、車輪として全方位に移動可能なオムニホイール１３を採用したが、通常の車輪（操舵輪及び駆動輪）を用いてもよい。
【００９３】
なお、以上に説明した実施形態及びその変形例から、少なくとも以下の技術思想を把握することができる。
【００９４】
（１）駆動手段が設けられた台車と、
前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、
前記台車の上下面の少なくとも一方面と該上下面の少なくとも一方面に対向する前記カバーとの相対変位に応じた検出信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする自律移動装置。
【００９５】
これにより、例えば自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置に加えられる外力により、カバーが台車に対して相対変位する。ここで、自律移動装置の前後左右何れの方向から外力が加えられたとしても、台車の上下面の少なくとも一方面と該上下面の少なくとも一方面に対向するカバーとの間には水平方向の相対変位が生じる。従って、台車の上下面と該上下面に対向するカバーとの相対変位を検出する最低限１つの検出手段によって全方位に対する障害物等との接触を検知することができる。そのため、駆動手段を制御して自律移動する際に、より少ない検出器（検出手段）で全方位の接触又は衝突を検知することが可能となる。
【００９６】
（２）前記自律移動装置であって、
前記カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して前記台車に取り付けられることを特徴とする自律移動装置。
【００９７】
このようにすれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに応じて、カバーが台車に対して相対変位する。そのため、自律移動装置（カバー）に作用する力の大きさ、即ち障害物等との接触の強さに応じた検出結果を得ることが可能となる。
【００９８】
（３）前記自律移動装置であって、
前記支持部材は、外部から付与される力に比例して該カバーを相対変位可能に支持することを特徴とする自律移動装置。
【００９９】
このようにすれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに比例して、カバーが台車に対して相対変位する。そのため、自律移動装置（カバー）に作用する力の大きさ、即ち障害物等との接触の強さに比例した検出結果を得ることが可能となる。
【０１００】
（４）前記自律移動装置であって、
前記検出手段は、前記カバーの回転軸からオフセットした位置に配設されることを特徴とする自律移動装置。
【０１０１】
このように配設すれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、カバーを回転させる方向に外力が加えられたとしても、カバーの変位即ち障害物等との接触を検知することが可能となる。
【０１０２】
（５）前記自律移動装置であって、
前記駆動手段は、電動モータと、該電動モータにより駆動され、前後左右の全方向に移動可能な車輪とを有することを特徴とする自律移動装置。
【０１０３】
このようにすれば、電動モータを駆動することにより、台車（自律移動装置）を前後左右の全方向に移動させることが可能となる。
【０１０４】
（６）前記自律移動装置であって、
前記検出手段は、前記台車の上下面の少なくとも一方面と対向する前記カバーの内面に取り付けられる検出体と、前記台車の上下面の少なくとも一方面の前記検出体と対向する位置に取り付けられ、前記検出体の有無を非接触で検出するセンサと、を有することを特徴とする自律移動装置。
【０１０５】
このように非接触式の検出手段を用いる場合には、検出手段の抵抗によってカバーの変位が抑制されることがない。また、例えば、支持部材の減衰特性を変更し、外力に対するカバーの変位量を調節する際に、検出手段の抵抗を考慮する必要がないため、検出手段の検出特性と支持部材の減衰特性とを独立して設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る自律移動装置による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る自律移動装置による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図８】第３実施形態に係る自律移動装置の平面図である。
【図９】第３実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】自律移動装置が衝撃を検出したときの制御の様子を衝撃の強さと方向ごとに示したグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２，３ 自律移動装置
１０ 台車
１０Ａ 筐体
１１ カバー
１２ 電動モータ
１３ オムニホイール
２０ インシュレータ（支持部材）
２１ 第１近接スイッチ
２２ 第２近接スイッチ
２１Ａ センサ
２２Ａ センサ
２１Ｂ 検出体
２２Ｂ 検出体
３０，３１，３２ 電子制御装置（制御手段）
４０ 台車
４０Ａ 筐体
４１ カバー
６１ ゲルブッシュ（支持部材）
６２ ボールプランジャ（規制手段）
７１ 第１近接スイッチ
７２ 第２近接スイッチ
７１Ａ 第１センサ
７２Ａ 第２センサ
７１Ｂ 第１検出体
７２Ｂ 第２検出体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動装置に関し、特に、障害物等との接触を検知しつつ移動する自律移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、障害物等を検知しつつ、自律して走行する自律走行車の研究・開発が進められており、例えば倉庫又は工場の搬送ロボット等として実用化されている。このような自律走行車を開示するものとして、特許文献１、特許文献２及び特許文献３がある。
【０００３】
特許文献１には、車体の全方位について障害物等との接触を検知することのできる自律走行車が開示されている。この自律走行車は、矩形形状の車体台板とこれを覆う箱状の外装カバーとを備えて構成されており、車体台板と外装カバーとが複数の外装カバー連結部材によって連結されるとともに、車体台板の側部と外装カバーの内面との間に、外装カバーの変位を検知するためのマイクロスイッチが８個取り付けられている。外装カバーは障害物等に接触して外力を受けると水平方向に移動し、８個のマイクロスイッチのうち接触部位近傍に配設されているマイクロスイッチがオンされる。それによって、自律走行車と障害物との接触が検知される。
【特許文献１】特開平８−２６３１３７号公報
【０００４】
また、特許文献２には、無人搬送車本体を取り囲んで設けた移動可能なバンパーと、このバンパーの移動を検知するセンサよりなる無人搬送車の障害物検知装置において、以下の構成が開示されている。即ち、無人搬送車の前記バンパーは、前記無人搬送車本体の側面に設けた本体フレームと、この本体フレームの四隅に設けた弾性支持部材と、この弾性支持部材に懸下若しくは跨座したバンパフレームで構成される。また、障害物検知装置が備える前記センサは、前記バンパフレームの外側に設けた接触センサと、前記バンパフレームの内側に設けた近接センサと、前記本体フレームの上面に設けた近接センサで構成される。
【特許文献２】特開平８−１９４５３８号公報
【０００５】
更に、特許文献３には、自律型ロボットとして、以下の構成が開示されている。即ち、自律型ロボットは、駆動走行可能な本体と、前記本体に対して前記本体の全周囲に延び且つ力覚センサを介して取り付けられた外装部とを備え、前記力覚センサの出力に基づいて前記外装部の障害物との衝突を検知することから成る。
【特許文献３】特開２００６−２１２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される技術では、全方位（前後左右）の接触又は衝突を検知するために、車体側面の全周にわたって８個のマイクロスイッチを配設している。そのため、自律走行車の構成が複雑でコストが高くなる一方、生産性及び信頼性が低下するおそれがある。そのため、自律移動する際に、より少ない数の検出器で全方位の接触又は衝突を検知することのできる技術が望まれていた。
【０００７】
また、特許文献２の構成においても、同様の課題があった。即ち、テープスイッチ（接触センサ）による接触の検知は、テープスイッチの検出面に障害物等が接触しなければ、当該障害物等との接触を検出することができない。そのため、テープスイッチによる接触検知は、テープ幅部分に障害物が接触したときだけの局所的なものとなってしまう。しかし、全方位にわたって均等に接触を検知するために多数のテープスイッチを配置すれば、製造コストが増大してしまう。また、障害物検知装置が備える近接センサでは水平方向の接触の検知しかできないため、例えばバンパーが斜め上方向に動いた場合、障害物の接触を検知できないことがあった。
【０００８】
この点、特許文献３の構成は、外装部が障害物と衝突するときにその衝突によって外装部に生じたモーメントを力覚センサによって検知することで、障害物に衝突したことが判別できる。しかし、力覚センサは、オン／オフで切り換えるような２値のセンサに比べ高価であるため、製造コストの低減という観点において改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、自律移動する際に、より少ない検出器で全方位の接触又は衝突を検知することが可能な自律移動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
本発明に係る自律移動装置において、以下の構成が提供される。即ち、自律移動装置は、駆動手段が設けられた台車と、台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、台車に対してカバーが所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車の中心部に配置される検出手段と、検出手段から出力される検出信号に応じて駆動手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１２】
これにより、例えば自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置に加えられる外力により、カバーは台車に対して相対変位する。この相対変位を台車の中心部に配置される検出手段によって検出することで、カバーの全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える検出手段を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、検出手段を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００１３】
前記の自律移動装置においては、カバーは、検出手段が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成されることが好ましい。
【００１４】
これにより、カバーが対称形状となるように構成されているので、障害物等が接触したカバーの箇所によって相対変位量が偏ることを抑制できる。従って、自律移動装置への接触及び衝突を全方位にわたってより均等に検出することができ、検出精度が向上する。
【００１５】
前記の自律移動装置においては、カバーが台車に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることが好ましい。
【００１６】
これにより、斜め下側から障害物等がカバーに接触することにより、カバーが斜め上方向に移動しようとした場合でも、規制手段によって上側への逃げが規制されるので、カバーの水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、検出手段は、カバーの水平方向の移動を検出することで、斜め下側から障害物等が当たった場合等でも衝突及び接触の検出を精度良く行うことができる。
【００１７】
前記の自律移動装置においては、カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して台車に取り付けられることが好ましい。
【００１８】
これにより、自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに応じて、カバーが台車に対して相対変位する。従って、例えば、障害物が接触した衝撃が無視できるほど小さいにもかかわらず衝突を検出する、或いは、障害物が接触した衝撃が大きいにもかかわらず衝突を検出しないといった事態を防止でき、衝撃に応じた検出手段による正確な検出が可能となる。
【００１９】
前記の自律移動装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、自律移動装置は、検出手段と検出特性が異なる第２の検出手段を更に備える。第２の検出手段は、台車に対してカバーが、検出手段の所定値と異なる所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力する。制御手段は、検出手段から出力されるオン／オフ信号、及び、第２の検出手段から出力されるオン／オフ信号に応じて、駆動手段を制御する。
【００２０】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２２】
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る自律移動装置１の構成について説明する。図１は、自律移動装置１の斜視図である。また、図２は、自律移動装置１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
自律移動装置１は、例えば障害物等との接触又は衝突を検知するとともに、障害物との接触等が検知された場合に、例えば一時停止等の回避動作をとりつつ、自律して移動する機能を有するものである。そのため、自律移動装置１は、その下部に電動モータ１２及び該電動モータ１２により駆動されるオムニホイール１３が設けられた台車１０と、台車１０の前後左右の側面及び上面を覆い、かつ、台車１０に対して相対変位可能に台車１０に取り付けられたカバー１１と、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第１近接スイッチ２１と、第１近接スイッチ２１から出力されるオン／オフ信号に応じて電動モータ１２を制御する電子制御装置３０とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２４】
台車１０は、略直方体の形状をした筐体１０Ａを有している。なお、筐体１０Ａの形状は略直方体に限られない。筐体１０Ａの下部には、４つの電動モータ１２が十字状に配置されて取り付けられている。４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸にはオムニホイール１３が装着されている。即ち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔をあけて取り付けられている。
【００２５】
オムニホイール１３は、電動モータ１２の駆動軸を中心にして回転する２枚のホイール１４と、各ホイール１４の外周に電動モータ１２の駆動軸と直交する軸を中心として回転可能に設けられた６個のフリーローラ１５とを有する車輪であり、全方向に移動可能としたものである。なお、２枚のホイール１４は位相を３０°ズラして取り付けられている。このような構成を有するため、電動モータ１２が駆動されてホイール１４が回転すると、６個のフリーローラ１５はホイール１４と一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラ１５が回転することにより、オムニホイール１３は、そのホイール１４の回転軸に平行な方向にも移動することができる。そのため、４つの電動モータ１２を独立して制御し、４つのオムニホイール１３それぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することにより、自律移動装置１を任意の方向（全方向）に平面移動又は旋回動作させることができる。
【００２６】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面の四隅には、カバー１１を台車１０に対して相対変位可能に支持する支持部材としての４つのインシュレータ２０が設けられている。ここで、カバー１１は、例えば金属や樹脂等により、台車１０の前後左右の側面及び上面を覆うように形成された部材である。このカバー１１は、平面視で長方形状に形成されている。前記インシュレータ２０は、例えばゴムやバネ等の弾性部材から形成されており、カバー１１を筐体１０Ａに対してフローティング状態に保持するとともに、障害物等との接触時には、障害物等から加えられる外力の大きさに比例してカバー１１を変位させつつ、接触による振動を吸収する。即ち、インシュレータ２０は、特許請求の範囲に記載の支持部材として機能する。なお、インシュレータ２０は、台車１０の上面に代えて又は加えて台車１０の側面に取り付けてもよい。また、インシュレータ２０は、その変位量が外力に比例するものに限られず、外力と変位量との相関が把握されているものであればよい。
【００２７】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面と、該上面に対向するカバー１１の内面には、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第１近接スイッチ２１が取り付けられている。第１近接スイッチ２１は、検出対象の有無を非接触で検出するセンサである。本実施形態では、第１近接スイッチ２１として、検出体（ドグ）とセンサとの間に生じる静電容量の変化から検出対象（検出体）の有無を検出する静電容量形の近接スイッチを用いた。
【００２８】
また、第１近接スイッチ２１は、平面視において台車１０のほぼ中心部に配置されている。ただし、厳密には、第１近接スイッチ２１は、筐体１０Ａの上面の中心から若干オフセットした位置に取り付けられる。これによって、筐体１０Ａの中心を軸としてカバー１１を回転させるように外力が加えられた場合であっても、カバー１１の変位を確実に検出することが可能となっている。
【００２９】
第１近接スイッチ２１は、台車１０の上面に取り付けられるセンサ２１Ａと、カバー１１の内面のセンサ２１Ａに対向する位置に取り付けられる円形に形成された金属板からなる検出体２１Ｂと、を有して構成される。第１近接スイッチ２１は、検出体２１Ｂとセンサ２１Ａとの間の静電容量に応じ、検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域内にある場合にオン信号を出力し、検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域内にないときにオフ信号を出力する。よって、第１近接スイッチ２１は、自律移動装置１が障害物等に接触していない場合にはオン信号を出力する。一方、第１近接スイッチ２１は、自律移動装置１が障害物等と接触し、カバー１１が台車１０に対して水平方向に変位することによって検出体２１Ｂがセンサ２１Ａの検出領域から外れたときにオフ信号を出力する。このように、第１近接スイッチ２１は、特許請求の範囲に記載の検出手段として機能する。なお、第１近接スイッチ２１は電子制御装置３０に接続されており、第１近接スイッチ２１による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３０に出力される。
【００３０】
電子制御装置３０は、自律移動装置１の制御を司るものである。電子制御装置３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びバッテリによりその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等から構成されている。また、電子制御装置３０は、第１近接スイッチ２１とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路、及び電動モータ１２を駆動するドライバ回路等も備えている。
【００３１】
電子制御装置３０は、障害物等との接触を検知しつつ、例えば、記憶されている環境地図とレーザレンジファインダ等によって認識された自機位置とに基づいて、予め設定されている目標位置まで自律移動装置１が自律して移動するように制御を行う。電子制御装置３０は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ２１の検出結果に基づいて障害物等との接触の有無を判定し、その判定結果に基づいて電動モータ１２を制御する。即ち、電子制御装置３０は、障害物等との接触が無い場合には電動モータ１２を駆動して自律移動を継続し、接触があったときには電動モータ１２の駆動を停止して自律移動装置１を停止させる。このように、電子制御装置３０は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。
【００３２】
次に、図３を参照しつつ自律移動装置１の動作について説明する。図３は、自律移動装置１による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。図３に示される接触検知処理は、主として電子制御装置３０によって行われるものであり、自律移動装置１の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１００において、第１近接スイッチ２１の状態（オン状態又はオフ状態）が読み込まれる。続いて、ステップＳ１０２において、ステップＳ１００で読み込まれた第１近接スイッチ２１の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１近接スイッチ２１の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触がないと判断され、自律走行が継続して実行される（ステップＳ１０４）。一方、第１近接スイッチ２１の状態がオフ状態であるときには、障害物等と接触したと判断され、電動モータ１２の駆動を停止して、自律移動装置１を非常停止する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置１は、台車１０と、カバー１１と、第１近接スイッチ２１と、電子制御装置３０と、を備える。台車１０には、駆動手段が設けられる。カバー１１は、台車１０の側面及び上面を覆い、かつ、台車１０に対して相対変位可能に該台車１０に取り付けられる。第１近接スイッチ２１は、台車１０に対してカバー１１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車１０の中心部に配置される。電子制御装置３０は、第１近接スイッチ２１から出力される検出信号に応じて電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００３５】
これにより、例えば自律移動装置１が障害物等と接触した場合に、自律移動装置１に加えられる外力により、カバー１１は台車１０に対して相対変位する。この相対変位を台車１０の中心部に配置される第１近接スイッチ２１によって検出することで、カバー１１の全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える２値の第１近接スイッチ２１を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、第１近接スイッチ２１を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００３６】
（第２実施形態）
続いて、図４及び図５を併せて用いて、第２実施形態に係る自律移動装置２の構成について説明する。図４は、自律移動装置２の斜視図である。また、図５は、自律移動装置２の構成を示すブロック図である。なお、図４、図５において第１実施形態と同一又は同等の構成及び機能を有する要素については同一の符号が付されている。
【００３７】
自律移動装置２は、上述した第１近接スイッチ２１に加え、該第１近接スイッチ２１と検出特性が異なる第２近接スイッチ２２を更に備えている点で、上述した第１実施形態の自律移動装置１と異なる。また、自律移動装置２は、上述した電子制御装置３０に代えて、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２から出力されるオン／オフ信号に応じて電動モータ１２を制御する電子制御装置３１を備えている点で、上述した自律移動装置１と異なる。以下、これらの自律移動装置１と異なる構成要素について詳細に説明する。なお、その他の構成については自律移動装置１と同一又は同等であるので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
台車１０（筐体１０Ａ）の上面と、該上面に対向するカバー１１の内面には、上述した第１近接スイッチ２１に加えて、台車１０の上面と該上面に対向するカバー１１との相対変位に応じてオン／オフする第２近接スイッチ２２が取り付けられている。第１近接スイッチ２１と同様に第２近接スイッチ２２も、検出対象の有無を非接触で検出するセンサである。本実施形態では、第２近接スイッチ２２として、検出体（ドグ）とセンサとの間に生じる静電容量の変化から検出対象（検出体）の有無を検出する静電容量形の近接スイッチを用いた。なお、第２近接スイッチ２２は、カバー１１が回転軸を中心として回転するように外力が加えられた場合であってもカバー１１の変位を確実に検出するため、カバー１１の回転軸からオフセットした位置に取り付けられる。本実施形態において、この第２近接スイッチ２２は、台車１０の中心部から、長方形のカバー１１の長手方向外側に若干離れた位置に配置されている。
【００３９】
第２近接スイッチ２２は、台車１０の上面に取り付けられるセンサ２２Ａと、カバー１１の内面のセンサ２２Ａに対向する位置に取り付けられる円形に形成された金属板からなる検出体２２Ｂと、を有して構成される。第２近接スイッチ２２は、第１近接スイッチ２１と同様に、検出体２２Ｂとセンサ２２Ａとの間の静電容量に応じ、検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域内にある場合にオン信号を出力し、検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域内にないときにオフ信号を出力する。よって、第２近接スイッチ２２は、自律移動装置２が障害物等に接触していない場合には、オン信号を出力する。一方、第２近接スイッチ２２は、自律移動装置２が障害物等と接触し、カバー１１が台車１０に対して水平方向に変位することによって検出体２２Ｂがセンサ２２Ａの検出領域から外れたときにオフ信号を出力する。
【００４０】
ここで、第２近接スイッチ２２は、検出体２２Ｂの直径を検出体２１Ｂの直径と異ならせることにより、カバー１１の変位（即ち接触の強さ）に対する検出特性が第１近接スイッチ２１と異なるように設定されている。より具体的には、検出体２２Ｂの直径は、検出体２１Ｂの直径（例えば８ｍｍ）よりも大きい値（例えば１０ｍｍ）に設定されている。そのため、第２近接スイッチ２２は、第１近接スイッチ２１がオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりもより大きくカバー１１が変位した場合、即ち、より大きな外力が加わったとき（より強く接触したとき）にオン状態からオフ状態に切り換わる。このように、第２近接スイッチ２２は、特許請求の範囲に記載の第２の検出手段として機能する。
【００４１】
本実施形態では、検出体２１Ｂ，２２Ｂの直径を異ならせることによって変位検出特性を異ならせた２つの近接スイッチを用いることにより、障害物等との接触の強さを３段階（接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知する構成とした。なお、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２のそれぞれは電子制御装置３１に接続されており、第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３１に出力される。
【００４２】
電子制御装置３１は、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路を備えている。電子制御装置３１は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２の検出結果に基づいて、障害物等との接触の有無、及び接触の強さを判定し、それらの判定結果に基づいて、電動モータ１２を制御する。より具体的には、電子制御装置３１は、障害物等との接触が無い場合には自律移動を継続し、弱い接触があった場合には電動モータ１２を一時的に停止し、より強い接触があったときには電動モータ１２を非常停止させる。即ち、本実施形態の自律移動装置２における電子制御装置３１も、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。
【００４３】
次に、図６を参照しつつ自律移動装置２の動作について説明する。図６は、自律移動装置２による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。図６に示される接触検知処理は、主として電子制御装置３１によって行われるものであり、自律移動装置２の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ２００において、第１近接スイッチ２１の状態（オン状態又はオフ状態）、及び第２近接スイッチ２２の状態が読み込まれる。続いて、ステップＳ２０２において、ステップＳ２００で読み込まれた第１近接スイッチ２１の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第１近接スイッチ２１の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触がないと判断され、自律走行が継続して実行される（ステップＳ２０４）。一方、第１近接スイッチ２１の状態がオフ状態であるときには、障害物等と接触したと判断され、ステップＳ２０６に処理が移行する。
【００４５】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２００で読み込まれた第２近接スイッチ２２の状態がオン状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、第２近接スイッチ２２の状態がオン状態である場合には、障害物等との接触レベルが比較的弱いと判断し、電動モータ１２の駆動を一時的に停止して、自律移動装置２を一時停止する（ステップＳ２０８）。一方、第２近接スイッチ２２の状態がオフ状態である場合には、障害物等との接触レベルが比較的強いと判断し、電動モータ１２の駆動を非常停止して、自律移動装置２を非常停止する（ステップＳ２１０）。
【００４６】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置２においては、以下のように構成される。即ち、自律移動装置２は、第１近接スイッチ２１と検出特性が異なる第２近接スイッチ２２を更に備える。第２近接スイッチ２２は、台車１０に対してカバー１１が、第１近接スイッチ２１の所定値よりも大きく変位したときにオフする検出信号を出力する。電子制御装置３１は、第１近接スイッチ２１から出力されるオン／オフ信号、及び、第２近接スイッチ２２から出力されるオン／オフ信号に応じて、電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００４７】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態では、第２近接スイッチ２２は平面視において台車１０の中心部から離れて配置されているが、第２の検知手段についても台車の中心部に配置する構成とすることができる。
【００４９】
（第３実施形態）
続いて、図７から図９を併せて用いて、第３実施形態に係る自律移動装置３の構成について説明する。図７は、自律移動装置３の斜視図である。図８は、自律移動装置３の平面図である。図９は、自律移動装置３の構成を示すブロック図である。なお、図７から図９までにおいて、第１実施形態又は第２実施形態と同一又は同等の構成及び機能を有する要素については同一の符号が付されている。
【００５０】
第３実施形態の自律移動装置３は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、障害物等との接触又は衝突を検知するとともに、障害物との接触等が検知された場合に、例えば一時停止等の回避動作をとりつつ、自律して移動する機能を有するものである。この自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２と、電子制御装置３２と、を備えている。台車４０は、走行を可能とする駆動手段を有しており、自律移動装置３の走行を可能としている。カバー４１は平面視でほぼ正方形状に形成されており、台車４０の周囲を障害物等の接触から保護する。第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２は、台車４０とカバー４１との相対変位に応じてオン／オフする検出信号を出力し、自律移動装置３が障害物等に接触したことを検出する。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２によって出力されたオン／オフ信号に応じて駆動手段が有する電動モータ１２を制御する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００５１】
台車４０は、筐体４０Ａと、この筐体４０Ａを支持するための底板フレーム４２と、駆動手段と、を有している。筐体４０Ａは、前記電子制御装置３２を内部に保持している。底板フレーム４２は、図８の平面視において、四隅が円弧状に丸められた略正方形状となる平板状に構成されており、上面側では前記筐体４０Ａを支持するとともに、下面側には駆動手段が配置されている。駆動手段は電動モータ１２及びオムニホイール１３等を主要な構成として有している。
【００５２】
図８に示すように、駆動手段が有する４つの電動モータ１２は、底板フレーム４２の対角線と重なるように十字状に配置されている。この４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸にはオムニホイール１３が装着されている。即ち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔をあけるようにして、かつ、底板フレーム４２の四隅に対応するようにして、台車４０下部に取り付けられている。なお、電動モータ１２及びオムニホイール１３の構成は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。この駆動手段によって、自律移動装置３を任意の方向（全方向）に移動させることが可能となっている。
【００５３】
カバー４１は、金属や樹脂等により、図８の平面視において、台車の中心部から見たときに前後左右が略対称形状となる枠組み状の外装カバーとして構成されており、台車４０下部の前後左右の側面を覆っている。このカバー４１は、台車４０下部の駆動手段の前後左右を囲うように配置される４個のカバーフレーム５１によって内側から支持されている。なお、図８に示すように、本実施形態では、カバー４１は上面及び下面の中央部が開放された略直方体状に構成されているが、この形状を例えば円柱状、ドーム状等に変更することもできる。この場合においても、カバーの構成は、台車の中心部から見て前後左右が対称形状となることが好ましい。
【００５４】
カバーフレーム５１は、板状部材の一端を直角に折り曲げて構成されており、一部の平面が底板フレーム４２の下面に対面するとともに残りの一部の平面が水平方向（側面方向）を向くように配置されている。４個のカバーフレーム５１のうち、前側のカバーフレーム５１と後側のカバーフレーム５１とが、板状のフレーム連結部材５２によって連結されており、フレーム連結部材５２の上面が底板フレーム４２の下面側と対向している。このフレーム連結部材５２は、台車４０の中心部を通るように配置されており、その中途部には、後述する第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の構成の一部である第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂが配置されている。
【００５５】
本実施形態のカバーフレーム５１は、底板フレーム４２の下面側でいわゆるゲルブッシュ６１を介して支持されている。ゲルブッシュ６１は、ゲル材料製のものであり、弾性変形が可能に構成された支持部材として機能している。より具体的には、図７及び図８に示すように、前側のカバーフレーム５１の上面及び後側のカバーフレーム５１上面には、左右に並んだ状態の２個のゲルブッシュ６１がそれぞれ配置されている。一方、左側のカバーフレーム５１の上面及び右側のカバーフレーム５１の上面には、１個のゲルブッシュ６１が底板フレーム４２の中心より若干前側に位置するようにそれぞれ配置されている。図９に示すように、底板フレーム４２の下面と、カバーフレーム５１の上面との間にこれらのゲルブッシュ６１を挟み込んだ状態で、当該底板フレーム４２及びカバーフレーム５１をボルト、ワッシャ等によってゲルブッシュ６１に固定する。
【００５６】
なお、ゲルブッシュ６１の配置数は適宜変更することができる。例えば、前後のカバーフレーム５１と同様に左右のカバーフレーム５１の上面にゲルブッシュ６１を２個ずつ配置して計８個のゲルブッシュ６１によってカバーフレーム５１を支持する構成等に変更することができる。
【００５７】
このカバーフレーム５１が底板フレーム４２に取り付けられた状態で、カバー４１は、前後左右に配置されるそれぞれのカバーフレーム５１の側面に図略のネジ等の固定具によって固定される。これによって、カバー４１は底板フレーム４２に対して吊り下げられるような状態で支持部材（ゲルブッシュ６１）を介して当該台車４０に保持される。また、ゲルブッシュ６１は弾性変形可能に構成されているので、底板フレーム４２に対して、カバー４１が上下左右で寡少の位置変化が可能な状態となっている。これによって、障害物等が自律移動装置３のカバー４１に接触した場合は、その外力に応じてゲルブッシュ６１が変形し、カバー４１が台車４０に対して相対変位することになる。
【００５８】
なお、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に配置される支持部材は、ゲルブッシュ６１に限られるわけではない。例えば、本実施形態のゲルブッシュ６１に代えて第１実施形態及び第２実施形態で用いたインシュレータやダンパ等に適宜変更することもできる。
【００５９】
また、底板フレーム４２には、カバー４１の上方向の動きを規制するためのボールプランジャ６２がブラケット６３を介して設けられている。図８に示すように、ボールプランジャ６２は前後左右に１つずつ（計４個）配置されており、それぞれのボールプランジャ６２の先端部分がカバーフレーム５１の上面に対向するように底板フレーム４２の下面側に取り付けられている。より具体的には、図９に示すように、ボールプランジャ６２は、Ｓ字に折り曲げられたブラケット６３に軸部分が保持された状態で、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に形成される上下方向の隙間を利用して配置されている。このボールプランジャ６２は、ボールが配置される先端部分がカバーフレーム５１の上面に接触するようにブラケット６３に保持されており、カバーフレーム５１の浮き上がりを防止している。
【００６０】
これによって、カバー４１が障害物等に接触して斜め上方向に浮き上がるような外力を受けたときでも、カバー４１はボールプランジャ６２によって上方向の移動を規制され、水平方向に移動することになる。従って、この構成であれば、上記近接スイッチの軸方向（上下方向）検出成分のうち近づく方向（上方向）が取り除かれるため、自律移動装置３の障害物等の接触における水平方向検出成分を精度良く検出することができる。なお、近接スイッチの軸方向検出成分のうち遠ざかる方向（下方向）は、近接スイッチがオフする方向であるから、自律移動装置３が停止する安全側になり、特にカバー４１の下方向への変位は規制する必要がない。
【００６１】
次に、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２について説明する。第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２は、台車４０とカバー４１との相対変位に応じてオン／オフし、その検出信号を電子制御装置３２に送信するためのものであり、検出対象の有無を非接触で検出することができるセンサである。本実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、静電容量形の近接スイッチを用いている。第１近接スイッチ７１は、第１検出体７１Ｂ（ドグ）と、該第１検出体７１Ｂを検出するための第１センサ７１Ａ（センサ）と、有している。一方、第２近接スイッチ７２についても同様に、第２検出体７２Ｂ（ドグ）と、該第２検出体７２Ｂを検出するための第２センサ７２Ａ（センサ）と、を有している。
【００６２】
図７及び図８に示すように、第１センサ７１Ａ及び第２センサ７２Ａは、ともに、底板フレーム４２の上面側の略中央に配置されている。底板フレーム４２の第１センサ７１Ａが配置される場所には第１貫通孔７１Ｃが形成されており、当該第１センサ７１Ａの一部（検出面）が、フレーム連結部材５２に配置される第１検出体７１Ｂと第１貫通孔７１Ｃを通じて対面している。同様に、第２検出体７２Ｂが配置される場所には第２貫通孔７２Ｃが形成されており、当該第２センサ７２Ａの一部（検出面）が、フレーム連結部材５２に配置される第２検出体７２Ｂと第２貫通孔７２Ｃを通じて対面している。
【００６３】
第１検出体７１Ｂは、適宜の金属により、円柱形状（例えば直径が４ｍｍ）に構成されている。第１センサ７１Ａは、第１検出体７１Ｂが検出領域内にあるときはオン信号を出力し、第１検出体７１Ｂとの距離が一定以上離れるとオフ信号を出力するように構成されている。本実施形態では、自律移動装置３が障害物等に接触しておらず、カバー４１が台車４０に対してニュートラルな位置にある場合は、第１検出体７１Ｂが有する円形の端面の中心と第１センサ７１Ａの検出領域の中心とが対面するように、各構成の位置関係が設定されている。カバー４１がニュートラルな位置にある状態では、第１センサ７１Ａはオン信号を電子制御装置３２に出力する。一方、自律移動装置３が障害物等に接触することによって、カバー４１が台車４０に対して相対変位し、それに伴って第１検出体７１Ｂが第１センサ７１Ａの検出領域外に移動したときは、第１センサ７１Ａによってオフ信号が電子制御装置３２に出力される。
【００６４】
一方、第２検出体７２Ｂは、適宜の金属により、円柱状（例えば直径が８ｍｍ）に構成されている。第２センサ７２Ａは、第１センサ７１Ａと同様に、第２検出体７２Ｂが検出領域内にあるときはオン信号を出力し、第２検出体７２Ｂとの距離が一定以上離れるとオフ信号を出力するように構成されている。第２検出体７２Ｂにおいても、カバー４１が台車４０に対してニュートラルな位置にある場合は、当該第２検出体７２Ｂが有する円形の端面の中心と第２センサ７２Ａの検出領域の中心とが対面するように配置されている。
【００６５】
ただし、第２近接スイッチは、第２検出体７２Ｂの直径を第１検出体７１Ｂの直径と異ならせることにより、カバー４１の変位（即ち接触の強さ）に対する検出特性が第１近接スイッチ７１と異なるように設定されている。具体的には、本実施形態では、第２検出体７２Ｂの直径（８ｍｍ）が第１検出体７１Ｂの直径（４ｍｍ）よりも大きく設定されている。従って、第２近接スイッチ７２は、第１近接スイッチ７１がオン状態からオフ状態に切り換わる変位量よりもより大きくカバー４１が変位した場合、即ち、より大きな外力が加わったとき（より強く接触したとき）にオン状態からオフ状態に切り換わる。なお、第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂの直径又は形状は適宜変更することが可能であり、これによって、検出すべき衝撃の程度を調整することができる。
【００６６】
以上の構成により、障害物等との接触の強さを３段階（接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することが可能となる。なお、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２のそれぞれは電子制御装置３２に接続されており、第１近接スイッチ７１、第２近接スイッチ７２による検出結果（オン／オフ信号）は電子制御装置３２に出力される。
【００６７】
この構成で、自律移動装置３の前後左右何れの方向から外力が加えられたとしても、台車４０の下面（底板フレーム４２）と、該下面に対向するフレーム連結部材５２（カバー４１）との間には水平方向の相対変位が生じる。上述したように、カバー４１は、平面視において、台車４０の中心部から見たときに前後左右に略対称形状で構成されている。従って、中心に配置される第１近接スイッチ７１からカバー４１の側面までの距離が、自律移動装置３の全周にわたって極端に異なることがないので、全方位に対する障害物等との接触を均等に検知することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、カバー４１の上方向への動きを規制するための規制手段として、ボールプランジャ６２が配置されている。これによって、自律移動装置３が障害物等に接触することによってカバー４１を斜め上に押し上げるような力を受けた場合でも、ボールプランジャ６２によってカバー４１の上方向の相対変位が規制され、カバー４１を押す押圧力は水平方向にガイドされることになる。従って、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２によってカバー４１の水平成分の動きを検出することで衝撃の程度を正確に検出することができる。
【００６９】
電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路を備えている。電子制御装置３２は、自律移動を行う際に、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の検出結果に基づいて、障害物等との接触の有無、及び接触の強さを判定し、それらの判定結果に基づいて、電動モータ１２を制御する。より具体的には、電子制御装置３２は、障害物等との接触が無い場合には自律移動を継続し、弱い接触があった場合には電動モータ１２を一時的に停止し、より強い接触があったときには電源供給を停止して電動モータ１２を非常停止させるように制御する。
【００７０】
本実施形態によれば、検出特性が異なる２つの近接スイッチ（第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）を備えているため、障害物等との接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の強さ（程度）に応じて電動モータ１２を制御することにより、例えば、一時停止や非常停止等、検知された接触の強さに対応した段階的な回避動作をとることが可能となる。なお、自律移動装置３による接触検知処理の処理手順は、第２実施形態の自律移動装置２の処理手順（図６を参照）と同様であるので説明を省略する。
【００７１】
次に、図１０を参照して、本実施形態の自律移動装置３が、障害物に接触したときの第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の検出結果の定量評価について説明する。図１０の図面左側に示しているのが、自律移動装置３が非常停止又は一時停止したときの衝撃の強さを障害物が接触した方向ごとに示したグラフである。図１０の図面右側に示しているのがグラフに対応する自律移動装置３に障害物が接触した位置を示したモデル図であり、このモデル図に示した矢印の方向がグラフに示した方向と対応している。
【００７２】
図１０のグラフに示すように、駆動手段が一時停止するように制御されたときの障害物の衝撃の大きさは全方位にわたって略一定である。即ち、第１近接スイッチ７１が検出する衝撃の強さが、全方位にわたって略一定であり、障害物等がカバー４１に接触した箇所によって衝撃を検出する精度の偏りが殆どないことがわかる。同様に、駆動手段が非常停止するように制御されたときの衝撃の大きさも全方位にわたって略一定である。更に、自律移動装置３は、一時停止するように制御されたときに検出した衝撃よりも大きい衝撃を検出した場合にのみ非常停止を行うように制御しており、検出した衝撃の大きさに応じて適切な制御が可能となっていることがわかる。このように、本実施形態の構成によって、障害物等がカバー４１に接触した箇所によって衝撃を検出する精度の偏りを抑制するとともに、第１検出体７１Ｂ及び第２検出体７２Ｂの大きさ（径又は面積）を適宜に最適化することにより、所望する衝撃の大きさによって駆動手段を適切に制御できることが、図１０に示す定量評価で示されている。
【００７３】
以上に示したように、本実施形態の自律移動装置３は、台車４０と、カバー４１と、第１近接スイッチ７１と、電子制御装置３２と、を備える。台車４０には、駆動手段が設けられる。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。第１近接スイッチ７１は、台車４０に対してカバー４１が所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、台車４０の中心部に配置される。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する。
【００７４】
これにより、例えば自律移動装置３が障害物等と接触した場合に、自律移動装置３に加えられる外力により、カバー４１は台車４０に対して相対変位する。この相対変位を台車４０の中心部に配置される第１近接スイッチ７１によって検出することで、カバー４１の全方位にわたっての相対変位を均等に検出することができる。これによって、複数の方向から障害物等が接触することを想定して検出手段を方向ごとに配置する必要もないので、検出手段の数を抑制できる。また、安価でシンプルな構成のオン／オフを切り換える２値の第１近接スイッチ７１を用いて、全方位の接触又は衝突を検知することができる。更に、第１近接スイッチ７１を中心部に配置するので、配線の取回し等をシンプルなものとすることができ、接触及び衝突を検知するための構成を簡素化できる。
【００７５】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１は、第１近接スイッチ７１が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成される。
【００７６】
これにより、カバー４１が対称形状となるように構成されているので、障害物等が接触したカバー４１の箇所によって相対変位量が偏ることを抑制できる。従って、自律移動装置３への接触及び衝突を全方位にわたってより均等に検出することができ、検出精度が向上する。
【００７７】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１が台車４０に対して上方向に移動することを規制するためのボールプランジャ６２を備える。
【００７８】
これにより、斜め下側から障害物等がカバー４１に接触することにより、カバー４１が斜め上方向に移動しようとした場合でも、ボールプランジャ６２によって上側への逃げが規制されるので、カバー４１の水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、第１近接スイッチ７１は、カバー４１の水平方向の移動を検出することで、斜め下側から障害物等が当たった場合等でも衝突及び接触の検出を精度良く行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、カバー４１は、外部から付与される力に応じて該カバー４１を相対変位可能に支持するゲルブッシュ６１を介して台車４０に取り付けられる。
【００８０】
これにより、自律移動装置３が障害物等と接触した場合に、自律移動装置３のカバー４１に加わる外力の大きさに応じて、カバー４１が台車４０に対して相対変位する。従って、例えば、障害物が接触した衝撃が無視できるほど小さいにもかかわらず衝突を検出する、或いは、障害物が接触した衝撃が大きいにもかかわらず衝突を検出しないといった事態を防止でき、衝撃に応じた検出手段による正確な検出が可能となる。
【００８１】
また、本実施形態の自律移動装置３においては、以下のように構成される。即ち、自律移動装置３は、第１近接スイッチ７１と検出特性が異なる第２近接スイッチ７２を更に備える。第２近接スイッチ７２は、台車４０に対してカバー４１が、第１近接スイッチ７１の所定値よりも大きく変位したときにオフする検出信号を出力する。電子制御装置３２は、第１近接スイッチ７１から出力されるオン／オフ信号、及び、第２近接スイッチ７２から出力されるオン／オフ信号に応じて、電動モータ１２（駆動手段）を制御する。
【００８２】
これにより、接触の強さを３段階（即ち、接触なし、弱い接触、強い接触）に分けて検知することができる。また、検知された接触の程度（強さ）に応じて駆動手段を制御することにより、検知された接触の程度（強さ）に対応した段階的な停止動作及び回避動作等の制御を行うことが可能となる。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
【００８４】
上記実施形態では、検出手段（第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）として静電容量形のものを用いたが、静電容量形以外のものに変更することができる。例えば、前記検出手段として誘導形、超音波形、光電形、磁気形の近接スイッチを用いてもよい。なお、台車１０（台車４０）とカバー１１（カバー４１）との相対変位を検出する検出器としては非接触式のものが好ましいが、接触式の検出器を用いることを排除するものではない。
【００８５】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２を台車１０（筐体１０Ａ）の上面側に取り付ける構成である。この構成に代えて、オムニホイール１３と干渉しない範囲で筐体１０Ａの下面側を覆うようにカバーを取り付けるとともに、第１近接スイッチ２１及び第２近接スイッチ２２を筐体１０Ａの下面側に取り付ける構成としてもよい。
【００８６】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、検出体２１Ｂ，２２Ｂとして円形に形成されたものを用いたが、例えば楕円形や長方形等のものを用いることもできる。このようにすれば、変位の検出方向に指向性を持たせることができる。
【００８７】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、カバー１１を台車１０に対して相対変位可能に支持するためにインシュレータ２０を用いたが、インシュレータに代えてダンパ等を用いてもよい。
【００８８】
また、第３実施形態では、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の両方が台車４０の中心部に配置される構成であるが、一方を台車の中心部に配置し、他方を台車の中心部から離して配置する構成に変更してもよい。また、第３実施形態の構成から第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２の何れか１つを省略し、単一の近接スイッチによって、自律移動装置３の障害物等の接触及び衝突を検出する構成とすることもできる。
【００８９】
上記実施形態では、１つ又は２つの近接スイッチを用いたが、３つ以上の近接スイッチを用いる構成としてもよい。この場合、各近接スイッチの検出特性を異ならせることにより、障害物等との接触の強さ（程度）を更に多段階に分けて検出することができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、検出手段（第１近接スイッチ２１、第２近接スイッチ２２、第１近接スイッチ７１及び第２近接スイッチ７２）として、検出領域内に検出体があるときに出力がオンになるＮＯ（ノーマルオープン）タイプのものが用いられている。この構成は適宜変更することが可能であり、例えば、検出領域内に検出体が無いときに出力がオンになるＮＣ（ノーマルクローズ）タイプのものを用いることもできる。
【００９１】
上記実施形態では、障害物等との接触が検知されたときに、停止（一時停止又は非常停止）したが、このような停止動作に代えて、例えば接触した障害物等から離れるような回避動作を行うようにしてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、車輪として全方位に移動可能なオムニホイール１３を採用したが、通常の車輪（操舵輪及び駆動輪）を用いてもよい。
【００９３】
なお、以上に説明した実施形態及びその変形例から、少なくとも以下の技術思想を把握することができる。
【００９４】
（１）駆動手段が設けられた台車と、
前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、
前記台車の上下面の少なくとも一方面と該上下面の少なくとも一方面に対向する前記カバーとの相対変位に応じた検出信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする自律移動装置。
【００９５】
これにより、例えば自律移動装置が障害物等と接触した場合に、自律移動装置に加えられる外力により、カバーが台車に対して相対変位する。ここで、自律移動装置の前後左右何れの方向から外力が加えられたとしても、台車の上下面の少なくとも一方面と該上下面の少なくとも一方面に対向するカバーとの間には水平方向の相対変位が生じる。従って、台車の上下面と該上下面に対向するカバーとの相対変位を検出する最低限１つの検出手段によって全方位に対する障害物等との接触を検知することができる。そのため、駆動手段を制御して自律移動する際に、より少ない検出器（検出手段）で全方位の接触又は衝突を検知することが可能となる。
【００９６】
（２）前記自律移動装置であって、
前記カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して前記台車に取り付けられることを特徴とする自律移動装置。
【００９７】
このようにすれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに応じて、カバーが台車に対して相対変位する。そのため、自律移動装置（カバー）に作用する力の大きさ、即ち障害物等との接触の強さに応じた検出結果を得ることが可能となる。
【００９８】
（３）前記自律移動装置であって、
前記支持部材は、外部から付与される力に比例して該カバーを相対変位可能に支持することを特徴とする自律移動装置。
【００９９】
このようにすれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、自律移動装置のカバーに加わる外力の大きさに比例して、カバーが台車に対して相対変位する。そのため、自律移動装置（カバー）に作用する力の大きさ、即ち障害物等との接触の強さに比例した検出結果を得ることが可能となる。
【０１００】
（４）前記自律移動装置であって、
前記検出手段は、前記カバーの回転軸からオフセットした位置に配設されることを特徴とする自律移動装置。
【０１０１】
このように配設すれば、例えば自律移動装置が障害物等と接触したときに、カバーを回転させる方向に外力が加えられたとしても、カバーの変位即ち障害物等との接触を検知することが可能となる。
【０１０２】
（５）前記自律移動装置であって、
前記駆動手段は、電動モータと、該電動モータにより駆動され、前後左右の全方向に移動可能な車輪とを有することを特徴とする自律移動装置。
【０１０３】
このようにすれば、電動モータを駆動することにより、台車（自律移動装置）を前後左右の全方向に移動させることが可能となる。
【０１０４】
（６）前記自律移動装置であって、
前記検出手段は、前記台車の上下面の少なくとも一方面と対向する前記カバーの内面に取り付けられる検出体と、前記台車の上下面の少なくとも一方面の前記検出体と対向する位置に取り付けられ、前記検出体の有無を非接触で検出するセンサと、を有することを特徴とする自律移動装置。
【０１０５】
このように非接触式の検出手段を用いる場合には、検出手段の抵抗によってカバーの変位が抑制されることがない。また、例えば、支持部材の減衰特性を変更し、外力に対するカバーの変位量を調節する際に、検出手段の抵抗を考慮する必要がないため、検出手段の検出特性と支持部材の減衰特性とを独立して設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る自律移動装置による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る自律移動装置による接触検知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係る自律移動装置の斜視図である。
【図８】第３実施形態に係る自律移動装置の平面図である。
【図９】第３実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】自律移動装置が衝撃を検出したときの制御の様子を衝撃の強さと方向ごとに示したグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２，３ 自律移動装置
１０ 台車
１０Ａ 筐体
１１ カバー
１２ 電動モータ
１３ オムニホイール
２０ インシュレータ（支持部材）
２１ 第１近接スイッチ
２２ 第２近接スイッチ
２１Ａ センサ
２２Ａ センサ
２１Ｂ 検出体
２２Ｂ 検出体
３０，３１，３２ 電子制御装置（制御手段）
４０ 台車
４０Ａ 筐体
４１ カバー
６１ ゲルブッシュ（支持部材）
６２ ボールプランジャ（規制手段）
７１ 第１近接スイッチ
７２ 第２近接スイッチ
７１Ａ 第１センサ
７２Ａ 第２センサ
７１Ｂ 第１検出体
７２Ｂ 第２検出体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段が設けられた台車と、
前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、
前記台車に対して前記カバーが所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、前記台車の中心部に配置される検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自律移動装置であって、
前記カバーは、前記検出手段が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成されることを特徴とする自律移動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自律移動装置であって、
前記カバーが前記台車に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
前記カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して前記台車に取り付けられることを特徴とする自律移動装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
前記検出手段と検出特性が異なる第２の検出手段を更に備え、
前記第２の検出手段は、前記台車に対して前記カバーが、前記検出手段の所定値と異なる所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、
前記制御手段は、前記検出手段から出力されるオン／オフ信号、及び、前記第２の検出手段から出力されるオン／オフ信号に応じて、前記駆動手段を制御することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１】
駆動手段が設けられた台車と、
前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、
前記台車に対して前記カバーが所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、前記台車の中心部に配置される検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に応じて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自律移動装置であって、
前記カバーは、前記検出手段が配置される場所を中心として前後左右に対称形状となるように構成されることを特徴とする自律移動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自律移動装置であって、
前記カバーが前記台車に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
前記カバーは、外部から付与される力に応じて該カバーを相対変位可能に支持する支持部材を介して前記台車に取り付けられることを特徴とする自律移動装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
前記検出手段と検出特性が異なる第２の検出手段を更に備え、
前記第２の検出手段は、前記台車に対して前記カバーが、前記検出手段の所定値と異なる所定値変位したときにオン／オフする検出信号を出力し、
前記制御手段は、前記検出手段から出力されるオン／オフ信号、及び、前記第２の検出手段から出力されるオン／オフ信号に応じて、前記駆動手段を制御することを特徴とする自律移動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２２９３０（Ｐ２０１０−１２２９３０Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９６２８６（Ｐ２００８−２９６２８６）
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト、ロボット搬送システム（サービスロボット分野）、全方向移動自律搬送ロボット開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト、ロボット搬送システム（サービスロボット分野）、全方向移動自律搬送ロボット開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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