自走式移動体のシステム
【課題】自走式移動体本体と充電台とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供する。
【解決手段】自走式移動体のシステム１００は、制御部１１６と充電池１１５とを有し、充電池１１５からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体１１０と、充電池１１５を充電するための充電台１２０と、自走式移動体本体１１０を充電台１２０に誘導して自走式移動体本体１１０を充電台１２０に接続するための誘導制御手段を備え、誘導制御手段は、充電台１２０に配置される発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０に配置される測距センサ１１３とを含み、測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を検出して制御部１１６に信号を送信し、制御部１１６が信号を受信して充電台１２０の方向と位置とを認識する。
【解決手段】自走式移動体のシステム１００は、制御部１１６と充電池１１５とを有し、充電池１１５からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体１１０と、充電池１１５を充電するための充電台１２０と、自走式移動体本体１１０を充電台１２０に誘導して自走式移動体本体１１０を充電台１２０に接続するための誘導制御手段を備え、誘導制御手段は、充電台１２０に配置される発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０に配置される測距センサ１１３とを含み、測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を検出して制御部１１６に信号を送信し、制御部１１６が信号を受信して充電台１２０の方向と位置とを認識する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には自走式移動体のシステムに関し、特定的には、充電を必要とする自走式移動体のシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭やオフィス、あるいは公共施設において、掃除、留守番などの分野を中心に、ロボットを使用して各種作業、家事を自動化するところが増えつつある。このように、各種作業や家事の自動化を目的として用いられるロボットは、主にバッテリー駆動によって自走し、無人化及び省力化を図ることができると期待されている。このような自走式ロボットとしては、例えば、自走して自動的に部屋の床の清掃作業を行う自走式掃除機や、自走して部屋の画像を撮影して携帯電話などに送信する留守番ロボットなどがある。
【０００３】
このような自走式ロボットが一般家庭で使用され、より一層普及するには、使用者の要望に応える必要がある。使用者の要望の中には、例えば、充電が確実に行われ、失敗がないことがある。自走式移動体の充電を自動的に行うためには、まず自走式移動体が充電台の位置を特定し、かつ、自走式移動体の充電池の端子部形状が、充電台の給電用接続手段と確実に接続する必要がある。自走式移動体の充電時に、充電台の接点との接触が確実に行われないと充電に失敗することがある。
【０００４】
例えば、特許第２７０１４１４号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機は、自走式掃除機の本体に備わる誘導制御手段を用いて、清掃終了後に本体を清掃開始地点である充電装置まで戻し、本体と充電装置とを接続して本体に充電する。充電装置は、本体と充電装置との接続状態を検知する接続検知手段と、本体と充電装置との接続状態を表示する表示手段とを有する。自走式掃除機の誘導制御手段としてジャイロなどを用いて方向指示を行い、清掃終了後に本体を充電装置に帰還させる。また、本体との接続状態を検知する接続検知手段を使って、本体と充電装置との接続状態を表示して、使用者に注意を促すことができる。
【特許文献１】特許第２７０１４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許第２７０１４１４号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機は、本体が充電装置の位置まで帰還することができても、本体と充電装置との接続が不十分で本体に充電ができないことがある。そのような場合には、使用者が本体を再度充電させることになり、自走式掃除機を必要なときに使用できない状況が生じる。
【０００６】
このように、従来の自走式掃除機などの自走式移動体においては、移動体本体と充電装置との接続が確実に行われず、充電に失敗する可能性があり、自走式移動体を使用したいときに使用できないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、自走式移動体と充電装置とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、制御部と充電池とを有し、充電池からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体と、充電池を充電するための充電台と、自走式移動体本体を充電台に誘導して自走式移動体本体を充電台に接続するための誘導制御手段とを備え、誘導制御手段は、充電台に配置される発光装置と、自走式移動体本体に配置される測距センサとを含み、測距センサは、発光装置から発射された光を検出して制御部に信号を送信し、制御部が信号を受信して充電台の方向と位置とを認識する。
【０００９】
このようにすることにより、従来の自走式移動体のシステムのようにジャイロを用いるなどして自走式移動体本体に方向指示を行い、充電台に帰還させる手段に加えて、自走式移動体本体と充電台との信号の送受信によって、自走式移動体本体がより正確に充電台に近接して接続位置を検知して、自走式移動体本体と充電台とがより確実に接続されることができる。
【００１０】
測距センサは、発光装置から発射された光を受光して、制御部に信号を送信する。制御部は、測距センサが発光装置から発射された光を受光したときの自走式移動体本体の位置から見た充電台の方向を特定することができる。また、制御部は光が測距センサに入射した角度に基づいて充電台までの距離を算出して、充電台の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体をより正確に充電台に接続することができる。
【００１１】
また、このようにすることにより、自走式移動体本体と充電台とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することができる。
【００１２】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、発光装置から発射される光の進行方向と、自走式移動体本体が充電台と接続するために充電台に向かって進行する方向とのなす角度が１８０°であることが好ましい。
【００１３】
このようにすることにより、自走式移動体本体の正面に配置されている測距センサは、自走式移動体本体が充電台に向かって進行している間、常に充電台から発光される光を受光することができるので、自走式移動体本体は、充電台の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体と充電台との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００１４】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、自走式移動体本体と充電台との接続位置を検出するための位置検出手段をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、自走式移動体本体は、より正確に充電台の位置を検知することができる。
【００１６】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、位置検出手段は、自走式移動体本体または充電台の一方に配置される発光手段と、自走式移動体本体または充電台の他方に配置される受光手段とを含むことが好ましい。
【００１７】
このようにすることにより、制御部は、発光手段から発射される光を受光手段が受光しているかどうかを検知し、受光手段が発光手段から発射された光を受光していなければ、受光手段が発光手段から発射された光を受光するように自走式移動体本体を移動させることができる。このようにして、自走式移動体本体を、充電台により正確に接続させることができる。
【００１８】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、受光手段は、自走式移動体本体に配置される複数の受光部を含み、複数の受光部は位置決め受光部を含み、複数の受光部のいずれかが発光手段から発射された光を受光したとき、制御部は、複数の受光部のうち、発光手段から発射された光を受光した受光部を特定し、その受光部が位置決め受光部でない場合、位置決め受光部が発光手段から発射される光を受光するように自走式移動体本体を移動させるように制御することが好ましい。
【００１９】
このようにすることにより、充電台の位置の検知の精度をより高めることができる。
【００２０】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、充電池は充電端子を有し、充電台は、充電端子と接続して充電地に給電するための給電用接続手段を有し、給電用接続手段は内部に磁力発生部材を含み、充電端子は磁性体であることが好ましい。
【００２１】
このようにすることにより、充電台と自走式移動体本体とがより確実に接続される。
【００２２】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、自走式移動体本体は、移動するための駆動輪を有し、充電台は駆動輪を受容するための凹部を有し、駆動輪が凹部に受容されると充電端子が給電用接続手段と接続して充電池を充電することができるように構成されていることが好ましい。
【００２３】
このようにすることにより、充電中の充電台と自走式移動体本体との位置関係が固定される。例えば、充電中に自走式移動体本体や充電台に振動が加わっても、自走式移動体本体と充電台との接続が保たれて確実に充電が行われる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、この発明によれば、自走式移動体本体と充電台とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
（第一の実施形態）
図１は、この発明の第一の実施の形態として、自走式移動体のシステムの全体を示す斜視図である。図１に示すように、自走式移動体のシステム１００は、円盤状の自走式移動体本体１１０と、充電台１２０とを備える。図２は、自走式移動体本体の全体を示す斜視図、図３は充電台の全体を示す斜視図である。
【００２７】
図１と図２に示すように、自走式移動体本体１１０は、筐体１１１の内部に充電池と制御部とを有し、筐体１１１の側面に、誘導制御手段として複数の測距センサ１１３と、充電端子１１４とを有し、底面の左右に一対の駆動輪１１２を有する。自走式移動体本体１１０は、制御部が駆動輪１１２を制御することによって移動する。充電端子１１４は、自走式移動体本体１１０の正面に配置されており、磁性体としてスチール製である。測距センサ１１３は、発光素子と受光素子とからなる赤外線センサであり、自走式移動体本体１１０の前面部に２個と、左側面部に２個と、右側面部に２個の合計６個装備されている。
【００２８】
図１と図３に示すように、充電台１２０は、誘導制御手段の発光装置として発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０が乗るための台座１２４と、給電用接続手段１２１と、電源プラグ１２３とを有する。充電台１２０には、電源プラグ１２３が外部の電源に接続されることによって電力が供給される。発光ダイオード１２２は、赤外線を発光する。
【００２９】
給電用接続手段１２１は、磁力発生部材として、内部にマグネットが装着されている。このように、充電端子１１４がスチール製であり、給電用接続手段１２１が内部にマグネットを装着することにより、充電台１２０と自走式移動体本体１１０とがより確実に接続される。
【００３０】
測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光して、制御部に信号を送信する。制御部は、測距センサ１１３が発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光したときの自走式移動体本体１１０の位置から見た充電台１２０の方向を特定することができる。また、制御部は赤外線が測距センサ１１３に入射した角度に基づいて充電台１２０までの距離を算出して、充電台１２０の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０がより正確に充電台１２０に接続することができる。
【００３１】
自走式移動体本体１１０は、清掃作業などの活動が終了すると、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台１２０の付近まで帰還する。
【００３２】
図４と図５は、この発明の一つの実施の形態として、自走式移動体に充電するための動作を順に示す図である。
【００３３】
図４は、この発明の第一の実施の形態として、充電直前の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００３４】
図４に示すように、自走式移動体本体１１０は、清掃作業などの活動終了後、ジャイロなどを用いた方向指示によって充電台１２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３が充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光することができる距離まで近づくと、自走式移動体本体１１０は、誘導制御手段によって、後述するように誘導されて、充電台１２０の台座１２４に乗り、自走式移動体本体１１０の充電端子１１４が充電台１２０の給電用接続手段１２１に接続される。
【００３５】
図５は、この発明の第一の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００３６】
図５に示すように、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続されると、自走式移動体本体の筐体１１１の内部に設置されている充電池が充電される。自走式移動体本体１１０は、充電が完了すると、再び充電台１２０から離れて清掃作業などの活動に戻ることができる。自走式移動体本体１１０は、活動中は、充電された充電池から電力供給によって駆動される。
【００３７】
図６は、この発明の第一の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図６に示すように、自走式移動体本体１１０の充電池１１５の充電端子１１４は、充電台１２０の給電用接続手段１２１と接続される。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３は、充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光して、制御部１１６に信号を送る。制御部１１６は、測距センサ１１３から送られた信号を受信して、駆動輪１１２に制御信号を送る。
【００３９】
図７は、この発明の第一の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【００４０】
図１から図７に基づいて本発明の自走式移動体のシステムの充電動作を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部１１６である。
【００４１】
図７に示すように、清掃作業などの活動が終了すると、自走式移動体本体１１０は、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台１２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３が、充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光することができる位置に到達すると、発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光した測距センサ１１３が制御部１１６に信号を送る。ステップＳ１０１では、制御部１１６が測距センサ１１３からの信号を受信して、発光ダイオード１２２が発射した光を受光した測距センサ１１３を検知する。
【００４２】
ステップＳ１０２では、制御部１１６が、測距センサ１１３から受信した信号をもとに、充電台１２０の方向を検知する。
【００４３】
ステップＳ１０３では、自走式移動体本体１１０の進行方向がステップＳ１０２で検知した充電台１２０の方向であるかどうかを確認する。自走式移動体本体１１０の進行方向が、ステップＳ１０２で検知した充電台の方向であれば、ステップＳ１０５に進む。自走式移動体本体１１０の進行方向が、ステップＳ１０２で検知した充電台の方向でなければ、ステップＳ１０４に進む。
【００４４】
ステップＳ１０４では、自走式移動体本体１１０の進行方向が充電台１２０の方向を向くように、すなわち、充電端子１１４が充電台１２０の方向を向くように、制御部１１６が駆動輪１１２を制御して、自走式移動体本体１１０を回転させる。その後、ステップＳ１０１に戻る。
【００４５】
自走式移動体本体１１０の進行方向が充電台１２０の方向を向くと、発光ダイオード１２２から発射される赤外線が自走式移動体本体１１０に向かう方向と、自走式移動体本体１１０の進行方向とのなす角度が１８０°になる。
【００４６】
このようにすることにより、自走式移動体本体１１０の正面に配置されている測距センサ１１３は、自走式移動体本体１１０が充電台１２０に向かって進行している間、常に充電台１２０から発光される赤外線を受光することができるので、自走式移動体本体１１０は、充電台１２０の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０と充電台１２０との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００４７】
ステップＳ１０５では、制御部１１６は、測距センサ１１３から受信した信号をもとに、充電台１２０までの距離を検知する。
【００４８】
ステップＳ１０６では、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続しているかどうかを確認する。充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続していなければ、ステップＳ１０７に進む。
【００４９】
ステップＳ１０７では、制御部１１６が駆動輪１１２を制御して、ステップＳ１０５で検出した充電台１２０までの距離だけ、自走式移動体本体１１０を前進させる。その後、ステップＳ１０５に戻る。
【００５０】
ステップＳ１０６で、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続しているかどうかを確認し、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続していれば、充電を開始する。
【００５１】
このように、自走式移動体のシステム１００は、制御部１１６と充電池１１５とを有し、充電池１１５からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体１１０と、充電池１１５を充電するための充電台１２０と、自走式移動体本体１１０を充電台１２０に誘導して自走式移動体本体１１０を充電台１２０に接続するための誘導制御手段とを備え、誘導制御手段は、充電台１２０に配置される発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０に配置される測距センサ１１３とを含み、測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を検出して制御部１１６に信号を送信し、制御部１１６が信号を受信して充電台１２０の方向と位置とを認識する。
【００５２】
このようにすることにより、従来の自走式移動体のシステムのようにジャイロを用いるなどして自走式移動体本体１１０に方向指示を行い、充電台１２０に帰還させる手段に加えて、自走式移動体本体１１０と充電台１２０との信号の送受信によって、自走式移動体本体１１０がより正確に充電台１２０に近接して接続位置を検知して、自走式移動体本体１１０と充電台１２０とがより確実に接続されることができる。
【００５３】
測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を受光して、制御部１１６に信号を送信する。制御部１１６は、測距センサ１１３が発光ダイオード１２２から発射された光を受光したときの自走式移動体本体１１０の位置から見た充電台１２０の方向を特定することができる。また、制御部１１６は光が測距センサ１１３に入射した角度に基づいて充電台１２０までの距離を算出して、充電台１２０の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０をより正確に充電台１２０に接続することができる。
【００５４】
また、このようにすることにより、自走式移動体本体１１０と充電台１２０とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステム１００を提供することができる。
【００５５】
（第二の実施形態）
図８は、この発明の第二の実施の形態として、自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００５６】
図８に示すように、自走式移動体のシステム２００は、自走式移動体本体２１０と、充電台２２０とを備える。図９は自走式移動体本体の全体を示す斜視図、図１０は充電台の全体を示す斜視図である。
【００５７】
図８と図９に示すように、自走式移動体本体２１０が第一の実施形態の自走式移動体本体１１０と異なる点として、充電端子２１４が自走式移動体本体２１０の底面に配置されている。充電端子２１４は、自走式移動体本体２１０の底面の正面側に配置されている。また、位置検出手段の受光手段としての受光部として、複数のフォトダイオード２１７が、自走式移動体本体２１０の底面に、充電端子２１４の周囲に配置されている。充電端子２１４の正面側、すなわち、複数のフォトダイオード２１７の中央に配置されているフォトダイオードは、位置決め受光部としての位置決めフォトダイオードである。自走式移動体本体２１０は、第一の実施形態の自走式移動体本体１１０と同様に、制御部が駆動輪２１２を制御して移動する。
【００５８】
図８と図１０に示すように、充電台２２０は、第一の実施形態の充電台１２０と異なる点として、充電台２２０の台座２２４上に給電用接続手段２２１が配置されている。また、台座２２４上に、自走式移動体本体２１０の駆動輪２１２を受容する凹部２２５が形成されている。誘導制御手段の発光装置として発光ダイオード２２２が充電台２２０の上部に備えられ、さらに、台座２２４上に、位置検出手段の発光手段として発光ダイオード２２６が配置されている。充電台２２０には、第一の実施形態の充電台１２０と同様に、電源プラグ２２３を外部の電源と接続することによって電力が供給される。
【００５９】
自走式移動体のシステム２００は、第一の実施形態の自走式移動体のシステム１００と異なる点として、位置検出手段として、充電台２２０に配置される発光ダイオード２２６と、自走式移動体本体２１０に配置されるフォトダイオード２１７とを有する。このようにすることにより、自走式移動体本体２１０は、より正確に充電台２２０の位置を検知することができる。
【００６０】
また、このようにすることにより、制御部は、発光ダイオード２２６から発射される光をフォトダイオード２１７が受光しているかどうかを検知し、フォトダイオード２１７が発光ダイオード２２６から発射された光を受光していなければ、フォトダイオード２１７が発光ダイオード２２６から発射された光を受光するように自走式移動体本体２１０を移動させる。このようにして、自走式移動体本体２１０を、充電台２２０により正確に接続させることができる。
【００６１】
図１１は、この発明の第二の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００６２】
図１１に示すように、充電時には自走式移動体本体２１０は、充電台２２０の台座２２４上に乗り上げる。台座２２４上の凹部２２５が駆動輪２１２を受容することによって、自走式移動体本体２１０の位置が固定される。このようにすることにより、自走式移動体本体２１０の底面に配置されている充電端子２１４と、充電台２２０の台座２２４上に配置されている給電用接続手段２２１とが確実に接続され、充電中に自走式移動体本体２１０や充電台２２０に振動が加わっても、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続が保たれて、確実に充電が行われる。
【００６３】
図１２は、この発明の第二の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【００６４】
図１２に示すように、自走式移動体本体２１０の充電池２１５の充電端子２１４は、充電台２２０の給電用接続手段２２１と接続される。自走式移動体本体２１０の測距センサ２１３は、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射された赤外線を受光して、制御部２１６に信号を送る。自走式移動体本体２１０のフォトダイオード２１７は、充電台２２０の発光ダイオード２２６から発射された光を受光して、制御部２１６に信号を送る。制御部２１６は、測距センサ２１３から送られた信号とフォトダイオード２１７から送られた信号をそれぞれ受信して、駆動輪２１２に制御信号を送る。
【００６５】
図１３は、この発明の第二の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【００６６】
図８から図１３に基づいて本発明の自走式移動体のシステムの充電を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部２１６である。
【００６７】
図１３に示すように、清掃作業などの活動が終了すると、自走式移動体本体２１０は、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台２２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体２１０の測距センサ２１３が、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射される赤外線を受光することができる位置に到達すると、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射される赤外線を受光した測距センサ２１３が制御部２１６に信号を送る。ステップＳ２０１で、制御部２１６が、測距センサ２１３からの信号を受信して、発光ダイオード２２２が発射した赤外線を受光した測距センサ２１３を検知する。
【００６８】
ステップＳ２０２では、制御部２１６が、測距センサ２１３から受信した信号をもとに、充電台２２０の方向を検知する。
【００６９】
ステップＳ２０３では、自走式移動体本体２１０の進行方向がステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向であるかどうかを確認する。自走式移動体本体２１０の進行方向が、ステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向であれば、ステップＳ２０５に進む。自走式移動体本体２１０の進行方向が、ステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向でなければ、ステップＳ２０４に進む。
【００７０】
ステップＳ２０４では、自走式移動体本体２１０の進行方向が充電台２２０の方向を向くように、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を回転させる。その後ステップＳ２０１に戻る。
【００７１】
自走式移動体本体２１０の進行方向が充電台２２０の方向を向くと、発光ダイオード２２２から発射される赤外線が自走式移動体本体２１０に向かう方向と、自走式移動体本体２１０の進行方向とのなす角度が１８０°になる。
【００７２】
このようにすることにより、自走式移動体本体２１０の正面に配置されている測距センサ２１３は、自走式移動体本体２１０が充電台２２０に向かって進行している間、常に充電台２２０から発光される赤外線を受光することができるので、自走式移動体本体２１０は、充電台２２０の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００７３】
ステップＳ２０５では、制御部２１６は、測距センサ２１３から受信した信号をもとに、充電台２２０までの距離を検知する。
【００７４】
ステップＳ２０６では、自走式移動体本体２１０が、充電台２２０に到達しているかどうかを確認する。自走式移動体本体２１０が充電台２２０に到達していなければ、ステップＳ２０７で制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、ステップＳ２０５で検知した充電台２２０までの距離だけ、自走式移動体本体２１０を前進させる。その後、ステップＳ２０５に戻る。
【００７５】
ステップＳ２０６で、自走式移動体本体２１０が充電台２２０に到達していれば、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８で、自走式移動体本体２１０の底面に配置されたフォトダイオード２１７が、充電台２２０の台座２２４に配置された発光ダイオード２２６から発射された光を検知する。発光ダイオード２２６から発射された光を受光したフォトダイオード２１７は、制御部２１６に信号を送る。このようにして、制御部２１６は、自走式移動体本体２１０の底面に複数配置されたフォトダイオード２１７のうち、どのフォトダイオード２１７が受光したかを検知する。
【００７６】
ステップＳ２０９では、複数のフォトダイオード２１７のうち、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光しているかどうかを確認する。発光ダイオード２２６から発射された光を位置決めフォトダイオードが受光していなければ、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を回転させて、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光するようにして、ステップＳ２０８に戻る。このようにすることにより、充電台の位置の検知の精度をより高めることができる。
【００７７】
ステップＳ２０９で、発光ダイオード２２６から発射された光を位置決めフォトダイオードが受光していれば、ステップＳ２１１に進み、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を前進させる。自走式移動体本体２１０が、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光するように自走式移動体本体２１０を回転させた後、前進させると、ステップＳ２１２で、充電台２２０の台座２２４の凹部２２５に駆動輪２１２が受容される。駆動輪２１２が凹部２２５に受容されると、自走式移動体本体２１０の底面に配置されている充電端子が、充電台２２０の台座２２４上に配置されている給電用接続端子２２１と接続されて、充電が開始される。
【００７８】
このようにすることにより、充電中の充電台２２０と自走式移動体本体２１０との位置関係が固定される。充電中に自走式移動体本体２１０や充電台２２０に振動が加わっても、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続が保たれて、確実に充電が行われる。
【００７９】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第一の実施の形態として、自走式移動体のシステムの全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態として、自走式移動体本体の全体を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態として、充電台の全体を示す斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態として、充電直前の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図６】本発明の第一の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第一の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【図８】本発明の第二の実施の形態として、自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態として、自走式移動体本体の全体を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態として、充電台の全体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１００：自走式移動体のシステム、１１０：自走式移動体本体、１１２：駆動輪、１１３：測距センサ、１１４：充電端子、１１５：充電池、１１６：制御部、１２０：充電台、１２１：給電用接続手段、１２２：発光ダイオード、２００：自走式移動体のシステム、２１２：駆動輪、２１３：測距センサ、２１４：充電端子、２１５：充電池、２１６：制御部、２１７：フォトダイオード、２２０：充電台、２２１：給電用接続手段、２２２：発光ダイオード、２２５：凹部、２２６：発光ダイオード。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には自走式移動体のシステムに関し、特定的には、充電を必要とする自走式移動体のシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭やオフィス、あるいは公共施設において、掃除、留守番などの分野を中心に、ロボットを使用して各種作業、家事を自動化するところが増えつつある。このように、各種作業や家事の自動化を目的として用いられるロボットは、主にバッテリー駆動によって自走し、無人化及び省力化を図ることができると期待されている。このような自走式ロボットとしては、例えば、自走して自動的に部屋の床の清掃作業を行う自走式掃除機や、自走して部屋の画像を撮影して携帯電話などに送信する留守番ロボットなどがある。
【０００３】
このような自走式ロボットが一般家庭で使用され、より一層普及するには、使用者の要望に応える必要がある。使用者の要望の中には、例えば、充電が確実に行われ、失敗がないことがある。自走式移動体の充電を自動的に行うためには、まず自走式移動体が充電台の位置を特定し、かつ、自走式移動体の充電池の端子部形状が、充電台の給電用接続手段と確実に接続する必要がある。自走式移動体の充電時に、充電台の接点との接触が確実に行われないと充電に失敗することがある。
【０００４】
例えば、特許第２７０１４１４号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機は、自走式掃除機の本体に備わる誘導制御手段を用いて、清掃終了後に本体を清掃開始地点である充電装置まで戻し、本体と充電装置とを接続して本体に充電する。充電装置は、本体と充電装置との接続状態を検知する接続検知手段と、本体と充電装置との接続状態を表示する表示手段とを有する。自走式掃除機の誘導制御手段としてジャイロなどを用いて方向指示を行い、清掃終了後に本体を充電装置に帰還させる。また、本体との接続状態を検知する接続検知手段を使って、本体と充電装置との接続状態を表示して、使用者に注意を促すことができる。
【特許文献１】特許第２７０１４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許第２７０１４１４号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機は、本体が充電装置の位置まで帰還することができても、本体と充電装置との接続が不十分で本体に充電ができないことがある。そのような場合には、使用者が本体を再度充電させることになり、自走式掃除機を必要なときに使用できない状況が生じる。
【０００６】
このように、従来の自走式掃除機などの自走式移動体においては、移動体本体と充電装置との接続が確実に行われず、充電に失敗する可能性があり、自走式移動体を使用したいときに使用できないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、自走式移動体と充電装置とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、制御部と充電池とを有し、充電池からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体と、充電池を充電するための充電台と、自走式移動体本体を充電台に誘導して自走式移動体本体を充電台に接続するための誘導制御手段とを備え、誘導制御手段は、充電台に配置される発光装置と、自走式移動体本体に配置される測距センサとを含み、測距センサは、発光装置から発射された光を検出して制御部に信号を送信し、制御部が信号を受信して充電台の方向と位置とを認識する。
【０００９】
このようにすることにより、従来の自走式移動体のシステムのようにジャイロを用いるなどして自走式移動体本体に方向指示を行い、充電台に帰還させる手段に加えて、自走式移動体本体と充電台との信号の送受信によって、自走式移動体本体がより正確に充電台に近接して接続位置を検知して、自走式移動体本体と充電台とがより確実に接続されることができる。
【００１０】
測距センサは、発光装置から発射された光を受光して、制御部に信号を送信する。制御部は、測距センサが発光装置から発射された光を受光したときの自走式移動体本体の位置から見た充電台の方向を特定することができる。また、制御部は光が測距センサに入射した角度に基づいて充電台までの距離を算出して、充電台の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体をより正確に充電台に接続することができる。
【００１１】
また、このようにすることにより、自走式移動体本体と充電台とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することができる。
【００１２】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、発光装置から発射される光の進行方向と、自走式移動体本体が充電台と接続するために充電台に向かって進行する方向とのなす角度が１８０°であることが好ましい。
【００１３】
このようにすることにより、自走式移動体本体の正面に配置されている測距センサは、自走式移動体本体が充電台に向かって進行している間、常に充電台から発光される光を受光することができるので、自走式移動体本体は、充電台の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体と充電台との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００１４】
この発明に従った自走式移動体のシステムは、自走式移動体本体と充電台との接続位置を検出するための位置検出手段をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、自走式移動体本体は、より正確に充電台の位置を検知することができる。
【００１６】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、位置検出手段は、自走式移動体本体または充電台の一方に配置される発光手段と、自走式移動体本体または充電台の他方に配置される受光手段とを含むことが好ましい。
【００１７】
このようにすることにより、制御部は、発光手段から発射される光を受光手段が受光しているかどうかを検知し、受光手段が発光手段から発射された光を受光していなければ、受光手段が発光手段から発射された光を受光するように自走式移動体本体を移動させることができる。このようにして、自走式移動体本体を、充電台により正確に接続させることができる。
【００１８】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、受光手段は、自走式移動体本体に配置される複数の受光部を含み、複数の受光部は位置決め受光部を含み、複数の受光部のいずれかが発光手段から発射された光を受光したとき、制御部は、複数の受光部のうち、発光手段から発射された光を受光した受光部を特定し、その受光部が位置決め受光部でない場合、位置決め受光部が発光手段から発射される光を受光するように自走式移動体本体を移動させるように制御することが好ましい。
【００１９】
このようにすることにより、充電台の位置の検知の精度をより高めることができる。
【００２０】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、充電池は充電端子を有し、充電台は、充電端子と接続して充電地に給電するための給電用接続手段を有し、給電用接続手段は内部に磁力発生部材を含み、充電端子は磁性体であることが好ましい。
【００２１】
このようにすることにより、充電台と自走式移動体本体とがより確実に接続される。
【００２２】
この発明に従った自走式移動体のシステムにおいては、自走式移動体本体は、移動するための駆動輪を有し、充電台は駆動輪を受容するための凹部を有し、駆動輪が凹部に受容されると充電端子が給電用接続手段と接続して充電池を充電することができるように構成されていることが好ましい。
【００２３】
このようにすることにより、充電中の充電台と自走式移動体本体との位置関係が固定される。例えば、充電中に自走式移動体本体や充電台に振動が加わっても、自走式移動体本体と充電台との接続が保たれて確実に充電が行われる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、この発明によれば、自走式移動体本体と充電台とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
（第一の実施形態）
図１は、この発明の第一の実施の形態として、自走式移動体のシステムの全体を示す斜視図である。図１に示すように、自走式移動体のシステム１００は、円盤状の自走式移動体本体１１０と、充電台１２０とを備える。図２は、自走式移動体本体の全体を示す斜視図、図３は充電台の全体を示す斜視図である。
【００２７】
図１と図２に示すように、自走式移動体本体１１０は、筐体１１１の内部に充電池と制御部とを有し、筐体１１１の側面に、誘導制御手段として複数の測距センサ１１３と、充電端子１１４とを有し、底面の左右に一対の駆動輪１１２を有する。自走式移動体本体１１０は、制御部が駆動輪１１２を制御することによって移動する。充電端子１１４は、自走式移動体本体１１０の正面に配置されており、磁性体としてスチール製である。測距センサ１１３は、発光素子と受光素子とからなる赤外線センサであり、自走式移動体本体１１０の前面部に２個と、左側面部に２個と、右側面部に２個の合計６個装備されている。
【００２８】
図１と図３に示すように、充電台１２０は、誘導制御手段の発光装置として発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０が乗るための台座１２４と、給電用接続手段１２１と、電源プラグ１２３とを有する。充電台１２０には、電源プラグ１２３が外部の電源に接続されることによって電力が供給される。発光ダイオード１２２は、赤外線を発光する。
【００２９】
給電用接続手段１２１は、磁力発生部材として、内部にマグネットが装着されている。このように、充電端子１１４がスチール製であり、給電用接続手段１２１が内部にマグネットを装着することにより、充電台１２０と自走式移動体本体１１０とがより確実に接続される。
【００３０】
測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光して、制御部に信号を送信する。制御部は、測距センサ１１３が発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光したときの自走式移動体本体１１０の位置から見た充電台１２０の方向を特定することができる。また、制御部は赤外線が測距センサ１１３に入射した角度に基づいて充電台１２０までの距離を算出して、充電台１２０の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０がより正確に充電台１２０に接続することができる。
【００３１】
自走式移動体本体１１０は、清掃作業などの活動が終了すると、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台１２０の付近まで帰還する。
【００３２】
図４と図５は、この発明の一つの実施の形態として、自走式移動体に充電するための動作を順に示す図である。
【００３３】
図４は、この発明の第一の実施の形態として、充電直前の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００３４】
図４に示すように、自走式移動体本体１１０は、清掃作業などの活動終了後、ジャイロなどを用いた方向指示によって充電台１２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３が充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光することができる距離まで近づくと、自走式移動体本体１１０は、誘導制御手段によって、後述するように誘導されて、充電台１２０の台座１２４に乗り、自走式移動体本体１１０の充電端子１１４が充電台１２０の給電用接続手段１２１に接続される。
【００３５】
図５は、この発明の第一の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００３６】
図５に示すように、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続されると、自走式移動体本体の筐体１１１の内部に設置されている充電池が充電される。自走式移動体本体１１０は、充電が完了すると、再び充電台１２０から離れて清掃作業などの活動に戻ることができる。自走式移動体本体１１０は、活動中は、充電された充電池から電力供給によって駆動される。
【００３７】
図６は、この発明の第一の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図６に示すように、自走式移動体本体１１０の充電池１１５の充電端子１１４は、充電台１２０の給電用接続手段１２１と接続される。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３は、充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射された赤外線を受光して、制御部１１６に信号を送る。制御部１１６は、測距センサ１１３から送られた信号を受信して、駆動輪１１２に制御信号を送る。
【００３９】
図７は、この発明の第一の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【００４０】
図１から図７に基づいて本発明の自走式移動体のシステムの充電動作を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部１１６である。
【００４１】
図７に示すように、清掃作業などの活動が終了すると、自走式移動体本体１１０は、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台１２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体１１０の測距センサ１１３が、充電台１２０の発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光することができる位置に到達すると、発光ダイオード１２２から発射される赤外線を受光した測距センサ１１３が制御部１１６に信号を送る。ステップＳ１０１では、制御部１１６が測距センサ１１３からの信号を受信して、発光ダイオード１２２が発射した光を受光した測距センサ１１３を検知する。
【００４２】
ステップＳ１０２では、制御部１１６が、測距センサ１１３から受信した信号をもとに、充電台１２０の方向を検知する。
【００４３】
ステップＳ１０３では、自走式移動体本体１１０の進行方向がステップＳ１０２で検知した充電台１２０の方向であるかどうかを確認する。自走式移動体本体１１０の進行方向が、ステップＳ１０２で検知した充電台の方向であれば、ステップＳ１０５に進む。自走式移動体本体１１０の進行方向が、ステップＳ１０２で検知した充電台の方向でなければ、ステップＳ１０４に進む。
【００４４】
ステップＳ１０４では、自走式移動体本体１１０の進行方向が充電台１２０の方向を向くように、すなわち、充電端子１１４が充電台１２０の方向を向くように、制御部１１６が駆動輪１１２を制御して、自走式移動体本体１１０を回転させる。その後、ステップＳ１０１に戻る。
【００４５】
自走式移動体本体１１０の進行方向が充電台１２０の方向を向くと、発光ダイオード１２２から発射される赤外線が自走式移動体本体１１０に向かう方向と、自走式移動体本体１１０の進行方向とのなす角度が１８０°になる。
【００４６】
このようにすることにより、自走式移動体本体１１０の正面に配置されている測距センサ１１３は、自走式移動体本体１１０が充電台１２０に向かって進行している間、常に充電台１２０から発光される赤外線を受光することができるので、自走式移動体本体１１０は、充電台１２０の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０と充電台１２０との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００４７】
ステップＳ１０５では、制御部１１６は、測距センサ１１３から受信した信号をもとに、充電台１２０までの距離を検知する。
【００４８】
ステップＳ１０６では、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続しているかどうかを確認する。充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続していなければ、ステップＳ１０７に進む。
【００４９】
ステップＳ１０７では、制御部１１６が駆動輪１１２を制御して、ステップＳ１０５で検出した充電台１２０までの距離だけ、自走式移動体本体１１０を前進させる。その後、ステップＳ１０５に戻る。
【００５０】
ステップＳ１０６で、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続しているかどうかを確認し、充電端子１１４が給電用接続手段１２１に接続していれば、充電を開始する。
【００５１】
このように、自走式移動体のシステム１００は、制御部１１６と充電池１１５とを有し、充電池１１５からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体１１０と、充電池１１５を充電するための充電台１２０と、自走式移動体本体１１０を充電台１２０に誘導して自走式移動体本体１１０を充電台１２０に接続するための誘導制御手段とを備え、誘導制御手段は、充電台１２０に配置される発光ダイオード１２２と、自走式移動体本体１１０に配置される測距センサ１１３とを含み、測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を検出して制御部１１６に信号を送信し、制御部１１６が信号を受信して充電台１２０の方向と位置とを認識する。
【００５２】
このようにすることにより、従来の自走式移動体のシステムのようにジャイロを用いるなどして自走式移動体本体１１０に方向指示を行い、充電台１２０に帰還させる手段に加えて、自走式移動体本体１１０と充電台１２０との信号の送受信によって、自走式移動体本体１１０がより正確に充電台１２０に近接して接続位置を検知して、自走式移動体本体１１０と充電台１２０とがより確実に接続されることができる。
【００５３】
測距センサ１１３は、発光ダイオード１２２から発射された光を受光して、制御部１１６に信号を送信する。制御部１１６は、測距センサ１１３が発光ダイオード１２２から発射された光を受光したときの自走式移動体本体１１０の位置から見た充電台１２０の方向を特定することができる。また、制御部１１６は光が測距センサ１１３に入射した角度に基づいて充電台１２０までの距離を算出して、充電台１２０の位置を知ることができる。したがって、自走式移動体本体１１０をより正確に充電台１２０に接続することができる。
【００５４】
また、このようにすることにより、自走式移動体本体１１０と充電台１２０とが確実に接続されて充電が行われる自走式移動体のシステム１００を提供することができる。
【００５５】
（第二の実施形態）
図８は、この発明の第二の実施の形態として、自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００５６】
図８に示すように、自走式移動体のシステム２００は、自走式移動体本体２１０と、充電台２２０とを備える。図９は自走式移動体本体の全体を示す斜視図、図１０は充電台の全体を示す斜視図である。
【００５７】
図８と図９に示すように、自走式移動体本体２１０が第一の実施形態の自走式移動体本体１１０と異なる点として、充電端子２１４が自走式移動体本体２１０の底面に配置されている。充電端子２１４は、自走式移動体本体２１０の底面の正面側に配置されている。また、位置検出手段の受光手段としての受光部として、複数のフォトダイオード２１７が、自走式移動体本体２１０の底面に、充電端子２１４の周囲に配置されている。充電端子２１４の正面側、すなわち、複数のフォトダイオード２１７の中央に配置されているフォトダイオードは、位置決め受光部としての位置決めフォトダイオードである。自走式移動体本体２１０は、第一の実施形態の自走式移動体本体１１０と同様に、制御部が駆動輪２１２を制御して移動する。
【００５８】
図８と図１０に示すように、充電台２２０は、第一の実施形態の充電台１２０と異なる点として、充電台２２０の台座２２４上に給電用接続手段２２１が配置されている。また、台座２２４上に、自走式移動体本体２１０の駆動輪２１２を受容する凹部２２５が形成されている。誘導制御手段の発光装置として発光ダイオード２２２が充電台２２０の上部に備えられ、さらに、台座２２４上に、位置検出手段の発光手段として発光ダイオード２２６が配置されている。充電台２２０には、第一の実施形態の充電台１２０と同様に、電源プラグ２２３を外部の電源と接続することによって電力が供給される。
【００５９】
自走式移動体のシステム２００は、第一の実施形態の自走式移動体のシステム１００と異なる点として、位置検出手段として、充電台２２０に配置される発光ダイオード２２６と、自走式移動体本体２１０に配置されるフォトダイオード２１７とを有する。このようにすることにより、自走式移動体本体２１０は、より正確に充電台２２０の位置を検知することができる。
【００６０】
また、このようにすることにより、制御部は、発光ダイオード２２６から発射される光をフォトダイオード２１７が受光しているかどうかを検知し、フォトダイオード２１７が発光ダイオード２２６から発射された光を受光していなければ、フォトダイオード２１７が発光ダイオード２２６から発射された光を受光するように自走式移動体本体２１０を移動させる。このようにして、自走式移動体本体２１０を、充電台２２０により正確に接続させることができる。
【００６１】
図１１は、この発明の第二の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【００６２】
図１１に示すように、充電時には自走式移動体本体２１０は、充電台２２０の台座２２４上に乗り上げる。台座２２４上の凹部２２５が駆動輪２１２を受容することによって、自走式移動体本体２１０の位置が固定される。このようにすることにより、自走式移動体本体２１０の底面に配置されている充電端子２１４と、充電台２２０の台座２２４上に配置されている給電用接続手段２２１とが確実に接続され、充電中に自走式移動体本体２１０や充電台２２０に振動が加わっても、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続が保たれて、確実に充電が行われる。
【００６３】
図１２は、この発明の第二の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【００６４】
図１２に示すように、自走式移動体本体２１０の充電池２１５の充電端子２１４は、充電台２２０の給電用接続手段２２１と接続される。自走式移動体本体２１０の測距センサ２１３は、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射された赤外線を受光して、制御部２１６に信号を送る。自走式移動体本体２１０のフォトダイオード２１７は、充電台２２０の発光ダイオード２２６から発射された光を受光して、制御部２１６に信号を送る。制御部２１６は、測距センサ２１３から送られた信号とフォトダイオード２１７から送られた信号をそれぞれ受信して、駆動輪２１２に制御信号を送る。
【００６５】
図１３は、この発明の第二の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【００６６】
図８から図１３に基づいて本発明の自走式移動体のシステムの充電を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部２１６である。
【００６７】
図１３に示すように、清掃作業などの活動が終了すると、自走式移動体本体２１０は、ジャイロなどを用いた方向指示によって、充電台２２０の付近まで帰還する。自走式移動体本体２１０の測距センサ２１３が、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射される赤外線を受光することができる位置に到達すると、充電台２２０の発光ダイオード２２２から発射される赤外線を受光した測距センサ２１３が制御部２１６に信号を送る。ステップＳ２０１で、制御部２１６が、測距センサ２１３からの信号を受信して、発光ダイオード２２２が発射した赤外線を受光した測距センサ２１３を検知する。
【００６８】
ステップＳ２０２では、制御部２１６が、測距センサ２１３から受信した信号をもとに、充電台２２０の方向を検知する。
【００６９】
ステップＳ２０３では、自走式移動体本体２１０の進行方向がステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向であるかどうかを確認する。自走式移動体本体２１０の進行方向が、ステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向であれば、ステップＳ２０５に進む。自走式移動体本体２１０の進行方向が、ステップＳ２０２で検知した充電台２２０の方向でなければ、ステップＳ２０４に進む。
【００７０】
ステップＳ２０４では、自走式移動体本体２１０の進行方向が充電台２２０の方向を向くように、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を回転させる。その後ステップＳ２０１に戻る。
【００７１】
自走式移動体本体２１０の進行方向が充電台２２０の方向を向くと、発光ダイオード２２２から発射される赤外線が自走式移動体本体２１０に向かう方向と、自走式移動体本体２１０の進行方向とのなす角度が１８０°になる。
【００７２】
このようにすることにより、自走式移動体本体２１０の正面に配置されている測距センサ２１３は、自走式移動体本体２１０が充電台２２０に向かって進行している間、常に充電台２２０から発光される赤外線を受光することができるので、自走式移動体本体２１０は、充電台２２０の位置をより精密に知ることができる。したがって、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続を容易に、確実に行うことができる。
【００７３】
ステップＳ２０５では、制御部２１６は、測距センサ２１３から受信した信号をもとに、充電台２２０までの距離を検知する。
【００７４】
ステップＳ２０６では、自走式移動体本体２１０が、充電台２２０に到達しているかどうかを確認する。自走式移動体本体２１０が充電台２２０に到達していなければ、ステップＳ２０７で制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、ステップＳ２０５で検知した充電台２２０までの距離だけ、自走式移動体本体２１０を前進させる。その後、ステップＳ２０５に戻る。
【００７５】
ステップＳ２０６で、自走式移動体本体２１０が充電台２２０に到達していれば、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８で、自走式移動体本体２１０の底面に配置されたフォトダイオード２１７が、充電台２２０の台座２２４に配置された発光ダイオード２２６から発射された光を検知する。発光ダイオード２２６から発射された光を受光したフォトダイオード２１７は、制御部２１６に信号を送る。このようにして、制御部２１６は、自走式移動体本体２１０の底面に複数配置されたフォトダイオード２１７のうち、どのフォトダイオード２１７が受光したかを検知する。
【００７６】
ステップＳ２０９では、複数のフォトダイオード２１７のうち、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光しているかどうかを確認する。発光ダイオード２２６から発射された光を位置決めフォトダイオードが受光していなければ、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を回転させて、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光するようにして、ステップＳ２０８に戻る。このようにすることにより、充電台の位置の検知の精度をより高めることができる。
【００７７】
ステップＳ２０９で、発光ダイオード２２６から発射された光を位置決めフォトダイオードが受光していれば、ステップＳ２１１に進み、制御部２１６が駆動輪２１２を制御して、自走式移動体本体２１０を前進させる。自走式移動体本体２１０が、位置決めフォトダイオードが発光ダイオード２２６から発射された光を受光するように自走式移動体本体２１０を回転させた後、前進させると、ステップＳ２１２で、充電台２２０の台座２２４の凹部２２５に駆動輪２１２が受容される。駆動輪２１２が凹部２２５に受容されると、自走式移動体本体２１０の底面に配置されている充電端子が、充電台２２０の台座２２４上に配置されている給電用接続端子２２１と接続されて、充電が開始される。
【００７８】
このようにすることにより、充電中の充電台２２０と自走式移動体本体２１０との位置関係が固定される。充電中に自走式移動体本体２１０や充電台２２０に振動が加わっても、自走式移動体本体２１０と充電台２２０との接続が保たれて、確実に充電が行われる。
【００７９】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第一の実施の形態として、自走式移動体のシステムの全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態として、自走式移動体本体の全体を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態として、充電台の全体を示す斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態として、充電直前の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図６】本発明の第一の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第一の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【図８】本発明の第二の実施の形態として、自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態として、自走式移動体本体の全体を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態として、充電台の全体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態として、充電時の自走式移動体のシステム全体を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態にかかる自走式移動体のシステムの制御関連の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態にかかる、本発明の自走式移動体のシステムの充電開始までの制御処理を順に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１００：自走式移動体のシステム、１１０：自走式移動体本体、１１２：駆動輪、１１３：測距センサ、１１４：充電端子、１１５：充電池、１１６：制御部、１２０：充電台、１２１：給電用接続手段、１２２：発光ダイオード、２００：自走式移動体のシステム、２１２：駆動輪、２１３：測距センサ、２１４：充電端子、２１５：充電池、２１６：制御部、２１７：フォトダイオード、２２０：充電台、２２１：給電用接続手段、２２２：発光ダイオード、２２５：凹部、２２６：発光ダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と充電池とを有し、前記充電池からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体と、
前記充電池を充電するための充電台と、
前記自走式移動体本体を前記充電台に誘導して前記自走式移動体本体を前記充電台に接続するための誘導制御手段とを備え、
前記誘導制御手段は、前記充電台に配置される発光装置と、前記自走式移動体本体に配置される測距センサとを含み、前記測距センサは、前記発光装置から発射された光を検出して前記制御部に信号を送信し、前記制御部が前記信号を受信して前記充電台の方向と位置とを認識する、自走式移動体のシステム。
【請求項２】
前記発光装置から発射される光の進行方向と、前記自走式移動体本体が前記充電台と接続するために前記充電台に向かって進行する方向とのなす角度が１８０°である、請求項１に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項３】
前記自走式移動体本体と前記充電台との接続位置を検出するための位置検出手段をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項４】
前記位置検出手段は、前記自走式移動体本体または前記充電台の一方に配置される発光手段と、前記自走式移動体本体または前記充電台の他方に配置される受光手段とを含む、請求項３に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項５】
前記受光手段は、前記自走式移動体本体に配置される複数の受光部を含み、前記複数の受光部は位置決め受光部を含み、前記複数の受光部のいずれかが前記発光手段から発射された光を受光したとき、前記制御部は、前記複数の受光部のうち、前記発光手段から発射された光を受光した受光部を特定し、その受光部が前記位置決め受光部でない場合、前記位置決め受光部が前記発光手段から発射される光を受光するように前記自走式移動体本体を移動させるように制御する、請求項４に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項６】
前記充電池は充電端子を有し、前記充電台は、前記充電端子と接続して前記充電地に給電するための給電用接続手段を有し、前記給電用接続手段は内部に磁力発生部材を含み、前記充電端子は磁性体である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項７】
前記自走式移動体本体は、移動するための駆動輪を有し、前記充電台は前記駆動輪を受容するための凹部を有し、前記駆動輪が前記凹部に受容されると前記充電端子が前記給電用接続手段と接続して前記充電池を充電することができるように構成されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項１】
制御部と充電池とを有し、前記充電池からの電力供給によって駆動される自走式移動体本体と、
前記充電池を充電するための充電台と、
前記自走式移動体本体を前記充電台に誘導して前記自走式移動体本体を前記充電台に接続するための誘導制御手段とを備え、
前記誘導制御手段は、前記充電台に配置される発光装置と、前記自走式移動体本体に配置される測距センサとを含み、前記測距センサは、前記発光装置から発射された光を検出して前記制御部に信号を送信し、前記制御部が前記信号を受信して前記充電台の方向と位置とを認識する、自走式移動体のシステム。
【請求項２】
前記発光装置から発射される光の進行方向と、前記自走式移動体本体が前記充電台と接続するために前記充電台に向かって進行する方向とのなす角度が１８０°である、請求項１に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項３】
前記自走式移動体本体と前記充電台との接続位置を検出するための位置検出手段をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項４】
前記位置検出手段は、前記自走式移動体本体または前記充電台の一方に配置される発光手段と、前記自走式移動体本体または前記充電台の他方に配置される受光手段とを含む、請求項３に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項５】
前記受光手段は、前記自走式移動体本体に配置される複数の受光部を含み、前記複数の受光部は位置決め受光部を含み、前記複数の受光部のいずれかが前記発光手段から発射された光を受光したとき、前記制御部は、前記複数の受光部のうち、前記発光手段から発射された光を受光した受光部を特定し、その受光部が前記位置決め受光部でない場合、前記位置決め受光部が前記発光手段から発射される光を受光するように前記自走式移動体本体を移動させるように制御する、請求項４に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項６】
前記充電池は充電端子を有し、前記充電台は、前記充電端子と接続して前記充電地に給電するための給電用接続手段を有し、前記給電用接続手段は内部に磁力発生部材を含み、前記充電端子は磁性体である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の自走式移動体のシステム。
【請求項７】
前記自走式移動体本体は、移動するための駆動輪を有し、前記充電台は前記駆動輪を受容するための凹部を有し、前記駆動輪が前記凹部に受容されると前記充電端子が前記給電用接続手段と接続して前記充電池を充電することができるように構成されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の自走式移動体のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１１７１８５（Ｐ２００８−１１７１８５Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００１６５（Ｐ２００６−３００１６５）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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