(57)【要約】      （修正有）【課題】自動移動装置にバンパー構造を提供し、障害物に衝突したときに、それが移動装置の方向を変更させる。【解決手段】基部１０２上に複数の導電性シート１０８が形成され、基部１０２を介してその導電性シート１０８が移動装置の制御回路に結合される。基部１０２上に弾性のハウジング１０４が形成され、突出する作動装置セクション１１０がその弾性のハウジング１０４内に形成され、その作動装置セクション１１０が導電性シート１０８と平行している。作動装置セクション１１０の底部には導電性接触子が形成されている。弾性のハウジング１０４は障害物に衝突するときに緩衝し、衝撃により生じる力が作動装置セクション１１０を下向きに押し、作動装置セクション１１０の導電性接触子１０６が複数の導電性シート１０８と結合する。それにより、複数の導電性シート１０８が移動装置の制御回路に連結されて信号を送り、移動装置の方向を変更させる。【選択図】図１
2010208626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電性シートが形成され、前記複数の導電性シートが前記自動移動装置の制御回路に連結される基部と、前記基部上に形成され、突出する作動装置セクションが内部に形成され、前記作動装置セクションが前記複数の導電性シートと平行している弾性のハウジングと、
前記作動装置セクションの底部に形成され、前記複数の導電性シートと接触していない導電性接触子とを備え、
前記弾性のハウジングが衝撃時に緩衝し、前記衝撃時に生じる力が前記作動装置セクションを下向きに押し、前記作動装置セクションの前記導電性接触子が前記複数の導電性シートと結合し、それにより、前記複数の導電性シートが前記自動移動装置の前記制御回路に連結されて信号を送り、方向転換コマンドを実行する、
障害物に衝突したときに自動移動装置の方向を変更させる、自動移動装置のバンパー構造。
【請求項２】
前記弾性のハウジングと、前記作動装置セクションと、前記導電性接触子が結合して一体型導電性ゴム粒子となり、前記導電性ゴム粒子が互いに接合して導電性ゴム帯を形成する、請求項１に記載のバンパー構造。
【請求項３】
複数の導電性シートが形成され、前記複数の導電性シートが前記自動移動装置の制御回路に連結される基部と、前記基部上に形成され、複数の対応する導電性接触子が前記複数の作動装置セクションの底部に形成され、前記複数の作動装置セクションが前記複数の導電性シートと平行し、前記複数の導電性接触子が前記導電性シートと接触していない複数の前記作動装置セクションと、
前記複数の作動装置上に形成され、前記弾性のハウジングが衝撃時に緩衝し、前記衝撃時に生じる力が対応する前記作動装置セクションを下向きに押し、前記対応する作動装置セクションの前記導電性接触子が前記複数の導電性シートと結合し、それにより、前記複数の導電性シートが前記自動移動装置の前記制御回路に連結されて信号を送り、方向転換コマンドを実行する、
障害物に衝突したときに前記自動移動装置の方向を変更させる、自動移動装置のバンパー構造。
【請求項４】
前記複数の作動装置セクション間に形成され、複数の対応する補助導電性接触子が前記複数の補助作動装置セクションの底部に形成され、前記複数の補助作動装置セクションが前記複数の導電性シートと平行し、前記複数の補助導電性接触子が前記複数の導電性シートと接触していない前記複数の補助作動装置セクションをさらに備え、前記複数の作動装置セクションが前記基部上に形成される対応する複数の穴セクションを介して前記基部上に固定される、請求項３に記載のバンパー構造。
【請求項５】
前記複数の導電性シートが前記基部上に咬み合せるように形成される、請求項３に記載のバンパー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物に衝突したときに、特に移動装置の方向を変更させるバンパー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の持続的な発展と改善により、ロボットが人間に奉仕し、人間とロボットが共存するという映画のシーンは、今は夢だが現実になるかもしれない。近年、知能ロボットシステムは工場オートメーション、病院オートメーション、博物館の案内ガイド、手術の補助システム、宇宙探査、軍事用途、家事、事務処理、娯楽目的、人間のための危険な任務において広く使用されている。
【０００３】
ロボットは次世代に台頭する産業とみなされているため、さまざまな機関がロボットの研究開発に莫大な資源を投資しており、人間に付き添うロボットペットや家を掃除する掃除ロボット等、ロボットは多様な目的で次々と現れている。しかし、構造的に複雑な産業ロボットであるか比較的単純な構造の家事用小型ロボットであるかを問わず、ロボットの作業を簡便化し、ロボットが障害物に衝突して損傷を受けることのないようにセンサー要素を備える必要がある。
【０００４】
費用のかかる構造的に複雑なロボットは、通常様々なセンサーを同時に用いて正確に障害物を検知し、衝撃を避けるのが普通である。例えば、ホンダが開発したロボットＡＳＩＭＯは、頭上に搭載した視覚センサーや地面センサーを利用して障害物を検知し、別のルート計画を立て障害物を迂回し、目的地に到着する。さらに、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｘ社製のＴｒｉｌｏｂｉｔｅロボット掃除機等、市販されている多くの家庭用ロボットが一般家庭にとって手頃な値段で入手できるようになっている。Ｔｒｉｌｏｂｉｔｅは超音波センサーを利用して障害物を発見し、超音波信号の送受信によりこれを回避する。しかし、障害物の発見及び回避に視覚センサー、超音波センサー、及び赤外線センサーは有効であるが、製造コストが高くなる、構造的に複雑になる、ロボットの動きが速すぎて障害物による衝撃に対しセンサーの反応が間に合わず、緩衝することができないなどの欠点がある。
【０００５】
障害物を効果的に発見及び回避するロボットの別の方法には、赤外線信号又は仮想壁を作るための安全用磁気帯の使用などがある。これらの方法はロボットの動きを制限して障害物を回避するが、動いている障害物（猫、犬、人間等）を回避する場合には効果がなく、使用される方法はかなり不便である。
【０００６】
現在市販されている家庭用ロボット（ｉＲｏｂｏｔ社製のＲｏｏｍｂａ掃除機ロボットやＳｃｏｏｂａフローリング洗浄掃除機等）は通常衝撃による損傷を和らげるバンパーを含むが、バンパーはロボットの前面部に形成されるのみであるため、ロボットが回転又は後進し、側面又は背面が障害物と衝突すると、バンパーの緩衝保護作用が制限される。さらに、バンパーは通常接触センサーと連結されているため、障害物と接触するロボットセクションにバンパーがない場合、センサーが作動しないため、衝撃に反応するその他の検出装置が必要になる。
【０００７】
導電性ゴム粒子及び導電性ゴム帯は細く軽量で、適合性、信頼性、及び柔軟性が高いという長所があることから電気配線によく使用される材料である。はんだ付けすることなく構成部分にしっかりと固定されるため、遠隔操作、携帯電話、ノートブック型パソコン、携帯型音楽プレーヤー、及びその他の電気製品に広く使用されている。
【０００８】
以上から、本発明は、障害物に衝突したときに、衝撃時に生じる緩衝作用により方向を変更させるバンパー構造を移動装置（ロボット等）に提供するものであり、それが低コストで実装可能であり、移動装置の周囲を覆って３６０°緩衝保護する。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、製造コストが低く、構造が単純な、障害物に衝突したときに移動装置の方向を変更させるバンパー構造を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、障害物に衝突したときに移動装置の方向を変更させるバンパー構造を提供し、移動装置が障害物に衝突したときに緩衝し、損傷を最小限に抑えることである。
【００１１】
本発明の別の目的は、障害物に衝突したときに移動装置の方向を変更させるバンパー構造を提供し、それが移動装置の周囲を覆って３６０°緩衝保護することである。
【００１２】
本発明の１つの見方によると、本発明は移動装置にバンパー構造を提供し、障害物に衝突したときに、それが移動装置の方向を変更させる。バンパー構造は基部と、弾性のハウジングと、導電性接触子とを備える。基部上に複数の導電性シートが形成され、基部を介してその導電性シートが移動装置の制御回路に連結される。基部上に弾性のハウジングが形成され、突出する作動装置セクションがその弾性のハウジング内に形成され、その作動装置セクションが導電性シートと平行している。作動装置セクションの底部には導電性接触子が形成されているが、導電性シートとは接触していない。弾性のハウジングは障害物に衝突するときに緩衝し、衝撃により生じる力が作動装置セクションを下向きに押し、作動装置セクションの導電性接触子が複数の導電性シートと結合する。それにより、複数の導電性シートが移動装置の制御回路に連結されて信号を送り、移動装置の方向を変更させる。
【００１３】
本発明の別の見方によると、本発明は移動装置にバンパー構造を提供し、障害物に衝突したときに、それが移動装置の方向を変更させる。バンパー構造は基部と、複数の作動装置セクションと、複数の弾性のハウジングとを備える。基部上に複数の導電性シートが形成され、基部を介してその導電性シートが移動装置の制御回路に連結される。基部上に複数の作動装置セクションが形成され、作動装置セクションの底部には複数の導電性接触子がそれぞれ形成され、複数の作動装置セクションが複数の導電性シートと平行しているが、複数の導電性接触子は複数の導電性シートとは接触していない。複数の作動装置セクション上に複数の弾性のハウジングが形成される。弾性のハウジングは障害物に衝突するときに緩衝し、衝突により生じる力が各作動装置セクションを下向きに押し、各作動装置セクションの導電性接触子が複数の導電性シートと結合する。それにより、複数の導電性シートが移動装置の制御回路に連結されて信号を送り、移動装置の方向を変更させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、本明細書及び添付の図面で略述される好適な実施形態の詳細な説明により理解できる。しかし、好適な実施形態は本発明を例示するものであって、制限するものではないことを当業者は理解すべきである。
【図１】本発明の好適な実施形態による、衝撃前のバンパー構造の断面図。
【図２】本発明の好適な実施形態による、衝撃時のバンパー構造の断面図。
【図３】本発明の好適な実施形態による、バンパー構造の分解図。
【図４】別の角度から見た図３のバンパー構造の別の分解図。
【図５】図３及び図４による、組み立てたバンパー構造図。
【図６】本発明の別の好適な実施形態図。
【図６Ａ】図６の拡大図。
【図７】本発明の別の好適な実施形態図。
【図８】別の角度から見た図６の実施形態。
【図９】本発明による移動装置のバンパー構造用途の略図。
【図１０】本発明による別の移動装置のバンパー構造用途の略図。
【図１１】別の角度から見た図１０の実施形態。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一部の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の好適な実施形態は本発明を例示するものであって、制限するものではないことを理解すべきである。さらに、本発明は明示的に説明される実施形態を除く幅広いその他の実施形態で実施可能であり、添付の請求項に特に注記がなければ、本発明の範囲を明確に制限するものではない。
【００１６】
図１は、本発明による衝撃前のバンパー構造の好適な実施形態の断面図である。バンパー構造１００は基部１０２と、弾性のハウジング１０４と、導電性接触子１０６とを備える。図の通り、基部１０２上に複数の導電性シート１０８が形成され、弾性のハウジング１０４内に突出する作動装置セクション１１０が形成され、その作動装置セクション１１０が導電性シート１０８と平行していて、作動装置セクション１１０の底部には導電性接触子１０６が形成されているが、導電性シート１０８とは接触していない。さらに、基部１０２を介して導電性シート１０８が移動装置（図示せず）の制御回路に連結される。
【００１７】
図２は、本発明による衝撃時のバンパー構造の好適な実施形態の断面図である。弾性のハウジング１０４は衝撃が生じたときに緩衝し、バンパー構造１００（連結される装置）の損傷を最小限にする。さらに、衝撃により生じる力が作動装置セクション１１０を下向きに押し、作動装置セクション１１０の導電性接触子１０６が複数の導電性シート１０８と結合する。複数の導電性シート１０８が移動装置（図示せず）の制御回路に連結されて信号を送り、移動装置の方向を変更させる。
【００１８】
一部の実施形態では、適宜、バンパー構造の基部として可撓性基部（シリコンゴム又はゴム等）を使用し、弾性のハウジングと協調してバンパー構造が移動装置（ロボット、小型乗物、又は自動式玩具等）を取り囲むあるいは被覆できるようにする。さらに、帯様、粒状、柱状、シート様、多角形、又は不規則な形状等、移動装置の外装デザインに応じて様々な形状の弾性のハウジングが使用されることもある。
【００１９】
一部の実施形態では、基部上で導電性シートの代わりに導電性パッド又はプリント回路が使用されることもある。一部の実施形態では、作動装置セクション上の導電性接触子が導電性ゴム、低抵抗銅、又はカーボン・ダイアフラムである。
【００２０】
一部の実施形態では、アレイ配置により複数のバンパー構造が一斉に連結され、バンパーブロック又はバンパー帯を形成することがある。図３、図４、及び図５は、本発明により開示されたバンパー構造の別の好適な実施形態を示す。バンパー構造２００は基部２０２と、複数の弾性のハウジング２０４と、複数の作動装置セクション２１０と、上縁２１２と、複数の固定部品２１４とを備える。図の通り、基部２０２上に複数の導電性シート２０８が形成され、基部２０２上に複数の作動装置セクション２１０が列に配置・構成され、その作動装置セクション２１０の底部には対応する導電性接触子２０６が設置され、作動装置セクション２１０は導電性シート２０８と平行していているが、導電性接触子２０６は導電性シート２０８とは接触しておらず、弾性のハウジング２０４は各作動装置セクション２１０を被覆し、上縁２１２は弾性のハウジング２０４を被覆し、複数の固定部品２１４を介して基部２０２（図５）上に上縁２１２、複数の弾性のハウジング２０４、及び複数の作動装置セクション２１０が固定される。さらに、基部２０２を介して導電性シート２０８が移動装置（図示せず）の制御回路に結合される。導電性シート２０８は加圧されると移動装置の制御回路に連結されて制御信号を送り、コマンドを実行する。
【００２１】
衝撃が生じたとき、弾性のハウジング２０４が緩衝し、バンパー構造２００（連結される装置）の損傷を最小限にする。さらに、衝撃により生じる力が対応する作動装置セクション２１０を下向きに押し、対応する作動装置セクション２１０の導電性接触子２０６が複数の導電性シート２０８と結合する。複数の導電性シート２０８が移動装置（図示せず）の制御回路に連結されて信号を送り、移動装置の方向を変更させる。
【００２２】
図６は本発明の別の好適な実施形態であり、図６Ａは図６の拡大図である。図の通り、バンパー構造２５０は図３乃至図５で示されるバンパー構造２００と非常によく似ており、バンパー構造２５０の相違点は作動装置セクション２１０間に形成される複数の補助作動装置セクション２６０を備え、補助作動装置セクション２６０の下に対応する柔軟な導電性接触子（図示せず）が形成されることであり、前述の補助作動装置セクション２６０も導電性シート２０８と平行であり、補助導電性接触子も導電性シート２０８とは接触していない。さらに、バンパー構造２５０は基部２０２上に形成される対応する複数の穴セクション２５５をさらに備え、基部２０２上の補助作動装置セクション２６０が固定される。そのようなものとして、あらゆる角度からの衝撃が作動装置セクション２１０又は補助作動装置セクション２６０を押すため、衝撃が生じたときにバンパー構造２５０が無反応になるのを防ぐ。さらに、図６Ａで示される通り、バンパー構造２５０の導電性シート２０８は基部２０２上に咬み合せるように形成されており、これが導電性シートの面積を効果的に増大させている。それにより、わずかな衝撃によって導電性接触子２０６又は補助導電性接触子が導電性シート２０８と結合する。
【００２３】
一部の実施形態では、弾性のハウジングと、作動装置セクションと、導電性接触子が一体型導電性ゴム粒子により結合される。さらに、複数の導電性ゴム粒子を連続的に接合することにより、導電性帯が形成され、実装される。図７及び図８は、本発明により開示された導電性ゴム帯の実施形態である。図の通り、一体型の絶縁ゴム帯３０２上にゴム帯３００が形成され、絶縁ゴム帯３０２内に導電性ゴムシート３０４が設置される。導電性ゴム帯３００と移動装置の制御回路を連結することにより、上記の基部及び導電性シートと協調して、衝撃が生じたときに緩衝し、移動装置の方向を変更させることができるようになる。原理は前の実施形態と同じであるため、詳細は省く。
【００２４】
図９は、移動装置に適用されるバンパー構造（本発明により開示）を示し、図１０及び図１１は別の移動装置に適用される、本発明のバンパー構造を示す。本発明のバンパー構造４００は、弾性の材料（シリコンゴム又はゴム等）を利用して実装されるため、これらの材料の可撓性によりバンパー構造４００は移動装置の外周縁を囲むことができるようになり（図示）、あらゆる方向（３６０°）からの衝撃に対し緩衝し、移動装置の方向を変更させる。図面に示されるバンパー構造は好適な実施形態に過ぎず、本発明により開示されたバンパー構造は、様々な構成を有するその他の移動装置に取り付けることができることに留意する。
【００２５】
上記各説明は、本発明の好適な実施形態である。当業者により理解される通り、前述の本発明の好適な実施形態は、本発明を例示するものであり、本発明を制限するものではない。本発明は、添付したクレームの精神及び範囲内に含まれる様々な変更形態及び同様の仕組みを包含することを意図しており、クレームの範囲はもっとも広い解釈と一致しているため、そのような変更形態と同様の構造をすべて包含する。
【符号の説明】
【００２６】
１００  バンパー構造
１０２  基部
１０４  弾性のハウジング
１０６  導電性接触子
１０８  導電性シート
１１０  作動装置セクション
２００  バンパー構造
２０２  基部
２０４  弾性ハウジング
２０６  導電性接触子
２０８  導電性シート
２１０  作動装置セクション
２１２  上縁
２１４  固定部品
２５０  バンパー構造
２５５  穴セクション
２６０  補助作動装置セクション
３００  導電性ゴム帯
３０２  絶縁ゴム帯
３０４  導電性ゴムシート
４００  バンパー構造
【図１】
2010208626.tif 000003
【図２】
2010208626.tif 000004
【図３】
2010208626.tif 000005
【図４】
2010208626.tif 000006
【図５】
2010208626.tif 000007
【図６】
2010208626.tif 000008
【図６Ａ】
2010208626.tif 000009
【図７】
2010208626.tif 000010
【図８】
2010208626.tif 000011
【図９】
2010208626.tif 000012
【図１０】
2010208626.tif 000013
【図１１】
2010208626.tif 000014
【外国語明細書】
2010208626000001.pdf