【手続補正書】
【提出日】平成17年3月25日(2005.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】消火ロボット
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管が並設されている移動経路上を走行する複数の消火ロボットであって；制御盤及び消火ロボット相互間の連絡をするための送受信手段と：該制御盤の指令に基き火源に最も近い給水栓に向って走行する移動手段と；該給水栓に到着する迄他の消火ロボットから到着信号を受信しないときはリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、逆に前記信号を受信したときはフォロワとなり、該信号に従う協調制御手段と；を備えていることを特徴とする消火ロボット。
【請求項２】
給水管が並設されている移動経路上を走行する複数の消火ロボットであって；火源位置を検出するための火源センサと：制御盤及び消火ロボット相互間の連絡をするための送受信手段と：該制御盤の指令に基き火源に最も近い給水栓に向かって走行する移動手段と：該給水栓に到着する迄他の消火ロボットから到着信号を受信しないときはリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、逆に前記信号を受信したときはフォロワとなり、該信号に従う協調制御手段と；走行しながら第１の火源検出点と第２の火源検出点とを求めるとともに、前記両火源検出点間の離間距離と前記各火源検出点における火源角度に基づいて火源位置を算出する演算手段と；前記演算手段で求めた火源位置に消火ノズルを指向させる手段と：を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内球技場、展示場等の大空間等に複数配設され消火ロボットであり、更に述べると、移動経路に並設されている給水管から給水を受ける消火ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大空間等で火災が発生すると、火災感知器が火源を検出するとともに、該火災感知器は火災信号を制御盤に送る。制御盤は前記火災信号に基き移動経路上の消火ロボットに前記火災感知器のアドレス迄移動する様に指令する。該消火ロボットは、指定されたアドレスに到達すると、停止し給水接続部を給水管の給水栓に接続する。同時に該消火ロボットは火源センサを駆動させて火源探査を行うとともに、火源位置を検出すると、消火ノズルを火源に指向させ放水を開始する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、次の様な問題がある。
（１）制御盤の指示に基き、消火ロボットは火源に一番近い給水栓へ移動し消火活動を行っているが、例えば、同一方向に複数の消火ロボットが走行する場合、先頭の消火ロボットが火源に一番近い給水栓で停止すると、後続の消火ロボットが前進できなくなる、等の問題が生じる。
（２）火源探査に時間がかかるので、消火の開始が遅れる。そのため、初期消火が困難となることがある。
（３）消火ロボットの停止位置が、火源から遠く離れていたり、又は、給水栓の接続部から離れていたりして、最適な消火位置とならないことがある。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑み、複数の消火ロボットを効率よく消火活動させるとともに、消火ロボットを最適な消火位置に停止させることを目的とする。
【０００５】
この発明は、給水管が並設されている移動経路上を走行する複数の消火ロボットであって；制御盤及び消火ロボット相互間の連絡をするための送受信手段と：該制御盤の指令に基き火源に最も近い給水栓に向かって走行させる移動手段と；前記給水栓に到着する迄他の消火ロボットから到着信号を受信しないときはリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、逆に前記信号を受信したときはフォロワとなり、該信号に従う協調制御手段と、を備えていることを特徴とする消火ロボット、である。
【０００６】
この発明は、給水管が並設されている移動経路上を走行する複数の消火ロボットであって；火源位置を検出するための火源センサと：制御盤及び消火ロボット相互間の連絡をするための送受信手段と：前記制御盤の指令に基き火源に最も近い給水栓に向かって走行させる移動手段と：前記給水栓に到達する迄他の消火ロボットから到着信号を受信しないときはリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、逆に前記信号を受信したときはフォロワとなり、該信号に従う協調制御手段と；走行しながら第１の火源検出点と第２の火源検出点とを求めるとともに、前記両火源検出点間の離間距離と前記各火源検出点における火源角度に基づいて火源位置を算出する演算手段と；前記演算手段で求めた火源位置に消火ノズルを指向させる手段と：を備えたことを特徴とする消火ロボット、である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明者は、給水栓に接続される複数の消火ロボットを用いて消火活動をする場合、制御盤により全ての消火ロボットを制御管理する方法の他に、消火ロボット同志が互いに連絡し合い、協調制御すれば円滑な消火活動ができることに気がついた。
【０００８】
そこで、本発明者は、制御盤及び各消火ロボット同志間における連絡のための送受信手段と、制御盤の指令に基き火源に最も近い給水栓に向って走行する移動手段と、前記給水栓に到着する迄他の消火ロボットから到達信号を受信しない時はリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、前記信号を受信していないときにはフォロアとなり、該信号に従う協調制御手段と、を備えた消火ロボットを開発し、複数の消火ロボットを管理することにした。
【０００９】
そして、制御盤が火災感知器等から火災信号を受信し、各消火ロボットへ火源に最も近い給水栓へ移動する様に指令すると、各消火ロボットはその指示に従い走行を開始する。
【００１０】
そして、最初に前記給水栓に到着した消火ロボットは、リーダとなり他の消火ロボットに対し到着信号及び制御信号を発する。この制御信号は、接続すべき給水栓の指示信号又は待機信号である。この信号を受信した他の消火ロボットはフォロアとなり、該信号に従って移動する。
【００１１】
消火ロボットに火源センサを設けても良い。この場合は走行しながら第１の火源検出点と第２の火源検出点とを求めるとともに、前記両火源検出点間の離間距離と前記各火源検出点における火源角度に基いて火源位置を算出し、この火源位置に消火ノズルを指向させる。
【００１２】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜図３により説明する。移動経路１上には、複数の消火ロボット１０２、１０３が配設されている。この消火ロボット１０２、１０３は図示しない制御盤及び消火ロボット同志と連絡するための、例えば、無線連絡を行う図示しない送受信機などのような送受信手段と、図示しないモータなどの移動手段と、協調制御手段と、が設けられている。
【００１３】
この協調制御手段は、制御盤の指令に基き給水栓に到着する迄他の消火ロボットから到着信号を受信しないときはリーダとなり、他の消火ロボットに対して到着信号及び制御信号を発し、逆に前記信号を受信したときはフォロアとなり、該信号に従わせるものである。例えば、本実施例ではかかる内容のプログラムがインストールされた図示しないコンピュータが協調手段として用いられる。又、消火ノズル１０５には射程が移動経路１との対辺をなす火災監視区画ＳＡの一辺に少なくとも到達する程度のものを用いる。
【００１４】
移動経路１の側方には、給水栓１３１、１３２、１３３の付いた給水管１３０が並設されている。この給水栓１３１〜１３３の間隔は、例えば２５ｍであるが、その間隔は必要に応じて適宜変更される。
【００１５】
次に本実施例の作動について説明する。火災監視区画ＳＡの火災感知器ＦＳが火源１０７を検出すると、火災信号を制御盤に送出する。
【００１６】
火災信号を受信した制御盤は、火災監視区画ＳＡ近傍、例えばロボットステーション９、に待機している消火ロボット１０２、１０３に対し、火源１０７に最も近い給水栓（ポイント）１３１に移動する様に移動命令を発する（Ｓ2）。
【００１７】
該移動命令を受けた消火ロボット１０２、１０３は指示に従い、例えば、各々矢印Ａ1方向及び矢印Ａ1と逆方向に移動を開始する（Ｓ3）。そして、最先に該給水栓に到着した消火ロボット１０２は、他の消火ロボット１０３に対し到着信号を発しリーダ宣言をするとともに（Ｓ4のＹ、Ｓ5）、前後から他の消火ロボットが移動しているか否か確認する（Ｓ6）。
【００１８】
他の消火ロボットが前後から移動して来る場合に（Ｓ6 のＹ）、他の消火ロボットの移動方向に消火可能な給水栓が有る場合には（Ｓ7のＹ）他の消火ロボット１０３に手前の給水栓１３２へ移動する様に指示信号を発信する（Ｓ8）。
【００１９】
逆に、前記給水栓がない場合には（Ｓ7のＮ）、他の消火ロボットの移動方向と反対方向に消火可能な給水栓か゛あるか否か判断する（Ｓ9）。そして、給水栓があれば（Ｓ9 のＹ）、他の消火ロボットにリーダの消火ロボット１０２のいる現在の給水ポイント１３１へ移動する様に指示信号を発信するとともに（Ｓ10）、リーダの消火ロボット１０２は他の消火ロボットと反対方向の給水栓へ移動する（Ｓ11）。 又、その給水栓がない場合には（Ｓ9のＮ）、他の消火ロボットに待機命令信号、又は帰還命令信号を発する（Ｓ12）。
【００２０】
リーダ宣言を受けた他の消火ロボット１０３はフォロアとなり（Ｓ18）、リーダの制御信号に従い指示された給水栓１３２に移動又は帰還、待機を行う（Ｓ19〜Ｓ22）。
【００２１】
Ｓ13及びＳ24において、 給水栓１３１、１３２に移動したリーダ及びフォロアの消火ロボット１０２、１０３は給水継手を介して給水栓１３１、１３２に連結されるとともに、消火ノズル１０５を火源１０７に指向させ消火活動を開始する（Ｓ14及びＳ25）。この時の散水範囲を示したのが図1の１３１Ａである。
【００２２】
火源消滅が確認されると（Ｓ15のＹ及びＳ26のＹ）、図示しない制御盤から消火ロボット１０２、１０３に対して消火活動停止命令が発せられる。そうすると、消火ノズル１０５からの放水が停止されるとともに、前記給水継手が外される（Ｓ16及びＳ27）。
【００２３】
その後、リーダノ消火ロボット１０２からフォロアの消火ロボット１０３に待機解除命令及び帰還命令が発信され（Ｓ17、Ｓ23、Ｓ28）、各消火ロボット１０２、１０３はそれぞれ元の位置に戻る（Ｓ18）。
【００２４】
この発明の第２実施例を図４により説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、リーダとなった消火ロボット２に焦電素子を備えた火源センサ２ａと、三角法による火源検出プログラムがインストールされた図示しないコンピュータと、が装備されており、火源探査しながら火源位置及び消火位置を演算することである。又、このコンピュータにより求められた火源位置などのデータは消火ノズル５を火源に指向させるためのサーボモータ（図示せず）に送られる。なお、このサーボモータも消火ロボット２に設けられている。
【００２５】
該ロボット２は、火源センサ２ａが探査開始点Ｐ0から出発し該火源センサ２ａを水平方向に回動しながら移動経路１上を矢印Ａ1方向に走行する。該火源センサ２ａが火源７Ｃを検出すると、その位置を第１の火源検出点Ｐ1とし、該火源検出点Ｐ1と出発点Ｐ0との距離Ｓ0を記憶するとともに、監視線Ｌ1と移動経路１との交角、即ち、火源角度θ1を求め記憶する。
【００２６】
該ロボット２は、所定速度Ｖで走行し火源７を検出し、この位置を第２の火源検出点Ｐ2とし、この検出点Ｐ2における監視線Ｌ2と移動経路１との交角、即ち、火源角度θ2を求めるとともに、該検出点Ｐ1、Ｐ2間の離間距離ｂを演算する。
【００２７】
この火源角度θ1、θ2、離間距離ｂに基いて火源７から最も近い火源距離ａ、即ち、火源７から移動経路１に対する垂線の長さと、該垂線と移動経路１との交点Ｐ3と、該火源検出点Ｐ2から交点Ｐ3までの空走距離ｄと、を演算する。この演算の方法は、次の要領で行う。
ｂ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／ｓ）Ｓ（ｓｅｃ）
監視線Ｌ1と監視線Ｌ2との交角θ3＝θ2−θ1
正弦定理より、
Ｌ2の長さＣ／ｓｉｎθ1＝ｂ／ｓｉｎθ3
Ｃ＝ｂｓｉｎθ1／ｓｉｎθ3
ａ＝Ｃｓｉｎθ2
ｄ＝Ｃｃｏｓθ2
ここで、ｄ＞０のときはＰ2、Ｐ3 が矢印Ａ1方向であり、ｄ＜０のときはＰ2、Ｐ3 が矢印Ａ1方向と逆方向である。
【００２８】
上記演算が終了し火源位置及び消火位置Ｐ3が求まったら、そのデータを記憶する。そして、自己の選択した消火位置Ｐ3に最も近い給水栓３１の接続位置をリーダの消火ロボット２の消火位置Ｐ4とする。そして、図示しない前記サーボモータにより火源７に消火ノズル５を指向させるとともに、該給水栓３１と消火ロボット２を給水継手を介して連結し放水を開始する。
【００２９】
火源センサ２ａが鎮火を確認したら放水を停止し、該消火ロボット２は元の位置に戻る。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は、以上の様に構成したので、リーダとなる消火ロボットが他の消火ロボットを制御するので、最適な消火活動を行うことができる。
【００３１】
又、走行中に火源検出点、火源角度、離間距離、走行距離、を求め火源位置を演算するので、迅速に、しかも正確に火源の消火を行うことができる。