(57)【要約】【課題】簡単な構成で、一般の利用者と同一のかごに同時に乗車して所望の階に確実に移動でき、所定の作業を実行できる自律走行ロボット及び自律走行ロボットの制御システムを提供する。【解決手段】エレベータ１００が停止可能な各階のハッチに設けられ、各階を識別する階数情報が記録された階数識別タグ１１６と、自律走行ロボット１に設けられ、階数識別タグ１１０に記録されている階数情報を無線により検出する階数情報検出手段５０、５２、１６とを備え、モータ制御手段５０、５１ａ、６１Ｒ、６１Ｌは、自律走行ロボット１がエレベータ１００の乗車中に、エレベータ１００の停止状態で階数情報検出手段５０、５２、１６により検出された階数情報に基づく停止階と、予め設定された経路情報による降車階とが一致した場合、駆動用モータ６１Ｒ、６１Ｌを駆動して自律走行ロボット１をエレベータ１００から降車させる。【選択図】図１
2011068453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を回転駆動する駆動用モータと、
予め設定された経路情報に従って移動するように上記駆動用モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
エレベータが停止可能な各階のハッチに設けられた階数識別タグに記録された各階を識別する階数情報を無線により検出する階数情報検出手段とを備え、
上記モータ制御手段は、エレベータ乗車中に、上記エレベータの停止状態で上記階数情報検出手段によって検出された上記階数情報に基づく停止階と、上記予め設定された経路情報による降車階とが一致した場合、上記駆動用モータを駆動してエレベータから降車することを特徴とする自律走行ロボット。
【請求項２】
駆動輪を回転駆動する駆動用モータと、予め設定された経路情報に従って移動するように上記駆動用モータの駆動を制御するモータ制御手段とを備えた自律走行ロボットの制御システムであって、
エレベータが停止可能な各階のハッチに設けられ、各階を識別する階数情報が記録された階数識別タグと、
上記自律走行ロボットに設けられ、上記階数識別タグに記録されている上記階数情報を無線により検出する階数情報検出手段と、を備え、
上記モータ制御手段は、上記自律走行ロボットが上記エレベータの乗車中に、上記エレベータの停止状態で上記階数情報検出手段により検出された上記階数情報に基づく停止階と、上記予め設定された経路情報による降車階とが一致した場合、上記駆動用モータを駆動して上記自律走行ロボットを上記エレベータから降車させることを特徴とする自律走行ロボットの制御システム。
【請求項３】
上記階数識別タグは、上記ハッチの乗場側出入口枠の内周側に配設さていることを特徴とする請求項２に記載の自律走行ロボットの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高層ビルや工場等の複数階を有する建物に据え付けられたエレベータを利用して、所望の階に移動する自律走行ロボット及び自律走行ロボットの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータを利用する自律走行ロボットとして、例えば自走式清掃ロボットが知られている。この自走式清掃ロボットは、例えば特許文献１のように一般の利用者が使用するエレベータを利用し、かごの呼び寄せ等を行って、建物の所望の階床にエレベータに乗降して移動するようになっている。
【０００３】
このように、一般の利用者が使用するエレベータを利用する場合、従来は、安全性の観点から、例えば特許文献２に示されているように、自走式清掃ロボットと一般の利用者とが同一のかごに同時に乗車することがないようにエレベータの運転を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３９０３０号公報
【特許文献２】特開２００９−０５１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自走式清掃ロボットによる作業は、通常、一般の利用者がビル内に存在しない夜間に行われることが多い。このような夜間の作業の場合、自走式清掃ロボットは、エレベータを継続して使用することができるので、所定の作業をほぼ予定通りに実行することができる。
【０００６】
しかし、近年、清掃に限らず、自律走行ロボットによる作業内容によっては、一般の利用者がビル内に存在する昼間等の時間帯に作業を行うことが望まれることがある。この場合、従来のエレベータの運転制御システムでは、自律走行ロボットは、一般の利用者が乗ったエレベータには同乗できないため、一般の利用者がエレベータを使っていない時間を待って利用することになる。このため、所望の階床への移動がスムーズに行われず、作業効率が低下することになる。
【０００７】
これを解決するには、自律走行ロボットと一般の利用者とを同一のかごに同時に乗車させるようにして、所定の作業を行わせることが考えられる。しかし、従来のエレベータの運転制御システムでは、前述したように、ロボット専用運転モードでのエレベータ移動であり、このロボット専用運転モード中は、自律走行ロボットの行き先階以外でエレベータが停止してドアが開くことはなく、自律走行ロボットはドアが開いたことをトリガに行き先階に到着したと判断して降車している。
【０００８】
このため、このような従来の運転制御システムを適用して、自律走行ロボットを一般の利用者と同一のかごに同時に乗車させて作業を行わせようにすると、自律走行ロボットがエレベータに乗車中に、利用者が乗車する階でエレベータが停止してドアが開いた場合や、同乗の利用者の行き先階でドアが開いた場合に、自律走行ロボットが自分の行き先階か否かを識別できないことになる。その結果、自律走行ロボットが意図しない階で降車して、所定の作業が実行できない場合が生じることが想定される。
【０００９】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、エレベータ制御装置側に改良を加えることなく、簡単な構成で、一般の利用者と同一のかごに同時に乗車して所望の階に確実に移動でき、所定の作業を実行できる自律走行ロボット及び自律走行ロボットの制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載の自律走行ロボットは、駆動輪を回転駆動する駆動用モータと、予め設定された経路情報に従って移動するように駆動用モータの駆動を制御するモータ制御手段と、エレベータが停止可能な各階のハッチに設けられた階数識別タグに記録された各階を識別する階数情報を無線により検出する階数情報検出手段とを備え、モータ制御手段は、エレベータ乗車中に、エレベータの停止状態で階数情報検出手段によって検出された階数情報に基づく停止階と、予め設定された経路情報による降車階とが一致した場合、駆動用モータを駆動してエレベータから降車することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成する請求項２に記載の発明による自律走行ロボットの制御システムは、駆動輪を回転駆動する駆動用モータと、予め設定された経路情報に従って移動するように上記駆動用モータの駆動を制御するモータ制御手段とを備えた自律走行ロボットの制御システムであって、エレベータが停止可能な各階のハッチに設けられ、各階を識別する階数情報が記録された階数識別タグと、上記自律走行ロボットに設けられ、上記階数識別タグに記録されている上記階数情報を無線により検出する階数情報検出手段と、を備え、上記モータ制御手段は、上記自律走行ロボットが上記エレベータの乗車中に、上記エレベータの停止状態で上記階数情報検出手段により検出された上記階数情報に基づく停止階と、上記予め設定された経路情報による降車階とが一致した場合、上記駆動用モータを駆動して上記自律走行ロボットを上記エレベータから降車させることを特徴とする。
【００１２】
これらによると、自律走行ロボットは、エレベータの乗車中にエレベータが停止すると、当該停止階が予め設定された経路情報による降車階の場合はエレベータから降車し、降車階でない場合は乗車を継続することになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２の自律走行ロボットの制御システムにおいて、上記階数識別タグは、上記ハッチの乗場側出入口枠の内周側に配設さていることを特徴とする。
【００１４】
これによると、自律走行ロボットの階数検出手段により、エレベータが停止した階の階数識別タグから階数情報をより確実に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による自律走行ロボット及び自律走行ロボットの制御システムでは、エレベータが停止可能な各階のハッチに階数識別タグを設け、自律走行ロボットがエレベータに乗車中に、エレベータの停止階で自律走行ロボットにより当該停止階の階数識別タグに記録されている階数情報を無線により検出する。そして、検出した階数情報に基づく停止階が、予め設定された経路情報による降車階と一致すると、自律走行ロボットをエレベータから降車させる。これにより、エレベータ制御装置側に改良を加えることなく、簡単な構成で、自律走行ロボットを、一般の利用者と同一のかごに同時に乗車させて所望の階に確実に移動でき、所定の作業を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自走式清掃ロボットの制御システムの概略構成図である。
【図２】図１のエレベータの各停止階に取り付けられたＩＣタグとＩＤとを例示した図である。
【図３】図１の自走式清掃ロボット１の要部の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図３の階数データメモリに格納する階数データテーブルの一例を示す図である。
【図５】図１のエレベータの運転制御システムの回路構成を示すブロック図である。
【図６】図１のエレベータの基本動作である呼び出し階への移動動作を示すフローチャートである。
【図７】図１のエレベータの基本動作である行き先階への移動動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の自走式清掃ロボットの制御システムの概略動作を示すフローチャートである
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、自律走行ロボットとして、自走式清掃ロボットを例にとって説明するが、本発明は、自走式清掃ロボットに限らず、エレベータを利用して建物の所望の階床に移動する種々の自律走行ロボットに適用することができるものである。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る自走式清掃ロボットの制御システムの概略構成図である。自走式清掃ロボット１は、底部に左右一対の駆動輪１１Ｒ、１１Ｌ、前キャスタ１２及び後キャスタ１３を備えると共に、図示しないが清掃用の回転ブラシ及びブロアファンを備えている。また、自走式清掃ロボット１は、前方部に、バンパー１４を備え、上部に赤外線通信ポート１５を備える。更に、本実施の形態の制御システムにおいては、自走式清掃ロボット１の前方部に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用のアンテナ１６を備えている。
【００１９】
一方、エレベータ１００には、自走式清掃ロボット１の赤外線通信ポート１５と通信可能に、かご１０１内にかご内送受信手段１１１が取り付けられると共に、自走式清掃ロボット１が乗降する各階のハッチにホール送受信手段１１２が取り付けられている。これらのかご内送受信手段１１１及びホール送受信手段１１２は、インターフェース装置１１３を介して、エレベータ１００の動作を制御するエレベータ制御装置１１５に接続されている。
【００２０】
本実施の形態に係る制御システムにおいては、更に、エレベータ１００の各階のハッチに取り付けられた階数識別タグであるＲＦＩＤ用のＩＣタグ１１６を備える。ＩＣタグ１１６には、図２に示すように、当該取り付け階の階数情報（ＩＤ）を予め記録しておく。図２は、エレベータタワー１０２の１Ｆ〜５Ｆの順次の階のハッチに、「００１」〜「００５」のＩＤが順番に記録されたＩＣタグ１１６を取り付けた場合を示している。各階のＩＣタグ１１６は、自走式清掃ロボット１により確実に検出できるように、好ましくはハッチの乗車側出入口枠１０３の内周側に取り付ける。なお、各階のＩＣタグ１１６は、電池を有しないパッシブタグあるいは電池を有するアクティブタグとすることができる。
【００２１】
図３は、自走式清掃ロボット１の要部の回路構成を示すブロック図である。自走式清掃ロボット１は、全体の動作を制御するＣＰＵ５０を備える。ＣＰＵ５０には、自走式清掃ロボット１の清掃用データを格納する清掃用データメモリ５１ａ、各階のＩＣタグ１１６の階数データを格納する階数データメモリ５１ｂ、及び、メインコントローラ５２が接続されている。階数データメモリ５１ｂには、例えば、図４に示すように、各階のＩＣタグ１１６に記録されているＩＤと階数とを対応させた階数データテーブルを格納する。なお、清掃用データメモリ５１ａ及び階数データメモリ５１ｂは、一つのデータメモリを領域分割して構成することができる。
【００２２】
メインコントローラ５２には、入力用の操作パネル５３、自律走行用のジャイロスコープ５４、衝突検出用のバンパーセンサ５５、位置検出用の磁気センサ５６及び磁気マークリーダ５７、障害物センサを構成する光学センサ５８、上述した赤外線通信ポート１５、及び、ＲＦＩＤ用のアンテナ１６が接続されている。
【００２３】
ここで、位置検出用の磁気センサ５６は、エレベータへの乗降の際に、エレベータホールのホール扉に対して自走式清掃ロボット１を位置決めするために、エレベータホールに付設される磁気テープを検出する。また、位置検出用の磁気マークリーダ５７は、エレベータホールにおいて、エレベータ１００のかご１０１への乗車の際に赤外線通信ポート１５を介してホール送受信手段１１２と通信する位置に付設される位置決め用磁気マークを検出する。
【００２４】
ＲＦＩＤ用のアンテナ１６は、エレベータ１００の各階のハッチに設けられたＩＣタグ１１６との無線通信に利用される。本実施の形態の制御システムでは、自走式清掃ロボット１がエレベータ１００に乗車中に、エレベータ１００が停止して、かご扉及びホール扉が開くと、当該停止階のＩＣタグ１１６と自走式清掃ロボット１とがアンテナ１６を介して無線通信可能となるように設定されている。これにより、自走式清掃ロボット１は、ＣＰＵ５０の制御のもとに、メインコントローラ５２及びアンテナ１６によりＩＣタグ１１６に記録されているＩＤ（階数情報）を読み取る。したがって、本実施の形態において、ＣＰＵ５０、メインコントローラ５２及びアンテナ１６は、階数情報検出手段を構成している。
【００２５】
走行用の左右の駆動輪１１Ｒ、１１Ｌを回転駆動する駆動用モータ６１Ｒ、６１Ｌは、対応するドライバ６２Ｒ、６２Ｌを介してバッテリ６３に接続されている。同様に、回転ブラシ（図示せず）を回転駆動するブラシ用モータ６４は、ドライバ６５を介してバッテリ６３に接続されており、ブロアファン（図示せず）を回転駆動するブロア用モータ６６も、ドライバ６７を介してバッテリ６３に接続されている。これらのモータは、清掃用データメモリ５１ａに格納されている清掃用データに基づいて、ＣＰＵ５０により対応するドライバを介して駆動制御される。したがって、本実施の形態において、ＣＰＵ５０、清掃用データメモリ５１ａ、ドライバ６２Ｒ、６２Ｌは、モータ制御手段を構成している。
【００２６】
また、ドライバ６２Ｒと駆動用モータ６１Ｒとの間の駆動電流通路、及びドライバ６２Ｌと駆動用モータ６１Ｌとの間の駆動電流通路には、リレー用の電磁ソレノイド７１によりそれぞれオン／オフ駆動される常閉（ノーマリーオン）のリレースイッチ７２Ｒ及び７２Ｌが接続されている。電磁ソレノイド７１は、例えば自走式清掃ロボット１に設けられた図示しない非常停止ボタン等により、ＣＰＵ５０による通常の制御システムと独立して駆動制御されるようになっている。
【００２７】
図５は、エレベータ１００の運転制御システムの回路構成を示すブロック図である。エレベータ１００は、図示しない昇降装置により、図２に示すようにかご１０１が空洞のエレベータタワー１０２内で各階に移動されるように構成されている。かご１０１には、行き先階を指定するための行き先階指定ボタン１２１や、かご扉を開くための開ボタン１２２等を有する操作部、かご１０１の現在位置等の情報を示す表示装置１２３、かご扉を開閉させるかご扉開閉装置１２４、過積載等を音声出力する音声出力装置１２５、かご１０１内を照らす照明装置１２６、かご１０１内の利用者の存在を検出する利用者検知センサ１２７が設けられており、それぞれエレベータ制御装置１１５により制御されるようになっている。
【００２８】
また、各階のエレベータホールには、かご１０１を呼び出すための乗り場呼出ボタン１２８、かご扉に連動してホール扉を開閉させるホール扉開閉装置１２９が設けられており、それぞれエレベータ制御装置１１５により制御されるようになっている。
【００２９】
本実施の形態に係る自走式清掃ロボット１は、エレベータ１００を利用する一般の利用者の有無に拘らず、運転開始時刻になると自動的に運転を開始し、保管場所から移動して、複数の清掃階の間をエレベータ１００を使用して移動しながら各清掃階の清掃作業を実施し、最終清掃階の清掃作業が終了したのを検出すると、保管場所へ移動して運転を停止する。
【００３０】
図６及び図７は、エレベータ制御装置１１５によるエレベータ１００の基本動作を示すもので、図６は呼び出し階への移動動作を示すフローチャートであり、図７は行き先階への移動動作を示すフローチャートである。
【００３１】
呼び出し階への移動動作では、図６に示すように、エレベータ制御装置１１５は、かご１０１の上昇又は下降の進行方向に、各階のホール送受信手段１１２や乗り場呼出ボタン１２８からの呼び出し階があるか否かを監視し（ステップＳ６０１）、呼び出し階がある場合は、当該呼び出し階へかご１０１を移動させる（ステップＳ６０２）。そして、かご１０１が呼び出し階に到着したのを検出すると（ステップＳ６０３）、エレベータ制御装置１１５は、呼び出し階をリセットする（ステップＳ６０４）。
【００３２】
また、行き先階への移動動作では、図７に示すように、エレベータ制御装置１１５は、かご１０１の上昇又は下降の進行方向に、かご１０１内のかご内送受信手段１１１や行き先階指定ボタン１２１により指定された行き先階があるか否かを監視し（ステップＳ７０１）、行き先階がある場合は、当該行き先階へかご１０１を移動させる（ステップＳ７０２）。そして、かご１０１が行き先階に到着したのを検出すると（ステップＳ７０３）、エレベータ制御装置１１５は、行き先階をリセットする（ステップＳ７０４）。
【００３３】
図８は、本実施の形態に係る自走式清掃ロボット１の制御システムの概略動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、エレベータ１００のかご扉及びホール扉を合わせて開閉扉と称する。
【００３４】
自走式清掃ロボット１は、上述したように、清掃用データメモリ５１ａに格納されている清掃用データに基づいて、ＣＰＵ５０によりドライバ６２Ｒ、６２Ｌを介して駆動用モータ６１Ｒ、６１Ｌを駆動し、かつドライバ６５及び６７を介してブラシ用モータ６４及びブロア用モータ６６を駆動する。これにより、駆動輪１１Ｒ、１１Ｌを回転させて予め設定された経路情報に従って移動しながら、回転ブラシ及びブロアファンを作動させて清掃を行う。
【００３５】
そして、自走式清掃ロボット１は、現在位置する階から他の階へのエレベータ１００による移動要求があるか否かを監視し（ステップＳ８０１）、移動要求があると、現在位置する階のエレベータホールの所定位置に移動停止して、ホール送受信手段１１２との通信によりエレベータ１００のかご１０１を呼び出す（ステップＳ８０２）。
【００３６】
その後、かご１０１が到着して開閉扉が開くと、自走式清掃ロボット１は、駆動用モータ６１Ｒ、６１Ｌにより駆動輪１１Ｒ、１１Ｌを回転させて、かご１０１に搭乗する乗車制御を実行する（ステップＳ８０３）。そして、かご１０１内の所定のロボット停止定位置への移動が完了すると、赤外線通信ポート１５から、かご内送受信手段１１１に対して、停止完了信号と行き先階の情報とを送信する。これにより、エレベータ制御装置１１５に対して行き先階を設定させる（ステップＳ８０４）。
【００３７】
その後、自走式清掃ロボット１は、かご１０１が停止して、かご内送受信手段１２１から赤外線通信ポート１５を介して開閉扉の開信号を受信すると（ステップＳ８０５）、アンテナ１６を介して当該停止階の乗車側出入口枠１０３に取り付けられたＩＣタグ１１６との無線通信を実行して、当該ＩＣタグ１１６に記録されているＩＤを取得する（ステップＳ８０６）。
【００３８】
そして、自走式清掃ロボット１は、取得したＩＤ（階数情報）と、階数データメモリ５１ｂに格納されている図２に示した階数データテーブルとに基づいて現在の停止階を検出して、現在の停止階が行き先階と一致するか否かを判定する（ステップＳ８０７）。その結果、一致する場合は、駆動用モータ６１Ｒ、６１Ｌにより駆動輪１１Ｒ、１１Ｌを回転させて、かご１０１から現在の停止階に降車する降車制御を実行し（ステップＳ８０８）、一致しない場合は、ステップＳ８０５に移行して、次の開閉扉の開信号の受信に備える。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る制御システムによれば、エレベータ制御装置側に改良を加えることなく、エレベータ１００が停止可能な各階のハッチにＩＣタグ１１６を設け、自走式清掃ロボット１にはＩＣタグ１１６との通信機能を設ける簡単な構成で、自走式清掃ロボット１が所望の行き先階とエレベータ１００の停止階とを照合することができる。これにより、自走式清掃ロボット１がエレベータ１００で移動中に、一般の利用者がエレベータ１００を利用した場合であっても、誤って行き先階でない階で降車してしまうことを防止できる。したがって、一般の利用者と同一のかごに同時に乗車して所望の階に移動して、所定の清掃作業を確実に実行することができる。しかも、本実施の形態に係る制御システムでは、各階のＩＣタグ１１６をハッチの乗車側出入口枠１０３の内周側に取り付けたので、エレベータ１００の開閉扉の開状態で、ＩＣタグ１１６をより確実に検出することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、図３に示したように、階数データテーブルを格納した階数データメモリ５１ｂを設け、各階のＩＣタグ１１６から検出したＩＤに対応する階を、階数データテーブルから識別して、所望の行き先階と比較するようにしたが、階数データテーブルを設けることなく、ＩＣタグ１１６から検出したＩＤと所望の行き先階情報とを直接比較するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１        自走式清掃ロボット（自走式走行ロボット）
１１Ｒ、１１Ｌ    駆動輪
１６      アンテナ（階数情報検出手段）
５０      ＣＰＵ（階数情報検出手段、モータ制御手段）
５１ａ    清掃用データメモリ（モータ制御手段）
５１ｂ    階数データメモリ
５２      メインコントローラ（階数情報検出手段）
６２Ｒ、６２Ｌ    ドライバ（モータ制御手段）
１００    エレベータ
１０１    かご
１０３    乗車側出入口枠
１１５    エレベータ制御装置
１１６    ＩＣタグ（階数識別タグ）
【図１】
2011068453.tif 000003
【図２】
2011068453.tif 000004
【図３】
2011068453.tif 000005
【図４】
2011068453.tif 000006
【図５】
2011068453.tif 000007
【図６】
2011068453.tif 000008
【図７】
2011068453.tif 000009
【図８】
2011068453.tif 000010