(57)【要約】      （修正有）【課題】自己推進芝刈り機のような、自己推進装置のための格納式ライン案内を提供する。【解決手段】操作部がストリングまたはラインを動かすことによって、この装置の移動速度および移動方向を制御する。引っ込み可能および伸長可能なラインが装置に取り付けられており、ラインが伸長しているときには、引っ込み方向に張力を受ける。ラインの伸長長を監視し、ラインの伸長長を選択長に維持するために、ラインの伸長長に応答して、装置の移動速度を制御する。装置に対するラインの角度を監視し、ラインの角度を選択角度に維持するために、ラインの角度に応答して、装置の移動方向を制御する。【選択図】図１
2011170853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己推進装置であって、
前記自己推進装置の移動速度を制御するように構成された速度制御メカニズムと、
前記自己推進装置の移動方向を制御するように構成された方向制御メカニズムと、
前記自己推進装置に取り付けられた引っ込み可能および伸長可能なラインであって、このラインが前記自己推進装置から伸長されるとき、当該ラインが引っ込み方向の張力を受ける、ラインと、
前記ラインの伸長長を監視するように構成されたライン伸長監視デバイスと、
前記ライン伸長監視デバイスと前記速度制御メカニズムとに接続されており、前記ラインの伸長長を選択長に維持するために、前記ラインの伸長長に応答して前記自己推進装置の移動速度を制御するように、前記速度制御メカニズムを制御するよう構成された速度コントローラと、
前記自己推進装置に対する前記ラインの角度を監視するように構成されたライン角度監視デバイスと、
前記ライン角度監視デバイスと前記方向制御メカニズムとに接続されており、前記ラインの角度を選択角度に維持するために、前記ラインの角度に応答して前記自己推進装置の移動方向を制御するように、前記方向制御メカニズムを制御するように構成された、方向コントローラと、
を含む、自己推進装置。
【請求項２】
請求項１記載の自己推進装置において、前記ラインの伸長長および前記ラインの角度が、前記自己推進装置の該装置の前方移動の方向とは逆側に位置する操作部によって制御される、自己推進装置。
【請求項３】
請求項１記載の自己推進装置において、前記方向コントローラが、前記ラインの角度の左への変位に応答して、前記自己推進装置を右に向きを変えさせるように前記方向制御メカニズムを制御し、前記ラインの角度の右への変位に応答して、前記自己推進装置を左に向きを変えさせるように前記方向制御メカニズムを制御するように構成された、自己推進装置。
【請求項４】
請求項１記載の自己推進装置であって、更に、
前記ラインが巻回される回転可能リールと、
前記ラインが張力を受けたままに維持するために、前記リールに結合されたテンション・メカニズムと、
を含む、自己推進装置。
【請求項５】
請求項４記載の自己推進装置において、前記ライン伸長監視デバイスが、前記リールの回転を監視するように構成されたデバイスを含む、自己推進装置。
【請求項６】
請求項４記載の自己推進装置であって、更に、前記ラインを支持するアームを含み、前記ライン角度監視デバイスが、前記ラインによる前記アームの変位を監視するように構成されたデバイスを含む、自己推進装置。
【請求項７】
請求項４記載の自己推進装置であって、更に、前記自己推進装置に取り付けられ、前記回転可能リールおよびテンション・メカニズムを収容するライン筐体を含む、自己推進装置。
【請求項８】
請求項１記載の自己推進装置であって、更に、モータと前記ライン伸長監視デバイスとに結合されており、前記自己推進装置からの前記ラインの選択開始長よりも大きな伸長に応答して、前記モータを始動させるように構成された起動コントローラを含む、自己推進装置。
【請求項９】
請求項１記載の自己推進装置であって、更に、
前記ラインの遠端に取り付けられたハンドルと、
前記ハンドルにあり、前記速度コントローラおよび前記方向コントローラと通信する少なくとも１つのコントローラ・ボタンと、
を含み、
前記速度コントローラおよび方向コントローラが、前記少なくとも１つのコントローラ・ボタンの作動に応答して、関与および関与解除される、自己推進装置。
【請求項１０】
請求項１記載の自己推進装置において、前記速度コントローラおよび方向コントローラが、前記ラインの定められたパターンでの動きに応答して、関与および関与解除される、自己推進装置。
【請求項１１】
請求項１記載の自己推進装置であって、更に、前記自己推進装置に取り付けられた作業ペイロードを含み、この作業ペイロードが、芝刈り機の刃、カーゴ・ホールド(cargo hold)、真空掃除デバイス、掃除機、耕耘機、鋤、除雪機、および散布機から成る一群の作業ペイロードから選択される、自己推進装置。  
【請求項１２】
自己推進装置の案内方法であって、
前記自己推進装置に取り付けられた引っ込みおよび伸長可能なラインを、このラインが伸長されたときに、当該ラインが引っ込み方向に張力を受けるように設けるステップと、
前記ラインの伸長長を監視するステップと、
前記ラインの伸長長を選択長に維持するために、前記ラインの伸長長に応答して、前記自己推進装置の移動速度を制御するステップと、
前記自己推進装置に対する前記ラインの角度を監視するステップと、
前記ラインの角度を選択角度に維持するために、前記ラインの角度に応答して、前記自己推進装置の移動方向を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記ラインの伸長長および前記ラインの角度が、前記自己推進装置の該装置の前方移動の方向とは逆側に位置する操作部によって制御される、方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、前記自己推進装置の移動速度を制御するステップが、
前記ラインの伸長長が前記選択長未満であるとき、前記自己推進装置の前方方向の移動を加速するステップと、
前記ラインの伸長長が前記選択長よりも大きいとき、前記自己推進装置の前方方向への移動を減速するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の方法において、前記自己推進装置の移動方向を制御するステップが、前記ラインの角度の左への変位に応答して、前記自己推進装置を右に向きを変えさせるステップと、前記ラインの角度の右への変位に応答して、前記自己推進装置を左に向きを変えさせるステップとを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の方法において、前記自己推進装置の移動方向を制御するステップが、前記ラインの監視角度と前記選択角度との間の差の度合いに対して相対的な可変速度で、前記自己推進装置の移動方向を変化させるステップを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の方法において、前記ラインの伸長長を監視するステップが、前記ラインが巻回されるリールの回転を監視するステップを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の方法において、前記ラインの角度を監視するステップが、前記ラインを支持するアームの変位を監視するステップを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の方法であって、更に、前記ラインの選択開始長よりも大きな伸長に応答して、前記自己推進装置のモータを始動させるステップを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１２記載の方法であって、更に、前記ラインの遠端に取り付けられたハンドルを設け、このハンドルに制御ボタンを設け、前記制御ボタンの作動に応答して前記選択長を設定するステップを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１２記載の方法であって、更に、前記ラインの定められたパターンでの動きに応答して、前記制御するステップを起動および解除するステップを含む、方法。
【請求項２２】
自己推進装置の案内装置であって、
引っ込み可能および伸長可能なラインと、
前記ラインが伸長されたときに当該ラインに引っ込み方向の張力を維持するように構成されたテンション・メカニズムと、
前記ラインの伸長長を監視するように構成されたライン伸長監視デバイスと、
前記ラインの角度を監視するように構成されたライン角度監視デバイスと、
前記ライン伸長監視デバイスと前記ライン角度監視デバイスとに接続されており、前記ラインの伸長長を選択長に維持するために、前記ラインの伸長長に応答して、前記自己推進装置の移動速度を制御する速度制御信号を発生するように構成されており、更に前記ラインの角度を選択角度に維持するために、前記ラインの角度に応答して前記自己推進装置の移動方向を制御する方向制御信号を発生するように構成された、コントローラと、
を含む、自己推進装置の案内装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の装置であって、更に、前記ラインが巻回される回転可能なリールを含み、前記テンション・メカニズムが、前記ラインが張力を受けたままに維持するために、前記リールに結合された、装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の装置において、前記ライン伸長監視デバイスが、前記リールの回転を監視するように構成されたデバイスを含む、装置。
【請求項２５】
請求項２３記載の装置であって、更に、前記ラインを支持するアームを含み、前記ライン角度監視デバイスが、前記ラインによる前記アームの変位を監視するように構成されたデバイスを含む、装置。
【請求項２６】
請求項２２記載の装置において、前記コントローラが、更に、前記ラインの選択開始長よりも大きな伸長に応答して、前記自己推進装置のモータを始動させる開始信号を発生するように構成された、装置。
【請求項２７】
請求項２２記載の装置であって、更に、
前記ラインの遠端に取り付けられたハンドルと、
前記ハンドルにあり、前記コントローラと通信する少なくとも１つのコントロール・ボタンと、
を含み、
前記コントローラが、さらに、前記コントロール・ボタンの作動に応答して、前記選択長を設定するよう構成された、装置。
【請求項２８】
請求項２２記載の装置において、前記コントローラが、更に、前記ラインの定められたパターンでの動きに応答して、前記速度制御信号および前記方向制御信号の発生を開始および停止するように構成された、装置。
【請求項２９】
請求項２２記載の装置において、前記コントローラが、前記ラインの角度の左への変位に応答して、前記自己推進装置を右に向きを変えさせる方向制御信号を発生し、前記ラインの角度の右への変位に応答して、前記自己推進装置を左に向きを変えさせる方向制御信号を発生するように構成された、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、自己推進装置に関し、更に特定すれば、自己推進装置の速度および移動方向を制御するシステムおよび方法のように、自己推進装置を案内するシステムおよび方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
自己推進装置は、一般に、装置内蔵動力源、ならびに媒体を通じておよび／または介して(across)装置を推進する動力源に結合されているメカニズムを含む装置であることを特徴とする。例えば、自己推進装置は、種々の異なる形態で、陸地を横切る、空中を通過する、水中または水上を通過する、または大気圏外においても装置を推進させるための装置動力および適当なメカニズムを用いることができる。
【０００３】
自己推進装置の移動は、動作部(operator)および案内制御システムを含む案内システムによって制御または案内される。動作部は、自己推進装置に与えられる案内を決定する。案内制御システムは、動作部によって決定された案内を実施して、例えば、装置の移動の速度および方向を制御することによって、自己推進装置を案内する。動作部は、多くの場合、人の操作者である。人の操作者は、案内を案内制御システムに、直接機械式および／または電気機械式ヒューマン・インターフェースを用いるというようにして直接的に供給することや、または遠隔地から案内制御システムに案内コマンドを送信するシステムを用いて遠隔から供給することができる。他の場合、動作部が、内蔵コンピュータまたはリモート・コンピュータというような、装置であってもよい。この後者の場合、自己推進装置は自律ロボットのように動作させることができる。
【０００４】
自己推進装置の例には、庭仕事等を行うために個々の操作者によって用いられる種々の自己推進装置が含まれる。自己推進芝刈り機および除雪機は、このような装置の例である。このような装置は、通例、電動機あるいはガソリン・エンジンまたはディーゼル・エンジンのようなモータを含み、このモータが、土地全域にわたって装置を推進させる車輪を駆動するために用いられる。また、駆動車輪に動力を供給する同じモータが、通例、装置の作業ペイロードにも動力を供給するために用いられる。例えば、自己推進芝刈り機の作業ペイロードは、装置のモータによって駆動される芝刈り刃を含むことができる。除雪機の作業ペイロードは、装置のモータによって駆動されるオーガー(auger)および装置のモータによって駆動されるインペラを含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
典型的な自己推進芝刈り機または除雪機の動作部は、自己推進装置の後ろを歩きそれを案内する人間である。殆どの基本的なシナリオでは、このような装置のための案内システムは、装置の速度を制御するレバーまたはその他の何らかのメカニズム、および装置を所望の方向に誘導するハンドルを含む。速度制御メカニズムは、操作者が２通りの速度、前進および停止から選択するために設けることができ、操作者が装置の動きを停止および開始させること、そして複数の前進および後進速度から選択することを可能にする。操作者は、ハンドルを押すおよび引くことにより装置を所望の方向に移動させて、装置の移動方向を案内することができる。
【０００６】
自己推進芝刈り機および除雪機は、装置を所望の方向に曲げるために、装置の背後において人間の操作者の歩行を補助するメカニズムを設ける。例えば、このようなメカニズムは、装置のハンドルの右側および左側にあり、人の操作者によって作動させるレバーを含むことができる。これらのレバーは、それぞれ、装置の右側および左側にある車輪の車輪駆動メカニズムに結合されており、対応するレバーが作動されると、対応する車輪への駆動力が解除される。このように、例えば、装置が前方に移動しているときにこの装置を右に向きを変えさせるには、操作者は装置のハンドルの右側にあるレバーを作動させることができる。これによって、装置の右側の駆動車輪への駆動力を解除して、停止させる。左側の駆動車輪は駆動され続けているが、装置の左側を前方に移動させ、これによって、右レバーが作動されている限り、装置を右に向きを変えさせる。装置を左に向きを変えさせるには、同様に左側レバーを作動させればよい。両方のレバーを同時に作動させると、右および左側双方の駆動車輪から駆動力が解除され、これによって装置を停止させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
格納式(retractable)ライン案内を特徴とする自己推進装置について開示する。例示的な実施形態による自己推進装置は、本体と、車輪、トラック、または脚部(leg)のような、本体に取り付けられている可動地上係合構造と、本体に取り付けられ可動地上係合構造に結合されこの地上計号構造を移動させて装置を地面全域にわたって推進するモータとを含む。速度制御メカニズムが、装置の移動速度を制御し、方向制御メカニズムが、装置の移動方向を制御する。引っ込み可能および伸長可能なラインが装置に取り付けられている。ラインが伸長しているときには、このラインは引っ込み方向に張力を受ける。ライン伸長監視デバイスが、ラインの伸長長を監視する。速度コントローラが、ライン伸長監視デバイスおよび速度制御でバイアスに接続されており、ラインの伸長長を選択長に維持するために、ラインの伸長長に応答して、自己推進装置の移動速度を制御する。ライン角度監視デバイスが、本体に対するラインの角度を監視する。方向コントローラが、ライン角度監視デバイスおよび方向制御メカニズムに悦族されており、ラインの角度を選択角度に維持するために、ラインの角度に応答して、自己推進装置の移動方向を制御する。
【０００８】
また、格納式ライン案内を用いて自己推進装置を案内する方法も開示する。例示的な実施形態によれば、自己推進装置に引っ込み可能および伸長可能なラインを取り付ける。このラインは、ラインが伸長しているときには、引っ込み方向に張力を受ける。ラインの伸長長を監視し、ラインの伸長長を選択長に維持するために、ラインの伸長長に応答して、装置の移動速度を制御する。ラインの装置に対する角度を監視し、ラインの角度を選択角度に維持するために、ラインの角度に応答して装置の移動方向を制御する。
【０００９】
また、自己推進装置用の格納式ライン案内システムも開示する。例示的な実施形態によれば、格納式ライン案内システムは、引っ込み可能および伸長可能なラインと、このラインが伸長されたときに引っ込み方向にかかる張力をラインに維持するテンション・メカニズムと、ラインの伸長長を監視するように構成されているライン伸長監視デバイスと、ラインの角度を監視するように構成されているライン角度監視デバイスと、コントローラとを含む。コントローラは、ライン伸長監視デバイスとライン角度監視デバイスとに接続されている。コントローラは、ラインの伸長長を選択長に維持するために、ラインの伸長長に応答して、自己推進装置の移動速度を制御する。コントローラは、ラインの角度を選択角度に維持するために、ラインの角度に応答して自己推進装置の移動方向を制御する。
種々の実施形態において、種々の特徴、機能、および利点は独立して達成することができ、あるいは更に別の実施形態において組み合わせることもできる。これら別の実施形態における更なる詳細は、以下の説明および図面を参照して確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
例示的な実施形態の新規な特徴であると確信する特性は、添付した特許請求の範囲に明記されている。しかしながら、例示的な実施形態、ならびにその好ましい使用様式、更に別の目的および利点は、以下の本発明の例示的な実施形態の詳細な説明を参照し、添付図面と合わせて読むことによって最良に理解されよう。
【図１】図１は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を実現する自己推進装置の機能コンポーネントのブロック図である。
【図２】図２は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて動作中の自己推進装置を示す側面図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて動作中の自己推進装置を示す上面図である。
【図４】図４は、例示的な実施形態による自己推進装置用格納式ライン案内システムを示す図である。
【図５】図５は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置の使用方法のフローチャートである。
【図６】図６は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置のために、ボタン制御部を用いた起動および制御下停止方法の状態図である。
【図７】図７は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置のために、ボタン制御部を用いた起動および運転制御下停止方法の状態図である。
【図８】図８は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置の動作方法のフローチャートである。
【図９】図９は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進方法の緊急運転停止方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
効果的で、使い易く、低コストの自己推進装置案内システムおよび方法について開示する。本明細書では、種々の土地監理関連作業を行うために、後ろを歩く人間の操作者が動作させる自己推進装置を参照しながら、例示的な実施形態を紹介する。しかしながら、例示的な実施形態は、本明細書において例として記載する用途に限定されるのではない。例示的な実施形態による格納式ライン案内システムおよび方法は、任意の目的に用いられる任意のサイズの自己推進装置を案内するために、種々の用途において用いることもできる。例えば、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムおよび方法は、種々の異なるタイプの自己推進装置を案内するため、そして種々の異なる用途に用いることもできる。異なる用途には、自己推進玩具、軍事、法律施行、および民生用途に用いられる自己推進装置、ならびに研究、教育、輸送(hauling)、解体、建設、製造、耕作、林業、および鉱業業務等に用いられる大型または小型自己推進機器が含まれる。
【００１２】
本明細書において紹介する例示的な実施形態は、複数の異なる考慮点を認識し、それらを勘案する。例えば、異なる例示的な実施形態は、自己推進芝刈り機および除雪機のような、従来の後方歩行(walk behind)自己推進庭作業装置は操作が難しいことが多いことを認識し、これを勘案する。自己推進後方歩行芝刈り機は、通例、より大きなエンジンを必要とする。何故なら、モータは、芝刈り機の車輪や芝刈り機の刃を、駆動車輪にエンジン動力を電圧するための追加機器と共に駆動する必要があるためであり、このため自己推進芝刈り機は、同等の押し出し動力芝刈り機(push power mower)よりも遥かに重くなる。このように、皮肉なことに、自己推進後方歩行芝刈り機は、同等の押し出し動力芝刈り機よりも、操作が難しいことが多い。樹木、競技場機器等のような多くの障害物がある土地では、この操作性の欠如が、自己推進芝過力によって得られるはずの、人間の手間の節約を著しく減少させる可能性がある。
【００１３】
また、異なる例示的な実施形態は、多くの従来の自己推進庭仕事装置を案内するために必要な手間のために、装置を連続的に所望の方向に移動させるのに必要な体力および／または持久力に乏しい老人のような、ある種の人には用いることができないことも認識し、勘案する。これらの人々の多くは、このような装置を案内するシステムおよび方法が、手間が少なく使い易く提供されれば、庭仕事を楽しんで行い、および／または戸外に出て自己推進庭仕事装置の後ろを歩行することにより、適度な運動を行うことによる効果が得られるであろう。
【００１４】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を内蔵した自己推進装置１００の構造的および機能的コンポーネントを、図１にブロック図形状で示す。この例では、自己推進装置１００は、庭仕事またはその他の何らかの目的に用いられ、操作部１０２によって案内される自己推進装置とすることができる。操作部１０２は、例えば、後方を歩行する人間の操作者、または、例えば、ロボットのような装置の操作部とすることができる。一般に、操作部１０２は、自己推進装置１００の後を追い、こうして一般に装置１００の背後の位置から、または装置１００のほぼ前進運動(forward motion)の方向とは反対側となる装置１００の側から、自己推進装置１００を案内する。
【００１５】
自己推進装置１００は、装置本体１０４を含む。可動地上係合構造１０６が本体１０４に取り付けられている。可動地上係合構造１０６の例には、従来の車輪１０８、連続および／または区分トラック１１０、および脚部(legs)１１１が含まれる。例えば、自己推進装置１００のサイズ、重量、動作環境、および／または用途に応じて、任意の所望のタイプまたは複数のタイプの可動地上係合構造１０６を、任意の所望の数だけ用いて、本体１０４をサポートすることができる。
【００１６】
また、１つ以上の作業ペイロード１１２も設けられ、本体１０４に取り付けることができる。作業ペイロード１１２は、自己推進装置１００の１つ以上の作業機能を定める。例えば、庭仕事および関係する機能という文脈では、作業ペイロード１１２は、芝刈り機の刃のような１つ以上の芝刈り機ペイロード１１４、瓶、ベッド、バケツ、あるいは装置１００によって輸送される任意のタイプの資材を収容または支持する他のコンテナまたは構造というようなカーゴ・ペイロード１１６、落ち葉またはその他の庭の塵を収集するための真空掃除機(vacuum)というような真空掃除機ペイロード１１８、塵を収集するあるいは塵または雪等を払い除ける回転式掃除機というような掃除機ペイロード１２０、回転式耕耘機の刃を含むというような、耕耘機ペイロード１２２、雪または土壌を掘り起こすためというような鋤型ペイロード１２４、オーガーおよびインペラを含むというような除雪機ペイロード１２６、ならびに種、肥料のような化学薬品等を散布するためというような散布機ペイロード１２８を含むことができる。
【００１７】
例示的な実施形態による自己推進装置は、ここで一例として開示した作業ペイロード以外の作業ペイロードおよび／またはこれらとは異なる作業ペイロードを含むこともできる。更に、例示的な実施形態による自己推進装置１００は、複数の異なる作業ペイロード１２２を所望の組み合わせで含むこともできる。例えば、例示的な実施形態による自己推進散布機は、肥料または種を散布するための散布機ペイロード１２８、および散布機ペイロード１２８によって散布される肥料または種を収容するカーゴ・ペイロード１１６を含むことができる。一実施形態による自己推進芝刈り機は、草を刈るための芝刈り機ペイロード１１４、刈った草(cut grass clippings)を収集するための真空掃除機ペイロード１１８、および収集した刈り草を廃棄のために輸送するカーゴ・ペイロード１１６を含むことができる。
【００１８】
本体１０４に取り付けられているモータ１３０は、可動地上係合構造１０６に結合され、可動地上係合構造１０６に運動(motion)を付与することによって、自己推進装置１００を土地全域にわたって推進させる。また、モータ１３０は、地面係合構造１０６の内１つ、一部、または全部に動きを付与するように結合することもできる。モータ１３０は、例えば、電気モータ１３２、ガソリン・エンジン１３４、またはディーゼル・エンジン１３６、あるいはその混成バージョンを含むことができる。モータ１３０は、異なるタイプまたは同じタイプの１つ以上の従来の個々のモータおよび／またはエンジンを備えることができる。モータ１３０を実現するために用いられる装置の数、サイズ、およびタイプは、自己推進装置１００のサイズ、重量、動作環境、およびモータ１３０によって駆動される作業ペイロード１１２を含む機能というような要因によって左右される。
【００１９】
モータ１３０は、モータ１３０の動作を開始するためのスタータ１３８を含むことができる。好ましくは、スタータ１３８は、例えば、モータ起動信号１４０に応答して、従来の態様でモータ１３０の動作を開始するように動作する。スタータ１３８は、モータ１３０の一部として実装すること、またはモータ１３０とは別々に実装することができる。スタータ１３０の必要性および実施態様は、モータ１３０のタイプおよび実施態様に応じて異なる。例えば、スタータ１３８は、ガス・エンジン１３４またはディーゼル・エンジン１３６に合わせて従来の電気スタータを含むこともできる。
【００２０】
好ましくは、モータ１３０は、速度制御メカニズム１４２を介して、１つ以上の可動地上係合構造１０６に結合される。例えば、速度制御メカニズム１４２は、モータ１３０からの機械的運動を１つ以上の可動地上係合構造１０６に結合する１組以上のギア１４４を含むことができる。既知の態様でギア１４４を係合および断絶することによって、可動地面係合構造１０６がモータ１３０によって移動させられる速度、つまりは自己推進装置１００の速度を調節することができる。最も基本的な実施態様では、速度制御部１４２は、単に２つの速度、即ち、停止および前進のみに備えていればよい。例えば、自己推進装置１００を停止させるとき、速度制御部１４２は、モータ１３０から可動地面係合構造１０６に運動を伝達するギア１４４を断絶すればよい。また、速度制御部１４２は、複数の順方向移動速度、または順方向および逆方向の移動速度に備えることもできる。これは、例えば、異なる組のギア１４４を係合して従来の態様で異なる速度を得ることによって、達成することができる。可動地上係合構造１０６の内異なる個々の１つおよび／またはその部分集合には、別々に調節可能な速度制御メカニズム１４２を備えることができ、可動地上係合構造１０６の内異なる個々の１つおよび／または部分集合を同時に異なる速度で動作させるようにすることもできる。別の代替案として、速度制御メカニズム１４２は、１つ以上の可変速度電気駆動部として実現することによって、速度制御部１４２およびモータ１３０の機能を既知の態様で統合することもできる。
【００２１】
例示的な実施形態によれば、速度制御メカニズム１４２は、好ましくは、１つ以上の速度制御信号１４６に応答して、自己推進装置１０４の移動速度を制御するように構成されている。例えば、速度制御メカニズム１４２は、速度制御信号１４６に応答して動作可能なソレノイドまたは他の電気機械式デバイスを含むことができ、このデバイスは、例えば、速度制御信号１４６に応答して、選択されたギア１４４の係合を変化させることによって、自己推進装置１００の速度を調節する。
【００２２】
本体１０４に設けられている方向制御メカニズム１４８は、例示的な実施形態によれば、１つ以上の方向制御信号１５０に応答して、自己推進装置１００の移動方向を変化させるように構成されている。方向制御メカニズム１４８は、例えば、自己推進装置１００の移動方向を変化させるように移動可能な１つ以上の可動地上係合構造を含むことができる。例えば、方向制御メカニズム１４８は、１つ以上の車輪１０８を含むことができる。車輪１０８は、本体１０４に関してこのような車輪１０８の回転軸の角度を変えることによって、自己推進装置０４の移動方向を従来の態様で操縦するように、例えば、ソレノイドあるいはしかるべきステッパまたは他のモータを用いる、方向制御メカニズム１４８によって移動可能である。あるいは、方向制御メカニズム１４８は、速度制御メカニズム１４２の一部として、またはこれの追加機能として実装することもできる。この場合、方向制御メカニズム１４８は、前述のような速度制御メカニズム１４２を用いて、例えば、本体１０４の左側１５５２および右側１５４にある可動地上係合構造に同時に異なる駆動速度を付与し、これによって自己推進装置１００の移動方向を既知の態様で変化させることができる。
【００２３】
例示的な実施形態によれば、自己推進装置１００の案内は、操作部１０２が格納式ライン案内システム１５６を用いることによって行われる。格納式ライン案内システム１５６は、格納式ライン１５８を含む。この格納式ライン１５８は、好ましくは、操作部１０２によって本体１０４に取り付けられているガイダンス・システムの筐体１６０から伸長する。ライン１５８は、可撓性があり、例えば、合成材料から作られたモノフィラメント・ラインとして形成することができる。あるいは、ライン１５８は、合成または天然素材、あるいはその組み合わせの１本のフィラメントまたは複数のフィラメントで作られる、任意のタイプのライン、コード、ロープ、糸、ワイヤ、ケーブル等で形成することもできる。好ましくは、ライン１５８は磨耗に強く、これによって、自己推進装置１０４の寿命中に筐体１６０から伸長し筐体１６０に格納するに当たり、ライン１５８の寿命が長くなるように選択される。好ましくは、ライン１５８は縺れに強く、筐体１６０から伸長し筐体１６０に格納するに当たり、ライン１５８の縺れを防止するように選択される。好ましくは、ライン１５８は、伸びにも強いように選択される。
【００２４】
ハンドル１６２は、好ましくは、ライン１５８の遠端またはその付近に接続されるように設けられる。ハンドル１６２は、ライン１５８の遠端を操作部１０２に結合するための任意の機械的構造として実現することができる。例えば、人間の操作者１０２では、ハンドル１６２は、好ましくは、操作者１０２が、ライン１５８を引いてこれを筐体１６０から伸長させるため、そしてライン１５８を操作して装置１００の本体１０４に関してライン１５８の角度１６４を変化させるために、１つの手でハンドル１６２を容易に保持できるようなサイズ、形状、およびしかるべき材料で作られる。以下で更に詳しく論ずるが、格納式ライン案内システム１５６は、操作部１０２が、ライン１５８を筐体１６０から伸長する長さ１６３、および装置１００の本体１０４に対するライン１５８の角度１６４を調節することによって、自己推進装置１００を案内することを可能にする。また、ハンドル１６２は、ライン１５８の遠端が筐体１６０内に完全に格納されるのを防止するように動作する。
【００２５】
また、ハンドル１６２は１つ以上のボタン１６５も含むことができる。ボタン１６５は、一体押下接点(pressing contacts together)、圧力検知、容量検知等というような、任意のボタン技術を用いて実現することができる。ハンドル１６２におけるハンドル・プロセッサ１６６は、いつボタン１６５が作動させられたかを検出し、ボタン起動(activation)に関する信号を、低電力無線周波送信機のような送信機を通じて、自己推進装置１００の受信機１６８に送る。プロセッサ１６６および送信機１６７は、ハンドル１６２における交換可能または充電可能なバッテリ１６９によって給電することができる低電力回路コンポーネントを用いて従来のように実現することができる。以下で更に詳しく説明するが、ボタン１６５は、種々の操作部制御機能に用いることができる。
【００２６】
ライン１５８は、好ましくは、筐体１６０内に配置されたリール１７０またはスプールの回りに巻回される。好ましくは、リール１７０に結合されているテンション・メカニズム１７１が、巻回力をリール１７０に与えることによって、ライン１５８が筐体１６０から伸長されるときに、ライン１５８に張力を維持する。言い換えると、操作部１０２によるといった、ライン１５８を筐体１６０９から伸長させるためにハンドル１６２に加えられる力が全くない場合に、テンション・メカニズム１７１は、ライン１５８がリール１７０の周囲に巻回することによって、ライン１５８を自動的に格納させ、これによってライン１５８の遠端を筐体１７０に向かって引っ張る。以下で更に詳細に論ずるが、テンション・メカニズム１７１は、純粋に機械的および／または電気機械的デバイスとして実現することができる。ライン１５８は、好ましくは、アーム１７２によって筐体１６０外部にリール１６８によって誘導される。アーム１７２は、ライン１５８が筐体１６０から誘導される即ち繰り出される際に、ライン１５８を支持する。アーム１７２については、以下で更に詳しく説明する。
【００２７】
格納式ライン案内システム１５６は、筐体１６０内に配置されたコントローラ１７４を含む。例示的な実施形態によれば、コントローラ１７４は、操作部１０２によってライン１５８に付与された、ライン１５８の長さ１６３および角度１６４に基づいて、自己推進装置１００のガイダンスを実施する。
【００２８】
以下で更に詳しく論ずるが、コントローラ１７４は、ライン１５８の長さ１６３を選択長１７８に維持するように、速度制御信号１４６を速度制御メカニズム１４２に供給することによって、自己推進装置１００の速度１７６を制御する。速度制御機能１７６を実行するために、コントローラ１７４は、ライン伸長監視デバイス１８０を用いてライン１５８の長さ１６３を監視し、監視したライン１５８の長さ１６３を、選択長１７８と比較する。以下で更に詳しく論ずるが、ライン伸長監視デバイス１８０は、筐体１６０内においてリール１７０に隣接して設けるとよく、ライン１５８が巻回されるリール１７０の回転を監視することによって、ライン１５８の伸長長１６３を判定することができる。
【００２９】
例示的な実施形態によれば、コントローラ１７４は、ライン１５８の角度１６４を選択角度１８４に維持するように、方向制御信号１５０を方向制御メカニズム１４８に供給することによって、自己推進装置１００の移動方向１８２を制御する。方向制御機能１８２を実行するために、コントローラ１７４は、ライン角度監視デバイス１８６を用いて、本体１０４に対するライン１５８の角度１６４を監視し、監視したライン１５８の角度１６４を、選択角度１８４と比較する。以下で更に詳しく論ずるが、ライン角度監視デバイス１８６は、筐体１６０内においてアーム１７２に隣接して設けるとよく、本体１０４に対する水平面におけるライン１５８の角度１６４が操作部１０２によって変えられるに連れて、ライン１５８によってアーム１７２に与えられる力、またはアーム１７２の角変位を監視することによって、ライン１５８の角度１６４を判定することができる。
【００３０】
例示的な実施形態によれば、角度モニタ１８６は、コントローラ１７４によって、本体１０４に対するライン１５８の垂直面における角度１６４を判定するために用いることもできる。以下で更に詳しく論ずるが、水平および垂直面双方におけるライン１５８の角度１６４の変化は、操作部１０２によって種々の組み合わせで行うことができ、コントローラ１７４によって、自己推進装置１００の動作の始動１８８および停止１９０に関する操作部制御機能のような、追加の操作部制御機能に備えるために解釈することができる。
【００３１】
伸長モニタ１８０および角度モニタ１８６は、有線接続またはワイヤレス接続を通じてコントローラ１７４と通信するように実装することができる。リール１７０およびライン１５８、テンション・メカニズム１７１、アーム１７２、伸長モニタ１８０、ならびに角度モニタ１８６を含む制御モジュールを、別の筐体内に着脱式モジュールとして設けることもできる。この別の筐体は、磁気的にというようにして、本体１０４に一時的に装着することができ、伸長モニタ１８０とコントローラ１７４、および角度モニタ１８６とコントローラ１７４との間においてワイヤレス通信を用いることができる。このように、１つの制御モジュールを用いて、必要に応じて装置間でこのモジュールを移動させることにより、複数の自己推進装置１００に格納式ライン案内を供給することができる。
【００３２】
例示的な実施形態によれば、コントローラ１７４は、自己推進装置１００に始動１８８および停止１９０機能を実施する。始動１８８および停止１９０機能は、例えば、ライン１５８の伸長長１６４、ハンドル１６２にある１つ以上のボタン１６５の作動、および／または水平および垂直面におけるライン１５８の角度１６４変化に基づいて、開始することができる。始動機能１８８の一部として、コントローラ１７４は、モータ１３０を始動させるために、始動信号１４０をスタータ１３８に供給することができる。停止機能１９０の一部として、コントローラ１７４は、モータ１３０の動作を停止するために、停止信号１９２をモータ１３０に供給することができる。例示的な実施形態による始動１８８および停止１９０機能については、以下で更に詳しく説明する。
【００３３】
コントローラ１７４は、例示的な実施形態にしたがって、格納式ライン案内システム１５６の速度制御１７６、方向制御１８２、始動１８８および／または停止１９０機能を実施するのに適した任意の態様で実現することができる。例えば、コントローラ１７４は、マイクロコントローラまたは他のタイプのプログラマブル・デバイスを用いて、別々のロジック回路コンポーネントを用いて、あるいはプログラマブル・デバイスおよび／または別々の回路コンポーネントの任意のしかるべき組み合わせを用いて実現することができる。プログラマブル・デバイスがコントローラ１７４を実現するために用いられる限りにおいて、コントローラ１７４の１つ以上の機能は、そのプログラマブル・デバイスにおいて実行され、そしてそのプログラマブル・デバイスの中にあるメモリおよび／またはプログラマブル・デバイスに結合されている別のメモリ・デバイスに格納されるソフトウェアおよび／またはファームウェアで実現することができる。
【００３４】
コントローラ１７４を含む、格納式ライン案内システム１５６の種々の電気コンポーネントの電力は、例えば、しかるべき再充電式バッテリによって供給することができる。この再充電式バッテリは、格納式ライン案内システム１５６のみに給電するために用いることができ、あるいは自己推進装置１００の他の電気システムに給電するために用いることもできる。好ましくは、しかるべき発電機および／または充電メカニズムを設け、例えば、モータ１３０が動作している間または装置１００と関連付けることができる他のバッテリが充電されつつある間に、バッテリを充電する。
【００３５】
図１の図示は、異なる有利な実施形態を実現することができる態様に対して物理的またはアーキテクチャの限定を暗示することを意味するのではない。図示したものに加えたまたはそれらの代わりの他のコンポーネントを用いてもよい。コンポーネントの中には、有利な実施形態によっては不要となるものもあり得る。また、一部の機能コンポーネントを図示するためにブロックで示されている。これらのブロックの内１つ以上は、異なる有利な実施形態において実現するときには、組み合わせること、および／または異なるブロックに分割することができる。
【００３６】
本明細書において、ある構造が本体１０４に取り付けられると述べるとき、このような構造は、直接本体１０４に取り付けるのであっても、または仲介構造を通じて本体１０４に間接的に取り付けるのであってもよい。
【００３７】
以下で更に詳しく説明するが、選択角度１８４は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、自己推進装置１００の方向制御１８２を説明するために用いられる概念である。選択角度１８４は、方向制御１８２を行うために監視されたライン角度１６４が比較される実際の角度または他の値に対応してもよく、しなくてもよい。
【００３８】
モータ１３０、スタータ１３８、速度制御メカニズム１４２、および方向制御メカニズム１４８のような、自己推進装置１００の種々の機能コンポーネントは、始動信号１４０、速度制御信号１４６、方向制御信号１５０、および停止信号１９２のような、コントローラ１７４からの制御信号を、これらのコンポーネントにおけるしかるべき機械的動作に変換するために、しかるべき機械的、電気的、および／または電気機械デバイス、および／または構造をしかるべき組み合わせで含む。採用すべき特定のデバイスおよび／または構造は、例示的な実施形態による個々の自己推進装置１００またはその用途によって異なるが、これは当業者には周知であろう。
【００３９】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置２００のガイダンスについて、一例として、図２および図３にそれぞれ示す側面図および上面図を参照しながら、更に詳しく説明する。この例では、自己推進装置２００は、図１における自己推進装置１００の一実施態様の例である。例えば、自己推進装置２００は、自己推進芝刈り機、または庭仕事等に用いられ、後ろを歩行する操作部者２０２によって案内される他の自己推進装置とすることができる。この例では、操作部２０２は、人の操作者であり、図１における操作部１０２の一例である。
【００４０】
自己推進装置２００は、本体２０４を含む。本体２０４は、図１における本体１０４の例である。本体２０４は、４つの車輪２０６、２０８、２１０、および２１２によって支持されている。車輪２０６、２０８、２１０、および２１２は、図１における可動地上係合構造１０６の例である。車輪２０６および２０８は、操作部２０２の視点からは、本体２０４の左側２１４に取り付けられており、左側車輪２０６および２０８と呼ぶことができる。車輪２１０および２１２は、操作部２０２の視点からは、本体２０４の右側２１６に取り付けられており、右側車輪２１０および２１２と呼ぶことができる。車輪２０６および２１０は、前輪２０６および２１０と呼ぶことができる。車輪２０８および２１２は、後輪２０８および２１２と呼ぶことができる。
【００４１】
本体２０４にはモータ２２０が取り付けられている。モータ２２０は、図１におけるモータ１３０の一実施態様の例である。モータ２２０は、地面２２２全域において装置２００を推進する動力の下で、車輪２０６、２０８、２１０、および／または２１２の１つ以上の回転させるように、従来のように車輪２０６、２０８、２１０、および／または２１２の１つ以上に結合されている。
【００４２】
例示的な実施形態では、ライン２２４が本体２０４における筐体２２６から伸長されている。ライン２２４は、図１のライン１５８の一実施態様の例である。先に論じたように、ライン２２４には張力がかかっている。この張力の力が、ライン２２４を引っ込み方向２２８に、筐体２２６に向かって引っ張る。装置２００の動作中、操作部２０２は、筐体２２６から離れるように、逆伸長方向２３０にライン２２４を引っ張る。ライン２２４の遠端に取り付けられているハンドル２３２は、操作部２０２がライン２２４を保持しライン２２４にかかる張力を克服して、ライン２２４を筐体２２６から張力方向２３０に引っ張り易くする。自己推進装置２００の動作中における任意の時点で、図２に示すように、ライン２２４は操作部２０２によって筐体２２６から長さＬだけ伸長される。ライン２２４にかかる張力は、ライン２２４が操作部２０２によって筐体２２６から伸長されるときに、ライン２２４を張りつめた状態に維持する。
【００４３】
例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００の移動速度は、ライン２２４の伸長長Ｌがほぼ選択長に等しく維持されるように、ライン２２４の伸長長Ｌの変化に応答して制御される。例えば、装置２００が動作していない、即ち、速度がゼロであり、ライン２２４の伸長長Ｌがほぼ選択長に等しい始動状態について考える。そして、操作部２０２が前方に移動させる、即ち、ライン２２４の遠端を前方に装置２００に向かって動かすことにより、張力がかかっているライン２２４の伸長長Ｌを短縮させる。例示的な実施形態によれば、伸長ライン長Ｌをほぼ選択長に等しく維持するために、矢印２３４によって示される方向に自己推進装置２００を前方に移動するように制御することによって、自己推進装置２００を操作部２０２から離れるように移動させ、ライン２２４を選択長に戻るように伸長させる。
【００４４】
次に、操作部２０２は、ライン２２４の伸長長Ｌを安定させつつ、装置２００の後ろを歩行することによるというようにして、移動する装置２００の後を追うことができる。例示的な実施形態によれば、ライン２２４の伸長長Ｌがほぼ選択長に維持されている限り、装置２００は安定した速度で前方２３４に移動し続ける。
【００４５】
次に、操作部２０２が移動を停止すると、またはそれ以外で、装置２００が前方２３４に移動しているときにライン２２４を伸長方向２３０に引くと、ライン２２４の伸長長Ｌは、選択長を超えて伸長する。これに応答して、例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００は停止するように制御される。装置２００は、例えば、操作部２０２が再度前方に移動するまで、またはライン２２４の伸長長Ｌが再度選択長未満となるように、操作部２０２がライン２２４の遠端を再度前方に動かすまで、停止したままとなる。その時点において、装置２００は再度前方２３４に移動するように制御される。
【００４６】
提示したばかりの例は、２つの移動速度、即ち、停止および前進の間で制御することができる自己推進装置２００を想定した。一般的な場合、自己推進装置２００は、最大前進速度まで１つ以上の前進速度で前方２３４に移動するように制御することができ、停止するように制御することができ、更に、最大後進速度まで、０以上の後進速度で逆方向に移動するように制御することができる。例示的な実施形態によれば、一般的な場合、装置２００の移動速度は、ライン２２４の伸長長Ｌがほぼ選択長未満であるとき、装置２００が最大前進速度まで、前進方向２３４に加速されるように制御される。このため、例えば、装置２００の背後を歩行している操作部２０２がもっと速く歩き始めると、ライン２２４の伸長長Ｌを選択長にほぼ等しく維持するために、装置の移動速度は最大速度まで上昇し続ける。
【００４７】
同様に、一般的な場合、ライン２２４の伸長長Ｌがほぼ選択長より大きいとき、装置２００が前進方向２３４に減速されるように、または最大後進速度または停止まで、逆方向に加速されるように装置２００の移動速度が制御される。このため、例えば、装置２００の後方を歩行している操作部２０２がもっと遅く歩き始め、そして停止すると、ライン２２４の伸長長Ｌを選択長にほぼ等しく維持するために、装置２００の移動速度は減速しそして停止するように制御することができる。次いで、操作部２０２が後方に移動するか、またはライン２２４を伸長方向２３０に引っ張ると、ライン２２４の伸長長Ｌを選択長にほぼ等しく維持するために、装置２００を逆方向に、操作部２０２に向かって移動するように、装置２００の移動速度を制御することができる。
【００４８】
例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００の移動方向は、操作部２０２によって供給される、ライン２２４の角度変化に応答して制御される。更に具体的には、例示的な実施形態によれば、装置２００の本体２０４に対するライン２４の角度がほぼ選択角度に等しく維持されるように、自己推進装置２００の移動方向は、水平面におけるライン２２４の角度変化に応答して自動的に調節される。例えば、装置２００の本体２０４に関して選択角度は、装置２００の直線的前進移動の方向、即ち、装置２００が向きを変えていないときにおけるその移動方向に関して、ほぼ０度に定めることができる。このように、例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００の移動方向は、装置２００の直線的前進移動の方向と平行である水平面における本体２０４に沿った軸と平行である水平面において、ある角度にライン２２４を維持するように、自動的に調節することができる。
【００４９】
例えば、図３を参照して、自己推進装置２００が前進方向２３４に移動しており、その後ろを、ライン２２４を保持した操作部２０２がハンドル２３２を握って追っていく場合を考える。操作部２０２は、矢印３００が示す方向に、操作部２０２に関して左側にライン２２４を動かす。これに応答して、例示的な実施形態によれば、装置２００の前進移動の方向を水平面におけるライン２２４と一致させるために、矢印３０２が示す方向に、操作部２０２に関して右に向きを変えるように装置２００を制御する。本体２０４に対するライン２２４の角度が、本体２０４の前進移動の軸方向と平行になると装置２００は、向きを変えることを停止するように、つまり前方に２３４に真っ直ぐ移動し続けるように制御される。同様に、前進方向２３４に移動しているときに、矢印３０４が示すように、自己推進装置２００を左に向きを変えさせるためには、操作部２０２は、本体２０４の直線前進移動の軸方向に関して、矢印３０６で示す、右にライン２２４を動かす。
【００５０】
例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００が逆方向に移動しているときに装置２００の移動方向を制御するためには、同じプロセスが用いられる。つまり、装置２００が逆方向に移動しているとき、本体２０４に関して水平面においてライン２２４の角度を変化させることによって、装置２００の移動方向を変化させる。装置２００が前進方向に移動しているときと同様、装置２００の移動方向を、この逆方向の場合では、水平面においてライン２２４と一致させるように、装置２００の方向を変えることによって、ライン２２４の角度変化に応答して逆方向の装置２００の移動方向を制御する。
例示的な実施形態によれば、自己推進装置２００の移動方向を変化させる速度は、水平面におけるライン２２４の角度が、本体２０４の直線前進移動軸の方向から逸脱する度合いに対して相対的にすることができる。例えば、ライン２２４を比較的大きな角度で左３００に動かす場合、ライン２２４をそれよりも小さな角度で左３００に動かす場合よりも、自己推進装置２００の向きを素早く変えるることができる。つまり、装置２００の移動方向を徐々に変化させるには、ライン２２４を左３００または右３０６に小さく動かせばよく、一方装置２００の向きを急激に変えさせるには、ライン２２４を左３００または右３０６にもっと大きく動かせばよい。
【００５１】
本体２０４に対するライン２２４の角度変化に応答して自己推進装置２００の向きを変えさせることは、種々の方法で遂行することができる。例えば、車輪２０６、２０８、２１０、および２１２の内１つ以上の向きを変えてもよい。即ち、車輪２０６、２０８、２１０、および２１２の内１つ以上の本体２０４に対する回転軸の角度を変化させることによって、自己推進装置２００の移動方向を変化させることができる。あるいは、装置２００の向きを変えることは、本体２０４の左側２１４にある１つ以上の車輪２０６および２０８を、本体２０４の右側２１６にある１つ以上車輪２１０および２１２とは異なる速度および／または異なる方向に回転させるように、車輪２０６、２０８、２１０、および２１２の回転速度を調節することによって遂行することもできる。
【００５２】
説明したばかりの、例示的な一例による格納式ライン案内を用いる操作部２０２による自己推進装置２００の案内によって、操作部２０２によるライン２２４の動きに応答して、従来のようにこのような装置のハンドルを用いる操作者による、芝刈り機のような、庭仕事に用いられる従来の後方歩行型装置の制御された移動に対応するような、装置２００の制御された移動が得られる。双方の場合、ライン／ハンドルを前方に動かすと、装置は前方に移動し、ライン／ハンドルを後方に動かすと、装置は逆に移動し、ライン／ハンドルを左または右に動かすと、装置は、前進方向において、それぞれ右または左に向きを変え、操作部が移動を停止すると、装置は停止する。つまり、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置２００のガイダンスは、直観的であり、このため学習および習得が容易である。ライン２２４を用いた装置２００を案内するために必要とされる移動は、多くの操作部２０２にとって馴染みのあるものであろう。
【００５３】
例示的な実施形態にしたがって自己推進装置を案内するための格納式ライン案内システム４００について、図４を参照しながら更に詳しく説明する。図４は、格納式ライン案内システム４００の代表的なコンポーネントを示す。この例では、格納式ライン案内システム４００は、図１の格納式ライン案内システム１５６の例である。格納式ライン案内システム４００のコンポーネントは、これらのコンポーネントによって個々に実行される機能そして他のコンポーネントと関連して実行される機能の双方を包括的に説明するために、図４では代表的形態で示されている。ここで行う説明に基づいて、当業者は、説明および図示されるように格納式ライン案内システムを組み立てるために、説明する機能を実行する実際の物理的コンポーネントを選択することができる。
【００５４】
格納式ライン案内システム４００は、ライン４０２を含む。ライン４０２は、リール４０４の周囲に巻回されている。リール４０４は、アクスル４０６またはリール支持構造４０８においてリール４０４を支持する他の構造を含む。リール４０４は、リール４０４がアクスル４０６と対応するその軸を中心として回転可能となるように、支持構造４０８に取り付けられている。リール４０４、アクスル４０６、および／またはリール支持構造４０８は、したがって、従来のようにリール４０４の回転に備えるためのしかるべき軸受けおよび他の構造を含むことができる。ライン４０２を伸長させると、リール４０４が一方向に回転し、ライン４０２がリール４０４から繰り出される。ライン４０２を引っ込めると、リール４０４は逆方向に回転し、ライン４０２はリール４０４の周囲に巻回される。
【００５５】
テンション・メカニズム４１０がリール４０４に結合されており、ライン４０２の引っ込み方向に回転するためにリール４０４を偏倚する。即ち、テンション・メカニズム４１０は、ライン４０２に引っ張る力が全くない場合に、ライン４０２をリール４０４から繰り出すことにより、加えられた張力を克服することによってライン４０２を伸長させるために、リール４０４の周囲にライン４０２を巻回する方向にリール４０４を回転させるようにリール４０４に力を加える。つまり、テンション・メカニズム４１０は、ライン４０２がリール４０４から伸長される際に、ライン４０２を引っ張った状態に維持する。テンション・メカニズム４１０は、アクスル４０６を通じて、またはリール４０４およびテンション・メカニズム４１０の個々の実施態様に応じた任意の他のしかるべき態様で結合することができる。
【００５６】
テンション・メカニズム４１０は、ばねを用いるというように、純粋に機械的なメカニズムとして実現することができる。あるいは、ＤＣモータまたはリール４０４に結合されライン４０２をリール４０４の周囲に巻回する方向にリール４０４に所望のトルクを加えるように動作する他のモータを用いるというような電気機械メカニズムとして、テンション・メカニズム４１０を実現することもできる。他の代替案として、テンション・メカニズム４１０は、所望の度合いの張力をライン４０２に供給するためにリール４０４に結合されているばね補助を有するモータを用いるというような、機械構造および電気機械構造の組み合わせを含むことができる。テンション・メカニズム４１０がモータのような電気機械デバイスを含む場合、テンション・メカニズム４１０の制御および／または監視は、ライン４０２に供給される張力の度合いを制御および／または監視するように、コントローラ４２０によって行うことができる。
【００５７】
ライン４０２をリール４０４から案内する即ち繰り出すために、アーム４１２が設けられている。アーム４１２は細長い構造である。アーム４１２は、例えば、ライン４０２をリール４０４から引き出す管として実現することができる。あるいは、アーム４１２は、バー、ロッド、あるいは１つ以上のアイレット(eyelet)またはループ４１４、あるいはそれに取り付けられそれを通ってライン４０２が引き出される他の構造を有する他の細長い構造として実現することもできる。好ましくは、アーム４１２は剛体または半剛体であり、アーム４１２の所望の形態および剛性度に適した任意の材料および任意の方法で製造することができる。アーム４１２は、少なくとも１つの取付点４１６に固着されている。アーム４１２は、固定的に取付点４１６に固着することができ、またはアーム４１２を中立回転位置に向けて偏倚させるために設けられたバイアス供給メカニズムによって、取付点４１６の周囲を回転するように固着することもできる。
【００５８】
例示的な実施形態によれば、ライン４０２の伸長長は、ライン伸長監視デバイス４１８を用いて判定することができる。例えば、ライン伸長監視デバイス４１８は、リール４０４の回転を監視することによってライン４０２の伸長長を監視するために、リール４０４に隣接して取り付けるとよい。好ましくは、ライン伸長監視デバイス４１８は、アクスル４０６に結合されている従来の回転エンコーダを含むことができる。回転エンコーダはシャフト・エンコーダとも呼ばれる。回転エンコーダは、アクスル４０６の角度位置をアナログまたはディジタル・コードに変換する電気機械デバイスであり、角度変換器となる。この角度位置情報は、コントローラ４２０に提供することができる。次いで、コントローラ４２０は、ライン伸長監視デバイス４１８によって得られ、検出されたリール４０４の回転から、ライン４０２の伸長長を判定する。
【００５９】
あるいは、ライン伸長監視デバイス４１８を実装するには、他の構造および／またはデバイスを用いてもよい。ライン伸長監視デバイス４１８は、例えば、リール４０４を回転させたときに、リール４０４に取り付けられた磁石の通過を検出する磁界検出器を含むことができる。あるいは、ライン伸長監視デバイス４１８は、光学検出デバイスを含むことができる。光学検出デバイスは、リール４０４を回転させたときに、リール４０４に設けられた検出可能な印の通過を検出する。いずれの場合でも、ライン伸長監視デバイス４１８は、リール４０４の回転に関するカウント信号をコントローラ４２０に供給することができる。次いで、コントローラ４２０は、リール４０４の回転に基づいて、ライン４０２の伸長長を判定することができる。現在知られているまたは当技術分野において知られてくる任意の他のデバイスまたは方法も、例示的な実施形態によるライン伸長監視デバイス４１８を実現するために用いることができる。
【００６０】
例示的な実施形態によれば、ライン４０２の角度は、角度監視デバイス４２２を用いて監視することができる。角度監視デバイス４２２は、例えば、アーム４１２に結合されている線形エンコーダを含むことができる。例えば、角度監視デバイス４２２は、アーム４１２に結合されている圧力変換器を含む線形エンコーダを含むことができる。ライン４０２を水平面において動かすと、アーム４１２を屈曲させるかまたは点４１６を中心として回転させることによって、アーム４１２がその水平面において変位させられる。この圧力変換器は、この変位の度合いに関係する信号を発生する。この信号は、線形エンコーダによってエンコードされ、コントローラ４２０に供給される。次いで、コントローラ４２０は、検出されたアーム４１２の変位から、ライン４０２の角度を判定する。あるいは、アーム４２３の変位からのライン４０２の角度の判定に備えるために、アーム４１２の変位を検出するのに線形エンコーダが光学または機械センサを用いてもよい。他の代替案として、アナログ監視デバイス４２２は、回転点４１６においてアーム４１２に結合されている回転エンコーダを含むことができる。この場合、この回転エンコーダは、ライン４０２によるアーム４１２の角度変位を検出し、点４１６における回転軸を中心とするアーム４１２の角度位置の変化に関する信号をコントローラ４２０に供給する。角度監視デバイス４２２を実現するには、例示的な実施形態にしたがって、現在知られているまたは当技術分野において知られてくる任意の他のデバイスまたは方法を用いることもできる。
【００６１】
角度監視デバイス４２２は、水平面におけるライン４０２の角度または変位を判定するために用いられる。例示的な実施形態では、垂直面におけるライン４０２の角度または変位を、角度監視デバイス４２４を用いて監視することができる。この場合、垂直面は、図４のページを貫通して垂直に伸びる面として定められる。垂直面におけるアーム４１２の動きは、水平軸４２６におけるアーム４１２の曲げの動き(bending movement)について、水平軸４２６に関して定めることができる。あるいは、アーム４１２を中立垂直方位に向かうように偏倚させるために設けられる偏倚メカニズムを用いて、アーム４１２を水平軸４２６を中心として回転するように固着することもできる。
【００６２】
垂直角度監視デバイス４２４は、水平角度監視デバイス４２２と同様の態様で、またはそれとは異なる態様で実現することができる。例えば、角度監視デバイス４２４は、アーム４１２に結合されている線形エンコーダを含むことができる。角度監視デバイス４２４は、アーム４１２に結合されている圧力変換器を含む線形エンコーダを含むことができる。ライン４０２を垂直面において動かすと、アーム４１２を屈曲させることまたは軸４２６を中心として回転させることのいずれかによって、アーム４１２が垂直面において変位させられる。圧力変換器は、変位の度合いに関する信号を発生する。この信号は、線形エンコーダによってエンコードされ、コントローラ４２０に供給される。次いで、コントローラ４２０は、検出されたアーム４１２の変位から、垂直面におけるライン４０２の角度または変位を判定する。あるいは、線形エンコーダは、アーム４１２の変位を検出するために、光学または機械センサを用いることもできる。別の代替案として、角度監視デバイス４２４は、水平軸４２６に対応する回転点においてアーム４１２に結合されている回転エンコーダを含むことができる。この場合、回転エンコーダは、ライン４０２によるアーム４１２の角度変位を検出し、軸４２６を中心とするアーム４１２の角度位置の変化に関係する信号をコントローラ４２０に供給する。角度監視デバイス４２４を実現するには、例示的な実施形態にしたがって、現在知られているまたは当技術分野において知られてくる任意の他のデバイスまたは方法を用いることもできる。
【００６３】
先に論じたように、コントローラ４２０は、プログラマブル・デバイスおよび／またはディスクリート・ロジック・コンポーネントを、例示的な実施形態による格納式ライン案内の機能を実現するように任意の所望の組み合わせで用いて実現することができる。ライン伸長監視デバイス４１８によって行われるライン伸長監視を用いて、コントローラ４２０は、判定した伸長ライン長と選択長との間の差を判定する。この差に基づいて、コントローラ４２０は速度制御信号を発生する。この制御信号は、判定されたライン長と選択長との間の差を解消するような態様で自己推進装置の移動速度を制御するために、速度制御メカニズムに供給される。角度監視デバイス４２２によって行われるライン角度監視を用いて、コントローラ４２０は、水平面におけるライン４０２の判定された角度と、選択角度との間における差を判定する。この差に基づいて、コントローラ４２０は方向制御信号を発生する。この方向制御信号は、判定されたライン角度と選択角度との間における差を解消するような態様で、自己推進装置の移動方向を制御するために、方向制御メカニズムに供給される。角度監視デバイス４２２および４２４によって行われるライン角度監視を用いて、コントローラ４２０は、水平面および垂直面双方においてライン４０２の変位を検出する。例示的な実施形態によれば、ある種の組み合わせにおいて検出されるこのような変位は、自己推進装置の始動および停止に関する制御命令のような、制御命令をコントローラ４２０に供給するために用いることができる。
【００６４】
例示的な実施形態による格納式ライン案内と共に自己推進装置を用いるための総合的方法５００を、図５のフローチャートに示す。例示的な実施形態による格納式ライン案内および自己推進装置の使用は、装置を起動することから開始する（ステップ５０２）。以下で更に詳しく論ずるが、ステップ５０２は、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムを用いて、自己推進装置のモータを起動することを含んでもよい。また、ステップ５０２は、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムによる使用のために、選択長基準を確定すること、および装置の移動方向および移動速度を制御する際に用いるために、格納式ライン案内システムを関与（engage）させることも含んでもよい。装置を始動した後、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、装置を動作させる（ステップ５０４）。以下で更に詳しく論ずるが、ステップ５０４は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、自己推進装置の移動速度および移動方向を制御することを含んでもよい。最後に、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、自己推進装置を停止させることができる（ステップ５０６）。以下で更に詳しく論ずるが、ステップ５０６は、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、意図的にまたは安全措置として自己推進装置を停止させることを含んでもよい。
【００６５】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた、自己推進装置の起動手順および制御下停止手順について、図６および図７の状態図を参照しながら説明する。図６および図７に示すプロセスを説明するに当たって、図２および図３も参照する。
【００６６】
初期状態として、自己推進装置２００は停止しており、モータ２２０がオフになっており、前述のようなライン・テンション・メカニズムの作用によって、ライン２２４が、ハンドル２３２を除いて、完全に筐体２２６の中に格納されているとすればよい。例示的な実施形態による格納式ライン案内システムは、オフになっていてよい。この場合、起動プロセスを開始する前に、操作部２０２は、最初に、しかるべきスイッチの動作によるというようにして、格納式ライン案内システムをオンに切り換えることができる。あるいは、活動低下状態、つまりエネルギ消費低下状態において格納式ライン案内システムをオンに切り換えてもよい。この状態では、例えば、格納式ライン案内システムは、電源投入命令のみについてチェックを行ってもよい。これについては、以下で更に詳しく説明する。電力投入命令の検出に応答して、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムは、全てのシステム機能の動作がイネーブルされるように、それ自体を完全にオンにすることができる。
【００６７】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置のための起動および制御下停止手順６００について、図６の状態図を参照しながら説明する。この例では、装置２００の起動および停止は、前述のように操縦ハンドル２３２に設けることができる制御ボタンの使用によって制御される。この例では、少なくとも４つの制御ボタンをハンドルに設けることができ、これら４つの制御ボタンは、電力投入ボタン６０２、関与ボタン６０４、中立ボタン６０６、および電力遮断ボタン６０８である。あるいは、図６に示すような複数の別のボタンによって設けられる機能は、場合によっては、１つのボタンによって設けることもできる。例えば、電力投入６０２および電力遮断６０８ボタンを１つのボタンと置き換えることができる。この１つのボタンは、最初に作動されたときには電力投入機能を開始し、２度目に作動されたときには電力遮断機能を開始する。同様に、関与６０４および中立６０６ボタンも１つのボタンと置き換えることもできる。この１つのボタンは、最初に作動されたときには関与機能を開始し、２度目に作動されたときには中立機能を開始する。
【００６８】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置の使用を開始するには、操作部２０２はハンドル２３２によってライン２２４を把持し、ライン２２４を筐体２２６から十分な伸長長に伸長する。次いで、操作部２０２は、制御ボタン６０２を作動させて、電力投入命令を発生する。ボタン６０２の作動に応答して、格納式ライン案内システムが未だオンになっていない場合、これを完全にオンにし、モータ２２０を始動させる。ボタン６０２の作動に応答した装置２００の電力投入６１０は、モータ２２０を始動するために始動信号をスタータに送ることを含んでもよい。
【００６９】
装置２００の電力投入６１０時に、格納式ライン案内システムは中立状態６１２にある。中立状態では、ライン２２４の動きによる装置２００の移動制御は、ディスエーブルされている。したがって、中立状態６１２にあるときには、駆動車輪２０６、２０８、２１０、および２１２には動力は供給されず、装置２００は動いておらず、操作部２０２によるライン２２４の動きは装置２００の移動には何の効果もない。
【００７０】
操作部２０２は、制御ボタン６０４を作動させて、格納式ライン案内システムを関与させる。つまり、ボタン６０４の作動に応答して、格納式ライン案内システムは、中立状態６１２から関与状態６１６に移行する（６１４）。関与状態６１６では、格納式ライン案内システムを用いて、本明細書において記載した態様で装置２００の移動を制御する。つまり、関与状態６１６にあるとき、操作部２０２によるライン２２４の動きを用いて、装置２００の移動方向および移動速度を制御する。
【００７１】
既に論じたが、自己推進装置２００の移動速度は、監視されたライン２２４の伸長長と選択長との間において判定された差に基づいて、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムによって調節される。選択長は、操作部２０２によって調節することができない設定長とするとよい。しかしながら、好ましくは、装置２００を用いる度に、選択長を自動的に確定する。このように、選択長は、異なる操作部２０２および／または異なる動作状態に合わせて自動的に適応され、装置２００を用いる毎に、操作部２０２にとって最も快適な選択長が確定されるようにする。例示的な実施形態によれば、選択長は、ボタン６０４が作動されて関与状態６１６に入る時点における、ライン２２４の現在の伸長長として、操作部２０２によって確定するとよい。
【００７２】
既に論じたように、自己推進装置２００の移動方向は、監視されたライン２２４の角度と選択角度との間において判定された差に基づいて、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムによって調節される。先に論じたように、選択角度は、好ましくは、自己推進装置２００の直線前進移動の垂直方向(normal direction)に平行な線に関して０に設定するとよい。あるいは、選択角度は、選択長を確定することについて説明したばかりのプロセスと同様のプロセスを用いて、操作者によって自動的に確定してもよい。これは、操作者によっては有用な便益が得られることもある。例えば、操作者の中には、装置２００の直後の位置からではなく、装置２００の後方でその左側２１４または右側２１６のいずれかの位置から自己推進装置２００を案内することを好む者もいる。操作部２０２によって、選択角度を確定させることによって、このような好みを、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムによって受け入れることができることになる。例示的な実施形態によれば、選択角度は、ボタン６０４が作動されて関与状態６１６に入る時点におけるライン２２４の現行角度として、操作部２０２によって確定してもよい。
【００７３】
操作部２０２は、任意の時点において、制御ボタン６０６を作動させることによって、格納式ライン案内システムを関与状態６１６から中立状態６１２に戻すことができる。つまり、ボタン６０６の作動に応答して、格納式ライン案内システムは、関与状態６１６から逆に中立状態６１２に移行する（６１８）。
【００７４】
中立状態６１２から、操作部２０２による制御ボタン６０８の作動によって停止させることができる。制御ボタン６０８の作動に応答して、モータ２２０をオフに切り換え、格納式ライン案内システムをオフに切り換える、または格納式ライン案内システムを、先に論じたような、活動低下およびエネルギ消費低下の状態に戻すことによって、装置２００の電力を遮断することができる（６２０）。次いで、操作部２０２によってライン２２４を解放することができ、先に説明したテンション・メカニズムの動作によって、自動的に筐体２２６内に引き込ませる。
【００７５】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置のための他の起動および制御下停止(controlled shut-down)の手順７００について、図７の状態図を参照しながら説明する。この例では、装置２００の起動および制御下停止は、操作部２０２によるライン２２４の動きのみによって制御される。
【００７６】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いる自己推進装置２００の使用を開始するために、操作部２０２は、ハンドル２３２によってライン２２４を把持し、筐体２２６からライン２２４を伸長させる。ライン２２４が操作部２０２によって伸長されると、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムが、先に説明したような態様でというようにして、ライン２２４の伸長長を監視する。格納式ライン案内システムは、監視したライン２２４の長さを、予め確定されている開始長と比較する。この予め確定されている開始長は、自己推進装置２００の通常動作の間におけるライン２２４の典型的な伸長長よりも短いが、モータ２２０を始動する前に操作部２０２が装置２００から安全な距離にあるように十分に長く選択するとよい。監視されたライン２２４の長さが開始長と一致するまたはこれを超過すると判定された場合、格納式ライン案内システムは装置２００の電力を投入する（７０２）。つまり、この場合、選択された開始長よりも多く筐体２００からライン２２４を伸長させることは、電力投入命令と解釈される。装置２００の電力投入７０２は、格納式ライン案内システムが未だオンに切り換えられていない場合には、これを完全にオンに切り換え、モータ２００を始動するための始動信号をスタータに送ることによるというようにして、モータ２２０を始動させることを含むことができる。
【００７７】
装置２００の電力投入（７０２）時に、格納式ライン案内システムは中立状態７０４にある。先に論じたように、中立状態７０４において、装置２００は動作しておらず、操作部２０２によるライン２２４の動きは、装置２００の通常動作の間に行うようには、装置２００の移動速度および移動方向を制御しない。しかしながら、中立状態７０４では、操作部２００によるライン２２４の動作は、検出および監視され続けている。この場合、操作部２００によるライン２２４の動きを用いて、制御命令を格納式ライン案内システムに供給することができる。
【００７８】
例示的な実施形態によれば、格納式ライン案内システムを関与させるために、即ち、中立状態７０４から関与状態７０８に移行させる（７０６）ために、操作部２００はライン２２４を垂直方向および水平方向に定められたパターン７１０で動かす。この例では、パターン７１０は、矢印７１２によって示されるようにライン２２４を垂直方向上方に動かし、次いで矢印７１４によって示されるように、ライン２２４を前後対角線方向にあるパターンで動かすことを含む。中立状態７０４から関与状態７０８に移行させる（７０６）ために用いられるパターン７１０の部分７１４は、人によっては、「ｅｎｇａｇｅ」（関与）を意味する大文字「Ｅ」の定式化バージョンを表すと見なすことができる。中立状態７０４から関与状態７０８への移行（７０６）の制御命令を提示するためには、任意の他のライン動きパターンを用いてもよい。先に論じたように、関与状態７０８にあるとき、自己推進装置２００の移動を制御するために格納式ライン案内システムを関与させ、装置２００の移動方向および移動速度を制御するために操作部２０２によるライン２２４の動きを用いるようにする。
【００７９】
例示的な実施形態によれば、ライン２２４の選択長および／または選択角度は、ライン２２４をパターン７１０にしたがって動かして関与状態７０８に入る時点における、ライン２２４の現行長および水平角度として、操作部１０２によって確定することができる。あるいは、格納式ライン案内システムは、中立状態７０４に入るときに、ライン２２４が操作部２０２によって固定位置に保持される期間を監視することもできる。中立状態７０４に入るときに、ライン２２４が、選択された保持期間しきい値よりも長い間固定位置に保持されている場合、格納式ライン案内システムは、ライン２２４の現行の伸長長および選択角度が、所望の選択長および選択角度に対応すると想定することができ、この選択長および選択角度を、次に、ライン２２４の現在監視中の伸長長および水平角度に設定することができる。
【００８０】
操作部２０２は、任意の時点において、定められたパターン７１６にしたがってライン２２４を動かすことによって、格納式ライン案内システムを関与位置から中立位置に戻すことができる。つまり、定められたパターン７１６にしたがったライン２２４の動きに応答して、格納式ライン案内システムは関与状態７０８から中立状態７０４に移行する（７１８）。この例では、パターン７１６は、矢印７２０が示すように、垂直上方にライン２２４が動き、次いで対角線方向下方にライン２２４が動き、次いで、矢印７２２が示すように、垂直上方に動く区間を含み、これによって、大文字の「Ｎ」を表すパターンにしたがってライン２２４の遠端を動かす。勿論、関与状態７０８から中立状態７０４への移行７１８の制御命令を提示するためには、任意の他のパターンも用いることができる。
【００８１】
中立状態７０４から、操作部２００がライン２２４を解放することによって、装置２００を停止することができる。ライン２２４を解放すると、先に説明したテンション・メカニズムの動作によって、ライン２２４は自動的に筐体２２６に引き込められる。格納式ライン案内システムは、ライン２２４が筐体２２６に引き込まれる際に結果的に生ずるライン２２４の伸長長の急激で著しい短縮から、ライン２２４の解放を検出することができる。ライン２２４の解放に応答して、モータ２２０を停止し、格納式ライン案内システムをオフに切り換えるか、または格納式ライン案内システムを、先に述べたような、活動低下およびエネルギ消費低下の状態に戻すことによって、装置２００の電力を遮断する（７２４）ことができる。
【００８２】
例示的な実施形態によれば、前述のように、水平および垂直面双方におけるライン２２４の動きの検出および監視に備えることによって、操作部２００は、ライン２２４を用いて定められたパターンまたは「エア・ライティング」(air writing)にしたがってライン２２４を動かすことによって、制御命令を格納式ライン案内システムに供給することができる。制御パターン７１０および７１６は、このような「エア・ライティング」を用いてガイダンス・システムに供給することができる制御命令の例であるが、任意の他の所望のパターンを用いても、任意の他の所望の制御命令をガイダンス・システムに供給することができる。
【００８３】
「エア・ライティング」を用いたガイダンス・システムの制御命令に備えるために、操作部２０２が命令をガイダンス・システムに示すことを意図するラインの動きと、操作部２０２が自己推進装置２００の移動方向および移動速度を制御することを意図するラインの動きとの間で区別することが必要な場合もある。これは、特に、ガイダンス・システムが関与状態７０８にある間にライン動きを用いて「エア・ライティング」によって供給される命令の場合に言える。何故なら、関与状態７０８にある間、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムは、操作部２０２によるライン２２４の動きに応答して、装置２００の移動方向および移動速度を能動的に制御しているからである。
【００８４】
「エア・ライティング」命令を他の制御ライン動きと区別するために、このような命令は、格納式ライン案内システムに注意させる、ある方向への素早いまたは急激なライン動きから開始して、今後のライン動きは「エア・ライティング」命令として解釈するのであって、通常のガイダンス制御として解釈するのではないことを示すとよい。例えば、急激な上方ライン動き７１２および７２０は、既に説明したライン動きパターン７１０および７１６の開始を示すことができ、したがって後続のライン動き７１４および７２２をガイダンス制御として解釈しない。「エア・ライティング」の開始を示す「注意」ライン動きは、ある種のしきい値を超過するライン２２４の伸長長および／または角度における任意の変化率として定めることができる。好ましくは、これらのしきい値は、１２インチ以上というような、ライン２２４の遠端の比較的大きな動きのみに応答して考慮される。それよりも小さなライン２２４の動きは、無視するか、またはガイダンス制御について通常の態様で解釈する。つまり、大きく素早いライン２２４の動きのみが、このような「注意」動きとして解釈される。このような動きは、殆どの正常動作状態下において自己推進装置２００の速度および移動を制御するために操作部が用いる可能性は低い。
【００８５】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて自己推進装置を案内するための動作手順８００を、図８のフローチャートに示す。この例では、プロセス８００は図５における動作ステップ５０４の例である。プロセス８００は、例示的な実施形態による格納式ライン案内システムが、既に説明した関与状態６１６または７０８にあるときにはいつでも用いることができる。プロセス８００を説明するに当たって、図２および図３も参照する。
【００８６】
自己推進装置２００の動作中、操作部２０２はライン２２４を動かして、装置２００の移動速度および移動方向を変化させる（ステップ８０２）。例えば、ステップ８０２は、ライン２２４を引っ張ってライン２２４の伸長長を増大させることを含むことができ、ライン２２４を筐体２２６内に引き込ませる、および／またはライン２２４を水平面における左側３００または右側３０６に動かす。
【００８７】
ライン２２４の伸長長は、前述したような態様でというようにして、監視される（ステップ８０４）。ライン２２４の伸長長を、選択長と比較する（ステップ８０６）。監視された長さが選択長未満である場合（ステップ８０８）、自己推進装置２００を制御して、順方向２３４への装置の移動を加速させる（ステップ８１０）。例えば、ステップ８１０は、最大前方運動速度まで、選択された量またはステップずつ前方運動速度を上昇させること、または後方運動速度を低下させることを含むことができる。監視された長さが選択長よりも大きい場合（ステップ８１２）、自己推進装置２００を制御して、前方方向への装置の移動を減速させる（ステップ８１４）。例えば、ステップ８１４は、個々の装置２００に利用可能な速度制御に応じて、最大後方運動速度または停止まで、選択された量またはステップずつ前方運動速度を低下させること、または後方運動速度を上昇させることを含むことができる。
【００８８】
水平面におけるライン２２４の角度を、先に述べた態様でというようにして、監視する（ステップ８１６）。監視したライン２２４の角度を、選択角度と比較する（ステップ８１８）。監視角度が選択角度の左側３００に変位したとき（ステップ８２０）、前述の方向に向きを変えるように自己推進装置２００を制御する（ステップ８２２）。例えば、ステップ８２２は、装置２００の方向を右３０２に案内するために、車輪を回転させることを含むことができる。監視角度が選択角度の右側３０６に変位したとき、前述の方向に向きを変えるように自己推進装置２００を制御する（ステップ８２６）。例えば、ステップ８２６は、装置２００の方向を左３０４に案内するために、車輪を回転させることを含むことができる。尚、ステップ８２２および８２６において実施される回転の大きさまたは度合いは、ライン２２４の監視角度とステップ８１８において決定された選択角度との間の差の度合いまたは大きさに比例するとよいことを記しておく。
【００８９】
一連のステップ８０４から８１４によって実現される速度制御機能、および一連のステップ８１６から８２６によって実現される方向制御機能は、好ましくは、同時に行って、例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いて、同時速度および方向制御を行う。一連のステップ８０４から８１４によって実現される速度制御機能、および一連のステップ８１６から８２６によって実現される方向制御機能は、連続プロセスとして実行しても、操作部２０２によるライン２２４の動きに対するガイダンス・システムの応答性に悪影響を及ぼさないように、十分速い繰り返し速度で周期的に実行してもよい。更に、一連のステップ８０４から８１４によって実現される速度制御機能、および一連のステップ８１６から８２６によって実現される方向制御機能は、プロセスにおける然るべき時点で、ヒステリシス、しきい値、または他の概念を用いて、操作部２０２が自己推進装置２００の移動速度または移動方向の変化を生ずる結果になることを意図しないような、ライン２２４の偶発的な動きまたは小さい動きに対する格納式ライン案内システムの過剰応答性を防止するとよい。
【００９０】
例示的な実施形態による格納式ライン案内を用いた自己推進装置のための緊急停止手順９００を、図９のフロー・チャートに示す。プロセス９００を説明するに当たり、図２および図３も参照する。プロセス９００は、図８のプロセスと同時に実行してもよく、２つのプロセスの一部のステップが重複してもよい。
【００９１】
自己推進装置２００の動作中、操作部２０２は、ライン２２４の動きを制御するか、またはライン２２４の動きの制御を失うこともあり得る（ステップ９０２）。例えば、ステップ９０２は、操作部２０２がライン２２４を素早く引き戻す、即ち、ぐいっと引っ張る(jerking)ことを含むこともできる。また、ステップ９０２は、操作部が、ラインを落としたことによるというように、ライン２２４の制御を失ったときに、テンション・メカニズムによってライン２２４に動きが付与され、ライン２２４を素早く筐体２２６内に引き戻させることを含むこともできる。例示的な実施形態によれば、記載した出来事の双方は、緊急停止状態を示し、自己推進装置２００の動作を停止し、モータ２２０を停止すべきことを示すことができる。前者の場合は、制御された緊急停止を表す。即ち、操作部２０２による反射的動作よりも少し素早く遂行することができる、操作部制御の下における遮断を表す。後者の場合は、自動緊急停止を表すことができ、操作部２０２が装置２００の制御を失ったことに応答して、装置２００を自動的に停止する。
【００９２】
前述したような態様でというようにして、ライン２２４の伸長長を監視する（ステップ９０４）。監視されたライン２２４の長さが、緊急停止しきい値速度を超える速度で変化するか否か判定する（ステップ９０６）。監視されたライン長の変化速度が緊急停止しきい値を超過しない限り、正常な動作を続けることができる。監視されたライン長の変化速度が緊急遮断しきい値を超過する場合、自己推進装置２００の動作は、格納式ライン案内システムによって自動的に停止される（ステップ９０８）。例えば、ステップ９０８は、装置２００のあらゆる移動を停止すること、および／またはモータ２２０を停止することを含むことができる。ステップ９０６は、停止が示されたか否か判断するために、同じまたは異なるライン長変化速度しきい値を用いて、ライン２２４が伸長されているときに、制御された停止を実現することができ、そしてライン２２４が引き込まれているときに、緊急停止を実現することができる。
【００９３】
図示した異なる実施形態におけるフローチャートおよびブロック図は、異なる有利な実施形態における装置および方法に可能な一部の実施態様のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、および／または動作またはステップの区分を表すことができる。代替実施態様の中には、ブロックに記されている機能または複数の機能が、図に記された順序では実行されない場合もある。例えば、場合によっては、連続して示される２つのブロックが実質的に同時に実行されることもあり、また関与する機能に応じて、ブロックが逆の順序で実行されることもある。また、フローチャートまたはブロック図において図示したブロックに加えて、他のブロックが追加されてもよい。
【００９４】
異なる有利な実施形態の記載は、例示および説明を目的として提示したのであって、網羅的であることも、実施形態を開示した形態に限定することを意図するのではない。多くの変更および変容も当業者には明白であろう。更に、異なる実施形態は、他の実施形態と比較して、異なる利点を提供することができる。開示された実施形態は、本発明の原理、実用的用途を最良に説明するため、そして当業者が、想定される個々の使用に適するような種々の変更を加えた種々の実施形態に合わせて、本発明を理解することが可能となるために、選定し説明したのである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011170853.tif 000010
【図９】
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【外国語明細書】
2011170853000001.pdf