(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ボックスに設けられたジョイスティックの傾倒に伴う操作信号によって左右の駆動輪の回転駆動を各々制御して前後進及び旋回する自走式ロボットの操作装置において、
任意の傾倒方向及び傾斜角が得られるように揺動自在に基端が支持されたジョイスティックを有する操作ボックスと、
上記ジョイスティックの傾倒方向及び傾斜角に相応する操作ボックスからの操作信号に従って駆動制御せしめられる左右の駆動輪を有する自走式ロボットとを備え、
上記ジョイスティックの傾倒方向によって上記左右それぞれの駆動輪の複数の回転数比及び回転方向が決定される複数の動作区分が選択され、
該動作区分は、
上記ジョイスティックの傾倒によって上記左右の駆動輪を同一回転速度で前進方向に回転駆動する前進位置と、
該前進位置と離反する方向へのジョイスティックの傾倒によって上記左右の駆動輪を同一回転速度で後進方向に回転駆動する後進位置と、
上記前進位置の一側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して前進による右旋回せしめる右前旋回領域と、
上記前進位置の他側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して前進による左旋回せしめる左前旋回領域と、
上記後進位置の一側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して後進による右旋回せしめる右後旋回領域と、
上記後進位置の他側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して後進による左旋回せしめる左後旋回領域と、
上記右前旋回領域に連続して該位置への上記ジョイスティックの傾倒によって左側駆動輪が前進方向に右側駆動輪が後進方向に等速で回転して右方向にスピンする右スピン位置と、
上記左前旋回領域に連続して該位置への上記ジョイスティックの傾倒によって右側駆動輪が前進方向に左側駆動輪が後進方向に等速で回転して左方向にスピンする左スピン位置と、
上記右スピン位置と上記右後旋回領域との間に配置され、該右スピン位置から該右後旋回領域への上記ジョイスティックの傾倒によって上記スピン状態のまま次第に回転速度を減少させる右スピン減衰領域と、
上記左スピン位置と上記左後旋回領域との間に配置され、該左スピン位置から該左後旋回領域への上記ジョイスティックの傾倒によって上記スピン状態のまま次第に回転速度を減少させる左スピン減衰領域と、
を備えたことを特徴とする自走式ロボットの操縦装置。
【請求項２】
上記右前旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記前進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に左側駆動輪の回転速度に対する右側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、
上記左前旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記前進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に右側駆動輪の回転速度に対する左側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、
上記右後旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記後進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に左側駆動輪の回転速度に対する右側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、
上記左後旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記後進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に右側駆動輪の回転速度に対する左側駆動輪の回転速度の比が減少制御されることを特徴とする請求項１に記載の自走式ロボットの操縦装置。
【請求項３】
上記右前旋回領域及び右後旋回領域と上記左前旋回領域及び左後旋回領域が前進位置及び後進位置を介して対向配置され、
上記右スピン位置と右後旋回領域との間に、該位置への上記ジョイスティックの傾倒にかかわらず左右の駆動輪が停止する停止領域と、
上記左スピン位置と左後旋回領域との間に、該位置への上記ジョイスティックの傾倒にかかわらず左右の駆動輪が停止する停止領域とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式ロボットの操縦装置。
【請求項４】
上記ジョイスティックに前進位置の傾倒方向による動作指令を前進と後進のいずれかに判断するジョイスティック指令規制手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の自走式ロボットの操縦装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式ロボットの操縦装置に関し、特にジョイスティックの傾倒により操作する自走式ロボットの操縦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば清掃ロボット等の自走式ロボットは、左右の駆動輪及び自在キャスタを有し、駆動輪の回転駆動によって床面上等を走行するようになっており、自走式ロボットには、全体の動作を制御するＣＰＵ等を有する制御部が設けられ、この制御部に受信機を接続すると共に、制御部に予め設定された制御則に従って左右の駆動輪を回転駆動するための左右のモータが接続されている。
【０００３】
この自走式ロボットの操縦は、操作ボックスからの操作信号によって行われ、この操作ボックスには左右の各駆動輪に各々対応する２本のジョイスティックが設けられ、各ジョイスティックが起立位置において対応する各駆動輪が停止状態に維持される。各ジョイスティックをこの起立位置より前方に傾倒せしめると、この傾斜角の増加に従って対応する駆動輪の前進方向の回転速度が大きくなり、後方に傾倒する傾斜角の増加に従って対応する駆動輪の後進方向の回転速度が増加するように設定されている。
【０００４】
即ち、作業者は左右の各ジョイスティックを各々左右の手によって握持し、両方のジョイスティックを前方に共に傾倒することによって左右の駆動輪が前方方向に回転駆動されて走行式ロボットが前進すると共に、左右のジョイスティックの前倒時の傾斜角の差によって左右の駆動輪の回転速度に差が与えられて前進しつつ右或いは左に旋回走行する。同様に左右のジョイスティックを共に後方に傾倒することによって走行式ロボットが後進すると共に、左右のジョイスティックの後倒時の傾斜角の差によって後進しつつ旋回走行する。
【０００５】
また、一方のジョイスティックを前方に傾倒し、同時に他方のジョイスティックを後方に傾倒することによって左右の駆動輪が互いに逆方向に回転駆動されて走行式ロボットがスピン、即ちその位置で回転せしめられる。
【０００６】
なお、清掃ロボットの場合には床面を清掃するための清掃ブラシ等を有する自動清掃機能等を備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記２本のジョイスティックによる走行式ロボットの操縦によると、左右の駆動輪に対応する各ジョイスティックの傾倒操作によって走行ロボットを前進、後進、左右への旋回及びスピン等の各動作を操作ボックスからの遠隔操作によって行うことができる。
【０００８】
しかし、各ジョイスティックの前倒及び後倒によって前進、後進及びその速度を調整すると共に、左右のジョイスティックの傾倒角の差による左右の駆動輪の回転速度差を調整することによって旋回時の速度及び旋回半径を調整することから、作業者による左右のジョイスティックの均衡がとれた滑らかな傾倒操作が余儀なくされる。この作業者の両手による均衡のとれた円滑なジョイスティックの操縦には作業者の熟練と、作業者の細心な操縦操作が要求される。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、走行ロボットの円滑な操縦が容易に行え得る自走式ロボットの操縦装置を提供することにある。
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載の自走式ロボットの操縦装置の発明は、操作ボックスに設けられたジョイスティックの傾倒に伴う操作信号によって左右の駆動輪の回転駆動を各々制御して前後進及び旋回する自走式ロボットの操作装置において、任意の傾倒方向及び傾斜角が得られるように揺動自在に基端が支持されたジョイスティックを有する操作ボックスと、上記ジョイスティックの傾倒方向及び傾斜角に相応する操作ボックスからの操作信号に従って駆動制御せしめられる左右の駆動輪を有する自走式ロボットとを備え、上記ジョイスティックの傾倒方向によって上記左右それぞれの駆動輪の複数の回転数比及び回転方向が決定される複数の動作区分が選択され、該動作区分は、上記ジョイスティックの傾倒によって上記左右の駆動輪を同一回転速度で前進方向に回転駆動する前進位置と、該前進位置と離反する方向へのジョイスティックの傾倒によって上記左右の駆動輪を同一回転速度で後進方向に回転駆動する後進位置と、上記前進位置の一側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して前進による右旋回せしめる右前旋回領域と、上記前進位置の他側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して前進による左旋回せしめる左前旋回領域と、上記後進位置の一側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して後進による右旋回せしめる右後旋回領域と、上記後進位置の他側に連続して配置され、上記ジョイスティックの傾倒によって左右の駆動輪に回転速度差を付与して後進による左旋回せしめる左後旋回領域と、上記右前旋回領域に連続して該位置への上記ジョイスティックの傾倒によって左側駆動輪が前進方向に右側駆動輪が後進方向に等速で回転して右方向にスピンする右スピン位置と、上記左前旋回領域に連続して該位置への上記ジョイスティックの傾倒によって右側駆動輪が前進方向に左側駆動輪が後進方向に等速で回転して左方向にスピンする左スピン位置と、上記右スピン位置と上記右後旋回領域との間に配置され、該右スピン位置から該右後旋回領域への上記ジョイスティックの傾倒によって上記スピン状態のまま次第に回転速度を減少させる右スピン減衰領域と、上記左スピン位置と上記左後旋回領域との間に配置され、該左スピン位置から該左後旋回領域への上記ジョイスティックの傾倒によって上記スピン状態のまま次第に回転速度を減少させる左スピン減衰領域と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によると、ジョイスティックの傾倒によって自走式ロボットは直線状に前進する前進位置と、直線状に後進する後進位置と、前進しつつ右に旋回する右前旋回領域と、前進しつつ左に旋回する左前旋回領域と、後進しつつ右旋回する右後旋回領域と、後進しつつ左に旋回する左後旋回領域が選択でき、かつ前進しつつ旋回する左右の前旋回領域が前進位置に連続配置され、後進しつつ旋回する左右の後旋回領域が各々後進位置に連続配置されることから、関連した前進と前進しつつの旋回及び後進と後進しつつの旋回が連続的に違和感なく容易に行える。また、右前旋回領域に連続して同方向に回転する右スピン位置が配置され、かつ左前旋回領域に連続して同方向に回転する左スピン位置が配置されることから右前旋回から右スピンに、また左前旋回から左スピンに連続的に違和感なく円滑に移行できる。更に、右スピン位置からジョイスティックの傾倒によりスピン状態のまま次第に回転速度を減少させる右スピン減衰領域と、左スピン位置からジョイスティックの傾倒によりスピン状態のまま次第に回転速度を減少させる左スピン減衰領域により、ジョイスティックの傾倒が増加或いは減少するよう後方に回動することによってスピン速度が減少して停止せしめられスピン速度を違和感なく調整することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の自走式ロボットの操縦装置において、上記右前旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記前進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に左側駆動輪の回転速度に対する右側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、上記左前旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記前進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に右側駆動輪の回転速度に対する左側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、上記右後旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記後進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に左側駆動輪の回転速度に対する右側駆動輪の回転速度の比が減少制御され、上記左後旋回領域は、上記ジョイスティックの傾倒方向が上記後進位置から移行するに従って左右の駆動輪が等速から次第に右側駆動輪の回転速度に対する左側駆動輪の回転速度の比が減少制御されることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によると、前進位置から右前旋回領域及び左前旋回領域に円滑に移行でき、かつジョイスティックが前進位置から離れるに従って次第に旋回半径が減少せしめられ、同様に後進位置から右後旋回領域及び左後旋回領域に円滑に移行でき、かつジョイスティックが後進位置から離れるに従って次第に旋回半径が減少せしめられることから違和感のない円滑な走行がもたらされる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の自走式ロボットの操縦装置において、上記右前旋回領域及び右後旋回領域と上記左前旋回領域及び左後旋回領域が前進位置及び後進位置を介して対向配置され、上記右スピン位置と右後旋回領域との間に、該位置への上記ジョイスティックの傾倒にかかわらず左右の駆動輪が停止する停止領域と、上記左スピン位置と左後旋回領域との間に、該位置への上記ジョイスティックの傾倒にかかわらず左右の駆動輪が停止する停止領域とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によると、互いに回転方向が異なる右スピン位置と右後旋回領域及び、左スピン位置と左後旋回領域が停止領域によって明確に区画され、異なる基調の動作区分が連続して行われることが回避されて操縦が違和感なく行われる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の自走式ロボットの操縦装置において、上記ジョイスティックに前進位置の傾倒方向による動作指令を前進と後進のいずれかに判断するジョイスティック指令規制手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によると、ジョイスティックの傾倒領域にとらわれずに前進と後進の２方向で自走式ロボットの直進走行を制御できるので、左右の前旋回領域及び左右の後旋回領域への移行が防止されて安定した状態での前進及び後進走行がもたらされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自走式ロボットの操縦装置の実施の形態を、自走式ロボットが清掃ロボットの場合を例に図１乃至図６によって説明する。
【００２３】
図１は清掃ロボット１の概略を示す平面図である。清掃ロボット１は、左右の駆動輪２ａ、２ｂ及び自在キャスタ３ａ、３ｂを有し、駆動輪２ａ、２ｂの回転駆動によって床面上を走行するようになっており、操縦ボックス１０との間で信号を授受する受信器４を備えている。
【００２４】
図２は、清掃ロボット１の要部回路構成を示すブロック図である。清掃ロボット１には、全体の動作を制御するＣＰＵ等を有する制御部５が設けられ、この制御部５に上記受信器４を接続すると共に、左右のドライバ６ａ、６ｂを介して左右の駆動輪２ａ、２ｂを回転駆動するための左右のモータ７ａ、７ｂが接続されている。
【００２５】
なお、清掃ロボット１は、上記の他に床面を清掃するための清掃ブラシ等を有する自動清掃機能等を備えているが、それらの詳細は、例えば特開平４−２６０９０５号公報や特開平９−２０６２５８号公報に記載されているのでここでは説明を省略する。
【００２６】
一方操縦ボックス１０は、片手での操作を可能にすべく一本のジョイスティック１１及び、このジョイスティック１１の基端０を揺動中心として傾倒させた傾斜角及び平面視状態における傾倒方向を検出する位置検出手段を有し、位置検出手段により検出された検出値が操作信号として受信器４に送信され、この操作信号に基づいて制御部５による制御則に従って左右のドライバ６ａ、６ｂを介して左右のモータ７ａ、７ｂによって左右の駆動輪２ａ、２ｂが回転駆動せしめられる。
【００２７】
これらの動作を行うための駆動輪２ａ、２ｂの速度データは、図３に示すようにジョイスティック１１の頂点部の点Ｐを平面状に射影した時の点Ｑの座標データテーブルの座標と対応せしめられる。
【００２８】
ジョイスティック１１を傾倒した時の傾斜角、即ち傾倒量が増加するに従って走行速度が大きくなるように制御される。また、ジョイスティック１１の揺動中心Ｏを中心とするジョイスティック１１の傾倒方向、即ち平面視状態におけるジョイスティック１１の傾倒方向（操作角）に相応して清掃ロボット１が前進、前進しつつの右旋回或いは左旋回、後進、後進しつつの右旋回或いは左旋回、右或いは左方向のスピン等が行われる。
【００２９】
これらの動作を図４乃至図６によって詳細に説明する。図４は操縦ボックス１０に設けられるジョイスティック１１の操作角の変化に従う清掃ロボット１の動作状態の説明図、図５はジョイスティック１１の操作角に伴う左右の駆動輪２ａ、２ｂの回転駆動状態を示す説明図、図６は最大の左右の駆動輪２ａ、２ｂの速度を示すグラフである。
【００３０】
次に、ジョイスティック１１の操作角に相応して配置される各動作区分について説明する。
【００３１】
図４乃至図６に説明の便宜上、清掃ロボット１が前進時におけるジョイスティック１１の揺動中心Ｏからの操作角θが０°の位置を操縦ボックス１０の前方とし、該位置揺動中心Ｏを中心に図示右側に移行するに従って操作角θが増加し、後進時における操作角を前進位置Ｆと離反する位置１８０°と仮定する。
【００３２】
ジョイスティック１１の操作角θが０°の位置に前進位置Ｆが設定され、操作角θが１８０°の位置に後進位置Ｒが設定される。この前進位置Ｆから操作角θの増大に従って、順に前進位置Ｆの一側に連続する右前旋回領域ＦＲ、操作角θが９０°の位置に右前旋回領域ＦＲの他方に連続する右スピン位置ＲＳ、右スピン位置ＲＳから操作角θが１１０°の範囲に右スピン減衰領域ＲＳａ、操作角θが１１０°から１３５°の範囲に停止領域Ｎが設定され、停止領域Ｎと後進位置Ｒとの間に後進位置Ｒの一側に連続して右後旋回領域ＲＲが設定されている。
【００３３】
同様に、前進位置Ｆから操作角θの減少に従って、順に前進位置Ｆの他側に連続する左前旋回領域ＦＬ、操作角θが２７０°の位置に左前旋回領域ＦＲの他方に連続する左スピン位置ＬＳ、左スピン位置ＬＳから操作角θが２５０°の範囲に右スピン減衰領域ＬＳａ、操作角θが２５０°から２２５°の範囲に停止領域Ｎが設定され、停止領域Ｎと後進位置Ｒとの間に後進位置Ｒの他側に連続して左後旋回領域ＲＬが設定されている。
【００３４】
図４及び図５に示す操作角θが０°の位置である前進位置Ｆにジョイスティック１１を傾倒、換言すると前方に倒すことによって、その傾斜角の増加に伴う操縦ボックス１０からの操作信号に基づいて制御装置５の制御則に従って、左右の駆動輪２ａ及び２ｂが同一回転速度で前進方向に回転駆動されて直線状に前進せしめられる。
【００３５】
ジョイスティック１１の操作角θが前進位置Ｆから増大する右前旋回領域ＦＲにおいては、操縦ボックス１０からの操作信号に基づいて制御装置５の制御則に従って、左側の駆動輪２ａの前進方向の回転速度に対して右側の前進方向の回転速度の比が減少制御されて清掃ロボット１は前進しつつ右側に旋回する。
【００３６】
この旋回は、ジョイスティック１１の操作角θが増大するに従って、その操作角θの増大に比例して前進位置Ｆから他方に移行するに従って同一回転速度から次第に左側の駆動輪２ａの回転速度に対して右側の駆動輪２ｂの回転速度の比が減少制御される。その結果、ジョイスティック１１の操作角θの増大に伴って旋回半径が減少制御される。
【００３７】
操作角θが４５°において右側の駆動輪２ｂの回転が停止し、更に、ジョイスティック１１の操作角θを増大せしめると、その増加に従って右側の駆動輪２ｂが後進方向に回転駆動され、次第にその回転速度が増大せしめられる。その結果左右の駆動輪２ａ、２ｂが逆回転方向に駆動して旋回半径の減少が確保される。
【００３８】
右前旋回領域ＦＲに連続するジョイスティック１１の操作角θが９０°の位置、即ちジョイスティック１１を右に倒す右スピン位置ＲＳにおいては、左側駆動輪２ａの前進方向の回転速度と、右側駆動輪２ｂの後進方向の回転速度が等しく制御され、その位置で右方向に回転する右スピンがなされる。
【００３９】
右スピン位置ＲＳから操作角θを増加させると、右スピン減衰領域ＲＳａに移行し、この操作角θの増加に従って左右の駆動輪２ａ及び２ｂの回転速度が次第に減少せしめられて、操作角θが１１０°に達した位置で左右の駆動輪２ａ及び２ｂが停止せしめられる。即ちジョイスティック１１の操作角θの増大に伴ってスピン速度が次第に減速して１３５°にて停止する。
【００４０】
ジョイスティック１１の操作角θが１１０°と１３５°との間、即ち、停止領域Ｎにおいてはジョイスティック１１の傾倒にかかわらず左右の駆動輪２ａ及び２ｂは共に停止した状態に保持される。
【００４１】
操作角θが１８０°である後進位置Ｒにジョイスティック１１を傾倒、換言するとジョイスティック１１を手前に倒すことによって、制御部５の制御則に従って、左右の駆動輪２ａ及び２ｂが同一回転速度で後進方向に回転駆動されて直線状に後進せしめられる。
【００４２】
ジョイスティック１１の操作角θを後進位置Ｆから減少する右後旋回領域ＲＲにおいては、制御部５の制御則に従って左側の駆動輪２ｂの後進方向の回転速度に対して右側の後進方向の回転速度の速度比が減少制御されて清掃ロボット１は後進しつつ右側に旋回する。
【００４３】
この旋回は、ジョイスティック１１の操作角θが減少するに従って、その操作角θの減少に比例して後進位置Ｒから他方に移行するに従って同一回転速度から次第に左側の駆動輪２ａの回転速度に対して右側の駆動輪２ｂの回転速度の比が減少制御され、ジョイスティック１１の操作角θの減少に伴って旋回半径が減少制御されて、操作角θが１３５°において左右の駆動輪２ａ及び２ｂの回転が停止する。
【００４４】
同様に、ジョイスティック１１の操作角θを後進位置Ｆから増加する左後旋回領域ＲＬにおいては、右側の駆動輪２ａの後進方向の回転速度に対して左側の後進方向の回転速度の速度比が減少制御されて清掃ロボット１は後進しつつ左側に旋回する。この旋回も、ジョイスティック１１の操作角θの増加に比例して後進位置Ｒから他方に移行するに従って同一回転速度から次第に右側の駆動輪２ｂの回転速度に対して左側の駆動輪２ａの回転速度の比が減少制御され、ジョイスティック１１の操作角θの減少に伴って旋回半径が減少制御されて、操作角θが２２５°において左右の駆動輪２ａ及び２ｂの回転が停止する。
【００４５】
一方、ジョイスティック１１の操作角θが０°、換言すると３６０°である前進位置Ｆから減少する左前旋回領域ＦＬにおいては、右側の駆動輪２ａの前進方向の回転速度に対して左側の前進方向の回転速度の比が減少制御されて清掃ロボット１は前進しつつ左側に旋回する。
【００４６】
この旋回は、ジョイスティック１１の操作角θの減少に従って、その操作角θの減少に比例して前進位置Ｆから他方に移行するに従って次第に同一回転速度から右側の駆動輪２ｂの回転速度に対して左側の駆動輪２ａの回転速度の速度比が減少制御され、ジョイスティック１１の操作角θの減少に伴って旋回半径が減少制御される。操作角θが３１５°において左側の駆動輪２ａの回転が停止し、更に、ジョイスティック１１の操作角θを減少せしめると、その増加に従って左側の駆動輪２ａが後進方向に回転駆動され、次第にその回転速度が増大せしめられる。その結果、左右の駆動輪２ａ、２ｂが逆回転方向に駆動して旋回半径の減少が確保される。
【００４７】
また、左前旋回領域ＦＬの他方に連続するジョイスティック１１の操作角θが２７０°の位置、即ちジョイスティック１１を左に倒す左スピン位置ＬＳにおいては、右側駆動輪２ｂの前進方向の回転速度と、左側駆動輪２ａの後進方向の回転速度が等しく制御され、その位置で左方向に回転する左スピンがなされる。
【００４８】
左スピン位置ＬＳから操作角θを減少させると、左スピン減衰領域ＬＳａに移行し、この操作角θの減少に従って左右の駆動輪２ａ及び２ｂの回転速度が次第に減少せしめられて、操作角θが２２５°に達した位置で左右の駆動輪２ａ及び２ｂが停止せしめられる。即ちジョイスティック１１の操作角θの減少に伴ってスピン速度が次第に減速して２２５°にて停止する。
【００４９】
ジョイスティック１１の操作角θが２５０°と２２５°との間、即ち、停止領域Ｎにおいてはジョイスティック１１の傾倒にかかわらず左右の駆動輪２ａ及び２ｂは共に停止した状態に保持される。
【００５０】
更に、清掃ロボット１を前進させるためにジョイスティック１１を操作角θが０°である前進位置Ｆに傾倒させる傾倒操作する際に、ジョイスティック１１が左右に振れて右前旋回領域ＦＲ或いは左前旋回領域ＦＬに移行しても清掃ロボット１に旋回が発生するのを防止するために、同様に清掃ロボット１を後進させるためにジョイスティック１１を操作角θが１８０°である後進位置Ｆに傾倒させる傾倒操作する際にジョイスティック１１が左右に振れて右後旋回領域ＲＲ或いは左後旋回領域ＲＬに移行しても清掃ロボット１に旋回が発生するのを防止するために、ジョイスティック１１の上端に設けられた押動ボタン（図示せず）を押動した際にはジョイスティック１１の傾倒によって行われる指令を前進或いは後進にのみ規制して清掃ロボット１を直進走行させるジョイスティック指令規制手段を設ける。即ち押動ボタンを押動した際には、ジョイスティック１１を旋回、スピン、或いは停止領域に傾倒させても自走式ロボット１は、それらの動作を行わずに前後進のいずれれの側に傾倒しているのかを判断し、傾斜角による速度の選択を行い前進或いは後進する。
【００５１】
このように構成された本実施の形態の自走式ロボットの操縦装置によると、操縦ボックス１０に設けられた１本のジョイスティック１１を前進位置Ｆ或いは後進位置Ｒに傾倒することによって、制御則に従って左右の駆動輪２ａ及び２ｂが同一回転速度で前進或いは後進方向に回転駆動され、右スピン位置ＲＳ或いは左スピン位置ＬＳに傾倒することによって右方向のスピン或いは左方向のスピンがなされる。
【００５２】
より具体的に説明すると、右前旋回領域ＦＲでは、ジョイスティック１１の傾倒方向が前進位置から他方に移行するに従って左右の駆動輪２ａ、２ｂが等速から次第に左側駆動輪２ａの回転速度に対する右側駆動輪２ｂの回転速度の比が減少制御され、同様に左前旋回領域ＦＬでは、ジョイスティック１１の傾倒方向が上記前進位置Ｆから他方に移行するに従って左右の駆動輪２ａ、２ｂが等速から次第に右側駆動輪２ｂの回転速度に対する左側駆動輪２ａの回転速度の比が減少制御され、右後旋回領域ＲＲでは、ジョイスティック１１の傾倒方向が後進位置Ｒから他方に移行するに従って左右の駆動輪２ａ、２ｂが等速から次第に左側駆動輪２ａの回転速度に対する右側駆動輪２ｂの回転速度の比が減少制御され、かつ左後旋回領域ＲＬでは、ジョイスティック１１の傾倒方向が後進位置Ｒから他方に移行するに従って左右の駆動輪２ａ、２ｂが等速から次第に右側駆動輪２ａの回転速度に対する左側駆動輪２ｂの回転速度の比が減少制御されることから、前進位置Ｆから右前旋回領域ＦＲ及び左前旋回領域ＦＬに円滑に移行でき、かつジョイスティック１１が前進位置Ｆから離れるに従って次第に旋回半径が減少せしめられ、同様に後進位置Ｒから右後旋回領域ＲＲ及び左後旋回領域ＲＬに円滑に移行でき、かつジョイスティック１１が後進位置から離れるに従って次第に旋回半径が減少せしめられることから違和感のない円滑な走行がもたらされ、更に、ジョイスティック１１の傾倒操作時の傾斜角に応じて清掃ロボット１の速度が得られる。
【００５３】
従って、作業者の片手による１本のジョイスティック１１の傾倒操作によって要求に即した前後進、左右のスピン及び前進による左右の旋回及び後進による左右の旋回の均衡が保持された状態で円滑な清掃ロボット１の操作がなされる。
【００５４】
また、右スピン位置ＲＳから操作角θを増加する範囲にその操作角θの増加に伴ってスピン速度を減速させる右スピン減衰領域ＲＳａを設け、かつ左スピン位置ＬＳから操作角θを減少する範囲にその操作角θの減少に伴ってスピン速度を減速させる左スピン減衰領域ＬＳａを設けることから、ジョイスティック１１の操作角θが増加或いは減少するよう後方に回動することによってスピン速度が減速して停止せしめられスピン速度を違和感なく容易に調整することができる。
【００５５】
更に、右スピン減衰領域ＲＳａと右後旋回領域ＲＲとの間及び左スピン減衰領域ＬＳａと左後旋回領域ＲＬとの間に各々ジョイスティック１１の操作に係わらず左右の駆動輪２ａ及び２ｂが共に停止した状態に保持される不感帯となる停止領域Ｎを設けることによって、  互いに回転方向が異なる右スピン位置ＲＳと右後旋回領域ＲＲ及び、左スピン位置ＬＳと左後旋回領域ＲＬが停止領域Ｎによって明確に節度をもって区画され、両作動領域による作動が連続して行われることが回避されて操縦が違和感なく行われる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されること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、左右の前旋回領域ＦＬ、ＦＲ、左右のスピン位置ＬＳ、ＲＳ、左右のスピン減衰領域ＬＳａ、ＲＳａ、及び左右の後旋回領域ＲＬ、ＲＲ等を決定する操作角θを適宜変更することも可能であり、またジョイスティック指令規制手段をジョイスティック１１の上部に設ける押動ボタンによらず他の適宜手段に変更することも可能であり、更にまた本発明は清掃ロボットに限らず、搬送用ロボットや監視用ロボット等の自走式ロボットにも有効に適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した本発明による自走式ロボットの操縦方法によると、一本のジョイスティックの傾倒によって動作区分に応じて左右の駆動輪の回転駆動及び回転速度差が制御則に従って均衡がとれた状態で制御され、かつジョイスティックの傾斜角によって駆動輪の回転速度が制御されることから、繰り返される前後進切換及び連続する旋回半径の変化を調整しつつの円滑な旋回走行が容易に得られ、作業者の負担が大幅に軽減される。
【００５８】
特に、動作区分をジョイスティックの傾倒によって自走式ロボットは直線状に前進する前進位置と、直線状に後進する後進位置と、前進しつつ右に旋回する右前旋回領域と、前進しつつ左に旋回する左前旋回領域と、後進しつつ右旋回する右後旋回領域と、後進しつつ左に旋回する左後旋回領域が選択でき、かつ左右の前旋回領域が前進位置に連続配置され、左右の後旋回領域が各々後進位置に連続配置されることから前進と前進しつつの旋回及び後進と後進しつつの旋回が連続的に違和感なく行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自走式ロボットの操縦方法の実施の形態の概要を示す清掃ロボットの平面図である。
【図２】清掃ロボットの要部回路構成を示すブロック図である。
【図３】座標データテーブルの説明図である。
【図４】ジョイスティックの操作角の変化に従う清掃ロボットの動作状態の説明図である。
【図５】ジョイスティックの操作角に伴う左右の駆動輪の回転駆動状態を示す説明図である。
【図６】最大の左右の駆動輪の速度を示すグラフである。
【符号の説明】
１      清掃ロボット
２ａ、２ｂ      駆動輪
４      受信機
５      制御部
７ａ、７ｂ      モータ
１０      操縦ボックス
１１      ジョイスティック
θ      操作角
Ｆ      前進位置
ＦＲ      右前旋回領域
ＦＬ      左前旋回領域
ＲＳ      右スピン位置
ＲＳａ    右スピン減衰領域
ＬＳ      左スピン位置
ＬＳａ    左スピン減衰領域
Ｒ      後進位置
ＲＲ      右後旋回領域
ＲＬ      左後旋回領域
Ｎ      停止領域
【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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