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公開番号2025014441
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116998
出願日2023-07-18
発明の名称作業ロボット
出願人株式会社マキタ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G05D 1/43 20240101AFI20250123BHJP(制御;調整)
要約【課題】作業ロボットによる作業を円滑に進行させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】作業ロボットは、作業を行う作業機構と、作業ロボットを移動させる移動機構と、作業機構を駆動する作業用モータと、移動機構を駆動する移動用モータと、再充電可能であり、作業用モータおよび移動用モータに電力を供給するバッテリと、バッテリの電圧値を検出する電圧検出部と、制御部を備える。制御部は、作業用モータと移動用モータのうち少なくとも一方である対象モータについて、対象モータが動作している状態での電圧検出部の検出値を第1段階電圧値として取得し、その後に対象モータを停止させ、対象モータが停止している状態での電圧検出部の検出値を第2段階電圧値として取得する二段階取得処理と、第1段階電圧値と第2段階電圧値に基づいて作業ロボットを充電ステーションに帰還させるか否かを判定する帰還判定処理と、を実行可能に構成される。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
自律移動しながら作業を行う作業ロボットであって、
作業を行う作業機構と、
前記作業ロボットを移動させる移動機構と、
前記作業機構を駆動する作業用モータと、
前記移動機構を駆動する移動用モータと、
再充電可能であり、前記作業用モータおよび前記移動用モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの電圧値を検出する電圧検出部と、
制御部と、を備えており、
前記制御部は、
前記作業用モータと前記移動用モータのうち少なくとも一方である対象モータについて、前記対象モータが動作している状態での前記電圧検出部の検出値を第１段階電圧値として取得し、その後に前記対象モータを停止させ、前記対象モータが停止している状態での前記電圧検出部の検出値を第２段階電圧値として取得する二段階取得処理と、
前記第１段階電圧値と前記第２段階電圧値に基づいて、前記作業ロボットを充電ステーションに帰還させるか否かを判定する帰還判定処理と、を実行可能に構成されている、作業ロボット。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記電圧検出部の検出値を第１判定用電圧値として取得し、前記第１判定用電圧値が所定値以下である場合に前記二段階取得処理を実行し、前記第１判定用電圧値が前記所定値を上回る場合には前記二段階取得処理を実行しないように構成されている、請求項１の作業ロボット。
【請求項３】
前記制御部は、所定の帰還用閾値を記憶しており、
前記制御部は、前記第１段階電圧値と前記第２段階電圧値に基づいて前記帰還用閾値を補正する閾値補正処理をさらに実行可能に構成されており、
前記帰還判定処理は、前記電圧検出部の検出値を第２判定用電圧値として取得し、前記第２判定用電圧値が補正後の前記帰還用閾値以下であるか否かに応じて、前記作業ロボットを前記充電ステーションに帰還させるか否かを判定する処理を含む、請求項１の作業ロボット。
【請求項４】
前記制御部は、前記電圧検出部の検出値を第３判定用電圧値として取得し、前記第３判定用電圧値が前記帰還用閾値以下である場合に前記二段階取得処理を実行し、前記第３判定用電圧値が前記帰還用閾値を上回る場合には前記二段階取得処理を実行しないように構成されている、請求項３の作業ロボット。
【請求項５】
前記閾値補正処理において、前記制御部は、前記第２段階電圧値から前記第１段階電圧値を減算して得られる回復電圧値に基づいて、前記帰還用閾値を補正する、請求項３または４の作業ロボット。
【請求項６】
前記閾値補正処理において、前記制御部は、前記帰還用閾値から前記回復電圧値を減算することにより、前記帰還用閾値を補正する、請求項５の作業ロボット。
【請求項７】
前記閾値補正処理において、前記制御部は、前記回復電圧値が所定の上限値以上である場合、前記帰還用閾値から前記回復電圧値を減算する代わりに、前記帰還用閾値から前記上限値を減算する、請求項６の作業ロボット。
【請求項８】
前記閾値補正処理において、前記制御部は、前記回復電圧値が所定の下限値以下である場合、補正前の前記帰還用閾値を補正後の前記帰還用閾値とする、請求項５から７の何れか一項の作業ロボット。
【請求項９】
前記作業用モータと前記移動用モータの一方が、前記対象モータであり、
前記作業用モータと前記移動用モータの他方が、前記対象モータでない対象外モータであり、
前記制御部は、前記対象外モータが停止している状況で、前記二段階取得処理を実行する、請求項１から８の何れか一項の作業ロボット。
【請求項１０】
前記制御部は、前記対象外モータが停止している状況で、前記帰還判定処理を実行する、請求項９の作業ロボット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、作業ロボットに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自律移動しながら作業を行う作業ロボットが開示される。前記作業ロボットは、作業を行う作業機構と、前記作業ロボットを移動させる移動機構と、前記作業機構を駆動する作業用モータと、前記移動機構を駆動する移動用モータと、再充電可能であり、前記作業用モータおよび前記移動用モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電圧値を検出する電圧検出部と、制御部と、を備える。前記制御部は、前記電圧検出部の検出値が所定値以下となると、前記作業ロボットを充電ステーションに帰還させる。前記作業ロボットは、前記充電ステーションに帰還することで、前記バッテリの充電を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業ロボットを充電ステーションに帰還させるタイミングが遅すぎると、作業ロボットが帰還している途中にバッテリが残量切れとなってしまう。作業ロボットが帰還している途中にバッテリが残量切れになると、作業ロボットが充電ステーションに辿り着く前に停止してしまう。この状況となると、ユーザの助けがない限り、バッテリを再充電することができず、作業ロボットによる作業を行うこともできない。その結果、作業ロボットによる作業が円滑に進行しない可能性がある。一方、作業ロボットを充電ステーションに帰還させるタイミングが早すぎると、作業ロボットが作業を継続してもよい程にバッテリの残量が余っているにもかかわらず、作業ロボットが充電ステーションに帰還してしまう。その結果、作業ロボットによる作業が頻繁に中断されることとなり、作業ロボットによる作業が円滑に進行しない可能性がある。本明細書では、作業ロボットによる作業を円滑に進行させることが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する作業ロボットは、自律移動しながら作業を行う。前記作業ロボットは、作業を行う作業機構と、前記作業ロボットを移動させる移動機構と、前記作業機構を駆動する作業用モータと、前記移動機構を駆動する移動用モータと、再充電可能であり、前記作業用モータおよび前記移動用モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電圧値を検出する電圧検出部と、制御部と、を備える。前記制御部は、前記作業用モータと前記移動用モータのうち少なくとも一方である対象モータについて、前記対象モータが動作している状態での前記電圧検出部の検出値を第１段階電圧値として取得し、その後に前記対象モータを停止させ、前記対象モータが停止している状態での前記電圧検出部の検出値を第２段階電圧値として取得する二段階取得処理と、前記第１段階電圧値と前記第２段階電圧値に基づいて、前記作業ロボットを充電ステーションに帰還させるか否かを判定する帰還判定処理と、を実行可能に構成されている。
【０００６】
モータが動作している状況では、モータが停止している状況と比較して、モータの内部抵抗がある分、バッテリの電圧値は低下する。このため、作業ロボットを帰還させるタイミングを適切に特定するには、モータの動作状況ごとに電圧検出部の検出値を取得することが好ましい。上記の構成によれば、作業ロボットの制御部は、モータの動作状況ごとに電圧検出部の検出値を取得することができるので、作業ロボットを帰還させるタイミングを適切に特定することができる。即ち、作業ロボットを帰還させるタイミングが遅くなりすぎたり、早くなりすぎたりすることを抑制できる。このため、作業ロボットが帰還している途中にバッテリが残量切れとなることを抑制しつつ、作業ロボットによる作業が頻繁に中断されることを抑制できる。これにより、作業ロボットによる作業を円滑に進行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施例１に係るロボット芝刈機２の使用例を示す図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２の左側面図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２の背面図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２の概略構成図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２の制御部８が実行するバッテリ電圧管理処理のフローチャートである。
実施例１に係るロボット芝刈機２の制御部８が実行するバッテリ電圧管理処理のフローチャートである。
実施例１に係るロボット芝刈機２において、帰還用閾値Ｖｒｅを補正することなく充電ステーション１１０への帰還判定が行われたと仮定した場合の、バッテリ１８の電圧値の時間変化を概略的に示す図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２が、バッテリ電圧管理処理に従って充電ステーション１１０に帰還する場合の、バッテリ１８の電圧値の時間変化を概略的に示す図である。
実施例１に係るロボット芝刈機２の制御部８が実行するモータ焼損回避処理のフローチャートである。
実施例２に係るロボット芝刈機２０２の概略構成図である。
変形例に係るロボット芝刈機２が、バッテリ電圧管理処理に従って充電ステーション１１０に帰還する場合の、バッテリ１８の電圧値の時間変化を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して以下に詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された作業ロボットを提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
【０００９】
また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、以下の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、特許請求の範囲に記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
【００１０】
本明細書及び／又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び／又は特許請求の範囲に記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
（【００１１】以降は省略されています）

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