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公開番号2025035368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023142362
出願日2023-09-01
発明の名称自律移動システム
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 20240101AFI20250306BHJP(制御;調整)
要約【課題】簡素な充電ステーションの構成により、ステーションワイヤを検出することができる技術を提供する。
【解決手段】自律移動システムは、作業エリア内を自律移動しながら作業する作業ロボットと、作業ロボットを充電する充電ステーションと、作業エリアを画定しており、通電時に磁界が発生する境界ワイヤと、充電ステーションに配置されており、境界ワイヤと電気的に接続されているとともに、通電時に磁界が発生するステーションワイヤと、を備えている。作業ロボットは、境界ワイヤから発生する磁界とステーションワイヤから発生する磁界を検出する磁気検出部と、磁気検出部での検出結果に基づいてステーションワイヤを検出する制御部と、を備えている。充電ステーションは、作業ロボットに電気的に接続される充電端子と、境界ワイヤとステーションワイヤに同一の電気信号を印加する信号発生器と、を備えている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
自律移動システムであって、
作業エリア内を自律移動しながら作業する作業ロボットと、
前記作業ロボットを充電する充電ステーションと、
前記作業エリアを画定しており、通電時に磁界が発生する境界ワイヤと、
前記充電ステーションに配置されており、前記境界ワイヤと電気的に接続されているとともに、通電時に磁界が発生するステーションワイヤと、を備えており、
前記作業ロボットは、
作業を行う作業部と、
前記作業部を動作させる作業用モータと、
前記作業ロボットを移動させる移動部と、
前記移動部を動作させる移動用モータと、
前記充電ステーションで充電され、前記作業用モータと前記移動用モータに電力を供給するバッテリと、
前記境界ワイヤから発生する前記磁界と前記ステーションワイヤから発生する前記磁界を検出する磁気検出部と、
前記作業用モータと前記移動用モータを制御し、前記磁気検出部での検出結果に基づいて前記ステーションワイヤを検出する制御部と、を備えており、
前記充電ステーションは、
前記作業ロボットに電気的に接続される充電端子と、
前記境界ワイヤと前記ステーションワイヤに同一の電気信号を印加する信号発生器と、を備えている、自律移動システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ステーションワイヤは、前記ステーションワイヤと前記境界ワイヤの通電時に、前記境界ワイヤに発生する前記磁界の強度よりも高い強度の前記磁界を発生させる磁界強化構造を備えている、請求項１に記載の自律移動システム。
【請求項３】
前記制御部は、少なくとも通電時に前記ステーションワイヤに発生する前記磁界の強度に基づいて前記ステーションワイヤを検出する、請求項１または２に記載の自律移動システム。
【請求項４】
前記ステーションワイヤは、前記境界ワイヤと電気的に直列に接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の自律移動システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記作業ロボットが前記充電ステーションに位置するときに前記ステーションワイヤの前記磁界の強度を記憶し、
記憶した前記磁界の前記強度と、前記磁気検出部により検出される前記ステーションワイヤの前記磁界の前記強度と、に基づいて、前記ステーションワイヤを検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の自律移動システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記充電端子に電気的に接続される前記作業ロボットを前記充電ステーションから離脱させる離脱処理を実行し、
前記制御部は、前記離脱処理を実行しているとき、前記作業ロボットが前記充電端子から外れた後に、前記ステーションワイヤの前記磁界の前記強度を取得する、請求項５に記載の自律移動システム。
【請求項７】
前記離脱処理は、前記作業ロボットが前記充電端子から外れた後に前記作業ロボットを旋回させる旋回処理を備えており、
前記制御部は、前記旋回処理の間に、前記ステーションワイヤの前記磁界の前記強度を取得する、請求項６に記載の自律移動システム。
【請求項８】
前記磁気検出部は、前記境界ワイヤから発生する前記磁界と前記ステーションワイヤから発生する前記磁界を検出する複数の磁気センサを備えており、
前記制御部は、前記旋回処理の間に、前記複数の磁気センサのそれぞれにより検出される前記ステーションワイヤの前記磁界の強度を取得する、請求項７に記載の自律移動システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記ステーションワイヤの前記磁界の前記強度のピーク値を記憶する、請求項５から８のいずれか一項に記載の自律移動システム。
【請求項１０】
前記制御部は、
記憶した前記ピーク値の８０％以上である閾値を設定し、
設定した前記閾値と、前記磁気検出部により検出される前記ステーションワイヤの前記磁界の前記強度と、に基づいて、前記ステーションワイヤを検出する、請求項９に記載の自律移動システム。
（【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、自律移動システムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自律移動システムが開示されている。自律移動システムは、作業エリア内を自律移動しながら作業する作業ロボットと、作業ロボットを充電する充電ステーションと、作業エリアを画定しており、通電時に磁界が発生する境界ワイヤと、充電ステーションに配置されており、通電時に磁界が発生するステーションワイヤと、を備えている。作業ロボットは、作業を行う作業部と、作業部を動作させる作業用モータと、作業ロボットを移動させる移動部と、移動部を動作させる移動用モータと、充電ステーションで充電され、作業用モータと移動用モータに電力を供給するバッテリと、境界ワイヤから発生する磁界とステーションワイヤから発生する磁界を検出する磁気検出部と、作業用モータと移動用モータを制御し、磁気検出部での検出結果に基づいてステーションワイヤを検出する制御部と、を備えている。充電ステーションは、作業ロボットに電気的に接続される充電端子と、境界ワイヤに第１電気信号を印加する第１信号発生器と、ステーションワイヤに第２電気信号を印加する第２信号発生器と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１８２６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の自律移動システムでは、ステーションワイヤを検出するために、ステーションワイヤに第２電気信号を印加する第２信号発生器が必要となる。これにより、充電ステーションの構成が複雑となる。本明細書では、簡素な充電ステーションの構成により、ステーションワイヤを検出することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、自律移動システムを開示する。自律移動システムは、作業エリア内を自律移動しながら作業する作業ロボットと、作業ロボットを充電する充電ステーションと、作業エリアを画定しており、通電時に磁界が発生する境界ワイヤと、充電ステーションに配置されており、境界ワイヤと電気的に接続されているとともに、通電時に磁界が発生するステーションワイヤと、を備えている。作業ロボットは、作業を行う作業部と、作業部を動作させる作業用モータと、作業ロボットを移動させる移動部と、移動部を動作させる移動用モータと、充電ステーションで充電され、作業用モータと移動用モータに電力を供給するバッテリと、境界ワイヤから発生する磁界とステーションワイヤから発生する磁界を検出する磁気検出部と、作業用モータと移動用モータを制御し、磁気検出部での検出結果に基づいてステーションワイヤを検出する制御部と、を備えている。充電ステーションは、作業ロボットに電気的に接続される充電端子と、境界ワイヤとステーションワイヤに同一の電気信号を印加する信号発生器と、を備えている。
【０００６】
上記の構成によれば、１個の信号発生器が、境界ワイヤとステーションワイヤに同一の電気信号を印加する。これにより、簡素な充電ステーションの構成により、ステーションワイヤを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施例の自律移動システム１０の概略図である。
実施例の作業ロボット１２と充電ステーション１４の側面図である。
実施例の作業ロボット１２の後面図である。
実施例の作業ロボット１２の上面図である。
実施例の作業ロボット１２の電気ブロック図である。
実施例の充電ステーション１４近傍の自律移動システム１０の概略図である。
実施例の第１電気信号の電流波形ＣＷ１と第２電気信号の電流波形ＣＷ２を示す図である。
実施例の作業エリアＷＡ内部と外部での磁界の強度の波形とガイドエリアＧＡの内部と外部での磁界の強度の波形を示す図である。
実施例のステーションワイヤ２０内部と外部での磁界の強度の波形を示す図である。
実施例の自律制御処理を示すフローチャートである。
実施例の離脱処理を示すフローチャートである。
実施例の帰還処理を示すフローチャートである。
実施例の作業ロボット１２が帰還方向Ｄ３に移動しているときの作業ロボット１２とガイドワイヤ１８または第１境界ワイヤ部１６ａとの位置関係を示す図である。
実施例の作業ロボット１２が帰還方向Ｄ４に移動しているときの作業ロボット１２と境界ワイヤ１６との位置関係を示す図である。
実施例のドッキング処理を示すフローチャートである。
実施例のドッキング処理中の作業ロボット１２の移動を示す図である。
実施例の回避処理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】
【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、さらに改善された自律移動システム、その製造方法及び使用方法を提供するために、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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