JP2004358451A - Spray type washing robot which recognizes profile automatically - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明はスプレーの力で対象物を洗浄するロボットに関するものである。
【0003】
【従来の技術】
従来の門型洗車機(例えば、特許文献1参照)では、門型の機枠に固定されたノズルが対象となる物体、主に自動車の大まかな形状、寸法を測定し、この測定した形状に沿って機枠を前後に移動させ、また高さによっては機枠が対象物にぶつからないように上下させる機構をもつ物である。洗浄においては水、洗剤、水の順番で、一連の動作を終えるものである。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−168511号公報
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記の提案は有効ではあるが、機枠に固定されたノズルからの水圧は一定であり、対象物の形状に凹凸があって、ノズルとの距離が著しく変化することによって受ける圧力が変わる。またノズルは機枠に固定されているので左右に動くものではない。このことから洗浄面にむらが生じる原因となる。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1の発明は、機枠を廃し、堅固な鋼構造物の天蓋に、水平及び垂直方向に自在に回動又は伸縮する機械のアームを備えたロボットを懸吊し、対象物に対して前後にスライドする台車を備え、対象物に対し一定の距離、一定の水圧を保ちながらアームを自在に、表面をなぞるように動かすことで死角を無くし、むらのない洗浄が行えることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
【0007】
以下添付図面に従って、本発明に係るスプレー式洗浄ロボットの好ましい実施の形態について詳説する。
【0008】
図3に示すフローチャートの流れに沿って動作するものである。電源盤6で主電源を入れるとフローチャート2の対象物の寸法を超音波センサー17で全体の寸法を自動的に測定し、これにより対象物に対するノズルの高さと洗浄開始始点を決定する。測定を終えたのち、始点にロボット本体15を移動させ、洗浄を開始する。ノズルは常に対象物に対し一定の距離、一定の角度を保つ様に制御装置で計算される。終点まで水洗浄を終えたのち折り返し洗剤塗布を始める。対象物全体に洗剤が塗布された後は対象物に付着した汚れが浮き上がってくるT時間停止させておく。その間にロボットは最初の始点位置まで戻しておく。次に制御装置によってT時間後に高圧水による水洗浄を開始する。始点から終点まで水洗浄を終えたことを確認した時には高圧洗浄装置7の作動を停止し、水洗浄とは別のホース5とエアーブロー用のノズル4と空気圧縮機8によるエアーブローにより、終点から始点に向けてノズル4を移動させ対象物表面の水滴を除去し洗浄動作を終了する。
【0009】
図1において鋼構造物9は必ずしも必要ではなく、レール1を天井面に強固に固定できる堅固な構造の建物があればよい。
【0010】
ロボット本体15には図2(a)及び(b)に示す様に走行台車2、軸A、軸B、軸C、軸D、軸Eの関節などから構成されるロボットアームが具備されており、駆動力は制御装置16に組み込まれた主モーター20で、歯車または金属製ワイヤーによって各々の関節部分に相当する滑車や歯車を介し伝達される。
【0011】
制御装置16は軸Aを中心にしてアーム3とは反対側にあり、アーム3とのバランスを保つ重りの働きを兼ね備え、対象物の大きさに関わらず超音波センサー17で測定された寸法に沿ってノズル4が対象物に接触しないような動作を行うものである。
【0012】
図1においてロボットの主電源は電源盤6であり、ケーブル及びホース5から供給されるもので、走行台車2が前後に移動するとともにケーブル及びホース5はレール1に沿って円滑に伸縮するものである。ケーブル及びホース5は繰り返しの伸縮に十分耐える素材を使用し、ホースは耐高圧の性能を持つものである。
【0013】
洗浄範囲内に小動物や人が立ち入った場合、危険回避の為、超音波センサー17によって侵入を検出し、洗浄動作を緊急に停止させる。
【0014】
図2において、走行台車2には八個のタイヤ22によってレール1に懸吊され、走行モーター21によってレールを前後に移動するものである。
【0015】
図2において、ロボット本体15は軸Aで走行台車2と軸支されており、360度水平方向に回動することができる。手首18は走行台車2と手3を接続するものであり、軸Bによって左右、軸Cによって上下に回動するものであり、また手3は前後に自在に伸縮するし、指19は軸Dによって左右に、軸Eによって上下に回動するものである。
【0016】
ノズル4には、高圧洗浄装置7から水配管12とホース5を介し供給される高圧力の水を噴射するノズルが持着されており、また空気圧縮機8から空気配管11と水とは別のホース5を介し供給される高圧縮空気を噴射するノズルが持着されている。
【0017】
超音波センサー17は指19の先端に接着されており、対象物表面に音波を当て反射してきた音波の到達時間により距離を測定する。よって測定時は対象物とセンサーを垂直に保つ様ロボットアームを移動させることを特徴とする。測定された距離とセンサーの位置を制御装置で演算処理し、座標を特定する。この座標は始点、終点を決定するために必要であり、ノズル位置を一定に保持するためにも必要である。距離の測定の他に対象物の洗浄中は当該の洗浄エリア外からの侵入物を監視する目的で常時測定を継続し、最初に計測した形状と異なるものを検出した時は一連の動作を緊急に停止させるものである。
【0018】
ロボット本体15の材質は軽量鋼を用いるが、水のかかる場所での使用に耐えるよう、またステンレスと比較して安価なアルミニウム合金を採用するものとする。
【0019】
使用しないときは、ロボット本体15及びノズル4、手3はレール1の後端に待機させておくことが出来るし、レール1を延長して洗浄範囲外に退避所を設けることによって空間の確保が可能となる。
【発明の効果】
以上説明したように門型に比較すれば小型、軽量かつコストも押さえ、簡易な操作で、複雑な形状の対象物であっても洗い残しの無い洗浄性能を維持できるという評価が出来る。また、小型であることから保守点検においてもレール1に取り付けた状態で簡易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体外観図
【図2】本発明のロボット全体詳細図
(a)はロボットの平面図
(b)はロボットの側面図
【図3】本発明の動作フローチャート
【符号の説明】
1 レール
2 走行台車
3 アーム
4 ノズル
5 ケーブル及びホース
6 電源盤
7 高圧洗浄装置
8 空気圧縮機
9 鋼構造物
10 電気配管
11 空気配管
12 水配管
13 洗剤タンク
14 水道
15 ロボット本体
16 制御装置
17 超音波センサー
18 手首
19 指
20 主モーター
21 走行モーター
22 タイヤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0002]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot that cleans an object with the force of a spray.
[0003]
[Prior art]
In a conventional portal type car washer (for example, see Patent Document 1), a nozzle fixed to a portal type machine frame measures a target object, mainly a rough shape and dimensions of an automobile, and applies the measured shape to the shape. It has a mechanism for moving the machine frame back and forth along with it and, depending on the height, moving the machine frame up and down so as not to hit the target. In the cleaning, a series of operations is completed in the order of water, detergent, and water.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-168511 [Problems to be solved by the invention]
[0005]
Although the above proposal is effective, the water pressure from the nozzle fixed to the machine frame is constant, the shape of the object has irregularities, and the pressure received changes when the distance from the nozzle changes significantly. The nozzle is fixed to the machine frame and does not move left and right. This causes unevenness in the cleaning surface.
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 dispenses with a machine frame and suspends a robot provided with a mechanical arm that can freely rotate or expand and contract horizontally and vertically on a rigid steel structure canopy. Equipped with a trolley that hangs and slides back and forth with respect to the object, moving the arm freely and tracing the surface while maintaining a constant distance and constant water pressure against the object eliminates blind spots and eliminates unevenness It can be washed.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0007]
Hereinafter, preferred embodiments of a spray-type cleaning robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0008]
It operates according to the flow of the flowchart shown in FIG. When the main power supply is turned on by the
[0009]
In FIG. 1, the steel structure 9 is not always necessary, and it is sufficient if there is a building having a rigid structure capable of firmly fixing the rail 1 to the ceiling surface.
[0010]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
[0011]
The
[0012]
In FIG. 1, the main power supply of the robot is a
[0013]
When a small animal or a person enters the cleaning area, the
[0014]
In FIG. 2, a traveling carriage 2 is suspended on a rail 1 by eight tires 22, and the traveling motor 21 moves the rail back and forth.
[0015]
In FIG. 2, the robot
[0016]
The nozzle 4 is provided with a nozzle for injecting high-pressure water supplied from the high-pressure washing device 7 through the
[0017]
The
[0018]
The material of the
[0019]
When not in use, the
【The invention's effect】
As described above, compared to the portal type, it is possible to evaluate that it is possible to maintain the cleaning performance with a small size, light weight, low cost, simple operation, and no residual washing even for an object having a complicated shape. In addition, because of its small size, maintenance and inspection can be easily performed in a state of being attached to the rail 1.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall external view of the present invention; FIG. 2 is a detailed view of the entire robot of the present invention; FIG. 1A is a plan view of the robot; FIG. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rail 2 Traveling trolley 3 Arm 4 Nozzle 5 Cable and
Claims (4)
洗浄する対象物の位置、高さ、長さ、幅、突起物、へこみ寸法を測定する超音波センサーを備えたロボットアームと、当該アームにノズルを備えたスプレー式洗車ロボット。In an automatic cleaning device for cleaning objects,
A robot arm equipped with an ultrasonic sensor for measuring the position, height, length, width, protrusion, and dent dimension of an object to be washed, and a spray-type car wash robot equipped with a nozzle on the arm.
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