JP2019517829A - 建物の外壁を清浄するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本解決策は、建物の外壁を清浄するためのものであり、ミニゴンドラ内に位置する制御モータを有するプーリシステムによって持ち上げられるミニゴンドラ上に搭載された軽量６軸ロボットアームを採用し、一方、屋上端のプーリシステム上に位置する別のセットのモータは、建物の屋上のツインレールのセット上で横方向に横断するようミニゴンドラを駆動する。リニアアクチュエータを通してミニゴンドラ上に搭載された４つの真空吸引カップは、ミニゴンドラを壁に固定するために使用される。各リニアアクチュエータは、ミニゴンドラと清浄される壁との間の距離を測定し管理する３つの超音波距離センサを有する。ゴンドラが所定の位置につくと、ロボットアームは、清浄プロセスを開始するために起動されることになる。【選択図】図１

Description

本発明は、軽量６軸ロボットアームによって建物の外壁を清浄するためのシステム及び方法に関し、軽量６軸ロボットアームは、３Ｄカメラに、また、そのエンドエフェクタ上でスプレーノズルに結合され、ミニゴンドラ上に搭載され、ミニゴンドラは、建物の屋上に位置するツインレールのセットに沿って横断するモータ駆動式プーリシステムによって持ち上げられる。

本発明は、軽量６軸ロボットアームを提供し、軽量６軸ロボットアームは、３Ｄカメラに、また、そのエンドエフェクタ上でスプレーノズルに結合され、軽量６軸ロボットアームは、ミニゴンドラ上に着座して、建物の外壁上で水吹き付けを実施し、それにより、壁を清浄する。

清浄プロセスを実施するために（ミニゴンドラ上に着座した）ロボットアームの垂直ロケーションを位置特定するためミニゴンドラを持ち上げ持ち下げるようモータ駆動式プーリシステムを制御するためのミニゴンドラ内に位置する産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を使用する。

清浄される建物の外壁に平行にミニゴンドラを持ち上げ持ち下げるプーリシステムの制御モータはミニゴンドラ内に位置する。

ミニゴンドラは、モータ駆動式プーリシステム上に懸架し、モータ駆動式プーリシステムは、一対のレールに沿って横断し、塗装プロセスを実施するために直線距離（ｘ軸）に沿って移動するようミニゴンドラ／ロボットアームを誘導する。

清浄プロセスを行うためにロボットアームが停止するとミニゴンドラを壁に固定するために各リニアアクチュエータ上にそれぞれ搭載された４つの真空吸引カップを使用し、吸引カップは、ミニゴンドラ内に位置する産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって制御される。

ミニゴンドラと清浄される壁との間の距離を測定し管理するための、ミニゴンドラ上の各リニアアクチュエータ上に搭載された３つの超音波距離センサを使用し、測定される距離は、その後、ミニゴンドラと清浄される壁との間の距離を制御する産業用ＰＣ（ミニゴンドラを持ち上げるプーリシステム上に位置するパーソナルコンピュータ）にフィードバックされることになる。ミニゴンドラ上の４つの真空吸引カップは、その後、ミニゴンドラを壁に固定するために起動されることになる。

ミニゴンドラが壁に固定されると、ロボットアーム上に搭載された３Ｄカメラは、清浄される壁エリアをスキャンするために起動されることになる。ソフトウェアプログラムは、水吹き付け清浄動作を実施するために、ロボットアームについて水吹き付け動作の軌跡経路を計算することになる。

清浄される壁面に加えられるミニゴンドラの衝撃を緩衝するための、ミニゴンドラ上の一対の壁面保護ホイールを使用する。

水可用性が維持されることを保証するために水容器内の水レベルをモニターするよう屋上に位置するコントローラを制御するための産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を使用する。

モータ駆動式プーリシステム上で釣り合わせるための水錘を使用する。

本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。

図１は、本発明の一実施形態によるミニゴンドラを示す。軽量６軸ロボットアーム（２）は、壁に水を吹き付けるロボットアームのエンドエフェクタ上に搭載された高圧水スプレーノズル（１）によって建物の外壁を清浄し洗浄するために採用される。ロボットアームは、ミニゴンドラ（１０）上に搭載され、ミニゴンドラ内に位置する制御モータ（９）を有するプーリシステムによって持ち上げられ、一方、屋上のプーリシステム上に位置する別のセットのモータ（１１）は、建物の屋上のツインレールのセット上で横方向に横断するようミニゴンドラを駆動する。プーリシステムは、清浄される建物の外壁に平行にミニゴンドラを上げ下げし、垂直に一番上から下まで、列ごとに壁に水を吹き付ける。

１．軽量６軸ロボットアーム（２）
６軸ロボットアームは、軽量であり、３Ｄカメラに、また、そのエンドエフェクタ上でスプレーノズル（高圧水スプレー）に結合される。ロボットアーム上に搭載された３Ｄカメラは、清浄される壁エリア（約１．２ｍ×１．２ｍ）をスキャンする；ソフトウェアプログラムは、その後、水吹き付け動作を実施するためにロボットアームについて水吹き付け動作の軌跡を計算することになる。

ロボットアームは、ミニゴンドラ内に搭載された産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）（５）によって（ＲＳ４２２ケーブル、ＴＣＰ／ＩＰを通して）制御される。

２．ミニゴンドラ（１０）の採用
ミニゴンドラ内のプーリシステムの制御モータを有するモータ駆動式プーリシステムによって持ち上げられる特別に設計されたミニゴンドラは、建物の外壁の清浄を実施するためにロボットアームを着座させる／収容するために使用される。ミニゴンドラ上に搭載された４つの真空吸引カップ（７）は、清浄プロセスを行うためミニゴンドラ／ロボットアームが「停止」するとミニゴンドラを壁に固定するのに役立つ。ミニゴンドラの更なる固定−搖動運動の防止を確保するために、ミニゴンドラに取付けられた引き綱が、ミニゴンドラを地上に固定するために使用される。

ミニゴンドラ上に搭載されたオンボードコントローラ（４）は、ミニゴンドラと清浄される壁との間の距離を管理し制御する。測定される距離は、オンボードコントローラから産業用ＰＣ（ミニゴンドラ内に位置するパーソナルコンピュータ）に送られ、産業用ＰＣは、清浄プロセスを開始するためにロボットアームを起動する。

３．ミニゴンドラ内の制御モータを有するモータ駆動式プーリシステム及び屋上コントローラ用の産業用ＰＣ
清浄される建物の外壁に平行にミニゴンドラを持ち上げ持ち下げるプーリシステムの制御モータ（９）は、ミニゴンドラ内に位置する。ミニゴンドラ内に位置する産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）は、この制御モータを制御し、清浄プロセスを実施するために、（ミニゴンドラ上に着座した）ロボットアームの位置を位置特定するために垂直高さ位置（ｙ軸）においてミニゴンドラを持ち上げ持ち下げる。産業用ＰＣは、同様に、別のモータ（１１）を制御し、別のモータ（１１）は、ミニゴンドラを、直線距離（ｘ軸）に沿って移動し、建物の屋上に位置するツインレールのセットに沿って横断するように駆動する。水錘（１２）は、ツインレール上でプーリシステムを釣り合わせるために使用される。

４．ノズルから吹き付けられる水の制御（水容器レベルのモニタリング）及び放出
水は、ロボットアームのエンドエフェクタ上に搭載された高圧水スプレーヤによって壁に吹き付けられることになる。産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）は、水可用性が維持されることを保証するために水容器（水を水スプレーヤに供給する）内の水レベルをモニターするために使用される。

５．建物壁面清浄シーケンス
清浄シーケンスは、建物の左からであり、モータ駆動式プーリシステムがそれ自身右方向に横断するにつれて、右に向かって移動することになる。壁に対する水スプレー清浄は、垂直に一番上から下まで、列ごとに行われることになる。各列が清浄されると、モータ駆動式プーリシステムは、右まで横断し、次に続く列を清浄するために、もう一度停止することになる。

６．地上コントローラ
ＲＳ４２２またはＲＳ４８５（長距離シリアル通信）を通して、産業用ＰＣは、同様に、リモート電子コントローラによって制御されて、地上でのモータ駆動式プーリシステムの制御を可能にする。

１ 冷水高圧クリーナ
２ ロボットアーム
３ ロボットアームコントローラ
４ オンボードコントローラ
５ 産業用ＰＣ
６ 壁面保護ホイール
７ 吸引カップシステム
８ 空気圧縮機
９ モータ駆動式システム
１０ ミニゴンドラ（１５０×６９０×１１５０）
１１ レールトラックシステムによって駆動されるモータ
１２ 水錘

Claims (9)

1. 建物の外壁をスプレー清浄するための壁清浄システムであって、
   モータ駆動式プーリシステム上に懸架するためのゴンドラを備え、前記モータ駆動式プーリシステムにおいて、前記ゴンドラは、一対のレールに沿って動作可能に横断して、水吹き付けプロセスを実施するために直線距離に沿って移動し、
   ６軸ロボットアームであって、３Ｄカメラに、また、６軸ロボットアームのエンドエフェクタ上でスプレーノズルに結合され、前記外壁上で水スプレー清浄を実施するため前記ゴンドラ上に着座する、６軸ロボットアームを備え、
   前記ロボットアーム上に搭載された前記３Ｄカメラは、吹き付け清浄される壁エリアを動作可能にスキャンし、
   前記スキャン結果を前記３Ｄカメラから受信し、前記ロボットアームについて前記スプレー清浄動作の軌跡経路を計算するために適合されるソフトウェアプログラムを備える、システム。
2. 前記モータ駆動式プーリシステム上で釣り合わせるための水錘を更に備える、請求項１に記載のシステム。
3. スプレー清浄プロセス中に任意の水デブリ及び水降下物を収集するために、前記水スプレーノズルの上を覆う収集フードを更に備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ゴンドラは、清浄される前記壁面に加えられる前記ゴンドラの衝撃を緩衝するために適合される一対の壁面保護ホイールを更に備える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ゴンドラ内に位置する産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を更に備え、前記産業用ＰＣは、前記ロボットアームの垂直ロケーションを位置特定するために前記ゴンドラを持ち上げ持ち下げるよう前記モータ駆動式プーリシステムを制御するために適合される、請求項１に記載のシステム。
6. 清浄される前記建物の前記外壁に平行に前記ゴンドラを持ち上げ持ち下げる前記プーリシステムの制御モータを更に備え、前記制御モータは前記ゴンドラ内に位置する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記清浄プロセスを行うために前記ロボットアームが停止すると前記ゴンドラを前記壁に固定するために各リニアアクチュエータ上にそれぞれ搭載された４つの真空吸引カップを更に備え、前記吸引カップは、前記ゴンドラ内に位置する前記産業用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって制御される、請求項５に記載のシステム。
8. 前記産業用ＰＣは、水容器内の水レベルをモニターするために、屋上に位置するコントローラを制御するように適合される、請求項５に記載のシステム。
9. 前記ゴンドラと清浄される前記壁との間の距離を測定するために、前記ゴンドラ上の各リニアアクチュエータ上に搭載された３つの超音波距離センサを更に備え、前記測定される距離は、前記ゴンドラと清浄される前記壁との間の距離を制御するためにフィードバックされる、請求項１に記載のシステム。