JP2021000614A - Cleaning robot - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、対象物を清掃する清掃ロボットに関するものである。 The present disclosure relates to a cleaning robot that cleans an object.
空港、鉄道の駅、高速道路の休憩所、催事場等には多くのトイレが設置されており、それらの清掃作業は手作業で行われている。特に男性が小便をする男子用便器(以後、小便器)は数も多く、清掃作業には多大な労力を必要とする。このため、この作業を自動化、機械化することを目的とした技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、小便器の内壁面を横断面が半円形となるように構成し、円筒形のブラシを当接、回転させて小便器の内壁面全面を清掃する清掃装置が開示されている。
Many toilets are installed at airports, railway stations, highway rest areas, exhibition halls, etc., and their cleaning work is done manually. In particular, there are many men's urinals (hereinafter referred to as urinals) for men to urinate, and cleaning work requires a great deal of labor. For this reason, techniques aimed at automating and mechanizing this work have been conventionally proposed. For example,
しかし、特許文献1に記載の清掃装置は、清掃できる便器の形状が決まっているため、既に設置されている便器に対して適用できないという課題がある。
However, the cleaning device described in
本開示の一態様は、対象物の汚れを除去する清掃ロボットであって、前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するブラシと、前記ブラシが取り付けられるアームと、前記アームを移動させる駆動部と、前記ブラシが前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するように、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記駆動部は、前記アームを所定の第一方向に移動させる第一機構と、前記アームを前記第一方向に直交する第二方向に移動させる第二機構と、前記第二方向に平行な軸周りに前記アームを回動させる第三機構と、を備え、前記ブラシは、前記第二方向に平行な軸を中心軸とする円筒の周面の少なくとも一部と同形状である第一のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の底面側に配置された第二のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の上面側に配置された第三のブラシ面を備える。 One aspect of the present disclosure is a cleaning robot that removes dirt from an object, and moves a brush that comes into contact with the object to remove dirt from the object, an arm to which the brush is attached, and the arm. The drive unit includes a drive unit for causing the brush to contact the object and a control unit for controlling the drive unit so that the brush abuts on the object and removes dirt from the object. The drive unit has a predetermined arm. A first mechanism that moves the arm in one direction, a second mechanism that moves the arm in a second direction orthogonal to the first direction, and a third mechanism that rotates the arm around an axis parallel to the second direction. The brush has a first brush surface having the same shape as at least a part of the peripheral surface of the cylinder having an axis parallel to the second direction as a central axis, and a brush surface more than the first brush surface. It includes a second brush surface arranged on the bottom surface side of the cylinder and a third brush surface arranged on the upper surface side of the cylinder with respect to the first brush surface.
本開示によれば、向きの異なる複数の対象面を備える対象物の汚れを十分に除去することができる。 According to the present disclosure, dirt on an object having a plurality of object surfaces having different orientations can be sufficiently removed.
(本開示に至る経緯)
本発明者は、駅及び空港等の公共施設にある公衆トイレに設置された便器を自律的に清掃する清掃ロボットについて検討している。具体的には、洗剤及び水が吐出可能なブラシが先端部に取り付けられた3軸に移動可能なアームを備えた清掃ロボットを検討している。当該清掃ロボットは、便器の内面を対象面とし、当該対象面に前記ブラシを当接させた状態で前記ブラシを移動させることで、便器を清掃する。
(Background to this disclosure)
The present inventor is studying a cleaning robot that autonomously cleans toilet bowls installed in public toilets in public facilities such as train stations and airports. Specifically, we are studying a cleaning robot equipped with an arm that can move three axes with a brush that can discharge detergent and water attached to the tip. The cleaning robot cleans the toilet bowl by moving the brush with the inner surface of the toilet bowl as the target surface and the brush in contact with the target surface.
上述の特許文献1には、半円形の横断面を有する小便器と、当該小便器の内壁面に当接する円筒形の回転ブラシを備えた清掃装置が開示されている。しかし、公衆トイレに設置されている既存の小便器は、横断面が半円形でないものが多い。このため、特許文献1に開示された清掃装置では、既存の小便器の一部しか清掃できない虞がある。
The above-mentioned
また、小便器には、人物に正対する第一対象面、排水口が設けられた水平方向に延びる第二対象面、及び、吐水口が設けられた第二対象面と正対する第三対象面等があるが、特許文献1の清掃装置で清掃の対象としているのは第一対象面のみである。したがって、特許文献1の清掃装置では、横断面が半円形に近い小便器であっても、第二対象面及び第三対象面等の一部が清掃されないため、便器の内面の清掃としては不十分である。
In addition, the urinal has a first target surface facing a person, a second target surface extending in the horizontal direction provided with a drain port, and a third target surface facing a second target surface provided with a spout. However, the cleaning device of
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、向きの異なる複数の対象面を備える既存の便器の汚れを十分に除去することができる清掃ロボットを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cleaning robot capable of sufficiently removing dirt from an existing toilet bowl having a plurality of target surfaces having different orientations. To do.
本開示の一態様は、対象物の汚れを除去する清掃ロボットであって、前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するブラシと、前記ブラシが取り付けられるアームと、前記アームを移動させる駆動部と、前記ブラシが前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するように、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記駆動部は、前記アームを所定の第一方向に移動させる第一機構と、前記アームを前記第一方向に直交する第二方向に移動させる第二機構と、前記第二方向に平行な軸周りに前記アームを回動させる第三機構と、を備え、前記ブラシは、前記第二方向に平行な軸を中心軸とする円筒の周面の少なくとも一部と同形状である第一のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の底面側に配置された第二のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の上面側に配置された第三のブラシ面を備える。 One aspect of the present disclosure is a cleaning robot that removes dirt from an object, and moves a brush that comes into contact with the object to remove dirt from the object, an arm to which the brush is attached, and the arm. The drive unit includes a drive unit for causing the brush to contact the object and a control unit for controlling the drive unit so that the brush abuts on the object and removes dirt from the object. The drive unit has a predetermined arm. A first mechanism that moves the arm in one direction, a second mechanism that moves the arm in a second direction orthogonal to the first direction, and a third mechanism that rotates the arm around an axis parallel to the second direction. The brush has a first brush surface having the same shape as at least a part of the peripheral surface of the cylinder having an axis parallel to the second direction as a central axis, and a brush surface more than the first brush surface. It includes a second brush surface arranged on the bottom surface side of the cylinder and a third brush surface arranged on the upper surface side of the cylinder with respect to the first brush surface.
本構成によれば、第一機構と第二機構と第三機構によって、所定の第一方向及び第一方向に直交する第二方向に移動可能であり、また、第二方向に平行な軸周りに回動可能なアームにブラシが取り付けられている。このため、ブラシを円筒座標系の三軸の方向に移動させることができる。 According to this configuration, the first mechanism, the second mechanism, and the third mechanism can move in a predetermined first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and around an axis parallel to the second direction. A brush is attached to the rotatable arm. Therefore, the brush can be moved in the directions of the three axes of the cylindrical coordinate system.
ここで、ブラシは、第二方向に平行な軸を中心軸とする円筒の周面の少なくとも一部と同形状である第一のブラシ面と、第一のブラシ面よりも前記円筒の底面側に配置された第二のブラシ面と、第一のブラシ面よりも前記円筒の上面側に配置された第三のブラシ面を備える。このため、円筒座標系の三軸の方向への移動機構のみで、ブラシが有する何れかの面を対象面の任意の位置に適切に当接させることができる。その結果、本構成によれば、向きの異なる複数の対象面を備える対象物の汚れを十分に除去することができる。 Here, the brush has a first brush surface having the same shape as at least a part of the peripheral surface of the cylinder centered on an axis parallel to the second direction, and a bottom surface side of the cylinder with respect to the first brush surface. It is provided with a second brush surface arranged on the surface of the cylinder and a third brush surface arranged on the upper surface side of the cylinder with respect to the first brush surface. Therefore, any surface of the brush can be appropriately brought into contact with an arbitrary position of the target surface only by the moving mechanism in the three-axis directions of the cylindrical coordinate system. As a result, according to this configuration, it is possible to sufficiently remove dirt from an object having a plurality of object surfaces having different orientations.
上記態様において、前記制御部は、前記第一のブラシ面が、前記対象物における前記第一方向と正対する第一の対象面の汚れを除去し、前記第二のブラシ面が、前記対象物において、前記第二方向と正対し且つ前記第一の対象面よりも前記円筒の底面側に位置する第二の対象面の汚れを除去し、前記第三のブラシ面が、前記対象物において、前記第二方向と正対し且つ前記第一の対象面よりも前記円筒の上面側に位置する第三の対象面の汚れを除去するように、前記駆動部を制御してもよい。 In the above aspect, the control unit removes dirt on the first target surface whose first brush surface faces the first direction of the object, and the second brush surface is the object. In, the dirt on the second target surface facing the second direction and located on the bottom surface side of the cylinder with respect to the first target surface is removed, and the third brush surface is the object. The drive unit may be controlled so as to remove dirt from a third target surface that faces the second direction and is located on the upper surface side of the cylinder with respect to the first target surface.
本構成によれば、対象物における向きの異なる三個の対象面のそれぞれに対して、ブラシが有する三個のブラシ面のうちの、各対象面に最も近い、各対象面に正対するブラシ面を当接させるように移動させて、速やかに各対象面の汚れを除去することができる。 According to this configuration, for each of the three object surfaces having different orientations in the object, the brush surface facing each object surface, which is the closest to each object surface among the three brush surfaces of the brush. Can be moved so as to be in contact with each other to quickly remove dirt on each target surface.
上記態様において、前記第二方向に平行な軸周りに前記ブラシを回転させるブラシ駆動部を更に備えても良い。 In the above aspect, a brush driving unit that rotates the brush around an axis parallel to the second direction may be further provided.
本構成によれば、ブラシを対象面に当接させたまま、第二方向に平行な軸周りにブラシを回転させることができる。このため、対象面の汚れを満遍なく除去することができ、ブラシを回転させない場合よりも洗浄力を向上することができる。 According to this configuration, the brush can be rotated around an axis parallel to the second direction while keeping the brush in contact with the target surface. Therefore, the dirt on the target surface can be removed evenly, and the cleaning power can be improved as compared with the case where the brush is not rotated.
上記態様において、前記第二方向に平行な軸周りに前記ブラシを交互に正転及び逆転させるブラシ駆動部を更に備えてもよい。 In the above aspect, a brush driving unit that alternately rotates the brush in the forward direction and reverse direction may be provided around an axis parallel to the second direction.
本構成によれば、対象面に当接したブラシの回転方向を交互に切り替えながら、対象面の汚れが除去される。このため、ブラシの回転方向の切り替え時に、ブラシの毛の傾きを反転させて、対象面の汚れを掻き取ることができる。これにより、ブラシの回転方向を切り替えない場合よりも洗浄力を向上することができる。 According to this configuration, dirt on the target surface is removed while alternately switching the rotation direction of the brush in contact with the target surface. Therefore, when the rotation direction of the brush is switched, the inclination of the bristles of the brush can be reversed to scrape off the dirt on the target surface. As a result, the cleaning power can be improved as compared with the case where the rotation direction of the brush is not switched.
上記態様において、前記第二のブラシ面は、前記円筒の底面側に凸の曲面形状であってもよい。 In the above aspect, the second brush surface may have a curved surface shape that is convex toward the bottom surface of the cylinder.
本構成によれば、対象物における、第二のブラシ面と同様の曲面形状を有する対象面に第二のブラシ面を当接させて、当該対象面の汚れを十分に除去することができる。 According to this configuration, the dirt on the target surface can be sufficiently removed by bringing the second brush surface into contact with the target surface having the same curved surface shape as the second brush surface in the object.
上記態様において、前記第三のブラシ面は、前記円筒の上面と平行な平面形状であってもよい。 In the above aspect, the third brush surface may have a planar shape parallel to the upper surface of the cylinder.
本構成によれば、対象物における、第三のブラシ面と同様の平面形状を有する対象面に第三のブラシ面を当接させて、当該対象面の汚れを十分に除去することができる。 According to this configuration, the dirt on the target surface can be sufficiently removed by bringing the third brush surface into contact with the target surface having the same planar shape as the third brush surface in the object.
上記態様において、前記清掃ロボットを移動させる台車と、便器の外面を拭くための第一の清掃ローラーと、前記第一の清掃ローラーの回転軸を支持する第一の支持部材と、前記台車上に設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第一の外面アームと、前記第一の外面アームの先端に取り付けられ、前記第一の清掃ローラーの長手方向が前記第二方向に平行になるように、前記第一の支持部材を付勢する第一の接続部と、を更に備えてもよい。 In the above embodiment, the trolley for moving the cleaning robot, the first cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl, the first support member for supporting the rotation axis of the first cleaning roller, and the trolley. A first outer surface arm that is provided and rotates about an axis parallel to the second direction, and a first outer surface arm that is attached to the tip of the first outer surface arm, and the longitudinal direction of the first cleaning roller is set to the second direction. A first connecting portion for urging the first support member may be further provided so as to be parallel.
本構成によれば、第一の清掃ローラーの長手方向が第二方向に平行になるように付勢された状態で、第一の清掃ローラーが便器の外面の前面の中央部に当接するように、清掃ロボットを台車によって移動させることができる。この状態で、清掃ロボットを台車によって便器に向けて移動させれば、清掃ローラーの周面は、便器の外面を巻き込むようにして、便器が設置されている壁まで外面に沿って移動することができる。これにより、便器の外面の汚れも拭き上げることができる。 According to this configuration, the first cleaning roller is in contact with the central portion of the front surface of the outer surface of the toilet bowl while being urged so that the longitudinal direction of the first cleaning roller is parallel to the second direction. , The cleaning robot can be moved by the trolley. In this state, if the cleaning robot is moved toward the toilet bowl by a dolly, the peripheral surface of the cleaning roller can move along the outer surface to the wall where the toilet bowl is installed so as to involve the outer surface of the toilet bowl. it can. As a result, dirt on the outer surface of the toilet bowl can be wiped off.
上記態様において、便器の外面を拭くための第二の清掃ローラーと、前記第二の清掃ローラーの回転軸を支持する第二の支持部材と、前記台車上において前記第一の外面アームと対向するように設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第二の外面アームと、前記第二の外面アームの先端に取り付けられ、前記第二の清掃ローラーの長手方向が前記第二方向に平行になるように、前記第二の支持部材を付勢する第二の接続部と、を更に備えてもよい。 In the above aspect, the second cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl, the second support member for supporting the rotation axis of the second cleaning roller, and the first outer surface arm facing the first outer surface arm on the carriage. The second outer surface arm is provided so as to rotate about an axis parallel to the second direction, and the second outer surface arm is attached to the tip of the second outer surface arm, and the longitudinal direction of the second cleaning roller is the second. A second connecting portion for urging the second support member may be further provided so as to be parallel to the direction.
本構成によれば、第一の外面アームと第二の外面アームが、対向するように配置されている。このため、第一及び第二の清掃ローラーの周面を、便器の外面を巻き込むようにして、便器が設置されている壁まで外面に沿って移動することができる。これにより、便器の外面の汚れを二方向から拭き上げることができ、第一及び第二の清掃ローラーの間隔を便器の幅に制限することができる。このため、清掃ロボットを便器の前に設置した際の清掃ロボットと便器の位置のずれを抑制することができる。これにより、便器の内面を清掃するブラシの可動範囲に過度な余裕を持たせる必要がなくなり、清掃ロボットをコンパクトに構成することができる。 According to this configuration, the first outer surface arm and the second outer surface arm are arranged so as to face each other. Therefore, the peripheral surfaces of the first and second cleaning rollers can be moved along the outer surface to the wall on which the toilet bowl is installed so as to involve the outer surface of the toilet bowl. As a result, dirt on the outer surface of the toilet bowl can be wiped from two directions, and the distance between the first and second cleaning rollers can be limited to the width of the toilet bowl. Therefore, it is possible to suppress the displacement between the cleaning robot and the toilet bowl when the cleaning robot is installed in front of the toilet bowl. As a result, it is not necessary to have an excessive margin in the movable range of the brush for cleaning the inner surface of the toilet bowl, and the cleaning robot can be configured compactly.
本開示の他の一態様は、便器の外面の汚れを除去する清掃ロボットであって、前記清掃ロボットを移動させる台車と、便器の外面を拭くための第一の清掃ローラーと、前記第一の清掃ローラーの回転軸を支持する第一の支持部材と、前記台車上に設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第一の外面アームと、前記第一の外面アームの先端に取り付けられ、前記第一の清掃ローラーの長手方向が、前記台車が移動する床面に対して垂直になるように、前記第一の支持部材を付勢する第一の接続部と、を備える。 Another aspect of the present disclosure is a cleaning robot that removes dirt on the outer surface of the toilet bowl, the carriage for moving the cleaning robot, the first cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl, and the first cleaning roller. A first support member that supports the rotation axis of the cleaning roller, a first outer surface arm provided on the trolley and rotating around an axis parallel to the second direction, and a tip of the first outer surface arm. A first connecting portion that urges the first support member so that the longitudinal direction of the first cleaning roller is perpendicular to the floor surface on which the trolley moves. ..
本構成によれば、第一の清掃ローラーの長手方向が、台車が移動する床面に対して垂直になるように付勢された状態で、第一の清掃ローラーが便器の外面の前面の中央部に当接するように、清掃ロボットを台車によって移動させることができる。この状態で、清掃ロボットを台車によって便器に向けて移動させれば、清掃ローラーの周面は、便器の外面を巻き込むようにして、便器が設置されている壁まで外面に沿って移動することができる。これにより、便器の外面の汚れを拭き上げることができる。 According to this configuration, the first cleaning roller is centered on the front surface of the outer surface of the toilet bowl in a state where the longitudinal direction of the first cleaning roller is urged so as to be perpendicular to the floor surface on which the dolly moves. The cleaning robot can be moved by the trolley so as to come into contact with the portion. In this state, if the cleaning robot is moved toward the toilet bowl by a dolly, the peripheral surface of the cleaning roller can move along the outer surface to the wall where the toilet bowl is installed so as to involve the outer surface of the toilet bowl. it can. As a result, dirt on the outer surface of the toilet bowl can be wiped off.
上記他の一態様において、便器の外面を拭くための第二の清掃ローラーと、前記第二の清掃ローラーの回転軸を支持する第二の支持部材と、前記台車上において前記第一の外面アームと対向するように設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第二の外面アームと、前記第二の外面アームの先端に取り付けられ、前記第二の清掃ローラーの長手方向が、前記台車が移動する床面に対して垂直になるように、前記第二の支持部材を付勢する第二の接続部と、を更に備えてもよい。 In the other aspect, the second cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl, the second support member for supporting the rotation axis of the second cleaning roller, and the first outer surface arm on the carriage. A second outer surface arm which is provided so as to face the second outer surface arm and rotates around an axis parallel to the second direction, and a second outer surface arm which is attached to the tip of the second outer surface arm and has a longitudinal direction of the second cleaning roller. A second connecting portion for urging the second support member may be further provided so that the trolley is perpendicular to the moving floor surface.
本構成によれば、第一の外面アームと第二の外面アームが、対向するように配置されている。このため、第一及び第二の清掃ローラーの周面を、便器の外面を両側面から巻き込むようにして、便器が設置されている壁まで外面に沿って移動することができる。これにより、便器の外面の汚れを二方向から拭き上げることができる。 According to this configuration, the first outer surface arm and the second outer surface arm are arranged so as to face each other. Therefore, the peripheral surfaces of the first and second cleaning rollers can be moved along the outer surface to the wall on which the toilet bowl is installed by wrapping the outer surface of the toilet bowl from both sides. As a result, dirt on the outer surface of the toilet bowl can be wiped from two directions.
(第一実施形態)
以下、図面を参照しながら、本開示の第一実施形態に係る清掃ロボット1について説明する。図1は、本開示の第一実施形態に係る清掃ロボット1の主要部を示した図である。以降、清掃ロボット1の上方を+Y方向、下方を−Y方向と示し、+Y方向及び−Y方向を総称してY方向(第二方向の一例)と示す。また、清掃ロボット1の前方を+R方向、後方を−R方向と示し、+R方向及び−R方向を総称してR方向(第一方向の一例)と示す。また、+R方向視で左方を+X方向、右方を−X方向と示し、+X方向及び−X方向を総称してX方向(第三方向の一例)と示す。X方向、Y方向、及びR方向は、相互に直交する。
(First Embodiment)
Hereinafter, the cleaning
清掃ロボット1は、清掃員等のユーザによって便器100の正面に正対する位置まで移動されられた後、ブラシ10で便器100の内面等を磨くことによって便器100を清掃する。便器100は、男性が小便をするために用いられる男子用便器である。清掃ロボット1は、男子用便器を清掃するのに好適であるが、大便及び小便が可能な洋式便器又は和式便器も清掃可能である。以下では、清掃ロボット1が男子用便器を清掃する場合を例に挙げて説明する。
The cleaning
清掃ロボット1は、Rスライダ2と、一対のYスライダ3と、ロータリーアクチュエータ4と、アーム5と、移動台車7(台車の一例)と、垂直フレーム8と、を備える。
The cleaning
Rスライダ2、一対のYスライダ3、及びロータリーアクチュエータ4は、駆動部の一例である。Rスライダ2は、第一機構の一例であり、アーム5をR方向に移動させる。一対のYスライダ3は、第二機構の一例であり、アーム5を、R方向に直交するY方向に移動させる。ロータリーアクチュエータ4は、第三機構の一例であり、アーム5を、Y方向に平行な軸(以降、Y軸)周りに回動させる。
The
移動台車7は、清掃ロボット1を移動させるための部材である。移動台車7は、ベースフレーム70と、キャスター71と、を備えている。
The moving
ベースフレーム70は、清掃ロボット1の底面を構成する板状の部材である。ベースフレーム70は、枠体であってもよく、その形状は特に限定されない。キャスター71は、ベースフレーム70の裏面の四隅に取り付けられ、向きを自在に変更可能に構成されている。このため、清掃員等のユーザは、ベースフレーム70上に配置された垂直フレーム8等の清掃ロボット1の一部を押す又は引っ張ることによって、清掃ロボット1を方向自在に移動させることができる。
The
また、キャスター71は、自身の回転を制止させる(以降、ロックする)機構(以降、ロック機構)を備えている。当該ロック機構は、キャスター71がロックされた場合に、キャスター71がロックされたことを示す信号を出力する。また、当該ロック機構は、キャスター71のロックが解除された場合に、キャスター71のロックが解除されたことを示す信号を出力する。このため、ユーザは、各キャスター71をロックすることで、清掃ロボット1を停止することができる。
Further, the
本実施形態では、キャスター71の個数を四個としているが、これは一例である。キャスター71の個数は、三個であってもよいし、五個以上であってもよい。また、複数のキャスター71のうちの一部だけが、向きを自在に変更可能に構成されていてもよい。
In the present embodiment, the number of
ロータリーアクチュエータ4は、Y軸を中心軸として、アーム5をY軸周りに旋回させるための機構であり、上面のターンテーブル4aがY軸周りに回転するように構成されている。
The
垂直フレーム8は、ロータリーアクチュエータ4上に立設されている。垂直フレーム8は、Y方向に延びる一対の鉛直部材8aと、Y方向に延びる一対のレール部材8bと、鉛直部材8aとレール部材8bを繋ぐ、R方向に延びる水平部材8cと、を含む。垂直フレーム8は、一対の鉛直部材8aと一対のレール部材8bと水平部材8cとで構成されるとしたが、これは一例であり、その形状は特に限定されない。
The
一対のYスライダ3は、それぞれ、アーム5をY方向にスライドさせための部材であり、Y方向に延びる形状を有する。一対のYスライダ3は、垂直フレーム8を構成する一対の鉛直部材8aのそれぞれに取り付けられている。
Each of the pair of
Rスライダ2は、アーム5をR方向にスライドさせるための部材であり、R方向に延びる形状を有する。Rスライダ2の−R方向側の端部(以降、基端部)は、一対のYスライダ3に対してY方向にスライド可能に取り付けられている。Rスライダ2の+R方向側の端部(以降、先端部)は、垂直フレーム8の一対のレール部材8bに対してY方向にスライド可能に取り付けられている。これにより、Yスライダ3は、Rスライダ2をY方向にスライドさせることで、アーム5をY方向にスライドさせる。
The
アーム5は、R方向に延びる形状を有する。アーム5の+R方向側の端部(以降、先端部)には、ブラシ10が取り付けられている。アーム5の−R方向側の端部(以降、基端部)は、Rスライダ2に取り付けられている。また、アーム5は、ブラシ10を振動させるための不図示の振動機構を有している。
The
ブラシ10は、アーム5の先端部においてY軸周りに回転可能に取り付けられている。ブラシ10は、アーム5が有する振動機構により、X方向に平行な軸(以降、X軸)及びR方向に平行な軸(以降、R軸)と平行であって、且つ、Y軸に直交する平面(以降、水平面)内で振動するように構成される。
The
ブラシ10は、Y方向において、上部に平面形状のブラシ面を有し、下部に半球形状のブラシ面を有し、中央部に円筒の周面の少なくとも一部と同形状のブラシ面を有する。ブラシ10は、アーム5のR方向の移動によって便器100の内面(対象物の一例)に当接される。ブラシ10は、便器100の内面に当接された状態で、内面の全域を移動することで、内面に付着した汚れを除去する。ブラシ10の挙動の詳細については、図8を用いて後述する。
The
図2はY方向の上方(+Y方向)にスライドされたRスライダ2を示す図である。図3はY方向の下方(−Y方向)にスライドされたRスライダ2を示す図である。図2及び図3に示すように、Rスライダ2は、一対のYスライダ3によってY方向にスライドすることができる。これにより、アーム5は、Y方向における任意の位置に位置決めされる。
FIG. 2 is a diagram showing an
図4は、−X方向に回動された垂直フレーム8を示す図である。図5は、+X方向に回動された垂直フレーム8を示す図である。図4及び図5に示すように、垂直フレーム8は、ロータリーアクチュエータ4の上面のターンテーブル4aに取り付けられている。このため、ターンテーブル4aがY軸周りに回動することで、垂直フレーム8をY軸周りに回動させることができる。これにより、Rスライダ2によるアーム5のスライド方向(R方向)を、X軸及びR軸と平行であり且つY軸に直交する前記水平面内の任意の方向に決めることができる。
FIG. 4 is a diagram showing a
図6はRスライダ2によって前方(+R方向)にスライドされたアーム5を示す図である。図7はRスライダ2によって後方(−R方向)にスライドされたアーム5を示す図である。図6及び図7に示すように、アーム5の基端部は、Rスライダ2によってR方向にスライドされる。これにより、アーム5は、R方向における任意の位置に位置決めされる。
FIG. 6 is a diagram showing an
以上より、アーム5は、Y軸を旋回軸とする円筒座標型機構で任意の位置に位置決め可能に構成されていることが分かる。
From the above, it can be seen that the
次に、ブラシ10の形状と便器100の対象面ごとの清掃方法について説明する。図8はブラシ10及びアーム5の側面図である。
Next, the shape of the
図8に示すように、ブラシ10は、半円柱形状の保持部10dと複数のブラシ毛10pとを備えている。保持部10dは、アーム5の先端部(+R方向の端部)において、Y軸周りに回動可能に取り付けられている。複数のブラシ毛10pのそれぞれの基端は、保持部10dに取り付けられている。複数のブラシ毛10pのそれぞれの先端によって、第一ブラシ面10a(第一のブラシ面の一例)、第二ブラシ面10b(第二のブラシ面の一例)及び第三ブラシ面10c(第三のブラシ面の一例)が構成されている。
As shown in FIG. 8, the
第一ブラシ面10aは、Y軸に平行な軸を中心軸とする円筒の周面の少なくとも一部と同形状に構成されている。第二ブラシ面10bは、第一ブラシ面10aよりも、前記円筒の底面側(−Y方向)に配置され、Y軸に平行な軸を中心軸とする半球面と同様の形状に構成されている。第三ブラシ面10cは、第一ブラシ面10aよりも、前記円筒の上面側(−Y方向)に配置され、前記円筒の上面と平行な平面形状に構成されている。尚、第二ブラシ面10bは、半球面と同様の形状に限らず、前記円筒の底面側に凸の曲面形状であればどのような形状であってもよい。
The
図9Aは、便器100の内面にブラシ10を当接させた状態を示す図である。図9Bは、便器100を図9Aの矢印110−110に示す方向から見たときの切断面図である。図9Aに示すように、便器100は、外面107と内面106とを備える。図9Bに示すように、内面106は、正面101、底面カップ102、上面エッジ103、右側面104、及び図示していない左側面105を備える。
FIG. 9A is a diagram showing a state in which the
正面101は、便器100の内面106におけるR方向と正対する面であり、第一の対象面の一例である。正面101の−X方向側に位置する右側面104、及び、正面101の+X方向側に位置する左側面105も、便器100の内面106におけるR方向と正対する面であり、第一の対象面の一例である。
The
底面カップ102は、便器100の内面106において、−Y方向と正対し、且つ、便器100の内面106におけるR方向と正対する面(第一の対象面)よりも−Y方向側に位置する面であり、第二の対象面の一例である。
The
上面エッジ103は、便器100の内面106において、+Y方向と正対し、且つ、正面101、右側面104、及び左側面105よりも+Y方向側に位置する面であり、第三の対象面の一例である。
The
ここで、ある方向に対して対象面が正対するとは、ある方向に対して対象面が対向することを指し、ある方向に対して対象面が直交してもよいし、ある方向に対して対象面が例えば0〜45度程度に傾斜していてもよい。また、内面106を構成する複数の面101〜105は、それぞれ、平面であってもよいし、湾曲した面であってもよい。
Here, when the target surface faces a certain direction, it means that the target surface faces the certain direction, and the target surface may be orthogonal to the certain direction or with respect to the certain direction. The target surface may be inclined at, for example, about 0 to 45 degrees. Further, each of the plurality of
図10Aは、便器100の正面101にブラシ10を当接させた状態を示す切断面図である。図10Bは、便器100の底面カップ102にブラシ10を当接させた状態を示す切断面図である。図10Cは、便器100の上面エッジ103にブラシ10を当接させた状態を示す切断面図である。正面101の汚れを除去する場合、Rスライダ2によってブラシ10を+R方向に移動させ、図10Aに示すように、ブラシ10の第一ブラシ面10aを正面101に当接させる。底面カップ102の汚れを除去する場合、一対のYスライダ3によってRスライダ2を−Y方向に移動させ、図10Bに示すように、第二ブラシ面10bを底面カップ102に当接させる。上面エッジ103の汚れを除去する場合、一対のYスライダ3によってRスライダ2を+Y方向に移動させ、図10Cに示すように、第三ブラシ面10cを上面エッジ103に当接させる。
FIG. 10A is a cut view showing a state in which the
これにより、便器100の内面106を構成する複数の面101〜105にブラシ10を当接させることができる。その後、便器100の内面106に沿ってブラシ10を移動させることにより、便器100の内面106の汚れを除去し、磨き残しを低減できる。
As a result, the
特に、便器100の内面106が湾曲を有する場合は、ロータリーアクチュエータ4によりY軸を中心軸としてアーム5を回動させる。これによって、便器100の内面106を構成する複数の面101〜105に第一ブラシ面10a、第二ブラシ面10b又は第三ブラシ面10cが当接した状態で、内面106の湾曲に合わせてブラシ10を移動させることができる。その結果、清掃ロボット1は、内面106の磨き残しを低減することができる。
In particular, when the
次にブラシ10を振動させる機構について説明する。図11は、アーム5及びブラシ10を斜め上方から見た斜視図である。また、図12及び図13は、振動機構の動作の説明図であり、図12はブラシ10が−X方向(右)に振れている状態を示す上面図、図13はブラシ10が+X方向(左)に振れている状態を示す上面図である。
Next, the mechanism for vibrating the
図11に示すように、ブラシ10の保持部10dは、アーム5の接続部5aにおいて、Y軸周りに回転可能に取り付けられている。また、アーム5には、アーム5に内蔵された振動モータ211(図16)により回転駆動されるクランク11が設けられている。クランク11とブラシ10は、ロッド12を介して接続されている。ここで、ロッド12とクランク11の接続部12a及び、ロッド12とブラシ10との接続部12bはいずれもY軸周りに回転可能に構成されている。振動モータ211、クランク11、及びロッド12は、ブラシ駆動部の一例である。
As shown in FIG. 11, the holding
図12及び図13において、A−Aで示した線は、半円柱形状の保持部10d(図11)の背面に該当する。尚、図12及び図13では、前記背面の向きを分かり易くするため、当該A−Aで示した線を、+Y方向からみたときの前記背面よりも長い線として図示している。
In FIGS. 12 and 13, the line shown by AA corresponds to the back surface of the
図12に示すように、ロッド12とクランク11との接続部12aは、クランク11の駆動軸11aよりも−R方向側にあり、ロッド12は−R方向に引かれている状態である。この時、ロッド12とブラシ10との接続部12bは、ブラシ10とアーム5との接続部5aよりも−R方向にあるので、ブラシ10は、−X方向(右側)に振れた状態となる。この後、クランク11が回転して接続部12aが+R方向に移動したとする。この場合、ロッド12とブラシ10との接続部12bは、+R方向に押される。これにより、ブラシ10の保持部10dは、矢印YAの方向(反時計回り)に回転する。
As shown in FIG. 12, the connecting
図13に示すように、ロッド12とクランク11との接続部12aは、クランク11の駆動軸11aよりも+R方向にあり、ロッド12は+R方向に押されている状態である。この時、ロッド12とブラシ10との接続部12bは、ブラシ10とアーム5との接続部5aよりも+R方向にあるので、ブラシ10は、+X方向(左側)に振れた状態となる。この後、クランク11が回転して接続部12aが−R方向に移動したとする。この場合、ロッド12とブラシ10とのの接続部12bは、−R方向に引かれる。これにより、ブラシ10は、矢印YBの方向(時計回り)に回転する。
As shown in FIG. 13, the connecting
図12、図13に示したように、クランク11を回転駆動すると、ブラシ10は、矢印YA方向への回転と矢印YB方向への回転とを交互に繰り返す。以下、ブラシ10が、矢印YA方向への回転と矢印YB方向への回転とを交互に繰り返すことを「振動」と呼ぶ。この振動により、ブラシ10による便器100の内部の研磨力が増すため、便器100に付着する汚れをより確実に除去できる。さらに、ブラシ10を振動させる時のブラシ10の回転角度幅である振幅を小さくしても強固な研磨力が得られる。このため、ブラシ10の振動時の振幅を小さくすれば、ブラシ10及び便器100に付着する液体の飛び散りを抑制することもできる。この場合の振幅としては、例えば5度、10度、30度、45度、又は90度等の適宜の値が採用できる。
As shown in FIGS. 12 and 13, when the
次に洗剤及び水の吐出機構について説明する。本実施形態の清掃ロボット1は、便器100を洗浄するための洗剤及び洗浄後に洗剤をすすぐ水を吐出する機能を備える。図14は、洗剤及び水を吐出するノズルの配置の一例を示す図である。具体的には、清掃ロボット1は、図14に示すように、洗剤を吐出する洗剤ノズル31と、洗剤をすすぐ水を吐出する上方水ノズル32及び下方水ノズル33と、を備えている。
Next, the detergent and water discharge mechanism will be described. The cleaning
洗剤ノズル31は、先端部がブラシ10の上方(+Y方向)に向かって斜め上方向に延びるように配置され、基端部は洗剤供給路34に接続されている。洗剤供給路34は、図示していない洗剤用ポンプに接続されている。このため、当該洗剤用ポンプを駆動することにより、洗剤ノズル31の先端部から洗剤を吐出することができる。これにより、便器100の正面101、上面エッジ103、右側面104、左側面105に洗剤を塗布することができる。
The
洗剤ノズル31は、底面カップ102へ直接的に洗剤を吐出することはできないが、正面101、上面エッジ103、右側面104、左側面105に洗剤を吐出できる。これにより、洗剤を正面101、上面エッジ103、右側面104、左側面105から下方(−Y方向)に流して、洗剤を底面カップ102に溜めることができる。その結果、底面カップ102に溜まった洗剤を、第二ブラシ面10bに付着させて、底面カップ102の洗浄に使用することができる。
The
上方水ノズル32は、洗剤ノズル31と同様に、先端部がブラシ10の上方(+Y方向)に向かって斜め上方向に延びるように配置され、基端部は水供給路35を介して図示していない電磁弁に接続されている。下方水ノズル33は、先端部が下方(−Y方向)を向くように配置され、基端部は水供給路36を介して図示していない前記電磁弁に接続されている。前記電磁弁は、図示していない水用ポンプに接続されており、当該水用ポンプから供給される水の出口を、上方水ノズル32又は下方水ノズル33に切り替える。
Similar to the
このため、前記水用ポンプを駆動することにより、上方水ノズル32又は下方水ノズル33の先端部から水を吐出することができる。したがって、上方水ノズル32の先端部から水を吐出すれば、便器100の正面101、上面エッジ103、右側面104及び左側面105に付着した洗剤をすすぐことができる。また、洗剤をすすぐ場合、洗剤を吐出する場合とは異なり、清掃ロボット1は、ブラシ10を便器100に当接させない。このため、洗剤をすすぐ場合には、電磁弁を切り替えて、下方水ノズル33の先端部から水を吐出させることにより、底面カップ102に付着した洗剤をすすぐことができる。
Therefore, by driving the water pump, water can be discharged from the tip of the
尚、本実施形態では、電磁弁を用いて1台の水用ポンプから供給される水の出口を、上方水ノズル32又は下方水ノズル33に切り替える構成としていたが、上方水ノズル32及び下方水ノズル33のそれぞれに個別に水用ポンプを接続してもよい。
In the present embodiment, the outlet of the water supplied from one water pump is switched to the
また、図14に示した、洗剤及び水を吐出するノズルの構成は一例であり、その構成、は特に限定されない。例えば、上方水ノズル32及び下方水ノズル33のうちの一以上のノズルの先端部をブラシ10と一体的に設けるようにしてもよい。これにより、ブラシ10の振動と共に、ノズルの先端部から供給される水を左右に振るようにしてもよい。
Further, the configuration of the nozzle for discharging the detergent and water shown in FIG. 14 is an example, and the configuration is not particularly limited. For example, the tip of one or more of the
次に、清掃ロボット1において行われる制御について説明する。図16は、清掃ロボット1のブロック図である。図16に示すように、清掃ロボット1は、図11において図示を省略した振動モータ211、図14において図示を省略した洗剤用ポンプ212、水用ポンプ213及び電磁弁214を備える。これらは、すでに説明しているので説明を省略する。
Next, the control performed by the cleaning
清掃ロボット1は、これらに加えて、図1に示したRスライダ2、Yスライダ3及びロータリーアクチュエータ4に内蔵されたRスライダモータ222、Yスライダモータ223、ロータリーアクチュエータモータ(以降、ロータリーACTモータ)224を備える。Rスライダモータ222は、Rスライダ2がアーム5(図1)をR方向に移動させるための駆動力を与えるモータである。Yスライダモータ223は、一対のYスライダ3がRスライダ2(図1)をY方向に移動させるための駆動力を与えるモータである。ロータリーACTモータ224は、ロータリーアクチュエータ4がRスライダ2(図1)をY軸周りに回動させるための回転力を与えるモータである。
In addition to these, the cleaning
清掃ロボット1は、更に、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303、ロータリーアクチュエータ駆動部(以降、ロータリーACT駆動部)304、振動モータ駆動部311、洗剤用ポンプ駆動部312、水用ポンプ駆動部313及び電磁弁駆動部314を備えている。
The cleaning
Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303、ロータリーACT駆動部304、振動モータ駆動部311、洗剤用ポンプ駆動部312、水用ポンプ駆動部313及び電磁弁駆動部314は、それぞれ、駆動制御部201から送信される動作指令、起動(ON)指令及び停止(OFF)指令に基づき、Rスライダモータ222、Yスライダモータ223、ロータリーACTモータ224、振動モータ211、洗剤用ポンプ212、水用ポンプ213及び電磁弁214を制御する。
The R
清掃ロボット1は、更に、制御部200及びバッテリー203を備えている。
The cleaning
制御部200は、例えば、CPU、RAM及び不揮発性の記憶装置等を含むマイクロコンピュータで構成され、清掃ロボット1全体を制御する。具体的には、制御部200は、メモリ202及び駆動制御部201として機能する。
The
メモリ202は、RAM及び不揮発性の記憶装置により構成され、清掃ロボット1全体の制御に必要な種々の情報を記憶する。例えば、メモリ202は、清掃ロボット1に便器の汚れを除去する(以降、清掃する)動作に関する清掃シーケンス情報を記憶する。清掃シーケンス情報には、清掃ロボット1が清掃を行うときのアーム5の移動経路を定めた軌跡情報が含まれる。また、清掃シーケンス情報には、洗剤及び水を吐出するタイミング及び吐出先に関する情報、並びに、ブラシ10の振動に関する情報等が含まれる。
The
CPUが不揮発性の記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部200は、駆動制御部201として機能する。駆動制御部201は、メモリ202から清掃シーケンス情報を読み出し、当該読み出した清掃シーケンス情報に基づき、各駆動部に制御信号を送信する。具体的には、駆動制御部201は、メモリ202から読み出した清掃シーケンス情報に基づき、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信する。また、清掃シーケンス情報に含まれる、ブラシ10の振動に関する情報に基づき、振動モータ駆動部311に、起動(ON)指令又は停止(OFF)指令を送信する。
When the CPU executes the control program stored in the non-volatile storage device, the
また、駆動制御部201は、清掃シーケンス情報に含まれる洗剤及び水を吐出するタイミング及び吐出先に関する情報に基づき、洗剤用ポンプ駆動部312、水用ポンプ駆動部313及び電磁弁駆動部314に、起動(ON)信号、停止(OFF)信号及び切替信号を送信する。さらに、駆動制御部201は、バッテリー203の残量を監視し、バッテリー203への充電及びバッテリー203からの放電を管理する。
Further, the
以上のように構成された清掃ロボット1による清掃の動作について説明する。図17は、清掃ロボット1による清掃の動作の一例を示すフローチャートである。まず、清掃員等のユーザによって、清掃ロボット1の電源をオンにする所定の操作が行われたとする。この場合、駆動制御部201は、バッテリー203から、各駆動部211〜214、222〜224等への電力の供給を開始する(ステップS1)。尚、制御部200には、バッテリー203から常時電力が供給されている。前記所定の操作は、例えば、水平部材8c(図1)等に設けられた電源ボタンを押下することで行われる。
The cleaning operation by the cleaning
次に、ユーザが、清掃ロボット1を、清掃を行う対象の便器100の前の所定の位置まで手押しで移動させ、キャスター71をロックしたとする。この場合、駆動制御部201は、清掃ロボット1が清掃の動作を行える前記所定の位置、すなわち、便器100の内面106がブラシ10の移動範囲内に収まる位置に設置されたと判断する(ステップS2)。
Next, it is assumed that the user manually moves the cleaning
例えば、ステップS2において、駆動制御部201は、キャスター71が備えるロック機構から、キャスタ−71をロックしたことを示す信号を受信した場合に、キャスター71がロックされたと判断する。ただし、駆動制御部201がキャスター71がロックされたことを判断する方法はこれに限定されない。
For example, in step S2, when the
駆動制御部201は、清掃ロボット1が前記所定の位置に設置されたと判断すると、清掃ロボット1と便器100の相対位置のずれを補正する(ステップS3)。
When the
具体的には、清掃ロボット1は、後述するように、メモリ202に記憶されている清掃シーケンス情報に基づきアーム5を移動させることで、アーム5に取り付けられたブラシ10で便器の内面106の清掃を行う。このため、清掃ロボット1と便器100の相対位置がずれていると、便器の内面106とブラシ10との距離を適切に保てなくなる。そのため、駆動制御部201は、ステップS3において、前記相対位置のずれを把握し、当該把握したずれに応じて、清掃シーケンス情報に含まれる軌跡情報を補正する。
Specifically, as will be described later, the cleaning
この補正方法としては、例えば、以下に示す方法を採用すればよい。清掃ロボット1にdepthカメラを設け、駆動制御部201は、当該depthカメラが撮影した画像から、便器の画像の特徴量を抽出する。駆動制御部201は、当該抽出した便器の画像の特徴量と、清掃ロボット1が理想の前記相対位置に存在するときに、depthカメラが撮影した画像から抽出しておいた便器の画像の特徴量とを比較する。駆動制御部201は、当該比較の結果から、理想の前記相対位置とのずれを算出し、当該算出したずれの分だけ、軌跡情報が示す、アーム5の移動を開始する位置(以降、アーム5の初期位置)を補正する。
As the correction method, for example, the method shown below may be adopted. A depth camera is provided in the
又は、清掃ロボット1に測距センサを設け、駆動制御部201が当該測距センサで計測した便器との間の距離に基づき、前記相対位置のずれを把握するようにしてもよい。又は、ユーザが、Rスライダ2、Yスライダ3及びロータリーアクチュエータ4に直接的に指令を与える操作を行えるようにし、当該操作によって、アーム5の初期位置を手動で調整する方法を採用してもよい。
Alternatively, the cleaning
次に、駆動制御部201は、清掃シーケンス情報に従って、アーム5を移動させ、ブラシ10を振動させ、また、洗剤及び水を所定の吐出先から吐出させることで、便器100を清掃する(S4)。
Next, the
次に、清掃ロボット1により行われる清掃の内容の詳細について説明する。以下に示すように、駆動制御部201は、メモリ202が記憶する清掃シーケンス情報に従って、清掃ロボット1に清掃を行わせる。この処理は、図17のステップS4に相当する。
Next, the details of the cleaning contents performed by the cleaning
図18は、清掃ロボット1による便器の清掃において順次実行される六個の処理P1〜P6を示す図である。また、図19は、図18に示す六個の処理P1〜P6に引き続いて順次実行される四個の処理P7〜P10を示す図である。図18及び図19において、実線矢印は、洗剤又は水を吐出しながらアーム5を移動させる経路を示し、破線矢印は、洗剤及び水を吐出せずにアーム5を移動させる経路を示している。また、図18及び図19において、ブラシ10が斜線で図示されている処理P2〜P7では、ブラシ10を便器100に当接させて、ブラシ10を振動させながら移動させる処理が行われるものとする。
FIG. 18 is a diagram showing six processes P1 to P6 that are sequentially executed in cleaning the toilet bowl by the cleaning
<処理P1>
図18に示すように、駆動制御部201は、便器100の清掃を開始すると、まず、処理P1を実行する。処理P1は、例えば、右側面104、上面エッジ103及び左側面105の順に洗剤を塗布する処理である。処理P1では、駆動制御部201は、ブラシ10を便器100に当接させずに、−R方向(後方)に所定距離だけ離れた位置から便器100に向けて洗剤を吐出させる。
<Processing P1>
As shown in FIG. 18, when the
具体的には、処理P1では、駆動制御部201は、まず、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に、ステップS3における補正後の軌跡情報が示す補正後のアーム5の初期位置まで、アーム5を移動させるための動作指令を送信する。アーム5の初期位置は、図18の左上図に示すように、アーム5に取り付けられたブラシ10の位置が、便器100における右側面104の下方(−Y方向)の位置から、−R方向に前記所定距離だけ離間した位置になるときのアーム5の位置に定められている。
Specifically, in the process P1, the
アーム5がアーム5の初期位置に到達すると、駆動制御部201は、洗剤用ポンプ駆動部312に起動信号を送信し、洗剤用ポンプ212を起動する(ONにする)。これにより、洗剤ノズル31から洗剤の吐出が開始される。
When the
次に、駆動制御部201は、洗剤ノズル31から右側面104に洗剤を吐出させながら、アーム5を+Y方向に移動させるための動作指令をYスライダ駆動部303に送信する。そして、駆動制御部201は、洗剤ノズル31から上面エッジ103に向けて洗剤を吐出させながら、アーム5を+X方向に移動させるための動作指令を、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に送信する。これにより、Rスライダ2及びロータリーアクチュエータ4によって、アーム5をR方向に移動させつつ、アーム5をY軸周りに回動させることで、アーム5を+X方向に略直線的に移動させる。
Next, the
最後に、駆動制御部201は、洗剤ノズル31から左側面105に洗剤を吐出させながら、アーム5を−Y方向へ移動させるための動作指令をYスライダ駆動部303に送信する。そして、駆動制御部201は、洗剤ノズル31から左側面105への洗剤の吐出開始後、所定時間が経過すると、洗剤用ポンプ駆動部312に停止信号を送信する。これにより、駆動制御部201は、洗剤用ポンプ212を停止させ、処理P1を終了する。この処理P1で洗剤が吐出される便器100の内面106は、ブラシ10で洗浄しながら洗剤を吐出することが難しい場所である。このため、最初に行われる処理P1では、洗剤の吐出のみを行っている。
Finally, the
<処理P2>
駆動制御部201は、処理P1を終了すると、処理P2を実行する。処理P2は、左側面105を洗浄する処理である。処理P2では、駆動制御部201は、まず、振動モータ駆動部311に起動指令を送信して、ブラシ10の振動モータ211を起動させる(ONにする)。これにより、ブラシ10が振動を開始する。そして、駆動制御部201は、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302に、ブラシ10の第一ブラシ面10aが左側面105の下方に当接する位置までアーム5を移動させるための動作指令を送信する。これにより、Rスライダ2によってアーム5がR方向に移動され、ブラシ10の第一ブラシ面10aが左側面105の下方の位置で当接する。
<Processing P2>
When the
次に、駆動制御部201は、処理P1で洗剤が塗布された左側面105を、振動する第一ブラシ面10aでブラッシングしながら、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信して、ブラシ10の第三ブラシ面10cが上面エッジ103に到達するまで、アーム5を+Y方向へ移動させる。その後、駆動制御部201は、ブラシ10を振動させたまま、処理P2を終了する。
Next, the
尚、駆動制御部201が、処理P2において、アーム5を+Y方向に移動させる際に、左側面105に沿って、アーム5を+R方向と−R方向とに交互に移動させるための動作指令を、Rスライダ駆動部302に送信するようにしてもよい。これにより、第一ブラシ面10aをジグザグに移動させてもよい。この場合、左側面105においてR方向の洗浄面積を広げることができ、+Y方向にアーム5を一回移動させるだけで左側面105全体を清掃できる。ただし、これに限らず、アーム5を+Y方向及び−Y方向に複数回移動させて、左側面105全体をブラッシングしても良い。
When the
<処理P3>
駆動制御部201は、処理P2を終了すると、処理P3を実行する。処理P3は、第三ブラシ面10cで上面エッジ103を洗浄する処理である。処理P3では、駆動制御部201は、まず、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、ブラシ10の第三ブラシ面10cが上面エッジ103の左端に当接するまでアーム5を移動させる。ブラシ10は、処理P2から振動したままの状態である。そこで、駆動制御部201は、振動する第三ブラシ面10cで上面エッジ103をブラッシングしながら、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、ブラシ10の第三ブラシ面10cが上面エッジ103の右端に到達するまで、アーム5を−X方向へ移動させる。その後、駆動制御部201は、ブラシ10を振動させたまま、処理P3を終了する。
<Processing P3>
When the
<処理P4>
駆動制御部201は、処理P3を終了すると、処理P4を実行する。処理P4は、第一ブラシ面10aで右側面104を洗浄する処理である。処理P4では、駆動制御部201は、まず、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aが右側面104の上方の所定位置に当接するまでアーム5を移動させる。ブラシ10は、処理P2から振動したままの状態である。そこで、駆動制御部201は、振動する第一ブラシ面10aで右側面104をブラッシングしながら、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aが右側面104の下方に到達するまで、アーム5を−Y方向へ移動させる。その後、駆動制御部201は、ブラシ10を振動させたまま、処理P4を終了する。尚、処理P2と同様にして、駆動制御部201が、処理P4において、第一ブラシ面10aを+R方向と−R方向とに交互に振ってジグザグに移動させると、右側面104においてR方向の洗浄面積を広げることができ、−Y方向にアーム5を一回移動させるだけで右側面104全体をブラッシングできる。
<Processing P4>
When the
<処理P5>
駆動制御部201は、処理P4を終了すると、処理P5を実行する。処理P5は、第一ブラシ面10aで正面101を、洗剤を吐出しながら洗浄する処理である。処理P5では、駆動制御部201は、まず、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aを内面106に当接させたまま、第一ブラシ面10aが正面101の下方の所定位置に移動するまで、アーム5を移動させる。そして、駆動制御部201は、洗剤用ポンプ駆動部312に起動信号を送信し、洗剤用ポンプ212を起動する(ONにする)。これにより、洗剤ノズル31から洗剤の吐出が開始される。
<Processing P5>
When the
次に、駆動制御部201は、洗剤ノズル31から正面101に洗剤を吐出させながら、また、第一ブラシ面10aで正面101をブラッシングしながら、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aが正面101の上端に到達するまでアーム5を+Y方向に移動させる。その後、駆動制御部201は、洗剤用ポンプ駆動部312に停止信号を送信して、洗剤用ポンプ212を停止させ、処理P5を終了する。本実施形態では、上述のように、洗剤がブラシ10の上方(+Y方向)に吐出される。このため、処理P5において、下方から上方にブラシ10を移動させながら、正面101をブラシ10でブラッシングする際に、洗剤が塗布された場所をブラッシングすることができる。これにより、正面101の汚れを十分に除去することができる。
Next, the
<処理P6>
駆動制御部201は、処理P5が終了すると、処理P6を実行する。処理P6は、第一ブラシ面10aで正面101を、洗剤を吐出せずに洗浄する処理である。処理P6では、駆動制御部201は、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aを正面101に当接させたまま、第一ブラシ面10aが処理P5で洗浄し終えた位置から+X方向に所定距離だけずれた位置に移動するまで、アーム5を移動させる。当該所定距離は、例えば第一ブラシ面10aのX方向の長さの半分等に定められている。そして、駆動制御部201は、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aが正面101の上端から下端に到達するまで、アーム5を+Y方向に移動させる。これにより、駆動制御部201は、正面101において処理P5で洗浄された位置から+X方向に前記所定距離だけずれた位置を、第一ブラシ面10aでブラッシングさせる。第一ブラシ面10aが正面101の下端に到達すると、駆動制御部201は、処理P6を終了する。
<Processing P6>
When the process P5 is completed, the
以後、駆動制御部201は、処理P6を終了する度に、Rスライダ駆動部302及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、第一ブラシ面10aが+X方向に前記所定距離だけずれた位置に移動するまでアーム5を移動させた後、処理P5及び処理P6を実行することを繰り返す。これにより、駆動制御部201は、第一ブラシ面10aによって、正面101全体を満遍なく洗浄させる。
After that, each time the
尚、処理P5及び処理P6において、アーム5をY方向に移動させる際に、駆動制御部201が、アーム5を+X方向と‐X方向に交互に移動させることで、第一ブラシ面10aを+X方向と‐X方向に交互に振ってジグザグに移動させるようにしてもよい。この場合、処理P5及び処理P6を一回繰り返すことで、正面101において洗浄される面積を広げることができ、処理P5及び処理P6を繰り返す回数を低減することができる。
In the processing P5 and the processing P6, when the
<処理P7>
駆動制御部201は、処理P5及び処理P6を繰り返し、正面101全体の洗浄を終了すると、処理P7を実行する。図19の左上図は、上方(+Y方向)から見た底面カップ102を示している。処理P7は、底面カップ102を洗浄する処理である。処理P7では、駆動制御部201は、まず、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、第二ブラシ面10bが正面101と底面カップ102の境界付近の所定位置で底面カップ102に当接するまで、アーム5を移動させる。このとき、駆動制御部201は、振動モータ211を起動させたまま、洗剤用ポンプ駆動部312に停止信号を送信して、洗剤用ポンプ212を停止させる。
<Processing P7>
The
次に、駆動制御部201は、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、図19の左上図の破線矢印に示すように、第二ブラシ面10bが等高線状に底面カップ102内を1周するようにアーム5を移動させる。そして、駆動制御部201は、前記補正後の軌跡情報を参照して、Yスライダ駆動部303に動作指令を送信し、第二ブラシ面10bが便器壁面に沿って‐Y方向に所定距離だけ移動するように、アーム5を移動させる。そして、上記と同様に、駆動制御部201は、第二ブラシ面10bが等高線状に底面カップ102内をさらに1周するようにアーム5を移動させる。
Next, the
以降、駆動制御部201は、この処理を、第二ブラシ面10bが底面カップ102の最下面に到達するまで繰り返し行う。その後、駆動制御部201は、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信し、第二ブラシ面10bが底面カップ102の目皿周辺に移動するまで、アーム5を移動させる。駆動制御部201は、この状態で、第二ブラシ面10bに、底面カップ102の目皿周辺を所定時間ブラッシングさせる。そして、駆動制御部201は、振動モータ駆動部311に停止指令を送信して、振動モータ211を停止させ、処理P7を終了する。
After that, the
<処理P8>
駆動制御部201は、処理P7を終了すると、処理P8を実行する。処理P8は、例えば、右側面104、上面エッジ103、左側面105の順に洗剤をすすぐ処理である。尚、処理P7までの処理で汚れの落ちにくい部分を追加でブラッシングする処理を、処理P8の前に実行しても良い。
<Processing P8>
When the
処理P8では、駆動制御部201は、処理P1と同様に、ブラシ10を便器100に当接させずに、−R方向(後方)に所定距離だけ離れた位置から便器100に向けて水を吐出させる。
In the process P8, the
具体的には、処理P8では、駆動制御部201は、まず、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、前記補正後のアーム5の初期位置まで、アーム5を移動させる。そして、駆動制御部201は、上方水ノズル32から水が吐出されるように電磁弁214を開栓させる切替信号を電磁弁駆動部314に送信し、また、水用ポンプ駆動部313に起動信号を送信する。これにより、電磁弁214は、上方水ノズル32から水が吐出されるように開栓し、この状態で、水用ポンプ213を起動させる。その結果、水の吐出が開始される。
Specifically, in the process P8, the
次に、駆動制御部201は、処理P1と同様にして、右側面104に水を吐出させながら、アーム5を+Y方向に移動させた後、上面エッジ103に向けて水を吐出させながら、アーム5を+X方向に移動させる。そして、駆動制御部201は、左側面105に水を吐出させながら、アーム5を−Y方向へ移動させる。これにより、駆動制御部201は、内面106に塗布された洗剤をすすぎ終えると、処理P8を終了する。尚、駆動制御部201は、処理P8に続けて処理P9において底面カップ102の前面の洗剤をすすぐ処理を行うので、水用ポンプ213を停止させない。
Next, the
<処理P9>
駆動制御部201は、処理P8を終了すると、処理P9を実行する。処理P9は、底面カップ102の前面の洗剤をすすぐ処理である。処理P9でも、駆動制御部201は、処理P8と同様に、ブラシ10を便器100に当接させず、下方水ノズル33を用いて+Y方向に離れた位置から、便器100に向けて水を吐出する。
<Processing P9>
When the
処理P9では、駆動制御部201は、まず、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、第二ブラシ面10bが底面カップ102の上方の所定位置に移動するまで、アーム5を移動させる。そして、駆動制御部201は、下方水ノズル33から水が吐出されるように電磁弁214を開栓させる切替信号を電磁弁駆動部314に送信する。これにより、下方水ノズル33から水が吐出され、下方(−Y方向)に向けて水の吐出が開始される。
In the process P9, the
次に、駆動制御部201は、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、水が底面カップ102の前側の縁に沿って吐出されるように、アーム5を移動させる。これにより、駆動制御部201は、底面カップ102の前側のすすぎを終えると、水用ポンプ駆動部313に停止信号を送信して、水用ポンプ213を停止させる。そして、駆動制御部201は、前記補正後の軌跡情報を参照して、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、アーム5を前記補正後のアーム5の初期位置に移動させ、処理P9を終了する。尚、処理P8及び処理P9は、次の処理P10では流せない部分の洗剤を水で洗い流すように構成されている。
Next, the
<処理P10>
駆動制御部201は、処理P9を終了すると、処理P10を実行する。処理P10は、正面101をすすぐ処理である。処理P10は、便器100が備える自動洗浄機能により実行される。便器100は、人感センサを備えており、人物が便器100から立ち去ったことを検知すると自動的に水を流す機能を備えている。処理P10では、この機能を利用する。すなわち、処理P9の終了後、ユーザが、清掃ロボット1を次の便器100、あるいは、トイレの外等に移動させると、人感センサがそれを検知し、自動的に水が流される。これにより、正面101に残った洗剤がすすがれる。
<Processing P10>
When the
尚、処理P10を便器100の自動洗浄機能により実行することに代えて、駆動制御部201が、処理P8に引き続き、Rスライダ駆動部302、Yスライダ駆動部303及びロータリーACT駆動部304に動作指令を送信して、アーム5を正面101内で移動させるようにしてもよい。これにより、上方水ノズル32から吐出される水によって、正面101をすすいでもよい。
Instead of executing the process P10 by the automatic cleaning function of the
以上説明したように、本実施の形態の清掃ロボット1によれば、ブラシ10が取り付けられたアーム5を円筒座標系上で移動させる機構を備え、アーム5を3次元的に移動させることができる。したがって、便器100の内面106に沿って、ブラシ10を任意の位置に移動させることができる。
As described above, the cleaning
ここで、ブラシ10は、便器100の正面101、右側面104及び左側面105を清掃する第一ブラシ面10aと、底面カップ102を清掃する第二ブラシ面10bと、上面エッジ103を清掃する第三ブラシ面10cと、を有する。このため、便器100の内面106を構成する各面に適切なブラシ面を当接させて、内面106全体を満遍なく清掃することができる。その結果、清掃ロボット1は、向きの異なる複数の対象面を備える便器100の内面106の汚れを十分に除去することができる。
Here, the
尚、本実施形態の清掃ロボット1は、以下のように変形してもよい。
The cleaning
(1)ブラシ10の第二ブラシ面10bを洋式便器の内面に当接させて清掃するようにしてもよい。具体的には、第二ブラシ面10bが洋式便器の内面の上方に位置するように、清掃ロボット1を移動させた後、駆動制御部201が、洗剤用ポンプ駆動部312に起動信号を送信して、洗剤用ポンプ212を起動させるようにしてもよい。そして、駆動制御部201が、図19に示した処理P7及び処理P9と同様の処理を行うようにしてもよい。
(1) The
(2)図11〜図13に示した例では、ブラシ10は、Y軸周りに振動可能に構成されているが、これは一例であり、Y軸周りに回転可能に構成されてもよい。この場合、図15に示す構成が考えられる。図15は、ブラシ10及びアーム5の別の実施形態を示す図である。図15に示すように、ブラシ20は、保持部20dと複数のブラシ毛20pとを備えている。
(2) In the examples shown in FIGS. 11 to 13, the
保持部20dは、アーム15の先端部15a(+R方向の端部)において、Y軸周りに回動可能に取り付けられている。保持部20dは、アーム15に内蔵された振動モータ211と同様のモータ(ブラシ駆動部の一例)で回転するように構成されている。
The holding
複数のブラシ毛20pのそれぞれの基端は、保持部20dに取り付けられている。複数のブラシ毛20pのそれぞれの先端によって、ブラシ面20a(第一のブラシ面の一例)、ブラシ面20b(第二のブラシ面の一例)及びブラシ面20c(第三のブラシ面の一例)が構成されている。
The base end of each of the plurality of brush bristles 20p is attached to the holding
ブラシ面20aは、Y軸と平行な軸を中心軸とする円筒形状を有し、上記実施の形態における第一ブラシ面10aと同様に利用される。ブラシ面20bは、Y軸と平行な軸を中心軸とする半球形状を有し、上記実施の形態における第二ブラシ面10bと同様に利用される。ブラシ面20cは、上面及び側面にブラシ毛を有し、Y軸と平行な軸を中心軸とする円柱形状を有している。ブラシ面20cは、上記実施の形態における第三ブラシ面10cと同様に利用される。尚、図15に示すように、アーム15に、更に、ブラシ面20aを覆うカバー16を設けてもよい。この場合、ブラシ20による洗浄時に水が飛び散ることを低減できる。
The
(3)第一実施形態では、清掃ロボット1は、地面を移動する場合、ユーザの力で移動するように構成されていたが、これに限らず、自律的に移動するように構成されていてもよい。この場合、清掃ロボット1は、SLAM等の自己位置推定技術を用いて、便器100の位置が示された地図データ上での自己位置を推定しながら、目標とする便器100の前に移動すればよい。
(3) In the first embodiment, the cleaning
(第二実施形態)
第一実施形態では、便器100の内面106を清掃可能な清掃ロボット1について説明した。本実施の形態では、便器100の外面を清掃可能な清掃ロボットについて説明する。図20は、本開示の第二実施形態に係る清掃ロボット51の主要部を示した図である。尚、本実施の形態に係る清掃ロボット51が、上記第一実施形態に係る清掃ロボット1と異なるのは、左右一対の清掃ローラー52、サイドアーム53及びロータリーアクチュエータ54を備えることのみであるので、それ以外の構成要素は清掃ロボット1の構成要素と同じ符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the cleaning
図20に示すように、清掃ロボット51は、清掃ロボット1の構成に加えて、左右一対の清掃ローラー52と、左右一対のサイドアーム53と、左右一対のロータリーアクチュエータ54と、を備える。左右一対の清掃ローラー52は、第一の清掃ローラー及び第二の清掃ローラーの一例である。左右一対のサイドアーム53は、第一の外面アーム及び第二の外面アームの一例である。
As shown in FIG. 20, in addition to the configuration of the cleaning
清掃ローラー52は、便器100の外面107に当接して外面107を拭き上げる周面を有し、その回転軸は、支持部材52b(第一の支持部材及び第二の支持部材の一例)によって支持されている。清掃ローラー52の周面は、円柱形状の弾性体の表面に綿100%の布又はマイクロファイバークロス等を巻き付けて構成されている。支持部材52bには、清掃ローラー52を回転させるモータ52a(第一のモータ及び第二のモータの一例)が付随されている。更に、清掃ローラー52は、図示していない洗剤塗布ノズルを備えており、便器100の外面107又は清掃ローラー52の周面に洗剤を塗布するように構成されている。尚、洗剤には、アルコール洗剤等、揮発性のある洗剤が用いられる。したがって、清掃ローラー52の周面を外面107に当接させ、清掃ローラー52を回転させることで、外面107に水滴を残さずに、外面107の汚れを拭き取ることができる。
The cleaning
サイドアーム53は、軽量のアームであり、先端に接続部53a(第一の接続部及び第二の接続部の一例)を備え、後端に接続部53bを備える。接続部53aは、支持部材52bと接続され、支持部材52bの長手方向をサイドアーム53が延びる方向の軸(以降、アーム軸)周りに回転可能に構成されている。このため、支持部材52bによって支持されている清掃ローラー52の長手方向も、アーム軸周りに回転可能となっている。また、接続部53aは、清掃ローラー52の長手方向がアーム軸周りに回転したとしても、清掃ローラー52の長手方向がY方向に平行になるように、不図示のねじりばねによって支持部材52bを付勢する。接続部53bは、ロータリーアクチュエータ54に接続されている。
The
ロータリーアクチュエータ54は、上面がY軸周りに回転可能に構成され、当該上面がサイドアーム53の後端の接続部53bと接続されている。ロータリーアクチュエータ54は、当該上面をY軸周りに回転させることで、接続部53bをY軸周りに回転させる。これにより、ロータリーアクチュエータ54は、サイドアーム53の後端の接続部53bを回転軸にして、サイドアーム53をY軸周りに回動させる。その結果、サイドアーム53の先端の接続部53aに接続された支持部材52bが支持する清掃ローラー52の長手方向は、Y軸周りに回動される。尚、左右一対のロータリーアクチュエータ54は、移動台車7のベースフレーム70のX方向の両端に配置されている。これにより、左右一対のロータリーアクチュエータ54の上面に接続された左右一対のサイドアーム53は、対向するように配置される。
The upper surface of the
次に、清掃ローラー52の動作について説明する。図21は、左右一対の清掃ローラー52の間隔を広げた様子を示す図である。図22は、便器100の形状に合わせて清掃ローラー52が傾いた様子を示す図である。図21に示すように、ロータリーアクチュエータ54を駆動し、サイドアーム53を回動させると清掃ローラー52の左右の間隔を広げることができる。また、接続部53aは、支持部材52bに接続され、清掃ローラー52の長手方向がY方向に平行になるように支持部材52bを付勢する。このため、清掃ローラー52の周面が便器100の外面に当接され、清掃ロボット51が+R方向に移動されると、図22に示すように、便器100の外形に合わせて清掃ローラー52を傾けることができる。このように、清掃ローラー52は、その周面が便器100の外面107に対して押し付けられることで、便器100の形状に倣って傾くように構成されている。
Next, the operation of the cleaning
次に、清掃ローラー52を用いて、清掃ロボット51が便器100の外面107を拭き上げる動作について説明する。尚、この動作は、図17のステップS2の際に実施される。これにより、清掃ロボット51が便器100の前に設置されると同時に、便器100の外面107の拭き上げも行われる。図23は、清掃ロボット51の便器100前への設置と清掃ロボット51による便器100の外面107の清掃の動作の説明図である。図23において、(a)〜(f)は、前記設置及び前記清掃の動作中の清掃ロボット51の状態を示している。
Next, the operation of the cleaning
図23に示すように、ユーザは、まず、清掃ロボット51を便器100と正対する位置まで手押しで移動させる(状態a)。次に、ユーザは、左右一対の清掃ローラー52が便器100の外面107の前面の中央に当接するように、清掃ロボット51を移動させる(状態b)。
As shown in FIG. 23, the user first manually moves the cleaning
次に、ユーザは、清掃ロボット51を便器100に設置する動作を開始するための操作(以降、設置開始の操作)を行った後、清掃ロボット51を便器100に向かって軽く押す。駆動制御部201は、設置開始の操作が行われると、左右一対の清掃ローラー52が、車輪となって外面107上を便器100の設置されている壁に向かって走行するように、つまり、図中の矢印方向に回転するように、モータ52aを回転させる。当該矢印方向は、清掃ローラー52と外面107との当接部において、清掃ローラー52が清掃ロボット1の移動方向とは反対の方向に回転する方向となっている。これにあわせて、駆動制御部201は、左右一対の清掃ローラー52の幅が少しずつ広がるように、ロータリーアクチュエータ54の上面を回転させる。その結果、ユーザが清掃ロボット51を便器100に向かって軽く押すだけで、清掃ローラー52の周面が、便器100の外面107を拭き上げながら、便器100を巻き込むようにして、便器100の設置されている壁に向かって進む(状態c)。
Next, the user performs an operation for starting the operation of installing the cleaning
具体的には、駆動制御部201は、例えば、以下のようにして、ロータリーアクチュエータ54の上面の回転を制御する。例えば、メモリ202には、清掃の対象となる便器100の外面107と移動台車7との離間距離と対応付けて、外面107に左右一対の清掃ローラー52を当接させたときの左右一対の清掃ローラー52の間隔に関する情報が予め記憶されている。例えば、左右一対のロータリーアクチュエータ54の間隔が第一距離である場合、当該左右一対の清掃ローラー52の間隔に関する情報は、左右一対のロータリーアクチュエータ54の間隔が第一距離であるときの、左右一対のロータリーアクチュエータ54の上面の回転角度によって定められている。
Specifically, the
また、移動台車7には、便器100の外面107との離間距離を検出する不図示の深度センサ(デプスセンサ)が設けられている。駆動制御部201は、定期的に前記深度センサにより検出された便器100の外面107と移動台車7との離間距離を取得し、メモリ202から当該取得した離間距離に対応する左右一対の清掃ローラー52の間隔に関する情報を取得する。そして、駆動制御部201は、当該取得した情報が示す回転角度となるように、左右一対のロータリーアクチュエータ54の上面を回転させる。尚、駆動制御部201によるロータリーアクチュエータ54の上面を回転させる制御は、これに限定されない。
Further, the moving
ユーザが引き続き清掃ロボット51を軽く押すと、駆動制御部201は、メモリ202に記憶されている前記便器100の外面107の外形に関する情報を参照し、モータ52aを回転させたまま、左右一対の清掃ローラー52のX方向の間隔が便器100の幅に広がるまで、ロータリーアクチュエータ54の上面を回転させる(状態d)。
When the user continues to lightly press the cleaning
ユーザが、引き続き清掃ロボット51を軽く押し、左右一対の清掃ローラー52が便器100の設置されている壁に到達し、モータ52aの回転速度が急低下すると、駆動制御部201は、モータ52aの回転を停止させる。これにより、駆動制御部201は、清掃ローラー52の回転を停止させる。また、駆動制御部201は、ロータリーアクチュエータ54の上面の回転も停止させる(状態e)。
When the user continues to lightly press the cleaning
清掃ローラー52の回転が停止すると、ユーザは、キャスター71をロックする。これにより、図17のステップS2が終了する。そして、図17のステップS3以降の処理が行われることにより、便器100の内面106の清掃が行われる(状態f)。
When the rotation of the cleaning
以上説明したように、本実施形態の清掃ロボット51では、左右一対の清掃ローラー52が、接続部53aによって清掃ローラー52の長手方向がY方向に平行になるように付勢された状態で、外面107の前面の中央部に当接するように、清掃ロボット51を移動台車7によって移動させることができる。この状態で、清掃ロボット51は、移動台車7によって便器100の設置されている壁に向けて移動される。このため、清掃ローラー52の周面は、外面107を巻き込むようにして、便器100の設置されている壁まで外面107に沿って移動することができる。
As described above, in the cleaning
これにより、清掃ロボット51は、外面107の汚れを拭き上げることができ、また、左右一対の清掃ローラー52のX方向の間隔を便器100の幅に制限することができる。このため、清掃ロボット51を設置した際の清掃ロボット51と便器100のX方向の位置のずれを抑制することができる。また、左右の清掃ローラー52を、便器100が設置されている壁に当てて設置を完了させるので、R方向の位置のずれ及びY軸の傾きのずれも抑制できる。
As a result, the cleaning
このように、清掃ロボット51によれば、便器100の外面107の汚れを除去できるだけでなく、便器100に対して精度よく位置合わせができるので、内面106を清掃するブラシ10の可動範囲に過度な余裕を持たせる必要がなくなり、清掃ロボット51をコンパクトに構成することができる。
As described above, according to the cleaning
尚、本実施形態では、清掃ロボット51を便器100の前に設置する際に、清掃ロボット51が便器100の外面107を拭き上げる動作について説明した。しかし、これに限らず、清掃ロボット51が、便器100の内面106の清掃を終了した後、便器100から清掃ロボット51を引き離す際に、外面107を拭き上げる動作を行うようにしてもよい。この場合、清掃ロボット51を便器100へ設置する前に、左右一対の清掃ローラー52を便器100の幅に広げておき、清掃ロボット51の位置合わせに用いればよい。
In this embodiment, when the cleaning
そして、ユーザが清掃ロボット51を便器100から引き離すように移動させる場合に、左右一対の清掃ローラー52が、車輪となって外面107上を外面107の前面の中央に向かって走行するように、つまり、図23の状態(c)に示す矢印方向とは反対の方向に回転するように、駆動制御部201はモータ52aを回転させればよい。尚、当該矢印方向とは反対の方向は、清掃ローラー52と外面107との当接部において、清掃ローラー52が清掃ロボット1の移動方向とは反対の方向に回転する方向となっている。更に、これにあわせて、駆動制御部201は、左右一対の清掃ローラー52の幅が少しずつ狭くなるように、ロータリーアクチュエータ54の上面を回転させればよい。
Then, when the user moves the cleaning
本実施形態では、便器100の外面107の上部の清掃は、ユーザが行うことを想定している。これは、便器100の外面107の上側の清掃は、人が行っても苦ではなく、この部分を自動化するよりも、ロボット自体を小さく軽くすることの方が重要との考えによる。
In the present embodiment, it is assumed that the user cleans the upper part of the
第二実施形態の清掃ロボット51は、以下のように変形してもよい。
The cleaning
(1)第二実施形態では、駆動制御部201がロータリーアクチュエータ54を制御する例について説明した。しかし、ロータリーアクチュエータ54に代えて、Y軸周りに回動し、且つ、清掃ロボット51の外側から内側に向かう方向に付勢されているターンテーブルを備えるようにしてもよい。
(1) In the second embodiment, an example in which the
(2)第二実施形態に示した清掃ロボット51が、Rスライダ2と、一対のYスライダ3と、ロータリーアクチュエータ4と、アーム5と、垂直フレーム8と、を備えないようにしてもよい。この場合、接続部53aは、清掃ローラー52の長手方向がアーム軸周りに回転したとしても、清掃ローラー52の長手方向が移動台車7が移動する床面に対して垂直になるように、不図示のねじりばねによって支持部材52bを付勢すればよい。
(2) The cleaning
(3)第二実施形態では、清掃ロボット51が、左右一対の清掃ローラー52、サイドアーム53及びロータリーアクチュエータ54を備えていたが、左方及び右方のうちの何れか一方にのみ、清掃ローラー52、サイドアーム53及びロータリーアクチュエータ54を備えるようにしてもよい。
(3) In the second embodiment, the cleaning
本開示によれば、公衆便所等に設置された便器を清掃するうえで有用である。 According to the present disclosure, it is useful for cleaning toilet bowls installed in public toilets and the like.
1 :清掃ロボット
2 :Rスライダ(第一機構)
3 :Yスライダ(第二機構)
4 :ロータリーアクチュエータ(第三機構)
5 :アーム
7 :移動台車(台車)
10 :ブラシ
10a :第一ブラシ面(第一のブラシ面)
10b :第二ブラシ面(第二のブラシ面)
10c :第三ブラシ面(第三のブラシ面)
10d :保持部(ブラシ駆動部)
11 :クランク(ブラシ駆動部)
12 :ロッド(ブラシ駆動部)
15 :アーム
20 :ブラシ
20a :ブラシ面(第一のブラシ面)
20b :ブラシ面(第二のブラシ面)
20c :ブラシ面(第三のブラシ面)
51 :清掃ロボット
52 :清掃ローラー(第一の清掃ローラー、第二の清掃ローラー)
52a :モータ(第一のモータ、第二のモータ)
52b :支持部材
53 :サイドアーム(第一の外面アーム及び第二の外面アーム)
53a :接続部(第一の接続部及び第二の接続部)
54 :ロータリーアクチュエータ(第一の外面アームの後端及び第二の外面アームの後端)
100 :便器
101 :正面(第一の対象面)
102 :底面カップ(第二の対象面)
103 :上面エッジ(第三の対象面)
104 :右側面(第一の対象面)
105 :左側面(第一の対象面)
106 :内面
107 :外面
200 :制御部
211 :振動モータ(ブラシ駆動部)
1: Cleaning robot 2: R slider (first mechanism)
3: Y slider (second mechanism)
4: Rotary actuator (third mechanism)
5: Arm 7: Moving trolley (trolley)
10:
10b: Second brush surface (second brush surface)
10c: Third brush surface (third brush surface)
10d: Holding part (brush drive part)
11: Crank (brush drive unit)
12: Rod (brush drive unit)
15: Arm 20:
20b: Brush surface (second brush surface)
20c: Brush surface (third brush surface)
51: Cleaning robot 52: Cleaning roller (first cleaning roller, second cleaning roller)
52a: Motor (first motor, second motor)
52b: Support member 53: Side arm (first outer surface arm and second outer surface arm)
53a: Connection part (first connection part and second connection part)
54: Rotary actuator (rear end of first outer arm and rear end of second outer arm)
100: Toilet bowl 101: Front (first target surface)
102: Bottom cup (second target surface)
103: Top edge (third target surface)
104: Right side (first target side)
105: Left side (first target surface)
106: Inner surface 107: Outer surface 200: Control unit 211: Vibration motor (brush drive unit)
Claims (10)
前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するブラシと、
前記ブラシが取り付けられるアームと、
前記アームを移動させる駆動部と、
前記ブラシが前記対象物に当接して前記対象物の汚れを除去するように、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、前記アームを所定の第一方向に移動させる第一機構と、前記アームを前記第一方向に直交する第二方向に移動させる第二機構と、前記第二方向に平行な軸周りに前記アームを回動させる第三機構と、を備え、
前記ブラシは、前記第二方向に平行な軸を中心軸とする円筒の周面の少なくとも一部と同形状である第一のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の底面側に配置された第二のブラシ面と、前記第一のブラシ面よりも前記円筒の上面側に配置された第三のブラシ面を備える、清掃ロボット。 A cleaning robot that removes dirt from objects
A brush that comes into contact with the object and removes dirt from the object,
The arm to which the brush is attached and
A drive unit that moves the arm and
A control unit that controls the drive unit so that the brush abuts on the object and removes dirt from the object is provided.
The drive unit includes a first mechanism for moving the arm in a predetermined first direction, a second mechanism for moving the arm in a second direction orthogonal to the first direction, and an axis parallel to the second direction. It is equipped with a third mechanism that rotates the arm around it.
The brush has a first brush surface having the same shape as at least a part of the peripheral surface of the cylinder centered on an axis parallel to the second direction, and a bottom surface side of the cylinder with respect to the first brush surface. A cleaning robot comprising a second brush surface arranged on the surface of the cylinder and a third brush surface arranged on the upper surface side of the cylinder with respect to the first brush surface.
前記第一のブラシ面が、前記対象物における前記第一方向と正対する第一の対象面の汚れを除去し、
前記第二のブラシ面が、前記対象物において、前記第二方向と正対し且つ前記第一の対象面よりも前記円筒の底面側に位置する第二の対象面の汚れを除去し、
前記第三のブラシ面が、前記対象物において、前記第二方向と正対し且つ前記第一の対象面よりも前記円筒の上面側に位置する第三の対象面の汚れを除去するように、
前記駆動部を制御する、請求項1に記載の清掃ロボット。 The control unit
The first brush surface removes dirt from the first object surface facing the first direction in the object.
The second brush surface removes dirt from the second target surface of the object, which faces the second direction and is located on the bottom surface side of the cylinder with respect to the first target surface.
The third brush surface removes dirt from the third object surface of the object, which faces the second direction and is located on the upper surface side of the cylinder with respect to the first object surface.
The cleaning robot according to claim 1, which controls the drive unit.
請求項1又は2に記載の清掃ロボット。 A brush drive unit for rotating the brush around an axis parallel to the second direction is further provided.
The cleaning robot according to claim 1 or 2.
便器の外面を拭くための第一の清掃ローラーと、
前記第一の清掃ローラーの回転軸を支持する第一の支持部材と、
前記台車上に設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第一の外面アームと、
前記第一の外面アームの先端に取り付けられ、前記第一の清掃ローラーの長手方向が前記第二方向に平行になるように、前記第一の支持部材を付勢する第一の接続部と、
を更に備える、請求項1から6の何れか一項に記載の清掃ロボット。 The dolly that moves the cleaning robot and
The first cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl,
A first support member that supports the rotation shaft of the first cleaning roller, and
A first outer surface arm provided on the carriage and rotating around an axis parallel to the second direction,
A first connecting portion attached to the tip of the first outer surface arm and urging the first support member so that the longitudinal direction of the first cleaning roller is parallel to the second direction.
The cleaning robot according to any one of claims 1 to 6, further comprising.
前記第二の清掃ローラーの回転軸を支持する第二の支持部材と、
前記台車上において前記第一の外面アームと対向するように設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第二の外面アームと、
前記第二の外面アームの先端に取り付けられ、前記第二の清掃ローラーの長手方向が前記第二方向に平行になるように、前記第二の支持部材を付勢する第二の接続部と、
を更に備える、請求項7に記載の清掃ロボット。 A second cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl,
A second support member that supports the rotating shaft of the second cleaning roller, and
A second outer surface arm provided on the carriage so as to face the first outer surface arm and rotating around an axis parallel to the second direction.
A second connecting portion attached to the tip of the second outer surface arm and urging the second support member so that the longitudinal direction of the second cleaning roller is parallel to the second direction.
The cleaning robot according to claim 7, further comprising.
前記清掃ロボットを移動させる台車と、
便器の外面を拭くための第一の清掃ローラーと、
前記第一の清掃ローラーの回転軸を支持する第一の支持部材と、
前記台車上に設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第一の外面アームと、
前記第一の外面アームの先端に取り付けられ、前記第一の清掃ローラーの長手方向が、前記台車が移動する床面に対して垂直になるように、前記第一の支持部材を付勢する第一の接続部と、
を備える、清掃ロボット。 A cleaning robot that removes dirt from the outer surface of the toilet bowl.
The dolly that moves the cleaning robot and
The first cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl,
A first support member that supports the rotation shaft of the first cleaning roller, and
A first outer surface arm provided on the carriage and rotating around an axis parallel to the second direction,
A second support member attached to the tip of the first outer surface arm and urging the first support member so that the longitudinal direction of the first cleaning roller is perpendicular to the floor surface on which the carriage moves. One connection and
A cleaning robot equipped with.
前記第二の清掃ローラーの回転軸を支持する第二の支持部材と、
前記台車上において前記第一の外面アームと対向するように設けられ、前記第二方向に平行な軸周りに回動する第二の外面アームと、
前記第二の外面アームの先端に取り付けられ、前記第二の清掃ローラーの長手方向が、前記台車が移動する床面に対して垂直になるように、前記第二の支持部材を付勢する第二の接続部と、
を更に備える、請求項9に記載の清掃ロボット。 A second cleaning roller for wiping the outer surface of the toilet bowl,
A second support member that supports the rotating shaft of the second cleaning roller, and
A second outer surface arm provided on the carriage so as to face the first outer surface arm and rotating around an axis parallel to the second direction.
A second support member attached to the tip of the second outer surface arm and urging the second support member so that the longitudinal direction of the second cleaning roller is perpendicular to the floor surface on which the trolley moves. With the second connection
9. The cleaning robot according to claim 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019116883A JP2021000614A (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Cleaning robot |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021000614A true JP2021000614A (en) | 2021-01-07 |
Family
ID=73994634
Family Applications (1)
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JP2019116883A Pending JP2021000614A (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Cleaning robot |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021000614A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022182278A (en) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 中日本ハイウェイ・メンテナンス北陸株式会社 | self-propelled cleaning robot |
CN115945419A (en) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 国网辽宁省电力有限公司 | Transformer appearance cleaning equipment |
JP2023124018A (en) * | 2022-02-25 | 2023-09-06 | 株式会社小川優機製作所 | toilet cleaning device |
-
2019
- 2019-06-25 JP JP2019116883A patent/JP2021000614A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022182278A (en) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 中日本ハイウェイ・メンテナンス北陸株式会社 | self-propelled cleaning robot |
JP2023124018A (en) * | 2022-02-25 | 2023-09-06 | 株式会社小川優機製作所 | toilet cleaning device |
JP7415187B2 (en) | 2022-02-25 | 2024-01-17 | 株式会社小川優機製作所 | toilet cleaning device |
CN115945419A (en) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 国网辽宁省电力有限公司 | Transformer appearance cleaning equipment |
CN115945419B (en) * | 2023-03-13 | 2023-05-12 | 国网辽宁省电力有限公司 | Transformer appearance cleaning equipment |
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