JP6583733B2 - 自走式ロボットを使用した作業システム - Google Patents

Description

本発明は、自走式ロボットを使用した作業システムに関する。さらに詳しくは、太陽光発電に使用する太陽電池アレイや太陽熱発電に使用する集光ミラーなどの表面を自走して掃除等の作業を行う自走式ロボットを使用した作業システムに関する。

近年、再生可能エネルギを利用した発電の要求が高まっており、とくに太陽光を利用した太陽光発電や太陽熱発電には大きな注目が集まっている。
例えば、太陽光発電設備には、一般住宅に設けられる３〜４キロワット程度の発電容量の設備から、商業用の１メガワットを超える発電容量を有する大規模な発電設備まである。また、太陽熱発電設備においても、１メガワットを超える発電容量を有する大規模な設備が多く、火力発電や原子力発電の代替発電施設として期待されている。

一方、太陽光発電や太陽熱発電などの太陽光を利用した発電では、太陽からの日射光を受けて発電する。このため、太陽電池アレイ(つまり太陽電池モジュール)や集光ミラーの受光面が汚れると、汚れの程度に応じて、太陽光発電においては太陽電池モジュールの受光面を構成するカバーガラスの光透過率が低下することによって、発電される電力量が減少する。また、太陽熱発電においては、集光ミラーの反射率が低下することによって、発電される電力量が減少する。つまり、太陽光発電や太陽熱発電では、太陽電池モジュールや集光ミラーの受光面が汚れていると、発電性能が大幅に低下する。
このため、太陽電池アレイ等の受光面の汚れを除去するために、太陽電池アレイ等を適宜掃除することが重要になる。

一般住宅に設けられている設備であれば、定期的に人が掃除することも可能である。一方、大規模な太陽光発電設備の場合、その表面積は非常に大きくなるため、人が掃除して太陽電池アレイ表面の汚れを除去することは実質的に困難である。例えば、１メガワットの太陽光発電設備の場合、１枚あたり１００ワットの発電出力の太陽電池モジュールから構成されているとする。この場合、太陽光発電設備全体では、太陽電池モジュールは１万枚に及ぶ。１枚の太陽電池モジュールの面積が１平方メートルの場合、掃除すべき面積は１万平方メートルに達する。そして、太陽光発電設備の場合、複数枚の太陽電池モジュールを１セットとする太陽電池アレイが複数設けられるのであるが、この太陽電池アレイの面積は、現場の種々の条件によって異なるが、概ね５０平方メートルから１０００平方メートルになる。したがって、大規模な太陽光発電設備では、自動または遠隔操作で太陽電池アレイ等の表面を走行させることができる自走式掃除ロボットが有効か掃除手段になる。

かかる自走式掃除ロボットを使用して、太陽電池アレイ等などを掃除するシステムが開発されている(例えば特許文献１、２)。

特許文献１、２には、太陽電池アレイ等の上を自走しながら掃除する清掃ロボットと、この清掃ロボットを、一の太陽電池アレイ等から他の太陽電池アレイ等に移動させるアレンジロボットを備えたシステムが開示されている。このシステムでは、清掃ロボットを監視或は無線通信を受けて発電プラントの作業状況を確認して、アレンジロボットによって清掃ロボットを一の太陽電池アレイ等から他の太陽電池アレイ等に移動させる構成が開示されている。そして、特許文献１には、作業効率を向上させるために、アレンジロボットの移動距離が最も短くなるようにアレンジロボットの作動を制御する旨の記載もある。

特開２０１０−１５５３０８号公報 特開２０１２−１３９７９２号公報

しかるに、特許文献１、２の技術では、あくまでもアレンジロボットを効率よく移動させることを目的としており、清掃ロボットによる清掃の効率については考慮されていない。

また、太陽電池アレイ等の上を自走しながら作業を行うロボットでも、その作業効率を向上させる自走式ロボットに関する技術は開発されていない。

本発明は上記事情に鑑み、自走式ロボットを効果的に移動させることによって平面上において効率よく掃除等の作業を行うことができる自走式ロボットを使用した作業システムを提供することを目的とする。

第１発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、構造物上で作業を実施する作業システムであって、該作業システムは、前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、該制御手段は、前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、該監視部からの情報に応じて、前記自走式ロボットを作業状態と待機状態との間で切り替える作動状態制御部と、を備えており、前記監視部が、風向きを検出する機能を有しており、前記制御手段は、前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有していることを特徴とする。
第２発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、構造物上で作業を実施する作業システムであって、該作業システムは、前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、該制御手段は、前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、該監視部からの情報に応じて、前記構造物の平面上において、前記自走式ロボットを配置する位置を決定する配置調整部を備えており、前記監視部が、風向きを検出する機能を有しており、前記制御手段は、前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有していることを特徴とする。
第３発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、構造物上で作業を実施する作業システムであって、該作業システムは、前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、前記構造物は、前記自走式ロボットによって作業を行う平面を複数有しており、隣接する平面間には、前記自走式ロボットが走行不能である障害部が存在しており、前記制御手段は、前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、該監視部からの情報に応じて、前記自走式ロボットによって作業を行う平面を決定する配置調整部を備えており、前記配置調整部は、前記自走式ロボットによる一の平面の作業が完了した後、該自走式ロボットに次に作業をさせる平面を作業者に指示する指示機能を備えており、前記監視部が、風向きを検出する機能を有しており、前記制御手段は、前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有していることを特徴とする。
第４発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、第１、第２または第３発明において、前記自走式ロボットが、自走して平面を掃除する自走式掃除ロボットであり、前記構造物上で実施する作業が清掃作業であることを特徴とする。
第５発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、第４発明において、前記自走式ロボットが、平面を掃除するブラシを備えており、ロボット本体から外方に向かって流れる気流を形成する気流形成部を備えており、該気流形成部が、前記ブラシを覆うように設けられた気流形成カバー、および／または、前記ブラシに向かって空気を吹き出すファンを備えていることを特徴とする。
第６発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記自走式ロボットが前記構造物の平面上に配置されている状態において、前記自走式ロボットによる作業が終了したこと、および／または、前記自走式ロボットおよび／または前記構造物の異常が発生したこと、を検出すると、前記自走式ロボットを退避位置に移動させる退避制御部を備えていることを特徴とする。
第７発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、第６発明において、前記構造物が、前記平面の水平に対する傾斜角度を変更し得るものであり、前記退避位置が、該平面の傾斜角度の変化に応じて基準面からの高さが変化する位置に設けられており、前記制御手段は、前記自走式ロボットによる清掃が終了したこと、および／または、前記自走式ロボットおよび／または前記構造物の異常が発生したこと、を検出すると、前記退避位置が作業者の手が届く位置となるように、該自走式ロボットが配置されている前記平面の傾斜角度を変更させる平面制御部を備えていることを特徴とする。
第８発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、第１乃至第７発明のいずれかにおいて、前記構造物が、一枚または複数枚の太陽電池モジュールまたはミラーによって形成された太陽電池アレイまたは集光ミラーであることを特徴とする。

第１発明によれば、自走式ロボットが構造物の平面を自走して平面において掃除等の作業を実施するので、構造物の平面における作業が容易になる。しかも、監視部が構造物や周囲環境の状態を監視しており、その監視部からの情報に応じて作業状態と待機状態とを切り替える。したがって、自走式ロボットに適した状態で、構造物の平面における作業を実施できるから、構造物の平面において安全かつ適切に作業を実施することができる。また、風向きに基づいて、作業制御部が適切な移動径路を設定できる。
第２発明によれば、監視部からの情報に応じて、構造物の平面上の適切な位置に自走式ロボットを配置できるので、構造物の平面において効率よく作業を実施することができる。また、風向きに基づいて、作業制御部が適切な移動径路を設定できる。
第３発明によれば、作業者によって一の平面から他の平面に自走式ロボットを移動させる際に、指示機能がどの平面に移動させればよいか作業者に指示するので、自走式ロボットの移載作業を効率化することができる。しかも、作業効率のよい平面を他の平面として指示するように制御すれば、複数の平面において効率よく作業を実施することができるし、作業漏れを防止することができる。また、風向きに基づいて、作業制御部が適切な移動径路を設定できる。
第４発明によれば、構造物の平面において安全かつ適切に清掃を実施することができる。風向きに基づいて、作業制御部が適切な掃除径路が設定されれば、構造物の平面を効率よく掃除することができる。
第５発明によれば、気流形成部が形成する気流によって埃等を吹き飛ばせば、埃等を風に乗せて平面から効果的に除去することができる。しかも、風向きの情報に基づいて自走式ロボットを作動させているので、吹き飛ばした埃等が、既に掃除した部分に移動することを抑制することができる。
第６発明によれば、自走式ロボットを退避位置に移動させれば、作業者が自走式ロボットを構造物から取り外すことができるので、自走式ロボットの移動や修理を容易に行うことができる。
第７発明によれば、自走式ロボットを退避位置に移動させて平面の傾斜を変化させれば、作業者が自走式ロボットを構造物から取り外すことができるので、自走式ロボットの移動や修理を容易に行うことができる。
第８発明によれば、太陽電池モジュールやミラーにおいて効果的に掃除等の作業を実施することができるから、発電性能の低下等の問題の発生を防止することができる。

本実施形態の自走式ロボット１を使用した作業システムの概略ブロック図である。 本実施形態の自走式ロボット１の概略平面図である。 本実施形態の自走式ロボット１の概略側面図である。 本実施形態の自走式ロボット１の概略正面図である。 本実施形態の自走式ロボット１が作業を行う構造物ＳＰの概略説明図である。 構造物ＳＰ上を自走式ロボット１が作業状態と待機状態との間を移動する状況の概略説明図である。 構造物ＳＰから自走式ロボット１を下す作業の概略説明図である。 他の実施形態の自走式ロボット１の概略説明図である。

本発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、屋外に設置されている構造物の平面状の部分を走行しながら掃除等の作業をするシステムであって、平面状の部分について効率良く掃除等の作業をできるようにしたことに特徴を有している。

本発明の自走式ロボットを使用した作業システムによって作業が実施される構造物は、平面を有する構造物であって、この平面に沿って自走式ロボットが移動できる構造物であればよく、とくに限定されない。例えば、大規模な太陽光発電設備の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などを挙げることができる。また、作業を行う平面は、太陽電池アレイの表面(つまり、太陽電池モジュールの受光面)や集光ミラーの表面(つまり、ミラーの受光面)、太陽熱温水器の受光面等を挙げることができる。なお、本明細書において、平面とは、太陽電池アレイのような平らな面としての平面と、集光ミラーのように曲率半径が大きくほぼ平らに近い曲面も含む概念である。

本発明の自走式ロボットを使用した作業システムにおいて、自走式ロボットが実施する作業は、とくに限定されない。例えば、自走式ロボットが走行する平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等を挙げることができる。

以下では、自走式ロボットによって、太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などの構造物ＳＰの表面(つまり上記各受光面、以下、対象平面ＳＦという)を掃除する場合を説明する。とくに、複数の構造物ＳＰの対象平面ＳＦや、複数の対象平面ＳＦを有する構造物ＳＰ、つまり、複数の対象平面ＳＦを掃除する場合を説明する。

もちろん、本発明の自走式ロボットを使用した作業システムは、一つの構造物ＳＰの対象平面ＳＦ、つまり、一つの対象平面ＳＦでしか作業をしない場合にも適用できるのは、いうまでもない。

（自走式ロボットを使用した作業システム）
図１に示すように、本実施形態の自走式ロボット１を使用した作業システムは、制御手段ＣＵと自走式ロボット１を備えている。

（自走式ロボット１）
自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を自走して構造物ＳＰの対象平面ＳＦの掃除を行うものである。図２に示すように、自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ(図５参照)上を走行するための移動手段４を備えたロボット本体部２と、このロボット本体部２に設けられた一対の掃除部１０，１０と、移動手段４や一対の掃除部１０，１０の作動を制御する制御部３０(図１参照)と、を備えている。

このため、自走式ロボット１を構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上に載せれば、自走式ロボット１は移動手段４によって対象平面ＳＦを移動しながら、一対の掃除部１０，１０によって対象平面ＳＦを掃除することができるのである。

なお、自走式ロボット１が掃除以外の作業を実施する場合には、後述する一対の掃除部１０，１０を設けずに、作業用の装置やセンサ、器具などが設けられる。この場合、ロボット本体部２のどの位置に設けてもよい。例えば、一対の掃除部１０，１０（または一方の掃除部１０）が設けられている位置に取り付けてもよいし、ロボット本体部２の側面や上面、底面などに設けてもよい。使用する作業用の装置やセンサ、器具の用途や機能等に応じて適切な位置に設ければよい。

（制御手段ＣＵ）
制御手段ＣＵは、自走式ロボット１の作動を制御するものであり、自走式ロボット１とは別に設けられている。具体的には、構造物ＳＰや、構造物ＳＰから離れた場所（例えば太陽光発電設備等の制御室等）に設けられている。つまり、制御手段ＣＵは、構造物ＳＰの制御部とは別に設けてもよいし、構造物ＳＰの制御部を制御手段ＣＵとして機能させてもよい。
そして、この制御手段ＣＵは、監視部ＲＵと、作動状態制御部ＳＵと、を備えている。

（監視部ＲＵ）
監視部ＲＵは、構造物ＳＰの状態や構造物ＳＰの周囲環境を監視する機能を有するものである。この監視部ＲＵは、構造物ＳＰの状態や構造物ＳＰの周囲環境を検出する複数のセンサｃｘを備えており、このセンサｃｘからの信号を作動状態制御部ＳＵに送信する機能を輸している。

監視部ＲＵが監視する構造物ＳＰの状態は、温度や構造物ＳＰの表面の汚れ度合（掃除を行う場合）等であるが、とくに限定されない。また、太陽電池アレイや太陽熱発電施設における集光ミラーのように、その表面（対象平面ＳＦ）の傾斜が変化する場合には、その傾斜角度や方角（方位）なども、監視部ＲＵが監視する構造物ＳＰの状態に含まれる。監視部ＲＵが傾斜角度を把握する方法はとくに限定されないが、構造物ＳＰ（または対象平面ＳＦ）に設置された角度センサや加速度センサなどを挙げることができる。また、自走式ロボット１自体が対象平面ＳＦの傾斜角度を検出する角度センサなどを有している場合には、角度センサなどが検出した傾斜角度の情報を制御部３０から監視部ＲＵに送信するようにしてもよい。

監視部ＲＵが監視する構造物ＳＰの周囲環境とは、構造物ＳＰが設置されている場所の気候状態（例えば、風向きや風速、気温、湿度など）を意味している。これらの状態を検出するセンサｃｘはとくに限定されず、適宜必要なセンサｃｘを使用すればよい。

（作動状態制御部ＳＵ）
作動状態制御部ＳＵは、監視部ＲＵからの情報に応じて、自走式ロボット１の作動を作業状態（清掃状態）と待機状態との間で切り替える機能を有するものである。自走式ロボットが掃除を実施する場合、作業状態（清掃状態）とは、自走式ロボット１が構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を自走して掃除を行っている状態を意味する。また、自走式ロボットが掃除を実施する場合、待機状態とは、退避位置に自走式ロボット１が移動している状態を意味している。例えば、対象平面ＳＦ上に設定された退避スペースにおいて自走式ロボット１が対象平面ＳＦに固定されている状態、または、ロボットベースＲＢに自走式ロボット１が収容されている状態等を挙げることができる。この場合、退避スペースやロボットベースＲＢが退避位置となる。

上述したように、自走式ロボット１の作動（移動や清掃などの作業）は、自走式ロボット１の制御部３０によって制御されている。このため、作動状態制御部ＳＵによる自走式ロボット１の作動切り換えは、制御部３０を介して行われる。つまり、無線や赤外線、超音波等の電磁的通信手段によって、作動状態制御部ＳＵから制御部３０に対して自走式ロボット１の作動に関する情報が送信されると、その情報に基づいて制御部３０が自走式ロボット１の作動を制御するのである。

なお、自走式ロボット１が制御部３０を有しない場合には、作動状態制御部ＳＵが直接、移動手段４や一対の掃除部１０，１０の作動を制御するようにしてもよい。

以上のごとき構成であるので、自走式ロボット１に構造物ＳＰの対象平面ＳＦを自走させて対象平面ＳＦにおいて掃除等の作業を行わせることができる。つまり、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて掃除等の作業を自動で実施させることできるので、構造物ＳＰの対象平面ＳＦの掃除等の作業が容易になる。

しかも、監視部ＲＵが構造物ＳＰや周囲環境の状態を監視しており、その監視部ＲＵからの情報に応じて、作動状態制御部ＳＵが自走式ロボット１の作動を作業状態（清掃状態）と待機状態との間で切り替える。したがって、自走式ロボット１が掃除などの作業を行うのに適した状態で、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて掃除などの作業を実施できるから、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて安全かつ適切に掃除などの作業を実施することができる。

例えば、構造物ＳＰの対象平面ＳＦの傾斜角度が変化する場合であれば、対象平面ＳＦの傾斜角度が大きくなった状態（具体的には水平から１５度よりも大きく傾いた状態）が掃除などの作業を行うのに不適な状態に相当する。また、雨と風が強い日や気温が高すぎる場合（例えば気温が５０℃以上の場合）などのように、自走式ロボット１の走行が不安定になったり故障したりする環境も、自走式ロボット１が掃除などの作業を行うのに不適な状態に相当する。
逆に、構造物ＳＰの対象平面ＳＦの傾斜角度が変化する場合であれば、自走式ロボット１が自走できる傾斜角度となった状態（対象平面ＳＦが水平に近くなった状態、具体的には水平から１５度程度までの角度）が掃除などの作業を行うのに適した状態に相当する。

なお、上記例では、制御手段ＣＵが自走式ロボット１とは別に設けられている場合を説明した。この場合、自走式ロボット１には、対象平面ＳＦを自走して掃除などの作業を実施できる最低限の機能を実現する機器を搭載すればよくなるので、自走式ロボット１を軽量化でき、その構造も簡素化できる。すると、後述するように、作業者が自走式ロボット１を搬送する際に、搬送作業が楽になる。また、自走式ロボット１の故障などのリスクを低減することができる。

一方、制御手段ＣＵは、自走式ロボット１自体に設けられていてもよい。例えば、自走式ロボット１の制御部３０が制御手段ＣＵの機能を有していてもよい。この場合には、自走式ロボット１への信号伝達を確実に行うことができるので、自走式ロボット１の作動を安定化させることができる。なお、制御手段ＣＵが自走式ロボット１自体に設けられている場合において、構造物ＳＰ（または対象平面ＳＦ）に角度センサや加速度センサなどを設置するのであれば、角度センサなどからの信号を電磁的通信手段などによって自走式ロボット１の制御部３０に送信するようにしておけばよい。また、周囲の環境を測定するセンサｃｘを構造物ＳＰやその他の場所に設ける場合も、センサｃｘからの信号を電磁的通信手段などによって自走式ロボット１の制御部３０に送信するようにしておけばよい。

（配置調整部ＤＵ）
また、制御手段ＣＵは、配置調整部ＤＵを備えていることが望ましい。
配置調整部ＤＵは、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて自走式ロボット１を配置する位置を決定する機能を有するものである。具体的には、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上において掃除などの作業を実施する上で適切な位置に自走式ロボット１を配置する機能を有している。かかる配置調整部ＤＵを設ければ、自走式ロボット１による対象平面ＳＦの掃除などの作業を効果的に実施することができる。

例えば、図６（Ａ）に示すように、構造物ＳＰの対象平面ＳＦが矩形であれば、その長辺方向（または短辺方向）の位置を変えつつ、その短辺（または長辺）に沿って自走式ロボット１を移動させるように、自走式ロボット１の移動ルートが制御部３０にプログラミングされているとする。この場合、対象平面ＳＦの四隅のいずれかの場所から自走式ロボット１が掃除などの作業を開始すれば、対象平面ＳＦ全面をくまなく掃除等の作業を行うことができる。したがって、構造物ＳＰの対象平面ＳＦが矩形の場合には、配置調整部ＤＵは、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて自走式ロボット１を四隅のいずれかの場所(作業開始位置)に配置するように決定する。すると、この作業開始位置に関する情報が配置調整部ＤＵから自走式ロボット１の制御部３０に送信されていれば、作業状態（清掃状態）の指令を作動状態制御部ＳＵから制御部３０が受信したときに、対象平面ＳＦ上の自走式ロボット１は作業開始位置に移動する。そして、その位置から掃除等の作業を開始するので、対象平面ＳＦ全面をくまなく掃除等の作業を行うことができる。
なお、構造物ＳＰの対象平面ＳＦが矩形でなくても、端縁と端縁が交わる角の部分に自走式ロボット１を配置すれば、くまなく掃除等の作業を行うように、自走式ロボット１を移動させやすくなる。

（作業制御部ＰＵ）
制御手段ＣＵは、作業制御部ＰＵも備えていることが望ましい。
作業制御部ＰＵは、構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおいて自走式ロボット１が移動する径路を決定する機能を有するものである。具体的には、監視部ＲＵから送信される種々の情報に基づいて、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上において効率よく掃除などの作業を行うことができるように自走式ロボット１を移動させることができる径路を決定する機能を作業制御部ＰＵは有している。また、作業制御部ＰＵは、その情報を自走式ロボット１の制御部３０に送信する機能も有している。かかる作業制御部ＰＵを設ければ、周囲の環境に応じて、自走式ロボット１による対象平面ＳＦの掃除等の作業を効果的に実施することができる。この場合、作業制御部ＰＵは、あらかじめ定められたプログラムに基づいて、自走式ロボット１を移動させる径路を決定してもよいし、監視部ＲＵからの情報等に基づいて、その都度、自走式ロボット１を移動させる径路を決定してもよい。

また、自走式ロボット１が構造物ＳＰの対象平面ＳＦの掃除を行う場合には、監視部ＲＵから送信される風向きの情報に基づいて、自走式ロボット１が移動する径路を決定する機能を作業制御部ＰＵが有していることが望ましい。風が吹いている状況において掃除を行う場合、風下から風上に向かって掃除を行うよりも、風上から風下に向かって掃除を行うほうが、効率よく掃除することができる。そこで、作業制御部ＰＵが、監視部ＲＵから送信される風向きの情報に基づいて、風上から風下に向かって順次掃除が行われるように移動する径路を設定するような機能を有していれば、効率よく掃除することができる。

とくに、自走式ロボット１の掃除部１０が、後述するように、ロボット本体２から外方に向かって流れる気流を形成する機能を有している場合には、上述した機能を作業制御部ＰＵが有していることが望ましい。この場合には、自走式ロボット１が形成する気流によって吹き飛ばされた埃などが、風によって対象平面ＳＦから効果的に除去されるように、自走式ロボット１の走行方向を決定するようにしておく。すると、自走式ロボット１による掃除の効率を向上でき、清掃能力をより高くすることができる。

もちろん、自走式ロボット１が構造物ＳＰの対象平面ＳＦの掃除を行う場合には、自走式ロボット１が上述した気流を形成する機能を有していない場合でも、上記のごとき機能を有する作業制御部ＰＵを設けることが望ましい。ブラシ１２によって対象平面ＳＦを掃除すると汚れが巻き上がる（排出される）が、汚れが排出される方向と風向きを適切に合わせれば、汚れを効果的に対象平面ＳＦから除去することができる。

なお、上記のごとき作業制御部ＰＵを設ける場合には、配置調整部ＤＵは、風向きによって掃除を開始する位置を変更する機能を備えていることが望ましい。例えば、風上に位置する場所を作業開始位置として設定するような機能を有していれば、自走式ロボット１を効率よく移動させて掃除することが可能となる。

（対象平面ＳＦ間の移動）
複数の対象平面ＳＦにおいて掃除等の作業を実施する場合、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ同士が隣接している場合には、自走式ロボット１が自走して一の対象平面ＳＦから他の対象平面ＳＦに移動することも可能である。

しかし、対象平面ＳＦ間に、自走式ロボット１が走行不能である障害部ＯＢがある場合などには、自走式ロボット１は一の対象平面ＳＦから他の対象平面ＳＦに移動できない。つまり、自走式ロボット１単独で、複数の対象平面ＳＦの掃除等の作業を実施することができない。例えば、対象平面ＳＦ同士がある程度距離を離して設置されている場合（例えば、対象平面ＳＦ間に通路などの空間が設けられている場合等）には、自走式ロボット１が対象平面ＳＦ間を移動しようとすれば、自走式ロボット１は対象平面ＳＦから落下してしまう。このため、一の対象平面ＳＦの掃除等の作業が終了しても次の対象平面ＳＦへの移動ができない場合には、自走式ロボット１は、一の対象平面ＳＦの退避スペースやロボットベースＲＢなどで待機状態となる。すると、複数の対象平面ＳＦを、対象平面ＳＦの数よりも少ない自走式ロボット１で掃除等の作業を実施する場合には、何らかの方法で自走式ロボット１を一の対象平面ＳＦから他の対象平面ＳＦに移動させなければならない。

本実施形態の自走式ロボット１を使用した作業システムでは、基本的に、障害部ＯＢによって隔てられた対象平面ＳＦ間の自走式ロボット１の移動は、作業者が行うことを前提としている。つまり、一の対象平面ＳＦから他の対象平面ＳＦへの自走式ロボット１の移動は、作業者が人力で搬送することを前提として構成されている。人力で搬送するとは、一の対象平面ＳＦから自走式ロボット１を下す作業と、他の対象平面ＳＦに自走式ロボット１を載せる作業と、一の対象平面ＳＦ近傍から他の対象平面ＳＦ近傍まで搬送する作業の全ての作業を人力で行う場合と、これらの作業のうち、いずれか一つ又は二つの作業を人力以外の手段（作業機器やロボット等）で実施する場合のいずれも含んでいる。

なお、上記のごとき作業を人力で実施する場合には、自走式ロボット１の重量は軽い方が好ましいのはいうまでもない。例えば、自走式ロボット１の重量は、２０ｋｇ以下であれば、人力での作業は可能である。また、作業者の負担を考慮すれば、１８ｋｇ以下が好ましく、１５ｋｇ以下がより好ましい。

もちろん、作業システムにおいて、上記全ての作業を作業用の機器を使用して実施してもよい。しかし、ある程度の作業を人力で行うようにしておけば、発電した電力を発電設備で消費する量を抑えることができる。また、作業システム自体の構成を簡素化できるので、機器の故障などによる作業システムの停止などのトラブルを抑えることができる。

なお、障害部ＯＢは、上述したような空間に限定されない。例えば、自走式ロボット１が乗り越えることができない凹凸や壁面なども障害部ＯＢに含まれる。

また、上述したロボットベースＲＢは、自走式ロボット１を収容保持しておくことができるのであれば、その構造はとくに限定されない。例えば、ロボットベースＲＢは、その床面が対象平面ＳＦと面一となるように配置され、自走式ロボット１がロボットベースＲＢと対象平面ＳＦとの間をスムースに移動できるように形成されているものが望ましい。

さらに、ロボットベースＲＢを設けず、自走式ロボット１が対象平面ＳＦの退避スペースで待機状態となる場合には、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防ぐ機能を設けておくことが望ましい。例えば、自走式ロボット１に、自走式ロボット１自体を対象平面ＳＦに固定する固定手段を設ければ、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防ぐことができる。固定手段が自走式ロボット１の落下を防ぐ方法はとくに限定されない。例えば、吸盤や磁石等を用いてソーラパネルＳＳの表面に吸着固定する方法や、カギ型のフックなどのようにソーラパネルＳＳの端縁などに係合する部材によって固定する方法などを挙げることができる。磁石を用いる場合には、自走式ロボット１側に磁石を設けてもよいし、構造物ＳＰ側に磁石を設けてもよいし、両方に磁石を設けてもよい。この場合、自走式ロボット１および／または構造物ＳＰが強磁性体で形成されていれば、磁石によって、自走式ロボット１と構造物ＳＰとを固定することができる。また、自走式ロボット１および／または構造物ＳＰが強磁性体以外で形成されている場合には、強磁性体で形成された固定部を自走式ロボット１および／または構造物ＳＰに設けておけばよい。さらに、磁石として、電磁石も永久磁石も使用できる。電磁石の場合には、スイッチをオンオフすることで、固定解放を制御できる。永久磁石の場合には、磁石と自走式ロボット１および／または構造物ＳＰとの距離をアクチュエータなどによって変化させることができるようにしておけば、その距離を変化させることで固定解放を制御できる。

（配置指示）
一方、作業者が自走式ロボット１を一の対象平面ＳＦから他の対象平面ＳＦに移動させる場合、移動元の対象平面（一の対象平面ＳＦ）と、移動先の対象平面ＳＦ（他の対象平面ＳＦ）を把握しておかなければならない。

しかし、膨大な数の対象平面ＳＦがあるような施設、例えば、太陽光発電設備や太陽熱発電施設の場合には、作業者が移動元および移動先の対象平面ＳＦを把握しておくことは難しく、また、マニュアルなどを見ながら移動させることも実質的には難しい。

したがって、制御手段ＣＵの配置調整部ＤＵが、移動元および移動先の対象平面ＳＦを作業者に指示する機能を有していることが望ましい。すると、作業者は配置調整部ＤＵからの指示に基づいて自走式ロボット１を移動させればよいので、作業者の負担を軽減できるし、また、作業ミスも防ぐことができる。

配置調整部ＤＵからの指示を作業者が把握する方法はとくに限定されない。例えば、無線や赤外線、超音波等の電磁的通信手段によって、作業者が携帯する機器（例えば専用端末やスマートフォン、携帯電話等）に指示を送信して、その機器を見て作業者が指示を確認するようにしてもよい。

また、対象平面ＳＦが設けられている構造物ＳＰや各対象平面ＳＦ、自走式ロボット１に、配置調整部ＤＵからの指示を作業者に通知する機能を設けてもよい。とくに、自走式ロボット１自体に配置調整部ＤＵからの指示を作業者に通知する機能を設けておけば、作業者が指示を確認しやすくなる。また、自走式ロボット１を作業者が移動させているときにも指示を確認しやすくなるので、好ましい。

作業者に指示を通知する機器はとくに限定されない。例えば、スピーカーにより音声で指示を通知するようにしてもよいし、液晶や電光掲示板などのディスプレイを設けて、そのディスプレイに指示を表示させてもよい。

また、指示の内容もとくに限定されず、例えば、対象平面ＳＦや構造物ＳＰの番号や番地が決まっていればその番号等で指示を出してもよいし、矢印などで移動先を示すなどの方法を採用してもよい。

とくに、図５に示すように、複数の対象平面ＳＦにおいて複数の自走式ロボット１によって掃除等の作業を実施する場合には、各自走式ロボット１による掃除等の作業が効率よく行われるように、各自走式ロボット１を適切に対象平面ＳＦに配置する必要がある。つまり、どの対象平面ＳＦにどの自走式ロボット１を配置するか、言い換えれば、どの対象平面ＳＦ上の自走式ロボット１をどの対象平面ＳＦに移動させるかを考えなければならない。そこで、複数の対象平面ＳＦを複数の自走式ロボット１により効率よく掃除等の作業をする上では、配置調整部ＤＵが、対象平面ＳＦ上の各自走式ロボット１をどの対象平面ＳＦに移動させるかを決定する機能を有していることが好ましい。この場合、配置調整部ＤＵは、あらかじめ定められたプログラムに基づいて、複数の自走式ロボット１の配置を決定してもよい。また、自走式ロボット１にＧＰＳモジュール等を取り付けておき、各自走式ロボット１の位置情報を把握しながら、その都度、配置調整部ＤＵが各自走式ロボット１をどの対象平面ＳＦに配置させるかを決定するようにしてもよい。かかる機能は、複数の対象平面ＳＦを複数の自走式ロボット１によって掃除等の作業を実施する場合であって、対象平面ＳＦの数よりも少ない台数の自走式ロボット１による掃除等の作業を実施する場合に、とくに有効である。

ここで、掃除等の作業を効率よく行うとは、例えば、一の平面から他の平面に自走式ロボット１を移動させる際にその距離を短くする場合や、汚れが大きい部分を優先的に掃除する場合（作業が掃除の場合）、前回掃除などの作業を実施してから時間経過している部分を優先的に掃除などの作業を実施する場合などを意味している。

（退避制御部ＥＵ）
また、制御手段ＣＵは、退避制御部ＥＵを備えていてもよい。退避制御部ＥＵは、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上に自走式ロボット１が配置されている状態において、特定の状況となったときに、自走式ロボット１を退避させる機能を有している。

自走式ロボット１を退避させるとは、自走式ロボット１を対象平面ＳＦ上から移動させること、または、対象平面ＳＦ上の特定の場所に移動させることを意味している。
具体的には、構造物ＳＰの対象平面ＳＦに自走式ロボット１を収容して保持しておくことができるロボットベースＲＢが設けられている場合には、そのロボットベースＲＢに自走式ロボット１を収容させることが自走式ロボット１を退避させることに相当する。
また、ロボットベースＲＢがない場合には、対象平面ＳＦの周縁部や隅等の退避スペースに自走式ロボット１を移動させて対象平面ＳＦに固定することが自走式ロボット１を退避させることに相当する。

そして、自走式ロボット１が退避するロボットベースＲＢや退避スペースは、作業者の手が届く程度の高さに設置または設定されている。かかる高さにロボットベースＲＢや退避スペースを設置または設定しておけば、自走式ロボット１を退避位置に配置すれば、自走式ロボット１を作業者がロボットベースＲＢや退避スペースから下したり載せたりできる(図７)。

なお、作業者の手が届く程度の高さとは、作業者が踏み台や脚立を利用して届く高さとこれらの器具を使用しないでも届く高さの両方を含んでいる。例えば、ロボットベースＲＢや退避スペースの高さが、０〜２０００ｍｍ、好ましくは、０〜１５００ｍｍ程度であれば、一般的な作業者であれば、器具を使用しなくても、ロボットベースＲＢや退避スペースに退避している自走式ロボット１をロボットベースＲＢや退避スペースから下したり載せたりできる。

また、自走式ロボット１を退避させる特定の状況はとくに限定されず、構造物ＳＰが設置されている環境や構造物ＳＰの構造等に応じて、適宜設定される。

例えば、自走式ロボット１による掃除などの作業が終了した状態が含まれる。対象平面ＳＦが太陽電池アレイの表面や集光ミラーの表面の場合、掃除などの作業が終了した自走式ロボット１が対象平面ＳＦに存在していれば、発電効率の低下につながる。したがって、次に掃除などの作業を実施するタイミングまでは退避位置で待機する。また、自走式ロボット１が別の対象平面ＳＦにおいて掃除などの作業を実施する場合には、別の対象平面ＳＦに移動させるために、自走式ロボット１は退避位置に配置される。つまり、作業者が自走式ロボット１を対象平面ＳＦから下すために、自走式ロボット１は退避位置に配置される。なお、この機能は、退避制御部ＥＵだけでなく、作動状態制御部ＳＵも有しているので、作動状態制御部ＳＵの指示で退避位置への移動が実施されている場合に、退避制御部ＥＵはこの指示を出さないようにしてもよい。

また、自走式ロボット１や構造物ＳＰの異常が生じた場合には、制御部３０によって自走式ロボット１は退避位置に移動するように制御される。
なお、自走式ロボット１や構造物ＳＰの異常が生じた場合とは、例えば、自走式ロボット１のバッテリ容量が一定よりも少なくなった場合や、センサ異常を検出した場合、制御部３０や制御手段ＣＵ等からのエラー信号を受信した場合、基準値を超える温度上昇、逆に基準値を下まわる温度低下などが検出された場合など、を挙げることができる。基準値を超える温度上昇が生じた場合には、制御機器などの誤作動（熱暴走）や機器の熱による損傷が発生する可能性がある。また、基準値を下まわる温度低下が生じた場合には、温度低下により自走式ロボット１の各機器がうまく作動しない可能性がある。また、摂氏零度以下になった場合には、対象平面ＳＦの凍結等や霜が降りたりすることによって、自走式ロボット１の走行に支障が生じる可能性がある。したがって、上記の状態が生じた場合には、自走式ロボット１を退避位置に移動させて、自走式ロボット１の損傷や掃除などの作業不良が発生すること防ぐようにすることが望ましい。

さらに、監視部ＲＵの情報に基づいて、作動状態制御部ＳＵが、掃除などの作業に適さない状態となっている、または、掃除などの作業に適さない状態となりそうである、と判断した場合には、その信号を受けた制御部３０によって自走式ロボット１は退避位置に移動するように制御される。そして、監視部ＲＵの情報に基づいて、作動状態制御部ＳＵが掃除などの作業に適した状態となったことを判断した場合には、その信号を受けた制御部３０によって自走式ロボット１は退避位置から対象平面ＳＦに移動して掃除などの作業を開始する。

（傾斜が変化する場合）
とくに、構造物ＳＰが、その対象平面ＳＦの水平に対する傾斜角度を変更し得るものである場合には、対象平面ＳＦの傾斜角度を変化させると、ロボットベースＲＢや退避スペースが作業者の手が届く位置に設けられていることが望ましい。

例えば、太陽光発電の太陽電池モジュールや太陽熱発電の集光ミラー（以下、両者を合わせてソーラパネルＳＳという）は、その発電効率を高く維持するために、その傾きが変化するものがある(図６（Ｂ）、図７（Ｂ）参照)。このようなソーラパネルＳＳは、支柱などの上端に傾斜角度を変えることができるように配置される。このようなソーラパネルＳＳでは、支柱の高さは５ｍ程度である場合が多く、自走式ロボット１が自走できる角度（言い換えれば自走式ロボット１が掃除などの作業を可能な角度）では、その上面の高さも地上から５ｍ程度となる。一方、ソーラパネルＳＳは、一辺が１０ｍ程度の正方形のものがあり、かかるソーラパネルＳＳでは、その背面中央部に支柱が連結される。このため、ソーラパネルＳＳの傾斜角度を大きくすると、その一端縁は地面近傍に位置される。したがって、ソーラパネルＳＳが鉛直に近い状態となるように傾斜角度を大きくしたときに（図７（Ｂ）参照)、地面に近い位置に配置される部分にロボットベースＲＢや退避スペースを設けておけば、ロボットベースＲＢや退避スペースに作業者の手が届く。

以上のようにロボットベースＲＢや退避スペースを設ければ、自走式ロボット１に異常が発生した場合などに、ロボットベースＲＢや退避スペースまで自走式ロボット１を移動させて、対象平面ＳＦの傾斜角度を調整すれば、自走式ロボット１を交換したり修理したりすることが可能となる。

この場合、自走式ロボット１に異常が発生したことを、対象平面ＳＦの作動を制御する制御部に送信する機能を制御部３０が有していることが望ましい。例えば、自走式ロボット１に異常が発生すると、制御部３０から制御手段ＣＵに異常発生を知らせる信号が送信されるようにしておく。制御手段ＣＵが対象平面ＳＦの作動を制御する機能を有する平面制御部ＦＳを備えていれば、平面制御部ＦＳによって対象平面ＳＦの傾斜角度を調整することができる。また、平面制御部ＦＳとは別に、対象平面ＳＦの作動を制御する制御部を構造物ＳＰに設けている場合には、その制御部に対して平面制御部ＦＳから傾斜角度を変更する指令を送信するようにしておく。すると、構造物ＳＰの制御部によって対象平面ＳＦの傾斜角度を調整することができる。

そして、自走式ロボット１に異常が発生した場合には、異常発生を作業者に知らせる機能を、制御部３０と制御手段ＣＵのいずれか一方または両方が有していることが望ましい。この場合、対象平面ＳＦが傾斜角度を変更したときに、作業者への情報伝達漏れなどが生じることを防ぐことができるので、自走式ロボット１の回収や交換、修理を行うことができる。すると、対象平面ＳＦを本来の状態に迅速に戻すことができるので、自走式ロボット１の異常に起因する発電効率の低下などを抑制することできる。

なお、自走式ロボット１の異常を作業者に知らせる方法はとくに限定されない。例えば、自走式ロボット１や構造物ＳＰにランプや警報器を設けておき、異常の場合には、ランプを点灯させたり、警報音を鳴らしたりするなどの方法を採用できる。また、異常発生を知らせる信号を、作業者が有する端末などに制御部３０等から直接送信するようにしてもよい。

(自走式ロボット１の説明)
本発明の作業システムのうち、対象平面ＳＦの掃除に使用される自走式ロボット１の一例を以下に説明する。
なお、本発明の作業システムによる対象平面ＳＦの掃除に使用される自走式ロボット１は、以下の構成に限定されず、種々の構成を有する自走式ロボット１を採用できる。

図２に示すように、本実施形態の自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ(図５参照)上を走行するための移動手段４を備えたロボット本体部２と、このロボット本体部２に設けられた一対の掃除部１０，１０と、移動手段４や一対の掃除部１０，１０の作動を制御する制御部３０(図１参照)とを備えている。

なお、この制御部３０は、ロボット本体部２の姿勢を検出する姿勢検出機能を有していてもよい。具体的には、ロボット本体部２の傾き、つまり、ロボット本体部２が水平に対して傾いているか否か検出することができる機能を有していてもよい。

(ロボット本体部２)
図２および図３に示すように、ロボット本体部２は、掃除する対象である構造物ＳＰの対象平面ＳＦに沿って自走式ロボット１を移動させるための移動手段４を備えている。

この移動手段４は、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと、一つの中間駆動輪４ｂと、を備えている。具体的には、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと中間駆動輪４ｂとによって、平面視で三角形を形成するように配置されている(図２参照)。このため、自走式ロボット１を対象平面ＳＦ上に安定した状態で配置することができる。

また、一対の側方駆動輪４ａ,４ａには、回転軸周りの回転しかできない一般的な車輪を採用しているが、中間駆動輪４ｂにはオムニホイール(全方向移動車輪)を採用している。しかも、移動手段４の全ての駆動輪４ａ，４ｂはそれぞれ駆動モータに接続されており、各駆動モータが独立して各駆動輪４ａ，４ｂを駆動させることができるようになっている。そして、全ての駆動モータは、ロボット本体部２に設けられた制御部３０によってその作動状態が制御されている。このため、制御部３０によって各駆動モータの作動状態を制御すれば、自走式ロボット１を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができる。

なお、ロボット本体部２において、一対の側方駆動輪４ａ,４ａが設けられていない側面が存在する方向(図２では上下方向)が、自走式ロボット１の前後方向に相当する。以下では、自走式ロボット１の前後方向において、一対の側方駆動輪４ａ,４ａに対して中間駆動輪４ｂ側(図２では下側)を後方部といい、反対側(図２では上側)を前方部という。

また、制御部３０によって各駆動モータの作動状態が制御され、自走式ロボット１の移動が制御される。上述したように、自走式ロボット１の移動は、制御手段ＣＵからの指令によって制御される。もちろん、制御部３０に移動経路を記憶させておきこの移動経路に沿って自動で対象平面ＳＦ上を移動するようにしてもよい。また、リモコン等によって遠隔操作して自走式ロボット１の移動を制御することも可能である。

さらに、駆動輪４は上記のごとき構成に限られず、自走式ロボット１を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができるように構成されていればよい。例えば、中間駆動輪４ｂであるオムニホイールを駆動輪とせず、一対の駆動輪４a,４aだけを駆動輪としてもよい。また、オムニホイールに代えて、中間駆動輪４ｂに受動車輪(キャスター)を採用してもよい。この場合でも、一対の駆動輪４a,４ａの回転数を調整すれば、自走式ロボット１の移動方向を自在に変更することができる。さらに、乗用車等の車両と同様の構造としてもよい。つまり、車輪を４輪設けて、その前方(または後方)の２輪を操舵輪として他の車輪を駆動輪としたり、４輪駆動としたりしてもよい。

(掃除部１０)
図２〜図４に示すように、一対の掃除部１０，１０は、それぞれロボット本体部２の前方部および後方部に設けられている。

図２および図３に示すように、各掃除部１０は、フレーム１１によってロボット本体部２に連結されている。この掃除部１０は、ブラシ１２を備えている。このブラシ１２は、軸部１２ａと、この軸部１２ａの外周面に設けられた一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂと、を備えている(図３)。

軸部１２ａは、その両端部が掃除部１０のフレームに回転可能に支持されている。しかも、自走式ロボット１を対象平面ＳＦ上に載せたときに、その軸方向が対象平面ＳＦとほぼ平行となるように設けられている。

一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂは、複数の刷毛を軸方向に沿って並べて形成されたものである。各刷毛部１２ｂは、刷毛の位置が、軸部１２ａの軸方向に移動するに従って周方向に沿ってズレるように設けられている(図２および図４参照)。言い換えれば、各刷毛部１２ｂは、軸部１２ａの側面に螺旋状に形成されている。しかも、一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂで二重螺旋を形成するように配設されている。つまり、軸部１２ａの軸方向と直交する断面において、一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂの各刷毛が互いに１８０度回転した位置となるように、一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂが形成されているのである(図４参照)。

また、図４に示すように、掃除部１０は、ブラシ１２の軸部１２ａを軸周りに回転させるブラシ駆動部１３を備えている。具体的には、このブラシ駆動部１３は、ブラシ駆動モータ１３ａを備えており、ブラシ駆動モータ１３ａの主軸がブラシ１２の軸部１２ａの端部とベルトプーリ機構１３ｂによって連結されている。そして、ブラシ駆動モータ１３ａは、制御部３０によってその作動状態が制御されている。
このため、制御部３０によってブラシ駆動モータ１３ａを作動させれば、その駆動力がベルトプーリ機構１３ｂを介してブラシ１２の軸部１２ａに伝達され、ブラシ１２を回転させることができる。

さらに、上記例では、掃除部１０が、ブラシ１２によって対象平面ＳＦを清掃する場合を説明したが、掃除部１０が対象平面ＳＦを清掃する方法はとくに限定されない。例えば、掃除部１０に、ブラシ１２に加えて散水装置(スプレーノズル等)とワイパーブレード(スクイジー)を設けたり、ブラシ１２の代わりに散水装置(スプレーノズル等)とワイパーブレード(スクイジー)を設けたりしてもよい。また、ブラシ１２に加えてバキュームクリーナー(吸引式掃除機)を設けてもよいし、ブラシ１２を設けずにバキュームクリーナー(吸引式掃除機)だけを設けてもよい。

(制御部３０)
つぎに、制御部３０について説明する。
図１に示すように、制御部３０は、移動制御部３１および作動制御部３２を備えている。

(移動制御部３１)
まず、移動制御部３１は、移動手段４における一対の側方駆動輪４ａ,４ａおよび中間駆動輪４ｂを駆動する各駆動モータの作動を制御および監視するものである。この移動制御部３１は、３つの駆動モータの作動を制御して、ロボット本体２の移動方向や移動速度、つまり、自走式ロボット１の移動方向や移動速度を制御するものである。例えば、全ての駆動輪４による移動速度(具体的には、回転数(回転速度)×駆動輪の周長)が同じとなるように各駆動モータを作動させた場合には自走式ロボット１を直進移動させることができる。一方、一対の側方駆動輪４ａ,４ａ間で移動速度の差が生じるように各駆動モータを作動させた場合には自走式ロボット１を旋回するように移動させることができる。

（作動制御部３２）
作動制御部３２は、ブラシ駆動モータ１３ａの作動を制御および監視するものである。なお、自走式ロボット１が掃除以外の作業を実施する場合には、この作動制御部３２が、作業用の装置やセンサ、器具などの作動の制御や監視を行う。

（気流形成カバー）
図８に示すように、掃除部１０は、ブラシ１２とロボット本体部２の前面との間に気流形成カバー１５を備えていることが望ましい。

この気流形成カバー１５は、ブラシ１２の軸部１２ａの軸方向に沿って延びた、ブラシ１２の一部を覆うように設けられた部材である。具体的には、気流形成カバー１５は、ブラシ１２におけるロボット本体２側の部分からブラシ１２の上方の部分(つまり対象平面ＳＦと逆側に位置する部分)を覆うように設けられている。そして、この気流形成力バー15は、ブラシ１２側の面がブラシ１２側から凹んだ面となるように形成されている。具体的には、ブラシ１２側に開口を有する、断面視略C字状または断面視略逆くの字状に形成されている。

つぎに、気流形成カバー１５を有する自走式ロボット１による対象平面ＳＦを掃除について説明する。

まず、本実施形態の自走式ロボット１を対象平面ＳＦに載せる。すると、全ての駆動輪４が対象平面ＳＦに接触した状態で配置される(図２および図３、図８参照)。

この状態で、一対の掃除部１０，１０のブラシ駆動部１３を作動させると、ブラシ１２が回転する。すると、各ブラシ１２の刷毛部１２ｂは、その先端部が対象平面ＳＦを掃くように移動する。

この状態で移動機構４によって自走式ロボット１を移動させれば、対象平面ＳＦ上を、順次、ブラシ１２の刷毛部１２ｂによって掃くことができる。すると、自走式ロボット１の移動に伴って、対象平面ＳＦ上を順次掃除することができる(図６参照)。

ここで、本実施形態の自走式ロボット１では、ブラシ１２の刷毛部１２ｂによって対象平面ＳＦを掃くだけであり、掃いた埃などを回収する機構を設けていない。このため、ブラシ１２の刷毛部１２ｂが接触した部分(掃き出し部)の埃などは対象平面ＳＦから浮き上がるだけである。

しかし、掃除部１０は、ブラシ１２の刷毛部１２ｂの先端部がロボット本体２から離間しつつ対象平面ＳＦに接近する方向に回転されている。すると、ブラシ１２の軸部１２ａに対して対象平面ＳＦ側(下方)では、刷毛部１２ｂの移動に伴ってロボット本体２から外方に向かう空気の流れ(吹き出し流)が発生する。このため、対象平面ＳＦから浮き上がった埃などは、この吹き出し流によって掃き出し部から外方に向かって吹き飛ばされるので、掃き出し部の表面は埃などが少ない状態とすることができる。

一方、ブラシ１２の軸部１２ａに対して上方では、ロボット本体２に向かう空気の流れが発生する。すると、この空気の流れは、気流形成カバー１５によって、ロボット本体２から外方に向かう空気の流れに返還される（図８の矢印a参照)。つまり、気流形成カバー１５によって、吹き出し流が強化される。すると、対象平面ＳＦから浮き上がった埃などは、この吹き出し流によって掃き出し部からより遠くまで吹き飛ばされるので、掃き出し部の近傍が吹き飛ばされた埃などによって汚れることを抑制することができる。

なお、吹き飛ばされた埃などはやがて落下するが、吹き出し流によって埃は拡散されているので、各場所にはわずかの埃などしか落ちない。しかも、吹き飛ばされた埃などは風等によってさらに拡散されるので、埃などを飛散した場合でも、周辺の汚れは、ブラシ１２の刷毛部１２ｂが接触する前の掃き出し部よりも汚れが少ない状態となる。したがって、上記のように埃などを吹き飛ばすことによって他の部分が汚れることを防ぐことができる。すると、対象平面ＳＦから掃いて除去された埃を集めることなく、対象平面ＳＦを掃除することができる。そして、集塵する部分をロボット本体２に設ける必要がないので、ロボット本体２を大型化することない。しかも、埃などを吸引する必要がないので、自走式ロボット１を作動させるための電力消費を少なくできるから、非常に広い場所の掃除を連続して実施することができる。

例えば、対象平面ＳＦが砂漠や火山灰が降灰する地域などに設置された大規模太陽光発電施設の太陽電池アレイの表面の場合には、表面に堆積する埃などは細かい砂などである。しかも、設置された場所では、発電の妨げとなる日陰ができることを防止するため、周囲に障害となる建物等を配置しないことが通常である。このため、大規模太陽光発電施設の周囲では、風が強く吹いている。したがって、太陽電池アレイの表面の砂などを本実施形態の自走式ロボット１で掃除して、砂や灰などを太陽電池アレイの表面から一旦引き剥がして吹き飛ばしてやれば、風等の作用も手伝って、砂などが遠くまで拡散し、太陽電池アレイの表面を順次埃が少ない状態とすることができ。そして、自走式ロボット１が掃除をするための消費電力を少なくできるから長時間連続して作業を実行することができる。したがって、上記のごとき大規模太陽光発電施設の太陽電池アレイの掃除を効率よく実施することができる。

なお、ブラシ１２の回転方向は上記のごとき方向に回転させると、埃などを除去する効率を高くすることができるが、ブラシ１２の回転方向は逆方向に回転させてもよい。この場合、ブラシ１２の軸部１２ａに対して下方では、ロボット本体２に向かう空気の流れが発生するので、ブラシ１２が浮き上がらせた埃などは気流形成力バー１５内に流入することになる。しかし、ブラシ１２の軸部１２ａに対して上方では、ロボット本体２から外方に向かう空気の流れが発生するため、最終的には、平面から浮き上がった埃を外方に飛散させることができる。

また、図３では、気流形成力バー１５は、その先端がブラシ１２の軸の上方までしか延びていないが、気流形成カバー１５の先端の位置はとくに限定されない。しかし、気流形成カバー１５によってブラシ１２の上部が覆われている領域は広いほど、ブラシ１２の回転による気流形成効果を高めることができる。したがって、気流形成カバー１５は、ブラシ１２の上部全体を覆うように設けられている方が好ましい(図８参照)。例えば、図８に示すように、気流形成力バー１５の先端を、ブラシ１２の先端が最もロボット本体２から離れる位置まで延ばしてもよい。

(ブレード１２ｆ)
さらに、ブラシ１２の軸部１２ａには、刷毛部１２ｂとは別にプレード12fを設けてもよい(図８参照)。ブレード１２ｆを設ければ、刷毛部１２ｂだけでなくブレード１２ｆによっても気流を形成することができるので、ブラシ１２の回転により形成される気流を強くすることができる。なお、ブレード１２ｆはブラシ１２の刷毛部１２ｂと干渉しないように設けることが望ましいので、上記例のように、ブラシ１２の刷毛部１２ｂが螺旋状に設けられている場合には、ブレード１２ｆも螺旋状に設けることが望ましい。また、ブレード１２ｆの形状はとくに限定されず、ブラシ１２の回転によって気流を形成できる形状であればよい。例えば、板状の部材を軸部１２ａに立設してブレード１２ｆを形成することができる。この場合、板状の部材の長さ(軸部１２ａの半径方向の長さ)はとくに限定されないが、刷毛部１２ｂによる掃除の邪魔にならない程度で長いものが望ましい。例えば、刷毛部１２ｂの長さの半分程度とすれば十分な気流形成効果を得ることができる。さらに、ブレード１２ｆを設ける位置や数はとくに限定されない。例えば、図８に示すように、軸部１２ａの周方向において、一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂの中間に一つずつ(つまり2つ)設ければ、ブラシ１２の重量の増加を防ぎつつ、気流形成の効果を十分に高めることができる。

(空気供給手段２０)
また、ブラシ１２に向かって空気を吹き出す空気供給手段２０を設けてもよい。この場合、空気供給手段２０から供給される空気の流れをブラシ１２の刷毛部１２ｂに当てることができる。すると、この空気の流れによってブラシ１２の刷毛部１２ｂに付着した埃などを除去することができるので、ブラシ１２の刷毛部１２ｂをきれいな状態に維持することができる。すると、ブラシ１２の刷毛部１２ｂによる対象平面ＳＦを掃除する効果の低下を防止することができる。

空気供給手段２０の構成はとくに限定されないが、例えば、気流形成カバー１５の内壁に複数のファン２１を設けて上述したような空気の流れを形成することができる。また、複数のファン２１に代えて空気排出口を設けて、この空気排出口にダクトを介してブロアなどの空気供給手段から空気を供給するようにしてもよい。

また、ブロアなどの空気供給手段から空気を供給する場合には、ブラシ１２の軸部１２ａから空気を刷毛部１２ｂに向かって吹き出すようにしてもよい。例えば、軸部１２ａとして、中空なパイプを採用し、その側面に吹き出し口を設けておく。すると、軸部１２ａの軸端からパイプ内に空気を供給すれば、吹き出し口から空気を吹き出すことができる。すると、ブラシ１２の一対の刷毛部１２ｂ，１２ｂに対して、確実に空気を当てることができるので、刷毛部１２ｂを掃除する効果を高めることができる。

(しごき部材15b)
刷毛部１２ｂを掃除する方法として、ブラシ１２の刷毛部１２ｂをしごくような部材を設けてもよい。例えば、図８に示すように、気流形成力バー15の内側にしごき部材15bを設けておけば、ブラシ１２が回転すると、1回転する間に、必ず刷毛部１２ｂはしごき部材15bと接触するので、刷毛部１２ｂに付着した砂などを落とすことができる。なお、しごき部材15bを設ける位置や形状、設置方法はとくに限定されないが、しごき部材15bを設けたことによる気流形成力バー15による気流形成効果が低下することを防ぐ上では、しごき部材15bは、しごき部材15bと気流形成カバー１５の内面との間に隙間が形成されるように設置することが望ましい。例えば、棒状のしごき部材15bを設ける場合であれば、ブラケットなどによってしごき部材15bの両端または中間を気流形成カバー１５の内面に連結する。すると、ブラケットを設けた位置以外は、しごき部材15bと気流形成カバー１５の内面との間に隙間が形成されるので、しごき部材15bを設けたことによる気流形成カバー１５による気流形成効果が低下することを防ぐことができる。

本発明の自走式ロボットは、大規模な太陽光発電施設の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設の集光ミラー、太陽熱温水器における受光面などの平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等に使用することができる。

ＣＵ 制御手段
ＲＵ 監視部
ＳＵ 作動状態制御部
ＤＵ 配置調整部
ＰＵ 作業制御部
ＥＵ 退避制御部
ＦＳ 平面制御部
１ 自走式ロボット
２ ロボット本体部
１０ 掃除部
１２ ブラシ
１２ａ 軸部
１２ｂ 刷毛部
１５ 気流形成カバー
ＳＰ 構造物
ＳＦ 対象平面
ＯＢ 障害部
ＲＢ ロボットベース

Claims (8)

1. 構造物上で作業を実施する作業システムであって、
   該作業システムは、
   前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、
   前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、
   該制御手段は、
   前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、
   該監視部からの情報に応じて、前記自走式ロボットを作業状態と待機状態との間で切り替える作動状態制御部と、を備えており、
   前記監視部が、
   風向きを検出する機能を有しており、
   前記制御手段は、
   前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有している
   ことを特徴とする自走式ロボットを使用した作業システム。
2. 構造物上で作業を実施する作業システムであって、
   該作業システムは、
   前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、
   前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、
   該制御手段は、
   前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、
   該監視部からの情報に応じて、前記構造物の平面上において、前記自走式ロボットを配置する位置を決定する配置調整部を備えており、
   前記監視部が、
   風向きを検出する機能を有しており、
   前記制御手段は、
   前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有している
   ことを特徴とする自走式ロボットを使用した作業システム。
3. 構造物上で作業を実施する作業システムであって、
   該作業システムは、
   前記構造物の平面を自走し該平面上で作業を行う自走式ロボットと、
   前記自走式ロボットの作動を制御する制御手段と、を備えており、
   前記構造物は、
   前記自走式ロボットによって作業を行う平面を複数有しており、
   隣接する平面間には、前記自走式ロボットが走行不能である障害部が存在しており、
   前記制御手段は、
   前記構造物および／または周囲環境の状態を監視する監視部と、
   該監視部からの情報に応じて、前記自走式ロボットによって作業を行う平面を決定する配置調整部を備えており、
   前記配置調整部は、
   前記自走式ロボットによる一の平面の作業が完了した後、該自走式ロボットに次に作業をさせる平面を作業者に指示する指示機能を備えており、
   前記監視部が、
   風向きを検出する機能を有しており、
   前記制御手段は、
   前記監視部が検出した風向きの情報に基づいて、前記自走式ロボットの移動経路を決定する作業制御部を有している
   ことを特徴とする自走式ロボットを使用した作業システム。
4. 前記自走式ロボットが、
   自走して平面を掃除する自走式ロボットであり、
   前記構造物上で実施する作業が清掃作業である
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の自走式ロボットを使用した作業システム。
5. 前記自走式ロボットが、
   平面を掃除するブラシを備えており、
   ロボット本体から外方に向かって流れる気流を形成する気流形成部を備えており、
   該気流形成部が、
   前記ブラシを覆うように設けられた気流形成カバー、および／または、前記ブラシに向かって空気を吹き出すファンを備えている
   ことを特徴とする請求項４記載の自走式ロボットを使用した作業システム。
6. 前記制御手段は、
   前記自走式ロボットが前記構造物の平面上に配置されている状態において、前記自走式ロボットによる作業が終了したこと、および／または、前記自走式ロボットおよび／または前記構造物の異常が発生したこと、を検出すると、前記自走式ロボットを退避位置に移動させる退避制御部を備えている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自走式ロボットを使用した作業システム。
7. 前記構造物が、
   前記平面の水平に対する傾斜角度を変更し得るものであり、
   前記退避位置が、該平面の傾斜角度の変化に応じて基準面からの高さが変化する位置に設けられており、
   前記制御手段は、
   前記自走式ロボットによる清掃が終了したこと、および／または、前記自走式ロボットおよび／または前記構造物の異常が発生したこと、を検出すると、前記退避位置が作業者の手が届く位置となるように、該自走式ロボットが配置されている前記平面の傾斜角度を変更させる平面制御部を備えている
   ことを特徴とする請求項６記載の自走式ロボットを使用した作業システム。
8. 前記構造物が、
   一枚または複数枚の太陽電池モジュールまたはミラーによって形成された太陽電池アレイまたは集光ミラーである
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の自走式ロボットを使用した作業システム。

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