JP7208584B2

JP7208584B2 - 洗浄システム

Info

Publication number: JP7208584B2
Application number: JP2018232158A
Authority: JP
Inventors: 康史石田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: JP2020094371A

Description

本発明の実施形態は、車両を用いて被洗浄物を洗浄する洗浄システムに関する。

従来、車両を用いて洗浄を行う被洗浄物としては、例えば空港の誘導路などに設置される航空標識灯などがある。このような被洗浄物を洗浄するために、車両にカメラおよび洗浄機構を搭載し、カメラで車両の開口部から被洗浄物を確認し、洗浄機構で車両の開口部から被洗浄物を洗浄する洗浄システムが知られている。

洗浄機構は、大形で重い場合には車両の安定性を考慮して、車両の左右幅方向の中心に配置されている。この洗浄機構に位置に対応して、カメラおよび車両の開口部なども車両の左右幅方向の中心に配置されている。

しかしながら、車両の左右幅方向一側の運転席に乗る作業者の位置は、車両の左右幅方向中心から大きくずれているため、作業者が車両を走行させながら車両の左右幅方向中心を被洗浄物の位置に誘導するのが難しく、被洗浄物の位置に対して車両の位置の修正が必要となるなど、作業性に問題がある。

特開２００５－１４６５８６号公報

本発明は、被洗浄物への位置合わせを容易にすることで、作業性を向上できる洗浄システムを提供することである。

実施形態の洗浄システムは、車両、カメラおよび洗浄機構を備える。車両は、左右幅方向の一側に運転席を有するとともに、下面側に洗浄作業用の開口部を有する。カメラは、車両に搭載され、開口部を通じて被洗浄物を撮影する。洗浄機構は、車両に搭載され、カメラによって撮影された被洗浄物を開口部から洗浄する。開口部と、カメラと、洗浄機構と、は車両の左右幅方向の中心から運転席側にオフセットした位置に配置されている。洗浄機構は、車両の下方に位置する被洗浄物を、開口部を介して洗浄する。

実施形態の洗浄システムによれば、被洗浄物への位置合わせを容易にすることで、作業性の向上が期待できる。

一実施形態を示す洗浄システムの模式側面図である。同上洗浄システムの車両に対する開口部、カメラおよび洗浄機構の第１の配置例を示す模式平面図である。同上洗浄システムの車両に対する開口部、カメラおよび洗浄機構の第２の配置例を示す模式平面図である。同上洗浄システムの車両に対する開口部、カメラおよび洗浄機構の第３の配置例を示す模式平面図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に、洗浄システム10を示す。洗浄システム10が洗浄の対象とする被洗浄物11は、例えば、空港の誘導路の路面などに埋め込み設置された航空標識灯や、道路の路面などに埋め込み設置された路面灯などが含まれる。

本実施形態では、被洗浄物11が路面12に埋め込み設置された航空標識灯11aの場合を示す。航空標識灯11aは、路面12から露出する灯体の上部側に１つまたは複数の投光窓が設けられているとともにこの透光窓にレンズが配置され、灯体内に配置される光源からの光をレンズを通じて外部に出射するが、投光窓から外部に露出するレンズの外表面に砂や土あるいは航空機のタイヤの材料が付着し、レンズから出射する光の光度が低下するおそれがある。そのため、航空標識灯は、所定の光度を維持するために、定期的または必要に応じて洗浄している。

そして、洗浄システム10は、車両15と、この車両15に搭載された洗浄材供給部16、動力部17、カメラ18、照明部19、洗浄機構20、表示部21、操作部22および制御部23などを備えている。

車両15は、エンジンやモータの動力によって走行可能なもので、例えばトラックやワンボックスカーなどの自動車である。本実施形態では、車両15がトラックの場合を示す。車両15は、前後左右にタイヤ25を備えてエンジンやモータの動力によって走行する車両本体26、この車両本体26上で走行方向の前部に設けられるキャビン27、車両本体26上でキャビン27の後方に設けられる荷台28、およびこの荷台28を覆うカバー29などを備えている。

車両15は、キャビン27内の左右幅方向の一側に運転席30（図２参照）を備えている。運転席30には、運転席30に座った作業者（運転者）が運転操作するためのステアリングホイール31、シフトレバー、アクセルおよびブレーキなどが配置されている。

車両15の荷台28の後部側には、洗浄機構20によって航空標識灯11aを洗浄作業するための洗浄作業用の開口部32が設けられている。開口部32は、シャッタや扉などの開閉部材によって開閉可能としてもよい。

また、洗浄材供給部16は、高圧エアを供給するコンプレッサ16a、供給するエアを乾燥させるエアドライヤ16b、洗浄材を収納する収納部16cなどを有している。そして、洗浄材供給部16は、ホースで洗浄機構20と接続され、高圧エアとともに洗浄材をホースを通じて洗浄機構20に供給する。

洗浄材は、例えばドライアイスや重曹粉末である。ドライアイスの場合には、例えば、直径が１ｍｍ～３ｍｍ程度、長さが６ｍｍ～１０ｍｍ程度の略円柱状の粒子状ペレット等の微小な固形物状に形成したものを用いることができる。また、ドライアイスの場合には、破砕装置などを設けてドライアイスの塊が破砕されるようにしてもよい。

収納部16cに収納された洗浄材は、コンプレッサ16aと洗浄機構20との間の配管の内部に供給される。洗浄材の供給は、重力により行うこともできるが、ベンチュリ効果による吸引力で配管の内部に吸い出されるようにすることもできる。

なお、収納部16cに洗浄材を収納しない、あるいはシャッタなどで収納部16cに収納されている洗浄材の供給を停止して、高圧エアのみを洗浄機構20に供給することもできる。また、洗浄材として重曹などを用いる場合にも同様の構成とすることができる。また、洗浄材として水などを用いる場合には、いわゆる高圧洗浄機を用いればよい。

また、動力部17は、例えば発電機である。動力部17は、洗浄材供給部16、カメラ18、照明部19、洗浄機構20、表示部21および制御部23などに電力を供給する。

また、カメラ18は、航空標識灯11aを検出するために用いられる。カメラ18は、撮像素子、およびこの撮像素子に集光するレンズなどを備えている。カメラ18は、航空標識灯11aを撮像可能な位置に配置される。カメラ18は、車両15の開口部32に対向する位置であって、開口部32の上方に対向するカバー29の天井部分に配置されている。そして、カメラ18で撮像した画像データは制御部23に送られ、この制御部23により画像データの解析から航空標識灯11aの位置や航空標識灯11aの洗浄箇所である投光窓の位置などが検出される。なお、カメラ18は、荷台28の下側に配置してもよいし、洗浄機構20の先端部（ヘッド部）に配置してもよい。また、複数のカメラ18を用い、開口部32の上方や荷台28の下側などの複数箇所に配置してもよい。

また、照明部19は、開口部32の下方域を照明する。つまり、照明部19は、車両15の開口部32が航空標識灯11aの上方に位置された際に航空標識灯11aを照明する。照明部19は、例えば、車両15の荷台28の下側に配置されている。なお、照明部19は、開口部32の上方に配置して開口部32を通じて照明するようにしてもよく、洗浄機構20の先端部（ヘッド部）に配置して照明するようにしてもよい。

また、洗浄機構20は、洗浄材を吐出するノズル34、およびこのノズル34を移動させる機構部35を有する。

ノズル34は、機構部35の先端部（ヘッド部）に設けられ、ホースによって洗浄材供給部16に接続されている。そして、洗浄材供給部16からホースを通じて供給される洗浄材をノズル34の先端から吐出する。

機構部35は、例えば多関節ロボットが用いられている。機構部35は、荷台28に設置される基台部36、この基台部36に対して旋回可能に設けられた旋回部37、この旋回部37に基端側が回動可能に連結された第１アーム部38、この第１のアーム38の先端側に基端側が回動可能に連結された第２アーム部39、この第２アーム部39の先端側に回動可能に連結されたヘッド部40を有している。ヘッド部40の先端部にノズル34が装着されている。したがって、機構部35は、ノズル34を上下左右に移動させたりノズル34の角度を調整することが可能で、ノズル34を車両15の開口部32を通じて下降させ、航空標識灯11aの洗浄箇所に応じた洗浄位置に移動させることができる。なお、機構部35は、多関節ロボットに限らず、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の単軸移動機構を組み合わせて構成してもよい。

また、表示部21は、キャビン27内の運転席から視認可能な位置に配置されている。表示部21は、カメラ18によって撮像される画像を表示したり、洗浄システムの状態や動作状況などの情報を表示する。表示部21は、例えばタッチパネルを備えたタブレット端末などで構成し、操作部22の一部または全部と共用してもよい。

また、操作部22は、キャビン27内の運転席から操作可能な位置に配置されている。操作部22では、洗浄作業の開始や洗浄作業の一時停止または停止などを操作する。

また、制御部23は、洗浄システム10の各要素の動作を制御する。制御部23は、演算装置および記憶装置を含むコンピュータを備えている。記憶装置には、洗浄システム10の各要素の動作プログラム、洗浄材の吐出圧力や洗浄時間などの洗浄条件、路面12や航空標識灯11aに関する情報などが格納される。そして、演算装置は、記憶装置に格納されている動作プログラム、洗浄条件、路面12や航空標識灯11aに関する情報などに基づいて、洗浄システム10の各要素の動作を制御する。

次に、洗浄システム10による航空標識灯11aの洗浄動作について説明する。

作業者が車両15の運転席30に座り、洗浄を行おうとする航空標識灯11aに向けて車両15を走行移動させる。

まず、作業者は、目視で路面12の航空標識灯11aの位置を確認し、車両15の走行方向に対してカメラ18および洗浄機構20の位置が航空標識灯11aの位置に一致するように車両15を走行させながら、車両15を航空標識灯11a上に移動させる。

続いて、作業者は、カメラ18により撮影され、表示部21に表示される航空標識灯11aの画像に基づき、例えば航空標識灯11aが表示部21に表示された所定の領域内に入るように車両15の位置を調整し、車両15を停止させる。

続いて、作業者は、操作部22で洗浄作業の開始を操作する。

そして、制御部23は、カメラ18で撮像される画像に基づいて、航空標識灯11aの位置、航空標識灯11aの洗浄箇所である投光窓の位置を検出する。

制御部23は、洗浄機構20の機構部35を制御し、検出された航空標識灯11aの投光窓を洗浄する洗浄位置（図１の２点鎖線位置）にノズル34を移動させる。さらに、制御部23は、洗浄材供給部16を制御し、ノズル34から洗浄材を吐出させる。

ノズル34から吐出する洗浄材は、航空標識灯11aの投光窓からレンズの外表面に吹き付けられて洗浄する。

制御部23は、所定の時間の経過後に洗浄材の吐出を停止させ、洗浄機構20の機構部35を制御してノズル34を車両15内の所定の待機位置に戻す。

次に、車両15に対する開口部32、カメラ18および洗浄機構20の位置関係について説明する。

図２、図３および図４に、車両15に対する開口部32、カメラ18および洗浄機構20の第１の配置例、第２の配置例および第３の配置例をそれぞれ示す。

いずれの配置例においても、カメラ18および洗浄機構20は、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置に配置されている。

まず、図２に示す第１の配置例では、開口部32、カメラ18および洗浄機構20の左右幅方向ｗの中心が、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置であって、運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂと一致する位置に配置されている。すなわち、カメラ18および洗浄機構20は、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側へのオフセット幅が同じである。なお、運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂは、ステアリングホイール31の中心（ステアリングセンタ）ｂでもある。

そして、洗浄作業にあたり、車両15の運転席30に座る作業者は、目視で路面12の航空標識灯11aの位置を確認し、車両15の走行方向に対してカメラ18および洗浄機構20の位置が航空標識灯11aの位置に一致するように車両15を走行させながら、車両15を航空標識灯11a上に移動させるが、このとき、運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂ（ステアリングホイール31の中心ｂ）と開口部32、カメラ18および洗浄機構20の左右幅方向ｗの中心とが一致しているため、運転席30に座る作業者は、自身が航空標識灯11a上を移動するように車両15を走行させれば、開口部32、カメラ18および洗浄機構20を航空標識灯11aの位置に正確に誘導することが可能となる。

このように車両15の開口部32、カメラ18および洗浄機構20を航空標識灯11aの位置に容易に誘導できるため、航空標識灯11aの位置に対して車両15の位置の修正をするための位置修正の頻度が低減され、洗浄作業の作業性が向上する。

さらに、カメラ18の位置が航空標識灯11aの位置に対応して配置されることにより、航空標識灯11aの位置、および航空標識灯11aの投光窓の位置を正確に検出できる。また、洗浄機構20の位置が航空標識灯11aの位置に対応して配置されることにより、洗浄機構20によって航空標識灯11aのレンズの洗浄を確実にできる。

しかも、カメラ18および洗浄機構20のオフセット幅が同じである場合、航空標識灯11aの位置、および航空標識灯11aの投光窓の位置を正確に検出し、洗浄機構20によって航空標識灯11aのレンズの洗浄を確実にできる。

次に、図３に示す第２の配置例では、開口部32、カメラ18および洗浄機構20の左右幅方向ｗの中心ｃが、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置であって、車両15の左右幅方向ｗの中心ａと運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂとの中間の位置に配置されている。

この第２の配置例においても、第１の配置例と同様に、カメラ18および洗浄機構20を航空標識灯11aの位置に容易に誘導でき、航空標識灯11aの位置に対して車両15の位置の修正するように位置修正の頻度が低減され、洗浄作業の作業性が向上する。

さらに、第１の配置例の場合、洗浄機構20が車両15のカバー29の側面部に近く、開口部32の左右幅方向ｗの寸法も小さいため、洗浄機構20の可動範囲が制限され、洗浄作業が可能な航空標識灯11aが限られることがあるが、第２の配置例では、洗浄機構20はオフセットしているものの車両15のカバー29の側面部からは十分に離れており、開口部32の左右幅方向ｗの寸法も大きくできるため、洗浄機構20の可動範囲を広くすることができ、多種の航空標識灯11aの洗浄作業に対応できる。

次に、図４に示す第３の配置例では、カメラ18および洗浄機構20の左右幅方向ｗの中心ｃが、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置であって、車両15の左右幅方向ｗの中心ａと運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂとの中間の位置に配置されている。車両15の開口部32は、車両15の左右幅方向ｗの中心ａに一致するように配置されている。

この第３の配置例においても、第１および第２の配置例と同様に、カメラ18および洗浄機構20を航空標識灯11aの位置に容易に誘導でき、航空標識灯11aの位置に対して車両15の位置を修正するための位置修正の頻度が低減され、洗浄作業の作業性が向上する。

さらに、例えば、車両15の構造上、開口部32を車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットすることが困難な場合にも対応できる。あるいは、開口部32が車両15の左右幅方向ｗの中心ａに一致するように配置されている既存の車両15を利用する場合にも対応できる。この場合、洗浄機構20の位置が開口部32の一側部に近く、開口部32を通じての洗浄機構20の可動範囲が制限されることもあるが、航空標識灯11aの洗浄作業は可能である。

なお、車両15に対する開口部32、カメラ18および洗浄機構20の位置関係については、第１ないし第３の配置例に限られず、カメラ18および洗浄機構20の一方のみが、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置に配置されてもよい。

カメラ18のみがオフセットされた場合でも、カメラ18の位置が航空標識灯11aの位置に対応して配置されることにより、航空標識灯11aの位置、および航空標識灯11aの投光窓の位置を正確に検出できるため、この位置情報に基づいて洗浄機構20によって確実に洗浄できる。

洗浄機構20がオフセットされた場合でも、洗浄機構20の位置が航空標識灯11aの位置に対応して配置されることにより、洗浄機構20によって航空標識灯11aのレンズの洗浄を確実にできる。

また、カメラ18および洗浄機構20は、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置に配置されているが、そのオフセット幅が異なっていてもよい。例えば、可動しないカメラ18は、運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂと一致する位置に配置され、また、可動する洗浄機構20は、車両15の左右幅方向ｗの中心ａと運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂとの中間の位置に配置されていてもよい。

以上のように、本実施形態の洗浄システム10では、カメラ18および洗浄機構20の少なくとも一方を、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置に配置しているため、運転席30に座る作業者が車両15を走行させながら、カメラ18および洗浄機構20の少なくとも一方の位置を航空標識灯11aの位置に誘導することが可能となり、作業性を向上できる。

また、車両15の開口部32についても、車両15の左右幅方向ｗの中心ａから運転席30側にオフセットした位置に配置している場合、洗浄機構20による開口部32を通じての航空標識灯11aの洗浄作業ができる。

また、カメラ18および洗浄機構20のオフセット幅が同じである場合、航空標識灯11aの位置、および航空標識灯11aの投光窓の位置を正確に検出し、洗浄機構20によって航空標識灯11aのレンズの洗浄を確実にできる。

また、開口部32、カメラ18および洗浄機構20が運転席30の左右幅方向ｗの中心ｂと一致する位置に配置される場合、カメラ18および洗浄機構20の位置を航空標識灯11aの位置に容易かつ正確に誘導することが可能となり、作業性を向上できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 洗浄システム
11 被洗浄物
15 車両
18 カメラ
20 洗浄機構
30 運転席
32 開口部
ａ（車両の）中心
ｂ（運転席の）中心

Claims

左右幅方向の一側に運転席を有するとともに、下面側に洗浄作業用の開口部を有する車両と；
前記車両に搭載され、前記開口部を通じて被洗浄物を撮影するカメラと；
前記車両に搭載され、前記カメラによって撮影された前記被洗浄物を前記開口部から洗浄する洗浄機構と；
を備え、
前記開口部と、前記カメラと、前記洗浄機構と、は前記車両の左右幅方向の中心から前記運転席側にオフセットした位置に配置され、
前記洗浄機構は、前記車両の下方に位置する前記被洗浄物を、前記開口部を介して洗浄する
ことを特徴とする洗浄システム。
前記カメラと前記洗浄機構は、前記車両の左右幅方向の中心から前記運転席側へのオフセット幅が同じである
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄システム。
前記開口部と前記カメラと前記洗浄機構は、前記車両の左右幅方向において前記運転席の中心と一致する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の洗浄システム。