JPH05324060A

JPH05324060A - 清掃ロボット

Info

Publication number: JPH05324060A
Application number: JP4123276A
Authority: JP
Inventors: Naoki Oshida; 尚樹大信田; Yoshimori Fujiwara; 良守藤原; Sueyoshi Mizuno; 末良水野
Original assignee: Toshiba Corp; East Japan Railway Co
Current assignee: Toshiba Corp; East Japan Railway Co
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】電車内を自走しながら洗浄清掃する清掃ロボ
ットを実現する。【構成】この発明の清掃ロボットは、走行距離検出手
段で走行駆動装置の駆動輪を用いて走行距離を検出し、
測距手段によって側方に位置するシート、ドア、壁から
の距離を測定し、この測距手段によって測定した現在位
置での測距結果をあらかじめ設定されている走行ルート
の基準距離と比較し、その偏差を位置偏差検出手段によ
って求め、この偏差に基づき基準距離に戻すために必要
なステアリング量をステアリング量演算手段によって求
め、そのステアリング量に基づいて自動走行させ、車内
の自動清掃を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電車のような列車の
車内床面をシート、ドア、壁に沿って自走しながら清掃
用具により洗浄清掃する清掃ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電車のような列車の車内清掃は、
人手で行なう作業であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
して多数の列車の車内清掃を人手によって行なうと多大
な労力が必要であり、人件費も高いものとなっていた。
そこで、電車のような列車の車内床面をシート、ドア、
壁に沿って自走しながら清掃用具により洗浄清掃する清
掃ロボットの開発が望まれていた。

【０００４】ところで、電車のような列車内には、ドア
と戸袋の違い、ドアと戸袋のポールの違い、シートとシ
ートの継ぎ目、シートと固定台の継ぎ目の部分など、距
離計測センサの微妙な凹凸のデータ変化には追従しにく
いことが考えられる。加えて、距離計測センサは、その
センサの特性から指向角が約±５°であり、継ぎ目部分
などの反射物が傾斜している場所では測距が不可能か、
もしくは実際の距離と異なる距離データを出力してしま
う恐れがある。

【０００５】この発明は、このような技術的課題に鑑み
なされたもので、車内シート、ドア、壁などとの距離を
計測し、その距離が基準距離と等しくなるようにステア
リング制御を行ない、定められたルートを自走しながら
清掃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。

【０００６】またこの発明は、車内シート、ドア、壁な
どとの距離を計測し、その距離が基準距離と等しくなる
ようにステアリング制御を行ないながら自走する清掃ロ
ボットにおいて、ステアリング係数を複数段階に設定
し、直進走行させることにより追従性の良い清掃ロボッ
トを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、列車内を自
動走行するための走行およびステアリングを行なう走行
駆動装置と、前記走行駆動装置を制御して列車内を当該
ロボットが外側から内側へ一筆書きで走行するように前
後進、転換を制御する走行制御装置と、列車内の床の洗
浄清掃を行なう清掃用具と、前記清掃用具を駆動する清
掃用具駆動装置とを備えて成る清掃ロボットにおいて、
前記走行駆動装置の駆動輪を用いて走行距離を検出する
走行距離検出手段と、側方に位置するシート、ドア、壁
からの距離を測定する測距手段と、前記測距手段によっ
て測定した現在位置での測距結果をあらかじめ設定され
ている基準距離と比較し、その偏差を求める位置偏差検
出手段と、前記位置偏差検出手段が求めた偏差に基づ
き、基準距離に戻すために必要なステアリング量を求め
て前記走行制御装置に与えるステアリング量演算手段と
を備えたものである。

【０００８】またこの発明は、上記の清掃ロボットにお
いて、位置偏差検出手段が求めた位置偏差に基づいて、
当該位置偏差を複数ランクに分けたいずれのランクに属
するかを判定する偏差量ランク分け手段と、この偏差量
ランク分け手段によりランク分けされた偏差量に応じ
て、偏差量が比較的大きいランクに属する場合に偏差量
に大きな係数を掛けた数値に比例するステアリング指令
を出力し、偏差量が比較的小さいランクに属する場合に
偏差量に小さな係数を掛けた数値に比例するステアリン
グ指令を出力するステアリング量演算手段とを備えたも
のとすることができる。

【０００９】

【作用】この発明の清掃ロボットでは、走行駆動装置に
よって列車内を自動走行する際、走行制御装置により走
行駆動装置の走行およびステアリング制御を行ない、列
車内を当該ロボットが外側から内側へ一筆書きで走行す
るように制御し、この走行時に、清掃用具駆動装置によ
り駆動される清掃用具によって列車内の床の洗浄清掃を
行なうことにより、車内を自動清掃する。

【００１０】そして、車内を自動清掃するために、走行
距離検出手段で走行駆動装置の駆動輪を用いて走行距離
を検出し、測距手段によって側方に位置するシート、ド
ア、壁からの距離を測定し、この測距手段によって測定
した現在位置での測距結果をあらかじめ設定されている
基準距離と比較し、その偏差を位置偏差検出手段によっ
て求め、この偏差に基づき基準距離に戻すために必要な
ステアリング量をステアリング量演算手段によって求
め、そのステアリング量に基づいて自動走行させ、車内
の自動清掃を行なう。

【００１１】またこの発明は、上記の清掃ロボットにお
いて、位置偏差検出手段が求めた位置偏差に基づいて、
当該位置偏差を複数ランクに分けたいずれのランクに属
するかを判定する偏差量ランク分け手段と、この偏差量
ランク分け手段によりランク分けされた偏差量に応じ
て、偏差量が比較的大きいランクに属する場合に偏差量
に大きな係数を掛けた数値に比例するステアリング指令
を出力し、偏差量が比較的小さいランクに属する場合に
偏差量に小さな係数を掛けた数値に比例するステアリン
グ指令を出力するステアリング量演算手段とを備えるこ
とにより、列車特有の微妙な凹凸に車内清掃ロボットを
円滑に追従走行させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１３】図１、図２はこの発明の一実施例の車内清
掃ロボットの外形図であり、図３はその回路ブロック図
である。清掃ロボット１は、清掃を行なうための洗浄ブ
ラシ２と、洗浄した汚水を吸い取るスクイージ３と、床
面を走行するためにロボット本体後方の左右に設けられ
た２つの駆動輪４ｒ，４ｌ（図では４ｌは見えない）
と、主電源供給用の電源ケーブル５を送出したり巻取っ
たりするケーブル巻取装置６と、清掃用の洗浄剤を入れ
ておく洗浄剤タンク７と、吸引回収した洗浄汚水を溜め
ておく汚水タンク８と、手動にて走行させたり清掃させ
たりするときに把持する操作ハンドル９を備えている。
また、各種モードの設定やスタート／ストップを行なう
ための操作パネル１０と、手動走行時の走行方向を決定
する走行スイッチ１１と、非常時に停止させるための非
常停止スイッチボタン１２とを備えている。

【００１４】さらに、自動清掃時に前方の障害物の有無
を判断するために本体の前面に設けられた超音波式ある
いは赤外線式の障害物センサ１３と、車内シート、ドア
および壁との距離を計測するために本体側面と前面とに
設けられ、超音波式の距離計測センサ１４と、進行方向
左上方の物体の存在を検出する超音波式あるいは赤外線
式センサで、特にシート検出用の近接センサ１５と、車
内のシート、壁その他の物との直接接触を検知するため
にマイクロスイッチ内蔵の接触検知用バンパ１６と、ロ
ボットの進行方向を示す点滅灯１７と、これら各装置お
よび各センサから入力されるデータに基づいて当該ロボ
ット１の走行、ステアリング、清掃を制御する制御装置
１８を備えている。

【００１５】図２に示すように、操作パネル１０はオペ
レータが操作するのに必要なスイッチ、表示が備えられ
ている部分で、スタート／ストップボタン１０ａ、電源
ケーブル巻取スイッチ１０ｂ、電源状態、清掃動作状
態、走行状態などをランプの点灯、ランプ色の変更など
によって表示するモニタ部１０ｃ、走行指令、手動／自
動モード切換操作などの操作部１０ｄ、主電源スイッチ
１０ｅが設けられている。

【００１６】図３に基づき、回路構成について説明すれ
ば、制御装置１８はマイクロコンピュータ、メモリ、お
よび入出力回路などで構成され、各種機能をＲＯＭ内に
登録されているプログラムにしたがって実行する装置で
あり、後述するように走行速度制御、ステアリング制御
を含む走行制御全般、清掃制御、電源ケーブル巻取制御
を司る。

【００１７】そして、この制御装置１８に対する入力情
報として、操作パネル１０からのスタート／ストップ、
ケーブル巻取指令、モード切換指令などの操作信号、位
置情報入力部１９に属する距離計測センサ１４からの測
距情報および近接センサ１５からの近接検知信号、保安
部２０に属する非常停止スイッチ１２からの非常停止指
令、障害物センサ１３からの障害物検知信号および接触
検知用バンパ１６からの接触検知信号が入力されるよう
になっている。

【００１８】走行駆動系２１として、左右の駆動輪４
ｒ，４ｌそれぞれを個別に駆動制御するために、走行用
ドライバ２２ｒ，２２ｌ、この走行用ドライバによって
駆動されるサーボモータのような直流モータ２３ｒ，２
３ｌ、モータ速度検出のためのエンコーダ２４ｒ，２４
ｌが備えられている。

【００１９】また、電源ケーブル張力制御系２５とし
て、ケーブル巻取ドライバ２６、このケーブル巻取ドラ
イバによって駆動される直流モータ２７、モータ速度検
出のためのエンコーダ２８が備えられている。

【００２０】さらに、清掃制御系２９として、洗浄ブラ
シ２の回転駆動を行なう駆動回路３０とこれによって回
転駆動され、洗浄ブラシ２を回転させる交流モータ３
１、洗浄剤タンク７の洗浄剤を汲み出してきて滴下する
洗剤滴下アクチュエータ３２、洗浄剤タンク７のレベル
が低下して給水が必要となったことを検出する給水検出
センサ３３、床面に滴下され、洗浄が終わった汚水を吸
い上げて汚水タンク８に導く吸引装置３４、汚水タンク
８の汚水レベルが高くなり排出が必要となったことを検
出する廃水検出センサ３５、汚水の光透過量によって水
質を調査する水質センサ３６が備えられている。

【００２１】制御装置１８は、これらの走行駆動系２
１、電源ケーブル張力制御系２５、清掃制御系２９それ
ぞれの制御を行なうために、ブロック判定部３７、シー
ト判定部３８、ドア判定部３８、車種判定部３９、走行
制御部４０、巻取制御部４１、清掃制御部４３、そして
これらの統括制御を行なう統括制御部４４を備えてい
る。

【００２２】次に、上記構成の清掃ロボットの動作につ
いて説明する。

【００２３】電車のような列車には、図５の中間車５０
のように、左右両側にシート５１が所々ドア部５２で途
切れながらも、前端部および後端部までシート５１が設
置されているものと、図６に示す運転席有り列車６０の
ように、前端部に運転席６１が設けられているために、
前端のドア部５２の先には運転室の壁６２があって、シ
ートが設けられていないものとが混在する。

【００２４】この実施例の清掃ロボット１は、このよう
な２種類の列車の車内を図５、図６に示す一筆書きのル
ート５３，６３を自走しながら、床面の洗浄清掃を行な
う。この一筆書きのルート５３，６３について説明すれ
ば、通常、車両５０または６０の進行方向後端左側のシ
ート部５１をスタート位置ＳＴとし、シート部５１に沿
って直進しながら床面の洗浄清掃を行なう。そして、シ
ート部５１を過ぎ、ドア部５２に入れば、図７に基づい
て後ほど詳述するようにドア部５２の洗浄清掃を行な
い、次にまたシート部５１を直進しながら清掃し、こう
して前端部まで繰り返し、ドア部５２で出入りしながら
進む。

【００２５】そして前端部に到達すれば、その車両が運
転席無しの中間車５０であるか、運転席有りの車両６０
であるかを後述する手順で判定し、図８または図９に示
すそれぞれに適したＵターンブロック５６，６４の清掃
処理を行ない、その後、車両の後方に向かってシート部
５１、ドア部５２を出入りしながら後端まで清掃してい
く。

【００２６】車両の後端部に到達すれば、この場合に
は、中間車５０も運転席有り車両６０も同じ構造である
ので、車両の後端部までシート部５１が設けられている
図１０に示す１巡目−２巡目Ｕターンブロック５７の清
掃処理を行ない、今度は、すでに１回目にシート部５１
近くは清掃が済んでいるので、それよりも１清掃幅分だ
けシート部５１から内側寄りに位置させて、進行方向前
端部まで直進しながら洗浄清掃を行なう。

【００２７】再び車両の前端部まで来れば、Ｕターンし
ながら清掃し、後は、１回の清掃幅ずつ内側に寄るよう
にして渦巻状に自走させながら最終点ＳＰまで洗浄清掃
していく。

【００２８】この最終点ＳＰは、スタート点ＳＴとは反
対側の端部とし、１車両の清掃が終了した後に、車両の
貫通部５８を通って、すぐに次の車両のスタート点ＳＴ
に移動できるようにする。

【００２９】以上の自動清掃動作は、図１１のフローチ
ャートに示す手順にしたがって行なわれる。すなわち、
スタート点ＳＴからシート部５１を直進しながら床面の
洗浄清掃を行ない（ステップＳ１）、最初のうちは前方
に壁がないので（ステップＳ２）、シート部５１のエン
ドを検出するまで直進する（ステップＳ３）。

【００３０】そして、シート部５１を直進し終わり、ド
ア部５２にさしかかったとしても直進を続け（ステップ
Ｓ４）、次のシート部５１の手前側のエンドを検出した
時にいったん停止し、ドア部５２の清掃に入る（ステッ
プＳ５，Ｓ６）。

【００３１】そして、ドア部５２の清掃が終了すれば、
次のシート部５１の手前側の位置に来て、そこからシー
ト部５１に沿って直進しながら清掃し、次のドア部５２
に到達すれば同じくドア部５２の清掃を行なう動作を繰
り返す（ステップＳ１〜Ｓ６）。

【００３２】そして、車両の前端部近くまで清掃が進
み、シート部５１に沿って直進中に前方に壁５４を検出
すれば（ステップＳ１，Ｓ２）、これは運転席無しの中
間車両５０におけるＵターンブロック５６に到達したも
のと判断し、運転席無し車両Ｕターンブロックの清掃処
理を行ない（ステップＳ７）、その後、車両５０の前方
から後方に向きを変えて、同じくロボット１の進行方向
左側のシート部５１、ドア部５２の清掃作業を繰り返す
（ステップＳ１〜ステップＳ６）。

【００３３】他方、ロボット１が車両の前端近くまで進
んでもステップＳ２で前方に壁を検出しない場合には、
さらにシート部５１を前進するが、やがてシート部５１
のエンドに到達し、ドア部５２に入ることになるが（ス
テップＳ３，Ｓ４）、そのドア部５２の先に次のシート
部５１を検出できない場合には、前方に壁を検出するま
でドア部５２を直進し（ステップＳ５，Ｓ８）、前方に
壁を検出した時に運転席有り車両６０のＵターンブロッ
ク６４に到達したものと判断し、運転席有り車両Ｕター
ンブロックの清掃処理を行なう（ステップＳ９）。そし
てこの後、車両６０の前方から後方に向きを変えて、同
じくロボット１の進行方向左側のシート部５１、ドア部
５２の清掃作業を繰り返す（ステップＳ１〜ステップＳ
６）。

【００３４】車両５０，６０の後端近くまでロボット１
が進めば、ここではいずれの車両であっても図１０に示
すような１巡目−２巡目Ｕターンブロック５７に到達
し、ここでは上述したように、すでに１回目にシート部
５１近くの清掃が済んでいるので、それよりも１回の清
掃幅分だけシート部５１から内側寄りに位置させて、進
行方向前端部まで直進しながら洗浄清掃を行ない、以
後、渦巻状に１回の清掃幅分ずつ内側に寄せながら床面
全体を清掃する（ステップＳ１〜Ｓ７）。

【００３５】次に、シート部５１、ドア部５２の判断、
運転席無しの中間車両５０の壁あるいは運転席有り車両
６０の運転室壁６２の判断、ドア部５２の清掃動作、各
Ｕターンブロック５６，６４，５７における清掃処理動
作について、説明する。

【００３６】＜＜シート部／ドア部の判断＞＞まず、車
両の長手方向に沿って直進している場合の制御装置１８
による車内のシート部５１とドア部５２との識別は、図
４に示すように、ロボット１の左側面に設けられている
距離計測センサ１４の測距信号と近接センサ１５の近接
信号との組合せに基づき、シート判定部３８およびドア
判定部３９が行なう。すなわち、距離計測センサ１４が
所定値以下の近くに何らかの物体の存在を検出し、ある
いは近接センサ１５が何らかの物体の検出を行なってい
る場合に、シート部５１に沿ってロボット１が走行して
いると判断する（図４に示す状態）。そして、距離計測
センサ１４が所定値以上の距離を測定しており、かつ近
接センサ１５が検出信号を入力しない場合には、ドア部
５２に沿って走行していると判断する。

【００３７】＜＜前方の壁の検出＞＞前方に車両の壁５
４あるいは運転室の壁６２が存在することを検出するの
は、ロボット１の前面に設けられた距離計測センサ１４
が所定値以下の測距信号を入力する場合である。

【００３８】＜＜運転席無し車両（中間車）／運転席有
り車両の判断＞＞図１２（ａ）に示すように中間車５０
の場合には、ロボット１の進行方向前端部近く（図１２
では右端近く）にドア部５２があり、さらに前方にシー
ト部５１があり、そのシート部５１の前方に壁５４が存
在することになる。ところが、同図（ｂ）に示すように
運転席有り車両６０の場合には、ロボット１の進行方向
前端部近くにドア部５２があるが、その前方にはシート
部５１が存在せず、直接運転室の壁６２を検出すること
になる。

【００３９】そこで、図１２（ａ）において、７０ａの
位置で側方にドア部５２を検出し、その後に７０ｂの位
置で側方にシート部５１を検出し、さらに進んで、７０
ｃの位置まで来て側方にシート部５１を検出し、同時に
前方の距離計測センサ１４が所定距離以内の測距信号を
入力するようになった時に、中間車５０と判定し、図５
に示す運転席無し車両のＵターンブロック５６にロボッ
ト１が来ていると判断する。

【００４０】他方、図１２（ｂ）において、７０ａの位
置で側方にドア部５２を検出し、その後に７０ｄまで進
んでもシート部を検出せず、前方の距離計測センサ１４
が所定距離以内の測距信号を入力するようになった時
に、運転席有り車両６０であると判定し、図６に示す運
転席有り車両のＵターンブロック６４にロボット１が来
ていると判断する。

【００４１】＜＜ドア部の清掃処理＞＞図７に示すよう
に、シート部５１に沿ってｉで直進してきたロボット１
は、ドア部５２を直進し、次のシート部５１の手前側の
エンドを検出して停止し、iiでドア部５２の奥後方まで
後退し、続いて iiiで前進しながらドアに沿って清掃
し、前方のシート部５１の近くまで来て停止し、続いて
ivで後方のシート部５１の先端部までＲを描くように後
退し、ドアに向かって直角になるように転換し、 vでそ
のままドアまで進み、その後、viで後方のシート部５１
に沿って直角に曲がるように後退しながら元の直進方向
に転換し、続いて viiで再びシート部５１に沿うように
直進しなが清掃を行なうようにする。

【００４２】こうして、ドア部５２の全体を隅々まで洗
浄清掃して、次のシート部５２に進むのである。

【００４３】＜＜運転席無し車両のＵターンブロックの
清掃処理＞＞図８に示すように、最後のドア部５２の清
掃を終えて、次のシート部５１の沿って清掃しながらｉ
で直進するうちに、前方に壁５４を検出すれば、この場
合には上述のようにこの部分が運転席無し車両（中間
車）５０のＵターンブロック５６であると判断し、iiで
少し後退し、 iiiで右に９０度方向転換しながら清掃
し、右側のシート部５１の近くまで進めば停止して、iv
で後退し、続いて vで斜め前方を向くようにさらに９０
度近く転換して清掃しながら進み、その後viで斜め外側
に壁５４近くまで後退し、さらにシート部５１に平行に
なるように方向転換した後、 viiでシート部５１に沿っ
て車両５０の後方に直進しながら清掃を続けるように
し、Ｕターンブロック５６の清掃を終了する。

【００４４】＜＜運転席有り車両のＵターンブロックの
清掃処理＞＞図９に示すように、最後のドア部５２の次
にシート部５１がなく、前方に直接に壁６２を検出すれ
ば、この部分が運転席有り車両６０のＵターンブロック
６４であると判断し、次のように清掃処理する。

【００４５】ドア部５２をｉで直進し、前方に壁６２を
検出して停止し、iiでドアに接近するように斜め外側に
向けて後進し、直前のシート部５１のところまで来ると
停止して、 iiiでドアに沿って直進しながら清掃し、再
び壁６２を検出すれば停止し、ivで先のシート部５１の
エンド先端部までＲを描くように後退してドアと直角に
なる向きに方向転換し、そのまま vでドアに直角に向か
って直進しながら清掃し、ドアを検出すれば停止し、vi
でシート部５１に沿って９０度方向転換しながら後退
し、 viiで再び壁６２を検出するまで直進する。

【００４６】そして壁６２からロボット１のほぼ１台分
近く残した位置で停止して右に９０度転換し、viiiで壁
６２に沿って直進しながら清掃し、反対側のドアを検出
すると停止し、さらにixで壁６２側に近づくように斜め
後方に先のドアまで後退し、続いて、 xで壁６２に沿っ
て直進しながら清掃し、反対側のドアまで進む。

【００４７】続いて、xiでシート部５１の幅分近く壁６
２に沿って後退し、９０度右転換してシート部５１に平
行にし、 xiiで車両の後方に向かってドア部５２をシー
ト部５１を検出するまで直進しながら清掃し、シート部
５１を検出すれば停止し、次にxiiiでドアに近づくよう
に斜め外後方に向けて後退し、壁６２の近くまで後退す
れば停止し、 xivで進行方向前方のシート部５１までド
アに沿って前進しながら清掃し、シート部５１に到達す
れば停止し、xvで少し後退し、その後、 xviで斜め内前
方に方向転換して前進し、シート部５１のエンド位置に
来れば、シート部５１に平行になるように方向転換し、
シート部５１に沿って直進しながら清掃するようにす
る。

【００４８】＜＜１巡目−２巡目Ｕターンブロックの清
掃処理＞＞車両５０または６０をスタート点ＳＴから前
端部まで進んで運転席無し車両Ｕターンブロック５６ま
たは運転席有り車両Ｕターンブロック６４のＵターンブ
ロック清掃処理を終え、さらに車両の反対側を前方から
後方に向けて通常のシート部５１、ドア部５２の清掃処
理を繰り返しながら、車両５０または６０の後端部まで
到達すれば、１巡目−２巡目Ｕターンブロック５７を図
１０に示すルートによって清掃処理する。

【００４９】すなわち、ドア部５２の清掃の後、ｉでシ
ート部５１に沿って直進しながら清掃し、前方に壁５４
を検出すれば、iiでいったん後退し、その後、 iiiで９
０度右に方向転換して壁５４に沿って直進しながら清掃
し、スタート点ＳＴの最初のシート部５１を前方に検出
すれば停止する。そして、ivで１巡目で清掃済みの幅分
だけ後退し、 vで右に９０度方向転換し、シート部５１
に沿って車両５０または６０の前方に向かって直進しな
がら清掃する。

【００５０】その後、前端部まで到達すれば、１巡目で
清掃済みの幅分だけ内側位置を旋回しながら清掃し、再
び後方に向けて直進しながら清掃し、以後、同じように
して渦巻き状に徐々に内側にシフトしながら床面全体を
残さずに洗浄清掃する。

【００５１】こうして、車両５０または６０のスタート
点ＳＴから最終点ＳＰまでを自動走行しながら洗浄清掃
するのである。

【００５２】しかしながら、例えばＩＣカードなどによ
りあらかじめ車両情報を記憶させておいて、スタート点
ＳＴを固定し、スタート点から最終点ＳＰまでの走行ル
ートをあらかじめ設定するようにすれば、清掃開始後に
何らかの原因で途中で停止してしまうと、もう一度スタ
ート点ＳＴに戻して再スタートさせなければ全体の自動
清掃が円滑に実行できないようになり、この場合には、
清掃済みの箇所も再び清掃しなければならなくなる無駄
が生じる。

【００５３】そこで、図１３に示すように、車両５０ま
たは６０を１つのシート部５１とその次のドア部５２と
で１ブロックとなるように複数のブロックＢ１，Ｂ２，
…に分割する。そして、各ブロックＢ１，Ｂ２，…にお
いてシート部５１の始まり位置をスタート点として自走
清掃するようにする。

【００５４】このようにすれば、何らかの原因でロボッ
ト１が途中で停止したとしても、最初のスタート点ＳＴ
まで戻さずとも、最寄りのブロックＢｉのシート部５１
から再スタートさせることができるようになり、すでに
清掃し終えた場所を再清掃する無駄を防止することがで
きるようになる。

【００５５】そして、この発明によれば、車両の種別を
Ｕターンブロック５６，６４において運転席無しの中間
車５０と運転席有り車両６０との自動判別し、それに応
じたＵターンブロックの清掃処理ができるようにしたた
めに、このようにブロック分けして、途中のブロックか
ら再スタートしても継続して車両全体の自走清掃ができ
るようになるのである。

【００５６】次に、洗浄汚水の光透過量の大小に応じて
再清掃の判別を行ない、あいるは汚れのひどさに応じて
清掃速度を可変として、全体として仕上がりの均一化を
図る発明について説明する。

【００５７】図１４はこの発明の一実施例に用いられる
水質調査センサ３６の一例を示している。この実施例の
水質調査センサ３６は、スクイージ３の部分から回収さ
れた洗浄汚水を汚水タンク８まで導く汚水ダクト１０１
上に設けられており、汚水ダクト１０１の透明部１０１
ａに一定量の光を照射する光照射部３６ａと、この光照
射部３６ａからの光のうち汚水ダクトの透明部１０１ａ
を透過してきて光透過量を検出する光受光部３６ｂを配
置した構成である。

【００５８】そして、制御装置１８は、水質センサ３６
における光受光部３６ｂからの光透過量検出信号を受け
て光透過率を計算し、得られた光透過率から汚水の透明
度をを判定し、床面の汚れ具合を判断し、汚れがひどい
ときには再清掃をゆっくりやらせ、汚れがさほどでない
場合には再清掃を定常清掃速度よりもやや遅い程度に制
御し、汚れ具合に応じて清掃速度を可変とする制御を行
なう。

【００５９】すなわち、光の透過率が５０％以下の場合
には、床面が基準よりも汚れていると判断し、ロボット
１を一定区間後進させる。そして、次に前進するのであ
るが、その前進時の走行速度を光の透過率／走行速度係
数とし、汚れがひどく、したがって汚水の光透過率が低
い場合には走行速度を遅くしてゆっくり洗浄清掃させる
ようにし、逆に汚れがそれほどひどくなくて光の透過率
が４０〜５０％である場合には、走行速度を定常速度よ
りもやや遅いだけにする。こうして、汚れのひどい部分
でもさほど汚れがひどくない部分であっても、清掃の仕
上がりがほぼ均一になるようにする。

【００６０】なお、再清掃時の走行速度を可変とする制
御を開始する光透過率は、上記では５０％としたが、こ
れに限定されることはなく、実験的に決定することがで
きるものである。

【００６１】こうして、この発明の実施例の清掃ロボッ
トでは、複数種の車両を識別してそれに応じた清掃ルー
トを自動的に選択して自走清掃することができ、また各
車両の清掃スタート点を固定的にしなくてもよくなり、
途中で停止した後、再開する場合でも最寄りの位置から
支障なく再スタートさせることができ、さらには、床面
の汚れ具合に応じて清掃のていねいさを加減し、清掃の
仕上がりを床面全体で均一なものとすることができる。

【００６２】なお、上記実施例において、距離計測セン
サには超音波式だけでなく、光学式、接触式など測距が
できるセンサであれば特に限定されることはない。ま
た、車両をいくつかのブロックに分割する場合、シート
部５１とドア部５２とで１ブロックとするのではなく、
逆にドア部５２とシート部５１とで１ブロックとする分
け方であってもよい。

【００６３】次に、上述の自走式清掃ロボットにおける
ロボット１の方向制御方式について説明する。

【００６４】ロボット１の走行制御は制御装置１８の走
行制御部４１によって行なわれるのであるが、左右の駆
動輪４ｒ，４ｌの走行距離情報を各直流モータ２３ｒ，
２３ｌに対する回転速度を検出するエンコーダ２４ｒ，
２３ｌの信号から得ている。そして、ロボット１の現在
位置がどこであるべきかは、あらかじめ走行基準線とし
て、１巡目であればどこ、２巡目であればどこ、Ｕター
ンブロック５６，６４，５７であればどこというよう
に、シート部５１の前端縁からの距離、ドア部５２から
の距離、壁５４，６２からの距離情報として与えられて
いる。

【００６５】そこで、走行制御部４１は、図１５に示す
機能ブロック図、図１６に示すフローチャートのよう
に、走行距離演算部４１ａにおいてエンコーダ２４ｒ，
２４ｌからの信号をもとにして左右の駆動輪４ｒ，４ｌ
の走行距離を算出し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、現在
位置演算部４１ｂにおいて、それらのデータから現在位
置をスタート点ＳＴからの距離Ｘと前述の走行基準線か
らのズレ量Ｙとして求める（ステップＳ１３）。

【００６６】そして、距離計測センサ１４からの入力が
あれば（ステップＳ１４，Ｓ１５）、ズレ量補正部４１
ｃがこの距離計測センサ１４からの信号に基づいて現在
位置のズレ量Ｙを補正して厳密な値を求める（ステップ
Ｓ１６）。

【００６７】続いて、ステアリング係数演算部４１ｄ
が、こうして得られたズレ量Ｙの大小に応じて、折線デ
ータ記憶部４１ｅに保存された折線特性に基づいてステ
アリング係数を３段階に分けて調整し、速度指令演算部
４１ｆにおいて、得られたステアリング係数を速度指令
と加算することにより左右の速度指令を求め、ロボット
１が常に走行基準線に一致して走行するように制御する
（ステップＳ１７〜Ｓ２９）。上記のステアリング係数
の調整は、図１７に示す折線特性に基づく。

【００６８】まず、このようにステアリング係数を３段
階に分けて調整する理由について説明すれば、列車５
０，６０内でロボット１をシート部５１、ドア部５２、
壁などからの距離を計測しながらこれらに平行に走行さ
せようとするとき、図１８に示すように、ドア部５２と
戸袋５９と段差、ドア部５２と戸袋５９のポール５１０
との段差、シート部５１の継ぎ目５１１の段差、シート
部５１と固定台５１２との継ぎ目５１３の段差があり、
このような段差がある部分で距離計測センサ１４が微妙
な凹凸に反応し、距離計測データがそれまで出力してい
たものと比べて変化する。

【００６９】そこで、このような微妙な凹凸に対する距
離データの変化に対してはズレ量を敏感に補正するよう
にすれば、ロボット１の走行安定性が損なわれることに
なるので、このような場合にはステアリング制御を緩く
する必要があり、逆に、基準距離から大きくずれている
場合には大きなステアリング制御をすることによって速
く基準線に戻す必要がある。そして、さらに大きなズレ
量が発生している場合には、それに応じたステアリング
制御を行なうと、一度のステアリング量が大きくなり過
ぎてロボット１が回転してしまうことにもなって不都合
であり、ある一定量以上のステアリングを一度に掛ける
ことも避けなければならない。

【００７０】以上の理由によって、ステアリング係数を
３段階に分けて調整するようにしているのであり、図１
６のフローチャートにおけるステップＳ１６で得たズレ
量Ｙと、現在の走行速度とをもとにして、ステップＳ１
７以下の処理にしたがってステアリング補正料Ｓを決定
する。

【００７１】ズレ量Ｙと比較するズレ量基準として±Δ
Ｄ１，±ΔＤ２，±ΔＤ３があり、これらの関係は、｜
ΔＤ１｜＜｜ΔＤ２｜＜｜ΔＤ３｜であるとする。そし
て、ステアリング補正量Ｓを以下のようにして決定す
る。

【００７２】まず、走行速度指令Ｖ′は、走行速度指令Ｖ′＝走行速度指令Ｖ＋ステアリング補正
量Ｓとする。また、現在のズレ量Ｙと走行速度指令Ｖとをも
とに、ステアリング係数ＳＰＤをＳＰＤ＝Ｖ／Ｋとし、前記ステアリング補正量Ｓをステアリング係数Ｓ
ＰＤとの関係で、次のようにして決定する。

【００７３】（１）基準距離との差、すなわちズレ量Ｙ
が−ΔＤ３より小さい（Ｙ＜−ΔＤ３）とき、ステアリ
ング補正量Ｓを−ΔＤ３の固定値とする（ステップＳ１
７，Ｓ１８）。

【００７４】（２）基準距離からのズレ量ＹがΔＤ３よ
り大きい（Ｙ＞ΔＤ３）とき、ステアリング補正量Ｓを
ΔＤ３の固定値とする（ステップＳ１９，Ｓ２０）。

【００７５】（３）ズレ量Ｙが−ΔＤ１より小さく（ス
テップＳ２１）、また−ΔＤ２よりも小さいとき（ステ
ップＳ２２）、すなわち、Ｙ＜−ΔＤ２のときには、ス
テアリング補正量Ｓを、Ｓ＝ＳＰＤ＊（１−（Ｙ／（−ΔＤ２）））とする（ステップＳ２４）。

【００７６】（４）ズレ量Ｙが−ΔＤ１より小さいが
（ステップＳ２１）、−ΔＤ２よりも大きいとき（ステ
ップＳ２２）、すなわち、−ΔＤ１＞Ｙ＞−ΔＤ２のと
きには、ステアリング補正量Ｓを、Ｓ＝ＳＰＤ＝Ｖ／Ｋ（Ｋ：定数）とする（ステップＳ２３）。

【００７７】（５）ズレ量ＹがΔＤ１より大きく（ステ
ップＳ２５）、かつ、ΔＤ２よりも大きいとき（ステッ
プＳ２６）、すなわち、Ｙ＞ΔＤ２のときには、ステア
リング補正量Ｓを、Ｓ＝ＳＰＤ＊（１＋（Ｙ／ΔＤ２））とする（ステップＳ２８）。

【００７８】（６）ズレ量ＹがΔＤ１より大きいが（ス
テップＳ２５）、ΔＤ２より小さいとき（ステップＳ２
６）、すなわち、ΔＤ１＜Ｙ＜ΔＤ２のときには、ステ
アリング補正量Ｓを、Ｓ＝ＳＰＤとする（ステップＳ２７）。

【００７９】（７）ズレ量Ｙが−ΔＤ１より大きく（ス
テップＳ２１）、かつ、ΔＤ１よりも小さいとき（ステ
ップＳ２５）、すなわち、−ΔＤ１＜Ｙ＜ΔＤ１のとき
には、ステアリング補正量Ｓ＝０とする（ステップＳ２
９）。

【００８０】こうして、正規の速度指令Ｖに対して上記
のステアリング補正量Ｓを加えることにより最終的な速
度指令Ｖ′を求め、右または左のステアリングの必要な
方の駆動輪４ｒ，４ｌに与え、これら右または左の他方
の駆動輪には速度指令Ｖをそのまま与えることによって
ステアリング制御を行ない、常に基準距離を保つように
走行制御するのである。そしてこの結果とし、前述のよ
うなシート間の極小さな段差に対してはステアリングを
行なわず、また大きな段差に対しては大きなステアリン
グ量を与えることにより、すばやく基準線に戻るように
制御できるようになり、安定した走行と、きれの良いス
テアリングを実現することができるのである。

【００８１】なお、この実施例において、ステアリング
係数を決定する段階として、３段階に限らず、２段階と
し、あるいは４段階以上の多段としてもよい。

【００８２】次に、図１〜図３に示した清掃ロボット１
が自走清掃する際に、電源ケーブル５が弛んで床に落
ち、ロボット１自身に巻き付いたりすることがないよう
に、電源ケーブル５の張力を常に一定に保つためにケー
ブル張力制御系２５により電源ケーブル５を自動的に巻
取り、あるいは送出す電源ケーブルの張力制御を行なう
巻取制御部４２の構成について説明する。

【００８３】電源ケーブル５の張力を一定に保持するた
めのケーブル張力制御系２５のハードウェア構成は、図
１９のようになっており、電源ケーブル５を巻取り、送
出すために正逆転ができる巻取リール７１０と、この巻
取リール７１０を回転駆動するための電動機２７と、こ
の電動機２７の回転速度、方向を検出するためのエンコ
ーダ２８と、電源ケーブル５に一定張力を与えるための
テンションアーム７３、このテンションアーム７３に張
力を与え、テンションアーム７３に加わる力に応じて伸
張、収縮するバネ７４と、このバネ７４の伸び量に応じ
た電圧信号を出力するポテンショメータ７５を備えてい
る。

【００８４】次に、この巻取制御部４２のケーブル張力
保持の動作原理について、図２０に基づいて説明すれ
ば、同図（ａ）に示す通常状態から、ロボット１が走行
して電源元の位置から離れると電源ケーブル５を送出す
必要があるが、ロボット１が移動すると、同図（ｂ）に
示すように電源ケーブル５が引っ張られ、これによって
テンションアーム７３が引出され、バネ７４が延び、ポ
テンショメータ７５が張力増加を示す電圧信号を出力す
る。

【００８５】そこで、このポテンショメータ７５の信号
に基づいて、後述する電気系統が巻取リール７１０のケ
ーブル送出を指示してケーブルの張力を通常状態になる
ように制御する。

【００８６】逆にロボット１がケーブル５の張力を緩め
る方向に走行すれば、同図（ｃ）に示すようにケーブル
５の張力が小さくなるためにバネ７４がテンションアー
ム７３を引き戻し、これによってポテンショメータ７５
が張力減少を示す電圧信号を出力し、これに応答して、
後述する電気系統が巻取リール７１０のケーブル巻取を
指示してケーブルの張力を通常状態になるように制御す
る。

【００８７】図２１はこの巻取制御部４２の機能ブック
図を示している。図２１において、ケーブル５の張力の
指令値７６を巻取制御部４２の入力に設定し、ポテンシ
ョメータ７５には電源７７によって電圧を印加し、ポテ
ンショメータ７５の出力を制御系２５にフィードバック
するようにしてある。この場合、ケーブル５の張力をポ
テンショメータ７５によって電圧値として検出し、巻取
制御部４２に入力されることになる。

【００８８】そこで、ポテンショメータ７５の検出値
は、Ａ／Ｄ変換器７８によってディジタル量に変換さ
れ、張力指令値７６と比較され、制御演算部７９に入力
され、この制御演算部７９によって、電動機２７を駆動
する指令が出力され、巻取リール７１０を回転させるこ
とができる。

【００８９】次に、上記の構成の巻取制御部４２による
ケーブル張力制御動作について説明する。

【００９０】図２２のフローチャートに示すように、張
力指令値７６の設定を行なっておき、ポテンショメータ
７５とＡ／Ｄ変換器７８によってケーブル５の張力を検
出する（ステップＳ３１，Ｓ３２）。

【００９１】このケーブル５の張力検出値は、張力指令
値７６と等しいか等しくないか判断され（ステップＳ３
３）、等しい場合には、停止指令を電動機２７に出力し
（ステップＳ３５）、巻取リール７１０を回転させない
状態を保つ（ステップＳ３８，Ｓ３９）。

【００９２】一方、ステップＳ３３において、ケーブル
５の張力が張力指令値７６と等しくない場合には、さら
にステップＳ３４において、張力検出値が張力指令値７
６より大きいか大きくないか判断され、大きくない場合
ケーブル５を巻取る方向への回転指令を電動機２７に出
力し（ステップＳ３６）、ケーブル５を巻取る方向に巻
取リール７１０を回転させる（ステップＳ３８，Ｓ３
９）。逆にステップＳ３４において、張力検出値が張力
指令値７６よりも大きいと判断された場合にはケーブル
５を送出す方向への回転指令を電動機２７に出力し（ス
テップＳ３７）、ケーブル５を送出す方向に巻取リール
７１０を回転させる（ステップＳ３８，Ｓ３９）。

【００９３】そして、この張力制御は張力検出値が張力
設定値とほぼ等しくなるまで巻取リール７１０を回転さ
せ、常にケーブル５の張力が一定になるように制御す
る。なお、この一連の動作は、処理終了指令が入力され
るまで続けられる（ステップＳ４０）。

【００９４】こうして、この実施例の清掃ロボット１の
自走清掃時に、ロボット１が電源元から遠く離れていく
場合でも、近くに戻ってくる場合でも、いつでもケーブ
ル５の張力を検出し、張力設定値と比較し、張力検出値＞張力設定値の場合にはケーブル５を送出し、張力検出値＜張力設定値の場合にはケーブル５を巻取るように巻取リール７１０
を電動機２７によって回転させ、ケーブル５の張力を設
定値に等しくすることができる。

【００９５】さらに、この清掃ロボット１における巻取
装置６のケーブル張力一定に制御するケーブル張力制御
系２５は、特にロボット１が方向転換する際にも常に一
定のケーブル張力を保てるように保障する構成として、
次のような実施例を構成することができる。

【００９６】すなわち、図２１に示した実施例では、ロ
ボット１がどのような走行を行なっているのかを巻取装
置６が認識していないために、張力指令値は１つの固定
された値をとるしかできず、この場合には、ロボット１
が直線走行を行なうとき、図２５（ａ）に示すように巻
取装置６の電源ケーブル引出し口７１１が常に電源元を
向くので、実張力値がロボット１の走行に対応したデー
タ（ロボット１が電源元から遠ざかる場合には、送出の
張力データであり、近づく場合には、巻取の張力データ
である）となるため、問題なくケーブルの巻取、送出の
制御が行なえる。しかしながら、コーナリングやＵター
ンなどのように旋回する走行をした場合には、通常は図
２５（ａ）に示すようにケーブル５を引く張力（張力指
令値）が小さいために電源ケーブル引出し口７１１が電
源元を向いているが、同図（ｂ）に示すように巻取装置
６の電源ケーブル引出し口７１１が電源元を向かない場
合が発生し、ロボット１は電源元に近づいているのに、
実張力入力値にケーブル５を送出す方向が入力され、巻
取装置６は実張力にしたがい、ケーブルを送出す方向に
速度を出力するため、ケーブル５が弛んでしまい、ロボ
ット１自身がケーブル５を踏みつけてしまう事態の発生
する恐れがある。

【００９７】そこで、張力指令値７６をあらかじめ強く
した場合、上記の問題はなくなるが、常時、強い張力で
ケーブル５を引っ張っているため、ロボット１の走行に
悪影響を与える恐れがある。

【００９８】そこで、図２３に示す実施例では、ロボッ
ト１の左右の駆動輪４ｒ，４ｌの走行速度を検出し、左
右の駆動輪の速度差に応じて張力指令値を変動させるこ
とにより、巻取装置６の電源引出し口が常に電源元を向
くように制御し、より安定した巻取、送出の制御を行な
うようにするのである。

【００９９】すなわち、左右の駆動輪４ｒ，４ｌの電動
機２３ｒ，２３ｌそれぞれの速度をエンコーダ２４ｒ，
２４ｌの信号から入力する走行速度入力部８１と、入力
した走行速度より左右の電動機２３ｒ，２３ｌの速度差
を計算する速度差計算部８２と、計算した速度差に基づ
き、その速度差に応じた張力指令値を計算する張力指令
値計算部８３と、前述のポテンショメータ７５に相当す
る現在の張力を検出する実張力検出部８４と、この実張
力を入力する実張力入力部８５と、前述の張力指令計算
部８３で求めた張力指令値と実張力入力部８５から入力
した実張力との誤差張力より巻取電動機２７の速度指令
値を計算する速度指令値計算部８６と、その速度指令値
で巻取電動機２７を駆動させるための駆動制御部８７と
で、この清掃ロボット１の巻取制御部４２が構成され
る。

【０１００】そして、この実施例の巻取制御部４２は、
次のように動作する。

【０１０１】走行速度入力部８１で、ロボット１の左右
の駆動輪４ｒ，４ｌそれぞれの電動機２３ｒ，２３ｌの
速度をエンコーダ２４ｒ，２４ｌの信号から入力し、入
力した左右の電動機速度より速度差を速度差計算部８２
が計算する。

【０１０２】これは、電動機速度差＝｜左電動機速度−右電動機速度｜ …（１）による。

【０１０３】得られた電動機速度差は、張力指令値を決
定するために張力指令値計算部８３に入力されて参照さ
れる。ここで、走行電動機速度差が、ＭＩＮ値以下（直
進とみなすことができる範囲の値）の場合には、直進走
行時の張力指令値とし、速度差がＭＡＸ値を超える場合
には、コーナー走行時の張力指令値とする。さらに、Ｍ
ＩＮ値とＭＡＸ値との間の速度差については、速度差に
比例するように張力指令値を次の（２）式によって算出
する。

【０１０４】張力指令値＝走行電動機速度差×係数 …（２）したがって、この張力指令値計算部８３では、走行電動
機２３ｒ，２３ｌの速度差に応じて、図２４に示す張力
指令値のパターンを計算し、速度差＜ＭＩＮ値の場合 …… 張力指令値＝ＭＩ
Ｎ値速度差＞ＭＡＸ値の場合 …… 張力指令値＝ＭＡ
Ｘ値ＭＩＮ値＜速度差＜ＭＡＸ値 …… 張力指令値＝走行
電動機速度差×係数とし、速度差に応じてこれらの値を選択して張力指令と
して出力する。

【０１０５】一方、ケーブル５の実張力は、前述のよう
なポテンショメータ７５のような張力検出部８４で検出
し、これを実張力入力部８５でアナログディジタル変換
し、ディジタルデータとしてフィードバックする。

【０１０６】このフィードバックした実張力と張力指令
値計算部８３で求めた張力指令値から、張力指令値との
張力誤差を（３）式で求め、張力誤差＝張力指令値−実張力 …（３）その張力誤差を速度指令値計算部８６で速度指令値に計
算しなおし、これを駆動制御部８７（図３におけるケー
ブル巻取用ドライバ２６に相当する）に与える。この速
度指令値の計算は、次の（４）式に基づく。

【０１０７】速度指令値Ｖ（ｔ）＝ｋｐ・Ｅｎ＋ｋｄ・（Ｅｎ−Ｅn-1 ）＋ｋｉ・（Ｅｎ＋Ｅn-1 ＋Ｅn-2 ……Ｅn-T ）／Ｔ …（４）ここで、ｋｐ：比例ゲインｋｄ：微分ゲインｋｉ：積分ゲインＥｎ：張力誤差Ｔ：積分サンプリングタイムである。

【０１０８】こうして、（４）式で求めた速度指令値を
駆動制御部８７に出力することにより、巻取電動機２７
を駆動して、電源ケーブル５の実張力を張力指令値に一
致させる。なお、以上の巻取電動機２７の速度制御は約
１０ｍｓという周期で行なうことにより、実張力を張力
指令値の値に保つことができる。

【０１０９】このようにして、電源ケーブルの張力指令
値をロボット１の走行する左右の走行電動機の速度差に
より変動させ、直進走行時は張力指令値を弱くし、電動
機速度差が大きくなるにつれて張力指令値を大きくする
ことにより、コーナリングなどロボットが複雑な動きを
した場合でも、電源元と巻取装置６の電源ケーブル引出
し口７１１が図２０（ａ）のように一直線になるように
することにより、巻取装置がロボットの動作と反対の動
作（ロボットがケーブルの方向に近づくのに巻取装置が
ケーブルを送出すような動作）をすることをさけること
ができ、ロボット１の動作に応じた安定した巻取、送出
制御が行なえるのである。

【０１１０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の清掃ロボットに
よれば、走行距離検出手段で走行駆動装置の駆動輪を用
いて走行距離を検出し、測距手段によって側方に位置す
るシート、ドア、壁からの距離を測定し、この測距手段
によって測定した現在位置での測距結果をあらかじめ設
定されている走行ルートの基準距離と比較し、その偏差
を位置偏差検出手段によって求め、この偏差に基づき基
準距離に戻すために必要なステアリング量をステアリン
グ量演算手段によって求め、そのステアリング量に基づ
いて自動走行させ、車内の自動清掃を行なうことができ
る。

【０１１１】またこの発明によれば、位置偏差検出手段
が求めた位置偏差に基づいて、当該位置偏差を複数ラン
クに分けたいずれのランクに属するかを判定する偏差量
ランク分け手段と、この偏差量ランク分け手段によりラ
ンク分けされた偏差量に応じて、偏差量が比較的大きい
ランクに属する場合に偏差量に大きな係数を掛けた数値
に比例するステアリング指令を出力し、偏差量が比較的
小さいランクに属する場合に偏差量に小さな係数を掛け
た数値に比例するステアリング指令を出力するステアリ
ング量演算手段とを備えることにより、列車特有の微妙
な凹凸に車内清掃ロボットを円滑に追従走行させること
ができ、列車内の自動走行による清掃が円滑、かつ確実
に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のハードウェア構成を示す
正面図および側面図。

【図２】上記実施例の操作パネルを示す正面図。

【図３】上記実施例のシステム構成を示す回路ブロック
図。

【図４】上記実施例の測距動作を説明する正面図。

【図５】上記実施例のロボットの運転席無し車両（中間
車）内の清掃ルートを示す説明図。

【図６】上記実施例のロボットの運転席有り車両内の清
掃ルートを示す説明図。

【図７】上記実施例のロボットのドア部の自走ルートを
示す説明図。

【図８】上記実施例の運転席無し車両のＵターンブロッ
クの自走ルートを示す説明図。

【図９】上記実施例の運転席有り車両のＵターンブロッ
クの自走ルートを示す説明図。

【図１０】上記実施例の１巡目−２巡目のＵターンブロ
ックの自走ルートを示す説明図。

【図１１】上記実施例の自動清掃の動作を示すフローチ
ャート。

【図１２】上記実施例の運転席有り／無しそれぞれの車
両のＵターンブロックの説明図。

【図１３】この発明の他の実施例における車内分割例を
示す説明図。

【図１４】この発明の他の実施例における洗浄汚水の光
透過量を自動検出する装置の斜視図。

【図１５】この発明の多段ステアリング制御系の機能ブ
ロック図。

【図１６】上記実施例の多段ステアリング制御系の動作
を示すフローチャート。

【図１７】上記実施例で用いるステアリング係数補正の
折線グラフ。

【図１８】上記実施例の動作を示す平面図。

【図１９】この発明の他の実施例の電源ケーブル張力制
御系における巻取制御部のハードウェア説明図。

【図２０】上記実施例の電源ケーブル張力制御動作を示
す説明図。

【図２１】上記実施例の回路構成を示す回路ブロック
図。

【図２２】上記実施例の動作を示すフローチャート。

【図２３】この発明のさらに他の実施例の回路ブロック
図。

【図２４】上記実施例で用いる張力指令パターンの説明
図。

【図２５】上記実施例の動作の説明図。

【符号の説明】

１清掃ロボット２清掃ブラシ３スクイージ４ｒ，４ｌ駆動輪５電源ケーブル６巻取装置７洗浄液タンク８汚水タンク９操作ハンドル１０操作パネル１１走行スイッチ１２非常停止スイッチ１３障害物センサ１４距離計測センサ１５近接センサ１６接触検知バンパ１７点滅灯１８制御装置２２ｒ，２２ｌ走行用ドライバ２３ｒ，２３ｌ走行電動機２４ｒ，２４ｌエンコーダ２６ケーブル巻取用ドライバ２７巻取電動機２８エンコーダ３０駆動回路３１電動機３２洗剤滴下アクチュエータ３３給水検出センサ３４吸引装置３５廃水検出センサ３６水質調査センサ３７ブロック判定部３８シート判定部３９ドア判定部４０車種判別部４１走行制御部４２巻取制御部４３清掃制御部５０運転席無し車両５１シート部５２ドア部５６運転席無し車両のＵターンブロック６４運転席有り車両のＵターンブロック７３テンションアーム７４バネ７５ポテンショメータ７６張力指令値７７電源７８Ａ／Ｄ変換器７９制御演算部７１０巻取機８１走行速度入力部８２速度差計算部８３張力指令値計算部８４張力検出部８５実張力入力部８６速度指令計算部８７駆動制御部８８駆動制御部１０１汚水ダクト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２５Ｊ 13/08 ＺＥ０１Ｈ 1/00 Ｚ 7505−2Ｄ (72)発明者水野末良神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】列車内を自動走行するための走行および
ステアリングを行なう走行駆動装置と、前記走行駆動装
置を制御して列車内を当該ロボットが外側から内側へ一
筆書きで走行するように前後進、転換を制御する走行制
御装置と、列車内の床の洗浄清掃を行なう清掃用具と、
前記清掃用具を駆動する清掃用具駆動装置とを備えて成
る清掃ロボットにおいて、前記走行駆動装置の駆動輪を用いて走行距離を検出する
走行距離検出手段と、側方に位置するシート、ドア、壁からの距離を測定する
測距手段と、前記測距手段によって測定した現在位置での測距結果を
あらかじめ設定されている基準距離と比較し、その偏差
を求める位置偏差検出手段と、前記位置偏差検出手段が求めた偏差に基づき、基準距離
に戻すために必要なステアリング量を求めて前記走行制
御装置に与えるステアリング量演算手段とを備えて成る
清掃ロボット。
【請求項２】請求項１に記載の清掃ロボットにおい
て、前記位置偏差検出手段が求めた位置偏差に基づいて、当
該位置偏差を複数ランクに分けたいずれのランクに属す
るかを判定する偏差量ランク分け手段と、この偏差量ランク分け手段によりランク分けされた偏差
量に応じて、偏差量が比較的大きいランクに属する場合
に偏差量に大きな係数を掛けた数値に比例するステアリ
ング指令を出力し、偏差量が比較的小さいランクに属す
る場合に偏差量に小さな係数を掛けた数値に比例するス
テアリング指令を出力するステアリング量演算手段とを
備えて成る清掃ロボット。