JPH08131372A - 窓ふきロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 真空パッドに大きな吸引力を必要とせず、吸
着機構を簡単な支持構造とすることができる窓ふきロボ
ットを提供すること。 ［構成］ 枠体１６の四隅に配設される主電動機Ｍの駆
動により回転する主回転軸３１ｂに、第１アーム３２ｂ
を介して第１軸受部材３３ｂと接続する主駆動リングＧ
が固定される。又、第１軸受部材３３ｂは副駆動リング
ｇにスプライン係合する第１回転軸３６ｂを回転可能に
支承し、第２アーム３４ｂを介して第２軸受部材３５ｂ
と接続する。さらに、第２軸受部材３５ｂは第２回転軸
３７ｂを回転可能に支承するようにする。第１、第２回
転軸は軸方向に上下動可能であり、その下端部にはそれ
ぞれ真空パッドＢ₁ 、Ｂ₂ が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窓ふきロボットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】例えば、特開昭５４−１
３１３５５号公報では、図７及び図８に示すような「窓
拭きロボット」が開示されている。図７においてビルの
屋上にバランスウインチ３ａ、３ｂが設けられており、
これから延在するロープ４ａ、４ｂにこの窓拭きロボッ
ト２が懸吊されている。これにより窓１を自動的に拭い
ていくのであるが、この窓拭きロボット２は図８でその
詳細が示されるように、外枠５の内部に、対角線上に配
設された４つのバキュームパッド６ａ、６ｂ、６ｃ、６
ｄと、これら各バキュームパッドを相互に連結する４本
のシリンダ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、さらにこれらの
内外周部を覆うスポンジなどの素材からなる支持体が充
填されている。

【０００３】この窓拭きロボット２が例えば上方向に移
動する時は、バキュームパッド６ｃ及び６ｄを窓１に吸
着させ、一方、バキュームパッド６ａ及び６ｂを解放す
る。この状態から支持体に形成した図示しない噴出口か
ら洗浄剤等を噴出させると同時にシリンダ７ａ及び７ｂ
を伸長作動させて前方に位置するバキュームパッド６ａ
及び６ｂを、吸着させたバキュームパッド６ｃ及び６ｄ
に反力を取って上方に移動させる。次いで前方のバキュ
ームパッド６ａ及び６ｂを窓１に吸着させ、後方のバキ
ュームパッド６ｃ及び６ｄを窓１から解放して、先に伸
長作動させたシリンダ７ａ及び７ｂを、吸着させたバキ
ュームパッド６ａ及び６ｂに反力を取って収縮させると
同時に後方のバキュームパッド６ｃ及び６ｄを上方に移
動させて、窓拭きロボット２を所定のストローク上方に
移動させる。このようにロボット２は上方に移動するの
であるが、下方への移動は上述の場合と全く逆にバキュ
ームパッド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及びシリンダ７ａ、
７ｂ、７ｃ、７ｄを作動することにより行なわれ、同様
にして左右方向への移動も行ないながら、窓面を清掃
し、かつ汚れた洗剤水等を吸引パイプから次々と吸引し
て外部に排出する。

【０００４】しかしながら、ロボット本体２が移動する
際には窓１に吸着しているバキュームパッドの反力を利
用しているので、非常に強い吸着作用を必要とすること
が考えられ、又、バキュームパッド６ａ、６ｂ、６ｃ、
６ｄ及びこれらにその先端部を結合させるシリンダ７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの支持体内での支持構造は複雑化
していると考えられる。

【０００５】又、特開平４−１５０８２１号公報に「建
物のガラス洗浄装置」においても真空パッドの選択的真
空作用により窓拭きロボットを上下左右に移動するが、
上記公報と同様にエアシリンダの伸縮作用により移動を
行ない、その時、窓ガラスに吸着している真空パッドに
対しては大きな反力が加えられるので、強力な真空作用
を必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
点に鑑みてなされ、真空パッドに大きな吸引力を必要と
せず、吸着機構を簡単な支持構造とすることのできる窓
ふきロボットを提供することを目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、長方形
状の枠体の四隅に各々回転自在に設けられた主回転軸
と、該主回転軸に一端が結合される第１アームと、該第
１アームの他端に結合される第１軸受部材と、該第１軸
受部材に軸支される第１回転軸と、該第１回転軸にスプ
ライン係合する副駆動リングと、該副駆動リングに一端
が結合される第２アームと、該第２アームの他端に結合
される第２軸受部材と、該第２軸受部材に軸支される第
２回転軸と、前記第１、第２回転軸の先端部に各々取り
付けられた第１、第２真空パッドと、前記主回転軸を回
転駆動する主駆動部と、前記第１軸受部材を回転駆動す
る副駆動部と、前記第１、第２真空パッドと各々切替弁
を介して接続される真空ポンプと、洗浄液噴出手段を備
えて成る窓ふきロボット、によって達成される。

【０００８】

【作用】主駆動部により主回転軸と固定している主駆動
リングを時計周り又は反時計周りに回転することによ
り、第１アームを介してこの第１アームと接続する第１
軸受部材の軸支する第１回転軸を主回転軸の周りに回転
させる。同様に、副駆動部により第１回転軸とスプライ
ン係合する副駆動リングを時計周り又は反時計周りに回
転することにより、第２アームを介してこの第２アーム
と接続する第２軸受部材の軸支する第２回転軸を第１回
転軸の周りに回転させる。この時、第１回転軸の先端部
に取り付けられた第１真空パッドを非真空状態、第２回
転軸の先端部に取り付けられた第２真空パッドを真空状
態として窓ガラスに吸着していれば、窓ふきロボットは
自由に窓ガラス面に平行に移動することができる。

【０００９】

【実施例】図１及び図２において、ビルディング１０の
屋上に、建物の壁面情報が入力された制御装置を内蔵す
る屋上巻上装置１２が台車１３に乗せられてガイドレー
ル１４に沿って左右に移動可能に配設されている。巻上
装置１２から下方へと垂下するワイヤロープＲの下端部
に本発明に係る窓ふきロボット１５が懸吊されている。
今、窓ふきロボット１５はこのビルディング１０の多数
の窓１１のひとつに吸着状態にある。以下に、この窓ふ
きロボット１５の詳細について図３及び図４を参照して
説明する。

【００１０】平面形状がほぼ長方形状である枠体１６の
上部には洗浄液タンク１７及び真空ポンプ１８が取り付
けられており、この真空ポンプ１８は図示せずともワイ
ヤロープＲに埋設した電線を介して電力を得るように構
成されている。又、枠体１６の下方部にはポリッシャ交
換装置２０が取り付けられており、本実施例では４個の
予備のポリッシャを備えており、広範囲のガラス面の洗
浄が可能である。さらに、枠体１６には図示せずとも位
置センサが内蔵されており、常時ロボット１５の窓ガラ
ス１１に対する相対的な位置を検出している。

【００１１】枠体１６上に配設された一対のガイド部材
２３に案内されて上下方向に移動可能な移動部材２４に
はポリッシャ装置４２が取り付けられており、このポリ
ッシャ装置４２は移動部材２４の底部に対して横方向に
移動可能である。ポリッシャ装置４２は駆動モータ１９
と、２つの洗浄ノズル４１及び回転軸の下端に固定され
るポリッシャ４０とから成り、図示せずとも洗浄液タン
ク１７に接続される配管を介して洗浄ノズル４１から所
要のポリッシャ液が窓ガラスに対して噴出されるように
構成されている。ここで、移動部材の上下方向の移動、
ポリッシャ装置４２の移動及び駆動モータ１９の駆動
は、図示せずともワイヤロープＲに埋設した電線を介し
て駆動電力を得るように構成されている。

【００１２】枠体１６の四隅には同一構成の真空吸着機
構２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄが取り付けられて
いる。以下、代表して真空吸着機構２１Ｂについてその
詳細を説明する。

【００１３】枠体１６の四隅に主回転軸３１を時計周り
及び反時計周りに回転駆動する主電動機Ｍが取り付けら
れている。主回転軸３１ｂには主駆動リングＧが固定さ
れ、さらに主駆動リングＧには第１アーム３２ｂの一端
が固定されており、第１アーム３２ｂの他端は第１回転
軸３６ｂを回転可能に支承する第１軸受部材３３ｂに固
定されている。第１回転軸３６ｂは副電動機ｍにより時
計周り及び反時計周りに回転駆動する。又、第１回転軸
３６ｂには副駆動リングｇがスプライン係合しており、
さらにこの副駆動リングｇには第２アーム３４ｂの一端
が固定されており、第２アーム３４ｂの他端は第２回転
軸３７ｂを回転可能に支承する第２軸受部材３５ｂに固
定されている。さらに本実施例では、各真空パッドに電
動機により作動するパッド昇降装置Ｖが設置されてお
り、建物壁面の突起部の乗り越えができる構造と成って
いる。

【００１４】第１回転軸３６ｂ及び第２回転軸３７ｂの
下端部には第１、第２の真空パッドＢ₁ 、Ｂ₂ が取り付
けられており、これらは公知の構成を有するが、これら
には図示せずともそれぞれ切換弁を接続させた配管を介
して真空ポンプ１８に接続されている。

【００１５】本発明の実施例による窓ふきロボットは以
上のように構成されるが、次にその作用について説明す
る。

【００１６】ビルディング１０の所定の窓１１にまでワ
イヤロープＲを介して巻上装置１２により昇降された窓
ふきロボット１５は、枠体１６の四隅に取り付けられた
真空吸着機構２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄを作動
させて窓ガラス１１に吸着し、ロボット１５自身を支持
する。又、窓ふきロボット１５の運転開始状態としてポ
リッシャ装置４２は移動部材２４の左方部に位置し、さ
らに移動部材２４はガイド部材２３の上部に位置する。
洗浄ノズル４１から所定量の洗浄液が窓ガラス１１に向
けて連続的に噴出され、駆動モータ１９の駆動によりポ
リッシャ４０が回転して窓ガラス１１を洗浄し始めると
同時に、ポリッシャ装置４２全体が移動部材２４に沿っ
て右方へと移動を始める。ポリッシャ装置４２が移動部
材２４の右端部にまで達すると、移動部材２４は所定長
だけ下降する。そしてまたポリッシャ装置４２が左方へ
向かって移動を始める。これらの動作を繰り返すことに
より、ポリッシャ装置４２の移動範囲Ｑの窓ガラス１１
の洗浄を行なう。

【００１７】所定範囲Ｑの窓ふきを終えるとロボット１
５は場所換えを行なうのであるが、その移動方法を図５
を参照して説明する。

【００１８】先ず、窓ふきロボット１５が右方に移動す
る場合について説明する。今、ロボット１５は図５Ａで
示すように各真空パッドＡ₁ 、Ａ₂ 、Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、Ｃ
₁ 、Ｃ₂ 、Ｄ₁ 及びＤ₂ が位置しており、常時数点の真
空パッドが窓ガラスに吸着している。この状態で図５Ｂ
においてハッチングで示されるように、真空パッド
Ａ₁、Ｂ₁ 、Ｃ₁ 及びＤ₁ を図示しない切換弁の切換え
により真空状態とし、他方の真空パッドＡ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ
₂ 及びＤ₂ を切換弁により非真空状態とする。次いで副
電動機ｍの駆動により真空パッドＡ₂ 及びＢ₂ は図にお
いて時計周りに所定角度だけ回転駆動し、真空パッドＣ
₂ 及びＤ₂ は同じ所定角度だけ反時計周りに回転駆動す
る。これにより各真空パッドは図５Ｂに示すような位置
を取るのであるが、次いで真空パッドＡ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁
及びＤ₁ を切換弁の切換えにより非真空状態とし、真空
パッドＡ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₂ 及びＤ₂ を真空状態とする。そ
して主電動機Ｍの駆動により主回転軸３１ｂを中心とし
て真空パッドＢ₁ を反時計周りに、又、主回転軸３１ｄ
を中心として真空パッドＤ₁ を時計周りに９０度回転駆
動することにより、窓ふきロボット１５を図５Ｃに示す
ように右方に枠体１６の幅にほぼ等しい距離移動する。

【００１９】窓ふきロボット１５が左方へ移動する場合
は、上述した右方へ移動する場合とは反対側に各真空パ
ッドを回転駆動させればよい。すなわち、真空パッドＡ
₂ 及びＢ₂ を反時計周りに、真空パッドＣ₂ 及びＤ₂ を
時計周りに所定角度だけ回転駆動した後、真空パッドＡ
₁ を時計周りに、真空パッドＣ₁ を反時計周りに９０度
回転駆動することにより、枠体１６の幅にほぼ等しい距
離だけ窓ふきロボット１５を左方に移動する。

【００２０】次に図６を参照して窓ふきロボット１５を
上方及び下方に移動する場合について説明する。先ず、
各真空パッドＡ₁ 、Ａ₂ 、Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｄ
₁ 及びＤ₂ を図６Ａに示されるような状態とする。真空
パッドＡ₂ 、Ｂ₂ 、Ｃ₂ 及びＤ₂ を真空状態、真空パッ
ドＡ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁ 及びＤ₁ を非真空状態として、主電
動機Ｍの回転駆動により、真空パッドＡ₁ 、Ｂ₁ 、Ｃ₁
及びＤ₁ を図６Ｂ及び図６Ｃに示すように回転させれば
窓ふきロボット１５は上方及び下方に移動することがで
きる。

【００２１】窓ふきロボット１５が所定の場所へ移動し
た後、再びポリッシャ装置４２が運転を開始して新たな
洗浄範囲Ｑの洗浄を行なう。以上のような動作を繰り返
して窓ふきロボット１５は窓ガラス１１全面の洗浄を行
なうのであるが、窓と窓との間にある突起部（窓枠、桟
など）を乗り越えて、例えば右隣の窓ガラスに移動する
場合について以下に説明する。

【００２２】窓ふきロボット１５は窓ガラス１１の右端
部に位置するものとする。そして、各真空パッドは横方
向の移動に対して先に説明したように作動するのである
が、全真空パッドは一度パッド昇降装置Ｖによりポリッ
シャ装置４２をガラス面から引き離す。そして突起部を
乗り越える真空パッドから順番にガラス面から離れるよ
うに上昇し、突起部を乗り越えた後再び下降してガラス
面に吸着する。この動作を各真空パッドが行なうことに
より、窓ふきロボット１５は難なく突起部を乗り越えて
隣接する窓ガラスに移動することができる。

【００２３】さらに、ポリッシャ装置４２が所定時間運
転を続けることによるポリッシャ４０の摩耗または劣化
が甚だしくなり、所期の洗浄効果が挙げられなくなる
と、枠体１６の下部に設けられたポリッシャ交換装置２
０のところまでポリッシャ装置４２が移動し、図示しな
い自動交換機構により予備の新しいポリッシャと交換さ
れるので、これにより、窓ふきロボット１５は１度の自
動運転で広範囲の窓ガラスの洗浄が可能である。

【００２４】本発明の実施例による窓ふきロボット１５
は以上のような作用を行なうのであるが、従来のように
真空パッドに大きな反力を加えることなく上下左右に移
動することができ、又、その取り付け構造もロボットの
関節構造とほぼ等しいので、極めて簡素である。さら
に、従来技術のように連続的にロボット本体が移動して
窓ガラスを洗浄するのとは異なり、本発明では洗浄動作
及び移動動作が別作動なので真空ポンプ１８の作動頻度
が少なくて済み、常時数点の真空パッドにより支持さ
れ、かつ、ロボット１５の枠体（フレーム）１６が開放
構造としているために突風による風圧をほとんど受ける
ことはなく、安全性が高い。

【００２５】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２６】例えば、本実施例ではポリッシャ装置４２
は一箇所にのみ配設したが、複数個配設して窓ガラス１
１の洗浄効率を高めてもよい。さらに、窓ガラスの形状
に合わせて枠体１６の形状を正方形あるいは横長の長方
形としてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の窓ふきロボッ
トのよれば、真空パッドに対して大きな反力を与えるこ
とがないので真空吸着力をはるかに小さくできるととも
に、ガラス面に対して大きな負荷荷重を与えることがな
いので窓ガラスの強度向上を図る必要もない。又、真空
パッドの取り付け構造も簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による窓ふきロボットの作業状
況をビルディングの一部と共に示す正面図である。

【図２】図１における一部の縦断面図である。

【図３】図１における窓ふきロボットの詳細を示す拡大
図である。

【図４】図３における側面図である。

【図５】窓ふきロボットの作用を示す模式図である。

【図６】窓ふきロボットの他の作用を示す模式図であ
る。

【図７】従来例の窓拭きロボットをビルディングと共に
示す正面図である。

【図８】図７における窓拭きロボットの詳細を示す拡大
図である。

【符号の説明】

１５ 窓ふきロボット １６ 枠体 １７ 洗浄液タンク １８ 真空ポンプ ３１ 主回転軸 ３２ 第１アーム ３３ 第１軸受部材 ３４ 第２アーム ３５ 第２軸受部材 ３６ 第１回転軸 ３７ 第２回転軸 ４１ 洗浄ノズル Ａ₁ 第１の真空パッド Ａ₂ 第２の真空パッド Ｂ₁ 第１の真空パッド Ｂ₂ 第２の真空パッド Ｃ₁ 第１の真空パッド Ｃ₂ 第２の真空パッド Ｄ₁ 第１の真空パッド Ｄ₂ 第２の真空パッド Ｇ 主駆動リング ｇ 副駆動リング Ｍ 主電動機 ｍ 副電動機 Ｖ パッド昇降装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長方形状の枠体の四隅に各々回転自在に
   設けられた主回転軸と、該主回転軸に一端が結合される
   第１アームと、該第１アームの他端に結合される第１軸
   受部材と、該第１軸受部材に軸支される第１回転軸と、
   該第１回転軸にスプライン係合する副駆動リングと、該
   副駆動リングに一端が結合される第２アームと、該第２
   アームの他端に結合される第２軸受部材と、該第２軸受
   部材に軸支される第２回転軸と、前記第１、第２回転軸
   の先端部に各々取り付けられた第１、第２真空パッド
   と、前記主回転軸を回転駆動する主駆動部と、前記第１
   軸受部材を回転駆動する副駆動部と、前記第１、第２真
   空パッドと各々切替弁を介して接続される真空ポンプ
   と、洗浄液噴出手段を備えて成る窓ふきロボット。
2. 【請求項２】 前記第１、第２回転軸はその軸方向に往
   復動可能に設けられている請求項１に記載の窓ふきロボ
   ット。
3. 【請求項３】 前記枠体により囲まれる領域内を洗浄す
   るべく移動可能なポリッシャ装置が前記枠体内に設けら
   れている請求項１及び請求項２に記載の窓ふきロボッ
   ト。