JPH11192196A - Wall surface cleaning robot - Google Patents
Wall surface cleaning robotInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は壁面清掃ロボットに
関し、水槽の壁面（側面）を清掃することができるよう
に工夫したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wall cleaning robot, which is designed to clean a wall surface (side surface) of an aquarium.
【０００２】[0002]
【従来の技術】公衆浴場や公営プールのような容積の大
きい水槽（以下、これらを「水槽」と言う用語で統一す
る）は、水（湯）を交換する時などに清掃をしている。
このような清掃は、従来では、人手により行っていた。
なお、水槽の底面は機械により清掃することは可能であ
ったが、水槽の壁面（側面）を清掃するには、機械化す
ることはできず、どうしても人手により清掃せざるを得
なかったのが現状である。2. Description of the Related Art Water tanks having a large volume such as public baths and public pools (hereinafter referred to as "water tanks") are cleaned when water (hot water) is replaced.
Conventionally, such cleaning has been performed manually.
The bottom of the aquarium could be cleaned with a machine, but the wall (side) of the aquarium could not be mechanized to clean the wall, and it had to be cleaned by hand. It is.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、容積の大きい
水槽（公衆浴場や公営プール）の壁面（側面）は広い面
積があり、これを人手により清掃するには、長時間を要
するとともに、重労働であった。つまり、水槽の壁面を
清掃する時には、人間の動作は屈伸動作に該当するた
め、長時間にわたる作業は困難であった。また常に腰を
曲げながら行うので、時として腰痛を引き起こす原因で
もあった。However, the wall surface (side surface) of a large-sized water tank (public bath or public pool) has a large area, and it takes a long time to clean it by hand, and it requires heavy labor. there were. In other words, when cleaning the wall surface of the aquarium, a human operation corresponds to a bending and stretching operation, and it has been difficult to perform a long-time operation. In addition, since it is always performed while bending the waist, it was sometimes a cause of lower back pain.
【０００４】本発明は、上記従来技術に鑑み、水槽の壁
面（側面）を自動的に清掃することのできる壁面清掃ロ
ボットを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION [0004] In view of the above-mentioned prior art, an object of the present invention is to provide a wall cleaning robot capable of automatically cleaning the wall surface (side surface) of a water tank.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、走行自在なロボット本体と、リンクとこの
リンクの関節に設置したサーボモータとでなり、基端が
前記ロボット本体に取付けられると共に先端が前記ロボ
ット本体よりも下方位置で上下方向に移動可能に配置さ
れたアーム機構と、アーム機構の取付け位置の反対位置
にて上下方向に沿い回動自在に前記ロボット本体に配置
されたバランサと、このバランサを回動させるバランサ
用モータとでなるバランサ機構と、前記アーム機構の先
端に取付けられたブラシ機構と、前記ロボット本体の位
置から前記ブラシ機構にまで洗浄剤を送る洗浄剤送り機
構と、前記サーボモータを制御して前記アーム機構を駆
動することにより、前記ブラシ機構を上下往復動させる
よう制御する制御部と、を有することを特徴とする。An object of the present invention to solve the above-mentioned problems is to provide a robot body which can travel freely, a link and a servomotor installed at a joint of the link, and a base end of which is attached to the robot body. And an arm mechanism whose tip is arranged to be movable vertically in a position below the robot body, and is arranged in the robot body rotatably in the vertical direction at a position opposite to the mounting position of the arm mechanism. A balancer mechanism including a balancer, a balancer motor for rotating the balancer, a brush mechanism attached to a tip of the arm mechanism, and a cleaning agent feeder configured to send a cleaning agent from a position of the robot body to the brush mechanism. A mechanism for controlling the servomotor to drive the arm mechanism so as to control the brush mechanism to reciprocate up and down. And having a, the.
【０００６】また本発明の構成では、前記制御部は、前
記ブラシ機構の上下往復動の幅が一定になるように、前
記サーボモータを制御したり、前記ブラシ機構の上下往
復動の幅を、前記ロボット本体の走行距離に応じて順次
変化させていくように、前記サーボモータを制御するこ
とを特徴とする。In the configuration of the present invention, the control unit controls the servomotor so that the vertical reciprocating width of the brush mechanism is constant, or controls the vertical reciprocating width of the brush mechanism. The servomotor is controlled so as to be sequentially changed according to the traveling distance of the robot body.
【０００７】また本発明の構成では、前記制御部は、前
記アーム機構の動きに応じてこのアーム機構に対してバ
ランスするように、前記バランサを回動させるよう前記
バランサ用モータの回動制御をすることを特徴とする。In the configuration of the present invention, the control unit controls the rotation of the balancer motor so as to rotate the balancer so as to balance the arm mechanism in accordance with the movement of the arm mechanism. It is characterized by doing.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明の実施の形態にかかる壁面清
掃ロボットＲを示す正面図、図２はその平面図、図３は
その側面図である。これらの図に示すように、水槽の壁
面を清掃するために開発した壁面清掃ロボットＲにおい
ては、ロボット本体１は、ＤＣギヤードモータ２の駆動
により回転するクローラ３を備えており、自走すること
ができる。このようにクローラ３を用いているため、走
行路面が滑り易い面であっても、安全・確実に走行する
ことができる。FIG. 1 is a front view showing a wall cleaning robot R according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a side view thereof. As shown in these figures, in a wall cleaning robot R developed for cleaning the wall surface of a water tank, the robot body 1 includes a crawler 3 that is rotated by driving a DC geared motor 2, and is capable of self-propelling. Can be. Since the crawler 3 is used in this manner, the vehicle can travel safely and reliably even on a slippery road surface.
【００１０】このロボット本体１には、プリント板やＣ
ＰＵ等で構成した制御部４が搭載されている。この制御
部４により、ＤＣギヤードモータ２の回転駆動の制御を
することにより、ロボット本体１の走行制御ができる。
また制御部４は、走行センサ（図示省略）から送られて
くる走行データを基に、ロボット本体４の走行距離を検
出している。The robot body 1 includes a printed board and C
A control unit 4 composed of a PU or the like is mounted. By controlling the rotation drive of the DC geared motor 2 by the control unit 4, the traveling control of the robot body 1 can be performed.
The control unit 4 detects the travel distance of the robot body 4 based on travel data sent from a travel sensor (not shown).
【００１１】アーム機構５は、２自由度のリンク６と、
リンク６の関節に設置したサーボモータ（直流サーボモ
ータ）７ａ，７ｂとで構成されている。このアーム機構
５（リンク６）の基端はロボット本体１に取付けられて
おり、しかも、アーム機構５（リンク６）の先端がロボ
ット本体１の下方位置で上下方向に移動可能に配置され
ている。前記制御部４により、サーボモータ７ａ，７ｂ
の回転駆動の制御をすることにより、リンク６が伸縮し
てアーム機構５の先端の位置制御が可能になっている。
具体的には、アーム機構５の先端が、壁面（側面）１２
に対して平行状態で上下往復動するように、サーボモー
タ７ａ，７ｂの回転駆動制御をする。このとき、サーボ
モータ７ａ，７ｂには、エンコーダが取付けられてお
り、サーボモータ７ａ，７ｂの回動角が制御部４にフィ
ードバックされ、制御部４はこのフィードバック信号に
より、リンク６の先端位置を検出することができる。The arm mechanism 5 includes a link 6 having two degrees of freedom,
Servo motors (DC servo motors) 7a and 7b are installed at the joints of the link 6. The base end of the arm mechanism 5 (link 6) is attached to the robot main body 1, and the distal end of the arm mechanism 5 (link 6) is disposed below the robot main body 1 so as to be vertically movable. . The control unit 4 controls the servo motors 7a, 7b
By controlling the rotation of the arm mechanism 5, the link 6 expands and contracts, and the position of the tip of the arm mechanism 5 can be controlled.
Specifically, the tip of the arm mechanism 5 is
The servo motors 7a and 7b are rotationally controlled so as to reciprocate up and down in a parallel state. At this time, an encoder is attached to the servo motors 7a and 7b, and the rotation angles of the servo motors 7a and 7b are fed back to the control unit 4. The control unit 4 determines the position of the tip of the link 6 by the feedback signal. Can be detected.
【００１２】アーム機構５（リンク６）の先端には、ブ
ラシ機構８が取付けられている。このブラシ機構８は、
ブラシ９と、ブラシ回転モータ（直流モータ）１０と、
ブラシ姿勢モータ（サーボモータ）１１とで構成されて
いる。ブラシ９は、ブラシ回転モータ１０に直結されて
おり、制御部４の制御によりブラシ回転モータ１０が回
転駆動されると回転する。また、制御部４の制御により
ブラシ姿勢モータ（サーボモータ）１１が回転すること
により、ブラシ９の向き（姿勢）が変化する。そして、
制御部４は、ブラシ９が水槽の壁面１２に正対するよう
に、換言すると、ブラシ９の面が壁面１２に対して平行
になるように、ブラシ姿勢モータ１１の回転角制御をす
る。A brush mechanism 8 is attached to the tip of the arm mechanism 5 (link 6). This brush mechanism 8
A brush 9, a brush rotation motor (DC motor) 10,
And a brush attitude motor (servo motor) 11. The brush 9 is directly connected to the brush rotation motor 10, and rotates when the brush rotation motor 10 is driven to rotate by the control of the control unit 4. Further, the brush attitude motor (servo motor) 11 is rotated by the control of the control unit 4, so that the direction (posture) of the brush 9 changes. And
The control unit 4 controls the rotation angle of the brush attitude motor 11 so that the brush 9 faces the wall surface 12 of the water tank, in other words, the surface of the brush 9 is parallel to the wall surface 12.
【００１３】また、各モータ２，７ａ，７ｂ，１０，１
１や制御部４の電源として、バッテリ１３が、ロボット
本体１に搭載されている。Each of the motors 2, 7a, 7b, 10, 1
A battery 13 is mounted on the robot body 1 as a power source for the robot 1 and the control unit 4.
【００１４】洗浄剤送り機構１４は、ロボット本体１に
搭載した洗浄剤用タンク１５と、リンク６に沿って配置
した送りパイプ１６と、ブラシ機構８に設置したノズル
１７とで構成されている。そして、洗浄剤用タンク１５
内の洗浄剤１８が、送りパイプ１６を通ってノズル１７
からブラシ９に向けて噴出される。The cleaning agent feed mechanism 14 includes a cleaning agent tank 15 mounted on the robot body 1, a feed pipe 16 arranged along the link 6, and a nozzle 17 installed on the brush mechanism 8. And the cleaning agent tank 15
The cleaning agent 18 in the nozzle passes through the feed pipe 16 and passes through the nozzle 17.
From the brush 9.
【００１５】バランサ機構１９は、バランサ２０と、バ
ランサ用モータ（直流サーボモータ）２１とで構成され
ている。バランサ２０は、アーム機構５の取付け位置に
対して、反対位置にてロボット本体１に配置されてお
り、上下方向に沿い回動自在となっている。バランサ用
モータ２１は、回転駆動することによりバランサ２０を
回動させる。なお、バランサ２０の回動角度を、図１に
おいてαにて示している。The balancer mechanism 19 comprises a balancer 20 and a balancer motor (DC servo motor) 21. The balancer 20 is disposed on the robot main body 1 at a position opposite to the mounting position of the arm mechanism 5, and is rotatable in the vertical direction. The balancer motor 21 rotates the balancer 20 by driving to rotate. The rotation angle of the balancer 20 is indicated by α in FIG.
【００１６】また、ロボット本体１にはスプリングスイ
ッチ２２が設置されている。このスプリングスイッチ２
２は、物体に衝突するとＯＮ状態となり、このＯＮ状態
が制御部４により検出されるようになっている。The robot body 1 is provided with a spring switch 22. This spring switch 2
2 is turned on when it collides with an object, and this on state is detected by the control unit 4.
【００１７】制御部４は、アーム機構５の伸縮に応じ
て、バランスが取れるように（壁面清掃ロボットＲが転
落しないように）、バランサ用モータ２１の回転駆動制
御をして、バランサ２０の回動角を制御する。つまり、
サーボモータ７ａ，７ｂの回転駆動制御をしてアーム機
構５の先端が壁面１２に対して平行状態で上下往復動す
る際に、同時に、バランサ用モータ２１の回転駆動制御
をしてバランサ２０の回動角を逐次適正角度に制御する
ことによりバランスをとっている。The control unit 4 controls the rotational drive of the balancer motor 21 so that the balance is achieved (so that the wall cleaning robot R does not fall down) according to the expansion and contraction of the arm mechanism 5, and the balancer 20 is rotated. Control the running angle. That is,
When the tip of the arm mechanism 5 reciprocates up and down in parallel with the wall surface 12 by controlling the rotation of the servo motors 7a and 7b, the rotation of the balancer motor 21 is simultaneously controlled by controlling the rotation of the balancer motor 21. Balancing is achieved by sequentially controlling the moving angle to an appropriate angle.
【００１８】次に、上記構成となっている壁面清掃ロボ
ットＲによる清掃動作の態様を、図４と図５を参照して
説明する。Next, the mode of the cleaning operation by the wall cleaning robot R having the above configuration will be described with reference to FIGS.
【００１９】通常の（壁面高さｈが一定となっている）
壁面１２を清掃するときの制御パターンを、図４を参照
して説明する。この場合には、壁面１２の高さｈをパラ
メータとして制御部４に入力設定する。そうすると、制
御部４の制御の下に、ブラシ回転モータ１０が回転駆動
してブラシ９が回転するとともに、洗浄剤送り機構１４
が作動してノズル１７の先端からブラシ９に向けて洗浄
剤１８が噴出する。更に、制御部４の制御の下に、ＤＣ
ギヤードモータ２が駆動されて壁面清掃ロボットＲが位
置Ａから走行を始めるとともに、サーボモータ７ａ，７
ｂの駆動制御が行われて、アーム機構５の先端のブラシ
９が、高さｈに亘り壁面１２の上面から底面までの間を
上下往復動させられる。このとき、壁面走行ロボットＲ
がΔｘ走行する毎に、ブラシ９の上下往復動が１回行わ
れるように、モータ２，７ａ，７ｂの駆動制御が行われ
る。しかも、ブラシ姿勢モータ１１により、ブラシ９が
常に壁面１２に対して平行となるように、ブラシ９の姿
勢制御が行われている。このようにして、ブラシ９によ
り壁面１２の清掃が自動的に行われる。Normal (wall height h is constant)
A control pattern for cleaning the wall surface 12 will be described with reference to FIG. In this case, the height h of the wall surface 12 is input and set to the control unit 4 as a parameter. Then, under the control of the control unit 4, the brush rotation motor 10 is driven to rotate to rotate the brush 9, and the cleaning agent feeding mechanism 14
The cleaning agent 18 is ejected from the tip of the nozzle 17 toward the brush 9. Further, under the control of the control unit 4, the DC
When the geared motor 2 is driven and the wall cleaning robot R starts running from the position A, the servomotors 7a, 7
The drive control of b is performed, and the brush 9 at the tip of the arm mechanism 5 is vertically reciprocated between the top surface and the bottom surface of the wall surface 12 over the height h. At this time, the wall running robot R
The drive control of the motors 2, 7a, 7b is performed so that the brush 9 is reciprocated up and down once each time the .DELTA.x travels. In addition, the posture of the brush 9 is controlled by the brush posture motor 11 so that the brush 9 is always parallel to the wall surface 12. In this manner, the brush 9 automatically cleans the wall surface 12.
【００２０】終了位置Ｂに、ストッパ部材等を配置して
おくと、スプリングスイッチ２２がこのストッパ部材等
に衝突してＯＮ状態となる。制御部４は、スプリングス
イッチ２２がＯＮすると、壁面清掃ロボットＲの走行や
清掃動作を停止させる。When a stopper member or the like is disposed at the end position B, the spring switch 22 collides with the stopper member or the like and is turned on. When the spring switch 22 is turned on, the control unit 4 stops the traveling and the cleaning operation of the wall cleaning robot R.
【００２１】次に、図５を参照して、壁面１２の高さが
変化している場合の清掃制御パターンを説明する。この
場合、開始位置Ｃの高さをｈ１，終了位置Ｄの高さをｈ
２，清掃距離ｘ１をパラメータとして、制御部４に入力
設定する。この場合には、開始位置Ｃからｘｎだけ移動
した位置での、上下往復動の高さｈｎを ｈｎ＝ｈ１−（ｈ１−ｈ２）ｘｎ／ｘ１ とするように制御している。このようにすることによ
り、底面が傾いている壁面１２であっても、自動的に壁
面の清掃ができる。なお、他の部分の制御動作は、図４
に示すものと同様としている。Next, a cleaning control pattern when the height of the wall surface 12 is changed will be described with reference to FIG. In this case, the height of the start position C is h1, and the height of the end position D is h.
2. The cleaning distance x1 is input and set to the control unit 4 as a parameter. In this case, the height hn of the vertical reciprocation at the position moved by xn from the start position C is controlled to be hn = h1− (h1−h2) xn / x1. In this way, even if the wall surface 12 has a tilted bottom surface, the wall surface can be automatically cleaned. Note that the control operation of the other parts is described in FIG.
Is the same as that shown in FIG.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明によれば、自走するロボット本体に備え
たアーム機構により、ブラシ機構を上下方向に往復移動
させ、洗浄剤送り機構によりブラシ機構に洗浄剤を送る
ようにしているため、水槽の壁面を自動的に清掃するこ
とができる。As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, the brush mechanism is vertically reciprocated by the arm mechanism provided on the self-propelled robot body, and the cleaning agent feeding mechanism is provided. As a result, the cleaning agent is sent to the brush mechanism, so that the wall surface of the water tank can be automatically cleaned.
【００２３】しかも、ブラシ機構の往復動の幅を調整す
ることができるので、高さ一定の壁面のみならず、高さ
が変化している壁面であっても、確実に清掃ができる。Further, since the width of the reciprocating motion of the brush mechanism can be adjusted, it is possible to reliably clean not only a wall having a constant height but also a wall whose height is changing.
【００２４】さらに、バランサ機構を備え、アーム機構
の動きに対してバランサ機構によりバランスをとるよう
にしているため、転落等の心配なく安全に作業ができ
る。Further, since a balancer mechanism is provided so that the movement of the arm mechanism is balanced by the balancer mechanism, the work can be performed safely without fear of falling down.
【図１】本発明の実施の形態にかかる壁面清掃ロボット
を示す正面図。FIG. 1 is a front view showing a wall cleaning robot according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態にかかる壁面清掃ロボット
を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the wall cleaning robot according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態にかかる壁面清掃ロボット
を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing the wall cleaning robot according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態にかかる壁面清掃ロボット
の清掃パターンを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing a cleaning pattern of the wall cleaning robot according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態にかかる壁面清掃ロボット
の清掃パターンを示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a cleaning pattern of the wall cleaning robot according to the embodiment of the present invention.
１ ロボット本体 ２ ＤＣギヤードモータ ３ クローラ ４ 制御部 ５ アーム機構 ６ リンク ７ａ，７ｂ サーボモータ ８ ブラシ機構 ９ ブラシ １０ ブラシ回転モータ １１ ブラシ姿勢モータ １２ 壁面 １３ バッテリ １４ 洗浄剤送り機構 １５ 洗浄剤用タンク １６ 送りパイプ １７ ノズル １８ 洗浄剤 １９ バランサ機構 ２０ バランサ ２１ バランサ用モータ ２２ スプリングスイッチ Ｒ 壁面清掃ロボット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot main body 2 DC geared motor 3 Crawler 4 Control part 5 Arm mechanism 6 Link 7a, 7b Servo motor 8 Brush mechanism 9 Brush 10 Brush rotation motor 11 Brush attitude motor 12 Wall surface 13 Battery 14 Detergent feed mechanism 15 Detergent tank 16 Feed pipe 17 Nozzle 18 Cleaning agent 19 Balancer mechanism 20 Balancer 21 Motor for balancer 22 Spring switch R Wall cleaning robot
Claims (4)
なり、基端が前記ロボット本体に取付けられると共に先
端が前記ロボット本体よりも下方位置で上下方向に移動
可能に配置されたアーム機構と、 アーム機構の取付け位置の反対位置にて上下方向に沿い
回動自在に前記ロボット本体に配置されたバランサと、
このバランサを回動させるバランサ用モータとでなるバ
ランサ機構と、 前記アーム機構の先端に取付けられたブラシ機構と、 前記ロボット本体の位置から前記ブラシ機構にまで洗浄
剤を送る洗浄剤送り機構と、 前記サーボモータを制御して前記アーム機構を駆動する
ことにより、前記ブラシ機構を上下往復動させるよう制
御する制御部と、を有することを特徴とする壁面清掃ロ
ボット。1. A robot body comprising a movable robot body, a link, and a servomotor installed at a joint of the link. A base end is attached to the robot body, and a distal end of the robot body is located vertically below the robot body. An arm mechanism movably disposed; and a balancer disposed on the robot body so as to be rotatable vertically along a position opposite to the mounting position of the arm mechanism.
A balancer mechanism including a balancer motor for rotating the balancer, a brush mechanism attached to a tip of the arm mechanism, a cleaning agent feeding mechanism that sends a cleaning agent from a position of the robot body to the brush mechanism, A controller for controlling the servomotor to drive the arm mechanism so as to control the brush mechanism to reciprocate up and down.
復動の幅が一定になるように、前記サーボモータを制御
することを特徴とする請求項１の壁面清掃ロボット。2. The wall cleaning robot according to claim 1, wherein the control unit controls the servomotor so that the width of the vertical reciprocation of the brush mechanism is constant.
復動の幅を、前記ロボット本体の走行距離に応じて順次
変化させていくように、前記サーボモータを制御するこ
とを特徴とする請求項１の壁面清掃ロボット。3. The controller according to claim 2, wherein the controller controls the servomotor so that the width of the vertical reciprocation of the brush mechanism is sequentially changed in accordance with the traveling distance of the robot body. Item 1. A wall cleaning robot according to item 1.
応じてこのアーム機構に対してバランスするように、前
記バランサを回動させるよう前記バランサ用モータの回
動制御をすることを特徴とする請求項１または請求項２
または請求項３の壁面清掃ロボット。4. The control unit controls the rotation of the balancer motor so as to rotate the balancer so as to balance the arm mechanism according to the movement of the arm mechanism. Claim 1 or Claim 2
Or the wall cleaning robot according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000618A JPH11192196A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wall surface cleaning robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000618A JPH11192196A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wall surface cleaning robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11192196A true JPH11192196A (en) | 1999-07-21 |
Family
ID=11478728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000618A Withdrawn JPH11192196A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wall surface cleaning robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11192196A (en) |
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