JPS63192414A

JPS63192414A - 床面清掃ロボツト

Info

Publication number: JPS63192414A
Application number: JP62025094A
Authority: JP
Inventors: 奥村　勝司
Original assignee: Automax Co Ltd
Current assignee: Automax Co Ltd
Priority date: 1987-02-05
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1988-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はビル等の床面を自動走行しながら清掃する床面
清掃ロボットに関する。

（従来の技術） …篇消憎中艦ｈト聞ゆ九ｌ−かｌ憤鮎十λ◆シのできる
ロボットを、本出願人は特開昭６０−９３５２２号、特
開昭６０−９３５２４号公報等において提案している。

この清掃ロボットは清掃領域を指定するための座標をも
ち、８！楳上で自己の位置を確認しながら所定の走行パ
ターンに基づいて指定領域をくまなく走行するようにな
っている。清掃領域の指定は壁面に沿ってロボットが自
走しながら学習したり、あるいはリモート操作により領
域に沿って音導することにより行う。ロボットには移動
方向を検出するジャイロと、走行距離を検出するセンサ
の出力に基づき、コンピュータが慣性航法による座標演
算を行いつつ、所定の走行パターンにしたがって指定領
域をくまなく走行する。走行領域に障害物等があると、
障害物センサによりこれを検出しながら、障害物を除い
た領域を走行する。

したがって、清掃領域にはロボットを汚辱するための標
識等が一切不要で、屋外を含めてどのような場所でも、
そこまでロボットを運びさえすれぼ、移１±仝（ｂ　ｆ
ｆ１ｈ　ｔｈ　ｌ”　ｉｆＪ　ｍ　十Ｘ　”　ｌ−ａｔ
　ｍ　＊　ｙ−このため、高層ビルの廊下やホール、大
規校店舗、体育館等比較的広い範囲の床面を効率良く清
掃で詐る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、このように優れた機能を誇る床面清掃ロボッ
トではあるが、実際のビルメンテナンスに使用するにあ
たり、実用上からはさらに改良すべき要請もでてきた。

つまり操作性、安全性、効率性、保守性等でなお一層の
改良がＩ！！−請された。

本発明はこれらの問題を解決することを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段）本発明はロボット本体に左右の［％Ｊ輪を備えると共に
、その底部にバキューム吸込口を設け、制御装置からの
信号により駆動輪の回転を制御して自走しつつ床面を吸
引清掃する床面清掃ロボットにおいて、ロボット本体の
電源バッテリとバキュームクリーナとを、開閉扉を介し
て交換自由に配置する一方、ロボット本体の底部に床面
の段差を検出するｊｆｆＭセンサを設けると共に、ロボ
ット本体の上部に非常停止スイッチを取付けた。

（作用）したがって、ロボットの駆ｇｈ源となるバッテリは開閉
扉をＩＪｌｌいて簡単に交換することができ、またバキ
ュームクリーナが集じんしたごみ等も簡単に捨てること
ができ、ロボットの保守性が改善された。

また、底部に設けた段差センサが階段等を検出したとき
に、ロボットに回Ｍ動作をさせることにより、ロボット
が転落するのを確実に防止することができ、さらにロボ
ットの異常動作を含めて非常時には非常停止スイッチを
操作することにより、ロボットの動作を即座に停止して
危険回避ができ、これらにより安全性が向上する。

（実施例）本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、ロボット本体１にはｉｆｆｆｆ穴
中央部ャスタ３と、後方側部に左右の駆動輪２Ａ、２Ｂ
ｔ−備え、これらｍ動輪２人、２Ｂは図示しない減速機
、モータにより制御装置４の指令に基づいて可逆的に回
転制御される。

基本的には左右の駆動輪２Ａ、２Ｂを同一速度で正回転
させれば直進し、同じ（逆回転させれば後退し、左右を
反対に回転させれば旋回する。

ロボット本体１の内部には制御！！ｖ１４の上部にバキ
ュームクリーナ５が取付けられる。また制御装置４の下
部に位置して２４＃Ｑ用のバッテリ６が２台配置される
。バッテリ６はスライド可ｍに載置され、後部扉７を開
けば簡単に交換できる。

なお、バキュームクリーナ５の上方には上ａｍ８があり
、この上部扉８を開けばバキュームクリーナ５の清掃交
換ができる。

ロボット本体１の底部には前記駆動輪２Ａ１２Ｂの近傍
に位置して左右に延びるバキューム吸込口９が設けられ
、ホース１０を介して前記バキュームクリーナ５と接続
する。このバキューム吸込口９は上下に移動可能に構成
され、清掃時に吸込口９を床面近（まで下げ、清掃領域
の学習時あるて引き上げる。バキューム吸込口９の内部
には円筒型の回転ブラン１２が配置され、バキュームク
リーナ５の果しん作用と同時に回転させることによりカ
ーペットフロア等の清掃効率を高める。

なお、この回転ブラシ１２はカーペット７０アとハード
７０アに対応させるため、上下位置調整や交換が可能に
設置される。

ロボット本体１の制御装置４は清掃領域を指定するため
のＰ４Ａ標をもち、座標上で自己の位置を確認しながら
所定の走行パターンに基づいて指定領域をくまなく走行
するようになっている。

ｆｊｔＪ２図にも示すように、清掃領域の指定は壁面に
沿ってロボットが自走しながら学習したり、あるいはリ
モート操作により領域に沿って誘導することにより行う
。このために移動方向を検出するジャイロ（図示せず）
と、走行距離を検出する距離計測輪１３の出力に基づき
、コンピュータが慣性航法による座標演算を行いつつ、
所定の走行パターンにしたがって平行に往復を繰り返し
つつ、指宇領域をくまなく走行するように構成されるが
、これらについては既に多くの出願をしであるので、こ
の点については詳述しない。

ところで指定された走行領域内に障害物等があると、障
害物センサによりこれを検出しながら、障害物を除いた
領域を走行するのであるが、この障害物センサとして、
超音波センサー５とバンバセンサ１６が備えられる。Ｉ
１１音波センサー５はロボット本体１の周囲に所定の間
隔で複数が配置されるが、とくに前方角部には死角の無
いように密らに配置される。また、仮に二ｐ盲音波センサー５が障害
物を発見できない場合でも、下部全周に配ｊｄシた、外
側をソフトラバーで覆われたバンパセンサ１６に接触す
ることで、ロボット本体１の衝突を回避することができ
る。

指定領域の内部に階段口が存在する場合など、段差のあ
るところからのロボットの松落を防ぐために、ロボット
本体１の四隅の角部下面には段差センサー７が設置され
る。

第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、段差センサー７は
揺動自在に支持された平行リンク１８の先端に接触ブラ
シ１９が取付けてあり、常時床面に接触しているブラシ
１９がＦｉ差部で落下すると、平行リンク１８が傾いて
マイクロスイッチ２０が作動してＦｉ差部分を検出する
ようになっている。

なお、段差センサ１７は四隅に配置されるので、制御装
置４により段差を検出したセンサ１７と反対ノｊ向に回
避動作が行なわれる。

ロボット本体１の後部上方にはロボット本体１を手動に
より移動させるための取手２１が対設されると共に、ロ
ボットのスタート、停止等の操作を指示する毘作パネル
２２と、清掃領域の指定を行うためのリモート捏作用の
ジョイスティックコントローラ２３が配置される。

またロボット本体１の上部には帯状に延びる非常停止１
ユスイツチ２４が設けられる。この非常停止スイッチ２
４はテープ状のタッチスイッチで、どの部分に触れても
ロボットの！％ｌＪ　ｌ！ｋが即座に停止する。非常停
止スイッチ２４の近くには、フラッシュライト２５が取
付けてあり、ロボット走行中に、α滅して周囲に知らせ
るようになっている。

以上のように構成されており、したがってロボットは清
掃領域をジョイスティックコントローラ２３によるリモ
ート操作に基づいて指定したり、あるいは周囲を壁に取
り囲まれた領域では、超音波センサ１５で検出しながら
壁沿いに自動走行しながら一周して学習すると、操作パ
ネル２２を操作してスタートさせれば、後は自動的に領
域内を障害物を避けながらくまなく走行しながら、バキ
１−ムクリーナ５と回転ブラシ１２の作動によりバキュ
ーム吸込口から床面のほこりやごみを吸い底る。

バキューム吸込口９と回転ブラシ１２は、左右の駆動輪
２Ａ、２ｉ３の近傍に位置しているため、駆動輪２Ａ、
２Ｂの移動軌跡に近い位置を通過し、とくに旋回時等に
も床面の清掃残し部分を無くすことができる。ロボット
本体１のキャスタ３と駆動輪２Ａ、２Ｂの走行軌跡は、
直線走行中にはほとんど変化することはないが、旋回（
Ｕターン）時にキャスタ３の軌跡と駆動輪２Ａ、２Ｂの
軌跡は相違し、この場合、制御装置４は駆動輪２Ａ１２
Ｂの部分の通過軌跡をもとにして清掃残しがないように
走行パターンを決めているため、このようにバキューム
吸込口９を左右の駆動輪２Ａ、２Ｂの闇でその近傍に配
置することにより、隅々まで清掃むらのない作業が可能
となる。

バキューム吸込口９には高速で回転する回転ブラシ１２
が配置してあり、あらゆる７０ｒＩｆＲ造に対しても高
い集じん効率を上げることができる。

清掃指定領域の内部に柱等の障害物があるときは、超音
波センサ１５が障害物に接近く例えば１０〜５０ｃｍ）
したときにこれを検出するので、制御装置４はロボット
が衝突しないようにＵターンさせ、元の走行路に平行に
戻る。

超音波センサ１５はロボット本体１の前部、前方隅部を
始め、後方隅部や側面等に配置されており、どのような
方向に進んでいても障害物の存在を検出できるが、万一
超音波センサ１５が障害物を検出できなくても、バンパ
センサ１６があるため、障害物と衝突する直直にパンパ
センサ１６と接触し、これにより衝突を回避することが
できる。

なお、バンパセンサ１６はソフトラバーで被覆された加
圧導電ゴム等で構成され、接触相手に損傷を４えること
はない。

なお、障害物の手前を清掃したらその裏側に入り込み、
裏側の清掃が終了したら元の清掃ルートに戻る。

また、障害物ではないが、清ｍｓ域内に階段口等がある
場合、段差部分に近付くとそれまで床面と接触していた
段差センサ１７の接触ブラシ１９が落ドし、ストッパと
当たるまで平行リンク１８が傾いてマイクロスイッチ２
０が作動する。これによりロボットは回避動作に移行し
、逆ノｊ向に戻る。

なお、ロボットの後退により接触ブラシ１９が引き上げ
られるが、ブラシ１９の外力性により柔軟に変形するの
で、引き上げ時に段差部にブラシ１９が引っ掛かること
もなく、また通常の作動時のある部材に置換することも
できる。

ところで手動及び自動走行のいずれの場合にも、ロボッ
ト本体１の上部の非常停止スイッチ２４を押すと、瞬時
にして駆動輪２Ａ、２Ｂとバキュームクリーナ５の作動
が停止にする。この非常停止スイッチ２４はテープ状の
タッチスイッチであるため、ロボ？）に対してどの方向
位置からも容易に操作することができ、危険回避のため
の非常停止機能を高められる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、ロボット本体の電源バッ
テリとバキュームクリーナとを、ＩＩＨ閉邸を介して交
換自由に配置する一方、プボット本体の底部に床面の段
差を検出する段差センサを設けると共に、ロボット本体
の上部に非常停止スイッチを取付けたため、ロボットの
駆動源となるバッテリは開閉扉を開いて簡単に交換する
ことができ、またバキュームクリーナが集じんしたごみ
等も簡単に捨てることができ、ロボットの保守性が肴し
く数台され、また、底部に設けた段差センサが階段等を
検出したときに、ロボットに回避動作をさせることによ
り、ロボットが松落するのを確実に防止することができ
、さらにロボットの異常動作を含めて非常時には非常停
止スイッチを操作することにより、ロボットの動作を即
座に停止して危険回避ができ、これらにより課外の安全
性が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、ｔｊＳ１図は一部
を透視して現す構成図、ＩｊＳ２図はロボットの走行状
態を示す説明図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は段差センサの
構成図である。１・・・ロボット本体、２Ａ、２Ｂ・・・駆動輪、３・
・・キャスタ、４・・・制御装置、５・・・パキ１−ム
クリーナ、６・・・バッテリ、７，８・・・開閉扉、９
・・・パキエーム吸込口、１５・・・超音波センサ、１
６・・・バンパセンサ、１７・・・段差センサ、２４・
・・非常停止スイッチ。特許出願人　”°“ｗ　９　Ｘ＊＊！’ｕ　、γ９第１
図３・・・キャスタ　　　　　　　１５・−・超音３１Ｌ
　ｔン寸４・・・智Ｊｍ桓Ｌ　　　　　　１６−・・バ
ッハ１センサ５・・・バキューム７リーナ　　１７−・
４化表ｔング６・・・バ・Ｖ号り　　　　　　２４・・
・専木停上入イ・１＋１！２図第３図（Ａ）＠３図（８）

Claims

【特許請求の範囲】

ロボット本体に左右の駆動輪を備えると共に、その底部
にバキューム吸込口を設け、制御装置からの信号により
駆動輪の回転を制御して自走しつつ床面を吸引清掃する
床面清掃ロボットにおいて、ロボット本体の電源バッテ
リとバキュームクリーナとを、開閉扉を介して交換自由
に配置する一方、ロボット本体の底部に床面の段差を検
出する段差センサを設けると共に、ロボット本体の上部
に非常停止スイッチを取付けたことを特徴とする床面清
掃ロボット。