JPWO2014103290A1 - 自走式掃除ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、太陽光発電施設には、一般住宅に設けられる3〜4キロワット程度の発電容量の設備から、商業用の1メガワットを超える発電容量を有する大規模な発電施設まであり、火力発電や原子力発電の代替発電施設として期待されている。また、太陽熱発電設備においても、1メガワットを超える発電容量を有する大規模な設備が多く、火力発電や原子力発電の代替発電施設として期待されている。
第2発明の自走式掃除ロボットは、第1発明において、前記ブラシは、前記平面を掃除する際に、その先端部が、前記ロボット本体から離間しつつ前記平面に接近する方向に回転するように制御されていることを特徴とする。
第3発明の自走式掃除ロボットは、第1または第2発明において、前記掃除部が、前記該ブラシに向かって空気を吹き出す空気供給手段を備えており、該空気供給手段の空気吹き出し口が、前記気流形成カバーの内面に設けられていることを特徴とする。
第4発明の自走式掃除ロボットは、屋外に設置された平面を有する構造物上を自走して、該構造物の平面を掃除するロボットであって、自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、該ロボット本体の側面に設けられた掃除部と、を備えており、該掃除部が、軸部と該軸部に設けられた刷毛部とからなる回転可能なブラシと、該ブラシに向かいかつロボット本体から離れる方向に向かって空気を吹き出す空気供給手段と、を備えており、前記ブラシは、前記平面を掃除する際に、その先端部が、前記ロボット本体から離間しつつ前記平面に接近する方向に回転するように制御されていることを特徴とする。
第5発明の自走式掃除ロボットは、第4発明において、前記掃除部が、前記平面を掃除する際に、前記ブラシにおける前記ロボット本体側かつ前記平面と逆側に位置する部分を覆うように設けられた気流形成カバーを備えており、前記気流形成カバーの内面に、前記空気供給手段の空気吹き出し口が設けられていることを特徴とする。
第6発明の自走式掃除ロボットは、第1乃至第5発明のいずれかにおいて、前記ブラシは、前記軸部が中空なパイプによって形成されており、該軸部の側面に空気を吹き出す吹き出し口が設けられており、前記掃除部が、前記ブラシの軸部に空気を供給する空気供給手段が設けられていることを特徴とする。
第2発明によれば、ブラシの刷毛部の回転だけで形成される気流もロボット本体と逆の方向に向かう流れになるので、ブラシによって平面から除去された埃などを吹き飛ばす効果を強くすることができる。
第3発明によれば、空気供給手段の空気吹き出し口から供給される空気の流れをブラシに当てることができるので、この空気の流れによってブラシに付着した埃などを除去することができる。すると、ブラシによる平面を掃除する効果が低下することを防ぐことができる。
第4発明によれば、ブラシを回転させれば、ブラシの刷毛部によって掃除する平面を掃くことができる。また、空気供給手段からの空気の流れをブラシに当てることができるので、この空気の流れによってブラシに付着した埃などを除去することができる。すると、ブラシによる平面の掃除効果の低下を防ぐことができる。しかも、空気供給手段からの空気の流れによって、ブラシによって平面から除去された埃などを吹き飛ばすことができる。このため、平面から掃いて除去された埃を集めることなく、平面を掃除することができる。したがって、集塵する部分をロボット本体に設ける必要がないので、ロボット本体を大型化することない。しかも、埃を吸引する必要がないので、吸引ポンプなどを設ける必要がない。すると、電力消費を少なくできるから、非常に広い場所の掃除を連続して実施することができる
第5発明によれば、気流形成カバーとブラシの刷毛部の回転により発生する空気の流れによって、ロボット本体と逆の方向に向かう流れを形成することができる。すると、空気の流れによって、ブラシによって平面から除去された埃などを吹き飛ばすことができる。また、空気供給手段の空気吹き出し口が気流形成カバーの内面に設けられているので、空気吹き出し口から供給される空気の流れを確実にブラシに当てることができる。
第6発明によれば、吹き出し口から空気を吹き出せば、ブラシの刷毛部に対して、確実に空気を当てることができるので、刷毛部を掃除する効果を高めることができる。
図1に示すように、本実施形態の自走式掃除ロボット1は、構造物SPの対象平面SF上を走行するための移動機構を備えたロボット本体部2と、このロボット本体部2に設けられた一対の掃除部10,10と、を備えている。
図1〜図3に示すように、ロボット本体部2は、掃除する対象である構造物SPの対象平面SFに沿って自走式掃除ロボット1を移動させるための移動機構4を備えている。
このため、自走式掃除ロボット1を対象平面SF上に安定した状態で配置することができる。
このため、制御部によって各駆動モータの回転速度を制御すれば、自走式掃除ロボット1を直線的に移動させたり、旋回移動させたりすることができる。
図1〜図3に示すように、一対の掃除部10,10は、それぞれロボット本体部2の前方および後方に設けられている。なお、一対の掃除部10,10は実質的に同じ構造を有しているので、以下では、ロボット本体部2の前方(図2および図3では右側)に位置する掃除部10について説明する。
このため、ブラシ駆動モータ13aを作動させれば、その駆動力がベルトプーリ機構13bを介してブラシ12の軸部12aに伝達され、ブラシ12を回転させることができる。
したがって、上記のように埃などを吹き飛ばすことによって他の部分が汚れることを防ぐことができる。すると、対象平面SFから掃いて除去された埃を集めることなく、対象平面SFを掃除することができる。そして、集塵する部分をロボット本体2に設ける必要がないので、ロボット本体2を大型化することない。しかも、埃などを吸引する必要がないので、自走式掃除ロボット1を作動させるための電力消費を少なくできるから、非常に広い場所の掃除を連続して実施することができる。
そして、自走式掃除ロボット1が掃除をするための消費電力を少なくできるから長時間連続して作業を実行することができる。したがって、上記のごとき大規模太陽光発電施設の太陽電池アレイの掃除を効率よく実施することができる。
さらに、ブラシ12の軸部12aには、刷毛部12bとは別にブレード12fを設けてもよい(図6参照)。ブレード12fを設ければ、刷毛部12bだけでなくブレード12fによっても気流を形成することができるので、ブラシ12の回転により形成される気流を強くすることができる。なお、ブレード12fはブラシ12の刷毛部12bと干渉しないように設けることが望ましいので、上記例のように、ブラシ12の刷毛部12bが螺旋状に設けられている場合には、ブレード12fも螺旋状に設けることが望ましい。
また、ブレード12fの形状はとくに限定されず、ブラシ12の回転によって気流を形成できる形状であればよい。例えば、板状の部材を軸部12aに立設してブレード12fを形成することができる。この場合、板状の部材の長さ(軸部12aの半径方向の長さ)はとくに限定されないが、刷毛部12bによる掃除の邪魔にならない程度で長いものが望ましい。例えば、刷毛部12bの長さの半分程度とすれば十分な気流形成効果を得ることができる。
さらに、ブレード12fを設ける位置や数はとくに限定されない。例えば、図6に示すように、軸部12aの周方向において、一対の刷毛部12b,12bの中間に一つずつ(つまり2つ)設ければ、ブラシ12の重量の増加を防ぎつつ、気流形成の効果を十分に高めることができる。
また、ブラシ12に向かって空気を吹き出す空気供給手段20を設けてもよい。この場合、空気供給手段20から供給される空気の流れをブラシ12の刷毛部12bに当てることができる。すると、この空気の流れによってブラシ12の刷毛部12bに付着した埃などを除去することができるので、ブラシ12の刷毛部12bをきれいな状態に維持することができる。すると、ブラシ12の刷毛部12bによる対象平面SFを掃除する効果の低下を防止することができる。
刷毛部12bを掃除する方法として、ブラシ12の刷毛部12bをしごくような部材を設けてもよい。例えば、図6に示すように、気流形成カバー15の内側にしごき部材15bを設けておけば、ブラシ12が回転すると、1回転する間に、必ず刷毛部12bはしごき部材15bと接触するので、刷毛部12bに付着した砂などを落とすことができる。なお、しごき部材15bを設ける位置や形状、設置方法はとくに限定されないが、しごき部材15bを設けたことによる気流形成カバー15による気流形成効果が低下することを防ぐ上では、しごき部材15bは、しごき部材15bと気流形成カバー15の内面との間に隙間が形成されるように設置することが望ましい。例えば、棒状のしごき部材15bを設ける場合であれば、ブラケットなどによってしごき部材15bの両端または中間を気流形成カバー15の内面に連結する。すると、ブラケットを設けた位置以外は、しごき部材15bと気流形成カバー15の内面との間に隙間が形成されるので、しごき部材15bを設けたことによる気流形成カバー15による気流形成効果が低下することを防ぐことができる。
なお、一対の刷毛部12b,12bを構成する刷毛の長さはとくに限定されない。自走式掃除ロボット1を対象平面SF上に載せたときに、刷毛の先端部が対象平面SFに接触する程度の長さに形成されていればよい。例えば、自走式掃除ロボット1を対象平面上に載せたときに、対象平面SFから軸部12aの外周面までの距離が37mmであれば、刷毛の長さは45〜47mm程度が好ましい。ただし、これは刷毛の剛性等、ロボットの他のパラメータに応じて決定されるものであり、上述の寸法に限定されるものでないことはいうまでもない。
図7に示すように、上述した自走式掃除ロボット1は、複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池アレイのように、複数の構造体をからなる構造物SPにおいて、各構造体の表面を順次掃除する場合に適している。
なお、以下の自走式掃除ロボット1B〜1Dが掃除する構造物SPの構造はとくに限定されない。しかし、太陽電池モジュール等の構造体を複数格子状に並べて形成された太陽電池アレイ等の構造物SPであって、上下方向よりも横方向に長くなるように形成された構造物SPに適している。以下では、構造物SPの上下方向(つまり長さが短い方向)を、構造物SPの短軸方向という。
また、以下の自走式掃除ロボット1B〜1Dも、基本的な構造は、上述した自走式掃除ロボット1と実質的に同等であるので、以下では、自走式掃除ロボット1と異なる構成を有する部分についてのみ説明する。
図8に示すように、自走式掃除ロボット1Bは、自走式掃除ロボット1に対して、その幅(つまり掃除部10におけるブラシ12の軸方向)を長くしたものである。具体的には、ブラシ12の軸方向の長さが、構造物SPの短軸方向の長さAL(以下単に構造物SPの長さALという)よりも長くなるようにしたものである。つまり、ブラシ12の軸方向の長さを、ブラシ12の刷毛部12bが、構造物SPの複数の構造体全体と接触する程度の長さとしている。
かかる構造の自走式掃除ロボット1Bの場合、自走式掃除ロボット1を対象平面SF上に載せて、ブラシ12の軸方向を構造物SPの短軸方向と一致させる。この状態から移動機構4の駆動輪4aを作動させれば、自走式掃除ロボット1Bを構造物SPの幅方向(図8では左右方向)に移動させることができるので、複数の構造体を同時に掃除することができる。
図9に示す自走式掃除ロボット1Cは、上述した自走式掃除ロボット1Bにエッジローラ4eを設けたものであり、その他の構成は自走式掃除ロボット1Bと実質的に同様の構成を有するものである。
図10に示す自走式掃除ロボット1Dは、上述した自走式掃除ロボット1Bのロボット本体部2に一対の移動脚2cf,2cfを設け、一対の移動脚2cf,2cfの駆動輪4fによって駆動するようにしたものであり、その他の構成は自走式掃除ロボット1Bと実質的に同様の構成を有するものである。
また、一対の移動脚2cf,2cfは、その下端に駆動輪4fを備えている。この駆動輪4fは、ブラシ12の軸方向と直交する方向に転動するように設けられている。
このため、構造物SPを跨ぐように一対の移動脚2cf,2cfを備えた自走式掃除ロボット1Dを配置し、かつ、ブラシ12の軸方向が構造物SPの短軸方向と一致するように配置すれば、構造物SPの対象平面SFに沿って、自走式掃除ロボット1Dを構造物SPの幅方向(図8では左右方向)に移動させることができ、複数の構造体を同時に掃除することができる。
2 ロボット本体部
10 掃除部
12 ブラシ
12a 軸部
12b 刷毛部
15 気流形成カバー
SP 構造物
SF 対象平面
Claims (6)
- 屋外に設置された平面を有する構造物上を自走して、該構造物の平面を掃除するロボットであって、
自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、
該ロボット本体の側面に設けられた掃除部と、を備えており、
該掃除部が、
軸部と該軸部に設けられた刷毛部とからなる回転可能なブラシと、
前記平面を掃除する際に、前記ブラシにおける前記ロボット本体側かつ前記平面と逆側に位置する部分を覆うように設けられた気流形成カバーと、を備えている
ことを特徴とする自走式掃除ロボット。 - 前記ブラシは、
前記平面を掃除する際に、その先端部が、前記ロボット本体から離間しつつ前記平面に接近する方向に回転するように制御されている
ことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除ロボット。 - 前記掃除部が、
前記ブラシに向かって空気を吹き出す空気供給手段を備えており、
該空気供給手段の空気吹き出し口が、
前記気流形成カバーの内面に設けられている
ことを特徴とする請求項1または2記載の自走式掃除ロボット。 - 屋外に設置された平面を有する構造物上を自走して、該構造物の平面を掃除するロボットであって、
自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、
該ロボット本体の側面に設けられた掃除部と、を備えており、
該掃除部が、
軸部と該軸部に設けられた刷毛部とからなる回転可能なブラシと、
該ブラシに向かいかつロボット本体から離れる方向に向かって空気を吹き出す空気供給手段と、を備えており、
前記ブラシは、
前記平面を掃除する際に、その先端部が、前記ロボット本体から離間しつつ前記平面に接近する方向に回転するように制御されている
ことを特徴とする自走式掃除ロボット。 - 前記掃除部が、
前記平面を掃除する際に、前記ブラシにおける前記ロボット本体側かつ前記平面と逆側に位置する部分を覆うように設けられた気流形成カバーを備えており、
前記気流形成カバーの内面に、
前記空気供給手段の空気吹き出し口が設けられている
ことを特徴とする請求項4記載の自走式掃除ロボット。 - 前記ブラシは、
前記軸部が中空なパイプによって形成されており、
該軸部の側面に空気を吹き出す吹き出し口が設けられており、
前記掃除部が、
前記ブラシの軸部に空気を供給する空気供給手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の自走式掃除ロボット。
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