WO2020144999A1 - 負圧吸着自走ロボット装置 - Google Patents

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WO2020144999A1
WO2020144999A1 PCT/JP2019/048169 JP2019048169W WO2020144999A1 WO 2020144999 A1 WO2020144999 A1 WO 2020144999A1 JP 2019048169 W JP2019048169 W JP 2019048169W WO 2020144999 A1 WO2020144999 A1 WO 2020144999A1
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suction cup
axis
negative pressure
suction
object surface
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浦上　不可止
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ウラカミ合同会社
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Definitions

  • the present invention relates to a robot device that attracts negative pressure to an object surface and self-propels along it, or a robot device that attracts negative pressure to an object surface such as a window glass and performs cleaning while self-propelling along the same.
  • the present invention relates to a cleaning method executed by the robot apparatus, a program therefor, and a computer-readable recording medium in which the computer program is stored.
  • each of the suction units being (1) along the surface and A suction movable state that can be moved in close contact with the surface, (2) a suction locked state that is sucked and locked on the surface, and (3) a suction state that can be moved along the surface and away from the surface.
  • a device capable of adsorbing to a surface and moving along the surface has been proposed, which is characterized in that it is selectively set to at least the three states of the adsorbable movable state.
  • each of the suction units has suction unit front-back direction entrance/exit means for moving the suction unit in and out in a direction intersecting the surface.
  • Adjacent suction units are connected to each other by lateral expansion/contraction means via the adsorption unit front/rear direction entry/exit means, and three sets connected by the lateral expansion/contraction means via the adsorption unit front/rear direction entry/exit means.
  • each of the suction units in the horizontal direction is referred to as a horizontal single-row suction unit group, three horizontal single-row suction unit groups are vertically arranged, and the adjacent horizontal single-row suction unit groups are adjacent to each other in the suction unit front-back direction moving means. And each of the suction units is in a suction movable state in which the suction unit is moved along the surface while being sucked onto the surface, and the suction unit is connected to the surface while being sucked onto the surface.
  • each of the suction units includes at least a suction unit frame member, a vacuum seal member attached to the suction unit, a moving unit, and a locking unit, and at least a surface and the suction unit.
  • the unit frame member and the vacuum seal member together define a decompression space,
  • a cleaning device for a window glass or the like characterized in that the reduced pressure space is connected to a vacuum generating means and a vacuum breaking means.
  • the free end portion of the seal member has the same dirt and water scraping function as the free end portion of the rubber blade of the squeegee. ..
  • the suction cup of the device of the present invention has a function of adsorbing negative pressure to the object surface in addition to the function of scraping off dirt and water.
  • the cross-sectional shape obtained by cutting with a flat surface is not linear like a rubber blade of a squeegee, but a cross-sectional shape having a surface surrounded by an annular free end is formed.
  • suction cup group in which two suction cups are arranged side by side on the X axis, and the suction cups in the two suction columns are arranged.
  • the groups are arranged in two rows in the Y-axis direction, and the two suckers in one row are adjacent to each other on the Y-axis.
  • the individual shape of the window glass of a large building is generally a rectangular parallelepiped with four right angles. Therefore, the shape of each suction cup of the device of the present invention is preferably such that the shape of the outer corner of the suction cup corresponding to the cleaning of the right corner of the window glass is right angle so that the right corner can be cleaned. ..
  • a side on the X axis that forms the right angle of the outside corner of one suction cup and a side on the X axis that forms the right angle of the outside corner of the other suction cup And should be on the same X-axis to allow cleaning of the straight corners of the glazing. Dirt and water are not scraped off with respect to the diagonal side that constitutes one suction cup and the diagonal side that constitutes the other suction cup, that is, the angle at which diagonal sides that are adjacent and parallel to each other intersect the X axis. From the viewpoint of preventing the occurrence of the situation that remains in the above, it is desirable that one suction cup has an acute angle and the other suction cup has an obtuse angle. From the above consideration, the planar shape of each suction cup can be derived as a quadrangle with two right angles on the diagonal.
  • a side on the Y axis that forms the right angle of the outer corner of one suction cup and a Y axis that forms the right angle of the outer corner of the other suction cup The top side should be on the same Y-axis to allow cleaning of the straight corners of the glazing.
  • the outer shape of the suction cup group becomes a square, and the acute angle of each suction cup is about It will be 63 degrees.
  • negative pressure suction self-propagation can be performed in any direction of the Y-axis direction and the X-axis direction along the object surface, and dirt or water adhered to the object surface such as window glass is left behind. It is an object of the present invention to provide a negative pressure adsorption self-propelled robot device that can perform cleaning work without any need.
  • the present invention provides a means for forming a set of suction cups by assembling four suction cups of the same plane shape so that the outer shape of the suction cups is square. adopt.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus seeks to improve the function of the apparatus itself, and as a result, contributes to downsizing and weight saving of the apparatus. Manufacturing cost or maintenance cost can be reduced, high quality work can be done without leaving dirt in both X-axis direction and Y-axis direction, so work efficiency is improved, and workability is improved by improving the portability or storability of the device.
  • Various advantageous effects such as improvement of the device, expansion of the applicable range of the device and improvement of versatility, or improvement of aesthetic value in the design of the device.
  • FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams in which four suction cups having the same planar shape are assembled to form two types of suction cups having a square outer shape. As can be seen from the schematic diagram of FIG. 7, there is a gap between adjacent suction cups, but even if the suction cup group moves along the object surface in either the X-axis or Y-axis direction while cleaning. It is possible to carry out the cleaning work without leaving the dirt and water adhering to the surface of the object.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus specifically adopts the following means in order to achieve the above technical problem. That is, A robot device capable of adsorbing a negative pressure to a flat or curved object surface such as a window glass and self-propelled in any direction along the object surface in either the Y-axis direction or the X-axis direction,
  • the robot apparatus includes a total of four suction cup units arranged in two rows on the Y-axis, two on the X-axis, and each Y-axis actuator moves each suction cup unit in the Y-axis direction.
  • At least an X-axis actuator for moving the suction cup unit in the X-axis direction is provided, and the suction cup unit is provided with the suction cup and the suction cup friction force adjustment for adjusting the friction force between the suction cup and the object surface.
  • a negative pressure adsorption self-propelled robot device including a mechanism and a fluid extraction mechanism connected to and connected to the first negative pressure space surrounded by the suction cup and the object surface to extract the fluid. I will provide a.
  • the sucker is composed of a sucker frame member and a sucker seal member mounted on the outer peripheral portion of the sucker frame member.
  • the suction surface and the object surface such as a mechanism for reducing the frictional force between the suction disk and the object surface, or a mechanism for reducing the negative pressure in the negative pressure space surrounded by the suction disk and the object surface. It may be composed of a mechanism that adjusts the frictional force with respect to.
  • Each sucker has a rough plane and is formed by dividing one substantially square into four quadrangles of the same shape except for a small square portion at the center of the square.
  • each of the suction cups has a substantially quadrangular shape with two substantially right-angled portions on the diagonal portion, and one of the two substantially right-angled portions has a right-angled portion that is substantially square.
  • the other two sides forming the right angle of the suction cup may intersect the two sides forming the right angle of the substantially square with one side at an acute angle and the other side at an obtuse angle.
  • the acute angle may also be approximately 63 degrees.
  • each of the Y-axis actuator and the X-axis actuator is configured by a rodless cylinder, and each rodless cylinder has both ends of the cylinder closed by end caps.
  • Two pistons that are reciprocally moved in the cylinder by fluid pressure are disposed inside the cylinder, and a space surrounded by the two pistons and an inner wall of the cylinder and a feed provided in the end cap are provided.
  • the exhaust port further includes a rodless cylinder having two pistons that are connected and connected to each other through a coiling tube arranged in the cylinder .
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus is capable of self-moving while adsorbing negative pressure on the surface of an object such as a window glass in both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • a Z-axis actuator that moves each suction cup unit in the Z-axis direction intersecting the object surface is provided, and the suction cup is moved from the object surface at any time. It may have a function of separating.
  • a second suction cup is disposed on an outer peripheral portion of each suction cup; the second suction cup includes a second suction cup frame member connected to an outer peripheral portion of the suction cup frame member of the suction cup, and the second suction cup frame member.
  • a second suction cup seal member mounted on the outer periphery of the suction cup frame member, the suction cup seal member, the second suction cup frame member, the second suction cup seal member, and a second surface surrounded by the object surface.
  • a second fluid extraction mechanism for extracting a fluid from the second negative pressure space communicates with and is connected to the negative pressure space, and the second negative pressure space is provided with water or washing for the object surface.
  • a fluid ejection nozzle for ejecting a fluid such as an agent may be arranged.
  • a negative pressure suction self-propelled robot apparatus sucks negative pressure onto a flat or curved object surface and is capable of self-propelled in any direction along the object surface in the Y-axis direction or the X-axis direction.
  • An adsorption self-propelled robot apparatus wherein the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus comprises a total of four suction cup units arranged in two rows on the X axis and in two rows on the Y axis.
  • an X-axis actuator for moving along the X-axis and a Y-axis actuator for moving along the Y-axis , each of the Y-axis actuator and the X-axis actuator being a rodless cylinder.
  • Each rodless cylinder is configured such that both ends of the cylinder are closed by end caps, and two pistons that reciprocate in the cylinder due to fluid pressure are arranged inside the cylinder.
  • a space surrounded by the piston and the inner wall of the cylinder, and a supply/exhaust port provided in the end cap are communicated and connected via a coiling tube arranged in the cylinder,
  • the suction cup unit includes a suction cup and a suction cup frictional force adjustment mechanism for adjusting the frictional force between the suction cup and the object surface, and the suction cup is attached to a suction cup frame member and an outer peripheral portion of the suction cup frame member.
  • Each of the suction cups has a substantially flat surface, has two substantially right-angled corners on one diagonal portion, and has an acute angle and an obtuse angle on the other diagonal portion.
  • the four suction cup units may be arranged to form one substantially square shape (FIGS. 1, 2, 7, and 10).
  • Step 2 of bringing the two sucker units into a substantially square state into a locked state, and the outer frame of the negative pressure adsorption self-propelled robot device being in a locked state
  • a cleaning process can be performed that includes a step 3 of moving along the X-axis up to two suction cup units located on one Y-axis.
  • steps 1 and 2 above may move in the forward direction along the X-axis or may move in the opposite direction to the forward direction. Good. Also, the steps 1 to 3 can be repeated as many times as necessary.
  • the two suction cup units arranged on one X axis are released from the locked state of the suction cups and moved along the Y axis. Then, when the predetermined position is reached, the step 4 of bringing the sucking cups into the locked state and the other two X-axis units released from the locked state of the suction cups are followed by the two suction cup units arranged on the one X-axis.
  • the step 5 is set to the locked state, and the outer frame of the negative pressure suction self-propelled robot apparatus is set to the other X axis in the locked state.
  • the method may further include moving 6 along the Y axis to the two suction cup units arranged. Further, the steps 4 and 5 or the steps 4 to 6 can be repeated as many times as necessary.
  • Each of the suction cup units further comprises a Z-axis actuator for moving the suction cup unit in the Z-axis direction intersecting the object surface, and releasing the suction cup unit from the locked state in the Z-axis direction
  • the sucker frictional force adjusting mechanism for setting the locked state is provided.
  • a ball roller is provided as the sucker frictional force adjusting mechanism, and when the ball roller projects, the sucker is released from the locked state, and when the ball roller retracts, the sucker is locked. Good.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus may further include means for collecting dirt and/or water separated from the object surface scraped off by the free end portion of the suction cup sealing member,
  • a second suction cup may be disposed on the outer peripheral portion of each of the suction cups in order to prevent sewage and/or water from splashing around the robot apparatus.
  • a method for cleaning an object surface which is performed by a negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus according to the present invention, wherein the cleaning step includes the above step 1, step 2, step 3, step 4, step 5 and step At least one of the steps consisting of 6 and 6 can be included. ..
  • a computer program executed by a negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus comprising: a memory; and a processor for executing the program, wherein the memory has the steps 1 and 2 described above.
  • a computer program for executing a method for cleaning an object surface which includes at least one or more of steps 3, 3, 4, and 6, is stored, and the program is executed by the processor. Then, the cleaning method is realized.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus realizes downsizing and weight reduction of the apparatus, reduces manufacturing cost or maintenance cost of the apparatus, and removes stains left in both X-axis direction and Y-axis direction. Since high quality work is possible, work efficiency is improved, workability is improved by improving the portability and storability of the device, the applicable range of the device is expanded to improve versatility, or the design of the device is improved. It has various beneficial effects such as improvement of aesthetic value.
  • suction cups having the same plane shape provided in the negative pressure suction self-propelled robot apparatus according to the present invention are assembled to form two types of suction cup groups having a square outer shape.
  • FIG. 7 it is a schematic diagram, as can be understood from the schematic diagram of FIG. 7, in the present invention, although there is a gap between adjacent suction cups, the suction cup group has an X axis and a Y axis along the object surface. There is also an effect that it is possible to carry out the cleaning operation without leaving the dirt and water adhering to the surface of the object regardless of which direction the cleaning operation moves.
  • FIGS. 1 is a front view of a negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus according to the present invention which is negatively pressure-adsorbed on a vertical object surface 1.
  • the vertical direction is the actual vertical direction. It is also referred to as the presence or the Y-axis direction, and the left-right direction is also referred to as the actual horizontal direction or the X-axis direction.
  • the direction orthogonal to the object surface 1 is referred to as the Z-axis direction
  • the direction approaching the object surface 1 is referred to as the front
  • the opposite direction is referred to as the rear.
  • the apparatus shown in the figure is capable of adsorbing a negative pressure on an object surface 1 such as a window glass, and is capable of self-propelled along the object surface 1 in any Y-axis direction or X-axis direction.
  • a negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus capable of self-propelled in an arbitrary direction without requiring a rotationally changing motion of a posture in a plane parallel to the object surface 1 of the apparatus; It comprises at least four sucker units in two rows, a Y-axis actuator for moving each sucker unit in the Y-axis direction, and an X-axis for moving each sucker unit in the X-axis direction.
  • the suction cup unit includes a suction cup 6, a suction cup friction force adjustment mechanism for adjusting the friction force between the suction cup 6 and the object surface 1, and a fluid extraction mechanism.
  • the suction cup frictional force adjusting mechanism is provided on the suction cup 6, and the frictional force between the suction cup 6 and the object surface 1 can be arbitrarily reduced or increased.
  • the first negative pressure space is communicated with and connected to the first negative pressure space.
  • the suction cup 6 includes at least a suction cup frame member 61 and a suction cup seal member 62 mounted on the outer peripheral portion of the suction cup frame member 61.
  • the suction cup frame member 61 has a box shape with an opening in a direction facing the object surface 1, and a flange portion provided in the opening portion is made of a flexible material such as polyurethane and has a rectangular ring shape.
  • the suction cup sealing member 62 is fixed, and a rectangular annular locking member 65 made of a material having a large friction coefficient such as rubber is fixed to the flange portion.
  • a suction cup negative pressure space 63 is defined together with the object surface 1, the suction cup frame member 61, and the suction cup seal member 62.
  • the suction cup negative pressure space 63 is provided with a negative pressure generating means (not shown) via a suction cup suction hose 641. Not).
  • the sucker frictional force adjusting mechanism is a mechanism for reducing the frictional force between the suction cup 6 and the object surface 1 by strongly pressing a sliding member such as a roller against the object surface 1, or a negative pressure surrounded by the suction cup 6 and the object surface 1. It is composed of a mechanism for reducing the frictional force between the suction cup 6 and the object surface 1 by reducing the negative pressure in the space.
  • Each of the suction cup units may include a ball roller Z-axis moving cylinder 67 in which a ball roller 68 is mounted on the tip portion of the piston rod.
  • a ball roller 68 is mounted on the tip portion of the piston rod.
  • the locking member 65 is strongly pressed against the object surface 1, so that the friction between the locking member 65 and the object surface 1 increases, so that the sucker unit moves to the object surface. 1 is locked.
  • the cylinder case of the ball roller Z-axis moving cylinder 67 may be fixed to the suction frame member 61.
  • Each of the suction cup units has a suction movable state in which it is adsorbed on the object surface 1 and moves along the object surface 1, and a suction locked state in which it is adsorbed on the object surface 1 and locked on the object surface 1. It is set so that either of the above two states can be selected. ..
  • Each of the suction cups 6 has a schematic planar shape, and is formed by dividing one substantially square into four quadrangles of the same shape except for a small square portion at the center of the square. And a substantially quadrangular shape having two substantially right-angled portions in a diagonal portion is formed. One right-angled portion of the two substantially right-angled portions is one of the four substantially right-angled portions of the substantially square portion.
  • the two right sides of the suction cup 6 overlap the two sides of the substantially square shape which form the right angle, and the other right side of the suction cup 6
  • the two sides forming the cross section intersect with the two sides forming the right angle of the substantially square shape, with one side intersecting at an acute angle and the other side intersecting at an obtuse angle.
  • the acute angle is approximately 63 degrees.
  • the suction cups adjacent to each other on the X-axis are each moved through two Y-axis dual rodless cylinders 5 so that each suction cup 6 moves in an arbitrary direction on the X-axis.
  • the pistons are respectively connected to the two pistons of the two X-axis dual rodless cylinders 4 so that they can be moved at any time.
  • the two suction cups adjacent to each other on the Y-axis have two sets of Y-axis dual rodless cylinders 5 so that each suction cup 6 can move in any direction on the Y-axis and at any time. It is connected to each of the pistons.
  • the dual rodless cylinder is provided with two pistons in a general slit type rodless cylinder, and each of the two pistons can move in a direction away from each other at any time, or the same. It has a function to move in the direction.
  • both ends of the cylinder 100 having the slit 101 are closed by end caps 400, and the inside of the cylinder 100 reciprocates in the cylinder by a fluid pressure such as compressed air.
  • Two moving pistons 300 are arranged, and a part of the pistons 300 penetrates the slit 101 and is connected to a slider 302 on the outside of the cylinder 100 so as to be integrated with the two pistons 300 and the cylinder 100.
  • the space surrounded by the inner wall of the cylinder and the intermediate air supply/exhaust port 403 for air supply/exhaust provided in the end cap 400 are connected and connected to each other through the piston through hole 303 and the coiling tube 500 arranged inside the cylinder 100. ing.
  • the slit type rodless cylinder is illustrated as the rodless cylinder, but the piston operates the slider by utilizing the action of magnetic force.
  • the present invention can be applied to a magnet type rodless cylinder.
  • FIG. 13 As will be understood by reference, a suction cup Z-axis moving cylinder 66 is provided.
  • a method of connecting the sucker Z-axis moving cylinder 66 to each of the two pistons of the X-axis dual rodless cylinder 4 will be described.
  • the side surface of the cylinder case of the sucker Z-axis moving cylinder 66 is connected via the suction cup connecting fitting 52. , Fixed to the piston.
  • each suction cup adjacent to each other on the X-axis are connected to each suction cup Z-axis loading/unloading cylinder 66 and the two Y-axis dual rodless cylinders 5, respectively.
  • Each suction cup 6 is connected to each of the two pistons of the two X-axis dual rodless cylinders 4 so that each suction cup 6 can move in any direction on the X-axis and at any time.
  • suction cup each other adjacent on the Y-axis via a respective suction cup Z-axis and out the cylinder 66, so that each suction cup 6 can be moved when and any arbitrary direction on the Y axis, each two equations
  • the Y-axis dual rodless cylinder 5 is connected to each of two pistons.
  • the negative pressure suction self-propelled robot apparatus sucks negative pressure on the object surface 1 such as a window glass in both the X axis direction and the Y axis direction. While being able to move by itself, it is also possible to move across the window glass frame.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus employs a dual rodless cylinder, and thus the number of cylinders is half that of a conventional slit type rodless cylinder, a single rodless cylinder.
  • each sucker unit since each sucker unit is equipped with a Z-axis actuator that moves in the Z-axis direction intersecting with the object surface 1, it has a function of separating the sucker 6 from the object surface 1 at any time.
  • the apparatus shown in FIG. 13 includes a Z-axis actuator that moves each suction cup unit in a direction substantially orthogonal to the object surface 1, and thus has a function of separating the suction cup 6 from the object surface 1 at any time. ing.
  • each of the suction cup units is in a suction movable state in which the suction cup unit is attracted to the object surface 1 and is moved along the object surface 1, and a suction locking state in which the suction cup unit is attracted to the object surface 1 and locked to the object surface 1. It is set so that any one of the above three states, that is, the state and the non-suction movable state in which the object surface 1 can be moved along the object surface 1 while being separated from the object surface 1, can be selected.
  • a second suction cup is arranged on the outer peripheral portion of each suction cup 6; the second suction cup is connected to the outer peripheral portion of the suction cup frame member 61 of the suction cup 6.
  • a second suction cup frame member 61 and a second suction cup seal member 62 mounted on the outer peripheral portion of the second suction cup frame member 61; the suction cup frame member 61, the suction cup seal member 62, and the second suction cup seal member 62.
  • a second fluid extraction mechanism for extracting a fluid from the second negative pressure space communicates with the second negative pressure space surrounded by the second suction frame member 61, the second suction seal member 62, and the object surface 1.
  • a fluid ejection nozzle for ejecting a fluid such as water or a cleaning agent toward the object surface 1 is arranged in the second negative pressure space which is connected.
  • the object surface 1, the suction cup frame member 61, the suction cup seal member 62, the second suction cup frame member 61, and the second suction cup seal member 62 are used together with the second suction cup negative member.
  • the pressure space 73 is defined, and the second suction cup negative pressure space 73 is connected to the second suction cup negative pressure generating means.
  • an injection port of a cleaning water spray nozzle 75 for injecting cleaning water toward the object surface 1 is opened.
  • the cleaning water is sprayed toward the object surface 1 located immediately before the moving direction of the suction cup sealing member 62 moving along.
  • the cleaning water spray nozzle 75 communicates with and is connected to a cleaning water pressure supply pump (not shown) via a cleaning water pressure supply hose 751.
  • a cleaning water pressure supply pump not shown
  • the dirt and water separated from the object surface 1 due to the scraping action of the free end portion of the suction cup seal member 62 is operated by a vacuum pump (not shown) connected to and connected to the second suction cup suction hose 741. Are sucked and transferred in the direction of the arrow to be collected. With such a configuration, the object surface 1 can be cleaned without polluting the environment.
  • the suction cup 6 included in the negative pressure suction self-propelled robot apparatus 2 is communicated with a negative pressure generation means (not shown), and the suction cup 6 is moved.
  • the negative pressure is applied to the surface 1 of the object.
  • 1 and 3 to 5 show a state in which the apparatus according to the embodiment of the present invention is adsorbed to the surface 1 of the object under negative pressure.
  • the upper and lower ball rollers 68 are retracted in FIG. 4, and the lower ball roller 68 is projected in FIG.
  • FIG. 8 shows that the negative pressure suction self-propelled robot apparatus according to the present invention sucks negative pressure on an object surface and moves along the object surface from left to right and then from top to bottom. , Then, while moving from right to left, then from top to bottom, then from left to right, for cleaning the object surface, This is explained by showing a mode in chronological order with a schematic diagram.
  • the time-series procedure of negative pressure adsorption self-propelling or the time-sequential order of four suction cups is indicated by (0) to (19).
  • the white arrow indicates the direction in which the suction cup (indicated by the white square) that has been unlocked due to the ball roller projecting is about to move.
  • the black arrow indicates the direction in which the outer frame of the negative pressure adsorption self-propelled robot device moves from now on.
  • the sucker with the ball roller retracted and in the locked state is shown by a black square.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus 2 repeats steps (1) to (14) in FIG.
  • the object surface 1 is cleaned while moving.
  • the operation of the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus 2 according to the present invention for cleaning the object surface 1 while moving along the object surface 1 will be described in more detail with reference to FIG. 8.
  • the two sucker units arranged on one Y-axis which are the two outlined white squares shown in (1) of FIG. 8, are released from the locked state, for example, by the ball roller protruding.
  • the ball roller When moving to the direction indicated by the arrow (to the right) and reaching a predetermined position ((2) in FIG. 8), the ball roller is retracted to the locked state (see the right side of (2) in FIG. 8).
  • the two squares turn black).
  • the two sucker units arranged on the other Y-axis which is the two outlined white squares shown in (2) of FIG. 8, are released (released) from the locked state, and the one Y-axis is released. Following the two sucker units placed on the Y axis, move in the direction indicated by the white arrow (to the right), the two sucker units placed on the Y axis, and the other Y axis.
  • the two suction cup units arranged on the shaft form one substantially square state, the state is locked (four black squares shown in (3) of FIG. 8).
  • the outer frame of the negative pressure suction self-propelled robot device is arranged on the other Y-axis in the locked state in the direction (rightward) indicated by the black arrow shown in (3) of FIG. Move the two sucker units along the X axis up to that point, and move the outer frame to one side of the square of the two sucker units arranged on the other Y axis (Fig. 8 (4)).
  • the two sucker units arranged on the other Y-axis which are two white squares, are connected to each other. After releasing from the stopped state, following the two suction cup units arranged on the above-mentioned one Y-axis, they are moved in the direction indicated by the white arrow (to the right), and two units are arranged on the above-mentioned one Y-axis. When it is in a state of forming a substantially square shape with the suction cup unit of No. 3, it is locked.
  • the two sucker units (two white squares in (6) of FIG. 8) arranged on one X axis are released from the locked state of the suckers, It is moved along the Y-axis in the direction indicated by the outlined arrow (downward), and when it reaches a predetermined position, it is brought into the locked state ((7) in FIG. 8).
  • two sucker units arranged on the other X-axis which are two outlined white squares, are released from the locked state and are indicated by outlined arrows.
  • the two suction cup units arranged on the one X-axis are moved along the Y-axis so as to follow the two suction cup units arranged on the one X-axis.
  • it becomes a state of forming one substantially square shape it is brought into a locked state (not shown).
  • two sucker units arranged on one Y-axis which are two outlined white squares, are released from the locked state and are indicated by outlined arrows.
  • the two suction cup units arranged on the one Y-axis are moved in the direction opposite to (2) of FIG.
  • the two sucker units arranged on the Y axis form a substantially square shape, they are locked (four quadrangles become black as shown in (10) of FIG. 8).
  • the movement (rightward) of (3) in FIG. 8 is reversed, and the outer frame of the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus is indicated by a black arrow shown in (10) of FIG.
  • the negative suction suction self-propelled robot device is moved along the X axis to the two suction cup units arranged on the Y axis in the locked state.
  • the outer frame of (1) is brought closer to the four suction cup units each having a substantially square shape, and the relative relationship between the outer frame and the four suction cup units having one substantially square shape is shown in FIG. It changes to the state of 11).
  • the two sucker units arranged on the other Y-axis which are two white squares, are released to the locked state, and the (4) of FIG. Move in the direction (leftward) indicated by the white arrow opposite to the movement of, and enter the locked state when reaching a predetermined position ((12) in Fig. 8 (left side of (12) in Fig. 8).
  • the two squares are black).
  • the two sucker units arranged on one Y axis which are two white squares, are released to the locked state, and the movement of (5) of FIG. 8 is performed. Move in the direction (leftward) indicated by the white arrow opposite to, and when the above four suction cup units form one substantially square shape, they are locked (4 in (13) in FIG. 8). One square turns black).
  • the outer frame of the negative pressure suction self-propelled robot apparatus is formed into four substantially sucker units in a substantially square shape.
  • the relative positions of the outer frame and the four suction cup units are changed to (14) in FIG.
  • the procedure of (1) in FIG. 8 is repeated again to clean the surface of the object.
  • embodiments of the present invention may be implemented by a computer program.
  • embodiments of the present invention comprise a computer program product that includes a computer program loaded onto a computer-readable recording medium.
  • a computer system is capable of performing various suitable operations and processes based on a program stored in a read only memory (ROM) or a program loaded from a storage unit into a random access memory (RAM). (CPU) may be provided.
  • the RAM further stores various programs and data necessary for operating the computer system.
  • the negative pressure adsorption self-propelled robot apparatus is advantageous in that the four suction cup units are arranged so as to form one substantially square shape, and can be scraped off cleanly without leaving dirt and water. To realize.
  • the present invention can be applied to various structures as a device that performs various operations such as cleaning work and inspection work safely and efficiently by remote control on the object surface of the structure. .. In particular, it can be effectively applied to a cleaning operation of a building having glass windows on all outer wall surfaces or a building having a huge glass inner wall surface.
  • FIG. 1 is a front view of a first preferred embodiment of a device constructed in accordance with the present invention.
  • the rear view which looked at the apparatus shown in FIG. 1 from the direction of the object surface.
  • the right view of the apparatus shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the device shown in FIG. 1, showing a state in which a ball roller 68 is retracted.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which a ball roller 68 is protruding.
  • the 1st schematic diagram of the suction cup group with which the apparatus shown in FIG. 1 is equipped.
  • FIG. 5 is a front view of a second preferred embodiment of a device constructed in accordance with the present invention.
  • the rear view which looked at the apparatus shown in FIG. 9 from the direction of the object surface.
  • the right view of the apparatus shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the device shown in FIG. 9 taken along the line BB, showing the ball roller 68 retracted.
  • FIG. 13 is an enlarged sectional view showing a state in which the suction cup Z-axis moving cylinder 8 is provided in the apparatus shown in FIGS. 9 to 12.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the line BB of the apparatus shown in FIG. 15, showing the apparatus configuration of a preferred embodiment of the apparatus constructed according to the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA of the device shown in FIG. The figure which shows three modes which supply compressed air to the apparatus shown in FIG. 14 and FIG.

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Abstract

【課題】物体表面に負圧吸着しＹ軸方向とＸ軸方向のどちらへも自走することが可能なロボット装置を提供する。 【解決手段】ロボット装置は４個の吸盤ユニットとＹ軸アクチュエータとＸ軸アクチュエータを具備しており、吸盤の平面形状は１個の正方形を同一形状の４個の四角形に４分割した形状を成し、又対角部分に２個の直角部分を備えた四角形を成し、又２個の直角部分のうちの１個の直角は正方形の４個の直角のうちの１個の直角を構成し、又吸盤の直角を構成する２つの辺は正方形の直角を構成する２つの辺と重なり、又吸盤のもう１つの直角を構成する２つの辺は、正方形の直角を構成する２つの辺と、一方の辺どうしは鋭角に他方の辺どうしは鈍角に交差している。

Description

負圧吸着自走ロボット装置
　本発明は、物体表面に負圧吸着し且つこれに沿って自走するロボット装置、あるいは窓ガラスなどの物体表面に負圧吸着し且つこれに沿って自走しながら清掃作業を施すロボット装置、前記ロボット装置によって実行される清掃方法及びそのプログラム、そのコンピュータプログラムが格納されているコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
　特開平５－４２０６３号公報においては、四個の上下方向伸縮手段と、該四個の上下方向伸縮手段の各々に各一個配置された幅方向伸縮手段と、該幅方向伸縮手段の各々に各一個配置された吸着ユニットと、該吸着ユニットと該幅方向伸縮手段との間に介在せしめられた第一前後方向出入手段とを具備し、該吸着ユニットの各々は（１）表面に沿ってかつ該表面に密着して移動せしめられ得る吸着可動状態と、（２）表面に吸着係止せしめられる吸着係止状態と、（３）表面に沿ってかつ該表面から離反して移動せしめられ得る非吸着可動状態、の少なくとも上記三状態に選択的に設定される、ことを特徴とする表面に吸着し且つそれに沿って移動可能な装置が提案されている。
　上記の装置においては、物体表面に窓ガラス枠等の突条が存在している場合に、水平方向と垂直方向の両方向に延びて多数の交差する部分を有するかかる突条において、水平方向にもあるいは垂直方向にも跨いで移動することができる。
　また、特開２０１２－６１１１６号公報においては、横並びで配置された３式の吸着ユニットにおいて、該吸着ユニットの各々は、該吸着ユニットを表面と交差する方向に出入りさせる吸着ユニット前後方向出入手段を具備し、隣り合った吸着ユニット同士は、吸着ユニット前後方向出入手段を介して横方向伸縮手段により連結されており、該吸着ユニット前後方向出入手段を介して横方向伸縮手段により連結された３式の吸着ユニットを横一列吸着ユニット群と呼称すると、３式の該横一列吸着ユニット群が縦並びで配置されており、隣り合った該横一列吸着ユニット群同士は、該吸着ユニット前後方向出入手段を介して縦方向伸縮手段により連結されており、且つ、該吸着ユニットの各々は、表面に吸着しながら且つ該表面に沿って移動される吸着可動状態と、表面に吸着しながら且つ該表面に係止される吸着係止状態と、表面から隔離しながら且つ該表面に沿って移動できる非吸着可動状態、の以上３つの状態のいずれかを選択できるように設定されており、
　且つ、該吸着ユニットの各々は、少なくとも、吸着ユニットフレーム部材と、該吸着ユニットに装着された真空シール部材と、移動手段と、係止手段、により構成され、且つ、少なくとも、表面と、該吸着ユニットフレーム部材と、該真空シール部材とともに減圧空間を規定しており、
　且つ、該減圧空間は、真空生成手段と、真空破壊手段、に連結されている、ことを特徴とする、窓ガラスなどの清掃装置、が提案されている。
　上記の装置においては、物体表面に沿って水平方向にもあるいは垂直方向にも負圧吸着移動することが可能で、また、物体表面に窓ガラス枠等の突条が存在している場合に、水平方向にもあるいは垂直方向にも該突条を跨いで移動することができる。
特開平５－４２０６３号公報 特開２０１２－６１１１６号公報
　従来、窓ガラスなどの平滑な物体表面に付着した汚れを清掃する場合においては、先ず、洗浄水を物体表面へスプレー散布するか、または洗浄水を含んだスポンジにて物体表面を洗浄水で濡らし、次に、ゴム製のブレードを備えたスクイジーという名前のハンドヘルドツールにより汚れと水を掻き落とす、という手法が一般的に用いられている。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置の吸盤シール部材においては、該シール部材の自由端部は、該スクイジーのゴムブレードの自由端部と同様の汚れと水の掻き落とし機能を備えている。
　さらに、本発明の装置の吸盤は、汚れと水の掻き落とし機能に追加して、物体表面へ負圧吸着する機能も備えており、よって本発明の装置の吸盤シール部材を物体表面近傍の平行な面で切断した断面形状は、スクイジーのゴムブレードのように線状では無く、環状の自由端部に囲まれた面を備えた断面形状が形成されている。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置における４個の吸盤の配置について述べると、Ｘ軸上に隣り合わせで２個１列に配置された吸盤群があり、且つ、該２個１列の吸盤群はＹ軸方向に２列配置されており、該２個１列の吸盤群どうしはＹ軸上で隣り合わせとなっている。
　該４個の吸盤群を物体表面に沿って移動させて物体表面の汚れと水を掻き落とす場合において、隣合わせの吸盤どうしの間にある種の隙間があれば、その隙間の部分において汚れと水が掻き落とされずに残ってしまう事態の発生が予想される。
　本発明が解決しようとする主要な課題について、各々の吸盤の形状や各々の吸盤の集合体としての吸盤群の形状について、どのような形状にすれば汚れと水が掻き落とされずに残ってしまう事態の発生を防止できるか？が主要な課題である。
　本発明においては上記の技術的解決課題を達成するために下記の考察を行い、解決策を導いた。
　大型建築物の窓ガラスの個々の形状は４隅に直角を備えた直方形が一般的である。よって、本発明の装置の個々の吸盤の形状は、窓ガラスの直角の隅部が清掃できるように、該隅部の清掃に対応する吸盤の外側の隅部の形状は直角であることが望ましい。
　Ｘ軸上で隣り合わせの吸盤どうしにおいて、一方の吸盤の外側にある隅部の直角を構成するＸ軸上の辺と、他方の吸盤の外側にある隅部の直角を構成するＸ軸上の辺とは、窓ガラスの直線隅部の清掃ができるように同一のＸ軸上に在るべきである。
　一方の吸盤を構成する斜めの辺と、他方の吸盤を構成する斜めの辺、すなわち隣り合っており互いに平行な斜めの辺どうしが該Ｘ軸と交差する角度について、汚れと水が掻き落とされずに残ってしまう事態の発生を防止する見地から、一方の吸盤においては鋭角であり、他方の吸盤においては鈍角であることが望ましい。
　以上の考察により、各々の吸盤の平面形状は、対角に２個の直角を備えた四角形を導き出すことができる。
　次に、Ｙ軸上で隣り合わせの吸盤どうしにおいて、一方の吸盤の外側にある隅部の直角を構成するＹ軸上の辺と、他方の吸盤の外側にある隅部の直角を構成するＹ軸上の辺とは、窓ガラスの直線隅部の清掃ができるように同一のＹ軸上に在るべきである。
　一方の吸盤を構成する斜めの辺と、他方の吸盤を構成する斜めの辺、すなわち隣り合っており互いに平行な斜めの辺どうしが該Ｙ軸と交差する角度について、汚れと水が掻き落とされずに残ってしまう事態の発生を防止する見地から、一方の吸盤においては鋭角であり、他方の吸盤においては鈍角であることが望ましい。
　以上の考察により、各々の吸盤の平面形状は、対角に２個の直角を備えた四角形となることが導き出される。
　そして、上記の条件を具備した同一の平面形状の４個の吸盤を集合して１個の吸盤群を形成すると、該吸盤群の外側の形状は正方形となり、各々の吸盤の鋭角の角度は約６３度となる。
　本発明は、物体表面に沿ってＹ軸方向とＸ軸方向のいずれの任意の方向へ負圧吸着自走させることが可能で、しかも窓ガラスなどの物体表面に付着した汚れ、または水を取り残すことなく清掃作業ができる負圧吸着自走ロボット装置を提供することを目的とする。
　かかる目的を達成するために、本発明は、同一の平面形状の４個の吸盤を集合して１式の吸盤群を形成すると、該吸盤群の外側の形状が正方形になるようにする手段を採用する。
　上記の手段を採用することにより、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、装置自身の機能向上を追及することで、結果的に装置のコンパクト化と軽量化に寄与することとなり、装置の製作コストまたはメンテナンスコストの低減、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向に汚れの取り残しのない高品質の作業が可能となるので作業能率の向上、装置の可搬性または保管性の向上による作業性の向上、装置を適用可能な範囲が拡大されて汎用性の向上、あるいは装置のデザイン面での美的価値の向上、などの種々の有利な効果を奏する。
　なお、図６及び図７は、同一の平面形状の４個の吸盤を集合して外形が正方形である２種類の吸盤群が形成された模式図である。
　図７の模式図により理解されるように、隣り合った吸盤どうしの間に隙間が存在するが、吸盤群が物体表面に沿ってＸ軸とＹ軸いずれの方向へ清掃しながら移動しても、物体表面に付着した汚れや水を取り残すことなく清掃作業を実施することが可能である。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、上記の技術的解決課題を達成するために、具体的に次の手段を採用する。すなわち、
　窓ガラスなどの平面または曲面の物体表面に負圧吸着し、且つ、物体表面に沿ってＹ軸方向またはＸ軸方向のいずれの任意の方向へ自走することが可能なロボット装置であって、該ロボット装置は、X軸上に２個ずつY軸上に２列に配置された計４個の吸盤ユニットを具備し、各々の吸盤ユニットをＹ軸方向へ移動させるＹ軸アクチュエータと、各々の吸盤ユニットをＸ軸方向へ移動させるＸ軸アクチュエータとを少なくとも具備し、該吸盤ユニットは、吸盤と、前記吸盤に設けられ該吸盤と物体表面との摩擦力を調整するための該吸盤摩擦力調整機構と、該吸盤と該物体表面とにより包囲された第１負圧空間から流体を抽出するために該第１空間に連通、連結された流体抽出機構から構成される負圧吸着自走ロボット装置を提供する。
　該吸盤は、吸盤フレーム部材と吸盤フレーム部材の外周部分に装着された吸盤シール部材から構成され、該吸盤摩擦力調整機構は、ローラなどの滑る部材を物体表面へ強く押し付けることにより吸盤と物体表面との摩擦力を減少させる機構、あるいは吸盤と物体表面により包囲された負圧空間の負圧力を減少させることにより吸盤と物体表面との摩擦力を減少させる機構のような前記吸盤と前記物体表面との摩擦力を調整する機構から構成されてもよい。
　各々の吸盤は、概略の平面を有し、１個の略正方形を、該正方形の中心部の小さい正方形の部分を除いて、同一形状の４個の四角形に概ね４分割した形状を成しており、且つ、各々の吸盤の対角部分に２個の略直角部分を備えた略四角形を成しており、且つ、該２個の略直角部分のうちの１個の直角は、該略正方形の４個の直角のうちの１個の直角を構成しており、且つ、該吸盤の該直角を構成する２つの辺は、該略正方形の該直角を構成する２つの辺と重なっており、該吸盤のもう１つの直角を構成する２つの辺は、該略正方形の該直角を構成する２つの辺と、一方の辺どうしは鋭角に、他方の辺どうしは鈍角に交差してもよい。
　また、該鋭角の角度は概ね約６３度であってもよい。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、Ｙ軸アクチュエータとＸ軸アクチュエータの各々はロッドレスシリンダにより構成され、各々のロッドレスシリンダは、シリンダの両端がエンドキャップで塞がれており、該シリンダの内部には流体圧によって該シリンダ内を往復移動する２個のピストンが配置されており、該２個のピストンと該シリンダの内壁により包囲された空間と該エンドキャップに具備された給排気用のポートとは該シリンダ内に配置されたコイリングチューブを介して連通、連結されている２個のピストンを具備したロッドレスシリンダをさらに備える。
　更に本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、窓ガラスなどの物体表面において、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれの方向にも負圧吸着しながら自走移動することが可能であると共に、且つ、窓ガラス枠を跨いで移動することも可能にするために、各々の吸盤ユニットを物体表面と交差するＺ軸方向へ移動させるＺ軸アクチュエータを具備し、任意の時に吸盤を物体表面から離反させる機能を備えてもよい。
　更に本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、窓ガラスなどの物体表面に付着した汚れと水が掻き落とされた後の該汚水がロボット装置の周囲に飛散するのを防止するために、各々の吸盤の外周部分に、第２の吸盤が配置されており；該第２吸盤は、該吸盤の吸盤フレーム部材の外周部に接続された第２吸盤フレーム部材と、該第２吸盤フレーム部材の外周部に装着された第２吸盤シール部材から構成されており；該吸盤フレーム部材と該吸盤シール部材と該第２吸盤フレーム部材と該第２吸盤シール部材と物体表面により包囲された第２負圧空間には、該第２負圧空間から流体を抽出するための第２流体抽出機構が連通、連結されており、且つ、該第２負圧空間には、物体表面に向け水や洗浄剤などの流体を射出するための流体噴射ノズルが配置されてもよい。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、平面または曲面の物体表面に負圧吸着し、物体表面に沿ってＹ軸方向またはＸ軸方向のいずれの任意の方向へ自走可能な負圧吸着自走ロボット装置であって、前記負圧吸着自走ロボット装置は、Ｘ軸上に２個ずつ、Ｙ軸上に２列に配置された計４個の吸盤ユニットを具備し、前記吸盤は、それぞれ、X軸に沿って移動させるためのＸ軸アクチュエータと、Y軸に沿って移動させるためのY軸アクチュエータとを具備し、前記Ｙ軸アクチュエータと前記Ｘ軸アクチュエータの各々はロッドレスシリンダにより構成され、各々のロッドレスシリンダは、シリンダの両端がエンドキャップで塞がれ、前記シリンダの内部には、流体圧によって前記シリンダ内を往復移動する２個のピストンが配置され、前記２個のピストンと前記シリンダの内壁により包囲された空間と前記エンドキャップに具備された給排気用のポートとは前記シリンダ内に配置されたコイリングチューブを介して連通、連結され、
　前記吸盤ユニットは、吸盤と、前記吸盤と前記物体表面との摩擦力を調整するための吸盤摩擦力調整機構とから構成され、前記吸盤は、吸盤フレーム部材と吸盤フレーム部材の外周部分に装着された吸盤シール部材から構成され、前記吸盤の各々は、略平面を有し、一方の対角部分に２個の略直角をなす角を備え、他方の対角部分に鋭角と鈍角をなす角を備えた略四角形をなし、前記４個の吸盤ユニットが１個の略正方形をなすように配列することができる（図１、図２、図７、図１０）。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置が行う物体表面の清掃工程は、一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、吸盤の係止状態から開放すると、X軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にするステップ１と、X軸に沿って移動する前記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、吸盤の係止状態から開放された他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットをX軸に沿って移動させ、前記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと、前記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にするステップ２と、　前記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、係止状態になっている前記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットまでX軸に沿って移動させるステップ３を含む清掃工程を実行することができる。
　　上記ステップ１と、ステップ２における「X軸に沿って移動させ」ることは、X軸に沿って前進方向に向かって移動してもよく、前進方向と逆の方向に向かって移動してもよい。
　また、ステップ１からステップ３の工程は必要に応じて、何回でも繰り返して実行することができる。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置が行う物体表面の清掃工程は、一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを、吸盤の係止状態から開放し、Y軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にするステップ４と、前記一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、吸盤の係止状態から開放された他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを、Y軸に沿って移動させ、前記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと、前記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にするステップ５と、前記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、係止状態になっている前記他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットまでY軸に沿って移動させるステップ６とをさらに含むことができる。
　また、ステップ４とステップ５の工程、またはステップ４からステップ６の工程は必要に応じて、何回でも繰り返して実行することができる。
　前記吸盤ユニットの各々は、前記吸盤ユニットを前記物体表面と交差するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸アクチュエータをさらに具備し、前記Ｚ軸方向に、前記吸盤ユニットを係止状態から開放し、または係止状態にするための前記吸盤摩擦力調整機構が設けられる。例えば、前記吸盤摩擦力調整機構としてのボールローラが設けられ、前記ボールローラが突き出すと、前記吸盤は係止状態から開放され、前記ボールローラが引っ込むと前記吸盤は係止状態になるようにしてもよい。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、吸盤シール部材の自由端部によって掻き落された物体表面より剥離された汚れ及び/または水を回収するための手段をさらに備えてもよく、前記汚水及び/または水がロボット装置の周囲への飛散の防止のために、前記吸盤のおのおのの外周部分に、第２の吸盤が配置されてもよい。
本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置によって実行する物体表面の清掃方法であって、前記清掃工程は、上記ステップ１と、ステップ２と、ステップ３と、ステップ４と、ステップ５と、ステップ６とからなる工程のうちの少なくとも一つ以上含むことができる。　
　メモリと、プログラムを実行するためのプロセッサとを備える本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置で実行されるコンピュータプログラムであって、前記メモリには、上記のステップ１と、ステップ２と、ステップ３と、ステップ４と、ステップ５と、ステップ６とからなる工程のうちの少なくとも一つ以上含む物体表面の清掃方法を実行するためのコンピュータプログラムが格納され、前記プログラムが前記プロセッサによって実行されると、前記清掃方法が実現される。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置により、装置のコンパクト化と軽量化が実現され、そして、装置の製作コストまたはメンテナンスコストの低減、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向に汚れの取り残しのない高品質の作業が可能となるので作業能率の向上、装置の可搬性や保管性の向上による作業性の向上、装置を適用可能な範囲が拡大されて汎用性の向上、あるいは装置のデザイン面での美的価値の向上、などの種々の有利な効果を奏する。
　なお図６及び図７は、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置が具備している同一の平面形状の４個の吸盤を集合して外形が正方形である２種類の吸盤群を形成した模式図であるが、図７の模式図により理解されるように、本発明は、隣り合った吸盤どうしの間に隙間が存在するが、吸盤群が物体表面に沿ってＸ軸とＹ軸とどちらの方向へ清掃しながら移動しても、物体表面に付着した汚れや水を取り残すことなく清掃作業を実施することが可能であるという効果も有する。
　以下、本発明に従って構成された負圧吸着自走ロボット装置の好適な実施例について、添付図を参照して更に詳細に例示的に説明する。
実施の形態
　次に、図１乃至図８を参照して本発明に係る第１の実施形態の装置について説明する。
　図１は垂直な物体表面１に負圧吸着している本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置を正面から見た態様を図示するものであり、図１において上下方向が実際の上下方向でありまたはＹ軸方向とも呼称し、同じく左右方向が実際における水平方向でありまたはＸ軸方向とも呼称する。
　また本明細書においては物体表面１と直交する方向をＺ軸方向と呼称し、物体表面１へ近づく方向を前方と呼称し、反対に離れる方向を後方と呼称するものである。
　図示の装置は、窓ガラスなどの物体表面１に負圧吸着し、且つ、物体表面１に沿ってＹ軸方向またはＸ軸方向のいずれの任意の方向へ自走することが可能で、該ロボット装置の物体表面１に平行な面における姿勢の回転変化する動作を必要とせず任意の方向へ自走可能な負圧吸着自走ロボット装置であって；該負圧吸着自走ロボット装置は、２個ずつ２列の計４個の吸盤ユニットと、各々の吸盤ユニットをＹ軸方向へ移動させるＹ軸アクチュエータと、各々の吸盤ユニットをＸ軸方向へ移動させるＸ軸を少なくとも具備している。
　吸盤ユニットは、吸盤６と、該吸盤６と物体表面１との摩擦力を調整するための吸盤摩擦力調整機構と、流体抽出機構とを具備する。該吸盤摩擦力調整機構は、該吸盤６に設けられ、該吸盤６と物体表面１との摩擦力が任意に減少させるかまたは任意に増大させることができ、該流体抽出機構は、吸盤６と物体表面１により包囲された第１負圧空間から流体を抽出するために該第１負圧空間に連通、連結されている。
　吸盤６は、吸盤フレーム部材６１と、吸盤フレーム部材６１の外周部分に装着された吸盤シール部材６２から少なくとも構成されている。
　吸盤フレーム部材６１は、物体表面１と対面する方向が開口した箱形状になっており、その開口した部分に設けられたフランジ部には、ポリウレタンのような柔軟な材料から形成され、四角形で環状の吸盤シール部材６２が固定されており、該フランジ部にはゴムなどの摩擦係数の大きい材料から成る四角形で環状の係止部材６５が固定されている。
　吸盤シール部材６２の自由端部は、物体表面１に接触しながら移動して物体表面１の清掃を行う。
　物体表面１と、吸盤フレーム部材６１と、吸盤シール部材６２とともに吸盤負圧空間６３を規定しており、吸盤負圧空間６３は、吸盤吸引ホース６４１を介して、負圧生成手段（図示していない）に連結されている。
　吸盤摩擦力調整機構は、ローラなどの滑る部材を物体表面１へ強く押し付けることにより吸盤６と物体表面１との摩擦力を減少させる機構や、あるいは吸盤６と物体表面１により包囲された負圧空間の負圧力を減少させることにより吸盤６と物体表面１との摩擦力を減少させる機構から構成されている。
　吸盤ユニットの各々は、ピストンロッドの先端部分にボールローラ６８を装着されたボールローラＺ軸出入シリンダ６７を具備してもよい。
　ボールローラＺ軸出入シリンダ６７のピストンロッドが突き出すと、係止部材６５が物体表面１から離反するので係止部材６５と物体表面１との摩擦が無くなり、吸盤ユニットは、係止状態から開放され、物体表面１に沿って移動可能な状態となる。
　また、ボールローラＺ軸出入シリンダ６７のピストンロッドが引っ込むと、係止部材６５が物体表面１へ強く押し付けられるので係止部材６５と物体表面１との摩擦が増大し、よって吸盤ユニットは物体表面１に係止された状態となる。
　ボールローラＺ軸出入シリンダ６７のシリンダケースは、吸盤フレーム部材６１に固定されてもよい。
吸盤ユニットの各々は、物体表面１に吸着しながら且つ物体表面１に沿って移動する吸着可動状態と、物体表面１に吸着しながら且つ物体表面１に係止される吸着係止状態と、の以上２つの状態のいずれかを選択できるように設定されている。　
　吸盤６の各々は概略の平面形状を有し、１個の略正方形を、該正方形の中心部の小さい正方形の部分を除いて、同一形状の４個の四角形に概ね４分割した形状を成しており、対角部分に２個の略直角部分を備えた略四角形を成しており、該２個の略直角部分のうちの１個の直角は、該略正方形の４個の直角のうちの１個の直角を構成しており、該吸盤６の該直角を構成する２つの辺は、該略正方形の該直角を構成する２つの辺と重なっており、該吸盤６のもう１つの直角を構成する２つの辺は、該略正方形の該直角を構成する２つの辺と、一方の辺どうしは鋭角に、他方の辺どうしは鈍角に交差している。該鋭角の角度は概ね約６３度である。
　図１乃至図８に図示の装置において、Ｘ軸上において隣り合った吸盤同士は、各々２式のＹ軸デュアルロッドレスシリンダ５を介して、各々の吸盤６がＸ軸上の任意の方向へ且つ任意の時に移動できるように、各々２式のＸ軸デュアルロッドレスシリンダ４の２式のピストンのそれぞれに連結されている。
　また、Ｙ軸上において隣り合った吸盤同士は、各々の吸盤６がＹ軸上の任意の方向へ且つ任意の時に移動できるように、各々２式のＹ軸デュアルロッドレスシリンダ５の２式のピストンのそれぞれに連結されている。
　なお、デュアルロッドレスシリンダは、一般的なスリット式ロッドレスシリンダにピストンを２個具備しており、該２個のピストンの各々は、任意の時に互いに離反する方向へ移動可能であり、あるいは同じ方向へ移動する機能を具備している。
　本発明におけるデュアルロッドレスシリンダの構成を以下に述べる。
　図１４乃至図１５を参照して説明すると、スリット１０１を備えるシリンダ１００の両端がエンドキャップ４００で塞がれており、シリンダ１００の内部には、圧縮空気などの流体圧によって該シリンダ内を往復移動する２個のピストン３００が配置されており、ピストン３００の一部はスリット１０１を貫通してシリンダ１００の外側のスライダ３０２と連結されて一体化されており、２個のピストン３００とシリンダ１００の内壁により包囲された空間とエンドキャップ４００に具備された給排気用の中間給排気ポート４０３とは、ピストン貫通孔３０３とシリンダ１００の内部に配置されたコイリングチューブ５００を介して連通、連結されている。
　以下に、上述した装置の作用について図１６を参照して説明する。
　図１６の（１）において、左給排気ポート４０１に圧縮空気が給気されると、圧縮空気はコイリングチューブ５００とピストン貫通孔３０３を通過して２個のピストン３００とシリンダ１００の内壁により包囲された空間に至り、そして図１６の（２）に示すように、該圧縮空気はピストン３００に作用して２個のピストン３００の互いの距離を広げる。
　図１６の（３）において、右給排気ポート４０２に圧縮空気が給気されると、該圧縮空気は右側のピストン３００に作用して図中左方向へ移動させる。この時、２個のピストン３００とシリンダ１００の内壁により包囲された空間の圧縮空気は、ピストン貫通孔３０３、コイリングチューブ５００および左給排気ポート４０１を通過して装置の外へ排気される。
　なお、本発明に従って構成された好適な実施形態に係る負圧吸着自走ロボット装置においては、ロッドレスシリンダとしてスリット式ロッドレスシリンダを例示したが、ピストンが磁力の作用を利用してスライダを動作させるマグネット式ロッドレスシリンダにも本発明を適用することが出来る。
　なお、図１乃至図８に図示の装置における吸盤ユニットの各々には、吸盤６を物体表面１と交差するＺ軸方向に出入りさせる吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６が具備されていないが、図１３を参照すれば理解されるように、吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６を具備する。
　Ｘ軸デュアルロッドレスシリンダ４の２式のピストンのそれぞれに吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６を連結する方法について述べると、吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６のシリンダケースの側面部は、吸盤接続金具５２を介して、該ピストンに固定されている。
　吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６が具備されている場合においては、Ｘ軸上において隣り合った吸盤同士は、各々の吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６と各々２式のＹ軸デュアルロッドレスシリンダ５を介して、各々の吸盤６がＸ軸上の任意の方向へ且つ任意の時に移動できるように、各々２式のＸ軸デュアルロッドレスシリンダ４の２式のピストンのそれぞれに連結されている。
　また、Ｙ軸上において隣り合った吸盤同士は、各々の吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６を介して、各々の吸盤６がＹ軸上の任意の方向へ且つ任意の時に移動できるように、各々２式のＹ軸デュアルロッドレスシリンダ５の２式のピストンのそれぞれに連結されている。
　吸盤Ｚ軸出入シリンダ６６を具備することにより、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、窓ガラスなどの物体表面１において、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれの方向にも負圧吸着しながら自走移動することが可能であると共に、且つ、窓ガラス枠を跨いで移動することも可能である。
　また、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、デュアルロッドレスシリンダを採用することにより、従来のスリット式ロッドレスシリンダであるシングルロッドレスシリンダに比較して、シリンダの数が半分で足り、装置の構造の簡易化、軽量化及び小型化、装置の製造コストの軽減に寄与するという有利な効果を奏する。　
　すなわち、各々の吸盤ユニットを物体表面１と交差するＺ軸方向へ移動させるＺ軸アクチュエータを具備しているため、任意の時に吸盤６を物体表面１から離反させる機能を備えている。
　図１３に図示の装置においては、各々の吸盤ユニットを物体表面１と概ね直交する方向へ移動させるＺ軸アクチュエータを具備しており、よって任意の時に吸盤６を物体表面１から離反させる機能を備えている。
　この場合、吸盤ユニットの各々は、物体表面１に吸着しながら且つ物体表面１に沿って移動される吸着可動状態と、物体表面１に吸着しながら且つ物体表面１に係止される吸着係止状態と、物体表面１から隔離しながら且つ物体表面１に沿って移動できる非吸着可動状態、の以上３つの状態のいずれかを選択できるように設定されている。
　以下に、図９乃至図１２を参照して本発明の第２の実施形態に係る負圧吸着自走ロボット装置について説明する。
　図９乃至図１２に図示の装置においては、各々の吸盤６の外周部分に、第２の吸盤が配置されており；該第２吸盤は、該吸盤６の吸盤フレーム部材６１の外周部に接続された第２吸盤フレーム部材６１と、該第２吸盤フレーム部材６１の外周部に装着された第２吸盤シール部材６２から構成されており；該吸盤フレーム部材６１と該吸盤シール部材６２と該第２吸盤フレーム部材６１と該第２吸盤シール部材６２と物体表面１により包囲された第２負圧空間には、該第２負圧空間から流体を抽出するための第２流体抽出機構が連通、連結されており、且つ、該第２負圧空間には、物体表面１に向け水や洗浄剤などの流体を射出するための流体噴射ノズルが配置されている。
　上述の図９乃至図１２に図示の装置においては、物体表面１と、吸盤フレーム部材６１と、吸盤シール部材６２と、第２吸盤フレーム部材６１と、第２吸盤シール部材６２とともに第２吸盤負圧空間７３を規定しており、第２吸盤負圧空間７３は、第２吸盤負圧生成手段に連結されている。
　第２吸盤負圧空間７３には、物体表面１に向けて洗浄水を噴射する洗浄水スプレーノズル７５の噴射口が開口しており、物体表面１の清掃作業の際には、物体表面１に沿って移動している吸盤シール部材６２の移動方向の直前に在る物体表面１に向け洗浄水が散布される。
　洗浄水スプレーノズル７５は、洗浄水圧送ホース７５１を介して洗浄水圧送ポンプ（図示しない）に連通、連結されている。
　該清掃作業において、吸盤シール部材６２の自由端部の掻き落とし作用により物体表面１より剥離された汚れと水は、第２吸盤吸引ホース７４１に連通、連結された真空ポンプ（図示しない）の作用により矢印方向に吸引移送されて回収される。このような構成により、環境を汚すことなく物体表面１を清掃することができる。
　本発明の実施形態に係る負圧吸着自走ロボット装置の作用を以下に説明する。
　例えば建造物の窓ガラス面などの物体表面１を清掃する場合、負圧吸着自走ロボット装置２が具備している吸盤６に負圧生成手段（図示していない）に連通させて吸盤６を物体表面１に負圧吸着させる。
　図１および図３乃至図５は、本発明の実施例の装置が物体表面１に負圧吸着している状態を図示している。
　図４においては上下のボールローラ６８が引っ込んでおり、図５においては下方のボールローラ６８が突出している。
　図５において、Ｙ軸デュアルロッドレスシリンダ５の２式のピストンロッドどうしの間隔を大きくすると、上方の吸盤６と物体表面１との摩擦力は大きく下方の吸盤６と物体表面１との摩擦力は小さいことに起因して、下方の吸盤６は物体表面１に負圧吸着したまま下方に移動し、同時に物体表面１に対して清掃作業を行うようになる。
　図８は、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置が、物体表面に負圧吸着し、且つ物体表面に沿って、左から右へ移動しながら、次に、上から下へ移動しながら、次に、右から左へ移動しながら、次に、上から下へ移動しながら、次に、左から右へ移動しながら、物体表面に対して清掃を施す手順について、４個の吸盤の時系列順の態様を模式図で示して説明を行ったものである。
　なお、図８においては、負圧吸着自走の時系列の手順、または４個の吸盤の時系列順の態様を（０）～（１９）で示している。
　図８において、白ぬき矢印は、ボールローラが突出したことにより係止状態を解かれた吸盤（白ぬきの四角形で示す）がこれから動く方向を示している。また黒矢印は、負圧吸着自走ロボット装置の外枠がこれから動く方向を示している。またボールローラが引っ込んでいて係止状態にある吸盤は黒く塗った四角形で示している。
　図８に示すように、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置２は、図８における手順（１）～手順（１４）を繰り返すことにより、全体として上から下へ物体表面１に沿って移動しながら物体表面１に対して清掃を施す。
　以下に、図８を参照しつつ、本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置２が、物体表面１に沿って移動しながら物体表面１に対して清掃する動作をより具体的に説明する。
　図８の(1)に示す白抜きされた２つの四角形である一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットは、例えば、ボールローラが突出したことにより係止状態が解かれ、白抜きの矢印で示された方向（右向き）に移動し、所定の位置（図８の（2））に到達すると、ボールローラを引っ込ませて係止状態にする（図８の（2）の右側の２つの四角形が黒くなる）。
　図８の(2)に示す白抜きされた２つの四角形である他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットは、係止状態から解かれ（開放され）、上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、白抜きの矢印で示された方向（右向き）に移動し、上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと、上記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にする（図８の（3）に示す４つの黒い四角形）。
　図８の(3)に示す黒い矢印で示された方向（右向き）に、上記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、係止状態になっている上記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットの、ところまでX軸に沿って移動させ、上記外枠を他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットの上記四方形の一の辺に寄せ付ける（図８の(4)）。
　図８の(4)に示すように、上記図８の(1)の場合と同様、白抜きされた２つの四角形である一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットの係止状態を開放し、白抜きの矢印で示された方向（右向き）に移動し、所定の位置（図８の（5））に到達すると係止状態にする（図８の（5）の右側の２つの四角形が黒くなる）。
　図８の(5)に示すように、上記図８の(2)の場合と同様、白抜きされた２つの四角形である他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態から開放し、上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、白抜きの矢印で示された方向（右向き）に移動させ、上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと１個の略正方形をなす状態になると係止状態にする。
　図８の(6)に示すように、一のX軸に配置された２個の吸盤ユニット（図８の（6）の白抜きした２つの四角形）を、吸盤の係止状態から開放し、白抜きした矢印で示された方向（下向き）に、Y軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にする（図８の(7)）。
　図８の(7)に示すように、白抜きされた２つの四角形である他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態から開放し、白抜きした矢印で示された方向（下向き）に、上記一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを追うように、Y軸に沿って移動させ、上記一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットと１個の略正方形をなす状態になると係止状態にする（図示せず）。
　図８の(8)に示すように、白抜きされた２つの四角形である他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態から開放し、白抜きした矢印で示された方向(左向き)に、上記図８の(1)とは逆の方向に向かって、X軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にする（図８の（9））。
　図８の(9)に示すように、白抜きされた２つの四角形である一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態から開放し、白抜きした矢印で示された方向（左向き）に、上記図８の（2)とは逆の方向に向かって、X軸に沿って移動させ、上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと、上記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にする（図８の（10）に示すように４つの四角形が黒くなる）。
　図８の（10）に示すように、図８の(3)の動き（右向き）とは逆で、上記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、図８の（10）に示す黒い矢印で示された方向（左向き）に、係止状態になっている上記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットのところまでX軸に沿って移動させ、上記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、１個の略正方形をなしている４個の吸盤ユニットに寄せ付け、上記外枠と上記１個の略正方形をなしている４個の吸盤ユニットとの相対関係が図８の(11)の状態に変わる。
　図８の（11）に示すように、白抜きされた２つの四角形である他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態に開放し、図８の(4)の動きとは逆の白抜きの矢印で示された方向（左向き）に移動させ、所定の位置（図８の（12））に到達すると係止状態にする（図８の（12）の左側の２つの四角形が黒くなる）。
　図８の（12）に示すように、白抜きされた２つの四角形である一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、係止状態に開放し、図８の(5)の動きとは逆の白抜きの矢印で示された方向（左向き）に移動させ、上記４つの吸盤ユニットが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にする（図８の（13）の４つの四角形が黒くなる）。
　図８の(13)に示す黒い矢印で示された方向（下向き）に、上記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、１個の略正方形をなす状態になっている４個の吸盤ユニット（４つの四角形）に向かって、Y軸に沿って移動させ、上記外枠と４個の吸盤ユニットとの相対位置が上記図８の(14)に変わる。
　そして、再度図８の(1)の手順を繰り返して、物体表面の清掃を行う。
　本発明の実施形態で説明された工程はコンピュータプログラムに実現されても良い。例えば、本発明の実施形態はコンピュータ読取可能な記録媒体にロードされるコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を備える。
　コンピュータシステムは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されているプログラム又は記憶部からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）にロードされたプログラムに基づいて様々な適当な動作および処理を実行することができる中央処理装置（ＣＰＵ）を備えてもよい。RAM には、コンピュータシステムの操作に必要な様々なプログラムおよびデータがさらに記憶されている。当該コンピュータプログラムは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）により実行される場合に、本発明に係る上記工程が実現される。
　本発明に係る負圧吸着自走ロボット装置は、４つの吸盤ユニットが１個の略正方形をなすように配置されることにより、汚れと水を残すことなくきれいに掻き落とすことができるという有利な効果を実現する。
　以上、添付図面を参照して本発明に従って構成された装置の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲（保護範囲）から逸脱することなく更に種々の変形或いは修正を加えることが可能であることは多言を要しない。
　本発明は、構造物の物体表面などに対して、リモートコントロールにより、安全に、且つ効率的に清掃作業や点検作業などの各種の作業を施す装置として、種々の構造物に適用することができる。
　特に全ての外壁面にガラス製の窓を備えた建造物や、ガラス製の巨大な内壁面を備えた建造物の清掃作業に対して効果的に適用することができる。
本発明に従って構成された装置の第１の好適実施例を示す正面図。 図１に示す装置を物体表面の方向から見た背面図。 図１に示す装置の右側面図。 図１に示す装置のＡ－Ａ矢視の断面図において、ボールロ－ラ６８が引っ込んでいる状態を示す図。 図１に示す装置のＡ－Ａ矢視の断面図において、ボールロ－ラ６８が突出している状態を示す図。 図１に示す装置に具備されている吸盤群の第１の模式図。 図１に示す装置に具備されている吸盤群の第２の模式図。 図１に示す装置が、物体表面１に負圧吸着し、且つ物体表面１に沿って、左から右へ移動しながら、次に、上から下へ移動しながら、次に、右から左へ移動しながら、次に、上から下へ移動しながら、次に、左から右へ移動しながら、物体表面１に対して清掃を施す手順を時系列で示す図。 本発明に従って構成された装置の第２の好適実施例を示す正面図。 図９に示す装置を物体表面の方向から見た背面図。 図９に示す装置の右側面図。 図９に示す装置のＢ－Ｂ矢視の断面図において、ボールローラ６８が引っ込んでいる状態を示す図。 図９乃至図１２に図示の装置に吸盤Ｚ軸移動シリンダ８が具備された状態を示す拡大断面図。 図１５に示す装置におけるB－B矢視の断面図であって、本発明に従って構成された装置の好適実施例の装置構成を示す断面図。 図１４に示す装置におけるA－A矢視の断面図。 図１４、図１５に示す装置へ圧縮空気を給気している３つの態様を示す図。
１　物体表面
２　負圧吸着自走ロボット装置
３　縦フレーム部材
４　Ｘ軸デュアルロッドレスシリンダ
４１　Ｘ軸デュアルロッドレスシリンダピストン
４２　Ｙ軸デュアルロッドレスシリンダ接続金具
５　Ｙ軸デュアルロッドレスシリンダ
５１　Ｙ軸デュアルロッドレスシリンダピストン
５２　吸盤接続金具
６　吸盤
６１　吸盤フレーム部材
６２　吸盤シール部材
６３　吸盤負圧空間
６４　吸盤吸引口継手
６４１　吸盤吸引ホース
６５　係止部材
６６　吸盤Ｚ軸出入シリンダ
６７　ボールローラＺ軸出入シリンダ
６８　ボールローラ
７１　第２吸盤フレーム部材
７２　第２吸盤シール部材
７３　第２吸盤負圧空間
７４　第２吸盤吸引口継手
７４１　第２吸盤吸引ホース
７５　洗浄水スプレーノズル
７５１　洗浄水圧送ホース
８　吸盤Ｚ軸移動シリンダ
１００　シリンダ
１０１　スリット
２００　シールバンド
３００　ピストン
３０２　スライダ
３０３　ピストン貫通孔
４００　エンドキャップ
４０１　左給排気ポート
４０２　右給排気ポート
４０３　中間給排気ポート
５００　コイリングチューブ
６００　給気

Claims (12)

  1. 　平面または曲面の物体表面に負圧吸着し、物体表面に沿ってＹ軸方向またはＸ軸方向のいずれの任意の方向へ自走することが可能な負圧吸着自走ロボット装置であって、
    　前記ロボット装置は、X軸上に２個ずつ、Y軸上に２列配置された計４個の吸盤ユニットと、各々の吸盤ユニットをＹ軸方向へ移動させるＹ軸アクチュエータと、各々の吸盤ユニットをＸ軸方向へ移動させるＸ軸アクチュエータとを具備し、
    　前記吸盤ユニットは、吸盤と、前記吸盤と前記物体表面との摩擦力を調整するための吸盤摩擦力調整機構と、前記吸盤と前記物体表面とにより包囲された第１負圧空間から流体を抽出するために前記第１負圧空間に連通、連結された流体抽出機構から構成され、
    前記Ｙ軸アクチュエータと前記Ｘ軸アクチュエータの各々はロッドレスシリンダにより構成され、各々のロッドレスシリンダは、シリンダの両端がエンドキャップで塞がれ、前記シリンダの内部には、流体圧によって前記シリンダ内を往復移動する２個のピストンが配置され、前記２個のピストンと前記シリンダの内壁により包囲された空間と前記エンドキャップに具備された給排気用のポートとは前記シリンダ内に配置されたコイリングチューブを介して連通、連結されている負圧吸着自走ロボット装置。
  2. 　各々の吸盤ユニットを物体表面と交差するＺ軸方向へ移動させるＺ軸アクチュエータを具備することにより、前記吸盤を任意の時に物体表面から離反させることが可能になる請求項１に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  3. 　各々の吸盤の外周部分に、第２の吸盤が配置され、
    　前記第２吸盤は、前記吸盤の吸盤フレーム部材の外周部に接続された第２吸盤フレーム部材と、該第２吸盤フレーム部材の外周部に装着された第２吸盤シール部材から構成、
    　前記吸盤フレーム部材と前記吸盤シール部材と前記第２吸盤フレーム部材と前記第２吸盤シール部材と前記物体表面とにより包囲された第２負圧空間には、前記第２負圧空間から流体を抽出するための第２流体抽出機構が連通、連結され、前記第２負圧空間には、前記物体表面に向け流体を射出するための流体噴射ノズルが配置されている請求項１または請求項２に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  4. 　前記物体表面は窓ガラスであり、前記流体噴射ノズルから噴射された流体は水または洗浄剤である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  5. 　平面または曲面の物体表面に負圧吸着し、物体表面に沿ってＹ軸方向またはＸ軸方向のいずれの任意の方向へ自走可能な負圧吸着自走ロボット装置であって、
    　前記負圧吸着自走ロボット装置は、Ｘ軸上に２個ずつ、Ｙ軸上に２列に配置された計４個の吸盤ユニットを具備し、
    　吸盤は、それぞれ、X軸に沿って移動させるためのＸ軸アクチュエータと、Y軸に沿って移動させるためのY軸アクチュエータとを具備し、
    　前記Ｙ軸アクチュエータと前記Ｘ軸アクチュエータの各々はロッドレスシリンダにより構成され、各々のロッドレスシリンダは、シリンダの両端がエンドキャップで塞がれ、前記シリンダの内部には、流体圧によって前記シリンダ内を往復移動する２個のピストンが配置され、前記２個のピストンと前記シリンダの内壁により包囲された空間と前記エンドキャップに具備された給排気用のポートとは前記シリンダ内に配置されたコイリングチューブを介して連通、連結され、
    　前記吸盤ユニットは、前記吸盤と、前記吸盤と前記物体表面との摩擦力を調整するための吸盤摩擦力調整機構とから構成され、
    　前記吸盤は、吸盤フレーム部材と吸盤フレーム部材の外周部分に装着された吸盤シール部材から構成され、
    　前記吸盤の各々は、略平面を有し、一方の対角部分に２個の略直角をなす角を備え、他方の対角部分に鋭角と鈍角をなす角を備えた略四角形をなし、前記４個の吸盤ユニットが１個の略正方形をなすように配列することができ、
    　前記負圧吸着自走ロボット装置は、
    　一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを、吸盤の係止状態から開放すると、X軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にするステップ１と、
    　X軸に沿って移動する前記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、吸盤の係止状態から開放された他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットをX軸に沿って移動させ、前記一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットと、前記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にするステップ２と、
    　前記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、係止状態になっている前記他の一のY軸に配置された２個の吸盤ユニットまでX軸に沿って移動させるステップ３を含む清掃工程を実行する負圧吸着自走ロボット装置。
  6. 　前記清掃工程には、
    　一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを、吸盤の係止状態から開放し、Y軸に沿って移動させ、所定の位置に到達すると、係止状態にするステップ４と、
    　前記一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを追って、吸盤の係止状態から開放された他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットを、Y軸に沿って移動させ、前記一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットと、前記他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットとが１個の略正方形をなす状態になると係止状態にするステップ５と、
    　前記負圧吸着自走ロボット装置の外枠を、係止状態になっている前記他の一のX軸に配置された２個の吸盤ユニットまでY軸に沿って移動させるステップ６と、
    　をさらに含む請求項５に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  7. 　前記吸盤ユニットの各々は、前記吸盤ユニットを前記物体表面と交差するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸アクチュエータをさらに具備し、前記Ｚ軸方向に、前記吸盤ユニットを係止状態から開放し、または係止状態にするための前記吸盤摩擦力調整機構が設けられる請求項５または請求項６に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  8. 　前記負圧吸着自走ロボット装置が前記物体表面で負圧吸着しながら任意の方向へ自走移動できるための吸盤Ｚ軸出入シリンダをさらに具備する請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  9. 　前記負圧吸着自走ロボット装置は、前記吸盤シール部材の自由端部によって掻き落された物体表面より剥離された汚れ及び/または水を回収するための手段をさらに備え、前記汚水及び/または水がロボット装置の周囲への飛散の防止のために、前記吸盤のおのおのの外周部分に、第２の吸盤が配置されている請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の負圧吸着自走ロボット装置。
  10. 　請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載の負圧吸着自走ロボット装置によって実行する物体表面の清掃方法であって、
    　前記清掃方法は、前記請求項５乃至前記請求項９のいずれか１項に記載のステップ１と、ステップ２と、ステップ３と、ステップ４と、ステップ５と、ステップ６とからなる工程のうちの少なくとも一つ以上含む物体表面の清掃方法。
  11. 　メモリと、プログラムを実行するためのプロセッサとを備える請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載の負圧吸着自走ロボット装置で実行されるコンピュータプログラムであって、
    　前記メモリには、前記請求項５乃至前記請求項９のいずれか１項に記載のステップ１と、ステップ２と、ステップ３と、ステップ４と、ステップ５と、ステップ６とからなる工程のうちの少なくとも一つ以上含む物体表面の清掃方法を実行するためのコンピュータプログラムが格納され、前記プログラムが前記プロセッサによって実行されると、前記清掃方法が実現されるコンピュータプログラム。
  12. 　請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載のステップ１と、ステップ２と、ステップ３と、ステップ４と、ステップ５と、ステップ６とからなる工程のうちの少なくとも一つ以上含む物体表面の清掃方法を実行するためのコンピュータプログラムが格納されているコンピュータ読取可能な記録媒体。
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