JP2019017952A - 清掃システム、及び清掃プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、概略的に、清掃システムに関する。
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
まず、本実施の形態に係る清掃システムの構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る清掃システムを示す斜視図であり、図2及び図3は、清掃システムの側面図であり、図4は、清掃システムの正面図であり、図5は、清掃システムの平面図であり、図6は、清掃システムのブロック図である。また、図1〜図5に示すX―Y―Z方向が互いに直交する方向であり、具体的には、Y方向が垂直方向であって、X方向及びZ方向が垂直方向に対して直交する水平方向であるものとして、例えば、Y方向を高さ方向と称し、+Y方向を上側(平面)と称し、−Y方向を下側(底面)と称し、+Z方向を正面側と称し、−Z方向を背面側と称して説明する。また、図2は、奥側ブラシ部131が下げられた状態を示し、図3は、奥側ブラシ部131が上げられた状態を示している。また、図2及び図3においては、奥側板部121及び奥側ブラシ部131は実際には見えない状態になっているが、説明の便宜上、奥側板部121の正面側の面(+Z方向)及び奥側ブラシ部131が破線で図示されている。
図1〜図5の本体部11は、清掃システム100の一部であり、具体的には、清掃システム100における背面側(−Z方向)の一部を構成している部分であり、例えば、ドーザー部12が分離可能に取り付けられる部分であって、清掃システム100を走行させる部分である。この本体部11は、例えば、本体側駆動輪111、本体側非駆動輪112、警告灯113、レーザースキャナ114、及びディスプレイ115を備える。
本体側駆動輪111は、清掃システム100を走行させるための走行手段である。本体側駆動輪111の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、清掃システム100の不図示の車輪用モーターからの駆動力が伝達されるものであり、また、本体部11の左右に2個設けられているものであり、また、公知の駆動輪にて構成することができるものである。
本体側非駆動輪112は、清掃システム100を走行させるための走行手段である。本体側非駆動輪112の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、清掃システム100の不図示の車輪用モーターからの駆動力が伝達されないものであり、また、本体部11における本体側駆動輪111よりも正面側(+Z方向)に1個設けられているものであり、また、公知の非駆動輪にて構成することができるものである
警告灯113は、警告を行う警告手段である。警告灯113の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、点滅して警告を行うように構成されているものであり、また、公知の警告灯にて構成することができるものである。
レーザースキャナ114は、清掃システム100の周囲の物体を検出する検出手段である。レーザースキャナ114の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、本体部11の正面側(+Z方向)における上側(+Y方向)に設けられているものであり、また、レーザー光を出射する不図示の発光部と当該レーザー光が反射して戻った反射光を受光する不図示の受光部とを備えて構成されているものである。より詳細には、レーザースキャナ114は、例えば、発光部がレーザー光を発光した時間と、当該レーザー光が周囲の物体にて反射された反射光が受光部に戻った時間との差に基づいて周囲の物体までの距離を計測するように構成されているものであり、また、受光部で受光する反射光の光量を指定することにより特定の反射率の物体(例えば、後述する基準物)の存在を検出することができるものであり、また、発光部及び受光部の光軸を、レーザースキャナ114を中心にXZ平面に平行に360度回転させることにより、清掃システム100の周囲360度の物体を検出することができるものであり、また、公知の非接触型距離計にて構成することができるものである。
ディスプレイ115は、情報を表示出力する出力手段である。ディスプレイ115の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、本体部11の背面側(−Z方向)における上側(+Y方向)に設けられているものであり、また、公知の液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等を用いて構成されているものである。
図1〜図5のドーザー部12は、清掃システム100の一部であり、具体的には、清掃システム100における正面側(+Z方向)の一部を構成している部分であり、例えば、本体部11に分離可能に取り付けられる部分であって、清掃対象物を押す部分である。このドーザー部12は、例えば、奥側板部121、側面側板部122、ドーザー側非駆動輪123、及び接触センサ124を備える。
奥側板部121及び側面側板部122は、清掃対象物を保持する保持手段である。この奥側板部121及び側面側板部122の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、概略的に矩形形状の金属製の1個の奥側板部121に、概略的に三角形状の金属製の2個の側面側板部122を結合して構成されているものである。また、2個の側面側板部122各々は、例えば、後述する接触センサ124が間に設けられるように2枚の板材から構成されているものである。
ドーザー側非駆動輪123は、清掃システム100を走行させるための走行手段である。ドーザー側非駆動輪123の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、清掃システム100の不図示の車輪用モーターからの駆動力が伝達されないものであり、また、2つの側面側板部122各々の下側(−Y方向)に1個ずつ設けられているものであり、また、公知の非駆動輪にて構成することができるものである。そして、このドーザー側非駆動輪123が設けられることにより、奥側板部121及び側面側板部122と地面との間に隙間が形成されることになる。
接触センサ124は、清掃システム100が周囲の物体に接触したことを検出する検出手段である。接触センサ124の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、清掃システム100が正面側(+Z方向)に走行している場合に当該正面側(+Z方向)の物体に接触したことを検出するように清掃システム100が正面側(+Z方向)に設けられているものである。より詳細には、接触センサ124は、例えば、2個の側面側板部122各々の2枚の板材の間に1個ずつ設けられているものである。また、接触センサ124は、例えば、接触センサ124が清掃システム100の正面側(+Z方向)の物体に当たった場合に当該接触センサ124に押された力が伝達することになるが、この伝達される力を検出することによって接触を検出するように構成されているものであって、公知の接触センサを用いて構成することができるものである。
図1〜図5のブラシ部13は、清掃システム100の一部であり、具体的には、清掃対象物と対向して当該清掃対象物を押して移動させる対向手段であり、例えば、奥側板部121及び側面側板部122と地面との間の隙間に対応する部分に設けられるものであり、また、清掃対象物の構成に対応した構成となっており、且つ、清掃システム100に対して着脱自在となっているものである。
側面側ブラシ部132は、2個の側面側板部122各々に対して相互に同様にして設けられている対向手段である。側面側ブラシ部132の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、ゴムモップ形状のものであり、また、側面側取付部42によって側面側板部122に設けられているものである。
図7は、図1の一部の拡大図である。図7の側面側取付部42は、清掃対象物が設けられている地面に対する側面側ブラシ部132の位置を調整する位置調整手段であり、例えば、高さ方向(Y方向)における高さを段階的に調整することにより、側面側ブラシ部132の地面に対する接触圧を調整する接触圧調整手段である。側面側取付部42の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、連結機構421、及びロック機構422を備える。
奥側ブラシ部131は、奥側板部121側の回動部材4に対して設けられている対向手段である。奥側ブラシ部131の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、ゴムモップ形状のものであり、また、奥側取付部41によって回動部材4に設けられているものである。
回動部材4は、奥側ブラシ部131を図2のように下げたり図3のように上げたりする回動手段である。回動部材4の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、X軸に平行な回動軸を基準に清掃システム100の不図示の回動部材用モーターによって回動されるように、2個の側面側板部122に取り付けられているものであり、また、奥側板部121の近傍における下側(−Z方向)に設けられているものである。
図1の奥側取付部41は、清掃対象物が設けられている地面に対する奥側ブラシ部131の位置を調整する位置調整手段であり、例えば、高さ方向(Y方向)における高さを段階的に調整することにより、奥側ブラシ部131の地面に対する接触圧を調整する接触圧調整手段である。奥側取付部41の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、側面側取付部42と同様にして構成することができる。つまり、奥側ブラシ部131の奥側取付部41による回動部材4への取り付けは、側面側ブラシ部132の側面側取付部42による側面側板部122への取り付けと同様にして行われるので、ここでは、奥側取付部41の詳細の説明は省略する。
図6の操作部21は、ユーザの操作入力を受け付ける操作手段である。操作部21の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、不図示のジョイスティック(不図示のケーブルにて清掃システム100に対して一定距離(例えば、2m〜3m等)を隔てて接続されているもの)、又は不図示の操作ボタン等を備えて構成することができる。
図6の出力部22は、制御部25の制御により情報を出力する出力手段である。出力部22の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、図1のディスプレイ115等を備えて構成することができる。
図6の駆動部23は、清掃システム100を駆動する駆動手段である。駆動部23の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、不図示の車輪用モーター、不図示の回動部材用モーター、及びこれらの各モーターに電力を供給する不図示のバッテリー等を備えて構成することができる。
図6の記録部24は、清掃システム100の動作に必要なプログラム及び各種のデータを記録する記録手段である。この記録部24は、例えば、外部記録装置としてのハードディスク(図示省略)を用いて構成されている。ただし、ハードディスクに代えてあるいはハードディスクと共に、磁気ディスクの如き磁気的記録媒体、又はDVDやブルーレイディスクの如き光学的記録媒体を含む、その他の任意の記録媒体を用いることができる。
図6の制御部25は、清掃システム100を制御する制御手段であり、具体的には、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを格納するためのRAMの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。
次に、このように構成される清掃システム100によって実行される処理について説明する。ここでは、例えば、清掃処理、及びマニュアル操作処理について説明する。
まず、清掃処理について説明する。図8は、清掃処理のフローチャートである(以下の各処理の説明ではステップを「S」と略記する)。図9は、清掃システムと基準物との位置関係を示す図であり、図10は、反射マーカー領域、走行経路作成基準領域、及び清掃対象領域を示す図であり、図11は、清掃対象領域及び走行経路を示す図であり、図12は、走行経路上を走行している状態の清掃システムを示す図である。「清掃処理」とは、清掃を行う処理であり、例えば、清掃システム100が走行経路を決定して決定した走行経路上を走行する処理である。この清掃処理を実行するタイミングは任意であるが、例えば、図1の清掃システム100を可搬性を考慮して分解した状態で搬入した後に、組み立てを行い(つまり、本体部11に対するドーザー部12の取り付け、及びドーザー部12に対するブラシ部13の取り付けを行い)、反射シートが付された三角コーンである基準物を設置した上で、電源をオンして清掃システム100の不図示の操作部21を介して所定操作を行った場合に起動して実行を開始するものとして、実行が開始されたところから説明する。なお、基準物については任意に設置することができるが、ここでは、例えば、清掃システム100が自己の周囲の4個の基準物を基準に矩形形状の清掃対象領域を決定するものとし、清掃したい領域を取り囲むように、図9に示すように4個の基準物501〜504を設置するものとして説明する。
次に、マニュアル操作処理について説明する。「マニュアル操作処理」とは、清掃システム100をマニュアルにて操作する処理である。このマニュアル操作処理を実行するタイミングは任意であるが、例えば、前述の清掃処理を実行している場合、あるいは、当該清掃処理を実行していない場合のどちらもの場合でも実行し得るものであるが、ここでは、例えば、清掃処理を実行していない場合に、ユーザが図6の操作部21を介して起動操作を行った場合に実行を開始するものとして、実行が開始されたところから説明する。
本実施の形態によれば、清掃対象物を収集位置51に移動させるように、清掃対象物を押して移動させるために走行する清掃システム100を走行させることにより、例えば、清掃対象物を保持するゴミ回収容器が不要となり、当該ゴミ回収容器のゴミをユーザが定期的に捨てる必要がないので、ユーザを煩わすことなく継続して清掃することが可能となる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏したりすることがある。
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。また、本出願における「システム」とは、複数の装置によって構成されたものに限定されず、単一の装置によって構成されたものを含む。また、本出願における「装置」とは、単一の装置によって構成されたものに限定されず、複数の装置によって構成されたものを含む。
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
また、上記実施の形態の図8の清掃処理におけるSA1〜SA4の少なくとも一部を省略した上で、省略したステップで検出又は決定される情報を、清掃システム100に予め記録しておくこととし、この記録した情報を利用して清掃を行ってもよい。
また、上記実施の形態の図8の清掃処理におけるSA1〜SA4にて検出又は決定される情報の少なくとも一部を、ユーザが入力してこの入力した情報を用いて処理してもよい。具体的には、SA1に関して基準物の位置をユーザが入力してもよく、また、SA2に関して(基準物の位置に関連する又は関連しない)清掃対象領域をユーザが入力してもよく、また、SA3に関して(清掃対象領域に関連する又は関連しない)収集位置をユーザが入力してもよく、また、SA4に関して(清掃対象領域に関連する又は関連しない)走行経路をユーザ入力してもよく、その上で、これらのユーザによる入力に基づいて残りの処理を行ってもよい。
また、上記実施の形態の清掃システム100を用いて清掃を行う場所(例えば、建物等)の地図情報を清掃システム100に記録し、この記録した地図情報も考慮して清掃処理を行ってもよい。
また、上記実施の形態のマニュアル操作処理を、清掃処理の実行中に実行してもよい。この場合、受付部257が操作入力を受け付けた場合、受付制御部258が、走行制御部251による清掃システム100の走行を禁止し(つまり、走行制御部251による走行制御を無効にし)、当該受付制御部258が、受付部257が操作入力に基づいて清掃システム100を走行させてもよい。このように構成した場合、清掃処理の実行中に、清掃システム100をユーザの思い通りに走行させることができるので、清掃システム100の使い勝手を向上させることが可能となる。すなわち、受付部257が操作入力を受け付けた場合に、走行制御部251による清掃システム100の走行を禁止し、受付部257が操作入力に基づいて清掃システム100を走行させることにより、例えば、清掃システム100を手動操作することができ、清掃システム100の使い勝手を向上させることが可能となる。
また、上記実施の形態の図8のSA1〜SA4の各々のステップについて、ユーザとの対話を行ってユーザからの同意を取得しつつ実行するように構成してもよい。例えば、各ステップの処理結果を表示出力した上で、ユーザがこの処理結果を視認してマニュアル調整できるように構成してもよい。
また、上記実施の形態においては、情報を表示出力する場合について説明したが、例えば、公知の音声出力手段(例えば、スピーカ等)を設けて、この音声出力手段を介して情報を音声出力してもよい。
また、上記実施の形態においては、走行を停止して障害物を回避する場合について説明したが、走行する方向を変更して障害物を回避してもよいし、障害物を移動させて障害物を回避してもよい。図13は、他の清掃システムを示す斜視図である。この図13に示す他の清掃システム100Aのように、障害物送りベルト61、62を設けて、この障害物送りベルト61、62を用いて障害物(例えば、ホース等を含む任意の物体)を回避してもよい。他の清掃システム100Aは、図1の清掃システム100の接触センサ124を省略した上で、ドーザー部12側に障害物送りベルト61を設け、また、本体部11側に障害物送りベルト62を設けたものである。障害物送りベルト61は、障害物を下側(−Y方向)から上側(+Y方向)に移動させる障害物移動手段であり、例えば、ドーザー部12の側面側板部122の縁から露出する位置に設けられているものあり、各々複数の滑車61aに懸架されているものであり、上側(+Y方向)の滑車61aを他の清掃システム100Aが回転駆動することにより回転するエンドレスベルト構造のものであり、図示されている矢印が示す方向に回転するものである。また、障害物送りベルト62は、障害物送りベルト61と同様であり、すなわち、障害物を正面側(+Z方向)から背面側(−Z方向)に移動させる障害物移動手段であり、例えば、本体部11における上側(+Y)付近にて当該本体部11の両側に設けられているものあり、各々複数の滑車62aに懸架されているものであり、正面側(+Z方向)の滑車62aを他の清掃システム100Aが回転駆動することにより回転するエンドレスベルト構造のものであり、図示されている矢印が示す方向に回転するものである。この障害物送りベルト61、62の駆動については任意であるが、例えば、回避手段が、他の清掃システム100Aが走行している場合に駆動してもよい。また、例えば、他の清掃システム100Aに対して接触センサ124の如き接触センサを設けて、回避手段が、この接触センサを介して障害物の接触を検出した場合に、一定時間を障害物送りベルト61、62駆動してもよい。このように構成することにより、他の清掃システム100Aの正面側(+Z方向)にホース(障害物)が設けられている場合、他の清掃システム100Aは、障害物送りベルト61、62を図示されている矢印の方向に回転させつつ+Z方向に走行することにより、障害物送りベルト61にて当該ホースを持ち上げて、当該ホースを障害物送りベルト62にて他の清掃システム100Aに対して相対的に背面側(−Z方向)に送ることができ、つまり、清掃システム100Aがホースをくぐり抜けることが可能となる。つまり、他の清掃システム100Aが障害物に引っ掛かって停止することを防止することが可能となる。
また、上記実施の形態において、図2に示すように、奥側ブラシ部131を下げた状態で清掃システム100を後退(つまり、−Z方向に走行)させた場合、奥側ブラシ部131よりも背面側(−Z方向)の清掃対象物を奥側ブラシ部131にて移動させることが可能となるが、このようにして清掃対象物を移動させることも、「清掃対象物を押す」という概念に含まれるものと解釈してもよい。
また、上記実施の形態において、ブラシ部13の代わりに、吸い込み機能付きのものに取替えて、清掃システム100に大型のタンクを搭載することして吸い込み式としてもよい。この場合、水たまりをなくすため、水を吸い上げることが可能となる。実施の形態で説明した清掃システム100にてある程度かき集めたあと、2台目の清掃システムとしてこの吸い込み機能付きのシステムにて清掃することでさらに床面をきれいにすることができる。なお、この吸い込み機能付きのシステムが、清掃システム100に追従するように走行させてもよい。
また、上記実施の形態の清掃システム100において、適宜の改造を施した上で、床面だけでなく、外壁等のガラスの清掃システムとしても運用してもよい。
付記1の清掃システムは、清掃対象物を押して移動させるために走行する清掃システムであって、前記清掃システムによる清掃の対象となっている領域である清掃対象領域の前記清掃対象物を収集位置に移動させるように、前記清掃システムを走行させる走行制御手段、を備える。
付記1に記載の清掃システムによれば、清掃対象物を収集位置に移動させるように、清掃対象物を押して移動させるために走行する清掃システムを走行させることにより、例えば、清掃対象物を保持するゴミ回収容器が不要となり、当該ゴミ回収容器のゴミをユーザが定期的に捨てる必要がないので、ユーザを煩わすことなく継続して清掃することが可能となる。
11 本体部
12 ドーザー部
13 ブラシ部
21 操作部
22 出力部
23 駆動部
24 記録部
25 制御部
41 奥側取付部
42 側面側取付部
51 収集位置
52 走行経路
61 障害物送りベルト
62 障害物送りベルト
61a 滑車
62a 滑車
100 清掃システム
100A 他の清掃システム
111 本体側駆動輪
112 本体側非駆動輪
113 警告灯
114 レーザースキャナ
115 ディスプレイ
121 奥側板部
122 側面側板部
123 ドーザー側非駆動輪
124 接触センサ
131 奥側ブラシ部
132 側面側ブラシ部
251 走行制御部
252 基準物検出部
253 清掃対象領域決定部
254 走行経路決定部
255 収集位置決定部
256 回避部
257 受付部
258 受付制御部
421 連結機構
422 ロック機構
501 基準物
502 基準物
503 基準物
504 基準物
521 直角経路
522 平行経路
Claims (9)
- 清掃対象物を押して移動させるために走行する清掃システムであって、
前記清掃システムによる清掃の対象となっている領域である清掃対象領域の前記清掃対象物を収集位置に移動させるように、前記清掃システムを走行させる走行制御手段、
を備える清掃システム。 - 前記清掃対象領域を決定するための基準となる物である基準物を検出する基準物検出手段と、
前記基準物検出手段が検出した前記基準物の位置に基づいて前記清掃対象領域を決定する清掃対象領域決定手段と、を備え、
前記走行制御手段は、前記清掃対象領域決定手段が決定した前記清掃対象領域の前記清掃対象物を前記収集位置に移動させるように、前記清掃システムを走行させる、
請求項1に記載の清掃システム。 - 前記清掃対象領域の前記清掃対象物を前記収集位置に移動させるために前記清掃システムが走行する経路である走行経路を決定する走行経路決定手段、を備え、
前記走行制御手段は、前記走行経路決定手段が決定した前記走行経路に沿って、前記清掃システムを走行させる、
請求項1又は2に記載の清掃システム。 - 前記収集位置を決定する収集位置決定手段、を備え、
前記走行制御手段は、前記清掃対象領域の前記清掃対象物を前記収集位置決定手段が決定した前記収集位置に移動させるように、前記清掃システムを走行させ、
前記収集位置決定手段は、連続的に連なる直線状の位置を前記収集位置として決定する、
請求項1から3の何れか一項に記載の清掃システム。 - 前記清掃システムの走行の障害となる物である障害物を回避する回避手段、を備える、
請求項1から4の何れか一項に記載の清掃システム。 - 前記清掃対象物と対向して当該清掃対象物を押して移動させる対向手段、を備え、
前記対向手段は、前記清掃対象物の構成に対応した構成となっており、且つ、前記清掃システムに対して着脱自在となっている、
請求項1から5の何れか一項に記載の清掃システム。 - 前記清掃対象物が設けられている地面に対する前記対向手段の位置を調整する位置調整手段、を備える、
請求項6に記載の清掃システム。 - ユーザの操作入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段が前記操作入力を受け付けた場合に、前記走行制御手段による前記清掃システムの走行を禁止し、前記受付手段が前記操作入力に基づいて前記清掃システムを走行させる受付制御手段と、を備える、
請求項1から7の何れか一項に記載の清掃システム。 - 清掃対象物を押して移動させるために走行する清掃システムの清掃プログラムであって、
コンピュータを、
前記清掃システムによる清掃の対象となっている領域である清掃対象領域の前記清掃対象物を収集位置に移動させるように、前記清掃システムを走行させる走行制御手段、
として機能させる清掃プログラム。
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