WO2015199198A1 - 自走式ロボット - Google Patents

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WO2015199198A1
WO2015199198A1 PCT/JP2015/068409 JP2015068409W WO2015199198A1 WO 2015199198 A1 WO2015199198 A1 WO 2015199198A1 JP 2015068409 W JP2015068409 W JP 2015068409W WO 2015199198 A1 WO2015199198 A1 WO 2015199198A1
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WO
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self
plane
robot
propelled robot
propelled
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PCT/JP2015/068409
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三宅　徹
和郎 森田
英人 松内
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株式会社未来機械
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    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/01—Mobile robot

Definitions

  • the present invention relates to a self-propelled robot. More specifically, the present invention relates to a self-propelled robot that performs a cleaning operation by self-propelling the surface of a solar cell array used for solar power generation or a condensing mirror used for solar thermal power generation.
  • solar power generation facilities range from facilities with a power generation capacity of about 3 to 4 kilowatts installed in ordinary houses to large-scale power generation facilities with a power generation capacity exceeding 1 megawatt for commercial use.
  • solar thermal power generation facilities also have many large-scale facilities having a power generation capacity exceeding 1 megawatt, and are expected as alternative power generation facilities for thermal power generation and nuclear power generation.
  • the equipment is installed in a general house, people can also clean it regularly.
  • the surface area of a large-scale photovoltaic power generation facility becomes very large, it is substantially difficult for a person to clean and remove the dirt on the surface of the solar cell array.
  • the solar power generation system is composed of solar cell modules having a power generation output of 100 watts per sheet.
  • the number of solar cell modules reaches 10,000.
  • the area of one solar cell module is 1 square meter, the area to be cleaned reaches 10,000 square meters.
  • a plurality of solar cell arrays each including a plurality of solar cell modules are provided.
  • the area of the solar cell array varies depending on various conditions at the site, but is generally 50. From square meters to 1000 square meters. Therefore, in a large-scale photovoltaic power generation facility, a self-propelled robot that can run on the surface of a solar cell array or the like automatically or remotely is an effective cleaning means.
  • the self-propelled cleaning robot of Patent Document 1 performs indoor cleaning such as the floor of a building.
  • the edge of the floor is partitioned by a wall or the like, and the self-propelled cleaning robot detects an obstacle by a method such as touching an obstacle such as a wall and determines an area to be cleaned such as the floor.
  • the boundary cannot be determined. If the boundary cannot be determined, the self-propelled cleaning robot may fall from the surface or the like and be damaged.
  • an object of the present invention is to provide a self-propelled robot that can prevent damage due to dropping of the self-propelled robot and that can efficiently perform work on a plane.
  • a self-propelled robot is a robot that self-runs on a structure having a plane and performs work on the plane of the structure, and a robot main body provided with moving means for self-running;
  • a controller for controlling the movement of the robot body, and the controller determines a distance between the edge of the plane and the moving means based on a signal from the edge detector. It has a function of controlling the operation of the moving means so as to maintain the above.
  • the self-propelled robot according to a second aspect of the present invention is the self-propelled robot according to the first aspect, wherein the control unit is configured to move the robot along the edge of the plane based on a signal from the edge detection unit. It has the function which controls the action
  • a self-propelled robot is the first or second aspect, wherein the moving means includes a wheel or a crawler that travels on the plane, and a drive unit that drives the wheel or the crawler.
  • the control unit has a function of controlling the operation of the moving means so that the rotation surface direction of the wheel or the crawler is substantially perpendicular to the inclination direction of the plane when the robot is stationary on a plane. It is characterized by that.
  • a self-propelled robot according to a fourth aspect of the present invention is the first, second or third aspect, wherein the moving means includes a wheel that travels on the plane, and a drive unit that drives the wheel.
  • a self-propelled robot is the first, second, or third aspect, wherein the moving means includes a wheel that travels on the plane and a drive unit that drives the wheel.
  • the lower surface of the robot body is provided with a contact type sensor for detecting wheel removal, and the control unit detects the signal that the contact type sensor is in contact with the plane so that a driving resistance is generated in the wheel. The drive unit is actuated.
  • a self-propelled robot according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth or fifth aspect, the contact sensor is installed inward with respect to the rotation shaft of each wheel.
  • a self-propelled robot according to a seventh invention is characterized in that, in the sixth invention, the wheel is provided with four wheels, and the contact-type sensor is also provided outward with respect to a rotation axis of each wheel.
  • a self-propelled robot according to an eighth aspect of the present invention is the first or second aspect, wherein the moving means includes a crawler that travels on the plane and a drive unit that drives the crawler, and the crawler belt.
  • a deflection sensor for detecting the deflection of the belt is provided, and the control unit stops the operation of the driving unit when the deflection sensor detects the deflection of the belt.
  • a self-propelled robot according to a ninth aspect of the present invention is the first or second aspect, wherein the moving means includes a crawler that travels on the plane and a drive unit that drives the crawler, and the belt of the crawler.
  • a deflection sensor for detecting the deflection of the belt and when the deflection sensor detects the deflection of the belt, the control unit operates the driving unit so that a driving resistance is generated in the belt.
  • a self-propelled robot according to a tenth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to ninth aspects, a resistance member is provided on the lower surface of the robot body.
  • a self-propelled robot according to an eleventh aspect of the invention includes a cleaning unit that cleans the plane in the second invention, and the cleaning unit has a length in a direction that intersects the traveling direction of the robot body. It is provided so as to be longer than half of the width and shorter than the width of the plane.
  • a self-propelled robot according to a twelfth aspect of the present invention includes, in the second aspect of the invention, a cleaning unit that cleans the plane, and the cleaning unit has a length in a direction that intersects the traveling direction of the robot body. It is provided so as to be longer than half the length of the long side and shorter than the length of the long side of the plane.
  • the distance between the edge of the plane and the moving means can be maintained at a predetermined distance or more, it is possible to prevent the self-propelled robot from dropping from the plane or coming off the wheel. Therefore, it is possible to stably perform the work with the self-propelled robot.
  • the robot since the robot moves along the edge of the plane, it is possible to perform a work such as cleaning on the plane efficiently and without any work leakage.
  • the robot can be stably kept stationary on the plane even when the driving force or braking force of the moving means becomes weak.
  • the contact sensor comes into contact with the plane, so that derailment can be grasped. Then, the control unit stops the operation of the drive unit, and the operation of the self-propelled robot stops, so that the self-propelled robot can be prevented from falling.
  • the contact sensor comes into contact with the plane, so that derailment can be grasped. Then, since a control part operates a drive part so that drive resistance may generate
  • the contact type sensor detects the protrusion by the bending of the belt. Then, the control unit stops the operation of the drive unit, and the operation of the self-propelled robot stops, so that the self-propelled robot can be prevented from falling.
  • the contact type sensor detects the protrusion by the bending of the belt.
  • a control part operates a drive part so that drive resistance may generate
  • the resistance member comes into contact with the plane, so that the robot body can be prevented from falling from the plane.
  • the eleventh or twelfth invention even if the robot is downsized, it can be efficiently cleaned so that no cleaning residue is left.
  • (A) It is a schematic bottom view of self-propelled robot 1 of this embodiment which attached friction member 6, and (B) is a schematic explanatory view of the contact state of object plane SF and friction member 6.
  • (A) It is a schematic bottom view of the robot main body 2 of the self-propelled robot 1 to which the friction member 6 is attached, and (B) and (C) are schematic explanatory views of the contact state between the target plane SF and the friction member 6.
  • (A) It is a schematic bottom view of the robot main-body part 2 of the self-propelled robot 1 which has the four wheels 4c to which the contact sensor 7 was attached,
  • (B) and (C) are the contact states of the object plane SF and the contact sensor 7. It is a schematic explanatory drawing.
  • (A) It is a schematic bottom view of the robot main body 2 of the self-propelled robot 1 to which the belt-like friction member 6 and / or the contact sensor 7 is attached, and (B) the surface-like friction member 6 and / or the contact sensor 7 is used. It is a schematic bottom view of the robot main body part 2 of the attached self-propelled robot 1.
  • (A) It is a schematic bottom view of the robot main body part 2 of the self-propelled robot 1 having the crawler 4d to which the deflection sensor 8 is attached, and (B) is a schematic explanatory view of a state in which the crawler 4d protrudes from the edge of the target plane SF. It is.
  • the self-propelled robot of the present invention is a structure installed outdoors, such as a roof or wall of a building, a window glass, a solar cell array, a condensing mirror used for solar thermal power generation, a structure such as a signboard or an electric bulletin board, a bus,
  • various plate members such as metal plates, glass plates, synthetic resin plates, wooden plates, staircases and ascending fences
  • the plane in this specification is the concept also including the surface which has a certain amount of curvature.
  • a surface that has a sufficiently large radius of curvature compared to the distance between contact points of the moving means of the self-propelled robot for example, a wheel base, a tread, etc.
  • the work performed by the self-propelled robot of the present invention is not particularly limited. For example, cleaning of the plane on which the self-propelled robot runs, inspection of defects on the plane, measurement of surface shape and thickness of members, measurement of temperature, measurement of surface roughness, measurement of light reflectance and gloss on the surface, etc. Physical quantity measurement, collection and observation, peeling of surface deposits and painting, painting and pre-treatment before coating, coating work, film sticking, polishing, marking, communication by information presentation, and the like.
  • Target plane SF of the structure SP First, before describing the self-propelled robot 1, the structure SP on which the self-propelled robot 1 of the present embodiment performs operations such as cleaning and the plane to be cleaned (target plane SF) will be briefly described. To do.
  • the structure SP that performs operations such as cleaning by the self-propelled robot 1 of the present embodiment is, for example, a solar cell array of a large-scale solar power generation facility, a condensing mirror in a solar power generation facility, a solar water heater, or the like. is there.
  • the target plane SF is inclined with respect to the horizontal.
  • the edge of the target plane SF is an edge whose angle between the surface and the side surface is approximately 90 °. That is, the self-propelled robot 1 has a structure that may drop from the edge or take off the wheel when traveling on the target plane SF.
  • the self-propelled robot 1 according to the present embodiment uses the target plane SF of the structure SP having such an edge as a target to perform work such as cleaning.
  • the structure SP and the target plane SF that perform the cleaning operation and the like in the self-propelled robot 1 of the present embodiment are used in a solar cell array of a solar power generation facility, a condensing mirror in a solar thermal power generation facility, a solar water heater, and the like. It is not limited. If the structure SP has the target plane SF as described above, it is possible to perform operations such as cleaning.
  • the surface of a structure SP such as a solar cell array, a condensing mirror in a solar thermal power generation facility, or a solar water heater (that is, each light receiving surface, hereinafter referred to as a target plane SF) is cleaned by a self-propelled robot.
  • a self-propelled robot 1 performs a work other than cleaning, a working device, a sensor, a tool, and the like are provided without providing a pair of cleaning units 10 and 10 described later.
  • the robot main body 2 may be provided at any position.
  • the self-propelled robot 1 performs a task such as cleaning on the target plane SF of the structure SP by self-propelling on the target plane SF of the structure SP.
  • the self-propelled robot 1 includes a robot main body 2 having a moving unit 4 for traveling on a target plane SF (see FIG. 6) of a structure SP, and the robot main body.
  • a pair of cleaning units 10, 10 provided in the unit 2 and a control unit 30 that controls the movement of the moving means 4 and the pair of cleaning units 10, 10 are provided.
  • the cleaning unit 10 includes a rotating brush 12, and by rotating the rotating brush 12, the surface SF can be swept and cleaned.
  • the structure of the cleaning unit 10, that is, how the cleaning unit 10 cleans the target plane SF of the structure SP is not particularly limited.
  • a watering device spray nozzle or the like
  • a wiper blade wiper blade
  • a vacuum cleaner suction type vacuum cleaner
  • the cleaning part 10 may be provided only in front of the robot main body part 2 or only in the rear.
  • the position where the cleaning unit 10 is provided is not particularly limited, and the cleaning unit 10 may be provided at a position facing the lower surface of the robot body 2 or the target plane SF.
  • the robot body 2 is provided with moving means 4.
  • the moving means 4 is provided so that the robot main body 2 can be moved in the front-rear direction or turned.
  • the moving means 4 may be constituted by a pair of side drive wheels 4a and 4a and one intermediate drive wheel 4b. In this case, if the pair of side drive wheels 4a and 4a and the intermediate drive wheel 4b are arranged so as to form a triangle in plan view, the self-propelled robot 1 is stably placed on the target plane SF. be able to.
  • a drive motor is provided for each of the drive wheels 4a and 4b of the moving means 4 so that each drive motor can independently drive the drive wheels 4a and 4b. Then, if the operating state of each drive motor is controlled by the control unit 30, the self-propelled robot 1 can be moved linearly or turned. In particular, if an omni wheel (an omnidirectional moving wheel) is adopted as the intermediate drive wheel 4b, the turning movement of the self-propelled robot 1 becomes smooth, and the degree of freedom of movement of the self-propelled robot 1 can be increased. it can.
  • an omni wheel an omnidirectional moving wheel
  • the moving means 4 is not limited to the configuration as described above, and may be configured so that the self-propelled robot 1 can be moved linearly or turned.
  • the omni wheel which is the intermediate drive wheel 4b may not be used as the drive wheel, but only the pair of drive wheels 4a and 4a may be used as the drive wheel.
  • a passive wheel may be employed for the intermediate drive wheel 4b.
  • the moving direction of the self-propelled robot 1 can be freely changed by adjusting the rotation speeds of the pair of drive wheels 4a and 4a.
  • the moving means 4 may be provided with a crawler instead of the wheel.
  • the self-propelled robot 1 is controlled by controlling the operation of the drive motor that drives the pair of crawlers. Can be moved linearly or swiveled.
  • the driving motor of the moving means 4 described above corresponds to the driving means of the moving means referred to in the claims.
  • the control unit 30 has a function of controlling the movement of the self-propelled robot 1 by controlling the operation of the moving means 4. For example, as described above, when each drive wheel 4 is provided with a drive motor, the movement direction and speed of the robot body 2 are controlled by controlling the operation of the drive motor provided on each drive wheel 4. That is, the moving direction and moving speed of the self-propelled robot 1 are controlled. For example, when each drive motor 4m is operated so that the moving speed (specifically, the rotational speed (rotational speed) ⁇ the peripheral length of the drive wheel) by all the drive wheels 4 is the same, the self-propelled robot 1 can be moved straight ahead. On the other hand, when each drive motor 4m is operated so as to cause a difference in moving speed between the pair of side drive wheels 4a, 4a, the self-propelled robot 1 can be moved to turn.
  • the control unit 30 has a function of detecting the direction of the self-propelled robot 1. For example, when the target plane SF is inclined, the control unit 30 detects whether the front-rear direction (or left-right direction) of the robot main body 2 is inclined with respect to the horizontal, and the robot main body is determined based on the inclination. A function of grasping the direction of the unit 2 may be provided.
  • the control unit 30 includes a tilt sensor, and the front or rear of the robot main body 2 is positioned above (or positioned below) the other, Let us consider a case having a function of detecting the inclination.
  • the inclination angle of the target plane SF is normally constant, when the inclination sensor detects that the inclination of the robot main body 2 has changed, the front-rear direction of the self-propelled robot 1 is above and below the target plane SF. It can be detected that it is tilted with respect to the direction.
  • the inclination angle of the target plane SF is stored in the control unit 30 in advance, how much the front-rear direction of the self-propelled robot 1 is inclined with respect to the vertical direction of the target plane SF according to the inclination angle detected by the inclination sensor. You can figure out.
  • the method by which the control unit 30 detects the orientation of the self-propelled robot 1 is not limited to the above method.
  • the direction of the self-propelled robot 1 can be grasped.
  • the direction of the self-propelled robot 1 can be grasped by integrating the obtained angular velocity.
  • the direction (azimuth) can be directly detected.
  • the direction of the self-propelled robot 1 can also be detected by an angle meter (tilt angle meter) that detects a posture with respect to the direction of gravity.
  • the orientation of the robot body 2 can be grasped if the control unit 30 includes a gyro sensor or a geomagnetic sensor.
  • the direction of the self-propelled robot 1 can be grasped by integrating the detected angular velocity. If it is a geomagnetic sensor, the direction (azimuth) can be directly detected.
  • the self-propelled robot 1 of the present embodiment has the above-described configuration, if the self-propelled robot 1 is placed on the target plane SF of the structure SP, the self-propelled robot 1 can construct the structure.
  • the target plane SF of the SP can be cleaned. That is, since the self-propelled robot 1 can be moved on the target plane SF by the moving means 4, the target plane SF can be cleaned by the pair of cleaning units 10 and 10.
  • the robot body 2 when cleaning a rectangular (rectangular) solar cell module or the like, the robot body 2 is arranged so that the front-rear direction of the robot body 2 is parallel to the major axis direction of the solar cell module or the like. Then, if the self-propelled robot 1 is run, the self-propelled robot 1 moves along the long axis direction of the solar cell module or the like, so that the surface of the solar cell module or the like is cleaned by the pair of cleaning units 10 and 10. can do.
  • the front and back direction of the robot body 2 may be arranged in parallel with the short axis direction (width direction) of the solar cell module or the like.
  • the self-propelled robot 1 if the self-propelled robot 1 is run, the self-propelled robot 1 moves along the short axis direction of the solar cell module or the like, and the surface of the solar cell module or the like is moved to the pair of cleaning units 10 and 10. Can be cleaned.
  • the self-propelled robot 1 is often moved along the long axis direction of a solar cell module or the like from the viewpoint of work efficiency.
  • the solar cell module or the like is provided with an inclination, the following advantages can be obtained by moving the self-propelled robot 1 along the short axis direction of the solar cell module or the like.
  • the long axis direction is inclined with respect to the horizontal and the short axis direction is horizontal.
  • the self-propelled robot 1 needs to climb an inclination.
  • the self-propelled robot 1 must move against a force pulled downward, and requires a large driving force.
  • the rotation surfaces of the drive wheels 4a and 4a are parallel to the tilt direction, if the drive force for driving the drive wheels 4a and 4a is lost (for example, when the battery capacity is reduced), the drive wheels 4a and 4a are pulled downward. There is a possibility that the driving wheels 4a and 4a rotate downward due to the applied force.
  • the self-propelled robot 1 may run down the solar cell module or the like.
  • the drive wheels 4a and 4a rotate in a state where the rotation surfaces thereof are orthogonal to the inclination direction.
  • the self-propelled robot 1 does not need to resist the downward pulling force when moving, and thus the driving force can be reduced.
  • the rotation surfaces of the drive wheels 4a and 4a are orthogonal to the tilt direction, even if the drive force for driving the drive wheels 4a and 4a is lost, the drive wheels 4a and 4a are pulled by the force pulled downward. It does not rotate downward.
  • the possibility that the self-propelled robot 1 will run down from the solar cell module or the like can be reduced. Therefore, when the self-propelled robot 1 is moved along the short axis direction of the solar cell module or the like, the self-propelled robot 1 can be operated by the sun even if the driving force for driving the drive wheels 4a and 4a is lost. There is an advantage that the possibility of dropping from a battery module or the like can be reduced.
  • a solar cell module or the like is provided such that the short axis direction is inclined with respect to the horizontal, the same advantage can be obtained if the self-propelled robot 1 is moved along the long axis direction of the solar cell module or the like. Can be obtained.
  • the drive wheels 4a and 4a are self-propelled even if the driving surfaces (or braking force) are not applied to the drive wheels 4a and 4a if the rotational surfaces of the drive wheels 4a and 4a are arranged perpendicular to the tilt direction.
  • the traveling of the robot 1 can be stopped (FIG. 3A). Then, if the self-propelled robot 1 is stopped on the inclined target plane SF, it is desirable to control so as to be in the above state.
  • the control unit 30 when the control unit 30 detects completion of cleaning or occurrence of abnormality, the control unit 30 causes the rotation surfaces of the drive wheels 4a and 4a to be orthogonal to the inclination direction (in other words, the drive wheels 4a and 4a It is desirable to control the operation of the moving means 4 so that the rotation axis direction is parallel to the tilt direction (hereinafter referred to as a stationary state).
  • a stationary state For example, if the above-mentioned state is detected when the rotational surfaces of the drive wheels 4a and 4a are non-orthogonal (parallel or acute angle state) with the tilt direction, the self-propelled robot 1 is controlled to turn. It can be in a stationary state (FIG. 3B).
  • the rotation surfaces of the drive wheels 4a and 4a when the rotation surfaces of the drive wheels 4a and 4a are orthogonal to the tilt direction, it can be brought into a stationary state if it is controlled to maintain the posture as it is.
  • the control unit 30 detects the end of cleaning or the occurrence of an abnormality, the rotation direction of the crawler belt, that is, the axial direction of the belt is orthogonal to the inclination direction. It is desirable to control the operation of the moving means 4 so as to achieve the above state.
  • the self-propelled robot 1 desirably includes an edge detection unit 31 that detects an edge (edge) of the target plane SF. If the edge detection unit 31 is provided, it is possible to prevent the self-propelled robot 1 from falling from the target plane SF and to obtain an advantage that the target plane SF can be efficiently cleaned.
  • the edge detector 31 is provided on the side of the robot body 2.
  • the edge detection unit 31 includes a sensor 31s (FIG. 4) that detects an edge (edge) of the target plane SF, and is configured to transmit a signal from the sensor 31s to the control unit 30. .
  • the control unit 30 Based on the signal detected by the edge detection unit 31, the control unit 30 calculates the position of the edge and the distance from the edge to the driving wheel 4a close to the edge (hereinafter referred to as the adjacent driving wheel 4a), and the distance is predetermined. It has the function of controlling the moving means 4 so that it becomes more than this distance.
  • the sensor 31s when the sensor 31s is a laser sensor, it is assumed that the target plane SF exists immediately below the sensor 31s. In this case, if the laser light is emitted from the sensor 31s, the sensor 31s receives the reflected light reflected by the target plane SF. That is, it can be determined that the position of the sensor 31s is located inward of the edge. On the other hand, when the sensor 31s cannot receive the reflected light, it can be determined that there is no target plane SF immediately below the sensor 31s, that is, the position of the sensor 31s is located outside the edge.
  • control unit 30 controls the operation of the moving unit 4 so that the reflected light can be received, that is, the position of the sensor 31s is located inward of the edge, the distance from the edge to the adjacent drive wheel 4a is set. It can be maintained above a certain level. Then, it is possible to prevent the adjacent drive wheel 4a of the self-propelled robot 1 from being derailed beyond the edge, or the self-propelled robot 1 from falling from the target plane SF.
  • the distance from the edge to the adjacent drive wheel 4a can be kept substantially constant based on signals from the plurality of sensors 31s. “Substantially constant” means that the distance between the two is within a certain range.
  • the edge detection unit 31 has two laser sensors as described above so as to be aligned in the width direction of the robot body 2 as shown in FIG.
  • the sensor 31s positioned inward detects reflected light, but the sensor 31s positioned outward cannot detect reflected light.
  • the edge is linear, if the distance between the two sensors 31s is reduced, the self-propelled robot 1 can be made to travel substantially linearly while suppressing meandering. Then, the cleaning efficiency by the self-propelled robot 1 can be improved.
  • the self-propelled robot 1 travels in the longitudinal direction of the module M constituting the target plane SF.
  • the length of the cleaning unit 10 is set to be approximately the same as the length of the module M in the width direction. Then, it is possible to clean the entire target plane SF without leaving any cleaning even by running the target plane SF once.
  • the sensor 31s used in the edge detection unit 31 is not particularly limited, and a known sensor can be used.
  • a sensor that detects an edge in a non-contact manner such as a laser sensor, an infrared sensor, or an ultrasonic sensor, or a contact sensor such as a limit switch can be used as the sensor 31s.
  • an image captured using a CCD camera or the like as the sensor 31s may be analyzed by the control unit 30 to detect an edge.
  • a temperature sensor or a capacitance sensor can be used as the sensor 31s. When these sensors are used, the edge of the target plane SF can be grasped from the difference in temperature and capacitance between the target plane SF and the portion outside the edge (space or the like).
  • the cleaning unit 10 When the target plane SF (the module M constituting the target plane SF) is cleaned by the self-propelled robot 1, the cleaning unit 10 normally has the length in the longitudinal direction or the length in the width direction of the target plane SF. Configured to be equivalent or slightly longer. Then, once the self-propelled robot 1 is moved along the width direction or the longitudinal direction of the target plane SF, the entire target plane SF can be cleaned.
  • the edge detector 31 is provided as described above, the self-propelled robot 1 can be stably moved along the edge of the target plane SF as described above. Then, even if the self-propelled robot 1 is reduced in size, it becomes possible to clean the target plane SF without leaving any cleaning. Specifically, even if the length of the cleaning unit 10 is shorter than the length in the longitudinal direction or the length in the width direction of the target plane SF, the self-propelled robot 1 does not leave the entire target plane SF clean and efficiently. Can be cleaned.
  • the length of the cleaning part 10 means the length of the part which cleans the object plane SF substantially.
  • the length of the brush 12 in the rotation axis direction corresponds to the length of the cleaning unit 10.
  • the length in the direction intersecting the traveling direction of the robot body 2 is half of the length L in the major axis direction of the module M constituting the target plane SF. Longer than the length L of the module M in the long axis direction.
  • the cleaning unit 10 is formed to be slightly longer than half the length L of the module M. If the cleaning unit 10 has the brush 12, the length of the brush 12 in the rotation axis direction is set to be slightly longer than half of the length L of the module M in the long axis direction.
  • the self-propelled robot 1 having the cleaning unit 10 having such a structure is moved along a route indicated by an arrow in FIG. That is, the robot main body 2 is arranged so that the front-rear direction of the robot body 2 is parallel to the short axis direction (width direction) of the module M, and the self-propelled robot 1 is placed in the width direction of the module M, that is, the width direction of the target plane SF. Drive along. At this time, the self-propelled robot 1 is moved along the upper edge of the module M. And if it moves to the edge part of the width direction of object plane SF, self-propelled robot 1 will be moved in the reverse direction. At this time, the self-propelled robot 1 is controlled to move along the lower edge of the module M.
  • the cleaning unit 10 is slightly longer than half of the length L of the module M, an area where the cleaning unit 10 always passes twice in the central portion in the length direction of the module M (FIG. 5A). (Hatching part). That is, if the self-propelled robot 1 reciprocates once in the width direction of the target plane SF, the cleaning unit 10 can always clean the entire surface of the module M, so that the target plane SF can be efficiently cleaned without leaving any cleaning.
  • a solar cell module or the like when a solar cell module or the like is provided with an inclination, it is generally arranged such that the longitudinal direction is inclined with respect to the horizontal and the width direction is horizontal. For this reason, when the self-propelled robot 1 is moved in the width direction of the module M, the self-propelled robot 1 gradually moves downward along the surface of the target plane SF due to the influence of gravity (for example, sliding downward). While moving horizontally). However, if the self-propelled robot 1 is moved along the upper or lower edge of the module M while the edge detection unit 31 detects the upper or lower edge of the module M as described above, it moves downward. It is possible to move along the lateral direction while correcting. Therefore, even if the self-propelled robot 1 is moved in the width direction of the module M, the target plane SF can be cleaned by the self-propelled robot 1 so that no cleaning is left.
  • the length in the direction intersecting the traveling direction of the robot body 2 is more than half of the width W of the module M constituting the target plane SF. It may be long and shorter than the length W of the width of the module M.
  • the target plane SF can be efficiently cleaned without leaving any cleaning. That is, the robot body 2 is arranged so that the front-rear direction of the robot body 2 is parallel to the length direction of the module M, and the self-propelled robot 1 is moved along the length direction of the module M, that is, the vertical direction of the target plane SF. Let it run.
  • control unit 30 controls the operation of the moving means 4 and the work such as cleaning. For this reason, if the operation of the self-propelled robot 1 is controlled so as to automatically travel on the route or the like stored in the control unit 30, the operation such as cleaning is performed while moving on the target plane SF almost automatically. Can be made.
  • the self-propelled robot 1 may be operated by an operator from outside to control operations such as running and cleaning.
  • the self-propelled robot 1 may be remotely operated using wireless communication using wireless or infrared rays. That is, the operator may operate the wireless communication controller to remotely operate the self-propelled robot 1.
  • the operator may operate the self-propelled robot 1 using a controller connected to the self-propelled robot 1 by a signal line or the like. If the worker operates the self-propelled robot 1 using a controller for wireless communication or a controller connected by a signal line, the worker can carry out the work while confirming the work status such as cleaning. Then, it is possible to cause the self-propelled robot 1 to perform an appropriate work in accordance with changes in the surrounding situation.
  • the self-propelled robot 1 can travel appropriately and work can be performed. Moreover, even if there is an operator's operation mistake, the self-propelled robot 1 can be prevented from falling from the target plane SF.
  • the self-propelled robot 1 may be a combination of both operation by an operator and automatic traveling (work).
  • work or travel is performed automatically (that is, control of only the control unit 30), but when an operation by the operator is input from a controller or the like, the operation is performed by the operator from the state of automatic travel (work). You may make it switch to operation
  • the input from the controller or the like does not exceed a certain level, the state is switched to the automatic running (work) state. Then, even if it forgets the operator's operation mistake or switching to the state of automatic driving (work), it is preferable because the work can be continued.
  • the wheels 4a and 4b of the self-propelled robot 1 travel at a position away from the edge by a certain distance or more. It is considered that it does not fall from the plane SF. However, if the edge of the target plane SF cannot be properly detected due to a failure of the edge detection unit 31, the self-propelled robot 1 may fall from the target plane SF.
  • the self-propelled robot 1 can be prevented from dropping even if the situation described above occurs.
  • a friction member 6 (resistance member referred to in the claims) having a large frictional resistance such as rubber is provided on the lower surface of the robot body 2.
  • the friction member 6 is provided at a position where the robot main body 2 and the edge of the target plane SF come into contact with each other when the wheel 4b is removed from the edge of the target plane SF. Then, when the wheel is removed, a frictional resistance is generated between the friction member 6 and the edge of the target plane SF, so that the self-propelled robot 1 can be prevented from sliding off the target plane SF.
  • the friction member 6 it may not be possible to prevent the self-propelled robot 1 from sliding off the target plane SF with only the frictional force of the friction member 6.
  • a driving force is applied in a direction in which the moving unit 4 moves the self-propelled robot 1 toward the edge. In this case, if this driving force is large, the self-propelled robot 1 moves by overcoming the friction force of the friction member 6. Then, the self-propelled robot 1 slides down from the target plane SF.
  • the operation of the moving means 4 is controlled by the control unit 30 so as to prevent the self-propelled robot 1 from slipping off the target plane SF when it is derailed.
  • a contact-type sensor 7 for detecting wheel removal is provided on the lower surface of the robot body 2.
  • the contact-type sensor 7 is provided so as to be located on the inner side of the robot body 2 than the respective wheels (on the center of gravity G side of the self-propelled robot 1 (see FIG. 7B)).
  • the control unit 30 stops the operation of the driving unit of the moving unit 4.
  • the supply of current to the motor is stopped, so that the force for moving the self-propelled robot 1 in the edge direction is not applied, so the friction member 6
  • the self-propelled robot 1 can be prevented from sliding off the target plane SF due to the frictional resistance generated between the robot body 2 and the robot body 2 and the edge without providing the friction member 6. Departing between If the frictional resistance a certain size to be, alone frictional resistance generated between them, it is possible to prevent the self-propelled robot 1 from slipping off the object plane SF (see FIG. 7 (C)).
  • the driving unit 30 when the control unit 30 receives a signal that the contact sensor 7 is in contact with the target plane SF, the driving unit may be operated so that driving resistance is generated in the wheels 4a and 4b.
  • a current may be supplied to the motor so that the rotation direction of the motor is reversed.
  • you may provide braking devices, such as an electromagnetic brake, in a drive part, and may exhibit the short brake function from which a braking force is acquired by short-circuiting between the terminals of a motor.
  • the contact sensor 7 is installed on the inside of the main body side of each of the wheels 4a and 4b (the center of gravity G of the self-propelled robot 1). If installed at such a position, if any of the wheels 4a, 4b is removed, the contact sensor 7 disposed inside the wheels 4a, 4b can be brought into contact with the target plane SF. If the contact type sensor 7 is provided at the position as described above, the center of gravity G of the self-propelled robot 1 is positioned outward from the edge when the contact type sensor 7 detects the wheel removal. Must not. Specifically, as shown in FIG.
  • the intersection GP between a line that is vertically downward from the center of gravity G of the self-propelled robot 1 and the target plane SF is the self-propelled robot body 2 and the target plane. It is difficult to be in a state of being located outside the intersection AP with the SF (outside the edge of the target plane SF). Then, even if it derails, it can prevent that self-propelled robot 1 falls from object plane SF.
  • the center of gravity of the self-propelled robot 1 is located on the target plane SF. Then, if a drive part is operated based on the signal of the contact-type sensor 7, it can prevent that the self-propelled robot 1 falls from the object plane SF.
  • the contact-type sensor 7 inward and outward with respect to the rotating shaft of each wheel 4c, respectively. If installed at such a position, the center of gravity G of the self-propelled robot 1 is detected when the contact-type sensor 7 detects a derailment in the case where the self-propelled robot 1 derails in various postures with respect to the edge of the target plane SF. Is rarely located outside the edge. That is, if the operation of the drive unit of the moving unit 4 is controlled by the control unit 30 when the contact sensor 7 detects wheel removal, the self-propelled robot 1 can be prevented from falling.
  • the sensor used as the contact sensor 7 described above is not particularly limited.
  • a pressure-sensitive rubber switch called a cable switch (manufactured by Azbil) or a tape switch (manufactured by Tokyo Sensor) can be used.
  • the position where the contact sensor 7 is provided is not particularly limited.
  • a cable switch, a tape switch, or the like a cable switch, a tape switch, or the like may be installed so as to be parallel to the rotating surface of the wheel 4c (or the wheel 4a in FIG. 7) (see FIG. 10 (A)).
  • the sensor may be provided on the entire lower surface of the robot body 2 (FIG. 10B).
  • the position where the friction member 6 is provided on the lower surface of the robot body 2 is not particularly limited.
  • the friction member 6 may be provided in a planar shape on the entire lower surface of the robot body 2.
  • the control unit 30 controls the driving force to prevent the self-propelled robot 1 from dropping
  • the above-described friction member 6 is not necessarily provided. However, if the friction member 6 is provided, it is easy to prevent the self-propelled robot 1 from falling.
  • a sucker or a magnet can be used as a resistance member.
  • a magnet is provided in one of the self-propelled robot 1 and the vicinity of the edge of the target plane SF, and the other is formed of a ferromagnetic material, or a member formed of a ferromagnetic material is provided. Then, in a state where the wheel is not removed (when the distance between the two is long), since the magnetic force generated between the two is small, the force for connecting the self-propelled robot 1 and the target plane SF does not occur. That is, the self-propelled robot 1 can move on the target plane SF without great resistance. On the other hand, if the distance between the two is reduced by the wheel removal, the magnetic force generated between the two is increased, so that the self-propelled robot 1 is coupled to the target plane SF by the magnetic force.
  • the self-propelled robot 1 can be prevented from falling from the target plane SF.
  • magnets may be provided both near the edge of the self-propelled robot 1 and the target plane SF.
  • the self-propelled robot 1 when the self-propelled robot 1 is provided with a suction cup, a pump for sucking the air in the suction cup is provided.
  • a pump or the like when the control unit 30 receives a signal from the contact sensor 7, a pump or the like is operated. Then, when the wheel is removed, the suction cup can be adsorbed to the target plane SF, so that the self-propelled robot 1 can be connected to the target plane SF. Therefore, the self-propelled robot 1 can be prevented from falling from the target plane SF.
  • the position at which the suction cup is provided is not particularly limited, and it may be installed at a position that is considered to be located on the target plane SF in a state in which wheel removal has occurred.
  • the suction cup a suction cup having a structure such that when pressed against the target plane SF surface, the inside becomes a negative pressure and is attracted to the target plane SF may be used.
  • a situation corresponding to the wheel removal can be detected by providing a deflection sensor for detecting the deflection of the crawler belt. That is, it is possible to grasp a situation where the crawler protrudes from the edge of the target plane SF more than a certain amount. For example, as shown in FIG. 11, when the crawlers 4 d and 4 d protrude from the edge of the target plane SF for a certain amount or more, the belt B is pushed inward by the edge and bent inward. (FIG. 11B).
  • the crawler 4d is provided with a deflection sensor 8 that detects the deflection of the belt B, and the control unit 30 stops the operation of the driving unit when the belt B is bent more than a certain amount. Then, since it is possible to prevent the force that moves the self-propelled robot 1 in the edge direction, the self-propelled robot 1 can be prevented from sliding off the target plane SF.
  • the control unit 30 receives a signal from the deflection sensor 8, the driving unit may be operated so that a driving resistance is generated in the belt B.
  • a motor is used for the drive unit, a current may be supplied to the motor so that the rotation direction of the motor is reversed.
  • you may provide braking devices, such as an electromagnetic brake, in a drive part, and may exhibit the short brake function from which a braking force is acquired by short-circuiting between the terminals of a motor.
  • the self-propelled robot of the present invention is used for cleaning a solar cell array of a large-scale photovoltaic power generation facility, a condensing mirror of a solar thermal power generation facility, a light-receiving surface in a solar water heater, a defect inspection of the plane, a surface shape, etc. Thickness measurement, temperature measurement, surface roughness measurement, light reflectance and glossiness measurement on the surface, measurement of other physical quantities, collection and observation, peeling of surface deposits and paint, painting and It can be used for pretreatment, coating work, film sticking, polishing, marking, communication by information presentation, and the like.

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Abstract

自走式ロボットの落下などによる損傷を防ぐことができ、しかも、平面における作業を効率よく行うことができる自走式ロボットを提供する。平面を有する構造物上を自走して構造物の平面上で作業を行うロボット（１）であって、自走のための移動手段（４）が設けられたロボット本体部（２）と、ロボット本体部（２）の移動を制御する制御部と、を備えており、制御部は、平面の端縁を検出するエッジ検出部（３１）を備えており、エッジ検出部（３１）からの信号に基づいて、平面の端縁と移動手段（４）との距離を所定の距離以上に維持するように移動手段（４）の作動を制御する機能を有している。

Description

自走式ロボット
　本発明は、自走式ロボットに関する。さらに詳しくは、太陽光発電に使用する太陽電池アレイや太陽熱発電に使用する集光ミラーなどの表面を自走して掃除等の作業を行う自走式ロボットに関する。
　近年、再生可能エネルギを利用した発電の要求が高まっており、とくに太陽光を利用した太陽光発電や太陽熱発電には大きな注目が集まっている。
　例えば、太陽光発電設備には、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設備まである。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。
　一方、太陽光発電や太陽熱発電などの太陽光を利用した発電では、太陽からの日射光を受けて発電する。このため、太陽電池アレイ(つまり太陽電池モジュール)や集光ミラーの受光面が汚れると、汚れの程度に応じて、太陽光発電においては太陽電池モジュールの受光面を構成するカバーガラスの光透過率が低下することによって、発電される電力量が減少する。また、太陽熱発電においては、集光ミラーの反射率が低下することによって、発電される電力量が減少する。つまり、太陽光発電や太陽熱発電では、太陽電池モジュールや集光ミラーの受光面が汚れていると、発電性能が大幅に低下する。
　このため、太陽電池アレイ等の受光面の汚れを除去するために、太陽電池アレイ等を適宜掃除することが重要になる。
　一般住宅に設けられている設備であれば、定期的に人が掃除することも可能である。一方、大規模な太陽光発電設備の場合、その表面積は非常に大きくなるため、人が掃除して太陽電池アレイ表面の汚れを除去することは実質的に困難である。例えば、１メガワットの太陽光発電設備の場合、１枚あたり１００ワットの発電出力の太陽電池モジュールから構成されているとする。この場合、太陽光発電設備全体では、太陽電池モジュールは１万枚に及ぶ。１枚の太陽電池モジュールの面積が１平方メートルの場合、掃除すべき面積は１万平方メートルに達する。そして、太陽光発電設備の場合、複数枚の太陽電池モジュールを１セットとする太陽電池アレイが複数設けられるのであるが、この太陽電池アレイの面積は、現場の種々の条件によって異なるが、概ね５０平方メートルから１０００平方メートルになる。したがって、大規模な太陽光発電設備では、自動または遠隔操作で太陽電池アレイ等の表面を走行させることができる自走式ロボットが有効な掃除手段になる。
　ところで、自走式掃除ロボットとして、最近では、建物の床などを自動で掃除するものが種々開発されており（例えば特許文献１）、かかる自走式掃除ロボットを、太陽電池アレイ等を掃除するためのロボットとして採用することも考えられる。
特開２００４－１６６９６８号公報
　しかるに、特許文献１の自走式掃除ロボットは、建物の床などのように屋内での掃除を行うものである。床の端縁は壁などによって仕切られており、自走式掃除ロボットは壁などの障害物に接触するなどの方法で障害物を検出して、床などの掃除する領域を判断している。しかし、太陽電池アレイ等の表面等の場合、その表面の境界に障害物などは存在しないので、境界を判断することができない。そして、境界を判断できなければ、自走式掃除ロボットは表面等から落下して損傷してしまう可能性がある。
　また、太陽電池アレイ等の場合、掃除残しは発電効率の低下に直結するため、掃除残しがないようにしなければならない。建物の床などを自動で掃除する自走式掃除ロボットは、通常、ランダムに走行するように制御されている。そして、ランダムに移動させて掃除する場合でも、ある程度長時間掃除を継続すれば、掃除残しがないようにすることができる。しかし、太陽電池アレイ等の場合には、掃除している時間は発電効率が低下したり発電できない状態となったりするので、自走式掃除ロボットが掃除している時間はできるだけ短縮することが望まれる。
　本発明は上記事情に鑑み、自走式ロボットの落下などによる損傷を防ぐことができ、しかも、平面における作業を効率よく行うことができる自走式ロボットを提供することを目的とする。
　第１発明の自走式ロボットは、平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、該ロボット本体の移動を制御する制御部と、を備えており、前記制御部が、前記エッジ検出部からの信号に基づいて、前記平面の端縁と前記移動手段との距離を所定の距離以上に維持するように前記移動手段の作動を制御する機能を有していることを特徴とする。
　第２発明の自走式ロボットは、第１発明において、前記制御部は、前記エッジ検出部からの信号に基づいて、該ロボットが前記平面の端縁に沿って移動するように、前記移動手段の作動を制御する機能を有していることを特徴とする。
　第３発明の自走式ロボットは、第１または第２発明において、前記移動手段は、前記平面上を走行する車輪またはクローラと、該車輪またはクローラを駆動する駆動部と、を備えており、前記制御部は、該ロボットを平面上で静止させておく際に、前記車輪または前記クローラの回転面方向が前記平面の傾斜方向と略直交するように前記移動手段の作動を制御する機能を有していることを特徴とする。
　第４発明の自走式ロボットは、第１、第２または第３発明において、前記移動手段は、前記平面上を走行する車輪と、該車輪を駆動する駆動部と、を備えており、前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、前記制御部は、前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記駆動部の作動を停止することを特徴とする。
　第５発明の自走式ロボットは、第１、第２または第３発明において、前記移動手段は、前記平面上を走行する車輪と、該車輪を駆動する駆動部と、を備えており、前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、前記制御部は、前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記車輪に駆動抵抗が生じるように前記駆動部を作動させることを特徴とする。
　第６発明の自走式ロボットは、第４または第５発明において、前記接触式センサが、各車輪の回転軸に対して内方にそれぞれ設置されていることを特徴とする。
　第７発明の自走式ロボットは、第６発明において、前記車輪が４輪設けられており、前記接触式センサが、各車輪の回転軸に対して外方にも設置されていることを特徴とする。
　第８発明の自走式ロボットは、第１または第２発明において、前記移動手段は、前記平面上を走行するクローラと、該クローラを駆動する駆動部と、を備えており、前記クローラのベルトの撓みを検出する撓みセンサを備えており、前記制御部は、前記撓みセンサが前記ベルトの撓みを検出すると、前記駆動部の作動を停止することを特徴とする。
　第９発明の自走式ロボットは、第１または第２発明において、前記移動手段は、前記平面上を走行するクローラと、該クローラを駆動する駆動部と、を備えており、前記クローラのベルトの撓みを検出する撓みセンサを備えており、前記制御部は、前記撓みセンサが前記ベルトの撓みを検出すると、前記ベルトに駆動抵抗が生じるように前記駆動部を作動させることを特徴とする。
　第１０発明の自走式ロボットは、第１乃至第９発明のいずれかにおいて、前記ロボット本体の下面に、抵抗部材が設けられていることを特徴とする。
　第１１発明の自走式ロボットは、第２発明において、前記平面を掃除する掃除部を備えており、該掃除部は、前記ロボット本体の走行方向と交差する方向の長さが、前記平面の幅の半分よりも長く該前記平面の幅よりも短くなるように設けられていることを特徴とする。
　第１２発明の自走式ロボットは、第２発明において、前記平面を掃除する掃除部を備えており、該掃除部は、前記ロボット本体の走行方向と交差する方向の長さが、前記平面の長辺の長さの半分よりも長く前記平面の長辺の長さよりも短くなるように設けられていることを特徴とする。
　第１発明によれば、平面の端縁と移動手段との距離を所定の距離以上に維持できるので、自走式ロボットが平面から落下したり脱輪したりすることを防止することができる。したがって、安定して自走式ロボットによる作業を実施することができる。
　第２発明によれば、ロボットが平面の端縁に沿って移動するので、効率よくかつ作業漏れがないように平面上において掃除等の作業を実施させることができる。
　第３発明によれば、移動手段の駆動力やブレーキ力が弱くなっても、ロボットを平面上に安定して静止させておくことができる。
　第４発明によれば、自走式ロボットが平面から脱輪した場合、接触式センサが平面と接触するので、脱輪を把握できる。すると、制御部は駆動部の作動を停止し自走式ロボットの作動が停止するので、自走式ロボットが落下することを防ぐことができる。
　第５発明によれば、自走式ロボットが平面から脱輪した場合、接触式センサが平面と接触するので、脱輪を把握できる。すると、制御部は車輪に駆動抵抗が発生するように駆動部を作動させるので、自走式ロボットが落下することを防ぐことができる。
　第６、第７発明によれば、自走式ロボットが平面から落下しない状態で、接触式センサによって脱輪を確実に検出できる。
　第８発明によれば、平面から所定の量以上クローラがはみ出した場合には、ベルトの撓みによって接触式センサがそのはみ出しを検出する。すると、制御部は駆動部の作動を停止し自走式ロボットの作動が停止するので、自走式ロボットが落下することを防ぐことができる。
　第９発明によれば、平面から所定の量以上クローラがはみ出した場合には、ベルトの撓みによって接触式センサがそのはみ出しを検出する。すると、制御部はベルトに駆動抵抗が発生するように駆動部を作動させるので、自走式ロボットが落下することを防ぐことができる。
　第１０発明によれば、脱輪等が生じた場合、抵抗部材が平面と接触するので、ロボット本体が平面から落下することを防止することができる。
　第１１または第１２発明によれば、ロボットを小型化しても、効率よくかつ掃除残しが出ないように掃除させることができる。
本実施形態の自走式ロボット１の概略平面図である。 本実施形態の自走式ロボット１の概略正面図である。 本実施形態の自走式ロボット１の静止状態の概略説明図である。 エッジ検出部３１によるエッジ検出の概略説明図であり、（Ａ）はセンサ３１ｓが一つの場合であり、（Ｂ）はセンサ３１ｓが二つの場合である。 他の実施形態の自走式ロボット１による掃除作業の概略説明図である。 本実施形態の自走式ロボット１が掃除などの作業を行う構造物ＳＰの概略説明図である。 （Ａ）摩擦部材６を取り付けた本実施形態の自走式ロボット１の概略底面図であり、（Ｂ）対象平面ＳＦと摩擦部材６の接触状態の概略説明図である。 （Ａ）摩擦部材６を取り付けた自走式ロボット１のロボット本体部２の概略底面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は対象平面ＳＦと摩擦部材６の接触状態の概略説明図である。 （Ａ）接触センサ７を取り付けた４つの車輪４ｃを有する自走式ロボット１のロボット本体部２の概略底面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は対象平面ＳＦと接触センサ７の接触状態の概略説明図である。 （Ａ）帯状の摩擦部材６および／または接触センサ７を取り付けた自走式ロボット１のロボット本体部２の概略底面図であり、（Ｂ）面状の摩擦部材６および／または接触センサ７を取り付けた自走式ロボット１のロボット本体部２の概略底面図である。 （Ａ）撓みセンサ８を取り付けたクローラ４ｄを有する自走式ロボット１のロボット本体部２の概略底面図であり、（Ｂ）は対象平面ＳＦのエッジからクローラ４ｄが突出した状態の概略説明図である。
　本発明の自走式ロボットは、屋外に設置されている構造物や建物の屋根や壁面、窓ガラス、太陽電池アレイ、太陽熱発電に使用する集光ミラー、看板や電光掲示板等の構築物、バスや列車等の各種車両や航空機等のような平面状に形成された部分や金属板やガラス板、合成樹脂板、木製の板などの各種の板状部材、下に降りていく階段や上がり框などに接した室内空間を等のような平面状に形成された部分において作業をするロボットであって、平面状の部分を移動ながら作業を効率良く行うことができるようにしたことに特徴を有している。
　なお、本明細書における平面とは、ある程度の曲率を有する面も含む概念である。例えば、自走式ロボットの移動手段の接地点間の距離（例えばホイルベースやトレッド等）に比べて曲率半径が十分に大きい面等のように、自走式ロボットの走行に影響を与えない程度の曲率を有する曲面も含む概念である。
　本発明の自走式ロボットが実施する作業はとくに限定されない。例えば、自走式ロボットが走行する平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等を挙げることができる。
（構造物ＳＰの対象平面ＳＦ）
　まず、自走式ロボット１を説明する前に、本実施形態の自走式ロボット１が掃除等の作業を実施する構造物ＳＰおよび、掃除する対象となる平面（対象平面ＳＦ）について簡単に説明する。
　本実施形態の自走式ロボット１によって掃除等の作業を実施する構造物ＳＰは、例えば、大規模な太陽光発電設備の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などである。これらの構造物ＳＰでは、対象平面ＳＦは水平に対して傾斜を有している。しかも、対象平面ＳＦの端縁はその表面と側面とのなす角がほぼ９０°のエッジとなっている。つまり、自走式ロボット１は、対象平面ＳＦを走行した場合、端縁から落下したり脱輪したりする可能性がある構造を有している。本実施形態の自走式ロボット１は、このような端縁を有する構造物ＳＰの対象平面ＳＦを掃除等の作業を行う対象とする。
　なお、本実施形態の自走式ロボット１における掃除等の作業を行う構造物ＳＰおよび対象平面ＳＦは、太陽光発電設備の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などに限定されない。上述したような対象平面ＳＦを有する構造物ＳＰであれば、掃除等の作業を行うことが可能である。
　以下では、自走式ロボットによって、太陽電池アレイや、太陽熱発電施設における集光ミラー、太陽熱温水器などの構造物ＳＰの表面(つまり上記各受光面、以下、対象平面ＳＦという)を掃除する場合を説明する。なお、自走式ロボット１が掃除以外の作業を実施する場合には、後述する一対の掃除部１０，１０を設けずに、作業用の装置やセンサ、器具などが設けられる。この場合、ロボット本体部２のどの位置に設けてもよい。例えば、一対の掃除部１０，１０（または一方の掃除部１０）が設けられている位置に取り付けてもよいし、ロボット本体部２の側面や上面、底面などに設けてもよい。使用する作業用の装置やセンサ、器具の用途や機能等に応じて適切な位置に設ければよい。
（自走式ロボット１）
　つぎに、本実施形態の自走式ロボット１を説明する。
　本実施形態の自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を自走して構造物ＳＰの対象平面ＳＦにおける掃除等の作業を行うものである。
　図１および図２に示すように、自走式ロボット１は、構造物ＳＰの対象平面ＳＦ(図６参照)上を走行するための移動手段４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、移動手段４や一対の掃除部１０，１０の作動を制御する制御部３０と、を備えている。
（一対の掃除部１０，１０）
　図１および図２に示すように、一対の掃除部１０，１０は、ロボット本体部２の前後にそれぞれ設けられている。この掃除部１０は、回転するブラシ１２を備えており、この回転するブラシ１２を回転させることによって、平面ＳＦ上を掃いて掃除することができるようになっている。
　なお、掃除部１０の構造、つまり、掃除部１０がどのように構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上を掃除するかは、とくに限定されない。例えば、ブラシ１２に代えて散水装置(スプレーノズル等)とワイパーブレード(スクイジー)を設けて掃除部１０としてもよい。また、ブラシ１２に代えてまたはブラシ１２とともにバキュームクリーナー(吸引式掃除機)を設けて掃除部１０としてもよい。
　また、ロボット本体部２の前後に一対の掃除部１０，１０を設けた場合を説明したが、掃除部１０は、ロボット本体部２の前方だけまたは後方だけに設けてもよい。
　さらに、掃除部１０を設ける位置はとくに限定されず、ロボット本体部２の下面や対象平面ＳＦと対向する位置に設けてもよい。
（移動手段４）
　図１および図２に示すように、ロボット本体部２には、移動手段４が設けられている。この移動手段４は、ロボット本体部２を前後方向に移動させたり旋回移動させたりすることができるように設けられている。例えば、図１および図２に示すように、移動手段４を、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと、一つの中間駆動輪４ｂによって構成してもよい。この場合、一対の側方駆動輪４ａ,４ａと中間駆動輪４ｂとによって、平面視で三角形を形成するように配置すれば、自走式ロボット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。この場合、移動手段４の全ての駆動輪４ａ，４ｂにそれぞれ駆動モータを設け、各駆動モータが独立して各駆動輪４ａ，４ｂを駆動させることができるようになっていることが望ましい。すると、制御部３０によって各駆動モータの作動状態を制御すれば、自走式ロボット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。とくに、中間駆動輪４ｂにオムニホイール(全方向移動車輪)を採用すれば、自走式ロボット１の旋回移動等がスムースになり、また、自走式ロボット１の移動の自由度を高めることができる。
　なお、移動手段４は上記のごとき構成に限られず、自走式ロボット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ように構成されていればよい。例えば、中間駆動輪４ｂであるオムニホイールを駆動輪とせず、一対の駆動輪４a,４ａだけを駆動輪としてもよい。また、オムニホイールに代えて、中間駆動輪４ｂに受動車輪(キャスター)を採用してもよい。この場合でも、一対の駆動輪４a,４ａの回転数を調整すれば、自走式ロボット１の移動方向を自在に変更することができる。さらに、乗用車等の車両と同様の構造としてもよい。つまり、車輪を４輪設けて、その前方(または後方)の２輪を操舵輪として他の車輪を駆動輪としたり、４輪駆動としたりしてもよい。
　また、移動手段４は、車輪に代えてクローラを設けてもよい。この場合、ロボット本体部２の中心（重心）を挟むように一対のクローラを設ければ（図１１参照）、一対のクローラを駆動する駆動モータの作動を制御することによって、自走式ロボット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。
　上述した移動手段４の駆動モータが、特許請求の範囲にいう移動手段の駆動部に相当する。
（制御部３０）
　制御部３０は、移動手段４の作動を制御して、自走式ロボット１の移動を制御する機能を有している。例えば、上述したように、各駆動輪４に駆動モータが設けられている場合には、各駆動輪４に設けられている駆動モータの作動を制御して、ロボット本体２の移動方向や移動速度、つまり、自走式ロボット１の移動方向や移動速度を制御するものである。例えば、全ての駆動輪４による移動速度(具体的には、回転数(回転速度)×駆動輪の周長)が同じとなるように各駆動モータ４ｍを作動させた場合には自走式ロボット１を直進移動させることができる。一方、一対の側方駆動輪４ａ,４ａ間で移動速度の差が生じるように各駆動モータ４ｍを作動させた場合には自走式ロボット１を旋回するように移動させることができる。
　この制御部３０は、自走式ロボット１の向きを検出する機能を備えている。
　例えば、対象平面ＳＦが傾斜している場合には、制御部３０は、ロボット本体部２の前後方向（または左右方向）が水平に対して傾いているか否かを検出し、その傾きによってロボット本体部２の向きを把握する機能を備えていてもよい。
　例えば、制御部３０が傾斜センサを備えており、その傾斜センサは、ロボット本体部２の前後のいずれかが他方に対して上方に位置している（または下方に位置している）場合にその傾きを検出する機能を有するものである場合を考える。この場合、対象平面ＳＦの傾斜角度は通常一定であるので、傾斜センサがロボット本体部２の傾きが変化したことを検出した場合には、自走式ロボット１の前後方向が対象平面ＳＦの上下方向に対して傾いたことを検出できる。そして、制御部３０に対象平面ＳＦの傾斜角度を予め記憶させておけば、傾斜センサが検出する傾き角度によって自走式ロボット１の前後方向が対象平面ＳＦの上下方向に対してどの程度傾いているかを把握することができる。
　なお、制御部３０が自走式ロボット１の向きを検出する方法は上記の方法に限定されない。例えば、ジャイロセンサや地磁気センサ、加速度センサを設ければ、自走式ロボット１の向きを把握することができる。ジャイロセンサの場合には、得られた角速度を積分すれば、自走式ロボット１の向きを把握することができる。地磁気センサや加速度センサを使用すれば、方角（方位）を直接検出することができる。また、重力方向に対する姿勢を検出する角度計（傾斜角度計）によっても自走式ロボット１の向きを検出することができる。
　また、対象平面ＳＦが非傾斜面の場合（水平な平面の場合）には、制御部３０が、ジャイロセンサや地磁気センサを備えていれば、ロボット本体部２の向きを把握することができる。ジャイロセンサの場合、検出した角速度を積分すれば、自走式ロボット１の向きを把握することができる。地磁気センサであれば、方角（方位）を直接検出することができる。
　本実施形態の自走式ロボット１は、以上のような構成を有しているので、自走式ロボット１を構造物ＳＰの対象平面ＳＦ上に載せれば、自走式ロボット１によって構造物ＳＰの対象平面ＳＦを掃除することができる。つまり、移動手段４によって自走式ロボット１に対象平面ＳＦ上を移動させることができるので、一対の掃除部１０，１０によって対象平面ＳＦを掃除することができるのである。
　例えば、矩形（長方形）の太陽電池モジュール等を掃除する場合には、ロボット本体部２の前後方向が太陽電池モジュール等の長軸方向と平行となるように配置する。すると、自走式ロボット１を走行させれば、太陽電池モジュール等の長軸方向に沿って自走式ロボット１が移動するので、太陽電池モジュール等の表面を一対の掃除部１０，１０によって掃除することができる。
　もちろん、矩形（長方形）の太陽電池モジュール等を掃除する場合において、ロボット本体部２の前後方向が太陽電池モジュール等の短軸方向（幅方向）と平行となるように配置してもよい。この場合には、自走式ロボット１を走行させれば、太陽電池モジュール等の短軸方向に沿って自走式ロボット１が移動し、太陽電池モジュール等の表面を一対の掃除部１０，１０によって掃除することができる。
　自走式ロボット１は、作業効率の面から、太陽電池モジュール等の長軸方向に沿って移動させる場合が多い。しかし、太陽電池モジュール等が傾斜して設けられる場合には、太陽電池モジュール等の短軸方向に沿って自走式ロボット１を移動させることで以下の利点を得ることができる。
　太陽電池モジュール等が傾斜して設けられる場合、一般的には、長軸方向が水平に対して傾斜し短軸方向は水平になるように配置される。このような場合、長軸方向に沿って自走式ロボット１が移動するようになっていれば、自走式ロボット１は傾斜を登らなければならない状態が生じる。このときには、自走式ロボット１は、下方に引っ張られる力に抗しながら移動しなければならなくなり、大きな駆動力を必要とする。また、駆動輪４a,４ａの回転面が傾斜方向と平行になっているので、万が一、駆動輪４a,４ａを駆動する駆動力がなくなった場合(例えばバッテリー容量低下など)には、下方に引っ張られる力によって駆動輪４a,４ａが下方に向かって回転する可能性がある。すると、自走式ロボット１が太陽電池モジュール等を走り落ちる可能性もある。一方、短軸方向に沿って自走式ロボット１が移動させた場合には、駆動輪４a,４ａは、その回転面が傾斜方向に対して直交した状態で回転する。すると、自走式ロボット１は、その移動に際して、下方に引っ張られる力に抗する必要がないので、駆動力を小さくできる。しかも、駆動輪４a,４ａの回転面が傾斜方向と直交しているので、万が一、駆動輪４a,４ａを駆動する駆動力がなくなった場合でも、下方に引っ張られる力によって駆動輪４a,４ａが下方に回転することはない。つまり、自走式ロボット１が太陽電池モジュール等から走り落ちる可能性を低くできる。したがって、太陽電池モジュール等の短軸方向に沿って自走式ロボット１を移動させた場合には、万が一駆動輪４a,４ａを駆動する駆動力がなくなった場合でも、自走式ロボット１が太陽電池モジュール等から落下する可能性を低くできるという利点が得られる。
　もちろん、短軸方向が水平に対して傾斜するように太陽電池モジュール等が設けられる場合には、太陽電池モジュール等の長軸方向に沿って自走式ロボット１を移動させれば、同様の利点を得ることができる。
（静止姿勢制御）
　上述したように、駆動輪４a,４ａは、その回転面が傾斜方向に対して直交した状態で配置すれば、駆動輪４a,４ａに駆動力（またはブレーキ力）を加えなくても、自走式ロボット１の走行を停止しておくことができる（図３（Ａ））。すると、自走式ロボット１を、傾斜した対象平面ＳＦで停止させておくのであれば、上記状態となるように制御することが望ましい。つまり、清掃終了や異常発生などを制御部３０が検出した場合において、制御部３０によって、駆動輪４a,４ａの回転面が傾斜方向に対して直交した状態（言い換えれば、駆動輪４a,４ａの回転軸方向が傾斜方向と平行な状態、以下、静止状態という）となるように、移動手段４の作動を制御することが望ましい。例えば、駆動輪４a,４ａの回転面が傾斜方向と非直交（平行や鋭角の状態）になっている際に、上記状態を検出すると、自走式ロボット１が旋回するように制御すれば、静止状態とすることができる（図３（Ｂ））。また、駆動輪４a,４ａの回転面が傾斜方向と直交している場合には、そのままの姿勢を維持するように制御すれば、静止状態とすることができる。
　なお、移動手段４がクローラを有する場合には、清掃終了や異常発生などを制御部３０が検出した場合には、クローラのベルトの回転方向、つまり、ベルトの軸方向が傾斜方向に対して直交した状態となるように、移動手段４の作動を制御することが望ましい。
（エッジ検出）
　また、図１および図２に示すように、自走式ロボット１は、対象平面ＳＦのエッジ（端縁）を検出するエッジ検出部３１を備えていることが望ましい。かかるエッジ検出部３１を設けていれば、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止できるし、対象平面ＳＦを効率よく掃除することができるという利点が得られる。
　図１および図２に示すように、エッジ検出部３１は、ロボット本体２の側方に設けられている。このエッジ検出部３１には、対象平面ＳＦのエッジ（端縁）を検出するセンサ３１ｓ（図４）を備えており、このセンサ３１ｓからの信号を制御部３０に送信するように構成されている。このエッジ検出部３１が検出した信号に基づいて、制御部３０は、エッジの位置と、そのエッジから近い駆動輪４a（以下、隣接駆動輪４aという）までの距離を算出し、その距離が所定の距離以上となるように移動手段４を制御する機能を有している。
　例えば、図４（Ａ）に示すように、センサ３１ｓがレーザーセンサの場合、センサ３１ｓの直下に対象平面ＳＦが存在しているとする。この場合、センサ３１ｓからレーザー光を照射すれば、センサ３１ｓは、対象平面ＳＦで反射した反射光を受光する。つまり、センサ３１ｓの位置がエッジよりも内方に位置していると判断できる。一方、センサ３１ｓが反射光を受光できない場合には、センサ３１ｓの直下に対象平面ＳＦがない、つまり、センサ３１ｓの位置がエッジ外に位置していると判断できる。したがって、反射光を受光できる状態、つまり、センサ３１ｓの位置がエッジよりも内方に位置するように制御部３０が移動手段４の作動を制御すれば、エッジから隣接駆動輪４aまでの距離を一定以上に維持できる。すると、自走式ロボット１の隣接駆動輪４aがエッジを越えて脱輪したり、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下したりすることを防止することができる。
　また、センサ３１ｓを複数設ければ、複数のセンサ３１ｓからの信号に基づいて、エッジから隣接駆動輪４aまでの距離をほぼ一定に保つことができる。ほぼ一定とは、両者間の距離が一定の範囲内にあることを意味している。
　例えば、図４（Ｂ）に示すように、エッジ検出部３１が、ロボット本体２の幅方向に並ぶように、上述したようなレーザーセンサを２つ有しているとする。この場合、内方に位置するセンサ３１ｓは反射光を検出するが、外方に位置するセンサ３１ｓは反射光を検出できないとする。この場合、２つのセンサ３１ｓの間にエッジが存在していると判断することができる。つまり、２つのセンサ３１ｓからの信号が上記状態を維持するように、制御部３０が移動手段４の作動を制御すれば、エッジから隣接駆動輪４aまでの距離を一定に維持できる。つまり、自走式ロボット１をエッジに沿って移動させることができる。そして、エッジが直線状の場合には、２つのセンサ３１ｓ間の距離を小さくすれば、蛇行を抑えてほぼ直線状に自走式ロボット１を走行させることができる。すると、自走式ロボット１による清掃効率を向上させることができる。
　例えば、対象平面ＳＦを構成するモジュールＭの長手方向に自走式ロボット１を走行させるとする。この場合、掃除部１０の長さをモジュールＭの幅方向の長さとほぼ同じ長さにしておく。すると、対象平面ＳＦを一回走行させるだけでも、対象平面ＳＦ全体を掃除残しなく掃除することができる。
（センサ３１ｓの例）
　なお、エッジ検出部３１に使用されるセンサ３１ｓはとくに限定されず、公知のセンサを使用することができる。例えば、レーザーセンサや赤外線センサ、超音波センサなどの非接触でエッジを検出するセンサや、リミットスイッチなどの接触式のセンサなどをセンサ３１ｓに使用できるセンサとして挙げることができる。また、ＣＣＤカメラ等をセンサ３１ｓとして使用して撮影された画像を制御部３０で解析して、エッジを検出するようにしてもよい。さらに、温度センサや静電容量センサをセンサ３１ｓとして使用することも可能である。これらのセンサを使用した場合、対象平面ＳＦとエッジ外方の部分（空間等）との温度差や静電容量の差から、対象平面ＳＦのエッジを把握することができる。
（他の実施例）
　自走式ロボット１によって対象平面ＳＦ（対象平面ＳＦを構成するモジュールＭ）を掃除する場合、通常、掃除部１０は、その長さが対象平面ＳＦの長手方向の長さまたは幅方向の長さと同等か若干長くなるように構成される。すると、一回、対象平面ＳＦの幅方向または長手方向に沿って自走式ロボット１を移動させれば、対象平面ＳＦ全体を掃除することができる。
　一方、上記のごときエッジ検出部３１を設ければ、上述したように、自走式ロボット１を安定して、対象平面ＳＦのエッジに沿って移動させることができる。すると、自走式ロボット１を小型化しても、掃除残しなく、対象平面ＳＦを掃除することが可能となる。具体的には、対象平面ＳＦの長手方向の長さまたは幅方向の長さよりも掃除部１０の長さを短くしても、自走式ロボット１によって対象平面ＳＦ全体を掃除残しなく、効率よく掃除することができる。
　なお、掃除部１０の長さとは、実質的に対象平面ＳＦを掃除する部分の長さを意味している。例えば、掃除部１０がブラシ１２を有し、このブラシ１２によって対象平面ＳＦを掃除する場合であれば、回転軸方向におけるブラシ１２の長さが掃除部１０の長さに相当する。
　例えば、図５（Ａ）に示すように、掃除部１０において、ロボット本体２の走行方向と交差する方向の長さが、対象平面ＳＦを構成するモジュールＭの長軸方向の長さＬの半分よりも長く、モジュールＭの長軸方向の長さＬよりも短くなるように設ける。簡単にいえば、掃除部１０を、モジュールＭの長さＬの半分よりも若干長くなるように形成する。掃除部１０がブラシ１２を有する場合であれば、回転軸方向におけるブラシ１２の長さを、モジュールＭの長軸方向の長さＬの半分よりも若干長くなるようにしておく。
　このような構造の掃除部１０を有する自走式ロボット１を、図５（Ａ）の矢印で示すルートに沿って移動させる。つまり、ロボット本体部２の前後方向がモジュールＭの短軸方向（幅方向）と平行となるように配置して、自走式ロボット１をモジュールＭの幅方向、つまり、対象平面ＳＦの幅方向に沿って走行させる。このとき、自走式ロボット１を、モジュールＭの上端縁に沿って移動させる。そして、対象平面ＳＦの幅方向の端部まで移動すると、自走式ロボット１を逆方向に移動させる。このとき、自走式ロボット１がモジュールＭの下端縁に沿って移動するように制御する。すると、掃除部１０がモジュールＭの長さＬの半分よりも若干長くなっているので、モジュールＭの長さ方向の中央部では、必ず掃除部１０が２回通過する領域（図５（Ａ）のハッチング部）ができる。つまり、自走式ロボット１が対象平面ＳＦの幅方向を一往復すれば、モジュールＭの全面を必ず掃除部１０が掃除できるので、掃除残しなく効率よく対象平面ＳＦを掃除することができる。
　なお、太陽電池モジュール等が傾斜して設けられる場合、一般的には、長手方向が水平に対して傾斜し幅方向は水平になるように配置される。このため、自走式ロボット１をモジュールＭの幅方向に移動させると、重力の影響により、自走式ロボット１は対象平面ＳＦの表面に沿って徐々に下方に移動する（例えば、下方に滑りながら横方向に移動する）。しかし、上記のように、エッジ検出部３１によってモジュールＭの上端縁または下端縁を検出しながら、モジュールＭの上端縁または下端縁に沿って自走式ロボット１を移動させると、下方への移動を補正しながら横方向に沿って移動させることができる。したがって、自走式ロボット１をモジュールＭの幅方向に移動させても、掃除残しがないように、自走式ロボット１によって対象平面ＳＦを掃除することができる。
　もちろん、図５（Ｂ）に示すように、掃除部１０において、ロボット本体２の走行方向と交差する方向の長さが、対象平面ＳＦを構成するモジュールＭの幅の長さＷの半分よりも長く、モジュールＭの幅の長さＷよりも短くなるように設けてもよい。この場合には、図５（Ｂ）の矢印で示すルートに沿って自走式ロボット１を移動させれば、掃除残しなく効率よく対象平面ＳＦを掃除することができる。つまり、ロボット本体部２の前後方向がモジュールＭの長さ方向と平行となるように配置して、自走式ロボット１をモジュールＭの長さ方向、つまり、対象平面ＳＦの上下方向に沿って走行させる。そして、自走式ロボット１を、モジュールＭの左右のいずれかの端縁に沿って移動させれば、モジュールＭの幅方向の中央部では、必ず掃除部１０が２回通過する領域（図５（Ｂ）のハッチング部）ができる。つまり、自走式ロボット１が対象平面ＳＦの長さ方向を一往復すれば、モジュールＭの全面を必ず掃除部１０が掃除できるので、掃除残しなく効率よく対象平面ＳＦを掃除することができる。
（自走式ロボット１の作動）
　上述した自走式ロボット１は、制御部３０によって移動手段４の作動や掃除等の作業を制御している。このため、制御部３０に記憶されたルート等を自動で走行するように自走式ロボット１の作動が制御されていれば、ほぼ自動で対象平面ＳＦ上を移動させながら掃除等の作業を実施させることができる。
　一方、自走式ロボット１は、外部から作業者が操作してその走行や掃除等の作業を制御するようにしてもよい。例えば、無線や赤外線等を利用した無線通信を利用して、自走式ロボット１を遠隔操作するようにしてもよい。つまり、無線通信用コントローラを作業者が操作して自走式ロボット１を遠隔操作するようにしてもよい。また、自走式ロボット１と信号線等によって接続されたコントローラを用いて、作業者が自走式ロボット１を操作するようにしてもよい。無線通信用のコントローラや信号線で接続されたコントローラを用いて作業者が自走式ロボット１を操作するようにすれば、作業者が掃除等の作業状況を確認しながら作業を実施できる。すると、周囲の状況の変化等に合わせて、自走式ロボット１に適切な作業を実施させることができる。
　このように、作業者が自走式ロボット１の作動を制御する場合でも、上述したようなエッジ検出機能や後述するような脱輪防止機能を有していることが望ましい。かかる機能を有していれば、作業者の操作ミスがあっても、自走式ロボット１を適切に走行させて作業を実施できる。また、作業者の操作ミスがあっても、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止することができる。
　自走式ロボット１は、作業者による操作と自動走行（作業）の両方を併用したものでもよい。つまり、通常は自動（つまり制御部３０のみの制御）で作業や走行をしているが、コントローラなどから作業者による操作が入力されると、自動走行（作業）の状態から作業者の操作による作動に切り替わるようにしてもよい。この場合、コントローラ等からの入力が一定以上ない場合には、自動走行（作業）の状態に切り替わるようにしておく。すると、作業者の操作ミスや自動走行（作業）の状態への切り替えを忘れても、作業を継続して実施できるので好ましい。
（落下防止）
　上述したように、エッジ検出機能を有している場合には、自走式ロボット１の車輪４a，４ｂはエッジから一定以上の距離だけ離れた位置を走行するので、自走式ロボット１は対象平面ＳＦから落下することはないと考えられる。しかし、エッジ検出部３１の故障などによって対象平面ＳＦのエッジを適切に検出できなかった場合には、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下してしまう可能性がある。
　自走式ロボット１が以下のごとき構成を有していれば、上述したような状況が生じても、自走式ロボット１の落下を防ぐことができる。
　例えば、図７に示すように、ロボット本体部２の下面に、ゴムなどの摩擦抵抗の大きい摩擦部材６（特許請求の範囲にいう抵抗部材）を設ける。具体的には、車輪４ｂが対象平面ＳＦのエッジから脱輪した際に、ロボット本体部２と対象平面ＳＦのエッジが接触する位置に摩擦部材６を設けておく。すると、脱輪した場合、摩擦部材６と対象平面ＳＦのエッジとの間で摩擦抵抗が発生するので、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止することができる。
　また、摩擦部材６を設けても、摩擦部材６の摩擦力だけでは、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止できない可能性がある。例えば、移動手段４によって自走式ロボット１をエッジに向かって移動させる方向に駆動力が加わっているとする。この場合、この駆動力が大きければ、摩擦部材６の摩擦力に打ち勝って自走式ロボット１が移動する。すると、自走式ロボット１は対象平面ＳＦから滑り落ちてしまう。
　したがって、脱輪した場合に、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止するように、制御部３０によって移動手段４の作動が制御されていることが好ましい。
　例えば、図８に示すように、ロボット本体２の下面に、脱輪を検出する接触式センサ７を設ける。具体的には、各車輪よりもロボット本体２の内方側（自走式ロボット１の重心Ｇ側（図７（Ｂ）参照）に位置するように、接触式センサ７を設ける。そして、接触式センサ７が対象平面ＳＦと接触したことを検出すると、その信号を制御部３０に送信し、その信号を受信すると、制御部３０が移動手段４の駆動部の作動を停止するようにしておく。例えば、駆動部にモータを使用した場合には、モータへの電流の供給を停止するようにしておく。すると、自走式ロボット１をエッジ方向に移動させる力が加わらないので、摩擦部材６を設けておけば、エッジとの間に発生する摩擦抵抗によって、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止できる。もちろん、摩擦部材６を設けなくても、ロボット本体部２とエッジとの間に発生する摩擦抵抗がある程度の大きさであれば、両者間に発生する摩擦抵抗だけでも、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止できる（図７（Ｃ）参照）。
　また、接触式センサ７が対象平面ＳＦと接触した信号を制御部３０が受信すると、車輪４ａ，４ｂに駆動抵抗が生じるように駆動部を作動させるようにしてもよい。例えば、駆動部にモータを使用した場合には、モータの回転方向が逆転するように、モータに電流を供給するようにしてもよい。また、駆動部に電磁ブレーキ等の制動装置を設けてもよいし、モータの端子間を短絡さることで制動力が得られる、ショートブレーキ機能を発揮させてもよい。
　接触式センサ７は、各車輪４ａ，４ｂの本体側の内方（自走式ロボット１の重心Ｇ側）にそれぞれ設置されていることが望ましい。かかる位置に設置すれば、車輪４ａ，４ｂのいずれかが脱輪すれば、その車輪４ａ，４ｂの内方に配置した接触式センサ７を対象平面ＳＦに接触させることができる。そして、上述したような位置に接触式センサ７を設けておけば、接触式センサ７が脱輪を検出した状態では、自走式ロボット１の重心Ｇがエッジよりも外方に位置する状態にはならない。具体的には、図８（Ｃ）に示すように、自走式ロボット１の重心Ｇから鉛直下方向に下した線と対象平面ＳＦとの交点ＧＰが、自走式ロボット本体２と対象平面ＳＦとの交点ＡＰよりも外方（対象平面ＳＦの端縁よりも外側）に位置する状態にはなりにくい。すると、脱輪しても、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止することができる。
　例えば、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すような状態になっても、自走式ロボット１の重心は対象平面ＳＦ上に位置する。すると、接触式センサ７の信号に基づいて駆動部を作動させれば、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止することができる。
　そして、図９に示すように、４つの車輪４ｃが設けられている場合には、各車輪４ｃの回転軸に対して内方および外方にそれぞれ接触式センサ７を設置してもよい。かかる位置に設置すれば、自走式ロボット１と対象平面ＳＦのエッジに対する様々な姿勢で脱輪をした場合において、接触式センサ７が脱輪を検出したときには、自走式ロボット１の重心Ｇがエッジよりも外方に位置することがほとんどない。つまり、接触式センサ７が脱輪を検出したときに制御部３０によって移動手段４の駆動部の作動を制御すれば、自走式ロボット１が落下することを防止することができる。
　なお、上述した接触センサ７として使用するセンサはとくに限定されない。例えば、ケーブルスイッチ（アズビル製）やテープスイッチ（東京センサ製）と呼ばれる、感圧ゴムスイッチ等を使用することができる。そして、接触式センサ７を設ける位置もとくに限定されない。例えば、ケーブルスイッチやテープスイッチ等を使用する場合であれば、車輪４ｃ（または図７の車輪４ａ）の回転面と平行となるように、ケーブルスイッチやテープスイッチ等を設置してもよい（図１０（Ａ）参照）。また、面状のセンサを使用した場合には、センサをロボット本体２の下面全面に設けてもよい（図１０（Ｂ））。
　また、ロボット本体２の下面に摩擦部材６を設ける位置もとくに限定されない。例えば、摩擦部材６を車輪４ｃ（または図７の車輪４ａ）の回転面と平行となるように、帯状に設置してもよい（図１０（Ａ）参照）。また、ロボット本体２の下面全面に、面状に摩擦部材６を設けてもよい。
　なお、制御部３０が駆動力を制御して自走式ロボット１の落下を防止する場合には、上述した摩擦部材６は必ずしも設けなくてもよい。しかし、摩擦部材６を設けておけば、自走式ロボット１の落下を防ぎやすくなる。
　また、自走式ロボット１の落下を防止する上では、摩擦部材６以外に、抵抗部材として吸盤や磁石を使用することもできる。
　例えば、自走式ロボット１と対象平面ＳＦのエッジ近傍のいずれか一方に磁石を設け、他方を強磁性体の材料で形成する、または、強磁性体で形成された部材を設けておく。すると、脱輪していない状態（両者間の距離が離れている場合）では、両者間に発生する磁力が小さいので、自走式ロボット１と対象平面ＳＦを連結する力は生じない。つまり、自走式ロボット１は、対象平面ＳＦ上を大きな抵抗なく移動することができる。一方、脱輪により両者間の距離が小さくなれば、両者間に発生する磁力が大きくなるので、磁力によって自走式ロボット１が対象平面ＳＦに連結される。したがって、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止できる。なお、自走式ロボット１と対象平面ＳＦのエッジ近傍の両方に磁石を設けてもよいのは、言うまでもない。さらに、磁石の表面にゴムシートやコルクシートなどの高摩擦部材を貼付しておくことが望ましい。この場合、磁石と対象平面ＳＦとの間の摩擦力を一層高められ、走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することをより確実に防止できる。また、磁石が対象平面ＳＦに接触する際に生じる恐れのある傷を防止するとも可能になる。
　また、自走式ロボット１に吸盤を設けた場合には、吸盤内の空気を吸引するポンプなどを設けておく。この場合、制御部３０が接触センサ７からの信号を受信するとポンプなどを作動させるようにしておく。すると、脱輪が生じると、吸盤を対象平面ＳＦに吸着させることができるので、自走式ロボット１を対象平面ＳＦに連結することができる。したがって、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから落下することを防止できる。なお、この場合、吸盤を設ける位置はとくに限定されず、脱輪が生じた状態で、対象平面ＳＦ上に位置していると考えられる位置に設置すればよい。また、ポンプに代えて、吸盤を対象平面ＳＦに押し付けるような構成を採用してもよい。この場合には、吸盤として、対象平面ＳＦ面に押し付けた際に内部が負圧になり対象平面ＳＦに吸着するような構造を有するものを使用すればよい。
（クローラ）
　また、移動手段４がクローラを有している場合には、クローラのベルトの撓みを検出する撓みセンサを設ければ、脱輪に相当する状況を検出することができる。つまり、クローラが、一定以上、対象平面ＳＦのエッジから突出する状況を把握することができる。例えば、図１１に示すように、クローラ４ｄ，４ｄが、一定以上、対象平面ＳＦのエッジから突出すると、エッジによってベルトＢが通常よりも内方に押されて内方に撓むような状態となる（図１１（Ｂ））。したがって、クローラ４ｄに、ベルトＢの撓みを検出する撓みセンサ８を設け、一定以上のベルトＢの撓みが生じた場合、制御部３０が駆動部の作動を停止するようにしておく。すると、自走式ロボット１をエッジ方向に移動させる力が加わらないようにできるので、自走式ロボット１が対象平面ＳＦから滑り落ちることを防止できる。もちろん、撓みセンサ８の信号を制御部３０が受信すると、ベルトＢに駆動抵抗が生じるように駆動部を作動させるようにしてもよい。例えば、駆動部にモータを使用した場合には、モータの回転方向が逆転するように、モータに電流を供給するようにしてもよい。また、駆動部に電磁ブレーキ等の制動装置を設けてもよいし、モータの端子間を短絡さることで制動力が得られる、ショートブレーキ機能を発揮させてもよい。
　本発明の自走式ロボットは、大規模な太陽光発電施設の太陽電池アレイや、太陽熱発電施設の集光ミラー、太陽熱温水器における受光面などの平面の掃除やその平面の欠陥検査、表面形状や部材の厚さ測定、温度の測定、表面粗さの測定、表面における光反射率や光沢度の測定、その他の物理量の測定、収集や観察、表面の付着物や塗装等の剥離、塗装及びその前の下地処理、コーティング作業、フィルム等の貼付、研磨、マーキング、情報提示によるコミュニケーション等に使用することができる。
　　　１　　　　　　自走式ロボット
　　　２　　　　　　ロボット本体部
　　　４　　　　　　移動手段
　　　６　　　　　　摩擦部材
　　　７　　　　　　接触センサ
　　　８　　　　　　撓みセンサ
　　１０　　　　　　掃除部
　　１２　　　　　　ブラシ
　　３０　　　　　　制御部
　　３１　　　　　　エッジ検出部
　　３１ｓ　　　　　センサ
　　ＳＰ　　　　　　構造物
　　ＳＦ　　　　　　対象平面

Claims (12)

  1. 　平面を有する構造物上を自走して該構造物の平面上で作業を行うロボットであって、
    自走のための移動手段が設けられたロボット本体と、
    該ロボット本体の移動を制御する制御部と、を備えており、
    前記制御部は、
    前記平面の端縁を検出するエッジ検出部を備えており、
    該エッジ検出部からの信号に基づいて、前記平面の端縁と前記移動手段との距離を所定の距離以上に維持するように前記移動手段の作動を制御する機能を有している
    ことを特徴とする自走式ロボット。
  2. 　前記制御部は、
    前記エッジ検出部からの信号に基づいて、該ロボットが前記平面の端縁に沿って移動するように、前記移動手段の作動を制御する機能を有している
    ことを特徴とする請求項１記載の自走式ロボット。
  3. 　前記移動手段は、
    前記平面上を走行する車輪またはクローラと、
    該車輪またはクローラを駆動する駆動部と、を備えており、
    前記制御部は、
    該ロボットを平面上で静止させておく際に、前記車輪または前記クローラの回転面方向が前記平面の傾斜方向と略直交するように前記移動手段の作動を制御する機能を有している
    ことを特徴とする請求項１または２記載の自走式ロボット。
  4. 　前記移動手段は、
    前記平面上を走行する車輪と、
    該車輪を駆動する駆動部と、を備えており、
    前記ロボット本体の下面には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、
    前記制御部は、
    前記接触式センサが前記平面と接触した信号を検出すると、前記駆動部の作動を停止させる
    ことを特徴とする請求項１、２または３記載の自走式ロボット。
  5. 　前記移動手段は、
    前記平面上を走行する車輪と、
    該車輪を駆動する駆動部と、を備えており、
    前記ロボット本体には、脱輪を検出する接触式センサを備えており、
    前記制御部は、
    前記接触式センサが前記平面との接触を検出すると、前記車輪に駆動抵抗が生じるように前記駆動部を作動させる
    ことを特徴とする請求項１、２または３記載の自走式ロボット。
  6. 　前記接触式センサが、
    各車輪の回転軸に対して内方にそれぞれ設置されている
    ことを特徴とする請求項４または５記載の自走式ロボット。
  7. 　前記車輪が４輪設けられており、
    前記接触式センサが、
    各車輪の回転軸に対して外方にも設置されている
    ことを特徴とする請求項６記載の自走式ロボット。
  8. 　前記移動手段は、
    前記平面上を走行するクローラと、
    該クローラを駆動する駆動部と、を備えており、
    前記クローラのベルトの撓みを検出する撓みセンサを備えており、
    前記制御部は、
    前記撓みセンサが前記ベルトの撓みを検出すると、前記駆動部の作動を停止する
    ことを特徴とする請求項１または２記載の自走式ロボット。
  9. 　前記移動手段は、
    前記平面上を走行するクローラと、
    該クローラを駆動する駆動部と、を備えており、
    前記クローラのベルトの撓みを検出する撓みセンサを備えており、
    前記制御部は、
    前記撓みセンサが前記ベルトの撓みを検出すると、前記ベルトに駆動抵抗が生じるように前記駆動部を作動させる
    ことを特徴とする請求項１または２記載の自走式ロボット。
  10. 　前記ロボット本体の下面に、抵抗部材が設けられている
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の自走式ロボット。
  11. 　前記平面を掃除する掃除部を備えており、
    該掃除部は、
    前記ロボット本体の走行方向と交差する方向の長さが、前記平面の幅の半分よりも長く該前記平面の幅よりも短くなるように設けられている
    ことを特徴とする請求項２記載の自走式ロボット。
  12. 　前記平面を掃除する掃除部を備えており、
    該掃除部は、
    前記ロボット本体の走行方向と交差する方向の長さが、前記平面の長辺の長さの半分よりも長く前記平面の長辺の長さよりも短くなるように設けられている
    ことを特徴とする請求項２記載の自走式ロボット。
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