JPH07507220A - ウインドゥクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ウィンドウクリーニング装置 記述 この発明は、ウィンドウのクリーニングに関し、いかなるサイズ及び傾斜のウィ ンドウも自動的にクリーニングすることができる装置の提供を目的としている。

ウィンドウのクリーニングでは、通常水と洗剤とによる洗浄を行い、続し１で液 体を取り除くための拭き取りが行われる。手動てはクリーニング液を含むスポン ジで、引き続き可撓性を有するブレード即ちスクイージ（ｓｅｑｕｅｅｇｅｅ） で行われる。

自動クリーニング構造か提供されており、それでは、ウィンドウの大きさの細長 いワイパーブレードがウィンドウを直線状に移動する。このような構造は、構造 上及び動作上の問題を有していた。

本発明によれば、クリーニング装置か、ウィンドウのいずれの端部よりも短い細 長いワイパーを有し、ウィンドウの全表面域上を移動するようにロボ・ソト的に 制御され、該ウィンドつからクリーニング液を取り除く。この一方を達成するた めに、以下にプレートと呼ばれる細長い部材か、取り除かれるクリーニング液と 接触し、継続的な清掃がなされ、液の移動体か規定される。

該ロボット制御手段では、ウィンドウの側部に並列な直線運動を厳密に描くより も、人間の手や腕で成される動きをシュミレートしたブレードの動きを起こさせ ることが望ましい。

好適には、該ロボット制御手段は、最初にブレードを検出手段として用いて、ク リーニングするウィンドウの大きさを検出する動作を行う。コンピュータが、ウ ィンドウ上のブレードの動きのパターンを確立する。該ワイパーブレードは、そ の端部かウィンドウの縁に接触し、検出手段として動作することがてきるように 縦方向のコンプライアンスををする。ブレードの長さ方向に対するコンプライア ンスは、ブレードかウィンドウに所望の力で接触できるようにすることか望まし い。このコンプライアンスは、上述したように接触により検出を行う第１のデー タム（ｄａｔｕｍ）モードと、固くなる第２のクリーニングモードとの、好適に は２っのモードを存する。

また、クリーニングヘッドは、ブラシのような清掃手段と現在好適に組み合わさ れたワイパーブレードと離された、例えば、ジェット、或いは、スプレィ等の液 体適用装置を有するブレードと、また、細長いクリーニングヘッドのワイパーブ レードとから成る。好適には、該ヘッドは、クリーニングの間、特に最後に、ク リーニング液を取り除くため、ブラシとブレードとの間に空の空間が設けられて いることか望ましい。

ロボット制御手段は、いかなる好適な形状も取り得るものであるが、我々はデカ ルトマウント（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ　ｍｏｕｎｔｉｎｇｓ）のロボットを用いる ことにより効率的なりリーニングバタンか提供できることを発見した。即ち、水 平への側方のＸ軸と、該Ｘ軸に垂直でウィンドウへ及びからの水平な動きを許容 するＺ軸と、垂直なＹ軸と、による直角な３軸上のヘッドの動きを許容するロボ ットである。該クリーニングヘッドは、単純で強固な動作か要求される動きを全 範囲に渡って提供するためにＸ軸上で回転可能である。該ヘッドは、ウィンドウ ガラスの傾斜を許容できるよう制限された傾斜動作のために載置される。

本発明は、添付の図を参照しながら例示により記述される。ここで：第１図は、 クリーニングヘッドが回転可能に載置された制御ロボットの模式図であり： 第２Ａ図、第２Ｂ図は、１つの動作計画のデータムと、位置決め及びクリーニン グパスとをそれぞれ表し； 第３図は、ビルディングの外部に載置された本発明を取り入れたクリーニング装 置の図であり： 第４図は、クリーニングヘッド載置部（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）の一部所面の平面図 であり：第５図は、クリーニングヘッドの前面図であり：第６図は、該クリーニ ングヘッドの断面図であり；第７図は、クリーニングベッド載置部の側面図であ り；第８図は、ロボット制御回路のブロック図であり：第９図〜第１２図は、ロ ボット制御用のソフトウェア構造を示すフローチャートである。

第１図を参照し、クリーニング装置の図が模式的に示されており、これは、Ｘ軸 上の垂直脚と、Ｙ軸に沿った上部及び水平下部交差部材とを備えるフレーム支持 部から成る。クリーニングブレードの支持部は、Ｚ軸に沿って前方に延在してい る。ロボット式に制御される駆動手段は、細長いクリーニングヘッドＣがＹ軸上 を回転可能で、全ての３軸上に装置が移動することを許容する。

クリーニングヘッドＣは、データムモードとクリーニングモードとの２つの動作 モードを有している。これらモードの動作に適用されるクリーニングヘッドは、 第４図〜第７図を参照して以下記述されるが、本発明に基づき如何にしてウィン ドウのクリーニングが行われるかを説明するため、ｆｌＴＺＡ図、第２Ｂ図を参 照し最初にこれらモードを機能的に参照する。

第２Ａ図を参照し、データムモードのヘッドが垂直に見られ、ウィンドウＷに１ で接触している。これは、ウィンドウの頂部縁を見いだすために２まで動き、底 部縁を見い出すために３まで、左部縁を見いだすために４へ、そして、右部縁を 見いだすために５へ動く。これらｌから５への接触による電気的な信号の発生が 、矩形ウィンドウの大きさが確立されることを許容し、これらは、第２Ｂ図のク リーニング路を作りだすマイクロコンピュータに供給される。クリーニングモー ドとなるとヘッドに増大された力か加えられ、該ヘッドは、１から１４の番号て 順次示されているクリーニングパターンを遂行する。

このパターンは、頂部右の開始点（りから、底部左のヘッドが水平に配置される 終点（１４）まで、経験のあるウィンドウ清掃者がスクイージで手動で行うであ ろう動作をシュミレートしている。このパターンにより、ヘッドのワイパ一部の 一方の側のみがクリーニング液と接触し、これにより、最終処理のためウィンド ウ上の液の移動体を移動する。

記述され示されたパスは、通常ユニバーサルに載置されたヘッドを備える外旋式 ロボット、即ち、ブレードの動きに完全な自由度を有するロボットにより達成さ れ得る。しかしながら、３軸上を移動可能でＹ軸上にのみ回転するデカルト（Ｃ ａｒｔｅｓｉａｎ）ロボットか簡単且つ強固であり、本発明を実際に実行できる 。

３２の間であって、ビルディングの外側を垂直に上下移動できる。ビルディング の異なる部分のクリーニングを可能にするため、興なる一対のガイド間に位置で きるように、その移動の上端において、該フレーム構造は（図示しない装置によ り）横方向に移動できる。

該フレーム構造は、離れている平行な上側と下側の汗を存している。一般的に垂 直杆３６が、上側扛３４と下側拝３６との間に延在している。ラックピニオン構 造で動作するモータが付勢され、杆３６を１側杆３４と下側仔３６との長さ方向 に沿って動かす。これが、上述したＸ軸に沿う移動を提供する。

アーム３８は、垂直杆３６により搬送され、そして、ラックピニオン構造で動作 する更なるモータか付勢され、アームを該垂直杆３６に沿って上方及び下方に　 ／動かす。これが、上述したＹ軸上の動きを提供する。

アーム３８は、垂直杆３６に載置されて、ラックピニオン構造で動作する更なる モータか付勢されて、該アームをその軸方向へ移動し、Ｚ軸方向の動きを提供す る。

該アーム３８は、第１図に模式的に示されたクリーニングヘッドＣの一方の端部 を保持しており、これについては以下更に詳細に記述される。該ヘッドは、更な るモータの付勢により該アームの軸上に回転可能なように載置される。

該フレーム構造は、一般的に４０で示されているハウジングを保持する。該ハウ ジング４０は、以下更に詳細に記述するロボット制御回路を収容している。該ハ ウジング４０は、ウィンドウのクリーニング動作が行われるとき、クリーニング ヘッドＣヘスプレイされるクリーニング液の１以上の容器を収容する。適切な電 気ケーブル及び導水管４２が、該ハウジング４０からモータ及びクリーニングヘ ッドＣへ延在される。該ケーブルはなかんずく制御信号をロボット制御器からモ ータへ伝送し、該モータと、そして、クリーニングヘッドの要求された動きとの け勢を実行する。該ケーブルは、モータ制御回路とクリーニングヘッドからロボ ット制御器への信号を搬送する。

導水管は、クリーニング液をクリーニングヘッドＣへ、そして、クリーニングＣ から分配するのに用いられる。

クリーニングヘッドの好適な態様の例が、第４図から第７図を参照して説明され る。これらの図を参照し、クリーニングヘッドＣは、一般に細長く、該クリーニ ングヘッドＣの前面の一方の側端から突出する前方に延在するワイパーブレード ６０を保持している。該前面の他の側端で、該ヘッドは、ヘッドの他の端部に沿 って延在するクリーニングブラシ６２を保持し、ワイパーブレード６０の隣接す る反対の端部を終端している。該ブラシ６２は、剛毛のような好適な部材で形成 することができる。

該ヘッドには、上述した導水管によるクリーニング液の供給器と次に接続される バイブロ５と接続される第１通路６４が形成されている。クリーニング液は、い ずれかの適切なりリーニング液であればよい。通Ｗ８６４は、狭い内腔６６で終 端され、これは、ここからの出るクリーニング液を第６図に示すように剛毛にし み込ませる。

該ヘッドは、バキューム源にパイプ７１で接続されている更なる通路７０を存し ている。これは、ヘッドの前面からクリーニング液を回収し、液供給器へ戻すの に用いられる。この面において、クリーニングヘッドが、ウィンドウの表面７４ に押し当てられるとき、ブレード６０と、ブラシ６２と、ヘッドの前面とが、該 ウィンドウと共にチャンバを形成し、そこでは通路６６からの液が流れ、またそ こからバキューム回収器により回収される。該液路には、該クリーニングヘッド から戻るクリーニング液を浄化するのに用いられるフィルタ（図示せず）が備え られている。ヘッドがガラス表面に対して移動するとき、しみ込まされたブラシ ６２からの液がガラスを清掃し、ブレード６０がガラスの表面を拭き取る動作を し、それにより、過剰な液か表面に残らないようにするが、チャンバ内では維持 して、上述したバキューム回収器により液供給源へ回収されることが理解されて るであろう。

第５図から分かるように、ヘッドは、バキューム源と接続されている一連の通［ ｆＳ７０を有している。

情報収集（ｄａｔｕｍｍｉｎｇ）及びクリーニングモードを許容するクリーニン グヘッドの載置構成について、第４図を参照して説明する。

図から分かるように、ヘッドＣは、支持部８２内で前方向及び首後方向に旋回合 軸の制限された動きができるように順に載置されたホルダー８０に載置されてい る。該ホルダー８０は、旋回心軸上にビン８４に載置され、スプリング８５で該 支持部と接続されている。マイクロスイッチ８８は、その接触アームがホルダ８ ０の裏面に近接するように支持部８２に載置されている。この構成では、スプリ ング８５のライトバイアス（ｌｉｇｈｔ　ｂｉａｓ）に対するホルダー８０の背 後方向の動きが、マイクロスイッチ８８により検出さ札これが次にロボット１ｉ ｌＪ卯回路ヘイ３号を送出するようになっている。これは、ヘッドＣが最初にウ ィンドウと接触したときに発生する。これは言い換えるなら、ヘッドＣの接触圧 が、ホルダー８０にマイクロスイッチ、そして、ロボット制御器を付勢すること を許容する。該ホルダー８０は、支持部８２に対して僅かな距離だけ縦方向に移 動し得るように支持部８２に載置される。近接検出器（図示せず）が、ヘッドＣ がウィンドウの縁を位置決めするのに用いられ、該縁への当接で僅かな量だけホ ルダーが動いたときの動きを検出し、該近接検出器は制御回路へ信号を送出する 。この実施が、クリーニングされるウィンドウの端部を位置決めする検出器とし てヘッドが用いられるとき実施されるｔｌ￥ｌ敗報モードを構成する。

支持部は、アーム３８の端部に載置されている構造体９４内のシリンダのピスト ンワイズ（ｐｉｓｔｏｎｗｉｓｅ）をそれぞれ受ける、３本の背後方向に延在す るロッド９０．９１．９２を有している。外側のロッド９０，９２は、ガイドと して動作し、ベアリング９５に支受される。中央ロッド９１は、ホルダー８０を ウィンドウの方へ前方に推力を加える動作を行っているコイルスプリング９８内 に位置している。該コイルスプリング９８は、情報収集モードで用いられている ときスプリング８５よりも実質的に固い。ロボット制御器は、ロボットヘッドへ のスプリング結合によって、クリーニングの間に増大された力を使い動作するこ とができる。

第８図は、ロボット制御回路のブロックの模式図である。これは、２８６ＣＰＵ ｌ　０１と共に動作するＰＭＡＣ動作制御カード１００を有している。

ＣＰＵは、メモリカードで提供される関連するＲＯＭ／ＲＡＭＩ　０２を有して いる。該メモリカードは、装置のルーフトロレイ（ｒｏｏｆ　ｔｒｏｌｌｅｙ） の通信ユニット１００と、そして、ロボット制御を実施するフレーム構造の移動 の限界を識別するセンサ１０８との接続を有する入力／出力カード１０４へ接続 されている。

ＰＭＡＣ動作制御カード１００は、情報収集モードで動作しているクリーニング ヘッドＣからの入力と、モータに関連するエンコーダ＋１０からの人力とを受信 する。これらは、移動制御カードにモータの状態と現在位置とを知らせるモータ からのフィードバック信号である。ＰＭＡＣ動作制御カード１００は、ポンプ及 びバキュームシステム１１２への出力と、また、ロボットを制御するモータを駆 動するのに用いられるアンプへの出力とを存する。ＣＰＵは、プログラム及び維 持インターフェイスを表すことを意図しているブロック１１８とのリンクを有し ている。ＰＭＡＣＩ　００は、その構造及び動作か当業者によく知られている既 存の入手可能な制御器である。全ての回路は、商業的に入手可能である。

第８図に示す該システムに要求されるソフトウェアは、ロボット技術の経験を存 する者の能力内にあり、クリーニングヘッドＣに要求される特定の動きにより改 変されるものであると考えられる。第９図〜第１２図は、ロボット制御回路で用 いることができるソフトウェアの基礎構造を示している。第９図はソフトウェア の一般的な構成を示しており、第１Ｏ図は、第９図のウィンドウデータム１１Ｏ として示されているソフトウェアの部分を更に詳細に示している。これが、上述 した情報収集動作の間のソフトウェアの機能を表している。同様に第１１図は、 第９図に示すウィンドウ清掃ブロックを更に詳細に表している。これは、ウィン ドウクリーニング動作に必要とされるソフトウェアの機能を表している。

Ｙ軸 つｒコ・ドウの頂部 底部 ウィンドウの頂部 底部 Ｆ／（５，２Ｂ 特表千７−５０７２２０　（５） 、、、　１Ａ−１＋＋ｍＮ＋　ＰＣＴ／Ｇｆｌ　９３１０１０８４フロントペー ジの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＰＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＣＺ、　ＤＥ、　ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ 、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＮＺ、 　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ，ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ。

ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＶＮ （７２）発明者　ファージ、モハメッドイギリス国エヌイー３２テイーエイ　ニ ューカースル　アポン　タイン、キックストン　ロッジ、ウオーコップ　コート 　８（７２）発明者　ジョンソン、ピータ−イギリス国シーアール３７エイチエ ツクス　サレー、ウオルディンガム、バットラーズ　ディージ　ロード、ファー ムゾール（番地なし）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ウィンドゥの側面よりも短い長さを有する細長いワイパー素子と、該ワイパ ー素子と動作的に結合され、ウィンドゥの表面上で該素子の動きを制御するロボ ット制御手段とを有するウィンドゥをクリーニングするクリーニング装置。
2. ２．請求項１のクリーニング装置であって、該ワイパーが、デカルト座標システ ムのＸ−軸、Ｙ−軸、Ｚ−軸上に該ワイパーの動きを許容するフレーム構造に保 持されるクリーニング装置。
3. ３．請求項２のクリーニング装置であって、該ワイパーが、更にＺ−軸上に回転 可能であるクリーニング装置。
4. ４．請求項１乃至３のクリーニング装置であって、該ロボット制御手段に、ウィ ンドゥを手動でクリーニングするときの人の手と腕の動きをシュミレートしたワ イパー動作がプログラムされているクリーニング装置。
5. ５．請求項１乃至４のクリーニング装置であって、該ロボット制御手段に、ワイ パー素子を検出器として用いて、クリーニングされるウィンドゥの大きさを検出 する初期動作が構成されているクリーニング装置。
6. ６．請求項５のクリーニング装置であって、該ロボット制御が、クリーニングの 間にワイパー素子の従う動きのパターンを確立する処理手段を有するクリーニン グ装置。
7. ７．請求項５、６のクリーニング装置であって、該ワイパー素子が、縦方向のコ ンプライアンスを有するように載置され、これにより、その端部がウィンドゥの 縁に接触して検出手段として動作するクリーニング装置。
8. ８．請求項７のクリーニング装置であって、該ワイパー素子が、その長さ方向に 対してコンプライアンスを有するように載置され、これにより、クリーニングの あいだ所望のカでウィンドゥと接触するよう配置できるクリーニング装置。
9. ９．請求項８のクリーニング装置であって、該コンプライアンスが、ウィンドゥ の縁を検出する間の第１データムモードと、クリーニングを行っている間の第２ 移行モードとの２つのモードを有するクリーニング装置。
10. １０．請求項１〜９の装置で用いられるクリーニングヘッドであって、前記ヘッ ドが、本体と、該本体に保持される細長いクリーニング部とを有し、前記クリー ニング部が、ウィンドゥに接触して押さえられたときに該ウィンドゥとチャンバ を形成する突出部分を有し、前記本体に、前記ウィンドゥをクリーニングするた め前記チャンバに加えられるクリーニング液を通す通路が形成されているクリー ニングヘッド。
11. １１．請求項１０のクリーニングヘッドであって、前記突出部分が、細長いクリ ーニングブラシと細長いワイパーブレードから形成されているクリーニングヘッ ド。