JPH08326025A

JPH08326025A - 清掃ロボット

Info

Publication number: JPH08326025A
Application number: JP7134536A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Akami; 裕介赤見; Arata Hamamoto; 新濱本
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な走行内容および清掃処理内容を教示す
る際にも、教示操作が容易で教示に要する時間と労力が
低減できる清掃ロボットを提供する。【構成】筐体１１に、床面上を移動させる走行駆動手
段２２と、床面上における筐体１１の位置を検出する位
置検出手段２６，４４と、床面の清掃処理を行う清掃手
段２９，３０，３５，３６と、走行駆動手段２２及び清
掃手段２９，３０，３５，３６の操作の入力を受け付け
る操作受付手段５２と、位置検出手段２６，４４により
検出される位置に基づく移動経路と該移動経路を該操作
受付手段５２の受付内容に結びつけて記憶する記憶手段
１３と、該記憶手段１３に記憶される記憶内容を読み出
し該記憶内容に基づいて走行駆動手段２２及び清掃手段
２９，３０，３５，３６を作動させる制御手段１３とを
設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動的に清掃処理を行
う清掃ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動的に清掃処理を行う清掃ロボットの
制御方法には、超音波センサ等で障害物等を検知するこ
とにより清掃場所の形状を自ら判断するとともに検知し
た障害物に衝突しないようにして清掃処理を行う方法
と、人間が遠隔操作により走行内容（清掃経路，速度
等）および清掃処理内容を教示し（以下、このような教
示をリモート教示と称す）、この教示を再生させて清掃
処理を行う方法とがある。そして、例えば、上記清掃ロ
ボットを給油所の床面の清掃に用いる場合、給油所には
ガソリン計量機、洗車機、商品ディスプレイ用の棚、フ
ロアマット洗浄機等の障害物が多くあり、このような複
雑な場所を清掃するときには、上記二つの方法を組み合
わせて清掃処理を行っている。そして、超音波センサで
障害物等を検知する方法では、壁を障害物として判断し
て当該障害物に衝突しないようにすることから壁近傍
（壁から１０〜２０ｃｍ）の清掃処理が行われないとい
う問題があり、このような清掃処理が実行されない部分
を少なくするためにもリモート教示を組み合わせる方法
が有効とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複雑な
走行内容および清掃処理内容をリモート教示するには、
該教示操作が煩雑になり、多くの時間と労力が必要であ
るという問題があった。したがって、本発明の目的は、
複雑な走行内容および清掃処理内容を教示する際にも、
教示操作が容易で教示に要する時間と労力が低減できる
清掃ロボットを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の清掃ロボットは、筐体に、床面上を移動さ
せる走行駆動手段と、床面上における前記筐体の位置を
検出する位置検出手段と、床面の清掃処理を行う清掃手
段と、前記走行駆動手段及び清掃手段の操作の入力を受
け付ける操作受付手段と、前記位置検出手段により検出
される位置に基づく移動経路と該移動経路を該操作受付
手段の受付内容に結びつけて記憶する記憶手段と、該記
憶手段に記憶される記憶内容を読み出し該記憶内容に基
づいて前記走行駆動手段及び清掃手段を作動させる制御
手段とを設けてなることを特徴としている。

【０００５】

【作用】本発明の清掃ロボットによれば、作業員が一
度、操作受付手段により走行駆動手段及び清掃手段の操
作を入力しながら清掃ロボットを移動させると、記憶手
段により位置検出手段により検出される位置に基づく移
動経路及び該移動経路に該操作受付手段の受付内容が結
びつけられて記憶される。そして、次の清掃時には、制
御手段により記憶手段に記憶されている記憶内容を読み
出し該記憶内容に基づいて前記走行駆動手段及び清掃手
段が作動されて清掃ロボットが自律的に移動して床面の
清掃を行う。

【０００６】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図４を参照して
以下に説明する。図中符号１１は筐体を示しており、こ
の筐体１１に他の構成要素がすべて組み付けられて第１
実施例の清掃ロボット１０が構成されている。以下に筐
体１１に組まれた他の構成要素について順次説明する。

【０００７】図１中符号１３で示すものは、筐体１１の
上部中央に設けられこの清掃ロボット１０の全動作を制
御する制御装置である。この制御装置１３は、図２に示
すように、制御手段である制御演算装置１４と、これに
接続された、入力データのＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換
器１５、制御演算装置１４による演算手順等のプログラ
ムが記憶されたＲＯＭ１６、演算結果等を一時的に記憶
するＲＡＭ１７、教示データ等を記憶する記憶手段であ
るＥ²ＰＲＯＭ１８およびサンプリング時間を生成する
タイマ１９とで構成されている。

【０００８】筐体１１の下面中央には、走行のための駆
動輪２１，２１と該駆動輪２１，２１に直結されてこれ
を回転駆動する走行モータ２２，２２とが、左右に一対
それぞれ水平同軸上に配置されて設けられており、筐体
１１の下部前側には、駆動輪２１，２１とともに筐体１
１を支持するキャスタ２３が設けられている。各走行モ
ータ２２，２２は、ＤＣサーボモータが採用されてお
り、このため、走行モータドライバ２５にそれぞれ接続
され該走行モータドライバ２５を介して制御装置１３の
制御演算装置１４から出力される制御信号で回転数およ
び回転方向が制御されるようになっている。各走行モー
タ２２，２２の回転軸には、その回転を検出して検出信
号を制御演算装置１４に出力するエンコーダ２６が取り
付けられている。

【０００９】ここで、各走行モータ２２，２２は、左右
の回転数を変えることにより清掃ロボット１０を左右に
旋回させるようになっており、これにより、最小回転半
径を小さくすることができ、清掃処理が効率的に行える
ことになる。また、駆動輪２１およびキャスタ２３は、
清掃面である床面を傷めることがないようウレタンゴム
製とされている。なお、上記した駆動輪２１，２１、走
行モータ２２，２２および走行モータドライバ２５が走
行用の走行駆動手段を構成するものである。

【００１０】筐体１１の前部には、清水液や洗浄液を溜
めておく洗浄タンク２８が設けられており、該洗浄タン
ク２８の下側で駆動輪２１より前側位置には、該洗浄タ
ンク２８からの洗浄液の滴下のＯＮ／ＯＦＦを実行する
洗浄液滴下アクチュエータ２９が設けられている。ま
た、駆動輪２１より後方には、鉛直軸回りに回転する図
示せぬ回転パッドに装着されて清掃具３０が設けられて
いる。清掃具３０の上側には昇降駆動装置３１が設けら
れており、該昇降駆動装置３１には、パッドに取り付け
られた清掃具３０を回転駆動させるパッド回転モータ３
２（図２参照）と該清掃具３０を床面に接触する位置と
接触しない位置との間で上下方向に移動させるパッド昇
降モータ３３（図２参照）とが設けられている。

【００１１】さらに、洗浄タンク２８の上側には、汚水
または埃等を貯めておく貯留体３４が設けられている。
この貯留体３４は、その上側に設けられた真空ポンプ３
５で発生される負圧により、清掃具３０の後方に設けら
れた吸引ノズル３６から吸引される汚水または埃等を回
収するようになっている。

【００１２】ここで、パッド回転モータ３２、パッド昇
降モータ３３、真空ポンプ３５、洗浄液滴下アクチュエ
ータ２９は、清掃用具ドライバ３８に接続され該清掃用
具ドライバ３８を介して制御装置１３の制御演算装置１
４から出力される制御信号で作動が制御されるようにな
っている。また、洗浄タンク２８内部には、溜められて
いる水液や洗浄液の液位が下限まで下がった場合に信号
を制御演算装置１４に出力する液位センサ４０（図２参
照）が設けられている。なお、洗浄タンク２８、洗浄液
滴下アクチュエータ２９、清掃具３０、パッド回転モー
タ３２、パッド昇降モータ３３、貯留体３４、真空ポン
プ３５、吸引ノズル３６および清掃用具ドライバ３８
が、清掃処理を行う清掃手段を構成するものである。

【００１３】筐体１１の上面には制御演算装置１４から
の信号で警報を発して外部に異常を知らせるチャイム４
２が設けられている。

【００１４】制御装置１３の下方には、清掃ロボット１
０に生じる加速度を検出する振動レートジャイロ４４が
設けられている。この振動レートジャイロ４４は、振動
体に角速度が加わると振動方向に直角にコリオリ力が生
じるという原理を応用したもので、通常、三角柱型の振
動子を用いて、この振動子に生じるコリオリ力を圧電素
子で検出して、角速度に比例した電圧を出力させるもの
である。

【００１５】そして、この振動レートジャイロ４４は、
Ａ／Ｄ変換器１５を介して制御演算装置１４に接続され
ており、該振動レートジャイロ４４から出力されるアナ
ログデータは、Ａ／Ｄ変換器１５でデジタルデータに変
換されて制御演算装置１４に入力される。制御演算装置
１４では、デジタル化された振動レートジャイロ４４の
出力を積分等行うことで速度や移動量を演算し、この演
算結果にエンコーダ２６からの信号も併せて位置データ
を割出すようになっている。勿論、振動レートジャイロ
４４およびエンコーダ２６のいずれか一方の出力のみを
用いることも可能である。なお、振動レートジャイロ４
４およびエンコーダ２６が位置を検出する位置検出セン
サを構成するものである。

【００１６】筐体１１の前面から両側面にかけて、前
方、左右両斜め前方および左右両側方に検知方向を向け
て障害物を検出する超音波距離センサ４６，４６，…が
複数設けられている。この超音波距離センサ４６，４
６，…は、約１０００ｍｍ程度の範囲内で検出が可能
で、壁や柱の位置や階段の段差等の障害物を検知する。
なお、この超音波距離センサ４６，４６，…はＡ／Ｄ変
換器１５を介して制御演算装置１４に接続されており、
該超音波距離センサ４６で検出されたアナログデータ
は、Ａ／Ｄ変換器１５でデジタルデータに変換されて制
御演算装置１４に入力される。また、超音波は気温によ
り伝搬速度が変化するため、制御演算装置１４では、図
示せぬ温度センサで検出される外気温度で温度補償を行
って障害物までの距離を正確にするようになっている。

【００１７】筐体１１には、その外周に沿って前後左右
にタッチセンサ４７（図２参照）が設けられている（図
２参照）。このタッチセンサ４７は、上記超音波距離セ
ンサ４６では椅子や机の脚等の細いものを検出できない
可能性があるため、このような場合に対応して設けられ
ている。すなわち、このタッチセンサ４７は、障害物や
人間が清掃ロボット１０に接触した場合にこれを検出し
て検出信号を制御演算装置１４に出力する。すると、制
御演算装置１４では、走行モータ２２、パッド回転モー
タ３２等駆動中のものを一時停止させ、該タッチセンサ
４７からの検出信号の出力がなくなると数秒後に自動的
に停止させた駆動を再開させて、さらに、タッチセンサ
４７が検出信号を出力した際には、後述する表示パネル
部５１にその旨表示させるとともにチャイム４２により
警報を発し周囲に知らせる。

【００１８】筐体１１の後面には、清掃ロボット１０を
直接移動させる際に作業者により操作される手動操作レ
バー４８が二本設けられている。これら手動操作レバー
４８には、その揺動を検出する揺動検出センサ４９（図
２参照）が設けられている。この揺動検出センサ４９は
制御演算装置１４に接続されており、該制御演算装置１
４では、二本の手動操作レバー４８の揺動方向および揺
動角度の組み合わせで進行方向、旋回方向および速度を
切り換えるよう走行モータドライバ２５を介して各走行
モータ２２の駆動を制御する。なお、手動操作レバー４
８が走行モータ２２等の走行駆動手段の操作を入力させ
る走行操作手段を構成するものである。

【００１９】筐体１１の上面の後側には、図３に示すよ
うに動作状態やシステム状況等を表示する液晶の表示パ
ネル部５１と、それ以外の、清掃ロボット１０に指令を
与える操作パネル部５２とからなる操作表示パネル５３
が設けられており、表示パネル部５１および操作パネル
部５２は、制御演算装置１４に接続されている。

【００２０】操作パネル部５２には、「電源ＯＮ／ＯＦ
Ｆ」と表記された電源ＯＮ／ＯＦＦボタン５５、「非常
停止」と表記された非常停止ボタン５６、「スタート」
と表示されたスタートボタン５７、「一時停止」と表記
された一時停止ボタン５８、「停止」と表記された停止
ボタン５９、「ティーチング」と表記されたティーチン
グボタン群６１、「清掃動作」と表記された清掃動作ボ
タン群６２、「清掃モード」と表記された清掃モードボ
タン群６３、「全自動清掃スピード」と表記された全自
動清掃スピードボタン群６４およびアルファベットまた
は数字等が表記されたアルファベット・数字等入力ボタ
ン群６５が設けられている。

【００２１】電源ＯＮ／ＯＦＦボタン５５は、押下され
ることで信号を制御演算装置１４に出力し、これを受け
て、制御演算装置１４は電源のＯＮ／ＯＦＦの切換えを
行う。非常停止ボタン５６は、押下されることで走行モ
ータドライバ２５および清掃用具ドライバ３８へのモー
タ駆動用の電源を遮断して、走行モータ２２、パッド回
転モータ３２、パッド昇降モータ３３、真空ポンプ３５
および洗浄液滴下アクチュエータ２９をすべて停止状態
とするとともに、信号を制御演算装置１４に出力し、こ
れを受けて、制御演算装置１４は、表示パネル部５１に
アラーム内容を表示させかつチャイム４２により警報を
発生させ周囲に知らせる。

【００２２】スタートボタン５７、停止ボタン５９、一
時停止ボタン５８、ティーチングボタン群６１、清掃動
作ボタン群６２、清掃モードボタン群６３および全自動
清掃スピードボタン群６４も、押下されることで信号を
制御演算装置１４に出力し、これを受けて、制御演算装
置１４は所定の処理を行うことになる（各処理について
は後述する）。なお、操作パネル部５２が走行駆動手段
及び清掃手段の操作の入力を受け付ける操作受付手段を
構成するものである。

【００２３】制御装置１３の下側には、上述した走行モ
ータ２２、パッド回転モータ３２、パッド昇降モータ３
３、真空ポンプ３５、制御装置１３、超音波距離センサ
４６、チャイム４２等に電力を供給するバッテリ６７が
設けられている。

【００２４】ここで、第１実施例の清掃ロボット１０に
おいては、清掃処理として洗浄清掃処理を行う場合に
は、貯留体３４として汚水を貯留可能な汚水タンクを、
清掃具３０としてポリッシャを取り付けることになる。
これにより、洗浄液滴下アクチュエータ２９で清水液ま
たは洗浄液を滴下させて、清掃具３０としてのポリッシ
ャを回転させて床面の洗浄を行い、洗浄後の汚水を吸引
ノズル３６から貯留体３４としての汚水タンクに吸引さ
せる。

【００２５】また、清掃処理として集塵清掃処理を行う
場合には、貯留体３４として塵、埃等を貯留可能な集塵
袋を、清掃具３０として塵、埃を掃き出し集塵する集塵
ブラシを取り付けることになる。これにより、清水また
は洗浄液を滴下せずに、清掃具３０としての集塵ブラシ
を回転させて集塵を行いこれを吸引ノズルから貯留体３
４としての集塵袋に吸引させる。さらに、集塵清掃処理
を行う際に、清掃具３０としてポリッシャを用いれば、
集塵と同時に床面のつや出し作業を行うこともできる。

【００２６】なお、貯留体３４としての汚水タンクの内
部には、汚水の液位が予め定められた上限まで上がった
場合に信号を制御演算装置１４に出力する液位センサ６
９（図２参照）が設けられており、清掃処理中に、この
液位センサ６９から信号が出力されると、制御演算装置
１４では、表示パネル部５１にその旨を示すアラーム内
容を表示させるとともに、チャイム４２により警報を発
生させ、清掃処理を中断してスタート時点に戻ることに
なる。また、洗浄タンク２８に設けられた液位センサ４
０から信号が出力された場合、あるいは、バッテリ６７
の蓄電量不足等の何等かの理由で清掃具３０に異常が発
生した場合にも、制御演算装置１４では、同様に、表示
パネル部５１にその旨を示すアラーム内容を表示させる
とともに、チャイム４２により警報を発生させ、清掃処
理を中断しスタート時点に戻ることになる。

【００２７】そして、第１実施例の清掃ロボット１０
は、上記した清掃処理を、清掃箇所の形状の入力や作業
者が清掃動作の教示等を一切行わず障害物等を検知する
ことにより清掃場所の形状を自ら判断して清掃処理を行
う「全自動清掃モード」と、作業者が清掃動作を教示し
てその教示通りに清掃処理を行う「教示再生モード」
と、すべての清掃処理を作業者が操作して行う「手動モ
ード」の３つのモードのいずれかまたは組み合わせによ
り行うようになっている。

【００２８】全自動清掃モードで清掃処理を行う場合、
あらかじめ清掃処理に応じた清掃具３０および貯留体３
４を取り付けた状態で、作業者が、操作パネル部５２の
全自動清掃スピードボタン群６４の、「高」と表記され
た高速ボタン６４ａ、「中」と表記された中速ボタン６
４ｂおよび「低」と表記された低速ボタン６４ｃの中か
ら汚れの状態等に応じて所望のスピードを選択し、その
後、清掃モードボタン群６３の「全自動」と表記された
全自動清掃モードボタン６３ａを押下する。そして、ス
タートボタン５７を押下すると、制御演算装置１４で
は、選択されたスピードで清掃処理を行うよう走行モー
タドライバ２５および清掃工具ドライバ３８に制御信号
を出力し、これにより、清掃具３０をパッド昇降モータ
３３で下降させかつパッド回転モータ３２で回転させ、
さらに走行モータ２２で走行を行わせる。

【００２９】そして、制御演算装置１４では、振動レー
トジャイロ４４およびエンコーダ２６からの信号で現在
位置を割出しつつ、超音波距離センサ４６からの信号を
監視して障害物との接触を回避して、順次清掃箇所をず
らしながら、障害物で囲まれた範囲内について清掃処理
を行う。具体的には、例えば図４に示す清掃経路Ｒのよ
うに、まず、障害物である壁あるいは段差に沿って内部
を一周し、清掃箇所の形状と広さを認識する。ついで、
清掃幅だけ走行ラインを内側に変えて前方の壁まで前進
し、反転してさらに走行ラインを内側に変えて戻ってく
る。この動作を繰り返して清掃箇所の一方から反対側ま
で全面を清掃する。なお、清掃箇所内にある障害物７２
については、障害物７２の片側の清掃処理を済ませてか
らその裏側へ回り込んで残りの部分を清掃する。清掃処
置がすべての箇所について終了すると、清掃処理開始地
点に戻る。

【００３０】教示再生モードで清掃処理を行う場合、あ
らかじめ清掃処理に応じた清掃具３０および貯留体３４
を取り付けた状態で、作業者が、操作パネル部５２の清
掃モードボタン群６３の中から「教示再生」と表記され
た教示再生清掃モードボタン６３ｂを押下する。する
と、制御演算装置１４は、表示パネル部５１に、あらか
じめ教示された教示データ（教示については後述する）
のうち再生させる教示データのデータ名の入力を求める
表示を行わせる。そして、作業者が、アルファベット・
数字等入力ボタン群６５で必要なデータ名の入力を行う
と、制御演算装置１４は、これに対応する教示データを
読み出し、この教示データにしたがって、清掃ロボット
１０をまず教示された障害物の近傍まで自動的に移動さ
せて清掃処理を再生し、教示データの再生が全て終了す
ると清掃開始地点に戻す。

【００３１】手動清掃モードで清掃処理を行う場合、あ
らかじめ清掃処理に応じた清掃具３０および貯留体３４
を取り付けた状態で、作業者が、操作パネル部５２の清
掃モードボタン群６３の「手動」と表記された手動清掃
モードボタン６３ｃを押下する。そして、清掃動作ボタ
ン群６２の「パッド昇降ＯＮ／ＯＦＦ」と表記されたパ
ッド昇降ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ａ、「パッド回転ＯＮ
／ＯＦＦ」と表記されたパッド回転ＯＮ／ＯＦＦボタン
６２ｂ、「洗浄液ＯＮ／ＯＦＦ」と表記された洗浄液Ｏ
Ｎ／ＯＦＦボタン６２ｃおよび「吸引ＯＮ／ＯＦＦ」と
表記された吸引ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｄのうち所望の
ボタンを押下する。すると、制御演算装置１４では、清
掃工具ドライバ３８に制御信号を出力し、パッド回転モ
ータ３２、パッド昇降モータ３３、洗浄液滴下アクチュ
エータ２９および真空ポンプ３５のうち、押下されたボ
タンに対応するものを駆動状態とし、さらに、作業者に
よる手動操作レバー４８の操作に応じて走行モータ２２
を駆動させる。このように、すべて作業者の操作で清掃
処理を行う。なお、上記「全自動清掃モード」と「教示
再生モード」とを組み合わせて行うことも可能であり、
このようにすると清掃漏れのない清掃を行うことができ
る。

【００３２】次に、教示データの作成について説明す
る。第１実施例においては、教示データは、操作パネル
部５２による操作内容と振動レートジャイロ４４および
エンコーダ２６の出力とで構成されるものである。ま
ず、教示データを作成するにあたって、作業者が、操作
パネル部５２のティーチングボタン群６１の中の「教示
ＯＮ／ＯＦＦ」と表記された教示ＯＮ／ＯＦＦボタン６
１ａを押下する。これにより、制御演算装置１４は、教
示データ作成モードに入ることになる。なお、教示デー
タの作成を一時停止させる場合には、作業者が、ティー
チングボタン群６１の中の「一時停止」と表記された一
時停止ボタン６１ｂを押下することになり、これによ
り、制御演算装置１４は、教示データ作成モードを中断
することになり、また、教示データの作成をやり直す場
合には、作業者が、ティーチングボタン群６１の中の
「やり直し」と表記されたやり直しボタン６１ｃを押下
することになり、これにより、制御演算装置１４は、そ
れまでに作成された教示データを消去して新たな作成に
備えることになる。

【００３３】教示ＯＮ／ＯＦＦボタン６１ａの押下の
後、作業者は、手動操作レバー４８を操作することによ
り実際に清掃ロボット１０を移動させるとともに、操作
パネル部５２の清掃動作ボタン群６２のなかから適宜も
ののを選択押下して実際に清掃を行う。そして、制御演
算装置１４は、教示ＯＮ／ＯＦＦボタン６１ａの押下の
後にタイマ１９によって生成されるサンプリング時間毎
に、振動レートジャイロ４４およびエンコーダ２６の出
力すなわち清掃ロボット１０の位置データをＲＡＭ１７
に逐一記憶させるとともに、操作パネル部５２による操
作データすなわちパッド昇降ＯＮ／ＯＦＦボタン６２
ａ、パッド回転ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｂ、洗浄液ＯＮ
／ＯＦＦボタン６２ｃおよび吸引ＯＮ／ＯＦＦボタン６
２ｄのそれぞれのＯＮ／ＯＦＦデータを清掃工具位置検
出装置７１からの操作内容データとして前記位置データ
に結びつけてＲＡＭ１７に逐一記憶させる。なお、この
位置データから、制御演算装置１４は、現在位置、清掃
速度および清掃経路を割出すことができる。このよう
に、第１実施例では、教示データは、実際に作業者が操
作して行った移動経路および移動経路に結びついた清掃
処理内容を記憶し作成される、いわゆるダイレクト教示
によるものとなる。

【００３４】ここで、具体的に、例えば、清掃ロボット
１０にとって障害物となる給油所のガソリン計量器周辺
の床面の洗浄清掃処理について説明する。まず、作業者
が、手動操作レバー４８を操作して、教示を開始したい
位置まで清掃ロボット１０を移動させ、その後、教示Ｏ
Ｎ／ＯＦＦボタン６１ａを押下して教示モードとさせ
る。続いて、あらかじめパッドに清掃具３０としてポリ
ッシャを装着しかつ貯留体３４として汚水タンクを装着
した状態で、作業者は、パッド昇降ＯＮ／ＯＦＦボタン
６２ａ、パッド回転ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｂ、洗浄液
ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｃおよび吸引ＯＮ／ＯＦＦボタ
ン６２ｄをＯＮする。これにより、制御演算装置１４
は、ポリッシャをパッド昇降モータ３３で下降させて床
面に接触させかつパッド回転モータ３２で回転させると
ともに、洗浄液滴下アクチュエータ２９から清水または
洗浄液を滴下させ、真空ポンプ３５による負圧で吸引ノ
ズル３６から吸引を行わせる。この状態で、作業者が手
動操作レバー４８を操作し制御演算装置１４がこの操作
にしたがって走行モータ２２の駆動を制御することで、
ガソリン計量器の周囲の形状に合わせて清掃ロボット１
０を走行させて実際に清掃を行う。そして、このときの
位置データと当該位置データに結びつけた操作内容デー
タとを記憶して教示データとするのである。

【００３５】ここで、清掃経路については、例えば汚れ
易い箇所はゆっくり移動したり、何度か往復させたり等
することも勿論可能である。また、床面が荒れていて吸
引が十分に行えない箇所については、この箇所について
のみ、パッド昇降ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ａ、パッド回
転ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｂおよび洗浄液ＯＮ／ＯＦＦ
ボタン６２ｃをすべてＯＦＦとし、吸引ＯＮ／ＯＦＦボ
タン６２ｄのみをＯＮとして、吸引のみ行う状態で清掃
ロボット１０を移動させることも可能である。

【００３６】さらに、商品ディスプレイ棚周辺の床面に
ついて、ゴミや埃の集塵清掃処理を行わせる場合には、
まず、作業者が、手動操作レバー４８を操作して、教示
を開始したい位置まで清掃ロボット１０を移動させ、そ
の後、教示ＯＮ／ＯＦＦボタン６１ａを押下して教示モ
ードとさせる。続いて、あらかじめパッドに清掃具３０
として集塵ブラシを装着しかつ貯留体３４として集塵袋
を装着した状態で、作業者は、パッド昇降ＯＮ／ＯＦＦ
ボタン６２ａ、パッド回転ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｂお
よび吸引ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｄをＯＮとし、洗浄液
ＯＮ／ＯＦＦボタン６２ｃをＯＦＦとするとともに、手
動操作レバー４８を操作して、制御演算装置１４により
この操作に応じて走行モータ２２の駆動を制御すること
で、商品ディスプレイ棚の周囲の形状に合わせて清掃ロ
ボット１０を走行させて実際に清掃を行い、このときの
データを教示データとするのである。この場合も、汚れ
易い箇所はゆっくり移動したり、何度か往復させたり等
することが勿論可能である。

【００３７】このようにして、実際の手動操作による清
掃処理が完了した時点で、作業者が、教示ＯＮ／ＯＦＦ
ボタン６１ａを押下して教示を終了させる。ここで、こ
の際に、作業者が、保存する教示データ名をアルファベ
ット・数字等入力ボタン群６５により入力する。する
と、制御演算装置１４は、表示パネル部５１に教示デー
タ名を表示させ、入力が改良した時点で、ＲＡＭ１７に
記憶されていた教示データをこの入力された教示データ
名に対応させてＥ²ＰＲＯＭ１８に転送し記憶させる。

【００３８】なお、教示データは、教示を行う箇所毎の
教示の開始および終了で一つの教示データとされ、この
ような教示データが教示箇所毎に存在することになる
が、例えば、清掃具３０あるいは貯留体３４の交換を途
中で必要とする場合以外については、複数の教示データ
をシーケンシャルに組み合わせて一つの教示データとし
て編集し再生させることが可能である。また、教示箇所
毎の複数のデータを一つのデータとせずに、各々の実行
順序を指定することでこれら複数の教示データを連続的
に再生させることも可能である。

【００３９】ここで、Ｅ²ＰＲＯＭ１８は、電気的に消
去および書込みが可能なデバイスであり、一度入力した
教示データの変更も可能であるが、教示データの記憶装
置としては、これに限定されることなく、フラッシュメ
モリ、メモリカードあるいはフロッピーディスク等の交
換可能な記憶媒体を用いることも可能である。

【００４０】以上に述べたように、第１実施例の清掃ロ
ボット１０によれば、走行駆動手段の走行モータ２２
と、清掃手段の洗浄液滴下アクチュエータ２９、パッド
回転モータ３２、パッド昇降モータ３３および真空ポン
プ３５のうちの所定のものの操作を、これらと同じ筐体
１１に設けられた走行操作手段である手動操作レバー４
８と、清掃操作手段である操作パネル部５２とにより入
力させながら、走行および清掃処理を行わせると、制御
演算装置１４が記憶手段であるＥ²ＰＲＯＭ１８に、操
作パネル部５２による操作内容と位置検知センサである
振動レートジャイロ４４およびエンコーダ２６の出力と
を結びつけて教示データとして記憶する。そして、後に
制御演算装置１４が、このＥ²ＰＲＯＭ１８に記憶され
た教示データを読み出し該教示データにしたがった清掃
速度、清掃経路および清掃処理内容を実現させるよう、
走行モータ２２、洗浄液滴下アクチュエータ２９、パッ
ド回転モータ３２、パッド昇降モータ３３および真空ポ
ンプ３５のうち所定のものを作動させて、走行および清
掃処理を行う。このように直接作業者が操作して行った
走行内容および清掃処理内容を教示データとして記憶す
る、いわゆるダイレクト教示を行うことができる。

【００４１】したがって、全自動清掃モードでは対応で
きない複雑な走行内容および清掃処理内容を教示する場
合においても、リモート教示に比して、教示操作が容易
で教示に要する時間と労力が低減できる。また、人間の
持つ微妙なノウハウを教示データに反映させることも可
能である。

【００４２】次に、本発明の第２実施例を図５〜図１０
を参照して以下に説明する。第２実施例の清掃ロボット
１０は、第１実施例の清掃ロボット１０に対して、筐体
１１の上面に発電器７５が設けられ、かつ筐体１１の前
面、両側面および後面に四方に測定方向が向くように照
度測定装置７６が設けられていて、さらにこれらに関し
て制御装置１３の制御内容が相違しているものであり、
それ以外の部分については、第１実施例の清掃ロボット
１０と同様である。以下、相違部分を中心に説明する。

【００４３】発電器７５は太陽エネルギーを電力に変換
するいわゆる太陽電池であり、発電された電力を清掃ロ
ボット１０全体に駆動電力として供給するとともにバッ
テリ６７に充電電力として供給するようになっている。
なお、発電器７５は、充電の際に、発電量を制御演算装
置１４に出力するようになっており、これを制御演算装
置１４は、最も発電量の高い位置を探索するための判断
データとして採用することも可能である。加えて、制御
演算装置１４はバッテリ６７の蓄電量を常時監視してい
る。また、第２実施例の制御装置１３は、あらかじめ設
定された時間にあらかじめ設定された清掃処理を実行す
るいわゆるタイマ予約を行うようになっている。

【００４４】照度測定装置７６は、筐体１１の四方すな
わち前面、両側面および後面に設けられるとともに制御
演算装置１４に接続されており、検出した照度に応じた
信号を制御演算装置１４に出力するようになっている。
これら照度測定装置７６は、清掃ロボット１０の動作範
囲内で発電器７５が最も効率良く発電する位置を検出す
る際に使用されるものである。なお、制御装置１３のＲ
ＯＭ１６には、発電器７５による電力の期待値に対応す
る照度測定装置７６の出力があらかじめ設定され記憶さ
れている。すなわち、全照度測定装置７６で測定される
照度と発電器７５による発電力とは図６に示すように比
例関係をなすため、発電力の期待値を設定し、これを得
るために照度測定装置７６で測定されるべき照度が記憶
されている。

【００４５】このような構成を具備する第２実施例の清
掃ロボット１０によれば、第１実施例と同様にして清掃
処理を行うことになる。ここで、その動作の一例として
上記全自動清掃モードと教示再生清掃モードとを組み合
わせた場合を図７〜図１０を参照して説明する。作業者
により電源ＯＮがなされたら（Ｓ１）、電源ＯＦＦがな
されるまで、以下の動作を行う。電源ＯＦＦがなされた
ら、動作終了となる。

【００４６】電源がＯＮされた状態において、操作パネ
ル部５２により清掃動作ＯＮが入力されたか（Ｓ２）、
タイマ予約の設定時間になったか（Ｓ３）、バッテリ６
７の蓄電量が限度値に対し不足していないか（Ｓ４）を
確認する。清掃動作ＯＮが入力され（Ｓ２）あるいは設
定時間になった（Ｓ３）場合、清掃動作を開始する（Ｓ
５）。また、これらの判断で清掃動作ＯＮが入力されず
（Ｓ２）かつ設定時間にもならない（Ｓ３）場合、何も
せず、待機位置で待機する。さらに、バッテリ６７の蓄
電量が不足している場合（Ｓ４）、充電動作を実行し
（Ｓ６）、その後、待機位置へ戻る（Ｓ７）。

【００４７】動作開始（Ｓ５）となると、操作パネル部
５２の清掃モードボタン群６３の入力を判断し、入力さ
れた清掃モードに対応する清掃動作データすなわち操作
内容データをＥ²ＰＲＯＭ１８から読み出し（Ｓ８）、
この清掃動作データに対応して清掃手段のパッド回転モ
ータ３２、パッド昇降モータ３３、真空ポンプ３５およ
び洗浄液滴下アクチュエータ２９のうちの必要なものを
起動し（Ｓ９）、動作を開始する。そして、使用者が操
作パネル部５２で動作ＯＦＦを入力した場合あるいは清
掃動作完了となるまで以下の動作を行なう（Ｓ１０）。

【００４８】走行経路データおよび走行速度データをＥ
²ＰＲＯＭ１８から読み出し（Ｓ１３）、既定以外の障
害物の発生を検出するために超音波距離センサ４６から
検出信号を入力させる（Ｓ１４）。超音波距離センサ４
６からの検出信号から既定以外の障害物が発見されたこ
とが検知されると（Ｓ１５）、障害物検出動作（Ｓ１
６）を行なう。既定以外の障害物が発見されなければ、
Ｅ²ＰＲＯＭ１８に記憶された走行経路データおよび走
行速度データにしたがって移動するよう走行モータ２２
を駆動する（Ｓ１７）。

【００４９】また、移動中にバッテリ６７の蓄電量の残
量が限度値より小さくなったことを検出したら（Ｓ１
８）、現在位置をＲＡＭ１７に記憶して（Ｓ１９）清掃
動作を停止させ、充電動作を行う（Ｓ２０）。充電動作
が終了したら、清掃動作を停止させた位置をＲＡＭ１７
から読み出し、その位置に戻る（Ｓ２１）。

【００５０】障害物検出動作（Ｓ１６）は、Ｅ²ＰＲＯ
Ｍ１８に記憶された走行経路データに復帰するまで（Ｓ
２２）、既定以外の障害物からの退避を行う。ここで、
既定以外の障害物からの退避は、超音波距離センサ４６
からの検出信号（Ｓ２３）で障害物が検出されなくなる
まで回転をし（Ｓ２４）、障害物が検出されなくなった
ら移動する（Ｓ２５）。なお、回転は、走行経路データ
に復帰する方向を優先とし、側面に設けられた超音波距
離センサ４６および正面に設けられた超音波距離センサ
４６によって障害物の検出がなくなるまで動作する。ま
た、障害物を退避し、走行経路データに復帰したら、中
断していた清掃動作の続きを行う。

【００５１】作業者が、操作パネル部５２で動作ＯＦＦ
を入力した場合あるいは清掃動作完了となったら、パッ
ド回転モータ３２、パッド昇降モータ３３、真空ポンプ
３５、洗浄液滴下アクチュエータ２９のＯＮ状態にある
ものをＯＦＦする（Ｓ１１）。Ｅ²ＰＲＯＭ１８からの
走行経路データをもとに、待機位置まで戻り（Ｓ１２）
動作を完了する。

【００５２】次に、バッテリ６７の蓄電量が限度値より
小さくなった時点で動作する充電動作（Ｓ６，Ｓ２０）
は、まず、照度測定装置７６で測定される照度から割出
される発電器７５の発電力の最大値を保持する充電ＭＡ
Ｘ値を初期化し（Ｓ２６）、次に、Ｅ²ＰＲＯＭ１８に
記憶された清掃ロボット１０の走行動作範囲を越えない
間（Ｓ２７）、太陽エネルギーを最も効率よく得ること
ができる充電位置を検索するため移動する。このとき、
制御演算装置１４は、筐体１１の前面、両側面および後
面に設けられた各照度測定装置７６の照度を検出し、最
も検出照度が大きい照度測定装置７６の測定方向に清掃
ロボット１０を移動させる。

【００５３】移動中に、照度測定装置７６で測定される
照度から割出される、発電器７５の発電力が充電ＭＡＸ
値を越えた場合（Ｓ２８）、このときの発電力を新たな
充電ＭＡＸ値とし（Ｓ２９）、該発電力を得た位置をＲ
ＡＭ１７に記憶する（Ｓ３０）。これは、動作範囲を越
えた際に、最大発電力を得た位置へ戻るために記憶する
のである。そして、充電ＭＡＸ値が、ＲＯＭ１６にあら
かじめ記憶された期待値から許容範囲を減算した（期待
値−許容範囲）と同等以上となった場合（Ｓ３１）、そ
れ以上の発電器７５による発電力は期待できないため移
動せず充電位置の検索ループを終了し（Ｓ３２）、その
位置で停止して充電動作を行う（Ｓ３７）。充電ＭＡＸ
値が、（期待値−許容範囲）と同等以上とならない場合
（Ｓ３１）、移動してより効果的な充電位置を発見でき
る可能性があるとして、さらに移動し（Ｓ３３）、Ｓ２
８からの処理を行う。

【００５４】充電ＭＡＸ値が（期待値−許容範囲）より
小さかった場合（Ｓ３４）、充電ＭＡＸ値を検出した位
置をＲＡＭ１７から読み出し（Ｓ３５）、該位置へ移動
し停止する（Ｓ３６）。上記のようにして最終的に清掃
ロボット１０が至る位置が、結果的に清掃ロボット１０
の走行移動範囲内の充電効率の最も高い場所となり、こ
の位置でバッテリ６７が満たされるまで（Ｓ３７）、太
陽エネルギーによる充電を行う（Ｓ３８）。

【００５５】充電動作（Ｓ６）が終了すると、待機位置
に戻る（Ｓ７）。また、充電動作（Ｓ２０）が終了する
と、清掃ロボット１０は充電動作が起動された位置へ戻
り（Ｓ２１）、中断されていた動作の続きを行う。

【００５６】なお、制御演算装置１４は、タイマ予約に
よる待機中に、次に実行される処理に必要な電力を演算
し、これに対してバッテリ６７の蓄電量が不足する場合
に、上記充電動作を実行するようにしてもよい。また、
一つの照度測定装置７６を筐体１１の上部に水平旋回可
能に設け、旋回して充電に最適な方向を探索し、この方
向に移動するようにしてもよく、この場合、照度測定装
置７６の数を減らすことができる。さらに、前後左右に
設けられる照度測定装置７６を太陽電池として、その発
電量が最も大きいものの方向へ移動してもよい。また、
上部に設けられた発電器７５の発電量を調べ、該発電量
が高くなる位置を移動により求めてもよい。さらに、季
節、動作場所の設置条件等により、日照時間および日照
パターン等を記憶させておき、これらから割出したスケ
ジュールに沿って移動してもよい。加えて、充電位置を
検出する場合、移動にともなって検出した電力と場所と
を記憶しこれらデータのマップを作成することで、効果
的な充電位置を判断してもよい。

【００５７】以上に述べた第２実施例の清掃ロボットに
よれば、その動作に必要な電力を太陽電池からなる発電
器７５で供給することで省電力化が図れる。また、動作
中に蓄電量が低下した場合には、照度測定装置７６で測
定される照度が高く効率のよい充電場所を自ら探索し、
最適な位置で充電を行うことができる。さらに、動作し
ていない状態で蓄電量が不足した場合にも、効率のよい
充電場所を自ら探索し、最適な位置で充電を行ったのち
待機位置に戻るため、さらに効率のよいエネルギー利用
を実現できる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の清掃ロボ
ットによれば、作業員が一度、操作受付手段により走行
駆動手段及び清掃手段の操作を入力しながら清掃ロボッ
トを移動させると、記憶手段により位置検出手段により
検出される位置に基づく移動経路及び該移動経路に該操
作受付手段の受付内容が結びつけられて記憶される。そ
して、次の清掃時には、制御手段により記憶手段に記憶
されている記憶内容を読み出し該記憶内容に基づいて前
記走行駆動手段及び清掃手段が作動されて清掃ロボット
が自律的に移動して床面の清掃を行う。このように直接
作業者が操作して行った走行内容および清掃処理内容を
教示データとして記憶する、いわゆるダイレクト教示を
行うことができる。したがって、複雑な走行内容および
清掃処理内容を教示する場合においても、リモート教示
に比して、教示操作が容易で教示に要する時間と労力が
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による清掃ロボットの斜視
図である。

【図２】本発明の第１実施例による清掃ロボットの制御
系のブロック図である。

【図３】本発明の第１実施例による清掃ロボットの操作
表示パネルを示す平面図である。

【図４】本発明の第１実施例による清掃ロボットの全自
動清掃モード実行時の走行経路の一例を示す平面図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例による清掃ロボットの斜視
図である。

【図６】本発明の第２実施例による清掃ロボットの照度
測定装置による照度と発電器による発電力の関係を示す
特性線図である。

【図７】本発明の第２実施例による自律移動ロボットの
制御内容の主部を示す制御ＰＡＤ図である。

【図８】本発明の第２実施例による自律移動ロボットの
動作時の制御内容を示す制御ＰＡＤ図である。

【図９】本発明の第２実施例による自律移動ロボットの
障害物検出時の制御内容を示す制御ＰＡＤ図である。

【図１０】本発明の第２実施例による自律移動ロボット
の充電時の制御内容を示す制御ＰＡＤ図である。

【符号の説明】

１０清掃ロボット１１筐体１４制御演算装置（制御手段）１８Ｅ²ＰＲＯＭ（記憶手段）２１駆動輪（走行駆動手段）２２走行モータ（走行駆動手段）２５走行モータドライバ（走行駆動手段）２６エンコーダ（位置検知センサ）２８洗浄タンク（清掃手段）２９洗浄液滴下アクチュエータ（清掃手段）３０清掃具（清掃手段）３２パッド回転モータ（清掃手段）３３パッド昇降モータ（清掃手段）３４貯留体（清掃手段）３５真空ポンプ（清掃手段）３６吸引ノズル（清掃手段）３８清掃用具ドライバ（清掃手段）４４振動レートジャイロ（位置検出センサ）４８手動操作レバー５２操作パネル部（操作受付手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体に、床面上を移動させる走行駆動手
段と、床面上における前記筐体の位置を検出する位置検
出手段と、床面の清掃処理を行う清掃手段と、前記走行
駆動手段及び清掃手段の操作の入力を受け付ける操作受
付手段と、前記位置検出手段により検出される位置に基
づく移動経路と該移動経路を該操作受付手段の受付内容
に結びつけて記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶さ
れる記憶内容を読み出し該記憶内容に基づいて前記走行
駆動手段及び清掃手段を作動させる制御手段とを設けて
なる清掃ロボット。