JPS596748Y2

JPS596748Y2 - 警備機能付清掃ロボツト

Info

Publication number: JPS596748Y2
Application number: JP1977073838U
Authority: JP
Inventors: 季男松原
Original assignee: テクノベンチヤ−株式会社
Priority date: 1977-06-07
Filing date: 1977-06-07
Publication date: 1984-03-01
Also published as: JPS541974U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、例えば夜間のデパート、工場並びに会社等
の警備と清掃とを行なうようにした警備機能付清掃ロボ
ットに関する。

一般にデパートや工場並びに会社等の夜間警備は、ガー
ドマンや警備員等により行なわれ、また清掃作業におい
ても営業時間や作業時間が終了した後に清掃貝等により
行なわれている。

この考案は、夜間警備及び清掃作業を人為的によらず機
械的に行なうようにした警備機能付清掃ロボットを提供
するものである。

以下、添附図面に基づいて、この考案の実施例を説明す
る。

第１図において、１はロボット本体であって、形状は例
えば長さ５０ｃｍ、中５０ｃｍ、高さ４５ｃｍのほぼ
方形状に形或され、底部には駆動輪２ａ，２ｂと、キャ
スター３，３とが設けられている。

この底部に設けられた左右の駆動輪２ａ，２ｂは、その
上部に夫々独立に設置された左右の駆動モータ４ａ，４
ｂと連結して駆動されるようになっている。

駆動輪２ａ，２ｂ及びキャスター３，３の内側に
位置して本体１の底面には、集塵ケース５が取付けられ
ており、この集塵ケース５の前後部に形或した開口部６
には、駆動ローラ７を両側部に備えた清掃ローラ８が取
付けられている。

清掃ローラ８は、第３図に示すように回転軸９の周面に
、ごみを集塵ケース５内に取入れるためのローラブラシ
１０が取付けてあり、このブラシ１０は、常に床面１１
に接するように構或されている集塵ケース５のほぼ中央
には、その上部に設置した集塵ボックス１２と連通ずる
吸引ダクト１３が設けてある。

集塵ケース５内に取込まれたゴミは、集塵ボックス１２
の底部に装備された集塵用ファン１４の間歇的な駆動で
、即ち集塵機用の制御装置からの指令により、一定時間
毎に所定の時間駆動し、吸引ダクト１３を介して集塵ボ
ックス１２内に吸引される。

また集塵ボックス１２内にゴミがたまった段階で蓋２１
を開き、集塵ボックス１２をロボット本体１から取出す
。

次にロボット本体１に警備機能をもたせるように、ロボ
ット本体１の上部に、例えば、光、音、煙、赤外線等を
検出する検出器１６が設置してあり、この検出器１６が
例えば火災の発生により煙を感知した場合、制御回路（
図示せず）を介して警報信号をアンテナ１７により外部
に出力するようにして警報装置が構威され、事故の発生
を知らせる。

また光、音、赤外線等の検出機能をもつ検出器１６を組
込んでおけば、事故や災害の発生も未然に防止できる。

また、本考案のロボット本体１は、その内部に組込まれ
たバツテリ（図示せず）を電源として自由に移動する
のであるが、この移動範囲を限定するために、床面１１
の境界には、例えば電磁波を発生する境界線１８を埋設
し、一方、ロボット本体１のバンパー１９には、前記電
磁波を感知する検出装置２０が設けてある。

この検出装置２０は、駆動輪２ａ，２ｂを駆動する駆動
モータ４ａ，４ｂと制御装置１５を介して接続し、例え
ばロボット本体１が、第４図の位置から矢印方向に直進
し、境界線１８から発信される電磁波を検出装置２０が
検知した際、制御装置１５からの指令により例えば駆動
モータ４ａ，４ｂを一旦停止させ、その後逆転させてロ
ボツ１・本体１を所定量後退移動させ、更に駆動モータ
４ａ，４ｂの一方を正転させてロボット本体１の方向を
転換させたりする。

障害物の検出は、具体的に例えば第５図に示すように、
ロボット本体１の前方に検出バンパー３０を、スプリン
グ３０Ａ，３０Ｂを介して変位可能に取付け、か
つバンパー３０の変位を検出するリミットスイッチＡ，
Ｂを設ける。

したがって、進行方向に対して右側から障害物に当たれ
は゛、リミットスイッチＡがオンになり、逆に左側から
当たればリミットスイッチＢがオンとなるので、これら
にもとづいて駆動モータ４ａ，４ｂの作動を制御する。

第６図のブロック図及び第７図のタイムチャートにもと
づいてこの制御動作を説明する。

リミットスイッチＡ又はＢの入力がアンド回路ＡＮＤ１
，ＡＮＤ２を介して入るとフリツプフロツプＦＦＩ又は
ＦＦ２をセットする。

この２つのフリツプフロツプＦＦＩ，ＦＦ２は互に相手
がセットされている（Ｆ側に出力している）場合には入
力があってもセットされることがないように、Ｆ側の出
力がアンド回路ＡＮＤＩ，ＡＮＤ２にそれぞれ印加され
る。

このフリツプフロツプＦＦＩ，ＦＦ２のいずれかの出力
ＦＡ又はＦＢが立上るとオア回路ＯＲＩを介してフリツ
プフロツプＦＦ３がリセットされる。

フリツプフロツプＦＦ３のセットされた状態ではＸ１が
出力され、後述のダイオードマトリクスＤＭを介して両
駆動モータ４ａ，４ｂの状態は前進となっている。

フリツプフロツプＦＦ３がリセットされるとその出力Ｆ
が立上り、ワンショットマルチＯＳ１が一定時間Ｔ１の
幅のパルスを出力する。

このパルスＸ２が出力されている間は駆動モータ４ａ，
４ｂは停止状態となる。

ワンショットマルチＯＳｌの出力の立下りで次のワンシ
ョットマルチＯＳ２が立上って時間Ｔ２の幅のパルスを
出力する。

このパルスＸ３が出力されている間は両駆動モータ４ａ
，４ｂは逆転状態となる。

ワンショットマルチＯＳ２の立下りでワンショットマル
チＯＳ３が立上って時間幅Ｔ３のパルスを出力する。

このパルスが出力されている時に例えば゛リミットスイ
ッチＡの入力に起因してフリツフ゜フロツプＦＦＩがセ
ットされているならば、これら両出力を取り込んでアン
ド回路ＡＮＤ３からＸ４Ａが出力されて、ダイオードマ
トリクスＤＭは右モータ４ｂを前進、左モータ４ａを停
止状態とする。

これにより左旋回を行なう。これに対してリミットスイ
ッチ４Ｂからの入力がある逆の場合はアンド回路ＡＮＤ
４からＸ４Ｂが出力され、右旋回を行なう。

そして一定時間経過後ワンショットマルｆ−ＯＳ３の出
力の立下りで゛フリツフ゜フロツフ゜ＦＦ１，ＦＦ２を
リセットし、フリツプフロツプＦＦ３をセット状態にし
て初期状態つまり両輪等速運動に戻すのである。

なお、ダイオードマトリクスＤＭは、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３
，Ｘ４Ａ，Ｘ４Ｂのいずれかの信号のＯＮ状態にもとづ
いて左右の駆動モータ４ａ，４ｂの動作状態を決定する
信号Ｒ，Ｒｏ，ＲあるいはＬ，Ｌ．，Ｌをモータ
駆動回路ＰＳＲ，ＰＳＬに出力する。

なお、検出装置２０として電磁波を検知するには、上記
リミットスイッチＡ，Ｂと同一部位にそれぞれ電磁
コイルを設けて、境界線１Ｂからの発信電磁波を検知す
ることにより、ロボットがいずれの方向から境界に到達
したかを上記と同様に判別でき、全く同じようにして回
避操作が行われる。

次にこの考案の作動を、床面１１上の移動と、清掃作動
と、警備作動とに分けて説明する。

（イ）ロボット本体１の床面１１上の移動まずロボット
本体１を第４図に示すように境界線１８で仕切られた床
面１１上に配置し駆動輪２ａ，２ｂ用の駆動モータ４ａ
，４ｂを駆動する。

ロボット本体１は、床面１１上を例えば第４図の矢印方
向に直進し、床面１１に埋設した境界線１Ｂから発信さ
れる電磁波を検出装置２０が検出した際、制御装置１５
からの指令で駆動モータ４ａ，４ｂを一旦停止し、更に
駆動モータ４ａ，４ｂを逆転させて所定位置まで後退さ
せた後、駆動モータ４ａ，４ｂの一方を正転させて、ロ
ボット本体１の方向転換を行ない、また最初の移動と同
様に直進させる。

このような作動制御は、あらかじめ制御装置１５に記憶
させておくもので、また床面１１上に配設してある障害
物（Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ１〜Ｙ３，Ｚエ〜Ｚ３）等をロボッ
ト本体１の検出装置２０が検出した際も同様に駆動モー
タ４ａ，４ｂの一方が停止して、ロボツＩ・本体１の方
向転換を行なうようにしても良く、従って、ロボット本
体１は床面１１内に埋設された境界線１８内の範囲で、
バッテリーがあるかぎり自由に移動するものである。

（ロ）清掃作業ロボット本体１の駆動と同時に床面１１上に落ちている
ゴミを清掃ローラ８を介して集塵ケース５内に取入れる
。

即ち、駆動輪２ａ，２ｂが回転してロボット本体１が移
動すると、床面１１に接触している駆動ローラ７が回転
し、これと同時にこの駆動ローラ７の回転軸９に床面に
接する長さで取付けたブラシ１０が、第３図のように回
転して床面１１上に落ちているゴミを集塵ケース５内に
取り入れる。

このようにしてロボット本体１の移動に伴い床面に落ち
ているゴミをいったん集塵ケース５内に取入れるのであ
るが、集塵ケース５内にたまったゴミは、一定時間毎に
作動するようにタイマーでセットされた集塵用ファン１
４の吸引作動で、吸引ダクト１３から集塵ボックス１２
内に吸引取込まれる。

また集塵ボックス１２内に集められたゴミは、ロボット
本体１を停止させた後集塵ボックス１２の蓋２１を開い
て、集塵ボックス１２を外部に取出し、ゴミを外部に除
去した後再びセットする。

したがって集塵用ファン１４が常時駆動されるのと異り
、バツテリの容量を小さくできる。

（ハ）警備作業ロボット本体１が床面１１上を移動中に、例えば火災が
発生して煙が出た場合、検出器１６が、この煙を検知す
ると警報装置が作動して火災発生を知らせる信号を、外
部の管理室等に送る。

なお、検出器１６に光、音、赤外線等による検出機能を
設定しておけば、盗難防止やあらゆる災害を未然に防止
できる。

この考案は、以上のように、警備機能と清掃機能とを備
えたロボットであるために、特に夜間のデパート、工場
、会社に用いた場合、有効にその機能を発揮し、従って
従来のように清掃作業や夜間警備も毎日人為的に行なわ
なくてもすむため人件費等を必要とせず経済的でしかも
安全に作業を遂行することができる効果がある。

なお、最も電力を必要とする集塵用ファンの駆動は間歇
的に行われ、ゴミ集めは主として清掃ローラによるため
、小容量のバツテリ駆動でも長時間の作動が確保できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の正面図、第２図は底面図、第３図
は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う一部拡大断面図、第
４図はロボット本体１の移動状態を示す説明図、第５図
は検出用バンパーの概略構戊図、第６図は制御回路のブ
ロック図、第１図はその作動タイムチャートである。１・・・ロボット本体、２ａ，２ｂ・・・駆動輪、３・
・・キャスター４ａ，４ｂ・・・駆動モータ、５・・
・集塵ケース、６・・・開口部、７・・・駆動ローラ、
８・・・清掃ローラ、９・・・回転軸、１０・・・ブラ
シ、１１・・・床面、１２・・・集塵ボックス、１３・
・・吸引ダクト、１４・・・集塵用ファン、１５・・・
制御装置、１６・・・検出器、１７・・・アンテナ、１
Ｂ・・・境界線、１９・・・バンパー、２０・・・検出
装置、２１・・・蓋。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ロボット本体に設けた互に独立して駆動される左右の駆
動輪を介して自走するようにしたロボットにおいて、上
記駆動輪に従動して回転し、床面の塵埃を取り込む清掃
ローラと、取込んだ塵埃を一定時間毎に間歇作動して集
塵ボックスに吸引する集塵用ファンと、光、音、煙、赤
外線などを検出して外部に検出信号を出力する警報装置
と、移動領域の境界や障害物を検出する検出装置と、検
出装置からの信号により前記駆動輪の駆動を可逆的にコ
ントロールする制御装置とをそれぞれロボット本体に備
えてなる警備機能付清掃ロボット。