(57)【要約】【課題】車輪洗浄機などを設けることなく移動機構の車輪を清掃できる構成を提供するとともに、車輪の清掃を行っている間も移動機構の給電作業などを行えるようにする。【解決手段】床面に接触する接地部２の回転動作によって自立移動する移動機構１において、移動機構１が、床面に敷設された清掃マット７に対して接地部２を空転できる程度に移動機構１を清掃マット７から上昇させる昇降部５を備え、清掃マット７の絨毛と接地部２とを接触させながら接地部２を空転させ、接地部２の清掃を行うようにした。また、給電などを行う環境装置３に対して移動機構１が接続する接続部４を平行リンク機構によって構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面に接触する接地部の回転動作によって自立移動する移動機構において、
前記移動機構が、前記床面に敷設された清掃マットに対して前記接地部を空転できる程度に前記移動機構を前記清掃マットから上昇させる昇降部を備え、前記清掃マットの絨毛と前記接地部とを接触させながら前記接地部を空転させ、前記接地部の清掃を行うことを特徴とする移動機構。
【請求項２】
前記昇降部は、前記接地部を清掃する際に、前記移動機構の本体下部に設けられた昇降部収納部の孔から下降して前記移動機構本体を支持して上昇させるよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の移動機構。
【請求項３】
前記昇降部は、前記接地部の各々の近傍に設けられるとともに、前記接地部の汚れを検知する第１の認識部を備えたことを特徴とする請求項２記載の移動機構。
【請求項４】
前記昇降部収納部の孔の内周面に、前記昇降部が昇降する際、前記第１の認識部の認識面の汚れを払拭するスポンジが設けられたことを特徴とする請求項３記載の移動機構。
【請求項５】
前記昇降部は、前記清掃マットの汚れを検知する第２の認識部を備えたことを特徴とする請求項３記載の移動機構。
【請求項６】
前記移動機構は、所定の時間ごと或いは所定の移動量を移動した際に、前記第１の認識部によって前記接地部の汚れを検知し、前記接地部の汚れが所定の基準値以上であると判断したときに、前記清掃の動作を行うことを特徴とする請求項３記載の移動機構。
【請求項７】
前記移動機構は、前記清掃の動作の前に、前記第２の認識部によって前記清掃マットの汚れを検知し、前記清掃マットの汚れが所定の基準値以上であると判断したときに、使用者にその旨を通知することを特徴とする請求項５記載の移動機構。
【請求項８】
給電或いは情報の送受信が可能な環境装置に接続部を介して接続し、前記給電或いは情報の送受信を行う自立移動型の移動機構において、
前記接続部は、平行リンク機構であって、前記平行リンク機構の一端には前記給電或いは情報の送受信を伝達するパネルが設けられ、他端には水平方向に伸縮可能な弾性部が設けられ、前記弾性部を介し、前記平行リンク機構が前記環境装置の側面或いは前記移動機構の側面に設けられており、前記平行リンク機構の動作によって、前記移動機構と前記環境装置とが前記接続部を介して接続した際の、鉛直方向の相対的なずれを吸収することを特徴とする移動機構。
【請求項９】
前記移動機構が、床面に接触して回転する接地部と、前記床面に敷設された清掃マットに対して前記接地部を空転できる程度に前記移動機構を前記清掃マットから上昇させる昇降部とを備え、前記清掃マットの絨毛と前記接地部とを接触させながら前記接地部を空転させ、前記接地部の清掃を行うとともに、前記清掃動作の際、前記平行リンク機構によって前記接続部の接続状態を維持して、前記清掃動作とともに前記給電或いは情報の送受信を行うことを特徴とする請求項８記載の移動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立移動型の移動機構において、自らの接地部を清掃するものに関する。  
【背景技術】
【０００２】
移動機構の接地部を清掃できる従来の技術として、据え置き型の車輪洗浄機に車椅子などの車輌本体を固定するストッパ設け、ストッパで本体を固定しつつ、薬液に一旦浸した車輪洗浄機のローラで移動機構の車輪を回転させながら車輪を清掃しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、車輪洗浄機に無短ベルトを用いて清掃しているものもある（例えば、特許文献２参照）。図２は特許文献２を説明する図である。図２において、車輪洗浄機１は、無端ベルト７上で、洗浄ユニット２によって車輪を保持し、車輪を無端ベルト７上で回転させて、洗浄している。
【０００３】
一方、移動機構は自らの電力を給電するため、移動機構に受給電端子を備え、給電装置と接触して受給電を行うものが開示されている（例えば特許文献３参照）。図３は特許文献３を説明する図である。図３において、給電装置１は、移動体２に設けた受電端子２１を介して移動体２に搭載されている充電池２２に充電する正極・負極のそれぞれ複数の給電端子４を備えている。各給電端子４は、給電装置本体３に固定されたフレーム４１と、フレーム４１に嵌合されて給電状態時の受電端子２１方向に移動可能で略平面状の受電端子２１と当接される棒状の給電ピン４２と、給電ピン４２が復帰するための付勢手段４３とを備えている。給電用電源ＰＳに電気的に接続された複数の給電ピン４２を受電端子と当接させて給電を行うので、受電端子２１が凹凸を持つ形状であっても確実に接触面積を確保して給電でき、移動体が傾いた場合にも、例えば（ｂ）のような揺動可能なベース部３１の構成によって受電端子２１との接触面積を確保している。
【０００４】
このように、従来の移動機構は、ストッパなどで本体を固定しつつ、移動機構とは別に設けた車輪洗浄機によって車輪を回転させてブラシなどで車輪を清掃しているのである。
また、自律的に移動する移動機構は、給電装置の給電端子の形状を工夫したり、移動機構と給電装置との傾きを吸収する機構を設けることで、自らが給電装置に近接したときに受電端子を給電端子に確実に接続させて、給電作業をおこなっている。
【特許文献１】特開２００２−５３０１３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−６３３６３号公報（図１）
【特許文献３】特開２００５−１４９８０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の移動機構では、車輪や足先など接地部の汚れを落とすため、一般的に上記のような車輪洗浄機が移動機構の車輪を回転させて清掃するか、あるいは、手作業で清掃している。このため、車輪洗浄機の構成が複雑となる問題があった。また、手作業の場合は、作業に要する時間のロスが発生したり、人間が移動機構に近づくため危険であるという問題があった。
また、従来の自立移動型の移動機構では、その給電のため給電端子などに工夫が施してあり、給電作業は可能なものの、給電中に移動機構の接地部などの汚れを除去することができず、給電装置と洗浄作業とを別々の場所で行う必要があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、自立移動型の移動機構において、車輪洗浄機などを別途設けることなく自らの接地部を清掃できる移動機構を提供し、さらには、移動機構が給電装置で給電中でも、接地部を清掃できる移動機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、床面に接触する接地部の回転動作によって自立移動する移動機構において、前記移動機構が、前記床面に敷設された清掃マットに対して前記接地部を空転できる程度に前記移動機構を前記清掃マットから上昇させる昇降部を備え、前記清掃マットの絨毛と前記接地部とを接触させながら前記接地部を空転させ、前記接地部の清掃を行う移動機構とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記昇降部は、前記接地部を清掃する際に、前記移動機構の本体下部に設けられた昇降部収納部の孔から下降して前記移動機構本体を支持して上昇させるよう構成された請求項１記載の移動機構とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記昇降部は、前記接地部の各々の近傍に設けられるとともに、前記接地部の汚れを検知する第１の認識部を備えた請求項２記載の移動機構とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記昇降部収納部の孔の内周面に、前記昇降部が昇降する際、前記第１の認識部の認識面の汚れを払拭するスポンジが設けられた請求項３記載の移動機構とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記昇降部は、前記清掃マットの汚れを検知する第２の認識部を備えた請求項３記載の移動機構とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記移動機構は、所定の時間ごと或いは所定の移動量を移動した際に、前記第１の認識部によって前記接地部の汚れを検知し、前記接地部の汚れが所定の基準値以上であると判断したときに、前記清掃の動作を行う請求項３記載の移動機構とするものである。
請求項７に記載の発明は、前記移動機構は、前記清掃の動作の前に、前記第２の認識部によって前記清掃マットの汚れを検知し、前記清掃マットの汚れが所定の基準値以上であると判断したときに、使用者にその旨を通知する請求項５記載の移動機構とするものである。
請求項８に記載の発明は、給電或いは情報の送受信が可能な環境装置に接続部を介して接続し、前記給電或いは情報の送受信を行う自立移動型の移動機構において、前記接続部は、平行リンク機構であって、前記平行リンク機構の一端には前記給電或いは情報の送受信を伝達するパネルが設けられ、他端には水平方向に伸縮可能な弾性部が設けられ、前記弾性部を介し、前記平行リンク機構が前記環境装置の側面或いは前記移動機構の側面に設けられており、前記平行リンク機構の動作によって、前記移動機構と前記環境装置とが前記接続部を介して接続した際の、鉛直方向の相対的なずれを吸収する移動機構とするものである。
請求項９に記載の発明は、前記移動機構が、床面に接触して回転する接地部と、前記床面に敷設された清掃マットに対して前記接地部を空転できる程度に前記移動機構を前記清掃マットから上昇させる昇降部とを備え、前記清掃マットの絨毛と前記接地部とを接触させながら前記接地部を空転させ、前記接地部の清掃を行うとともに、前記清掃動作の際、前記平行リンク機構によって前記接続部の接続状態を維持して、前記清掃動作とともに前記給電或いは情報の送受信を行う請求項８記載の移動機構とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、従来のように別途車輪洗浄機を設置することなく接地部の清掃が可能となる。また、清掃マットに過剰な負荷を与えないため、清掃マットの耐用期間を損なわない。
請求項２に記載の発明によると、移動機構の接地部の清掃が必要な際に昇降部を下降させればよく、移動の際の妨げにならない。
請求項３及び６に記載の発明によると、接地部の汚れが検知でき、必要なときに清掃ができるので、移動機構の活動を清掃が妨げることが無い。
請求項４に記載の発明によると、第１の認識部の誤動作を低減できる。
請求項５及び７に記載の発明によると、清掃マットの汚れを第２の認識部で検知でき、清掃マットの交換をユーザに促すことができる。
請求項８に記載の発明によると、接続部と環境装置間がリンク機構で接続されていること、および昇降部により、接続部に損傷を与えることなく本体を浮かせることができる。
請求項９に記載の発明によると、接地部の清掃とともに接続部を介して他の作業（給電作業など）を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１（ａ）は、本発明の移動機構の側面図である。図１（ａ）において、１は本発明の移動機構である。２は、移動機構１が環境を走行する際に床面と接地する接地部である。本実施例では接地部２は車輪である。接地部２は移動機構１における移動機構の出力軸として、図示しない制御装置により駆動される。
３は移動機構１が接続される環境装置である。
４は移動機構１と環境装置３とを接続する接続部である。接続部４は図１（ａ）に示すような平行リンク機構である。
５は移動機構１を昇降させるための昇降部である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）の接地部２の周辺を拡大したものである。６は昇降部５に内蔵される認識部である。また、７は接地部２の汚れを拭き取るための清掃マットであり、認識部６により、接地部２および清掃マット７の汚れが監視される。８は昇降部５を移動機構１の本体内に収納するための孔を備えた昇降部収納部である。
本発明が従来技術と異なる部分は、移動機構１の本体下面の接地部２近傍に配置される昇降部５と、昇降部５に設置される認識部６とを備え、さらに接続部４と環境装置３とがリンク機構で接続される点である。
【００１０】
以降、上記の各部の詳細について述べる。
移動機構１は、車輪に類似する接地部２を備えるものであれば全て本発明の適用対象となる。移動機構１は、車輪式の自立型移動機構である。車輪式移動機構は２輪差動移動体、全方向移動体などの様々な形態がある。
【００１１】
接地部２は、既製品のゴム、ウレタンなどの樹脂材料などが適用された車輪である。これらの表面材料は、床面に対しグリップ性能を求められる反面、床面の汚れを付着し易い。特に屋外から屋内などに移動機構１が進入する場合には、砂利などにより接地部２の汚れが著しくなると考えられる。
【００１２】
環境装置３は、例えばコンクリートやプレハブなどの壁に、給・充電装置と情報端末を備えたものが組み込まれた形態であってもよい。いずれにしても、少なくとも移動機構１が物理的にアクセスできるためのコネクタ部を有する必要がある。
【００１３】
接続部４は、移動機構１と環境装置３とを物理的に接続する部分であり、給・充電用のケーブルおよびＥｔｈｅｒケーブルなどの情報処理用ケーブルを内蔵する。これらのケーブルを介して移動機構１と環境装置３間の双方向のやり取りを実現できる。具体的には、環境装置３から移動機構１に対しては、給電ケーブルにより昇降部５を駆動したり、充電ケーブルにより移動機構１内の図示しないバッテリに対し充電したりする。また、情報処理用ケーブルにより、移動機構１に対し新たに作業指令を追加することも可能である。もちろん情報処理用ケーブルは有線でなく、電波や赤外線などによる無線でもよいが、いずれにせよ直接環境装置３側と接触するため、信頼性の点から有線接続である方が望ましい。移動機構１を接続部４にアクセスするためのナビゲーション技術は、公知である移動ロボットの給電技術により解決できるため、本発明ではその詳細に触れない。
【００１４】
接続部４について図１（ｃ）を用いて詳細に説明する。図１（ｃ）は図１（ａ）における接続部４の拡大図である。図のように接続部４は４点の回転可能な支点を備えた平行リンク機構で構成されている。平行リンク機構の一端は、弾性部４ｄを介して環境装置３の側面に接続され、他端は環境装置３の側面と平行を保つ面に、パネル４ｂが設けられ、該パネルに移動機構１が接続されるコネクタ４ｃが配置されている。当然、移動機構１の側面にもコネクタ４ｃと同様なコネクタなどが配置されている。また、平行リンク機構を備えた接続部が移動機構側に設けられていても良い。接続部４の平行リンク機構は、左側の図で示すように、移動機構１が接続されないときには略四角形を保つように保持されており、この状態で移動機構１が近接して接続部４と接続できるようになっている。このとき弾性部４ｄは接続の際の衝撃を吸収する。そして、後述するように、移動機構１が昇降部５によって上昇しても、平行リンク機構が右図で示すように変形するとともに弾性部４ｄが若干伸長することで、移動機構１と接続部４との接続状態を保つことができるようになっている。このように接続部４がリンク機構を形成すれば、接続部４および環境装置３に損傷を与えることなく、昇降部５により移動機構１を接地面に対し上昇させることができる。
【００１５】
昇降部５は、移動機構１の各接地部２近傍に配置される支持部材である。例えば４輪の移動機構の場合、昇降部５は４つ配置される。昇降部５は、移動機構１本体に備えられた、図示しない駆動機構によって上昇または下降し、上昇したときに昇降部収納部８の孔に収容され、下降したときに移動機構１を持ち上げることができる。移動機構１を持ち上げた際は、接地部２の車輪が浮上し、車輪が回転自在となる程度まで移動機構１を上昇させる。
【００１６】
認識部６は、昇降部５に内蔵される視覚センサであり、移動機構１内部の図示しない画像認識装置にセンサ情報が伝送される。視覚センサの例としては既製品のＣＣＤカメラでもよいが、暗視が可能な赤外線カメラであれば、補助的な照光装置を必要としないため、より望ましいといえる。認識部６は接地部２を検知する第１の認識部と、清掃マット７の汚れを検知する第２の認識部とがあるが、必要に応じてどちらかだけの設置でも良い。これら認識部は、図示しない画像認識装置に画像情報を伝送する。移動機構１内部の図示しない制御装置にて、後述の移動機構１の動作を決定する。
【００１７】
清掃マット７は、建物入り口などにおいて人間用に設置される既製品のものと同等で十分であり、何ら駆動装置を備える必要がない。移動機構１の接地部２の接地面積をカバーできる十分な大きさがあればよい。樹脂などの柔軟な素材で構成され、平らな面上に多数の絨毛が配置されたものを使用する。汚れにより交換時期が来れば、清掃業者が清掃マット７を巻いた状態で容易に搬入・搬出できるものがよい。清掃マット７は環境装置３の接続部４側の近傍に敷設されていて、移動機構１が近接して接続部４と接続したとき、少なくとも接地部２の車輪がマット上に載置される程度に必要十分な大きさとなっているか、複数の車輪それぞれを載置できる複数枚のマットから構成されていればよい。
【００１８】
昇降部収納部８の孔には、認識部６における視覚センサのカバー部分あるいはセンサそのもののレンズを毎回清掃するため、孔の内周面に、図示しないスポンジなどの柔軟材が備えられる。すなわち昇降部５の昇降時に、その柔軟材がセンサカバーやレンズ表面に接触することにより、レンズ表面に付着した汚れを除去できるものである。通常の運用時には、昇降部５は昇降部収納部８内に収納された状態で運用される。
【００１９】
次に本発明の移動機構１の接地部２の清掃動作について説明する。
まず、接地部２の汚れの検査を行う。この検査は、一定の時間間隔ごと、もしくは接地部２の移動機構内部にあるモータなどの図示しないエンコーダから求めたオドメトリなどにより一定区間の走行が完了した時点で行う。検査時には、昇降部５が昇降部収納部８から外部に露出するように下降する。この下降量は、認識部６が少なくとも接地部２を認識できる量である。
第１の認識部６によって接地部２の汚れの程度を検査した結果、所定の閾値を超えて接地部２が汚れていた場合、移動機構１内部の制御装置にて環境装置３側に移動機構１を接近させる。予め環境装置３の接続部４側の近傍の床面に清掃マット７を敷設しておき、接続部４に対して、移動機構１を一旦接続する。
次に昇降部５を床面すなわち清掃マット７に向けて降ろしていき、清掃マット７が所定の閾値を越えて汚れていることを第２の認識部６により認識した場合は、図示しない制御装置および接続部４内の情報処理ケーブルを介して環境装置３側に清掃マット７の汚染状態を知らせる。或いは移動機構そのものからユーザなどに通知しても良い。環境装置３側で清掃マット７の汚染状態に関する情報を受け取ると、環境装置３でその旨を警告する表示を行ったり、その情報が清掃業者などにインターネットを通じて伝送され、清掃業者が新しい清掃マット7を持ってくるよう伝達する。もしくは移動機構１にアームなどがあれば、自ら汚染した清掃マット７を回収することも可能である。
清掃マット７が十分に清潔であれば、そのまま昇降部５を清掃マット７に降ろし、移動機構１を接地面から所定の高さまで浮かせる。所定の高さは清掃マット７の絨毛の高さに依存する。そして移動機構１の制御装置により、接地部２を駆動して、清掃マット７に擦り付ける（空転させる）ことにより、接地部２に付着した汚れを除去できる。
【００２０】
このように本発明によれば、従来のように車輪洗浄機を用いることなく移動機構の車輪が清掃できる。また、接続部４と環境装置３間がリンク機構で接続されているので、昇降部５により移動機構１が上下動動作しても接続部４に損傷を与えることなく移動機構１本体を接地面から浮かせることができ、移動機構１と接続部４との接続が維持され、上記の清掃動作が行われていても、移動機構１への給・充電動作や情報伝達動作が可能である。また、清掃マット７に過剰な負荷を与えないため、清掃マット７の耐用期間を損なわず、認識部６により接地部２・接地面の状態が認識できるため、接地部２および清掃マット７が汚れていないかを監視しつつ、移動機構１が自らの接地部２を清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例を示す移動機構の側面図
【図２】従来の移動機構の側断面図
【図３】従来の移動機構の給電時の状態を示す図
【符号の説明】
【００２２】
１  移動機構
２  接地部
３  環境装置
４  接続部
４ａ  支点
４ｂ  パネル
４ｃ  コネクタ
４ｄ  弾性部
５  昇降部
６  認識部
７  清掃マット
８  昇降部収納部
【図１】
2008213568.tif 000003
【図２】
2008213568.tif 000004
【図３】
2008213568.tif 000005