(57)【要約】【課題】門型の機枠に固定されたノズルからの水圧は一定であり、対象物の形状に凹凸があって、ノズルとの距離が著しく変化することによって受ける圧力が変わる。またノズルは機枠に固定されているので左右に動くものではない。このことから洗浄面にむらが生じる原因となる。【解決手段】前記目的を達成するために、請求項１の発明は、堅固な鋼構造物の天蓋に鋼製のレール１を固定したものと、前後にスライドする走行台車２を備え、水平及び垂直方向に自在に回動及び伸縮するアーム３を備えたロボット本体１５を懸吊したものと、アーム３先端に取り付けた超音波センサー１７によって対象物の大きさを自動的に認識し、一定の距離、一定の水圧を保ちながら自在に洗浄対象物の表面をなぞるように動かすことで死角を無くし、むらのない洗浄が行えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を洗浄する自動洗浄装置において、
洗浄する対象物の位置、高さ、長さ、幅、突起物、へこみ寸法を測定する超音波センサーを備えたロボットアームと、当該アームにノズルを備えたスプレー式洗車ロボット。
【請求項２】
前記洗浄ロボットは、鋼構造物若しくは堅固な建物の天井面に鋼構造のレールを設置し、これに吊り下げた状態で前後にスライドする台車を具備し、台車下部に洗浄ロボット本体を懸吊し、台車中心を軸として水平方向に３６０度回転するロボット本体と、上下左右自在に回動又は前後に自在に伸縮するロボットアームを備えた請求項１に記載のスプレー式洗浄ロボット。
【請求項３】
前記洗浄ロボットには洗浄対象物表面に付着した水滴を除去するエアーブロー装置を備え、ノズルは洗浄用ノズルとともに前記のロボットの腕先端に取り付けた機構を備えた請求項１に記載のスプレー式洗浄ロボット。
【請求項４】
前記洗浄ロボットは超音波で洗浄する対象物の一端の座標を検出し、高さとして認識し、ロボットアームを水平に移動しながら超音波センサーで繰り返し測定することによって、対象物の大きさを具体的に認識した上で、対象物とノズルとの距離を一定に保ちながらその範囲内のみにスプレーすることを特徴とする請求項１に記載のスプレー式洗浄ロボットによる洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明はスプレーの力で対象物を洗浄するロボットに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来の門型洗車機（例えば、特許文献１参照）では、門型の機枠に固定されたノズルが対象となる物体、主に自動車の大まかな形状、寸法を測定し、この測定した形状に沿って機枠を前後に移動させ、また高さによっては機枠が対象物にぶつからないように上下させる機構をもつ物である。洗浄においては水、洗剤、水の順番で、一連の動作を終えるものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６８５１１号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の提案は有効ではあるが、機枠に固定されたノズルからの水圧は一定であり、対象物の形状に凹凸があって、ノズルとの距離が著しく変化することによって受ける圧力が変わる。またノズルは機枠に固定されているので左右に動くものではない。このことから洗浄面にむらが生じる原因となる。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、機枠を廃し、堅固な鋼構造物の天蓋に、水平及び垂直方向に自在に回動又は伸縮する機械のアームを備えたロボットを懸吊し、対象物に対して前後にスライドする台車を備え、対象物に対し一定の距離、一定の水圧を保ちながらアームを自在に、表面をなぞるように動かすことで死角を無くし、むらのない洗浄が行えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
【０００７】
以下添付図面に従って、本発明に係るスプレー式洗浄ロボットの好ましい実施の形態について詳説する。
【０００８】
図３に示すフローチャートの流れに沿って動作するものである。電源盤６で主電源を入れるとフローチャート２の対象物の寸法を超音波センサー１７で全体の寸法を自動的に測定し、これにより対象物に対するノズルの高さと洗浄開始始点を決定する。測定を終えたのち、始点にロボット本体１５を移動させ、洗浄を開始する。ノズルは常に対象物に対し一定の距離、一定の角度を保つ様に制御装置で計算される。終点まで水洗浄を終えたのち折り返し洗剤塗布を始める。対象物全体に洗剤が塗布された後は対象物に付着した汚れが浮き上がってくるＴ時間停止させておく。その間にロボットは最初の始点位置まで戻しておく。次に制御装置によってＴ時間後に高圧水による水洗浄を開始する。始点から終点まで水洗浄を終えたことを確認した時には高圧洗浄装置７の作動を停止し、水洗浄とは別のホース５とエアーブロー用のノズル４と空気圧縮機８によるエアーブローにより、終点から始点に向けてノズル４を移動させ対象物表面の水滴を除去し洗浄動作を終了する。
【０００９】
図１において鋼構造物９は必ずしも必要ではなく、レール１を天井面に強固に固定できる堅固な構造の建物があればよい。
【００１０】
ロボット本体１５には図２（ａ）及び（ｂ）に示す様に走行台車２、軸Ａ、軸Ｂ、軸Ｃ、軸Ｄ、軸Ｅの関節などから構成されるロボットアームが具備されており、駆動力は制御装置１６に組み込まれた主モーター２０で、歯車または金属製ワイヤーによって各々の関節部分に相当する滑車や歯車を介し伝達される。
【００１１】
制御装置１６は軸Ａを中心にしてアーム３とは反対側にあり、アーム３とのバランスを保つ重りの働きを兼ね備え、対象物の大きさに関わらず超音波センサー１７で測定された寸法に沿ってノズル４が対象物に接触しないような動作を行うものである。
【００１２】
図１においてロボットの主電源は電源盤６であり、ケーブル及びホース５から供給されるもので、走行台車２が前後に移動するとともにケーブル及びホース５はレール１に沿って円滑に伸縮するものである。ケーブル及びホース５は繰り返しの伸縮に十分耐える素材を使用し、ホースは耐高圧の性能を持つものである。
【００１３】
洗浄範囲内に小動物や人が立ち入った場合、危険回避の為、超音波センサー１７によって侵入を検出し、洗浄動作を緊急に停止させる。
【００１４】
図２において、走行台車２には八個のタイヤ２２によってレール１に懸吊され、走行モーター２１によってレールを前後に移動するものである。
【００１５】
図２において、ロボット本体１５は軸Ａで走行台車２と軸支されており、３６０度水平方向に回動することができる。手首１８は走行台車２と手３を接続するものであり、軸Ｂによって左右、軸Ｃによって上下に回動するものであり、また手３は前後に自在に伸縮するし、指１９は軸Ｄによって左右に、軸Ｅによって上下に回動するものである。
【００１６】
ノズル４には、高圧洗浄装置７から水配管１２とホース５を介し供給される高圧力の水を噴射するノズルが持着されており、また空気圧縮機８から空気配管１１と水とは別のホース５を介し供給される高圧縮空気を噴射するノズルが持着されている。
【００１７】
超音波センサー１７は指１９の先端に接着されており、対象物表面に音波を当て反射してきた音波の到達時間により距離を測定する。よって測定時は対象物とセンサーを垂直に保つ様ロボットアームを移動させることを特徴とする。測定された距離とセンサーの位置を制御装置で演算処理し、座標を特定する。この座標は始点、終点を決定するために必要であり、ノズル位置を一定に保持するためにも必要である。距離の測定の他に対象物の洗浄中は当該の洗浄エリア外からの侵入物を監視する目的で常時測定を継続し、最初に計測した形状と異なるものを検出した時は一連の動作を緊急に停止させるものである。
【００１８】
ロボット本体１５の材質は軽量鋼を用いるが、水のかかる場所での使用に耐えるよう、またステンレスと比較して安価なアルミニウム合金を採用するものとする。
【００１９】
使用しないときは、ロボット本体１５及びノズル４、手３はレール１の後端に待機させておくことが出来るし、レール１を延長して洗浄範囲外に退避所を設けることによって空間の確保が可能となる。
【発明の効果】
以上説明したように門型に比較すれば小型、軽量かつコストも押さえ、簡易な操作で、複雑な形状の対象物であっても洗い残しの無い洗浄性能を維持できるという評価が出来る。また、小型であることから保守点検においてもレール１に取り付けた状態で簡易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体外観図
【図２】本発明のロボット全体詳細図
（ａ）はロボットの平面図
（ｂ）はロボットの側面図
【図３】本発明の動作フローチャート
【符号の説明】
１    レール
２    走行台車
３    アーム
４    ノズル
５    ケーブル及びホース
６    電源盤
７    高圧洗浄装置
８    空気圧縮機
９    鋼構造物
１０  電気配管
１１  空気配管
１２  水配管
１３  洗剤タンク
１４  水道
１５  ロボット本体
１６  制御装置
１７  超音波センサー
１８  手首
１９  指
２０  主モーター
２１  走行モーター
２２  タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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