(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、動力システムと、ハウジングと、を含む清掃ロボットであって、
前記清掃ロボットは、少なくとも一つの動力システム取付フレームをさらに含み、
各前記動力システム取付フレームは、
前後方向に沿って前記車体の上面の左側辺又は右側辺に固定される第１フレーム体と、
前記第１フレーム体の外側に位置するように前記第１フレーム体に取り外し可能に取り付けられる第２フレーム体と、を含み、
前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前側の対応する箇所には、主動輪軸孔が設けられ、
前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の後側の対応する箇所には、従動輪軸孔が設けられ、
前記動力システムは、
両端部がそれぞれ前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前記主動輪軸孔に取り付けられる一対の主動輪軸と、
前記主動輪軸に固定される一対の主駆動輪と、
両端部がそれぞれ前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前記従動輪軸孔に取り付けられる一対の従動輪軸と、
前記従動輪軸に固定される一対の従動輪と、
それぞれ前記車体の同じ側に位置する前記主駆動輪及び前記従動輪の環状側壁の外側に環状に巻き付けられる一対の履帯と、を含み、
前記ハウジングは、前記車体を覆うように前記車体に接続され、
前記ハウジングは、
第１ハウジングと、
位置が前記第２フレーム体に対応するように前記第１ハウジングに取り外し可能に取り付けられる第２ハウジングと、を含む、清掃ロボット。
【請求項２】
前記第１フレーム体は、
車体の前後方向に沿って前記車体の左側辺又は右側辺に固定される第１プレートと、
下辺縁が前記第１プレートに垂直に接続される第２プレートと、
一側辺が前記第２プレートの上辺縁に垂直に接続され、前記車体の外側に延在する第３プレートと、
上側辺が前記第３プレートの他側辺に垂直に接続される第４プレートと、を含み、
前記第２フレーム体は、前記第２プレートに平行する第５プレートを含み、
前記主動輪軸孔は、前記第２プレート及び第５プレートの前側に対応して設けられ、
前記従動輪軸孔は、前記第２プレート及び第５プレートの後側に対応して設けられる、請求項１に記載の清掃ロボット。
【請求項３】
前記第４プレートの外側面には、前記第４プレートの前後方向に沿って分布する係合溝が設けられ、
前記第５プレートの内側面の上側には、係合条が設けられ、
前記第２フレーム体が前記第１フレーム体に取り付けられると、前記係合条は、前記係合溝に係合する、請求項２に記載の清掃ロボット。
【請求項４】
前記第２フレーム体は、少なくとも一つの支持軸をさらに含み、
各前記支持軸の一端は、前記第２プレートに垂直に固定され、
前記第５プレートには、支持軸取付孔が設けられ、
前記支持軸の他端は、前記支持軸取付孔に取り外し可能に固定される、請求項３に記載の清掃ロボット。
【請求項５】
各前記主駆動輪は、
中心に主動軸接続孔が設けられ、前記主動軸接続孔を通じて前記主動輪軸に固定される駆動輪ハブと、
前記第１フレーム体の主動輪軸孔から延在する主動軸に固定される伝動機構と、
軸が前記伝動機構に固定される駆動モータと、を含む、請求項１に記載の清掃ロボット。
【請求項６】
各前記従動輪は、中心に従動軸接続孔が設けられ、前記従動軸接続孔を通じて前記従動輪軸に固定される従動輪ハブを含む、請求項５に記載の清掃ロボット。
【請求項７】
前記駆動輪ハブ又は／及び従動輪ハブには、取り外し可能な止め輪が設けられ、
取り外し可能な前記止め輪、前記駆動輪ハブ又は／及び前記従動輪ハブの環状側壁には、前記履帯の位置を制限するための位置制限溝が形成される、請求項６に記載の清掃ロボット。
【請求項８】
各前記主駆動輪及び各前記従動輪のいずれも、
中心に前記主動軸接続孔又は前記従動軸接続孔に対応する軸取付孔及び軸受孔溝が設けられ、前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体にそれぞれ取り外し可能に固定される輪体取付座と、
前記軸受孔溝に位置するように前記主動輪軸及び前記従動輪軸に接続される軸受と、を含む、請求項６に記載の清掃ロボット。
【請求項９】
前記軸受孔溝は、
前記主駆動輪又は前記従動輪に隣接する第１孔溝と、
前記第１孔溝の底面と接続される第２孔溝と、を含む、請求項８に記載の清掃ロボット。
【請求項１０】
前記軸受は、
前記第１孔溝に位置する平面軸受と、
前記第２孔溝に位置するローラ軸受と、を含む、請求項９に記載の清掃ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外清掃用ロボット等の分野に関し、特に太陽光パネルの清掃に使用できる清掃ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料の減少が日々続くと、新たな再生可能エネルギーとしての太陽エネルギーは、人間が使用するエネルギーの重要な一部になっていた。過去１０年間、太陽エネルギー応用技術は、世界の各国で急速に発展してきた。太陽光パネルは、半導体材料に光を照射させて発生する光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）により、太陽エネルギーを直接に電気エネルギーに変換する機器である。太陽光パネルは、太陽光がある場所で発電することができるので、大規模な発電所から小型の携帯用充電器までのさまざまな場合に適しているため、近年、急速に発展している。
【０００３】
太陽光パネルの作業環境は、屋外に限られる。太陽光パネルの動作に影響を与える最大の問題は、風雨雷ではなく、長年蓄積してきた粉塵である。太陽光パネルに付着した粉塵又はその他の付着物は、パネルの透過率に影響し、光電効率を妨げるため、パネルが太陽光を直接に取得する効率に深刻な影響を与え、パネルのエネルギー吸収及び変換効率を低下させ、発電効率を低下させる。先行技術の太陽光パネルの使用中において、清掃作業を手作業のみで定期的に行うことができる。太陽光パネルの面積が大きく、また大型発電所では同時により多くのパネルが使用されるため、粉塵が繰り返して蓄積され、繰り返して清掃する必要がある。これにより、人件費が高く、清掃効率が低く、清掃効果が低い。多くの場合、空間利用率を高めるために、太陽光パネルは、ブラケットによって高い場所に配置されるため、清掃作業により大きな困難性及びリスクをもたらすことになる。多くの太陽光パネルのユーザは、清掃コストを削減するために、清掃しないことを選択し、粉塵による電力損失を受けるしかない。よって、太陽光パネルを自動的に清掃できる新たな自動清掃装置が必要とされている。
【０００４】
従来技術では、清掃ロボットによれば、太陽光パネルの掃除や洗浄作業が実現される。ところが、従来の清掃ロボットは、一定期間作業した後、履帯の摩耗がひどくなるため、清掃ロボットの作業効率と安全性を確保するために、定期的に履帯を交換する必要がある。清掃ロボットが作業する際に、ゴミ、粉塵及び雨水等がロボットの内部に入り込むことを防ぐために、通常、清掃ロボットのハウジング構造を、より広い範囲で車体の外面に覆わせることが考えられる。これにより、保護の機能が果たされる。しかしながら、履帯を交換するとき、このようなハウジング構造は、取り外しが困難であり、履帯交換の効率に影響を与えてしまう。したがって、このような問題を解決するための新規の清掃ロボットを提供することが求められる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、従来の清掃ロボットが防水性や防雨性に乏しく、履帯の取り外し、交換が困難であるという問題を解決するための清掃ロボットを提供することである。
【０００６】
上記の目的を実現するため、本発明のある態様によれば、車体と、動力システムと、ハウジングと、を含む清掃ロボットであって、前記清掃ロボットは、少なくとも一つの動力システム取付フレームをさらに含み、各前記動力システム取付フレームは、前後方向に沿って前記車体の上面の左側辺又は右側辺に固定される第１フレーム体と、前記第１フレーム体の外側に位置するように前記第１フレーム体に取り外し可能に取り付けられる第２フレーム体と、を含み、前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前側の対応する箇所には、主動輪軸孔が設けられ、前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の後側の対応する箇所には、従動輪軸孔が設けられる。前記動力システムは、両端部がそれぞれ前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前記主動輪軸孔に取り付けられる一対の主動輪軸と、前記主動輪軸に固定される一対の主駆動輪と、両端部がそれぞれ前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体の前記従動輪軸孔に取り付けられる一対の従動輪軸と、前記従動輪軸に固定される一対の従動輪と、それぞれ前記車体の同じ側に位置する前記主駆動輪及び前記従動輪の環状側壁の外側に環状に巻き付けられる一対の履帯と、を含む。前記ハウジングは、前記車体を覆うように前記車体に接続され、前記ハウジングは、第１ハウジングと、位置が前記第２フレーム体に対応するように前記第１ハウジングに取り外し可能に取り付けられる第２ハウジングと、を含む清掃ロボットが提供される。
【０００７】
本発明の好適実施形態では、前記第１フレーム体は、車体の前後方向に沿って前記車体の左側辺又は右側辺に固定される第１プレートと、下辺縁が前記第１プレートに垂直に接続される第２プレートと、一側辺が前記第２プレートの上辺縁に垂直に接続され、前記車体の外側に延在する第３プレートと、上側辺が前記第３プレートの他側辺に垂直に接続される第４プレートと、を含み、前記第２フレーム体は、前記第２プレートに平行する第５プレートを含み、前記主動輪軸孔は、前記第２プレート及び第５プレートの前側に対応して設けられ、前記従動輪軸孔は、前記第２プレート及び第５プレートの後側に対応して設けられる。
【０００８】
本発明の好適実施形態では、前記第４プレートの外側面には、前記第４プレートの前後方向に沿って分布する係合溝が設けられ、前記第５プレートの内側面の上側には、係合条が設けられ、前記第２フレーム体が前記第１フレーム体に取り付けられると、前記係合条は、前記係合溝に係合する。
【０００９】
本発明の好適実施形態では、前記第２フレーム体は、少なくとも一つの支持軸をさらに含み、各前記支持軸の一端は、前記第２プレートに垂直に固定され、前記第５プレートには、支持軸取付孔が設けられ、前記支持軸の他端は、前記支持軸取付孔に取り外し可能に固定される。
【００１０】
本発明の好適実施形態では、各前記主駆動輪は、中心に主動軸接続孔が設けられ、前記主動軸接続孔を通じて前記主動輪軸に固定される駆動輪ハブと、前記第１フレーム体の主動輪軸孔から延在する主動軸に固定される伝動機構と、軸が前記伝動機構に固定される駆動モータと、を含む。
【００１１】
本発明の好適実施形態では、各前記従動輪は、中心に従動軸接続孔が設けられ、前記従動軸接続孔を通じて前記従動輪軸に固定される従動輪ハブを含む。
【００１２】
本発明の好適実施形態では、前記駆動輪ハブ又は／及び従動輪ハブには、取り外し可能な止め輪が設けられ、取り外し可能な前記止め輪、前記駆動輪ハブ又は／及び前記従動輪ハブの環状側壁には、前記履帯の位置を制限するための位置制限溝が形成される。
【００１３】
本発明の好適実施形態では、各前記主駆動輪及び各前記従動輪のいずれも、中心に前記主動軸接続孔又は前記従動軸接続孔に対応する軸取付孔及び軸受孔溝が設けられ、前記第１フレーム体及び前記第２フレーム体にそれぞれ取り外し可能に固定される輪体取付座と、前記軸受孔溝に位置するように前記主動輪軸及び前記従動輪軸に接続される軸受と、を含む。
【００１４】
本発明の好適実施形態では、前記軸受孔溝は、前記主駆動輪又は従動輪に隣接する第１孔溝と、前記第１孔溝の底面と接続される第２孔溝と、を含む。
【００１５】
本発明の好適実施形態では、前記軸受は、前記第１孔溝に位置する平面軸受と、前記第２孔溝に位置するローラ軸受と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の清掃ロボットによれば、特定の部位において、ハウジングを取り外し可能な構造に設計することで、迅速かつ効果的にハウジングの取り外しを実現することができる。また、動力システム取付フレーム、ハウジング及び動力システムを組み合わせて取り付けることにより、従動輪を車体から容易に取り外すことができ、履帯の交換を容易にすることができる。又は、従動輪を取り外すことなく、第２フレーム体部分を直接取り外し、履帯を主駆動輪及び従動輪から直接剥離させることにより、履帯の交換を容易にするとともに、履帯交換の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下では、図面及び実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
【図１】動力システム構造の外側面斜視図である。
【図２】動力システム構造の内側面斜視図である。
【図３】主動輪軸及び従動輪軸の中心線が位置する平面に沿った動力システムの断面図である。
【図４】動力システム取付フレームの斜視図である。
【図５】第１フレーム体の斜視図である。
【図６】第２フレーム体の斜視図である。
【図７】動力システム及び動力システム取付フレームの概略分解図その１である。
【図８】動力システム及び動力システム取付フレームの概略分解図その２である。
【符号の説明】
【００１８】
１１：第１フレーム体、１２：第２フレーム体、１３：支持軸、１４：主動輪軸孔、１５：従動輪軸孔、１１１：第１プレート、１１２：第２プレート、１１３：第３プレート、１１４：第４プレート、１１４１：係合溝、１２１：第５プレート、１２１１：係合条、２１：主動輪軸、２２１：駆動輪ハブ、２２２：伝動機構、２３：従動輪軸、２４１：従動輪ハブ、３：履帯、４：輪体取付座、４１：軸取付孔、５１：平面軸受、５２：ローラ軸受、６：取り外し可能な止め輪
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の実施例の説明は、添付の図面を参照して、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するためのものである。「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」等の本発明に言及される方向を表する用語は、添付の図面を参照する方向のみである。したがって、使用される方向を表する用語は、本発明を説明及び理解するために使用され、本発明を限定するものではない。
【００２０】
本発明の以下の実施例に記載される内側は、車体に対するものであり、すなわち、車体の中心に接近する方向を内側とし、車体の中心から離れる方向を外側とする。車体が走行する方向を前側とし、車体が後退する方向を後側とする。
【００２１】
本実施例では、車体と、動力システムと、動力システム取付フレームと、ハウジング（不図示）と、を含む清掃ロボットが提供される。
【００２２】
本実施例では、図４に示すように、前記動力システム取付フレームは、第１フレーム体１１と、第２フレーム体１２と、支持軸１３と、を含む。前記第１フレーム体１１は、前後方向に沿って前記車体の上面の左側辺又は右側辺に固定される。第２フレーム体１２は、第１フレーム体１１の外側に位置するように第１フレーム体１１に取り外し可能に取り付けられる。
【００２３】
図５に示すように、第１フレーム体１１は、一体成形される構造である。第１フレーム体１１は、第１プレート１１１と、第２プレート１１２と、第３プレート１１３と、第４プレート１１４と、を含む。第１プレート１１１は、固定孔が設けられ、ネジ又はボルトで車体の上面に固定される。第２プレート１１２の下辺縁は、第１プレート１１１に垂直に接続される。第２プレート１１２の前側には、主動輪軸孔１４が設けられ、第２プレート１１２の後側には、従動輪軸孔１５が設けられ、第２プレート１１２の中間位置には、複数の支持軸１３取付孔が設けられる。第３プレート１１３の内側辺は、第２プレート１１２の上辺縁に垂直に接続される。第４プレート１１４の上辺縁は、第３プレート１１３の外側辺に垂直に接続される。第４プレート１１４の外側辺には、係合溝１１４１及びネジ孔が設けられる。当該係合溝１１４１は、第４プレート１１４の前後方向に沿って設けられる。
【００２４】
図６に示すように、第２フレーム体１２は、第５プレート１２１を含む。当該第５プレート１２１の内面の上側には、係合条１２１１、ネジ孔及び支持軸１３の取付孔が設けられる。第５プレート１２１の支持軸１３の取付孔は、第２プレート１１２の支持軸１３の取付孔に対応する。第５プレート１２１のネジ孔は、第４プレート１１４のネジ孔に対応する。支持軸１３の両端には、雌ネジ孔が設けられる。第１フレーム体１１が第２フレーム体１２に取り付けられると、第５プレート１２１の係合条１２１１は、第４プレート１１４の係合溝１１４１に係合される。本実施例では、係合箇所の接続をより強固にするために、係合溝１１４１及び係合条１２１１は、対応して二本設けられている。第５プレート１２１は、ネジ孔及びネジでさらに第４プレート１１４に固定されるとともに、支持軸１３により第２プレート１１２に支持される。支持軸１３の両端は、それぞれネジ又はボルトで固定され、ネジ又はボルトは、支持軸１３の取付孔及び雌ネジ孔に固定される。部品構造の統一を図り、生産しやすくするために、本実施例では、支持軸１３の取付孔及びネジ孔の寸法を一致させ、いずれもネジ締めが用いられる。本実施例では、第５プレート１２１には、主動輪軸孔１４及び従動輪軸孔１５が設けられる。第５プレート１２１の主動輪軸孔１４の位置は、第２プレート１１２の主動輪軸孔１４に対応し、第５プレート１２１の従動輪軸孔１５の位置は、第２プレート１１２の従動輪軸孔１５に対応する。
【００２５】
図１から図３に示すように、本実施例では、前記動力システムは、主動輪軸２１及び主駆動輪を含む。具体的に、主動輪軸２１の両端部は、それぞれ第１フレーム体１１及び第２フレーム体１２の主動輪軸孔１４に取り付けられる。前記主駆動輪は、駆動輪ハブ２２１と、伝動機構２２２と、駆動モータ（不図示）と、を含む。駆動輪ハブ２２１の中心には、主動軸接続孔が設けられる。駆動輪ハブ２２１の外周面は、環状側壁である。駆動輪ハブ２２１は、主動軸接続孔を通じて前記第１フレーム体１１と第２フレーム体１２との間に位置する主動輪軸２１の対応する箇所に取り付けられる。伝動機構２２２は、第１フレーム体１１の主動輪軸孔１４から延在する主動軸の一端に接続固定される。前記駆動モータの軸は、伝動機構２２２に固定される。
【００２６】
本実施例では、前記動力システムは、従動輪軸２３及び従動輪を含む。具体的に、従動輪軸２３の両端部は、それぞれ第１フレーム体１１及び第２フレーム体１２の従動輪軸孔１５に取り付けられる。前記従動輪は、従動輪ハブ２４１を含む。従動輪ハブ２４１の中心には、従動軸接続孔が設けられ、従動輪ハブ２４１の外周面は、環状側壁である。従動輪ハブ２４１は、従動軸接続孔を通じて第１フレーム体１１と第２フレーム体１２との間に位置する従動輪軸２３の対応する箇所に固定される。
【００２７】
本実施例では、前記主駆動輪及び従動輪のいずれにも、輪体取付座４及び軸受が設けられる。輪体取付座４は、それぞれ第１フレーム体１１及び第２フレーム体１２に固定される。前記主駆動輪の輪体取付座４の位置は、それぞれ主動輪軸孔１４に対応する。前記従動輪の輪体取付座４の位置は、それぞれ従動輪軸孔１５に対応する。輪体取付座４の外側面のいずれにも、ネジ孔が設けられる。対応する第１フレーム体１１及び第２フレーム体１２にも、ネジ孔が設けられる。そして、輪体取付座４は、ネジで第１フレーム体１１又は第２フレーム体１２に固定される。各輪体取付座４の中心には、軸取付孔４１及び軸受孔溝が設けられる。主動輪軸２１又は従動輪軸２３は、軸取付孔４１を貫通する。前記軸受は、前記軸受孔溝に位置するように主動輪軸２１及び従動輪軸２３に接続される。前記軸受孔溝は、第１孔溝及び第２孔溝を含む。前記第１孔溝は、前記主駆動輪又は従動輪に隣接する。前記第１孔溝の底面は、前記第２孔溝に接続される。前記軸受は、平面軸受５１及びローラ軸受５２を含む。平面軸受５１は、前記第１孔溝に位置する。ローラ軸受５２は、前記第２孔溝に位置する。
【００２８】
本実施例では、前記動力システムは、履帯３を含む。履帯３は、前記車体の同じ側に位置する前記主駆動輪及び従動輪の環状側壁の外側に環状に巻き付けられる。
【００２９】
本実施例では、前記ハウジングは、第１ハウジング及び第２ハウジングを含む。前記第２ハウジングは、取り外し可能に前記第１ハウジングに取り付けられる。本実施例では、ネジで固定すればよく、すなわち、第１ハウジングと第２ハウジングとの接続箇所にネジ孔を設ければよい。前記第２ハウジングの位置は、第２フレーム体１２の第５プレート１２１の位置に対応する。前記第１ハウジングは、車体に固定され、車体全体の周囲を覆うように車体に接続される。
【００３０】
図７に示すように、履帯３を実際に交換する際に、第１ハウジングを取り外さない場合、主動輪軸２１とモータ軸とが伝動機構２２２を通じて固定接続されるため、前記駆動輪ハブ２２１を、第１フレーム体１１から取り外すことができない。したがって、第２ハウジングを前記第１ハウジングから取り外した後、第５プレート１２１を第１フレーム体１１から取り外すだけで、輪体取付座を、第５プレートから取り外すことなく、第５プレート１２１と共に移し出すことができる。この際に、従動輪軸２３、従動輪ハブ２４１及び軸受は、取り外し可能となり、車体全体から移し出すことができる。履帯３は、従動輪ハブ２４１に伴い移し出された後、車体全体から取り外せばよい。履帯３を交換した後、取付手順に従って、従動輪軸２３、従動輪ハブ２４１、軸受、第５プレート１２１及び第２ハウジングを順次取り付ければよい。
【００３１】
本実施例では、図８に示すように、従動輪軸２３、従動輪ハブ２４１及び軸受を取り外さなくてもよい。この場合、履帯３を前記従動輪ハブ２４１及び駆動輪ハブ２２１から平行移動させて離間させればよい。
【００３２】
走行中の履帯３の安定性を高めるために、本実施例では、前記駆動輪ハブ２２１又は／及び従動輪ハブ２４１には、取り外し可能な止め輪６が設けられる。当該取り外し可能な止め輪６、前記駆動輪ハブ２２１又は／及び前記従動輪ハブ２４１の環状側壁には、履帯３の位置を制限するための位置制限溝が形成される。取り外し可能な止め輪６には、ネジ孔が設けられる。駆動輪ハブ２２１又は／及び従動輪ハブ２４１の輪辺の対応する箇所にも、ネジ孔が設けられる。取り外し可能な止め輪６は、ネジで駆動輪ハブ２２１又は／及び従動輪ハブ２４１に固定される。
【００３３】
本実施例では、図８に示すように、従動輪軸２３、従動輪ハブ２４１及び軸受を取り外さなくてもよい。この場合、取り外し可能な止め輪６を従動輪ハブ２４１から取り外し、履帯３を従動輪ハブ２４１及び駆動輪ハブ２２１から平行移動させて離間させればよい。
【００３４】
上記は、本発明の好適実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の要旨及び範囲内で行われる如何なる修正、均等物及び改良等は、本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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