JP2014014457A

JP2014014457A - 清掃装置

Info

Publication number: JP2014014457A
Application number: JP2012152902A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Ujiie; 知子氏家; Norio Yamamura; 則夫山村; Akiko Miyagawa; 晶子宮川; Kumiko Nishimura; 久美子西村; Michiko Seki; 道子関; Kiyoaki Sato; 清明佐藤; Ayako Nakamura; 綾子中村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】多様な対象箇所を清掃することができる清掃装置を提供すること。
【解決手段】対象箇所を清掃する清掃部と、前記清掃部に対して分離可能に装着され、前記清掃部を飛行させる飛行部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、清掃装置に関する。

床面を走行するための走行手段を有する自走式の清掃装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２４４７２２号公報

しかしながら、上記の清掃装置は、自走式であるため、階段など段差が形成されている部分を走行することが困難であった。また、清掃箇所が床面に限られるため、例えば天井近傍の手の届かない部分などを清掃することが困難であった。このため、従来の清掃装置は、清掃の対象箇所が限定的であった。

以上のような事情に鑑み、本発明は、多様な対象箇所を清掃することができる清掃装置を提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、対象箇所を清掃する清掃部と、当該清掃部に対して分離可能に装着され、清掃部を飛行させる飛行部とを備える清掃装置が提供される。

本発明の態様によれば、多様な対象箇所を清掃することができる清掃装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態に係る清掃装置の全体構成を示す模式図。本実施形態に係る清掃装置の動作の様子を示す図。本実施形態に係る清掃装置の動作の様子を示す図。本実施形態に係る清掃装置の動作の様子を示す図。本実施形態に係る清掃装置の動作の様子を示す図。本実施形態に係る清掃装置の動作の様子を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の構成を示す図。本実施形態の変形例に係る清掃装置の使用態様を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る清掃装置１００の構成を示す図である。
図１に示すように、清掃装置１００は、対象箇所を清掃する清掃部１０と、当該清掃部１０に対して分離可能に装着され清掃部１０を飛行させる飛行部２０と、清掃部１０及び飛行部２０を待機させる待機部３０と、これら清掃部１０、飛行部２０及び待機部３０を統括的に制御する制御部ＣＯＮＴとを有する。

清掃部１０は、円筒状に形成された基部１１と、当該基部１１の外周面１１ａに設けられた異物除去部１２とを有する。基部１１は、飛行部２０に対して分離可能に装着されている。基部１１の内部には、バッテリー（蓄電部）１１ｂや、外部との間で情報の送受信を行う通信部１１ｃ、通信部１１ｃにおいて送受信を行う情報に対して所定の処理を行う処理回路１１ｄなどが設けられている。処理回路１１ｄには、異物除去部１２の動作を制御するプログラムや、所定の室内についての三次元レイアウトマップのデータなどが記録された記憶部が設けられている。

異物除去部１２は、外周面１１ａの周方向に沿って並ぶように設けられた複数のブラシ部材１２ａと、当該外周面１１ａの一部に設けられる気体噴出口１２ｂ及び気体吸引口１２ｃとを有する。ブラシ部材１２ａは、外周面１１ａの周方向に所定のピッチで設けられている。

気体噴出口１２ｂ及び気体吸引口１２ｃは、外周面１１ａの周方向において複数のブラシ部材１２ａの間に配置されている。気体噴出口１２ｂは、基部１１の内部に設けられる不図示の気体供給部に接続されている。気体吸引口１２ｃは、基部１１の内部に設けられる不図示の吸引ポンプなどに接続されている。

気体噴出口１２ｂから噴射される気体及び気体吸引口１２ｃから吸引される気体の流量又は流速などについては、例えば制御部ＣＯＮＴによって所定の流量又は流速、気圧となるように調整される。また、気体噴出口１２ｂの向き（気体の噴射方向）や気体吸引口１２ｃの向き（気体の吸引方向）についても、制御部ＣＯＮＴによって所定の向きとなるように調整可能である。気体供給部及び吸引ポンプには、バッテリー１１ｂから電力が供給されるようになっている。

飛行部２０は、プロペラやガスなどの浮上機構（不図示）を有しており、当該浮上機構を用いて空中に浮上可能に設けられている。また、飛行部２０は、プロペラや流体噴射装置などの不図示の推進機構を有しており、空中に浮上した状態で所定の方向に移動可能に設けられている。また、飛行部２０は、外部との間で情報を送受信するための通信部２１や、上記各部に電力を供給するバッテリー（蓄電部）２２などを有する。

待機部３０は、清掃部１０及び飛行部２０を載置するステージ３１と、当該ステージ３１に載置された清掃部１０のバッテリー１１ｂ及び飛行部２０のバッテリー２２に対して電力を供給する電源部３２とを有する。電源部３２は、待機状態の清掃部１０及び飛行部２０に対して、不図示の接続端子を介して接続可能である。

なお、清掃部１０及び飛行部２０が接続された状態でステージ３１に載置される構成の場合、電源部３２と清掃部１０とが接続された構成とし、清掃部１０と飛行部２０との間を別途接続端子によって接続された構成としても良い。この場合、電源部３２と飛行部２０との間が清掃部１０を介して接続された構成とすることができる。

制御部ＣＯＮＴは、例えばステージ３１の内部に配置されている。制御部ＣＯＮＴは、清掃部１０、飛行部２０及び待機部３０の動作を統括的に制御する。制御部ＣＯＮＴは、清掃部１０の清掃動作や、飛行部２０の飛行動作（移動経路、移動速度、空中での姿勢などを含む）、待機部３０での充電動作などを制御する。制御部ＣＯＮＴによる上記制御は、例えば予め設定された手順で行わせても良いし、外部から制御内容を受信し受信内容に基づいた手順で行わせるようにしても良い。

次に、上記のように構成された清掃装置１００の動作手順を説明する。
まず、清掃を行わない場合には、清掃部１０及び飛行部２０を待機部３０に待機させておく。具体的には、図２に示すように、清掃部１０及び飛行部２０をステージ３１に載置させた状態としておく。このとき、制御部ＣＯＮＴは、待機部３０の電源部３２を用いて、清掃部１０のバッテリー１１ｂ及び飛行部２０のバッテリー２２の充電動作を行わせる。

清掃を行う場合、制御部ＣＯＮＴは、図３に示すように、飛行部２０を用いて清掃部１０を飛行させ、予め設定された清掃対象箇所（対象箇所）Ｐ又は外部から指示された清掃対象箇所Ｐに清掃部１０を移動させる。清掃部１０が清掃対象箇所Ｐまで飛行して移動することにより、清掃部１０の清掃対象箇所Ｐを、例えば天井や棚の上などの手の届きにくい高所に設定することが可能となる。また、清掃部１０が床上を移動するのではなく空中を飛行しつつ移動する構成であるため、例えば階段などの段差を跨いだ領域を清掃対象箇所Ｐとして設定することが可能となる。

清掃対象箇所Ｐが設けられた場所に清掃部１０を移動させた後、制御部ＣＯＮＴは、飛行部２０を用いて清掃部１０の異物除去部１２を対象箇所に近づける。その後、制御部ＣＯＮＴは、図４に示すように、例えば飛行部２０を用いて基部１１を回転させ、異物除去部１２のうちブラシ部材１２ａによって清掃対象箇所Ｐの表面を払拭させる。この動作により、清掃対象箇所Ｐの表面に付着していた塵や埃などの異物Ｄが除去される。

なお、制御部ＣＯＮＴは、例えば図５に示すように、異物除去部１２のうち気体噴出口１２ｂから対象箇所に対して気体を噴射し、当該気体の気圧によって対象箇所の表面の異物Ｄを飛ばすことで除去するようにしても良い。

また、制御部ＣＯＮＴは、例えば図６に示すように、異物除去部１２のうち気体吸引口１２ｃにおいて吸引動作を行わせることで、清掃対象箇所Ｐに付着した異物Ｄや、ブラシ部材１２ａに払拭された異物、気体に飛ばされた異物Ｄなどを吸引するようにしても良い。

清掃が終了した後、制御部ＣＯＮＴは、飛行部２０を用いて清掃部１０及び飛行部２０を再び待機部３０に待機させる。制御部ＣＯＮＴは、清掃部１０のバッテリー１１ｂや飛行部２０のバッテリー２２に対して電力を供給し、これらバッテリー１１ｂ及びバッテリー２２を充電させる。

また、例えば清掃装置１００を用いて所定の室内を清掃する場合には、処理回路１１ｄの記憶部に記憶された三次元レイアウトマップのデータを用いても良い。この場合、制御部ＣＯＮＴは、まず清掃部１０の床部からの高さを一定にしつつ、三次元レイアウトマップの壁部を伝うように清掃部１０を移動させる。移動中に障害物に接触した場合には、制御部ＣＯＮＴは、その障害物の上部又は周囲に迂回するように清掃部１０を移動させる。清掃部１０が壁部伝いに一周移動した後、制御部ＣＯＮＴは、壁部の内側を走査するように清掃部１０を移動させる。このようにして、清掃部１０によって所定の室内を走査させつつ、当該室内の清掃を行わせる。なお、三次元レイアウトマップのデータとしては、室内や家具などの規格データを用いても良い。

また、高さの異なる複数の清掃対象箇所Ｐを清掃する場合、制御部ＣＯＮＴは、清掃対象箇所Ｐの清掃順序を適宜設定することができる。例えば、制御部ＣＯＮＴは、塵や埃などの異物が舞い落ちる時間に応じて清掃順序を設定しても良いし、清掃対象箇所Ｐの高さ順に清掃順序を設定しても良い。また、制御部ＣＯＮＴは、清掃対象箇所Ｐの使用頻度に応じて清掃順序を設定しても良い。

以上のように、本実施形態に係る清掃装置１００は、清掃対象箇所Ｐを清掃する清掃部１０と、当該清掃部１０に対して分離可能に装着され、清掃部１０を飛行させる飛行部２０とを備えるので、清掃部１０が清掃対象箇所Ｐまで飛行して移動することができる。このため、清掃部１０の清掃対象箇所Ｐを、例えば天井や棚の上などの手の届きにくい高所に設定することが可能となる。これにより、多様な対象箇所を清掃することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、異物除去部１２が基部１１の外周面１１ａに設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図７に示すように、異物除去部１２が基部１１の底面１１ｆに設けられた構成としても良い。また、異物除去部１２が基部１１の内部に収容可能な構成としても良い。

また、上記実施形態の構成に加えて、図８に示すように、飛行部２０が、飛行状態における清掃部１０の姿勢を調整する姿勢調整部２５を有する構成であっても良い。図８に示す姿勢調整部２５は、例えば環状のフレーム２５ａの内部にフィルム２５ｂが貼り付けられた構成となっている。

制御部ＣＯＮＴは、例えば清掃部１０の気体噴出口１２ｂから気体を噴射する際に、気体噴出口１２ｂとは反対側に姿勢調整部２５を配置させ、フィルム２５ｂの貼付面が気体の噴射方向に垂直になるようにする。このように姿勢調整部２５を配置することで、気体の噴射の反作用を緩和することができ、清掃部１０の姿勢を安定させることができる。

また、図９に示すように、飛行部２０が、清掃の対象となる対象箇所の画像情報やその周囲の画像情報などを取得する画像情報取得部２６を有する構成であっても良い。画像情報取得部２６としては、例えばカメラなどの撮像機構を用いることができる。画像情報取得部２６によって取得された画像データは、例えば通信部２１を介して待機部３０の制御部ＣＯＮＴに送信される。制御部ＣＯＮＴでは、送信された画像データを用いて飛行部２０の位置や姿勢などを求めることができる。また、画像情報取得部２６として、２眼カメラを用いることにより、遠近感を確認できる画像データを得る構成としても良い。

なお、画像データを外部の出力部（不図示：例、モニターなど）に出力可能な構成であっても良い。この場合、出力結果に応じて、例えばリモコンなどにより外部から制御部ＣＯＮＴに対して指示を与えることにより、清掃部１０及び飛行部２０を操作することが可能となる。

例えば、気体噴出口１２ｂから清掃対象箇所Ｐに対して気体を噴射した結果、清掃対象箇所Ｐが噴射圧によって移動しそうになった場合、当該清掃対象箇所Ｐの様子を出力画像によって認識することができる。この場合において、例えば気体の噴射圧を小さくするように清掃部１０の動作を変更させるなど、リモコンなどを用いて清掃部１０の動作を操作可能な構成としても良い。

また、図１０に示すように、清掃部１０及び飛行部２０のうち少なくとも一方が、落下した場合や外部に衝突した場合の衝撃を吸収する衝撃吸収部４０を有する構成であっても良い。当該衝撃吸収部４０として、例えば図１０に示すようなパラシュートであっても良いし、清掃部１０及び飛行部２０の表面を保護する弾性部材などであっても良い。また、衝撃吸収部４０として、例えばエアバッグが用いられていても良いし、床面に対して気体を噴射する機構が設けられていても良い。また、壁面に張り付く機構や、突起物に引っ掛かる機構などが設けられた構成であっても良い。

また、上記実施形態では、異物除去部１２において、ブラシ部材１２ａと気体噴出口１２ｂ及び気体吸引口１２ｃとが一体的に設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図１１に示すように、ブラシ部材１２ａと気体噴出口１２ｂ及び気体吸引口１２ｃとが別々の基部（第一基部１１１及び第二基部１１２）に設けられた構成であっても良い。この構成では、第一基部１１１と第二基部１１２とが飛行部２０に対してそれぞれ着脱されるようになっている。

したがって、第一基部１１１を飛行部２０に装着した場合には、清掃対象箇所Ｐに対してブラシ部材１２ａを用いた払拭動作を行うことができる。また、第二基部１１２を飛行部２０に装着した場合には、清掃対象箇所Ｐに対して気体噴出口１２ｂを用いた気体噴射動作及び気体吸引口１２ｃを用いた気体吸引動作を行うことができる。

なお、待機部３０が、第一基部１１１及び第二基部１１２と、飛行部２０との間の着脱動作を行うことが可能な構成としても良い。

また、清掃部１０を用いて段差部（階段部分など）を清掃可能とする構成であっても良い。例えば図１２に示すように、清掃部１０は、気体噴出口１２ｂとして、気体の噴射方向を調整可能なノズル１７を有する。また、清掃部１０は、床面との間の距離を検出するセンサ１８を有する。センサ１８の検出結果は、通信部１１ｃを介して制御部ＣＯＮＴに送信される。

上記構成において、制御部ＣＯＮＴは、清掃部１０と階段部１２０の段面１２０ａとの距離に応じて、ノズル１７から噴射される気体の噴射圧や噴射方向を調整する。その後、制御部ＣＯＮＴは、清掃部１０と段面１２０ａとの距離が一定となるように清掃部１０を飛行させる。

このとき制御部ＣＯＮＴは、図１３に示すように、階段部１２０の長手方向に沿って第一端部１２１から第二端部１２２まで一方向に清掃部１０を移動させつつ、ノズル１７から段面１２０ａに向けて気体を噴出させる。この動作により、段面１２０ａに付着した異物Ｄは、ノズル１７から噴射される気体の圧力によって吹き飛ばされて除去される。

制御部ＣＯＮＴは、階段部１２０のうち一の段面１２０ａについて上記の動作を行わせた後、当該段面１２０ａよりも一つ下の段面１２０ａに清掃部１０を移動させる。その後、制御部ＣＯＮＴは、ノズル１７の噴射圧や噴射方向を調整し、ノズル１７から気体を噴射させつつ段面１２０ａに沿って清掃部１０を走査させる。制御部ＣＯＮＴは、このような動作を、階段部１２０の各段について繰り返して行わせる。

清掃部１０によって階段部１２０を清掃する場合、階段部１２０の上段側から下段側へ順に清掃を行うことにより、異物Ｄを下段側へ落としていくことができる。このように、清掃部１０が飛行して移動する構成により、清掃部１０の清掃対象箇所Ｐを、例えば階段部１２０などの段差部に設定することが可能となる。これにより、多様な対象箇所を清掃することができる。

なお、階段部１２０の段面１２０ａにノズル１７から気体を噴射する際には、例えば清掃部１０のうち気体の噴射方向とは反対側の一部を段差部分に寄り掛からせた状態で気体を噴射するようにしても良い。これにより、気体の噴射による反作用を段差部分によって受けることができるため、清掃部１０の姿勢を安定させることができる。なお、飛行した状態の清掃部１０を移動させずに、気体の噴射方向とノズル１７の長さを調整することによって階段部１２０を清掃する構成としても良い。これにより、例えば比較的小規模の階段部に対して効率的な清掃を行うことができる。

また、上記実施形態に記載の清掃装置１００は、気体噴出口１２ｂの向き（気体の噴射方向）や気体吸引口１２ｃの向き（気体の吸引方向）を調整可能であるため、例えば清掃対象箇所（又は清掃対象物）の形状や姿勢等に応じて、気体の噴射方向又は吸引方向を適宜変化させるようにしても良い。

ＣＯＮＴ…制御部Ｐ…清掃対象箇所Ｄ…異物１０…清掃部１１…基部１１ａ…外周面１１ｂ…バッテリー１１ｃ…通信部１１ｄ…処理回路１１ｆ…底面１２…異物除去部１２ａ…ブラシ部材１２ｂ…気体噴出口１２ｃ…気体吸引口１７…ノズル１８…センサ２０…飛行部２１…通信部２２…バッテリー２５…姿勢調整部２６…画像情報取得部３０…待機部３１…ステージ３２…電源部４０…衝撃吸収部１００…清掃装置１１１…第一基部１１２…第二基部

Claims

対象箇所を清掃する清掃部と、
前記清掃部に対して分離可能に装着され、前記清掃部を飛行させる飛行部と
を備える清掃装置。
前記清掃部による清掃動作及び前記飛行部による飛行動作のうち少なくとも一方を制御する制御部を更に備える
請求項１に記載の清掃装置。
前記制御部は、前記清掃部及び前記飛行部のうち少なくとも一方との間で情報を送受信する通信部を有する
請求項２に記載の清掃装置。
前記清掃部及び前記飛行部を待機させる待機部を更に備える
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記清掃部及び前記飛行部のうち少なくとも一方は、蓄電部を有し、
前記待機部は、待機した状態の前記清掃部及び前記飛行部の少なくとも一方に設けられる前記蓄電部に電力を供給する電源部を有する
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記飛行部は、前記対象箇所の画像情報を取得する画像情報取得部を有する
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記飛行部は、飛行状態における前記清掃部の姿勢を調整する姿勢調整部を有する
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記清掃部は、前記対象箇所を払拭する異物除去部を有する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記清掃部は、気体を噴射する気体噴射部を有する
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記清掃部は、気体を吸引する気体吸引部を有する
請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の清掃装置。
前記清掃部及び前記飛行部のうち少なくとも一方は、衝撃吸収部を有する
請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の清掃装置。