特開 2022-8749 オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022008749

(43)【公開日】2022-01-14

(54)【発明の名称】オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット

(51)【国際特許分類】

   A47L 11/28 20060101AFI20220106BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20220106BHJP

   A47L 11/10 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

A47L11/28

B25J13/00 Z

A47L11/10

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2019124791

(22)【出願日】2019-07-03

(31)【優先権主張番号】201910190797.9

(32)【優先日】2019-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】519179637

【氏名又は名称】▲寧▼波心生工▲業▼▲設▼▲計▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100131406

【弁理士】

【氏名又は名称】福山 正寿

(72)【発明者】

【氏名】祝▲寧▼▲沢▼

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS15

3C707AS34

3C707CS08

3C707FS07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】床面タイルの間の隙間を清掃することができるオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットを提供する。
【解決手段】本発明のロボットは、本体ハウジング１と、隙間清掃機構と、緩衝検出装置３とを備える。前記隙間清掃機構は本体ハウジングの底部の中央部に装着され、横方向レール、清掃用折り畳み軸、補償短軸、支持側軸、クリーニングピン、強力電磁石、及び脱離防止用吸引ブロックを備える。室内の清掃作業を行う過程において、特に複数の床面タイルの間の隙間に対してクリーニング操作を行うことができ、連続的に移動してクリーニングする過程において床における突起したバリを切断して滑らかにすることもできる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットであって、本体ハウジング（１）と、隙間清掃機構（２）と、緩衝検出装置（３）とを備え、前記隙間清掃機構（２）が本体ハウジング（１）の底部の中央部に装着され、前記緩衝検出装置（３）が本体ハウジング（１）のキャビティに装着され、前記本体ハウジング（１）の正面と裏面にいずれも長尺状溝（１０１）が均等に開設され、
隙間清掃機構（２）は、横方向レール（２０１）、清掃用折り畳み軸（２０２）、補償短軸（２０３）、支持側軸（２０４）、クリーニングピン（２０５）、強力電磁石（２０６）、及び脱離防止用吸引ブロック（２０７）を備え、前記横方向レール（２０１）の頂部が本体ハウジング（１）底部の中央部とねじで固定して接続され、前記清掃用折り畳み軸（２０２）の頂部が横方向レール（２０１）のキャビティの中央部に取り外し可能に装着され、前記補償短軸（２０３）が清掃用折り畳み軸（２０２）のキャビティの底部に伸縮可能に装着され、前記支持側軸（２０４）が清掃用折り畳み軸（２０２）の左側の底部に可動装着され、前記クリーニングピン（２０５）が補償短軸（２０３）の底部に装着され、前記強力電磁石（２０６）が横方向レール（２０１）のキャビティの左側に固定して装着され、前記脱離防止用吸引ブロック（２０７）が横方向レール（２０１）のキャビティに可動係合されることを特徴とするオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項2】

前記緩衝検出装置（３）は、下底板（３０１）、上底板（３０２）、緩衝直軸（３０３）、検出ばね（３０４）、及び緩衝ピン（３０５）を備え、前記下底板（３０１）と上底板（３０２）がいずれもボルトで本体ハウジング（１）の内壁に固定して装着され、前記下底板（３０１）と上底板（３０２）の頂部両側の正面と裏面にいずれも緩衝孔（３０６）が開設され、前記緩衝直軸（３０３）が緩衝孔（３０６）の内輪に可動装着され、前記緩衝直軸（３０３）の底部が緩衝孔（３０６）を貫通して本体ハウジング（１）の底部の外側まで延び、前記検出ばね（３０４）が緩衝直軸（３０３）の外輪に嵌着され、前記緩衝ピン（３０５）が緩衝直軸（３０３）の底部に装着されることを特徴とする請求項１に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項3】

前記清掃用折り畳み軸（２０２）の長さが補償短軸（２０３）の二倍であり、前記清掃用折り畳み軸（２０２）の両側にいずれも補償溝（２０２１）が開設され、前記補償短軸（２０３）の両側の中央部にいずれも係合バー（２０３１）が固定して溶接され、前記補償短軸（２０３）の頂部に加圧ばね（２０３２）が固定して溶接されることを特徴とする請求項１に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項4】

前記クリーニングピン（２０５）が半球状であり、前記クリーニングピン（２０５）の頂部の中央部が補償軸（２０３）の底部と固定して溶接され、前記クリーニングピン（２０５）の外壁に研削孔（２０５１）が等間隔で開設されることを特徴とする請求項１に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項5】

前記下底板（３０１）の頂部両側の正面と裏面にいずれも共振片（３０１１）が固定して溶接され、前記緩衝直軸（３０３）の外壁の底部に衝突ボール（３０３１）が固定して溶接され、前記検出ばね（３０４）の頂部が上底板（３０２）の底部と固定して溶接され、前記検出ばね（３０４）の底部が緩衝直軸（３０３）の外壁と固定して溶接されることを特徴とする請求項２に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項6】

前記緩衝ピン（３０５）の底部に隠し槽（３０５１）が開設され、前記隠し槽（３０５）のキャビティに検出ボール（３０５２）が可動装着され、前記緩衝ピン（３０５）のキャビティの頂部に漏斗状柱（３０５３）が設置され、前記漏斗状柱（３０５３）のキャビティの底部に検知ビード（３０５４）が可動配置されることを特徴とする請求項２に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項7】

前記緩衝直軸（３０３）の底部がテーパ状であり、前記緩衝直軸（３０３）の底部に突き合わせボール（３０３１）が固定して溶接され、前記緩衝直軸（３０３）の底部が緩衝ピン（３０５）を貫通して緩衝ピン（３０５）のキャビティにまで延びることを特徴とする請求項２に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【請求項8】

前記共振片（３０１１）は衝突ボール（３０３１）の真下に位置し、弾性片であり、長尺状溝（１０１）の裏面に位置することを特徴とする請求項５に記載のオプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はオプトメカトロニクスの技術分野に関し、具体的には、オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットである。

【背景技術】

【0002】

オプトメカトロニクスは、主に光学、機械及び電子の技術を融合したものの略称であり、科学技術が急速に発展する現在では、オプトメカトロニクス技術は既に様々な産業の発展に応用されて、現在の科学技術の重要な一部となって、且つ人工知能の絶え間ない進歩と発展につれて、絶えずに変化していて、応用範囲は工業生産や日常生活に亘り、そのうち、ロボットは最も一般的である。ロボットは自動的に作業する機器装置であり、人間の命令に従って作業することもできるし、、予めプログラミングされたプログラムを実行したり、又は人工知能技術で設定される原則に基づき作動したりすることもできる。そのロボットの任務は人間の作業を協働し又は人間の代わりに仕事をすることである。

【0003】

サービスロボットは半自動又は全自動で作動するロボットであり、メンテナンス保全、修理、搬送、洗浄、安全保護、救助、監視などの作業を行うことができるので、応用範囲が広く、経済の発展と人口高齢化の深刻化、及び中国社会での在宅介護モードの継続的な普及に伴って、サービスロボットに対する需要が日々高くなっているが、従来のサービスロボットは主に工業又は商業の生産操作に使われ、家庭成員、特に高齢者にサービスを提供するための専用サービスロボットが出現しておらず、従って、物品を取ったり下したり、搬送したり、人間とコンピューターの相互作用、及び娯楽補助などの必要な日常生活支援を、家庭成員、特に高齢者に提供でき、家庭環境に適用するサービスロボットが必要とされている。掃除ロボットは、現在の最も代表的なロボットであり、底部の回転ほうきが吸引力と相互に協働して室内の清掃作業を行うのが一般的であるが、現在、ほとんどのホームは室内に床面タイルが敷設されており、各床面タイルの間の隙間は長時間の使用で大量の汚れがあるが、日常生活の中で行われる清掃作業でほとんど特に清掃せず、経時的に衛生状況に悪影響を与えると同時に、室内全体の美観を損ない、さらにインテリジェントな生活サービス機器が使用されているので、単純で簡単に清掃して吸塵することは、現在生活による衛生上の要求を満たすことができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】中国特許出願公開第109259674号明細書

【0005】

従来技術の欠点に対して、本発明は、掃除ロボットであるサービスロボットが室内の清掃作業を自動的に行う過程において床面タイルの間の隙間を徹底的に掃除できないという問題を解決する、オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットを提供する。

【発明の概要】

【0006】

以上の目的を実現するために、本発明は以下の技術案を採用する。オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットであって、本体ハウジングと、隙間清掃機構と、緩衝検出装置とを備え、前記隙間清掃機構が本体ハウジングの底部の中央部に装着され、前記緩衝検出装置が本体ハウジングのキャビティに装着され、前記本体ハウジングの正面と裏面にいずれも長尺状溝が均等に開設される。

【0007】

隙間清掃機構は、横方向レール、清掃用折り畳み軸、補償短軸、支持側軸、掃除ピン、強力電磁石、及び脱離防止用吸引ブロックを備え、前記横方向レールの頂部が本体ハウジング底部の中央部とねじで固定して接続され、前記清掃用折り畳み軸の頂部が横方向レールのキャビティの中央部に取り外し可能に装着され、前記補償短軸が清掃用折り畳み軸のキャビティの底部に伸縮可能に装着され、前記支持側軸が清掃用折り畳み軸の左側の底部に可動装着され、前記掃除ピンが補償短軸の底部に装着され、前記強力電磁石が横方向レールのキャビティの左側に固定して装着され、前記脱離防止用吸引ブロックが横方向レールのキャビティに可動係合される。

【0008】

好ましくは、前記緩衝検出装置は、下底板、上底板、緩衝直軸、検出ばね、及び緩衝ピンを備え、前記下底板と上底板がいずれもボルトで本体ハウジングの内壁に固定して装着され、前記下底板と上底板の頂部両側の正面と裏面にいずれも緩衝孔が開設され、前記緩衝直軸が緩衝孔の内輪に可動装着され、前記緩衝直軸の底部が緩衝孔を貫通して本体ハウジングの底部の外側まで延び、前記検出ばねが緩衝直軸の外輪に嵌着され、前記緩衝ピンが緩衝直軸の底部に装着される。

【0009】

好ましくは、前記清掃用折り畳み軸の長さが補償短軸の二倍であり、前記清掃用折り畳み軸の両側にいずれも補償溝が開設され、前記補償短軸の両側の中央部にいずれも係合バーが固定して溶接され、前記補償短軸の頂部に加圧ばねが固定して溶接される。

【0010】

好ましくは、前記掃除ピンが半球状であり、前記掃除ピンの頂部の中央部が補償軸の底部と固定して溶接され、前記掃除ピンの外壁に研削孔が等間隔で開設される。

【0011】

好ましくは、前記下底板の頂部両側の正面と裏面にいずれも共振片が固定して溶接され、前記緩衝直軸の外壁の底部に衝突ボールが固定して溶接され、前記検出ばねの頂部が上底板の底部と固定して溶接され、前記検出ばねの底部が緩衝直軸の外壁と固定して溶接される。

【0012】

好ましくは、前記緩衝ピンの底部に隠し槽が開設され、前記隠し槽のキャビティに検出ボールが可動装着され、前記緩衝ピンのキャビティの頂部に漏斗状柱が設置され、前記漏斗状柱のキャビティの底部に検知ビードが可動配置される。

【0013】

好ましくは、前記緩衝直軸の底部がテーパ状であり、前記緩衝直軸の底部に突き合わせボールが固定して溶接され、前記緩衝直軸が緩衝ピンを貫通して緩衝ピンのキャビティまで延びる。

【0014】

好ましくは、前記共振片は衝突ボールの真下に位置し、弾性片であり、長尺状溝の裏面に位置する。

【0015】

本発明は、オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットを提供する。以下の有益な効果を有する。

【0016】

（１）、該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットは、室内の清掃作業を行う過程において、特に複数の床面タイルの間の隙間に対して清掃作業を行うことができる。

【0017】

（２）、特に、該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットが床面タイルの間の隙間のクリーリング作業を行うとき、隙間の間の凹凸状態に応じて適応調整でき、連続的に移動してクリーリングする過程において床における突起したバリを切断して滑らかにすることもできることにある。

【0018】

（３）、該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットは、床面タイルの隙間の間に止まるとき、床の隙間内の凹凸を利用して掻き取り爪と組み合わせることでサービスロボットと床との間の摩擦力を大きくし、船のアンカーのように作用し、それによって機器の速度を制限する一方、誤接触により衝突による破損を招くことを回避できる。

【0019】

（４）、該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットは、クリーリング作業を行う過程において、自体の振動吸収機構がロボットの円滑な動きに寄与するだけでなく、静かであるとき、床が凹凸になる場合に、音が発生して、音を介して床の清掃の達成度又は破損されたか否かを検出する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】は本発明の構造模式図である。

【0021】

【図2】は本発明の本体ハウジングの断面図である。

【0022】

【図3】は本発明の隙間清掃機構の構造模式図である。

【0023】

【図4】は本発明の緩衝検出装置の構造模式図である。

【0024】

【図5】は本発明の緩衝ピンの断面図である。

【0025】

図中では、１本体ハウジング、１０１長尺状溝、２隙間清掃機構、２０１横方向レール、２０２清掃用折り畳み軸、２０２１補償溝、２０３補償短軸、２０３１係合バー、２０３２加圧ばね、２０４支持側軸、２０５清掃ピン、２０５１研削孔、２０６強力電磁石、２０７脱離防止用吸引ブロック、３緩衝検出装置、３０１下底板、３０１１共振片、３０２上底板、３０３緩衝直軸、３０３１突き合わせボール、３０４検出ばね、３０５緩衝ピン、３０５１隠し槽、３０５２検出ボール、３０５３漏斗状柱、３０５４検知ビード、３０６緩衝孔。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下では、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術案を明瞭で、完全に説明し、もちろん、説明する実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。

【0027】

本発明において、他の明確な規定と限定がない限り、「装着」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語が広義で理解されるべきであり、たとえば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続されてもよく、一体に接続されてもよく、機械的に接続されてもよく又は電気的に接続されてもよく、直接接続されてもよく又は中間媒体を介して間接的に接続されてもよく、２つの素子の内部が連通してもよく又は２つの素子が互いに作用してもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づき上記用語の本発明における具体的な意味を理解できる。

【0028】

図１－５に示すように、本発明は以下の技術案を提供する。オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットであって、本体ハウジング１と、隙間清掃機構２と、緩衝検出装置３とを備え、隙間清掃機構２が本体ハウジング１の底部の中央部に装着され、緩衝検出装置３が本体ハウジング１のキャビティに装着され、本体ハウジング１の正面と裏面にいずれも長尺状溝１０１が均等に開設され、隙間清掃機構２は、横方向レール２０１、清掃用折り畳み軸２０２、補償短軸２０３、支持側軸２０４、掃除ピン２０５、強力電磁石２０６、及び脱離防止用吸引ブロック２０７を備え、横方向レール２０１の頂部が本体ハウジング１の底部の中央部とねじで固定して接続され、清掃用折り畳み軸２０２の頂部が横方向レール２０１のキャビティの中央部に取り外し可能に装着され、補償短軸２０３が清掃用折り畳み軸２０２のキャビティの底部に伸縮可能に装着され、支持側軸２０４が清掃用折り畳み軸２０２の左側の底部に可動装着され、掃除ピン２０５が補償短軸２０３の底部に装着され、強力電磁石２０６が横方向レール２０１のキャビティの左側に固定して装着され、脱離防止用吸引ブロック２０７が横方向レール２０１のキャビティに可動係合される。清掃用折り畳み軸２０２の長さが補償短軸２０３の二倍であり、清掃用折り畳み軸２０２の両側にいずれも補償溝２０２１が開設され、補償短軸２０３の両側の中央部にいずれも係合バー２０３１が固定して溶接され、補償短軸２０３の頂部に加圧ばね２０３２が固定して溶接される。掃除ピン２０５が半球状であり、掃除ピン２０５の頂部の中央部が補償軸２０３の底部と固定して溶接され、掃除ピン２０５の外壁に研削孔２０５１が等間隔で開設される。緩衝検出装置３は、下底板３０１、上底板３０２、緩衝直軸３０３、検出ばね３０４、及び緩衝ピン３０５を備え、下底板３０１と上底板３０２がいずれもボルトで本体ハウジング１の内壁に固定して装着され、下底板３０１と上底板３０２の頂部両側の正面と裏面にいずれも緩衝孔３０６が開設され、緩衝直軸３０３が緩衝孔３０６の内輪に可動装着され、緩衝直軸３０３の底部が緩衝孔３０６を貫通して本体ハウジング１の底部の外側まで延び、検出ばね３０４が緩衝直軸３０３の外輪に嵌着され、緩衝ピン３０５が緩衝直軸３０３の底部に装着される。緩衝ピン３０５の底部に隠し槽３０５１が開設され、隠し槽３０５のキャビティに検出ボール３０５２が可動装着され、緩衝ピン３０５のキャビティの頂部に漏斗状柱３０５３が設置され、漏斗状柱３０５３のキャビティの底部に検知ビード３０５４が可動配置される。緩衝直軸３０３の底部がテーパ状であり、緩衝直軸３０３の底部に突き合わせボール３０３１が固定して溶接され、緩衝直軸３０３が緩衝ピン３０５を貫通して緩衝ピン３０５のキャビティまで延びる。下底板３０１の頂部両側の正面と裏面にいずれも共振片３０１１が固定して溶接され、緩衝直軸３０３の外壁の底部に衝突ボール３０３１が固定して溶接され、検出ばね３０４の頂部が上底板３０２の底部と固定して溶接され、検出ばね３０４の底部が緩衝直軸３０３の外壁と固定して溶接される。共振片３０１１は衝突ボール３０３１の真下に位置し、弾性片であり、長尺状溝１０１の裏面に位置する。

【0029】

該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットが作動するとき（又は使用されるとき）、本願におけるサービスロボットを用いて床を清掃する際、本体ハウジング１における中心線の指示マークに基づきロボットを配置して、次に装置を直接起動して床に移動させて清掃作業を行わせ、このときロボットの隙間清掃機構２は複数の床面タイルの隙間の真上に位置し且つ清掃ピン２０５が隙間内に直接入り、ロボットを起動すると同時に、遠隔制御による強力電磁石２０６への給電を行い、強力電磁石２０６は給電されると強い磁力を発生させて、脱離防止用吸引ブロック２０７を強力電磁石２０６に接近させるように吸引して、脱離防止用吸引ブロック２０７の連続的な移動に伴って、支持側軸２０４を牽引して徐々に角度を変え、それとともに、支持側軸２０４も徐々に補償短軸２０３を駆動し、補償短軸２０３は加圧ばね２０３２に絶えずに押圧し、加圧ばね２０３２の逆方向作用力により補償短軸２０３が清掃ピン２０５に一定の圧力を印加し、それにより、清掃ピン２０５と隙間の接触がより緊密になり、このとき、ロボットの連続的な移動において、研削孔２０５は、底部に位置する部分が、隙間の底部の付着物及び一部の突起を掻き取って滑らかにし、側面に位置する部分が、床面タイルの側面の付着物を処理し、床が凹凸であり又は床面タイルが変形したところでは、検出ボール３０５２は隠し槽３０５１に対して上へ移動し、このように直接検知ビード３０５４を突き上げ、検知ビード３０５４が緩衝直軸３０３を突き上げ、それにより、緩衝直軸３０３は、共振片３０１１から離れるようにその外壁における突き合わせボール３０３１を駆動し、ロボットが凹凸のある床の部分を走行した後、検出ばね３０４は緩衝直軸３０３を下へ移動駆動し、緩衝直軸３０３は突き合わせボール３０３１を駆動して共振片に衝突させた後、下底板３０１まで直接降り、それによって共振片３０１１は振動して音を発生させ、長尺状溝１０１を介して放出する。

【0030】

以上のように、該オプトメカトロニクスに基づく高級サービスロボットは、室内の清掃作業を行う過程において、特に複数の床面タイルの間の隙間に対してクリーリング操作を行うことができ、特に、床面タイルの間の隙間のクリーリング作業を行うとき、隙間の間の凹凸状態に応じて適応調整でき、連続的に移動してクリーリングする過程において床における突起したバリを切断して滑らかにすることもでき、床面タイルの隙間の間に止まるとき、床の隙間内の凹凸を利用して掻き取り爪と組み合わせることでサービスロボットと床との間の摩擦力を大きくし、船のアンカーのように作用し、このように機器の速度を制限する一方、誤接触により衝突による破損を招くことを回避する。クリーリング作業を行う過程において、自体の振動吸収機構はロボットの円滑な動きに寄与するだけでなく、静かであるとき、床が凹凸になる場合に、音を発生させて、音を介して床清掃の達成度又は破損されたか否かを検出することができる。

【0031】

以上は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲はこれに限定されるものではなく、当業者が本発明に開示された技術範囲内に、本発明の技術案及びその発明構想に基づいて行う同等置換又は変化は、すべて本発明の保護範囲に属すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】