特開 2023-141727 サイドブラシ装置及び床面清掃機

(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】P2023141727

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】サイドブラシ装置及び床面清掃機

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/04 20060101AFI20230928BHJP

   A47L 11/20 20060101ALI20230928BHJP

   A47L 11/24 20060101ALI20230928BHJP

   A47L 11/283 20060101ALI20230928BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

A47L9/04 A

A47L11/20

A47L11/24

A47L11/283

A47L9/28 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048198

(22)【出願日】2022-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000101617

【氏名又は名称】アマノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】川口 靖博

(72)【発明者】

【氏名】田中 芳浩

(72)【発明者】

【氏名】林 大貴

【テーマコード（参考）】

3B057

3B061

【Ｆターム（参考）】

3B057DE00

3B061AA05

3B061AD02

3B061AD03

3B061AD06

3B061AE02

(57)【要約】

【課題】サイドブラシが障害物に接触してもサイドブラシ装置が損傷することが防止される。
【解決手段】サイドブラシ装置（７５）は、機体側面から略縦向きの回転軸で回転するサイドブラシ（７６）を突出して清掃幅を拡幅する。サイドブラシ装置には、機体の内外方向にサイドブラシを揺動させる揺動アーム（８５）と、サイドブラシを機体外側に向かって押し出すスプリング（８７）と、サイドブラシの機体外側への揺動限界を規定するストッパ（９１）と、が設けられている。揺動アームの揺動中心よりも進行方向後側でサイドブラシが揺動されるように、ストッパによって揺動アームの揺動が規制されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体側面から略縦向きの回転軸で回転するサイドブラシを突出して清掃幅を拡幅するサイドブラシ装置であって、
機体の内外方向に前記サイドブラシを揺動させる揺動アームと、
前記サイドブラシを機体外側に向かって押し出すスプリングと、
前記サイドブラシの機体外側への揺動限界を規定するストッパと、を備え、
前記揺動アームの揺動中心よりも進行方向後側で前記サイドブラシが揺動されるように、前記ストッパによって前記サイドブラシの揺動が規制されていることを特徴とするサイドブラシ装置。

【請求項2】

前記揺動アームの揺動中心が機体内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のサイドブラシ装置。

【請求項3】

前記揺動アームの先端側で前記サイドブラシを保持するブラケットと、
前記スプリングの反力に抗して前記ブラケットを牽引するワイヤーと、
前記揺動アームに前記ブラケットを上下動可能に連結するリンク機構と、を備え、
前記ワイヤーの牽引によって前記サイドブラシが上昇すると共に機体内側に格納され、前記ワイヤーの牽引を緩めて前記サイドブラシが下降すると共に機体外側に突出されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサイドブラシ装置。

【請求項4】

前記ワイヤーの牽引力を前記ブラケットの引き上げ力に変換する変換機構を備え、
前記ブラケットは前記ワイヤーの牽引力によって上昇し、前記ブラケットを含む前記サイドブラシの自重によって下降することを特徴とする請求項３に記載のサイドブラシ装置。

【請求項5】

前記変換機構は、
前記ワイヤーの先端に取り付けられたスライダと、
前記スライダと前記ブラケットを連結する傾動リンクと、
前記傾動リンクの進退動作を下側から支持するガイドと、を有し、
前記スライダと前記傾動リンクの連結位置が前記ガイドよりも退避方向に位置付けられると、前記傾動リンクが水平姿勢になって前記ブラケットが上昇し、
前記スライダと前記傾動リンクの連結位置が前記ガイドよりも進出方向に位置付けられると、前記傾動リンクが傾斜姿勢になって前記ブラケットが下降することを特徴とする請求項４に記載のサイドブラシ装置。

【請求項6】

前記傾動リンクには進退方向に長孔が形成され、
前記傾動リンクの長孔に連結軸を介して前記スライダが連結されていることを特徴とする請求項５に記載のサイドブラシ装置。

【請求項7】

前記変換機構は、
前記スライダが設置される支持台を有し、
前記支持台の上面には前記スライダの進退方向に一対のスリットが形成され、当該一対のスリットには前記スライダの一対の突起が挿し込まれ、
前記支持台の一対のスリットは進出方向に向かって幅広に形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のサイドブラシ装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のサイドブラシ装置と、
機体内側でメインブラシによって床面を清掃するメインブラシ装置と、
機体各部を統括制御する制御部と、を備えていることを特徴とする床面清掃機。

【請求項9】

進行方向前方の障害物を検出する障害物センサを備え、
前記障害物センサの検出範囲に入ることなく、前記サイドブラシ装置によって前記サイドブラシの格納状態と使用状態が切替えられることを特徴とする請求項８に記載の床面清掃機。

【請求項10】

走行経路の各地点に清掃条件を設定した清掃プランを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、清掃プランに従って自律走行しながら床面の清掃を制御しており、
清掃プランには前記メインブラシ装置に関する清掃条件及び前記サイドブラシ装置に関する清掃条件が設定され、
前記サイドブラシ装置に関する清掃条件として、当該サイドブラシの格納状態と使用状態の切替タイミングが設定されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の床面清掃機。

【請求項11】

前記サイドブラシ装置は左右一対で床面の塵埃を機体側部前方から内部に掻き集めるよう互いに逆方向に回転するサイドブラシ装置であり、
前記制御部は、機体が左右に旋回する際に、内側のサイドブラシの回転数を外側のサイドブラシの回転数よりも減少させることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の床面清掃機。

【請求項12】

前記サイドブラシ装置は単一で床面の塵埃を機体側部前方から内部に掻き集めるように回転するのサイドブラシ装置であり、
前記制御部は、機体が左右に旋回する際に内側に位置する前記サイドブラシの回転数を減少させることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の床面清掃機。

【請求項13】

前記制御部は、機体の旋回角に応じて前記サイドブラシの回転数を変化させることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の床面清掃機。

【請求項14】

前記サイドブラシはサイドブラシモータによって回転され、
前記制御部は、機体の走行速度と前記サイドブラシモータの電流値によって前記サイドブラシの回転数を決定することを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の床面清掃機。

【請求項15】

前記制御部は、機体の走行速度と前記サイドブラシモータの電流値によって前記サイドブラシの最低回転数を決定することを特徴とする請求項１４に記載の床面清掃機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サイドブラシ装置及び床面清掃機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両前部にサイドブラシ装置が設けられた床面清掃機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のサイドブラシ装置は、サイドブラシがブラシデッキの下面に取り付けられており、ブラシデッキの上面にはリンク機構、アクチュエータ、電動モータが設置されている。リンク機構及びアクチュエータによってサイドブラシが上下及び左右に揺動され、電動モータによってサイドブラシが回転される。サイドブラシの非使用時には床面清掃機の下面にサイドブラシが格納されており、サイドブラシの使用時には床面清掃機からサイドブラシが引き出されて清掃幅が拡幅される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０８２８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のサイドブラシ装置では、床面清掃機による清掃中にサイドブラシが障害物に衝突すると、リンク機構やアクチュエータ等に過大な負荷が加わって装置各部が損傷するおそれがある。

【0005】

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、サイドブラシが障害物に接触しても装置各部が損傷することがないサイドブラシ装置及び床面清掃機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】

本発明のサイドブラシ装置は、機体側面から略縦向きの回転軸で回転するサイドブラシを突出して清掃幅を拡幅するサイドブラシ装置であって、機体の内外方向に前記サイドブラシを揺動させる揺動アームと、前記サイドブラシを機体外側に向かって押し出すスプリングと、前記サイドブラシの機体外側への揺動限界を規定するストッパと、を備え、前記揺動アームの揺動中心よりも進行方向後側で前記サイドブラシが揺動されるように、前記ストッパによって前記サイドブラシの揺動が規制されている。この構成によれば、揺動アームの揺動中心よりも進行方向後側でサイドブラシが揺動可能なため、サイドブラシが障害物に衝突してもサイドブラシを機体内側に逃がして、サイドブラシ装置の損傷を抑えることができる。サイドブラシと障害物の衝撃がスプリングによって吸収されると共に、機体が障害物を通過した後にスプリングによってサイドブラシを機体外側に戻すことができる。

【0007】

上記のサイドブラシ装置において、前記揺動アームの揺動中心が機体内側に位置している。この構成によれば、揺動アームの揺動中心が障害物に衝突することが防止される。

【0008】

上記のサイドブラシ装置は、前記揺動アームの先端側で前記サイドブラシを保持するブラケットと、前記スプリングの反力に抗して前記ブラケットを牽引するワイヤーと、前記揺動アームに前記ブラケットを上下動可能に連結するリンク機構と、を備え、前記ワイヤーの牽引によって前記サイドブラシが上昇すると共に機体内側に格納され、前記ワイヤーの牽引を緩めて前記サイドブラシが下降すると共に機体外側に突出される。この構成によれば、ワイヤーが牽引されると、ブラケットと一体にサイドブラシが上昇され、スプリングの反力に抗してサイドブラシが機体内側に格納される。ワイヤーの牽引が緩められると、ブラケットと一体にサイドブラシが下降され、スプリングの反力によってサイドブラシが機体外側に押し出される。このように、ワイヤーを用いた簡易な構成でサイドブラシを昇降させると共に機体の内外方向に揺動させることができる。ブラケット上に複雑な構成が不要になってサイドブラシ装置の薄型化を図ることができ、サイドブラシ装置の周辺部材のレイアウトの自由度を確保することができる。

【0009】

上記のサイドブラシ装置は、前記ワイヤーの牽引力を前記ブラケットの引き上げ力に変換する変換機構を備え、前記ブラケットは前記ワイヤーの牽引力によって上昇し、前記ブラケットを含む前記サイドブラシの自重によって下降する。この構成によれば、ワイヤーの牽引力をブラケットの引き上げ力に変換することで、サイドブラシ装置に上下動用の駆動源が不要になってサイドブラシ装置の薄型化を図ることができる。

【0010】

上記のサイドブラシ装置において、前記変換機構は、前記ワイヤーの先端に取り付けられたスライダと、前記スライダと前記ブラケットを連結する傾動リンクと、前記傾動リンクの進退動作を下側から支持するガイドと、を有し、前記スライダと前記傾動リンクの連結位置が前記ガイドよりも退避方向に位置付けられると、前記傾動リンクが水平姿勢になって前記ブラケットが上昇し、前記スライダと前記傾動リンクの連結位置が前記ガイドよりも進出方向に位置付けられると、前記傾動リンクが傾斜姿勢になって前記ブラケットが下降する。この構成によれば、スライダ、傾動リンク、ガイドを用いた簡易な構成でワイヤーの牽引力をブラケットの引き上げ力に変換することができる。

【0011】

上記のサイドブラシ装置において、前記傾動リンクには進退方向に長孔が形成され、前記傾動リンクの長孔に連結軸を介して前記スライダが連結されている。この構成によれば、サイドブラシが障害物に衝突して機体内側に押し込まれても、スライダと傾動リンクの相対的な傾きと連結位置が変化することで、サイドブラシを下降させておくことができ、ワイヤーの牽引によってサイドブラシが機体内側に揺動するときのようにサイドブラシが上昇することがない。

【0012】

上記のサイドブラシ装置において、前記変換機構は、前記スライダが設置される支持台を有し、前記支持台の上面には前記スライダの進退方向に一対のスリットが形成され、当該一対のスリットには前記スライダの一対の突起が挿し込まれ、前記支持台の一対のスリットは進出方向に向かって幅広に形成されている。この構成によれば、スライダの進出方向へのスライドに遊びが持たされて、サイドブラシとブラケットの機体の内外方向への揺動がスライダと傾動リンクよって規制されることがない。

【0013】

本発明の床面清掃機は、上記のサイドブラシ装置と、機体内側でメインブラシによって床面を清掃するメインブラシ装置と、機体各部を統括制御する制御部と、を備えている。この構成によれば、メインブラシによる清掃幅をサイドブラシによって拡幅することができる。また、サイドブラシと障害物の衝突によるサイドブラシ装置の損傷を抑えることができる。

【0014】

上記の床面清掃機は、進行方向前方の障害物を検出する障害物センサを備え、前記障害物センサの検出範囲に入ることなく、前記サイドブラシ装置によって前記サイドブラシの格納状態と使用状態が切替えられる。この構成によれば、床面清掃機を自律走行させながら清掃している場合に、サイドブラシの格納状態と使用状態が切替られても、障害物センサによってサイドブラシが障害物であると誤検出されることがない。

【0015】

上記の床面清掃機は、走行経路の各地点に清掃条件を設定した清掃プランを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、清掃プランに従って自律走行しながら床面の清掃を制御しており、清掃プランには前記メインブラシ装置に関する清掃条件及び前記サイドブラシ装置に関する清掃条件が設定され、前記サイドブラシ装置に関する清掃条件として、当該サイドブラシの格納状態と使用状態の切替タイミングが設定されている。この構成によれば、床面清掃機の学習モードでサイドブラシを用いた清掃を学習させて、床面清掃機の再現モードでサイドブラシによって清掃幅を拡幅の有無を走行経路の地点に応じて再現することができる。

【0016】

上記の床面清掃機において、前記サイドブラシ装置は左右一対で床面の塵埃を機体側部前方から内部に掻き集めるよう互いに逆方向に回転するサイドブラシ装置であり、前記制御部は、機体が左右に旋回する際に、内側のサイドブラシの回転数を外側のサイドブラシの回転数よりも減少させる。この構成によれば、機体の旋回時にサイドブラシの回転負荷によって走行経路が不安定になることがない。

【0017】

上記の床面清掃機において、前記サイドブラシ装置は単一で床面の塵埃を機体側部前方から内部に掻き集めるように回転するサイドブラシ装置であり、前記制御部は、機体が左右に旋回する際に内側に位置する前記サイドブラシの回転数を減少させる。この構成によれば、機体の旋回時にサイドブラシの回転負荷によって走行経路が不安定になることがない。

【0018】

上記の床面清掃機において、前記制御部は、機体の旋回角に応じて前記サイドブラシの回転数を変化させる。この構成によれば、機体の旋回角に応じてサイドブラシの回転数を適切に調整できる。

【0019】

上記の床面清掃機において、前記サイドブラシはサイドブラシモータによって回転され、前記制御部は、機体の走行速度と前記サイドブラシモータの電流値によって前記サイドブラシの回転数を決定する。この構成によれば、機体の走行負荷をサイドブラシの回転負荷で相殺するように、機体の走行速度と床面の状態に応じてサイドブラシの回転数を適切に調整できる。

【0020】

上記の床面清掃機において、前記制御部は、機体の走行速度と前記サイドブラシモータの電流値によって前記サイドブラシの最低回転数を決定する。この構成によれば、機体の走行負荷をサイドブラシの回転負荷で相殺し、さらに清掃性能を維持すると共に走行性能を維持することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、サイドブラシが障害物に衝突してもサイドブラシ装置の損傷を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態の清掃装置の斜視図である。

【図2】本実施形態の床面清掃機の平面図である。

【図3】本実施形態の床面清掃機の正面図である。

【図4】本実施形態の床面清掃機の側面図である。

【図5】本実施形態の床面清掃機の制御ブロック図である。

【図6】実施形態のサイドブラシ装置の斜視図である。

【図7】本実施形態のサイドブラシ装置の平面図である。

【図8】本実施形態のサイドブラシ装置の側面図である。

【図9】本実施形態の制御部及び記憶部の制御ブロック図である。

【図10】本実施形態の床面清掃機の走行動作の一例を示す図である。

【図11】本実施形態の床面清掃機の旋回動作の説明図である。

【図12】本実施形態のサイドブラシの回転数制御の説明図である。

【図13】本実施形態のサイドブラシの最低回転数の設定例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しつつ、本実施形態のサイドブラシ装置及び床面清掃機について説明する。図１は本実施形態の床面清掃機の斜視図である。図２は本実施形態の床面清掃機の平面図である。図３は本実施形態の床面清掃機の正面図である。図４は本実施形態の床面清掃機の側面図である。図５は本実施形態の床面清掃機の制御ブロック図である。なお、図２（Ａ）はサイドブラシの格納状態を示し、図２（Ｂ）はサイドブラシの使用状態をそれぞれ示している。

【0024】

図１に示すように、床面清掃機１は、床面を自律走行しながら乾式清掃する清掃機であり、商業施設、製造工場、鉄道駅、空港、ホテル、オフィス、病院、学校等に使用される。床面清掃機１の機体２の下部には、駆動輪としての前輪３と補助輪としての一対の後輪４が設けられている。前輪３の左右側方には左右一対のサイドブラシ装置７５が設けられており、前輪３の後方にはメインブラシ装置７１が設けられている。各サイドブラシ装置７５には回転軸が略縦向きのサイドブラシ７６が装着されており、メインブラシ装置７１には回転軸が横向きのメインブラシ（ロールブラシ）７２が装着されている。

【0025】

一対のサイドブラシ７６が床面ＦＬ（図３参照）に回転接触して装置内側に塵埃がかき集められ、装置内側でメインブラシ７２が床面ＦＬに回転接触して吸引口（不図示）に塵埃が送られる。メインブラシ７２による清掃幅がサイドブラシ７６によって拡幅されている。メインブラシ７２の後方には塵埃を溜めるバケット５が設けられており、バケット５の上方には吸引ブロア（不図示）を駆動するブロアモータ２５が設けられている。機体２の上部後側にはハンドル１１及びアクセルグリップ１２が設けられ、ハンドル１１の前側には操作パネル１３が設けられている。機体２の下部前側には緩衝装置としてバンパー７が設けられている。

【0026】

機体外面には各種カメラやセンサ等が設けられている。機体前面には前方カメラ３７ａ、段差センサ４４、超音波センサ４５ａが設けられ、機体両側面には左右一対の側方カメラ３７ｂ、超音波センサ４５ｂが設けられ、機体後面には後方カメラ３７ｃ（図５参照）が設けられている。機体前面のバンパー７の上方が窪んでおり、機体前面の窪みにはＬＲＦ（Laser Range Finder）４２（図３参照）、コーナーセンサとしての左右一対の超音波センサ４５ｃが設けられている。これらカメラやセンサによって床面清掃機１の周辺環境を認識すると共に障害物を検出することが可能になっている。

【0027】

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、床面清掃機１の前部には左右一対のサイドブラシ装置７５が設けられており、左右一対のサイドブラシ７６の格納状態と使用状態が切替えられている。各サイドブラシ７６のブラシ円板７７がサイドブラシモータ２８の下面に取り付けられており、ブラシ円板７７から無数のブラシ毛７９が放射状に延びている。サイドブラシ７６の格納状態ではブラシ円板７７が機体内側に位置付けられ、ブラシ毛７９の一部だけが機体側面から露出している。サイドブラシ７６の使用状態ではブラシ円板７７が機体外側に位置付けられ、ブラシ毛７９の大部分が機体側面から露出している。

【0028】

図３に示すように、サイドブラシ７６の使用状態を正面から見たときには、床面ＦＬの垂線Ｚに対してサイドブラシ７６の回転軸Ｃが僅かに外向きに傾けられている。正面視にてサイドブラシ７６の外側のブラシ毛７９が床面ＦＬに接しており、サイドブラシ７６の内側のブラシ毛７９が床面ＦＬから離れている。図４に示すように、サイドブラシ７６の使用状態を側方から見たときには、床面ＦＬの垂線Ｚに対してサイドブラシ７６の回転軸Ｃが僅かに前方に傾けられている。側面視にてサイドブラシ７６の前側のブラシ毛７９が床面ＦＬに接しており、サイドブラシ７６の後側のブラシ毛７９が床面ＦＬから離れている。

【0029】

左側のサイドブラシ７６は時計回りに回転し、右側のサイドブラシ７６は反時計回りに回転する（図２（Ｂ）参照）。すなわち、左右のサイドブラシ７６は床面ＦＬの塵埃を機体側部前方から内部に掻き集めるよう互いに逆方向に回転する。サイドブラシ７６のブラシ毛７９の前部外側が床面ＦＬに強く接しており、サイドブラシ７６の前部の内向き回転によって機体内側に塵埃が集められる。一方で、サイドブラシ７６のブラシ毛７９の後部内側が床面ＦＬから離れているため、サイドブラシ７６の後部の外向きの回転によって機体外側に塵埃が掃き出され難くなっている。ブラシ毛７９は可撓性を持った線材によって形成されており、ブラシ毛７９が床面ＦＬに接触することで床面ＦＬに沿うようにブラシ毛７９が撓んでいる。

【0030】

図５に示すように、床面清掃機１には、走行部１５、走行操作部２１、清掃部２４、操作表示部３１、マイク３２、スピーカ３３、通信部３４、電源部３５、撮像部３６、計測部４１、制御部５１、記憶部６１が設けられている。走行部１５、走行操作部２１、清掃部２４、操作表示部３１、マイク３２、スピーカ３３、通信部３４、電源部３５、撮像部３６、計測部４１にはインターフェース６７及びバス６８を介して制御部５１及び記憶部６１が電気的に接続されている。制御部５１にはバス６８を介して記憶部６１が電気的に接続されている。制御部５１と機体各部の間で電気信号が送受信されている。

【0031】

走行部１５は、駆動モータ１６、駆動エンコーダ１７、操舵モータ１８、操舵センサ１９を有している。駆動モータ１６によって前輪３（図１参照）が回転されて床面清掃機１が走行される。左右一対の後輪４に連結した駆動エンコーダ１７によって走行量と走行方向が検出される。操舵モータ１８によって前輪３が水平回りに操舵され、操舵センサ１９によって前輪３の操舵角が検出される。走行操作部２１は、ハンドルセンサ２２、アクセルセンサ２３を有している。ハンドルセンサ２２によってハンドル１１（図１参照）の揺動角が検出され、アクセルセンサ２３によってアクセルグリップ１２（図１参照）の回転角が検出される。

【0032】

清掃部２４は、ブロアモータ２５、メインブラシモータ２６、メインブラシシリンダ２７、左右一対のサイドブラシモータ２８、左右一対のサイドブラシシリンダ２９を有している。ブロアモータ２５によって吸引ブロア（不図示）が駆動される。メインブラシモータ２６によってメインブラシ７２（図１参照）が回転され、メインブラシシリンダ２７によってメインブラシ７２が昇降される。サイドブラシモータ２８によってサイドブラシ７６（図１参照）が回転され、サイドブラシシリンダ２９によって後述するワイヤー９８（図６参照）を介してサイドブラシ７６が昇降されると共に機体２の内外方向に揺動される。なお、サイドブラシモータ２８は左右のサイドブラシ７６に対応して、右側のサイドブラシモータ２８ａ、左側のサイドブラシモータ２８ｂで構成される。

【0033】

操作表示部３１は、操作パネル１３にオペレータの操作を受け付ける操作画面等を表示させる。操作画面によって床面清掃機１の動作モードが選択され、床面清掃機１に対して各種設定が入力される。マイク３２は床面清掃機１の周囲の音声を集音し、スピーカ３３は床面清掃機１の警報音を放音する。通信部３４は、床面清掃機１と外部端末を無線通信する。なお、床面清掃機１に着脱可能なスマートフォン等の携帯端末を、操作表示部３１、マイク３２、スピーカ３３、通信部３４として機能させてもよい。電源部３５はバッテリ（不図示）及び充電回路等を有し、電源部３５から装置各部に電力が供給される。

【0034】

撮像部３６は、前方カメラ３７ａ、左右一対の側方カメラ３７ｂ、後方カメラ３７ｃを有している。前方カメラ３７ａによって床面清掃機１の前方が撮像され、左右一対の側方カメラ３７ｂによって床面清掃機１の左右側方が撮像され、後方カメラ３７ｃによって床面清掃機１の後方が撮像される。各カメラ３７ａ－３７ｃによって床面清掃機１の周囲画像が撮像されて、ドライブレコーダ等によって床面清掃機１の清掃状況が記録される。また、カメラ３７ａ－３７ｃの撮像画像が解析されて床面清掃機１の周辺環境や立入禁止エリアや障害物等が画像認識されてもよい。

【0035】

計測部４１は、ＬＲＦ４２、バンパーセンサ４３、段差センサ４４、超音波センサ４５ａ－４５ｃを有している。ＬＲＦ４２によって床面清掃機１から壁や障害物までの距離及び角度が計測される。バンパーセンサ４３によってバンパー７（図１参照）と壁や障害物の接触が検出される。段差センサ４４によって床面ＦＬの段差が検出される。超音波センサ４５ａ－４５ｃによって床面清掃機１から近距離の範囲で、床面清掃機１の前方の障害物、左右側方の障害物、斜め前方の障害物が検出される。これら各種センサによって床面清掃機１の周辺環境が検出される。

【0036】

記憶部６１には、走行経路の各地点に清掃条件を設定した清掃プランや、その他のパラメータが記憶されている。清掃プランには、走行経路の他、ブロアモータ２５等の各モータに関する清掃条件、メインブラシ装置７１に関する清掃条件、サイドブラシ装置７５に関する清掃条件等が設定されている。メインブラシ装置７１に関する清掃条件としては、メインブラシ７２の回転数や床面ＦＬへの圧接の有無及び強さ等が設定されている。サイドブラシ装置７５に関する清掃条件としては、サイドブラシ７６の回転数の他、サイドブラシ７６の格納状態と使用状態の切替タイミング等が設定されている。

【0037】

制御部５１は、装置各部を統括制御している。制御部５１によって清掃プランに従って自律走行しながら床面ＦＬの清掃が制御されている。制御部５１はプロセッサによって構成され、記憶部６１は各種記憶媒体によって構成されている。プロセッサによって記憶媒体からプログラムや各種データが読み出されて各種処理が実施される。プロセッサとしては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等が使用される。記憶媒体としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等が使用される。

【0038】

この床面清掃機１には、手動モード、学習モード、再現モードの３つの動作モードが用意されている。手動モードは、オペレータが床面清掃機１を手動操作して床面ＦＬを清掃するモードである。学習モードは、オペレータが床面清掃機１を手動操作して床面清掃機１に清掃プランを学習させるモードである。再現モードは、清掃プランを再現するように、床面清掃機１が床面ＦＬ上を自律走行しながら清掃するモードである。また、床面清掃機１は、学習モードで学習された清掃プランに従って清掃する他、事前に作成された清掃プランに従って清掃することも可能である。

【0039】

上記したように、床面清掃機１には、機体両側面から略縦向きの回転軸で回転する左右一対のサイドブラシ７６を突出して清掃幅を拡幅する左右一対のサイドブラシ装置７５が設けられている。サイドブラシ７６によって清掃幅が拡幅されるが、サイドブラシ７６によって床面清掃機１の側方の障害物に衝突し易くなる。また、超音波センサ４５ａ－４５ｃ等によって障害物が確実に検出されるとは限らない。そこで、本実施形態の床面清掃機１では、サイドブラシ７６の揺動中心（揺動軸８４（図１０参照））よりも進行方向後側でサイドブラシ７６が揺動され、サイドブラシ７６が障害物に衝突した場合にサイドブラシ７６を機体内側に逃がしている。

【0040】

以下、サイドブラシ装置の詳細構成について説明する。図６は本実施形態のサイドブラシ装置の斜視図である。図７は本実施形態のサイドブラシ装置の平面図である。図８は本実施形態のサイドブラシ装置の側面図である。なお、図６（Ａ）から図８（Ａ）はサイドブラシの格納状態を示し、図６（Ｂ）から図８（Ｂ）はサイドブラシの使用状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明では右側のサイドブラシ装置について説明するが、左側のサイドブラシ装置も同様に（左右対称形状で）構成されている。

【0041】

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、サイドブラシ装置７５は機体２のシャーシ８１に取り付けられている。シャーシ８１は縦フレーム８２と横フレーム８３によって上面視略Ｌ字状に形成されており、縦フレーム８２と横フレーム８３の内側にサイドブラシ装置７５の格納エリアが確保されている。縦フレーム８２は断面視逆Ｌ字状に形成され、横フレーム８３は断面視角Ｃ字状に形成されている。縦フレーム８２の上板の一部は、格納エリア内のサイドブラシ装置７５（サイドブラシモータ２８）を避けるように切り欠かれている。横フレーム８３の先端側の上板と下板には揺動軸８４を介して揺動アーム８５が支持されている。

【0042】

揺動アーム８５の一端側は揺動軸８４から機体内側に延びており、揺動アーム８５の一端側の先端には引掛け部８６が形成されている。揺動アーム８５の引掛け部８６にはスプリング８７を介して縦フレーム８２が接続されている。揺動アーム８５の他端側は揺動軸８４から後方に突出しており、揺動アーム８５の他端側の先端には平行リンク機構８８を介してブラケット８９が上下動可能に連結されている。横フレーム８３の先端側の側板には板状のストッパ９１が設けられており、揺動アーム８５の他端側がストッパ９１に突き当たることでサイドブラシ７６の揺動が規制されている。

【0043】

ブラケット８９にはサイドブラシモータ２８が取り付けられており、サイドブラシモータ２８の回転軸（図示せず）にはサイドブラシ７６のブラシ円板７７が固定されている。このように、揺動アーム８５の他端側のブラケット８９にサイドブラシ７６が保持され、揺動アーム８５によって揺動軸８４を中心にしてサイドブラシ７６が機体２の内外方向に揺動される。また、スプリング８７によって揺動アーム８５の一端側が引っ張られて、揺動アーム８５の他端側のサイドブラシ７６が機体外側に押し出され、ストッパ９１が揺動アーム８５の他端に突き当たってサイドブラシ７６の機体外側への揺動限界が規定される。

【0044】

横フレーム８３の上板には支持台９３が設けられており、支持台９３上にはスライダ９４が設置されている。支持台９３の上面にはスライダ９４の進退方向に一対のスリット９５が形成されており、支持台９３の一対のスリット９５にスライダ９４の一対の突起１０６が挿し込まれている。支持台９３の一対のスリット９５は進出方向に向かって幅広に形成されており、スライダ９４の進出方向へのスライドに遊びが持たせられている。スライダ９４の先端側には連結軸９６を介して傾動リンク９７が上下に揺動可能に連結され、このスライダ９４と傾動リンク９７の連結軸９６にはワイヤー９８の先端が連結されている。

【0045】

傾動リンク９７には進退方向に長孔９９が形成されており、長孔９９には横向きの連結軸９６が挿し込まれている。傾動リンク９７の先端側には連結部材１０１を介してブラケット８９の上面に連結されている。連結部材１０１は断面視角Ｕ字状の板材によって形成されており、連結部材１０１の一対の縦板には連結軸１０２を介して傾動リンク９７の先端側が連結されている。連結部材１０１の底板は鉛直軸（不図示）を介してブラケット８９の上面に回転可能に支持されている。また、横フレーム８３の上板には、傾動リンク９７の進退動作を下側から支持するガイドローラ（ガイド）１０３が設けられている。

【0046】

これら支持台９３、スライダ９４、傾動リンク９７、連結部材１０１、ガイドローラ１０３等によってワイヤー９８の牽引力をブラケット８９の引き上げ力に変換する変換機構９２が形成されている。ワイヤー９８によって変換機構９２を介してブラケット８９と一体にサイドブラシ７６が床面ＦＬから離れた上昇位置と床面ＦＬに接した下降位置の間で昇降される。また、ワイヤー９８によってブラケット８９と一体にサイドブラシ７６が機体内側の格納位置と機体外側の使用位置との間で揺動される。サイドブラシ装置７５は、ワイヤー９８によってサイドブラシ７６の格納状態と使用状態が切替可能に構成されている。

【0047】

図７（Ａ）に示すように、ブラケット８９には揺動アーム８５を介してスプリング８７が連結されている。スプリング８７の引張力Ｆ１によって揺動アーム８５の揺動軸８４を支点にしてブラケット８９には機体外側にモーメントＭ１が作用している。一方で、ブラケット８９には傾動リンク９７等を介してワイヤー９８が連結されている。ワイヤー９８の牽引力Ｆ２によって揺動アーム８５の揺動軸８４を支点にしてブラケット８９には機体内側にモーメントＭ２が作用している。このように、スプリング８７の反力に抗してワイヤー９８によってブラケット８９が牽引されている。

【0048】

サイドブラシ７６の格納状態ではワイヤー９８が強く牽引されており、ブラケット８９に作用する機体外側のモーメントＭ１よりも機体内側のモーメントＭ２が大きくなっている。このため、ワイヤー９８によってブラケット８９を介してサイドブラシ７６が機体内側に引き込まれて、サイドブラシ７６のブラシ円板７７が機体内側に格納されている。このとき、揺動アーム８５の揺動軸８４よりも床面清掃機１の進行方向後側にブラシ円板７７が位置している。また、サイドブラシ７６のブラシ毛７９が描く外縁よりも内側に揺動アーム８５の揺動軸８４が位置している。

【0049】

図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、ワイヤー９８が強く牽引されると、スライダ９４と傾動リンク９７の連結軸９６がガイドローラ１０３よりも退避方向に位置付けられる。このため、スライダ９４が支持台９３に下側から支えられると共に、傾動リンク９７が支持台９３及びガイドローラ１０３に下側から支えられている。傾動リンク９７が水平姿勢になるため、ブラケット８９が上昇位置に位置付けられて、ブラケット８９に保持されたサイドブラシ７６が床面ＦＬから上方に持ち上げられている。このように、ワイヤー９８の牽引によってサイドブラシ７６が上昇すると共に機体内側に格納されている。

【0050】

図７（Ｂ）に示すように、サイドブラシ７６の使用状態ではワイヤー９８の牽引が緩められ、ブラケット８９に作用する機体外側のモーメントＭ１よりも機体内側のモーメントＭ２が小さくなっている。このため、スプリング８７の引張力Ｆ１によってブラケット８９を介してサイドブラシ７６が機体外側に押し出されて、サイドブラシ７６のブラシ円板７７が機体外側に突出される。サイドブラシ７６が機体側面から突出されることで床面清掃機１の清掃幅が拡幅される。揺動アーム８５がストッパ９１に突き当たって、ストッパ９１によってサイドブラシ７６の揺動が規制される。

【0051】

このとき、揺動アーム８５の揺動軸８４よりも床面清掃機１の進行方向後側にブラシ円板７７が位置している。また、サイドブラシ７６のブラシ毛７９が描く外縁よりも内側に揺動アーム８５の揺動軸８４が位置している。揺動アーム８５の揺動軸８４よりも進行方向後側でサイドブラシ７６が揺動されるように、ストッパ９１によってサイドブラシ７６の揺動が規制されている。サイドブラシ７６の揺動によって、サイドブラシ７６が障害物に衝突してもサイドブラシ７６が機体内側に逃がされる。また、揺動アーム８５の揺動軸８４がバンパー７の内側に位置しており（図１０参照）、揺動軸８４が障害物に衝突することが防止されている。

【0052】

サイドブラシ７６の使用状態では、床面清掃機１の走行によってサイドブラシ７６に対して走行方向とは逆向きに走行負荷Ｒ１が作用する。ブラケット８９には走行負荷Ｒ１によって機体内側のモーメントＭ２が増大されるため、機体外側のモーメントＭ１を大きくするためにはスプリング８７の引張力Ｆ１を強くする必要がある。ところで、サイドブラシ７６の回転によってサイドブラシ７６と床面ＦＬの接触箇所に回転負荷Ｒ２が作用する。回転負荷Ｒ２によって機体外側のモーメントＭ１が増大されるため、床面清掃機１が停止若しくは低速で走行している場合にはスプリング８７の引張力Ｆ１を過度に強くする必要がない。なお、回転負荷Ｒ２は床面ＦＬとの摩擦に応じて変化する。

【0053】

図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、ワイヤー９８の牽引が緩められると、スライダ９４と傾動リンク９７の連結軸９６がガイドローラ１０３よりも相対的に進出方向に位置付けられる。スライダ９４は支持台９３に下側から支えられるが、傾動リンク９７が支持台９３及びガイドローラ１０３から外れる。傾動リンク９７が傾斜姿勢になるため、ブラケット８９が下降位置に位置付けられて、ブラケット８９に保持されたサイドブラシ７６が床面ＦＬに部分的に接触する。このとき、ブラケット８９に保持されたサイドブラシ７６とサイドブラシモータ２８とブラケット８９自体等の重量がワイヤー９８に作用しており、このように、ワイヤー９８の牽引が緩められることで、サイドブラシ７６が下降すると共に機体外側に突出される。また、サイドブラシ７６のブラシ毛７９が床面ＦＬに接触して適度に撓むように、ブラケット８９の下降位置は図示しない下側ストッパで規定されている。下側ストッパはブラシ毛７９の摩耗による短縮化に適応すべく、手動により上下位置を調整できるようになっている。

【0054】

支持台９３のスリット９５が進出方向に向かって幅広に形成されているため、スライダ９４の進出方向へのスライドに伴ってスライダ９４及び傾動リンク９７が機体外側に僅かに揺動可能に形成されている。サイドブラシ７６とブラケット８９が機体外側に揺動すると、スライダ９４及び傾動リンク９７が進出方向にスライドして、ブラケット８９によってスライダ９４と傾動リンク９７が機体外側に連れ動かされる。サイドブラシ７６とブラケット８９の揺動がスライダ９４と傾動リンク９７によって規制されることがなく、サイドブラシ７６とブラケット８９の機体２の内外方向への揺動が許容されている。

【0055】

サイドブラシ装置７５がワイヤー９８を用いた簡易な構成でサイドブラシ７６を昇降させると共に機体２の内外方向に揺動させている。ワイヤー９８の牽引力が変換機構９２を介してブラケット８９の引き上げ力に変換されており、ワイヤー９８の牽引力によってブラケット８９が上昇し、サイドブラシ７６（及びその周辺の部材を含む）の自重によってブラケット８９が下降されている。このため、ブラケット８９と共にサイドブラシ７６を昇降させるための駆動源が不要になってサイドブラシ装置７５の薄型化を図ることができ、サイドブラシ装置７５の周辺部材のレイアウトの自由度を確保することができる。

【0056】

特に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、機体側面には超音波センサ４５ｃが設けられている。本実施形態のサイドブラシ装置７５が薄型に形成されているため、超音波センサ４５ｃの検出範囲に入ることなく、サイドブラシ装置７５によってサイドブラシ７６の格納状態と使用状態が切替えられている。床面清掃機１を自律走行させながら清掃している場合に、サイドブラシ７６の格納状態と使用状態が切替られても超音波センサ４５ｃの検出状態に影響を及ぼすことがない。すなわち、超音波センサ４５ｃによってサイドブラシ７６が障害物であると誤検出されることがない。

【0057】

図８（Ｂ）に示すように、スライダ９４は傾動リンク９７の長孔９９に連結軸９６を介して連結されている。このため、サイドブラシ７６が障害物に衝突して機体内側に押し込まれても、スライダ９４と傾動リンク９７の相対的な傾きと連結位置が変化することで、サイドブラシ７６を下降させておくことができる。すなわち、ワイヤー９８が強く牽引されたときとは異なり、サイドブラシ７６が障害物に衝突してブラケット８９が機体内側に揺動されても、サイドブラシ７６が床面ＦＬから上方に離間することがなく、サイドブラシ７６を床面ＦＬに接触させ続けて清掃を継続することができる。

【0058】

なお、サイドブラシ７６の下降位置が安定しない場合、サイドブラシ７６を床面ＦＬに強制的に接触させるため、ブラケット８９に下降力を付加するスプリング等を別途設けることも可能である。逆にサイドブラシ７６の自重が大きい場合は、常時上昇力を付加するダンパー等を設けても良い。

【0059】

続いて、装置本体の制御部及び記憶部の詳細構成について説明する。図９は本実施形態の制御部及び記憶部の制御ブロック図である。なお、ここでは、図１から図４の符号を適宜使用して説明する。

【0060】

図９に示すように、制御部５１には、清掃制御部５２、走行制御部５３、ＳＬＡＭ制御部５４、走行経路作成部５５、環境地図作成部５６、清掃プラン作成部５７が設けられている。記憶部６１には、清掃条件記憶部６２、走行経路記憶部６３、環境地図記憶部６４、清掃プラン記憶部６５が設けられている。

【0061】

清掃制御部５２は、学習モード中にオペレータによる床面清掃機１の手動操作を制御する。清掃制御部５２による制御内容は、ティーチングデータとして清掃条件記憶部６２に記憶される。このティーチングデータには、吸引ブロアの吸引力、メインブラシ７２の回転数、サイドブラシ７６の回転数、サイドブラシ７６による拡幅タイミング等が含まれている。走行制御部５３は、学習モード中にオペレータによる床面清掃機１の手動走行を制御する。走行制御部５３による制御内容は、ティーチングデータとして清掃条件記憶部６２に記憶される。このティーチングデータには、走行速度等が含まれている。

【0062】

ＳＬＡＭ制御部５４は、リアルタイムでＳＬＡＭを実行して、ＬＲＦ４２に計測された床面清掃機１の周囲の障害物からの距離及び角度に基づいて、床面清掃機１の自己位置を推定すると共に局所地図を作成する。走行経路作成部５５は、時系列に並んだ複数の自己位置を繋ぎ合わせて床面清掃機１の走行経路を作成する。環境地図作成部５６は、時系列に並んだ複数の局所地図を繋ぎ合わせて環境地図を作成する。走行経路はティーチングデータとして走行経路記憶部６３に記憶され、環境地図はティーチングデータとして環境地図記憶部６４に記憶される。

【0063】

なお、ＬＲＦ４２としては２次元タイプのＬＲＦが用いられてもよいし、３次元タイプのＬＲＦが用いられてもよい。２次元タイプのＬＲＦによって２次元データが取得されてもよいし、３次元タイプのＬＲＦ又は２次元タイプのＬＲＦの上下揺動によって３次元データが取得されてもよい。すなわち、走行経路作成部５５によって２次元の走行経路が作成されてもよいし、走行経路作成部５５によって３次元の走行経路が作成されてもよい。また、環境地図作成部５６によって２次元の環境地図が作成されてもよいし、環境地図作成部５６によって３次元の環境地図が作成されてもよい。

【0064】

清掃プラン作成部５７は、各種ティーチングデータを学習モードの開始から終了までの所定時間間隔のステップ毎に関連付けて清掃プランを作成する。この場合、環境地図に床面清掃機１の走行経路が反映されて、走行経路の開始地点から終了地点までの各地点における吸引ブロアの吸引力、メインブラシ７２の回転数、サイドブラシ７６の回転数、サイドブラシ７６による拡幅タイミング等が設定されて清掃プランが作成される。清掃プランは清掃プラン記憶部６５に記憶される。清掃プラン記憶部６５には、学習モードで学習された清掃プランの他にも、事前に作成された清掃プランが記憶されている。

【0065】

また、学習モードから再現モードに変更されると、清掃制御部５２は、再現モード中に清掃プラン記憶部６５から清掃プランを読み込み、清掃プランに従って床面清掃機１の自律清掃を制御している。走行制御部５３は、再現モード中に清掃プラン記憶部６５から清掃プランに含まれる走行経路を読み込み、走行経路に従って床面清掃機１の自律走行を制御している。床面清掃機１が走行経路に沿って自律走行しながら、メインブラシ７２及びサイドブラシ７６によって床面ＦＬを清掃している。このように、清掃制御部５２及び走行制御部５３によって床面清掃機１が制御されることで、清掃プラン記憶部６５から読み込まれた清掃プランが再現される。

【0066】

床面清掃機の走行動作について説明する。図１０は本実施形態の床面清掃機の走行動作の一例を示す図である。図１０（Ａ）は柱状の突き出た壁を検出したときの走行状態、図１０（Ｂ）は高さが低い障害物を検出できなかったときの走行状態をそれぞれ示している。

【0067】

図１０（Ａ）に示すように、床面清掃機１の進行方向前方には、壁面１０４の一部が柱状に室内側へ突出している。学習走行で床面清掃機１に壁面１０４に沿った清掃を学習させることで、再現走行でも床面清掃機１によって壁面１０４に沿った清掃が再現される。このとき、サイドブラシ７６による清掃幅の拡幅状態も再現される。ＬＲＦ４２（図５参照）の測距によって壁面から一定距離を維持しながら、メインブラシ７２及びサイドブラシ７６によって床面ＦＬが清掃される。壁面１０４の一部が室内側に突出していても、サイドブラシ７６が壁面の突出部分を避けるように床面清掃機１が走行される。

【0068】

図１０（Ｂ）に示すように、床面清掃機１の進行方向前方には、高さが低い障害物１０５が設置されている。学習走行では床面清掃機１に障害物１０５の存在が学習されておらず、再現走行ではＬＲＦ４２や超音波センサ４５ｃ（図５参照）等の検出範囲から障害物１０５が外れている。このため、右側のサイドブラシ７６が障害物１０５に衝突するが、スプリング８７（図７参照）の反力に抗してサイドブラシ７６が機体内側に揺動される。サイドブラシ７６が障害物１０５を通過すると、スプリング８７によってサイドブラシ７６が機体外側に押し戻される。サイドブラシ７６が障害物１０５に衝突しても、サイドブラシ７６が機体内側に逃げることで部材の損傷が抑えられる。

【0069】

床面清掃機の旋回時のサイドブラシの回転数制御について説明する。図１１は本実施形態の床面清掃機の旋回動作の説明図である。図１２は本実施形態のサイドブラシの回転数制御の説明図である。図１３は本実施形態のサイドブラシの最低回転数の設定例を示す図である。なお、図１２（Ａ）は連続的にサイドブラシの回転数を変化させる一例、図１２（Ｂ）は段階的にサイドブラシの回転数を変化させる一例をそれぞれ示している。

【0070】

左右のサイドブラシ７６を回転させながら走行する場合、サイドブラシ７６の回転負荷によって走行経路に沿った自律走行が不安定になる場合がある。例えば、床面清掃機１を右旋回させる場合には、右側のサイドブラシ７６の回転によって床面清掃機１の旋回に対して負荷が与えられ、左側のサイドブラシ７６の回転によって床面清掃機１の旋回が補助される。また、床面清掃機１を右旋回時には、左側のサイドブラシ７６が旋回前後で右側のサイドブラシ７６と同じ場所を通るため、右側のサイドブラシ７６の回転数を高く維持して塵埃をかき寄せる必要はない。一方で、左側のサイドブラシ７６は旋回前後で異なる場所を通るため、左側のサイドブラシ７６の回転数を高く維持しなければ塵埃を取り残す恐れがある。

【0071】

このため、左右のサイドブラシ７６が常に同じ回転数に設定されることが良いとは限らず、床面清掃機１の旋回時には左右のサイドブラシ７６の回転数に差分を付けることが望ましい。そこで、本実施形態の清掃制御部（制御部）５２は、床面清掃機１が左右に旋回する際に、内側のサイドブラシ７６の回転数を外側のサイドブラシ７６の回転数よりも減少させるように制御してもよい。これにより、床面清掃機１の旋回時にサイドブラシ７６の回転負荷によって走行経路に沿った自律走行が不安定になることがない。また、学習走行時にサイドブラシ７６の回転数の変化を学習させることもできる。

【0072】

例えば、図１１（Ａ）に示すように、ハンドル１１が右側に１５度だけ動かされると、前輪３の操舵角が右側に４５度に調整される。このとき、左側のサイドブラシ７６の回転数が最高回転数（１００％）に維持され、右側のサイドブラシ７６の回転数が最高回転数の７５％まで減少される。図１１（Ｂ）に示すように、ハンドル１１が右側に３０度だけ動かされると、前輪３の操舵角が右側に９０度に調整される。このとき、左側のサイドブラシ７６の回転数が最高回転数に維持され、右側のサイドブラシ７６の回転数が最高回転数の２５％まで減少される。

【0073】

この場合、図１２（Ａ）に示すように、清掃制御部５２によってハンドル１１の揺動角に応じて、サイドブラシ７６の回転数が連続的に変化されてもよい。図１２（Ｂ）に示すように、清掃制御部５２によってハンドル１１の揺動角に応じて、サイドブラシ７６の回転数が段階的に変化されてもよい。これらのサイドブラシ７６の回転数の制御により、床面清掃機１の旋回角に応じてサイドブラシ７６の回転数を適切に調整できる。ここでは、床面清掃機１の旋回角を示す指標としてハンドル１１の揺動角が用いられたが、前輪３の操舵角に応じてサイドブラシ７６の回転数が変化されてもよい。

【0074】

ところで、上記したようにサイドブラシ７６に作用する走行負荷Ｒ１や回転負荷Ｒ２（図７（Ｂ））は床面ＦＬとサイドブラシ７６の摩擦状態で変化する。床面ＦＬとサイドブラシ７６の摩擦係数が低ければ、床面ＦＬ上をサイドブラシ７６が滑って回転負荷Ｒ２が減少する。一方で、床面ＦＬとサイドブラシ７６の摩擦係数が高いと、サイドブラシ７６が回転しながら床面ＦＬ上を機体外側に移動して回転負荷Ｒ２が増加する。この回転負荷Ｒ２がサイドブラシ７６に対して走行負荷Ｒ１と逆向きに作用するため、サイドブラシ７６の回転数を増やすことで、回転負荷Ｒ２によって走行負荷Ｒ１と共にサイドブラシ７６の揺動アーム８５に係るモーメントのアンバランスを相殺することができる。

【0075】

このため、床面清掃機１の走行前に、床面ＦＬとサイドブラシ７６の摩擦係数に応じて変化するサイドブラシモータ２８の電流値を測定し、サイドブラシモータ２８の電流値と走行速度に応じてサイドブラシ７６の回転数を制御することが好ましい。ただし、サイドブラシ７６の回転数は清掃性能にも影響し、サイドブラシ７６の回転数を大きくし過ぎると床面ＦＬやブラシ毛７９の損傷にもつながる。そこで、本実施形態の清掃制御部（制御部）５２は、床面清掃機１の走行速度とサイドブラシモータ２８の電流値によってサイドブラシ７６の最低回転数を決定してもよい。

【0076】

例えば、図１３に示すように、サイドブラシモータ２８の電流値が「小」であり、走行速度が「低」である場合には、摩擦係数と走行負荷Ｒ１が小さいことを示している。このため、走行負荷Ｒ１に対して回転負荷Ｒ２が大きくなり過ぎて揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントが過大にならないように、サイドブラシ７６の最低回転数が「中」に設定される。サイドブラシモータ２８の電流値が「小」であり、走行速度が「高」である場合には、摩擦係数は小さいが走行負荷Ｒ１は大きく、揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントが減少することを示している。このため、回転負荷Ｒ２によって走行負荷Ｒ１による揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントの減少が相殺されるように、サイドブラシ７６の最低回転数が「高」に設定される。

【0077】

サイドブラシモータ２８の電流値が「大」であり、走行速度が「低」である場合には、摩擦係数は大きいが走行負荷Ｒ１は小さいことを示している。このため、走行負荷Ｒ１に対して回転負荷Ｒ２が大きくなり過ぎて揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントが過大にならないように、サイドブラシ７６の最低回転数が「低」に設定される。サイドブラシモータ２８の電流値が「大」であり、走行速度が「高」である場合には、摩擦係数と走行負荷Ｒ１が大きく、揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントがある程度バランスしていることを示している。このため、回転負荷Ｒ２と走行負荷Ｒ１とのバランスによる揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントが安定するように、サイドブラシ７６の最低回転数が「中」に設定される。

【0078】

揺動アーム８５に係る機体外側方向のモーメントが過大にならずにバランスした状態に近ければ、スプリング８７の牽引力が適切に作用し、走行中にサイドブラシ７６が障害物に衝突しても、サイドブラシ７６はスプリング８７の牽引力に応じた小さな反力を受けるだけで退避状態に移行できるので、部品の損傷が極力防止できる。

【0079】

最低回転数の「低」は最高回転数の２５％、最低回転数の「中」は最高回転数の３５％、最低回転数の「大」は最高回転数の４５％にそれぞれ設定されてもよい。また、上記した床面清掃機１の旋回時にサイドブラシ７６の回転数が制御される場合には、清掃制御部５２によってサイドブラシ７６の最低回転数以上で回転数が制御されてもよい。例えば、サイドブラシ７６の最低回転数が最高回転数の２５％に設定された場合には、ハンドル１１が３０度以上動かされても、サイドブラシ７６の回転数が最高回転数の２５％未満にならないように制御される（図１２（Ａ）、（Ｂ）参照）。

【0080】

以上、本実施形態によれば、揺動アーム８５の揺動中心よりも進行方向後側でサイドブラシ７６が揺動可能なため、サイドブラシ７６が障害物に衝突してもサイドブラシ７６を機体内側に逃がして、サイドブラシ装置７５の損傷を抑えることができる。サイドブラシ７６と障害物の衝撃がスプリング８７によって吸収されると共に、床面清掃機１が障害物を通過した後にスプリング８７によってサイドブラシ７６を機体外側に戻すことができる。

【0081】

また、ワイヤー９８が牽引されることで、サイドブラシ７６が上昇されると共に機体内側に格納され、ワイヤー９８の牽引が緩められることで、サイドブラシ７６が下降されると共に機体外側に押し出される。サイドブラシ装置７５に上下動用の駆動源が不要になってサイドブラシ装置７５の薄型化を図り、サイドブラシ装置７５の周辺部材のレイアウトの自由度を確保できる。

【0082】

なお、本実施形態では、床面清掃機に左右一対のサイドブラシ装置が設けられているが、床面清掃機には単一のサイドブラシ装置が設けられていてもよい。この場合にも、床面清掃機の旋回時にサイドブラシの回転数を制御することが可能である。例えば、床面清掃機が左右に旋回する際に内側に位置するサイドブラシの回転数が最高回転数よりも減少するように清掃制御部に制御される。また、単一のサイドブラシ装置であっても、ワイヤーによってサイドブラシを機体の内外方向に揺動されると共にサイドブラシを昇降させることができる。

【0083】

また、本実施形態では、清掃制御部は、機体が左右に旋回する際に、内側のサイドブラシの回転数を最高回転数よりも減少させているが、内側のサイドブラシの回転数を外側のサイドブラシの回転数よりも減少させていればよい。例えば、清掃制御部は、機体が左右に旋回する際に、内側のサイドブラシの回転数を外側のサイドブラシの回転数よりも減少させていれば、外側のサイドブラシの回転数を最高回転数よりも減少させてもよい。

【0084】

また、本実施形態では、揺動アームがストッパに突き当たることでサイドブラシの揺動が規制されているが、ストッパはサイドブラシの機体外側への揺動限界を規定するように形成されていればよい。例えば、ブラケットやサイドブラシがストッパに突き当たることでサイドブラシが規制されてもよい。

【0085】

また、本実施形態では、スプリングが揺動アームの一端側を引っ張るように形成されているが、スプリングはサイドブラシを機体外側に向かって押し出すように形成されていればよい。例えば、スプリングが揺動アームの他端側やブラケットを押し込むことでサイドブラシが機体外側に向かって押し出されてもよい。

【0086】

また、本実施形態では、揺動アームの揺動中心がバンパーの内側に位置しているが、揺動アームの揺動中心が機体内側に位置していれば、揺動アームの揺動中心が障害物に衝突することを防止できる。例えば、揺動アームの揺動中心がバンパーよりも後方に位置付けられていてもよい。

【0087】

また、本実施形態では、支持台、スライダ、傾動リンク、ガイドローラ等によって変換機構が形成されたが、変換機構はワイヤーの牽引力をブラケットの引き上げ力に変換可能に構成されていれば、どのように構成されていてもよい。

【0088】

また、本実施形態では、床面清掃機が学習プランに従って自律走行する機能を有しているが、床面清掃機が自律走行する機能を有していなくてもよい。

【0089】

また、本実施形態では、ＳＬＡＭによって環境地図が作成される構成にしたが、Ｖ－ＳＬＡＭやＬｉＤＡＲ－ＳＬＡＭによって環境地図が作成されてもよいし、オペレータによって事前に環境地図が用意されてもよい。

【0090】

また、本実施形態では、オペレータが清掃装置のハンドルを持って手動操作しているが、オペレータが表示端末によって清掃装置を遠隔手動操作してもよい。

【0091】

また、本実施形態では、床面清掃機がサイドブラシの回転数を制御しているが、床面清掃機はサイドブラシ装置を備えていれば、サイドブラシの回転数を制御しなくてもよい。

【0092】

また、本実施形態において、床面清掃機にプログラムをインストールすることによって、サイドブラシの回転数を制御する機能が追加されてもよい。これらのプログラムは記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は特に限定されないが、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の非一過性の記憶媒体であってもよい。

【0093】

なお、本実施形態を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0094】

また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方によって実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【産業上の利用可能性】

【0095】

以上説明したように、本発明の技術は商業施設、製造工場、鉄道駅、空港、ホテル、オフィス、病院、学校等の広い作業エリアの清掃に用いる床面清掃機や、自律走行式の洗浄装置等の作業エリアの自動作業に好適な産業用ロボットに有用である。

【符号の説明】

【0096】

１ ：床面清掃機
２ ：機体
２８ ：サイドブラシモータ
４５ｃ：超音波センサ（障害物センサ）
５２ ：清掃制御部（清掃制御部）
６５ ：清掃プラン記憶部（記憶部）
７１ ：メインブラシ装置
７２ ：メインブラシ
７５ ：サイドブラシ装置
７６ ：サイドブラシ
８４ ：揺動軸（揺動中心）
８５ ：揺動アーム
８７ ：スプリング
８８ ：平行リンク機構（リンク機構）
８９ ：ブラケット
９１ ：ストッパ
９２ ：変換機構
９３ ：支持台
９４ ：スライダ
９５ ：スリット
９６ ：連結軸
９７ ：傾動リンク
９８ ：ワイヤー
９９ ：長孔
１０３：ガイドローラ（ガイド）
１０６：突起

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】