JP6941317B2

JP6941317B2 - Air duct cleaning robot

Info

Publication number: JP6941317B2
Application number: JP2017026374A
Authority: JP
Inventors: 書根馬; 篤加古川; 和彦大廻; 清水　晋; 晋清水
Original assignee: Ritsumeikan Trust
Current assignee: Ritsumeikan Trust
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP2018130678A

Description

この出願の発明は、空調ダクト、換気ダクト、排気ダクト等の各種空気ダクトの清掃技術に関するものである。 The invention of this application relates to a technique for cleaning various air ducts such as an air conditioning duct, a ventilation duct, and an exhaust duct.

本願発明において、空気ダクトとは、広く空気を流すためのダクトであり、各種空調設備で使われる空調ダクト、２４時間換気等の換気を主目的とする換気ダクトの他、排気を主目的とする排気ダクトを含む概念である。排気ダクトには、家庭や飲食店等における厨房設備としての排気ダクトや、工場等における排ガス用のダクトが含まれる。工場等における排ガス用の空気ダクトは、何らかの処理に使用された廃ガスを排気することもある。 In the present invention, the air duct is a duct for allowing a wide range of air to flow, and in addition to an air duct used in various air conditioning equipment and a ventilation duct mainly for ventilation such as 24-hour ventilation, the main purpose is exhaust. It is a concept that includes an exhaust duct. The exhaust duct includes an exhaust duct as a kitchen facility in a home or a restaurant, and a duct for exhaust gas in a factory or the like. The air duct for exhaust gas in factories and the like may exhaust the waste gas used for some treatment.

これら空気ダクトは、一定期間使用した後、内部を清掃することが必要になる場合が多い。例えば空調ダクトについては、長期間使用するとダクト内壁面に塵や埃等の汚れが付着することが避けられない。これら汚れを放置すると、屋内環境の悪化（ハウスダスト等）や空調機器の機能低下、故障等を招く問題がある。このため、従来から、定期的にダクト内をクリーニングして汚れを除去するメンテナンスが行われている。この点は、換気ダクトや排気ダクトの場合にも基本的に同様である。尚、厨房設備で使用される排気ダクトの場合、こびりついた油分等の汚れの除去が主たる清掃の目的となる。 It is often necessary to clean the inside of these air ducts after using them for a certain period of time. For example, when an air conditioning duct is used for a long period of time, it is inevitable that dirt such as dust adheres to the inner wall surface of the duct. If these stains are left unattended, there is a problem that the indoor environment deteriorates (house dust, etc.), the function of the air conditioner deteriorates, and a failure occurs. For this reason, conventionally, maintenance has been performed to regularly clean the inside of the duct to remove dirt. This point is basically the same in the case of ventilation ducts and exhaust ducts. In the case of exhaust ducts used in kitchen equipment, the main purpose of cleaning is to remove dirt such as sticky oil.

現在、オフィスビルや商業ビル、ホテルといった業務用の建物の空調設備については、空調ダクトの清掃サービスが専門業者（清掃業者）によって提供されている。清掃業者は、ダクトの一部に清掃用の孔を開け、そこに吸引ダクトを取り付け、吸引ダクトを集塵機に接続することで清掃を行う。この際、細チューブ状の冶具によりダクト内面に付着した塵や埃等の汚れを予め叩き落とし、より効率良く十分に汚れを取り除くようにしている。 Currently, for air-conditioning equipment in commercial buildings such as office buildings, commercial buildings, and hotels, a cleaning service for air-conditioning ducts is provided by a specialist (cleaning company). A cleaning company makes a cleaning hole in a part of the duct, attaches a suction duct to the hole, and connects the suction duct to a dust collector for cleaning. At this time, dirt such as dust and dirt adhering to the inner surface of the duct is knocked off in advance with a thin tube-shaped jig to remove the dirt more efficiently and sufficiently.

特開２０１３−１５０９６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-150960 実公平６−２７９７号公報Jitsufuku No. 6-2977

上記のような従来のダクト清掃において、清掃用の孔を開けることができない場合があり、この場合には上記のようなダクト清掃は難しい。この点は、一般住宅における空調ダクトや換気ダクトの場合に特に顕著であり、ダクトが天井や壁内に組み込まれて配設されていて、孔開けは本質的に不可能な場合が多い。
このような場合、孔を開けずにダクト内を清掃できるようにすることが必要であるが、この方法として、ダクト内を走行できるロボットを採用することが考えられる。特許文献２には、この趣旨の技術が開示されている。 In the conventional duct cleaning as described above, it may not be possible to make a hole for cleaning, and in this case, the duct cleaning as described above is difficult. This point is particularly remarkable in the case of air-conditioning ducts and ventilation ducts in ordinary houses, and in many cases, the ducts are incorporated and arranged in the ceiling or wall, and it is essentially impossible to make holes.
In such a case, it is necessary to be able to clean the inside of the duct without making a hole, and as this method, it is conceivable to adopt a robot capable of traveling in the duct. Patent Document 2 discloses a technique to this effect.

特許文献２の技術によれば、細チューブが取り付けられたロボットがダクト内を走行し、この際に細チューブによる塵埃の叩き出しが行われるので、特許文献１のように孔開けをしなくても清掃が可能である。
しかしながら、特許文献２では、自動車を模した車体に四つの駆動輪を設けた機構（四輪駆動機構）がロボットとして採用されているので、構造的に大がかりであり、横幅がかなりある。このため、内部空間が狭いダクト（細いダクト）には向かない。
本願の発明は、この点を考慮して為されたものであり、内部空間が狭い細いダクトの清掃を好適に行える清掃用ロボットを提供することを目的としている。 According to the technique of Patent Document 2, a robot to which a thin tube is attached travels in a duct, and at this time, dust is knocked out by the thin tube, so that it is not necessary to make a hole as in Patent Document 1. Can also be cleaned.
However, in Patent Document 2, since a mechanism (four-wheel drive mechanism) in which four drive wheels are provided on a vehicle body imitating an automobile is adopted as a robot, it is structurally large-scale and has a considerable width. Therefore, it is not suitable for ducts with a narrow internal space (thin ducts).
The invention of the present application has been made in consideration of this point, and an object of the present invention is to provide a cleaning robot capable of suitably cleaning a narrow duct having a narrow internal space.

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、空気ダクトの内壁面を清掃する空気ダクト清掃用ロボットであって、
平面視で一列に配列された三組以上又は三個以上の車輪と、
三組以上又は三個以上の車輪のうちの一組又は一個の車輪を間に介在させながら連結された二個以上のリンクと、
少なくとも一組又は一個の車輪を駆動して各リンク及び各車輪を一体に移動させる移動用駆動源とを備えており、
二個以上のリンクは、平面視で同一直線上に延びる長尺な部材であって、先頭に向かって交互に斜め上又は斜め下に延びており、
最も後ろ側に位置するリンクの後端には、三組以上又は三個以上の車輪のうちの一組又は一個の車輪が取り付けられ、最も前側に位置するリンクの先端には、三組以上又は三個以上の車輪のうちの他の一組又は一個の車輪が取り付けられており、
各車輪が空気ダクトの内壁面に当接するように弾性力を作用させる弾性部材がいずれかの車輪の車軸又はリンクに設けられており、
最も前側に位置するリンクの先端に連結された一組又は一個の車輪は、方向制御用車軸を介して当該リンクに連結されており、方向制御用車軸は、リンクの長さ方向に交差する向きに向いており、
方向制御用車軸には、方向制御用車軸の向きを変更して移動用駆動源による移動の方向を制御する方向制御用駆動源の出力軸が連結されており、
方向制御用車軸には清掃用ブラシのロッド部が連結されており、
清掃用ブラシは、ロッド部と、ロッド部に設けた繊毛とから成っており、ロッド部は繊毛の先端が空気ダクトの内壁面に到達可能な長さであり、
前記方向制御用車軸に連結された前記一組又は一個の車輪以外の車輪である移動用車輪は、オムニホイールであり、
前記清掃用ブラシは、前記方向制御用車軸が空気ダクトの長さ方向に対して斜めの状態で前記移動用駆動源が動作して螺旋運動する際に空気ダクトの内壁面の周方向の全域に亘って内壁面に接触して汚れを擦り出すよう連結されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記清掃用ブラシは、前記繊毛の交換が可能な状態で取り付けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記清掃用ブラシは、全体に着脱可能に連結されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記清掃用ブラシのロッド部は可撓性であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記弾性部材は、隣り合う二個のリンクの間に位置する車輪の車軸に設けられたものであって、当該二個のリンクが成す側面視の角度が１８０度より小さい角度においてさらに小さな角度になるように弾性力を作用させるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記車輪の組の数又は前記車輪の数は三個であり、前記リンクの数は二個であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記車輪の組の数又は前記車輪の数は四個であり、前記リンクの数は三個であるという構成を有する。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application is an air duct cleaning robot that cleans the inner wall surface of the air duct.
With three or more sets or three or more wheels arranged in a row in a plan view,
Two or more links connected with one set or one wheel of three or more sets or three or more wheels intervening,
It is equipped with a moving drive source that drives at least one set or one wheel to move each link and each wheel integrally.
Two or more links are long members that extend on the same straight line in a plan view, and extend diagonally upward or diagonally downward toward the beginning.
One or one of three or more sets or three or more wheels is attached to the rear end of the rearmost link, and three or more sets or one of the three or more wheels is attached to the tip of the frontmost link. Another set or one of the three or more wheels is installed
An elastic member that exerts an elastic force so that each wheel abuts on the inner wall surface of the air duct is provided on the axle or link of either wheel.
A set or a wheel connected to the tip of the link located at the frontmost side is connected to the link via a directional control axle, and the directional control axle is oriented so as to intersect in the length direction of the link. Suitable for
The output shaft of the directional control drive source that changes the direction of the directional control axle and controls the direction of movement by the moving drive source is connected to the directional control axle.
The rod part of the cleaning brush is connected to the direction control axle,
The cleaning brush consists of a rod part and cilia provided on the rod part, and the rod part has a length that allows the tip of the cilia to reach the inner wall surface of the air duct.
The moving wheel, which is a wheel other than the set or one wheel connected to the direction control axle, is an omni wheel.
The cleaning brush covers the entire area in the circumferential direction of the inner wall surface of the air duct when the moving drive source operates and spirally moves in a state where the direction control axle is inclined with respect to the length direction of the air duct. It has a configuration in which it is connected so as to come into contact with the inner wall surface and scrape off dirt.
Further, in order to solve the above problems, the invention according to claim 2 has a configuration in which the cleaning brush is attached in a state in which the cilia can be replaced in the configuration of claim 1.
Further, in order to solve the above problems, the invention according to claim 3 has a configuration in which the cleaning brush is detachably connected to the whole in the configuration of claim 2.
Further, in order to solve the above problems, the invention according to claim 4 has a configuration in which the rod portion of the cleaning brush is flexible in any of the configurations of claims 1 to 3.
Further, in order to solve the above problems, in the invention according to claim 5, in the configuration of any one of claims 1 to 4 , the elastic member is provided on the axle of a wheel located between two adjacent links. It has a configuration in which an elastic force is applied so that the angle of the side view formed by the two links becomes a smaller angle at an angle smaller than 180 degrees.
Further, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 6 , in any of the configurations of claims 1 to 5 , the number of wheel sets or the number of wheels is three, and the number of links. Has a configuration of two.
Further, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 7 , in any of the configurations of claims 1 to 5 , the number of wheel sets or the number of wheels is four, and the number of links. Has a configuration of three.

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、平面視で一列に配列された三組以上又は三個以上の車輪とそれらを繋いだ二個以上の長尺なリンクとから成る車輪連結型の構造となっているので、内部空間の狭い空気ダクトの場合についても内壁面の清掃を良好に行うことができる。この際、移動用車輪が弾性力によって内壁面に押し付けられるので、ロボットの走行が円滑に行える。
また、清掃用ブラシが方向制御用車軸に連結されているので、方向制御用車軸の動きを利用して清掃用ブラシの動作範囲を大きくすることができ、構造的に簡略になる。
さらに、螺旋状の移動を行いながら清掃用ブラシで空気ダクトの内壁面を擦ることができるので、周方向の全域について容易に清掃を行うことができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、清掃用ブラシの繊毛が交換可能であるので、摩耗した際、ロボット全体を交換する必要がない。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、清掃用ブラシ全体を交換することができるので、繊毛の固定強度が低くなる問題がない。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、清掃用ブラシのロッド部が可撓性であるので、汚れの擦り出しがより十分に行えたり、清掃用ブラシの損傷が防止されたり、ロボットの移動がスムーズになったりする効果が得られる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、弾性部材が車軸に内蔵されているので、より構造が簡略化される。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、車輪の組の数又は車輪の数は三個であり、リンクの数は二個であるので、内部空間が狭く屈曲箇所が多い空気ダクトの清掃用により適したものとなる。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、車輪の組の数又は車輪の数は四個であり、リンクの数は三個であるので、内部空間が狭く屈曲箇所が多い空気ダクトの清掃用により適したものとなる。 As described below, according to claim 1 of the present application, from three or more sets or three or more wheels arranged in a row in a plan view and two or more long links connecting them. Since it has a wheel-connected structure, the inner wall surface can be satisfactorily cleaned even in the case of an air duct having a narrow internal space. At this time, since the moving wheels are pressed against the inner wall surface by the elastic force, the robot can run smoothly.
Further, since the cleaning brush is connected to the direction control axle, the operating range of the cleaning brush can be increased by utilizing the movement of the direction control axle, which simplifies the structure.
Further, since the inner wall surface of the air duct can be rubbed with the cleaning brush while performing the spiral movement, the entire area in the circumferential direction can be easily cleaned.
Further , according to the invention of claim 2 , in addition to the above effect, the cilia of the cleaning brush are replaceable, so that it is not necessary to replace the entire robot when it is worn.
Further , according to the invention of claim 3 , in addition to the above effect, the entire cleaning brush can be replaced, so that there is no problem that the fixing strength of the cilia is lowered.
Further , according to the invention of claim 4 , in addition to the above effects, since the rod portion of the cleaning brush is flexible, dirt can be rubbed out more sufficiently and damage to the cleaning brush can be prevented. Or, the effect of smoothing the movement of the robot can be obtained.
Further , according to the invention of claim 5 , in addition to the above effect, since the elastic member is built in the axle, the structure is further simplified.
Further , according to the invention of claim 6 , in addition to the above effect, the number of wheel sets or the number of wheels is three, and the number of links is two, so that the internal space is narrow and there are many bent points. It will be more suitable for cleaning air ducts.
Further , according to the invention of claim 7 , in addition to the above effect, the number of wheel sets or the number of wheels is four, and the number of links is three, so that the internal space is narrow and there are many bent points. It will be more suitable for cleaning air ducts.

実施形態の空気ダクト清掃用ロボットの斜視概略図である。It is a perspective schematic view of the air duct cleaning robot of an embodiment. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットの平面概略図である。It is a top view of the plan of the air duct cleaning robot of the embodiment. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットの側面概略図概略図である。FIG. 5 is a schematic side view of the air duct cleaning robot of the embodiment. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを部分的に側断面で示した概略図である。It is the schematic which showed the air duct cleaning robot of an embodiment partially in a side cross section. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットが備える弾性部材について示した概略図である。It is the schematic which showed the elastic member provided in the air duct cleaning robot of embodiment. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを使用して空気ダクトを清掃する方法について示した側面概略図である。It is a side schematic which showed the method of cleaning an air duct using the air duct cleaning robot of embodiment. 実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを使用して空気ダクトを清掃する方法について示した側面概略図である。It is a side schematic which showed the method of cleaning an air duct using the air duct cleaning robot of embodiment.

以下、本願発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
図１〜図３は、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットの概略図であり、図１は斜視概略図図２は平面概略図、図３は側面概略図である。
図１〜図３に示す空気ダクト清掃用ロボットは、狭い空気ダクト内の清掃を考慮し、車輪連結型ロボットの構造を採用している。車輪連結型ロボットは、長尺ロボットの一種であり、三組又は三個以上の車輪を二個以上のリンクで連結した構造を有する。各リンクは平面視では一直線上になるので、ロボット全体として長尺なものとなる。 Hereinafter, embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described.
1 to 3 are schematic views of the air duct cleaning robot of the embodiment, FIG. 1 is a schematic perspective view, FIG. 2 is a schematic plan view, and FIG. 3 is a schematic side view.
The air duct cleaning robot shown in FIGS. 1 to 3 adopts a wheel-connected robot structure in consideration of cleaning the inside of a narrow air duct. The wheel connection type robot is a kind of long robot, and has a structure in which three sets or three or more wheels are connected by two or more links. Since each link is in a straight line in a plan view, the robot as a whole becomes long.

リンクは長尺な部材であり、リンクの数は車輪の組の数又は車輪の数より一個少ない。この実施形態では、車軸の両側に一個ずつ車輪１１，１２，１３が取り付けられおり、三組の車輪１１，１２，１３が平面視で一列に並んだ構造となっている。従って、リンクの数は二個である。
車軸１１０，１２０，１３０はリンク２１，２２の両側に取り付けられて、各車軸１１０，１２０，１３０の向きは平面視でリンク２１，２２の長さ方向に対して垂直である。各車軸１１０，１２０，１３０は、リンク２１，２２の幅よりも僅かに長い程度である。従って、各車軸１１０，１２０，１３０の両側に取り付けられた車輪１１，１２，１３は、リンク２１，２２の幅に対して少しはみ出している程度である。 The links are long members, and the number of links is one less than the number of wheel sets or the number of wheels. In this embodiment, one wheel 11, 12, 13 is attached to each side of the axle, and three sets of wheels 11, 12, 13 are arranged in a row in a plan view. Therefore, the number of links is two.
The axles 110, 120 and 130 are attached to both sides of the links 21 and 22, and the directions of the axles 110, 120 and 130 are perpendicular to the length direction of the links 21 and 22 in a plan view. Each axle 110, 120, 130 is slightly longer than the width of the links 21 and 22. Therefore, the wheels 11, 12, and 13 attached to both sides of the axles 110, 120, and 130 are only slightly protruding from the widths of the links 21 and 22.

三組の車輪１１，１２，１３のうち少なくとも一組が駆動されるものであれば足りるが、この実施形態では、三組のうちの左側の組の車輪（以下、第一車輪ということがある。）１１と、中央の組の車輪（以下、第二車輪ということがある。）１２が駆動される構造となっている。右側に位置する残りの一組の車輪１３は、ロボットの移動方向を制御するための車輪（以下、方向制御用車輪という）である。
この実施形態では、移動用車輪１１，１２としてはオムニホイールが使用されている。このため、移動用車輪１１，１２は、前後方向（平面視でリンク２１，２２の長さ方向）に移動可能なほか、左右方向（平面視でリンク２１，２２の幅方向）にも移動可能である。 It suffices if at least one of the three sets of wheels 11, 12, and 13 is driven, but in this embodiment, the left set of wheels of the three sets (hereinafter, may be referred to as the first wheel). .) 11 and the central set of wheels (hereinafter, may be referred to as the second wheel) 12 are driven. The remaining set of wheels 13 located on the right side are wheels for controlling the moving direction of the robot (hereinafter, referred to as direction control wheels).
In this embodiment, omni wheels are used as the moving wheels 11 and 12. Therefore, the moving wheels 11 and 12 can move not only in the front-rear direction (the length direction of the links 21 and 22 in the plan view) but also in the left-right direction (the width direction of the links 21 and 22 in the plan view). Is.

方向制御用車輪１３は、断面円弧状の外面を有する形状となっている。より具体的には、方向制御用車輪１３は、球体をその中心から少しずれた位置で切断した際の小さい方の半球体にほぼ相当する形状となっており、半球面状の外面を有する。方向制御用車軸は、半球の中心軸に沿った状態となっている。
このような方向制御用車輪１３の形状は、実施形態のロボットが、断面円形の空気ダクトの清掃用にも使用されることを考慮したものである。従って、方向制御用車輪１３の半球の曲率は、想定される空気ダクトの内面の断面形状における円弧の曲率を考慮して選定される。方向制御用車輪１３は、ウレタンのような樹脂製であり、ダクトの内壁面との間で適度な摩擦力が生じるようになっている。 The direction control wheel 13 has a shape having an outer surface having an arcuate cross section. More specifically, the direction control wheel 13 has a shape substantially corresponding to the smaller hemisphere when the sphere is cut at a position slightly deviated from the center thereof, and has a hemispherical outer surface. The direction control axle is in a state along the central axis of the hemisphere.
Such a shape of the direction control wheel 13 is taken into consideration that the robot of the embodiment is also used for cleaning an air duct having a circular cross section. Therefore, the curvature of the hemisphere of the direction control wheel 13 is selected in consideration of the curvature of the arc in the assumed cross-sectional shape of the inner surface of the air duct. The direction control wheel 13 is made of a resin such as urethane, and an appropriate frictional force is generated between the wheel 13 and the inner wall surface of the duct.

リンク２１，２２は、図１では円筒状となっているが、角筒状の場合もある。リンク２１，２２には、各車輪１１，１２，１３を駆動する駆動源が内蔵されている。この点について、図４を使用して説明する。図４は、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを部分的に側断面で示した概略図である。
この実施形態では、車輪１１，１２，１３を駆動する駆動源として二種類のものが設けられている。一つは、ロボット全体を移動させるための駆動源（移動用駆動源）３１，３２である。もう一つは、移動の方向を制御するための駆動源（方向制御用駆動源）３３である。 The links 21 and 22 have a cylindrical shape in FIG. 1, but may have a square tubular shape. The links 21 and 22 have a built-in drive source for driving the wheels 11, 12, and 13. This point will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view of the air duct cleaning robot of the embodiment partially shown in a side cross section.
In this embodiment, two types of drive sources for driving the wheels 11, 12, and 13 are provided. One is a drive source (movement drive source) 31 and 32 for moving the entire robot. The other is a drive source (direction control drive source) 33 for controlling the direction of movement.

より具体的に説明すると、図１〜図３において、左側のリンク２１を第一のリンク２１、右側のリンク２２を第二のリンク２２とする。第一第二の二つの移動用駆動源３１，３２が、第一のリンク２１に内蔵されている。
各移動用駆動源３１，３２としては、ＤＣサーボモータ等のモータが使用されている。第一の移動用駆動源３１の出力軸は、第一の傘歯車（符号省略）を介して第一車輪１１の車軸１１０に連結されている。また、第二の移動用駆動源３２の出力軸は、第二の傘歯車（符号省略）を介して第二車輪１２の車軸１２０に連結されている。このため、第一の移動用駆動源３１が動作すると第一の傘歯車を介して第一車輪１１が回転し、第二の移動用駆動源３２が動作すると第二の傘歯車を介して第二車輪１２が回転する。回転の向きに応じ、ロボットが前進又は後退をする。 More specifically, in FIGS. 1 to 3, the link 21 on the left side is referred to as the first link 21, and the link 22 on the right side is referred to as the second link 22. The first and second two mobile drive sources 31 and 32 are built in the first link 21.
Motors such as DC servomotors are used as the moving drive sources 31 and 32. The output shaft of the first mobile drive source 31 is connected to the axle 110 of the first wheel 11 via a first bevel gear (reference numeral omitted). Further, the output shaft of the second moving drive source 32 is connected to the axle 120 of the second wheel 12 via a second bevel gear (reference numeral omitted). Therefore, when the first moving drive source 31 operates, the first wheel 11 rotates via the first bevel gear, and when the second moving drive source 32 operates, the first wheel 11 rotates via the second bevel gear. The two wheels 12 rotate. The robot moves forward or backward depending on the direction of rotation.

一方、第二のリンク２２には、方向制御用駆動源３３が内蔵されている。方向制御用駆動源３３もＤＣサーボモータ等のサーボモータであり、出力軸の回転角度を任意に調整できるものとなっている。図５に示すように、第二のリンク２２内の方向制御用駆動源３３の出力軸３３１は方向制御用車輪１３の車軸（方向制御用車軸）１３０にそのまま連結されている。従って、方向制御用駆動源３３は、方向制御用車軸１３０を第二のリンク２２の長さ方向を中心軸として回転可能としている。この際の回転角度が適宜制御されることで、方向制御用車軸１３０の向きが調整され、これによりロボットの移動方向が制御されるようになっている。尚、出力軸３３１は、ベアリング（符号省略）を介して第二のリンク２２１に保持されている。
尚、方向制御用車輪１３は、方向制御用車軸１３０に対して不図示のベアリングを介して装着されている。従って、上記のように移動用駆動源３１，３２が動作してロボットが前進又は後退する際、方向制御用車輪１３は従動して回転する。方向制御用車軸１３０は、第二のリンク２２に直結されているので、回転しない。 On the other hand, the second link 22 has a built-in direction control drive source 33. The direction control drive source 33 is also a servomotor such as a DC servomotor, and the rotation angle of the output shaft can be arbitrarily adjusted. As shown in FIG. 5, the output shaft 331 of the directional control drive source 33 in the second link 22 is directly connected to the axle (direction control axle) 130 of the directional control wheel 13. Therefore, the direction control drive source 33 makes the direction control axle 130 rotatable about the length direction of the second link 22 as a central axis. By appropriately controlling the rotation angle at this time, the direction of the direction control axle 130 is adjusted, whereby the moving direction of the robot is controlled. The output shaft 331 is held by the second link 221 via a bearing (reference numeral omitted).
The directional control wheel 13 is mounted on the directional control axle 130 via a bearing (not shown). Therefore, when the moving drive sources 31 and 32 operate as described above and the robot moves forward or backward, the directional control wheels 13 are driven to rotate. Since the direction control axle 130 is directly connected to the second link 22, it does not rotate.

尚、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットは、不図示のリモートコントローラとともに使用されるものとなっている。リモートコントローラは、ロボットケーブル４によって実施形態のロボットに繋がれている。
上述した駆動源に対しては、ロボットケーブル４内に含まれる給電線を介して外部から電力が供給されるようになっている。ロボットケーブル４内には、各駆動原の動作速度や回転の向き、回転量等を制御する信号線も含まれている。リモートコントローラは、これら信号線を介して各駆動原を制御する制御ユニットや制御のための操作部を含んでいる。 The air duct cleaning robot of the embodiment is used together with a remote controller (not shown). The remote controller is connected to the robot of the embodiment by the robot cable 4.
Electric power is supplied to the above-mentioned drive source from the outside via a power supply line included in the robot cable 4. The robot cable 4 also includes signal lines that control the operating speed, rotation direction, rotation amount, and the like of each drive source. The remote controller includes a control unit that controls each drive source via these signal lines and an operation unit for control.

このような実施形態のロボットは、空気ダクト内の清掃を可能にするため、清掃用ブラシ５を備えている。清掃用ブラシ５は、ロッド部５１と、ロッド部５１に設けた繊毛５２とから成っている。
図４に示すように、ロッド部５１の一端は方向制御用車軸１３０に連結されている。ロッド部５１は、二分割可能となっており、ビス止めによって両者は連結されている。ロッド部５１の一方は、方向制御用車軸に固定されており、他方は先端側に延びて繊毛を固定している。即ち、ロッド部５１は、方向制御用車軸１３０に対してビス止めされていて着脱可能な構造となっている。この他、ロッド部５１の後端部の周面がねじ切りされていて、ねじ込み式で着脱される構造が採用されることもある。 The robot of such an embodiment is provided with a cleaning brush 5 in order to enable cleaning of the inside of the air duct. The cleaning brush 5 includes a rod portion 51 and cilia 52 provided on the rod portion 51.
As shown in FIG. 4, one end of the rod portion 51 is connected to the direction control axle 130. The rod portion 51 can be divided into two, and the two are connected by screwing. One of the rod portions 51 is fixed to the direction control axle, and the other extends toward the tip side to fix the cilia. That is, the rod portion 51 has a structure in which the rod portion 51 is screwed to the direction control axle 130 and is removable. In addition, a structure in which the peripheral surface of the rear end portion of the rod portion 51 is threaded and is attached / detached by a screw-in type may be adopted.

繊毛５２は、ロッド部５１の長さ方向の中央から先端にかけて設けられている。繊毛５２は、ポリエチレンやポリプロピレンといった比較的硬い樹脂で形成されていることが好ましい。ロッド部５１の長さは、繊毛５２が使用時に空気ダクトの内壁面に到達可能な長さであることが必要である。 The cilia 52 are provided from the center to the tip of the rod portion 51 in the length direction. The cilia 52 are preferably made of a relatively hard resin such as polyethylene or polypropylene. The length of the rod portion 51 needs to be such that the cilia 52 can reach the inner wall surface of the air duct during use.

ロッド部５１は、弾性を有するロッド本体と、蛇腹状の部分を有してロッド本体を取り囲むケースとから成っており、全体として可撓性を有する。ロッド本体は、硬質ゴムのような比較的硬い弾性体で形成されている。ケースは、ロッド本体５１１の保護が目的であるので、ステンレス、アルミ等の金属製である。 The rod portion 51 includes an elastic rod main body and a case having a bellows-shaped portion and surrounding the rod main body, and has flexibility as a whole. The rod body is made of a relatively hard elastic body such as hard rubber. The case is made of metal such as stainless steel or aluminum because the purpose is to protect the rod body 511.

また、実施形態のロボットは、車輪が空気ダクトの内壁面に当接するように弾性力を作用させる弾性部材を備えている。この弾性部材は、内部空間の大きさの異なる種々の空気ダクトについて十分に清掃が行えるようにするためのものである。弾性部材について、図４及び図５を使用して説明する。図５は、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットが備える弾性部材について示した概略図である。 Further, the robot of the embodiment includes an elastic member that exerts an elastic force so that the wheel abuts on the inner wall surface of the air duct. This elastic member is for sufficiently cleaning various air ducts having different sizes of internal spaces. The elastic member will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 5 is a schematic view showing an elastic member included in the air duct cleaning robot of the embodiment.

上記の通り、実施形態のロボットは、二組の移動用車輪（駆動車輪）１１，１２を備えている。ロボットが安定して移動するためには、二組の移動用車輪１１，１２の全てが空気ダクトの内壁面に接触していることが望ましい。二個のリンク２１，２２が成す角度（以下、図２にθで示す）は、各リンク２１，２２の長さが一定の場合、内部空間の大きな空気ダクトについてはθは小さくなり、内部空間の小さな空気ダクトについてはθは大きくなる（但し、θ＜１８０°）。 As described above, the robot of the embodiment includes two sets of moving wheels (driving wheels) 11 and 12. In order for the robot to move stably, it is desirable that all of the two sets of moving wheels 11 and 12 are in contact with the inner wall surface of the air duct. The angle formed by the two links 21 and 22 (hereinafter, shown by θ in FIG. 2) is such that when the length of each link 21 and 22 is constant, θ becomes small for an air duct having a large internal space, and the internal space becomes small. For small air ducts, θ is large (however, θ <180 °).

この場合、内部空間の異なる種々の空気ダクトに対して１台のロボットで清掃ができるようにするためには、想定される最も内部空間の大きな空気ダクトに合わせてリンク２１，２２の長さを選定し、内部空間の小さな空気ダクトについては、弾性部材の弾性に抗してリンク２１，２２が広がる（θが大きくなる）ようにすれば良い。実施形態における弾性部材は、このような意義を有するものとなっている。即ち、この実施形態では、弾性部材は、二個のリンク２１，２２の成す角度が小さくなるように弾性力を作用させるものとなっている。 In this case, in order to enable one robot to clean various air ducts with different internal spaces, the length of the links 21 and 22 should be adjusted to match the air duct with the largest expected internal space. For the air duct having a small internal space, the links 21 and 22 may be widened (the θ becomes large) against the elasticity of the elastic member. The elastic member in the embodiment has such a significance. That is, in this embodiment, the elastic member exerts an elastic force so that the angle formed by the two links 21 and 22 becomes smaller.

より具体的には、弾性部材は、この実施形態では板バネ６となっている。図４に示すように、板バネ６は第二車輪１２に内蔵されており、図５にその外観が示されている。板バネ６は、図５に示すように円弧状に丸められた形状を有する。板バネ６の周方向の一方の端部は、第一のリンク２１に設けられた不図示のストッパに引っ掛かっており、他方の端部は第二のリンク２２に設けられた不図示のストッパに引っ掛かっている。このため、二つのリンク２１，２２が開こうとすると、板バネ６の弾性に抗する状態となる。 More specifically, the elastic member is a leaf spring 6 in this embodiment. As shown in FIG. 4, the leaf spring 6 is built in the second wheel 12, and its appearance is shown in FIG. The leaf spring 6 has a shape rounded in an arc shape as shown in FIG. One end of the leaf spring 6 in the circumferential direction is hooked on a stopper (not shown) provided on the first link 21, and the other end is hooked on a stopper (not shown) provided on the second link 22. I'm stuck. Therefore, when the two links 21 and 22 try to open, they are in a state of resisting the elasticity of the leaf spring 6.

次に、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを使用して空気ダクトを清掃する方法について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットを使用して空気ダクトを清掃する方法について示した側面概略図である。
実施形態のロボットを使用して空気ダクト９を清掃する場合、空気ダクト９における既存の開口からロボットを空気ダクト９内に進入させる。「既存の開口」とは、清掃用に新たに開口を設けることなくという意味である。例えば、空調ダクトであれば、空調機器本体と空調ダクトの接続部分を外して空調ダクトの端面開口からロボットを進入させる。換気ダクトであれば、建物の外壁面等に設けられた換気口からロボットを進入させたり、屋内に設けられた換気ファンを取り外し、屋内側からロボットを進入させたりする。排気ダクトであれば、排気ファンの接続部分を外してそこからロボットを進入させたり、屋外の排気ダクトの終端開口からロボットを進入させたりする。 Next, a method of cleaning the air duct using the air duct cleaning robot of the embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 are schematic side views showing a method of cleaning the air duct using the air duct cleaning robot of the embodiment.
When cleaning the air duct 9 using the robot of the embodiment, the robot is made to enter the air duct 9 through an existing opening in the air duct 9. "Existing opening" means that no new opening is provided for cleaning. For example, in the case of an air-conditioning duct, the connection portion between the air-conditioning equipment main body and the air-conditioning duct is removed, and the robot enters through the end face opening of the air-conditioning duct. If it is a ventilation duct, the robot can be entered through a ventilation port provided on the outer wall surface of the building, or the ventilation fan provided indoors can be removed and the robot can be entered from the indoor side. If it is an exhaust duct, the connection part of the exhaust fan is disconnected and the robot is allowed to enter from there, or the robot is allowed to enter through the terminal opening of the outdoor exhaust duct.

ロボットを進入させる際、自由状態から少し第一第二のリンク２１，２２を作業者が手で広げる。自由状態でのロボットはリンク角θが最小となっており、この状態のロボットの高さｈは、空気ダクトの内部の大きさより少し大きい。内部空間の大きさとは断面円形の空気ダクトであれば内径（直径）であり、断面方形の空気ダクトであれば、内部の高さ又は幅である。 When the robot is entered, the operator manually spreads the first and second links 21 and 22 from the free state. The robot in the free state has the minimum link angle θ, and the height h of the robot in this state is slightly larger than the size inside the air duct. The size of the internal space is the inner diameter (diameter) in the case of an air duct having a circular cross section, and the internal height or width in the case of an air duct having a square cross section.

弾性部材としての板バネ６の弾性力に抗してリンク角θを広げながら、ロボットを開口から空気ダクト９内に押し込む。そして、リモートコントローラを操作し、ロボットを空気ダクト９内で前進させる。そして、図６に示すように、前進させながら、先頭に設けた清掃用ブラシ５により空気ダクト９の内壁面の清掃を行わせる。 The robot is pushed into the air duct 9 through the opening while widening the link angle θ against the elastic force of the leaf spring 6 as an elastic member. Then, the remote controller is operated to move the robot forward in the air duct 9. Then, as shown in FIG. 6, the inner wall surface of the air duct 9 is cleaned by the cleaning brush 5 provided at the head while advancing.

より具体的に説明すると、ロボットを直線的に前進させる場合、方向制御用車軸１３０を空気ダクト９の長さ方向に対して垂直とし、この状態で移動用駆動源３１，３２を動作させる。これによりロボットは前進する。この際、図６に示すように、清掃用ブラシ５の繊毛５２は、主として空気ダクト９の底面に接触し、底面の塵埃等の汚れを擦り出す。 More specifically, when the robot is moved forward linearly, the direction control axle 130 is perpendicular to the length direction of the air duct 9, and the moving drive sources 31 and 32 are operated in this state. This causes the robot to move forward. At this time, as shown in FIG. 6, the cilia 52 of the cleaning brush 5 mainly come into contact with the bottom surface of the air duct 9 and scrape off dirt such as dust on the bottom surface.

また、図７に示すように、方向制御用車軸１３０を空気ダクトの長さ方向に対して斜めの状態とし、この状態で移動用駆動源３１，３２を動作させると、移動用車輪１１，１２としてオムニホイールが採用されているので、真っすぐな空気ダクト９内でロボットが螺旋運動をしながら前進をする。この際、先頭の清掃用ブラシ５は、空気ダクト９の内壁面の周方向の全域に亘って塵埃等の汚れを擦り出し、この状態を保ちながらロボットは螺旋状に前進する。 Further, as shown in FIG. 7, when the direction control axle 130 is in an oblique state with respect to the length direction of the air duct and the moving drive sources 31 and 32 are operated in this state, the moving wheels 11 and 12 are operated. Since the omni wheel is adopted as the robot, the robot moves forward while spirally moving in the straight air duct 9. At this time, the cleaning brush 5 at the head scrubs dirt such as dust over the entire area in the circumferential direction of the inner wall surface of the air duct 9, and the robot advances spirally while maintaining this state.

このようにして汚れを清掃用ブラシ５が擦り出している際、空気ダクト９の開口に送風ファンを設置し、空気ダクト９内を送風する。この場合、好ましくは、ロボットが前進している方向に送風することが好ましい。例えば、ロボットを進入させた開口に送気ファンを設けて送気し、ロボットが前進するその先に向けて汚れを吹き飛ばすようにする。吹き飛ばされた汚れは、空気ダクト９の反対側の開口（不図示）から排出される。反対側の開口に吸気ファンを設けて吸気しながら汚れを排出しても良い。但し、この場合、吸気ファンが汚れをかぶることになるので、送気ファンによる汚れの排出の方が好ましい。反対側から吸気する場合には、吸気ファンに適宜フィルタが設けられる。尚、ロボットを進入させた側の開口から吸気ファンによる送風を行っても良い。但し、この方法ではロボットが汚れをかぶることになるので、ロボットに汚れが付着し易くなる問題がある。従って、ロボットの前方に向けて送風する方法の方が好ましい。 When the cleaning brush 5 scrapes off dirt in this way, a blower fan is installed in the opening of the air duct 9 to blow air into the air duct 9. In this case, it is preferable to blow air in the direction in which the robot is moving forward. For example, an air supply fan is provided in the opening into which the robot has entered to supply air so that dirt is blown away toward the point where the robot advances. The blown dirt is discharged from the opening (not shown) on the opposite side of the air duct 9. An intake fan may be provided in the opening on the opposite side to discharge dirt while inhaling. However, in this case, since the intake fan is covered with dirt, it is preferable to discharge the dirt by the air supply fan. When intake air is taken from the opposite side, a filter is appropriately provided in the intake fan. It should be noted that the air may be blown by the intake fan from the opening on the side where the robot has entered. However, in this method, since the robot is covered with dirt, there is a problem that the dirt is likely to adhere to the robot. Therefore, the method of blowing air toward the front of the robot is preferable.

このようにして空気ダクト９の全長に亘って汚れの擦り出しと送風による排出が行われる。この際、空気ダクト９は屈曲している場合が多いが、屈曲箇所では、リモートコントローラから信号が送られ、方向制御用車軸１３０が制御される。例えば、空気ダクト９が左に屈曲している場合、方向制御用車軸１３０を少し左に回転させて方向制御用車輪１３を少し左に向け、この状態で移動用駆動源３１，３２を低速で少し動作させ、ロボットが左に曲がりながら前進するようにする。この際、ロボットが螺旋状に前進してきた場合には、屈曲箇所の手前で停止させ、方向制御用車軸１３０が空気ダクトの長さ方向に対して垂直（単純前進の姿勢）に予めする。 In this way, dirt is scraped out and discharged by blowing air over the entire length of the air duct 9. At this time, the air duct 9 is often bent, but at the bent portion, a signal is sent from the remote controller to control the direction control axle 130. For example, when the air duct 9 is bent to the left, the direction control axle 130 is rotated slightly to the left to turn the direction control wheel 13 slightly to the left, and in this state, the moving drive sources 31 and 32 are operated at low speed. Move it a little so that the robot turns to the left and moves forward. At this time, when the robot moves forward in a spiral shape, the robot is stopped before the bent portion so that the direction control axle 130 is perpendicular to the length direction of the air duct (simple forward posture).

このようにして屈曲箇所でロボットを制御して屈曲に沿ってロボットの移動方向を制御しながら、空気ダクト９の全長に亘って塵埃等の汚れの除去が行われる。尚、屈曲箇所でも、清掃用ブラシ５は空気ダクト９の底面を擦るから汚れの除去が行える。また、緩い屈曲箇所では、螺旋運動をしながらカーブすることができる場合もあり、この場合は、屈曲箇所においても周方向の全域に亘って汚れの除去が行える。 In this way, while controlling the robot at the bent portion to control the moving direction of the robot along the bent portion, dirt such as dust is removed over the entire length of the air duct 9. Even at the bent portion, the cleaning brush 5 rubs the bottom surface of the air duct 9, so that dirt can be removed. Further, in a loosely bent portion, it may be possible to curve while performing a spiral motion, and in this case, dirt can be removed over the entire circumferential direction even at the bent portion.

尚、実施形態の空気ダクト清掃用ロボットは、移動用駆動源３１，３２を逆向きに動作させることで後退も可能である。方向制御用車軸１３０を適宜の角度にしておくことで、空気ダクト９の屈曲に応じて曲がりながら後退させることも可能である。従って、終端まで汚れの擦り出しを行った後、後退して当初の開口まで戻ってくるよう動作させる場合もある。この例は、何らかの事情で終端の開口からロボットを取り出せない場合にあり得る。
また、一台のロボットを繰り返し空気ダクト清掃用に使用すると、清掃用ブラシ５の繊毛５２が摩耗する。この場合は、清掃用ブラシ５をロッド部５１の連結部分から取り外して新品と交換する。 The air duct cleaning robot of the embodiment can be retracted by operating the moving drive sources 31 and 32 in the opposite directions. By setting the direction control axle 130 at an appropriate angle, it is possible to retract the air duct 9 while bending it according to the bending of the air duct 9. Therefore, after scraping off the dirt to the end, it may be operated so as to retract and return to the original opening. This example may be the case where the robot cannot be removed from the terminal opening for some reason.
Further, when one robot is repeatedly used for cleaning the air duct, the cilia 52 of the cleaning brush 5 are worn. In this case, the cleaning brush 5 is removed from the connecting portion of the rod portion 51 and replaced with a new one.

このような実施形態の空気ダクト清掃用ロボットによれば、平面視で一列に配列された三組の車輪１１，１２，１３と、両側それぞれ一組の車輪１１，１２，１３を繋いだ二個の長尺なリンク２１，２２とから成る車輪連結型の構造となっているので、内部空間の狭い空気ダクトの場合についても内壁面の清掃を良好に行うことができる。この際、移動用車輪１１，１２が弾性力によって内壁面に押し付けられるので、ロボットの走行が円滑に行える。 According to the air duct cleaning robot of such an embodiment, three sets of wheels 11, 12, 13 arranged in a row in a plan view and two sets of wheels 11, 12, 13 connected to each side are connected. Since it has a wheel-connected structure composed of the long links 21 and 22, the inner wall surface can be satisfactorily cleaned even in the case of an air duct having a narrow internal space. At this time, since the moving wheels 11 and 12 are pressed against the inner wall surface by the elastic force, the robot can run smoothly.

上記実施形態では、車輪は三組でリンクは二個であったが、四組の車輪と三個のリンクでも良く、五組の車輪と四個のリンクでも良い。さらに車輪の組とリンクとの数を増やしても良い。この場合も、各リンクは平面視で同一直線上に延び、先頭に向かって交互に斜め上又は斜め下に延びた状態で連結される。例えば、リンクの数が三個の場合、最も前側のリンクは下から斜め上に延びる姿勢となり、先頭の車輪は、空気ダクトの内部上面に当接するよう弾性部材が設けられる。リンクの数が四個の場合の最も前側のリンクは、二個の場合と同様に上から斜め下に延びる姿勢となる。
尚、発明者の検討によると、空気ダクト清掃、特に家庭用等の内部空間が狭く屈曲箇所の多い空気ダクトの清掃用としては、車輪及びリンクの数は小さい方が好ましく、三組の車輪と二個のリンク、又は四個の車輪と三個のリンクぐらいが適当である。 In the above embodiment, the number of wheels is three and the number of links is two, but four sets of wheels and three links may be used, or five sets of wheels and four links may be used. Further, the number of wheel sets and links may be increased. Also in this case, the links extend on the same straight line in a plan view, and are connected in a state of extending diagonally upward or diagonally downward toward the head. For example, when the number of links is three, the frontmost link is in a posture extending diagonally upward from the bottom, and the leading wheel is provided with an elastic member so as to abut on the inner upper surface of the air duct. When the number of links is four, the frontmost link has a posture extending diagonally downward from the top as in the case of two links.
According to the study of the inventor, it is preferable that the number of wheels and links is small, and three sets of wheels are used for cleaning the air duct, especially for cleaning the air duct having a narrow internal space and many bending points such as for home use. Two links, or four wheels and three links are suitable.

また、ある程度幅のある車輪を使用すれば、二個一組の車輪に代えて一個のみの車輪を使用することも可能である。この場合、例えば二個のリンクに対して三個の車輪が組み合わせて車輪連結型ロボットを構成することになる。逆に、三個又はそれ以上の車輪が一組となっていて、それが三組以上用いられていても良い。 Further, if wheels having a certain width are used, it is possible to use only one wheel instead of a pair of wheels. In this case, for example, three wheels are combined for two links to form a wheel-connected robot. On the contrary, three or more wheels may be set and three or more sets may be used.

この実施形態では、先頭に位置する一組の車輪１３が方向制御用車輪となっているので、屈曲した空気ダクトであっても清掃が行える。この場合、方向制御用車軸１３０に清掃用ブラシ５が取り付けられている点は、大きな相乗効果を有する。即ち、空気ダクトの内壁面のより広い領域を効率良く清掃するためには、清掃用ブラシ５がより広い領域に亘って内壁面に接触するようにする必要がある。この場合、清掃用ブラシ５に対して駆動機構を別途設けて清掃用ブラシ５を動かすようにしても良いが、構造的に複雑になる欠点がある。方向制御用車軸１３０に清掃用ブラシ５が連結されていると、方向制御用車軸１３０の駆動機構を利用して清掃用ブラシ５の動作範囲を広げることができ、構造的にも複雑にならない。 In this embodiment, since the set of wheels 13 located at the head is the direction control wheel, even a bent air duct can be cleaned. In this case, the fact that the cleaning brush 5 is attached to the direction control axle 130 has a great synergistic effect. That is, in order to efficiently clean a wider area of the inner wall surface of the air duct, it is necessary for the cleaning brush 5 to come into contact with the inner wall surface over the wider area. In this case, a drive mechanism may be separately provided for the cleaning brush 5 to move the cleaning brush 5, but there is a drawback that the structure becomes complicated. When the cleaning brush 5 is connected to the direction control axle 130, the operating range of the cleaning brush 5 can be expanded by using the drive mechanism of the direction control axle 130, and the structure is not complicated.

上記相乗効果において、実施形態のロボットは移動用車輪１１，１２にオムニホイールを採用しているので、螺旋状の前進を行うことができ、このことは清掃用ブラシ５が空気ダクトの周面の全域に亘って清掃を行うことを可能にしており、より大きな相乗効果をもたらしている。
また、清掃用ブラシ５のロッド部５１が可撓性であるので、繊毛５２を空気ダクトの内壁面に押し付けることで汚れの擦り出しが効率良く行われる。加えて、可撓性のロッド部５１は、ロボットが空気ダクトの屈曲部を曲がる際の動きを円滑にしたり衝撃を吸収して清掃用ブラシ５の損傷を防いだりする効果がある。 In the above synergistic effect, since the robot of the embodiment employs omni wheels for the moving wheels 11 and 12, it is possible to make a spiral advance, which means that the cleaning brush 5 is on the peripheral surface of the air duct. It makes it possible to clean the entire area, which has a greater synergistic effect.
Further, since the rod portion 51 of the cleaning brush 5 is flexible, the cilia 52 are pressed against the inner wall surface of the air duct to efficiently scrape out dirt. In addition, the flexible rod portion 51 has the effect of smoothing the movement of the robot when bending the bent portion of the air duct and absorbing the impact to prevent damage to the cleaning brush 5.

さらに、清掃用ブラシ５が着脱可能に連結されているので、清掃用ブラシ５の繊毛５２が摩耗した場合にもロボット全体を新しくする必要はなく、清掃用ブラシ５のみ交換できる。このため、コストが安価となる。この際、清掃用ブラシ５はロッド部５１の連結部分から取り外すことができるので、繊毛５２はロッド部５１に固定したままとすることができ、繊毛５２の強度が低下する問題はない。繊毛５２をロッド部５１に対して着脱自在としても良いが、繊毛５２の固定強度が低下する問題が生じ得る。 Further, since the cleaning brush 5 is detachably connected, even if the cilia 52 of the cleaning brush 5 are worn, it is not necessary to renew the entire robot, and only the cleaning brush 5 can be replaced. Therefore, the cost is low. At this time, since the cleaning brush 5 can be removed from the connecting portion of the rod portion 51, the cilia 52 can be kept fixed to the rod portion 51, and there is no problem that the strength of the cilia 52 is lowered. The cilia 52 may be detachable from the rod portion 51, but there may be a problem that the fixing strength of the cilia 52 is lowered.

上記実施形態の空気ダクト清掃用ロボットにおいて、カメラが搭載されることがあり得る。カメラは、例えば、いずれかのリンク２１，２２に上面に固定される。カメラ搭載の目的は、空気ダクトの屈曲状態をモニタしながらリモートコントローラを操作することでロボットの移動をスムーズにしたり、空気ダクトの内壁面の汚れの状況を確認したり、清掃後の内壁面を撮影して塵埃が十分に除去されているかを確認したりする等の目的であり、これらのうちのいずれか複数の目的で兼用されることもあり得る。 A camera may be mounted on the air duct cleaning robot of the above embodiment. The camera is fixed to the top surface, for example, on any of the links 21 and 22. The purpose of mounting the camera is to operate the remote controller while monitoring the bending state of the air duct to smooth the movement of the robot, check the dirt status of the inner wall surface of the air duct, and clean the inner wall surface after cleaning. The purpose is to take a picture to check whether the dust is sufficiently removed, and it may be used for any one or more of these purposes.

カメラについては、別のロボットに搭載して空気ダクト内に進入させても良いが、ロボットが二台必要になってコスト高となる。また、一台のロボットに清掃用ブラシ５とカメラが搭載されていれば、清掃用ブラシ５による清掃の状況をカメラで撮影してモニタすることもできる。
ＣＣＤイメージセンサを使用した高性能のカメラが市販されているので、上記目的のカメラとして利用できる。ロボットとリモートコントローラとをつなぐロボットケーブル４内には、カメラへの給電線や制御信号線、カメラから撮影データを送るデータ線等が含められる。 The camera may be mounted on another robot and entered into the air duct, but two robots are required, which increases the cost. Further, if the cleaning brush 5 and the camera are mounted on one robot, the cleaning situation by the cleaning brush 5 can be photographed and monitored by the camera.
Since a high-performance camera using a CCD image sensor is commercially available, it can be used as a camera for the above purpose. The robot cable 4 that connects the robot and the remote controller includes a power supply line to the camera, a control signal line, a data line for sending shooting data from the camera, and the like.

また、上記実施形態の空気ダクト清掃用ロボットにおいて、清掃用の薬液を噴射するため、ノズルが設けられる場合がある。ノズルはいずれかのリンク２１，２２に固定され、給液ホースが接続される。給液ホースは、ロボットケーブル４に束ねられ、給液ホースには送液ポンプや薬液タンクが接続される。
薬液としては、典型的には厨房設備の排気ダクトにおいて油汚れを除去するためのもの（油を空気ダクトの内壁面から浮かせる性質を持ったもの）が採用される。薬液は、ノズルから噴射されて空気ダクトの内面に散布される。このため、こびりついた油汚れが容易に除去できる。この他、例えば消毒用の薬液が使用されることもあり、これは、厨房設備の排気ダクト以外でもあり得る（例えば病院における空調ダクト等）。 Further, in the air duct cleaning robot of the above embodiment, a nozzle may be provided in order to inject a cleaning chemical solution. The nozzle is fixed to one of the links 21 and 22, and the liquid supply hose is connected. The liquid supply hose is bundled with the robot cable 4, and a liquid feed pump and a chemical liquid tank are connected to the liquid supply hose.
As the chemical solution, typically, one for removing oil stains in the exhaust duct of kitchen equipment (one having a property of floating oil from the inner wall surface of the air duct) is adopted. The chemical solution is ejected from the nozzle and sprayed on the inner surface of the air duct. Therefore, the sticky oil stains can be easily removed. In addition, for example, a chemical solution for disinfection may be used, which may be other than the exhaust duct of kitchen equipment (for example, an air conditioning duct in a hospital).

上記実施形態の空気ダクト清掃用ロボットでは、移動用車輪を空気ダクトの内壁面に押し付けるための弾性部材は、円弧状に丸められた板バネ６であったが、コイルスプリングを全体に円弧状にしたものや、流体圧を用いる弾性部材等が使用されることもあり得る。
また、弾性部材が各リンク２１，２２に内蔵されることもあり得る。例えば各リンク２１，２２を長さ方向に縦設した二つの部材から成るものとし、両者の間に弾性部材を設ける。弾性部材の弾性力は、両者が離れる向きとし、この弾性力に抗して二つの部材を押し込みながらロボットを空気ダクト内に進入させるようにする。
尚、清掃用ブラシ５については、先頭の方向移動用車軸に設けることは上述した意義があるが、いずれかのリンク２１，２２に設けても良い。ロッド部５１や繊毛５２を適宜の長さとしたり、複数のブラシを設けたりすることで、空気ダクトの内壁面の清掃が適宜行われる構造を採用し得る。 In the air duct cleaning robot of the above embodiment, the elastic member for pressing the moving wheel against the inner wall surface of the air duct is a leaf spring 6 rounded in an arc shape, but the coil spring is formed in an arc shape as a whole. Or an elastic member that uses fluid pressure may be used.
Further, an elastic member may be incorporated in each of the links 21 and 22. For example, each of the links 21 and 22 is composed of two members vertically arranged in the length direction, and an elastic member is provided between the two members. The elastic force of the elastic member is set so that the two members are separated from each other, and the robot is made to enter the air duct while pushing the two members against the elastic force.
Although it is significant as described above that the cleaning brush 5 is provided on the leading directional movement axle, it may be provided on any of the links 21 and 22. By setting the rod portion 51 and the cilia 52 to an appropriate length or providing a plurality of brushes, it is possible to adopt a structure in which the inner wall surface of the air duct is appropriately cleaned.

１１第一車輪（移動用車輪）
１１０移動用車軸
１２第二車輪（移動用車輪）
１２０移動用車軸
１３方向制御用車輪
１３０方向制御用車軸
２１第一のリンク
２２第二のリンク
３１移動用駆動源
３２移動用駆動源
３３方向制御用駆動源
４ロボットケーブル
５清掃用ブラシ
５１ロッド部
５２繊毛
６弾性部材としての板バネ 11 First wheel (moving wheel)
110 Moving Axle 12 Second Wheel (Moving Wheel)
120 Moving Axle 13 Direction Control Wheel 130 Direction Control Axle 21 First Link 22 Second Link 31 Moving Drive Source 32 Moving Drive Source 33 Direction Control Drive Source 4 Robot Cable 5 Cleaning Brush 51 Rod 52 Fiber 6 Leaf spring as an elastic member

Claims

An air duct cleaning robot that cleans the inner wall surface of the air duct.
With three or more sets or three or more wheels arranged in a row in a plan view,
Two or more links connected with one set or one wheel of three or more sets or three or more wheels intervening,
It is equipped with a moving drive source that drives at least one set or one wheel to move each link and each wheel integrally.
Two or more links are long members that extend on the same straight line in a plan view, and extend diagonally upward or diagonally downward toward the beginning.
One or one of three or more sets or three or more wheels is attached to the rear end of the rearmost link, and three or more sets or one of the three or more wheels is attached to the tip of the frontmost link. Another set or one of the three or more wheels is installed
An elastic member that exerts an elastic force so that each wheel abuts on the inner wall surface of the air duct is provided on the axle or link of either wheel.
A set or a wheel connected to the tip of the link located at the frontmost side is connected to the link via a directional control axle, and the directional control axle is oriented so as to intersect in the length direction of the link. Suitable for
The output shaft of the directional control drive source that changes the direction of the directional control axle and controls the direction of movement by the moving drive source is connected to the directional control axle.
The rod part of the cleaning brush is connected to the direction control axle,
The cleaning brush consists of a rod part and cilia provided on the rod part, and the rod part has a length that allows the tip of the cilia to reach the inner wall surface of the air duct.
The moving wheel, which is a wheel other than the set or one wheel connected to the direction control axle, is an omni wheel.
The cleaning brush covers the entire area in the circumferential direction of the inner wall surface of the air duct when the moving drive source operates and spirally moves in a state where the direction control axle is inclined with respect to the length direction of the air duct. An air duct cleaning robot that is connected so as to come into contact with the inner wall surface and scrape off dirt.

The cleaning brush, air duct cleaning robot according to claim 1, wherein the replacement of the cilia is attached in a state as possible.

The air duct cleaning robot according to claim 2 , wherein the cleaning brush is detachably connected to the whole.

The air duct cleaning robot according to any one of claims 1 to 3, wherein the rod portion of the cleaning brush is flexible.

The elastic member is provided on the axle of a wheel located between two adjacent links, and the side view angle formed by the two links is smaller than 180 degrees. The air duct cleaning robot according to any one of claims 1 to 4 , wherein an elastic force is applied so as to be the same.

The air duct cleaning robot according to any one of claims 1 to 5 , wherein the number of wheel sets or the number of wheels is three, and the number of links is two.

The air duct cleaning robot according to any one of claims 1 to 5 , wherein the number of wheel sets or the number of wheels is four, and the number of links is three.