名称 MIRS2301 システム提案書
番号 MIRS2301-DSGN-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A04 2023.7.19 武田 巧達 小谷 進 第四版



   

目次

  • 1.はじめに
  • 2.プロジェクトテーマ
  • 3.製品コンセプト・特徴
  • 4.主な機能
  • 5.外観イメージ
  • 6.開発項目
  • 7.推定予算
  • 1.はじめに

  • 学校の問題としてあげられるものとして、「教室が汚い」・「アレルギー症状が出る」がある。

  • 現状、学校生活において放課後10分ほどの教室の掃除が行われていますが人の力ではある程度までしか掃除できないので綺麗な環境と言えない。
    黒板のレールに至ってはチョークの粉が掃除の際舞ってしまい、放置されていることも多い。

    他にも日常的に人が行き交う場所なのでハウスダストや花粉が飛び交ってしまう。
    また、アレルギー症状の有病率は10代が最も多い点からも学校におけるアレルギー症状の健康被害は問題視できる。
    ハウスダストや花粉はアレルギーを持っている人がいるのに掃除する手段が空気清浄機であるが教室全体を綺麗にすることはできない。
    鼻アレルギー症状調査(日耳鼻)


  • これらを解消することで快適な学校生活を送ることができるようになると考えた。よって、私たちはこの2点に着目し、「教室の清掃を行う」「アレルギー物質の除去を行う」の2つを行うためのロボットを製作することにした。
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    2.プロジェクトテーマ

    私たちの掲げるプロジェクトは、

    RObot Cleans Around School

    ROCASL


    学校中をロボットできれいにするプロジェクトをここに宣言する。

    3.製品コンセプト

    本プロジェクトの製品コンセプトは以下の2つである。

  • アレルギー物質を除去することで快適な学校生活を実現
        空気清浄と黒板レーンの清掃による健康被害の防止

  • 学校特有の箇所を掃除する
       黒板のレーンや机の下など学校特有で清掃がしづらい場所も清掃

  • 4.主な機能

    本プロジェクトのロボットの主な機能は以下の3つとなる。

    ・黒板のレーンの清掃

    黒板のレーンは健康被害の原因の一つであるチョークの粉が蓄積されている。
    吸引機によりチョークの粉を吸い込み、黒板のレーンをきれいにする。

    ・空気清浄

    空気中にある花粉やハウスダストなどのアレルギー物質や黒板から舞ったチョークの粉を、 ファンとフィルターを用いた空気清浄機によって除去する。
    空気清浄に使用するファンと黒板レーン清掃用のファンとは別のものを使用する。

    ・床の清掃

    床に落ちているごみやハウスダストなどを除去するため、水ぶきを行う。
    子機を用いることによって机やいすの下、狭いところもきれいにできる。
    床の清掃には水拭きシートを利用しする。



    清掃手順

    ①親機の送風機による黒板レーンの清掃と子機の床掃除を並列に行う。
    ②親機はレーン清掃が終わり次第所定の位置へ戻り待機する。
    ③子機による清掃が十分に行われたら子機は親機と合流する。空気清浄は子機の清掃後も行う。

    以上の手順を人のいない時間(放課後・早朝など)に行い、快適な環境の提供をする。


    図1.動きフローチャート

    5.外観イメージ

    親機には黒板のレーンにたまったチョークを吸い込むための吸引機構が必要となる。
    図2のようなパイプ、ホース、ワイヤを利用した吸引機を作製する。
    下部に空気清浄機をとりつけ、空気清浄を行う。
    吸引口はワイヤにより折り畳みが可能。



    図2.親機外観イメージ

    子機には拭き掃除用の水拭きシートを取り付けるクリップを用意し、ライダーによるマッピングから
     机の下などの掃除しづらい場所の清掃を行う。


    図3.子機外観イメージ

    6.開発項目

                 
    開発項目優先度機能
    子機 A 床掃除を行うために作成
    タイヤ、モータ、ボールキャスターによる移動
    以下の拭き掃除、マッピングの機能を追加で搭載する
    標準機と同様に緊急停止用のスイッチを設ける
    拭き掃除A 水ぶきシートによる床の拭き掃除
    子機にクリップを用いて固定
    移動に伴い清掃を行う
    マッピング(ライダー) A 机や椅子の下など教室特有の箇所の清掃用
    子機に搭載し、狭い箇所の清掃も可能にする
    各班1つまでの特別購入品としてライダーの購入を希望
    吸引機 A 黒板清掃用に製作
    親機の上部に取り付ける
    パイプとホースを使用し黒板のレーン上のチョークの粉を吸引する
    ワイヤによる折り畳みができる
    空気清浄機 A 空気清浄に使用する
    ファンとフィルターを使用し空気清浄を行う
    親機の下部に取り付ける
    教室間の移動 B 親機、子機共に教室間の移動を行う
    子機のライダーによるマッピングで移動を行う
    親機は子機からの通信によりルートを把握、移動する
    子機の運搬・回収 C 親機の最下部に子機収納用のスペースを設ける
    2機間の通信により位置を把握、子機が親機に帰還する
    子機が親機に収納された状態で教室間の移動が行えることが理想
    水ぶきシート自動交換 C 拭き掃除用に子機に取り付ける水ぶきシートの交換を自動で行う
    親機との接触で子機の水拭きシートの取り外し・取り付けを行える機構を製作する
    親機に水拭きシートを収納するスペースを設ける

    7.購入物品概算

                                                                                                                                                                     
    物品販売ページ 使用用途単価 個数 小計
    ボールキャスター 
    ボールキャスター販売ページ
    子機移動用150円2個 300円
    SDカード
    SDカード販売ページ
    子機移動用900円1個900円
    移動用モータ
    モータ販売ページ
    子機移動用1,560円 2個 3,120円
    タイヤ
    タイヤ販売ページ
    子機移動用300円 2個 600円
    クリップ 
    クリップ販売ページ
    水拭きシート取り付け用200円1個 200円
    Bluetoothマイコン
    Btマイコン販売ページ
    子機・親機間通信用800円2個 1,600円
    モータドライバ
    モタドラ販売ページ
    子機移動用600円 2個 1,200円
    セットカラー内径6mm(PSCTW6)
    セットカラー販売ページ
    子機用429円 2個 858円
    セットカラー内径4mm(PSCTW4)
    セットカラー販売ページ
    子機用385円 2個 770円
    タッチセンサ
    タッチセンサ販売ページ
    子機用160円3個 480円
    緊急停止スイッチ(子機用)
    停止用スイッチ販売ページ
    子機用747円1個 747円
    赤外線センサ 子機用ブースの品3個
    エンコーダ 子機用ブースの品 2個
    マイコン(ラズベリーパイ)  子機演算用ブースの品1個
    ライダー
    ライダー販売ページ
    子機マッピング用103,464円(特別購入希望物品)1個
    支柱 親機吸引機用ブースの品4個
    ホース(Φ12mm,1m)
    ホース販売ページ
    親機吸引機用165円1個 165円
    フィルター
    フィルタ販売ページ
    親機空気清浄機用835円1個 835円
    マイクロモータ
    マイクロモータ販売ページ
    親機吸引機・空気清浄機用330円2個 660円
    ファン
    ファン販売ページ
    親機吸引機・空気清浄機用318円2個 636円
    ワイヤー
    ワイヤー販売ページ
    親機吸引機用516円1個 516円
    電子部品 回路設計用1,500円 1,500円
    外装 2,000円 2,000円
       
    総計
    17,087円

    MIRS2031ドキュメント管理台帳