JPH02172684A - Robot for work - Google Patents

Robot for work

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JPH02172684A
JPH02172684A JP33015188A JP33015188A JPH02172684A JP H02172684 A JPH02172684 A JP H02172684A JP 33015188 A JP33015188 A JP 33015188A JP 33015188 A JP33015188 A JP 33015188A JP H02172684 A JPH02172684 A JP H02172684A
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JP
Japan
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wheel
ladder
running
wheels
face
Prior art date
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Application number
JP33015188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Maruki
英明 丸木
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
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Abstract

PURPOSE:To efficiently move to all of a floor, step, ladder and wall face by providing a wheel rolling starting mechanism opposing the wheel outer end face to the moving face of a traveling part on the traveling part and providing a suction function making the wheel adsorbable to the moving face on the other end face of each wheel. CONSTITUTION:Each wheel 8 is moved by making it in a traveling state, in case of moving on a floor or stairway. In this case, the step difference of a stairway, the weir on a floor, etc., become possible to run over by the actions of telescopic mechanisms 5a, 5b and bending mechanism. On the other hand, in case of moving on a ladder and wall face, each wheel 8 is started to rotate by a rotation starting mechanism 22. IN the case of a ladder, each wheel 8 is moved by hanging on the step 41 of a ladder 40 and in the case of a wall face, each wheel 8 is moved with sucking to the wall face. Thus, even the movement on the ladder and wall face becomes possible without any trouble.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば原子力発電プラントの点検・計atj
等の作業を行なう作業用ロボットに係り、特に床、階段
、梯子あるいは壁面等のすべての移動面を移動可能な作
業用ロボットに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is applicable to, for example, inspection and monitoring of nuclear power plants.
The present invention relates to a working robot that performs such tasks, and particularly to a working robot that can move on all moving surfaces such as floors, stairs, ladders, and walls.

(従来の技術) 一般に、例えば原子力発電プラントにおける各種機器の
点検や保守作業をするためのアクセスルート上には、階
段や梯子等が存在し、また定期検査時には、移動できな
い壁面やタンクあるいは機器表面にそって仮設足場を設
置し、この仮設足場を用いて補修作業等を行なっている
(Prior art) Generally, there are stairs, ladders, etc. on the access route for inspecting and maintaining various equipment in a nuclear power plant, for example, and during periodic inspections, walls, tanks, or equipment surfaces that cannot be moved are used. Temporary scaffolding has been set up along the road, and repair work is being carried out using this temporary scaffolding.

したがって、これらの点検・補修作業を、省力化、作業
環境改善の必要からロボット化する場合には、階段、梯
子、壁面等を自由に移動できることがプラントへの適用
上要求される。
Therefore, when these inspection and repair operations are to be performed by robots in order to save labor and improve the working environment, it is required to be able to move freely on stairs, ladders, walls, etc. for application to plants.

従来、この種の作業用ロボットとしては、梯子昇降ロボ
ットと称されるもの、および多機能ロボットと称される
ものが知られている。前記梯子昇降ロボットは、4つの
グリッパを、上下移動と伸縮との2自由度を有してスラ
イドレール上に取付け、そのうちの3つのグリッパでロ
ボットを支持するとともに、グリッパを1つずつ移動さ
せて梯子を登る構造になっている。また、前記多機能ロ
ボットは、2対のマニピュレータの先端にフックおよび
車輪を設けるとともに、本体にフックを設けてご計6個
のフックを有するもが造とし、6個のフックのうちの3
〜4点でロボットを支持するとともに、1〜2点のフッ
クを順次移動させて梯子を登る構造になっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of working robot, there are known as a ladder climbing robot and a multi-functional robot. The ladder lifting robot has four grippers mounted on a slide rail with two degrees of freedom: vertical movement and expansion/contraction, and three of the grippers support the robot while moving the grippers one by one. It has a structure that allows you to climb up a ladder. In addition, the multifunctional robot has hooks and wheels at the tips of two pairs of manipulators, and hooks on the main body, for a total of six hooks. Three of the six hooks
The structure is such that the robot is supported at ~4 points and climbs the ladder by sequentially moving one or two hooks.

(発明が解決しようとする課題) 前記従来の梯子昇降ロボットは、専ら梯子を登るために
開発されたものであるため、床、階段および壁面を移動
する機能は有しておらず、特定の作業にしか使用できな
いという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional ladder-climbing robots described above were developed exclusively for climbing ladders, and therefore do not have the function of moving on floors, stairs, and walls, and cannot be used for specific tasks. The problem is that it can only be used in

一方、前5己従来の多機能ロボットは、梯子の他に、床
および階段を移動することができるが、壁面移動はでき
ず、また、マニピュレータを2対も必要とするため、構
造が複雑で大型、大重量となり、制御が容易でないとと
もに、移動速度が遅く、通過断面が大きいという問題が
ある。
On the other hand, conventional multifunctional robots can move on floors and stairs in addition to ladders, but cannot move on walls and require two pairs of manipulators, making them complex in structure. There are problems in that it is large and heavy, difficult to control, has a slow moving speed, and has a large passage cross section.

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、床
、階段、梯子および壁面のすべてに対し、効率的に移動
することができ、しかも構造が簡単で小型化、軽量化を
図ることができる作業用ロボットを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in consideration of these points, and is capable of efficiently moving on floors, stairs, ladders, and walls, and has a simple structure, small size, and light weight. The purpose is to provide a working robot that can perform the following tasks.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、前記目的を達成する手段として、作業用ロボ
ットを、走行用の車輪を有する少なくとも3個の走行部
を、伸縮機構および屈曲機構をそれぞれ介し直列に接続
して(13成し、前記各走行部に、走行状態の車輪を直
角に起転させて、車輪外端面を走行部の移動面に対向さ
せる車輪起転機)1°・1を設け、かつ各車輪の外端面
に、車輪を移動面に吸着可能な吸着機能を設けるように
したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) As a means for achieving the above object, the present invention provides a working robot in which at least three running parts each having wheels for running are connected in series through a telescoping mechanism and a bending mechanism, respectively. connected to each other (forming 13, a wheel starter for rotating the wheels in a running state at right angles to make the outer end surfaces of the wheels face the moving surfaces of the running parts) 1° 1 is provided in each of the running parts, and The present invention is characterized in that the outer end surface of each wheel is provided with an adsorption function capable of adsorbing the wheel to a moving surface.

(作 用) 本発明に係る作業用ロボットにおいて、床あるいは階段
を移動する場合には、各車輪を走行状態にして移動する
。この際、階段の段差や床上の堰等は、伸縮機構および
屈曲機構の作用により乗越えることが可能となる。
(Function) When the working robot according to the present invention moves on the floor or stairs, it moves with each wheel in a running state. At this time, it becomes possible to overcome steps of stairs, weirs on the floor, etc. by the action of the expansion/contraction mechanism and the bending mechanism.

一方、梯子や壁面を移動する場合には、各車輪を起転さ
せる。そして、梯子の場合には、各車輪をラダーステッ
プに引掛けながら移動し、また壁面の場合には、眼前機
構で各車輪を壁面に吸告させながら移動する。これによ
り、梯子や壁面の移動も、同等支障なく可能となる。
On the other hand, when moving on a ladder or wall, each wheel is rotated. In the case of a ladder, the robot moves while hooking each wheel to the ladder step, and in the case of a wall, the robot moves while making each wheel stick to the wall surface using a mechanism in front of the eye. This makes it possible to move ladders and walls without any problems.

(実施例) 以ド、本発明の第1実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明に係る作業用ロボットの一例を示すも
ので、このロボット1は、前走行部2、中央走行部3お
よび後走行部4の3つの走行部を、伸縮機構5a、5b
および屈曲機構6a、6bで連結して構成されている。
FIG. 1 shows an example of a working robot according to the present invention, and this robot 1 has three running sections, a front running section 2, a center running section 3, and a rear running section 4, with telescopic mechanisms 5a and 5b.
and are connected by bending mechanisms 6a and 6b.

各走行部2. 3.4は、第1図に示すように外端面に
吸着板7をHする一対の車輪8をそれぞれ備えており、
前走行部2および後走行部4の上部には、ラダー、階段
あるいは障害物との距離を検知、認識するための距離セ
ンサ9、およびこれを画像として捉える照明付TVカメ
ラ10がそれぞれ設けられている。また、中央走行部3
の上部には、第1図に示すように!ビ台11上に検出器
12を搭載し、その外側を透明なドーム13で覆ったl
l!Ili造の検出機構が設けられており、ドーム13
により、検出器12を外部から点検可能で、かつ外部か
らの損傷や水、匹芥等から検出器12を防護できるよう
になっている。また、雲台11は、検出器12を検出す
べき方向に向けるため、旋回かつ俯仰−11能な構造に
なっており、また、検出器12は、カラーITV、赤外
線TV、マイクロホンおよび放射線量率計等でH,S成
されている。
Each running section 2. 3.4 is equipped with a pair of wheels 8 each having a suction plate 7 on the outer end surface, as shown in FIG.
At the top of the front running section 2 and the rear running section 4, a distance sensor 9 for detecting and recognizing the distance to a ladder, stairs, or an obstacle, and an illuminated TV camera 10 for capturing this as an image are provided, respectively. There is. In addition, the central running section 3
At the top of the !, as shown in Figure 1! A detector 12 is mounted on a stand 11, and the outside is covered with a transparent dome 13.
l! A detection mechanism made of Ili is provided, and the dome 13
This makes it possible to inspect the detector 12 from the outside, and to protect the detector 12 from external damage, water, debris, etc. In addition, the pan head 11 has a structure that allows rotation and elevation in order to direct the detector 12 in the direction to be detected. H and S are made in total.

前走行部2および後走行部4は、第2図に示すように車
輪8の駆動部を収納するフレーム14を備えており、こ
のフレーム14は、操蛇機横15および操舵モータ16
を介してY軸廻りに操舵可能に構成されている。
The front running section 2 and the rear running section 4 are equipped with a frame 14 that houses the driving section of the wheels 8, as shown in FIG.
It is configured so that it can be steered around the Y-axis via.

このフレーム14内には、第2図および第3図に示すよ
うに、車輪8を走行状態からZIlb廻りに図中下方に
90度起転させるための支持アーム17を備えており、
車輪8の車軸18は、この支持アーム17をZ軸に直交
するX軸方向に貫き、その内側端は、ギヤボックス19
内の歯車19aにマルチジヨイント20を介して連結さ
れている。
As shown in FIGS. 2 and 3, this frame 14 is provided with a support arm 17 for rotating the wheel 8 90 degrees downward in the figure from the running state around ZIlb.
The axle 18 of the wheel 8 passes through this support arm 17 in the X-axis direction perpendicular to the Z-axis, and its inner end is connected to the gear box 19.
It is connected to the inner gear 19a via a multi-joint 20.

フレーム14には、第2図および第3図に示すように、
駆動アーム21が設けられており、その先端は、起転ア
クチュエータ22のロッドに連結ピン23を介して連結
されている。そしてフレーム14は、起転アクチュエー
タ22の伸縮作動により、Z軸廻りに回動するようにな
っている。
The frame 14 includes, as shown in FIGS. 2 and 3,
A drive arm 21 is provided, and its tip is connected to the rod of the starting actuator 22 via a connecting pin 23. The frame 14 is configured to rotate around the Z-axis by the expansion and contraction operation of the starting actuator 22.

ギヤボックス19内には、第2図に示すように歯車19
aに噛合する歯車19bが配されており、この歯車19
bは、駆動機構24によりY軸廻りに回転駆動され、こ
の回転力が、歯車19b1マルチジヨイント20、車軸
18を介して車輪8に伝達されるようになっている。
Inside the gear box 19, there is a gear 19 as shown in FIG.
A gear 19b is arranged to mesh with the gear 19a.
b is rotationally driven around the Y axis by a drive mechanism 24, and this rotational force is transmitted to the wheels 8 via the gear 19b1 multi-joint 20 and the axle 18.

一方、歯車19a1マルチジヨイント20、車軸18お
よび車輪8の軸心部には、第3図に示すように吸着用配
管25が挿通されており、吸着板7は、この吸青用配管
25を介して第2図に示す吸青機構26に接続されてい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 3, suction piping 25 is inserted through the axial center of the gear 19a1 multi-joint 20, axle 18, and wheel 8. It is connected to a blue absorbing mechanism 26 shown in FIG.

なお、中央走行部3も、前走行部2および後走行部4と
ほぼ同様の構造であるが、操舵機構15および操舵モー
タ16は設けられていない。ただし、これらを設けるこ
とにより、ロボット1の旋回半径を小さくすることがで
きる。
The center running section 3 also has substantially the same structure as the front running section 2 and the rear running section 4, but the steering mechanism 15 and the steering motor 16 are not provided. However, by providing these, the turning radius of the robot 1 can be reduced.

伸縮機構5a、5bは、第1図に示すように符号a、a
’で示す両矢印方向に伸縮するようになっており、また
屈曲機構6a、6bは、図示しないばねを内蔵し、ヒン
ジ27を介して中央走行部3に連結されている。そして
各屈曲機構6a。
As shown in FIG.
The bending mechanisms 6a and 6b have built-in springs (not shown) and are connected to the central running portion 3 via a hinge 27. and each bending mechanism 6a.

6bは、ロボット1が階段を移動する際あるいは床上の
堰を乗り越える際に、b軸廻りに回転するとともに、内
蔵するばね力で撓むようになっている。
6b rotates around the b-axis and is bent by a built-in spring force when the robot 1 moves up the stairs or climbs over a weir on the floor.

第4図は、ロボット1のシステムの全体構成を示す概念
図であり、各走行部2,3.4には、接地センサ28、
接地圧センサ29および起転アクチュエータ22等から
なる起転機構30がそれぞれ設けられており、また前後
の走行部2.4には、操舵角度センサ31、ステップ検
出センサ32およびバンパ33がそれぞれ設けられ、ま
た中央走行部3には、制御部34、信号伝送器35、ア
ンテナ36、ジャイロ50およびオプションとして取付
けられる転換機構37、固定機構38がそれぞれ設けら
れている。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the overall system configuration of the robot 1. Each traveling section 2, 3.4 has a ground sensor 28,
A starting mechanism 30 consisting of a ground pressure sensor 29, a starting actuator 22, etc. is provided, and a steering angle sensor 31, a step detection sensor 32, and a bumper 33 are provided on the front and rear running sections 2.4, respectively. Further, the central traveling section 3 is provided with a control section 34, a signal transmitter 35, an antenna 36, a gyro 50, and a conversion mechanism 37 and a fixing mechanism 38, which are attached as options.

接地センサ28は、車輪8の車軸18に取付けたえり3
9の外周部に設けられ、第5図に示すラダー40と車輪
8との接触の有無を検出するようになっており、また接
地圧センサ29は、車輪8の外端面と吸着板7との間に
設けられ、後述する成否走行および吸着走行時の接地圧
を検出するようになっている。またステップ検出センサ
32およびバンバ33は、前後の走行部2,4の走行側
先端部にそれぞれ設けられ、ステップ検出センサ32は
、ラダ−40昇降時にステップ41を検出するとともに
、バンバ33は、衝突時の衝撃減衰および衝突検知を行
なうようになっている。
The ground sensor 28 is connected to the collar 3 attached to the axle 18 of the wheel 8.
The ground pressure sensor 29 is provided on the outer periphery of the wheel 8 to detect the presence or absence of contact between the rudder 40 and the wheel 8 shown in FIG. It is provided between the two and detects the ground pressure during success/failure running and suction running, which will be described later. Further, a step detection sensor 32 and a bumper 33 are provided at the leading ends of the front and rear running sections 2 and 4 on the running side, respectively. It is designed to perform impact attenuation and collision detection.

また制御部34は、信号伝送器35およびアンテナ36
を介しオペレータと情報交換を行なうようになっており
、この制御部34の指令に基づき、伸縮機構5a、5b
、屈曲機構6a、6b、操舵機構15、駆動機構24、
吸着機構26および起転機構30が作動するとともに、
距離センサ10、操舵角度センサ31、接触センサ28
、接地センサ29、ステップ検出センサ32およびバン
バ′う3からの各信号が、制御部34に入力されるよう
になっている。
The control unit 34 also controls the signal transmitter 35 and the antenna 36.
information is exchanged with the operator via the
, bending mechanisms 6a, 6b, steering mechanism 15, drive mechanism 24,
While the suction mechanism 26 and the starting mechanism 30 operate,
Distance sensor 10, steering angle sensor 31, contact sensor 28
, the ground sensor 29, the step detection sensor 32, and the bumper 3 are input to the control section 34.

一方、オプションとして中央走行部3に取付けられる転
換機構37および固定機構38は、第6図に示すような
構成をなしている。
On the other hand, the conversion mechanism 37 and the fixing mechanism 38, which are optionally attached to the central traveling section 3, have a configuration as shown in FIG.

すなわち、転換機構37は、第6図に示すように中央走
行部3の胴体に取付けられる一対のベアリング42を備
えており、両ベアリング42の間には、フレーム43、
歯車44および転換モータ45がそれぞれ組込まれてい
る。そして、転換モータ45により転換機構37を90
度転換することにより、伸縮機構5a、5bおよび屈曲
機構6a、6bの自由度の回転軸方向を変換できるよう
になっている。
That is, the conversion mechanism 37 includes a pair of bearings 42 attached to the body of the central running section 3, as shown in FIG.
A gear 44 and a conversion motor 45 are each incorporated. Then, the conversion mechanism 37 is turned 90 by the conversion motor 45.
By changing the degree, it is possible to change the direction of the rotation axis of the degree of freedom of the expansion and contraction mechanisms 5a, 5b and the bending mechanisms 6a, 6b.

また、固定機構38は、第6図に伸縮機構5a側につい
てのみ示すように、前走行部2の胴部に取付けられるベ
アリング46を備えており、このベアリング46には、
周方向に90度ずれた位置に穴47が2個設けられてい
る。これら各人47には、前走行部2の胴体に固定した
ピン駆動機構48のビン49が、ソレノイド駆動により
挿脱されるようになっており、これにより、転換機構3
7の動作の固定および固定解除が行なわれるようになっ
ている。なお、第6図中、符号51はケーブルである。
Further, the fixing mechanism 38 includes a bearing 46 attached to the body of the front running section 2, as shown only on the side of the telescopic mechanism 5a in FIG.
Two holes 47 are provided at positions shifted by 90 degrees in the circumferential direction. A pin 49 of a pin drive mechanism 48 fixed to the body of the front traveling section 2 is inserted into and removed from each person 47 by a solenoid drive.
The fixing and unfixing of the operations of 7 are performed. In addition, in FIG. 6, the reference numeral 51 is a cable.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

ロボット1の基本動作には、駆動、操舵、吸着、起転お
よびラダーステップへの引掛けがあり、以ドこれらにつ
いて説明する。
The basic operations of the robot 1 include driving, steering, suction, starting, and hooking to a ladder step, and these will be explained below.

まず、駆動について説明する。First, driving will be explained.

第4図に示す制御部34からの指令に基づき駆動機構2
4が駆動されると、駆動機構24の回転力は、ギヤボッ
クス19内の歯車19a、19bおよびマルチジヨイン
ト20を介して車軸18に伝達され、車軸18と一体の
車軸8が回転する。
Drive mechanism 2 based on commands from control section 34 shown in FIG.
4 is driven, the rotational force of the drive mechanism 24 is transmitted to the axle 18 via the gears 19a, 19b in the gear box 19 and the multi-joint 20, and the axle 8 integrated with the axle 18 rotates.

次に、操舵について説明する。Next, steering will be explained.

制御部34から操舵指令が出力されると、この指令に基
づき操舵モータ16が起動し、これにより操舵機構15
が回転する。この操舵機構15は、フレーム14と一体
構造をなしているので、操舵機構15の回転によりフレ
ーム14が回転し、このフレーム14に組付けられてい
る車輪8が、第2図に示すY軸廻りに回動して操舵され
る。
When a steering command is output from the control unit 34, the steering motor 16 is started based on this command, and thereby the steering mechanism 15
rotates. Since this steering mechanism 15 has an integral structure with the frame 14, the frame 14 rotates due to the rotation of the steering mechanism 15, and the wheels 8 attached to this frame 14 rotate around the Y axis shown in FIG. It is rotated and steered.

なお、この際、ギヤボックス19内に、左右の車輪8の
操舵時の回転差を吸収する伝達継手を設けるようにして
もよ(、また、中央走行部3にも前記と同様の操舵機構
を設けるようにしてもよい。
In this case, a transmission joint may be provided in the gear box 19 to absorb the difference in rotation between the left and right wheels 8 during steering (also, a similar steering mechanism as described above may be provided in the central running section 3). It may also be provided.

そしてこれにより、旋回半径をより小さくすることがで
きる。
As a result, the turning radius can be made smaller.

次に、吸着について説明する。Next, adsorption will be explained.

吸着は、第2図に示すZldl廻りに車輪8を起転させ
、吸着板7とロボット1の移動面に対向させた状態で、
すなわち、車輪8を第5図に符号d。
Suction is carried out by rotating the wheels 8 around the Zldl shown in FIG.
That is, the wheel 8 is designated by the symbol d in FIG.

d′で示す両矢印のように、実線位置から鎖線位置まで
90度回転させた状態で、吸着機構26を作動させる。
The suction mechanism 26 is operated while being rotated 90 degrees from the solid line position to the chain line position as indicated by the double arrow d'.

この吸着機構26は、吸着用配管25を介して吸着板7
に接続されているので、吸着機構26の作動により吸着
板7が吸着動作する。
This suction mechanism 26 connects the suction plate 7 via suction piping 25.
Since the suction plate 7 is connected to the suction mechanism 26, the suction plate 7 performs suction operation.

その際の接地圧は、接地圧センサ29により検出され、
制御部34に伝えられる。
The ground pressure at that time is detected by the ground pressure sensor 29,
The information is transmitted to the control unit 34.

次に、起転について説明する。Next, the starting point will be explained.

制御部34から起転指令が出力されると、この指令に基
づき起転アクチュエータ22が、第2図および第5図に
符号C,C’で示す両矢印の方向に伸長作動し、これに
より、車輪8は第5図に示す実線位置から鎖線位置まで
90度回動する。起転アクチュエータ22が縮小作動す
ると、車輪8は第5図に実線で示す走行状態に戻る。
When a starting command is output from the control unit 34, based on this command, the starting actuator 22 operates to extend in the direction of the double-headed arrows shown by symbols C and C' in FIGS. 2 and 5, and thereby, The wheel 8 rotates 90 degrees from the solid line position shown in FIG. 5 to the chain line position. When the starting actuator 22 is reduced, the wheels 8 return to the running state shown by the solid line in FIG.

次に、ラダーステップへの車輪の引掛けについて説明す
る。
Next, hooking the wheels to the ladder step will be explained.

制御部34から引掛は指令が出力されると、この指令に
基づきステップ検出センサ32でラダー40のステップ
41の位置が検出される。そして、引掛けるべきステッ
プ41から車輪8の径寸法を加えた位置まで伸縮機構5
aを伸ばし、起転アクチュエータ22で、車輪8を第5
図に鎖線で示す起転位置まで作動させる。そしてその後
、伸縮機構5aを少し縮小さけ、車輪8のえり39をス
テップ41に引掛ける。これにより、接触センサ28が
ステップ41への引■トけを検知し、その信号が’rr
q n部34に送られて、1つの動作ステップの完了が
認識される。
When a hook command is output from the control unit 34, the position of the step 41 of the ladder 40 is detected by the step detection sensor 32 based on this command. Then, the telescopic mechanism 5 is moved from the step 41 to which it should be hooked to a position that is equal to the diameter of the wheel 8.
a, and use the starting actuator 22 to move the wheel 8 to the fifth position.
Operate it to the starting position shown by the chain line in the figure. Then, the telescopic mechanism 5a is slightly reduced and the collar 39 of the wheel 8 is hooked onto the step 41. As a result, the contact sensor 28 detects the closeness to the step 41, and the signal is 'rr
The signal is sent to the qn unit 34 to recognize the completion of one operational step.

次に、前記3基本動作を組合わせて行なわれるロボット
1の移動動作について説明する。
Next, a moving operation of the robot 1 that is performed by combining the three basic operations described above will be explained.

まず、通常走行動作について説明する。First, the normal running operation will be explained.

通常走行時の姿勢は、第1図に示すように各走行部2.
 3.4の車輪8を走行状態にした状態である。この状
態で、照明付TVカメラ10および距離センサ9からの
情報に基づき、走行ルート上の障害物を認識する。
The posture during normal running is as shown in FIG.
This is a state in which the wheels 8 of 3.4 are in a running state. In this state, obstacles on the travel route are recognized based on information from the illuminated TV camera 10 and the distance sensor 9.

床面走行時には、特に対応を必要としないため、伸縮機
tM5a、5bは最短位置に、また屈曲機構6a、6b
は曲げ零にする。
When traveling on the floor, no special measures are required, so the telescoping machines tM5a and 5b are placed at the shortest position, and the bending mechanisms 6a and 6b are
Make the bending zero.

堰乗越え時には、屈曲機ti46a、6bを曲げ自在と
する。この際、屈曲機構6a、6bはばねを内蔵してい
るので、床面走行状態の姿勢を保つようばね力が作用し
、堰を乗越える際に柔く曲がってItj輪8で乗越える
ことができる。
When crossing over a weir, the bending machines ti46a and 6b are made bendable. At this time, since the bending mechanisms 6a and 6b have built-in springs, the spring force acts to maintain the posture of running on the floor. can.

階段走行時も、堰乗越えと同様であるが、伸縮機構5a
、5bは階段の段(ステップ)のピッチに合わせて長さ
を調整し、車輪8と屈曲機構6a。
When running on stairs, it is the same as when climbing over a weir, but the telescopic mechanism 5a
, 5b is a wheel 8 and a bending mechanism 6a whose length is adjusted according to the pitch of the steps of the stairs.

6bの曲げ自由度およびばね力とにより、階段に沿って
撓みながら走行する。階段のピッチは、ステップ検出セ
ンサ32により読取られる。
Due to the bending freedom of 6b and the spring force, it runs along the stairs while being bent. The pitch of the stairs is read by the step detection sensor 32.

次に、吸容走行、歩行について説明する。Next, absorption running and walking will be explained.

吸着は、第7図に示すように各車輪8を、その外端面の
吸着板7をロボット1の移動面に対向させ、かつ転換機
構37を90度回転させた状態で行なう。そして、前後
進は、伸縮機構5a、5bの伸縮により行なうとともに
、方向転換は、屈曲機構6a、6bの曲げにより行なう
As shown in FIG. 7, suction is performed with each wheel 8 having the suction plate 7 on its outer end facing the moving surface of the robot 1 and with the conversion mechanism 37 rotated 90 degrees. The forward and backward movement is performed by expanding and contracting the telescopic mechanisms 5a and 5b, and the direction change is performed by bending the bending mechanisms 6a and 6b.

次にラダー昇降を、第8図および第9図(a)〜(g)
を参照して説明する。第9図(a)〜(g)は第8図に
示すロボット1を矢印A方向から見た概略図であり、図
中“1”で示す車輪8は走行状態を、また“0”で示す
車輪8は起転状態をそれぞれ示している。
Next, move up and down the ladder as shown in Figures 8 and 9 (a) to (g).
Explain with reference to. 9(a) to 9(g) are schematic diagrams of the robot 1 shown in FIG. 8 viewed from the direction of arrow A, and the wheels 8 indicated by "1" in the figure are in a running state, and are indicated by "0". The wheels 8 are each shown in a starting state.

ラダー昇降に際しては、まず第9図(a)に示すように
、ロボット1をラダー40の近くまで移動させ、距離セ
ンサ9および照明付TVカメラ10により、ラダー40
であることおよびその距離を確認する。
When ascending and descending the ladder, first move the robot 1 close to the ladder 40 as shown in FIG.
and its distance.

次いで、第9図(b)に示すように前走行部2の車輪8
を、起転アクチュエータ22により起転状態にし、その
後、第8図および第9図(c)に示すように、前走行部
2の車輪8を、下から2呑Hのステップ41bに引掛け
る。具体的には、まず屈曲機構6aにより前走行部2を
振り上げ、2段]」のステップ41bの高さまで伸縮機
構5aを伸ばし、前走行部2の車輪8を2段目のステッ
プ41bに引掛ける。
Next, as shown in FIG. 9(b), the wheels 8 of the front running section 2
is put into the starting state by the starting actuator 22, and then, as shown in FIGS. 8 and 9(c), the wheels 8 of the front running section 2 are hooked from below to the step 41b of the double H. Specifically, first, the front running section 2 is swung up by the bending mechanism 6a, the telescopic mechanism 5a is extended to the height of the step 41b of the second step, and the wheels 8 of the front running section 2 are hooked to the second step 41b. .

次いで、第9図(d)に示すように、屈曲機構6bを曲
げながら伸縮機構5bを伸ばし、伸縮機構5aを縮めて
中央走行部3の車輪8を、1段口のステップ41aに引
掛ける。
Next, as shown in FIG. 9(d), while bending the bending mechanism 6b, the telescoping mechanism 5b is extended, and the telescoping mechanism 5a is retracted to hook the wheels 8 of the central running section 3 onto the step 41a of the first stage.

次いで、第9図(e)に示すように、伸縮機構5aを伸
ばして前走行部2の車輪8を3段目のステップ41cに
引掛けるとともに、伸縮機構5bを縮めて後走行部4を
ラダー40側に引き寄せる。
Next, as shown in FIG. 9(e), the telescopic mechanism 5a is extended to hook the wheels 8 of the front traveling section 2 to the third step 41c, and the telescopic mechanism 5b is retracted to move the rear traveling section 4 onto the ladder. Pull it to the 40 side.

次いで、第9図(f)に示すように、伸縮機構5aを縮
めるとともに伸縮機構5bを伸ばして中央走行部3を引
き上げ、その車輪8を2段目のステップ41bに引掛け
る。
Next, as shown in FIG. 9(f), the telescoping mechanism 5a is retracted and the telescoping mechanism 5b is extended to pull up the central running section 3 and hook its wheels 8 to the second step 41b.

次いで、第9図(g)に示すように、伸縮機(t5bを
縮めて後走行部4を引き上げ、その車輪8を1段1」の
ステップ41aに引掛ける。
Next, as shown in FIG. 9(g), the telescoping machine (t5b) is retracted, the rear traveling section 4 is pulled up, and its wheels 8 are hooked onto the step 41a of the first stage 1''.

以後、伸縮機構5a、5bの伸縮動作を交互に繰返して
ラダー40の昇降を行なう。
Thereafter, the ladder 40 is raised and lowered by repeating the extension and contraction operations of the extension mechanisms 5a and 5b alternately.

第10図は、本発明の第2実施例を示すもので、前記第
1実施例における屈曲機構6a、6bに代え、マルチジ
ヨイント構造の屈曲機構56a。
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, in which a bending mechanism 56a has a multi-joint structure in place of the bending mechanisms 6a and 6b in the first embodiment.

56bを用い、かつ前走行部2および後走行部4として
、操舵機構57および一輪の車輪8を宵する構造のもの
を用い、さらに中央走行部3にマニピュレータ58を搭
載して作業ロボットとして使用できるようにしたもので
ある。
56b, the front running part 2 and the rear running part 4 are structured to have a steering mechanism 57 and one wheel 8, and the central running part 3 is equipped with a manipulator 58, so that it can be used as a working robot. This is how it was done.

このように構成しても、前記第1実施例とほぼ同一の効
果が期待でき、しかも構造を簡略化して小型化できる。
Even with this configuration, substantially the same effects as those of the first embodiment can be expected, and the structure can be simplified and miniaturized.

第11図は、本発明の第3実施例を示すもので、車輪8
のえり39に、形状記憶合金製のフレーム61を設ける
とともに、加熱用ヒータ(図示せず)を組込み、この加
熱用ヒータへの通電、通電遮断により、えり39を図中
点線位置から実線位置まで変化させ、この状態で車輪8
をラダー40のステップ41に引掛けるようにしたもの
である。
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention, in which wheels 8
A frame 61 made of a shape memory alloy is provided on the collar 39, and a heater (not shown) is installed therein, and by turning on and cutting off the current to the heater, the collar 39 is moved from the dotted line position to the solid line position in the figure. Change the wheel 8 in this state.
is hooked onto the step 41 of the ladder 40.

このように構成することにより、車輪8のステップ41
への引掛は安定性を向上させることができる。
With this configuration, the step 41 of the wheel 8
Hooking can improve stability.

第12図は、本発明の第4実施例を示すものて、車輪8
のえり39に、図中符号e、  e’で示す矢印のよう
に90度回動する1字キー62を設け、この1字キー6
2を図中実線で示す状態にして、車輪8をラダー40の
ステップ41に引掛けるようにしたものである。
FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention.
A 1-character key 62 that rotates 90 degrees as shown by arrows e and e' in the figure is provided on the neck 39, and this 1-character key 6
2 is in the state shown by the solid line in the figure, and the wheels 8 are hooked onto the steps 41 of the ladder 40.

このように構成しても、前記第3実施例とほぼ同様の効
果が得られる。
Even with this configuration, substantially the same effects as in the third embodiment can be obtained.

なお、車輪8のステップ41への引掛は安定性の向上は
、前記第3実施例および第4実施例のものに限らず、例
えば車軸18に先細の車輪8を取付け、この車輪8の先
細側に、折りたたみフックを設けてステップ41に引掛
けるようにしてもよい。
Note that the improvement in stability of the hooking of the wheel 8 to the step 41 is not limited to that of the third and fourth embodiments. For example, when a tapered wheel 8 is attached to the axle 18, Alternatively, a folding hook may be provided to hang the step 41.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば床、階段、梯子ある
いは壁面等のすべての移動面を移動することができるの
で、原子力発電設備や化学プラントにおける運転中の機
器点検等、被曝や高所で危険な作業環境から、作業員を
解放することができる。また、点検範囲の拡大および信
頼性の向上を図ることができる。また、ロボット化によ
り、点検作業の省力化とコスト削減を図ることができる
As explained above, according to the present invention, it is possible to move on all moving surfaces such as floors, stairs, ladders, and walls, so it is possible to move on all moving surfaces such as floors, stairs, ladders, walls, etc. Workers can be freed from dangerous work environments. Furthermore, it is possible to expand the inspection range and improve reliability. In addition, robotization can save labor and reduce costs in inspection work.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例に係る作業用ロボット斜視
図、第2図は前後の走行部の構造を示す部分破開斜視図
、第3図は第2図の要部斜視図、第4図は第1図に示す
作業用ロボットの全体システム構成図、第5図は車輪の
起転動作を示す説明図、第6図は中央走行部にオプショ
ンとして組付けられる転換機構および固定機構の構成図
、第7図は眼前走行、歩行の状態を示す説明図、第8図
はラダー昇降の状態を示す説明図、第9図(a)〜(g
)はラダー昇降をその手順に従って順次示す説明図、第
10図は本発明の第2実施例を示す第1図相当図、第1
1図は本発明の第3実施例を示す説明図、第12図は本
発明の第4実施例を示す説明図である。 1・・・ロボット、2・・・前走行部、3・・・中央走
行部、4・・・後走行部、5a、5b・・・伸縮機構、
6a。 6b、56a、56b・・・屈曲機構、7・・・吸石材
、8・・・車輪、15.57・・・操舵機構、22・・
・起転アクチュエータ、26・・・吸着機構。 出願人代理人  佐  藤  −雄 竿2図 第3 回 δ 薯 図 $l1回 第t2図
FIG. 1 is a perspective view of a working robot according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the structure of the front and rear running parts, and FIG. 3 is a perspective view of the main part of FIG. Fig. 4 is an overall system configuration diagram of the working robot shown in Fig. 1, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the starting and rolling motion of the wheels, and Fig. 6 is a conversion mechanism and fixing mechanism assembled as an option in the central running section. Fig. 7 is an explanatory diagram showing the state of running and walking in front of the eyes, Fig. 8 is an explanatory diagram showing the state of ladder elevation, Fig. 9 (a) to (g)
) is an explanatory diagram showing the ladder ascending and descending sequentially according to the procedure, FIG. 10 is a diagram equivalent to FIG. 1 showing the second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a third embodiment of the invention, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Robot, 2... Front running part, 3... Center running part, 4... Rear running part, 5a, 5b... Telescopic mechanism,
6a. 6b, 56a, 56b...Bending mechanism, 7...Stone absorbing material, 8...Wheel, 15.57...Steering mechanism, 22...
- Starting actuator, 26... suction mechanism. Applicant's agent Sato - Male rod 2 figure 3rd δ 薯 figure $l 1st figure t2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 走行用の車輪を有する少なくとも3個の走行部を、伸縮
機構および屈曲機構をそれぞれ介し直列に接続して構成
され、前記各走行部は、走行状態の車輪を直角に起転さ
せて車輪外端面を走行部の移動面に対向させる車輪起転
機構を備え、かつ各車輪は、その外端面に車輪を移動面
に吸着可能な吸着機構を有していることを特徴とする作
業用ロボット。
At least three running sections each having wheels for running are connected in series through a telescoping mechanism and a bending mechanism, respectively, and each of the running sections rotates the wheels in a running state at right angles to form a wheel outer end surface. What is claimed is: 1. A working robot comprising: a wheel starting mechanism for causing wheels to face a moving surface of a running section; and each wheel has an adsorption mechanism on an outer end surface thereof capable of adsorbing the wheel to the moving surface.
JP33015188A 1988-12-27 1988-12-27 Robot for work Pending JPH02172684A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523629B1 (en) * 1999-06-07 2003-02-25 Sandia Corporation Tandem mobile robot system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523629B1 (en) * 1999-06-07 2003-02-25 Sandia Corporation Tandem mobile robot system

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