JP2003014711A

JP2003014711A - 建物壁面診断ロボット及びこれを用いた建物壁面診断方法

Info

Publication number: JP2003014711A
Application number: JP2001237162A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishi; 亮西; Yoshiro Hoshino; 義郎星野; Eizo Taira; 栄蔵平
Original assignee: INOGUCHI KENSETSU KK; KIYOMOTO TECH 1 KK; KIYOMOTO TECH-1 KK; KYORITSU DENKI SEISAKUSHO KK; MINAMI KYUSHU KOYO DENKI KK
Current assignee: INOGUCHI KENSETSU KK; KIYOMOTO TECH 1 KK; KIYOMOTO TECH-1 KK; KYORITSU DENKI SEISAKUSHO KK; MINAMI KYUSHU KOYO DENKI KK
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】壁面の劣化の判断に相違が生ぜず、診断作業
の自動化を実現し、曲面を有する壁面であっても、壁面
の寿命を正確に推定できる建物壁面診断ロボット及びこ
れを用いた建物壁面診断方法を提供する。【解決手段】外壁面Ｗの上部案内レール５に上部スラ
イダ１５を走行可能に取り付け、建物１の下部には下部
台車３０を走行可能に設ける。下部台車３０に搭載した
建物壁面診断ロボット９は、外壁面Ｗに沿って鉛直方向
に延びる支柱１０と、昇降可能な上下移動機構２３と、
左右移動可能な横移動機構１２と、前後移動可能な前後
移動機構１３を備え、前後移動機構１３の前端は、検知
頭１４を搭載した検査装置１１に連結し、その外周部に
嵌合する。検知頭１４は、打撃用ハンマー１９と、振動
を検知する振動センサー２０と、外壁面Ｗに対する検知
頭１４の直角度を検出する近接センサー３７と、外壁表
面を撮影するカメラと、打音を検知するマイクロフォン
２１を取り付ける。検知頭１４は鉛直軸回転機構２４と
水平軸回転機構１７を備え、運転制御データと検出デー
タはコンピュータ３６に送信して解析する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の外壁面診断
ロボットに関し、とくに打撃音の分析に基づいて壁面の
寿命を推定できる建物壁面診断ロボット及びこれを用い
た建物壁面診断方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物の外壁面の検査においては、
建物の周囲全面に足場を組み、人力によってハンマーま
たは検査棒などを用いて外壁面を打撃し、打撃音を判断
する方法が多く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の建物外
壁面の診断技術では、作業者の熟練の程度によって壁面
の劣化の判断に相違が生じやすい。また、壁面診断は作
業者の勘に依存しているため、診断結果が不正確である
うえに、この壁面診断作業は費用が嵩み、しかも高所作
業が多いので危険を伴うものであった。さらにこの診断
技術では、検査記録の保存ができないため、壁面の経年
変化を把握することができず、それに基づいた壁面の寿
命を正確に推定できないという問題があった。そこで、
ロボットを応用した壁面診断技術が、特開平８−７５７
１０号公報等に開示されている。しかし、この壁面診断
技術では、検査装置を建物外壁面に沿って任意の位置に
停止させることができるものの、曲面や凹凸面を有する
建物外壁面には対応することができない。つまり、検査
装置が建物外壁面の曲面や凹凸面に対して、垂直方向か
ら当接して検査を行なうことができないため、建物外壁
面を正確に診断することが困難になるという問題があっ
た。本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、その
目的は、作業者の熟練に頼ることなく、危険な高所作業
をなくし、曲面等を有する壁面であっても、壁面の寿命
を正確に推定できる建物壁面診断ロボット及びこれを用
いた建物壁面診断方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、建物壁面を打撃するハンマーと、打撃時
に発生する振動、音響等の打診情報を検知する検出手段
とを検知頭に設け、打診情報を分析して建物壁面の耐久
性を診断するようにした建物壁面診断ロボットであっ
て、建物壁面に沿って立設した支持フレームに、検知頭
を上下方向に移動させる上下移動機構と、前記検知頭を
建物壁面と沿う水平方向に横移動させる横移動機構と、
前記検知頭を建物壁面側に前進後退させる前後移動機構
と、前記検知頭を回転させる回転制御手段とを設け、前
記検知頭を前記建物壁面に対して垂直方向から当接させ
るようにしたことを特徴とする。

【０００５】本発明では、建物の壁面に沿って支持フレ
ームを立設し、支持フレームとしては、枠状のもの又は
レール状のものを採用できる。支持フレームは、任意の
長さを有する２本以上の連結式支持部材から構成でき、
異なる建物の高さに対応すべく、支持フレームの長さを
可変調整可能に形成できる。また、支持フレームを横移
動可能に設けることで、支持フレーム自体を横移動機構
として兼用させることができる。この場合、たとえば建
物の屋上側張り出し部に上部案内レールを取り付け、該
上部案内レールに支持フレームの上端部を嵌合させ、支
持フレームの下端部は、地面側を走行する台車に連結す
る。

【０００６】検知頭は、打診情報を分析して建物壁面の
耐久性を診断するものである。検知頭にはハンマーと検
出手段を設ける。ハンマーは、建物壁面に飛び出し可能
に設け、建物に打撃を付与するものである。打撃時に振
動及び音響が発生するが、この振動及び音響を検知する
ため、振動検知器および音響検知器（マイクロフォン）
を検知頭に取り付ける。検出手段で計測されたデータ
は、コンピューターに送って解析する。

【０００７】支持フレームに設けた検知頭は、建物壁面
に沿った任意の検査位置に停止させる。これを実現する
ため、検知頭を上下方向、左右方向に移動させる上下移
動機構、横移動機構を設ける。この場合、上下移動機構
に対して横移動機構を左右方向に移動可能に配設する方
式と、これと逆に横移動機構（横移動型支持フレームな
ど）に上下移動機構を昇降可能に配設する方式とがあ
る。とくに建物壁面に階段等の凸部がある場合に対応で
きるように、検知頭に前後移動機構を設けて、建物壁面
に対し検知頭を近接離反できるように構成する。

【０００８】本発明による建物壁面診断ロボットは、建
物外壁の凹凸のみならず湾曲面に追随して対応できる構
造とする。そのため、検知頭には回転制御手段、すなわ
ち鉛直軸回転機構と水平軸回転機構とを具備させる。鉛
直軸回転機構は、検知頭を鉛直軸回りに回転させるもの
であり、水平軸回転機構は、検知頭を水平軸回りに回転
させるものである。この場合、鉛直軸回転機構に対して
水平軸回転機構を搭載する方式と、これと逆に水平軸回
転機構に鉛直軸回転機構を搭載する方式とがある。これ
により、検知頭を前記両回転機構により、検知頭を直交
二軸方向回りに適当な角度だけ回転させて固定し、検知
頭の姿勢方向を自由に変更設定できる。従って、建物壁
面に大きな湾曲面があっても、建物壁面に対して検知頭
を常に垂直方向から当接させることができる。つまり、
検知頭の接近方向に対する正面、左右面、上下面および
これらを組み合わせた自由形状面の曲率に関わりなく、
検知頭を建物壁面に向かって垂直に接触させることがで
きる。

【０００９】本発明の建物壁面診断方法では、上記建物
壁面診断ロボットにテレビカメラまたはデジタルカメラ
を設置し、建物壁面の表面を撮影検知する。このカメラ
により収録された建物壁面の表面情報と、検出手段によ
り計測された振動、音響等の打診情報をコンピュータに
送り、これらを総合的に分析比較して建物壁面の耐久性
を診断する。この場合、表面情報と打診情報の少なくと
も一方の診断情報をコンピュータのメモリ部等に記録保
存する。そして、この保存した診断情報を次回の診断時
に出力し、次回に得られる新診断情報との差異を分析比
較することで、建物壁面の時間的な劣化の進行程度を定
量的に把握できる。

【００１０】このように本発明は、検知頭の正確な位置
決めを行い、カメラによる壁面表面の亀裂や変色などの
欠陥データ、及び打診時における発生振動又は発生打音
の検出による壁面内部の欠陥データを重ね合わせること
ができる。これらの診断データを総合的にコンピュータ
画面上に表示し、これらデータを保存することで次回の
診断時までの壁面の経年変化を検知し、過去に保存され
た多数の検査結果を比較することで、壁面の劣化状況な
いし耐久性、寿命性をより正確に解析判断することがで
きる。

【００１１】本発明は、凹凸のあるすべての建物壁面の
診断を正確に行い、診断作業のロボット化によって危険
な高所作業を解消するものである。これによって、高い
精度の検査が可能になるばかりでなく、費用の軽減化、
検査時間の短縮化が可能になる。併せて、検査記録の保
存によって時間的なデータ比較が行えることから、建物
壁面の劣化に関する経年変化や壁面の寿命を正確に推定
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面に示す実施例に基いて説明する。図１は本発明の
に係る建物壁面診断ロボットの一実施例を示す正面図、
図２は図１の側面図、図３は図１の建物壁面診断ロボッ
トの横移動機構を示す詳細正面図、図４は図３の側面
図、図５は図１の建物壁面診断ロボットの検知頭を示す
詳細側面図で、図６は図５の検知頭で建物壁面の凸部の
側方部を検査するときの状態を説明する平面図、図７は
図１の下部台車を示す詳細正面図、図８は図７の側面
図、図９は図１の上部スライダを示す詳細側面図、図１
０は本発明に係る建物壁面診断ロボットの他の実施例を
示す正面図、図１１は図１０の側面図、図１２は図１０
の建物壁面診断ロボットの検知頭を示す詳細側面図、図
１３は図１２の検知頭で建物壁面の凸部を検査するとき
の状態を説明する平面図である。

【００１３】

【実施例１】図１及び図２に示すように、五階建て鉄筋
コンクリート造り建物１の外壁面Ｗには、階段２や窓枠
３などの凹凸部が形成され、外壁面Ｗの最上部には、外
方に張り出す庇４が設けられている。この庇４の外側辺
縁部には、これに沿って水平方向に延びる上部案内レー
ル５が装着固定され、上部案内レール５には、上部スラ
イダ１５が横方向に走行可能に取り付けられている。一
方、建物１の地面周辺には植栽６が配置され、植栽６の
上方には、支持パイプ７を介して走行用下部案内レール
８が敷設されている。この下部案内レール８は、上部案
内レール５と平行に延びている。下部案内レール８の上
には下部台車３０が走行可能に設けられ、下部台車３０
は植栽６の上方を移動可能とされている。

【００１４】下部台車３０には、壁面診断ロボット９が
搭載されている。建物壁面診断ロボット９は、図７、図
８に示すように、下部台車３０により全自重が支持され
た状態で、外壁面Ｗに沿って下部案内レール８上を移動
できるようになっている。下部台車３０の車輪３１、３
２は、下部案内レール８の上に走行可能に嵌合し、サー
ボモータ３３により回転駆動するようにされている。

【００１５】壁面診断ロボット９が横移動する際、下部
案内レール８と上部案内レール５間の上下間隔が多少変
化することがあるが、この間隔変化を吸収して壁面診断
ロボット９を円滑に移動させるべく、本実施例ではその
手段が講じられている。すなわち、図９に示すように、
上部スライダ１５は、後述する壁面診断ロボット９の支
柱１０に上下方向に相対的にスライド可能に連結され、
上部案内レール５に上下両側から嵌まる一対の車輪２８
を有している。これにより、支柱１０は、実質的に長さ
調整可能とされている。このため、前記両レール８、５
間の間隔が変化しても、この変化量は、上部スライダ１
５を介して吸収除去されるようになっている。

【００１６】上記壁面診断ロボット９は、外壁面Ｗに沿
って鉛直方向に延びる支柱（支持フレーム）１０を備
え、支柱１０には上下移動機構２３が昇降可能に設けら
れている。この上下移動機構２３には横移動機構１２が
設けられ、横移動機構１２は、外壁面Ｗに沿った水平方
向に横行移動可能とされている。横移動機構１２には前
後移動機構１３が設けられ、前後移動機構１３は、外壁
面Ｗに向かって前進後退可能とされている。前後移動機
構１３は、角形の水平前後アーム２７を有し、水平前後
アーム２７の前端側部分は、検知頭１４を搭載した検査
装置１１に連結されている。

【００１７】図３、図４に示すように、横移動機構１２
の一端部分に、前後移動機構１３の角形水平前後アーム
２７が貫通し、水平前後アーム２７は、外壁面Ｗ側に前
進後退可能に設けられている。水平前後アーム２７は、
サーボモータ２５を駆動することで、ラック・ピニオン
機構２６を介して移動可能とされ、これにより、水平前
後アーム２７は、外壁面Ｗに対して接近離反できるよう
になっている。

【００１８】水平前後アーム２７の外周部には、水平軸
回りに回転する水平軸回転機構（回転制御手段）１７が
嵌合固定され、水平軸回転機構１７には、サーボモータ
１８が駆動連結されている。水平軸回転機構１７及び水
平前後アーム２７は、サーボモータ１８を駆動すること
で、水平軸回りに回転変位するようになっている。した
がって、水平前後アーム２７に連結された検知頭１４
は、前後移動機構１３により外壁面Ｗ側に進退動作でき
ると同時に、水平軸回転機構１７により水平軸回りに回
動できる構成になっている。

【００１９】検知頭１４の外壁面Ｗに近い側の端部に
は、図５に示すように、外壁面Ｗを正面から打撃するハ
ンマー１９と、打撃時に発生する振動成分（振動情報）
を検知する振動センサー２０と、外壁面Ｗに対する検知
頭１４の直角度（傾斜度）を検出するための複数の近接
センサー３７とが取り付けられている。またハンマー１
９の後方には、外壁面Ｗの表面状況を撮影する小型のテ
レビカメラ２２が設置され、このテレビカメラ２２は必
要に応じて、デジタルカメラと交換できる構造になって
いる。さらに振動センサー２０の後方には、打撃時に外
壁面Ｗに発生する打音成分（音響情報）を検知するマイ
クロフォン２１が取り付けられている。

【００２０】検知頭１４は鉛直軸回転機構（回転制御手
段）２４を備え、鉛直軸回転機構２４は、検知頭１４先
端側の機能部分を鉛直軸回りに回転変位させるものであ
る。この鉛直軸回転機構２４には、サーボモータ２５が
駆動連結されている。このサーボモータ２５により鉛直
軸回転機構２４を駆動することで、検知頭１４の先端側
部分を鉛直軸２４Ａの回りに１２０度左右両側に首振り
回転でき、任意の首振り角度で回転停止できるようにな
っている。したがって、検知頭１４の先端側部分、すな
わち、ハンマー１９、振動センサー２０及びテレビカメ
ラ２２は、水平軸回転機構１７および鉛直軸回転機構２
４等を駆動制御することで、前後、左右、上下の直交３
軸方向に動かすことができ、さらに、検知頭１４は回転
制御手段１７、２４により回転角度を設定変更して、自
由に位置決め固定できる構成になっている。それゆえ、
検知頭１４は外壁面Ｗに対して、前後面、左右面、上下
面を組み合わせた任意の形状曲面（または凹凸面）に追
従移動でき、該曲面に対して垂直方向から検知頭１４を
近接密着させることができるようになっている。尚、図
６は、検知頭１４で外壁面Ｗの凸部の側方部分を検査す
るときの状態を示している。

【００２１】ロボット動作時に必要な運転制御データ、
つまり下部台車３０の車輪３１の回転数、並びに上下移
動機構２３、横移動機構１２、前後移動機構１３の移動
距離（位置データ）は、ロータリーエンコーダ形式の回
転計または距離計によって自動計測されるようになって
いる。これら壁面診断ロボット９に関する計測データ
は、信号線を介してコンピュータ３６に送られ、この計
測データに基づいて、検知頭１４の外壁面Ｗ上における
移動位置を自動検出できるようになっている。

【００２２】一方、外壁面Ｗを打撃するハンマー１９の
作動は、コンピュータ３６からの指示に従って自動又は
手動にて操作制御でき、打撃時に発生した振動信号、打
音信号、傾斜信号は、振動センサー２０、マイクロフォ
ン２１、近接センサー３７を介してコンピュータ３６に
送られ、公知の解析方法に従って診断されるようになっ
ている。この解析結果はコンピュータ３６の画面におい
て、外壁面Ｗと対応する当該位置に測定記入され、多数
の測定値によって外壁面Ｗ各部のコンターが描かれるよ
うになっている。

【００２３】次に、実施例１の作用について説明する。
この建物壁面診断ロボット９により外壁面Ｗを診断検査
する際は、予め外壁面Ｗの検査箇所と対応する左右位置
に、壁面診断ロボット９の支柱１０を両案内レール５、
８に沿って移動させるものとする。そのうえで、まず検
査装置１１を外壁面Ｗの検査箇所と対応する上下位置、
左右位置に正確に移動させる。すなわち、支柱１０に沿
って上下移動機構２３を所要の高さ位置まで昇降させた
後、上下移動機構２３に対して横移動機構１２を所要の
左右位置まで横移動させる。次いで、横移動機構１２に
対して前後移動機構１３を前方に移動させることで、検
査装置１１の検知頭１４を外壁面Ｗ側に前進させる。こ
の場合、下部台車３０の車輪３１の回転数、並びに上下
移動機構２３、横移動機構１２、前後移動機構１３の移
動距離は、回転計又は距離計により計測され、コンピュ
ータ３６に送られて検知頭１４の外壁面Ｗ上における停
止位置が計測される。

【００２４】特に外壁面Ｗの凹凸曲面部分を検査すると
きは、水平軸回転機構１７および鉛直軸回転機構２４等
を駆動制御することで、検知頭１４の先端側部分、即ち
ハンマー１９、振動検出センサー２０及びテレビカメラ
２２を外壁面Ｗの凹凸曲面に追従して移動させる。そし
て、複数の近接センサ３７により、外壁面Ｗに対して検
知頭１４の角度が９０度であることを確認した上で、前
後移動機構１３を前進させ、ハンマー１９及び振動検出
センサー２０を外壁面Ｗに対し垂直に当接させる。この
あと、ハンマー１９により外壁面Ｗを打撃して検査す
る。

【００２５】このとき検知頭１４の作動操作は、操作員
が外壁面Ｗの表面状況をテレビカメラ２２を通して監視
検知しながら、操作作業員とコンピュータ３６との協調
作業によって、検査部分の亀裂や劣化状態をより正確に
目視検査でき、検査部分に大きな凹凸部や曲面部があっ
ても、すべての外壁面Ｗをハンマー１９によって、直角
方向から正確に打撃することができる。このハンマー１
９の作動は、コンピュータ３６からの設定指示により自
動にて制御できる。

【００２６】ハンマー１９で外壁面Ｗを打撃すると、外
壁面Ｗから振動信号および打音信号が発生し、発生した
振動信号、打音信号は、振動センサー２０、マイクロフ
ォン２１を介してコンピュータ３６に送られ、公知の解
析方法に従って波形を演算処理することで、外壁面Ｗの
欠陥状況などが診断される。この解析結果はコンピュー
タ３６のディスプレイ上にて、検知頭１４の検査位置と
共に総合的に記憶、表示される。

【００２７】今回の診断結果は次回の検査時まで記録保
存され、次回の検査時に得られた診断データと比較分析
し、その間に進行した外壁面Ｗの欠陥状況を経時的に知
ることができる。たとえ次回の検査時までの期間が長い
場合であっても、豊富な診断データをコンピュータ３６
のメモリー部に正確に記憶保存できるので、多数の診断
データを比較検討することによって、外壁面Ｗの経年変
化に伴う劣化状況をより正確に把握でき、建物１の外壁
面Ｗの耐久寿命性を定量的に推定することができる。

【００２８】

【実施例２】次に、本発明の実施例２について説明す
る。尚、実施例１と同様の構成要素にはそれと同一の符
号を付すものとする。図１０および図１１において、中
低層の建物１の外壁面Ｗには、階段２や窓枠３等の凹凸
部分が形成され、建物１の上部の庇４には案内レール５
が設けられている。案内レール５には上部スライダ１５
が摺動可能に取り付けられ、上部スライダ１５には、壁
面診断ロボット９の支持部である枠状支持フレーム１０
の上端部に連結されている。支持フレーム１０の下部に
は下部台車３０が設けられ、下部台車３０は、地上を走
行する一対の車輪３１、３２を有している。これによ
り、支持フレーム１０は、建物１の外壁面Ｗに沿って水
平方向に移動可能とされている。この支持フレーム１０
は、上下方向の長さ寸法を調整可能に構成することがで
きる。

【００２９】壁面診断ロボット９は、外壁面Ｗに沿って
鉛直方向に延びる支持フレーム（横移動機構）１０と、
支持フレーム１０に昇降可能に設けた上下移動機構２３
を備え、上下移動機構２３には、外壁面Ｗ側に前進後退
する前後移動機構４０が連結され、前後移動機構４０の
前端側には、検知頭１４を搭載した検査装置５０が連結
されている。壁面診断ロボット９の前後、左右、上下方
向の移動量は、車輪３１および上下移動機構２３等に取
り付けたセンサーにより測定でき、測定データはコンピ
ュータ３６に送信されるようになっている。

【００３０】尚、壁面診断ロボット９の移動操作は、コ
ンピュータ３６を介して自動的に指示できるが、必要に
より操作作業員がマニュアル指示することもできる。と
くに凹凸状の外壁面Ｗを検査する場合、外壁面Ｗに壁面
診断ロボット９を接近させる際は、マニュアル指示によ
り壁面診断ロボット９を迅速かつ精密に移動停止させる
ことができる。

【００３１】図１２に示すように、検査装置５０は、前
後移動機構４０に水平軸周りに回転可能に連結された装
置回転機構（水平軸回転機構）５３と、装置回転機構５
３に鉛直軸周りに回転可能に連結された先端側検知部回
転機構（鉛直軸回転機構）５２とを備え、検知部回転機
構５２の先端側部分には、建物壁面Ｗ側に接近離反する
検知頭１４が設けられている。これにより、検知頭１４
は、前後移動機構４０により前後方向ＦＲに移動可能と
され、且つ装置回転機構５３、検知部回転機構５２によ
り水平軸及び鉛直軸周りに回転停止可能とされている。

【００３２】図１３は、壁面診断ロボット９の検査装置
５０を外壁面Ｗの凸部に当接させたときの状態を示すも
のである。すなわち、まず検知部回転機構５２を鉛直軸
回りに９０度首振り回転して、検知頭１４を前記凸部に
近接対面させる。この後、振動センサー２０を凸部に接
触させた状態で、ハンマー１９で凸部を打撃したときを
示している。ハンマー１９は、ソレノイド５１に通電す
ることで、外壁面Ｗ側に突出して打撃できるようになっ
ている。

【００３３】検知頭１４は、外壁面Ｗに接触する振動セ
ンサー２０と、外壁面Ｗを指向して集音する小型マイク
ロホン２１と、外壁面Ｗの表面状況を監視する小型テレ
ビカメラ２２とを備え、振動センサー２０の取付け部外
周には、光電式近接センサー３７が複数配置されてい
る。近接センサー３７は、外壁面Ｗとの間隔距離を計測
して、外壁面Ｗに対する検知頭１４の垂直状態（傾斜具
合）を検知するものである。

【００３４】検知頭１４の取付け部５８は、装置回転機
構５３の水平部材５７と直交する直角軸５６に結合さ
れ、直角軸５６の一端には、ステッピングモーター６０
が駆動連結されている。この直角軸５６を回転すること
で、検知頭１４は直角軸５６の回りに首振り回転するよ
うになっている。この場合、直角軸５６は、ステッピン
グモーター６０により１ステップ角度ごと回転停止でき
るようになっている。したがって、ステップ角度の加算
量に応じた回転位置に、取付け部５８を位置決め固定で
きるようになっている。尚、直角軸５６の回転領域は、
正逆両回転における１２０度の範囲とされている。

【００３５】直角軸５６が貫通した水平部材５７には、
装置回転機構５３の筒状保持部材５９が連結され、保持
部材５９は３６０度回転可能とされている。保持部材５
９はベアリング６２を介して、フランジ４４側の取付け
軸６１に連結されている。保持部材５９の外周面にはギ
アー６４が形成され、ギアー６４は、ステッピングモー
ター６６で駆動されるピニオン６５に嵌まっている。こ
れにより、保持部材５９は、ギアー６４とピニオン６５
を介して、ステッピングモーター６６で回転するように
なっている。このステッピングモーター６６は１ステッ
プ角度ごとに回転停止できるため、ステップ角度の加算
量に応じた角度に、保持部材５９を位置決め固定できる
ようになっている。

【００３６】４６は、前後移動機構４０の一対の支持ア
ームで、一対の支持アーム４６は外壁面Ｗ側に移動停止
可能とされている。すなわち、支持アーム４６を保持す
るスライドベアリングン４１は固定板４８に装着され、
フランジ４４と固定板４８の間に回転可能に設けた前後
送り用ボールネジ４２は、固定板４８に取り付けたステ
ッピングモーター４３により回転駆動するようになって
いる。これにより、ステッピングモーター４３を正逆方
向に回転駆動することで、支持アーム４６及びフランジ
４４は、固定板４８に対して外壁面Ｗ側に前進後退する
ようになっている。４５は、ボールネジ４２のフランジ
４４側に固定されたボールネジ保持部である。

【００３７】この実施例で外壁面Ｗを検査するには、検
査箇所と対応する左右位置に支持フレーム１０を移動さ
せたうえで、支持フレーム１０に沿って上下移動機構２
３を所要の高さまで昇降させる。次ぎに、固定板４８に
取り付けたステッピングモーター４３を駆動し、前後送
り用ボールネジ４２を回転させる。すると、フランジ４
４が外壁面Ｗ側に移動して、検知頭１４が外壁面Ｗに近
接する。そして、この近接状態で検知頭１４が壁面Ｗに
対して垂直又は傾斜しているか否かを、近接センサー３
７によって計測し判定する。検知頭１４が傾いている場
合は、両ステッピングモーター６０、６６を微調整し
て、検知頭１４の姿勢を外壁面Ｗに対し垂直に修正した
後で、検知頭１４を外壁面Ｗに対向的に直面させる。

【００３８】この後、外壁面Ｗ側に検知頭１４を更に前
進させることで、振動センサー２０を外壁面Ｗに接触さ
せ、その状態でハンマー１９を突き出して外壁面Ｗを打
撃する。打撃により生じた外壁面Ｗの振動は、振動セン
サー２０で検出すると同時に、外壁面Ｗの打音はマイク
ロホン２１で検出する。検出されたデータはコンピュー
タ３６に送信され、公知の解析方法で振動波形と打音波
形の解析が行われる。

【００３９】このように、壁面診断ロボット９を外壁面
Ｗに沿って所定位置に移動停止させ、検知頭１４を外壁
面Ｗ側に接近前進させる。その際、外壁面Ｗの凹凸表面
及び傾斜角を確認した上で、振動センサー２０を外壁面
Ｗに接触させる。これにより、外壁面Ｗに大きな凹凸や
自由曲面があっても、外壁面Ｗの全領域を正確に診断す
ることができる。ここで、外壁面Ｗの形状が正確に判っ
ている場合は、外壁面Ｗの図面をコンピュータ３６に入
力し、コンピュータ３６の指令により欠陥部の診断を自
動で行うことができる。勿論、操作員はテレビカメラ２
２で外壁面Ｗの状況を把握しながら、コンピュータ３６
のデータを活用して検査診断を一層精密かつ正確に行う
ことができる。

【００４０】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明は種々の応用変形例が可能である。例えば、
本発明は居住用建物、オフィス用建物のほかに、倉庫、
寺院、煙突等の特殊な建物の壁面にも勿論適用可能であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、検知頭を建
物壁面に沿って任意な位置に停止させ、回転制御手段を
介して検知頭を建物壁面に垂直状態で当接させるように
したことにより、作業のロボット化によって危険な高所
作業を解消し、検査時間の短縮化が可能になるだけでな
く、曲面や凹凸面を有する建物壁面であっても、建物壁
面の診断を正確に行い、検査精度を従来に比べて大幅に
高めることができるという優れた効果がある。

【００４２】特に請求項２の発明によれば、検知頭を鉛
直軸回り、水平軸回りに回転させる機構を具備させたこ
とにより、検知頭の姿勢方向を２軸回りに制御でき、検
査精度の更なる向上を期待することができる。

【００４３】請求項３の発明によれば、支持フレームを
長さ調整可能としたことにより、高さの異なる建物壁面
を診断する時でも柔軟に対応することができる。また、
請求項４の発明によれば、支持フレームが横移動機構の
役割を果たすので、構造の簡素化および軽量化が図れ
る。

【００４４】請求項５の発明によれば、カメラによる表
面情報および検出手段による打診情報を総合的に分析比
較することにより、壁面の表面からの欠陥と、壁面の内
面からの欠陥の双方を把握してより正確な診断を行うこ
とができる。

【００４５】請求項６の発明によれば、前回保存した診
断情報と、今回の診断で得られる診断情報とを分析比較
することにより、時間的な劣化の状況を動的に把握し
て、壁面の寿命を定量的に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建物壁面診断ロボットの一実施例
を示す正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の建物壁面診断ロボットの横移動機構を示
す詳細正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】図１の建物壁面診断ロボットの検知頭を示す詳
細側面図でである。

【図６】図５の検知頭で建物壁面の凸部の側方部を検査
するときの状態を説明する平面図である。

【図７】図１の下部台車を示す詳細正面図である。

【図８】図５の側面図である。

【図９】図１の上部スライダを示す詳細側面図である。

【図１０】本発明に係る建物壁面診断ロボットの他の実
施例を示す正面図である。

【図１１】図１０の側面図である。

【図１２】図１０の建物壁面診断ロボットの検知頭を示
す詳細側面図である。

【図１３】図１２の検知頭で建物壁面の凸部を検査する
ときの状態を説明する平面図である。

【符号の説明】

Ｗ外壁面１建物２階段３窓枠４庇５上部案内レール６植栽７支持パイプ（台座）８下部案内レール９建物壁面診断ロボット１０支柱（支持フレーム）１１検査装置１２横移動機構１３前後移動機構１４検知頭１５上部スライダ１７水平軸回転機構（回転制御手段）１８サーボモータ１９ハンマー２０振動（検出）センサー２１マイクロフォン２２テレビカメラ２３上下移動機構２４鉛直軸回転機構（回転制御手段）２５サーボモータ２６ラック・ピニオン機構２７水平前後アーム２８一対の車輪３０下部台車３１車輪３２車輪３３サーボモータ３６コンピュータ３７近接スイッチ４０前後移動機構４１スライドベアリングン４２前後送り用ボールネジ４３ボールネジ駆動用ステッピングモータ４４フランジ４５ボールネジ保持部４６支持アーム４８固定板５０検査装置５１ソレノイド５２先端側検知部回転機構（鉛直軸回転機構、回転制
御手段）５３装置回転機構（水平軸回転機構、回転制御手段）５６直角軸５７水平部材５９保持部材６０ステッピングモータ６１取付け軸６２ベアリング６４ギアー６５ピニオン６６ステッピングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501309222 平栄蔵宮崎県宮崎市生目台西４丁目14番地５ (71)出願人 501310376 井口建設株式会社宮崎県延岡市中島町４丁目338番地１ (71)出願人 594096151 株式会社共立電機製作所宮崎県宮崎市別府町４番33号 (72)発明者西亮宮崎県宮崎郡清武町あさひ１丁目13番地 (72)発明者星野義郎宮崎県日向市日知屋11807番地株式会社キヨモトテックイチ内 (72)発明者平栄蔵宮崎県宮崎市生目台西４丁目14番地５Ｆターム(参考） 2G047 AA10 BA04 BC11 CA03 EA10 EA13 EA19 GA21 GD02 GJ02 GJ14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物壁面を打撃するハンマーと、打撃時
に発生する振動、音響等の打診情報を検知する検出手段
とを検知頭に設け、打診情報を分析して建物壁面の耐久
性を診断するようにした建物壁面診断ロボットであっ
て、建物壁面に沿って立設した支持フレームに、検知頭
を上下方向に移動させる上下移動機構と、前記検知頭を
建物壁面と沿う水平方向に横移動させる横移動機構と、
前記検知頭を建物壁面側に前進後退させる前後移動機構
と、前記検知頭を回転させる回転制御手段とを設け、前
記検知頭を前記建物壁面に対して垂直方向から当接させ
るようにしたことを特徴とする建物壁面診断ロボット。
【請求項２】回転制御手段が、検知頭を鉛直軸回りに
回転させる鉛直軸回転機構と、前記検知頭を水平軸回り
に回転させる水平軸回転機構とから成ることを特徴とす
る請求項１記載の建物壁面診断ロボット。
【請求項３】支持フレームが長さ調整可能であること
を特徴とする請求項１または２記載の建物壁面診断ロボ
ット。
【請求項４】支持フレームが横移動機構として機能
し、建物壁面に沿って水平方向に横移動可能であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の建物壁
面診断ロボット。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の建物
壁面診断ロボットに、建物壁面の表面を撮影するカメラ
を設置し、該カメラによる表面情報および検出手段によ
る打診情報を総合的に分析比較することにより、建物壁
面の耐久性を診断することを特徴とする建物壁面診断方
法。
【請求項６】表面情報および打診情報の少なくとも一
方をコンピュータに保存し、この保存した診断情報と、
次回の診断時に得られる診断情報とを分析比較すること
により、建物壁面の耐久性を診断することを特徴とする
請求項５に記載の建物壁面診断方法。