JP2559328B2 - 壁面走行用ロボットの走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビル，橋梁などの建
造物の壁面あるいは天井面などを遠隔操作によって走行
させることができる壁面走行用ロボットの走行制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、この種の壁面走行用ロボ
ットは、ビル，橋梁，トンネル等の建造物の壁面及び天
井面の清掃，検査，コーティング作業などのように、従
来は人が危険を伴いながら行っていた作業を遠隔操作に
より無人運転で行うことができるものとして利用されて
いる。そして、このような壁面走行用ロボットには、た
とえば、特開昭６４−５７９８号公報や実開平１−１２
８４７５号公報に開示されるものがある。

【０００３】すなわち、特開昭６４−５７９８号公報に
開示されるものは、壁面走行用ロボットに取り付けた液
体ジェット切断装置に関するものであるが、ここで使用
される壁面走行用ロボットは、クローラ表面に複数の吸
盤を形成した１対のクローラ式走行体によって走行され
るもので、この吸盤に発生する吸引は、コンプレッサか
ら配管を介して圧縮空気が供給されたものをエゼクタの
原理で吸盤および壁により形成された空間に生じさせた
負圧による構造である。

【０００４】また、実開平１−１２８４７５号公報に開
示されるものは、クローラ式壁面移動ロボットの吸着盤
の改良に関し、吸着盤に呼込み用の吸引部を設けたこと
を特徴とするものであるが、この吸着壁の吸引をどのよ
うにするかは開示がないので定かではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６４−５７９８号公報に開示されるものは、クロー
ラ表面に複数の吸盤を形成した１対のクローラ式走行体
によって走行する形式のものであるので、２つのクロー
ラが必要であると共に、この２つのクローラの間の空間
は吸盤が位置していないことから、吸着面が少くなり、
その結果吸着力が弱いという不具合がある。

【０００６】一方、実開平１−１２８４７５号公報に開
示されるものは、その吸引の形式についての開示がない
ので、吸引方法については定かでないが、図面及び明細
書の記載から２つのクローラを使用していると推測で
き、前記と同様の課題を有していると考えられる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、１つ
のクローラによって走行可能で、しかもクローラ表面に
取り付けた吸着盤に対する吸引及び吸引停止を壁面に対
する吸着盤位置によって制御することで、壁面に対する
吸着力ならびに吸着効率の向上をはかり、かつ壁面から
に滑落がなく、しかも進行方向に安定して走行させるこ
とのできる壁面走行用ロボットの走行制御装置を提供し
ようというものである。

【０００８】上記の目的を達成するため、この発明は、
枠体の前後に所定間隔をおいて配置された２対以上の回
転輪に巻回されて回転走行する回転帯と、該回転帯に取
付枠を介して固定され、壁面走行時に真空発生装置の吸
着作用により壁面に吸着しうる複数の移動吸着盤とを備
えた壁面走行用ロボットの走行制御装置を前提とし、請
求項１の発明では、上記走行制御装置を、枠体両側に取
り付けられ、吸引管を介して真空発生装置と接続されて
いる吸引貫通孔が形成された制御板と、上記回転帯に同
期して軸心周りに回転可能で、中心から外周方向に向か
って放射状にかつ周方向に等間隔で多数列、複数の小孔
が設けられた制御輪と、上記制御輪の各小孔と各移動吸
着盤の各吸引室とを連通状態に接続する複数の移動吸着
管とを備え、上記複数の移動吸着盤のうち壁面に接する
移動吸着盤が、上記制御板の吸引貫通孔に対応して位置
する制御輪の小孔及び移動吸着管とを経て上記真空発生
装置に接続して吸引作用を発揮する一方で、壁面から離
反している移動吸着盤が、上記真空発生装置との接続を
上記制御板に切断されて上記吸引作用を停止するように
構成している。

【０００９】また、請求項２の発明では、請求項１の発
明の走行制御装置において、上記制御板と制御輪との間
に、上記制御輪と同軸周りに回転可能で吸引透孔が設け
られた切換板を介装し、上記制御板に対し、切換板が制
御輪の２列の小孔がなす角度を回転する毎に、壁面に対
する移動吸着盤の吸着部位及び離反部位が順次、連続的
に更新されるように構成している。

【００１０】

【作用】上記のように構成したので、請求項１の発明で
は、走行制御装置の動作によって、移動吸着盤が壁面に
接するときに、外部の真空発生装置と接続して吸引作用
が発揮され、上記移動吸着盤は壁面に対して吸着する一
方で、移動吸着盤が壁面から離反するときに、真空発生
装置との接続が切断されて吸引作用が停止されることに
なる。したがって、移動吸着盤は壁面から離反して吸着
していない場合における無意味な吸引作用が削減され、
吸着力が要求される移動吸着盤が壁面に接する場合にの
み、真空発生装置による吸引作用が有効に作用すること
になり、真空発生装置の吸引効率が向上する。

【００１１】また、請求項２の発明では、枠体両側に取
り付けた一対の制御板のそれぞれに対し、切換板が制御
輪の２列の小孔がなす角度を回転する毎に、壁面に対す
る移動吸着盤の吸着部位及び移動吸着盤の離反部位が順
次、連続的に更新されるように構成されているので、請
求項１の作用を確実に奏し、壁面からの滑落のおそれな
く、しかも強い吸着力で確実に壁面の所定の進行方向へ
走行させることができる。さらに、切換板を２列の小孔
のなす角度だけ回転することにより、移動吸着盤の吸着
部位を切換えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１乃至４はこの発明にかかる移動吸着盤６
を使用した壁面走行用ロボット１を示している。これら
の図面に示すように、この壁面走行用ロボット１は、枠
体２の一端側に該枠体２の横幅の距離を開けて相対向す
るようにして配置された１対の回転輪を構成する駆動輪
３及び従動輪４と、枠体２の他端側に上記１対の駆動輪
３と従動輪４の配置を左右逆にして相対向するようにし
て配置された他の１対の回転輪を構成する駆動輪３と従
動輪４と、これらの一端側と他端側にそれぞれ配置した
前記２対の駆動輪３と従動輪４の間にわたって巻回され
て回転する１つの回転帯５と、該回転帯５の外周面に図
示しない取付枠を介して固定された複数の移動吸着盤６
とから基本構成され、望ましくは、該移動吸着盤６と図
外の真空発生装置とを接続する吸引管７と、該吸引管７
の配管途中に設けられ上記移動吸着盤６の接壁面時に上
記真空発生装置と接続し離反時に真空発生装置との接続
を切断する走行制御装置８とから基本的に構成されてい
る。

【００１３】上記枠体２は図２で示すように矩形形状と
なっており、この枠体２の一端側に設けたモータ９から
枠体２の一側に設けた駆動歯車１０，中間歯車１１を介
して駆動輪３に回転力を伝達している。そして、この駆
動輪３の外周には、回転帯５の裏面に形成した噛合歯型
１２と噛み合うように歯部が形成されている。また、こ
の駆動輪３の相向い合う枠体２の他側には同径の従動輪
４が回転自在に設けられ、この従動輪４の外周にも回転
帯５の噛合歯型１２と噛み合う歯部が形成されている。
さらに、上記モータ９は枠体２の他端側にも設けられ、
枠体２の対角線の位置に相当する他側にも前記と同様の
駆動歯車１０、中間歯車１１及び駆動輪３がそれぞれ設
けられるとともに、相向い合う枠体２の一側に従動輪４
が回転自在に設けられている。

【００１４】このように、上記回転帯５は、その内周面
に形成した噛合歯型１２が枠体２の一端側と他端側にお
いてそれぞれ相対向するように設けた上記２対の駆動輪
３と従動輪４の歯部と噛み合うように巻回されているの
で、上記回転帯５には両巻回端の異なる側から回転駆動
が与えられるようになっている。このため、回転帯５の
正逆いずれの回転時または回転切換時においても、回転
帯５のテンションは緊張した状態を維持して弛むことが
ないので、壁面走行時において、該ロボット１は走行し
ようとする壁面に対して常に密着した状態を持続でき、
吸着力の大きい安定走行ができる。

【００１５】また、上記回転帯５は、この裏面側に設け
た噛合歯型１２が上記枠体２の両端側に配置した前後２
対の駆動輪３と従動輪４の間に位置する一側及び他側に
それぞれ２つずつ径４つ配置され、上記駆動輪３よりも
大径で、回転自在な誘導輪１３と噛み合っている。

【００１６】そして、上記した４つの誘導輪１３のう
ち、枠体２の一側及び他側にあり、これらの側にある各
従動輪４と近接する２つの誘導輪１３は、その軸に固定
した歯車１４、枠体２に固定した各軸にそれぞれ回転自
在に支持されている第１中間歯車１５、第２中間歯車１
６、該第２中間歯車１６と同軸にある第３中間歯車１７
及び第４中間歯車１８を介し、枠体２の中心にあってそ
の軸１９を共有する枠体２の左右両側にある一対の制御
輪２０を駆動させるようになっている。これらの歯車機
構の噛み合いによって、上記誘導輪１３から制御輪２０
に回転力が伝達され、回転帯５が１回転するとき、上記
制御輪２０が１回転するように、回転帯５の１回転と制
御輪２０の１回転とが同期するように調節されている。

【００１７】さらに、上記移動吸着盤６は図２で示すよ
うに、回転帯５の外周面全周にわたり、その横幅方向に
蝶番２８を介して取り付けた多数の取付枠２７上に各
々、固着されたもので、具体的には、たとえば、図５及
び図６で示すような構造となっている。すなわち、これ
らの図面に示すように、上記した移動吸着盤６は、横長
な矩形形状をなした土台枠２２上に、これと同一形状
で、軟質ゴムで形成された囲い枠２１を取り付け、上記
土台枠２２の内部に台座２４を固着し、上記土台枠２２
及び囲い枠２１と台座２４との間に略箱型の内部スライ
ド枠２６を上下動可能に配装するとともに、上記台座２
４と内部スライド枠２６との間に上記内部スライド枠２
６を上方に付勢させるバネ等の弾性体２５を配装支持し
て構成され、しかも上記取付枠２７及び台座２４には外
部に連通する通気孔２３が設けられる一方で、内部スラ
イド枠２６の中心部位にはその表面側の摩擦面２９と裏
面側を貫通して内外を連通する通気孔３０が設けられた
構成となっている。

【００１８】そして、上記内部スライド枠２６は、図５
に示すように、軟質ゴムからなる囲い枠２１の内部に形
成されている各吸引室２８内毎にそれぞれ配装されてお
り、しかも、この内部スライド枠２６に設けられた上記
通気孔３０を横切って摩擦面２９側に吸引溝３１が縦横
に交差して複数形成されている。したがって、図７に示
すように、壁面走行用ロボット１の移動吸着盤６が垂直
な壁面Ａに接面しているときは、図外の真空発生装置の
作動により、まず、取付枠２７に設けた通気孔２３から
移動吸引管３２を通じて吸引されると、吸引溝３１、通
気孔３０及び通気孔２３を経由して空気が真空発生装置
側に吸引されていき、これにより、図６で示す内部スラ
イド枠２６の内部空間である吸引室２８は負圧となっ
て、図７で示すように、内部スライド枠２６が弾性体２
５の付勢力に抗して台座２４方向へ移動するとともに、
軟質ゴムからなる囲い枠２１の先端が壁面Ａに対して圧
縮されつつ壁面Ａとの間をシールされる。と同時に、台
座２４側に移動した内部スライド枠２６は台座２４側に
接した状態で壁面Ａに対して圧接するように動作する
（つまり、図６に示す状態から図７に示す状態へと変化
する）。このような作用によって、囲い枠２１の先端と
内部スライド枠２６の摩擦面２９とは、壁面Ａに対して
気密性が高い状態で吸着することになる。

【００１９】また、上記取付枠２７は、図５，図６で具
体的に示すように、その長手方向の両端が囲い枠２１と
反対方向へ折れ曲がった垂直片３３とこの垂直片３３の
端部から更に外側へ折れ曲がった水平片３４を有してお
り、上記垂直片３３には軸の長さは異なるが、上記垂直
片３４に対して平行な配置状態となるように第１ガイド
車３５と第２ガイド車３６とが設けられる一方で、上記
水平片３４の下面側には上記第１、第２ガイド車３５、
３６と回転方向が直交する位置で回転する第３ガイド車
３７が設けられている。また、前述したように、上記取
付枠２７の裏面には、図１０で具体的に示すように、回
転帯５の外周面に蝶番３８を介して回転可能にネジなど
で固着されているが、相隣り合う取付枠２７間の隙間は
僅かであるので、取付枠２７が蝶番３８を介して自由回
転する角度は僅かである。

【００２０】上記枠体２の左右両端には、図８、図９及
び図１０で示すように、上記取付枠２７の３つのガイド
車３５，３６，３７を案内する直線状の案内レール３９
がそれぞれ取付けられている。これらの案内レール３９
は、回転帯５が上記２対の駆動輪３、従動輪４及び２対
の誘導輪１３と噛み合いして回転するとき、回転帯５の
外周面に蝶番３８ならびに取付枠２７を介して取り付け
られている移動吸着盤６が壁面Ａと常時平行な状態を維
持し、壁面走行用ロボット１に偏荷重がかかって枠体２
が壁面Ａから離れる方向に外力が作用した場合であって
も、この外力を壁面Ａの吸着しているすべての移動吸着
盤６にできるだけ等しく分配する目的、かつ進行方向の
左右の揺れを防止する目的で設けられ、上記２つの第
１、第２ガイド車３５、３６を壁面Ａと平行方向に案内
する第１ガイド４０と、第３ガイド車３７を壁面Ａと垂
直方向に案内する第２ガイド４１とを有している。

【００２１】また、上記のように、案内レール３９は、
回転帯５の、誘導輪１３の噛合部位を境として、直線部
分の下方に配装されているが、誘導輪１３の噛合部位か
ら駆動輪３（又は従動輪４）側に至る曲線部位では、図
８または図９に示すように、円弧状の補助案内レール４
２が設けられている。すなわち、これらの補助案内レー
ル４２は、図８で示すように、右下がりに傾斜している
図中左側に位置する移動吸着盤６を、案内レール３９上
を平行状態に移動するようにガイドするため、上記移動
吸着盤６が壁面に接する直前（回転帯５の曲線部位）に
て、移動吸着盤６の内部スライド枠２６の摩擦面２９が
壁面と平行になるように姿勢を直すためのものであり、
図５で示す取付枠２７の垂直片３３に設けた軸の長い方
の第１ガイド車３５が図８で示すように、補助案内レー
ル４２の円弧外周面側にガイドされることによって、蝶
番３８を中心に移動吸着盤６が回転して平行姿勢を保つ
ようになっている。なお、回転帯の逆回転の場合に備え
て、反対側の端部においても、同様の補助案内レールが
設けられているが、この場合には軸の短い方の第２ガイ
ド車３６が円弧状外周面側にガイドされるようになって
いる。

【００２２】このような構成における壁面走行用ロボッ
トにおいて、この発明における最も重要な構成の一つを
なす走行制御装置８は、図１０〜図１３で具体的に示す
ように、主として、制御輪２０と、枠体２に支持されて
いる制御板４３と、これらの制御輪２０と制御板４３の
間に介装され回動可能な切換板４４とから構成され、特
に、上記制御輪２０には、軸１９が貫通する中心穴４５
から外周方向に向かって放射状に１列４つの小孔４６が
等角度間隔で１５列設けられている。この１列４個の小
孔４６は１つの移動吸着盤６の４つの通気孔２３にそれ
ぞれ対応しており、上記各小孔４６と移動吸着盤６の各
通気孔２３との間は前記した移動吸引管３２によってそ
れぞれ接続されている。また、回転帯５の外周面に取り
付けられた移動吸着盤６の数は計３０個であるので、１
つの制御輪２０に設けられた１５列の小孔４６は半分の
移動吸着盤６に対応し、２つの制御輪２０ですべての移
動吸着盤６に対応していることになるが、安全を見越し
て相隣合う移動吸着盤６には異なる制御輪２０の１列の
小孔４６が対応するような配慮を施している。これによ
って、万一、一方の走行制御装置８に破損事故などが発
生しても、残り半分の移動吸着盤６が壁面Ａに吸着して
いる状態が維持されるように図られている。

【００２３】上記した相対向する２つの制御輪２０は、
前記歯車機構によって同一方向に同速度で回転するよう
になっているが、前記したように両端を枠体２に回転自
在に支持された軸１９にそれぞれ固定されて強制的にも
同一方向、同速度に回転できるようにもなっている。さ
らに、この２つの制御輪２０と回転帯５の回転方向は同
方向で且つ制御輪２０が１回転すると回転帯５も１回転
するように同期しているのに加えて、相向い合う駆動輪
３と従動輪４の間には軸１９に相当する軸が存在しない
ことから、回転帯５は各々の制御輪２０の小孔４６と各
移動吸着盤６の複数の通気孔２３との間をそれぞれ接続
する１２０本の移動吸引管３２同志は互いにもつれるこ
となく回転移動するようになっている。

【００２４】また、上記制御板４３は、図１０で示すよ
うに、制御輪２０と同心状となるように切換板４４を介
在させて枠体２に固定して設けられているが、これらの
制御板４３、切換板４４及び制御輪２０との間にはそれ
ぞれ図示しないパッキンなどを介して気密状態となるよ
うに構成している。この制御板４３には、具体的には図
１１で示すように、扇状の吸引貫通孔４７が形成されて
いるとともに、この吸引貫通孔４７は図外の真空発生装
置からの吸引管７と接続されており、上記吸引貫通孔４
７よりも周角度のやや小さめで扇状の吸引透孔４８が形
成された切換板４４、上記吸引貫通孔４７に形成部位に
相当する制御輪２０の各小孔４６及び該各小孔４６に接
続している各移動吸引管３２とを介し、これらの各移動
吸引管３２に接続されている移動吸着盤６の吸引室２８
内の空気や移動吸着盤６内の内部スライド枠２６の摩擦
面と壁面との間に存在する空気を吸引できるようになっ
ている。

【００２５】そして、枠体２の左右両側にある２つの制
御板４３の、それぞれの吸引貫通孔４７に位置する小孔
４６は一方が６列、他方が５列の合計１１列、すなわ
ち、常時１１個の移動吸着盤６が壁面Ａに吸着するよう
になっている。また、上述したように、切換板４４にも
この吸引貫通孔４７と略同形状の吸引透孔４８が形成さ
れているので、吸引管７からの吸引力は制御板４３、切
換板４４、制御輪２０、移動吸引管３２を経由して移動
吸着盤６側に伝わるようになっている。さらに、上記切
換板４４の外周には多数の歯が形成され、この歯は枠体
２に固定された図外の制御モータの軸に取り付けた歯車
の歯と噛み合うようになっており、この制御モータの駆
動によって軸１９を中心に２列の小孔４６のなす角度だ
け回転、すなわち、図１２に示す１点鎖線Ｘから２点鎖
線Ｙの位置まで回転することで、移動吸着盤６の吸着位
置を切り換えることができるようになっている。これに
よって吸引している１１個の移動吸着盤６のうち、吸引
し始めの最初の移動吸着盤６の位置が切り換えられ、壁
面走行用ロボット１の進行方向の最前列の移動吸着盤６
が常時吸引されるようになっている。つまり、上記制御
板４３に対し、切換板４４が制御輪２０の２列の小孔が
なす角度を回転する毎に、壁面に対する移動吸着盤６の
吸着部位及び離反部位が順次、連続的に更新されること
になり、壁面から離反している移動吸着盤６に対しては
真空発生装置作動による吸引作用が停止され、壁面に接
する移動吸着盤６にのみ上記吸引作用が及ぶので、吸着
性が向上するのみならず、一定容量の真空発生装置の吸
引能力が最大限有効に利用されるという効果がある。

【００２６】なお、上記真空発生装置は、真空ポンプで
あっても、あるいは圧縮空気を供給してエゼクタの原理
で吸引する形式のいずれであっても差し支えなく、ま
た、この真空発生装置の設置場所は壁面Ａを形成する建
造物の屋上などの高所、または地上であっても、あるい
は当該ロボット１に積載するなどの、いずれの手段でも
差し支えない。特に、真空発生装置を高所に設置した場
合には、真空発生装置と当該ロボット１との間が吸引管
７で接続されているので、万一、移動吸着盤６の吸引力
が著しく低下し、これにより、当該ロボット１を壁面Ａ
に吸着できなくなった場合でもこの吸引管７を命綱の代
りに利用して落下を防止できるという効果がある。

【００２７】以上のように構成される壁面走行用ロボッ
トを建造物の壁面に沿って走行させたい場合には、たと
えば、図７で示すように、最初は壁面Ａに壁面走行用ロ
ボット１の下面側に位置する１１個の移動吸着盤６の各
摩擦面２９を壁面Ａに強制的に当接させて、上記ロボッ
ト１と接続された図外の真空発生装置の作動により、吸
引作用を発揮させるだけで所期の目的を達成できる。つ
まり、図１１に示すように、図外の真空発生装置の作動
による吸引作用により、これに接続された吸引管７から
の吸引作用によって、２つの制御板４３の扇形状の吸引
貫通孔４７、切換板４４の吸引透孔４８及びこれら孔４
７，４８の開設部位にそれぞれ位置している２つの制御
輪２０の合計１１列で計４４個の小孔４６と、これらの
各小孔４６に接続されている各移動吸引管３２とを経由
して、これら各移動吸引管３２に接続され、壁面Ａに接
している１１個の移動吸着盤６の計４４個の吸引室２８
内から空気が吸引されていくので、上記吸引室２８内が
急激に減圧されていき、該吸引室２８内は負圧となる。

【００２８】そして、移動吸着盤６の計４４個の吸引室
２８内が負圧となる結果、図６で示す移動吸着盤６内に
配装されている内部スライド枠２６は弾性体２５の付勢
力に抗して台座２４側に移動する一方で、壁面に接触し
ている囲い枠２１は軟質ゴムでできているので、該囲い
枠２１はその先端側へ強く圧縮されることになり、壁面
に対して密着状態となる。と同時に、台座２４側に移動
している上記内部スライド枠２６表面の摩擦面２９は、
壁面に対して強く圧接し、図７で示すような状態とな
る。このとき、内部スライド枠２６表面の摩擦面２９と
壁面Ａとの間では大きな摩擦力が生じ、この摩擦力によ
り、移動吸着盤６の壁面Ａに対する滑りが阻止される。
また、壁面Ａに対して密着している囲い枠２１は上述の
ように軟質ゴムで形成されているので、たとえ、壁面Ａ
表面に多少の凹凸があったとしても上記囲い枠２１の先
端はその凹凸形状に沿って変形し、該囲い枠２１先端と
壁面Ａとの僅かな隙間をも略完全にうめつくすので、該
囲い枠２１内に気密状態が一段と向上する。

【００２９】このように、壁面走行用ロボット１の移動
吸着盤６が壁面Ａに対して強力に吸着される結果、走行
制御装置８に伴う作用効果と相まって、上記移動吸着盤
６は壁面Ａ上を滑りることがなく、したがって、壁面Ａ
上から壁面走行用ロボット１が滑落するおそれがなくな
るという効果がある。

【００３０】なお、上記実施例のように、移動吸着盤６
に複数の吸引室２８を設けた場合には、真空発生装置の
作動による吸引作用は、個々の吸引室２８から独立して
作用するため、仮に１つの吸引室２８や移動吸引管３２
に破損事故が生じるなどしても、吸引力の低下や大気中
の空気が吸引されることが生じても、他の吸引室２８や
移動吸引管３２にはその影響が及ばず、有効にその機能
を発揮する。したがって、上記破損事故に起因して、壁
面Ａから壁面走行用ロボット１が滑落するというおそれ
がなく、安全面での利点がある。

【００３１】また、壁面走行用ロボット１を壁面Ａに沿
って走行させる場合には、図外の真空発生装置に接続す
る吸引管７と一緒に束ねられるなどして電源に接続され
ている電線に通電して２つのモータ９を同時に正又は逆
方向に駆動させる。すると、対角線上に配置した２つの
駆動輪３も同時に回転して回転帯５を回転させる。この
とき、回転帯５は４つの誘導輪１３と噛み合っているの
で、この４つの誘導輪１３と前記した歯車機構によって
噛み合う制御輪２０も回転し始める。そして、真空発生
装置の作動時において、上記制御輪２０に設けた多数の
小孔４６は、そのすべての小孔４６が利用に供されるの
ではなく、前記したように壁面Ａ側に位置する１１個の
移動吸着盤６からのみ吸引され、前後端又は壁面Ａと反
対側に位置している移動吸着盤６からの吸引はないの
で、その一部（１１列で計４４個の小孔）が利用される
だけであるので、真空発生装置からの吸引力は有効に利
用される。また、壁面走行用ロボット１の走行中、吸引
作用をする１１個の移動吸着盤６のうち、１個は壁面に
接する少し前から吸引しているとともに、壁面に接する
直前には、図８に示すように、補助案内レール４２及び
第１ガイド車３５又は第２ガイド車３６によって蝶番３
８を中心にして回動して、摩擦表面２９と壁面Ａとが平
行となり、壁面Ａに吸着し易い状態となっている。

【００３２】一方、壁面走行用ロボット１の進行方向を
逆方向に切り換える時には、まず図外の制御モータを駆
動させて、切換板４４を相隣り合う２列の小孔４６が形
成する角度分だけ回転させる。これによって、吸引作用
をする１１個の移動吸着盤６のうち、壁面に接する直前
の移動吸着盤６が前記と同じ理由によって吸引され、壁
面Ａに対して吸着し易い状態となる。そして、モータ９
を逆方向に回転させ、前記と同様に２つの駆動輪３を駆
動させ、回転帯５を逆方向に回転させることによって、
壁面走行用ロボット１を逆方向に進行させる。このよう
にして、次々と壁面に接する移動吸着盤６から吸引し、
逆に、離反する移動吸着盤６に対しては走行制御装置８
を通じて吸引を止めるように制御することにより、前後
進できるようになっている。

【００３３】上記のように構成される壁面走行用ロボッ
ト１の枠体２には、使用用途に応じて、壁面Ａの塗装装
置，清掃装置，検査装置，コーティング装置などを搭載
することにより、各種作業をおこなうようになっている
が、このような作業は壁面走行用ロボット１が単に前進
後進する機能に加え、作業途中で進行方向を方向転換で
きると、その作業能率が著しく向上すると考えられるた
め、下記するように、方向転換用の装置をも具備させる
ことができる。

【００３４】すなわち、この方向転換用の装置は、具体
的には、図１に示すように、枠体２の上方に配設した固
定アーム４９を介して、旋回用モータ５０及び歯車列５
１によって方向転換自在に支持された回転アーム５２
と、該回転アーム５２の両端に設けた上下動シリンダ５
３と、該上下動シリンダ５３のロッド５４に固定した固
定吸着盤５５と、該固定吸着盤５５と図外の真空発生装
置とを接続する吸引管７と、該吸引管７の配管途中に設
けられて真空発生装置と固定吸着盤５５との接続をＯＮ
・ＯＦＦの切り換えにより切り換える図外の切換弁とを
具備した構成となっている。そして、上記上下動シリン
ダ５３はシリンダ内を吸引することで上下方向にロッド
５４をコントロールできるように吸引管７と接続されて
おり、上記固定吸着盤５５は移動吸着盤６と同じ構成を
なしている。

【００３５】このような方向転換用の装置によって、当
該ロボット１の進行方向を変えたいときには、まず、回
転アーム５２の両端に設けた上下動シリンダ５３を伸長
させて固定吸着盤５５を壁面Ａに当接させ、ついで、図
外の切換弁を切換えて真空発生装置と吸引管７を介して
接続した固定吸着盤５５に負圧を生じさせることによ
り、固定吸着盤５５を壁面Ａに対して強固に吸着させて
から、移動吸着盤６と真空発生装置の接続を切り、上記
した上下動シリンダ５３のロッド５４を更に伸長させて
１１個の移動吸着盤６を壁面Ａから離反させる。その後
に、当該ロボット１を回転アーム５２に対して新しく進
行しようとする方向へ回転させる。このとき、旋回用モ
ータ５０を駆動させることによって、歯車列５１に回転
力が伝わって当該ロボット１は回転する。つぎに、上下
動シリンダ５３のロッド５４を縮小させて１１個の移動
吸着盤６を再び、壁面Ａに当ててから真空発生装置と移
動吸着盤６を接続して吸着力を生じさせ、壁面Ａに対し
て移動吸着盤６を吸着させてから、切換弁によって真空
発生装置と固定吸着盤５５との接続を切断する。そし
て、上下動シリンダ５３のロッド５４を更に縮小するこ
とにより、固定吸着盤５５を壁面Ａから離反し、以後は
２つのモータ９を駆動させて回転帯５を正又は逆回転さ
せることにより、目的方向に進行させることができるよ
うになっている。

【００３６】さらに、図１４及び図１５に示す実施例
は、壁面走行用ロボット１をその作業目的によって横方
向のみに移動することが必要な場合に有効な移動装置を
取り付けたものを示している。この実施例のものは、壁
面走行用ロボット１の枠体２の両端に取付腕５６を介し
て上下動シリンダ５３を設け、この上下動シリンダ５３
のロッド５４の先端にそれぞれ長尺な固定吸着盤５５を
取り付け、かつ、この固定吸着盤５５の上面とロッド５
４の先端とをスライド板５７を介してスライド自在に構
成すると共に、枠体２の両端に設けた駆動歯車５８と２
つの固定吸着盤５５の内側に形成した歯５９とが噛み合
うように構成したものである。

【００３７】このような構成を採用することによって、
固定吸着盤５５を壁面Ａに吸着固定し、壁面走行用ロボ
ット１を上下動シリンダ５３によって壁面Ａから離反し
てのち、駆動歯車５８を駆動することで、壁面走行用ロ
ボット１を横方向に移動させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１の発明
によれば、枠体の前後に所定間隔をおいて配置された２
対以上の回転輪に巻回されて回転走行する回転帯と、該
回転帯に取付枠を介して固定され、壁面走行時に真空発
生装置の吸着作用により壁面に吸着しうる複数の移動吸
着盤とを備えた壁面走行用ロボットの走行制御装置を、
上記複数の移動吸着盤のうち壁面に接する移動吸着盤
が、上記制御板の吸引貫通孔に対応して位置する制御輪
の小孔及び移動吸着管とを経て上記真空発生装置に接続
して吸引作用を発揮する一方で、壁面から離反している
移動吸着盤が、上記真空発生装置との接続を上記制御板
に切断されて上記吸引作用を停止するように構成した。
また、請求項２の発明では、上記制御板と制御輪との間
に、上記制御輪と同軸周りに回転可能で吸引透孔が設け
られた切換板を介装し、上記制御板に対し、切換板が制
御輪の２列の小孔がなす角度を回転する毎に、壁面に対
する移動吸着盤の吸着部位及び離反部位が順次、連続的
に更新されるように構成した。これらのことにより、壁
面に接していないか、もしくは離反していく移動吸着盤
には作用せず、真空発生装置の吸引作用は壁面に接して
いるか、もしくは接する直前の移動吸着盤に対してのみ
作用するので、真空発生装置による吸着能力を無駄な
く、最大限有効利用することができる。さらに、切換板
を２列の小孔のなす角度だけ回転することにより、移動
吸着盤の吸着部位を切換えられるため、複数の移動吸着
盤のうち、吸引し始めの最初の移動吸着盤の位置が切り
換えられ、壁面走行用ロボットの進行方向の最前列の移
動吸着盤に常時吸引作用を発揮させて吸着性を向上でき
る。したがって、上記走行制御装置を採用した壁面走行
用ロボットは、壁面に対する吸着効果がきわめて大きく
なり、壁面条件の良否にかかわらず、壁面に対して常に
滑りにくくなり、滑落等の危険性がなくて安全作業が行
える。また、壁面に対する吸着力が大きくなるので、壁
面走行用ロボットに対し、従来よりも沢山の機材を積載
できて作業性が向上するという効果もある。さらに、走
行制御装置により、真空発生装置の保有能力が最大限に
発揮され、比較的小規模の真空発生装置でもって上記効
果が達成されるので、大規模で、吸引能力が大きい真空
発生装置を用いる必要がないので、製造コストが高価と
ならないばかりか、該ロボット全体の重量を軽量化でき
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる移動吸着盤を使用
した壁面走行用ロボットの全体斜視図である。

【図２】壁面走行用ロボットの駆動機構の平面説明図で
ある。

【図３】壁面走行用ロボットの駆動機構の側面説明図で
ある。

【図４】壁面走行用ロボットの側面説明図である。

【図５】移動吸着盤の一部を拡大して示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＡ−Ａ線断面説明図である。

【図７】壁面に移動吸着盤が吸着した状態を示す断面説
明図である。

【図８】案内レールと補助案内レールとの配置関係を示
す一部省略説明図である。

【図９】図８のＢ方向矢視図である。

【図１０】制御部と移動吸着盤の取付状態を示す断面説
明図である。

【図１１】制御部と移動吸着盤の取付関係を示す斜視分
解説明図である。

【図１２】制御輪に対する制御板の吸引貫通孔及び切換
板の吸引透孔の位置関係を示す平面図である。

【図１３】図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１４】壁面走行用ロボットの他の実施例を示す斜視
図である。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ 壁面走行用ロボット ２ 枠体 ３ 駆動輪（回転輪） ４ 従動輪（回転輪） ５ 回転帯 ６ 移動吸着盤 ８ 走行制御装置 ２０ 制御輪 ４３ 制御板 ４４ 切換板 ４６ 小孔 ４７ 吸引貫通孔 ４８ 吸引透孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体の前後に所定間隔をおいて配置され
   た２対以上の回転輪に巻回されて回転走行する回転帯
   と、該回転帯に取付枠を介して固定され、壁面走行時に
   真空発生装置の吸着作用により壁面に吸着しうる複数の
   移動吸着盤とを備えた壁面走行用ロボットの走行制御装
   置であって、 上記走行制御装置は、枠体両側に取り付けられ、吸引管
   を介して真空発生装置と接続されている吸引貫通孔が形
   成された制御板と、上記回転帯に同期して軸心周りに回
   転可能で、中心から外周方向に向かって放射状にかつ周
   方向に等間隔で多数列、複数の小孔が設けられた制御輪
   と、上記制御輪の各小孔と各移動吸着盤の各吸引室とを
   連通状態に接続する複数の移動吸着管とを備え、 上記複数の移動吸着盤のうち壁面に接する 移動吸着盤
   が、上記制御板の吸引貫通孔に対応して位置する制御輪
   の小孔及び移動吸着管とを経て上記真空発生装置に接続
   して吸引作用を発揮する一方で、壁面から離反している
   移動吸着盤が、上記真空発生装置との接続を上記制御板
   に切断されて上記吸引作用を停止するように構成されて
   いることを特徴とする壁面走行用ロボットの走行制御装
   置。
2. 【請求項２】 上記制御板と制御輪との間に、上記制御
   輪と同軸周りに回転可能で吸引透孔が設けられた切換板
   を介装し、上記制御板に対し、切換板が制御輪の２列の
   小孔がなす角度を回転する毎に、壁面に対する移動吸着
   盤の吸着部位及び離反部位が順次、連続的に更新される
   ことを特徴とする請求項１記載の壁面走行用ロボットの
   走行制御装置。