JP2559329B2 - 壁面走行用ロボットの滑落防止機構 - 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滑落
のおそれなく、安全に走行させることができる壁面走行
用ロボットの滑落防止機構に関する。

【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使用さ
れる移動吸着盤としては、例えば、実開平01-128475 号
公報や実開平04-38386号公報に開示されるものがある。

【０００３】すなわち、実開平01-128475 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、この吸着盤の呼込み用の吸引
部は、壁面に吸着盤が接する直前においての吸引を有効
に行うことを主眼とするものである。

【０００４】一方、実開平04-38386号公報に開示される
ものは、吸盤本体を硬質弾性素材からなる硬質吸盤元部
と、軟質弾性素材からなる軟質吸盤先端部とから構成す
ることによって、吸着し易く、かつ離反しにくい吸着盤
を提供するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
技術によるものは、いずれも壁面に対して吸着し易く又
離反しにくい構造の吸盤を提供しようとするものであ
り、吸着し易く又離反しにくいという点については一応
の効果が認められるものの、壁面条件によっては必ずし
も上記効果が得られない。つまり、壁面に目地がある
と、この目地が存在する部位では吸盤が吸着しにくく、
壁面から離反しやすくなって、壁面走行用ロボット自体
を壁面上に吸着保持しておくための吸着力が確保できな
くなるおそれがあり、場合によっては壁面から壁面走行
用ロボットが滑落するという不具合があるなど、実用化
という点ではかなりの課題があるものであった。

【０００６】

【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、目地
が存在する壁面部位を上記ロボットが走行する場合で
も、該壁面部位に対して十分な吸着作用を発揮し、これ
により、壁面走行用ロボットが作業中に壁面から滑落す
るおそれがない壁面走行用ロボットの滑落防止機構を提
供しようというものである。

【０００７】上記の目的を達成するため、この発明は、
枠体の前後両側に配置された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
取り付けられ、壁面走行時に真空発生装置作動による吸
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滑落防止機構を前提とし、特
に、請求項１の発明では、上記各取付枠の長手方向両端
に該取付枠に取り付けられた移動吸着盤に対して反対方
向に折曲される垂直ガイド片と該垂直ガイド片の端部か
ら外側に折曲された水平ガイド片とが設けられ、上記垂
直ガイド片の外面側には第１及び第２のガイドローラが
回転可能に垂直配置される一方で、上記水平ガイド片の
下面側には第３のガイドローラが回転可能に水平配置さ
れ、上記枠体の左右両端には、上記第１，第２のガイド
ローラを壁面に対して平行方向に案内する第１のガイド
と、第３のガイドローラを壁面に対して垂直方向に案内
する第２のガイドとを有する直線状の案内レールが取り
付けられていることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
壁面走行用ロボットの滑落防止機構における第１及び第
２のガイドローラを上記回転帯の回転方向に間隔を開け
て配置し、かつ、上記垂直ガイド片に第１のガイドロー
ラを軸支する軸と第２ガイドローラを軸支する軸との長
さを異ならせることにより、第１及び第２ガイドローラ
の軌道を違える一方で、第１もしくは第２のガイドロー
ラのうち上記回転帯の回転方向に対して下手に位置する
ガイドローラの軌道上に、該ガイドローラを案内して曲
線部位走行状態にある上記移動吸着盤を上記直線状の案
内レール側に移送するための円弧状の補助案内レールが
取り付けられ、かつ、上記各取付枠裏面が回転帯外周面
に対して各々、蝶着されていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３の発明では、請求項１の発
明と同様の前提のもとにおいて、特に、各移動吸着盤
は、可撓性材料からなり壁面側に開放する囲い枠の内側
に、複数の間仕切壁で間仕切られた複数の吸引室を形成
し、これら複数の吸引室毎に、通気孔を有する内部スラ
イド枠を摺動自在に嵌入すると共に、該内部スライド枠
を外方へ付勢する弾性体を設けたことを特徴とている。

【００１０】

【作用】上記のように構成したので、請求項１の発明で
は、該ロボットが壁面を走行する際、取付枠の垂直ガイ
ド片に回転可能に垂直配置した第１もしくは第２のガイ
ドローラが直線状の案内レールの第１のガイドにより壁
面に対して平行方向に案内され、該移動吸着盤は回転帯
のたわみがない状態で、かつ壁面に対して平行姿勢とな
って直線走行状態で走行することになり、壁面に対する
移動吸着盤の吸着効果が損なわれることなく、該移動吸
着盤が壁面から離反し、該ロボットが壁面から滑落する
というおそれがない。

【００１１】また、請求項２の発明では、第１及び第２
のガイドローラを上記回転帯の回転方向に間隔を開けて
配置し、かつ、上記垂直ガイド片に第１のガイドローラ
を軸支する軸と第２ガイドローラを軸支する軸との長さ
を異ならせることにより、第１及び第２ガイドローラの
軌道を違える一方で、第１もしくは第２のガイドローラ
のうち上記回転帯の回転方向に対して下手に位置するガ
イドローラの軌道上に、円弧状の補助案内レールが取り
付けることにより、曲線部位走行状態にある移動吸着盤
は第１もしくは第２のガイドローラが補助案内レールに
案内され、しかも移動吸着盤走行時、各取付枠裏面は回
転帯外周面に蝶着されているので、移動吸着盤が曲線部
位から直線部位に移行する際には、壁面に対して平行状
態となって移動する。また、請求項３の発明では、請求
項１の発明における移動吸着盤が囲い枠の内側を複数の
間仕切壁で間仕切って複数の吸引室を形成した構成とし
たので、いずれかの吸引室での吸引作用が低下して壁面
に対して十分に吸着しない場合でも、この吸引室から独
立した他の吸引室での吸引作用は帝かすることがないの
で、壁面走行用ロボット全体としての、壁面に対する吸
着効果が失われることはない。しかも、内部スライド枠
を壁面側に開放する複数の吸引室毎に摺動自在に嵌入し
ているため、囲い枠が壁面に接面した状態で真空発生装
置の作動により吸引室内に負圧が発生すると、内部スラ
イド枠が弾性体に抗して吸引室の奥方へ移動すると共
に、可撓性材料からなる囲い枠の先端が壁面に対して圧
縮されつつ壁面との間がシールされる。

【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１〜４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の外周面に取付
枠２７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切断する制御部
８とを備えた構成となっている。

【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、具体的に説明すると、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、上記移動吸着盤６は、横長な矩形
形状をなし、しかも内部が複数の間仕切壁２２ａで間仕
切られ、取付枠２７に固着された土台枠２２上に、上記
各間仕切壁２２ａ上に固着される複数の区画壁２１ａを
有し、軟質ゴム等の可撓性材料からなる囲い枠２１が設
けられ、上記土台枠２２の内部に台座２４が固着され、
上記隣接する間仕切壁２２ａ及び区画壁２１ａ及び取付
枠２７とによって形成された吸引室２８毎に、取付枠２
７上に台座２４が固着され、上記した間仕切壁２２ａ及
び区画壁２１ａと台座２４との間を上下動可能となるよ
うに上記吸引室２８内に内部スライド枠２６が配装され
ているとともに、上記台座２４と内部スライド枠２６と
の間に上記内部スライド枠２６を上方に付勢させるバネ
等の弾性体２５を配装支持されることで構成され、しか
も上記取付枠２７及び台座２４には外部に連通する吸引
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、軟質ゴム等の可撓性材料からなる囲い枠
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
吸引孔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及び吸引孔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２
６が弾性体２５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２
１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】一方、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
ローラ３５と第２ガイドローラ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
ローラ３５、３６と回転方向が直交する位置で回転する
第３ガイドローラ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３
８を介して自由回転する角度は僅かである。

【００２０】そして、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
つのガイドローラ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ガイドローラ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ガイドロ
ーラ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ガイドローラ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ガイドローラ３６が円弧状外周面側にガイドされるよ
うになっている。このように、移動吸着盤６が回転帯５
の曲線部位走行状態から直線部位走行状態に変移して走
行する場合に、該移動吸着盤６が常に平行姿勢を保って
移動するように構成することで壁面走行用ロボット１の
滑落防止機構がなされており、これにより、該該移動吸
着盤６を壁面Ａに対して効率的に吸着させることがで
き、壁面走行中に、滑落等のおそれを確実に排除するこ
とができる。

【００２２】一方、制御部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つの透
孔４６が等角度間隔で１５列設けられている。この１列
４個の透孔４６は１つの移動吸着盤６の４つの吸引孔２
３にそれぞれ対応しており、上記各透孔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列の透孔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列の透孔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、一方の制御部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の透孔４６と各
移動吸着盤６の複数の吸引孔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、扇形状の吸引貫通孔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
４７よりも周角度のやや小さめで扇形状の吸引透孔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の各透孔４６及び該各透孔４６
に接続している各移動吸引管３２とを介し、この各移動
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に位置する透孔
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列の透孔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。

【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個の透孔４６と、これらの
各透孔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】このようにして、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２
５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２
４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等の可撓性材料で形成されてい
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、移動
吸着盤６が壁面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
ない。しかも、上記した各移動吸着盤６には、吸引室２
８が複数個、形成され、各々の吸引室２８は独立してい
るので、壁面走行用ロボット１の壁面走行時、その走行
壁面に目地が存在していても、該目地が存在する部位に
あたる吸引室２８のみで吸引効率が低下するものの、他
の吸引室２８は上記吸引室２８とは独立しているので、
他の吸引室２８では真空発生装置の作動による吸引作用
が損なわれることなく、壁面Ａ走行時に有効に吸引作用
が発揮されることになる。したがって、たとえ、壁面Ａ
に目地もしくは凹凸起伏が存在していても、壁面Ａに対
する移動吸着盤６の吸引作用は全般的にはさほど低下す
ることがなく、壁面Ａから壁面走行用ロボット１が滑落
するというおそれをなくすことができるが、このような
構成によっても、壁面走行用ロボット１に対する滑落防
止機構が施されている。

【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
透孔４６は、そのすべての透孔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個の透孔）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ガイドローラ３５又は第２ガイドローラ３６によっ
て蝶番３８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列の透孔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に対しては制御部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】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、枠体の前後両側に配置された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
を介して取り付けられ、壁面走行時に真空発生装置作動
による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を前提とし、特に、上
記各取付枠の長手方向両端には、該取付枠に取り付けら
れた移動吸着盤に対して反対方向に折曲される垂直ガイ
ド片と該垂直ガイド片の端部から外側に折曲される水平
ガイド片とを形成し、上記垂直ガイド片の外面側には第
１及び第２のガイドローラが回転可能に垂直配置される
一方で、上記水平ガイド片の下面側には第３のガイドロ
ーラが回転可能に水平配置され、上記枠体の左右両端
に、上記第１，第２のガイドローラを壁面に対して平行
方向に案内する第１のガイドと、第３のガイドローラを
壁面に対して垂直方向に案内する第２のガイドとを有す
る直線状の案内レールが取り付けられた構成としてい
る。また、請求項２の発明では、第１及び第２のガイド
ローラを上記回転帯の回転方向に間隔を開けて配置し、
かつ、上記垂直ガイド片に第１のガイドローラを軸支す
る軸と第２ガイドローラを軸支する軸との長さを異なら
せることにより、第１及び第２ガイドローラの軌道を違
える一方で、第１もしくは第２のガイドローラのうち上
記回転帯の回転方向に対して下手に位置するガイドロー
ラの軌道上に、円弧状の補助案内レールが取り付けるこ
とにより、曲線部位走行状態にある移動吸着盤は第１も
しくは第２のガイドローラが補助案内レールに案内さ
れ、しかも移動吸着盤走行時、各取付枠裏面は回転帯外
周面に蝶着されているので、移動吸着盤が曲線部位から
直線部位に移行する際には、壁面に対して平行状態とな
って移動するので、請求項１の効果う確実に奏すること
ができる。さらに、請求項３の発明では、移動吸着盤が
走行する壁面部位に目地があったとしても、該移動吸着
盤は複数の吸引室から構成されているので、上記目地部
位にあたる吸引室で吸引効率が低下したとしても、他の
吸引室は上記吸引室から独立しているので、吸引効率が
低下することがない。したがって、壁面走行用ロボット
全体としては、移動吸着盤の吸着効率がさほど低下しな
いことになるから、壁面走行時、壁面から滑落すること
が防止される効果がある。しかも、内部スライド枠を壁
面側に開放する複数の吸引室毎に摺動自在に嵌入してい
るため、囲い枠が壁面に接面した状態で真空発生装置の
作動により吸引室内に負圧が発生すると、内部スライド
枠が弾性体に抗して吸引室の奥方へ移動すると共に、可
撓性材料からなる囲い枠の先端が壁面に対して圧縮され
つつ壁面との間がシールされるという作用によって、囲
い枠の先端と内部スライド枠とが壁面に対して気密性が
高い状態で吸着することになる。このように、この発明
に係る壁面走行用ロボットの滑落防止機構によれば、壁
面に対する吸着効果が十分に確保できるので、目地の存
在や凹凸起伏の存在等の、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っているので、滑落
等の危険性がなくて安全作業がおこなえるのみならず、
従来のこの種の壁面走行用ロボットに比べ、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。

【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 ７ 吸引管 ２３ 吸引孔 ２４ 台座 ２６ 内部スライド枠 ３０ 通気孔 ３５，３６，３７ ガイドローラ ３９ 案内レール ４０ 第１のガイド ４１ 第２のガイド ４２ 補助案内レール

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体の前後両側に配置された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
   取付枠を介して取り付けられ、壁面走行時に真空発生装
   置作動による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滑落防止機構
   であって、 上記各取付枠の長手方向両端には、該取付枠に取り付け
   られた移動吸着盤に対して反対方向に折曲される垂直ガ
   イド片と該垂直ガイド片の端部から外側に折曲される水
   平ガイド片とが形成され、 上記垂直ガイド片の外面側には第１及び第２のガイドロ
   ーラが回転可能に垂直配置される一方で、上記水平ガイ
   ド片の下面側には第３のガイドローラが回転可能に水平
   配置され、 上記枠体の左右両端には、上記第１，第２のガイドロー
   ラを壁面に対して平行方向に案内する第１のガイドと、
   第３のガイドローラを壁面に対して垂直方向に案内する
   第２のガイドとを有する直線状の案内レールが取り付け
   られていることを特徴とする壁面走行用ロボットの滑落
   防止機構。
2. 【請求項２】 第１及び第２のガイドローラを上記回転
   帯の回転方向に間隔を開けて配置し、かつ、上記垂直ガ
   イド片に第１のガイドローラを軸支する軸と第２ガイド
   ローラを軸支する軸との長さを異ならせることにより、
   第１及び第２ガイドローラの軌道を違える一方で、第１
   もしくは第２のガイドローラのうち上記回転帯の回転方
   向に対して下手に位置するガイドローラの軌道上に、該
   ガイドローラを案内して曲線部位走行状態にある上記移
   動吸着盤を上記直線状の案内レール側に移送するための
   円弧状の補助案内レールが取り付けられ、かつ、上記各
   取付枠裏面が回転帯外周面に対して各々、蝶着されてい
   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
   の滑落防止機構。
3. 【請求項３】 枠体の前後両側に配置された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
   取付枠を介して取り付けられ、壁面走行時に真空発生装
   置作動による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滑落防止機構
   であって、 上記各移動吸着盤は、可撓性材料からなり壁面側に開放
   する囲い枠の内側に、複数の間仕切壁で間仕切られた複
   数の吸引室を形成し、これら複数の吸引室毎に、通気孔
   を有する内部スライド枠を摺動自在に嵌入すると共に、
   該内部スライド枠を外方へ付勢する弾性体を設けたこと
   を特徴とする壁面走行用ロボットの滑落防止装置。