JP3097974B2 - 壁面検査装置 - Google Patents

壁面検査装置

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JP3097974B2
JP3097974B2 JP04185471A JP18547192A JP3097974B2 JP 3097974 B2 JP3097974 B2 JP 3097974B2 JP 04185471 A JP04185471 A JP 04185471A JP 18547192 A JP18547192 A JP 18547192A JP 3097974 B2 JP3097974 B2 JP 3097974B2
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寿夫 小島
伸行 中澤
研吾 小林
文一 岩本
征行 鷹巣
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動機構として3リン
ク機構を採用し、構造の簡素化と検査の能率化を図った
壁面検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】垂直壁面の検査等の作業を行うために、
壁面に吸着して遠隔操作で移動する壁面移動ロボットが
提案されるに至っている。
【0003】この壁面移動ロボットは、一般的には、壁
面に着脱自在に吸着する少なくとも2つの吸着盤を備
え、これらを交互に壁面に吸着させては互いに接近離反
させることにより壁面を移動するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
壁面移動ロボットは、直進運動のみを行う自由度が少な
いものが殆どであり、直進運動だけでなく横行運動およ
び旋回運動をも行うことができる多自由度のものにしよ
うとすると、構造が複雑となり、重量が増大するという
問題があった。
【0005】そこで、本発明者らは特願平4−8895
7号で、第1の吸着盤と第2の吸着盤を3リンク機構に
より壁面を移動する壁面移動ロボットを提案した。この
提案によれば、二つの吸着盤が多自由度を有しながら壁
面を移動できる利点がある。
【0006】この先願の提案においては、第1の吸着盤
に壁面を検査するセンサが取り付けられているため、検
査の際に、第1の吸着盤は壁面を吸着した状態にして、
第1吸着盤を壁面から離反した状態で検査のため横行運
動させて走査する必要があり、第1の吸盤が壁面に吸着
した状態ではセンサを走査できない不便がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、多自由度を有し
ながら構造の簡素化および検査の能率化が図れると共に
センサを容易に走査できる壁面検査装置を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る壁面検査装置は、壁面に着脱自在に吸着
する第1の吸着盤と、該第1の吸着盤を壁面に対して接
近離反させる駆動部を有する基板と、第1の吸着盤を側
方から収容する凹部を有し、壁面に着脱自在に吸着する
第2の吸着盤と、該第2の吸着盤と上記基板との間に介
設され、水平面上を屈曲動する3本の駆動リンクと、第
1の吸着盤の先端に設けられたガイドレールと、そのガ
イドレールに沿って移動自在に設けられ、壁面を検査す
るためのセンサとを備えたことを特徴としている。
【0009】
【作用】基板上の駆動部により第1の吸着盤を壁面に対
して接近あるいは離反させると、第1の吸着盤と第2の
吸着盤の相対移動により、これらを壁面に対して交互に
接近吸着あるいは離反させることがきる。そして、これ
らの駆動と水平面上を屈曲動する3本の駆動リンクの駆
動の組合せにより、簡単な構造でありながら、直進運
動、横行運動および旋回運動を行うことが可能となると
共にその間、適宜ガイドレールに沿ってセンサを移動さ
せれば極めて能率的に壁面検査ができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0011】図1ないし図2において、1は垂直の壁面
を移動する壁面移動ロボットで、このロボット1は壁面
2に着脱自在に吸着する第1の吸着盤3と、この第1の
吸着盤3を側方から収容する凹部4を有する第2の吸着
盤5とを備えている。
【0012】図示例において、第1の吸着盤3は平面略
半円形状に形成され、第2の吸着盤5は第1の吸着盤3
の円弧側面を囲繞する平面円弧状に形成されている。こ
れらの吸着盤3,5は、図3に示すように、負圧室6を
形成する本体7と、この本体7の下面に設けられハニカ
ム状に複数に分割されたゴム製の吸盤8とを備えてい
る。負圧室6と各吸盤8内は吸引孔9で連通され、各吸
着盤3,5内には吸引流によって吸引孔9を閉塞する弁
体10が板ばね11により取付けられている。従って、
壁面2の亀裂12等により吸盤8に負圧漏れを生じる
と、その吸盤8内の吸引孔9に吸引流が生じ、吸引流に
より弁体10が吸引孔9を閉じるため、負圧漏れが防止
される。
【0013】第1の吸引盤3には、これを壁面2に対し
て接近離反させるための駆動部13を有する基板14が
設けられている。その駆動部13はピストンロッド15
a,16aを反対側に向けた2つの流体圧シリンダ1
5,16からなり、一方のピストンロッド15aは本体
7の上面に、他方のピストンロッド16aは基板14の
下面にそれぞれ固定されている。これにより両ピストン
ロッド15a,16aを収縮した位置(以下、両縮位置
という。)、片方のピストンロッド15aを伸張した位
置(以下、片伸位置という。)および両ピストンロッド
15a,16aを伸張した位置(以下、両伸位置とい
う。)の3位置に、第1の吸着盤3を可変できるように
なっている。
【0014】第1の吸着盤3と第2の吸着盤5は、上記
片伸位置で両方が壁面2に接触した状態とされ、両縮位
置で第2の吸着盤5のみが壁面2に接触し、両伸位置で
第1の吸着盤3のみが壁面2に接触するようになってい
る。これにより、ロボット1は壁面を歩行し、壁面の段
差を乗り越えることが可能となる。
【0015】そして、上記基板14と第2の吸着盤5と
の間には、第1の吸着盤3と第2の吸着盤5を相対的に
直線運動、横行運動および旋回運動させるための水平面
上を屈曲動する3本の駆動リンク18,19,20が介
設されている。駆動リンク18〜20は、水平面上を屈
曲回動自在に連結された第1のリンク18a,19a,
20aおよび第2のリンク18b,19b,20bと、
その屈曲動用のサーボモータ21,22,23とから主
に構成されている。
【0016】第2の吸着盤5の本体7上面には同一円周
上で間隔を隔てた位置に3個のサーボモータ21,2
2,23が各駆動軸(図示省略)を本体7に固定した状
態で起立して配置され、サーボモータ21,22,23
の本体には半径方向に延出した第1のリンク18a,1
9a,20aの一端がそれぞれ固定されている。これら
第1のリンク18a〜20aのうち、両側のもの18
a,,20aは同じ長さに形成され、中央のもの19a
は両側のもの18a,20aよりも長く形成されてい
る。
【0017】第1のリンク18a,19a,20aの他
端には第2のリンク18b,19b,20bの一端が支
軸24および軸受穴25を介してそれぞれ水平回動自在
に連結され、第2のリンク18b,19b,20bの他
端は円形に形成された基板14の周縁部に所定の間隔で
取付けた突片26に支軸27および軸受穴28を介して
水平回動自在に連結されている。これら第2のリンク1
8b,19b,20bは全て同じ長さに形成されてい
る。
【0018】第1の吸着盤3の本体7上には突片26と
第2のリンク18b,19b,20bとの間の回動中心
を貫通してこれを摺動自在に支持するガイドロッド29
が起立して固定され、回動中心にはガイドロッド29に
摺動自在に嵌合するブッシュ30が貫通して取付けられ
ている。また、両側の駆動リンク18,20は内側に屈
曲された状態の範囲内、中央の駆動リンク19は一方
(図示例では左側)に屈曲された状態の範囲内で屈曲動
されるようになっている。
【0019】第1の吸着盤3の弦側側面部には、U字状
のガイドレール31が設けられ、そのガイドレール31
に沿って壁面2の状態を検査するためのセンサ32が移
動自在に設けられる。
【0020】すなわち図1に示すように第1の吸着盤3
の本体7の弦側側面部には、2本の支持アーム33を介
してU字状のガイドレール31が支持され、このガイド
レール31にピンチローラ34を介してセンサ32が走
行自在に支持される。このセンサ32の移動は、ガイド
レール31の両側に設けた支持板37に駆動スプロケッ
ト38と従動スプロケット39が設けられ、その間に無
端チェーン40が掛け渡されると共にその無端チェーン
39の一部にに連結片41を介してセンサ32が連結さ
れる。また駆動スプロケット39は、図4に示すように
支持板37に設けたモータ42よりベベルギア43,4
4を介して連結されている。またセンサ32にはケーブ
ル44が連結され、このケーブル44が、U字状のガイ
ドレール31の中央に設けたカーテンレール45に支持
され、センサ32の移動でケーブル44が撓まずに追従
して移動するように支持されている。
【0021】尚第1及び第2の吸着盤3,5、サーボモ
ータ21〜23等は、図示しない吸引ホース、給電ケー
ブル等を介して遠隔操作されるようになっている。
【0022】次に実施例の作用を先願の発明と比較しな
がら図5により述べる。
【0023】図5において(a)は壁面2を図示の矢印
50に沿ってセンサ32を走査させながら上昇直進運動
する例を示し、また(b)は本発明、(c)は先願の発
明の第1及び第2の吸着盤3,5の動きを示し、図にお
いて斜線は吸着した状態を、白抜きは、吸着していない
状態を示している。
【0024】直進運動を行う場合には、図5(b),
(c)に示すように両者とも第1及び第2の吸着盤3,
5を壁面2に接触、吸着させた状態から、第1の吸着
盤3を非吸着状態とし、この状態で、駆動リンク1
8〜20の駆動により第1の吸着盤3を第2の吸着盤5
に接近した位置から上方へ移動させ、この状態で、第
1の吸着盤3を壁面2に接触、吸着させた状態とし、
その後、第2の吸着盤5を負圧解除して壁面2から離反
させた状態とし、駆動リンク18〜20の駆動により
第2の吸着盤5を第1の吸着盤5側に接近させた状態
とする。その後第2の吸着盤5を吸着させた状態とす
ることで、初めの状態に戻り、以後この動作を繰り返
し行えばよい。これにより上方へ直進運動させることが
でき、また上記とは逆の動作で下方へ直進運動させるに
は、→の動作を行えばよい。
【0025】さて、図5(a)に示した矢印50のよう
にセンサ32を走査して壁面2を検査するには、先願の
発明においては(c)に示すように状態で、第1の吸
着盤3を、駆動リンク18〜20で、状態,のよう
に壁面2に対して横行させる必要があるが、本発明にお
いては、(b)の状態でも状態でもセンサ32をガ
イドレール31に沿って移動させればよく、先願発明の
ように、第2の吸着盤5を壁面2に吸着させて、第1の
吸着盤3を非吸着状態にして駆動リンク18〜20の駆
動により第1の吸着盤3を横行移動させる必要がなくな
る。
【0026】なお旋回運動を行う場合には、図示してい
ないが第2の吸着盤5を壁面2に接触、吸着させた状態
で、駆動リンク18〜20の駆動により第1の吸着盤3
を所定量旋回させ、この状態で第1の吸着盤3も壁面2
に接触、吸着させた後、第2の吸着盤5を負圧解除して
壁面2から離反させ、駆動リンク18〜20の駆動によ
り第2の吸着盤5を所定量旋回させるという動作を行え
ばよい。
【0027】このように基板14上の駆動部13により
第1の吸着盤3と第2の吸着盤5を壁面2に対して交互
に接近離反させたり、3本の駆動リンク18〜20によ
り第1の吸着盤3と第2の吸着盤5を相対的に前後方
向、左右方向および周方向に移動させたりできるため、
簡単な構造で、直進運動、横行運動および旋回運動の多
自由度の動きを実現でき、製造コストの低減および軽量
化が図れると共にセンサ32を走査させて壁面2を検査
するには、第1の吸着盤3が壁面2に吸着しているか否
かにかかわらず自由に行えるため、検査効率を向上でき
る。
【0028】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、基板上の
駆動部により第1の吸着盤を壁面に対して接近あるいは
離反させると、第1の吸着盤と第2の吸着盤の相対移動
により、これらを壁面に対して交互に接近吸着あるいは
離反させることがきる。そして、これらの駆動と水平面
上を屈曲動する3本の駆動リンクの駆動の組合せによ
り、簡単な構造でありながら、直進運動、横行運動およ
び旋回運動を行うことが可能となると共にその間、適宜
ガイドレールに沿ってセンサを移動させれば壁面の走査
ができ極めて能率的に壁面検査ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す壁面検査装置の正面図
である。
【図2】同壁面移動ロボットの側断面図である。
【図3】吸盤部の構造を示す断面図である。
【図4】図1のセンサとガイドレールの詳細を示す図で
ある。
【図5】本発明及び先願の発明においてセンサによる走
査と直進運動を行う場合の説明図である。
【符号の説明】 2 壁面 3 第1の吸着盤 4 凹部 5 第2の吸着盤 13 駆動部 14 基板 18〜20 駆動リンク 31 ガイドレール 32 センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 伸行 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 小林 研吾 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 岩本 文一 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 鷹巣 征行 東京都品川区西五反田4−15−14 (56)参考文献 特開 平5−285865(JP,A) 特開 平5−317203(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 19/00 G01B 21/30 B25J 5/00 B62D 57/024 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁面に着脱自在に吸着する第1の吸着盤
    と、該第1の吸着盤を壁面に対して接近離反させる駆動
    部を有する基板と、第1の吸着盤を側方から収容する凹
    部を有し、壁面に着脱自在に吸着する第2の吸着盤と、
    該第2の吸着盤と上記基板との間に介設され、水平面上
    を屈曲動する3本の駆動リンクと、第1の吸着盤の先端
    に設けられたガイドレールと、そのガイドレールに沿っ
    て移動自在に設けられ、壁面を検査するためのセンサと
    を備えたことを特徴とする壁面検査装置。
JP04185471A 1992-07-13 1992-07-13 壁面検査装置 Expired - Fee Related JP3097974B2 (ja)

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