JP6344779B2 - 吸引滑動型自走点検ロボット - Google Patents
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Description
更に、土砂崩落、火山災害などの災書応急復旧時の利用が期待されている。例えば、土砂崩落等の応急復旧するとき、排水作業の応急対応するとき、情報伝達するとき、その利用が期待されている。
壁面(w)とその内部を点検する点検装置(s)、壁面(w)で作業する作業装置を収納した装置本体(4)と、
チャンバー(5)内を負圧状態にしながら壁面(w)に吸着させつつ、走行機構(3)により走行する複数の吸着盤(2)と、
前記装置本体(4)の筐体に、その後端部が該装置本体(4)に取り付けられた角度調節機構(23)に連結され、その先端部が前記吸着盤(2)に可動可能に連結された可動アーム(6)と、
前記可動アーム(6)の後端部と前記角度調節機構(23)との間に取り付けられた、該可動アーム(6)の「遊び」程度の回動を吸収する弾性部材と、を備え、
前記吸着盤(2)により平坦な壁面(w)では吸引滑動させながら走行させ、
段差がある壁面(w)では、前記吸着盤(2)は、2本の前記可動アーム(6)の先端部で挟まれるように可動可能に連結支持された状態になり、前記角度調節機構(23)により該可動アーム(6)の後端部のみの角度を可変するだけで該吸着盤(2)の位置を可変させ得るように構成した、ことを特徴とする。
また、壁面(w)の縁端部又は柱(p)についても、縁端部又は柱(p)を吸着盤(2)で挟むように、各可動アーム(6)の角度を設定すれば、自走点検ロボット(1)を吸着させ、走行させることができる。
<吸引滑動型自走点検ロボットの構成>
図1は実施例1の吸引滑動型自走点検ロボットを示す正面図である。図2は実施例1の吸引滑動型自走点検ロボットを示す平面図である。図3は実施例1の吸引滑動型自走点検ロボットを示す側面図である。図4は吸引滑動型自走点検ロボットに取り付ける吸着盤の一例を示す一部断面にした正面図である。
本発明の吸引滑動型自走点検ロボット1は、高速道路、橋梁の橋桁などの高所にあるコンクリート壁面w、金属面等の壁面wに吸引滑動させながら、そのコンクリートの壁面wに生じたひび割れ、金属面の錆などの劣化を点検し、更にその内部の異常について検査し、又は壁面wで補修、塗装など様々な作業をする装置である。本発明の自走点検ロボット1は、吸着盤2を負圧状態にして壁面wに吸着させながら、走行機構3により壁面wに沿って走行させる装置である。
吸着盤2は、図4に示すように、略円筒形状のチャンバー5から成り、このチャンバー5にその使用に際しての壁面w側に開けた開口7を有する。このチャンバー5内に、走行機構3を構成する2個の走行車輪8が並列するように設けられている。この走行車輪8は走行車輪差動機構9の両側にそれぞれ取り付けられている。この走行車輪差動機構9は細板形状の支持部材10の中央に取り付けられている。この支持部材10の両端部は、可動アーム6の先端部に取り付けられる、ヒンジ軸11を有する。
走行車輪8を駆動させる走行車輪差動機構9は、旋回機構14を介して支持部材10の中央位置に取り付けられている。この旋回機構14は、例えば、支持部材10に取り付けられた旋回用歯車15に,旋回モータ16で駆動するピニオン17を噛合させる機構である。この旋回モータ16を回転駆動すると、走行車輪差動機構9は旋回用歯車15で旋回するようになる。
装置本体4の筐体の周囲において、1台の吸着盤2は2本の可動アーム6の先端部で挟まれるように可動可能に連結支持されている。可動アーム6の先端部は、吸着盤2のヒンジ軸11に取り付けられる。図示例のように4台の吸着盤2は、同様に可動アーム6を介して装置本体4の筐体に取り付けられている。
図5は本発明の自走点検ロボットを吸引滑動させている壁面の状態を示し、(a)は壁面の正面図、(b)は壁面の側断面図である。
このように構成された本発明の自走点検ロボット1は、各吸着盤2により密封性を低下させず安全に壁面wを吸引滑動することができる。この自走点検ロボット1の装置本体4に搭載した点検装置s、作業装置を用いてこの壁面wとその内部を点検し、又は壁面wで作業することができる。可動アーム6が、装置本体4の周囲において壁面wに対して垂直方向へ吸着盤2を移動させることで、大きな段差がある壁面wでは、個々の可動アーム6の角度を可変すれば、自走点検ロボット1をその壁面wに沿って走行させることができる。
図6は本発明の自走点検ロボットを、曲面を有する壁面を走行させる状態を示す説明側面図である。
本発明の自走点検ロボット1は、平坦な壁面wを走行、昇降させるときは勿論のこと、トンネルのように曲面を有する壁面wについても、安全に走行させることができる。例えば、図示するように、装置本体4の可動アーム6は、吸着盤2のヒンジ軸11に可動可能に取り付けられるので、このヒンジ軸11を回動中心にして吸着盤2の吸着面はその方向を自由に変えられる。トンネル内のような曲面を有する壁面wにも密着させることができ、自走点検ロボット1をその壁面wに沿って走行させることができる。
図7は本発明の自走点検ロボットを壁面の段差を挟むように走行させる状態を示す説明側面図である。
本発明の自走点検ロボット1は、平坦な壁面w、曲面を有する壁面w以外に段差があるような壁面wについても、安全に走行、昇降させることができる。この説明2の図示例にあるように、段差を挟むように自走点検ロボット1を走行させることができる。例えば、装置本体4の可動アーム6は、装置本体4の周囲において壁面wに対してその垂直方向へ吸着盤2を移動させることができる。そこで、大きな段差がある壁面wでも、個々の可動アーム6の回動角度を異なるように設定すれば、自走点検ロボット1をその壁面wの段差を挟むように走行させることができる。
図8は自走点検ロボットを壁面の段差において階段を昇降するように走行させる状態を示す説明側面図であり、(a)は走行中の状態、(b)は走行前方側の吸着盤を壁面から離す状態、(c)は前進後吸着盤を壁面に吸着させる状態、(d)は走行後方側の吸着盤を離す状態、(e)は全体の吸着盤を壁面に吸着させ、前進させる状態である。
更に、本発明の自走点検ロボット1は、複数の吸着盤2と可動アーム6を利用して、壁面wに複数の段差がある状況であっても、階段を昇降するように吸着盤2を吸着させ、走行、昇降させることができる。各吸着盤2は可動アーム6により装置本体4を挟むように取り付けているので、走行後方側の吸着盤2を壁面wに吸着させた状態で、走行前方側の吸着盤2を壁面wから離すことができる。逆に、走行前方側の吸着盤2を壁面wに吸着させた状態で、走行後方側の吸着盤2を壁面wから離すことができる。このとき、走行後方側の吸着盤2のみでも自走点検ロボット1全体の重量を支持できる程度の吸引力を、残りの吸着盤2が有するように排気ポンプ12を稼働させる。
次に、図8(b)に示すように、走行後方側の吸着盤2を壁面wに吸着させた状態で、走行前方側の吸着盤2を壁面wから離し、可動アーム6の角度を前方の段差の位置に合わせるように可変する。この状態で自走点検ロボット1を段差に更に近づける。
図8(c)に示すように、走行前方側の吸着盤2を前方の段差に吸着させる。走行後方側の吸着盤2を壁面wから離し、可動アーム6の角度を前方の段差の位置に合わせるように可変する。このとき一方(走行前方側)の吸着盤2の吸引力が自走点検ロボット1全体の重量を支持できる程度に高まったら、他方(走行後方側)の吸着盤2を壁面wから離すことは勿論である。
なお、段差が階段状になるときは、この動作を繰り返すことで、段差がある壁面wに自走点検ロボット1を吸引滑動走行させることができる。
また、図示例では、前進方向が右側に飛び出した状態の段差について説明したが、この逆に前進方向が左側に飛び出した状態の場合でも、可動アーム6の角度の合わせる方向が異なるだけ、自走点検ロボット1を吸引滑動走行させることができる。
図9は自走点検ロボットを天井面にある段差を走行させる状態を示す説明側面図であり、(a)は走行前方側の吸着盤を離し、前進後にこの走行前方側の吸着盤を吸着させる状態、(b)は走行後に走行前方側の吸着盤を吸着させ、前進後にこの走行後方側の吸着盤を離し、走行前方側の吸着盤を前進させる状態、(c)は走行前方側の吸着盤を前進させ、走行後方側の吸着盤を吸着させる状態である。
本発明の自走点検ロボット1は、天井面(壁面w)に複数の段差がある状況であっても、図8に示した状況と同様に、階段を昇降するように複数の吸着盤2を天井面(壁面w)に吸着させ、走行させることができる。
先ず、図9(a)に示すように、走行前方側の吸着盤2を離し、前進後にこの走行前方側の吸着盤2を吸着させる。
次に、図9(b)に示すように、走行後に走行前方側の吸着盤2を吸着させ、前進後にこの走行後方側の吸着盤2を離し、走行前方側の吸着盤2を前進させる。
最後に、図9(c)に示すように、走行前方側の吸着盤2を前進させ、走行後方側の吸着盤2を吸着させる。
図10は自走点検ロボットについて壁面の縁部分、角柱を走行させる状態を示す説明平面図である。
本発明の自走点検ロボット1は、壁面wの縁部分又は柱pのような上下方向に細い点検対象物についても、安全に走行、昇降させることができる。図示するように、可動アーム6の角度を大きく可変して、吸着盤2で壁面wの縁部分又は柱pの2面を挟むように吸着させる。この状態で装置本体4を昇降させることで、壁面wの縁部分又は柱pの点検、補修作業などが実施できる。
図11は実施例2の装置本体の周囲に吸着盤を放射状に取り付けた自走点検ロボットを示す平面図である。
本発明の自走点検ロボット1の構成は、実施例1のように、装置本体4を2台の吸着盤2で挟む構成の計4台の吸着盤2の構成に限定されない。実施例2の自走点検ロボット1は、図示するように、四角形状又は円形状の装置本体4の周囲に、吸着盤2を可動アーム6により放射状に取り付けた構成にした。
本発明の自走点検ロボット1の構成は、検査装置s、作業装置を有する装置本体4を複数の吸着盤2を可動アーム6により可動支持する構成であれば、実施例1又は実施例2の構成に限定されない。例えば、吸着盤2は2台、3台、5台、6台と点検、目的、壁面wの状況に応じて適宜組み合わせることができる。
2 吸着盤
3 走行機構
4 装置本体
5 チャンバー
6 可動アーム
23 角度調節機構
s 点検装置
w 壁面
Claims (3)
- 壁面(w)に吸引滑動させながら、この壁面(w)とその内部を点検し、又は壁面(w)で作業する吸引滑動型自走点検ロボット(1)であって、
壁面(w)とその内部を点検する点検装置(s)、壁面(w)で作業する作業装置を収納した装置本体(4)と、
チャンバー(5)内を負圧状態にしながら壁面(w)に吸着させつつ、走行機構(3)により走行する複数の吸着盤(2)と、
前記装置本体(4)の筐体に、その後端部が該装置本体(4)に取り付けられた角度調節機構(23)に連結され、その先端部が前記吸着盤(2)に可動可能に連結された可動アーム(6)と、
前記可動アーム(6)の後端部と前記角度調節機構(23)との間に取り付けられた、該可動アーム(6)の「遊び」程度の回動を吸収する弾性部材と、を備え、
前記吸着盤(2)により平坦な壁面(w)では吸引滑動させながら走行させ、
段差がある壁面(w)では、前記吸着盤(2)は、2本の前記可動アーム(6)の先端部で挟まれるように可動可能に連結支持された状態になり、前記角度調節機構(23)により該可動アーム(6)の後端部のみの角度を可変するだけで該吸着盤(2)の位置を可変させ得るように構成した、ことを特徴とする吸引滑動型自走点検ロボット。 - 前記装置本体(4)の筐体の両側に、該装置本体(4)を挟むように前記吸着盤(2)をそれぞれ取り付けた、ことを特徴とする請求項1の吸引滑動型自走点検ロボット。
- 前記装置本体(4)の周囲に、複数の吸着盤(2)を可動アーム(6)により放射状に取り付けた、ことを特徴とする請求項1の吸引滑動型自走点検ロボット。
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