JPH03294189A - Wall face traveling robot - Google Patents
Wall face traveling robotInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、壁面を自在に走行する壁面走行ロボットに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a wall-running robot that freely runs on a wall.
（従来の技術）
従来、さまざまな工業用分野で、大口径の管などの外壁
あるいは内壁を自在に走行する検査用、作業用の自走式
壁面走行ロボットが利用されている。この壁面走行ロボ
ットが重力で落ちないように壁面を走行するためには壁
面走行ロボットを壁面に吸着させる必要があり、そのた
め次のような方式が従来から提案されている。壁面が磁
性体の場合には、車輪を磁石にして壁面に吸着しながら
移動する方式や、壁面に接している部分の空気を排気し
壁面との間に負圧を発生させて吸着させる方式などであ
る。(Prior Art) Self-propelled wall-running robots have been used in various industrial fields for inspection and work, which freely run on the outer or inner walls of large-diameter pipes and the like. In order for this wall-running robot to run on a wall without falling due to gravity, it is necessary to attach the wall-running robot to the wall, and the following methods have been proposed in the past. If the wall is a magnetic material, there are methods such as using wheels as magnets to move while adhering to the wall, and methods that exhaust the air in contact with the wall and create negative pressure between the wall and the adhesion. It is.
（発明が解決しようとする課題）
ところが従来の磁石の車輪で吸着する方式では、車輪が
硬質で車輪と壁面との接触面積が小さい為に単位面積あ
たりの吸着力が大きくなり、ステアリングをするさいの
微少なすべりにより壁面を傷つける心配がある。そこで
１弾性体のタイヤ等を装着した場合には、壁面と磁石と
の間隔が大きくなり十分な吸着力が得られない心配があ
る。(Problem to be solved by the invention) However, in the conventional magnetic wheel adsorption method, the wheels are hard and the contact area between the wheels and the wall is small, so the adsorption force per unit area is large, which causes problems when steering. There is a risk of damaging the wall surface due to minute slips. Therefore, if a single elastic tire or the like is mounted, the distance between the wall surface and the magnet becomes large, and there is a concern that sufficient adsorption force may not be obtained.
更に、接触面積が小さいために強力な磁石が必要となり
、装置が大型化し重量が増加してしまう欠点がある。Furthermore, since the contact area is small, a strong magnet is required, which increases the size and weight of the device.
一方、負圧で吸着する方式では１弾性体のタイヤが使用
可能で、それにより壁面に傷付ける恐れはないが万一負
圧を発生する排気装置が故障したり、壁面の表面の凸凹
が極端に大きくなった場合には、壁面走行ロボットの自
重を支える程の十分な負圧が得られず落下してしまい、
いわゆるフェールセーフが構成出来ないという欠点があ
った。On the other hand, with the negative pressure adsorption method, tires with only one elastic body can be used, and there is no risk of damaging the wall surface. If it becomes too large, there will not be enough negative pressure to support the wall-running robot's own weight, and the robot will fall.
The drawback was that a so-called fail-safe system could not be configured.
本発明は、上記の欠点を解決するためになされたもので
あり、壁面を傷付けず、落下する恐れがない壁面走行ロ
ボットを提供することを目的としている。The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a wall-running robot that does not damage the wall surface and is free from the risk of falling.
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため本発明は、ロボット本体内に
チャンバを形成し、このチャンバ内に車輪を設け、この
車輪により磁性体の壁面を走行する壁面走行ロボットに
おいて、チャンバ内の空気を排出してロボット本体と壁
面間に負圧を発生させる排気機構と、壁面にロボット本
体を吸着させる磁石と、上記負圧の値により磁石の吸着
力の増減を調整すると共に磁石の壁面へ吸着あるいは剥
離を行う吸着力調整装置を設けたことを特徴としている
。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention forms a chamber in the robot body, provides wheels in the chamber, and provides a wall-running robot that travels on a magnetic wall using the wheels. , an exhaust mechanism that exhausts the air in the chamber to generate negative pressure between the robot body and the wall surface, a magnet that attracts the robot body to the wall surface, and an increase or decrease in the attraction force of the magnet is adjusted according to the value of the negative pressure. It is also characterized in that it is provided with an attraction force adjustment device that attracts or separates the magnet from the wall surface.
（作用）
上記のように構成した本発明の壁面′；ｉＸ：”・ロボ
ットによれば、排気機構によりロボット本体内のチャン
バから空気を排出してロボット本体壁面の間に負圧を発
生させることでロボット本体を壁面に吸着し、負圧が下
がった場合、吸着力調整装置により磁石の吸引力を高め
この磁石によりロボット本体を壁面に吸着させ落下を防
止させている。(Function) According to the wall surface of the present invention constructed as described above; When the robot body is attracted to the wall surface and the negative pressure drops, the attraction force adjustment device increases the attraction force of the magnet, and the magnet attracts the robot body to the wall surface to prevent it from falling.
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図乃至第３図を参照
して説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図は、本発明の壁面走行ロボットの一実施例の断面
図である。この第１図において、１はロボット本体であ
り、このロボット本体ｌ内にチャンバ２が形成されてい
る。このチャンバ２にフレーム３が設けられており、こ
のフレーム３に車輪４とステアリング機構５が取り付け
られている。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the wall-running robot of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a robot body, and a chamber 2 is formed within this robot body l. A frame 3 is provided in this chamber 2, and wheels 4 and a steering mechanism 5 are attached to this frame 3.
６は磁性体の壁面であり、車輪４が走行する。またロボ
ット本体１のチャンバ２の上部にはファン７が設けられ
、さらにこのファン７には流路８が接続して設けられて
いる。この流路８の先端はノズル状となっており、壁面
６へ平行に吹き出すよう°に形成されている。９は磁石
吸引機構であり上下方向にスライドできるようにフレー
ム３′″に設けられている。またフレーム３にはピスト
ン１０を内蔵するシリンダ１１が取り付けられ、このピ
ストン１０をはさんでピストン１０の上部はチャンバ２
とつながりピストンｌＯの下部はパイプ１２により外部
の大気と連通している。このピストン１０の下端にはロ
ッド１３が接続して設けられ、このロッド１３は。Reference numeral 6 denotes a wall surface made of magnetic material, on which the wheels 4 run. Further, a fan 7 is provided above the chamber 2 of the robot body 1, and a flow path 8 is further provided to be connected to the fan 7. The tip of this flow path 8 is shaped like a nozzle, and is shaped so as to blow out parallel to the wall surface 6 . Reference numeral 9 denotes a magnet suction mechanism, which is provided on the frame 3'' so as to be able to slide vertically.A cylinder 11 containing a piston 10 is also attached to the frame 3, and the cylinder 11 that houses the piston 10 is inserted between the piston 10 and the piston 10. The upper part is chamber 2
The lower part of the piston lO is connected to the outside atmosphere through a pipe 12. A rod 13 is connected to the lower end of this piston 10, and this rod 13 is.
磁石吸引機構９に接続されてさらにこのロッド１３とシ
リンダ１１の取り付は面との間には押しバネ１４が取り
付けられている。１５は壁面走行ロボット全体を制御す
る制御装置である。A push spring 14 is connected to the magnet attraction mechanism 9 and is attached between the rod 13 and the mounting surface of the cylinder 11. 15 is a control device that controls the entire wall running robot.
第２図は、磁石吸引機構の先端の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of the tip of the magnet attraction mechanism.
第２図において、１６は永久磁石であり、Ｓ極１７とＮ
極１８を有し、このＳ極１７、Ｎ極１８を取り巻く磁性
体１９の中で回転自在に支持されている。またこの永久
磁石１６には接続ピンが設けられこの接続ビンがロッド
１３に横方向にスライド自在に結合されている。In Figure 2, 16 is a permanent magnet, with S pole 17 and N
It has a pole 18 and is rotatably supported in a magnetic body 19 surrounding the S pole 17 and N pole 18. Further, this permanent magnet 16 is provided with a connecting pin, and this connecting pin is coupled to the rod 13 so as to be slidable laterally.
次に上記実施例の動作について説明する。壁面走行ロボ
ットが移動する時はファン７を回転させチャンバ２内の
真空度が上がり壁面６と壁面走行ロボットの下面との間
には負圧が生じる。排気された空気は、流路８のノズル
から壁面６にほぼ平行に吹き出される。吹き出し口であ
るノズル先端では、空気の流速は速くなり、そのための
周囲の空気を誘引するので、壁面走行ロボットと壁面の
間の負圧を上昇させて吸着力が増加される。一方ピスト
ン１０の下部の圧力は大気圧であるので、ピストン１０
は、壁面６とは反対方向に動作し上昇する、そのためピ
ストン１０と連動したロッド１３は。Next, the operation of the above embodiment will be explained. When the wall running robot moves, the fan 7 is rotated to increase the degree of vacuum in the chamber 2, and negative pressure is generated between the wall 6 and the lower surface of the wall running robot. The exhausted air is blown out from the nozzle of the flow path 8 substantially parallel to the wall surface 6. At the tip of the nozzle, which is the outlet, the flow rate of air increases and attracts surrounding air, which increases the negative pressure between the wall-running robot and the wall, increasing the suction force. On the other hand, since the pressure at the bottom of the piston 10 is atmospheric pressure, the piston 10
moves in the opposite direction to the wall 6 and rises, so that the rod 13 in conjunction with the piston 10.
永久磁石１６を回転させる。そのため永久磁石１６のＳ
極１７とＮ極１８が左右均等に磁性体１９に接するので
壁面６を通る磁束を減少させて磁性体１９の吸着力を減
少させる。負圧による吸着力が壁面走行ロボットの自重
を支えるのに十分である場合、更にピストン１０が移動
し、ロッド１３により磁石吸引機構９は壁面走行ロボッ
ト側にスライド移動し、第３図に示すように磁性体１９
は壁面から離れる。また、走行面の凸凹が急激に変化し
壁面走行ロボット周囲の隙間が増大したり、あるいはフ
ァン７の故障等によりチャンバ２内の圧力が高くなると
、シリンダ１１との差圧が減りピストン１０は押しバネ
１４により壁面方向に戻る。そのためピストン１０に連
動したロッド１３は永久磁石１６を回転させる。それに
より、永久磁石１６のＳ極１７とＮ極１８をそれぞれ左
右均等に磁性体１９に接する位置に回転させながら同時
に磁石吸引機構９を壁面６の方向に移動し、第２図に示
すように磁性体１９は壁面６を通る磁束が増加するので
、その吸引力により壁面走行ロボットの自重を支える。Rotate the permanent magnet 16. Therefore, the S of the permanent magnet 16
Since the poles 17 and N poles 18 are in equal contact with the magnetic body 19 on the left and right sides, the magnetic flux passing through the wall surface 6 is reduced and the attraction force of the magnetic body 19 is reduced. When the suction force due to the negative pressure is sufficient to support the weight of the wall-running robot, the piston 10 moves further, and the rod 13 causes the magnet attraction mechanism 9 to slide toward the wall-running robot, as shown in FIG. magnetic material 19
moves away from the wall. In addition, if the unevenness of the running surface suddenly changes and the gap around the wall running robot increases, or if the pressure inside the chamber 2 increases due to a failure of the fan 7, etc., the differential pressure with the cylinder 11 will decrease and the piston 10 will not push. The spring 14 returns it to the wall. Therefore, the rod 13 interlocked with the piston 10 rotates the permanent magnet 16. As a result, the S pole 17 and N pole 18 of the permanent magnet 16 are rotated to positions where they contact the magnetic body 19 evenly on the left and right sides, and at the same time the magnet attraction mechanism 9 is moved in the direction of the wall surface 6, as shown in FIG. Since the magnetic flux passing through the wall surface 6 increases, the magnetic body 19 supports the weight of the wall-running robot by its attractive force.
以上のように、この実施例においては、負圧吸着力が強
く、壁面に傷を付けずに走行することができる。また磁
性体の壁面６を走行中に、電源が故障して、チャンバ２
内の負圧が減少した場合でも機械的な機構により永久磁
石１６の吸着力を働かせて落下を防止する。更に、磁石
１６と壁面６との接触面積を大きく取ることにより小型
の永久磁石で十分な吸着力かえられるので、壁面走行ロ
ボットを小型軽量にすることができる。As described above, in this embodiment, the negative pressure suction force is strong and the vehicle can run without damaging the wall surface. Also, while traveling on the magnetic wall 6, the power supply failed and the chamber 2
Even if the negative pressure inside decreases, the mechanical mechanism activates the attraction force of the permanent magnet 16 to prevent it from falling. Furthermore, by increasing the contact area between the magnet 16 and the wall surface 6, sufficient attraction force can be obtained with a small permanent magnet, so that the wall-running robot can be made smaller and lighter.
次に本発明の他の実施例について第４図乃至第６図を参
照して説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
第４図は本発明の他の実施例の断面図を示している。第
４図において、２０は圧力センサでありチャンバ２内に
配置されている。２は磁石吸引機構であり、この磁石吸
引機構２１は上下にスライドするように壁面走行ロボッ
ト本体１内に設けられ、その磁石吸引機構２１にはこれ
を上下に駆動するモータ２２が設けられている。第５図
は、磁石吸引機構の先端の詳細図である。第５図におい
て、２３は永久磁石でありこの永久磁石はＳ極２４とＮ
極２５を有し、この永久磁石２３はそれを取り巻く磁性
体２６の中で回転自在に支持されている。さらに永久磁
石２３は回転機構２７を介して駆動させるモータ２８に
接続されている。さらにこれらの機構を引っ張りバネ２
９により磁石吸引機構２１のロッドと接続されている。FIG. 4 shows a cross-sectional view of another embodiment of the invention. In FIG. 4, reference numeral 20 denotes a pressure sensor disposed within the chamber 2. In FIG. Reference numeral 2 denotes a magnet attraction mechanism, and this magnet attraction mechanism 21 is provided inside the wall running robot body 1 so as to slide up and down, and the magnet attraction mechanism 21 is provided with a motor 22 that drives it up and down. . FIG. 5 is a detailed view of the tip of the magnet attraction mechanism. In Fig. 5, 23 is a permanent magnet, and this permanent magnet has an S pole 24 and an N pole.
The permanent magnet 23 has a pole 25 and is rotatably supported in a magnetic body 26 surrounding it. Furthermore, the permanent magnet 23 is connected via a rotating mechanism 27 to a motor 28 for driving it. Furthermore, these mechanisms are pulled by spring 2.
It is connected to the rod of the magnet attraction mechanism 21 by 9.
次に上記実施例の動作について説明する。壁面走行ロボ
ットが移動するさいの負圧吸着力を圧力センサ２０が検
知し、その圧力の検出値を制御装置１５へ送る。制御装
置１５は、その検出値が所定の値（壁面走行ロボットの
自重を十分に支えることができる吸着力を出す負圧値）
以下である場合に、永久磁石２３をモータ２８と回転機
構２７により回転させる。永久磁石２３が回転すること
により壁面を通る磁束が減少するので磁性体２６の吸引
力が減る。Next, the operation of the above embodiment will be explained. A pressure sensor 20 detects the negative pressure suction force when the wall-running robot moves, and sends the detected pressure value to the control device 15. The control device 15 determines that the detected value is a predetermined value (a negative pressure value that produces a suction force that is sufficient to support the weight of the wall-running robot).
In the following cases, the permanent magnet 23 is rotated by the motor 28 and the rotation mechanism 27. As the permanent magnet 23 rotates, the magnetic flux passing through the wall surface decreases, so the attractive force of the magnetic body 26 decreases.
圧力センサ２０がその所定の値を検出しつづけた場合、
制御装置１５は永久磁石２３をモータ２８と回転機構２
７により永久磁石２３のＮ極２５とＳ極２４が左右均等
に磁性体２６に接する位置へ回転する。このため、第６
図に示すように壁面６を通る磁束が最小になり、磁性体
２６の吸引力は最小になる。ここで磁性体２６は引張り
バネ２９により壁面走行ロボット側に引張られ壁面６か
ら離れる。走行面の凸凹が急激に変化し壁面走行ロボッ
トの周囲の隙間が増大したり、あるいはファン７の故障
等によりチャンバ２内の圧力センサ２０がある一定値（
先に述べた。）より上昇したとき、制御装置１５は圧力
センサ２０の検出値を基に即座にモータ２８と回転機構
２７により永久磁石２６のＮ極２５とＳ極２４がそれぞ
れ左右均等に磁性体２６に接するように回転させながら
同時にモータ２８により磁石吸引機構２１を壁面６の方
向に移動させるため、第５図に示すように磁性体２６は
壁面６に接触し、最大の吸引力により壁面走行ロボット
の自重を支える。If the pressure sensor 20 continues to detect the predetermined value,
The control device 15 connects the permanent magnet 23 to the motor 28 and the rotating mechanism 2.
7, the N pole 25 and S pole 24 of the permanent magnet 23 are rotated to a position where they contact the magnetic body 26 equally on the left and right sides. For this reason, the sixth
As shown in the figure, the magnetic flux passing through the wall surface 6 is minimized, and the attractive force of the magnetic body 26 is minimized. Here, the magnetic body 26 is pulled toward the wall-running robot by the tension spring 29 and separated from the wall 6. If the unevenness of the running surface suddenly changes and the gap around the wall running robot increases, or if the fan 7 malfunctions, the pressure sensor 20 in the chamber 2 may drop to a certain value (
As mentioned earlier. . At the same time, the motor 28 moves the magnet attraction mechanism 21 in the direction of the wall 6, so the magnetic body 26 comes into contact with the wall 6, as shown in FIG. support.
以上説明したように本発明によれば、チャンバ内に取り
付けられた排気機構によってロボット本体と壁面との間
の空気を排気することにより負圧を発生させ、壁面に吸
着して走行するので、壁面を傷つけずに走行することが
できる。さらに、磁性体の壁面を走行中の場合、壁面走
行ロボット内の圧力の変化により磁石の吸着力がコント
ロールされるので、万一壁面走行ロボット内の負圧が減
少しても磁石の吸着力がロボットの自重を支えるため、
落下する恐れがない。As explained above, according to the present invention, a negative pressure is generated by exhausting the air between the robot body and the wall using the exhaust mechanism installed in the chamber, and the robot moves while adhering to the wall. can be driven without damaging the vehicle. Furthermore, when running on a magnetic wall, the attraction force of the magnet is controlled by changes in the pressure inside the wall-running robot, so even if the negative pressure inside the wall-running robot decreases, the attraction force of the magnet will not change. To support the robot's own weight,
There is no risk of falling.
第１図は本発明の壁面走行ロボットの一実施例を示す断
面図、第２図は第１図に示された磁石吸引機構の詳細図
、第３図は第１図に示された磁石吸引機構の磁性体が壁
面から離れた状態を示す図、第４図は本発明の壁面走行
ロボットの他の実施例を示す断面図、第５図は第４図に
示された磁石吸引機構の詳細図、第６図は第４図に示さ
れた磁石吸引機構の磁性体が壁面から離れた状態を示す
図である。
１・・・ロボット本体、 ２・・・チャンバ、４
・・・車輪、 ６・・・壁面。
７・・・ファン ８・・・流路。
９．２１・・・磁石吸引機構、 １６．２３・・・永久
磁石。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the wall-running robot of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of the magnet attraction mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a magnet attraction shown in FIG. 1. A diagram showing a state in which the magnetic body of the mechanism is separated from the wall surface, FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the wall running robot of the present invention, and FIG. 5 is a detail of the magnet attraction mechanism shown in FIG. 4. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the magnetic body of the magnet attraction mechanism shown in FIG. 4 is separated from the wall surface. 1...Robot body, 2...Chamber, 4
...Wheels, 6.Walls. 7...Fan 8...Flow path. 9.21... Magnet attraction mechanism, 16.23... Permanent magnet.
Claims (2)
バ内に車輪を設け、この車輪により磁性体の壁面を走行
する壁面走行ロボットにおいて、チャンバ内の空気を排
出してロボット本体と壁面間に負圧を発生させる排気機
構と、壁面にロボット本体を吸着させる磁石と、上記負
圧の値により磁石の吸着力の増減を調整すると共に磁石
の壁面へ吸着あるいは剥離を行う吸着力調整装置を設け
たことを特徴とする壁面走行ロボット。(1) In wall-running robots that have a chamber formed in the robot body, wheels provided in the chamber, and run on magnetic walls using the wheels, the air in the chamber is exhausted to create a negative gap between the robot body and the wall. An exhaust mechanism that generates pressure, a magnet that attracts the robot body to the wall, and an attraction force adjustment device that adjusts the increase or decrease of the attraction force of the magnet depending on the value of the negative pressure, and also causes the magnet to attract or detach from the wall surface. A wall-running robot characterized by:
記排気機構により排出された空気を壁面に平行に吹き出
す流路を形成したことを特徴とする壁面走行ロボット。(2) The wall-running robot according to claim 1, further comprising a flow path for blowing out the air discharged by the exhaust mechanism parallel to the wall surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092110A JPH03294189A (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Wall face traveling robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092110A JPH03294189A (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Wall face traveling robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294189A true JPH03294189A (en) | 1991-12-25 |
Family
ID=14045293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092110A Pending JPH03294189A (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Wall face traveling robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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