JPH0329631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は真空吸着式壁面移動装置に係り、特
に、壁面が球面、又はゆるやかな曲面を成す場
合、この曲面に沿つて真空吸着により歩行を行う
のに好適な真空吸着式壁面移動装置に関する。

〔発明の背景〕 各種タンク、構造物等の大形容器のなかには、
その容器の点検、検査を定期的に実施することが
義務づけられているものがある。

これらの保守点検作業は、現状は人手によつて
作業をしているが、高所作業となるため、作業員
の安全性に問題があり、また、作業用足場を組む
のに多大な日数や経費を費やし経済的にも不利で
あつた。

このため、本作業に係るロボツトの開発が必至
のニーズとなつてきた。

これに対し、従来より各種の移動装置が提案さ
れているが、いずれも平面上の走行手段によるも
のであり、曲面への適用には困難な点が多かつ
た。

この種の真空吸着方式による壁面移動装置の例
を第２図に示す。該図において、１は走行用内フ
レーム、２は走行用外フレームで、この走行用内
フレーム１と走行用外フレーム２は、走行テーブ
ル１７と走行用内フレーム１とが引張りばね６を
介して連絡されたものが、動力伝達要素７による
走行を案内する走行用ガイド３を介して連結され
ている。そして、走行用外フレーム２には、走行
用曲面ガイド４が設けてあり、他方の走行用内フ
レーム１には曲面追従機構要素５が設けてある。
この曲面追従機構要素５を、引張りばね６で走行
用曲面ガイド４の下面に引付け、走行用外フレー
ム２と内フレーム１が曲面の中心に向いて走行す
る構造になつている。

また、走行用内フレーム１と走行用外フレーム
２が相対的に移動すべく動力伝達要素７が設けら
れ、これを用いて駆動アクチユエータ８の動力を
伝達している。更に、歩行用内外フレーム１，２
の端部には、それぞれ昇降シリンダ９ａ，９ｂを
介して真空吸着パツド１０ａ，１０ｂが装着され
ている。昇降シリンダ９ａ，９ｂのそれぞれのシ
リンダ室１１ａ，１１ｂには圧縮空気給気用チユ
ーブ１２ａ，１２ｂ、及び１３ａ，１３ｂが連結
されている。また、真空吸着パツド１０ａ，１０
ｂの真空室１５ａ，１５ｂのそれぞれには、真空
吸引用チユーブ１４ａ，１４ｂが連結されてい
る。

次に、このように構成される真空吸着式壁面移
動装置における走行動作について説明する。

まず、初期の設定状態を第２図で説明する。走
行用内，外フレーム１，２の昇降シリンダ９ａ，
９ｂの下側に部屋に、給気チユーブ１２ａ，１２
ｂで圧縮空気を給気する昇降シリンダ９ａ，９ｂ
は壁面側に押し付けられる。この状態で真空吸着
パツド１０ａ，１０ｂの真空室１５ａ，１５ｂの
空気を真空吸引用チユーブ１４ａ，１４ｂで吸引
し、室内を真空にして真空パツド１０ａ，１０ｂ
の壁面に吸着させる。この状態を示しているのが
第２図である。

第２図の状態から走行用内フレーム１の真空吸
着パツド１０ａの真空室１５ａの真空吸引用チユ
ーブ１４ａを開放し、真空室１５ａの室内の真空
を解放する。この状態で昇降シリンダ１０ａの上
側の室に圧縮空気給気用チユーブ１３ａで圧縮空
気を給気すると、昇降シリンダ９ａ、及び真空吸
気パツド１０ａを壁面から離脱する。この状態が
第３図である。この状態から駆動アクチユエータ
８を駆動して、走行用内フレーム１をｌだけ前進
させる。これを示すのが第４図、及び第５図ａで
ある。次に、走行用内フレーム１を下降し、真空
吸着パツド１０ａを真空吸着後に走行用外フレー
ム２の真空吸着パツド１０ｂの真空を解放して上
昇させる（この状態が第５図ｂである）。

以後、歩行用フレームの真空吸着パツドの一方
が壁面に付着して、他方の走行用フレームが駆動
アクチユエータ８によつて相対的に壁面に沿つて
移動し、第５図ｃ、及びｄに示すような動作を繰
返して移動するものである。

しかし、このような従来の構造では、第４図に
示すように、一方の歩行用フレームがｌだけ移動
した場合、進行側の引張りばね６ａは後退側の引
張りばね６ｂよりもδだけ伸びてしまう。このた
め、走行用ガイド４の軸受の端部に偏荷重がかか
る。この偏荷重は次のようにして求めることがで
きる。まず、δは(1)式で求められる。

δ＝l₁×tanθ… (1) ここで、l₁：引張りばねのスパン θ：曲面に対する歩行用フレームの
１ストロークの走行角度 また、進行側の引張りばね６ａと後退側の引張
りばね６ｂの引張力の差F₀は(2)式で求められる。

F₀＝Ｋ×δ… (2) ここで、Ｋ：ばね定数 これより、軸受端部は進行側には下向き、後退
側には上向きの偏荷重がかかる。

従つて、この偏荷重のため走行時の機械損が大
きくなり駆動モータの出力増加などがあり経済的
にも不利であつた。また、第４図の状態から走行
用内フレーム１を下降させて真空吸着パツド１０
ａを吸着させ、次に走行用外フレーム２の真空吸
着パツド１０ｂの真空を解放すると昇降シリンダ
９ｂが上昇する。このときに進行側の引張りばね
６ａを縮みδ＝０となるが、引張りばねの反動力
で走行用フレームの振動を誘発し走行性を害して
いた。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、偏荷重による走行時の機械
損を防止すると共に、歩行用フレームの走行時の
衝動をなくし、安定した走行動作を行うことので
きる真空吸着式壁面移動装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は歩行用外フレームの中央部に吸着壁面
の形状とほぼ同様な形状の曲面ガイドを形成し、
かつ、歩行用内フレームには該曲面ガイドに追従
して移動する移動機構を設けると共に、前記歩行
用内フレームの中央部は、前記移動機構部と、動
力伝達機構と連結している走行テーブルを含む部
分とから成り、これら両者は定荷重ばねで連結さ
れ、しかも、前記走行用内フレームの一部には緩
衝装置が設けられ、この緩衝装置を介して前記走
行用内フレームと前記走行テーブルを連絡したこ
とにより、所期の目的を達成するようになしたも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、図面の実施例に基づいて本発明を説明す
る。尚、符号は従来と同一のものは同符号を使用
して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。

本実施例でも、特に図示しないが、前記歩行用
外フレームの中央部にした吸着壁面の形状とほぼ
同様な形状の曲面ガイドが形成され、かつ、歩行
用内フレームには該曲面ガイドに追従して移動す
る移動機構が設けられている。そして、本実施例
では、走行用内フレーム１と走行テーブル１７ａ
とを連絡している引張りばね６に定荷重ばねを使
用すると共に、走行用内フレーム１の一部に緩衝
装置１６を設置し、この緩衝装置１６を介して走
行テーブル１７ａを連絡している。他の構成は従
来と同一である。

このような本実施例の構成とすることにより、
曲面ガイドに追従して移動する移動機構が有り、
しかも、引張りばね６として定荷重ばねを使用し
ているので、移動機構が曲面ガイドに追従して移
動することにより、前進側と後退側の引張りばね
の伸び差δを０にでき偏荷重は発生しないし、定
荷重ばねとすれば、ばねの変位量に関係なく引張
力は一定になるため、前進側引張りばねの引張り
力Ｆ１と後進側引張りばねの引張り力Ｆ２は等し
くなり、軸受部の全長に平均に荷重がかかり、偏
荷重による機械損の増大は解消される。また、緩
衝装置１６を設けたことにより、一方の走行用フ
レームの離脱時に生じる衝撃は、この緩衝装置１
６で吸収されるため緩和され、走行時の振幅が解
消されるのでスムーズな走行をすることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の真空吸着式壁面移動装置
によれば、歩行用外フレームの中央部に吸着壁面
の形状とほぼ同様な形状の曲面ガイドを形成し、
かつ、歩行用内フレームには該曲面ガイドに追従
して移動する移動機構を設けると共に、前記歩行
用内フレームの中央部は、前記移動機構部と、動
力伝達機構と連結している走行テーブルを含む部
分とから成り、これら両者は定荷重ばねで連結さ
れ、しかも、前記走行用内フレームの一部には緩
衝装置が設けられ、この緩衝装置を介して前記走
行用内フレームと前記走行テーブルを連絡したも
のであるから、曲面ガイドに追従して移動機構が
移動するので前進側と後退側のばねの伸び差が０
になり偏荷重は発生しないし、定荷重ばねなので
軸受部の全長に平均的に荷重がかかることにな
り、偏荷重による機械損失の増大は解消される。
しかも、緩衝装置により走行用フレームの離脱時
に生じる衝撃が吸収されて緩和されるので、走行
時の振動が解消され、安定した走行動作を行うこ
とができるため、此種壁面移動装置には有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空吸着式壁面移動装置の一
実施例の要部を示す断面図、第２図，第３図，及
び第４図は従来の真空吸着式壁面移動装置を示す
断面図、第５図ａ〜ｄは従来装置における移動状
態を示す図である。 １……走行用内フレーム、２……走行用外フレ
ーム、３……走行用ガイド、４……走行用曲面ガ
イド、５……曲面追従機構要素、６……引張りば
ね、７……動力伝達要素、８……駆動アクチユエ
ータ、９ａ，９ｂ……昇降シリンダ、１０ａ，１
０ｂ……真空吸着パツド、１６……緩衝装置、１
７，１７ａ……走行テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 曲面形状を成している吸着壁面に対向して先端
   部に各々昇降シリンダを介して複数の真空吸着パ
   ツドを有している走行用外フレームと、該走行用
   外フレームとほぼ同様な構成を成し、前記吸着壁
   面に沿つて該走行用外フレームと交互に移動する
   走行用内フレームと、前記走行用外フレームの一
   部に支持された前記走行用内フレームと弾性体を
   介して連絡されている走行テーブルと、前記走行
   用内フレームと外フレームが交互に移動する際
   に、それぞれ動力を伝達する動力伝達機構と、該
   動力伝達機構を駆動する駆動アクチユエータとを
   備え、前記走行用外フレーム、又は走行用内フレ
   ームの一方が前記真空吸着パツドを介して吸着壁
   面に吸着し、他方の走行用フレームが前記駆動ア
   クチユエータによつて相対的に吸着壁面に沿つて
   移動する真空吸着式壁面移動装置において、前記
   歩行用外フレームの中央部に前記吸着壁面の形状
   とほぼ同様な形状の曲面ガイドを形成し、かつ、
   前記歩行用内フレームには該曲面ガイドに追従し
   て移動する移動機構を設けると共に、前記歩行用
   内フレームの中央部は、前記移動機構部と、前記
   動力伝達機構と連絡している前記走行テーブルを
   含む部分とから成り、これら両者は前記弾性体で
   ある定荷重ばねで連結され、しかも、前記走行用
   内フレームの一部には緩衝装置が設けられ、この
   緩衝装置を介して前記走行用内フレームと前記走
   行テーブルを連絡したことを特徴とする真空吸着
   式壁面移動装置。