JPH0379282A - 壁面作業用の自走式台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は建築物の壁面作業用の自走式台車に関し、さら
に詳しくは、建築物の壁面に対して作業ロボットなどの
作業機を適切な作業位置へ任意に作動制御し得るように
した自走式台車に係るものである。

（従来の技術） 建築物での壁面作業を自動的に行なうようにした壁面作
業用の台車としては、従来から前輪または後輪で操舵し
て走行するようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の台車では、特に壁面の隅角部のような狭
い場所において方向転換ができない場合が多く、また、
常に良好な作業位置を確保できるとは限らず、壁面作業
に死角部分が生じていた。

このため、壁面の一部に工事未済部分が残り、同未済部
分について手作業による補修作業を必要とするなどの問
題があった。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発
明の目的は、壁面作業に最適な作業位置を自動的に確保
でき、狭い場所においても作業死角を解消し、常に確実
な作業を効率的に行うことができる壁面作業用の自走式
台車を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明を実施例に対応する図
面を参照して説明する。

本発明は、床面Ｂ上をＸ方向またはＹ方向、もしくはこ
れらを結合した２次元方向に向けて走行かつ操舵可能な
走行車台１１と、前記走行車台１１上に旋回可能に配設
された旋回台２１と、前記旋回台２１に保持され作業機
５０が装着される作業台４１と、前記走行車台１１の走
行距離および方向を検出して、この走行車台１１の走行
を制御する走行制御手段（走行距離および方向センサ１
５とコンピュータ６７）と、前記壁面Ａに対する旋回台
２１の平行度を検出して、この旋回台の姿勢を制勢する
姿勢制御手段（各壁面距離センサ３２ａ、３２ｂ、３３
ａ、３３ｂとコンピュータ６７）とを少なくとも備えな
ることを特徴とする。

（作用） 本発明においては、走行車台１１を床面Ｂ上でＸ方向ま
たはＹ方向、もしくはこれらを結合した２次元方向に向
けて住血に走行させ得ると共に、この走行車台１１上に
あって、作業台４１を保持する旋回台２１を任意の角度
範囲で旋回できるようにしたので、これらの走行および
旋回作動によって動作の自由度が向上し、作業可能範囲
を効果的に拡大できる。

また、走行車台１１には、床面Ｂ上での走行距離および
方向を制御する走行制御手段（走行距離および方向セン
サ１５とコンピュータ６７）を設け、旋回台２１には、
壁面Ａに対して平行度を維持する姿勢制御手段（各壁面
距離センサ３２ａ。

３２ｂ、３３ａ、３３ｂとコンピュータ６７）を設けた
ので、動作の自由度の向上に併せて、狭い部分の作業が
可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用した壁面作業用の自走式台車の側
面図、第２図は同・平面図、第３図は制御部のブロック
図、第４図（ａｌ乃至（Ｃ）は自走式台車の走行手順の
説明図を示し、実施例では塗装用の作業ロボットが作業
台に装着されている。

第１図および第２図においてＡは作業対象面である建築
物の躯体壁面（ここでは説明の便宜上垂直な壁面とする
）、Ｂは床面（説明の便宜上水平な床面とする）を示す
。

壁面作業用自走式台車ｌＯは、床面Ｂ上で壁面Ａに対し
て平行するＸ方向、および直交するＹ方向の２次元方向
に走行制御可能にした走行車台１１と、この走行車台ｌ
ｌ上に支持された旋回台２１と、旋回台２１に保持され
た作業台４１と、作業台４１に装着された作業ロボット
５０と、これらの各部を制御する制御盤６０を有してい
る。

前記旋回台２１は走行台車１１に枢支され、水平方向に
３６０度以上の角度範囲に亘って旋回可能に配設され、
前記作業台４１はＸ方向に移動可能に旋回台２１で保持
されている。

前記走行車台１１は、平面視円形状を呈しその外周部が
円形案内面１２ａ、１３ａに形成された上部、下部の車
台枠１２．１３を有している。

下部車台枠１３の下面側には複数の走行車輪１４が配置
され、各走行車輪１４に対して図示省略した走行モータ
、操舵モータなどの走行、操舵手段が併設され、前記床
面Ｂ上でＸ方向またはＹ方向、もしくはこれらを結合し
た２次元方向に向は安定した走行ならびに操舵がなされ
るように構成されている。

また、下部車台枠１３の下面側には、床面Ｂに対して常
時、軽く圧接転動する検出軸１６などを用いた走行距離
および方向センサ１５が設けられ、この走行距離および
方向センサ１５によって走行作動時における走行距離お
よび方向がそれぞれに検出できるように構成されている
。

この場合、前記走行距離および方向センサ１５について
は、各走行車輪１４のいずれか一つを基準に用いること
によっても、走行作動時の走行距離および方向の検出が
可能である。

前記旋回台２１は、前記走行車台１１の上部車台枠１２
上に垂直軸２２で枢支され、かつ車台面から離れてこれ
を覆うカバー２３を有している。

旋回台２１には旋回モータ２４で駆動される駆動軸２５
と、案内軸２８が垂設されている。

駆動軸２５の上部と下部にはそれぞれ駆動輪２６．２７
が取り付けられ、また、案内軸２８には旋回角度センサ
３０を兼ねる案内軸２９が取り付けられている。

そして、駆動輪２６．２７を前記各円形案内面１２ａ、
１３ａに、案内輪２９を円形案内面１２ａにそれぞれ圧
接させ、前記旋回モータ２４を回転駆動させることによ
り、前記走行車台１１に対して旋回台２１を任意の角範
囲に亘り自由に旋回作動でき、かつその旋回角度が案内
輪２９の回転数から、旋回角度センサ３０によって検出
できるように構成されている。

前記旋回角度センサ３０については、案内輪２７を用い
るほかにも、駆動軸２３上の各駆動輪２６．２７を適宜
に利用するとか、あるいは垂直軸２２を中心にした旋回
台２１と走行車台１１との相対角度などから、旋回作動
時の旋回角度の検出が可能である。

前記旋回台２１の前面側外部に直線状をなして張り出し
な前縁部３１には、支持板３１ａが垂下支持されている
。

支持板３１ａの左右両端部での前縁と側縁には壁面距離
センサ３２ａ、３２ｂと３３ａ、３３ｂがそれぞれ配設
されている。

前記各壁面距離センサ３２ａ、３２ｂによって、対向す
る壁面Ａとの間隔度合、ひいては、前記壁面Ａに対する
旋回台２１の前縁部３１の平行度を検出するようにし、
また、各壁面距離センサ３３ａ、３３ｂによって、側部
における壁面Ａとの離間間隔を検出するようにしている
。そして、走行車台１１の走行および操舵に伴うＸ方向
またはＹ方向への位置移動に対応して、壁面Ａに対する
旋回台２１の前縁部３１の平行度を自動的に維持するほ
か、側部壁面Ａへの衝突についても自動的に防止し、こ
れによって、前記走行車台１１の走行移動に伴う旋回台
２１自体の姿勢制御を行なうように構成されている。

前記作業台４１は、前記旋回台２１の前面側上部におい
て、下部がロッド４２により枢支された状態でＸ方向に
移動可能に保持され、上方に直立して支柱状に延長され
ている。なお、本発明の要旨に直接関係しないために図
示省略したが、必要に応じてＺ方向に伸縮可能に構成し
てもよい、また、作業ロボット５０の作動範囲との関係
で、この作業台４１自体を旋回台２１の前縁部３１の幅
一杯に形成することもあり得る。

作業台４１の上下両端部には、壁面距離センサ４３ａ、
４３ｂが配置されている。そして、各壁面距離センサ４
３ａ、４３ｂによって検出される壁面との距離に基づき
、作業台４１は下端部に配設された垂直度調整用シリン
ダ４４によりロッド４２を支点に揺動して壁面Ａに対す
る平行度が自動的に調整され、走行車台１１の走行移動
、旋回台２１の姿勢制御動作に伴い、壁面Ａに対して適
切な作業位置が確保される。

壁面塗装用の作業ロボット５０は、塗料が自動供給され
る塗布ローラ５１と抑圧シリンダ５２を有する。

作業ロボット５０は前記作業台４１の前面側でＺ方向に
移動可能に装着され、抑圧シリンダ５２により塗布ロー
ラ５１を壁面Ａに所定の圧力で当接するように押圧して
いる。ここでも本発明の要旨に直接、関係しないために
図示省略したが、例えば、作業台４１上でＺ方向への移
動手段やＹ方向への移動手段を含めて、塗装作業に必要
な種々の手段などをそれぞれに設けである。

制御盤６０は旋回台２１に搭載され、第３図に示すよう
に、前記自走式台車ｌＯのための駆動制画用のブロック
６１と、前記壁面塗装用作業ロボット５０のための駆動
制御用のブロック６２とを備えている。

ブロック６１には、走行モータ駆動回路６３ａ、操舵モ
ータ駆動回路６３ｂ、旋回モータ駆動回路６３ｃと、走
行距離および方向センサ検出回路６４ａ、旋回角度セン
サ検出回路６４ｂ、各壁面距離センサ検出回路６４ｃ〜
６４ｆと、インターフェイス６５を通してこれらの各回
路を制御するコンピュータ６７とが設けられ、各部にお
ける駆動制御、つまり前記走行車台１１の走行制御なら
びに作業台４１を含めた旋回台２１の姿勢制御を任意か
つ自動的になし得るようにしている。

また、ブロック６２には、適用する作業ロボット５０の
機能に対応して、Ｘ軸ドライバ６８ａ。

Ｙ軸ドライバ６８ｂ、Ｚ軸ドライバ６８ｃと、作業台角
度検出回路６９ａ９作業台角度調整弁作動回路６９ｂと
、押圧シリンダ調整弁作動回路７０と、塗料調整弁作動
回路７１と、各壁面距離センサ検出回路７２ａ、７２ｂ
と、インターフェイス７３を通してこれらの各回路を制
御するコンピュータ７４とが設けられ、目的とする塗装
作業に支障をきたさないようにしである。そして、これ
らの各ブロック６１．６２については、外部から無線も
しくは有線によって制御操作される。

本実施例は前記のように構成したので、走行車台１１に
ついては、外部からの無線もしくは有線によるコマンド
指令に基づき、水平な床面Ｂ上においてＸ方向またはＹ
方向、もしくはこれらを結合した２次元方向に向けて任
意かつ自動的に安定した走行ならびに操舵を行なうこと
ができる。

また、旋回台２１については、前記走行車台１１上にお
いて、作業台４１を保持したままの状態で、水平方向に
周囲３６０度以上の角度範囲に亘って自由に旋回できる
ので、このような走行車台１１の走行制御操作と旋回台
２１の姿勢制御操作とにより、壁面Ａに対して、常時、
適切な作業位置を占めるように作業台４１を作動させ、
この作業台４１に装着される作業ロボット５０により、
壁面Ａに対する塗装作業を容易かつ確実に実行し得る。

次に、第４図（ａ）乃至（ｃｌ　を参照して、この実施
例での制御作動につき、特に狭い作業部分となる壁面Ａ
の隅角部における動作状態を中心にして一層具体的に述
べる。

走行車台１１においては、前記旋回台２１の前縁部３１
に設けられた各壁面距離センサ３２ａ。

３２ｂおよび３３ａ、３３ｂにより検出される壁面Ａと
の間隔データを基準にして、同壁面Ａに対し一定間隔を
隔てた平行位置で、Ｙ方向のずれを修正しなからＸ方向
にほぼ一定距離づつ走行させる。また、旋回台２１なら
びに作業台４１については、同様に壁面Ａとの平行度を
可及的正確に維持させる。そしてこの間、作業ロボット
５０による一方の側の壁面Ａの塗装作業を行わせて前記
隅角部に至る（第４図（ａ））。

ここで従来では、二面の壁面Ａが相互に交叉する隅角部
のような狭い部分において、台車自体の方向転換を行う
ことが困難であるために、隅角部における塗装作業を行
うことができなかったが、この実施例においては、一方
の壁面Ａ側の隅角部までの塗装作業を終了した時点で、
走行車台１１におけるＸ方向およびＹ方向の走行作動を
利用することにより、まず、この隅角部位置から５例え
ば、対角線方向へ一旦僅かに後退した上で、旋回台２１
を隣接する壁面Ａに平行するまで旋回させ、ついで、再
度対角線方向へ後退分だけ前進させる。

つまり、旋回台２１を次の作業に対応して旋回させた状
態で隅角部位置に復帰させ（第４図（ｂ））その後、前
記と同様に、隣接する壁面Ａに対する塗装作業を行い（
第４図（Ｃ））、このようにして従来は不可能であった
狭い隅角部位置での作業死角が解消され、常に確実な作
業を効率的かつ容易に行うことができる。

なお、実施例においては、外部から制御可能な作業機の
一例として、壁面塗装用の作業ロボットを適用する場合
について述べてたが、必ずしもこのような作業ロボット
にのみ限定されるものではなく、その他の各種の作業機
を同様に適用してもよいことは勿論である９ （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、走行
車台の任意方向への走行作動と、作業台を保持する旋回
台の任意角度範囲の旋回作動とにより、動作の自由度を
飛躍的に向上させて作業範囲を効果的に拡大でき、また
、走行車台の走行制御および旋回台の姿勢制御によって
、壁面に対する作業台の平行度を容易に維持でき、常時
、この作業台を適切な作業位置に確保できるので、壁面
での狭い部分においても作業死角が解消されて確実な壁
面作業を効率的に行なえ、併せて、作業台に装着される
作業ロボットの動作負担を格段に低減できるために、こ
の作業ロボットの機構構成の簡略化が可能で経済的にな
るなどの優れた利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は壁面作業用の自走式台車の側面図、第２図は同
・平面図、第３図は制御部のブロック図、第４図（ａｌ
乃至（Ｃ）は上自走式台車の走行手順の説明図である。 尚、図面中、Ａは壁面、Ｂは床面、ｌＯは自走式台車、
１１は走行車台、１４は走行車輪、１５は走行距離セン
サ、１６は検出軸、２１は旋回台、３０は旋回角度セン
サ１．Ｊ２ａ、３２ｂ。 ３３ａ、３３ｂは壁面距離センサ、４１は作業台、４３
ａ、４３ｂは壁面距離センサ、４４は垂直度調整用シリ
ンダ、５０は作業ロボット、５１は塗布ローラ、５２は
押圧シリンダ、６０は制御盤、６１．６２は制御ブロッ
ク、６７．７４はコンピュータである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）床面上をＸ方向またはＹ方向、もしくはこれらを
   結合した２次元方向に向けて走行かつ操舵可能な走行車
   台と、 前記走行車台上に旋回可能に配設された旋回台と、 前記旋回台に保持され作業機が装着される作業台と、 前記走行車台の走行距離および方向を検出してこの走行
   車台の走行を制御する走行制御手段と、前記壁面に対す
   る旋回台の平行度を検出してこの旋回台の姿勢を制御す
   る姿勢制御手段と、を少なくとも備えてなることを特徴
   とする壁面作業用の自走式台車。
2. （２）前記壁面に対して前記作業台を平行に保持する手
   段が設けられている請求項１記載の壁面作業用の自走式
   台車。
3. （３）前記作業機は塗装用の作業ロボットである請求項
   １および２記載の壁面作業用の自走式台車。