JPH038911B2 - - Google Patents

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JPH038911B2
JPH038911B2 JP60177839A JP17783985A JPH038911B2 JP H038911 B2 JPH038911 B2 JP H038911B2 JP 60177839 A JP60177839 A JP 60177839A JP 17783985 A JP17783985 A JP 17783985A JP H038911 B2 JPH038911 B2 JP H038911B2
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JP
Japan
Prior art keywords
frame
wall
suction
adjustment
walking
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60177839A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6250281A (en
Inventor
Munenori Tsuge
Akitaka Fujita
Shinji Sonoda
Masayuki Watabiki
Yasuji Sakuma
Yoshishige Iobe
Chikara Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6250281A publication Critical patent/JPS6250281A/en
Publication of JPH038911B2 publication Critical patent/JPH038911B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、歩行型の壁面走行装置に係り、特に
壁面が球面又は円柱面等の曲面をなす場合でもこ
の曲面に沿つて全姿勢の走行を行うことのできる
歩行型壁面走行装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a walking-type wall running device, and in particular, even when the wall surface forms a curved surface such as a spherical or cylindrical surface, it can run along this curved surface in all postures. The present invention relates to a walking-type wall running device that can be used for walking on a wall.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

各種タンク、構造物等の点検、検査等のメンテ
ナンス作業は定期的に実施されているが、現状で
は人手のみで行われており、これへのロボツトの
適用が必要のニーズとなつている。このため従来
から各種の歩行型壁面走行装置が開発されている
が(例えば特開昭54−59789)、いずれも平面上を
直線的に歩行するものであつた。
Maintenance work such as inspection and inspection of various tanks and structures is carried out regularly, but currently it is only done manually, and there is a need for the application of robots to this work. For this reason, various types of walking-type wall running devices have been developed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-59789), but all of them walk linearly on a flat surface.

第2図a,bは、かかる歩行型壁面走行装置の
一例を示す平面図およびA−A断面図であつて、
図中1は横材2,2及びこれらを連結している縦
杆3,3よりなる外フレーム、4は縦杆3,3に
スライド自在に嵌合している内フレーム、5は縦
杆3,3と平行に外フレーム1に支持され内フレ
ーム4と螺合しているネジ杆、6はネジ杆5を正
逆転させるための外フレームに取付けたモータで
ある。外フレーム1および内フレーム4に吸着器
7(例えば電磁石式または吸気式)および伸縮ア
クチユエータ8を有する吸着脚が備えられてい
る。壁面上を例えば図の右方へ歩行するには、ア
クチユエータ8の作動により外フレーム1の吸着
器7を壁面に接せしると共に内フレーム4の吸着
器7を壁面から離し、モータ6でネジ杆5を回転
して内フレーム4を外フレーム1に対して右方に
移動し、次にアクチユエータ8の作動により内フ
レームの吸着器7を壁面に接せしめると共に外フ
レーム1の吸着器7を壁面から離し、ネジ杆5を
回転して外フレーム1を内フレーム4に対して右
方に移動させる。これを反復することにより歩行
ができる。左方への歩行についても同様である。
FIGS. 2a and 2b are a plan view and an AA sectional view showing an example of such a walking wall traveling device,
In the figure, 1 is an outer frame consisting of horizontal members 2, 2 and vertical rods 3, 3 connecting these, 4 is an inner frame that is slidably fitted to the vertical rods 3, 3, and 5 is the vertical rod 3. , 3 are supported by the outer frame 1 and threadedly engaged with the inner frame 4. A screw rod 6 is a motor attached to the outer frame for rotating the screw rod 5 in forward and reverse directions. The outer frame 1 and the inner frame 4 are provided with suction legs having a suction device 7 (eg, electromagnetic type or suction type) and a telescopic actuator 8 . To walk on a wall, for example, to the right in the figure, the actuator 8 is operated to bring the suction device 7 of the outer frame 1 into contact with the wall surface, and the suction device 7 of the inner frame 4 is separated from the wall surface, and the motor 6 is used to move the suction device 7 of the inner frame 4 away from the wall surface. The rod 5 is rotated to move the inner frame 4 to the right with respect to the outer frame 1, and then the actuator 8 is operated to bring the suction device 7 of the inner frame into contact with the wall surface, and the suction device 7 of the outer frame 1 is brought into contact with the wall surface. , and rotate the screw rod 5 to move the outer frame 1 to the right with respect to the inner frame 4. By repeating this, you can walk. The same applies to walking to the left.

しかし、このような歩行型壁面走行装置によれ
ば、第3図に示すように壁面が曲面状をなしてい
ると、例えば歩行用内フレーム4が図の矢印方向
に移動する場合、その吸着器7と壁面Wの間に平
面の場合に比べて大きなギヤツプgが生じ、しか
も進行方向の前と後でギヤツプの相違が発生し、
同時に、歩行用内フレーム4の中心線が曲面の中
心からずれるような挙動となる。従つてその状態
で内フレームの吸着器7が壁面に吸着しようとす
ると、前側では吸着ストロークが不足することに
より吸着不可能な場合が生じ得ること、また後側
では吸着器が曲面に接して抵抗力を受ける場合が
生じること、更に歩行用外フレーム1に対し内フ
レーム4が傾斜し、内フレームと外フレームの接
点を中心にモーメントが作用すること等の事態が
生じる。走行用外フレーム1が移動する場合にも
事態は同様である。このため従来技術による歩行
型壁面走行装置は、曲面追従歩行を円滑にバラン
スよく行うことは困難であつた。
However, according to such a walking wall surface traveling device, if the wall surface has a curved shape as shown in FIG. 3, for example, when the walking inner frame 4 moves in the direction of the arrow in the figure, A larger gap g occurs between 7 and the wall surface W than in the case of a flat surface, and there is also a difference in the gap between the front and rear in the direction of travel.
At the same time, the center line of the inner frame 4 for walking becomes deviated from the center of the curved surface. Therefore, if the suction device 7 of the inner frame tries to suction to the wall surface in this state, suction may not be possible on the front side due to insufficient suction stroke, and on the rear side, the suction device will come into contact with the curved surface and create resistance. In addition, the inner frame 4 may be tilted with respect to the outer frame 1 for walking, and a moment may be applied around the contact point between the inner frame and the outer frame. The situation is similar when the outer traveling frame 1 moves. For this reason, it has been difficult for the conventional walking-type wall-traveling device to smoothly and well-balanced walking while following a curved surface.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、曲面に対してバランスのとれ
たスムースな吸着走行を可能ならしめた歩行型壁
面走行装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a walking-type wall surface traveling device that enables balanced and smooth suction travel on curved surfaces.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、歩行型壁面走行装置と外フレーム又
は内フレームに、それとの間の傾動角を調節し得
る調整フレームを取付け、吸着脚は該調整フレー
ムと内フレームまたは外フレームの一方とに設け
られ、各吸着脚の端部には壁面との間の距離を検
知するセンサーを備え、壁面から離れた状態にあ
る各吸着脚の壁面に対する距離を相等しく保つよ
う上記センサーの出力に応じて前記調整フレーム
の傾動角を調節し、以て移動中の吸着脚の属する
フレームが常に壁面曲面の中心を向くようにし
て、スムースでバランスのとれた歩行を可能とし
たものである。
In the present invention, an adjustment frame that can adjust the tilt angle between the walking wall traveling device and the outer frame or the inner frame is attached, and suction legs are provided on the adjustment frame and one of the inner frame or the outer frame. , the end of each suction leg is equipped with a sensor that detects the distance between the suction leg and the wall surface, and the adjustment is made according to the output of the sensor so as to maintain the same distance from the wall surface of each suction leg that is apart from the wall surface. By adjusting the tilt angle of the frame, the frame to which the moving suction legs belong always faces the center of the curved wall surface, making it possible to walk smoothly and with good balance.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は本発明の一実施例を示す。1は横材2
および縦杆3よりなる外フレーム、4はこれにス
ライド自在の内フレーム、5は駆動用ネジ杆、6
はその駆動モータであり、これら部分の構成は第
2図に示したのと同様である。本実施例は特許請
求の範囲で謂う第1フレームを外フレーム、第2
フレームを内フレームに採つた場合であり、内フ
レーム4に調整フレーム11が支点10で傾動自
在に支持され、両フレーム4と11との間にスプ
リング9および伸縮アクチユエータ8′が装置さ
れており、これらアクチユエータ8′を作動させ
ることにより調整フレーム11を内フレーム4に
対して種々異る角度に傾動させることができるよ
うになつている。調整フレーム11および外フレ
ーム1には吸着器7および伸縮アクチユエータ8
を備えた吸着脚が取付けられており、図中の大き
い点線丸枠で囲んで拡大図示した如く、各吸着器
7には壁Wとのギヤツプ14を検知するためのセ
ンサ15を設けてある。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention. 1 is the cross member 2
and an outer frame consisting of vertical rods 3, 4 an inner frame that can slide freely thereon, 5 a driving threaded rod, 6
is its drive motor, and the construction of these parts is the same as that shown in FIG. In this embodiment, the first frame referred to in the claims is an outer frame, and the second frame is an outer frame.
This is a case where the frame is an inner frame, and an adjustment frame 11 is tiltably supported on the inner frame 4 at a fulcrum 10, and a spring 9 and a telescopic actuator 8' are installed between both frames 4 and 11. By operating these actuators 8', the adjustment frame 11 can be tilted at various different angles with respect to the inner frame 4. A suction device 7 and a telescopic actuator 8 are installed on the adjustment frame 11 and the outer frame 1.
Each suction device 7 is provided with a sensor 15 for detecting a gap 14 with the wall W, as shown in an enlarged view surrounded by a large dotted circle in the figure.

歩行は、基本的には第2図で説明したのと同様
で、例えば、まず、調整フレーム11に属する脚
の吸着器7をアクチユエータ8の作動で壁面Wか
ら離し、内フレーム4を外フレーム1と相対的に
移動させ、次に調整フレーム11の吸着器7を壁
面に接せしめると共に外フレームの吸着器7を壁
面から離し、外フレームを内フレームに対して相
対的に移動させる、といつた動作を反復して歩行
するのであるが、この場合、壁面から離れた状態
の各吸着器7の壁面とのギヤツプ14をセンサ1
5で検知すると同時に検出回路12でこの情報を
検出し、制御回路13により、該ギヤツプが相等
しくなるように、即ち移動中のフレーム1又は1
1の壁面Wに対する姿勢が壁面に対して一様とな
るように制御指令を演算出力し、前記アクチユエ
ータ8′を駆動することによつて、内フレーム4
と調整フレーム11との相対的姿勢を制御するよ
う構成してある。
Walking is basically the same as explained in FIG. Then, the suction device 7 of the adjustment frame 11 is brought into contact with the wall surface, and the suction device 7 of the outer frame is separated from the wall surface, and the outer frame is moved relative to the inner frame. In this case, the sensor 1 detects the gap 14 between each suction device 7 and the wall while it is away from the wall.
At the same time, the detection circuit 12 detects this information, and the control circuit 13 controls the gap to be equal, that is, the moving frame 1 or 1.
By calculating and outputting a control command and driving the actuator 8', the inner frame 4
It is configured to control the relative posture between the adjustment frame 11 and the adjustment frame 11.

本実施例によれば、吸着脚を固定したフレーム
全体の姿勢を制御することによつて曲面と脚部の
ギヤツプを一様に保ちつつ走行が可能であり、バ
ランスのとれたスムースな走行を自動的に行うこ
とができる。また第1図中に示すように、個々の
吸着脚に前記と同様なアクチユエータ8″を付加
することにより、個々の吸着器の姿勢も制御可能
とせしめることができ、これを上記センサ15及
び走行装置全体の姿勢制御回路に機能的に一体化
させることで、前記のような走行装置全体の姿勢
制御の他に、壁面の起伏等に対する吸着もより良
好にすることができ、一層安定性の高い歩行の姿
勢制御が可能となる。
According to this embodiment, by controlling the posture of the entire frame to which the suction legs are fixed, it is possible to run while maintaining a uniform gap between the curved surface and the legs, and automatically achieve balanced and smooth running. This can be done in a specific manner. Furthermore, as shown in FIG. 1, by adding an actuator 8'' similar to that described above to each suction leg, the posture of each suction device can also be controlled, and this can be controlled by the sensor 15 and the By functionally integrating it into the attitude control circuit of the entire device, in addition to controlling the attitude of the entire traveling device as described above, it is also possible to better adsorb against undulations on walls, resulting in even higher stability. It becomes possible to control the posture of walking.

第4図は、前記内フレーム4および調整フレー
ム11間の相互構成を例示したものであつて、同
図aのように支点10は球面軸受としてあり、支
点10を両フレーム4および11の中心に配置す
ることにより、この位置を中心に調整フレーム1
1は内フレーム4に対して保持されたまま回転自
在とすることができる。従つて同図bのようにア
クチユエータ8′の位置を縦方向(方向)と横
方向(方向)に対象配置すれば調整フレーム1
1を支点10回りに自在な角度に制御することがで
きる。
FIG. 4 shows an example of the mutual structure between the inner frame 4 and the adjustment frame 11. As shown in FIG. By placing adjustment frame 1 around this position,
1 can be freely rotated while being held relative to the inner frame 4. Therefore, if the actuator 8' is positioned symmetrically in the vertical direction (direction) and the horizontal direction (direction) as shown in FIG.
1 can be controlled at any angle around the fulcrum 10.

第5図1又は2に示すようにアクチユエータ
8,8′,8″ピストン式又はソレノイド式等のリ
ニアアクチユエータにすることで、小型でかつ大
きなストロークを得ることができる。なおピスト
ン式の場合は、帰還回路15を合せて設置するこ
とで制御性をより向上させることができる。
As shown in Figure 5 1 or 2, by using a linear actuator such as a piston type or solenoid type actuator 8, 8', 8'', it is possible to obtain a small size and a large stroke.In the case of a piston type By installing the feedback circuit 15 together, controllability can be further improved.

脚部のアクチユエータ8は前記のようなリニア
アクチユエータを利用することができるが、ある
いは第6図aの如くリニアアクチユエータ8とス
プリング9′を組合せて吸着器7を図示上下動を
与えることによつて曲面壁面に対するギヤツプを
吸収できる。また第6図bは、吸着器7を2軸
X,Y回りに回転自在とし、アクチユエータ8を
更に付加して壁面の曲面の上下方向のギヤツプの
みならず傾斜に対しても対応可能としたものであ
る。第6図cは支点として第6図bの軸X,Yの
代りに球面軸受Sを用いたものであり、bと同様
の機能をより安定して得ることができる。
The leg actuator 8 can be a linear actuator as described above, or the linear actuator 8 and a spring 9' may be combined as shown in FIG. 6a to give the suction device 7 vertical movement. This makes it possible to absorb the gap caused by the curved wall surface. In addition, Fig. 6b shows an adsorption device 7 which is rotatable around two axes X and Y, and an actuator 8 is further added to make it possible to deal with not only vertical gaps but also inclinations of the curved surface of the wall. It is. In FIG. 6c, a spherical bearing S is used as a fulcrum instead of the axes X and Y in FIG. 6b, and the same function as in FIG. 6b can be obtained more stably.

なお、調整フレーム11を内フレームにではな
くて外フレーム1に前記と同様な構成で傾動調節
自在に取付け、壁面吸着用の前記と同様の脚をこ
の調整フレームと内フレームとに夫々取付けた実
施例、すなわち、特許請求の範囲に謂う第1フレ
ームを内フレームに、第2フレームを外フレーム
に採つた実施例も可能であることは勿論である。
In addition, the adjustment frame 11 was attached to the outer frame 1 instead of the inner frame in a manner similar to that described above so as to be adjustable in tilt, and the same legs for wall suction as described above were attached to this adjustment frame and the inner frame, respectively. It goes without saying that an example, that is, an embodiment in which the first frame is the inner frame and the second frame is the outer frame as claimed in the claims is also possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の歩行型壁面走行装置によれば、曲面を
なす壁面の場合でもバランスのとれたスムースな
走行を行うことができる。
According to the walking type wall running device of the present invention, it is possible to perform balanced and smooth running even on a curved wall surface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る歩行型壁面走行
装置の側面図、第2図a,bは従来の歩行型壁面
走行装置の平面図および側断面図、第3図は曲面
上の走行の場合における従来例の作動説明図、第
4図a,bは本発明の実施例に係る内フレームお
よび調整フレーム間の構成図、第5図1,2はア
クチユエータの例示図、第6図a,b,cは本発
明における吸着器およびそのアクチユエータを含
む吸着脚の端部構成の例示図である。 1……外フレーム、2……横材、3……連結縦
杆、4……内フレーム、5……動力伝達用ネジ
杆、6……モータ、7……吸着器、8……アクチ
ユエータ、9……スプリング、10……支点、1
1……調整フレーム、12……検出回路、13…
…制御装置、14……ギヤツプ、15……ギヤツ
プセンサ。
FIG. 1 is a side view of a walking type wall traveling device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 a and b are a plan view and a side sectional view of a conventional walking type wall traveling device, and FIG. 3 is a side view of a walking type wall traveling device according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4a and 4b are configuration diagrams between the inner frame and the adjustment frame according to the embodiment of the present invention, FIGS. 5 1 and 2 are illustrations of the actuator, and FIG. 6a , b, and c are illustrative views of the end configuration of a suction leg including a suction device and its actuator in the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Outer frame, 2...Horizontal member, 3...Connection vertical rod, 4...Inner frame, 5...Screw rod for power transmission, 6...Motor, 7...Adsorption device, 8...Actuator, 9... Spring, 10... Fulcrum, 1
1...adjustment frame, 12...detection circuit, 13...
...control device, 14...gap, 15...gap sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 互に相対的に平行移動自在に結合された第1
および第2フレーム、該両フレームに相対的平行
移動を起させるための駆動機構、第2フレームに
相対的に傾動自在に取付けられた調整フレーム、
第2フレームと調整フレームとの間の傾動角度の
調節機構、第1フレームおよび調整フレームに
夫々結合されており壁面に対し端部が離着せしめ
られる吸着脚、該吸着脚の端部と壁面との間の距
離を検知するセンサー、壁面から離れた状態にあ
る吸着脚の上記壁面との距離を相等しく保つよう
に上記センサーの出力に応じて前記傾動角度の調
節機構を制御する制御装置、からなる歩行型壁面
走行装置。
1. The first part is coupled so as to be movable in parallel relative to each other.
and a second frame, a drive mechanism for causing relative translation of both frames, an adjustment frame attached to the second frame so as to be tiltable relative to the second frame,
a mechanism for adjusting the tilting angle between the second frame and the adjustment frame; a suction leg that is connected to the first frame and the adjustment frame, respectively, and whose ends are attached to and detached from the wall; and a mechanism for adjusting the tilt angle between the second frame and the adjustment frame; a sensor that detects the distance between the suction legs, and a control device that controls the tilting angle adjustment mechanism in accordance with the output of the sensor so as to maintain equal distances between the suction legs and the wall that are separated from the wall. A walking wall running device.
JP60177839A 1985-08-13 1985-08-13 Walking type wall-surface traveling device Granted JPS6250281A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60177839A JPS6250281A (en) 1985-08-13 1985-08-13 Walking type wall-surface traveling device

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JP60177839A JPS6250281A (en) 1985-08-13 1985-08-13 Walking type wall-surface traveling device

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Publication Number Publication Date
JPS6250281A JPS6250281A (en) 1987-03-04
JPH038911B2 true JPH038911B2 (en) 1991-02-07

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ID=16038015

Family Applications (1)

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