JPH04104787U - クローラ型壁面吸着走行ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急旋回時でも走行壁面を殆ど擦ることなく、
常に円滑な旋回動作を行い得るクローラ型壁面吸着走行
ロボットを提供する。 【構成】 フレームの前後に巻き掛けられて駆動旋回す
る左右一対のクローラ１９Ｌ，１９Ｒにそれぞれ設けら
れ且つ走行壁面２１に対して密着する走行用吸着手段２
０を有するクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて、
フレームの中央部に走行壁面２１との対向方向に突設さ
れた支柱ホルダ２２と、この支柱ホルダ２２に対して走
行壁面２１との対向方向に伸縮可能且つ旋回可能に嵌合
された伸縮旋回筒と、この伸縮旋回筒と支柱ホルダ２２
との間に設けられて伸縮旋回筒の伸縮駆動及び旋回駆動
をそれぞれ行う筒駆動手段と、伸縮旋回筒の先端部に設
けられ且つ走行壁面２１に対して密着する旋回用吸着手
段とを具えたクローラ型壁面吸着走行ロボットである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、摩擦による走行壁面の損傷を未然に防止して走行方向の急激な変換を 円滑に行うことの可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般的な床面はもちろんのこと、垂直な壁面等を自由に走行して各種作業を行 うための作業ロボットとして、左右一対のクローラを走行壁面に吸着させるよう にしたクローラ型壁面吸着走行ロボットが提案されている。

【０００３】 このような従来のクローラ型壁面吸着走行ロボットの平面形状を表す図６及び その側面形状を表す図７に示すように、矩形状をなすフレーム１０１の前端部に は、左右一対の前部ローラ１０２が回転自在に取り付けられており、これと同様 に、左右一対の後部ローラ１０３がフレーム１０１の後端部に回転自在に取り付 けられている。回転軸心がそれぞれ一直線状をなす前部ローラ１０２と後部ロー ラ１０３とには、ゴム製の無端ベルト１０４がそれぞれ左右に巻き掛けられてい る。

【０００４】 前部ローラ１０２の一方には、フレーム１０１の前端部に固定された前部エア 駆動モータ１０５が連結され、これと同様に、フレーム１０１の後端部に固定さ れた後部エア駆動モータ１０６が、後部ローラ１０３の一方に連結されている。 又、前記フレーム１０１の中央部前後には、図示しない可撓配管を介して圧縮空 気供給源に接続するヘッダー管１０７が取り付けられており、このヘッダー管１ ０７には図示しない分岐配管を介して前部エア駆動モータ１０５及び後部エア駆 動モータ１０６がそれぞれ連通している。

【０００５】 従って、前部エア駆動モータ１０５に対する圧縮空気の供給を行うことによっ て、一方の前部ローラ１０２側に巻き掛けられた無端ベルト１０４が旋回し、後 部エア駆動モータ１０６に対する圧縮空気の供給を行うことによって、一方の後 部ローラ１０３側に巻き掛けられた無端ベルト１０４が旋回する。つまり、これ ら前部エア駆動モータ１０５及び後部エア駆動モータ１０６に対する圧縮空気の 供給の組合せを切り換えることにより、クローラ型壁面吸着走行ロボットの走行 方向を直進状態や旋回状態に任意に設定することができる。

【０００６】 走行壁面１０８に接する側の左右の無端ベルト１０４の内周面には、フレーム １０１に取り付けられたベルト受け部材１０９が摺動自在に密着しており、無端 ベルト１０４の内周面に対するこのベルト受け部材１０９の摺接面には、無端ベ ルト１０４の移動方向に沿った矩形状に窪む減圧室１１０が一定間隔で形成され ている。又、このベルト受け部材１０９と対向する左右の無端ベルト１０４の外 周面には、矩形状に窪んだ吸着室１１１が一定間隔で形成されており、前記減圧 室１１０と複数の吸着室１１１とは、無端ベルト１０４に形成された連通孔１１ ２を介して連通状態となっている。

【０００７】 前記ヘッダー管１０７の左右両側には、このヘッダー管１０７に供給される圧 縮空気によって駆動される複数のエアエジェクタポンプ１１３が前記減圧室１１ ０に対応して取り付けられており、これらエアエジェクタポンプ１１３の吸引ポ ート１１４には、可撓配管１１５を介して減圧室１１０がそれぞれ連通している 。

【０００８】 従って、ベルト受け部材１０９に形成された減圧室１１０内は、可撓配管１１ ５及び吸引ポート１１４を介してエアエジェクタポンプ１１３により真空引きさ れる結果、この減圧室１１０に連通孔１１２を介してそれぞれ連通する吸着室１ １１内も真空状態となり、無端ベルト１０４の外周面が強力に走行壁面１０８に 吸着した状態となり、この無端ベルト１０４を駆動することによって垂直な壁面 等でも自由に走行することができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 図６及び図７に示した従来のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいては、前 後部エアモータ１０５，１０６の回転差により方向転換を行っており、塗装され た走行壁面１０８を走行中に方向転換した場合には、無端ベルト１０４がこの走 行壁面１０８に吸着した状態であることから、走行壁面１０８が無端ベルト１０ ４によって強い力で擦られる結果、走行壁面１０８表面の塗膜等を損傷する虞が あった。

【００１０】

【考案の目的】

本考案は、急旋回時でも走行壁面を殆ど擦ることなく、常に円滑な旋回動作を 行い得るクローラ型壁面吸着走行ロボットを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案によるクローラ型壁面吸着走行ロボットは、フレームの前後に巻き掛け られて駆動旋回する左右一対のクローラと、これら左右一対のクローラにそれぞ れ設けられ且つ走行壁面に対して密着する走行用吸着手段とを有するクローラ型 壁面吸着走行ロボットにおいて、前記フレームの中央部に前記走行壁面との対向 方向に突設された支柱ホルダと、この支柱ホルダに対して前記走行壁面との対向 方向に伸縮可能且つ旋回可能に嵌合された伸縮旋回筒と、この伸縮旋回筒と前記 支柱ホルダとの間に設けられて当該伸縮旋回筒の伸縮駆動尾及び旋回駆動をそれ ぞれ行う筒駆動手段と、前記伸縮旋回筒の先端部に設けられ且つ前記走行壁面に 対して密着する旋回用吸着手段とを具えたものである。

【００１２】

【作用】

左右一対のクローラを等速で駆動旋回することにより、ロボットは前後に直進 走行する。この時、走行壁面に当接する走行用吸着手段がこの走行壁面に対して 吸着し、走行壁面が垂直等の状態でも何ら問題なく自由に走行する。

【００１３】 ロボットの走行方向を変える場合には、左右一対のクローラの旋回駆動を停止 し、筒駆動手段を操作してまず旋回支柱に対し伸縮旋回筒を走行壁面側に突出さ せつつ、この伸縮旋回筒の先端部を旋回用吸着手段により吸着させ、走行用吸着 手段による走行壁面に対する吸着動作を中断することにより、フレームと共にク ローラを走行壁面から浮き上がらせる。この状態で、更に筒駆動手段を操作して 旋回支柱に対し伸縮旋回筒を旋回することにより、走行壁面と一体となった伸縮 旋回筒を基準として旋回支柱及びフレームの向きが変わる。

【００１４】 しかる後、筒駆動手段を操作して旋回支柱に対し伸縮旋回筒を走行壁面と反対 側に引き戻すことにより、走行壁面と対向する走行用吸着手段をこの走行壁面に 当接させ、再び走行用吸着手段が走行壁面に吸着した後、旋回用吸着手段による 走行壁面に対する吸着動作を中断し、この旋回用吸着手段を走行壁面から浮き上 がらせる。この状態で左右一対のクローラを等速で駆動旋回することにより、ロ ボットは新たな方向に直進走行する。

【００１５】

【実施例】

本考案によるクローラ型壁面吸着走行ロボットの一実施例における平面形状の 概略を表す図１及びその側面形状を表す図２及びその背面形状を表す図３に示す ように、後端部にブラケット１１を介して作業機器１２が取り付けられた矩形状 をなすフレーム１３の前端部には、左右一対の連結軸１４がそれぞれ回転自在に 取り付けられており、これと同様に、左右一対の駆動軸１５がフレーム１３の後 端部に回転自在に取り付けられている。又、左右一対の駆動軸１５にはそれぞれ フレーム１３の後端部に固定された左右一対の走行用駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒ が連結されている。

【００１６】 回転軸心が一直線状をなす連結軸１４の両端部には、それぞれ二つの従動スプ ロケット１７が一体的に嵌着され、これと同様に、同軸に配置された二つの駆動 スプロケット１８が駆動軸１３の両端部にそれぞれ一体的に嵌着されている。そ して、これら従動スプロケット１７と駆動スプロケット１８とには左右一対の無 端チェーン１９Ｌ，１９Ｒがそれぞれ巻き掛けられている。

【００１７】 従って、図１中、左側に位置する一方の走行用駆動モータ１６Ｌを何らかの手 段にて作動させることにより、この一方側の駆動スプロケット１８側に巻き掛け られた無端チェーン１９Ｌが旋回し、図１中、右側に位置する他方の走行用駆動 モータ１６Ｒを何らかの手段にて作動させることにより、この他方側の駆動スプ ロケット１８側に巻き掛けられた無端チェーン１９Ｒが旋回する。つまり、これ ら左右一対の走行用駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒに対する作動の組合せを選択する ことによって、クローラ型壁面吸着走行ロボットの走行方向を直進状態や旋回状 態に任意に設定することができるが、本実施例ではこれら左右一対の走行用駆動 モータ１６Ｌ，１６Ｒを直進時にのみ作動させるようにしている。

【００１８】 前記無端チェーン１９Ｌ，１９Ｒには、先端に吸着パッド２０を一定間隔で配 置した走行用吸着手段の一部が組み込まれており、この走行用吸着手段の具体的 な構成に関しては、本願考案とは関係がないので説明を省略するが、図６及び図 ７に示した従来のものをそのまま採用することも可能であり、要するにクローラ 型壁面吸着走行ロボットの移動に伴って走行壁面２１に当接する吸着パッド２０ 内が真空引きされるような構成でありさえすれば良い。

【００１９】 図１〜図３及び図１中のIV−IV矢視断面形状を表す第４図及びその底面形状を 破断した状態で表す第５図に示すように、フレーム１３の中央部には走行壁面２ １との対向方向に突出する円筒状の支柱ホルダ２２が固定されている。この支柱 ホルダ２２には、円筒状をなす旋回支柱２３が回転自在に嵌合されており、支柱 ホルダ２２の基端側（図４中、上側）から突出するこの旋回支柱２３の基端部に は、支柱ホルダ２２にブラケット２４を介して固定された旋回用駆動モータ２５ の駆動歯車２６と噛み合う従動歯車２７が一体的に嵌着されている。

【００２０】 前記旋回支柱２３には、走行壁面２１と対向する円板状の旋回用パッドベース ２８を先端に固定した伸縮筒２９の基端側が、回り止め３０を介してこの旋回支 柱２３に対し走行壁面２１との対向方向に摺動自在に嵌合されている。又、この 旋回支柱２３内には、走行壁面２１との対向方向に伸縮し得るピストンロッド３ １を有するエアシリンダ３２が固定されており、前記旋回用パッドベース２８の 中央部が延長ロッド３３を介してこのピストンロッド３１の先端に連結されてい る。

【００２１】 走行壁面２１と対向する前記旋回用パッドベース２８の先端面には、可撓性を 有する複数（本実施例では七つ）の旋回用ベローズ３４の基端部が並列状態で固 定され、これら旋回用ベローズ３４の先端には、環状をなす弾性変形可能な発泡 樹脂等で形成されたシールリング３５が装着されている。そして、本実施例では これらシールリング３５及び旋回用ベローズ３４及び旋回用パッドベース２８等 にて旋回用吸着手段を構成している。

【００２２】 なお、前記各旋回用ベローズ３４内には、図示しないエアエジェクタポンプに 接続する可撓配管が連通しており、このエアエジェクタポンプの作動によって、 これら旋回用ベローズ３４内が真空引きされるようになっている。又、これらエ アエジェクタポンプ及びエアシリンダ３２には外部の図示しない圧縮空気の供給 源が図示しない空気配管を介して接続している。

【００２３】 従って、通常の直進走行の場合には、エアシリンダ３２のピストンロッド３１ が図４中、上方に引き戻され、走行壁面２１とシールリング３５との間に隙間が 形成された状態となっており、この状態ではエアエジェクタポンプに圧縮空気が 供給されないので、旋回用ベローズ３４内の真空引きは行われない。

【００２４】 しかし、方向転換を行う場合には、先ず走行用駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒの作 動を一時中断してロボットの走行を停止させ、次いでエアシリンダ３２を作動し てそのピストンロッド３１を走行床面２１側に伸長させ、旋回用ベローズ３４先 端のシールリング３５を走行壁面２１に当接させる。そして、エアエジェクタポ ンプを作動して可撓配管を介し旋回用ベローズ３４内を真空引きすることにより 、旋回用ベローズ３４を走行壁面２１の表面に吸着させる。

【００２５】 このようにして、走行壁面２１に対する旋回用ベローズ３４の吸着動作を完了 してから無端チェーン１９Ｌ，１９Ｒに取り付けられた吸着パッド２０内の真空 引きを中止すると、エアシリンダ３２によるピストンロッド３１の伸長動作によ り、フレーム１３全体が走行壁面２１から浮き上がる。

【００２６】 しかる後、この状態にて旋回用駆動モータ２５を何らかの手段にて作動し、支 柱ホルダ２２に対して旋回支柱２３を旋回させるが、この旋回支柱２３は旋回用 ベローズ３４を介して走行壁面２１側に固定状態となっているため、その反作用 で従動歯車２７の回りを駆動歯車２６が転動するように、フレーム１３全体が旋 回支柱２３を中心として旋回することとなる。即ち、旋回用駆動モータ２５の作 動による駆動歯車２６の回転角を適宜設定することにより、旋回支柱２３を中心 としてフレーム１３の旋回量を任意に変更することが可能となる。

【００２７】 このようにして、フレーム１１の向きを変更したならば、再びエアシリンダ３ ２を作動してそのピストンロッド３１を図４中、上方に引き戻し、無端チェーン １９Ｌ，１９Ｒの吸着パッド２０を走行壁面２１に当接させ、この吸着パッド２ ０によって走行壁面２１を吸着する。そして、エアエジェクタポンプに対する圧 縮空気の供給を停止して旋回用ベローズ３４内の真空引きを中止することにより 、走行壁面２１と旋回支柱２３側の旋回用ベローズ３４との吸着が解除され、ピ ストンロッド３１が更にエアシリンダ３２内に引き戻される結果、旋回用ベロー ズ３４の先端のシールリング３５が走行壁面２１から引き離され、直進走行が可 能な状態となる。

【００２８】 なお、図中の符号で３６はフレーム１３の前端部に設けられて図示しない引き 上げワイヤが連結されるフックアームである。

【００２９】

【考案の効果】

本考案のクローラ型壁面吸着走行ロボットによると、フレームの中央部に走行 壁面との対向方向に支柱ホルダを突設し、走行壁面に対して密着する旋回用吸着 手段が先端部に設けられた伸縮旋回筒をこの支柱ホルダに対して走行壁面との対 向方向に伸縮可能且つ旋回可能に嵌合し、この伸縮旋回筒と支柱ホルダとの間に 伸縮旋回筒の伸縮駆動及び旋回駆動をそれぞれ行う筒駆動手段を設けたので、ロ ボットの走行方向を変える場合には、左右一対のクローラの旋回駆動を停止し、 筒駆動手段を操作して伸縮旋回筒の先端部を旋回用吸着手段により吸着させると 共にフレームを走行壁面から浮き上がらせ、この状態で旋回支柱に対し伸縮旋回 筒を旋回することにより、走行壁面と一体となった伸縮旋回筒を基準としてフレ ームの向きを変えることができる。

【００３０】 これにより、走行壁面と吸着パッドとの間にロボットの方向転換伴う摩擦が一 切発生しないので、走行壁面の表面の塗装等を損傷するような虞が全くなくなっ た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるクローラ型壁面吸着走行ロボット
の一実施例の平面図である。

【図２】その側面図である。

【図３】その背面図である。

【図４】図１中のIV−IV矢視断面図である。

【図５】その底面形状の破断図である。

【図６】従来のクローラ型壁面吸着走行ロボットの一例
を表す平面図である。

【図７】その一部を破断状態で表す側面図である。

【符号の説明】

１３はフレーム、１６Ｌ，１６Ｒは走行用駆動モータ、
１７は従動スプロケット、１８は駆動スプロケット、１
９Ｌ，１９Ｒは無端チェーン、２０は吸着パッド、２１
は走行壁面、２２は支柱ホルダ、２３は旋回支柱、２５
は旋回用駆動モータ、２６は駆動歯車、２７は従動歯
車、２８は旋回用パッドベース、２９は伸縮筒、３１は
ピストンロッド、３２はエアシリンダ、３４は旋回用ベ
ローズ、３５はシールリングである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 森谷 弘幸 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)考案者 仲嶋 正訓 兵庫県尼崎市若王字三丁目11番20号 関西 電力株式会社総合技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームの前後に巻き掛けられて駆動旋
   回する左右一対のクローラと、これら左右一対のクロー
   ラにそれぞれ設けられ且つ走行壁面に対して密着する走
   行用吸着手段とを有するクローラ型壁面吸着走行ロボッ
   トにおいて、前記フレームの中央部に前記走行壁面との
   対向方向に突設された支柱ホルダと、この支柱ホルダに
   対して前記走行壁面との対向方向に伸縮可能且つ旋回可
   能に嵌合された伸縮旋回筒と、この伸縮旋回筒と前記支
   柱ホルダとの間に設けられて当該伸縮旋回筒の伸縮駆動
   及び旋回駆動をそれぞれ行う筒駆動手段と、前記伸縮旋
   回筒の先端部に設けられ且つ前記走行壁面に対して密着
   する旋回用吸着手段とを具えたクローラ型壁面吸着走行
   ロボット。