JPH0416315B2 - - Google Patents

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JPH0416315B2
JPH0416315B2 JP62299660A JP29966087A JPH0416315B2 JP H0416315 B2 JPH0416315 B2 JP H0416315B2 JP 62299660 A JP62299660 A JP 62299660A JP 29966087 A JP29966087 A JP 29966087A JP H0416315 B2 JPH0416315 B2 JP H0416315B2
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JP
Japan
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main body
mobile robot
robot according
aerial
floating mobile
Prior art date
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Application number
JP62299660A
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Japanese (ja)
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JPH01146675A (en
Inventor
Toyoki Kurosawa
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Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
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Publication of JPH0416315B2 publication Critical patent/JPH0416315B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、空中浮上移動ロボツトに係り、特
に、鉄筋コンクリート構造物の老朽化の診断を行
う空中浮上移動ロボツトに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an air-levitating mobile robot, and more particularly to an air-levitating mobile robot that diagnoses aging of reinforced concrete structures.

(従来の技術) わが国の社会資本は、昭和40年代の高度成長期
を一つの契機として整備拡充されてきたものが多
く、21世紀の切頭には老朽化するものが多いと指
摘されている。
(Conventional technology) Many of Japan's social infrastructures were improved and expanded during the period of high economic growth in the 1960s, and it has been pointed out that many of them will be obsolete by the start of the 21st century. .

このように増大する一方の社会資本の老朽化に
対処することは重要なことである。
It is important to deal with this ever-increasing aging of social capital.

このような現状に鑑みて、効率が高く、経済性
に優れた維持補修システムの確立が欠かせないも
のとなつてきている。
In view of the current situation, it has become essential to establish a maintenance and repair system that is highly efficient and economical.

社会資本を構成する内容は多種多様であるが、
それらの中でも、公共性が高く、国民生活、産業
経済の根幹をなしている道路、港湾などの果たす
役割は大きく、その維持保全は最重要な課題とな
つている。
Although the contents that constitute social capital are diverse,
Among these, roads and ports play a major role as they are highly public and form the basis of people's lives and the industrial economy, and their maintenance has become the most important issue.

特に、最近緊急度が高まつている道路、新幹線
の高架橋などの鉄筋コンクリート構造物の診断と
その補修システムの確立が急務である。
In particular, there is an urgent need to establish a diagnosis and repair system for reinforced concrete structures such as roads and Shinkansen viaducts, which have become increasingly urgent recently.

従来、このような鉄筋コンクリート構造物の診
断やその補修には、以下に示すものがあつた。
Conventionally, the following methods have been used to diagnose and repair such reinforced concrete structures.

(1) 高所作業車によるもの。(1) Using aerial work vehicles.

第9図に示すように、例えば、鉄道高架橋1
の診断や補修を行う場合には、作業車2から延
ばしたブーム3の先端にバスケツト4を取り付
け、作業者5が搭乗して各種の作業を行うよう
にしている。
As shown in FIG. 9, for example, railway viaduct 1
When diagnosing or repairing a vehicle, a basket 4 is attached to the tip of a boom 3 extending from the work vehicle 2, and a worker 5 rides on it to carry out various tasks.

(2) ビル外壁診断ロボツトによるもの。(2) Using a building exterior wall diagnosis robot.

第10図に示すように、ビル11の外壁11
aの診断を行う場合には、吸着ベルト12aを
具備するロボツト12が外壁11a上を移動す
る。この場合、ロボツト12は落下防止のた
め、ビル11の上からワイヤ13で吊るされ、
ロボツト12の制御はコントロールボツクス1
5からの指令によつて行われる。また、ロボツ
ト12からの診断データは受信装置16によつ
て受けられる。
As shown in FIG. 10, the outer wall 11 of the building 11
When performing the diagnosis a, the robot 12 equipped with the suction belt 12a moves on the outer wall 11a. In this case, the robot 12 is suspended from the top of the building 11 with a wire 13 to prevent it from falling.
Control box 1 controls robot 12.
This is done based on instructions from 5. Further, diagnostic data from the robot 12 is received by a receiving device 16.

(3) 赤外線カメラによるもの。(3) By infrared camera.

第11図に示すように、例えば、建物21の
診断を行う場合には、赤外線センサ22を用い
て、建物21の表面からの放射赤外線量を計測
し、画像処理システム23により赤外線映像を
得る。
As shown in FIG. 11, for example, when diagnosing a building 21, an infrared sensor 22 is used to measure the amount of infrared rays radiated from the surface of the building 21, and an infrared image is obtained by an image processing system 23.

(4) 走行ロボツトによるもの。(4) By a traveling robot.

第12図に示すように、先端に真空吸着盤3
2を装着した外側に位置する8本の脚31と、
先端に真空吸着盤34を装着した内側に位置す
る8本の脚34を有するフレームを具備し、そ
のフレームを壁面に交互に吸着させる走行制御
装置35を有し、前記フレームを前進、後進及
び旋回させ、球面上を自由に全姿勢で歩行でき
るように構成されている。
As shown in Figure 12, there is a vacuum suction cup 3 at the tip.
2, eight legs 31 located on the outside,
It is equipped with a frame having eight legs 34 located on the inside with a vacuum suction cup 34 attached to the tip, and has a travel control device 35 that alternately suctions the frame to a wall surface, and allows the frame to move forward, backward, and turn. It is configured so that it can freely walk on a spherical surface in all postures.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記した従来技術には以下に示
すような問題があつた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned prior art has the following problems.

上記(1)によれば、作業場所が限定され、高所作
業車の移動に難がある。また、谷などに架かつた
高架橋等の作業を行うことはできない。更に、作
業は作業車2のブーム3の先端に設けられたバス
ケツト4に作業者5が搭乗して行われるため、安
全性に問題があると共に、作業能率の低減は避け
られないものであつた。特に、高架橋スラブ下面
の調査診断では天井面の作業となるため作業者の
作業姿勢に問題があり、連続計測診断には移動領
域が制約されるといつた問題があつた。
According to (1) above, the work area is limited and it is difficult to move the aerial work vehicle. Additionally, work on viaducts built over valleys is not allowed. Furthermore, since the work is carried out by the worker 5 riding on the basket 4 provided at the tip of the boom 3 of the work vehicle 2, there are safety issues and a reduction in work efficiency is unavoidable. . In particular, when inspecting and diagnosing the underside of a viaduct slab, there were problems with the worker's working posture because the work involved working on the ceiling surface, and continuous measurement and diagnosis had problems such as restrictions on the movement area.

上記(2)によれば、ビル外壁診断には向いている
が、高架橋の下面の診断を行うことはできない。
また、ビル外壁ロボツトの落下防止のために、ワ
イヤを必要とする等設備が大がかりにならざるを
得ないものであつた。
According to (2) above, it is suitable for diagnosing the outer wall of a building, but cannot diagnose the underside of a viaduct.
Furthermore, in order to prevent the robot from falling on the building's exterior wall, the equipment had to be large-scale, such as requiring wires.

上記(3)によれば、間接的な診断であり、雰囲気
の状態に左右され、しかも、対象構造物が正常な
状態のデータを記憶しておき、そのデータとの比
較により、判断を行う必要がある。
According to (3) above, it is an indirect diagnosis and depends on the state of the atmosphere, and it is necessary to memorize data of the target structure in a normal state and make a judgment by comparing it with that data. There is.

上記(4)によれば、ロボツトの構成が複雑、か
つ、大がかりであり、その作業機能も低く技術的
に満足できるものではない。
According to (4) above, the structure of the robot is complex and large-scale, and its working function is also low and technically unsatisfactory.

本発明は、上記問題点を除去し、対象構造物の
下面や側面に張りつき、しかも自由度が大きく、
対象構造物の場所による制約が極めて少なく、急
落下の恐れがない安全な空中浮上移動ロボツトを
提供することを目的とする。
The present invention eliminates the above problems, sticks to the bottom and side surfaces of the target structure, and has a large degree of freedom.
The purpose of the present invention is to provide a safe floating mobile robot that has extremely few restrictions due to the location of the target structure and is free from the risk of sudden falls.

(問題点を解決するための手段) 本発明の空中浮上移動ロボツトは、(a)対象構造
物に対する作業手段と、(b)該作業手段が搭載され
る本体と、(c)該本体を浮上させる空気に対して比
重の小さいガスを充填したフロートと、(d)前記本
体の下降を補償する下方に開口を有し気体を噴射
するノズルと、(e)前記本体の側部に設けられ前記
本体の三次元運動を行う気体を噴射するノズル
と、(f)前記対象構造物に吸着する脚を設けるよう
にしたものである。
(Means for Solving the Problems) The aerial levitation mobile robot of the present invention comprises (a) a working means for a target structure, (b) a main body on which the working means is mounted, and (c) a levitating robot for the main body. (d) a nozzle having a downward opening and injecting gas to compensate for the descent of the main body; and (e) a nozzle provided on the side of the main body to inject gas. The device is equipped with a nozzle that injects gas that causes the main body to move in three dimensions, and (f) legs that stick to the target structure.

(作用) 本発明によれば、上記のように構成したので、
作業手段を搭載する本体41は本体浮上用Heガ
ス充填フロート42によつて空中に浮上し、コー
ド・ホース57を介して本体に移動車59のエア
ー源からエアー及びブースタ等の駆動電力が供給
される。エアーはジエツトノズル46から排出さ
れ、上昇する。本体41は対象構造物40に接近
して、更に、浮上補助用ブースター49の作動に
より、脚50の吸着バツド53が対象構造物40
に押し付けられると、脚50は固定され、対象構
造物40に位置決めされる。
(Function) According to the present invention, since it is configured as described above,
The main body 41 carrying the working means is floated in the air by a float 42 filled with He gas for main body levitation, and air and driving power such as a booster are supplied to the main body from the air source of the moving vehicle 59 via a cord hose 57. Ru. Air is exhausted from jet nozzle 46 and rises. The main body 41 approaches the target structure 40, and further, due to the operation of the levitation assisting booster 49, the suction butts 53 of the legs 50 move toward the target structure 40.
When pressed, the legs 50 are fixed and positioned on the target structure 40.

そこで、センサ部(計測装置)を駆動し、対象
構造物40のクラツクや剥離などが診断される。
つまり、対象構造物40の面が半導体レーザーか
らのレーザー光により走査され、CCDカメラで
検出されて、その信号がコード57を介して移動
車59のコントロールユニツトに送られ、データ
処理されて、判定される。
Therefore, the sensor section (measuring device) is driven to diagnose cracks, peeling, etc. in the target structure 40.
That is, the surface of the target structure 40 is scanned by laser light from a semiconductor laser, detected by a CCD camera, and the signal is sent to the control unit of the moving vehicle 59 via the code 57, data processed, and determined. be done.

その箇所の診断が終了すると、次の箇所に移動
することになるが、その移動は以下のようにして
行う。
When the diagnosis of that location is completed, the robot moves to the next location, which is performed as follows.

まず、浮上補助用ブースター49の出力を落と
して、本体41を下降させ、吸着バツド53を対
象構造物40の面から離脱させ、球面キヤスター
54のみをスプリング56の押し上げ力により対
象構造物40の面に当接させて、X或いはY軸方
向移動用ブースター45を駆動させながら、球面
キヤスター54に案内されながら本体41を所定
距離移動した後、前記したように、浮上補助用ブ
ースター49の作動により、脚50の吸着バツド
53が対象構造物40に押し付けられて、脚50
は固定され、対象構造物40に位置決めされる。
First, the output of the levitation assisting booster 49 is reduced, the main body 41 is lowered, the adsorption butt 53 is separated from the surface of the target structure 40, and only the spherical caster 54 is pushed up against the surface of the target structure 40 by the pushing force of the spring 56. After moving the main body 41 a predetermined distance while being guided by the spherical caster 54 while driving the booster 45 for movement in the X or Y axis direction, as described above, by the operation of the booster 49 for levitation assistance, as described above, The suction butt 53 of the leg 50 is pressed against the target structure 40, and the leg 50
is fixed and positioned on the target structure 40.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図を参照しなが
ら詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す空中浮上移動
ロボツトの全体構成図、第2図はそのロボツトの
上面図、第3図はそのロボツトの斜視図、第4図
は吸着バツドを有する脚の部分断面図、第5図は
コード・ホースの浮揚用Heガス充填球の斜視図、
第6図はそのロボツトによる作業状態を示す図で
ある。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of an airborne mobile robot showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a top view of the robot, Fig. 3 is a perspective view of the robot, and Fig. 4 is a leg with suction butts. Fig. 5 is a perspective view of the He gas-filled bulb for flotation of the cord hose.
FIG. 6 is a diagram showing the working state of the robot.

図中、40は対象構造物であり、例えば、スラ
ブ、41は本体(筐体)であり、形状はできるだ
け重心位置が中心にあることが浮上バランスがよ
いため、円形状のもの(例えば、直径2m)が望
ましい。本体材料としては機械的強度に優れ、比
重の小さいアルミニーム合金やエンジニアリング
プラスチツク等の新素材が望ましい。42は本体
浮上用Heガス充填フロートであり、本体重量、
つまり、センサ部、ブースター、フロート材など
の総重量を数100g重くすることによつて、仮に、
ブースターの電源系統が故障で停止しても、本体
41は緩やかに降下し、急降下の恐れのない安全
な構成にする。また、本体浮上用Heガス充填フ
ロートの形状は、矩形でも双胴形でもよいが、安
定化及び小型化するために環状のチユーブ(例え
ば、直径60cm)とする。この環状のチユーブは少
なくともその外側は本体でガードされる構造を有
している。43はセンサ部(診断装置)であり、
例えば、半導体レーザー(送信)とCCDカメラ
(受信)とが内蔵される。44はギヤードモータ
であり、このギヤードモータ44によりシヤフト
44a上をセンサ部43が移動走行する。45は
水平方向に向いた排出口を有するジエツトノズ
ル、46は同一円周上に4個配設され、下方に向
いた排出口を有するジエツトノズル、47,48
はジエツトノズル46に設けられるX,Y軸方向
移動用ブースターであり、スラブ面におけるX軸
方向、Y軸方向への移動時に使用するもので、左
右対称に各1基を有し、排出口の方向を制御する
ことにより、前後左右、旋回の方向の制御(第8
図参照)を行う。49はジエツトノズル46にジ
エツトを送る浮上補助用ブースターであり、この
浮上補助用ブースターはセンサ部中心に位置し、
浮力バランス(揺動防止)を考慮して、排気口は
重心に対し等分布に4箇所に配置する。50は脚
であり、筐体に取り付けられる第1の関節51、
第2の関節52及び対象構造物に張りつくための
独立気泡型の吸着バツド53、球面キヤスター5
4、ロツド55、球面キヤスター54にバイアス
をかけるスプリング56からなり、これによつ
て、位置決め及び診断や補修時の本体の振動防止
を行う。57はコード・ホース、58はコード・
ホース57の重量を補償する浮揚用Heガス充填
球、59は移動車、60はコード・ホースを繰り
出したり、巻き取るためのリール、61はリモー
トコントロールボツクスであり、本体41にはセ
ンサ部を駆動するリモコンサーボ(図示なし)が
搭載され、該サーボをリモコンにより遠隔制御し
てジエツトノズルの方向制御やセンサ部の操作
(無線又は有線)を行うことができる。
In the figure, 40 is the target structure, for example, a slab, and 41 is the main body (housing).The shape is circular (for example, diameter 2m) is desirable. As the main body material, new materials such as aluminum alloy and engineering plastics, which have excellent mechanical strength and low specific gravity, are desirable. 42 is a He gas-filled float for floating the main body, the weight of the main body,
In other words, by increasing the total weight of the sensor part, booster, float material, etc. by several hundred grams,
Even if the power supply system of the booster stops due to a failure, the main body 41 descends gently and has a safe configuration without fear of sudden descent. Further, the shape of the He gas-filled float for floating the main body may be rectangular or twin-hulled, but for stabilization and miniaturization, it is an annular tube (for example, 60 cm in diameter). This annular tube has a structure in which at least the outside thereof is guarded by the main body. 43 is a sensor section (diagnosis device);
For example, a semiconductor laser (transmission) and a CCD camera (reception) are built-in. 44 is a geared motor, and this geared motor 44 moves the sensor section 43 on the shaft 44a. 45 is a jet nozzle having a discharge port facing horizontally; 46 is a jet nozzle arranged in four pieces on the same circumference and having a discharge port facing downward; 47, 48;
are boosters for movement in the X and Y axes provided in the jet nozzle 46, and are used when moving in the X and Y axes on the slab surface. By controlling the
(see figure). Reference numeral 49 denotes a levitation assisting booster that sends a jet to the jet nozzle 46, and this levitation assisting booster is located at the center of the sensor section.
In consideration of buoyancy balance (swing prevention), the exhaust ports are arranged at four locations evenly distributed around the center of gravity. 50 is a leg, a first joint 51 attached to the housing;
A second joint 52, a closed cell suction pad 53 for sticking to the target structure, and a spherical caster 5
4. It consists of a rod 55 and a spring 56 that biases the spherical caster 54, thereby preventing vibration of the main body during positioning, diagnosis, and repair. 57 is cord hose, 58 is cord hose
A ball filled with He gas for levitation compensates for the weight of the hose 57, 59 is a moving vehicle, 60 is a reel for feeding out and winding up the cord/hose, 61 is a remote control box, and the main body 41 has a drive sensor section. A remote control servo (not shown) is mounted, and the servo can be remotely controlled by the remote control to control the direction of the jet nozzle and operate the sensor section (wireless or wired).

コード・ホース57は重量を有するので、この
重量を補償するために、第5図に示すように、コ
ード・ホース57にクランプ58aでもつて紐5
8bを取り付け、浮揚用Heガス充填球58に結
わえる。このコード・ホース57の浮揚体として
は、この外にもコード・ホース57を抱き込むよ
うにフロートを設ける等各種の変形を行うことが
できる。また、浮揚体は複数個をコード・ホース
57の複数箇所に設けるようにしてもよい。
Since the cord hose 57 has weight, in order to compensate for this weight, a clamp 58a is attached to the cord hose 57 to compensate for the weight.
8b and connect it to the He gas filled bulb 58 for levitation. The floating body of the cord/hose 57 may be modified in various ways, such as by providing a float to enclose the cord/hose 57. Further, a plurality of floating bodies may be provided at a plurality of locations on the cord/hose 57.

本発明の空中浮上移動ロボツトは、第7図に示
されるように、有線制御によるコントロールシス
テムを構成することができる。
The aerial floating mobile robot of the present invention can be configured with a control system using wired control, as shown in FIG.

図中、70はCPU(中央処理装置)、71はメ
モリ、72はデータベース、73はTVモニタ、
74はインターフエース回路、75は移動ブース
ター駆動回路、76は浮上補助用ブースター駆動
回路、77はCCDカメラ出力信号増幅回路、7
8は半導体レーザー駆動回路、79はモータ駆動
回路、80はノズル方向調整装置駆動回路、81
はCCDカメラ、82は半導体レーザー、83は
ノズル方向調整装置、84は補助記憶装置であ
る。
In the figure, 70 is a CPU (central processing unit), 71 is a memory, 72 is a database, 73 is a TV monitor,
74 is an interface circuit, 75 is a mobile booster drive circuit, 76 is a booster drive circuit for levitation assistance, 77 is a CCD camera output signal amplification circuit, 7
8 is a semiconductor laser drive circuit, 79 is a motor drive circuit, 80 is a nozzle direction adjustment device drive circuit, 81
82 is a semiconductor laser, 83 is a nozzle direction adjustment device, and 84 is an auxiliary storage device.

以下、本発明の空中浮上移動ロボツトの動作に
ついて説明する。
The operation of the floating mobile robot of the present invention will be explained below.

本発明の空中浮上移動ロボツトは、第6図に示
すように、高速道路のスラブ40の下面に、本体
浮上用フロート42を有する本体41が張りつ
く。本体41に接続されるコード・ホース57は
浮揚用Heガス充填球58によつて浮上させる。
As shown in FIG. 6, the aerial floating mobile robot of the present invention has a main body 41 having a main body levitation float 42 attached to the lower surface of a slab 40 of an expressway. The cord/hose 57 connected to the main body 41 is levitated by a helium gas-filled bulb 58 for flotation.

センサ部43を搭載する本体41は本体浮上用
Heガス充填フロート42によつて空中に浮上し、
コード・ホース57を介して本体に移動車59の
エアー源からエアーが供給され、ジエツトノズル
46から排出され、上昇する。対象構造物40に
接近して、更に、浮上補助用ブースター49の作
動により、脚50の吸着バツド53が対象構造物
40に押し付けられて、脚50は固定され、対象
構造物40に位置決めされる。
The main body 41 equipped with the sensor section 43 is for main body levitation.
levitating in the air by a He gas-filled float 42;
Air is supplied to the main body from the air source of the moving vehicle 59 via the cord hose 57, and is discharged from the jet nozzle 46 to ascend. When approaching the target structure 40, the suction butts 53 of the legs 50 are pressed against the target structure 40 by the operation of the levitation assisting booster 49, and the legs 50 are fixed and positioned on the target structure 40. .

そこで、センサ部43が動作されて、対象構造
物40のクラツクや部分的な剥離などが診断され
る。つまり、対象構造物40の面が半導体レーザ
ーからのレーザー光により走査され、CCDカメ
ラで検出されて、その信号がコードを介して移動
車59のコントロールユニツトに送られ、データ
処理されて、判定される。なお、データは適宜フ
ロツピーデイスクや磁気テープ等の補助記憶装置
84に記憶させるようにすることができる。
Therefore, the sensor section 43 is operated to diagnose cracks, partial peeling, etc. of the target structure 40. That is, the surface of the target structure 40 is scanned by laser light from a semiconductor laser, detected by a CCD camera, and the signal is sent via a code to the control unit of the moving vehicle 59, where the data is processed and determined. Ru. Note that the data can be appropriately stored in an auxiliary storage device 84 such as a floppy disk or magnetic tape.

ここで、コントロールユニツトは、地上又は路
面上に停車した移動車59内に設置し、自動診断
データを収録するデータ処理装置、モニタTV、
電源などで構成される。
Here, the control unit is installed in the moving vehicle 59 stopped on the ground or on the road surface, and includes a data processing device that records automatic diagnosis data, a monitor TV,
Consists of power supply, etc.

その箇所の診断が終了すると、次の箇所に移動
することになるが、その移動は以下のようにして
行う。
When the diagnosis of that location is completed, the robot moves to the next location, which is performed as follows.

まず、浮上補助用ブースター49の出力を落と
して、本体41を下降させ、吸着バツド53を対
象構造物40の面から離脱させ、球面キヤスター
54のみをスプリング56の押し上げ力により対
象構造物40の面に当接させて、X或いはY軸方
向移動用ブースター47,48を駆動させなが
ら、球面キヤスター54によつて案内され、本体
41を所定距離移動した後、前記したように、浮
上補助用ブースター49の作動により、脚50の
吸着バツド53が対象構造物40に押し付けられ
て、脚50は固定され、対象構造物40に位置決
めされる。
First, the output of the levitation assisting booster 49 is reduced, the main body 41 is lowered, the adsorption butt 53 is separated from the surface of the target structure 40, and only the spherical caster 54 is pushed up against the surface of the target structure 40 by the pushing force of the spring 56. After moving the main body 41 a predetermined distance guided by the spherical caster 54 while driving the boosters 47 and 48 for movement in the X or Y axis direction, the levitation assisting booster 49 is moved as described above. By this operation, the suction butts 53 of the legs 50 are pressed against the target structure 40, and the legs 50 are fixed and positioned on the target structure 40.

第8図は本発明の空中浮上移動ロボツトの移動
を説明する平面(X,Y)図であり、第8図aは
本体のX軸方向への移動を、第8図bは本体の−
X軸方向への移動を、第8図cは本体のY軸方向
への移動を、第8図dは本体の−Y軸方向への移
動を、第8図eは本体の時計周り方向の回転を、
第8図fは本体の反時計周り方向の回転をそれぞ
れ示す平面図である。
FIG. 8 is a plane (X, Y) diagram illustrating the movement of the aerial floating mobile robot of the present invention, where FIG. 8a shows the movement of the main body in the X-axis direction, and FIG. 8b shows the movement of the main body in the -
Figure 8c shows the movement of the main body in the Y-axis direction, Figure 8d shows the movement of the main body in the -Y-axis direction, and Fig. 8e shows the movement of the main body in the clockwise direction. rotation,
FIG. 8f is a plan view showing the rotation of the main body in a counterclockwise direction.

以下、その空中浮上移動ロボツトの移動動作に
ついて説明する。
The moving operation of the airborne mobile robot will be explained below.

(1) 本体41をX軸方向へ移動したい場合には、
第8図aに示すように、左側のノズル45を延
ばして、移動ブースター48を駆動する。
(1) If you want to move the main body 41 in the X-axis direction,
As shown in FIG. 8a, the left nozzle 45 is extended and the moving booster 48 is driven.

(2) 本体41を−X軸方向へ移動したい場合に
は、第8図bに示すように、右側のノズル45
を延ばして、移動ブースター47を駆動する。
(2) If you want to move the main body 41 in the -X axis direction, as shown in Figure 8b, move the right nozzle 45.
is extended to drive the moving booster 47.

(3) 本体41をY軸方向へ移動したい場合には、
第8図cに示すように、左右のノズル45を下
側に倒して、左右の移動ブースター47,48
を同時に駆動する。
(3) If you want to move the main body 41 in the Y-axis direction,
As shown in FIG. 8c, the left and right nozzles 45 are tilted downward, and the left and right moving boosters 47,
drive at the same time.

(4) 本体41を−Y軸方向へ移動したい場合に
は、第8図dに示すように、左右のノズル45
を上側に倒して、左右の移動ブースター47,
48を同時に駆動する。
(4) If you want to move the main body 41 in the -Y axis direction, as shown in Figure 8d, move the left and right nozzles 45.
Tilt it upwards and move the left and right movement boosters 47,
48 are driven simultaneously.

(5) 本体41を時計周りに回転させたい場合に
は、第8図eに示すように、左側のノズル45
は下側に倒し、右側のノズル45は上側に倒し
て、左右の移動ブースター47,48を同時に
駆動する。
(5) If you want to rotate the main body 41 clockwise, as shown in Figure 8e, turn the nozzle 45 on the left side.
is tilted downward, the right nozzle 45 is tilted upward, and the left and right movable boosters 47 and 48 are simultaneously driven.

(6) 本体41を反時計周りに回転させたい場合に
は、第8図fに示すように、左側のノズル45
は上側に倒し、右側のノズル45は下側に倒し
て、左右の移動ブースター47,48を同時に
駆動する。
(6) If you want to rotate the main body 41 counterclockwise, as shown in Figure 8f, turn the nozzle 45 on the left side.
is tilted upward, the nozzle 45 on the right side is tilted downward, and the left and right movable boosters 47 and 48 are simultaneously driven.

このように構成することにより、2個のノズル
でもつてX軸、Y軸及びθ(回転)方向の本体の
移動を行うことができる。
With this configuration, the main body can be moved in the X-axis, Y-axis, and θ (rotation) directions using two nozzles.

また、本体41を作業が終了したり、都合によ
り本体41をなるだけ速く下降させる必要がある
場合には、浮上補助用ブースターの作動を停止さ
せ、本体の自重により下降させるのに加えて、地
上の移動車に設けられたリール60を電動モータ
(図示なし)で駆動して、コード・ホース57を
巻き取ることにより、本体41をたぐりよせるこ
とができる。
In addition, when the work on the main body 41 is finished or when it is necessary to lower the main body 41 as quickly as possible due to circumstances, the operation of the levitation assisting booster is stopped and the main body is lowered by its own weight. The main body 41 can be pulled up by driving a reel 60 provided on the moving vehicle with an electric motor (not shown) and winding up the cord/hose 57.

対象構造物としては道路、鉄道、河川、高架橋
が挙げられ、特に、対象部位としてはスラブ下面
に好適である。高さは自由であり、スラブ下面以
外の部位にも応用可能である。
Examples of target structures include roads, railways, rivers, and viaducts, and the lower surface of a slab is particularly suitable as a target site. The height can be set freely, and it can be applied to areas other than the bottom surface of the slab.

更に、上記実施例に限定されることなく、以下
の手段を施すことができる。
Furthermore, the following measures can be taken without being limited to the above embodiments.

(1) 上記実施例においてはスラブの下面の診断を
行う例について説明したが、スラブの側面の診
断を行うこともできる。その場合には本体の側
面のジエツトノズルの内、一個が重力を補償す
るように機能し、下面のジエツトノズルが推進
機能を有するように、コントロールすればよ
い。
(1) In the above embodiment, an example in which the lower surface of the slab is diagnosed has been described, but it is also possible to diagnose the side surface of the slab. In that case, the jet nozzles on the side surface of the main body may be controlled so that one of them functions to compensate for gravity, and the jet nozzle on the bottom surface has a propulsion function.

(2) 対象構造物の診断のみならず、本体に塗装装
置を搭載し、移動車よりホースを介して塗装剤
を供給することにより、対象構造物の塗装を行
い、補償を行うように構成することができる。
また、対象構造物の診断を行う前に移動車より
ホースを介して圧縮空気を送り、対象構造物の
診断を行う面に圧縮空気を吹きつけて、診断の
対象となる面を清掃する清掃装置を本体に搭載
するようにしてもよい。このように構成する
と、診断面のごみや汚れを取り去ることがで
き、正確な診断を行うことができる。
(2) In addition to diagnosing the target structure, the system is configured to be equipped with a painting device and supply paint from the mobile vehicle through a hose to paint the target structure and provide compensation. be able to.
In addition, before diagnosing a target structure, a cleaning device sends compressed air from a mobile vehicle through a hose and blows the compressed air onto the surface of the target structure to clean the surface to be diagnosed. may be installed in the main body. With this configuration, dust and dirt can be removed from the diagnostic surface, allowing accurate diagnosis.

(3) フロートへの充填ガスとしては、Heガスの
に代えて、Ar或いは水素ガスやそれらの混合
ガスを用いることができる。
(3) As the filling gas for the float, instead of He gas, Ar or hydrogen gas or a mixed gas thereof can be used.

(4) フロートは区分された複数のチヤンバーを有
するように構成することができる。このように
構成すると、もし、フロートの一部が破れたよ
うな場合にフロート全体からガスが抜けること
による本体の急落下を防止することができる。
また、フロートの内部には軽量発砲体や繊維を
内蔵させて、ガスを抜いた場合にガスが充填さ
れている場合のフロートの形状を略維持させる
ように構成するようにしてもよい。
(4) The float may be configured to have a plurality of compartmentalized chambers. With this configuration, if a part of the float breaks, it is possible to prevent the main body from falling suddenly due to gas escaping from the entire float.
Furthermore, a lightweight foam or fiber may be incorporated inside the float so that when the gas is removed, the shape of the float when it is filled with gas is maintained substantially.

(5) また、本体には、その現在位置状態を検知す
るためのジヤイロ、本体と対象構造物間の距離
を検出するための距離センサ、位置センサ等を
搭載することができる。
(5) The main body can also be equipped with a gyroscope for detecting its current position, a distance sensor, a position sensor, etc. for detecting the distance between the main body and the target structure.

(6) 更に、診断装置(センサ部)としては、半導
体レーザーとCCDカメラに代えて、赤外線セ
ンサ、超音波センサ、打撃ハンマーを具備する
可聴音センサなどを用いることもできる。
(6) Furthermore, as the diagnostic device (sensor unit), an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an audible sensor equipped with a percussion hammer, etc. can be used instead of the semiconductor laser and CCD camera.

(7) 前記した半導体レーザーの他にYAGレーザ
ー又は光フアイバーを介して地上の移動車から
各種のレーザー、例えば、CO2レーザー、Ar
レーザー、He−Neレーザー、エキシマレーザ
ーを供給するように構成してもよい。
(7) In addition to the semiconductor laser mentioned above, various lasers such as CO 2 laser, Ar
It may be configured to supply a laser, a He-Ne laser, or an excimer laser.

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、以下のような効果を奏することができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the following effects can be achieved.

(1) 空中移動方式であるため三次元自由度が大き
く、対象構造物の場所による制約が極めて少な
い。
(1) Since it is an aerial movement method, it has a large three-dimensional degree of freedom, and there are extremely few restrictions due to the location of the target structure.

(2) 上下、前後、左右、旋回など3次元移動が自
由で迅速な清掃、診断、補修が可能である。
(2) It can move freely in three dimensions, such as up and down, back and forth, left and right, and rotate, allowing for quick cleaning, diagnosis, and repair.

(3) ガスフロートによる自重補償方式であるた
め、移動のための駆動エネルギーは極めて少な
くて済み、省エネルギー型である。
(3) Since it uses a self-weight compensation method using a gas float, it requires extremely little driving energy for movement, making it an energy-saving type.

(4) 高所から低所までの清掃、診断、補修が可能
で、特に他の方式では不可能な高所において威
力を発揮できる。
(4) It is capable of cleaning, diagnosing, and repairing from high places to low places, and is especially effective in high places where other methods cannot.

(5) 特殊な位置決め吸着バツドでスラブ面などに
定置して診断を行うので、正確で、精度の高い
診断、補修を行うことができる。
(5) Diagnosis is performed by placing it on a slab surface using a special positioning suction pad, so accurate and highly accurate diagnosis and repair can be performed.

(6) スラブ下面ばかりでなく、壁面、傾斜面など
の清掃、診断、補修にも対応が可能である。
(6) It is possible to clean, diagnose, and repair not only the underside of slabs, but also walls, slopes, etc.

(7) 計測、移動は遠隔制御によつて行うことがで
きる。
(7) Measurement and movement can be performed by remote control.

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

第1図は本発明の一実施例を示す空中浮上移動
ロボツトの全体構成図、第2図はそのロボツトの
上面図、第3図はそのロボツトの斜視図、第4図
は吸着パツドを有する脚の部分断面図、第5図は
コード・ホースの浮揚用Heガス充填球の斜視図、
第6図はそのロボツトによる作業状態を示す図、
第7図は本発明の空中浮上移動ロボツトの制御シ
ステムの概略構成図、第8図は本発明の空中浮上
移動ロボツトの移動動作を説明する平面図、第9
図乃至第12図は従来の装置の構成図である。 40……対象健造物(スラブ)、41……本体、
42……本体浮上用Heガス充填フロート、43
……センサ部、44……ギヤードモータ、44a
……シヤフト、45,46……ジエツトノズル、
47,48……X,Y軸方向移動用ブースター、
49……浮上補助用ブースター、50……脚、5
1……第1の関節、52……第2の関節、53…
…吸着パツド、54……球面キヤスター、55…
…ロツド、56……スプリング、57……コー
ド・ホース、58……浮揚用Heガス充填球、5
9……移動車、60……コードリール、61……
リモートコントロールボツクス、70……CPU
(中央処理装置)、71……メモリ、72……デー
タベース、73……TVモニタ、74……インタ
ーフエース回路、75……移動ブースター駆動回
路、76……浮上補助用ブースター駆動回路、7
7……CCDカメラ出力信号増幅回路、78……
半導体レーザー駆動回路、79……モータ駆動回
路、80……ノズル方向調整装置駆動回路、81
……CCDカメラ、82……半導体レーザー、8
3……ノズル方向調整装置、84……補助記憶装
置。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of an airborne mobile robot showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a top view of the robot, Fig. 3 is a perspective view of the robot, and Fig. 4 is a leg with suction pads. Fig. 5 is a perspective view of the He gas-filled bulb for flotation of the cord hose.
Figure 6 is a diagram showing the working status of the robot.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a control system for an air-levitating mobile robot of the present invention, FIG. 8 is a plan view illustrating the movement operation of the air-levitating mobile robot of the present invention, and FIG.
1 to 12 are block diagrams of conventional devices. 40...Target healthy structure (slab), 41...Main body,
42...He gas-filled float for main body levitation, 43
...Sensor part, 44...Geared motor, 44a
...Shaft, 45,46...Jet nozzle,
47, 48... Booster for movement in the X and Y axis directions,
49... Booster for levitation assistance, 50... Legs, 5
1...first joint, 52...second joint, 53...
...Adsorption pad, 54...Spherical caster, 55...
... Rod, 56 ... Spring, 57 ... Cord hose, 58 ... He gas filled bulb for levitation, 5
9...mobile vehicle, 60...cord reel, 61...
Remote control box, 70...CPU
(Central processing unit), 71... Memory, 72... Database, 73... TV monitor, 74... Interface circuit, 75... Mobile booster drive circuit, 76... Booster drive circuit for levitation assistance, 7
7... CCD camera output signal amplification circuit, 78...
Semiconductor laser drive circuit, 79... Motor drive circuit, 80... Nozzle direction adjustment device drive circuit, 81
...CCD camera, 82...Semiconductor laser, 8
3... Nozzle direction adjustment device, 84... Auxiliary storage device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 対象構造物に対する作業手段と、 (b) 該作業手段が搭載される本体と、 (c) 該本体を浮上させる空気に対して比重の小さ
いガスを充填したフロートと、 (d) 前記本体の下降を補償する下方に開口を有し
気体を噴射するノズルと、 (e) 前記本体の側部に設けられ前記本体の三次元
運動を行う気体を噴射するノズルと、 (f) 前記対象構造物に吸着する脚を具備してなる
空中浮上移動ロボツト。 2 前記作業手段は診断装置であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロ
ボツト。 3 前記作業手段は塗装装置であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロ
ボツト。 4 前記作業手段は清掃装置であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロ
ボツト。 5 前記本体へのエアー、電力及び制御信号を地
上の移動車よりコード・ホースにて送るようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
空中浮上移動ロボツト。 6 前記コード・ホースの加重を補償する浮揚体
を該コード・ホースに取り付けてなる特許請求の
範囲第5項記載の空中浮上移動ロボツト。 7 前記本体と地上の移動車の間でデータの受け
渡しを行うようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の空中浮上移動ロボツト。 8 前記フロートはリング状のHe、Ar或いは水
素ガス充填のチユーブであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロボツ
ト。 9 前記フロートは矩形或いは双胴形のHe、Ar
或いは水素ガス充填のフロートであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動
ロボツト。 10 前記フロートは複数のチヤンバーに分割さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の空中浮上移動ロボツト。 11 前記補助浮上手段はブースターを内蔵する
ノズルからのエアジエツトであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロボ
ツト。 12 前記移動手段はブースターを内蔵するノズ
ルからのエアジエツトであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の空中浮上移動ロボツ
ト。 13 前記ノズルの方向を180゜の範囲で可動に構
成してなる特許請求の範囲第12項記載の空中浮
上移動ロボツト。 14 前記本体にセンサ部を駆動するリモコンサ
ーボを搭載し、該サーボを地上のリモコンにより
遠隔制御してなる特許請求の範囲第1項記載の空
中浮上移動ロボツト。
[Claims] 1. (a) A working means for a target structure; (b) a main body on which the working means is mounted; and (c) a gas filled with a gas having a low specific gravity relative to the air that floats the main body. a float; (d) a nozzle having a downward opening and injecting gas to compensate for the descent of the main body; and (e) a nozzle provided on a side of the main body and ejecting gas to cause three-dimensional movement of the main body. and (f) an aerial floating mobile robot comprising legs that adsorb to the target structure. 2. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the working means is a diagnostic device. 3. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the working means is a coating device. 4. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the working means is a cleaning device. 5. The aerial levitation mobile robot according to claim 1, wherein air, electric power, and control signals are sent to the main body from a moving vehicle on the ground using a cord hose. 6. The aerial floating mobile robot according to claim 5, further comprising a floating body attached to the cord/hose to compensate for the load on the cord/hose. 7. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein data is exchanged between the main body and a ground mobile vehicle. 8. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the float is a ring-shaped tube filled with He, Ar, or hydrogen gas. 9 The float is a rectangular or twin-shaped He, Ar
The aerial floating mobile robot according to claim 1, characterized in that the robot is a float filled with hydrogen gas. 10. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the float is divided into a plurality of chambers. 11. The aerial levitation mobile robot according to claim 1, wherein the auxiliary levitation means is an air jet from a nozzle containing a booster. 12. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the moving means is an air jet from a nozzle containing a booster. 13. The aerial floating mobile robot according to claim 12, wherein the nozzle is movable within a range of 180 degrees. 14. The aerial floating mobile robot according to claim 1, wherein the main body is equipped with a remote control servo for driving a sensor section, and the servo is remotely controlled by a remote controller on the ground.
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