JPH04166481A - 壁面作業装置 - 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、作業員が容易に近づき難い高所、例えば大型
構造物の上等での定期点検、補修、清掃、塗装等の作業
を行なうときに使用する各種の作業ユニットを搭載する
壁面作業装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、煙突、大型タンク、橋梁等の大型構造物の上での
定期点検、補修、清掃、塗装等の作業は、高所作業にな
るので、遠隔操作及び移動可能な壁面吸着装置が必要に
なる。

この従来例を第８．９．１０図により説明すると、（ａ
）が平面視円形の吸着パッド本体、ら）が同吸着パッド
本体（ａ）の外周部から半径方向外方へ突設した複数個
の可撓性シール部材、（Ｃ）が真空源（図示せず）から
延びた真空吸引ホース、（ｆｌ）　（ｈ）が上記吸着パ
ッド本体（ａ）に取付けた支持架構、（ｄｌ）〜（ｄ４
）が同支持架構（ｆｌ）（ｆｚ）の両端部に取付けた走
行車輪、（ｅ、）（ｅ＝）が上記支持架構（ｆｌ）　Ｕ
Ｚ＞上に取付けた駆動モータ、（ｇ＋）（ｇｚ）が同駆
動モータ（ｅ、）のスプロケットと上記走行車輪（ｄｔ
）（ｄｔ）のスプロケットとの間に懸装した駆動チェー
ン（または駆動ベルト）　、（ｇ＋）　（ｇａ）が同駆
動モータ（ｅ２）のスプロケットと上記走行車輪（ｄｘ
）　（ｄ４）のスプロケットとの間に懸装した駆動チェ
ーン、（社）が上記吸着パッド本体（ａ）と上記各可撓
性シール部材（ｂ）との間に形成された減圧空間部、（
ｈ＋）が上記吸着パッド本体（ａ）の中心部に設けて同
減圧空間部に連通した真空吸引口で、上記真空吸引ホー
ス（Ｃ）が同真空吸引口（ｈ、）に取付けられている。

また（ｉ）が壁面、（ｊ）が上記各可撓性シール部材（
ｂ）の支持部材、（ト）が同各可撓性シール部材（ｂ）
の過変影防止用仕切材、（１）が同各可撓性シール部材
（ｂ）を上記支持部材０）に固定するボルトで、真空源
から延びた真空吸引ホース（Ｃ１を真空吸引口（ｈｌ）
に取付けて、真空源を作動し、吸着パッド本体（ａ）と
各可撓性シール部材（ｂ）との間に形成された減圧空間
部Ｑ′］）内の空気を吸引して、壁面吸着装置を壁面（
１）に吸着させ、次いで駆動モータ（ｅ、）（Ｃ２）を
起動して、その回転を駆動チェーン（ｇ＋）（ｇｚ）及
び（ｇｓ）（ｇ４）を介して走行車輪（ｄｌ）（ｄ２）
及び（ｄ３）（ｄ４）に伝え、同走行車輪（ｄｌ）（ｄ
２）及び（ａｓ）（ｄａ）を回転させて、壁面吸着装置
を壁面（ｉ）に沿って走行させる。このとき、各可撓性
シール部材［有］）を壁面（ｉ）の凹凸に応し変形させ
て（矢印Ｘ参照）、吸着パッド本体（ａ）と各可撓性ン
ール部材（ｂ）との間に形成された減圧空間部（ハ）内
を真空状態に保持するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記第８．９．１０図に示した従来の壁面作業装置では
、原則的に平面状の壁面（ｉ）を吸着対象面としている
。そのため、■吸着対象面が円筒状構造物のように円筒
状の場合には、■吸着パッド本体（ａ）の径を小さくし
て、この吸着パッド本体（ａ）と各可撓性シール部材（
ｂ）とにより、円筒状吸着対象面への吸着を可能にする
か、■吸着パッド本体（ａ）の形状を円筒状の吸着対象
面に合わせて変えて、円筒状吸着対象面への吸着を可能
にするか、何れかの対策を講しる必要があるが、■の場
合には、吸着パッド本体（ａ）が小型化して、大型な作
業機器を搭載できない。また■の場合には、壁面作業装
置本体を大幅に改造しなければならなくて、経費が嵩む
という問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑み提案するものであり、■
壁面作業装置本体の径を円筒状吸着対象面に合わせて小
さく、又は壁面作業装置本体の形状を円筒状吸着対象面
に合わせて変えたすせずに、円筒状吸着対象面への吸着
を確実に行うことができる壁面作業装置を提供すること
、■、壁面の清掃や塗装など、一定方向に直進して行う
作業に対し、常に監視して方向を制ｍ（手動操舵）しな
くても、指定方向に自動的に走行することができ、かつ
走行方向の前後の状況をＴＶ画面で監視し障害物などを
回避することができる壁面作業装置を提供すること、■
壁面作業装置の万一の離脱を防ぐために、ワイヤを介し
一定張力（可変）で常に吊り下げてサポートする安全装
置と組合せて使用し、更にこれら装置のコントロールを
無線式携帯型の操作盤で行うことのできる、安全でかつ
作業性の良い壁面作業装置を提供すること、を目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

壁面に吸着して作業する壁面作業装置において、可撓性
吸盤にスプリング利用の曲率可変機構を付加し、吸盤の
支持体に伸縮機構を設け、曲率の異なる円筒面に吸着可
能にする。また、装置適所に傾斜センサ（角度センサ；
角度に応じた出力を出すもの）を配設し、この信号をフ
ィードバックして所定値になるよう操舵機構をコントロ
ールすることにより、目的の方向への移動を可能とする
。

また装置の前後に無線式ＴＶカメラを設けることにより
、前後の監視を可能とする。さらに、トルクコントロー
ル機能付ウィンチを内蔵した安全装置によりワイヤを介
して装置本体を常に一定張力で吊ることにより、安全性
の向上が可能になる。

〔作用〕

高さ方向に直線状をなし水平方向に一定又は可変の曲率
を有する煙突などの筒状構造物の壁面に対して、吸盤背
面の左右２ケ所に取付けた曲率可変機構が吸盤に壁面の
曲率に沿った変形を与え、かつ各々の吸盤の伸縮機構に
より壁面との出入が調整できるため、種々の曲率（円筒
径）を有する筒状構造物壁面への確実な吸着が可能にな
る。壁面での吸着移動により、効率よく作業（研掃や塗
装）を行うことができ、特に傾斜した筒状構造物に対し
有効である。傾斜センサを設置し、この値が常に設定し
た角度になるように操舵を制御することにより、目的と
する一定方向の走行を実現できる。装置の前後にＴＶ左
カメラ設定することにより、研掃や塗装のラップ（重な
り）代のコントロールや障害物の回避が可能となる。

さらに、トルクコントロールモータで駆動するウィンチ
を安全装置に組み込み、上部より壁面作業装置をワイヤ
を介して吊り上げ、張力を本体の自重相当に設定して使
用することにより、万一の離脱時にも本体へのダメージ
を軽減できる。

なお、無線コントロールを行う場合は、ケーブルなどの
引き回しが不要であり、高所作業や狭隘部作業の作業性
が向上する。

〔実施例〕

本発明の壁面作業装置を第１図乃至第７図に示す実施例
により説明する。

■は合成ゴムなどを素材とした可撓性の吸盤で、装置本
体の適所に配置しである。この吸盤１は、第２図に示す
ように、エジェクタと呼ばれる真空＃２４（圧縮空気の
吸引作用を利用したもの）により、内部が真空状態にな
り壁面１３などに吸着する。

本装置は各種曲率の筒状構造物への適用を意図しており
、そのためには種々の曲率を有する壁面に安定して吸着
する必要がある。このため、第４図、第５図に示すよう
に、吸盤ｌ背面の両側をバネで押す曲率可変機構１−ａ
と吸盤１を壁面１３に対して出し入れの調整ができる伸
縮機構１−ｃを設ける。なお、１−ｂは曲率可変機構１
−ａの保持金具、１−ｄは吸盤１の姿勢を柔軟に変える
ことができる自在ジヨイントであり、１−ｅは真空吸引
口、１−ｆは真空度計測口、１−ｇは吸盤１と密着し閉
空間をつくるフランジであにる。

２は前輪駆動モータ、２′は後輪駆動モータで３゜３′
はそれぞれの車輪（ゴム製）で、本実施例では４隅に配
設した４輪（駆動）により上下、左右に走行する。

なお、上下走行時には、前車輪３で撮舵コントロールを
行い、左右方向走行時には４輪を９０°方向転換して走
行する。４は研掃材６（グリッドなど）を投射する羽根
車（耐摩耗材）、５は羽根車４を高速回転させるモータ
ーであり、研掃材６は投射経路７（四辺を耐摩耗材で囲
んでいる）を通って壁面１３に投射され、研掃（ブラス
ト）を行う。

壁面１３に投射された研掃材６と壁面から離脱した塗膜
片は、回収用経路７′と集しんホース９による吸引の空
気流にのって、研掃材タンク８に回収される。タンク８
内で、グリッドと粉じん（塗膜片）は風選（サイクロン
など）やメツシュ板などにより選別され、グリッドは循
環利用される。１０は、電気系統のケーブル、１１．１
１’は無線式ＴＶカメラ、１２は安全装置（図示せず）
より吊り下げられたワイヤ、１４は研掃（２種ケレン以
上）された壁面を示す。研掃中は例えば５００ｍ程度で
ある。

第３図に本装置を操作（無線式）している様子を示し、
第６図、第７図に本装置により超高煙突（例えば高さ２
２０ｍ）を自動研掃している状況を示す。

１５は超高煙突、１６は本装置の付帯設備であるコンプ
レッサーで、本例では５ｋｇ／ｃｍ”Ｘ　５ｍ’／分の
圧縮空気をホースを介して供給する。

１７は集しんホース９を介して回収した粉じんを補そく
する集しん機（フィルター内包）、１８は集しん用ブロ
アである。１９は集しん機１７、ブロア１８及び電気制
御盤、エアの中継器等（図示せず）を作業位置に吊り上
げるワイヤである。ワイヤ１９を巻き取るウィンチ（図
示せず）は地上置きとする。

２０は、ワイヤ１２を介して、壁面作業装置をサポート
（万一の離脱時の落下を防止）するトルクコントロール
モータ付ウィンチ内蔵の安全装置で、レール２１（逆Ｔ
型のバー）をはさみ込んで周回する機能も有する。２２
はオペレータで無線操作を行う。

本発明による壁面作業装置の壁面取付力（Ｆ：壁面に平
行な力で吸着力Ｐと壁面との摩擦により生じる力）を試
算した例を示す。

壁面取付カニＦ 吸着パッド径：　Ｄ？　＝３５０＋ｗ＋パッド真空度’
　Ｈ＝５５３Ｔｏｒｒ（６個のパッドの平均値） パッド個数　二〇−６ 吸着力Ｐ　＝　Ｋ　／　４　Ｘ　Ｄ、ｚｘＨ／７６０ｘ
１．０３Ｘ　１０−　”　Ｘ　ｎ　＝　４３４０ｋｇｆ
荷重割合（パッド）：０．３ 荷重割合（車輪）　　　：０．７ 摩擦係数（パラドル壁面）二μ、＝０．２（車輪〜壁面
）　　：μ、＝０．３５ 壁面取付力Ｆ　＝０．３ｘ　Ｐ　ｘｐＰ＋〇、７ＸＰＸ
μ０＝　１３２０ｋｇｆ 本装置の自重が約６００ｋｇのため １３２０゜ 安全率　Ｓ＝１面３２　となる。

以上のように本装置は複数個の適所に配設した吸盤で壁
面（円筒面）に吸着し、その状態（吸着−した状態）で
４隅の車輪を駆動させることにより、壁面での吸着移動
を実現できる。また装置適所（はぼ中央）にグリッド循
環タイプの遠心式プラストユニットを組み込み、これを
装置の移動と連動して作動させることにより、壁面の研
掃を自動化できる。

また、図示しなかったが、傾斜センサの組み込みと、そ
の角度信号を操舵の制御に利用することにより、第６図
に部材番号１５で示した傾斜した煙突筒身などでの作業
時に、筒身軸に沿って一定に走行できるためオペレータ
の負担が低減できると共に、作業の効率、安定性にも貢
献する。

以上の実施例では、作業ユニットとして研掃材投射機と
研掃材回収装置とを設けた壁面の自動研掃作業について
説明したが、この他、塗装や点検、清掃などの作業も可
能である（その場合、各々の作業に必要な作業ユニット
を壁面作業装置に搭載して利用する）。

〔発明の効果］ 本発明は、真空源に連通し壁面に吸着して作業ユニット
を保持する吸盤と、駆動機構を有し前記吸盤及び作業ユ
ニットを移動する車輪とを具えた壁面作業装置において
、分割された複数の可撓性吸盤と、各吸盤の壁面に対す
る出入を調整する伸縮機構と、各吸盤前面の水平方向の
側縁部を弾性的に押圧して吸盤表面を弯曲した壁面に沿
わせる曲率可変機構とを設けたことにより、次の効果を
有する。

１種類の壁面作業装置で、改造等を行うことなく、種々
の径の筒状構造物に対し壁面作業を行うことができる。

従って、各種筒状構造物（煙突、タンクなど）の壁面作
業（研掃、塗装、点検など）を実用的なコストで、しか
も品質的にも良好に行うことができる。

傾斜センサを組み込み、操舵制御を行う時は、所定の方
向への自動走行が可能になる。

ＴＶカメラによる前・後方の監視、落下防止の安全装置
による作業の安全性向上、無線操縦による作業性の向上
等を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例に係る壁面作
業装置の平面図および側面図、第２図は真空吸引機構の
概略図、第３図は無線操縦の概略図、第４図（ａ）、ら
）は吸盤の側面図および平面図、第５図は第４図［有］
）のＡ−Ａ断面の拡大図、第６図は煙突の研掃工事の全
体図、第７図は第６図Ｂ部の拡大図、第８図は従来の壁
面吸着装置を示す平面図、第９図は第８図のＣ−Ｃ断面
図、第１０図は第９図り部の拡大側面図である。 １・・・吸盤、　　　　　　１−ａ・・・曲率可変機構
、１−ｃ・・・伸縮機構、　２．２′・・・駆動モータ
、３．３′・・・車輪、　　　　４〜９・・・作業ユニ
ット、１３・・・壁面 代理人　弁理士　岡　本　重　文 外１名 ／−ｍ−吸盤　　！−α−−−励牟可宸機１ｔ−ｔ、−
４＄＄ａ４　　２，２’−＋ａｅ−５’　　３．３’　
９給＋−’？−−、イ覧薯７エユー、ｌ−７３＝−一勺
２１」）８Ｑ国　　　　　　　周ｑ図 躬（０囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空源に連通し壁面に吸着して作業ユニットを保持する
   吸盤と、駆動機構を有し前記吸盤及び作業ユニットを移
   動する車輪とを具えた壁面作業装置において、分割され
   た複数の可撓性吸盤と、各吸盤の壁面に対する出入を調
   整する伸縮機構と、各吸盤背面の水平方向の側縁部を弾
   性的に押圧して吸盤表面を弯曲した壁面に沿わせる曲率
   可変機構とを設けたことを特徴とする壁面作業装置。