JPH04261961A - 左官ロボット - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば建築工事におい
て施工されるコンクリート床の仕上げ作業等に用いる際
に好適な左官ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】従来、建築工事において
施工されるコンクリート床の仕上げ作業にあっては、人
手で行うことは重労働であるため、作業能率の向上のた
めに開発された手動式パワートロウェル、ライディング
式トロウェルおよび左官ロボット等が用いられている。

【０００３】手動式パワートロウェルおよびライディン
グ式トロウェルは、主に、プロペラ式に回転自在な回転
鏝装置が装置本体下部に設けられた装置である。

【０００４】この回転鏝装置は、主に、先端に鏝の設け
られた複数のロッド状の軸をプロペラ式に回転自在、か
つその回転軸が上下方向に移動自在として構成されたも
のが用いられている。

【０００５】これらの装置は、作業者が操作することに
よって回転鏝装置を適宜位置に移動させてコンクリート
床の仕上げ作業を行う。

【０００６】しかしながら、これら手動式パワートロウ
ェルおよびライディング式トロウェルはその操作に熟練
した技量を要するため、これらの装置を用いたコンクリ
ート床の仕上げ作業は、近年の熟練技術を有する作業者
の減少にともなって、作業期間の延長の原因となってい
る。

【０００７】また、手動式パワートロウェルは、装置の
外部に取り付けられたハンドルを作業者が操作して移動
するため、操作する作業者は、仕上げ面の確保のため常
に装置の進行方向の後方である必要があり、場所によっ
ては作業が困難になる場合が生じていた。

【０００８】一方、ライディング式トロウェルは、作業
者が装置に乗って操作するため前記手動式パワートロウ
ェルのような仕上げ面の確保の問題は無いが、高所での
使用に適さないといった問題がある。

【０００９】前記従来の左官ロボットは、コンクリート
の打設された床部に予め設置されている軌道間に車輪な
どによって支持されて軌道に沿って移動自在に設けられ
、かつ前記軌道から回転鏝装置が上下動自在に取り付け
られている。

【００１０】そして、この左官ロボットは、回転鏝装置
を回転作動させた状態で前記打設コンクリートの表面に
適切な荷重で押し付け、かつ前記軌道の長手方向に往復
移動させることによってコンクリートの表面全体を平ら
にする。

【００１１】前記左官ロボットは、前記手動式パワート
ロウェルおよびライディグ式トロウェルに比して、作業
員の熟練度により施工精度が左右されることが無く、熟
練作業者を必要としない。

【００１２】しかしながら、左官ロボットは、ライディ
グ式トロウェルに比して施工速度が劣るほか、走行ロー
ラー等を具備しているため重く、小型化が難しい。また
、軌道の敷設作業は大変であり、作業能率を低下させる
といった問題があった。

【００１３】本発明は、前記事情に鑑みて提案されたも
ので、その目的とするところは、操作に技量を必要とせ
ず、かつ軌道なども必要としないでコンクリート床の仕
上げ作業の能率を向上する左官ロボットを提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる問題を達成するた
めに本発明は、左右に長く形成された本体フレームと、
この本体フレームの左右両端部に設けられて全体の重量
を支持する回転鏝装置と、この回転鏝装置を駆動させる
駆動装置と、左官ロボットの前後左右の移動を制御する
操舵装置とを備え、前記回転鏝装置は、上下方向に延び
る回転軸と、この回転軸の下端にプロペラ式に回転軸の
半径方向に延びる複数枚の鏝部と、前記回転軸と駆動装
置とを連結するギアボックスとを具備し、前記操舵装置
は、本体フレームの左右の少なくとも一方に設けられた
第１の押圧板と、本体フレームの前後少なくとも一方に
設けられた第２の押圧板と、前記第１の押圧板に上下方
向の荷重を負荷する第１の負荷機構と、前記第２の押圧
板に上下方向の荷重を負荷する第２の負荷機構とを備え
ることを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】本発明にかかる左官ロボットでは、左右に設け
られた回転鏝装置を互いに反対方向に回転させるととも
に、所定位置に力を加えることにより、その部分の反力
を利用して全体を任意方向に移動するから、軌道の敷設
などを必要としないことは勿論、場所によって作業が困
難になる場合などが無いなど、作業能率が向上する。

【００１６】また、無線遠隔操作可能とすることによっ
て、作業者がコンクリート床内に入る必要が無くなり、
仕上げ面を確保するほか、作業の安全性を確保すること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７を
参照して説明する。

【００１８】図中符号１は、本実施例の左官ロボットで
ある。

【００１９】左官ロボット１は、左右に長く形成された
本体フレーム２と、この本体フレーム２の左右両端部に
設けられて全体の重量を支持する回転鏝装置３と、この
回転鏝装置３を駆動させる駆動装置４と、左官ロボット
１の前後左右の移動を制御する操舵装置５と，無線遠隔
操作のための無線操作装置６とから構成されている。

【００２０】前記本体フレーム２は、平面視長方形の四
角枠状に形成されている。

【００２１】前記回転鏝装置３は、上下方向に延びる回
転軸３ａと、この回転軸３ａの下端でプロペラ式に回転
軸３ａの半径方向に延びる４枚の鏝部３ｂが均等な位置
に固定されてなっている。なお、本体フレーム２の図１
奥側の進行方向に対して右側に設けられた回転鏝装置３
は、前記操舵装置５に連動して上下動自在となっている
。

【００２２】回転鏝装置３の回転軸３ａは、回転自在で
鉛直に設置され、本体フレーム２の下部に突出している
。

【００２３】鏝部３ｂは、回転軸３ａから水平に延びる
角柱状の柄部３ｄの端部に長方形板状の鏝３ｅが固定さ
れてなっている。

【００２４】前記駆動装置４は、本体フレーム２の図中
左側に設けられたエンジン４ａと、本体フレーム２の左
右の双方に設けられてエンジン４ａと前記回転鏝装置３
の回転軸３ａとを連結するギアボックス４ｂと、回動自
在に設けられて左右双方のギアボックス４ｂの間を結ぶ
動力シャフト４ｃとで構成されている。

【００２５】前記エンジン４ａは、本体フレーム２の左
側に設けられたギアボックス４ｂの上部に設けられ、箱
型のケーシング内部に収納されている。

【００２６】本体フレーム２の左右双方のギアボックス
４ｂは、それぞれ箱型に形成され、左側に設けられたギ
アボックス４ｂには、エンジン４ａの駆動力が伝達され
るとともに、動力シャフト４ｃを介して左側のギアボッ
クス４ｂから右側のギアボックス４ｂへその動力が伝達
されるようになっている。

【００２７】前記操舵装置５は、本体フレーム２の中央
部の右側に設けられた第１のリニアベットモータ装置５
ａと、第１のリニアベットモータ装置５ａより中央部寄
りに設けられた第２のリニアベットモータ装置５ｂと、
本体フレーム２の右側に設けられた第１の押圧板５ｃと
、本体フレーム２の中央部から左右両側の回転鏝装置３
にそれぞれ取り付けられた第２の押圧板５ｄと、前記第
１の押圧板５ｃに上下方向の荷重を負荷する第１の負荷
機構５ｅと、前記第２の押圧板５ｄに上下方向の荷重を
負荷する第２の負荷機構５ｆとから構成されている。

【００２８】前記、第１のリニアベッドモータ装置５ａ
と第２のリニアベッドモータ装置５ｂは、互いに相似の
関係に構成されている。

【００２９】これら第１、第２のリニアベッドモータ装
置５ａ、５ｂは、本体フレーム２の中央部に固定された
箱型のモータ取り付け台５ａ１、５ｂ１と、このモータ
取り付け台５ａ１、５ｂ１の上部に固定されたリニアベ
ッドモータ５ａ２、５ｂ２と、このリニアベッドモータ
５ａ２、５ｂ２内部を貫通して鉛直に立設されたロッド
状の連結軸５ａ３、５ｂ３とで構成されている。

【００３０】モータ取り付け台５ａ１の中央部には、前
記第１の負荷機構５ｅの第１のリンク５ｅ１が取り付け
られている。モータ取り付け台５ｂ１の中央部には、第
２の負荷機構５ｆの第２のリンク５ｆ１の端部が挿入さ
れている。

【００３１】これら、第１のリンク５ｅ１、第２のリン
ク５ｆ１の連結軸５ａ３、５ｂ３側の端部は、先端が二
股になっており、かつ長穴が形成されて、この二股部に
第１のピン５ｄ２、５ｆ２を入れることで、連結軸５ａ
３、５ｂ３が第１のリンク５ｅ１および、第２のリンク
５ｆ１の円弧運動に対しても無理なく上下運動可能とな
っている。

【００３２】リニアベッドモータ５ａ２、５ｂ２は、モ
ータ取り付け台５ａ１、５ｂ１より小さい箱型に形成さ
れている。また、リニアベッドモータ５ａ２、５ｂ２は
、前記無線操作装置６から発せられる信号にしたがって
連結軸５ａ３、５ｂ３を上下動させるようになっている
。

【００３３】連結軸５ａ３、５ａ３の下端部には、それ
ぞれ係合金具５ａ４、５ｂ４が水平方向で回動自在に取
り付けられている。

【００３４】図７に示すように、連結軸５ａ３、５ｂ３
の上部の側面には、上から上限用、中立用、下限用の３
個のリミットスイッチ５ａ５、５ｂ５が表面に接触する
状態で縦に並べて配されている。これらリミットスイッ
チ５ａ５、５ｂ５は、それぞれモータ取り付け台５ａ１
、５ｂ１の側面から上方に延びる固定板５ａ６、５ｂ６
の上部に固定されている。

【００３５】第１の押圧板５ｃは、本体フレーム２の右
側で下部に突出した状態で上下動自在に設けられ、前記
回転鏝装置３に固定されるとともに、第１の負荷機構５
ｅに取り付けられてその高さを変えることによって回転
鏝装置３の高さを調節するようになっている。

【００３６】第２の押圧板５ｄは、帯状の板材を折り曲
げて形成され、左右それぞれの回転鏝装置３の図中奥側
の進行方向前方に取り付けられ、それぞれ本体フレーム
２の中央部に向って延びている。また、それぞれの第２
の押圧板の本体フレーム２の中央部側の端部は、前記第
２の負荷機構５ｆと回動自在に接続されている。

【００３７】第１の負荷機構５ｅは、図１および図３に
示すように、第１のリニアベッドモータ装置５ａの連結
軸５ａ３から本体フレーム２の右側下方に延びる第１の
リンク５ｅ１と、この第１のリンク５ｅ１の右端に取り
付けられた負荷ブラケット５ｅ３と、負荷ブラケット５
ｅ３から前後方向に延びてかつ本体フレーム２に回動自
在に組み込まれている第１のシャフト５ｅ４と、この第
１のシャフト５ｅ４の前後両端部から鉛直下方に延びる
第３のリンク５ｆ５とで構成されている。

【００３８】第１のリンク５ｅ１は、連結軸５ａ３に回
動自在に組み込まれた第１のピン５ｅ２を介して回動自
在に取り付けられるとともに、負荷ブラケット５ｅ３に
対しても第２のピン５ｅ７を介して回動自在に設けられ
ている。

【００３９】第１のシャフト５ｅ４は、負荷ブラケット
５ｅ３に固定されており、負荷ブラケット５ｅ３の回動
にともなって同一軸線上を回動するようになっている。

【００４０】第３のリンク５ｅ５は、第１のシャフト５
ｅ４の両端部に固定されている端部ブラケット５ｅ６を
介してピン結合で回動自在に設けられ、かつその下端部
が前記第１の押圧板５ｃにピン結合で回動自在に取り付
けられている。

【００４１】前記第２の負荷機構５ｆは、前記第２のリ
ンク５ｆ１と、本体フレーム２の中央部で中空に浮いた
状態で設けられた直方体状の操舵ブロック５ｆ３と、こ
の操舵ブロック５ｆ３の中央部を貫いて本体フレーム２
の前端部と平行に延びる第２のシャフト５ｆ４と、第２
のシャフト５ｆ４の前部に固着された操舵プレート５ｆ
５と、操舵プレート５ｆ５から下方に延びる第４のリン
ク５ｆ６とで構成されている。

【００４２】操舵ブロック５ｆ３の上部には、第２のリ
ンク５ｆ１の回動を伝達する係合部５ｆ７が固着されて
いる。

【００４３】第２のシャフト５ｆ４は、長尺な円柱状で
あって、左官ロボット１の左右方向に配されて両端部を
本体フレーム２内の前後方向に延びる２つの梁２ａにそ
れぞれ回動自在に係合されている。そして、第２のシャ
フト５ｆ４は、操舵ブロック５ｆ１に固定されており、
操舵ブロック５ｆ３の回動にともなって回動する。

【００４４】第４のリンク５ｆ６は、操舵プレート５ｆ
５にピン結合を介して回動自在に設けられるとともに、
前記第２の押圧板５ｄに対してもピン結合を介して回動
自在に取り付けられている。

【００４５】無線遠隔操作装置６は、無線遠隔操作を行
うための制御盤６ａと、無線用受信機６ｂと、これら機
器の制御用電源となる発電機６ｃとが本体フレーム２の
中央部に設置されるとともに、エンジン４ａに接続され
たスロットルワイヤ６ｄを押し引きする電動シリンダ６
ｅが図中奥側の本体フレーム２の前部に設けられている
。

【００４６】制御盤６ａは、図１に示すように、直方体
に形成され、本体フレーム２の右側の前記ギアボックス
４ｂ上に立設されている。また、制御盤６ａの上部には
、非常停止用の第１のタッチセンサ６ｆが設置されてい
る。

【００４７】無線用受信機６ｃは、図１に示すようにプ
レート状に形成され、制御盤６ａの内側の側面に水平に
して固着されている。また、無線用受信機６ｃは、受信
した無線信号を電気信号に変換し、この電気信号を伝送
可能に制御盤６ａに接続されている。

【００４８】発電機６ｂは、箱状に形成され、図中右側
のギアボックス４ｂ上でその後部に固定されている。

【００４９】電動シリンダ６ｅは、図１に示すように、
円筒形に形成されるとともに、前記スロットルワイヤ６
ｄが内部から引き出し自在に設けられている。そして、
電動シリンダ６ｅは、前記制御盤６ａからの信号にした
がって図中左側の端部から外方に延びる前記スロットル
ワイヤ６ｄを押し引きすることによってエンジン４ａの
回転数を制御するようになっている。

【００５０】なお、左官ロボット１は、図１に示すよう
に、本体フレーム２の外側に、外周に第２のタッチセン
サ７ａが設けられたガードフレーム７が取り付けられた
状態で用いられる。

【００５１】そして、第１のタッチセンサ６ｆ、第２の
タッチセンサ７ａの双方が障害物に接触時に作動するこ
とによって、左官ロボット１の水平、垂直双方向の安全
性が確保されるようになっている。

【００５２】以下、本実施例の左官ロボット１の作用を
説明する。

【００５３】前記のように構成される左官ロボット１は
、図１に示すように、コンクリート床上に搬入され、外
部から遠隔操作によってコンクリート床の仕上げ作業を
行う。

【００５４】作業者は、発信装置によって適宜信号を発
信することによって左官ロボット１を操作する。

【００５５】発信装置から発信された信号は、無線受信
機６ｂによって受信されて電気信号に変換され、制御盤
６ａに伝送される。

【００５６】制御盤６ａにあっては、受信した電気信号
に基づいてエンジン４ａ、リニアベッドモータ５ａ２、
５ｂ２、電動シリンダ６ｅなどに適切な電気信号を発信
して、左官ロボット１の動作を制御する。

【００５７】さらに詳細には、リニアベッドモータ５ａ
２を作動させて連結軸５ａ３を上下動させれば、第１の
シャフト５ｅ４を中心に第１のリンク５ｅ１が上下に回
動し、それにともなって第１のシャフト５ｅ４が回動す
る。

【００５８】そして、第３のリンク５ｅ３が上下に動く
ことで、第１の押圧板５ｃを上下方向に動かすことによ
り、図３および図４に示すように左官ロボット１の荷重
が左官ロボット１の左側前部と右側後部、またはその逆
の組み合わせの対角線の位置に左官ロボット１の荷重が
偏在することより、その部分の回転鏝装置３の接触抵抗
が増加し、コンクリート床から反力を得ることによって
左右方向に左官ロボット１が移動する。

【００５９】一方、リニアベッドモータ５ｂ２を作動さ
せて連結軸５ｂ１を上下動させれば、第２のリンク５ｆ
１が上下動して第２のシャフト５ｆ４を中心に操舵ブロ
ック５ｆ３が回転し、第４のリンク５ｆ６が上下するこ
とで、左右双方の第２の押圧板５ｄ、５ｄが均等に上下
動する。

【００６０】第２の押圧板５ｄは、それぞれのギアボッ
クス４ｂを前記回転軸３ａを中心に左右方向に回動可能
に接続されていることから、図５および図６に示すよう
に左官ロボット１の荷重が、左官ロボット１の左右両端
部または中央部に図５および図６に示すように偏在する
状況となる。そして、その部分の回転鏝装置３の接触抵
抗が増加して、コンクリート床から反力を得ることによ
って前後方向に装置が動く。

【００６１】前記のように構成される本実施例の左官ロ
ボット１によれば、コンクリート床の仕上げ作業は、回
転鏝装置３によって連続的かつ高速で行い、かつ装置の
操作は遠隔操作によって簡便に行うことができるから、
操作の技量を必要とせず、コンクリート床の仕上げ作業
の能率を向上することができる。

【００６２】また、遠隔操作とすることによって、作業
者が本体フレーム２の下部のコンクリート床の状態を確
認可能な状態で左官ロボット１の操作を行うことができ
るから、その操作が容易であり、コンクリート床の表面
の品質が向上する。

【００６３】同時に、左官ロボット１を操作する作業者
は、左官ロボット１に搭乗する必要が無いから、作業の
安全性が向上する。

【００６４】さらに、装置の移動のための軌道などの設
置などの必要もなく、コンクリート床の構築作業の仕上
げ作業の能率が向上する。

【００６５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の左官ロ
ボットによれば、左右に長く形成された本体フレームと
、この本体フレームの左右両端部に設けられて全体の重
量を支持する回転鏝装置と、この回転鏝装置を駆動させ
る駆動装置と、左官ロボットの前後左右の移動を制御す
る操舵装置とを備え、前記回転鏝装置は、上下方向に延
びる回転軸と、この回転軸の下端にプロペラ式に回転軸
の半径方向に延びる複数枚の鏝部と、前記回転軸と駆動
装置とを連結するギアボックスとを具備し、前記操舵装
置は、本体フレームに前後少なくとも一方に設けられた
第１の押圧板と、左右少なくとも一方に設けられた第２
の押圧板と、前記第１の押圧板に上下方向の荷重を負荷
する第１の負荷機構と、前記第２の押圧板に上下方向の
荷重を負荷する第２の負荷機構とを備えたことを特徴と
するから、コンクリート床の仕上げ作業は、回転鏝装置
によって連続的かつ高速で行い、かつ装置の操作は遠隔
操作によって簡便に行うことができて、装置の操作に技
量を必要とせず、かつ装置の移動のための軌道なども必
要とすることなくコンクリート床の仕上げ作業の能率が
向上する。

【００６６】また、装置を遠隔操作によって、装置の下
部のコンクリート床の状態を確認しながら左官ロボット
を操作することが可能となるから、コンクリート床の品
質が向上する。また、作業者が左官ロボットに搭乗する
必要が無く、装置から離れた位置で操作することができ
るから、作業の安全性が向上する。

【００６７】前記の結果、建築現場におけるコンクリー
ト床の、構築作業全体の能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の左官ロボットを示す斜視図
である。

【図２】前記左官ロボットの下部に設けられた回転鏝装
置を示す拡大図である。

【図３】前記左官ロボットの右方向への移動方法を示す
略図である。

【図４】前記左官ロボットの左方向への移動方法を示す
略図である。

【図５】前記左官ロボットの前方向への移動方法を示す
略図である。

【図６】前記左官ロボットの後方向への移動方法を示す
略図である。

【図７】前記左官ロボットの第１、第２のリニアベッド
モーター装置を示す図である。

【符号の説明】

１　　左官ロボット ２　　本体フレーム ３　　回転鏝装置 ３ａ　　回転軸 ３ｂ　　鏝部 ４　　駆動装置 ４ｂ　　ギアボックス ５　　操舵装置 ５ｃ　　第１の押圧板 ５ｄ　　第２の押圧板 ５ｅ　　第１の負荷機構 ５ｆ　　第２の負荷機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プロペラ式に回転する鏝部によって床
   面の仕上げをするようにした左官ロボットであって、左
   右に長く形成された本体フレームと、この本体フレーム
   の左右両端部に設けられて全体の重量を支持する回転鏝
   装置と、この回転鏝装置を駆動させる駆動装置と、左官
   ロボットの前後左右の移動を制御する操舵装置とを備え
   、前記回転鏝装置は、上下方向に延びる回転軸と、この
   回転軸の下端にプロペラ式に回転軸の半径方向に延びる
   複数枚の鏝部と、前記回転軸と駆動装置とを連結するギ
   アボックスとを具備し、前記操舵装置は、本体フレーム
   の前後少なくとも一方に設けられた第１の押圧板と、本
   体フレームの左右少なくとも一方に設けられた第２の押
   圧板と、前記第１の押圧板に上下方向の荷重を負荷する
   第１の負荷機構と、前記第２の押圧板に上下方向の荷重
   を負荷する第２の負荷機構とを備えることを特徴とする
   左官ロボット。