JPH055357A - コンクリート床仕上げ機 - Google Patents

コンクリート床仕上げ機

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JPH055357A
JPH055357A JP15800291A JP15800291A JPH055357A JP H055357 A JPH055357 A JP H055357A JP 15800291 A JP15800291 A JP 15800291A JP 15800291 A JP15800291 A JP 15800291A JP H055357 A JPH055357 A JP H055357A
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Yasuke Onari
弥祐 小斉
Hiromitsu Watanabe
広光 渡辺
Naoyuki Takeuchi
巨幸 竹内
Kenji Akifuji
研二 秋藤
Tetsuya Arimoto
哲也 有本
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Tokimec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者が搭乗することなく、自動又は遠隔操
作により操縦できるコンクリート床仕上げ機を得るこ
と。 【構成】 支持板2と、複数のブレード13,13aが
放射状かつ回転可能に取付けられ、支持板2に対して傾
斜可能に取付けられた回転軸16に固定された複数のロ
ータ10,10aと、回転軸10,10aを回転させる
ための第1の駆動部と第1の動力伝達機構、回転軸1
0,10aを上下動させるための第2の駆動部と第2の
動力伝達機構、回転軸を傾斜させるための第3の駆動機
構と第3の動力伝達機構からなる駆動手段を備えたも
の。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート打設床面
の仕上機に係り、さらに詳しくは、作業員が搭乗するこ
となく、自動又は遠隔操作により自在に作業することの
できるコンクリート床仕上げ機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種コンクリート床仕上げ機と
して、例えば特開昭63−130860号公報に開示さ
れた打設コンクリート床面仕上げ機がある。この打設コ
ンクリート床面仕上げ機は、複数枚のブレードが等分か
つ放射状に配設された複数のロータと、運転者が搭乗す
るように構成された機体と、機体のフレーム上に搭載し
たエンジンと、エンジンから各ロータへ動力を伝達する
動力伝達機構と、ロータを操縦する2本の操縦桿等とか
らなっている。そして、各ロータのロータ軸は垂直軸線
に対して適宜角度で自在に傾斜できるようにギヤボック
スに連結されており、また2本の操縦桿はそれぞれ自在
接手を備えたリンク機構を介してギヤボックス連結され
ていて、操縦桿によりロータ軸を任意方向に傾斜できる
ように構成されている。
【0003】上記のように構成した打設コンクリート床
面仕上げ機は、機体に搭乗した運転者が2本の操縦桿を
操作し、この操縦桿に連結されたリンク機構、ギヤボッ
クスを介してロータ軸を所望の角度に傾斜させる。そし
てその傾斜方向にある加工面(コンクリートの打設面)
に及ぼすブレードの圧力を増大させ、この圧力の増大し
た位置にあるブレードの回転方向と反対の方向に機体を
移動させ、床面の仕上げを行う。
【0004】また、上記の打設コンクリート床面仕上げ
機とほぼ同様の機能を備えた装置として、特公昭56−
44227号公報に開示された搭乗型表面加工機械があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のコ
ンクリート床仕上げ機は、何れも運転者が搭乗して操作
しなければならないので、人手がかかるばかりでなく、
装置全体の重量が大きくなるため打設したコンクリート
が軟らかい間は作業を開始することができず、作業時間
が伸びるため結果的に工期が長くなるという問題があ
る。また機体の重量が大きいと、建造物の単位面積当た
りの定格荷重を超えることがあり、この場合は使用でき
ないことになる。さらに、操作が難しいため、運転者の
訓練に長期間(1年程度)を要するなど、種々問題があ
る。
【0006】また、運転者が搭乗せず、上記の装置とほ
ぼ同じ構成で操縦桿がハンドルになっており、作業者が
機体を押しながら床面の仕上げ作業を行うコンクリート
床仕上げ機もあるが、この場合もやはり人手が必要であ
り、その上床に足跡が残るという問題があるため好まし
くない。さらに、従来のコンクリート床仕上げ機はリン
ク機構を使っているため構造が複雑で、製造が困難であ
るという問題もある。
【0007】本発明は上記の課題を解決すべくなされた
もので、運転者が搭乗することなく、自動又は遠隔操作
によりコンクリート床の仕上げ作業を行うことのできる
コンクリート床仕上げ機を得ることを目的としたもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンクリー
ト床仕上げ機は、支持板と、複数のブレードが放射状か
つ回転可能に取付けられ支持板に対して傾斜可能に支持
された回転軸に固定されたロータと、このロータの回転
軸を回転するために支持板に配置された第1の駆動部と
第1の動力伝達機構、ロータの回転軸を上下動させるた
めの第2の駆動部と第2の動力伝達機構及びロータの回
転軸を傾斜させるための第3の駆動部と第3の動力伝達
機構からなる駆動手段とを備えたものである。
【0009】また、上記のコントクリート床仕上げ機
に、旋回角検出手段及び走行距離検出手段を備えたもの
である。
【0010】さらに、第1の動力伝達機構が、ロータの
回転軸に対して水平軸回りに回転可能な環と、この環に
対して水平軸に垂直な水平軸回りに回転可能な第2の環
と、第1の駆動部と第2の環とを連結する連結部とを含
むものである。
【0011】さらにまた、第2の動力伝達機構が、第2
の駆動部によって回転するねじ軸と、ロータの回転軸に
回転可能に連結されねじ軸に螺合されて上下動する可動
部材を含むものである。
【0012】また、第3の動力伝達機構が、ロータの回
転軸回りに回転可能かつロータの回転軸に垂直な方向に
摺動可能なウエイトまたはX−Yステージを含むもので
ある。
【0013】
【作用】第1の駆動部及び第1の動力伝達機構によりロ
ータを互いに反対方向に回転させ、これに取付けたブレ
ードによりコンクリート床をかきならして仕上げる。ま
た、第2の駆動部及び第2の動力伝達機構によりロータ
の回転軸を上下動させ、ブレードの傾き角度を変えるこ
とにより、コンクリート床に対するブレードの圧力を調
整する。さらに、第3の駆動部と第3の動力伝達機構に
よりロータの回転軸を傾斜させ、特定のブレードのコン
クリート床に対する圧力を増大させて機体を移動させ
る。これらの操作は、各駆動部を制御することにより、
無人で自動又は遠隔操作によって行なうことができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明にかかるコンクリート床仕上げ
機の実施例を示す斜視図である。図において、1は機
体、2は支持板、3は支持板2の上面に据え付けられた
駆動源であるモータ、5,5aはモータ3の両側に設け
られたブレード駆動機構である。モータ3の出力軸は支
持板2の下面からほぼ垂直方向に突出し、伝達機構を介
して駆動軸6,6aに連結されており、駆動軸6,6a
はそれぞれ2本のベルト7を介して、支持板2の下方に
位置するブレード駆動機構5,5aの外環8,8aと連
結されている。外環8には2本の溝9が形成されてお
り、この溝にベルト7が嵌合される。なお、ブレード駆
動機構5,5aはほぼ同じ構造なので、以下主としてブ
レード駆動機構5について説明する。
【0015】図2に外環8の内部構造及びその周辺の斜
視断面図を示す。10は下方に配置されたロータで、放
射状に3個の受け口11(図では1個のみ示す)が設け
られており、この受け口11にはアーム12の一端がそ
れぞれ回動可能に嵌入されている。アーム12の他端は
ブレード13のL字型取付具14の付け根に取り付けら
れており、このL字型取付具14の端部はピッチリンク
15を介して後述する内環19の底面20と傾斜可能に
連結されている。また、ロータ10には外周面にスプラ
インが形成されたロータ軸16が一体に取付けられてい
る。
【0016】外環8の内側には図示しない軸受を介して
外環8に対して(図2では)y軸回りに回動可能に中環
17が支持されており、さらに中環17には軸受18を
介して中環17に対して(図2では)x軸回りに回動可
能に内環19が支持される。このように外環8、中環1
7及び内環19はジンバル構造を形成しており、内環1
9の傾斜にかかわらず外環8は水平状態を保持すること
ができる。内環19は同心的に配置された外筒21及び
内筒22と、底面20とからなり、内筒22はロータ軸
16のスプラインと嵌合するスプラインナットを形成し
ている。内筒22の外側は軸受23,24を介して円筒
体25に支持されており、さらに、円筒体25の下部は
球面軸受26を介して支持体27に傾斜可能に支持され
ている。支持体27はフランジ部28と筒部29からな
り、フランジ部28は支持板2に固定され、筒部29は
外筒21と内筒22によって形成される空間内に突出
し、その下部内面で円筒筒25を支持している。また、
フランジ部28の外縁と円筒体25の周壁との間にはベ
ローズ30が設けられている。円筒体25の上部にはモ
ータ31が設けられており、円筒体25の内部の長手方
向に延びた出力軸32を回転させる。なお、図1におけ
る40は円筒体25の上部に設けらたれ移動制御部であ
る。
【0017】円筒体25の上部断面を図3に示す。モー
タ31の出力軸32の先端部はねじ部33となり、雄ね
じが形成されている。この雄ねじにナット部34の一端
側が螺合されており、またナット部34の他端部には軸
受35を介してロータ16が軸支されている。ナット部
34の外周面にはスプラインが形成されており、円筒体
25の内周面に形成されたスプラインナットと嵌合して
いる。
【0018】次に、円筒体25の上部に円筒体25に回
転可能に固定された移動制御部40の内部構造を図4に
示す。円筒体25を挿通する中心穴を有する移動制御板
41上にはU字状のウエイト42が摺動可能に設置され
ており、その両端部には肉厚部43,43aが形成され
ている。そして、一方の肉厚部43にはねじ穴が穿設さ
れており、移動制御板41に固定されたねじ棒取付部4
4,44a間に回転可能に支承されたねじ棒45に螺合
され、このねじ棒45はベルト46を介してモータ47
の出力軸と連結されている。また、他方の肉厚部43a
には穴が貫設されてりおり、移動制御板41に固定され
た取付部44a,44a間に固定された軸45aに摺動
可能に嵌合されている。移動制御板41の下面には図5
に示すように軸受49を介して円板状の歯車48が円筒
体25に対して回転可能に設けられており、円筒体25
に固定されたモータ50の出力軸に固定された出力歯車
51と噛み合っている。
【0019】上記のような構成において、モータ3を駆
動すると、その出力軸に連結された駆動軸6、ベルト7
を介して外環8に回転が伝達され、さらに中環17、内
環19を介してロータ軸16を回転させる。ロータ軸1
6の回転によりロータ10及びこれに取り付けられたブ
レード13も回転し、コンクリート床(加工面)をかき
ならして仕上げる。なお、他方のロータ軸16aも同様
に回転するが、その回転方向はロータ軸16と反対方向
である。
【0020】この場合、コンクリートが軟らかいとき
は、加工面に対するブレード13,13aの圧力をあま
り強くすると加工面を荒すことになるので、圧力を弱く
する必要がある。また、コンクリートが徐々に固くなる
と、あまり弱い圧力では効果がないため、圧力を強くす
ることが必要である。このように、加工面の状況等によ
り加工面に対するブレード13,13aの圧力を調整し
なければならない。このためには、モータ31を駆動
し、ねじ部33を回転させる。ねじ部33に螺合された
ナット部34はその外周面が円筒体25にスプライン嵌
合されているため、ねじ部33の回転に応じて上下に移
動し、従ってねじ部33に軸支されたロータ軸16及び
これに固定したロータ10を上下に移動させる。一方内
環19の高さには変化がないため、ピッチリンク15を
介してアーム12及びブレード13の傾き角度が変わ
り、加工面に対するブレード13,13aの圧力を調整
することができる。
【0021】次に、機体1を移動させる場合の作用につ
いて説明する。まず、機体1の移動の原理を図6を参照
して説明する。なお、図6において、13,13aは2
組のロータ10,10aのブレードを、80,80aは
ブレード13,13aに加わる圧力の大きい部分を示
し、破線矢印は反力の作用方向を、また実線矢印は機体
1の移動方向を示すものとする。ロータ10,10aが
互いに反対方向に回転する場合、それぞれ内側にあるブ
レード13,13aの加工面に対する圧力を他のブレー
ド13,13aの圧力より増大させると、図6(a)に
示すように、機体1はこの圧力の増大した位置にあるブ
レード13,13aの回転方向と反対方向(例えば前方
向)に移動する。また、それぞれ外側にあるブレード1
3,13aの加工面に対する圧力を他のブレード13,
13aの圧力より増大させれば、機体1は図6(b)に
示すように、この圧力が増大したブレード13,13a
の回転方向と反対方向(例えば後方向)に移動する。
【0022】また、機体1を左右方向に移動させる場合
は、図6(c)に示すように例えば左側のロータ10の
後方にあるブレード13の加工面に対する圧力だけを増
大させれば機体1は右方へ、図6(d)に示すように例
えば左側のロータ10の前方にあるブレード13の加工
面に対する圧力だけを増大させれば、機体1を左方へ移
動させることができる。
【0023】さらに、機体1を旋回させる場合は、図6
(e)に示すように一方のロータ(例えば左側のロータ
10)の内側にあるブレード13の加工面に対する圧力
を他のブレード13の圧力より増大させると共に、他方
のロータ(例えば右側のロータ10a)の外側にあるブ
レード13aの圧力を増大させると、機体1は右回りに
旋回する。一方、図6(f)に示すように、一方のロー
タ(例えば左側のロータ10)の外側にあるブレード1
3の圧力を増大させると共に、他方のロータ(例えば左
側のロータ10a)の内側のブレード13aの圧力を増
大させると、機体1は左回りに旋回する。なお、上記以
外にも図7に例示するように、加工面に加わる圧力を増
大させるブレード13,13aの位置を適宜選択するこ
とにより、種々の応用動作を行うことができる。
【0024】本発明においてはロータ軸16,16aを
傾斜させることにより、前述のように2組のロータ1
0,10aのうちの特定の位置にあるブレード13の圧
力を他のブレード13の圧力より増大させることができ
る。即ち、図4、図5のモータ50を駆動し、出力歯車
51を回転させてこれに噛み合う歯車48を介して移動
制御板41を円筒体25に対し所望の角度に回転させ
る。さらに、モータ47を駆動し、ベルト46を介して
ねじ棒45を回転させ、これに螺合したウエイト42を
円筒体25に対して遠近両方に摺動させ、これにより、
全体の重心をxy方向に移動させて円筒体25及びロー
タ軸16を所望の方向に傾斜させることができる。
【0025】例えば、図6(a)に示すように内側にあ
るブレード13,13aの圧力を他のブレード13,1
3aに較べて増大させるときには、ウエイト42をモー
タ3側にくるようにモータ50を駆動して移動制御板4
1を回転させ、次に、モータ47を駆動してウエイト4
2を円筒体25から外側にむけて摺動させる。このよう
にすることにより、両円筒体25,25aが互いにモー
タ3側へ傾けられ、内側のブレード13,13aの圧力
を増大させることができる。他の方向へ移動させるとき
も同様に、任意の方向へ円筒体25を傾ければよい。ま
た、ブレード13,13aを中立状態にするときは、ウ
エイト42を円筒体25の方向へ摺動させる。さらに、
移動制御板41を回転させるときにもウエイト42を円
筒体25の方へ引き寄せてから回転させると、回転途中
の重心の変化の影響を受けずにすむ。なお、ウエイト4
2をどの程度摺動させるかということは、加工面等の情
況により適宜調整すればよい。
【0026】円筒体25が傾けられた場合に、支持板2
との間はベローズ30によって連結されているため、支
持板2自身は特別な影響を受けることはない。また、外
環8、中環17及び内環19はジンバル構造を形成して
いるため、ロータ軸16の傾斜とともに内環19が傾斜
してもその傾斜は外環8に伝達されず、外環8は出力軸
6,6aの位置関係を変化させないため、ベルト7の張
力を一定にすることができる。
【0027】次に、移動制御部の第2の実施例を図8、
図9に示す。円筒体25の外側にスリーブ55をボール
軸受56を介して摺動自在に連結する。さらに、スリー
ブ55はその外周の一カ所に設けられた球面軸受57を
介して支持板2に固定されたxyステージ60と連結さ
れる。モータ61を駆動するとxyステージ60の出力
軸58をy軸方向に、またモータ62を駆動することに
より出力軸58をx軸方向に移動させることができる。
この構成によればモータ61,62を駆動してスリーブ
55をxy平面で移動させ、これに追従して円筒体25
の上部を移動させることにより円筒体25を任意の方向
に傾斜させることができ、第1の実施例と同様に動作さ
せることができる。
【0028】次に、移動制御部の第3の実施例を図1
0、図11に示す。本実施例では、第2の実施例におけ
る球面軸受57、スリーブ55の代りに、内スリーブ6
5、外スリーブ66及びばね67を用いたものである。
円筒体25の外側に内スリーブ65が固定され、さらに
その外側に外スリーブ66が放射状に配置されたばね6
7を介して内スリーブ65と同心的に連結され、外スリ
ーブ66の外周の一カ所には第2の実施例と同様に支持
板2に固定されたxyステージ60の出力軸58が連結
されている。この構成によってもモータ61,62を駆
動することにより任意の方向に外スリーブ66を移動さ
せることができ、ばね67の弾性力によって円筒体25
を傾斜させることができる。
【0029】以上のように、本発明においてはコンクリ
ート床仕上げ機の作業及び移動をすべて駆動源の制御に
よって行うことができ、これらの制御は無線等による遠
隔操作によって容易に実現できるので、運転者の搭乗を
不要にすることができる。また、コンクリート床仕上げ
機自体に旋回角検出機能及び走行距離検出機能をもたせ
れば、あらかじめ走行領域等を設定することにより、無
人で自動運転を行うことができる。
【0030】旋回角検出機能は、角速度センサ及び積分
器によって構成することができるが、図12に示すよう
に旋回角検出部70によっても実現することができる。
71はロータリーエンコーダの如き角度検出器を備えた
支持部で、機体1の中心線と一致するように支持板2に
取付けられている。支持部71にはオフセット軸72が
回転自在に支持され、このオフセット軸72には加工面
に接触するセンサ車輪73が取付けられている。
【0031】いま、機体1が図の矢印方向に進行する
と、センサ車輪73はオフセット軸72に追従して走行
し、また機体1が旋回すると、センサ車輪73はオフセ
ット軸72のオフセットLを伴って旋回方向に追従して
走行する。したがって、オフセット軸72の回転角は、
機体1の旋回角を示すことになり、この角度は角度検出
器によって検出される。
【0032】図13は本発明に係るコンクリート床仕上
げ機を無人で自動運転を行う場合の制御装置の実施例の
ブロック図である。75はマイクロコンピュータで構成
された制御部で、その出力信号は各モータ3、31,3
1a、47,47a、50,50a、61,61a及び
62,62aに加えられる。70は例えば図12で説明
した旋回角検出器、76は走行距離検出器で、例えば図
12で説明したセンサ車輪73の走行距離を計測するロ
ータリーエンコーダによって構成されており、旋回角検
出器70及び走行距離検出器76の検出信号は制御部7
5に加えられる。77は自動運転の際の走行領域を設定
するための走行領域設定器で、その出力信号は制御部7
5に加えられる。
【0033】上記のような制御装置において、走行領域
設定器77にコンクリート床仕上げ機の走行領域を設定
すると、制御部75は例えば、前進、90°右(左)旋
回、前進、90°左(右)旋回、前進の如く、設定され
たシーケンスに従って各モータ47,47a,50,5
0aの駆動制御を行い、無人で自動運転を行うことがで
きる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はコンクリート床の仕上げ作業、コンクリート床に対す
るブレードの圧力調整及び機体の移動を第1〜第3の駆
動部と第1〜第3の動力伝達機構によって行うようにし
たもので、次のような顕著な効果を得ることができる。
【0035】(1)運転者が搭乗する必要がないので装
置を軽量化することができる。このため、コンクリート
床が軟らかいうちに作業を開始できるので、作業時間、
したがって工期を短縮できる。また、装置の重量を建築
物の許容荷重以下にすることができるので、各種の建築
物に広範囲に使用することができる。 (2)各種の操作を無線機により遠隔操作できるので、
操作が容易になり、僅か数時間で作業者を訓練すること
ができる。 (3)旋回角検出手段及び走行距離検出手段を設けた場
合は、完全に自動化運転を行うことができる。 (4)リンク機構を使用しないので、簡易な伝達機構を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の斜視図。
【図2】図1の要部の斜視断面図。
【図3】円筒体上部の実施例の縦断面図。
【図4】移動制御部の実施例の斜視図。
【図5】一部を省略した図4の縦断面図。
【図6】(a)〜(f)機体の移動原理を説明するため
の説明図。
【図7】(a)〜(e)機体の移動原理を説明するため
の説明図。
【図8】移動制御部の第2の実施例の斜視図。
【図9】図8の円筒体部分の縦断面図。
【図10】移動制御部の第3の実施例の平面図。
【図11】図10の側面図。
【図12】旋回角検出部の実施例の説明図。
【図13】制御部の実施例のブロック図。
【符号の説明】
1 機体 2 支持板 3,31,31a,47,47a,50,50a,6
1,61a,62,62aモータ 5,5a ブレード駆動機構 6,6a 駆動軸 7 ベルト 8,8a 外環 10,10a ロータ 13,13a ブレード 16 ロータ軸 17 中環 19 内環 25 円筒体 27 支持体 33 ねじ部 34 ナット部 40,40a,40b 移動制御部 41 移動制御板 42 ウエイト 60 X−Yステージ 70 旋回角検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋藤 研二 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメツク内 (72)発明者 有本 哲也 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメツク内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 支持板と、複数のブレードが放射状かつ
    回転可能に取り付けられ、前記支持板に対して傾斜可能
    に支持された回転軸に固定された複数のロータと、該ロ
    ータの回転軸を回転させるために支持板に配置された第
    1の駆動部と第1の動力伝達機構、前記ロータの回転軸
    を上下動させるための第2の駆動部と第2の動力伝達機
    構及び前記ロータの回転軸を傾斜させるための第3の駆
    動部と第3の動力伝達機構からなる駆動手段とを備えた
    ことを特徴とするコンクリート床仕上げ機。 【請求項2】 旋回角検出手段及び走行距離検出手段を
    備えたことを特徴とする請求項1記載のコンクリート床
    仕上げ機。 【請求項3】 前記第1の動力伝達機構が、ロータの回
    転軸に対して水平軸回りに回転可能な環と、該環に対し
    て前記水平軸に垂直な水平軸回りに回転可能な第2の環
    と、前記第1の駆動部と第2の環とを連結する連結部と
    を含むことを特徴とする請求項1または2記載のコンク
    リート床仕上げ機。 【請求項4】 前記第2の動力伝達機構が、第2の駆動
    部によって回転するねじ軸と、ロータの回転軸に回転可
    能に連結され前記ねじ軸に螺合させて上下動する可動部
    材とを含むことを特徴とする請求項1〜2または3記載
    のコンクリート床仕上げ機。 【請求項5】 前記第3の動力伝達機構が、ロータの回
    転軸回りに回転可能かつロータの回転軸に垂直な方向に
    摺動可能なウエイトを含むことを特徴とする請求項1〜
    3または4記載のコンクリート床仕上げ機。 【請求項6】 前記第3の動力伝達機構がX−Yステー
    ジである請求項1〜3又は4記載のコンクリート床仕上
    げ機。
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