JPH058768A

JPH058768A - 壁面剥離ロボツト

Info

Publication number: JPH058768A
Application number: JP3183570A
Authority: JP
Inventors: Jiro Yamauchi; 次郎山内; Tsuguo Adachi; 嗣雄安達; Hikoichi Katano; 彦一片野; Kouji Miyashita; 鋼士宮下; Masayuki Ashikawa; 正行芦川; Shiyouji Matsui; 鐘司松井; Akio Nakamura; 明男中村
Original assignee: SUGA KIKAI KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: SUGA KIKAI KOGYO KK; Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】壁面剥離ロボットの本体の軽量化と、噴射水
および剥離物の効率的回収【構成】壁面に吸着する吸盤内に噴射ノズルを収納
し、バキュウムホースで噴射水および剥離物を回収す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、壁面（特に外壁）を清
掃したり、壁面の塗装等を剥離する吸着自走式の壁面剥
離ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、壁面改修に際し壁面の塗装を剥離
するには、ディスクサンダ処理法、化学処理法、サンド
ブラスト処理法等が一般的に行われている。しかし、こ
れらの従来法は夫々一長一短を有することが知られてい
る。

【０００３】すなわち、上記ディスクサンダ処理法は、
硬質塗膜には適しているが柔らかい塗材には不向きで、
塗材が柔らかいとディスクが目詰まりし易く、頻繁なデ
ィスク交換が必要となる欠点を有している。また、化学
処理法は、一般的には効率的であることが認められてい
るが、塗材ごとにその塗材を溶解する薬剤を選定しなく
ては成らず、複層塗材の剥離は事実上困難であり、ま
た、薬剤の取り扱いにも注意が必要であるという欠点を
有している。さらに、サンドブラスト処理法は、仕上が
り面が均一に仕上がる利点を有しているが、この方法も
複層塗材に適用すると均一な仕上がりが保証できないと
いう欠点を有している。

【０００４】また、上記従来法はいずれの場合も、壁面
に沿って設けた足場または屋上から吊り下げたゴンドラ
を使用して作業員が手作業で行っている。したがって、
高所作業による危険性、作業員の経験能力の違いによる
仕上がり面の不均一といった問題点を有し、また、足場
を最後まで撤去できない、剥離層の完全回収が困難、作
業性（生産性）に劣るといった問題点をも有している。

【０００５】そこで、近時は壁面に吸着して自走するロ
ボットで、ウオータージェットによる塗材の剥離が提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の壁
面剥離ロボットは、図示はしていないが、吸着ユニット
と剥離ユニットとが別個に設けられているため、装置が
大型で重量も大きく、さらに、剥離層回収ユニットを付
設すると、さらに装置は益々大型化かつ重量化し、その
ためには吸着用のバキュームポンプの容量をさらに大き
くしなくてはならないという課題を有し、噴射水および
剥離層の完全回収までをも達成できないでいる。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決すべくな
されたもので、吸着ユニット内に剥離ユニットを収納し
て、装置を小型・軽量化し、さらに、噴射水および剥離
層の回収を効率的に行なえる壁面剥離ロボットを提供す
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】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、一対のオートテンションウインチ５
０，５０によって吊り下げられると共に、壁面Ｗを夫々
駆動源２１を有した車輪２２，２２，２２，２２で自走
するようになしたロボット本体１の本体部１０に、壁面
Ｗに向って対向する一側面１０ａに開口部１２を有した
バキューム室１１を設け、この本体部１０の一側面１０
ａにはその開口部１２の外周部位に吸盤リング１３を、
他側面１０ｂにはバキュームホース連通口１４を設け、
上記バキューム室１１内には、他側面１０ｂより気密を
保って挿入された給水パイプ３１の先端に連通され壁面
Ｗに向って高圧水を噴射するウオータジェットノズル３
２を収納してなる技術的手段を講じたものである。

【０００９】それ故、本発明壁面剥離ロボットは、バキ
ュームホース連通口１４に連結するバキュームホース２
によりバキューム室１１内を所定の負圧（実施例とし
て、バキュームホース２より４１ｍ³ ／ｍｉｎの吸引量
で吸引して、−２００ｍｍＨｇ）に保つことで壁面Ｗに
吸着する。この壁面Ｗに吸着した状態で、各車輪２２，
２２，２２，２２を回転させることで、吸盤リング１３
が壁面Ｗ上を摺動しながら、バキューム室１１の吸着力
に抗してロボット本体１は所望方向に走行する作用を呈
する。

【００１０】そして、ロボット本体１を壁面Ｗに吸着さ
せた状態でウオータジェットノズル３２で、壁面Ｗに向
って高圧水を噴射する。この噴射水の噴射圧を使用目的
に合わせ、比較的低い噴射圧とすれば、壁面Ｗは噴射水
によって洗浄され、超高圧（実施例として、噴射圧ｍａ
ｘ．３０００Ｋｇｆ／ｃｍ² ・水量ｍａｘ．１５リッタ
／ｍｉｎ）とすれば壁面Ｗの塗装面等の剥離を行なうこ
とができ、噴射した水と剥離物とは共にバキュームホー
ス２により回収される作用を呈する。即ち、バキューム
ホース連通口１４に連結されるバキュームホース２によ
る吸引はロボット本体１の壁面Ｗへの吸着作用と、噴射
水と剥離物との回収作用とを呈するものである。

【００１１】また、一対のオートテンションウインチ５
０，５０は、そのテンションをロープ５１にたるみが生
じない程度で、ロボット本体１の走行に支障を生じない
程度に設定しておくと、該オートテンションウインチ５
０，５０のテンションがロボット本体１の自重の全部ま
たは一部を支承する作用を呈するものである。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面にしたがっ
て説明する。

【００１３】図中、１がロボット本体で、このロボット
本体１は、壁面Ｗを夫々駆動源２１を有した車輪２２，
２２，２２，２２で自走するようになしてある。

【００１４】上記車輪２２は通常ロボット本体１の本体
部１０の四隅に取り付けられるもので、本実施例では、
上記本体部１０を四隅に欠部１０ｃ，１０ｃ，１０ｃ，
１０ｃを有した平面十字状の箱形となし、この本体部１
０の各欠部１０ｃに夫々の車輪２２を設けてある。そし
て、この各車輪２２は、その下端を、本体部１０の壁面
Ｗに対向する一側面１０ａ側よりさらに外方に突出して
夫々取付けられると共に、後記吸盤リング１３の中心か
ら等距離の位置に取付けられている。

【００１５】そして、上記車輪２２，２２，２２，２２
は、その走行方向を変更可能となしてある。この走行方
向を変更するには、各車輪２２の車軸を進行方向に対応
して変更可能となしたり、左右の車輪２２，２２の回転
速度を調整したり、左右一方の車輪２２，２２を回転し
て他方の回転を止めることによって行なってもよいが、
本実施例では夫々の車輪に、この車輪を正逆転駆動する
ことのできる駆動源２１を取り付け、左右一方の車輪２
２，２２を正転し他方の車輪２２，２２を逆転して行な
うようになし、走行方向の変更は、前記したごとく各車
輪２２を吸盤リング１３の中心から等距離の位置に取付
けているので、後記吸盤リング１３の中心軸を中心とし
てロボット本体１が回動するようになして、円滑に急曲
走行方向の変更ができるようになしてある。

【００１６】そして、上記ロボット本体１は、一対のオ
ートテンションウインチ５０，５０によって吊り下げら
れている。このオートテンションウインチ５０，５０は
所定のテンション（実施例としては、ロボット本体１の
重量を２９０Ｋｇｆとして１５〜２０Ｋｇｆ）を有して
常時（通電時）ワイヤ５１を巻上げるようになしてあ
る。そして、両オートテンションウインチ５０，５０
は、適宜の間隔を有して設置され、両オートテンション
ウインチ５０，５０間にロボット本体１を吊下げるもの
で、屋上に設置してもよいが、屋上に設置すると設置場
所の制約等を有するため本実施例では「図６」に示すご
とく、地上側に設置し、そのワイヤ５１，５１を屋上側
に配した滑車５２，５２で案内して折返しその先端を、
本体部１０に固定した吊下げ金具３，３に連結してい
る。

【００１７】上記オートテンションウインチ５０，５０
は、ロボット本体１を吊下げるも、このオートテンショ
ンウインチ５０，５０によってロボット本体１を壁面Ｗ
に添って積極的に移動させるものではなく、ロボット本
体１の自重の一部または全部を支承して、後述吸着リン
グ３の吸着力の負担を低減するのが主目的であるため、
そのテンションは上記ワイヤ５１，５１がたるまない程
度で、かつ、ロボット本体１を積極的に引上げない程度
に設定される。

【００１８】また、上記オートテンションウインチ５
０，５０の他の目的は停電等の万が一の場合に、ロボッ
ト本体１の壁面Ｗへの吸着力不足による該ロボット本体
１の落下を防止することにあり、本実施例では、上記に
示したごとくテンションはロボット本体１の自重を支え
るには小さい値に設定し、主にこの目的のために使用し
ている。そして、この目的に使用するには、図示は省略
したが、電磁ワイヤロック機構を内蔵してあり、停電に
なるとこの電磁ワイヤロック機構でワイヤ５１，５１を
固定して該ワイヤ５１，５１の繰り出しをロックするよ
うになしてある。

【００１９】さらに、本実施例では、上記オートテンシ
ョンウインチ５０，５０に図示しない電磁ブレーキを収
納し、この電磁ブレーキは、後述バキューム室１１内の
負圧が不足したことを、該バキューム室１１の内圧に応
動して開閉する真空スイッチ（図示せず）で検知して、
該オートテンションウインチ５０，５０への通電を遮断
すると共に該電磁ブレーキを作動させて、オートテンシ
ョンウインチ５０の巻取りドラムに制動力を加えロボッ
ト本体１の落下を防止している。

【００２０】さらに、上記電磁ブレーキは、ワイヤ５
１，５１の繰り出し速度が設定速度を越えることによっ
ても作動して、ロボット本体１の落下を防止し、さらに
は、この電磁ブレーキはワイヤ５１，５１に定格荷重以
上の張力が加わるとその制動がスリップしてワイヤ５
１，５１の切断が防止されるようにもなしてある。

【００２１】そして、上記ロボット本体１は、壁面Ｗに
向って対向する一側面１０ａに開口部１２を有したバキ
ューム室１１を設け、このロボット本体１の一側面１０
ａにはその開口部１２の外周部位に吸盤リング１３を、
他側面１０ｂにはバキュームホース連通口１４を設けて
なる。

【００２２】上記バキューム室１１の形状は適宜に設定
すればよいが、上記吸盤リング１３を円形リング状とす
ることが最も吸着機能を有効に発揮できることが知られ
ているため、開口部１２も円形とすることが望ましく、
それ故このバキューム室１１は円筒状に構成している。
すなわち、このバキューム室１１は、本体部１０の中央
に一側面１０ａに円形の開口部１２を有した筒状に形成
されている。なお、このバキューム室１１の他側面１０
ｂ側は閉塞されるのは無論であるが、本実施例では「図
４」に最も明らかに示すごとくバキューム室１１は一側
面１０ａから他側面１０ｂに連通するようになし、他側
面１０ｂ側をパッキン１４を介して密閉蓋１５を締着螺
子１６で固定して密閉してなる。

【００２３】そして、本実施例では上記バキューム室１
１の周面に上部（「図２」上方）と下部（「図２」下
方）とに上部連通室１１ａと下部連通室１１ｂとを連設
してなる。この上部連通室１１ａは圧力調整用に、下部
連通室１０ｂは噴射水および剥離物落ち込み室用に使用
されるもので、上部連通室１１ａは本体部１０の他側面
１０ｂの外に配した圧力調整バルブ４に連通し、バキュ
ーム室１１内が所定負圧以下になると開いて外気を取り
入れ、このバキューム室１１内は所定負圧以下にならな
いようになしてある。また、下部連通室１０ｂはその中
に噴射水および剥離物が落ち込み、この噴射水等は、他
側面１０ｂのこの下部連通室１０ｂに連通する位置に設
けた後記バキュームホース連通口１４へと移動するよう
になしてある。なお、この上部連通室１１ａと下部連通
室１１ｂとは、本体部１０の一側面１０ａに開口する部
分が後記述吸盤リング１３を一側面１０ａに密着させる
のに支障とならない範囲で設けてあり、下部連通室１０
ｂはその容量を大きく設定するために、一側面１０ａ側
の開口断面積は小さく、該下部連通室１０ｂの底面は他
側面１０ｂ側に向かって上昇するように傾斜させてあ
る。

【００２４】また、上記吸盤リング１３は、合成ゴム等
の弾性材で構成され、具体的にはその断面形状が「図
４」に示すごとく形成されているが、固定螺子１７，１
７，１７・・・で本体部１０の一側面１０ａに密接固定
されているが、一側面１０ａのバキューム室１１の開口
部１２の外縁部と壁面Ｗとの間に介在して気密を保つも
のであればその断面形状は図示例に限定されるものでは
ない。

【００２５】そして、本体部１０の他側面１０ｂにはバ
キュームホース連通口１４を設け、上記バキューム室１
１内には、他側面１０ｂより気密を保って挿入された給
水パイプ３１の先端に連通され壁面Ｗに向って高圧水を
噴射するウオータジェットノズル３２を収納してなる。

【００２６】上記バキュームホース連通口１４には、バ
キュームホース２の一端が連結され、このバキュームホ
ース２の他端は、図示しないバキュームユニットの吸引
口に連結されるのは無論である。そして、このバキュー
ムユニットは従来公知なものを使用すればよいが、本発
明においてはバキューム室１１内の空気のみならず噴射
水および剥離物を共に吸引するので、耐食性に優れ、か
つ固形物をも吸引可能なものをも選定することが望まし
く、また、バキュムユニットより下流側またはバキュム
ユニットの吐き出し口下流側に空気と噴射水および剥離
物、またはこれら夫々を分離するサイクロン分級器、バ
ッグフィルタ等の分離装置を付設することも望ましく、
さらには、これら噴射水等をレシーバタンク内に導入貯
蔵するようになすことも望ましいものである。

【００２７】また、上記ウオータジェットノズル３２は
従来公知なものを使用すればよく、給水パイプ３１の他
端には水を圧送する高圧水供送ユニット（図示せず）の
吐き出し口をパイプ５を介して連結してあるのは従来と
同じである。

【００２８】図示例において、上記ウオータジェットノ
ズル３２は、壁面Ｗのバキューム室１１で覆われる部位
全面に噴射水が噴射されるように、回転式のノズルを使
用しており、上記給水パイプ３１は本体部１０の他面側
１０ｂの外面に固定した軸受３３，３３により回転自在
に支承されて、その先端を他面側１０ｂを気密を保つと
共に回転自在に貫通している。そして、この給水パイプ
３１の先端にはウオータジェットノズル３２を保持する
保持体３４（「図５」参照）を固定し、この保持体３４
には該給水パイプ３１の中心軸の延長上よりの距離を異
にした位置（等距離でもよい）に夫々ウオータジェット
ノズル３２，３２，３２・・・を取付け、該給水パイプ
３１の下流側はバキューム室１１内で分岐管３１ａ，３
１ｂ，３１ｃ・・・に分岐して、この分岐管３１ａ，３
１ｂ，３１ｃ・・・の先端を各ウオータジェットノズル
３２に連結してある。

【００２９】そして、上記給水パイプ３１乃至各ウオー
タジェットノズル３２は、該給水パイプ３１の中心軸を
回転中心軸としてモータ４０で回転することができるよ
うになしてある。なお、「図５」において、４１，４２
はプーリで両プーリ４１，４２間には図示しないベルト
が掛けられ、モータ４０によって該給水パイプ３１が回
転するようになしてあることは無論である。また、本実
施例では、給水パイプ３１を回転するようになしたた
め、パイプ５と該給水パイプ３１との連結部位にはスイ
ベルジョイント３６を介挿してある。

【００３０】なお、図中、１８は本体部１０に固定した
枠体で、この枠体１８は「図１」下端に地上に立てる足
片１８ａ，１８ａ，１８ａ，１８ａを設けてある。ま
た、２３は車輪２２の高さ調整螺子で、固定螺子２４を
緩め、この高さ調整螺子２３の螺進退で車輪２２の高さ
を調整した後、再度該固定螺子２４を締めて、該車輪２
２を所望の高さに調整できるようになしてある。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記のごときで、吸盤リング１
３内側にウオータジェットノズル３２を収納したため、
従来の吸着ユニットと剥離ユニットとを別個に設けたも
のに比較して、小型化・軽量化が実現でき、その分バキ
ュームユニットの容量も小さくても充分な吸着力を有す
る壁面剥離ロボットを提供することができるものであ
る。

【００３２】また、本発明は吸盤リング１３内側にウオ
ータジェットノズル３２を収納したため、噴射水、剥離
物の飛散はバキューム室１１内に限定される利点を有す
る。この利点は、噴射水等が大気中に飛散して作業環境
を悪化するのを防止するが、これらをバキュームホース
２で吸引することでほぼ確実に全量回収でき、噴射水等
が剥離面付近の壁面に再付着することも防止されること
から仕上りが綺麗で、先には説明しなかったが、ロボッ
ト本体１に塗装装置を連結し、剥離後に順次塗装し直す
ことも可能となる壁面剥離ロボットを提供することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明壁面剥離ロボットの平面図である。

【図２】本発明壁面剥離ロボットの底面図である。

【図３】本発明壁面剥離ロボットの側面図である。

【図４】本発明に使用される吸盤リング部の断面図であ
る。

【図５】本発明に使用されるウオータジェットノズル部
の断面図である。

【図６】使用状態正面図である。

【符号の説明】

１ロボット本体１０本体部１０ａ一側面１０ｂ他側面１１バキューム室１２開口部１３吸盤リング２１駆動源２２車輪３１給水パイプ３２ウオータジェットノズル５０オートテンションウインチＷ壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片野彦一神奈川県大和市下鶴間2570番地４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者宮下鋼士神奈川県大和市下鶴間2570番地４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者芦川正行神奈川県大和市下鶴間2570番地４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者松井鐘司神奈川県大和市下鶴間2570番地４西松建設株式会社技術研究所内 (72)発明者中村明男東京都多摩市愛宕２−２−８−305

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】一対のオートテンションウインチ（５０，
５０）によって吊り下げられると共に、壁面（Ｗ）を夫
々駆動源（２１）を有した車輪（２２，２２，２２，２
２）で自走するようになしたロボット本体（１）の本体
部（１０）に、壁面（Ｗ）に向って対向する一側面（１
０ａ）に開口部（１２）を有したバキューム室（１１）
を設け、この本体部（１０）の一側面（１０ａ）にはそ
の開口部（１２）の外周部位に吸盤リング（１３）を、
他側面（１０ｂ）にはバキュームホース連通口（１４）
を設け、上記バキューム室（１１）内には、他側面（１
０ｂ）より気密を保って挿入された給水パイプ（３１）
の先端に連通され壁面（Ｗ）に向って高圧水を噴射する
ウオータジェットノズル（３２）を収納してなる壁面剥
離ロボット。