JPH0818577B2 - 壁面走行用ロボットの移動吸着盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビル，橋梁などの建
造物の壁面あるいは天井面などを遠隔操作によって走行
させることができる壁面走行用ロボットの移動吸着盤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、この種の壁面走行用ロボ
ットは、ビル，橋梁，トンネル等の建造物の壁面及び天
井面の清掃，検査，コーティング作業などのように、従
来は人が危険を伴いながら行っていた作業を遠隔操作に
より無人運転で行うことができるものとして利用されて
いる。そして、このような壁面走行用ロボットに使用さ
れる移動吸着盤としては、例えば、実開平01-128475 号
公報や実開平04-38386号公報に開示されるものがある。

【０００３】すなわち、実開平01-128475 号公報に開示
されるものは、クローラ式壁面移動ロボットの吸着盤の
改良に関し、吸着盤に呼込み用の吸引部を設けたことを
特徴とするものであるが、この吸着盤の呼込み用の吸引
部は、壁面に吸着盤が接する直前においての吸引を有効
に行うことを主眼とするものである。

【０００４】一方、実開平04-38386号公報に開示される
ものは、吸盤本体を硬質弾性素材からなる硬質吸盤元部
と、軟質弾性素材からなる軟質吸盤先端部とから構成す
ることによって、吸着し易く、かつ離反しにくい吸着盤
を提供するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
技術によるものは、いずれも壁面に対して吸着し易く又
離反しにくい構造の吸盤を提供しようとするものであ
り、吸着し易く又離反しにくいという点については一応
の効果が認められるものの、壁面条件によっては必ずし
も上記効果が得られない。つまり、壁面が濡れている
か、あるいは壁面の凹凸起伏が顕著な場合には、その濡
れや凹凸起伏に起因し、さらに壁面走行用ロボットの自
重などによって吸盤が壁面に対して滑りやすく、場合に
よっては壁面から壁面走行用ロボットが滑落するという
不具合があるなど、実用化という点ではかなりの課題が
あるものであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、吸盤
自体に一定の滑り止め効果を持たせることによって壁面
条件の良否にかかわらず所定の吸着効果を発揮し、これ
により、壁面走行用ロボットが作業中に壁面から滑落す
るおそれがない壁面走行用ロボットの移動吸着盤を提供
しようというものである。

【０００７】上記の目的を達成するため、請求項１の発
明は、枠体の前後に所定間隔をおいて配置された２対以
上の回転輪に巻回されて回転走行する回転帯と、該回転
帯に取付枠を介して固定され、壁面走行時に真空発生装
置作動による吸着作用により壁面に吸着しうる複数の移
動吸着盤とを備えた壁面走行用ロボットを前提とするも
のであって、特に、上記移動吸着盤を、取付枠上に固着
された土台枠と、該土台枠上に設けられた可撓性部材か
らなる囲い枠と、上記土台枠内で取付枠上に固着された
台座と、上記土台枠及び囲い枠と台座との間を上下動可
能に配装され、表面が摩擦面となった内部スライド枠
と、上記台座と内部スライド枠との間に係止されて内部
スライド枠を上方へ付勢させる弾性体とから構成すると
ともに、上記取付枠及び台座と内部スライド枠にそれぞ
れ内外に連通する通気孔を設け、上記真空発生装置作動
時の吸引力によって内部スライド枠表面の摩擦面及び囲
い枠先端が壁面に吸着されるように構成したことを特徴
としている。

【０００８】

【作用】上記構成による請求項１の発明では、移動吸着
盤が取付枠上に固着した土台枠上に設けた可撓性部材か
らなる囲い枠と、上記土台枠内に固着した台座と上記土
台枠及び囲い枠との間を上下動可能に配装され、かつ上
方へ付勢されている内部スライド枠とから構成されてい
るので、移動吸着盤が壁面に接する際には、まず、囲い
枠先端と内部スライド枠表面の摩擦面が接するが、この
とき、上記真空発生装置作動時の吸引力により、内部ス
ライド枠に設けた通気孔、取付枠及び台座に設けた通気
孔から空気が吸引される結果、上記内部スライド枠と台
座との間に存在する空間内が負圧となる。このようにし
て上記空間内が負圧となると、上記内部スライド枠は弾
性体の付勢力に抗して台座側に移動する一方で、壁面に
接触している囲い枠は可撓性部材から形成されているの
で、該囲い枠はその先端側へ強く圧縮されることにな
り、壁面に対して密着状態となる。と同時に、台座側に
移動している上記内部スライド枠表面の摩擦面は壁面に
対して強く圧接することになる。このとき、上記内部ス
ライド枠表面の摩擦面と壁面との間では大きな摩擦力が
生じて、この摩擦力により、壁面に対する移動吸着盤の
滑りが阻止される。また、上記したように、壁面に対し
て密着している囲い枠は上述のように可撓性部材で形成
されているので、たとえ、壁面に多少の凹凸があったと
しても上記囲い枠の先端はその凹凸形状に沿って変形
し、囲い枠先端と壁面との僅かな隙間をも完全にうめつ
くすので、囲い枠内の気密状態が一段と向上させられる
ことになる。さらに、内部スライド枠によって囲い枠内
が気密状態となっても、内側につぶれることがない。

【０００９】一方、移動吸着盤が壁面から離反して真空
発生装置からの吸引力が移動吸着盤に作用しなくなる
と、台座側に移動している内部スライド枠は弾性体の復
元力によって囲い枠内の上方へすみやかに移動して元の
状態に復帰する、つまり、内部スライド枠が上方に付勢
された状態となると同時に、上記囲い枠もこれを構成す
る可撓性部材の復元力によって囲い枠本来の形状に直ち
に復元し、上記内部スライド枠と台座との間に再び、空
間が形成され、同空間は常圧となる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１乃至４はこの発明にかかる移動吸着盤６
を使用した壁面走行用ロボット１を示している。これら
の図面に示すように、この壁面走行用ロボット１は、枠
体２の一端側に該枠体２の横幅の距離を開けて相対向す
るようにして配置された１対の回転輪を構成する駆動輪
３及び従動輪４と、枠体２の他端側に上記１対の駆動輪
３と従動輪４の配置を左右逆にして相対向するようにし
て配置された他の１対の回転輪を構成する駆動輪３と従
動輪４と、これらの一端側と他端側にそれぞれ配置した
前記２対の駆動輪３と従動輪４の間にわたって巻回され
て回転する１つの回転帯５と、該回転帯５の外周面に図
示しない取付枠を介して固定された複数の移動吸着盤６
とから基本構成され、望ましくは、該移動吸着盤６と図
外の真空発生装置とを接続する吸引管７と、該吸引管７
の配管途中に設けられ上記移動吸着盤６の接壁面時に上
記真空発生装置と接続し離反時に真空発生装置と切断す
る制御部８とを備えた構成となっている。

【００１１】上記枠体２は図２で示すように矩形形状と
なっており、この枠体２の一端側に設けたモータ９から
枠体２の一側に設けた駆動歯車１０，中間歯車１１を介
して駆動輪３に回転力を伝達している。そして、この駆
動輪３の外周には、回転帯５の裏面に形成した噛合歯型
１２と噛み合うように歯部が形成されている。また、こ
の駆動輪３の相向い合う枠体２の他側には同径の従動輪
４が回転自在に設けられ、この従動輪４の外周にも回転
帯５の噛合歯型１２と噛み合う歯部が形成されている。
さらに、上記モータ９は枠体２の他端側にも設けられ、
枠体２の対角線の位置に相当する他側にも前記と同様の
駆動歯車１０、中間歯車１１及び駆動輪３がそれぞれ設
けられるとともに、相向い合う枠体２の一側に従動輪４
が回転自在に設けられている。

【００１２】このように、上記回転帯５は、その内周面
に形成した噛合歯型１２が枠体２の一端側と他端側にお
いてそれぞれ相対向するように設けた上記２対の駆動輪
３と従動輪４の歯部と噛み合うように巻回されているの
で、上記回転帯５には両巻回端の異なる側から回転駆動
が与えられるようになっている。このため、回転帯５の
正逆いずれの回転時または回転切換時においても、回転
帯５のテンションは緊張した状態を維持して弛むことが
ないので、壁面走行時において、該ロボット１は走行し
ようとする壁面に対して常に密着した状態を持続でき、
吸着力の大きい安定走行ができる。

【００１３】また、上記回転帯５は、この裏面側に設け
た噛合歯型１２が上記枠体２の両端側に配置した前後２
対の駆動輪３と従動輪４の間に位置する一側及び他側に
それぞれ２つずつ計４つ配置され、上記駆動輪３よりも
大径で、回転自在な誘導輪１３と噛み合っている。

【００１４】そして、上記した４つの誘導輪１３のう
ち、枠体２の一側及び他側にあり、これらの側にある各
従動輪４と近接する２つの誘導輪１３は、その軸に固定
した歯車１４、枠体２に固定した各軸にそれぞれ回転自
在に支持されている第１中間歯車１５、第２中間歯車１
６、該第２中間歯車１６と同軸にある第３中間歯車１７
及び第４中間歯車１８を介し、枠体２の中心にあってそ
の軸１９を共有する枠体２の左右両側にある一対の制御
輪２０を駆動させるようになっている。これらの歯車機
構の噛み合いによって、上記誘導輪１３から制御輪２０
に回転力が伝達され、回転帯５が１回転するとき、上記
制御輪２０が１回転するように、回転帯５の１回転と制
御輪２０の１回転とが同期するように調節されている。

【００１５】さらに、上記移動吸着盤６は図２で示すよ
うに、回転帯５の外周面全周にわたり、その横幅方向に
蝶番２８を介して取り付けた多数の取付枠２７上に各
々、固着されたもので、具体的に説明すると、図５及び
図６で示すような構造となっている。すなわち、これら
の図面に示すように、上記した移動吸着盤６は、横長な
矩形形状をなした土台枠２２上に、これと同一形状で、
軟質ゴム等の復元力のある可撓性部材で形成された囲い
枠２１を取り付け、上記土台枠２２の内部に台座２４を
固着し、上記土台枠２２及び囲い枠２１と台座２４との
間に略箱型の内部スライド枠２６を上下動可能に配装す
るとともに、上記台座２４と内部スライド枠２６との間
に上記内部スライド枠２６を上方に付勢させるバネ等の
弾性体２５を配装支持して構成され、しかも上記取付枠
２７及び台座２４には外部に連通する通気孔２３が設け
られる一方で、内部スライド枠２６の中心部位にはその
表面側の摩擦面２９と裏面側を貫通して内外を連通する
通気孔３０が設けられた構成となっている。

【００１６】そして、上記内部スライド枠２６は、図５
に示すように、囲い枠２１の内部に形成されている各吸
引室２８内毎にそれぞれ配装されており、しかも、この
内部スライド枠２６に設けられた上記通気孔３０を横切
って摩擦面２９側に吸引溝３１が縦横に交差して複数形
成されている。したがって、図７に示すように、壁面走
行用ロボット１の移動吸着盤６が垂直な壁面Ａに接面し
ているときは、図外の真空発生装置の作動により、ま
ず、取付枠２７に設けた通気孔２３から移動吸引管３２
を通じて吸引されると、吸引溝３１、通気孔３０及び通
気孔２３を経由して空気が真空発生装置側に吸引されて
いき、これにより、図６で示す内部スライド枠２６の内
部空間である吸引室２８は負圧となって、図７で示すよ
うに、内部スライド枠２６が弾性体２５の付勢力に抗し
て台座２４方向へ移動するとともに、囲い枠２１の先端
が壁面Ａに対して圧縮されつつ壁面Ａとの間をシールさ
れる。と同時に、台座２４側に移動した内部スライド枠
２６は台座２４側に接した状態で壁面Ａに対して圧接す
るように動作する（つまり、図６に示す状態から図７に
示す状態へと変化する）。このような作用によって、囲
い枠２１の先端と内部スライド枠２６の摩擦面２９と
は、壁面Ａに対して気密性が高い状態で吸着することに
なる。

【００１７】また、上記取付枠２７は、図５，図６で具
体的に示すように、その長手方向の両端が囲い枠２１と
反対方向へ折れ曲がった垂直片３３とこの垂直片３３の
端部から更に外側へ折れ曲がった水平片３４を有してお
り、上記垂直片３３には軸の長さは異なるが、上記垂直
片３４に対して平行な配置状態となるように第１ガイド
車３５と第２ガイド車３６とが設けられる一方で、上記
水平片３４の下面側には上記第１、第２ガイド車３５、
３６と回転方向が直交する位置で回転する第３ガイド車
３７が設けられている。また、前述したように、上記取
付枠２７の裏面には、図１０で具体的に示すように、回
転帯５の外周面に蝶番３８を介して回転可能にネジなど
で固着されているが、相隣り合う取付枠２７間の隙間は
僅かであるので、取付枠２７が蝶番３８を介して自由回
転する角度は僅かである。

【００１８】上記枠体２の左右両端には、図８、図９及
び図１０で示すように、上記取付枠２７の３つのガイド
車３５，３６，３７を案内する直線状の案内レール３９
がそれぞれ取付けられている。これらの案内レール３９
は、回転帯５が上記２対の駆動輪３、従動輪４及び２対
の誘導輪１３と噛み合いして回転するとき、回転帯５の
外周面に蝶番３８ならびに取付枠２７を介して取り付け
られている移動吸着盤６が壁面Ａと常時平行な状態を維
持し、壁面走行用ロボット１に偏荷重がかかって枠体２
が壁面Ａから離れる方向に外力が作用した場合であって
も、この外力を壁面Ａの吸着しているすべての移動吸着
盤６にできるだけ等しく分配する目的、かつ進行方向の
左右の揺れを防止する目的で設けられ、上記２つの第
１、第２ガイド車３５、３６を壁面Ａと平行方向に案内
する第１ガイド４０と、第３ガイド車３７を壁面Ａと垂
直方向に案内する第２ガイド４１とを有している。

【００１９】また、上記のように、案内レール３９は、
回転帯５の、誘導輪１３の噛合部位を境として、直線部
分の下方に配装されているが、誘導輪１３の噛合部位か
ら駆動輪３（又は従動輪４）側に至る曲線部位では、図
８または図９に示すように、円弧状の補助案内レール４
２が設けられている。すなわち、これらの補助案内レー
ル４２は、図８で示すように、右下がりに傾斜している
図中左側に位置する移動吸着盤６を、案内レール３９上
を平行状態に移動するようにガイドするため、上記移動
吸着盤６が壁面に接する直前（回転帯５の曲線部位）に
て、移動吸着盤６の内部スライド枠２６の摩擦面２９が
壁面と平行になるように姿勢を直すためのものであり、
図５で示す取付枠２７の垂直片３３に設けた軸の長い方
の第１ガイド車３５が図８で示すように、補助案内レー
ル４２の円弧外周面側にガイドされることによって、蝶
番３８を中心に移動吸着盤６が回転して平行姿勢を保つ
ようになっている。なお、回転帯の逆回転の場合に備え
て、反対側の端部においても、同様の補助案内レールが
設けられているが、この場合には軸の短い方の第２ガイ
ド車３６が円弧状外周面側にガイドされるようになって
いる。

【００２０】一方、制御部８は、図１０乃至図１３で具
体的に示すように、主として、制御輪２０と、枠体２に
支持されている制御板４３と、これらの制御輪２０と制
御板４３の間に介装され回動可能な切換板４４とから構
成され、特に、上記制御輪２０には、軸１９が貫通する
中心穴４５から外周方向に向かって放射状に１列４つの
透孔４６が等角度間隔で１５列設けられている。この１
列４個の透孔４６は１つの移動吸着盤６の４つの通気孔
２３にそれぞれ対応しており、上記各透孔４６と移動吸
着盤６の各通気孔２３との間は前記した移動吸引管３２
によってそれぞれ接続されている。また、回転帯５の外
周面に取り付けられた移動吸着盤６の数は計３０個であ
るので、１つの制御輪２０に設けられた１５列の透孔４
６は半分の移動吸着盤６に対応し、２つの制御輪２０で
すべての移動吸着盤６に対応していることになるが、安
全を見越して相隣合う移動吸着盤６には異なる制御輪２
０の１列の透孔４６が対応するような配慮を施してい
る。これによって、万一、一方の制御部８に破損事故な
どが発生しても、残り半分の移動吸着盤６が壁面Ａに吸
着している状態が維持されるように図られている。

【００２１】上記した相対向する２つの制御輪２０は、
前記歯車機構によって同一方向に同速度で回転するよう
になっているが、前記したように両端を枠体２に回転自
在に支持された軸１９にそれぞれ固定されて強制的にも
同一方向、同速度に回転できるようにもなっている。さ
らに、この２つの制御輪２０と回転帯５の回転方向は同
方向で且つ制御輪２０が１回転すると回転帯５も１回転
するように同期しているのに加えて、相向い合う駆動輪
３と従動輪４の間には軸１９に相当する軸が存在しない
ことから、回転帯５は各々の制御輪２０の透孔４６と各
移動吸着盤６の複数の通気孔２３との間をそれぞれ接続
する１２０本の移動吸引管３２同志は互いにもつれるこ
となく回転移動するようになっている。

【００２２】また、上記制御板４３は、図１０で示すよ
うに、制御輪２０と同心状となるように切換板４４を介
在させて枠体２に固定して設けられているが、これらの
制御板４３、切換板４４及び制御輪２０との間にはそれ
ぞれ図示しないパッキンなどを介して気密状態となるよ
うに構成している。この制御板４３には、具体的には図
１１で示すように、扇形状の吸引貫通孔４７が形成され
ているとともに、この吸引貫通孔４７は図外の真空発生
装置からの吸引管７と接続されており、上記吸引貫通孔
４７よりも周角度のやや小さめで扇形状の吸引透孔４８
が形成された切換板４４、上記吸引貫通孔４７に形成部
位に相当する制御輪２０の各透孔４６及び該各透孔４６
に接続している各移動吸引管３２とを介し、この各移動
吸引管３２に接続されている移動吸着盤６の吸引室２８
内の空気や移動吸着盤６内の内部スライド枠２６の摩擦
面と壁面との間に存在する空気を吸引できるようになっ
ている。

【００２３】そして、枠体２の左右両側にある２つの制
御板４３の、それぞれの吸引貫通孔４７に位置する透孔
４６は一方が６列、他方が５列の合計１１列、すなわ
ち、常時１１個の移動吸着盤６が壁面Ａに吸着するよう
になっている。また、上述したように、切換板４４にも
この吸引貫通孔４７と略同形状の吸引透孔４８が形成さ
れているので、吸引管７からの吸引力は制御板４３、切
換板４４、制御輪２０、移動吸引管３２を経由して移動
吸着盤６側に伝わるようになっている。さらに、上記切
換板４４の外周には多数の歯が形成され、この歯は枠体
２に固定された図外の制御モータの軸に取り付けた歯車
の歯と噛み合うようになっており、この制御モータの駆
動によって軸１９を中心に２列の透孔４６のなす角度だ
け回転、すなわち、図１２に示す１点鎖線Ｘから２点鎖
線Ｙの位置まで回転することで、移動吸着盤６の吸着位
置を切り換えることができるようになっている。これに
よって吸引している１１個の移動吸着盤６のうち、吸引
し始めの最初の移動吸着盤６の位置が切り換えられ、壁
面走行用ロボット１の進行方向の最前列の移動吸着盤６
が常時吸引されるようになっている。

【００２４】なお、上記真空発生装置は、真空ポンプで
あっても、あるいは圧縮空気を供給してエゼクタの原理
で吸引する形式のいずれであっても差し支えなく、ま
た、この真空発生装置の設置場所は壁面Ａを形成する建
造物の屋上などの高所、または地上であっても、あるい
は当該ロボット１に積載するなどの、いずれの手段でも
差し支えない。特に、真空発生装置を高所に設置した場
合には、真空発生装置と当該ロボット１との間が吸引管
７で接続されているので、万一、移動吸着盤６の吸引力
が著しく低下し、これにより、当該ロボット１を壁面Ａ
に吸着できなくなった場合でもこの吸引管７を命綱の代
りに利用して落下を防止できるという効果がある。

【００２５】以上のように構成される壁面走行用ロボッ
トを建造物の壁面に沿って走行させたい場合には、たと
えば、図７で示すように、最初は壁面Ａに壁面走行用ロ
ボット１の下面側に位置する１１個の移動吸着盤６の各
摩擦面２９を壁面Ａに強制的に当接させて、上記ロボッ
ト１と接続された図外の真空発生装置の作動により、吸
引作用を発揮させるだけで所期の目的を達成できる。つ
まり、図１１に示すように、図外の真空発生装置の作動
による吸引作用により、これに接続された吸引管７から
の吸引作用によって、２つの制御板４３の扇形状の吸引
貫通孔４７、切換板４４の吸引透孔４８及びこれら孔４
７，４８の開設部位にそれぞれ位置している２つの制御
輪２０の合計１１列で計４４個の透孔４６と、これらの
各透孔４６に接続されている各移動吸引管３２とを経由
して、これら各移動吸引管３２に接続され、壁面Ａに接
している１１個の移動吸着盤６の計４４個の吸引室２８
内から空気が吸引されていくので、上記吸引室２８内が
急激に減圧されていき、該吸引室２８内は負圧となる。

【００２６】このようにして、移動吸着盤６の計４４個
の吸引室２８内が負圧となる結果、図６で示す移動吸着
盤６内に配装されている内部スライド枠２６は弾性体２
５の付勢力に抗して台座２４側に移動する一方で、壁面
に接触している囲い枠２１は軟質ゴムでできているの
で、該囲い枠２１はその先端側へ強く圧縮されることに
なり、壁面に対して密着状態となる。と同時に、台座２
４側に移動している上記内部スライド枠２６表面の摩擦
面２９は、壁面に対して強く圧接し、図７で示すような
状態となる。このとき、内部スライド枠２６表面の摩擦
面２９と壁面Ａとの間では大きな摩擦力が生じ、この摩
擦力により、移動吸着盤６の壁面Ａに対する滑りが阻止
される。また、壁面Ａに対して密着している囲い枠２１
は上述のように軟質ゴム等の可撓性部材で形成されてい
るので、たとえ、壁面Ａ表面に多少の凹凸があったとし
ても上記囲い枠２１の先端はその凹凸形状に沿って変形
し、該囲い枠２１先端と壁面Ａとの僅かな隙間をも略完
全にうめつくすので、該囲い枠２１内に気密状態が一段
と向上する。また、気密状態時においても、内部スライ
ド枠２６によって囲い枠２１が内側へつぶれることがな
い。

【００２７】このように、壁面走行用ロボット１の移動
吸着盤６が壁面Ａに対して強力に吸着される結果、移動
吸着盤６が壁面Ａ上を滑りることがなく、したがって、
壁面Ａ上から壁面走行用ロボット１が滑落するおそれが
なくなるという効果がある。

【００２８】なお、上記実施例のように、移動吸着盤６
に複数の吸引室２８を設けた場合には、真空発生装置の
作動による吸引作用は、個々の吸引室２８から独立して
作用するため、仮に１つの吸引室２８や移動吸引管３２
に破損事故が生じるなどしても、吸引力の低下や大気中
の空気が吸引されることが生じても、他の吸引室２８や
移動吸引管３２にはその影響が及ばず、有効にその機能
を発揮する。したがって、上記破損事故に起因して、壁
面Ａから壁面走行用ロボット１が滑落するというおそれ
がなく、安全面の利点がある。

【００２９】また、壁面走行用ロボット１を壁面Ａに沿
って走行させる場合には、図外の真空発生装置に接続す
る吸引管７と一緒に束ねられるなどして電源に接続され
ている電線に通電して２つのモータ９を同時に正又は逆
方向に駆動させる。すると、対角線上に配置した２つの
駆動輪３も同時に回転して回転帯５を回転させる。この
とき、回転帯５は４つの誘導輪１３と噛み合っているの
で、この４つの誘導輪１３と前記した歯車機構によって
噛み合う制御輪２０も回転し始める。そして、真空発生
装置の作動時において、上記制御輪２０に設けた多数の
透孔４６は、そのすべての透孔４６が利用に供されるの
ではなく、前記したように壁面Ａ側に位置する１１個の
移動吸着盤６からのみ吸引され、前後端又は壁面Ａと反
対側に位置している移動吸着盤６からの吸引はないの
で、その一部（１１列で計４４個の透孔）が利用される
だけであるので、真空発生装置からの吸引力は有効に利
用される。また、壁面走行用ロボット１の走行中、吸引
作用をする１１個の移動吸着盤６のうち、１個は壁面に
接する少し前から吸引しているとともに、壁面に接する
直前には、図８に示すように、補助案内レール４２及び
第１ガイド車３５又は第２ガイド車３６によって蝶番３
８を中心にして回動して、摩擦表面２９と壁面Ａとが平
行となり、壁面Ａに吸着し易い状態となっている。

【００３０】一方、壁面走行用ロボット１の進行方向を
逆方向に切り換える時には、まず図外の制御モータを駆
動させて、切換板４４を相隣り合う２列の透孔４６が形
成する角度分だけ回転させる。これによって、吸引作用
をする１１個の移動吸着盤６のうち、壁面に接する直前
の移動吸着盤６が前記と同じ理由によって吸引され、壁
面Ａに対して吸着し易い状態となる。そして、モータ９
を逆方向に回転させ、前記と同様に２つの駆動輪３を駆
動させ、回転帯５を逆方向に回転させることによって、
壁面走行用ロボット１を逆方向に進行させる。このよう
にして、次々と壁面に接する移動吸着盤６から吸引し、
逆に、離反する移動吸着盤６に対しては制御部８を通じ
て吸引を止めるように制御することにより、前後進でき
るようになっている。

【００３１】上記のように構成される壁面走行用ロボッ
ト１の枠体２には、使用用途に応じて、壁面Ａの塗装装
置，清掃装置，検査装置，コーティング装置などを搭載
することにより、各種作業をおこなうようになっている
が、このような作業は壁面走行用ロボット１が単に前進
後進する機能に加え、作業途中で進行方向を方向転換で
きると、その作業能率が著しく向上すると考えられるた
め、下記するように、方向転換用の装置をも具備させる
ことができる。

【００３２】すなわち、この方向転換用の装置は、具体
的には、図１に示すように、枠体２の上方に配設した固
定アーム４９を介して、旋回用モータ５０及び歯車列５
１によって方向転換自在に支持された回転アーム５２
と、該回転アーム５２の両端に設けた上下動シリンダ５
３と、該上下動シリンダ５３のロッド５４に固定した固
定吸着盤５５と、該固定吸着盤５５と図外の真空発生装
置とを接続する吸引管７と、該吸引管７の配管途中に設
けられて真空発生装置と固定吸着盤５５との接続をＯＮ
・ＯＦＦの切り換えにより切り換える図外の切換弁とを
具備した構成となっている。そして、上記上下動シリン
ダ５３はシリンダ内を吸引することで上下方向にロッド
５４をコントロールできるように吸引管７と接続されて
おり、上記固定吸着盤５５は移動吸着盤６と同じ構成を
なしている。

【００３３】このような方向転換用の装置によって、当
該ロボット１の進行方向を変えたいときには、まず、回
転アーム５２の両端に設けた上下動シリンダ５３を伸長
させて固定吸着盤５５を壁面Ａに当接させ、ついで、図
外の切換弁を切換えて真空発生装置と吸引管７を介して
接続した固定吸着盤５５に負圧を生じさせることによ
り、固定吸着盤５５を壁面Ａに対して強固に吸着させて
から、移動吸着盤６と真空発生装置の接続を切り、上記
した上下動シリンダ５３のロッド５４を更に伸長させて
１１個の移動吸着盤６を壁面Ａから離反させる。その後
に、当該ロボット１を回転アーム５２に対して新しく進
行しようとする方向へ回転させる。このとき、旋回用モ
ータ５０を駆動させることによって、歯車列５１に回転
力が伝わって当該ロボット１は回転する。つぎに、上下
動シリンダ５３のロッド５４を縮小させて１１個の移動
吸着盤６を再び、壁面Ａに当ててから真空発生装置と移
動吸着盤６を接続して吸着力を生じさせ、壁面Ａに対し
て移動吸着盤６を吸着させてから、切換弁によって真空
発生装置と固定吸着盤５５との接続を切断する。そし
て、上下動シリンダ５３のロッド５４を更に縮小するこ
とにより、固定吸着盤５５を壁面Ａから離反し、以後は
２つのモータ９を駆動させて回転帯５を正又は逆回転さ
せることにより、目的方向に進行させることができるよ
うになっている。

【００３４】さらに、図１４及び図１５に示す実施例
は、壁面走行用ロボット１をその作業目的によって横方
向のみに移動することが必要な場合に有効な移動装置を
取り付けたものを示している。この実施例のものは、壁
面走行用ロボット１の枠体２の両端に取付腕５６を介し
て上下動シリンダ５３を設け、この上下動シリンダ５３
のロッド５４の先端にそれぞれ長尺な固定吸着盤５５を
取り付け、かつ、この固定吸着盤５５の上面とロッド５
４の先端とをスライド板５７を介してスライド自在に構
成すると共に、枠体２の両端に設けた駆動歯車５８と２
つの固定吸着盤５５の内側に形成した歯５９とが噛み合
うように構成したものである。

【００３５】このような構成を採用することによって、
固定吸着盤５５を壁面Ａに吸着固定し、壁面走行用ロボ
ット１を上下動シリンダ５３によって壁面Ａから離反し
てのち、駆動歯車５８を駆動することで、壁面走行用ロ
ボット１を横方向に移動させることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、壁面走行用ロボットの移動吸着盤は、軟質ゴム
からなる囲い枠と、該囲い枠内に上下動自在で、かつ上
方へ付勢して配装した内部スライド枠とで構成し、真空
発生装置作動による吸引力により、上記内部スライド枠
をその付勢力に抗して壁面と反対側に吸引することで、
壁面に接する軟質ゴムからなる囲い枠先端を壁面に対し
て圧縮させると同時に、上記内部スライド枠表面の摩擦
面を壁面に対して圧接させるように構成した。このこと
により、壁面と内部スライド枠表面の摩擦面とにおける
摩擦抵抗が増大すると同時に、囲い枠もその構成材料で
ある軟質ゴム等の可撓性部材が壁面の凹凸起伏に沿って
自由に変形してその凹凸面をうめつくすので、囲い枠先
端と壁面と間における気密性が格段に向上する。したが
って、上記移動吸着盤を採用した壁面走行用ロボット
は、壁面に対する吸着効果がきわめて大きくなり、壁面
条件の良否にかかわらず、壁面に対して常に滑りにくく
なっているので、滑落等の危険性がなくて安全作業がお
こなえるのみならず、壁面走行用ロボットにより従来よ
りも沢山の機材を積載できて作業性が向上するという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる移動吸着盤を使用
した壁面走行用ロボットの全体斜視図である。

【図２】壁面走行用ロボットの駆動機構の平面説明図で
ある。

【図３】壁面走行用ロボットの駆動機構の側面説明図で
ある。

【図４】壁面走行用ロボットの側面説明図である。

【図５】移動吸着盤の一部を拡大して示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＡ−Ａ線断面説明図である。

【図７】壁面に移動吸着盤が吸着した状態を示す断面説
明図である。

【図８】案内レールと補助案内レールとの配置関係を示
す一部省略説明図である。

【図９】図８のＢ方向矢視図である。

【図１０】制御部と移動吸着盤の取付状態を示す断面説
明図である。

【図１１】制御部と移動吸着盤の取付関係を示す斜視分
解説明図である。

【図１２】制御輪に対する制御板の吸引貫通孔及び切換
板の吸引透孔の位置関係を示す平面図である。

【図１３】図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１４】壁面走行用ロボットの他の実施例を示す斜視
図である。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ 壁面走行用ロボット ２ 枠体 ３ 駆動輪（回転輪） ４ 従動輪（回転輪） ５ 回転帯 ６ 移動吸着盤 ８ 制御部 ２１ 囲い枠 ２５ 弾性体 ２６ 内部スライド枠 ２９ 摩擦面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体の前後に所定間隔をおいて配置され
   た２対以上の回転輪に巻回されて回転走行する回転帯
   と、該回転帯に取付枠を介して固定され、壁面走行時に
   真空発生装置作動による吸着作用により壁面に吸着しう
   る複数の移動吸着盤とを備えた壁面走行用ロボットの移
   動吸着盤において、 上記移動吸着盤は、取付枠上に固着された土台枠と、該
   土台枠上に設けられた可撓性部材からなる囲い枠と、上
   記土台枠内で取付枠上に固着された台座と、上記土台枠
   及び囲い枠と台座との間を上下動可能に配装され、表面
   が摩擦面となった内部スライド枠と、上記台座と内部ス
   ライド枠との間に係止されて内部スライド枠を上方へ付
   勢させる弾性体とから構成されるとともに、 上記取付枠及び台座と、内部スライド枠にはそれぞれ内
   外に連通する通気孔が設けられ、 上記真空発生装置作動時の吸引力によって内部スライド
   枠表面の摩擦面及び囲い枠先端が壁面に吸着されるよう
   に構成されたことを特徴とする壁面走行用ロボットの移
   動吸着盤。