JPS6078877A - 壁面走行機 - Google Patents
壁面走行機Info
- Publication number
- JPS6078877A JPS6078877A JP58187036A JP18703683A JPS6078877A JP S6078877 A JPS6078877 A JP S6078877A JP 58187036 A JP58187036 A JP 58187036A JP 18703683 A JP18703683 A JP 18703683A JP S6078877 A JPS6078877 A JP S6078877A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- wall surface
- permanent magnet
- wall
- magnetic sensor
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は磁性体壁面を磁石によって吸着し移動する壁面
走行機に係シ、特に確実な吸着動作を行うのに好適な吸
着状態の検知装置に関する。
走行機に係シ、特に確実な吸着動作を行うのに好適な吸
着状態の検知装置に関する。
従来、壁面走行機において、イ庭石の壁面への吸着の検
知はリミットスイッチを用いて行われていた。しかしリ
ミットスイッチは機械的可動部分をもつため寿命が有限
である。ｊｏた可動部分が遊びをもつことが多く、作動
範囲が遊びと大差ない程度の微小変位の検出には使用で
きない。また動作時にチャタリングを発生するので、そ
の対策も必要である。このように磁石の壁面への吸着の
検知にリミットスイッチを用いるには、信頼性が低いと
込う欠点がおった。
知はリミットスイッチを用いて行われていた。しかしリ
ミットスイッチは機械的可動部分をもつため寿命が有限
である。ｊｏた可動部分が遊びをもつことが多く、作動
範囲が遊びと大差ない程度の微小変位の検出には使用で
きない。また動作時にチャタリングを発生するので、そ
の対策も必要である。このように磁石の壁面への吸着の
検知にリミットスイッチを用いるには、信頼性が低いと
込う欠点がおった。
本発明の目的は、壁面走行機の墜落を防止するため、移
動の動作に伴う吸着状態を検知する機能をもつ壁面走行
機を提供することにある。
動の動作に伴う吸着状態を検知する機能をもつ壁面走行
機を提供することにある。
〔発明の概要〕 一
本発明の特徴は、永久磁石と当該永久磁石を壁面に着脱
する機構と走行機を壁面に沿って移動さ機構とからなる
壁面走行機において、尚該永磁石の漏洩磁気回路中に磁
気センサを設置し、当該永久磁石が磁性体壁面に吸着し
て閉じた磁気回路を形成するのに伴って漏洩磁束が減少
するを観測することによシ当該永久磁石の吸着状態を検
知することにある。
する機構と走行機を壁面に沿って移動さ機構とからなる
壁面走行機において、尚該永磁石の漏洩磁気回路中に磁
気センサを設置し、当該永久磁石が磁性体壁面に吸着し
て閉じた磁気回路を形成するのに伴って漏洩磁束が減少
するを観測することによシ当該永久磁石の吸着状態を検
知することにある。
まず、本発明の詳細な説明する。磁石が強磁性体に吸着
しておらず、したがって磁気回路が閉じていない場合、
磁石から周辺の空隙へ洩れ出る磁束の密度をＢ＋ とす
る。これに対し、磁石が強磁性体に吸着して磁気回路が
閉じている場合、磁石からの漏洩磁束の磁束密度をＢ２
とすると、Ｂ１とＢ２の間には（１）式の関係が成立す
る。
しておらず、したがって磁気回路が閉じていない場合、
磁石から周辺の空隙へ洩れ出る磁束の密度をＢ＋ とす
る。これに対し、磁石が強磁性体に吸着して磁気回路が
閉じている場合、磁石からの漏洩磁束の磁束密度をＢ２
とすると、Ｂ１とＢ２の間には（１）式の関係が成立す
る。
Ｂｌ＞Ｂ２ ・・・・・・・・・・・・（１）したがっ
て前記永久磁石周辺の漏洩磁気回路中に磁気センサを設
置踵磁気センサからの出力を処理する演算器に（２）式
を満たすような閾値Ｂｏを設定する。
て前記永久磁石周辺の漏洩磁気回路中に磁気センサを設
置踵磁気センサからの出力を処理する演算器に（２）式
を満たすような閾値Ｂｏを設定する。
Ｂ１＞Ｂｏ＞Ｂ２ ・・・・・・・・・・・・（２）演
算器は磁気センサの出力Ｂを読込み、閾値Ｂｏと比較す
る。Ｂ ＞ Ｂ ｏであれは、磁石は強磁性体に吸着し
ていないし、Ｂ＜Ｂｏであれば吸着していると判断する
ことができる。演算器の判断は壁面走行機の制御装置に
送られる。制御装置は、磁石が吸着状態の間、壁面走行
機の動作を許可し、非吸着状態を検知したら動作を禁止
する。これによシネ完全な吸着状態のまま壁面走行機が
動作するのを防止することができる。
算器は磁気センサの出力Ｂを読込み、閾値Ｂｏと比較す
る。Ｂ ＞ Ｂ ｏであれは、磁石は強磁性体に吸着し
ていないし、Ｂ＜Ｂｏであれば吸着していると判断する
ことができる。演算器の判断は壁面走行機の制御装置に
送られる。制御装置は、磁石が吸着状態の間、壁面走行
機の動作を許可し、非吸着状態を検知したら動作を禁止
する。これによシネ完全な吸着状態のまま壁面走行機が
動作するのを防止することができる。
一般に（１）式の関係は、設計者が磁石形状やヨーク形
状を考慮することによって、（３）式のようにすること
ができる。
状を考慮することによって、（３）式のようにすること
ができる。
Ｂｌ＞Ｂ２ ・・・・・・・・・・・・（３）したがっ
て（２）式を満たすＢｏの範囲は広いため、閾値ＢＯの
設定は自由度が太きく、容易である。
て（２）式を満たすＢｏの範囲は広いため、閾値ＢＯの
設定は自由度が太きく、容易である。
また磁石の部位による吸着状態の差の影響を除くには、
磁気センサを複数個設置し、出力の論理積をとることに
より、壁面走行機は観測の対象とするすべての部位を吸
着させて動作する。これによシさらに確実な動作を得る
ことができる。
磁気センサを複数個設置し、出力の論理積をとることに
より、壁面走行機は観測の対象とするすべての部位を吸
着させて動作する。これによシさらに確実な動作を得る
ことができる。
本発明の具体的実施例について以下口金用いて説明する
。第１図は磁石と磁気センサの配置の一例を示す。永久
磁石１の両極にはヨーク２が付けてあｐ３ヨーク２の一
方の端面３は壁面への吸着面となっている。また磁石１
からの漏洩磁束が通る部分に磁気センサ４をおく。第１
図の断面を示したものが第２図である。この状態では永
久磁石ｌは壁へは吸着しておらず、永久磁石１から出た
磁束５はヨーク２内を通シ、殆んど空気中に漏れ出る。
。第１図は磁石と磁気センサの配置の一例を示す。永久
磁石１の両極にはヨーク２が付けてあｐ３ヨーク２の一
方の端面３は壁面への吸着面となっている。また磁石１
からの漏洩磁束が通る部分に磁気センサ４をおく。第１
図の断面を示したものが第２図である。この状態では永
久磁石ｌは壁へは吸着しておらず、永久磁石１から出た
磁束５はヨーク２内を通シ、殆んど空気中に漏れ出る。
よってかなシの漏洩磁束が磁気センサ４を通過する。と
ころが第３図のように永久磁石１が壁面６に吸着してい
ると、永久磁石１から出た磁束５の殆んどは永久磁石１
、ヨーク２、壁面６で形成される磁気抵抗の小さい回路
を通過する。このため磁気抵抗の高い空気中へ漏れ出る
磁束は非常に少なくなシ、磁気センサ４を通過する磁束
も減少する。すなわちヨーク２が壁に吸着しているか否
かによｐ磁気センサを通過する磁束の量が変化するため
、これを検出して直接磁石の吸着状態を知ることができ
る。
ころが第３図のように永久磁石１が壁面６に吸着してい
ると、永久磁石１から出た磁束５の殆んどは永久磁石１
、ヨーク２、壁面６で形成される磁気抵抗の小さい回路
を通過する。このため磁気抵抗の高い空気中へ漏れ出る
磁束は非常に少なくなシ、磁気センサ４を通過する磁束
も減少する。すなわちヨーク２が壁に吸着しているか否
かによｐ磁気センサを通過する磁束の量が変化するため
、これを検出して直接磁石の吸着状態を知ることができ
る。
磁気センサにホール素子を使用した場合、第４図に示す
ようにホール素子を通過する磁束密度Ｂとホール電圧Ｖ
ＨＡＬＬは比例関係にある。第５図のようにホール素子
７、増幅器８、比較器９で回路を構成し、吸着状態にお
ける任意の磁束密度Ｂ。
ようにホール素子を通過する磁束密度Ｂとホール電圧Ｖ
ＨＡＬＬは比例関係にある。第５図のようにホール素子
７、増幅器８、比較器９で回路を構成し、吸着状態にお
ける任意の磁束密度Ｂ。
に対応する参照電圧Ｖ ＲＫＦを比較器９に力えておく
。第４図でＸは壁面からヨークの吸着面までの距離であ
る。非吸着状態においてＸはｘｌなる値をと９、これに
対応する漏洩磁束密度はＢ１であるからホール電圧はｖ
ｌである。このとき、Ｍｌ ） ｖＲｚｙ −−（４） であるから、出力電圧Ｖ ｏ ＵＴはＯＮ状態、即ちＶ
ＯＮを示し、非吸着状態であることがわかる。吸着状態
においてＸはＸ２なる値をとり、これに対応する漏洩磁
束密度Ｂ２であるからホール電圧はｖ２である。このと
きは、 ｖ２ （ｙＲｌｉ、 ・・・・・・・・・（５）である
から、出力電圧はＯＦＦ状態、即ちＶＯＦＦを示し、吸
着状態であることがわかる。
。第４図でＸは壁面からヨークの吸着面までの距離であ
る。非吸着状態においてＸはｘｌなる値をと９、これに
対応する漏洩磁束密度はＢ１であるからホール電圧はｖ
ｌである。このとき、Ｍｌ ） ｖＲｚｙ −−（４） であるから、出力電圧Ｖ ｏ ＵＴはＯＮ状態、即ちＶ
ＯＮを示し、非吸着状態であることがわかる。吸着状態
においてＸはＸ２なる値をとり、これに対応する漏洩磁
束密度Ｂ２であるからホール電圧はｖ２である。このと
きは、 ｖ２ （ｙＲｌｉ、 ・・・・・・・・・（５）である
から、出力電圧はＯＦＦ状態、即ちＶＯＦＦを示し、吸
着状態であることがわかる。
磁気センサに磁気抵抗素子を用いた場合、素子に加わる
磁束密度Ｂとこれに対応する素子の抵抗Ｒの関係は第６
図のようになる。この場合、第７図のように磁気抵抗素
子１０、固定抵抗１１．比較器１２で回路を構成する。
磁束密度Ｂとこれに対応する素子の抵抗Ｒの関係は第６
図のようになる。この場合、第７図のように磁気抵抗素
子１０、固定抵抗１１．比較器１２で回路を構成する。
非吸着状態における抵抗値几１に対応する電圧ｖ１と、
吸着状態における抵抗値Ｒ２に対応する電圧ｖ２に対し
く６）式を満たす参照電圧ＶＲＩＩＩＦを比較器１２に
与えておく。
吸着状態における抵抗値Ｒ２に対応する電圧ｖ２に対し
く６）式を満たす参照電圧ＶＲＩＩＩＦを比較器１２に
与えておく。
ｖ １ 、） ｖｉｚｒ 、ｌ＞ Ｖ ２ ＝−（６）
このとき点１３における電位ＶがＶ＜ＶＲＩＦのとき、
磁石は壁面に吸着しており、ｖ＞ＶＲＩＦのとき、磁石
は非吸着状態である。
このとき点１３における電位ＶがＶ＜ＶＲＩＦのとき、
磁石は壁面に吸着しており、ｖ＞ＶＲＩＦのとき、磁石
は非吸着状態である。
以上のようにして磁石１の吸着状態を絶対的に知ること
ができる。
ができる。
次にこのような吸着状態の検知装置を実際の壁面走行機
に適用した場合について説明する。ＭＢ図は永久磁石で
壁面に吸着して歩行動作を行う壁面走行機の一例である
。１４．１４’は永久磁石、１５．１５’は磁石の着脱
用アクチュエータ、１６．１６’は脚のフレーム、１７
．１７’は脚の送シ装置、１８．１８’は脚の送シ装置
のアクチュエータ、１９は本体、２０．２０’は磁気セ
ンサである。磁気センサ２０，２０”（ｆ磁石１４゜１
４′の近傍に設置することによシ、磁石１４゜１４′が
壁面に吸着しているか否かを知ることができる。本装置
が歩行動作を行う場合、一方の脚の磁石１４で壁面に吸
着した状態で、他方の脚の磁石１４’を引き上げて移動
方向に送る。次に磁石１４′を吸着させ、磁気センナ２
０′によって吸着状態を確認したのち、もう一方の脚の
磁石１４を引き上げて移動方向に送る。このようにして
、移動方向に送った脚を着地・吸着させた後、前記にあ
る吸着状態の検知装置を用いて吸着を確認してから他方
の脚を壁面よシ引き上げることを繰シ返すことによシ、
移動する。吸着状態の検知装置によって吸着が不完全と
判定された場合、以後の動作を禁止して停止するので落
下することは無い。
に適用した場合について説明する。ＭＢ図は永久磁石で
壁面に吸着して歩行動作を行う壁面走行機の一例である
。１４．１４’は永久磁石、１５．１５’は磁石の着脱
用アクチュエータ、１６．１６’は脚のフレーム、１７
．１７’は脚の送シ装置、１８．１８’は脚の送シ装置
のアクチュエータ、１９は本体、２０．２０’は磁気セ
ンサである。磁気センサ２０，２０”（ｆ磁石１４゜１
４′の近傍に設置することによシ、磁石１４゜１４′が
壁面に吸着しているか否かを知ることができる。本装置
が歩行動作を行う場合、一方の脚の磁石１４で壁面に吸
着した状態で、他方の脚の磁石１４’を引き上げて移動
方向に送る。次に磁石１４′を吸着させ、磁気センナ２
０′によって吸着状態を確認したのち、もう一方の脚の
磁石１４を引き上げて移動方向に送る。このようにして
、移動方向に送った脚を着地・吸着させた後、前記にあ
る吸着状態の検知装置を用いて吸着を確認してから他方
の脚を壁面よシ引き上げることを繰シ返すことによシ、
移動する。吸着状態の検知装置によって吸着が不完全と
判定された場合、以後の動作を禁止して停止するので落
下することは無い。
第９図、第１０図は、永久磁石、ヨーク、磁気センナの
位置関係の例を示したものである。第９図は磁気センサ
４を永久磁石１と同一面内に設置した例で、永久磁石１
、ヨーク２よ構成る単位を隣接して配置することができ
る。第１０図は磁気センサ４を永久磁石１と平行な平面
内に設置した例で、装置高さを小さくおさえることがで
き、小型の装置を構成することができる。
位置関係の例を示したものである。第９図は磁気センサ
４を永久磁石１と同一面内に設置した例で、永久磁石１
、ヨーク２よ構成る単位を隣接して配置することができ
る。第１０図は磁気センサ４を永久磁石１と平行な平面
内に設置した例で、装置高さを小さくおさえることがで
き、小型の装置を構成することができる。
本発明における磁石の吸着状態の検知装置は、壁面走行
機以外にも応用が可能である。物体を吸着することを目
的とする磁石機器、すなわち吊り上げ用磁石・工作機械
用磁気チャック・マグネットベース等において、物体の
吸着状態を直接知ることができる。これによ＃）物体の
落下・磁石の離脱を防止することができ、作業を安全に
遂行することができる。
機以外にも応用が可能である。物体を吸着することを目
的とする磁石機器、すなわち吊り上げ用磁石・工作機械
用磁気チャック・マグネットベース等において、物体の
吸着状態を直接知ることができる。これによ＃）物体の
落下・磁石の離脱を防止することができ、作業を安全に
遂行することができる。
本発明によれば、磁石の吸着状態を直接却ることができ
、不完全な吸着状態で動作することを防ぐことができる
ので、壁面走行機が落下することがない。したがって、
壁面走行機を使用して行う保守点検に、安全な作業環境
を提供することができる。
、不完全な吸着状態で動作することを防ぐことができる
ので、壁面走行機が落下することがない。したがって、
壁面走行機を使用して行う保守点検に、安全な作業環境
を提供することができる。
第１図は本発明のうち吸着状態の偵知装置の構成を示し
たもので、第２図、第３図はその断面である。第４図、
第５図および第６図、第７図は磁気センサにホール素子
および磁気抵抗素子を用いた例、第８図は本発明の全体
構成、第９図、第１０図は実施例である。 １・・・永久磁石、４・・・磁気センサ、５・・・磁束
、６・・・壁面、１５．１６・・・永久磁石の眉脱機構
、１７゜１８・・・永久磁石の送シ機構、２０・・・磁
気センサ。 １．、−イ、ユ７、ア、よお、ヵＪ ） 第２０ 鵠３゜ 箒 ！５ＩＩＯ ＲＥＦ 箭 ６ 囚 ？ ￥ ７ ロ ザＲＥＦ 第９ 口 第１０ ［１
たもので、第２図、第３図はその断面である。第４図、
第５図および第６図、第７図は磁気センサにホール素子
および磁気抵抗素子を用いた例、第８図は本発明の全体
構成、第９図、第１０図は実施例である。 １・・・永久磁石、４・・・磁気センサ、５・・・磁束
、６・・・壁面、１５．１６・・・永久磁石の眉脱機構
、１７゜１８・・・永久磁石の送シ機構、２０・・・磁
気センサ。 １．、−イ、ユ７、ア、よお、ヵＪ ） 第２０ 鵠３゜ 箒 ！５ＩＩＯ ＲＥＦ 箭 ６ 囚 ？ ￥ ７ ロ ザＲＥＦ 第９ 口 第１０ ［１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ、永久磁石上当該永久磁石を壁面に着脱する機構と走
行機を壁面に沿って移動させる機構とからなる壁面走行
機において、当該永久磁石の漏洩磁気回路中に磁気セン
サを設置し、当該永久磁石が磁性体壁面に吸着して閉じ
た磁気回路を形成するのに伴って漏洩磁束が減少するを
観測することによシ当該永久磁石の吸着状態を検知する
こと１ｃ特徴とする壁面走行機。 ２、特許請求の範囲第１項において、磁気センサにホー
ル素子を使用することを特徴とする壁面走行機。 ３、特許請求の範囲第１項において、磁気センサに磁気
抵抗素子を使用することを特徴とする壁面走行機。 ４、特許請求の範囲第１項において、磁気センサにサー
チコイルを使用することを特徴とする壁面走行機。 ５、特許請求の範囲第１項において、永久磁石のかわシ
に電磁石、あるいは永久磁石と電磁石を組合わせて用い
ることを特徴とする壁面走行機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187036A JPS6078877A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 壁面走行機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187036A JPS6078877A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 壁面走行機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078877A true JPS6078877A (ja) | 1985-05-04 |
Family
ID=16199053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58187036A Pending JPS6078877A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 壁面走行機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078877A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006198762A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-08-03 | Tokyo Institute Of Technology | 物体面移動装置及び該壁面移動装置に用いられる吸着移動ユニット |
| CN102673671A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种复合磁吸附式视频检测爬壁机器人 |
| CN102673672A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-09-19 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的驱动转向一体化磁轮装置 |
| CN103935414A (zh) * | 2013-01-22 | 2014-07-23 | 上海建冶科技工程股份有限公司 | 双节行进柔性爬升缆索维护机器人 |
| JP2014159058A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Chuo Univ | 磁気吸着機構、伸縮ユニット、及び、全方向移動機構 |
| CN104029221A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-09-10 | 苏州工业园区职业技术学院 | 一种用于爬壁机器人的新型背仓系统 |
| JP2015518430A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-07-02 | エコバクス ロボティクス カンパニー リミテッド | 吸着装置、ガラス拭き取り装置、及びその走行制御方法 |
| CN108248714A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-07-06 | 上海大学 | 一种基于电磁吸附方式的爬壁机器人的脚掌 |
| CN113463899A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-01 | 燕山大学 | 一种重力自封闭攀壁式自爬升作业平台 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58187036A patent/JPS6078877A/ja active Pending
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4644811B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2011-03-09 | 国立大学法人東京工業大学 | 物体面移動装置及び該壁面移動装置に用いられる吸着移動ユニット |
| JP2015518430A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-07-02 | エコバクス ロボティクス カンパニー リミテッド | 吸着装置、ガラス拭き取り装置、及びその走行制御方法 |
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| CN108248714A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-07-06 | 上海大学 | 一种基于电磁吸附方式的爬壁机器人的脚掌 |
| CN113463899A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-01 | 燕山大学 | 一种重力自封闭攀壁式自爬升作业平台 |
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