JPS61200069A - 歩行形壁面移動装置 - Google Patents

歩行形壁面移動装置

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JPS61200069A
JPS61200069A JP60038757A JP3875785A JPS61200069A JP S61200069 A JPS61200069 A JP S61200069A JP 60038757 A JP60038757 A JP 60038757A JP 3875785 A JP3875785 A JP 3875785A JP S61200069 A JPS61200069 A JP S61200069A
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JP
Japan
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walking
frame
wall surface
curved
outer frame
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JP60038757A
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English (en)
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JPH0343031B2 (ja
Inventor
Akitaka Fujita
藤田 明孝
Munenori Tsuge
柘植 宗紀
Shinji Sonoda
園田 真治
Masayuki Watabiki
綿引 誠之
Yasuji Sakuma
佐久間 保二
Yoshishige Iobe
五百部 良重
Chikara Sato
主税 佐藤
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Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02Vehicles 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
    • B62D57/024Vehicles 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

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は歩行形壁面移動装置に係シ、特に、壁面が球面
、又は円柱面等の曲面を成す場合、この曲面に沿って歩
行を行うのに好適な歩行形壁面移動装置に関する。
〔発明の背景〕
各種タンク、構造物等の点検、検査等のメンテナンス作
業は定期的に実施されているが、現状は人手による作業
のみで行なわれており、これらの作業へのロボットの適
用が必須のニーズとなっている。
これに対し、従来より各種の壁面移動装置が提案されて
いるが、いずれも壁面が平面状を成しているものの歩行
手段でメジ、これを曲面状のものに適用するには種々困
難な点が多い。
第5図、及び第6図に平面状の壁面上を移動する壁面移
動装置の一例を示す。
該図において1は歩行用ガイドで、この両端部には歩行
用外フレーム2が固着され、該各歩行用外フレーム2に
は、電磁石等の吸着体が内蔵され、かつ、壁面3に対し
垂直方向に摺動自在となっている壁面吸着脚4が装着さ
れている。一方、歩行用ガイド1の中央部には、壁面3
に対して水平方向に移動可能で、かつ、電磁石等の吸着
体が内蔵され垂直方向に摺動自在となっている中央壁面
吸着脚5を備えている歩行用内フレーム6が装着されて
いる。7は歩行用外フレーム2、及び歩行用内フレーム
6を壁面3に対して水平方向に移動させるだめの動力を
、各歩行用内外フレーム2、及び6に伝達する動力伝達
機構、8は動力伝達機構7を駆動する駆動アクチュエー
タである。
次に、上記構成の移動装置における移動動作について説
明する。
まず、第7図(a)に示す如く、歩行用外フレーム2に
固着されている壁面吸着脚4を下降させて壁面3を吸着
させ、この状態で壁面3に吸着してない中央壁面吸着脚
5が装着されている歩行用内フレームを矢印方向に移動
させる。次に、第7図(b)に示す如く、中央壁面吸着
脚5を壁面3に吸着させ、他の壁面吸着脚4を上昇させ
て壁面3から離し、この壁面吸着脚4を固着している歩
行用外フレームを歩行用ガイドと共に矢印方向に移動さ
せる。このよう表動作を繰り返して行うことにより、平
面状の壁面3を移動するものである。尚、平面状の壁面
上を移動するものとしては、特開昭54−59789号
公報等に開示がある。
ところが、上記のような移動装置では球面状の壁面上を
移動する場合には問題となる。即ち、第8図に示すよう
に、例えば、歩行用内フレーム6が図の矢印の方向に移
動する場合、壁面が球面状を成していると、該図のよう
に、中央壁面吸着脚5と壁面の間に、平面に比べて大き
なギャップGが生じ、しかも、進行方向の前と後ではギ
ャップのアンバランスが生じ、同時に歩行用内フレーム
6の中心が曲面の中心とずれるような挙動となる。
従って、この状態で壁面吸着脚が曲面に吸着しようとす
ると、前進側では吸着ストロークが不足することによシ
吸着不可能な場合が生じ、また、後進側では壁面吸着脚
が曲面に接し抵抗力が生じる。
更に、歩行用外フレームに対し内フレームが傾斜し、内
フレームと外フレームの接点を中心にモーメントが作用
する等、従来の移動装置では種々欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、・その第1の
目的とするところは、曲面状を成している壁面であって
もこれに追従して吸着可能であり、また、第2の目的と
するところは、上記第1の目的に加え1曲面上に凹凸部
がありこれに乗シ上げることにより生じるフレームのア
ンバランスモーメントを解消できる歩行形壁面移動装置
を提供するにある。
(発明の概要〕 本発明は曲面形状を成している吸着壁面に対向する如き
吸着手段を両先端部に固定している歩行用外フレーム、
あるいは該歩行用外フレームとほぼ同様な構成を成し、
吸着壁面に沿って該歩行用外フレームと交互に移動する
歩行用内フレームのいずれか一方に、前記吸着壁面の形
状とほぼ同様な形状を成している曲面ガイドを設けると
共に、該曲面ガイドが設けられていない歩行用フレーム
には、該曲面ガイドに追従して移動する移動機構を設け
ることによシ第1の目的を、また、上記構成に加え、前
記移動機構は歩行用フレームを揺動自在に支持する弾性
体を備える”ことにより第2の目的を達成するように成
したものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面の実施例に基づいて本発明を説明する。
第1図に本発明の歩行形壁面移動装置の一実施例を示す
該図の如く、本実施例の歩行形壁面移動装置は、曲面形
状を成している吸着壁面10に対向する如き壁面吸着脚
11をその両先端部に固定し、略U字状に形成されてい
る歩行用外フレーム12と、この歩行用外7レーム12
の内側に配置され、略U字状を成しその両先端部に壁面
吸着脚13を固定している歩行用内フレーム14と、歩
行用外フレーム12と歩行用内フレーム14が交互に移
動する際に、これらを案内する歩行用ガイド15と、移
動のために動力を伝達する動力伝達機構16と、この動
力伝達機構16を駆動する駆動アクチュエータ17とよ
シ概略構成され、そして、上記構成において、歩行用外
フレーム12の中央部内側を、吸着壁面10とほぼ同様
に曲面状に形成して曲面ガイド12aとし、一方、歩行
用内フレーム14の中央部外側には、前記曲面ガイド1
2aに追従しながら回転移動するローラ18aと、この
ローラ18aを支持している支持部材18bとより成る
移動機構部18が設けられている。更に、移動機構部1
8の支持部材18bと、前記動力伝達機構16に歩行用
内フレーム14を移動可能なように取付けられているほ
ぼT字状の部材19とは弾、性体20を介して締結され
ている。また、支持部材18bにはストッパー21が設
けられ、このストッパー21がT字状部材19の穴に係
合することによシ、弾性体20の進行方向へのずれを阻
止している。そして、歩行用外フレーム12、及び歩行
用内フレーム14の先端部に取付けられている壁面吸着
脚11、及び13は、予め曲面の中心方向に向けて配置
されている。
次に、本実施例の作用について説明する。まず、歩行用
外フレーム12の先端部に固定されている壁面吸着脚1
1が壁面10に吸着し、一方、歩行用内フレーム14は
上昇動作(矢印22で示す)を終えて、まさに移動動作
(矢印23で示す)に移ろうとするとき、歩行用内フレ
ーム14のT字状部材19に弾性体20を介して支持さ
れた移動機構部18、及び歩行用内フレーム12の先端
部に固定されて移動機構部18と共に移動する壁面吸着
脚13は、歩行用外フレーム12の内側に形成された曲
面ガイド12aに弾性体20によって引張られ摺動自在
な状態にある。ここで、駆動アクチュエータ17、及び
動力伝達機構16が駆動することによシ、歩行用内フレ
ーム14は歩行用外フレーム12に対し矢印23の方向
へ動き出す(このときの状態を第2図に示す)。この際
、移動機構部18と一体となった歩行用内フレーム14
の壁面脚部13は、ローラtSaが曲面ガイド12aに
沿って移動することによシ、常に曲面の中心を向きなが
ら、かつ、壁面10と壁面脚部13のギャップを一定に
保ちながら移動する。歩行用内フレーム14が壁面10
に沿って所定の距離移動したら壁面吸着脚13を下降さ
せ、壁面10を吸着する。次に、歩行用外フレーム12
の壁面吸着脚11を上昇させ、その後、歩行用外フレー
ム12と共に壁面10に沿って、上記歩行用内フレーム
14と同様に所定距離移動させ、下降させて壁面10を
吸着する。この動作を順次繰り返すことによシ、曲面状
の壁面10を移動するものである。尚、本実施例では歩
行用外フレーム12、及び歩行用内フレーム14の先端
部に取付けられている壁面吸着脚11、及び13は、予
め曲面中心方向に向って設定されているため、曲面中心
に対する角度は常に直角を向いている。
以上説明した本実施例の構成とすることによシ、歩行用
外フレーム12、及び歩行用内フレーム14が曲面ガイ
ド18aによシ、曲面状の壁面10に追従しながら移動
できるため、第3図に示すように、壁面吸着脚11.1
3は常に壁面10と一定のギャップを保つことができ、
吸着ギャップは小さくて済む。従って、吸着不可能な場
合はほとんど生じ得ない。また、前進側と後進側でのギ
ャップのアンバランスは無くなシ、移動時の曲面との接
触及び吸着時の歩行用内外フレーム12゜14のアンバ
ランスモーメントも発生しにくい。
よって、曲面への吸着移動を可能ならしめると共に、バ
ランスのとれたスムースな走行が可能となる。また、ス
トッパー21を設けて進行方向への弾性体20のずれを
阻止することにより、全姿勢での走行にも使用できる。
次に、第4図は前記弾性体21を単なる歩行用内フレー
ム14の移動機構18とT字状部材19の接続に用いる
のみでなく、同図(b)に示すように、壁面10上の凸
部(又は凹部)への乗シ上げの際に生じる歩行用内フレ
ーム14のアンバランスモーメントを吸収、緩和するこ
とに用いた例である。
更に、同図(a)、及び(C)は、進行方向のアンバラ
ンスのみならず、弾性体20に進行方向と直角方向にも
自在にクッション作用をもたせた例であシ、曲面上での
凹凸に対するアンバランス吸収を2次元的に行うことに
より、装置への異常荷重の発生を防止できる効果がある
。また、歩行用内外フレーム12.14のスパンを動力
伝達機構部に比べて大きくとることによシ、その内部に
作業機器を搭載することも可能で、かつ、バランスのと
れた走行が可能となる効果もある。尚、今まで説明した
実施例は歩行用外フレーム12の内側に曲面ガイド12
aを設け、歩行用内フレーム14の外側に移動機構部1
8を設けたものについて説明したが、曲面ガイドを歩行
用内フレーム14の外側に設け、歩行用外フレームの内
側に移動機構部を設けても、その効果は上述したものと
同様である。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明の歩行形壁面移動装置によれば、曲
面形状を成している吸着壁面に対向する如き吸着手段を
画先端部に固定している歩行用外フレーム、おるいは該
走行用外フレームとほぼ同様な構成を成し、吸着壁面に
沿って該走行用外フレームと交互に移動する歩行用内フ
レームのいずれか一方に、前記吸着壁面の形状とほぼ同
様な形状を成している曲面ガイドを設けると共に、該曲
面ガイドが設けられていない歩行用フレームには、該曲
面ガイドに追従して移動する移動機構を設けたものであ
るから、曲面状を成している壁面であつてもこれに追従
して吸着可能であシ、更に上記構成に加え、前記移動機
構は歩行用フレームを揺動自在に支持する弾性体を備え
たものであるから、上記の効果に加え、曲面上に凹凸部
があシ、これに乗シ上がることによシ生じるフレームの
アンバランスモーメントを解消でき、此種歩行形壁面移
動装置には非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の歩行形壁面移動装置の一実施例を示す
正面図、第2図は第1図の装置の移動状態を示す正面図
、第3図は上記装置における壁面と吸着脚とに生じるギ
ャップ状態を示す概略図、第4図は上記装置が壁面に凹
凸部が形成されている場合を示し、第4図(a)、 (
C)はその際の弾性体の作用状態、第4図(b)は上記
装置の吸着脚が凸部に乗シ上げた状態をそれぞれ示す図
、第5図は従来の歩行形壁面移動装置を示す正面図、第
6図は第5図のP方向矢視図、第7図(a)、 (b)
は従来の装置における動作状態を示す概略図、第8図は
従来の装置を曲面状の壁面に採用した場合の壁面と吸着
脚とに生じるギャップ状態を示す概略図である。 10・・・曲面状壁面、11.13・・・壁面吸着脚、
12・・・歩行用外フレーム、12a・・・曲面ガイド
、14・・・歩行用内フレーム、15・・・歩行用ガイ
ド、16・・・動力伝達機構、17・・・駆動アクチュ
エータ、18・・・移動機構部、18a・・・ローラ、
18b・・・支持部材、19・・・T字状部材、20・
・・弾性体、21・・・ストッパー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、曲面形状を成している吸着壁面に対向する如き吸着
    手段を両先端部に固定している歩行用外フレームと、該
    歩行用外フレームとほぼ同様な構成を成し、吸着壁面に
    沿つて該歩行用外フレームと交互に移動する歩行用内フ
    レームと、該歩行用内フレームと外フレームが交互に移
    動する際に、それぞれに動力を伝達する動力伝達機構と
    、該動力伝達機構を駆動する駆動アクチュエータとを備
    えた歩行形壁面移動装置において、前記歩行用外フレー
    ム、あるいは歩行用内フレームのいずれか一方に、前記
    吸着壁面の形状とほぼ同様な形状を成している曲面ガイ
    ドを設けると共に、該曲面ガイドが設けられていない歩
    行用フレームには、該曲面ガイドに追従して移動する移
    動機構を曲面ガイドと対向させて設けたことを特徴とす
    る歩行形壁面移動装置。 2、前記歩行用外フレームを略U字状に形成すると共に
    、その中央部内側を吸着壁面とほぼ同様に曲面状に形成
    して曲面ガイドとし、かつ、前記歩行用内フレームも略
    U字状に形成して前記歩行用外フレームの内側に配置し
    、該歩行用内フレームの中央部外側に、前記曲面ガイド
    に追従しながら回転移動するローラより成る移動機構を
    設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の歩
    行形壁面移動装置。 3、前記歩行用内フレームの中央部外側は、前記ローラ
    より成る移動機構部と、前記動力伝達機構と連結してい
    る部分とより成り、これらは弾性体を介して締結されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の歩行
    形壁面移動装置。 4、前記歩行用外フレーム、及び歩行用内フレームの前
    記吸着手段が固定されている脚部は、前記曲面のほぼ中
    心方向に向けて配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項、又は第2項記載の歩行形壁面移動装置
    。 5、曲面形状を成している吸着壁面に対向する如き吸着
    手段を両先端部に固定している歩行用外フレームと、該
    歩行用外フレームとほぼ同様な構成を成し、吸着壁面に
    沿つて該歩行用外フレームと交互に移動する歩行用内フ
    レームと、該歩行用内フレームと外フレームが交互に移
    動する際にそれぞれに動力を伝達する動力伝達機構と、
    該動力伝達機構を駆動する駆動アクチュエータとを備え
    た歩行形壁面装置において、前記歩行用外フレーム、あ
    るいは歩行用内フレームのいずれか一方に、前記吸着壁
    面の形状とほぼ同様な形状を成している曲面ガイドを設
    けると共に、該曲面ガイドが設けられていない歩行用フ
    レームには、該曲面ガイドに追従して移動する移動機構
    を曲面ガイドと対向させて設け、かつ、該移動機構はそ
    の歩行用フレームを揺動自在に支持する弾性体を備えて
    いることを特徴とする歩行形壁面移動装置。 6、前記歩行用外フレームを略U字状に形成すると共に
    、その中央部内側を吸着壁面とほぼ同様に曲面状に形成
    して曲面ガイドとし、かつ、前記歩行用内フレームも略
    U字状に形成して前記歩行用外フレームの内側に配置し
    、該歩行用内フレームの中央部外側に、前記曲面ガイド
    に追従しながら回転移動するローラより成る移動機構を
    設けたことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の歩
    行形壁面移動装置。 7、前記歩行用内フレームの中央部外側は、前記ローラ
    より成る移動機構部と、前記動力伝達機構と連結してい
    る部分とより成り、これらの間に前記弾性体を介して締
    結していることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
    の歩行形壁面移動装置。 8、前記歩行用外フレーム、及び歩行用内フレームの前
    記吸着手段が固定されている脚部は、前記曲面のほぼ中
    心方向に向けて配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第5項、又は第6項記載の歩行形壁面移動装置
JP60038757A 1985-03-01 1985-03-01 歩行形壁面移動装置 Granted JPS61200069A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6451281A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Hitachi Ltd Wall surface follower of walking type robot
FR2659875A1 (fr) * 1990-03-26 1991-09-27 Abrf Machine a decaper pour citerne.
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