KR100200288B1 - 벽면주행용 로보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌딩, 교량 등의 건축물의 벽면 혹은 천장면 등을 주행하는 벽면주행용 로보트에 관한 것으로서 구체적으로는 테두리본체의 한쪽끝에 소정의 거리를 두고 서로 마주보도록 설치된 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와 테두리본체의 다른 쪽 끝에 전술한 구동바퀴와 종동바퀴의 위치를 역으로 하여 소정의 거리를 두고 서로 마주보도록 설치된 또 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와 이들 테두리본체의 한쪽끝과 다른 쪽 끝에 각각 위치하는 2대의 구동바퀴와 종동바퀴에 감겨서 회전하는 1 개의 회전대와 그 회전대의 외주면에 고정된 복수의 이동흡착반과 그 이동흡착반과 진공발생장치를 접속하는 흡인관과 그 흡인관의 배관도중에 설치되어 전술한 이동흡착반의 벽면에 접할시에 진공발생장치와 접속하여 이반시에 진공발생장치와 절단하는 제어부로 된 벽면주행용 로보트에 관한 것임.

Description

벽면주행용 로보트

제1도는 본 발명의 이동흡착반을 사용한 벽면주행용 로보트의 전체사시도.

제2도는 벽면주행용 로보트의 구동기구의 평면설명도.

제3도는 벽면주행용 로보트의 구동기구의 측면설명도.

제4도는 벽면주행용 로보트이 건축물의 벽면을 주행하고 있는 설명도.

제5도는 이동흡착반의 일부사시도.

제6도는 제5도의 A-A선 단면설명도.

제7도는 벽면의 이동흡착반의 흡착하였을 때의 단면설명도.

제8도는 안내가이드와 보조안내가이드의 일부생략설명도.

제9도는 제8도의 화살부호 B방향의 후면도.

제10도는 제어부와 이동흡착반의 부착상태 단면설명도.

제11도는 제어부와 이동흡착반의 부착상태 사시분해 설명도.

제12도는 제어설명도.

제13도는 제11도의 C-C선 단면도.

제14도는 벽면주행용 로보트의 다른 실시예 따른 예시도.

제15도는 제14도의 D-D선 단면설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 벽면주행용 로보트 2 : 테두리본체

3 : 구동바퀴(회전바퀴) 4 : 종동바퀴(회전바퀴)

5 : 회전대 6 : 이동흡착반

8 : 제어부 21 : 주위 테두리

25 : 탄성체 26 : 미끄럼방지부재

29 : 마찰표면

본 발명은 빌딩, 교량 등의 건축물의 벽면 혹은 천장면 등을 주행하는 벽면 주행용 로보트의 관한 것이다.

주지와 같이 이런 종류의 벽면주행용 로보트은 빌딩, 교량, 터널 등의 건축물 벽면의 청소, 검사, 코팅 등과 같이 종래에는 사람이 위험을 무릎쓰고 행하고 있던 작업을 대신하여 종종 이용되고 있다.

이와 같은 벽면주행용 로보트은 일본 특개 소64-5798호 공보에 개시된 것이 있다. 일본 특개 소64-5798호의 것은 벽면주행용 로보트에 부착된 액체 절단장치에 관한 것이지만 여기서 사용되는 벽면주행용 로보트은 크롤러표면에 복수의 흡반을 형성한 한 대의 크롤러식 주행체에 의하여 주행되는 것으로 이 흡반에 발생하는 흡인은 콤류렛샤에 배관을 매개로 하여 압축공기가 공급되는 것을 에젝트의 원리로 흡반 및 벽에 의하여 형성된 공간에 발생시킨 부압에 의한 구조이다.

또한 벽면주행용 로보트에 사용되는 이동흡착반으로서는 예를 들면 일본 실개 평01-128475호 공보나 일본 실개 평04-38386호 공보에 개시된 것이 있다.

일본 실개 평01-128475호의 것은 크롤러식 벽면이동 로보트의 흡착반의 개량에 관하여 흡착반의 흡인부는 접벽면 직전에 있어서의 흡인을 유효하게 행하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

일본 실개 평04-38386호 공보에 개시된 것은 흡반본체를 경질탄성 소재로 된 경질흡반원부와 연질 탄성부재로 된 연질흡반 선단부로 구성하는 것에 의하여 흡착하기 쉽고 또한 이반하기 어려운 흡착반을 제공하는 것이다.

전술한 일본 특개 소64-5798호에 개시된 것은 크롤러 표면에 복수의 흡반을 형성한 1대의 크롤러식 주행체에 의하여 주행하는 형식의 것이므로 2개의 크롤러가 필요함과 동시에 이 2개의 크롤러 간의 공간은 흡반이 위치하지 않는 것에서 흡착면이 적게되어 그 결과 흡착력이 약하다는 문제점이 있다.

전술한 일본 실개 평01-128475호 및 일본 실개 평04-38386호 공보에 기재된 이동흡착반은 어느쪽도 벽면에 대하여 흡착하기 쉽고 또한 이반하기 어려운 구조를 제공하려고 하는 것이고 그 나름대로의 유효한 것이지만 벽면주행용 로보트의 경우에는 벽면의 흘러내림이나 자중에 의한 등에 의한 흡반이 벽면에 대하여 미끄러지기 쉽고 단순히 흡착하기 쉽고 또한 이반하기 어려운 것만으로는 실용화에 난점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한 것이고, 그 수단으로 하는 것은 청구항 1에 있어서는 테두리본체의 한쪽끝에 소정의 거리를 두고 서로 마주보도록 설치된 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와 테두리본체의 다른 쪽끝에 전술한구동바퀴와 종동바퀴의 위치를 역으로 하여 소정의 거리를 두고 서로 마주 보도록 설치된 또 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와 이들 테두리본체의 한쪽끝과 다른쪽 끝에 각각 위치하는 2대의 구동바퀴와 종동바퀴에 감겨서 회전하는 1개의 회전대와 그 회전대의 외주면에 고정된 복수의 이동흡착반과 그 이동흡착반과 진공발생장치를 접속하는 흡입관과 그 흡인관의 배관도중에 설치되어 전술한 이동흡착반의 벽면에 접할 시에 진공발생장치와 접속하여 이반시에 진공발생장치와 절단하는 제어부로 된 것에 있다.

청구항 2에 있어서는 전술한 이동 흡착반이 가소성의 재질로 된 테두리둘레와 그 테두리둘레에서 이동이 자유롭고 또한 벽면방향에 설치된 미끄럼방지 부재가 존재하고 또한 전술한 미끄럼방지 부재의 벽면과 접하는 마찰표면이 전술한진공발생장치의 흡인력에 의하여 테두리둘레와 함께 벽면과 반대방향으로 수축하는 것에 있다.

청구항 3에 있어서는 전술한이동흡착반이 회전대에 요동이 자유롭게 고정된 것에 의하여 전술한 미끄럼방지부재의 마찰표면이 벽면과 접하기 직전에 벽면에 대하여 평행한 자세가 되는 것에 있다.

청구항 4에 있어서는 전술한테두리 본체에 방향전환이 자유롭게 지지된 회전 암과 그회전 암의 양쪽 끝에 설치된 상하이동 실린더와 그상하이동 실린더에 고정한 고정흡착반과 그고정 흡착반과 진공발생장치를 접속하는 흡입관과 그흡입관의 배관도중에 설치된 진공발생장치와 고정흡착반의 접속을 단속하는 절환기를 구비한것에 있다.

상기 청구항 1의 수단에 의하면 회전대의 회전은 2대의 구동바퀴와 종동바퀴에 감겨 돌고있고, 더욱이 2개의 구동바퀴의 위치는 테두리본체의 한쪽끝과 다른쪽끝이 반대의 위치에 있기 때문에 정확히 2대의 구동바퀴와 종동바퀴가 형성되는 사각형의 대각선이 있게된다. 이것에 의하여 구동바퀴와 정과 역 어느방향으로 회전하는 경우에도 항상 회전대에 장력이 생기므로 벽면과의 거리를 일정하게 유지할 수 있으므로 벽면에 대한 접착성이 양호하게 된다. 또한 종래의 크롤러형식의 좌우 2개의 크롤러를 가지는 것과는 달리 광범한 하나의 회전대만을 가지고 또한 이회전대의 바깥 둘레에 이동흡착반을 고정한 것이므로, 이동흡착반의 구동바퀴와 종동바퀴의 간격거리이상으로 확장하여 설치할 수가 있으므로, 이것에 의하여 벽면과의 흡착면적의 확대를 도모할 수 있으므로, 나아가서는 로보트과 벽면의 흡착력이 크게되어 로봇의 작업능력의 확대를 기대할 수 있게된다.

상기 청구항 2의 수단에 의하면 이동흡착반이 가소성의 재질로 된 테두리둘레와 그테두리둘레에서 이동이 자유롭고 또한 벽면방향에 설치된 미끄럼방지용 부재도 가지고 있다. 또한 전술한 미끄럼방지 부재의 벽면과 접하는 마찰표면이 전술한 진공발생장치의 흡인력이 발생하였을 때 테두리둘레와 함께 벽면과 반대방향으로 수축하므로 수축한 테두리둘레는 벽면에 대하여 밀착압을 발생시켜 테두리둘레내를 기밀상태에 가깝게 할 수 있다. 그 결과, 이동흡착반을 벽면에 강력하게 흡착할 수 있다. 또한, 동시에 미끄럼방지 부재의 마찰표면이 벽면에 밀착하므로 그 밀착압에 의하여 큰 마찰이 발생하여 이동흡착반의 벽면에 대한 미끄럼을 방지할 수 있다. 흡인력이 강할수록 테두리둘레의 밀착압 및 미끄럼방지 부재의 마찰력도 크게되므로 보다 강력하게 흡착한다.

이동흡착반이 벽면에서의 이반과 함께, 진공발생장치에서의 흡인이 멈추었을 때에는 테두리둘레에 존재하는 복원력에 의하여 본래의 테두리둘레의 형상에 복귀하고, 미끄럼방지 부재도 테두리둘레내에서 벽면방향으로 이동하여 본래의 상태로 복귀한다.

또한, 청구항 3의 수단에 의하면, 벽면에 접하기 직전에 벽면과 마찰표면이 평행이 되므로 벽면에 흡착하기 쉬어진다.

또한, 청구항 4의 수단에 의하면 테두리본체에 회전 암을 설치하여 회전 암의 양 끝에 상하이동 실린더 및 고정흡착반을 설치한 것에 의하여, 로봇의 진행방향의 변환때에는 회전 암의 양 끝에 설치된 상하이동 실린더를 늘여서 고정흡착반을 벽면에 붙이고, 계속하여 절환판을 절환시켜 진공펌프등으로 된 진공발생장치와 흡인관을 매개로 접속하여 고정흡착반에 부압을 발생시키므로서, 고정흡착반을 벽면에 견고하게 흡착시키고나서 이동흡착반과 진공발생장치의 접속을 끊고 상하이동실린더를 더욱 늘여서 이동흡착반을 벽면에서 이반시키고 난후 로보트본체를 회전 암에 대하여 진행방향으로 회전시킨다. 그리고, 상하이동실린더를 수축시켜 이동흡착반을 벽면에 대고 진공발생장치와 이동흡착반을 접속하여 흡착력을 발생시키고 벽면에 흡착시키고 난후 절환판에 의하여 고정흡착반과 진공발생장치와의 접속을 절단한후, 상하이동 실린더를 더욱 축소시켜 고정흡착반을 벽면에서 이반시킨후는 회전대를 정 또는 역회전시키는 것에 의하여 목적의 방향으로 진행한다. 이것에 의하여 자우자재로 로보트의 진행방향으로 회전조작이 가능하다.

본 발명의 실시예에 대하여 이하의 도면에 기초하여 설명한다.

벽면주행용 로보트 1은 도면 1 내지 3 에 도시한 바와 같이 테두리본체 2의 한쪽끝에 측면의 폭 만큼의 거리를 두고 서로대향하도록 설치된 1대의 구동바퀴3 및 종동바퀴4와 테두리본체2의 다른쪽 끝에 전술한 1대의 구동바퀴3과 종동바퀴4의 위치를 역으로하여 서로 대향하도록 설치된 또 한 대의 종동바퀴3과 종동바퀴4와 이들 테두리본체 2의 한쪽끝과 다른 쪽 끝에 각각 위치하는 전술한 2대의 구동바퀴3과 종동절4에 감겨서 회전하는 1 개의 회전대 5와 그회전대 5의 외주면에 고정된 복수의 이동흡착반 6과 그이동흡착반 6, 그리고 도면에 없는 진공발생장치를 접속하는 흡인관 7과 그흡인관 7의 배관도중에 설치된 전기이동흡착반 6이 벽면에 접할때에 전술한 진공발생장치와 접속하고 이반때에 진공발생장치와 절단하는 제어부 8을 주된 구성으로 하고 있다.

전술한 테두리본체2는 단형상을 이루고, 이 테두리 본체 2의 한쪽끝에 설치된 모터 9에서 테두리본체 2의 한쪽끝에 설치된 구동톱니바퀴10, 중간톱니바퀴11, 11을 매개로 한 구동톱니바퀴3의 외주에는, 도면12에 나타나있는 바와 같이 회전대 5의 뒷면에 형성되어 있는 이 맞물림 톱니형 12가 서로 맞물리도록 톱니가 형성되어 있다. 또한, 이 구동바퀴3이 서로 마주보는 테두리본체2의 다른쪽에는 동경의 종동바퀴4가 자유롭게 회전하도록 설치되어, 이 종동바퀴 4의 외주에도 회전대5의 이 맞물림 톱니형12가 서로 맞물리도록 톱니가 형성되어 있다. 상기의 모터 9는 테두리본체2의 다른쪽 끝에도 설치되어, 테두리본체2의 대각선의 위치에 상당하는 다른 쪽에도 전술한 바와 같은 구동톱니바퀴10, 중간톱니바퀴11, 11 및 구동바퀴3이 각각 설치됨과 동시에 서로 마주보는 테두리본체2의 한쪽끝에 종동바퀴4가 자유롭게 회전하도록 설치되어 있다.

전술한 회전대5는 그 내주면에 형성된 이 맞물림 톱니형의 12가 테두리본체2의 한쪽끝과 다른 쪽 끝에 있어서 각각 서로 마주보도록 설치된 전술한 2대의 구동바퀴3과 종동바퀴4의 톱니에 서로 맞물리도록 감겨져 있으므로, 회전대5는 감긴 양끝의 다른 측에서 회전구동이 주어진다. 이 때문에 회전대5의 정과 역 어느쪽의 회전시 또는 회전절환시에도 회전대5의 장력은 팽팽한 상태를 유지하여 느슨해지는 일이 없으므로 벽면주행시에 있어서 그 로보트1은 벽면A에 항상 밀착한 상태를 지속할 수 있어 흡착력이 큰 안정주행을 할 수 있다.

또한, 전기회전대5는 전기 테두리본체2의 양쪽 끝에 2대의 구동바퀴3과 종동바퀴4의 사이에 위치하는 한쪽과 다른쪽에 각각 2개씩 설치되어 자유롭게 회전하는 유도톱니바퀴13과 서로 맞물려 있다. 이 유도바퀴13은 구동바퀴3보다 크게 되어있다. 그리고, 이 4개의 유도바퀴13중 한쪽과 다른쪽에 있고 각각 종동바퀴4와 접근하는 쪽의 2개의 유도바퀴13의 축에 고정된 톱니바퀴14, 테두리본체2에 고정한 축에 각각 자유롭게 회전하도록 지지된 제1중간 톱니바퀴15, 제2중간 톱니바퀴16, 이 제2중간 톱니바퀴16과 같은 축에 있는 제3중간 톱니바퀴 17 및 제4중간 톱니바퀴18을 매개로 테두리본체2의 중심에 있고 그 축 19를 공유하는 2개의 제어바퀴 20을 구동시키고 있다. 이들 톱니바퀴기구의 이 맞물림에 의하여, 유도바퀴13에서 제어바퀴20에 회전이 전달되는 것에 더하여, 제어바퀴20의 톱니수와 회전대 5의 이 맞물림 톱니형12를 같은 수로 하는 것에 의하여 제어바퀴20의 1회전과 회전대5의 1회전이 같도록 조절되어 있다.

전술한 이동흡착반 6은 제5도, 제6도에 잘 나타나 있는 바와 같이 합성고무등의 탄성을 가지는 측면이 긴 단형상을 이루고 테두리둘레21의 밑쪽에 받침판22를 설치하고 이 테두리둘레21의 내부에 통기구멍23을 형성한 선반24를 설치하고, 더욱이 이 선반24의 주위와 테두리둘레21, 받침판22의 사이 및 선반24의 윗쪽에 탄성체25에 의하여 대좌24와 반대방향에 상자형의 미끄럼방지 부재26을 매재시켜 전술한 선반24 및 선반판22를 부착한 테두리27에 고정한 것이다.

전술한 상자형의 미끄럼방지 부재26은 테두리둘레21의 내부에 형성되어 있는 각 흡인실28내에 각각 설치되어 있고 그 중심에는 마찰표면29에 개통된 통기구멍30이 있고, 이 통기구멍30을 옆으로 잘라 마찰표면29에 흡인홈31이 종횡으로 교차하여 복수형상되어 있다. 따라서, 제7도에 나타난 바와 같이 예를들면, 수직의 벽면 A에 접면하고 있을 때에는 통기공23에서 이동흡인관 32를 통하여 흡인되면, 흡인홈31, 통기구멍30 및 통기공23을 통하여 공기가 흡인되어, 미끄럼방지부재26이 탄성체25의 벽면A와 반대측에 있는 선반24의 방향에 이동하고, 이것에 따라 테두리둘레21이 계속 수축하여 벽면A와의 사이를 봉한다. 이와 같은 작용에 의하여, 미끄럼방지부재 26의 마찰표면 29와 벽면A가 흡착하여 벽면A에 고착한다. 미끄럼방지부재26의 재질로서는 목제가 최적이지만, 이것 이외에도 상관없다.

전술한 부착된 테두리27은 제5도, 제6도에 잘 나타난바와 같이 긴쪽의 양끝이 테두리둘레의 21과 반대방향으로 휘어져 굽어진 수직편33과 이 수직편33의 끝부분에서 더욱 바깥쪽으로 휘어져 굽어진 수평편34를 가지고, 수직편33에는 축의 길이와 다르지만 전술한 수평편34와 평행한 위치가 되도록 제1가이드차 35와 제2가이드36이 설치되어 전술한 수평편34의 밑쪽에는 전술한, 제1, 제2가이드차35, 36과 회전방향이 직행하는 위치에서 회전하는 제3가이드차 37이 설치되어있다. 또한, 부착된 테두리27의 뒷면은 그림10에서 잘 표현되어 있는 것과 같이 전술한 회전대5의 외주면에 경첩38을 매개로 회전이 가능한 나사등으로 고정되어 있지만, 서로 이웃하여 부착된 테두리 27간의 틈은 극히 적어므로 자유롭게 회전하는 각도도 적다.

전술한 테두리본체2의 벽면A에 면하는 측은 제8도, 제9도 및 제10도에 잘 나타나있는 바와 같이 전술한 부착된 테두리27의 3개의 가이드차 35, 36, 37을 안내하는 직선상의 안내레일 39가 부착되어 있다. 이 안내레일 39는 회전대5가 전술한 2대의 구동바퀴3, 종동바퀴4 및 2대의 유도바퀴13과 이 맞물려서 회전할 때, 회전대5의 외주면에 고정하고 있는 이동흡착반6이 벽면A와 항상 평행한 상태를 유지하여 벽면주행용 로보트1에 편하중이 걸려 테두리본체2가 벽면A에서 멀어지는 방향으로 힘이 작용하는 경우라도, 이 힘을 전부 벽면A에 흡착하고 있는 이동흡착반6에 될 수 있는한 균등하게 배분하기 위함과 진행방향의 좌우의 떨림을 방지하기 위하여 설치한 것이다. 따라서, 전술한 2개의 제1, 제2가이드차35, 36을 벽면A와 평행방향으로 안내하는 제1가이드 40과, 제3가이드차 37을 벽면A와 수직방향으로 안내하는 제2가이드 41이 있다.

또한, 이 직선상의 안내레일은 39의 양 끝에 위치하는 유도차13의 밑에서부터 구동바퀴3 또는 종동바퀴4의 밑쪽에 걸쳐서는 제8도, 제9도에 잘 나타나는 바와 같이 원공상의 보조안내레일42가 설치되어 있다. 이 보조안내레일 42는 도면에서도 명백한 바와 같이, 벽면에 접하기 직전의 이동흡착반6의 미끄럼방지26의 마찰표면 29가 벽면A와 평행이 되도록 자세를 고치기 위한 거이고, 부착된 테두리27의 수직편33에 설치된 설치된 축의 긴쪽의 제1가이드차35가 이 보조안내레일42의 원호상의 돌출면에 가이드되는 것에 의하여 경첩38을 중심으로하여 이동흡착반6이 회전하여 평행이 되도록 되어있다. 또한, 역회전의 경우에 대비하여, 반대측의 끝부분에 있어서도 같은 보조안내레일42가 설치되어 있지만, 이 경우에는 축의 짧은 쪽의 제2가이드차36이 원호상의 돌출면에 안내되도록 되어있다. 따라서, 반대측의 끝부분에 있어서의 보조안내레일42는, 축의 짧은 거리만큼 부착된 테두리27에 접근하여 설치되어 있다.

전술한 제어부8은 제10도, 제11도 및 제12도에 잘 나타나는바와 같이 제어바퀴20과 테두리본체2에 고정되어 있는 제어판43과 이들 제어바퀴20과 제어판43과의 사이에 끼워져 회동가능한 절환판44를 주된 구성으로 한다. 제어바퀴20은 축19가 관통하는 중심구멍45에서 외주로 향하여 방사상에 4개의 투명구멍46이 등각도간격으로 15열 설치되어 있다. 이 1열 4개의 투명구멍46은, 전술한 하나의 이동흡착반6의 4개의 통기구멍23에 각각 대응하고 있고, 이 투명구멍46과 이동흡착반6의 통기구멍23과의 사이는 유연한 전술의 이동흡인관32에 의하여 접속되어 있다. 또한, 회전대5의 외주면에 고정된 이동흡착반6은 30개 있으므로, 하나의 제어바퀴20의 15열의 투명구멍46은 반의 이동흡착반6에 대응하고 두 개의 제어바퀴20에서 전부의 이동흡착반6에 대응하고 있는 것이 되지만, 안전을 예측하여 서로 이웃하는 이동흡착반6에는 다른 제어바퀴20의 1열의 투명구멍46이 대응하도록 되어 있다. 이것에 의하여 만일, 한쪽의 제어부8에 파손사고등이 발생하여도, 반의 이동흡착반6이 벽면A에 흡착하고 있는 상태가 유지된다.

전술한 서로 대향하는 2개의 제어바퀴20은 전술한 톱니바퀴기구에 의하여 동일방향에서 같은 속도로 회전하도록 되어있지만, 전술한 바와 같이 양끝을 테두리본체2에 자유로이 회전하도록 지지된 축19에 각각 고정되어 강제적으로도 동일방향, 같은 속도로 회전이 가능하도록 되어있다. 더욱이, 이 두 개의 제어바퀴20과 회전대5의 회전방향은 동방향에서 같은 톱니수를 가지므로서 제어바퀴20이 1 회전하면 회전대5도 1 회전하도록 함과 동시에 서로 마주보는 구동바퀴3과 종동바퀴4사이에는 축19에 상당하는 축이 존재하지 않는것에서 각각의 제어바퀴20의 투명구멍46과 이동흡착반6의 통기구멍23을 접속하는 120개의 이동흡착관32는 서로 뒤엉킴없이 회전이동한다.

전기제어판 43은, 제어바퀴20과 동심상이 되도록 절환판44를 매개로 하여 테두리본테2에 고정하여 설치되어 있다. 이들 제어판 43, 절환판44 및 제어바퀴20의 사이는 패킹등을 넣어서 기밀상태가 되도록 되어있다. 이 제어판 43에는 원호상의 흡인관통기구멍47이 형성되어 이 흡인관통기구멍47은, 흡인관7과 접속되어 있으므로, 접속판44를 매개로 하여 흡인관 통기구멍47에 위치하는 제어바퀴20의 모든 투명구멍46에서는 공기가 흡인되도록 되어 있다. 2개의 제어판 43의 각각의 흡인관 통기구멍47에 위치하는 투명구멍46은 한쪽이 6열이고 다른쪽이 5열인 합계11열 즉 항상11개의 이동흡착반6이 벽면A에 흡착하도록 되어있다. 또한 절환판44도 이 흡인관 통기구멍47과 동형상의 흡인투명구멍48이 형성되어 있으므로, 흡인관7에서의 흡인력은 제어판43, 절환판44, 제어바퀴20 및 이동흡인관32를 매개로 하여 이동흡착반6에 전해진다. 더욱이, 절환판44의 외주에는 톱니가 형성되어 있어 이 톱니는 테두리본체2에 고정된 도면에 없는제어모터의 톱니와 이 맞물림되어 있어므로 이 제어모터의 회전에 의하여 축19를 중심으로 2열의 투명구멍46이 이루는 각도만으로 회전하여 이동흡착반6의 흡착위치를 전환하도록 되어 있다. 이것에 의하여 흡인하고 있는 11개의 이동흡착반6 중에서 흡인하기 시작하였을 때 최초의 이동흡착반6의 위치가 절환되어 벽면주행용 로보트1의 진행방향의 최전열의 이동흡착반6이 항상 흡인되도록 되어있다.

또한, 전술한 진공발생장치는 진공펌프나 압축공기를 공급하여 에젝터의 원리로 흡인하는 형식의 어느쪽이라도 좋다. 또한, 이 진공발생장치의 설치장소는 벽면A를 형성하는 건축물의 옥상등의 높은곳이나 지상 또는 당해 로보트1에 적재하여도 좋다. 높은 곳에 설치한 경우에는, 진공발생장치와 당해로보트1의 사이가 흡인관7에서 접속되므로 만일, 이동흡착반6의 흡인력이 현저히 저하하여 당해로보트1을 벽면A에 흡착되지 않게 된 경우에도 이 흡인관7을 위험방지용 밧줄의 대신으로 이용하여 낙하를 방지할 수 있는 잇점이 있다.

이상의 기본구성으로 된 이 벽면주행용 로보트1을 건축물의 벽면A에 따라서 진행시킬 경우에는 최초는 벽면A에 벽면주행용 로보트1의 밑에 위치하는 11개의 이동흡착반6의 마찰표면29를 벽면A에 적찹시켜 도면에 없는 진공발생장치와 접속하는 것만으로 좋다. 그러면, 흡인관7에서 2개의 제어판 43의 원호상의 흡인관 통기구멍47, 절환판44의 흡인투명구멍48 및 이 2개의 흡인 투명구멍48에 각각 위치하고 있는 2개의 제어바퀴20의 합계11열의 투명구멍46 및 각11열에서 합계44개의 투명구멍46과 이동흡인관32를 통하여 접속되어 벽면A에 접하고 있는 11개의 이동흡착반6이 흡인되므로, 합계로 이동흡착반6의 44개의 흡인실28이 감압되어 전술한 바와 같이 미끄럼방지 부재26의 마찰표면29와 벽면A가 밀착상태를 유지하고, 벽면주행용 로보트1가 벽면A에서 낙하하지 않게 된다. 또한, 흡인실 28내에 설치된 미끄럼방지 부재26에 의하여 흡인시에 있어서 이동흡착반6의 테두리둘레21이 수축하였을 때 이 미끄럼방지부재26의 마찰표면29가 벽면A에 밀착하여 벽면A와의 마찰력을 증대시키고 당해 로보트1이 벽면A에서 미끄러지지 않게 하는 이점이 있다. 또한 이 실시예와 같이 이동흡착반6에 복수의 흡인실28을 설치한 경우에는 이 개개의 흡인실28에서 독립하여 흡인하므로 만약 개개의 흡인실28이나 이동흡인관 32에 파손사고등이 발생하여 대기중의 공기가 흡인되는 경우가 발생하여도, 벽면A에서 벽면주행용 로보트1이 낙하하는 일은 없으므로, 안전면에서의 이점이 있다.

다음으로, 벽면주행용 로보트1을 벽면A에 따라서 주행시키는 경우에는 그림에 없는 진공발생장치에 접속하는 흡인관7과 함께 묶여 전원에 접속되어 있는 전선에 통전하여 2개의 모터9를 동시에 정 또는 역방향으로 구동시킨다. 그러면, 대각선상에 있는 2개의 구동바퀴3도 동시에 회전하여 회전대5를 회전시킨다. 이때, 회전대5는 4개의 유도바퀴13과 이 맞물려 있으므로 이 4개의 유도바퀴13중 2개와 전술한 톱니바퀴기구에 의하여 이 맞물리는 제어바퀴20도 회전하기 시작한다.

이 제어바퀴20은 전술한 바와 같이 벽면A에 위치하는 11개의 이동흡착반6에서만 흡인하도록 되어 있으므로, 전후끝 또는 벽면A와 반대측에 위치하고 있는 이동흡착반6에서의 흡인은 없고 그 때문에 진공발생장치에서의 흡인력은 유효하게 이용된다. 또한 주행중 흡인하는 11개의 이동흡착반6중 1개는 벽면에 접하기 조금전부터 흡인함과 동시에 벽면에 접하기 직전에는 보조안내 레일42 및 제1가이드차35 또는 제2가이드차 36에 의하여 경첩38을 중심으로 회동하고 마찰표면29와 벽면A가 평행이 되어 벽면A에 흡착하기 쉬운 상태로 되어 있다. 진행방향을 역방향으로 절환시에는 먼저 도면에 없는 제어모터를 구동시켜, 절환판44를 서로 이웃하는 2열의 투명구멍46이 형성하는 각도만큼 회전시킨다. 이것에 의하여 흡인하는 11개의 이동흡착반6 중 벽면에 접하기 직전의 이동흡착반6이 전술한 바와 같은 이유로 흡인되어, 벽면A에 흡착하기 쉬운상태로 된다. 그리고 모터9를 역방향으로 회전시켜 전술한 바와 같이 2개의 구동바퀴3을 구동시켜 회전대5를 역방향으로 회전시키는것에 의하여 벽면주행용 로보트1을 역방향으로 진행시킨다. 이와같이 하여 계속 벽면에 접하는 이동흡착반6에서는 흡인하고 이반하는 이동흡착반6에는 흡인을 중지시키는 제어를 제어부8을 통하여 행하므로서, 전후진이 가느하도록 되어 있다.

이상과 같은 구성의 벽면주행용 로보트1의 테두리본체2에는 사용용도에 따라서 벽면A의 도장장치, 청소장치, 검사장치, 코팅장치등을 고정하여 작업을 행하지만 이와 같은 작업은 벽면주행용 로보트1이 단순히 전후진 하는 이외에도 작업도중에 방향전환이 가능하게 되면 그 작업능률이 현저하게 향상하므로 방향전환용의 장치를 구비하고 있다.

이 방향전환용의 장치는, 제1도에 도시한 바와 같이 테두리본체2의 윗쪽에 고정암49를 매기로 하여 선회용모터 50 및 톱니바퀴열51에 의하여 방향전환이 자유롭게 된 회전 암52와 각회전 암52의 양끝에 설치된 상하이동 실린더53과 각상하이동실린더53의 로드54에 고정한 고정흡착반55와의 접속을 단속하는 도면에 없는 절환판을 구비하고 있다. 전술한 상하이동실린더53은 실린더내를 흡인하므로서 상하방향으로 로드54를 콘트롤할 수 있도록 흡인관7과 접속되어 있다. 또한, 전술한 고정흡착반55는 이동흡착반6과 같은 구성을 이루고 있다.

이와같은 방향전환용의 장치에 의하여 당해로보트1의 진행방향을 변경할 시에는 회전암52의 양끝에 설치된 상하이동실린더53의 로드54를 늘여서 고정흡착반55를 벽면A에 접착시키고 계속하여 도면에 없는 절환판을 절환하여 진공발생장치와 흡인관7을 매개로 하여 접속한 고정흡착반 55에 부압을 발생시켜 고정흡착반55를 벽면A에 견고하게 흡착시키고 나서 이동흡착반6과 진공발생장치의 전속을 끊고 상하이동실린더53의 로드54를 더욱 늘여서 11개의 이동흡착반6을 벽면A에서 이반시킨후 당해로보트1을 회전암 52에 대하여 다시 진행시키려는 방향에 회전시킨다. 이때 선회용모터50을 구동시킴으로서 톱니바퀴열51에 회전력이 전달되어 회전한다. 다음으로, 상하이동 실린더53의 로드54를 축소시켜 11개의 이동흡착반6을 벽면A에 접착시킨후 진공발생장치와 이동흡착반6을 접속하여 흡착력을 발생시켜 벽면A에 흡착시키고 나서 절환판에 의하여 진공발생장치와 고정흡착반55와의 접속을 절단한후, 상하이동실린더53의 로드54를 더욱 축소하여 고정흡착반55를 벽면A에서 이반하여 이후는 2개의 모터9를 구동시켜 회전대5를 정 또는 역회전시킴으로서 목적하는 방향으로 진행시킬 수 있다.

제14도 및 제15도에 도시하는 실시예는 벽면주행용 로보트1을 작업목적에 따라 옆방향으로만 이동하는 것이 필요한 경우에 유효한 이동장치를 장치한 것을 도시한 것이다. 이 실시예는 벽면주행용 로보트1의 테두리본체2의 양끝에 부착된 팔56을 매개로 하여 상하이동실린더53을 설치하고, 이 상하이동실린더53의 로드54의 앞쪽 끝에 각각 긴 고정흡착반55를 부착하고 또한, 이 고정흡착반55의 윗면과 로드54의 앞쪽끝을 슬라이드판57을 매개로 하여 슬라이드가 자유롭도록 구성함과 동시에 테두리본체2의 양끝에 설치한 구동톱니바퀴58과 2개의 고정흡착반55의 내측에 형성된 톱니59가 이 맞물림되도록 구성한 것이다.

이와같은 구성을 시킴으로서 고정흡착반55를 벽면A에 흡착고정한후 벽면주행용 로보트1을 상하이동실린더53에 의하여 벽면A에서 이반한후 구동톱니바퀴58을 구동하여 벽면주행용 로보트1을 옆방향으로 이동시킬수 있다.

이상의 설명에서도 명백한바와 같이 본 발명의 벽면주행용 로보트은 테두리본체의 한쪽 끝에 소정의 거리를 두고 서로 대향하도록 설치된 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와, 테두리본체의 다른 쪽 끝에 전술한 구동바퀴와 종동바퀴의 위치를 역으로하여 서로 마주보도록 설치된 또 한대의 구동바퀴와 종동바퀴와 이들 2대의 구동바퀴와 종동바퀴에 감겨서 회전하는 한 대의 회전대에 이동흡착반을 부착하여 구성하였으므로 회전대는 양쪽에서의 구동력을 얻을 수 있으므로 보다 확실하게 안전된 주행을 할 수 있다.

또한, 회전대는 하나로 외주면에 이동흡착반을 고정하도록 하였으므로 이동흡착반의 벽면에 접하는 면적을 많이 차지할 수 있다. 그 결과 벽면에 대한 흡착력이 높아지고 많은 작업용장치를 적재할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명의 벽면주행용 로보트의 이동흡착반은 가소성의 재질로 된 테두리둘레와 그 테두리둘레내에서 이동이 자유롭고 벽면방향으로 설치된 미끄럼방지 부재를 가지고 전술한 미끄럼방지부재의 벽면과 접하는 마찰표면이 전술한 진공발생장치의 흡인력에 의하여 테두리둘레와 함께 벽면과 반대방향으로 수축하도록 구성한 것이므로, 흡착시에 있어서 주변부재는 탄성력에 의하여 벽면에 압착하고, 마찰표면은 벽면에 압착함과 동시에 마찰저항이 증대하므로 흡착력이 강하고 마찰저항을 크게 할 수 있다. 그 결과 벽면주행용 로보트에 많은 기재를 적재할 수 있게 된다는 이점이 있다.

또한 벽면주행전에 미끄럼방지부재의 마찰표면이 벽면에 대하여 평행한 자세가 되는 것에서 벽면에 흡착하기 쉬운 이점이 있다.

더욱이, 테두리본체에 방향전환이 자유롭도록 지지된 회전 암과 이 회전 암의 양 끝에 설치된 상하이동실린더 및 그 상하이동실린더에 구정된 고정흡착반에 의하여 로보트의 진행방향을 자유롭게 전향할 수 있으므로 작업의 능률이 더 한층 향상하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 테두리본체의 한쪽 끝에 소정의 거리를 두고 서로 마주보도록 설치된 1대의 구동바와 종동바퀴와 테두리본체의 다른 쪽 끝에 전술한 구동바퀴와 종동바퀴의 위치를 역으로 하여 소정의 거리를 두고 서로 마주보도록 설치된 또 1대의 구동바퀴와 종동바퀴와 이들 테두리본체의 한쪽끝과 다른 쪽 끝에 각각 위치하는 2대의 구동바퀴와 종동바퀴에 감겨서 회전하는 1개의 회전대와 그 회전대의 외주면에 고정된 복수의 이동흡착반과 그 이동흡착반과 진공발생장치를 접속하는 흡인관과 그 흡인관의 배관도중에 설치되어 전술한 이동흡착반의 벽면에 접할 시에 진공발생장치와 접속하여 이반시에 진공발생장치와 절단하는 제어부로 된 벽면주행용 로보트.
2. 제1항에 있어서, 이동흡착반은 전술한 이동 흡착반이 가소성의 재질로 된 테두리둘레와 그 테두리 둘레에서 이동이 자유롭고 또한 벽면방향에 설치된 미끄럼방지 부재가 존재하고 또한 전술한 미끄럼방지 부재의 벽면과 접하는 마찰표면이 전술한 진공발생장치의 흡인력에 의하여 테두리둘레와 함께 벽면과 반대방향으로 수축하는 것을 특징으로 하는 벽면주행용 로보트.
3. 제1항에 있어서, 이동흡착반은 전술한이동흡착반이 회전대에 요동이 자유롭게 고정된 것에 의하여 전술한 미끄럼 방지부재의 마찰표면이 벽면과 접하기 직전에 벽면에 대하여 평행한 자세가 되는 것을 특징으로 하는 벽면주행용 로보트.
4. 제1항에 있어서, 이동흡착반은 테두리 본체에 방향전환이 자유롭게 지지된 회전 암과 그 회전 암의 양쪽 끝에 설치된 상하이동 실린더와 그 상하이동 실린더에 고정한 고정흡착반과 그 고정 흡착반과 진공발생장치를 접속하는 흡인관과 그 흡인관의 배관도중에 설치된 진공발생장치와 고정흡착반의 접속을 단속하는 절환기를 구비한 것을 특징으로 하는 벽면주행용 로보트.