JPH03294189A - 壁面走行ロボット - Google Patents
壁面走行ロボットInfo
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- JPH03294189A JPH03294189A JP2092110A JP9211090A JPH03294189A JP H03294189 A JPH03294189 A JP H03294189A JP 2092110 A JP2092110 A JP 2092110A JP 9211090 A JP9211090 A JP 9211090A JP H03294189 A JPH03294189 A JP H03294189A
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- Japan
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- wall
- magnet
- robot
- chamber
- wall face
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、壁面を自在に走行する壁面走行ロボットに関
する。
する。
（従来の技術）
従来、さまざまな工業用分野で、大口径の管などの外壁
あるいは内壁を自在に走行する検査用、作業用の自走式
壁面走行ロボットが利用されている。この壁面走行ロボ
ットが重力で落ちないように壁面を走行するためには壁
面走行ロボットを壁面に吸着させる必要があり、そのた
め次のような方式が従来から提案されている。壁面が磁
性体の場合には、車輪を磁石にして壁面に吸着しながら
移動する方式や、壁面に接している部分の空気を排気し
壁面との間に負圧を発生させて吸着させる方式などであ
る。
あるいは内壁を自在に走行する検査用、作業用の自走式
壁面走行ロボットが利用されている。この壁面走行ロボ
ットが重力で落ちないように壁面を走行するためには壁
面走行ロボットを壁面に吸着させる必要があり、そのた
め次のような方式が従来から提案されている。壁面が磁
性体の場合には、車輪を磁石にして壁面に吸着しながら
移動する方式や、壁面に接している部分の空気を排気し
壁面との間に負圧を発生させて吸着させる方式などであ
る。
（発明が解決しようとする課題）
ところが従来の磁石の車輪で吸着する方式では、車輪が
硬質で車輪と壁面との接触面積が小さい為に単位面積あ
たりの吸着力が大きくなり、ステアリングをするさいの
微少なすべりにより壁面を傷つける心配がある。そこで
１弾性体のタイヤ等を装着した場合には、壁面と磁石と
の間隔が大きくなり十分な吸着力が得られない心配があ
る。
硬質で車輪と壁面との接触面積が小さい為に単位面積あ
たりの吸着力が大きくなり、ステアリングをするさいの
微少なすべりにより壁面を傷つける心配がある。そこで
１弾性体のタイヤ等を装着した場合には、壁面と磁石と
の間隔が大きくなり十分な吸着力が得られない心配があ
る。
更に、接触面積が小さいために強力な磁石が必要となり
、装置が大型化し重量が増加してしまう欠点がある。
、装置が大型化し重量が増加してしまう欠点がある。
一方、負圧で吸着する方式では１弾性体のタイヤが使用
可能で、それにより壁面に傷付ける恐れはないが万一負
圧を発生する排気装置が故障したり、壁面の表面の凸凹
が極端に大きくなった場合には、壁面走行ロボットの自
重を支える程の十分な負圧が得られず落下してしまい、
いわゆるフェールセーフが構成出来ないという欠点があ
った。
可能で、それにより壁面に傷付ける恐れはないが万一負
圧を発生する排気装置が故障したり、壁面の表面の凸凹
が極端に大きくなった場合には、壁面走行ロボットの自
重を支える程の十分な負圧が得られず落下してしまい、
いわゆるフェールセーフが構成出来ないという欠点があ
った。
本発明は、上記の欠点を解決するためになされたもので
あり、壁面を傷付けず、落下する恐れがない壁面走行ロ
ボットを提供することを目的としている。
あり、壁面を傷付けず、落下する恐れがない壁面走行ロ
ボットを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため本発明は、ロボット本体内に
チャンバを形成し、このチャンバ内に車輪を設け、この
車輪により磁性体の壁面を走行する壁面走行ロボットに
おいて、チャンバ内の空気を排出してロボット本体と壁
面間に負圧を発生させる排気機構と、壁面にロボット本
体を吸着させる磁石と、上記負圧の値により磁石の吸着
力の増減を調整すると共に磁石の壁面へ吸着あるいは剥
離を行う吸着力調整装置を設けたことを特徴としている
。
チャンバを形成し、このチャンバ内に車輪を設け、この
車輪により磁性体の壁面を走行する壁面走行ロボットに
おいて、チャンバ内の空気を排出してロボット本体と壁
面間に負圧を発生させる排気機構と、壁面にロボット本
体を吸着させる磁石と、上記負圧の値により磁石の吸着
力の増減を調整すると共に磁石の壁面へ吸着あるいは剥
離を行う吸着力調整装置を設けたことを特徴としている
。
（作用）
上記のように構成した本発明の壁面′；ｉＸ：”・ロボ
ットによれば、排気機構によりロボット本体内のチャン
バから空気を排出してロボット本体壁面の間に負圧を発
生させることでロボット本体を壁面に吸着し、負圧が下
がった場合、吸着力調整装置により磁石の吸引力を高め
この磁石によりロボット本体を壁面に吸着させ落下を防
止させている。
ットによれば、排気機構によりロボット本体内のチャン
バから空気を排出してロボット本体壁面の間に負圧を発
生させることでロボット本体を壁面に吸着し、負圧が下
がった場合、吸着力調整装置により磁石の吸引力を高め
この磁石によりロボット本体を壁面に吸着させ落下を防
止させている。
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図乃至第３図を参照
して説明する。
して説明する。
第１図は、本発明の壁面走行ロボットの一実施例の断面
図である。この第１図において、１はロボット本体であ
り、このロボット本体ｌ内にチャンバ２が形成されてい
る。このチャンバ２にフレーム３が設けられており、こ
のフレーム３に車輪４とステアリング機構５が取り付け
られている。
図である。この第１図において、１はロボット本体であ
り、このロボット本体ｌ内にチャンバ２が形成されてい
る。このチャンバ２にフレーム３が設けられており、こ
のフレーム３に車輪４とステアリング機構５が取り付け
られている。
６は磁性体の壁面であり、車輪４が走行する。またロボ
ット本体１のチャンバ２の上部にはファン７が設けられ
、さらにこのファン７には流路８が接続して設けられて
いる。この流路８の先端はノズル状となっており、壁面
６へ平行に吹き出すよう°に形成されている。９は磁石
吸引機構であり上下方向にスライドできるようにフレー
ム３′″に設けられている。またフレーム３にはピスト
ン１０を内蔵するシリンダ１１が取り付けられ、このピ
ストン１０をはさんでピストン１０の上部はチャンバ２
とつながりピストンｌＯの下部はパイプ１２により外部
の大気と連通している。このピストン１０の下端にはロ
ッド１３が接続して設けられ、このロッド１３は。
ット本体１のチャンバ２の上部にはファン７が設けられ
、さらにこのファン７には流路８が接続して設けられて
いる。この流路８の先端はノズル状となっており、壁面
６へ平行に吹き出すよう°に形成されている。９は磁石
吸引機構であり上下方向にスライドできるようにフレー
ム３′″に設けられている。またフレーム３にはピスト
ン１０を内蔵するシリンダ１１が取り付けられ、このピ
ストン１０をはさんでピストン１０の上部はチャンバ２
とつながりピストンｌＯの下部はパイプ１２により外部
の大気と連通している。このピストン１０の下端にはロ
ッド１３が接続して設けられ、このロッド１３は。
磁石吸引機構９に接続されてさらにこのロッド１３とシ
リンダ１１の取り付は面との間には押しバネ１４が取り
付けられている。１５は壁面走行ロボット全体を制御す
る制御装置である。
リンダ１１の取り付は面との間には押しバネ１４が取り
付けられている。１５は壁面走行ロボット全体を制御す
る制御装置である。
第２図は、磁石吸引機構の先端の詳細図である。
第２図において、１６は永久磁石であり、Ｓ極１７とＮ
極１８を有し、このＳ極１７、Ｎ極１８を取り巻く磁性
体１９の中で回転自在に支持されている。またこの永久
磁石１６には接続ピンが設けられこの接続ビンがロッド
１３に横方向にスライド自在に結合されている。
極１８を有し、このＳ極１７、Ｎ極１８を取り巻く磁性
体１９の中で回転自在に支持されている。またこの永久
磁石１６には接続ピンが設けられこの接続ビンがロッド
１３に横方向にスライド自在に結合されている。
次に上記実施例の動作について説明する。壁面走行ロボ
ットが移動する時はファン７を回転させチャンバ２内の
真空度が上がり壁面６と壁面走行ロボットの下面との間
には負圧が生じる。排気された空気は、流路８のノズル
から壁面６にほぼ平行に吹き出される。吹き出し口であ
るノズル先端では、空気の流速は速くなり、そのための
周囲の空気を誘引するので、壁面走行ロボットと壁面の
間の負圧を上昇させて吸着力が増加される。一方ピスト
ン１０の下部の圧力は大気圧であるので、ピストン１０
は、壁面６とは反対方向に動作し上昇する、そのためピ
ストン１０と連動したロッド１３は。
ットが移動する時はファン７を回転させチャンバ２内の
真空度が上がり壁面６と壁面走行ロボットの下面との間
には負圧が生じる。排気された空気は、流路８のノズル
から壁面６にほぼ平行に吹き出される。吹き出し口であ
るノズル先端では、空気の流速は速くなり、そのための
周囲の空気を誘引するので、壁面走行ロボットと壁面の
間の負圧を上昇させて吸着力が増加される。一方ピスト
ン１０の下部の圧力は大気圧であるので、ピストン１０
は、壁面６とは反対方向に動作し上昇する、そのためピ
ストン１０と連動したロッド１３は。
永久磁石１６を回転させる。そのため永久磁石１６のＳ
極１７とＮ極１８が左右均等に磁性体１９に接するので
壁面６を通る磁束を減少させて磁性体１９の吸着力を減
少させる。負圧による吸着力が壁面走行ロボットの自重
を支えるのに十分である場合、更にピストン１０が移動
し、ロッド１３により磁石吸引機構９は壁面走行ロボッ
ト側にスライド移動し、第３図に示すように磁性体１９
は壁面から離れる。また、走行面の凸凹が急激に変化し
壁面走行ロボット周囲の隙間が増大したり、あるいはフ
ァン７の故障等によりチャンバ２内の圧力が高くなると
、シリンダ１１との差圧が減りピストン１０は押しバネ
１４により壁面方向に戻る。そのためピストン１０に連
動したロッド１３は永久磁石１６を回転させる。それに
より、永久磁石１６のＳ極１７とＮ極１８をそれぞれ左
右均等に磁性体１９に接する位置に回転させながら同時
に磁石吸引機構９を壁面６の方向に移動し、第２図に示
すように磁性体１９は壁面６を通る磁束が増加するので
、その吸引力により壁面走行ロボットの自重を支える。
極１７とＮ極１８が左右均等に磁性体１９に接するので
壁面６を通る磁束を減少させて磁性体１９の吸着力を減
少させる。負圧による吸着力が壁面走行ロボットの自重
を支えるのに十分である場合、更にピストン１０が移動
し、ロッド１３により磁石吸引機構９は壁面走行ロボッ
ト側にスライド移動し、第３図に示すように磁性体１９
は壁面から離れる。また、走行面の凸凹が急激に変化し
壁面走行ロボット周囲の隙間が増大したり、あるいはフ
ァン７の故障等によりチャンバ２内の圧力が高くなると
、シリンダ１１との差圧が減りピストン１０は押しバネ
１４により壁面方向に戻る。そのためピストン１０に連
動したロッド１３は永久磁石１６を回転させる。それに
より、永久磁石１６のＳ極１７とＮ極１８をそれぞれ左
右均等に磁性体１９に接する位置に回転させながら同時
に磁石吸引機構９を壁面６の方向に移動し、第２図に示
すように磁性体１９は壁面６を通る磁束が増加するので
、その吸引力により壁面走行ロボットの自重を支える。
以上のように、この実施例においては、負圧吸着力が強
く、壁面に傷を付けずに走行することができる。また磁
性体の壁面６を走行中に、電源が故障して、チャンバ２
内の負圧が減少した場合でも機械的な機構により永久磁
石１６の吸着力を働かせて落下を防止する。更に、磁石
１６と壁面６との接触面積を大きく取ることにより小型
の永久磁石で十分な吸着力かえられるので、壁面走行ロ
ボットを小型軽量にすることができる。
く、壁面に傷を付けずに走行することができる。また磁
性体の壁面６を走行中に、電源が故障して、チャンバ２
内の負圧が減少した場合でも機械的な機構により永久磁
石１６の吸着力を働かせて落下を防止する。更に、磁石
１６と壁面６との接触面積を大きく取ることにより小型
の永久磁石で十分な吸着力かえられるので、壁面走行ロ
ボットを小型軽量にすることができる。
次に本発明の他の実施例について第４図乃至第６図を参
照して説明する。
照して説明する。
第４図は本発明の他の実施例の断面図を示している。第
４図において、２０は圧力センサでありチャンバ２内に
配置されている。２は磁石吸引機構であり、この磁石吸
引機構２１は上下にスライドするように壁面走行ロボッ
ト本体１内に設けられ、その磁石吸引機構２１にはこれ
を上下に駆動するモータ２２が設けられている。第５図
は、磁石吸引機構の先端の詳細図である。第５図におい
て、２３は永久磁石でありこの永久磁石はＳ極２４とＮ
極２５を有し、この永久磁石２３はそれを取り巻く磁性
体２６の中で回転自在に支持されている。さらに永久磁
石２３は回転機構２７を介して駆動させるモータ２８に
接続されている。さらにこれらの機構を引っ張りバネ２
９により磁石吸引機構２１のロッドと接続されている。
４図において、２０は圧力センサでありチャンバ２内に
配置されている。２は磁石吸引機構であり、この磁石吸
引機構２１は上下にスライドするように壁面走行ロボッ
ト本体１内に設けられ、その磁石吸引機構２１にはこれ
を上下に駆動するモータ２２が設けられている。第５図
は、磁石吸引機構の先端の詳細図である。第５図におい
て、２３は永久磁石でありこの永久磁石はＳ極２４とＮ
極２５を有し、この永久磁石２３はそれを取り巻く磁性
体２６の中で回転自在に支持されている。さらに永久磁
石２３は回転機構２７を介して駆動させるモータ２８に
接続されている。さらにこれらの機構を引っ張りバネ２
９により磁石吸引機構２１のロッドと接続されている。
次に上記実施例の動作について説明する。壁面走行ロボ
ットが移動するさいの負圧吸着力を圧力センサ２０が検
知し、その圧力の検出値を制御装置１５へ送る。制御装
置１５は、その検出値が所定の値（壁面走行ロボットの
自重を十分に支えることができる吸着力を出す負圧値）
以下である場合に、永久磁石２３をモータ２８と回転機
構２７により回転させる。永久磁石２３が回転すること
により壁面を通る磁束が減少するので磁性体２６の吸引
力が減る。
ットが移動するさいの負圧吸着力を圧力センサ２０が検
知し、その圧力の検出値を制御装置１５へ送る。制御装
置１５は、その検出値が所定の値（壁面走行ロボットの
自重を十分に支えることができる吸着力を出す負圧値）
以下である場合に、永久磁石２３をモータ２８と回転機
構２７により回転させる。永久磁石２３が回転すること
により壁面を通る磁束が減少するので磁性体２６の吸引
力が減る。
圧力センサ２０がその所定の値を検出しつづけた場合、
制御装置１５は永久磁石２３をモータ２８と回転機構２
７により永久磁石２３のＮ極２５とＳ極２４が左右均等
に磁性体２６に接する位置へ回転する。このため、第６
図に示すように壁面６を通る磁束が最小になり、磁性体
２６の吸引力は最小になる。ここで磁性体２６は引張り
バネ２９により壁面走行ロボット側に引張られ壁面６か
ら離れる。走行面の凸凹が急激に変化し壁面走行ロボッ
トの周囲の隙間が増大したり、あるいはファン７の故障
等によりチャンバ２内の圧力センサ２０がある一定値（
先に述べた。）より上昇したとき、制御装置１５は圧力
センサ２０の検出値を基に即座にモータ２８と回転機構
２７により永久磁石２６のＮ極２５とＳ極２４がそれぞ
れ左右均等に磁性体２６に接するように回転させながら
同時にモータ２８により磁石吸引機構２１を壁面６の方
向に移動させるため、第５図に示すように磁性体２６は
壁面６に接触し、最大の吸引力により壁面走行ロボット
の自重を支える。
制御装置１５は永久磁石２３をモータ２８と回転機構２
７により永久磁石２３のＮ極２５とＳ極２４が左右均等
に磁性体２６に接する位置へ回転する。このため、第６
図に示すように壁面６を通る磁束が最小になり、磁性体
２６の吸引力は最小になる。ここで磁性体２６は引張り
バネ２９により壁面走行ロボット側に引張られ壁面６か
ら離れる。走行面の凸凹が急激に変化し壁面走行ロボッ
トの周囲の隙間が増大したり、あるいはファン７の故障
等によりチャンバ２内の圧力センサ２０がある一定値（
先に述べた。）より上昇したとき、制御装置１５は圧力
センサ２０の検出値を基に即座にモータ２８と回転機構
２７により永久磁石２６のＮ極２５とＳ極２４がそれぞ
れ左右均等に磁性体２６に接するように回転させながら
同時にモータ２８により磁石吸引機構２１を壁面６の方
向に移動させるため、第５図に示すように磁性体２６は
壁面６に接触し、最大の吸引力により壁面走行ロボット
の自重を支える。
以上説明したように本発明によれば、チャンバ内に取り
付けられた排気機構によってロボット本体と壁面との間
の空気を排気することにより負圧を発生させ、壁面に吸
着して走行するので、壁面を傷つけずに走行することが
できる。さらに、磁性体の壁面を走行中の場合、壁面走
行ロボット内の圧力の変化により磁石の吸着力がコント
ロールされるので、万一壁面走行ロボット内の負圧が減
少しても磁石の吸着力がロボットの自重を支えるため、
落下する恐れがない。
付けられた排気機構によってロボット本体と壁面との間
の空気を排気することにより負圧を発生させ、壁面に吸
着して走行するので、壁面を傷つけずに走行することが
できる。さらに、磁性体の壁面を走行中の場合、壁面走
行ロボット内の圧力の変化により磁石の吸着力がコント
ロールされるので、万一壁面走行ロボット内の負圧が減
少しても磁石の吸着力がロボットの自重を支えるため、
落下する恐れがない。
第１図は本発明の壁面走行ロボットの一実施例を示す断
面図、第２図は第１図に示された磁石吸引機構の詳細図
、第３図は第１図に示された磁石吸引機構の磁性体が壁
面から離れた状態を示す図、第４図は本発明の壁面走行
ロボットの他の実施例を示す断面図、第５図は第４図に
示された磁石吸引機構の詳細図、第６図は第４図に示さ
れた磁石吸引機構の磁性体が壁面から離れた状態を示す
図である。 １・・・ロボット本体、 ２・・・チャンバ、４
・・・車輪、 ６・・・壁面。 ７・・・ファン ８・・・流路。 ９．２１・・・磁石吸引機構、 １６．２３・・・永久
磁石。
面図、第２図は第１図に示された磁石吸引機構の詳細図
、第３図は第１図に示された磁石吸引機構の磁性体が壁
面から離れた状態を示す図、第４図は本発明の壁面走行
ロボットの他の実施例を示す断面図、第５図は第４図に
示された磁石吸引機構の詳細図、第６図は第４図に示さ
れた磁石吸引機構の磁性体が壁面から離れた状態を示す
図である。 １・・・ロボット本体、 ２・・・チャンバ、４
・・・車輪、 ６・・・壁面。 ７・・・ファン ８・・・流路。 ９．２１・・・磁石吸引機構、 １６．２３・・・永久
磁石。
Claims (2)
- （１）ロボット本体内にチャンバを形成し、このチャン
バ内に車輪を設け、この車輪により磁性体の壁面を走行
する壁面走行ロボットにおいて、チャンバ内の空気を排
出してロボット本体と壁面間に負圧を発生させる排気機
構と、壁面にロボット本体を吸着させる磁石と、上記負
圧の値により磁石の吸着力の増減を調整すると共に磁石
の壁面へ吸着あるいは剥離を行う吸着力調整装置を設け
たことを特徴とする壁面走行ロボット。 - （２）請求項１に記載の壁面走行ロボットにおいて、上
記排気機構により排出された空気を壁面に平行に吹き出
す流路を形成したことを特徴とする壁面走行ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092110A JPH03294189A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 壁面走行ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092110A JPH03294189A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 壁面走行ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294189A true JPH03294189A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=14045293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092110A Pending JPH03294189A (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 壁面走行ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294189A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0619810U (ja) * | 1992-02-28 | 1994-03-15 | 株式会社ムラコシ | 集塵機用フィルタ |
| US5351773A (en) * | 1992-12-01 | 1994-10-04 | Ken Yanagisawa | Walking robot |
| US5351626A (en) * | 1991-11-11 | 1994-10-04 | Ken Yanagisawa | Walking robot |
| WO2001041616A1 (de) * | 1999-12-07 | 2001-06-14 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Sicherheitseinrichtung für eine auf einer fläche beweglichen vorrichtung |
| JP2008087151A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-17 | Mire Kk | 電子部品ピッカー及びこれを備えたハンドラー用ヘッドアセンブリー |
| DE102007041068A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen |
| DE102007041067A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen |
| CN109050701A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-21 | 西南石油大学 | 一种足式磁吸附爬壁机器人 |
| CN109850027A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-07 | 重庆邮电大学 | 一种基于磁敏橡胶黏附材料的仿生双足爬壁机器人 |
| CN111572664A (zh) * | 2020-05-05 | 2020-08-25 | 嘉兴勤慎智能技术有限公司 | 一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘 |
-
1990
- 1990-04-09 JP JP2092110A patent/JPH03294189A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6691811B2 (en) | 1999-12-07 | 2004-02-17 | Bsh Bosch Und Siemens Hausgeraete Gmbh | Safety configuration for an apparatus that can be moved over a surface |
| JP2008087151A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-17 | Mire Kk | 電子部品ピッカー及びこれを備えたハンドラー用ヘッドアセンブリー |
| DE102007041068A1 (de) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen |
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| CN111572664A (zh) * | 2020-05-05 | 2020-08-25 | 嘉兴勤慎智能技术有限公司 | 一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘 |
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