JPH036030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は真空吸着式壁面移動装置に係り、特
に、壁面が球面、又はゆるやかな曲面をなす場
合、この曲面に沿つて真空吸着により走行を行う
のに好適な真空吸着式壁面移動装置に関する。

〔発明の背景〕

各種タンク、構造物等の大形容器のなかには、
その容器の点検、検査を定期的に実施することが
義務づけられているものがある。

これらの保守点検作業は、現状は人手によつて
作業をしているが、高所作業となるため、作業員
の安全性に問題があり、また、作業用足場を組む
のに多大な日数と経費を費やし経済的にも不利で
あつた。

このため、本作業に係るロボツトの開発が必至
のニーズとなつてきた。

これに対して、従来より各種の移動装置が提案
されているが、いずれも平面上の走行手段による
ものであり、曲面への適用には困難な点が多かつ
た。

この種の真空吸着方式による壁面移動装置の例
を第２図に示す。該図において、１は走行用内フ
レーム、２は走行用外フレームで、この走行用内
フレーム１と走行用外フレーム２は旋回テーブル
７で連結されている。そして、走行用内フレーム
１と走行用外フレーム２が相対的に移動すべく動
力伝達機構５が設けられ、これに駆動アクチユエ
ータ６で動力を伝達している。一方、走行用内外
フレーム１、及び２の端部には、昇降シリンダ３
ａ，３ｂを介して真空吸着パツド４ａ，４ｂが設
けられている。昇降シリンダ３ａ，３ｂのそれぞ
れのシリンダ室１０ａ，１０ｂには、圧縮空気給
気用チユーブ１１ａ，１１ｂ、及び１２ａ，１２
ｂが連結されている。更に、真空吸着パツド４
ａ，４ｂの真空室１３ａ，１３ｂのそれぞれに
は、真空吸引用チユーブ１４ａ，１４ｂが連結さ
れている。また、走行用外フレーム２には、旋回
テーブル駆動用モータ８が取り付けられ、このモ
ータ軸に駆動歯車９を装着し、これとかみ合う被
駆動歯車１５を走行用内フレーム１の上面に設
け、走行用内、外フレーム１、及び２が相対的に
旋回できる構造になつている。

次に、このように構成される真空吸着式壁面移
動装置における走行動作について第３図と共に説
明する。

まず、初期の設定状態を第２図で説明する。走
行用外フレーム２の昇降シリンダ３ｂの下側の室
に、圧縮空気給気用チユーブ１２ｂで圧縮空気を
給気すると昇降シリンダ３ｂは壁面側に押し下げ
られる。この状態で真空吸着パツド４ｂの真空室
１３ｂの空気を真空吸引用チユーブ１４ｂで吸引
して室内を真空にし、真空吸着パツド４ｂを壁面
に吸着させる。一方、走行用内フレーム１の真空
吸着パツド４ａの真空室１３ａの真空吸引用チユ
ーブ１４ａを開放し、真空室１３ａの室内の真空
を解放する。この状態で昇降シリンダ３ａの上側
の室に、圧縮空気給気用チユーブ１１ａで圧縮空
気を給気すると昇降シリンダ３ａ、及び真空吸着
パツド４ａは壁面から離脱する。この状態を示し
ているのが第２図である。

第２図の状態から駆動アクチユエータ６を駆動
して走行用内フレーム１を矢印の方向に走行させ
る（この状態が第３図ａである）。この際には、
走行用内フレーム１に設けられている被駆動歯車
１５と駆動モータ８の駆動歯車９とは係合状態に
あるが、走行用外フレーム２の駆動モータ８が載
置されている部分には、モータ軸が移動できる程
度の幅をもつ逃げ溝２ａが設けられているため、
被駆動歯車１５と駆動歯車９が係合状態であつて
も、上部逃げ溝２ａを介して走行方向に走行用内
フレーム１は駆動モータ８と共に移動できる。

次に、走行用内フレーム１を下降し、真空吸着
パツド４ａを壁面に真空吸着させ、その後に走行
用外フレーム２の真空吸着パツド４ｂの真空を解
放して上昇させる（この状態が第３図ｂである）。
以後、走行用フレームの真空吸着パツドの一方が
壁面に吸着して、他方の走行用フレームが駆動ア
クチユエータ６によつて相対的に壁面に沿つて移
動し、第３図ｃ、及びｄに示すように動作を繰り
返して移動するものである。

このような構造の真空吸着式壁面移動装置が走
行方向を転換する場合を第４図、及び第５図を用
いて説明する。該図は壁面移動装置を上面から見
た図である。

まず、第４図において、走行用外フレーム２の
真空吸着パツド４ｂは壁面に吸着させておき、一
方、走行用内フレーム１の真空吸着パツド４ａは
壁面から離脱しておく。この状態で駆動モータ８
を回転させると、駆動歯車９を介して被駆動歯車
１５が旋回され、これと連結している走行用内フ
レーム１は任意角度に旋回ができる。走行用内フ
レーム１が旋回した状態を示すのが第５図であ
る。

次に、この状態から走行用内フレーム１の真空
吸着パツド４ａを下降して壁面に吸着させると共
に、走行用外フレーム２の真空吸着パツド４ｂの
真空を解放して上昇させる。この状態で駆動モー
タ８を運転して走行用外フレーム２を走行用内フ
レーム１の中心位置まで旋回させる。以後、走行
用内、外フレーム１、及び２の一方を壁面に吸着
させ、他方を駆動モータ８によつて相対的に旋回
させる。この動作を繰り返えして、任意の角度ま
で方向を転換できる構造になつている。

ところで、第４図、及び第５図に示した例で
は、真空吸着パツドを走行用内、外フレームに各
４個設けているが、壁面移動装置は壁面の溶接部
探傷及び欠陥補修などの作業をさせるため、これ
ら各作業を行うための各種装置を搭載する必要が
ある。従つて、結果的に壁面移動装置全体が重く
なり、必然的に真空吸着パツドの数を多く必要と
する。

第６図、及び第７図に示すものは、走行用内フ
レーム１、及び走行用外フレーム２に真空吸着パ
ツド４ａ，４ｂを各々８個設けた例である。第６
図は旋回前、第７図は旋回後の図で、概略構成は
第４図、及び第５図に示したものとほぼ同様であ
る。

該図の例では、旋回時のバランスの安定を図
り、かつ、走行用内外フレーム１、及び２を小形
軽量にするため、装置中心から走行用内フレーム
１の真空吸着パツド４ａの外側までの距離をｒ、
走行用外フレーム２の真空吸着パツド４ｂの内側
までの距離をＲとすれば、ｒ＞Ｒとなるよう配列
されている。

しかしながら、このような配列では、走行用フ
レームを旋回させた場合、走行用内外フレーム１
及び２の真空吸着パツド４ａ、及び４ｂが接触し
てしまう部分が必ず生じ、このため、１回当りの
旋回可能な角度が制限されてしまう。即ち、旋回
可能な角度θは、第７図に示すように走行用内外
フレーム１、及び２の真空吸着パツド４ａ，４ｂ
が接触しない位置、つまり、両フレームの真空吸
着パツド４ａ，４ｂ間に隙間ｇを見込んだ位置に
設定しなければならない。

従つて、１回当りの旋回角度に制限を受けるた
め、例えば走行機構を直角に方向転換する場合に
は（90゜／θ）＋１回の旋回動作が必要となり、作
業速度の効率上不利である。また、走行用フレー
ムの形状が長方形であるため、垂直面走行時など
の不安定な状態で旋回すると走行用フレームにア
ンバランスが生じ、このアンバランスによる旋回
トルクの増大に伴い、駆動モータの出力アツプが
要求されると共に、駆動モータの出力アツプに伴
い全重量が増加し、更に真空吸着パツドの設置員
数の増加といつた弊害がある。

尚、平面形状をなした壁面を吸着しながら走行
するものとしては特開昭54−59789号公報、また、
球面タンク表面を保守点検するものとしては特開
昭50−106220号公報等に開示がある。

〔発明の目的〕

本発明に上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、方向転換時に旋回角度が制
限されることなく自由な旋回を可能ならしめる真
空吸着式壁面移動装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は走行用内フレームの先端部に昇降シリ
ンダを介して設けられている複数の真空吸着パツ
ドと、これと同様に走行用外フレームに設けられ
ている真空吸着パツドとをほぼ同心円上に配列
し、かつ、これを支持する走行用内、外フレーム
を旋回テーブルで連結することにより、所期の目
的を達成するようになしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。

第１図に本発明の真空吸着式壁面移動装置の一
実施例を平面から見た図を示す。該図の如く、本
実施例では走行用内フレーム１、及び走行用外フ
レーム２をそれぞれ円形に形成すると共に、走行
用外フレーム２の内側に走行用内フレーム１が配
置されるように、即ち、走行用内フレーム１の外
径が走行用外フレーム２の内径より小さくなるよ
うにし、しかも、それぞれのフレームに固定され
ている真空吸着パツド４ａ，４ｂは、走行用内フ
レーム１、及び走行用外フレーム２のそれぞれで
ほぼ同心円上となるように配置し、この走行用
内、外フレーム１，２を旋回テーブル７で連結し
ている。そして、装置中心から走行用内フレーム
１に固定されている真空吸着パツド４ａの外側ま
での距離ｒにより、走行用外フレーム２に固定さ
れている真空吸着パツド４ｂの内側まで距離Ｒが
大きくなつており、旋回時には真空吸着パツド４
ａと４ｂの間に常に所定の間隙が形成されるよう
になつている。従つて、走行用内フレーム１、及
び走行用外フレーム２の旋回は360゜可能となる。
また、走行時に走行用内フレーム１の真空吸着パ
ツド４ａと走行用外フレーム２の真空吸着パツド
４ｂが当らぬよう両者間に隙間g₁、及びg₂を確保
しているため、１ストロークの走行距離は、走行
用内フレーム１の真空吸着パツド４ａの前進可能
距離L₁と走行用外フレーム２の真空吸着パツド
４ｂの前進可能距離L₂を加えた距離となり、従
来のストロークを縮めるようなことはない。更
に、走行用内外フレーム１、及び２が円形である
ため、旋回時の走行用内外フレーム１、及び２の
重心位置が常に走行用内外フレーム１、及び２の
中心にあり、旋回動作時のアンバランスがなくな
り安定した旋回動作ができる。

このように、本実施例では１動作当りの方向転
換角度を任意の角度で旋回可能とし、走行作業の
効率を向上させると共に、旋回時の走行用内外フ
レームのアンバランスがなくなり、安定した旋回
動作ができるという効果がある。

〔発明の効果〕 以上説明した本発明の真空式壁面移動装置によ
れば、走行用内フレームの先端部に昇降シリンダ
を介して設けられている複数の真空吸着パツド
と、これと同様に走行用外フレームに設けられて
いる真空吸着パツドとをほぼ同心円上に配列し、
かつ、これを支持する走行用内、外フレームを旋
回テーブルで連結したものであるから、方向転換
時に旋回角度が制限されることなく自由に旋回可
能であるため、此種真空吸着式壁面移動装置には
非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空吸着式壁面移動装置の一
実施例を示す平面図、第２図は従来の真空吸着式
壁面移動装置を一部断面して示す正面図、第３図
ａ〜ｄは第３図に示した装置が平面を移動する際
の動作状態を示す図、第４図、及び第５図は第３
図に示した装置が各フレームに真空吸着パツドを
４個ずつ有する例の平面図、第６図、及び第７図
は第３図に示した装置が各フレームに真空状態パ
ツドを８個ずつ有する例の平面図である。 １……走行用内フレーム、２……走行用外フレ
ーム、３ａ，３ｂ……昇降シリンダ、４ａ，４ｂ
……真空吸着パツド、５……動力伝達機構、６…
…駆動アクチユエータ、７……旋回テーブル、８
……旋回テーブル駆動用モータ、９……駆動歯
車、１０ａ，１０ｂ……シリンダ室、１１ａ，１
１ｂ，１２ａ，１２ｂ……圧縮空気給気用チユー
ブ、１３ａ，１３ｂ……真空室、１４ａ，１４ｂ
……真空吸引用チユーブ、１５……被駆動歯車。

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して先
   端部に各々昇降シリンダを介して複数の真空吸着
   パツドを有している走行用外フレームと、該走行
   用外フレームとほぼ同様な構成を成し、前記吸着
   壁面に沿つて該走行用外フレームと交互に移動す
   る走行用内フレームと、該走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
   動する駆動アクチユエータと、前記走行用内、外
   フレームを旋回可能に連結する旋回テーブルと、
   該旋回テーブルを旋回駆動する旋回テーブル駆動
   機構とを備え、走行時には前記走行用外フレー
   ム、又は走行用内フレームの一方が前記真空吸着
   パツドを介して吸着壁面に吸着し、他方の走行用
   フレームが前記駆動アクチユエータによつて相対
   的に吸着壁面に沿つて移動し、かつ旋回時には前
   記旋回テーブル駆動機構で旋回テーブルを駆動す
   ることにより前記走行用内、外フレームが相対的
   に旋回する真空吸着式壁面移動装置において、前
   記走行用内フレームに設けられている真空吸着パ
   ツドと、前記走行用外フレームに設けられている
   真空吸着パツドとをほぼ同心円上に配列し、かつ
   これらを支持する前記走行用内、外フレームを前
   記旋回テーブルで連結したことを特徴とする真空
   吸着式壁面移動装置。 ２ 前記走行用内フレームと走行用外フレームを
   ほぼ円形に形成すると共に、該走行用内フレーム
   の外径が走行用外フレームの内径より小さく形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の真空吸着式壁面移動装置。