JPH0520540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビルの清掃や建築の仕上工事におい
て異なる複数の作業を自動的に行うことができる
分割型多機能ロボツトに関するものである。

〔従来の技術〕

建築の仕上工事は、床工事だけをとつても、例
えば清掃作業や仕上げ面から付着したコンクリー
トを除去する作業（ケレン）、ワツクスを塗つて
艶出しをする床磨き作業（ポリツシユ）など数多
くの職種による多数の単位作業からなつている。
このような建築の仕上工事の省力化を図るための
建築仕上工事用ロボツトとしては従来も若干の例
はあるが、それらはいずれも特定の作業（例えば
耐火被覆吹付け、清掃など）の処理機構（ツーリ
ング）に移動機能を加えた単能機であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述のような多数の単位作業からなる
建築の仕上工事をさらに省力化しようとする場
合、従来の考え方によると、ロボツト化を図るた
めには各作業に対応した単能ロボツトを多数開発
しなければならず、経済的にも大きな問題があつ
た。また単能機であるが故に、一現場当たりの適
用対象が限られることになり、稼働率も高くなら
ず、開発投資の回収もなかなか困難になるという
問題があつた。

本発明は、上述の考察に基づくものであつて、
特定の作業を実施する機構と、その機構を移動さ
せるような共通の機構とにロボツトを分離して構
成し、数多くの作業に適用できる分割型多機能ロ
ボツトの提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の分割型多機能ロボツトは、
建築の仕上作業を行う分割型多機能ロボツトであ
つて、制御機能を備えた制御装置、動力源と駆動
輪とを有し制御装置により制御されて移動する移
動機能を備えた走行装置、及び制御装置により制
御されて仕上作業を行う作業装置からなる三つの
装置にロボツトを分割して構成し、接合機構を使
つて機械的に制御装置と走行装置と作業装置とを
組み合わせ接合するように構成したことを特徴と
するものである。

〔作 用〕

本発明の分割型多機能ロボツトでは、各種の仕
上作業を行う複数の作業装置に対して走行装置と
制御装置が共通に使用される。従つて、接合機構
は各作業装置に対して共通の構造のものが使用さ
れ、仕上作業の必要に応じて作業装置が選択され
て制御装置と走行装置に接合される。制御装置と
走行装置と作業装置とを組み合わせ接合する場合
には、引つ込み式の移動手段を使つて各装置を移
動させ、接合手段を使つて各装置間が接合され
る。そして、制御装置から走行装置の走行制御と
作業装置の制御が行われる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の概要を説明するための図、第
２図は接合機構を説明するための図、第３図は各
装置の構成例及びそれらを接合した状態を示す
図、第４図は各装置の接合例を示す図、第５図は
走行モードを説明するための図である。図におい
て、１は走行装置、２，２１ないし２３は作業装
置、３は制御装置、４は駆動輪、５は連結ピン、
６，７，１２，１５と１６は連結具、８はハンド
ル、９は爪部、１０は固定部、１１，１３，１４
と１７は引つ込み式キヤスター、１８は接合機
構、１９は超音波センサーをそれぞれ示してい
る。

本発明の分割型多機能ロボツトは、基本的に第
１図図示のように移動機能を備えた走行装置１、
各種の仕上作業を行う作業装置２、制御機能を備
えた制御装置３、及び各装置間を接合する接合機
構により構成されるものである。本発明のロボツ
トでは、各種の作業装置に対して共通の制御装置
と走行装置があり、仕上作業に応じて適宜必要な
作業装置を選択結合させることにより、多くの作
業目的に対応できるようにするものである。

走行装置１、作業装置２、制御装置３の各装置
間を接合して一体化するために使用される接合機
構には、２つのジヨイント方法が使用される。そ
の１つは、連結ピン５を用いたジヨイント方法で
ある。ジヨイント方法は、第２図ａ図示のように
接合する一方の装置に設けた連結具６と他方の装
置に設けた連結具７とのそれぞれの孔を合わせて
連結ピン５を挿入する（複数の個所で行う）こと
により、装置間を前後、左右、上下方向に拘束
し、力を伝達するものである。２つめは、トグル
機構（バツクル機構）を用いたジヨイント方法で
ある。このジヨイント方法は、第２図ｂ図示のよ
うに接合する一方の装置側の固定部１０に、他方
の装置側の爪部９を引つ掛けてハンドル８を倒す
ことにより装置間を接合するものである。そし
て、装置を単体で移動するとき、第２図ｃ図示の
ような手押し用の引つ込み式キヤスター１１を使
用し、第２図ａや第２図ｂ図示の方法により接合
できる位置関係に高さを調整する。次いで、各装
置を接合して一体化したあと不要となつたときこ
れを図示矢印方向にはねあげる（又は上昇させ
る）ことにより、一体化した装置全体としての接
地輪数を減少させるものである。さらに、第２図
ａ図示の連結ピン５を用いたジヨイント方法にお
いて、第２図ｄ図示のように連結具６，７のそれ
ぞれに穴合わせ用ボルシン穴６ａ，７ａを設け、
連結時にボルシン（テーパピン状の工具）を挿入
して穴合わせできるようにすると、連結ピン５に
よる連結が容易になる。また、連結自体を片面ボ
ルト１本で行うことにより、短時間で連結作業が
できる。なお、他にガイド・レールとこれに差し
込むガイド・ローラーからなる差し込み構造を使
つて前後、左右の方向に両装置を拘束するジヨイ
ント方法がある。このジヨイント方法は、一方の
装置側のガイド・レールに沿つて他方の装置側の
ガイド・ローラーを差し込むことにより、前後左
右方向に両装置を拘束するものであるが、上記の
ジヨイント方法に代えてこのジヨイント方法を採
用してもよいことはいうまでもない。これらのジ
ヨイント方法は、各装置を常に床面に接するよう
にして動かすため、作業員が各装置を持ち上げる
必要もなく、安全で作業負荷も軽減される。ま
た、連結ピン５やトグル機構などにより前後、左
右、上下方向にそれぞれの装置を拘束する方式で
あるため、特殊な工具を使つたり、微調整を行つ
たりする必要もなく短時間で簡単に接合作業を行
うことができる。従つて、各装置に対して標準化
して接合機構を備えるようにすると、操作も簡単
であり特殊工具や調整も不要であるため、熟練工
でなく誰でも速く且つ安全に接合作業を行うこと
ができる。

走行装置１は、第３図ａ図示のように駆動輪
４、連結具１２などの接合機構、引つ込み式キヤ
スター１３を備えるほか、バツテリーやガソリ
ン・エンジンなどの動力源、駆動モーターを備え
るものである。制御装置３は、第３図ｃ図示のよ
うに連結具１６などの接合機構、引つ込み式キヤ
スター１７を備えるほか、走行に必要な方向セン
サーや障害物検知センサー、距離センサーなどの
各種センサー、マイクロコンピユータを備え、マ
イクロコンピユータにより上記の各種センサーか
らの信号を処理するとともに、作業装置２の起
動、停止などの制御をも一括して行うように構成
される。作業装置２は、第３図ｂ図示のように引
つ込み式キヤスター１４、連結具１５などの接合
機構を備え、特定作業を処理するのに必要な機能
のみを備えており、その制御は原則として制御装
置３により行われる。作業対象としては、例えば
床面清掃、ケレン、ポリツシユ、ワツクス掛け、
テラゾー研磨などがあるが、それぞれの処理機能
に適した構造と形状とを持つ装置が用意されるこ
とはいうまでもない。第３図ａないし第３図ｃに
示した各装置を接合機構により接合した状態を示
したのが第３図ｄである。また、床面や路面など
の走行面が平坦でない場合には一部車輪が浮いた
りすることがあるため、走行面に起伏があつても
これに追従して各装置の車輪が浮くことのないよ
うにするには、第３図ｅ図示のように、各装置間
の接合を下側（接合部Ａ）のみで行い且つ各装置
の接合面に傾斜Ｂ，Ｃをもたせるとよい。このよ
うにして先に述べた第２図ｄ図示のように接合部
Ａをボルト１本で接合すると、走行面の傾斜によ
る高低差に対しても、第３図ｆ図示のように各装
置の姿勢を走行面に対して平行に保つことがで
き、接合部Ａに無理がかかるのを防ぐことができ
る。

各装置の接合例を示したものが第４図である。
第４図ａは作業装置２１として清掃装置を選択
し、これを走行装置１と制御装置３との間に接合
した例を示したものであり、第４図ｂは作業装置
２２としてケレン装置を選択し、これを走行装置
１と制御装置３との間に接合した例を示したもの
であり、第４図ｃは作業装置２３としてポリツシ
ユ装置を選択し、これを走行装置１の後方に、制
御装置３を走行装置１の前方に接合した例を示し
たものである。また、第４図ｄは第４図ａ図示の
接合例の平面図で、超音波センサー１９の取付装
置の例を示している。なお、超音波センサー１９
は、上下１組にして図示△印の位置に取り付けら
れる。各装置の接合では、特に作業装置を走行装
置よりも進行方向に設け、駆動輪９を後部に置く
ようにすることにより、方向転換時のスペースを
少なくすることができる。

走行装置に対する走行制御は、制御装置から行
われるが、この走行制御では前後方向の直進の発
進、停止のほか例えば第５図図示のような回転走
行モードの制御がある。つまり、第５図ａ図示の
ように駆動輪４の一方を停止させ、他方を所定の
回転数n₁で駆動することによつて、停止車輪を回
転中心として回転させるモード（一輪駆動、一輪
停止）、第５図ｂ図示のように２つの駆動輪４を
異なる回転数n₁、n₂で駆動することによつて、ス
テアリングを切る形で回転させるモード、さらに
は、第５図ｃ図示のように２つの駆動輪４を互い
に逆の回転方向で駆動することによつて、その場
で回転させるモードなど、２つの駆動輪４を異な
る回転数や回転方向で駆動することによつて方向
転換する各種の回転走行モードがある。この場合
の回転数比などは、各作業装置の特性、作業の要
求条件などによつて設定される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、作業装置を移動させる走行装置と作業装置及
び走行装置を制御する制御装置とが共通に使用さ
れるため、その稼働率を高めることができる。ま
た、標準化した接合手段により走行装置と制御装
置と作業装置とを接合するので、新しい作業を処
理する装置をシステムとして加える場合にも、作
業装置のみを用意すればよく、設計上も形状、寸
法の制約が少なく、容易且つ安価に適用対象を拡
げることができるとともに、組立、分解が容易で
あるため、移設や段取替時に重機などの必要がな
く、その手間も少なくてすむ。特に、接合方法も
簡単であるため、熟練した作業員でなくても容易
に且つ短時間で組立、分解を行うことができる。
さらには、各装置毎に独立して構成しているの
で、各装置の組み合わせ順序も作業内容に応じて
適宜かえることができ、新規機能の追加、或る装
置の改善などの開発行為が効率的に行え、また、
その一つ一つの完成度を高めることにより、シス
テム全体の信頼性も高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を説明するための図、第
２図は接合機構を説明するための図、第３図は各
装置の構成例及びそれらを接合した状態を示す
図、第４図は各装置の接合例を示す図、第５図は
走行モードを説明するための図である。 １…走行装置、２，２１ないし２３…作業装
置、３…制御装置、４…駆動輪、５…連結ピン、
６，７，１２，１５と１６…連結具、８…ハンド
ル、９…爪部、１０…固定部、１１，１３，１４
と１７…引つ込み式キヤスター、１８…接合機
構、１９…超音波センサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ビルの清掃や建築の仕上作業を行う分割型多
   機能ロボツトであつて、制御機能を備えた制御装
   置、動力源と駆動輪とを有し制御装置により制御
   されて移動する移動機能を備えた走行装置、及び
   制御装置により制御されて仕上作業を行う作業装
   置からなる三つの装置にロボツトを分割して構成
   し、接合機構を使つて機械的に制御装置と走行装
   置と作業装置とを組み合わせ接合するように構成
   したことを特徴とする分割型多機能ロボツト。 ２ 接合機構として、連結ピンやトグル機構を使
   用して制御装置、走行装置、作業装置の各装置間
   を拘束する接合手段を備えると共に、各装置単体
   を移動する際に床面に接地させ各装置間を接合後
   に床面から上方に退避させるようにしたキヤスタ
   ーからなる引つ込み式の移動手段を各装置に備え
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   分割型多機能ロボツト。