JPH07232671A - 吸着移動式ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外側枠と内側枠の相対移動により走行し、相対
旋回により走行方向を変更するように構成した吸着移動
式ロボットにおいて、走行における直進走行性を維持す
る。 【構成】相対旋回と一方向への相対移動を可能とするよ
うに連結した外側枠と内側枠の夫々に吸着手段を備えた
伸縮駆動脚を設け、外側枠または内側枠のいずれか一方
側に旋回ギヤ１９を設けると共に、他方側に旋回用モー
タ２１に連なる駆動ギヤ２０を設けた構成とし、前記い
ずれかの枠には作動棒２５の先端を前記旋回ギヤの歯に
対して進退可能に構成した伸縮駆動装置２２を設置する
と共に、作動棒の先端には旋回ギヤへの圧接体２６を取
付け、該圧接体は、少なくとも先端側に柔軟な弾性変形
部２９を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸着移動式ロボットに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば球形ガスホルダーの壁面の超音波
探傷に用いる吸着移動式ロボットとして、探傷装置を設
置した走行器体に真空吸盤装置を備えた２系統の伸縮駆
動脚を設け、これらの伸縮駆動脚の交互動作により壁面
に吸着して自体を支持しながら移動を行うものがある。

【０００３】このような吸着移動式ロボットにおいて走
行器体は、例えばボールねじを利用した直線移動機構等
により一方向への相対移動を可能とするように連結した
外側枠と内側枠の夫々に吸着手段を備えた伸縮駆動脚を
設け、いずれか一方側の真空吸盤により壁面に張り付い
ている状態において他方側の支持枠を一方向に移動させ
る運動を行い、この運動を交互に行うことにより壁面に
吸着しながら一方向に直進走行を行うようになってい
る。

【０００４】また走行器体は、走行方向の変更を行える
ようにするために上述の構成に加えて、例えば外側枠ま
たは内側枠のいずれか一方側に旋回ギヤを設けると共
に、他方側に旋回用モータに連なる駆動ギヤを設けて相
対旋回を可能に構成している。即ち、この構成において
は一方側の支持枠の支持状態において他方側の支持枠を
旋回させた後、他方側の支持枠の支持状態において前記
一方側の支持枠を旋回させることにより走行方向の変更
を行うようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような旋回機能を
有する吸着移動式ロボットでは、旋回ギヤと駆動ギヤの
バックラッシにより走行中に内側枠と外側枠の相対的な
旋回運動が生じ、直進走行性を損なう場合がある。従っ
て本発明は、このような点を解決することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、相対旋回と一方向への相対移動を
可能とするように連結した外側枠と内側枠の夫々に吸着
手段を備えた伸縮駆動脚を設け、外側枠または内側枠の
いずれか一方側に旋回ギヤを設けると共に、他方側に旋
回用モータに連なる駆動ギヤを設けた構成とし、前記い
ずれかの枠には作動棒の先端を前記旋回ギヤの歯に対し
て進退可能に構成した伸縮駆動装置を設置すると共に、
作動棒の先端には旋回ギヤへの圧接体を取付け、該圧接
体は、少なくとも先端側に柔軟な弾性変形部を形成した
吸着移動式ロボットを提案する。

【０００７】そして本発明では、上記構成において圧接
体は先端側の柔軟な弾性変形体の後側に、硬い弾性変形
体を積層して剛体板に取付けた構成とすることを提案す
る。

【０００８】

【作用】走行時には伸縮駆動装置により作動棒を前進さ
せ、その先端に取り付けた圧接体を旋回ギヤの歯に圧接
する。圧接体の先端側に形成している柔軟な弾性変形体
は歯を包み込むように変形するので、旋回方向の歯の運
動を確実に拘束する。

【０００９】先端側の柔軟な弾性変形体の後側に硬い弾
性変形体を積層した圧接体を使用すれば、硬い弾性変形
体は、歯に対する圧接体の弾性的圧接力を大きくするこ
とができ、旋回方向の歯の運動を更に確実に拘束するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図１、２は夫々本発明を適用した吸着移動式ロボットの
構成の一例を概念的に表した縦断面図であり、夫々他方
の縦断面、即ち、Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線の断面を示すもの
である。図において符号１、２は夫々外側枠、内側枠で
あり、これらは夫々上側と下側に環状枠部ａ，ｂを構成
すると共に、これらの環状枠部ａ，ｂ間を棒材ｃにより
連結した構成としている。夫々の支持枠１、２の下側の
環状枠部（以降、夫々の支持枠に対応する環状枠部は、
符号を組み合わせて、例えば１ｂ、２ｂというように表
す。）１ｂ、２ｂの棒材ｃとの連結位置には吸着手段３
を設けた複数の伸縮駆動脚４を固定している。伸縮駆動
脚４は、支持枠１ｂ、２ｂ側に固定したシリンダ５と、
吸着手段３を固定したピストン棒６とから構成してい
て、図示を省略している空気圧または油圧発生手段によ
り伸縮動作を行わせる構成としている。また吸着手段３
は真空吸盤としていて、図示を省略している真空発生手
段により吸着動作を行わせる構成としている。この他、
磁石を吸着手段３として用いることもできる。

【００１１】外側枠１の上側の環状枠部１ａには、前後
方向に渡ってボールねじ７を設けており、このボールね
じ７を走行用モータ８により回転駆動する構成とすると
共に、ボールねじ７と平行に案内棒９を設けている。ボ
ールねじ７にはナット１０を螺合させており、このナッ
ト１０は支持軸１１の上部に設けており、従ってこの支
持軸１１はナット１０によりボールねじ７から垂下して
いる構成である。そして案内棒９にはスライダ１２を移
動可能に嵌合しており、スライダ１２と支持軸１１を支
持棒１３で連結している。従って支持軸１１は支持棒１
３、スライダ１２、案内棒９によりボールねじ７の回り
の揺動を防止されている。

【００１２】内側枠２の環状枠部２ａには、支持軸１１
のスラスト軸受部１４を構成した支持筒部１５を上方に
突設しており、支持軸１１を支持筒部１５に嵌合してス
ラスト軸受部１４により回転自在に支持している。支持
軸１１には旋回案内板１６を設けると共に環状枠部２ａ
には旋回案内板１６を上下から挾持し、上下側と横側に
ガイドローラー１７を設けた案内支持部１８を突設して
いる。この案内支持部１８は旋回案内板１６の周囲の少
なくとも複数個所に対応して構成することもできるし、
周囲の全体に渡る環状に構成することもできる。

【００１３】また支持筒部１５の外周には旋回ギヤ１９
を設けると共に、この旋回ギヤ１９に螺合する駆動ギヤ
２０と、この駆動ギヤ２０を駆動する旋回用モータ２１
を旋回案内板１６に支持している。

【００１４】符号２２は伸縮駆動装置であり、この伸縮
駆動装置２２はシリンダ２３とピストン２４に接続した
作動棒２５とから構成しており、シリンダ２３を旋回案
内板１６に支持して作動棒２５の先端を旋回ギヤ１９の
歯に対して進退可能に構成している。そして作動棒２５
の先端には圧接体２６を取り付けており、この圧接体２
６は剛体板２７から前方側に順次、硬い弾性変形体２８
と柔軟な弾性変形体２９を積層して取り付けている。こ
れらの弾性変形体２８，２９は、例えば硬度の異なるゴ
ムにより構成することができる。

【００１５】また上記環状枠部２ａには探傷装置３０を
設置しており、このの探傷装置３０は、詳細な構成の図
示を省略しているが、適数の超音波探触子を縦横方向に
移動可能とすると共に、探傷面３１に対して進退可能な
構成としている。

【００１６】以上の構成において、図１の状態から内側
枠２の伸縮駆動脚４を短縮させ、真空吸盤３を上昇させ
て探傷面３１から離した状態において走行用モータ８に
よりボールねじ７を回転させるとナット１０により支持
軸１１が、例えば図中右方向に移動し、従って図３に示
すように支持軸１１により内側枠２が右方向に移動す
る。

【００１７】以上のように内側枠２を所定の距離移動さ
せた後、この伸縮駆動脚４を伸長させ、真空吸盤３を探
傷面３１に当接して真空吸引により吸着させる。次いで
外側枠１の伸縮駆動脚４を短縮させ、真空吸盤３を上昇
させて探傷面３１から離す。この状態において走行用モ
ータ８を動作させ、ボールねじ７を上述と逆方向に回転
させる。この状態ではナット１０側が固定状態であるの
で、ボールねじ７が右方向に移動し、従って外側枠１が
右方向に移動する。そして外側枠１が図１と同様な位置
に至った時点で走行用モータ８を停止させた後、外側枠
１の伸縮駆動脚４を伸長させ、真空吸盤３を探傷面３１
に当接して吸着させることにより、図１の状態に戻り、
一歩の移動動作が完了する。以上の移動動作では内側枠
２を先に移動させているが、外側枠１を先に移動させる
こともできる。

【００１８】このように外側枠１の固定状態における内
側枠２の移動と、内側枠２の固定状態における外側枠１
の移動を交互に繰り返すことにより、ロボットを探傷面
３１に沿って直進走行させることができ、従って夫々の
位置において探傷装置３０により探傷を行うことができ
る。

【００１９】次に、走行方向を変更する場合には、図１
の状態から内側枠２の伸縮駆動脚４を短縮状態とすると
共に伸縮駆動装置２２を短縮状態とし、この状態におい
て旋回用モータ２１を動作させて駆動ギヤ２０を回転駆
動すると、この駆動ギヤ２０に螺合している旋回ギヤ１
９が駆動され、従って内側枠２はスラスト軸受部１４と
案内支持部１８において支持されて支持軸１１の回りを
旋回する。このようにして内側枠２を所定の位置まで旋
回させ、固定状態とした後、外側枠１の伸縮駆動脚４を
短縮状態とし、この状態において今度は旋回用モータ２
１により駆動ギヤ２０を逆方向に回転させると、内側枠
２が固定状態であるため、駆動ギヤ２０が旋回ギヤ１９
の外側を衛星運動する。このため支持軸１１が回転し、
従って外側枠１がそれまでの内側枠２の回転方向と同方
向に旋回する。そして外側枠１の前側の基準位置が、内
側枠２の前側の基準位置と一致する位置において旋回を
停止することにより、内側枠２と外側枠１の両方の前側
の基準位置を一致させ、直進走行が可能な状態となる。
尚、内側枠２と外側枠１の両方の前側の基準位置を一致
させる手段は、リミットスイッチや回転エンコーダ等に
より構成することができる。

【００２０】以上の動作によりロボットの走行方向を所
望の方向に向けた後、伸縮駆動装置２２を動作させて作
動棒２５を伸長させると、図４に示すように圧接体２６
が前進して旋回ギヤ１９の歯に圧接する。（尚、図４に
おいては、便宜上右側の伸縮駆動装置２２のみを動作さ
せている状態として描いている。）このように圧接体２
６を歯に圧接すると、その先端側の柔軟な弾性変形体２
８は、後側の硬い弾性変形体２９に押されて歯を包み込
むように弾性的に変形し、また硬い弾性変形体２９によ
り歯に対しての弾性的な圧接力を大きくすることができ
るので、旋回方向の歯の運動は圧接体２６により確実に
拘束することができる。そして旋回ギヤ１９は内側枠２
側に支持され、また圧接体２６は旋回案内板１６、支持
軸１１を介して外側枠１側に支持されているので、外側
枠１と内側枠２の相対的旋回が不能となるように保持さ
れる。従ってこのような状態において上述したようにロ
ボットを走行させることにより、その直進走行性が良好
に維持される。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のとおり、相対旋回と一方
向への相対移動を可能とするように連結した外側枠と内
側枠とからなり、夫々の枠の相対移動により直進走行さ
せ、夫々の枠の相対旋回により走行方向の変更を行える
ようにした吸着移動式ロボットにおいて、直進走行性を
良好に維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した吸着移動式ロボットの構成の
一例を概念的に示すもので、図２のＡ−Ａ線説明的縦断
面図である。

【図２】本発明を適用した吸着移動式ロボットの構成の
一例を概念的に示すもので、図１のＢ−Ｂ線説明的縦断
面図である。

【図３】図１の状態から内側枠を移動させている状態を
示す説明的縦断面図である。

【図４】旋回ギヤを圧接体により拘束している状態を示
す要部平面図である。

【符号の説明】

１ 外側枠 ２ 内側枠 ３ 吸着手段（真空吸盤） ４ 伸縮駆動脚 ５ シリンダ ６ ピストン棒 ７ ボールねじ ８ 走行用モータ ９ 案内棒 １０ ナット １１ 支持軸 １２ スライダ １３ 支持棒 １４ スラスト軸受部 １５ 支持筒部 １６ 旋回案内板 １７ ガイドローラー １８ 案内支持部 １９ 旋回ギヤ ２０ 駆動ギヤ ２１ 旋回用モータ ２２ 伸縮駆動装置 ２３ シリンダ ２４ ピストン ２５ 作動棒 ２６ 圧接体 ２７ 剛体板 ２８ 硬い弾性変形体 ２９ 柔軟な弾性変形体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対旋回と一方向への相対移動を可能と
   するように連結した外側枠と内側枠の夫々に吸着手段を
   備えた伸縮駆動脚を設け、外側枠または内側枠のいずれ
   か一方側に旋回ギヤを設けると共に、他方側に旋回用モ
   ータに連なる駆動ギヤを設けた構成とし、前記いずれか
   の枠には作動棒の先端を前記旋回ギヤの歯に対して進退
   可能に構成した伸縮駆動装置を設置すると共に、作動棒
   の先端には旋回ギヤへの圧接体を取付け、該圧接体は、
   少なくとも先端側に柔軟な弾性変形部を形成したことを
   特徴とする吸着移動式ロボット
2. 【請求項２】 圧接体は、先端側の柔軟な弾性変形体の
   後側に、硬い弾性変形体を積層して剛体板に取付けた構
   成としたことを特徴とする吸着移動式ロボット