JPH0780140B2

JPH0780140B2 - 壁面作業用の自走式台車

Info

Publication number: JPH0780140B2
Application number: JP1218289A
Authority: JP
Inventors: 渉磯村; 昌眞中田; 雅計角山; 誠一柴山; 太郎岡本; 潔大根
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0379282A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は建築物の壁面作業用の自走式台車に関し、さら
に詳しくは、建築物の壁面に対して作業ロボットなどの
作業機を適切な作業位置へ任意に作業制御し得るように
した自走式台車に係るものである。

（従来の技術）建築物での壁面作業を自動的に行なうようにした壁面作
業用の台車としては、従来から前輪または後輪で操舵し
て走行するようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、従来の台車では、特に壁面の隅角部のような狭
い場所において方向転換ができない場合が多く、また、
常に良好な作業位置を確保できるとは限らず、壁面作業
に死角部分が生じていた。

このため、壁面の一部に工事未済部分が残り、同未済部
分について手作業による補修作業を必要とするなどの問
題があった。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発
明の目的は、壁面作業に最適な作業位置を自動的に確保
でき、狭い場所においても作業死角を解消し、常に確実
な作業を効率的に行うことができる壁面作業用の自走式
台車を提供することである。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するための本発明を実施例に対応する図
面を参照して説明する。

本発明は、床面Ｂ上をＸ方向またはＹ方向、もしくはこ
れらを結合した２次元方向に向けて走行かつ操舵可能な
平面視円形の走行車台11と、前記走行車台11上に旋回可
能に配設され前記走行車台11の直径とほぼ同じ幅の前縁
部31を有する旋回台21と、前記前縁部31に沿って該前縁
部31の幅方向ほぼ全長にわたり移動可能に保持され作業
機50が装着される作業台41と、前記走行車台11の走行距
離および方向を検出して、この走行車台11の走行を制御
する走行制御手段（走行距離および方向センタ15とコン
ピュータ67）と、前記壁面Ａに対する旋回台21の平行度
を検出して、この旋回台の姿勢を制御する姿勢制御手段
（各壁面距離センサ32a,32b,33a,33bとコンピュータ6
7）とを少なくとも備えなることを特徴とする。

（作用）本発明においては、走行車台11を床面Ｂ上でＸ方向また
はＹ方向、もしくはこれらを結合した２次元方向に向け
て任意に走行させ得ると共に、この走行車台11上にあつ
て、作業台41を保持する旋回台21を任意の角度範囲で旋
回できるようにしたので、これらの走行および旋回作動
によつて動作の自由度が向上し、作業可能範囲を効果的
に拡大できる。

また、走行車台11には、床面Ｂ上での走行距離および方
向を制御する走行制御手段（走行距離および方向センサ
15とコンピュータ67）を設け、旋回台21には、壁面Ａに
対して平行度を維持する姿勢制御手段（各壁面距離セン
サ32a,32b,33a,33bとコンピュータ67）を設けたので、
動作の自由度の向上に併せて、狭い部分の作業が可能に
なる。また、旋回台21は走行車台11の直径とほぼ同じ幅
の前縁部31を有し、この前縁部１に沿って該前縁部１の
ほぼ全長にわたり移動可能に作業機50が保持されている
ことから、壁面Ａの隅角部においても、単に壁面Ａに平
行させて走行車台11を直線走行させ、作業機50を旋回台
21の前縁部31に沿って移動させるという単純な動作で壁
面Ａの隅角部においても隅々まで均一な距離を保ちつつ
塗装等の作業が簡単に行なわれる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用した壁面作業用の自走式台車の側
面図、第２図は同・平面図、第３図は制御部のブロック
図、第４図（ａ）乃至（ｃ）は自走式台車の走行手順の
説明図を示し、実施例では塗装用の作業ロボットが作業
台に装着されている。

第１図および第２図においてＡは作業対象面である建築
物の躯体壁面（ここでは説明の便宜上垂直な壁面とす
る）、Ｂは床面（説明の便宜上水平な床面とする）を示
す。

壁面作業用自走式台車10は、床面Ｂ上で壁面Ａに対して
平行するＸ方向、および直交するＹ方向の２次元方向に
走行制御可能にした走行車台11と、この走行車台11上に
支持された旋回台21と、旋回台21に保持された作業台41
と、作業台41に装着された作業ロボット50と、これらの
各部を制御する制御盤60を有している。

前記旋回台21は走行台車11に枢支され、水平方向に360
度以上の角度範囲に亘って旋回可能に配設され、前記作
業台41はＸ方向に移動可能に旋回台21で保持されてい
る。

前記走行車台11は、平面視円形状を呈しその外周部が円
形案内面12a,13aに形成された上部，下部の車台枠12,13
を有している。

下部車台枠13の下面側には複数の走行車輪14が配置さ
れ、各走行車輪14に対して図示省略した走行モータ，操
舵モータなどの走行，操舵手段が併設され、前記床面Ｂ
上でＸ方向またはＹ方向、もしくはこれらを結合した２
次元方向に向け安定した走行ならびに操舵がなされるよ
うに構成されている。

また、下部車台枠13の下面側には、床面Ｂに対して常
時、軽く圧接転動する検出輪16などを用いた走行距離お
よび方向センサ15が設けられ、この走行距離および方向
センサ15によつて走行作動時における走行距離および方
向がそれぞれに検出できるように構成されている。

この場合、前記走行距離および方向センサ15について
は、各走行車輪14のいずれか一つを基準に用いることに
よつても、走行作動時の走行距離および方向の検出が可
能である。

前記旋回台21は、前記走行車台11の上部車台枠12上に垂
直軸22で枢支され、かつ車台面から離れてこれを覆うカ
バー23を有している。

旋回台21には旋回モータ24で駆動される駆動軸25と、案
内軸28が垂設されている。

駆動軸25の上部と下部にはそれぞれ駆動輪26、27が取り
付けられ、また、案内軸28には旋回角度センサ30を兼ね
る案内輪29が取り付けられている。

そして、駆動輪26、27を前記各円形案内面12a,13aに、
案内軸29を円形案内面12aにそれぞれ圧接させ、前記旋
回モータ24を回転駆動させることにより、前記走行車台
11に対して旋回台21を任意の角範囲に亘り自由に旋回作
動でき、かつその旋回角度が案内輪29の回転数から、旋
回角度センサ30によって検出できるように構成されてい
る。

前記旋回角度センサ30については、案内輪27を用いるほ
かにも、駆動軸23上の各駆動輪26,27を適宜に利用する
とか、あるいは垂直軸22を中心にした旋回台21と走行車
台11との相対角度などから、旋回作動時の旋回角度の検
出が可能である。

前記旋回台21の前面側外部に直線状をなして張り出した
前縁部31には、支持板31aが垂下支持され、前記前縁部3
1は、第２図に示すように、走行車台11の直径とほぼ同
じ幅を有している。

支持板31aの左右両端部での前縁と側縁には壁面距離セ
ンサ32a,32bと33a,33bがそれぞれ配設されている。

前記各壁面距離センサ32a,32bによつて、対向する壁面
Ａとの間隔度合、ひいては、前記壁面Ａに対する旋回台
21の前縁部31の平行度を検出するようにし、また、各壁
面距離センサ33a,33bによつて、側部における壁面Ａと
の離間間隔を検出するようにしている。そして、走行車
台11の走行および操舵に伴うＸ方向またはＹ方向への位
置移動に対応して、壁面Ａに対する旋回台21の前縁部31
の平行度を自動的に維持するほか、側部壁面Ａへの衝突
についても自動的に防止し、これによつて、前記走行車
台11の走行移動に伴う旋回台21自体の姿勢制御を行なう
ように構成されている。

前記作業台41は、前記旋回台21の前縁部31において、下
部がロッド42により枢支された状態でＸ方向に移動可能
に保持され、言い換えると、前縁部31の幅方向ほぼ全長
にわたり移動可能に保持され、上方に直立して支柱状に
延長されている。なお、本発明の要旨に直接関係しない
ために図示省略したが、必要に応じてＺ方向に伸縮可能
に構成してもよい。また、作業ロボット50の作動範囲と
の関係で、この作業台41自体を旋回台21の前縁部31の幅
一杯に形成することもあり得る。

作動台41の上下両端部には、壁面距離センサ43a,43bが
配置されている。そして、各壁面距離センサ43a,43bに
よつて検出される壁面との距離に基づき、作動台41は下
端部に配設された垂直度調整用シリンダ44によりロッド
42を支点に揺動して壁面Ａに対する平行度が自動的に調
整され、走行車台11の走行移動、旋回台21の姿勢制御動
作に伴い、壁面Ａに対して適切な作業位置が確保され
る。

壁面塗装用の作業ロボット50は、塗料が自動供給される
塗布ローラ51と押圧シリンダ52を有する。

作業ロボット50は前記作動台41の前面側でＺ方向に移動
可能に装着され、押圧シリンダ52により塗布ローラ51を
壁面Ａに所定の圧力で当接するように押圧している。こ
こでも本発明の要旨に直接，関係しないために図示省略
したが、例えば、作業台41上でＺ方向への移動手段やＹ
方向への移動手段を含めて、塗装作業に必要な種々の手
段などをそれぞれに設けてある。

制御盤60は旋回台21に搭載され、第３図に示すように、
前記自走式台車10のための駆動制御用のブロック61と、
前記壁面塗装用作業ロボット50のための駆動制御用のブ
ロック62とを備えている。

ブロック61には、走行モータ駆動回路63a,操舵モータ駆
動回路63b,旋回モータ駆動回路63cと、走行距離および
方向センサ検出回路64a,旋回角度センサ検出回路64b,各
壁面距離センサ検出回路64c〜64fと、インターフェイス
65を通してこれらの各回路を制御するコンピュータ67と
が設けられ、各部における駆動制御，つまり前記走行車
台11の走行制御ならびに作動台41を含めた旋回台21の姿
勢制御を任意かつ自動的になし得るようにしている。

また、ブロック62には、適用する作業ロボット50の機能
に対応して、Ｘ軸ドライバ68a,Y軸ドライバ68b,Z軸ドラ
イバ68cと、作業台角度検出回路69a,作業台角度調整弁
作動回路69bと、押圧シリンダ調整弁作動回路70と、塗
料調整弁作動回路71と、各壁面距離センサ検出回路72a,
72bと、インターフェイス73を通してこれらの各回路を
制御するコンピュータ74とが設けられ、目的とする塗装
作業に支障をきたさないようにしてある。そして、これ
らの各ブロック61,62については、外部から無線もしく
は有線によつて制御操作される。

本実施例は前記のように構成したので、走行車台11につ
いては、外部からの無線もしくは有線によるコマンド指
令に基づき、水平な床面Ｂ上においてＸ方向またはＹ方
向、もしくはこれらを結合した２次元方向に向けて任意
かつ自動的に安定した走行ならびに操舵を行なうことが
できる。

また、旋回台21については、前記走行車台11上におい
て、作動台41を保持したままの状態で、水平方向に周囲
360度以上の角度範囲に亘って自由に旋回できるので、
このような走行車台11の走行制御操作と旋回台21の姿勢
制御操作とにより、壁面Ａに対して、常時、適切な作業
位置を占めるように作動台41を作動させ、この作動台41
に装着される作業ロボット50により、壁面Ａに対する塗
装作業を容易かつ確実に実行し得る。

次に、第４図（ａ）乃至（ｃ）を参照して、この実施例
での制御作動につき、特に狭い作業部分となる壁面Ａの
隅角部における動作状態を中心にして一層具体的に述べ
る。

走行車台11においては、前記旋回台21の前縁部31に設け
られた各壁面距離センサ32a,32bおよび33a,33bにより検
出される壁面Ａとの間隔データを基準にして、同壁面Ａ
に対し一定間隔を隔てた平行位置で、Ｙ方向のずれを修
正しながらＸ方向にほぼ一定距離づつ走行させる。ま
た、旋回台21ならびに作動台41については、同様に壁面
Ａとの平行度を可及的正確に維持させる。そしてこの
間、作業ロボット50による一方の側の壁面Ａの塗装作業
を行わせて前記隅角部に至る（第４図（ａ））。

ここで従来では、二面の壁面Ａが相互に交叉する隅角部
のような狭い部分において、台車自体の方向転換を行う
ことが困難であるために、隅角部における塗装作業を行
うことができなかったが、この実施例においては、一方
の壁面Ａ側の隅角部までの塗装作業を終了した時点で、
走行車台11におけるＸ方向およびＹ方向の走行作動を利
用することにより、まず、この隅角部位置から、例え
ば、対角線方向へ一日僅かに後退した上で、旋回台21を
隣接する壁面Ａに平行するまで旋回させ、ついで、再度
対角線方向へ後退分だけ前進させる。

つまり、旋回台21を次の作業に対応して旋回させた状態
で隅角部位置に復帰させ（第４図（ｂ））その後、前記
と同様に、隣接する壁面Ａに対する塗装作業を行い（第
４図（ｃ））、このようにして従来は不可能であつた狭
い隅角部位置での作業死角が解消され、常に確実な作業
を効率的かつ容易に行うことができる。

なお、実施例においては、外部から制御可能な作業機の
一例として、壁面塗装用の作業ロボットを適用する場合
について述べてたが、必ずしもこのような作業ロボット
にのみ限定されるものではなく、その他の各種の作業機
を同様に適用してもよいことは勿論である。

（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、走行
車台の任意方向への走行作動と、作動台を保持する旋回
台の任意角度範囲の旋回作動とにより、動作の自由度を
飛躍的に向上させて作業範囲を効果的に拡大でき、ま
た、走行車台の走行制御および旋回台の姿勢制御によつ
て、壁面に対する作業台の平行度を容易に維持でき、常
時、この作動台を適切な作業位置に確保できるので、壁
面での狭い部分においても作業死角が解消されて確実な
壁面作業を効率的に行なえ、併せて、作業台に装着され
る作業ロボットの動作負担を格段に低減できるために、
この作業ロボットの機構構成の簡略化が可能で経済的に
なるなどの優れた利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は壁面作業用の自走式台車の側面図、第２図は同
・平面図、第３図は制御部のブロック図、第４図（ａ）
乃至（ｃ）は上自走式台車の走行手順の説明図である。尚、図面中、Ａは壁面、Ｂは床面、10は自走式台車、11
は走行車台、14は走行車輪、15は走行距離センサ、16は
検出輪、21は旋回台、30は旋回角度センサ、32a,32b,33
a,33bは壁面距離センサ、41は作業台、43a,43bは壁面距
離センサ、44は垂直度調整用シリンダ、50は作業ロボッ
ト、51は塗布ローラ、52は押圧シリンダ、60は制御盤、
61,62は制御ブロック、67,74はコンピュータである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴山誠一東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号フジタ工業株式会社内 (72)発明者岡本太郎東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号フジタ工業株式会社内 (72)発明者大根潔東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目６番15号フジタ工業株式会社内 (56)参考文献特開昭59−227373（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−123597（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】床面上をＸ方向またはＹ方向、もしくはこ
れらを結合した２次元方向に向けて走行かつ操舵可能な
平面視円形の走行車台と、前記走行車台上に旋回可能に配設され前記走行車台の直
径とほぼ同じ幅の前縁部を有する旋回台と、前記前縁部に沿って該前縁部の幅方向ほぼ全長にわたり
移動可能に保持され作業機が装着される作業台と、前記走行車台の走行距離および方向を検出してこの走行
車台の走行を制御する走行制御手段と、壁面に対する旋回台の平行度を検出してこの旋回台の姿
勢を制御する姿勢制御手段と、を少なくとも備えてなることを特徴とする壁面作業用の
自走式台車。
【請求項２】前記壁面に対して前記作業台を平行に保持
する手段が設けられている請求項１記載の壁面作業用の
自走式台車。
【請求項３】前記作業機は塗装用の作業ロボットである
請求項１または２記載の壁面作業用の自走式台車。