JPH08257950A - 表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置 - Google Patents

表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置

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JPH08257950A
JPH08257950A JP6323295A JP6323295A JPH08257950A JP H08257950 A JPH08257950 A JP H08257950A JP 6323295 A JP6323295 A JP 6323295A JP 6323295 A JP6323295 A JP 6323295A JP H08257950 A JPH08257950 A JP H08257950A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 壁面の表面処理をなすブラスト機構70と、
このブラスト機構70を保持する吸着式壁面歩行装置1
とからなり、ブラスト機構70は被処理部を局部的に囲
うボックス73を有し、このボックス73にダスト排出
口を有し、このダスト排出口に真空排気ホース72を接
続してなる表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置。 【効果】 真空式掃除機の要領で、ボックス、真空排気
ホースで発生ダストを速かに回収し、排出することがで
きる。従って、装置の無人化と環境汚染の防止の両方が
達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面処理機構を備えた吸
着式壁面歩行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高層ビルの壁の清掃、窓ガラスの清掃や
高層建造物の壁面のメインテナンスは従来、足場を組ん
だり、高所作業車を使用したり、ロープで吊り下げたゴ
ンドラを使用し、これら足場、高所作業車、ゴンドラに
載った作業員によって実施される。高所作業の機械化、
自動化の要求から表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行
装置が研究され、一部実用に供されている。吸着式壁面
歩行装置は複数個の脚機構の先端に真空吸盤を取付けた
もので、脚機構を動かしつつ真空吸盤の吸着、非吸着を
繰返すことによりあたかも「蜘蛛」の如く壁面を移動さ
せ得る装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記吸着式壁
面歩行装置に搭載される表面処理機構は、例えばブラス
ト機構であれば高速度でブラストを壁面へ投射するか
ら、ダストの飛散が問題となり、大きなテント状の布で
表面処理機構をすっぽりと覆わなければならない。一般
に、この種の覆いは作業者の手で1ピッチずつ移動させ
るしかない。表面処理機構がスチールブラシであっても
同様である。そこで、本発明の目的はダスト対策を施し
た表面処理機構付き吸着式壁面歩行装置を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、表面処理機構付き吸着式壁面歩行装置を壁
面の表面処理をなす表面処理機構と、この表面処理機構
を保持する吸着式壁面歩行装置とから構成し、且つ、前
記表面処理機構に被処理部を局部的に囲うボックスを備
え、このボックスにダスト排出口を備え、このダスト排
出口に真空排気ホースを接続したことを特徴とする。
【0005】前記ボックスは下縁に気密を保つためのパ
ッドを備えると共に、このパッド若しくはボックスに真
空破壊スリット若しくは孔を備えていることを特徴とす
る。
【0006】前記ボックスは細長の箱であり、内部にブ
ラストノズルや回転ブラシなどの工具を直列に複数個配
列したものである。
【0007】
【作用】真空式掃除機の要領で、ボックス、ダスト排出
孔、真空排気ホースで発生ダストを速かに回収し、排出
する。
【0008】真空破壊スリット若しくは孔を開けること
により、ボックスが壁面に過度に吸着されることを防止
する。
【0009】前記ボックスを細長の箱とし、内部にブラ
ストノズルや回転ブラシなどの工具を直列に複数個配列
して、表面処理面積を稼ぐ。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説
明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。説
明の都合で、吸着式壁面歩行装置単体を図1〜図6で述
べ、それ以降に表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装
置について述べる。また、Xは壁面に平行な水平軸、Y
は壁面に平行な垂直軸、Zは壁面に直交する垂直軸であ
る。図1は本発明の第1実施例に係る吸着式壁面歩行装
置の平面図、図2は同分解斜視図、図3は同要部の分解
斜視図であり、理解を容易にするために図2、図3、図
1の順に説明する。図2において、吸着式壁面歩行装置
1は平面視略口形の環状の本体枠2と、この本体枠2か
ら下ろされた複数本の脚機構10A,10B,10C,
10D,10E,10F,10G,10Hと、これらの
脚機構10A〜10Hの先端に取付けられた真空吸盤3
0・・・(・・・は複数個を示す。以下同様。)とからなる。
前記本体枠2はゴムや軟質樹脂などの可撓材料を中空の
ゴム又は樹脂製浮き輪形状体に成形したものである。
【0011】脚機構10Aと脚機構10Bとは、いわゆ
る勝手反対の関係にあり、1部の部品の向きが異なるだ
けなので、詳細な構成は脚機構10Aのみを次に説明す
る。図3は脚機構10Aの拡大図であり、脚機構10A
は取付け金具11と、バンド12,12と、前記取付け
金具11にアタッチメント13,14を介して取付けら
れるX方向シリンダ15(以下、単に「Xシリンダ1
5」と記す。)と、このXシリンダ15のピストンロッ
ド16にて押し引きされるZ方向シリンダ18(以下、
単に「Zシリンダ18」と記す。)とからなる。19,
19はガイドロッド、21・・・は固定ブロックでありガ
イドロッド19を取付け金具11に固定するための部材
である。ガイドロッド19,19はZシリンダ18の姿
勢を維持するための部材である。
【0012】前記Zシリンダ18のピストンロッド22
の先端に真空吸盤30が取付けられるが、この真空吸盤
30はゴム若しくは軟質樹脂をカップ形状に成形したも
のであり、ホース31で三方口電磁弁32及び真空ポン
プ等の真空引き手段33に接続され、真空引き手段33
で真空吸盤30内の真空度を高めることにより真空吸盤
30を壁面に吸着させるものである。三方口電磁弁32
を切り換えて、ホース31を真空引き手段33と遮断し
て大気に連通すればホース31及び真空吸盤30が大気
圧に戻り、真空吸盤30は吸着力を失う。この状態を非
吸着と称する。
【0013】図2に戻って、脚機構10BはXシリンダ
をY方向シリンダ24(以下単に「Yシリンダ24」と
記す。)に変更しただけでその他は変更ないので説明は
省略する。その他の脚部材10D,10E,10HはX
シリンダ15を有し、脚部材10C,10F,10Gは
Yシリンダ24を有している。従って、脚機構10A,
10D,10E,10HはXシリンダ15の作用で真空
吸盤30を図でX方向に移動し、又脚機構10B,10
C,10F,10GはYシリンダ24の作用で真空吸盤
30を図でY方向に移動するので、これらの何れかを使
用することにより、真空式自走装置1をX又はY方向へ
自走させることができる。
【0014】図1において計8個の真空吸盤を、便宜上
30A,30B,30C,30D,30E,30F,3
0G,30Hと呼称し、図中央に表示したX,−X,
Y,−Y方向によれば、次の要領でいづれの方向へも移
動させることができる。ここではY方向の移動のみ説明
する。なお、次の説明中、シリンダ前進動はピストンロ
ッドをシリンダから外方へ伸ばしたこと、シリンダ後退
動はその逆を意味する。真空吸盤30C,30Fを非吸
着、Zシリンダ(符号省略、以下同)後退動、Yシリン
ダ前進動、Zシリンダ前進動の要領で1ピッチ前進さ
せ、その位置で吸着させる。真空吸盤30A,30D,
30E,30Hを非吸着とし、好しくはZシリンダを後
退動して待機位置まで移動する。これと同時又は直後
に、真空吸盤30B,30Gに係るYシリンダを前進動
させ、且つ真空吸盤30C,30Fに係るYシリンダを
後退動させる。これで本体枠2は1ピッチだけY方向へ
移動する。真空吸盤30A,30D,30E,30Hを
吸着させる。真空吸盤30B,30Gを非吸着、Zシリ
ンダ後退動、Yシリンダ後退動、Zシリンダ前進動の要
領で1ピッチ前進させて、図1に状態に戻す。以上の説
明はやや分かりにくいが、吸着式壁面歩行装置の一般的
作用例である。また、この作用は上記説明に限定される
ものではない。他の−Y,X,−Xも同様であるので、
説明は省略する。
【0015】以上に述べた吸着式壁面歩行装置の作用を
次に説明する。図4は本発明の吸着式壁面歩行装置の作
用図であり、大型船の船側外板40には凹面41や凸面
42が少なくない。そこで、本発明に係る吸着式壁面歩
行装置1は凹面41及び凸面42に倣って本体枠2が変
形する。正確には、本体枠2の中央が折れ曲がる。他の
部分は取付け金具11及びバンド12,12で拘束され
ているからである。従って、真空吸盤30・・・は常に船
側外板40に好ましい角度で当接し、吸着能を損ねる心
配がない。この様にして吸着式壁面歩行装置1は曲面を
自在に自走する。
【0016】図5は本発明の第2実施例に係る吸着式壁
面歩行装置の分解斜視図であり、本体枠50を、例えば
ゴム又軟質樹脂の四角筒の両開口を塞いだ形状の中空エ
レメント51・・・と、連結用の金具52・・・とで構成し、
中空エレメント51,51同士を金具52で結合して全
体として環状としたものである。脚部材10A〜10H
は変更ないので符号を準用し、説明は省略する。第2実
施例ではコーナ部分を削除した形態とした。中空エレメ
ント51・・・は形状及び構造が簡単である。従って、本
体枠50を低コストで製造可能である。
【0017】図6は本発明の本体枠の別実施例図であ
り、本体枠60を小径の中空管61・・・、例えばゴムチ
ューブの両端を閉じた程度のもので構成し、バンド6
2,63で結束したものである。上記第2実施例よりも
更に低コスト化を図ることができる。
【0018】図7は本発明のブラスト機構を備えた吸着
式壁面歩行装置の分解斜視図であり、表面処理機構の代
表例であるブラスト機構70は、ボックス73と、ブラ
スト供給ホース71,71の先端を接続するためのブラ
ストノズル74,74と、これらブラストノズル74,
74を揺動するためのノズル揺動機構80と、ワイヤの
一端に係止するためのワイヤ結合板75(モータ81の
置き台を兼ねる。)と、ガイド溝76,76とからな
る。一方、吸着式壁面走行装置1側のバンド12,12
に平行リンク77,77及びシングルリンク78,78
を介してガイドレール79を取付け、2本のガイドレー
ル79,79に前記ブラスト機構70を摺動可能に取付
ける。
【0019】図8は本発明のブラスト機構を備えた吸着
式壁面歩行装置の平面図であり、本体枠2にバンド12
・・・を介して平行リンク77・・・及びシングルリンク78
・・・を取付け、これらリンク77,78・・・にガイドレー
ル79,79を取付け、これらガイドレール79,79
間にブラスト機構70を取付けた状態を示す。図におい
てブラスト機構70は上下に移動可能である。しかし、
図面表裏方向への移動は抑制される。Ltは上限位置検
知手段,Lbは下限位置検知手段であり、それらの一方
にブラスト機構70が到達したことを検知するものであ
る。前記位置検知手段Lt,Lbは、例えばレバー型リ
ミットスイッチ、プッシュ型リミットスイッチ、磁気式
近接スイッチ、光学式近接スイッチのようにある相対位
置検知手段であれば、種類は問わない。
【0020】図9は図8の9−9線断面図であり、ブラ
スト機構70の断面を詳しく表示したものであり、ボッ
クス73の下縁にはゴム、樹脂等のパッド73aが付設
され、壁面に直接的にはボックス73が当らぬようにし
ている。壁面に疵を付けぬように配慮したからである。
ただし、パッド73aには適度に真空破壊スリット73
b・・・が切られ、ある程度の外気の導入を可能にして、
真空度が高過ぎてボックス73が壁面から外れなくなる
如き心配の無いようにしている。奥に見える開口73
c,73cは真空排気ホース72に続くダスト排出口で
ある。ボックス73内部を真空排気ホース72にて負圧
にすることを特徴とする。ボックス73はショットで打
たれたダスト(ショット、錆、ごみなど)が充満する
が、連続的に真空排気ボース72で吸引されるので、こ
のダストがボックス73から洩れて付近を汚す心配はな
い。
【0021】また、ブラストノズル74,74はノズル
揺動機構80を構成するところのモータ81(図8参
照)、偏心カム82、レバー83,83、球面ブッシュ
84,84、ピン85,85によって、ピン85,85
を中心に、左右に揺動し、壁面に満遍なくブラストが当
るように構造となっている。87,87は防塵カバーで
あり、球面ブッシュ84,84などへのブラストや錆の
侵入を防止する。
【0022】ここで重要なことは、本体枠2とボックス
73とが平行リンク77,77で連結されていることで
ある。ボックス73は内部が真空となった時にはパッド
73aが壁面に当接する。一方、枠本体2は壁面の形状
に応じて変形する。そのために両者を平行リンク77,
77で連結することで、Z方向の互いの移動を妨げない
構造とした。
【0023】図10(a),(b)は本発明に係る表面
処理機構と枠本体との連結機構図であり、(a)は図8
〜図10の連結機構を再掲したものであり、本体枠2側
のバンド12に平行リンク77の一辺が付き、平行リン
ク77の他辺にガイドレール79が付いている形態を示
し、平行リンク77であるから何れのZ方向高さにあっ
てガイドレール79が捩れることはない。ただし、平行
リンク77はX方向には十分な支持作用をなすが、Y方
向はその作用がない。そこで、シングルリンク78を別
のバンド12に取付け、このシングルリンク78でY方
向の移動を拘束するようにした。
【0024】(b)は他の連結機構例を示し、平面視L
字形のゴムダンパ89を準備し、このゴムダンパ89で
バンド12,12とガイドレール79とを連結したもの
である。ゴムダンパ89は表面に凹凸ヒダを有し、自身
も弾性体であるから十分に変位吸収能力を有するので要
求される変位を十分に吸収する。
【0025】図11は本発明の表面処理機構を備えた吸
着式壁面歩行装置の作用図であり、吸着式壁面歩行装置
1にブラスト機構70を付設し、ブラスト機構70を図
の上下左右に移動しつつ大型船の船側外板40の塗装前
下地処理を実施する。なお、ブラスト機構70はサンド
又はショット(鋼球、鋼線の切断片)を高速で吹き付け
て、鋼板面の錆を剥離する機構であり、前記サンド又は
ショットをブラストという。
【0026】ブラスト機構70は重量物であり、ブラス
ト供給ホース71や真空排気ホース72が下方へ長く垂
れ下がりこれらの重量も加わる。そこで、本使用例では
ウインチなどの巻上げ手段65及びワイヤ66を準備
し、ブラスト機構70をデッキに備えた巻上げ手段65
にてワイヤ66で上下させるようにした。即ち、吸着式
壁面歩行装置1の役割は、ブラスト機構70の緩やかな
保持と、同機構70の左右方向(X方向)の振れ止めを
図ることにあり、ブラスト機構70全体をサポートする
ものではない。従って、本実施例の吸着式壁面歩行装置
1は、負荷が小さいので、軽量で且つ小型に構成でき
る。
【0027】なお、例えば甲板上にレールを敷き、レー
ル上に台車を載せ、この台車に巻上げ手段65を載せる
ことにより、巻上げ手段65を図左右方向に適宜移動す
ることができる。67は岸壁に横付けされた作業車、6
8はブラスト投射設備である。このブラスト投射設備6
8は回収したブラストから錆、異物などを除去する機
能、クリーンになったブラストを所定の速度で発射する
機構その他必要な機構を有する。
【0028】以上に述べた表面処理機構を備えた吸着式
壁面歩行装置の作用を次に述べる。図11において、巻
上げ手段65を始動してブラスト機構70及び吸着式壁
面歩行装置1を所定の高さまで下ろす。所定の高さに
て、吸着式壁面歩行装置1を吸着状態とし、ブラスト投
射設備68からブラストを供給する。図8において、ボ
ックス73の下方の壁面はショットが打たれ、浮き錆等
が剥離される。ショットと錆等との混合物はブラスト回
収ホース72にて回収される。そして、ワイヤ66を巻
上げることによりボックス73は上昇し、壁面を下から
上へブラスト処理する。そこで、ワイヤ66の巻上げ速
度にほぼ合せて、吸着式壁面歩行装置1を上方へ歩行さ
せる。
【0029】図12は本発明の表面処理機構を備えた吸
着式壁面歩行装置の作動フロー図であり、ST××はス
テップ番号を示す。また、本実施例では、巻上げ手段6
5は基準速度(中速)と低速と高速の3速を切り換え可
能である。ST01で吸着式壁面歩行装置1は上昇歩行
を開始し、同時にST02でブラスト機構70はブラス
トの投射を開始する。ST03で巻上げ手段65はブラ
スト機構70を「基準速度」で巻上げる。この基準速度
は壁面歩行装置1の平均歩行速度とほぼ同一である。S
T04で上限位置検知手段Ltが検知(ON)状態にあ
るか否かを調べ、同じくST05で下限位置検知手段L
bが検知(ON)状態にあるか否かを調べる。図8に示
した通り、両検知手段Lt,Lbが非検知(OFF)で
あれば、ブラスト機構70は本体枠2の枠内中間にある
こととなる。従って、フロー上はいずれもNoのルート
を進んで壁面歩行、ブラスト、巻上げを継続する。
【0030】ST04で上限位置検知手段LtがONに
なったときには、相対的に巻上げ速度が早過ぎることに
なる。そこで、ST06で巻上げ速度を「低速」に切換
える。このままでしばらく運転するが、巻上げ速度が遅
過ぎることが考えられる。そこで、ST07で下限位置
検知手段LbがONになったら、Yesのルートを進ま
せてST03に戻し、巻上げ速度を標準に戻せばよい。
【0031】ST05で下限位置検知手段LbがONに
なったときには、相対的に巻上げ速度が遅過ぎることに
なる。そこで、ST08で巻上げ速度を「高速」に切換
える。このままでしばらく運転するが、巻上げ速度が早
過ぎることが考えられる。そこで、ST09で上限位置
検知手段LtがONになったら、Yesのルートを進ま
せてST03に戻し、巻上げ速度を標準に戻せばよい。
以上の制御で、吸着式壁面歩行装置1の上昇とブラスト
機構70の巻上げとの好ましい同調を図ることができ
る。以上は上昇作業を述べたが下降作業も同様である。
又、制御フローは一例を示したに過ぎず、この例に限る
ものではない。
【0032】図13は本発明に係る表面処理機構の別実
施例断面図であり、表面処理機構は図示する回転ブラシ
機構90であってもよい。即ち、回転ブラシ機構90
は、下面開放の細長いボックス91にブラシ92,9
2,92を収納し、これらブラシ92・・・を各々中空の
縦軸93・・・及び軸受94・・・を介して前記ボックス91
に軸支させ、前記縦軸93・・・をギア95・・・で機械的に
連結し、うち一個のギア95にモータ96の出力ギア9
7を噛合させたものである。前記縦軸93の内部は水通
路であり、ブラッシングの際に注水できるようにしてい
る。ボックス92の両側にガイド溝76,76を備え、
また、ボックス92の下部にパッド73aを備えたこと
は、前記ボックス73と同じである。従って、図8のボ
ックス73をボックス91に交換して、回転ブラシ機構
90を備えた吸着式壁面歩行装置1を構成することがで
きる。
【0033】図14は図13の14−14線断面図であ
り、前記ボックス91が細長い箱であることを示す。こ
のボックス91の後壁91aにはダスト排出口91b,
91bが開口し、これらダスト排出口91b,91bか
ら真空排気ホース98が延出し、図示せぬ吸引手段に至
る。従って、発生したダスト、錆などは強制回収され
る。ところで、吸引手段は圧力差で流体及び物質を移動
するものであるから、ボックス91内は負圧になり、パ
ッド73aは壁面に密着する恐れがある。そこで、ボッ
クス91の前壁91cに真空破壊孔91d・・・を開け
て、真空吸着力を弱めるようにした。
【0034】なお、回転ブラシ機構90ではブラシ92
の数は2個又は4個以上であっても差支えない。細長い
ボックス73,91にブラストノズル74やブラシ92
を直列に且つ移動方向と直交する方向に並べることによ
り、表面処理面積を簡単に拡大することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1は、表面処理機構付き吸着式壁面歩行装
置を壁面の表面処理をなす表面処理機構と、この表面処
理機構を保持する吸着式壁面歩行装置とから構成し、且
つ、前記表面処理機構に被処理部を局部的に囲うボック
スを備え、このボックスにダスト排出口を備え、このダ
スト排出口に真空排気ホースを接続したので、真空式掃
除機の要領で、ボックス、ダスト排出孔、真空排気ホー
スで発生ダストを速かに回収し、排出することができ
る。従って、本発明によれば、装置の無人化と環境汚染
の防止の両方が達成できる。
【0036】請求項2は、ボックスの下縁に気密を保つ
ためのパッドを備えたのでボックス内部の真空度を高め
ることができる。また、パッド若しくはボックスに真空
破壊スリット若しくは孔を備えたので、過度に真空が高
まることはなく、ボックスの移動が容易となる。従っ
て、本発明によれば、表面処理作業の能率が向上する。
【0037】請求項3は、ボックスを細長の箱とし、内
部にブラストノズルや回転ブラシなどの工具を直列に複
数個配列したので、表面処理面積が拡大し、表面処理作
業の能率が大いに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る吸着式壁面歩行装置
の平面図
【図2】本発明の第1実施例に係る吸着式壁面歩行装置
の分解斜視図
【図3】本発明の第1実施例に係る吸着式壁面歩行装置
の要部の分解斜視図
【図4】本発明の吸着式壁面歩行装置の作用図
【図5】本発明の第2実施例に係る吸着式壁面歩行装置
の分解斜視図
【図6】本発明の本体枠の別実施例図
【図7】本発明のブラスト機構を備えた吸着式壁面歩行
装置の分解斜視図
【図8】本発明のブラスト機構を備えた吸着式壁面歩行
装置の平面図
【図9】図8の9−9線断面図
【図10】本発明に係る表面処理機構と枠本体との連結
機構図
【図11】本発明の表面処理機構を備えた吸着式壁面歩
行装置の作用図
【図12】本発明の表面処理機構を備えた吸着式壁面歩
行装置の作動フロー図
【図13】本発明に係る表面処理機構の別実施例断面図
【図14】図13の14−14線断面図
【符号の説明】
1…吸着式壁面歩行装置、2…本体枠、10A〜10H
…脚機構、15…X方向シリンダ(Xシリンダ)、18
…Z方向シリンダ(Zシリンダ)、24…Y方向シリン
ダ(Yシリンダ)、30,30A〜30H…真空吸盤、
33…真空引き手段、65…巻上げ手段、70…表面処
理機構としてのブラスト機構、72,98…真空排気ホ
ース、73,91…ボックス、73b…真空破壊スリッ
ト、90…表面処理機構としての回転ブラシ機構、91
d…真空破壊孔、92…ブラシ(回転ブラシ)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁面の表面処理をなす表面処理機構と、
    この表面処理機構を保持する吸着式壁面歩行装置とから
    なり、前記表面処理機構は被処理部を局部的に囲うボッ
    クスを有し、このボックスにダスト排出口を有し、この
    ダスト排出口に真空排気ホースを接続する構造としたこ
    とを特徴とする表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装
    置。
  2. 【請求項2】 前記ボックスは下縁に気密を保つための
    パッドを備えると共に、このパッド若しくはボックスに
    真空破壊スリット若しくは孔を備えていることを特徴と
    する請求項1記載の表面処理機構を備えた吸着式壁面歩
    行装置。
  3. 【請求項3】 前記ボックスは細長の箱であり、内部に
    ブラストノズルや回転ブラシなどの工具を直列に複数個
    配列したものであることを特徴とした請求項1又は請求
    項2記載の表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置。
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