JPH08257952A - 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Info
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- JPH08257952A JPH08257952A JP6378895A JP6378895A JPH08257952A JP H08257952 A JPH08257952 A JP H08257952A JP 6378895 A JP6378895 A JP 6378895A JP 6378895 A JP6378895 A JP 6378895A JP H08257952 A JPH08257952 A JP H08257952A
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Abstract
行装置を提供する。 【構成】 壁面を吸着歩行する吸着式壁面歩行装置1
に、ブラスト機構70を緩やかに係止したものである。
ただし、ブラスト機構70はデッキに備えた巻上げ手段
65で昇降させる。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
左右方向の振れ止めを図ることにあり、ブラスト機構7
0全体をサポートするものではない。 【効果】 吸着式壁面歩行装置1は自重のみを負担すれ
ばよいので、装置全体は軽量で且つ小型に構成できる。
Description
着式壁面歩行装置に関する。
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。
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、大きな反力を吸着式壁面歩行装置に与える。表面処
理機構をスチールブラシにしても同様であり、処理能力
が大きいほど反力も大きくなる傾向にある。更に、従来
の表面処理機構は直接的に吸着式壁面歩行装置に搭載さ
れており、表面処理機構は重量物であるから、吸着式壁
面歩行装置はその重量と自重との両方を負担しなければ
ならない。とすれば、吸着式壁面歩行装置は十分な剛性
を有する構造物である必要があること、及び大きな吸着
力を保有する必要がある。従って、従来の表面処理機構
を備えた吸着式壁面歩行装置は、大型で、複雑で、高価
なものとなっており、装置の普及を妨げる要因となって
いる。そこで、本発明の目的は軽量で安価な表面処理機
構付き吸着式壁面歩行装置を提供することにある。
に本発明は、壁面の表面処理をなす表面処理機構と、こ
の表面処理機構を緩く保持する吸着式壁面歩行装置とか
ら装置を構成し、前記表面処理機構を巻上げ手段で位置
決めすると共に移動し、また、前記吸着式壁面歩行装置
を環状の本体枠と、この本体枠から下ろされた複数本の
脚機構と、これらの脚機構の先端に取付けられた真空吸
盤とで構成し、且つ前記巻上げ手段とは独立して歩行さ
せるように構成したことを特徴とする。
に、表面処理機構の位置が不適当となった際にはそのこ
とを検出する位置検知手段を表面処理機構と吸着式壁面
歩行装置との少くとも一方に備える。
表面処理機構の荷重を吸着式壁面歩行装置に負担させな
いようにする。吸着式壁面歩行装置は自重のみを支えれ
ばよいので構造の簡略化と軽量化とが図れる。
理機構を増速/減速又は吸着式壁面歩行装置を減速/増
速して表面処理機構の位置を補正する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、ブラストボックス73
と、前記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7
7,77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。
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。
スト機構70の断面を詳しく表示したものであり、ブラ
ストボックス73の下縁にはゴム、樹脂等のパッド73
aが付設され、壁面に直接的にはブラストボックス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には適度にスリ
ット73b・・・が切られ、ある程度の外気の導入を可能
にして、真空度が高過ぎてブラストボックス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73c,73cはブラスト回収ホース72に
続くブラスト排出用開口である。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83,8
3、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。
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。ブラストボックス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。
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。
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。
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。
ト供給ホース71やブラスト回収ホース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6
5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。
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。
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、ブ
ラストボックス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ブラストボックス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。
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。
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。
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。
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、前記ブラストボックス73と同じである。従って、
図8のブラストボックス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。
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にはダスト回収口91b,
91bが開口し、これらダスト回収口91b,91bか
らダスト回収ホース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。
の数は2個又は4個以上であっても差支えない。また、
本実施例では、図8に示す通りに、位置検知手段Lt,
Lbを本体枠2側に取付けたが、これらはブラスト機構
70側に取付けてもよく、双方に取付けてもよい。
する。請求項1の表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行
装置は、表面処理機構を巻上げ手段で位置決めすると共
に移動し、また、吸着式壁面歩行装置を巻上げ手段とは
独立して歩行させるように構成したので、吸着式壁面歩
行装置は自重を支えるのみで済み、構造が簡単で、軽量
化が図れる。従って、表面処理機構を備えた吸着式壁面
歩行装置全体の小型化と軽量化とが図りやすくなる。
面歩行装置は、表面処理機構の相対位置を検知する位置
検知手段を表面処理機構と吸着式壁面歩行装置との少く
とも一方に備えたので、表面処理機構を吸着式壁面歩行
装置の移動速度に容易に同調させることができる。
の平面図
の分解斜視図
の要部の分解斜視図
の分解斜視図
装置の分解斜視図
装置の平面図
機構図
行装置の作用図
行装置の作動フロー図
…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、90…表面処理機構とし
ての回転ブラシ機構、Lt,Lb…位置検知手段。
Claims (2)
- 【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緩く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巻上げ手段で位置決めさ
れると共に移動され、また、前記吸着式壁面歩行装置は
環状の本体枠と、この本体枠から下ろされた複数本の脚
機構と、これらの脚機構の先端に取付けられた真空吸盤
とからなり、前記巻上げ手段とは独立して歩行するもの
であることを特徴とした表面処理機構を備えた吸着式壁
面歩行装置。 - 【請求項2】 前記吸着式壁面歩行装置を基準とした場
合に、表面処理機構の位置が不適当となった際にはその
ことを検出する位置検知手段を表面処理機構と吸着式壁
面歩行装置との少くとも一方に備えたことを特徴とする
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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6378895A JP3553184B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置 |
| KR1019960007361A KR100384194B1 (ko) | 1995-03-22 | 1996-03-19 | 흡착식 벽면보행장치 |
| US08/620,018 US5839532A (en) | 1995-03-22 | 1996-03-21 | Vacuum wall walking apparatus |
| GB9606045A GB2299063B (en) | 1995-03-22 | 1996-03-22 | Vacuum wall walking apparatus |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257952A true JPH08257952A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3553184B2 JP3553184B2 (ja) | 2004-08-11 |
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| JP6378895A Expired - Fee Related JP3553184B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-23 | 表面処理機構を備えた吸着式壁面歩行装置 |
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| CN106976490A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-25 | 南京瑞麒凰电子科技有限公司 | 一种吸附式表面作业平台及其加载的工作装置 |
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1995
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