JPH0891792A - 壁面移動ロボットの取扱機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】壁面移動ロボットの取扱を容易とする。 【構成】全回転フォークリフトトラック８と、該トラッ
クのフォーク９を嵌合する嵌合支持筒１１を設けたロボ
ット支持装置１０とから構成し、ロボット支持装置は、
嵌合支持筒を設けた基体１２の一側に一通の支柱１３を
立設し、この支柱にロボット受け枠１４を回動自在に支
持すると共に、基体の他側とロボット受け枠間に駆動機
構１７を設置し、該駆動機構によりロボット受け枠を回
動させる構成とすると共に、ロボット受け枠にはロボッ
ト固定機構１８，１９を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は壁面移動ロボットの取扱
機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

【従来の技術】例えば球形ガスホルダーの超音波探傷に
用いる壁面移動ロボットとして、真空吸盤を壁面への吸
着手段として利用したものがある。この壁面移動ロボッ
トは、例えば一対の支持枠を相対運動可能に連結すると
共に、夫々の支持枠に真空吸盤を備えた伸縮駆動脚を設
け、いずれか一方側の支持枠の伸縮駆動脚の真空吸盤に
より建造物の壁面に張り付いている状態において他方側
の支持枠の相対運動を行い、この運動を交互に行うこと
により壁面に沿って移動を可能としたものである。そし
て、このように建造物の壁面に張り付きながら移動し
て、支持枠に設置した探傷装置により溶接ビードの探傷
作業を行うものである。

【０００３】このようなロボットが大型の場合には、こ
れを壁面に張付けたり、または壁面から回収する際に機
械力が必要となる。このため従来はクレーン車等の汎用
の高所作業車を利用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため以下のような
課題があった。 汎用の高所作業車による高所作業であるから、作業性
が悪い。特に、壁面が球面の場合に、壁面の角度が場所
により変化するため、張付け又は回収位置を限定する等
の対策が必要である。 地上における運搬を配慮していないため、ロボットの
運搬において必要以上の外力が加わることがあり、故障
の原因ともなっている。 したがった本発明はこのような課題を解決することを目
的とするものである。

【０００５】

【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、全回転フォークリフトトラックと、
該トラックのフォークを嵌合する嵌合支持筒を設けたロ
ボット支持装置とから構成し、ロボット支持装置は、嵌
合支持筒を設けた基体の一側に一通の支柱を立設し、こ
の支柱にロボット受け枠を回動自在に支持すると共に、
基体の他側とロボット受け枠間に駆動機構を設置し、該
駆動機構によりロボット受け枠を回動させる構成とする
と共に、ロボット受け枠にはロボット固定機構を構成し
た壁面移動ロボットの取扱機構を提案する。

【０００６】そして本発明は上記の構成において、駆動
機構はパンタグラフ式油圧ジャッキにより構成すること
を提案する。

【０００７】また本発明は上記の構成において、ロボッ
ト固定機構は、ロボット受け枠の外周に沿った少なくと
も３ケ所にウインチを設置し、このウインチに固定用ワ
イヤを巻装して構成することを提案する。

【０００８】また本発明は上記の構成において、ロボッ
ト固定機構は、ロボット受け枠に、拡縮手段と、その両
端に接続した少なくとも３本の固定用ワイヤから成るワ
イヤ引張装置により構成することを提案する。

【０００９】

【作用】ロボット支持装置は全回転フォークリフトトラ
ックのフォークを嵌合支持筒に嵌合することにより支持
することができ、この状態においてフォークを上昇させ
て回転させることにより、ロボット支持装置は上下逆転
して支持される。

【００１０】従って駆動脚を下方にして置かれている状
態においてロボットをロボット固定機構により、ロボッ
ト受け枠に固定した後、上記上下逆転を行うことにより
ロボットの駆動脚側を上方にすることができる。

【００１１】この状態において駆動機構によりロボット
受け枠を回動させ、フォークを操作することにより、ロ
ボットの姿勢を壁面の傾斜角度に合わせて張付けること
ができる。

【００１２】全回転フォークリフトであるから運搬も自
在である。

【００１３】ロボット固定機構を固定用ワイヤを用いた
構成とすると、ロボットは運搬時にワイヤにより吊持さ
れている状態となると共に、重力により自然に中心位置
にもたらすことができるので、所定位置への固定が容易
であり、不必要な外力が加わらない。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図１、図２は壁面移動ロボットの一例を概念的に示すも
のである。まず壁面移動ロボット１を説明すると、符号
２は外側支持枠、３は内側支持枠であり、これらは環状
の枠部２ａ，３ａを有している。そしてこれらの支持枠
２，３は相対運動可能に連結している。この場合、相対
運動とは、支持枠２，３の一方向における相対的移動
と、それらの相対的旋回である。符号４は、これらの相
対運動を行うための駆動機構を概念的に示すもので、こ
の駆動機構４は具体的には例えばボールねじを用いた直
線運動機構やギヤを用いた旋回機構等により適宜に構成
することができる。夫々の支持枠２，３にはシリンダ装
置等を用いた伸縮駆動脚５を設けており、その先端側に
は真空吸盤６を設けている。また内側支持枠３には超音
波探傷装置Ａを設置している。

【００１５】図１は双方の支持枠２，３の伸縮駆動脚５
の真空吸盤６を壁面７に吸着させてロボット１が壁面７
に張り付いている状態を示すもので、この状態において
内側支持枠３の伸縮駆動脚５のみを短縮させて真空吸盤
６を壁面７から離すと、ロボット１は外側支持枠２の伸
縮駆動脚５の真空吸盤６のみで壁面７に吸着支持され、
内側支持枠３が運動可能な状態となる。この状態におい
て駆動機構４により内側支持枠３を図中上方に移動させ
て図２に示す状態とすることができる。

【００１６】こうして内側支持枠３を所定距離移動さ
せ、内側支持枠３の伸縮駆動脚５を伸長して真空吸盤６
を壁面７に当接した後、真空吸盤６を動作させて吸着す
ることにより、内側支持枠３の伸縮駆動脚５の真空吸盤
６もロボット１の支持状態となる。この状態において、
今度は内側支持枠２の伸縮駆動脚５のみを短縮させて真
空吸盤６を壁面７から離すと、ロボット１は内側支持枠
３の伸縮駆動脚５の真空吸盤６のみで壁面７に吸着支持
され、外側支持枠２が運動可能な状態となり、この状態
において駆動機構４により外側支持枠２を図中上方に移
動させ、その後、外側支持枠２の伸縮駆動脚５を伸長し
て真空吸盤６を壁面７に当接し、真空吸着することによ
り図１に示す状態とすることができる。以上のように外
側支持枠２と内側支持枠３の相対運動を交互に行わせる
ことにより、ロボット１を壁面７に沿って移動すること
ができる。以上の実施例では、吸着手段は真空吸盤６で
あるが、磁石を用いることもできる。

【００１７】図３は本発明の取扱機構の要素の一つであ
る全回転フォークリフトトラック８を示すものであり、
この全回転フォークリフトトラック８は、通常のフォー
クリフトトラックの機能に加え、図に示すようにフォー
ク９を３６０度回転させる機能を有するものである。

【００１８】図４は本発明の取扱機構の要素の他の一つ
であるロボット支持装置１０であり、このロボット支持
装置１０は、上記フォーク９を嵌合させる一対の嵌合支
持筒１１を結合部材で結合して基体１２を構成してい
る。そしてこの基体１２の一側、即ち嵌合支持筒１１に
おいてフォーク９の嵌合側の端部から離れた個所に一対
の支柱１３を立設しており、これらの支柱１３によりロ
ボット受け枠１４を回動自在に支持している。ロボット
受け枠１４は第１と第２の切欠き環状枠１５，１６を間
隔をあけて結合した構成としており、回動支点はやや偏
らせている。そして基体１２の他側と第２の環状枠１６
間にはパンタグラフ式油圧ジャッキ１７を設置してい
る。一方、ロボット受け枠１４には図中では４ケ所にロ
ボット支持用の固定用ワイヤ１８を巻いたウインチ１９
を設置している。即ち、この実施例ではロボット固定機
構はウインチ１９を構成要素としている。一方、第１の
切欠き環状枠１５には複数個所に緩衝材２０を取り付け
ている。また嵌合支持筒１１には締付ねじ２１を適所に
設けている。

【００１９】以上の構成において、ロボット支持装置１
０は単体においては、嵌合支持筒１１側を下側として地
面に置かれており、まずこれを全回転フォークリフトト
ラック８により支持する。即ち、全回転フォークリフト
トラック８を運転してフォーク９を図５に示すようにロ
ボット支持装置１０の嵌合支持筒１１に根元まで嵌合し
た後、締付ねじ２１によりフォーク９を固定する。

【００２０】次いでフォーク９を所定高さまで上昇させ
た後、これを旋回させて、ロボット支持装置１０を上下
逆転する。この状態で全回転フォークリフトトラック８
を運転して、図６に示すように所定の載置台２２に載置
されているロボット１の所まで移動する。ロボット１は
この図に示されるように伸縮駆動脚５側を下として、即
ち、自然な状態で載置台２２に載置されている。

【００２１】こうして図６に示すようにロボット支持装
置１０をロボット１の上方の所定位置にもたらした後、
フォーク９を下降操作してロボット支持装置１０を所定
位置まで下降する。次いで図７に詳細に示すように、ロ
ボット１の外側支持枠２の適所に固定用バンド２３を巻
きつけ、両端の止め具２４をウインチ１９の固定ワイヤ
１８の先端に取り付けているフック２５に係合する。こ
のような動作を全てのウインチ１９に対して行った後、
ウインチ１９を動作させて外側支持枠２の適所を第１の
切欠き環状枠１５に設けている緩衝材２０に圧接するこ
とにより、ロボット１をロボット支持装置１０に固定す
ることができる。この際、ロボット支持装置１０を若干
持ち上げるとロボット１は複数個所の固定ワイヤ１８に
より吊持されることになるので、自重により自然にロボ
ット支持装置１０における所定の支持中心位置にもたら
すことができ、このような状態においてウインチ１９に
より固定ワイヤ１８を巻き取ることにより、図８に示す
ようにロボット１を所定位置に固定することができる。
そしてこのような支持状態において全回転フォークリフ
トトラック８を運転することにより、ロボット１に必要
以上の外力を加えずに容易に運搬を行うことができる。

【００２２】このようにしてロボット１を張付けるべき
壁面２６の近傍、例えば球形ガスホルダーの下方に運ん
だ後、フォーク９を１８０度回転してロボット支持装置
１０を上下逆転することにより、ロボット１をロボット
支持装置１０の上側で、伸縮駆動脚５を上方とした姿勢
にもたらすことができ、この状態において必要に応じて
フォーク９を傾斜、昇降操作しながら、パンタグラフ式
油圧ジャッキ１７を操作して基体１２に対してロボット
受け枠１４を回動操作することにより、ロボット１を図
８に示すように傾斜した壁面２６に応じた姿勢として、
真空吸盤６を壁面２６に圧接することができる。この
後、真空吸盤６を動作してこれによりロボット１の重量
を支持した後、ウインチ１９を動作して固定ワイヤ１８
を緩め、固定用バンド２３を外すことにより、ロボット
１の張付け作業を完了する。そして壁面２６に張り付い
ているロボット１の回収作業は、以上の取付作業の逆を
行えば良い。

【００２３】尚、以上の実施例では、ロボット支持装置
１０に対するロボット１の支持は、ウインチ１９に巻い
た固定ワイヤ１８の張力を利用しているが、ウインチ１
９に代えて、複数の固定用ワイヤ１８を引張ったり、緩
めたりすることが可能な拡縮手段を用いることができ
る。

【００２４】即ち、図１０，１１はロボット固定機構の
他例を示すもので、符号２７は拡縮手段を示すもので、
この拡縮手段２７は図示を省略しているパンタグラフ機
構の構成要素を成す左右のアーム２８ａ，２８ｂを図中
矢印２９の方向に同時に駆動可能として、左右側のワイ
ヤ１８間の距離を拡げたり、縮めたりする機構であり、
この機構では、左右側のアーム２８ａ，２８ｂに、夫々
２本のワイヤ１８を接続してロボット１の外側支持枠２
の各２ケ所に対応させることができ、この機構では拡縮
手段２７の動作により、ワンタッチでロボット１を所定
位置に固定することができる。尚、図１０，１１におい
て、他の図と同一の符号を付した部材は同様な部材であ
り、説明は省略する。尚、ロボット固定機構は、固定用
ワイヤを用いずに構成することもできるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、次のよ
うな効果がある。 張り付けるべき壁面の角度に応じてロボットの姿勢を
容易に対応させることができ、従ってロボットの張り付
け、回収作業を、位置を限定せずに容易に行うことがで
きる。 ロボットの運搬を容易に行うことができ、また運搬に
おいて必要以上の外力が加わるのを防止することができ
るため、ロボットの故障防止に対しても効果的である。 ロボットの固定機構として固定用ワイヤを用いたもの
では、所定位置への固定を自重により自然に調節するこ
とができ、操作が容易であると共に、この点からもロボ
ットに対して必要以上の外力が加わることを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が対象とする、壁面移動ロボットの一
例を示す概念図である。

【図２】 本発明が対象とする。壁面移動ロボットの一
例を示す概念図である。

【図３】 本発明の構成要素の一つである全回転フォー
クリフトトラックの一例の外観図である。

【図４】 本発明の構成要素の一つであるロボット支持
装置の一例の外観図である。

【図５】 図３、図４の構成による本発明の動作例を示
す側面図である。

【図６】 図３、図４の構成による本発明の動作例を示
す側面図である。

【図７】 ロボット固定機構の一例の詳細構成を示す説
明図である。

【図８】 図３、図４の構成による本発明の動作例を示
す側面図である。

【図９】 図３、図４の構成による本発明の動作例を示
す側面図である。

【図１０】 他例のロボット固定機構を利用したロボッ
ト支持装置の構成を示す説明図である。

【図１１】 ロボット固定機構の他例の詳細構成を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 壁面移動ロボット ２ 外側支持枠（環状枠部２ａ） ３ 内側支持枠（環状枠部３ａ） ４ 駆動機構 ５ 伸縮駆動脚 ６ 真空吸盤 ７ 壁面 ８ 全回転フォークリフトトラック ９ フォーク １０ ロボット支持装置 １１ 嵌合支持筒 １２ 基体 １３ 支柱 １４ ロボット受け枠 １５ 第１の切欠き環状枠 １６ 第２の切欠き環状枠 １７ パンタグラフ式油圧ジャッキ １８ 固定用ワイヤ １９ ウインチ ２０ 緩衝材 ２１ 締付ねじ ２２ 載置台 ２３ 固定用バンド ２４ 止め具 ２５ フック ２６ 壁面 ２７ 拡縮手段 ２８ａ，２８ｂ アーム ２９ 運動方向を示す矢印

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全回転フォークリフトトラックと、該ト
   ラックのフォークを嵌合する嵌合支持筒を設けたロボッ
   ト支持装置とから構成し、ロボット支持装置は、嵌合支
   持筒を設けた基体の一側に一通の支柱を立設し、この支
   柱にロボット受け枠を回動自在に支持すると共に、基体
   の他側とロボット受け枠間に駆動機構を設置し、該駆動
   機構によりロボット受け枠を回動させる構成とすると共
   に、ロボット受け枠にはロボット固定機構を構成したこ
   とを特徴とする壁面移動ロボットの取扱機構
2. 【請求項２】 駆動機構はパンタグラフ式油圧ジャッキ
   としたことを特徴とする請求項１記載の壁面移動ロボッ
   トの取扱機構
3. 【請求項３】 ロボット固定機構は、ロボット受け枠の
   外周に沿った少なくとも３ケ所にウインチを設置し、こ
   のウインチに固定用ワイヤを巻装して構成したことを特
   徴とする請求項１記載の壁面移動ロボットの取扱機構
4. 【請求項４】 ロボット固定機構は、ロボット受け枠
   に、拡縮手段と、その両端に接続した少なくとも３本の
   固定用ワイヤから成るワイヤ引張装置により構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の壁面移動ロボットの取扱
   機構