JPS6047158A - 自動走行床仕上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コンクリート等の床面を自走しながら平１
１４面に仕上る自動走行床イ］」二装胃に関ゴる。

従来、建築物のコンクリート等の床面は、左官ゴテでも
って平坦面に仕上ることが行なわれ°（いたが、人手に
Ｊこりこれ・を行なうことは非能率的であるところから
機械式の仕上装置が提供されている。

公知の仕上装置としては、作業者が操作づるハンドルの
先催（に電動機等で回転駆動される左官ゴテを固定した
ものが提供されているが、以下に示す欠点があった。

ローなわら、上述した仕上装置は、作業者が床面上を移
動さｌて平坦面に仕上るため、左官ゴテと床面とが適切
な状態で接触するように常時ハンドル操作を行なう必要
がある。

しかしながら、このようなハンドル操作は極めて困難な
ことであり、ハンドル操作を誤ると左官ゴテが床面に深
く喰い込み床面に損傷を与える慣れがあるだけでなく、
回転する左官ゴテと床面との間に大きな抵抗が生じ、作
業者に大きな力が加わって装置の制御が不可能になる等
の不都合かあつ　ｌご　。

また、床面を所望する平坦面に整えるためには、上記ハ
ンドル操作の困難性から作業者には高い熟練度が要求さ
れ、訓練に長時間を要するという問題もあった。

さらに、一般に建築物の左官作業は、床面コンクリート
の強度発現に応じ施工されるため、就労時間が長く、そ
の多くが夜間に行なわれ、作業者にとって厳しい労働条
件となるため、改善が強く要望されていた。

この発明は、上述した如き従来の問題点を解消すべくな
されたものであり、その目的とするところは、作業者の
熟練廣を要せず且つ操作の困難性もなく、予め仕上作業
の領域を入力させることで自動的に決定された経路に従
って移動しながら床面を整形仕上する自動走行床仕上装
置を提供覆るところにある。

上記目的を達成覆るため、この発明は自動走行床仕上装
置において、駆動装置によって床面上を走行りる走行車
輛と、この走行車輛に牽引され、且つ揺動駆動される床
面仕上装置とからなり、この床面仕上装置は回転駆動さ
れ床面を所定の平坦面に整形する旋回翼を備えるととも
に、旋回翼の床面との接触角は可変、とされ、走行車輛
は予め設定された領域を作業範囲とじ−で認識する座標
認識装置と、設定された作業領域内での走行車輛の走行
経路を決定するとともに、この走行経路に沿って前記走
行車輛が移動するように前記駆動装置を制御し、且つ前
記床面仕上装置の揺動および前記旋回翼の回転、接触角
をも制御する制御装置とを有してなることを特徴とする
。

以下、この発明の好適な実施例について添付図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図から第７図は、この発明に係る自動走行床仕上装
置の一実施例を示すものである。

同図に示す自動走行床仕上装置は、コンクリート製の球
面が若干硬化した弱令状態で使用されるもので、駆動装
置によって床面上を走行する走行車輌１０ど、この走行
車輛１０に牽制され且つ揺動駆動される床面仕上装置２
０とから概略構成されている。

上記走行車輌１０は、その下方には一対の覆帯構造から
なる走行部１２．１２を有しており、この走行部１２．
１２の駆動は、それぞれ別個に設けられた駆動モータ１
４，１°４でなされ、この駆動制御は後述する制御コン
ピュータによって行なわれる。

走行部１２．１２の覆帯構造は、走行車輌１０の自重を
広い面積で支持することにより、弱令コンクリート面に
損傷を与えないように配備している。

上記床面仕上装＠２０は、床面から所定の間隔をおいて
略水平に配置された二重リングフレーム２２ａと、この
フレーム２２ａを連結するように渡設され、上方に突出
する逆゛Ｕ字フレーム２２ｂとで形成された保護フレー
ム２２と、リングフレーム２２ａの中心に鉛直状に配置
・支持されたシャフト２４と、床面と所定の角度で接触
し旋回駆動される複数の旋回翼２６．２６・・・・・・
とから概略構成されている。

上記シャツ１〜２４の上端近傍には、第３図に示すよう
に、第１の回転ドラム２７が固設されており、この回転
ドラム２７は第１のベルト２８でもって、上記逆Ｕ字状
フ・レーム２２ｂに固定された電動モータ２９の回転軸
にブレーキ３０を介し゛Ｃ連結された第１のプーリ３１
と接続されている。

また、上記シＶフト２４の外側には、上下方向に所定の
間隔をおいて配設された一対のベアリング３２．３２を
介して中空円筒状の筒体３３が配置され、この筒体３３
の上端には、上記第１の回転ドラム２７と対向り”るよ
うに第２の回転ドラム３４が固着されているとともに、
この回転ドラム３４は第２のベルト３５でもっＣ１上記
電動モータ２９の回転軸にクラッチ３６を介して連結さ
れた第２のプーリ３７と接続されている。

上記筒体３３に固設された第２の回転トラム３４の下方
には、周縁に歯面を刻設した従Ｉ、ＩＪ歯車３８が固着
されるとともに、筒体３３の下端には下側面に南面が刻
設された第１の傘歯車３９が固着され、この第１の傘歯
車３９は、上記シ１７フ１へ２４の下端に固着された第
２の傘歯車４０と歯面が対向りるとともに、この傘歯車
３９．４０間には上記旋回翼２６．２６・・・・・・の
それぞれの軸端に固着された小径の傘歯車／１１．４１
・・・・・・を周方向に等間隔となるように挟持してい
る。

上記従動歯車３８には、小径の原動歯車４２が噛合し、
原動歯車４２の回転軸には、上記逆Ｕ字状ル−ム２２ｂ
に支持されたクラッチブレー４：４３および接触角可変
用モータ４４が連結されている。

上記旋回専２６．２６・・・・・・は、一端部に上記傘
ｍ中４１．４１・・・・・・をそれぞれ固着し、クラン
ク状に折曲された軸４５と、その他端部に固着された平
板状で薄肉な左官ゴテ４６．４６・・・・・・とから構
成されてｉｌｊす、軸４５はそれぞれ小径のベアリング
４７を介して、上記筒体３３の下端近傍に固設された断
面が略コ字状の支持部材４８に支持され、左官ゴテ／１
６．４６・・・・・・が床面と接触する反力でもって仕
上装置２０の自重を支持しＣいる。

上記第１の電動モータ２９を駆動Ｍるとその回転は、第
１のプーリ３１．第１のベルト２８．第１の回転ドラム
２７．シャツ１〜２４．第２の傘歯車４０と伝達される
と同時に、クラッチ３６を接続させＣお（）ば第２のプ
ーリ３７．第２のベル１〜３５、第２の回転ドラム３４
．筒体３３．第１の傘歯車３９と伝達Δれ、第１　ｊｔ
）よび第２の全歯１１ｉ３９．４０が同方向に同時に回
転覆る。

従っ゛（、傘歯車３９．４０間に挟持された小径傘歯車
４１．４１・・・・・・は、その相対的位置関係を維持
しながら回転する。

このため、小径傘歯車４．１．４．１・・・・・・が固
着された旋回翼２６．２６・・・・・・は、相対的位置
関係を維持してシレフト２４．筒体３３と同り向に回転
駆動され、床面を所望の平坦面に整形づることができる
。上記左官ゴテ４．６．４６・・・・・・と床面との接
触角の変更は、上記電動モータ２９を停止させ、クラッ
チ３６を解除した状態で、上記クラッチブレーキ４３を
接続し、上記接触角可変用モータ４４を駆動する。この
モータ４４の回転は原動および従動歯車４２．３８、同
体３３、第１の傘歯車３９に伝達され、筒体３３がベア
リング３２を介してシャフト２４に取り付けられており
、且つ第２の傘歯車４０がシャフト２４の−Ｆ端に固着
されているため、第２の傘歯車４０を回転駆動させるこ
と’ｒ’Ｅ　＜、第１の傘歯車３９のみを回転できる。

従って、このことにより小径の傘歯車４１，４１・・・
・・・は、接触角可変用モータ４４で任意の方向に回転
さけられ、それぞれの左官ゴテ４６，４６・・・・・・
の接触角度を同じ方向に同一角度で変更することができ
る。

上述の如き、各モータ２９．４４の制御は、後述りる制
御コンピュータによつ０行なう。

一方、上記走行車輌１０には、第３図に示すように上記
床面仕上装置２０を牽引し、且つ揺動駆動されるｈｌ〔
回アーｌ＼６０を備えている（第４図参照）。

旋回アーム６０の一端は走行車輌１ｏに取付（）られた
減速機６２の出力軸６３に連結され、減速機６２の入力
軸６５にはブレーキ６／Ｉおよびクラッチ６Ｇを介して
旋回ツノ〜ム駆動用メインモータ６８が連結されるとと
もに、減速機６２の他の人力軸６５′には、づべり継手
７０を介しで１ノブモータ７２が連結されており、この
ように複数の駆動モータ６８，７２を配置するのは、旋
回ｊノームロ０Ｃもって揺動さＵる床面仕上装置２ｏの
始動時の重負荷に対する配慮であって、−Ｕ揺動始動さ
ゼた後はメインモータ７８のみで駆動できるため、エネ
ルギーを効果的に利用ひきる。

上記１１を回アームの６０の他端には、下方に突出する
角形の係止部材７４が固着され、この系止部材７／ｌは
、上記床面打上装置２ｏのリングフレーム２０ａに一端
が固着され全体とし１１１字形に成形された連結材７６
の上端にバネ月７８を内設した箱状部８０内に嵌入され
、走行車輛１０のｉＹ行に伴って床面什−［装置２０を
牽引づるとともに、上記メインモータ６８を駆動するこ
とで、これを旋回アーム６０と減速機６２の連結部を支
点として揺動駆動する。

また上記走行車輛１０の四隅には超音波を発信し障害物
等からの反射波を受信し、これを検知する超音波センサ
ー（図示省略）が下向きに取付けられ、上記保護フレー
ム２２の内側のリングフレーム２２ａには、これと同様
な機能を備えた４個の超音波セン（Ｊ−−８１が取付け
られるとともに、その外側のリングフレーム２２ａおよ
び走行車輌１０の外側面には、周回するように配設され
た接触セン（Ｊ−８２（具体的にはテープスイッヂ、近
接スイッヂ等）を備えており、（第６図参照）、これら
のレンリ°−８１，８２により旋回！！２６の回転範囲
内に障害物が入らないように保護づるとともに、゛構造
物（柱等）や人体に危害を加えないようにしである。上
述のような機械的構成を有づる床仕上装置の制御は、先
ず、床仕上作業を行なう領域を特徴する 特定手段としては、例えば走行車輌１０に受信ユニット
８４を取付けておき、これに送信ユニット８６から無線
信号を与え、走行車輌１０を第５図太線矢印に示すよう
に実際に作業領域の周囲を走行させるか、あるいは制御
コンピュータ８８のキーボード９０に直接入力してもよ
い。

このようにして特定された作業領域９２は、走行車輌１
０が移動する出発点９４を基準として座標認識装置９６
でもって平面座標の数値に変換されて制御コンピュータ
８８に入力・記憶される。

上記座標認識装置９６としでは、走行車輛１０の駆動モ
ータ１４の回転軸に連結されたパルスゼネレータ１６．
１６と、公知のガスシー１−ジャイロとからの入力イΩ
号をもとに、走行した軌跡と、自分の現在位置を、出発
点９４を原点とする平面座標に変換づるジャイロケータ
コンピュータとから構成されている。

このようにして特定された作業領域９２のデータを基に
、制御コンピュータ８８は、第５図の細線矢印に示１よ
うに、走行車輌１０の作業領域内での走行経路を、旋回
翼２６の左官ゴテ４６の回転直径等を考慮して算出づる
とともに、この決定された経路に沿って走行車輌１０が
移動するように、走行部１２の駆動モータ１４．１４を
制御し、且つ旋回翼２６を回転駆動する電動モータ２９
の回転駆動および回転速度さらには左官ゴテ４６と床面
との接触角度を調整するモータ４４．旋回アーム６０を
揺動さＬるメインモータ６８．サブモータ７２の制御を
行なう。

まｌ〔、上述の如く走行車輛１０を走行さぜ、旋回ｒｊ
Ｊ２６を回転して左官ゴテ４６で床面を整形し、仕上げ
が終了した領域は、上記座標認識装置９６でもって制御
コンピュータ８８に入力されて記憶されるため、既に平
坦面に仕上られた領域を再び走行部ることはない。

ぞしで、走行経路中に柱等の障害物９８がある場合には
、上記走行車輌１０および保護フレーム２２に取ｆ」け
られた接触センサー８２が、これに接触することでその
存在および方向が検出され、このデータは制御コンピュ
ータ８８に入力されて、制御：］コンピュータ８は、該
障害物９８を回避するように走行経路を設定覆る。

上記障害物０８が、例えば床面に聞に１されたハツチ等
のように床面上に突出し−Ｃいない場合には、走行車輌
１０に取付けられた超音波セン１ノー−が、この存在お
よび方向を検知するため、制御コンピュータ８８は同様
にこれを回避Ｊる走行経路を設定づる。

そして、障害物９８の大きさ１位置等は上記座標認識装
置９６を介して制御コンピュータ８８に入力され、且つ
上述したように床面仕」：げが既に成された領域を記憶
しているため、これらと特定された作業領域９２と比較
し、作業領域内９２のすべての領域を走行し床面仕上げ
が終了したことを確認し−Ｃ走行を終了し、仕上作業が
完了覆る。

さて、上述の如き構成からなる自動走行床仕」−げ装置
は、制御コンピュータ８８で制御される走行車輌１０と
旋回翼２６でもって、走行しながら床仕上げが行なわれ
るため、仮に走行車輌１０の走行部１２でもつ−Ｃ床面
に若干の凹みが発生しＣも、走行後に回転する左官ゴテ
４６で平坦面にすることができる。

また、左官ゴテ４６はコンピュータ制御される電動モー
タ２９で駆動され、回転速度も床面の強弱、凹凸の大小
等を考慮して制御でき、さらには接触角度も可変である
ため、従来の人力操作の左官ゴテと比較にならない程均
−に仕上ることができ、その操作も作業領域を特定する
だけであとは自動的に行なわれ熟練度は全く不要となる
。

さらに、自動的に床面仕上げ作業が行なわれることは、
作業時間あるいは仕上げ面積の大小等の制約を排除する
とともに作業能率を飛躍的に向上させることができる。

以上、実施例で詳細に説明したように、この発明に係る
自動走行床仕上装置は、床仕上げの作業範囲を特定した
後は、全く人手を有することなく所望りる平坦面に仕上
ることができ、作業能率を署しく向上させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による全体斜視図、第２図は
走行車輛の概略図、第３図は旋回翼あ回転機構の断面図
、第４図は旋回アームの説明図、第５図は作業領域およ
び走行経路の説明図、第６図は保護フレームのセンサー
位置を示で説明図、第７図は制御系統のブロック図であ
る。 １０・・・・・・走行車輛　１２・・・用走行部１４・
・・・・・駆動モータ １６・・・・・・パルスゼネレータ ２０・・・・・・床面仕上装置、２０ａ・・・リングフ
レーム２２・・・・・・保護フレーム　２２ａ・・・逆
り字フレーム２４・・・・・・シャフト　２６・・・・
・・旋回翼２９・・・・・・電動モータ　３３・・・・
・・筒体３６・・・・・・クラッチ　３９・・・・・・
第１の傘歯車４０・・・・・・第２の傘歯車　４２・・
・・・・原動歯車４４・・・・・・接触角可変用モータ ４５・・・・・・軸　４６・・・・・・左官ゴテ６０・
・・・・・旋回アーム　６２・・・・・・減速機６４・
・・・・・ブレーキ　６６・・・・・・クラッチ６８・
・・・・・メインモータ　７０・・・・・・づべり継手
７２・・・・・・サブモータ　７４・・・・・・係止部
祠７６・・・・・・連結材　７８・・・・・・バネ月８
０・・・・・・箱状部　８１・・・・・・超音波センサ
ー８２・・・・・・接触セン＋ｊ−８２・・・・・・受
信ユニット８６・・・・・・送信ユニット ８８・・・・・・制御コンピュータ　９０・・・・・・
キーボード９２・・・・・・作業領域　９４・・・・・
・出発点９６・・・・・・座標認識装置　９８・・・・
・・障害物持的出願人　株式会社　人　林　組 代　理　人　弁理士　−色健輔 第１図 ０ （ 、二 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動装置によって床面上を走行する走行車輛と、
   該走行車輛に牽引され且つ揺動駆動される床面仕上装置
   とからなり、該床面仕上装置は回転駆動され該床面を所
   定の平坦面に整形する旋回翼を備えるとともに該旋回翼
   の該床面との接触角は可変とされ、該走行車輛は予め設
   定された領域を作業範囲として認識する座標認識装置と
   、設定された作業領域内での該走行車輛の走行経路を決
   定するとともに該走行経路に治って該走行車輛が移動づ
   るように該駆動装置を制御し、且つ該床面仕上装置の揺
   動および該旋回翼の回転、接触角をも制御する制御装置
   とを有してなることを特徴とでる自動走行床仕上装置。
2. （２）上記制御Ｉ装置は上記走行車輛または床面仕上装
   置に取（＝Ｊけられたセン１す〜が柱９階段等の障害物
   を検知した時に、該障害物を迂回づるように上記走行経
   路を決定づるようにしてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の自動走行床仕上装置。