JPS61119478A

JPS61119478A - 走行装置

Info

Publication number: JPS61119478A
Application number: JP59238622A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iida; 飯田　均
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-06-06
Also published as: JPH0450232B2

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】〔発明の技術分野〕この発明は、床面から壁面、壁面から床面に自在に乗り
移ることが可能な走行装置に関する。

（発明の技術的背理とその問題点）一般に、原子力発電プラントにおいては、各種撮画の定
期点検や検査を一部ロボットによって行なっている。こ
れは主に作業員の被り低減、作業の効率化のためである
。

この種のロボットには、原子炉圧力容器等の鋼鉄製構造
物表面に磁力により吸着しつ５移動する磁力利用型のロ
ボットがある。その移動方式としては、永久磁石の車輪
を用いた方式や平坦な着座面を有する複数の磁石をスラ
イド移動さける方式ところが、このような磁力利用型の
ロボットは。

点検、検査対象たる鋼鉄製構造物と床面との間を乗り移
ることができないため、鋼ｆ２製構造物へのロボットの
取付け・取外しを各点検、検査場所ごとに作業員が実施
しなければならない。したがって、その取付け・取外し
の際に作業員が被曝するおそれがあり、その被ＩＷｍは
作業場所によりては少なくない。また、ロボットの取付
け・取外しが必要なことから、点検作業に手間がかかり
作業時間か長くなるという不都合もある。

さらに、ロボットの移動方式が車輪式である場合には、
方向転換等が比較的不自由であったり、また磁気吸着面
積が小さいので強大な吸着力を得ることが困難であるな
どの問題がある。

また、スライド移動方式の場合には、磁性体への着座面
が平坦であるために、磁性体表面に大きな湾曲や歪みあ
るいは凸凹があると、磁気吸着面積が８ｉ端に小さくな
りロボットが落下する恐れがある。たとえ、磁性体表面
の曲率に合わせて着座面を加工しても、その曲率の性体
表面しか移動できず、他の曲率を有する歪曲や凹凸には
対応できないという不都合がある〔発明の目的〕この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり
、床面と磁性体壁面谷の間を自刃で乗り移り、かつ床面
およびいかなる形状の壁面をも自在に走行移動できる走
行装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係る走行装置は
、車輪を備えて床面を自刃走行可能に構成された床面走
行部と、壁面に吸着可能な二組の磁気吸着具が２次元方
向に移動自在に設けられて壁面を自刃走行可能に構成さ
れた壁面移ｖＪ部と、上記床面走行部と壁面走行部とを
相互に折畳自在に連結する連結装置とを有するものであ
り、床面走行部によって床面を走行し、壁面移動部によ
って壁面を移動するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明に係る走行装置の一実施例の全体構成
図である。

第１図において、走行装ＬＴ　１は床面３を走行する床
面走行部５と、磁性体壁面７を移動する壁面移動部つと
、これらを連結する連結機構１１とから構成される。ま
た走行装置１には、ＴＶカメラ（図示せず）、壁面や床
面を認識し検出するセンサ（図示せず）、位２検出器（
図示せず）およびコンピュータ〈図示せず〉等が搭載さ
れる。そして、この走行装ごはＴＶカメラやセンサ等か
らの情報をコンピュータが処理することにより自動走行
する。あるいは、ＴＶカメラの画像を電波で繰作至（図
示せず）に送り画像情報に基づき１作業員によって遠隔
操作される。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は主に床面走行部５の構成を示し
、（Ａ）は走行装置１を上から見た透視図、（Ｂ）は走
行装置１を側面から児た透視図である。

床面走行部５の下面には４個の車輪１３Ａ、１３８．１
５Ａ、１５Ｂが設けられる。車輪１３Ａ。

１３Ｂは、それぞれシャフト１７Ａ、１７Ｂおよびギヤ
ボックス１９Ａ、１９Ｆ３を介して床面走行用モータ２
１Ａ、１２Ｂに連結される。これらのモータ２１Ａ、Ｂ
は、床面走行部に設けられたバッテリー２０に１１続さ
れて電力が供給される。また、シャフト１７Ａ、１７Ｂ
にはプーリ２３Ａ。

ＢＳ固定される。さらに、車輪１５Ａ、１５Ｂにはシャ
フト２５Ａ、２５Ｂがそれぞれ連結され、このシャｍト
２５Ａ、Ｂにプーリ２７Ａ、２７Ｂが各々固定される。

これらの各プーリ２５Ａ、Ｂ。

２７Ａ、Ｂはほぼ同径に形成される。そして、プーリ２
３Ａおよび２７ＡＩとプーリ２３Ｂおよび２７８間とに
、それぞれタイミングベルト２９Ａ。

Ｂが掛は渡される。

したがって、床面を走行させるときは、床面走行用モー
タ２１Ａ、２１Ｂを駆動させてそれぞれ車輪１３Ａ、１
３Ａを回転駆動させ、タイミングベルト２９Ａ、８を介
して車輪１５Ｂ、１５Ｂを各々回転駆動させる。床面を
直線状に１打進または後退させる場合にはモータ２１Ａ
、［３の回転数を等しくし、曲げ走行さぜる場合にはモ
ータ２１Ａ。

Ｂの回転数を相違させる。

次ニ′＆結機侶４について説明する。

床面走行部５と壁面移ｖＪ部９とを連結する連結礪構１
１は、双方から伸ばしたアーム３１Ａ、３ｉ８，３３Ａ
、３３Ｂと、これらのアームを回転自在に連結するシャ
フト３５とによって形成される。このシャフト３５は壁
面移動部９側のアーム３３△、３３Ｂに固定され、床面
走行部５側のアーム３１Ａ、３１Ｂはシャフト３５のま
わりに自由に回転できるように形成されている。

このシャフト３５にはウオームホイール３７がｆｉｌさ
れ、このウオームホイール３７に、連結モータ３９に連
結されたウオーム４１が螺合される。

このモータ３９は床面走行部５に固着され、バッテリー
２０に接続される。したがって、連結モータ３９により
ウオーム４１を回転さぼると、ウオームホイール３７が
回転し、床面走行部５と壁面移動部９が相対的にシャフ
ト３５のまわりに回転して、折畳み拡開される。

第３図は壁面移動部９の構成を示す。

この壁面移動部９は、主として本体プレート４３、スラ
イドプレート４５および回転プレー１−　／１７から構
成される。

本体プレート４３の両端部には、一対のＵ字形磁気吸着
具４９Ａ、Ｂが固定される。これらのＵ字形磁気吸着具
４９Δ、Ｂは、Ｕ字形のヨーク５１と、ヨーク５１の両
下端に固着された吸着部としての可撓磁極５３とから成
り、ヨーク５１に］イル５５が巻き付けられる。可撓！
１極５３は、可撓性を有する変形自在の袋５７内に、流
動性のよい金属粉等の磁性粉体５９を充填したちのであ
り、袋５７は例えば人造皮革あ°るいはステンレス鋼繊
維布から形成される。

このような構成の磁気吸着具の原理を第４図を参照して
説明する。可撓磁極５３が可撓性の良好な袋５７と流動
性のよい磁性粉体５９から成るので、磁気吸着具４９を
磁性体６１に押し酊けると、可撓磁極５３は磁性体６１
の表面が歪んでいてもその曲面に沿って密着する。この
状態でコイル５５に通電すると、ヨーク５１は電磁石と
なり、磁性粉体５９が磁化される。その結果、磁束６３
が発生し、磁気吸着具４９は磁性体６１に磁気吸着する
。磁気吸着具４９を磁性体６７から離脱するときは、コ
イル５５の通電を切ればよい。

一方、第３図（Ａ＞に示すように、ヨーク５１の各内側
部には、チャンネル状のガイドレール６５が互いに平行
に取り付けられる。ざらに、本体プレート４３の下側面
に、ガイドレール６５とほぼ平行にラック６７が固着さ
れる。

また、スライドプレート４５はガイドレール６５に震動
自在に支持される。このスライドプレート４５の上面に
は直進用モータ６９がｒｘ＋＝ｉされ、このモータ６９
により減速ぼ７１を介してとニオン７３が転勤される。

このビニオン７３はラック６７ら噛み合わされる。した
がって、直進用モータ６９を駆動させることによって、
本体プレート４３とスライドプレート４５とがガイドレ
ール６５に沿って相対的にスライド移動する。

さらに、スライドプレート４５の下面には方向変換用モ
ータ７５が固定される。このモータ７５により、減速機
７７を介してウオーム７９が回転される。また、スライ
ドプレート４５には、図示しない軸受を介してシレフト
８１が支持される。

このシャフト８１は本体プレート４３に対し垂直方内方
向設される。ざらに、このシｒフト８１には、ウオーム
７９に噛合されるウオームホイール８３が同着されると
ともに、下端部に回転プレート４７が固定される。した
がって、方向変換用モータ７５を駆動させることにより
、スライドプレート４５と回転プレート４７とが、シャ
フト８１を中心として相対的に回転移動する。

回転プレート４７は円板形状であり、この回転プレート
４７の下面に一対の半円形磁気吸着具８５Ａ、Ｂが円盤
状に配置される。半円形磁気吸着具８５Ａ、Ｂは、その
形状を除けばＵ字形磁気吸着具４９Ａ、Ｂと同様に構成
される。つまり、半円形のヨーク８７の両端部には吸む
部としての可撓磁極８９が設けられ、中央部にコイル９
１が巻き付けられる。可撓ｌａ極８９は可撓性のよい袋
９３と流動性の良好な磁性粉体９４から形成される。

そのため、半円形磁気吸着具８５Ａ、Ｂは、第５図に示
すように磁性体壁面７が歪んでｂ）−ｃも、可撓磁４（
８９を壁面に密着させた１ｐコイル９１に通電させるこ
とにより、その壁面に磁気吸着する。

壁面移動部９は、以上説明したように、本体プレート４
３とスライドプレート４５との相対的なスライド移動、
スライドプレート４５と回転プレート４７との相対的な
回転移動、磁気吸着具４９Ａ、Ｂおよび８５Ａ、Ｂの磁
気吸着を相み合わＵることにより、第５図（Ａ）〜（Ｄ
）に示すように歪んだ磁性体壁面７上をも自在に移動可
能に構成される。なお、第５図（Ａ）は磁性体壁面が凹
面、（Ｂ）は凸面、（Ｃ）は歪んだ曲面、（Ｄ）は小突
起９５のある曲面の場合である。

ところで、直進用および方向変換用モータ６９゜７５お
よび磁気吸着具４９Ａ、Ｂ、８５Ａ、Ｂのコイル５５．
９１への電力は、第１図の接続ケーブル９７を介してバ
ッテリー２０により供給される。また、床面走行部５の
床面走行用モータ２１Ａ、Ｂ、連結機構１１の連結モー
タ３９、壁面移動部９の直進用および方向変換用モータ
６９．７５、さらに（）字形に１気吸′？Ｊ貝４９Δ、
　＋（つ丁円形磁気１’Ｖｕａａ８５Ａ、Ｂの各１ｉ１
１ｔｉＯは、床面移ｆＪ＋部５に搭載されたあり御装？
ｔ９９　（第２図）によって１１なわれる。

次に、第６図〜第９図を参照して作用を説明Ｊる。

第６図は、床面走行部５と壁面移動部９とを組み合わせ
た走行装置１が床面３から磁性体壁面７へ移るときの様
子を示している。

床面３から磁性体壁面７に移る場合１．Ｌ、まず、床面
走行部５の車輪１３・Ａ、１３８．１５Ａ、１５Ｂを回
転させて、折り畳まれた走行装置１を磁性体壁面７に適
当な位置まで近づける。次に、連結別構１１の連結モー
タ３９を回転させて、壁面移動部９をシャフト３５を中
心として回転させ、同図（Ａ＞に示すように、Ｕ字形磁
気吸１．１４９Ａ、Ｂおよび半円形磁気吸着具８５Ａ、
Ｂを磁性体壁１Ｉｌｉｉ７に方着させる。そしてコイル
５５．９１に通電し、磁気吸着具４９Ａ、Ｂ、８５Ａ、
８を磁性体壁面７に磁気吸着させる。その後、連結は構
１１により同様にして床面走行部５を壁面移動部９の背
面まで回転させ、同図（Ｂ）に示すように、走行￥Ｒ胃
１を磁性体壁面７に乗り移らじる。

第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、壁面移動部９が磁性
体壁面７上を移動する様子を示す。

（Ａ）はＵ字形および半円形磁気吸着具４９Ａ。

Ｂ、８５Ａ、８によって壁面移動部９が電性体壁面７に
磁気吸着している状態を表わしている。この状態からＵ
字形磁気吸着具４９Ａ、Ｂのつイル５５への通電を切り
、その磁気吸着を解除して、半円形磁気吸む只８５Ａ、
Ｂのみで壁面移動部９を＠管保持させる。次に直進用モ
ータ６９を駆動させて、本体プレート４３を図の上方に
スライド移動さぼる。その後、再びＵ字形磁気吸着真４
９Ａ、８のコイル５５へ通電し、Ｕ字形ｔａ気吸着具４
９△、Ｂを磁性体壁面７に磁気吸着させる。この状態を
（Ｂ）に示す。

次に、（Ｂ）の状！Ｓから、半円形磁気吸着具８５Ａ、
Ｂのコイル９１への３Ｎ電を切って磁気吸６を解除し、
Ｕ字形磁気吸着具４９Ａ、Ｂのみで壁面移動部９を吸着
保持さぼる。その後、直進用モータ６９を駆動させてス
ライドプレート４５を図の上方にスライド移動させる。

そして、再びＴ円杉磁気吸着具８５Ａ、Ｂのフィルへ通
電し、半円形磁気吸着具８５Δ、Ｂを磁性体面に磁気吸
着さぼる。この状態を（Ｃ）に示す。このように（△）
から（Ｃ）までの動作を順次繰返すことにより壁面移動
部９は磁性体壁面７上を前進する。逆に、（Ｃ）から（
Ｂ）を経て（Ａ＞までの動作を繰返すことにより、壁面
移動８Ｉ１９は磁性体１２面７を後Ｉａする。

第８図（Ａ）、（Ｂ）は壁面移動部９が磁性体ｙ面７上
で向きを変える様子を示す。（Ａ）は、壁面移動部９が
Ｕ字形および半円形磁気吸着具４９Ａ、Ｂ、８５Ａ、８
によって磁性体壁面７に磁気吸着している状態を表わし
ている。この状態からＵ字形磁気吸着具４９Ａ、８のコ
イルへの通電を切ってこのＵ字形磁気吸着具４９Δ、Ｂ
の磁気吸着を解除し、半円形磁気吸着具８５Ａ、８のみ
で吸着保持させる。次に、方向変換モータ７５をｇ４ｈ
させて本体プレート４３を必要な角度だけ回ｗ　サＱる
。その後、再びコイル５５へ油層して隠１１貝４９Ａ、
Ｂを磁性体壁面７に磁気吸着させル。この状態を（Ｂ）
に示す。このようにして、壁面移動部９は磁性体壁面７
上で方向変換し向きが変わる。

第９図（Ａ＞、（Ｂ）は、走行Ｖｔ置１が磁性体磁性体
壁面７から床面３に移るときの様子を示している。

磁性体壁面７から床面３に移る場合は、床面３から磁性
体壁面７に移る動作の逆で、まず壁面移動部９を同図（
Ａ）の状態から床面３に適当な位ｎまで接近させる。次
に、連結開溝１１を作動させて床面走行部５を回転させ
、床面３に車輪１３Ａ、Ｂ、１５Ａ、Ｂを接触させる。

そして、コイル５５．９１への通電を切り、Ｕ字形磁気
吸着具４９Ａ、ＢＪ５よび半円形磁気吸着具８５Ａ、Ｂ
の磁気吸着を解除した後、再び運結芸ｌ１１０１１を作
動させて、壁面移ｆＪ＋　Ｉｓ　９を床面走行部５の背
面まで回転させる。こうして、走行装置１を磁性体壁面
７から床面３へ移行さける。

上記実施例によれば、走ｔテ装置１は、床面走行１那５
と壁面移動部９とを連結ｎ構１１を介して−・体化して
構成され、床面３に対しては床面走１１部５により、…
竹体璧面７に対しては壁面移動部９によりそれぞれ移動
し得ることから、人の介在なしに床面３および磁性体壁
面７間を自刃で乗り移ることができる。したがって、こ
の走行装置を、原子力発電プラントにおいて鋼鉄製格造
物表面をＦ′ｊ動しながら点検、検査作業を行なうロボ
ットの走行装置に適用することにより、各種作業の全遠
隔操作化を達成することができ、作業員のより一否の被
曝低減を図り、作業の省力化を図ることができる。

また、走行装置１の壁面移動部９には、磁性体壁面７の
形状に応じて自在に変形し得る可撓磁極５３．８９を吸
着部とする磁気吸着具４９Ａ、１３．８５Ａ、Ｂが用い
られていることから、磁性体壁面７が凹面、凸面、歪ん
だ曲面、湾曲した曲面などがあっても、その曲面に沿っ
て密着した磁気吸着が可能となる。その結果、十分な磁
気吸着力が１ｑられ、様々な形状の磁性体壁面７を８動
することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る走行装置によれば、床面
走行部は車輪を備えて床面を自刃走行可能に構成され、
壁面移動部は壁面に吸着可能な二組の磁気吸着具が２次
元方向に移動自在に設けられて壁面を自刃走行可能に構
成され、′＆結装置は上記床面走行部と壁面走行部とを
相互に折壱自在に連結したものであることから、床面お
よび壁面間を人の介在なしに自刃で乗り移ることができ
、かつ床面およびいかなる形状の壁面をも自在に走行す
ることかできるという効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

り〕１図はこの発明に係る走行装置の一丈施例の全体構
成を示ず斜視図、第２図（Ａ）はこの走行装置を上から
見た透視図、第２図（Ｂ）は走行装置を側面から見た透
視図、第３図は第１図の走行装置の壁面移動部の分解斜
視図、第４図は磁性粉体による磁気吸着の原理図、第５
閤（Ａ）、（８）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ形状のｒ
なる磁性体壁面に壁面移動部が吸着している状態を示し
た図、第６図＜Ａ）、（８）は第１図の走行装置が床面
から磁性体壁面へ乗り移るときの説明図、第７図（Ａ＞
、（Ｂ）、（Ｃ）は走行装置の壁１１移＃Ｊ部が磁性体
上を移動する様子を示す背面図、第８図（Ａ＞、（８）
は壁面移ａ部が磁性体室面上Ｃ向きを変える様子を示す
背面図、第９図（Ａ）。（Ｂ）は走行装置が磁性体壁面から床面へ乗り移るとき
の説明図である。１・・・走行装置、３・・・床面、５・・・床面走行部
、７・・・磁性体壁面、９・・・壁面移動部、１１・・
・２！！！結は構、１３Ａ、Ｂ、１５Ａ、Ｅ３・・・車
輪、４３・・・本体プレート、４５・・・スライドプレ
ー１−１４７・・・回転プレート、４９Ａ、Ｂ・・・Ｕ
字形磁気吸着１．！、５３゜８９・・・可撓磁極、５７
．９３・・・袋、５９・・・磁性粉体、６９・・・直進
用モータ、７５・・・方向変換モータ、８１・・・シャ
フト、８５Ａ、８・・・半円形磁気吸着具。第１図第２図第３図第５図第６図第７図第８図嬉９　図

Claims

【特許請求の範囲】１、車輪を備えて床面を自刃走行可能に構成された床面
走行部と、壁面に吸着可能な二組の磁気吸着具が２次元
方向に移動自在に設けられて壁面を自刃走行可能に構成
された壁面移動部と、上記床面走行部と壁面走行部とを
相互に折畳自在に連結する連結装置とを有することを特
徴とする走行装置。２、壁面移動部の一組の磁気吸着具がその壁面移動部の
一側面に固着され、他方の組の磁気吸着具が前記側面に
対しスライド移動自在でかつその側面に垂直な軸回りに
回転自在に設けられた特許請求の範囲第１項記載の走行
装置。３、壁面移動部の二組の磁気吸着具は電磁式磁気吸着具
であり、その吸着部が変形自在な可撓性容器内に流動性
のよい磁性粉体を充填して構成された特許請求の範囲第
１項記載の走行装置。