JPS6315425B2 - - Google Patents

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
がら平坦面に仕上る自動走行床仕上装置に関す
る。

従来、建築物のコンクリート等の床面は、左官
ゴテでもつて平坦面に仕上ることが行なわれてい
たが、人手によ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、作業者が操作するハ
ンドルの先端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案されているが、以下に示
す欠点があつた。

すなわち、上述した仕上装置は、作業者が床面
上を移動させ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惧
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
わつて装置の制御が不可能になる等の不都合があ
つた。

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
う問題もあつた。

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
にとつ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、作業者の熟練度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つて移動しながら床
面を整形仕上する自動走行床仕上装置を提供する
ところにある。

上記目的を達成するため、この発明は自動走行
床仕上装置において、駆動装置によつて弱令状態
のコンクリート床面上を走行する走行車輌と、こ
の走行車輌に旋回アームを介して索引され、且
つ、前記施回アームの一端に設けられた揺動機構
により揺動駆動される床面仕上装置とからなり、
前記揺動機構は主駆動モータと始動時のみに駆動
される副駆動モータとを有し、前記床面仕上装置
は同期回転する二重筒体の下端に固設された一対
の傘歯車間に挾持された小径傘歯車を備え、前記
小径傘歯車に固着され前記床面を所定の平坦面に
整形する旋回翼と、前記二重筒体の外側に固設さ
れた歯車を回転駆動し、前記旋回翼の前記床面と
の接触角を変更する接触角変更機構とを有し、走
行車輌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
の走行車輌の走行経路を決定するとともに、この
走行経路に沿つて前記走行車輌が移動するように
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
ト製の床面が若干硬化した弱令状態で使用される
もので、駆動装置によつて床面上を走行する走行
車輌１０と、この走行車輌１０に牽制され且つ揺
動駆動される床面仕上装置２０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１４，１４でなされ、この駆
動制御は後述する制御コンピユータによつて行な
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慮してい
る。

上記床面仕上装置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
ヤフト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。

上記シヤフト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
つて、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を介して
連結された第１のプーリ３１と接続されている。

また、上記シヤフト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と対向するように第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でもつて、上記電動モー
タ２９の回転軸にクラツチ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の回転ドラム３
４の下方には、周縁に歯面を刻設した従動歯車３
８が固着されるとともに、筒体３３の下端には下
側面に歯面が刻設された第１の傘歯車３９が固着
され、この第１の傘歯車３９は、上記シヤフト２
４の下端に固着された第２の傘歯車４０と歯面が
対向するとともに、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４１，４１……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
状フレーム２２ｂに支持されたクラツチブレーキ
４３および接触角可変用モータ４４が連結されて
いる。

上記旋回翼２６，２６……は、一端部に上記傘
歯車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
構成されており、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４６，４６……が床面と接触する反
力でもつて仕上装置２０の自重を支持している。

上記第１の電動モータ２９を駆動するとその回
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、シヤフト２４、第２の傘歯
車４０と伝達されると同時に、クラツチ３６を接
続させておけば第２のプーリ３７、第２のベルト
３５、第２の回転ドラム３４、筒体３３、第１の
傘歯車３９と伝達され、第１および第２の傘歯車
３９，４０が同方向に同時に回転する。

従つて、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４１，４１……が固着さ
れた旋回翼２６，２６……は、相対的位置関係を
維持してシヤフト２４、筒体３３と同方向に回転
駆動され、床面を所望の平坦面に整形することが
できる。上記左官ゴテ４６，４６……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、クラツチ３６を解除した状態で、上記クラツ
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、筒体３３、第１の傘
歯車３９に伝達され、筒体３３がベアリング３２
を介してシヤフト２４に取り付けられており、且
つ第２の傘歯車４０がシヤフト２４の下端に固着
されているため、第２の傘歯車４０を回転駆動さ
せることなく、第１の傘歯車３９のみを回転でき
る。

従つて、このことにより小径の傘歯車４１，４
１……は、接触角可変用モータ４４で任意の方向
に回転させられ、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。接触角の変更は、床面上で180゜の
範囲内で行なわれ、仕上装置２０の旋回方向を考
慮して設定される。

上述の如き、各モータ２９，４４の制御は、後
述する制御コンピユータによつて行なう。

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
動される旋回アーム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１０に取付け
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６４およびクラ
ツチ６６を介して旋回アー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の他の入
力軸６５′には、すべり継手７０を介してサブモ
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、旋回アーム
６０でもつて揺動させる床面仕上装置２０の始動
時の重負荷に対する配慮であつて、揺動方向を転
換させる時にも使用して、揺動移動を円滑にさせ
る。

上記旋回アーム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、この係止部材
７４は、上記床面仕上装置２０のリングフレーム
２０ａに一端が固着され全体として略Ｌ字形に成
形された連結材７６の上端にバネ材７８を内設し
た箱状部８０内に嵌入され、走行車輌１０の走行
に伴つて床面仕上装置２０を牽引するとともに、
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。

また上記走行車輌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
の超音波センサー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
触センサー８２（具体的にはテープスイツチ、近
接スイツチ等）を備えており、（第６図参照）、こ
れらのセンサー８１，８２により旋回翼２６の回
転範囲内に障害物が入らないように保護するとと
もに、構造物（柱等）や人体に危害を加えないよ
うにしてある。上述のような機械的構成を有する
床仕上装置の制御は、先ず、床仕上作業を行なう
領域を特定する。

特定手段としては、例えば走行車輌１０に受信
ユニツト８４を取付けておき、これに送信ユニツ
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、あるいは作業領域の例えば角部を
出発点として、この点を基準にして作業領域の平
面座標値を計算し、この座標値や走行方向などを
制御コンピユータ８８のキーボード９０から直接
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１０が移動する出発点９４を基準として座
標認識装置９６でもつて平面座標の数値に変換さ
れて制御コンピユータ８８に入力・記憶される。

上記座標認識装置９６としては、走行車輌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、公知のガスレートジヤイ
ロとからの入力信号をもとに、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
座標に変換するジヤイロケータコンピユータとか
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、制御コンピユータ８８は、第５図の細
線矢印に示すように、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するとともに、この決定
された経路に沿つて走行車輌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２
９の回転駆動および回転速度さらには左官ゴテ４
６と床面との接触角度を調整するモータ４４、旋
回アーム６０を揺動させるメインモータ６８、サ
ブモータ７２の制御を行なう。

また、上述の如く走行車輌１０を走行させ、旋
回翼２６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でもつて制御コンピユータ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
再び走行することはない。

そして、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に取付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ユータ８８に入力され
て、制御コンピユータ８８は、該障害物９８を回
避するように走行経路を設定する。

上記障害物９８が、例えば床面に開口されたハ
ツチ等のように床面上に突出していない場合に
は、走行車輌１０に取付けられた超音波センサー
が、この存在および方向を検知するため、制御コ
ンピユータ８８は同様にこれを回避する走行経路
を設定する。

そして、障害物９８の大きさ、位置等は上記座
標認識装置９６を介して制御コンピユータ８８に
入力され、且つ上述したように床面仕上げが既に
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
を確認して走行を終了し、仕上作業が完了する。

さて、上述の如き構成からなる自動走行床仕上
げ装置は、制御コンピユータ８８で制御される走
行車輌１０と旋回翼２６でもつて、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でもつて床面に若干の凹みが発生して
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はコンピユータ制御される
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一に仕上ることがで
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
所望する平坦面に仕上ることができ、作業能率を
著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図は走行車輌の概略図、第３図は旋回翼の回
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す説明図、
第７図は制御系統のブロツク図である。 １０……走行車輌、１２……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、２
２……保護フレーム、２２ａ……逆Ｌ字フレー
ム、２４……シヤフト、２６……旋回翼、２９…
…電動モータ、３３……筒体、３６……クラツ
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……クラツチ、６８……メインモータ、
７０……すべり継手、７２……サブモータ、７４
……係止部材、７６……連結材、７８……バネ
材、８０……箱状部、８１……超音波センサー、
８２……接触センサー、８２……受信ユニツト、
８６……送信ユニツト、８８……制御コンピユー
タ、９０……キーボード、９２……作業領域、９
４……出発点、９６……座標認識装置、９８……
障害物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動装置によつて弱令状態のコンクリート床
   面上を走行する走行車輌と、該走行車輌に旋回ア
   ームを介して索引され且つ該旋回アームの一端に
   設けられた揺動機構により揺動駆動される床面仕
   上装置とからなり、該揺動機構は主駆動モータと
   始動時のみに駆動される副駆動モータとを有し、
   該床面仕上装置は同期回転する二重筒体の下端に
   固設された一対の傘歯車間に挾持された小径傘歯
   車を備え、該小径傘歯車に固着され該床面を所定
   の平坦面に整形する旋回翼と、該二重筒体の外側
   に固設された歯車を回転駆動し該旋回翼の該床面
   との接触角を変更する接触角変更機構とを有し、
   該走行車輌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
   内での該走行車輌の走行経路を決定するとともに
   該走行経路に沿つて該走行車輌が移動するように
   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する自動走行床
   仕上装置。