(57)【要約】【課題】クローラ型吸着走行ロボットの走行性能の向上、低コスト化、汎用性向上【解決手段】  クローラ型吸着走行ロボットは、フレーム１００と、前側と後側に取り付けたスプロケット２００ａ〜２００ｄと、スプロケットを回転駆動させる駆動手段３００と、複数のクローラ板４０１を無端チェーン状に連結し、前後のスプロケットに掛け回したクローラチェーン４００を備えている。スプロケット２００ａ〜２００ｄは、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えている。クローラチェーンは、５枚のクローラ板や６枚のクローラ板で構成することができる。クローラチェーン４００を構成するクローラ板４０１は、クローラ板４０１に対して吸着パッド４０３が回転可能な構造としてもよい。【選択図】図１
2008120252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローラチェーンを壁面に吸着させて走行するクローラ型吸着走行ロボットであって、
フレームと、
前記フレームの前側と後側に取り付けたスプロケットと、
前記スプロケットを回転駆動させる駆動手段と、
複数のクローラ板を無端チェーン状に連結し、前記前後のスプロケットに掛け回したクローラチェーンと、
前記クローラ板に形成した吸気孔と、
前記クローラ板の外側面に、前記吸気孔を囲むように配設した吸着パッドと、
前記吸気孔に取り付けた吸気装置と、
前記フレームに対して下側に位置するクローラ板の吸気孔に取り付けられた吸気装置を作動させる制御装置とを備え、
前記スプロケットを、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットで構成したことを特徴とするクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項２】
前記クローラチェーンは、クローラ板の数が５以上の奇数枚であることを特徴とする請求項１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項３】
前記クローラチェーンは、クローラ板の数が６以上の偶数枚であることを特徴とする請求項１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項４】
前記フレームは、前後に取り付けられたスプロケットの回転軸間の距離が、クローラチェーンの回転に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項５】
前記フレームに対して下側に位置するクローラ板を案内する第１スライドシューと、
前記フレームに対して上側に位置するクローラ板を案内する第２スライドシューと、
前記フレームと第１スライドシューとの間を支持する第１支持部材と、前記フレームと第２スライドシューとの間を支持する第２支持部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項６】
前記第１支持部材と第２支持部材が、ばね又はシリンダ装置の何れかで構成されていることを特徴とする請求項５に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項７】
前記吸着パッドが、クローラ板に対して回転可能である請求項１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項８】
請求項１に記載した、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのフレームの間に架設フレームを掛け渡したことを特徴とするクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項９】
前記架設フレームに移動台を設けたことを特徴とする請求項８に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項１０】
前記複数台のクローラ型吸着走行ロボットのクローラ板のうち、少なくとも１つのクローラ板は吸着パッドが回転可能であり、
前記複数台のクローラ型吸着走行ロボットのうち、前記１台のクローラ型吸着走行ロボットにおいて、吸着パッドが回転可能なクローラ板を走行面に吸着させた状態で、他のクローラ型吸着走行ロボットを走行させることにより、クローラ型吸着走行ロボットの方向を転換する方向転換構造を備えたことを特徴とする請求項８に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項１１】
クローラチェーンを壁面に吸着させて走行する複数台のクローラ型吸着走行ロボットの間に掛け渡した架設フレームと、前記架設フレームに沿って移動可能に移動台とを設け、前記移動台は作業装置を取り付ける取付部を備えていることを特徴とするクローラ型吸着走行ロボット。
【請求項１２】
前記複数台のクローラ型吸着走行ロボットのクローラ板のうち、少なくとも１つのクローラ板は吸着パッドが回転可能であり、
前記複数台のクローラ型吸着走行ロボットのうち、１台のクローラ型吸着走行ロボットにおいて、吸着パッドが回転可能なクローラ板の吸着パッドを走行面に吸着させた状態で、他のクローラ型吸着走行ロボットを走行させることにより、クローラ型吸着走行ロボットの方向を転換する方向転換構造を備えたことを特徴とする請求項１１に記載のクローラ型吸着走行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクローラ型吸着走行ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な床面はもちろんのこと、垂直な壁面などを自由に走行して各種作業を行うための作業ロボットとして、左右一対のクローラを床面や壁面（走行面）に吸着させて走行するクローラ型吸着走行ロボットが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平５−４５９４号には、フレームの前後に取り付けた回転軸に、それぞれ回転自在に左右一対のスプロケットを取り付け、斯かるスプロケットに無端チェーンを巻き掛けたクローラ型吸着走行ロボットが記載されている。無端チェーンは、走行面に対して密着し得る吸着パッドを先端に取り付けたベローズを備えている。そして、走行に伴い走行面に当接するベローズを真空引きして、当該ベローズの吸着パッドを走行面に吸着させる構造を備えている。
【特許文献１】特開平５−４５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平５−４５９４号公報に開示されたクローラ型吸着走行ロボットは、クローラチェーンを構成するクローラ板の枚数が多く、制御が複雑になる。また、部品点数が多く、製造コストも嵩む。また、同公報に開示されたクローラ型吸着走行ロボットは、複数のクローラ板を走行面に同時に吸着させながら走行するが、クローラ板を吸着させたままクローラ型吸着走行ロボットを転回させることはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るクローラ型吸着走行ロボットは、クローラチェーンを壁面に吸着させて走行する。クローラ型吸着走行ロボットは、フレームと、フレームの前側と後側に取り付けたスプロケットと、スプロケットを回転駆動させる駆動手段と、複数のクローラ板を無端チェーン状に連結し、前後のスプロケットに掛け回したクローラチェーンと、クローラ板に形成した吸気孔と、クローラ板の外側面に、吸気孔を囲むように配設した吸着パッドと、吸気孔に取り付けた吸気装置と、フレームに対して下側に位置するクローラ板の吸気孔に取り付けられた吸気装置を作動させる制御装置とを備えている。さらに、スプロケットは、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットで構成されている。
【０００６】
クローラチェーンは、クローラ板の数が５以上の奇数枚とすることができる。また、クローラチェーンは、クローラ板の数が６以上の偶数枚とすることができる。
【０００７】
フレームは、例えば、前後に取り付けられたスプロケットの回転軸間の距離が、クローラチェーンの回転に応じて変化する構成としてもよい。また、フレームに対して下側に位置するクローラ板を案内する第１スライドシューと、フレームに対して上側に位置するクローラ板を案内する第２スライドシューと、フレームと第１スライドシューとの間を支持する第１支持部材と、フレームと第２スライドシューとの間を支持する第２支持部材とを備えた構成としてもよい。この場合、第１支持部材と第２支持部材は、例えば、ばね又はシリンダ装置の何れかで構成することができる。
【０００８】
吸着パッドは、クローラ板に対して回転可能とするとよい。また、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのフレームの間に架設フレームを掛け渡すこともできる。さらに、この場合、架設フレームに移動台を設けてもよい。
【０００９】
クローラ型吸着走行ロボットは、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのクローラ板のうち、少なくとも１つのクローラ板は吸着パッドが回転可能であり、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのうち、１台のクローラ型吸着走行ロボットにおいて、吸着パッドが回転可能なクローラ板を走行面に吸着させた状態で、他のクローラ型吸着走行ロボットを走行させることにより、クローラ型吸着走行ロボットの方向を転換する方向転換構造を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットを備えたクローラ型吸着走行ロボットは、クローラチェーンのクローラ板の枚数を少なくできる。これにより、部品点数を少なくでき、製造コストを安価にできる。
【００１１】
フレームは、例えば、前後に取り付けられたスプロケットの回転軸間の距離が、クローラチェーンの回転に応じて変化することにより、クローラ型吸着走行ロボットの走行をより滑らかにできる。
【００１２】
また、フレームに対して下側に位置するクローラ板を案内する第１スライドシューと、フレームに対して上側に位置するクローラ板を案内する第２スライドシューと、フレームと第１スライドシューとの間を支持する第１支持部材と、フレームと第２スライドシューとの間を支持する第２支持部材とを備えたクローラ型吸着走行ロボットは、クローラのたわみを防止できるので走行がより滑らかになる。
【００１３】
吸着パッドをクローラ板に対して回転可能としたクローラ型吸着走行ロボットは、クローラ型吸着走行ロボットの走行の自由度が向上する。また、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのフレームの間に架設フレームを掛け渡すことにより、さらに、架設フレームに移動台を設けることにより、クローラ型吸着走行ロボットの汎用性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者は、クローラ型吸着走行ロボットについて、スムーズに転回させることができれば、クローラ型吸着走行ロボットの走行上の自由度が向上し、さらに多くの用途に利用できると考えた。また、斯かるクローラ型吸着走行ロボットの開発において、クローラ型吸着走行ロボットの小型化、軽量化、低コスト化についても検討した。その結果、以下に説明するように、クローラ板を吸着させたまま転回できる全く新しいクローラ型吸着走行ロボットを開発するに至った。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、同じ作用を奏する部材・部位には、同じ符号を付している。
【００１６】
この実施形態では、クローラ型吸着走行ロボット１０００は、図１、図２および図３に示すように、フレーム１００と、スプロケット２００ａ〜２００ｄと、駆動手段３００と、クローラチェーン４００と、吸気装置５００と、制御装置６００とを備えている。
【００１７】
この実施形態では、フレーム１００は、図１、図２に示すように、左右の辺材１０１、１０２と、前後の辺材１０３、１０４を矩形に組み付けており、前後の辺材１０３、１０４に対して左右の辺材１０１、１０２が長い長方形の枠組みである。左右両側の長辺を構成する辺材１０１、１０２と、前後両側の短辺を構成する辺材１０３、１０４はビスや溶接により固定している。
【００１８】
スプロケット２００ａ〜２００ｄは、図１に示すように、フレーム１００の前側と後側に取り付けられている。スプロケット２００ａ〜２００ｄは、一つのクローラ板が、噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えている。この実施形態では、スプロケット２００ａ〜２００ｄは、それぞれ略正三角形のスプロケットで構成されている。スプロケット２００ａ〜２００ｄの一辺の長さは、後述するクローラチェーン４００の一つのクローラ板が噛み合う長さにしている。図４は、フレーム１００にスプロケット２００ａ〜２００ｄを取り付けた状態を示す平面図である。この実施形態では、図４に示すように、フレーム１００の左右の辺材１０１、１０２の内側に、前側と後側に、スプロケット２００ａ〜２００ｄが対向するように、左右の辺材１０１、１０２にスプロケット２００ａ〜２００ｄの回転軸２０１ａ〜２０４ａを回転自在に取り付けている。スプロケット２００ｂには、駆動手段から動力を受けるためギヤ２０２を取り付けている。
【００１９】
駆動手段３００は、スプロケット２００ａ〜２００ｄを回転駆動させる装置である。この実施形態では、駆動手段３００は、図１に示すように、フレーム１００に取り付けられたモータ３０１と、減速機構３０２およびギヤ３０３で構成している。ギヤ３０３は、スプロケット２００ｂに取り付けたギヤ２０２に噛み合わせている。この駆動手段３００では、モータ３０１の駆動力は、減速機構３０２、ギヤ３０３、ギヤ２０２を順に介して、スプロケット２００ｂに伝達される。スプロケット２００ａ〜２００ｄには、クローラチェーン４００が掛け回されるので、スプロケット２００ｂが回転すると、クローラチェーン４００が回転するとともに、スプロケット２００ａ、２００ｃ、２００ｄが回転する。この駆動手段３００は、モータ３０１の回転を正回転と逆回転とに切り替えることによって、スプロケット２００ａ〜２００ｄの回転方向（換言すれば、クローラチェーン４００の回転方向）を制御している。
【００２０】
クローラチェーン４００は、図１に示すように、複数のクローラ板４０１が無端チェーン状に連結されており、フレーム１００の前後左右のスプロケット２００ａ〜２００ｄに掛け回されている。
【００２１】
この実施形態では、クローラチェーン４００は、図１に示すように、５枚の矩形のクローラ板４０１を無端チェーン状に連結している。クローラ板４０１の一辺は、スプロケット２００ａ〜２００ｄの一辺に応じた長さを備えている。５枚のクローラ板４０１は、スプロケット２００ａ〜２００ｄの一辺に応じた辺をクローラチェーン４００の周方向に配設して環状に並べ、蝶番４１０により連結してクローラチェーン４００を構成している。クローラチェーン４００は、上述した略正三角形のスプロケット２００ａ〜２００ｄの一辺に、１枚のクローラ板４０１を噛み合わして、フレーム１００の前後左右のスプロケット２００ａ〜２００ｄに掛け回している。
【００２２】
この場合、図１に示すように、フレーム１００の前後両側のスプロケット２００ａ〜２００ｄが逆三角形となる方向に向いた状態では、スプロケット２００ａ〜２００ｄの上側の辺に沿って２枚のクローラ板４０１が配設され、スプロケット２００ａ〜２００ｄの下側の頂点間に１枚のクローラ板４０１が配設される。
【００２３】
各クローラ板４０１には、図２に示すように、吸気孔４０２が形成されている。この実施形態では、吸気孔４０２は、クローラ板４０１の中央部に形成している。また、クローラチェーン４００で外側に向いたクローラ板４０１の外側面には、吸気孔４０２を囲むように吸着パッド４０３が配設されている。この実施形態では、吸着パッド４０３は、弾性変形可能な発砲樹脂で構成したリング状のシール部材で構成されている。このため、クローラ型吸着走行ロボット１０００が走行する床面や壁面（走行面）２０００に多少の凹凸がある場合でも、走行面２０００に密着することができる。
【００２４】
また、この実施形態では、図１、図２に示すように、クローラ板４０１の外側面には、吸着パッド４０３で囲まれた領域の内側に、ゴム板４０４を取り付けている。クローラ型吸着走行ロボット１０００が走行する際、吸着パッド４０３を走行面２０００に密着させて真空引きをすると、このゴム板４０４が走行面２０００に当たるとともに、走行面２０００とクローラ板４０１との間に隙間が形成される。
【００２５】
ゴム板４０４を取り付けることによって、吸着パッド４０３が過度に圧縮されたり、過度の剪断力が作用したりすることがない。このため、吸着パッド４０３が破損するのを防止することができる。また、ゴム板４０４を取り付けることによって、走行面２０００とクローラ板４０１との間に少し隙間が形成されるので、吸着パッド４０３で囲まれた内側の領域をより確実に真空引きすることができる。また、クローラ型吸着走行ロボット１０００が、垂直な壁面に吸着して走行する場合などにおいて、ゴム板４０４は滑り止めとなるから、クローラ型吸着走行ロボット１０００はより安定して走行できる。
【００２６】
吸気装置５００は、図３に示すように、吸気孔４０２に取り付けられている。制御装置６００は、フレーム１００に対して下側に位置するクローラ板４０１の吸気孔４０２に取り付けられた吸気装置５００を作動させる。図３は、クローラチェーン４００を展開し、その内側の概略構造を図示したものである。
【００２７】
この実施形態では、図３に示すように、吸気装置５００は、エジェクタポンプ５０１と、外部に設置されたコンプレッサ５０２で構成されている。エジェクタポンプ５０１は、コンプレッサ５０２から圧縮空気の供給を受けて内部で負圧を発生させる装置である。また、制御装置６００は、スイッチ６０１で構成されている。スイッチ６０１は、各クローラ板４０１に取り付けられており、エジェクタポンプ５０１への圧縮空気の供給を切り替える装置である。
【００２８】
図３に示すように、クローラチェーン４００の内側には、通気配管６１１を環状に繋ぎ合わせており、この通気配管６１１に分岐管６１２を設けて各クローラ板４０１のスイッチ６０１に連通する通気配管６１３を配設している。そして、スイッチ６０１から吸気装置としてのエジェクタポンプ５０１に通気配管６１４を連通している。エジェクタポンプ５０１は、クローラチェーン４００の内側において各クローラ板４０１の吸気孔４０２に通気配管６１５で連結されている。クローラチェーン４００の内側に、環状に繋ぎ合わせた通気配管６１１には、分岐管６１６を取り付けて、外部のコンプレッサ５０２から圧縮空気を供給する通気配管６１７を連結している。この通気配管６１７は、図２に示すように、フレーム１００に取り付けた回転継手６１８を介して、外部のコンプレッサ５０２に接続している。回転継手６１８は、クローラチェーン４００の回転に応じて回転するので、クローラチェーン４００が回転してもクローラチェーン４００の内側に配設された通気配管６１７は絡まず、クローラチェーン４００の回転に追従できる。
【００２９】
スイッチ６０１は、図３に示すように、吸気装置としてのエジェクタポンプ５０１に圧縮空気を供給するか、圧縮空気の供給を停止するかを切り替える装置である。この実施形態では、スイッチ６０１は、走行面の近接を検知するセンサ（図示省略）を備え、センサの検知信号に基づいてクローラ板４０１が走行面に対向したときに、エジェクタポンプ５０１に圧縮空気を供給し、クローラ板４０１が走行面から離れているときは、エジェクタポンプ５０１への圧縮空気の供給を停止する機構を備えている。
【００３０】
エジェクタポンプ５０１は、上述したようにスイッチ６０１によって、クローラ板４０１が走行面に対向したときに、コンプレッサ５０２から圧縮空気が供給され、負圧を発生させる。このため、クローラ板４０１が走行面に対向したときに、当該クローラ板４０１の吸気孔４０２から空気を吸引し、当該吸気孔４０２を囲むように配設された吸着パッド４０３の内側が真空引きされる。これにより、当該クローラ板４０１の吸着パッド４０３が走行する床面や壁面２０００に吸着する。
【００３１】
この実施形態では、上述したように、クローラチェーン４００は、５枚の矩形のクローラ板４０１が無端チェーン状に連結されている。図５（ａ）〜（ｄ）は、このクローラ型吸着走行ロボット１０００の走行状態を示す概略図である。図中の２０１ａと２０１ｂは、スプロケット２００ａと２００ｂの回転軸を示しており、図中の１００は、フレームを示している。また、図５（ａ）〜（ｄ）に示すクローラ板４０１の吸着パッド４０３のうち、ハッチングを付している吸着パッド４０３は、走行面２０００に吸着している吸着パッドを示している。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、前後両側のスプロケット２００ａ、２００ｂが頂点を下に向けた逆三角形の姿勢では、下側の１枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着する。図５（ａ）に示す状態から、スプロケット２００ａ、２００ｂを図中３０°右回りに回動させると、図５（ｂ）に示すように、スプロケット２００ａ、２００ｂの頂点が図中右側を向いた状態になる。さらに、図５（ｂ）に示す状態から、スプロケット２００ａ、２００ｂを図中３０°右回りに回動させると、図５（ｃ）に示すように、スプロケット２００ａ、２００ｂが頂点を上に向いた状態になる。この状態では、クローラチェーン４００は、両側のスプロケット２００ａ、２００ｂの下側の辺に沿って、下側に２枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着した状態になる。さらに、そこからスプロケット２００ａ、２００ｂを３０°右回りに回動させると、図５（ｄ）に示す状態になり、さらに、スプロケット２００ａ、２００ｂを３０°右回りに回動させると、図５（ａ）に示す状態になる。このクローラ型吸着走行ロボット１０００は、スプロケット２００ａ、２００ｂを右回りに回動させると、図５（ａ）〜（ｄ）の順に状態を変えながら、図中の右方向へ進んでいく。反対に、スプロケット２００ａ、２００ｂを左回りに回動させると、図５（ｄ）〜（ａ）の順に状態を変えながら、図中の左方向へ進んでいく。
【００３３】
このクローラ型吸着走行ロボット１０００は、一つのクローラ板４０１が、スプロケット２００ａ〜２００ｄの一辺に噛み合う略正三角形のスプロケット２００ａ〜２００ｄを用いている。このため、上述した５枚クローラ板４０１で構成されたクローラチェーン４００にも対応でき、クローラ板４０１の数を、極めて少なくすることができる。これにより、クローラ型吸着走行ロボット１０００の部品点数を少なくできるので、クローラ型吸着走行ロボット１０００の小型及び軽量化を図ることができる。
【００３４】
上述した図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、このクローラ型吸着走行ロボット１０００は、走行時に、スプロケット２００ａ〜２００ｄの姿勢に応じて走行面に対してフレームが上下動する。すなわち、図５（ａ）に示すように、スプロケット２００ａ、２００ｂの頂点が下を向いた姿勢では、フレーム１００は高くなり、図５（ｃ）に示すように、スプロケット２００ａ、２００ｂの頂点が上を向いた姿勢では、フレーム１００は低くなる。
【００３５】
この実施形態では、クローラ型吸着走行ロボット１０００は、図１に示すように、クローラ型吸着走行ロボット１０００のより安定した走行を実現するため、フレーム１００とクローラチェーン４００との距離を適切に保つ支持装置７００を取り付けている。
【００３６】
支持装置７００は、例えば、クローラ型吸着走行ロボット１０００が走行する走行面２０００側のクローラ板４０１を案内する第１スライドシュー７０１と、クローラ型吸着走行ロボット１０００が走行する走行面２０００とは反対側のクローラ板４０１を案内する第２スライドシュー７０２と、フレーム１００と第１スライドシュー７０１との間を支持する第１支持部材（７０３、７０５）と、フレーム１００と第２スライドシュー７０２との間を支持する第２支持部材（７０４、７０５）とを備えた構造とするとよい。また、第１支持部材（７０３、７０５）はフレーム１００と第１スライドシュー７０１との距離を、第２支持部材（７０４、７０５）はフレーム１００と第２スライドシュー７０２との距離を適切に保つ支持装置であり、例えば、ばね、シリンダ装置、あるいは、これらを組み合わせた装置を採用するとよい。
【００３７】
この実施形態では、支持装置７００は、図１に示すように、両ロッド型のシリンダ装置７０５と、上下のスライドシュー７０１、７０２で構成されている。シリンダ装置７０５は、上述した第１支持部材と第２支持部材の機能を兼ね合わせた装置である。シリンダ装置７０５は、図１、図６（ａ）（ｂ）に示すように、フレーム１００の左右両側において、前側と後側にそれぞれ取り付けられており、ロッド７０３、７０４をそれぞれ上下に伸ばし、ロッド７０３、７０４の先端をスライドシュー７０１、７０２に結合している。上側のスライドシュー７０１は、上述した第２スライドシューに相当する部材であり、図６（ａ）（ｂ）に示すように、断面Ｌ字型の部材であり、クローラチェーン４００の内側を支持している。下側のスライドシュー７０２は、上述した第１スライドシューに相当する部材であり、クローラチェーン４００を上下に挟む断面形状を備えている。図６（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面における端面図である。図６（ａ）はフレーム１０１、１０２が高い位置にある状態を示しており、図６（ｂ）はフレーム１０１、１０２が低い位置にある状態を示している。なお、図６中、クローラチェーン４００内側の通気配管等は図示を省略している。
【００３８】
上述した図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、このクローラ型吸着走行ロボットは、走行時に、スプロケット２００ａ〜２００ｄの姿勢に応じて走行面に対してフレームが上下動する。この実施形態では、シリンダ装置７０５が、フレーム１００とスライドシュー７０１、７０２との間に適正な反力を与える。また、シリンダ装置７０５は、走行時のフレーム１０１、１０２と上下のクローラ間の高さの変動量を吸収する。すなわち、シリンダ装置７０５は、スプロケット２００ａ〜２００ｄの回転、および、クローラチェーン４００の回転に応じて、ロッド７０３、７０４がシリンダ７０５に対して伸縮し、フレーム１００と、スライドシュー７０１、７０２との距離を適切に調整する。スライドシュー７０１、７０２は、クローラのたわみを防止し、フレーム１００の上下を走行するクローラチェーン４００を滑らせながら、クローラチェーン４００の走行を案内する。これにより、スプロケット２００ａ〜２００ｄの回転に応じて、クローラチェーン４００がスムーズに回転し、クローラ型吸着走行ロボット１０００の走行が安定する。例えば、垂直な壁面を走行する際にも、クローラがたわまないので、走行面に対する吸着パッドの吸着がより確実になり、垂直な壁面での走行に特に有利である。
【００３９】
また、このクローラ型吸着走行ロボット１０００は、垂直な壁面を昇降することができる。このクローラ型吸着走行ロボット１０００は、垂直な壁面を昇降する際には、フレーム１００が走行面に吸着しているクローラ板４０１から離れる方向に重力が作用する。この実施形態では、下側のスライドシュー７０２がクローラチェーン４００を上下に挟む断面形状を備えており、シリンダ装置７０５が重力の作用に抗して、走行面２０００に吸着しているクローラ板４０１とフレーム１００との距離を維持するように力を作用させる。このため、クローラ型吸着走行ロボット１０００は、垂直な壁面を昇降する際においても、安定して走行することができる。
【００４０】
以上、本願発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを説明したが、本願発明に係るクローラ型吸着走行ロボットは上述した実施形態に限定されない。
【００４１】
例えば、スプロケットの形状は、略正三角形としているが、厳密に正三角形である必要はない。すなわち、略正三角形のスプロケットは、一つのクローラ板が、噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えていればよい。
【００４２】
また、制御装置６００は、フレーム１００に対して下側に位置するクローラ板４０１の吸気孔４０２に取り付けられた吸気装置５００を作動させるものであればよく、上述した実施形態に限定されない。また、クローラチェーン４００の通気配管の配設構造や、フレームの構造なども上述した実施形態には限定されない。
【００４３】
また、例えば、クローラチェーン４００を構成するクローラ板４０１は、クローラ板４０１に対して吸着パッド４０３が回転可能な構造としてもよい。
【００４４】
この場合、クローラ板４０１は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、中央部に吸気孔４０２を設け、吸気孔４０２を囲むようにターンテーブル４１１を設け、ターンテーブル４１１上に吸着パッド４０３を取り付けるとよい。また、ターンテーブル４１１には、駆動装置８１０と、転回用制御装置８２０を設けてもよい。この場合、駆動装置８１０には、例えばモータを用い、減速機構８１１を介在させて、ターンテーブル４１１を回転させるとよい。モータへの電気配線は、クローラチェーン４００の回転を妨げないように配線するとよい。例えば、フレーム１００に電気的な継ぎ手を設けて、クローラチェーン４００の内側に配設された電気配線と、フレーム１００の外側の電気配線とを接続するとよい。これにより、クローラチェーン４００が回転しても、クローラチェーン４００の内側に配設された電気配線が絡まないように構成することができる。転回用制御装置８２０は、フレーム１００の外側に設けて、適宜に駆動装置８１０に制御信号を送る構造にするとよい。
【００４５】
斯かる５枚のクローラ板で構成されたクローラチェーンを備えたクローラ型吸着走行ロボット１０００は、図５（ａ）に示すように、１枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着した状態で、当該クローラ板４０１の吸着パッド４０３を回転させることによって、転回する。すなわち、クローラ型吸着走行ロボット１０００は、当該クローラ板４０１を吸着させたまま回転し、進行方向を変える。この際、１枚のクローラ板４０１だけが走行面２０００に吸着した姿勢になっているので、クローラ型吸着走行ロボット１０００がスムーズに転回する。
【００４６】
斯かる転回動作を行うクローラ型吸着走行ロボット１０００によれば、複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００のフレーム１００の間に、架設フレームを掛け渡してもよい。例えば、２台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化して使用する場合には、図８に示すように、フレーム１００が平行になるように、２台のクローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂを配設し、そのフレーム１００の間に、架設フレーム９００を掛け渡すとよい。このように複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化することにより、より大きな作業ユニットを積載することができる。この場合、各クローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂが連動して動くように、制御装置を設けるとよい。
【００４７】
また、複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００のフレーム１００の間に架設フレーム９００を掛け渡し、複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化した場合には、架設フレーム９００に移動台９１０を設けてもよい。移動台９１０には、例えば、作業装置を取り付ける取付部を設けるとよい。このように複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化した場合には、クローラ型吸着走行ロボット１０００の機能において、垂直な壁面を吸着しながら走行することができ、さらに架設フレーム９００を移動する移動台９１０を設け、これに作業装置を取り付けることによって、より広い範囲で作業することができる。また、複数台のクローラ型吸着走行ロボットをユニット化することにより、より重たい作業装置を取り付けることができる。このため、クローラ型吸着走行ロボットの汎用性が向上する。
【００４８】
複数台のクローラ型吸着走行ロボットのクローラ板のうち、少なくとも１つのクローラ板は吸着パッドが回転可能であり、複数台のクローラ型吸着走行ロボットのうち、１台のクローラ型吸着走行ロボットにおいて、吸着パッドが回転可能なクローラ板を走行面に吸着させた状態で、他のクローラ型吸着走行ロボットを走行させることにより、クローラ型吸着走行ロボットの方向を転換する方向転換構造を備えてもよい。例えば、図８に示すように、複数台（図示例では２台）のクローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂを、架設フレーム９００を取り付けてユニット化した場合、一のクローラ型吸着走行ロボット１０００ａを転回自在な状態とし、他のクローラ型吸着走行ロボット１０００ｂを走行させることにより、ユニット化したクローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂを転回させる構造とすることができる。このように、クローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂに方向転換構造を設けることにより、複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００ａ、１０００ｂをユニット化した装置の走行の自由度が高くなり、より高度な作業に適応できるようになる。
【００４９】
この場合、吸着パッドが回転可能なクローラ板に、クローラ板４０１に対して吸着パッド４０３を回転させる駆動装置８１０や転回用制御装置８２０を設けなくてもよい。このため、吸着パッド４０３は、例えば、クローラ板４０１にターンテーブルを取り付け、ターンテーブルの上に設置した構造でよい。
【００５０】
また、クローラ型吸着走行ロボット１０００を１台で用い、クローラ型吸着走行ロボット１０００を転回させる場合、吸着パッド４０３が回転可能な一枚のクローラ板４０１のみが走行面に吸着させた状態となる。クローラ型吸着走行ロボット１０００のクローラ数が少ない場合には問題とならないが、クローラ型吸着走行ロボット１０００のクローラ数が多い場合には吸着力が減少する。例えば、８枚のクローラ板を無端チェーン状に連結したクローラチェーンを備えたクローラ型吸着走行ロボットでは、３〜４枚の吸着パッドが吸着しながら、走行するが、回転させる際は、１枚の吸着パッドが吸着した状態になる。このため、クローラ型吸着走行ロボットの吸着力が、回転させる際に低下する。例えば、垂直な壁面を走行する用途において、積載可能な重量が減少する。
【００５１】
これに対し、複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化したものは、転回させる場合、１台のクローラ型吸着走行ロボット１０００は、吸着パッド４０３が回転可能な一枚のクローラ板４０１のみが走行面に吸着させた状態となるが、他のクローラ型吸着走行ロボット１０００は通常通りクローラ板４０１が吸着する。このため、ユニット全体として、吸着力を維持できる。このように複数台のクローラ型吸着走行ロボット１０００をユニット化することによって、垂直な壁面を走行する用途において、転回させる場合にも積載可能な重量が維持できる。
【００５２】
一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットを用いたクローラ型吸着走行ロボット１０００は、クローラチェーンが５枚のクローラ板で構成されている場合に限定されない。例えば、クローラチェーンが５枚以上の奇数枚のクローラ板で構成されていてもよい。
【００５３】
例えば、クローラチェーン４００を７枚のクローラ板で構成したクローラ型吸着走行ロボット１０００ｃは、図９（ａ）に示すように、前後両側のスプロケット２００ａ、２００ｂが頂点を下に向けた逆三角形の姿勢では、下側の２枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着する。スプロケット２００ａ、２００ｂが回動し、図９（ｃ）に示すように、両側のスプロケット２００ａ、２００ｂが頂点を上に向けた姿勢では、下側の３枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着する。このクローラ型吸着走行ロボット１０００ｃは、スプロケット２００ａ、２００ｂを図中右回り回転させると、図９（ａ）〜（ｄ）の順に状態を変えながら右方向に進む。また、このクローラ型吸着走行ロボット１０００ｃは、スプロケット２００ａ、２００ｂを図中左方向に回転させると、図９（ｄ）〜（ａ）の順に状態を変えながら左方向に進む。なお、図９（ａ）〜（ｄ）中の２０１ａと２０１ｂは、スプロケット２００ａと２００ｂの回転軸を示しており、図中の１００は、フレームを示している。また、図９（ａ）〜（ｄ）に示すクローラ板４０１の吸着パッド４０３のうち、ハッチングを付している吸着パッド４０３は、走行面２０００に吸着している吸着パッドを示している。
【００５４】
このように、スプロケット２００ａ〜２００ｄを、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットで構成したクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、クローラチェーンが５枚以上の奇数枚のクローラ板で構成されている場合にも応用できる。９枚、１１枚とクローラ板の数が増えると、それに応じてクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄの上下を走行するクローラ板４０１の枚数が一枚ずつ増える。クローラ板４０１の数が増えると、それに応じて走行面に吸着するクローラ板の数が増えるので、吸着の安定性が良くなり、積載可能重量が増え、また、垂直な壁面などの走行も容易になる。
【００５５】
また、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットを用いたクローラ型吸着走行ロボット１０００は、クローラチェーンを６枚以上の偶数枚のクローラ板で構成した場合にも応用できる。
【００５６】
例えば、クローラチェーンを６枚以上の偶数枚のクローラ板で構成したクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、図１０（ａ）に示すように、前後両側のスプロケット２００ａ、２００ｂの周りにクローラチェーン４００を掛け回すとよい。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）はこのクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄの概略図である。図１０（ａ）〜（ｄ）中の２０１ａと２０１ｂは、スプロケット２００ａと２００ｂの回転軸を示しており、図中の１００は、フレームを示している。また、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すクローラ板４０１の吸着パッド４０３のうち、ハッチングを付している吸着パッド４０３は、走行面２０００に吸着している吸着パッドを示している。
【００５７】
斯かるクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、図１０（ａ）に示すように、フレーム１００の前後両側のスプロケット２００ａ、２００ｂの頂点をそれぞれ外側に向けた姿勢では、下側の１枚のクローラ板４０１が走行面２０００に吸着した姿勢になる。そこから、スプロケット２００ａｂ、２００ｂを３０°右回りに回動させると、図１０（ｂ）に示すように、一方のスプロケット２００ａの頂点が下方に向き、他方のスプロケット２００ｂの頂点が上方に向く。この状態では、頂点が上方に向いたスプロケット２００ｂの下側の辺に沿って動くクローラ板４０１では、当該クローラ板４０１の吸着パッド４０３が走行面２０００に当接するタイミングで、吸着パッド４０３が走行面２０００に吸着する。
【００５８】
図１０（ｂ）に示す状態からスプロケットを３０°右回りに回動させると、図１０（ｃ）に示すように、フレーム１００の前後両側のスプロケット２００ａ、２００ｂが、頂点をフレームそれぞれ内側に向けた姿勢となる。さらに、そこからスプロケット２００ａ、２００ｂを３０°右回りに回動させると、図１０（ｄ）に示す状態になり、一方のスプロケット２００ａの頂点が上方に向き、他方のスプロケット２００ｂの頂点が下方に向く。このとき、頂点が上方に向いたスプロケット２００ａでは、下側の辺に沿ってクローラ板４０１がスプロケット２００ａにかみ合う。このタイミングで、当該クローラ板４０１の吸気孔４０２からの吸引を解除するとよい。さらに、スプロケット２００ａ、２００ｂを３０°右回りに回動させると、図１０（ａ）に示す状態になる。
【００５９】
このクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、スプロケット２００ａ、２００ｂを右回りに回動させると、順に図１０（ａ）〜（ｄ）に状態を変えながら、図中の右方向へ進んでいく。反対に、スプロケット２００ａ〜２００ｄを左回りに回動させると、順に図１０（ｄ）〜（ａ）に状態を変えながら、図中の左方向へ進んでいく。
【００６０】
斯かるクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、１又は２枚のクローラ板４０１が常時吸着しており、スムーズに走行させることができる。また、このクローラ板４０１の吸気孔４０２から吸引させるタイミング、このクローラ板４０１の吸気孔４０２からの吸引を解除するタイミングの調整が容易である。なお、このクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、図１０（ａ）で示すように、一つの吸着パッド４０３のみが吸着した状態が生じる。このため、垂直な壁面を走行するような用途に用いる場合には、積載可能な重量は、斯かる一つの吸着パッド４０３のみが吸着した状態で支承できる重量である。
【００６１】
また、斯かる６枚のクローラ板で構成されたクローラチェーンを備えたクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、図１０（ａ）に示す状態と、図１０（ｃ）に示す状態とで、スプロケット２００ａ、２００ｂの回転軸２０１ａ、２０１ｂ間の距離が変わる。このため、フレーム１００は、前後に取り付けられたスプロケット２００ａ、２００ｂの回転軸２０１ａ、２０１ｂ間の距離が、クローラチェーン４００の回転に応じて変化する構造を備えていることが望ましい。この実施形態では、フレーム１００は、前側のスプロケット２００ａの回転軸２０１ａを取り付けた部分と、後側のスプロケット２００ｂの回転軸２０１ｂを取り付けば部分が別部材になっており、両者の間に圧縮したばね１１０を装着している。これによって、フレーム１００が、クローラチェーン４００の回転に応じて、前後のスプロケット２００ａ、２００ｂの回転軸２０１ａ、２０１ｂの間隔が自動的に調整されるとともに、クローラチェーン４００に適度なテンションを掛けることができ、クローラ型吸着走行ロボット１０００ｄの走行がより滑らかになる。
【００６２】
６枚のクローラ板で構成したクローラチェーンを備えたクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、図１０（ａ）に示すように、走行中に１枚のクローラ板４０１だけが走行面２０００に吸着した状態がある。このため、吸着パッド４０３がクローラ板４０１に対して回転する構造を採用し、当該クローラ板４０１のみが走行面２０００に吸着しているときに、吸着パッド４０３を回転させることによって、クローラ型吸着走行ロボット１０００をスムーズに転回させることができる。また、スプロケット２００ａ、２００ｂを、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットで構成したクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、このようにクローラチェーン４００を構成するクローラ板４０１を６枚にすることができる。これにより、斯かるクローラ型吸着走行ロボット１０００ｄは、クローラ板４０１の数が少なく、また、部品点数も少なくできるので、小型及び軽量化を図ることができる。
【００６３】
また、スプロケット２００ａ〜２００ｄを、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケットで構成したクローラ型吸着走行ロボット１０００は、クローラチェーンが６枚以上の偶数枚のクローラ板で構成されている場合にも応用できる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットおよびその変形例を種々説明したが、本発明に係るクローラ型吸着走行ロボットは上述したいずれの実施形態にも限定されない。
【００６５】
例えば、クローラ板４０１に対する吸着パッド４０３の位置や、吸気孔４０２の位置は、必ずしもクローラ板４０１の中央に設ける必要はない。また、一つのクローラ板４０１に対して複数の吸気孔４０２を設けても良い。この場合、吸着パッド４０３は、複数の吸気孔４０２に対して、それぞれ一つずつ配設してよいし、複数の吸気孔４０２の全てを囲むように配設してもよい。
【００６６】
次に、本発明の他の実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを説明する。
【００６７】
このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、図１１〜１４に示すように、フレーム３１００と、スプロケット３２００ａ〜３２００ｄと、クローラチェーン３４００とを備えている。なお、図１１は、クローラ型吸着走行ロボット３０００に関して、主にフレーム３１００およびスプロケット３２００ａ〜３２００ｄの構造を図示した平面図であり、便宜上、一部の構成を省略している。図１２は、図１１の一側面図である。図１３は、図１１のＡ−Ａ横断側面図である。図１４は、図１１のＢ−Ｂ横断側面図である。
【００６８】
フレーム３１００は、図１１に示すように、矩形の枠組み３１１０と、内フレーム材３１２０、外フレーム材３１３１、３１３２とを備えている。矩形の枠組み３１１０は、左右の辺材３１１１、３１１２と、前後の辺材３１１３、３１１４を矩形に組み付けている。矩形の枠組み３１１０は、クローラ型吸着走行ロボット３０００の進行方向の前後方向に延在する左右の辺材３１１１、３１１２が、前後の辺材３１１３、３１１４よりも長い長方形の枠組みである。内フレーム材３１２０は、前後の辺材３１１３、３１１４の中間に前後方向に架け渡されている。左右の辺材３１１１、３１１２には中空の回転軸３２０１、３２０２が挿通されている。中空の回転軸３２０１、３２０２は、左右の辺材３１１１、３１１２に、スプロケット３２００ａ〜３２００ｄを配設するのに適した所定の間隔を前後に開けて２本、左右幅方向に挿通されている。
【００６９】
スプロケット３２００ａ〜３２００ｄは、一つのクローラ板が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えており、左右の辺材３１１１、３１１２の外側において、回転軸３２０１、３２０２に回転可能に取り付けられている。前後、左右の４つのスプロケット３２００ａ〜３２００ｄのうち、一つのスプロケット３２００ｄには、ギヤ３２１０が取り付けられている。スプロケット３２００ａ〜３２００ｄは、それぞれ略正三角形のスプロケットで構成されている。スプロケット３２００ａ〜３２００ｄの一辺の長さは、後述するクローラチェーン３４００の一つのクローラ板３４１０が噛み合う長さにしている。外フレーム材３１３１、３１３２、スプロケット３２００ａ〜３２００ｄの外側において、前後の回転軸３２０１、３２０２に架設している。
【００７０】
この実施形態では、クローラチェーン３４００は、５枚の矩形のクローラ板３４１０が無端チェーン状に連結されている。各クローラ板３４１０には、図示は省略するが、吸気孔が形成されており、クローラ板３４１０の外側面には、図１２に示すように、吸気孔を囲むように吸着パッド３４２０が取り付けられている。吸気孔には、吸気装置が取り付けられている。クローラ型吸着走行ロボット３０００は、フレーム３１００に対して下側に位置するクローラ板３４１０の吸気孔に取り付けられた吸気装置を作動させる制御装置を備えている。図１２に示すように、クローラ板３４１０にはゴム板３４３０が取り付けられており、クローラチェーン３４００を構成するクローラ板３４１０は蝶番３４４０によって連結されている。
【００７１】
図示は省略するが、各クローラ板３４１０の吸気孔にはエジェクタポンプ（吸気装置）が取り付けられている。図１３に示すように、エジェクタポンプへ圧縮空気を供給する通気配管には、リミットスイッチが取り付けられている。
【００７２】
フレーム３１００には、図１１、図１３、図１４に示すように、シリンダ装置３５１１、３５１２と、スライドシュー３５２１、３５２２と、駆動装置３５３１、および、リミットスイッチの制御板３５４０が取り付けられている。
【００７３】
シリンダ装置３５１１、３５１２は、この実施形態では、図１１に示すように、内フレーム材３１２０の中間に２つ取り付けられている。シリンダ装置３５１１、３５１２は、図１４に示すように、それぞれロッド３５１３、３５１４を上下に伸ばしている。上下のロッド３５１３、３５１４の先端には、それぞれスライドシュー３５２１、３５２２が取り付けられている。上下のスライドシュー３５２１、３５２２は、それぞれクローラチェーン３４００の上下の内側面を滑り支持している。スライドシュー３５２１、３５２２は、クローラチェーン３４００を幅方向に案内するガイドを設けてもよい。ガイドは、例えば、クローラチェーン３４００と、スライドシュー３５２１、３５２２との間に、突起と凹部を設けるとよい。
【００７４】
内フレーム材３１２０には、図１１に示すように、駆動装置として駆動モータ３５３１が取り付けられている。駆動モータ３５３１の駆動歯車３５３２をスプロケット３２００ｄのギヤ３５３３に噛み合わせている。外フレーム材３１３１、３１３２には、電力ケーブルの挿入口と、圧縮空気分配器３６００が取り付けられている。この圧縮空気分配器３６００は、図１５（ａ）に示すように、圧縮空気が供給される供給配管３６０１と、分配管３６０２とを備えている。分配管３６０２は、供給配管３６０１に連通され、かつ、回転可能な接続部３６０４を介して、供給配管３６０１に接続されている。分配管３６０２は、図１５（ｂ）に示すように、複数の接続配管３６０３を周方向に備えている。分配管３６０２は、回転可能な接続部３６０５を介して、外フレーム材３１３１の中間部に回転可能に取り付けられている。接続配管３６０３は、分配管３６０２から各クローラ板３４１０のエジェクタポンプ（図示省略）に接続されている。この実施形態では、スプロケット３２００ａ、３２００ｂに切り欠き３２０３を設けて、切り欠き３２０３を通して各クローラ板３４１０のエジェクタポンプに接続配管３６０３を接続している。分配管３６０２は、クローラチェーン３４００の回転に応じて回転する。この実施形態では、クローラチェーン３４００のクローラ板３４１０の数が５枚と少なく、外フレーム材３１３１、３１３２の中間部に設置した圧縮空気分配器３６００から各クローラ板３４１０への距離の変動が少ない。このため、上述した構成の圧縮空気分配器３６００によって、クローラチェーン３４００の各クローラ板３４１０に圧縮空気を供給することができる。
【００７５】
また、図示は省略するが、各クローラ板３４１０に配設した圧縮空気の分配管（通気配管）や電力ケーブルは、上述した上下のスライドシュー３５２１、３５２２やシリンダ装置３５１１、３５１２に絡まないように取り付けている。
【００７６】
また、このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、図１２に示すように、上述した接続配管３６０３が、各クローラ板３４１０のエジェクタポンプに連通される途中にリミットスイッチ３６１０が取り付けられている。リミットスイッチの制御板３５４０はフレーム３１００に設けている。リミットスイッチ３６１０とリミットスイッチの制御板３５４０は、協働して、フレーム３１００に対して下側に位置するクローラ板３４１０の吸気孔に取り付けられたエジェクタポンプ（吸気装置）を作動させる制御装置として機能する。この実施形態では、リミットスイッチ３６１０は、クローラ板３４１０からクローラチェーン３４００の内側に向けて突出させており、リミットスイッチの制御板３５４０は、フレーム３１００から下側に向けて突出させている。そして、フレーム３１００に対して下側に位置するクローラ板３４１０の吸気孔に取り付けられたエジェクタポンプを作動させている。
【００７７】
なお、この実施形態では、リミットスイッチの制御板３５４０は、矩形の枠組み３１１０のうち、前後方向に延在する左側の辺材３１１１の下面に取り付けられている。リミットスイッチ３６１０は、走行中にリミットスイッチの制御板３５４０に当るようにクローラ板３４１０に取り付けられている。リミットスイッチの制御板３５４０は、リミットスイッチ３６１０を作動させるタイミングを調整している。すなわち、クローラ板３４１０がフレーム３１００の下側を通過する際、リミットスイッチの制御板３５４０で定められる所定の範囲において、当該範囲を通過するクローラ板３４１０の吸着パッド３４２０を走行面２０００に吸着させることができる。
【００７８】
このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、リミットスイッチ３６１０、および、リミットスイッチの制御板３５４０で構成される制御装置によって、５枚のクローラ板３４１０を無端チェーン状に連結したクローラチェーン３４００のうち、フレーム３１００に対して下側に位置するクローラ板３４１０の吸気孔に取り付けられたエジェクタポンプが作動する。
【００７９】
また、この実施形態では、クローラチェーン３４００が、５枚のクローラ板３４１０を無端チェーン状に連結したものであるから、図５に示すように、走行中の姿勢に応じて、走行面２０００に対してフレームの位置が上下に変化する。このため、この実施形態では、リミットスイッチの制御板３５４０は、フレームの位置が上下に変化するのを吸収するため、前後に比べて真ん中が低くなっている。
【００８０】
このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、駆動装置３５３１によって、スプロケット３２００ａ〜３２００ｄを回転させると、クローラチェーン３４００が回転する。そして、リミットスイッチ３６１０とリミットスイッチの制御板３５４０の作用によって、クローラ板３４１０がフレーム３１００の下側を通過する際、リミットスイッチの制御板３５４０で定められる所定の範囲において、当該範囲を通過するクローラ板３４１０の吸着パッド３４２０を走行面２０００に吸着する。これにより、クローラチェーン３４００のクローラ板３４１０の吸着パッド３４２０を適宜に走行面２０００に吸着させながら走行することができる。このため、垂直な壁面などにおいても走行することができる。
【００８１】
また、このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、一つのクローラ板３４１０が噛み合う部位を、周方向に均等に３箇所備えたスプロケット３２００ａ〜３２００ｄを用いている。このため、上述した５枚クローラ板３４１０で構成されたクローラチェーン３４００にも対応でき、クローラ板３４１０の数を、極めて少なくすることができる。これにより、クローラ型吸着走行ロボット３０００の部品点数を少なくできるので、クローラ型吸着走行ロボット３０００の小型及び軽量化を図ることができる。
【００８２】
このクローラ型吸着走行ロボット３０００は、フレーム３１００をスプロケット３２００ａ〜３２００ｄの内側に構成したものであるが、クローラ型吸着走行ロボット３０００はこのようにフレーム３１００をスプロケット３２００ａ〜３２００ｄの内側に構成してもよい。
【００８３】
また、図示は省略するが、斯かるクローラ型吸着走行ロボット３０００は、複数台のクローラ型吸着走行ロボット３０００のフレーム３１００の間に、架設フレームを掛け渡して、複数台のクローラ型吸着走行ロボット３０００をユニット化することもできる。
【００８４】
さらに、この他の実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボット３０００の変形例を説明する。
【００８５】
例えば、上述した実施形態では、フレーム３１００に対してスプロケット３２００ａ〜３２００ｄを合計４枚取り付けているが、スプロケット３２００ａ〜３２００ｄの数は、これよりも少なくてもよい。
【００８６】
例えば、図１６、図１７に示すクローラ型吸着走行ロボット３０００ａは、フレームを左右の辺材３１１１、３１１２の２本の辺材と、前後のスプロケットの回転軸３２０１、３２０２で構成している。そして、前側の回転軸３２０１に１枚のスプロケット３２００ａを配設し、後ろ側の回転軸３２０２に２枚のスプロケット３２００ｂ、３２００ｃを配設した構成としてもよい。また、図１８、図１９に示すクローラ型吸着走行ロボット３０００ｂは、前後にそれぞれ１枚のスプロケット３２００ａ、３２００ｂを配設して、その周りにクローラチェーン３４００を掛け回してもよい。スプロケットの数を減らすと、エジェクタポンプへの通気配管３６０３やリミットスイッチ３６１０への電気ケーブルを、回転するスプロケットに絡まないように配設し易くなる。また、このようにスプロケットの数を減らす場合、スプロケットがクローラチェーン３４００に噛み合う幅を広くすることにより、クローラチェーンの姿勢は安定させてもよい。なお、図１８、１９に示すクローラ型吸着走行ロボット３０００ｂでは、回転軸３２０１に取り付けたギヤ３２０３に、駆動モータ３５３１の駆動歯車３５３２を噛み合わせることによって、スプロケット３２００ｂを回転させている。
【００８７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、上述した各実施形態の構成は、適宜に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のとおり、本発明に係るクローラ型吸着走行ロボットは、床面や壁面に吸着しながら走行するロボットとして広く利用可能である。例えば、検査装置を搭載することによって、プラントなどの壁面の高い位置にある傷を検査する装置として用いることができる。また、塗装装置を搭載すれば、プラントなどの壁面の高い位置で塗装を補修する装置などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットのクローラチェーンを展開し、その内側の構造を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットのフレームにスプロケットを取り付けた状態を示す平面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、クローラチェーンが５枚のクローラ板で構成されたクローラ型吸着走行ロボットの走行状態を示す側面図。
【図６】本発明の一実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットのクローラチェーンの支持構造を示す図。
【図７】（ａ）はクローラ板に対し、吸着パッドが回転するクローラ板の構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｏ−Ａ線断面図。
【図８】２台のクローラ型吸着走行ロボットをユニット化した装置を示す平面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、クローラチェーンが７枚のクローラ板で構成されたクローラ型吸着走行ロボットの走行状態を示す側面図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、クローラチェーンが６枚のクローラ板で構成されたクローラ型吸着走行ロボットの走行状態を示す側面図。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを示す平面図。
【図１２】図１１の一側面図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ横断側面図である。
【図１４】図１１のＢ−Ｂ横断側面図である。
【図１５】（ａ）は圧縮空気分配器の一例を示す平面図、（ｂ）は分配管を示す正面図。
【図１６】本発明の他の実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを示す平面図。
【図１７】図１６の一側面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係るクローラ型吸着走行ロボットを示す平面図。
【図１９】図１８の一側面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０００、１０００ａ、１０００ｂ    クローラ型吸着走行ロボット
２０００    走行面（床面、壁面）
１００    フレーム
２００ａ−２００ｄ    スプロケット
２０１ａ−２０１ｄ    回転軸
２０２    ギヤ
３００    駆動手段
３０１    モータ
３０２    減速機構
３０３    ギヤ
４００    クローラチェーン
４０１    クローラ板
４０２    吸気孔
４０３    吸着パッド
４０４    ゴム板
４１０    蝶番
４１１    ターンテーブル
５００    吸気装置
５０１    エジェクタポンプ
５０２    コンプレッサ
６００    制御装置
６０１    スイッチ
６１１    通気配管
６１２    分岐管
６１３、６１４、６１５、６１７    通気配管
６１６    分岐管
６１８    回転継手
７００    支持装置
７０１    スライドシュー
７０２    スライドシュー
７０３、７０４    ロッド
７０５    シリンダ装置
８１０    駆動装置
８１１    減速機構
８２０    転回用制御装置
９００    架設フレーム
９１０    移動台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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