(57)【要約】【課題】建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットを提供する。【解決手段】  本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットは、本体部の進行方向両側に設けられ、複数の第１の吸着部が設けられたクローラと、該クローラから延在し、走行面に吸着可能な第２の吸着部を有する吸着アームとを備え、当該吸着アームは、クローラを含む平面内において本体部を基準に独立的に旋回可能に構成されている。【選択図】図６Ｂ
2016107893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部の進行方向両側にそれぞれ設けられ、走行時に前記走行面に対して吸着可能な複数の第１の吸着部を外周面上に有する無端ベルトが駆動輪の周りに取り回されて構成された少なくとも一対のクローラと、
前記本体部から前後方向に沿って延在する延在部と、該延在部の先端から前記少なくとも一対のクローラを含む面に垂直方向に沿って延在する伸縮可能な屈折部と、該屈折部の先端に設けられた第２の吸着部とを有する少なくとも一対の吸着アームと、
前記本体部から延在し、先端に測定部を有する測定用アームと
を備え、
前記少なくとも一対の吸着アームは、前記少なくとも一対のクローラを含む平面内において、前記本体部を基準に独立的に旋回可能に構成されていることを特徴とするクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項２】
前記少なくとも一対の吸着アームは、延在方向に沿って独立的に伸縮可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項３】
前記第２の吸着部は、前記少なくとも一対のクローラを含む平面内において前記前後方向に交差する軸周りに回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項４】
前記第２の吸着部は、前記屈折部との間に設けられた球面軸受を介して回動可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項５】
前記測定用アームは、延在方向に沿って伸縮可能に構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項６】
前記測定部は、
前記測定用アームの先端から吊り下げ支持され、測定面に対向する開口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内壁に付勢部材を介して接続された測定素子と、
前記ケーシングの内部を減圧可能に構成された減圧手段と
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項７】
前記少なくとも一対のクローラの前後に、走行面上の付着物を除去可能な第１のスクレーパを更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項８】
前記走行面の垂直方向に沿った回転軸を有し、前記第２の吸着部の周りで回転することにより走行面上の付着物を除去可能に構成された第２のスクレーパを更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項９】
前記第２のスクレーパを走行面に接触させつつ、前記少なくとも一対の吸着アームを前記進行方向を中心として、左右に旋回させながら走行することを特徴とする請求項８に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項１０】
前記本体部の両側に設けられた前記クローラ間の距離が可変に構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項１１】
前記少なくとも一対のクローラは、前記進行方向に沿ってそれぞれ複数に分割されており、前記進行方向に沿って分割された前記クローラ間の距離が可変に構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項１２】
前記駆動輪の駆動軸は、該駆動軸が前記本体部に対して回動可能に構成された角度調整機構を介して設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項１３】
前記角度調整機構は、
前記本体部に接続された保持部材と、
前記駆動軸に平行な方向に沿った軸周りに回動可能なように前記保持部材に保持される被保持部と、
該被保持部と前記駆動軸との間を連結する連結部材と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【請求項１４】
本体部と、
前記本体部の進行方向両側にそれぞれ設けられ、走行時に前記走行面に対して吸着可能な複数の第１の吸着部を外周面上に有する無端ベルトが駆動輪の周りに取り回されて構成された少なくとも一対のクローラと、
前記本体部から前後方向に沿って延在する延在部と、該延在部の先端から前記少なくとも一対のクローラを含む面に垂直方向に沿って延在する伸縮可能な屈折部と、該屈折部の先端に設けられた第２の吸着部とを有する少なくとも一対の吸着アームと、
前記本体部から延在し、先端に測定部を有する伸縮可能に構成された測定用アームと、
前記第１の吸着部及び前記第２の吸着部による保持モーメントを算出する保持モーメント算出部と、
前記測定用アームの長さ及び傾斜角度を検知する検知部と、
前記検知された前記測定用アームの長さ及び傾斜角度に基づいて、転倒モーメントを算出する転倒モーメント算出部と、
前記算出された保持モーメント及び転倒モーメントに基づいて転倒リスクを判定する転倒リスク判定部と、
前記転倒リスクがあると判定された場合、作業者に対してその旨を報知する報知部と
を備えることを特徴とするクローラ型壁面吸着走行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばビル、橋梁又はトンネルなどの建造物の表面上を走行可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、我が国では過去に建造された建造物（特に、高度成長期以降に整備されたビル、橋梁又はトンネルなどのような大型社会インフラ構造物）の老朽化が進行している。このような老朽化の問題は、今後更に加速度的に増加すると見込まれており、適切な維持管理が求められている。
【０００３】
このような大型建造物の点検は、従来、専ら作業者によって人手で行われてきたが危険が伴うことから、建造物の表面上を遠隔操作で走行可能なロボットの利用が考案されている。この種のロボットは様々な形式が提案されているが、そのなかでも走行面に吸着可能なクローラを備えた、いわゆるクローラ型壁面吸着走行ロボットが有望視されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、真空吸着式クローラによって建造物の表面に吸着しながら走行を行い、広範囲に亘って点検が可能な走行ロボットが開示されている。この種の走行ロボットでは、建造物のより広い範囲を点検するために、走行ロボットから延在されたアームに取り付けられた測定用のデバイスを利用して点検作業が実施されるが、このようなアームを利用すると、走行ロボットの転倒モーメントが増加することによって脱落リスクが増加するという問題がある。また走行面上において走行ロボットを旋回させる場合（例えば左右クローラを逆方向に駆動させる場合）もまた、通常の走行時や停車時に比べてクローラの吸着力が低下して脱落リスクが増加するという問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、特許文献１では、真空吸着式のクローラに加えて、車体中心周りに旋回可能な真空吸着式アームを備えることによって、吸着力を向上させて脱落リスクを軽減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５２０３５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で用いられている真空吸着式アームは、形状変更不能なアームが走行ロボットの中心を基準に旋回可能な構成を有しているため、走行ロボットの走行状態によっては十分な吸着力を発揮できない場合がある。例えば、走行ロボットが走行面の端部近傍に位置するためにアームの吸着位置が走行面から外れてしまう場合や、アームの吸着位置に障害物が存在する場合には、走行面に対して吸着力を発揮することができない。このような場合、走行ロボットを適切な位置に再移動したり、或いは、点検そのものを断念せざるを得ず、点検作業の効率低下や点検可能範囲が狭くなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであり、建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットは上記課題を解決するために、本体部と、前記本体部の進行方向両側にそれぞれ設けられ、走行時に前記走行面に対して吸着可能な複数の第１の吸着部を外周面上に有する無端ベルトが駆動輪の周りに取り回されて構成された少なくとも一対のクローラと、前記本体部から前後方向に沿って延在する延在部と、該延在部の先端から前記少なくとも一対のクローラを含む面に垂直方向に沿って延在する伸縮可能な屈折部と、該屈折部の先端に設けられた第２の吸着部とを有する少なくとも一対の吸着アームと、前記本体部から延在し、先端に測定部を有する測定用アームとを備え、前記少なくとも一対の吸着アームは、前記少なくとも一対のクローラを含む平面内において、前記本体部を基準に独立的に旋回可能に構成されている。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、第１の吸着部によって走行面に吸着可能に構成されたクローラに加えて、第２の吸着部が設けられた吸着アームを備えることにより、走行面に対する吸着力が向上し、安定的な走行ロボットが実現される。特に、少なくとも一対の吸着アームが独立に旋回可能に構成されているため、走行ロボットが走行面の端部近傍に位置するためにアームの吸着位置が走行面から外れてしまう場合や、アームの吸着位置に障害物が存在する場合であっても、走行面に対して良好に吸着力を得ることができる。このように本構成に係る走行ロボットは様々な走行面に適用可能であるため、建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能である。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記少なくとも一対の吸着アームは、延在方向に沿って独立的に伸縮可能に構成されている。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、吸着アームが独立的に伸縮可能に構成されているため、更に高い自由度で、第２の吸着部による吸着力を確実に得ることができる。その結果、本構成ではより多彩な走行面に対応できるので、建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能である。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記第２の吸着部は、前記少なくとも一対のクローラを含む平面内において前記前後方向に交差する軸周りに回動可能に構成されている。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、このように第２の吸着部を回動可能に構成することにより、走行面とは同一面上にない他の面に対して吸着力を発揮することができる。これにより、より多彩な走行面に対応できるので、建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能である。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、  前記第２の吸着部は、前記屈折部との間に設けられた球面軸受を介して回動可能に構成されている。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、第２の吸着部が球面軸受を介して回動可能に構成されることにより、第２の吸着部が吸着する面上に障害となる要因（例えば凹凸や勾配）が存在する場合でも、当該面に良好に密着することができる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）のいずれか１構成において、前記測定用アームは、延在方向に沿って伸縮可能に構成されている。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、測定用アームを伸縮することにより、クローラが走行可能な範囲だけでなく、その外側に至るまで広範囲に亘って測定範囲を得ることができる。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれか１構成において、前記測定部は、前記測定用アームの先端から吊り下げ支持され、測定面に対向する開口を有するケーシングと、前記ケーシングの内壁に付勢部材を介して接続された測定素子と、前記ケーシングの内部を減圧可能に構成された減圧手段とを備える。
【００２０】
上記（６）の構成によれば、測定部は吊り下げ支持されたケーシングを有することにより、より広範囲に亘って移動可能に構成されている。また測定部のケーシングの内側を減圧することにより、ケーシングの開口を測定面に吸着でき、更に、測定素子がケーシングの内壁に付勢部材を介して接続されているので、ケーシングが測定面に吸着した際に安定した状態で計測が可能である。このように、吊り下げ支持されることによって広い領域を測定範囲としてカバーしつつ、安定した姿勢で精度のよい測定が可能となる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（６）のいずれか１構成において、前記少なくとも一対のクローラの前後に、走行面上の付着物を除去可能な第１のスクレーパを更に備える。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、第１のスクレーパによって走行面から付着物を除去することにより、クローラが有する第１の吸着部による吸着性を向上できる。これにより、走行面の状態に関わらず、良好な走行安定性が得られる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）のいずれか１構成において、前記走行面の垂直方向に沿った回転軸を有し、前記第２の吸着部の周りで回転することにより走行面上の付着物を除去可能に構成された第２のスクレーパを更に備える。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、第２のスクレーパによって走行面から付着物を除去することにより、吸着アームが有する第２の吸着部による吸着性を向上できる。これにより、走行面の状態に関わらず、良好な走行安定性が得られる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記第２のスクレーパを走行面に接触させつつ、前記少なくとも一対の吸着アームを前記進行方向を中心として、左右に旋回させながら走行する。
【００２６】
上記（９）の構成によれば、第２のスクレーパによってクローラ前後における走行面上の付着物を除去できるので、第２の吸着部の吸着力だけでなく、第１の吸着部の吸着力も向上できる。これにより、走行面の状態に関わらず、良好な走行安定性が得られる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）から（９）のいずれか１構成において、前記本体部の両側に設けられた前記クローラ間の距離が可変に構成されている。
【００２８】
上記（１０）の構成によれば、本体部の両側に設けられたクローラ間の距離を調整することにより、クローラが有する第１の吸着力による走行ロボットの保持モーメントを適宜調整できる。クローラ間の距離は、例えば、走行安定性を優先する場合には保持モーメントが大きくなるように長くし、一方、軽量化を優先したり、緻密な走行経路に適した構成（例えば小回りに有利な構成）を優先する場合には短くするとよい。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）から（１０）のいずれか１構成において、前記少なくとも一対のクローラは、前記進行方向に沿ってそれぞれ複数に分割されており、前記進行方向に沿って分割された前記クローラ間の距離が可変に構成されている。
【００３０】
上記（１１）の構成によれば、進行方向に分割されたクローラを有することにより、走行ロボットの進行方向に沿った長さが可変に構成されている。これにより、クローラが有する第１の吸着力による走行ロボットの保持モーメントを適宜調整できる。クローラ間の距離は、例えば、走行安定性を優先する場合には保持モーメントが大きくなるように長くし、一方、軽量化を優先したり、緻密な走行経路に適した構成（例えば小回りに有利な構成）を優先する場合には短くするとよい。
【００３１】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）から（１１）のいずれか１構成において、前記駆動輪の駆動軸は、該駆動軸が前記本体部に対して回動可能に構成された角度調整機構を介して設けられている。
【００３２】
（１３）この実施形態では、上記（２）の構成において、前記角度調整機構は、前記本体部に接続された保持部材と、前記駆動軸に平行な方向に沿った軸周りに回動可能なように前記保持部材に保持される被保持部と、該被保持部と前記駆動軸との間を連結する連結部材とを備える。
【００３３】
上記（１２）及び（１３）の構成によれば、クローラの駆動軸が回動可能に構成された角度調整機構を有することにより、走行面に段差や障害物があった場合でも、これらの形状に応じてクローラが変形して適応できる。これにより、走行面に段差や障害物がある場合でも、クローラの走行面との接触面積を多く確保でき、良好な吸着力が得られる。
【００３４】
（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットは上記課題を解決するために、本体部と、前記本体部の進行方向両側にそれぞれ設けられ、走行時に前記走行面に対して吸着可能な複数の第１の吸着部を外周面上に有する無端ベルトが駆動輪の周りに取り回されて構成された少なくとも一対のクローラと、前記本体部から前後方向に沿って延在する延在部と、該延在部の先端から前記少なくとも一対のクローラを含む面に垂直方向に沿って延在する伸縮可能な屈折部と、該屈折部の先端に設けられた第２の吸着部とを有する少なくとも一対の吸着アームと、前記本体部から延在し、先端に測定部を有する伸縮可能に構成された測定用アームと、前記第１の吸着部及び前記第２の吸着部による保持モーメントを算出する保持モーメント算出部と、前記測定用アームの長さ及び傾斜角度を検知する検知部と、前記検知された前記測定用アームの長さ及び傾斜角度に基づいて、転倒モーメントを算出する転倒モーメント算出部と、前記算出された保持モーメント及び転倒モーメントに基づいて転倒リスクを判定する転倒リスク判定部と、前記転倒リスクがあると判定された場合、作業者に対してその旨を報知する報知部とを備える。
【００３５】
上記（１４）の構成によれば、測定用アームの状態（長さや傾斜角度）に応じて転倒リスクを判定することで、走行面上における転倒事故を効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、建造物の広範囲を効率的且つ安定的に走行可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットの外観を示す模式図である。
【図２Ａ】梯子方式の測定用アームの一例である。
【図２Ｂ】釣竿方式の測定用アームの一例である。
【図３】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットの設置例を示す模式図である。
【図４】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットの走行例を示す模式図である。
【図５Ａ】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて走行中に作用するモーメントを示す模式図である。
【図５Ｂ】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて停止時に吸着アームを使用しない場合に作用するモーメントを示す模式図である。
【図５Ｃ】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて停止時に吸着アームを使用した場合に作用するモーメントを示す模式図である。
【図６Ａ】建造物の端部近傍で吸着アームを旋回作動する前の様子を上方から示す模式図である。
【図６Ｂ】建造物の端部近傍で吸着アームを旋回作動した様子を上方から示す模式図である。
【図７Ａ】障害物の近傍で吸着アームを伸縮作動した様子を上方から示す模式図である。
【図７Ｂ】障害物の近傍で吸着アームを伸縮作動した様子を側面から示す模式図である。
【図８Ａ】建造物の端部近傍で吸着アームが有するチルト機構を作動した様子を上方から示す模式図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【図９】図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットの測定用アームに設けられた測定部の変形例を示す模式図である。
【図１０Ａ】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットを上方から示す模式図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａを側方から見た模式図である。
【図１１Ａ】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットを上方から示す模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａを側方から見た模式図である。
【図１２】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットの変形例を示す模式図である。
【図１３】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットの変形例を示す模式図である。
【図１４】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットの変形例を示す模式図である。
【図１５】本発明の少なくとも一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットにおける転倒防止制御に係る構成を示す図である。
【図１６】走行面上におけるクローラ型壁面吸着走行ロボットに作用する保持モーメントを示す模式図である。
【図１７】測定時のクローラ型壁面吸着走行ロボットに作用する転倒モーメントを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３９】
まず図１乃至図４を参照して、本発明の一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボット（以下、適宜「走行ロボット」と称する）の概要について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るクローラ型壁面吸着走行ロボットの外観を示す模式図であり、図２Ａは梯子方式の測定用アームの一例であり、図２Ｂは釣竿方式の測定用アームの一例であり、図３は図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットの設置例を示す模式図であり、図４は図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットの走行例を示す模式図であり、図５Ａは図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて走行中に作用するモーメントを示す模式図であり、図５Ｂは図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて停止時に吸着アームを使用しない場合に作用するモーメントを示す模式図であり、図５Ｃは図１のクローラ型壁面吸着走行ロボットにおいて停止時に吸着アームを使用した場合に作用するモーメントを示す模式図である。
【００４０】
図１に示すように、走行ロボット１は、本体部２と、本体部２の両側に設けられた少なくとも一対のクローラ４ａ及び４ｂ（以下、クローラを総称する際には符号４で示す）と、本体部２から前後方向に延在する少なくとも一対の吸着アーム６ａ及び６ｂ（以下、吸着アームを総称する際には符号６で示す）と、先端に測定部が設けられた測定用アーム８とを備える。
尚、本実施形態は一対のクローラ４及び一対の吸着アーム６を備える走行ロボットを例示しているが、それぞれ複数対を有する態様も本発明に係る技術的思想に含まれる。
【００４１】
クローラ４ａ及び４ｂは、走行ロボット１の進行方向の垂直方向に沿って、本体部２の両側にそれぞれ設けられている。本体部２の内部にはクローラ４を駆動するための動力機構（不図示）が収納されている。動力機構について簡単に説明すると、例えば、本体部２には、クローラ４の駆動軸５（前方及び後方の駆動軸を区別して示す場合には、それぞれ符号５ａ及び５ｂを用いることとする）に動力を伝達可能な駆動用モータと、当該駆動用モータに供給される電力を蓄積するバッテリとが収納される。駆動用モータから出力された動力は、例えば複数のギアが組み合わされることにより構成された動力伝達機構を介して駆動軸５に伝達されることにより、クローラ４が回動可能に構成される。
【００４２】
尚、上述の駆動用モータは直流モータであってもよいし交流モータであってもよいが、交流モータの場合にはバッテリに蓄積された直流電力を交流変換するためのインバータも本体部２の内部に収納されることとなる。
【００４３】
クローラ４は、前後の駆動軸５に接続された駆動輪１０（前方及び後方の駆動輪を区別して示す場合には、それぞれ符号１０ａ及び１０ｂを用いることとする）の周りに無端ベルト１２が取り回されることにより構成されている。無端ベルト１２の外周上には、その延在方向に沿って複数の第１の吸着部１４が所定間隔（本実施例では等間隔）で配列されている。
【００４４】
第１の吸着部１４は、無端ベルト１２の外側に向かって略矩形状の開口を有するように突設されたベローズ部を有しており、該ベローズ部の内側が減圧可能に構成されている。ベローズ部の内部を減圧するための手段としては、例えば本体部２の内部に減圧ポンプ（不図示）を収納し、該減圧ポンプによってベローズ部の内壁に設けられた開口を介して、代１の吸着部１を減圧可能に構成するとよい（尚、減圧ポンプにかぎらず、圧縮空気源を使ったイジェクタ方式でも良い。また、減圧ポンプや圧縮空気現は、本体部２に搭載しても良いし、走行ロボットの外側に設置してホースを介して繋げても良い）。
クローラ４では、駆動軸５によって駆動輪１０と共に無端ベルト１２を回転させ、このように構成された複数の第１の吸着部１４のうち走行面に接触するものを選択的に減圧することにより、走行面に接触する第１の吸着部１４による吸着力を作用させながら、走行ロボット１の走行を実現する。
【００４５】
吸着アーム６は、本体部２から上方に設置された支柱１１に支持された支持部材１３から前後方向に沿って延在する延在部１６と、その先端から一対のクローラ４を含む平面に略垂直方向に延在する屈折部１８と、屈折部１８の先端に設けられた第２の吸着部２０とを備える。更に、屈折部１８は、延在部１６に固設された固設部１８ａと、固設部１８ａから一対のクローラ４を含む平面に略垂直方向に沿って伸縮可能な伸縮部１６ｂとを備えることにより、当該方向に沿って屈折部１８の長さが可変に構成されている。そのため、屈折部１８の長さを調整することで、第２の吸着部２０が走行面に対して接触状態と非接触状態とを選択可能になっている。
【００４６】
第２の吸着部２０は、上述の第１の吸着部１４と類似の構造を有しており、走行面に接触した際に内側が減圧されることにより、走行面に対して吸着可能に構成されている。尚、図１では第２の吸着部の吸着面が略円形である場合を例示しているが、第１の吸着部１４と同様に略矩形状であってもよいし、上記機能を発揮可能な範囲において適宜設計変更が可能である。
【００４７】
測定用アーム８は、支柱１１の上部に設けられた接続部１５を介して接続されている。接続部１５は、初期状態において進行方向に沿って、且つ、クローラ４に対して略平行に格納されている測定用アーム８の上下前後左右方向に対してそれぞれ回動可能に構成されている。例えば接続部１５にはユニバーサルジョイント（自在継ぎ手）などが利用可能である。
【００４８】
測定用アーム８は延在方向に沿って伸縮可能に構成されており、その先端に測定用のセンサ等を含む測定部２４が設けられている。例えば図２Ａに示される実施形態には、梯子方式の測定用アーム８の一例が示されており、略矩形状の断面を有する複数段のアーム８ａ、８ｂ及び８ｃが接続部１５側から先端に近づくに従って径が小さくなるように組み合わされている。この場合、アルミニウム合金のように軽量で剛性に優れた素材が好ましい。特に梯子方式では大きな剛性を得られる点において有利である。
一方、図２Ｂに示される実施形態には、釣竿方式の測定用アーム８’の一例が示されており、略円形状の断面を有する複数段のアーム８ａ’、８ｂ’及び８ｃ’が接続部１５側から先端に近づくに従って径が小さくなるように組み合わされている。この場合、例えばＣＦＰＲのような更に軽量の素材が好ましい。特に釣竿方式では、梯子方式に比べて剛性は少なからず低くなるものの、軽量化に有利である。
【００４９】
測定部２４は測定対象物に対して接触又は非接触状態において検査試験を実施するための測定デバイスであり、測定項目に応じた各種測定素子を備える。尚、採用可能な具体的な測定素子は公知の各種素子を適用可能であるため、ここでは詳述は割愛する。
【００５０】
ここで、上記構成を有する走行ロボット１の設置例について簡単に説明する。図３に示されるように、走行ロボット１は搬送車３０によって測定現場（橋梁）３２まで搬送された後、搬送車３０に備えられたリフトシステム３４を用いて測定対象となる建造物（橋脚）の表面（以下、適宜「走行面」と称する）３３に走行ロボット１を設置する。この例では、リフトシステム３４は搬送車３０から延在するアーム３６の先端に作業者が乗車可能なゴンドラ３８が設けられており、ゴンドラ３８に乗車した作業者によって建造物の表面に走行ロボット１が設置される。
【００５１】
尚、本実施形態では走行ロボット１は無線又は有線通信によって遠隔操作可能に構成されており、図４に示されるように、建造物の表面３３に設置された走行ロボット１は遠隔操作に従って建造物の表面３３上を走行する。そして、走行ロボット１は所定の目標位置において停止し、測定を実施する。測定が実施される目標位置は、建造物の表面３３上に複数設定されていてもよく、走行ロボット１はこれら目標位置間を移動しながら測定を繰り返し実施する。このような一連の走行及び測定が終了すると、走行ロボット１は再び図３に示されるように、ゴンドラ３８に乗車した作業員によって回収される。
【００５２】
尚、本実施形態では、走行ロボット１が遠隔操作される場合を例示するが、走行ロボット１は自律走行を行ってもよい。この場合、例えば走行ロボット１の内部に搭載されたメモリ等に予め走行経路、測定位置及び測定内容を予め登録しておき、それらに従って自動的に走行及び測定を実施するようにするとよい。
【００５３】
尚、走行ロボット１は、各種構成部品単位或いはこれらの構成部品が複数組み合わされたユニット単位で分解／組立可能に構成されていてもよい。この場合、分解された状態で現場まで搬送車で搬送し、現場で組み立てた後、設置作業に移行することができるので、特に走行ロボット１が大型である場合に良好な搬送性が得られる。
【００５４】
ここで建造物の表面３３に設置された走行ロボット１に作用する転倒モーメントについて説明する。図５Ａには走行面３３上を走行する走行ロボット１に作用するモーメントが示されている。走行中の走行ロボット１では、吸着アーム６及び測定アーム８は転倒モーメントが極力小さくなるようにコンパクトに収納されている。ここで走行ロボット１の自重力をＷ［Ｎ］、重心高さをＬｇ０［ｍ］、第１の吸着部１４による吸着力をＦｃ［Ｎ］、一対のクローラ４間の距離をＢｃ［ｍ］とすると、走行中の走行ロボット１に作用する転倒モーメントＭＦ０及びクローラ４による保持モーメントＭａｃはそれぞれ次式
ＭＦ０＝Ｗ・Ｌｇ０      （１）
Ｍａｃ＝Ｆｃ・Ｂｃ      （２）
となる。一対のクローラ４における第１の吸着部１４の吸着力は、MF0＜Macになるように設定されており、走行中は脱落リスクがないように安定的に保持されている。
【００５５】
一方、図５Ｂに示されるように、走行ロボット１が目標位置に到達して停止すると、測定用アーム８を伸ばすことにより、測定を実施する。このとき、仮に吸着アーム６を使用しない場合、測定時における走行ロボット１の重心高さをＬｇ［ｍ］とすると、転倒モーメントＭＦは次式
ＭＦ＝Ｗ・Ｌｇ      （３）
となる。ここでＬｇ＞Ｌｇ０であるため、ＭＦ＞ＭＦ０となる。すなわち、走行時に比べて転倒モーメントが大きくなるので、脱落リスクが高くなってしまう。
【００５６】
このような問題は、図５Ｃに示されるように、測定時に吸着アーム６を使用することにより解消される。吸着アーム６が有する第２の吸着部２０による吸着力をＦｒ［Ｎ］、第２の吸着部２０間の距離をＢｒ［ｍ］とすると第２の吸着部２０による保持モーメントＭａｒは次式
Ｍａｒ＝Ｆｒ・Ｂｒ      （４）
となる。すなわち、第１の吸着部１４及び第２の吸着部２０によって得られる全保持モーメントがＭａｃ＋Ｍａｒに増加するので、吸着アーム６を使用しない場合に比べて、効果的に脱落リスクを減少できる。
【００５７】
続いて、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、走行面３３の端部近傍において走行ロボット１が測定を実施する場合の動作例について説明する。図６Ａは走行面３３の端部近傍で吸着アーム６を旋回作動する前の様子を上方から示す模式図であり、図６Ｂは走行面３３の端部近傍で吸着アーム６を旋回作動した様子を上方から示す模式図である。
【００５８】
本実施形態では、初期状態において前後方向に沿って延在している吸着アーム６が、一対のクローラ４を含む平面において独立的に旋回可能に構成されている。図６Ａに示されるように、走行ロボット１が走行面３３の端部近傍に位置する場合、走行ロボット１の後方に位置する吸着アーム６ｂでは第２の吸着部２０を走行面３３に対して吸着させることができるものの、前方に位置する吸着アーム６ａでは第２の吸着部２０の位置が走行面３３の範囲外となるため吸着させることができない。そのため、この状態のままでは測定時の保持モーメントが不足することにより、走行ロボット１の脱落リスクが増えてしまう。
【００５９】
そこで図６Ｂに示されるように、前方の吸着アーム６ａを時計方向に旋回させる。これにより、前方の吸着アーム６ａの先端に位置する第２の吸着部２０が建造物の範囲内となるため、走行面３３に吸着させることができる。その結果、図６Ａの場合に比べて保持モーメントを増やすことができ、測定時の安定性が向上する。特に、測定用アーム８を伸ばす向きと長さに応じて、吸着アーム６の旋回角度を自在に変更できるので、測定用アーム８を伸ばして行う点検作業中の安全性（耐モーメント負荷能力）が大幅に向上する。
【００６０】
尚、本実施例では前方の吸着アーム６ａのみを旋回させた場合を例示したが、後方に位置する吸着アーム６ｂのみを旋回させてもよいし、両方の吸着アーム６ａ及び６ｂを旋回させてもよい。
【００６１】
続いて、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、障害物３５（例えば雨樋や植物など）の近傍において走行ロボット１が測定を実施する場合の動作について説明する。図７Ａは障害物３５の近傍で吸着アーム６を伸縮作動した様子を上方から示す模式図であり、図６Ｂは障害物３５の近傍で吸着アーム６を伸縮作動した様子を側面から示す模式図である。
【００６２】
本実施形態では、吸着アーム６が伸縮可能に構成されている。吸着アーム６は走行時には転倒モーメントが最小になるようにコンパクトに格納されているが、測定時には保持モーメントが大きくなるように適宜長さを調整可能になっている。吸着アーム６の長さは、基本的に保持モーメントが大きくなるように極力大きいことが好ましいが、図７Ａに示されるように、走行面上に障害物３５がある場合もある。このような場合、図７Ｂに示されるように、障害物３５を回避するために一方の吸着アーム６ａの長さが短くなるように調整することにより、両方の吸着アーム６ａ及び６ｂにおける吸着力を確保でき、測定時の安定性が向上する。
【００６３】
特に、測定用アーム８を伸ばす向きと長さに応じて、吸着アーム６の第２の吸着部２０間のスパンを自在に変更できるので、測定用アーム８を伸ばして行う点検作業中の安全性（耐モーメント負荷能力）が大幅に向上する。
尚、吸着アーム６は最大に伸ばした状態（後述するＢｒを最大値とする）とすることで、最大限の安定性を保ちつつ作業を行うことができる。
【００６４】
尚、本実施例では一方の吸着アーム６ａにおいて障害物３５を回避する例を示したが、他方の吸着アーム６ｂにおいて障害物３５を回避するように長さを調整してもよいし、両方の吸着アーム６ａ及び６ｂにおいて障害物３５を回避するように長さを調整してもよい。
【００６５】
続いて、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、走行面３３の端部近傍において走行ロボット１が測定を実施する場合の動作について説明する。図８Ａは走行面３３の端部近傍で吸着アーム６が有するチルト機構を作動させた様子を上方から示す模式図であり、図７Ｂは図７ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【００６６】
図６Ａを参照して前述したように、走行ロボット１が走行面３３の端部近傍に位置する場合、走行ロボット１の後方に位置する吸着アーム６ｂでは第２の吸着部２０を走行面に吸着させることができるものの、前方に位置する吸着アーム６ａでは第２の吸着部２０の位置が走行面３３の範囲外となるため吸着させることができない。そのため、この状態のままでは測定時の保持モーメントが不足することにより、走行ロボット１の脱落リスクが増えてしまう。
【００６７】
本実施形態では、第２の吸着部２０は一対のクローラ４を含む平面内において進行方向に直交する回動軸周りに回動可能に構成されている。そこで図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、屈折部１８の先端に設けられた第２の吸着部２０を回動することにより、建造物の他の表面（走行面３３ではない他の表面）に第２の吸着部２０を吸着させることができる。ここで、回動された第２の吸着部２０の吸着面には、第２の吸着部２０のみによる吸着力Ｆｒに加えて、走行ロボット１の自重力Ｗ［Ｎ］が作用する。そのため、回動された第２の吸着部２０の吸着面における静止摩擦係数をμ、走行ロボット１の重心位置からの距離Ｂｒ２と［ｍ］すると、本実施形態に係る走行ロボット１の全保持モーメントＭａｒ２は次式
Ｍａｒ２＝Ｆｒ・Ｂｒ１＋μ（Ｆｒ＋Ｗ）Ｂｒ２−（Ｆｒ＋Ｗ）Ｂｒ３      （５）
となる。ここで回動された第２の吸着部２０による保持モーメント（μ（Ｆｒ＋Ｗ）Ｂｒ２−（Ｆｒ＋Ｗ）Ｂｒ３）は、回動されない他方の第２の吸着部２０による保持モーメント（Ｆｒ・Ｂｒ１）より大きくなる。そのため、走行面３３の端部近傍においても良好な安定性を確保することができる。
【００６８】
上述のように走行面３３の端部近傍において回動される第２の吸着部２０は、球面軸受を介して回動可能に構成されているとよい。本実施形態では、回動された第２の吸着部２０の吸着面は走行面に対して垂直な平面である場合について簡単に説明したが、場合によっては当該吸着面に勾配や凹凸が存在している場合がある。このような場合であっても、球面軸受を介して回動可能に構成されることにより、第２の吸着部２０を様々な状態にある吸着面に良好に密着させることができ、より効果的に保持モーメントを得ることができる。
【００６９】
続いて図９を参照して、測定用アーム８に設けられた測定部２４の変形例について説明する。図９は図１の走行ロボット１の測定用アーム８に設けられた測定部２４の変形例を示す模式図である。
【００７０】
本変形例に係る測定部２４は、測定用アーム８の先端からワイヤー３８を介して吊り下げ支持された測定ユニット４０を備える。測定ユニット４０はワイヤー３８に接続されたケーシング４２を有しており、当該ケーシング４２は測定面４３に対向するように設けられた開口を有する。ケーシング４２の内側には、超音波探傷子のような測定素子４４が付勢部材４６を介して接続されている。付勢部材４６は例えばバネであり、図９に示されるように、ケーシング４２の開口が測定面４３に接触した際に測定素子４４が測定面４３に対して少なからず付勢されるように構成されている。本実施形態では特に、測定ユニット４０にはケーシング４２内を減圧するための減圧手段４８が備えられており、ケーシング４２内が減圧されることにより吊り下げ支持された測定ユニット４０が測定面４３に吸着固定されるように構成されている。これにより吊り下げ支持によって自由度のある状態で測定ユニット４０を移動可能にしつつ、測定時には測定ユニット４０を安定的に固定できる。特に測定用アーム８を伸縮することによって、測定ユニット４０を走行ロボット１が走行可能な範囲外に移動することができるので、広範囲に亘って精度の高い測定が可能となる。
【００７１】
より好ましくは、ケーシング４２の開口が測定対象に接触していない状態において測定素子４４がケーシング４２の開口外側に位置しており、測定面４３に当接した際にケーシング４２内に押し込まれるように構成されるとよい。これにより、測定面４３に対して測定素子４４が安定的に付勢されるので、精度のよい測定が可能となる。
また、ケーシング４２の開口側がベローズ構造を有してもよい。この場合、ケーシング４２内が減圧された際にベローズ構造が縮小されることにより、測定対象に対してケーシング４２の密着性を良好に得ることができるので、測定ユニット４０の安定度が増し、より精度のよい測定が可能となる。
【００７２】
尚、測定素子４４の検知信号は、走行ロボット１の外部に接続された電気信号線４７を介して送受信可能に構成されている。また減圧手段４８に供給される負圧は、負圧供給ライン４９を介して走行ロボット１の外部から供給される。
【００７３】
続いて図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、他の実施形態に係る走行ロボット１の構成例について説明する。図１０Ａは本発明の少なくとも一実施形態に係る走行ロボット１を上方から示す模式図であり、図１０Ｂは図１０Ａを側方から見た模式図である。
【００７４】
本実施形態では、走行ロボット１は各クローラ４の進行方向前後に、走行面３３上の付着物を除去可能な第１のスクレーパ５０を更に備える。第１のスクレーパ５０は各クローラ４の駆動軸５ａ及び５ｂ間にあるフレーム構造５２から支持部材５４を介して、クローラ４の延在方向に略垂直な軸周りに回動可能に構成されている。走行面３３にはコケや草木等が存在している場合があり、この場合、クローラ４が有する第１の吸着部１４の吸着力を低下させる要因となり得る。本実施形態では、第１のスクレーパ５０によって走行時にクローラ４が接触する走行面３３上に存在するこれらの要因を予め除去しながら走行する。これにより、走行面３３に汚れがある場合であっても、走行ロボット１の安定性を良好に確保することができる。
【００７５】
尚、支持部材５４のフレーム構造５２に対する傾斜角度を可変に構成することにより、第１のスクレーパ５０の走行面３３への接触状態を可変にしてもよい。例えば、走行面３３が汚れている場合にのみ第１のスクレーパ５０を走行面３３に接触させることで汚れの除去を行う一方で、走行面３３が汚れていない場合には第１のスクレーパ５０を走行面３３から乖離させることで走行抵抗を低減できる。これにより、走行面３３の状況に応じて安定的で効率的な走行が実現できる。
【００７６】
尚、第１のスクレーパ５０の動力源は、例えば上述の本体部２に収納されたバッテリであり、不図示の駆動用モータによって駆動可能に構成されている。
【００７７】
続いて図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、他の実施形態に係る走行ロボット１の構成例について説明する。図１１Ａは本発明の少なくとも一実施形態に係る走行ロボットを上方から示す模式図であり、図１１Ｂは図１１Ａを側方から見た模式図である。
【００７８】
本実施形態では、走行ロボット１は吸着アーム６の先端に設けられた第２の吸着部２０の周りに回転可能な第２のスクレーパ６０を備える。第２のスクレーパ６０は第２の吸着部２０とは独立的に走行面３３に垂直な軸周りに回転可能に構成されている。これにより、第２の吸着部２０の吸着位置がコケや草木等によって汚れている場合であっても、第２のスクレーパ５０を駆動することによって汚れを除去することで、第２の吸着部２０による吸着力を良好に得ることができる。
【００７９】
更に、本実施形態では第２のスクレーパ６０を作動させた状態で、吸着アーム６を走行ロボット１の前後方向を中心として、左右方向における一対のクローラ４を含む幅をカバーするように旋回させながら走行してもよい（図１１Ａの矢印を参照）。この場合、クローラ４の走行面３３上の汚れを第２のスクレーパ６０によって予め除去することができる。これにより、第２の吸着部２０だけでなく第１の吸着部１４における吸着性を良好に確保できるので、走行ロボット１の安定性を効果的に向上できる。
【００８０】
続いて図１２乃至及び図１４を参照して、上述の走行ロボット１の更なる構成バリエーションについて説明する。図１２乃至図１４は、それぞれ本発明の少なくとも一実施形態に係る走行ロボット１の変形例を示す模式図である。
【００８１】
まず図１２に示される実施形態では、一対のクローラ４が走行ロボット１の進行方向に垂直な方向に沿って延在する延長部材７０を介して本体部２に連結されている。言い換えると、図６Ａに示される基本構成（一対のクローラ４が本体部に対して直接的に設けられている場合）に比べて、延長部材７０が設けられている分、一対のクローラ４間の距離Ｂｃが長い。そのため、式（２）において一対のクローラ４による保持モーメントＭａｃ（＝Ｆｃ・Ｂｃ）が大きくなり、より良好な安定性が得られる。
【００８２】
尚、延長部材７０は走行ロボット１に対して脱着可能に構成されることにより、仕様（例えば測定対象物や目的）に応じて走行ロボット１のサイズが可変にしてもよい。例えば走行ロボット１の安定性を優先する場合には、長さの大きな延長部材７０を介して本体部２に各クローラ４を取り付けるとよい。一方、走行ロボット１の軽量化を優先したり、緻密な走行経路に適した構成（例えば小回りに有利な構成）を優先する場合には、延長部材７０の長さを小さくしたり、或いは、延長部材７０を省略するとよい。また、不要な機能を省いたモジュールを組み合わせることで走行ロボット１の全体重量を軽量化することができ、吸着力不足によって脱落するリスクも効果的に軽減できる。
【００８３】
より好ましくは、延長部材７０を含む走行ロボット１の各構成要素が分割可能に構成されており、各分割された部材を、作業員にとって容易にハンドリング可能な重量（例えば３０ｋｇ以下）とするとよい。これにより、現場において作業員の人手によって、容易に組み立て可能となり、十分な体勢が確保できない現場であっても人力だけでセッティングを行うことができる。
【００８４】
続いて図１３に示される実施形態では、本体部２の両側に設けられた一対のクローラ４がそれぞれ前後２つに分割されており（分割後の前方及び後方のクローラを区別する際には、それぞれ「ｆ」「ｒ」の添字を付すこととする）、当該分割された各々が進行方向に垂直な方向に沿って延在する延長部材７０を介して本体部２に連結されている。これにより、図１２の場合と同様に、進行方向に垂直な方向に沿った一対のクローラ４間の距離Ｂｃが可変に構成されている。その結果、図６Ａに示される基本構成（一対のクローラ４が本体部２に対して直接的に設けられている場合）に比べて、延長部材７０が設けられている分、一対のクローラ４間の距離Ｂｃが長くなることによって、式（２）において一対のクローラ４による保持モーメントＭａｃ（＝Ｆｃ・Ｂｃ）が大きくなり、より良好な安定性が得られる。
【００８５】
本実施形態では更に、分割されたクローラ４のうち前方の２つの延長部材７０ｆに連結された第１の中継部材７２と、後方の２つの延長部材７０ｒに連結された第２の中継部材７４とを備えている。第１の中継部材７２は走行ロボット１の進行方向に沿って延在する延長部材７６を介して本体部２に連結されており、延長部材７６の長さを調整することによって走行ロボット１の進行方向に沿った長さが可変に構成されている。その結果、図６Ａに示される基本構成（一対のクローラ４が本体部２に対して直接的に設けられている場合）に比べて、一対のクローラ４による保持モーメントが大きくなり、より良好な安定性が得られる。
【００８６】
尚、本実施形態に限らず、様々な大きさを有するクローラ４を組み合わせてもよい。例えば、クローラ間隔をより広くするように構成することで安定性を優先してもよいし、また走行面が平面でなく曲面である場合にも対応可能なように、クローラ４の形状、長さ、間隔を適宜変更してもよい。
【００８７】
尚、延長部材７０，７６は走行ロボット１に対して脱着可能に構成されることにより、仕様に応じて走行ロボット１のサイズを可変にするとよい。例えば走行ロボット１の安定性を優先する場合には、長さの大きな延長部材７０，７６を介して本体部２に各クローラ４を取り付けるとよい。一方、走行ロボット１の軽量化を優先したり、緻密な走行経路に適した構成（例えば小回りに有利な構成）を優先する場合には、延長部材７０，７６の長さを小さくしたり、或いは、延長部材７０，７６を省略するとよい。
【００８８】
続いて図１４に示される変形例では、本体部２の両側に設けられる各クローラ４は、フレーム構造５２に対する駆動軸５ａ，５ｂの位置が回動可能に構成された角度調整機構８０を備える。角度調整機構８０は、走行ロボット１のフレーム構成５２側に設けられた保持部材８２と、該保持部材８２に保持される被保持部８４と駆動軸５との間を連結する連結部材８６とを備える。連結部材８６は保持部材８２に対して駆動軸５に平行な方向に沿った回動軸周りに回動可能に保持されている。これにより、図１４に示されるように走行面３３上に段差９０が存在する場合には、当該段差９０に応じて角度調整機構８０が機能することにより（具体的には、駆動軸５に連結された連結部材８６が保持部材８２に対して回動軸周りに回動することにより）、クローラ４の表面が段差９０に追従して接触面積を増加することができる。その結果、走行面３３上に段差９０が存在する場合であっても、クローラ４の外周上に配列された第１の吸着部１４による吸着力を良好に得ることができ、走行ロボット１の走行安定性を確保することができる（段差の乗り越え性能が向上する）。
【００８９】
尚、図１４に示されるように、角度調整機構８０は各クローラ４のうち前方の駆動軸５ａだけでなく後方の駆動軸５ｂに対しても同様に設けられている。
【００９０】
続いて図１５乃至図１７を参照して、走行ロボット１で実施される転倒防止制御について説明する。図１５は本発明の少なくとも一実施形態に係る走行ロボット１における転倒防止制御に係る構成を示す図であり、図１６は走行面上における走行ロボット１に作用する保持モーメントを示す模式図であり、図１７は測定時の走行ロボット１に作用する転倒モーメントを示す模式図である。
【００９１】
図１５に示される転倒防止制御に係る構成１００は、例えば本体部２の内部に収納されたマイクロプロセッサのような演算処理装置によって構成されている。本構成１００は、第１の吸着部１４及び第２の吸着部２０による保持モーメントを算出する保持モーメント算出部１１０と、測定用アーム８の長さ及び傾斜角度を検知する検知部１２０と、前記検知された前記測定用アームの長さ及び傾斜角度に基づいて、転倒モーメントを算出する転倒モーメント算出部１３０と、前記算出された保持モーメント及び転倒モーメントに基づいて転倒リスクを判定する転倒リスク判定部１４０と、前記転倒リスクがあると判定された場合、作業者に対してその旨を報知する報知部１５０とを備える。
【００９２】
ここで走行ロボット１の転倒リスクの判定基準について、具体的に説明する。図１６に示されるように、各クローラ４の吸着力（すなわち、無端ベルトに配列されている複数の第１の吸着部１４のうち走行面３３に接触しているものによる全吸着力）ＦＣ［Ｎ］は、吸着面積をＳＣ［ｍ２］、第１の吸着部１４の内部圧力（減圧手段によって減圧された圧力）と大気圧との差圧をΔＰＣ［Ｐａ］とすると、次式
Ｆｃ［Ｎ］＝Ｓｃ・ΔＰｃ      （６）
となる。
【００９３】
また２本の吸着アーム６がそれぞれ有する第２の吸着部２０による吸着力ＦａＲ、ＦａＬは、第２の吸着部２０の吸着面積をＳａ［ｍ］、第２の吸着部２０の内部圧力と大気圧との差圧をΔＰａＲ，ΔＰａＬ［Ｐａ］とすると、それぞれ次式
ＦａＲ［Ｎ］＝Ｓａ・ΔＰａＲ      （７−１）
ＦａＬ［Ｎ］＝Ｓａ・ΔＰａＬ      （７−２）
となる。
【００９４】
まずＸ−Ｘ断面において走行ロボット１に作用する保持モーメントについて計算する。走行ロボット１に対して、吸着力ＦａＲの作用点を支点として転倒しようとするモーメント負荷に対する保持モーメントＭＸＲは、次式
ＭＸＲ＝ＦＣ・（ＬＲｓｉｎθＲ−Ｂｃ／２）＋ＦＣ・（ＬＲｓｉｎθＲ＋Ｂｃ／２）＋ＦａＬ（ＬＬ・ｓｉｎθＬ＋ＬＲ・ｓｉｎθＲ）      （８−１）
により算出される。ここでθＲ、θＬはそれぞれ前後の吸着アームの進行方向に対する傾斜角度である。
一方、走行ロボット１に対して、吸着力ＦａＬの作用点を支点として転倒しようとするモーメント負荷に対する保持モーメントＭＸＬは次式
ＭＸＬ＝ＦＣ・（ＬＬｓｉｎθＬ−Ｂｃ／２）＋ＦＣ・（ＬＬｓｉｎθＬ＋Ｂｃ／２）＋ＦａＲ（ＬＬ・ｓｉｎθＬ＋ＬＲ・ｓｉｎθＲ）      （８−２）
により算出される。
【００９５】
続いてＹ−Ｙ断面において走行ロボット１に作用する保持モーメントについて計算する。走行ロボット１に対して、吸着力ＦａＲの作用点を支点として転倒しようとするモーメント負荷に対する保持モーメントＭＹＲは、次式
ＭＹＲ＝２ＦＣ・ＬＲｃｏｓθＲ＋ＦａＬ（ＬＬｃｏｓθＬ＋ＬＲｃｏｓθＲ）      （８−３）
により算出される。
一方、走行ロボット１に対して、吸着力ＦａＬの作用点を支点として転倒しようとするモーメント負荷に対する保持モーメントＭＹＬは、次式
ＭＹＬ＝２ＦＣ・ＬＬｃｏｓθＬ＋ＦａＬ（ＬＬｃｏｓθＬ＋ＬＲｃｏｓθＲ）      （８−４）
により算出される。
【００９６】
従って、上式（８−１）乃至（８−４）を用いて、走行ロボット１に作用する最小保持モーメントは、次式
Ｍｍｉｎ＝ｍｉｎ（ＭＸＲ，ＭＸＬ，ＭＹＲ，ＭＹＬ）      （９）
により求められる。このような保持モーメントに関する一連の演算は、保持モーメント算出部１１０によって実施される。
【００９７】
次に図１７に示されるように、測定用アーム８を長さがＨ［ｍ］になるまで伸ばした時の転倒モーメントが最大となるのは、測定用アーム８を走行面３３に対して垂直方向（すなわち、走行ロボット１から見て真上方向）に伸ばしたときである。このときの転倒モーメントＭＦは、次式
ＭＦ＝ｍ１ｇ・（Ｈ／２＋Ｈ０）＋ｍ２・ｇ・ｈ      （１０）
により求められる。ここで、ｍ１［ｋｇ］は測定用アーム８の重量であり、ｍ２［ｋｇ］は測定用アーム８を除いた走行ロボット１の重量である。またＨ０は測定用アーム８の本体部２への接続位置である接続部１５の走行面３３からの高さであり、ｈ［ｍ］は走行ロボット１の重心高さである（すなわち、（Ｈ／２＋Ｈ０）は測定用アーム８の自重力が作用する測定用アームの重心高さである）。
このような転倒モーメントに関する一連の演算は、転倒モーメント算出部１３０によって実施される。
【００９８】
走行面３３上において走行ロボット１が転倒することなく安定して走行するためには、保持モーメントＭｍｉｎが転倒モーメントＭＦより大きいこと（すなわち、ＭＦ＜Ｍｍｉｎ）が必要である。従って、走行面３３上で走行ロボット１が安定するための条件式は、式（９）及び（１０）を代入することにより、次式
Ｈ＜２×［Ｍｍｉｎ−ｇ（ｍ２ｈ＋ｍ１Ｈ０）］／ｍ１・ｇ      （１１）
となる。
【００９９】
本実施形態に係る走行ロボット１では、検知部１２０によって測定用アームの長さＨを監視可能に構成されている。そして、その監視結果は転倒リスク判定部１４０において、上記条件式（１１）に照らし合わされることによって、転倒リスクの有無が判定される。その結果、転倒リスクがあると判定された場合、報知部１５０によって、作業者にその旨が報知される。
このように本実施形態によれば、測定用アーム８の状態に応じて転倒リスクを判定することで、走行面３３上における転倒事故を効果的に防止することができる。
【０１００】
尚、ΔＰｃ，ΔＰａＲ，ΔＰａＬは、それぞれ第１の吸着部及び第２の吸着部に圧力センサを設けることにより、大気圧との差圧をリアルタイムに検出可能に構成してもよい。この場合、走行面３３の状況に応じて逐次変化する第１の吸着部及び第２の吸着部の圧力値に応じてリアルタイムに転倒防止制御を実施できるので、より効果的に転倒リスクを軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の少なくとも一実施形態は、例えばビル、橋梁又はトンネルなどの建造物の表面上を走行可能なクローラ型壁面吸着走行ロボットに利用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  クローラ型壁面吸着走行ロボット
２  本体部
４  クローラ
５  駆動軸
６  吸着アーム
８  測定用アーム
１０  駆動輪
１１  支柱
１２  無端ベルト
１３  支持部材
１４  第１の吸着部
１５  接続部
１６  延在部
１８  屈折部
２０  第２の吸着部
２４  測定部
３０  搬送車
３２  測定現場（橋梁）
３３  走行面
３４  リフトシステム
３６  アーム
３８  ゴンドラ
４０  測定ユニット
４２  ケーシング
４３  測定面
４４  測定素子
４６  付勢部材
４８  減圧手段
５０  第１のスクレーパ
５２  フレーム構造
５４  支持部材
６０  第２のスクレーパ
７０  延長部材
７２  第１の中継部材
７４  第２の中継部材
７６  延長部材
８０  角度調整機構
８２  保持部材
８４  被保持部
８６  連結部材
９０  段差
１００  転倒防止制御装置
１１０  保持モーメント算出部
１２０  検知部
１３０  転倒モーメント算出部
１４０  転倒リスク判定部
１５０  報知部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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