JPS6215178A - Wall-surface adsorption transferring robot apparatus - Google Patents
Wall-surface adsorption transferring robot apparatusInfo
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- JPS6215178A JPS6215178A JP60153305A JP15330585A JPS6215178A JP S6215178 A JPS6215178 A JP S6215178A JP 60153305 A JP60153305 A JP 60153305A JP 15330585 A JP15330585 A JP 15330585A JP S6215178 A JPS6215178 A JP S6215178A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は壁面に対して吸着離脱可能な吸着装置を備えた
壁面吸着移動ロボット装置に係わシ、特に壁面上の障害
物に対して、これを回避もしくは除去して安全確実に自
動走行するタイプの壁面吸着移動ロボット装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a wall suction mobile robot device equipped with a suction device that can adsorb and detach from a wall surface. This invention relates to a wall suction mobile robot device that automatically travels safely and reliably by avoiding or removing.
壁面吸着移動ロゼツト装置の制御方法については、日本
ロボット学会、第２回学術講演会予稿集（１９８４年）
における野崎・池田らによる「壁面歩行ロボット機構と
制御に関する基礎的考察」と題する文献で論じられてい
る。しかしこれまでのところ、吸着装置の吸着の状態を
検出して、口？ットの制御に応用しようという試みはな
されていない。Regarding the control method of the wall suction mobile rosette device, please refer to the Proceedings of the 2nd Academic Conference of the Robotics Society of Japan (1984).
It is discussed in the paper titled ``Basic considerations on wall-walking robot mechanism and control'' by Nozaki, Ikeda et al. But so far, it has been difficult to detect the state of suction of the suction device and check whether the suction device is in the mouth? No attempt has been made to apply it to the control of
実際に壁面吸着移動ロボットに作業をおこなわせる場合
には、不充分な吸着による落下事故を防止するために、
吸着装置ごとに吸着検出装置を装備して、移動中不充分
な吸着状態が発生した際は動作を停止する安全装置が必
要である。しかし、この方法では安全装置が働いて動作
を停止した場合、以後の動作を続行させることができな
い。When actually using a wall suction mobile robot to perform work, in order to prevent falling accidents due to insufficient suction,
It is necessary to equip each suction device with a suction detection device and to have a safety device that stops the operation if an insufficient suction state occurs during movement. However, with this method, if the safety device is activated and the operation is stopped, the subsequent operation cannot be continued.
このためロボットを遠隔で制御して作業に使用した場合
、作業の続行は不可能となシ、人間による回収を待たね
ばならない。For this reason, when a robot is remotely controlled and used for work, it is impossible to continue the work and must wait for a human to retrieve it.
不完全な吸着状態を生み出す原因となる障害物には次の
ようなものがある。ひとつは穴・溶接線を含む壁面の局
部的な凹凸である。壁面の局部的な凹凸によって、吸着
装置が例えば磁石であれば壁面と磁石の接触面積が小さ
くなり、壁面と磁石の間に作用する磁気力が小さくなる
。吸着装置が例えば吸盤であれば、空気漏れが発生して
真空度が上がらず吸着力も低下する。さらにもうひとつ
の原因は、壁面上に散在する錆・鉄粉を含む異物の吸着
装置への付着である。これは吸着装置が例えば磁石であ
れば、錆・鉄粉の付着によりて壁面と磁石の間に空隙が
形成され、壁面と磁石の間に作用する磁気力が小さくな
る。吸着装置が例えば吸盤であれば、吸盤の排気口に異
物が混入し、排気効率が低下するかあるいは排気口がふ
さがって真空度が上がらず吸着力も低下する。したがっ
て壁面吸着移動ロボットが自動的な移動を支障なく遂行
するためには、壁面上の障害物を検知して回避もしくは
除去する必要がある。Obstacles that can cause incomplete adsorption include: One is local irregularities on the wall surface, including holes and weld lines. If the adsorption device is a magnet, for example, the contact area between the wall surface and the magnet becomes smaller due to the local unevenness of the wall surface, and the magnetic force acting between the wall surface and the magnet becomes smaller. If the suction device is a suction cup, for example, air leakage occurs, the degree of vacuum does not increase, and the suction force also decreases. Yet another cause is the adhesion of foreign matter, including rust and iron powder, scattered on the wall surface to the adsorption device. This is because if the adsorption device is a magnet, for example, a gap is formed between the wall surface and the magnet due to adhesion of rust and iron powder, and the magnetic force acting between the wall surface and the magnet becomes smaller. If the suction device is, for example, a suction cup, foreign matter may enter the exhaust port of the suction cup, reducing the exhaust efficiency or blocking the exhaust port, resulting in an increase in the degree of vacuum and a decrease in the suction force. Therefore, in order for a wall adsorption mobile robot to automatically move without any problems, it is necessary to detect obstacles on the wall and avoid or remove them.
壁面上の障害物を検出する方法のひとつとして、テレビ
カメラ等の視覚情報を用いる方法がある。One method for detecting obstacles on a wall is to use visual information from a television camera or the like.
しかし、一般に移動の対象となる壁面は腐食や異物の付
着といった汚れが存在し、画像処理によって障害物を検
出するのには限界がある上壁面の表面性状や磁性まで検
出することはできない。However, the wall surface that is the object of movement generally has dirt such as corrosion or adhesion of foreign matter, and there is a limit to detecting obstacles using image processing, and it is not possible to detect the surface texture or magnetism of the upper wall surface.
また、壁面上の障害物を検出する別の方法として、壁面
の材料中を流れる渦電流を用いる方法がある。しかしこ
の方法では、材料内部や裏面の欠陥・異物まで検出して
しまい、材料表面の目的とする障害物を検出するのは不
可能である。加えて表面性状を検出することもできない
。Another method for detecting obstacles on a wall is to use eddy currents flowing through the material of the wall. However, this method detects defects and foreign objects inside the material and on the back surface, making it impossible to detect the target obstruction on the surface of the material. In addition, surface texture cannot be detected.
さらに、壁面上の障害物を検出する別の方法として、壁
面の凹凸高さを接触あるいは非接触の距離検出器を用い
て検出する方法もある。しかし、距離を測る際の基準位
置となるロボットの姿勢が一定しないため、正確な凹凸
の検出は難しい。また例えば、吸着装置に磁石や吸盤を
用いた移動ロボットでは、脚の接地面と壁の表面の形状
の一致の程度によって吸着能力が変化するため、壁の表
面の形状を知る必要がある。しかし、壁の表面の形状の
３次元情報を収集するのには多大な記憶装置と処理時間
を必要とする。またこの情報から当該壁面への吸着が安
全か危険であるかを判断するには、高度のパターン情報
処理を必要とするため、やはシ多大な記憶装置と処理時
間が不可欠となる。Furthermore, another method for detecting obstacles on a wall surface is to detect the height of irregularities on the wall surface using a contact or non-contact distance detector. However, since the robot's posture, which is the reference position when measuring distance, is not constant, it is difficult to accurately detect irregularities. For example, in a mobile robot that uses a magnet or a suction cup as an adsorption device, the adsorption ability changes depending on the degree of agreement between the shape of the ground contact surface of the leg and the wall surface, so it is necessary to know the shape of the wall surface. However, collecting three-dimensional information about the shape of the wall surface requires a large amount of storage and processing time. Furthermore, in order to determine from this information whether adsorption to the wall surface is safe or dangerous, sophisticated pattern information processing is required, which requires a large amount of storage equipment and processing time.
以上のように壁面への吸着に対する障害物を実時間で検
出する検出器としては、充分な性能のものが存在しない
のが現状である。As described above, the current situation is that there is no detector with sufficient performance for detecting obstacles to wall adhesion in real time.
本発明の目的は、移動ロゲット自らが壁面上の障害物を
検出して回避し、連続的に自動走行が可能な壁面吸着移
動ロボットを提供することにある。An object of the present invention is to provide a wall adsorption mobile robot in which the mobile robot itself detects and avoids obstacles on the wall, and is capable of continuous automatic movement.
本発明の原理を図を用いて説明する。第１図に本発明の
装置の構成を示す。壁面吸着移動ロボットは本体１と、
本体１に対して可動に支持された２個以上の脚２（４個
の脚の場合２ａ〜２ｄ）と、脚２を壁面に沿って移動さ
せる図中には示されていない押送９磯構とから成る。脚
２はそれぞれ移動対象とする壁面への吸着装置３（３３
〜３ｄ）を装備し、ロボット本体１は壁面への吸着が可
能となっている。また吸着装置３にはそれぞれ壁面への
吸着を検出する吸着検出装置４（４＆〜４ｄ）が設けて
あシ、各脚ごとに壁面吸着しているかどうかの信号が得
られる。The principle of the present invention will be explained using figures. FIG. 1 shows the configuration of the apparatus of the present invention. The wall suction mobile robot has a main body 1,
Two or more legs 2 (2a to 2d in the case of four legs) movably supported with respect to the main body 1, and a push-out 9 structure (not shown in the figure) for moving the legs 2 along the wall surface. It consists of Each leg 2 has a suction device 3 (33
~3d), and the robot main body 1 can be attached to a wall surface. Each of the suction devices 3 is provided with a suction detection device 4 (4&-4d) for detecting suction to the wall surface, and a signal indicating whether or not each leg is suctioned to the wall surface is obtained.
ロボット本体１が移動する場合は、壁面よシ少なくとも
１本の脚２例えば脚２ｂの吸着装置３ｂを壁面よシ離脱
させ、矢印５に示すように、図中に示されていない押送
９磯構によって脚２ｂを移動した後、再度壁面に吸着さ
せる。以上の動作をすべての脚について繰シ返すことに
よシ移動する。When the robot body 1 moves, the suction device 3b of at least one leg 2, e.g. After the legs 2b are moved by , they are made to stick to the wall again. Move by repeating the above movements for all legs.
壁面吸着移動口？ットは、第１図にブロック図として示
すような移動制御装置６によって制御される。移動制御
装置６は、吸着検出装置４からの信号を受け取る吸着検
出信号入力装置７と、吸着検出信号入力装置７からの信
号に基づいてロボット全体の動作や移動手段を決定する
移動計画作成装置８と、作成された移動計画に基づいて
ロ＆ット本体１に信号を出力する動作指令出力装置９と
、さらに口？ットが自己位置認識のために過去の移動径
路を記憶しておく移動経路記憶装置１０とから成る。Wall suction moving port? The cut is controlled by a movement control device 6 as shown in block diagram form in FIG. The movement control device 6 includes a suction detection signal input device 7 that receives signals from the suction detection device 4, and a movement plan creation device 8 that determines the movement of the entire robot and the means of movement based on the signals from the suction detection signal input device 7. , a motion command output device 9 that outputs a signal to the robot main body 1 based on the created movement plan, and a mouth? and a travel route storage device 10 for storing past travel routes for the vehicle to recognize its own position.
次に壁面吸着移動ロボットが移動する際の手順を、脚を
１歩移動方向に踏み出す基本動作について第２図に示し
た。基本動作の１周期は、開始ステップ２１で始まシ、
終了ステップ２７で終わる。Next, FIG. 2 shows the basic movement of the wall suction mobile robot in which it takes one step in the direction of movement. One cycle of the basic operation starts with a start step 21,
The process ends with a termination step 27.
手順が開始されると、まずはじめに脚２を踏み出して壁
面に吸着させる（処理ステ、／７’２２）。次に吸着検
出装置４からの信号が吸着検出信号入力装置７に取シ込
まれる（処理ステｙ ｆ２３ ）。次に移動計画作成装
置８は、吸着検出信号をもとに、脚２が壁面に吸着した
かどうかを判断する（判断ステップ２４）。判断ステッ
プ２４の結果、脚２が吸着していれば、終了ステップ２
７に直行し動作は終了する。When the procedure starts, first step the leg 2 and make it stick to the wall (processing step, /7'22). Next, the signal from the suction detection device 4 is input to the suction detection signal input device 7 (processing step f23). Next, the movement plan creation device 8 determines whether the leg 2 has attracted to the wall surface based on the attraction detection signal (determination step 24). As a result of judgment step 24, if leg 2 is adsorbed, end step 2
7 and the operation ends.
上記判断ステップ２４の結果、脚２が充分に吸着してい
なければ、脚２と壁面の間に障害物が存在すると推定し
、別に述べる手順に従って移動計画作成装置８は障害物
の種類を判別する（処理ステラｆ２５）。その結果、障
害物が線状障害物であるか、あるいは孤立障害物である
か、または吸着装置３への異物の付着であるかが判別さ
れる。As a result of the above judgment step 24, if the legs 2 are not sufficiently attracted, it is estimated that an obstacle exists between the legs 2 and the wall surface, and the movement planning device 8 determines the type of the obstacle according to the procedure described separately. (Processing Stella f25). As a result, it is determined whether the obstacle is a linear obstacle, an isolated obstacle, or a foreign object attached to the suction device 3.
さらに障害物の種類に応じた処理動作が移動計画作成装
置８で作成され、動作指令出力装置９を経て口がットが
動作する（処理ステップ２６）。以上の手順を経て基本
動作の１周期が終了する。Furthermore, a processing operation according to the type of obstacle is created by the movement plan creation device 8, and the mouth is operated via the action command output device 9 (processing step 26). One cycle of the basic operation is completed through the above steps.
次に障害物種類の判別手順を第３図を用いて説明する。Next, the procedure for determining the type of obstacle will be explained with reference to FIG.
障害物種類の判別手順は、開始ステップ３１、で始まシ
、終了ステップ３８で終わる。手順が開始されると、ま
ずはじめに脚２を最初に障害物を検出した領域の周辺に
吸着させてみる（処理ステラｆ３２）。これによって障
害物の分布状況を知ることができるので判断ステップ３
３によって障害物を分類する。線状に存在するものは処
理ステップ３４によって線状障害物と認識される。The obstacle type determination procedure begins at a start step 31 and ends at an end step 38. When the procedure is started, the leg 2 is first attached to the area around the area where the obstacle is detected (processing Stella f32). This allows us to know the distribution of obstacles, so we can determine step 3.
Classify obstacles according to 3. A linear obstacle is recognized as a linear obstacle by processing step 34.
孤立的に存在するものは処理ステップ３５によって局部
的障害物と認識する。広範囲にわたって存在する場合は
、吸着装置３に異物が付着している可能性がある。この
ため、−歩踏み出す以前に吸着していた部分に脚２を吸
着させてみて、吸着可能であれば障害物は孤立的障害物
、吸着不可能であれば処理ステラｆ３７によって異物の
付着と認識する（判断ステラｆ３６）。An isolated object is recognized as a local obstacle by processing step 35. If the foreign matter is present over a wide area, there is a possibility that the adsorption device 3 has foreign matter attached to it. For this reason, try to attach the leg 2 to the part that was attached before taking a step, and if it can be attached, the obstacle is an isolated obstacle, and if it cannot be attached, the processing Stella f37 recognizes it as a foreign object. (Judgment Stella f36).
最後に障害物に対する処理動゛作について第４図を用い
て説明する。対障害物処理動作の手順は、開始ステップ
４１で始まシ、終了ステップ４６で終わる。手順が開始
されると、まずはじめに判断ステップ４２によって、障
害物の種類に応じた処理に分類される。線状障害物につ
いては、処理ステップ４３によって回避または追従動作
がおこなわれる。孤立障害物については、処理ステラｆ
４４によって回避動作がおこなわれる。異物の付着に対
しては、処理ステップ４５によって除去動作がおこなわ
れる。以上の手順が移動計画作成装置８で生成され、動
作指令出力装置９を経てロゼツトを動作させる。Finally, processing operations for obstacles will be explained using FIG. 4. The procedure for the obstacle handling operation begins with a start step 41 and ends with an end step 46. When the procedure is started, first of all, a judgment step 42 classifies the process according to the type of obstacle. For linear obstacles, an avoidance or follow-up operation is performed in processing step 43. For isolated obstacles, processing Stella f
44, an avoidance operation is performed. A removal operation is performed in processing step 45 to remove foreign matter. The above procedure is generated by the movement plan creation device 8, and the rosette is operated via the motion command output device 9.
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第５図は、移動の対象とする壁面上に実際に存在する障
害物をまとめて示したものである。鉄板５１と鉄骨５２
から成るこの構造物の表面には、溶接線５３、ボルトの
頭５４、くぼみ５５、錆俸鉄粉５６、および組立て治具
跡５７が存在する。ロボットが移動する際には、これら
の障害物を回避あるいは除去する必要がある。FIG. 5 shows a summary of obstacles that actually exist on the wall surface to be moved. Steel plate 51 and steel frame 52
There are weld lines 53, bolt heads 54, depressions 55, rusted iron powder 56, and assembly jig marks 57 on the surface of this structure. When the robot moves, it is necessary to avoid or remove these obstacles.
本発明の一実施例として永久磁石吸着型の壁面吸着移動
ロゼツトの吸着装置を第６図に示す。永久磁石６１の両
端にはポールピース６２ａ 、 ６２ｂが取シ付けられ
ていて、ポールピース６２ｍ 、 ６２ｂの一端が壁面
６３に吸着する。その際の磁束の流れを磁束６４で示し
た。As an embodiment of the present invention, a permanent magnet type wall surface adsorption movable rosette adsorption device is shown in FIG. Pole pieces 62a and 62b are attached to both ends of the permanent magnet 61, and one ends of the pole pieces 62m and 62b are attracted to the wall surface 63. The flow of magnetic flux at that time is indicated by magnetic flux 64.
ポールピース６２ａとポールピース６２ｂの間に磁気セ
ンサ６５を配置しておくと、？−ルビース６２ａ、６２
ｂが壁面６３に関して着脱することにより磁気センサ６
５を通過する磁束の量が変化する。したがって磁気セン
サ６５の出力信号を観測していれば、ポールピース６２
ａ ｅ ６２ ｂの壁面への吸着状態、すなわちポー
ルピース６２ｍ、６２ｂと壁面６３０間の障害物の存在
を知ることができる。What happens if the magnetic sensor 65 is placed between the pole piece 62a and the pole piece 62b? -Rubys 62a, 62
By attaching and detaching b with respect to the wall surface 63, the magnetic sensor 6
The amount of magnetic flux passing through 5 changes. Therefore, if the output signal of the magnetic sensor 65 is observed, the pole piece 62
It is possible to know the adsorption state of a e 62 b to the wall surface, that is, the presence of an obstacle between the pole pieces 62 m, 62 b and the wall surface 630.
別の吸着装置の例として吸盤を用いた壁面吸着歩行移動
ロゼツトの吸着装置を第７図に示す。吸盤７１は配管７
２を経て図中には示されていまい真空−ングに接続され
ている。吸盤７１が壁面７４に吸着すると、吸盤７１の
内部の圧力が低下し、負圧センサ７３が動作する。した
がって負圧センサ７３の出力信号を観測していれば、吸
盤７１の壁面７４への吸着状態、すなわち吸盤７１と壁
面７４の間の障害物の存在を知ることができる。As another example of the suction device, FIG. 7 shows a suction device for a walking rosette that uses suction cups to suction a wall surface. The suction cup 71 is the pipe 7
2, which is not shown in the figure, is connected to a vacuum ring. When the suction cup 71 is attracted to the wall surface 74, the pressure inside the suction cup 71 decreases, and the negative pressure sensor 73 operates. Therefore, by observing the output signal of the negative pressure sensor 73, it is possible to know the adsorption state of the suction cup 71 to the wall surface 74, that is, the presence of an obstacle between the suction cup 71 and the wall surface 74.
次に障害物の種類の判断について実施例を述べる。第８
〜１０図は壁面上の局部的な凹凸に代表される孤立障害
物に関する例である。脚の吸着面の形状、および障害物
の形状がいずれも円で障害物の面積が脚の吸着面の面積
よシ小さいとき、孤立障害物は互いに重ならない最大限
３個の吸着領域内に含まれることになる。障害物を検出
した吸着領域は斜線を施して区別した。Next, an example of determining the type of obstacle will be described. 8th
Figures 1 to 10 are examples of isolated obstacles represented by local unevenness on a wall surface. When the shape of the suction surface of the leg and the shape of the obstacle are both circular and the area of the obstacle is smaller than the area of the suction surface of the leg, the isolated obstacle is included within a maximum of three suction areas that do not overlap with each other. It will be. Adsorption areas where obstacles were detected were distinguished by diagonal lines.
第８図は、障害物８１が最初の吸着領域８２の中に含ま
れてしまう例である。最初の吸着領域８２においては吸
着検出信号が発生しないため＼ロゼツトは脚２の下に障
害物があることを認識する。FIG. 8 shows an example in which an obstacle 81 is included in the first suction area 82. Since no suction detection signal is generated in the first suction area 82, the rosette recognizes that there is an obstacle under the leg 2.
次に障害物の種類・位置・形状ψ大きさを知るために、
最初の吸着領域８２の周囲に脚２を吸着させてみる。領
域８３〜８８では脚２は吸着するため、障害物が線状に
存在せず、孤立障害物であることがわかる。Next, in order to know the type, position, shape ψ size of the obstacle,
Try adsorbing the legs 2 around the first adsorption area 82. In regions 83 to 88, the leg 2 is attracted, so it can be seen that the obstacle does not exist in a linear manner and is an isolated obstacle.
第９図は、障害物９１が２つの吸着領域９２．９５の中
に含まれてしまう例でちる。最初の吸着領域９２におい
て障害物を発見すると、第８図の場合と同様に周辺の領
域９３〜９８に脚２を吸着させてみる。すると領域９５
において障害物を発見するので次に領域９５の周辺の領
域９９・１９０・１９１に脚２を吸着させてみる。結果
として障害物９１は領域９２と領域９５の中にのみ存在
し、その外へ伸びていないため、孤立障害物であること
がわかる。FIG. 9 shows an example in which an obstacle 91 is included in two adsorption areas 92,95. When an obstacle is found in the first suction area 92, the legs 2 are tried to be suctioned to the surrounding areas 93 to 98 as in the case of FIG. Then area 95
Since an obstacle is found in , next try attaching leg 2 to areas 99, 190, and 191 around area 95. As a result, the obstacle 91 exists only within the regions 92 and 95 and does not extend outside of them, so it can be seen that it is an isolated obstacle.
第１０図は、障害物１０１が３つの吸着領域１０２−１
０５・１０６の中に含まれる例である。この例において
も障害物は領域１０２・１０５−１０６の中にのみ存在
し、その外へ伸びていないため、やはシ弧立障害物であ
ることがわかる。FIG. 10 shows that the obstacle 101 is in three adsorption areas 102-1.
This is an example included in 05.106. In this example as well, the obstacle exists only within the areas 102, 105-106 and does not extend outside of it, so it can be seen that it is a shear-standing obstacle.
孤立障害物を認識した場合は、障害物の存在しない場所
に吸着して迂回することにょシ、移動を継続することが
できる。If it recognizes an isolated obstacle, it can continue moving by adhering to a location where the obstacle does not exist and taking a detour.
次に溶接線に代表される線状障害物を認識する方法を第
１１図・第１２図を用いて説明する。第１１図では、ま
ず最初の吸着領域１１３において障害物を発見すると、
順次周囲の吸着領域について脚２を吸着させてみる。す
ると領域１１２〜１１６について障害物が検出される。Next, a method for recognizing linear obstacles such as weld lines will be explained using FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, when an obstacle is found in the first adsorption area 113,
Attempt to suction the leg 2 in the surrounding suction areas one by one. Obstacles are then detected in areas 112-116.
障害物の存在する範囲は第８図〜第１０図の例と異なり
閉じた領域となっておらず、線状障害物すなわち溶接線
１１１と認識することができる。第１２図においても同
様に障害物の存在する範囲は領域１２２〜１２６で閉じ
た領域となっておらず、溶接線１２１を認識できる。Unlike the examples shown in FIGS. 8 to 10, the range in which the obstacle exists is not a closed area, and can be recognized as a linear obstacle, that is, a weld line 111. Similarly, in FIG. 12, the range where the obstacle exists is not a closed region between regions 122 to 126, and the weld line 121 can be recognized.
線状障害物として溶接線を例にとるなら、さらにいくつ
かの溶接線形状特有のパターンを応用することもできる
。すなわち溶接線は一般に、連続した直線あるいは曲線
とＴ字型のみで構成され、十字交叉・屈曲・行き止まシ
・近接した並列は存在しない。したがって連続した直線
・曲線・Ｔ字型と弧立障書物の区別ができるようにして
おけば、十分に両者を区別することができる。Taking a weld line as an example of a linear obstacle, some patterns specific to the shape of the weld line can also be applied. That is, the weld line generally consists of only continuous straight lines or curves and T-shapes, and there are no criss-crosses, bends, dead ends, or close parallel lines. Therefore, if you can distinguish between continuous straight lines, curves, and T-shapes, and standing blocks, you can sufficiently distinguish between the two.
線状障害物を認識した場合は、弧立障書物の場合と同様
に、障害物の存在しない場所に吸着して回避する。なお
溶接線検査のように溶接線に追従して移動する必要があ
る場合は、溶接線から一定の距離を越えて離れないよう
に移動してもよい。When it recognizes a linear obstacle, it avoids it by adsorbing it to a place where the obstacle does not exist, as in the case of a standing obstacle. Note that when it is necessary to move following the weld line, such as when inspecting the weld line, the movement may be made so as not to move beyond a certain distance from the weld line.
次に吸着装置３に異物が付着した場合の認識方法につい
て第１３図から第１６図に順に示した。Next, a method for recognizing foreign matter attached to the suction device 3 is shown in FIG. 13 to FIG. 16 in order.
第１３図は、壁面吸着歩行移動ロボット装置の１本の脚
１３１が壁面１３２に吸着している状態である。脚１３
１の移動方向には異物１３３が存在する。脚１３１を移
動させるには、脚１３１を固定しているフレーム１３４
を動かせばよい。FIG. 13 shows a state in which one leg 131 of the wall suction walking mobile robot device is suctioned to a wall surface 132. leg 13
A foreign object 133 exists in the moving direction of 1. To move the legs 131, move the frame 134 that fixes the legs 131.
All you have to do is move it.
第１４図は、脚１３１を一歩踏み出して壁面１３２に吸
着させようとしたところ、異物１４３が付着した状態で
ある。脚１４１と壁面１４２の間に間隙が発生して十分
に吸着せず、障害物を検出した状態となる。FIG. 14 shows a state in which a foreign object 143 is attached when the user takes a step with the leg 131 and attempts to attach it to the wall surface 132. A gap is generated between the leg 141 and the wall surface 142, and sufficient adsorption is not achieved, resulting in a state in which an obstacle is detected.
第１５図は、脚１５１を壁面１５６からいったん離して
、最初に障害物を検出した領域１５４の周辺の領域１５
３・１５５に脚１５１を吸着させた状態である。周辺の
領域１５３・１５５でも脚１５１は吸着せず、障害物を
検出した状態となる。FIG. 15 shows a region 15 around a region 154 where an obstacle was first detected after the leg 151 is once separated from the wall surface 156.
This is a state in which the leg 151 is attached to 3.155. The leg 151 is not attracted to the surrounding areas 153 and 155, and an obstacle is detected.
第１６図は、−歩以前に吸着していた位置へ脚１６１を
吸着させた状態である。このとき、第１４図・第１５図
の場面で障害物を検出した原因が異物の付着であれば、
脚１６１と壁面１６２の間に異物１６３が存在して吸着
しない。障害物が異物の付着でなく、単なる壁面の凹凸
であれば、脚１６１は壁面１６２に吸着するはずである
。したがって壁面の凹凸と異物の付着は明確に区別する
ことができる。FIG. 16 shows a state in which the leg 161 is attracted to the position where it was attracted before the -step. At this time, if the cause of the detection of the obstacle in the scenes shown in Figures 14 and 15 is the attachment of foreign matter,
A foreign object 163 exists between the leg 161 and the wall surface 162 and is not attracted. If the obstacle is not the adhesion of foreign matter but simply irregularities on the wall surface, the legs 161 should be attracted to the wall surface 162. Therefore, the unevenness of the wall surface and the adhesion of foreign matter can be clearly distinguished.
最後に異物の付着を検出した際の処置について述べる。Finally, we will discuss what to do when foreign matter is detected.
異物の付着の場合は、壁面の凹凸の場合と異なシ、壁面
のあらゆる部分に対して吸着不能となるために回避動作
をとることができず、異物の除去が必要となる。吸着装
置が磁石である時には、鉄粉・錆が付着するが、これは
例えば圧縮空気を吹きつけることによシ除去できる。吸
着装置が吸盤の場合には、排気口に異物つまるため、排
気口からいったん逆に空気を吹き出せばよい。以上の処
理によって付着した異物を除去できる。In the case of adhesion of foreign matter, unlike the case of irregularities on the wall surface, it is impossible to adsorb to any part of the wall surface, so avoidance action cannot be taken, and the foreign matter must be removed. When the adsorption device is a magnet, iron powder and rust adhere to it, but this can be removed, for example, by blowing compressed air. If the suction device is a suction cup, the exhaust port will be clogged with foreign matter, so air can be blown out from the exhaust port in the opposite direction. By the above processing, attached foreign matter can be removed.
本発明によれば、溶接線のよう力線状障害物、局部的な
凹凸のような弧立障書物、異物の付着といった吸着動作
に対する障害を、吸着検出装置以外の検出器を用いるこ
となく検出することが可能となる。その結果、汚れ・異
物・水やばいじんといった悪環境中での自動的な移動が
可能となる。According to the present invention, obstacles to the suction operation, such as line-of-force obstacles such as weld lines, uneven books such as local irregularities, and adhesion of foreign objects, can be detected without using any detector other than the suction detection device. It becomes possible to do so. As a result, automatic movement becomes possible in adverse environments such as dirt, foreign objects, water, and dust.
また、吸着装置が壁面に対して吸着可能かどうかは壁面
吸着移動ロボット装置にとって最も重要な情報でアシ、
動作の目的そのものを検出するため直接的で、吸着の信
頼性が高くなる。Also, whether the suction device can suction to the wall surface is the most important information for the wall suction mobile robot device.
Since the purpose of the movement itself is detected, it is direct and the reliability of suction is high.
さらに、車輪型吸着装置を用いた移動機構と、車輪型吸
着装置の壁面に対する吸着検出装置を用いることによシ
、車輪走行をおこなう移動ロデットで障害物の検出と回
避ができる。また無限軌道型の吸着装置を用いた移動機
構と、当該吸着装置の壁面に対する吸着検出装置を用い
ることによシ、無限軌道型の壁面吸着移動ロゲットで障
害物の検出と回避ができる。Furthermore, by using a moving mechanism using a wheel-type suction device and a suction detection device for the wall surface of the wheel-type suction device, it is possible to detect and avoid obstacles in a mobile rodet that runs on wheels. Further, by using a moving mechanism using an endless track type suction device and a suction detection device for the wall surface of the suction device, it is possible to detect and avoid obstacles with the endless track type wall suction movable logget.
また、吸着装置と吸着検出装置の組合わせとして磁石と
磁気センサの組合わせ及び吸盤と負圧センサの組合わせ
について説明したが、同効の機能を有するものであれば
他の組合わせも等しく本発明に使用することができる。In addition, although we have explained the combination of a magnet and a magnetic sensor and the combination of a suction cup and a negative pressure sensor as combinations of a suction device and a suction detection device, other combinations are equally valid as long as they have the same function. Can be used for inventions.
たとえば、物体同士の粘着と剥離が検出できる検出装置
を用いれば、粘着力によって壁面に係止するロボット装
置が実現できる。壁面の凹凸を把持して壁面に係止する
ロボット装置では、把持できたかどうかを知る検出装置
を用いればよい。すなわち、あらゆる吸着装置と、その
吸着検出装置の組み合わせを用いて壁面吸着移動ロボッ
ト装置が実現できる。For example, by using a detection device that can detect adhesion and separation between objects, it is possible to realize a robot device that locks onto a wall surface using adhesive force. In a robot device that grasps the irregularities of a wall surface and locks it to the wall surface, a detection device that detects whether or not the robot is able to grasp the uneven surface may be used. That is, a wall suction mobile robot device can be realized using a combination of any suction device and its suction detection device.
第１図は本発明による壁面、吸着移動ロボット装置の構
成を示す概略図、第２図ないし第４図は第一１図に示す
移動制御装置による移動計画作成手順の説明図、第５図
はロボット装置が移動すべき壁面と、該壁面上の障害物
を示す概略図、第６図及び第７図は吸着装置と吸着検出
装置の組合わせの異なる例を示す説明図、第８図ないし
第１０図は弧立障書物の認識方法の説明図、第１１図及
び第１２図は線状障害物の認識方法の説明図、第１３図
ないし第１６図は異物付着の認識方法の説明図である。
１・・・ロゼツト本体 ２・・・脚３・・・吸着装
置 ４・・・吸着検出装置６・・・移動制御装
置 ６１・・・磁石６３・・・壁面 ６
５・・・磁気センサ７１・・・吸盤 ７３・
・・負圧センサ７４・・・壁面。
−第１図FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a wall suction mobile robot device according to the present invention, FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams of a movement plan creation procedure by the movement control device shown in FIG. 11, and FIG. 6 and 7 are explanatory diagrams showing different examples of combinations of a suction device and a suction detection device, and FIGS. Figure 10 is an explanatory diagram of a method for recognizing a standing obstacle book, Figures 11 and 12 are explanatory diagrams of a method of recognizing linear obstacles, and Figures 13 to 16 are explanatory diagrams of a method of recognizing foreign matter adhesion. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rosette body 2... Leg 3... Adsorption device 4... Adsorption detection device 6... Movement control device 61... Magnet 63... Wall surface 6
5... Magnetic sensor 71... Suction cup 73.
...Negative pressure sensor 74...Wall surface. -Figure 1
Claims (1)
装備した少なくとも２個以上の脚と、これらの脚を交互
に壁面に沿って移動させるための脚移動機構とを有する
移動ロボット装置において、前記吸着装置に組合わせて
該吸着装置が壁面に吸着したことを検出する吸着検出装
置と、該吸着検出装置から得られる情報に基づき壁面上
の障害物の種類及び分布状態を弁別して移動計画を作成
する移動制御装置とを設けたことを特徴とする壁面吸着
移動ロボット装置。 ２、前記吸着装置と前記吸着検出装置の組合わせは、磁
石装置と磁気センサーの組合わせであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の壁面吸着移動ロボット
装置。 ３、前記吸着装置と前記吸着検出装置の組合わせは、吸
盤装置と負圧センサーの組合わせであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の壁面吸着移動ロボット
装置。 ４、前記移動制御装置は、前記吸着検出装置からの信号
を受け取る吸着検出信号入力装置と、該入力装置からの
信号に基づいてロボット全体の動作や移動手順を決定す
る移動計画作成装置と、作成された移動計画に基づいて
ロボット本体に信号を出力する動作指令出力装置と、ロ
ボットに過去の移動径路を記憶保持させる移動経路記憶
装置とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の壁面吸着移動ロボット装置。 ５、前記移動制御による壁面上障害物の種類と分布状態
の弁別は、移動を目的として吸着すべき壁面上の部分の
周辺領域に対し、脚を一ないし数回移動し、該移動の都
度前記吸着検出装置により前記吸着装置が壁面に吸着し
たか否かを検出することで行なわれることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の壁面吸着移動ロボット装
置。[Claims] 1. At least two legs equipped with suction devices capable of adsorbing and detaching from a wall surface to be moved, and a leg moving mechanism for alternately moving these legs along the wall surface. a suction detection device that is combined with the suction device to detect that the suction device is suctioned to a wall surface; and a type and distribution of obstacles on the wall surface based on information obtained from the suction detection device. 1. A wall suction mobile robot device comprising a movement control device that discriminates the state and creates a movement plan. 2. The wall adsorption mobile robot device according to claim 1, wherein the combination of the adsorption device and the adsorption detection device is a combination of a magnet device and a magnetic sensor. 3. The wall suction mobile robot device according to claim 1, wherein the combination of the suction device and the suction detection device is a combination of a suction cup device and a negative pressure sensor. 4. The movement control device includes a suction detection signal input device that receives a signal from the suction detection device, a movement plan creation device that determines the movement and movement procedure of the entire robot based on the signal from the input device, and Claim 1 is characterized in that the robot comprises a motion command output device that outputs a signal to the robot body based on the determined movement plan, and a movement path storage device that causes the robot to memorize and retain past movement paths. The wall suction mobile robot device described. 5. Discrimination of the type and distribution state of obstacles on the wall by the movement control is carried out by moving the legs once or several times to the surrounding area of the part on the wall to be picked up for the purpose of movement, and each time the movement The wall suction mobile robot device according to claim 1, wherein the suction detection device detects whether or not the suction device has suctioned to the wall surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153305A JPS6215178A (en) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Wall-surface adsorption transferring robot apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153305A JPS6215178A (en) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Wall-surface adsorption transferring robot apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215178A true JPS6215178A (en) | 1987-01-23 |
Family
ID=15559574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153305A Pending JPS6215178A (en) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Wall-surface adsorption transferring robot apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6215178A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101851A (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | Ichimaru Pharcos Co Ltd | Protein derived water-soluble substance showing neither bitterness for fishy smell |
| CN106926912A (en) * | 2017-03-23 | 2017-07-07 | 西北师范大学 | A kind of magnetic force distribution absorption type three-wheel climbing robot |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP60153305A patent/JPS6215178A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101851A (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | Ichimaru Pharcos Co Ltd | Protein derived water-soluble substance showing neither bitterness for fishy smell |
| CN106926912A (en) * | 2017-03-23 | 2017-07-07 | 西北师范大学 | A kind of magnetic force distribution absorption type three-wheel climbing robot |
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