壁走行装置

【課題】吸着力を確保し、地上のポンプなどとの間のホースを必要としない走行装置を提供する。
【手段】壁面走行装置は、ポンプモータ３６ａによって吸着パッドを吸着する。その際、ＣＰＵ７２ａは、ポンプの負荷電流を監視する。負荷電流が所定値を超えていれば、吸着が成功したと判断し、そうでなければ吸着が不十分であると判断する。所定時間が経過すると、再度、上記の吸着処理を繰り返す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物などの壁を自走して、検査や補修などを行う走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物の外壁などの検査や補修を行うためには、作業員が作業を行うための足場を組む必要があり、時間や費用を要していた。この問題を解決するために、壁面を自走する装置の提案がなされている。たとえば、中空のローラに多数の孔を設け、ローラ内の空気を吸気することにより、壁面に吸い付きながら走行する装置が提案されている。
【０００３】
また、特許文献１には、真空吸着パッドによって壁面を走行する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３８３０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中空ローラを用いた装置では、吸着のためのポンプが大型であり、走行装置とは別に、地上にポンプを設けなければならなかった。このため、地上のポンプと走行装置をつなぐホースが必要であり、走行装置の自由な走行が妨げられていた。また、ローラに多数の穴を開けて吸着する構造であるため、吸着力が十分でないという問題もあった。
【０００６】
また、特許文献１の装置では、真空パッドによる吸着が確実に行われずに、装置が落下するおそれがあった。また、地上にポンプを設けなければならなかった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決して、吸着力を確保し、地上のポンプなどとの間のホースを必要としない走行装置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】
【０００８】
(1)この発明による壁面走行装置は、駆動部によって回転させられる履帯と、履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、吸気排気部を制御する制御手段とを備えた壁走行装置であって、前記制御手段は、履帯の回転により吸着部が壁面に到達したことを検出する吸着部位置第１センサからの検出信号を受けると、吸気排気部を制御して、当該吸着部に対して吸気を行う吸気制御手段と、吸気排気部の駆動力を監視することにより、前記吸気制御手段の制御による吸気によって当該吸着部が壁面に吸着したかどうかを確認する吸着確認手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
したがって、壁面への吸着状態を確認しつつ、走行を行うことができる。
【００１０】
(2)この発明による壁面走行装置は、駆動部によって回転させられる履帯と、履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、吸気排気部を制御する制御手段とを備えた壁走行装置であって、前記吸気排気部は、非接続通気口と接続通気口を備え、モータによってピストンの往復運動を行う第１のポンプと、非接続通気口と接続通気口を備え、モータによって、第１のポンプのピストンと逆となるようにピストンの往復運動を行う第２のポンプと、前記第１のポンプの接続通気口と前記第２のポンプの接続通気口を連通させる連通管と、連通管と複数の吸着部とを接続する接続管とを備えており、前記制御手段は、第１のポンプのピストンがシリンダ底面に近づくように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第２のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第１のポンプのピストンがシリンダ底面から遠ざかるように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第２のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じることによって、吸着部に対して吸気を行うように制御し、前記制御手段は、第１のポンプのピストンがシリンダ底面に近づくように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第２のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第１のポンプのピストンがシリンダ底面から遠ざかるように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第２のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開くことによって、吸着部に対して排気を行うように制御することを特徴としている。
【００１１】
したがって、効率的に、吸気と排気を行うことができる。
【００１２】
(3)この発明の壁走行装置は、前記制御手段は、履帯の回転により吸着部が壁面に到達したことを検出する吸着部位置第１センサからの検出信号を受けると、吸気排気部を制御して、当該吸着部に対して吸気を行う吸気制御手段と、吸気排気部のモータの電流を監視することにより、前記吸気制御手段の制御による吸気によって当該吸着部が壁面に吸着したかどうかを確認する吸着確認手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
したがって、壁面への吸着状態を確認しつつ、走行を行うことができる。
【００１４】
(4)この発明の壁走行装置は、制御手段は、接続管と吸着部の開閉を制御することにより、特定の吸着部に対して、吸気または排気を行うことを特徴としている。
【００１５】
したがって、１つの吸気排気部によって複数の吸着部に対し、吸気と排気を行うことができる。
【００１６】
(5)この発明の壁走行装置は、制御手段は、吸着部が壁面に接している間、所定間隔で吸気制御手段と吸着確認手段による動作を繰り返すことを特徴としている。
【００１７】
したがって、より確実に、壁面に対する吸着を行うことができる。
【００１８】
(6)この発明の壁走行装置は、壁面の検査データを取得する取得手段と、当該取得した検査データを、地上の検査データ解析のためのコンピュータに送信する検査データ送信手段とを備えている。
【００１９】
したがって、壁走行装置によってデータを取得し、地上のコンピュータによって解析を行うことができる。
【００２０】
(7)この発明のシステムは、壁走行装置と、地上制御装置を備えたシステムであって、
前記壁走行装置は、駆動部によって回転させられる２つの履帯と、履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、吸気排気部を制御するとともに、２つの履帯を駆動する駆動部を制御して進行方向を制御する制御手段と、位置検出用の放射を受けて自らの位置を検出する装置位置検出手段とを備えた壁走行装置とを備え、
前記地上制御装置は、予め定められた壁走行装置の走行ルートを記録する記録部と、装置位置検出手段によって検出された壁走行装置の位置と、記録された走行ルートとに基づいて、壁走行装置の制御手段に対して、走行方向を指示する走行方向指示部とを備えている。
【００２１】
したがって、壁走行装置は、定められたルートにつき自らの位置を修正しながら進むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態による壁走行装置２の外観図である。
【図２】履帯８ａと吸着パッド位置センサ８１ａとマグネット８３ａ、８５ａの関係を示す図である。
【図３】吸着パッド１２ａを示す図である。
【図４】ポンプ部２６付近の構造を示す図である。
【図５】ポンプ部２６の内部構造を示す図である。
【図６】全体の回路構成を示す図である。
【図７】子制御回路７０ａのハードウエア構成である。
【図８】子制御回路７０ａの動作を説明するための図である。
【図９】吸着制御プログラム８７ａのフローチャートである。
【図１０】吸着制御プログラム８７ａのフローチャートである。
【図１１】吸着対象フラグの例である。
【図１２】吸着処理の詳細を示す図である。
【図１３】吸着パッド１２ａの吸着が成功したか失敗したかを示す記録である。
【図１４】廃棄処理のフローチャートである。
【図１５】親制御回路２０のハードウエア構成である。
【図１６】制御プログラム９５のフローチャートである。
【図１７】検査装置の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
１．壁走行装置の外観および機械的構造
1.1外観および履帯の構造
図１に、この発明の一実施形態による壁走行装置２の外観を示す。壁走行装置２の前進進行方向４に向かって左右に、履帯シャーシ６ａ、６ｂが設けられている。履帯シャーシ６ａ、６ｂの中には、それぞれ、一対の履帯８ａ、８ａおよび８ｂ、８ｂが設けられており、履帯シャーシ６ａ、６ｂの底面は開放されており、履帯８ａ、８ａおよび８ｂ、８ｂが露出するようになっている。
【００２４】
一対の履帯８ａ、８ａおよび８ｂ、８ｂの外周には、それぞれ、吸着パッド１２ａ、１２ｂが設けられている。なお、図１においては、内部構造を説明するため、進行方向右側の吸着パッド１２ａは、図示していない。
【００２５】
以下、進行方向右側の履帯８ａ、８ａについて、その構造を説明する。一対の履帯８ａ、８ａは、連結軸１０ａによって連結された一対の回転板１４ａ、１４ａに係合されている。回転板１４ａ、１４ａの外周には、歯車が設けられており、これにより履帯８ａ、８ａと係合がなされている。連結軸１０ａは、履帯シャーシ６ａの側壁に、ベアリングにより回転可能に軸支されている。なお、図２Ａに示すように、前進進行方向４に関しての前方端だけでなく、後方端にも、同様の回転板１５ａ、１５ａが設けられている。
【００２６】
履帯８ａ、８ａは、前方端の回転板１４ａ、１４ａと、後方端の回転板１５ａ、１５ａとの間に張架され、これら回転板１４ａ、１４ａ、１５ａ、１５ａに係合されている。図１に示すように、前方端の回転板１４ａ、１４ａの回転軸１０ａには、ギア（図示せず）を介してモータ１６ａが接続されている。したがって、モータ１６ａが回転すると、履帯８ａ、８ａおよび吸着パッド１２ａも回転し、前方端の回転板１４ａ、１４ａと後方端の回転板１５ａ、１５ａの間の吸着パッド１２ａが移動することになる。このようにして、無限軌道が形成されている。なお、モータ１６ａは、履帯シャーシ６ａに装着されている。
【００２７】
また、進行方向左側の履帯８ｂ、８ｂも上記と同じ構造により、無限軌道とされている。
【００２８】
左右の履帯シャーシ６ａ、６ｂの間には、本体基板１８が設けられている。本体基板１８は、４カ所に設けられたゴムブッシュ１５０を介して、履帯シャーシ６ａ、６ｂに取り付けられている。図１においては、後方端の回転板１５ａ、１５ｂの近傍に設けられたゴムブッシュ１５０のみを示しているが、前方端の回転板１４ａ、１４ｂの近傍にも設けられている。
【００２９】
ゴムブッシュ１５０を設けることにより、壁走行装置２が左右に曲がって進行する場合などにおいても、余裕を持つことができる。
【００３０】
本体基板１８上には、親制御回路２０、前方障害物センサ２２、後方障害物センサ２４、検査装置や補修装置（図示せず）が搭載されている。
【００３１】
1.2吸着機構
図３に、吸着パッド１２ａ近傍の構造を示す。この実施形態では、一列に３つの吸着パッド１２ａが設けられている。図３Ａは正面から見た図であり、図３Ｂはその側面図である。
【００３２】
吸着パッド１２ａは、吸引部１３ａから吸引を行うことで、その吸着力を高めることが可能に構成されている（真空吸着パッド）。吸引部１３ａは、電磁弁１７ａを介して、接続口１９ａに接続されている。電磁弁１７ａを開くと、吸引部１３ａと接続口１９ａが連通し、電磁弁１７ｂを閉じると、連通が遮断される。接続口１９ａには、後述のようにポンプが接続されるので、電磁弁１７ａを開いて、ポンプで吸引を行うことにより、吸着力を高めることができる。
【００３３】
なお、上記では、右側の吸着パッド１２ａについて説明したが、左側の吸着パッド１２ｂについても同様の構造となっている。
【００３４】
図４に、ポンプ部２６の取り付け構造を示す。ポンプ部２６は、履帯８ａに設けられたステー９ａによって、履帯８ａに固定されている。したがって、ポンプ部２６は、履帯８ａとともに移動・回転する。
【００３５】
図４Ａは、履帯シャーシ１６ａの上部を取り除いた場合の平面図である。図４Ａに現れている履帯シャーシ１６ａの側壁は、本体基板１８に近い側の側壁である。
【００３６】
図４Ｂは、正面図である。履帯シャーシ１６ａの側壁には、ポンプ部２６に電源を供給するための、電源ラインＶＣＣ、グランドラインＧＮＤが設けられている。また、信号をやりとりするための信号ラインＳＧも設けられている。なお、図においては、信号ラインＳＧは１本だけとしているが、用いる通信規格に応じて、必要本数を設ける必要がある。これらのラインは、メッキや印刷などによって形成することができる。
【００３７】
図４Ｃの側面図に示すように、ポンプ部２６ａと電源ラインＶＣＣ、グランドラインＧＮＤ、信号ラインＳＧとの間の接続には、摺動接触子２８ａ、２９ａ、３０ａが用いられる。したがって、ポンプ部２６ａが移動しても、各ラインとの接触が保たれる。
【００３８】
この実施形態においては、ポンプ部２６ａは、３列の吸着パッド１２ａ（つまり、３×３＝９個）に対して１つ設けられている。
【００３９】
なお、左側の履帯８ｂに対しても、同様の構造のポンプ部２６ｂが設けられている。
【００４０】
図５に、ポンプ部２６ａに収納されたポンプの構造を示す。図５Ａが正面図、図５Ｂが側面図である。第１のポンプ３２ａおよび第２のポンプ３４ａが設けられている。ポンプモータ３６ａが回転すると、スライダ板３８ａ、４０ａが回転する。スライダ板３８ａ、４０ａには、ジョイント４２ａ、４４ａの一端が接続されている。また、ジョイント４２ａ、４４ａの他端には、シャフト４６ａ、４８ａが接続されている。
【００４１】
したがって、スライダ板３８ａ、４０ａが回転すると、第１のポンプ３２ａ、第２のポンプ３４ａのピストンが上下することになる。なお、図５に示すように、第１のポンプ３２ａのピストンと第２のポンプ３４ａのピストンは、１８０度の位相差を持って上下する。
【００４２】
なお、第１のポンプ３２ａのピストンと第２のポンプ３４ａのピストンの位置は、上センサＳＵ１、下センサＳＤ１、上センサＳＵ２、下センサＳＤ２によって検出することができる。センサとしては、近接センサなどを用いることができる。
【００４３】
第１のポンプ３２ａには、非接続通気口５０ａと接続通気口５２ａが設けられている。非接続通気口５０ａには電磁弁５８ａが設けられ、接続通気口５２ａには電磁弁６０ａが設けられている。電磁弁５８ａ、６０ａの開閉を制御することにより、いずれの通気口５０ａ、５２ａから吸気するか（排気するか）を切り換えることができる。たとえば、ピストンが上方向に移動する際に、電磁弁５８ａを閉じ、電磁弁６０ａを開くと、接続通気口５２ａから吸気が行われることになる。
【００４４】
第２のポンプ３４ａには、接続通気口５４ａと非接続通気口５６ａが設けられている。接続通気口５４ａには電磁弁６２ａが設けられ、非接続通気口５６ａには電磁弁６４ａが設けられている。電磁弁６２ａ、６４ａの開閉を制御することにより、いずれの通気口５４ａ、５６ａから吸気するか（排気するか）を切り換えることができる。
【００４５】
第１のポンプ３２ａの接続通気口５２ａと第２のポンプ３４ａの接続通気口５４ａは、連通管６６ａによって連通されている。連通管６６ａには、図３に示す吸着パッド１２ａおよび電磁弁１７ａが接続されている。図５Ａに示すように、３つの電磁弁１７ａおよび吸着パッド１２ａが、連通管６６ａに直接接続されている。
【００４６】
前述のように、この実施形態では、１つのポンプ部２６ａにより、９個の吸着パッド１２ａの吸排気を処理するようにしている。つまり、図５Ａに示す３つの吸着パッド１２ａだけでなく、図５Ｂに示すように、前後６つの吸着パッド１２ａについても吸排気を処理するようにしている。そこで、図５Ｂに示すように、連通管６６ａの前後には、３つずつ合計６個の通気口７５ａが設けられている。これらの通気口７５ａは、チューブ７７ａによっって、前後の吸着パッド１２ａの電磁弁１７ａの接続口１９ａに接続される。
【００４７】
したがって、この実施形態では、１つのポンプ部２６ａによって、９個の吸着パッド１２ａに対して、吸着・排気を行うことができる。
【００４８】
たとえば、吸着パッド１２ａに対して吸気を行う場合には、第１のポンプ３２ａのピストンの下降時（第２のポンプ３４ａのピストンの上昇時）に、非接続通気口５０ａを開き、接続通気口５２ａを閉じ、非接続通気口５６ａを閉じ、接続通気口５４ａを開く。さらに、第１のポンプ３２ａのピストンの上昇時（第２のポンプ３４ａのピストンの下降時）に、非接続通気口５０ａを閉じ、接続通気口５２ａを開き、非接続通気口５６ａを開き、接続通気口５４ａを閉じる。このようにすることで、連続的に吸気を行うことができる。
【００４９】
また、吸着パッド１２ａに対して排気を行う場合には、第１のポンプ３２ａのピストンの下降時（第２のポンプ３４ａのピストンの上昇時）に、非接続通気口５０ａを閉じ、接続通気口５２ａを開き、非接続通気口５６ａを開き、接続通気口５４ａを閉じる。さらに、第１のポンプ３２ａのピストンの上昇時（第２のポンプ３４ａのピストンの下降時）に、非接続通気口５０ａを開き、接続通気口５２ａを閉じ、非接続通気口５６ａを閉じ、接続通気口５４ａを開く。このようにすることで、連続的に排気を行うことができる。
【００５０】
なお、図示していないが、ポンプ部２６ａには、子制御回路も収納されている。
【００５１】
２．子制御回路
2.1子制御回路のハードウエア構成
図６に、回路構成を示す。本体基板１８に設けられた親制御回路２０と、左右の履帯８ａ、８ｂに設けられた子制御回路７０ａ、７０ｂは、信号ラインＳＧ（図４参照）を介して接続されている。
【００５２】
子制御回路７０ａ、７０ｂは、担当する吸着パッド１２ａ、１２ｂの吸着制御を行う。親制御回路２０は、装置全体の走行制御や、吸着パッド１２ａ、１２ｂ全体の吸着状態の監視などを行う。
【００５３】
図７に、子制御回路７０ａのハードウエア構成を示す。ＣＰＵ７２ａには、ＲＡＭ７４ａ、ＲＯＭ７６ａ、通信回路７８ａが接続されている。ＲＯＭ７６ａには、吸着制御プログラム８７ａが記録されている。通信回路７８ａは、信号ラインＳＧを介して、親制御回路２０と通信を行うためのものである。
【００５４】
また、第１のポンプ３２ａに設けられた上センサＳＵ１、下センサＳＤ１、非接続通気口電磁弁５８ａ、接続通気口電磁弁６０ａ、第２のポンプ３４ａに設けられた上センサＳＵ２、下センサＳＤ２、接続通気口電磁弁６２ａ、非接続通気口電磁弁６４ａが接続されている。さらに、ポンプモータ３６ａを駆動するポンプモータドライバ３７ａ、ポンプモータ３６ａの負荷電流を検出する負荷電流センサ３９ａが接続されている。
【００５５】
また、図２Ａに示すように、各列の吸着パッド１２ａに対し、吸着パッド位置センサ８１ａが設けられている。この実施形態では、この吸着パッド位置センサ８１ａは、磁気センサとして構成されている。一方、図２Ｂに示すように、履帯シャーシ６ａの内壁には、前部マグネット８３ａ、後部マグネット８５ａ、８５ａが設けられている。したがって、これらマグネットの位置に吸着パッド位置センサ８１ａが近接すると、吸着パッド位置センサ８１ａは検出出力を出すので、当該吸着パッド１２ａが、壁に接して吸着を開始すべき位置に到達したこと、あるいは、壁から離れようとしている位置に到達したことを検出することができる。この実施形態では、前部マグネット８３ａの検出により壁に接したことを検知し、後部マグネット８５ａ、８５ａの検出により壁から離れようとしていることを検知するようにしている。なお、前部マグネット８３ａは１つ、後部マグネット８５ａ、８５ａは２つ設けられているので、これを区別して検出することができる。
【００５６】
図７に示すように、ＣＰＵ７２ａには、上述の吸着パッド位置センサ８１ａが接続されている。なお、この実施形態では、１つのポンプ部２６ａによって、３列の吸着パッド１２ａの位置を検出するようにしているので、吸着パッド位置センサ８１ａは、３つ接続されている。
【００５７】
2.2吸着制御プログラム８７ａの処理フローチャート
(1)吸着開始処理
図９、図１０に、吸着制御プログラム８７ａのフローチャートを示す。この処理を説明するにあたり、壁走行装置２は前進しているものとして、図８を参照しながら行う。図８Ａは、履帯８ａを側面から見た図である。図８Ｂは、吸着パッド１２ａとマグネット８３ａ、８５ａと吸着パッド位置センサ８１ａ−１、８１ａ−２、８１ａ−３のみを示す、底面図である。図８Ｂにおいては、吸着パッド１２ａの位置を、Ｐ11、Ｐ12・・・Ｐ33として示している。
【００５８】
図８Ｂに示されるように、吸着パッド１２ａは、１列３個で３列分を１つのグループとして、ポンプ部２６ａによって管理される。図においては、グループα1、α2・・・が示されている。また、図において、真円で示されている吸着パッド１２ａは壁面に吸着可能に接しており、楕円で示されている吸着パッド１２ａは壁面に吸着可能には接していないことを表している。
【００５９】
以下においては、図８Ｂのグループα1の吸着パッド１２ａを制御する吸着制御プログラム８７ａを例として説明を行う。図９のフローチャートにおいて、ＣＰＵ７２ａは、吸着パッド１２ａが吸着開始位置に来たかどうかを判断する（ステップＳ１）。たとえば、図８Ｂに示すように、１列目の吸着パッド１２ａ（Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13）が吸着開始位置にくると、吸着パッド位置センサ８１ａ−１がオンとなる。ＣＰＵ７２ａは、これを検出して、１列目の吸着パッド１２ａ（Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13）が吸着開始位置に来たと判断する。以下、Ｐ11に位置する吸着パッド１２ａを吸着パッドＰ11、Ｐ12に位置する吸着パッド１２ａを吸着パッドＰ12、Ｐ13に位置する吸着パッド１２ａを吸着パッドＰ13などと呼ぶこととする。
【００６０】
吸着パッド１２ａが吸着開始位置に来たことを検出すると、ＣＰＵ７２ａは、当該列に対して、吸着対象フラグを立てる（ステップＳ２）。ここでは、図１１に示すように、一列目に対して、吸着対象フラグを立てる（「１」とする）。
【００６１】
次に、ＣＰＵ７２ａは、吸着処理を行う（ステップＳ３）。この吸着処理の詳細を、図１２に示す。ＣＰＵ７２ａは、まず、最も内側の吸着パッドＰx1を対象パッドとする。ここでは、図８に示す吸着パッドＰ11が対象パッドとなる。
【００６２】
続いて、ＣＰＵ７２ａは、対象パッドである吸着パッドＰ11の電磁弁１７ａ（図３参照）を開き、その他の吸着パッドＰ12、Ｐ13、Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23、Ｐ31、Ｐ32、Ｐ33の電磁弁１７ａを閉じる（ステップＳ３２）。これにより、ポンプ部２６ａからの吸引処理は、対象パッドである吸着パッドＰ11に対してのみ行われることになる。
【００６３】
次に、ＣＰＵ７２ａは、第１ポンプ３２ａの電磁弁５８ａ、６０ａおよび第２ポンプ３４ａの電磁弁６２ａ、６４ａを制御して、吸引動作を行う（ステップＳ３３）。前述のように、ＣＰＵ７２ａは、第１のポンプ３２ａのピストンの下降時（第２のポンプ３４ａのピストンの上昇時）であれば、非接続通気口５０ａを開き、接続通気口５２ａを閉じ、非接続通気口５６ａを閉じ、接続通気口５４ａを開く。また、第１のポンプ３２ａのピストンの上昇時（第２のポンプ３４ａのピストンの下降時）であれば、非接続通気口５０ａを閉じ、接続通気口５２ａを開き、非接続通気口５６ａを開き、接続通気口５４ａを閉じる。このようにして、対象パッドである吸着パッドＰ11に対する吸引動作を行うことができる。
【００６４】
なお、ＣＰＵ７２ａは、第１ポンプ３２ａの上センサＳＵ１、下センサＳＤ１を監視することにより、ピストンの上昇時であるか否かを判断することができる。たとえば、上センサＳＵ１がオンになった後、下センサＳＤ１がオンになるまでの間は、下降であると判断できる。反対に、下センサＳＵ１がオンになった後、上センサＳＤ１がオンになるまでの間は、上昇であると判断できる。
【００６５】
この吸引動作の間、ＣＰＵ７２ａは、ポンプモータ３６ａの負荷電流センサ３９ａが検出した負荷電流を、Ａ／Ｄ変換して取り込み、ＲＡＭ７４ａに刻々記録する（ステップＳ３４）。
【００６６】
次に、ＣＰＵ７２ａは、吸引開始より所定時間（たとえば１００マイクロ秒）が経過したかどうかを判断する（ステップＳ３５）。所定時間が経過していなければ、ＣＰＵ７２ａは吸引動作を続ける。所定時間が経過すれば、対象パッドである吸着パッドＰ11の電磁弁１７ａを閉じる（ステップＳ３６）。
【００６７】
続いて、ＣＰＵ７２ａは、ＲＡＭ７４ａに記録した負荷電流値の最大値が、所定のしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ３７）。吸着パッドＰ11からの空気の漏れが無く、吸引が成功していれば、ポンプモータ３６ａの負荷は高くなり、その負荷電流も大きくなるはずである。したがって、負荷電流がしきい値を超えたか否かを判断することにより、吸着パッドＰ11による吸着が成功したかどうかを判断することができる。
【００６８】
しきい値を超えていれば、ＣＰＵ７２ａは、対象パッドの吸着成功をＲＡＭ７４ａに記録する（ステップＳ３８）。しきい値を超えていなければ、ＣＰＵ７２ａは、対象パッドの吸着失敗をＲＡＭ７４ａに記録する（ステップＳ３９）。吸着パッドＰ11の吸着が成功した場合には、図１３に示すように、○が記録される。
【００６９】
次に、ＣＰＵ７２ａは、３つの吸着パッドの全てについて上記の吸着処理を行ったかどうかを判断する（ステップＳ４０）。ここでは、まだ、吸着パッドＰ12、Ｐ13に対する処理が残っているので、ステップＳ４１に進む。
【００７０】
ステップＳ４１においては、次の吸着パッドＰ12を対象パッドとして、ステップＳ３２以下の処理を繰り返す。これにより、吸着パッドＰ12に対する吸引が行われ、その成功・失敗が記録される。同様にして、次に、吸着パッドＰ13に対する吸引処理が行われ、その成功・失敗が記録される。
【００７１】
１列に並んだ３つの吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13の吸引が成功した場合、図１３に示すように、Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13のそれぞれに○が記録されることになる。
【００７２】
３つの対象パッド（ここでは、Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13の吸着パッド）についての吸着処理が終了すると、ＣＰＵ７２ａは、３つの対象パッドの吸着成功・失敗の情報を、グループ名（ここではα1）と共に、通信回路７８ａを介して、親制御回路２０に送信する。
【００７３】
以上のようにして、一列分の吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13に対する吸着処理が終了する。
【００７４】
図９に戻って、ＣＰＵ７２ａは、列に対する吸着対象フラグが全て立っているかどうかを判断する（ステップＳ４）。ここでは、図１１に示すように、一列目のみしかフラグが立っていないので、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。
【００７５】
すなわち、図８Ｂの吸着パッドＰ21、Ｐ22、Ｐ23が、吸着開始位置にきたかどうかを検出する（ステップＳ１）。吸着パッドＰ21、Ｐ22、Ｐ23が吸着開始位置にくれば、ＣＰＵ７２ａは、二列目の吸着フラグを立て（ステップＳ２、図１１参照）、吸着処理を行う（ステップＳ３）。３つの対象パッド（ここでは、Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23）の吸着成功・失敗が、親制御回路２０に送信される。
【００７６】
同様にして、吸着パッドＰ31、Ｐ32、Ｐ33に対しても、同様の吸着処理がなされ、吸着成功・失敗が親制御回路２０に送信される。
【００７７】
したがって、親制御回路２０においては、図１３のような情報を、グループα1に関して得ることができ、各吸着パッドＰ11〜Ｐ33が正しく吸着しているかどうかを知ることができる。
【００７８】
(2)再吸着処理
図９に戻って、グループα1を管理するポンプ部２６ａのＣＰＵ７２ａは、全ての吸着パッドＰ11〜Ｐ33に対するステップＳ３の吸着処理を終了すると、所定時間（たとえば、２００マイクロ秒）ごとに、再吸着処理を行う（ステップＳ５）。再吸着処理においては、３列の吸着パッドＰ11〜Ｐ33に対し、再度、図１２に示す吸着処理を行う。つまり、図１２に示す吸着処理を、三列分繰り返して行う。また、その際の吸着の成功失敗情報を更新し、親制御回路２０に送信する。
【００７９】
このように、再吸着処理を行うことで、吸着パッドによる吸着を常にリフレッシュして、吸着力を高く維持することができる。
【００８０】
(3)排気処理
壁走行装置２が進行方向４に進むにしたがって、グループα1の吸着パッドＰ11〜Ｐ33は、後方に移動する。そして、吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13が吸着終了位置に到達する。ＣＰＵ７２ａは、吸着パッド位置センサ８１ａ−１が、２つのマグネット８５ａ、８５ａによって、オンとなるのを検出することで、吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13が吸着終了位置に到達したことを知ることができる。
【００８１】
ＣＰＵ７２ａは、ステップＳ６において、吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13が、吸着終了位置にきたことを検出すると、一列目の吸着対象フラグを降ろす（ステップＳ７）。
【００８２】
続いて、ＣＰＵ７２ａは、一列目の３つの吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13を対象パッドとして、排気処理を行う（ステップＳ８）。排気処理の詳細を、図１４に示す。まず、ステップＳ８１において、対象となる一列分の吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13の吸着パッド電磁弁１７ａを開き、その他の列の吸着パッドＰ21、Ｐ22、Ｐ23、Ｐ31、Ｐ32、Ｐ33の吸着パッド電磁弁１７ａを閉じる（ステップＳ８１）。
【００８３】
次に、ＣＰＵ７２ａは、第１ポンプ３２ａの電磁弁５８ａ、６０ａおよび第２ポンプ３４ａの電磁弁６２ａ、６４ａを制御して、排気動作を行う（ステップＳ８２）。前述のように、ＣＰＵ７２ａは、第１のポンプ３２ａのピストンの下降時（第２のポンプ３４ａのピストンの上昇時）であれば、非接続通気口５０ａを閉じ、接続通気口５２ａを開き、非接続通気口５６ａを開き、接続通気口５４ａを閉じる。また、第１のポンプ３２ａのピストンの上昇時（第２のポンプ３４ａのピストンの下降時）であれば、非接続通気口５０ａを開き、接続通気口５２ａを閉じ、非接続通気口５６ａを閉じ、接続通気口５４ａを開く。このようにして、対象パッドである吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13に対する排気動作を行うことができる。排気処理を行ったことは、通信回路を７８ａを介して、親制御回路２０に通信される。
【００８４】
続いて、ＣＰＵ７２ａは、排気動作開始から所定時間経過したかを判断する（ステップＳ８４）。所定時間経過（たとえば２００マイクロ秒）していなければ、排気動作を続ける。所定時間が経過すれば、ＣＰＵ７２ａは、排気処理を終了する。
【００８５】
図１０に戻って、ＣＰＵ７２ａは、吸着対象フラグが３列とも降りているかどうかを判断する。ここでは、一列目のフラグが降りているだけであるから、ステップＳ６に戻って処理を行う。
【００８６】
ステップＳ６において、ＣＰＵ７２ａは、二列目の吸着パッドＰ21、Ｐ22、Ｐ23が、吸着終了位置にきたかどうかを判断する。吸着終了位置にくれば、二列目の吸着対象フラグを降ろし、二列目の吸着パッドＰ21、Ｐ22、Ｐ23に対して排気処理を行う。
【００８７】
さらに、ＣＰＵ７２ａは、三列目の吸着パッドＰ31、Ｐ32、Ｐ33が、吸着終了位置にきたかどうかを判断する。吸着終了位置にくれば、三列目の吸着対象フラグを降ろし、三列目の吸着パッドＰ31、Ｐ32、Ｐ33に対して排気処理を行う。
【００８８】
このようにして、三列全ての吸着パッドＰ11〜Ｐ33に対して排気処理を終了すると、図９のステップＳ１に戻る。すなわち、一列目の吸着パッドＰ11、Ｐ12、Ｐ13が吸着開始位置にくるまで待機することになる。
【００８９】
(4)その他
上記説明では、前進する場合について説明したが、後進する場合においても、同様の処理が行われる。また、上記では、グループα1の吸着パッドを管理するポンプ部２６ａについて説明したが、他のグループα2、α3・・・を管理するポンプ部２６ａも同様の処理を行う。したがって、親制御回路２０には、全ての吸着パッド１２ａの現状が情報として知らされることになる。
【００９０】
３．親制御回路
3.1ハードウエア構成
図１５に、親制御回路２０のハードウエア構成を示す。ＣＰＵ９０には、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９４、通信回路９６、前センサ２２、後センサ２４、右モータドライバ１１６ａ、左モータドライバ１１６ｂ、測距用電波受信部２３が接続されている。前センサ２２、後センサ２４は、図１に示すように、本体基板１８の前方および後方に取り付けられており、前後の障害物を検出するものである。たとえば、超音波発生器と受信器をペアとして用いることができる。受信器において受信がなされれば、障害物があることが分かる。
【００９１】
通信回路９６は、子制御回路７０ａ、７０ｂとの通信や、地上に設置されたＰＣとの無線通信を行うためのものである。ＲＯＭ９４には、制御プログラム９５が記録されている。
【００９２】
3.2制御プログラム９５の処理
図１６に、制御プログラム９５のフローチャートを示す。ＲＡＭ９２には、地上に設置されたＰＣ（図示せず）から送信された走行ルートが記録されている。ＣＰＵ９０は、この走行ルートの小単位を読み出し、次のいずれの方向に移動すればよいかのデータを取得する。ＣＰＵ９０は、取得したルートに基づいて、所望の方向に移動するように、右モータドライバ１１６ａ、左モータドライバ１１６ｂを介して、モータ１６ａ、１６ｂを制御する。
【００９３】
このモータ制御を行って小刻みに設定された目的地に到達するまでの間、前センサ２２あるいは後センサ２４が障害物を検知すると（ステップＳ１０３）、ＣＰＵ９０は、回避ルートを選択する（ステップＳ１０４）。障害物がない場合には、回避ルートの選択は行われない。
【００９４】
次に、ＣＰＵ９０は、壁面の２点（通常は、地上における離れた２点）に設置された送信器からの測距用電波（位置検出用の放射）を、受信器２３を介して受信する（ステップＳ１０５）。この測距用電波には、送信器から送信された時刻が記録されている。したがって、ＣＰＵ９０は、受信した電波に記録された時刻と、受信した時刻との時間差に基づいて、自らの位置を特定することができる（ステップＳ１０６）。
【００９５】
次に、ＣＰＵ９０は、モータ１６ａ、１６ｂを制御して到達した目的地と、ステップＳ１０６によって計測した位置とのズレを判定する。ズレがなければ、修正は行わない。ズレがあれば、ＣＰＵ９０は、モータ１６ａ、１６ｂを制御して、目的地に到達するように壁走行装置２を移動させる（ステップＳ１０７）。
【００９６】
続いて、ＣＰＵ９０は、子制御回路７０ａ、７０ｂのそれぞれから送信されてきた各吸着パッド１２ａ、１２ｂの吸着状況に基づいて、吸着力不足の可能性がないかどうかを判断する（ステップＳ１０８)。たとえば、重量との関係で必要な吸着力に対し、吸着に成功している吸着パッド１２ａ、１２ｂの吸着力を合計しても、所定割合（たとえば１０％）未満の余裕しかない場合には、吸着力不足のおそれがあると判断する。
【００９７】
吸着力不足のおそれがある場合、壁面の状態がよくない可能性があるので、ＣＰＵ９０は、壁走行装置２の位置をずらせるように制御を行う（ステップＳ１０７）。たとえば、右側の吸着パッド１２ａが、左側の吸着パッド１２ａに比べて、吸着失敗が多い場合には、壁走行装置２を左側に移動させる。
【００９８】
次に、ＣＰＵ９０は、本体基板１８に搭載された検査装置を作動させ、検査データを取得する（ステップＳ１０９）。図１においては、検査装置を示していないが、この壁走行装置２には、種々の検査装置や補修装置を搭載することが可能である。
【００９９】
たとえば、図１７に示すような検査装置を本体基板１８の後端部に取り付けることができる。この検査装置は、本体基板１８に固定された左右のベース２００、２００を有している。左右のベース２００、２００により、シャフト２０２が支持されている。また、ネジシャフト２０４は、回転可能に支持されている。可動体２０６は、シャフト２０２を貫通させる貫通穴（図示せず）、ネジシャフト２０４と螺合する螺合穴（図示せず）を有している。
【０１００】
ネジシャフト２０４がモータ２０８によって回転されると、可動体２０６は、モータ２０８の回転方向により、左右に移動することになる。可動体２０６には、モータ２１０が固定されており、打診棒２１２を上下に移動させる。また、可動体２０６には、マイク２１４が取り付けられている。したがって、ＣＰＵ９０は、モータ２１０を制御して打診棒２１２によって壁面を叩き、その際の音をマイク２１４で取得する。ＣＰＵ９０は、取得した音を、ディジタルデータとして、ＲＡＭ９２に記録する。
【０１０１】
また、ＣＰＵ９０は、モータ２０８を制御して、打診棒２１２によって叩く位置を左右に移動させる。ＣＰＵ８０は、取得した音データを、位置情報とともに、通信回路９６を介して地上のＰＣに送信する（ステップＳ１１０）。
【０１０２】
地上のＰＣは、音データをＦＦＴなどで解析し、タイルのはがれなどの部位を特定する。
【０１０３】
４．その他の実施形態
(1)上記実施形態では、吸着パッド１２ａを一列に３つ配置したが、２つ以下、４つ以上配置するようにしてもよい。
【０１０４】
(2)上記実施形態では、ポンプモータの駆動電流によって駆動力を検知したが、その他の物理量を測定することによって駆動力を検知するようにしてもよい。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部によって回転させられる履帯と、
履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、
吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、
吸気排気部を制御する制御手段と、
を備えた壁走行装置であって、
前記制御手段は、
履帯の回転により吸着部が壁面に到達したことを検出する吸着部位置第１センサからの検出信号を受けると、吸気排気部を制御して、当該吸着部に対して吸気を行う吸気制御手段と、
吸気排気部の駆動力を監視することにより、前記吸気制御手段の制御による吸気によって当該吸着部が壁面に吸着したかどうかを確認する吸着確認手段と、
を備えたことを特徴とする壁面走行装置。
【請求項２】
駆動部によって回転させられる履帯と、
履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、
吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、
吸気排気部を制御する制御手段と、
を備えた壁走行装置であって、
前記吸気排気部は、
非接続通気口と接続通気口を備え、モータによってピストンの往復運動を行う第１のポンプと、
非接続通気口と接続通気口を備え、モータによって、第１のポンプのピストンと逆となるようにピストンの往復運動を行う第２のポンプと、
前記第１のポンプの接続通気口と前記第２のポンプの接続通気口を連通させる連通管と、
連通管と複数の吸着部とを接続する接続管とを備えており、
前記制御手段は、第１のポンプのピストンがシリンダ底面に近づくように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第２のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第１のポンプのピストンがシリンダ底面から遠ざかるように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第２のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じることによって、吸着部に対して吸気を行うように制御し、
前記制御手段は、第１のポンプのピストンがシリンダ底面に近づくように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開き、第２のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第１のポンプのピストンがシリンダ底面から遠ざかるように移動する際に、第１のポンプの非接続通気口を開き、接続通気口を閉じ、第２のポンプの非接続通気口を閉じ、接続通気口を開くことによって、吸着部に対して排気を行うように制御することを特徴とする壁走行装置。
【請求項３】
請求項２の壁走行装置において、
前記制御手段は、
履帯の回転により吸着部が壁面に到達したことを検出する吸着部位置第１センサからの検出信号を受けると、吸気排気部を制御して、当該吸着部に対して吸気を行う吸気制御手段と、
吸気排気部のモータの電流を監視することにより、前記吸気制御手段の制御による吸気によって当該吸着部が壁面に吸着したかどうかを確認する吸着確認手段とを備えたことを特徴とする壁走行装置。
【請求項４】
請求項３の壁走行装置において、
前記制御手段は、接続管と吸着部の開閉を制御することにより、特定の吸着部に対して、吸気または排気を行うことを特徴とする壁走行装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかの壁走行装置において、
前記制御手段は、吸着部が壁面に接している間、所定間隔で吸気制御手段と吸着確認手段による動作を繰り返すことを特徴とする壁走行装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかの壁走行装置において、さらに、
壁面の検査データを取得する取得手段と、
当該取得した検査データを、地上の検査データ解析のためのコンピュータに送信する検査データ送信手段と、
を備えた壁走行装置。
【請求項７】
壁走行装置と、地上制御装置を備えたシステムであって、
前記壁走行装置は、
駆動部によって回転させられる２つの履帯と、
履帯に設けられ、吸気によって吸着を行う複数の吸着部と、
吸着部の吸気および排気を行う吸気排気部と、
吸気排気部を制御するとともに、２つの履帯を駆動する駆動部を制御して進行方向を制御する制御手段と、
位置検出用の放射を受けて自らの位置を検出する装置位置検出手段とを備え、
前記地上制御装置は、
予め定められた壁走行装置の走行ルートを記録する記録部と、
装置位置検出手段によって検出された壁走行装置の位置と、記録された走行ルートとに基づいて、壁走行装置の制御手段に対して、走行方向を指示する走行方向指示部とを備えている。

【図１】