JPH01257582A

JPH01257582A - 環境測定ロボット

Info

Publication number: JPH01257582A
Application number: JP8119688A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Seta; 恵之瀬田; Hitoshi Sugawara; 仁菅原; Mitsuru Yabushita; 満藪下; Yoshio Hara; 原　良夫; Toshihiro Oka; 利博岡; Masachika Urabe; 占部　真近
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1989-10-13
Also published as: JPH0523917B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、クリーンルーム内の清浄度分布、気流分布、
温度分布等の環境測定、または劇場、ホール、体育館、
アトリウム、エアードームなトノ大空間内の温度、湿度
、気流等の環境測定に使用されるロボット、特に自走台
車上に昇降機構を搭載した環境測定ロボットに関する。

「従来の技術」従来のこの種のロボットとしては、昇降機構を、例えば
特開昭６０−１５９３０５号公報や同６０−２１０７２
０号公報に所載のもののようにアンテナ型としたもの、
例えば実開昭６０−１５９３０５号公報に所載のものの
ように多関節アーム型としたもの、複数本の伸縮アーム
によるテレスコープ型としたものがあった。

「発明が解決しようとする課題」しかし、これらのものでは次のような問題点があった。

■　昇降機構の最大上昇高さ（最大伸長高さ）がせいぜ
い３ｍ程度であり、高さ方向の測定範囲が狭（、大空間
の環境測定ができない。

■　多関節アーム型の場合、機械的に構造が複雑である
ばかりでなく、センサの位置決め制御も複雑で、高価で
ある。

■　昇降機構が自走台車と一体化されているため、現場
まで輸送するのに不便であり、分解しても組み立てに時
間がかかる。

■　昇降機構が揺Φ力するため、特に気流分布の測定を
する場合、ｗ時機構及びそれに支持されたセンサ支持ア
ームがセンサ周辺の気流を乱し、正確な測定が行えない
。

本発明はこのような問題点を一掃することを目的とする
。

１−課題を解決するための手段」本発明による環境測定ロボットは自走台車上にタワー装
置とこれを駆動するモータを搭載している。そのタワー
装置は、それぞれ少なくとも３本の垂直な案内ロッドと
上下の支持プレートとを枠組みした上下？！数段の枠体
で構成されている。これら枠体は、互いの支持プレート
の嵌合部と案内ロッドとを摺動自在に嵌合させて全体と
して上下に伸縮可能であり、そのうちの最下段の枠体は
上記自走台車上に固定され、第２段目の枠体は、その下
側の支持プレートに設けられたネジ受け部を−Ｆ記モー
タによって回転される垂直なスクリューシャフトに螺合
させて該スクリューシャフトの回転によって直接昇降す
る。また第３段目以上の枠体については、その枠体の下
側の支持プレートに一端を固着され、それより１段下の
枠体の上側の支持プレートに軸支されたプーリを経由し
て他端を２段下の枠体の上側の支持プレートに固着され
たタイミングベルト等により第２段目の枠体に順次連動
して昇降する構造になっている。そして、そのうちの少
なくとも１つの枠体に環境測定用センサを支持している
。

前記自走台車上に、前記スクリューシャフトの回転量か
ら前記タワー装置の伸縮高さを検知する高さ検知手段と
、その検知高さをデジタル表示するデジタル表示器と、
その表示面及び自走台車の周辺を逼影するテレビジョン
カメラとを搭載することができる。

「作　　用」上記のような構成において、モータによってスクリュー
シャフトを正転または逆転させると、まず第２段目の枠
体が推進され、第１段目（最下段）の枠体の案内ロッド
に沿って上昇または下降する。

この第２段目の枠体が上昇または下降すると、それに軸
支されているプーリがこれと一体に上昇または下降する
ため、該プーリを経由するタイミングベルト等が第３段
目の枠体を第１段目の枠体に対して引き上げまたは吊り
降ろすような状態になり、第３段目の枠体が同時に第２
段目の枠体に対して上昇または下降する。以下同様にし
て上段の枠体がその一つ下段の枠体に対して同時に上昇
または下降し、タワー装置全体が上下に伸縮する。

これに伴い環境測定用センサの高さが調整される。

スクリューシャフトの回転量からタワー装置の伸縮高さ
を検知して自走台車上でデジタル表示し、それをテレビ
ジョンカメラで周辺の状況とともに逼影すれば、モニタ
用テレビ画面上で高さも監視しながら遠隔操作できる。

「実　施　例」以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による環境測定ロボットの全体の概要斜
視図である。図において、自走台車１はそのハウジング
２の下面ｉｉＩ後左後左型輪３を備え、ハウジング２内
に装置された走行及び操行装置（図示せず）でこれら車
輪３を回転及び操行制御して自走する。この自走台車ｌ
には、タワー装置４、これを駆動するタワー駆動装置５
（第５図）、テレビジョンカメラ６、第６図のブロンク
図に示す各種の通信・制御機器等が搭載されている。

タワー装置ｆ４は、第２〜４図に示すように自走台車ｌ
とは独立したユニフトになっており、ハウジング２の底
板２．ｊ上に固着された扁平なギヤーボックス７上に垂
直に取り付けられ、該ハウジング２の上面の開Ｌ１部よ
り−にカへ大きく突出している。タワー装置４は図の例
では４段の枠体８＋。

８□、８．．８．で構成されている。これら枠体は、い
ずれも上Ｆの支持プレー）９．１０を等間隔の３本のパ
イプ状案内ロッドｌｌで連結して枠組みしたものである
が、大きさ（３本の案内ロッド１１の間隔）は互いに異
なり、上段のものが下段のものよりも段階的に小さくな
っている。なお、説明の便宜１−１４段の枠体８．．８
．、Ｌ、８．についてそれらの上下の支持プレート及び
案内ロッドを総称する場合にはそれぞれ共通の符号９，
１０゜１１で表し、個々の枠体ごとには、図面の通り別
々の符号９．．９□、　　９．　、　９．．１０．．１
０□、１０３　。

１０、　、ＩＬ　、１１！　、１ｉｆｆ　、１１．で表
すことにする。

第１段目の枠体８．の下側の支持プレート１０１はギヤ
ーボックス７上に固定され、この枠体８゜のみは昇降す
ることなく第２段目以上の枠体８□。

８ｓ、８＝を支持する。第１段目の枠体８．の下側の支
持プレート１０．はこのように固定されるため、それだ
けは矩形であるが、その他の支持プレートは全て三角形
状になっている。その三角形状の支持プレートのうちの
第１段目と第２段目と第３段目の上側の支持プレート９
．．９□、９．及び第２段目の枠体８□の下側の支持プ
レー目０！には、それぞれ３箇所に嵌合部となるスリー
ブ１２が貫通固着されている。また、第１段目と第２段
目の上側の支持プレー）９．．９□上には、同じスリー
ブ１２を６箇所に貫通固着した補助プレート１３１　、
１３□が固着されている。

そして、第２段目の枠体８．は、その案内ロッド１１□
を第１段目の枠体８．及び補助プレート１３１ｄスリー
ブ１２と、また下側の支持プレート１０□のスリーブ１
２を案内ロッＦ　１１　、　とそれぞれ摺動自在に嵌合
させることによって、第１段目の枠体８１に上下摺動自
在に装架されている。また、第３段目の枠体８．は、そ
の案内ロッドＩｔｓを第２段目の上側の支持プレート９
□のスリーブ１２及び補助プレート１３．のスリーブ１
２に嵌合することによって、第２段目の枠体８．に上下
摺動自在に装架されている。さらに、第４段目の枠体８
４は、その案内ロフト１１４を第３段目の上側の支持プ
レート９、のスリーブ１２及び補助プレート１３．に嵌
合することによって、第３段目の枠体８．に上下摺動自
在に装架されている。なお、第１段目の上側の支持プレ
ート９．及び補助プレー）１３１の中央部には、第４図
に示すように第４段目の案内ロッド１１、をそのまま貫
通させるため、切欠口９ａ　、　１３ａが形成されてい
る。

上記ギヤーボックス７上にはスクリューシャフト１４が
垂直に軸受けされている。このスクリューシャフト１４
は、第１段目の下側の支持プレート１０１上にそのまま
突出し、第２段目の下側の支持プレー）１０．の中央の
ネジ受け部、つまりその中央に固着された円筒形ネジ受
け１５に螺合貫通され、さらに第３段目及び第４段目の
下側の支持プレート１０ｓ　、’１０４の切欠口１０ａ
をそのまま貫通して第１段目の上側の支持プレート９Ｉ
の切欠口９ａまで延びている。このスクリューシャツ目
４の下端部は、第５図に示すようにギヤーボックス７内
においてベルトまたはチェーン１６を介し正逆回転可能
なタワー駆動用モータ１７（第６図）のモータシャツ日
８に連結され、正転または逆転される。これが正転する
と、第２段目の枠体８□が上方へ推進されて第１段目の
案内ロッド１１＋　に沿つて上昇し、また逆転すると下
降する。

この第２段目の枠体８□の昇降に連動して第３段目及び
第４段目の枠体８□、８４も同時に昇降させるため、枠
体間に次のような連動Ｉａ横が装着されている。

第２段目の上側の支持プレート９□の三辺の各中央及び
第３段目の上側の支持プレート９．の三辺の各中央には
凹部が設けられ、その各四部においてプーリ１９がそれ
ぞれ回転自在に軸支されている。そして、第３段目の枠
体８．については、その下側の支持プレート１０．が、
第２段目の三辺のプーリ１９を経由する３本のタイミン
グベルト２０゜を介して第１段目の上側の支持プレート
９Ｉと連結されている。これらタイミングヘルド２０．
の両端は適宜の係留具を使用して支持ブレー目０３　＋
９１に固着されている。また、第４段目の枠体８゜につ
いては、その下側の支持プレー）　１０４が、第３段目
の三辺のプーリ１９を経由する３本のタイミングベルト
２０４を介して第２段目の上側の支持プレート９□と連
結されている。これらタイミングベルト２０．の両端も
係留具を使用して支持プレー１−１０．．９□に固着さ
れている。

従って、第２段目の枠体８□が上記のように上昇すると
、これと−・体にその二辺のブー１月９も上昇するが、
３本のタイミングベルト２０３の一端は移動しない第１
段目の上側の支持プレート９１に固着されているため、
第３段目の下側の支持プレート１０ｓがごれら３本のタ
イミングヘルド２０．によって引き上げられ、第３段目
の枠体８ｆｆがスリーブ１２に沿って第２段目の枠体８
□よりも２倍の距離上昇する。このように第３段目の枠
体８３が上昇すると、その三辺のブーＩＪ１９が第２段
目の上側の支持プレート９ｚよりも２４？Ｓの距離上昇
するため、第４段Ｌｌの下側の支持プレートｌＯ４が３
本のタイミングヘルド２０４によって引き上げられ、第
４段目の枠体８４がスリーブ１２に沿って第３段目の枠
体８３よりも２倍の距離上昇する。このように第２段目
の枠体８□の上昇に伴い第３段目の枠体８３及び第４段
目の枠体８４が連動して同時にかつ距離を倍加して上昇
するため、タワー装置【？４４全は第２図のように収縮
した状態より第３図及び第４図のように伸長し、最上段
の支持プレート９４の高さがスクリューシャツ目４の回
転（正転）量に比例して高くなる。

一方、第２段目の枠体８２が下降すると、上記とは逆の
関係で第３段目の枠体８３及び第４段目の枠体８．が連
動して下降し、タワー装置４全体が収縮して最上段の支
持プレート９４の高さがスクリューシャフト１４の回転
（逆転）Ｉに比例して低くなる。

従って、この最上段の支持プレート９４上に第１図に示
すように例えば水平なセンサ支持アーム２１を適宜の取
付具２２によって着脱自在に架設し、このアーム２１に
環境測定用センサ２３を取り付けておけば、センサ２３
の高さを任意に調整できる。

第５図において、スクリューシャツ目４の回転は、大小
複数のギヤー２４〜３１を介し軸３１を中心に回転する
ロータリエンコーダ３２に伝達され、その回転量はそれ
に応じた数のパルスとして検知される。そして、このパ
ルス数は第６図に示す高さ表示用ＣＰＵ３３によって正
転または逆転に従い加算または減算され、高さ表示用デ
ジタル表示器３４により最上段の支持プレート９４の高
さ（センサ２３の高さ）としてデジタル表示される。こ
のデジタル表示器３４は、７１図に示づように前記テレ
ビジョンカメラ６の視野に入る位置においてハウジング
２に取り付けられており、その表示は自走台車１の周辺
の情景とともに撮影される。

ハウジング２内には、さらに第６図に示す制御用受（ｉ
ｉ３５、シーケンスコントローラ３６、テレビジョン用
送信機及びブースタ３７、左右の車輪３を別々に駆動す
る走行用モータ３８、ＴＬ源３９　、４０、自走台車１
を位置決めするための位置決め用センサ４１等が搭載さ
れている。

このように構成された環境測定用ロボットは例えばクリ
ーンルーム内で使用され、クリーンルーム外の送受信コ
ントローラ４２によって無線遠隔艮作される。上記デジ
タル表示器３４の表示はこの送受信コントローラ４２に
組み込まれているモニタ用テレビの画面最上部に映し出
される。

なお、環境測定用センサ２３を支持するセンサ支持アー
ム２１は、センサ２３の種類等に応じて数種類用意して
おき、使用するセンサや測定対象等に応じて使い分ける
ようにすると便利である。第７図に示したセンサ支持ア
ーム２１ａはＬ字状にして第１図に示したセンサ支持ア
ーム２１よりも低い位置にセンサを支持できるようにし
たものである。また、平面格子状のアームを使用しこれ
に多数のセンサを支持すれば、多点同時観測することが
できる。

また、上記のタワー装置４では枠体を４段としたが、そ
の段数は任意でよく、また各枠体の案内ロッド１１の本
数を４本以−Ｆとし、支持プレート９゜１０の形状をそ
の本故に応した多角形にしてもよい。

さらに、センサ支持アーム２１は必ず最上段の支持プレ
ートに取り付けなければならないというものではなく、
それ以外の昇降する支持アームに取り付けても構わない
。また、タイミングベルト２０３゜２０４についても、
それを使用すれば精度の高い昇陵制１１１１を行えるが
、通常のヘルドやワイヤ等を使用し一部もよい。

「発明の効果」本発明の環境測定ロボットによれば次のような効果があ
る。

■　タワー装置が、３本以上の案内ロッドと上下の支持
プレートを枠組みした枠体を摺動自在に多段に連結して
構成され、高いところまで伸長させても（１０ｍ程度で
も）安定している構造であるため、高さ方向に広範囲に
わたって測定できる。従って、クリーンルーム内の清浄
度分布、気流分布、温度分布等の環境測定に限らずＩＸ
’ｌ場、ホール、体育館２アトリウム、エアードームな
どの大空間内の温度、湿度、気流等の環境測定にも使用
できる。

■　タワー装置は、スクリューシャフトとタイミングヘ
ルド等によって枠体を順次昇降させて垂直に伸縮し、し
かも上記のように安定した構造であるため、位置決め精
度が高く、しかも気流を乱すことが少ないので、精度の
高い測定が行える。

■　タワー装置がユニット化され、自走台車と分離でき
るため、運搬等の取り扱いが便利であるとともに、製造
や保守も容易である。

■　タワー装置が単純な構造であるため、従来の多関節
アームによるものに比べ低廉に提供でき■　スクリュー
シャフトの回転量からタワー装置の伸縮高さを検知して
自走台車上でデジタル表示し、それをテレビジョンカメ
ラで周辺の状況とともに撮影すれば、モニタ用テレビ画
面上で高さも監視しながら遠隔操作できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は環境測定ロボ
ット全体の概要斜視図、第２図はその一部切欠正面図、
第３図及び第４図はタワー装置の斜視図及び断面図、第
５図は該タワー装置のスクリーシャフトを回転させる装
置及びその回転数を検知する装置の簡略平面図、第６図
は電気系統のブロック図、第７図はセンサ支持アームの
他の例の側面図である。１・・・・・・自走台車、４・・・・・・タワー装置、
６・・・・・・テレビジョンカメラ、８１〜８．・・・
・・・枠体、９Ｉ〜９４・・・・・・上側の支持プレー
ト、１０．〜１０４・・・・・・下側の支持プレート、
１１＋〜１１．・・・・・・案内ロッド、１２・・・・
・・スリーブ（嵌合部）、１４・・・・・・スクリュー
シャフト、１５・・・・・・ネジ受け（ネジ受け部）、
１７・・・・・・タワー駆動用モータ、１９・・・・・
・プーリ、２０３，２０４・・・・・・タイミングベル
ト、３２・・・・・・ロークリエンコーダ、３３・・・
・・・高さ表示用ＣＰＵ、３４・・・・・・デジタル表
示器。汗５図沖７図

Claims

【特許請求の範囲】１、自走台車上にタワー装置とこれを駆動するモータを
搭載し、そのタワー装置は、それぞれ少なくとも３本の
垂直な案内ロッドと上下の支持プレートとを枠組みした
上下複数段の枠体で構成され、これら枠体は、互いの支
持プレートの嵌合部と案内ロッドとを摺動自在に嵌合さ
せて全体として上下に伸縮可能であり、そのうちの最下
段の枠体は上記自走台車上に固定され、第２段目の枠体
は、その下側の支持プレートに設けられたネジ受け部を
上記モータによって回転される垂直なスクリューシャフ
トに螺合させて該スクリューシャフトの回転によって直
接昇降し、また第３段目以上の枠体については、その枠
体の下側の支持プレートに一端を固着され、それより１
段下の枠体の上側の支持プレートに軸支されたプーリを
経由して他端を２段下の枠体の上側の支持プレートに固
着されたタイミングベルト等により第２段目の枠体に順
次連動して昇降する構造になっており、そのうちの少な
くとも１つの枠体に環境測定用センサを支持したことを
特徴とする環境測定ロボット。２、前記自走台車上に、前記スクリューシャフトの回転
量から前記タワー装置の伸縮高さを検知する高さ検知手
段と、その検知高さをデジタル表示するデジタル表示器
と、その表示面及び自走台車の周辺を撮影するテレビジ
ョンカメラとを搭載したことを特徴とする請求項１記載
の環境測定ロボット。