JPH0248262A - 軌道走行式ロボット - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、軌道走行式ロボットの軌道およびロボット
走行部の改良に関する。

（従来の技術） 軌道走行式ロボットは、サポートを介して敷設させれ軌
道と、この軌道に係合し上記軌道に沿って走行可能に設
けられたロボット走行部と、このロボット走行部に搭載
されたロボット本体とを有して構成される。

従来の軌道は、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すものが一般
的である。つまり、第５図（Ａ）に示す箱型軌道１は、
板材２を複数の片に切断し、各行を組立溶接して完成さ
れる。また、第５図（Ｂ）に示す型抜き軌道３は、アル
ミ材等の角柱材４を成形型５を用いて型抜きし、組立・
加工することによって完成される。

また、上述の箱型軌７Ｉｌおよび型抜き軌道３に係合す
るロボット走行部は、第６図（Ａ＞、（Ｂ）に示すよう
に構成される。つまり、箱型軌道１に係合するロボット
走行部６は、第６図（Ａ）に示すように、台１ｉ７がコ
字型所面形状に形成され、この台車７の両端部内側に走
行車輪８が配設される。台ＩＩ７の内側中央部に駆動車
輪９が設けられる。この駆１ｉＩｌｉｌＩ輪９は、台車
７に設置されたモータ等によって駆動されるとともに、
箱型軌″ａ１の下面に固着されたうツク１０に噛み合さ
れる。駆動車輪９とラック１０との噛合いにより、ロボ
ット走行部６が箱型軌道１に沿って走行する。なお、箱
型軌道１の下面には、給電および送信用のトロリー線１
１が配設される。

型抜き軌道３に係合するロボット走行部１２は、第６図
（Ｂ）に示すように第１台車部１３および第２台車部１
４が固着して構成される。第１台車部１３は型抜き軌道
３内に収容され、この第１台車部１３に走行車輪８およ
び駆動車輪９が配設される。走行車輪８は、型抜き軌道
３の鉤部１５に掛止される。また、型抜き軌道３の内側
に配設されたラック１０に、上記の駆動車輪９が噛み合
される。また、第２台１１１４にはロボット本体が取り
付けられる。なお、この第６図（Ｂ）において第６図（
Ａ）と同様な部分は同一の符号を付す。

（発明が解決しようとする課題） ところで、箱型軌道１の製作には、精度の高い組立と溶
接が必要である。また、型抜き軌道３の製作についても
、高精度な型抜き設備が必要となる。さらに、箱型軌道
１および型抜き軌道３の両者は製作工程が多い。これら
のことから、箱型軌道１および型抜き軌道３の製作コス
トが高くなってしまい、特に長い軌道を製作する場合に
著しい。

また、箱型軌道１および型抜き軌道３は、構造が複雑で
加工に時間を要するため、軌道敷設ルートの変更に伴う
軌道１，３の改修を軌道敷設現場で実施することが困難
であり、工場へ持ち帰る必要がある。したがって、軌道
１，３の製作のためには、軌道敷設箇所を事前に入念に
調査して設計しなければならない。このため、箱型軌道
１、型扱き軌道３の製作に多大な時間が必要となって製
作コストが上昇するとともに、箱型軌道１、型抜き軌道
３の敷設コストも上昇する。

さらに、第６図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、箱型軌道
１では、箱型軌道１の内部に無駄空間１６が存在する。

また、型扱き軌道３においては、型抜き軌道３内にロボ
ット走行部１２の第１台車部１３が収納されるため、そ
の分型扱き軌道３および走行部１２の高さが増大し、無
駄空間１７が存在する。これらのことから、軌道走行式
ロボットの通過断面積１８に対し、箱型軌道１およびロ
ボット走行部６、並びに型抜き軌道３およびロボット走
行部１２の占有する割合が大となる。その結果、箱型軌
道１および型扱き軌道３に搭載されるロボット本体の搭
載スペース１９が減少し、搭載物が限定されてしまう。

また、箱型軌道１または型抜き軌Ｎ３では、軌道をひね
り加工すると変形や歪みが大きくなり、しかもひねり加
工専用機が必要となる。このため、厳密には、箱型軌道
１または型抜き軌道３をひねり加工することができない
。したがって、軌道１゜３の方向を変えるためには垂直
および水平の湾曲部分を多数設ける必要があり、その結
果、軌道１゜３の設置スペースが太き（なる。また、筒
型軌道１、型抜き軌Ｍ３をひねり加工することができな
いので、軌道１．３の走行面に対する背面側に作業対象
があっても、その箇所の作業が非常に困難となる。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、
軌道の製作コス］〜および敷設コストを低減できるとと
もに、ロボット走行部の搭載スペースが増大し、かつ軌
道背面側をも作業対争にできる軌道走行式ロボットを提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、サポートを介して敷設された軌道と、この
軌道に係合し上記軌道に沿って走行可能に設けられたロ
ボット走行部と、このロボット走行部に搭載されたロボ
ット本体とを有する軌道走行式ロボ、ットにおいて、上
記軌道は長平板形状で曲げおよびひねり可能に構成され
、上記ロボット走行部は、上記軌道の長手方向に複数配
設された台車を備え、各台車が上記軌道に保合可能に設
けられ、さらに各台車が上記軌道の長手方向に対しひね
り自在に連結されたものである。

（作用） したがって、この発明に係る軌道走行式ロボットによれ
ば、軌道は長平板状に形成されるので、製作が容易で製
作コストを低減できる。

また、軌道は長平板状に形成されるので、軌道の敷設ル
ートの変更に伴う軌道の改修を軌道敷設現場で実施でき
る。そのため、軌道敷設箇所を事前に入念に調査する必
要がなくなり、軌道の敷設が迅速になって軌道の敷設コ
ストを低減できる。

さらに、軌道が長平板形状であり、走行部の台車が軌道
に係合されたことから、走行部にロボット本体が搭載さ
れる搭載スペースを増大できる。

また、長平板状の軌道がひねり可能に設けられ、かつ走
行部の台車がひねり自在に連結されたことから、走行部
を軌道の走行面に対する背面側に反転できる。その結果
、走行部に搭載されたロボット本体によって軌道の走行
面に対する背面側をも作業対象とすることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る軌道走行式ロボットの一実施
例を示す斜視図である。

軌道走行式ロボット２０は、サポート２１Ａに支持され
た軌道２１と、この軌道２１に係合するロボット走行部
２２と、このロボット走行部２２に取り付けられるロボ
ット本体２３とを有して構成される。

軌道２１は、第５図（Ｃ）に示すように、板材２４を一
定幅に切断して長平板形状の切断片２５とし、この切断
片２５に孔開けや部品等を固着することにより形成され
る。上記切断片２５の一端を固定し、他端に回転力を付
加すればひねり加工されるので、スパイラル軌道が形成
される。また、切断片２５の一端を固定して垂直に湾曲
させれば軌道２１に垂直面げを形成できる。さらに、板
材２４を一定幅に湾曲して切断すれば、水平面げの軌道
２１を形成できる。軌道２１の水平あるいは垂直面げの
曲率半゛径は、ロボット走行部２２における後述の台車
３２．３３間距離や球状車輪４１゜４９および側輪４８
，４８Ａの取付位置等によって決定される。

軌道２１の走行面２６には、ラック２７およびトロリー
線２８が、軌道２１の長手方向に亘って固着される。ラ
ック２７は、第４図に示すラック取付ビス２９によって
固着される。また、トロリー線２８は、トロリー線取付
具３ｏを介し、取付ねじ３１によって固着される。この
トロリー線２８は、ロボット走行部２２およびロボット
本体２３とロボット操作室（図示せず）との間で信号を
交信したり、給電を行なうためのものである。これらの
ラック２７およびトロリー線２８は、それぞれ可撓性に
富んだ材質から構成される。

一方、ロボット走行部２２は、第２図にも示すように、
軌道２１の長手方向に配設された第１台車３２および第
２台車３３を備え、両金型３２゜３３を連結部３４で連
結して構成される。

第１台車３２は、コ字形状の一対の台車部材３５が基板
３６に固着されて構成され、台車部材３５は対向配置さ
れる。基板３６には駆動モータ３７が配置され、また駆
動車輪３８が設置される。

この駆動車輪３８は、駆動モータ３７と歯車３９を介し
て連結されるとともに、軌道２１のラック２７に噛み合
される。したがって、駆動車輪３８の回転により、ロボ
ット走行部２２が軌道２１に沿って走行する。

また、基板３６には摺電器取付座５１が設けられ、この
摺電器取付座５１に板ばね状のシュー５２の一端が固定
される。シュー５２の他端は、ロボット走行部２２が軌
道２１に沿って走行する間に常時トロリー線２８に摺接
される。このシュー５２によってロボット走行部２２の
駆動モータ３７やロボット本体２３への給電がなされ、
さらにロボット操作室からの指令信号がロボット走行部
やロボット本体２３へ伝送される。

一対の台車部材３５は、軌道２１に係合し、各台車部材
３５には軌道２１の背面４０に対向して球状車輪４１が
設けられる。この球状車輪４１は、球状車輪押圧部４２
を介して台車部材３５に取り付けられる。球状車輪押圧
部４２は、第４図に示すように、台車部材３５にスライ
ド自在に設けられたスライド部材４３と、このスライド
部材４３に螺装され、球状車輪４１を回転自在に嵌合す
る球受け４４と、台車部材３５に螺装されたキャップ４
５と、このキャップ４５！３よびスライド部材４３問に
介装されたスプリング４６とを有して構成される。球状
車輪４１は、スプリング４６により軌道２１の背面４０
側に点接触状態で押圧して設けられる。したがって、第
１台車３２は、この球状車輪４１と、ラック２７に噛合
された駆動車輪３８とによって軌道２１に弾性的に固着
され、浮き上がりが防止される。

また、一対の台車部材３５には、球状車輪４１の下方側
面に市軸４７を介して側輪４８が配設される。これらの
側輪４８は、軌道２１の＃１１面に点接触し、軌道２１
に曲げやひねりがあっても、球状車輪４１とともに、ロ
ボット走行部２２を軌道２１に安定的に浮き上がりなく
保持する。

第２図に示すロボット走行部２２の第２台車３３は、コ
字型断面形状を有し、軌道２１に係合される。第２台車
３３の両端部には、軌道２１の背面４０側に対向して球
状車輪４９が配設され、さらに軌道２１の側面に対向し
て側輪４８Ａが配設される。球状車輪４９は、第１台車
３２の球状車輪抑圧部４２と同様な構造の球状車輪押圧
部５０によって第２台車３３に取り付けられる。さらに
、球状車輪４９は、第２台車３３の内側中央位置に、球
状車輪押圧部５０を介して取り付けられる。また、側輪
４８Ａは、第１台車３２の市軸４７と同様な構造の車軸
４７Ａによって取り付けられる。

したがって、第２台車３３は、これらの球状車輪４９お
よび側輪４８Ａによって軌道２１に３点で点接触し、か
つ安定的に保持される。

連結部３４は、軌道２１の幅方向中央位置に設けられる
。この連結部３４は、第１台車３２の基板３６に固着さ
れた連結部円筒部５３と、第２台車３３に固着された連
結部円柱部５４とを有し、連結部円柱部５４が連結部円
筒部５３内に吹入されて構成される。連結部円柱部５４
は、連結部円筒部５３に対し第３図の二点鎖線に示すよ
うに、軌道２１の幅方向中央位置りに回転可能に設けら
れる。これにより、軌道２１がひねり加工されたスパイ
ラル軌道であっても、第１台車３２および第２台車３３
が相対的にひねられて、ロボット走行部２２は軌″Ｊ１
２１を安定的に走行する。

さらに、連結部円筒部５３と、連結部円柱７ｉＩ５５４
との間には、図示しないスプリングが配設され、連結部
円筒部５３および連結部円柱部５４は、このスプリング
により常時水平状態に保持される。

さて、上述のように構成されたロボット走行部２２には
、第１図に示すように、取付座５５を介してロボット本
体２３のケーシング５６が取り付ＬＪられる。ロボット
本体２３は、ケーシング５６と、このケーシング５６下
部に固着された雲台５７と、この雲台５７に設けられた
テレビ（ＩＴＶ）カメラ５８とを有して構成される。ケ
ーシング５６には、軌道２１の長手方向両側にバンパー
５９が固着される。

上記取付座５５はロボット走行部２２における第１台車
３２の基板３６に、図示しない振動吸収部材を介して固
着される。この振動吸収部材によって、ロボット走行部
２２の振動がロボット本体２３へ伝達しないよう吸収さ
れる。取付座５５の高さは、第３図に示すように、ロボ
ット走行部２２の第２台車３３がケーシング５６に対し
若干傾いたときに、このケーシング５６に当接しないよ
う設定される。この場合、ケーシング５６と第２台車３
３との当接を防止するため、ケーシング５６には第２台
重３３に対向する位置にストッパ６０が設けられる。

−Ｆ記実施例によれば、軌道２１が長平板状に切断され
た切断片２５から簡単に形成されるので、生産が容易で
、軌道の生産コストを低減できる。

また、軌道２１は板材２４を所定の形状に切断すること
により形成され、かつ垂直−げおよびひねり加工可能に
設けられるので、軌道２１の敷設ルートの変更に伴う軌
道２１の改修を軌道敷設現場で実施できる。そのため、
軌道敷設箇所を事前に入念に調査する必要がなくなり、
軌道２１の敷設が迅速になって、軌道２１の敷設コスト
を低減できる。

さらに、軌道２１が長平板形状であり、ロボット走行部
２２の第１および第２台車３２．３３がｖｔ道２１に係
合されるので、第６図（Ｃ）に示すように、ロボット走
行部２２にロボツ１へ本体２３が搭載される搭載スペー
ス６１を増大できる。例えば、第６図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）において、箱型軌道１、型抜き軌道３および軌道
２１が同一の幅Ｗであるとき、箱型軌道１の場合の搭載
スペース１９の高さＨａ、型抜き軌道３の場合の搭載ス
ペース１９の高さＨｂは、いずれも軌道２１の搭載スペ
ース６１の高さＨＣよりも小さい。したがって、この実
施例の場合には、軌道走行式ロボット２０の通過断面積
６２に対する搭載スペース６１を増大でき、大型のロボ
ット本体２３を搭載できる。

また、長平板状の軌道２１がひねり可能に設けられ、か
つロボット走行部２２の台車３１．３３がひねり自在な
連結Ｎ１３４によって連結されたことから、ロボット走
行部２２を軌道２１の背面４０側に反転できる。その結
果、ロボット走行部２２に搭載されたロボット本体２３
によって、軌道２１の走行面２６に対する背面４０側を
も作業対象とできる。

さらに、軌道２１がひねり可能に設Ｇプられ、かつロボ
ット走行部２２もひねり可能に設けられたことから、軌
道の向きを変える場合に軌道２１をひねり加工すればよ
い場合があり、この場合には、軌道２１を水平および垂
直方向に曲げる場合に比べ、軌道２１の設置スペースを
低減できる。

なお、上記実施例では、ロボット走行部２２の駆動車輪
３８がラック２７に噛合して軌道２１を走行するものに
つき説明したが、軌道２１には必ずしもうツク２７を設
ける必要がなく、駆動車輪３８を直接軌道２１の走行部
２６に当接し、この駆動車輪３８と走行面４０間におけ
る摩擦力を利用してロボット走行部２２を走行させるよ
うにしてもよい。

また、ロボット走行部２２の側輪４８，４８Ａが車軸４
７．４７Ａを介して直接筒１白串３２、第２台車３３に
取り付けられるものにつき説明したが、車軸４７．４７
△がスプリング等の弾性材を介して各台車３２．３３に
取り付けられるようにしてもよい。この場合には、ロボ
ット走行部２２が軌道２１の側面に対し、より安定的に
係合可能とされる。

さらに、上記実施例では、軌道２１の背面４０側に球状
車輪４１．４９が、軌道２１の側面に側輪４８．４８八
が当接するロボット走行部２２の構造であったが、軌道
２１の背面４０側に側輪を当接し、軌道２１の側面に球
状車輪を当接するようにしてもよい。

第７図は、この発明に係る軌道走行式ロボットの他の実
施例を示す斜視図である。この他の実施例において前記
実施例とｌＦ４様な部分は、同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

この他の実施例が前記実施例と異なる主要な点は、ケー
シング５６に連結部６３を介してケーシング６４が連結
されたことである。このケーシング６４には、第２台車
３３と同様なｉＩ４造の第３台車６５が取付座６６を介
して取り付けられる。この第３台ｍ６５によってケーシ
ング６４は軌道２１に吊下げ掛止される。

連結部６３は、垂直および水平曲げ並びにひねり可能に
設けられるとともに、ケーシング６４内とケーシング５
６内とが電気的および系統的に連結可能に設けられる。

したがって、第３台車６５と第１台車３２とは連結状態
にない。

ケーシング６４の雲台６７には、テレビカメラ５８が設
置される。また、第３台車６５の雲台６７にハンド６９
を有するマニピユレータ７０が取り付けられる。さらに
、ケーシング５６の雲台７１にセンサユニット７２が設
置される。このセンサユニット７２は、マイクロフォン
、温度計、湿度計、放射線計測計、ガス検出器等の各種
のセンサが搭載される。

この他の実施例においても、軌道２１が長平板形状であ
り、またロボツｊ・走行部２２およびロボット本体２３
並びに第３台車６５およびケーシング６４がそれぞれ連
結部６３によりひねり自在に構成されているため、前記
実施例と同様な効果を奏する。

第８図はこの発明に係る軌道走行式ロボットのさらに他
の実施例を示す斜視図である。

この実施例が前記実施例（主に第１図）と異なるのは、
走行面２６および背面４０を鉛直方向に設定した軌道７
１がサポート７２Ａによって支持されるとともに、ケー
シング７３．７４が第１台車７５、第２台車７６によっ
てそれぞれ支持され、さらにケーシング７３およびケー
シング７４が連結部７７により連結された点である。

第１台車７５および第２台車７６は、前記実施例（主に
第１図）の第１台車３２および第２台車３３とそれぞれ
ほぼ同様に構成され、ロボット走行部を構成する。また
、ケーシング７３は、前記実施例（主に第１図）の取付
座５５とほぼ同構造の取付座７８によって第１台車７５
に取り付けられる。ケーシング７３には雲台７９が設置
され、この雲台７９に前記実施例のテレビカメラ５８お
よび前記他の実施例のハンド６９を備えたマニピュレー
タ７０が配置される。

連結部７７は、前記他の実施例における連結部６３とほ
ぼ同様に構成される。上記ケーシング７３．７４、マニ
ピュレータ７０とを有してロボット本体が構成される。

その他、前記実施例あるいは前記他の実施例と同様な部
分は同一の符号を付すことにより説明を省略する。

このさらに他の実施例においても、軌道７１が長平板形
状であり、第１台車７５、第２台車７６が連結部７９に
よりひねり自在に構成されたことから、前記実施例と同
様な効果を得ることができる。

なお、前記３つの実施例においては信号伝送ケーブルと
してトロリー線２８を用いるものにつき説明したが、こ
のトロリー線２８の代りに光ケーブルあるいは漏洩同軸
ケーブル等を用いてもよい。

また、前記実施例および前記弛の実施例ではロボット走
行部２２、ロボット本体２３が軌道２１に吊り下げられ
るものにつき述べたが、これらのロボット走行部２２等
が軌道２１の上方に載置されるものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る軌道走行式ロボットによ
れば、軌道が長平板形状で曲げおよびひねり可能に構成
され、ロボット走行部が上記軌道の長手方向に複数配設
された台車を備え、各台車が上記軌道に係合可能に設け
られ、さらに各台車が上記軌道の長手方向に対しひねり
自在に連結されたことから、軌道の製作コストおよび軌
道の敷設コストを低減できるとともに、ロボット走行部
の搭載スペースが増大し、かつ軌道の走行面（対する背
面側をも作業対蒙とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る軌道走行式ロボットの一実施例
を示す斜視図、第２図は第１図の実施例におけるロボッ
ト走行部を示す斜視図、第３図は第１図の■−■線に沿
う図、第４図は第１図の■−ＩＶ　Ｉ　ニ沿う断面図、
第５１ｆｆｉ（Ａ）、（Ｂ）Ｇ、を従来の箱型軌道、型
扱き軌道のそれぞれの製作工程を示す図、第５図（Ｃ）
は第１図の軌道２１の製作工程を示す図、第６図（Ａ＞
、（Ｂ）は従来の箱型軌道、型抜き軌道が適用される軌
道走行式ロボットのそれぞれ搭載スペースを説明するた
めの図、第６図（Ｃ）は第１図の実施例における搭載ス
ペースを示す図、第７図はこの発明に係る軌道走行式ロ
ボットの他の実施例を示す図、第８図はこの発明に係る
軌道走行式〇ボッ１−のさらに他の実施例を示す斜視図
である。 ２０・・・軌道走行式ロボット、２１・・・軌道、２２
・・・ロボット走行部、２３・・・ロボット本体、２４
・・・板材、２５・・・切断片、３２・・・第１台車、
３３・・・第２台車、３４・・・連結部、３８・・・駆
動車輪、５３・・・連結部円筒部、５４・・・連結部円
柱部、５６・・・ケーシング、５７・・・雲台、５８・
・・テレビカメラ。 蔓 図 第 回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サポートを介して敷設された軌道と、この軌道に係合し
   上記軌道に沿って走行可能に設けられたロボット走行部
   と、このロボット走行部に搭載されたロボット本体とを
   有する軌道走行式ロボットにおいて、上記軌道は長平板
   形状で曲げおよびひねり可能に構成され、上記ロボット
   走行部は、上記軌道の長手方向に複数配設された台車を
   備え、各台車が上記軌道に係合可能に設けられ、さらに
   各台車が上記軌道の長手方向に対しひねり自在に連結さ
   れたことを特徴とする軌道走行式ロボット。