JPH04140010A - 自走式作業ロボット装置 - 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） 本発明は配管内の作業を行なう自走式作業ロボットによ
り遠隔操作用のケーブルや作業用の水ホース等を牽引す
る際、ロボット後方でケーブル等にかかる張力並びにロ
ボットの走行速度に追従してケーブル等を繰出しまたは
巻戻しを行なう自走式作業ロボットのケーブル等の送出
し装置に関する。

（従来の技術） 配管内部の清掃、点検、塗装などの作業を行なう自走式
作業ロボットにおいては、遠隔操作用のケーブルや作業
用の水ホース等を配管入口から管内を牽引しながら走行
している。

すなわち、第４図に示すように地上からの遠隔操作用の
ケーブル２および水ホース３等を配管出口の地上に設置
された巻取機４を介して管内の作業ロボット１に個々に
接続し、ケーブル２およびホース３を牽引しながら走行
させている。

配管には水平管だけてなく、傾斜管や垂直管および曲管
等があり、しかも作業ロボットは走行する管路長さのケ
ーブルやホースを牽引する。

ケーブル２およびホース３は作業ロボット本体１により
管壁上を直接滑らせて牽引されるため、曲管エルボ部や
配管継ぎ口部の溶接ビードの引掛かり等により摩擦抵抗
か大きくなると、作業ロボット１は大きな牽引力か必要
となる。

特に作業用ロボット１が垂直管からそれ以降の配管内を
走行する場合には、ケーブル２および水ホース３の管壁
との摩擦抵抗か大きく、走行に支障を受は易いため、大
きな牽引力か必要になり、また作業ロボット１を垂直管
から帰還（後退）させる場合、ケーブル２およびホース
２が走行の妨げとなる。

（発明か解決しようとする課題） このように遠隔操作用のケーブル２および水ホース３等
を牽引しなから配管内部の清掃、点検、塗装等の作業を
行なう自走式ロボットでは、水平管、傾斜管、垂直管、
曲管エルボ部等がある配管や長い配管経路を牽引する場
合、摩擦抵抗等の影響により牽引が困難となり、作業ロ
ボットの走行および作業に支障がある。

また、遠隔操作用のケーブル２および作業用の水ホース
３等には許容引張力があり、無理に牽弓すると損傷して
しまう。

したかって、作業ロボットの牽引力および配管出口の地
上に設置された巻取機の巻取力を大きくすることができ
ず、牽引力および巻取力は制限されてしまう。

本発明は上記の事情に艦みてなされたもので、その目的
は作業ロボットの走行速度並びに遠隔操作用のケーブル
等の張力に応じて各々の繰出し、繰戻し速度を制御可能
とすることにより、牽引力および巻取力を軽減すること
かできる自走式作業ロボットのケーブル等の送出し装置
を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、地上からの遠隔操
作用ケーブルおよび作業用ホースを牽引しなから配管内
を走行し所定の作業を行なう自走式作業ロボットと前記
配管出入口との間に設けられ、前記ケーブルおよびホー
スを各々独立に繰出し並びに繰戻し可能に把持する把持
装置と、二の把持装置に設けられ前記ケーブルおよびホ
ースを各々独立に繰出し並びに繰戻し駆動する駆動手段
と、前記作業ロボットと前記ケーブルおよびホスとの連
結部間に設けられた張力検出手段と、この張力検出手段
により検出されたケーブルおよびホースの張力並びに前
記作業ロボットの走行速度に応じて前記駆動手段に制御
信号を与え前記ケーブルおよびホースの繰出しまたは繰
戻し速度を制御する制御手段とを備えた構成とするもの
である。

なお、上記構成のうち、望ましい態様は次の通りである
。

ケーブル等の送出し装置を作業ロボットの後方を追従し
て走行する自走式補助ロボットに設置して配管内の任意
の位置へ移動できるようにすることである。

（作用） このような構成の自走式作業ロボットのケーブル等の送
出し装置にあっては、配管出入口から配管経路を通して
作業ロボットにより牽引される遠隔操作用ケーブルおよ
び作業用ホースが作業ロボット後方の把持装置により把
持されながらケーブルおよびホースの張力と作業ロボッ
トの走行速度に応じて各々独立に繰出しまたは繰戻され
るので、作業ロボットの牽引力を軽減することができる
と共に、ケーブルおよびホースへの過張力や弓掛かり等
による損傷を未然に防止することが可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は自走式作業ロボットのケーブル送出し装置の構
成例を示すものである。第１図において、１は配管内部
の清掃、点検、塗装等の作業を行なう自走式作業ロボッ
トで、この作業ロボット１は配管出入口の地上側に設置
された巻取機により巻取または巻戻される遠隔操作用ケ
ーブル２および作業用水ホース３を結合し、これらを各
々牽引しながら配管内を走行するものである。５は作業
ロボット１の後方を追従して走行する補助ロボットで、
この補助ロボット５の下部腹部には第２図（ａ）、（ｂ
）に示すような構成のケーブル送出し装置６が設置され
ている。即ち、このケーブル送出し装置６は補助ロボッ
ト５の下部腹部の両側の前後部にそれぞれ上下１対の回
転ローラ８か取付けられ、これら前後部に対応する回転
ローラ８間にケーブルおよび水ホースの外形に合う形状
を持つゴム製のキャタピラ７が掛けられている。

これら上下１対の前部または後部の回転ローラ８軸には
互いに噛合された歯車９ａが連結され、歯車機構９を構
成している。そして、歯車機構９には歯車９ａを回転駆
動するためのサーボモータ１０か連結されている。した
かって、サーボモータ１０により歯車機構９を駆動する
ことにより、上下１対のキャタピラ７か走行することに
なる。

また、上下のキャタピラ７間に遠隔操作用ケーブル２お
よび作業用水ホース３を挿通させると共に、シリンダ１
１により押え板１２を上下方向に移動させることにより
、ケーブル２および水ホース３を把持てきるようになっ
ている。

一方、作業ロボット１とケーブル２および水ホース３と
の結合部間にこれらの張力値を検出するロードセル１Ｂ
か取付けをこのロードセル１３により検出された張力値
はひずみアンプ１４を介して前述したサーボモータ１０
を制御する制御装置１５に入力される。この制御装置］
５はひずみアンプ１４よりアナログ入力回路１６を介し
て入力される張力値と張力設定値とを比較し、その偏差
分を図示しない速度検出器により検出された作業ロボッ
ト１の速度検出値に加え、その出力を制御指令値として
アナログ出力回路１７を介してサーボモータ１０を運転
するＡＣサーボドライバ１８に入力することにより、サ
ーボモータ１０を制御するものである。この場合、張力
設定値としては作業ロボット前進時の設定値と後退時の
設定値かあり、スイッチ１９によりそのいずれかに切替
られるようになっている。また、作業ロボット１の速度
に追従できない等の支障がある場合に備え、スイッチ２
０により作業ロボット追従側から単独制御側に切換えら
れるようになっている。この場合、ケーブル送出し装置
の速度として高速度設定、中速度設定、低速度設定のい
ずれかを選択回路２１からの選択指令によりスイッチ２
２により切替選択し、さらにスイッチ２３により前進、
後退の繰出し方向か選択可能になっている。

次にこのように構成された自走式作業ロボットのケーブ
ル送出し装置の作用について述べる。いま、作業ロボッ
ト１かケーブル２および水ホース３を牽引しながら前進
しているものとすれば、このときのケーブル２および水
ホース３の張力値がロードセル１３により検出され、制
御装置１５に入力される。この制御装置ではその張力値
と前進時の張力設定値とを比較し、その偏差分を作業ロ
ボット１の走行速度に加えてサーボモータ１０の速度指
令とし、ＡＣサーボドライバ１８に入力する。サーボモ
ータ１０はそのときの速度指令に応した回転速度で歯車
機構９を駆動し、上下１対のキャタピラ７が走行する。

この場合、押え板１２をシリンダ１］により互いに接近
する方向に移動させることにより、上下１対のキャタピ
ラ７はケーブル２および水ホース３と接触し、その摩擦
力によりケーブル２および水ホース３が把持された状態
で移動する。

したかって、ケーブル２および水ホース３は作業ロボッ
ト１の走行速度とロードセル１３により検出された張力
値に応した速度で順次繰出される。

以上は作業ロボット１か前進時の場合であるが、後退時
においてはサーボモータ１０が逆転する以外は上記とほ
ぼ同様であり、ケーブル２および水ホース３の張力値と
作業ロボット１の速度に応じて斤−プル２および水ホー
ス３が順次繰り戻される。

このように本実施例では作業ロボット１の走行速度とロ
ードセル１３により検出されたケーブル２および水ホー
ス３の張力値に応じてケーブル２および水ホース３を把
持しながら自動的に繰出し、または緑戻し速度を制御す
るようにしたので、特に作業ロボット１か配管出入口か
ら水平管、傾斜管、垂直管や曲管等を通る長い経路を作
業する場合であっても作業ロボット１の牽引力を軽減す
ることかできると共に、ケーブル２および水ホース３へ
の過張力や引掛かり等による損傷を防止することかでき
る。

上記実施例では水平管内を走行する作業ロボット１に追
従する補助ロボット５について述べたか、作業ロボット
１か第３図に示すように水平管に垂直管かつながる配管
内を作業する場合には、補助ロボット５を垂直管２４の
手前まで作業ロボット］に追従させ、それ以降は補助ロ
ボット５に取付けられたスタンドより送出される昇降ロ
ープ２５を介して作業ロボット１をサポートすると共に
、ケーブル送出し装置６からケーブル２および水ホース
３を繰出すことにより、作業ロボット１はケーブル２お
よび水ホース３の牽引力に影響されず、円滑な作業およ
び走行かできる。また、上昇走行時にはケーブル２およ
び水ホース３を巻戻すことにより、作業ロボット１の走
行の妨げを防止することかできる。

また、上記実施例では作業ロボット１に追従する補助ロ
ボット５にケーブル送出し装置６を搭載する場合につい
て述べたか、配管内の適宜箇所にケーブル送出し装置６
を設置してケーブル２および水ホース３を繰出し、また
は繰戻しを行なうようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、作業ロボットの走行
速度並びに遠隔操作用のケーブルおよび作業用のホース
の張力に応じて各々の繰出し、縁戻し速度を制御可能と
したので、牽引力および巻取力を軽減することかできる
と共にケーブルおよびホースの損傷を防止することかで
きる自走式作業ロボットのケーブル等の送出し装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自走式作業ロボ・ソトのケーブル
等の送出し装置の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例の機構説明図、第３図は水平管に垂直管かつながる
配管内を作業する作業ロボ・ントに本発明装置を適用し
た場合の状態を示す図、第４図は従来の作業ロボットに
よるケーブル牽弓状態を示す説明図である。 １・・・・作業ロボット、２・・　・遠隔操作用ケーブ
ル、３・・・作業用水ホース、４・・・・地上巻取機、
５　　補助ロボット、６・・・・・ケーブル送出し装置
、７・・・キャタピラ、８・・・回転ローラ、９・・・
・歯車機構、１０・・・・サーボ−モータ、１１・・・
・・ンリンダ、１２・・・・押え板、１３・・・・ロー
ドセル、１５・・制御装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地上からの遠隔操作用ケーブルおよび作業用ホースを牽
   引しながら配管内を走行し所定の作業を行なう自走式作
   業ロボットと前記配管出入口との間に設けられ、前記ケ
   ーブルおよびホースを各々独立に繰出し並びに繰戻し可
   能に把持する把持装置と、この把持装置に設けられ前記
   ケーブルおよびホースを各々独立に繰出し並びに繰戻し
   駆動する駆動手段と、前記作業ロボットと前記ケーブル
   およびホースとの連結部間に設けられた張力検出手段と
   、この張力検出手段により検出されたケーブルおよびホ
   ースの張力並びに前記作業ロボットの走行速度に応じて
   前記駆動手段に制御信号を与え前記ケーブルおよびホー
   スの繰出しまたは繰戻し速度を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする自走式作業ロボットのケーブル等
   の送出し装置。