JPH0416227A - タンク内撹拌ロボット - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば原油貯蔵タンクやＣＯＭ、ＣＷＭ貯蔵
タンクなどに適用されるタンク内撹拌ロボントに関する
。

〔従来の技術〕

原油貯蔵タンクの底部には難燃性のスラッジが沈降して
堆積する。また、ＣＯＭ、ＣＷＭ貯藏タンクの底部には
石炭粒子の固形分が沈降して堆積する。これを防ぐため
、貯蔵タンク内にロボットを入れて遠隔操作によってタ
ンク底部の沈澱堆積物をポンプに吸込み、タンク上方に
放出させて貯蔵タンク内を攪拌するなどの試みが行われ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のロボットにおいて、貯蔵タンク内に
おけるロボットの位置を目視或いは液中ＴＶによってｆ
！認することは貯蔵タンク内が汚濁していて視界が全く
きかないために難しい。このため、超音波或いは可慾音
波を使用して検出することも考えられるが、貯蔵タンク
内のスラッジの濃度、石炭粒子の粒度と濃度などによっ
て、またこれらの温度によっても音速が変わるとともに
、タンク壁面からの反射波を濾過しなければならず、極
めて複雑で高価な補正装置を必要とし、また検出精度も
低い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るタンク内撹拌ロボットは上記課題の解決を
目的にしており、第一のロータリエンコ−ダが装着され
たタンクの中心軸と、結合軸に第二のロータリエンコー
ダが装着されたヒンジを介して上記中心軸と上下方向に
屈伸自在に結合された上部軸と、該上部軸とヒンジを介
して上下方向に屈伸自在−二結合されるとともに上記タ
ンクの底部を走行するロボット本体を挟持する下部軸と
を備えた構成を特徴としている。

〔作用〕

即ち、本発明に係るタンク内撹拌ロボットにおいては、
ロータリエンコーダが装着されたタンクの中心軸に上部
軸が結合軸にロークリエンコーダが装着されたヒンジを
介して、また上部軸にタンクの底部を走行するロボット
本体を挟持する下部軸がヒンジを介してそれぞれ上下方
向に屈伸自在に結合されており、タンクの中心軸に対す
るロボット本体の周方向の角度および中心軸からのロボ
ット本体の距離が、ロータリエンコーダによりそれぞれ
検出される旋回角度、屈伸角度と上部軸および下部軸の
長さとにより求まり、タンク内におけるロボット本体の
位置を簡単な構造で精度良く検出することができる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係るタンク内撹
拌ロボットの構造説明図、第４図および第５図はその作
用説明図である。図において、本実施例に係るタンク内
撹拌ロボ・ノドは原油貯蔵タンク内の撹拌に使用されて
おり、第１図および第２図において符号１はタンク、２
はその屋根、４は防油堤、６は沈澱堆積物、７は攪拌ロ
ボット、９はその操作盤である。そして、図に示すよう
にタンク１０屋根２の中心に蓋１０とフランジ１１を介
してブツシュ１２が取り付けられており、図示しない中
心軸がブツシュ１２によって旋回自在に支持されている
。この中心軸の上端にはロータリエンコーダ１３が、ま
た下端にはヒンジ１４がそれぞれ装着されている。ヒン
ジ１４の下部には上部軸１５の上端が垂直方向に屈伸自
在に結合され、上部軸１５の下端にはヒンジ１６を介し
て下部軸１７の上端が垂直方向に屈伸自在に結合されて
いる。なお、タンクｌの屋根２が固定型式でなく浮屋根
型式の場合には、中心軸：よ支柱を介巳てタンク１の底
部或いは側壁により支持される。下部軸１７の下端は二
叉に分かれてタンクｌの底部を走行する撹拌ロボ、ドア
を両側面から挟持している。ヒンジ１４の結合軸にはロ
ータリエンコーダ１８が、またヒンジ１６の結合軸には
ロータリエンコーダ１９がそれぞれ装着されており、ヒ
ンジ１４，１６と一体に形成されている。これらのロー
タリエンコーダ１３，１８．１９は円周に設けられてい
るラジアル格子によるモアレじまの移動を光電的に捕え
てラジアル格子の回転角を知ることができるもので、精
度３秒、分解能０．５秒の機能およびタンク内における
耐環境性を具えており、中心軸の旋回角θはロータリエ
ンコーダ１３により、上下部軸１５．１７の屈伸角α、
βはロータリエンコーダ１８．１９によりそれぞれ検出
される。

第４図に示すように、攪拌ロボ、ドアからタンク１の中
心までの距離をｒ、上部軸１５の長さを１１、下部軸１
７の長さを１２、タンク１の高さをＨ２上部軸１５と中
心軸との屈伸角をαとした場合、攪拌ロボット７の位置
は屈伸角αの一次元関数として次式で表わされる。

ｆ、ｃｏｓ　　α　−−−−−−−−−（１）また、上
部軸１５と下部軸１７との屈伸角βは次式で表わされる
。

従って、タンク１の高さ、上部軸１５、下部軸１７の長
さおよび上部軸１５の屈伸角αをロークリエンコーダ１
８で検出することにより、タンク１の１８２における中
心軸をタンク１の中心とする撹拌ロボ、ドアのタンクｌ
底部における中心からの距離が求まる。また、攪拌ロボ
ット７のタンク１底部における周方向の位置は中心軸の
旋回角θをロークリエンコーダ１３で検出することによ
り求まる。このようにして、攪拌ロボット７のタンク１
の底部における二次元位置が検出される。

ＩｊＰ１０ボット７を操作するための動力用ホースや制
御用ケーブルは上部軸１５、下部軸１７に沿って付設さ
れ、操作盤９内には電気油圧式の制御装置が内蔵されて
おり、第３図に示すように数値制御装置に数値情報とし
てタンク１の寸法、旋回角θおよび屈伸角αに係る攪拌
ロボット７の走行パターン、スラッジの沈澱堆積状況に
対応した攪拌ロボットの走行速度などが制御用ケーブル
を介して入力される。すると、数値制御装置からは指令
パルス制御信号が出力され、この信号は増幅器を経て電
油変換器で油圧に変換され、動力用ホースを介して撹拌
ロボットの独立懸架式の車輪を駆動する油圧モータの回
転速度と回転方向とを自動的に遠隔制御する。また、屈
伸角αの関数である屈伸角βはフィードバック信号とし
てアナログディジタル変換器にフィードバックされ、数
値情報として入力された屈伸角αとコンピュータで比較
演算され、両者に偏差があるときには回路修正発信器か
ら修正信号が発信されるようになっており、撹拌ロボッ
ト７の位置の検出精度の向上が図られている。攪拌ロポ
、ドアの走行軌跡は操縦盤９のＣＲＴ、（ＣａＬｈＯｄ
ｅ　　Ｒａｙ　　Ｔｕｂｅ）画面上に表示され、また必
要に応じて記録されるようになっている。

第５図は攪拌ロボットの走行軌跡の２つのパターンＡ、
Ｂを示す。パターンＡは図の上方に示すように撹拌ロボ
ットの走行区分を半径方向に２分割して攪拌を行うもの
で、攪拌ロボットはタンクｌの底部中心から出発して半
径方向に約６０％の範囲を前進、後進を繰り返しながら
三角波形状に円周方向に移動し、１周した後に半径方向
の残り約４０％の範囲を同様の動作で走行することによ
ってタンク１全底部の攪拌を行う。また、パターンＢは
図の下方に示すように攪拌ロボットの走行区分を半径方
向に分割しないで前進、後進の走行行程量に変化付けて
攪拌を行うもので、攪拌ロボットはタンク１の底部中心
から出発してタンク１周辺まで前進し、その後に後進、
前進を繰り返しながら三角波形状に大、小の変化を付け
ながら周方向に移動し、タンクｌ全底部の攪拌を行う。

このようにして、タンク１の底部にスラッジが沈降して
堆積するのを防止するが、この攪拌ロボットの位置の検
出が非常に簡単な構造でしかも極めて高い精度で行われ
るので、攪拌ロボットの走行制御が能率的に行われ、そ
の設備費、動力費、人件費などを低減させることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係るタンク内撹拌ロボットは前記の通り構成さ
れており、タンク内におけるロボット本体の位置を簡単
な構造で精度良く検出することができるので、ロボット
本体の走行制御が極めて安価に、能率的に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るタンク内撹拌ロボント
の正面図、第２図はその要部斜視図、第３図はそのブロ
ック図、第４図および第５図はその作用説明図である。 ｌ・・・タンク、　　２・・・屋根、 ７・−・攪拌ロボット、 １３．１８．１９・・・ロータリエンコーダ、１４．１
６・・・ヒンジ、 １７・・・下部軸。 １５・・・上部軸、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一のロータリエンコーダが装着されたタンクの中心軸
   と、結合軸に第二にロータリエンコーダが装着されたヒ
   ンジを介して上記中心軸と上下方向に屈伸自在に結合さ
   れた上部軸と、該上部軸とヒンジを介して上下方向に屈
   伸自在に結合されるとともに上記タンクの底部を走行す
   るロボット本体を挟持する下部軸とを備えたことを特徴
   とするタンク内撹拌ロボット。