JPH0421306A - 架空送電線用ロボットアーム - 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） この発明は加圧流体の適用により膨径変形して軸線方向
に収縮する弾性収縮体を対として複数組用いたロボット
アーム、特には、架空送電線の周囲での作業を行うのに
適したロボットアームに関するものである。

（従来の技術） 電気を送るために機器間に配設される架空送電線は、そ
の使用場所、期間、そして周囲温度により種々の影響を
受けることから、例えば、高温多湿の地域で使用される
場合には、耐候性に優れた被覆材を使用すること勿論の
こと、送電線の保守監視をすることも極めて重要となっ
てくる。

しかしなから、架空電線は、通常、それか高所に張設さ
れものであり、また、送電電圧の高いものにあっては、
通電状態下で作業は極めて危険であり、その保守点検作
業を極めて危険なものとしていた。このため、送電を一
時中止すると共に、伸縮自在のブームの先端に取付けら
れた作業台に乗った作業者か順次点検を行うが、或いは
、ブーム先端にＴＶカメラを具備する遠隔操作されるロ
ボットアームにより、点検作業を行う方法などが考えら
れてきた。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、遠隔操作されるロボットアームにあって
は、通例、それ自身剛性か高いものであることから、風
なとの影響で揺れた架空電線と接触したり、或いはその
誤操作により接触すると、容易に電線を切断してしまう
ことかあり、何らかの解決方法が必要とされていた。

このため、アーム先端にＴＶカメラ又は距離センサーを
取付けて、電線とロボットアームとの接触を防ぐことが
考えられるが、揺れる電線をＴＶカメラて監視しながら
ロボットアームを操作することは熟練を必要とするばか
りでなく、作業者に緊張を強いることとなり、好ましい
ものではない。

一方、距離センサーを用いたものにあっては、対象物が
電線のように細いものにあっては余り適したものとは言
えず、ましてや風などの影響により電線か揺れる場合に
あっては、実質的に適用し得ないと言う問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
柔軟な構造を有し、細い電線の存在を確実に検知して接
触することのないロボットアームを提供することをその
目的とする。

（課題を解決するかめの手段） この目的を達成するため、本発明装置、一端か不動部に
連結され他端が回動軸に直接又は間接的に連結された少
なくとも二本で一対の弾性収縮体をそれぞれ有し、回動
軸を介して相対運動可能に連結された複数のアーム部材
を具備し、各アーム部材の対をなすそれぞれの弾性収縮
体への加圧流体の給排により、回転および／又は並進運
動を行うロボットアームてあって、少なくとも一個のア
ーム部材が、架空送電線の周囲に生起される磁界を検知
する検知手段を具えてなる。

（作　用） このロボットアームは、それ自身が柔軟性を有するもの
であるので、誤って電線に接触したとしても電線が損傷
することかない。しかも、少なくとも一個のアーム部材
に配設した磁界検知手段が、通電状態での電線の周囲に
生起される磁界の存在を検知するので、そこらかの検知
信号に基づいて、各アーム部材の弾性収縮体への加圧流
体を給排を制御することにより、架空電線に接触するこ
となくアームを移動させることかできる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例に付い
て詳述する。

第１図に示す本発明架空送電線用ロボットアーム１０は
、相対運動可能に連結されたアーム部材１２．１３．１
４そして１５を具え、アーム部材１２の一端は、図示し
ないトラックなとの搬送車両の伸縮自在のブームの先端
又はそこに設けた基台なとに取付けられ、その他端には
、これも図示しない回動軸か適当な軸受を介して回動自
在に支持される。

この回動軸には、隣接するアーム１３の一端か一体的に
取付けられると共に、図示しないスプロケットか固着さ
れており、一方、当該スプロケットには、アーム１２の
不動部に一端か連結された仮想線で示す二組の対をなす
弾性収縮体１６の他端に連結されたチェーン１７か巻回
される。

弾性収縮体１６は、ゴム又はゴム状弾性材料よりなる管
状体の外周を所定角度に編組まれた高張力繊維類の編組
み補強構造体にて補強し、両端開口を封止部材で封止し
た、いわゆるエアーバック゛タイプ構造をしており、内
部空間への加圧流体の給排により膨径変形して軸線方向
に収縮力を生起するものである。そして、液圧シリンダ
ーや電動モータなどの従来のアクチュエータに比して、
軽量、小型で簡潔な構造をしており、更には、その構造
ゆえに柔軟なアクチュエータである。

それゆえ、対をなす各弾性収縮体に適宜に加圧流体を給
排することにより、アーム部材１２の一端に回動自在に
支持された回動軸１８、ひいては隣接するアーム部材１
３に所望Ｑ回動運動を付与することかできる。勿論、必
要に応じて対をなす弾性収縮体の数を増加させること、
更には、対をなす弾性収縮体を二組以上用いることもで
きる。

アーム部材１３も、その一端に回動軸１９か適当な軸受
を介して回動自在に取付けられており、そこに固着した
スプロケットに噛合するチェーン２０の両端部にそれぞ
れ連結された対をなす弾性収縮体２１への加圧流体の適
宜の給排により、回動軸１９に一端か取付けられたアー
ム部材１４に回転運動を付与する。

また、アーム部材１４の他端にも、既述したと同様に、
適当な軸受を介して回動軸２２か回動自在に支持されて
おり、回動軸２２に一体的に取付けられたスプロケット
２３に噛合するチェーン２４の両端部にそれぞれ連結さ
た対をなす弾性収縮体２５への加圧流体の適宜の給排に
より、アーム部材１５を回動軸２２の軸線周りに回動さ
せることができる。

ところで、アーム部材１５の他端には、一つのカサ歯車
を介して互いに噛合する一対のカサ歯車を回動自在に支
持するブラケット２６が取付けられており、対をなすカ
サ歯車に関連して対をなす二組の弾性収縮体２７（図で
は簡略のため、−組の弾性収縮体のみ示す）への加圧流
体の適宜の給排により、作業用ハンド２８をアーム部材
１５と同様に、対をなすカサ歯車の軸線周りに回動させ
、更にはそれらカサ歯車に噛合する他のカサ歯車の軸線
周りに回動させることができる。それゆえ、このロボッ
トアーム１０は、自由度か６の軽量で簡潔な構造をした
柔軟性に優れたアームと言うことかでき、また必要であ
れは、その自由度を適宜に増減し得ることは勿論である
。

更に、このロボットアーム１０は、そのアーム部材の少
なくとも一つ、本実施例にあっては、アーム部材１５．
１４、そして１３のそれぞれに、送電状態にある電線３
０の周囲に生起される磁界を検知し得る、例えば、ホー
ル素子を有する検知手段３２を具える。なお、本実施例
では、上記アーム部材１３〜・１５のそれぞれに検知手
段３２を二個−組にして配設し、各組の対をなす検知手
段からの検知信号によ、電線３０の相対距離を検知し得
る構成としたが、この実施例に限定されるものでなく、
アーム部材１２〜１５の何れかに一組を配設すること、
単に一個の検知手段を何れか−のアーム部材に配設した
もてあっても良い。

ところで、各弾性収縮体への加圧流体の給排は、第２図
に模式的に示したように、中央演算処理装置３３により
予め設定された演算手順にしたがって行われ、そこから
の制御信号か駆動ユニット３４に送られる。この駆動ユ
ニット３４は、例えば、アーム部材１５を構成する対を
なす弾性収縮体２７に供給される加圧流体の圧力を調整
するバルブユニット３５を作動させる一方、各弾性収縮
体に送られる加圧流体の圧力も同時にモニターする。こ
のバルブユニット３５は、図示しない操作圧力源から各
弾性収縮体に適用される加圧流体の圧力を制御信号に応
じて調整し得るものであれば良く、本実施例では、電磁
式流量制御弁を対として具備し、弾性収縮体への加圧流
体の供給量及びそこからの排出量を、それら制御弁の弁
開度を制御信号に応じて変化させるとにより、適用され
る加圧流体の圧力を変更することかできるものを用いた
。

また、対をなす各弾性収縮体への加圧流体の給排に際し
ての相対的な軸線方向への運動に起因するアーム部材１
５の運動量を検知する検知手段３７、例えば、回動軸に
設けたロータリエンコーダからの出力信号を、バッファ
３８を介して駆動ユニット３４にフィードバックし、中
央演算処理装置３３からの制御信号との差を補償する構
成とした。なお、符号４０は、駆動ユニット３４、バル
ブユニット３５、そしてバッファ３８に電力を供給する
操作用電源を示しており、各アーム部材に関連する弾性
収縮体への加圧流体の給排も同様にして行われる。

そして、一定の操作手順に従う作業用ハンド２８の動作
に伴う第１図に示す架空電線３０にアーム部材１５か接
近し、当該アーム部材に配設した検知手段３２からの磁
界検知信号か基準値を越えると、中央演算処理装置３３
か当該検知信号を取込み、前もって設定された演算手順
にしたかって演算を行って制御信号を駆動ユニット３４
に出力し、予め設定された手順に優先してアーム部材１
５に関連する弾性収縮体への加圧流体の給排を行い、ア
ーム部材１５の電線３０への一層の接近を制限する。

また、風なとの影響で電線か揺れた状態にあっても、電
線の周囲に生起される磁界を検知してロボットアームの
作動を制御し得るので、電線の動きに追従させなからロ
ボットアームを操作することかできる。しかもロボット
アームそれ自身か柔軟な構造をしているのて、万が一当
該アームが電線に接触したとしても、従来の剛固なアー
ムのように電線を損傷することかない。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明装置によれは、通電状態に
ある架空電線の周囲に生起される磁界に基ついて、電線
の存在を検知することとしたので、ＴＶカメラや距離セ
ンサーを用いた場合に比して、容易に電線を検知するこ
とかでき、電線とロボットアームとの接触を確実に阻止
することかできる。

しかも、弾性収縮体を用いたものであることから、ロボ
ットアームそれ自身を柔軟な構造とし得るのて、例えア
ームに触れたとしても電線を損傷することかない。

また、磁界を検知する検知手段からの検知信号に基つい
て各アーム部材への加圧流体の給排を制御する二とによ
り、強風下にあってもロボットアームと架空電線との接
触を有効に阻止することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ロボットアームの好適な実施例を示す
模式図、そして、 第２図は、その制御方法を示す路線図である。 ＩＯ−ロボットアーム　　１２〜１５−アーム部材１６
．２１，２５．２７−一弾性収縮体１７、２０．２４−
−チェーン　　１８．１９．２２　　回動軸２３−スプ
ロケット　　　２６−ブラケット１８−作業用ハンド　
　　３０−電線 ３２　　検知手段　　　　　３３−中央演算処理装置３
４−駆動ユニット　　　３５−バルブユニット作′ＸＩ
！Ｉハ・′ト２ｄ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一端が不動部に連結され他端が回動軸に直接又は間
   接的に連結された少なくとも二本で一対の弾性収縮体を
   それぞれ有し、回動軸を介して相対運動可能に連結され
   た複数のアーム部材を具備し、各アーム部材の対をなす
   それぞれの弾性収縮体への加圧流体の給排により、回転
   および／又は並進運動を行うロボットアームであって、
   少なくとも一個のアーム部材が、架空送電線の周囲に生
   起される磁界を検知する検知手段を具えてなることを特
   徴とする架空送電線用ロボットアーム。