JPH0542096U - 暗渠作業用開脚式自走ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暗渠内への搬出入が容易で、水中での走行抵
抗が小さく、作業時に強大な反力を発揮してその位置を
整定し、種々の断面形状の暗渠作業に好適な暗渠作業用
開脚式自走ロボットを提供する。 【構成】 水平筒状ロボット本体の上端，左右両側端に
それぞれ突設された前後１対の等長の起倒式上部脚２１
ａ，２１ｂ，左側下部脚２６ａ，２６ｂ，右側下部脚２
５ａ，２５ｂと、前後端がそれぞれ上記各１対の上部
脚，左側下部脚，右側下部脚の先端同士にそれぞれ枢着
された上部縦リンク３１，左側下部縦リンク３８，右側
下部縦リンク３７よりなりそれぞれ油圧シリンダー２９
により拡縮可能に張り出される３組のパンタグラフリン
ク機構と、上記両上部脚の上端にそれぞれ付設された従
動輪４と、上記両下部脚の下端にそれぞれ付設された駆
動輪４０と、１対の下部パンタグラフリンク機構のなす
開脚角を可変にする手段２５ａ，３２とを具えたこと。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は暗渠作業用開脚式自走ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

暗渠水中内で使用される作業ロボットとしては、図５平面図及び側面図に示す ように、スクリュープロペラー０１を使用し、垂直スラスター０２及び横スラス ター０３により作業ロボット本体０５の位置固定を行い、作業を行うものが知ら れている。

【０００３】 しかしながら、この種の水中作業用ロボットでは、スクリュープロペラーにて 暗渠水中を推進移動する際、スラスターを作動及び調整してロボット本体のバラ ンス及び方向性を保たなければならない。 また、暗渠内付着物等の除去作業時には、ロボット本体をスラスターにより除 去面へ押し付けて位置固定のうえ作業を行うのであるが、除去作業時に受ける反 応の強さによっては、ロボット本体が不安定になり、除去作業に支障を来たすこ がある。

【０００４】 そこで、本出願人はさきに、実願平３−６７９２７号にて下記するように、ロ ボット本体の上方に突出する上部脚と、その左下方，右下方へ突出する１対の下 部脚とよりなる３脚にてロボット本体を支持し、暗渠に沿って移動することがで きる自走式暗渠清掃用ロボットを提案した。

【０００５】 このロボットは図６正面図〜図７側面図に示すように、本体の上面に上部脚２ が取り付けられ、さらに両側下部に１対の下部脚１２，１２がロボット本体１の 長手方向（縦方向）と平行に配設された枢軸６，６を介して横方向へ回動可能に 取り付けられている。上部脚２および下部脚体１２，１２は、いずれも内蔵され た伸縮用の油圧シリンダー３により伸縮可能に構成されるとともに、それらの各 先端部に自走式の走行装置４がそれぞれ取り付けられている。

【０００６】 さらに、１対の下部脚１２，１２間に下部脚１２の開脚角調整用の１対の油圧 シリンダー５，５が介設されていて、ロボット本体１は、正面からみて上部脚２ と１対の下部脚１２，１２よりなる倒立Ｙ字状３脚支持方式で暗渠１０の内壁７ に保持されるように構成され、各脚はそれぞれ前後１対の下部脚１２，１２より なり、ロボットの安定化が図られている。

【０００７】 自走式の走行装置４は、モーターと同モーターで駆動されるゴム製ローラーと で構成されており、モーターはロボット本体１に内蔵された電源で駆動されるも のでもよいし、ケーブルを介してロボット外から供給される電力で駆動されるも のでもよい。また、油圧シリンダー３および５の圧油源がロボット本体１に内蔵 されるとともにそれらの操作や走行装置４の操作が有線あるいは無線により遠隔 操作されるように構成されている。

【０００８】 このような構造において、暗渠１０内へのロボットの搬入出は、各脚に内蔵さ れている油圧シリンダー３を収縮するとともに、１対の下部脚１２，１２の開度 調整用の油圧シリンダー５，５の作動により、下部脚１２，１２を閉脚して小形 化された状態で行われ、これにより搬入出用の暗渠開口１１（図８）の寸法を小 さくすることが可能となる。 そして、暗渠１０内への搬入後は、暗渠の形状，寸法に応じて油圧シリンダー ５，５による下部脚１２，１２の開脚と、油圧シリンダー３による各脚体の伸長 とにより、各開脚の先端部に設けられている走行装置４を暗渠の内壁７の所定箇 所へ押し付け、走行装置によりロボットは暗渠内を移動して暗渠の内壁７の清掃 を行うのである。 なお、各脚に設けられた伸縮用の油圧シリンダー３および１対の下部脚１２， １２間に設けられた開度調整用の油圧シリンダー５の作動により、図８に示した 角型断面の暗渠のほか、図９（ａ）に示す円形断面の暗渠や同図（ｂ）に示す馬 蹄形等の異形断面の暗渠への適用も可能となる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、その後の研究により、このような構造では先端部に走行装置の 付いた脚の途中に伸縮用油圧シリンダーがあるとともに、下部脚間には横方向の 開脚角調整用油圧シリンダーがある関係上、水流に対する走行抵抗がかなりあり 、また、清掃作業時に脚に作用する横方向の力に対し、伸縮用油圧シリンダーで 強度上、実際的でないことが判明した。

【００１０】 本考案はこのような事情に鑑みて提案されたもので、暗渠内への搬出入が容易 で、水中での走行抵抗が小さく、作業時に強大な反力を発揮し、種々の断面形状 の暗渠作業に好適な暗渠作業用開脚式自走ロボットを提供することを目的とする 。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

そのために本考案は、水平筒状ロボット本体の上端，下側左右端にそれぞれ突 設された前後１対の等長の起倒式上部脚，左側下部脚，右側下部脚と、前後端が それぞれ上記各１対の上部脚，左側下部脚，右側下部脚の先端同士にそれぞれ枢 着された上部縦リンク，左側下部縦リンク，右側下部縦リンクよりなり正面から 見て全体的に倒立Ｙ字状に外向半径方向に突設されそれぞれ油圧シリンダーによ り拡縮可能に張り出される３組のパンタグラフリンク機構と、上記両上部脚の上 端にそれぞれ付設された従動輪と、上記両下部脚の下端にそれぞれ付設された駆 動輪と、上記左右１対の下部パンタグラフリンク機構の開脚角を増減可能にする 手段とを具えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

（１）このような構成によれば、左右１対の下部脚はそれぞれロボット本体に 対する固着端のボルト孔の位置を変えてボルトで締めつけることにより、所要の 開脚角に調節することが可能となる。 これにより、暗渠の断面形状に応じて下部脚の開脚角を最適角度に設定し水抵 抗少なく走行することができるとともに、清掃作業時に渠壁から受ける外力に対 して、強力な反力でロボット本体を暗渠断面に対し正しい位置に強固に支持する ことが可能となる。 （２）ロボット本体の縦中心線を含む面つまり軸平面上でパンタグラフリンク 機構にて上部脚，各下部脚は半径方向に拡縮するので、曲げに弱い油圧シリンダ ー内蔵型脚を使用しないで済むとともに、その半径方向の拡縮は軸平面上に配設 された油圧シリンダーで行うので、水抵抗が減少する。

【００１３】

【実施例】

本考案の一実施例を図面について説明すると、図１はその部分縦断面図および その下部脚の開脚状態を示す図、図２は図１の正面図、図３は図２のIII −III 断面図、図４は図２における下部脚支持腕の支持要領および取付角調節要領を示 す部分正面図である。

【００１４】 上図において、図６〜図８と同一の符号はそれぞれ同図と同一の部材を示し、 本考案が、同図の構造と大きく異なるところは、上部脚，下部脚に内蔵された脚 伸縮用油圧シリンダーを省略するとともに、下部脚の開脚角調整用油圧シリンダ ーを省略したことにある。

【００１５】 まず、図１〜図３において、２７は水平円筒状ロボット本体で、その前後端は それぞれ中心孔ボス２４ａ，２４ｂを有する前部端板２３ａ，後部端板２３ｂで 閉塞され、各端板２３ａ，２３ｂの上端にはそれぞれ前後１対の上部脚２１の前 端を枢支する上部アイピース２８ａ，２８ｂがそれぞれ突設されている。 ２１ａ，２１ｂはそれぞれ前部端板２３ａ，後部端板２３ｂの上端アイピース ２８ａ，２８ｂに前端が横ピンで枢着された前後１対の上部脚で、それぞれその 後端には従動輪４が枢着されている。３１は上部脚２１ａ，２１ｂのそれぞれ後 端寄りの位置で前後端がそれぞれ横ピンで枢着された軸方向に延びる上部縦リン クで、その長さは両端板の上部アイピース２８ａ，２８ｂの距離に等しく作られ ており、上部脚２１ａ，２１ｂは上部縦リンク３１と協働して平行四辺形のパン タグラフリンクを形成している。

【００１６】 ２９は油圧シリンダーで、その前端は前部端板のアイピースの直後位置に突設 されたアイピースに横ピンで枢着されるとともに、後端が上部脚２１ａにその後 端寄りの位置で枢着されており、油圧シリンダー２９の伸縮により上部縦リンク ３１はパンタグラフリンクの理により軸方向に平行を保ちながら、ロボット本体 の半径方向に拡縮することができる。左右側下部脚によるパンタグラフリンク機 構も、上記上部脚のパンタグラフリンク機構と実質的に同一構造であるがそのロ ボット本体に対する取付要領は上部脚のパンタグラフリンク機構のそれと大きく 異なる。

【００１７】 すなわち、前部端板２３ａの中心ボス孔２４ａには、図４太線に示すように、 リブで補強された異長菱形の右側下部脚支持腕２５ａの中心孔が回動可能に嵌合 され、後部端板２３ｂの中心孔ボス２４ｂには右側下部脚支持腕２５ｂの中心孔 が回動可能に嵌合され、前後１対の右側下部脚支持腕２５ａ，２５ｂの上端はそ れぞれ位置決めボルト孔３２にボルトで互いに同一位相で固着されている。 左側下部脚支持腕２６ａ，２６ｂも右側下部腕支持腕２５ａ，２５ｂと同様で あり、左側下部脚支持腕２６ａ，２６ｂの下端にはそれぞれ左側下部脚３５ａ， ３５ｂが枢着されている。

【００１８】 また、右側下部脚３４ａ，３４ｂの下端寄りの部分は右側縦リンク３７の前後 端に、左側下部脚３５ａ，３５ｂの下端寄りの部分は左側縦リンク３８の前後端 にそれぞれ枢着され、右側下部脚３４ａ，３４ｂの下端，左側下部脚３５ａ，３ ５ｂの下端にはそれぞれ油圧モーター又は電気モーター駆動の駆動輪４０，４１ が付設されている。

【００１９】 このような構造において、前後１対の右側下部脚および右側縦リンク３７より なる右側パンタグラフリンク機構、前後１対の左側下部腕および左側縦リンク３ ８よりなる左側パンタグラフリンク機構はそれぞれ左側下部脚，右側下部脚を起 倒する右側油圧シリンダー４３、左側油圧シリンダー４４により付勢されて、上 部パンタグラフリンク機構と同一要領で拡縮する。

【００２０】 このような構造において、本考案ロボットは暗渠内への搬入に際して、上部及 び両側下部パンタグラフリンク機構はそれぞれ対応する油圧シリンダーの作用に よりロボット本体の外周に沿った位置に折り疊まれるので、その全体外径は小さ くなるから、容易にマンホールを経て暗渠内に搬入することができる。

【００２１】 暗渠中では図１部分拡大図及び図２に示すように上部，両側下部パンタグラフ リンク機構は外向半径方向に張り出され、その駆動輪が壁面に押しつけられて回 動し、その際、従動輪は渠壁の天井に沿って滑らかに回動することで、ロボット は円滑軽快に走行する。 暗渠の断面形状の変化に応じて本考案ロボットでは、両側下部脚のなす開脚角 をあらかじめ、地上において、位置決めボルトを位置決めボルト孔への締付けに より最適の開脚角に設定し、また必要に応じて上部脚の起立角度を適宜設定する ことで、清掃作業時にも大きな外力にもかかわらず、これに十分対抗する反力を もって、ロボットは渠壁に強固に支持される。 なお、駆動輪は下部脚の下端に付設する代わりに、下部縦リンクにそれぞれ付 設することもでき、またいずれの場合も４個の駆動輪の一部は従動輪つまりアイ ドラーにすることも可能であり、さらにまた、上部脚又は上部縦リンクの従動輪 を駆動輪とすることも可能である。

【００２２】

【考案の効果】

このような開脚式ロボットによれば、下記の効果が奏せられる。 （１）下部脚の相対角度及び開脚角度を調整することで、１台のロボットで種 々の形状，寸法を有する断面の暗渠においても走行及び稼働が可能となる。 （２）上部脚および下部脚を水平位置に倒してロボット全体の外径を小さくす ることでロボット搬入出用の暗渠開口寸法が小さくて済む。 （３）油圧シリンダーは水流を横切る方向ではなく、水流に沿った方向にある ので、水流から受ける抵抗は少なくて済む。 （４）油圧シリンダーを脚自身に内蔵した脚構造のものに比べてロボットの作 業時の反力等の負荷が大きい場合でも、稼働に耐えるヘビーデュティー型（Ｈｅ ａｖｙ Ｄｕｔｙ Ｔｙｐｅ）の暗渠作業用ロボットが得られる。

【００２３】 要するに本考案によれば、水平筒状ロボット本体の上端，下側左右端にそれぞ れ突設された前後１対の等長の起倒式上部脚，左側下部脚，右側下部脚と、前後 端がそれぞれ上記各１対の上部脚，左側下部脚，右側下部脚の先端同士にそれぞ れ枢着された上部縦リンク，左側下部縦リンク，右側下部縦リンクよりなり正面 から見て全体的に倒立Ｙ字状に外向半径方向に突設されそれぞれ油圧シリンダー により拡縮可能に張り出される３組のパンタグラフリンク機構と、上記両上部脚 の上端にそれぞれ付設された従動輪と、上記両下部脚の下端にそれぞれ付設され た駆動輪と、上記左右１対の下部パンタグラフリンク機構の開脚角を増減可能に する手段とを具えたことにより、暗渠内への搬出入が容易で、水中での走行抵抗 が小さく、作業時に強大な反力を発揮し、種々の断面形状の暗渠作業に好適な暗 渠作業用開脚式自走ロボットを得るから、本考案は産業上極めて有益なものであ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す側面図およびその下部
脚の開脚状態を示す部分拡大図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図２のIII −III 断面図である。

【図４】図２における下部脚支持腕のロボット本体に対
する支持要領を示す同じく正面図である。

【図５】従来の暗渠用水中作業ロボットを示す平面図及
び側面図である。

【図６】本出願人が実願平３−６７９２７号で提案した
自走式暗渠用水中作業ロボットを示す正面図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】図６における開脚角度の縮小要領を示す正面図
である。

【図９】図６のロボットの断面形状の異なる暗渠への適
応状態を示す正面図である。

【符号の説明】

４ 従動輪 ２１ａ，２１ｂ 上部脚 ２２ａ，２２ｂ 下部脚 ２３ａ 前部端板 ２３ｂ 後部端板 ２４ａ，２４ｂ 中心孔ボス ２５ａ，２５ｂ 右側下部脚支持腕 ２６ａ，２６ｂ 左側下部脚支持腕 ２７ ロボット本体 ２８ａ，２８ｂ 上部アイピース ２９ 油圧シリンダー ３１ 上部縦リンク ３２ 位置決めボルト・ボルト孔 ３７ 右側縦リンク ３８ 左側縦リンク ４０，４１ 駆動輪 ４３ 右側油圧シリンダー ４４ 左側油圧シリンダー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平筒状ロボット本体の上端，下側左右
   端にそれぞれ突設された前後１対の等長の起倒式上部
   脚，左側下部脚，右側下部脚と、前後端がそれぞれ上記
   各１対の上部脚，左側下部脚，右側下部脚の先端同士に
   それぞれ枢着された上部縦リンク，左側下部縦リンク，
   右側下部縦リンクよりなり正面から見て全体的に倒立Ｙ
   字状に外向半径方向に突設されそれぞれ油圧シリンダー
   により拡縮可能に張り出される３組のパンタグラフリン
   ク機構と、上記両上部脚の上端にそれぞれ付設された従
   動輪と、上記両下部脚の下端にそれぞれ付設された駆動
   輪と、上記左右１対の下部パンタグラフリンク機構の開
   脚角を増減可能にする手段とを具えたことを特徴とする
   暗渠作業用開脚式自走ロボット。