JPH0544442Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、船体の外板、コンクリート壁面、そ
の他の広大な２次元平面からなる作業領域にて各
種作業をする作業体の２次元運動制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

船体の外板、構造物のコンクリート壁面、床
面、その他の比較的広大な２次元平面において、
塗装、清掃、グラインデイングなどの各種作業を
行なうための作業体の２次元運動制御装置は実用
化されておらず、現在、船体の外板の塗装作業等
はクレーンで吊り下げられた作業台上に人員が乗
り、塗装スプレーを操作するのが一般的であり、
この作業は大変危険であると共に、非効率的であ
るという問題があつた。

また、コンクリート壁面のグラインデイング作
業も作業台を組立てた上で、その作業を作業員が
行なつているが、作業員の安全性の問題や、作業
台の組立及び撤去に時間と手間がかかるという問
題があつた。

一方、建造物下部の左、右に配置したウインチ
から引き出したワイヤをゴンドラの側部のブレー
キドラムに巻掛けた後、建造物上部の左、右に配
置した滑車を介してゴンドラの上端支点部に結合
させ、各ウインチの操作によりゴンドラを面状の
移動範囲で移動させるようにしたゴンドラの移動
方法（特開昭52−79523号公報参照）があるが、
このゴンドラ移動方法は、２本のワイヤでゴンド
ラの位置制御をしているので、２本のワイヤの張
力制御ができない。

従つて、従来のゴンドラ移動方法では、ワイヤ
が弛んだり、ウインチに過負荷がかかり、安定な
制御が困難である。

〔考案の目的〕

本考案は、前記従来の問題点を解消するために
なされたものであり、作業体の位置決めを速やか
に、かつ安定して制御できる作業体の２次元運動
制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔考案の構成〕

上記目的を達成するため、本考案の作業体の２
次元運動制御装置は、２次元平面からなる作業領
域の四隅にワイヤの巻取装置を設置すると共に、
作業体に各巻取装置のプーリーから夫々巻取り巻
戻し可能に張架されたワイヤの端部を接続させ、
更に、隣合う２つの巻取装置により当該装置のプ
ーリーから繰り出されたワイヤ長を制御して作業
体の２次元運動を制御し、かつ残り２つの巻取装
置により当該装置より繰り出されたワイヤの張力
制御を行うようにしたことを特徴とするものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

第１図は本考案にかかる作業体の２次元運動制
御装置の正面図であり、この例は、例えば、船体
の外板などのように２次元平面からなる作業領域
１を塗装するため、塗装装置などを装備した作業
体４を、その作業領域１の所望の位置に移動させ
て塗装作業を行うものである。

被作業物Ａには、その作業領域１の四隅に、そ
れぞれ、ワイヤの巻取装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄを設置し、これらの巻取装置２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄの各駆動プーリ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
により巻取り及び巻戻し可能な４本のワイヤ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを張架し、各ワイヤ３Ａ，
３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの端部に作業体４を接続してい
る。この接続部は、４本を一点で結合するか、４
本のワイヤの方向が作業体にモーメントがかから
ないように結合する。

即ち、まず第１図に示すように巻取装置２Ａ及
び２Ｂによつて所望の２次元平面位置Ｐ（ｘ，ｙ）
を満すように、ワイヤ３Ａ，３Ｂを制御する。

この時、各巻取装置２Ａ，２Ｂから繰り出され
るワイヤ３Ａ，３Ｂの長さla，lbは作業体の位置
ｘ，ｙの関数で、li＝（ｘ，ｙ）で表わされ
（ただし、ｉ＝ａ，ｂ）、作業体４の所望の位置
ｘ，ｙに対するワイヤ３Ａ，３Ｂの長さla，lbを
制御するものとする。

また、上記関数に時間を考慮することにより、
所望の軌道上を運動させることも可能となる。

次に、この２次元平面ｘ，ｙに垂直な方向、即
ち、図示されていないＺ方向の作業体４の振れを
防ぐためと、作業体４の位置決め応答を速くし、
かつ安定させるため、ワイヤ３Ｃ，３Ｄが設けら
れており、巻取装置２Ｃ，２Ｄは各ワイヤ３Ｃ，
３Ｄの張力を制御する。このとき、ワイヤ３Ｃ，
３Ｄの張力Tc，Tdを作業体４の位置ｘ，ｙの関
数とし、Ti＝ｇ（ｘ，ｙ）で表される目標値によ
り制御を行う（ただし、ｉ＝ｃ，ｄ）。

例えば、巻取装置２Ｃ，２Ｄによつて作業体４
の垂直下方にＦなる力を与えるように張力制御式
を設定すれば、 Tc＝１／cosθd・Ｆ／tanθc−tanθd Td＝１／cosθc・Ｆ／tanθd−tanθc ここで、θi＝tan^-1（yi−ｙ／xi−ｘ） 但し、ｉ＝ｃ，ｄ の張力をワイヤ３Ｃ，３Ｄに生ずる。ワイヤ３
Ａ，３Ｂは位置制御であるが、ワイヤ３Ｃ，３Ｄ
の張力の反作用によりワイヤ３Ａ，３Ｂにも以下
の張力が発生する。

Ta＝１／cosθb・−Ｆ／tanθa−tanθb Td＝１／cosθa・−Ｆ／tanθb−tanθa ここで、θi＝tan^-1（yi−ｙ／xi−ｘ） 但し、ｉ＝ａ，ｂ ここでは、作業体の重力を無視している。

従つて、本考案では、ワイヤ３Ａ〜３Ｄが弛ん
だり、巻取装置２Ａ〜２Ｄに過負荷がかかること
がなく、速やかで、かつ安定した制御が可能にな
る。

即ち、上記の装置では、作業体４の位置検出及
びフイードバツクは巻取装置２Ａ，２Ｂで行な
い、巻取装置２Ｃ，２Ｄでワイヤ張力の検出、お
よびフイードバツクを行い、その巻取りは盲従的
に行なうものとする。

なお、上記の各巻取装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄは被作業物Ａに着脱可能に保持されるように
し、更に、巻取装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの相
対位置の計測を各巻取装置内の位置検出器等によ
つて行うことにより作業体の位置のキヤリブレー
シヨンを自動で行ないうるものとすれば、現場に
対応したあらゆる２次元平面からなる作業領域１
において作業体４の２次元位置決め、軌道運動等
を行なえるようにしている。

次に、第２図は航空機５の水洗い用に本考案の
装置を適用した例を示しており、作業領域１を囲
む四方の端部の空中にワイヤの巻取装置２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄを設置し、張架されたワイヤ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの端部に作業体４を接続
し、第１実施例と同様な機能をもたせたものであ
る。

〔考案の効果〕

以上に説明したごとく、本考案の装置は、２次
元平面からなる作業領域の四隅にワイヤの巻取装
置を設置すると共に、作業体に各巻取装置のプー
リーから夫々巻取り巻戻し可能に張架されたワイ
ヤの端部を接続させ、更に、隣合う２つの巻取装
置により当該装置のプーリーから繰り出されたワ
イヤ長を制御して作業体の２次元運動を制御し、
かつ残り２つの巻取装置により当該装置より繰り
出されたワイヤの張力制御を行うようにしたの
で、ワイヤが弛んだり、巻取装置に過負荷がかか
ることがなく、速やかで、かつ安定した制御が可
能になる。

なお、本考案の装置は船体の外面における各種
作業、構造物の各種壁面及び床面作業及び航空機
の水洗い作業など広範囲の用途に有効に適用する
ことができる。

また、本考案は、これまで達成が容易でなかつ
た上記例などの広大な面に対する作業装置として
も実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる作業体の２次元運動制
御装置の正面図、第２図は本考案の装置を航空機
の水洗い作業に適用した例を示す斜視図である。
第３図は本考案に係る作業体の２次元運動制御装
置の張力制御の説明図である。 １……作業領域、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ……
ワイヤ巻取装置、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ……ワ
イヤ、４……作業体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２次元平面からなる作業領域１の四隅にワイヤ
   の巻取装置２Ａ〜２Ｄを設置すると共に、作業体
   ４に各巻取装置２Ａ〜２Ｄのプーリー２ａ〜２ｄ
   から夫々巻取り巻戻し可能に張架されたワイヤ３
   Ａ〜３Ｄの端部を接続させ、更に、隣合う２つの
   巻取装置２Ａ，２Ｂにより当該装置２Ａ，２Ｂの
   プーリー２ａ，２ｂから繰り出されたワイヤ長を
   制御して作業体４の２次元運動を制御し、かつ残
   り２つの巻取装置２Ｃ，２Ｄにより当該装置２
   Ｃ，２Ｄより繰り出されたワイヤ３Ｃ，３Ｄの張
   力制御を行うようにしたことを特徴とする作業体
   の２次元運動制御装置。