JPH0651558B2 - 活線作業用マニピュレータシステム - Google Patents

活線作業用マニピュレータシステム

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JPH0651558B2
JPH0651558B2 JP332690A JP332690A JPH0651558B2 JP H0651558 B2 JPH0651558 B2 JP H0651558B2 JP 332690 A JP332690 A JP 332690A JP 332690 A JP332690 A JP 332690A JP H0651558 B2 JPH0651558 B2 JP H0651558B2
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高雄 古川
昌幸 向田
哲志 横山
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Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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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、活線作業用マニピュレータシステムに係り、
特に操作に不慣れであったり、作業内容を熟知していな
かったりした場合でも、このシステムを使って安全に作
業を行えるようにした活線作業用マニピュレータシステ
ムに関する。
(従来の技術) 一般に架空配電線路の保作業、たとえば碍子交換、縁廻
し線の切断や接続、高圧開閉器の取替え等の作業は、需
要家への無停電サービスの意味から活線状態で行われる
場合が多い。
活線状態での作業は危険が伴う。この危険を回避するた
めに多くの場合、電気絶縁棒を使って作業を行うホット
ステック工法が採用されている。しかし、架空配電線路
における保作業は高所で行われるため、ホットステック
工法では風雨の影響を受け易く、しかも使用工具が多い
ため作業者の労力が多大となり、そのうえ危険性がある
ために作業能率が著しく低い問題があった。
そこで、このような問題を解消するために最近では、遠
隔操作方式のマニピュレータシステムを使って作業を行
うことが提案されている。このいわゆる、活線作業用マ
ニピュレータシステムには種々の方式が提案されてお
り、その中に電気絶縁性を有するブームの先端にワーキ
ングベースを介して取付けられたスレーブマニピュレー
タと地上側に設けられたマスタマニピュレータとを電気
的絶縁状態を保った状態でマスタスレーブ制御する系を
備えたシステムがある。このシステムでは、ワーキング
ベースに作業状態把握用の立体カメラを設け、この立体
カメラで捕えた電気絶縁性伝送路を介して地上側に設け
られた立体モニタへ伝送し、これによって遠隔操作方式
で問題となる操作性の低下を防止するようにしている。
このシステムでは実際に作業を行う高所側要素と作業者
(操作者)がいる地上側とが完全に電気的に絶縁されて
いるので、感電事故や作業者の転落事故などを皆無にで
きる利点がある。
しかしながら、このシステムでは実際に作業を行うスレ
ーブマニピュレータと地上側に設けられたマスタマニピ
ュレータとの間が距離的に相当離れているため、周辺状
況および作業内容を熟知し、しかも高度に熟練された作
業者でなければ作業を円滑に実行できない問題があっ
た。
(発明が解決しようとする課題) 上述の如く、電気絶縁性を有するブームの側端にワーキ
ングベースを介して取付けられたスレーブマニピュレー
タと地上側に設けられたマスタマニピュレータとを電気
的絶縁状態を保った状態でマスタスレーブ制御する系を
備えた活線作業用マニピュレータシステムにあっては、
高度に熟練された作業者でなければ作業に円滑に実行で
きない問題があった。
そこで本発明は、熟練された作業者でなくても作業を円
滑に、かつ安全に実行できる活線作業用マニピュレータ
システムを提供することを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、電気絶縁性を有するブームの先端にワーキン
グベースを介して取付けられたスレーブマニピュレータ
と地上側に設けられたマスタマニピュレータとを電気的
絶縁状態を保った状態でマスタスレーブ制御する系を備
えるとともに、ワーキングベースに取付けられた作業状
態把握用の立体カメラで捕えた映像を電気絶縁性伝送路
を介して地上側に設けられた立体モニタへ伝送する系を
備えた活線作業用マニピュレータシステムを対象にして
いる。このようなシステムにおいて、本発明は、ワーキ
ングベースと周辺障害物との間の距離を監視するために
上記ワーキングベースに取付けられた監視センサと、こ
の監視センサの出力を電気絶縁性伝送路を介して地上側
へ伝送する手段と、この手段によって伝送された監視セ
ンサの出力が一定範囲のとき報知動作を行う報知系と、
地上側に設けられて作業手順とその内容を指示する作業
支援装置とを備えたことを特徴としている。
(作 用) 操作に不慣れな作業者は、同時に種々の状況を把握する
ことが困難である。このシステムでは、ワーキングベー
スと周辺障害物との間の距離を監視するために上記ワー
キングベースに監視センサを取付け、この監視センサの
出力を電気絶縁性伝送路を介して地上側へ伝送し、この
伝送された監視センサの出力が一定範囲のとき報知動作
を行う報知系を設けている。したがって、ワーキングベ
ース、換言するとブームの先端部が周辺障害物に近付き
過ぎて危険なときには報知系が自動的に動作して作業者
に知らせる。このため、作業者はマニピュレータの操作
に集中することができ、作業を確実に実行することがで
きる。また、作業手順とその内容を指示する作業支援装
置を設けているので、初心者でも十分に作業を実行する
ことができる。
(実施例) 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
第1図には本発明の一実施例に係る活線作業用マニピュ
レータシステムの外観が示されている。
このシステムは、外観上から分類すると、車両1と、こ
の車両1上に旋回自在で、仰角可変に、かつ伸縮自在に
搭載されたブーム2と、このブーム2の先端部に旋回自
在に取付けられたワーキングベース3と、このワーキン
グベース3に取付けられた作業用マニピュレータ4とで
構成されている。
ブーム2は、全体あるいは軸方向の一部分が電気絶縁材
で形成されており、先端部と基端部との間が電気的に絶
縁されている。そして、ブーム2を伸縮させるための伸
縮駆動力およびブーム2の先端部に取り付けられたワー
キングベース3を旋回させる駆動力は、ブーム2内に配
設された図示しない油圧ホースを介して伝達されるよう
になっている。
作業用マニピュレータ4を制御するためのマスタマニピ
ュレータは第1図中に5で示すように、車両1の上に設
けられた操作室6内に配置されている。
ワーキングベース3には、周辺障害物との間の距離を監
視するために超音波センサ等で構成された監視センサ7
と、作業状況を把握するための立体カメラ8と、作業用
マニピュレータ4を制御する制御装置9と、信号処理装
置10と、絶縁油で駆動される油圧モータ11と、この
モータ11によって回転駆動される発電機12とが搭載
されている。油圧モータ11は、ブーム2内に配設され
た油圧ホース13を介して車両1側から循環供給される
絶縁油の圧力で駆動される。そして、発電機12の出力
は直流に変換され、ワーキングベース3に搭載された全
ての機器に電源に供される。
一方、操作室6内には前述したマスタマニピュレータ5
のほかに、制御に必要な全ての演算を行う計算機を主体
にした制御装置14と、作業支援装置15と、立体モニ
タ16と、監視装置17と、ブーム2およびワーキング
ベース3を制御するための図示しない制御レバーが設け
られている。また、車両1には貯油槽18内の絶縁油を
使って前述した油圧モータ11および車両1上に設けら
れた油圧モータ19を駆動する図示しない油圧系統と、
油圧モータ19によって駆動される発電機20とが搭載
されている。なお、発電機20は車両側の電源に供され
る。そして、ワーキングベース3に搭載された機器と車
両1側の機器との間の信号の授受はブーム2内に配置さ
れた光ファイバケーブル群21を介して行われる。
第2図には作業用マニピュレータ4とマスタマニピュレ
ータ5とでマスタスレーブ制御を行うための制御系統
と、監視センサ7の出力および立体カメラ8の出力を車
両側へ伝送するための伝送系統とが示されている。この
図において、Aで示す範囲がワーキングベース3および
作業用マニピュレータ4に搭載されている部分を示し、
Bで示す範囲がブーム2内に位置している部分を示し、
Cで示す範囲が操作室6内に位置している部分を示して
いる。
マスタマニピュレータ5の各関節および軸に設けられた
位置、力センサ22の出力はA/D変換器23でディジ
タル信号に変換された後、電気・光変換器24で光信号
に変換される。そして、この光信号は光ファイバケーブ
ル25を介して光・電気変換器26で電気信号に変換さ
れた後、制御装置14内の計算機27に取り込まれる。
一方、作業用マニピュレータ4の各関節および軸に設け
られた位置、力センサ28の出力はA/D変換器29で
ディジタル信号に変換された後、2入力のマルチプレク
サ30に導入される。このマルチプレクサ30にはA/
D変換器31を通った監視センサ7の出力信号が導入さ
れている。マルチプレクサ30は、両信号を時分割に出
力する。この時分割信号は電気・光変換器32、光ファ
イバケーブル33を介して車両側へ送られる。そして、
送られた信号は、光・電気変換器34で電気信号に変換
された後、ディマルチプレクサ35で位置、力信号と監
視信号とに分離される。分離された位置、力信号は計算
機27に取り込まれる。
計算機27は、位置サーボ演算、力サーブ演算および自
重補償演算を行って各マニピュレータへの制御信号を生
成する。生成された作業用マニピュレータ4への制御信
号は、電気・光変換器36、光ファイバケーブル37を
介してワーキングベース3側へと送られる。この送られ
た信号は光・電気変換器38で電気信号に変換された
後、D/A変換器39を介してサーボドライバ40に与
えられる。そして、サーボドライバ40の出力で作業用
マニピュレータ4の各軸を駆動するためのモータ41が
制御される。一方、生成されたマスタマニピュレータ5
への制御信号は、電気・光変換器42、光ファイバケー
ブル43を介して光・電気変換器44へと送られる。こ
の光・電気変換器44で電気信号に変換された信号は、
D/A変換器45を介してサーボドライバ46に与えら
れる。そして、サーボドライバ46の出力でマスタマニ
ピュレータ5の各軸を駆動するためのモータ47が制御
される。したがって、上述した制御系によって力帰還形
のマスタスレーブ制御が行われることになる。
前述したディマルチプレクサ35で分離された監視信号
は、D/A変換48を介して監視装置17に導入され
る。監視装置17は、監視信号が一定の範囲、つまりワ
ーキングベース3が周辺障害物に一定距離以内に接近し
たとき音響的な報知動作を行うように構成されている。
一方、立体カメラ8の映像信号は、それぞれA/D変換
器49,50でディジタル信号に変換された後、電気・
光変換器51,52および光ファイバケーブル53,5
4を介して地上側に伝送される。そして、地上側の光・
電気変換器55,56で電気信号に変換された後、D/
A変換器57,58を介して立体モニタ16を構成する
モニタテレビ59,60に入力される。したがって、作
業者61がシャッタ付き眼鏡を介してモニタテレビ5
9,60を観察することによって作業状況を立体的に観
察することができる。
また、前述した作業支援装置15は、作業種別毎に一連
の作業内容を作業ステップ単位で表示するように構成さ
れている。そして、1つの作業が終了した時点で、作業
者61がボタンを操作すると、次に行うべき作業内容が
表示されるようになっている。
このような構成であると、立体モニタ16を観察しなが
らマスタマニピュレータ5を操作することによって、作
業用マニピュレータ4に必要な作業を行なわせることが
できる。この場合、実際に作業を行う作業用マニピュレ
ータ4側と作業者61がいる側とは電気的に完全に絶縁
されているので安全に作業を行うとができる。また、操
作に不慣れな作業者は、往々にして同時に種々の状況を
把握することが困難であるが、このシステムではワーキ
ングベース3と周辺障害物との間の距離を監視する監視
センサ7を設け、この監視センサ7の出力を電気絶縁性
伝送路を介して地上側へ伝送し、この伝送された監視セ
ンサ7の出力が一定範囲のとき報知動作を行う監視装置
17を設けているので、ワーキングベース3が周辺障害
物に近付き過ぎて危険なときには監視装置17が自動的
に動作して作業者61に知らせる。このため、作業者6
1はマニピュレータの操作に集中することができ、作業
を確実に実行することができる。また、作業手順とその
内容を指示する作業支援装置15を設けているので、初
心者でも十分に作業を実行することができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例ではワーキングベース側
に立体テレビしか設けていないが、全体を写し出すため
のテレビカメラも搭載してもよい。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、特に作業者が操作に不慣
れであったり、作業内容を熟知していなかったりした場
合でも、作業の安全な実行に寄与できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る活線作業用マニピュレ
ータシステムの外観図、第2図は同システムにおける制
御系および信号伝送系の構成図である。 1……車両、2……ブーム、3……ワーキングベース、
4……作業用マニピュレータ(スレーブマニピュレー
タ)、5……マスタマニピュレータ、7……監視セン
サ、8……立体カメラ、13……油圧ホース、14……
制御装置、15……作業支援装置、16……立体モニ
タ、17……監視装置、21……光ファイバケーブル
群、27……計算機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02G 1/02 N 7250−5G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気絶縁性を有するブームの先端にワーキ
    ングベースを介して取付けられたスレーブマニピュレー
    タと地上側に設けられたマスタマニピュレータとを電気
    的絶縁状態を保った状態マスタスレーブ制御する系を備
    えるとともに、上記ワーキングベースに取付けられた作
    業状態把握用の立体カメラで捕えた映像を電気絶縁性伝
    送路を介して地上側に設けられた立体モニタへ伝送する
    系を備えた活線作業用マニピュレータシステムにおい
    て、前記ワーキングベースと周辺障害物との間の距離を
    監視するために上記ワーキングベースに取付けられた監
    視センサと、この監視センサの出力を電気絶縁性伝送路
    を介して地上側へ伝送する手段と、この手段によって伝
    送された監視センサの出力が一定範囲のとき報知動作を
    行う報知系と、地上側に設けられて作業順とその内容を
    指示する作業支援装置とを具備してなることを特徴とす
    る活線作業用マニピュレータシステム。
JP332690A 1990-01-12 1990-01-12 活線作業用マニピュレータシステム Expired - Fee Related JPH0651558B2 (ja)

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