JPH0675833B2 - 歩行ロボットのクランプ脚 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器などの管板の管穴を足掛りにして管
板面に沿つて移動する歩行ロボツトの脚に係り、特に管
穴に挿入してクランプするのに好適な脚に関する。

〔従来の技術〕

上記タイプの歩行ロボツトとして下記のものが公知であ
る。すなわち、該歩行ロボツトは複数本の脚を備えてお
り、そのうちの或る脚を管板の管穴に挿入して該管穴内
で該脚を拡大させてこれを該管穴にクランプし、その状
態で他の脚を他の管穴に挿入して同様ににクランプし、
次いで先記の脚を縮小させてクランプを解除してこれを
管穴から抜き、他の管穴に挿入してクランプする、とい
う動作を繰り返して、管板面に沿つて歩行するものであ
る。

これに関する従来例に特公昭53−17121号公報がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は脚によつて管内面を傷付けるという点に
ついて配慮されておらず、傷による管の腐触の進展とい
う問題があつた。

本発明の目的は、管内面に脚をクランプさせても管内面
に傷を付けることがないだけでなく、所要クランプに対
して圧縮応力変形しない歩行ロボットの脚を提供するこ
とになる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的を達成するための手段は、多数の管が配列
接続された管板の管穴に対して複数のクランプ脚を交互
に挿入・クランプすることにより、該管板面に沿って移
動する歩行ロボツトのクランプ脚であって、上記管の管
軸方向に駆動されるアクチュエータ部材と、該アクチュ
エータ部材の駆動力を該アクチュエータ部材のテーパ面
に対して接する回転体を介して上記管の管径方向のクラ
ンプ力に変換する変換部材と、該変換部材から上記クラ
ンプ力を伝達される被伝達部材とから構成されたクラン
プ力伝達機構、および上記被伝達部材に結合された上記
管の内面に接触するタツチ部材を具備し、該タツチ部材
は上記管と同じ又はほぼ同じ硬度を有し、前記クランプ
力伝達機構を構成する各部材は前記硬度よりも高硬度を
有することを特徴とする歩行ロボツトのクランプ脚であ
る。

〔作用〕

管軸方向に駆動されるアクチュエータ部材による直線往
復駆動されると、往復のいずれかの直線駆動力はテーパ
面を管軸方向に移動させる。その移動に伴って、回転体
はは回転しながら管内面側に押し出され、タツチ部材も
同時に押し出されていく。そして、ついには、タツチ部
材が管内面に押しつけられる。この押し付け力により、
ロボットの脚は管穴にクランプされる。ロボットの自重
ばかりかロボットの作業による反力をも受け止めるべ
く、押し付け力を強めても、タッチ板は管の硬度と同等
程度であるから、管内面を傷付けることは無く、傷によ
る管の腐食を防止できる。又、タッチ部材に至までの駆
動力伝達経路はタッチ部材よりも硬度が高く圧縮応力変
形することが無い、且つ回転体のころがりを介してアク
チュエータ部材の直線駆動力を管内面側方向へ直角に変
換しているから変換効率が良く成っている。さらには、
回転体の転がりを利用して駆動力を直角に変換している
から、摺動によるかじり発生が軽減され、円滑な動作が
可能である。これらのことは、ロボットの自重ばかりか
ロボットの作業による反力をも受け止めるべく、押し付
け力を無駄無く強める事に寄与できる。又、アクチュエ
ータ部材により逆方向に駆動されると、先の押し付け力
は減少し、クランプが解除される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第３図により説明
する。

第３図は管板１の管穴２を足掛りとして利用して移動す
る歩行ロボツト12を示したもので、アーム13で互いに結
合され且つ複数の脚50をもつ台車３と、別の同様な構造
の脚50′をもつ台車４と、台車３に取り付けられた軌道
６を挟んでいるローラ10で該軌道６に対して摺動可能に
取り付いており且つアーム13′で互いに結合された台車
５と、台車５に付属したブラシ打ち用ノズル７及びその
水圧ホース11とで構成されている。台車４はアーム13に
摺動可能に取り付けられており、駆動力によりアーム13
に沿つて相対的に摺動可能である。

動作を述べると、台車４の脚50′を管穴２にシヤフト８
を伸ばして挿入し該脚50′を拡大してクランプすること
により台車４を管板１に固定するとともに、台車３の脚
50のシヤフト９を縮めて管穴２から脚50を抜いた状態に
した後、台車４に対してアーム13を上または下に摺動さ
せる。次にシヤフト９を伸ばして台車３の脚50を管穴２
に挿入し、該脚50を拡大してクランプすることにより台
車３を管板１に固定する。次に台車４の脚50′を収縮さ
せてそのクランプ状態を解除するとともにシヤフト８を
縮めて該脚50′を管穴２から抜き、台車４をアーム13に
沿つて上または下に移動させる。これによつてノズル７
を別の管穴２に位置合わせし、ホース11内から水圧によ
つて送られる清掃用のブラシ（図示せず）を管穴２に打
込み、清掃する。管板１の面に沿つた左右方向への移動
は、台車３に固定した軌道６に沿つてローラ10を回転さ
せ台車５を左右に移動させることで行う。これによりノ
ズル７も同じに移動するので、このノズル７を別の管穴
２に位置合せし、ブラシを打込み清掃する。このように
上下，左右に移動しながら管穴２の清掃をする。この歩
行ロボツト12は、台車４及び台車３の各々の脚50′,50
が管板１の面で見て左右方向にも各々設け、左右方向の
安定を図つている。

第１図は上記の脚50,50′の本発明実施例に係る構造を
示す断面図であり、図示の便宜上、クランプ解除の状態
にある脚を50Bで表わしてその左半分を図の左半分に図
示し、他方、クランプ状態にある脚を50Cで表わして、
その右半分を図の右半分に図示してある。すなわち、異
なる脚の状態を１つの図の中に便宜上図示してある。第
２図は第１図のＡ〜Ａ断面で脚を示したものである。ク
ランプ及びクランプ解除の動作は、エアシリンダ35のエ
アー供給口105,106へのエアーの供給・排出で行う。

クランプ解除時の脚50Bについて述べると、エアー供給
口106にエアーを送入してシヤフト103を縮めると、シヤ
フト103のテーパ109により、ローラ100と接するシヤフ
ト103の径が細くなり、その周りを取り巻いて常に径が
小さくなろうとしているバネ材のリング104の力によ
り、タツチ板101と一体のプレート120がローラ100をシ
ヤフト103側に押すので、タツチ板101,プレート120およ
びローラ100はホルダ102のガイド穴に沿つてシヤフト10
3側に動く。このためタツチ板101は管穴２の内面から離
れてククランプ解除の状態になるので、シヤフト８を伸
縮させれば該脚50Bの管穴２への挿入、引抜きが可能に
なる。

他方、管穴２にクランプした状態の脚50Cについては、
エアシリンダ35の一方のエアー供給口105からエアーを
送入し、他方のエアー供給口106よりエアーを排出する
ことによりシヤフト103は伸長する。この結果、テーパ1
09面がスライドし、ローラ100とこれに接するプレート1
20及びタツチ板101をバネ材リング104の力に抗して押し
出し、管穴２の内面にタツチ板101を押付けてクランプ
する。

ところで管２の材質は黄銅のように比較的硬くない材料
が使われている場合が多い。このため、本実施例ではタ
ツチ板101の材質を管２の材質と同じにする。そのよう
にすれば、クランプ時に管穴２の内面を傷付けることが
ない。また、シヤフト103のテーパ109によつてローラ10
0を押す力は、クランプした脚50Cが管穴から抜け出ない
ようにする力だけでなく第３図のノズル７からブラシを
打込む場合の反力と合せたものである必要がある。この
ためテーパ109,ローラ100,プレート120にかかる圧縮応
力は大きくなる。したがつて、シヤフト103,ホルダ102,
ローラ100,プレート120の材質は硬い材質を選択する。
プレート120とタツチ板101とは溶着して一体にする。

本実施例によれば、以下の効果がある。

(1)管穴２と接するタツチ板101の材質を管穴２の管の材
質と同じにすることにより、脚50,50′で管穴２にクラ
ンプする場合に管内面を傷付けることがないので、傷に
よる管の腐触を防止できる。

(2)シヤフト103,ローラ100,ホルダ102及びプレート120
の材質を高硬度の材質にすることにより、圧縮応力によ
る変形を防止できる。また、大きな圧縮応力をかけるこ
とができる。

次に他の実施例を第４図およびその上面図である第５図
に示す。第１図，第２図に示した実施例ではプレート12
0とタツチ板101を平面で溶着したが、第４図，第５図に
示すように凹凸部を介して一体にすることもできる。例
えば、プレート120に凸部132を設け、これと接するタツ
チ板101に該凸部132形状とは合致するアリ溝133を設
け、これらを介して両者を一体にすることができる。な
お、溝134は前記のバネリング104の入る溝である。

勿論プレート120とタツチ板101とを接合する手段は以上
述べた溶着やアリ溝嵌合に限定されるものではなく、接
着，ネジ止めなど他の接合手段を必要に応じて選定でき
る。また、タツチ板101は管の材質と同じ材質だけに限
定されるものでなく、硬度が近い材質を選定しても本発
明の目的から逸脱するものはない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、管内面に脚をクランプさせても管内面
を傷付けることがない。また、大きなクランプ力に対し
ても応力変形がなく力を伝達できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る脚のクランプおよびク
ランプ解除状態を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図、第３図は本発明の適用される歩行ロボツトを例
示した側面図、第４図は本発明の他の実施例に係る脚の
タツチ板とプレートとの接合を示す側面図、第５図は第
４図を上から見た図である。 35……エアシリンダ、50,50′……脚、50B……クランプ
解除状態の脚、50C……クランプ状態の脚、100……ロー
ラ、101……タツチ板、102……ホルダ、103……シヤフ
ト、104……リングバネ、120……プレート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 紳司 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 織田 繁夫 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 佐野 勇 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 種村 勝平 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−97864（ＪＰ，Ａ) 実公 昭51−4461（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の管が配列接続された管板の管穴に対
   して複数のクランプ脚を交互に挿入・クランプすること
   により、該管板面に沿って移動する歩行ロボツトのクラ
   ンプ脚であって、上記管の管軸方向に駆動されるアクチ
   ュエータ部材と、該アクチュエータ部材の駆動力を該ア
   クチュエータ部材のテーパ面に対して接する回転体を介
   して上記管の管径方向のクランプ力に変換する変換部材
   と、該変換部材から上記クランプ力を伝達される被伝達
   部材とから構成されたクランプ力伝達機構、および上記
   被伝達部材に結合された上記管の内面に接触するタツチ
   部材を具備し、該タツチ部材は上記管と同じ又はほぼ同
   じ硬度を有し、前記クランプ力伝達機構を構成する各部
   材は前記硬度よりも高硬度を有することを特徴とする歩
   行ロボツトのクランプ脚。