JPS6234785A - Remote working robot - Google Patents

Remote working robot

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Publication number
JPS6234785A
JPS6234785A JP17558985A JP17558985A JPS6234785A JP S6234785 A JPS6234785 A JP S6234785A JP 17558985 A JP17558985 A JP 17558985A JP 17558985 A JP17558985 A JP 17558985A JP S6234785 A JPS6234785 A JP S6234785A
Authority
JP
Japan
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work
robot
arm
positional relationship
remote
Prior art date
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Pending
Application number
JP17558985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
幸雄 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP17558985A priority Critical patent/JPS6234785A/en
Publication of JPS6234785A publication Critical patent/JPS6234785A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、活線工事などに用いられる遠隔作業ロボッ
トに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a remote working robot used for live wire construction and the like.

(従来の技術とその問題点) 活線工事や高層建築物の塗装作業など、地上から離れた
場所での作業は一般にかなりの危険を伴なうため、近年
においてはロボットの導入が提案されている。たとえば
、第1図に示すような、活線りから柱上トランスTへの
引出1jlRを用いた分岐作業を想定すると、通電状態
のままで高所作業を行なわねばならないことから、手作
業による場合は感電や転落の危険性が高く、専門の作業
日でも事故率が小さく f、にいというのが現状である
。そして、これを打開するためのロボツ1〜として、た
とえば特開昭60−17509号に開示されているもの
などが知られている。
(Conventional technology and its problems) Since work in locations far from the ground, such as live wire work and painting work on high-rise buildings, is generally quite dangerous, the introduction of robots has been proposed in recent years. There is. For example, if we assume branching work using a drawer 1jlR from a live line to a pole transformer T as shown in Figure 1, it is necessary to work at high places while the power is still on, so it is not possible to do it manually. Currently, there is a high risk of electric shock and falls, and the accident rate is low even on specialized work days. As robots 1 to 1 to overcome this problem, for example, the robot disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 17509/1983 is known.

ところが、このような用途に利用されるロボットは、そ
の本質上、作業車などから伸びる良いブームの先端部に
ロボット機構を取付けなければならならないが、屋外作
業であるために風などの影響もかkり大きなものになる
。このため、工事を行なうべぎ活線にロボツ1〜を対向
させて正確に位置決めを行うことが困難であり、いった
ん位置決めを行なっても、作業中にブームが揺動して位
置関係が崩れてしまうことになる。
However, the nature of robots used for such purposes requires that the robot mechanism be attached to the tip of a good boom that extends from a work vehicle, etc., but since the work is carried out outdoors, it is susceptible to the effects of wind and other factors. It becomes something bigger. For this reason, it is difficult to position the robot 1~ accurately by facing the live wire where construction work is being carried out, and even if it is positioned, the boom may swing during the work and the positional relationship may be disrupted. It will end up being put away.

このにうな)2動は、上記原因のほかに、ロボットのア
ームの移動による重心の変位や作業動力の伝動による振
動によっても引起されるが、これによってロボットの作
業原点が揺動すると、作業そのものの支障となるばかり
でなく、場合によっては活線等の作業対象物にブームや
ロボットが衝突して、これらを破■してしまうこともあ
る。
In addition to the causes mentioned above, this second movement is also caused by displacement of the robot's center of gravity due to movement of the robot's arm and vibrations caused by the transmission of work power.If the robot's work origin swings due to this, the work itself In some cases, the boom or robot may collide with live wires or other objects to be worked on, damaging them.

以上のように、従来の遠隔作業ロボットでは、ロボット
と作業対象物との間の相対的位置関係が乱されることに
起因して、種々の問題が生じていた。
As described above, conventional remote working robots have had various problems due to disturbances in the relative positional relationship between the robot and the work object.

(発明の目的) この発明は、上述の問題の克服を意図しており、ロボッ
トと作業対象物との相対的位置関係の乱れによる影響を
防止し、それによって作業の効率や安全性を高めること
ができる遠隔作業ロボットを提供することを目的とする
(Objective of the Invention) The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems, and to prevent the effects of disturbances in the relative positional relationship between the robot and the work object, thereby increasing work efficiency and safety. The purpose is to provide a remote working robot that can perform remote work.

(目的を達成するための手段) 上述の目的を達成するため、この発明にかかる遠隔作業
ロボットでtよ、先端に設けられた結合機構を作業対象
に結合することによって作業時における当該ロボットの
作業原点と作業対象との間の相対位置関係を規制する位
置関係規制アームを、当該ロボットの所定部分に配設し
、これによって規i1.lJされた相対位置関係に基い
て、ロボットの作業機構の制御を行なうようにしている
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above-mentioned object, the remote working robot according to the present invention connects the coupling mechanism provided at the tip to the work object, thereby improving the operation of the robot during the operation. A positional relationship regulating arm that regulates the relative positional relationship between the origin and the work object is disposed at a predetermined portion of the robot, thereby meeting the regulations i1. The working mechanism of the robot is controlled based on the determined relative positional relationship.

(実施例) 実施例の全体構成 第2図は、この発明を活線工事用の遠隔作業ロボットに
適用した一実施例の概略正面図である。
(Embodiment) Overall configuration of the embodiment FIG. 2 is a schematic front view of an embodiment in which the present invention is applied to a remote work robot for live line construction.

同図において、高所作業型2の車体3上には旋回台5が
段IJられ、この旋回台5上には多段伸縮式のブーム4
が起伏自在に枢結されている。そして、ロボット1はこ
のブーム4の先端に設けられている。このブーム4は、
伸縮用シリンダ(図示せず)によってその長さが可変と
なっているとともに、ブーム4と旋回台5との間に配設
された起伏シリンダ6によって、その起伏角度を1li
lJ ill可能とされている。また、ブーム4の両端
部付近に配された平衡シリンダ7.8の連係によって、
ロボット1の全体的な姿勢の維持を図っている。そして
、車体3の前後の左右両側の計4箇所には、アウトリガ
9が車体側方へ張出可能に設けられており、このアウト
リガ9にはジヤツキ10が取付【プられている。
In the figure, a swivel platform 5 is mounted on the vehicle body 3 of the high-place work type 2, and a multi-stage telescoping boom 4 is mounted on the swivel platform 5.
are pivoted so that they can rise and fall freely. The robot 1 is provided at the tip of this boom 4. This boom 4 is
Its length is made variable by a telescoping cylinder (not shown), and its luffing angle is adjusted to 1li by a luffing cylinder 6 disposed between the boom 4 and the swivel base 5.
It is said that lJ ill is possible. In addition, due to the coordination of balance cylinders 7.8 arranged near both ends of the boom 4,
The overall posture of the robot 1 is maintained. Outriggers 9 are provided at a total of four locations on both the front and rear left and right sides of the vehicle body 3 so as to be able to extend to the sides of the vehicle body, and jacks 10 are attached to the outriggers 9.

一方、旋回台5の側方には、ブーム4の動作のほか、ロ
ボット1の動作などを制御するための中央制御装置11
が設けられている。また、ブーム4の上端部付近には操
作部12が配設されている。
On the other hand, on the side of the swivel base 5, a central control device 11 is provided to control not only the operation of the boom 4 but also the operation of the robot 1.
is provided. Further, an operating section 12 is provided near the upper end of the boom 4.

ざらに、旋回台5の下部には、ブーム関連作動用の電磁
弁装B13が設けられている。なお、このような旋回台
5やブーム4などには種々の位1dセンサなどが取付け
らるが、これらの部分の構造は、たとえば特開昭59−
182199Mに開示されているものと同様に構成する
ことができるため、詳細な説明は省略する。
Generally, a solenoid valve system B13 for boom-related operation is provided at the lower part of the swivel base 5. Note that various types of 1D sensors are attached to the swivel base 5, boom 4, etc., and the structure of these parts is, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-59.
182199M, detailed explanation will be omitted.

ロボット部分の構 次に、ロボット1の構造については、第3A図を参照し
つつ説明する。同図においで、ブーム4の先端に取付け
られた架台21には、内蔵されたモータM1によって図
のφ方向に旋回可能な旋回架台22が設けられている。
Next, the structure of the robot 1 will be explained with reference to FIG. 3A. In the figure, a pedestal 21 attached to the tip of the boom 4 is provided with a rotating pedestal 22 that can be rotated in the φ direction in the figure by a built-in motor M1.

この旋回架台22の上面には、支持塔23が立設されて
おり、この支持塔23の上側部からは、この支持塔23
によって支持される作業アーム30が伸びている。また
、この支持J!23の頂部を形成するハウジング23ト
1に設けられた垂直シャフト24Aの上端部には、結節
機構24Bを介して水平シャツh 24 Cが取付けら
れている。この水平シャフト24Cの両端には、結節機
構2413内に内蔵されたモータにより図のθ方向に回
動可能な2個のイメージセンサ(ITVカメラ)25a
、25bが設けられている。
A support tower 23 is erected on the upper surface of this rotating frame 22, and from the upper side of this support tower 23, this support tower 23
A working arm 30 supported by is extended. Also, this support J! A horizontal shirt h 24 C is attached to the upper end of a vertical shaft 24A provided in the housing 23 to 1 forming the top of the housing 23 via a knotting mechanism 24B. At both ends of this horizontal shaft 24C, there are two image sensors (ITV cameras) 25a that can be rotated in the θ direction in the figure by a motor built in the knot mechanism 2413.
, 25b are provided.

これらのうら、垂直シャフト24A付近を、第3B図に
拡大図として示す。同図に示すように、この垂直シャフ
ト24Aにはうツク24しが設けられており、このラッ
ク24Lが上記ハウジング23H内に内蔵されたビニオ
ン24Pと協耐することによって、垂直シャツl−24
Aが上下運動をする。これは、上記イメージセンナ25
a、25bを上下に移動さσるための機構である。
Behind these, the vicinity of the vertical shaft 24A is shown as an enlarged view in FIG. 3B. As shown in the figure, this vertical shaft 24A is provided with a rack 24, and this rack 24L cooperates with a pinion 24P built in the housing 23H, so that the vertical shirt l-24
A moves up and down. This is the image senna 25 mentioned above.
This is a mechanism for moving a and 25b up and down.

第3Δ図に戻って、上記作業アーム30は、それぞれモ
ータM2〜M4によって垂直面内で回動可能な第1〜第
3のアーム31〜33を含み、このうち第3のアーム3
3は、モータM5によってψ方向にら旋回可能とされて
いて、その先端には、後)ホする工具によって活線作業
を行なうためのエンドエフェクタ34が取付けられてい
る。
Returning to FIG. 3Δ, the work arm 30 includes first to third arms 31 to 33 that are rotatable in a vertical plane by motors M2 to M4, and among these, the third arm 3
3 is rotatable in the ψ direction by a motor M5, and an end effector 34 is attached to the tip thereof for carrying out live wire work with a tool (described later).

一方、旋回架台22の側部には、モータM6ににって垂
直面内で回動可能なシャフト51の両端に、対称的に配
置された2つの保持用単位アーム53a、53bを含む
保持用ツインアーム52が設けられている。この保持用
ツインアーム52が、この発明の「位置関係規制アーム
」に相当する。
On the other hand, on the side of the rotating frame 22, there are two holding unit arms 53a and 53b arranged symmetrically at both ends of a shaft 51 which can be rotated in a vertical plane by a motor M6. Twin arms 52 are provided. This holding twin arm 52 corresponds to the "positional relationship regulating arm" of the present invention.

なお、これら2つの保持用単位アーム53a、53bは
互いに同じ構造を有するため、以下では前者のみを説明
する。
Note that since these two holding unit arms 53a and 53b have the same structure, only the former will be explained below.

すなわら、保持用単位アーム53aにおいては、上記シ
ャツj・51の端部から直角に伸びる第1のアーム54
aが直動アクチュータAによって伸縮自在とされており
、その先端に設けられたモータM7によって垂直面内で
回動する第2のアーム55aの先端には、把持機構56
aが設けられている。そして、2つの保持用単位アーム
53a、53bは互いに連動して同一の動きを行なうた
め、後の妨作説明では、保持用単位アーム53aの動作
によってこれらを代表させるものとする。
In other words, in the holding unit arm 53a, the first arm 54 extends perpendicularly from the end of the shirt j.51.
a is extendable and retractable by a linear actuator A, and a gripping mechanism 56 is attached to the tip of a second arm 55a that rotates in a vertical plane by a motor M7 provided at the tip of the second arm 55a.
A is provided. Since the two holding unit arms 53a and 53b move in the same manner in conjunction with each other, in the subsequent explanation of interference, these will be represented by the movement of the holding unit arm 53a.

なお、作業用アーム30のエンドエフェクタ34やこの
保持用ツインアーム52の把持機構56a等の動力源は
、それら自身の付近に設けてもよく、また、旋回架台2
2などの内部に設けて動力を伝達させてもよい。また、
これら各アームは絶縁材料で構成する。さらに、これら
のアームの各関節部には、近接スイッチCを設けてお(
Note that the power sources for the end effector 34 of the working arm 30, the gripping mechanism 56a of this twin holding arm 52, etc. may be provided in their own vicinity;
2, etc., to transmit power. Also,
Each of these arms is constructed of insulating material. Furthermore, each joint of these arms is provided with a proximity switch C (
.

他方、旋回架台22の他の側部には、斜め上方に伸びて
互いに連係された梯子状のアーム61゜62を有する工
具箱支持アーム60が取付けられており、アーム62の
先端には工具類64を収容する工具箱63が支持されて
いる。そして、アーム62は、モータM8によって垂直
面内で回動可能とされている。
On the other hand, a tool box support arm 60 having ladder-like arms 61 and 62 extending diagonally upward and linked to each other is attached to the other side of the rotating pedestal 22, and a tool box support arm 60 is attached to the tip of the arm 62. A tool box 63 containing a tool 64 is supported. The arm 62 is rotatable in a vertical plane by a motor M8.

以上のような構造を有するこのロボット1においては、
作業用アーム30、保持用アーム52それに■貝箱支持
アーム60は、ともに旋回架台22から伸びており、ブ
ーム4の移動や揺勅によって旋回架台22の位置が変わ
っても、これらの間の位置関係は不変どなっている。そ
して、旋回架台22の回転中心Oが、このロボット1の
作業原点となっている。
In this robot 1 having the above structure,
The working arm 30, the holding arm 52, and the shell box support arm 60 all extend from the swivel pedestal 22, and even if the position of the swivel pedestal 22 changes due to movement or rocking of the boom 4, the position between them will not change. The relationship remains unchanged. The rotation center O of the rotating mount 22 serves as the work origin of the robot 1.

1あ」ソ」風 第4図は、この実施例における電気的構成の概略を示す
ブロック図である。同図において、中央処理装置11は
、CPLI 71およびメモリ72を含んでおり、これ
らは下記の要素へと接続されている。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the electrical configuration in this embodiment. In the figure, the central processing unit 11 includes a CPLI 71 and a memory 72, which are connected to the following elements.

■第2図に示した操作部12および制御状態等の表示の
ためのディスプレイ73゜ ■旋回台5の旋回モータや、シリンダ6等を含むブーム
駆動系74゜ ■ブーム4の伸縮などを検知するセンサなどを含んだブ
ーム検出系75゜ ■アラトリが9の張出状態を検出するためのけンサを含
んだアウトリガ検出系76゜ ■ロボット1のモータM、M2・・・や直動アクヂュエ
ータAなどのロボット駆動系77゜■ロボット1のモー
タM、M2・・・などに取付けられて、その回転角など
を検出するエンコーダEや、前述した近接スイッチCな
どを含むロボット検出系78゜ ■イメージセンサ25a、25bからの画像の処理を行
なう画像処理回路PC0 また、これらのうち、ロボット1に関連する部分は光フ
アイバーケーブルによって接続し、光通信系とすること
によって、電気的絶縁を確保することができる。なお、
第4図はインターフェイス回路やD/Aコンバータ等な
どを省略して描いであるが、これらについては通常のロ
ボツ1〜制御に用いられる構成を採用すればよい。
■Display 73 degrees for displaying the operation unit 12 and control status shown in Fig. 2 ■Boom drive system 74 degrees including the rotation motor of the swivel base 5, cylinder 6, etc. ■Detecting expansion and contraction of the boom 4, etc. Boom detection system including sensors 75° ■ Outrigger detection system 76° including a sensor for detecting the extended state of the arator 9 ■ Motors M, M2, etc. of robot 1, linear motion actuator A, etc. Robot drive system 77° ■Robot detection system 78° ■ Image sensor that includes the encoder E that is attached to the motors M, M2, etc. of robot 1 and detects their rotation angle, the aforementioned proximity switch C, etc. An image processing circuit PC0 processes images from 25a and 25b. Furthermore, among these, the parts related to the robot 1 can be connected by optical fiber cables to form an optical communication system, thereby ensuring electrical insulation. can. In addition,
Although FIG. 4 omits the interface circuit, D/A converter, etc., the configuration used for normal robot control may be adopted for these.

実施例の動作 次に、第5図を参照しつつ、この実施例の動作を説明す
る。なお、以下の説明において、カッコ内は図中のステ
ップ番号を示す。まず、作業車2を活線りの近くに停止
させ、アウトリガ9を伸長してジヤツキ10による安定
化を図った後、操作部12の操作によって、ブーム4の
旋回と伸長とを行ない、ロボット1を作業目的の活線(
第3図の活!511L2であると想定する。)に対向す
る位置まで移動させる(Sl)。この動作は、旋回架台
22の旋回とあわせて行なってもよい。
Operation of this embodiment Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIG. In the following description, the numbers in parentheses indicate step numbers in the figures. First, the work vehicle 2 is stopped near a live wire, the outriggers 9 are extended, and the jack 10 is used to stabilize the work vehicle 2. Then, the boom 4 is rotated and extended by operating the operation section 12, and the robot 1 The live wire for working purposes (
Figure 3 life! 511L2. ) to a position opposite to (Sl). This operation may be performed in conjunction with the rotation of the rotating pedestal 22.

この対向動作において、ロボット1が活線L1〜L3に
正対しているかどうかは、2つのイメージセンサ25a
、25bを設けていることによって検出可能である。す
なわち、ロボット1が活線L 〜し3に対して斜めにな
っているときには、2つのイメージセンサ25a、25
bのそれぞれによって撮像される活線の太さが互いに異
なったものとなり、これによって正対しているかどうか
が容易にわかることになる。そして、これらの画像にお
ける活線の太さを同じにするように、ロボット1の姿勢
を変えることによって、ロボット1を活1jlL1〜[
3に正対させることができる。
In this facing motion, whether the robot 1 is directly facing the live wires L1 to L3 is determined by the two image sensors 25a.
, 25b, it can be detected. That is, when the robot 1 is oblique to the live wires L to 3, the two image sensors 25a and 25
The thickness of the live wires imaged by each of b will be different from each other, and from this it can be easily determined whether they are directly facing each other. Then, by changing the posture of the robot 1 so that the thickness of the live wires in these images is the same, the robot 1 is made live 1jlL1~[
3 can be directly faced.

このようにして、ロボット1の作業可能範囲内に活線L
2が位置するような関係とした後、イメージセンサ25
a、25bを動作させて、活線L2までの距離と方向と
を確認する(S2)。
In this way, the live wire L is placed within the working range of the robot 1.
After setting the relationship such that 2 is located, the image sensor 25
a and 25b to confirm the distance and direction to the live wire L2 (S2).

この確認原理の例が第6図に示されており、ロボット1
そのものを上下方向に距1l111だけ変化させ、その
上下両端位置のそれぞれで、活線L2がイメージセンサ
25a、25bの視界中央位置に来るように、このイメ
ージセンサ25a、25bを垂直面内で回動させる。こ
のときの回動角をそれぞれα 、α2で表現すると、三
角311ffiの原理で知られているように、活IaL
2までの距11fDは、次の(1)式で求まる。
An example of this confirmation principle is shown in Figure 6, where robot 1
The image sensors 25a and 25b are changed vertically by a distance of 1l111, and the image sensors 25a and 25b are rotated in the vertical plane so that the live wire L2 is located at the center of the field of view of the image sensors 25a and 25b at both upper and lower end positions. let If the rotation angles at this time are expressed by α and α2, respectively, as is known from the principle of triangle 311ffi, the active IaL
The distance 11fD to 2 is determined by the following equation (1).

D=1sin a  x S!n(22/5in(a1
+a2)・・・(1) また、活線L2の方向は、α1またはα2によって知る
ことができる。
D=1 sin a x S! n(22/5in(a1
+a2)...(1) Moreover, the direction of the live wire L2 can be known from α1 or α2.

第5図に戻って、このようにして活線L3までの距離と
方向との検出に引き続いて、接に行なわれる各アームの
動作において障害となるような物体があるかどうかを上
記イメージセンサ25a。
Returning to FIG. 5, following the detection of the distance and direction to the live wire L3 in this way, the image sensor 25a detects whether there is any object that will obstruct the movement of each arm. .

25bの検出出力に基いて確認する(S3)。このよう
な障害物としては、第6図の活線し 、し3などがあり
、たとえば活線L1については角度β1.β2を知るこ
とによって、やはりその位置を知ることができる。もっ
とも、活線り、L2゜[,3のそれぞれの大きさが異な
る場合などには、目的とする活1!L2と他の活IL1
.L−3との区別は比較的容易であるが、同一径の場合
などでは、区別が困難であるような場合もある。このと
きには、第4図中に示したディスプレイ73にイメージ
センサ25a、25bの撮像画面を表示させ、作業員の
スイッチ操作によってその区別をつけるなどの方法を導
入すればよい。
Confirmation is made based on the detection output of 25b (S3). Examples of such obstacles include the live wires L1 and L13 in FIG. 6. For example, for the live wire L1, the angle β1. By knowing β2, the position can also be known. However, if the sizes of the live wires and L2゜[,3 are different, the desired live wire 1! L2 and other active IL1
.. Although it is relatively easy to distinguish it from L-3, it may be difficult to distinguish it if they have the same diameter. In this case, a method may be introduced in which the images captured by the image sensors 25a and 25b are displayed on the display 73 shown in FIG. 4, and the operator can distinguish between them by operating a switch.

再び第5図に戻って、目的とする活線L2と障害物とが
確認されると、これらの情報に基いて保持用ツインアー
ム52の動作シーケンスを決定する(S4)。これは、
活線L2までの距離と方向とに応じて保持用ツインアー
ム52の伸長□□□と伸長方向とを決定するとともに、
その伸長動作において、アームの−8部分が他の活線し
 、L などに接触しないような経路を選択させ、それ
に応じた駆動順序を決定することを意味する。
Returning to FIG. 5 again, once the target live wire L2 and the obstacle are confirmed, the operation sequence of the holding twin arms 52 is determined based on this information (S4). this is,
Determining the extension □□□ and the extension direction of the holding twin arm 52 according to the distance and direction to the live wire L2, and
This means that in the extension operation, the -8 portion of the arm selects a path that does not come into contact with other live wires, such as L, and determines the driving order accordingly.

次に、こうして決定されたシーケースに従って保持用ツ
インアーム52を伸長させ、その先端の把持灘構56a
等を用いて活線L2を把握する(S5)。これは、たと
えば、モータM6を回動させた後に直動アクチュエータ
八を伸長させ、そして、モータM1を回aさせる、とい
った順序で行なうことができる。また、このような制御
にもかかわらず仮に障害物に接触してしまった場合には
、近接スイッチCの検出出力に基いて経路変更等を行な
う。
Next, the holding twin arm 52 is extended according to the sea case determined in this way, and the gripping structure 56a at the tip thereof is extended.
etc. to determine the live wire L2 (S5). This can be done, for example, in the order of rotating the motor M6, then extending the linear actuator 8, and then rotating the motor M1. Furthermore, if the vehicle comes into contact with an obstacle despite such control, the route is changed based on the detection output of the proximity switch C.

このような動作を完了することによって、ロボッl−1
と活線L2との相対的位置関係は固定されたものとなる
。このため、用などの影響によってブーム4が揺動して
も、ロボット1は活線L2を把持したままで揺動するた
めに、ロボット1と活線L2との相対距離は不変であっ
て、作業アーム30の動作を安定に行なうことができる
ようになる。また、活線L2を把持していることによっ
て、ブーム4の揺fJJRそのものを減少させることも
できる。
By completing these operations, robot l-1
The relative positional relationship between the live wire L2 and the live wire L2 is fixed. Therefore, even if the boom 4 swings due to the influence of business, etc., the robot 1 swings while holding the live wire L2, so the relative distance between the robot 1 and the live wire L2 remains unchanged. The work arm 30 can now be operated stably. Furthermore, by gripping the live wire L2, the swing fJJR of the boom 4 itself can be reduced.

こうして、把持が完了すると、この把持状態における旋
回架台22の旋回中心0(第3図)を、作業原点として
設定し、以後の動作の基準点とする(S6)。また、上
記保持用ツインアーム52のシーケース決定と同様に、
−り2相対位置関係に応じて作業アームの動作シーケー
スを決定する(S7)。
When the gripping is completed in this manner, the rotation center 0 (FIG. 3) of the rotating mount 22 in this gripping state is set as the work origin and used as the reference point for subsequent operations (S6). Also, in the same way as determining the sea case of the holding twin arm 52,
- The operation case of the work arm is determined according to the relative positional relationship between the two (S7).

以後の動作は、活線作業ロボットとしての本来の動作と
なる。すなわち、作業アーム30のエンドエフェクタ3
4によって工具箱63の中から剥離工具を取出しくS8
)、これによって活線L2の被覆を剥離(89)したあ
と、剥離工具と研磨工具とを交換しく5IO)、活線L
2の研磨作業を行なう(811)。次に、研磨工具と引
出線巻付は工具とを交換しく512)、旋回架台22や
工具箱63の位置にあらかじめ準備してJj <か、ま
たは他のロボット機構に運ばせた引出線を活線L に巻
付けて(313)、活線L2への引出線の取付は作業を
完了する。
The subsequent operations will be the original operations of a live-line work robot. That is, the end effector 3 of the work arm 30
4, take out the peeling tool from the tool box 63 S8
), After the coating of the live wire L2 is stripped (89), the stripping tool and the polishing tool are replaced.
The polishing operation No. 2 is performed (811). Next, the polishing tool and the leader wire winding tool are replaced (512), and the leader wire prepared in advance at the position of the rotating mount 22 or tool box 63 or carried by another robot mechanism is activated. Wrapping it around the wire L2 (313) completes the attachment of the lead wire to the live wire L2.

この後に、引出線をトランスに取付ける作業を行なう場
合(814)は、上記のシーケンスと同様のものとなる
。すなわち、保持用ツインアーム52の把持機構63a
等によって、トランスまたはそれが固定されている電柱
の突起部等を把持してトランスとの間の相対的位置関係
を固定した後に、引出線の取付は作業を行なえばよい。
After this, when the work of attaching the leader wire to the transformer is performed (814), the sequence is similar to the above-described sequence. That is, the gripping mechanism 63a of the twin holding arm 52
After fixing the relative positional relationship between the transformer and the transformer by grasping the transformer or the protrusion of the utility pole to which it is fixed, etc., the leader wire may be attached.

1立1崖1 次に、この発明の他の実施例について説明する。1 standing 1 cliff 1 Next, other embodiments of the invention will be described.

この実施例では、保持用ツインアーム52による位置関
係の規制を動的なものとして構成する。すなわち、上記
のような活線作業を考えると、作業原点0と活I!L2
との相対位置関係を完全に固定してした場合には、強風
などによってブーム4が大きく揺動したときに、保持用
ツインアーム52を介して活$IL2に大きな力が加わ
り、これによって活線L2に損傷を与える場合も考えら
れるため、これらの位置関係を初期の関係に固定せず、
揺動を吸収させるような形での動きをアームに与えるの
である。
In this embodiment, the positional relationship is dynamically restricted by the holding twin arms 52. In other words, considering the above-mentioned live wire work, the work origin is 0 and the live wire is I! L2
If the relative positional relationship with the live wire is completely fixed, when the boom 4 swings greatly due to strong winds, a large force will be applied to the live wire IL2 via the holding twin arm 52, and this will cause the live wire to Since there is a possibility that damage may be caused to L2, do not fix these positional relationships to the initial relationship.
This gives the arm a movement that absorbs the vibration.

これを模式的に示したものが第7図であって、保持用ツ
インアーム52による位置保持を行なっている状態にお
いて、作業原点Oが0′へと揺動したときに、このrf
jiFIJ状態を検出して、図示の各アームの回動α〜
εや直動アクチュエータ54aの伸び吊rを、それぞれ
α′〜ε′、r′へと変化させる。このときには、把持
機構568やエンドエフェクタ34と活線L2との相対
角度は不変とすることが望ましい。
This is schematically shown in FIG. 7, and when the work origin O swings to 0' while the twin holding arms 52 are holding the position, this rf
jiFIJ state is detected, and the rotation α of each arm shown in the figure is
ε and the extension r of the linear actuator 54a are changed to α' to ε' and r', respectively. At this time, it is desirable that the relative angle between the gripping mechanism 568 and the end effector 34 and the live wire L2 remains unchanged.

このような制御は、たとえば次のようにして実現できる
Such control can be realized, for example, as follows.

まず、第8図に示すように、作業原点0の揺動状態を検
出するためのセンサS(たとえば加速センサ等)を、架
台21または旋回架台22に取付けておき、このセンサ
Sからの検出信号を第4図のCPLJ71に与えて積分
処理等を行なうことにより、揺動状態を表わすデータど
する。
First, as shown in FIG. 8, a sensor S (for example, an acceleration sensor, etc.) for detecting the swing state of the work origin 0 is attached to the pedestal 21 or the rotating pedestal 22, and a detection signal from this sensor S is is applied to the CPLJ 71 in FIG. 4 and subjected to integration processing, etc., to obtain data representing the swinging state.

この揺動状態として、たとえばM7図の変位qを考え、
これを吸収するために必要とされるアームの駆動のうち
、回動角δ、εおよび伸縮firに与えるべき変化△δ
、ΔεおよびΔrを例にとる。
As this oscillating state, consider, for example, the displacement q in diagram M7,
Among the arm drives required to absorb this, changes △δ should be given to rotation angles δ, ε and expansion/contraction fir.
, Δε and Δr as an example.

すると、回動角δ、εおよび伸縮lrについての位置お
よび姿勢の変換マ]・リクスをそれぞれFl。
Then, the position and orientation transformation matrix for rotation angles δ and ε and expansion/contraction lr are respectively Fl.

F2.F3とし、揺動量ピロの場合の作業原点の位;U
をq。とじ、さらに、作業原点0の位置・姿勢マトリク
スをMとしたとき、 F  [r十Δr ] x F2  [ε+Δε]×F
1 [δ+△δ]XM Iqo+Q]=F  [r]X
F2  [ε] x F 1[6] XM [Q□ ]    ”12)
が成立するような△r、△ε、△δを求め、これに応じ
た駆動出力をロボット駆動系に与えてフィードバックす
ればよいことになる。他のアーム等についても同様であ
る。
F2. F3, position of work origin in case of swing amount pillow: U
q. Furthermore, when the position/orientation matrix of work origin 0 is M, F [r + Δr ] x F2 [ε+Δε] x F
1 [δ+△δ]XM Iqo+Q]=F [r]X
F2 [ε] x F 1 [6] XM [Q□] ”12)
What is necessary is to find Δr, Δε, and Δδ such that the following holds true, and feed back a drive output corresponding to the determined values to the robot drive system. The same applies to other arms and the like.

そして、このようなマトリクス形式で与えられた方程式
に基く調停制御は、既にロボツ1〜υ制御の分野で種々
のものが提案されており、それらを適宜利用することが
可能である。なお、ブーム4の1工動は比較的ゆるやか
であるため、このような演算における演算時間がある程
度必要とされても、揺動に対して十分追随可能である。
Various types of arbitration control based on equations given in matrix format have already been proposed in the field of robot control 1 to υ, and these can be used as appropriate. Note that since one movement of the boom 4 is relatively slow, even if a certain amount of calculation time is required for such calculations, it is possible to sufficiently follow the swinging motion.

また、ブーム4の揺動は、通常単振動または減衰振動で
あることに着目すれば、フィードバック量どして振動信
号を与えることとし、その振動数や位相・振幅を検出デ
ータに基いて決定することも可能である。
Also, considering that the swing of the boom 4 is usually simple harmonic or damped vibration, a vibration signal is given as a feedback amount, and its frequency, phase, and amplitude are determined based on the detected data. It is also possible.

変形例 ところで、この発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば次のような変形も可能である。
Modifications By the way, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the following modifications are also possible.

■位置関係機構としては、上記多関節型のツインアーム
に限らず、1本または3本以上のアームでもよく、また
、他の種々の座標型であってもよい。また、その先端に
は、把持機構ではなく、係合機構や吸着機構などを設け
て結合機構とし、これによって作業対隋と結合してもよ
い。
(2) The positional relationship mechanism is not limited to the above-mentioned multi-jointed twin arms, but may be one or three or more arms, or may be of various other coordinate types. Furthermore, instead of a gripping mechanism, an engagement mechanism, a suction mechanism, or the like may be provided at the tip to serve as a coupling mechanism, thereby coupling it to the workpiece.

■作業8N横については特に限定するものではなく、工
具についても、工具箱を用いた交換を行なわずに、たと
えば第9図に示すように、複数の工具を備え、これらが
流体圧管90によって回転・選択される装置をエンドエ
フェクタとして用いることもできる。
■ There are no particular limitations on the work 8N horizontally, and the tools are not replaced using a tool box, but instead are equipped with multiple tools, as shown in FIG. - The selected device can also be used as an end effector.

■このロボットは活線作業のみならず、次のような用途
にも利用可能である。
■This robot can be used not only for live wire work, but also for the following purposes.

(イ)高層建築物や船舶等の塗装作業および塗装剥離作
業。
(a) Painting work and paint removal work on high-rise buildings, ships, etc.

(0)建築物・I!梁の鉄骨組立などの鳶職工事。(0) Buildings/I! For steeplejack work such as assembling steel beams.

(ハ)ビルの窓拭きやトンネル天封掃除、煙突h■除。(c) Cleaning windows of buildings, cleaning tunnel ceilings, and removing chimneys.

(ニ)ビル火災などの消火、救護作業。(d) Fire extinguishing and rescue work for building fires, etc.

(ホ)看板書きや、植木・果樹剪定など。(e) Writing signs, pruning plants and fruit trees, etc.

このような用途に用いる場合、ロボットの支持手段(上
記実施例のブーム4に相当)は、その用途に応じて変形
される。たとえば、第10図(a)に示すように橋梁9
1の上に作業車92を停止させて、橋梁91の下部の塗
装を行なう場合には、図示のごとく下方に廻り込むこと
のできるブーム93を用いることができる。
When used for such a purpose, the support means of the robot (corresponding to the boom 4 in the above embodiment) is modified according to the purpose. For example, as shown in FIG. 10(a), the bridge 9
When painting the lower part of the bridge 91 by stopping the work vehicle 92 on top of the bridge 91, a boom 93 that can be rotated downward as shown in the figure can be used.

また、第10図(b)のように、地表に設けられたリフ
ト94を上下させてもよく、同図(C)のように高所か
ら吊下げてもよい。
Further, as shown in FIG. 10(b), a lift 94 provided on the ground surface may be moved up and down, or it may be suspended from a high place as shown in FIG. 10(c).

■作業原点と作業対象との相対位置関係は固定された関
係に規制する必要はなく、前述したように作業原点の運
動を吸収するような動的な位置関係を付加した形の規制
であってもよい。したがって、上記の例のほか、作業中
の作業手順による都合によって、相対位置関係を途中で
変えてもよい。
■The relative positional relationship between the work origin and the work object does not need to be restricted to a fixed relationship; as mentioned above, it is necessary to add a dynamic positional relationship that absorbs the movement of the work origin. Good too. Therefore, in addition to the above example, the relative positional relationship may be changed midway through the work depending on the convenience of the work procedure.

(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、位置関係規制
アームによる作業対象との結合によって作業対像と作業
原点との相対位置関係を規制しているため、遠隔作業O
ボッ1〜1.:よる作業の効率や安全性を高めることが
できる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the relative positional relationship between the work target image and the work origin is regulated by coupling with the work object by the positional relationship regulating arm, so that remote work can be performed easily.
Bot 1~1. : It can improve the efficiency and safety of the work.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は活線作業を説明するための図、第2図はこの発
明の一実施例の全体を示、す概略正面図、第3A図は実
施例におけるロボットの斜視図、第3B図はロボットの
部分拡大図、第4図は実施例の電気的構成を示すブロッ
ク図、第5図は実施例の動作を示すフローチャート、第
6図は活線検出の原理を示す図、第7図は他の実施例の
説明図、第8図は他の実施例におけるセンサ取付は図、
第9図はエンドエフェクタの変形例を示す図、第10図
はこの発明の変形例を示す図である。 1・・・ロボット、   2・・・高所作業車11・・
・中央制御装置、12・・・操作部4・・・ブーム、 
   21・・・架台、22・・・旋回架台、 25a、25b・・・イメージセンサ、30・・・作業
アーム、34・・・エンドエフェクタ、52・・・保持
用ツインアーム、
Fig. 1 is a diagram for explaining live wire work, Fig. 2 is a schematic front view showing the entire embodiment of the present invention, Fig. 3A is a perspective view of the robot in the embodiment, and Fig. 3B is FIG. 4 is a block diagram showing the electrical configuration of the embodiment, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment, FIG. 6 is a diagram showing the principle of live wire detection, and FIG. 7 is a partially enlarged view of the robot. An explanatory diagram of another embodiment, FIG. 8 is a diagram showing the sensor installation in another embodiment,
FIG. 9 is a diagram showing a modification of the end effector, and FIG. 10 is a diagram showing a modification of the present invention. 1...Robot, 2...Aerial work vehicle 11...
・Central control unit, 12...operation unit 4...boom,
21... Frame, 22... Rotating frame, 25a, 25b... Image sensor, 30... Work arm, 34... End effector, 52... Twin arm for holding,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の支持機構によって支持された状態で、遠隔
位置にある作業対象に所定の作業を行なう遠隔作業ロボ
ットにおいて、 先端に設けられた結合機構を前記作業対象に結合するこ
とによって作業時における当該ロボットの作業原点と前
記作業対象との間の相対位置関係を規制する位置関係規
制アームを、当該ロボットの所定部分に配設し、 前記位置関係規制アームによって規制された相対位置関
係に基いて、当該ロボットの作業機構の制御を行なうこ
とを特徴とする遠隔作業ロボット。
(1) In a remote work robot that performs a predetermined task on a work object located at a remote location while being supported by a predetermined support mechanism, a coupling mechanism provided at the tip can be connected to the work object during the work. A positional relationship regulation arm that regulates the relative positional relationship between the work origin of the robot and the work target is disposed at a predetermined part of the robot, and based on the relative positional relationship regulated by the positional relationship regulation arm, , a remote working robot characterized by controlling a working mechanism of the robot.
(2)前記支持機構は作業車の車体上から伸びるブーム
であり、前記位置関係規制アームは先端に把持機構を有
する多関節アームである、特許請求の範囲第1項記載の
遠隔作業ロボット。
(2) The remote working robot according to claim 1, wherein the support mechanism is a boom extending from the body of a working vehicle, and the positional relationship regulation arm is a multi-jointed arm having a gripping mechanism at its tip.
(3)前記ロボットには、前記作業原点の運動を検出す
る運動検出手段が設けられ、前記作業機構と位置関係規
制アームとを制御する制御手段には、前記作業原点の運
動に応じて当該作業機構と位置関係規制アームとを駆動
することによって、前記作業原点と前記作業対象との間
で前記運動を吸収させる手段が設けられた、特許請求の
範囲第1項または第2項記載の遠隔作業ロボット。
(3) The robot is provided with a movement detection means for detecting the movement of the work origin, and the control means for controlling the work mechanism and the positional relationship regulation arm is configured to perform the work according to the movement of the work origin. The remote work according to claim 1 or 2, further comprising means for absorbing the movement between the work origin and the work object by driving a mechanism and a positional relationship regulating arm. robot.
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