CN104416567A - 电线敷设机器人用气压装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电线敷设机器人用气压装置，作为使电线敷设机器人进行往复运动的驱动单元，该装置包括：开始阀，开始具有一定压力的空气的供给；主阀，按照上述开始阀的动作选择性地对气压缸供给空气或从气压缸排出空气；控制阀，调节从上述主阀排出的空气的排气时间而控制上述主阀的动作；以及缸体，按照上述主阀的动作进行往复运动。本发明具有如下效果。理想地配置气压装置的阀回路从而能够将气压装置的大小缩小成紧凑，能够减小使用于狭窄的空间的机器人的大小，且具备控制阀，从而不仅能够确保气压缸的最大行程，而且能够提高气压缸的响应性。

Description

电线敷设机器人用气压装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电线敷设机器人用气压装置及其控制方法，更为具体地讲，涉及不仅理想地紧凑设置用于使电线敷设机器人的气压缸工作的气压回路，而且能够使电线向一个方向移动的电线敷设机器人用气压装置及其控制方法。

背景技术

一般来讲，在包括船舶在内的各种产业设备上设有用于航运、居住、管理、通信、照明、控制等的很多电气设备。

而且，对船舶而言，用于各种电气设备的供电、电信号传递等的电连接的电线需要几十万千米甚至几百万千米之多。

上述电线使用从直径小而轻至直径大而重的各种形态的电线，通过包括电缆桥架在内的布线相关零部件从供给源向各电气设备布线。

在这种船舶的电线敷设是重要的工序中之一，也是人所作业起来非常吃力的作业中一个。而且，在船舶的电线敷设受狭窄的空间限制，因而是导致作业人员疲劳和引发肌肉骨骼系统疾病的作业。

因此，需要缩短电线敷设作业所需时间并改进操作性，为此，提出有电线敷设的自动化设备要求。

韩国授权实用新型公报第20-0434100号（2006年12月11日公告）公开有船舶电缆敷设用绞车，韩国公开专利公报第10-2012-0076844号（2012年7月10日公开）公开有船舶电缆敷设用绞车装配模块。

上述船舶电缆敷设用绞车具备动力部和与其连接的旋转滚筒，在绳索上捆扎多股电线并以上述绳索抽拉旋转滚筒而敷设电线。

而且，韩国公开专利公报第10-2012-0076844号（2012年7月10日公开）公开有能够沿着电缆桥架敷设电线的电缆敷设装置。

上述电缆敷设装置包括：分别与机体部的两端部结合的一对驱动辊；卷绕在上述一对驱动辊且外表面与上述电缆桥架相接而旋转的驱动带；与上述机体部的一端部结合且上述电线的一端所结合的牵引部；以及，与上述驱动辊结合而使上述驱动辊旋转的驱动部。

发明内容

技术问题

但是，根据现有技术的电缆敷设装置由于电缆夹钳的构造复杂因而可靠度和耐久性降低的危险较大，且对于电线的外径的对应度也较低，因而须根据电线外径制作直径互不相同的夹钳，且由于利用滚珠丝杠和马达，因而存在不仅产生噪声，而且不能在使用于狭窄的空间的电线敷设机器人上适用的问题。

本发明旨在解决如上所述的问题，其目的在于提供一种具有相同的周期的缸体（cylinder）与因电线敷设而产生的负载无关地以最大的力并以最大距离往复运动的电线敷设机器人用气压装置。

本发明的另一目的在于提供一种具有理想地紧凑了电线敷设机器人的大小的构造并提高了电线敷设机器人对于缸体的往复运动的响应性的电线敷设机器人用气压装置。

本发明的其它目的在于提供一种即便不依靠作业人员也能够简便地敷设电线，从而能够提高针对电线敷设作业的操作性和生产效率的电线敷设机器人用气压装置及其控制方法。

本发明的其它目的在于提供一种能够以少量的零部件简便地制作，并能够稳定地敷设电线而无故障危险的电线敷设机器人用气压装置及其控制方法。

解决问题方案

为了达到如上所述的目的，根据本发明的电线敷设机器人用气压装置，该装置是使电线敷设机器人进行往复运动的驱动单元，上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，包括：开始阀，开始具有一定压力的空气的供给；主阀，按照上述开始阀的动作选择性地对气压缸供给空气或从气压缸排出空气；控制阀，调节从上述主阀排出的空气的排气时间而控制上述主阀的动作；以及，气压缸，按照上述主阀的动作进行往复运动。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制阀包括：第一控制阀，控制从上述主阀排出的空气的流量；以及，第二控制阀，控制从上述第一控制阀排出的空气的流量。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述第一控制阀包括：止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；以及，流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述第二控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述第二控制阀由上述第一控制阀而工作，上述第二控制阀包括控制通过排气口排出的空气的流量的流量控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，进一步包括与上述主阀连接，并使填充于上述气压缸的空气快速排出的快速排气阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制阀包括：第一控制阀，控制从上述主阀排出的空气的流量；以及，第二控制阀，控制从上述第一控制阀排出的空气的流量。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述第一控制阀包括：止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；以及，流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述第二控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述第二控制阀由上述第一控制阀而工作，上述第二控制阀包括控制通过排气口排出的空气的流量的流量控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，进一步包括使从上述主阀排出的空气延迟一段时间而控制上述主阀的动作的延时阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述主阀分别在上述口和排气口包括调节空气的排气流量的排气流量控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述延时阀控制从上述主阀排出的空气的流量，并包括由上述控制阀而使上述主阀动作的方向控制阀。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制阀包括：止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述方向控制阀；以及，空气箱，将从上述流量控制阀排出的空气贮存一定量。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，进一步包括：夹持单元，与上述驱动单元连接，夹持电线并使电线进行往复移动；以及，控制单元，控制上述驱动单元的工作，上述驱动单元包括：筒体，引导上述夹持单元的前后输送；前方端盖，插入设置于上述筒体的内部前方而密封筒体的前方部；伸缩管，设置于上述筒体的内部前方，使输送头向后方输送；输送头，以能够向前后方向移动的方式设置于上述筒体内部，与上述伸缩管后方连接；后方端盖，插入设置于上述筒体的内部后方，密封上述筒体后方部；输送导杆，设置于上述后方端盖的前方，引导上述输送头的前后方向输送；以及，复位弹簧，设置于上述输送头与后方端盖之间，使上述输送头和与其连接的夹持单元前进。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，在上述筒体的上端形成用于连接上述夹持单元以及用于引导输送的导槽。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，在上述前方端盖的一侧设有与伸缩管连接的气压流道。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述输送导杆形成为杆状或管状，其贯通上述输送头的中央部。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述夹持单元包括：夹持环，具有比所要敷设的上述电线的直径大的直径；以及，连接铰链，设置于上述夹持环的下端，将夹持环以能够向前后方向旋转的方式支撑。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制单元包括：气压执行元件，与上述驱动单元连接，基于控制部的控制信号向上述驱动单元供给气压；控制部，基于各种开关输入信号控制上述气压执行元件的工作；后退检测开关，检测上述夹持单元的最大后退而使上述气压执行元件的工作停止；前进检测开关，检测上述夹持单元的最大前进而使上述气压执行元件重新工作；工作开关，与上述控制部连接，并向上述控制部传输初始运转工作信号和停止信号；以及，紧急停止开关，与上述控制部连接，并向上述控制部传输紧急停止信号。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述后退检测开关和前进检测开关设置于上述驱动单元的上部后方和上部前方。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，包括：气压执行元件，与上述驱动单元连接，基于控制部的控制信号向上述驱动单元供给气压；控制部，基于各种开关输入信号控制上述气压执行元件的工作；工作开关，与上述控制部连接，向上述控制部传输初始运转工作信号和停止信号；紧急停止开关，与上述控制部连接，向上述控制部传输紧急停止信号；以及，定时器，与上述控制部连接，使上述气压执行元件按所设定时间工作。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述驱动单元使用液压缸、气压缸、以及电动执行元件中至少一个，上述控制单元以所设定的周期产生用于敷设电线的往复运动。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，在为液压、气压方式的情况下，上述控制单元以通过具有流量控制和延时功能的阀的任意工作周期产生敷设力。

而且，上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，进一步包括以一定间距配置在电缆桥架上的多个夹持单元，并包括：驱动单元，以与设置在上述电缆桥架上多处的上述夹持单元协力的方式并以执行元件的往复运动牵引电线；以及，控制单元，以单位控制器和中央控制器分散控制上述夹持单元。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述驱动单元以开关、调节阀、延时阀调节执行元件之间的工作时机。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制单元的单位控制器使配置于所分配的电缆桥架区域的上述夹持单元和驱动单元协力而牵引上述电线。

上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，上述控制单元的中央控制器计算并显示设置于上述电缆桥架的上述夹持单元和驱动单元的配置位置。

而且，本发明是一种电线敷设机器人用气压装置的控制方法，在该电线敷设机器人用气压装置中，包括前进检测开关、后退检测开关、工作开关、紧急停止开关的开关信号所输入的控制部和气压执行元件的控制单元通过驱动单元和与其连接的夹持单元使电线向后方移动，上述电线敷设机器人用气压装置的控制方法其特征在于，包括：上述控制部判断工作开关的工作与否的步骤；上述判断结果，若工作开关是接通状态，则以通过控制部的工作信号的气压执行元件的工作，向驱动单元供给气压的步骤；由上述所供给气压而使夹持单元和电线向后方移动的步骤；上述控制部判断后退检测开关的工作与否的步骤；上述判断结果，若后退检测开关是接通状态，则以通过控制部的工作停止信号的上述气压执行元件的工作停止，解除驱动单元的气压的步骤；上述夹持单元因上述气压被解除而向前方移动的步骤；以及上述控制部判断上述前进检测开关的工作与否的步骤。

上述电线敷设机器人用气压装置的控制方法其特征在于，上述控制部判断上述前进检测开关的工作与否的步骤的判断结果，若前进检测开关是接通状态，则以通过控制部的工作信号的上述气压执行元件的工作，向上述驱动单元供给气压。

上述电线敷设机器人用气压装置的控制方法其特征在于，若在上述各控制步骤工作开关断开或紧急停止开关接通，则控制部停止包括上述气压执行元件在内的所有控制零部件的功能。

发明效果

如上所述，利用根据本发明的电线敷设机器人用气压装置，能够得到如下效果。即、理想地配置气压装置的阀回路从而能够将气压装置的大小缩小成紧凑，能够减小使用于狭窄的空间的机器人的大小，并具备控制阀，从而不仅能够确保气压缸的最大行程，而且能够提高气压缸的响应性。

利用根据本发明的电线敷设机器人用气压装置及其控制方法，能够得到如下效果。即、即便不使用作业人员的人工也能够在电缆桥架简便地敷设电线，从而不仅能够较大地提高电线敷设作业的操作性和生产效率，而且能够大为节省电线敷设费用。

利用根据本发明的电线敷设用气压装置及其控制方法，能够得到如下效果。即、即便在作业人员难以靠近且不能使用其它电线敷设设备的较窄的空间或较高的空间也能够容易地敷设电线。

利用根据本发明的电线敷设机器人用气压装置及其控制方法，能够得到如下效果。即、能够迅速地敷设作业人员所难以操作的直径大而重的电线，能够以少量的零部件简便地制作，并能够稳定地敷设电线而无故障危险。

附图说明

图1是观察了根据本发明的优选第一实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。

图2是观察了根据本发明的优选第二实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。

图3是观察了根据本发明的优选第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。

图4是观察了根据本发明的优选第一至第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的主视图。

图5是观察了根据本发明的优选第一至第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的立体图。

图6是根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的工作前状态的重要部分纵剖视图。

图7是根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的工作后状态的重要部分纵剖视图。

图8是表示了根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制单元的框图。

图9是根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的流程图。

图10是表示了根据本发明的优选第五实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制单元的框图。

图11是表示根据本发明的优选第六实施例的电线敷设机器人用气压装置的构成图。

图12是表示根据本发明的优选第七实施例的电线敷设机器人用气压装置的连接状态的构成图。

图13是表示根据本发明的优选第七实施例的电线敷设机器人用气压装置的构成图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明根据本发明的优选实施例的电线敷设机器人用气压装置和控制方法。

图1至图5是观察了根据本发明的优选第一至第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。

根据本发明的优选实施例的电线敷设机器人用气压装置包括：开始阀420，开始具有一定压力的空气的供给；主阀425，按照上述开始阀420的动作选择性地对气压缸供给空气或从气压缸排出空气；控制阀430，调节从上述主阀425排出的空气的排气时间而控制上述主阀425的动作；以及，驱动单元400，按照上述主阀425的动作进行往复运动。

在本发明的第一至第三实施例中，驱动单元400使电线敷设机器人进行往复运动，应理解为驱动单元400是指以单作用方式或以双作用方式进行往复运动的气压缸。

如图1中所图示，本发明的气压装置的开始阀420使用三口二位（3port2way）阀，在开始阀420的一侧设有操作杆，并在另一侧设有使开始阀420复位的弹簧。

另一方面，开始阀420当然具备供给一定压力的空气的空气供给装置（未图示）。

而且，主阀425使用五口二位（5port2way）阀，一侧设有使主阀425复位的辅助阀（未图示）。辅助阀使主阀425以复位的方式动作。

控制阀430从主阀425分支而控制主阀425的动作。为此，控制阀430包括控制空气的流量的第一控制阀431和利用从第一控制阀431排出的气压而控制主阀425的动作的第二控制阀435。

第一控制阀431包括：完全阻断从主阀425排出的朝向一侧方向的空气流动且使空气以较小的压力损失朝向相反方向流动的止回阀432和控制空气的供给量的流量控制阀433。

而且，第二控制阀435是按照第一控制阀431的控制使主阀425动作的阀，其使用三口二位阀。而且，第二控制阀435包括调节从排气口排出的空气的流量的流量控制阀436。流量控制阀436与排气口连接并以将供给至排气口的空气缓慢地排出的方式控制空气的排气量。并且，驱动单元400使用按照主阀425的动作进行往复运动的双作用气缸。

图2是观察了根据本发明的第二实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。关于图2中所图示的气压装置，对于与上述的实施例相同的名称使用相同的标号而进行说明。

如图2中所图示，本发明的气压装置包括：开始阀420，开始具有一定压力的空气的供给；主阀425，按照上述开始阀420的动作选择性地对驱动单元400供给空气或从驱动单元400排出空气；控制阀430，调节从上述主阀425排出的空气的排气时间；驱动单元400，按照上述主阀425的动作进行往复运动；以及，快速排气阀440，与上述主阀425连接，使填充于上述驱动单元400的空气快速排出。

图2中所图示的气压装置的特征是在主阀425与驱动单元400之间设有快速排气阀440。即、通过使用快速排气阀440使得驱动单元400的往复运动更快，从而能够提高响应性。

对于图2中所图示的气压装置，省略与上述的实施例重复的说明，并对于不同点进行说明。

在主阀425与驱动单元400之间设有快速排气阀440。而且，控制阀430从主阀425与快速排气阀440之间分支，快速排气阀440在空气的流入侧和排气侧分别设有止回阀。这样一来，由于在入口侧和排气侧分别具备排气口使得驱动单元400的排气更加迅速，因而增加驱动单元400的往复运动速度。

图3是观察了根据本发明的第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的气压回路图。

另一方面，图3中所图示的根据本发明的第三实施例的气压装置包括：开始阀420，开始具有一定压力的空气的供给；主阀425，按照上述开始阀420的动作选择性地对驱动单元400供给空气或从驱动单元400排出空气；延时阀460，使从上述主阀425排出的空气延迟一段时间而控制上述主阀425的动作；以及，驱动单元400，按照上述主阀425的动作进行往复运动。

根据本发明的第三实施例的气压装置的开始阀420使用三口二位（3port2way）阀，在开始阀420一侧设有操作杆，在另一侧设有使开始阀420复位的弹簧。

另一方面，在开始阀420当然具备供给一定压力的空气的空气供给装置（未图示）。

而且，主阀425使用五口二位（5port2way）阀，一侧设有使主阀425复位的辅助阀（未图示）。辅助阀使主阀425以复位的方式动作。

而且，在主阀425设有用于调节驱动单元400的前进、后退时的速度的排气流量控制阀421。这种排气流量控制阀421使通过口排出的空气的量缓慢地放出，从而使驱动单元400的移动速度更加缓慢。

延时阀460从主阀425分支，经一定时间之后使主阀425动作，延时阀460包括控制空气流量的控制阀461和按照控制阀461的控制使主阀425动作的方向控制阀465。

延时阀460的控制阀461包括由从主阀425排出的空气而流道被阻断的止回阀462、以及与止回阀462并联连接并使方向控制阀465动作的流量控制阀463。而且，控制阀461能够包括贮存一定量空气的空气箱464。

而且，方向控制阀465由控制阀461而动作，其一侧连接有控制阀461，且另一侧设有使方向控制阀465复位的弹簧。

而且，空气箱464设在控制阀461与方向控制阀465之间。空气箱464用于延迟主阀425的动作，其贮存一定量的空气。

参照图1至图3详细说明根据本发明的优选实施例的电线敷设机器人用气压装置的结合关系。

根据本发明的第一实施例的气压装置具有从空气供给装置供给的一定压力的空气所通过的开始阀420。在开始阀420一侧设置以向开始阀420供给空气的方式操作的操作杆，在另一侧设置使开始阀420复位的弹簧。

而且，具有向驱动单元400供给从开始阀420供给的空气的主阀425。开始阀420使用三口二位阀，主阀425使用五口二位阀。并且，在主阀425的另一侧设有使主阀425复位的辅助阀。

在主阀425与驱动单元400之间设有从主阀425分支而控制主阀425的动作的控制阀430。控制阀430具有控制空气流量的第一控制阀431和由第一控制阀431而动作的第二控制阀435。

第一控制阀431由控制从主阀425供给的空气的流动的止回阀432和流量控制阀433构成。止回阀432以较小的压力使空气通过，流量控制阀433控制空气的流动。由此，第一控制阀431延迟第二控制阀435的动作。这是为了得到驱动单元400所进行的往复动作的最大行程长度之故。

而且，第二控制阀435是三口二位阀，第二控制阀435由第一控制阀431而动作，在第二控制阀435的另一侧设有辅助阀。

另一方面，就根据本发明的第二实施例的气压装置而言，开始阀420、主阀425、以及控制阀430相同，因此，省略对于其的说明，并对于快速排气阀440进行说明。

在主阀425与驱动单元400之间设置快速排气阀440。快速排气阀440分别在空气的流入侧和排气侧设置排气口从而驱动单元400中的空气更加迅速地排出。

而且，根据本发明的第三实施例的气压装置设有开始阀420以供给来自空气供给装置的空气，在开始阀420一侧设有使开始阀420工作的操作杆，且另一侧设有使开始阀420复位的弹簧。

而且，主阀425使用五口二位阀，在一侧的口各自具有排气流量控制阀421。这些排气流量控制阀421调节在各自的口排出的空气的量而使空气缓慢地排出，从而能够最大限度地确保驱动单元400的行程距离。

而且，延时阀460从主阀425与驱动单元400之间分支并使方向控制阀465的动作延迟。为此，延时阀460设有控制阀461和方向控制阀465。

控制阀461由调节空气的流动的止回阀462和流量控制阀463构成，在控制阀461与方向控制阀465之间具备贮存一定量空气的空气箱464。

而且，方向控制阀465使用三口二位阀，其一侧连接有控制阀461，且另一侧设有使方向控制阀465复位的弹簧。

下面参照图4和图5详细说明根据本发明的优选实施例的电线敷设机器人的工作方法。

图4是观察了根据本发明的第一至第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的主视图，图5是观察了根据本发明的第一至第三实施例的电线敷设机器人用气压装置的立体图。

图4和图5所图示的是根据本发明的电线敷设机器人用气压装置，在气压装置一侧以能够进行往复运动的方式结合有驱动单元400，并在与驱动单元400相邻的位置安装有开闭阀的指状（Finger valve）阀402，且在另一侧安装有控制阀430。

而且，固定有作为开始阀420的三口二位阀，且固定有作为主阀425的五口二位阀，并形成有作为开始阀420或主阀425的排气口的多个岐管（Manifold）403。

即、具有一定压力的空气通过指状（Finger valve）阀402流入开始阀420，与驱动单元400相邻地配置由控制阀430而动作的主阀425。

如图1所示，本发明的电线敷设机器人用气压装置，开始阀420由一侧的操作杆而向图1中的右侧移动，由此，空气供给装置的空气通过主阀425向驱动单元400供给。

由此，驱动单元400向图1中的左侧方向移动即、前进。随驱动单元400如此移动，位于驱动单元400内部的空气流入控制阀430并经由控制阀430的第一控制阀431而使第二控制阀435动作。

第二控制阀435由气压而向图1中的右侧移动使得主阀425被挤向图1中的右侧。由此，通过了开始阀420的空气供给至主阀425而使驱动单元400向图1中的右侧方向移动即、后退。

另一方面，第二控制阀435的流量控制阀436使通过了第一控制阀431的空气缓慢地排出。

这样，供给至开始阀420的空气经由主阀425供给至驱动单元400而使驱动单元400前进，从驱动单元400排出的空气经由控制阀430的第一控制阀431而使第二控制阀435动作。

而且，第二控制阀435的流量控制阀436使从第一控制阀431供给的空气排出，从而提高驱动单元400的往复运动的响应性。

对于这种气压装置的驱动单元400进行了10次往复运动试验，其结果需要14.5秒，可知比现有的电线敷设机器人更快地响应。

另一方面，控制阀430通过第一控制阀431和第二控制阀435使主阀425动作，从而即便在驱动单元400的最大负载的状态下也能够确保最大行程长度。

如图2所示，本发明的电线敷设机器人用气压装置，开始阀420由一侧的操作杆而向图2中的右侧移动，由此，空气供给装置的空气流入并通过主阀425供给至快速排气阀440。

通过了快速排气阀440的空气供给至驱动单元400而使驱动单元400向图2中的左侧方向移动即、前进。

而且，随驱动单元400的前进，驱动单元400中的空气通过快速排气阀440向控制阀430供给。在控制阀430的第一控制阀431调节空气量并向第二控制阀435供给空气。

由此，第二控制阀435向图2中的右侧方向移动，第二控制阀435使主阀425向图2中的右侧移动。由此，通过开始阀420供给的空气供给至快速排气阀440，通过了快速排气阀440的空气供给至驱动单元400，从而主阀425使驱动单元400向图2中的右侧方向移动即、后退。

这种本发明的气压装置由于由快速排气阀440而供给至驱动单元400的空气通过快速排气阀440排出，因而进一步提高驱动单元400的响应性。

如此设置快速排气阀440，则驱动单元400的10次往复运动所需时间缩短为12秒。

如图3所示，本发明的电线敷设机器人用气压装置，通过了开始阀420的空气经由主阀425供给至驱动单元400，驱动单元400由所供给的空气而向图3中的左侧方向移动即、前进。

此时，空气供给至从主阀425与驱动单元400之间分支的延时阀460。另一方面，位于另一侧的空气随驱动单元400的前进而经由排气流量控制阀421排出。

而且，供给至延时阀460的空气经由控制阀461的止回阀462和流量控制阀463贮存在空气箱464中，空气箱464若空气充满，则向图3中的右侧方向挤压控制阀465。

由此，方向控制阀465将主阀425挤向图3中的右侧方向，通过了开始阀420的空气供给至主阀425。通过了主阀425的空气供给至驱动单元400，由此，驱动单元400向图3中的右侧方向移动即、后退。

这样，设置于主阀425的排气流量控制阀421使供给至驱动单元400的空气迅速地排出，从而提高驱动单元400的响应性。

基于附图详细说明图6至图10中所图示的根据本发明的优选第四和第五实施例的电线敷设机器人用气压装置。

图6是根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的工作前状态的重要部分纵剖视图，图7是根据第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的工作后状态的重要部分纵剖视图。

根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置包括：夹持电线150的夹持单元300；使上述夹持单元300进行往复移动的驱动单元400；以及，控制上述驱动单元400的动作的控制单元500。

驱动单元400用于使夹持单元300向前后方向往复移动，在第四实施例中驱动单元400最好使用无杆单向气压缸。

上述驱动单元400包括：筒体471，具有一定长度；前方端盖472，固定于筒体471一端；伸缩管473，能够伸缩地安装于筒体471内部；输送头474，随伸缩管473的伸缩动作而移动；后方端盖475，固定于筒体471的另一端；输送导杆476，引导输送头474的移动；以及，使输送头474复位的复位弹簧477。

筒体471起着支撑构成零部件并引导夹持单元300的前后输送的作用。在上述筒体471的上端形成有用于连接夹持单元300并引导输送的导槽471a。

前方端盖472插入设置于上述筒体471的内部前方（图6和图7中的左侧）而密封筒体471的前方部。在上述前方端盖472的一侧设有与伸缩管473连接的气压流道472a。

伸缩管473使输送头474向后方输送，伸缩管473设置于上述筒体471的内部前方。输送头474以能够向前后方移动的方式设置于上述筒体471内部，并与上述伸缩管473的末端连接。

若上述伸缩管473由气压而伸长，则上述输送头474向后方（图6和图7中的右侧）输送。后方端盖475插入设置于上述筒体471的内部后方而密封筒体471后方部。

输送导杆476用于引导上述输送头474的前后方向输送，其设置于上述后方端盖475的一侧。上述输送导杆476是杆状或管状，贯通上述输送头474的中央部。

复位弹簧477使用使上述输送头474和与其连接的夹持单元300前进，复位弹簧477设置于上述输送头474与后方端盖475之间。

夹持单元300用于将电线150夹持并向后方输送，夹持单元300包括夹持环421、连接铰链422。夹持环421具有比所要敷设的电线150的直径大的直径。

连接铰链422设置于上述夹持环421的下端而将夹持环421以能够向前后方向旋转的方式支撑。上述连接铰链422与上述驱动单元400的输送头474上端连接。

图8本是表示了根据发明的第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制单元的框图。

控制单元500包括气压执行元件481、控制部482、后退检测开关483、前进检测开关484、工作开关485、以及紧急停止开关486。

气压执行元件481与上述驱动单元400连接，并基于控制部482的控制信号向上述驱动单元400供给气压。控制部482基于各种开关输入信号而控制上述气压执行元件481的工作。

后退检测开关483用于检测上述夹持单元300的最大后退而使气压执行元件481的工作停止，后退检测开关483设置于上述驱动单元400的筒体471上部后方（图6和图7的右侧）。

前进检测开关484用于检测上述夹持单元300的最大移动而使气压执行元件481重新工作，前进检测开关484设置于上述驱动单元400的筒体471上部前方（图6和图7的左侧）。

工作开关485用于初始运转工作和停止，紧急停止开关486用于在运转过程中发生未曾预料的紧急状况时紧急停止运转。

上述后退检测开关483、前进检测开关484、工作开关485、紧急停止开关486与控制部482连接并向控制部482传输开关信号。

根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置，若在驱动单元400的伸缩管473供给有气压，则使输送头474和与其连接的夹持单元300向后方移动。在上述夹持单元300的后退工作过程中，夹持于夹持单元300的电线150与夹持单元300一起向后方移动。

即、上述夹持单元300在向后方移动过程中以连接铰链422为中心向夹持环421的后方旋转，由此，夹持环421的内部上端与内部下端之间的垂直距离缩小以使电线150夹持于夹持环421。

上述夹持单元300和电线150的移动直至夹持单元300使设置于筒体471的上部后方的后退检测开关483工作为止进行。若后退检测开关483由夹持单元300而工作，则向驱动单元400的伸缩管473供给着的气压由控制单元500而被解除。

若驱动单元400的气压被解除，则输送头474和夹持单元300利用因输送头474后退而被压缩的复位弹簧477的弹力向前方移动。

就向前方移动的夹持单元300而言，随夹持环421和电线150的夹持状态解除，电线150不再向前方移动，仅有夹持单元300向前方移动。

即、向前方移动的夹持单元300以连接铰链422为中心向夹持环421的前方旋转，由此，夹持环421的内部上端与内部下端之间的垂直距离重新扩大，从而解除夹持环421与电线150的夹持状态。

在上述向前方移动的过程中，就夹持单元300而言，若设置于筒体471的上部前方的前进检测开关484工作，则由控制单元500而重新向作为驱动单元400的无杆单向气压缸供给气压，从而夹持单元300和电线150向后方移动。

这样，根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置，一旦在作为无杆单向气压缸的驱动单元400供给有气压则夹持单元300和电线150向后方移动，一旦气压被解除则夹持单元300向前方移动，通过反复进行上述供给气压、解除气压的过程，电线150向后方移动。

图9是根据第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的流程图。

根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制方法包括：控制部482判断工作开关485的工作与否的步骤；上述判断结果，若工作开关485是接通状态，则以通过控制部482的工作信号的气压执行元件481的工作，向作为无杆单向气压缸的驱动单元400供给气压的步骤；由上述所供给气压而使夹持单元300和电线150向后方移动的步骤；控制部482判断后退检测开关483的工作与否的步骤；上述判断结果，若后退检测开关483是接通状态，则以通过控制部482的工作停止信号的气压执行元件481的工作停止，解除驱动单元400的气压的步骤；夹持单元300因上述气压被解除而向前方移动的步骤；以及，控制部482判断前进检测开关484的工作与否的步骤。

在根据本发明的优选第四实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制方法中，若上述控制部482判断前进检测开关484的工作与否的步骤的判断结果，前进检测开关484是接通状态，则以通过控制部482的工作信号的气压执行元件481的工作，向驱动单元400供给气压。

而且，根据本发明的优选实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制方法，若在上述各控制步骤工作开关485断开或紧急停止开关486接通，则控制部482使包括气压执行元件481在内的所有控制零部件的功能停止。

图10是表示了根据本发明的第五实施例的电线敷设机器人用气压装置的控制单元的框图。

图10中所图示的根据本发明的第五实施例的电线敷设机器人由气压执行元件481、控制部482、工作开关485、紧急停止开关486、以及定时器683构成了控制单元500。

在根据上述本发明的第五实施例的电线敷设机器人用气压装置中，控制单元500通过控制部482和与其连接的定时器683使气压执行元件481按设定时间工作，由此控制夹持单元300和电线150的后方移动、以及夹持单元300的前方复位。

根据上述本发明的第五实施例的电线敷设机器人用气压装置，若向无杆单向气压缸供给的气压被解除，则夹持单元300由复位弹簧477而向前方复位。

如图11中所图示，根据本发明的第六实施例的电线敷设机器人用气压装置的驱动单元400至少使用液压缸、气压缸、以及电动执行元件中一个，具备以所设定的周期产生用于电线敷设的驱动单元400的往复运动的控制单元500。液压缸与气压缸优选双作用式，但还可以使用单作用式。电动执行元件在伺服马达或线性马达上并用滚珠丝杠、连杆、凸轮等往复运动用机构。此外，均可使用发动机方式等公知的往复运动装置。

此时，上述控制单元500在为液压、气压方式的情况下，最好以通过具有流量控制和延时功能的阀的任意工作周期在驱动单元400产生往复运动。图11例示了气压方式的控制单元500，控制单元500通过开始阀、主阀、延时阀等使驱动单元400的气压缸工作。尤其气压方式的控制单元500在不要求通过电控制的同步化这一点和不受外部环境影响这一点上优选。

更具体地讲，若敞开开始阀420，则空气经由主阀425供给至气压缸而执行夹持单元300的前进运动，并且传递至延时阀415并等待直至达到一定压力为止，之后使主阀425工作而引起气压缸的后退运动。这样，主阀425和夹持单元300所工作的限时动作的时机（周期）由通过延时阀415的流量控制和延时功能所决定。在如图11那样配置了多个电线敷设机器人用气压装置的情况下，不进行同步化也无妨。即、若在一侧的电线敷设机器人用气压装置由于时机不一致而产生过载，则通过残留在控制单元500的空气的流量控制和延时而返回未动作的状态，并在下一个周期自动与相邻的电线敷设机器人用气压装置同步化而在合力成为最大时动作。当然，在未产生过载的情况下，即便在未执行同步的情况下也能够动作。

如图12至图13中所图示，根据本发明的第七实施例的控制单元500以单位控制器510和中央控制器520分散控制上述夹持单元300和驱动单元400。单位控制器510按所设定的电缆桥架（未图示）区域分别设置，中央控制器520在便于操作的位置与多个单位控制器510连接。使本发明的过程逻辑（Process Logic）分散在多个单位控制器510，从而提高工作速度和可靠度，且在发生异常时使其危险负担最小化。中央控制器520除了具有对于分散的单位控制器510的管理功能之外，还具有与外部装置的过程信息处理功能。单位控制器510与中央控制器520之间也可以通过无线操作器。

根据本发明的第七实施例，其特征是，上述控制单元500的单位控制器510使配置在所分配的桥架区域的多个夹持单元300和驱动单元400协力而牵引电线150。桥架能够划分为水平桥架区域、垂直桥架区域、角部桥架区域而设置夹持单元300和驱动单元400，并连接单位控制器510。由此，在电缆桥架的水平部、垂直部、角部以所设定的负载和速度牵引移动电线150。

根据本发明的细部构成，其特征是，上述控制单元500的中央控制器520计算并显示夹持单元300和驱动单元400的配置位置。中央控制器520能够利用桥架的坐标信息而计算夹持单元300、驱动单元400、以及单位控制器510的配置。计算结果显示在显示器上，而起码帮助作业人员能够迅速且准确地进行处理。

Claims (29)

1.一种电线敷设机器人用气压装置，该装置是使电线敷设机器人进行往复运动的驱动单元，上述电线敷设机器人用气压装置其特征在于，包括：

开始阀，开始具有一定压力的空气的供给；

主阀，按照上述开始阀的动作选择性地对气压缸供给空气或从气压缸排出空气；

控制阀，调节从上述主阀排出的空气的排气时间而控制上述主阀的动作；以及，

气压缸，按照上述主阀的动作进行往复运动。

2.根据权利要求1所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制阀包括：

第一控制阀，控制从上述主阀排出的空气的流量；以及，

第二控制阀，控制从上述第一控制阀排出的空气的流量。

3.根据权利要求2所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述第一控制阀包括：

止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；以及，

流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述第二控制阀。

4.根据权利要求2所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述第二控制阀由上述第一控制阀而工作，

上述第二控制阀包括控制通过排气口排出的空气的流量的流量控制阀。

5.根据权利要求1所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

进一步包括与上述主阀连接，并使填充于上述气压缸的空气快速排出的快速排气阀。

6.根据权利要求5所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制阀包括：

第一控制阀，控制从上述主阀排出的空气的流量；以及，

第二控制阀，控制从上述第一控制阀排出的空气的流量。

7.根据权利要求6所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述第一控制阀包括：

止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；以及，

流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述第二控制阀。

8.根据权利要求6所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述第二控制阀由上述第一控制阀而工作，

上述第二控制阀包括控制通过排气口排出的空气的流量的流量控制阀。

9.根据权利要求1所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

进一步包括使从上述主阀排出的空气延迟一段时间而控制上述主阀的动作的延时阀。

10.根据权利要求9所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述主阀分别在上述口和排气口包括调节空气的排气流量的排气流量控制阀。

11.根据权利要求9所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述延时阀控制从上述主阀排出的空气的流量，

并包括由上述控制阀而使上述主阀动作的方向控制阀。

12.根据权利要求11所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制阀包括：

止回阀，流道由从上述主阀排出的空气所阻断；

流量控制阀，与上述止回阀并联连接并使空气通向上述方向控制阀；以及，

空气箱，将从上述流量控制阀排出的空气贮存一定量。

13.根据权利要求1所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，进一步包括：

夹持单元，与上述驱动单元连接，夹持电线并使电线进行往复移动；以及，

控制单元，控制上述驱动单元的工作，

上述驱动单元包括：

筒体，引导上述夹持单元的前后输送；

前方端盖，插入设置于上述筒体的内部前方而密封筒体的前方部；

伸缩管，设置于上述筒体的内部前方，使输送头向后方输送；

输送头，以能够向前后方向移动的方式设置于上述筒体内部，与上述伸缩管后方连接；

后方端盖，插入设置于上述筒体的内部后方，密封上述筒体后方部；

输送导杆，设置于上述后方端盖的前方，引导上述输送头的前后方向输送；以及，

复位弹簧，设置于上述输送头与后方端盖之间，使上述输送头和与其连接的夹持单元前进。

14.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

在上述筒体的上端形成用于连接上述夹持单元以及用于引导输送的导槽。

15.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

在上述前方端盖的一侧设有与伸缩管连接的气压流道。

16.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述输送导杆形成为杆状或管状，其贯通上述输送头的中央部。

17.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述夹持单元包括：

夹持环，具有比所要敷设的上述电线的直径大的直径；以及，

连接铰链，设置于上述夹持环的下端，将夹持环以能够向前后方向旋转的方式支撑。

18.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制单元包括：

气压执行元件，与上述驱动单元连接，基于控制部的控制信号向上述驱动单元供给气压；

控制部，基于各种开关输入信号控制上述气压执行元件的工作；

后退检测开关，检测上述夹持单元的最大后退而使上述气压执行元件的工作停止；

前进检测开关，检测上述夹持单元的最大前进而使上述气压执行元件重新工作；

工作开关，与上述控制部连接，并向上述控制部传输初始运转工作信号和停止信号；以及，

紧急停止开关，与上述控制部连接，并向上述控制部传输紧急停止信号。

19.根据权利要求18所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述后退检测开关和前进检测开关设置于上述驱动单元的上部后方和上部前方。

20.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，包括：

气压执行元件，与上述驱动单元连接，基于控制部的控制信号向上述驱动单元供给气压；

控制部，基于各种开关输入信号控制上述气压执行元件的工作；

工作开关，与上述控制部连接，向上述控制部传输初始运转工作信号和停止信号；

紧急停止开关，与上述控制部连接，向上述控制部传输紧急停止信号；以及，

定时器，与上述控制部连接，使上述气压执行元件按所设定时间工作。

21.根据权利要求13所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述驱动单元使用液压缸、气压缸、以及电动执行元件中至少一个，

上述控制单元以所设定的周期产生用于敷设电线的往复运动。

22.根据权利要求21所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

在为液压、气压方式的情况下，上述控制单元以通过具有流量控制和延时功能的阀的任意工作周期产生敷设力。

23.根据权利要求1所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

进一步包括以一定间距配置在电缆桥架上的多个夹持单元，

并包括：驱动单元，以与设置在上述电缆桥架上多处的上述夹持单元协力的方式并以执行元件的往复运动牵引电线；以及，控制单元，以单位控制器和中央控制器分散控制上述夹持单元。

24.根据权利要求23所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述驱动单元以开关、调节阀、延时阀调节执行元件之间的工作时机。

25.根据权利要求23所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制单元的单位控制器使配置于所分配的电缆桥架区域的上述夹持单元和驱动单元协力而牵引上述电线。

26.根据权利要求23所述的电线敷设机器人用气压装置，其特征在于，

上述控制单元的中央控制器计算并显示设置于上述电缆桥架的上述夹持单元和驱动单元的配置位置。

27.一种电线敷设机器人用气压装置的控制方法，在该电线敷设机器人用气压装置中，包括前进检测开关、后退检测开关、工作开关、紧急停止开关的开关信号所输入的控制部和气压执行元件的控制单元通过驱动单元和与其连接的夹持单元使电线向后方移动，上述电线敷设机器人用气压装置的控制方法其特征在于，包括：

上述控制部判断工作开关的工作与否的步骤；

上述判断结果，若工作开关是接通状态，则以通过控制部的工作信号的气压执行元件的工作，向驱动单元供给气压的步骤；

由上述所供给气压而使夹持单元和电线向后方移动的步骤；

上述控制部判断后退检测开关的工作与否的步骤；

上述判断结果，若后退检测开关是接通状态，则以通过控制部的工作停止信号的上述气压执行元件的工作停止，解除驱动单元的气压的步骤；

上述夹持单元因上述气压被解除而向前方移动的步骤；以及，

上述控制部判断上述前进检测开关的工作与否的步骤。

28.根据权利要求27所述的电线敷设机器人用气压装置的控制方法，其特征在于，

上述控制部判断上述前进检测开关的工作与否的步骤的判断结果，若前进检测开关是接通状态，则以通过控制部的工作信号的上述气压执行元件的工作，向上述驱动单元供给气压。

29.根据权利要求27所述的电线敷设机器人用气压装置的控制方法，其特征在于，

若在上述各控制步骤工作开关断开或紧急停止开关接通，则控制部停止包括上述气压执行元件在内的所有控制零部件的功能。