JP2000246675A - ロボット装置 - Google Patents

ロボット装置

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JP2000246675A
JP2000246675A JP11049273A JP4927399A JP2000246675A JP 2000246675 A JP2000246675 A JP 2000246675A JP 11049273 A JP11049273 A JP 11049273A JP 4927399 A JP4927399 A JP 4927399A JP 2000246675 A JP2000246675 A JP 2000246675A
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plate
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Yoichiro Nakamura
陽一郎 中村
Toshiyuki Okada
利幸 岡田
Hirotoshi Shimoda
洋敏 下田
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B25J9/065Snake robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】狭い通路内を移動しながら所定の作業を行い得
るロボット装置を提供する。 【解決手段】支持板体2と、この支持板体2に対して9
0度おきに4個所にて、それぞれ一対の伸縮用エアシリ
ンダ3を介して連結された取付板体4とからなるユニッ
ト体5を例えば4個順次連結して構成されるとともに、
ユニット体5同士を連結する際に、互いに隣接する一方
のユニット体5の支持板体2側に、他方のユニット体5
の取付板体4を連結し、かつ各ユニット体5における支
持板体2側に、外方に対して押付具7を出退させる出退
用エアシリンダ8を具備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種作業用のロボ
ット装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、多くの産業分野でロボットが使用
されており、特に、作業環境が悪い場所では、多くのロ
ボットが稼動している。従来、ロボットの動作環境につ
いては、その作業スペースにそれ程制約を受ける場合が
少なく、例えば移動を伴う作業のためのロボットでは、
その走行部として、クローラ式のものが使用されるか、
または案内レール上を車輪を介して走行するための走行
台車が設けられたものが殆どであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、移動を伴う
作業の中には、例えば狭い管内の清掃または点検作業を
行うような場合には、上述したような、クローラ式の走
行部または走行用車輪を有する走行台車を有するロボッ
トでは、移動しながら作業を充分に行うことができない
という問題があった。
【0004】そこで、本発明は、狭い通路内を移動しな
がら所定の作業を行い得るロボット装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のロボット装置は、第1板体と、この第1板
体に対して少なくとも3個所にて、それぞれ伸縮アクチ
ュエータを介して連結された第2板体とからなるユニッ
ト体を複数個順次連結して構成されるとともに、ユニッ
ト体同士を連結する際に、互いに隣接する一方のユニッ
ト体の第1板体側に、他方のユニット体の第2板体側を
連結し、かつ各ユニット体におけるいずれかの板体に、
外方に対して出退する出退部材を具備させたものであ
る。
【0006】上記の構成によると、例えば各ユニット体
において、出退部材を突出させて、所定箇所にロボット
装置を支持させておき、そして互いに隣接する任意のユ
ニット体同士の伸縮アクチュエータを伸縮させることに
より、所定のユニット体の位置を移動させることができ
るとともに、各伸縮アクチュエータの伸縮量を調整する
ことにより、ロボット装置全体を自由に傾斜または曲げ
た状態にすることができ、したがって例えば管内などの
狭い通路においても、その移動を自由に行うことができ
るので、各種作業を充分に行わせることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るロボット装置を、図1〜図3に基づき説明する。本実
施の形態に係るロボット装置は、例えば人間が入れない
ような管内の点検作業を行うためのものとして説明す
る。
【0008】すなわち、図1に示すように、このロボッ
ト装置1は、円形の支持板体(第1板体)2と、この支
持板体2の周縁部の等角度おきに4個所にて、それぞれ
一対の伸縮用エアシリンダ(伸縮アクチュエータの一
例)3を介して連結された円形の取付板体(第2板体)
4とからなるユニット体5を、例えば接続部材6を介し
て4個順次連結して構成されており、しかも各ユニット
体5,5同士を順次連結する際に、互いに隣接する一方
(図1において、右側)のユニット体5Aの支持板体2
側に設けられている接続部材6Aの端面に、他方(図1
において、左側)のユニット体5Bの取付板体4の外面
が連結され、かつ各ユニット体5における支持板体2の
外周部の等角度おきに4箇所で、先端に押付具7を有す
る出退用エアシリンダ(出退部材)8が具備されてい
る。
【0009】ここで、上記ユニット体5を少し詳しく説
明する。図2に示すように、支持板体2の周縁部にかつ
90度おきの4個所では、2本で1組とされた伸縮用エ
アシリンダ3がそれぞれ連結されている。すなわち、全
部で8本(2本×4組)の伸縮用エアシリンダ3の基端
部が第1連結具11を介して支持板体2側に連結される
とともに、これら各伸縮用エアシリンダ3の先端部が、
基端部とは45度ずれた位置の取付板体4の周縁部にそ
れぞれ第2連結具12を介して連結されている。
【0010】上記第1および第2連結具11,12とし
ては、例えば各板体2,4側との連結状態がどの方向に
も回動し得るように、例えば球面継手(ユニバーサルジ
ョイントなども使用できる)が使用される。このような
連結構造により、支持板体2に対して、取付板体4は6
軸方向で移動し得る(6自由度を有している)。なお、
伸縮用エアシリンダ3の先端部が45度異なる位置にて
取付板体4に連結されるということは、支持板体2側に
おいて、基端部同士が組にされた2本の伸縮用エアシリ
ンダ3の各先端部は、両側に隣接してそれぞれ配置され
た両隣の各組における一方の伸縮用エアシリンダ3の先
端部と組になるように連結されている(図2参照)。
【0011】また、上記押付具7としては、クッション
機能を有するように、例えば圧縮空気が注入されたエア
バッグ(エアスプリングともいい、またエアバッグ以外
に、弾性を有するものであればよく、例えばゴム製のも
のを使用していもよい)が用いられており、さらにロボ
ット装置1の先端部に相当する上記4組連結された先端
側(図1においては右端側)のユニット体5の取付板体
4には、検査具21が取り付けられ、ロボット装置1の
基端部(図1においては左端側)のユニット体5の支持
板体2の外面には、例えば操作ミスなどによるロボット
装置1の落下などに事故に備えて、衝撃吸収のために、
上記取付具7と同様のエアバッグが使用された衝撃吸収
部材9が取り付けられている。
【0012】勿論、このロボット装置1には、各ユニッ
ト体5におけるエアシリンダ3,8、押圧具7および衝
撃吸収部材9に圧縮空気をそれぞれ供給するためのエア
ホース10が具備されている。上記ロボット装置1によ
り、例えば管K内の検査を行う場合、管外に配置された
制御装置(図示せず)により、各ユニット体5の伸縮用
エアシリンダ3および出退用エアシリンダ8の伸縮量お
よび出退量を制御して、管K内の奥側に向かって移動さ
せる。
【0013】ここで、この移動動作について説明する。
すなわち、図1に示すように、ロボット装置1を、管K
の入口内部に挿入させるとともに各ユニット体5におけ
る出退用エアシリンダ8により押付具7を管Kの内壁面
に押し付けた状態にしておき、まず基端側(図1の左
側)から2番目のユニット体5の押付具7を引っ込めて
おき、基端側から1番目のユニット体5の伸縮用エアシ
リンダ3を伸ばすとともに2番目の伸縮用エアシリンダ
3を縮めることにより、2番目の支持板体2すなわちユ
ニット体5が先端側に向かって移動されることになる。
【0014】この手順と同様に、基端側から3番目のユ
ニット体5を先端側に向かって移動させ、そして4番目
のユニット体5については、3番目のユニット体5の伸
縮用エアシリンダ3を伸ばせばよい。なお、基端側であ
る1番目のユニット体5については、適当な時に、その
伸縮用エアシリンダ3を縮めれば、先端側に移動する。
勿論、各ユニット体5を移動させる時には、押付具7が
管Kの内壁面から離されている。
【0015】このようにして、ロボット装置1を順次管
内を移動させながら、その先端部に取り付けられた検査
具21により、管Kの内壁面を検査していけばよい。な
お、ロボット装置1の移動に際して、基端側から先端側
に、順番に、移動させるように説明したが、勿論、その
順番は、適宜変更し得る。上述したように、このロボッ
ト装置1は、複数個のユニット体5を連結した構成にさ
れるとともに、各ユニット体5においても、支持板体2
に対して取付板体4が伸縮用エアシリンダ3により、6
軸方向で自由に、その姿勢および互いの相対距離を変化
させることができるので、図3に示すように、管Kが曲
がっている場合でも、その進行方向を無理なく変更する
ことができる。なお、図3におけるロボット装置1とし
ては、ユニット体5を3個連結したものとして図示して
いる。
【0016】ところで、上記実施の形態においては、接
続部材6を支持板体2側に設けるものとして説明した
が、例えば取付板体4側に設けてもよい。また、上記実
施の形態においては、伸縮用および出退用のアクチュエ
ータとしてエアシリンダを使用したが、油圧シリンダま
たは電動式シリンダを用いることもでき、さらには他の
伸縮機構を用いることもできる。
【0017】また、上記実施の形態においては、ユニッ
ト体5を4個連結したものとして説明したが、勿論、4
個に限定されるものではなく、2個以上の範囲で、作業
に応じて、適宜、ユニット体5の連結個数を増減するこ
とができる。また、上記実施の形態においては、支持板
体2および取付板体4の形状を円形として説明したが、
例えば三角形状、矩形状、菱形状などであってもよい。
【0018】また、上記実施の形態においては、一対の
伸縮用エアシリンダ3よりなる組を4組設けたものとし
て説明したが、少なくとも3組(6本)以上であればよ
い。すなわち、3組以上であれば、ロボット装置に6自
由度を持たせることができる。さらに、上記実施の形態
においては、ロボット装置1を管内壁面の検査用として
説明したが、管内の清掃用、土木・建設用(例えば、内
装材の搬送および組付補助用として、またはトンネル内
での作業用として使用し得る)、林業支援用(例えば、
木材の斜面搬送用、枝打ち用として使用し得る)、福祉
・介護用(例えば、人間搬送用、特に階段搬送用として
使用し得る)などにも使用することができる。また、移
動させない場合でも、各ユニット体5の姿勢を適宜制御
することにより、恐竜などのキャラクタロボットとして
遊戯施設などにも使用できる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、所
定のユニット体において、出退部材を突出させて、所定
箇所にロボット装置を支持させておき、そして互いに隣
接する任意のユニット体同士の伸縮アクチュエータを伸
縮させることにより、所定のユニット体の位置を移動さ
せることができるとともに、各伸縮アクチュエータの伸
縮量を調整することにより、ロボット装置全体を自由に
傾斜または曲げた状態にすることができ、すなわち従来
のように走行台車などを必要としないので、管内などの
狭い通路においても、その移動を自由に行うことがで
き、したがって各種作業を充分に行わせることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるロボット装置の全
体構成を示す側面図である。
【図2】同ロボット装置におけるユニット体の概略構成
を示す斜視図である。
【図3】同ロボット装置による作業例を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 ロボット装置 2 支持板体 3 伸縮用エアシリンダ 4 支持板体 5 ユニット体 6 接続部材 7 押付具 8 出退用シリンダ装置 9 衝撃吸収部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 洋敏 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 Fターム(参考) 3F060 BA03 BA04 BA10 CA17 EA10 GA01 GA16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1板体と、この第1板体に対して少なく
    とも3個所にて、それぞれ伸縮アクチュエータを介して
    連結された第2板体とからなるユニット体を複数個順次
    連結して構成されるとともに、ユニット体同士を連結す
    る際に、互いに隣接する一方のユニット体の第1板体側
    に、他方のユニット体の第2板体側を連結し、かつ各ユ
    ニット体におけるいずれかの板体に、外方に対して出退
    する出退部材を具備させたことを特徴とするロボット装
    置。
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