JP2004149266A - 転倒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人力では到底動かし得ない大重量物に対し洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業を実行するに際し、安全に転倒させ得る転倒装置を提供する。
【解決手段】底部支承部１２は、被転倒物Ｐの底部を受ける部分であって、回転方向Ａ１で見て後方となる一端側に、被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置５を有する。側面支承部１１は、被転倒物Ｐの側面を受ける部分であって、下端側が底部支承部１２の一端側とは反対側の他端側において底部支承部１２に固定され、上端側に被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置４を有する。底部支承部１２及び側面支承部１１は、底部支承部１２とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成する。駆動装置３は、可動体１を軸回転させる。作業ロボット７は、前記可動体１に取り付けられている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転倒装置に関する。より具体的には、人力では到底動かし得ない大重量物を転倒させ、または、傾斜させることにより、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れかを行う場合に用いられる転倒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、土木建設工事においては、掘削作業に伴って、水、凝固安定剤、土砂またはセメント等が混合された排出液状体が大量に発生する。これらの排出液状体は、一旦、大きな鉄製の処理タンクで受けられ、その後に処理される。
【０００３】
しかし、この種の処理タンクは、４０ｍ^３にも達するような巨大な容積を持っており、しかも鉄製であるため、到底、人力によって転倒させることは不可能である。このため、処理タンク内部に受けられた排出液状体の排出作業にあたっては、排水ポンプなどを用いて排水するほかはなかった。
【０００４】
しかも、排水した後であっても、人力で横倒しするには、処理タンクの自重が巨大すぎるため、開口部を上に向けたままで、処理タンク内部に残存している付着物を排除する作業を行う他はなかった。このため、排出液状体の排出作業が困難を極めていた。
【０００５】
さらに、上述した付着物は、土砂またはセメント等を含み、大重量物化して処理タンクの内部壁面に固着している。作業員は、横倒した処理タンクの内部空間において、付着物を排除する作業を強いられている。その結果、作業員には、排除作業時に剥離した付着物の下敷きになる等の事故が頻発し、作業員の身体及び生命に重大な危険を及ぼしている。
【０００６】
また、例えば、上述した処理タンクを産業廃水の一時保管に用いた場合には、産業廃水の排出作業後に処理タンクの内部壁面に残存する付着物の排除作業を行う。そして、残存する付着物の排除作業において、酸や劇毒物薬剤を使用する必要がある場合も少なくない。作業員は、処理タンクの内部において作業することを強いられているから、付着物に起因する事故に加え、排除作業時に使用する酸や劇毒物薬剤により健康被害を被る危険性が高く、付着物の排除作業が困難を極めていた。
【０００７】
さらに、この種の処理タンクは巨大な容積を持っているから、処理タンクの内部空間において、作業員が十分に接近し得ない箇所が存在する。作業員にとって、十分に接近し得ない箇所の付着物等を排除する作業は、困難である。
【０００８】
同様の問題は、例えば、特許文献１に示すような自動車、電車などの車両において、車体洗浄作業、車体塗装作業、車体部品組立作業等を実行する場合にもみられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１５４０００号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、人力では到底動かし得ない大重量物を転倒させ、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れかを、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することである。
【００１１】
本発明のもう一つの課題は、各種液状体等を一時的に処理する巨大タンクにおいて、洗浄作業、塗装作業等を、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することである。
【００１２】
本発明の更にもう一つの課題は、自動車、電車などの車両において、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業を、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る転倒装置は、支持台と、可動体と、駆動装置と、作業ロボットとを含む。前記可動体は、底部支承部と、側面支承部とを含み、前記支持台の上方で軸回転できるように、前記支持台に結合されている。前記底部支承部は、被転倒物の底部を受ける部分であって、回転方向で見て後方となる一端側に、前記被転倒物に掛け止められる開閉装置を有する。前記側面支承部は、前記被転倒物の側面を受ける部分であって、下端側が前記底部支承部の前記一端側とは反対側の他端側において前記底部支承部に固定され、上端側に前記被転倒物に掛け止められる開閉装置を有する。前記底部支承部及び前記側面支承部は、前記底部支承部とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成する。前記駆動装置は、前記可動体を軸回転させる。前記作業ロボットは、前記可動体に取り付けられている。
【００１４】
上述したように、本発明に係る転倒装置は可動体を含む。可動体は、底部支承部と、側面支承部とを含み、底部支承部は被転倒物の底部を受け、側面支承部は下端側が底部支承部に固定され被転倒物の側面を受ける。これらの底部支承部及び側面支承部は、底部支承部とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成する。従って、被転倒物載置空間を利用して、可動体の底部支承部上に、処理タンク、または、自動車もしくは電車などの巨大な被転倒物を載置し、被転倒物の側面を側面支承部によって支持することができる。
【００１５】
可動体は、支持台の上方で軸回転できるように、支持台に結合されており、駆動装置は可動体を軸回転させる。従って、被転倒物載置空間を利用して、可動体の底部支承部上に載置され、側面支承部によって側面支持された処理タンク、または、自動車もしくは電車などの巨大な被転倒物を、駆動装置による回転体の軸回転によって回転させ、転倒させることができる。
【００１６】
底部支承部は、回転方向で見て後方となる一端側に、被転倒物に掛け止められる開閉装置を有しており、側面支承部は上端側に被転倒物に掛け止められる開閉装置を有する。従って、被転倒物は、上述した２つの開閉装置により、可動体の底部支承部及び側面支承部に押し付けら、動かないように拘束される。
このため、可動体を、支持台の上方で軸回転させた場合でも、巨大な被転倒物の揺動を抑え、安全に転倒させることができる。
【００１７】
作業ロボットは、可動体に取り付けられている。従って、可動体に載置されている被転倒物が駆動装置による軸回転によって転倒させられたとしても、作業ロボットは被転倒物の転倒に容易に追従しうる。
【００１８】
本発明に係る作業ロボットとは、人体もしくは人体の一部に類似した形態や動作特性を有し、複雑な動作をコンピュータ操作により自動的に行う装置、及び、手動により遠隔操作することができる装置を含む。
【００１９】
本発明に係る転倒装置において作業ロボットは、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れかを実行するものである。洗浄作業は、その使用する液体が水に限られず、酸やその他薬品等を用いて洗浄することを含む。
【００２０】
塗装作業は、一般的な液状体もしくは微粉末状体の着色染料等を塗布することの他に、各種薬品を塗布して保護膜形成することを含む。部品組立作業は、部品の締め緩めや、嵌合等、対象物もしくは対象物の一部に変形を伴わないものを含む。機械加工作業は、溶接、切断、屈曲、研磨等、対象物もしくは対象物の一部に変形を伴うものを含む。
【００２１】
例えば、被転倒物が土木建設工事などに用いられる巨大な処理タンクである場合には、処理タンク内部の液状体を排出する作業とともに、作業ロボットを遠隔操作し、さらには作業ロボットを自動制御することで、処理タンク内部の付着物の排除作業を隅々まで確実に実行することができる。また、上述した付着物の排除作業において、作業員は処理タンクの外部から安全に実行することができる。
【００２２】
処理タンクを産業廃水の一時保管に用いた場合には、作業員は処理タンクの外部から安全に排除作業を実行することができるから、酸や劇毒物薬剤により健康被害を被る危険性はない。
【００２３】
被転倒物が自動車または電車（箱）などの車両である場合には、車体をある角度で傾斜させ、車体底部の点検作業、塗装作業、洗浄作業、溶接作業等を容易に、且、確実に行うことができる。
【００２４】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る転倒装置の正面図、図２は図１に示した転倒装置の左側面図である。図示された転倒装置は、可動体１と、駆動装置３と、支持台８と、作業ロボット７とを含む。
【００２６】
可動体１は、底部支承部１２と、側面支承部１１とを含み、支持台８の上方で、矢印Ａ１の方向に軸回転できるように、支持台８に結合されている。
【００２７】
底部支承部１２は、鉄その他の構造材を用いたバー状部材１２１を、適当な間隔で配置し、かつ、溶接などの手段によって結合した枠状構造となっている。底部支承部１２は、被転倒物Ｐの底部を受ける部分であって、回転方向Ａ１で見て後方となる一端側に、被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置５を有する。被転倒物Ｐは、図示では、一面を開口させた６面体状のタンクであって、土木建設工事などにおいて発生する排出液状体を処理する鉄製の処理タンクを例示している。この他、車両などであってもよい。
【００２８】
側面支承部１１は、鉄その他の構造材を用いたバー状部材１１１を、適当な間隔で配置し、かつ、溶接などの手段によって結合した枠状構造となっている。側面支承部１１は、下端部が、溶接などの手段によって、底部支承部１２を構成するバー状部材１２１に固定されている。側面支承部１１は、被転倒物Ｐの側面を受ける部分であって、下端側が底部支承部１２の一端側とは反対側の他端側において底部支承部１２に固定され、上端側に被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置４を有する。
【００２９】
底部支承部１２及び側面支承部１１は、底部支承部１２とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成する。底部支承部１２及び側面支承部１１には、バー状部材１１１、１２１を組み合わせた枠状構造の外面に、溶接などの手段によって連結部材１３を固定してあり、連結部材１３には、回転軸受部１４が設けられている。
【００３０】
駆動装置３は、可動体１を軸回転させる。図示された駆動装置３は、油圧装置であり、シリンダを支持台８に回転可能に連結するとともに、ピストンロッドを、軸受部１５によって、連結部材１３に回転可能に連結した構造となっている。
【００３１】
支持台８は、ベース部材８１の下面に適当数のローラ８２を備える。ローラ８２は、レール８３の上を転動する。ベース８１の上面には、支柱８５が備えられており、支柱８５の上端には受け台８６が備えられている。ベース８１、支柱８５及び受け台８６は、鉄などの構造材でなるバー状部材で構成され、その複数本を適当に配置することによって構成されている。受け台８６とベース８１との間には、補強部材８７が斜めに配置され、かつ、固定されている。補強部材８７は、ストッパ８７１を含む。支持台８には、更に、はしご８４及び保護枠８８などを備える。
【００３２】
図示する作業ロボット７は、可動体１の底部支承部１２に取り付けられ、作業部７２と、関節部７３と、支持部７４とを含む。関節部７３は、作業部７２を動かす。関節部７３は、作業部７２を動かす。関節部７３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向の３自由度、及び、３軸周りの３自由度を持つことが理想である。その自由度は、作業部７２に要求される作業の性質、複雑さなどに応じて選定される。
【００３３】
支持部７４は、作業部７２と、関節部７３とを支持するとともに、作業ロボット７を可動体１に連結する。上述した構造によると、可動体１に載置されている被転倒物Ｐが駆動装置３による軸回転によって転倒させられた場合、作業ロボット７も被転倒物Ｐの転倒に追従する。
【００３４】
図示する作業ロボット７は１つであるが、複数取り付けることができる。複数取り付ける場合、複数の作業ロボット７に同一の作業を行わせることができる。複数の作業ロボット７に同一の作業を行わせた場合、一工程あたりの作業処理時間を短縮することができる。
【００３５】
また、複数の作業ロボット７それぞれに異なる作業を行わせることもできる。複数の作業ロボット７のそれぞれが、１つの転倒装置上において異なる作業を並列的に、または順次に実行した場合、作業工程の効率化が図れることは明白である。
【００３６】
図１及び図２に示された転倒装置は、図２に図示された人間Ｍとの対比から明らかなように、きわめて大きな構造体である。
【００３７】
図３及び図４は、側面支承部１１に備えられた開閉装置４の詳細と動作とを説明する拡大図である。図３は開閉装置４が開いている状態を示し、図４は開閉装置４が閉じている状態を示している。図示は省略するが、底部支承部１２に備えられた開閉装置５は、好ましくは直線動作のみの動作をする。但し、開閉装置５は、開閉装置４と同一の構造を有することができる。
【００３８】
開閉装置４は、油圧シリンダ４１及びピストンロッド４２より構成される油圧装置と、開閉子４４とを含んでいる。油圧シリンダ４１は、側面支承部１１に固定して設けられている。油圧シリンダ４１によって駆動されて直線運動するピストンロッド４２の一端は、開閉子４４と一体に設けられた腕片４７に対し、回転軸４３を持って結合されている。腕片４７は、側面支承部１１のバー状部材１１１に対して、回転軸４３から間隔を隔てて配置された回転軸４８によって、回転可能に連結されている。従って、ロッド４２及び腕片４７は一種のリンク機構を構成している。ロッド４２及び回転軸４３は、溝１１２内を上下動する。溝１１２は、間隔を隔てて配置された案内部材１１３、１１４によって構成されている。案内部材１１３、１１４は、バー状部材１１１によって支持されている。
【００３９】
開閉子４４は、凹部４４１を有する鉤状である。開閉子４４には、可動子４５及びスイッチ４６でなる位置検出器が備えられている。可動子４５は、ばねによって付勢されており、その先端が、鉤状の開閉子４４の凹部４４１から外部に突き出ている。スイッチ４６は可動子４５の出入動作に連動してスイッチ動作をする。
【００４０】
図３の開いた状態では、ピストンロッド４２は、最も長く伸びた状態にあり、開閉子４４は、図３において、左後方に回転した位置にある。
図４の閉じた状態では、シリンダ４１によって駆動されるピストンロッド４２の長さが、縮小された状態にあり、開閉子４４は、凹部４４１が、図において、下側を向いている。
【００４１】
次に、図５〜図１４を参照して、図１〜図４に図示した転倒装置の操作を説明する。まず、図５に示すように、開閉装置４を開いた状態にしておき、処理タンクでなる被転倒物Ｐを、クレーン等を用いて、転倒装置の真上に搬送する。被転倒物Ｐは自動車もしくは電車などであってもよい。
【００４２】
次に、図６に示すように、被転倒物Ｐを、可動体１の底部支承部１２の表面に載置する。可動体１は、底部支承部１２と、側面支承部１１とを含み、底部支承部１２は被転倒物Ｐの底部を受け、側面支承部１１は下端側が底部支承部１２に固定され被転倒物Ｐの側面を受ける。これらの底部支承部１２及び側面支承部１１は、底部支承部１２とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成する。従って、被転倒物載置空間を利用して、可動体１の底部支承部１２上に、処理タンクでなる被転倒物Ｐを載置し、被転倒物Ｐの側面を側面支承部１１によって支持することができる。
【００４３】
図６に示す状態では、開閉装置４は、図１２に拡大して示すように、開いた状態にあり、被転倒物Ｐは開閉装置４によっては拘束されていない。開閉装置４が開いた状態にあるときは、ピストンロッド４２は、最も長く伸びた状態にある。
【００４４】
この状態から、開閉装置４に含まれる油圧シリンダ４１を操作し、ピストンロッド４２を後退させる。すると、ピストンロッド４２の後退によって、腕片４７が回転軸４８を中心にして矢印Ｂ１の方向に回転し、腕片４７と一体化された開閉子４４も同方向Ｂ１に回転する。
【００４５】
図７に示すように、開閉子４４は、凹部４４１が、被転倒物Ｐと対向する位置まで矢印Ｂ１の方向に回転する。この後、更にピストンロッド４２を後退させると、図１３に拡大して示すように、開閉子４４は、回転軸４３が溝１１２に案内されながら、矢印Ｂ２の方向に移動し、被転倒物Ｐである処理タンクの外枠部材Ｐ１が、開閉子４４の凹部４４１の内部に入る。
【００４６】
次に、図８に示す状態では、開閉装置４は、図１４に拡大して示すように、外枠部材Ｐ１が凹部４４１の内部に入り込む。そして、可動子４５が外枠部材Ｐ１に突き当たって押され、後退する。外枠部材Ｐ１が凹部４４１の内部にほぼ完全に入り込むと、可動子４５の後退動作により、スイッチ４６がオン（またはオフ）となる。スイッチ４６がオン（またはオフ）になった時の信号により、開閉装置４を構成する油圧シリンダ４１の動作を停止させる。これにより、開閉子４４がロックされた状態になる。
【００４７】
同様の動作が、底部支承部１２に設けられた開閉装置５でも実行される。この結果、被転倒物Ｐは、開閉装置４、５によって、動かないように拘束された状態で、可動体１を構成する底部支承部１２及び側面支承部１１によって支持されることになる。
【００４８】
次に、図９に示すように、駆動装置３を構成する油圧シリンダ３１を駆動し、そのピストンロッド３２を伸ばす。このピストンロッド３２の伸長動作により、可動体１は、回転軸受部１４を中心として、矢印Ａ１で示す方向に回転される。
【００４９】
次に、図１０に示すように、可動体１は、被転倒物Ｐ及びそれを支持する側壁支承部１１がストッパ８７１に突き当たり、且、ピストンロッド３２の伸長動作を調節することにより、回転軸受部１４を中心とした矢印Ａ１で示す方向への回転が終了する。
【００５０】
次に、図１１に示すように、可動体１はストッパ８７１により固定されており、この状態で作業ロボット７の作業部７２は、関節部７３が制御され伸縮及び回転することで、被転倒物Ｐの内部空間に案内される。
【００５１】
図示していないが、被転倒物Ｐの内部空間に案内された作業部７２は、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れか所定の作業を完了する。
【００５２】
上述した構造によると、可動体１は、回転軸受部１４を中心として、矢印Ａ１で示す方向に回転される。従って、可動体１の底部支承部１２上に載置され、側面支承部１１によって側面支持された処理タンク、または、自動車もしくは電車などの巨大な被転倒物Ｐを、駆動装置３による回転体の軸回転によって回転させ、転倒させることができる。
【００５３】
可動体１の回転角度は、ピストンロッド３２の長さによって自由にコントロールできる。図のような転倒状態ではなく、もっと回転角度の小さな傾斜状態とすることもできる。その意味で、本発明に係る転倒装置は、傾斜装置ということもできる。
【００５４】
底部支承部１２は、回転方向で見て後方となる一端側に、被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置５を有しており、側面支承部１１は上端側に被転倒物Ｐに掛け止められる開閉装置４を有する。従って、被転倒物Ｐは、上述した２つの開閉装置４、５により、可動体１の底部支承部１２及び側面支承部１１に押し付けられ、動かないように拘束される。このため、可動体１を、支持台８の上方で軸回転させた場合でも、巨大な被転倒物Ｐの揺動を抑え、安全に転倒させることができる。
【００５５】
さらに、作業ロボット７は、可動体１に取り付けられているから、可動体１に載置されている被転倒物Ｐが駆動装置３による軸回転によって転倒させられたとしても、作業ロボット７は被転倒物Ｐと共に転倒することにより、被転倒物Ｐの転倒に容易に追従しうる。
【００５６】
例えば、被転倒物Ｐが土木建設工事などに用いられる巨大な処理タンクである場合には、処理タンク内部の液状体を排出する作業とともに、作業ロボット７を遠隔操作し、さらには作業ロボット７を自動制御することで、処理タンク内部の付着物の排除作業を隅々まで確実に実行することができる。また、上述した付着物の排除作業において、作業員は処理タンクの外部から安全に実行することができる。
【００５７】
処理タンクを産業廃水の一時保管に用いた場合には、作業員は処理タンクの外部から安全に排除作業を実行することができるから、酸や劇毒物薬剤により健康被害を被る危険性はない。
【００５８】
被転倒物Ｐが自動車または電車（箱）などの車両である場合には、車体をある角度で傾斜させ、車体底部の点検作業、塗装作業、洗浄作業、溶接作業等を容易に、且、確実に行うことができる
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）人力では到底動かし得ない大重量物を転倒させ、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れかを、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することができる。
（ｂ）各種液状体等を一時的に処理する巨大タンクにおいて、洗浄作業、塗装作業等を、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することができる。
（ｃ）自動車、電車などの車両において、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業等を、安全に、容易に、且、確実に実行し得る転倒装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転倒装置の正面図である。
【図２】図１に示した転倒装置の左側面図である。
【図３】側面支承部に備えられた開閉装置の詳細と動作とを一部拡大して示す図であって、開閉装置が開いている状態を示す図である。
【図４】側面支承部に備えられた開閉装置の詳細と動作とを一部拡大して示す図であって、開閉装置が閉じている状態を示す図である。
【図５】図１〜図４を参照して説明した転倒装置の操作を説明する図である。
【図６】図５に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図７】図６に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図８】図７に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図９】図８に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図１０】図９に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図１１】図１０に図示した操作の後の操作を説明する図である。
【図１２】図６における開閉装置の状態を拡大して示す図である。
【図１３】図７における開閉装置の状態を拡大して示す図である。
【図１４】図８における開閉装置の状態を拡大して示す図である。
【符号の説明】
１ 可動体
１１ 側面支承部
１１１ バー状部材
１２ 底部支承部
１２１ バー状部材
１３ 連結部材
１４ 回転軸受部
１５ 軸受部
３ 駆動装置
４、５ 開閉装置
４１、５１ 油圧シリンダ
４２、５１ ピストンロッド
４４、５４ 開閉子
７ 作業ロボット
７２ 作業部
７３ 関節部
７４ 支持部
８ 支持台
８１ ベース部材
８２ ローラ
８３ レール

Claims (2)

1. 可動体と、支持台と、駆動装置と、作業ロボットとを含む転倒装置であって、
   前記可動体は、底部支承部と、側面支承部とを含み、前記支持台の上方で軸回転できるように、前記支持台に結合されており、
   前記底部支承部は、被転倒物の底部を受ける部分であって、回転方向で見て後方となる一端側に、前記被転倒物に掛け止められる開閉装置を有しており、
   前記側面支承部は、前記被転倒物の側面を受ける部分であって、下端側が前記底部支承部の前記一端側とは反対側の他端側において前記底部支承部に固定され、上端側に前記被転倒物に掛け止められる開閉装置を有しており、
   前記底部支承部及び前記側面支承部は、前記底部支承部とは反対側が開放された被転倒物載置空間を構成しており、
   前記駆動装置は、前記可動体を軸回転させ、
   前記作業ロボットは、前記可動体に取り付けられている
   転倒装置。
2. 請求項１に記載された転倒装置であって、
   前記作業ロボットは、洗浄作業、塗装作業、部品組立作業または機械加工作業の何れかを実行するものである
   転倒装置。

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