JP2006248779A

JP2006248779A - 線条物リール装置

Info

Publication number: JP2006248779A
Application number: JP2005112737A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Hirose; 茂男廣瀬; Masayuki Arai; 雅之新井
Original assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】線条物をリールに巻き取る際、過度な巻取り張力がかかることによる複雑なケーブルの巻かれ方の問題を解消する。
【解決手段】図１に示すように線条物１はリール２に巻かれている。リール２はトルク生成機構３により、線条物１を巻き取る回転方向にトルクをかけられ、線条物１を巻き取る。リール２から出ている線条物１は、ピンチングローラ４により挟み込まれている。ピンチングローラ外のケーブル６に過剰な負荷がかかった場合、ピンチングローラによる挟み込み部で上記負荷を受け、ピンチングローラ内のケーブル５には上記負荷を受けさせない機構となっている。また、線条物１は張力検知機構９によりピンチングローラより外部の張力を検知し、その張力の大小によりピンチグローラ４により駆動され、繰り出し・巻取りが行われる。本発明により、線条物をピンチングローラより外部の張力によらないトルクで巻きつつ、線条物を繰り出し・巻き取ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、線条物リール装置に関する。

従来、移動ロボットとの有線通信において、ロボットが通信用ケーブルを牽引するタイプの方法では、ケーブルの床面との摩擦抵抗や障害物による高い摩擦抵抗のためにロボット自体の移動が阻害される問題が生じ、また過度の張力やケーブルが移動するためにケーブル自体に損傷が発生しやすい問題が生じた。

この問題を解決するため、移動ロボットにケーブルリールを搭載する方法が考案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１を、図７、図８を用いて説明する。これはコントローラ２０１、バッテリ台車２０２、カメラ制御台車２０３、たるみ検出器２０６、ケーブルドラム装置２０４、ケーブルドラム装置２０５からなり、上記バッテリ台車２０２に搭載され上記たるみ検出器２０６の信号を受け所定たるみ範囲に維持するよう上記ケーブルドラム装置２０４、２０５を備えていることを特徴とする管内移動装置である。

なお、発明者は、本発明に関連する技術内容を開示している（例えば非特許文献１、２）。

特開平１１−１１６１３６号公報高山俊男、他２名、"レスキュー用連結クローラ走行車「蒼龍ＩＩＩ号機」の開発"、平成１６年９月１５日〜１７日、ロボット学会、３Ａ１６ＡＲＡＩＭａｓａｙｕｋｉ、他２名、"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ"Ｓｏｕｒｙｕ−ＩＩＩ"ＣｏｎｎｅｃｔｅｄＣｒａｗｌｅｒＶｅｈｉｃｌｅｆｏｒＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅＮａｒｒｏｗａｎｄＷｉｎｄｉｎｇＳｐａｃｅｓ"、平成１６年９月２８日〜１０月２日、ＩＲＯＳ２００４、ＴＡ１−Ｂ４

しかしながら、上述した従来の機構では、巻き取られようとしているケーブルに過剰な負荷がかかった場合、図９に示すようにすでに巻かれているケーブル７の間の深部に入り込み、繰り出す際に問題が起こるような複雑な巻き取られ方が起こる可能性があるという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、巻き取られようとしているケーブルが、すでに巻かれているケーブルの間の深部に入り込み、繰り出す際に問題が起こるような複雑な巻き取られ方にならず、ケーブルを繰り出し・巻き取る機構を提供することを目的としている。

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。
図１に示すように線条物１はリール２に巻かれている。リール２はトルク生成機構３により、線条物１を巻き取る回転方向にトルクをかけられ、線条物１を巻き取る。リール２から出ている線条物１は、ピンチングローラ４により挟み込まれている。ピンチングローラ外の線条物６に過剰な負荷がかかった場合、ピンチングローラによる挟み込み部で上記負荷を受け、ピンチングローラ内の線条物５には上記負荷を受けさせない機構となっている。また、線条物１は張力検知機構９によりピンチングローラより外部の張力を検知し、その張力の大小によりピンチグローラ４により駆動され、繰り出し・巻取りが行われる。本発明により、線条物をピンチングローラより外部の張力によらないトルクで巻きつつ、線条物を繰り出し・巻き取ることができる。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の本発明によれば、トルク生成機構によるトルクでケーブルを巻きつつ、他動力によりケーブルを繰り出し・巻き取る機構を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１に示すように線条物１はリール２に巻かれている。ここで、線条物とは、ケーブル、糸などのひも状のものである。リール２はトルク生成機構３により、線条物１を巻き取る回転方向にトルクをかけられ、線条物１を巻き取る。リール２から出ている線条物１は、ピンチングローラ４により挟み込まれている。ピンチングローラ外の線条物６に過剰な負荷がかかった場合、ピンチングローラによる挟み込み部で上記負荷を受け、ピンチングローラ内の線条物５には上記負荷を受けさせない機構となっている。また、線条物１はピンチグローラ４により繰り出し・巻取りのため駆動される。
本発明により、線条物をピンチングローラ外の張力によらないトルクで巻きつつ、ケーブルを繰り出し・巻き取ることができる。

図２を用いて、本発明を具体的に説明する。ここでトルク生成機構３としてぜんまい１０３、ピンチングローラ４としてケーブル送り巻取ローラ１０４、１０５、を利用している。
ケーブル１０１はリール１０２に巻かれており、またリール１０２はぜんまい１０３によって常にぜんまいの張力でケーブルを巻取る方向にトルクがかけられている。ケーブル１０１はケーブル送り巻取ローラ１０４、ケーブル送り巻取ローラ１０５によって送り出される力、巻き取られる力をかけられている。また、ケーブル送り巻取ローラ１０５はローラ駆動用モータ１０６によって駆動されている。アーム１０７はケーブル送り巻取ローラ１０４と同軸で回転支持されており、またバネ１１１によって常に上向きの力をかけられている。またアーム１０７にはケーブル１０１を通すためのガイドローラ１１０が取り付けられており、ガイドローラ１１０外のケーブル１０１のテンションによって回転する。その回転角度をアーム角度計測部１０８によって計測し、計測した値をローラ駆動制御回路によって処理し、その処理結果に基づいてローラ駆動用モータ１０６を駆動し、ケーブル１０１の送り・巻取を行う。

図３〜図５は上記の張力検知機構の詳細図および動作説明図である。
図４（Ａ）に示すように張力がかかった場合、図４（Ｂ）に示すようにガイドローラ１１０は下方向へ変位し、張力がかかったことを検知する。張力を検知すると、図４（Ｃ）に示すようにケーブル送り巻取ローラ１０４、１０５が張力を緩和する方向へ回転し、張力を緩和し、図４（Ｄ）に示すように所定の張力を維持する。

図５（Ａ）に示すように張力がゆるんだ場合、図５（Ｂ）に示すようにガイドローラ１１０は上方向へ変位し、張力がゆるんだことを検知する。張力のゆるみを検知すると、図５（Ｃ）に示すようにケーブル送り巻取ローラ１０４、１０５が張力をかける方向へ回転し、張力をかけ、図５（Ｄ）に示すように所定の張力を維持する。

上記のように機構が動作することにより、図９（Ｂ）のようにケーブルが過剰な力で巻き取られることなく、トルク生成機構３の適度なトルクにより線条物１をリール２に巻き取る事が出来る。

張力検知機構としては他に図６に示すような機構が挙げられる。（Ａ）から（Ｂ）のようにケーブルに張力がかかるとバネ付ガイドローラ１１２が持ち上げられ、リニアポテンショメータ１１３の変位を変化させることにより張力を検知する。
トルク生成機構としては他にモータが挙げられる。

なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明にかかる発明の概念図である。本発明の実施の一形態の構成系統図である。ケーブル・ガイドローラ・ケーブル送り巻取ローラ・バネの詳細図である。ケーブル張力が増加した場合のケーブル・ガイドローラ・ケーブル送り巻取ローラ・バネの挙動を示す図である。ケーブル張力が減少した場合のケーブル・ガイドローラ・ケーブル送り巻取ローラ・バネの挙動を示す図である。張力検知機構の他実施例説明図である。従来例説明図である。従来例説明図である。従来例の問題点説明図である。

符号の説明

１線条物、２リール、３トルク生成機構、４ピンチングローラ、５ピンチングローラ内の線条物、６ピンチングローラ外の線条物、７巻かれているケーブル、８過剰な負荷により深部に入り込んだケーブル、９張力検知機構、
１０１ケーブル、１０２リール、１０３ぜんまい、１０４ケーブル送り巻取りローラ、１０５ケーブル送り巻取りローラ、１０６ローラ駆動用モータ、１０７アーム、１０８アーム角度計測部、１０９ローラ駆動制御回路、１１０ガイドローラ、１１１バネ、１１２バネ付ガイドローラ、１１３リニアポテンショメータ

Claims

以下のリール、トルク生成機構、ピンチングローラ、張力検知機構により構成されていることを特徴とする線条物リール装置
（イ）線条物を巻き取るリール
（ロ）上記リールに巻き取られようとしているケーブルが、上記リールに巻かれているケーブルの間の深部に入り込まない程度のトルクで上記のリールを回転駆動する動力を生成するためのトルク生成機構
（ハ）線条物を挟み込みつつ回転し、線条物の繰り出し・巻取りを行うピンチングローラ
（ニ）上記ピンチングローラより外部にて、線条物にかかる張力を検知する張力検知機構