JP2010005736A

JP2010005736A - 危険物把持装置

Info

Publication number: JP2010005736A
Application number: JP2008167815A
Authority: JP
Inventors: Hajime Aoyama; 元青山
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-01-14

Abstract

【課題】地中或いは地表に遺棄された対象物の中から目標の対象物のみを確実に把持でき、落下等の発生が確実に防止できる危険物把持装置を提供する。
【解決手段】対象物Ｗを吸着する真空吸引機構５５のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄに対し、第１把持爪２２及び第２把持爪４２の基端側把持爪部２３、４３をバキュームパッド５８ａ〜５８ｄから離れる上方の開放位置に揺動して目標とする対象物Ｗとの接触を確実に回避した状態で目標とする対象物Ｗのみを吸着する。また、把持位置に揺動した第１把持爪２２の基端側把持爪部２３と第２把持爪４２の基端側把持爪部４３によって対象物Ｗを把持すると共に、バキュームパッド５８ａ〜５８ｄと把持位置に揺動した第１把持爪２２及び第２把持爪４２の各先端側把持爪２９、４９によって上下方向から対象物Ｗを把持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、地中或いは地表に遺棄された危険物を把持する危険物把持装置に関し、特に地中に埋設或いは地表に遺棄された砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの危険物を安全に回収する作業機械などに装着される危険物把持装置に関する。

地中に埋設或いは地表に遺棄された砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの危険な遺物を掘り出して回収する作業を人力で行うことは極めて危険であり、作業機械などで機械的に回収することが好ましい。

一方、砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの回収の対象物は乱雑な状態で長期に亘り不整地に埋設或いは地表に遺棄されており、表面材料が酸化や腐蝕により脆弱化している可能性がある。

このような砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの対象物を作業機械に設けられた把持装置によって一度に複数把持すると、その対象物が不安定な状態で把持され、移動する際に把持している対象物が落下するとその衝撃で爆発したり、内部の化学剤が漏れることがあり極めて危険である。また、把持装置との接触により対象物が破損することが懸念される。

対象物を１つ毎に把持して移動する把持装置として、例えば特許文献１がある。特許文献１に開示される把持装置は、作業機械に旋回及び上下揺動自在に取り付けられた作業アームの先端部に回転部を介して結合されたブラケットに一対の第１把持爪及び第２把持爪が揺動自在に設けられ、この対向配置された一対の第１把持爪と第２把持爪の３つの把持爪で対象物を把持する。また、第２把持爪をブラケットに対して回転自在とし、この第２把持爪を接合した対象物の間に挿入して回転することで、互いに接合した対象物を分離する。

また、特許文献２には、複数の把持爪に関節を設け、各関節部を超音波モータにより駆動して対象物を把持爪の先端で把持する把持装置が開示されている。

さらに、特許文献３には、供給される空気等の流体圧で折曲する筒状の軟質材で形成した複数の把持爪及び対象物を真空吸着する吸着体を備え、積層された多数の対象物の中から吸着体により一本の対象物を吸着して取り出し、流体圧で屈曲する把持爪によって対象物を把持する把持装置が開示されている。

特開２００３−２５２６８号公報特開平１−２９５７８２号公報特開平８−３２３６７６号公報

上記特許文献１の把持装置によると、ブラケットに揺動自在に設けられた一対の第１把持爪と第２把持爪の先端で複数の対象物が遺棄された中から目標とする１つの対象物を隣接する他の対象物に接触することなく把持して取り出すことは極めて困難である。更に、一対の第１把持爪と第２把持爪の先端で比較的重量の大きな砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの対象物を落とさないように把持するためにはある程度の把持力を必要となるが、長年土中に埋設されていた対象物の表面材料は酸化や腐蝕により脆弱化している可能性があり、強い力で把持すると破損することが懸念され、砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの破損は極めて危険である。

一方、特許文献２の把持装置にあっても、超音波モータによって駆動する多関節の把持爪によって、互いに接して隣接する複数の対象物の中から１つの対象物を他の対象物に接触することなく把持することは困難である。特に、複数の把持爪の先端で比較的重量の対象物を把持するにはある程度の把持力が必要であり、表面材料が脆弱化した対象物を破損させることが懸念される。

特許文献３の把持装置にあっては、吸着体により対象物を吸着して持ち上げた後、複数の把持爪により把持することから、隣接する複数の対象物の中から１つの対象物を把持することができる。しかし、複数の把持爪の先端で比較的重量の大きな対象物を取り落とさないように把持するにはある程度の把持力が必要であり、対象物を破損することが懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、地中或いは地表に遺棄された対象物の中から目標の対象物のみを確実に把持でき、かつ落下などの発生が防止できる危険物把持装置を提供することにある。

上記目的を達成する危険物把持装置の発明は、柱状の対象物を吸着する真空吸引機構及び該真空吸引機構に吸着保持された対象物を把持する複数の把持爪を備えた危険物把持装置において、作業機械によって昇降可能に支持されるブラケットと、該ブラケットの下部に配設されたバキュームパッドを有する真空吸引機構と、把持されるべき対象物の延在方向に沿って延在すると共に上記ブラケットに対向配置された第１把持爪回転軸及び第２把持爪回転軸と、該第１把持爪回転軸に該軸方向に離間して基端が回動自在に支持された複数の第１把持爪と、上記第２把持爪回転軸に上記離間した第１把持爪の間に対応して基端が回転自在に支持された第２把持爪とを備え、上記各第１把持爪は、基端が上記第１把持爪回転軸に回動自在に支持された基端側把持爪部と、該基端側把持爪部の先端に揺動自在に支持された先端側把持爪と、上記基端側把持爪部を上記対象物に側方から接する把持位置と上記バキュームパッドより上方の開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータと、上記基端側把持爪部が把持位置において先端側把持爪を該先端側把持爪が下方から上記対象物に接する把持位置と該把持位置から離反する開放位置との間で揺動せしめる先端側把持爪用アクチュエータとを備え、上記第２把持爪は、基端が上記第２把持爪回転軸に回動自在に支持された基端側把持爪部と、該基端側把持爪部の先端に揺動自在に支持された先端側把持爪と、上記基端側把持爪部を上記対象物に側方から接する把持位置と上記バキュームパッドより上方の開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータと、上記基端側把持爪部が把持位置において先端側把持爪が下方から上記対象物に接する把持位置と該把持位置から離反する開放位置との間で揺動せしめる先端側把持爪用アクチュエータとを備え、上記第１把持爪及び第２把持爪の基端側把持爪部が共に開放位置に保持した状態で上記真空吸引機構のバキュームパッドで対象物を吸着すると共に、把持位置における第１把持爪及び第２把持爪の各基端側把持爪部により上記対象物を側方から把持し、かつ把持位置における各先端側把持爪により下方から把持することを特徴とする。

この発明によると、目標とする対象物を吸着する真空吸引機構のバキュームパッドに対し、第１把持爪及び第２把持爪の基端側把持爪部をバキュームパッドから上方に離れる開放位置に揺動することにより、隣接する他の対象物に把持装置等が接触することなく、目標とする対象物のみ吸着して取り出すことができる。

更に、把持位置に揺動した第１把持爪の基端側把持爪部と第２把持爪の基端側把持爪部によって対象物を両側から把持できると共に、バキュームパッドと把持位置に揺動した各先端側把持爪によって上下方向から対象物を把持することができ、対象物に過度の把持力が作用することなく対象物を確実に把持できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の危険物把持装置において、上記第１把持爪及び第２把持爪の各基端側把持爪部が把持位置であって、かつ開放位置における第１把持爪の先端側把持爪の先端と第２把持爪の先端側把持爪の先端と間の距離が、対象物の径より小であることを特徴とする。

この発明によると、開放位置における第１把持爪の先端側把持爪と第２把持爪の先端側把持爪の先端間の離間距離が対象物の径より小さく設定することから、基端側把持爪用アクチュエータや先端把持爪用アクチュエータが故障する等の不具合が発生した場合でも把持した対象物の落下が各先端側把持爪により未然に防止できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２の危険物把持装置において、上記各基端側把持爪部用アクチュエータ及び先端側把持爪用アクチュエータが、エアシリンダであることを特徴とする。

この発明によると、各基端側把持爪部用アクチュエータ及び先端側把持爪用アクチュエータを空気圧で作動するエアシリンダにより構成することにより、電気的なスパークやオイル漏れなどの不具合の発生がなく、これらによる砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの対象物への影響が回避でき、作業の安全性が向上する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の危険物把持装置において、上記真空吸引機構は、上記バキュームパッドが把持される対象物の延在方向に沿って複数配置されたことを特徴とする。

この発明によると、複数のバキュームパッドにより対象物を安定した状態で吸着固定することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４の危険物把持装置において、上記対象物が不均衡な状態で上記各バキュームパッドにより吸着されたときには、第１把持爪及び第２把持爪による対象物の把持動作を中止することを特徴とする。

この発明によると、不均衡な状態で対象物がバキュームパッドに吸着されたときには、第１把持爪及び第２把持爪による対象物の把持動作を中止することにより、対象物の落下を未然に防止することができる。

本発明によると、把持装置等が隣接する他の対象物に接触することなく目標とする対象物のみを吸着して持ち上げることができる。更に、把持位置に揺動した第１把持爪の基端側把持爪部と第２把持爪の基端側把持爪部によって両側から対象物が把持できると共に、バキュームパッドと把持位置に揺動した第１把持爪及び第２把持爪の各先端側把持爪によって対象物が上下方向から把持され、対象物に過度の把持力が作用することなく確実に把持できる。

以下、本発明における危険物把持装置の一実施の形態を、砲弾や化学弾、遺棄化学兵器などの把持の対象物Ｗが径Ｄの円柱形状である場合を例に図１乃至図１３を参照して説明する。

図１は把持装置１１を備えた作業機械１の概要を示す斜視図である。作業機械１は、車輪３を備えた下部機体４と、この下部機体４に旋回機構５を介して旋回可能に取り付けられた上部機体６を備えた機体２を有し、上部機体６に上下揺動自在に作業アーム７を取り付ける。作業アーム７の先端に回転金具８を介して回転自在に吊下アーム９を垂下支持し、吊下アーム９の下端に把持装置１１を取り付ける。また、吊下アーム９の上部に操作ハンドル９ａを取り付ける。

把持装置１１は、作業機械１の上部機体６の旋回及び作業アーム７の上下揺動及び操作ハンドル９ａによる吊下アーム９の回転等によって対象物Ｗを把持する位置と把持した対象物Ｗを載置する位置との間で移動する。

把持装置１１の構成について、図２乃至図１２を参照して説明する。図２は把持装置１１の斜視図であり、図３は模式的に示す図２のＡ矢視図、図４は模式的に示す図２のＢ矢視図、図５は模式的に示す図２のＣ矢視図、図６は模式的に示す図３のＩ−Ｉ線断面図である。なお、説明の便宜上は把持装置１１によって把持した状態における対象物Ｗを仮想線で示し、かつ対象物Ｗの長さ方向の中心軸延在方向を対象物中心軸Ｌと称す。

把持装置１１は、矩形の上面部１２ａ及び該上面部１２ａの対向する側縁から下方及び対象物中心軸Ｌと直交する方向に沿って延在して対向配置された一対の側面部１２ｂと１２ｃを備えたブラケット１２を有する。ブラケット１２の上面部１２ａの上面に対象物中心軸Ｌ方向に沿って延在する取付ブラケット１２ｄを取り付け、吊下支持軸１３を介してブラケット１２を吊下アーム９の下端部に揺動可能に吊下する。また、上面部１２ａの下面中央に対象物中心軸Ｌと直交する方向に沿って延在するシリンダ支持ブラケット１２ｅを設ける。

更に、取付ブラケット１２ｄと吊下アーム９との間に揺動アクチュエータとなるエアシリンダ１４を架設し、このエアシリンダ１４の伸縮によって吊下支持軸１３を中心とし把持装置１１が揺動する。また、操作ハンドル９ａによって吊下アーム９を回転することによってその操作ハンドル９ａの回転量に応じて吊下アーム９が回転し、その中心軸線Ｚを中心に把持装置１１が回転する。

ブラケット１２の両側面１２ｂと１２ｃとの間に対象物中心軸Ｌ方向に延在する第１把持爪回転軸２１及び第２把持爪回転軸４１が平行配置する。

第１把持爪回転軸２１に、この第１把持爪回転軸２１の軸方向中央部に互いに離間して一対の第１把持爪２２が揺動自在に支持し、第２把持爪回転軸４１の軸方向中央部に両第１把持爪２２の間に対応して第２把持爪４２を揺動可能に支持する。

第１把持爪回転軸２１に揺動自在に支持される各第１把持爪２２は、図３及び図４に示すように、第１把持爪回転軸２１にブッシュ２４を介して基端が回動自在に支持された一対の板状部材２５からなる基端側把持爪部２３を有し、各板状部材２５は、図３及び図４に実線で示す把持位置において基端から先端側に移行するに従って中心軸線Ｚから次第に離れる傾斜部２５Ａと、この傾斜部２５Ａの先端から中心軸線Ｚに沿って下方に延在する把持部２５Ｂを有する略Ｌ字状に屈曲形成する。

両基端側把持爪部２３を形成する各板状部材２５の傾斜部２５Ａを貫通して延在する係止軸２６ａを配置する。ブラケット１２に配設されたシリンダ支持ブラケット１２ｅの端部と係止軸２６ａとの間に、伸縮して各基端側把持爪部２３を図３に実線で示す把持位置と仮想線２３ａで示す開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータを配設する。基端側把持爪部用アクチュエータは、シリンダ支持ブラケット１２ｅの一端に係止軸２６ｂを介し基端側把持爪部用エアシリンダ２７の基端２７ａを揺動自在に連結し、そのエアシリンダ２７のシリンダロッド２７ｂの先端部を係止軸２６ａに揺動可能に連結して構成する。エアシリンダ２７の伸長動作によって各基端側把持爪部２３が把持位置に維持し、エアシリンダ２７の収縮動作に伴って各基端側把持爪部２３が同期して第１把持爪回転軸２１を中心に後述するバキュームパッド５８ａ〜５８ｄから上方に離れた仮想線２３ａで示す開放位置に揺動する。

基端側把持爪部２３の先端にそれぞれ先端側把持爪回転軸２８を介して先端側把持爪２９を揺動可能に支持する。各先端側把持爪２９はそれぞれの先端側把持爪回転軸２８に軸支される基部から互いに離反方向に突出する把持部２９ｂ及び基端２９ｄを有する。把持部２９ｂは上縁に沿って滑らかな円弧状で先端２９ａに至る把持面２９ｃを形成する。

各基端側把持爪部２３と先端側把持爪２９との間に、先端側把持爪２９を図３に実線で示す開放位置と仮想線で示す把持位置に揺動せしめる先端側把持爪用アクチュエータをそれぞれ配置する。先端側把持爪用アクチュエータは、各基端側把持爪部２３の板状部材２５間に架設した係止軸３０に先端側把持爪用エアシリンダ３１の基端３１ａを揺動可能に連結し、そのエアシリンダ３１のシリンダロッド３１ｂの先端部を先端側把持爪２９の基端２９ｄに設けた係止軸３２に揺動自在に連結して構成する。エアシリンダ３１が伸長した状態で先端側把持爪２９は図３に仮想線で示す把持位置に保持し、エアシリンダ３１の収縮に伴って実線で示す開放位置に揺動する。また、先端側把持爪２９が開放位置においてエアシリンダ３１が最短縮状態となり、係止軸３０と係止軸３２との間の最短離間距離が規制されて先端側把持爪２９を開放位置に保持する。

一方、第２把持爪回転軸４１に揺動自在に支持される第２把持爪４２は、図３及び図５に示すように、第２把持爪回転軸４１にブッシュ４４を介して基端が回動自在に支持された一対の板状部材４５からなる基端側把持爪部４３を有し、板状部材４５は、図３及び図５に実線で示す把持位置において基端から先端側に移行するに従って中心軸線Ｚから次第に離れる傾斜部４５Ａと、この傾斜部４５Ａの先端から中心軸線Ｚに沿って延在する把持部４５Ｂを有す略Ｌ字状に屈曲形成する。

基端側把持爪部４３の各板状部材４５の傾斜部４５Ａを貫通して延在する係止軸４６ａを配置する。

ブラケット１２のシリンダ支持ブラケット１２ｅの他端部と係止軸４６ａとの間に、伸縮して各基端側把持爪部４３を図３に実線で示す把持位置と仮想線４３ａで示す開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータを配設する。基端側把持爪部用アクチュエータは、シリンダ支持ブラケット１２ｅの他端に係止軸４６ｂを介して基端側把持爪部用エアシリンダ４７の基端４７ａを揺動自在に連結し、そのエアシリンダ４７のシリンダロッド４７ｂの先端部を係止軸４６ａに揺動可能に連結することによって構成する。エアシリンダ４７を伸長することによって各基端側把持爪部４３を把持位置に保持し、エアシリンダ４７の収縮動作に伴って各基端側把持爪部４３が第２把持爪回転軸４１を中心にバキュームパッド５８ａ〜５８ｄから上方に離れた仮想線４３ａで示す開放位置に揺動する。

基端側把持爪部４３の先端に先端側把持爪回転軸４８を介して先端側把持爪４９を揺動可能に支持する。先端側把持爪４９は先端側把持爪回転軸４８に軸支される基部から互いに離反方向に突出する把持部４９ｂ及び基端４９ｄを有する。把持部４９ｂは上縁に沿って滑らかな円弧状で先端４９ａに至る把持面４９ｃを形成する。

基端側把持爪部４３と先端側把持爪４９との間に、先端側把持爪４９を図３に実線で示す開放位置と仮想線で示す把持位置に揺動する先端側把持爪用アクチュエータを配置する。先端側把持爪用アクチュエータは、基端側把持爪部４３の板状部材４５間に架設した係止軸５０に先端側把持爪用エアシリンダ５１の基端５１ａを揺動連結し、そのエアシリンダ５１のシリンダロッド５１ｂの先端部を先端側把持爪４９の基端４９ｄに設けた係止軸５２に揺動自在に連結して構成する。エアシリンダ５１が伸長した状態で先端側把持爪４９を図３に仮想線で示す把持位置に保持し、エアシリンダ５１の収縮に伴って実線で示す開放位置に揺動する。また、先端側把持爪４９が開放位置においてエアシリンダ５１が最短縮状態となり、係止軸５０と係止軸５２との間の最短離間距離を規制して先端側把持爪４９の揺動端を開放位置に規制する。

これら、一対の第１把持爪２２及び第２把持爪４２は、図３に示すように第１把持爪２２及び第２把持爪４２の各基端側把持爪部２３、４３が把持位置で、かつ先端側把持爪２９及び４９が共に把持位置において、対象物中心軸Ｌ方向に見て第１把持爪２２及び第２把持爪４２の基端側把持爪部２３、４３における把持部２５Ｂと４５Ｂの離反距離はほぼ対象物Ｗの径Ｄと同じか若干大きく設定され、かつ互いの先端側把持爪２９及び４９の先端２９ａと４９ａが仮想線で示すように互いにオーバラップする。一方、先端側把持爪２９及び４９が開放位置においては先端２９ａと４９ａとの離間距離ｄを対象物Ｗの径Ｄより小さく設定する。これにより、第１把持爪２２と第２把持爪４２の把持部２５Ｂと４５Ｂとの間に把持される対象物Ｗに作用する把持力が極めて少なく、かつ下方から先端側把持爪２９、４９によって保持されて把持された対象物Ｗを安定した状態で保持できる。

一対の第１把持爪２２と第２把持爪４２の間においてブラケット１２の側面部１２ｂと１２ｃの下端中央に掛け渡されて対象物中心軸Ｌ方向に沿って延在する真空吸引機構５５を配置する。

真空吸引機構５５は、側面部１２ｂと１２ｃの下端中央に掛け渡されて支持された吸引機構保持部５６を有し、吸引機構保持部５６は筒状で内部が隔壁によって区画された複数のチャンバ、本実施の形態では対象物中心軸Ｌ方向に沿って４つに区画されたチャンバ５７ａ〜５７ｄを形成する。各チャンバ５７ａ〜５７ｄはそれぞれ独立した回路により図示しない負圧供給源に開閉バルブ等を介在して連結される。

一方、吸引機構保持部５６の下面に各チャンバ５７ａ〜５７ｄに対応して対象物中心軸Ｌ方向に沿って４つの吸着ノズル、即ちゴム製のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄを配設し、各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄは対応する各チャンバ５７ａ〜５７ｄの吸気及び排気等による圧力に応じて作用する。

また、第１把持爪２２及び第２把持爪４２に配置される基端側把持爪部用エアシリンダ２７と４７はスピードコントローラの調整により同期作動し、各第１把持爪２２に配置されるそれぞれの先端側把持爪用エアシリンダ３１及び第２把持爪４２に配置される先端側把持爪用エアシリンダ５１はそれぞれ単独で作動する。これらの作動制御の詳細な説明は省略する。

次に、図７乃至図１３を参照して把持装置の作動を説明する。

図７乃至図１３は、地中に埋設或いは地表に遺棄された対象物Ｗの回収作業における把持装置１１による把持動作の概要を順に示す。

地中に埋設され、或いは地表６０に遺棄された対象物Ｗの回収作業にあたり、作業機械１の上部機体６の旋回、作業アーム７の揺動及び操作ハンドル９ａの操作により吊下アーム９の下端に支持された把持装置１１を回収すべき目標の対象物Ｗの上方に移動する。

そして、図７に示すように把持装置１１の基端側把持爪部用エアシリンダ２７及び４７を収縮動作して各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３を第１把持爪回転軸２１を中心に対象物中心軸Ｌから離れた開放位置に揺動し、かつ第２把持爪４２の基端側把持爪部４３を第２把持爪回転軸４１を中心に対象物中心軸Ｌから離れた図３に仮想線４３ａで示す開放位置に揺動すると共に、各第１把持爪２２に配置されたそれぞれの先端側把持爪用エアシリンダ３１を収縮動作して各先端側把持爪２９を開放位置に揺動し、同様に第２把持爪４２に配置された先端側把持爪用エアシリンダ５１を収縮動作して先端側把持爪４９を開放位置に揺動する（ステップＳ１）。

次に、第１把持爪２２のそれぞれの基端側把持爪部２３及び先端側把持爪２９、第２把持爪４２の基端側把持爪部４３及び先端側把持爪４９を開放位置に保持した状態で、操作ハンドル９ａ等の操作により把持装置１１を下降及び揺動して、図８に示すように対象物中心軸Ｌに沿って配置された真空吸着機構５５のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄを把持しようとする目標の対象物Ｗの上面に、その対象物中心軸線Ｌ方向に偏在することなく接触する位置に位置決めする（ステップＳ２）。

このバキュームパッド５８ａ〜５８ｄを目標の対象物Ｗに接触させる把持装置１１の位置決め作業は、バキュームパッド５８ａ〜５８ｄから各第１把持爪２２及び第２把持爪４２が上方に離れた開放位置に保持した状態で行うことから、把持装置１１を隣接する他の対象物Ｗと接触させることなく目標とする対象物Ｗに対して容易に位置決めできる。

次に、対象物Ｗに各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄを接触させた位置決め状態で、真空吸引機構５５の各チャンバ５７ａ〜５７ｄ内を減圧し、各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄにより対象物Ｗを吸着する（ステップＳ３）。

次に、作業機械１の作業アーム７を上方に揺動して対象物Ｗを吸着した把持装置１１を、図９に示すように上昇させて対象物Ｗを地表６０から予め設定された距離だけ持ち上げる（ステップＳ４）。この把持装置１１による対象物Ｗの持ち上げに際し、各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３及び先端側把持爪２９、第２把持爪４２の基端側把持爪部４３及び先端側把持爪４９が共に開放位置に保持され、かつ目標とする対象部Ｗの上面を吸着する各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄが把持装置１１の最下位において対象物中心軸Ｌに沿って配置されることから、目標とする対象物Ｗ及び把持装置１１を他の対象物Ｗに接触させることなく目標とする対象物Ｗのみを地表６０から持ち上げることができる。

また、把持装置１１による対象物Ｗの持ち上げにあたり、対象物Ｗの外表面の破損や変形等に起因して各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄによる吸着力不足や各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄに対して対象物Ｗの荷重が不均衡に作用して対象物Ｗの落下が懸念されるときには把持装置１１による対象物Ｗの吸着による持ち上げを中止して対象物Ｗの落下を未然に防止する。この各バキュームパッド５８ａ〜５８ｄによる吸着力不足の例としてはバキュームパッド５８ａ〜５８ｄと対象物Ｗとの密着が不十分で吸着力が十分に達成できない場合や、バキュームパッド５８ａ〜５８ｄの内のいずれか１つのバキュームパッドによる吸着の場合がある。また不均衡な吸着の例としては、対象物Ｗに対し偏在したバキュームパッド５８ａと５８ｂ、或いはバキュームパッド５８ｃと５８ｄのみが吸着作用する等がある。

続いて、対象物Ｗを吸着して所定位置まで対象物Ｗを持ち上げて停止した後、図１０に示すように、基端側把持爪部用エアシリンダ２７を伸長して各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３を同期させて開放位置から保持位置に揺動して各基端側把持爪部２３の把持部２５Ｂをそれぞれ対象物Ｗの側面に接触させる。同様に基端側把持爪部用エアシリンダ４７を伸長して第２把持爪４２の基端側把持爪部４３を開放位置から保持位置に揺動して基端側把持爪部４３の把持部４５Ｂを対象物Ｗの側面に接触させる（ステップＳ５）。

これによりバキュームパッド５８ａ〜５８ｄによって吸着保持された対象物Ｗは、一方の側面における対象物中心軸Ｌの延在方向に離間した２つの部分にそれぞれの第１把持爪２２の基端側把持爪部２３の把持部２５Ｂが接触する一方、他方の側面における対象物中心軸Ｌの延在方向における各第１把持爪２２の把持部２５Ｂの間の部分に第２把持爪４２の基端側把持爪部４３の把持部４５Ｂが接触して対象物Ｗを両側面側から対象物中心軸Ｌに沿った状態で把持する。

また、この把持された状態では、先端側把持爪２９及び４９が開放位置において先端側把持爪２９の先端２９ａと先端側把持爪４９の先端との離間距離ｄが対象物Ｗの径Ｄより小さく設定されているので、対象物Ｗの下方が一対の第１把持爪２２の開放位置に保持された先端側把持爪２９及び第２把持爪４２の開放位置に保持された先端側把持爪４９によって覆われて対象物Ｗの落下が有効的に防止できる。

次に、図１１に示すように各第１把持爪２２にそれぞれ配置された先端側把持爪用エアシリンダ３１を伸長して各先端側把持爪２９を開放位置から把持位置に揺動して各把持面２９ｃを対象物Ｗの下面に接触させて下方から支持する一方、第２把持爪４２に配置された先端側把持爪用エアシリンダ５１を伸長して先端側把持爪４９を開放位置から把持位置に揺動して把持面４９ｃを対象物Ｗの下面に接触させて下方から支持する（ステップＳ６）。

この各先端側把持爪２９及び４９を開放位置から把持位置に揺動して把持された対象物Ｗは、一方の側面における対象物中心軸Ｌの延在方向に離間した２つの部分に接する各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３の把持部２５Ｂと他方の側面に接する第２把持爪４２の基端側把持爪部４３の把持部４５Ｂによって両側から挟持されると共に、対象部物中心軸Ｌに沿って配設されたバキュームパッド５８ａ〜５８ｄと互いに対象物中心軸Ｌに沿って離間した先端側把持爪２９及び４９とによって上下方向から挟持される。これにより対象物Ｗを各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３と第２把持爪４２の基端側把持爪部４３及びバキュームパッド５８ａ〜５８ｄと先端側把持爪２９及び４９によって過度の把持力が作用することなく把持できる。

対象物Ｗを把持した把持装置１１は、作業機１１の上部機体６の旋回、作業アーム７の揺動及び操作ハンドル９ａの操作により吊下アーム９の下端に支持されて対象物Ｗを把持した把持装置１１を、回収した対象物Ｗを載置する例えば搬送装置の荷台６１の上方に移送する。この作業機１の上部機体６の旋回や作業アーム７の揺動にあたっては、把持装置１１に揺動や振動が伴うが、対象物Ｗは把持装置１１に安定した状態で把持され、落下等の不具合の発生が防止できる。

搬送装置の荷台６１等の上方に搬送した後、図１２に示すように真空吸引機構５５のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄによって対象物Ｗを吸着固定した状態で、各第１把持爪２２にそれぞれ配置された先端側把持爪用エアシリンダ３１を収縮して各先端側把持爪２９を把持位置から開放位置に揺動し、同様に第２把持爪４２に配置された先端側把持爪用エアシリンダ５１を収縮して先端側把持爪４９を把持位置から開放位置に揺動する（ステップＳ７）。

更に、図１３に示すように把持装置１１の基端側把持爪部用エアシリンダ２７及び４７を収縮動作して各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３及び第２把持爪４２の基端側把持爪部４３を開放位置に揺動し、第１把持爪２２及び第２把持爪４２による対象物Ｗの把持を解除する（ステップＳ８）。

第１把持爪２２のそれぞれの基端側把持爪部２３及び先端側把持爪２９、第２把持爪４２の基端側把持爪部４３及び先端側把持爪４９を開放位置に保持した状態で真空吸引機構５５のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄによって対象物Ｗを吸着固定した把持装置１１を作業アーム７の下降等により緩やかに下降させ、対象物Ｗを荷台６１等に載置する。しかる後、真空吸引機構５５のバキュームパッド５８ａ〜５８ｄによる対象物Ｗの吸着を解除して把持装置１１から対象物Ｗを切り離し、把持装置１１を上昇させて待避させる。

従って、上記のように構成された本実施の形態によると、対象物Ｗを吸着するバキュームパッド５８ａ〜５８ｂ等の真空吸引機構５５に対し、第１把持爪２２及び第２把持爪４２をバキュームパッド５８ａ〜５８ｄから離れる上方の開放位置に揺動可能に配設することにより、持ち上げの目標とする対象物Ｗ及び把持装置１１を他の対象物Ｗとの接触を確実に回避した状態で目標とする対象物Ｗのみを地表６０から持ち上げることができる。更に、一方の側面における対象物中心軸Ｌの延在方向に離間した２つの部分に接する各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３と他方の側面に接する第２把持爪４２の基端側把持爪部４３によって両側から対象物Ｗを挟持できると共に、対象物中心軸Ｌに沿って配設されたバキュームパッド５８ａ〜５８ｄと互いに対象物中心軸Ｌに沿って離間した先端側把持爪２９及び４９とによって上下方向から挟持することにより、対象物Ｗを各第１把持爪２２の基端側把持爪部２３と第２把持部４２の基端側把持爪部４３及びバキュームパッド５８ａ〜５８ｄと先端側把持爪２９及び４９によって過度の把持力が作用することなく確実に把持できる。

また、各第１把持爪２２の各先端側把持爪２９及び第２把持爪４２の先端側把持爪４９をそれぞれ別個の先端側把持爪用エアシリンダ３１、５１により作動させることにより、他の先端側把持爪に影響されることなく対象物Ｗを把持することができる。更に、基端側把持爪部用アクチュエータ及び先端側把持爪用アクチュエータとしてエアシリンダを用いることから、電動モータや高周波モータをアクチュエータとして使用した際に発生することが懸念される電気的スパーク等がなく対象物Ｗへの引火が未然に防止でき、また、油圧シリンダ等と異なり油漏れ等による対象物Ｗや環境への影響も回避できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では４つのバキュームパッド５８ａ〜５８ｄ及び一対の第１把持爪２２及び１つの第２把持爪４２を備えた例について説明したが、バキュームパッド及び第１把持爪や第２把持爪等は把持する対象物の大きさや形状によって適宜変更できる。また、対象物の大きさ等に応じて複数の把持装置を備えることもできる。

実施の形態に係る把持装置を備えた作業機械の概要を示す斜視図である。同じく、実施の形態に係る把持装置の斜視図である。模式的に示す図２のＡ矢視図である。模式的に示す図２のＢ矢視図である。模式的に示す図２のＣ矢視図である。模式的に示す図３のＩ−Ｉ線断面図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。把持装置の作動状態を示す図である。

符号の説明

１作業機械
１１把持装置
１２ブラケット
２１第１把持爪回転軸
２２第１把持爪
２３基端側把持爪部
２７基端側把持爪部用エアシリンダ（基端側把持爪部用アクチュエータ）
２９先端側把持爪
２９ａ先端
３１先端側把持爪用エアシリンダ（先端側把持爪用アクチュエータ）
４１第２把持爪回転軸
４２第２把持爪
４３基端側把持爪部
４７基端側把持爪部用エアシリンダ（基端側把持爪部用アクチュエータ）
４９先端側把持爪
４９ａ先端
５１先端側把持爪用エアシリンダ（先端側把持爪用アクチュエータ）
５５真空吸引機構
５６吸着機構保持部
５８ａ〜５８ｄバキュームパッド
６０地表
Ｗ対象物（砲弾、化学弾、遺棄化学兵器等の危険物）

Claims

柱状の対象物を吸着する真空吸引機構及び該真空吸引機構に吸着保持された対象物を把持する複数の把持爪を備えた危険物把持装置において、
作業機械によって昇降可能に支持されるブラケットと、
該ブラケットの下部に配設されたバキュームパッドを有する真空吸引機構と、
把持されるべき対象物の延在方向に沿って延在すると共に上記ブラケットに対向配置された第１把持爪回転軸及び第２把持爪回転軸と、
該第１把持爪回転軸に該軸方向に離間して基端が回動自在に支持された複数の第１把持爪と、
上記第２把持爪回転軸に上記離間した第１把持爪の間に対応して基端が回転自在に支持された第２把持爪とを備え、
上記各第１把持爪は、
基端が上記第１把持爪回転軸に回動自在に支持された基端側把持爪部と、
該基端側把持爪部の先端に揺動自在に支持された先端側把持爪と、
上記基端側把持爪部を上記対象物に側方から接する把持位置と上記バキュームパッドより上方の開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータと、
上記基端側把持爪部が把持位置において先端側把持爪を該先端側把持爪が下方から上記対象物に接する把持位置と該把持位置から離反する開放位置との間で揺動せしめる先端側把持爪用アクチュエータとを備え、
上記第２把持爪は、
基端が上記第２把持爪回転軸に回動自在に支持された基端側把持爪部と、
該基端側把持爪部の先端に揺動自在に支持された先端側把持爪と、
上記基端側把持爪部を上記対象物に側方から接する把持位置と上記バキュームパッドより上方の開放位置との間で揺動せしめる基端側把持爪部用アクチュエータと、
上記基端側把持爪部が把持位置において先端側把持爪が下方から上記対象物に接する把持位置と該把持位置から離反する開放位置との間で揺動せしめる先端側把持爪用アクチュエータとを備え、
上記第１把持爪及び第２把持爪の基端側把持爪部が共に開放位置に保持した状態で上記真空吸引機構のバキュームパッドで対象物を吸着すると共に、把持位置における第１把持爪及び第２把持爪の各基端側把持爪部により上記対象物を側方から把持し、かつ把持位置における各先端側把持爪により下方から把持することを特徴とする危険物把持装置。
上記第１把持爪及び第２把持爪の各基端側把持爪部が把持位置であって、かつ開放位置における第１把持爪の先端側把持爪の先端と第２把持爪の先端側把持爪の先端と間の距離が、対象物の径より小であることを特徴とする請求項１に記載の危険物把持装置。
上記各基端側把持爪部用アクチュエータ及び先端側把持爪用アクチュエータが、エアシリンダであることを特徴とする請求項１または２に記載の危険物把持装置。
上記真空吸引機構は、上記バキュームパッドが把持される対象物の延在方向に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の危険物把持装置。
上記対象物が不均衡な状態で上記各バキュームパッドに吸着されたときには、第１把持爪及び第２把持爪による対象物の把持動作を中止することを特徴とする請求項４に記載の危険物把持装置。