JP2019173787A - Rail supporting device, and robot operating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レール支持装置、ロボット作業システムに関する。 The present invention relates to a rail support device and a robot working system.
作業員が到達し難い狭隘な場所や、危険が想定される場所で各種の作業を行うために、ロボットを用いて遠隔作業を行う技術が実用化されている(例えば下記特許文献1参照)。特許文献1には、レールと、レール上を移動可能なロボットと、を備えるロボット作業システムが記載されている。ロボットは、駆動輪及び従動輪を介してレール上を移動可能な本体と、本体に取り付けられたアーム、及びハンドと、を有している。ロボットが目的地に到達した後、アームとハンドとを動かすことで作業を行うことができる。
In order to perform various operations in a confined place where workers are difficult to reach or a place where danger is assumed, a technique for performing remote work using a robot has been put into practical use (for example, see
ここで、上記のレールを敷設する際には、当該レールを支持面に対して強固に(剛に)固定することが一般的である。しかしながら、地震等によって支持面に変位が生じた場合、この構造ではレールが支持面とともに変位してしまう。レールが変位すると、レール上を走行しているロボットには変位方向とは反対側に向かう慣性力が働く。その結果、ロボットが転覆してしまい、作業を継続できなくなる虞がある。 Here, when laying the above-mentioned rail, it is general to fix the rail firmly (rigidly) to the support surface. However, when the support surface is displaced by an earthquake or the like, the rail is displaced together with the support surface in this structure. When the rail is displaced, an inertial force acting in the direction opposite to the displacement direction acts on the robot traveling on the rail. As a result, the robot may be overturned, and it may not be possible to continue the work.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、外力に対して十分に抗することが可能なレール支持装置、及びこれを備えるロボット作業システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rail support device capable of sufficiently resisting an external force and a robot working system including the rail support device.
本発明の第一の態様によれば、レール支持装置は、レールを支持面上で支持するレール支持装置であって、作動流体が流通するシリンダ室が形成されたシリンダチューブ、前記シリンダ室内で進退動するピストン、及び該ピストンと前記レールとを接続する接続ロッドをそれぞれ有し、前記レールの延在方向に直交する面内に延びる方向において該レールを基準とする両側に配置された第一シリンダ、及び第二シリンダと、前記シリンダチューブを前記支持面上で支持するシリンダ支持部と、前記シリンダ室同士を接続する第一配管、及び第二配管と、前記第一配管上に配置され、前記第一シリンダ側の圧力が予め定められた閾値を超えた時に開放する第一リリーフ弁と、前記第一配管上における前記第一リリーフ弁よりも前記第二シリンダ側に配置され、該第一配管上における前記作動流体の流通方向を、前記第一シリンダ側から前記第二シリンダ側に向かう方向のみに規制する第一逆止弁と、前記第二配管上に配置され、前記第二シリンダ側の圧力が予め定められた閾値を超えた時に開放する第二リリーフ弁と、前記第二配管上における前記第二リリーフ弁よりも前記第一シリンダ側に配置され、該第二配管上における前記作動流体の流通方向を、前記第二シリンダ側から前記第一シリンダ側に向かう方向のみに規制する第二逆止弁と、を備える。 According to a first aspect of the present invention, a rail support device is a rail support device that supports a rail on a support surface, and is a cylinder tube in which a cylinder chamber through which a working fluid flows is formed, and is advanced and retracted in the cylinder chamber. A first cylinder having a moving piston and a connecting rod for connecting the piston and the rail, and arranged on both sides of the rail in a direction extending in a plane perpendicular to the extending direction of the rail , And a second cylinder, a cylinder support part for supporting the cylinder tube on the support surface, a first pipe for connecting the cylinder chambers to each other, a second pipe, and the first pipe, A first relief valve that opens when the pressure on the first cylinder side exceeds a predetermined threshold; and the second cylinder than the first relief valve on the first pipe A first check valve that restricts the flow direction of the working fluid on the first pipe to only the direction from the first cylinder side to the second cylinder side, and is arranged on the second pipe. A second relief valve that opens when the pressure on the second cylinder side exceeds a predetermined threshold, and is disposed closer to the first cylinder than the second relief valve on the second pipe, A second check valve that restricts a flow direction of the working fluid on the second pipe only in a direction from the second cylinder side toward the first cylinder side.
この構成によれば、レールは第一シリンダ、及び第二シリンダによって支持されている。第一シリンダのシリンダ室と第二シリンダのシリンダ室とは、第一配管、及び第二配管によって互いに接続されている。さらに、第一配管上には第一リリーフ弁と第一逆止弁とが設けられている。第一リリーフ弁は第一シリンダのシリンダ室の圧力が閾値を越えた時に開放される。第一逆止弁は、第一配管上の作動流体の流通方向を、第一シリンダ側から第二シリンダ側に向かう方向のみに規制する。同様に、第二配管上には第二リリーフ弁と第二逆止弁とが設けられている。第二リリーフ弁は第二シリンダのシリンダ室の圧力が閾値を越えた時に開放される。第二逆止弁は、第二配管上の作動流体の流通方向を、第二シリンダ側から第一シリンダ側に向かう方向のみに規制する。したがって、地震等が発生していない状態(即ち、レールに外力が加わっていない状態)では、第一シリンダと第二シリンダとの間で作動流体の流通は生じない。これにより、レールを安定的に支持することができる。
一方で、地震等によって例えばレールが第一シリンダに近接する方向に外力が加わった場合、接続ロッドによってピストンが押されることで第一シリンダのシリンダ室内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第一リリーフ弁が開放され、作動流体は第一逆止弁を通過して第二シリンダ側に流れる。これにより、第一シリンダのシリンダ室の容積が減少する。即ち、第一シリンダの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレールに変位が生じる。反対に、レールが第二シリンダに近接する方向に外力が加わった場合、接続ロッドによってピストンが押されることで第二シリンダのシリンダ室内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第二リリーフ弁が開放され、作動流体は第二逆止弁を通過して第一シリンダ側に流れる。これにより、第二シリンダのシリンダ室の容積が減少する。即ち、第二シリンダの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレールに変位が生じる。これにより、レールが支持面から脱落・逸脱する可能性を低減することができる。
According to this configuration, the rail is supported by the first cylinder and the second cylinder. The cylinder chamber of the first cylinder and the cylinder chamber of the second cylinder are connected to each other by a first pipe and a second pipe. Further, a first relief valve and a first check valve are provided on the first pipe. The first relief valve is opened when the pressure in the cylinder chamber of the first cylinder exceeds a threshold value. The first check valve regulates the flow direction of the working fluid on the first pipe only in the direction from the first cylinder side to the second cylinder side. Similarly, a second relief valve and a second check valve are provided on the second pipe. The second relief valve is opened when the pressure in the cylinder chamber of the second cylinder exceeds a threshold value. The second check valve regulates the flow direction of the working fluid on the second pipe only in the direction from the second cylinder side to the first cylinder side. Therefore, in a state where no earthquake or the like has occurred (that is, a state in which no external force is applied to the rail), the working fluid does not flow between the first cylinder and the second cylinder. Thereby, a rail can be supported stably.
On the other hand, when an external force is applied, for example, in a direction in which the rail approaches the first cylinder due to an earthquake or the like, the pressure of the working fluid in the cylinder chamber of the first cylinder rises due to the piston being pushed by the connecting rod. When the pressure of the working fluid exceeds the threshold value, the first relief valve is opened, and the working fluid flows through the first check valve to the second cylinder side. Thereby, the volume of the cylinder chamber of the first cylinder is reduced. That is, the support rigidity of the first cylinder is reduced. As a result, the rail is displaced so as to follow the direction of the external force (vibration direction of the earthquake). On the other hand, when an external force is applied in the direction in which the rail approaches the second cylinder, the pressure of the working fluid in the cylinder chamber of the second cylinder is increased by pushing the piston by the connecting rod. When the pressure of the working fluid exceeds the threshold value, the second relief valve is opened, and the working fluid flows through the second check valve to the first cylinder side. Thereby, the volume of the cylinder chamber of the second cylinder is reduced. That is, the support rigidity of the second cylinder is reduced. As a result, the rail is displaced so as to follow the direction of the external force (vibration direction of the earthquake). Thereby, possibility that a rail will drop and deviate from a support surface can be reduced.
本発明の第二の態様によれば、前記第一シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの幅方向における一方側に接続され、前記第二シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの幅方向における他方側に接続されていてもよい。 According to the second aspect of the present invention, the connecting rod of the first cylinder is connected to one side in the width direction of the rail, and the connecting rod of the second cylinder is the other in the width direction of the rail. It may be connected to the side.
この構成によれば、第一シリンダの接続ロッド、及び第二シリンダの接続ロッドが、それぞれレールの幅方向における両側に接続されている。したがって、レールの幅方向に振動が加わった場合に、レールをこの振動方向に追従するように変位させることができる。その結果、レールが支持面から脱落・逸脱する可能性を低減することができる。 According to this configuration, the connecting rod of the first cylinder and the connecting rod of the second cylinder are respectively connected to both sides in the rail width direction. Therefore, when vibration is applied in the width direction of the rail, the rail can be displaced so as to follow this vibration direction. As a result, it is possible to reduce the possibility that the rail falls off and deviates from the support surface.
本発明の第三の態様によれば、レール支持装置は、一対の前記第一シリンダ、及び一対の前記第二シリンダを備え、各前記第一シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの上下方向における上側に接続され、各前記第二シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの上下方向における下側に接続されていてもよい。 According to the third aspect of the present invention, the rail support device includes a pair of the first cylinders and a pair of the second cylinders, and the connecting rods of the first cylinders are arranged in the vertical direction of the rails. Connected to the upper side, the connecting rod of each of the second cylinders may be connected to the lower side of the rail in the vertical direction.
この構成によれば、各第一シリンダの接続ロッドがレールの上側に接続され、各第二シリンダの接続ロッドがレールの下側に接続されている。したがって、レールに対して上下方向に振動が加わった場合に、レールをこの振動方向に追従するように変位させることができる。その結果、レールが支持面から脱落・逸脱する可能性を低減することができる。 According to this configuration, the connecting rod of each first cylinder is connected to the upper side of the rail, and the connecting rod of each second cylinder is connected to the lower side of the rail. Therefore, when vibration is applied to the rail in the vertical direction, the rail can be displaced so as to follow this vibration direction. As a result, it is possible to reduce the possibility that the rail falls off and deviates from the support surface.
本発明の第四の態様によれば、前記接続ロッドは、一端が前記ピストンに固定された第一ロッドと、一端が前記レールに固定された第二ロッドと、前記第一ロッドの他端と前記第二ロッドの他端とを前記レールの延在方向に直交する面内で互いに回動可能に接続する継手部と、を有してもよい。 According to a fourth aspect of the present invention, the connecting rod includes a first rod having one end fixed to the piston, a second rod having one end fixed to the rail, and the other end of the first rod. You may have the joint part which connects the other end of said 2nd rod so that rotation is mutually possible within the surface orthogonal to the extension direction of the said rail.
この構成によれば、第一ロッドと第二ロッドとが継手部によって互いに回動可能に接続されている。したがって、第一ロッドと第二ロッドとが互いに異なる方向に延びている場合であっても、両者の間で力をロスなく伝達することができる。その結果、レールに対する第一シリンダ、及び第二シリンダの配置・姿勢の自由度を確保することができる。 According to this structure, the 1st rod and the 2nd rod are mutually connected by the joint part so that rotation is possible. Therefore, even when the first rod and the second rod extend in different directions, the force can be transmitted between them without loss. As a result, it is possible to ensure the degree of freedom of the arrangement and posture of the first cylinder and the second cylinder with respect to the rail.
本発明の第五の態様によれば、レール支持装置は、前記支持面上に配置され、前記レールを下方から支持する免震支持部をさらに備えてもよい。 According to the fifth aspect of the present invention, the rail support device may further include a seismic isolation support portion that is disposed on the support surface and supports the rail from below.
この構成によれば、免震支持部がレールを支持面上で支持していることから、支持面に対するレールの変位を徐々に減衰させることができる。これにより、より安定的にレールを支持することができる。 According to this configuration, since the seismic isolation support part supports the rail on the support surface, the displacement of the rail relative to the support surface can be gradually attenuated. Thereby, a rail can be supported more stably.
本発明の第六の態様によれば、ロボット作業システムは、前記レールと、前記レールの延在方向における一方側の端部で、前記支持面に直交する方向に延びる回転軸回りに前記レールを回動可能に支持する基端支持装置と、前記延在方向における前記基端支持装置よりも他方側の位置で前記レールを支持する中間支持装置としての上記第一から第五のいずれか一態様に係るレール支持装置と、前記レール上を移動可能な作業ロボットと、を備える。 According to a sixth aspect of the present invention, in the robot working system, the rail and the rail around the rotation axis extending in the direction orthogonal to the support surface at the end on one side in the extending direction of the rail. Any one of the first to fifth aspects as an intermediate support device that supports the rail at a position on the other side of the base end support device in the extending direction and a base end support device that supports the pivoting in the extending direction. And a work robot that can move on the rail.
この構成によれば、レールの一方側の端部が基端支持装置によって支持されている。基端支持装置は、支持面に直交する方向に延びる回転軸回りにレールを回動可能に支持する。したがって、レールの向きを所望の方向に適宜変更することができるため、作業ロボットによる作業範囲を拡大することができる。さらに、このレールは、基端支持装置よりも他方側の位置でレール支持装置によって支持されていることから、地震等が発生した場合であっても、レールが支持面から脱落・逸脱する可能性を低減することができる。 According to this structure, the edge part of the one side of a rail is supported by the base end support apparatus. The proximal support device supports the rail so as to be rotatable around a rotation axis extending in a direction orthogonal to the support surface. Therefore, since the direction of the rail can be appropriately changed to a desired direction, the work range by the work robot can be expanded. Furthermore, since this rail is supported by the rail support device on the other side of the base end support device, even if an earthquake or the like occurs, there is a possibility that the rail will fall off the support surface. Can be reduced.
本発明によれば、外力に対して十分に抗することが可能なレール支持装置、及びこれを備えるロボット作業システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rail support apparatus which can fully resist external force, and a robot working system provided with the same can be provided.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態について、図1から図4を参照して説明する。ロボット作業システム100は、レール1と、レール1上を移動可能な作業ロボット2と、レール1を支持する基端支持装置3、及び中間支持装置4(レール支持装置)と、を備えている。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
作業ロボット2は、所定の方向に敷設されたレール1上を移動することで遠隔地での各種作業を行う。具体的には、作業ロボット2は、不図示の制御装置や駆動装置を収容するロボット本体11と、ロボット本体11をレール1上で移動可能に支持する車輪12と、ロボット本体11に取り付けられたアーム13、及びハンド14と、を有している。作業者はアーム13、及びハンド14を操作することで各種の作業を行う。
The work robot 2 performs various work in a remote place by moving on the
本実施形態に係るレール1は、床面Fの上方で基端支持装置3、及び中間支持装置4(レール支持装置)によって支持されている。基端支持装置3は、レール1の延在方向における一方側の端部を下方から支持している。中間支持装置4は、延在方向における基端支持装置3よりも他方側の位置でレール1を支持している。より具体的には、中間支持装置4は、レール1の延在方向における中央部で当該レール1を下方から支持している。レール1の一方側の端部には、他のレール1の他方側の端部が対向している。なお、本実施形態に係るロボット作業システム100は、一本のみのレール1によって作業ロボット2を支持・案内する、いわゆるモノレール方式を採っている。
The
図2に示すように、基端支持装置3は、床面F上に配置された第一架台31と、第一架台31の上部に配置された回転支持部32と、を有している。第一架台31は、床面Fから上方に向かって延びるトラス状の部材である。第一架台31の高さ方向の寸法は、設計や要請に応じて適宜設定される。回転支持部32は、レール1の一方側の端部を、回転軸A1回りに回動可能に支持している。回転軸A1は、床面Fに直交する方向に延びている。したがって、図3に示すようにレール1はこの回転軸A1回りに回動することができる。レール1の回動角度を変えることによって、作業ロボット2が到達する地点を変更することができる。なお、図3では第一架台31の図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the base
中間支持装置4は、床面F上に配置された第二架台41と、第二架台41の上部に配置された支持装置本体5と、を有している。詳しくは図示しないが、第二架台41は上述の第一架台31と同様の構成・形状を有している。図4に示すように、支持装置本体5は、第二架台41の上面(支持面41A)でレール1を支持している。本実施形態に係る支持装置本体5は、シリンダ50(第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5B)と、一対のシリンダ支持部6と、第一配管L1と、第一リリーフ弁Vr1と、第一逆止弁Vs1と、第二配管L2と、第二リリーフ弁Vr2と、第二逆止弁Vs2と、免震支持部7と、位置決め装置9と、を有している。
The intermediate support device 4 includes a
第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bは、レール1の延在方向に直交する面内に延びる方向において当該レール1を基準とする両側にそれぞれ配置されている。具体的には、本実施形態では第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bは、レール1の幅方向における両側にそれぞれ配置されている。第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bは、有底筒状のシリンダチューブ51と、シリンダチューブ51内に挿入されたピストン52と、ピストン52とレール1とを接続する接続ロッド53と、をそれぞれ有している。
The
シリンダチューブ51の下側の端部はシリンダ支持部6によって支持面41Aに固定されている。シリンダ支持部6は、シリンダチューブ51をレール1の延在方向に直交する面内で回動可能に支持している。より具体的には、シリンダ支持部6は、シリンダチューブ51の底面に設けられた支持片61と、支持片61を水平方向に延びる支持軸A2回りに回動可能に支持するブラケット62と、を有している。シリンダチューブ51の内部の空間は、ピストン52によって2つの区画に分けられている。具体的には、ピストン52とシリンダチューブ51の底面(即ち、接続ロッド53が延びる方向とは反対側に位置する面)に囲まれる区画はシリンダ主室R1とされている。ピストン52を挟んでシリンダ主室R1と反対側に位置する区画はシリンダ副室R2とされている。シリンダ主室R1には、作動流体が封入されている。ピストン52がシリンダ主室R1内で進退動することで、シリンダ主室R1、シリンダ副室R2の容積、及び作動流体の圧力にそれぞれ変化が生じる。
The lower end portion of the
接続ロッド53は、第一ロッド53Aと、第二ロッド53Bと、継手部53Cと、を有している。第一ロッド53Aの一端は、上述のピストン52(第一シリンダ5Aのピストン52、又は第二シリンダ5Bのピストン52)に固定されている。即ち、第一ロッド53Aの変位に追従してピストン52が進退動する。第二ロッド53Bの一端は、レール1に固定されている。より具体的には、各第二ロッド53Bの一端は、レール1の幅方向におけるいずれか一方側の面に固定されている。第一ロッド53Aの他端と第二ロッド53Bの他端とは継手部53Cによって接続されている。継手部53Cは、第一ロッド53A及び第二ロッド53Bを、レール1の延在方向に直交する面内で互いに回動可能に接続している。即ち、この接続ロッド53はリンク機構を構成している。
The connecting
第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1と第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1とは、第一配管L1、及び第二配管L2によって互いに連通(接続)している。即ち、各シリンダ主室R1内の作動流体は、第一配管L1、及び第二配管L2を通じて両者の間を流通する。なお、より詳細には作動流体は、各シリンダ主室R1、第一配管L1、第二配管L2の内部に隙間なく充填されている。
The cylinder main chamber R1 of the
第一配管L1上には、第一リリーフ弁Vr1と、第一逆止弁Vs1とが設けられている。第一リリーフ弁Vr1は、第一配管L1上における第一シリンダ5A側の領域の圧力が、予め定められた閾値を越えた時に開放する。言い換えると、第一シリンダ5A側の圧力が閾値よりも小さい状態では、第一リリーフ弁Vr1は閉止されている。即ち、この状態では第一配管L1上における作動流体の流通は生じない。第一配管L1上における第一リリーフ弁Vr1よりも第二シリンダ5B側には、第一逆止弁Vs1が設けられている。第一逆止弁Vs1は、第一配管L1上における作動流体の流通方向を、第一シリンダ5A側から第二シリンダ5B側に向かう方向のみに規制する。即ち、この第一逆止弁Vs1が設けられていることによって、第一配管L1上では第二シリンダ5B側から第一シリンダ5A側に向かう作動流体の流通は生じない。
A first relief valve Vr1 and a first check valve Vs1 are provided on the first pipe L1. The first relief valve Vr1 opens when the pressure in the region on the
第二配管L2上には、第二リリーフ弁Vr2と、第二逆止弁Vs2とが設けられている。第二リリーフ弁Vr2は、第二配管L2上における第二シリンダ5B側の領域の圧力が、予め定められた閾値を越えた時に開放する。言い換えると、第二シリンダ5B側の圧力が閾値よりも小さい状態では、第二リリーフ弁Vr2は閉止されている。即ち、この状態では第二配管L2上における作動流体の流通は生じない。第二配管L2上における第二リリーフ弁Vr2よりも第一シリンダ5A側には、第二逆止弁Vs2が設けられている。第二逆止弁Vs2は、第二配管L2上における作動流体の流通方向を、第二シリンダ5B側から第一シリンダ5A側に向かう方向のみに規制する。即ち、この第二逆止弁Vs2が設けられていることによって、第二配管L2上では第一シリンダ5A側から第二シリンダ5B側に向かう作動流体の流通は生じない。
A second relief valve Vr2 and a second check valve Vs2 are provided on the second pipe L2. The second relief valve Vr2 is opened when the pressure in the region on the
レール1の下方には、レール1の幅方向に間隔をあけて一対の免震支持部7が設けられている。免震支持部7は例えばゴムによって一体に形成されている。各免震支持部7の上面はレール1に固定され、下面は支持面41Aに固定されている。地震等によって支持面41Aに変位が生じた場合、当該変位に基づく外力は、免震支持部7によって減衰されてレール1に伝播する。即ち、免震支持部7は、支持面41Aの変位量に比べてレール1の変位量を小さく抑える。
Below the
位置決め装置9は、第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bの内部におけるピストン52の初期位置を定めるために設けられている。位置決め装置9は、外部に設けられた油圧供給源Gと、油圧供給源Gとシリンダ主室R1とを連通する主配管91と、主配管91上に設けられた主バルブVmと、油圧供給源Gとシリンダ副室R2とを連通する副配管92と、副配管上に設けられた副バルブVnと、を有している。油圧供給源Gから、主配管91、及び副配管92を通じてシリンダ主室R1、及びシリンダ副室R2にそれぞれ作動流体が供給される。具体的には、主バルブVm及び副バルブVnの開度をそれぞれ調整することによって、シリンダ主室R1、シリンダ副室R2に供給される作動流体の圧力が変化する。
The
例えば主バルブVmを副バルブVnよりも大きく開放した場合、シリンダ主室R1内の圧力が、シリンダ副室R2の圧力よりも高くなる。その結果、ピストン52はシリンダ主室R1側からシリンダ副室R2側に向かう方向に変位する。反対に、副バルブVnを主バルブVmよりも大きく開放した場合、シリンダ副室R2の圧力が、シリンダ主室R1の圧力よりも高くなる。その結果、ピストン52はシリンダ副室R2側からシリンダ主室R1側に向かう方向に変位する。このように、主バルブVm及び副バルブVnの開度をそれぞれ調整することによって、シリンダチューブ51内におけるピストン52の位置(初期位置)が調整され、第一シリンダ5Aと第二シリンダ5Bによって幅方向両側から均等にレール1を支持することができる。
For example, when the main valve Vm is opened larger than the sub valve Vn, the pressure in the cylinder main chamber R1 becomes higher than the pressure in the cylinder sub chamber R2. As a result, the
次に、本実施形態に係るロボット作業システム100、及び中間支持装置4の動作について説明する。ロボット作業システム100を用いて作業を行うには、まず上述の基端支持装置3における回転軸A1回りにレール1を回動させることで、レール1の向きを目的地に向けて変更する。次いで、作業ロボット2をレール1上で移動させ、レール1の先端付近(即ち、目的地の近傍)に到達させる。その後、作業者による遠隔操作によって作業ロボット2は各種の作業を行う。
Next, operations of the
レール1が支持面41Aに対して強固に(剛に)固定されている場合、地震等によって支持面41Aに変位が生じると、レール1が支持面41Aとともに変位してしまう。レール1が変位すると、レール1上を走行しているロボットには変位方向とは反対側に向かう慣性力が働く。その結果、ロボットが転覆してしまい、作業を継続できなくなる虞がある。
When the
しかしながら、上記の構成では、レール1は第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bによって支持されている。第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1と第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1とは、第一配管L1、及び第二配管L2によって互いに接続されている。さらに、第一配管L1上には第一リリーフ弁Vr1と第一逆止弁Vs1とが設けられている。第一リリーフ弁Vr1は第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1の圧力が閾値を越えた時に開放される。第一逆止弁Vs1は、第一配管L1上の作動流体の流通方向を、第一シリンダ5A側から第二シリンダ5B側に向かう方向のみに規制する。同様に、第二配管L2上には第二リリーフ弁Vr2と第二逆止弁Vs2とが設けられている。第二リリーフ弁Vr2は第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1の圧力が閾値を越えた時に開放される。第二逆止弁Vs2は、第二配管L2上の作動流体の流通方向を、第二シリンダ5B側から第一シリンダ5A側に向かう方向のみに規制する。したがって、地震等が発生していない状態(即ち、レール1に外力が加わっていない状態)では、第一シリンダ5Aと第二シリンダ5Bとの間で作動流体の流通は生じない。これにより、レール1を安定的に支持することができる。
However, in the above configuration, the
一方で、地震等によって例えばレール1が第一シリンダ5Aに近接する方向に外力が加わった場合、接続ロッド53によってピストン52が押されることで第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第一リリーフ弁Vr1が開放され、作動流体は第一逆止弁Vs1を通過して第二シリンダ5B側に流れる。これにより、第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1の容積が減少する。即ち、第一シリンダ5Aの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレール1に変位が生じる。反対に、レール1が第二シリンダ5Bに近接する方向に外力が加わった場合、接続ロッド53によってピストン52が押されることで第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第二リリーフ弁Vr2が開放され、作動流体は第二逆止弁Vs2を通過して第一シリンダ5A側に流れる。これにより、第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1の容積が減少する。即ち、第二シリンダ5Bの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレール1に変位が生じる。これにより、レール1が支持面41Aから脱落・逸脱する可能性を低減することができる。なお、地震が収束した後に、上述の位置決め装置9を動作させることによって、第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bの各ピストン52をそれぞれ初期位置に復帰させることが望ましい。言い換えると、位置決め装置9の主バルブVm、及び副バルブVnは、レール1の敷設後の位置決めや、地震収束後の位置決めを行う場合を除いて閉止されていることが望ましい。
On the other hand, for example, when an external force is applied in a direction in which the
さらに、上記の構成によれば、第一シリンダ5Aの接続ロッド53、及び第二シリンダ5Bの接続ロッド53が、それぞれレール1の幅方向における両側に接続されている。したがって、レール1の幅方向に振動が加わった場合に、レール1をこの振動方向に追従するように変位させることができる。その結果、レール1が支持面41Aから脱落・逸脱する可能性を低減することができる。
Further, according to the above configuration, the connecting
加えて、上記の構成によれば、各第一シリンダ5Aの接続ロッド53がレール1の上側に接続され、各第二シリンダ5Bの接続ロッド53がレール1の下側に接続されている。したがって、レール1に対して上下方向に振動が加わった場合に、レール1をこの振動方向に追従するように変位させることができる。その結果、レール1が支持面41Aから脱落・逸脱する可能性を低減することができる。
In addition, according to the above configuration, the connecting
さらに加えて、上記の構成によれば、第一ロッド53Aと第二ロッド53Bとが継手部53Cによって互いに回動可能に接続されている。したがって、第一ロッド53Aと第二ロッド53Bとが互いに異なる方向に延びている場合であっても、両者の間で力をロスなく伝達することができる。その結果、レール1に対する第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bの配置・姿勢の自由度を確保することができる。
In addition, according to the above configuration, the
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第一実施形態では、一本のみのレール1によって作業ロボット2を支持・案内するモノレール方式を例に説明をした。しかしながら、レール1の本数は上記に限定されず、延在方向全域にわたって互いに一定の間隔をあけて敷設された2本のレール1を用いた構成を採ることも可能である。この場合、各レール1に上記の支持装置本体5を取り付けることが望ましい。
The first embodiment of the present invention has been described above. Note that various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the first embodiment, the monorail system in which the work robot 2 is supported and guided by only one
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図5を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図5に示すように、本実施形態では、レール1は、レール1の幅方向両側を向く各面(側面)に設けられた突出部1Pをさらに有している。各突出部1Pは、レール1の側面から幅方向に突出している。さらに、本実施形態に係る支持装置本体5は、上述の第一シリンダ5A、及び第二シリンダ5Bを一対ずつ備えている。なお、本実施形態に係る中間支持装置4も、上述の第一実施形態で説明した位置決め装置9を備えているが、図示簡略化のため、図5ではこの位置決め装置9の図示を省略している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the
各突出部1Pの上側の面(突出部上面PA)には、第一シリンダ5Aの接続ロッド53の一端が接続されている。第一シリンダ5Aのシリンダチューブ51は、シリンダ支持台8によってレール1の上方で支持されている。具体的には、シリンダ支持台8は、支持面41Aから上方に向かって延びる縦桁81と、縦桁81の上側の端部からレール1側に向かって延びる横桁82と、を有している。第一シリンダ5Aのシリンダチューブ51は、横桁82の下側に固定されている。即ち、第一シリンダ5Aのシリンダチューブ51は、このシリンダ支持台8を介して支持面41Aに対して相対変位不能に固定されている。各突出部1Pの下側の面(突出部下面PB)には、第二シリンダ5Bの接続ロッド53の一端が接続されている。第二シリンダ5Bのシリンダチューブ51は、支持面41Aに対して固定されている。
One end of the connecting
上記の構成では、地震等によって例えばレール1が第一シリンダ5Aに近接する方向(即ち、下側から上側に向かう方向)に外力が加わった場合、接続ロッド53によってピストン52が押されることで第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第一リリーフ弁Vr1が開放され、作動流体は第一逆止弁Vs1を通過して第二シリンダ5B側に流れる。これにより、第一シリンダ5Aのシリンダ主室R1の容積が減少する。即ち、第一シリンダ5Aの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレール1に変位が生じる。反対に、レール1が第二シリンダ5Bに近接する方向(即ち、上側から下側に向かう方向)に外力が加わった場合、接続ロッド53によってピストン52が押されることで第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1内の作動流体の圧力が上昇する。作動流体の圧力が閾値を越えた場合、第二リリーフ弁Vr2が開放され、作動流体は第二逆止弁Vs2を通過して第一シリンダ5A側に流れる。これにより、第二シリンダ5Bのシリンダ主室R1の容積が減少する。即ち、第二シリンダ5Bの支持剛性が低下する。その結果、外力の方向(地震の振動方向)に追従するようにレール1に変位が生じる。これにより、レール1が支持面41Aから脱落・逸脱する可能性を低減することができる。
In the above configuration, for example, when an external force is applied in a direction in which the
以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第二実施形態では、一本のみのレール1によって作業ロボット2を支持・案内するモノレール方式を例に説明をした。しかしながら、レール1の本数は上記に限定されず、延在方向全域にわたって互いに一定の間隔をあけて敷設された2本のレール1を用いた構成を採ることも可能である。この場合、各レール1に上記の支持装置本体5を取り付けることが望ましい。
The second embodiment of the present invention has been described above. Note that various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the second embodiment, the monorail system in which the work robot 2 is supported and guided by the
さらに、上述の第一実施形態で説明した構成と、第二実施形態で説明した構成とを組み合わせることも可能である。即ち、レール1の幅方向両側、及び上下方向両側にそれぞれ第一シリンダ5A、第二シリンダ5Bが配置された構成を採ることが可能である。この構成によれば、幅方向、及び上下方向を含むあらゆる方向からの外力に対して十分に抗しながら、より安定的にレール1を支持することができる。
Furthermore, it is possible to combine the configuration described in the first embodiment and the configuration described in the second embodiment. That is, it is possible to adopt a configuration in which the
1…レール
2…作業ロボット
3…基端支持装置
4…中間支持装置
5…支持装置本体
6…シリンダ支持部
7…免震支持部
8…シリンダ支持台
11…ロボット本体
12…車輪
13…アーム
14…ハンド
31…第一架台
32…回転支持部
41…第二架台
50…シリンダ
51…シリンダチューブ
52…ピストン
53…接続ロッド
61…支持片
62…ブラケット
81…縦桁
82…横桁
91…主配管
92…副配管
100…ロボット作業システム
1P…突出部
41A…支持面
53A…第一ロッド
53B…第二ロッド
53C…継手部
5A…第一シリンダ
5B…第二シリンダ
A1…回転軸
A2…支持軸
F…床面
G…油圧供給源
L1…第一配管
L2…第二配管
PA…突出部上面
PB…突出部下面
R1…シリンダ主室
R2…シリンダ副室
Vm…主バルブ
Vn…副バルブ
Vr1…第一リリーフ弁
Vr2…第二リリーフ弁
Vs1…第一逆止弁
Vs2…第二逆止弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
作動流体が流通するシリンダ室が形成されたシリンダチューブ、前記シリンダ室内で進退動するピストン、及び該ピストンと前記レールとを接続する接続ロッドをそれぞれ有し、前記レールの延在方向に直交する面内に延びる方向において該レールを基準とする両側に配置された第一シリンダ、及び第二シリンダと、
前記シリンダチューブを前記支持面上で支持するシリンダ支持部と、
前記シリンダ室同士を接続する第一配管、及び第二配管と、
前記第一配管上に配置され、前記第一シリンダ側の圧力が予め定められた閾値を超えた時に開放する第一リリーフ弁と、
前記第一配管上における前記第一リリーフ弁よりも前記第二シリンダ側に配置され、該第一配管上における前記作動流体の流通方向を、前記第一シリンダ側から前記第二シリンダ側に向かう方向のみに規制する第一逆止弁と、
前記第二配管上に配置され、前記第二シリンダ側の圧力が予め定められた閾値を超えた時に開放する第二リリーフ弁と、
前記第二配管上における前記第二リリーフ弁よりも前記第一シリンダ側に配置され、該第二配管上における前記作動流体の流通方向を、前記第二シリンダ側から前記第一シリンダ側に向かう方向のみに規制する第二逆止弁と、
を備えるレール支持装置。 A rail support device for supporting a rail on a support surface,
A cylinder tube in which a cylinder chamber through which a working fluid flows is formed, a piston that moves forward and backward in the cylinder chamber, and a connecting rod that connects the piston and the rail, and a surface that is orthogonal to the extending direction of the rail A first cylinder and a second cylinder arranged on both sides with respect to the rail in a direction extending inward,
A cylinder support for supporting the cylinder tube on the support surface;
A first pipe connecting the cylinder chambers, and a second pipe;
A first relief valve disposed on the first pipe and opened when the pressure on the first cylinder side exceeds a predetermined threshold;
It is arranged on the second cylinder side from the first relief valve on the first pipe, and the flow direction of the working fluid on the first pipe is a direction from the first cylinder side to the second cylinder side. A first check valve that regulates only,
A second relief valve disposed on the second pipe and opened when the pressure on the second cylinder side exceeds a predetermined threshold;
It is arranged closer to the first cylinder than the second relief valve on the second pipe, and the flow direction of the working fluid on the second pipe is a direction from the second cylinder side toward the first cylinder side. A second check valve that regulates only,
A rail support device comprising:
各前記第一シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの上下方向における上側に接続され、各前記第二シリンダの前記接続ロッドは、前記レールの上下方向における下側に接続されている請求項1又は2に記載のレール支持装置。 A pair of first cylinders and a pair of second cylinders;
The connection rod of each of the first cylinders is connected to an upper side in the vertical direction of the rail, and the connection rod of each of the second cylinders is connected to a lower side of the rail in the vertical direction. The rail support device according to 2.
一端が前記ピストンに固定された第一ロッドと、
一端が前記レールに固定された第二ロッドと、
前記第一ロッドの他端と前記第二ロッドの他端とを前記レールの延在方向に直交する面内で互いに回動可能に接続する継手部と、
を有する請求項1から3のいずれか一項に記載のレール支持装置。 The connecting rod is
A first rod having one end fixed to the piston;
A second rod having one end fixed to the rail;
A joint for connecting the other end of the first rod and the other end of the second rod to each other in a plane perpendicular to the extending direction of the rail;
The rail support device according to claim 1, comprising:
前記レールの延在方向における一方側の端部で、前記支持面に直交する方向に延びる回転軸回りに前記レールを回動可能に支持する基端支持装置と、
前記延在方向における前記基端支持装置よりも他方側の位置で前記レールを支持する中間支持装置としての請求項1から5のいずれか一項に記載のレール支持装置と、
前記レール上を移動可能な作業ロボットと、
を備えるロボット作業システム。 The rail;
A base end support device that rotatably supports the rail around a rotation axis extending in a direction orthogonal to the support surface at one end in the extending direction of the rail;
The rail support device according to any one of claims 1 to 5 as an intermediate support device that supports the rail at a position on the other side of the base end support device in the extending direction.
A working robot movable on the rail;
Robot working system comprising
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