JP2501780Y2 - 角度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、２部材のなす角度を測定するための角度検
出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、石油タンク等のタンクでは、内溶液の給排の
繰り返しにより、あるいは、地震等により、第５図の二
点鎖線で示すように、底板11と側板13とが変形すること
が知られている。

この底板11と側板13との連結は、タンク建設時の溶接
施工試験によっても強度が確認されており、その変形度
合いを知ることは、タンクの安全性を確保する上で非常
に重要である。

このようなタンクの変形度合いを確認するための方法
として、底板11と側板13との内角θを測定し、変形度合
いを知る方法が試みられており、底板11と側板13との内
角θを測定する装置としては、本出願人が先に出願し
た、特開平2-35310号公報に開示されるものが知られて
いる。

第６図および第７図は、この公報に開示されるタンク
隅底部検査ロボットを示すもので、これ等の図におい
て、符号15は、ロボット本体を示しており、このロボッ
ト本体15は、底板11に、側板13から所定距離Ｓを置いて
配置されるレール17上に載置されている。

ロボット本体15には、ロボット本体15から側板13まで
の距離を測定する側板検出腕19および底板11までの距離
を検出する底板検出腕21を備えた角度検出装置23が配置
されており、検出された側板13までの距離および底板11
までの距離から角度θが求められる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の角度検出装置23で
は、側板検出腕19により水平方向距離を単に測定し、底
板検出腕21により垂直方向距離を単に測定しているた
め、これ等の測定制度の割りには、底板11と側板13との
角度θを正確に求められないという問題があった。

本考案は、かかる従来の問題を解決するためになされ
たもので、簡易な構造により、２部材のなす角度を迅速
に高精度で求めることのできる角度検出装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の角度検出装置は、ほぼ等しい長さの四本の
リンクを四角形状に連結して構成される四節リンク機構
と、この四節リンク機構の一方の対角線上に配置されこ
の対角線上の節点を内側に向けて付勢する板ばねと、前
記四節リンク機構の前記対角線に対向する一方の節点を
前記対角線に向けて押圧する押圧手段と、前記板ばねに
貼着され前記四節リンク機構の変形量を測定する歪みゲ
ージとを備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

請求項１の角度検出装置では、２つの部材が交わる角
部の空間に四節リンク機構が、この四節リンク機構の一
方の対角線上に配置される板ばねによりこの対角線上の
節点を内側に向けて付勢し、かつ、押圧手段が角部の空
間の外側になるように配置され、この後、押圧手段によ
り、四節リンク機構の外側の節点が、２つの部材の交点
側に向けて押圧される。

そして、この押圧手段の押圧により、四節リンク機構
が変形し、例えば、外側の節点を除いた他の節点の近傍
が２つの部材にそれぞれ当接し、この時の四節リンク機
構の変形量が、板ばねに貼着された歪みゲージにより測
定され、これにより、２つの部材の交角が求められる。

〔実施例〕

以下、本考案の詳細を図面に示す実施例について説明
する。

第１図は、本考案の角度検出装置の一実施例を示すも
ので、図において符号31は、例えば、第２図に示すよう
に、タンクの底板11と側板13との交わる空間に配置され
る四節リンク機構を示している。

この四節リンク機構31は、例えば、100mm程度の同一
の長さの四本のリンク33,34,35,36を、四箇所の節点37,
38,39,40により、四角形状に連結して構成されている。

また、底板11と側板13側のリンク33,34,35,36の先端
は、それぞれ節点37,38,40より所定距離突出され、先端
先細り状の接触部41とされている。

この四節リンク機構31の、底板11と側板13との交点43
に対向する一方の対角線45上には、この対角線45上の節
点38,40を内側に向けて付勢する付勢手段である板ばね4
7が配置されている。

この板ばね47は、中央に、節点37側に突出する半円状
のばね部49を有しており、一端を、対角線45上の一方の
節点38に固定され、他端の他方の節点40に固定されてい
る。

四節リンク機構31の対角線45に対向する一方の節点39
には、この節点39を対角線45に向けて押圧する押圧手段
51が配置されている。

この押圧手段51は、ロッド53とシリンダ55とを備えて
おり、ロッド53の前端が四節リンク機構31の節点39に回
動自在に連結されている。

一方、ロッド53の後部は、シリンダ55内に挿入されて
おり、ロッド53の後端に形成される鍔部57と、シリンダ
55の先端との間には、スプリング59が挿入されている。

そして、シリンダ55は、例えば、ロボット本体61に固
定され、シリンダ55の後端には、ロボット本体61からの
油圧が供給される油圧配管63が接続されている。

この実施例では、四節リンク機構31の変形量を測定す
る測定手段は、板ばね47のばね部49に貼着される歪みゲ
ージ65を有している。

すなわち、四節リンク機構31が変形すると、四節リン
ク機構31の対角線45上の節点38,40の間隔が変化し、ば
ね部49が変形するが、この変形が歪みゲージ65により歪
み信号として検出され、演算手段67に出力される。

演算手段67には、予めの測定あるいは計算により、歪
み信号とリンクのなす角度θとの関係が記憶されてお
り、歪み信号を入力した演算手段67は、この関係から角
度θを求め、表示手段69に出力する。

以上のように構成された角度検出装置を使用しての２
つの部材、例えば、タンクの底板11と側板13とのなす角
度θの測定は以下述べるようにして行なわれる。

すなわち、先ず、底板11と側板13とが交わる角部の空
間に四節リンク機構31が、この四節リンク機構31の対角
線45が、底板11と側板13との交点43に対して対向し、か
つ、押圧手段51が角部の空間の外側になるように配置さ
れ、この後、押圧手段51のシリンダ55の後端に油圧配管
63から油圧を供給すると、第２図に示すように、ロッド
53が移動し、四節リンク機構31の外側の節点39が、底板
11と側板13との交点43側に向けて押圧される。

そして、この押圧手段51の押圧により、四節リンク機
構31が変形し、リンク33,34,35,36の接触部41が底板11
および側板13にそれぞれ当接し、この時の四節リンク機
構31の変形量が、測定手段により測定され、これによ
り、底板11と側板13との角度θが求められる。

すなわち、この実施例では、四節リンク機構31の変形
による、ばね部49の変形が、歪みゲージ65により歪み信
号として検出され、演算手段67に出力され、この演算手
段67により、歪み信号とリンクのなす角度θとの関係か
ら角度θが求められ、表示手段69に出力される。

しかして、以上のように構成された角度検出装置で
は、角度検出装置を、四本のリンク33,34,35,36を四角
形状に連結して構成される四節リンク機構31と、この四
節リンク機構31の一方の対角線45上に配置されこの対角
線45上の節点38,40を内側に向けて付勢する付勢手段で
ある板ばね47と、四節リンク機構31の対角線45に対向す
る一方の節点39を対角線45に向けて押圧する押圧手段51
と、四節リンク機構31の変形量を測定する測定手段であ
る歪みゲージ65とから構成したので、底板11と側板13と
が交わる角部の空間に四節リンク機構31が、この四節リ
ンク機構31の一方の対角線45が、底板11と側板13の交点
43に対して対向し、かつ、押圧手段51が角部の空間の外
側になるように配置され、この後、押圧手段51により、
四節リンク機構31の外側の節点39が、底板11と側板13の
交点43が側に向けて押圧され、この押圧手段41の押圧に
より、四節リンク機構31が変形し、例えば、外側の節点
39を除いた他の節点の近傍の接触部41が、底板11と側板
13にそれぞれ当接し、この時の四節リンク機構31の変形
量が、測定手段により測定され、これにより、底板11と
側板13との角度θが求められるため、簡易な構造によ
り、底板11と側板13とのなす角度θを迅速に高精度で求
めることができる。

また、以上のように構成された角度検出装置では、付
勢手段を、対角線45上に配置される板ばね47から構成
し、この板ばね47により、対角線45上の節点38,40を内
側に向けて付勢するようにしたので、付勢手段を非常に
簡易な構造にすることができる。

さらに、以上のように構成された角度検出装置では、
測定手段を、板ばね47に貼着される歪みゲージ65から構
成し、四節リンク機構31の変形時の板ばね47の変形を、
歪みゲージ65により測定し、この値を基にして四節リン
ク機構31の変形を求めるようにしたので、四節リンク機
構31の変形量を簡易かつ高精度に求めることができる。

なお、以上述べた実施例では、タンクの底板11と側板
13との角度θの測定に、本考案の角度検出装置を適用し
た例について述べたが、本考案は、かかる実施例に限定
されるものではなく、２つの部材の角度の測定に広く適
用できることは勿論である。

また、以上述べた実施例では、押圧手段51をロッド53
とシリンダ55により構成した例について述べたが、本考
案は、かかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、押圧手段を、ボール螺子，滑り螺子等の螺子と電動
モータ等により構成しても良いことは勿論である。

〔考案の効果〕

以上述べたように、請求項１の角度検出装置では、ほ
ぼ等しい長さの四本のリンクを四角形状に連結して構成
される四節リンク機構と、この四節リンク機構の一方の
対角線上に配置されこの対角線上の節点を内側に向けて
付勢する板ばねと、前記四節リンク機構の前記対角線に
対向する一方の節点を前記対角線に向けて押圧する押圧
手段と、前記板ばねに貼着され前記四節リンク機構の変
形量を測定する歪みゲージとを備えたものであるから、
２つの部材が交わる角部の空間に四節リンク機構が、こ
の四節リンク機構の一方の対角線上に配置される板ばね
によりこの対角線上の節点を内側に向けて付勢し、か
つ、押圧手段が角部の空間の外側になるように配置さ
れ、この後、押圧手段により、四節リンク機構の外側の
節点が、２つの部材の交点側に向けて押圧され、この押
圧手段の押圧により、四節リンク機構が変形し、例え
ば、外側の節点を除いた他の節点の近傍が２つの部材に
それぞれ当接し、この時の四節リンク機構の変形量が、
板ばねに貼着された歪みゲージにより測定され、この値
を基にして四節リンク機構の変形を求め、これにより、
２つの部材の交角が求められるため、簡易な構造によ
り、２部材のなす角度を迅速に高精度で求めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の角度検出装置の一実施例を示す側面図
である。 第２図は第１図の角度検出装置の四節リンク機構を押圧
手段により押圧した状態を示す側面図である。 第３図はタンクの底板と側板との連結部の角度変化を示
す説明図である。 第４図は本出願人が先に出願したタンク隅底部検査ロボ
ットを示す側面図である。 第５図は第４図の上面図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 31……四節リンク機構 33,34,35,36……リンク 37,38,39,40……節点 45……対角線 47……板ばね 51……押圧手段 65……歪みゲージ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ等しい長さの四本のリンクを四角形状
   に連結して構成される四節リンク機構と、この四節リン
   ク機構の一方の対角線上に配置されこの対角線上の節点
   を内側に向けて付勢する板ばねと、前記四節リンク機構
   の前記対角線に対向する一方の節点を前記対角線に向け
   て押圧する押圧手段と、前記板ばねに貼着され前記四節
   リンク機構の変形量を測定する歪みゲージとを備えたこ
   とを特徴とする角度検出装置。