JP2522610Y2 - 角度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、円筒タンク等の隅底部
の内角を検出するための角度検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は先に、自動的にタンクの隅底
部の検査を行うための「タンク隅底部検査ロボット」を
提案した（特開平２−３５３１０号公報）。

【０００３】図４に示すように、この検査ロボットは、
タンク１の底板２と側板３とにより区画される隅底部４
の内角θを検出するための角度検出器５と、角度検出器
５を搭載し底板２上を所定の軌道に沿って走行するため
の走行装置６を有した装置本体７と、角度検出器５によ
り検出した検出値及び検出した位置を記録するための記
録装置８とにより構成されており、装置本体７が走行し
つつ角度検出器５を作動させることにより、石油などの
内容液がタンク１内に収容されている状態で、自動的に
タンク隅底部４の角度を検出するようになっている。こ
の検出値と設計値等とを比較することにより、直ちに隅
底部の疲労寿命などを推定することができ、タンクの安
全性の管理に寄与できることとなった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで上記提案にあ
っては、角度検出器５として、装置本体７から水平にタ
ンク１の径方向に延出された側板検出腕９と、側板検出
腕９の途中から垂下された底板検出腕１０とを備えた構
成を開示している。即ち、検出腕９，１０を進退させ
て、その先端部１１，１２を側板３及び底板２に当接さ
せ、当接した時点の進退量に基づいて内角θを検出する
ようになっている。

【０００５】しかしながらこの構成においては、隅底部
４から離れた装置本体７からの距離測定により角度θを
演算することになるので、その測定精度を上げても正確
な角度を得ることは難しかった。

【０００６】そこで本考案は、上記事情に鑑み、より正
確に隅部の角度を検出できる角度検出装置を提供すべく
創案されたものである。

【０００７】なお本出願人は既に、本考案と同様な目的
を有した角度検出装置を案出し出願している（実願平３
−８３２０号）。その出願の提案内容は、四節リンク機
構を隅底部へと押し付けて相似形に変形させ、その歪み
を測定することで内角を検出するものである。ただし四
節リンク機構はその構造上、ボス部におけるガタが避け
られず、僅かではあるが検出値の誤差に影響を与えるお
それがある。本考案は、この懸念がないように改良して
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、側壁及び底壁
により区画される隅底部の内角を検出するための装置に
おいて、規定角度で交わる二辺部を有しその内の一方の
辺部及び二辺部に挟まれた角部に所定の接触子が形成さ
れた測定用部材と、一方の辺部を底壁又は側壁に、且つ
角部を隅底部に、それぞれの接触子が適宜当接するよう
に押し付ける押圧手段と、二辺部のうちの他方の辺部に
設けられ対向する側壁又は底壁までの距離を測定する非
接触変位計とを備えたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によって、押圧手段は、測定部材を側
壁及び底壁側へ押し付け、一方の辺部及び角部の接触子
を当接させる。この状態で、非接触変位計は、他方の辺
部から側壁或いは底壁までの距離を測定し、この測定値
と既知の測定用部材の寸法等とにより隅底部の角度検出
がなされる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例を添付図面に従って説
明する。

【００１１】図１は、本考案に係わる角度検出装置の一
実施例を示したものである。この装置は、直角に交わる
二辺部２１，２２を有した測定用部材２３と、測定用部
材２３を適宜側壁２４及び底壁２５へと押し付ける押圧
手段２６と、測定用部材２３に設けられた非接触変位計
たる超音波センサー２７とにより主として構成されてい
る。

【００１２】測定用部材２３は、本実施例にあっては適
宜な剛性を有した略正方形の板で成り、その四辺のうち
図中下側辺部２１及び左側辺部２２が二辺部として形成
されている。そして一方の辺部たる下側辺部２１及び、
これら辺部２１，２２に挟まれた左下の角部２８には、
三角形状に突出した同一高さの接触子２９，３０，３１
が合計三個取り付けられ、下側辺部２１及び角部２８を
近接対象物から所定の間隔を保って位置させるようにな
っている。即ちこれらは、下側辺部２１の両端付近（２
９，３０）と、他方の辺部たる左側辺部２２の角部２８
側（３１）にそれぞれ設けられている。

【００１３】押圧手段２６は、略沿直及び水平に伸びた
二本のエアシリンダ３２，３３で成り、その伸縮ロッド
３４，３５の先端が測定用部材２３の上側辺部３６及び
右側辺部３７に取り付けられている。またその基端側
（図示せず）は保持体３８に枢支されており、それぞれ
の伸縮ロッド３４，３５が伸長することで、下側辺部２
１を底壁２５に、且つ角部２８を隅底部３９に、それぞ
れの接触子２９…３１が正対して当接するように押し付
けるようになっている。

【００１４】超音波センサー２７は、レベル計などに利
用されている公知のものであり、左側辺部２２の角部２
８から遠い側の端部近傍位置に取り付けられている。す
なわち左側辺部２２が対向している側壁２４に対して送
信器４０から超音波を発射し、反射したものが受信器４
１に捕らえられるまでの時間によって、左側辺部２２の
所定位置から側壁２４までの距離を測定するようになっ
ている。

【００１５】このほか保持体３８には演算制御機構（図
示せず）が備えられており、エアシリンダ３２，３３の
伸縮及び超音波センサー２７の作動を制御すると共に、
隅底部３９の角度θを算出するようになっている。即ち
エアシリンダ３２，３３が反力を受けて伸長動作を停止
したときに超音波センサー２７を作動させて、その測定
値と、既知の値である角部２８の角度（90度）や超音波
センサー２７の位置などとに基づいて、或いは予め算定
したプログラムにより直接測定値を変換することで、隅
底部３９の角度θを求めて、記録するようになってい
る。

【００１６】次に実施例の作用を説明する。

【００１７】隅底部３９の角度θを検出するに際して、
まず保持体３８を、隅底部３９から適当な距離だけ離間
した位置に設置する。次にエアシリンダ３２，３３を伸
長させて、下側辺部２１及び角部２８をそれぞれ底壁２
５及び隅底部３９へ押圧する。この押圧により、各接触
子２９…３１が底壁２５及び隅底部３９近傍の側壁２４
に当接する。従って下側辺部２１は底壁２５と所定の間
隔で平行な状態に保たれると共に、角部２８は隅底部３
９から所定の距離に隔てられて位置される。この状態
で、超音波センサー２７は左側辺部２２の所定位置から
側壁２４までの離間距離を測定し、その検出値を演算制
御機構に入力させる。そして演算制御機構は、この検出
値により隅底部３９の角度θを演算し、記録する。

【００１８】このように、正方形状の測定部材２３に接
触子２９…３１と超音波センサー２７とを設け、下側辺
部２１を底壁２５に、また角部２８を隅底部３９に当接
させた状態で、左側辺部２２と側壁２４との隔たりを測
定するようにしたので、測定部材２３が隅底部３９に近
接された状態で検出することで、隅底部の角度θを正確
に且つ迅速に検出することができる。

【００１９】また角部２８の角度が一定である板を測定
用部材２３として構成してあることで、押し付け等に伴
って変形が生じることがなく、ガタによる測定誤差を未
然に防ぐことができる。

【００２０】次に図２及び図３によって、本考案の具体
的実施例を説明する。

【００２１】この具体的実施例は、円筒タンク４１の隅
底部４２を検査するロボットに適用した場合において示
したものであり、そのロボット本体４３に、前記実施例
で示したものと同様な角度検出装置が設けられている。

【００２２】ロボット本体４３は、略立方体形状を呈し
て成形されており、その底部に、底壁たる底板４４の上
を走行するための四個のマグネット車輪４５が設けら
れ、一方の側部には側壁となる側板４６に接触しつつ転
動する二個のマグネット車輪４７が設けられている。即
ちこのロボット本体４３は、側板４６から所定の間隔を
隔てた軌道上を走行するようになっている。この間隔
は、測定部材２３が隅底部４２に係合可能な距離であ
る。

【００２３】またエアシリンダ３２，３３は、ロボット
本体の走行方向前方（又は後方）において、その前面
（後面）４７に略並行となるように延長されている。そ
して、沿直シリンダ３２の基端部４８は、前面４７上方
に取り付けられ側板４６側へ突出された支持部材４９の
先端に、ピン５０を介して連結されている。また水平シ
リンダ３３の基端部５１は、前面４７下方に取り付けら
れ底板４４側へ突出された支持部材５２にピン５３で連
結されている。即ち、これらエアシリンダ３２，３３
は、押圧により測定用部材２３が移動するのに伴って、
それぞれピン５０，５３を軸にして、適宜揺動できるよ
うになっている。

【００２４】そして本実施例にあっては、下側辺部２１
の接触子２９，３０間の距離及び、左側辺部２２の接触
子３１と超音波センサー２７の取付位置との距離が、10
0mmとなるように形成されている。従ってこの検出角度
θは、隅点Ｐと、隅点Ｐからおよそ100mm だけ離れた地
点とを結んだ線分により形成された角度となる。即ち、
この値は、その地点の側板４６或いは底板４６の変形量
を示すものである。このように形成したことにより、例
えば「側板から100mm の位置における変位と継手部疲労
寿命との関係」等々の、従来から蓄積されている計測デ
ータを直ちに利用できる。

【００２５】その他の構成は、前記実施例と同様である
ので、図１と同一の符号を付すことにより、その説明を
省略する。

【００２６】このように構成したロボットにより、円筒
タンク４１の隅底部４２の角度θを検出してその健全性
などを検査するに際しては、マグネット車輪４５，４７
を回転駆動することで、ロボット本体４３を走行させつ
つ、適当な間隔をおいて測定点を定めてエアシリンダ３
２，３３を作動させる。これで、タンク全周に亘って隅
底部４２の角度θを自動的に且つ正確に検出することが
できる。即ち、石油などの内容液が円筒タンク４１内に
収容されている状態で、円筒タンク４１の安全性の管理
が実現できるものである。

【００２７】なお以上の実施例において、測定用部材２
３は板として示したが、矩形状に或いはＬ字状に組んだ
トラスとしてもよい。また角部２８の交角は90度に限ら
ず、非接触変位計による距離測定が可能な範囲で選択で
きる。その非接触変位計は、図示した超音波センサー２
７の他、渦電流形変位計或いはレーザー変位計なども適
用可能である。さらに押圧部材２６としては、エアシリ
ンダ３２，３３に限らず、油圧シリンダを使用してもよ
く、或いはねじロッド（ボールネジ）及びこれを回転駆
動する電動モータを設けて、ねじロッドを適宜進退移動
させることで測定用部材２３を移動させるようにしても
構わない。

【００２８】また以上の実施例とは逆に、非接触変位計
を下側辺部に、接触子を左側辺部に設けて、左側辺部を
側壁に当接させると共に、下側辺部から底壁までの距離
を測定して、隅底部の角度を検出するようにしてもよ
い。

【００２９】

【考案の効果】以上要するに本考案によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３０】一方の辺部及び角部に所定の接触子が形成
された測定用部材と、一方の辺部を側壁又は底壁に角部
を隅底部に押し付ける押圧手段と、他方の辺部に設けら
れて対向する壁までの距離を測定する非接触変位計とを
備えたので、測定用部材が隅底部側へ係合した状態で非
接触変位計を作動させることで、隅底部の角度を正確に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる角度検出装置の一実施例を示し
た側面図である。

【図２】本考案の具体的実施例を示した側面図である。

【図３】図３の平面図である。

【図４】従来の角度検出装置を備えたタンク隅底部検査
ロボットの側面図である。

【符号の説明】

２１ 下側辺部（一方の辺部） ２２ 左側辺部（他方の辺部） ２３ 測定用部材 ２４ 側壁 ２５ 底壁 ２６ 押圧手段 ２７ 超音波センサー（非接触変位計） ２８ 角部 ２９，３０，３１ 接触子 ３９ 隅底部 θ 隅底部の内角

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁及び底壁により区画される隅底部の
   内角を検出するための装置において、規定角度で交わる
   二辺部を有しその内の一方の辺部及び上記二辺部に挟ま
   れた角部に所定の接触子が形成された測定用部材と、上
   記一方の辺部を上記底壁又は側壁に、且つ上記角部を隅
   底部に、それぞれの上記接触子が適宜当接するように押
   し付ける押圧手段と、上記二辺部のうちの他方の辺部に
   設けられ対向する側壁又は底壁までの距離を測定する非
   接触変位計とを備えたことを特徴とする角度検出装置。