JP3192974B2 - 両腕型マニプレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔操作可能なＩ
ＴＶカメラを備えた両腕型マニプレータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】原子力の分野において、原子力発電の使
用済燃料を固化処理するガラス固化プラントには、図４
に示すように固化セルＡ内での作業や機器の保守点検を
遠隔で行うために使用されるクレーンＡ１_１，Ａ１_２や
両腕型マニプレータＡ２_１，Ａ２_２が設けられている。
操作室Ｂ内の操作者が操作を行う遠隔操作区域Ｂ１には
モニタＢ２が配置されている。モニタＢ２用のＩＴＶカ
メラは、通常両腕型マニプレータＡ２_１，Ａ２_２の肩部
に雲台を介して固定されている。Ｃは制御盤である。

【０００３】両腕型マニプレータＡ２_１，Ａ２_２により
保守点検を行う際には、先ず操作室Ｂの遠隔操作区域Ｂ
１において操作者がモニタＢ２を見ながら固化セルＡ内
の保守点検対象機器近傍まで両腕型マニプレータＡ
２_１，Ａ２_２を移動する。その後、ＩＴＶカメラを支持
した雲台を操作し、保守点検部位をモニタＢにより確認
しながら、両腕型マニプレータＡ２_１，Ａ２_２を遠隔操
作区域Ｂ１に配置したマスターアーム等の操作装置によ
り操作して保守点検を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＴＶカメ
ラと周辺に設置されている機器，配管等とが干渉して保
守点検対象機器に接近できないような場合には、ＩＴＶ
カメラを後方位置に移動し固定する必要がある。

【０００５】そして、ＩＴＶカメラの移動及び固定の作
業は、固化セル内の広い場所に一旦両腕型マニプレータ
を移動し、クレーンにより移動治具をＩＴＶカメラの位
置まで吊り上げ、この移動治具を操作することにより行
われるため、作業には十数時間を要すると共に、大形の
移動治具を固化セル内へ搬入，クレーンにより吊り上げ
る等の煩雑な作業が必要となる。

【０００６】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、ＩＴ
Ｖカメラを任意の位置に容易に移動させることができる
両腕型マニプレータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の両腕型マニプレ
ータは、旋回駆動可能に支持された旋回アームとこの旋
回アームの先端に一対のスレーブアームを設け、前記旋
回アームの基端位置においてそれぞれ水平方向に左右両
側に両スレーブアームの間隔より張り出したカメラアー
ムを水平方向に回動自在に設け、 前記各カメラアーム
の基端部に各カメラアームを遠隔操作により水平方向に
回動駆動するカメラアーム駆動部を各々設け、前記各カ
メラアームの先端部に各々遠隔制御での操作により任意
の方向に駆動される雲台を介してＩＴＶカメラを設けて
構成し、前記カメラアーム駆動部を、外部からの回転力
により減速機を介してアーム駆動軸を回転駆動する外部
駆動軸と、外部駆動軸を回転駆動する着脱可能な電動駆
動機構とで構成したことを特徴とする。

【０００８】両腕型マニプレータにおいて、カメラアー
ムをアーム駆動軸を中心に回動させることができると共
に、雲台を任意方向に回動させることができるので、カ
メラの任意の位置への移動固定が容易であり、保守対象
機器ないしハンドを任意のアングルで撮ることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に両腕型マニプレータの全体
構成を、図２にマニプレータのアーム部構成を、図３に
マニプレータのカメラアーム駆動部の構成を示す。

【００１０】図１において、２は固化セルの天井近くを
走行可能に設けられたマニプレータのブリッジ，３はそ
の駆動用モータ，４はブリッジ２の上を走行可能に設け
られたキャリッジ，５はその駆動用のモータ，６はキャ
リッジに設けられた上下方向に伸縮可能なテレスコープ
チューブ，７はその伸縮駆動用のモータ，１０はテレス
コープチューブ６の下端部に旋回可能に設けられたアー
ム部、１１はその旋回装置で、テレスコープチューブ６
に設けられたモータにより駆動されるようになってい
る。

【００１１】図２において、１１は図示省略のモータに
より駆動される旋回装置，１２は旋回軸，１３は旋回
台，１４は旋回アーム，１５は旋回アーム１４に設けら
れた補助ホイスト本体兼用の旋回アーム，１６は補助ホ
イスト，Ｍ１は補助ホイストのモータ，１７は補助ホイ
ストのワイヤ巻取ドラム駆動用の減速機である。この補
助ホイスト１６はモータＭ１を遠隔制御することにより
操作される。２１_１及び２１_２は補助ホイスト本体部１
５に設けられたスレーブ機構取付用アーム、２２_１及び
２２_２はアーム２２_１及び２２_２に設けられたスレーブ
アーム駆動機構、Ｍ２_１〜Ｍ４_１及びＭ２_２〜Ｍ４_２は
ハンド及びスレーブアーム駆動用モータ、２３_１〜２５
_１及び２３_２〜２５_２はこれらモータとスレーブアーム
駆動機構との間に設けられた減速機、２６_１，２７_１及
び２６_２，２７_２はスレーブアーム、２８_１及び２８_２
はスレーブアーム２７_１及び２７_２の先端に設けられた
ハンドである。このハンド２８_１及び２８_２はモータＭ
２_１〜Ｍ４_１及びＭ２_２〜Ｍ４_２を遠隔制御することに
より操作される。

【００１２】３１_１及び３１_２はカメラアーム、３２及
び３４はアーム３１_１及び３１_２に設けた取付台、３５
_１及び３５_２は取付台３２，３４に設けた雲台、Ｍ
６_１，Ｍ６_２及びＭ７_１，Ｍ７_２は雲台３１_１，２１_２
の水平方向の角度及び傾斜角度を制御するモータ、３６
_１及び３６_２は雲台３５_１及び３５_２に取り付けた肩部
ＩＴＶカメラ、４０_１及び４０_２は旋回アーム１４の両
側に設けたカメラアーム駆動部、４１_１，４１_２及び４
２_１，４２_２はカメラアーム駆動部取付台である。

【００１３】図３について、４３はアーム取付座４３ａ
を有するアーム駆動軸でその下部のピン部４３ｂが取付
台４２に軸受を介して支持され、上部のピン部４３ｃに
はウォームホイール４４及びストッパアーム４８が嵌着
され、ウォームホイール４４が取付台４１（４１ａ＋４
１ｂ＋４１ｃ）に軸受を介して支持されている。４５は
外部駆動軸で、ウォームホイール４４と噛合するウォー
ムギヤ４６及び傘歯車４７が一体に設けられている。

【００１４】Ｍ５はアーム駆動用モータ，５１は減速
機，５２は傘歯車４７と噛合する傘歯車，５３はケー
ス，５４はコネクタ，５６は取付台４１にケース５３を
取り付ける固定ボルト，５７はケース位置を決めるガイ
ドピンで、固定ボルト５６を外すことによりケース５３
と共にモータＭ５，減速機５１，傘歯車５２，コネクタ
５４が一緒に取付台４１から外れるようになっている。

【００１５】以下に肩部カメラ３６_１及び３６_２の操作
について説明する。

【００１６】モータＭ５（Ｍ５_１、又はＭ５_２）を遠隔
制御すると、モータＭ５の回転は減速機５１で減速され
傘歯車５２に噛合する傘歯車４７を回転させ傘歯車と同
軸のウォームギヤ４６が回転してウォームホイール４４
が回転し、同軸のアーム駆動軸４２が回転し、そのアー
ム取付座４２ａに取り着けられたカメラアーム３１（３
１_１又は３１_２）が水平方向に回動する。この可動範囲
ａはストッパ４９ａ，４９ｂ位置で決められる。

【００１７】また、モータＭ６_１（Ｍ６_２）を遠隔制御
すると、雲台３５_１（３５_２）が水平方向に回動し、肩
部カメラ３６_１（３６_２）も水平方向に回動する。この
可動範囲ｂは図示省略のストッパ位置で決められる。ま
た、モータＭ７_１（Ｍ７_２）を遠隔で制御すると、雲台
３５_１（３５_２）の傾斜角が変わり、肩部カメラ３６_１
（３６_２）の仰角が変わる。この可動範囲ｃは図示省略
のストッパ位置で決められる。

【００１８】上記のようにモータＭ５_１（Ｍ５_２）を制
御することで、スレーブアーム２６_１，２６_２の間隔よ
り長いアーム３１_１（３１_２）を水平方向に回動させる
ことができ、更にモータＭ６_１，７_１（６_２，７_２）
で、このアームの先端部上にある肩部カメラ３６_１（３
６_２）を水平方向の角度及び仰角を変えることができ
る。即ち、操作室においてモニタを見ながら肩部カメラ
３６_１（３６_２）の位置及び角度を操作して保守対象機
器ないしハンドをモニタに保守作業がやり易いように写
し出すことができる。したがって、このモニタを見なが
らのマニプレータの作業が容易になる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００２０】（１）カメラアーム移動操作に伴う大型治
工具の使用、セルとクレーンとの協調操作が解消され、
十数時間要したカメラアーム移動操作が、操作盤の釦操
作により僅か数秒で行えるようになり、作業能率が大幅
に向上する。

【００２１】（２）カメラアーム及び雲台の駆動にギヤ
歯車取り合いによる電動駆動方式を採用したことで、前
方，後方の２点のみならず、範囲内の任意位置への移動
・設定が可能で、取扱対象設備の構造あるいは設置環境
に応じた最適な映像情報を両腕型マニプレータが取扱対
象設備にアクセスしたその場で提供できるようになり、
遠隔取扱操作の安全性・確実性に寄与することができ
た。

【００２２】（３）カメラアーム移動操作が他機器を使
用せずに単独で行えるようになったことで、カメラアー
ム移動操作の繰り返しにより、周囲干渉体を避けながら
より適切な取扱対象設備へのアクセス操作が可能とな
り、両腕型マニプレータによる遠隔保守操作性の向上に
つながった。

【００２３】（４）これらのことから、ガラス固化技術
開発プラント等の原子力設備において、安全・安定運
転、強いてはプラント稼働率向上に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】両腕型マニプレータを示す斜視図。

【図２】（ａ）はマニプレータのアーム部の構成を示す
平面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は同側面図。

【図３】（ａ）はカメラアーム駆動部の構成を示す正面
図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同平面図。

【図４】遠隔保守設備の概要説明図。

【符号の説明】

１…両腕型マニプレータ ２…ブリッジ ６…テレスコープ １０…アーム部 １１…旋回装置 １３…旋回台 １５…補助ホイスト本体兼用の旋回アーム １６…補助ホイスト ２２…スレーブアーム駆動機構 ２３〜２５…減速機 ２６，２７…スレーブアーム ２８…ハンド ３１…カメラアーム ３５…雲台 ３６…肩部ＩＴＶカメラ ４０…カメラアーム駆動部 ４１，４２…カメラアーム取付台 ４３…アーム駆動軸 ４３ａ…アーム取付座 ４５…外部駆動軸 ５１…減速機 Ｍ１〜Ｍ７…モータ Ａ…固化セル Ａ１…クレーン Ａ２…両腕型マニプレータ Ｂ…操作室 Ｂ１…遠隔操作区域 Ｂ２…モニタ Ｃ…制御盤

フロントページの続き (72)発明者 磯崎 功栄 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団 東海事業所 内 (72)発明者 庄子 義人 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (56)参考文献 特開 平３−288798（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231800（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77463（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−138690（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 19/04 H04N 7/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回駆動可能に支持された旋回アーム
   と、この旋回アームの先端に一対のスレーブアームを設
   け、 前記旋回アームの基端位置においてそれぞれ水平方向に
   左右両側に両スレーブアームの間隔より張り出したカメ
   ラアームを水平方向に回動自在に設け、 前記各カメラ
   アームの基端部に各カメラアームを遠隔操作により水平
   方向に回動駆動するカメラアーム駆動部を各々設け、 前記各カメラアームの先端部に各々遠隔制御での操作に
   より任意の方向に駆動される雲台を介してＩＴＶカメラ
   を設けて構成し、前記カメラアーム駆動部を、外部からの回転力により減
   速機を介してアーム駆動軸を回転駆動する外部駆動軸
   と、外部駆動軸を回転駆動する着脱可能な電動駆動機構
   とで構成した ことを特徴とする両腕型マニプレータ。
2. 【請求項２】 前記カメラアーム駆動部の減速機を、ウ
   オームギアとウオームホイールからなるウオーム減速機
   としたことを特徴とする請求項１記載の両腕型マニプレ
   ータ。