JP3732622B2 - Three-dimensional self-propelled cart and rail used for it - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は造船などのように特殊な曲面上の溶接、あるいは溶断に際し、任意の曲面方向にレ−ルを設置し、かつそのレ−ル上を自走する自動溶接等としての台車およびそれに用いるレ−ルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来からの自動溶接機は、予め設定された直線状、あるいは一次元,ゆるやかな二次元曲線状のレ−ル上を走行する台車上に、オシレ−タ−が装着され、母材の接合面に沿って走行しながら下向き溶接を行うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記構成の台車およびレ−ルでは、平面上の溶接を行う場合には何ら問題とはならないが、造船などによる溶接作業においては、船体の断面形状に応じて一次元,二次元更に三次元的な曲面が含まれた上に溶接方向も下向きは元より縦向き、横向き更には上向き等複雑な溶接作業が非常に多く、その殆どが手作業による溶接が行われているのが現状である。
即ち、その溶接の都度曲面に応じた固有のレ−ルを製作し設定するのは不経済であり、又高低のあるカ−ブを走行する際には、台車の車輪に無理な負荷が掛かり脱輪するなどの問題がある。
【0004】
なお上記はレ−ル台車が走行可能な下向き、縦,横向き溶接の場合であり、台車が走行不可能な上向き溶接の場合は手作業で行われる。
そこで本発明では上記問題点を解消するために、レ−ルを任意の曲面に応じて自在に屈曲できると共に、三次元的な曲面に布設されたレ−ルに沿って走行できる台車を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は次の如き構成の台車およびレールによって達成できる。即ちその要旨はレールの両側より挟持すると共に、圧着手段を有し上下に密着及び分離可能なローラーと、該ローラーの少なくとも1つのローラーに設けた駆動手段と、該駆動手段を有するローラー以外のローラーにはレール挟持方向に圧着調整自在とする圧着手段を設け、更にその進行方向の荷重側に固定式のスタンションおよびその反対側に曲面に対して追従するアブソーバー式のスタンションを配設すると共に、上記それぞれのスタンションには偏心状に回動するローラーを備えたことを特徴とする三次元自走車並びに硬質ゴム管内に、該硬質ゴム管内径と略同径のコイルスプリングを、該硬質ゴム管の両端開口部に装着される凹型連結用ジョイント部および凸型連結用ジョイント部によって引張した状態で内包せしめ、更に上記硬質ゴム管の所要位置に該硬質ゴム管を一定高さに架設するレール支持基台を設け、該レール支持基台は、上記硬質ゴム管のラジアル方向への回動を自在とする支持バンドと該支持バンドを左右回動自在に支持し、かつその底部に永久磁石が組み込まれた基台とから構成される三次元自走台車に用いるレールである。
更に上記凹型連結用ジョイント部および凸型連結用ジョイント部と硬質ゴム管の開口端内壁とを互いに係留し合うことによりレールの曲げによる上記凹型連結用ジョイント部および凸型連結用ジョイント部と硬質ゴム管の開口端とに生ずる隙間を解消する機構を設けるものである。
なお本発明の三次元自走台車は、レールの長手方向に沿って走行する方向を前方(後進も可能である。)とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る三次元自走台車およびそれに用いるレ−ルの実施の形態を、その実施例を示す図面を参酌し乍ら詳述する。
実施例1
図1〜図3にそれぞれ示すように本発明の自走台車は、台車基板1の下部に図1に示す断面円形状のレ−ル2を両側より挟持するような状態で、駆動用ロ−ラ−3,従駆動用ロ−ラ−3’および従動用ロ−ラ−4,4’が設けられるものであり、更に上記台車基板1の左右両側端には、台車基板1を安定させながら走行を補助するために下部にロ−ラ−23を設けたスタンション5,5’が装着された構成とするものである。
【0007】
なお駆動用ロ−ラ−3若しくは従駆動用ロ−ラ−3’または従動用ロ−ラ−4若しくは4’は、本実施例では駆動するロ−ラ−を2個(3および3’)としているが、該個数は台車基板1に搭載される機器重量により適宜設定するようにする。即ち、各種状況に応じて駆動用ロ−ラ−は最小1個から複数個まで設定することも可能である。
【0008】
ここで、駆動用ロ−ラ−とは駆動モ−タ−により直接駆動されるロ−ラ−をいい、従駆動用ロ−ラ−とは駆動用ロ−ラ−の1種で、駆動モ−タ−の駆動力を介して伝達されるロ−ラ−をいう。また、従動用ロ−ラ−とは駆動源を有さない遊転ロ−ラ−をいう。
【0009】
そこで図2に示すように、駆動用ロ−ラ−3,及び従駆動用ロ−ラ−3’’は、駆動軸6,6’に上下分割状とした分割ロ−ラ−7,7が装着されるものであり、上記駆動用ロ−ラ−3、従駆動用ロ−ラ−3’の分割ロ−ラ−7,7は、レ−ル2を上下方向から挟むもので分割ロ−ラ−7、7同志の密着をよくするため、駆動軸6、6’に嵌められ分割ロ−ラ−7、7を密着方向に押し出す圧縮バネ8,8の付勢力によって互いに圧着を維持する機構とするものである。
【0010】
更に上記駆動軸6の基端には、駆動歯車9が装着され、駆動モ−タ−10の駆動軸11の装着される駆動歯車9’と駆動歯車9を歯合させることによって駆動軸6を回転させると共に、伝動歯車12,12,12によって従駆動用ロ−ラ−3’の駆動軸6’をも同時に回転させ、駆動用ロ−ラ−3と従駆動用ロ−ラ−3’を同時に駆動回転させる構成とするものである。
【0011】
次に図4〜図7に示すように、個々の従動用ロ−ラ−4,4’は、まず支持カバ−13,13に回転自在な状態で枢支され、更に同支持カバ−13,13は揺動カバ−14との間に空間部dを設けることによって左右回動自在な状態とするものである。
【0012】
更に上記揺動カバ−14は台車基板1の側壁16に、その中央より押し出しハンドル17の先端のネジ軸17’にピン17’’によって遊嵌状に支持されるものであり、同押し出しハンドル17の左右回転によって上記揺動カバ−14を駆動用ロ−ラ−3、従駆動用ロ−ラ−3’方向へ移動可能とすることでレ−ルへの着脱が行える構成とするものである。
【0013】
図8および図9は、台車基板1の左右両端に垂直に装着した(本実施例では左側前後と右側中央にそれぞれ装着する。)スタンション5、5’の内部機構を示すものであり、まず上記それぞれのスタンション5、5’は台車基板1に対して自在に着脱できる機構とする。
【0014】
そして図8に示すようにアブソバ−式スタンション5は、固定筒18内に可動脚体19が内包され、同可動軸19はスプリング20による緩衝機構(ショックオブソ−バ−)を設けることによって上下動自在な機構とし、更に上記可動軸19の下端にベアリングなどによって回転自在とされる水平軸21を設け、同水平軸21の先端下部に空間部a内に横架したピン22に、ロ−ラ−23を台車進行方向に対して左右滑動自在な状態で外嵌する。
【0015】
又図9に示すように他方は固定式スタンション5’で、固定脚体19の下端にベアリングなどによって回転自在とされる水平軸21を設け、同水平軸21の先端下部に空間部a内に横架したピン22に、ロ−ラ−23を進行方向に対して左右滑動自在な状態で外嵌する。
【0016】
従って上記固定式のスタンション5’は台車の進行方向に対して常に負荷が掛かる側に設け、他をオブソ−バ−式のスタンション5、5を設けるものである。なお本実施例ではスタンションを3本としているが、該本数は走行する曲面の曲率や台車に搭載する機器重量等、状況に応じて適宜設定する必要がある。
【0017】
実施例2
図10および図11に示すのは本発明のレ−ルの全体説明図であり、レ−ル2は任意の長尺なフレキシブルな硬質ゴム管24とその両側端にそれぞれ装着される凹型連結用ジョイント部25と凸型連結用ジョイント部26によって、他のレ−ルと連続して連結できる構成とするものである。
【0018】
又上記硬質ゴム管24の外壁には、任意の一定間隔毎に複数の支持バンド27が装着されるものであり、上記支持バンド27は硬質ゴム管24の外壁を支持バンド27の厚さ分だけ刻設し、外嵌することによって硬質ゴム管24の表面が凹凸状とならないようにする。
【0019】
更に上記各々支持バンド27の基端には、永久磁石が組み込まれた基台28が連結され、レ−ル2を鋼板上に磁着する構成とするものである。
次に図12に示すようにレ−ル2は、硬質ゴム管24の内部には、硬質ゴム管24の内径と略同径としたコイルスプリング29が上記硬質ゴム管24の全長に渡って内包され、更にその両端に連結部材30、30がそれぞれ螺合され、上記コイルスプリング29を引張した状態で上記硬質ゴム管24の両側開口端に嵌合された凹型連結用ジョイント部25と凸型ジョイント部26と上記それぞれの連結部材30、30とをボルトなどの締結部材31、31によって内部のコイルスプリング29を連結するものである。
【0020】
又、上記凹型連結用ジョイント部25および凸型連結用ジョイント部26周壁には突条部32が突設され、同突条部32を硬質ゴム管24の内周壁に刻設される溝部33に嵌合することによってレ−ル2を曲げた状態で設置する場合でも上記凹型連結用ジョイント部25および凸型連結用ジョイント部26と硬質ゴム管24の開口端とに隙間が生じない機構とするものである。
【0021】
更に図13および図14にそれぞれ示すように、凹型連結用ジョイント部25と凸型連結用ジョイント部26は互いに嵌合して容易に連結できる機構とし、締結部材31によって連結部材30を連結できる機構とする。又凹型連結用ジョイント部25、凸型連結用ジョイント部26の直径を硬質ゴム管24の直径と同径とすることによって自走台車の走行に支障を来さない構成とするものである。
【0022】
次に図15および図16にそれぞれ示すようにレ−ル支持基台34は、底部に永久磁石40が組み込まれた基台28上にベアリングなどによって回転自在な機構とされる支持軸35が立設され、同支持軸35に支持バンド27がボルト・ナット36によって装着された構成とするものである。又37は基台28の鋼板への着脱を行うハンドルを示す。
【0023】
そこで硬質ゴム管24に支持バンド27を装着する場合には、同硬質ゴム管24の外周壁に刻設されたバンド用溝部38内に摩擦係数の小さい2枚のベアリングシ−ト39を支持バンド27と硬質ゴム管24との間で介装した状態で装着することにより硬質ゴム管24のラジアル方向への回動を可能とするものである。
【0024】
以上の構成より成る本発明では図17に示すように、例えば造船作業における三次元的曲面Aの溶接作業では、レ−ル2をその曲面に応じて折り曲げ、永久磁石40が組み込まれた基台28をその曲面Aに磁着し、曲面A上に一定高さにて架設する。
【0025】
このレ−ル2の架設の際には、支持バンド27とレ−ル2との回動および支持バンド27と基台28との回動によってレ−ル2と支持バンド28の固定が束縛されず基台28と曲面Aとの磁着が確実に行えることとなる。
【0026】
そして図18に示すように、従動用ロ−ラ−4,4’を押し出しハンドル17によって駆動用ロ−ラ−3、従駆動用ロ−ラ−3’方向に移動させ、レ−ル2を駆動用ロ−ラ−3,3’との間で挟持し、駆動用ロ−ラ−3,従駆動用ロ−ラ−3’を駆動回転させることによって、レ−ル2上を溶接台車が自走する機構とするものである。
【0027】
そこで図17に示すような上記駆動用ロ−ラ−3,従駆動用ロ−ラ−3’および従動用ロ−ラ−4,4’がカ−ブしたレ−ル2上を通過する場合には、駆動用ロ−ラ−3,及び従駆動用ロ−ラ−3’の分割ロ−ラ−7、7がカ−ブ時の負荷に応じて分割ロ−ラ−7、7の密着を制する圧縮バネ8、8の付勢力を自動的に調整して、駆動用ロ−ラ−3及び従駆動用ロ−ラ−3’がレ−ル2から外れることなくレ−ル2表面に密着すると共に、上記従動用ロ−ラ−4,4’はレ−ル2のカ−ブに応じて左右に微動し、レ−ル2表面に密着し、安定した走行を可能とするものである。
【0028】
更に三次元曲面Aに対してアブソ−バ−式のスタンション5,5および固定式のスタンション5’により、その偏心状に設けられる各ロ−ラ−23が三次元曲面Aに対して常に追従した走行が可能となる。
又レ−ル2は、硬質ゴム管24内に内包されるコイルスプリング29の円周方向への付勢力によって外部からの圧力に抗することが可能となると共にレ−ル2の復元力が維持できる機能を持つことになる。
【0029】
【発明の効果】
以上述べて来た如く本発明によれば、造船などにおける三次元的曲面の鋼板の溶接、あるいはガス切断において、その曲面に沿ってレ−ルを曲げながら設置、そのレ−ルにオシレ−タ−、あるいはガス切断機を設けた自走台車を装着し、溶接、又は溶断しながら走行させることによって作業の自動化が可能となるものである。
更に本発明のレ−ルは、ゴム管とゴム管内のコイルスプリングによるレ−ルとその取付構造によりその曲面に応じて任意に曲げながら設置することが可能であり、非常に作業効率が向上するものである。
又磁着式レ−ルの着脱も各レ−ル支持基台に設けたハンドルにより容易に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の正面説明図である。(図2におけるA−A矢視)
【図2】本発明の側面説明図である。
【図3】本発明の背面説明図である。(図2におけるB−B矢視)
【図4】本発明の従動用ロ−ラ−の全体説明図である。
【図5】本発明の従動用ロ−ラ−の断面説明図である。
【図6】本発明の従動用ロ−ラ−の正面説明図である。
【図7】本発明の押し出しハンドルの取り付け状態を示す説明図である。(図6におけるC−C断面図)
【図8】本発明のアブソ−バ−式スタンションの説明図である。
【図9】本発明の固定式スタンションの説明図である。
【図10】本発明のレ−ルの平面全体説明図である。
【図11】本発明のレ−ルの側面全体説明図である。
【図12】本発明のレ−ルの内部構造を示す説明図である。
【図13】本発明の凹型連結用ジョイント部の斜視図である。
【図14】本発明の凸型連結用ジョイント部の斜視図である。
【図15】本発明のレ−ル支持基台の説明図である。
【図16】本発明のレ−ル支持基台によるレ−ルへの取り付け状態を示す部分拡大断面説明図である。
【図17】本発明のレ−ルの取り付け状態を示す説明図である。
【図18】本発明の自走台車のレ−ルへの取り付け状態を示す説明図である。
【図19】本発明のレ−ルのカ−ブにおける駆動用ロ−ラ−の作用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 台車基板
2 レ−ル
3 駆動用ロ−ラ−
3’ 従駆動用ロ−ラ−
4、4’従動用ロ−ラ−
5 アブソバ−式スタンション
5’ 固定式スタンション
6、6’駆動軸
7 分割ロ−ラ−
24 硬質ゴム管
25 凹型連結用ジョイント部
26 凸型連結用ジョイント部
27 支持バンド
28 基台
29 コイルスプリング
30 連結部材
32 突条部
33 溝部
34 レ−ル支持基台[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is used for a cart as an automatic welding or the like which is installed on a rail in an arbitrary curved surface direction and self-runs on the rail when welding on a special curved surface such as shipbuilding or fusing. It is about the rail.
[0002]
[Prior art]
Conventional automatic welding machines are equipped with an oscillator on a carriage that runs on a preset linear or one-dimensional, gentle two-dimensional curved rail, and the joint surface of the base material. The welding is carried out downward along the line.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the cart and the rail having the above configuration, there is no problem when performing welding on a plane, but in welding work such as shipbuilding, one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional depending on the cross-sectional shape of the hull. In addition, there are a lot of complicated welding operations such as the vertical direction, the horizontal direction, and the upward direction as well as the downward direction of the welding direction, and most of them are manually welded. .
In other words, it is uneconomical to produce and set a unique rail according to the curved surface for each welding, and an excessive load is applied to the wheels of the carriage when traveling on a curve with high and low. There are problems such as derailment.
[0004]
The above is the case of the downward, vertical and horizontal welding in which the rail carriage can travel, and the manual welding is performed in the case of upward welding in which the carriage cannot travel.
Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a carriage that can freely bend a rail according to an arbitrary curved surface and can travel along a rail laid on a three-dimensional curved surface. It is for the purpose.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention can be achieved by a carriage and rail having the following structure. That is, the gist is sandwiched from both sides of the rail, and has a pressure-bonding means that can be closely contacted and separated, a driving means provided on at least one of the rollers, and a roller other than the roller having the driving means. Is provided with a crimping means for adjusting the crimping in the rail clamping direction, and further provided with a fixed stanchion on the load side in the traveling direction and an absorber stanchion that follows the curved surface on the opposite side. Each stanchion is provided with a roller that rotates eccentrically, and a coil spring having the same diameter as the inner diameter of the hard rubber tube is provided in the three-dimensional self-propelled vehicle and the hard rubber tube. Enclosed in a state of being pulled by a concave connection joint part and a convex connection joint part that are attached to both ends of the opening. A rail support base for laying the hard rubber pipe at a predetermined height is provided at a required position of the rubber pipe, and the rail support base includes a support band for freely rotating the hard rubber pipe in a radial direction, It is a rail used for a three-dimensional self-propelled carriage that is configured by a base that supports a support band so as to be pivotable in the left-right direction and has a permanent magnet built into the bottom thereof.
Further, the concave coupling joint and the convex coupling joint and the convex coupling joint by the bending of the rail by anchoring the concave coupling joint and the convex coupling joint with the open end inner wall of the hard rubber tube, and the hard rubber. A mechanism for eliminating a gap generated at the open end of the tube is provided.
In the three-dimensional self-propelled carriage of the present invention, the direction of traveling along the longitudinal direction of the rail is defined as forward (reverse travel is also possible).
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a three-dimensional self-propelled carriage and a rail used for the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the examples.
Example 1
As shown in FIGS. 1 to 3, the self-propelled carriage of the present invention has a driving roller in a state in which a
[0007]
In this embodiment, the driving roller-3 or the subordinate driving roller-3 ′ or the subordinate driving roller-4 or 4 ′ has two driving rollers (3 and 3 ′). However, the number is appropriately set according to the weight of equipment mounted on the
[0008]
Here, the driving roller is a roller that is directly driven by a driving motor, and the subordinate driving roller is a kind of driving roller, and is a driving motor. -A roller that is transmitted via the driving force of the rotor. The driven roller is an idle roller that does not have a drive source.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 2, the driving roller-3 and the subordinate driving roller-3 ″ are divided into upper and lower divided
[0010]
Further, a drive gear 9 is attached to the base end of the
[0011]
Next, as shown in FIGS. 4 to 7, the individual driven
[0012]
Further, the
[0013]
FIGS. 8 and 9 show the internal mechanism of the
[0014]
As shown in FIG. 8, the
[0015]
As shown in FIG. 9, the other is a fixed
[0016]
Accordingly, the fixed stanchion 5 'is provided on the side where the load is always applied with respect to the traveling direction of the carriage, and the other
[0017]
Example 2
FIG. 10 and FIG. 11 are explanatory views of the entire rail of the present invention. The
[0018]
A plurality of
[0019]
Further, a
Next, as shown in FIG. 12, in the
[0020]
Further, a
[0021]
Further, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, the concave connecting
[0022]
Next, as shown in FIGS. 15 and 16, the
[0023]
Therefore, when the
[0024]
In the present invention configured as described above, as shown in FIG. 17, for example, in the welding operation of a three-dimensional curved surface A in shipbuilding, the
[0025]
When the
[0026]
Then, as shown in FIG. 18, the driven
[0027]
Therefore, when the driving roller-3, the driven roller-3 'and the driven rollers-4, 4' as shown in FIG. The divided
[0028]
Further, the roller-
Further, the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in welding of a three-dimensional curved steel plate or gas cutting in shipbuilding or the like, it is installed while bending the rail along the curved surface, and the oscillator is attached to the rail. -Or, by attaching a self-propelled carriage provided with a gas cutter and running while welding or fusing, the work can be automated.
Furthermore, the rail of the present invention can be installed while being arbitrarily bent according to the curved surface by the rail by the rubber tube and the coil spring in the rubber tube and its mounting structure, and the working efficiency is greatly improved. Is.
The magnetic attachment type rail can be easily attached and detached by a handle provided on each rail support base.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front view of the present invention. (A-A arrow view in FIG. 2)
FIG. 2 is a side view of the present invention.
FIG. 3 is a rear view of the present invention. (B-B arrow view in FIG. 2)
FIG. 4 is an overall explanatory view of a driven roller of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a driven roller of the present invention.
FIG. 6 is a front view of a driven roller according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing an attached state of the push handle of the present invention. (C-C cross-sectional view in FIG. 6)
FIG. 8 is an explanatory diagram of an absorber stanchion according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a fixed stanchion according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the entire plane of the rail of the present invention.
FIG. 11 is an overall side view of the rail of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the internal structure of the rail of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of a concave connecting joint portion of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of a convex connecting joint portion of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a rail support base according to the present invention.
FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view showing a state of attachment to the rail by the rail support base of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory view showing a mounting state of the rail of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory view showing a state where the self-propelled carriage of the present invention is attached to the rail.
FIG. 19 is an explanatory view showing an operating state of a driving roller in a rail curve of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
3 'Roller for slave drive
4, 4 'driven roller
5 Absorber stanchion 5 '
24
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