JP4961255B2 - Manipulator device - Google Patents
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Description
本発明は、自身の先端側にアタッチメントが装着されて、互いが支軸を介して回動可能に連結された複数のアーム状のメカニズムを有するマニピュレータ装置に係り、特に、前記アタッチメントとして、コンクリート等の噴射物を噴射する噴射ノズルを有する噴射ヘッド装置を搭載して、その噴射ヘッド装置で前記噴射物を壁面に対して吹付ける用途に好適なマニピュレータ装置に関する。 The present invention relates to a manipulator apparatus having a plurality of arm-like mechanisms in which an attachment is attached to the tip end of the apparatus and connected to each other via a support shaft, and in particular, as the attachment, concrete or the like The present invention relates to a manipulator device suitable for an application in which an ejection head device having an ejection nozzle for ejecting the ejected material is mounted and the ejected head device sprays the ejected material against a wall surface.
自身のアーム先端側にアタッチメントが装着されるマニピュレータ装置を備えるものとしては、例えばトンネル内壁面等に、コンクリートやモルタル等をライニングするためのコンクリート吹付機を例示することができる(例えば特許文献1参照)。この種のコンクリート吹付機は、自身のアーム先端側に、アタッチメントとして、噴射ノズルからコンクリート等を吹き付ける噴射ヘッド装置が装着されており、その噴射ノズルから生コンクリート等を吹き出してトンネル内壁面等に吹き付けるようになっている。
ところで、この種のコンクリート吹付機では、噴射ヘッド装置が装着されたアームを作動させる際に、コンクリート等の吹付け作業を行うときには、迅速な作業が要求されるため、高速な動作速度が望ましい。これに対し、噴射ヘッド装置のメンテナンス等をするために、噴射ヘッド装置の格納作業を行うときには、噴射ヘッド装置やアームを周囲のものに衝突させないように、あるいは噴射ヘッド装置やアーム自身の衝突による損傷等を防止するために、ゆっくりとした余裕をもった動作速度であることが望ましい。 By the way, in this kind of concrete spraying machine, when performing the spraying work of concrete etc. when operating the arm to which the jet head device is mounted, a rapid work is required, so a high operating speed is desirable. On the other hand, when performing the storing operation of the ejection head device in order to perform maintenance of the ejection head device or the like, the ejection head device or the arm should not collide with the surrounding objects or by the collision of the ejection head device or the arm itself. In order to prevent damage and the like, it is desirable that the operation speed has a slow margin.
しかしながら、この種のコンクリート吹付機において、噴射ヘッド装置が装着されたアームを作動させるためのアクチュエータには、従来、単動の油圧シリンダが用いられていた。そのため、上述のように、吹付け作業のときには迅速な作業が要求されることから、迅速な作業にあわせた高速な動作速度でアームを作動させるように設定した場合、格納作業においてもその動作速度が早くなってしまい、ゆっくりと余裕をもった格納を行うことが逆に難しくなる。そのため、オペレータは、操作を加減して注意深い格納作業が必要になる。 However, in this type of concrete sprayer, a single-acting hydraulic cylinder has been conventionally used as an actuator for operating an arm on which an injection head device is mounted. Therefore, as described above, a quick work is required at the time of the spraying work. Therefore, when the arm is set to operate at a high speed according to the quick work, the operation speed is also used in the storage work. However, it becomes difficult to store slowly and slowly. For this reason, the operator needs careful storage work by adjusting the operation.
特に、この種のコンクリート吹付機として、例えば図4(a)に例示するコンクリート吹付機100のように、リンク機構の構成上、油圧シリンダ102のストロークに対し、急激に第一の腕部3の回転速度が増す区間が存在するものにあっては、油圧シリンダ102の僅かなシリンダロッド102sの動作に対して、第一の腕部3の先端が大きく移動してしまう。そのため、オペレータの操作が一層難しいものになっていた。なお、図4に例示するコンクリート吹付機100のリンク機構の構成(中折り式)は、上記例示した特許文献1に記載のコンクリート吹付機でのリンク機構の構成(つづら折り式)と同じ例ではない。
In particular, as a concrete sprayer of this type, for example, a
詳しくは、図4(a)に例示するコンクリート吹付機100は、基端側の第一の腕部3と、その第一の腕部3の先端側に支軸5を介して回動可能に連結されるととともに自身の先端側にアタッチメントとして噴射ヘッド装置10が装着される第二の腕部4と、第一の腕部3に対して第二の腕部4を支軸5まわりに回動させるアクチュエータである油圧シリンダ102と、を備えるものである。
Specifically, the
そして、この油圧シリンダ102は、その基端部が、第一の腕部3の略中央下部に支軸3aを介して枢支されている。また、そのシリンダロッド102sの先端は、連結リンク6の支軸6aに枢支されている。この連結リンク6は、二つのリンク6b、6cを有し、これら二つのリンク6b、6cは、各リンク6b、6cの両端が、第一の腕部3の基端部と第二の腕部4の先端部とにそれぞれ枢支されている。そして、これら二つのリンク6b、6cの他端同士が支軸6aを介して回動可能に連結されている。なお、同図(b)に示すように、このコンクリート吹付機100の油圧回路120は、方向制御弁141が速度制御弁131を介して上記油圧シリンダ102に接続しており、この速度制御弁131を適宜調節することによって、所望の動作速度によって油圧シリンダ102を駆動させる。
The base end portion of the
このようなリンク機構を備えたコンクリート吹付機100は、油圧シリンダ102のストロークに対し、急激に第一の腕部3の回転速度が増す区間(同図の例では、格納作業範囲Kが該当する)が存在する。そのため、この格納作業範囲Kでは、油圧シリンダ102の僅かなシリンダロッド102sの動作に対して、第一の腕部3の先端が大きく移動してしまうため、オペレータの格納作業の操作が一層難しいものになっているのである。
The
ここで、例えば特許文献2には、高圧用と低圧用の二つの油圧ポンプを用いることによって、一のシリンダロッドを有する油圧シリンダを、異なる二つの動作速度で動作させる技術が開示されている。そこで、上記例示したコンクリート吹付機100において、オペレータの格納作業の操作を容易にするための方策として、特許文献2に記載の技術を採用すれば、迅速な動作とゆっくりとした動作との切換が可能である。その際に、一のシリンダロッドを異なる二つの動作速度で動作させるにあたって、二つの動作速度を所望のシリンダストロークの位置で確実に切替えるためには、例えば図4(a)に例示する格納作業範囲Kに対応した位置に、位置センサや位置検出スイッチなどをマニピュレータ装置に付設し、これにより格納作業範囲Kを検出することが考えられる。
Here, for example, Patent Document 2 discloses a technique of operating a hydraulic cylinder having one cylinder rod at two different operation speeds by using two high-pressure and low-pressure hydraulic pumps. Therefore, in the
しかし、このようなスイッチ類をマニピュレータ装置に付設することは故障の原因となり易く、検討の余地がある。特に、上記例示したコンクリート吹付機は、その使用環境が、トンネルや、坑道、ケーブルダクト等の内壁をコンクリートやモルタルでライニングする等の過酷な環境下で用いられるものなので、より高い信頼性を有する構成が望まれる。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、装備されるアタッチメントの作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立するとともに、位置センサや位置検出スイッチなどを用いることなく、動作速度の切換に高い信頼性を有するマニピュレータ装置を提供することを目的としている。
However, attaching such switches to a manipulator device is likely to cause a failure, and there is room for examination. In particular, the concrete sprayer exemplified above has higher reliability because its use environment is used under severe environments such as lining the inner walls of tunnels, tunnels, cable ducts, etc. with concrete or mortar. Configuration is desired.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and is compatible with both a quick operation and a slow operation in the working range of the attachment to be installed, as well as a position sensor and position detection. It is an object of the present invention to provide a manipulator device having high reliability for switching operation speed without using a switch or the like.
上記課題を解決するために、本発明は、基端側の第一の腕部と、その第一の腕部の先端側に支軸を介して回動可能に連結されるととともに自身の先端側にアタッチメントが装着される第二の腕部と、前記第一の腕部に対して前記第二の腕部を前記支軸まわりに回動させる油圧アクチュエータと、その油圧アクチュエータを駆動させる油圧回路とを備えるマニピュレータ装置であって、前記油圧アクチュエータは、一のシリンダチューブにピストンおよびシリンダロッドを二組備えた複合油圧シリンダであり、前記一のシリンダチューブの一端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第一シリンダロッドと、前記シリンダチューブの他端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第二シリンダロッドとを有し、前記油圧回路は、前記第一シリンダロッドおよび第二シリンダロッドそれぞれを、別個に速度制御するように構成されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first arm portion on the proximal end side and a distal end of the first arm portion that is rotatably connected to the distal end side of the first arm portion via a support shaft. A manipulator comprising: a second arm portion to which an attachment is attached on a side; a hydraulic actuator for rotating the second arm portion around the support shaft with respect to the first arm portion; and a hydraulic circuit for driving the hydraulic actuator The hydraulic actuator is a composite hydraulic cylinder having two sets of pistons and cylinder rods in one cylinder tube, and is provided on one end side of the one cylinder tube so as to be extendable and contractable in the axial direction. One cylinder rod, and a second cylinder rod provided on the other end side of the cylinder tube so as to extend and contract in the axial direction, and the hydraulic circuit includes the first cylinder Each head and the second cylinder rod, is characterized in that it is configured to separately speed control.
本発明に係るマニピュレータ装置によれば、アタッチメントが装着される第二の腕部が、一のシリンダチューブにピストンおよびシリンダロッドを二組備えた複合油圧シリンダで回動され、この複合油圧シリンダを駆動する油圧回路は、第一シリンダロッドおよび第二シリンダロッドそれぞれを、別個に速度制御するようになっているので、第二の腕部の回動範囲において、例えば、迅速な作業が要求される第一の作業範囲と、ゆっくりとした余裕をもった動作速度が要求される第二の作業範囲とがある場合であっても、第一および第二の作業範囲それぞれに対し、第一シリンダロッドおよび第二シリンダロッドそれぞれの動作を別個に割り当てることができる。したがって、アタッチメントの作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立させることができる。そして、位置センサや位置検出スイッチなどを用いることなく構成可能なので、動作速度の切換に高い信頼性をもたせることができる。 According to the manipulator device of the present invention, the second arm portion to which the attachment is attached is rotated by a composite hydraulic cylinder having two pistons and cylinder rods in one cylinder tube, and the hydraulic pressure for driving the composite hydraulic cylinder Since the circuit controls the speed of each of the first cylinder rod and the second cylinder rod separately, for example, in the rotation range of the second arm portion, for example, the first work range where quick work is required. Even if there is a second working range that requires a slow operating speed, the first cylinder rod and the second cylinder rod for the first and second working ranges, respectively. Each action can be assigned separately. Therefore, it is possible to achieve both a quick operation and a slow operation in the work range of the attachment. And since it can comprise without using a position sensor, a position detection switch, etc., high reliability can be given to switching of operation speed.
ここで、本発明に係るマニピュレータ装置において、前記油圧回路は、前記第一シリンダロッドの伸縮速度よりも前記第二シリンダロッドの伸縮速度をゆっくり伸縮させるように設定されており、前記第二の腕部は、前記第一の腕部に対して延伸された側での回動範囲である第一の作業範囲と、前記第一の腕部に対して縮退された側での回動範囲である第二の作業範囲とに回動されるときに、前記第一の作業範囲にあっては、前記第一シリンダロッドの伸縮のみによって回動され、前記第二の作業範囲にあっては、前記第二シリンダロッドの伸縮のみによって回動されるようになっていることは好ましい。 Here, in the manipulator device according to the present invention, the hydraulic circuit is set so as to expand and contract the expansion / contraction speed of the second cylinder rod more slowly than the expansion / contraction speed of the first cylinder rod, and the second arm portion is , A first working range which is a rotation range on the side extended with respect to the first arm portion, and a second rotation range on the side which is degenerated with respect to the first arm portion. The first working range is rotated only by the expansion and contraction of the first cylinder rod, and the second working range is the second working range. It is preferable to be rotated only by expansion and contraction of the cylinder rod.
このような構成であれば、第一の作業範囲が、例えば、装備されたアタッチメントでの迅速な作業が要求されて、高速な動作速度が望ましい作業範囲であり、これに対し、第二の作業範囲が、例えば、アタッチメントのメンテナンス等の格納作業を行うときに、アタッチメントやアームを周囲のものに衝突させないようにしたり、あるいはアタッチメントやアーム自身の衝突による損傷等を防止したりするために、ゆっくりとした余裕をもった動作速度が望ましい作業範囲であるようなマニピュレータ装置に、本発明に係るマニピュレータ装置を用いる上で好適である。 With such a configuration, the first work range is a work range in which, for example, a quick work with an attached attachment is required and a high operating speed is desirable, whereas the second work range is For example, when performing storage work such as attachment maintenance, the range should be slow to prevent the attachment or arm from colliding with the surrounding objects, or to prevent damage due to the collision of the attachment or the arm itself. It is preferable to use the manipulator device according to the present invention for a manipulator device in which an operation speed with a sufficient margin is a desirable work range.
また、本発明に係るマニピュレータ装置において、前記アタッチメントは、コンクリート等の噴射物を噴射する噴射ノズルを有する噴射ヘッド装置であることは好ましい。
このような構成であれば、コンクリート吹付機のような、トンネルや、坑道、ケーブルダクト等の内壁をコンクリートやモルタルでライニングする等の過酷な環境下で用いられ、高い信頼性を有する構成が望まれるマニピュレータ装置に、本発明に係るマニピュレータ装置を用いる上で好適である。
Moreover, the manipulator apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said attachment is an injection head apparatus which has an injection nozzle which injects injections, such as concrete.
If it is such composition, it is used in severe environments, such as lining the inner wall of tunnels, tunnels, cable ducts, etc. with concrete or mortar, such as a concrete sprayer, and a structure with high reliability is desirable. It is suitable for using the manipulator device according to the present invention for the manipulator device.
上述のように、本発明によれば、装備されるアタッチメントの作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立するとともに、位置センサや位置検出スイッチなどを用いることなく、動作速度の切換に高い信頼性を有するマニピュレータ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, both a quick operation and a slow operation in the working range of the attached attachment can be achieved, and the operation speed can be switched without using a position sensor or a position detection switch. A manipulator device having high reliability can be provided.
以下、本発明に係るマニピュレータ装置の一実施形態であるコンクリート吹付機について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、上記図4に例示したコンクリート吹付機と同様の構成については同一の符号を付して説明する。
図1示すように、このコンクリート吹付機1は、ベース7と、そのベース7に基端側が支軸7aで枢支された第一の腕部3とを有している。そして、この第一の腕部3は、第一の腕部3の途中部分とベース7とに両端がそれぞれ枢支された回動用の油圧シリンダ8によって相互が連結されている。これにより、この第一の腕部3は、回動用の油圧シリンダ8を駆動することによって、上記支軸7aまわりに回動可能になっている。
Hereinafter, a concrete sprayer which is an embodiment of a manipulator device according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In addition, about the structure similar to the concrete spray machine illustrated in the said FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
As shown in FIG. 1, the concrete sprayer 1 includes a base 7 and a first arm portion 3 that is pivotally supported on the base 7 by a
さらに、この第一の腕部3には、その先端側に、支軸5を介して第二の腕部4が連結されている。この第二の腕部4には、自身の先端側にアタッチメントとしての噴射ヘッド装置10が装着されている。この噴射ヘッド装置10は、コンクリート等の噴射物を噴射する噴射ノズル10aを有する。そして、その噴射ノズル10aからコンクリート等の噴射物を壁面に対して吹付けて、トンネル内壁面等に、コンクリートやモルタル等をライニング可能なものである。
Further, a second arm portion 4 is connected to the first arm portion 3 via a support shaft 5 on the tip end side. An
そして、この第二の腕部4と第一の腕部3とは、第一の腕部3に対して第二の腕部4を支軸5まわりに回動させる油圧アクチュエータである油圧シリンダ2によって相互に連結されている。この油圧シリンダ2は、一のシリンダチューブ9にピストンおよびシリンダロッドを二組備えた複合油圧シリンダであり、図1に示すように、シリンダチューブ9の一端側(同図での左側)には、その軸方向に伸縮可能に設けられた第一シリンダロッド24を有し、他端側(同図での右側)には、その軸方向に伸縮可能に設けられた第二シリンダロッド27を有している。
The second arm portion 4 and the first arm portion 3 are connected to each other by a hydraulic cylinder 2 that is a hydraulic actuator that rotates the second arm portion 4 around the support shaft 5 with respect to the first arm portion 3. Has been. This hydraulic cylinder 2 is a composite hydraulic cylinder provided with two sets of pistons and cylinder rods in one cylinder tube 9, and as shown in FIG. 1, at one end side (left side in the figure) of the cylinder tube 9, It has a
そして、この油圧シリンダ2は、第二シリンダロッド27の先端が、第一の腕部3の略中央下部に支軸3aを介して枢支されている。また、第一シリンダロッド24の先端が、連結リンク6の支軸6aに枢支されている。この連結リンク6は、二つのリンク6b、6cを有して構成されており、これら二つのリンク6b、6cは、支軸5の両側の位置に、リンク6bの先端が第一の腕部3の基端部に枢支され、リンク6cの先端が第二の腕部4の先端部に枢支されている。そして、これらリンク6b、6cの反対側の端部が、支軸6aを介して回動可能に相互に連結されている。
In the hydraulic cylinder 2, the tip of the
これにより、第一の腕部3は、油圧シリンダ2を駆動することによって、上記支軸5まわりに回動する。そして、このコンクリート吹付機1は、第二の腕部4が支軸5まわりに回動する範囲が、第一の腕部3に対して延伸された側での回動範囲である第一の作業範囲であって、コンクリート等の吹付け作業を行う作業範囲である主作業範囲Fと、第一の腕部3に対して縮退された側での回動範囲である第二の作業範囲であって、噴射ヘッド装置10の格納作業を行うために回動される範囲である格納範囲Kとに回動されるようになっている。
As a result, the first arm 3 rotates around the support shaft 5 by driving the hydraulic cylinder 2. In the concrete sprayer 1, the range in which the second arm 4 rotates about the support shaft 5 is the first working range in which the second arm 4 is rotated on the side extended with respect to the first arm 3. A main work range F which is a work range for performing spraying work of concrete and the like, and a second work range which is a rotation range on the side degenerated with respect to the first arm 3. The storage head K is rotated to a storage range K that is a range of rotation for performing the storage operation of the
ここで、上述のように、コンクリート吹付機は、主作業範囲Fにあっては、迅速な作業が要求されるため、高速な動作速度が望まれ、これに対し、格納範囲Kにあっては、ゆっくりとした余裕をもった動作速度が望まれる。そこで、このコンクリート吹付機1は、第二の腕部4を回動させる油圧シリンダ2を複合油圧シリンダとし、その第一シリンダロッド24および第二シリンダロッド27それぞれを、別個に速度制御している。そして、その第一シリンダロッド24の伸縮速度よりも第二シリンダロッド27の伸縮速度をゆっくり伸縮させるように設定している。
Here, as mentioned above, since the concrete sprayer requires a quick work in the main work range F, a high operating speed is desired, whereas in the storage range K, the concrete spray machine is required. An operation speed with a slow margin is desired. Therefore, in the concrete sprayer 1, the hydraulic cylinder 2 that rotates the second arm portion 4 is a composite hydraulic cylinder, and the speed of the
以下、上記油圧シリンダ2およびこの油圧シリンダ2を駆動させる油圧回路について、図2および図3を適宜参照しつつより詳しく説明する。
この油圧シリンダ2は、図2に示すように、第一シリンダ部21および第二シリンダ部22を直列に有している。第一シリンダ部21は、第一シリンダロッド24およびピストン23を備え、また、第二シリンダ部22は、第二シリンダロッド27およびピストン26を備えて構成されている。そして、図3に示すように、この油圧シリンダ2を駆動するための油圧回路20は、上記第一シリンダロッド24および第二シリンダロッド27それぞれを、別個に速度制御するようになっている。
Hereinafter, the hydraulic cylinder 2 and the hydraulic circuit for driving the hydraulic cylinder 2 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 as appropriate.
The hydraulic cylinder 2 has a
すなわち、この油圧回路20は、第一シリンダ用方向制御弁41が、第一シリンダ用速度制御弁31を介して上記油圧シリンダ2の第一シリンダ部21に接続しており、また、第二シリンダ用方向制御弁42が、第二シリンダ用速度制御弁32を介して上記油圧シリンダ2の第二シリンダ部22に接続している。これにより、この油圧回路20は、第一および第二シリンダ用速度制御弁31、32を適宜調節することによって、各シリンダ部21、22のシリンダロッド24、27の動作速度を、所望の動作速度で駆動可能になっている。
That is, in the
そして、このコンクリート吹付機1は、油圧回路20の第一および第二シリンダ用速度制御弁31、32を、第一シリンダロッド24の伸縮速度よりも第二シリンダロッド27の伸縮速度をゆっくり伸縮させるように設定している。
さらに、第一シリンダ用方向制御弁41および第二シリンダ用方向制御弁42は、第二の腕部4を、主作業範囲Fと格納範囲Kとに油圧シリンダ2で回動するときに、主作業範囲Fにあっては、第一シリンダロッド24の伸縮のみによって回動させ、格納範囲Kにあっては、第二シリンダロッド27の伸縮のみによって回動させるように不図示の制御部からの信号によって制御される。
The concrete sprayer 1 allows the first and second cylinder
Furthermore, the first cylinder direction control valve 41 and the second cylinder
次に、このコンクリート吹付機の作用・効果について説明する。
上述のように、このコンクリート吹付機1は、油圧シリンダ2のストロークに対し、格納作業範囲Kで急激に第一の腕部3の回転速度が増すようなリンク構成であり、この格納作業範囲Kでは、油圧シリンダ2のシリンダロッドの僅かな動作に対して、第二の腕部4の先端が大きく移動してしまう。
Next, the operation and effect of this concrete sprayer will be described.
As described above, the concrete sprayer 1 has a link configuration in which the rotational speed of the first arm portion 3 rapidly increases in the retracting work range K with respect to the stroke of the hydraulic cylinder 2. Then, the tip of the second arm portion 4 moves greatly with respect to a slight movement of the cylinder rod of the hydraulic cylinder 2.
しかし、このコンクリート吹付機1によれば、その油圧シリンダ2が、一のシリンダチューブ9にピストン23、26およびシリンダロッド24、27を二組備えた複合油圧シリンダであり、シリンダチューブ9の一端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第一シリンダロッド24と、シリンダチューブ9の他端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第二シリンダロッド27とを有している。そして、油圧回路20は、第一シリンダロッド24および第二シリンダロッド27それぞれを、別個に速度制御するようになっているので、第二の腕部4の回動範囲において、迅速な作業が要求される主作業範囲Fと、ゆっくりとした余裕をもった動作速度が要求される格納範囲Kとがある場合であっても、主作業範囲Fおよび格納範囲Kそれぞれに対し、第一シリンダロッド24および第二シリンダロッド27それぞれの動作を別個に割り当てることができる。
However, according to this concrete sprayer 1, the hydraulic cylinder 2 is a composite hydraulic cylinder in which two cylinders 9 are provided with two sets of
したがって、噴射ヘッド装置10の作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立させることができる。そして、このコンクリート吹付機1によれば、位置センサや位置検出スイッチなどを用いることなく、噴射ヘッド装置10の作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立させる構成が可能なので、動作速度の切換に高い信頼性をもたせることができる。
Therefore, it is possible to achieve both a quick operation and a slow operation in the working range of the
そして、このコンクリート吹付機1によれば、油圧回路20は、第一シリンダロッド24の伸縮速度よりも第二のシリンダロッド27の伸縮速度をゆっくり伸縮させるように第一および第二シリンダ用速度制御弁31、32が設定されており、第二の腕部4は、第一の腕部3に対して延伸された側での回動範囲である主作業範囲Fと、噴射ヘッド装置10の格納作業を行うために第一の腕部3に対して縮退された側での回動範囲である格納範囲Kとに回動されるときに、主作業範囲Fにあっては、第一シリンダロッド24の伸縮のみによって回動され、格納範囲Kにあっては、第二シリンダロッド27の伸縮のみによって回動されるように設けられているので、主作業範囲では、第二の腕部4を高速な動作速度で動作させて、噴射ヘッド装置10を所望の位置に位置させることによって迅速な作業が可能である。
According to the concrete sprayer 1, the
そして、噴射ヘッド装置10のメンテナンス等の格納作業を行うときに、格納範囲Kでは、第二の腕部4をゆっくりとした余裕をもった動作速度で動作させることができるため、オペレータの格納作業の操作が容易なものになっている。したがって、噴射ヘッド装置10やアーム(第一および第二の腕部3、4)を周囲のものに衝突させないように余裕をもって操作でき、噴射ヘッド装置10やアーム自身の衝突による損傷等を防止できる。
When the storage operation such as maintenance of the
以上説明したように、このコンクリート吹付機によれば、位置センサや位置検出スイッチなどを用いることなく、噴射ヘッド装置10の作業範囲での迅速な動作とゆっくりとした動作とを両立することができる。
なお、本発明に係るマニピュレータ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
As described above, according to this concrete spraying machine, it is possible to achieve both a quick operation and a slow operation in the working range of the
The manipulator device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、本発明に係るマニピュレータ装置として、噴射ヘッド装置10を搭載したコンクリート吹付機1を例に説明したが、これに限定されず、本発明に係るマニピュレータ装置は、自身の先端側にアタッチメントが装着されて、互いが支軸を介して回動可能に連結された複数のアーム状のメカニズムを有するマニピュレータ装置であれば、種々のマニピュレータ装置に適用することができる。また、自身の先端側に装備されるアタッチメントについても噴射ヘッド装置10に限定されず、種々のアタッチメントを装着可能なことは勿論である。
For example, in the above-described embodiment, the concrete sprayer 1 equipped with the
しかし、上述のように、コンクリート吹付機は、その使用環境が、トンネルや、坑道、ケーブルダクト等の内壁をコンクリートやモルタルでライニングする等の過酷な環境下で用いられるものなので、高い信頼性を有する構成が望まれるとともに、主作業範囲Fでの迅速な動作と格納作業範囲Kでのゆっくりとした動作との切換が望まれるものであるため、本発明を適用するマニピュレータ装置として好適である。 However, as mentioned above, the concrete spraying machine is used in harsh environments such as lining the inner walls of tunnels, tunnels, cable ducts, etc. with concrete or mortar, so it has high reliability. It is desirable as a manipulator device to which the present invention is applied because it is desired to switch between a quick operation in the main work range F and a slow operation in the storage work range K.
1 コンクリート吹付機(マニピュレータ装置)
2 油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)
3 第一の腕部
4 第二の腕部
5 支軸
6 連結リンク
7 ベース
8 回動用の油圧シリンダ
9 シリンダチューブ
10 噴射ヘッド装置(アタッチメント)
20 油圧回路
21 第一シリンダ部
22 第二シリンダ部
23 第一ピストン
24 第一シリンダロッド
26 第二ピストン
27 第二シリンダロッド
31 第一シリンダ用速度制御弁
32 第二シリンダ用速度制御弁
41 第一シリンダ用方向制御弁
42 第二シリンダ用方向制御弁
K 格納範囲(第二の作業範囲)
F 主作業範囲(第一の作業範囲)
1 Concrete sprayer (manipulator device)
2 Hydraulic cylinder (hydraulic actuator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 1st arm part 4 2nd arm part 5 Support shaft 6 Connection link 7
DESCRIPTION OF
F Main work range (first work range)
Claims (2)
前記油圧アクチュエータは、一のシリンダチューブにピストンおよびシリンダロッドを二組備えた複合油圧シリンダであり、前記一のシリンダチューブの一端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第一シリンダロッドと、前記シリンダチューブの他端側にその軸方向に伸縮可能に設けられた第二シリンダロッドとを有し、前記油圧回路は、前記第一シリンダロッドおよび第二シリンダロッドそれぞれを、別個に速度制御するように構成されており、
前記油圧回路は、前記第一シリンダロッドの伸縮速度よりも前記第二シリンダロッドの伸縮速度をゆっくり伸縮させるように設定されており、
前記第二の腕部は、前記第一の腕部に対して延伸された側での回動範囲である第一の作業範囲と、前記第一の腕部に対して縮退された側での回動範囲である第二の作業範囲とに回動されるときに、前記第一の作業範囲にあっては、前記第一シリンダロッドの伸縮のみによって回動され、前記第二の作業範囲にあっては、前記第二シリンダロッドの伸縮のみによって回動されるようになっていることを特徴とするマニピュレータ装置。 A first arm portion on the proximal end side, a second arm portion that is rotatably connected to the distal end side of the first arm portion via a support shaft, and an attachment is attached to the distal end side of the first arm portion; A manipulator device comprising: a hydraulic actuator that rotates the second arm portion around the support shaft with respect to the first arm portion; and a hydraulic circuit that drives the hydraulic actuator,
The hydraulic actuator is a composite hydraulic cylinder provided with two sets of pistons and cylinder rods in one cylinder tube, and a first cylinder rod provided on one end side of the one cylinder tube so as to be extendable in the axial direction; A second cylinder rod provided on the other end side of the cylinder tube so as to extend and contract in the axial direction, and the hydraulic circuit separately controls the speed of each of the first cylinder rod and the second cylinder rod. is configured to,
The hydraulic circuit is set to expand and contract slowly the expansion and contraction speed of the second cylinder rod than the expansion and contraction speed of the first cylinder rod.
The second arm portion has a first working range which is a rotation range on the side extended with respect to the first arm portion, and a rotation on a side which is degenerated with respect to the first arm portion. When it is rotated to the second work range, which is a range, the first work range is rotated only by the expansion and contraction of the first cylinder rod, and is in the second work range. Is rotated only by the expansion and contraction of the second cylinder rod.
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