JP6513484B2 - ケーブル配線方法及びロボット - Google Patents
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Description
F=5×0.6
=3〔kgf〕
になる。したがって、天井空間14に敷設ケーブル22を30〔m〕にわたって敷設する場合、後述されるように、後端に給電用のケーブル及び制御用のケーブルを接続した状態でロボット31を30〔m〕移動させる必要があり、そのときに給電用のケーブル及び制御用のケーブルに加わる摩擦力Feが3〔kgf〕より小さい場合は、後端に給電用のケーブル及び制御用のケーブルを接続した状態でロボット31を移動させることができる。
FG1=−Mg1・cosφ1
FG2=−Mg2・cosφ2
になり、前輪WFの重量Mg1の接地方向成分をNG1とし、後輪WRの重量Mg2の接地方向成分をNG2とすると、
NG1=Mg1・sinφ1
NG2=Mg2・sinφ2
になる。
PM1=FM1/cosθ
PM2=FM2/cosθ
になり、前輪WFの駆動力FM1の接地方向成分をNM1とし、後輪WRの駆動力FM2の接地方向成分をNM2とすると、
NM1=FM1・tanθ
NM2=FM2・tanθ
になる。
FP1=PM2・sin(θ+φ1)
=FM2(sinφ1+tanθ・cosφ1)
NP1=PM2・cos(θ+φ1)
=FM2(cosφ1−tanθ・sinφ1)
になる。
F1=FM1+FG1+FP1
=FM1−Mg1・cosφ1+FM2(sinφ1+tanθ・cosφ1) F2=FM2+FG2
=FM2−Mg2・cosφ2
=FM2 (∵φ2=π/2)
N1=NM1+NG1+NP1+Nα
=Mg1・sinφ1+FM2(cosφ1−tanθ・sinφ1)+Nα
N2=NM2+NG2
=FM2・tanθ+Mg2・sinφ2
になる。
Fmax1=μ・N1
=μ・(Mg1・sinφ1+FM2(cosφ1−
tanθ・sinφ1))+Nα
=μ・(Mg1・sinφ1+Fmax2
(cosφ1−tanθ・sinφ1))+Nα ……(1)
Fmax2=μ・N2
=μ・(FM2・tanθ+Mg2・sinφ2)
=μ・(Fmax2・tanθ+Mg2・sinφ2) ……(2)
になるので、この式(2)から
Fmax2=μ・Mg2・sinφ2/(1−μ・tanθ)
になる。したがって、前記式(1)に最大引張力Fmax2を代入すると、
Fmax1=μ・(Mg1・sinφ1+Fmax2
(cosφ1−tanθ・sinφ1)+Nα)
=μ・(Mg1・sinφ1+μ・Mg2・sinφ2・
(cosφ1−tanθ・sinφ1)/
(1−μ・tanθ)+Nα) ……(3)
になる。
Fmax2=FM2
そして、後輪WRの駆動力は連結部122を介して前輪WFに伝達されるようになっているので、系全体の引張力をF’とすると、前輪WFの引張力の進行方向成分F1だけを見ればよく、引張力F’は式(4)に示されるようになる。
=FM1−Mg1・cosφ1+FM2(sinφ1+tanθ
・cosφ1)−Fe ……(4)
前輪WFが機器天井部位Kbの垂直壁に突き当たって静止した状態から、力学的に前輪WFが持ち上がる条件は、系全体の引張力F’が
F’>0
であるので、補助推進力発生部32adによって発生させられる吸着力Nαが
Nα>(1/μ)・(Fe−μ・(Mg1・sinφ1+Fmax2
(cosφ1−tanθ・sinφ1))+Mg1・cosφ1 −Fmax2(sinφ1+tanθ・cosφ1)) ……(5)
になる条件が満たされると、前輪WFが機器天井部位Kbの垂直壁に突き当たって静止した状態から、力学的に持ち上がる。
μ=0.6
Mg1=2.5〔kg〕
Mg2=2.5〔kg〕
φ1=0〔°〕
φ2=90〔°〕
θ=0〔°〕
Fe=3〔kgf〕
とし、前輪WFにおいて吸着力Nαが、
Nα>7.67〔kgf〕
になるように吸着領域Ar1に磁石59を配設すると、前輪WFが機器天井部位Kbの垂直壁に突き当たって静止した状態から、力学的に前輪WFが持ち上がる。
0>(1/μ)・(Fe−μ・(Mg1・sinφ1+Fmax2
(cosφ1−tanθ・sinφ1))+Mg1・cosφ1 −Fmax2(sinφ1+tanθ・cosφ1))
になるので、
tanθ>1+(1/Fmax2)(Mg1−(Fe/μ)
(1/(sinφ1+cosφ1))) ……(6)
になり、角度θは、
θ>tan-1θ(1+(1/Fmax2)(Mg1−(Fe/μ)
(1/(sinφ1+cosφ1))) ……(7)
になる。したがって、角度θを、
θ>29〔°〕
にすると、補助推進力発生部32adによる吸着力Nαがなくても、後輪WRが連結部122を介して前輪WFを押す力だけで、力学的に前輪WFが持ち上がる。
θ<29〔°〕
である場合、ロボット31は、前輪WFの主推進力発生部32sh及び後輪WRの推進力発生部34shにおいて発生させられた摩擦力、並びに前輪WFの補助推進力発生部32adにおいて発生させられた吸着力Nαによって機器天井部位Kbを登ることができる。
F2=μ(Mg1+Nα+Mg2)
になる。そして、後輪WRにおける接地方向の力N2、すなわち、ロボット31を垂直壁133から離れさせないようにする力N2は、
N2=Nα+Fe
であるので、力F2、N2が、
F2>N2
になると、ロボット31を垂直壁133から離れさせることができる。
F2>N2
になるようにするためには、吸着力Nαを小さくする必要があり、その場合、ロボット31が垂直壁131を登るのが困難になってしまう。
F2>N2
にすることができ、ロボット31を垂直壁133から離れさせることができる。
μ(Mg1+Nα+Mg2)>Nα
Mg1+Mg2>((1−μ)/μ)Nα
((1−μ)/μ)(Mg1+Mg2)>Nα
になる。
14 天井空間
22、161 敷設ケーブル
31 ロボット
32ad 補助推進力発生部
32sh 主推進力発生部
34sh 推進力発生部
Ar1 吸着領域
Hi 開口部
Ka 天井金具
Kb 機器天井部位
WF 前輪
WR 後輪
Claims (35)
- (a)天井パネルに形成された開口部を介して、一対の前輪及び一対の後輪を備えたロボットを天井空間に挿入し、
(b)前記前輪及び後輪を回転させ、
(c)回転に伴って、前記前輪に配設された推進力発生部において発生させられた推進力、及び前記後輪に配設された推進力発生部において発生させられた推進力によってロボットを移動させ、
(d)該ロボットを所定の箇所まで移動させることによって敷設ケーブルを配線するとともに、
(e)前記前輪に配設された推進力発生部は、前輪の円周方向における所定の領域において、天井パネル上に形成された突起物を吸着することによって推進力を発生させることを特徴とするケーブル配線方法。 - 前記前輪に配設された推進力発生部は、前輪の円周方向における他の所定の領域において、摩擦力を推進力として発生させる請求項1に記載のケーブル配線方法。
- 前記後輪に配設された推進力発生部は摩擦力を推進力として発生させる請求項1又は2に記載のケーブル配線方法。
- 前記後輪に配設された推進力発生部の外周面に、径方向外方に向けて複数の突起が形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- 前記後輪は、前記前輪との間に配設された伝動部材を走行させることによって伝達された前輪の回転を受けて回転させられる請求項1〜3のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- 前記伝動部材を、天井パネル上の所定の突起物と当接させた状態で走行させることによって、推進力を発生させる請求項5に記載のケーブル配線方法。
- (a)前記前輪における左側の車輪と前記後輪における左側の車輪との間、及び前記前輪における右側の車輪と前記後輪における右側の車輪との間に、それぞれ前記伝動部材が配設され、
(b)前記前輪における左側の車輪及び前記後輪における左側の車輪と、前記前輪における右側の車輪及び前記後輪における右側の車輪とは独立して回転させられる請求項5又は6に記載のケーブル配線方法。 - 前記ロボットは、前方及び後方から見た場合に球形状を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- 前記ロボットの下部の所定の箇所に錘が配設される請求項1〜8のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- 前記前輪及び後輪における左側の車輪と右側の車輪との距離は伸縮機構によって変更される請求項1〜9のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- 前記後輪の後方に、摩擦力を推進力として発生させる増設車輪が連結される請求項1〜10のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。
- (a)ロボットに接続されたリード線の端部に敷設ケーブルを接続し、
(b)ロボットを移動させ、ロボットが所定の箇所に到達した後に、ロボットに接続されたリード線を引くことによって、天井パネル上に前記敷設ケーブルを配線する請求項1〜11のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。 - ロボットに電力を供給するための給電用のケーブル又はロボットの制御を行うための制御用のケーブルをリード線として使用する請求項12に記載のケーブル配線方法。
- (a)ロボットに敷設ケーブルを接続し、
(b)ロボットを所定の箇所まで移動させることによって、天井パネル上に前記敷設ケーブルを配線する請求項1〜11のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。 - (a)所定の車輪内に敷設ケーブルを巻回させて収容し、
(b)ロボットを移動させる間に、前記所定の車輪内の敷設ケーブルを繰り出す請求項1〜10のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。 - (a)所定の車輪内にリード線を巻回させて収容し、
(b)ロボットを移動させる間に、前記所定の車輪内のリード線を繰り出す請求項1〜10のいずれか1項に記載のケーブル配線方法。 - 前記所定の車輪は後輪である請求項15又は16に記載のケーブル配線方法。
- 前記所定の車輪は、前記後輪の後方に連結され、摩擦力を推進力として発生させる増設車輪である請求項15又は16に記載のケーブル配線方法。
- 天井空間において、天井パネル上を所定の箇所まで移動することによって敷設ケーブルを配線するロボットにおいて、
(a)シャシと、
(b)該シャシによって回転自在に支持された一対の前輪及び一対の後輪とを有するとともに、
(c)前記前輪及び後輪は、回転に伴って、ロボットを移動させるための推進力を発生させる推進力発生部を備え、
(d)前記前輪に配設された推進力発生部は、前輪の円周方向における所定の領域に形成され、天井パネル上に形成された突起物を吸着することによって推進力を発生させる吸着領域を備えることを特徴とするロボット。 - 前記前輪に配設された推進力発生部は、前輪の円周方向における他の所定の領域に形成され、摩擦力を推進力として発生させる非吸着領域を備える請求項19に記載のロボット。
- 前記後輪に配設された推進力発生部は摩擦力を推進力として発生させる請求項19又は20に記載のロボット。
- 前記後輪に配設された推進力発生部の外周面に、径方向外方に向けて複数の突起が形成される請求項19〜21のいずれか1項に記載のロボット。
- (a)前記前輪と後輪との間に走行自在に配設された伝動部材を有するとともに、
(b)前記後輪は、伝動部材を走行させることによって伝達された前輪の回転を受けて回転させられる請求項19〜22のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記伝動部材は、天井パネル上の所定の突起物と当接した状態で走行させられることによって、推進力を発生させる請求項23に記載のロボット。
- (a)前記前輪における左側の車輪と前記後輪における左側の車輪との間、及び前記前輪における右側の車輪と前記後輪における右側の車輪との間に、それぞれ前記伝動部材が配設され、
(b)前記前輪における左側の車輪及び前記後輪における左側の車輪と、前記前輪における右側の車輪及び前記後輪における右側の車輪とは独立して回転させられる請求項23又は24に記載のロボット。 - 前方及び後方から見た場合に球形状を有する請求項19〜25のいずれか1項に記載のロボット。
- ロボットの筐体の下部の所定の箇所に錘が配設される請求項19〜26のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記前輪及び後輪における左側の車輪と右側の車輪との距離は伸縮機構によって変更される請求項19〜27のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記後輪の後方に連結され、摩擦力を推進力として発生させる増設車輪を有する請求項19〜28のいずれか1項に記載のロボット。
- (a)所定の車輪内に敷設ケーブルが巻回させて収容され、
(b)ロボットを移動させる間に、前記所定の車輪内の敷設ケーブルが繰り出される請求項19〜29のいずれか1項に記載のロボット。 - (a)所定の車輪内にリード線が巻回させて収容され、
(b)ロボットを移動させる間に、前記所定の車輪内のリード線が繰り出される請求項19〜29のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記所定の車輪は後輪である請求項30又は31に記載のロボット。
- 前記所定の車輪は、前記後輪の後方に連結され、摩擦力を推進力として発生させる増設車輪である請求項30又は31に記載のロボット。
- (a)前記推進力発生部は、前記シャシによって回転自在に支持されたリング状のホイールの径方向外方に配設され、
(b)該ホイールの内周面にリングギヤが配設され、
(c)前記前輪及び後輪は、前記ホイールの径方向内方に配設され、駆動部から回転が伝達される駆動ギヤと前記リングギヤとを噛合させてホイールを回転させることによって回転させられる請求項19〜33のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記ホイールは、径方向内方に配設された複数のローラによって回転自在に支持される請求項34に記載のロボット。
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