JPH01138912A - マスタスレーブ方式マニピュレータのグリップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は配電工事用等に使用されるロボットのスリーブ
のハンドのグリッパを開閉制御するマスタスレーブ方式
マニピュレータのグリップに関する。

（従来の技術とその問題点） 電子計算機、情報機器等の各種の電子機等が高度に発達
した今日、僅かの間の停電も需要者にとって重大な問題
となり、電力を供給する側にとっては一時も停電をする
ことを許されない事態になりつつある。このため電柱に
配線された電線の工事は需要者に電力を供給しつつ行わ
なければならず、従って、活線作業となることが多く、
また、止むを得ず停電させる場合も夜間に、且つ短時間
に行うことが要求される。電柱に配線された電線は高所
であり作業性が悪いばかりでなく、特に高圧電線（６０
００Ｖ）の活線作業は極めて危険であり、最善の注意を
払うことが必要である。しかも、作業は安全に、迅速、
確実に、且つ短時間に行うことを要求される。

そこで、特に、活線の作業に対しては第６図に示すよう
に間接工法車を使用し、工法車１に旋回及び伸縮自在に
搭載されたプーム２の上端に設けられ各種の工具及び部
品等を具備するパケット３内に作業者が搭乗し、当該パ
ケット３に配設したマスクアーム４を操作してスレーブ
アーム５を制御し、スレーブアーム５の先端のグリッパ
５ａに装着された動力化工具６の先端に着脱可能に装着
した工具７を駆動し、且つ作業に応じて当該工具７を適
宜交換して電線８に対する各種の作業行うようにして安
全性を確保すると共に作業性の向上を図るようにしてい
る。

また、電線に工事用のビニールチューブ等の絶縁被覆を
取り付ける場合には前記スレーブ５にハンドを装着し、
前記ビニールチューブ等を挟んで電線まで搬送するよう
にしている。第７図はかかるハンドの一例を示し、ハン
ド１０は、油圧シリンダ１１のロッド１２の先端に固定
した支持部材１３の前方に一対のグリッパ１４．１４を
配置し、これらのグリッパ１４．１４と、シリンダ１１
及び支持部材１３との間にリンク機構１５．１５を介在
させて構成したもので、矢印入方向にロッド１２を退縮
させると、各リンク機構１５．１５の各リンク１５ａ、
１５ａがシャフト１６．１６を支点として矢印の方向に
リンク１５ｂ、１５ｂを回動させ、これに伴いリンク１
５ｅ、１５ｃが従動し、グリッパ１４．１４が２点鎖線
で示すように開く。

また、ロッド１２を伸長させると各リンク機構１５．１
５が上述とは反対に作動して、グリッパ１４．１４が実
線で示す位置に閉じる。

かかるグリッパ１４．１４の開閉は一般にマスタスレー
ブ方式マニピュレータのグリップのトリガを操作して当
該トリガの引き又は戻し位置に対応させてグリッパ１４
．１４の開閉を行うようにしている。そして、これらの
グリッパ１４．１４間に前述したビニールチューブ等を
挟んで所要の位置に運搬する。

しかしながら、従来のマニピュレータのグリップはトリ
ガの位置をラチェット機構を介してポテンショメータに
伝達させる構成であるために、グリッパ１４．１４Φ間
隔が段階的となり、この結果、被挟持物によっては狭す
ぎたり或いは広すぎたりする。グリッパ１４．１４間の
間隔が狭すぎる場合には挟んだビニールチューブが潰れ
てしまい電線への取り付けが困難となり、また、広すぎ
る場合には挟んだものが滑落することがあり、ハンドの
取り扱い操作が困難であるという問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、スレーブの
ハンドのグリッパの間隔を無段階に操作可能とすると共
に、当該グリッパを任意の位置に停止させ、また、当該
停止を任意に解除することが可能なマスタスレーブ方式
マニピュレータのグリップを提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、トリガの操
作によりポテンショメータを作動させてスレーブのハン
ドのグリッパを開閉操作するマスタスレーブ方式マニピ
ュレータのグリップにおいて、前記トリガに一体的にラ
ックを連結し、当該ラックの移動を歯車系を介して前記
ポテンショメータに伝達して前記トリガの引き位置に応
じて当該ポテンショメータを連続的に回転させる駆動機
構と、前記トリガと前記グリップのケーシングとの間に
介在されて当該トリガを任意の位置に係止させる位置決
め機構と、当該位置決め機構の作動を任意に解除する位
置決め解除機構とを備えた構成としたものである。

（作用） トリガの引き、又は戻しに応じてラックが一体的に移動
し、当該ラックの移動は歯車系を介してポテンショメー
タに伝達される。これによりポテンショメータはラック
の移動に応じて連続的に回転可能となり、ハンドのグリ
ッパの間隔が無段階に調節可能となる。また、トリガは
位置決め機構により任意の位置に係止可能とされ、且つ
当該位置に保持される。更に、当該位置決め機構は位置
決め解除機構により前記トリガの係止動作を任意に解除
可能とされ、当該トリガは引き、戻し操作を自由とされ
る。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図乃至第３図は本発明を適用したマスタスレーブ方
式マニピュレータのグリップを示し、グリップ２０はケ
ーシング２１と、当＝亥ケーシング２１を支持する柄２
２とにより構成され、ケーシング２０の底部は柄２２の
上部に嵌合され、且つボルト２３により強固に螺着固定
されている。このケーシング２１内には、２つのポテン
ショメータ２４．２４゛　と、トリガ２５と、トリガ２
５の移動を各ポテンショメータ２４．２４゛に伝達して
これらを駆動する駆動機ｔ１２６と、前記トリガ２５を
任意の位置に係止する位置決め機構２７と、当該位置決
め機構２７の作動を解除する位置決め解除機構２８等に
より構成さている。

２個のポテンショメータ２４．２４°は第１図に示すよ
うに並列に配置されてケーシング２１の端板に螺着固定
され、シャフト２４ａ、２４’　　ａは当該ケーシング
２１内に配置され、先端に夫々歯付プーリ　（以下タイ
ミングプーリという）３０．３１を装着されている。こ
れらのポテンショメータ２４．２４°はその回転角に応
じた電圧を出力してケーブル３３を介してマスタスレー
ブ方式マニピュレータの制御部（図示せず）に加える。

これらのポテンショメータ２４．２４’の内の一方例え
ば、ポテンショメータ２４°は予備として使用される。

また、ポテンショメータ２４．２４゛の略中間にベルト
テンショナ３４が配設されている。

位置決め機構２７は第４図に拡大して示すようにケーシ
ング２１の下部に形成された円筒状の収納部２１ａ内に
、且つ開口端側に収納されており、ホルダ４０．テーバ
リング４１、ボール４２、スプリング４３及びばね座４
４等により構成されている。ホルダ４０は有底円筒状を
なし底面の中央に突設されたボスにトリガ２５を挿通可
能な軸孔４０ａを穿設されている。テーパリング４１は
中央にトリガ２５よりも大径の軸孔４１ａを穿設され、
且つホルダ４０と対向する端面には当該軸孔４１ａを中
心として当該端面に拡開するテーパ面４１ｂを形成され
ている。これらのホルダ４０及びテーパリング４１は上
輪４５により逸脱不能に嵌挿固定されている。

トリガ２５は中実のロッドで構成され、先端にブツシュ
ボタン５０を固設され、後端は柄２２の上部前端２２ａ
に穿設された孔２２ｂ及び位置決め解除機構２８のレリ
ーズレバ−７０の孔７０ａを遊嵌し、更に、カラー５１
を介してテーパリング４１の軸孔４１ａ、ホルダ４０の
軸孔４０ａを夫々軸方向に摺動可能に貫通している。ま
た、トリガ２５はホルダ４０から突出する後端にブツシ
ュリング５２を装着されている。

前記位置決め機構２７のテーパリング４１のテーパ面４
１ｂとトリガ２５の外周面との間にはボール４２が複数
配置され、これらのボールの反テーパ面側にはトリガ２
５に遊嵌する環状のばね座４４を配置され、当該ばね座
４４とホルダ４０の対向する端面々の間にはスプリング
４３が縮設されている。そして、このスプリング４３は
ばね力によりトリガ２５の外周面とテーパリング４１の
テーパ面４１ｂとに各ボール４２を圧接させる。

これにより、当該トリガ２５は矢印Ｂで示す「引き」方
向への移動のみを許容され、矢印Ｃで示す「戻り」方向
への移動を禁止される。また、カラー５１の一端はテー
パリング４１の端面よりも外方に突出してレリーズレバ
−７０に当接し、後端は各ボール４２に当接可能とされ
ている。

駆動機構２６のラック５５は上面に歯５５ａを刻設され
、軸心に孔５５ｂを穿設された有底角筒状をなし、底面
の軸心に穿設された孔５５ｃに前記トリガ２５の後端を
嵌合され、当該先端に装着されたブツシュリング５２が
外側から当接されて押圧可能とされている。ラック５５
の孔５５ｂの開口端にはカラー５６が軸方向に摺動可能
に嵌挿され、当該カラー５６にはロッド５７の一端が軸
方向に摺動可能に嵌挿されている。ロッド５７の他端は
ランド５７ａを形成され、該ランド５７ａはケーシング
２１の収納部２１ａの端面に穿設された孔２１ｂに嵌合
固定されている。ラック５５内にはスプリング５８が収
納され、一端を当該うツク５５の端面に、他端をカラー
５６の一端面に圧接されてこれら両者間に縮設され、更
に、当該カラー５６の他端面とロッド５７のランド５７
ａとの間にはスプリング５９が縮設されている。

ラック５５の上部所定位置には当該ラックと直交するよ
うにシャフト６０が配設され、両端を夫々ケーシング２
１の両端板に回転可能に軸支されている。このシャフト
６０にはピニオン６１が回転可能に軸支され、且つラッ
ク５５の歯５５ａに噛合している。このピニオン６１に
は歯付プーリ（以下タイミングプーリという）６２が外
嵌固定されている。更に、このピニオン６１の一端面と
ケーシング２１の対向する端板間には巻きスプリング６
３が介在され、当該スプリング６３の両端は夫々ケーシ
ング２１の端板及びピニオン６１の端面に穿設された大
向に嵌合係止されている。このスプリング６３はばね力
によりピニオン６１の歯をラック５５の歯５５ａに圧接
させてこれら両者間のバックラッシュを取り除いている
。

ピニオン６１、ポテンショメータ２４．２４゜の各タイ
ミングプーリ６２．３０．３１間には歯付ベルト（以下
タイミングベルトという）６５が掛回されており、当該
タイミングベルト６５はベルトテンショナ３４により適
宜のテンシランを付与されている。そして、２つのタイ
ミングプーリ′　３０と３１とはタイミングプーリ６２
により同時に、同一方向に、同一の回転角度回転され、
ポテンショメータ２４．２４°は同一に作動する。

位置決め解除機構２８はレリーズレバ−７０と、前記カ
ラー５１とにより構成され、柄２２の上部前端２２ａの
後方に形成された収納空間２２ｅ内に収納され、中央に
前述したトリガ２５が遊嵌する孔７０ａを穿設され、上
端がケーシング２１の下端に僅かなギャップで対向し、
下端が下方に垂下している。このレリーズレバ−７０は
収納空間２２ｅ内で面２２ｃに当接する上端を支点とし
て後方に揺動可能、且つ左右に回動可能とされ、後端面
が位置決め機構２７のテーパリング４１の軸孔４１ａ内
に軸方向に摺動可能に嵌挿される前記カラー５１の前端
面に当接している。柄２２の前端２２ａ（７）裏面２２
ｃの下端には中心から一例に第１図及び第２図に点線で
示すようにレリーズレバ−７０を位置決め解除位置に係
止するための突起２２ｄが形成されている。

レリーズレバ−７０は第２図に示すように左側に回動さ
れている状態においてはレリーズ無段ストップ位置とさ
れ、第１図及び第４図に示すように柄２２の前端２２ａ
の裏面２２ｃに前面が当接し、カラー５１が矢印Ｃで示
す前方（戻り方向）に最大位置まで移動可能とされる。

また、レリーズレバ−７０は第５図に示すように矢印Ｂ
で示す手前（後方）に引いて後方に揺動させた状態にお
いてはレリーズフリー位置とされ、当該位置においては
前記カラー５１は引き方向に最大位置まで移動され、位
置決め機構２７はトリガ２５の係止を解除される。更に
、第２図に２点鎖線で示すようにレリーズレバ−７０を
右側に回動させて突起２２ｄ上に移動させると、レリー
ズレバ−７０は前記揺動した状態に保持され、この結果
、前記位置決め機構２７はトリガ２５の係止を解除する
係止解除状態に保持される。

以下に作用を説明する。

先ず、グリップ２０は第１図、第２図及び第４図に示す
ように位置決め解除機構２８のレリーズレバ−７０が前
記レリーズ無段ストップ位置に回動された状態にあり、
トリガ２５が駆動機構２６のスプリング５８．５９のば
ね力により戻り方向に最大位置まで突出されている状態
においては、位置決め機構２７のボール４２がスプリン
グ４３のばね力によりトリガ２５の外周面とテーバリン
グ４１のテーパ面４１ｂとに圧接し、喫効果により当該
トリガ２５の矢印Ｃ方向への移動即ち、戻りを禁止し、
矢印Ｂ方向への移動即ち、引きのみを許容している。ま
た、ラック５５の右端がピニオン６１と噛合しており、
ポテンショメータ２４．２４゛は始端に位置し、出力電
圧が夫々０となっている。この時には第７図に示すグリ
ッパ１４．１４は実線のように閉じた状態にある。

今、作業者がグリップ２０の柄２２を握り、トリガ２５
を引くと、当該トリガ２５はスプリング５８．５９のば
ね力に抗して矢印Ｂで示す右方に摺動し、これと共にラ
ック５５が移動する。このラック５５の移動に伴いピニ
オン６１が回転し、タイミングベルト６５を介してタイ
ミングプーリ３０．３１を回転し、各ポテンショメータ
２４．２４゛を回転させる。従って、これらのポテンシ
ョメータ２４．２４゛はラック５５即ち、トリガ２５の
引き位置に応じて連続的に、且つ同一に回転する。これ
によりハンド１０のグリッパ１４．１４（第７図）は無
段階に間隔を制御される。

作業者がトリガ２５を任意の引き位置において引く力を
解除すると、当該トリガ２５は位置決め機構２７により
当該位置に係止保持される。このトリガ２５は矢印Ｂ方
向に第５図に示す最大位置まで引かれた状態において、
ラック５５の左端がピニオン６１と噛合し、ポテンショ
メータ２４．２４°は最大位置まで回動され、各出力電
圧が最大となる。このときにはグリッパ１４．１４が第
７図に２点鎖線で示すように最大に開いた状態となる。

勿論、トリガ２５の引く力を解除すると、当該トリガは
当該最大移動位置に係止保持される。

斯くして、トリガ２５の位置に応じて無段階にグリッパ
１４．１４の間隔を調節することが可能となる。

位置決め機構２７の作動を解除する場合には、第５図に
示すように位置決め解除機構２８のレリーズレバ−７０
を手前（矢印Ｂ方向）に引くと、当該レリーズレバ−７
０によりカラー５１の前端面が押圧され位置決め機構２
８のスプリング４３のばね力に抗して矢印Ｂ方向にボー
ル４２を押圧してテーパリング４１のテーパ面４１ｂか
ら離隔させる。これにより当該位置決め機構２７はその
係止機能を解除される。この結果、トリガ２５はスプリ
ング５８．５９のばね力により矢印Ｃ方向に押圧されて
移動し、これに伴いピニオン６１が前述と反対方向に回
転し、ポテンショメータ２４．２４°の出力電圧が前記
最大値からラック５５の移動位置に応じて連続的に低下
する。

トリガ２５の矢印Ｃ方向への移動時にレリーズレバ−７
０の引く力を解除すると、カラー５１がスプリング４３
のばね力によりボール４２を介して左方に押圧され、こ
れに伴い各ボール４２が前述と同様にテーバリング４１
のテーパ面４１ｂとトリガ２５の外周面との間に圧接さ
れ、当該トリガ２５を当該位置に係止（停止）、且つ保
持させる。これによりトリガ２５を任意の戻り位置に係
止することができる。

また、レリーズレバ−７０を引いた状態で第２図に２点
鎖線で示すように右に回動させると、当該レリーズレバ
−７０が前記レリーズフリー位置に保持され、これによ
り、位置決め機構２７は係止動作を解除される。この位
置においては、レリーズレバ−７０は位置決め機構２７
のスプリング４３によりボール４２及びカラー５１を介
して柄２２の前端２２ａの裏面２２ｃに圧接されて確実
に係止保持される。この結果、トリガ２５は引き、戻し
操作を自由とされる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、トリガの　４操作
によりポテンショメータを作動させてスレーブのハンド
のグリッパを開閉操作するマスタスレーブ方式マニピエ
レータのグリップにおいて、前記トリガに一体的にラッ
クを連結し、当該ラックの移動を歯車系を介して前記ポ
テンショメータに伝達して前記トリガの引き位置に応じ
て当該ポテンショメータを連続的に回転させる駆動機構
と、前記トリガと前記グリップのケーシングとの間に介
在されて当該トリガを任意の位置に係止させる位置決め
機構と、当該位置決め機構の作動を任意に解除する位置
決め解除機構とを備えたことにより、前記ハンドのグリ
ッパの間隔を無段階に調節することが可能となり、被挟
持物を良好に挟持することが可能となり、特にビニール
チューブ等の柔らかい部材を潰すことなく且つ確実に挟
むことができる。また、グリッパの間隔を任意の間隔に
保持することができると共に、当該保持を任意に解除す
ることができ、作業能率の大幅な向上を図ることが可能
となるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマスタスレーブ方式マニピュレー
タのグリップの一実施例を示す一部切欠側面図、第２図
は第１図の矢印■方向端面図、第３図は第２図の矢印■
−■に沿う断面図、第４図は第３図の要部拡大図、第５
図は第４回の動作説明図、第６図は電線の活線作業を行
う間接工法車の一例を示す図、第７図はマスタスレーブ
方式マニピュレータのグリップにより開閉制御されるス
レーブのハンドの一例を示す側面図である。 １・・・間接工法車、２・・・ブーム、３・・・パケッ
ト、４・・・マスクアーム、５・・・スレーブアーム、
ｌＯ・・・ハンド、１４．１４・・・グリッパ、２０・
・・グリップ、２１・・・ケーシング、２２・・・柄、
２４．２４°・・・ポテンショメータ、２５・・・トリ
ガ、２６・・・駆動機構、２７・・・位置決め機構、２
８・・・位置決め解除機構、３０．３１．６２・・・タ
イミングプーリ、４１・・・テーパリング、４２・・・
ボール、５５・・・ラック、６１・・・ピニオン、６５
・・・タイミングベルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トリガの操作によりポテンショメータを作動させてスレ
   ーブのハンドのグリッパを開閉操作するマスタスレーブ
   方式マニピュレータのグリップにおいて、前記トリガに
   一体的にラックを連結し、当該ラックの移動を歯車系を
   介して前記ポテンショメータに伝達して前記トリガの引
   き位置に応じて当該ポテンショメータを連続的に回転さ
   せる駆動機構と、前記トリガと前記グリップのケーシン
   グとの間に介在されて当該トリガを任意の位置に係止さ
   せる位置決め機構と、当該位置決め機構の作動を任意に
   解除する位置決め解除機構とを備えたことを特徴とする
   マスタスレーブ方式マニピュレータのグリップ。