JPH01174209A - 活線作業用マニピュレータの力覚検出方法 - 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、活線作業用マニピュレータの力覚検出方法に
係わるもので、さらに詳しく言えば、無停電状態で送配
電設備の増設や交換等の電気工事を実施する活線作業用
マニピュレータの力覚検出方法に関するものである。

「従来技術」 高圧配電線の電気工事においては、無停電化を図るため
に活線作業が要求される。

このような目的を達成するため、高所作業車の上にマニ
ピュレータを搭載しておいて、遠隔操作によって電気工
事を実施する方法が開発されつつある。

一般にマニピュレータは、多関節機能を備えることによ
って広い作業範囲を有するとともに、分解組立作業等に
要する精密操作をすることができるものであるが、電気
工事を活線作業によって行なう場合には、充電部との接
触によって生じる地絡事故を防止するため、マニピュレ
ータや作業車等の一部を電気絶縁構造とすることが必要
であり、また、作業者の感電事故を防止する上で、地上
部において、電気的に絶縁された状態でマニピュレータ
を遠隔操縦マきることが望ましい。

従来、マニピュレータの先端部等の力覚を検出する方法
として、先端グリップに歪みセンサ（ロードセル）を取
り付けて変位を電気信号化し、電気ケーブルにより地上
部等の遠隔箇所に伝達して、電気信号を機械力に変換し
て力覚出力とすることが行なわれている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし、充電部に接触する部分あるいは充電部に接近す
る部分に歪みセンサを設けると、絶縁処理が困難になる
とともに、電力線からの電磁誘導の影響により、力覚検
出誤差の増大を沼き易く、さらに、雨水、雪等の浸水に
よる絶縁性の低下等の問題を生じる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するとと
もに、作業用マニピュレータの力覚検出を地上部におい
て高い精度で実施することを目的としているものである
。

「問題点を解決するための手段」 マニピュレータの先端部に取り付けた力覚検出用アクチ
ュエータの流体圧力を、絶縁性流体により遠隔箇所に導
くことにより、圧力伝達路そのものを利用して電気絶縁
状態とする。遠隔箇所において前記流体圧力を圧力セン
サにより電気または光信号に変換して、基準データとの
比較、計測、記録、表示等の処理を行なわせるとともに
、電気、光信号を力覚発生装置に伝達して力覚を発生さ
せ、マニピュレータによる高所作業性を得るものである
。

「実施例」 以下、本発明に係わる活線作業用マニピュレータの力覚
検出方法の一実施例を図面に基づいて説明する。

初めに本実施例に適用される機器等について、第１図お
よび第２図に基づいて説明する。

図中符号ｌは高所作業車、符号２は高所作業車１によっ
て昇降させられる作業台、符号３は作業台２に搭載され
るマニピュレータ、符号４は高圧線等の充電部、符号５
はマニピュレータ３の先端部に設けられる力検出部、符
号６は力検出部５からの流体圧力を地上に伝達するため
の電気絶縁油圧回路、符号７は地上部分に設けられる制
御部である。

前記高所作業車ｌには、作業台２を昇降させるための伸
縮アーム８が設けられ、該伸縮アーム８はアーム揺動用
アクチュエータ９とアーム伸縮用アクチュエータ１０と
によって、角度および長さの調整がなされる。

前記マニピュレータ３は、６つの自由度を有するものが
適用される。その詳細を説明すると、前記作業台２に搭
載される基部旋回用アクチュエータ１１を介して、基部
アーム１２の下端が取り付けられ、該基部アーム１２に
は、上下角度を調整するための基部揺動用アクチュエー
タ１３が設けられる。そして、基部アームＩ２の先端に
は、主アーム１４が屈曲可能に取り付けられるとともに
、基部アーム１２と主アーム１４との間に、屈曲度を調
整するための主アーム揺動用アクチュエータ１５が設け
られる。

前記主アーム１４の先端には、垂直回転用アクチュエー
タ１６、捻回用アクチュエータ１７、把持用アクチュエ
ータＩ８を介して、充電部４に対して直接作業をするた
めのグリッパ１９が設けられる。

前記力検出部５は、第２図に示すように、マニピュレー
タ３の先端部となるグリッパ１９の部分に、力覚検出用
アクチュエータ（挟持力検出用アクチュエータ　）２０
が取り付けられるとともに、この力覚検出用アクチュエ
ータ２０の先端に、感圧ブラケット２１がスプリング２
２による弾発力により内向きに突出状態に取り付けられ
、力覚検出用アクチュエータ２０により絶縁性流体２３
を加圧するものである。

前記電気絶縁油圧回路６は、その長さの大部分について
、格別の制限を受けることなく構成することができるが
、充電部４に接触する部分（または接近する部分）と地
上部分との間を電気絶縁状態にする必要があり、流体の
収納用配管が金属管、即ち導電性材料からなる場合は、
その途中に収納用配管における長平方向の電気絶縁を図
るための配管絶縁部２４が設けられる。なお、流体収納
用配管を絶縁ホースとすれば、その部分を配管絶縁部２
４とすることができろが、圧油による膨張を無視できる
ように配慮することが肝要である。

また、前記制御部７は、必要に応じて、高所作業車１、
作業台２、マニピュレータ３の位置の凋整、運転等を行
なう機能を備えたものとされるとともに、これらの機能
に加えて電気絶縁油圧回路６に対して地上部分において
接続される容器２５と、この容器２５の一部に取り付け
られて圧力を電気信号または光信号に変換するための圧
力センサ２６と、圧力センサ２６の出力信号を伝達する
ための伝送リード線２７と、伝送リード線２７に接続さ
れている増幅器２８と、圧力データと基準設定値等とを
比較するためのコンパレータ２９と、圧力データを表示
するためのデイスプレー装置３０と、コンパレータ２９
から異常検出信号が出力されたときに作動するランプ、
ブザー等の警報装置３１と、圧力データに比例する機械
力を発生させるためのアクチュエータ等の力覚発生装置
３２とを備えている。

次いで、上記各機器等を適用した力覚検出方法について
説明する。

マニピュレータ３の先端、即ち、第１図及び第２図例に
あっては、グリッパ１９により充電部４を挾持している
状態であると、感圧ブラケット２■がスプリング２２の
弾発力に抗して第２図に矢印で示すように移動し、絶縁
性流体２３の圧力が挟持力に応じて上昇する。絶縁性流
体２３の圧力は、第１図に示すように、電気絶縁油圧回
路６により地上部の制御部７における容器２５に導かれ
、圧力センサ２６を作動させる。

また、活線作業時にあっては、マニピュレータ３におけ
るグリッパ１９が充電部４と接触することになるが、マ
ニピュレータ３の構成材の一部に電気絶縁部を設けてお
くことと、電気絶縁油圧回路６の構成配管の一部等に絶
縁部２４を設けておくことによって、充電部４と高所作
業車ｌ及び制御部７との間を電気絶縁状態とすることが
できるとともに、特に、力検出部５においては、挟持力
検出アクチュエータ２０で生じた圧力上昇を電気絶縁油
圧回路６を経由して遠隔箇所となる地上の制御部７に伝
達しているものであるため、電磁界の影響による誤差を
生じることがない。

そして、圧力センサ２６の出力は、電磁界の影響を受け
ることの少ない地上部において、信号伝送リード線２７
により増幅器２８を経由して各電気回路に伝送され、グ
リッパ１９の挟持力をデイスプレー装置３０に表示させ
るとともに、挟持力に異常が認められる場合は、警報装
置３１を作動させることが行なわれ、一方、力覚発生装
置３２によりグリッパ１９の挟持力に比例した機械力を
発生さけることにより、マニピュレータ３の挟持力の調
整を行なう。

なお、本発明は次の実施態様を包含する。

（ａ）配電線の電気工事以外の高所作業、活線作業等、
例えば、各送変電設備における活線作業等を遠隔操作に
よって行なう場合に適用すること。

（ｂ）マニピュレータの概念の中には、類似する構造の
機器や、アクチュエータによって遠隔操作される工具等
を含む。

（Ｃ）力検出部における検出力は、挟持力以外の接触圧
力を包含すること。

「発明の効果」 本発明における活線作業用マニピュレータの力覚検出方
法にあっては、 （ｉ）マニピュレータの先端に取り付けた力覚検出用ア
クチュエータによって接触力に応じた流体圧力を発生さ
せ、絶縁性流体により遠隔箇所に導いて流体圧力を圧力
センサにより検出するものであるから、充電部からの電
気的絶縁を容易にするとともに、電磁界からの影響を少
なくすることができる。

（１１）圧力センサの出力信号によって力覚を発生させ
ることにより、マニピュレータを充電部に対して接触力
を調整しながら接触させ、損傷を与えることなく各種作
業を実施することができる。

（ｉｉｉ）絶縁性流体の圧力を地上部において電気信号
等に変換することにより、表示、記録、警報発生等の各
利用を図ることができる。

（ｉｖ）絶縁性流体の収納用配管を電気絶縁体とするこ
とにより、電気絶縁性を著しく向上させ、設計上の有利
性、メンテナンス性の向上等を得ることができる。

等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる活線作業用マニピュレータの力
覚検出方法を適用した機器等の実施例を示す機能図、第
２図は第１図に示すマニピュレータの先端における力検
出部の正断面図である。 ■・・・・・・高所作業車、 ２・・・・・・作業台、 ３・・・・・・マニピュレータ、 ４　・・・充電部、 ５・・・・・・力検出部、 ６・・・・・電気絶縁油圧回路、 ７・・・・・制御部、 ８・・・・伸縮アーム、 ９・・・・・・アーム揺動用アクチュエータ、ＩＯ・・
・・・・アーム伸縮用アクチュエータ、１１・・・・・
基部旋回用アクチュエータ、１２・・・・基部アーム、 １３・・・・・基部揺動用アクチュエータ、１４・・・
主アーム、 １５・・・・・主アーム揺動用アクチュエータ、１６・
・・・・・垂直回転用アクチュエータ、１７・・・・・
・捻回用アクチュエータ、１８・・・・・・把持用アク
チュエータ、１９・・・・・・グリッパ、 ２０・・・・・・力覚検出用アクチュエータ（把持力、
検出アクチュエータ　）、 ２１・・・・・・感圧ブラケット、 ２２・・・・・・スプリング、 ２３・・・・・・絶縁性流体、 ２４・・・・・・配管絶縁部、 ２５・・・・・・容器、 ２６・・・・・・圧力センサ、 ２７・・・・・・伝送リード線、 ２８・・・・・・増幅器、 ２９・・・・・・コンパレータ、 ３０・・・・・・デイスプレー装置、 ３１・・・・・・警報装置、 ３２・・・・・・力覚発生装置。 出願人　　葎　倉　電　線　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マニピュレータ（３）の先端部に取り付けた力覚検出用
   アクチュエータ（２０）の流体圧力を、絶縁性流体（２
   ３）により遠隔箇所に導き、該遠隔箇所において流体圧
   力を圧力センサ（２６）により検出することを特徴とす
   る活線作業用マニピュレータの力覚検出方法。