JPH03121782A - 鉄塔自動組立方法及びそのための自動組立システム - 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、作業者による塔上作業を省略し、ロボット及
び制御システムを用いて自動的に鉄塔を組立る方法及び
それに使用される鉄塔自動組立システムに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の鉄塔組立においては、小型鉄塔の場合には、主と
して金棒（進入路がある場合はクレーン）を使用し、地
上で面粗した部材をこれらを利用して所定高さまでウィ
ンチ又はクレーンで吊上げ、鉄塔上部で待機している組
立工が、吊上げられた部材を所定位置まで微調整横移動
させ、ボルトを差し込み接続する。このような組立作業
を高さ毎に金棒をせり上げ、あるいはクレーンのブーム
を延ばして行ない、完成高さまで組上げるといった方法
がとられている。

一方、大型鉄塔の場合には、クレーンが進入できる場合
は上記と同様な方法がとられるが、山岳地帯におけるよ
うに重機の進入ができない場合には、鉄塔敷中心にデリ
ック又は分解型クレーンを設置し、地上で面粗した部材
を所定高さまで吊上げ、ブームの旋回により所定位置ま
で横移動させ、塔上で待機している組立工が微調整とボ
ルト差し込み接続を行なっている。

なお、この方式のデリック又はクレーンは、その主柱材
が分割型となっていて、高さ毎に分割コマを追加又は除
去して、高さを調整できるような＃Ｉ造となっている。

以上のように、現状の鉄塔組立方式は、いずれも金棒や
クレーンのブーム等を利用し、ウィンチ類で部材を吊上
げ、塔上で待機している組立工がボルトを差し込み、ボ
ルト締めして行くもので、上部作業を人力に依存せねば
ならないという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来工法においては、吊上げられた部材を
所定位置近傍にまで機械運搬する事はできるが、それ以
降の微調整やボルト差し込みさらに締付は作業はもっば
ら人力に依存しているのが現状である。

このため、従来工法においては、つぎのような問題点が
常に付随していた。

（１）組立作業中には、常時数人の組立工が塔上に待機
していなければならない、しかも、塔上作業に伴う危険
性を有しており、そのための安全対策が必要である。

（２）天候によって左右され、雨が降れば部材が滑りや
すくなり危険度が増大する。このため、悪天候時には作
業中止の止むなさに至り、作業日程に乱れが生ずる。

（３）山間地帯のような気象条件の急変し易い場所では
、突然に霧やガスが発生することが多く、このような場
合には地上と塔上との間の目視連絡ができなくなり、同
様に作業中止となって日程を乱す原因となる。

（４）塔上における作業員のミスにより、ボルト顕や小
工具顕が落下することがあり、地上伶業員が危険に曝さ
れるおそれがあり、そのための然るべき安全対策を必要
とする。

（５）突然の雷の発生といった事態も地域によっては頻
発し、塔上作業者は敏速には塔上から下りて来ることが
できず、生命の危険を生ずるような場合があり、このよ
うな急激な天候変化に対しては有効な対策がない。

上記したような実情にがんがみ、鉄塔組立を機械化しよ
うという提案もないわけではない。

例えば、実公昭４７−２９６８８号公報には、ヘリコプ
タ−を用いて迅速に鉄塔組立を行なう技術が開示されて
いるが、ヘリコプタ−が運んで来た部材を組立てるため
に塔上作業者の配置を必要としており、安全対策の面で
の効果は不十分である。

また、特公昭６１−４３５１１号公報には、案内レール
を上下する運搬装置により鉄塔部材を鉄塔上部に運び上
げ、上部から下部に向って順次組立てる技術について開
示があるが、部材のボルト締め等はあくまでも人手に依
存するものであり、塔上作業者を必要とすることにおい
ては従来例と変りはない。

本発明の目的は、上記したような従来工法の有する問題
点を一切解消し、鉄塔部材の運び上げからそのボルト締
め固定までの全部を全自動化可能とし、塔上作業者の配
置を不必要とする新規な鉄塔自動組立方法及びそのため
の自動組立システムを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、鉄塔主柱の内側を自動昇降可能であり、３次
元の位置を高精度に感知可能な作業腕杆を有する組立装
置と、鉄塔主柱の外側を自動昇降可能であり、少なくと
も自らの高さを感知可能なセンサを有する鉄塔部材運搬
装置と、これらを制御する制御装置を配設し、運搬装置
により運び上げられた鉄塔部材を組立装置の部材セット
腕杆により自動的に受取り、当該部材セット腕杆の３次
元位置センサに依存して鉄塔部材を制御装置の指令した
位置に自動セットし、別途設けられているボルト締め作
業腕杆の３次元位置センサに依存して前記制御装置の指
令に基き鉄塔部材の必要個所に自動的にボルト締めを行
なうものであり、それを可能にするシステムとして、組
立装置と鉄塔部材運搬装置とこれらを制御する制御装置
およびこれらに制御信号及び給電を行なう給電・制御ゲ
ーブルとがあり、組立装置には鉄塔主柱の内側に設けら
れたレールあるいは梯子状コマの如き走行路を自走可能
な走行回転体と位置センサを先端に有する伸縮可能な４
本のＸ状に配置された伸縮シャフトと先端に位置センサ
および部材把持手段を有する伸縮型部材ホールディング
アームと同じく先端に位置センサおよびボルト・ナット
ホルダーを有する伸縮型ボルト締付アームとを有し、運
搬装置には鉄塔主柱の外側に前記同様に設けられた走行
路を自走可能な走行回転体と位置センサを先端に有しか
つ隣接する鉄塔主柱間で左右に伸縮する対の伸縮シャフ
トと自在にスライドしかつ伸縮し先端に部材把持手段を
有する部材ホルダーとを有し、これら組立装置及び運搬
装置とを前記制御・給電ゲーブルにより制御装置に接続
せしめたものである。

［作用］ ３次元位置センサにより高精度に自らの位置を３次元的
に知り得れば、これとコンピューターのプログラムを接
続し設計国道りに各作業腕杆に精確な作業指示を与える
ことが可能であり、これらの作業状況をデイスプレィ装
置により確認しつつ組立作業を行なえば、塔上作業者を
一切配置することなく、自動的に鉄塔の組立てを行なう
ことが可能となる。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例を参照しつつ詳細に説明
する。

本発明においては、例えば金棒を用いて第２図に示すよ
うに４本の鉄塔主柱５０．５０が立設される。

しかして、鉄塔主柱５０．５０の内側を自動的に昇降可
能な、例えば第１図に示すような構成よりなる組立装［
２旦と前記鉄塔主柱の外側を自動的に昇降可能な、例え
ば第３図に示すような構成よりなる運搬袋？１Ｆ３０お
よびこれら組立装置λ且と運搬装置１旦に制御指令を発
する制御装置生立および当該組立装置土旦と前記組立装
置且ならびに運搬装置ｌ旦との間をそれぞれ接続する給
電・制御ケーブル１６および３６が設けられる。

鉄塔を構成する鉄塔部材は、地上において然るべく面粗
され運搬装置ｌ旦により当該面相された鉄塔部材が主柱
５０に添って運び上げられ、これを主柱上部において待
機している組立装置ｌ旦が受は取り、当該組立装置２０
の部材セット用作業腕杆に設けられている３次元位置セ
ンサにより予め設計位置が指定された場所に当該鉄塔部
材をセットし、その際に地上の制御装置生立内に設けら
れているプログラムに従い、鉄塔部材のボルト孔それぞ
れまでが精確に合致せしめられる。その状態で組立装置
ｌ旦に別途設けられているボルト締め作業腕杆の有する
３次元位置センサに依存して制御装置１互の指令に基き
、鉄塔部材の必要個所にボルト締め作業腕杆をもって自
動的にボルト締めを行なうことが可能な構成を有する。

以下に、上記のような作業を可能にする自動組立システ
ムの具体的構成について順次詳細に説明する。

先に説明した鉄塔主柱５０．５０の外表面長手方向には
レールあるいは梯子状コマの如き走行路５１が設けられ
る。

第４図は、鉄塔主柱５０がアングル材により構成され、
その外側に上記走行路５１が設けられた様子を示す説明
見取図である。

鉄塔主柱は、小型鉄塔においてはアングル主柱が用いら
れるが、大型鉄塔の場合にはパイプ主柱を用いるのが通
常である。しかして、走行路５１にはより具体的には先
に説明した組立装置ｌ旦が自動昇降するための組立装置
用走行路５１ａと運搬装置用走行路５１ｂがそれぞれ設
置される。

第５図はパイプ主柱５０にそれらの走行路を設置した様
子を示す横断面説明図であり、パイプ主柱５０の内側に
組立装置用走行路５１ａが、そして外側に運搬装置用走
行路５１ｂが図のように設けられる。

また、第６図はアングル主柱５０にそれぞれの走行路を
設置した様子を示す説明的横断面図であり、前記同様に
主柱５０の内側に組立装置用走行路５１ａが、そして外
側に運搬装置用走行路５１ｂがそれぞれ図のように設置
される。

第１図は上記のようにして鉄塔主柱５０．５０の内側に
設置されている組立装置用走行路を自動的に昇降する組
立装置且の一実施例を示す斜視図である。

組立装置且には、４本の鉄塔主柱に向って延びかつ鉄塔
主柱の間隔に応じ伸縮可能に構成されてなる４本の伸縮
シャフト１．１がＸ状に配置され、その先端には主柱を
把持し脱落しないように構成されてなる主柱ホルダー２
．２が設けられており、その外側面に先に説明した組立
装置用走行路５１ａを走行する走行回転体３．３があっ
て、この走行回転体３，３と前記組立装置用走行路５１
ａとの接触により組立装置２０全体が、第２図に示すよ
うに鉄塔主柱５０．５０の内側を自動的に昇降できる構
成となっている。

主柱ホルダー２には、それぞれ位置センサ４゜４が設け
られており、この位置センサにより組立装置ｌ旦の位置
が精確に検知できるように構成されている。５は運搬装
置３０が運び上げてきた鉄塔部材を受は取る部材ホルダ
ー７．７、および当該部材ホルダー７．７の作業腕杆と
なる伸縮型ホールデイングアームロ、６が取付けられ、
かつ自由に回転できるように構成されたホールディング
アーム回転支持盤である。このホールディングアーム回
転支持盤５の回転および伸縮型ホールデイングアームロ
の伸縮ないし屈折等により、部材ホルダー７．７は自在
な位置に３次元的に移動できるように構成されている。

８．８は、部材ホルダー７に取付けられている３次元位
置センサであり、例えばジャイロ機構を有しそのＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の３軸における立体位置を極めて精確に感知
可能に構成されるものである。９はボルトアーム回転支
持盤であり、それぞれ伸縮型ボルトアーム１０゜１０、
ボルトホルダー１１．１１、ナツトホルダー１２．１２
が図のように取付けられ、かつそのボルトアーム１０．
１０の先端部分には先に説明した部材ホルダー７．７の
３次元位置センサ８゜８と同様に３次元位置を高精度に
感知可能な３次元位置センサ１３．１３が設けられてい
る。１４はボｌレトナットゲースであり、当該ボルトナ
ツトケース１４内に鉄塔部材を締付は固定するためのボ
ルトナツトが収容されていて、前記ボルトホルダー１１
．１１およびナツトホルダー１２．１２によってボルト
ナツトが取出され先に説明した制御装置の指令によって
当該ボルトナツトを鉄塔部材の締付位置に精確に規定ト
ルクで締付は固定し得るように構成されるものである。

１５は上記それぞれの機構に動力を与える動力部、１６
は先に説明したように制御装置生息と組立装置ｌ旦との
間を接続する給電・制御ケーブルである。

第３図は、運搬装置１旦の一実施例を示す斜視図である
。

運搬装置ｌ旦は隣接する２本の主柱の間に伸縮シャフト
３１．３１をもって設置され、伸縮シャフト３１．３１
の先端には相隣接する鉄塔主柱５０．５０を把持し、か
つ先の組立装置における主柱ホルダーと同様に運搬装置
用走行路５１ｂを上下に自動昇降可能な主柱ホルダー３
２．３２が設けられており、それによって鉄塔主柱５０
を自動的に上下昇降可能に構成される。

本運搬装置ｌ旦には先の組立装置ｌ旦におけるような３
次元位置センサは設けられていないが、本装置の場合に
はその高さを検知できればよいのであり、その高さ検知
は運搬装置用走行路５１ｂを回転走行する回転体の回転
数を検知することにより容易に知ることができる。３３
．３３は先に説明したように地上で然るべく面粗した鉄
塔部材を保持する部材ハンガーであり、当該部材ハンガ
ー３３．３３は伸縮杆３４．３４およびスライド部３５
．３５により、その位置調整が可能に構成される。３６
は先に説明した制御装置生立に接続される給電制御ケー
ブル、３７は動力部である。

このような運搬装置３０は、第２図に示すように４本の
鉄塔主柱５０．５０の相対向側面にそれぞれ２基設けて
もよく、必要あらばそれぞれの主柱側面に４基設けるよ
うにしても差支えはない。

また、上下昇降は同時あるいは交互いずれでもよい。

第７図は、制御装置生立の具体的構成状況を示すもので
あり、４１は作業指示デイスプレィ、４２はコンピュー
ター本体、４３は組立に必要なプログラムを収蔵してい
るディスク、４４は操作パネル、４５は電源コードであ
る。

制御装置生立は、前記ディスク４３に収蔵記録されてい
る設計組立データに基き、前記した組立装置且および運
搬装置１且に給電・制御ケーブル１６又は３６を介し、
制御指令を与えるものであり、また、その際に地上にお
いて面粗する部材の作業構成を作業指示デイスプレィに
表示し、どのように鉄塔部材を組立てて運搬装置１旦に
運搬させればよいかをも指示するように構成される。

この地上作業の指示通りに部材を組立てることにより、
運搬装置ｌ旦により運び上げられた後の組立装置ｌ旦に
よる組立作業がすでに段取りされるように構成されるも
のである。

以上のように構成される鉄塔自動組立システムを用い、
本発明に係る鉄塔自動組立方法を用いて鉄塔を組立れば
、最初の主柱の取付は以外はすべて人力作業を排除し機
械による自動作業を行なわせることが可能となる。

なお、鉄塔主柱の立設はその大部分が地上作業となり、
本質的な危険性を有する上部作業を機械作業化できるこ
とにより先に説明したような高所作業に付随する危険性
は十分に解消可能となるものである。

なお、主柱に設けられた走行路を設置した状態のままと
しておき、経時的に生ずるボルトの緩みを後日自動組立
装置を用いて増締めするためのメンテナンス用に使用す
ることも可能である。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る自動組立方法及びそのための
自動組立システムを用いることにより次のような優れた
効果を発揮することができる。

（１）組立工の塔上作業がなくなる事から、安全面での
飛躍的改善を実現することができる。

（２）雨や霧などの悪天候時においても作業進行が図れ
るので、予定された通りの作業工程を確保することがで
きる。

（３）急な雷が来ても塔上作業がないので、人身災害の
おそれがない。

（４）近年、組立工の不足が叫ばれており、業界の問題
となっているが、地上作業だけとなるので、作業員の質
的制約が緩和され、問題解消に寄与するところが大きい
。

（５）組立工の塔上作業に伴う安全対策に消費される対
策費が大巾に解消でき、それによる経済的利点が大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る組立装置の実施例を示す斜視図、
第２図は本発明に係る自動組立システムの説明図、第３
図は運搬装置の実施例の斜視図、第４図は走行路の取付
状況を示す説明斜視図、第５および６図は組立装置用と
運搬装置用のそれぞれの走行路の取付状況を示す説明横
断面図、第７図は制御装置の説明斜視図である。 １：伸縮シャフト、 ２：主柱ホルダー ３：走行回転体、 ４　： ５　＝ ６　＝ ７　： ８　： ９　： １０　＝ １１　： １２二 １３　： １４　： １５　： １６　＝ ２０： ３０： ３１： ３２： ３３： ３４： ３５＝ 位置センサ、 ホールディングアーム回転支持盤、 伸縮型ホールディングアーム、 部材ホルダー ３次元位置センサ、 ボルトアーム回転支持盤、 伸縮型ボルトアーム、 ボルトホルダー ナツトホルダー ３次元位置センサ、 ボルトナットゲース、 動力部、 給電・制御ケーブル、 組立装置、 運搬装置、 伸縮シャフト、 主柱ホルダー 部材ハンガー 伸縮杆、 スライド部、 ３６　： ４０： ５０： ５１： ５１ａ： ５１ｂ： 給電・制御ケーブル、 制御装置、 主柱、 走行路、 組立装置用走行路、 運搬装置用走行路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄塔主柱の内側を自動昇降可能であり、３次元の
   位置を高精度に感知可能な作業腕杆を有する組立装置と
   、鉄塔主柱の外側を自動昇降可能であり、少なくとも自
   らの高さを感知可能なセンサを有する鉄塔部材運搬装置
   と、これらを制御する制御装置を配設し、運搬装置によ
   り運び上げられた鉄塔部材を組立装置の部材セット腕杆
   により自動的に受取り、当該部材セット腕杆の３次元位
   置センサに依存して鉄塔部材を制御装置の指令した位置
   に自動セットし、別途設けられているボルト締め作業腕
   杆の３次元位置センサに依存して前記制御装置の指令に
   基き鉄塔部材の必要個所に自動的にボルト締めを行なう
   鉄塔自動組立方法。
2. （２）組立装置と鉄塔部材運搬装置とこれらを制御する
   制御装置およびこれらに制御信号及び給電を行なう給電
   ・制御ケーブルとがあり、組立装置には鉄塔主柱の内側
   に設けられたレールあるいは梯子状コマの如き走行路を
   自走可能な走行回転体と位置センサを先端に有する伸縮
   可能な４本のＸ状に配置された伸縮シャフトと先端に位
   置センサおよび部材把持手段を有する伸縮型部材ホール
   ディングアームと同じく先端に位置センサおよびボルト
   ・ナットホルダーを有する伸縮型ボルト締付アームとを
   有し、運搬装置には鉄塔主柱の外側に前記同様に設けら
   れた走行路を自走可能な走行回転体と位置センサを先端
   に有しかつ隣接する鉄塔主柱間で左右に伸縮する対の伸
   縮シャフトと自在にスライドしかつ伸縮し先端に部材把
   持手段を有する部材ホルダーとを有し、これら組立装置
   及び運搬装置は前記制御・給電ケーブルにより制御装置
   に接続されてなる鉄塔自動組立システム。