JPH04104505U - 角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ タンク等の隅部の角度を正確に検出する。 ［構成］ 四本のリンク２１，２２，２３，２４により
形成された四節リンク機構２５の第一節点２６に、隅部
３６に当接される隅当接部３７を設ける。隅当接部３６
の両隣の第二及び第四節点２７，２９間に、板バネ４２
を設ける。隅当接部３６に対向する第三及び第四リンク
２３，２４に、壁体３９，４０側へ押圧するシリンダ３
１，３２を設ける。板バネ４２に歪みゲージ５１を設け
て、シリンダ３１，３２の押圧により第一及び第二リン
ク２１，２２が隅部３６に沿う状態に変形された四節リ
ンク機構２５の形状を測定することにより、隅部３６の
角度θを検出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、タンク等の隅部の内角を検出するための角度検出装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

本出願人は先に、自動的にタンクの隅部の検査を行うための「タンク隅底部検 査ロボット」を提案した（特開平２−３５３１０号公報）。

【０００３】 図７に示すように、この検査ロボットは、タンク１の底板２と側板３とにより 区画される隅部４の内角θを検出するための角度検出器５と、角度検出器５を搭 載し底板２上を所定の軌道に沿って走行するための走行装置６を有した装置本体 ７と、角度検出器５により検出した検出値及び検出した位置を記録するための記 録装置８とにより構成されており、装置本体７が走行しつつ角度検出器５を作動 させることにより、石油などの内容液がタンク１内に収容されている状態で、自 動的にタンク隅底部４の角度を検出するようになっている。この検出値と設計値 等とを比較することにより、直ちに隅底部の疲労寿命などを推定することができ 、タンクの安全性の管理に寄与できることとなった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで上記提案にあっては、角度検出器５として、装置本体７から水平にタ ンク１の径方向に延出された側板検出腕９と、側板検出腕９の途中から垂下され た底板検出腕１０とを開示している。即ち、検出腕９，１０を進退させて、その 先端部１１，１２を側板３及び底板２に当接させ、当接した時点の進退量に基づ いて内角θを検出するようになっている。

【０００５】 しかしながらこの構成においては、装置本体７からの距離測定により角度θを 演算することになるので、その測定精度を上げても正確な角度を得ることは難し かった。

【０００６】 そこで本考案は、上記事情に鑑み、正確に隅部の角度を検出できる角度検出装 置を提供すべく創案されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、タンク等の隅部の内角を検出するための装置において、互いに連結 された四本のリンクにより形成されその一節点に隅部に当接される隅当接部を有 した四節リンク機構と、隅当接部の両隣に位置する二節点の間に設けられこれら 二節点を互いに接近する方向に付勢する付勢手段と、隅当接部に対向する位置の 節点で連結された二本のリンクに設けられこれらリンクを隅部を区画する壁体側 へそれぞれ押圧する押圧手段と、この押圧手段により変形された四節リンク機構 の形状を測定するための測定手段とを備えたものである。

【０００８】 また本考案は、上記隅当接部に対向する位置の節点に、この節点を略隅当接部 に向かう方向へ案内するためのガイド手段が設けられて構成されるのが望ましい 。

【０００９】

【作用】

上記構成によって、四節リンク機構は、付勢手段により初期変形された状態か ら、押圧手段の押圧により、隅当接部が隅部に、またその一節点で連結されてい る二本のリンクが両壁体にそれぞれ突き当てられる。測定手段は、この状態の四 節リンク機構の形状を測定して、隅部の角度を検出させる。

【００１０】 またガイド手段を備えた構成においては、隅当接部に対向する位置の節点が略 対角線上で移動し、四節リンク機構の変形が安定して為される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に従って説明する。

【００１２】 図１乃至図４は、本考案に係わる角度検出装置の一実施例を示したものである 。この装置は、互いに連結された第一乃至第四リンク２１，２２，２３，２４に より形成された四節リンク機構２５と、その四個の節点２６，２７，２８，２９ のうち第二及び第四節点２７，２９を互いに接近する方向に付勢する付勢手段３ ０と、第三及び第四リンク２３，２４を押圧する押圧手段たる二台のシリンダ３ １，３２と、四節リンク機構２５の形状を測定するための測定手段３３とにより 主として構成されている。

【００１３】 各リンク２１…２４は、等しい長さの板部材で成り、その両端部はボス３４を 介して互いに重ね合わされ、このボス３４に回動自在に挿入されたピン３５によ って連結されている。即ち、これらボス３４及びピン３５によって、実質的に各 節点２６…２９が形成されている。そしてそのうちの第一節点２６に、角度検出 対象である隅部３６に当接される隅当接部３７が設けられている。

【００１４】 隅当接部３７は、第一節点２６で連結された第一及び第二リンク２１，２２の 端部に、それぞれ略三角形の当接板３８が取り付けられて成る。これら当接板３ ８は、リンク２１，２２の長手方向に突出されて、隅部３６を区画する各壁体３ ９，４０に、壁体３９，４０の交点である隅点Ｐ近傍でそれぞれ接触するように なっている。従って第一節点２６は、両壁体３９，４０から当接板３８の長さだ け隔てられた位置に保持されることになる。

【００１５】 また第一節点２６の両隣の第二及び第四節点２７，２９には、隅当接部３７の ものと同様な当接板４１が設けられており、第三及び第四リンク２３，２４の端 部からそれぞれ突出するように取り付けられている。即ち、第一及び第二リンク ２１，２２がそれぞれの側の壁体３９，４０に押し付けられたときに、隅当接部 ３７の当接板３８とで二点支持して、リンク２１，２２を壁体３９，４０と平行 な当接姿勢となるように形成されている。

【００１６】 付勢手段３０は、半円形の板バネ４２と、板バネ４２の引張力を補うためのコ イルスプリング４３とで成り、第二及び第四節点２７，２９を結んだ対角線上に 位置されている。この対角線上には、一端が節点２７，２９のボス３４に取り付 けられた二組の連結板４４が設けられ、その他端同士の間に、板バネ４２とコイ ルスプリング４３とが両端支持されて張架されている。連結板４４は、二枚の板 部材がボルト・ナット４５にて継ぎ足されるように接続されており、その着脱に よって、板バネ４２及びコイルスプリング４３を節点２７，２９間に取り付け、 或いは取り外しができるようになっている。

【００１７】 シリンダ３１，３２は、両壁体３９，４０に沿うようにそれぞれ配置され、基 端側（図示せず）が隅部３６の近傍に設置される保持体４６に支持されていると 共に、伸縮移動するピストンロッド４７の先端が、第三及び第四リンク２３，２ ４にピン４８及びブラケット４９を介して接続されている。その接続位置は、リ ンク２３，２４の長手方向の略中央に相当しており、ブラケット４９とリンク２ ３，２４の間には、長手方向両端側に延出された比較的軟らかい板バネ５０が取 り付けられ、シリンダ３１がリンク２３，２４に対して略直交した状態に保持で きるようになっている。従って、シリンダ３１の伸長により第三及び第四リンク ２３，２４が押圧されると、これに連結されている第一及び第二リンク２１，２ ２が、それぞれ対面する壁体３９，４０に押し付けられることになる。

【００１８】 測定手段３３は、板バネ４２の中央両面に張り付けられた歪ゲージ５１で成り 、その信号が、保持体４６に備えられた制御装置（図示せず）に入力されるよう になっている。そして四節リンク機構２５が、板バネ４２及びコイルスプリング ４３によって与えられた初期変形の状態から、シリンダ３１，３２によって徐々 に逆に変形され、第一，第二及び第四節点２６，２７，２９と第一及び第二リン ク２１，２２とが壁体３９，４０に当接することにより変形が止まったときに、 その歪み値に基づいて、四節リンク機構２５の形状、即ち隅部３６の角度θを検 出するようになっている。

【００１９】 また制御装置には、歪み値と四節リンク機構２５の形状との相関が予め記憶さ れており、当該歪み値を隅部３６の角度θに直ちに換算できるようになっている 。また歪み値の変化が止まった時点で、その時の歪み値を記録すると共に、シリ ンダ３１，３２の作動を停止させるようになっている。

【００２０】 さらに本実施例にあっては、第三節点２８を隅当接部３７へと向かう方向へ、 即ち第一節点２６と結ぶ対角線に沿って案内するためのガイド手段５６が備えら れている。

【００２１】 図２にも示したように、このガイド手段５６は、一端が保持体４６に設けられ たボルト５２によってやや固めに回動自在に支持されたガイド板５３で構成され 、その他端側には第三節点２８に係合する長穴５４が形成されている。第三節点 ２８のピン３５には、軸方向に延出された鍔部材５５が取り付けられ、長穴５４ に沿って移動可能に遊嵌されている。ガイド板５３は、長穴５４が第三節点２８ を通る対角線の延長上に概ね位置するように、また、リンク２１…２４の板面と 並行になるように支持されており、四節リンク機構２５が壁体３９，４０に常時 正対するように形成されている。即ち、リンク２１…２４の板面が常時壁体３９ ，４０と鉛直になるような姿勢に保持するようになっている。

【００２２】 次に実施例の作用を説明する。

【００２３】 隅部３６の角度θを検出するに際して、まず保持体４６を、隅部３６から適当 な距離だけ離間した位置に設置する。即ち、四節リンク機構２５が板バネ４２と コイルスプリング４３とによって第二及び第四節点２７，２９を結ぶ対角線の方 向で縮められた初期変形の姿勢にあって、隅当接部３７が隅部３６に当接される ようにセットする。

【００２４】 次にシリンダ３１，３２を伸長させて、第三及び第四リンク２３，２４をそれ ぞれ壁体３９，４０側に押圧する。この押圧により、四節リンク機構２５は、初 期変形の状態から、第三節点２８がガイド板５３の長穴５４に沿って第一節点２ ６へと移動すると共に、第二及び第四節点２７，２９が板バネ４２の付勢力に抗 して外側へ広がるように移動する。この変形は、第二及び第四節点２７，２９が 壁体３９，４０に当接するまで続く。この変形動作に並行して、歪ゲージ５１は 板バネ４２の歪み値を測定し、その信号を制御装置に送る。そして第二及び第四 節点２７，２９の当接板４１が壁体３９，４０に接触すると、四節リンク機構２ ５の変形が一時止まって、歪が安定する。制御装置は、この時の歪み値を記録す ると共に、シリンダ３１，３２を停止させる。

【００２５】 このように、四本のリンク２１…２４により形成され、第一節点２６に隅当接 部３７を有した四節リンク機構２５と、第二及び第四節点２７，２９間に設けら れ、これらを接近する方向に付勢する板バネ４２及びコイルスプリング４３と、 第三及び第四リンク２３，２４を壁体３９，４０側へ押圧するシリンダ３１，３ ２と、四節リンク機構２５の形状を測定するための歪ゲージ５１とを備えたので 、シリンダの作動３１，３２により隅当接部３７及び第一，第二リンク２１，２ ２が壁体３９，４０に当接した時点での歪み値を求めることにより、そのときの 四節リンク機構２５の形状を規定する隅部３７の角度θを、正確に且つ迅速に検 出することができる。

【００２６】 また二台のシリンダ３１，３２が、二方向で第三及び第四リンク２３，２４を 押圧することにより四節リンク機構２５を変形させるようにしたので、隅当接部 ３７及び第一，第二リンク２３，２４が壁体３９，４０に適切に当接される。

【００２７】 そして本実施例にあっては、第三節点２８をガイド板５３により適宜案内する ようにしたので、四節リンク機構２５が壁体３９，４０に常時正対され、安定し た姿勢で確実に変形動作が為される。

【００２８】 次に図５及び図６によって、本考案の具体的実施例を説明する。

【００２９】 この具体的実施例は、タンク６１の隅底部６２を検査するロボット６３に適用 した場合において示したものであり、そのロボット本体６４に、前記実施例で示 したものと同様な角度検出装置６５が設けられている。

【００３０】 ロボット本体６４は、略立方体形状を呈して成形されており、その底部に、壁 体たる底板６６の上を走行するための四個のマグネット車輪６７が設けられ、一 方の側部には他方の壁体となる側板６８に接触しつつ転動する二個のマグネット 車輪６９が設けられている。即ちこのロボット本体６４は、側板６８から所定の 間隔を隔てた軌道上を走行するようになっている。この間隔は、隅当接部３７が 隅点Ｐ近くに当接できるような距離である。

【００３１】 またシリンダ３１，３２は、ロボット本体６４の走行方向Ａ前方（又は後方） において、その側面７０に略並行となるように延長されている。そして、第三リ ンク２３と接続する第一のシリンダ３１の基端部は、側面７０上方に取り付けら れ側板６８側へ突出された支持部材７１の先端に、ピン７２を介して結合されて いる。また第四リンク２４と接続する第二のシリンダ３２の基端部は、側面７０ 下方に取り付けられ底板６６側へ突出された支持部材７３にピン７４で結合され ている。即ち、これらシリンダ３１，３２は、押圧に伴ってリンク２３，２４が 若干スライドするのに合わせて、それぞれピン７２，７４を軸にして、適宜揺動 できるようになっている。

【００３２】 そして本実施例にあっては、リンク２１…２４の実質的な長さ（両端の節点２ ６…２９間の距離）が、100mm となるように形成されている。従ってこの検出角 度θは、隅点Ｐと、隅点Ｐからおよそ100mm だけ離れた地点とを結んだ線分によ り形成された角度となる。即ち、その地点の側板６８或いは底板６６の変形量を 示すものである。このように形成したことにより、例えば「側板から100mm の位 置における変位と継手部疲労寿命との関係」等々の、従来からの計測データを直 ちに利用できる。

【００３３】 その他の構成は、前記実施例と同様であるので、図１乃至図４と同一の符号を 付すことにより、その説明を省略する。

【００３４】 このように構成したロボット６３により、タンク６１の隅底部６２の角度θを 検出してその健全性などを検査するに際しては、マグネット車輪６７，６９を回 転駆動することで、ロボット本体６４を走行させつつ、適当な間隔をおいてシリ ンダ３１，３２を作動させる。これで、タンク全周に亘って隅底部６２の角度θ を自動的に且つ正確に検出することができる。即ち、石油などの内容液がタンク ６１内に収容されている状態で、タンク６１の安全性の管理が実現できるもので ある。

【００３５】 なお以上の実施例においては、測定手段３０として歪ゲージ５１を示したが、 シリンダ３１，３２にマグネットスケールなどを設けて、その押圧ストロークに より四節リンク機構２５の変形を測定するようにしてもよい。

【００３６】 また押圧手段としてはシリンダ３１，３２に限るものではなく、例えば第三及 び第四リンク２３，２４に接続するねじロッド（ボールネジ）と、ねじロッドを 回転駆動する電動モータとを設けて、ねじロッドを適宜進退移動させることによ り、四節リンク機構２５を変形させるようにしても構わない。

【００３７】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を発揮する。

【００３８】 (1) 請求項１記載の構成によれば、押圧手段を作動させることにより四節リン ク機構を隅部に沿った形状に変形させることができ、測定手段がその形状を測定 することで、隅部の角度を正確に検出することができる。

【００３９】 (2) 請求項２記載の構成によれば、四節リンク機構が安定した姿勢で確実に変 形動作され、正確な角度検出に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる角度検出装置の一実施例を示し
た側面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】図１中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図４】図１中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【図５】本考案の具体的実施例を示した側面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】従来の角度検出装置を備えたタンク隅底部検査
ロボットの側面図である。

【符号の説明】

２１，２２，２３，２４ リンク ２５ 四節リンク機構 ２６ 第一節点（一節点） ２７ 第二節点（隅当接部の両隣に位置する節点） ２８ 第三節点（隅当接部に対向する位置の節点） ２９ 第四節点（隅当接部の両隣に位置する節点） ３０ 付勢手段 ３１，３２ シリンダ（押圧手段） ３３ 測定手段 ３６ 隅部 ３７ 隅当接部 ３９，４０ 壁体 ５６ ガイド手段 θ 内角

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク等の隅部の内角を検出するための
   装置において、互いに連結された四本のリンクにより形
   成されその一節点に上記隅部に当接される隅当接部を有
   した四節リンク機構と、上記隅当接部の両隣に位置する
   二節点の間に設けられ該二節点を互いに接近する方向に
   付勢する付勢手段と、上記隅当接部に対向する位置の節
   点で連結された二本のリンクに設けられ該リンクを上記
   隅部を区画する壁体側へそれぞれ押圧する押圧手段と、
   該押圧手段により変形された上記四節リンク機構の形状
   を測定するための測定手段とを備えたことを特徴とする
   角度検出装置。
2. 【請求項２】 上記隅当接部に対向する位置の節点に、
   該節点を略上記隅当接部に向かう方向へ案内するための
   ガイド手段が設けられて成る請求項１記載の角度検出装
   置。