JPH0459114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマニプレータに関し、特に汚染地域に
おいて、汚染物を採取する際に、使用されるマニ
プレータに関する。

従来の技術 従来、複数個のアームを有するマニプレータに
おいて、そのアームの駆動方式は、スプロケツト
及びチエーンを使用したものであつた。

発明が解決しようとする問題点 上記のスプロケツト、チエーン駆動方式による
と、外気温度の変化が激しい場合、チエーンに伸
び縮みが生じ、例えばチエーンが破断したり、ま
た弛んだりして、その作動精度に悪影響を及ぼす
という問題があつた。

そこで、本発明は上記問題を解消し得るマニプ
レータを提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解消するため、本発明のマニプレー
タは、支持体に揺動枠体を鉛直軸心回りで揺動自
在に支持すると共に、この揺動枠体を揺動させる
第１揺動装置を設け、上記揺動枠体の下部に水平
軸体を介して第１揺動アームの一端部を支持する
と共に、揺動枠体の上部に水平軸体を介して駆動
用リンクの中間部を支持し、上記第１揺動アーム
の中間部と駆動用リンクの第１揺動アーム側の一
端部とを、第１揺動アーム及び駆動用リンクが互
いに平行となるように、垂直ロツドにより連結
し、上記駆動用リンクの他端部を上下動させて駆
動用リンクを鉛直面内で揺動させる第２揺動装置
を設け、上記第１揺動アームの他端部に水平軸体
を介して第２揺動アームの一端部を支持し、上記
第１揺動アームに連結ロツドを介して第２揺動ア
ームを揺動させる第３揺動装置を設け、上記第２
揺動アームの他端部に水平軸体を介して第３揺動
アームの一端部を支持し、上記第２揺動アームに
第３揺動アームを鉛直面内で揺動させる第４揺動
装置を設け、上記第３揺動アームの他端部に鉛直
面内を通る直線回りで一対の爪体の支持部材を回
転自在に設けると共にこの支持部材を回転させる
回転駆動装置を設け、上記支持部材に一対の爪体
を互いに接近離間させて開閉する開閉装置を設け
たものである。

作 用 上記構成において、第１揺動装置を作動させれ
ば各揺動アーム全体は鉛直軸心回りで揺動し、ま
た第２〜第４揺動装置を作動させれば、各揺動ア
ームは鉛直面内で揺動し、また回転駆動装置を作
動させれば、一対の爪体は縦軸回りで回転し、更
に開閉装置を作動させれば、一対の爪体は互いに
接近離間して開閉する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。第２図において、１は汚染地域から汚染物を
採取するためのサンプリング装置で、密閉構造に
された走行車輌２と、この走行車輌２の車輌本体
３後部の一側寄りに取付けられた汚染物挟持用の
マニプレータ４と、同じく中央に取付けられた汚
染物収納容器５と、同じく他側寄りに取付けられ
た汚染物採取位置指示用の旗竿を打設するための
旗竿打設装置６とから構成されている。なお、７
は車輌本体３後部に設けられたマプレータ４の固
定金具、８は同じく作業用窓である。

以下、各装置を順次詳しく説明する。まず、マ
ニプレータ４を第１図〜第９図に基づき説明す
る。３１は車輌本体３の後面に固定された側面視
コの字状の取付部材で、その開口部位置には、揺
動枠体３２が上下の垂直支持軸体３３，３４及び
軸受３５，３６を介して鉛直軸心回りで揺動自在
に支持されている。３７は下部垂直支持軸体３４
を介して上記揺動枠体３２を揺動させる第１揺動
装置で、下部垂直支持軸体３４下端に取付けられ
たウオームホイール３８と、このウオームホイー
ル３８に噛合わされたウオーム軸３９と、このウ
オーム軸３９を一対の平歯車４０，４１を介して
回転させる第１モータ４２とから構成されてい
る。この第１モータ４２及びウオーム軸３９は、
取付部材３１の下端部に取付けられたケーシング
４３内に設けられている。

５１は左右一対の側板５２Ａ，５２Ｂと、両側
板５２Ａ，５２Ｂ同志を連結する連結材５３とか
ら成る第１揺動アームで、両側板５２Ａ，５２Ｂ
の一端部がそれぞれ第１水平軸体５４Ａ，５４Ｂ
及び軸受５５を介して上記揺動枠体３２の下部に
支持されている。５６は上記揺動枠体３２の上部
位置でその中間部が水平軸心回りで揺動自在に支
持された駆動リンク体で、揺動枠体３２に軸受５
７を介して支持されると共に第１水平軸体と平行
な第２水平軸体５８と、この第２水平軸体５８の
第１揺動アーム５１側に突設された左右一対の第
１リンク本体５９Ａ，５９Ｂと、その反対側に突
設された左右一対の第２リンク本体６０Ａ，６０
Ｂとから構成されている。そして、上記両第１リ
ンク本体５９Ａ，５９Ｂの先端部と第１揺動アー
ム５１の側板５２Ａ，５２Ｂ中間部とは、第１揺
動アーム５１及び第１リンク本体５９Ａ，５９Ｂ
同志が互いに平行となるようにそれぞれ垂直ロツ
ド６１により連結されている。なお、この垂直ロ
ツド６１は、その途中に介装された逆ねじ部材６
２により、その長さ調整が可能にされている。６
３は上記第１リンク本体５９Ａ，５９Ｂ先端部を
上下動させて、第１揺動アーム５１を鉛直面内で
揺動させる第２揺動装置で、両第２リンク本体６
０Ａ，６０Ｂの先端部間で第１水平軸体と平行な
第３水平軸体６４及び軸受６５を介して揺動自在
に取付けられた昇降めねじ体６６と、揺動枠体３
２の中間部に第１水平軸体と平行な第４水平軸体
６７Ａ，６７Ｂ及び軸受６８を介して揺動自在に
保持されると共に上記めねじ体６６のめねじ部６
６ａに螺合挿通されたねじ棒６９を軸受７０を介
して回転自在に有する保持体７１と、この保持体
７１に取付けられて上記ねじ棒６９を回転させる
第２モータ７２とから構成されている。従つて、
第２モータ７２によりねじ棒６９を回転させる
と、昇降めねじ体６６が昇降して第１リンク本体
５９Ａ，５９Ｂ即ち第１揺動アーム５１が鉛直面
内で揺動する。７３は左右一対の側板７４Ａ，７
４Ｂと、両側板７４Ａ，７４Ｂ同志を連結する連
結材７５とから成る第２揺動アームで、両側板７
４Ａ，７４Ｂの一端部がそれぞれ第１水平軸体と
平行な第５水平軸体７６Ａ，７６Ｂ及び軸受７７
を介して第１揺動アーム５１の他端部に支持され
ている。７８はこの第２揺動アーム７３を第１揺
動アーム５１に対して揺動させる第３揺動装置
で、一端部が各第５水平軸体７６Ａ，７６Ｂの内
側に突設された第１取付ピン７９Ａ，７９Ｂに回
転可能に支持されると共にそれぞれの他端部が第
２揺動アーム７３の各側板７４Ａ，７４Ｂに突設
された第２取付ピン８０Ａ，８０Ｂに回転可能に
支持された左右一対のＶ字形の揺動ロツド８１
Ａ，８１Ｂと、両揺動ロツド８１Ａ，８１Ｂの折
曲部同志を連結する連結ロツド８２と、第１揺動
アーム５１の中間位置における両側板５２Ａ，５
２Ｂ間に軸受８３を介して回転自在に取付けられ
ると共に第１水平軸体と平行にされた第６水平軸
体８４と、この第６水平軸体８４に固定された揺
動レバー８５と揺動レバー８５の先端部と上記連
結ロツド８２との間に亘つて設けられた駆動ロツ
ド８６と、上記第６水平軸体８４を、一対のかさ
歯車８７，８８、伝達軸８９及び一対の平歯車９
０，９１を介して揺動させる第３モータ９２とか
ら構成されている。１０１は筒状に形成された第
３揺動アームで、一端側両側部が第１水平軸体と
平行な第７水平軸体１０２Ａ，１０２Ｂ及び軸受
１０３を介して第２揺動アーム７３の他端部に支
持されている。１０４はこの第３揺動アーム１０
１を第２揺動アーム７３に対して鉛直面内で揺動
させる第４揺動装置で、一方の第７水平軸体１０
２Ａに固定された従動かさ歯車１０５と、この従
動かさ歯車１０５に噛合わされた駆動かさ歯車１
０６と、この駆動かさ歯車１０６を回転させる第
４モータ１０７とから構成されている。なお、駆
動かさ歯車１０６及び第４モータ１０７は第２揺
動アーム７３の側部に設けられている。１０８は
一端部が上記筒状の第３揺動アーム１０１の他端
部に、軸受１０９を介してその軸心回り（即ち、
鉛直面内を通る直線）で回転自在に支持された筒
状の支持部材で、その他端部には一対の爪体１１
０Ａ，１１０Ｂがそれぞれ平行リンク機構１１１
Ａ，１１１Ｂを介して互いに接近離間可能に取付
けられている。１１２は上記支持部材１０８を回
転させる第５モータ（回転駆動装置）で、第３揺
動アーム１０１内に配置されている。また、１１
３は一対の爪体１１０Ａ，１１０Ｂを接近離間さ
せて開閉する開閉装置で、支持部材１０８の中心
部に軸受１１４を介して支持された回転軸体１１
５と、この回転軸体１１５の先端側に形成された
おねじ部１１５ａに螺嵌されたねじ体１１６と、
このめねじ体１１６と上記各平行リンク機構１１
１Ａ，１１１Ｂとを連結する一対の連結リンク１
１７A.１１７Ｂと、上記回転軸体１１５の中間
部に固定されたウオームホイール１１８と、支持
部材１０８の側部に支持されると共にこのウオー
ムホイール１１８に噛合うウオーム軸１１９と、
同じく支持部材１０８に取付けられて上記ウオー
ム軸１１９を回転させる第６モータ１２０とから
構成されている。従つて、第６モータ１２０を回
転させると、回転軸体１１５が回転してめねじ体
１１６が昇降するため、平行リンク機構１１１
Ａ，１１１Ｂが揺動して一対の爪体１１０Ａ，１
１０Ｂは互いに平行な状態で接近離間する。

ここで、上記マニプレータ４の全体的な動作に
ついて説明する。

第１モータ４２が回転すると、第１揺動アーム
５１以降の部分が第２図矢印Ａで示すように鉛直
軸心回りで揺動し、第２〜第４モータ７２，９
２，１０７が回転すると、第１〜第32揺動アーム
５１，７３，１０１がそれぞれ第２図矢印Ｂ，
Ｃ，Ｄで示すように鉛直面内で揺動する。また、
第５モータ１１２を回転させると、支持部材１０
８の軸心回りで一対の爪体１１０Ａ，１１０Ｂが
第２図矢印Ｅで示すように回転し、更に第６モー
タ１２０が回転すると、第１図矢印Ｆで示すよう
に、一対の爪体１１０Ａ，１１０Ｂは互いに開閉
する。

次に、汚染物（試料）の収納容器を第１０図〜
第１４図に基づき説明する。１５１は車輌本体３
の後壁（壁体）３ａの中央下部位置から外方に且
つ水平方向に突設された支持板で、その中央位置
には軸受１５２を介して鉛直軸心回りで回転自在
な第１軸体の１５３の中間部が支持板１５１を挿
通して支持され、また支持板１５１の下方には空
間室１５４が形成されている。上記第１軸体１５
３の上部には試料収納用の容器本体（後で説明す
る）１７４が取外し可能に設けられると共に下部
にはウオームホイール１５５が取付けられてい
る。１５６は上記支持板１５１の下面に一対ブツ
シユ１５７を介して水平軸心回りで回転自在に支
持された第２軸体で、その一端部には上記ウオー
ムホイール１５５に噛合うウオームギア１５８が
取付けられ、更にその他端部は後壁３ａ内側即ち
車輌本体３内に設けられた箱枠１５９内まで延設
されると共に第１平歯車（第１歯車）１６０が取
付けられている。１６１は箱枠１５９内に且つ第
２軸体１５６と平行に配置されると共に一対のブ
ツシユ１６２を介して回転自在に支持された第３
軸体で、その一端側には第１平歯車１６０に噛合
う第２平歯車（第２歯車）１６３が取付けられる
と共に他端側には第３平歯車（第３歯車）１６４
が取付けられている。１６５は第３平歯車１６４
に対応する位置で、箱枠１５９内でガイド部材１
６６に案内されて上下移動自在にされた第４軸体
で、その上下端部は箱枠１５９から突出されてい
る。そして、この第４軸体１６５の中間部には、
第３平歯車１６４に噛合うラツク歯１６７が形成
され、またその上端部のフランジ板１６８と箱枠
１５９上面との間にはこの第４軸体１６５を上方
に付勢する圧縮ばね（ばね体）１６９が介装され
ると共に下端部には圧縮ばね１６９に抗して第４
軸体１６５を下方に押下げるためのステツプ１７
０が取付けられている。１７１は上記第４軸体１
６５の上下動範囲を規制するためにガイド部材１
６６に形成された長穴で、この長穴１７１内に突
出するピン１７２が第４軸体１６５に設けられて
いる。そして、更に上記第２平歯車１６３には、
ラチエツト機構１７３が内蔵されている。このラ
チエツト機構１７３は、第４軸体１６５が下方に
移動した時だけ、第３軸体１６１の回転を第２軸
体１５６に伝達するようにされている。従つて第
４軸体１６５が上方に移動した時は、第２軸体１
５６は回転しない。なお。このラチエツト機構１
７３は第２平歯車１６３側ではなく第１平歯車１
６０側に内蔵してもよい。１７４はマニプレータ
４によつて採取された試料を収納するための容器
本体で、第１軸体１５３上部に着脱自在にされて
いる。この容器本体１７４は上端開放且つ有底の
断面Ｕ字形にされた環状容器体１７５と、この環
状容器体１７５中央に設けられた第１軸体１５３
への取付用の取付板１７６とから構成されてい
る。そして、上記環状容器体１７５内部は、放射
状に配置された区画板１７７により円周方向に沿
つて複数個（本実施例では11個）の収納室１７８
に区画されている。また、取付板１７６の中央に
は第１軸体１５３を挿通可能な穴１７６ａが形成
されると共に両側には取手１７９が設けられてい
る。１８０は第１軸体１５３上端に第１１図矢印
Ｇで示すように90゜揺動可能に取付けられた取付
板７１６押圧用の押え金具である。なお、取付板
１７６には押え金具１８０通過用の長穴１７６ｂ
が形成されている。従つて、押え金具１８０を第
１１図仮想線で示す位置にした状態では、容器本
体１７４を自由に取外すことができ、また容器本
体１７４を第１軸体１５３上部のフランジ部１５
３ａに載置した状態で、押え金具１８０を第１１
図実線で示すように90゜揺動させれば、押え金具
１８０の押えボルト１８１により取付板１７６が
押圧固定される。１８２は上記環状容器体１７５
を覆う円形の蓋体で、収納室１７８、１個分の大
きさより少し小さい開口１８３ａが形成された環
状蓋部１８３と、この環状蓋部１８３から外周縁
及び内周縁から垂下された側板部１８４ａ，１８
４ｂとから構成されている。なお、複数個の収納
室１７８のうち、１個については上記開口１８３
ａ閉鎖用の蓋板１８５が取付けられている。従つ
て、この収納室１７８Ａは使用できない。また、
１８６は蓋体１８２固定用の止め金具である。１
８７は支持板１５１下方の空間室１５４内に設け
られた第１軸体１５３の回転位置即ち収納室１７
８の位置検出用の検出装置で、空間室１５４の底
壁１５４ａ上でしかも第１軸体１５３下方位置に
取付けられた円板１８８と、この円板１８８上面
に収納室１７８の数（11本だけ）放射状に埋設さ
れた感圧素子１８９と、第１軸体１５３の下端部
に取付けられて感圧素子１８９上を転動自在なロ
ーラ１９０とから構成されている。そして、上記
各感圧素子１８９からの信号は車輌本体３内の操
作盤内に入力されて収納室１７８用の表示ランプ
を点灯させるようにしている。これにより、第何
番目の収納室１７８が開口１８３ａ位置にあるか
が分かるようになつている。

従つて、上記構成において、車輌本体３内で、
操作員がステツプ１７０を介して第４軸体１６５
を下方に押下げると、ラツク歯１６７、第３平歯
車１６４、第３軸体１６１、第２平歯車１６３、
第１平歯車１６０、第２軸体１５６、ウオームギ
ア１５８、ウオームホイール１５５及び第１軸体
１５３を介して、容器本体１７４が収納室１７
８、１個分のピツチだけ所定方向に回転する。勿
論、第４軸体１６５が下降すると、収納室１７８
が１個分回転するように、各歯車の歯数が調整さ
れている。

次に、汚染地域内の汚染物即ち試料採取動作に
ついて説明する。

まず、走行車輌２により汚染地域に入り、適当
な位置で停止する。次に、車輌本体３内からマニ
プレータ４の各モータ４２，７２，９２，１０
７，１１２，１２０を駆動させて、爪体１１０
Ａ，１１０Ｂにより試料を挟持し、そして容器本
体１７４の蓋体１８２の開口１８３ａから収納室
１７８内に投入する。その後、車輌本体３内でス
テツプ１７０を足で下方に押し下げ、収納室１７
８を１個分回転させて次の空の収納室１７８を開
口１８３ａに位置させる。次に、採取地点が後か
ら分かるように、旗竿打設装置６により旗竿を地
表に打設する。そして、次の採取地点へ移動して
上記と同じ作業により試料を採取する。この作業
は例えば使用可能な収納室１７８の個数分（10
個）だけ行なわれる。採取作業が終了すると、非
汚染地域に移動した後、蓋体１８２を取外すと共
に押え金具１８０を190°回転させて容器本体１７
４を支持板１５１から取外し回収すればよい。

発明の効果 上記本発明の構成によると、揺動アームを駆動
させるのに、リンク及びロツドを使用しているの
で、従来のようなチエーンを使用するものに比べ
て、チエーンの破断等を心配しなくて済むと共に
作動精度も向上する。また、第１揺動アームの駆
動用リンクを第１揺動アーム側に配置したもの
で、例えば走行車輌の壁面にこのマニプレータを
取付ける場合装置自体があまり突出することがな
く、コンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はマニプレータの断面図、第２図は全体斜視図、
第３図は第１図の−矢視図、第４図は第１図
の−矢視図、第５図は第１図の−矢視
図、第６図は第１図の−矢視図、第７図は第
１図の−矢視図、第８図は第１図の−矢
視図、第９図は第１図の−矢視図、第１０図
は収納容器の断面図、第１１図は第１０図の一部
切欠平面図、第１２図は第１１図の−矢視一
部切欠図、第１３図は第１０図の−矢視図、
第１４図は第１０図の−矢視図である。 １……サンプリング装置、２……走行車輌、３
……へ車輌本体、４……マニプレータ、５……汚
染物収納容器、６……旗竿打設装置、３２……揺
動枠体、３７……第１揺動装置、５１……第１揺
動アーム、５４Ａ，５４Ｂ……第１水平軸体、５
６……駆動リンク体、５７……軸受、５８……第
２水平軸体、６１……垂直ロツド、６３……第２
揺動装置、６４……第３水平軸体、６６……昇降
めねじ体、６７Ａ，６７Ｂ……第４水平軸体、７
２……第２モータ、７３……第２揺動アーム、７
６Ａ，７６Ｂ……第５水平軸体、７８……第３揺
動装置、８４……第６水平軸体、８６……駆動ロ
ツド、９２……第３モータ、１０１……第３揺動
アーム、１０４……第４揺動装置、１０７……第
４モータ、１０８……支持部材、１１０Ａ，１１
０Ｂ……爪体、１１２……第５モータ（回転駆動
装置）、１１３……開閉装置、１２０……第６モ
ータ、１５１……支持板、１５３……第１軸体、
１５５……ウオームホイール、１５６……第２軸
体、１５８……ウオームギア、１５９……箱枠、
１６０……第１平歯車（第１歯車）、１６１……
第３軸体、１６３……第２平歯車（第２歯車）、
１６４……第３平歯車（第３歯車）、１６５……
第４軸体、１６７……ラツク歯、１６９……圧縮
ばね（ばね体）、１７０……ステツプ、１７３…
…ラチエツト機構、１７４……容器本体、１７８
……収納室、１８２……蓋体、１８３ａ……開
口、１８７……検出装置、１８９……感圧素子、
９０……ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支持体に揺動枠体を鉛直軸心回りで揺動自在
   に支持すると共に、この揺動枠体を揺動させる第
   １揺動装置を設け、上記揺動枠体の下部に水平軸
   体を介して第１揺動アームの一端部を支持すると
   共に、揺動枠体の上部に水平軸体を介して駆動用
   リンクの中間部を支持し、上記第１揺動アームの
   中間部と駆動用リンクの第１揺動アーム側の一端
   部とを、第１揺動アーム及び駆動用リンクが互い
   に平行となるように、垂直ロツドにより連結し、
   上記駆動用リンクの他端部を上下動させて駆動用
   リンクを鉛直面内で揺動させる第２揺動装置を設
   け、上記第１揺動アームの他端部に水平軸体を介
   して第２揺動アームの一端部を支持し、上記第１
   揺動アームに連結ロツドを介して第２揺動アーム
   を揺動させる第３揺動装置を設け、上記第２揺動
   アームの他端部に水平軸体を介して第３揺動アー
   ムの一端部を支持し、上記第２揺動アームに第３
   揺動アームを鉛直面内で揺動させる第４揺動装置
   を設け、上記第３揺動アームの他端部に鉛直面内
   を通る直線回りで一対の爪体の支持部材を回転自
   在に設けると共にこの支持部材を回転させる回転
   駆動装置を設け、上記支持部材に一対の爪体を互
   いに接近離間させて開閉する開閉装置を設けたこ
   とを特徴とするマニプレータ。