JPH05228878A - マニピュレータ関節部の故障時回収装置 - Google Patents

マニピュレータ関節部の故障時回収装置

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JPH05228878A
JPH05228878A JP7037492A JP7037492A JPH05228878A JP H05228878 A JPH05228878 A JP H05228878A JP 7037492 A JP7037492 A JP 7037492A JP 7037492 A JP7037492 A JP 7037492A JP H05228878 A JPH05228878 A JP H05228878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
link
support shaft
joint
manipulator
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP7037492A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Yamazaki
勝幸 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】リンクの旋回駆動機構の減速効率が悪化して
も、故障時に各リンクを自重で逆転させ、マニピュレー
タを原子炉内から回収する。 【構成】後側リンクである第3リンク13に支持された
継手支持軸16の軸方向の移動を支持する軸受26と、
第3リンク13と継手支持軸16とを軸方向に固定する
かまたは開放するロック機構29と、継手支持軸16の
内部を貫通しロック機構29を作動するかまたは開放す
るラッチ軸24と、ラッチ軸24の一方の端部を操作す
る操作機構23と、ラッチ軸24の他方の端部を押圧す
るスプリング27とから構成し、通常時はロック機構2
9を作動させ、故障時にはロック機構29を開放して自
重で逆転させ、各リンクを一直線にしてマニピュレータ
を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、原子炉施設の原子炉
内で作業するマニピュレータの故障時に、関節をはずし
て原子炉外へ取り出すための故障時回収装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉内にマニピュレータを挿入し、そ
のアーム先端に取り付けたワークユニットにTVカメラ
を装着してモニタによる炉内の目視検査を行ったり、あ
るいはさらにグラブ機構等のワークを取り付けて炉内で
の各種作業を行うようにしたマニピュレータが公知であ
る。ここで前記の原子炉炉内で使用するマニピュレータ
の概要を図5に示して説明する。図において、1は炉心
を収容した原子炉の圧力容器、2,3は一次,二次遮蔽
体、4は一次遮蔽体2を貫通して圧力容器1の上面に植
設されたスタンドパイプ、5は炉内側のチャージ板、6
は前記スタンドパイプ4を通じて炉内に装荷された燃料
制御棒、7がこの発明の対象となるマニピュレータであ
る。かかるマニピュレータ7は二次遮蔽体3の床面より
前記のスタンドパイプ4内に据付た案内管8を通して炉
内に装荷され、図示されてない操作盤に与えた指令によ
り駆動装置9を介して遠隔操縦される。ここでマニピュ
レータ7は周知のように関節部を介して直列に相互連結
された符号7a〜7fで示す複数段のリンクでマニピュ
レータアームを構成し、先端リンクの回転操作、および
各リンク相互間での関節部の旋回操作を行うことによ
り、アームの先端リンク7aに取り付けたTVカメラ等
のワークユニット10を炉内で引回し移動して各種の検
査,作業を行う。なお図示は圧力容器1の高温ガスダク
ト1a内の状況をTVカメラでモニタしている状態を示
している。
【0003】図6は従来のマニピュレータの構成図であ
る。マニピュレータは、先端に取り付けられ炉内物質を
掴んだり観察したりするグラブ11、グラブ11を屈
折,回転させる前側リンクとしての第2リンク12、第
2リンク12を屈折させる後側リンクとしての第3リン
ク13、第3リンク13を屈折させる支持リンク14を
備え、駆動装置9に接続されたワイヤロープ15により
支持されている。リンク相互間の関節部の旋回駆動はD
Cサーボモータ,クラッチ,ブレーキ,減速機構からな
る旋回駆動機構に傘歯車を結合させて行う。マニピュレ
ータ7が図6に示す状態で動作不能となった場合には、
グラブ11,第2リンク12,第3リンク13,支持リ
ンク14を一直線にして案内管8に支持リンク14以下
を収納する必要がある。従来はリンク内構成機器のクラ
ッチ,ブレーキを開放してリンクが自由に動作できるよ
うにし、自重で傘歯車を逆転させ、直線状に戻して回収
している。図7は図6のVII −VII 断面図である。第2
リンク12によりグラブ11を屈曲,回転させる。第2
リンク12は旋回駆動機構を内蔵し、傘歯車を駆動して
いる。
【0004】図8は図6のマニピュレータ関節部の構成
図である。第2リンク12に継手支持軸16と傘歯車1
7とが取り付けられている。第2リンク12に固定され
た継手支持軸16は、第3リンク13の軸受に回動自在
に支持されている。第3リンク13には傘歯車18が取
り付けられている。第3リンク13の傘歯車18を図示
しない旋回駆動機構により駆動すると傘歯車17が駆動
され、第2リンク12を折り曲げる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、原子炉
内の更に細かい検査及び作業を行うために、マニピュレ
ータの小型化が要求されるようになって来た。そのた
め、リンク内駆動系モータを小型にすることが必要にな
り、モータ容量も小さくなる。これを補うために旋回駆
動機構のリンク内駆動減速比を高くすることが必要とな
った。減速比を大きくすると減速効率が悪くなり、各リ
ンクの自重では逆転不能となり、故障時に支持リンクを
自重で一直線にして案内管に収めることができなくなる
ので、マニピュレータを原子炉内から回収することが不
可能になるという問題があった。
【0006】この発明は、リンクの旋回駆動機構の減速
効率が悪化しても、故障時に各リンクを自重で逆転さ
せ、マニピュレータを原子炉内から回収することができ
るマニピュレータ関節部の故障時回収装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前側リンクに固定され後
側リンクに支持された継手支持軸により、リンク相互間
を関節結合した直列複数段のリンクを有し、傘歯車を介
して各リンク相互間の関節部の旋回駆動を行うようにし
たマニピュレータにおいて、前記継手支持軸の軸方向移
動を支持する軸受と、後側リンクと前記継手支持軸とを
軸方向に固定するかまたは開放するロック機構と、前記
継手支持軸の内部を貫通し、前記ロック機構を作動クす
るかまたは開放するラッチ軸と、このラッチ軸の一方の
端部を操作する操作機構と、前記ラッチ軸の他方の端部
を押圧するスプリングとから構成し、通常時は前記ロッ
ク機構を作動させ、故障時は前記操作機構により前記ラ
ッチ軸を操作して前記ロック機構を開放し、前記後側リ
ンクと前記継手支持軸とを分離するとともに、前記継手
支持軸を軸方向に移動させ、リンク相互間の傘歯車の係
合を開放することによって、上記目的を達成する。
【0008】なお、ロック機構は、後側リンクの凹部
と、この凹部に嵌まるボールと、このボールを出し入れ
する継手支持軸の貫通穴とからなり、前記ボールを介し
て前記後側リンクと継手支持軸とを係合するかまたは分
離するボールラッチ機構とすれば、故障時にマニピュレ
ータを回収する上に好適である。
【0009】さらに、ラッチ軸の端部を操作する操作機
構は、エアーシリンダーとすれば、故障時にマニピュレ
ータを回収する上に好適である。
【0010】
【作用】通常時は、前側リンクの傘歯車と後側リンクの
傘歯車とが係合しているため、後側のリンクの旋回駆動
機構により傘歯車を介して前側リンクを屈折,回動させ
ることができる。故障時には、継手支持軸を軸方向に移
動させれば、継手支持軸に固定されている前側リンクの
傘歯車が移動して、前側リンクの傘歯車と後側リンクの
傘歯車との係合が開放され、リンクは相互に自由に回転
するようになる。従って、先側リンクは自重で垂直にな
る。このようにして、各リンクは一直線となり、マニピ
ュレータを原子炉内から回収することができる。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示すマニピュレー
タ関節部の故障時回収装置の原理図である。図1におい
て、前側リンクである第2リンク12には継手支持軸1
6と傘歯車17が取り付けられている。後側リンクであ
る第3リンク13は減速機19,ブレーキ20,クラッ
チ21,モータ22からなる旋回駆動機構に傘歯車18
が取り付けられている。第2リンク12と第3リンク1
3とは継手支持軸16により回動自在に支持されてい
る。通常時は旋回駆動機構により第3リンクの傘歯車1
8を回転させ、傘歯車17を介して第2リンク12を屈
折させている。故障時には、継手支持軸16を図示矢印
の方向に移動させると傘歯車17と傘歯車18との係合
がはずれ、第2リンク12は自由に回転するようにな
る。
【0012】図2はこの発明の実施例のマニピュレータ
関節部の故障時回収装置の通常時の状態を示す構成図で
ある。図2において、故障時回収装置は、継手支持軸1
6の軸方向移動を支持する軸受26と、第3リンクの凹
部13aとこの凹部13aに嵌まるボール25及びこの
ボールを出し入れする継手支持軸16の貫通穴16aを
備えたロック機構であるボールラッチ機構29と、継手
支持軸16の内部を貫通し、ボール25を継手支持軸1
6の貫通穴16aを通して半径方向に出し入れ操作する
ラッチ軸24と、ラッチ軸24の一方の端部を駆動する
駆動機構としてのエアーシリンダー23と、ラッチ軸2
4の他方の端部を押圧するスプリング27とから構成し
ている。ロック機構としてボールラッチ機構について説
明したが、カムを利用した機構でもよい。
【0013】次にこの発明による故障時回収装置の動作
を説明する。図2は通常時の状態を示すものである。図
2において、継手支持軸16はエアーシリンダ23の枠
23aに接触していて、継手支持軸16を貫通するラッ
チ軸24は、スプリング27により押され端部はエアー
シリンダ23の中にあり、ボール25はラッチ軸24に
押されて第3リンク13の支持部材28の凹部24aに
嵌まり、継手支持軸16と第3リンク13とを軸方向に
固定する。この状態では、第3リンク13の傘歯車18
を駆動すると第2リンク12の傘歯車17が係合してい
るので第2リンク12を屈折させることができる。
【0014】図3及び図4は図2の故障時の状態を示す
構成図で、図3はエアーシリンダー23にエアーを供給
しラッチ軸24をストロークζ1 だけ押した状態を示す
図である。このときボール25は継手支持軸16の貫通
穴16aに入り、第3リンク13と継手支持軸16とは
軸方向の固定が開放される。図3の状態からさらにエア
ーを供給すると図4の状態となる。図4はラッチ軸24
をストロークζ2 だけ押した状態を示す図である。この
ときエアーシリンダー23は継手支持軸16を押し、継
手支持軸16に取り付けられている傘歯車17を押す。
その結果、第2リンクの傘歯車17は第3リンク13の
傘歯車18との噛合いがはずれる。この状態において、
自重により第2リンクは垂直となる。第2リンクと第3
リンクについて説明したが、他のリンク相互間にも同様
の装置を設けている。そのため、各リンクは同様にボー
ルラッチ機構を開放して一直線となり、各リンクを案内
管に収め、マニピュレータを原子炉外へ回収する。図2
〜図4は、ラッチ軸の端部を操作する操作機構はエアー
シリンダー23として説明したが、操作機構は油圧シリ
ンダーでもよい。
【0015】
【発明の効果】この発明においては、前側リンクのラッ
チ軸を操作してロック機構を開放するとともに、ラッチ
軸を押して継手支持軸を移動させることにより、後側リ
ンクの傘歯車と前側リンクの傘歯車との係合がはずれ、
前側リンクは継手支持軸に支持されて自重によって回動
するようになり、前側リンクは垂直となる。故障時には
各リンクを同様にして自重によって一直線として案内管
に収め、マニピュレータを原子炉から炉外へ取り出すこ
とができる。この発明によれば、マニピュレータを小型
化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す原理図である。
【図2】この発明の実施例による故障時回収装置の通常
時の状態を示す構成図である。
【図3】この発明の実施例による故障時回収装置の動作
時の状態を示す構成図である。
【図4】この発明の実施例による故障時回収装置の動作
時の状態を示す構成図である。
【図5】原子炉炉内に装荷した状態におけるマニピュレ
ータ全体の概要構成図である。
【図6】従来のマニピュレータの構成図である。
【図7】図6のVII −VII 断面図である。
【図8】図6のマニピュレータ関節部の構成図である。
【符号の説明】
7 マニピュレータ 8 案内管 12 前側リンクである第2リンク 13 後側リンクである第3リンク 16 継手支持軸 17 傘歯車 18 傘歯車 23 操作機構としてのエアーシリンダー 24 ラッチ軸 25 ボール 26 軸受 27 スプリング 29 ロック機構としてのボールラッチ機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前側リンクに固定され後側リンクに支持さ
    れた継手支持軸により、リンク相互間を関節結合した直
    列複数段のリンクを有し、傘歯車を介して各リンク相互
    間の関節部の旋回駆動を行うようにしたマニピュレータ
    において、前記継手支持軸の軸方向移動を支持する軸受
    と、後側リンクと前記継手支持軸とを軸方向に固定する
    かまたは開放するロック機構と、前記継手支持軸の内部
    を貫通し、前記ロック機構を作動するかまたは開放する
    ラッチ軸と、このラッチ軸の一方の端部を操作する操作
    機構と、前記ラッチ軸の他方の端部を押圧するスプリン
    グとから構成し、通常時は前記ロック機構を作動させ、
    故障時は前記操作機構により前記ラッチ軸を操作して前
    記ロック機構を開放し、前記後側リンクと前記継手支持
    軸とを分離するとともに、前記継手支持軸を軸方向に移
    動させ、リンク相互間の傘歯車の係合を開放することを
    特徴とするマニピュレータ関節部の故障時回収装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のマニピュレータ関節部の故
    障時回収装置において、ロック機構は、後側リンクの凹
    部と、この凹部に嵌まるボールと、このボールを出し入
    れする継手支持軸の貫通穴とからなり、前記ボールを介
    して前記後側リンクと継手支持軸とを係合するかまたは
    分離するボールラッチ機構であることを特徴とするマニ
    ピュレータ関節部の故障時回収装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のマニピュレータ関節部の故
    障時回収装置において、ラッチ軸の端部を操作する操作
    機構は、エアーシリンダーであることを特徴とするマニ
    ピュレータ関節部の故障時回収装置。
JP7037492A 1992-02-20 1992-02-20 マニピュレータ関節部の故障時回収装置 Pending JPH05228878A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016152987A1 (ja) * 2015-03-25 2018-01-18 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置、手術用観察装置及び医療用観察システム
JP2020028961A (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 遠隔作業システムの非常回収装置及びその非常回収方法

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