JPH05310400A

JPH05310400A - マニピュレータ装置

Info

Publication number: JPH05310400A
Application number: JP4144872A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Otsubo; 和彦大坪
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】マニピュレータ装置に係わり、特には、バラ
ンス型のマニピュレータ装置を搭載した車両の水平装置
に関する。【構成】先端操作型のマニピュレータ装置において、
マニピュレータを搭載した走行可能な台車と、台車に搭
載された台座と、台座の水平を検出するＸ軸方向および
Ｙ軸方向の傾斜を検出する角度センサーと、角度センサ
ーで検出した信号により台座を平行にする演算を行う制
御装置と、角度センサーで検出した信号により台座の平
行を出すアクチュエータと、からなる。【効果】荷物の昇降作業あるいは移動作業を行いたい
所にマニュピレータ装置を移動することができ、先端操
作型のマニピュレータを操作することにより、容易に、
安全に作業ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータ装置に
係わり、特には、バランス型のマニピュレータを水平バ
ランス保持させることができるようにしたマニピュレー
タ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、重量物をハンドリン
グするマニピュレータアームには様々なリンク形式があ
るが、図５に示す代表的なものがある。平行リンクで形
成されていて、ジョイント部Ａ、Ｂ、Ｃは一直線を成す
リンク比になっている。姿勢一定用リンクＤａ、Ｄｂと
連結リンクＤｃとにより腕先端の操作箱Ｅは常に地面に
対して一定の姿勢を保持している。上下用シリンダＦを
作動させるとＢ点が上下することにより、Ｃ点もリンク
比によって上下し荷物１０１は昇降する。また、Ｂ点が
スライド上を水平方向に自由に移動するため、人間の力
でＣ点を水平方向に動かすことができる。さらに、操作
箱Ｅを水平方向に手で押すと旋回ベアリングＧ上を本体
が旋回する。腕先端の操作箱Ｅの動きが上下方向、水平
方向、旋回方向が独立して制御できる。このことによ
り、人間が操作する腕部として人間の感覚に合った簡便
なリンク形式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマニピュレータ装置を車載すると、手で動かせる自
由度（水平方向、旋回方向）が存在するだけに本体が傾
けば、即ち、車体の台座が傾けば腕部が下方向に流れる
と言う問題がある。このために本体を絶対垂直に維持で
きない車両には、車両が傾いたときにマニピュレータ本
体も傾き、腕部が下方に流れるため搭載ができないとい
う問題もある。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目し、マニ
ピュレータ本体が設置される箇所が傾斜しているような
場合でも、マニピュレータの水平保持を簡単に行わせ、
もって作業に支障を生じるような腕部の流れが生じない
ようにしたマニピュレータ装置を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、先端操作型のマニピュレータ装置にお
いて、マニピュレータを搭載した走行可能な台車と、台
車に搭載された台座部と、台座の水平を検出するＸ軸方
向およびＹ軸方向の傾斜を検出する角度センサー部と、
角度センサーで検出した信号により台座を平行にする演
算を行う制御装置と、角度センサーで検出した信号によ
り台座の平行を出すアクチュエータ部と、からなる。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、マニピュレータを搭載した
走行台車を人手、あるいは、動力により荷物の昇降作業
あるいは移動作業を行いたい所にマニュピレータ装置を
移動し、マニピュレータ本体に傾きがないことを確認し
て昇降作業あるいは移動作業等の作業を行う。先端操作
型のマニピュレータが昇降作業あるいは移動作業を移動
することにより容易に、安全に作業ができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明に係わるマニピュレータ装置
の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。図１
はマニピュレータ装置１において、先端操作型のマニピ
ュレータ１０を搭載して走行を行う台車３０（走行台車
３０という。）と、走行台車３０に搭載された台座部３
５と、台座の水平を検出するＸ軸方向およびＹ軸方向の
傾斜を検出する角度センサー部５０と、角度センサーで
検出した信号により台座を平行にする演算を行う制御装
置６０（図２に示す。）と、角度センサー部で検出した
信号により台座の平行を出すアクチュエータ部７０と、
からなる。

【０００８】先端操作型のマニピュレータ１０は、主に
３つの平行リンク１１、１２、１３と、先端操作部２０
と、アーム支持部２５と、からなる。平行リンクの内の
姿勢一定用のリンク１１は、固定台１４にピン１４ａ、
１４ｂで取り付けられるロッド１１ａ、１１ｂと、連結
リンク１５とからなる。また、同様に姿勢一定用のリン
ク１２は、連結リンク１５に取り付けられる１２ａ、１
２ｂと、先端操作部２０の操作箱２１と、からなる。ま
た、リンク１１とリンク１２は連結リンク１５に連結さ
れ、荷物は常に地面に対して姿勢を一定に保つ。

【０００９】残りのリンク１３は、リンク１１のロッド
１１ａに接合されるロッド１３ａと、リンク１２のロッ
ド１２ａに接合されるピン１３ｂと、アーム支持部２５
に支持される固定台１４に固設されている上下用シリン
ダ２６連結されるピン１３ｃと、からなる。平行リンク
１１、１２、１３のリンクおよび先端操作部２０の重量
はアーム重量補償用バネ２３にて釣り合いが取られてい
る。アーム支持部２５は台座部３５に固設されているア
ーム支持棒２５ａと、アーム支持棒２５ａより一段小径
の固定台１４に固設されている支持棒２５ｂとからな
る。

【００１０】アーム支持部２５はピン１３ｃを図示のＺ
方向に慴動自在に収納するリング２６ａを配設する上下
用シリンダ２６と、図２に示す上下用シリンダ２６への
圧油を切り替えるアームと水平出しとに用いる電磁切換
弁２７と、圧油を供給するポンプ２８と、アームの昇降
用のＯＮ−ＯＦＦの電磁切換弁２９と、からなる。先端
操作型のマニピュレータ１０を搭載する走行台車３０
は、車輪等からなる車体部３１と、水平出し台座部３５
とからなる。車体部３１は図示しない電動機あるいはエ
ンジン等からなる通常の駆動装置により駆動される図示
しない走行装置からなる。

【００１１】水平出し台座部３５は、ピン３１ａで車体
部３１に図示のＸ軸方向に回動自在に装着されたブラケ
ット３６と、一端を車体部３１に他端をブラケット３６
に連結されたＸ軸水平出しシリンダ３７と、ピン３６ａ
でブラケット３６に対してＹ軸方向に回動自在に装着さ
れたブラケット３８と、一端をブラケット３６に他端を
ブラケット３８に連結されたＹ軸水平出しシリンダ３９
と、水平出しシリンダへの圧油の切り替えを行うＸ軸用
で、図２に示すアーム操作（昇降用）と水平出し操作
（台座の水平用）とに用いる電磁切換弁２７と、水平出
し（台座の水平用）シリンダへの圧油の切り替えを行う
Ｙ軸用の電磁切換弁４１と、水平出しシリンダと電磁切
換弁２７、４１との間に配設されたＯＮ−ＯＦＦの電磁
弁４２と、からなる。アクチュエータ部７０はＸ軸水平
出しシリンダ３７とＹ軸水平出しシリンダ３９とからな
る。マニピュレータ１０はブラケット３５に立設して固
設されている。台座部３５の水平を検出するＸ軸方向お
よびＹ軸方向の傾斜を検出する角度センサー部５０は、
ブラケット３８に取り付けられ、Ｘ軸上にＸ軸方向の角
度センサー５１が、Ｙ軸上にＹ軸方向の角度センサー５
２が配設されている。

【００１２】図２に示すように、制御装置６０には、水
平出しとアーム操作の切換の操作レバー７１からの水平
だしの信号７２およびアーム操作の信号７３と、あるい
は、荷物の昇降の操作レバー７４からの上昇の信号７５
および下降の信号７６との入力信号と、角度センサーで
検出した信号５１、５２と、目標設定の入力信号８０が
入力されている。制御装置６０からは、入力信号にした
がって、電磁切換弁２７に信号２７ａ、２７ｂを、電磁
切換弁４１に信号４１ａ、４１ｂを、、あるいは、ＯＮ
−ＯＦＦの電磁切換弁２９に指令信号２９ａを、電磁弁
４２に信号４２ａを、出力している。制御装置６０は操
作箱２１に収納され、また、操作箱２１には操作レバー
７１、７４が配設されている。

【００１３】上記実施例において、次に作動について説
明する。荷物等の昇降、移動等を行いたい所にマニュピ
レータ装置１を移動する。このときに、切換用の操作レ
バー７１を水平出し（矢印Ｐ方向、ａ接点）に操作し、
制御装置６０の切換指令により電磁切換弁４２を連通し
た位置に（イ）、およびアーム操作用の電磁切換弁２９
を遮断の位置（イ）、にしておくとともに、電気サーボ
弁２７、４１にもスイッチが入り作動可能の状態にして
いる。これにより、台車３０が移動中に、例えば、傾斜
地を通過しても台座３５の水平を検出するＸ軸方向およ
びＹ軸方向の角度センサー５１、５２が作動し、制御装
置６０により補正角度を求めて電気サーボ弁２７、４１
に切換指令を出し、所定方向に切り替えＸ軸、あるいは
Ｙ軸のシリンダ３７、３９に圧油を供給して台座部３５
を平行にしてマニピュレータ１０を垂直に立設するよ
う、制御装置６０の指令により自動的に電気サーボ弁２
７、４１が作動する。

【００１４】荷物等の昇降、移動等を行いたい所にマニ
ュピレータ装置１が移動したら、操作レバー７１をその
位置（矢印Ｐ方向、ａ接点）のままにしておき（若干の
時間を置く。）、マニピュレータ１０が垂直に立設して
いるか、否かを確認して水平出しの操作レバー７１をア
ーム操作（矢印Ｑ方向、ｂ接点）に切り替えて、制御装
置６０の切換指令により電磁切換弁４２を遮断の位置
（ロ）に戻す。また、制御装置６０の切換指令により電
磁切換弁２９も連通の位置（ロ）に戻り、水平出し用シ
リンダ３７、３９の回路は遮断され、そのシリンダ３
７、３９のストローク位置に固定され、かつ、マニピュ
レータ１０は垂直に立設するので安全が保たれる。さら
に、アーム操作用の電磁切換弁２７も中立位置（ロ）に
戻っており、アーム操作用操作レバー７４の上（ｃ接
点）、あるいは、下（ｄ接点）の切換により、制御装置
６０の切換指令が出され、電気サーボ弁２７が指示方向
に作動して荷物等の昇降ができる。

【００１５】上記実施例において、マニュピレータ装置
１を移動するときに、昇降用のアームシリンダ２６の電
磁切換弁２９を位置（イ）に切り替えて昇降作業を停止
させていたが、位置（ロ）に保ちアームシリンダ２６を
必要により作動させるようにしても良い。また、上記実
施例では、マニュピレータ装置１を移動するときに、水
平出しを行ったが、所定の位置に移動後に水平出しの操
作レバー７１を操作し電磁切換弁４２を位置に（イ）に
切り替えて所定の位置で水平出しを行っても良い。

【００１６】図３は本発明の第２実施例を示す。なお、
第１実施例と同一部品には同一符号を付し説明は省略す
る。第１実施例の荷物昇降用の上下用シリンダ２６の外
に、荷物を前、うしろに移動する推力を補助する水平方
向に作動する水平用シリンダ９０が付加されている。こ
のために、図４に示すように、電気サーボ弁４１と電磁
切換弁４２との間の配管より配管８１、８２を分岐して
電磁切換弁２９に接続している。電磁切換弁２９は従来
は２位置４ポートであったが、これを４位置４ポートに
している。また、このための水平用シリンダ８０の電磁
切換弁２９を切り替える操作レバー８５を操作箱２１に
付設している。

【００１７】上記実施例において、次に作動について説
明する。第１実施例と同様に、荷物等の昇降、移動等を
行いたい所にマニュピレータ装置１が移動し、マニピュ
レータ１０が垂直に立設しているか、否かを確認して水
平出しの操作レバー７１を切り替える。また、アーム操
作用の電磁切換弁２９も位置（ロ）に戻る。荷物を昇降
させたいときには、アーム操作用操作レバー７４の上、
下の切換により制御装置６０の指令により電気サーボ弁
２７が指示方向の位置（イ）、（ロ）に移動し、荷物等
の昇降ができる。

【００１８】図３に示すように、荷物１０１を図示のＷ
方向に移動させたいときには、アーム操作用操作レバー
８５の前（接点ｅ）、うしろ（接点ｆ）の切換により、
電気サーボ弁４１が前のときには位置（ハ）に切り替わ
り、配管８２を介して水平用シリンダ８０に作動し荷物
１０１を前方向に移動する。また、電気サーボ弁４１が
うしろのときには位置（イ）に切り替わり、配管８１を
介して水平用シリンダ８０に作動し荷物１０１をうしろ
方向に移動する。水平装置のパワーアシストにより荷物
の移動が容易に行われる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
荷物の昇降作業あるいは移動作業を行いたい所にマニュ
ピレータ装置を移動することができ、先端操作型のマニ
ピュレータを操作することにより、容易に、安全に作業
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマニピュレータ装置の全体斜視図、

【図２】本発明の第１実施例の構成図、

【図３】本発明の第２実施例の一部を示す概略構成図、

【図４】本発明の第２実施例の構成図、

【図５】従来の実施例の構成図、

【符号の説明】

１マニピュレータ装置、１０マニピュレータ、２７、４１電気サーボ弁、２９、４２電磁切換弁、３０台車、３５台座部、５０角度センサー部、６０制御装置、７０アクチュエータ部、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端操作型のマニピュレータ装置におい
て、マニピュレータを搭載した走行可能な台車と、台車
に搭載された台座と、台座の水平を検出するＸ軸方向お
よびＹ軸方向の傾斜を検出する角度センサーと、角度セ
ンサーで検出した信号により台座を平行にする演算を行
う制御装置と、角度センサーで検出した信号により台座
の平行を出すアクチュエータと、からなることを特徴と
するマニピュレータ装置。