JPH0595612A - 配電線工事用マニピユレータ - Google Patents

配電線工事用マニピユレータ

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JPH0595612A
JPH0595612A JP25385291A JP25385291A JPH0595612A JP H0595612 A JPH0595612 A JP H0595612A JP 25385291 A JP25385291 A JP 25385291A JP 25385291 A JP25385291 A JP 25385291A JP H0595612 A JPH0595612 A JP H0595612A
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JP
Japan
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shoulder
joint
forearm
distribution line
manipulator
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JP25385291A
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English (en)
Inventor
Shigeru Kato
茂 加藤
Masaaki Fujii
正章 藤井
Tsuyoshi Niiyama
強 新山
Hiroyasu Furukawa
博康 古川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】肩部、肩関節及び肘関節を、電動モータM1,
M2,M3で駆動する。3つの手首関節を油圧アクチュ
エータO4,O5,O6で駆動する。 【効果】スムーズに応答性良く且つ制御性良く動作す
る。小型、軽量にて大きな動作力が得られる。従来の電
気式マニピュレータのような欠点なく前腕部4へ絶縁部
材8を組込むことが可能となり、従来の電気式マニピュ
レータにおいては不可能であった上腕部3への絶縁部材
6の組込みが可能となる。安全性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、人間の上肢の機能に
類似した機能を持ち、無停電状態で配電線の工事を行う
のに用いられる配電線工事用マニピュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電力会社では、電柱間に架線され
ている配電線の各種工事を行う場合、社会の要請から無
停電状態(配電線に電圧が負荷された状態)で行ってお
り、工事の安全性確保及び効率化を図るために、いわゆ
るマニピュレータが用いられている。
【0003】図3は、このマニピュレータを用いた工事
の概略を示している。間接工法車80のバケット81上
に、オペレータ82が乗り、マスター83(操縦装置)
によってマニピュレータTを操縦する。図2は、マニピ
ュレータの概略構成を示している。このマニピュレータ
Tは、ベース91に対して鉛直軸A1の回りに肩部駆動
手段P1によって回転駆動される肩部92と、この肩部
92と肩関節軸A2を介して連結され、当該肩関節軸A
2の回りに肩関節駆動手段P2によって回転駆動される
上腕部93と、この上腕部93と肘関節軸P3を介して
連結され、当該肘関節軸A3の回りに肘関節駆動手段P
3によって回転駆動される前腕部94と、この前腕部9
4と3つのの手首関節軸A4,A5,A6を有する手首
関節部Bを介して連結されると共に、これら3つの手首
関節軸A4,A5,A6の回りにそれぞれ対応する3つ
の手首関節駆動手段P4,P5,P6によって回転駆動
され、配電線等を把持する把持部95とを備えている。
【0004】従来、上記マニピュレータとしては、全駆
動手段を油圧モータ等の油圧アクチュエータで構成した
油圧式のものと、全駆動手段を電動モータで構成した電
気式のものとがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の油圧式マニピュ
レータにおいては、腕内に、油圧アクチュエータへの油
圧媒体を供給する絶縁性の油圧ホースが多数本通ってい
る。油圧式マニピュレータにおいては、前腕部及び上腕
部のそれぞれに、容易に絶縁部材を組み込むことができ
るので、容易にマニピュレータの腕の絶縁性を確保する
ことができ、このようなものは、既に提供されている。
また、油圧アクチュエータであれば、小型で大きな動作
力が得られるので、小型で大荷重用のマニピュレータを
実現することができる。さらに、油圧アクチュエータ
は、電動モータに比較して軽量であるため、腕の重量を
軽減することができ、マニピュレータ全体の軽量化を図
ることができる。油圧式マニピュレータにおいては、上
記のような利点がある反面、動作のスムーズ性、応答性
及び制御性が悪く、また、動作の制御性の悪さに起因し
て作動の位置決め精度が悪いという欠点があった。
【0006】一方、上記の電気式マニピュレータにおい
ては、動作のスムーズ性、応答性及び制御性が良好で、
作動の位置決め精度を良いという利点がある。しかし、
電気式マニピュレータにおいては、電動モータの重量が
油圧アクチュエータに比較して重いために、油圧式のも
のに比較してマニピュレータの重量が重くなるという欠
点があった。また、電気式マニピュレータにおいて、安
全性を確保するために、前腕部に絶縁部材を組み込む場
合、前腕部側の各電動モータを、絶縁部材よりも肩側に
配置する必要がある。そこで、前腕部側の各電動モータ
を、肘部に集中配置し、各電動モータと手首関節との間
を絶縁性の三重トルクチューブ軸にて連結していたが、
構造が構造が非常に複雑となることに加えて重量も増加
するという欠点があった。一方、電気式マニピュレータ
において、上腕部に絶縁部材を組み込もうとしても、前
腕部側の各電動モータを、当該上腕部側の絶縁部材より
も肩側に配置することは不可能であるから、上記の組み
込みは不可能であった。
【0007】このように、両方式とも欠点があり、何れ
の方式も満足の得られるものではなかった。そこで、こ
の発明の目的は、両方式の欠点を一挙に解決し、動作の
スムーズ性、応答性及び制御性に優れると共に、小型・
軽量で大きな動作力を得ることができ、しかも安全性の
高い配電線工事用マニピュレータを提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項1記載の配電線工事用マニピュレータは、ベ
ースに対して所定軸の回りに肩部駆動手段によって回転
駆動される肩部と、この肩部と肩関節軸を介して連結さ
れ、当該肩関節軸の回りに肩関節駆動手段によって回転
駆動される上腕部と、この上腕部と肘関節軸を介して連
結され、当該肘関節軸の回りに肘関節駆動手段によって
回転駆動される前腕部と、この前腕部と3つのの手首関
節軸を有する手首関節部を介して連結されると共に、こ
れら3つの手首関節軸の回りにそれぞれ対応する3つの
手首関節駆動手段によって回転駆動され、配電線等を把
持する把持部とを備え、架設されている配電線の工事
を、配電線に電圧が負荷された状態で行う配電線工事用
マニピュレータにおいて、上記肩部駆動手段、肩関節駆
動手段及び肘関節駆動手段を、電動モータで構成し、各
手首関節駆動手段を、油圧アクチュエータで構成したこ
とを特徴とするものである。
【0009】また、請求項2記載の配電線工事用マニピ
ュレータによれば、前腕部及び上腕部の所定部に、配電
線の電圧に耐え得る絶縁部材をそれぞれ組み込んでいる
ことを特徴とするものである。さらに、請求項3記載の
配電線工事用マニピュレータによれば、肘関節駆動手段
を構成する電動モータが、上腕部に組み込まれた絶縁部
材よりも肩部側に配置されていると共に、肘関節駆動手
段と肘関節との間は、絶縁性の駆動力伝達手段によって
駆動連結されているものであれば望ましい。
【0010】
【作用】上記請求項1記載の配電線工事用マニピュレー
タによれば、肩部、肩関節及び肘関節を電動モータによ
って駆動することにより、これら肩部、肩関節及び肘関
節を、動作のスムーズ性、応答性及び制御性を良好にす
ることができる。動作の制御性を良くすることにより、
作動の位置決め精度を良くすることができる。また、手
首関節を油圧アクチュエータによって駆動することによ
り、当該マニピュレータの、肘関節よりも前腕部側にあ
る部分の小型化、軽量化を図ることができ、しかも大き
な動作力を得ることができる。
【0011】さらに、従来の、すべての駆動手段を電動
モータで構成した電気式マニピュレータにおいては、前
腕部への絶縁部材の組込みを実現するに際して構造が複
雑化したり重量が増加したりするという欠点があり、ま
た、上腕部への絶縁部材の組込みは不可能であったが、
前腕部側の駆動手段を油圧アクチュエータで構成した本
発明においては、従来のような欠点なく前腕部に絶縁部
材を組み込むことが可能となり、従来不可能であった上
腕部への絶縁部材の組み込みも可能となる。
【0012】また、請求項2記載の配電線工事用マニピ
ュレータによれば、両絶縁部材によって、無停電状態で
の配線工事における前腕部及び後腕部の絶縁性を向上さ
せることができ、何れの腕部が配電線に接触しても、短
絡事故や感電事故を防止することができる。さらに、請
求項3記載の配電線工事用マニピュレータによれば、肘
関節駆動のための電動モータを両絶縁部材よりも肩部側
に配置し、且つ当該電動モータと肘関節軸との間を絶縁
性の駆動力伝達手段によって駆動連結することにより、
上腕部の絶縁性を確保することができる。
【0013】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図1は、この発明の一実施例としての配電線工
事用マニピュレータの概略構成図を示している。同図を
参照して、このマニピュレータは、ベース1に対して鉛
直軸A1の回りに肩部駆動手段としての電動モータM1
によって回転駆動される肩部2と、この肩部2と肩関節
軸A2を介して連結され、当該肩関節軸A2の回りに肩
関節駆動手段としての電動モータM2によって回転駆動
される上腕部3と、この上腕部3と肘関節軸A3を介し
て連結され、当該肘関節軸A3の回りに肘関節駆動手段
としての電動モータM3によって回転駆動される前腕部
4と、この前腕部4と3つのの手首関節軸A4,A5,
A6を有する手首関節部Bを介して連結されると共に、
これら3つの手首関節軸A4,A5,A6の回りにそれ
ぞれ対応する3つの手首関節駆動手段としての油圧アク
チュエータO4,O5,O6によって回転駆動され、配
電線等を把持する把持部5とを備えている。
【0014】このように、肩部、肩関節及び肘関節は、
電動モータM1,M2,M3により駆動され、3つの手
首関節は、油圧アクチュエータO4,O5,O6によっ
て駆動される。電動モータM1,M2,M3は、DCサ
ーボモータやACサーボモータ等からなる。油圧アクチ
ュエータO4,O5,O6は、オイルモータや油圧シリ
ンダ等からなる。
【0015】ベース1は、関節工法車のバケットの所定
部に固定されている。上腕部3は、パイプ部3aの両端
部に、肩関節軸A2及び肘関節軸A3 への連結部3b,
3cを有している。上記パイプ部3aの中間部は、絶縁
部材6により構成されている。この絶縁部材6は、工事
中の配電線の電圧に耐え得る材料、例えばFRP等から
なり、強度部材を兼用している。
【0016】肩部を駆動する電動モータM1の駆動軸
は、鉛直軸A1に直結した直動型となっているが、鉛直
軸A1に近接配置してベルトやギアによって駆動伝達さ
せても良い。肩関節を駆動する電動モータM2の駆動軸
についても、同様である。なお、肘関節を駆動する電動
モータM3は、上腕部3に組み込まれた絶縁部材6より
も肩部2側に配置されており、電動モータM3と肘関節
との間は、絶縁部材6に沿うように配置された、駆動力
伝達手段としての、絶縁性のトルク伝達軸7を介して駆
動連結されている。このトルク伝達軸7と電動モータM
3との駆動連結は、ベルトやギアによる公知の方法によ
り行われている。
【0017】前腕部4は、パイプ状の絶縁部材8の両端
部に、肘関節軸A3及び手首関節軸A4への連結部4
b,4cを有している。絶縁部材8は、工事中の配電線
の電圧に耐え得る材料、例えばFRPからなり、強度部
材を兼用している。手首関節部Bは、3つの手首関節軸
A4,A5,A6と、前腕部4の連結部4cに手首関節
軸A4を介して相対回転自在に連結された第1の部材B
1と、この第1の部材B1に手首関節軸A5を介して相
対回転自在に連結された第2の部材B2と、この第2の
部材B3に手首関節軸A6を介して相対回転自在に連結
され、且つ把持部5が取り付けられた第3の部材B3と
を備えている。油圧アクチュエータO4は、手首関節軸
A4と同軸上で連結部4cに固定されている。油圧アク
チュエータ5は、手首関節軸A5と同軸上で第2の部材
B2に固定されている。油圧アクチュエータO6は、手
首関節軸A6と同軸上で第3の部材B3に固定されてい
る。3つの手首関節軸A4,A5,A6は、直交する3
軸に平行な3方向にそれぞれ沿っている。各油圧アクチ
ュエータ5へ油圧媒体を供給するためホースは、配電線
の電圧に耐え得る絶縁性を有する材料からなる。
【0018】この実施例によれば、肩部、肩関節及び肘
関節を、電動モータM1,M2,M3によって駆動する
ようにしたので、これら肩部、肩関節及び肘関節を、ス
ムーズに、応答性良く且つ制御性良く動作させることが
できる。制御性良く動作させることにより、位置決め精
度を良くすることができる。また、手首関節部Bを油圧
アクチュエータO4,O5,O6によって駆動するよう
にしたので、大きな動作力を得ることができると共に、
マニピュレータの、手首関節部Bを含んだ前腕部4側部
分の小型化、軽量化を図ることができ、これにより前腕
部4側を支持する上腕部4側の強度を落とすことができ
て上腕部3の軽量化も達成でき、ひいてはマニピュレー
タ全体の軽量化を実現できる。
【0019】さらに、手首関節部Bの駆動手段を油圧ア
クチュエータO4,O5,O6により構成したが、これ
ら油圧アクチュエータO4,O5,O6であれば、前腕
部3に組み込まれた絶縁部材8よりも手首側に配置され
ていても、容易に絶縁性を維持できる。そして、従来
の、すべての駆動手段を電動モータで構成した電気式マ
ニピュレータにおいては、前腕部4への絶縁部材の組込
みを実現するに際して構造が複雑化したり重量が増加し
たりするという欠点があり、また、上腕部3への絶縁部
材の組込みは不可能であったが、前腕部4側の駆動手段
を油圧アクチュエータO4,O5,O6で構成した本実
施例においては、従来のような欠点なく前腕部4に絶縁
部材8を組み込むことが可能となり、従来不可能であっ
た上腕部3への絶縁部材6の組み込みも可能となる。そ
して、これら絶縁部材6,8によって、無停電状態での
配線工事における前腕部4及び後腕部3の絶縁性を向上
させることができ、何れの腕部が配電線に接触しても、
短絡事故や感電事故を防止することができる。
【0020】しかも、肘関節を駆動する電動モータM3
を、両絶縁部材6,8よりも肩側に配置し、この電動モ
ータM3と肘関節軸A3との間を絶縁性のトルク伝達軸
7によって駆動連結するようにしたので、上腕部4全体
の絶縁性を確保することができる。なお、この発明は上
記実施例に限定されるものではなく、この発明の要旨を
変更しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【0021】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の配電線工事
用マニピュレータによれば、電気・油圧併用式の駆動と
することにより、従来の電気式及び油圧式の欠点を一挙
に解決でき、スムーズに応答性及び制御性良く動作する
ことができると共に、小型・軽量にて大きな動作力を得
ることができる。しかも、従来の電気式マニピュレータ
のような欠点なく前腕部へ絶縁部材を組み込むことが可
能となり、且つ従来の電気式マニピュレータにおいて不
可能であった上腕部への絶縁部材の組込みを可能にで
き、これにより、安全性を高めることができる。
【0022】また、請求項2記載の配電線工事用マニピ
ュレータによれば、両絶縁部材によって、無停電状態で
の配線工事における前腕部及び後腕部の絶縁性を向上さ
せることができ、何れの腕部が配電線に接触しても、短
絡事故や感電事故を防止することができる。さらに、請
求項3記載の配電線工事用マニピュレータによれば、肘
関節駆動のための電動モータを両絶縁部材よりも肩部側
に配置し、且つ当該電動モータと肘関節との間を絶縁性
の駆動力伝達手段によって駆動連結することにより、上
腕部の絶縁性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例としての配電線工事用マニ
ピュレータの概略構成図である。
【図2】従来の電気駆動式のマニピュレータの概略構成
図である
【図3】その工法を示す概略図である。
【符号の説明】
1 ベース 2 肩部 3 上腕部 4 前腕部 5 把持部 6 絶縁部材 7 トルク伝達軸(駆動力伝達手段) 8 絶縁部材 A1 鉛直軸(所定軸) A2 肩関節軸 A3 肘関節軸 B 手首関節部 A4〜A6 手首関節軸 M1〜M3 電動モータ O4〜O6 油圧アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 博康 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースに対して所定軸の回りに肩部駆動手
    段によって回転駆動される肩部と、 この肩部と肩関節軸を介して連結され、当該肩関節軸の
    回りに肩関節駆動手段によって回転駆動される上腕部
    と、 この上腕部と肘関節軸を介して連結され、当該肘関節軸
    の回りに肘関節駆動手段によって回転駆動される前腕部
    と、 この前腕部と3つのの手首関節軸を有する手首関節部を
    介して連結されると共に、これら3つの手首関節軸の回
    りにそれぞれ対応する3つの手首関節駆動手段によって
    回転駆動され、配電線等を把持する把持部とを備え、 架設されている配電線の工事を、配電線に電圧が負荷さ
    れた状態で行う配電線工事用マニピュレータにおいて、 上記肩部駆動手段、肩関節駆動手段及び肘関節駆動手段
    を、電動モータで構成し、各手首関節駆動手段を、油圧
    アクチュエータで構成したことを特徴とする配電線工事
    用マニピュレータ。
  2. 【請求項2】前腕部及び上腕部の所定部に、配電線の電
    圧に耐え得る絶縁部材をそれぞれ組み込んでいることを
    特徴とする請求項1記載の配電線工事用マニピュレー
    タ。
  3. 【請求項3】肘関節駆動手段を構成する電動モータが、
    上腕部に組み込まれた絶縁部材よりも肩部側に配置され
    ていると共に、肘関節駆動手段と肘関節との間は、絶縁
    性の駆動力伝達手段によって駆動連結されていることを
    特徴とする請求項2記載の配電線工事用マニピュレー
    タ。
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