JPH0621847B2

JPH0621847B2 - サンプリングベンチ用トングの自動化装置

Info

Publication number: JPH0621847B2
Application number: JP818088A
Authority: JP
Inventors: 幸次由川; 英夫竹田; 哲雄月川; 秀俊中神
Original assignee: CHODA KAKO KENSETSU KK; Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Current assignee: CHODA KAKO KENSETSU KK; Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH01184435A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、放射性物質や有害微生物など人手で直接触
れることのできない物質を遮蔽体を通して遠隔操作によ
り取扱うため使用されるマニピュレーターに関するもの
であって、サンプリング容器を外部より受け取り、これ
をサンプリング用ニードルに押しつけてサンプリングを
行うボールソケット式マニピュレーターにおいて、サン
プリングベンチ用トングを従来の手動操作に代えて自動
化したものである。

（従来の技術）ボールソケット式マニピュレーターは、第5図に示すよ
うに遮蔽体(イ)に嵌込まれたボールソケットと呼ばれる
球体(ロ)を貫通して、先端に爪先部を有するロッド状の
トング(ハ)が設けられこの球体を回動支点として基端を
手動で操作しトングの前後動作および回転動作を行うよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点）近時、上記した手動で操作されている一連のサンプリン
グ操作を自動化する計画が進められており、この場合、
単にトングの先端を所要方向に旋回させるだけの目的で
あれば、トングの基端に上下、左右、前後方向つまり基
台に固定されX軸、Y軸、Z軸に沿って各別に移動する3種
類の駆動機構を各接続しておき、これら駆動機構を一連
のシーケンス制御等により作動すればよいわけである
が、マニピュレーターにおいてはトング先端の位置精度
が極めて高く、しかもトング先端の作動範囲が大きく、
例えば落下ジャグ拾いやトング交換等も手動によらず行
えることが必要条件であり、上記位置精度を高度に保つ
ためにはトングを動かす駆動機構は、極めて軽く作動
し、必要以上のトルクを発生してトングを曲げるような
おそれがないことが必要である。一方、先端の作動範囲
を大きくするためには、操作端である基端を非常に大き
く動かさねばならず、その駆動機構は大型となってその
自重や摩擦抵抗だけを考えても作動方向によってトルク
にムラが生じるのは止むを得ないことになる。

このように、従来、マニピュレーターにおいてはその自
動化は困難とされいた。

（問題点を解決するための手段）いま、トングを作動させるに当り、トング基端を動かす
代りに、前記第5図で示したボールソケットに近接した
一点を支持し、この支持点を1つの垂直面に沿って移動
すれば、わずかの移動範囲でトング先端の作動範囲を大
きくすることができる。

この発明は上記の点に着目して、トングにX軸、Y軸に沿
って各移動する1つの垂直板を挿通枢支させるととも
に、この垂直板にトングをZ軸に沿って前進後退させる
駆動機構を付設し、かつ垂直板を基枠からスプリングを
介して平衡状態に吊持することによりトングにかかる駆
動機構の自重による負荷を消去し、さらに、各駆動機構
をボールネジによるねじ送り機構として最少限の駆動力
により作動するようにしたものである。

（発明の実施例）この発明の実施例を図面について説明すると、第1図お
よび第2図は全体を示す側面図および正面図であって、
厚い鉛壁1にガラス窓2を有するベンチ本体3に嵌め込ま
れたボールソケットである鉛球4を貫通してロッド状の
トング5がスライドベヤリングを介して軽く摺動できる
ように設けられ、このトング5の先端は爪先6、基端は手
動操作用のにぎり部7に形成されている。

ベンチ本体3の正面には中心を鉛球4に近接して方形枠状
の支持枠8が、下端をベンチ本体3に固設した取付台9上
に支架して立設されている。この支持枠8には、支持枠8
の両側縁に沿って設けられたY軸案内杆10.10に係合して
左右一組の昇降板11.11が設けられ、これら昇降板11.11
を連ねて上下2段に横架されたX軸案内杆12.12に下端を
ボール係合した1枚の立板よりなる誘導板13が上記各案
内杆10.12を介して上下、左右に移動できるように設け
られている。そして、この誘導板13の中心には、自在軸
受14を介して前記トング5が挿通保持されており、トン
グ5は、この自在軸受14に固設されたZ軸駆動機構15を介
して前後方向に移動できるようになっている。

次に、第3図に、誘導板13を支持枠8に沿って上下左右に
移動するX軸駆動機構16およびY軸駆動機構17の詳細を示
す。Y軸駆動機構17は、前記Y軸案内杆10の一方に沿って
設けられたボールネジ18、すなわち雄ねじと、これに係
合するナット部材との間に鋼球を収容して転動するよう
にした送りねじであって、このナット部材19と昇降板11
の一方とは、任意の係脱機構、例えばナット部材19に突
設した腕杆20の先端を適宜のキャッチ部材を介して昇降
板11に係止する等の手段により取りはずし自在に接続さ
れている。21はこのボールネジ18を回転する直流サーボ
モータであって、タイミングベルト22、トルクリミッタ
ー23を介して上記ボールネジ18を正逆転するようになっ
ている。

なお、50は案内杆10に沿って設けられたポテンショメー
タであって、昇格板11の移動に追随する可変抵抗器を形
成している。

X軸駆動機構16は、昇降板11.11にわたって支架されたボ
ールネジ24およびこれと係合するナット部材25よりな
り、このナット部材25と誘導板13とは、前記Y軸駆動機
構17と同じく、ナット部材25に突設した腕杆26をキャッ
チ部材を介して相互に固定するようにした任意の係脱機
構により取りはずし自在に接続されている。27は直流サ
ーボモータであって、タイミングベルト28、トルクミッ
ター29を介してボールネジ24を正逆転するようになって
いる。

なお、30は昇降板11.11を連ねて設けられたポテンショ
メータであって、誘導板13の移動に追随する可変抵抗器
を形成している。

ここで、X軸案内杆12.12によって一体に接続されている
左右昇降板11.11は、誘導板13を保持するとともに、X軸
駆動機構16が付設され、さらに誘導板13の前面にはZ軸
駆動機構15が付設されているのであるから相当の重量を
有する。このため昇降板11.11の上端は支持枠8からそれ
ぞれ定出力バネ31.31により、その重量分と釣合う状態
で吊持されている。すなわち、誘導板13をX軸、Y軸に各
一致させた状態で係脱機構を開放した場合は、誘導板13
はそのままの状態で静止する。

次に、トング5を前後動させるべきZ軸駆動機構15につい
てさらに説明すると、第1図に示すように誘導板13の前
面には、その自在軸受14と一体に筒体32が設けられ、ト
ング5はこの筒体32内を摺動する。このZ軸駆動機構15は
第4図に明らかなように、直流サーボモータ33に連なる
歯車34を経て回転されるラックピニオンギア35をトング
5周面に付成されたラック36に係合してトング5を前後動
させるが、このラックピニオンギア35の軸の下端には噛
合クラッチ37による係脱機構38が形成されており、この
クラッチを指先で作動して随時係合を解放することがで
きるようになっている。なお、上記サーボモータ33には
タコジェネレータ39が直結され、またピニオン軸の出力
部にはベルトを介してロータリー式のポテンショメータ
40が設けられており、これによりそれぞれ速度および位
置のフィードバックが指示されるようになっている。

（作用、効果）この発明は以上の構成であって、前記したようにトング
5を、ボールソケットである鉛球4に近接した一点を支持
し、この支持体である誘導板13をX軸駆動機構16およびY
軸駆動機構17を介して左右上下に移動して狭い移動範囲
でトング先端を大きく作動させるとともに、Z軸駆動機
構15を介して前後動させ、しかも定出力バネ31により装
置の自重による影響を殆んど考慮する必要がなく、各駆
動機構を適宜の制御機構に接続して高精度に作動させる
ことができるから、従来、困難とされていた自動化の目
的を達成したものであり、作業能率を大幅に増加するこ
とができる。

さらに、第3図の実施例に示すようにトング5を移動させ
るためのX軸駆動機構16、Y軸駆動機構17、Z軸駆動機構1
5にそれぞれトングをこれら駆動機構から解放すること
ができるように係脱機構を各付設した場合は、上記駆動
機構16,17、15を作動して自動操作を行っている最中で
も、なんらかの原因で操作に不具合が生じた場合、ある
いは手動で行った方が好都合と考えられる場合にこれら
係脱機構を指先で操作することにより即座に手動に切り
替えることができるから極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例を示し、第1図は装置全体の
側面断面図、第2図は同正面図、第3図は第2図の要部を
示す正面図、第4図は第1図の要部を示す側面図、第5図
は従来の装置の説明側面図である。 3……ベンチ本体、4……（ボールソケット）鉛球、5…
…トング、8……支持枠、10……Y軸案内杆、11……昇降
板、12……X軸案内杆、13……誘導板、15……Z軸駆動機
構、16……X軸駆動機構、17……Y軸駆動機構、18,24…
…ボールネジ、19,25……ナット部材、19a,25a……起倒
杆、31……定出力バネ、36……ラック。

フロントページの続き (72)発明者月川哲雄神奈川県逗子市新宿１―１―１―110 (72)発明者中神秀俊神奈川県川崎市多摩区堰362 (56)参考文献特開昭59−208484（ＪＰ，Ａ) 実開昭50−128860（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベンチ本体にはめ込まれたボールソケット
を貫通して設けたトングに誘導板をさし通し、この誘導
板をボールソケットに近接してベンチ本体外面に設けた
支持枠に添わせ、かつ支持枠に設けたそれぞれモーター
により回転されるボールネジおよびこのボールネジに係
合するナット部材からなるX軸駆動機構、Y軸駆動機構を
介して左右上下に移動可能に形成するとともに、上記支
持枠をベンチ本体に定出力バネにより釣合状態に吊持さ
せ、さらに支持枠の外方に突出するトングの一端を誘導
板に連なるZ軸駆動機構に接続して前後に移動可能とし
てなるマニピュレーターにおけるサンプリングベンチ用
トングの自動化装置。
【請求項２】X軸駆動機構、Y軸駆動機構、Z軸駆動機構
のトングとの接続部にはトングを手動に切替できる係脱
機構が介設されている上記特許請求の範囲第1項記載の
装置。
【請求項３】X軸駆動機構、Y軸駆動機構、Z軸駆動機構
のトングとの接続部にはトングを手動に切替できる係脱
機構が介設され、これら係脱機構のうち、X軸駆動機
構、Y軸駆動機構に連なる係脱機構は、前記ナット部材
を誘導板ならびに誘導板を保持する部材から随時分離で
きるようにして形成され、またZ軸駆動機構に連なる係
脱機構は、駆動ギヤの軸の下端にクラッチを有し、この
クラッチを指先で作動して、随時係合を解放できるよう
の構成して相互に接離自在とされるように構成されてい
る前記特許請求の範囲第1項記載の装置。