JPS5822314B2 - 遠隔操作用相似作動位置決め装置 - Google Patents

遠隔操作用相似作動位置決め装置

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JPS5822314B2
JPS5822314B2 JP11528980A JP11528980A JPS5822314B2 JP S5822314 B2 JPS5822314 B2 JP S5822314B2 JP 11528980 A JP11528980 A JP 11528980A JP 11528980 A JP11528980 A JP 11528980A JP S5822314 B2 JPS5822314 B2 JP S5822314B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
    • B25J3/04Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements involving servo mechanisms

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は遠隔操作を行うための相似作動装置に関する
もので、ハンドマシン、パワーショベル、ならい機等に
おける屈曲、旋回、伸縮自在に構成された作業装置とこ
れと相似に構成された操作装置とを機台上に対設し、両
装置間に設けた巻掛伝動機構、油圧装置等を介して操作
装置の作動を作業装置に相似作動させるようにしたもの
である。
従来のこの種の相似作動装置は操作装置及び作業装置の
屈曲部並びに旋回部にそれぞれ操作用およびフィードバ
ック用油圧シリンダーを設け、これらと連動動作するサ
ーボ弁を介して操作装置側の変位を作業装置側に伝達す
る方式が採られている。
しかしながら、両装置間の動作の伝達が殆んど油圧機構
により行われているため、油圧配管の流体抵抗、流体の
温度による膨張、収縮、粘度変化、シリンダーや配管等
に起る油漏れ等を原因として操作装置と作業装置との間
に大きな作動誤差を発生し、作業装置の高度の追随性精
度がむずかしいという欠点があった。
この発明は上述の如き従来の相似作動装置の欠点を解消
するためになされたものである。
図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。
1は作業装置で、機台2上に固定した支柱3に複数のリ
ンク4A、4B、4C,4D、4Eが順次屈曲部5A、
5B 、5C,5Dおよび旋回部6Aを介して連結され
、またリンク4Eの先端には物を掴むための保持機構7
が設けられている。
8は操作装置で、操作をし易い大きさで、前記作業装置
1と相似の機構により構成され、機台2上に固定した支
柱9にリンク4a、4b、4c、4d。
4eが屈曲部5a、5b、5c、5dおよび旋回部6a
を介して連結され、またリンク4eの先端には保持機構
7と相似のハンドル10が設けられている。
11aは位置決め装置で、機台2上に立設した枠体12
内に、上下のスプロケツN3,13間にチェーン14あ
るいはベルトをエンドレスに張設した操作用エンドレス
ラック機構15とフィードバック用エンドレスラック機
構16とを対設している。
また両エンドレスラック機構15.16間にピニオン1
7を配列して噛合し、ピニオン1Tは枠体12の上部に
設けた油圧制御切換弁18のスプール18aの先端に取
付けられている5なお、ピニオン1Tの噛合はエンドレ
スラック押え56により確実にされ、油圧制御切換弁1
8に設けた復帰ばね19は弁の動きを常に中立位置に復
帰させるように作用する。
また、油圧制御切換弁18へ送排油する油圧ポンプ20
及び油槽2.1が機台2に配設されている。
さらに、油圧制御切換弁18と油路をもって接続する大
型油圧制御弁22がその油圧ポンプ23及び油槽24と
共に配設されている。
25は操作装置8に取付けた操作用伝動機構で、屈曲部
5a、5b、5c、5ctや旋回部6aに、それぞれも
うけた遊動滑車26を介して弛みなく連結された複数個
のエンドレス状チェーンまたはワイヤベルト等の巻掛伝
導機構から構成され、上端のチェーンが第2図に示す如
くハンドル10に取付けた固定滑車10aに掛けられ、
下端のチェーンが中間チェーン27を介してラック機構
15に連結されている。
中間チェーン27は軸受台50に軸支された2個の遊軍
51.52を介して張設された2個のエンドレスチェー
ン27a、27bにより構成されている。
28は保持機構7とリンク4Eとの間に取付けられた油
圧シリンダーで、大型油圧制御弁22から可撓性のある
油圧配管29を介して送排油され・る。
30は作業装置1に取付またフィードバック用伝動機構
で、屈曲部5A、5B、5C,5Dや旋回部6Aに設け
た遊動滑車31を介して連結された複数個のエンドレス
状チェーンまたはワイヤベルト等の巻掛伝動機構から構
成され、上端のチェーンが保持機構7に取付けた固定滑
車7aに掛けられ、下端のチェーンが中間チェーン32
を介してフィードバック用ラック機構16に連結されて
いる。
なお、中間チェーン32も前記中間チェーン27と同様
に構成されている。
而して、ハンドル10を矢印A方向に動かすと、その変
位は駆動用伝動機構25を介して操作用う・ツク機構1
5に伝達され、ラック機構15が矢印B方向に動くと、
ピニオン17および油圧制御切換弁18のスプール18
aも同方向に動き油圧制御切換弁18が送油に切換えら
れ、大型制御弁22の作動により油圧シリンダー28が
作動して保持機構7はハンドル10と相似作動を行って
強力な油圧力で矢印C方向に動き、物を掴むことなどが
出来る。
一方、保持機構7の変位は固定滑車7aからフィードバ
ック用伝動機構30を経てラック機構16に伝達され、
ラック機構16が矢印り方向に動いて油圧制御切換弁1
8のスプール18aも同方行に動き、元の非送油位置に
復帰させる。
従って油圧シリンダー28への送油は自動的に停止され
、保持機構7の作動はハンドル10に正しく追従して確
実に相似作動が行われる。
次に、作動装置1の屈曲部5Dと操作装置8の屈曲部5
dとの間も前記保持機構7とハンドル10との間と同様
に連動可能に連結される。
すなわち、屈曲部5dには第2図に示す如くリンク4e
に一体の固定滑車33を設け、固定滑車33に上端のチ
ェーンを掛けた操作用伝動機構34が前記伝動機構25
と同様に張設される。
そして伝動機構34は前記位置決め装置11aに隣設さ
れ、これと同様の機構からなる位置決め装置11bを経
て屈曲部5Dに取付けられた油圧シリンダー35に連結
されている。
また、屈曲部5Dはリンク4Eに一体の固定滑車36に
掛けられたフィードバック用伝動機構37等を介して位
置決め装置11bのフィードバック用ラック機構に連結
されている。
このようにして、他の屈曲部5C,5B、5Aと屈曲部
5c 、sb 、5aとの間も図面において符号を省略
しであるが、それぞれ別個に設けられた操作用伝動機構
、ラック機構、油圧制御切換弁、油圧シリンダー、フィ
ードバック用伝動機構により連結されている。
また、旋回部6Aと旋回部6aとの間も操作装置8のリ
ンク4dに一体の固定滑車38に操作用伝動機構39が
掛けられると共に、別個に設けられた位置決め装置、油
圧制御切換弁等を経て旋回部6Aの旋回用油圧シリンダ
−40に連結され、さらにリンク4Dに一体の固定滑車
41にフィードバック用伝動機構42が掛けられて前記
同様位置決め装置のフィードバック用ラック機構に連結
されている。
したがって、操作装置8の屈曲、旋回を行うとその変位
はそれぞれの操作用伝動機構34 、39・・・・・・
、位置決め装置11b・・・・・・および油圧シリンダ
ー35,40・・・・・・を介して作業装置1に伝達さ
れると同時にその作業装置1の変位はフィードバック用
伝動機構37,42・・・・・・を介して位置決め装置
11b・・・・・・に伝動されて、前記ハンドル10と
保持機構Tとの間の場合と同様に操作装置8の屈曲、旋
回に追従して、作業装置1の屈曲、旋回が正確に行われ
る。
第8図に基づいて位置決め装置11a、11b・・・・
・・の他の実施例を説明する。
機台2上に立設した枠体12内に、操作用伝動機構25
に連結した中間チェーン27に連動する如く取付けられ
た操作用ピニオン53とフィードバック用伝動機構30
に連結した中間チェーン32に連動する如く取付けられ
たフィードバック用ピニオン54とが対設され、該両ピ
ニオン53.54間にエンドレスラック機構55あるい
は操作用ピニオン53a、フィードバック用ピニオン5
4aをエンドレスランク機構55の内側に配ダルて噛合
すると共に、エンドレスラック押え56aをエンドレス
ラック機構55の外側に取付け、該エンドレス機構55
の上端を油圧制御弁18のスプール18aの先端又は電
磁油圧制御弁48のスイッチ作動用ロッド46の先端に
連結している。
しかして、エンドレスラック機構55は操作用伝動機構
25又はフィードバック用伝動機構30の変位に応じて
前記実施例のピニオン17と同様に上下動する。
第3図は作業装置1又は操作装置8の操作用又はフィー
ドバック用伝動機構の変形例である。
また、上述の操作用又はフィードバック用伝動機構25
・・・・・・、30・・・・・・は全てチェーン等の巻
掛伝動機構が使用されているが、これの代りに第9図お
よび第10図に示す如く、例えばハンドル10と操作用
ラック機構15との間に金属製又は合成樹脂製のパイプ
43中に鋼索44を摺動自在に挿通した伝動索45を1
条又は2条連結することによっても前記操作用伝動機構
25・・・・・・と同様の作動を行わせることができる
この場合、鋼索44が両面定滑車10a、49に滑り止
めのため固着される必要がある。
同様に屈曲部および旋回部の連結の場合も伝動索45を
使用することが出来る。
これにより前記操作用伝動機構等の巻掛伝動の場合より
もコンパクト化され、且つ操作が容易になる。
また第11図に示す如く、巻掛伝動機構の一部分に伝動
索45を用いることも可能である。
また、前記実施例においては保持機構8が物をつかむ機
構となっているが、これを土木機械用のグラブ装置にす
ることが出来る。
さらに、作業装置1及び操作装置8を複数のリンクの代
りに伸縮自在なブームにより構成することか可能である
また、位置決め装置11 a t 1 l b・・・・
・・においてピニオン17を前記油圧制御切換弁18の
代りに第7図に示す如くスイッチ作動用ロッド46の先
端に取付けると共にスイッチ47を電磁式油圧制御弁4
8に結線するように構成することも出来る。
また、操作装置および作業装置の屈曲部等の角度、変位
および固定滑車の周速度に対しピニオン17の変位速度
を増大すれば、油圧制御切換弁18のスプール18a又
はロッド46の動作が機敏となって操作装置と作業装置
との間の相似作動の誤差を少なくして高精度の追従性が
可能となる。
ピニオン11あるいはスプロケットの変位速度は中間チ
ェーン27に設けた変速装置、例えば枠体12及び軸受
台50等に歯車を組合せた変速機又は前記遊軍51と遊
軍52の径を変えるなどして増大することが出来る。
上述した如くこの発明によれば、作業装置1と操作装置
8間の作動変位の伝達手段が主として巻掛伝動機構が用
いられ、従来の如く全て油圧装置とその配管が用いられ
た場合に比べ、例えば土木作業の如き過酷な使用条件下
においても油洩れ等が殆んど生じないため作業上の極め
て高精度な相似作動が行われ、工作機のならい装置にも
用いることが出来る。
また、殊に位置決め装置11a・・・・・・がコンパク
トに構成されているので装置全体が小型化出来ると共に
、高価な電子機器を使用する必要がないので製造費が安
価となるという特長を有している。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明に係る相似作動装置の実施例を説明する
ためのもので、第1図は全体の正面図、第2図は作業装
置または操作装置の縦断側面図、第3図は変形例で同上
相当図、第4図は位置決め装置の側面図、第5図は同上
平面図、第6図は同上原理図、第7図及び第8図はそれ
ぞれ位置決め装置の他の実施例を示す原理図、第9図は
操作用伝動機構の他の実施例を示す説明図、第10図は
伝動索の斜視図、第11図は第9図の変形例である。 1・・・・・・作業装置、2・・・・・・機台、3・・
・・・・支柱、4A、4B 、4C,4D、4E・・−
・・リンク、4a。 4b 、4c 、4d 、4e・・・・=リンク、5A
、5B。 5 C、5D−−−−・・屈曲部、5a 、 5b 、
5c 、 5d・・・・・・屈曲部、6A、6a・・
・・・・旋回部、7・・・・・・保持機構、7a・・・
・・・固定滑車、8・・・・・・操作装置、9・・・・
・・支柱、10・・・・・・ハンドル、10a・・・・
・・固定滑車、11a、11b・・・・・・位置決め装
置、12・・・・・・枠体、13・・・・・・スプロケ
ットあるいはピニオン、14・・・・・・チェーン、1
5・・・・・・操作用エンドレスラック機構、16・・
・・・・フィードバック用エンドレスラック機構、17
・・・・・・ピニオンあるいはスプロケット、18・・
・・・・油圧制御切換弁、18a・・・・・・スプール
、19・・・・・・復帰ばね、20,23・・・・・・
油圧ポンプ、21.24・・・・・・油槽、22・・・
・・・大型油圧制御弁、25・・・・・・操作用伝動機
構、26・・・・・・遊動滑車、27・・・・・・中間
チェーン、27a、27b・・・・・・エンドレスチェ
ーン、28・・・・・・油圧シリンター、29・・・・
・・油圧配管、30・・・・・・フィードバック用伝動
機構、31・・・・・・滑車、32・・・・・・中間チ
ェーン、33・・・・・・固定滑車、34・・・・・・
操作用伝動機構、35・・・・・・油圧シリンダー、3
6・・・・・・固定滑車、37・・・・・・フィードバ
ック用伝動機構、38・・・・・・固定滑車、38a・
・・・・・歯車、39・・・・・・操作用伝動機構、4
0・・・・・・旋回用油圧シリンダ−,41・・・・・
・固定滑車、41a・・・・・・歯車、42・・・・・
・フィードバック用伝動機構、43・・・・・・パイプ
、44・・・・・・鋼索、45・・・・・・伝動索、4
6・・・・・・スイッチ作動用ロッド、47・・・・・
・スイッチ、48・・・・・・電磁式油圧制御弁、49
・・・・・・固定滑車、50・・・・・・軸受台、51
,52・・・・・・遊軍、53・・・・・・操作用ピニ
オン、53a・・・・・・操作用ピニオン、54,54
a・・・・・・フィードバック用ピニオン、55・・・
・・・エンドレスラック機構、56゜56a・・・・・
・エンドレスラック押え、A、B、C。 D・・・・・・矢印方向。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 先端に保持機構を設は屈曲、旋回、伸縮自在に構成
    された作業装置と、先端にハンドルを設は作業装置と相
    似の機構により構成された操作装置とが対設され、且つ
    ハンドルの作動に追従して保持機構に相似作動を行わせ
    るように構成された相似作動装置において、作業装置と
    操作装置との中間に設置された位置決め装置が操作装置
    に設けた操作用伝動機構に連動する操作用エンドレスラ
    ック機構と、作業装置に設けたフィードバック用伝動機
    構に連動するフィードバック用エンドレスラック機構と
    をそれぞれ対設し、該両エンドレスラック機構にピニオ
    ンあるいはスプロケットを配列して噛合し、該ピニオン
    を油圧制御切換弁のスプールの先端または電磁式油圧制
    御弁のスイッチ作動用ロッドの先端に取付けてなること
    を特徴とする遠隔操作用相似作動位置決め装置。 2 先端に保持機構を設は屈曲、旋回、伸縮自
    在に構成された作業装置と、先端にハンドルを設は作業
    装置と相似の機構により構成された操作装置とが対設さ
    れ、且つハンドルの作動に追従して保持機構に相似作動
    を行わせるように構成された相似作動装置において、作
    業装置と操作装置との中間に設置された位置決め装置が
    操作装置に設けた操作用伝動機構に連動する操作用ピニ
    オンあるいはスプロケットと作業装置に設けたフィード
    バック用伝動機構と連動するフィードバック用ピニオン
    あるいはスプロケットとをそれぞれ対設し、該両ピニオ
    ンあるいはスプロケットにエンドレスラック機構を配ダ
    ルて噛合し、該エンドレスラック機構の一端を油圧制御
    切換弁のスプールの先端または電磁式油圧制御弁のスイ
    ッチ作動ロッドの先端に連結してなることを特徴とする
    遠隔操作用相似作動位置決め装置。
JP11528980A 1980-08-20 1980-08-20 遠隔操作用相似作動位置決め装置 Expired JPS5822314B2 (ja)

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JPS5741185A JPS5741185A (en) 1982-03-08
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