JPS59114462A - 測定用プロ−ブ又はサンプリングプロ−ブの取替え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直方向に可動のランスの下端に取イ」けた
保持手段に対してプローブを密接状態で滑り込ませるよ
うになっておりかつプローブを把持して、ランスの下方
の作業位置からその側方の位置まで動くことのできる把
持手段を備えた、測定用プローブ又はサンプリングプロ
ーブの取替え装置に関する。

観察すぺぎ溶融体を入れた容器、例えば鋼材工場におけ
る転炉に、プローブを突込んで測定又はサンプリングを
行なう際、プローブを支持している保持手段は、未融解
の材料に対してプローブを押付けることあるいは溶融体
の上に浮んでいるスラグに対してプローブを押付【プる
こと等が原因で、曲ることがある。そうすると、ランス
を引上げた後には、プローブは所望の垂直位置にりそれ
た傾斜位置に位置せしめられることになり、従って該プ
ローブの把持手段による把持はもはや安全にはなされな
いことになる。

プローブを保持手段に滑り込ませる際には、滑り込み力
を与えるために、プローブは一定の垂直位置に狂いなく
かつできるだけ強固に把持手段により保持される必要が
あるため、把持手段により新たなプローブを滑り込まぜ
る際に特有の問題が起きる。プローブをランスの保持手
段に滑り込ませる間（これはランスを下降せしめること
によりなされるのが一般的である）、保持手段の軸とプ
ローブの軸の各位置が一致しないため保持手段によりプ
ローブが損傷又は損壊するという事態が生ずる。測定用
プローブに対する保持手段は、プローブに深く突通ずよ
うにした保持棒により構成される。該保持棒は、その下
端近傍において、プローブに備えられた測定手段に接続
する接触部を備えている。プローブを保持棒に滑り込ま
せる際、プローブの軸と保持棒の軸の各位置が一致して
いない場合には、上記接触部が損傷することになる。

そして、このような損傷が生じると、測定に誤差を生じ
るか又は測定自体がもはや行なえなくなる。

本発明は上記問題を解決することを目的とするものであ
って、プローブが所望の位置からそれた位置にあると仮
定したとき、プローブを保持手段に安全に滑り込まずこ
とができ、それにより、保持手段やプローブの損傷がま
ぬがれると共に、プローブが把持手段により安全に把持
され、かつ測定あるいはサンプリングが終了した後ラン
スより完全に取外す゛ことのできるようにしたプローブ
取替え装置を提供１″るものである。

上記目的を達成するため本発明は以下の如く構成した。

すなわち、プローブ取替え装置の把持手段をカルダン式
ジヨイント構造（ｃａｒｄａｎｉｃ　ｍ０ｕｌｌｔｉｎ
（１、）に構成する。これにより、把持手段が測定用プ
ローブに接触したとき又はプローブが保持手段に接触し
たとき、把持手段はプローブの位置又は保持手段の位置
に自動的に適合することができる。

上記カルダン式ジヨイント構造の２つの軸の交叉点は、
把持手段が作業位置にある際、ランスの軸の上にあるこ
とが好ましい。

本発明の好ましい実施例によれば、上記把持手段は復帰
力に抗して休止位置からカルダンジヨイント式に回動で
きるようになっており、上記復帰力は、弾性手段により
達成するかあるいはカルダン式ジヨイント構造の軸の交
叉点の下方に把持手段の重心を配置することにより達成
されるようにしている。従って、プローブの把持作業又
はプローブの保持手段に一対する滑り込ませ作業の後に
は、把持手段はその初期位置に常に自動的に復帰する。

プローブの滑り込みの際にＪ３いても、特に滑り込みの
初期におい−Ｃも、把持手段を安定した位置に置くため
には、保持手段は、カルダン式ジョイン１〜構造の軸の
交叉点の下方一定距離前れたところでプローブと密接に
当接するようにづる。

もし、保持手段の位置が所望の位置より特に人きくそれ
ている場合には、プローブを保持手段に滑り込まＵる際
、プローブに挿入できるようにされている保持手段の下
端がプローブの開口を越えてしまうか又はプローブ自体
を通過りることかあり得る。このような自体を防ぐため
に、本発明の好ましい実施例によれば、センタリング手
段を備えており、このセンタリング手段は作業位置にあ
る把持手段の上方一定の距離のところに配置されている
。そして、このセンタリング手段は２つのキャッチアー
ムを備えている。これらのキレッヂアームは、保持手段
の側方に位置する休止位置から、作業位置にある把持手
段の上方に保持手段を並べるように位置決めする把持位
置まで動くことができる。

この種のセンタリング手段は、ＤＥ−Ｂ−２７５３１６
１（西独逸国特許公報）に見られる。

このセンタリング手段ににれは、保持手段の下端、並び
にプローブの開口の上に位置づるランスを大々位置調整
することが可能である。センタリング手段としてトレー
シング機構（ｔｒａｃｉｌｌｇｏｒｇａｎｓ）が備えら
れており、このトレーシング機構により保持手段および
該保持手段に滑り込まされるプローブの各位置座標が決
定される。そして、決定された位置座標に従って把持手
段がそれらの位置座標に向って動かされる。この公知の
センタリング手段によれば、把持手段を所望の位置に動
かずために複雑な制御機構による複雑な座標制御が必要
どなる。

本発明に係るセンタリング手段によれば、プローブを滑
り込ませたり引出したりするために、把持手段は常に同
一位置に移動せしめられ、また、ランス（ランスはその
上端部にＪ５いて吊下げられているのでその下端は自在
に側方に動くことができる）は把持手段と上下方向に並
んだ位置に移動される。

２つの上記アームは、夫々がま型であって互いに重ね合
されておりさらに開状態の休止位置から保持手段を把持
する把持位置まで回動可能であり、把持位置において、
２つのキャッチアームにより囲まれる空間の断面を保持
手段の断面の大きざまで狭めて保持手段を把持する把持
位置まで回動できるようにすることが好ましい。

また上記センタリング手段は把持手段を駆動するアーム
に取付けることが好ましい。

以下に、図示の実施例について本発明を具体的に説明す
る。

図において、１はプローブ（ｐｒｏｂｅ　）　４を操作
するためのマニプレータであって、このマニプレータ１
は、１つのアーム２に連結された把持手段３を備えてい
る。この把持手段３は、プローブ４をマガジン５から取
出してランス（１ａｎｃｅ　）　６の方へ送ったりある
いは該ランス６からプローブ４を取外すためのものであ
る。マニプレータ１は、また、コラム１０を備えており
、このコラム１０は、駆動装置８により垂直軸７の回り
に両矢印９の方向に回転自在となっている。また、マニ
プレータ１は台車１１を備えており、該台車１１は上記
コラム１０に垂直方向に移動自在に設（プている。台車
１１には上記アーム２が収容されている。このアーム２
は水平方向に移動自在であり、またその自由端１２に対
して、プローブ４を把持する上記把持手段３が取付けら
れている。第１図に明らかな如く、プローブ４は一１把
持手段３によりマガジン５がら取上げられ、次いで把持
手段が垂直軸７の回りに回転することににす、ランス６
の下方に位置せしめられるようになっている。ランス６
を下降させることにより、プローブ４は、該ランス６に
設けた保持棒（保持手段）１３に滑り込むようになって
いる。プローブ４をランス６から取外すために該プロー
ブ４は把持手段３により保持されるようになっており、
測定作業あるいはサンプリング作業が行なわれた後に、
ランス６が上方に引上げられる。

従って、プローブ４は保持棒１３より外されて把持手段
３により配給部に運ばれる。

上記把持手段３は、一対の板材よりなる保持板１５を２
つ備えている。これらの保持板１５は上下に並べられて
おり、夫々シリンダ１４により開閉されるようになって
いる。プローブ４は、各保持板１５の円状切欠１６の間
に把持されるようになっている。

把持手段３が作業位置Ａにある場合には、上記保持板１
５の円状切欠１６を通る軸１７がランス６の軸１８と一
致するようになる。保持板１５の枢軸１９は交叉板２０
に連結されている。この交叉板２０は垂直板２１と共に
内側フレーム２２を構成している。この内側フレーム２
２は、該内側フレーム２２を囲んでいる外側フレーム２
４に対して水平枢軸２３を中心として回転できるように
なっている。従って、保持板１５、および円状切欠１６
を通る軸１７は外側フレーム２４に対して図示の両矢印
２５の方向に回転できる。

上記枢軸２３は内側フレーム２２と外側フレーム２４と
を連結しており、上記円状切欠１６を通る軸１７と点２
６において交叉している。外側フレーム２４は水平軸２
８を中心としてアーム２に対して回転で゛きるようにな
っている。この水平軸２８はアーム２の直線移動方向２
７と平行にかつ、上記枢゛軸２３に対して略直角に配置
されている。上記水平軸２８は、内側および外側のフレ
ーム２２．２４を連結する枢軸２３に対して点２６にお
いて交叉している。また交叉点２６において、円状切欠
１６を通る軸１７が上記枢軸２３に交叉している。

上記軸２３と２８により把持装置３をカルダン式ジョイ
ン１〜構造（ｃａｒｄａｎｉｃ　５ｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
　）とし−（おり、従って、円状切欠１６を通る軸１７
はどのような方向にも位置することができる。つまり、
把持装置３は、斜めに配置されたランス６の保持棒１３
（プローブ４が嵌込まれるところの保持棒１３）と自動
的に一致することができる。従って、保持棒１３に設け
た接触子２９は損傷することがなく、またプローブ４は
保持棒１３に対して確実にかつ完全にセットされ損傷を
まぬがれることになる。

把持手段３がその休止状態において安定した通常位置に
、すなわちランス６よりもたらされる力の影響を受ける
ことのない位置に、位置することを保証するために、外
側フレーム２４はアーム２に対してテンションロッド３
０により支持されている。

このテンションロッド３０は、第４，５図によく示づよ
うに、水平軸２８に対して直角な平面に沿って配置され
ている。テンションロッド３０は一方では外側フレーム
２４にまた他方ではスライドリング３１によりアーム２
に夫々ヒンジ結合されている。ト記スライドリング３１
の両側にはイ１勢されたコイルスプリング３２．３３が
夫々当接しており、各スプリング３２．３３は、スライ
ドリング３１と反対の側においてテンションロッド３０
に取付けられた各支持板３４に支持されている。

アーム２に対する外側フレーム２４の通常位置は第５図
に示されている。外側フレーム２４が水平軸２８を中心
として両矢印３５のいずれか一方に回動けしめられると
、これに伴って、コイルスプリング３２　、３３のいず
れか一方が圧縮され、他の１つのコイルスプリングが伸
長することになる。このように、両コイルスプリング３
２．３３の力が不均衡になると、ここに復帰力が働き、
外側フレーム２４は回動した復元の通常位置に復帰せし
められることになる。

外側フレーム２４は内側フレーム２２に対して第４図に
示すように支持されている。Ｊなわち、今１つのテンシ
ョンロッド３６が−ｈにおいて外側フレーム２４に連結
されておりまた他方ではスライドリング３７を介して内
側フレーム２２に連結されている。

コイルスプリング４０はテンションロッド３６の延長部
３８に取付けた支持板３９に当接しており、また該コイ
ルスプリング４０の他端はスライドリング３７に支持さ
れている。今、内側フレーム２２が、両矢印４１のいず
れか一方に外側フレーム２４に対しで回動ゼしめられる
と、拡縮自在のコイルスプリング４０は内側フレーム２
２を通常位置に復帰させるように作用覆る。この通常位
置においては、コイルスプリング４０は内側フレーム２
２と保持板１５の各死重の総計による抵抗トルクと均衡
することになる。把持手段３をその通常位置に向けて逆
回転させるところのコイルスプリング３２，３３．４０
の代りに、次のようにすることもできる。すなわち、把
持手段３は、外側フレーム２４．内側フレーム２２およ
び保持板１５（シリンダ１４も含めて）に対する共通の
枢動点がカルダン式ジヨイント構造の２つの軸２３．２
８の交叉点２６の下方に来るように構成することもでき
る。この場合には、把持手段３はそれ自体の死重により
その通常位置に復帰することができる。

保持棒１３をプローブ４の開口４２内に嵌込む際、プロ
ーブ４、および円状切欠１６を通る軸１７が所望の位置
よりそれる−ことを防止するため、把持手段３は、カル
ダン式ジヨイント構造の軸２３および２８の交叉点２６
より離隔寸法４３だけ下方において、保持棒１３がプロ
ーブ４に対して締り嵌めするように構成する。

冶金用容器内で、ランス６に対して不均衡な熱が供給さ
れると、ランス６には歪みが生じ、そのため一定の作業
時間後には、ランス６に備えられた保持棒１３は、作業
位置Ａに向（ブて回動される把持手段３により滑り込み
位置に保持されているプローブ４の直上にはもはや位置
できないことになる。

プローブ４の保持棒１３に対する滑り込みを確実ならし
めるために、把持手段３の上にはセンタリング手段４４
を設けている。第６図によく示すように、このセンタリ
ング手段は一対のかま型キャラ妊アーム４６を備えてお
り、このキャッチアーム４６は中心軸４５に対して対称
形に配置されておると共に、該中心軸４５上に位置する
枢軸４７を中心として回動できるようになっており、第
６図に実線で示した休止位置Ｂから第６図中破線で示し
た把持位置Ｃまで回動することができ・る。重ね合され
た２つのキャッチアーム４６に対して共通の枢軸４７は
ガイドブロック５２に設（プられている。このガイドブ
ロック５２はランス６の軸１８に対して直角な水平方向
４８にかつスライダー５１に連結したガイドコラム４９
．５０に沿って移動できるようになっている。このスラ
イダー５１もまたランス６の軸１８に対して１角かつ水
平方向に移動することができる。センタリング手段４４
のフレーム５３にはガイド５４を備えており、このガイ
ド５４は上記ガイドコラム４９．５０に対して平行に伸
びていて、スライダー５１を水平ｊ向に案内する作用を
なす。

直線駆動手段すなわちシリンダ５５がフレーム５３に対
してヒンジ結合される一方ピストンロンド５６を介して
スライダー５１にヒンジ結合されている。

上記キャッチアーム４６は連結板５７を介してスライダ
ー５１に連結されており、上記連結板５７は各キャッチ
アーム４６に対して枢軸４７から一定距１１１Ｉ離れた
部位にヒンジ結合されている。

スライダー５１とガイドブロック５２の間には、ビン５
９がガイド５４およびガイドコラム４９．５０に対して
平行に伸びていると共に、該ピン５９にはコイルスプリ
ング５８が付勢状態で設けられており、これによりガイ
ドブロック５２の位置決めがなされる。

以上本装置の構成を述べたが、この装置は以下の如く動
作する。

シリンダ５５が作動すると、休止位置Ｂにあるスライダ
ー５１はガイド、５４に沿ってランス６の方向へ移動す
る。そうすれば、コイルスプリング５８によりスライダ
ー５１から一定の距ｉｕｉすれで保持されているガイド
ブロック５２はこれに同期して移動する。

従って、開状態にあるキャッチアーム４６は把持手段３
すなわち保持板１５の上に至る。

ガイドブロック５２はフレーム５３の前端に達するやい
なや図示しないストッパにより移動停止される。しかし
ながら、スライダー５１はシリンダ５５の作動によりさ
らに移動し、従ってスライダー５１とガイドブロック５
２間の距離は縮まり、コイルスプリング５８が圧縮され
ることになる。スライダー５１とガイドブロック５２の
相対的移動の結果、キャッチアーム４６は連結板５１に
より把持位置Ｃに向って動くことになる。

第６図ににり示ずように、キャッチアーム４６の形状は
、把持位置Ｃにおいて重ね合わさったキャッチアーム４
６が空間６０を開しるように形成されている。尚この空
間６０は保持棒１３の把持されるべき部分の断面形状に
適合するようになっている。図示の実施例によれば、こ
の空間６０は略円形状であって、その直径寸法は、プロ
ーブ４のためのランス６に備えられた保持棒１３の直径
寸法に対応している。

プローブ４を保持棒１３に対して滑り込む際１．キャッ
チアーム４６の引戻し操作を開始ザるために、シリンダ
５５は滑り込み動作の所定の高さから作動される。すな
わら、先ずスライダーｊｉ１だけがカイト５４に沿って
ランス６の軸１８より遠ざかる方向に移！１１′？３−
る。一方、ガイドブロック５２は、コイルスプリング５
８の付勢力により、最初のうらはそのままの状態に保持
される。スライダー５１が復帰運動をする間に、キャッ
チアーム４６が聞かれる。スライダー５１がコイルスプ
リング５８の伸長幅の端まできたとぎには、該スライダ
ー５１とガイドブロック５２は共にシリンダ５５のス１
−ローク分だ（）復帰する。

従って、キャッチアーム４６は休止位置Ｂに引戻される
ことになり、従って、それにより把持手段３の空間６０
は解放されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は調料工場に配置
されたプローブ取替え装置の平面図、第２図は第１図矢
印■方向に見た一部側面図、第３図は把持手段の一部破
断拡人斜視図、第４図は第１図矢印ＩＶｈ向に似た一部
側面図、第５図は第４図ｖ−ｖ線断面図、第６図はけン
タリンク手段の拡大斜視図である。 １・・・アニプレータ、２・・・アーム、３・・・把持
手段、４・・・プローブ（ｐｒｏｂｅ　）、５・・・マ
カジン、６・・・ランス、７・・・垂直軸、８・・・駆
ｆＪｌ装置、９・・・両矢印、１０・・・コラム、１１
・・・台車、１２・・・自由端、１３・・・保持棒（保
持手段）、１４・・・シリンダ、１５・・・保Ｉ４板、
１Ｇ・・・円状切欠、１７・・・軸、１８・・・軸、１
９・・・枢軸、２０・・・交叉板、２１・・・垂直板、
２２・・・内側フレーム、２３・・・水平枢軸、２４・
・・外側フレーム、２５・・・両矢印、２６・・・交叉
点、２７・・・直線移動方向、２８・・・水平軸、２９
・・・接触子、３０・・・テンションロツ１４．３１・
・・スライドリング、３２・・・コイルスプリング、３
３・・・コイルスプリング、３４・・・支持板、３５・
・・両矢印、３６・・・テンションロッド、３７・・・
スライドリング、３８・・・延長部、３９・・・支持（
反、４０・・・コイルスプリング、４１・・・両矢印、
４２・・・開口、４３・・・離隔寸法、４４・・・セン
タリング手段、４５・・・中心軸、４６・・・キャッチ
アーム、４７・・・枢軸、４８・・・水平方向、４９．
５０・・・ガイドコラム、５１・・・スライダー、５２
・・・ガイドブロック、５３・・・フレーム、５４・・
・ガイド、５５・・・シリンダ（直線駆動手段）、５６
・・・ビス１−ンロツド、５７・・・連結板、５８・・
・コイルスプリング、５９・・・ビン、６０・・・空間
、Ａ・・・作業位置、Ｂ・・・休止位置、Ｃ・・・把［
肖位置。 特　ム′［出　願　人　ボ■スト−アルビン・アクチェ
ンゲピルシＶ）］〜 代　理　人　弁理士　青白　　葆　　ばか２名−３８し

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直方向に可動のランス（６）の下端に取付りられ
   た保持手段（１３）にプローブ（４）を密接に滑り込ま
   せるようになっており、かつプローブ（４）を把持して
   ランス（６）の下方の作業位置（Ａ）からその側方位置
   に動かぜるようになった把持手段（３）を備えてなる取
   替え装置において、上記把持手段（３）がカルダン式ジ
   ョインｉ〜構造になっていることを特徴とり−る、測定
   用プローブ又はサンプリングプローブの取替え装置。 ２、把持手段（３）が作業位置（Ａ）にあるどき、上記
   カルダン式ジヨイント構造の軸（２３，２８＞の交叉点
   く２６）がランス（６）の軸（１８）上に位置づ−るこ
   とを特徴とする第１項に記載の装置。 ３、上記把持手段（３）は、復帰力に抗して休止位置か
   らカルダン式に回動できるようになっており、上記復帰
   力は、弾性手段（３２，３３，４０）により達成するか
   、あるいはカルダン式ジヨイント構造の軸（２３，２８
   ）の交叉点（２６）の下方に把持手段（３）の重心を配
   置することにより達成されることを特徴とする第１項ま
   たは第２項に記載の装置。 ４、上記保持手段（１３）は、カルダン式ジヨイント構
   造の軸（２３，２８）の交叉点（２６）より一定の離隔
   寸法（４３）だけ離れた位置においてプａ　−ブ（４）
   に密接することを特徴とづる第１．２または３項に記載
   の装置。 ５、作業位置（Ａ＞にある把持手段（３）の上り一定位
   置にセンタリング手段（４４）が配置され、該センタリ
   ング手段（４４）は２つのキャッチアーム（４６）を備
   え、該キャッチアーム（４６）は、保持手段（１３）よ
   り側方に離れた休止位置（Ｂ）から、作業位置（Ａ）に
   ある把持手段（３）の上方に保持手段（１３〉を並ぶ位
   置に位置決めする把持位置（Ｃ）まで移動するようにし
   たことを特徴りる第１〜４項のいずれかに記載の装置。 ６．２つの上記アーム（４Ｇ）は夫々がま型であっ”Ｃ
   互いに重ね台されており、さらに開状態の休止位置（Ｂ
   ）から保持手段（１３）を把持する把持位１ｆｆｌ（Ｃ
   ）まで回動可能であって、把持位置（Ｃ）において、２
   つのキャッチアーム（４６）により囲まれる空間の断面
   を保持手段（１３）の断面の大きさまで狭めて保持手段
   （１３）を把持する把持位置（Ｃ）まで回動できること
   を特徴とする第５項に記載の装置。 ７、上記センタリング手段（４４）は把持手段（３）を
   駆動するアーム〈２）に取イ１けたごとを特徴と１゛る
   第５項または６項のいずれかに記載の装置。