JPS6128883B2 - - Google Patents

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JPS6128883B2
JPS6128883B2 JP54108392A JP10839279A JPS6128883B2 JP S6128883 B2 JPS6128883 B2 JP S6128883B2 JP 54108392 A JP54108392 A JP 54108392A JP 10839279 A JP10839279 A JP 10839279A JP S6128883 B2 JPS6128883 B2 JP S6128883B2
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JP
Japan
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axis
arm
shaft
clamp
sub
Prior art date
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Expired
Application number
JP54108392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5633288A (en
Inventor
Michitsune Shima
Shizo Kihara
Takeo Oomichi
Taenji Igarashi
Kenji Mangetsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kansai Denryoku KK
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Kansai Denryoku KK filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP10839279A priority Critical patent/JPS5633288A/en
Publication of JPS5633288A publication Critical patent/JPS5633288A/en
Publication of JPS6128883B2 publication Critical patent/JPS6128883B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器の作業用マニピユレータに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a manipulator for working on a heat exchanger.

従来から、危険な環境や狭小部の作業や各種の
測定や検査には種々のマニピユレータが使用され
ている。熱交換器の多数の伝熱管が配列された管
板面を走査し、検査や作業を行なう場合にもマニ
ピユレータが使用されるが、従来のマニピレータ
のほとんどがあらかじめ定められた基準点から制
御する方式であり、その制御方式が複雑なため装
置も複雑とせざるを得ず軽量化・小型化等にも問
題となるばかりか、装置を設置するためにあたつ
ては危険な場所や狭小部での作業をしいられるの
が現状であつた。また、従来型では歩行式案内装
置であり案内できる重量の制限もあり、作業上の
制約もあるという欠点があつた。
Conventionally, various manipulators have been used for work in dangerous environments or narrow spaces, and for various measurements and inspections. Manipulators are also used to scan the tube plate surface of a heat exchanger where a large number of heat transfer tubes are arranged for inspection and work, but most conventional manipulators are controlled from a predetermined reference point. Since the control method is complicated, the device must also be complicated, which not only poses problems in reducing weight and size, but also requires installation in dangerous or narrow spaces. The current situation was that they were forced to do the work. In addition, the conventional type is a walking guide device, which has limitations on the weight that can be guided, and has the drawbacks of operational constraints.

本発明はかかる従来のマニピユレータの欠点を
解消し、小型軽量でしかも簡単な制御方式で装置
の設置も簡単なマニピユレータの提供を目的と
し、かかる目的を達する本発明の熱交換器の作業
用マニピユレータの構成は、縦型熱交換器の多数
の伝熱管が配列された管板と胴ふたとで形成され
る水室内においてボール上に載置されると共に側
方に延びる支持腕により支持されて該水室底面に
設置される支持架台と、回動面を前記管板と平行
となるように調整し得る平行調整機構を介して前
記支持架台に回動自在に支持された旋回台と、前
記旋回台に俯仰自在に搭載されかつ自身が伸縮自
在なメインアームと、前記メインアームの先端部
に俯仰自在に取付けられて前記管板と平行な面内
で回動可能なサブアームと、前記メインアームの
先端部に前記サブアームの回動中心軸と同軸上に
取付けられ前記伝熱管内に挿入されてそれをクラ
ンプし得るクランプ軸と、前記クランプ軸に設け
られ該クランプ軸が前記伝熱管と同軸となるよう
に位置決めする位置検出装置とを具えたことを特
徴とする。
The present invention aims to eliminate the drawbacks of such conventional manipulators, and to provide a manipulator that is small and lightweight, has a simple control method, and is easy to install. The structure of the vertical heat exchanger is that the water is placed on a ball and supported by support arms extending laterally in a water chamber formed by a tube plate in which a large number of heat transfer tubes are arranged and a body lid. a support pedestal installed on the bottom surface of the chamber; a swivel pedestal rotatably supported by the support pedestal via a parallel adjustment mechanism capable of adjusting a rotating surface to be parallel to the tube plate; and the swivel pedestal. a main arm that is mounted on the main arm so as to be tiltable and is extendable; a sub-arm that is attached to the tip of the main arm so as to be tiltable and rotatable in a plane parallel to the tube plate; and a tip of the main arm. a clamp shaft that is installed coaxially with the rotation center axis of the sub-arm and that can be inserted into and clamp the heat exchanger tube; and a clamp shaft that is installed on the clamp shaft so that the clamp shaft is coaxial with the heat exchanger tube. and a position detection device for positioning.

以下、本発明の熱交換器の作業用マニピユレー
タの一実施例を図面に基づき詳細に説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the manipulator for working a heat exchanger of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は熱交換器の伝熱管が上下方向に配列さ
れた下端部の管板と、この管板を覆う半球状の胴
ふたで形成された水室内で作動させるマニピユレ
ータの外観斜視図である。まず、本発明装置全体
の構成を概略説明すると、水室2の底部に置かれ
たボール10で一端が支えられ、他端がマンホー
ル6に設けられた固定ピン12にフツク18をか
けることで両端が支持された支持架台11が左右
に開閉する一対の支持腕13a,13bで水室2
内に固定されこの支持架台11を基準として、第
2図に示す極座標(R,θ,)を用いて走査を
行なう種々の機構が設けられる。したがつて、支
持架台11上に水平旋回する旋回台151(θ
軸)と、この旋回台151に設けられ伸縮自在な
メインアーム101(R軸)と、このメインアー
ム101を俯仰する軸(軸)で形成され、メイ
ンアーム101の先端にサブアーム401が設け
られ、このサブアーム401にも水平旋回する旋
回軸(α軸)と、俯仰する軸(β軸)と、サブア
ーム401に対して垂直方向に移動するクランプ
軸351(C軸)とが設けられている。また、走
査面(管板3)に平行となるように基準となる旋
回台151を調整するため互いに直交する揺動軸
(κ軸,λ軸)が設けてある。作業に当つて必要
な工具や検査装置等はサブアーム401先端に取
付けられ任意の位置に走査される。
FIG. 1 is an external perspective view of a manipulator that operates within a water chamber formed by a tube plate at the lower end in which heat transfer tubes of a heat exchanger are arranged vertically, and a hemispherical body cover that covers this tube plate. . First, to briefly explain the overall configuration of the device of the present invention, one end is supported by a ball 10 placed at the bottom of the water chamber 2, and the other end is hooked to a fixing pin 12 provided in the manhole 6 with a hook 18. The water chamber 2 is supported by a pair of support arms 13a and 13b that open and close from side to side.
Various mechanisms are provided for scanning using polar coordinates (R, .theta.,) shown in FIG. 2, using the support frame 11 fixed therein as a reference. Therefore, the swivel base 151 (θ
A main arm 101 (R axis) that is provided on the swivel table 151 and is extendable and retractable, and an axis (axis) that raises and raises this main arm 101, and a sub arm 401 is provided at the tip of the main arm 101. This sub-arm 401 is also provided with a rotation axis (α-axis) for horizontal rotation, an axis for upward and upward movement (β-axis), and a clamp shaft 351 (C-axis) that moves in a direction perpendicular to the sub-arm 401. Additionally, swing axes (κ axis, λ axis) orthogonal to each other are provided in order to adjust the reference swivel table 151 so as to be parallel to the scanning plane (tube plate 3). Tools, inspection devices, etc. necessary for the work are attached to the tip of the sub-arm 401 and scanned to any desired position.

以下に、上述した基準面となる支持架台の固定
機構および極座標(R,θ,)の座標軸R軸,
θ軸,軸とα軸,β軸,C軸さらにk軸,λ軸
のそれぞれについて説明する。
Below, the fixing mechanism of the support frame that serves as the reference plane mentioned above, the coordinate axis R axis of polar coordinates (R, θ,),
The θ-axis, α-axis, β-axis, C-axis, k-axis, and λ-axis will be explained respectively.

走査の基準となる支持架台11や固定台14を
固定する固定機構について説明する。マンホール
6に挿入され、その先端部を当該マンホール6に
ボルト15で固定された固定台14と、この固定
台14の先端に設けた固定ピン12に支持架台1
1の一端に設けられたフツク18が嵌合するとと
もに支持架台11の他端がボール10上に載置さ
れる。このとき、前記固定ピン12は、第3図に
示すように、水室2の中心と角度ηだけ補正した
方向としてあり後述する支持架台11の挿入時に
支持架台11が隔壁5と干渉しないようにしてあ
る。また、この支持架台11の挿入を容易とする
ために固定台14の先端部に挿入補助台16がピ
ン17で回動自在に取付けられ、この挿入補助台
16の側面にガイド溝23が設けられ、支持架台
11のガイドレール(図示せず)とで摺動しなが
ら支持架台11を挿入することができる。挿入さ
れ一端がボール10上に載置され、他端が固定ピ
ン12にフツク18が嵌合した支持架台11をさ
らに固定するため支持架台11の左右のに開閉可
能な支持腕13a,13bがピン21a,21b
で取付けられ、該支持腕13a,13bの他端に
は支持ローラ25a,25bが設けられ、この支
持腕13a,13bを開閉する開閉シリンダ19
a,19bの一端が支持架台11に、他端が支持
腕13a,13b先端にそれぞれピン22a,2
2bとピン20a,20bとで軸着してある。し
たがつて支持架台11の固定は、第4図に示すよ
うに、まず開閉シリンダ19aを伸張し支持腕1
3aを開く。このとき開閉シリンダ19aの伸張
力f1はその分力としてf2を生ずるので支持腕13
aはピン20aと一体となつている開閉シリンダ
19aとともに時計方向に回動する。開閉シリン
ダ19aがさらに伸張し所要回転角だけ回転する
と、支持腕13aが開閉シリンダ19aに設けら
れたストツパ24aでその回転が拘束され、伸張
だけが行なわれ、ついには水室2の外壁に支持ロ
ーラ25aが当接し固定されるとともに開閉シリ
ンダ19aの伸張力f3の反力で支持架台11が隔
壁5側に移動し、支持架台11の側面が隔壁5と
当接し摩擦力で、第4図の紙面と直角方向にも固
定される。次にもう一方の開閉シリンダ19bを
伸張することによつて固定が行なわれるのは上述
と同様であるが、この場合にはストツパ24bが
当接する前に隔壁5と支持腕13bとが当接し、
ストツパとしての機能を隔壁5がなすことにな
る。以上の支持腕13と開閉シリンダ19の動作
により支持架台11を第4図の左方向に移動させ
ようとする力f4が生ずるが、この力f4は前述の固
定ピン12によつて保持される力であり問題とは
ならない。以上、固定ピン12、フツク18、支
持腕13、支持ローラ25、ボール10によつて
半球状の水室2に支持架台11が確実に固定され
る。
A fixing mechanism for fixing the support pedestal 11 and fixing base 14, which serve as scanning standards, will be explained. A fixing base 14 is inserted into the manhole 6 and its tip is fixed to the manhole 6 with a bolt 15, and a supporting frame 1 is attached to a fixing pin 12 provided at the tip of the fixing base 14.
A hook 18 provided at one end of the support frame 11 is fitted, and the other end of the support frame 11 is placed on the ball 10. At this time, as shown in FIG. 3, the fixing pin 12 is oriented in a direction corrected by an angle η relative to the center of the water chamber 2 to prevent the support pedestal 11 from interfering with the partition wall 5 when the support pedestal 11 is inserted, which will be described later. There is. Further, in order to facilitate the insertion of this support frame 11, an insertion auxiliary base 16 is rotatably attached to the tip of the fixed base 14 with a pin 17, and a guide groove 23 is provided on the side surface of this insertion auxiliary base 16. , the support pedestal 11 can be inserted while sliding on the guide rails (not shown) of the support pedestal 11. In order to further fix the support frame 11 which has been inserted and has one end placed on the ball 10 and the other end fitted with the fixing pin 12 and the hook 18, support arms 13a and 13b which can be opened and closed on the left and right sides of the support frame 11 are attached to pins. 21a, 21b
Support rollers 25a, 25b are provided at the other ends of the support arms 13a, 13b, and an opening/closing cylinder 19 opens and closes the support arms 13a, 13b.
One end of a, 19b is attached to the support frame 11, and the other end is attached to the tip of the support arm 13a, 13b, respectively, with pins 22a, 2.
2b and pins 20a, 20b. Therefore, to fix the support frame 11, as shown in FIG.
Open 3a. At this time, the stretching force f 1 of the opening/closing cylinder 19a produces f 2 as its component force, so the supporting arm 13
a rotates clockwise together with the opening/closing cylinder 19a integrated with the pin 20a. When the opening/closing cylinder 19a further extends and rotates by the required rotation angle, the rotation of the support arm 13a is restrained by the stopper 24a provided on the opening/closing cylinder 19a, and only the extension is performed. 25a is brought into contact and fixed, and the support pedestal 11 is moved toward the partition wall 5 by the reaction force of the extension force f3 of the opening/closing cylinder 19a, and the side surface of the support pedestal 11 is brought into contact with the partition wall 5, and due to the frictional force, as shown in FIG. It is also fixed in the direction perpendicular to the page. Next, fixing is performed by extending the other opening/closing cylinder 19b, as described above, but in this case, the partition wall 5 and the support arm 13b come into contact with each other before the stopper 24b comes into contact with each other,
The partition wall 5 functions as a stopper. The above-described operations of the support arm 13 and the opening/closing cylinder 19 generate a force f 4 that attempts to move the support frame 11 to the left in FIG. 4, but this force f 4 is held by the aforementioned fixing pin 12. This is not a problem as it is a power that can be used. As described above, the support frame 11 is securely fixed to the hemispherical water chamber 2 by the fixing pin 12, the hook 18, the support arm 13, the support roller 25, and the ball 10.

次に、支持架台11上に設けられ極座標(R,
θ,)に従つて動く、R軸,θ軸,軸につい
ててこれらを順に説明する。R軸すなわちメイン
アーム101は第1図および第5図に示すように
ボールネジ102の正逆回転を往復動に変える機
構を有し伸縮自在な二重テレスコープ式となつて
おり、保持用外軸(R1軸)103、中軸(R2
軸)104、内軸(R3軸)105から構成され
ており後述のθ軸すなわち旋回台151上に設け
られる。このR1軸103、R2軸104、R3軸1
05は、第5図にその詳細を示すように、R2
104、R3軸105に設けられたガイドレール
106,107と保持ベアリングでスライド可能
に保持される。ガイドレール106はボルト10
8およびナツトプレート109でR2軸104に
固定され、R1軸103に固定された支持ピン1
10で支持された構造となつている。また、同様
に、ガイドレール107はボルト113、ボール
ネジ102の保持フレーム115でR3軸105
に固定され、R2軸104に固定された支持ピン
116、ベアリング117、ローラ118で摺動
自在に保持される。これらのR軸101の駆動
は、第6図に示すように、R軸駆動モータ119
に結合されたピニオン120はボールネジ102
に固定されたギヤ121と噛合する。このボール
ネジ102にはR3軸105(第6図では図示せ
ず)に固定されているボールナツト122が設け
られ回転運動が往復運動に変換される。また、R
軸101の伸縮量の検出を行なう検出機構は、ボ
ールネジ102に固定された検出用ギヤ123が
あり、エンコーダ124に固定されたギヤ125
に適当なかみ合い比で噛合しておりR軸101の
伸縮量がボールネジ102の回転量から検出され
る。なお、伸縮動作時には、R2軸104、R3
105に伸張量の規制ストツパ(図示せず)で規
制されるので、両軸とも適当割合で伸縮が行なわ
れる。
Next, polar coordinates (R,
The R-axis, θ-axis, and axes that move according to θ, ) will be explained in order. As shown in FIGS. 1 and 5, the R-axis, that is, the main arm 101, has a mechanism that converts the forward and reverse rotation of the ball screw 102 into reciprocating motion, and is of a telescoping double-telescoping type, and has an outer shaft for holding. (R 1 axis) 103, center axis (R 2
It consists of a shaft) 104 and an inner shaft ( R3 shaft) 105, and is provided on a θ axis, that is, a swivel table 151, which will be described later. This R 1 axis 103, R 2 axis 104, R 3 axis 1
05 is slidably held by guide rails 106, 107 provided on the R2 shaft 104 and the R3 shaft 105 and holding bearings, as shown in detail in FIG. The guide rail 106 has a bolt 10
8 and a support pin 1 fixed to the R2 shaft 104 with a nut plate 109 and fixed to the R1 shaft 103.
It has a structure supported by 10. Similarly, the guide rail 107 is connected to the R3 axis 105 by the bolt 113 and the holding frame 115 of the ball screw 102.
and is slidably held by a support pin 116 fixed to the R2 shaft 104, a bearing 117, and a roller 118. These R-axes 101 are driven by an R-axis drive motor 119, as shown in FIG.
The pinion 120 coupled to the ball screw 102
It meshes with a gear 121 fixed to. This ball screw 102 is provided with a ball nut 122 fixed to an R3 shaft 105 (not shown in FIG. 6), and rotational motion is converted into reciprocating motion. Also, R
The detection mechanism for detecting the amount of expansion and contraction of the shaft 101 includes a detection gear 123 fixed to the ball screw 102 and a gear 125 fixed to the encoder 124.
The amount of expansion and contraction of the R shaft 101 is detected from the amount of rotation of the ball screw 102. Note that during the expansion and contraction operation, the R2 axis 104 and the R3 axis 105 are regulated by expansion amount regulating stoppers (not shown), so both axes are expanded and contracted at an appropriate rate.

次に、θ軸すなわち水平旋回する旋回台151
には、第7図に示すように、中央部に下方に突出
した円筒状の旋回筒152が設けられ、後述する
旋回台151の平行調整機構の一つをなすκ軸保
持枠459と、そのリンク457,458(第2
1図参照)で結合する固定ギヤ台153に設置さ
れた回転軸受154,155およびスラスト軸受
156で旋回自在に支持されている。また、旋回
台151上面に設けられる接合フリレーム163
はボルト164で固定されるので、このボルト1
64で接合フレーム163と旋回台151を分離
することができる。この旋回台151の駆動部
は、第8図に示すように、旋回台151に固定さ
れたθ軸駆動モータ157にピニオン158と駆
動ピニオン161とが固定され、駆動ピニオン1
61が旋回台151に固定された固定ギヤ162
と噛合する。また、旋回量の検出は、前記ピニオ
ン158が旋回台151に設けられたエンコーダ
159のギヤ160と噛合することによつてなさ
れる。このθ軸の動作は、θ軸駆動モータ157
を回転し、駆動ピニオン161から旋回台151
の固定ギヤ162に回転力が伝達され、θ軸駆動
モータ157は旋回台151とともに公転する。
また、接合フレーム163を分離することで前述
したR軸、θ軸や後述する軸、α軸、β軸も分
割される。また、旋回量はエンコーダ159によ
つて知ることができる。
Next, a swivel base 151 that rotates around the θ axis, that is, horizontally.
As shown in FIG. 7, the swivel tube 152 is provided with a cylindrical rotating tube 152 that protrudes downward at the center, and includes a κ-axis holding frame 459 that forms one of the parallel adjustment mechanisms of the rotating base 151, which will be described later. Links 457, 458 (second
It is rotatably supported by rotary bearings 154, 155 and a thrust bearing 156, which are installed on a fixed gear stand 153, which is connected to the gear base 153 (see Fig. 1). In addition, a joint free frame 163 provided on the top surface of the swivel base 151
is fixed with bolt 164, so this bolt 1
At 64, the joint frame 163 and the swivel base 151 can be separated. As shown in FIG. 8, the drive unit of this swivel base 151 has a pinion 158 and a drive pinion 161 fixed to a θ-axis drive motor 157 fixed to the swivel base 151.
61 is a fixed gear 162 fixed to the swivel base 151
mesh with. Further, the amount of rotation is detected by the pinion 158 meshing with a gear 160 of an encoder 159 provided on the swivel base 151. This θ-axis operation is performed by the θ-axis drive motor 157.
from the drive pinion 161 to the swivel base 151.
The rotational force is transmitted to the fixed gear 162 , and the θ-axis drive motor 157 revolves together with the swivel base 151 .
Further, by separating the joint frame 163, the above-mentioned R axis and θ axis, as well as later-described axes, α axis, and β axis are also divided. Further, the amount of turning can be determined by the encoder 159.

次に軸すなわち俯仰軸について説明する。こ
の軸は、前述したメインアーム101(R軸)
の俯仰を行なうものである。第8図に示すよう
に、R1軸103の基端に設けられた旋回ピン2
02は旋回台151に固定されたベアリング保持
フレーム203に保持された軸受204で回転可
能に支持されている。また、R軸101の側方に
1対の俯仰シリンダ201が配置され、この一端
がR1軸103上部にピン208a,208bで
軸着され、他端には俯仰シリンダ201の内シリ
ンダ215に固定されたボールネジ212が設け
られ、先端にかさ歯車217が固着されている。
もう一方の俯仰シリンダも同様な構成となつてい
る。また、接合フレーム163の一端部に設けら
れたベアリングホールダ205で支持された回転
軸206の両端にかさ歯車207,218が設け
られ、このかさ歯車207が前記かさ歯車217
と噛合する。この俯仰シリンダ201の駆動部
は、第8図と、その一部を抽出拡大した第9図と
に示すように、ボールネジ212には回転ギヤ2
13が設けられ、軸駆動モータ209が俯仰シ
リンダ201の外シリンダ216上に設けられ、
この軸駆動モータ209の先端に駆動ギヤ21
0が設けられ、この駆動ギヤ210がアイドラ2
11を介して前記ボールネジ212の回転ギヤ2
13と噛合する。また、もう一方の俯仰シリンダ
201のかさ歯車218も同じ様に駆動され、円
滑な俯仰を可能としてある。また、俯仰量の検出
は、R軸101の一端の旋回ピン202に固定さ
れた検出ギヤ220がエンコーダ221の検出ギ
ヤ222と噛合することで行なわれる。この軸
の動作は、第8図および第10図aに示すよう
に、軸駆動モータ209の回転力はアイドラ2
11→回転ギヤ213でボールネジ212に伝達
される。同時に、ボールネジ212と対称位置に
あるボールネジ219にはかさ歯車217→かさ
歯車207→回転軸206のかさ歯車218→か
さ歯車223を介して回転力が伝達され、ボール
ネジ212と同量だけ回転する。このとき、R軸
101のピン着した部分には、第10図bに示す
ような推力f2が発生し、旋回ピン202でR1軸1
03は軸受204で保持されているので、その分
力f6が回転力として作用し、旋回ピン202のま
わりにR軸101を相当量俯仰させる。
Next, the axis, that is, the elevation axis will be explained. This axis is the main arm 101 (R axis) mentioned above.
It is a way of looking up and down. As shown in FIG. 8, the turning pin 2 provided at the base end of the R1 shaft 103
02 is rotatably supported by a bearing 204 held in a bearing holding frame 203 fixed to the swivel base 151. Also, a pair of elevating cylinders 201 are arranged on the sides of the R axis 101, one end of which is attached to the upper part of the R1 shaft 103 with pins 208a, 208b, and the other end is fixed to the inner cylinder 215 of the elevating cylinder 201. A ball screw 212 is provided, and a bevel gear 217 is fixed to the tip.
The other elevation cylinder has a similar configuration. Also, bevel gears 207 and 218 are provided at both ends of a rotating shaft 206 supported by a bearing holder 205 provided at one end of the joint frame 163, and this bevel gear 207 is connected to the bevel gear 217.
mesh with. As shown in FIG. 8 and FIG. 9, which is a partially enlarged view of FIG.
13 is provided, a shaft drive motor 209 is provided on the outer cylinder 216 of the elevation cylinder 201,
A drive gear 21 is attached to the tip of this shaft drive motor 209.
0 is provided, and this drive gear 210 is the idler 2.
Rotating gear 2 of the ball screw 212 via 11
meshes with 13. Furthermore, the bevel gear 218 of the other elevating cylinder 201 is driven in the same way, allowing smooth elevating. Further, the amount of elevation is detected by the detection gear 220 fixed to the rotation pin 202 at one end of the R axis 101 meshing with the detection gear 222 of the encoder 221. As shown in FIGS. 8 and 10a, the rotational force of the shaft drive motor 209 is controlled by the idler 2.
11→Transmitted to the ball screw 212 by the rotating gear 213. At the same time, rotational force is transmitted to the ball screw 219 located symmetrically to the ball screw 212 via the bevel gear 217 → bevel gear 207 → bevel gear 218 of the rotating shaft 206 → bevel gear 223, and the ball screw 219 rotates by the same amount as the ball screw 212. At this time, a thrust force f 2 as shown in FIG .
03 is held by a bearing 204, its component force f6 acts as a rotational force, causing the R shaft 101 to move up and down by a considerable amount around the pivot pin 202.

以上説明したR軸、θ軸、軸はメインアーム
101の基端部に設けられ、それぞれ伸縮、旋
回、俯仰によりメインアーム101の先端部を任
意の走査点に走査するが、このメインアーム10
1の先端部には工具等を取付けるためのサブアー
ム401が設けられ、この先端部の工具等により
種々の作業が行なわれる。このサブアーム401
にも走査範囲の拡大や走査時の姿勢の調整や荷重
保持等のためβ軸、α軸、C軸が設けてある。そ
こで、まずβ軸について述べる。第11図に示す
ように、R軸101の先端部には、β軸すなわち
補助俯仰軸が、サブアーム401の姿勢を補正す
るために設けられる。このβ軸を支持するためβ
軸フレーム305がR3軸105にボルト304
で固定されている。このβ軸フレーム305には
フレーム301が突出しており、このフレーム3
01に軸受が設けられ、旋回ピン303が回転自
在に保持され、サブアーム401が旋回ピン30
3に固定してある。β軸回りのサブアーム401
の駆動はβ軸フレーム305に取付けられてR3
軸105側に突出したβ軸駆動モータ306とβ
軸フレーム305内に設けられたピニオン30
7、連結ギヤ309,310、ウオームギヤ31
1等で構成され、β軸駆動モータ306のピニオ
ン307が連結ギヤ309,310を介してウオ
ーム軸312を回転させ、ウオーム軸312のウ
オーム311とウオームホイール313とが噛合
し、このウオームホイール313と同軸に設けた
減速ギヤ314と旋回ピン303に設けられた駆
動ギヤ302とが噛合し、モータの回転力が伝達
される。俯仰量の検出は第12図に示すように、
β軸フレーム305内に設けたエンコーダ316
がウオーム軸312に設けたエンコーダギヤ31
5とエンコーダ316に設けたピニオンとが噛合
し、エンコーダ316が回転されることで行なわ
れる。β軸の動作は前述の軸の動作によるサブ
アーム401が管板3に対して姿勢が変化するこ
とを防止するものであり、第13図に示すよう
に、β軸まわりにサブアーム401が俯仰できな
い場合には、R軸101が水平状態ではサブアー
ム401と管板3が平行となるが、俯仰により角
度が時計回りに変化するにしたがいサブアーム
401の姿勢も変化し、ついにR軸101が垂直
状態となると管板3と垂直となつてしまう。そこ
で、サブアーム401を角度の変化にともない
β軸まわりに俯仰することで常に管板3と平行に
保つことができる。
The R-axis, θ-axis, and axes described above are provided at the base end of the main arm 101 and scan the tip of the main arm 101 to an arbitrary scanning point by extending/contracting, turning, and tilting, respectively.
A sub-arm 401 is provided at the tip of the sub-arm 401 for attaching tools and the like, and various operations are performed using the tools and the like at this tip. This sub arm 401
Also, β-axes, α-axes, and C-axes are provided for expanding the scanning range, adjusting the posture during scanning, holding the load, etc. Therefore, we will first discuss the β-axis. As shown in FIG. 11, a β axis, that is, an auxiliary elevation axis is provided at the tip of the R axis 101 in order to correct the attitude of the sub-arm 401. To support this β axis, β
The shaft frame 305 is R 3 bolts 304 to the shaft 105
is fixed. A frame 301 protrudes from this β-axis frame 305, and this frame 3
01 is provided with a bearing, a swing pin 303 is rotatably held, and a sub-arm 401 is mounted on the swing pin 30.
It is fixed at 3. Sub arm 401 around β axis
The drive of R 3 is attached to the β-axis frame 305.
β-axis drive motor 306 protruding to the shaft 105 side and β
Pinion 30 provided within shaft frame 305
7. Connection gears 309, 310, worm gear 31
The pinion 307 of the β-axis drive motor 306 rotates the worm shaft 312 via the connecting gears 309 and 310, and the worm 311 of the worm shaft 312 and the worm wheel 313 mesh with each other. A reduction gear 314 provided coaxially with the drive gear 302 provided on the pivot pin 303 meshes with each other, and the rotational force of the motor is transmitted. The amount of elevation is detected as shown in Figure 12.
Encoder 316 provided within β-axis frame 305
is the encoder gear 31 provided on the worm shaft 312.
5 and a pinion provided on the encoder 316 mesh with each other, and the encoder 316 is rotated. The β-axis movement prevents the sub-arm 401 from changing its posture with respect to the tube plate 3 due to the above-mentioned axis movement, and as shown in FIG. When the R-axis 101 is horizontal, the sub-arm 401 and the tube plate 3 are parallel, but as the angle changes clockwise due to elevation, the attitude of the sub-arm 401 also changes, and when the R-axis 101 finally becomes vertical. It becomes perpendicular to tube plate 3. Therefore, by tilting the sub-arm 401 around the β-axis as the angle changes, it is possible to keep the sub-arm 401 parallel to the tube plate 3 at all times.

次に、このサブアーム401を旋回するα軸、
すなわちクランプ軸351回りの旋回は、第11
図に示すように、クランプ軸351に軸受(図示
せず)支持されたサブアーム401にギヤ402
が設けられる。このα軸の駆動部は、第14図に
示すように、α軸駆動モータ403、ピニオン4
10、アイドラ404、減速ギヤ405、減速機
406と駆動ギヤ407で構成される。また、旋
回量の検出も減速ギヤ405と噛合する検出用ギ
ヤ408でエンコーダ409を回転することで行
なわれる。サブアーム401の旋回動作は、α軸
動作モータ403の回転力がピニオン410→ア
イドラ404→減速ギヤ405→減速機406→
駆動ギヤ407を介してギヤ402に伝達される
ことで行なわれる。このように、サブアーム40
1を旋回することによつて、水室2のすみや隔壁
5の近くまで、全域に渡つて走査ができ、しか
も、水室2の壁や隔壁5と干渉することもない。
これを第15図に示した。図中、411はα軸駆
動部の全体形状の概念を示すもので、412は走
査点を示し、二点鎖線で示す部分はサブアーム4
01がない場合で斜線部は干渉状態を示す。サブ
アーム401の長さをチユーブ配列(任意の方向
から見たときに正方状の格子配列のとき)ピツチ
の5倍もしくはその整数倍、または13倍もしくは
その整数倍としておくことで、サブアーム401
を旋回したときに走査できる伝熱管位置が増加す
る。これを第16図に示した。図中、各交点が伝
熱管の位置を示し、サブアーム401の長さを配
管ピツチの5倍とした場合で、このときには円で
示した12点を走査することができる。
Next, the α-axis that rotates this sub-arm 401,
In other words, the rotation around the clamp shaft 351 is
As shown in the figure, a gear 402 is attached to a sub-arm 401 supported by a bearing (not shown) on a clamp shaft 351.
is provided. As shown in FIG. 14, this α-axis drive unit includes an α-axis drive motor 403, a pinion 4
10, an idler 404, a reduction gear 405, a reduction gear 406, and a drive gear 407. Further, the amount of rotation is also detected by rotating an encoder 409 using a detection gear 408 that meshes with a reduction gear 405. The turning operation of the sub-arm 401 is caused by the rotational force of the α-axis operating motor 403 as follows: pinion 410 → idler 404 → reduction gear 405 → reduction gear 406 →
This is done by being transmitted to gear 402 via drive gear 407. In this way, the sub arm 40
1, it is possible to scan the entire area, including the corner of the water chamber 2 and the vicinity of the partition wall 5, without interfering with the wall of the water chamber 2 or the partition wall 5.
This is shown in FIG. In the figure, 411 shows the concept of the overall shape of the α-axis drive unit, 412 shows the scanning point, and the part shown by the two-dot chain line is the sub-arm 4.
In the case where 01 is not present, the shaded area indicates an interference state. By setting the length of the sub-arm 401 to be 5 times the pitch of the tube arrangement (in the case of a square lattice arrangement when viewed from any direction) or an integral multiple thereof, or 13 times the length or an integral multiple thereof, the sub-arm 401
Increases the number of heat transfer tube positions that can be scanned when turning. This is shown in FIG. In the figure, each intersection indicates the position of a heat exchanger tube, and when the length of the sub-arm 401 is set to five times the piping pitch, 12 points indicated by circles can be scanned.

次に、メインアーム101の先端部であり、か
つサブアーム401の基端部でもある部分に設け
れらるC軸、すなわちクランプ軸について述べ
る。管板3の細管孔7にクランプするためのクラ
ンプ軸351がサブアーム401に垂直に軸支さ
れ、上下動可能としてある。クランプ軸351の
先端部でのクランプ機構は、第17図はその詳細
を示すように、クランプ軸351の先端が先細の
テーパ状としてあり、その下部に4つ割りの爪3
52が設けられ、この爪352の外周をOリング
353で保持してある。またクランプ軸351の
他端はクランプピストン354が一体に設けられ
る。また、クランプ軸351は昇際軸359の内
側に組込まれており、この昇降軸359の内側に
形成されたクランプシリンダ358内におかれ
る。このクランプシリンダ358の外周は昇降ピ
ストン361となり、昇降シリンダ360内にお
かれる。クランプシリンダ358への空気の供給
はクランプ軸351の下端部に設けた空気供給ブ
ロツク355のクランプ空気供給孔364からク
ランプ軸351の中心部を通り、クランプピスト
ン354に連通したクランプ空気孔358を通し
て行なわれ、クランプの解除には、空気供給ブロ
ツク355のアンクランプ空気供給孔から昇降シ
リンダ360内に貫ぬいて設けた供給管357が
クランプシリンダ358に通じているので、これ
によりなされる。さらに昇降軸359の昇降のた
めに、昇降シリンダ360下端部に上昇用空気孔
362が、また上端部に下降用空気孔363が設
けてある。また、クランプ軸351の先端には、
位置検出装置として、フアイバーヘツド367が
設けられ、フアイバースコープ366を通してス
ケール板370(第18図参照)が設けてある
ITVカメラ368に光学的に接合され、TVモニ
タ369に連結してある。しがつて、細管孔7の
観察と、クランプ軸351の位置決めを容易に行
なうことができる。
Next, the C-axis, that is, the clamp axis, provided at the distal end of the main arm 101 and the base end of the sub-arm 401 will be described. A clamp shaft 351 for clamping to the thin tube hole 7 of the tube plate 3 is vertically supported by the sub-arm 401 and is movable up and down. As shown in detail in FIG. 17, the clamping mechanism at the tip of the clamp shaft 351 has a tapered tip, and a quarter claw 3 at the bottom.
52 is provided, and the outer periphery of this pawl 352 is held by an O-ring 353. Further, a clamp piston 354 is integrally provided at the other end of the clamp shaft 351. Further, the clamp shaft 351 is assembled inside the lifting shaft 359, and placed in a clamp cylinder 358 formed inside the lifting shaft 359. The outer periphery of this clamp cylinder 358 becomes a lifting piston 361 and is placed inside the lifting cylinder 360. Air is supplied to the clamp cylinder 358 through a clamp air supply hole 364 of an air supply block 355 provided at the lower end of the clamp shaft 351, through the center of the clamp shaft 351, and through a clamp air hole 358 communicating with the clamp piston 354. The clamp is released by a supply pipe 357 which is provided through the unclamping air supply hole of the air supply block 355 and penetrates into the lifting cylinder 360 and communicates with the clamp cylinder 358. Furthermore, in order to raise and lower the elevator shaft 359, a lifting cylinder 360 is provided with a lifting air hole 362 at its lower end and a lowering air hole 363 at its upper end. Moreover, at the tip of the clamp shaft 351,
A fiber head 367 is provided as a position detection device, and a scale plate 370 (see FIG. 18) is provided through the fiber scope 366.
It is optically coupled to an ITV camera 368 and coupled to a TV monitor 369. Therefore, observation of the thin tube hole 7 and positioning of the clamp shaft 351 can be easily performed.

このクランプ軸351のクランプ動作は、クラ
ンプ軸351をR,θ,軸等の各軸で細管孔7
下部で走査された後なされる。第17図はクラン
プ完了状態を示す。まず、昇降シリンダ360に
上昇用空気孔362を通して図示しない空気供給
装置により圧縮空気が送られ、昇降ピストン36
1が上昇し、昇降軸359とクランプ軸351が
一体となつて上昇し、細管孔7内に挿入される。
次いで、クランプシリンダ358にクランプ空気
供給孔364→クランプ空気孔358を通して圧
縮空気が供給され、クランプピストン354と一
体のクランプ軸351が押し下げられ、爪352
がテーパ部のため円周状に開きき管壁と圧着す
る。したがつて、摩擦力でクランプ軸351は細
管孔7に確実に固定される。クランプ軸351の
解除は、クランプ時とは逆に、アンクランプ空気
供給孔365より圧縮空気を供給することで、ク
ランプピストン354と一体のクランプ軸351
が上昇し、Oリングの収縮力で爪352が縮少し
管壁から離脱し、下降用空気孔363への圧縮空
気の供給で昇降ピストン361が下降し細管孔7
より引き抜かれる。
This clamping operation of the clamp shaft 351 is performed by moving the clamp shaft 351 along the R, θ, and other axes to the thin tube hole 7.
This is done after being scanned at the bottom. FIG. 17 shows the clamp completed state. First, compressed air is sent to the lifting cylinder 360 through the lifting air hole 362 by an air supply device (not shown), and the lifting piston 36
1 rises, the elevating shaft 359 and the clamp shaft 351 rise together, and are inserted into the thin tube hole 7.
Next, compressed air is supplied to the clamp cylinder 358 through the clamp air supply hole 364 → the clamp air hole 358, and the clamp shaft 351 integrated with the clamp piston 354 is pushed down, and the claw 352
Because of the tapered part, it opens circumferentially and is crimped against the pipe wall. Therefore, the clamp shaft 351 is securely fixed to the thin tube hole 7 by the frictional force. The clamp shaft 351 can be released by supplying compressed air from the unclamp air supply hole 365, contrary to the clamping process, to release the clamp shaft 351 that is integrated with the clamp piston 354.
rises, the contracting force of the O-ring causes the pawl 352 to contract and separate from the tube wall, and the supply of compressed air to the descending air hole 363 causes the elevating piston 361 to descend and close the thin tube hole 7.
more drawn out.

クランプ軸351の先端に設けられた位置検出
装置の動作は、ITVカメラ368がスケール板で
370を介してフアイバースコープ366と接合
してあるので、TVモニタ369上で細管孔7の
大きさを読みとることで、クランプ軸351のず
れを知ることができる。これを第19図a〜eに
より詳しく説明すると、クランプ軸351と管板
3が離れている第19図aで細管孔7の像374
は、あらかじめ測定した大きさ373よりも小さ
く、近づくと第19図bのように大きくなる。こ
の大きさの大小をスケール板370上から読みと
ることで管板3からクランプ軸351までの距離
を知ることができる。また、クランプ軸351が
水平方向にずれると第19図d,eのごとくTV
モニタ369上にあらわれるので、水平方向のず
れも知ることができる。。
The position detection device provided at the tip of the clamp shaft 351 operates by reading the size of the thin tube hole 7 on the TV monitor 369, since the ITV camera 368 is connected to the fiberscope 366 via the scale plate 370. This allows the displacement of the clamp shaft 351 to be known. To explain this in detail with reference to FIGS. 19a to 19e, in FIG.
is smaller than the previously measured size 373, and as it approaches, it becomes larger as shown in FIG. 19b. By reading this magnitude from the scale plate 370, the distance from the tube plate 3 to the clamp shaft 351 can be known. In addition, if the clamp shaft 351 shifts in the horizontal direction, the TV
Since it appears on the monitor 369, it is also possible to know the deviation in the horizontal direction. .

以上説明した、R,θ,,β,α,C軸をそ
れぞれ動作させることで任意の位置に走査するこ
とができるが、その基準面となる支持架台11の
固定誤差が旋回台151等に影響するので、支持
架台11上の旋回台151を管板3と平行に補正
する機構を設け、これを修正する。このため、揺
動機構すなわち、κ軸およびλ軸が支持架台11
上で旋回台151の互いに直交する位置に設けら
れる。κ軸およびλ軸は第20図および第21図
に示すように、支持架台11上にκ軸保持ブロツ
ク459が設けられ、その上部に旋回台151が
置かれ、κ軸はκ軸保持ブロツク459で支持さ
れ、旋回台151を傾斜し、これと直交する方向
に設けられるλ軸は支持架台11に支持され、κ
軸保持ブロツク459を傾斜させることで旋回台
151を傾斜する。
As explained above, it is possible to scan to any position by operating the R, θ, , β, α, and C axes, but the fixing error of the support frame 11, which serves as the reference plane, affects the swivel base 151, etc. Therefore, a mechanism for correcting the swivel table 151 on the support frame 11 to be parallel to the tube plate 3 is provided to correct this. For this reason, the swing mechanism, that is, the κ axis and the λ axis
They are provided at mutually orthogonal positions on the swivel table 151 at the top. As shown in FIGS. 20 and 21, the κ-axis and the λ-axis are connected to the κ-axis holding block 459. A κ-axis holding block 459 is provided on the support pedestal 11, and a swivel table 151 is placed on top of the κ-axis holding block 459. The λ axis, which is supported by the support frame 11 and is provided in a direction perpendicular to the rotating base 151, is supported by the support frame 11, and the λ axis is
By tilting the shaft holding block 459, the swivel base 151 is tilted.

まず、κ軸について、旋回台151の下端面に
突出して設けた保持フレーム462,463がピ
ン460,461でκ軸保持ブロツク459に回
動自在に設けられ、これと直交する方向にも旋回
台151の下方に突出部が設けられ、この突出部
にリンク457a,457bおよびリンク458
a,458bがピン451および452で回動自
在に設けられ、それぞれのリンク457a,45
7b間と、リンク458a,458b間にはナツ
ト455および456が固定され、それぞれコ字
形状のリンクを形成しており、それぞれのナツト
455,456にκ軸ボールネジ453,454
が螺合している。このκ軸ボールネジ453,4
54は互いに逆ネジとしてあり同一方向に回転す
ると逆に動き旋回台151を傾斜する。このボー
ルネジ453,454の駆動はκ軸保持ブロツク
459に固定されたκ軸駆動モータ464の駆動
ピニオン468がアイドラ467を介してボール
ネジの端部に設けたボールネジ駆動ギヤ465,
466と噛合することにより行なわれる。同様な
構成をもつ機構がこれと直交する方向に傾斜駆動
させるλ軸にも設けられ、このλ軸はκ軸保持ブ
ロツク459に回転ピン511,512が設けら
れ、支持架台151に保持されたベアリング51
3,514で回動自在に保持されている。また、
κ軸保持ブロツク459にはκ軸ボールネジ45
3,454に直交する方向にλ軸ボールネジ50
1,502がリンク505,506に設けたナツ
ト503,504に螺合する。また、リンク50
5,506は保持ピン507,508でκ軸保持
ブロツク459に回動自在に保持されている。こ
のλ軸ボールネジ501,502の駆動はλ軸ボ
ールネジの端部に設けたボールネジ駆動ギヤ51
8,519がアイドラ517を介してλ軸駆動モ
ータ515の駆動ピニオン516と噛合すること
で行なわれる。
First, regarding the κ-axis, holding frames 462 and 463 protruding from the lower end surface of the swivel base 151 are rotatably mounted on the κ-axis holding block 459 using pins 460 and 461, and the swivel base is also mounted in a direction perpendicular to this. A protrusion is provided below 151, and links 457a, 457b and link 458 are attached to this protrusion.
a, 458b are provided rotatably by pins 451 and 452, and the respective links 457a, 45
Nuts 455 and 456 are fixed between links 458a and 458b, forming U-shaped links, and κ-axis ball screws 453 and 454 are attached to the nuts 455 and 456, respectively.
are screwed together. This κ-axis ball screw 453,4
54 have opposite threads, and when rotated in the same direction, they move in the opposite direction and tilt the swivel table 151. The ball screws 453 and 454 are driven by a drive pinion 468 of a κ-axis drive motor 464 fixed to a κ-axis holding block 459 via an idler 467 to a ball screw drive gear 465 provided at the end of the ball screw.
This is done by meshing with 466. A mechanism with a similar configuration is also provided for the λ axis that drives the λ axis in a direction perpendicular to this, and this λ axis is connected to a κ axis holding block 459 with rotation pins 511 and 512, and a bearing held on the support frame 151. 51
3,514 and is rotatably held. Also,
The κ-axis ball screw 45 is attached to the κ-axis holding block 459.
3,454 in the direction perpendicular to the λ-axis ball screw 50.
1,502 are screwed into nuts 503, 504 provided on links 505, 506. Also, link 50
5 and 506 are rotatably held by a κ-axis holding block 459 by holding pins 507 and 508. The λ-axis ball screws 501 and 502 are driven by a ball screw drive gear 51 provided at the end of the λ-axis ball screw.
8,519 meshes with the drive pinion 516 of the λ-axis drive motor 515 via the idler 517.

このκ軸、λ軸を用いての旋回台151の平行
度の調整は、第22図および第23図(図示上、
歯車の噛合順序が一部異なる)に示すように、κ
軸駆動モータ464の回転力が駆動ピニオン46
8からアイドラ467に、からにボールネジ駆動
ギヤ465,466に伝達され、ボールネジ45
3,454を回転する。このとき、ボールネジ4
53,454が互いに逆ネジであるのでナツト4
55,456は逆方向に同量移動する。したがつ
て、リンク457,458、保持ピン451,4
52、旋回ピン460,461からなるリンク機
構は旋回ピン460,461まわりに回転し、旋
回台151を傾斜する。また、これと直角方向に
ついても、同様な機構でκ軸保持ブロツク459
ごと傾斜するので、旋回台151を傾斜すること
になる。
Adjustment of the parallelism of the swivel base 151 using the κ and λ axes is shown in FIGS.
The meshing order of the gears is partially different), as shown in κ
The rotational force of the shaft drive motor 464 is applied to the drive pinion 46.
8 to the idler 467, and then to the ball screw drive gears 465, 466, and the ball screw 45
Rotate 3,454. At this time, ball screw 4
53 and 454 have opposite threads, so nut 4
55 and 456 move the same amount in the opposite direction. Therefore, links 457, 458, holding pins 451, 4
52, the link mechanism consisting of the pivot pins 460, 461 rotates around the pivot pins 460, 461 and tilts the pivot table 151. Also, in the direction perpendicular to this, a similar mechanism is used to hold the κ-axis holding block 459.
Since the swivel table 151 is tilted, the swivel table 151 is tilted.

以上で、それぞれの軸、R,θ,,β,α,
C,κ,λ軸の単独の構成とその動作について説
明したが、これらを総合的に用いて行なう走査作
業は、まず固定台14および支持架台11を水室
2内に固定した後、支持架台11上の旋回台15
1を管板3に平行にするため揺動機構を用いて平
行調整を行なう。これにはκ軸、λ軸を用いるこ
とは前述の通りであるが、平行度はC軸すなわち
クランプ軸351の先端部に設けられたフアイバ
ースコープ366等の位置検出装置を利用し、第
24図に示す原理で平行にする。すなわち、λ軸
のボールネジ平面について、傾斜角を=
とし、このときの管板3(細管孔7)とフアイバ
ーヘツド367との距離をZ1、これを180度旋回
したときの距離をZ2とすれば支持架台11と管板
3とに姿勢誤差Δλがあれば ΔZ=Z2−Z1 Δλ=tan-1−Z/2Rsin (但し、Z1
≠Z2) で算出される。したがつてZ1=Z2、つまりΔZ=
Oとなるようλ軸を動かせばκ軸ブロツク459
は管板3と平行になる。同様にκ軸を用いて旋回
台151を管板3と完全に平行にする。この操作
で基準面が形成されたことになる。次に、この基
準面すなわち旋回台151上の各軸により(R,
θ,)を指示することで、作動量を検出しなが
ら相当する位置に走査する。このときにも目視装
置を用いることで、クランプ前には細管孔7を常
に視野に収めるので位置ずれの度合は常に目視確
認することができ、若干の位置ずれはクランプ軸
351の先端テーパ部でも修正が行なわれる。こ
のように走査した後、サブアーム401のクラン
プ軸351を細管孔7にクランプする。この後、
サブアーム401に設置された工具や検査装置等
で作業を行なう。このとき、前述のように、サブ
アーム401の長さを適当としておくことで旋回
する場合に多数の細管孔に走査することができ
る。また、作業の変更にともなう工具の交換にあ
たつては、本装置を折りたたむことで、サブアー
ム401がマンホール6に近接するので工業の交
換ができる。
Above, each axis, R, θ,, β, α,
Although the individual configurations and operations of the C, κ, and λ axes have been explained, scanning work that comprehensively uses these is to first fix the fixed base 14 and the support base 11 in the water chamber 2, and then move the support base Swivel base 15 on 11
1 to be parallel to the tube plate 3, parallel adjustment is performed using a swinging mechanism. As mentioned above, the κ and λ axes are used for this purpose, but the parallelism is determined using a position detection device such as a fiber scope 366 provided at the tip of the C axis, that is, the clamp shaft 351, as shown in FIG. Make them parallel using the principle shown in . That is, for the ball screw plane of the λ axis, the inclination angle is = 1
If the distance between the tube plate 3 (thin tube hole 7) and the fiber head 367 at this time is Z1 , and the distance when this is rotated 180 degrees is Z2 , there will be an attitude error between the support frame 11 and the tube plate 3. If Δλ exists, ΔZ=Z 2 −Z 1 Δλ=tan −1 Z 2 −Z 1 /2Rsin (However, Z 1
≠Z 2 ). Therefore, Z 1 =Z 2 , that is, ΔZ=
If you move the λ axis so that it becomes O, the κ axis block 459
becomes parallel to the tube plate 3. Similarly, the swivel table 151 is made completely parallel to the tube plate 3 using the κ axis. With this operation, a reference plane is formed. Next, each axis (R,
By instructing θ,), scanning is performed to the corresponding position while detecting the amount of operation. By using a visual inspection device at this time, the fine tube hole 7 is always kept in view before clamping, so the degree of positional deviation can be visually confirmed at all times. Corrections will be made. After scanning in this manner, the clamp shaft 351 of the sub-arm 401 is clamped to the thin tube hole 7. After this,
Work is performed using tools, inspection equipment, etc. installed on the sub-arm 401. At this time, as described above, by making the length of the sub-arm 401 appropriate, it is possible to scan a large number of thin tube holes when rotating. Furthermore, when changing tools due to a change in work, by folding this device, the sub-arm 401 is brought closer to the manhole 6, making it possible to perform industrial changes.

以上、実施例とともに具体的に説明したよう
に、本発明の熱交換器の作業用マニピユレータを
用いることで熱交換器の水室の狭小部に入ること
なく容易に固定することができるとともに、固定
時の誤差も修正することができ、正確に走査の基
準面を得ることができる。また、走査点の位置決
めに極座標に相当する変化量を用いたので制御方
法が簡単であり、装置全体を小型軽量とすること
ができた。また、サブアームを設けたことで、管
板面の全域を走査することができ、また、位置決
めを行なうにあたつてはクランプ軸の位置検出装
置を利用して管板からの距離やずれをも測定でき
る。さらに、クランプ軸により細管孔にクランプ
することで荷重保持能力を飛躍的に高めることが
できる。したがつて、作業の制約も少なく、正確
に位置決めやずれの補正もできる。また、サブア
ーム上の工具交換にあたつては、装置を折りたた
んだときにマンホールに近接した位置となるので
容易に交換することができるなど多大な効果がみ
られる。
As described above in detail with the embodiments, by using the heat exchanger working manipulator of the present invention, it is possible to easily fix the heat exchanger without entering the narrow part of the water chamber, and The time error can also be corrected, and a scanning reference plane can be accurately obtained. Furthermore, since the amount of change corresponding to polar coordinates is used for positioning the scanning point, the control method is simple, and the entire apparatus can be made small and lightweight. In addition, by providing a sub-arm, it is possible to scan the entire area of the tube plate surface, and when positioning, the position detection device of the clamp shaft is used to check the distance and deviation from the tube plate. Can be measured. Furthermore, the load holding capacity can be dramatically increased by clamping the tube into the tube hole using the clamp shaft. Therefore, there are fewer restrictions on work, and accurate positioning and misalignment correction are possible. In addition, when exchanging tools on the sub-arm, since the device is located close to the manhole when folded, it can be easily exchanged, which is a great advantage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の熱交換器の作業用マニピユレ
ータを熱交換器の水室内に設置した場合の外観斜
視図、第2図は極座標と直交座標との関係を示す
説明図、第3図は固定台と固定ピンとの設置方向
の違いの説明図、第4図は支持架台を水室内に設
置する場合の動作説明図、第5図はメインアーム
(R軸)の横断面図、第6図は第1図のB矢視図
でメインアームの駆動部を示す、第7図は旋回台
(θ軸)の中央断面図、第8図は第1図のB矢視
図で俯仰シリンダ(軸)の駆動部を示す、第9
図は俯仰シリンダの駆動部を一部抽出拡大して示
す断面図、第10図a,bは俯仰シリンダの動作
説明図でaは平面図、bは正面図、第11図は第
1図のA矢視図でメインアームの先端部を示す、
第12図はサブアームの俯仰機構(β軸)とその
検出部を抽出拡大して示す断面図、第13図はメ
インアームとサブアームの俯仰関係の説明図、第
14図はサブアームの旋回駆動部を抽出拡大して
示す断面図、第15図はサブアームの走査範囲の
説明図、第16図はサブアームの走査点の説明
図、第17図はクランプ軸(C軸)を抽出拡大し
て示す断面図、第18図はスケール板の説明図、
第19図は位置検出装置の動作説明図、第20図
は揺動機構(κ軸、λ軸)の組立説明図、第21
図は支持架台上のκ軸保持フレームの外観斜視
図、第22図、第23図は揺動機構の動作説明
図、第24図は揺動機構による平行調整の原理説
明図である。 図面中、2は水室、3は管板、4は伝熱管、5
は隔壁、6はマンホール、10はボール、11は
支持架台、12は固定ピン、18はフツク、19
は開閉シリンダ、101はメインアーム(R
軸)、102はボールネジ、103は保持用外軸
(R1軸)、104は中軸(R2軸)、105は内軸
(R3軸)、151は旋回台(θ軸)、201は俯仰
シリンダ(軸)、351はクランプ軸(C軸)、
401はサブアームである。
Fig. 1 is an external perspective view of the work manipulator of the heat exchanger of the present invention installed in the water chamber of the heat exchanger, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between polar coordinates and orthogonal coordinates, and Fig. 3 is An explanatory diagram of the difference in the installation direction of the fixing base and fixing pin, Figure 4 is an explanatory diagram of the operation when installing the support frame in the water chamber, Figure 5 is a cross-sectional view of the main arm (R axis), Figure 6 is a view in the direction of arrow B in Fig. 1, showing the driving part of the main arm, Fig. 7 is a central sectional view of the swivel table (θ axis), and Fig. 8 is a view in the direction of arrow B in Fig. 1, showing the driving part of the main arm. ), the ninth
The figure is an enlarged cross-sectional view of a part of the driving part of the elevation cylinder. Figures 10a and b are explanatory diagrams of the operation of the elevation cylinder, where a is a plan view, b is a front view, and Figure 11 is the same as in Figure 1. A view showing the tip of the main arm,
Fig. 12 is an enlarged cross-sectional view showing the elevating mechanism (β-axis) of the sub-arm and its detection part, Fig. 13 is an explanatory diagram of the elevating relationship between the main arm and the sub-arm, and Fig. 14 shows the rotation drive part of the sub-arm. Fig. 15 is an explanatory diagram of the scanning range of the sub-arm, Fig. 16 is an explanatory diagram of the scanning point of the sub-arm, and Fig. 17 is an enlarged sectional diagram of the clamp axis (C-axis). , FIG. 18 is an explanatory diagram of the scale plate,
Fig. 19 is an explanatory diagram of the operation of the position detection device, Fig. 20 is an explanatory diagram of the assembly of the swing mechanism (κ axis, λ axis), Fig. 21
22 and 23 are diagrams explaining the operation of the swinging mechanism, and FIG. 24 is a diagram explaining the principle of parallel adjustment by the swinging mechanism. In the drawing, 2 is a water chamber, 3 is a tube plate, 4 is a heat exchanger tube, 5
is a bulkhead, 6 is a manhole, 10 is a ball, 11 is a support frame, 12 is a fixing pin, 18 is a hook, 19
101 is the opening/closing cylinder, and 101 is the main arm (R
102 is a ball screw, 103 is an outer shaft for holding (R 1 axis), 104 is a center shaft (R 2 axis), 105 is an inner shaft (R 3 axis), 151 is a swivel table (θ axis), 201 is an elevation Cylinder (axis), 351 is clamp axis (C axis),
401 is a sub arm.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 縦型熱交換器の多数の伝熱管が配列された管
板と胴ふたとで形成される水室内においてホール
上に載置されると共に側方に延びる支持腕により
支持されて該水室底面に設置される支持架台と、
回動面を前記管板と平行となるように調整し得る
平行調整機構を介して前記支持架台に回動自在に
支持された旋回台と、前記旋回台に俯仰自在に搭
載されかつ自身が伸縮自在なメインアームと、前
記メインアームの先端部に俯仰自在かつ回動自在
に取付けられて前記管板と平行な面内で回動可能
なサブアームと、前記メインアームの先端部に前
記サブアームの回動中心軸と同軸上に取付けられ
前記伝熱管内に挿入されてそれをクランプし得る
クランプ軸と、前記クランプ軸に設けられ該クラ
ンプ軸が前記伝熱管と同軸となるように位置決め
する位置検出装置とを具えたことを特徴とする熱
交換器の作業用マニピユレータ。
1 A vertical heat exchanger is placed on a hole in a water chamber formed by a tube plate in which a large number of heat exchanger tubes are arranged and a body lid, and is supported by support arms extending laterally, so that the bottom surface of the water chamber is a support frame installed in the
A swivel table rotatably supported on the support frame via a parallel adjustment mechanism that can adjust the rotation surface to be parallel to the tube plate; a main arm that is freely movable; a sub-arm that is attached to the distal end of the main arm so as to be tiltable and rotatable and that is rotatable in a plane parallel to the tube plate; a clamp shaft that is installed coaxially with the dynamic center shaft and that can be inserted into the heat exchanger tube and clamp it; and a position detection device that is provided on the clamp shaft and positions the clamp shaft so that it is coaxial with the heat exchanger tube. A manipulator for working a heat exchanger, characterized by comprising:
JP10839279A 1979-08-25 1979-08-25 Manipulator for work of heat exchanger Granted JPS5633288A (en)

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