JPS6228181A - Working section movement type submarine working robot - Google Patents

Working section movement type submarine working robot

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JPS6228181A
JPS6228181A JP16582985A JP16582985A JPS6228181A JP S6228181 A JPS6228181 A JP S6228181A JP 16582985 A JP16582985 A JP 16582985A JP 16582985 A JP16582985 A JP 16582985A JP S6228181 A JPS6228181 A JP S6228181A
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JP
Japan
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working
robot
upper body
working part
manipulator
Prior art date
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JP16582985A
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Japanese (ja)
Inventor
望月 光宣
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、海中において各種の作業を行なうマニピュレ
ータを有する作業部の作業対応力を高めた作業部移動型
海中作業ロボットに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a working unit moving type underwater working robot that has a working unit that has a manipulator that performs various tasks under the sea, and has an enhanced work response capability.

〔従来技術〕[Prior art]

例えば、海中に設置された海底油田の各種の設備の操作
や海底ケーブルの敷設、あるいは海底に沈没した船舶の
浮上のための作業等の各種の作業には、海中作業ロボッ
トが使用されている。
For example, underwater work robots are used for various tasks such as operating various equipment in submarine oil fields installed underwater, laying submarine cables, and refloating ships sunk on the ocean floor.

この海中作業ロボットは、水中における安定性を増すた
めに、本体の重心と浮力の中心の距離を大きくしている
ため、常に水平姿勢を維持するようにしている。また、
各種の作業を行なわせるマニピュレータは、ロボットの
前部に固定されているため、作業部の操作範囲は極めて
狭く、従って、作業範囲を大きくするためには、ロボッ
ト全体の方向、姿勢を変えたり、ロボットの浮沈によら
なければならなかった。
In order to increase stability underwater, this underwater robot has a large distance between its center of gravity and the center of buoyancy, so it always maintains a horizontal posture. Also,
The manipulators that perform various tasks are fixed to the front of the robot, so the operating range of the working part is extremely narrow. Therefore, in order to widen the working range, it is necessary to change the direction and posture of the entire robot, It had to depend on the rise and fall of the robot.

このため水中においてマニピュレータの位置を作業対象
物に対して適切に取らせ、かつ安定的に維持することが
困難であり、その結果として作業性、作業能率が悪かっ
た。
For this reason, it is difficult to appropriately position the manipulator with respect to the object to be worked on underwater and maintain it stably, resulting in poor workability and efficiency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、従来の海中作業ロボットのように、本体の姿
勢及び方向の変更や浮沈や行なわせることなく、マニピ
ュレータの作動範囲を増大し、作業性と作業能率とを向
上させることを目的とするものである。
The purpose of the present invention is to increase the operating range of the manipulator and improve workability and efficiency without changing the posture and direction of the main body or floating or sinking the robot as in conventional underwater work robots. It is something.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

前記の目的を達成するための本発明の作業部移動型海中
作業ロボットは、着座・固定脚を存する下部本体上に上
部本体を旋回可能に支持し、この上部本体の中央部を横
断して溝部を設け、マニピュレータを有する作業部が、
該溝部に沿って移動可能で、かつテレスコピック式また
はパンタグラフ式の伸縮アームを介して上部本体に対し
て伸縮可能に、かつ角度調整可能に設けられることによ
り構成される。
In order to achieve the above object, the working part moving type underwater working robot of the present invention has an upper main body rotatably supported on a lower main body having seating/fixed legs, and a groove section extending across the center of the upper main body. and a working part having a manipulator,
It is configured to be movable along the groove, extendable and retractable with respect to the upper body via a telescopic or pantograph telescopic arm, and adjustable in angle.

〔実施例〕〔Example〕

次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る作業部移動型海中作業ロボットの
外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of a working part moving type underwater working robot according to the present invention.

ロボットRは下部本体1と、この下部本体1に対して横
方向に旋回できる外形が半球状の下部本体2と、この上
部本体2の直径方向に設けられた溝部3に沿って移動す
る作業部4等から構成されている。
The robot R includes a lower body 1, a lower body 2 with a hemispherical outer shape that can rotate laterally with respect to the lower body 1, and a working part that moves along a groove 3 provided in the diametrical direction of the upper body 2. It is composed of 4th grade.

下部本体1は、下部構造5と上部構造7より構成され、
下部構造5の内部には、ロボットRの安定性を向上する
ために電池等の重量物が収容されており、更に上部構造
7の内部には制御機器を内蔵した複数の耐圧容器6が搭
載されている。
The lower body 1 is composed of a lower structure 5 and an upper structure 7,
Inside the lower structure 5, heavy objects such as batteries are housed in order to improve the stability of the robot R, and furthermore, inside the upper structure 7, a plurality of pressure containers 6 containing control equipment are mounted. ing.

また、上部構造7の前後には着座・固着脚8が設けられ
ており、これによって海中の固定物9を把持してロボッ
トRを固定するようにしている。
Furthermore, seating/fixation legs 8 are provided at the front and rear of the upper structure 7, which grip a fixed object 9 in the sea to fix the robot R.

下部本体1の上部構造7の後部には前後進用スラスタ1
0が、また、中央部には上下用スラスタ11がそれぞれ
設けられている。
At the rear of the upper structure 7 of the lower body 1, there is a thruster 1 for forward and backward movement.
0, and a vertical thruster 11 is provided in the center.

そして、上部本体2には旋回用のスラスタ12、油圧パ
ワーユニット13、超音波通信アンテナ14、超音波視
覚装置15、位置検出トランスポンダ16等が搭載され
ている。
The upper body 2 is equipped with a thruster 12 for turning, a hydraulic power unit 13, an ultrasonic communication antenna 14, an ultrasonic visual device 15, a position detection transponder 16, and the like.

更に、上部本体2に支持され、この上部本体2の直径方
向に設けた溝部3に沿って移動する作業部4の両側には
マニピュレータ18が設けられ、この作業部4の上部に
は前方障害物探知ソナー19が設けられ、前部には、テ
レビカメラ20や工具箱21等が装備されている。
Further, a manipulator 18 is provided on both sides of a working part 4 that is supported by the upper body 2 and moves along a groove 3 provided in the diametrical direction of the upper body 2, and a manipulator 18 is provided on the upper part of the working part 4 to prevent a front obstacle. A detection sonar 19 is provided, and the front portion is equipped with a television camera 20, a tool box 21, and the like.

第1図は、ロボットRの下部本体1に設けられた着座・
固着脚8によって固定物9に把持してロボットRを固定
し、作業部4に設けられているマニピュレータ18を操
作して海中パイプラインの弁22を開閉している状態を
示している。
Figure 1 shows the seat and seat provided on the lower body 1 of the robot R.
The figure shows a state in which the robot R is fixed by being gripped to a fixed object 9 by fixed legs 8, and the manipulator 18 provided in the working section 4 is operated to open and close the valve 22 of the underwater pipeline.

上部本体2は、下部本体1に対して旋回可能に支持され
ているが、この構造の例として第2図の構造が採用され
ている。
The upper body 2 is rotatably supported by the lower body 1, and the structure shown in FIG. 2 is adopted as an example of this structure.

即ち、下部本体1の上部構造7の中央部には円形の穴2
5が設けられ、この穴25の円周方向に溝部26を形成
し、この溝部26内にベアリング27とボールレース2
8を設けて上部本体2の下端に設けられている支持体2
9を移動可能に支持している。
That is, a circular hole 2 is formed in the center of the upper structure 7 of the lower body 1.
5 is provided, a groove 26 is formed in the circumferential direction of this hole 25, and a bearing 27 and a ball race 2 are inserted in this groove 26.
A support 2 provided at the lower end of the upper body 2 with 8
9 is movably supported.

前記支持体29の内面にはラック30が設けられ、この
ラック30を、穴25の壁面に固定した油圧モータ31
、減速機32を介して駆動されるピニオン33と噛合さ
せて半球状の上部本体2を下部本体1に対して第1図の
矢印Cの方向に旋回させるように構成している。
A rack 30 is provided on the inner surface of the support body 29, and this rack 30 is connected to a hydraulic motor 31 fixed to the wall surface of the hole 25.
, is configured to mesh with a pinion 33 driven via a speed reducer 32 to rotate the hemispherical upper body 2 relative to the lower body 1 in the direction of arrow C in FIG.

次に、上記のごとくマニピュレータ18を有する作業部
4は溝部3に沿って矢印Y方向に移動可能になっている
が、更に、この作業部4は上部本体2に対してテレスコ
ピック式、またはパンタグラフ式の伸縮アーム40を介
して矢印X方向に伸縮可能に設けられ、かつその作業部
4が角度調整可能に設けられている。
Next, as described above, the working part 4 having the manipulator 18 is movable in the direction of the arrow Y along the groove part 3, but furthermore, this working part 4 is arranged in a telescopic type or a pantograph type with respect to the upper body 2. It is provided so as to be extendable and retractable in the direction of arrow X via an extendable arm 40, and its working part 4 is provided so as to be able to adjust its angle.

そこで、この伸縮アーム40の各実施例につき説明する
が、各実施例で同じ部品は同じ部品番号で示している。
Therefore, each embodiment of the telescoping arm 40 will be described, and the same parts in each embodiment are indicated by the same part numbers.

まず、第2図に示す実施例1においては、作業部4が、
電磁弁41を操作させてシリンダを矢印b−a方向に伸
縮させることによりロボットR本体に対して矢印c−d
方向に角度が微調整可能になっている。
First, in the first embodiment shown in FIG. 2, the working section 4 is
By operating the solenoid valve 41 and expanding and contracting the cylinder in the direction of the arrow b-a, the direction of the arrow c-d is made with respect to the robot R body.
The angle can be finely adjusted in the direction.

更に、第2図のA方向矢視の第3図に示すごとく、この
作業部4の取付部にはラック43及びピニオン44、作
業モジュール垂直方向移動用モータ45、作業モジュー
ル伸縮用のテンションロープ用モータ46を有し、更に
第2図のB方向の斜視図の第4図に示すようにロックア
ーム47及ヒロフクアーム駆動用のロックアーム用モー
タ48が設けられていおり、この取付部に対して第1図
にのみ示しているマニピュレータ18を有する作業部4
の先端部は伸縮アーム40を介して矢印X方向に伸縮可
能に設けられており、またその先端部には作業部4を矢
印e−fに角度調整可能とする作業モジュールピッチ角
度調整モータ49及び作業モジュール角度調整用モータ
5oが設けられている。
Furthermore, as shown in FIG. 3 in the direction of arrow A in FIG. 2, the mounting portion of the working section 4 includes a rack 43 and a pinion 44, a motor 45 for vertically moving the working module, and a tension rope for extending and contracting the working module. As shown in FIG. 4, which is a perspective view in direction B of FIG. 2, a lock arm motor 48 is provided for driving a lock arm 47 and a HIFUKU arm. Working part 4 with manipulator 18 shown only in Figure 1
The distal end thereof is provided so as to be extendable and retractable in the direction of arrow X via a telescoping arm 40, and a work module pitch angle adjustment motor 49 and a work module pitch angle adjustment motor 49 are provided at the distal end thereof to enable the angle of the working section 4 to be adjusted in the directions of arrows e-f. A work module angle adjustment motor 5o is provided.

そこで、この伸縮アーム4oとしては、第5図の実施例
1で示す円錐型スプリングコイルをテンションロープ5
1を介してテンションロープ用モータ46により引張る
ことにより矢印X方向に伸縮するもの、または第6図の
実施例2に示すごとく外表面にはテレスコピックシリン
ダー52を設け、その内部に円筒型スプリングコイル5
3を設けてテンションロープ51を介して引張るような
通称テレスコピック式の伸縮アーム40が用いられてい
る。
Therefore, as this telescopic arm 4o, a conical spring coil shown in Embodiment 1 in FIG. 5 is used as the tension rope 5.
1, which expands and contracts in the direction of arrow X by being pulled by a tension rope motor 46, or as shown in Embodiment 2 of FIG.
A so-called telescopic type telescopic arm 40 is used, which is provided with a telescopic arm 3 and pulled through a tension rope 51.

以上の第2図、第3図、第4図及び第5図または第6図
に示す作業部4の駆動フローを第7図に示している。
FIG. 7 shows the driving flow of the working unit 4 shown in FIGS. 2, 3, 4, 5, or 6 above.

次に第8図及び体9図の側面図に示すのは、伸縮アーム
40としてパンタグラフ式のものを使用した実施例3を
示しており、図中の54は伸縮アーム用軸、55はギヤ
ボックス、56は作業モジュール伸縮用モータ、そして
57は上部本体水平回転用モータである。
Next, the side views of FIGS. 8 and 9 show a third embodiment in which a pantograph type is used as the telescoping arm 40. In the figure, 54 is a shaft for the telescoping arm, and 55 is a gear box. , 56 is a motor for extending and retracting the work module, and 57 is a motor for horizontally rotating the upper main body.

ここで、第10図は第8図の入方向矢視図、第11図は
第9図のB方向矢視図、そして第12図はC方向矢視図
であり、これらの図中にて58はモータ用軸、59は第
1関節、そして60はガイドローラを示している。
Here, FIG. 10 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 58 is a motor shaft, 59 is a first joint, and 60 is a guide roller.

そこで、上記実施例3のごときパンタグラフ式の伸縮ア
ーム40を介して伸縮可能でかつ、旋回可能に設けられ
た作業部4の伸縮フローを第13図に示している。
Therefore, FIG. 13 shows the expansion and contraction flow of the working section 4 which is provided to be extendable and rotatable via the pantograph type extendable arm 40 as in the third embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従って、本発明に係るロボットは、下部本体を海底ある
いは構造物に固定させ、上部本体を旋回させ、更にこの
上部本体の直径方向に作業部を移動させてマニピュレー
タを作業対象に対して適切な位置にまで移動させること
ができるので、作業性が著しく向上する。
Therefore, the robot according to the present invention fixes the lower body to the seabed or a structure, rotates the upper body, and moves the working part in the diametrical direction of the upper body to position the manipulator at an appropriate position relative to the work object. Since it can be moved up to , work efficiency is significantly improved.

更に、マニピュレータの作動範囲は、上部本体に設けら
れた円弧条のレールに沿って移動すると共に、この上部
本体自体が旋回するために、マニピュレータは半球面を
自由に移動することができることになり、その作業範囲
を著しく増大させることができる。
Furthermore, the operating range of the manipulator moves along the arcuate rail provided on the upper body, and since the upper body itself rotates, the manipulator can freely move on a hemispherical surface. Its working range can be significantly increased.

特に本発明の海底作業ロボットでは、作業部をテレスコ
ピック式またはパンタグラフ式の伸縮アームを介して上
部本体に対して伸縮可能に、かつ角度調整可能に設けて
いるので、シリンダ等を採用した場合に比較してロボッ
ト搭載機器のスペース及び重量を増加できるという利点
がある。
In particular, in the submarine working robot of the present invention, the working part is provided so that it can extend and contract with respect to the upper body via a telescopic or pantograph-type telescoping arm, and the angle can be adjusted. This has the advantage that the space and weight of the equipment mounted on the robot can be increased.

更に、本発明の海中作業ロボットでは、マニピュレータ
を作業に適した位置に移動させるのに、下部本体を移動
させる必要がなく、作業部の位置のみを移動させること
により作業対応力を高めると共に、安定した状態での作
業を行わせることができる。
Furthermore, in the underwater work robot of the present invention, there is no need to move the lower body in order to move the manipulator to a position suitable for work, and by moving only the position of the work part, it increases the ability to handle work and provides stability. It is possible to have the worker perform the work in a relaxed state.

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

第1図は本発明の実施例の作業部移動型海中作業ロボッ
トの概要を示す斜視図、第2図は第1図の上部本体の旋
回機構及び作業部を示す側断面図、第3図は第2図のA
矢視図、第4図は第2図のB矢視図、第5図は第2図の
伸縮アームを示す実施例1の側面図、第6図は伸縮アー
ムの実施例2の側面図、第7図は第2図に示す作業部の
駆動フロー示し、第8図及び第9図は伸縮アームの実施
例3の側面図、第10図は第8図のA方向矢視図、第1
1図は第9図のB方向矢視図、そして第12図は第9図
のC方向矢視図、第13図は実施例3の作業部の伸縮フ
ローを示している。 1・・・下部本体、2・・・上部本体、3・・・溝部、
4・・・作業部、5・・・下部構造、7・・・上部構造
、8・・・着座・固着脚、18・・・マニピュレータ、
40・・・伸縮アーム、R・・・ロボット。
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a working part moving type underwater working robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing the rotating mechanism of the upper body and the working part of FIG. A in Figure 2
4 is a view taken from arrow B in FIG. 2, FIG. 5 is a side view of Embodiment 1 showing the telescoping arm in FIG. 2, and FIG. 6 is a side view of Embodiment 2 of the telescoping arm. 7 shows the drive flow of the working part shown in FIG. 2, FIGS. 8 and 9 are side views of Embodiment 3 of the telescoping arm, and FIG.
1 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 9, FIG. 12 is a view taken in the direction of arrow C in FIG. 9, and FIG. 13 shows the expansion and contraction flow of the working part of the third embodiment. 1... Lower body, 2... Upper body, 3... Groove,
4... Working part, 5... Lower structure, 7... Upper structure, 8... Seating/fixation leg, 18... Manipulator,
40... Telescopic arm, R... Robot.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 着座・固定脚を有する下部本体上に上部本体を旋回可能
に支持し、この上部本体の中央部を横断して溝部を設け
、マニピュレータを有する作業部が、該溝部に沿って移
動可能で、かつテレスコピック式またはパンタグラフ式
の伸縮アームを介して上部本体に対して伸縮可能に、か
つ角度調整可能に設けられたことを特徴とする作業部移
動型海中作業ロボット。
An upper body is rotatably supported on a lower body having seating/fixation legs, a groove is provided across the center of the upper body, a working part having a manipulator is movable along the groove, and 1. An underwater work robot with a mobile working part, characterized in that it is provided so as to be extendable and retractable with respect to an upper body via a telescopic or pantograph-type telescoping arm, and to be adjustable in angle.
JP16582985A 1985-07-29 1985-07-29 Working section movement type submarine working robot Pending JPS6228181A (en)

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