、*46 30 2 8 A7 B7 五、發明説明(1 ) 技術領域 本發明係有關於在兩個水室管板間連接多數條水管, 進行管板開口的復水器和熱交換器的水管淸理和驗傷試驗 之熱交換器用作業機器及其運轉方法。 背景技術 公知的復水器作業裝置,於日本特開平第7 — 2 2 9 6 9 5號公報提案一在水室內沿著管板面構築導軌 ,且設有被此導軌引導而移動的作業機器人。而於日本特 開昭第5 1 _ 1 0 2 0 1號公報和特開平第3 — 1 9 9 8 0 2號公報提案一在具有插入細管開口部的複數 個腳之機器人本體,設作業臂,使沿著管板移動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可是,形成在復水器水室的人孔,近年來做成大口徑 化,但習知約爲5 0 0 m m大小,_而小於6 0 0 m m,必 需從此人孔搬入導軌和機器人的機材。習知的上述機器人 分別構成移行機構部與作業機構部,機構可單純化,構成 構件多而大型化,必須分解而從人孔搬入水室內。因而, 會__1」_長時間需要在水宰目裝和__分.解徹去_的_.作業時間之問 本發明目的在於解決上述問題點,_提供一精巧的熱兔 渔屋里迮屋敷器」笋運轉方法。 發明之揭示 申請項第1項記載之熱交換器用作業機器人,其特徵 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 7T1 463028 Α7 Β7 五、發明説明(2 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲具備有:多數根細管沿著貫設開口的管板而移動自如之 機器人本體、和在該機器人本體外周部沿著前述管板’出 退自如地被設在外周的至少4根兼用臂、和分別設在該些 兼用臂前端部之作業裝置;在該些作業裝置設有:以藉由 在前述細管內插入淸掃具的淸掃具插入機構及壓力流體, 使淸掃具沿著細管內移動的壓送機構製成之淸掃手段、和 在細管插入連結固定具,並將前述兼用臂固定在細管,且 加以定位機器人本體之定位機構;利用前述定位.機構出退 被固定的兼用臂,而使機器人本體移動之移動機構。 -線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據上述申請項第1項記載之發明,至少3根兼用臂 ,乃利用定位機構,在細管連結固定定位兼用臂時’利用 該些兼用臂的作業裝置進行淸掃作業。而各兼用臂會同時 被出退驅動,機器人本體就會被移動。進而,3根兼用臂 是被固定在細管的狀態,剩下的兼用臂會被驅動,作業裝 置會從作業完的細管被移動到下一根細管。因而相較於如 習知分開淸掃機構與移動機構的作業+器人,本發明可減少 機械臂等構件數量,而使兼用臂後退至機器人本體這邊, 將機器人精巧化。藉此,也很容易搬出入水室內,使組裝 和分解等準備作業減少,縮短作業時間。 而申請項第2項記載之熱交換器用作業機器人,其特 徵爲具備有:多數根細管沿著貫設開口的管板而移動自如 之機器人本體、和在該機器人本體外周部沿著前述管板, 出退自如地被設在外周的至少4根兼用臂、和分別設在該 些兼用臂前端部之作業裝置;在該些作業裝置設有:在細 各紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 5- A7 B7 463028 五、發明説明(3 ) 管插入連結固定具’並將前述兼用臂固定在細管,且加以 定位機器人本體之定位機構、和將檢查探針插入細管的探 針插入機構以及被插入的前述檢査探針,利用壓力流體沿 著細管加以壓送之壓送機構;設有:利用前述定位機構出 退被固定的兼用臂,而使機器人本體移動之移動機構、和 利用移動前述細管內的前述檢查探針,加以檢查細管之細 管檢查機構。 根據上述申請項第2項記載之發明,至少3根兼用臂 ,利用定位機構,在細管連結固定兼用臂的定位時,利用 作業裝置進行細管檢查作業,同時各兼用臂會被出退驅動 ,機器人本體就會被移動,而3根兼用臂是被固定在細管 的狀態,剩下的兼用臂的作業裝置會從作業完的細管被移 動到下一根細管。因而,相較於如習知分開機器人本體的 移動機構和探針插入檢査等的作業機構的作業機器人,可 減少機械臂等構件數量,而使兼用臂後退至機器人本體這 邊,將機器人精巧化。藉此,也很容易搬出入水室內,減 少組裝和分解等準備作業,縮短作業時間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請項第3項記載之熱交換器用作業機器人,其特徵 爲:在申請項第1項的作業裝置設有:將在前述細管內插 入淸掃具的淸掃具插入機構以及淸掃具,利用壓力流體沿 著細管內使之移動的前述壓送機構製成之淸掃手段;設有 利用移動細管內的前述檢査探針,加以檢查細管之細管檢 查機構。 按申請項第3項記載之發明,加上申請項第1項的作 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) v 4 6 3 0 2 8 a7 _____ B7_ 五、發明説明(4 ) 用、效果,可同時進行檢查探針的插入移動與檢查,完成 效率優的作業。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 申請項第4項記載之熱交換器用作業機器人,於申請 第1項至第3項任一項中,其特徵爲:4根兼用臂中的至 少3根兼用臂的前端部,是利用作業裝置的定位機構被固 定在細管的狀態,該些兼用臂會被驅動,而機.器人本體就 會被移動:構成使剩下的兼用臂脫離細管 > 而將該作業裝 置移動到下一根細管。 按申請項第4項記載之發明,依序選擇驅動4根以上 的兼用臂與作業裝置,利用3根兼用臂進行機器人本體的 移動及定位,於定位中進行淸掃作業的同時,讓剩下的兼 用臂的作業裝置移動至新的細管。因而,組合各兼用臂的 機器人本體的移動及淸掃作業、和作業裝置的移動,就能 效率佳的進行淸掃作業,大幅縮短淸掃作業時間。 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請項第5項至第7項記載之熱交換器用作業機器人 ,就申請項第1項至第3項之任一項中,其特徵爲:兼用 臂的基端部是轉動自如地被安裝在垂直管板的軸心周圓, 並且該些兼用臂爲伸縮自如的構成。 按申請項第5項至第7項記載之發明,將各兼用臂, 利用臂轉動裝置與臂伸縮裝置,做成自如轉動且自如伸縮 ,成爲極單純的構造,也很容易進行兼用臂的動作控制。 申請項第8項記載之熱交換器用作業機器人,於申請 項第5項至第7項之任一項中,其特徵爲:構成在機器人 本體外周部,形成兼用臂的收容空間,前述兼用臂爲可後 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X:297公釐) A7 B7 463028 五、發明説明(5 ) 退收縮的被收容在收容空間的收容位置,機器人整體做成 可通過人孔的圓柱形。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁〕 按申請項第8項記載之發明,因構成在兼用臂的後退 收容位置,做成機器人整體以機器人軸心爲中心的圓柱形 ,所以能不分解機器人通過狹窄的圓形人孔,很容易地進 出水室內,大幅地削減在水室內的組裝準備以及分解徹去 的作業時間。 _ 申請項第9項之熱交換器用作業機器人,於申請項第 3項中,其特徵爲:在作業裝置設有:向著相對於細管的 壓入噴嘴,移動自如地保持檢查探針及連結固定具之插入 引導體:.該插入引導體被移動自如地構成在前述壓入噴嘴 的軸心上的壓入位置與從壓入位置偏位之待機位置之間: 在淸掃具插入機構及探針插入機構設有:插入引導體被移 動至待機位置時,將被插入前述壓入位置的淸掃具,透過 前述壓入噴嘴插入細管內,進而從待機位置,從被移動到 壓入位置的插入引導體,將檢查探針與連結固定具透過前 述壓入噴嘴插入細管內之壓入驅動裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按由請項第9項記載之發明,保持檢查探針與連結固 定具之插入引導體是移動自如地被設在壓入位置與待機位 置之間,所以淸掃具、檢查探針及連結固定具可分兩階段 壓入細管,縮短壓入驅動裝置的行程,將作業裝置精巧化 〇 申請第1 0項記載之熱交換器用作業機器人,於申請 項第1項至第3項之任一項中,其特徵爲:在作業裝置的 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) M規格(210X297公釐) 463028 A7 B7 五、發明説明(6 ) 定位機構設有,將連結固定具插入細管之壓入驅動裝置; 在前述連結固定具備有:被配置在前端之內筒構件、和被 外嵌在此內筒構件,防止前端脫落之結合環群、和滑動自 如地被外嵌在內筒構件的結合環群的基端,利用前述壓入 驅動裝置被出退驅動之壓入筒、和前述結合環群爲被插入 細管內的位置,加以限制插入內筒構件之卡止構件;前述 結合環群乃構成交互複數組配置彈性環與襯套環;藉由前 述卡止構件,限制插入內筒構件的細管狀態,利用前述壓 入驅動裝置,壓入筒會被驅動到前端,而結合環群會被壓 縮,利用各彈性環的膨脹構成連結固定具被固定在細管內 〇 按申請項第1 0項記載之發明,以連結固定具壓縮固 定以交互配置的彈性環與襯墊_環組成的結合環群,所以被 壓縮的各彈性環會各別膨脹出外周,進入襯墊環與細管之 間的空間部,藉由楔形作用,將作業裝置強固地固定在細 管,進而藉由解除壓縮,迅速且確實地解除固定,所以能 以高速移動及定位機器人。 申請項第1 1項記載之熱交換器用作業機器人,於申 請項第1項至第3項中,在機器人本體設有:將淸掃具依 序交付至各兼用臂的作業裝置之淸掃具分配裝置:在此淸 掃具分配裝置設有:在前端部具有淸掃具夾具之旋轉臂, 可在垂直管板的機器人軸心周圓轉動,並使前述淸掃具夾 具在傳送淸掃具的補給位置與交付至兼用臂的作業裝置的 分配位置之間移動之補給臂裝置。 -----Ί------襄— — *- (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) - 、言 線: 經濟部智慧財產局員工消骨合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) A4规格(210X297公釐) _ g _ 463023 A7 B7 五、發明説明(7 ) 按申請項第1 1項記載之發明,將送至機器人本體的 淸掃具,利用電刷分配裝置的補給臂裝置,構成透過在機 器人軸心周圓被旋轉的旋轉臂,從各電刷分配位置分配供 給至作業裝置,所以比分別在各作業裝置直接送入淸掃具 的構成,還能將機器人加以小型化,精巧化地構成機器人 〇 申請項第1 2項及第1 3項記載之熱交換器用作業機 器人,於申請項第2項或第3項中,設有將在細管內移動 後的檢查探針,回到作業裝置之探針返送機構;在該些檢 査探針被移動的往路及復路的至少一邊的移動中,設有進 行檢查細管之細管檢查機構。 按申請項第1 2項或第1 3項記載之發明,利用探針 插入機構與探針返送機構,在淸掃後的細管內,於移動中 利用檢查探針進行細管的檢查,所以能以實時得到淸掃後 細管的檢查資料,大幅提升作業效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請項第1 4項記載之熱交換器用作業機器人,於申 請項第1 2項或第1 3項中,探針插入機構構乃構成利用 壓送機構的壓力流體,在淸掃具的後部與淸掃具一起壓送 ;探針返送機構是利用自如地捲繞放出被連接在檢查探針 的檢查用纜線的捲線裝置構成的;在前述捲線裝置,於每 個作業裝置的檢查探針,分別設有以渦卷狀捲繞檢査用纜 線之捲繞筒。 按申請項第1 4項記載之發明,在淸掃具後部,與淸 掃具一起壓送檢査探針,所以壓送機構可與淸掃手段一起 -10- 衣紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 463028 A7 _____B7___ 五、發明説明(8 ) 兼用,達成作業裝置的精巧化。此外,各別將檢查甩纜線 ,渦卷狀捲繞在厚的薄捲繞筒,所以能縮小捲線裝置的厚 度(高度),將機器人本體精巧化。進而確實地捲繞放出 檢查用纜線的同時,檢查用纜線的放出量(檢查探針的位 ,置)也能由捲繞筒的旋轉角做正確的撐握,順利地進行因 檢查探針的檢查。 申請項第15項記載之熱交換器用作業機器人之運轉 方法,其特徵爲:在貫設開口多數根細管的水平管板上, 移動自如地配置機器人本體;在機器人本體,4根兼用臂 是伸縮自如的,且基端部是被轉動自如地設在垂直管板的 軸心周圓;該些全部4根兼用臂,或3根,是藉由從各個 前端的作業裝置,將連結固定具插入而固定在細管,機器 人本體乃爲被定位的狀態;驅動控制被固定在前述細管時 的4根兼用臂的臂伸縮裝置及臂轉動裝置的8個驅動系、 或是前述3根兼用臂的臂伸縮裝置及臂轉動裝置的6個驅 動系中的至少3個驅動系的同時,剩下的驅動系成爲可追 隨被驅動控制的前述驅動系的自由狀態,而定位固定機器 人本體及沿著管板使之移動。 按申請項第1 5項之發明,4根或3根兼用臂的8個 驅動系或6個驅動系中,藉由至少驅動控制3個,細管就 不會受到過大的負荷,即可定位固定及移動機器人本體, 防患細管和機器人的故障和破損。 申請項第16項之熱交換器用作業機器人之運轉方法 ’其特徵爲:在貫設開口多數根細管的傾斜或垂直方向的 -----:--------展— — - 广) (請先聞面之注意事項再填寫本頁) ο 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ ]」_ 463028 A7 ____. _B7_ 五、發明説明(9 ) 管板上,移動自如地配置機器人本體;在機器人本體,4 根兼用臂是伸縮自如的,且基端部是被轉動自姐地設在垂 直管板的軸心周圓;該些全部4根兼用臂,或3根,是藉 由從各個前端的作業裝置,將連結固定具插入而固定在細 管,機器人本體乃爲被定位的狀態;分別驅動控制4根兼 用臂的臂伸縮裝置及臂轉動裝置的8個驅動系、或是前述 3根兼用臂的臂伸縮裝置及臂轉動裝置的6個驅動系中, 前端部位於最上部的兼用臂的臂伸縮裝置與臂轉動裝置的 2個驅動系:驅動控制其他兼用臂的驅動系中的至少1個 驅動系的同時,剩下的驅動系成爲可追隨被驅動控制的前 述驅動系的自由狀態。 按申請項第1 6項之發明,藉由在被配置在上下方向 的管板,分別驅動控制前端部位於最上部的兼用臂的兩個 驅動系,且驅動控制除此以外的兼用臂的至少一個驅動系 ,在傾斜或垂直方向的管板上,細管不會受到過大的負荷 ,更能將機器人本體做精度佳的定位固定,防患細管和機 器人的故障和破損。 申請項第17項之熱交換器用作業機器人之運轉方法 ,於申請項第1 6項中,其特徵爲:前端位於最上部,而 除去被驅動系驅動控制的最上部兼用臂的兼用臂,是從最 上部兼用臂前端的連結固定具,拉過通過另一兼用臂轉動 中心之中線;從該些轉動心中,在中線兩側’於所定角度 範圍內,具有該兼用臂的場合,驅動控制兼用臂的臂轉動 裝置的同時,令臂伸縮裝置成爲可追隨被驅動控制的驅動 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) β. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉Α4规格(210X297公釐〉 -12- 463028 A7 B7 五、發明説明(10 ) 系的自由狀態;從該些轉動中心,在中線兩側,於所定角 度範圍以外,具有該兼用臂的場合,驅動控制兼用臂的臂 伸縮裝置的同時,令臂轉動裝置成爲可追隨被驅動控制的 驅動系的自由狀態。 • 按申請項第1 7項記載之發明,定位保持及移動機器 人本體時,根據最上部以外的兼用臂的位置,該兼用臂的 臂伸縮裝置及臂轉動裝置中,選手易支持以最上部的兼用 臂前端部爲中心的轉矩加以驅動控制,所以能用很小的動 力,將機器心本體做定位保持及正確地移動。 申請項第18項記載之熱交換器用作業機器人之運轉 方法,其特徵爲:在多數根細管被貫設開口的管板上,移 動自如地配置機器人本體;在機器人本體,4根兼用臂是 伸縮自如的,且基端部是被轉動自如地設在垂直管板的軸 心周圓;該些4根兼用臂中的3根兼用臂,藉由從各兼用 臂前端的作業裝置,讓連結固定具插入細管而被固定之, 機器人本體就會被定位;在此狀態,剩下的兼用臂會被移 動,作業裝置就會被停止在細管的相對位置;分別將伸縮 該兼用臂的臂伸縮裝置及轉動兼用臂的臂轉動裝置的兩驅 動系,成爲可暫時負荷追隨的自由狀態,最初的插入構件 就會從作業裝置被插入細管。 按申請項第1 8項記載之構成,即使被移動的兼用臂 的作業裝置針對細管而偏位的場合,也可藉由兼用臂的兩 驅動系變自由,吸收位移,將最初的插入構件順利地插入 細管,藉此作業裝置即可被定位,然後將插入構成順利地 -----Ί.--Ίί — —戈~ί .- -. (諳先閲讀背面之注意事項再填寫t頁) 訂 r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS > A4規格(210 X 297公釐) _ j 3 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463023 A7 B7五、發明说明(11) 插入細管。_ 申請項第19項記載之熱交換器用作業機器人之運轉 方法,其特徵爲:在多數根細管被貫設開口的管板上,移 動自如地配置機器人本體,在該機器人本體伸縮自如’且 基端部轉動自如地被設在垂直管板的軸心周圓的4根兼用 臂中的至少3根兼用臂,藉由從從各個前端的.作業裝置透 過壓入噴嘴,讓連結固定具插入固定在細管,機器人本體 就會被定位,在各兼用臂,將前述作業裝置利甩可出退地 被設在管板的壓入驅動裝置,讓機器人本體的作業基準位 置,被設定在從管板離開所定距離的位置;1根兼用臂的 作業裝置脫離作業完的細管,被移動到下一根細管被定位 時,乃藉由驅動另3根兼用臂的壓制驅動裝置,使機器人 本體接近管板,藉由脫離該兼用臂的連結固定具,補正機 器人本體的兼用臂離間管板的移位量,使該兼用臂的壓入 噴嘴接近細管。 按申請項第1 9項記載之構成,從細管抽出連結固定 具時,機器人本體的該兼用臂會因此時的反力而突出,壓 入噴嘴就不會在下一根細管的相對位置接近細管,淸掃具 和連結固定具就很難插入。但藉由驅動剩下的兼用臂的壓 入驅動裝置,使機器人本體接近管板,就能夠使被移動的 兼用臂的壓入噴嘴確實地接近細管,順利地進行插入淸掃 具和連結固定具。 申請項第2 0項記載之熱交換器用作業機器人之運轉 方法’其特徵爲:在貫設開口多數根細管的管板上,移動 請 先 閲 之 注
I 訂 線
If 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14 - 463028 A7 B7 五、發明説明(12 ) (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 自如地配置機器人本體,伸縮自如且轉動自如地被設在該 機器人本體的4根兼用臂中的至少3根兼用臂,乃藉由從 各自的前端作業裝置,透過壓入噴嘴,讓連結固定具插入 細管被固定,機器人本體就會被定位,在各兼用臂,將前 述作業裝置利用可出退地設在管板的壓入驅動裝置,從管 板被設定在最接近機器人本體的作業基準位置的位置之同 時,將因該壓入驅動裝置的壓入噴嘴的突出限,只自作業 基準位置離開所定矩離製成細管;1根兼用臂的作業裝置 脫離作業完的細管,被移動定位到下一根細管時,藉由利 用該兼用臂的壓入驅動裝置,使壓入噴嘴移動到突出限爲 止,使之接近細管,利用脫離該兼用臂的連結固定具,補 正機器人本體的兼用臂離間管板的移位,使壓入噴嘴接近 細管;從該作業裝置透過壓入噴嘴,將連結固定具插入固 定在細管後,驅動該兼用臂的壓入驅動機構,使機器人本 體後退到基準作業位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按申請項第2 0項記載之構成,藉由令機器人的作業 基準位置接近管板,更將各壓入驅動裝置的衝程設定在管 板這邊,達到與申請項第1 8項同樣的效果。 〔用以實施本發明之最佳形態〕 於第1圖至第5圖中,被設置在所謂發電廠等的復水 器1,如第3圖、第4圖所示,從一邊的水室2 A連接到 另一邊的水室2 B,而配置有流著冷卻水的多根細管3。 由於使用在此復水器1的冷卻水爲一般的海水,必須定期 -15- 本紙張尺度適用中國國家操準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 463028 A7 B7 五、發明説明(13 ) 淸理細管3 _,檢查龜裂等損傷。此淸理、檢査用機器人( 以下簡稱機器人)1 1係淸理檢查該些細管3,多根細管 3係沿著貫設開口的管板4而自由移行,在細管3內插入 淸掃具的淸掃電刷1 2,利用壓力流體的淸掃水,使淸掃 電刷1 2移動,加以淸掃細管3 =更在淸掃電刷1 2的後 部,插入檢查探針的驗傷探針1 3,利用前述清掃水與淸 掃電刷1 2 —起移動,利用驗傷探針1 3進行細管3的驗 傷檢查。 (支援設備) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而做爲此機器人1 1的支援設備,如第3圖所示,在 機器人11具備有:供給淸掃電刷12之電刷補給裝置 1 4、和在機器人1 1供給驅動源的油壓之油壓組1 5、 和供給成爲淸掃電刷1 2等的移動源的淸掃水之給水幫浦 組1 6、和防止機器人11從管板4掉落之掉落防止裝置 1 7、和控制機器人1 1及該些支援設備的同時,從來自 驗傷探針1 3的檢測信號,加以儲存細管3的檢查資料之 控制裝置1 8。 在此機器人1 1的淸掃電刷1 2,如第5圖所示,具 備有:在外周出退自如的4根移動及作業兼用之第1至第 4兼用臂22A至22D,分別在各第1至第4兼用臂 22A至2 2D的前端部配置作業裝置2 4。在該些作業 裝置2 4分別具備有:於所定的細管3插入連結固定具的 內噴嘴2 3,分別在第1至第4兼用臂2 2A至.2 2D固 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 4 6 3 Q 28 A7 B7 五、發明説明(14 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 定(可稍微轉動)在細管3之定位機構、和在細管3內插 入淸掃電刷1 2之淸掃具插入機構、和在細管3內於淸掃 電刷1 2的後部插入驗傷探針1 3之探針插入機構、和利 用淸掃水將淸掃電刷1 2及驗傷探針1 3壓入細管3內之 壓送機構。而在機器人本體2 1設有:透過檢查用纜線 3 0將驗傷探針1 3拉回細管3內之探針退回機器、和透 過移動細管3內的驗傷探針13來檢查細管3龜裂等之細 管檢查機器、和利用前述定位機構出退被固定的第1至第 4兼用臂2 2A至2 2D,使機器人本體_2 1移動之移動 機構。然後以前述淸掃具插入機構與壓送手段構成淸掃手 段,而以前述探針插入機構、壓送機構、探針退回機構以 及細管檢查機構構成探針插入檢査手段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而該些第1至第4兼用臂2 2A至2 2D,乃各個基 端部,是在機器人本體2 1的正面,於隔著9 0°的位置 ,轉動自如地設在平行於垂直管板4的機器人軸心0的軸 心周圓。亦即在機器人本體2 1隔著9 0 °位置設有臂轉 動裝置的油壓式臂轉動馬達2 5,利用該些臂轉動馬達 25,讓第1至第4兼用臂2 2A至2 2D在所定範圍轉 動。而分別在第1至第4兼用臂2 2A至2 2 D內裝有臂 伸縮裝置之臂伸縮油壓缸裝置2 6。然後利用該些臂轉動 馬達2 5與臂伸縮油壓缸裝置2 6,讓配置在第1至第4 兼用臂2 2A至2 2D前端部的作業裝置2 4,在後退接 近機器人本體2 1的收納位置(與第1 5圖的電刷分配位 置b至e同)與相對於伸展選擇至外周的細管3之作業位 -17 - 本紙張尺度適用中國國家椟準(CNS ) A4规格(210X2.97公釐) (4 6 3〇28 at ___B7_ 五、發明説明(15 ) 置之間而往復移動(參照第1 5圖)。 而在機器人本體21設有:在正面部具有臂驅動馬達 2 5之臂保持部2 7、.和分別在各第1至第4兼用臂 2 2 A至2 2 D的作業置2 4送入淸掃電刷之電刷分配裝 置2 8、和構成捲繞驗傷探針1 3的檢查用纜線3 0的探 針退回機構之捲線裝置2 9。1 9爲覆蓋機器人本體2 1 之蓋體。 然後利用前述定位機構,譲內噴嘴2 3以插入固定在 細管3的狀態,加以驅動構成前述移動機構的第1至第4 兼用臂2 2A至2 2D的臂轉動馬達2 5及臂伸縮油壓缸 裝置2 6,藉此讓機器人本體2 1沿著管板4移動至目的 位置。而第1至第4兼用臂2 2 A至2 2 D中的3根,譬 如第1、第3、第4兼用臂22A、22C、22D被在 固定在細管3,並於進行淸掃及檢查期間,讓剩下的第2 兼用臂2 2 B脫離細管3 ,從電刷分配裝置2 8取得淸掃 電刷1 2,移動至下一根細管3。 而在機器人本體21及蓋體19,如第1圖、第2圖 所示,以第1至第4兼用臂2 2A至2 2D在收縮、後退 的收納位置,形成收容作業裝置2 4的收容空間部1 9 a ,如第2圖所示,在此收納位置,機器人1 1是構成以機 器人軸心0爲中心的圓柱形。藉此,該收納狀態的機器人 11的直徑是爲可通過水室2A的人孔5 (第3圖)的直 徑以下的尺寸,不分解機器人1 1就可通過狹窄的人孔5 ,而進出水室2 A。此種因機器人1 1爲圓柱形,所以能 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4ϋ(210Χ297公釐) ~18 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫木頁) .-—:訂· 線 ;:χ hi. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463028 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____五、發明説明(16 ) 大幅削減在水室2 A的準備作業時間及撤收作業時間。 (第1至第4兼用臂2 2A至2 2D) 首先,參照第6圖至第1 2圖說明第1至第4兼用臂 _2 2A至22D。如第6圖至第8圖所示,第1至第4兼 用臂2 2A至2 2D爲同一構成。然後在臂保持部27的 正面框3 1,平均9 0度配設4個臂轉動馬達2 5。然後 在突出於正面的臂轉動馬達2 5的輸出軸2 5 a,安裝臂 油壓缸框3 2,在此臂油壓缸框3 2 —體地設置臂伸縮油 壓缸2 6。 此臂伸縮油壓缸裝置2 6,爲可以支持負荷活塞桿 2 6 b的扭矩的雙桿型油壓缸裝置。亦即,於形成在油壓 缸框3 2的圓形斷面的油壓缸孔2 6 a,滑動自如地配置 圓柱形的活塞2 6 b,被連結在此活塞2 6 b前後的2根 雙活塞桿26c、26d中,至少一邊,譬如前端的前部 桿2 6 c是形成矩形斷面。然後貫通此前部桿2 6 c的前 部油壓缸頭2 6 e的導孔2 6 f也是形成矩形斷面禁止轉 動1還介裝一密封件。因而,就算在前部桿2 6 c負荷扭 矩’還是可透過導孔2 6 f支持前部油壓缸頭2 6 e,所 以不需要習知所需的導桿等附屬止轉機構,即可將第1至 第4兼用臂2 2A至2 2D加以精巧化。再者,將後部桿 2 6 d形成可止轉的斷面亦可,而將油壓缸孔2 6 a及活 塞2 6 b形成橢圓形斷面或矩形等可止轉的斷面形狀亦可 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 _ 線、 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) A4規格(210X297公釐) -19- 463023 A 7 ___ -__B7_ 五、發明説明(17) (作業裝置2 4 ) 利用前部桿2 6 c,在出退自如地配置在外周的作業 裝置2 4,設有定位機構、淸掃具插入機構、探針插入機 構及壓送機構。此外具備有:將作業裝置2 4於正面出退 •自如的壓制驅動裝置之壓制油壓缸裝置3 4、和利用此壓 制油壓缸裝置3 4支持出退的作業裝置2 4之出退框3 5 。然後讓壓入裝置的壓入油壓缸裝置3 8設在出退框3 5 ,就能利用壓入油壓缸裝置3 8,將淸掃電刷1_ 2、驗傷 探針13及內噴嘴23壓入細管3。 詳細說明該作業裝置2 4。在臂伸縮油壓缸裝置2 6 的前部桿2 6 c,透過矩形孔來垂設固定壓制油壓缸裝置 •34的油壓缸筒34a ,在壓制油壓缸裝置34的活塞桿 3 4 b安裝出退框3 5。此出退框3 5係以具有形成壓入 口 4 1 a的壓入噴嘴4 1之前端構件3 5 a、和連結活塞 桿3 4 b之基端構件3 5 b、和連結前端構件3 5 a與基 端構件35b的2根導桿36、和1根引導支軸37及圓 弧形蓋3 3所構成。然後在前端構件3 5設有滑動自如地 外嵌在壓制油壓缸裝置3 4的油壓缸筒3 4 a之滑軌 3 5 c。而被設在基端構件3 5 b的壓入油壓缸裝置3 8 ,是在基端構件3 5 b立設固定油壓缸筒3 8 a,向著壓 入口 4 1 a出退驅動活塞桿38b。在前述滑軌36、 3 6沿著壓入口 4 1 a配設移動自如的壓入構件3 9,在 此壓入構件3 9形成自如卡脫在內噴嘴2 3之卡合凹部 3 9 a,同時連結壓入油壓缸裝置3 8的活塞桿3 b。 (請先閲讀背面之注意事項再填頁) 訂· .線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463〇28 A7 ___B7___ 五、發明説明(18 ) 而在引導支軸3 7配設在軸心0 a上的壓入位置、和 以引導支軸3 7爲中心,從軸心0錯開所定角度(譬如 90° )的待機位置之間自如轉動之插入引導體40。 可是,在細管3依序插入淸掃電刷1 2、驗傷探針 •1 3與內噴嘴2 3的場合,將各構件並排一列而一次壓入 _,但此場合必須加長壓入油壓缸裝置3 8的行程,作業裝 置2 4的全長變長。因此,此作業裝置2 4首先僅將最前 面的淸掃電刷1 2壓入細管3後,接著壓入驗傷探針1 3 與內噴嘴2 3,此種構成兩階段的壓入,能縮短壓入油壓 缸裝置3 8的行程,達到精巧化。 亦即,前述插入引導體4 0係以在出退方向隔著所定 間隔配置的同時,轉動自如地支持在引導支軸3 7的C形 狀上下一對框架40a、40b、和連結框架40a與 40b之4根桿40 c所構成。然後,此插入引導體40 係構成將驗傷探針1 3及內噴嘴2 3,向著壓入口 4 1 a 移動自如地加以保持。而此插入引導體4 0 ,利用被設在引 導支軸3 7前端的螺旋線圏彈簧4 2,從在第1 0圖以假 想線所示的待機位置轉動推迫至以實線所示的壓入位置。 因而,第1至第4兼用臂2 2A至2 2 D收縮後退而 移動至收納位置(第1 5圖的電刷分配位置b至e ),如 第1 4圖(a )所示,被保持在電刷分配裝置2 8的淸掃 電刷1 2若嵌合在出退框3 5,壓入位置的插入引導體 4 0是頂抗螺旋線圈彈簧4 2而轉動到待機位置。然後, 如第1 4圖(b )所示,利用壓入油壓缸裝置3 8透過壓 (请先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 装, 訂 線; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - ^463028 A7 B7 五、發明説明(19 ) 入構件3 9讓淸掃電刷1 2的圓錐形前端壓入 4 1 a ’限制插入引導體4 〇的回復,讓淸掃 持在出退位置。進而若第1至第4兼用臂2 2 被移動至作業位置,如第1 4圖(c ) ( d) 壓入油壓缸裝置3 8透過壓入構件3 9,讓淸 被壓入細管3。此時,刷1 2的前端部進 ,該第1至第4兼用臂2 2A至2 2D的臂轉 與臂伸縮油壓缸裝置2 5,可以吸收暫時追隨 荷的自由狀態(以下稱自由狀態)的位置偏移 壓入構件3 9回到基端,就利用螺旋線圏彈簧 入引導體4 0回到出退位置,在壓入構件3 9 39a卡合內噴嘴23。進而如第14圖(e 示,利用壓入油壓缸裝置3 8透過壓入構件3 探針1 3與內噴嘴2 3壓入細管3_。 壓入口 電刷1 2保 A 至 2 2 D 所示,利用 掃電刷1 2 入細管3時 動馬達2 6 被驅動的負 。其後,若 3 9轉動插 的卡合凹部 )(f )所 9,讓驗傷 請 先 © 之 注 $ 事 項 再 寫 本. 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (內噴嘴2 3 ) 前述內噴嘴2 3理所當然確實地被固定在細管3,但 迅速且確實地解除固定也是很重要的。因此,藉由因發明 人的實驗結果,將單一的塑膠筒在軸心方向壓縮膨脹的習 知型之固定機構,可利用因膨脹的塑膠筒與管內面的摩擦 力加以固定,但軸心方向並無法得到均等的膨脹,除了得 不到巨大的保持力外,還判定無法順利地進行解除。而認 爲習知的構成重點只擺在塑膠筒與管內面的摩擦力上,但 實際上會因塑膠筒周緣部咬入壓縮構件與管內面的空間的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22- 463028 A7 ___B7__ 五、發明説明(20 ) 楔形現象,發現得到巨大的摩擦力。 其結果在此內噴嘴2 3的管固定機構,利用外徑比塑 膠筒窄且硬度爲(J I S ) 6 0以上的硬質合成塑膠製的 複數個彈性環4 3 a、和與該些彈性環4 3 a間介裝在兩 側的襯套環4 3 b構成結合環群4 3。然後,此結合環群 4 3被壓縮在軸心方向,因利用襯套環4 3 b的錐端面的 第1楔形作用,使彈性環4 3 a突出於外周產生摩擦阻力 。進而膨脹的硬質彈性環4 3 a利用咬入襯套環4 3 b與 細管3內面空間的第2楔形作用,內噴嘴2 3會極強固地 被固定在細管3的同時,可迅速且確實地做固定解除。 以下參照第1 2圖、第1 3圖詳細說明此內噴嘴2 3 的構成。此內噴嘴2 3係以在基端卡合壓入構件3 9之壓 入筒4 4、和在此壓入筒4 4的前端滑動自如地嵌合在出 退方向之內筒構件4 5、和被外嵌在內筒構件4 5之結合 環群4 3、和被安裝在壓入筒4 4,而移動自如地被插通 在檢査用纜線3 0之壓入管4 6所構成。然後’壓入筒 4 4係在基端形成卡合壓入構件3 9的卡合凹部3 9 a之 從動筒部4 4 a,滑動自如地外嵌在內筒構件4 5的胴部 4 5 a的壓縮筒部4 4 b與從動筒部4 4 a是透過一對連 結構件4 4 c而連結的。然後在從動筒部4 4 a形成軸心 孔44d,而在壓縮筒部44b形成給水口 44e。內筒 構件4 5係在外嵌結合環群4 3的胴部4 5 a的軸心部 形成插通孔4 5 b的同時,在前端突設防止結合環群4 3 脫落之定塞器4 5 c ==而在胴部4 5 a的基端’穿設一於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本瓦) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23- 4 6 3 0 2 3 A7 B7 五、發明説明(21 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 壓縮結合環群4 3時連通給水口 44 e之注水口 4 5d, 在此胴部4 5 a的基端部突設一卡止在壓入口 4 1 a的入 口的卡止構件之卡止爪4 5 e。 壓入管4 6係具有移動自如地插通驗傷探針1 3的檢 査用纜線3 0之內徑的同時,基端部被同一軸心◦ a固定 在從動筒部4 4 a的軸心孔4 4 d。然後,此壓入管4 6 係通過插通孔4 5 b而使前端到達內噴嘴2 3的前端位置 ,利用此壓入管4 6壓出驗傷探針1 3。於第6圖中, 4 7係引導被連接在驗傷探針1 3的檢查用纜線3 0之導 輪,81係設在第1、第2兼用臂22A、22B,做爲 測定與管板4間的距離,檢測機器人本體2 1位置之距離 感應器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因而,若伸展壓入油壓缸裝置3 8,利用壓入構件 3 9讓內噴嘴2 3移動至前端,驗傷探針1 3會沿著插入 引導體4 0被送出。然後透過壓入口 4 1 a壓入細管3, 淸掃電刷1 2則更深地被壓入。然後內噴嘴2 3被插入壓 入口 4 1 a,若卡止爪4 5 e被卡止在壓入口 4 1 a的入 口,內筒構件4 5就會停止插入,但壓入筒4 4會被更加 地壓入’所以可利用壓縮筒部4 4 b壓縮結合環群4 3。 藉此’以結合環群4 3的第1楔形作用發生摩擦力,利用 第2楔形作用讓內噴嘴2 3強固地固定在細管3。 再者,在此壓入移動的途中,即使在淸掃電刷1 2和 驗傷探針1 3產生壓入阻力的情形,驗傷探針1 3還是能 透過壓入管4 6被壓入壓入筒4 4,所以能限制內筒構件 -24- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS > A4规格(210X297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '4 6 30 28 A7 __B7___ 五、發明説明(22) 4 5的壓入,結合環群4 3也不會被壓縮。 而探針插入機構以壓縮結合環群4 3的狀態.,於形成 在壓入噴嘴4 1的淸掃水供給孔4 8,重疊壓縮筒部 4 4 b的給水口 4 4 e與胴部4 5 a的注水口 4 5 d,對 此淸掃水供給孔4 8供給淸掃水’藉此透過給水口 4 4 e 及注水口 4 5 d,而從內噴嘴2 3對細管3內輸送淸掃水 ,淸掃電刷12及驗傷探針13就會沿著細管3而被壓出 來淸掃細管3 ° (電刷分配裝置2 8 ) 接著參照第1 5圖至第1 8圖加以說明分別在第1至 第4兼用臂2 2 A至2 2 D的作業裝置2 4 ’送入淸掃電 刷1 2的淸掃具分配裝置之電刷分配裝置2 8。+ 電刷分配裝置2 8係被配置在臂保持部2 7外周部的 電刷補給位置a。然後以從電刷補給裝置1 4透過柔軟的 電刷供給管5 4,依序供給淸掃電刷1 2之電刷補給具 51、和被配置在第1至第4兼用臂22A至22D的電 刷分配位置(與收納位置同)b至e的反力承接具5 2、 和以正面框3 1的軸心〇爲中心自如旋轉且自如伸縮的補 給臂裝置5 3所構成。然後利用此補給臂裝置5 3,接收 被保持在電刷補給具5 1的淸掃電刷1 2,而從電刷補給 位置a分配補給到電刷分配位置b至e的構成。 前述電刷補給具5 1,如第1 8圖所示,連接電刷供 給管5 4的圓筒形本體部5 1 a的前端,安裝有構成圓筒 ^紙1尺度適用中國國家標準(〇邮)八4規格(210父297公釐) :25- (請先閲讀背面之注意事項再填本頁)
463028 A7 ____^_B7___ 五、發明説明(23 ) 一部分的承接板5 1 c之電刷蓋5 1 b。然後’在本體部 51a,.透過接線方向的插銷5 5b轉動自如地配設暫時 停止從電刷供給管5 4輸送淸掃電刷1 2之電刷停止桿 5 5,利用彈簧5 5 a轉動推迫到突出側。進而,在電刷 卡止桿5 5的基端突出從動部5 5 c,後述的補給臂裝置 5 3的電刷夾具5 6,被嵌合在電刷蓋5 1 b.時,從動部 5 5 c會頂抗推壓彈簧5 5 a,讓電刷卡止桿5 5後退, 使淸掃電刷1 2從本體部5 1供給至淸掃具夾具的電刷夾 具5 6。 補給臂裝置5 3係在正面框3 1的軸心〇位置配設電 刷分配用馬達5 7,在電刷分配用馬達5 7的輸出軸 57a ,安裝構成旋轉臂的電刷出退用油壓缸裝置58之 油壓缸筒5 8 a。更在電刷出退用油壓缸裝置5 8的活塞 桿5 8 b安裝前述電刷夾具5 6。此電刷夾具5 6爲可嵌 合在電刷蓋5 1 b的略半圓形,在前端部安裝防止淸掃電 刷1 2脫落之電刷承接塊5 6 a。再者,各電刷分配位置 b至e的反力承接具5 2,係將被保持在電刷保持具5 6 的淸掃電刷12,以負荷於交付至第1至第4兼用臂 2 2A至2 2D的出退臂3 5之際的轉動力加以保持。 因而,由電刷補給裝置1 4透過電刷供給管5 4,被 送至電刷補給位置a的淸掃電刷1 2,係利用電刷補給具 5 1的電刷卡止桿5 5暫時停止在本體部5 1 a。然後, 補給臂裝置5 3的電刷夾具5 6,係利用嵌合在電刷蓋 5 1 b,讓電刷卡止桿5 5後退,將淸掃電刷1 .2交付至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (请先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 -線: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 463028 A7 B7 五、發明説明(24) 電刷夾具5 6。接著,回迴避與臂旋轉馬達2 5接觸的緣 故,電刷出退油壓缸裝置5 8會收縮,利用電刷分配馬達 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 5 7,讓電刷夾具5 6沿著內周經路A而旋轉移動,停止 在目的的第1至第4兼用臂2 2A至2 2D的對應位置。 之後,利用電刷出退油壓缸裝置5 8,讓電刷夾具5 6突 出到電刷分配準備位置b /至e >,進而旋轉,讓淸掃電 刷1 2停止在電刷分配位置b至e。藉此,依序送出的淸 掃電刷1 2乃分別被分配供給到第1至第4兼用臂2 2 A 至 2 2 D。 (捲線裝置2 9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次,參照第1 9圖至第2 0圖說明構成探針返送機 構的捲線裝置2 9。該捲線裝置2 9係爲分別渦卷狀捲繞 第1至第4兼用臂2 2A至2 2D所使用的各驗傷探針 1 3的檢查用纜線3 0,於配置在機器人軸心Ο位置的支 持筒6 1,分別旋轉自如地支持4個捲輪筒6 2。該些捲 輪筒6 2係利用隔著相當於檢查用纜線.3 0的寬度的收容 空間而配置的一對收納導板6 2 a形成的,在各收納空間 將檢查用纜線3 0以渦卷狀捲繞》 旋轉驅動各捲輪筒6 2的筒捲繞裝置6 3,係利用每 9 0°配置在捲輪筒6 2外周部的驅動齒輪6 4,構成旋 轉驅動各捲輪筒6 2。亦即,於配設在支持筒6 1的捲輪 筒6 2的正面部、中間部及背面部的輪支持板6 5 A至 6 5C,每9 0°旋轉自如地設有平行軸心0的4根旋轉 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 4 6 30 28 A7 B7 五、發明説明(25 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 軸6 6 °然後’安裝在各旋轉軸6 6的前述驅動齒輪6 4 ’嚙合於分別設在各收納導板6 2 a外周部的環齒輪6 7 。此外,於設在支持筒6 1正面的馬達箱68內,每90 。設有4個筒旋轉馬達6 9,在各個輸出軸的驅動計時齒 輪7 0與旋轉軸6 6的從動計時齒輪7 1之間分別圈套計 時皮帶7 2而連結連動的。因而,利用筒旋轉馬達6 9, 分別旋轉驅動捲繞筒6 2,將檢查用纜線加以放線捲線的 同時,可在檢查用纜線3 〇以所定負荷增加張力防止鬆弛 。 」
V (運轉方法) 其次,說明上述構成的熱交換器用作業機器人的運轉 方法。 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1.(機器的搬入、準備)第1至第4兼用臂2 2A至 2 2D被保持在收納位置的機器人1 1,從人孔5搬入水 室2A內。然後,機器人本體2 1被配置在管板4的作業 開始位置,在作業位置展開的第1至第4兼用臂2 2A至 2 2 D的作業裝置2 4會被驅動,而各內噴嘴2 3會被插 入固定在細管3,設定機器人1 1。分別設定其他支援設 備的電刷供給裝置1 4、油壓組1 5、給水幫浦組1 6、 掉落防止裝置1 7及控制裝置1 8,在控制裝置1 8輸入 細管3的配置和機器人本體21的移行經路。 2 .(電刷供給)從電刷供給裝置1 4透過電刷供給管 5 4,在電刷補給位置a的電刷補給具5 1依序供給淸掃 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210 X 297公釐) -28 - 463023 A7 B7 五、發明説明(26 ) (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 電刷1 2,卡合在電刷卡止桿5 5。接著,補給臂裝置 5 3到達電刷補給位置a時,電刷夾具5 6會被嵌合在電 刷桿5 1 b,而後退作動電刷卡止焊5 5,將淸掃電刷 1 2交付至電刷夾具5 6。然後,利用補給臂裝置5 3, .旋轉移動及出退移動電刷夾具56,從目的的第1至第4 兼用臂2 2A至2 2D的電刷分配準備位置b/至e /移 動停止在電刷分配位置b至e。接著,收縮轉動第1至第 4兼用臂2 2A至2 2D,而移動到電刷分配位置b至e (收納位置),被保持在電刷夾具5 6的淸掃電刷1 2被 嵌合在出退臂3 5時,壓入位置的插入引導體4 0會轉動 到待機位置,進行利用壓入油壓缸裝置3 8,該淸掃電刷 1 2的前端部壓入保持在壓入口 4 1 a。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3.(插入與固定)伸展轉動第1至第4兼用臂2 2A 至2 2 D而移動到作業位置時,利用壓入油壓缸裝置3 8 透過壓入構件3 9,讓最初的插入構件的淸掃電刷1 2壓 入細管3。此時淸掃電刷1 2的前端部進入細管3時,臂 轉動馬達2 5與臂伸縮油壓缸裝置2 6,暫時爲自由狀態 ,位置偏移吸收,滑順地被壓入。然後壓入構件3 9恢復 到基端時,插入引導體4 0會回復到原來位置。接著,利 用壓入油壓缸裝置3 8讓壓入構件3 9移動到前端,驗傷 探針1 3與內噴嘴2 3則透過壓入口 4 1 a被壓入細管3 。此時若內噴嘴2 3被插入壓入口 4 1 a時,會透過卡止 爪45e來卡止內筒部45,壓入筒44更被壓入,藉此 壓縮結合環群4 3,利用各彈性環4 3 a的膨脹.壓出至外 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -29 - 463028 A7 ___B7_ 五、發明説明(27 ) 周,內噴嘴2 3就會被強固地固定在細管3。 4.(機器人的定位)此例,若1根譬如第2兼用臂 2 2 B脫離細管3,另3根的第1、第3、第4兼用臂 22A、22C、22D的內噴嘴23爲被固定在細管3 內的狀態,機器人本體2 1會被保持在一定位置。因而, 此時3根的第1、第3、第4兼用臂2 2 A、2 2 C ' 2 2 D的各臂轉動馬達2 5與臂伸縮油壓缸裝置2 6全部 被驅動控制時,起因於製作誤差和應變,而透過內噴嘴 2 3,使細管3受到過大的負荷,有可能造成損傷細管3 和機器人1 1的原因。於是,由第1、第3、第4兼用臂 22A、22C、22D的臂轉動馬達25與臂伸縮油壓 缸裝置2 6組成的6個驅動系中,驅動控制3個就能將機 器人本體2 1定位。並且實際上,起因於機械精度不良等 ,而判斷以3個驅動系的驅動控制,具有降低定位精度的 傾向。因而,此例係驅動控制4個驅動系,將其他的驅動 系,以可追隨被驅動控制的驅動系的自由狀態,達到提升 定位精度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦即,如第2 1圖所示,上下方向的管板4,乃先控 制驅動位於最上位的第1兼用臂2 2 A的臂轉動馬達2 5 與臂伸縮油壓缸裝置2 6。進而以第3、第4兼用臂 22C、22D,從第1兼用臂22A的內噴嘴23的軸 心〇 a拉至通過臂轉動馬達2 5的輸出軸2 5 a的中線 L a、L b。然後,在中線L a、L b兩側驅動制以輪出 軸2 5 a爲中心的角度α的範圍的第3兼用臂2 2 C的場 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) _ 3〇 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :463028 A7 ____B7____ 五、發明説明(28) 合,驅動控制臂轉動馬達2 5的同時,將臂伸縮油壓缸裝 置26變自由。此外,於驅動控制在角度α的範領的第4 兼用臂2 2 D的場合,相反地將臂轉動馬達2 5變自由, 加以控制臂伸縮油壓缸裝置2 6。該角度^的範圍係選擇 有效支持以第1兼用臂22Α的內噴嘴23爲中心的轉矩 的調節器,此例譬如設定爲α =約4 5 °左右.。 5.(機器人本體2 1的壓制)機器人本體2 1係從管 板4保持一定距離(作業基準位置)的緣故,分別在位於 上位的第1、第2兼用臂22Α、22Β配置距離感應器 8 1,來控制機器人本體2 1的位置。 譬如第1兼用臂2 2Α拔出細管3時,會利用在不均 等位置的不穩定位置的第2至第4兼用臂2 2 Β至2 2 D 保持機器人本體2 1的同時,起因於拔出時的反力、機器 人機構的鬆懈、應變,第1兼用臂2 2 Α的機器人本體 2 1會有稍微離開管板4的傾向。因此即使第1兼用臂 2 2 A移動到下一根細管3,壓入噴嘴4 1還是會離開細 管3的開口部,具有無法正確插入最初的插入構件的淸掃 電刷1 2之虞。 爲解決此情況,本實施形態,使機器人本體2 1從作 業基準位置只所定距離接近管板4。亦即,第1兼用臂 2 2 A,在收取淸掃電刷1 2的移動中,第2至第4兼用 臂2 2 B至2 2D係分別固定在細管3內。此時,在第2 至第4兼用臂2 2 B至2 2D的壓制油壓缸裝置3 4,以 推迫至細管3內側的壓制功能作用內噴嘴2 3的同時,機 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) .„ (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁)
經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 463028 A7 B7 五、發明説明(29 ) 器人本體2 1則位於一定距離離開管板4的作業基準位置 。若第1兼用臂2 2 A相對目的的細管3而停止時,此壓 制功能會被解除,機器人本體2 1會被移動到只所定距離 接近管板4的接近位置。藉此,第1兼用臂2 2A的壓入 噴嘴4 1就會確實也接近細管3,滑順地插入淸掃電刷 1 2、驗傷探針1 3及內噴嘴2 3。插入內噴嘴2 3後’ 使壓制油壓缸裝置3 4作用壓制功能,讓機器人本體2 1 從接近位置後退恢復到作業基準位。藉此,就可解決因拔 出內噴嘴2 3時的機器人本體2 1的姿勢移位問題。 此外,取代上述方法,將機器人本體2 1的作業基準 位置位於最接近管板4的位置,將因各壓制油壓缸裝置 3 4的壓入噴嘴4 1的突出界限,設定在比作業基準位置 只離所定距離的壓入細管3。藉此,譬如第1兼用臂 2 2 A脫離細管3的場合,在下一根細管3位置,將第1 兼用臂2 2 A的壓入距離,超過作業基準位置而壓入’藉 此,就能使壓入噴嘴4 1確實地接近細管3。然後,插入 內噴嘴2 3後,將第1兼用臂_2 2A的壓入距離’回到原 位而恢復到作業基準位置就可。 6 .(淸掃與驗傷)結合環群4 3被壓縮的狀態’從給 水幫浦組1 6透過給水筒及給水管,被供給至淸掃水供給 孔4 8的淸掃水,是透過給水口 44 e及注水口 4 5 d被 供給至內噴嘴2 3內。藉此,淸掃電刷1 2與驗傷探針 1 3會沿著細管3被壓入而移動,利用淸掃電刷1 2淸掃 細管3的內面。此時驗傷探針1 3的檢查用纜線3 0會從 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本百)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0 X 297公釐〉 -32 - 463023 A7 B7 五、發明説明(30 ) 自由狀態的捲繞筒6 2被放出。此外,檢查用纜線〇的 長度,是利用捲繞筒6 2 (筒旋轉馬達6 9 )的旋轉角所 檢測。藉此,檢查用纜線3 0的放出長度可達到細管3的 長度,驗傷探針1 3脫離細管3出口時,制動器在捲繞筒 •6 2發生作用停止放線,.驗傷探針1 3就會停止。然後, 筒旋轉馬達6 9會被驅動,檢查用纜線3 0就會被捲繞在 捲繞筒6 2,驗傷探針1 3就會沿著細管3而被拉回。在 此復路的移動中實施細管3的驗傷檢查,.因捲繞筒6 2 ( 筒旋轉馬達6 9 )的旋轉角的驗傷探針1 3的位置資料與 來自驗傷探針1 3的檢查信號,會被送至控制裝置1 8, 以實時檢查淸掃之後的細管3。進而從細管3透過壓入噴 嘴4 1,回到出退框3 5的插入引導體4 0,若淸掃及檢 查完成時,即移動到下一根細管3。 再者,此例,在復路的移動中實施驗傷檢査,但在與 淸掃電刷1 2 —起移動的往路實施驗傷檢查亦可。此場合 ,因將復路的驗傷探針1 3的移動速度更加提高,所以可 更爲縮短檢查所要的循環時間。 7 .(兼用臂的移動)從內噴嘴2 3安裝之後,開始其 他的i兼用臂2 2 A至2 2 D的(電刷的供給$動,每一 第1至第4兼用臂2 2 A至2 2 D就會依序重覆上述動作 〇 8.(機器人的移動)機器人本體2 1被移動的情形下 ,所有的第1至第4兼用臂2 2 A至2 2 D是透過內噴嘴 2 3被固定在細管3的狀態,臂轉動馬達2 5及臂伸縮油 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2i〇x297公藿} -33- 463028 A7 ' B7 五、發明説明(31 ) 壓缸裝置2 6的4個驅動系會被驅動,機器人本體21就 會被移動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (效果) 按上述實施形態’因在機器人本體21沿著管板4而 .可於外周出退自如地設有4根第1至第4兼用臂2 2 A至 2 2D,分別在第1至第4兼用臂2 2A至2 2 E)的前端 部,設置具有淸掃機構及移動機構的作業裝置2 4 ’所以 能令機器人11沿著管板4在任意方向移動。此外’相較 於將淸掃機構與移動機構分開的習知機器人’更能減少臂 等構件的件數,進而使第1至第4兼用臂2 2A至2 2D 後退,就能將機器人1 1精巧化。藉此,也能很容易的透 過人孔5搬入搬出水室2 A內,使組裝和分解等的準備作 業減少,縮短作業時間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外選擇第1至第4兼用臂與各個作業裝置2 4而依 序驅動,利用3根兼用臂2 2A至2 2 D進行機器人本體 2 1的移動與定位。在該定位作動中,利用各作業裝置 2 4進行細管3淸掃作業的同時,剩下的兼用臂2 2 A至 2 2 D會被出退驅動,而作業裝置2 4就會被移動到新的 細管3。因而,組合利用第1至第4兼用臂2 2A至 2 2 D的移動及淸掃作業與作業裝置2 4的移動,就能效 率佳的進行細管3的淸掃作業,大幅地縮短淸掃作業時間 〇 進而將第1至第4兼用臂2 2A至2 2D,利用臂轉 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 463028 A7 ___-__B7_ 五、發明説明(32 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本買) 動馬達2 5與臂伸縮油壓缸裝置2 6自由地轉動,且自由 地伸縮,成爲極單純的構造,也能夠很容易地進行第1至 第4兼用臂2 2A至2 2D的動作控制。 進而此外,在機器人本體21及蓋體19形成收容空 間部19,因第1至第4兼用2 2A至2 2D是構成在收 縮、後退的收納位置,機器人1 1全體以機器人軸心0爲 中心的圓柱形,所以不分解機器人1 1還是能通過狹窄的 人孔5出入水室2 A,大幅地削減在水室2 A的準備及徹 去作業時間。 此外,在作業裝置2 4設有:移動自如地保持驗傷探 針1 3與內噴嘴2 3之插入引導體4 0,因插入引導體 4 0是轉動自如地設在壓入位置與待機位置之間,所以能 將淸掃電刷1 2、驗傷探針1 3及內噴嘴2 3,分兩階段 壓入細管3,就可縮短壓入油壓缸裝置3 8的行程,而將 作業裝置2 4精巧化。 進而,因在內噴嘴2 3構成壓縮交互配置彈性環 4 3a與襯套環43b的結合環群43,在細管3內被壓 經濟部智慧財產局員工消費合作社印较 縮擴張,所以能利用在襯套環4 3 b與細管3內面的空間 部放入彈性環4 3 a的第2楔形作用,將作業裝置2 4強 固地固定在細管3,進而利用解除壓縮,就能迅速且確實 地解除固定。 進而此外,將從電刷補給裝置1 4透過電刷供給管 5 4,依序被送至機器人本體2 1的淸掃電刷1 2,交付 到電刷分配裝置2 8的電刷補給具5 1,進而旋轉及出退 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 35 - V463028 A7 B7 五、發明説明(33 ) 補給臂裝置5 3的電刷夾具5 6,交接至各電刷分配位置 b至e ’所以比之分別直接在各作業裝置2 4送入淸掃電 刷1 2 ’還要能將機器人1 1小型化,精巧地構成機器人 11° 此外’因在作業裝置2 4利用探針插入機構與探針返 送機構,將淸掃之後的細管3內,於移動中利用驗傷探針 1 3進行細管3的檢查,所以能以實時得到淸掃之後的細 管3的檢査資料,大幅地提升作業效率。 進而因將探針返送機構,在淸掃電刷1 2的後部,與 淸掃電刷1 2 —同利用淸掃水壓送驗傷探針1 3,所以能 與淸掃電刷1 2的淸掃機構一起兼用,達到作業裝置2 4 的精巧化。此外,因構成分別將連接在驗傷探針1 3的檢 查用纜線3 0,以渦卷狀捲繞在厚的薄捲繞筒6 2,所以 能將捲線裝置2 9的厚度變小,將機器人本體2 1精巧化 。進而確實地捲繞放出檢查用纜線3 〇的同時,檢查用纜 線3 0的放出量(檢查探針的位置)也能從捲繞筒6 2的 旋轉角正確地把握,就能滑順地進行利用驗傷探針1 3的 檢查。 進而此外,在此機器人1 1運轉之際,1根譬如第2 兼用臂2 2 B脫離細管3時,被固定在細管3的另外3根 第1、第3、第4兼用臂22A、22C、22D之中, 分別驅動前端部位於最上部的第1兼用臂2 2 A的臂伸縮 油壓缸裝2 6與臂轉動馬動2 5,除此之外,驅動控制第 3、第4兼用臂22C、22D的臂伸縮油壓缸裝置26 (請先閲請背面之注意事項再填寫本瓦)
V:、-IT -線〉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 36 _ 463028 A7 B7 五、發明説明(34 ) 與臂轉動馬達2 5 —邊的同時,讓另一邊成爲自由,藉此 ’固定.3根第1、第3 '第4兼用臂22A、22C、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 2 D的細管3就不會受到過大的負荷,機器人本體2 1 就能精度優的定位,使細管3和機器人1 1的故障、破損 肪患於未然。 進而在選擇該驅動控制的驅動系之際,從選擇最上部 的譬如第1兼用臂2 2A的前端,拉成通過另2根第3、 第4兼用臂2 2C、2 2D的轉動中心(輸出軸2 5 a ) 的中線L a、L b,在中線L a、L b的兩側,於所定角 度α = 4 5°的範圍內,具有該第3、第4兼用臂2 2C、 2 2 D的場合,將臂伸縮油壓缸裝置2 6成爲自由的同時 ,驅動控制臂轉動馬達2 5,選擇輕易支持以附加在機器 人本體2 1的第1兼用臂2 2 Α的前端爲中心的轉矩的驅 動系加以驅動控制,就能將機器人本體2 1保持在正確的 位置。 -線OI· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而,移動1根第1至第4兼用臂2 2A至2 2D, 相對於細管3而使之停止,將淸掃電刷1 2插入細管3時 ,暫時讓該兼用臂的臂伸縮油壓缸裝置2 6及臂轉動馬達 2 5成爲自由,藉此,就能吸收位置偏移,確實地將淸掃 電刷1 2和驗傷探針1 3插入細管3。 進而此外,將機器人1 1的作業基準位置,設定成從 管板4離開所定距離,1根譬如第2兼用臂2 2 B脫離細 管3,移動定位到下一根細管3時,驅動另3根第1、第 3、第4兼用臂22A、2 2 C、2 2D的壓制油壓缸裝 本紙張尺度適用中國國家襟準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) _ 37 - 463028 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(35 ) 置3 4,使機器人本體2 1接近管板4,藉此,利用第2 兼用臂2 2的脫離,補正該機器人本體2 1離開管板4的 姿勢移位,而將壓入噴嘴4 1接近細管3,透過壓入口 4 1 a確實地將淸掃電刷1 2、驗證探針1 3及內噴嘴 -2 3插入細管3。 此外,將第1至第4兼用臂2 2A至2 2D的作業基 準位置,設定在機器人本體2 1最接近管板4的位置的同 時,將利用壓入油壓缸裝置3 4的壓入噴嘴4 1的突出界 限,讓細管3成爲只比作業基準位置離開所定距離,1根 譬如第2兼用臂2 2 B脫離細管3,移動定位到下一根細 管3時,使之利用該第2兼用臂2 2 B的壓制油壓缸裝置 3 4移動到突出界限,補正該機器人本體2 1離開管板4 的姿勢移位,使壓入噴嘴4 1接近細管3,就能確實地將 淸掃電刷1 2、驗傷探針1 3及內噴嘴2 3插入細管3。 (其他之實施形態). 再者’上述實施形態設有4根第1至第4兼用臂 22A至22D ’但設5根或6根的兼用臂亦可。此場合 ’以3根兼用臂來定位固定機器人本體的同時,能將剩下 的第1至第4兼用臂2 2A至2 2D脫離細管3而作業。 此外,以淸掃電刷1 2的分配移動及壓送媒體做爲淸 掃水,但也可以是壓縮空氣。 此外’雖在上述作業機器人,搭載淸掃功能與探針插 入檢查手段兩者,但只將淸掃功能或探針插入檢查手段搭 (請先間讀背面之注$項再填寫本頁) 訂· 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Λ4规格(210X297公釐) -38- 463028 A7 __._B7_ 五、發明説明(36 ) 載在機器人上,在只有探針插入檢查手段的場合,構成利 用污染少的熱交換器的蒸氣細管,或別的淸掃裝置或作業 員,只進行淸掃後的復水器的細管的驗傷檢查亦可。 如以上,有關本發明之熱交換器用作業機器人,適用 於具有多數根細管的熱交換器,適於從狹窄的人孔搬入水 室*自動地進行效率佳的細管淸掃與檢查的作業。 〔圖面之簡單說明〕 I '· 第1圖係有關本發明之淸掃、檢查用機器人的作業狀 態之立體圖。 第2圖係淸掃、檢查用機器人的收納狀態之立體圖。 第3圖係表示淸掃、檢查用機器人與支援設備之整體 立體圖。 第4圖係淸掃、檢查用機器人之整體側面斷面圖。 第5圖係省略蓋體之整體後視圖。 第6圖係表示兼用臂及作業裝置之側面圖。 第7圖係表示兼用臂的臂伸縮油壓缸裝置之斷面圖。 第8圖係表示兼用臂的臂伸縮油壓缸裝置及壓入油壓 缸裝置之前視圖。 第9圖係表示作業裝置之側面圖。 第1 0圖係第9圖所示之I 一 I斷面圖。 第11圖係第9圖所示之Π—Π斷面圖。 第1 2圖(a )係內噴嘴之側面圖,(b )係(a ) 所示之in — m斷面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X2.97公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- 463028 A7 B7 五、發明説明(37 ) 第1 3圖係表示內噴嘴的細管固定狀態之側面斷面圖 〇 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 4圖(a )至(f )係表示作業順序之斷面圖。 第15圖係表示電刷分配裝置之橫斷面圖。 第1 6圖係表示電刷分配裝置之側面斷面圖。 第17圖係表示補給臂裝置之橫斷面圖。 第1 8圖係表示電刷分配裝置的電刷補給具之縱斷面 圖。 第1 9圖係表示捲線裝置之側面半斷面圖。 第2 0圖係表示捲線裝置之後視圖。 第2 1圖係表示運轉動作之說明圖。 〔符號之說明〕 ’ 2 A 水室 3 細管 4 管板 11 機器人 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 2 淸掃電刷 21 機器人本體 22A〜22D 第1〜第4兼用臂 2 4 作業裝置 2 5 臂轉動馬達 2 6 臂伸縮油壓缸裝置 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS } A4規格(210X297公廣 >