(57)【要約】  浚渫機カッタヘッド（３６）から摩耗した歯（１０）を取外すため、そしてこの摩耗した歯（１０）を新しい歯（４８）で置換えるために二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）を含む浚渫機カッタ歯マニピュレータ。このマニピュレータは、浚渫船（２４）に合わせてあり、これら二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）は、カッタヘッド（３６）を歯操作のためにこれら二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）の間の位置へ巻上げるために浚渫船（２４）のカッタ・プラットフォーム（３２）の対向する側に取付けてある。
2007508475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）を含む浚渫機カッタ歯マニピュレータで：
１．浚渫機カッタヘッド（３６）から歯（１０）を取外し；そして
２．この取外した歯（１０）を新しい歯（４８）で置換えるための手段を含むマニピュレータ。
【請求項２】
請求項１のマニピュレータで、摩耗した歯（１０）を掴むためそしてこの歯を上記カッタヘッド（３６）から取外すためのハンド（９０）を含むマニピュレータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２のマニピュレータで、新しい歯（４８）を掴むためそしてこの新しい歯（４８）を上記カッタヘッド（３６）に取付けるためのハンド（９０）を含むマニピュレータ。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３のマニピュレータに於いて、上記歯（１０、４８）がスピゴット（１２）に取付けるためのものであり且つこれらのスピゴット（１２）に、各々スピゴットピン（１４）によってこのスピゴットピン（１４）をそれぞれの歯（１０、４８）およびスピゴット（１２）を貫通させることによってロック可能であるマニピュレータ。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３のマニピュレータに於いて、上記歯（１０、４８）がスピゴット（１２）に取付けるためのものであり且つこれらのスピゴット（１２）に、各々スピゴットピン（１４）によってこのスピゴットピン（１４）をそれぞれのスピゴット（１２）および歯（１０、４８）の脇に嵌め込むことによってロック可能であるマニピュレータ。
【請求項６】
請求項４または請求項５のマニピュレータに於いて、上記スピゴットピン（１４）をスピゴットピン・マガジンから供給するマニピュレータ。
【請求項７】
請求項６のマニピュレータに於いて、上記スピゴットピン・マガジンをこのマニピュレータの新しい歯を取扱うハンドによって保持するマニピュレータ。
【請求項８】
請求項１、請求項２または請求項３のマニピュレータに於いて、上記歯（１０、４８）がスピゴット（１２）に仮付け溶接で取付けるためのものであるマニピュレータ。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３または請求項７のマニピュレータに於いて、上記歯（１０、４８）がスピゴット（１２）に接着剤で付けるためのものであるマニピュレータ。
【請求項１０】
請求項４から請求項９の何れか一項のマニピュレータに於いて、上記スピゴット（１２）が四分の一巻螺旋状スピゴットであるマニピュレータ。
【請求項１１】
請求項１０のマニピュレータに於いて、上記スピゴット（１２）が四分の一巻ねじを含むマニピュレータ。
【請求項１２】
請求項４から請求項１１の何れか一項のマニピュレータに於いて、上記スピゴット（１２）が上記カッタヘッド（３６）のアームの前縁上にあるマニピュレータ。
【請求項１３】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）を含むマニピュレータ。
【請求項１４】
請求項１３のマニピュレータに於いて、第１ロボット式歯ハンドラ（６４）が摩耗した歯（１０）を取外し、および第２ロボット式歯ハンドラ（９８）が新しい歯（４８）を取付けるマニピュレータ。
【請求項１５】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、カッタヘッド（３６）からそしてそれに歯（１０、４８）を取外しおよび交換するためにこのマニピュレータを誘導するための光学位置制御システムを含むマニピュレータ。
【請求項１６】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、新しい歯（４８）の供給部（１０６）から新しい歯（４８）を掴むためそしてこの新しい歯（４８）を上記カッタヘッド（３６）に固定するためにロボット式歯ハンドラ（９８）に取付けたハンドを含むマニピュレータ。
【請求項１７】
請求項１６のマニピュレータに於いて、上記ハンドが第２ロボット式歯ハンドラ（９８）に設けてあるマニピュレータ。
【請求項１８】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、上記または各ロボット式歯ハンドラ（６４、９８）が歯（１０、４８）と係合するまたは掴むためのハンドを有する多軸ロボットアームを含むマニピュレータ。
【請求項１９】
請求項１８のマニピュレータに於いて、上記または各ハンドが上記または各アームの端にあるマニピュレータ。
【請求項２０】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、浚渫船（２４）のカッタ・プラットフォーム（３２）上で改造するためのマニピュレータ。
【請求項２１】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータで、このマニピュレータの外部の振動からこのマニピュレータを遮断するためにダンパの上に取付けてあるマニピュレータ。
【請求項２２】
請求項２１のマニピュレータに於いて、上記ダンパが上記ダンパを選択的に機能させないためのクランプを備えるマニピュレータ。
【請求項２３】
先行する請求項の何れか一項のマニピュレータを含む浚渫船（２４）に於いて、上記マニピュレータが二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）を含み、これら二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）は、上記カッタヘッド（３６）を歯操作のためにこれら二つのロボット式歯ハンドラ（６４、９８）の間の位置へ巻上げるためにこの浚渫船（２４）のカッタ・プラットフォーム（３２）の対向する側に取付けてある浚渫船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫機カッタヘッドのマニピュレータ（操作装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
浚渫機カッタヘッドは、例えば、海底から材料を採収するために使う。このカッタヘッドは、浚渫船の船体から伸びるカッタバケットの端に取付けてある。このカッタヘッドを海底に沿って掘削または研削するように回転する。このカッタヘッドは、アームを備える。それには、これらのアームの前縁に歯が取付けてある。アーム間の開口がこのカッタヘッドによって海底の材料を採収するための排出口（またはチャンネル）を形成する。従って、海底からの材料を、海底から除去するために、大型真空掃除機と大体同じように、アームの間の開口からカッタバケットに沿って浚渫船へ吸上げることができる。
【０００３】
浚渫船は、屡々非常に大きい。例えば、或るもののカッタヘッドは、質量が約３０トン（３０，０００ｋｇ）である。このカッタヘッドの外径は、約３．５ｍ、その高さまたは長さは、約２．３ｍであることもある。このカッタヘッドには、各々多分１０本の歯の付いた、６本の渦巻状アームを備えるものもある。これは、カッタヘッドに全部で６０本の歯をもたらすことになる。各歯は、それだけで多分２０ｋｇの質量がある。
【０００４】
使用する際、これらの歯が海底の材料と係合しまたは食込み、それをばらばらに壊すかほぐす。しかし、結局、歯は摩耗する。従って、摩耗した歯を定期的に取替えることが必要である。摩耗した歯を取替えるためには、浚渫作業を止め、カッタバケットを海底から浚渫船後部のカッタ・プラットフォームまで引上げることが必要である。このカッタ・プラットフォームは、この歯交換作業を船上要員が実施できるように、水が全くない。破損または摩耗した歯を交換すると、カッタバケットを海底へ戻すことができる。すると、浚渫を続けられる。図９および図１０は、カッタヘッドの歯を替えている要員を示す。
【０００５】
硬質岩石を浚渫するときは、典型的に毎日６００本の歯を交換する必要がある。各歯を替えるために約３０秒を要する。多分歯を替えるために３人が必要である。更に、カッタバケットの巻上げ、巻下げに各方向に約５分間かかる。更に、各歯取替え作業中に、約２０ないし３０本の歯を交換する。従って、この歯取替え作業は、かなりの量の実要員時間を取る。更に、歯の大きさは、この新旧の歯を扱う個人の能力によって制限される。或る国の保健および安全性要件は、実際に各歯の質量を２０ｋｇに制限している。更に、そのように重いカッタヘッドは危険である。その上更に、取外し方法が危険なことがある。例えば、歯を手作業で取外し交換するときは、大ハンマーのような重い工具を使う。従って、要員がカッタヘッドまたは歯の近くでまたはその作業をするときは何時でも安全性を考慮に入れなければならない。それ故、装置ダウンタイムおよび要員要件を最小にし、大きい歯を使うことも可能にする − 大きい歯は、大きいカッタヘッドを設計し、従って速い浚渫を可能にする、浚渫機のカッタヘッド用の新しいシステムを提供することが望ましかろう。大きい歯は、より耐久力もあり、従ってそれらは頻繁に替える必要がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この分野で提案された或るシステムは、カッタヘッドの巻上げおよび巻下げ毎に全カッタヘッドを交換することである。しかし、複数のカッタヘッドを用意するコストは法外で；各カッタヘッドは、質量が約３０トンあり、それで多量の原材料を必要とするだけでなく、歯の位置および歯取付機構に対して公差要件の厳しい精密製造品でもある。従って、それらは、生産するのが高価である。更に、このカッタヘッドの重さのために、カッタヘッドの交換は、それ自体時間が掛り、危険な作業である。その上更に、このカッタヘッドの質量が重いために、カッタヘッドを交換するために部品が非常に頑丈な設備を船上に設置することを要する。従って、この要件は失敗であることが判った。従って、改良した、よりコスト効果の高いシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも一つのロボット式歯ハンドラ（取扱装置）を含む浚渫機カッタ歯マニピュレータで：
１．浚渫機カッタヘッドから歯を取外し；そして
２．取外した歯を新しい歯で置換えるための手段を含むマニピュレータを提供する。
【０００８】
この歯は、スピゴット（差込栓）上のカッタヘッドに、スピゴットピンがこの歯およびスピゴットを貫通してスピゴットピンをこれらに取付けて、固定してあるのが好ましい。それに代えて、この歯は、螺旋形のスピゴット上に、この歯がこの螺旋形から脱落するのを防ぐために、スピゴットピンをこのスピゴットおよび歯の脇に嵌め込んで、取付けることができる。それに代えて、この歯をカッタヘッドのスピゴット上に仮付け溶接または接着してもよい。従って、このカッタ歯マニピュレータは、この歯を掴むためのハンド（手部）およびスピゴットピンを引抜くためのピンドライバ（駆動体）か、または歯とスピゴットの間の溶接または接着を外すための手段、例えば、溶接カッタまたは接着剤溶剤を含む。
【０００９】
このマニピュレータは、二つのロボット式歯ハンドラを含むのが好ましい。この第１のものが摩耗した歯を取外し、および第２のものがこの摩耗した歯に取って代る新しい歯を取付ける。
【００１０】
ハンドは、第１のロボット式歯ハンドラに取付けてあるのが好ましい。
【００１１】
新しい歯を掴むためそしてこの新しい歯をスピゴットに固定するための第２ハンドも設けてよい。この固定は、スピゴットピンにより、例えば、スピゴットピンをこの歯とスピゴットを貫通するか、または歯のフランジとスピゴットの脇の間に、多分その溝に打込むことによるのが好ましい。固定は、これに代えて、歯をスピゴットに溶接または接着することによってもよい。このスピゴットは、スピゴット上の歯の正しい整列を支援するために螺旋形要素を含むのが好ましい。この螺旋形要素は、四分の一巻螺旋状ねじであるのが好ましい。
【００１２】
第２ハンドは、第２ロボット式歯ハンドラ上に設けてあるのが好ましい。
【００１３】
マニピュレータは、浚渫船のカッタ・プラットフォーム上に取付けてあるのが好ましい。二つのロボット式歯ハンドラは、カッタヘッドをこれら二つのロボット式歯ハンドラの間の位置へ巻上げるためにカッタ・プラットフォームの対向する側に取付けてあるのが好ましい。
【００１４】
マニピュレータは、浚渫作業中に発生した振動からこのマニピュレータを遮断するためにダンパの上に取付けてあるのが好ましい。これらのダンパは、マニピュレータが歯を処理している間に減衰を防ぐために固定できることが好ましい。
【００１５】
このまたは各ロボット式歯ハンドラは、カッタヘッド歯と係合するまたは掴むためのハンドを有する多軸ロボットアームを含むのが好ましい。このハンドは、アームの端にあるのが好ましい。
【００１６】
モータまたは油圧システムがこのまたは各多軸ロボットアームの種々の要素を駆動するのが好ましい。
【００１７】
浚渫機カッタヘッド上でカッタ歯を処理する方法も開示する。
【００１８】
この発明の好適態様では、浚渫機カッタヘッドから摩耗した歯を取外すためそしてこの取外した歯（１０）を新しい歯（４８）で置換えるための二つのロボット式歯ハンドラを含む浚渫機カッタ歯マニピュレータが提供される。このマニピュレータは、浚渫船に合わせてあり、これら二つのロボット式歯ハンドラは、カッタヘッドをこれら二つのロボット式歯ハンドラの間の位置へ巻上げるために浚渫船のカッタ・プラットフォームの対向する側に取付けてある。
【００１９】
本発明の更に好適な特徴を本書に添付する請求項に示し、次に、添付の図面を参照して、純粋に例として、説明する。
【実施例】
【００２０】
最初に図９および図１０を参照して、先行技術による歯の交換方法を説明する。スピゴット１２の上に設けてある摩耗した歯１０を図１０および図１１の両方に示す。
【００２１】
歯１０は、カッタヘッドのアームの前縁に、スピゴット１２上で、この歯１０をスピゴット１２上の適所に保持するスピゴットピン１４で取付けてある。これは、図４および図９でよりはっきりと見ることができる。最初の人１６が歯取外し工具１８の第１フィンガをスピゴットピン１４に当てて保持する。次に第２の人２０が大ハンマー２２を使って工具１８でスピゴットピン１４を歯１０およびスピゴット１２から途中まで打出す。次に工具１８を回転して、この工具１８の第２の、長い、フィンガ１５を使ってスピゴットピンを孔から完全に押出せるようにする。ピンが長いために２段階の手順が必要である−歯１０およびスピゴット１２からピン１４を押出し始めるとき、工具１８の短いフィンガの方がスピゴットピン１４の頭と整列するのに容易である。
【００２２】
次に第３の人（図示せず）が古い歯１０を取外し、それを新しい歯４８（図示せず）で置換える。次に最初の人１６は、この新しい歯４８をスピゴット１２上に保持するために、新しいスピゴットピン（または古いスピゴットピン１４）をこの歯に置き、第２の人２０がそれを新しい歯４８およびスピゴット１２の孔に打込む準備ができた状態である。
【００２３】
さて、図１を参照すると、浚渫船２４が示してある。この浚渫船２４は、バケット巻上げおよび巻下げワイヤ２８を有するカッタバケット２６を含み、これらのワイヤは、プーリ（図示せず）によって船２４内に引込むと、カッタバケット２６を、矢印３０によって示すように、カッタ・プラットフォーム３２の方へ上げる。カッタバケット２６の上げた位置を図１に点線３４で示す。
【００２４】
カッタバケット２６は、その末端にカッタヘッド３６を有する。このカッタヘッド３６は、使用する際、海底３８から材料を浚渫するために海底３８と係合する。
【００２５】
上げた位置３４で、カッタヘッド３６は、水面４０から離れている。従って、歯交換作業を船２４の船上で行う。
【００２６】
このカッタヘッド３６は、図２、図４、図６、図７および図９に更に詳しく示す。分るように、カッタヘッド３６は、全体として半球形で、一般的にこの半球の頂点からこの半球の最外縁の方へ放射状に伸びる渦巻状アームを含む。しかし、それらは、この半球の周りに捩れていて（即ち、巻付いていて）僅かに螺旋状を形成する。これらのアームは、それに沿って等間隔の歯取付位置４６を有する切削前縁４４を形成するために凹みまたは曲っている。図２および図４に示す実施例では、前縁４４当り八つの位置がある。これは、全部で４８の歯に備える。アームの間に排出口または開口４２が設けてある。
【００２７】
図２を参照すると、１本の新しい歯４８がカッタヘッド３６に取付けてあるのを示す。この歯４８は、やはり図２に示してある四つのスピゴット１２と同様なスピゴットに取付けてある。図４を参照すると、歯３４およびスピゴット１２が更にはっきりと示してある。スピゴット１２は、カッタヘッド３６に設けた歯取付位置４６に取付けてあるか、またはそれと一体に作られるだろう。
【００２８】
図９に示すように、追加の歯５０をカッタヘッド３６の最外周に設けることができる。これらの追加の歯５０で、カッタヘッド上の合計歯数が５４に増える。
【００２９】
８を超える歯取付位置４６をこれらのアームの前縁４４に設けることができる。更に、６を超えるアームを設けることができる。同様に、少ない歯を各前縁に設けることができ、または６より少ないアームを設けることができる。しかし、この特定の説明の目的で、カッタヘッド３６には歯４８が４８本しか設けてない。
【００３０】
図１１を参照すると、歯１０とスピゴット１２の間の好適結合の詳細が示してある。歯１０は、摩耗した歯として示してある。歯１０をスピゴット１２に取付けるためには、ベースに孔（図示せず）を有し且つスピゴット１２（図４に完全に示す）の上にぴったりと収る大きさの歯１０をスピゴット１２の上に嵌めて歯１０の孔５２（一つを示す）がスピゴット１２の孔（図示せず）と整列するようにする。歯１０の孔５２は、スピゴット１２に設けたスロットと係合するベースから伸びるフランジ５４に設けてある。これは、フランジがスロット内に位置するので、歯がスピゴット１２上で回転または誤整列するのを防ぐのを助ける。次にスピゴットピン１４を孔に打込んで歯１０をスピゴット１２上の適所にロックする。このピンは、歯１０の対向する孔５２とスピゴット１２の孔の両方への係合嵌合いでこれらの孔に固着する。この係合嵌合いは、使用中のピンの不用意な取外しを防ぐに十分である。しかし、当業者に容易に分るように、または浚渫機カッタヘッドの分野でも使われているように、他の取付け方法が可能である。
【００３１】
図８は、スピゴット１２の代替構成を示す。このスピゴット１２自体は、その軸を横切る断面が正方形であるが、その軸に沿って螺旋状になっている。従って、スピゴット１２は、螺旋形−四分の一巻螺旋状ねじを有する。
【００３２】
先端形状が異なる、三つの異なる歯４８も示す。ピック先端１１０、フレア先端１１２およびチゼル先端１１４がある。これらは各々異なる岩種に適する。
【００３３】
図８に示す歯４８およびスピゴット１２は、一般的にヘリロック（登録商標）の商標でエスコ（登録商標）から入手できるスピゴット１２および歯４８により、それらの歯は浚渫技術で周知である。これらの歯（その一つだけを各スピゴットに嵌める）は、スピゴット１２の螺旋状ねじに嵌め且つそれと係合するために、それらのベース１１６にこのスピゴットと同じ形状の孔（図示せず）を有する。
【００３４】
設置した位置（図示せず）で、歯４８のフランジ１１７は、スピゴット１２の平坦部１１５と対向する。そこで円筒形部材ではなく、金属の細長い一片の形のスピゴットピン１４がフランジ１１７と平坦部１１５の間の隙間にしっかりと嵌り歯４８をスピゴット１２上に固定する。従って、ピン１４は、使用中スピゴットの側面に歯４８のフランジ１１７に当接して嵌り、歯４８がスピゴット１２の螺旋形から脱落するのを防ぐ。
【００３５】
ピン１４は、後にその底面（図示せず）を打込むことによってスピゴットおよび歯装置から除去することができる。これは、歯４８をスピゴット１２から取外せるようにする。
【００３６】
図示しない、別の構成では、歯をスピゴットに仮付け溶接（またはその他の溶接）してもよい。するとピン１４は、必要ないだろう。その代りに、歯をスピゴットに接着してもよい。適当な接着剤には、歯の孔の内側に予め塗布できる、高衝撃エポキシがある。エクスコ・スフェリロック（登録商標）システムは、浚渫技術で周知のように、これに関して特に適する。更に、エスコ・クオドリロック（登録商標）システムも、浚渫技術で周知のように、特に有用である。
【００３７】
従って、歯４８とスピゴット１２の間の結合の方式に依って、カッタ歯マニピュレータのハンドは、歯を掴むためのハンドおよびスピゴットピンを抜差しするためのピンドライバか、または歯とスピゴットの間を溶接するか溶接を外すための手段、または接着するか接着を外すための手段、例えば、溶接機／溶接カッタまたは接着手段および接着剤溶剤ディスペンサーを含む。しかし、エクスコ・スフェリロック（登録商標）歯の場合のように、孔に予め接着剤が塗布してあるならば、この接着手段（または接着剤塗布機）は必要ないだろう。
【００３８】
この発明のマニピュレータを、歯とスピゴットの両方を貫通するピンで固定した型式の歯を交換するための実施例について説明する。しかし、当業者は、ハンドをこの技術で存在する種々の異なる型式の歯結合に適合するように適正に改変できることが容易に分るだろう。
【００３９】
本発明によれば、先行技術で行われたように、歯を手作業で替えるのではなく、浚渫機カッタ歯マニピュレータまたはロボット式歯取扱い装置が提供される。図２に示すように、このマニピュレータは、二つのステーションを含む。第１ステーション、歯取外しステーション５６を図２の左手側および図３に示す。第２ステーション、新しい歯取付けステーション５８を図２の右手側および図５に示す。
【００４０】
カッタ歯操作中（即ち、歯交換手続中）のカッタヘッド３６は、先行技術のように、そして図に示すように、カッタ・プラットフォーム３２へ上げてある。しかし、本発明で、カッタヘッド３６は、カッタ・プラットフォーム３２上の同じ位置へ引上げてあるが、今度はカッタ・プラットフォーム３２上の要員までではなく、二つのステーション５６、５８の間にあり、即ち、要員が今度は本発明のマニピュレータで置換えられている。
【００４１】
さて、図３を参照すると、歯取外しステーション５６は、二つの区画９４、９６を含む廃棄物置場６０、安全障壁６２およびロボット式歯ハンドラ６４を含む。この廃棄物置場６０は、ロボット式歯ハンドラ６４のカッタヘッド３６と反対側に位置する。安全障壁６２は、廃棄物置場６０とロボット式はハンドラ６４の間に位置し、このロボット式歯ハンドラ６４へ行く電気、油圧または空気圧ケーブルまたは管のような動力線を覆う。
【００４２】
廃棄物置場の代りに、例えば摩耗した歯を受けるための、アレイを設けてもよい。これは、摩耗した歯を取外した後により容易に処理できるようにするだろう。アレイの適当な型式の例については、第２ステーション５８に関する以下の説明参照。
【００４３】
ロボット式歯ハンドラ６４は、カッタヘッド３６上の歯を扱うためのアームおよびハンドを備える多軸ロボットである。このカッタヘッド上の種々の歯に平行軸がないので、多軸制御を用意する。更に、このカッタヘッドは回転可能であるので、ロボット式歯ハンドラに対する各歯の軸は可変である。従って、ロボット式歯ハンドラ６４は、この多軸制御のために、そのアームおよびハンドを誘導してそのハンドを正しい位置にだけでなく正しい方向にも配置して種々の歯１０を、一度に一つずつ、掴み且つ操作することができる。
【００４４】
ロボット式歯ハンドラ６４は、テーブルトップ６６上に位置する。このテーブルトップ６６は、その各端の方に滑り止め６８を有する。ロボット式歯ハンドラ６４は、プーリ、ベルトまたは歯ラック（図示せず）によってテーブルトップ６６上を摺動または動くように作ることができる。これは、アームの前縁４４に沿う各歯に対するハンドの位置決めを助けるために、ロボット式歯ハンドラ６４がカッタヘッド３８の軸に平行な線に沿って動けるようにする。
【００４５】
ハンドラは、システムを使用していないときに作動する、振動ダンパの上に取付けてある。これは、この装置を浚渫作業中に保護し；振動が浚渫作業中カッタヘッドからカッタ・プラットフォームへバケットに沿って伝わらないだろう。これらのダンパは、マニピュレータが浚渫作業中損傷するのを防ぐ。しかし、このマニピュレータが使用中で、カッタヘッドが二つのステーション５６、５８の間に位置するとき、歯の操作に正確さを要する。従って、例えば、油圧シリンダによって駆動される、クランプ（図示せず）が、この歯の操作のために必要な運動以外にマニピュレータが動けないように、ダンパを締付ける。
【００４６】
ロボット式歯ハンドラ６４のベース７０の上に、ターンテーブル７３が設けてある。これは、カッタヘッド３６がカッタ・プラットフォーム３２でその持上げられたまたは巻上げられた位置にあるとき、カッタヘッド３６の中心軸と実質的に垂直な垂直または第１軸の周りにこのロボット式歯ハンドラ６４を回転できるようにする。この回転は、モータによって駆動する。しかし、ロボットの全ての可動部品同様、このハンドラの回転または揺動は、ベルト、歯車または空気圧若しくは油圧手段のような、当業者に周知の他の手段によって生じてもよい。
【００４７】
ターンテーブルの上に、ロボット式歯ハンドラ６４は、複数の、直線的に相互連結した、揺動可能アーム部を含む。それらは、端と端が効果的に結合してあり、ハンド９０で終り、大体従来のロボットアームと同じである。第１アーム部７２は、ロボット式歯ハンドラ６４のベースブラケット７６上に取付けてある回転軸７４の周りに回転できる。第１アーム部７２は、その最上端に更なる回転可能軸７８を有し、それは第１軸７４と平行な軸を有する。第２アーム部８０は、第２回転軸７８に設けてある。それは、更なる回転可能軸８２の周りに回転可能であり、その軸８２は、第１回転軸７４に垂直な軸を有する。この第２アーム部８０は、それ自体の軸の周りに軸８２の周りを回転可能である。この回転は、モータ８４によって駆動する。
【００４８】
第２アーム部８０は、ハンド９０の正確な多軸操作を可能にするためにエルボ８６およびリスト８８を有する。ハンド９０は、第２アーム部８０の端に取付けてある。ハンド９０は、油圧ドライバのような、歯把握機構およびスピゴットピン取外し機構を含む。それは、スピゴットピンを歯およびスピゴット組立体から取外すとそれらを掴むためにスピゴットピン把握機構も含む。
【００４９】
ハンドとアーム要素の精密な詳細およびそれらの制御システムは、用意しないが；ロボット技術およびマニピュレータの当業者は、そのような多軸アームおよびハンドの多くの可能性ある具体化の潜在的細部構造が容易に分るだろう。しかし、本発明のマニピュレータのアームおよびハンドは、歯をカッタヘッドに付け外し操作するために必要な力を扱えるに十分強く設計しなければならない。
【００５０】
図面に示す以外の多軸ロボットアーム設計は、ロボット技術の当業者に明白なように、この結果を達成することができよう。しかし、６本の運動軸が設けてあり、７番目の運動軸もテーブルトップに沿うハンドラの摺動によってもたらされるのが好ましい。
【００５１】
図３に、ハンド９０によって握られている歯１０を示す。多軸ロボット式歯ハンドラ６４も、矢印９２によって示すように、廃棄物置場６０の方へ揺動しているのを示す。ハンド９０を廃棄物置場６０の上へ揺動すると、歯１０をこの廃棄物置場６０の第１区画９４の中へ落す。アームは、揺動を続け、次にスピゴットピン（図示せず）を廃棄物置場６０の第２区画９６の中へ落す。このスピゴットピンは、一般的に再処理せずに再利用できる。しかし、歯１０は、摩耗しているので、再び使用できる前に再処理する必要はない。二つの品目をこの様に分類するのは、そのためである。
【００５２】
本発明のマニピュレータは、ハンド９０を、ハンドラ６４に対して必ずしも固定位置にない、摩耗した歯の上に案内するためにコンピュータ制御システムを有する。従って、図面に示すハンド９０は、種々の摩耗した歯のどれかまたは全てに、順次、係合し次に取外すように、コンピュータ制御システムがこのロボット式歯ハンドラ６４、そのアームおよびハンドを制御し且つ位置付けられるように、光学的歯検知システム（図示せず）を備える。ロボット技術の当業者に周知のように、他の位置検知システムも使うことができる。
【００５３】
このハンド位置決め制御システムを駆動するソフトウェアも、摩耗した歯を許容できる歯と対立するものとして認識し、摩耗した歯だけを交換するようにプログラムすることができる。例えば、イメージ照合ソフトウェアをこの目的に使うことができる。
【００５４】
カッタヘッドの回転制御もロボット式歯ハンドラ６４用の制御システムに結合することができる。すると前縁４４、および従って歯１０をその上の歯をロボット式歯ハンドラ６４によってより容易に扱うための適正な回転位置へ動かすために、このカッタヘッドを漸増的に、または段階的方式で回転できる。
【００５５】
カッタヘッド３８の反対側に、第２ロボット式歯ハンドラ９８が設けてある。第１ロボット式歯ハンドラ６４同様、この第２ロボット式歯ハンドラ９８は、多軸装置である。それは、ロボット式歯ハンドラ９８がテーブルトップ１０２上をカッタヘッド３８の軸と平行に動けるように、各端に止め１０４（図６参照）を有するテーブルトップ１０２上に取付けたベース１００を有する。更に、ロボット式歯ハンドラ９８は、回転可能または揺動可能アーム部およびこれらの揺動または回転部を駆動するための種々の回転軸およびモータを有する。これらのアーム部および回転軸は、一般的に第１ロボット式歯ハンドラ６４と同じまたは類似である。しかし、第２ロボット式歯ハンドラ９８のハンドは、全体として設計は類似であるが、第１ロボット式歯ハンドラ６４によってそれから取外した摩耗した歯１０があったスピゴット１２上へ新しい歯４８を位置決めするためのものである。
【００５６】
第２ロボット式歯ハンドラ９８用のコンピュータ制御は、どの位置に新しい歯を取付けるかについてそれに指示するために、第１ロボット式歯ハンドラ６４用のコンピュータ制御にリンクしてある。
【００５７】
再び、第２ロボット式歯ハンドラ９８のハンドのために光学位置制御システムを設けてもよい。それは、新しい歯を取付けるために、または歯の供給部から新しい歯を拾い上げるためにハンドを案内するだろう。この光学制御システムは、それに加えて歯のないスピゴットを識別するために使ってもよい。これは、二つのコンピュータ制御を一緒にリンクする結合と共にまたは別々に作動できる。それは、特に海底でスピゴットから脱落した歯の交換を可能にする。
【００５８】
第２ロボット式歯ハンドラ９８と第１ロボット式歯ハンドラ６４の間の有意差は、廃棄物置場６０の代りに、新しい歯４８のアレイが設けてあることである。この新しい歯４８のアレイは、カッタヘッド３８の軸と平行に伸びる歯ベンチ１０６上に位置する。３本のそのような歯ベンチ１０６が設けてあり、各々異なる高さに設けてある。この少しずつずらして配置した効果は、他のベンチ１０６上の歯４８がハンドラ９８の運動と干渉しないので、第２ロボット式歯ハンドラ９８のハンドに異なるベンチ１０６から歯４８をより容易に掴めるようにする。
【００５９】
これらの歯は、その歯４８の掴み方を調整することなく、歯ハンドラ９８のハンドが歯の下側の孔をカッタヘッド３８のスピゴット１２上に配置できるように、先端を上にして配置してある。
【００６０】
テーブルトップ１０２の端に、スピゴットピンのマガジンディスペンサー１０８が設けてある。このディスペンサー１０８は、多数の新しい（またはリサイクルした）スピゴットピン１４の入った小さい容器を含む。この容器、そしてディスペンサー１０８は、機関銃またはライフルのマガジンと殆ど同じ方法で作動する。歯ベンチ１０６から歯４８を集めることに加えて、第２ロボット式歯ハンドラ９８のハンドは、必要に応じてそのときに、ディスペンサー１０８の一つからスピゴットピン・マガジンを集める。このマガジンの中のピン１４は、新しい歯４８をカッタヘッド３８のスピゴット１２に締結するためにそれらが使われるだろう。新しい歯４８をスピゴット１２に取付けるために、ピン１４を保持してこの歯およびスピゴットに打込むために、スピゴットピン把握機構および油圧ドライバ（図示せず）がハンドに設けてある。
【００６１】
本発明をカッタ・プラットフォームに使えば、このカッタ・プラットフォームの危険な環境から要員を排除する。これは、浚渫船船上の安全性を改善する。更に、ロボットシステムは、要員よりも迅速に稼働できる。その上更に、マニピュレータは、２０ｋｇより大きい質量の歯を扱うように設計することができ、従って大きいカッタヘッドを設計でき且つ浚渫船に取付けられる。更にその上、本発明は、カッタヘッドまたはカッタバケットの設計を変える必要が何もなく、歯交換手順の自動化を可能にする。更に、本発明は、既存のカッタ・プラットフォームを改装することができる。
【００６２】
本発明を上に純粋に例として説明した。詳細の変更を、ここに添付する請求項の範囲内でこの発明にできるかも知れない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】海底と係合したカッタヘッドを有する浚渫船を示す。
【図２】図１の浚渫船のカッタ・プラットフォーム上の、本発明による浚渫機カッタ歯マニピュレータの好適実施例を示す。
【図３】図２のマニピュレータの第１ステーションの詳細を示す。
【図４】図２からの浚渫船のカッタヘッドの詳細を示す。
【図５】図２のマニピュレータの第２ステーションの詳細を示す。
【図６】本発明によるマニピュレータを平面図で示す。
【図７】本発明によるマニピュレータを立面図で示す。
【図８】スピゴットへ取付けるための三つの代替歯と共にスピゴットを示す。
【図９】代替カッタヘッドを示す。
【図１０】先行技術の歯取外し方法による歯およびスピゴットからスピゴットピンを取外すためのスピゴットピン取外し工具を操作している人を示す。
【図１１】図１０のスピゴットピンを取外し始めようとしている二人を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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