(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に沿って昇降移動可能な作業ロボットと、
この作業ロボットの少なくとも左右両側上方で壁面に連結された制動シーブ装置と、
先端部が作業ロボットに連結され、制動シーブ装置を介して下方に転向された後、基端部がバランスウエイトに連結された吊下索と、
作業ロボットの駆動電源の供給停止時や作業ロボットの非常停止時に、前記制動シーブ装置を操作する落下防止制御装置とを備え、
制動シーブ装置は、
スライド軸受に回転自在に支持され吊下索が巻き掛けられた支持シーブと、
支持シーブのガイド溝および当該ガイド溝に巻き掛けられた吊下索に対抗して固定され、ガイド溝および吊下索に摺接して制動可能なブレーキシューと、
支持シーブをブレーキシュー側に付勢する制動用ばねと、
制動用ばねの付勢力に抗して支持シーブをブレーキシューから離間させる方向に駆動し、支持シーブを弾性支持する解除用アクチュエータとを有し、
前記落下防止制御装置は、前記解除用アクチュエータの駆動源の供給を停止して付勢を解除し、制動用ばねの作用でブレーキシューを支持シーブおよび吊下索に摺接させて制動するように構成された
ことを特徴とする作業ロボットの落下防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛直面や傾斜面などの壁面に沿って昇降移動する作業ロボットの落下や滑落を防止する落下防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図６に示すように、鉛直面４１に沿って昇降移動する作業ロボット４２の落下を防止するものとして、左右一対のウインチ４３，４３から繰出された索体４４を作業ロボット４２に連結したものや、図７に示すように、基台５１上に揺動および伸縮自在な多関節アーム５２を配置し、この多関節アーム５２の先端部で作業ロボット４２をサポートするものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者では、作業ロボット４２の移動中に、索体４４の絡まりを防止するとともに作業ロボット４２の移動を規制しないため、索体４４の巻き取りと繰出しを作業ロボット４２の移動に追従してスムーズに行わねばならず、また落下時の急激な張力の発生には瞬時にブレーキをかける必要があり、複雑な制御を必要とするという問題があった。
【０００４】
また後者のものは、作業ロボット４２の移動を規制しないために多関節アーム５２をフリーにすると、多関節アーム５２の重量が作業ロボット４２に負荷されるため、多関節アーム５２を作業ロボット４２に追従させて駆動する複雑な制御が必要であり、また緊急時には多関節アーム５２の自重に加えて作業ロボット４２の荷重も支持する必要があり、構造的に大型で大重量となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決して、簡単な構造で、かつ複雑な制御も不要でコンパクトな作業ロボットの落下防止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、壁面に沿って昇降移動可能な作業ロボットと、この作業ロボットの少なくとも左右両側上方で壁面に連結された制動シーブ装置と、先端部が作業ロボットに連結され、制動シーブ装置を介して下方に転向された後、基端部がバランスウエイトに連結された吊下索と、作業ロボットの駆動電源の供給停止時や作業ロボットの非常停止時に、前記制動シーブ装置を操作する落下防止制御装置とを備え、制動シーブ装置は、スライド軸受に回転自在に支持され吊下索が巻き掛けられた支持シーブと、支持シーブのガイド溝および当該ガイド溝に巻き掛けられた吊下索に対抗して固定され、ガイド溝および吊下索に摺接して制動可能なブレーキシューと、支持シーブをブレーキシュー側に付勢する制動用ばねと、制動用ばねの付勢力に抗して支持シーブをブレーキシューから離間させる方向に駆動し、支持シーブを弾性支持する解除用アクチュエータとを有し、前記落下防止制御装置は、前記解除用アクチュエータの駆動源の供給を停止して付勢を解除し、制動用ばねの作用でブレーキシューを支持シーブおよび吊下索に摺接させて制動するように構成されたものである。
【０００７】
上記構成によれば、解除用アクチュエータにより支持シーブをフリーとすることで、吊下索を支持シーブを介してバランスウエイトにより緊張させて負荷の小さい緊張状態で弾性支持することができ、作業ロボットの昇降移動に正確に追従することができて移動を妨げることがない。また非常時には、落下防止制御装置により解除用アクチュエータの駆動減を停止して、制動用ばねの作用させることで支持シーブおよび吊下索をブレーキシューに圧接させ確実に制動することができ、作業ロボットの落下を未然に防止することができる。したがって、簡単な構造で、かつ複雑な制御も不要で、コンパクトに構成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る作業ロボットの落下防止装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【０００９】
図２において、１はたとえば発電所などの復水器２の細管２ａを清掃および検査するための移動体である作業ロボットであるが、たとえば鋼製壁面を磁石による吸着力を利用して昇降移動するクローラ式走行装置などであってもよい。この作業ロボット１は、本体１ａの外周部に伸縮、折り曲げ自在な４本の作業アーム１ｂを備え、各アームの先端部に、昇降部材である隔壁面２ｂに開口された多数の細管２ａの開口部に挿脱固定可能な固定手段と、細管２ａ内に清掃ブラシや検査プルーブを挿入して移送可能な作業手段とが設けられ、作業アーム１ｂを順次細管２ａの開口位置に移動することにより、隔壁面２ｂに沿って自在に移動することができる。
【００１０】
本発明に係る落下防止装置４は、この作業ロボット１の落下を防止するためのもので、図１に示すように、隔壁面２ａの上部両側に設置された支持部材５に制動シーブ装置６，６が吊り下げられ、この制動シーブ装置６の支持シーブ７に巻き掛けられた吊下索８，８の先端部が作業ロボット１の本体１ａに連結されている。支持シーブ７から下方に転向された吊下索８は、滑車機構９を介してバランスウエイト１０に連結されている。この滑車機構９は、支持シーブ７から繰出された吊下索８が動シーブ９ａを介して基端部が隔壁面２ａの上部に連結固定されて倍速機構を構成しており、動シーブ９ａに連結されたバランスウエイト１０の昇降距離を半減させている。
【００１１】
なお、この滑車機構９を、図５に示すように、動シーブ９ｂと静シーブ９ｃを追加してバランスウエイト１０の昇降距離を１／４とすることもできる。
前記制動シーブ装置６は、図３，図４に示すように、吊下ブラケット１１を有する装置本体１２の両側部に形成されたガイド窓１４，１４に、スライド軸受１３，１３が所定範囲でスライド自在にそれぞれ配置され、これらスライド軸受１３，１３に固定された支持軸１５にベアリングを介して支持シーブ７が回転自在に支持されている。また装置本体１２の下部でガイド窓１４に臨む下部壁１６に一対のガイド穴１７が貫通形成され、スライド軸受１３から垂下されたガイドロッド１８がそれぞれガイド穴１７に挿通され、ガイドロッド１８の下端部に取付けられたナット１９によりスライド軸受１３の移動限が規制されている。そして、スライド軸受１３と下部壁１６との間でガイドロッド１８に外嵌された制動用ばね２０により支持シーブ７が上方に付勢されている。一方、装置本体１２の上部には、支持シーブ７のガイド溝７ａに対向して摺接可能なブレーキシュー２１が突設されており、前記制動用ばね２０により、支持シーブ７およびガイド溝７ａに保持された吊下索８をブレーキシュー２１に押し付けて制動させることができる。
【００１２】
また、この制動状態を解除するために、装置本体１１とスライド軸受１３との間に解除用アクチュエータである単動形の解除用油圧シリンダ２２が介在されており、この解除用油圧シリンダ２２は、装置本体１２に形成されたシリンダ孔２３とスライド軸受１３の上部に突設されてシリンダ孔２３に嵌合されたピストン部２４からなり、装置本体１２にはシリンダ孔２３の作動室２５に連通する油圧ポート２６が形成されている。したがって、所定の油圧を作動室２５に供給することにより、ピストン部２４を介してスライド軸受１３を制動用ばね２０に抗して下方に押し下げ、支持シーブ７をブレーキシュー２１から引き離して支持シーブ７をフリーにすることができる。
【００１３】
図１に示すように、油圧ポンプ３１から前記油圧ポート２５に接続された油圧配管３２には、落下防止制御装置３３により操作される油圧開放弁３４が介在され、また油圧配管３２に圧力計付圧力スイッチ３５が配設されている。この圧力スイッチ３５は油圧配管３２の油圧を開放するために設けられており、油圧ポンプ３１の故障で油圧が供給されていない状態では、油圧開放弁３４を作動しても解除用油圧シリンダ２２が収縮しないため、油圧開放弁３４が故障した場合に、油圧を開放する安全装置として設けられる。
【００１４】
また、落下防止制御装置３３により、作業ロボット１の駆動電源の供給停止や緊急停止に対応して、油圧開放弁３４に開放信号が出力される。
上記構成において、通常時には、油圧ポンプ３１の油圧が油圧配管３２により油圧開放弁３４を介して作動室２５に供給される。すると、ピストン部２４を介してスライド軸受１３が下方に押し下げられ、支持シーブ７がブレーキシュー２１から引き離されてフリーに状態となる。そしてバランスウエイト１０により、吊下索８が支持シーブ７および動シーブ９ａを介して適度な張力で緊張され、作業ロボット１の移動に追従される。この時のバランスウエイト１０の昇降距離は、滑車機構９により吊下シーブ８から作業ロボット１までの変動距離の１／２となり、占有空間を小さくできる。
【００１５】
作業ロボット１の緊急停止信号やセンサによる落下検出信号の検出に基づいて、落下防止制御装置３３から油圧開放弁３４に開放信号が出力されると、作動室２５および油圧配管３２の油圧が開放され、制動用ばね２０の作用により支持シーブ７がブレーキシュー２１に圧接されて吊下索８の繰出しが停止される。これにより、作業ロボット１の落下を未然に防止することができる。
【００１６】
上記実施の形態によれば、解除用油圧シリンダ２２により支持シーブ７をフリーとすることで、吊下索８を支持シーブ７を介してバランスウエイト１０で支持させて負荷の小さい緊張状態で保持することができ、作業ロボット１の移動に正確に追従させることができて移動を妨げることがない。また非常時には、落下防止制御装置３３により解除用油圧シリンダ２２の油圧を解放して、制動用ばねを作用させることで支持シーブ７および吊下索８をブレーキシュー２１に圧接させ確実に制動することができ、作業ロボット１の落下を未然に防止することができる。したがって、簡単な構造で、かつ複雑な制御も不要で、コンパクトに構成することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では解除用アクチュエータとして油圧シリンダを使用したが、駆動源を油圧に変え圧縮空気としてエアシリンダなどの流体圧シリンダを使用してもよく、また大きい駆動力がえられるものであれば、電動アクチュエータなどの使用も可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明によれば、解除用アクチュエータにより支持シーブをフリーとすることで、吊下索を支持シーブを介してバランスウエイトにより緊張させて負荷の小さい緊張状態で弾性支持することができ、作業ロボットの昇降移動に正確に追従することができて移動を妨げることがない。また非常時には、落下防止制御装置により解除用アクチュエータの駆動減を停止して、制動用ばねの作用させることで支持シーブおよび吊下索をブレーキシューに圧接させ確実に制動することができ、作業ロボットの落下を未然に防止することができる。したがって、簡単な構造で、かつ複雑な制御も不要で、コンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業ロボットの落下防止装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同落下防止装置の使用状態を示す斜視図である。
【図３】同落下防止装置の制動シーブ装置を示す正面断面図である。
【図４】同落下防止装置の制動シーブ装置を示す側面部分断面図である。
【図５】同落下防止装置の滑車機構の変形例を示す斜視図である。
【図６】従来の落下防止装置を示す斜視図である。
【図７】従来の他の落下防止装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    作業ロボット
２    復水器
４    落下防止装置
５    支持部材
６    制動シーブ装置
７    支持シーブ
８    吊下索
９    滑車機構
１０    バランスウエイト
１３    スライド軸受
１５    支持軸
２０    制動用ばね
２１    ブレーキシュー
２２    解除用シリンダ
２５    作動室
３１    油圧ポンプ
３２    油圧配管
３３    落下防止制御装置
３４    油圧開放弁
【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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