JPH05199629A - 架空配電線路用作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 架空配電線路の施設作業あるいは保守作業の
無人化を図る。 【構成】 電柱１０にロボット移動用レール１５を電柱
１０に対して一定の位置関係で固定する。このロボット
移動用レール１５を昇降する作業ロボット１６を設け
る。作業ロボット１６は，作業対象機材１１を把持する
把持アーム１８，作業対象機材１１の電柱１０への取り
付けまたは取り外し作業を行う作業用アーム１９を持
つ。この作業用アーム１９は，作業用工具３０を持ち，
内蔵する制御装置で，ロボット移動用レール１５と電柱
１０との相対位置関係に適合する動作で作業対象機材１
１の電柱１０への取り付け作業等を行うように設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，架空配電線路の施設
作業および保守作業，主として配電用機材の電柱への取
り付けおよび取り外し作業を行う架空配電線路用作業装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，架空配電線路を施設する作業は，
電柱上にガイシやトランス等を取り付け，電線を支持あ
るいは接続していくが，一般的には高所作業車のブーム
上のバケットから人手で行っている。しかし，省力化，
省人化を図るために，近年，図１１に示すように，高所
作業車１のブーム２の上端のワーキングベース３上にマ
スター・スレーブ方式のマニピュレータ４を搭載し，ワ
ーキングベース３上に設置した操作者用キャビン５内で
人がマニピュレータ４のマスターアーム４ａを操作する
ことにより，マスターアーム４ａと比例して動作するス
レーブアーム４ｂにて作業を行う工法が開発されてい
る。なお，図１１において符号６は電柱，符号７はガイ
シ７ａと取り付け部材７ｂとを一体化した機材ユニット
を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のマスター・
スレーブ方式は，ワーキングベース３と機材ユニット７
が固定されている電柱６との相対位置関係が定まらず，
したがって，スレーブアーム４ｂと機材ユニット７との
相対位置関係が定まらないため，作業を行う際には，操
作者が目視でスレーブアーム４ｂの誘導を行う必要があ
り，完全自動の無人化を図ることができないという欠点
がある。

【０００４】また，マニピュレータ４を車両に搭載する
ものであるから，作業中は車両を電柱のそばに駐車して
おかなければならず，道路交通渋滞の原因となるという
問題がある。

【０００５】また，電柱に取り付ける機材は操作者が乗
るキャビン５内に搭載しなければならないが，キャビン
内スペース，搭載可能重量がブーム２の許容モーメント
等により制限を受けるため，一度に取り扱うことができ
る機材の数量に制限を受けたり，重量の重い機材は搭載
不可能となる等の欠点がある。

【０００６】また，操作者は電柱上部の近傍まで上昇さ
せたキャビン５内で操作を行う必要があるので，やはり
高所作業という作業環境は改善されない。

【０００７】本発明は上記従来の欠点を解消するために
なされたもので，無人で配電用機材の電柱への取り付け
等の作業を行うことを可能として，架空配電線路施設作
業の一層の省力化，省人化を図ることができる架空配電
線路用作業装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本考
案の架空配電線路用作業装置は，電柱に対して一定の相
対位置関係で電柱に取り付けられたロボット移動用レー
ルと，このロボット移動用レールを昇降する作業ロボッ
トとからなり，前記作業ロボットは，前記ロボット移動
用レールに沿って昇降するための昇降駆動部と，作業対
象機材を把持する把持アームと，電柱上の作業対象機材
取り付け高さ位置を直接または間接的に検出する高さ位
置検出手段と，ロボット移動用レールと電柱との相対位
置関係に適合する動作で作業対象機材の電柱への取り付
けまたは取り外し作業を行うように設定された作業用ア
ームとを備えたことを特徴とする。前記把持アームおよ
び作業用アームは，作業対象機材の種類によりあるいは
作業内容により，それぞれ２本設ける構造，あるいはそ
れぞれ１本設ける構造など任意である。

【０００９】請求項４は電柱に取り付けようとする機材
とこの機材を電柱に取り付けるための取り付け部材とを
一体化した機材ユニットからなる作業対象機材を電柱に
設けた機材取り付け部分に取付具で取り付ける架空配電
線路に適用する架空配電線路用作業装置であって，電柱
に対して一定の相対位置関係で電柱に取り付けられたロ
ボット移動用レールと，このロボット移動用レールを昇
降する作業ロボットとからなり，前記作業ロボットは，
前記ロボット移動用レールに沿って昇降するための昇降
駆動部と，機材ユニットからなる作業対象機材を把持す
る把持アームと，電柱上の前記機材取り付け部分位置を
直接または間接的に検出する高さ位置検出手段と，ロボ
ット移動用レールと電柱上の機材取り付け部分との相対
位置関係に適合する動作で機材ユニットからなる作業対
象機材の電柱への取り付けまたは取り外し作業を行うよ
うに設定された作業用アームとを備えたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】上記構成において，ロボット移動用レールが電
柱に対して一定の相対位置関係で取り付けられているの
で，このロボット移動用レール上を昇降する作業ロボッ
トが電柱上の作業対象機材取り付け高さ位置を検出する
と，作業ロボットと作業対象機材取り付け位置との相対
位置関係が確定する。これにより，作業ロボットは，作
業対象機材毎に設定された動作パターンにしたがって，
当該作業対象機材の電柱への取り付け作業等をシーケン
ス制御により自動的に行うことが可能となる。

【００１１】請求項４は請求項１の架空配電線路用作業
装置を，機材と取り付け部材とを一体化した機材ユニッ
トを電柱に設けた機材取り付け部分に取付具で取り付け
る架空配電線路に適合させたものである。この架空配電
線路用作業装置によれば，作業対象機材が機材ユニット
としてユニット化されているので，かつ，機材ユニット
は取付具を電柱の機材取り付け部分に取り付ける操作で
電柱への固定が行われるので，作業ロボットの作業の自
動化が容易である。

【００１２】

【実施例】以下，本発明の実施例を図１〜図１０を参照
して説明する。図１において，符号１０は鉄筋コンクリ
ートの電柱で，取り付け用ねじ穴からなる機材取り付け
部分１０ａ，１０ｂが設けられている。この実施例で
は，取り付け部材（機材取り付け板）１２に予め機材
（ガイシ）１３を固定して一体化した機材ユニットから
なる作業対象機材１１を電柱１０に取り付ける作業につ
いて述べる。この取り付け作業は，機材取り付け板１２
の上下部分に設けた取り付け穴１２ａに通した固定用ボ
ルトからなる取付具１４を，電柱１０の前記機材取り付
け部分１０ａ，１０ｂにねじ込み締めつけて，作業対象
機材１１を電柱１０に固定する。

【００１３】本発明では電柱１０に対して一定の相対位
置関係でロボット移動用レール１５を電柱１０に固定す
る。図示例では，ロボット移動用レール１５を電柱１０
の前記機材取り付け部分１０ａ，１０ｂの反対側の面に
固定している。このロボット移動用レール１５は両側に
張り出したつば１５ａを持ち，中央にラック１５ｂを形
成している。

【００１４】作業ロボット１６は，図２〜図４にも示す
ように，前記ロボット移動用レール１５に沿って昇降す
るための昇降駆動部１７，機材ユニット１１からなる作
業対象機材を把持する把持アーム１８，前記作業対象機
材１１の電柱１０への取り付け作業および取り外し作業
等を行う作業用アーム１９を備えている。また，電柱１
０上の機材ユニット取り付け高さ位置としての機材取り
付け部分１０ａまたは１０ｂの高さ位置を間接的に検出
するための高さ検出用切り欠き１５ｃを前記ロボット移
動用レール１５にあけ，この切り欠き穴１５ｃを検出す
る高さ位置検出手段（高さ位置検出器）２０を作業ロボ
ット本体１６ａの上部に設けている。この高さ位置検出
手段２０としては，マイクロスイッチあるいは光センサ
等適宜のものを用いることができる。作業ロボット本体
１６ａの電柱１０側の面には，ロボット移動用レール１
５の前記つば部１５ａに当たってレール１５からの離脱
を防止するレール離脱防止用ローラ２１を設けている。

【００１５】前記昇降駆動部１７は，昇降駆動部駆動用
モータ１７ａ，この昇降駆動用モータ１７ａの出力軸に
固定したウオーム１７ｂ，このウオーム１７ｂとかみ合
うウオームホィール１７ｃを一体に持ち前記ロボット移
動用レール１５のラック１５ｂとかみ合うかみ合いギヤ
１７ｄを備えている。また，作業ロボット１６の昇降距
離を検出するために昇降駆動部駆動用モータ１７ａの回
転角を検出する位置検出器１７ｅを備えている。また，
図２において，符号２３は電源，符号２４は作業ロボッ
ト１６の動作全体を制御する制御装置を示す。

【００１６】前記把持アーム１８は，図３にて明らかな
ように作業ロボット本体１６ａの側面に回動可能に取り
付けられ，この把持アーム１８を回転駆動する把持アー
ム駆動用モータ１８ａが作業ロボット本体１６ａ内に設
けられ，この把持アーム駆動用モータ１８ａには，把持
アーム１８の回転角を検出する位置検出器１８ｂが設け
られている。把持アーム１８の先端部には作業対象機材
１１を把持するための把持部２６が設けられ，この把持
部２６を駆動するための把持アーム駆動用モータ２６ａ
が設けられている。把持アーム駆動用モータ２６ａは，
把持部２６にあけたねじ穴２６ｂに螺合するスクリュウ
２６ｃを回転駆動して把持部２６を出没させ，作業対象
機材１１を把持する。また，把持部２６の出没量を検出
するために把持部駆動用モータ２６ａの回転角を検出す
る位置検出器２６ｄが設けられている。

【００１７】前記作業用アーム１９は，図４にて明らか
なように作業ロボット本体１６ａに回動可能に取り付け
られ，その基端部の第１の関節２７，先端側の第２の関
節２８および第３の関節２９を備え，各関節２７，２
８，２９には関節駆動用モータ２７ａ，２８ａ，２９ａ
が設けられ，各関節２７，２８，２９の回転角を検出す
る位置検出器２７ｂ，２８ｂ，２９ｂが設けられてい
る。作業用アーム１９の先端には，交換式の作業用工具
３０が取り付けられている。図示例の作業用工具３０は
ボルト締め工具であり，作業用工具駆動用モータ３０ａ
により駆動されてボルト締め作業を行う。

【００１８】上記作業ロボット１６の制御系を図５にブ
ロック図で示す。制御装置２４は，作業対象機材の種類
毎に動作パターンをシーケンス制御プログラムとして記
憶しており，作業対象機材の種類を指定してスタート釦
１６ｂを押すと，当該作業対象機材に対応する動作パタ
ーンで各駆動用モータ（１７ａ，１８ａ，２６ａ…）を
指示量だけ作動させる。なお，スタート釦の代わりにリ
モコン操作で行うことも当然可能である。

【００１９】上記の作業ロボット１６により機材ユニッ
トからなる作業対象機材１１を電柱１０に取り付ける作
業は，次のようにして行う。作業ロボット１６を電柱１
０の地上近傍でロボット移動用レール１５にセットし，
作業対象機材１１を把持アーム１８の把持部２６に把持
させる。把持部２６に把持させる際の作業対象機材１１
の位置決めは人手で行うとよい。次いで，スタート釦を
押すと，作業ロボット１６は上昇開始し，ロボット移動
用レール１５に設けた切り欠き穴１５ｃの位置まで上昇
すると，高さ位置検出手段２０がこの切り欠き穴１５ｃ
を検出し，その後は昇降駆動部１７の位置検出器１７ｅ
の信号により作業ロボット１６の昇降距離が正確に把握
される。ロボット移動用レール１５の切り欠き穴１５ｃ
は取り付け用ねじ穴からなる機材取り付け部分１０ａあ
るいは１０ｂに対して一定の距離にあるので，作業ロボ
ット１６は機材取り付け部分１０ａまたは１０ｂに対し
て作業上適切な位置つまり規定の作業対象機材取り付け
高さ位置まで移動し停止することができる。続いて，作
業用アーム１９が制御装置２４によるシーケンス制御に
従って動作する。制御装置２４は，前述の通り作業対象
機材の種類毎にその作業対象機材に適合した動作パター
ンを記憶しており，ロボット移動用レール１５と電柱１
０との相対位置関係に適合する動作で作業対象機材１１
の電柱１０への取り付け作業を行う。すなわち，作業用
アーム１９の先端の作業用工具３０で固定ボルトからな
る取付具１４を操作して，この取付具１４を作業対象機
材１１の取り付け板からなる取り付け部材１２の取り付
け穴１２ａに通し，取り付け用ねじ穴からなる機材取り
付け部分１０ａまたは１０ｂにねじ込み締め付けて，作
業対象機材１１を電柱１０に固定する。次いで，把持ア
ーム１８が作業対象機材１１を放し，昇降駆動部１７が
作動して，地上に下降する。以上により，作業対象機材
１１の電柱１０への取り付け作業が完了する。また，電
柱１０に取り付けられた作業対象機材を取り外す作業
も，制御装置２４に設定された所定の動作パターンに従
って同様に行うことができる。

【００２０】なお，作業ロボット１６が行う作業は，上
記のガイシ１３を備えた機材ユニットからなる作業対象
機材に限らず，取り付け部材とトランス本体とを一体に
したトランスユニットからなる作業対象機材の電柱への
取り付けおよび取り外し作業等も，本実施例と同じ動作
パターンに従って同様に実施することができる。

【００２１】図６は作業対象機材１１を電柱１０に取り
付けるための機材取り付け用レール３１を電柱１０に設
けたものである。この場合作業対象機材１１は電柱１０
に設けた取り付け用ねじ穴からなる機材取り付け部分に
直接固定するのではなく，前記機材取り付け用レール３
１に固定ボルトからなる取付具１４で固定する。この取
り付け方式によれば，機材の取り付け場所を広く取るこ
とができる。その他の点は前述の実施例と同様である。

【００２２】図７に作業ロボット１６の他の実施例を示
す。この実施例の作業ロボット１６は，作業ロボット本
体１６ａの上部の片側に作業対象機材１１を把持する把
持アーム１８を１本設け，他側に作業対象機材１１の電
柱１０への取り付けまたは取り外し作業を行う作業用ア
ーム１９を１本設けた構造である。すなわちこの作業ロ
ボット１６は，片側の１本の把持アーム１８で作業対象
機材１１を掴んで昇降動作し，他側の１本の作業用アー
ム１９で作業を行う。この作業ロボット１６は，作業対
象機材が重量物でない場合に適用するとよい。この作業
ロボット１６によれば，各アームが１本ずつなので，構
造が簡略化され軽量化されるとともに，動作も一層迅速
かつ円滑にすることができる。

【００２３】作業ロボット１６が昇降するロボット移動
用レールの他の実施例を図８〜図１０にそれぞれ示す。
図８に示すロボット移動用レール４１は，電柱４０とし
て角パイプを用いた場合に，角パイプの一つの面に一定
間隔の穴４１ａをあけてこの穴４１ａのある面をロボッ
ト移動用レールとしたものである。この構造によれば，
ロボット移動用レールを別途設ける必要がないので，構
造が簡略化される。

【００２４】図９に示すロボット移動用レールは，鉄筋
コンクリートの電柱５０に内部が広がる溝５１を設け
て，この溝５１の部分をロボット移動用レールとしたも
のである。この構造も，ロボット移動用レールを別途設
ける必要がないので，構造が簡略化される。

【００２５】図１０のロボット移動用レール６１は，電
柱６０と平行な伸縮型のロボット移動用レールである。
この場合，伸縮型のロボット移動用レール６１の上端に
作業ロボット１６を取り付ける。この伸縮型のロボット
移動用レール６１の伸縮駆動機構は，レールの基部６１
ａに設けるとよい。

【００２６】なお，本発明の架空配電線路用作業装置
は，作業対象機材を電柱に取り付けあるいは取り外しす
る作業に限らず，その他種々の作業に適用することがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば，作業ロボットは電柱に
対して一定の相対位置関係で取り付けられたロボット移
動用レール上を移動し，かつ，電柱上の作業対象機材取
り付け高さ位置を検出するので，作業ロボットと作業対
象機材取り付け位置との相対位置関係を容易に確定させ
ることができ，作業対象機材の電柱への取り付けや取り
外し作業を自動的に行うことが可能となる。これによ
り，作業中は無人運転が可能となり，省力化，省人化が
図られる。

【００２８】作業ロボットが高所作業を自動的に行うの
で，従来のマスター・スレーブ方式におけるマスターア
ーム操作のごとき高所作業もなくなり，労働環境の改
善，安全性の向上が図られる。

【００２９】また，作業ロボットがロボット移動用レー
ル上を昇降して作業対象機材を運ぶので，機材を地上に
そろえるだけで済み，機材を高所にまとめて運ぶ必要が
なくなる。また，高所作業車のブームのように片持ち状
のものと異なり，大重量の支持が可能であり，機材の重
量等の制限が少なくなる。これらにより，機材供給上の
問題が解消される。

【００３０】作業中に車両を駐車させておく必要がない
ため，道路交通を妨害する問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の架空配電線路用作業装置の一実施例を
示す側面図である。

【図２】図１の作業ロボットの一部を切り欠いて示した
要部拡大図である。

【図３】図２における作業ロボットの平面図である。

【図４】図２における作業用アームを削除して示した同
じく作業ロボットの平面図である。

【図５】本発明の架空配電線路用作業装置の制御方式の
概略ブロック図である。

【図６】作業対象機材（機材ユニット）の電柱への取り
付け構造についての他の実施例を示す図である。

【図７】作業ロボットの他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図８】ロボット移動用レールの他の実施例を示す斜視
図である。

【図９】ロボット移動用レールのさらに他の実施例を示
す斜視図である。

【図１０】ロボット移動用レールのさらに他の実施例を
示す側面図である。

【図１１】従来の架空配電線路作業装置を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１０，４０，５０ 電柱 １０ａ，１０ｂ 機材取り付け部分 １１ 作業対象機材（機材ユニット） １２ 取り付け部材（取り付け板） １３ 機材（ガイシ） １４ 取付具（固定用ボルト） １５，４１，５１，６１ ロボット移動用レール １５ａ つば部 １５ｂ ラック部 １５ｃ 高さ検出用切り欠き １６ 作業ロボット １６ａ 作業ロボット本体 １６ｂ スタート釦 １７ 昇降駆動部 １７ａ，１８ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ，３
０ａ 駆動用モータ １７ｅ，１８ｂ，２６ｄ，２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ 位
置検出器 １８ 把持アーム １９ 作業用アーム ２０ 高さ位置検出手段（高さ位置検出器） ２１ レール離脱防止用ローラ ２４ 制御装置 ２６ 把持部 ２７ 第１の関節 ２８ 第２の関節 ２９ 第３の関節 ３０ 作業用工具 ３１ 機材取り付け用レール

フロントページの続き (72)発明者 遠藤 付治馬 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電柱（１０）に対して一定の相対位置関
   係で電柱（１０）に取り付けられたロボット移動用レー
   ル（１５）と，このロボット移動用レール（１５）を昇
   降する作業ロボット（１６）とからなり， 前記作業ロボット（１６）は，前記ロボット移動用レー
   ル（１５）に沿って昇降するための昇降駆動部（１７）
   と，作業対象機材（１１）を把持する把持アーム（１
   ８）と，電柱上の作業対象機材取り付け高さ位置を直接
   または間接的に検出する高さ位置検出手段（２０）と，
   ロボット移動用レール（１５）と電柱（１０）との相対
   位置関係に適合する動作で作業対象機材（１１）の電柱
   （１０）への取り付けまたは取り外し作業を行うように
   設定された作業用アーム（１９）とを備えたことを特徴
   とする架空配電線路用作業装置。
2. 【請求項２】 前記作業ロボット（１６）が，左右１対
   の２本の把持アーム（１８）と，同じく左右一対の２本
   の作業用アーム（１９）とを持つことを特徴とする請求
   項１記載の架空配電線路用作業装置。
3. 【請求項３】 前記作業ロボット（１６）が，１本の把
   持アーム（１８）と，同じく１本の作業用アーム（１
   ９）とを持つことを特徴とする請求項１記載の架空配電
   線路用作業装置。
4. 【請求項４】 電柱（１０）に取り付けようとする機材
   （１３）とこの機材（１３）を電柱（１０）に取り付け
   るための取り付け部材（１２）とを一体化した機材ユニ
   ットからなる作業対象機材（１１）を電柱（１０）に設
   けた機材取り付け部分（１０ａ，１０ｂ）に取付具（１
   ４）で取り付ける架空配電線路に適用する架空配電線路
   用作業装置であって， 電柱（１０）に対して一定の相対位置関係で電柱（１
   ０）に取り付けられたロボット移動用レール（１５）
   と，このロボット移動用レール（１５）を昇降する作業
   ロボット（１６）とからなり， 前記作業ロボット（１６）は，前記ロボット移動用レー
   ル（１５）に沿って昇降するための昇降駆動部（１７）
   と，機材ユニットからなる作業対象機材（１１）を把持
   する把持アーム（１８）と，電柱（１０）上の前記機材
   取り付け部分（１０ａ，１０ｂ）位置を直接または間接
   的に検出する高さ位置検出手段（２０）と，ロボット移
   動用レール（１５）と電柱（１０）上の機材取り付け部
   分（１０ａ，１０ｂ）との相対位置関係に適合する動作
   で機材ユニットからなる作業対象機材（１１）の電柱
   （１０）への取り付けまたは取り外し作業を行うように
   設定された作業用アーム（１９）とを備えたことを特徴
   とする架空配電線路用作業装置。