JPH07147723A - ケーブル巻取り装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、自走ロボットの走行経路に合せたト
ルク制御を行うことのできるケーブル巻取装置の制御方
法を提供することにある。 【構成】本発明は、自走ロボットに接続された複合ケー
ブルの巻取り装置の制御方法において、自走ロボットの
ケーブル張力ロードセル値及びロボット走行位置をそれ
ぞれケーブル張力検知手段及びロボット走行位置検知手
段により検知し、またケーブル巻取り装置のケーブル繰
出し量及びケーブルの繰出し量に応じたケーブル巻取ト
ルクをそれぞれケーブル繰出し量検知手段及び巻取トル
ク検知手段により検知してケーブル繰出し・巻取り制御
手段に伝送して、このケーブル繰出し・巻取り制御手段
によりケーブル巻取り・繰出し制御を行うので、自走ロ
ボットの走行中にケーブルのたるみまたはケーブルの張
り過ぎを発生させることはなく、安全なケーブル繰出し
・巻取り制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管路内あるいは床上を走
行する自走ロボット等に接続された複合ケーブルの巻取
りあるいは繰り出しするケーブル巻取り装置の制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自走ロボットまたは自走ロボッ
トに接続されたケーブル巻取り装置のドラムに巻き取ら
れたケーブルよりなるケーブル巻取り装置の制御方法と
して、特開平１−２８１２６２号公報に示す制御方法が
ある。この制御方法は、ケーブル巻取装置側で計測した
ケーブル繰出し長と自走ロボット側で計測したケーブル
張力値により自走ロボット走行時にケーブルがたるまな
いようにケーブル巻取装置のケーブル繰出し及び巻取制
御を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ケーブル巻取装置に収
納された（又は巻取られた）ケーブル端に接続された自
走ロボットがケーブル巻取装置のケーブル繰出し・巻取
り動作に同期して走行させたい場合の望ましい制御方式
を説明する。

【０００４】自走ロボットの走行時に繰出されたケーブ
ルが床上を引きずって走行するとケーブル重量により床
面に接触するケーブル表面に損傷が生じ、さらにケーブ
ルの床面との接触が継続される場合、ケーブル被覆が破
れ漏電等の電気事故につながる危険性がある。また、接
触による走行力の損失を生じるため駆動部の大型化と自
走ロボットの大型化、重量増加を招くことになる。この
ため自走ロボットの走行時に何らかの手段によりケーブ
ルに張力を持たせ床面からケーブルを浮かせて制御する
方式が望まれていた。

【０００５】しかしながら、上記した従来の制御方式で
は、ケーブル巻取装置側にケーブル巻取り及び繰出し時
のケーブル張力による駆動機構のトルクを検知しケーブ
ル巻取り・繰出し制御を行う手段がないため、自走ロボ
ット側のケーブル張力が大きくケーブル巻取装置側の駆
動機構のトルクが小さい場合、すなわち自走ロボット側
のケーブルにはたるみはないがケーブル巻取り装置側の
ケーブルにはたるみがある場合等には、ケーブル巻取り
装置側ではケーブル繰出しを継続させケーブルのたるみ
が増長されるという不具合があった。

【０００６】また、従来の制御方式では、自走ロボット
走行時のケーブル巻取り装置駆動時にケーブル巻取り装
置側の駆動機構のトルク及び自走ロボット側のケーブル
張力に異常が無くても、繰出されたケーブルの途中でた
るみが生じる等の場合にケーブル繰出し長の計測値及び
自走ロボットのケーブル張力検出値のみではこの現象発
生を防止できない等の不具合があった。

【０００７】さらに、自走ロボットが直線経路ではなく
曲がりを有する経路を走行し、経路に沿ってケーブルが
曲がりを有して繰り出しあるいは巻き取りされる等の場
合には、経路の曲がりにより繰り出し及び巻き取りに必
要な巻き取り装置駆動機構のトルクの変化が生じる。し
かも、従来の制御方法では、経路の変化に対応したケー
ブル巻き取り装置のトルク制御ができないという欠点が
あった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は自走ロボットの走行時にケーブルのたる
みが生じず、ケーブル繰出し量及び自走ロボットの走行
経路に合せたトルク制御を行うことのできるケーブル巻
取装置の制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、管路内あるいは床上を走行す
る自走ロボットに接続された複合ケーブルの巻取りある
いは繰り出しするケーブル巻取り装置の制御方法におい
て、前記自走ロボットのケーブル張力ロードセル値及び
ロボット走行位置をそれぞれケーブル張力検知手段及び
ロボット走行位置検知手段により検知し、また前記ケー
ブル巻取り装置のケーブル繰出し量及びケーブルの繰出
し量に応じたケーブル巻取トルクをそれぞれケーブル繰
出し量検知手段及び巻取トルク検知手段により検知して
ケーブル繰出し・巻取り制御手段に伝送して、当該ケー
ブル繰出し・巻取り制御手段によりケーブル巻取り・繰
出し制御を行い、前記ロボット走行位置検知手段により
前記自走ロボットを曲り経路に沿って走行して前記ケー
ブルを当該曲り経路に沿い順次繰出し及び巻取りされる
場合、前記ケーブル繰出し・巻取り制御手段で前記曲り
経路固有のケーブル巻取りトルク演算テーブルを設定し
ケーブル繰出し・巻取り制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項２は、ケーブルに一定間隔で貼り
付けたバーコードをバーコードリーダーにより読み取り
ケーブル繰出し量を検知するケーブル繰出し量検知手段
を設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明のケーブル巻取り装置の制御方法による
と、ケーブル巻取り装置のケーブル繰出し量及び巻取ト
ルクがそれぞれケーブル繰出し量検知手段及び巻取トル
ク検知手段により検知されケーブル繰出し・巻取り制御
手段へ伝送され、さらに自走ロボットのケーブル張力ロ
ードセル値及び走行位置がそれぞれケーブル張力検知手
段及び走行位置検知手段により検知されてケーブル繰出
し・巻取り制御手段へ伝送される。そして、ケーブル繰
出し量及び走行面の形状の変化によるケーブル牽引力の
変化に応じた巻き取り装置のトルク制御を行い、かつケ
ーブルたるみ時にそれを補正するケーブル繰出し及び巻
取り制御を行うことにより自走ロボットの走行中にケー
ブルのたるみまたはケーブルの張り過ぎを発生させるこ
とはない。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例のブロック構成図である。同図に
示すように、本実施例のケーブル巻取装置の制御装置
は、ケーブル巻取装置１と、自走ロボット３と、ケーブ
ル巻取装置１のドラムに巻かれ，自走ロボット３に接続
されたケーブル２と、自走ロボット３に設置され，ケー
ブル２の張力を計測するためのロードセル４とを備えて
いる。

【００１２】ところで、一方のケーブル巻取装置側には
巻取トルク検知手段５及びケーブル繰出し量検知手段６
を設け、他方の自走ロボット側には走行位置検知手段７
及びロードセル４により計測されるケーブル張力検知量
を処理するケーブル張力検知手段８を設け、さらにこれ
らの検知手段５〜８を統括し、制御するケーブル繰出し
・巻取り制御手段９が設けられている。

【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、自走ロボット３すなわち走行台車が前進走行する
場合、ケーブル繰出量及びケーブル巻取トルクをそれぞ
れケーブル繰出量検知手段６及び巻取トルク検知手段５
にて計測しケーブル繰出し・巻取制御手段９へ送信す
る。また自走ロボット側のケーブル張力検知手段８によ
り自走ロボット３に設置されたロードセル４にて計測さ
れたケーブル張力を同じくケーブル繰出し・巻取制御手
段９へ送信する。さらに自走ロボット３の走行位置を計
測する走行位置検知手段７により検知された自走ロボッ
ト３の走行位置データを同じくケーブル繰出し・巻取り
制御手段９へ送信する。ケーブル繰出し・巻取制御手段
では自走ロボット３が長距離走行を行った場合ケーブル
繰出し量が大きくなり、そのケーブル自重のためケーブ
ル巻取装置１のケーブル繰出し・巻取りのための駆動機
構のトルクが大きくなる。このためケーブルのたるみが
生じることになるので、このたるみを防止するためケー
ブル繰出し量に対応したケーブル繰出し・巻取トルク演
算テーブルを持ちケーブル巻取装置の制御を行う。また
同時に前記各検知手段５〜８から伝送された情報を基に
ケーブル巻取装置１、ケーブル２及び自走ロボット３の
システム制御を行う。

【００１４】次に、前記各手段５〜９の具体的方法につ
いて説明する。まず、ケーブル繰出し量検知手段６は、
例えば図２に示すように滑車１０を繰出しケーブル２の
支持とし、滑車１０にロータリーエンコーダ１１を直結
しケーブルの巻取り・繰出しに伴う滑車１０の回転をこ
のロータリーエンコーダ１１が計測し、この計測値をケ
ーブル繰出し・巻取り量に換算することにより実施す
る。また他の手段としてはケーブル２に一定の等間隔に
予めケーブル繰出し長を記録したバーコードを貼り付
け、ケーブル巻取装置１のケーブル巻取位置にバーコー
ドリーダを固定設置し、ケーブルの繰出し・巻取り時に
該バーコードをバーコードリーダで読み取りケーブル繰
出し長を検知する方法もある。

【００１５】また、巻取トルク検知手段５はケーブル繰
出し・巻取時に巻取装置の駆動モータに働く負荷電流を
巻取トルク値に換算し検知する。走行位置検知手段７は
例えば自走ロボット３の車輪の回転数をロータリーエン
コーダ１１等により計測し、自走ロボット３の走行位置
に換算し検知する。この場合、自走ロボット３の走行位
置とは自走ロボット３の走行開始位置から走行している
位置までの距離を示す。また、ケーブル張力検知手段８
は自走ロボット３のロードセル４により計測されたケー
ブル牽引力値をケーブル張力値に換算し検知する。また
ケーブル繰出し・巻取り制御手段９は例えばマイクロコ
ンピュータ等の計算機により前記各検知手段５〜８によ
り検知された各検出値を入力し、ケーブル巻取装置シス
テムの制御を行うものである。

【００１６】次に、ケーブル巻取装置１、ケーブル２及
び自走ロボット３の具体的な制御方法について説明す
る。まず、図３に示すように、ケーブル巻取装置１側に
ケーブルたるみ１２が生じ自走ロボット３側ケーブルに
はたるみが生じていない、予めケーブル繰出し・巻取り
制御手段９にケーブル巻取装置のトルク上限値と下限値
及び自走ロボット３側のケーブル張力上限値と下限値を
マイコン等の計算機の定数テーブルとして設定してお
く。そしてケーブル巻取装置１側のケーブルゆるみ状態
の巻取トルク値を巻取トルク検知手段５により検知し、
このトルク値がケーブル繰出し・巻取り制御手段９の定
数テーブルの巻取トルク下限値より低いことを計算機処
理により判定し、ケーブル巻取装置１のケーブル巻取処
理を実行、あるいは巻取装置及び自走ロボットの停止処
理を行う。この処理によりケーブルたるみ状態の増長を
防止する。

【００１７】次に、図４に示すように自走ロボット３側
のケーブルにケーブルたるみ１２が生じ巻取装置１側ケ
ーブルに異常のない場合、自走ロボット３側のケーブル
たるみ状態のロードセル４のケーブル牽引力値を計測
し、ケーブル張力検知手段８により検知し、ケーブル繰
出し・巻取手段９へ伝送されたケーブル張力値が、計算
機に予め入力された該定数テーブルのケーブル張力下限
値よりも低いことを計算機で判定し、ケーブル巻取装置
１のケーブル巻取処理を実行あるいはケーブル巻取装置
１及び自走ロボット３の停止処理を実行することにより
ケーブルたるみ状態の増長を防止する。

【００１８】さらに、図５に示すようにケーブル巻取装
置１側及び自走ロボット３側のケーブル張力には異常が
なく、中間部にケーブルたるみ１２が生じている場合、
ケーブル繰出し量検知手段６及び走行位置検知手段７に
て検知したケーブル繰出量及び自走ロボット走行位置デ
ータをケーブル繰出し・巻取制御手段９にて、大小を比
較しケーブル繰出量が走行位置データよりもある一定値
以上大きいとき、ケーブルにたるみが生じていると判断
し、ケーブル巻取装置１のケーブル巻取処理を実行ある
いはケーブル巻取装置１及び自走ロボット３の停止処理
を実行することによりケーブルたるみ状態の増長を防止
する。

【００１９】また、図３及び図４において、ケーブルた
るみ１２とは逆、すなわちケーブル張り過ぎ異常状態が
発生した場合、前記図３及び図４の状態とは逆にケーブ
ル繰出し・巻取り制御手段９にて、定数テーブルの巻取
トルク上限値あるいはケーブル張力上限値よりも巻取ト
ルク値あるいはケーブル張力値が大きいことを計算機で
判定し、ケーブル巻取装置１のケーブル繰り出し処理を
実行あるいはケーブル巻取装置１及び自走ロボット３の
停止処理を実行することによりケーブル張り過ぎ状態の
増長を防止する。

【００２０】さらにまた、自走ロボット３が曲がりを有
する経路を走行し、なおかつ経路に沿ってケーブルが繰
り出しあるいは巻取りされる場合、経路の曲がり部では
同じケーブル繰り出し長の直線走行におけるケーブル巻
取りトルクとは異なった巻取りトルク値となる。この場
合、ケーブル繰出し・巻取り制御手段９の巻取りトルク
演算テーブル部に、この曲がり経路固有のケーブル繰出
し長に対応した巻取トルク演算テーブルを設定すること
により曲がりを有する経路に対応したケーブル巻取り装
置のトルク制御を行うことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のケーブル
巻取り装置の制御方法によると、ケーブル繰出し量及び
走行面の形状の変化によるケーブル牽引力の変化に応じ
た巻き取り装置のトルク制御を行い、かつケーブルたる
み時にそれを補正するケーブル繰出し及び巻取り制御を
行うことにより自走ロボットの走行中にケーブルのたる
みまたはケーブルの張り過ぎを発生させることはなく、
安全なケーブル繰出し・巻取り制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図。

【図２】図１におけるケーブル繰出し量計測方法を説明
するための図。

【図３】図１におけるケーブルたるみ状況の１例を示す
図。

【図４】図１におけるケーブルたるみ状況の他の例を示
す図。

【図５】図１におけるケーブルたるみ状況のさらに他の
例を示す図。

【符号の説明】

１…ケーブル巻取装置、２…ケーブル、３…自走ロボッ
ト、４…ロードセル、５…巻取トルク検知手段、６…ケ
ーブル繰出し量検知手段、７…走行位置検知手段、８…
ケーブル張力検知手段、９…ケーブル繰出し・巻取り制
御手段、１０…滑車、１１…ロータリエンコーダ、１２
…ケーブルたるみ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路内あるいは床上を走行する自走ロボ
   ットに接続された複合ケーブルの巻取りあるいは繰り出
   しするケーブル巻取り装置の制御方法において、前記自
   走ロボットのケーブル張力ロードセル値及びロボット走
   行位置をそれぞれケーブル張力検知手段及びロボット走
   行位置検知手段により検知し、また前記ケーブル巻取り
   装置のケーブル繰出し量及びケーブルの繰出し量に応じ
   たケーブル巻取トルクをそれぞれケーブル繰出し量検知
   手段及び巻取トルク検知手段により検知してケーブル繰
   出し・巻取り制御手段に伝送して、当該ケーブル繰出し
   ・巻取り制御手段によりケーブル巻取り・繰出し制御を
   行い、前記ロボット走行位置検知手段により前記自走ロ
   ボットを曲り経路に沿って走行して前記ケーブルを当該
   曲り経路に沿い順次繰出し及び巻取りされる場合、前記
   ケーブル繰出し・巻取り制御手段で前記曲り経路固有の
   ケーブル巻取りトルク演算テーブルを設定しケーブル繰
   出し・巻取り制御を行うことを特徴とするケーブル巻取
   り装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記ケーブル繰出し量検知手段は、ケー
   ブルに一定間隔で貼り付けたバーコードをバーコードリ
   ーダーにより読み取りケーブル繰出し量を検知すること
   を特徴とする請求項１記載のケーブル巻取り装置の制御
   方法。