JPH08300283A - Piping robot - Google Patents

Piping robot

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JPH08300283A
JPH08300283A JP11167295A JP11167295A JPH08300283A JP H08300283 A JPH08300283 A JP H08300283A JP 11167295 A JP11167295 A JP 11167295A JP 11167295 A JP11167295 A JP 11167295A JP H08300283 A JPH08300283 A JP H08300283A
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JP
Japan
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pipe
holding mechanism
arm
drive shaft
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP11167295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeaki Nozaki
豪朗 野崎
Hiroyasu Yukino
弘泰 雪野
Yoshihiro Kano
義弘 加納
Hidehisa Shimanouchi
英久 島之内
Yuji Yamaguchi
雄司 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To make in a wide range the bore diameter of a pipe holdable in a pipe holding mechanism at an arm tip in a piping robot being remote- controllable, and simultaneously forming it into a structure being little in an overhang at both sides, through which the holding pipe is made rotatable for flange clamping as well as to control a rocking motion in the axial direction of the pipe in time of uplifting this pipe. CONSTITUTION: A pipe holding member C in a pipe holding mechanism A is constituted by the four-bar linkage of a symmetrical pair of first, second and third links 3, 4 and 5, and a driven roller 17 and a pressing roller 19 are installed in a tip of the third link 5, making it into such a structure as mounting a pipe W on a driving roller 15 and holding it. In succession, an attitude control mechanism of a base part of the pipe holding mechanism A is composed of a horizontal rotative actuator 24 rotating around a first driving shaft S1, a vertical rotative actuator 24 rotating around a second driving shaft S2, and a rotary actuator 22 rotating around a third driving shaft S3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ビル等の建築現場にお
ける配管取付作業に臨んで、管を把持し、持ち上げて配
管位置に搬送し、位置合わせして配管できる配管ロボッ
トの構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a construction of a piping robot capable of gripping a pipe, lifting it, transporting it to a pipe position, and aligning it for piping installation work at a construction site such as a building.

【0002】[0002]

【従来の技術】出願者は、クローラ走行車輌等に遠隔操
作可能なアームを装着し、該アーム先端に管保持機構を
付設した構成の配管ロボットについて出願済みである。
この中で、管保持機構における管把持部材は、一対の指
杆を開閉駆動可能にして構成したものとしている。
2. Description of the Related Art The applicant has already applied for a piping robot having a structure in which a crawler traveling vehicle or the like is equipped with a remotely controllable arm and a pipe holding mechanism is attached to the end of the arm.
Among them, the tube gripping member in the tube holding mechanism is configured such that a pair of finger rods can be opened and closed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、配管ロボット
の管保持機構において、管把持部材を一対の開閉駆動す
る指杆にて構成するという場合、把持すべき管の口径が
様々であるのに対応するには、大径の管を把持できるよ
う指杆を大きくする必要があり、一方で、このような大
きな指杆で小径の管を把持する場合、該管把持部材の周
囲への張出部分が大きくなり、使い勝手が悪くなる。
However, in the pipe holding mechanism of the piping robot, when the pipe gripping member is composed of a pair of finger rods for opening and closing, it corresponds to various diameters of the pipe to be gripped. In order to grasp a large-diameter tube, it is necessary to enlarge the finger rod.On the other hand, when grasping a small-diameter tube with such a large finger rod, the protruding portion of the pipe grasping member to the surroundings. Becomes larger and the usability becomes worse.

【0004】また、従来においては、管の水平方向の位
置決めはできるものの、管同士を締結して継いでいくの
に、管を軸芯回りに回転させてフランジのボルト孔位置
を合わせる必要があり、この構成については言及してい
ない。
Further, in the past, although the pipes can be positioned in the horizontal direction, it is necessary to rotate the pipes about their axes to align the bolt hole positions of the flanges in order to fasten and join the pipes together. , No mention of this configuration.

【0005】また、管保持機構は、アーム先端に水平方
向の回転駆動軸を設けることで、上下回動可能となり、
床に載置した管を上方より取り上げることができるが、
管は前後方向に載置した場合に、持ち上げ時に上下に反
転させる必要があり、他の物との干渉のおそれが高いの
で、左右方向に載置して持ち上げる。従って、管保持機
構は左右方向の管に平行状とすべく回転可能に該アーム
先端の左右方向の回転駆動軸回りに取り付けられてい
る。しかし、管が該アーム先端の左右方向の回転軸に平
行の場合、管の軸芯方向には揺動制御できない。管は勾
配をつけて配管しなければならない場合もあり、また、
持ち上げ時の干渉回避等のためにも軸芯方向に揺動制御
しなければならない場合もあるので、不具合である。
Further, the pipe holding mechanism can be turned up and down by providing a horizontal rotary drive shaft at the tip of the arm.
You can pick up the pipe on the floor from above,
When the pipe is placed in the front-rear direction, it is necessary to turn it upside down when lifting, and there is a high possibility of interference with other objects, so the pipe is placed in the left-right direction and lifted. Therefore, the tube holding mechanism is rotatably mounted around the rotation drive shaft in the left-right direction at the tip of the arm so as to be parallel to the left-right tube. However, when the pipe is parallel to the horizontal axis of rotation of the tip of the arm, swing control cannot be performed in the axial direction of the pipe. Pipes may have to be graded, and
This is a problem because it may be necessary to control the swing in the axial direction in order to avoid interference during lifting and the like.

【0006】次に、アームの油圧駆動機構においては、
従来、油圧シリンダーの駆動ストロークが一定か、或い
は手動で重量に適したシリンダーの動作速度を得るべ
く、駆動ストロークを調節していた。駆動ストロークが
一定となっている場合、重量管を操作するよう設定した
ものにおいては、シリンダーの最高動作速度を、重量管
の操作に適すべく、遅く設定してあるが、軽量管を操作
する場合にもこの遅い動作速度で操作することを余儀な
くされ、高速操作可能な本来の配管ロボットの性能を発
揮させることができず、操作する者に苛立ちを生じさせ
る。また、手動で動作速度を調節する場合には、重量に
応じた動作速度の設定を考えなければならず、間違った
動作速度を設定すると、危険が生じたり、操作能力が不
足したりという事態を生じる。
Next, in the hydraulic drive mechanism of the arm,
Conventionally, the drive stroke of the hydraulic cylinder is constant, or the drive stroke is manually adjusted to obtain a cylinder operation speed suitable for weight. When the drive stroke is constant, the maximum operating speed of the cylinder is set to be slow to operate the heavy-duty pipe in the case where the heavy-duty pipe is set. In addition, it is forced to operate at this slow operation speed, and the original performance of the piping robot capable of high-speed operation cannot be exhibited, which causes irritation to the operator. Also, when manually adjusting the operating speed, it is necessary to consider the setting of the operating speed according to the weight, and if the wrong operating speed is set, there is a risk that danger will occur or the operating ability will be insufficient. Occurs.

【0007】また、同じくアームの油圧駆動機構におい
て、従来、油圧シリンダーに圧油供給する油圧ポンプの
吐出圧が一定であり、油圧シリンダーの圧油流入圧とポ
ンプの吐出圧が異なる場合、油圧シリンダーの駆動開始
時に、この圧力差によって油圧シリンダーの駆動に振れ
が生じ、不意のショックで操作ミスを引き起こしたり管
を破損したりするという不具合があった。
Similarly, in the hydraulic drive mechanism of the arm, when the discharge pressure of the hydraulic pump for supplying pressure oil to the hydraulic cylinder is constant and the pressure oil inflow pressure of the hydraulic cylinder and the discharge pressure of the pump are different from each other, the hydraulic cylinder is At the time of starting the driving, there was a problem that the driving of the hydraulic cylinder was shaken due to this pressure difference, and an unexpected shock could cause an operation error or damage the pipe.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するために、次のような手段を用いる。即
ち、高所に配管を施すべく、遠隔操作可能なアームの先
端に管保持機構を具備した配管ロボットにおいて、該管
保持機構の管把持部材を、同期駆動する左右一対の四節
リンクより構成した。
The present invention uses the following means in order to solve the above problems. That is, in a piping robot having a pipe holding mechanism at the tip of an arm that can be remotely operated to provide piping at a high place, the pipe holding member of the pipe holding mechanism is composed of a pair of left and right four-bar links that are synchronously driven. .

【0009】また、前記構成の配管ロボットの管保持機
構において、該管保持機構に付設した一個又は複数個の
駆動ローラー上に管を載置し、該管把持部材であるリン
ク先端に付設した従動ローラーを該管に接触させて、把
持した管を軸芯回りに回転可能とした。
In the pipe holding mechanism of the piping robot having the above structure, the pipe is placed on one or a plurality of drive rollers attached to the pipe holding mechanism, and a driven member attached to the tip of the link which is the pipe holding member. A roller was brought into contact with the tube so that the gripped tube could rotate around the axis.

【0010】また、高所に配管を施すべく、遠隔操作可
能なアームの先端に管保持機構を具備した配管ロボット
であって、該アーム先端に上下方向の第一駆動軸を設
け、該第一駆動軸回りに回転すべく、水平状に第二駆動
軸を軸支する水平回動アクチュエーターを設け、該第二
駆動軸回りに回転すべく、上下回動アクチュエーターを
設け、該上下回転アクチュエーターにて、該管保持機構
の回転中心軸たる第三回転軸を、該第二駆動軸の径方向
に回転可能に軸支したものにおいて、該第一駆動軸と該
第三駆動軸とが平行状の時に、両軸を同期駆動させて、
管保持機構の姿勢を変えずに水平回動アクチュエーター
を水平方向に回動することを可能とした。
Further, there is provided a piping robot having a pipe holding mechanism at a tip of an arm which can be remotely controlled so as to provide piping at a high place, wherein a first drive shaft in a vertical direction is provided at a tip of the arm. In order to rotate around the drive shaft, a horizontal rotary actuator that horizontally supports the second drive shaft is provided, and a vertical rotary actuator is provided to rotate around the second drive shaft. A third rotation shaft that is a rotation center axis of the pipe holding mechanism is rotatably supported in a radial direction of the second drive shaft, and the first drive shaft and the third drive shaft are parallel to each other. Sometimes both axes are driven synchronously,
The horizontal rotation actuator can be rotated horizontally without changing the posture of the tube holding mechanism.

【0011】また、油圧シリンダーの駆動にて回動する
アームの先端に管保持機構を具備した配管ロボットにお
いて、該管保持機構にて保持する管の重量検出手段を設
け、該重量検出値に基づいて該油圧シリンダーの最高動
作速度を変更可能とした。
Further, in a piping robot having a pipe holding mechanism at the tip of an arm that is rotated by driving a hydraulic cylinder, a pipe weight detecting means for holding the pipe held by the pipe holding mechanism is provided, and based on the weight detection value. The maximum operating speed of the hydraulic cylinder can be changed.

【0012】また、油圧シリンダーの駆動にて回動する
アームの先端に管保持機構を具備した配管ロボットにお
いて、吐出圧を制御可能な油圧ポンプと、アーム駆動用
の油圧シリンダーとの間の圧油流入系と流出系に各々電
磁開閉弁を介設し、油圧シリンダーの流入油圧を検出す
る手段を設け、油圧シリンダー駆動開始に際して、該油
圧ポンプの吐出圧を該検出値に基づいて調節し、該検出
値に一致した時に該電磁開閉弁を開弁する構成とした。
Further, in a piping robot having a pipe holding mechanism at the tip of an arm that is rotated by driving a hydraulic cylinder, pressure oil between a hydraulic pump whose discharge pressure can be controlled and a hydraulic cylinder for driving the arm is used. Each of the inflow system and the outflow system is provided with an electromagnetic on-off valve, and means for detecting the inflow oil pressure of the hydraulic cylinder is provided. When starting the hydraulic cylinder drive, the discharge pressure of the hydraulic pump is adjusted based on the detected value. The electromagnetic on-off valve is opened when the detected value matches.

【0013】[0013]

【作用】管保持機構においては、管把持部材を一対の四
設リンクにて構成することで、リンクの開閉に伴う左右
回動幅が狭くなり、大径の管を把持すべく開度を設定し
ても、小径の管を把持する場合にリンクが横に張り出す
面積が少なくてすむ。
[Function] In the pipe holding mechanism, the pipe gripping member is composed of a pair of four links, so that the width of left and right rotation accompanying the opening and closing of the links is narrowed, and the opening is set to grip a large-diameter pipe. However, when gripping a small-diameter pipe, the area where the link projects laterally is small.

【0014】また、管保持機構の駆動ローラー上に管を
載置し、管把持部材の先端の従動ローラーを管に接触さ
せることで、該駆動ローラーを回転駆動すれば、従動ロ
ーラーは、管把持部材の把持にて管に押圧力を持ってお
り、かつ従動回転することから、管は位置及び姿勢を変
えずに軸芯回りに回転する。
If the tube is placed on the drive roller of the tube holding mechanism and the driven roller at the tip of the tube gripping member is brought into contact with the tube, the driven roller is driven to rotate so that the driven roller grips the tube. Since the tube has a pressing force by gripping the member and is driven to rotate, the tube rotates around the axis without changing its position and posture.

【0015】また、管保持機構とアームとの間に、第
一、第二、第三駆動軸及び水平回動アクチュエーター、
上下回動アクチュエーターよりなる回動機構を介設した
構成において、第一・第三駆動軸を平行状にした状態
で、逆向きに同期回転させて、水平回動アクチュエータ
ーを第一駆動軸回りに回転させると、第三駆動軸と一体
の管保持機構の姿勢は変化しないまま、第二駆動軸の管
保持機構に対する方向を変更させることができる。これ
を利用して、管を持ち上げるべく、該管の軸芯方向を第
二駆動軸に平行に把持した状態とした場合に、管の軸芯
方向に傾斜制御することができなかったのを、該水平回
動アクチュエーターの回動にて、第二駆動軸を管の軸芯
方向に直交させる姿勢とすると、管保持機構と一体に上
下回動アクチュエーターを該第二駆動軸回りに回転させ
ることで、管を軸芯方向に傾斜制御できるようになる。
Further, between the tube holding mechanism and the arm, the first, second, and third drive shafts and the horizontal rotation actuator,
In a structure in which a rotation mechanism composed of a vertical rotation actuator is provided, the horizontal rotation actuator is rotated around the first drive shaft by synchronously rotating the first and third drive shafts in parallel in opposite directions. When rotated, the direction of the second drive shaft with respect to the pipe holding mechanism can be changed without changing the posture of the pipe holding mechanism integrated with the third drive shaft. Utilizing this, in order to lift the pipe, when the axial direction of the pipe was held in parallel with the second drive shaft, it was not possible to control the inclination in the axial direction of the pipe. When the horizontal drive actuator is rotated to make the second drive shaft orthogonal to the axial direction of the pipe, the vertical drive actuator is rotated around the second drive shaft integrally with the pipe holding mechanism. , It becomes possible to control the inclination of the pipe in the axial direction.

【0016】また、アームの油圧駆動機構においては、
油圧シリンダーの駆動ストロークを管保持機構において
保持する管の重量に応じて変更することで、軽量管を保
持している時には最高動作速度を速くして、早い配管作
業が可能となり、一方、重量管の時には遅くして、配管
を慎重に行えるようになる。
Further, in the hydraulic drive mechanism of the arm,
By changing the drive stroke of the hydraulic cylinder according to the weight of the pipe held by the pipe holding mechanism, the maximum operating speed can be increased when holding a lightweight pipe to enable quick piping work, while the heavy pipe When it comes to slowing down, you will be able to do the piping carefully.

【0017】また、同じくアームの油圧駆動機構におい
て、油圧シリンダーの駆動開始時に圧油流入圧にポンプ
吐出圧を一致させてから電磁開閉弁を開弁することで、
油圧シリンダーが振れを生じずに作動を開始し、設定し
た流量通りに作動する。
Also, in the hydraulic drive mechanism of the arm, the solenoid on-off valve is opened by matching the pump discharge pressure with the pressure oil inflow pressure at the start of driving the hydraulic cylinder.
The hydraulic cylinder starts operating without shaking and operates according to the set flow rate.

【0018】[0018]

【実施例】次に、添付の図面に示した実施例に基づい
て、本発明の構成を説明する。図1は配管作業中の配管
ロボットの全体側面図、図2は管保持機構Aの正面一部
断面図、図3は同じく側面断面図、図4は同じく基部の
平面図、図5は左右方向に管Wを保持した状態における
第二駆動軸S2を管Wと平行状にした場合の管保持機構
A及び姿勢制御機構Bの側面図、図6は同じく正面図、
図7は同じく管Wと各駆動軸S1・S2・S3の位置関
係を示す平面図、図8は左右方向に管Wを保持した状態
における第二駆動軸S2を管Wと垂直状にした場合の管
保持機構A及び姿勢制御機構Bの側面図、図9は同じく
正面図、図10は同じく管Wと各駆動軸S1・S2・S
3の位置関係を示す平面図、図11はアッパーアーム2
6、ロワーアーム29、及び前部平行リンク30にて形
成されるリンク機構の各部寸法を示した模式図、図12
は同じく各部にかかる力の向きを示す模式図、図13は
アッパーアームシリンダーCL1におけるシリンダー発
生力を示す模式図、図14はアッパーアームシリンダー
CL1及びロワーアームシリンダーCL2駆動用の油圧
回路図、図15は管Wの重量検出に基づくアームの最高
動作速度決定における入出力関係を示すブロック図、図
16は管重量WWに対する最高動作速度MSの設定値を
示すグラフ、図17は遠隔操作に基づく配管ロボットの
配管操作手順を示すフローチャート、図18はロワーア
ーム・アッパーアーム関節角度の検出とアッパーアーム
シリンダー内圧の検出に基づく手先負荷算出手順を示す
フローチャート、図19はバックホー型構造のアッパー
アーム26・ロワーアーム29におけるアッパーアーム
シリンダーCL1・ロワーアームシリンダーCL2の取
付構造を示す略図、図20はロワーアームシリンダーC
L2駆動開始時にポンプ圧PPUMPがシリンダー圧PIN
りも高圧の場合のロワーアーム関節角度θ1の変位を示
すグラフで、(a)はポンプ圧PPUMPとシリンダー圧P
INの時間的推移を示すグラフ、(b)はロワーアーム2
9の関節角度θ1の時間的推移を示すグラフ、図21は
ロワーアームシリンダーCL2駆動開始時にポンプ圧P
PUMPがシリンダー圧PINよりも低圧の場合のロワーアー
ム関節角度θ1の変位を示すグラフで、(a)はポンプ
圧PPUMPとシリンダー圧PINの時間的推移を示すグラ
フ、(b)はロワーアーム29の関節角度θ1の時間的
推移を示すグラフ、図22はロワーアームシリンダーC
L2駆動開始時にポンプ圧PPUMPとシリンダー圧PIN
が等しい場合のロワーアーム関節角度θ1の変位を示す
グラフで、(a)はポンプ圧PPUMPとシリンダー圧PIN
の時間的推移を示すグラフ、(b)はロワーアーム29
の関節角度θ1の時間的推移を示すグラフ、図23はア
ームシリンダーの駆動開始時の微動防止制御用フローチ
ャートである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the structure of the present invention will be described based on the embodiments shown in the accompanying drawings. 1 is an overall side view of the piping robot during piping work, FIG. 2 is a partial front sectional view of the pipe holding mechanism A, FIG. 3 is a side sectional view of the same, FIG. 4 is a plan view of the same base, and FIG. Side view of the tube holding mechanism A and the posture control mechanism B when the second drive shaft S2 is held parallel to the tube W while holding the tube W in FIG.
7 is a plan view showing the positional relationship between the tube W and the drive shafts S1, S2, and S3, and FIG. 8 is a case where the second drive shaft S2 is held vertically with the tube W held in the left-right direction. 9 is a side view of the tube holding mechanism A and the attitude control mechanism B of FIG. 9, FIG. 9 is a front view of the same, and FIG. 10 is a tube W and drive shafts S1, S2, S of FIG.
3 is a plan view showing the positional relationship between the upper arm 2 and the upper arm 2.
12, a lower arm 29, and a schematic view showing the dimensions of each part of the link mechanism formed by the front parallel link 30, FIG.
Is a schematic diagram showing the direction of the force applied to each part, FIG. 13 is a schematic diagram showing the cylinder generated force in the upper arm cylinder CL1, FIG. 14 is a hydraulic circuit diagram for driving the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2, and FIG. FIG. 16 is a block diagram showing the input / output relationship in determining the maximum operating speed of the arm based on the weight detection of the pipe W, FIG. 16 is a graph showing the set value of the maximum operating speed MS with respect to the pipe weight WW, and FIG. 17 is a piping robot based on remote control. FIG. 18 is a flowchart showing a piping operation procedure, FIG. 18 is a flowchart showing a hand load calculation procedure based on detection of lower arm / upper arm joint angles and detection of upper arm cylinder internal pressure, and FIG. 19 is an upper in a backhoe-type upper arm 26 / lower arm 29. Arm cylinder CL1 Schematically illustrates a mounting structure of the lower arm cylinder CL2, Figure 20 Lower arm cylinder C
A graph showing the displacement of the lower arm joint angle θ1 when the pump pressure P PUMP is higher than the cylinder pressure P IN at the start of L2 drive. (A) shows the pump pressure P PUMP and the cylinder pressure P
Graph showing time transition of IN , (b) is lower arm 2
FIG. 21 is a graph showing the temporal change of the joint angle θ1 of FIG. 9, and FIG. 21 shows the pump pressure P at the start of driving the lower arm cylinder CL2.
6 is a graph showing the displacement of the lower arm joint angle θ1 when PUMP is lower than the cylinder pressure P IN , (a) is a graph showing a temporal transition of the pump pressure P PUMP and the cylinder pressure P IN , and (b) is a lower arm 29. FIG. 22 is a graph showing the temporal transition of the joint angle θ1 of the lower arm cylinder C.
FIG. 6A is a graph showing the displacement of the lower arm joint angle θ1 when the pump pressure P PUMP and the cylinder pressure P IN are equal at the time of starting the L2 drive, and (a) shows the pump pressure P PUMP and the cylinder pressure P IN.
Is a graph showing the time transition of the lower arm 29.
23 is a graph showing the temporal transition of the joint angle θ1 of FIG. 23, and FIG. 23 is a flowchart for the fine movement prevention control at the start of driving the arm cylinder.

【0019】配管ロボットの全体構成について図1より
説明する。クローラ式走行装置35上に回転可能に枢支
され、図示しない油圧シリンダー(以後、旋回用シリン
ダーCL3と称する。)の伸縮にて回転駆動するよう、
メインフレーム34を搭載している。シリンダー伸縮に
よる回転駆動は、モーター軸を回転軸として回転するよ
りも振れが少ないという効果がある。このメインフレー
ム34において、側部には油圧式のアッパーアームシリ
ンダーCL1を枢支しており、また、その上面におい
て、後部には、遠隔操作のため、制御設定器36を配設
し、前部には、ロワーアームシリンダーブラケット33
を固設し、該ロワーアームシリンダーブラケット33の
前部に、ロワーアームブラケット32を上下回動可能に
枢支し、ロワーアームブラケット32よりロワーアーム
29及びアッパーアーム26を屈伸可能に延設し、該ア
ッパーアーム26の先端に、姿勢制御機構Bを介して管
保持機構Aを配設しており、該管保持機構Aが管を保持
し、両アーム26・29の屈曲及び水平方向回動、更に
姿勢制御機構Bの作動によって、管保持機構Aを姿勢制
御し、高所の天井部等に配管するようにしている。
The overall construction of the piping robot will be described with reference to FIG. A hydraulic cylinder (not shown) (hereinafter referred to as a turning cylinder CL3) is rotatably and pivotally supported on the crawler type traveling device 35 so as to be rotationally driven by expansion and contraction.
The main frame 34 is mounted. Rotational drive by expansion and contraction of the cylinder has the effect of causing less vibration than rotation about the motor shaft. In this main frame 34, a hydraulic upper arm cylinder CL1 is pivotally supported on a side portion, and a control setting device 36 is disposed on the upper surface of the main portion 34 for remote operation on the rear portion thereof, and a front portion thereof. On the lower arm cylinder bracket 33
Is fixed to the lower arm cylinder bracket 33, the lower arm bracket 32 is pivotally supported at the front portion of the lower arm cylinder bracket 33 so that the lower arm bracket 32 can pivot up and down, and the lower arm 29 and the upper arm 26 extend from the lower arm bracket 32 so as to bend and extend. A tube holding mechanism A is disposed at the tip of the tube via an attitude control mechanism B. The tube holding mechanism A holds the tube, and both arms 26 and 29 bend and rotate in the horizontal direction. By the operation of B, the posture of the pipe holding mechanism A is controlled, and the pipe holding mechanism A is piped to the ceiling or the like at a high place.

【0020】ロワーアーム29・アッパーアーム26に
かけての構成について説明すると、該ロワーアームブラ
ケット32においては、その後端にロワーアーム29の
基端を、その上端にロワーアーム29の前方に正面視平
行状に配設される前部平行リンク30の基端を枢支して
おり、その前端に該アッパーアームシリンダーCL1の
ピストンロッド先端を枢支して、該アッパーアームシリ
ンダーCL1のピストンロッドの伸縮にてロワーアーム
ブラケット32が上下回動する構成となっている。な
お、ロワーアーム29の基端枢支軸が、ロワーアームブ
ラケット32のロワーアームシリンダーブラケット33
に対する回動支点軸となっている。従ってロワーアーム
ブラケット32の上下回動に対して、ロワーアーム29
の基端は従動しない。
The structure of the lower arm 29 and the upper arm 26 will be described. In the lower arm bracket 32, the base end of the lower arm 29 is arranged at the rear end and the upper end of the lower arm 29 is arranged parallel to the lower arm 29 in front view. The base end of the front parallel link 30 is pivotally supported, and the tip of the piston rod of the upper arm cylinder CL1 is pivotally supported at the front end thereof, and the lower arm bracket 32 is vertically moved by the expansion and contraction of the piston rod of the upper arm cylinder CL1. It is configured to rotate. The base pivot of the lower arm 29 is connected to the lower arm cylinder bracket 33 of the lower arm bracket 32.
It is a fulcrum axis of rotation. Therefore, with respect to the vertical rotation of the lower arm bracket 32, the lower arm 29
The base end of is not driven.

【0021】そして、ロワーアームシリンダーブラケッ
ト33の上部には、ロワーアームシリンダーCL2の基
部が枢支されていて、該ロワーアームシリンダーCL2
のピストンロッド先端を、該ロワーアーム29の途中部
にて後方突出状に固設したブラケット29aに枢支して
いる。更に、ロワーアームシリンダーブラケット33の
上部において、該ロワーアームシリンダーCL2の直前
部にて、後部平行リンク31の基端を枢支している。ロ
ワーアーム29の上端には、後方突出状にブラケット2
8を枢支して、後部平行リンク31の先端を枢支してお
り、また、該ロワーアーム29上端にアッパーアーム2
6の基端を枢支しており、更にアッパーアーム26の基
部付近に該前部平行リンク30の先端を枢支している。
The base of the lower arm cylinder CL2 is pivotally supported on the upper portion of the lower arm cylinder bracket 33, and the lower arm cylinder CL2 is supported.
The tip of the piston rod is pivotally supported on a bracket 29a fixed to the rear arm in the middle of the lower arm 29. Further, on the upper part of the lower arm cylinder bracket 33, the base end of the rear parallel link 31 is pivotally supported just before the lower arm cylinder CL2. On the upper end of the lower arm 29, the bracket 2 is projected rearward.
8 is pivotally supported to pivot the tip of the rear parallel link 31, and the upper arm 2 is attached to the upper end of the lower arm 29.
The base end of the front parallel link 30 is pivotally supported near the base of the upper arm 26.

【0022】このような構成により、ロワーアームシリ
ンダーCL2のピストンロッド伸縮にてロワーアーム2
9を前後回動させることができ、この際、ロワーアーム
29を挟んでその前後に配設した前部平行リンク30と
後部平行リンク31とが平行リンクを形成しているの
で、アッパーアーム26とロワーアーム29とを独立し
て動作できる。つまり、ロワーアーム29を回動させて
も、アッパーアーム26の対地角度は変わらないので、
ロワーアーム29の屈伸と連動してアッパーアーム26
のロワーアーム29に対する屈伸度も変更される。例え
ば、ロワーアーム29を図1中に示す(a)の如く後方
に傾倒すれば、アッパーアーム26は自然に図の如く前
方に屈曲して、折り畳まれた状態となり、搬送に便利に
なる。また、メインフレーム34に枢支したアッパーア
ームシリンダーCL1のピストンロッド伸縮にて、ロワ
ーアームブラケット32を前後回動することにより、前
部平行リンク30が移動して、アッパーアーム26のロ
ワーアーム29に対する屈曲度を変更できる。
With such a structure, the lower arm 2 can be expanded and contracted by expanding and contracting the piston rod of the lower arm cylinder CL2.
9 can be rotated back and forth, and at this time, the front parallel link 30 and the rear parallel link 31, which are arranged in front of and behind the lower arm 29, form a parallel link, so that the upper arm 26 and the lower arm 26. 29 can be operated independently. That is, even if the lower arm 29 is rotated, the ground angle of the upper arm 26 does not change,
The upper arm 26 is interlocked with the bending and stretching of the lower arm 29.
The degree of flexion and extension of the lower arm 29 with respect to the lower arm 29 is also changed. For example, if the lower arm 29 is tilted rearward as shown in FIG. 1A, the upper arm 26 naturally bends forward as shown in the figure and is in a folded state, which is convenient for transportation. Further, the front parallel link 30 is moved by rotating the lower arm bracket 32 back and forth by the expansion and contraction of the piston rod of the upper arm cylinder CL1 pivotally supported by the main frame 34, and the bending degree of the upper arm 26 with respect to the lower arm 29. Can be changed.

【0023】このように、該平行リンク30・31の支
持により、アッパーアーム26とロワーアーム29とを
独立して動作できるものであり、アッパーアーム26及
びロワーアーム29の各先端負荷を、各シリンダーCL
1・CL2が分担して負担できるので、アッパーアーム
26の重量もロワーアーム29の先端負荷にかかる図1
9図示のバックホー型のアーム構成に比べて、ロワーア
ームシリンダーCL2を小型化することができる。
As described above, by supporting the parallel links 30 and 31, the upper arm 26 and the lower arm 29 can be independently operated, and each tip load of the upper arm 26 and the lower arm 29 is applied to each cylinder CL.
Since 1.CL2 can share the burden, the weight of the upper arm 26 also depends on the tip load of the lower arm 29.
The lower arm cylinder CL2 can be made smaller than the backhoe type arm structure shown in FIG.

【0024】また、アッパーアーム26の後方におい
て、基端をブラケット28に枢支する上部リンク27が
配設されており、該アッパーアーム26の先端と、該上
部リンク27の先端とを、アクチュエーターブラケット
25の後端に枢支して、該アッパーアーム26と該上部
リンク27とが平行リンクをなすようにしており、該ア
クチュエーターブラケット25の軸支する第一駆動軸S
1が、常に鉛直方向に向くようにしている。なお、後記
図5及び図8にて示すアクチュエーターブラケット25
における25eは、該上部リンク27の先端を枢支する
リンク枢支部である。
Further, behind the upper arm 26, an upper link 27 having a base end pivotally supported by a bracket 28 is provided, and the tip of the upper arm 26 and the tip of the upper link 27 are connected to an actuator bracket. The upper arm 26 and the upper link 27 are pivotally supported at the rear end of the actuator 25 so as to form a parallel link, and the first drive shaft S that pivotally supports the actuator bracket 25.
1 always faces the vertical direction. It should be noted that the actuator bracket 25 shown in FIGS.
25e is a link pivot portion that pivotally supports the tip of the upper link 27.

【0025】次に、アッパーアーム26の先端にて構成
される管保持機構A基部の姿勢制御機構Bについて、図
5乃至図10より説明する。アッパーアーム26の先端
に枢支するアクチュエーターブラケット25にて、第一
モーターM1にて回転駆動される第一駆動軸S1が鉛直
方向に軸支されている。具体的には、アクチュエーター
ブラケット25基端のアッパーアーム26先端への枢支
軸25aより支持部材25bを介して、軸ケース25c
が延出固設されており、該軸ケース25c内に第一駆動
軸S1を鉛直方向に遊嵌している。そして、水平回動ア
クチュエーター24の減速器24a・24aが該軸ケー
ス25cの上下に回動可能に外嵌されていて、下側の減
速器24aは下方よりアクチュエーターブラケット25
の下部支持部材25dにて支持されている。該減速器2
4a・24aは、該第一駆動軸S1の回転駆動に伴い、
ギア等にて減速されて、水平方向に回転する。これによ
って、水平回動アクチュエーター24が第一駆動軸S1
回りに水平方向に回動する構成となっている。
Next, the attitude control mechanism B of the base of the tube holding mechanism A constituted by the tip of the upper arm 26 will be described with reference to FIGS. An actuator bracket 25 pivotally supported at the tip of the upper arm 26 vertically supports a first drive shaft S1 that is rotationally driven by a first motor M1. Specifically, the pivot case 25a to the tip of the upper arm 26 at the base end of the actuator bracket 25 is connected to the shaft case 25c via the support member 25b.
Are extended and fixed, and the first drive shaft S1 is loosely fitted in the shaft case 25c in the vertical direction. Further, the speed reducers 24a, 24a of the horizontal rotary actuator 24 are fitted onto the shaft case 25c so as to be rotatable up and down, and the lower speed reducer 24a is attached to the actuator bracket 25 from below.
Is supported by the lower support member 25d. The speed reducer 2
4a and 24a are associated with the rotational drive of the first drive shaft S1.
It is decelerated by gears and rotates in the horizontal direction. As a result, the horizontal rotation actuator 24 causes the first drive shaft S1 to move.
It is configured to rotate around in the horizontal direction.

【0026】該水平回動アクチュエーター24において
は、第二モーターM2にて回転駆動される第二駆動軸S
2を水平方向に軸支している。該第二駆動軸S2は、軸
ケース24b内に遊嵌軸支されている。更に、該軸ケー
ス24bの両側において、上下回動アクチュエーター2
3の減速器23a・23aが回動可能に外嵌されてお
り、該減速器23a・23aは、該第二駆動軸S2の回
転駆動に伴い、ギア等にて減速されて上下方向に回転す
る。これによって、該上下回動アクチュエーター23
が、第二駆動軸S2回りに上下回動する構成となってい
る。
In the horizontal rotation actuator 24, the second drive shaft S which is rotationally driven by the second motor M2.
2 is horizontally supported. The second drive shaft S2 is rotatably supported in the shaft case 24b. Further, the vertical turning actuator 2 is provided on both sides of the shaft case 24b.
The three speed reducers 23a, 23a are rotatably fitted on the outside, and the speed reducers 23a, 23a are decelerated by a gear or the like to rotate in the vertical direction as the second drive shaft S2 is rotationally driven. . Thereby, the vertical rotation actuator 23
However, it is configured to rotate up and down around the second drive shaft S2.

【0027】上下回動アクチュエーター23には、第三
モーターM3にて回転駆動される第三駆動軸S3回りに
外嵌される減速器である回転アクチュエーター22を回
転自在に内嵌している。該第三駆動軸S3は、第二駆動
軸S2の径方向に枢支されていて、第三駆動軸S3の回
転駆動に伴って回転アクチュエーター22がギア等にて
減速されて回転する。該回転アクチュエーター22は、
第三モーターM3を収納するモーターケース21を介し
て、管保持機構Aに連接されており、従って、該回転ア
クチュエーター22の回動と一体に管保持機構Aが回転
する構成となっている。
A rotary actuator 22, which is a speed reducer externally fitted around a third drive shaft S3 which is rotationally driven by a third motor M3, is rotatably fitted in the vertical rotary actuator 23. The third drive shaft S3 is rotatably supported in the radial direction of the second drive shaft S2, and the rotary actuator 22 is decelerated by a gear or the like to rotate as the third drive shaft S3 is rotationally driven. The rotary actuator 22 is
The pipe holding mechanism A is connected to the pipe holding mechanism A via a motor case 21 that houses the third motor M3. Therefore, the pipe holding mechanism A rotates integrally with the rotation of the rotary actuator 22.

【0028】こうして、該管保持機構Aは、第一駆動軸
S1又は第三駆動軸S3の回転駆動にて水平方向に回転
し、また、第二駆動軸S2の回転駆動にて上下方向に回
転することができる。ここで、第一駆動軸S1と第三駆
動軸S3とを平行に、即ち第三駆動軸S3を鉛直状にし
た状態で、両軸S1・S3を同一方向に同期回転させる
と、管保持機構Aを、前後左右方向の姿勢を変えずに水
平移動させることができる。例えば、図5乃至図7にお
いては管Wをアッパーアーム26と直交状に保持してい
る(管保持機構Aは、その長手方向に管Wを保持す
る。)が、第二駆動軸S2は管Wと平行状である。これ
を、第一駆動軸S1と第三駆動軸S3を同一方向に同期
回転させることによって、水平回動アクチュエーター2
4のみを水平方向に回動して、図8乃至図10に示す如
く、管Wはアッパーアーム26に対して直交状を保った
ままで、第二駆動軸S2が管Wに直交する状態に変更さ
せることができる。
In this way, the pipe holding mechanism A is rotated in the horizontal direction by the rotational drive of the first drive shaft S1 or the third drive shaft S3, and is rotated in the vertical direction by the rotational drive of the second drive shaft S2. can do. Here, when the first drive shaft S1 and the third drive shaft S3 are parallel to each other, that is, in the state where the third drive shaft S3 is vertical, when both shafts S1 and S3 are synchronously rotated in the same direction, the pipe holding mechanism A can be horizontally moved without changing the posture in the front, rear, left, and right directions. For example, in FIGS. 5 to 7, the pipe W is held orthogonally to the upper arm 26 (the pipe holding mechanism A holds the pipe W in its longitudinal direction), but the second drive shaft S2 is a pipe. It is parallel to W. By rotating the first drive shaft S1 and the third drive shaft S3 synchronously in the same direction, the horizontal rotation actuator 2
By rotating only 4 in the horizontal direction, as shown in FIGS. 8 to 10, the second drive shaft S2 is changed to a state in which the second drive shaft S2 is orthogonal to the pipe W while keeping the pipe W orthogonal to the upper arm 26. Can be made.

【0029】具体的に言うと、図7及び図10中S3’
は、第一駆動軸S1の回転駆動による水平回動アクチュ
エーター24の左右回動に伴う第三駆動軸S3の回動軌
跡であって、該回動軌跡S3’上を回動中に該第三駆動
軸S3を、水平回動アクチュエーター24の回動方向と
逆方向に同期回転することで、第二駆動軸S2、即ち上
下回動アクチュエーター23は、前後左右の向きを変え
ぬままに、水平回動アクチュエーター24の回動に伴う
位置変更を行うのである。
Specifically, S3 'in FIGS. 7 and 10
Is a rotation locus of the third drive shaft S3 accompanying the horizontal rotation of the horizontal rotation actuator 24 by the rotational drive of the first drive shaft S1, and the third locus during rotation on the rotation locus S3 ′. By synchronously rotating the drive shaft S3 in the direction opposite to the rotation direction of the horizontal rotation actuator 24, the second drive shaft S2, that is, the vertical rotation actuator 23, is rotated horizontally without changing the front, rear, left, and right directions. The position is changed according to the rotation of the dynamic actuator 24.

【0030】このことを利用して、管保持機構Aにて保
持する管Wの姿勢調節方向を変更させることができる。
即ち、管Wを、軸芯方向に揺動変更させるか、軸芯回り
方向に揺動変更させるかの選択ができるのである。ま
ず、配管時においては、第三駆動軸S3を鉛直方向にし
て第一駆動軸S1・第三駆動軸S3を逆方向に同期回転
すれば、前後方向を保ったまま管保持機構A及び管Wを
横方向に移動させることが可能である。また、図8乃至
図10の如く、第二駆動軸S2を平面視上アッパーアー
ム26の略延長線上にさせれば、第二駆動軸S2回りに
上下回動アクチュエーター23及び管保持機構Aを回動
させて、管保持機構Aを前後方向に揺動させ、管Wに勾
配をつけることができる。
Utilizing this fact, the posture adjusting direction of the tube W held by the tube holding mechanism A can be changed.
That is, it is possible to select whether to swing the pipe W in the axial direction or swing in the axial direction. First, at the time of piping, if the first drive shaft S1 and the third drive shaft S3 are synchronously rotated in opposite directions with the third drive shaft S3 in the vertical direction, the pipe holding mechanism A and the pipe W are maintained while maintaining the front-rear direction. Can be moved laterally. Further, as shown in FIGS. 8 to 10, if the second drive shaft S2 is made to be substantially on the extension line of the upper arm 26 in a plan view, the vertically rotating actuator 23 and the pipe holding mechanism A are rotated around the second drive shaft S2. The pipe W can be moved to swing the pipe holding mechanism A in the front-rear direction, and the pipe W can be inclined.

【0031】また、床から管を持ち上げる場合には、図
1中の(b)にて示すように、第二駆動軸S2回りに管
保持機構Aを回動させて下向きにし、床に載置された管
Wを上方より把持した後、管保持機構Aを上方回動させ
て上向きにし、管Wを管保持機構Aの上方にて保持し、
持ち上げるのである。ここで、管Wを前後方向に、即
ち、平面視アッパーアーム26と平行状に床に載置した
のでは、管保持機構Aが管Wを把持した後、上方回動す
る時に、管Wが管保持機構Aの回動軌跡である円周の接
線上にあるため、上下前後に管Wが揺動する範囲が大き
く、上方回動中に管Wを一旦鉛直状にする必要もあるの
で、他の物と干渉するおそれが高い。そこで図1中の
(b)の如く、管Wを左右方向、即ち、平面視アッパー
アーム26と直交状に床に載置し、管保持機構Aは左右
方向にし、更に、水平回動アクチュエーター24は平面
視アッパーアーム26の略延長線上になるように、即
ち、第二駆動軸S2を左右方向に(アッパーアーム26
と直交状に)すれば、該第二駆動軸S2回りに、左右方
向に向いた管保持機構Aを上下回動させるだけで、管W
を左右水平状を保ったままで床から持ち上げることがで
きる。
When the pipe is lifted from the floor, the pipe holding mechanism A is rotated around the second drive shaft S2 so as to face downward and placed on the floor, as shown in (b) of FIG. After gripping the pipe W that has been cut from above, the pipe holding mechanism A is rotated upward to face upward, and the pipe W is held above the pipe holding mechanism A.
Lift it up. Here, if the pipe W is placed on the floor in the front-back direction, that is, parallel to the upper arm 26 in a plan view, when the pipe holding mechanism A grips the pipe W and then rotates upward, the pipe W is Since it is on the tangential line of the circumference which is the rotation trajectory of the tube holding mechanism A, the range in which the tube W swings up and down and front and back is large, and it is necessary to make the tube W vertical during the upward rotation. There is a high risk of interference with other objects. Therefore, as shown in FIG. 1B, the pipe W is placed on the floor in the left-right direction, that is, orthogonal to the upper arm 26 in a plan view, the pipe holding mechanism A is placed in the left-right direction, and the horizontal rotation actuator 24 is used. Is on a substantially extended line of the upper arm 26 in plan view, that is, the second drive shaft S2 is moved in the left-right direction (upper arm 26
(Orthogonally with), the pipe W can be rotated up and down around the second drive shaft S2 by simply rotating the pipe holding mechanism A vertically.
Can be lifted from the floor while keeping the horizontal position.

【0032】このように、第二駆動軸S2を左右方向に
し、左右方向の管Wを持ち上げ可能とした状態が、図5
乃至図7に図示する管保持機構A及び姿勢制御機構Bの
様態である。しかし、このまま管Wを保持して持ち上げ
るのに際し、もし保持した管Wの重心がずれていれば、
左右どちらかに管Wが傾くおそれがあり、悪くすると管
保持機構Aの把持力が及ばず、片側に極度に傾いて落下
してしまうという事もありうる。これについては、図5
乃至図7に示す管保持機構A及び姿勢制御機構Bの様態
では、第二駆動軸S2が管Wに平行状であるため、上下
回動アクチュエーター23の回動により管Wの軸芯方向
に管保持機構Aを揺動することはできない。即ち、管W
の左右揺動制御ができないので、持ち上げ中の管Wの重
心の左右方向のずれによる傾斜や落下を回避することが
できないのである。
In this way, the state in which the second drive shaft S2 is in the left-right direction and the tube W in the left-right direction can be lifted is shown in FIG.
It is a mode of the pipe holding mechanism A and the posture control mechanism B shown in FIG. However, when holding and lifting the tube W as it is, if the center of gravity of the held tube W is deviated,
There is a possibility that the pipe W may be tilted to either the left or right, and if it is bad, the gripping force of the pipe holding mechanism A will not be exerted, and it may be extremely tilted and dropped on one side. For this, see Figure 5.
In the modes of the pipe holding mechanism A and the attitude control mechanism B shown in FIGS. 7A to 7C, since the second drive shaft S2 is parallel to the pipe W, the vertical rotation actuator 23 rotates to move the pipe in the axial direction of the pipe W. The holding mechanism A cannot be swung. That is, the pipe W
Since it is not possible to control the right and left swinging of the pipe W, it is impossible to avoid the inclination and the drop due to the shift of the center of gravity of the pipe W in the left and right direction.

【0033】そこで、管保持機構Aを、図5乃至図7の
様態にした状態から下方回動して下向きにし、床に載置
された管Wを把持し、上方回動して、管保持機構Aを上
向きにした後は、第一駆動軸S1及び第三駆動軸S3を
同期回転駆動して、水平回動アクチュエーター24のみ
を回動させ、管Wに対して第二駆動軸S2が直交する図
8乃至図10図示の様態にすれば、上下回動アクチュエ
ーター23を第二駆動軸S2回りに回動させることで、
管Wをその軸芯方向に揺動させることができ、例えば重
心が右に偏っていて、該管Wの右端が下方に傾斜する傾
向にある時は、該上下回動アクチュエーター23及び管
保持機構Aを左側に揺動させて、管Wを水平状に保持す
ることができるのである。
Therefore, the pipe holding mechanism A is rotated downward from the state shown in FIGS. 5 to 7 to face downward, the pipe W placed on the floor is grasped, and rotated upward to hold the pipe. After the mechanism A is turned upward, the first drive shaft S1 and the third drive shaft S3 are synchronously rotationally driven to rotate only the horizontal rotary actuator 24, and the second drive shaft S2 is orthogonal to the pipe W. 8 to FIG. 10, by rotating the vertical rotation actuator 23 around the second drive shaft S2,
The pipe W can be swung in the axial direction thereof, and for example, when the center of gravity is biased to the right and the right end of the pipe W tends to incline downward, the vertical turning actuator 23 and the pipe holding mechanism. The pipe W can be held horizontally by swinging A to the left.

【0034】次に、管保持機構Aの構成について図2乃
至図4より説明する。まず、管保持機構Aの基部におい
て、図3及び図4の如く、姿勢制御機構Bにおける回転
アクチュエーター22の第三モーターM3を収納するモ
ーターケース21を中心に支持する支持フレーム1が配
設されている。具体的には、長手方向を前後方向とした
場合に、前後端の取付板1a・1a間において、両側端
に縦フレーム1b・1bを架設固定して、該取付板1a
及び縦フレーム1bより中心向きに支持部材1c・1d
が突設されて、モーターケース21が支持固定されてい
るものである。
Next, the structure of the pipe holding mechanism A will be described with reference to FIGS. First, at the base of the pipe holding mechanism A, as shown in FIGS. 3 and 4, the support frame 1 that supports the motor case 21 that houses the third motor M3 of the rotary actuator 22 in the attitude control mechanism B is disposed. There is. Specifically, when the longitudinal direction is the front-rear direction, the vertical frames 1b and 1b are erected and fixed at both ends between the mounting plates 1a and 1a at the front and rear ends.
And supporting members 1c and 1d centered on the vertical frame 1b
Is provided so that the motor case 21 is supported and fixed.

【0035】そして、前後端の両取付板1a・1aにお
いて、右又は左寄りの内側面に開閉用モーターM4・M
4を固設しており、両取付板1a・1aの外側面には、
軸受フレーム2・2の下部寄り部位を固設して、各軸受
フレーム2内において、各開閉用モーターM4のモータ
ー軸より延設される開閉用駆動軸6を軸支しており、該
開閉用駆動軸6には、正面視扇状の開閉用駆動ギア7
が、該軸受フレーム2に当接しないように環設固定され
ている。更に、図2の如く、該開閉用駆動軸6の側方に
は、開閉用従動軸8を軸支して、該開閉用従動軸8に環
設固定される開閉用従動ギア9を該開閉用駆動ギア7に
噛合させている。
On both the mounting plates 1a, 1a at the front and rear ends, the opening / closing motors M4, M are provided on the inner surface on the right or left side.
4 is fixed, and the outer surfaces of both mounting plates 1a and 1a are
A portion of the bearing frame 2 near the lower part is fixedly provided, and an opening / closing drive shaft 6 extending from the motor shaft of each opening / closing motor M4 is rotatably supported in each bearing frame 2. The drive shaft 6 has a fan-shaped opening / closing drive gear 7 in a front view.
However, they are annularly fixed so as not to contact the bearing frame 2. Further, as shown in FIG. 2, an open / close driven shaft 8 is pivotally supported on the side of the open / close drive shaft 6, and an open / close driven gear 9 is fixed to the open / close driven shaft 8 in an annular manner. It is meshed with the drive gear 7.

【0036】また、片方の軸受フレーム2の内側面に
て、該開閉用モーターM4の直上方に回転用モーターM
5より連設される減速器10を配設し、該該開閉用モー
ターM3より延設される回転用駆動軸11を該軸受フレ
ーム2に軸支しており、該軸受フレーム2と該減速器1
0との間にて、該回転用駆動軸11上に回転用駆動ギア
12を環設固定しており、また、同じ軸受フレーム2の
上部寄りに、左右平行状に駆動ローラー軸13・13を
軸支しており、各駆動ローラー軸13の内側端には回転
用従動ギア14が環設固定されていて、各々、該回転用
駆動ギア12に噛合している。両駆動ローラー軸13に
は駆動ローラー15が、軸受フレーム2より上方に突出
する様態で環設固定されていて、回転用駆動軸11の回
転に伴い、ギア噛合にて、左右の両駆動ローラー15が
同一方向に同一速度で回転するようになっている。そし
て、該回転用モーターM5を固設していない軸受フレー
ム2においても、その上部寄りに左右平行状に、駆動ロ
ーラー15を環設固定する駆動ローラー軸13・13を
軸支しており、各駆動ローラー軸13と、これに対峙す
るもう片側の軸受フレーム2に軸支される駆動ローラー
軸13とを連結パイプ16にて連結し、前後4つの駆動
ローラー15が、該回転用駆動軸11の回転駆動にて、
同一方向の同一速度に回転するように構成されている。
On the inner side surface of one bearing frame 2, a rotation motor M is provided immediately above the opening / closing motor M4.
5, a speed reducer 10 connected in series is provided, and a rotation drive shaft 11 extended from the opening / closing motor M3 is pivotally supported by the bearing frame 2. The bearing frame 2 and the speed reducer 1
The drive gear 12 for rotation is annularly fixed on the drive shaft 11 for rotation between 0 and 0, and the drive roller shafts 13 and 13 are arranged in parallel to the left and right at the upper part of the same bearing frame 2. A rotation driven gear 14 is annularly fixed to the inner end of each drive roller shaft 13 and meshes with the rotation drive gear 12. A drive roller 15 is annularly fixed to the both drive roller shafts 13 so as to project upward from the bearing frame 2, and the left and right drive rollers 15 are engaged with each other by gear engagement with the rotation of the drive shaft 11 for rotation. Are designed to rotate in the same direction at the same speed. Even in the bearing frame 2 in which the rotation motor M5 is not fixed, the drive roller shafts 13 for fixing the drive roller 15 in an annular manner are rotatably supported in the left and right parallel to the upper portion thereof. The drive roller shaft 13 and the drive roller shaft 13 that is rotatably supported by the bearing frame 2 on the other side facing the drive roller shaft 13 are connected by a connecting pipe 16, and the four front and rear drive rollers 15 are connected to the rotary drive shaft 11. With rotary drive,
It is configured to rotate at the same speed in the same direction.

【0037】このような構成の管保持機構Aにおいて、
各軸受フレーム2の外側に、左右一対の四節リンクにて
なる管把持部材Cが配設されている。この構成について
説明すると、まず、各開閉用駆動軸6及び開閉用従動軸
8の外側端に、第一リンク3・3の基端を固設する。ま
た、各駆動ローラー軸13・13の外側端には、第二リ
ンク4・4の基端を遊嵌する。そして、第一リンク3の
先端は、第三リンク5の基端に枢支し、第二リンク4の
先端は、第三リンク5の途中部に枢支して、左右一対の
四節リンクを構成している。一つの管把持部材Cにおけ
る左右の各四節リンクは、該開閉用駆動軸6又は該開閉
用従動軸8の回転に伴って、開閉動作するものであり、
更に、該開閉用従動軸8は、開閉用駆動ギア7と開閉用
従動ギア9の噛合にて、該開閉用駆動軸6と逆方向に同
期回転するので、左右の四節リンクが同期して開閉動作
するのである。なお、図2は、便宜上、左右の四節リン
クを別の動きにして図示している。
In the tube holding mechanism A having such a structure,
A pipe gripping member C composed of a pair of left and right four-bar links is arranged outside each bearing frame 2. Explaining this configuration, first, the base ends of the first links 3 are fixed to the outer ends of the opening / closing drive shaft 6 and the opening / closing driven shaft 8. Further, the base ends of the second links 4 and 4 are loosely fitted to the outer ends of the drive roller shafts 13 and 13. Then, the tip of the first link 3 is pivotally supported on the base end of the third link 5, and the tip of the second link 4 is pivotally supported on the middle part of the third link 5 to form a pair of left and right four-bar links. I am configuring. The left and right four-bar links of one tube gripping member C are opened and closed with the rotation of the opening and closing drive shaft 6 or the opening and closing driven shaft 8.
Further, since the opening / closing driven shaft 8 is synchronously rotated in the opposite direction to the opening / closing driving shaft 6 by the engagement of the opening / closing driving gear 7 and the opening / closing driven gear 9, the left and right four-bar links are synchronized. It opens and closes. Note that FIG. 2 illustrates the left and right four-bar links in different movements for convenience.

【0038】また、この管把持部材Cによって把持可能
な最小の口径の管Wは、図2図示の口径1Dの管Wであ
るが、最大のものでは、口径3D、即ち最小口径の3倍
の口径の管Wまで把持可能であり、更に、最小口径1D
の管Wを把持する時にも、四節リンクの構造により、第
三リンク5の基端の外側への張り出し位置が、最大口径
3Dの管Wを把持している時の第三リンク5の外側端位
置と変わりがない。即ち、把持する管の口径の違いによ
ってリンクが外側に大きく張り出すということがないの
である。
Further, the pipe W having the smallest diameter that can be held by the pipe holding member C is the pipe W having the diameter 1D shown in FIG. 2, but the largest one has the diameter 3D, that is, three times the minimum diameter. Capable of gripping up to a pipe W with a diameter of 1D.
Even when gripping the pipe W, the bulging position of the base end of the third link 5 to the outside due to the structure of the four-joint link is outside the third link 5 when gripping the pipe W having the maximum diameter 3D. It is the same as the end position. In other words, the link does not greatly extend outward due to the difference in the diameter of the gripped pipe.

【0039】各第三リンク5の先端には、従動ローラー
17が枢支されていて、更に、従動ローラー17の枢支
軸を支点軸として、押圧ローラーアーム18が枢支さ
れ、該押圧ローラー18に押圧ローラー19が枢支され
ているとともに、従動ローラー17を管Wに接触させた
場合に、押圧ローラー19が該管Wに押圧力を付与すべ
く、第三リンク5と該押圧ローラーアーム18との間に
は、バネ20を介設している。
A driven roller 17 is pivotally supported at the tip of each third link 5, and a pressing roller arm 18 is pivotally supported about the pivot shaft of the driven roller 17 as a fulcrum shaft. A pressing roller 19 is pivotally supported on the third link 5 and the pressing roller arm 18 so that the pressing roller 19 applies a pressing force to the tube W when the driven roller 17 is brought into contact with the tube W. A spring 20 is interposed between and.

【0040】以上のような構成の管保持機構Aにおけ
る、管の保持及び位置決めについて説明する。管Wは、
図2の如く、前後左右の四個の駆動ローラー15・15
上に載置され、更に、管把持部材Cの四節リンクが、第
三リンク5の先端の従動ローラー17及び押圧ローラー
19を接触させて、管Wを両側から把持する。こうして
管Wを保持した管保持機構Aは、メインフレーム34、
ロワーアーム29、及びアッパーアーム26の回動操
作、更に姿勢制御機構Bにおける水平回動アクチュエー
ター24、上下回動アクチュエーター23及び回転アク
チュエーター22の回動操作によって姿勢制御され、更
に、配管済みの管Wのフランジに、保持する管Wのフラ
ンジを締結する際には、回転用モーターM5を駆動する
と、四つの駆動ローラー15が同一方向に同一速度で回
転し、管の側面に接触する第三リンク5の先端の従動ロ
ーラー17及び押圧ローラー19が従動して、把持する
管Wをその軸芯回りに回転させるのである。
The holding and positioning of the pipe in the pipe holding mechanism A having the above structure will be described. Tube W
As shown in FIG. 2, four front, rear, left and right drive rollers 15, 15
The tube-holding member C is placed on the top, and the four-bar links of the tube gripping member C contact the driven roller 17 and the pressing roller 19 at the tip of the third link 5 to grip the tube W from both sides. The pipe holding mechanism A that holds the pipe W in this manner includes the main frame 34,
The posture is controlled by the turning operation of the lower arm 29 and the upper arm 26, and the turning operation of the horizontal turning actuator 24, the vertical turning actuator 23, and the turning actuator 22 in the attitude control mechanism B. When the flange of the pipe W to be held is fastened to the flange, when the rotation motor M5 is driven, the four driving rollers 15 rotate in the same direction at the same speed, and the third link 5 of the third link 5 contacting the side face of the pipe is rotated. The driven roller 17 and the pressing roller 19 at the tip end are driven to rotate the pipe W to be gripped around its axis.

【0041】次に、アッパーアーム26、ロワーアーム
29、及びメインフレーム34(以後、総称して「作業
腕」)を回動駆動する油圧シリンダーのアッパーアーム
シリンダーCL1、ロワーアームシリンダーCL2、及
び旋回用シリンダーCL3(以後、総称して「作業腕ア
クチュエーター」)の制御構造について説明する。ま
ず、管保持機構Aにて保持する管の重量に応じて作業腕
アクチュエーターを調節する制御構造について、図11
乃至図23より説明する。配管ロボットの作業腕の動作
速度は、重量管を配管する時には遅い動作で、慎重に作
業できるよう、また、軽量管の場合には速い動作で、迅
速な作業ができるように、配管する管の重量によって変
更可能とするのが望ましい。そこで、管保持機構Aにお
いて保持する管Wの重量を検出する手段として、アッパ
ーアーム26にかかる荷重を、アッパーアームシリンダ
ーCL1の内圧計測と、アッパーアーム26とロワーア
ーム29の各関節角度の計測により検出する。
Next, an upper arm cylinder CL1, a lower arm cylinder CL2, and a swing cylinder CL3 which are hydraulic cylinders for rotationally driving the upper arm 26, the lower arm 29, and the main frame 34 (hereinafter collectively referred to as "working arm"). The control structure of (hereinafter, collectively referred to as "working arm actuator") will be described. First, regarding the control structure for adjusting the working arm actuator according to the weight of the pipe held by the pipe holding mechanism A, FIG.
23 to 23. The operation speed of the working arm of the piping robot is slow when piping heavy pipes so that you can work carefully, and in the case of lightweight pipes, when you work quickly, you can work quickly. It is desirable that the weight can be changed. Therefore, as a means for detecting the weight of the pipe W held in the pipe holding mechanism A, the load applied to the upper arm 26 is detected by measuring the internal pressure of the upper arm cylinder CL1 and measuring the joint angles of the upper arm 26 and the lower arm 29. To do.

【0042】これらの検出手段として、アッパーアーム
26基端及びロワーアーム29基端の回動支点軸に、そ
れぞれ図示しない関節角度検出用ポテンショメーターP
Mを配設し、ロワーアーム29基端に付設したポテンシ
ョメーターPMによって、図11図示のロワーアーム2
9のロワーアームシリンダーブラケット33(メインフ
レーム34)に対する関節角度θ1を、また、アッパー
アーム26基端に付設したポテンショメーターPMによ
って、同じく図11図示のアッパーアーム26とロワー
アーム29との間の関節角度θ2を検出する。なお、こ
れらの関節角度θ1・θ2を総称してθとする。また、
図14図示の油圧回路におけるアッパーアームシリンダ
ーCL1の押し側・引き側連通油路に、アッパーアーム
シリンダー内圧計測用圧力センサーPS・PSを配設
し、各々にて、図13図示の押し側圧力P1 、引き側圧
力P2 を検出する。
As these detecting means, a joint angle detecting potentiometer P (not shown) is provided on each of pivotal fulcrum shafts of the base end of the upper arm 26 and the base end of the lower arm 29.
The lower arm 2 shown in FIG. 11 is provided by the potentiometer PM provided with M and attached to the base end of the lower arm 29.
The joint angle θ1 with respect to the lower arm cylinder bracket 33 (main frame 34) of 9 and the joint angle θ2 between the upper arm 26 and the lower arm 29 also shown in FIG. 11 are determined by the potentiometer PM attached to the base end of the upper arm 26. To detect. In addition, these joint angles θ1 and θ2 are collectively referred to as θ. Also,
Pressure sensors PS and PS for measuring the internal pressure of the upper arm cylinder are arranged in the oil passages on the pushing side and pulling side of the upper arm cylinder CL1 in the hydraulic circuit shown in FIG. 14, and the pushing side pressure P shown in FIG. 1 、 Pull side pressure P 2 is detected.

【0043】図15において、管保持機構Aにて保持す
る管Wの重量検出に基づく配管操作構造を説明する。前
記検出手段PM・PSによる検出値θ、P1 、P2 を、
配管ロボットにおける前記制御設定器36に入力する。
そして、該制御設定器36内において、これらの検出値
θ、P1、P2に基づいて、管保持機構Aにて保持する
管重量WWが算出され、図16に示すグラフに基づいて
アッパーアーム26・ロワーアーム29の最高動作速度
MSが設定されるのであり、このように最高動作速度M
Sを設定した状態にて、遠隔操作器37からの操作信号
を受けて、作業腕アクチュエーターの油圧系に配設され
る図14図示の方向切換弁SV2及び流量制御弁SV4
に出力信号を発信するのである。(図14は、アッパー
アームシリンダーCL1、ロワーアームシリンダーCL
2の油圧系であるが、旋回用シリンダーCL3も同様の
油圧系を有し、同様に方向切換弁SV2、流量制御弁S
V4を具備する。)
Referring to FIG. 15, a pipe operation structure based on the weight detection of the pipe W held by the pipe holding mechanism A will be described. The detection values θ, P 1 and P 2 by the detection means PM / PS are
Input to the control setting device 36 in the piping robot.
Then, in the control setter 36, the pipe weight WW held by the pipe holding mechanism A is calculated based on these detected values θ, P1 and P2, and the upper arm 26 · based on the graph shown in FIG. The maximum operating speed MS of the lower arm 29 is set, and the maximum operating speed M is set in this way.
In the state where S is set, in response to an operation signal from the remote controller 37, the direction switching valve SV2 and the flow rate control valve SV4 shown in FIG. 14 arranged in the hydraulic system of the work arm actuator are arranged.
The output signal is transmitted to. (Fig. 14 shows the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL
The turning cylinder CL3 has a similar hydraulic system, and the directional switching valve SV2 and the flow control valve S are similarly provided.
It is equipped with V4. )

【0044】配管ロボットは遠隔操作可能なものであ
り、オペレーターが、図15の如く、遠隔操作器37を
操縦して、配管ロボットに、各アクチュエーターの操作
信号を送信する。この中で、「把持動作開始信号」と
は、配管作業の最初に、管保持機構Aにおける管把持部
材Cや姿勢制御機構Bを操作して、床に載置した管を管
保持機構Aが把持するための操作信号であり、単に「操
作信号」としているのは、配管作業中の管の姿勢制御の
ための信号や、管の締結のための回転操作のための信号
である。また、「操作終了信号」は、配管を終える際に
おいて管把持部材Cを開き、アッパーアーム26、ロワ
ーアーム29を折り畳んで、初期位置に戻すための信号
をいう。
The piping robot is remotely controllable, and the operator operates the remote controller 37 to transmit the operation signal of each actuator to the piping robot as shown in FIG. Among these, the "holding operation start signal" means that the pipe holding mechanism A operates the pipe holding member C or the posture control mechanism B in the pipe holding mechanism A at the beginning of the piping work so that the pipe holding mechanism A The operation signal for gripping, and what is simply referred to as the “operation signal” is a signal for controlling the attitude of the pipe during the piping work and a signal for rotating operation for fastening the pipe. Further, the “operation end signal” is a signal for opening the pipe gripping member C, folding the upper arm 26 and the lower arm 29, and returning them to the initial position when the pipe is finished.

【0045】図17より、管の重量検出に基づく作業腕
の最高動作速度の制御手順について説明する。まず、遠
隔操作器37によって、床等に載置した管Wを管保持機
構Aにて把持させるため、把持操作開始スイッチをON
し、「把持動作開始信号」を発信する。これを受けて、
配管ロボットが管Wを把持すると、前記の関節角度検出
用ポテンショメーターPM及びアッパーアームシリンダ
ー内圧計測用圧力センサーPSの検出値に基づき、制御
設定器36にて、作業腕の最高動作速度が設定され、そ
の速度をシリンダーの動作速度に変換して、作業腕アク
チュエーターの動作速度が設定される。
The procedure for controlling the maximum operating speed of the working arm based on the detection of the weight of the pipe will be described with reference to FIG. First, in order to allow the tube holding mechanism A to hold the tube W placed on the floor or the like by the remote controller 37, the grip operation start switch is turned on.
Then, a "grasping operation start signal" is transmitted. In response,
When the pipe robot grips the pipe W, the maximum operating speed of the working arm is set by the control setting device 36 based on the detection values of the joint angle detecting potentiometer PM and the pressure sensor PS for measuring the internal pressure of the upper arm cylinder. The operating speed of the work arm actuator is set by converting the speed into the operating speed of the cylinder.

【0046】その後、配管作業に臨んで、オペレーター
が遠隔操作器37を使って、様々な操作信号を発信させ
るが、この中で、遠隔操作器37には、作業腕の各動作
速度を設定する設定器(例えば、ダイヤル)が設けられ
ていて、作業腕アクチュエーターである各シリンダーC
L1・CL2・CL3を、最高動作速度の何割にて動作
させるかを設定するものとなっている。例えば、該設定
器は、ダイヤルに0・1・2・・10と目盛りを打った
ものとなっており、「1」にダイヤルを合わせれば、設
定された最高動作速度の一割の速度にて各シリンダーを
動作させることとなる。そして、目盛りを最高値に設定
すれば、最高動作速度が得られるようになっている。従
って、最高動作速度の設定値によってダイヤル一目盛り
分の速度の変位幅が異なる。よって、重量の管を保持し
ている時には、最高動作速度が遅く設定されていること
から、ダイヤルの回動量のわりに作業腕の動作速度の変
化が大きくなく、速度の微調整が可能となり、更に、そ
んなに速い動作速度は得られないので、慎重な管の姿勢
制御ができる。一方、軽量の管を保持している時は、最
高動作速度が速く設定されているので、ダイヤルの回動
量に対する作業腕の動作速度の変位量が大きくなり、速
い動作速度も得られるので、迅速な配管作業ができるよ
うになるのである。
After that, the operator uses the remote controller 37 to send various operation signals in front of the piping work. In this, the remote controller 37 sets the respective operating speeds of the working arms. Each cylinder C, which is a working arm actuator, provided with a setting device (for example, a dial)
The percentage of the maximum operating speed of L1, CL2 and CL3 is set. For example, the setting device has a dial with a scale of 0, 1, 2, ... 10, and if the dial is set to "1", the set maximum operating speed will be 10% of the speed. Each cylinder will be operated. Then, if the scale is set to the maximum value, the maximum operating speed can be obtained. Therefore, the displacement range of the speed for one dial scale varies depending on the set value of the maximum operation speed. Therefore, when the heavy pipe is held, the maximum operating speed is set to be slow, so the operating speed of the working arm does not change significantly in spite of the amount of rotation of the dial, and fine adjustment of the speed is possible. , It is not possible to obtain such a high operation speed, so careful posture control of the pipe can be performed. On the other hand, when holding a lightweight pipe, the maximum operating speed is set to a high speed, so the displacement of the operating speed of the working arm relative to the amount of rotation of the dial is large, and a high operating speed is also obtained. You can do various piping work.

【0047】こうして配管作業を終了したら、スイッチ
操作等にて「操作終了信号」を発信すると、管保持機構
Aが管より離脱し、アッパーアーム26・ロワーアーム
29が収納され、メインフレーム34も初期位置に戻る
のである。
After the piping work is completed in this way, when an "operation end signal" is transmitted by a switch operation or the like, the pipe holding mechanism A is detached from the pipe, the upper arm 26 and the lower arm 29 are housed, and the main frame 34 is also in the initial position. Return to.

【0048】このような手順にて操作される作業腕のア
クチュエーターである各油圧シリンダーのうち、ロワー
アームシリンダーCL1及びアッパーアームシリンダー
CL2について、その動作速度を制御する油圧系を図1
4より説明する。配管ロボットには、油圧タンクOT、
バッテリー駆動のピストンポンプPPが配設されてい
る。該ピストンポンプPPには、比例電磁弁である圧力
制御弁SV1が設けられていて、遠隔操作にて該圧力制
御弁SV1を作動させることで、該ピストンポンプPP
の吸入(吐出)圧を制御できる。方向切換弁SV2・S
V2は、アッパーアームシリンダーCL1及びロワーア
ームシリンダーCL2の各ピストンの押し引き方向を制
御するための電磁弁であり、該油圧タンクOTより圧油
を吸入する該ピストンポンプPPより該方向切換弁SV
2・SV2に、流入回路R1・R1を分岐延設してい
る。また、各方向切換弁SV2・SV2より油圧タンク
Tに流出回路R2・R2を延設しており(途中で合流し
て、油圧タンクTにドレーンされるようになってい
る。)、各流出回路R2・R2には、比例電磁弁である
流量調整弁SV4・SV4が介設されている。
A hydraulic system for controlling the operating speed of the lower arm cylinder CL1 and the upper arm cylinder CL2 among the hydraulic cylinders which are the actuators of the working arm operated in such a procedure is shown in FIG.
4 will be described. The piping robot has a hydraulic tank OT,
A battery driven piston pump PP is provided. The piston pump PP is provided with a pressure control valve SV1 which is a proportional solenoid valve, and by operating the pressure control valve SV1 by remote control, the piston pump PP
The suction (discharge) pressure of can be controlled. Directional switching valve SV2 ・ S
V2 is a solenoid valve for controlling the pushing / pulling direction of each piston of the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2, and the direction switching valve SV is supplied from the piston pump PP that sucks pressure oil from the hydraulic tank OT.
Inflow circuits R1 and R1 are branched and extended to 2 · SV2. Further, outflow circuits R2 and R2 are extended from the directional control valves SV2 and SV2 to the hydraulic tank T (combined in the middle and drained to the hydraulic tank T), and the respective outflow circuits. Flow rate adjusting valves SV4 and SV4, which are proportional solenoid valves, are interposed in R2 and R2.

【0049】各方向切換弁SV2・SV2とアッパーア
ームシリンダーCL1・ロワーアームシリンダーCL2
との間には、ピストンを隔てたシリンダー各室(押し側
・引き側)に給排油管を延設しており、それぞれに圧油
流通を停止するための電磁ストップバルブSV3・SV
3と、各シリンダーの各室内圧を検出する圧力センサー
PSが介設されていて、このうち、アッパーアームシリ
ンダーCL1の内圧計測用の圧力センサーPSが、前記
の管保持機構Aにおいて保持する管の重量計測に利用さ
れるアッパーシリンダー内圧計測用圧力センサーPSで
ある。
Directional switching valves SV2 and SV2 and upper arm cylinder CL1 and lower arm cylinder CL2
Between the and, there is an oil supply / drain pipe extending in each cylinder chamber (pushing side / pulling side) that separates the piston, and electromagnetic stop valves SV3 and SV for stopping the flow of pressure oil respectively.
3 and a pressure sensor PS for detecting each room pressure of each cylinder. Among these, the pressure sensor PS for measuring the internal pressure of the upper arm cylinder CL1 is It is a pressure sensor PS for measuring the internal pressure of the upper cylinder used for weight measurement.

【0050】そして、前記の如く、制御設定器36にて
アッパーアームシリンダー及びCL1及びロワーアーム
シリンダーCL2の最高動作速度MSが設定され、遠隔
操作器37にてアッパーアーム26及びロワーアーム2
9の操作信号を発すると、流量調整弁SV4・SV4が
制御されて、アッパーアームシリンダーCL1及びロワ
ーアームシリンダーCL2の圧油の給排流量が設定され
て、各シリンダーの駆動速度が決まるのである。
Then, as described above, the maximum operating speed MS of the upper arm cylinder and CL1 and the lower arm cylinder CL2 is set by the control setting device 36, and the upper arm 26 and the lower arm 2 are set by the remote controller 37.
When the operation signal 9 is issued, the flow rate adjusting valves SV4 and SV4 are controlled to set the supply and discharge flow rates of the pressure oil of the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2, and the driving speed of each cylinder is determined.

【0051】旋回用シリンダーCL3については、図1
4において図示していないが、図14図示のピストンポ
ンプPPより、流入回路R1をもう一つ分岐させ、アッ
パーアームシリンダーCL1、ロワーアームシリンダー
CL2の分岐並設油圧回路と並列状に、同様に方向切換
弁SV2や電磁ストップバルブSV3、また、流量制御
弁SV4を有する油圧回路を設けてもよいし、また、他
の油圧ポンプより圧油供給される同様の油圧回路を構成
してもよい。この中には、勿論、方向切換弁SV2、電
磁ストップバルブSV3、そして、流量制御弁SV4が
設けられており、最高動作速度MSの設定、及び遠隔操
作器37による流量制御弁SV4の制御構成も同様であ
る。
The turning cylinder CL3 is shown in FIG.
Although not shown in FIG. 4, the piston pump PP shown in FIG. 14 branches the inflow circuit R1 again to change the direction of the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2 in parallel with the branch parallel hydraulic circuit. A hydraulic circuit having the valve SV2, the electromagnetic stop valve SV3, and the flow rate control valve SV4 may be provided, or a similar hydraulic circuit supplied with pressure oil from another hydraulic pump may be configured. In this, of course, a direction switching valve SV2, an electromagnetic stop valve SV3, and a flow rate control valve SV4 are provided, and the setting of the maximum operating speed MS and the control configuration of the flow rate control valve SV4 by the remote controller 37 are also provided. It is the same.

【0052】次に、作業腕アクチュエーターの最高動作
速度MSの演算過程について図18等より具体的に説明
する。最高動作速度MSは、図16の如く、管重量WW
に基づいて決定されるが、該管重量WWの算出のために
は、手先負荷M・gを算出しなければならない。手先負
荷M・gとは、管保持機構A+姿勢制御機構B+管Wの
重量の総重量であって、手先負荷M・gが求められれ
ば、既知である管保持機構A及び姿勢制御機構Bの重量
を引いて、管重量WWが求められる。この手先負荷M・
gの算出のため、前記関節角度検出用ポテンショメータ
ーPMによるロワーアーム・アッパーアーム関節角度θ
(図11中のθ1・θ2)の検出と、アッパーアームシ
リンダー内圧検出用圧力センサーPSによる図13図示
のアッパーアームシリンダーCL1の押し側圧力P1
引き側圧力P2 の検出が行われる。なお、メインフレー
ム34や各アーム26・29及び姿勢制御機構Bの各ア
クチュエーター22・23・24は停止した状態として
いる。
Next, the process of calculating the maximum operating speed MS of the work arm actuator will be specifically described with reference to FIG. The maximum operating speed MS is the pipe weight WW as shown in FIG.
However, in order to calculate the pipe weight WW, the hand load M · g must be calculated. The hand load M · g is the total weight of the tube holding mechanism A + the attitude control mechanism B + the weight of the tube W. If the hand load M · g is obtained, the known tube holding mechanism A and attitude control mechanism B The weight is subtracted to obtain the tube weight WW. This hand load M
In order to calculate g, the lower arm / upper arm joint angle θ by the joint angle detection potentiometer PM
(Θ1 · θ2 in FIG. 11) is detected, and the pressure P 1 on the pushing side and the pressure P 2 on the pulling side of the upper arm cylinder CL1 shown in FIG. 13 are detected by the pressure sensor PS for detecting the internal pressure of the upper arm cylinder. The main frame 34, the arms 26, 29, and the actuators 22, 23, 24 of the attitude control mechanism B are in a stopped state.

【0053】まず、図11及び図12より、手先負荷M
・gとアッパーアームシリンダーCL1へ伝達する力F
KAN の関係について説明する。図11のように、アッパ
ーアーム26、ロワーアーム29、前部平行リンク3
0、ブラケット28、及びロワーアームブラケット32
にて構成されるリンク機構の各部寸法を設定した場合に
おいて、アッパーアーム26及びロワーアーム29の長
さを各々L1、L2としており、アッパーアームシリン
ダーCL1基端・ロワーアーム29基端間の距離d0、
ロワーアームブラケット32におけるアッパーアームシ
リンダーCL1先端・ロワーアーム29基端間の一辺の
長さd1、ロワーアームシリンダーブラケット33(メ
インフレーム34)・ロワーアーム29基端・アッパー
アームシリンダーCL1基端間の夾角θ00、ロワーア
ームブラケット32における前部平行リンク30基端・
ロワーアーム29基端・アッパーアームシリンダーCL
1先端間の夾角θ01、及びアッパーアーム26のオフ
セット角度θ02は、既知の定数であり、アッパーアー
ム26及びロワーアーム29の回動操作に伴って、前記
のロワーアーム29の関節角度θ1及びアッパーアーム
26の関節角度θ2が変位する。
First, referring to FIGS. 11 and 12, the hand load M
・ G and the force F transmitted to the upper arm cylinder CL1
Explain the KAN relationship. As shown in FIG. 11, the upper arm 26, the lower arm 29, and the front parallel link 3
0, bracket 28, and lower arm bracket 32
When the dimensions of each part of the link mechanism configured by are set, the lengths of the upper arm 26 and the lower arm 29 are L1 and L2, respectively, and the distance d0 between the base end of the upper arm cylinder CL1 and the base end of the lower arm 29,
The length d1 of one side between the tip of the upper arm cylinder CL1 and the base end of the lower arm 29 in the lower arm bracket 32, the included angle θ00 between the lower arm cylinder bracket 33 (main frame 34), the base end of the lower arm 29 and the base end of the upper arm cylinder CL1, and the lower arm bracket 32 front end of the parallel link 30 at 32
Lower arm 29 base end / upper arm cylinder CL
The included angle θ01 between the 1 tips and the offset angle θ02 of the upper arm 26 are known constants, and the joint angle θ1 of the lower arm 29 and the upper arm 26 of the lower arm 29 are accompanied by the rotational operation of the upper arm 26 and the lower arm 29. The joint angle θ2 is displaced.

【0054】そして、図12のように、前部平行リンク
30の上下端枢支点にかかる該前部平行リンク30の方
向のリンク支持力をFL とすると、まずアッパーアーム
26の先端枢支点Xにおけるモーメントの釣合いによ
り、数1が成り立つ。
[0054] Then, as shown in FIG. 12, when the direction of the link supporting force of the front section parallel link 30 according to the upper and lower ends pivot point of the front parallel link 30 and F L, first tip pivot point X of the upper arm 26 Equation 1 is established by the balance of the moments at.

【0055】[0055]

【数1】 [Equation 1]

【0056】また、ロワーアーム29の基端枢支点Yに
おけるモーメントの釣合いにより、数2が成り立つ。
The equation (2) is established by the balance of moments at the base pivot point Y of the lower arm 29.

【0057】[0057]

【数2】 [Equation 2]

【0058】よって、手先負荷M・gは、次式数3によ
り算出される。
Therefore, the hand load M · g is calculated by the following equation (3).

【0059】[0059]

【数3】 (Equation 3)

【0060】次に、図13図示のアッパーアームシリン
ダーCL1における発生力の関係に基づいて、手先負荷
M・gがリンク機構を介してアッパーアームシリンダー
CL1に伝達する力FKAN を求める。図13中におい
て、アッパーアームシリンダーCL1の押し側受圧面積
1 ・引き側受圧面積A2 は既知のものであり、押し側
圧力P1 ・引き側圧力P2 はアッパーアームシリンダー
内圧計測用圧力センサーPSの検出値、Fcyl3はリンク
機構を介してアッパーアームシリンダーCL1に伝達さ
れる力、Fpushは押し側内圧による力、Fpullは引き側
内圧による力である。
Next, the force F KAN that the hand load M · g transmits to the upper arm cylinder CL1 via the link mechanism is obtained based on the relationship of the generated forces in the upper arm cylinder CL1 shown in FIG. In FIG. 13, the push side pressure receiving area A 1 and the pull side pressure receiving area A 2 of the upper arm cylinder CL1 are known, and the push side pressure P 1 and the pull side pressure P 2 are pressure sensors for measuring the upper arm cylinder internal pressure. The detected value of PS, F cyl3 is the force transmitted to the upper arm cylinder CL1 via the link mechanism, F push is the force by the push side internal pressure, and F pull is the force by the pull side internal pressure.

【0061】まず、アッパーアームシリンダーCL1に
おける力の釣合いから、既知値A1・A2 及び検出値P
1・P2 より、Fcyl3を数4の如く求める。
First, from the balance of forces in the upper arm cylinder CL1, known values A 1 and A 2 and detected values P
From 1 · P 2 , F cyl3 is calculated as shown in Equation 4.

【0062】[0062]

【数4】 [Equation 4]

【0063】これより、手先負荷M・gがリンク機構を
介してアッパーアームシリンダーCL1に伝達される力
KAN を求めると、数5の如くになる。
From this, when the force F KAN that the hand load M · g is transmitted to the upper arm cylinder CL1 via the link mechanism is obtained, it is as shown in the equation 5.

【0064】[0064]

【数5】 (Equation 5)

【0065】但し、数5中、FLINKは、リンク重量がリ
ンク機構を介してアッパーアームシリンダーCL1にか
かる力であり、即ち、管を保持しない状態において、リ
ンク機構を介してアッパーアームシリンダーCL1に伝
わる力である。リンク重量は既知であることから、数1
・2・3の如くに、リンク重量の力の伝達の関係を求め
れば計算できるものである。
However, in Formula 5, F LINK is the force by which the link weight is exerted on the upper arm cylinder CL1 via the link mechanism, that is, when the pipe is not held, the link weight is applied to the upper arm cylinder CL1 via the link mechanism. It is the power to be transmitted. Since the link weight is known, the number 1
・ As in 2.3, it can be calculated by obtaining the relationship of the force transmission of the link weight.

【0066】Fcyl3は、数4中の式(2)に既知値A1
・A2 及び検出値P1・P2 を代入することから求めら
れ、これを数5中の式(3)に代入すれば、FKAN が算
出され、これを数3中の式(1)に代入することによっ
て、手先重量M・gが算出されるものである。
F cyl3 is a known value A 1 in the equation (2) in the equation 4.
· A 2 and obtained from substituting the detected value P1 · P 2, by substituting this in equation (3) in number 5, F KAN is calculated, this equation (1) in several 3 By substituting, the hand weight M · g is calculated.

【0067】なお、厳密にはシリンダーの摩擦や関節の
摩擦等の影響も考慮しなければならないが、要求されて
いる重量検出精度に比べれば無視できる程度のものなの
で、省略している。
Strictly speaking, the influence of the friction of the cylinder and the friction of the joint must be taken into consideration, but it is negligible in comparison with the required weight detection accuracy, and is therefore omitted.

【0068】このように、図18図示の過程にて手先負
荷M・gが求められると、管保持機構A及び姿勢制御機
構Bの重量を引いて管重量WWを算出し、図16の如く
設定した、管重量WWに対する最高動作速度MSの関数
グラフに代入することによって、その管重量WWに対応
する作業腕アクチュエーターの最高動作速度MSが求め
られるものである。
Thus, when the hand load M · g is obtained in the process shown in FIG. 18, the weights of the tube holding mechanism A and the attitude control mechanism B are subtracted to calculate the tube weight WW, and the setting is made as shown in FIG. The maximum operating speed MS of the work arm actuator corresponding to the tube weight WW is obtained by substituting it in the function graph of the maximum operating speed MS with respect to the tube weight WW.

【0069】なお、本発明の配管ロボットは、アッパー
アーム26とロワーアーム29とを平行リンク機構にて
連結しているが、図19のように、リンク機構を設けな
いバックホーのようなアッパーアーム26・ロワーアー
ム29のアーム構造とすることも考えられる。この場合
のアッパーアームシリンダーCL1、ロワーアームシリ
ンダーCL2の取付位置は図の如くになり、アーム動作
速度の決定に必要な手先負荷M・gの算出は、別途の変
換式にアッパーアームシリンダーCL1の内圧計測値を
代入するものである。
In the piping robot of the present invention, the upper arm 26 and the lower arm 29 are connected by a parallel link mechanism. However, as shown in FIG. 19, an upper arm 26. The lower arm 29 may have an arm structure. In this case, the mounting positions of the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2 are as shown in the figure, and the calculation of the hand load M / g necessary for determining the arm operation speed is calculated by a separate conversion method for measuring the internal pressure of the upper arm cylinder CL1. It assigns a value.

【0070】最後に、アッパーアーム26及びロワーア
ーム29の駆動開始時における微動防止構造について説
明する。前記図14図示のアッパーアームシリンダーC
L1及びロワーアームシリンダーCL2の駆動用油圧回
路において、アッパーアームシリンダーCL1及びロワ
ーアームシリンダーCL2の両油圧シリンダーは、遠隔
操作器37においてアームの操作設定をすると、まず、
操作する側にアームを動かすべく、方向切換弁SV2が
切り換わり、次に、シリンダーへの圧油給排を停止すべ
く電磁ストップバルブSV3が開弁して、アームの作動
量を形成すべく流量制御弁SV4にて設定された流量の
圧油がシリンダーにて給排される。
Finally, a structure for preventing fine movement at the start of driving the upper arm 26 and the lower arm 29 will be described. The upper arm cylinder C shown in FIG.
In the hydraulic circuit for driving L1 and the lower arm cylinder CL2, both hydraulic cylinders of the upper arm cylinder CL1 and the lower arm cylinder CL2 are set to operate the arm in the remote controller 37.
The direction switching valve SV2 is switched to move the arm to the operating side, and then the electromagnetic stop valve SV3 is opened to stop the pressure oil supply / discharge to / from the cylinder, and the flow rate is set to form the operation amount of the arm. The pressure oil having the flow rate set by the control valve SV4 is supplied to and discharged from the cylinder.

【0071】この中で、電磁ストップバルブSV3は、
シリンダー動作開始時における振れ防止のため、ピスト
ンポンプPPの吐出圧(ポンプ圧PPUMP)とアッパーア
ームシリンダーCL1又はロワーアームシリンダーCL
2への圧油流入圧(シリンダー圧PIN)が等しくなった
時に開弁するように構成されている。普通、アーム駆動
用の油圧ポンプの吐出圧(ポンプ圧PPUMP)とシリンダ
ー圧PINは異なっており、この場合に、油圧シリンダー
の駆動を開始すべく、電磁ストップバルブSV3を開弁
すると、電磁ストップバルブSV3の開弁時に、内圧差
を解消すべくシリンダーの圧油給排が一時的に集中して
発生し、流量制御弁SV4の制御にも関わらず、シリン
ダーの駆動に振れを起こし、即ち、アーム(アッパーア
ーム26・ロワーアーム29)が動作開始時に微動して
しまい、制御不能となる。
Among these, the electromagnetic stop valve SV3 is
Discharge pressure of the piston pump PP (pump pressure P PUMP ) and upper arm cylinder CL1 or lower arm cylinder CL to prevent runout at the start of cylinder operation
The valve is configured to open when the pressure oil inflow pressure (cylinder pressure P IN ) to 2 becomes equal. Normally, the discharge pressure (pump pressure P PUMP ) of the hydraulic pump for driving the arm is different from the cylinder pressure P IN . In this case, when the electromagnetic stop valve SV3 is opened to start driving the hydraulic cylinder, the electromagnetic stop valve SV3 is opened. When the stop valve SV3 is opened, the pressure oil supply and discharge of the cylinder is temporarily concentrated to eliminate the internal pressure difference, and the cylinder is shaken despite the control of the flow control valve SV4. , The arms (the upper arm 26 and the lower arm 29) slightly move at the start of the operation, and the control becomes impossible.

【0072】この状態を、ロワーアーム29の上昇駆動
操作において、図20及び図21より検証する。図20
(a)は、シリンダー駆動のための電磁ストップバルブ
SV3の開弁時(この開弁時をTとする。)に、ポンプ
圧PPUMPがシリンダー圧PINより高い場合を示してお
り、この場合には、図20(b)のように、ロワーアー
ムの関節角度θ1(図11図示のものと同一)が、駆動
開始時(T)に一時的にある程度の角度まで急激に増加
する。一方、図21(a)は、同じく電磁ストップバル
ブSV3の開弁時(T)において、ポンプ圧PPUMPがシ
リンダー圧PINより低い場合を示しており、この場合に
は、図21(b)に示すように、駆動開始時(T)に一
時的に関節角度θ1が減少する。そして、図20(a)
・図21(a)に示すように、一時的なポンプ圧PPUMP
とシリンダー圧PINとの差が生じた後は、両圧が等しく
なり、図20(b)・図21(b)に示すように、関節
角度θ1が指令値どおりに制御できるようになる。
This state will be verified with reference to FIGS. 20 and 21 when the lower arm 29 is driven to move upward. FIG.
(A) shows a case where the pump pressure P PUMP is higher than the cylinder pressure P IN when the electromagnetic stop valve SV3 for driving the cylinder is opened (this opening time is referred to as T). In this case, As shown in FIG. 20B, the joint angle θ1 of the lower arm (the same as that shown in FIG. 11) temporarily and rapidly increases to a certain angle at the start of driving (T). On the other hand, FIG. 21A shows a case where the pump pressure P PUMP is lower than the cylinder pressure P IN when the electromagnetic stop valve SV3 is opened (T), and in this case, FIG. As shown in, the joint angle θ1 temporarily decreases at the start of driving (T). And FIG. 20 (a)
・ As shown in FIG. 21 (a), the temporary pump pressure P PUMP
After the difference between the cylinder pressure P IN and the cylinder pressure P IN , the two pressures become equal, and as shown in FIGS. 20B and 21B, the joint angle θ1 can be controlled according to the command value.

【0073】このように、駆動上昇時における一時的な
シリンダーの振れを防止すべく、本発明においては、図
23のように電磁ストップバルブSV3の開弁時に制御
を加えたシリンダー駆動のバルブ制御構造とする。即
ち、遠隔操作器37にてアームの操作信号を発した時
に、シリンダー圧PINが計測される。これに基づき、ピ
ストンポンプPPの吐出圧を制御する圧力制御弁SV1
に制御信号が発せられ、ポンプ圧PPUMPをシリンダー圧
INに一致させる。両圧PPUMP・PINが一致する時間を
見越して、まず方向切換弁SV2が開弁され、そして、
電磁ストップバルブSV3が開弁される。その後、流量
制御弁SV4を制御して、シリンダーの給排油量を制御
し、一定のアーム動作速度にて、アーム(アッパーアー
ム26・ロワーアーム29)を目的の位置に合わせるこ
とができる。こうして、図22(a)のようにポンプ圧
PUMPをシリンダー圧PINに一致させてから電磁ストッ
プバルブSV3を開弁することで、図22(b)のよう
に、例えばロワーアーム29を上昇させる場合に、駆動
開始時(T)に急激な上下動をすることなく、比例的に
上昇推移する。即ち、制御不能の要因である駆動開始時
のアームの微動を回避できるのである。
As described above, in order to prevent the temporary vibration of the cylinder when the drive is raised, in the present invention, as shown in FIG. 23, the valve control structure of the cylinder drive in which the control is added when the electromagnetic stop valve SV3 is opened. And That is, when the remote controller 37 issues an arm operation signal, the cylinder pressure P IN is measured. Based on this, the pressure control valve SV1 for controlling the discharge pressure of the piston pump PP
A control signal is issued to make the pump pressure P PUMP equal to the cylinder pressure P IN . In anticipation of the time when both pressures P PUMP and P IN match, the directional control valve SV2 is opened first, and then
The electromagnetic stop valve SV3 is opened. After that, the flow control valve SV4 is controlled to control the amount of oil supplied and discharged from the cylinder, and the arm (upper arm 26 / lower arm 29) can be adjusted to a desired position at a constant arm operation speed. Thus, the pump pressure P PUMP is made to match the cylinder pressure P IN as shown in FIG. 22 (a), and then the electromagnetic stop valve SV3 is opened to raise the lower arm 29, for example, as shown in FIG. 22 (b). In this case, it does not move up and down abruptly at the start of driving (T), but rises proportionally. That is, it is possible to avoid fine movement of the arm at the start of driving, which is a factor of being out of control.

【0074】なお、図14と同様の油圧系を有する場合
の旋回用シリンダーCL3も、駆動開始時の微動の不具
合を有するものであり、以上に述べたように電磁ストッ
プバルブSV3の開弁タイミングを制御することによっ
て、同様に、駆動開始時の微動が回避されるのである。
The turning cylinder CL3 having a hydraulic system similar to that shown in FIG. 14 also has a problem of fine movement at the start of driving, and as described above, the opening timing of the electromagnetic stop valve SV3 is changed. By controlling, similarly, fine movement at the start of driving can be avoided.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
次のような効果を奏する。即ち、請求項1の如く構成し
たので、管保持機構において、管把持部材であるリンク
の開閉に伴う左右回動幅が狭くなり、大径の管を把持す
べく開度を設定しても、小径の管を把持する場合にリン
クが横に張り出す面積が少なくてすみ、他物に干渉する
割合が少なくなり、配管作業が管の大径、小径に関わら
ず、円滑になる。
Since the present invention is constructed as described above,
The following effects are obtained. That is, since it is configured as in claim 1, in the pipe holding mechanism, the width of left and right rotation accompanying the opening and closing of the link which is the pipe holding member becomes narrow, and even if the opening is set to hold a large-diameter pipe, When gripping a small-diameter pipe, the area over which the link projects laterally is small, and the ratio of interference with other objects is small, and piping work is smooth regardless of the large or small diameter of the pipe.

【0076】また、請求項2の如く構成したので、管保
持機構の駆動ローラー上に管を載置し、管把持部材の先
端の従動ローラーを管に接触させることで、該駆動ロー
ラーを回転駆動すれば、従動ローラーは、管把持部材の
把持にて管に押圧力を持っており、かつ従動回転するこ
とから、管は位置及び姿勢を変えずに軸芯回りに回転
し、容易に遠隔操作にて配管済みの管にフランジ締結で
きる。また、駆動ローラーを複数個とした場合に、左右
に並列状に配設して、該左右の駆動ローラーの間に管を
挟み込むように載置すれば、管が回転に伴って左右に動
くことなく、定位置のままでフランジ締結ができる。
Further, according to the present invention, since the pipe is placed on the drive roller of the pipe holding mechanism and the driven roller at the tip of the pipe holding member is brought into contact with the pipe, the drive roller is rotationally driven. By doing so, the driven roller has a pressing force on the pipe by gripping the pipe gripping member and is driven to rotate, so that the pipe rotates around the axis without changing the position and posture, and the remote control can be easily performed remotely. The flange can be fastened to a pipe that has already been piped. Also, when there are multiple drive rollers, if the tubes are arranged in parallel on the left and right and the tube is placed so as to be sandwiched between the left and right drive rollers, the tube will move left and right with rotation. Instead, the flange can be fastened in place.

【0077】また、請求項3の如く構成したので、第一
・第三駆動軸を平行状にした状態で逆向きに同期回転さ
せて、水平回動アクチュエーターを第一駆動軸回りに回
転させると、第三駆動軸と一体の管保持機構の姿勢は変
化しないまま、第二駆動軸の管保持機構に対する方向を
変更させることができる。これにより、まず、管を持ち
上げる際には、水平方向の第二駆動軸を該管の軸芯方向
に平行にして、管保持機構を上下回動アクチュエーター
とともに上下回動できる状態として、床等に載置した管
を持ち上げられるようにするが、管を把持した後は、把
持した管が重心のずれ等で軸芯方向に傾斜しないよう
に、該水平回動アクチュエーターの回動にて、第二駆動
軸を管の軸芯方向に直交させる姿勢にすると、管保持機
構と一体に上下回動アクチュエーターを該第二駆動軸回
りに回転させることで、管を軸芯方向に傾斜制御できる
ようになり、重心がずれて片側に管が傾いた時に対応で
きるようになる。従って、管を把持した状態で配管位置
に移動させる際に、管が傾斜して落下したり、他に干渉
したりする不具合が解消されるのである。また、管に勾
配をつけて配管する作業も可能となる。
Further, according to the third aspect of the invention, when the first and third drive shafts are made to be parallel to each other and are synchronously rotated in opposite directions, the horizontal rotation actuator is rotated about the first drive shaft. The direction of the second drive shaft with respect to the pipe holding mechanism can be changed while the posture of the pipe holding mechanism integrated with the third drive shaft remains unchanged. As a result, first, when the pipe is lifted, the horizontal second drive shaft is parallel to the axial direction of the pipe so that the pipe holding mechanism can be vertically rotated together with the vertically rotating actuator so that the pipe or the like can be placed on the floor or the like. The mounted pipe can be lifted, but after the pipe is gripped, the horizontal rotation actuator is rotated so that the gripped pipe does not tilt in the axial direction due to displacement of the center of gravity or the like. When the drive shaft is placed in a posture orthogonal to the axial direction of the pipe, the vertical rotation actuator is rotated around the second drive shaft integrally with the pipe holding mechanism, so that the inclination of the pipe can be controlled in the axial direction. , When the center of gravity shifts and the pipe tilts to one side, it becomes possible to deal with it. Therefore, when the pipe is moved to the pipe position while being gripped, the problem that the pipe is inclined and dropped or interferes with others is eliminated. Also, it is possible to work with a sloped pipe.

【0078】また、請求項4の如く構成したので、油圧
シリンダーの駆動ストロークを、管保持機構が保持する
管の重量に応じて変更することで、軽量管を保持してい
る時には最高動作速度を速くして、早い配管作業が可能
となり、一方、重量管の時には遅くして、配管を慎重に
行えるようになり、配管作業が確実になる。
Further, according to the present invention, since the driving stroke of the hydraulic cylinder is changed according to the weight of the pipe held by the pipe holding mechanism, the maximum operating speed can be obtained when the lightweight pipe is held. Faster, faster piping work is possible, while slower for heavy pipes, careful piping can be done, ensuring reliable piping work.

【0079】また、請求項5の如く構成したので、油圧
シリンダーの駆動開始時に圧油流入圧にポンプ吐出圧を
一致させてから電磁開閉弁を開弁することで、油圧シリ
ンダーが振れを生じずに作動を開始し、不意の動きで他
物に干渉したり、配管位置がずれたりするという不具合
を解消する。
Further, according to the present invention, since the electromagnetic on-off valve is opened after making the pump discharge pressure equal to the pressure oil inflow pressure at the start of driving the hydraulic cylinder, the hydraulic cylinder does not shake. The operation is started at a time, and the trouble of unexpected interference with other objects and displacement of the piping position is solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】配管作業中の配管ロボットの全体側面図であ
る。
FIG. 1 is an overall side view of a piping robot during piping work.

【図2】管保持機構Aの正面一部断面図である。FIG. 2 is a partial front sectional view of a pipe holding mechanism A.

【図3】同じく側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the same.

【図4】同じく基部の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the base of the same.

【図5】左右方向に管Wを保持した状態における第二駆
動軸S2を管Wと平行状にした場合の管保持機構A及び
姿勢制御機構Bの側面図である。
FIG. 5 is a side view of a tube holding mechanism A and an attitude control mechanism B when the second drive shaft S2 is held parallel to the tube W while holding the tube W in the left-right direction.

【図6】同じく正面図である。FIG. 6 is a front view of the same.

【図7】同じく管Wと各駆動軸S1・S2・S3の位置
関係を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the positional relationship between the tube W and each drive shaft S1, S2, S3.

【図8】左右方向に管Wを保持した状態における第二駆
動軸S2を管Wと垂直状にした場合の管保持機構A及び
姿勢制御機構Bの側面図である。
FIG. 8 is a side view of a tube holding mechanism A and an attitude control mechanism B when the second drive shaft S2 is held perpendicular to the tube W while holding the tube W in the left-right direction.

【図9】同じく正面図である。FIG. 9 is a front view of the same.

【図10】同じく管Wと各駆動軸S1・S2・S3の位
置関係を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the tube W and each drive shaft S1, S2, S3.

【図11】アッパーアーム26、ロワーアーム29及び
前部平行リンク30にて形成されるリンク機構の各部寸
法を示した模式図である。
11 is a schematic diagram showing the dimensions of each part of a link mechanism formed by an upper arm, a lower arm 29, and a front parallel link 30. FIG.

【図12】同じく各部にかかる力の向きを示す模式図で
ある。
FIG. 12 is a schematic diagram showing directions of forces applied to respective portions.

【図13】アッパーアームシリンダーCL1におけるシ
リンダー発生力を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a cylinder generating force in the upper arm cylinder CL1.

【図14】アッパーアームシリンダーCL1及びロワー
アームシリンダーCL2駆動用の油圧回路図である。
FIG. 14 is a hydraulic circuit diagram for driving an upper arm cylinder CL1 and a lower arm cylinder CL2.

【図15】管Wの重量検出に基づくアームの最高動作速
度決定における入出力関係を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an input / output relationship in determining the maximum operating speed of the arm based on detection of the weight of the pipe W.

【図16】管重量WWに対する最高動作速度MSの設定
値を示すグラフ図である。
FIG. 16 is a graph showing the set value of the maximum operating speed MS with respect to the tube weight WW.

【図17】遠隔操作に基づく配管ロボットの配管操作手
順を示すフローチャート図である。
FIG. 17 is a flowchart showing a piping operation procedure of a piping robot based on remote operation.

【図18】ロワーアーム・アッパーアーム関節角度の検
出とアッパーアームシリンダー内圧の検出に基づく手先
負荷算出手順を示すフローチャート図である。
FIG. 18 is a flowchart showing a hand load calculation procedure based on detection of a lower arm / upper arm joint angle and detection of an upper arm cylinder internal pressure.

【図19】バックホー型構造のアッパーアーム26・ロ
ワーアーム29におけるアッパーアームシリンダーCL
1・ロワーアームシリンダーCL2の取付構造を示す略
図である。
FIG. 19 is an upper arm cylinder CL in an upper arm 26 and a lower arm 29 having a backhoe type structure.
1 is a schematic view showing a mounting structure of a lower arm cylinder CL2.

【図20】ロワーアームシリンダーCL2駆動開始時に
ポンプ圧PPUMPがシリンダー圧P INよりも高圧の場合の
ロワーアーム関節角度θ1の変位を示すグラフで、
(a)はポンプ圧PPUMPとシリンダー圧PINの時間的推
移を示すグラフ、(b)はロワーアーム29の関節角度
θ1の時間的推移を示すグラフ図である。
FIG. 20: At the start of driving the lower arm cylinder CL2
Pump pressure PPUMPIs the cylinder pressure P INAt higher pressure than
In the graph showing the displacement of the lower arm joint angle θ1,
(A) is the pump pressure PPUMPAnd cylinder pressure PINTemporal deduction
A graph showing the shift, (b) is a joint angle of the lower arm 29
It is a graph which shows the time transition of (theta) 1.

【図21】ロワーアームシリンダーCL2駆動開始時に
ポンプ圧PPUMPがシリンダー圧P INよりも低圧の場合の
ロワーアーム関節角度θ1の変位を示すグラフで、
(a)はポンプ圧PPUMPとシリンダー圧PINの時間的推
移を示すグラフ、(b)はロワーアーム29の関節角度
θ1の時間的推移を示すグラフ図である。
FIG. 21: At the start of driving the lower arm cylinder CL2
Pump pressure PPUMPIs the cylinder pressure P INAt lower pressure than
In the graph showing the displacement of the lower arm joint angle θ1,
(A) is the pump pressure PPUMPAnd cylinder pressure PINTemporal deduction
A graph showing the shift, (b) is a joint angle of the lower arm 29
It is a graph which shows the time transition of (theta) 1.

【図22】ロワーアームシリンダーCL2駆動開始時に
ポンプ圧PPUMPとシリンダー圧P INとが等しい場合のロ
ワーアーム関節角度θ1の変位を示すグラフで、(a)
はポンプ圧PPUMPとシリンダー圧PINの時間的推移を示
すグラフ、(b)はロワーアーム29の関節角度θ1の
時間的推移を示すグラフ図である。
FIG. 22: At the start of driving the lower arm cylinder CL2
Pump pressure PPUMPAnd cylinder pressure P INB when and are equal
In the graph showing the displacement of the work arm joint angle θ1, (a)
Is the pump pressure PPUMPAnd cylinder pressure PINShows the time transition of
Graph (b) shows the joint angle θ1 of the lower arm 29.
It is a graph which shows time transition.

【図23】アームシリンダーの駆動開始時の微動防止制
御用フローチャート図である。
FIG. 23 is a flow chart for fine movement prevention control at the start of driving of an arm cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 管保持機構 B 姿勢制御機構 C 管把持部材 S1 第一駆動軸 S2 第二駆動軸 S3 第三駆動軸 M1 第一モーター M2 第二モーター M3 第三モーター M4 開閉用モーター M5 回転用モーター CL1 アッパーアームシリンダー CL2 ロワーアームシリンダー SV1 圧力制御弁 SV2 方向切換弁 SV3 電磁ストップバルブ SV4 流量制御弁 1 フレーム 2 軸受フレーム 3 第一リンク 4 第二リンク 5 第三リンク 6 開閉用駆動軸 7 開閉用駆動ギア 8 開閉用従動軸 9 開閉用従動ギア 11 回転用駆動軸 12 回転用駆動ギア 13 駆動ローラー軸 14 回転用従動ギア 15 駆動ギア 16 連結パイプ 17 従動ローラー 19 押圧ローラー 22 回転アクチュエーター 23 上下回動アクチュエーター 24 水平回動アクチュエーター 25 アクチュエーターブラケット 26 アッパーアーム 27 上部リンク 28 ブラケット 29 ロワーアーム 30 前部平行リンク 31 後部平行リンク 32 ロワーアームブラケット 33 ロワーアームシリンダーブラケット 34 メインフレーム 35 クローラ式走行装置 36 制御設定器 37 遠隔操作器 A tube holding mechanism B attitude control mechanism C tube gripping member S1 first drive shaft S2 second drive shaft S3 third drive shaft M1 first motor M2 second motor M3 third motor M4 opening / closing motor M5 rotation motor CL1 upper arm Cylinder CL2 Lower arm cylinder SV1 Pressure control valve SV2 Directional switching valve SV3 Electromagnetic stop valve SV4 Flow control valve 1 Frame 2 Bearing frame 3 First link 4 Second link 5 Third link 6 Open / close drive shaft 7 Open / close drive gear 8 Open / close Driven shaft 9 Opened / closed driven gear 11 Rotational drive shaft 12 Rotational drive gear 13 Drive roller shaft 14 Rotational driven gear 15 Drive gear 16 Connection pipe 17 Driven roller 19 Pressing roller 22 Rotation actuator 23 Vertical rotation actuator 24 Horizontal rotation Actuary 25 Actuator bracket 26 Upper arm 27 Upper link 28 Bracket 29 Lower arm 30 Front parallel link 31 Rear parallel link 32 Lower arm bracket 33 Lower arm cylinder bracket 34 Main frame 35 Crawler type traveling device 36 Control setting device 37 Remote controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島之内 英久 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 山口 雄司 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hidehisa Shimanouchi, 1-32, Chaya-cho, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Yanmar Diesel Co., Ltd. (72) Yuji Yamaguchi, 1-32, Chaya-cho, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Yanmar Diesel Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高所に配管を施すべく、遠隔操作可能な
アームの先端に管保持機構を具備した配管ロボットにお
いて、該管保持機構の管把持部材を、同期駆動する左右
一対の四節リンクより構成したことを特徴とする配管ロ
ボット。
1. A pair of left and right four-bar links for synchronously driving a pipe gripping member of a pipe holding mechanism in a pipe holding mechanism at a tip of an arm that can be remotely operated so as to pipe at a high place. A piping robot characterized by being configured more.
【請求項2】 請求項1記載の配管ロボットの管保持機
構において、該管保持機構に付設した一個または複数個
の駆動ローラー上に管を載置し、該管把持部材であるリ
ンク先端に付設した従動ローラーを該管に接触させて、
把持した管を軸芯回りに回転可能としたことを特徴とす
る配管ロボット。
2. The pipe holding mechanism of the piping robot according to claim 1, wherein the pipe is placed on one or a plurality of drive rollers attached to the pipe holding mechanism, and the pipe is attached to a tip end of a link which is the pipe holding member. By contacting the driven roller with the tube,
A piping robot characterized in that the gripped pipe can be rotated around its axis.
【請求項3】 高所に配管を施すべく、遠隔操作可能な
アームの先端に管保持機構を具備した配管ロボットであ
って、該アーム先端に上下方向の第一駆動軸を設け、該
第一駆動軸回りに回転すべく、水平状に第二駆動軸を軸
支する水平回動アクチュエーターを設け、該第二駆動軸
回りに回転すべく、上下回動アクチュエーターを設け、
該上下回転アクチュエーターにて、該管保持機構の回転
中心軸たる第三回転軸を、該第二駆動軸の径方向に回転
可能に軸支したものにおいて、該第一駆動軸と該第三駆
動軸とが平行状の時に、両軸を同期駆動させて、管保持
機構の姿勢を変えずに水平回動アクチュエーターを水平
方向に回動することを可能としたことを特徴とする配管
ロボット。
3. A piping robot equipped with a pipe holding mechanism at the tip of a remote-controllable arm for providing piping at a high place, wherein a first drive shaft in the vertical direction is provided at the tip of the arm. In order to rotate around the drive shaft, a horizontal rotation actuator that horizontally supports the second drive shaft is provided, and a vertical rotation actuator is provided to rotate around the second drive shaft,
In the vertical rotation actuator, a third rotation shaft, which is a rotation center axis of the pipe holding mechanism, is rotatably supported in a radial direction of the second drive shaft, and the first drive shaft and the third drive shaft. A piping robot characterized in that, when the axes are parallel to each other, both axes are synchronously driven so that a horizontal rotation actuator can be horizontally rotated without changing the posture of the tube holding mechanism.
【請求項4】 油圧シリンダーの駆動にて回動するアー
ムの先端に管保持機構を具備した配管ロボットにおい
て、該管保持機構にて保持する管の重量検出手段を設
け、該重量検出値に基づいて該油圧シリンダーの最高動
作速度を変更可能としたことを特徴とする配管ロボッ
ト。
4. A piping robot having a pipe holding mechanism at a tip of an arm that is rotated by driving a hydraulic cylinder, wherein a weight detecting means for a pipe held by the pipe holding mechanism is provided, and based on the detected weight value. A piping robot characterized in that the maximum operating speed of the hydraulic cylinder can be changed.
【請求項5】 油圧シリンダーの駆動にて回動するアー
ムの先端に管保持機構を具備した配管ロボットにおい
て、吐出圧を制御可能な油圧ポンプと、アーム駆動用の
油圧シリンダーとの間の圧油流入系と流出系に各々電磁
開閉弁を介設し、油圧シリンダーの流入油圧を検出する
手段を設け、油圧シリンダー駆動開始に際して、該油圧
ポンプの吐出圧を該検出値に基づいて調節し、該検出値
に一致した時に該電磁開閉弁を開弁することを特徴とす
る配管ロボット。
5. In a piping robot having a pipe holding mechanism at the tip of an arm that rotates by driving a hydraulic cylinder, pressure oil between a hydraulic pump capable of controlling discharge pressure and a hydraulic cylinder for driving the arm. Each of the inflow system and the outflow system is provided with an electromagnetic on-off valve, and means for detecting the inflow oil pressure of the hydraulic cylinder is provided. When starting the hydraulic cylinder drive, the discharge pressure of the hydraulic pump is adjusted based on the detected value. A piping robot that opens the electromagnetic on-off valve when the detected value matches.
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