JPH03211200A - 活線作業用マニピュレータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の］］的］ （産業上の利用分野） 本発明は、活線作業用マニピュレータシステムに係り、
特に操作に不慣れであったり、作業内容を熟知していな
かったりした場合でも、このシステムを使って安全に作
業を行えるようにした活線作業用マニピュレータシステ
ムに関する。

（従来の技術） 一般に架空配電線路の保守作業、たとえば碍子交換、縁
廻し線の切断や接続、高圧開閉器の取替え等の作業は、
需要家への無停電サービスの意味から活線状態で行われ
る場合が多い。

活線状態での作業は危険が伴う。この危険を回避するた
めに多くの場合、電気絶縁棒を使って作業を行うホット
ステック工法が採用されている。

しかし、架空配電線路における保守作業は高所で行われ
るため、ホットステック工法では風雨の影響を受は品く
、しかも使用工具か多いため作業者の労力か多大となり
、そのうえ危険性かあるために作業能率が著しく低い問
題かあった。

そこで、このような問題を解消するために最近では、遠
隔操作方式式のマニピュレータシステムを使って作業を
行うことが提案されている。このいわゆる、活線作業用
マニピュレータシステムには種々の方式か提案されてお
り、その中に電気絶縁性を有するブームの先端にワーキ
ングベースを介して取付けられたスレーブマニピュレー
タと地上側に設けられたマスタマニピュレータとを電気
的絶縁状態を保った状態でマスクスレーブ制御する系を
備えたシステムがある。このシステムでは、ワーキング
ベースに作業状態把握用の立体カメラを設け、この立体
カメラで捕えた映像を電気絶縁性伝送路を介して地上側
に設けられた立体モニタへ伝送し、これによって遠隔操
作方式で問題となる操作性の低ドを防止するようにして
いる。このシステムでは実際に作業を行う局所側要素と
作業者（操作者）かいる地」二側とが完全に電気的に絶
縁されているので、感電事故や作業者の転落事故などを
皆無にできる利点がある。

しかしながら、このシステムでは実際に作業を行うスレ
ーブマニピュレータと地上側に設けられたマスクマニピ
ュレータとの間が距離的に相当離れているため、周辺状
況および作業内容を熟知し、しかも高度に熟練された作
業者でなければ作業を円滑に実行できない問題かあった
。

（発明か解決しようとする課題） 上述の如く、電気絶縁性を有するブームの先端にワーキ
ングベースを介して取（＝Ｉけられたスレーブマニピュ
レータと地上側に設けられたマスクマニピュレータとを
電気的絶縁状態を保った状態でマスタスレーブ制御する
系を備えた活線作業用マニピュレータシステムにあって
は、高度に熟練された作業者でなければ作業を円滑に実
行できない問題があった。

そこで本発明は、熟練された作業者でなくても作業を円
滑に、かつ安全に実行できる活線作業用マニピュレータ
システムを提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、電気絶縁性を有するブームの先端にワーキン
グベースを介して取付けられたスレーブマニピュレータ
と地」二側に設けられたマスタマニピュレータとを電気
的絶縁状態を保った状態でマスタスレーブ制御する系を
備えるとともに、ワーキングベースに取付けられた作業
状態把握用の立体カメラで捕えた映像を電気絶縁性伝送
路を介して地上側に設けられた立体モニタへ伝送する系
を備えた活線作業用マニピュレータシステムを対象にし
ている。このようなシステムにおいて、本発明は、ワー
キングベースと周辺障害物との間の距離を監視するため
に上記ワーキングベースに取付けられた監視センサと、
この監視センサの出力を電気絶縁性伝送路を介して地上
側へ伝送する手段と、この手段によって伝送された監視
センサの出力か一定範囲のとき報知動作を行う報知系と
、地上側に設けられて作業手順とその内容を指示する作
業支援装置とを備えたことを特徴としている。

（作　用） 操作に不慣れな作業者は、同時に種々の状況を把握する
ことが困難である。このシステムでは、ワーキングベー
スと周辺障害物との間の距離を監視するために上記ワー
キングベースに監視センサを取付け、この監視センサの
出力を電気絶縁性伝送路を介して地上側へ伝送し、この
伝送された監視センサの出力か一定範囲のとき報知動作
を行う報知系を設けている。したがって、ワーキングベ
ース、換言するとブームの先端部が周辺障害物に近付き
過ぎて危険なときには報知系が自動的に動作して作業者
に知らせる。このため、作業者はマニピュレータの操作
に集中することができ、作業を確実に実行することがで
きる。また、作業手順とその内容を指示する作業支援装
置を設けているので、初心者でも十分に作業を実行する
ことができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る活線作業用マニピュ
レータシステムの外観が示されている。

このシステムは、外観上から分類すると、車両１と、こ
の車両１上に旋回自在で、仰角可変に、かつ伸縮自在に
搭載されたブーム２と、このブム２の先端部に旋回自在
に取付けられたワーキングベース３と、このワーキング
ベース３に取付けられた作業用マニピュレータ４とて構
成されている。

ブーム２は、全体あるいは軸方向の一部分が電気絶縁材
で形成されおり、先端部と基端部との間か′重置的に絶
縁されている。そして、ブーム２を伸縮させるための伸
縮駆動力およびブーム２の先端部に取り付けられたワー
キングベース３を旋回させる駆動力は、ブーム２内に配
設された図示しない油圧ポースを介して伝達されるよう
になっている。

作業用マニピュレータ４を制御するためのマスタマニピ
ュレータは第１図中に５で示すように、車両１の上に設
けられた操作室６内に配置されている。

ワーキングベース３には、周辺障害物との間の距離を監
視するために超音波センサ等で構成された監視センサ７
と、作業状況を把握するための立体カメラ８と、作業用
マニピュレータ４を制御する制御装置つと、信号処理装
置１０と、絶縁油で駆動される油圧モータ１１と、この
モータ１１によって回転駆動される発電機１２とが搭載
されている。油圧モータ１］は、ブーム２内に配設され
た油圧ホース１３を介して車両１側から循環供給される
絶縁油の圧力で駆動される。そして、発電機１２の出力
は直流に変換され、ワーキングベース３に搭載された全
ての機器の電源に供される。

一方、操作室６内には前述したマスタマニピュレータ５
のほかに、制御に必要な全ての演算を行う計算機を主体
にした制御装置１４と、作業支援装置１５と、立体モニ
タ１６と、監視装置１７と、ブーム２およびワーキング
ベース３を制御するための図示しない制御レバーが設け
られている。また、車両］には貯油槽１８内の絶縁油を
使って前述した油圧モータ１］および車両コ上に設けら
れた油圧モータ１９を駆動する図示しない油圧系統と、
油圧モータ１９によって駆動される発電機２０とか搭載
されている。なお、発電機２０はｉｌｊ両側の電源に供
される。そして、ワーキングベース３に搭載された機器
と車両１側の機器との間の信号の授受はブーム２内に配
置された光ファイノくケーブル群２］を介して行われる
。

第２図には作業用マニピュレータ４とマスクマニピュレ
ータ５とてマスクスレーブ制御を行うための制御系統と
、監視センサ７の出力および立体カメラ８の出力を車両
側へ伝送するための伝送系統とが示されている。この図
において、Ａで示す範囲かワーキングベース３および作
業用マニピュレータ４に搭載されている部分を示し、Ｂ
で示す範囲かブーム２内に位置している部分を示し、Ｃ
て示す範囲が操作室６内に位置している部分を示してい
る。

マスクマニピュレータ５の各関節および軸に設けられた
位置、力センサ２２の出力はＡ／Ｄ変換器２３でディジ
タル信号に変換された後、電気・光変換器２４て光信号
に変換される。そして、この光信号は光フアイバケーブ
ル２５を介して光・電気変換器２６で電気信号に変換さ
れた後、制御装置１４内の計算機２７に取り込まれる。

一方、作業用マニピュレータ４の各関節および軸に設け
られた位置、力センサ２８の出力はＡ／Ｄ変換器２９で
ディジタル信号に変換された後、２人力のマルチプレク
サ３０に導入される。このマルチプレクサ３０にはＡ／
Ｄ変換器３１を通った監視センサ７の出力信号か導入さ
れている。マルチプレクサ３０は、両信号を時分割に出
力する。この時分割信号は電気・光変換器３２、光フア
イバケーブル３３を介して車両側へ送られる。そして、
送られた信号は、光・電気変換器３４で電気信号に変換
された後、デイマルチプレクサ３５で位置、力信号と監
視信号とに分離される。分離された位置、力信号は計算
機２７に取り込まれる。

訓算機２７は、位置サーボ演算、カサーボ演算および自
重補償演算を行って各マニピュレータへの制御信号を生
成する。生成された作業用マニピュレータ４への制御信
号は、電気・光変換器３６、光フアイバケーブル３７を
介してワーキングベース３側へと送られる。この送られ
た信号は光・電気変換器３８で電気信号に変換された後
、Ｄ／Ａ変換器３９を介してサーボドライバ４０に与え
られる。そして、サーボドライバ４０の出力で作業用マ
ニピュレータ４の各軸を駆動するためのモタ４１が制御
される。一方、生成されたマスタマニピュレータ５への
制御信号は、電気・光変換器４２、光フアイバケーブル
４３を介して光・電気変換器４４へと送られる。この光
・電気変換器４４で電気信号に変換された信号は、Ｄ／
Ａ変換器４５を介してサーボドライバ４６に与えられる
。

そして、サーボドライバ４６の出力でマスタマニピュレ
ータ５の各軸を駆動するためのモータ４７が制御される
。したがって、上述した制御系によって力帰還形のマス
タスレーブ制御が行われることになる。

前述したデイマルチプレクサ３５で分離された１ 監視信号は、Ｄ／Ａ変換器４８を介し°て監視装置１７
に導入される。監視装置１７は、監視信号か一定の範囲
、つまりワーキングベース３が周辺障害物に一定距離以
内に接近したとき音響的な報知動作を行うように構成さ
れている。

一方、立体カメラ８の映像信号は、それぞれＡ／Ｄ変換
器４９．５０でディジタル信号に変換された後、電気・
光変換器５］、５２および光フアイバケーブル５３．５
４を介して地上側に伝送される。そして、地上側の光・
電気変換器５５゜５６で電気信号に変換された後、Ｄ／
Ａ変換器５７．５８を介して立体モニタ１６を構成する
モニタテレビ５９．６０に入力される。したがって、作
業者６］がシャッタ付き眼鏡を介してモニタテレビ５９
．６０を観察することによって作業状況を立体的に観察
することができる。

また、前述した作業支援装置１５は、作業種別毎に一連
の作業内容を作業ステップ単位で表示するように構成さ
れている。そして、１つの作業が終了した時点で、作業
者６１かボタンを操作する２ と、次に行うべき作業内容が表示されるようになってい
る。

このような構成であると、立体モニタ１６を観察しなが
らマスクマニピュレータ５を操作することによって、作
業用マニピュレータ４に必要な作業を行なわせることが
できる。この場合、実際に作業を行う作業用マニピュレ
ータ４側と作業者６１がいる側とは電気的に完全に絶縁
されているので安全に作業を行うことができる。また、
操作に不慣れな作業者は、往々にして同時に種々の状況
を把握することが困難であるが、このシステムではワー
キングベース３と周辺障害物との間の距離を監視する監
視センサ７を設け、この監視センサ７の出力を電気絶縁
性伝送路を介して地上側へ伝送し、この伝送された監視
センサ７の出力が一定範囲のとき報知動作を行う監視装
置］７を設けているので、ワーキングベース３が周辺障
害物に近付き過ぎて危険なときには監視装置１７が自動
的に動作して作業者６１に知らせる。このため、作業者
６１はマニピュレータの操作に集中することができ、作
業を確実に実行することができる。

また、作業手順とその内容を指示する作業支援装置１５
を設けているので、初心者でも十分に作業を実行するこ
とができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例ではワーキングベース側
に立体テレビしか設けていないが、全体を写し出すため
のテレビカメラも搭載してもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、特に作業者が操作に不慣
れであったり、作業内容を熟知していなかったりした場
合でも、作業の安全な実行に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る活線作業用マニピュレ
ータシステムの外観図、第２図は同システムにおける制
御系および信号伝送系の構成図である。 １・・・車両、２・・・ブーム、３・・・ワーキングベ
ース、４・・・作業用マニピュレータ（スレーブマニピ
ュレタ）、５・・・マスタマニピュレータ、７・・・監
視センサ、８・・立体カメラ、１３・・油圧ホース、１
４・・・制御装置、］５・・・作業支援装置、１６・・
立体モニタ、１７・・・監視装置、２１・・光フアイバ
ケーブル群、２７・・・Ｊｌ算機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電気絶縁性を有するブームの先端にワーキングベース
   を介して取付けられたスレーブマニピュレータと地上側
   に設けられたマスタマニピュレータとを電気的絶縁状態
   を保った状態でマスタスレーブ制御する系を備えるとと
   もに、上記ワーキングベースに取付けられた作業状態把
   握用の立体カメラで捕えた映像を電気絶縁性伝送路を介
   して地上側に設けられた立体モニタへ伝送する系を備え
   た活線作業用マニピュレータシステムにおいて、前記ワ
   ーキングベースと周辺障害物との間の距離を監視するた
   めに上記ワーキングベースに取付けられた監視センサと
   、この監視センサの出力を電気絶縁性伝送路を介して地
   上側へ伝送する手段と、この手段によって伝送された監
   視センサの出力が一定範囲のとき報知動作を行う報知系
   と、地上側に設けられて作業手順とその内容を指示する
   作業支援装置とを具備してなることを特徴とする活線作
   業用マニピュレータシステム。