JP2006150550A

JP2006150550A - 双腕ロボットシステム

Info

Publication number: JP2006150550A
Application number: JP2004348050A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Takamoto; 陽一高本; Katsuyuki Baba; 勝之馬場; Shigeaki Ino; 重秋井野; Yuichi Arimura; 優一有村; Toshitake Nagamatsu; 俊剛永松
Original assignee: Tmsuk Co Ltd
Current assignee: Tmsuk Co Ltd
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-12-01
Also published as: JP4509753B2

Abstract

【課題】作業腕の関節と操作腕の関節との実角度偏差により起動時等の作業腕の動作を防止して操作性及び安全性に優れる双腕ロボットシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】ロボット遠隔制御装置１は、左右の操作腕の実角度を示す変位検出データ等の制御データを発生する遠隔用指令装置４と、制御データを入力して処理する第１のコンピュータ装置と、制御データを１９基地局へ送信する第１の移動体通信装置とを有し、ロボット装置２は、制御データを受信する第２の移動体通信装置と、制御データを処理する第２のコンピュータ装置と、左右の作業腕と走行系とを有し第２のコンピュータ装置から制御される機構部１０とを有し、第１のコンピュータ装置は、作業腕の実角度と操作腕の実角度との偏差値に基いて制御データを第２の移動体通信装置へ送信するか否かを判定し、第２のコンピュータ装置は、制御データに基づいて、作業腕と走行系とを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、人間等の救助対象物の救助や危険箇所での復旧作業を行うことを目的として、ロボット遠隔制御装置から無線送信された制御データに基づいてロボット装置の遠隔制御を行う双腕ロボットシステムに関する。

救助用ロボット装置を遠隔制御する双腕ロボットシステムとしては、たとえば（特許文献１）に記載されたものがある。
この文献に記載された双腕ロボットシステムにおけるロボット装置は、台フレームに救助対象者を載せて搬送するものであり、テレビカメラにより撮影された画像を見ながら救助対象者を遠隔制御のスレーブマニピュレータアームにより動かして台フレームに載せて救助するものである。
しかしながら、従来の双腕ロボットシステムでは、救助対象者を台フレームまで移動させるのは、大まかな動きをするスレーブマニピュレータアームであり、器用な動作や、重量物を撤去する動作が必要な場合に、対応できないという問題点を有し、また、危険箇所での器用な動作や、重量物撤去動作にも対応できないという問題点を有していた。

このような問題点を解決するために、（特許文献２）には、ロボットを遠隔制御するロボット遠隔制御装置と、ロボット遠隔制御装置からのデータに基づいて制御されるロボット装置とを有するロボット遠隔制御システムであって、ロボット遠隔制御装置はロボット装置の制御データを発生する遠隔用指令装置を備え、ロボット装置は該制御データにより制御される１乃至２の大作業腕と１乃至２の小作業腕と走行系とを備えた構成が記載されている。
この構成により、ロボット装置の大作業腕に重量物撤去動作を行わせ、小作業腕に器用な動作を行わせることができ、迅速な救助活動を行わせることができる。

実開平６−６８９７７号公報特開２００３−１７０３７５号公報

しかしながら、上記従来の技術では以下のような課題を有していた。
（１）特許文献２では、遠隔用指令装置の大腕操作腕及び小腕操作腕を用いて、マスタスレーブ方式によりロボット装置の大作業腕及び小作業腕を操作しているので、起動前の状態において作業腕の関節の実角度と操作腕の関節の実角度とが一致していない場合、操作者は起動前に操作腕を一々動かしてその各々の関節の実角度を作業腕の関節の実角度に合わせる必要があった。

本発明は、遠隔制御されるロボット装置が器用な動作や重量物撤去動作を行うことができると共に、作業腕の関節と操作腕の関節との実角度の偏差により起動時等に発生する作業腕の動作を防止して操作性及び安全性に優れる双腕ロボットシステムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明の双腕ロボットシステムは、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の双腕ロボットシステムは、ロボット遠隔制御装置と、ロボット遠隔制御装置と基地局を介して通信を行うロボット装置とを有し、ロボット遠隔制御装置は左右の操作腕の操作によりロボット装置の左右の作業腕を制御する双腕ロボットシステムであって、ロボット遠隔制御装置は、左右の操作腕の関節の実角度を示す変位検出データを含むロボット装置の制御データを発生する遠隔用指令装置と、制御データを入力して処理する第１のコンピュータ装置と、制御データを基地局へ送信する第１の移動体通信装置とを有し、ロボット装置は、基地局から送信されてくる制御データを受信する第２の移動体通信装置と、制御データを処理する第２のコンピュータ装置と、左右の作業腕と走行系とを有し第２のコンピュータ装置から制御される機構部とを有し、第１のコンピュータ装置は、第１の移動体通信装置で受信した第２の移動体通信装置からの作業腕の関節の実角度と操作腕の関節の実角度との偏差値である実角度偏差値に基いて制御データを第２の移動体通信装置へ送信するか否かを判定し、第２のコンピュータ装置は、制御データに基づいて、作業腕と走行系とを制御することとしたものである。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）ロボット遠隔制御装置からの制御データは第１の移動体通信装置を介して伝送されるので、被制御体としてのロボット装置が少なくとも日本のいずれの地に配置されていても、そのロボット装置を遠隔地から制御することができ、危険箇所での救助活動等をロボット装置に行わせることができる。
（２）作業腕を操作腕と対応づけて動作させることができるので、作業腕に器用な動作を行わせることができ、作業腕を油圧等を使用した強力なアクチュエータで駆動させれば、重量物撤去動作等を行わせることができ、解体作業、土木作業、建設作業、及び瓦礫等を撤去して瓦礫等の下に埋まった人を救助する人命救助作業等を行わせることができる。
（３）ロボット装置が双腕の作業腕を有しているので、人命救助作業等において一方の作業腕で崩れそうな建物を支持しながら他方の作業腕で瓦礫等を掘り起こしたり埋まった人を救出したりすることができ、迅速且つ安全に作業を行うことができる。
（４）作業腕の関節の実角度と操作腕の関節の実角度との偏差値である実角度偏差値が大きい場合には作業腕を動作させないようにすることができるので、実角度偏差値が大きいことにより、例えば電源起動時等に作業腕が急激に大きく動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができる。
（５）各関節毎に制御データを送信するか否かを判定を行うようにすれば、操作腕及び作業腕が多関節を有している場合であっても、実角度偏差値が略一致した関節から順次操作することができるようになるので、起動時等の操作が容易で操作性に優れる。

請求項２に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、機構部は作業腕全体の上下を操作するマストを有し、作業腕は前後左右動作を行う肩部を有する基腕と左右上下動作を行う肘部を有する支腕と上下左右動作を行うと共に回転動作を行う手首部と爪の開閉動作を行う爪開閉部とを有することとしたものである。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）マストにより作業腕全体の上下動作を行わせることができ、作業腕は基腕と支腕とを有すると共に上下左右動作と同時に回転動作を行う手首部と爪の開閉動作を行う爪開閉部とを有するので、手首部と爪開閉部とにより細かい動作を行うことができ、ロボット装置に例えば爪開閉部で建物等を砕いて解体したり瓦礫等をつかんで撤去したりさせることができ、種々の作業を行わせることができる。
（２）マストを前後等に傾動させることにより作業腕全体を前後等に移動させることができ、作業腕の可動範囲を広くでき、種々の作業を行わせることが容易になると共に、可動範囲が広いので、狭い場所や崩れ易い場所であっても迅速且つ安全に作業を行わせることができる。
（３）作業腕が肘部を備えているので、肘部を地面に接地させて不整地や傾斜地であってもロボット装置を安定させることができ、マストを傾動させ肘部を地面に接地させた状態で手首部や爪開閉部で種々の作業を安定して行わせることができる。

請求項３に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１または２に記載の双腕ロボットシステムにおいて、作業腕と走行系とは油圧により駆動されることとしたものである。
この構成により、請求項１または２の作用に加え、作業腕には重量物撤去動作等の力強い動作、走行系には急坂を昇るなどの力強い動作を行わせることができるという作用を有する。

請求項４に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至３のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、走行系は油圧により駆動されるクローラを有することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至３のいずれか１の作用に加え、ロボット装置の走行系は油圧により駆動されるクローラを有するので、でこぼこ道や急傾斜地などの走行困難な地形であっても、容易かつ高速に移動することができるという作用を有する。

請求項５に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至４のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、ロボット装置は、走行系のアクチュエータにより駆動される走行部と、走行部上に回転自在に載置された機体部と、機体部上に載置された車室とを有し、作業腕と走行系とを制御する乗車用指令装置を車室内に備えることとしたものである。
この構成により、請求項１乃至４のいずれか１の作用の加え、ロボット装置は機体部上に載置された車室を有するので、遠隔地のみならず、搭乗可能な車室というロボット装置の近傍の場所においても、ロボット装置を容易に制御することができ、また、車室は回転自在の機体部上に載置されるので、車室内の作業者は常に作業腕を見ることができ、作業腕の操作を正確かつ確実なものにすることができるという作用を有する。

請求項６に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至５のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、機構部は、対象物を撮像して画像信号に変換する複数のカメラと、周囲の発生音を音声信号に変換する複数のマイクとを有し、第２のコンピュータ装置は、画像信号と音声信号とを第２の移動体通信装置を介して送信し、ロボット遠隔制御装置は、第２の移動体通信装置からの送信信号を受信して、画像信号をモニタに表示し、音声信号をスピーカから音として送出することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至５のいずれか１の作用に加え、機構部は複数のカメラとマイクを有するので、遠隔地であっても、ロボット装置の状態を画像と音声で知ることができ、正確かつ迅速にロボット装置を制御することができるという作用を有する。

請求項７に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至６のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、遠隔用指令装置は、回転回動自在の操作腕と、前記操作腕の関節の回転回動の値を検出する複数のセンサーと、オン・オフ指令を行う複数の指令スイッチとを備え、複数のセンサーで検出した回転回動の値および複数の指令スイッチのオン・オフに基づいてロボット装置の制御データを生成することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至６のいずれか１の作用に加え、操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置の制御データを生成することができるので、遠隔の場所から容易にロボット装置を制御することができるという作用を有する。

請求項８に記載の双腕ロボットシステムは、請求項５乃至７のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、乗車用指令装置は、回転回動自在の操作腕と、操作腕の関節の回転回動の値を検出する複数のセンサーと、オン・オフ指令を行う複数の指令スイッチとを備え、複数のセンサーで検出した回転回動の値および複数の指令スイッチのオン・オフに基づいてロボット装置の制御データを生成することとしたものである。
この構成により、請求項５乃至７のいずれか１の作用に加え、操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置の制御データを生成することができるので、車室内から容易にロボット装置を制御することができるという作用を有する。

請求項９に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至８のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、操作腕は、各関節の動きを抑制するロック機構を有することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至８のいずれか１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）ロボット装置を動作させる必要のないときには操作腕をロックさせてロボット装置が動作しないようにすることができるので、操作者は常に操作腕を手で保持しておく必要がなく操作性に優れると共に、電源を起動して急にロボット装置が動きだすことを防止することができ、不意にロボット装置が動きだして人に危害が加えられることを防止することができる。
（２）各関節のうち、ロックする関節を操作者が適宜選択することができるようにすると、操作性を向上させることができ、例えば肩および肘をロックしたまま手首や爪のロックを解除すると、細かい動作を正確に行うことができる。

請求項１０に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至９のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、第１のコンピュータ装置は、実角度偏差値が所定値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段と、実角度偏差値が所定値以下であると判定したときには対応する制御開始ＯＫデータおよび制御データを第１の移動体通信装置に出力する制御データ等出力手段とを有することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至９のいずれか１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）作業腕の関節の実角度と操作腕の関節の実角度との偏差値である実角度偏差値が大きい場合には制御開始ＯＫデータを送信しないことにより作業腕を動作させないようにすることができるので、実角度偏差値が大きいことによる作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができる。
（２）各関節毎に実角度偏差値が所定値以下か否かの判定を行うようにすれば、操作腕及び作業腕が多関節を有している場合であっても、実角度偏差値が所定値以下であると判定された関節から順次操作することができるようになるので、起動時等の操作が容易で操作性に優れる。

請求項１１に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１乃至１０のいずれか１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、第２のコンピュータ装置は、第２の移動体通信装置で受信したロボット遠隔制御装置からの制御開始ＯＫデータ等の制御データを読み取る受信データ読取り手段と、受信データ読取り手段で読み取った制御データに基いて作業腕を制御する作業腕制御手段と、読み取った制御データに基いて走行系を制御する走行制御手段とを有することとしたものである。
この構成により、請求項１乃至１０のいずれか１の作用に加え、制御開始ＯＫデータを受信しない場合には作業腕を動作させないようにすることができるので、実角度偏差値が大きいことによる作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができると共に操作性を向上できるという作用を有する。

請求項１２に記載の双腕ロボットシステムは、請求項１１に記載の双腕ロボットシステムにおいて、遠隔用指令装置からの制御データおよび乗車用指令装置からの制御データのいずれを採用するかを決定する遠隔乗車切替スイッチを備え、第２のコンピュータ装置は、乗車用指令装置からの制御データを採用したか否かを遠隔乗車切替スイッチのオン・オフに基いて判定する遠隔乗車判定手段と、遠隔乗車判定手段において乗車用指令装置からの制御データを採用したと判定したときには実角度偏差値が所定値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段と、実角度偏差値が所定値以下であると判定したときには対応する制御開始ＯＫデータおよび制御データを作業腕制御手段に出力する制御データ等出力手段とを有することとしたものである。
この構成により、請求項１１の作用に加え、車室内からロボット装置を制御する場合においても、実角度偏差値が大きい場合には作業腕を動作させないようにすることができるので、実角度偏差値が大きいことによる作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができると共に操作性を向上できるという作用を有する。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）ロボット遠隔制御装置からの制御データは第１の移動体通信装置を介して伝送されるので、被制御体としてのロボット装置が少なくとも日本のいずれの地に配置されていても、そのロボット装置を制御することができ、危険箇所での救助活動等や専門の操作者が遠隔地に居る場合等、種々の状況に対応できる。
（２）ロボット装置が双腕の作業腕を有し、作業腕を操作腕と対応づけて動作させることができるので、操作腕の操作に基づいて解体作業、土木作業、建設作業、及び人命救助作業等の種々の作業を迅速且つ安全に行わせることができる。
（３）作業腕と操作腕の実角度偏差値が大きい場合には作業腕を動作させないようにすることで、作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができ安全性に優れる。
（４）各関節毎に制御データを送信するか否かを判定を行うようにすれば、操作腕及び作業腕が多関節を有している場合であっても、起動時等の操作が容易で操作性に優れる。

請求項２に記載の発明によれば、以下のような有利な効果が得られる
（１）基腕と支腕と手首部と爪開閉部とを有するので、手首部と爪開閉部とにより細かい動作を行うことができ、ロボット装置に例えば爪開閉部で建物等を砕いて解体したり瓦礫等をつかんで撤去したりさせることができ、種々の状況に対応した種々の作業を行わせることができる。
（２）マストを前後等に傾動させることにより作業腕全体を前後等に移動させることができ作業腕の可動範囲を広くできるので、狭い場所や崩れ易い場所であっても迅速に操作できると共に安全性に優れる。
（３）作業腕が肘部を備えているので、肘部を地面に接地させて不整地や傾斜地であっても安定性に優れる。

請求項３に記載の発明によれば、作業腕には重量物撤去動作等の力強い動作、走行系には急坂を昇るなどの力強い動作を行わせることができ、解体作業、土木作業、建設作業、及び人命救助作業等の種々の作業を迅速且つ安全に行わせることができるという有利な効果が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、ロボット装置の走行系は油圧により駆動されるクローラを有するので、でこぼこ道や急傾斜地、瓦礫の上などの走行困難な地形や場所であっても、容易かつ高速に移動することができるという有利な効果が得られる。

請求項５に記載の発明によれば、ロボット装置は機体部上に載置された車室を有するので、遠隔地のみならず、搭乗可能な車室というロボット装置の近傍の場所においても、ロボット装置を容易に制御することができ、また、車室は回転自在の機体部上に載置されるので、車室内の作業者は常に作業腕を見ることができ、作業腕の操作を正確かつ確実なものにすることができるという有利な効果が得られる。

請求項６に記載の発明によれば、機構部は複数のカメラとマイクを有するので、遠隔地であっても、ロボット装置の状態を画像と音声で知ることができ、正確かつ迅速にロボット装置を制御することができるという有利な効果が得られる。

請求項７に記載の発明によれば、操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置の制御データを生成することができるので、遠隔の場所から容易にロボット装置を制御することができるという有利な効果が得られる。

請求項８に記載の発明によれば、操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置の制御データを生成することができるので、車室内から容易にロボット装置を制御することができるという作用を有する。

請求項９に記載の発明によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）操作腕をロックすることでロボット装置が動作しないようにすることができるので、操作性に優れると共に不意にロボット装置が動きだして人に危害が加えられることを防止することができ安全性に優れる。
（２）各関節のうち、ロックする関節を操作者が適宜選択することができるようにすると、操作性を向上させることができ、細かい動作を正確に行うことができ操作性及び作業性に優れる。

請求項１０に記載の発明によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）作業腕と操作腕の実角度偏差値が大きい場合には制御開始ＯＫデータを送信しないことにより作業腕を動作させないようにすることができ、作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができ安全性に優れる。
（２）各関節毎に実角度偏差値が所定値以下か否かの判定を行うようにすれば、操作腕及び作業腕が多関節を有している場合であっても、実角度偏差値が所定値以下であると判定された関節から順次操作することができるようになるので、起動時等の操作が容易で操作性に優れる。

請求項１１に記載の発明によれば、制御開始ＯＫデータを受信しない場合には作業腕を動作させないようにすることができるので、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができると共に操作性を向上できるという有利な効果が得られる。

請求項１２に記載の発明は、車室内からロボット装置を制御する場合においても、実角度偏差値が大きい場合には作業腕を動作させないようにすることができるので、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができると共に操作性を向上できるという有利な効果が得られる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による双腕ロボットシステムの機構について、図１７〜図３６を用いて説明する。まず双腕ロボットシステムのロボット装置の機構について説明し、次にロボット遠隔制御装置の機構について説明する。
双腕ロボットシステムのロボット装置の機構について図１７〜図２５を用いて説明する。
図１７は本実施の形態１における双腕のロボット装置（双腕ロボット）の要部正面図であり、図１８は本実施の形態１における双腕ロボットの要部側面図であり、図１９はマスト部の要部側面図である。

図中、５０１は本実施の形態１における双腕ロボット、５０２はクローラからなる走行部、５０２ａは走行部５０２の前部に配設された排土板、５０３は走行部５０２の上部に機体旋回軸５０３ａを介して旋回可能に配設された機体部、５０３ｂは機体部５０３の前部、後部、及び左右両側部に配設されたＣＣＤカメラ等の撮像部、５０４は機体部５０３の上部の略中央部に配設された運転席、５０５は運転席５０４を囲むように機体部５０３の上部に配設された保護フレーム部、５０５ａは保護フレーム部５０５の頂部に左右回動自在に配設された頭部、５０５ｂ，５０５ｃは頭部５０５ａの前部に配設された照明部及び撮像部、５０６は左右方向に延びる四角柱状に形成され機体部５０３の前部に固定されたマスト支持部、５０６ａはマスト支持部の前面中央部に配設された緊急停止レバー、５０７はマスト支持部５０６の両端部の上面に固設されたマスト基部、５０８，５０８′はマスト基部５０７に下端部が軸支され後方に５°〜４５°の所定角度傾斜して立設された一対のマスト部、５０８ａはマスト部５０８の下端部の回動軸であるマスト回動軸、５０９はマスト部５０８の上端部に軸支された肩部回動軸、５１０は肩部回動軸５０９に固定されマスト部５０８の上端部の外側の側部に符号Ｂで示す方向に回動自在に配設された肩部、５１１，５１１′は肩部５１０及び肩部５１０から連設された上腕部５２０、中腕部５３０、下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａ等からなる一対の多関節アームである。多関節アーム５１１の詳細については後述する。５１１ａ，５１１ｂは手部５６０、５６０ａの上部に配設された照明部及び撮像部、５１２は下端部がマスト基部５０７に軸支されたマスト部駆動シリンダ、５１３はマスト部５０８の略中間部に突設固定されたピストン軸支部、５１４はピストン軸支部５１３に先端部が軸支されたマスト部駆動シリンダ５１２のピストン部、５１５はマスト部５０８の略中間部に突設されたシリンダ軸支部、５１６はシリンダ軸支部５１５に軸支された肩部駆動シリンダ、５１７は肩部駆動シリンダ５１６のピストン部、５１８は肩部回動軸５０９に直交して固定された回動リンク部、５１９ａは一端部がピストン部５１７に軸着され他端部が回動リンク部５１８に固定された第１の補助リンク部、５１９ｂは一端部が第１の補助リンク部５１９ａと共にピストン部５１７に軸着され他端部がマスト部５０８の上端部近傍に軸着された湾曲状の第２の補助リンク部である。

次に、多関節アーム５１１について説明する。
図２０はマスト部及び多関節アームの要部正面図であり、図２１は下腕部、手首部、及び手部の要部平面図であり、図２２はマスト部及び多関節アームの要部側面図であり、図２３は図２２のＡ−Ａ線の要部矢視断面図である。なお、図２０乃至図２３においては双腕ロボット５０１の左腕側のマスト部５０８及び多関節アーム５１１について説明する。右腕側のマスト部５０８′及び多関節アーム５１１′は左腕側と左右対称で同一であるので説明を省略する。
図中、５２０は肩部５１０の下部に符号Ｃで示す方向に回動自在に配設された上腕部、５２１は上腕部５２０の上端部に固定され肩部５１０に軸支された上腕部回動軸、５２２は肩部５１０に上端部が軸支された上腕部駆動シリンダ、５２３は上腕部５２０の下端部に突設されたピストン軸支部、５２４はピストン軸支部５２３に下端部が軸支された上腕部駆動シリンダ５２２のピストン部である。

また、５３０は上腕部５２０の下部に符号Ｄで示す方向すなわち軸方向に回動自在に配設された中腕部、５３１は中腕部５３０に同軸にその上端部に固定された中腕部回動軸であり、中腕部回動軸５３１は上腕部５２０の内部に中空状に形成された中空部５３２に挿入され軸方向に回動自在に軸支されている。５３３は中腕部５２０の側部に突設固定されたシリンダ軸支部、５３４はシリンダ軸支部５３３に軸支され上腕部５２０に直交して配設された中腕部駆動シリンダ、５３５は中腕部駆動シリンダ５３４のピストン部、５３６は中腕部回動軸５３１に直交して固定され先端部にピストン部５３５の先端部が軸着された回動リンク部である。

また、５４０は中腕部５３０の下端部に符号Ｅで示す方向に回動自在に配設された下腕部、５４１は下腕部５４０の一端部に固定され中腕部５３０の下端部に軸支された下腕部回動軸、５４２は中腕部５３０の側部に突設固定されたシリンダ軸支部、５４３はシリンダ軸支部５４２に軸支された下腕部駆動シリンダ、５４４は下腕部駆動シリンダ５４３のピストン部、５４５は下腕部５４０の基部の下腕部回動軸５４１の下部に突設された肘部、５４６は一端部がピストン部５４４の先端部に軸着され他端部が肘部５４５の先端部に軸着された第１の補助リンク部、５４７は一端部が第１の補助リンク部５４６と共にピストン部５４４の先端部に軸着され他端部が中腕部５３０に軸着された湾曲状の第２の補助リンク部である。
ここで、上腕部と中椀部は基腕を構成し、下腕部は支腕を構成する。

また、５５０は下腕部５４０の先端部に符号Ｆで示す方向に回動自在に配設された手首部、５５１は手首部５５０に固定され下腕部４０の先端部に軸支された手首部回動軸、５５２は下腕部の側部に突設固定されたシリンダ軸支部、５５３はシリンダ軸支部５５２に軸支された手首部駆動シリンダ、５５４は手首部駆動シリンダ５５３のピストン部、５５５は一端部が手首部回動軸５５１に固定され他端部がピストン部５５４の先端部に軸着されたくの字状の回動リンク部である。

また、５６０は手首部５５０に符号Ｇで示す方向に回動自在に配設された第１の手部、５６１は手部５６０に固定され手首部５５０に軸支された第１の手部回動軸、５６２は手首部５５０の後端部に突設されたシリンダ軸支部、５６３はシリンダ軸支部５６２に軸支された第１の手部駆動シリンダ、５６４は手部駆動シリンダ５６３のピストン部、５６５は一端部が手部回動軸５６１に固定され他端部がピストン部５６４の先端部に軸着された回動リンク部である。
また、５６０ａは手首部５５０に符号Ｈで示す方向に回動自在に配設された第２の手部、５６１ａは手部５６０ａに固定され第１の手部５６０に軸支された第２の手部回動軸、５６２ａは手部５６０の上部に突設されたシリンダ軸支部、５６３ａはシリンダ軸支部５６２ａに軸支された第２の手部駆動シリンダ、５６４ａは手部駆動シリンダ５６３ａのピストン部、５６５ａは一端部が手部回動軸５６１ａに固定され他端部がピストン部５６４ａの先端部に軸着された回動リンク部である。
また、５６６は手部５６０ａの先端部に対向して配設された一対の挟持部（爪開閉部）、５６７は両端部が手部５６０ａの先端部側と各挟持部５６６に軸着され手部５６０ａと挟持部５６６とを連結する平行リンクである挟持リンク部、５６８は各挟持リンク部５６７と手部５６０ａと軸着する支軸５６８ａに固定された連動ギア部であり、対向する連動ギア部５６８は互いに歯合している。５６９は手部５６０ａの側部に突設されたシリンダ軸支部、５７０はシリンダ軸支部５６９に軸支された挟持部駆動シリンダ、５７１は挟持部駆動シリンダ５７０のピストン部、５７２は一端部がピストン部５７１の先端部に軸着され他端部が挟持部５６６の支軸５６８ａの内いずれか１の支軸５６８ａに固定された回動リンク部である。

ここで、多関節アーム５１１，５１１′は、携帯電話等の移動体通信装置や無線ＬＡＮ等を用いた遠隔操作により駆動することもでき、或いは、運転席５０４に多関節アーム５１１，５１１′を操作するための操作部（図示せず）を設けて運転席５０４に搭乗して操作することもできる。操作部としては、多関節アーム５１１，５１１′の各々に対応した一対のジョイスティック等を用いることができる。また、遠隔操作と運転席５０４における操作とを切り替えて、通常は遠隔操作により操作し、非常時等に運転席５０４の操作部で操作することもできる。このことについては後に更に詳細に説明する。さらに、遠隔操作或いは運転席５０４における操作を行う場合、双腕ロボット５０１に設けられた撮像部５０５ｃ，５１１ａ，５０３ｂで撮像した画像をリアルタイムで遠隔地の操作者に送信したり、運転席４に設けられた表示部（図示せず）に表示したりすることで、操作者は双腕ロボット５０１の周囲や手部５６０、５６０ａの周囲を確認しながら円滑に且つ安全に操作を行うことができる。

以上のように構成された本実施の形態１の双腕ロボット５０１について、以下その動作を図を用いて説明する。
まず、マスト部を前方に傾倒させる動作について説明する。
図２４はマスト部を前方に傾倒した状態を示す要部側面図である。
マスト部５０８を前方に傾倒させる場合は、図１９に示すようにマスト部駆動シリンダ５１２を駆動しピストン部５１４を縮ませることによりマスト部５０８を前方に傾倒させる。図２４に示すように、マスト部５０８を前方に傾倒させ、マスト部５０８の先端部の外側の側部に配設された多関節アーム５１１により、機体部５０３から前方に離れた位置で作業を行うことができる。また、図２４に示すように、マスト部５０８を傾倒させ多関節アーム５１１の肘部５４５を地面に接地させることにより、機体部５０３を安定させることができる。肘部５４５を地面に接地した状態で下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａ、挟持部５６６を可動して、前方の瓦礫を撤去して作業スペースや走行路を確保する作業等を行うことができる。

次に、多関節アーム５１１の動作について説明する。
図１９及び図２０に示すように、肩部５１０を符号Ｂで示す方向に回動させるには、肩部駆動シリンダ５１６を駆動しピストン部５１７を伸縮させる。ピストン部５１７の伸縮により第１，第２の補助リンク部５１９ａ，５１９ｂ及び回動リンク部５１８を介して肩部回動軸５０９が回動し、肩部５１０が肩部回動軸５０９を中心として回動する。
図２０に示すように、上腕部５２０を符号Ｃで示す方向に回動させるには、上腕部駆動シリンダ５２２を駆動しピストン部５２４を伸縮させる。ピストン部５２４の伸縮により上腕部５２０が上腕部回動軸５２１を中心として回動する。
図２０及び図２２に示すように、中腕部５３０を符号Ｄで示す方向に回動させるには、中腕部駆動シリンダ５３４を駆動しピストン部５３５を伸縮させる。ピストン部５３５の伸縮により回動リンク部５３６を介して中腕部回動軸５３１が回動し、中腕部５３０が中腕部回動軸５３１を中心として回動する。

図２２に示すように、下腕部５４０を符号Ｅで示す方向に回動させるには、下腕部駆動シリンダ５４３を駆動しピストン部５４４を伸縮させる。ピストン部５４４の伸縮により第１，第２の補助リンク部５４６，５４７及び肘部５４５を介して下腕部５４０が下腕部回動軸５４１を中心として回動する。
図２２に示すように、手首部５５０を符号Ｆで示す方向に回動させるには、手首部駆動シリンダ５５３を駆動しピストン部５５４を伸縮させる。ピストン部５５４の伸縮により回動リンク部５５５を介して手首部回動軸５５１が回動し、手首部５５０が手首部回動軸５５１を中心として回動する。

図２１に示すように、手部５６０を符号Ｇで示す方向に回動させるには、手部駆動シリンダ５６３を駆動しピストン部５６４を伸縮させる。ピストン部５６４の伸縮により回動リンク部５６５を介して手部回動軸５６１が回動し、手部５６０が手部回動軸５６１を中心として回動する。
図２１に示すように、手部５６０ａを符号Ｈで示す方向に回動させるには、手部駆動シリンダ５６３ａを駆動しピストン部５６４ａを伸縮させる。ピストン部５６４ａの伸縮により回動リンク部５６５ａを介して手部回動軸５６１ａが回動し、手部５６０ａが手部回動軸５６１ａを中心として回動する。
また、図２１に示すように、一対の挟持部５６６を近接及び離隔させる挟持動作を行うには、挟持部駆動シリンダ５７０を駆動しピストン部５７１を伸縮させる。ピストン部５７１の伸縮により回動リンク部５７２を介して支軸５６８ａが回動し、支軸部５６８ａの回動により挟持リンク部５６７を介して一方の挟持部５６６が他方の挟持部５６６に近接或いは離隔する方向に平行移動する。また、支軸５６８ａの回動により連動ギア部５６８を介して対向する支軸５６８ａが回動し、支軸部５６８ａの回動により挟持リンク部５６７を介して他方の挟持部５６６が一方の挟持部５６６に近接或いは離隔する方向に平行移動する。これにより、一対の挟持部５６６が近接及び離隔する。

次に、各駆動シリンダを駆動するための油圧回路について説明する。
図２５は各駆動シリンダを駆動するための油圧回路を示す回路図である。
図２５において、５８１は電磁弁、５８２は電磁弁５８１によりポート５８３ａ，５８３ｂを介して駆動される駆動シリンダであり、駆動シリンダ５８２は、図１７乃至図２３で示したマスト部駆動シリンダ５１２、肩部駆動シリンダ５１６、上腕部駆動シリンダ５２２、中腕部駆動シリンダ５３４、下腕部駆動シリンダ５４３、手首部駆動シリンダ５５３、手部駆動シリンダ５６３、挟持部駆動シリンダ５７０に相当する。５８４は駆動シリンダ５８２のピストン部、５８５は油タンク、５８６は油タンク５８５から吸入される油を濾過するオイルフィルタ、５８７はエンジン５８８により駆動されオイルフィルタ５８６から吸入された油を吐出するポンプ、５８９はパワーライン５９０における油圧を所定圧に維持する減圧弁、５９１はリバースライン、５９２はポンプ５８７から油が吐出されるラインが高圧になるのを防止するためのリリーフ弁、５９３，５９４は圧力計、５９５は逆止弁である。なお、電磁弁５８１は、肩部、上腕部等の各駆動シリンダに対応して複数設けられ、各々、図２５に示すようにパワーライン５９０に接続されている。また、走行部５０２用の油圧モータや機体部５０３を機体旋回軸５０３ａを中心に旋回させる油圧モータ（図示せず）等も電磁弁５８１を介してパワーライン５９０に接続され、電磁弁５８１の制御により駆動し、走行や旋回を行うことができる。なお、油タンク５８５や複数の電磁弁５８１は図１７及び図１８で示した機体部５０３に搭載され、各電磁弁５８１とそれに対応する多関節アーム５１１の各駆動シリンダは可撓性を有する蛇管（図示せず）等により接続されている。

図２５に示すように、電磁弁５８１を制御することにより駆動シリンダ５８２のピストン部５８４を伸縮させることができる。すなわち、電磁弁５８１を制御してポート５８３ａをパワーライン５９０に接続することにより、ポンプ５８７から吐出された油は、逆止弁５９５、減圧弁５８９、パワーライン５９０、電磁弁５８１、ポート５８３ａを介して駆動シリンダ５８２に流入し、ピストン部５８４が伸長方向すなわち図２５の右方向に移動する。駆動シリンダ５８２のポート５８３ｂから吐出された油は、電磁弁５８１、リバースライン５９１を介して油タンク５８５に戻る。また、電磁弁５８１を制御してポート５８３ｂをパワーライン５９０に接続することにより、ポンプ５８７から吐出された油は、逆止弁５９５、減圧弁５８９、パワーライン５９０、電磁弁５８１、ポート５８３ｂを介して駆動シリンダ５８２に流入し、ピストン部５８４が短縮方向すなわち図２５の左方向に移動する。駆動シリンダ５８２のポート５８３ａから吐出された油は、電磁弁５８１、リバースライン５９１を介して油タンク５８５に戻る。なお、パワーライン５９０が予め設定された所定圧以上の高圧になると、圧力計５９３によりそれを検知して減圧弁５８９を作動させ所定圧に維持する。また、ポンプ５８７から油が吐出されるラインが所定圧以上の高圧になると、圧力計５９４によりそれを検知してリリーフ弁５９２を作動させ、ポンプ５８７から吐出された油を油タンク５８５に戻して高圧となるのを防ぐことができる。

以上のように本実施の形態１における双腕ロボット１は構成されているので、以下のような作用を有する。
（１）電磁弁５８１を制御することにより駆動シリンダ５８２のピストン部５８４を伸縮させ、肩部５１０、上腕部５２０、中腕部５３０、下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０等を回動させ、多関節アームを可動することができる。例えば、下腕部５４０を中腕部５３０に対して回動させる動作、すなわち肘の屈伸動作を行うには、下腕部駆動シリンダ５４３に対応する電磁弁５８１を制御してポート５８３ａをパワーライン５９０に接続することにより、ポンプ５８７から吐出された油は、逆止弁５９５、減圧弁５８９、パワーライン５９０、電磁弁５８１、ポート５８３ａを介して下腕部駆動シリンダ５４３に流入し、ピストン部５４４が伸長する。ピストン部５４４の伸長により第１，第２の補助リンク部５４６，５４７及び肘部５４５を介して下腕部５４０が下腕部回動軸５４１を中心として図２２の上方向に回動する。また、下腕部駆動シリンダ５４３に対応する電磁弁５８１を制御してポート５８３ｂをパワーライン５９０に接続することにより、ポンプ５８７から吐出された油は、逆止弁５９５、減圧弁５８９、パワーライン５９０、電磁弁５８１、ポート５８３ｂを介して下腕部駆動シリンダ５４３に流入し、ピストン部５４４が短縮する。ピストン部５４４の短縮により第１，第２の補助リンク部５４６，５４７及び肘部５４５を介して下腕部５４０が下腕部回動軸５４１を中心として図２２の下方向に回動する。
（２）機体部５０３の前部に固定されたマスト支持部５０６の両端部に立設された一対のマスト部５０８，５０８′と、マスト部５０８，５０８′の上端部に軸支された肩部回動軸５０９と、肩部回動軸５０９に固定されマスト部５０８，５０８′の外側部に回動自在に配設された肩部５１０と、肩部から延びる上腕部５２０、中腕部５３０、下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａからなる多関節アーム５１１，５１１′と、を備えているので、多関節アーム５１１，５１１′を機体部５０３の側部の前方から後方まで広範囲に渡って可動させることができ、作業時に走行部５０２に対して機体部５０３の向きを変えたり走行部５０２で走行して場所を移動したりすることを少なくでき、狭い場所や崩れやすい建物内等であっても迅速且つ安全に作業を行うことができる。
（３）多関節アーム５１１，５１１′が、肩部５１０、上腕部５２０、中腕部５３０、下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａからなる６自由度に構成されると共に、マスト部５０８，５０８′がマスト支持部５０６の両端部上面に固設されたマスト基部５０７にマスト回動軸５０８ａで回動自在に配設され、マスト部駆動シリンダ５１２により回動駆動されるので、マスト部５０８，５０８′を機体部５０３の前方に傾倒させ、機体部５０３の前方の離れた位置で６自由度の多関節アーム５１１，５１１′による作業を行うことができ、解体作業や土木作業、建設作業だけでなく、瓦礫等を撤去して瓦礫の下に埋まった人を救出する人命救助作業等、種々の作業を行うことができ、走行して移動することなく広範囲の作業を行うことができる。また、６自由度の多関節アーム５１１，５１１′の内、中腕部５３０が上腕部５２０に対して軸方向に回動自在に配設されているので、アームの先端部の手部５６０、５６０ａの姿勢の自由度が高く、種々の状況に対応することができる。
（４）多関節アーム５１１，５１１′が肩部５１０と手部５６０の略中間部に肘部５４５を備えているので、中腕部５３０に対して下腕部５４０を略直角に屈曲させ、マスト部５０８を傾倒させ多関節アーム５１１の肘部５４５を地面に接地させることにより、機体部５０３を安定させることができると共に、肘部５４５を地面に接地した状態で下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａ、挟持部５６６を可動して、不整地において前方の瓦礫を撤去して作業スペースや走行路を確保する作業等を行うことができる。
（５）機体部５０３上部の中央部のマスト部５０８，５０８′間に運転席５０４が配設されているので、運転席５０４に搭乗した操作者の両側部をマスト部５０８，５０８′によりガードでき安全性に優れる。また、多関節アーム５１１，５１１′がマスト部５０８，５０８′の上端部に配設された肩部５１０から延びているので、運転席５０４に着座した操作者の視界が多関節アーム５１１，５１１′により遮られることがなく、作業対象物の視認性に優れ作業性に優れる。
（６）多関節アーム５１１，５１１′が、肩部５１０を駆動する肩部駆動シリンダ５１６と、上腕部５２０を駆動する上腕部駆動シリンダ５２２と、中腕部５３０を駆動する中腕部駆動シリンダ５３４と、下腕部５４０を駆動する下腕部駆動シリンダ５４３と、手首部５５０を駆動する手首部駆動シリンダ５５３と、手部５６０、５６０ａを駆動する手部駆動シリンダ５６３、５６３ａと、挟持部５６６を駆動する挟持部駆動シリンダ５７０と、を備えているので、肩部５１０、上腕部５２０、中腕部５３０、下腕部５４０、手首部５５０、手部５６０、５６０ａ、挟持部５６６を高トルクで回動駆動でき、重量物を持ち上げたり建物を解体したりできると共に大型化に対応できる。
（７）通常時は、マスト部５０８，５０８′が機体部５０３の後部側に５°乃至４５°傾斜して立設されているので、重心位置を機体部の後部側に下げて機体を安定させることができる。

次に、双腕ロボットシステムのロボット遠隔制御装置１の機構について図２６〜図３６を用いて説明する。
図２６（ａ）は双腕ロボットのマスト及び多関節アーム（作業腕）を示す模式図であり、図２６（ｂ）は操作腕を示す模式図である。なお、左操作腕は右操作腕と対称の構成であるので、その説明を省略する。
図２６において、６０１はマスト（図１９参照）の上下の操作部、６０２は肩の前後の操作部、６０３は肩の左右の操作部、６０４は肘の左右の操作部、６０５は肘の上下の操作部、６０６は手首の上下の操作部、６０７は手首の左右の操作部、６０８は手首の回転の操作部、６０９は爪の開閉の操作部である。なお、操作部６０２〜６０７は操作腕６００Ａの各関節に配設され、操作部６０１，６０８，６０９は操作腕６００Ａの先端部に回転ドラムやスイッチとして配設されている。操作腕６００Ａの操作部６０１は図１７〜図２５で説明した双腕ロボット５０１のマスト部５０８の上下回動を操作し、操作部６０２は肩部５１０のＢ方向の回動を操作し、操作部６０３は上腕部５２０のＣ方向の回動を操作し、操作部６０４は中腕部５３０のＤ方向の回動を操作し、操作部６０５は下腕部５４０のＥ方向の回動を操作し、操作部６０６は手首部５５０のＦ方向の回動を操作し、操作部６０７は手部５６０のＧ方向の回動を操作し、操作部６０８は手部５６０ａのＨ方向の回動を操作し、操作部６０９は挟持部５６６の開閉を操作する。

図２７（ａ）、（ｂ）は、操作状態を示す操作状態図である。
図２７において、１は後述のロボット遠隔制御装置、５は後述の表示装置部、６１０は操作腕を支える支柱である。

図２８は、右操作腕６００Ａを示す操作腕機構図である。なお、６００Ｈは左操作腕を示す。
図２８において、操作部６０１〜６１０、支柱６１０は図２６、図２７と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。６１０ａは操作者により掴持されるグリップ部、６１１は右操作腕を固定するためのエアブレーキ用スイッチ（６１５は図示してないが左操作腕を固定するためのエアブレーキ用スイッチ）、６１４はエアブレーキ用スイッチ６１１を操作して一度に固定した右操作腕の各操作部の内、所望の操作部の固定を個別に解除するための右操作腕用フィンガバルブ群（６１６は図示してないが左操作腕の各部をエアブレーキ用スイッチ６１１で制御するか否かを設定するための左操作腕用フィンガバルブ群）である。ここで、各操作部における変位検出センサーを各操作部に対応して６０１ａ〜６０９ａとする。また、左操作腕における各操作部を右操作腕に対応して６０１ｈ〜６０９ｈとする。

図２９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は右マストの操作部６０１を詳細に示すマスト操作部機構図である。
図２９において、操作部６０９、エアブレーキ用スイッチ６１１は図２８と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。６１２は回転ドラムとしての操作部６０１の惰性等によるすべりを防止する摩擦を与えるすべり防止部、６１３は操作部の変位を検出センサーに伝えるためのワイヤである。

図３０は、操作腕の各操作部（関節）を固定するためのエア系統を示すエア系統図である。
図３０において、右操作腕用フィンガバルブ群６１４、左操作腕用フィンガバルブ群６１６は図２８と同様のものであり、同一符号を付し、その説明は省略する。４２は後述するエアシリンダ群、６２は後述するエアシリンダ制御ユニット、６１４ａ〜６１４ｌは右操作腕における各操作部を固定するための単動押出しシリンダ、６１６ａ〜６１６ｌは左操作腕における各操作部を固定するための単動押出しシリンダ、６１７ａは左クローラ走行の操作部を固定するための複動シリンダ、６１７ｂは排土板上下の操作部を固定するための複動シリンダ、６１７ｃは右クローラ走行の操作部を固定するための複動シリンダ、６１７ｄは機体部５０３の左右回動の操作部を固定するための複動シリンダ、６１８ａは右マストの前後の操作部を固定するための単動押出しシリンダ、６１９ａは左マストの前後の操作部を固定するための単動押出しシリンダ、６２１は右操作腕におけるエアブレーキ用スイッチ６１１からの信号により開閉動作を行う電磁弁、６２２は左操作腕におけるエアブレーキ用スイッチ６１５からの信号により開閉動作を行う電磁弁、６２３は後述のペダルロック用ボタン６１７からの信号により開閉動作を行う電磁弁、６２４は後述の右マストロック用ボタン６１８からの信号により開閉動作を行う電磁弁、６２５は後述の左マストロック用ボタン６１９からの信号により開閉動作を行う電磁弁である。
電磁弁６２１、６２２が「閉」状態の場合には、各単動押出しシリンダにエアが供給されず、内蔵のばねによりピストンが後退し各操作部は固定解除の状態となる。エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５からの信号により電磁弁６２１、６２２が「開」状態になると、各単動押出しシリンダにエアが供給され、各操作部が一度に固定状態となる。ここで、操作腕用フィンガバルブ群６１４、６１６の各操作部に対応したフィンガバルブを個別に「閉」状態にすると、対応した操作部の固定が解除される。また、ロック用ボタン６１７〜６１９からの信号により電磁弁６２３〜６２５が「閉」状態になると、各複動シリンダ、各単動押出しシリンダにエアが供給されず、内蔵のばねによりピストンが後退し、各操作部は固定解除される。信号により電磁弁６２３〜６２５が「開」状態になると、各複動シリンダ、各単動押出しシリンダにエアが供給され、各操作部は固定される。

図３１は、ロボット遠隔制御装置１における足操作の説明図である。
図３１において、６１７はペダルロック用ボタン、６１８は右マストロック用ボタン、６１９は左マストロック用ボタン、６３０は右クローラ駆動用ペダル、６３１は排土板上下用ペダル、６３２は左クローラ駆動用ペダル、６３３は機体部右回動用ペダル、６３４は機体部左回動用ペダル、６３５は操作盤、６３６は操作者（運転者）が座る椅子である。

図３２は、図３１の操作盤６３５を示す盤面図である。
図３２において、６３５１は後述のロボット装置２の頭部の左右回動および上下作動を指令するためのスイッチ、６３５２はロボット装置２のエンジン１０４のスロットルレバーの動作を指令するためのスイッチ、６３５３はロボット装置２を非常停止させる非常停止レバーの動作を指令するためのスイッチである。

図３３（ａ）はペダル６３０〜６３２を示すペダル機構図であり、図３３（ｂ）はペダル６３３、６３４を示すペダル機構図である。
図３３において、６３７は回動プーリ、６３８ａ、６３８ｂは回動軸、６３８ｃはばね、６３９はチェーン、６４０は回動プーリ６３７の回動角を検出する変位検出センサーとしての回動検出部、６４０ａ、６４０ｂは回動板である。

このように構成された操作腕６００Ａ、６００Ｈについて、その動作を説明する。
操作者は、図２７に示すように、図２８のグリップ部６１０ａを掴持して右操作腕６００Ａや左操作腕６００Ｈの操作を行う。操作腕６００Ａ、６００Ｈは支柱６１０、６１０ｈに支えられているので、操作者が操作腕６００Ａ、６００Ｈを保持する必要はなく、単にグリップ部６１０ａや操作部６０１、６０８、６０９、エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５、操作腕用フィンガバルブ群６１４、６１６を操作するだけでよく、操作者にとって、操作が楽で簡単である。
次に、ペダル６３０〜６３４について、その動作を説明する。図３３において、回動検出部６４０は回動プーリ６３７とチェーン６３９を介して回動板６４０ａ、６４０ｂの回動角に応じた分だけ回動し、その回動角をポテンショメータ等により検出する。なお、回動板６４０ａ、６４０ｂは、足等で踏まれていない状態（非操作状態）では、ばね６３８ｃにより所定の角度（図３３（ｂ）では水平）に支持され、自重等により傾動しないようになっている。これにより、足等で踏んで操作した後、足を離すと、ばね６３８ｃの復元力により非操作状態に自動で戻るので操作性に優れる。

エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５をオンすれば、図３０に示すように、電磁弁６２１、６２２が「開」状態となり、操作腕用フィンガバルブ群６１４、６１６が「開」状態であれば、所定圧のエアが各単動押出しシリンダ６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌに供給され、左右の操作腕６００Ａ、６００Ｈにおける肩前後、肩左右、肘左右、肘前後、手首上下、手首左右の各操作部が固定される。逆に電磁弁６２１、６２２が「閉」状態の場合または操作腕用フィンガバルブ群６１４、６１６が「閉」の場合には、各単動押出しシリンダにエアが供給されず、各操作部の固定状態が解除される。手首回転と爪開閉の操作部６０８，６０９は固定状態とならない。これらを固定状態としないのは、操作部６０８，６０９がスイッチによる操作であり、固定しなくても特に危険ではないからである。また、図３１に示すペダルロック用ボタン６１７、右マストロック用ボタン６１８、左マストロック用ボタン６１９をオンとすれば、図３０に示すように、電磁弁６２３〜６２５が「開」状態となり、所定圧のエアが各複動シリンダ６１７ａ〜６１７ｄ、単動押出しシリンダ６１８ａ、６１９ａに供給され、右クローラ駆動用ペダル６３０、左クローラ駆動用ペダル６３２、排土板上下用ペダル６３１、機体部回動用ペダル６３３、６３４、マスト操作部６０１が固定状態になる。逆に、ペダルロック用ボタン６１７、右マストロック用ボタン６１８、左マストロック用ボタン６１９をオフとすれば、電磁弁６２３〜６２５が「閉」状態となり、所定圧のエアが各複動シリンダ６１７ａ〜６１７ｄ、単動押出しシリンダ６１８ａ、６１９ａに供給されず、右クローラ駆動用ペダル６３０、左クローラ駆動用ペダル６３２、排土板上下用ペダル６３１、機体部回動用ペダル６３３、６３４、マスト操作部６０１の固定状態が解除される。

次に、各操作部のエアロック動作について、図３４〜図３６を用いて説明する。図３４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は右操作腕６００Ａ、左操作腕６００Ｈ、マスト操作部６０１のエアロック機構を示す機構図であり、図３５は回動検出部６４９を有する回動検出機構を示す機構図、図３６は右クローラ駆動用ペダル６３０、左クローラ駆動用ペダル６３２、排土板上下用ペダル６３１、機体部回動用ペダル６３３、６３４のエアロック機構を示す機構図である。

図３４（ａ）および（ｂ）において、６４１、６４２は単動押出しシリンダ６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌ（図３０）が有するエアシリンダ、６４１ａ、６４２ａはエアシリンダ６４１、６４２から進退するピストン、６４３、６４４はピストン６４１ａ、６４２ａと共に進退するブレーキパッド、６４５は回動部、６４６は回動軸、６４７はワイヤ６４８を固定するワイヤ固定部である。図３４（ａ）および（ｂ）において、単動押出しシリンダ６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌにエアが供給されピストン６４１ａ、６４２ａが前進すると（ピストン６４１ａ、６４２ａのストロークが伸びると）、ブレーキパッド６４３、６４４が回動部６４５の円周部に押しつけられ、回動部６４５の回動が抑制される。これにより回動部６４５は固定状態になり、右操作腕６００Ａ、左操作腕６００Ｈをグリップ６１０ａによって操作しようとしても操作できない状態になる。逆に単動押出しシリンダ６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌにエアが供給されないことによりばね力によりピストン６４１ａ、６４２ａが後退すると（ピストン６４１ａ、６４２ａのストロークが縮むと）、ブレーキパッド６４３、６４４が回動部６４５の円周部から離れ、回動部６４５が自由に回動できる状態になる。これにより回動部６４５は自由回動状態になり、右操作腕６００Ａ、左操作腕６００Ｈをグリップ６１０ａによって操作することができるようになる。
図３４（ｃ）において、６０１は回転ドラムとしてのマスト操作部、６４１′は単動押出しシリンダ６１８ａ，６１９ａ（図３０参照）が有するエアシリンダ、６４１ａ′はエアシリンダ６４１′から進退するピストン、６４３′はピストン６４１ａ′と共に進退するブレーキパッド、６４５′はマスト操作部６０１と一体に回動する回動部、６４６′はマスト操作部６０１および回動部６４５′の回動軸、６４７′はワイヤ６４８′を固定するワイヤ固定部である。図３４（ｃ）において、単動押出しシリンダ６１８ａ，６１９ａにエアが供給されピストン６４１ａ′が前進すると（ピストン６４１ａ′のストロークが伸びると）、ブレーキパッド６４３′がマスト操作部６０１の円周部に押しつけられ、マスト操作部６０１の回動が抑制される。これにより、エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５をオンして単動押出しシリンダ６１８ａ，６１９ａにエアが供給されると、マスト操作部６０１は固定状態になり、操作できない状態になる。逆に単動押出しシリンダ６１８ａ，６１９ａにエアが供給されないことによりばね力によりピストン６４１ａ′が後退すると（ピストン６４１ａ′のストロークが縮むと）、ブレーキパッド６４３′がマスト操作部６０１の円周部から離れる。これによりマスト操作部６０１は自由回動状態になり、操作できる状態になる。また、図３４のワイヤ６４８、６４８′は後述の回動検出部６４９のベルト６５１に連結されており、回動部６４５、６４５′の回動角がワイヤ６４８、６４８′を介して回動検出部６４９に伝達される。

図３５において、６４９は回動部６４５の回動角を検出する変位検出センサーとしての回動検出部、６５０はベルト６５１が約半周に渡って巻き付けられるギア、６５２はワイヤ、６５３はベルト６５１、ワイヤ６５２にテンションを与えるためのばね、６５４はばね固定部である。図３５において、回動検出部６４９は、回動部６４５から繰り出されるワイヤの回動角に応じた繰出し長さによりギヤ６５０を介してその回動角に応じた分だけ回動し、その回動角をポテンショメータ等により検出する。
図３６において、６５５は回動板６４０ａ、６４０ｂ（図３３参照）の動きに応じて回動する回動プーリ（図３３の回動プーリ６３７に同じ）、６５６は回動軸、６５７は複動シリンダ（図３０の複動シリンダ６１７ａ〜６１７ｄに同じ）、６５８は複動シリンダ６５７から進退する（ストロークが伸縮する）ピストン、６５９はピストン６５８の先端部が挿入される挿入孔である。図３６において、複動シリンダ６５７のキャップ側（ピストンロッドが出ていない側）のシリンダ室にエアが供給されると、ピストン６５８が挿入孔６５９に挿入され、回動プーリ６５５が固定され、ペダルがロック状態になる。複動シリンダ６５７のヘッド側（ピストンロッドが出ている側）のシリンダ室にエアが供給されると、ピストン６５８が挿入孔６５９から外れ、ロック解放状態になる。

次に、双腕ロボットシステムの制御系統、制御動作について、図１〜図１６を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１による双腕ロボットシステムを示すブロック図である。
図１において、１は後述のロボット装置２を遠隔地から遠隔制御するロボット遠隔制御装置、２はロボット遠隔制御装置１により制御されると共に画像等をロボット遠隔制御装置１に送信するロボット装置、３はロボット遠隔制御部、３ａは送受信用のアンテナ、４は遠隔用指令信号（制御データ）を生成する遠隔用指令装置、５は各種の表示装置（ここでは例示として１種類）を有する表示装置部、６は各種の出力装置を有する出力装置部、７はロボット装置全体を制御するロボット制御部、７ａは送受信用のアンテナ、８は乗車用指令信号（制御データ）を生成して後述の機構部１０を制御する乗車用指令措置、９ａ各種の表示装置（ここでは例示として１種類）を有する表示装置部、９ｂは各種の出力装置を有する出力装置部、１０はモータやエンジン、シリンダなどから成る機構部、１１はロボット遠隔制御装置１に搭載され、ロボット装置２側のカメラやマイクを制御することにより撮像画像や取込み音声を制御する画像音声遠隔制御部、１１ａは送受信用のアンテナ、１２はモニタ群、１３はマイク、１４はスピーカ群、１５はロボット装置２に搭載され、撮像画像や取込み音声を処理する画像音声処理部、１５ａは送受信用のアンテナ、１６はカメラ群、１７はマイク群、１８はスピーカ、１９、２１は後述の移動体通信装置の基地局、２０は公衆回線網である。

このように構成された双腕ロボットシステムについて、その動作を説明する。
遠隔用指令装置４から出力されるロボット装置２の制御のための遠隔用指令信号はロボット遠隔制御部３に入力され、ロボット遠隔制御部３からはフォーマット化された制御データとして出力される。ロボット遠隔制御部３から出力された制御データを含む電波信号はアンテナ３ａ、基地局１９、公衆回線網２０、基地局２１、アンテナ７ａを介して電波信号としてロボット制御部７に入力され、ロボット制御部７で電波信号は制御データに変換される。ロボット制御部７は、制御データに応じてロボット装置２の機構部１０を制御する。

図２は、図１の双腕ロボットシステムを構成するロボット遠隔制御装置１を示すブロック図である。
図２において、ロボット遠隔制御装置１、ロボット遠隔制御部３、アンテナ３ａ、遠隔用指令装置４、表示装置部５、出力装置部６は図１と同様のものなので、同一符号を付して説明は省略する。３０はロボット遠隔制御部３を構成するコンピュータ装置、３１は中央処理装置（ＣＰＵ）、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄはインタフェース部、３３はＲＡＭ、３４はＲＯＭ、３５はロボット遠隔制御部３を構成する移動体通信装置、３６は移動体通信カード、３７はＰＨＳ電話機、４１は遠隔用指令装置４を構成する入力装置、４２はエアシリンダ群、４３は左右の操作腕６００Ａ、６００Ｈ（図２６参照）の各操作部の変位（回動角など）を検出する操作腕変位検出センサー群、５１は表示装置部５を構成する状態表示機器、６１は状態表示機器５１を制御するコントローラ、６２はエアシリンダ群４２を制御する電磁弁やエアを供給するコンプレッサ等を有するエアシリンダ制御ユニット、６１１、６１５はエアブレーキ用スイッチ（図２８参照）、６１４、６１６は操作腕用フィンガバルブ群（図２８参照）、６３５は操作盤（図３１参照）である。ここで、操作腕変位検出センサー群４３、エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５、操作盤６３５の各信号は入力装置４１を介してＣＰＵ３１に取り込まれる。

図３は、図１の双腕ロボットシステムを構成するロボット装置２を示すブロック図である。
図３において、ロボット装置２、ロボット制御部７、アンテナ７ａ、乗車用指令装置８、表示装置部９ａ、出力装置９ｂは図１と同様のものなので、同一符号を付して説明は省略する。１０は機構部、７０はロボット制御部７を構成するコンピュータ装置、７１は中央処理装置（ＣＰＵ）、７２ａ〜７２ｆはインタフェース部、７３はＲＡＭ、７４はＲＯＭ、７５はロボット制御部７を構成する移動体通信装置、７６は移動体通信カード、７７はＰＨＳ電話機、８１は乗車用指令装置８を構成する入力装置、８２はエアシリンダ群（エアシリンダ群４２に同じ、図３０参照）、８３はエアブレーキ用スイッチ（エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５に同じ）、８４は操作腕用フィンガバルブ群（図２８参照）、８５は左右の操作腕６００Ａ、６００Ｈの各操作部の変位（回動角など）を検出する操作腕変位検出センサー群、８６はロボット装置２の制御において遠隔用指令装置４を使用するか乗車用指令装置８を使用するかを決定する遠隔乗車切替スイッチ、９１は表示装置部９ａを構成する状態表示機器、９２は状態表示機器９１を制御するコントローラ、９３はモータ群１０１を制御する電動機ドライバユニット、９４は油圧モータ群１０２、シリンダ群１０３を制御する油圧サーボ弁ユニット、９５はエンジン１０４を制御するコントローラ、９６はエアシリンダ群８２を制御するエアシリンダ制御ユニット、１０５はエンジン１０４により駆動される油圧ポンプ、１０６はエンジン９５により駆動される発電機、１０７は発電機１０６から充電されるバッテリ、１０８は油タンク、１０９はセンサー群である。

図４は、画像音声通信システムを示すブロック図である。
図４において、アンテナ１１ａ、１５ａ、モニタ群１２、マイク１３、スピーカ群１４、カメラ群１６、マイク群１７、スピーカ１８、基地局１９、２１、公衆回線網２０は図１と同様のものなので、同一符号を付して説明は省略する。
２２はロボット遠隔制御装置１を構成する遠隔制御側画像音声装置、２３はロボット装置２を構成するロボット側画像音声装置、１１１、１５１は中央処理装置（ＣＰＵ）、１１２、１１２ａ〜１１２ｃ、１５２、１５２ａ〜１５２ｃはインタフェース部、１１３、１５３はデータ通信カード、１１４、１５４は移動体通信装置である。
ここで、ＣＰＵ１１１、インタフェース部１１２、データ通信カード１１３、移動体通信装置１１４は画像音声遠隔制御部１１を構成し、ＣＰＵ１５１、インタフェース部１５２、データ通信カード１５３、移動体通信装置１５４は画像音声処理部１５を構成する。

図５は遠隔用指令装置４を示すブロック図である。
図５において、４１は図２と同様の入力装置、４２は図２と同様のエアシリンダ群、４１１はセンサー群、４１２はスイッチ群である。

図６は乗車用指令装置８を示すブロック図である。
図６において、８１は図３と同様の入力装置、８２は図３と同様のエアシリンダ群、８１１はセンサー群、８１２はスイッチ群、８１３はロボット遠隔制御装置１の遠隔用指令装置４による制御と乗車用指令装置８による制御とを切り替える遠隔乗車切替スイッチである。
なお、乗車用指令装置８は、図１７、図１８の運転席５０４を有する運転室（車室）に配設するようにすればよい。

図７は、図３の電動機用ドライバユニット９３が駆動するモータを示すブロック図である。
図７において、９３６ａは頭左右回動用モータ、９３６ｂは頭上下回動用モータ、９３７ａはスロットルレバー用モータ、９３７ｂは非常停止レバー用モータである（図３２参照）。

図８、図９は、図３の油圧サーボ弁ユニット９４が駆動するシリンダ等を示すブロック図である。
図８、図９において、９４１ａ〜９４１ｓはシリンダ群１０３の各油圧シリンダ、９４２ａ〜９４２ｃは油圧モータ群１０２の各油圧モータである。同図に示すように、油圧シリンダ９４１ａ〜９４１ｓ、油圧モータ９４２ａ〜９４２ｃは、遠隔用指令装置４の操作腕６００Ａ、６００Ｂや操作ペダル６３０、６３２〜６３４に対応するロボット装置２の機構部１０の構成である。

図２８、図３１に示す操作腕６００Ａ，６００Ｈを操作する（すなわち各変位検出センサを変位させる）ことにより、ロボット遠隔制御装置１の遠隔用指令装置４や乗車用指令装置８からロボット装置２に各種の制御データが与えられ、ロボット装置２の作業腕動作が制御される。また、図３２の操作盤６３５の各スイッチをオン、オフすることにより、オン、オフ指令が制御データとしてロボット装置２に与えられ、ロボット装置２の走行動作等が制御される。このような操作腕の変位検出センサやスイッチを（表１）、（表２）、（表３）に示す。

（表１）は左右の操作腕６００Ａ，６００Ｈにおける変位検出センサーを示し、（表２）は操作盤６３５におけるスイッチを示し、（表３）はペダル６３０〜６３４における変位検出センサーを示す。

次に、このように構成されたロボット遠隔制御装置１とロボット装置２の動作について、図１０〜図１６を用いて説明する。図１０はロボット遠隔制御装置１のＣＰＵ３１における機能実現手段を示す機能ブロック図であり、図１１はロボット遠隔制御装置１における送信動作を示すフローチャート、図１２はロボット装置２のＣＰＵ７１における機能実現手段を示す機能ブロック図、図１３はロボット装置２における受信動作を示すフローチャート、図１４はロボット装置２における送信動作を示すフローチャート、図１５、図１６は図１３の受信動作における作業腕制御動作、走行制御動作を示すフローチャートである。

図１０において、３１１は移動体通信装置３５から移動体通信（ここではＰＨＳ）ダイヤル接続完了信号が入力されたか否かを判定する接続完了判定手段、３１２は遠隔用指令装置４から制御データを入力する制御データ入力手段、３１３はエアブレーキ用スイッチ６１１、６１５がオンか否かを判定するエアブレーキ用スイッチオンオフ判定手段、３１４はロボット装置２の作業腕（多関節アーム５１１、５１１′）の実角度を入力するロボット実角度（作業腕実角度）入力手段、３１５は遠隔用指令装置４の操作腕６００Ａ、６００Ｈの実角度を入力する操作腕実角度入力手段、３１６は作業腕実角度と操作腕実角度との偏差値である実角度偏差値が所定偏差値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段、３１７は判定した実角度偏差値に対応する作業腕の対象部位（関節）の制御開始ＯＫデータおよび制御データを移動体通信装置３５に出力する（したがってロボット装置２へ制御データ等を送信する）制御データ等出力手段、３１８は操作腕、作業腕の全ての実角度（関節角度）について判定したか否かを判定する終了判定手段である。

また、図１２において、７１はロボット制御部７のコンピュータ装置７０のＣＰＵ、７１１はロボット遠隔制御装置１からの受信データを読み取る受信データ読取り手段、７１２は読み取った受信データに基いて作業腕５１１、５１１′を制御する作業腕制御手段、７１３は読み取った受信データに基いてロボット装置２の走行を制御する走行制御手段、７１４はロボット装置２からロボット遠隔制御装置１への送信動作を行う送信手段である。

まずＣＰＵ３１について、その動作を図１１を用いて説明する。
図１１において、まず、接続完了判定手段３１１は、図２に示す移動体通信装置３５からのダイヤル接続が完了したことを示すＰＨＳダイヤル接続完了信号が移動体通信カード３６、インタフェース部３２ａを介してＣＰＵ３１へ通知されたか否かを判定し、通知された場合には制御可能と判定し、制御可能であることを表示装置部５に表示し、通知なしの場合には待機状態になる（Ｓ１）。次に、制御データ入力手段３１２は、遠隔用指令装置４からの制御データ（回転角度やスイッチのオン・オフを含む制御データ）を入力し（Ｓ２）、エアブレーキ用スイッチオンオフ判定手段３１３は、エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５がオンか否かを判定する（Ｓ３）。エアブレーキ用スイッチオンオフ判定手段３１３においてオンであると判定した場合にはこの処理を終了し、エアブレーキ用スイッチオンオフ判定手段３１３においてオフであると判定した場合には次にロボット実角度（作業腕実角度）入力手段３１４はロボット装置２の作業腕の実角度を読み取って入力し（Ｓ４）、操作腕実角度入力手段３１５は遠隔用指令装置４の操作腕６００Ａ、６００Ｈの実角度を読み取って入力する（Ｓ５）。次に実角度偏差値判定手段３１６は、作業腕実角度と操作腕実角度との偏差値である実角度偏差値が所定偏差値以下か否かを判定する（Ｓ６）。実角度偏差値判定手段３１６において実角度偏差値が所定偏差値（Δθ）以下であると判定した場合には次に制御データ等出力手段３１７は、ステップＳ６で判定した実角度偏差値に対応する作業腕の対象部位（関節）の制御開始ＯＫデータおよび制御データを移動体通信装置３５に出力する、すなわちロボット装置２へ制御データ等を送信する（Ｓ７）。実角度偏差値判定手段３１６において実角度偏差値が所定偏差値を越えていると判定した場合およびロボット装置２への制御データ等の送信が終了した場合には次に終了判定手段３１８は、操作腕、作業腕の全ての実角度（関節角度）について判定したか否か（すなわち判定の終了）を判定し、終了したと判定した場合にはこの処理を終了し、終了していないと判定した場合にはステップＳ４へ戻る（Ｓ８）。

次にＣＰＵ７１について、その動作を図１３〜図１６を用いて説明する。
まず図１３を用いて、ＣＰＵ７１の主要動作を説明する。図１３において、受信データ読取り手段７１１は移動体通信装置７５からの受信データを各種制御データとして読み取り（Ｓ１１）、作業腕制御手段７１２と走行制御手段７１３は、作業腕制御（Ｓ１２）と走行制御（Ｓ１３）とを行い、最後に送信手段７１４はセンサーデータ等の送信動作を行う（Ｓ１４）。

図１４を用いて、図１３のステップＳ１４の送信動作（送信手段７１４の動作）を説明する。
図１４において、ロボット装置２の機構部１０のセンサ群１０９からのセンサ信号を入力し（Ｓ２１）、そのセンサ信号をフォーマット化したセンサデータとして移動体通信装置７５へ出力する（Ｓ２２）。ステップＳ２１、Ｓ２２の動作は全てのセンサ信号の処理が完了するまで行われる（Ｓ２３）。

図１５を用いて、ステップＳ１２の作業腕制御動作（作用腕制御手段７１２の制御動作）について説明する。
図１５において、ロボット装置２への指令を遠隔用指令装置４から行う（遠隔制御）か乗車用指令装置８から行う（乗車制御）かを判定し（Ｓ３１）、遠隔制御と判定した場合、ＰＨＳにより制御データを受信する（Ｓ３２）。次に、作業腕の各関節等を駆動する各アクチュエータ（モータ群１０１や油圧モータ群１０２、シリンダ群１０３）について、各々、動作禁止の有無について判定し（Ｓ３３）、動作禁止が無い場合は制御開始ＯＫデータの有無について判定する（Ｓ３３ａ）。動作禁止が有る場合または制御開始ＯＫデータが無いと判定した場合にはこの処理を終了する。動作禁止が無く制御開始ＯＫデータが有ると判定した場合には次に位置指示の有無を判定する（Ｓ３４）。位置指示がない場合にはこの処理を終了する。位置指示がある場合は、次に、現在の位置に対する位置指示の偏差量が正か負かを判定する（Ｓ３５）。偏差量が正の場合には、電動機用ドライバユニット９３や油圧サーボ弁ユニット９４に対して、正（モータ正転、シリンダ正方向移動）を指示し（Ｓ３６）、負の場合には逆（モータ逆転、シリンダ負方向移動）を指示する（Ｓ３７）。次に、速度指示の有無を判定し（Ｓ３８）、速度指示が有る場合には偏差量に応じた速度を指示する（Ｓ３９）。

ステップＳ３１で乗車制御であると判定した場合は、乗車用指令装置８を起動し（Ｓ４０）、各アクチュエータについて、各々、動作禁止の有無について判定し（Ｓ４１）、動作禁止が無い場合は制御開始ＯＫデータの有無について判定する（Ｓ４１ａ）。動作禁止が有る場合または制御開始ＯＫデータが無いと判定した場合にはこの処理を終了する。動作禁止が無く制御開始ＯＫデータが有ると判定した場合には次に位置指示の有無について判定する（Ｓ４２）。位置指示がない場合にはこの処理を終了する。位置指示がある場合は、次に、偏差量が正か負かを判定する（Ｓ４３）。偏差量が正の場合には、電動機用ドライバユニット９３や油圧サーボ弁ユニット９４に対して、正（モータ正転、シリンダ正方向移動）を指示し（Ｓ４４）、負の場合には逆（モータ逆転、シリンダ負方向移動）を指示する（Ｓ４５）。次に、速度指示の有無を判定し（Ｓ４６）、速度指示が有る場合には偏差量に応じた速度を指示する（Ｓ４７）。

図１６を用いて、図１３に示すステップＳ１３の走行制御動作（走行制御手段７１３の動作）について説明する。
図１６において、まず、ロボット装置２への指令を遠隔用指令装置４から行う（遠隔制御）か乗車用指令装置８から行う（乗車制御）かを判定し（Ｓ５１）、遠隔制御と判定した場合、ＰＨＳにより制御データを受信する（Ｓ５２）。次に、走行禁止の有無について判定し（Ｓ５３）、走行指示の有無について判定する（Ｓ５４）。走行禁止が有る場合にはその旨を報知して処理を終了し（Ｓ７０）、走行指示がない場合には直ちに処理を終了する。走行禁止が無く、走行指示がある場合は、次に、前進か否かを判定する（Ｓ５５）。前進の場合には、電動機用ドライバユニット９３や油圧サーボ弁ユニット９４に対して、前進を指示し（Ｓ５６）、前進でない場合には後退を指示する（Ｓ５７）。次に、走行速度についての速度指示の有無を判定し（Ｓ５８）、速度指示が有る場合には指示速度を出力する（Ｓ５９）。

ステップＳ５１で乗車制御であると判定した場合は、図１、図３に示す乗車用指令装置８を起動し（Ｓ６１）、走行禁止の有無について判定し（Ｓ６２）、走行指示の有無について判定する（Ｓ６３）。走行禁止が有る場合にはその旨を報知して処理を終了し（Ｓ６９）、走行指示がない場合には直ちに処理を終了する。走行禁止が無く、走行指示がある場合は、次に、前進か否かを判定する（Ｓ６４）。前進の場合には、電動機用ドライバユニット９３や油圧サーボ弁ユニット９４に対して、前進を指示し（Ｓ６５）、前進でない場合には後退を指示する（Ｓ６６）。次に、速度指示の有無を判定し（Ｓ６７）、速度指示が有る場合には指示速度を出力する（Ｓ６８）。

以上のように本実施の形態によれば、ロボット遠隔制御装置１からの制御データは第１の移動体通信装置３５を介して伝送されるので、被制御体としてのロボット装置２が少なくとも日本のいずれの地に配置されていても、そのロボット装置を制御することができると共に、作業腕５１１、５１１′を操作腕６００Ａ、６００Ｈと対応づけて動作させることができるので、操作腕に器用な動作を行わせるようにすれば、作業腕も器用な動作を行わせることができる。また、マスト５０８や多関節アーム５１１（作業腕）を油圧シリンダで駆動しているので、高パワーを出力でき、重量物を持ち上げさせたり撤去させたりする動作を行わせることができると共に、器用な動作を行わせることもでき、解体作業、土木作業、建設作業、人命救助作業等に好適である。また、ロボット装置を遠隔操作することができるので、例えば人が立ち入れない危険箇所での救助活動等をロボット装置に行わせることができる。

また、ロボット装置が双腕の作業腕５１１、５１１′を有しているので、人命救助作業等において一方の作業腕で崩れそうな建物を支持しながら他方の作業腕で瓦礫等を掘り起こしたり埋まった人を救出したりすることができ、迅速且つ安全に作業を行うことができる。

また、マストにより作業腕全体の上下動作を行わせることができ、作業腕は肩部５１０と上腕部５２０と中腕部５３０と下腕部５４０とを有すると共に上下左右動作と同時に回転動作を行う手首部５６０、５６０ａと爪の開閉動作を行う爪開閉部５６６とを有するので、細かい動作を行うことができる。

さらに、作業腕には重量物撤去動作等の力強い動作、走行系には急坂を昇るなどの力強い動作を行わせることができる。

さらに、ロボット装置の走行系は油圧により駆動されるクローラを有するので、でこぼこ道や急傾斜地などの走行困難な地形であっても、容易かつ高速に移動することができる。

さらに、ロボット装置２は機体部５０３上に載置された車室を有するので、遠隔地のみならず、搭乗可能な車室というロボット装置２の近傍の場所においても、ロボット装置２を容易に制御することができ、また、車室は回転自在の機体部上に載置されるので、車室内の作業者は常に作業腕を見ることができ、作業腕の操作を正確かつ確実なものにすることができる。

さらに、機構部１０は複数のカメラ１６とマイク１７を有するので、遠隔地であっても、ロボット装置２の状態を画像と音声で知ることができ、正確かつ迅速にロボット装置２を制御することができる。

さらに、ロボット遠隔制御装置１が遠隔用指令装置４を備えているので、遠隔用指令装置４の操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置２の制御データを生成することができるので、遠隔の場所から容易にロボット装置２を制御することができる。

さらに、ロボット装置２が乗車用指令装置８を備えているので、乗車用指令装置８の操作腕を操作したり、指令スイッチをオン・オフすれば、複数のセンサーと複数の指令スイッチとにより、ロボット装置２の制御データを生成することができるので、車室内から容易にロボット装置２を制御することができる。

さらに、ロボット装置２を動作させる必要のないときには、単動押出しシリンダ６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌが有するエアシリンダ６４１，６４２により操作腕６００Ａ、６００Ｈの各関節をロックしてロボット装置２が動作しないようにすることができるので、電源を起動して急にロボット装置２が動きだすことを防止することができ、不意にロボット装置２が動きだして人に危害が加えられることを防止することができる。また、エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５を押すだけでエアシリンダ６４１，６４２にエアを供給して左右の操作腕６００Ａ、６００Ｈの各操作部を固定できるので、操作を一端休止する場合等に、操作者は操作腕６００Ａ、６００Ｈから手を離すことができるので、操作性に優れる。

エアブレーキ用スイッチ６１１、６１５により左右の操作腕６００Ａ、６００Ｈの複数の操作部を同時に固定することができると共に、操作腕用フィンガバルブ群６１４、６１６により操作部の固定状態を個別に解除できるので、まず、肩前後、肩左右、肘左右、肘前後、手首上下、手首左右の操作部を一度に固定した後、所望の操作部のみ固定を解除して、例えば手首や爪の固定を解除して、手首の上下左右の回動と爪の開閉による細かい動作を集中して正確に行うことができ、操作性に優れる。

さらに、ロボット遠隔制御部３のＣＰＵ３１が、ロボット装置２の作業腕の実角度を入力するロボット実角度入力手段３１４と、遠隔用指令装置４の操作腕６００Ａ、６００Ｈの実角度を入力する操作腕実角度入力手段３１５と、作業腕実角度と操作腕実角度との偏差値である実角度偏差値が所定偏差値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段３１６と、判定した実角度偏差値に対応する作業腕の対象部位（関節）の制御開始ＯＫデータおよび制御データを移動体通信装置３５に出力する制御データ等出力手段３１６と、を備えているので、作業腕の実角度と操作腕６００Ａ、６００Ｈの実角度との偏差値である実角度偏差値が大きい場合には制御開始ＯＫデータを送信しないことにより作業腕を動作させないようにすることができ、実角度偏差値が大きいことによる作業腕の急激な動作を防止することができ、作業腕による人体への危害や物損などを防止することができる。

本発明は、人間等の救助対象物の救助や危険箇所での復旧作業を行うことを目的として、ロボット遠隔制御装置から無線送信された制御データに基づいてロボット装置の遠隔制御を行う双腕ロボットシステムに関し、特に本発明によれば、遠隔制御されるロボット装置が器用な動作や重量物撤去動作を行うことができると共に、作業腕の関節と操作腕の関節との実角度の偏差により起動時等に発生する作業腕の動作を防止して操作性及び安全性に優れる双腕ロボットを提供することができる。

本発明の実施の形態１によるロボット遠隔制御システムを示すブロック図図１のロボット遠隔制御システムを構成するロボット遠隔制御装置を示すブロック図図１のロボット遠隔制御システムを構成するロボット装置を示すブロック図画像音声通信システムを示すブロック図遠隔用指令装置を示すブロック図乗車用指令装置を示すブロック図図３の電動機用ドライバユニットが駆動するモータを示すブロック図図３の油圧サーボ弁ユニットが駆動するシリンダを示すブロック図図３の油圧サーボ弁ユニットが駆動するシリンダ等を示すブロック図ロボット遠隔制御装置のＣＰＵにおける機能実現手段を示す機能ブロック図ロボット遠隔制御装置における送信動作を示すフローチャートロボット装置のＣＰＵにおける機能実現手段を示す機能ブロック図ロボット装置における受信動作を示すフローチャートロボット装置における送信動作を示すフローチャート図１３の受信動作における作業腕制御動作を示すフローチャート図１３の受信動作における走行制御動作を示すフローチャート実施の形態１における双腕ロボットの要部正面図実施の形態１における双腕ロボットの要部側面図マスト部の要部側面図マスト部及び多関節アームの要部正面図下腕部、手首部、及び手部の要部平面図マスト部及び多関節アームの要部側面図図６のＡ−Ａ線の要部矢視断面図マスト部を前方に傾倒した状態を示す要部側面図各駆動シリンダを駆動するための油圧回路を示す回路図右操作腕における各部の操作部を示す模式図（ａ）操作状態を示す操作状態図、（ｂ）操作状態を示す操作状態図右操作腕を示す操作腕機構図（ａ）右マストの操作部を詳細に示すマスト操作部機構図、（ｂ）右マストの操作部を詳細に示すマスト操作部機構図、（ｃ）右マストの操作部を詳細に示すマスト操作部機構図操作腕の各操作部を固定するためのエア系統を示すエア系統図ロボット遠隔制御装置における足操作の説明図図３１の操作盤を示す盤面図（ａ）ペダルを示すペダル機構図、（ｂ）ペダルを示すペダル機構図（ａ）右操作腕、左操作腕、マスト操作部のエアロック機構を示す機構図、（ｂ）右操作腕、左操作腕、マスト操作部のエアロック機構を示す機構図、（ｃ）右操作腕、左操作腕、マスト操作部のエアロック機構を示す機構図回動検出部を有する回動検出機構を示す機構図右クローラ駆動用ペダル、左クローラ駆動用ペダル、排土板上下用ペダル、機体部回動用ペダルのエアロック機構を示す機構図

符号の説明

１ロボット遠隔制御装置
２ロボット装置
３ロボット遠隔制御部
３ａ、７ａ、１１ａ、１５ａアンテナ
４遠隔用指令装置
５、９ａ表示装置部
６、９ｂ出力装置部
７ロボット制御部
８乗車用指令装置
１０機構部
１１画像音声遠隔制御部
１２モニタ群
１３マイク
１４スピーカ群
１５画像音声処理部
１６カメラ群
１７マイク群
１８スピーカ
２２遠隔制御側画像音声装置
２３ロボット側画像音声装置
３０、７０コンピュータ装置
３１、７１、１１１、１５１中央処理装置（ＣＰＵ）
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆ，１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１５２，１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃインタフェース部
３３、７３ＲＡＭ
３４、７４ＲＯＭ
３５、７５、１１４、１５４移動体通信装置
３６、７６移動体通信カード
３７、７７ＰＨＳ電話機
４１、８１入力装置
４２、８２、１０１モータ群
５１、９１状態表示機器
６１、９２、９５コントローラ
６２、９３電動機用ドライバユニット
９４油圧サーボ弁ユニット
１０２油圧モータ群
１０３シリンダ群
１０４エンジン
１０５油圧ポンプ
１０６発電機
１０７バッテリ
１０８油タンク
１０９、４１１、８１１センサー群
１１３、１５３データ通信カード
５０１双腕ロボット
５０２走行部
５０２ａ排土板
５０３機体部
５０３ａ機体旋回軸
５０３ｂ撮像部
５０４運転席
５０５保護フレーム部
５０５ａ頭部
５０５ｂ照明部
５０５ｃ撮像部
５０６マスト支持部
５０６ａ緊急停止レバー
５０７マスト基部
５０８，５０８′ マスト部
５０８ａマスト回動軸
５０９肩部回動軸
５１０肩部
５１１，５１１′ 多関節アーム
５１１ａ照明部
５１１ｂ撮像部
５１２マスト部駆動シリンダ
５１３ピストン軸支部
５１４ピストン部
５１５シリンダ軸支部
５１６肩部駆動シリンダ
５１７ピストン部
５１８回動リンク部
５１９ａ第１の補助リンク部
５１９ｂ第２の補助リンク部
５２０上腕部
５２１上腕部回動軸
５２２上腕部駆動シリンダ
５２３ピストン軸支部
５２４ピストン部
５３０中腕部
５３１中腕部回動軸
５３２中空部
５３３シリンダ軸支部
５３４中腕部駆動シリンダ
５３５ピストン部
５３６回動リンク部
５４０下腕部
５４１下腕部回動軸
５４２シリンダ軸支部
５４３下腕部駆動シリンダ
５４４ピストン部
５４５肘部
５４６第１の補助リンク部
５４７第２の補助リンク部
５５０手首部
５５１手首部回動軸
５５２シリンダ軸支部
５５３手首部駆動シリンダ
５５４ピストン部
５５５回動リンク部
５６０第１の手部
５６１第１の手部回動軸
５６２シリンダ軸支部
５６３第１の手部駆動シリンダ
５６４ピストン部
５６５回動リンク部
５６０ａ第２の手部
５６１ａ第２の手部回動軸
５６２ａシリンダ軸支部
５６３ａ第２の手部駆動シリンダ
５６４ａピストン部
５６５ａ回動リンク部
５６６挟持部
５６７挟持リンク部
５６８連動ギア部
５６９シリンダ軸支部
５７０挟持部駆動シリンダ
５７１ピストン部
５７２回動リンク部
５８１電磁弁
５８２駆動シリンダ
５８３ａ，５８３ｂポート
５８４ピストン部
５８５油タンク
５８６オイルフィルタ
５８７ポンプ
５８８エンジン
５８９減圧弁
５９０パワーライン
５９１リバースライン
５９２リリーフ弁
５９３，５９４圧力計
５９５逆止弁
６００Ａ右操作腕
６００Ｈ左操作腕
６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９操作部
６０１ａ〜６０９ａ、６０１ｈ〜６０９ｈ変位検出センサー
６１０支柱
６１０ａグリップ部
６１１、６１５エアブレーキ用スイッチ
６１２すべり防止部
６１３ワイヤ
６１４右操作腕用フィンガバルブ群
６１４ａ〜６１４ｌ、６１６ａ〜６１６ｌ、６１８ａ、６１９ａ単動押出しシリンダ
６１５左操作腕用フィンガバルブ群
６１７ペダルロック用ボタン
６１７ａ、６１７ｂ、６１７ｃ、６１７ｄ複動シリンダ
６１８右マストロック用ボタン
６１９左マストロック用ボタン
６２１、６２２、６２３、６２４、６２５電磁弁
６３０、６３１、６３２、６３３、６３４ペダル
６３５操作盤
６３６椅子
６３７回動プーリ
６３８ａ、６３８ｂ回動軸
６３８ｃばね
６３９チェーン
６４０回動検出部
６４０ａ、６４０ｂ回動板
６４１、６４２、６４１′ エアシリンダ
６４１ａ、６４２ａ、６４１ａ′ ピストン
６４３、６４４、６４３′ ブレーキパッド
６４５、６４５′ 回動部
６４６、６５６、６４６′ 回動軸
６４７、６４７′ ワイヤ固定部
６４８、６５２、６４８′ ワイヤ
６４９回動部の回動角を検出する変位検出センサーとしての回動検出部
６５０ギア
６５１ベルト
６５３ばね
６５４ばね固定部
６５５回動プーリ
６５７複動シリンダ
６５８ピストン
６５９挿入孔
９３６ａ，９３６ｂ，９３７ａ，９３７ｂモータ
９４１ａ，９４１ｂ，９４１ｃ，９４１ｄ，９４１ｅ，９４１ｆ，９４１ｇ，９４１ｈ，９４１ｉ，９４１ｊ，９４１ｋ，９４１ｌ，９４１ｍ，９４１ｍ，９４１ｏ，９４１ｐ，９４１ｑ，９４１ｓシリンダ
９４２ａ，９４２ｂ，９４２ｃ油圧モータ
６３５１、６３５２、６３５３スイッチ

Claims

ロボット遠隔制御装置と、前記ロボット遠隔制御装置と基地局を介して通信を行うロボット装置とを有し、前記ロボット遠隔制御装置は左右の操作腕の操作により前記ロボット装置の左右の作業腕を制御する双腕ロボットシステムであって、
前記ロボット遠隔制御装置は、前記左右の操作腕の関節の実角度を示す変位検出データを含む前記ロボット装置の制御データを発生する遠隔用指令装置と、前記制御データを入力して処理する第１のコンピュータ装置と、前記制御データを基地局へ送信する第１の移動体通信装置とを有し、
前記ロボット装置は、基地局から送信されてくる前記制御データを受信する第２の移動体通信装置と、前記制御データを処理する第２のコンピュータ装置と、前記左右の作業腕と走行系とを有し前記第２のコンピュータ装置から制御される機構部とを有し、
前記第１のコンピュータ装置は、前記第１の移動体通信装置で受信した前記第２の移動体通信装置からの前記作業腕の関節の実角度と前記操作腕の関節の実角度との偏差値である実角度偏差値に基いて前記制御データを前記第２の移動体通信装置へ送信するか否かを判定し、
前記第２のコンピュータ装置は、前記制御データに基づいて、前記作業腕と前記走行系とを制御することを特徴とする双腕ロボットシステム。
前記機構部は前記作業腕全体の上下を操作するマストを有し、前記作業腕は前後左右動作を行う肩部を有する基腕と左右上下動作を行う肘部を有する支腕と上下左右動作を行うと共に回転動作を行う手首部と爪の開閉動作を行う爪開閉部とを有することを特徴とする請求項１に記載の双腕ロボットシステム。
前記作業腕と前記走行系とは油圧により駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の双腕ロボットシステム。
前記走行系は油圧により駆動されるクローラを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記ロボット装置は、前記走行系のアクチュエータにより駆動される走行部と、前記走行部上に回転自在に載置された機体部と、前記機体部上に載置された車室とを有し、前記作業腕と前記走行系とを制御する乗車用指令装置を前記車室内に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記機構部は、対象物を撮像して画像信号に変換する複数のカメラと、周囲の発生音を音声信号に変換する複数のマイクとを有し、前記第２のコンピュータ装置は、前記画像信号と前記音声信号とを前記第２の移動体通信装置を介して送信し、前記ロボット遠隔制御装置は、前記第２の移動体通信装置からの送信信号を受信して、前記画像信号をモニタに表示し、前記音声信号をスピーカから音として送出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記遠隔用指令装置は、回転回動自在の前記操作腕と、前記操作腕の関節の回転回動の値を検出する複数のセンサーと、オン・オフ指令を行う複数の指令スイッチとを備え、前記複数のセンサーで検出した前記回転回動の値および前記複数の指令スイッチのオン・オフに基づいて前記ロボット装置の制御データを生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記乗車用指令装置は、回転回動自在の前記操作腕と、前記操作腕の関節の回転回動の値を検出する複数のセンサーと、オン・オフ指令を行う複数の指令スイッチとを備え、前記複数のセンサーで検出した前記回転回動の値および前記複数の指令スイッチのオン・オフに基づいて前記ロボット装置の制御データを生成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記操作腕は、各関節の動きを抑制するロック機構を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記第１のコンピュータ装置は、前記実角度偏差値が所定値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段と、前記実角度偏差値が前記所定値以下であると判定したときには対応する制御開始ＯＫデータおよび制御データを前記第１の移動体通信装置に出力する制御データ等出力手段とを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記第２のコンピュータ装置は、前記第２の移動体通信装置で受信した前記ロボット遠隔制御装置からの制御開始ＯＫデータ等の前記制御データを読み取る受信データ読取り手段と、前記受信データ読取り手段で読み取った前記制御データに基いて前記作業腕を制御する作業腕制御手段と、前記読み取った制御データに基いて前記走行系を制御する走行制御手段とを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の双腕ロボットシステム。
前記遠隔用指令装置からの前記制御データおよび前記乗車用指令装置からの前記制御データのいずれを採用するかを決定する遠隔乗車切替スイッチを備え、前記第２のコンピュータ装置は、前記乗車用指令装置からの前記制御データを採用したか否かを前記遠隔乗車切替スイッチのオン・オフに基いて判定する遠隔乗車判定手段と、前記遠隔乗車判定手段において前記乗車用指令装置からの前記制御データを採用したと判定したときには前記実角度偏差値が所定値以下か否かを判定する実角度偏差値判定手段と、前記実角度偏差値が前記所定値以下であると判定したときには対応する制御開始ＯＫデータおよび制御データを前記作業腕制御手段に出力する制御データ等出力手段とを有することを特徴とする請求項１１に記載の双腕ロボットシステム。