JP2006320978A - 移動ロボットの補助装置および移動ロボットの補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リフタを用いた移動ロボットの補助状態への移行および解除をスムーズに行うことができる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 リフタ１１０を用いて人型ロボット１０１を吊り下げて補助する際に、中空構造を有するホイストロープ１２１を用意し、その中空内部にバッテリー充電用の電源線や人型ロボット１０１の各種動作試験や調整等を行うための信号線等の電気配線を収納する。また、ホイストロープ１２１の先端に、人型ロボット１０１を吊り下げる為の接続と、上述した電気配線の接続とを同時に行うことができる接続機構を配置する。この接続機構を人型ロボット１０１に接続することで、人型ロボット１０１の吊り下げ作業と電気配線の接続作業とを同時に行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非稼働時やメンテナンス時において、移動ロボットを支えて補助する技術に関する。

２足で歩行し、人間と同様の身体的な機能を発揮する人型ロボット（２足歩行型ロボット）が開発されている。人型ロボットは、非稼働時における直立状態での安定性は良くない。このため、作業に従事する稼働時以外は、不慮の転倒などを避けるために、リフタと呼ばれる補助装置を利用することで、直立状態を保つようにしている。

図７は、従来技術における人型ロボットの非稼働時の保持状態を示す側面図である。図７には、人型ロボット６０１が、補助装置であるリフタ６０３にホイストロープ６０４によって吊り下げられ、床面６０２上に直立した状態が示されている。

図７には、電源線６０５を介して、人型ロボット６０１への充電を行うための外部電源６０６、人型ロボット６０１に対して、非常停止信号線６０７を介して非常停止信号を出力する非常停止ボタン６０８、人型ロボット６０１に制御信号線６０９を介して各種の制御信号を送る制御端末６１０が示されている。

図８は、図７に示す技術における人型ロボット６０１とホイストロープ６０４との接続構造を示す斜視図である。図８（Ａ）は、非接続状態を示し、図８（Ｂ）は接続状態を示す。この接続構造においては、ホイストロープ６０４の先端部６０４ａにリング状掛合部材７０３を取り付け、それを人型ロボット６０１の肩部分の台座７０１に固定された取り付けリング７０２に掛合させることで接続が行われる（図８（Ｂ））。

図７に示すような人型ロボットを補助する機構は、人型ロボット６０１に搭載されたバッテリーの充電、各種の動作試験や調整、さらには保守作業時にも利用される。

なお人型ロボットに関するものではないが、移動ロボットの転倒を防止する機構に関する従来技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。

特開２００４−９０１２６号公報

しかしながら、図７に示すように人型ロボットの補助状態は、（１）配線が絡まり易く、それが作業の邪魔になり作業効率が低下する、（２）作業中に配線を引っかける等の事故が発生し易い、（３）この配線の引っかけ事故に関連してロボットの破損や接続コネクタの破損を招きやすい、（４）配線の接続あるいは取り外し作業が煩雑であり、また配線の接続あるいは取り外し忘れ等の事故が発生し易い、といった問題があった。

また、図８に示すような接続構造は、接続の作業が煩雑であり、またある程度の力も必要とし、面倒であった。これも、移動ロボットをリフタに補助させた状態へのスムーズな移行を妨げる要因となっていた。

本発明は、このような問題を解決し、リフタによって移動ロボットを補助させた状態において、配線類を整理することができ、また、リフタを用いた移動ロボットの補助状態への移行、あるいはリフタを用いた移動ロボットの補助状態からの解除（リフタが外され、移動ロボットの稼働状態への移行）をスムーズに行うことができる技術を提供することを目的とする。

本発明の移動ロボットの補助装置は、移動ロボットへの着脱が自在な接続機構を備えた吊り下げ部材と、前記移動ロボットに外部から接続される電気配線とを備え、前記接続機構は、前記移動ロボットを前記吊り下げ部材によって支えるための機械的な接続と、前記移動ロボットと前記電気配線との間の電気的な接続とを行うことを特徴とする。

本発明によれば、リフタに代表される補助装置に移動ロボットを補助させる際に、接続機構を移動ロボットに接続することで、移動ロボットを物理的に吊り下げて支えるための接続と電源等の電気配線の接続とを同時に行うことができる。この構成によれば、移動ロボットに給電用の電源線等の各種の配線を接続し、その状態における移動ロボットの転倒を防止する技術において、移動ロボットを補助した状態に移行するための接続作業が簡単になり、また各種の配線を整理することができる。そして、配線等が乱雑になったり絡んだりすることによって誘発される事故等の問題を解決することができる。

特に上記の発明において、接続機構は、移動ロボットに対して移動ロボットを吊り下げて保持するための掛合構造または螺子止め構造と、電気的な接続を行うためのコネクタ構造とを備えている構成とすることは好ましい。

この態様によれば、接続機構を移動ロボットに接続した際に、掛合構造または螺子止め構造によって移動ロボットを保持するための機械的な接続が行われ、同時にコネクタの機能により各種電気配線の接続を行うことができる。すなわち、１つの作業によって、移動ロボットを支えるための機械的な接続と、移動ロボットに給電を行う等の目的のための電気配線の接続とを同時に実行することができる。

本発明において、移動ロボットというのは、移動機構を備えたロボットのことをいう。移動ロボットとしては、脚部による移動を行う形態のものが適当であり、特に２足歩行型の人型ロボットが適当である。もちろん、四足歩行や車輪等で移動する形態の移動ロボットに本発明を適用することも可能である。

支えられる移動ロボットの姿勢としては、直立姿勢、着座姿勢、屈んだ姿勢等を挙げることができるが、特に本発明は、直立姿勢の人型ロボットを転倒しないように補助する場合に有効である。

吊り下げる状態としては（１）完全に移動ロボットを吊り下げた状態、（２）定常状態においては吊り下げ部材に負荷が加わらず、移動ロボットが姿勢を崩した際に負荷が加わる状態、（３）２つの間の中間状態、の３状態を挙げることができる。なお、（３）の中間状態に幅があることはいうまでもない。

吊り下げ部材とは、移動ロボットを吊り下げる機能を有する部材のことをいう。代表的な吊り下げ部材としては、後に具体的に説明するような、内部に電気配線を収納できる中空構造のケーブルの形態を挙げることができる。また、吊り下げ部材として、単なるロープやワイヤの例を挙げることもできる。この場合は、吊り下げ部材に電気配線を巻き付ける、あるいは吊り下げ部材と電気配線とを結束バンドや結束部材によって束ねることが好ましい。

本発明において、電気配線として、移動ロボットに給電するための電源線と、前記移動ロボットを制御する制御信号を伝送する制御信号線とを採用することができる。この態様によれば、吊り下げ部材の接続機構を移動ロボットに接続した際に、移動ロボットへの給電のための電源線の接続と、移動ロボットの各種の動作を制御するための制御信号線の接続とを同時に行うことができる。また、電源線と制御信号線の引き回しを整理することができ、配線を引っかけてしまう等の事故を防止することができる。

制御信号線には、移動ロボットの動作を制御するための信号を伝達する配線や暴走動作時や異常動作時に各機構部の機械的動力を瞬時に落とす（サーボオフを行う）緊急停止信号を送る配線等が含まれる。制御信号線としては、通常の配線材の他に、ＬＡＮケーブルや光ファイバケーブルを利用することができる。なお電気配線の本数は特に限定されない。

また電気配線として、移動ロボットが撮像している画像のモニタ出力を伝送する配線、移動ロボットをジョイステック等により操縦するための制御信号を伝送する配線、移動ロボット各部の温度を計測した温度計測信号を伝送する配線、電圧を計測した電圧計測信号を伝送する配線、あるいは内部コンピュータから出力される各種の信号等を伝送する配線等を採用することもできる。

特に上述した構成において、吊り下げ部材は中空ケーブルであり、この中空ケーブルの内部に電気配線が納められた構成を採用することは好ましい。この態様によれば、移動ロボットを吊り下げるための部材と電気配線とを一体化することができ、配線の引き回しが煩雑になるといった問題を一挙に解決することができる。

本発明の移動ロボットの補助装置は、特に２足歩行型の人型ロボットへの利用に適している。一般的に非稼働時における人型ロボットの直立姿勢の安定性は良くない。例えば、地震が発生したような場合、人型ロボットが稼働していれば、その２足歩行機能を用いて、容易にバランスをとることができ、さらに最悪転倒したとしても転倒状態を制御でき、また自分で起き上がることができる。

しかしながら、非稼働時であると、姿勢制御機能は働かないので、単に直立させただけの状態においては、少しの揺れで転倒し易い。しかも、非稼働時においては、各関節等が柔軟にサーボ制御されている状態ではないので、その転倒の仕方は激しいものとなる。

本発明の移動ロボットの補助装置を人型ロボットの補助に利用した場合、吊り下げ部材によって人型ロボットが吊り下げられた状態で補助されるので、人型ロボットの転倒を効果的に防止することができ、上述したような人型ロボットにおいて特に顕著になる問題の発生を効果的に防止することができる。

本発明の移動ロボットの補助装置が床面等を移動可能な機構（例えば車輪）を備えていることは好ましい。この態様によれば、例えば人型ロボットが補助装置に補助され、外部電源から電力が供給されている状態において、人型ロボットの歩行試験や脚部の動作試験を行うことができる。また、人型ロボットが補助装置に補助された状態において、人型ロボットを歩行させ、補助装置ごと移動させることができる。

本発明は、移動ロボットの補助方法として把握することもできる。すなわち、本発明の移動ロボットの補助方法は、移動ロボットへの着脱が自在な接続機構を備えた吊り下げ部材によって移動ロボットを吊り下げて補助する方法であって、前記接続機構を前記移動ロボットに接続することで、前記移動ロボットを前記吊り下げ部材によって支えるための機械的な接続と、前記移動ロボットに対する電気配線の接続とが行われることを特徴とする。この発明によれば、上述した移動ロボットの補助装置と同様の優位性を得ることができる。

上記移動ロボットの補助方法において、接続機構は、移動ロボットを吊り下げて保持するための掛合構造または螺子止め構造と、電気的な接続を行うためのコネクタ構造とを備えることは好ましい。また、上記移動ロボットの補助方法において、接続機構を移動ロボットに接続することで、機械的な接続と電気的な接続とが同時に実行されることは好ましい。

また、上記移動ロボットの補助方法において、電気配線には、移動ロボットに給電するための電源線と、移動ロボットを制御する制御信号を伝送する制御信号線とが含まれていることは好ましい。また、上記移動ロボットの補助方法において、吊り下げ部材は中空ケーブルであり、この中空ケーブルの内部に電気配線が納められていることは好ましい。

本発明によれば、リフタ等の補助装置によって移動ロボットを補助させ、転倒を防止した状態において、配線類を整理することができ、作業効率の低下や事故の発生を防止することができる。また、補助装置による移動ロボットの吊り下げ（またはその解除）と、移動ロボットへの電源線や各種制御信号線の接続（またはその解除）とを一つの動作で行うことができるので、補助装置を用いた移動ロボットの補助状態への移行、あるいは補助状態からの解除をスムーズに行うことができる。

１．第１の実施形態
（実施形態の概略の構成）
図１は、本発明を利用した移動ロボットの補助装置に人型ロボットを保持させた状態を示す側面図である。図１には、床面１３１に直立した状態の移動ロボット１０１が、移動ロボットの補助装置であるリフタ１１０に、吊り下げ部材であるホイストロープ１２１によって吊り下げられ補助された状態が示されている。

図１に示す移動ロボット１０１は、上胴体部１０２、下胴体部１０３、頭部１０４、左腕１０５ａ、および左脚１０６ａを備えている。なお、図１には記載されていないが、人型ロボット１０１は、右腕および右脚を備えている。

上部胴体１０２は、人間でいうと胸郭に相当し、内部には主に制御系の機器が格納されている。また、上部胴体１０２の上部には頭部１０４が配置され、左右には左右の両腕が配置されている。頭部１０４には、カメラが装備されており、視覚情報を取得できる。下部胴体１０３と上部胴体１０２とは可動軸により連結され、上部胴体１０２を下部胴体１０３に対して（またはその逆の関係において）ヨー軸回転（左右に捻る回転）およびピッチ軸回転（前後に体を傾ける回転）が行えるようになっている。下部胴体１０３には、動力源となるバッテリーが格納され、その下部には、左右の両足が連結されている。

人型ロボット１０１は、頭部１０４に備えたカメラにより取得した画像情報その他の情報に基づき、人間と同様な２足歩行が可能であり、また手足を用いた各種の作業を行うことができる。

ホイストロープ１２１は、引っ張り強度に優れた材料によって構成された中空ケーブルであり、ある程度の柔軟性を有している。またその中空内部には、配線群１２２を収納している。ホイストロープ１２１は、人型ロボット１０１を吊り下げ支持する機能、人型ロボット１０１に電力を供給する電力線としての機能、人型ロボット１０１の動作を緊急停止させる信号を伝送する機能、人型ロボット１０１の起動や各種の制御を行う制御信号を伝送する機能を兼ね備えている。

リフタ１１０は、土台シャーシ１１１、マスト１１２、およびブーム１１３を備えている。土台シャーシ１１１は、マスト１１２の基部を基点として、人型ロボット１０１の方向にＶ字型に延長した２本のブーム構造を有し、安定性が確保されている。またこのＶ字型を構成する２本のブームのそれぞれには、車輪であるキャスター１１５が配置され、土台シャーシ１１１の機動性が確保されている。そして、土台シャーシ１１１におけるＶ字型の頂部にブーム１１２が接続され、そこでブーム１１２が支持される構造となっている。ブーム１１２は、土台シャーシ１１１のＶ字型の頂部から上方に延在し、可動軸１１４を介して略への字状に前方（人型ロボット１０１を中心に考えた場合の前方）斜め上方向に突き出したブーム１１３を支えている。可動軸１１４は、マスト１１２に対するブーム１１３の角度（傾き加減）を適宜設定し、そしてその角度を固定する機能を有している。

これらリフタ１１０の構成要素を構成する材料には、軽量金属（例えばアルミニューム）や強化プラスチックが選択され、人型ロボット１０１の重さに十分に耐えるように配慮されている。

ブーム１１３の先端部１１３ａには、ホイストロープ１２１が固定され、ホイストロープ１２１の先端（下端）は人型ロボット１０１に接続されている。人型ロボット１０１を吊り下げる際に、ホイストロープ１２１に加わる荷重（張力）（言い換えるとホイストロープ１２１の張り具合）は、マスト１１３の傾き具合やホイストロープ１２１の長さを調整することで自由に選択することができる。例えば、人型ロボット１０１を完全に吊った状態、人型ロボット１０１が直立した状態ではほとんど荷重が加わらない状態、あるいはホイストロープ１２１に多少の荷重が加わった状態を自由に選択することができる。

図１には、可動軸１１４を軸中心としてブーム１１３を動かす駆動機構は記載されていないが、シリンダ駆動機構等のブーム１１３の駆動機構を配置してもよい。この場合、この駆動機構により可動軸１１４を軸中心とした回動をブーム１１３に行わせ、ホイストロープ１２１に加わる荷重を調整することができる。

またリフタ１１０のマスト１１２には、非常停止スイッチ１２３と制御端末１２４が配置されている。非常停止スイッチ１２３は、例えば人型ロボット１０１の調整時や起動時において、動作の暴走が発生したり転倒したりした場合に、各機構部の機械的動力（例えば関節に配置されたサーボモータ）を瞬時にＯＦＦにするためのスイッチである。

制御端末１２４は、人型ロボット１０１の起動、各部の動作試験、調整、その他メンテナンスを行う際に操作する端末である。外部電源１２５は、人型ロボット１０１の電力を供給する電源である。外部電源１２５は、人型ロボット１０１に内蔵されたバッテリーへの充電を行う場合、さらにはバッテリーを利用しない稼働を行わせる場合の電力供給源として利用される。

図２は、ホイストロープ１２１の構造の一例を示す斜視図である。図２には、ブーム１１３の先端部１１３ａにホイストロープ１２１が固定された状態が示されている。図２に示されているように、ホイストロープ１２１は、中空状の外皮１２１ｂ内に配線群１２２を納めた構造を有している。配線群１２２は、電源線１２２ａ、非常停止信号線１２２ｂおよび制御信号線１２２ｃにより構成されている。

この構造において、外皮１２１ｂは、人型ロボット１０１を吊り下げ保持する機械的な強度を有し、また配線群１２２を保護する機能を有している。ここで、電源線１２２ａは、外部電源１２５（図１参照）からの電力を伝える配線であり、非常停止信号線１２２ｂは、非常停止スイッチ１２３を操作した際の出力信号を伝送する配線であり、制御信号線１２２ｃは、制御端末１２４からの信号を伝える配線である。

（接続構造の詳細）
以下、ホイストロープ１２１の人型ロボット１０１への着脱自在な接続構造の一例を説明する。図３は、ホイストロープ１２１を接続することで、補助装置に補助された人型ロボットの状態を示す正面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。図４は、図３に示す状態において、一方のホイストロープを取り外した状態を示す正面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。なお、図３および図４には、図１には記載されていない右腕１０５ｂが記載されている。

ホイストロープ１２１は、人型ロボット１０１の上胴体部１０２の上部左右の人間でいうと両肩の部分に接続される。すなわち、左肩１０２ａおよび右肩１０２ｂの上面には、ホイストロープ１２１の接続部１０７が形成されている。この接続部１０７には、孔が形成されており、その内部（上部胴体１０２の外殻内）には、ホイストロープ１２１の先端部１２１ａ（図４参照）を差し込み固定するための、接続受け部１０８が配置されている。

後述する仕組みにより、ホイストロープ１２１の先端１２１ａを接続受け部１０８に差し込み、そして捻ると、ホイストロープ１２１の先端１２１ａと接続受け部１０８とが掛合し、接続受け部１０８から先端１２１ａを引き抜くことができなくなる。こうして、ホイストロープ１２１を人型ロボット１０１の上部胴体１０２に接続（あるいは連結）することができる。

図５は、ホイストロープ１２１の人型ロボット１０１への接続機構の一例を示す斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）および（Ｃ）である。ここで図５（Ａ）および（Ｂ）は、非接続状態を示し、図５（Ｃ）は接続状態を示す。また、図５（Ａ）のＩ−Ｉ’の線で切った断面の構造が図５（Ｂ）に示され、図５（Ａ）のII―II’の線で切った断面の構造が図５（Ｃ）に示されている。

図５に示すように、ホイストロープ１２１の先端１２１ａは、円筒構造体４００、リング形状のフランジ部（鍔部）４００ａ、円筒構造体４００の先端部の一対の凸部（爪部）４００ｃを備えている。

一対の凸部４００ｃは、軸方向から見て直交する方向にはみ出すように形成されている。また円筒構造体４００の先端内部には、ホイストロープ側の差し込みコネクタ４０５が配置されている。この差し込みコネクタ４０５は、後述する受け側のコネクタ４０６に接続され、電気的な接触状態を確保する。この例においては、差し込みコネクタ４０５がプラグ、受け側コネクタ４０６がレセプタルとなる。もちろん、逆の関係であってもよい。

なお、非常停止信号線１２２ｂや制御信号線１２２ｃに光ファイバが含まれている場合には、差し込みコネクタ４０５および受け側コネクタ４０６に光ファイバ用のコネクタ構造を含めればよい。

また図５に示すように、ホイストロープ１２１の外皮１２１ｂの端部が円筒構造体４００の根本部分の外側を覆い、さらに両者は圧着や接着により互いに強固に固定されている。これにより、人型ロボット１０１をホイストロープ１２１によって吊り下げ支えた場合の強度が確保されている。

一方、接続受け部１０８は、円筒構造体４０４が上胴体部１０２内部の内殻構造体４０３にナット４１０によって固定された構造を有している。円筒構造体４０４は、内部に受け側コネクタ４０６を保持したコネクタ保持部４０７、このコネクタ保持部４０７に一端において接触し、コネクタ保持部４０７を付勢するコイルバネ４０８、受け側コネクタ４０６から引き出された配線群４１３、これらを収納する内部空間４０９を備えている。

円筒構造体４０４の一端は開放され開口４０２を備え、この開口４０２からコネクタ４０６を見ることができる。また、円筒構造体４０４の他端は、コイルバネ４０８の他端が接触し、円筒構造体４０４の他端の蓋をすると共に、配線群４１３の引き出し口を備えた蓋部４１１を備えている。また、円筒構造体４０４には、凸部４００ｃの掛合相手手段として、円筒構造体４０４の内径が部分的に狭められた階段状の段差部４１２が形成されている。

円筒構造体４０４は、金属材料によって構成され、また内殻構造体４０３は、上胴体部１０２内の骨格構造体を構成する部材である。この構造においては、接続受け部１０８が人型ロボット１０１の重量を十分に支えることができる強度が確保されている。

配線群４１３は、配線群１２２に対応する人型ロボット１０１内における配線であり、電源線、非常停止信号線および制御信号線から構成されている。ここで、電源線は、人型ロボット１０１内部に配置されたバッテリーあるいは電力制御装置に接続され、非常停止信号線は、人型ロボット１０１内部に配置された非常停止機能を制御する制御装置に接続され、制御信号線は、人型ロボット１０１の動作を制御する制御装置に接続される。

（接続作業の例）
以下、稼働状態にある人型ロボット１０１を、図１に示すような状態にする作業手順、および人型ロボット１０１にホイストロープ１２１を接続する機構について説明する。

まず主電源がＯＮにされ稼働状態にある人型ロボット１０１を直立させる。そしてリフタ１１０を移動させて、リフタ１１０の下に人型ロボット１０１が位置する状態とする。

この際、直立した人型ロボット１０１にホイストロープ１２１の先端部１２１ａが僅かに届かない程度となるように、ブーム１１３の角度を調整しておく。

次に、図５に示す凸部４００ｃが開口４０２の溝部（広径部）に合うように位置合わせを行い、さらにホイストロープ１２１の先端部１２１ａを開口４０２に押し込み、コイルバネ４０８を圧縮してゆく。またこの際、リフタ１１０のマスト１１２およびブーム１１３からなる構造が僅かに撓み、ホイストロープ１２１に張力が加わる。

そして、先端部１２１ａを接続受け部１０８の奧まで差し込んでゆき、フランジ４００ａが円筒構造体４０４の端部に接触したら、先端部１２１ａを９０度回転させ、手を離す。すると、コネクタ保持部４０７はコイルバネ４０８の反発力によって図面上方向に少し押し戻されるが、凸部４００ｃが段差部４１２に引っ掛かる。こうして、ホイストロープ１２１の先端部１２１ａを人型ロボット１０１側の接続部１０８に掛合させ、引き抜けない状態を得ることができる。

この状態においては、ホイストロープ１２１は人型ロボット１０１を少し引っ張り上げた状態で人型ロボット１０１に接続される。このため、ホイストロープ１２１によって人型ロボット１０１の直立状態を効果的に補助することができる。

また、コイルバネ４０８の反発力によってコネクタ保持部４０７が先端部１２１ａの方向に押されるので、ガタツキのない接続状態を得ることができる。また、差し込みコネクタ４０５と受け側コネクタ４０６との接続状態を確実に維持することができる。

この接続構造によれば、ホイストロープ１２１による吊り下げ作業と、電源線１２２ａ、非常停止信号線１２２ｂおよび制御信号線１２２ｃ（図２参照）の接続作業とをワンタッチで行うことができる。そのため、従来の技術に比較して作業を簡略化することができる。

このようにして、２つのホイストロープ１２１を人型ロボット１０１の両肩部分にワンタッチで接続し、ホイストロープ１２１によって人型ロボット１０１を吊り下げ、人型ロボット１０１の転倒を防止した状態を得ることができる。この例においては、人型ロボット１０１を完全に吊り上げるのではなく、ホイストロープ１２１に人型ロボット１０１の重量をある程度負担させることで、人型ロボット１０１の直立姿勢を補助した状態としている。なお、ホイストロープ１２１への荷重の加わり方は、ブーム１１３のマスト１１２に対する傾き具合を調整することで任意に調整可能である。

以上の作業により、図１に示す状態を得たら、制御端末１２４あるいは人型ロボット１０１に設けられた起動ＯＮ／ＯＦＦスイッチを操作して、人型ロボット１０１を稼働状態から非稼働状態にする。

図１に示す状態においては、外部電源１２５を用いた下部胴体１０３内に格納させたバッテリーへの充電、あるいは人型ロボット１０１の各種動作試験や調整を行うことができる。

図１に示す状態において、非稼働状態から稼働状態に移行するには、まず人型ロボット１０１を起動し、起動が完了した時点で、ホイストロープ１２１を人型ロボット１０１から外せばよい。ホイストロープ１２１の人型ロボット１０１からの取り外しは、上述した接続作業と逆の操作を行えばよい、すなわち、先端部１２１ａを９０度捻り、掛合状態を解除し、先端部１２１ａを人型ロボット１０１から引き抜けばよい。この作業もワンタッチで行うことができる。こうして、人型ロボット１０１へのホイストロープ１２１の着脱が極めて容易である構成が提供される。

人型ロボット１０１を起動させる際には、各種の初期設定確認が行われる。この際、手足を動かしての処理が行われる場合もあるが、本発明を利用した場合には、動かした手足が配線に絡んだりすることがなく、配線が引きちぎられたり、引き抜けてしまったりする事故の発生が防止される。

以上説明したように本実施態様に示す構成によれば、転倒を防止するために人型ロボットを吊って補助する技術において、（１）配線が絡まることがないので、作業効率が低下することがない、（２）このため作業中に配線を引っかける等の事故の発生を防止できる、（３）さらに配線の引っかけ事故を防止できるので、この事故に伴うロボットの破損や接続コネクタの破損を防止することができる、（４）配線の接続あるいは取り外し作業が簡単であり、また１回の接続作業（あるいは取り外し作業）で作業が終了するので、配線の接続あるいは取り外し忘れ等の事故が発生し難い、といった優位性を得ることができる。

また、図１に示す状態において、人型ロボット１０１を歩行させることもできる。この場合、人型ロボット１０１の歩行に従って、リフタ１１０がキャスター１１５の機能によって動く。この機能は、人型ロボット１０１が転倒しないようにリフタによって補助された状態を維持しつつ、人型ロボット１０１を動作させることができるので、上述した起動処理時の試験歩行やメンテナンス時の試験歩行等を行う場合に有用となる。

２．第１の実施形態の変形
図６は、他の掛合手段を示す斜視図である。この例においては、ホイストロープ１２１の先端部に凸部６０１が配置され、それがロボット側に配置された相手部材６０２に掛合する。この場合も、ホイストロープ１２１の先端部を相手部材６０２の形状に合わせた状態で、相手部材６０２の開口部に差し込み、９０度回転させることで掛合が行われる。この形態においても、ワンタッチでホイストロープ１２１を人型ロボット１０１に接続することができる。

３．他の実施形態
図１に示す形態においては、リフタ１１０がキャスター１１５を備えており、移動可能な構造であったが、リフタ１１０を固定した構造としてもよい。また、壁や天井その他構造物あるいはクレーン等にホイストロープ１２１が固定され、人型ロボット１０１を直立状態で維持できるような構成としてもよい。また、人型ロボット１０１を直立状態ではなく、着座状態で保持できるように、椅子あるいは椅子に相当する構造を配置してもよい。

また、図５に示すような物理的な接触によるコネクタの接続部分にフォトカプリングを用いた配線の接続形態を採用してもよい。この場合、一方のコネクタに電気信号を光信号に変換する発光デバイスを配置し、相手端子となる他方のコネクタにこの光信号を受光し、それを電気信号に変換する光電変換素子を配置し、コネクション部分における信号のやり取りを光信号で行うようにすればよい。

また、ホイストロープは、柔軟な構造のものでなく、ある程度強度のある剛体であってもよい。この場合、人型ロボット１０１の動きに対応できるように、人型ロボット１０１への結合部分や、その他の適当な部分に柔軟な構造あるいは可動結合構造を配置し、人型ロボット１０１の動きがある程度許容されるようにすることが好ましい。

また、ホイストロープ１２１内に電源線や制御信号線を収納させるのではなく、人型ロボット１０１を吊り下げるための支持部材（例えば吊り下げ目的のみのホイストロープ）に、電源線および制御信号線を巻き付け、あるいは束ねた構成を採用してもよい。この場合、コネクタ部分の構成は、第１の実施形態に示した構造を採用することができる。

図５に示す接続構造において、先端部１２１ａを接続受け部１０８の開口４０２に差し込むだけで接続状態（掛合状態）が完了する構成とすることもできる。この構成を実現するには、凸部４００ｃと開口４０２の溝の位置とを合わせない状態において、先端部１２１ａを開口４０２に押し込んだ際に、凸部４００ｃが変形し、その押し込み作業が行えるような構造とすればよい。

この場合、先端部１２１ａを開口４０２内にある程度押し込んだ状態において、凸部４００ｃのエッジが段差部４１２に引っ掛かり、図５（Ｃ）に示す状態と同様な接続機能を得ることができる。

また、図５に例示するような掛合構造による接続を行う例の変形として、接続を螺子止め構造によって行う構成を採用することもできる。以下、螺子止め構造の一例を説明する。

螺子止め構造を実現するには、例えば図５に示す構造において、凸部４００ｃを無くし、代わりに円筒構造体４００の外周面に雄ネジのネジ山を形成し、さらに対応する円筒構造体４０４の内周面に雌ネジのネジ山を形成すればよい。この場合、先端部１２１ａを開口４０２にねじ込むことで、ホイストロープ１２１の接続受け部１０８への接続が行われる。

本発明は、人型ロボットに代表される移動ロボットの非稼働時における補助装置に利用することができる。例えば、本発明は、バッテリーの充電を行う際に、移動ロボットの姿勢を維持する補助装置に利用することができる。

本発明を利用した補助装置に人型ロボットを補助させた状態を示す側面図である。 吊り下げ部材の構造の一例を示す斜視図である。 人型ロボットに吊り下げ部材を接続した状態の一例を示す正面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。 人型ロボットに吊り下げ部材の一方を接続、他方を非接続にした状態の一例を示す正面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。 人型ロボットへの吊り下げ部材の接続構造の一例を示す斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）および（Ｃ）である。 人型ロボットへの吊り下げ部材の接続構造の他の一例を示す斜視図である。 従来技術における補助装置に人型ロボットを補助させた状態を示す側面図である。 従来技術における人型ロボットへのホイストロープの接続構造の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０１…人型ロボット、１０２…上部胴体、１０２ａ…左肩、１０２ｂ…右肩、１０３…下部胴体、１０４…頭部、１０５ａ…左腕、１０５ｂ…右腕、１０６ａ…左脚、１０７…ホイストロープの接続部、１０８…ホイストロープが接続される接続受け部、１１０…リフタ（補助装置）、１１１…土台シャーシ、１１２…マスト、１１３…ブーム、１１３ａ…ブームの先端部、１１４…可動軸、１１５…キャスター、１２１…ホイストロープ（吊り下げ部材）、１２１ａ…ホイストロープの先端部、１２１ｂ…ホイストロープを構成する中空状の外皮、１２２…ホイストロープ内に収納される配線群、１２２ａ…電源線、１２２ｂ…非常停止信号線、１２２ｃ…制御信号線、１２３…非常停止スイッチ、１２４…制御端末、１２５…外部電源、４００…円筒構造体、４００ａ…フランジ部（鍔部）、４００ｃ…一対の凸部（爪部）、４０２…開口、４０３…ロボットの内殻構造体、４０４…円筒構造体、４０５…差し込みコネクタ、４０６…受け側コネクタ、４０７…コネクタ保持部、４０８…コイルバネ、４０９…内部空間、４１０…ナット、４１１…蓋部、４１２…段差部、４１３…受け側コネクタからロボット内部に引き出される配線群、６０１…人型ロボット、６０２…床面、６０３…リフタ、６０４…ホイストロープ、６０４ａ…ホイストロープの先端部、６０５…電源線、６０６…外部電源、６０７…非常停止信号線、６０８…非常停止スイッチ、６０９…制御信号線、６１０…制御端末、７０１…台座、７０２…取り付けリング、７０３…リング状掛合部材。

Claims (10)

1. 移動ロボットへの着脱が自在な接続機構を備えた吊り下げ部材と、
   前記移動ロボットに外部から接続される電気配線と
   を備え、
   前記接続機構は、
   前記移動ロボットを前記吊り下げ部材によって支えるための機械的な接続と、
   前記移動ロボットと前記電気配線との間の電気的な接続とを行うことを特徴とする移動ロボットの補助装置。
2. 前記接続機構は、
   前記移動ロボットを吊り下げて保持するための掛合構造または螺子止め構造と、
   電気的な接続を行うためのコネクタ構造と
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの補助装置。
3. 前記接続機構を前記移動ロボットに接続することで、前記機械的な接続と前記電気的な接続とが同時に実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の移動ロボットの補助装置。
4. 前記電気配線には、
   前記移動ロボットに給電するための電源線と、
   前記移動ロボットを制御する制御信号を伝送する制御信号線と
   が含まれていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の移動ロボットの補助装置。
5. 前記吊り下げ部材は中空ケーブルであり、
   前記中空ケーブルの内部に前記電気配線が納められていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の移動ロボットの補助装置。
6. 移動ロボットへの着脱が自在な接続機構を備えた吊り下げ部材によって移動ロボットを吊り下げて補助する方法であって、
   前記接続機構を前記移動ロボットに接続することで、
   前記移動ロボットを前記吊り下げ部材によって支えるための機械的な接続と、
   前記移動ロボットに対する電気配線の接続と
   が行われることを特徴とする移動ロボットの補助方法。
7. 前記接続機構は、
   前記移動ロボットを吊り下げて保持するための掛合構造または螺子止め構造と、
   電気的な接続を行うためのコネクタ構造と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の移動ロボットの補助方法。
8. 前記接続機構を前記移動ロボットに接続することで、前記機械的な接続と前記電気的な接続とが同時に実行されることを特徴とする請求項６または７に記載の移動ロボットの補助方法。
9. 前記電気配線には、
   前記移動ロボットに給電するための電源線と、
   前記移動ロボットを制御する制御信号を伝送する制御信号線と
   が含まれていることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の移動ロボットの補助方法。
10. 前記吊り下げ部材は中空ケーブルであり、
    前記中空ケーブルの内部に前記電気配線が納められていることを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の移動ロボットの補助方法。

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