JP2014162619A - 作業装置及び作業システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業時のガレキ等の崩壊を低減させる作業装置及び作業システムを提供する。
【解決手段】作業装置は、クレーンによって吊り下げられる上部ユニット１０と、上部ユニット１０に連結される下部昇降フレーム２０と、下部昇降フレーム２０に対して、移動可能に取り付けられる作業ユニット３０と、を備え、上部ユニット１０は、懸垂基体１１と、懸垂基体１１に対して下部昇降フレーム２０を昇降可能に連結する昇降ワイヤ１７と、懸垂基体１１に取り付けられ昇降ワイヤ１７を駆動するワイヤ駆動部１６と、を有し、下部昇降フレーム２０は、フレーム本体２１と、フレーム本体２１に対して作業ユニット３０を所定の平面内で移動可能に取り付ける移動部２３，２４と、を有し、作業ユニット３０は、移動部２３，２４に取り付けられる作業ユニット基体３２と、作業ユニット基体３２に対して伸縮可能に取り付けられる作業ツール取付部材３４と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、ガレキ等が堆積した崩れやすい箇所で内部を探査する作業装置及び作業システムに関する。

従来、地震等により倒壊した家屋及び構造物内を探索するため、遠隔操作により移動する作業用ロボットが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１５２８６３号公報

しかしながら、従来のような作業用ロボットでは、複雑に堆積したガレキ等を乗り越えなくてはならず、走行が困難であった。また、比較的走行が容易な場所であっても、堆積したガレキ上を走行するため、ロボットの重さでガレキ等が崩壊するおそれがあった。

本発明は上記課題を解決し、ガレキ等が堆積している崩れやすい場所で的確に内部の探査をすることができ、作業時のガレキ等の崩壊を低減させる作業装置及び作業システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる一実施形態の作業装置は、クレーンによって吊り下げられる上部ユニットと、前記上部ユニットに連結される下部昇降フレームと、前記下部昇降フレームに対して、移動可能に取り付けられる作業ユニットと、を備え、前記上部ユニットは、懸垂基体と、前記懸垂基体に対して前記下部昇降フレームを昇降可能に連結する昇降部材と、前記懸垂基体に取り付けられ前記昇降部材を駆動する昇降駆動部と、を有し、前記下部昇降フレームは、フレーム本体と、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける移動部と、を有し、前記作業ユニットは、前記移動部に取り付けられる作業ユニット基体と、前記作業ユニット基体に対して伸縮可能に取り付けられる作業ツール取付部材と、を有することを特徴とする。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ユニットは、前記作業ツール取付部材を支持し、前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケットを有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記ガイドブラケットは、前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット本体と、前記ガイドブラケット本体に取り付けられ、前記作業ツール取付部材を支持する作業ツール取付部材支持部と、前記作業ツール取付部材支持部を作動させ、前記作業ツール取付部材の前記ガイドブラケット本体に対する角度を調節する作業ツール取付部材角度調節部と、を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ツール取付部材は、筒状であって、前記作業ユニットは、前記作業ツール取付部材を挿通するケーブルと、前記ケーブルの先端に取り付けられるスコープカメラと、を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ユニットは、前記ケーブルを巻き取り送り出しするドラム部を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記移動部は、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の中心軸を中心に回転移動可能に取り付ける回転ターンテーブルと、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける２軸平面移動テーブルと、を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記懸垂基体に取り付けられ前記懸垂基体の姿勢を変更する姿勢変更部材を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記懸垂基体に取り付けられ作業する地点を検出する作業位置検出部を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記作業位置検出部からの信号に応じて、前記姿勢変更部材、前記昇降駆動部、及び前記作業ユニットを制御する制御部を有する。

本発明にかかる一実施形態の作業システムは、前記作業装置と、前記作業装置を操作する信号を生成する操作部と、前記操作部に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を送信する操作アンテナと、前記作業装置を吊り下げる前記クレーンの先端に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を中継する中継アンテナと、前記作業装置に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を受信し前記制御部に送信する作業アンテナと、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる一実施形態の作業装置は、クレーンによって吊り下げられる上部ユニットと、前記上部ユニットに連結される下部昇降フレームと、前記下部昇降フレームに対して、移動可能に取り付けられる作業ユニットと、を備え、前記上部ユニットは、懸垂基体と、前記懸垂基体に対して前記下部昇降フレームを昇降可能に連結する昇降部材と、前記懸垂基体に取り付けられ前記昇降部材を駆動する昇降駆動部と、を有し、前記下部昇降フレームは、フレーム本体と、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける移動部と、を有し、前記作業ユニットは、前記移動部に取り付けられる作業ユニット基体と、前記作業ユニット基体に対して伸縮可能に取り付けられる作業ツール取付部材と、を有するので、ガレキ等が堆積している崩れやすい場所であっても、クレーンに吊り下げられることで、作業箇所に的確に配置され、作業をすることが可能となると共に、ガレキ等の崩れやすい箇所にかかる荷重を最小限にすることが可能となり、作業時のガレキ等の崩壊を低減させることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ユニットは、前記作業ツール取付部材を支持し、前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケットを有するので、ガイドブラケットの角度を調節することでガレキ等の堆積状態にあわせて前記作業ツール取付部材をさらに的確に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記ガイドブラケットは、前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット本体と、前記ガイドブラケット本体に取り付けられ、前記作業ツール取付部材を支持する作業ツール取付部材支持部と、前記作業ツール取付部材支持部を作動させ、前記作業ツール取付部材の前記ガイドブラケット本体に対する角度を調節する作業ツール取付部材角度調節部と、を有するので、作業ツール取付部材角度調節部の角度を調節することでガレキ等の堆積状態にあわせ
て前記作業ツール取付部材をさらに精密に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ツール取付部材は、筒状であって、前記作業ユニットは、前記作業ツール取付部材を挿通するケーブルと、前記ケーブルの先端に取り付けられるスコープカメラと、を有するので、ガレキ内部の映像を得ることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記作業ユニットは、前記ケーブルを巻き取り送り出しするドラム部を有するので、前記ケーブルの巻き取り送り出しを円滑に行うことが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記移動部は、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の中心軸を中心に回転移動可能に取り付ける回転ターンテーブルと、前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける２軸平面移動テーブルと、を有するので、前記作業ツール取付部材をさらに的確に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記懸垂基体に取り付けられ前記懸垂基体の姿勢を変更する姿勢変更部材を有するので、作業箇所にあわせて姿勢を変更することができ、より安定した位置に配置させることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記懸垂基体に取り付けられ作業する地点を検出する作業位置検出部を有するので、作業地点を的確に検出することができ、的確な位置に配置させることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置では、前記上部ユニットは、前記作業位置検出部からの信号に応じて、前記姿勢変更部材、前記昇降駆動部、及び前記作業ユニットを制御する制御部を有するので、よりよい位置に安定して配置させることが可能となる。

さらに、本発明にかかる一実施形態の作業システムは、前記作業装置と、前記作業装置を操作する信号を生成する操作部と、前記操作部に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を送信する操作アンテナと、前記作業装置を吊り下げる前記クレーンの先端に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を中継する中継アンテナと、前記作業装置に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を受信し前記制御部に送信する作業アンテナと、を備えるので、危険な区域に近寄ることなく、前記作業装置を操作することが可能となる。また、前記作業装置を前記クレーンで懸垂しているため、前記作業装置がトラブル等で作動不可能となった場合であっても、前記クレーンによって容易に回収することが可能となる。さらに、前記クレーンの先端に前記中継アンテナを取り付けることで、前記操作アンテナ及び前記作業アンテナから前記中継アンテナの見通しがよくなり、障害物を回避することができ、信号を安定に送受信することが可能となる。

本発明に係る一実施形態の作業システムを示す図である。 本発明にかかる一実施形態の作業システムの作業状態を示す図である。 本発明にかかる一実施形態の作業装置１を示す図である。 本発明にかかる一実施形態の作業装置１の下部昇降フレーム２０を示す図である。 ガイドパイプ３４先端のカメラツール４０を示す図である。 カメラツール４０の作動状態を示す図である。 本発明にかかる一実施形態の探査装置１の制御ブロックを示す図である。 本実施形態の作業装置１の姿勢制御のフローチャートを示す図である。 本発明にかかる一実施形態の作業装置１の作業状態を示す図である。 ガレキ１０３に孔をあける作業ツールを示す図である。

以下、図面を参照して本発明にかかる作業装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明にかかる一実施形態の作業システムを示す図である。図２は、本発明にかかる一実施形態の作業システムの作業状態を示す図である。

図１に示すように、第１実施形態の作業システム１００では、作業装置１は、クレーン１０１に懸垂される。クレーン１０１は、操縦者に操縦されて、構造物１０２のガレキ１０３の上方に懸垂される。

その後、図２に示すように、作業装置１は、ガレキ１０３に接近する。この時、作業装置１は、クレーン１０１によって懸垂されているので、ガレキ１０３には作業装置１の荷重がかからない。

作業装置１は、リモートコントローラ等の操作部２によって画面２ｂを見ながら操作される。操作部２の操作アンテナ２ａから送信される信号は、クレーン１０１の上方に取り付けられた中継アンテナ３を経由して、作業装置１の作業アンテナ４が受信する。また、作業装置１から送信される信号は、クレーン１０１の上方に取り付けられた中継アンテナ３を経由して、操作部２の操作アンテナ２ａが受信する。

このように無線によって操作可能なので、危険な区域に近寄ることなく、作業装置１を操作することが可能となる。また、作業装置１はクレーン１０１で懸垂されているため、作業装置１がトラブル等で作動不可能となった場合であっても、クレーン１０１によって容易に回収することが可能となる。

さらに、クレーン１０１のジブ先端に中継アンテナ３を取り付けることで、操作アンテナ２ａ及び作業アンテナ４から中継アンテナ３の見通しがよくなり、障害物を回避することができ、信号を安定に送受信することが可能となる。

次に、作業装置１の構造について説明する。

図３は、本発明にかかる一実施形態の作業装置１を示す図である。図４は、本発明にかかる一実施形態の作業装置１の下部昇降フレーム２０を示す図である。

本実施形態の作業装置１は、上部ユニット１０と、下部昇降フレーム２０と、作業ユニット３０と、を備える。

上部ユニット１０は、懸垂基体１１と、懸垂部材としての懸垂ワイヤ１２と、制御部１３と、作業位置検出部１４と、姿勢変更部材としてのファン１５と、昇降駆動部としてのワイヤ駆動部１６と、昇降部材としての昇降ワイヤ１７と、を有する。

懸垂基体１１は、懸垂ワイヤ１２、制御部１３、作業位置検出部１４、ファン１５、ワイヤ駆動部１６、昇降ワイヤ１７、及びワイヤ方向変更部材１８がそれぞれ取り付けられる。懸垂基体１１は、中心軸１ａに対して対称な形状が好ましい。

懸垂ワイヤ１２は、一端が懸垂基体１１に取り付けられ、他端がクレーン１０１のフッ
クによって引っ掛けられ、吊り下げられる部分である。懸垂ワイヤ１２は、クレーン１０１に吊り下げられた際に、懸垂基体１１が水平になるように調節されることが好ましい。なお、懸垂部材としては、懸垂ワイヤ１２に限らず、チェーン等の作業装置１を吊り下げ可能な部材であればよい。

制御部１３は、発電機やバッテリーを搭載する電源ボックス、遠隔操作のための通信制御ボックス、作業ユニット３０で使用するコンプレッサ等が設置され、作業装置１を制御する。作業装置１の制御に関しては、後述する。

作業位置検出部１４は、懸垂基体１１の下方に取り付けられ、作業ユニット３０を配置する地点のガレキ１０３の状態等を検出する。なお、作業位置検出部１４は、上部ユニット１０に限らず、下部昇降フレーム２０の下方に取り付けてもよい。また、作業位置検出部１４は、カメラ、光学式センサ等でよい。

ファン１５は、懸垂基体１１に取り付けられる１組の第１ファン１５ａと、中心軸１ａに対して第１ファン１５ａと対称な位置に、周方向で逆向きに取り付けられる１組の第２ファン１５ｂと、を有する。ファン１５は、羽根を回転駆動することで作業装置１の姿勢を変更する。したがって、第１ファン１５ａが回転駆動した場合と第２ファン１５ｂが回転駆動した場合では回転方向が異なり、どちらか一方を駆動させればよく、懸垂基体１１の回転角度を少なくすることが可能となる。

なお、第２ファン１５ｂは、第１ファンとは周方向で同じ向きに取り付けられてもよい。この場合、一方向の回転となるが、推進力が大きくなり、回転速度が速くなる。また、姿勢変更部材としては、ファン１５に限らず、懸垂基体１１を回転又は推進できるものであればよい。

ワイヤ駆動部１６は、懸垂基体１１に取り付けられ、モータ等によってドラム等を作動させ、昇降ワイヤ１７を巻き取り及び送り出しすることによって、下部昇降フレーム２０を昇降させる。なお、昇降駆動部としては、モータ等によってドラム等を作動させ、昇降ワイヤ１７を巻き取り及び送り出しする構造に限らず、下部昇降フレーム２０を昇降させることが可能な構造であればよい。

昇降ワイヤ１７は、一方でワイヤ駆動部１６に取り付けられ、他方で下部昇降フレーム２０に取り付けられる。昇降部材としては、昇降ワイヤ１７に限らず、チェーン等の下部昇降フレーム２０を昇降させることが可能な部材であればよい。

ワイヤ方向変更部材１８は、懸垂基体１１に設けられたブラケットによって軸支された滑車からなる。ワイヤ方向変更部材１８は、鉛直下方で下部昇降フレーム２０を懸垂する昇降ワイヤ１７をワイヤ駆動部１６の方向へ導くための部材である。

下部昇降フレーム２０は、フレーム本体２１と、昇降部材支持部としての昇降ワイヤ支持部２２と、回転ターンテーブル２３と、２軸平面移動テーブル２４と、作業ユニット支持部２５と、を有する。回転ターンテーブル２３と２軸平面移動テーブル２４は、移動部を構成する。

フレーム本体２１は、昇降ワイヤ支持部２２、回転ターンテーブル２３が取り付けられている。フレーム本体２１は、長方形の骨組み構造となっており、４つの角付近の上面に昇降ワイヤ支持部２２が取り付けられるワイヤブラケット２１ａを有する。また、フレーム本体２１の中央部付近には、回転ターンテーブル２３が設置される。

昇降ワイヤ支持部２２は、フレーム本体２１の上面に設けられたワイヤブラケット２１ａに鉛直面内で回転可能に軸支され、昇降ワイヤ１７の他方が支持されている。昇降ワイヤ支持部２２は、鉛直面内で回転可能に取り付けられるので、昇降ワイヤ１７との摩擦が軽減され、昇降ワイヤ１７の寿命を延ばすことが可能となる。

回転ターンテーブル２３は、フレーム本体２１に取り付けられ、中心軸１ａを中心に作業ユニット３０を回転可能に支持する部材である。回転ターンテーブル２３は、フレーム本体２１に固定された図示しない固定部と、固定部に対して回転し２軸平面移動テーブル２４を支持する図示しない回転部と、を有する。固定部と回転部は、図示しないベアリング等によって連結され、モータ等の回転を歯車で伝達することにより、回転部を固定部に対して回転させる。

２軸平面移動テーブル２４は、回転ターンテーブル２３の回転部に設置される第１テーブル２４ａと、第１テーブル２４ａに設置される第１モータ２４ｂと、第１モータ２４ｂにより駆動する第１ボールねじ２４ｃと、第１テーブル２４ａに第１ボールねじ２４ｃと平行に設置される第１レール２４ｄと、作業ユニット支持部２５を取り付けた第２テーブル２４ｅと、第２テーブル２４ｅに設置される第２モータ２４ｆと、第２モータ２４ｆにより駆動する第２ボールねじ２４ｇと、第２テーブル２４ｅに第２ボールねじ２４ｇと平行に設置される第２レール２４ｈと、第１レール２４ｄ及び第２レール２４ｈに沿って移動可能な交差スライダ２４ｉと、第１ボールねじ２４ｃ及び第２ボールねじ２４ｇにそれぞれ螺合されるナットを有する図示しない移動体と、を備える。

第１モータ２４ｂを駆動させると、第１ボールねじ２４ｃはその場で回転し、第１ボールねじ２４ｃに螺合しているナットを有する移動体が第１ボールねじ２４ｃ上を移動する。移動体が移動すると、第１レール２４ｄに沿って交差スライダ２４ｉが移動する。第１ボールねじ２４ｃと第２ボールねじ２４ｇは直交しているので、移動体は、第１ボールねじ２４ｃ上を移動しても第２ボールねじ２４ｇに対しては、移動しない。また、第１レール２４ｄと第２レール２４ｈは直交しているので、交差スライダ２４ｉは、第１レール２４ｄ上を移動しても第２レール２４ｈに対しては、移動しない。

したがって、第１モータ２４ｂが駆動すると、移動体、交差スライダ２４ｉ、第２ボールねじ２４ｇ、第２レール２４ｈ、第２テーブル２４ｅ、第２モータ２４ｆ、作業ユニット支持部２５、及び作業ユニット３０が第１方向Ｘに移動する。

第２モータ２４ｆを駆動させると、第２ボールねじ２４ｇはその場で回転し、第２ボールねじ２４ｇに螺合しているナットを有する移動体が第２ボールねじ２４ｇ上を移動しようとする。しかしながら、移動体は、上方で第１ボールねじ２４ｃを螺合しており、第１ボールねじ２４ｃと第２ボールねじ２４ｇは直交しているので、移動体は、第１ボールねじ２４ｃに対しては、移動しない。そのため、第２モータ２４ｆを駆動させると、移動体は移動せずに、移動体に対して第２ボールねじ２４ｇが移動する。また、第２ボールねじ２４ｇが移動すると、第２ボールねじ２４ｇを支持している第２テーブル２４ｅが移動する。第２テーブル２４ｅが移動すると、第２テーブル２４ｅに設置されている第２レール２４ｈが交差スライダｉに対して移動する。

したがって、第２モータ２４ｆが駆動すると、第２ボールねじ２４ｇ、第２レール２４ｈ、第２テーブル２４ｅ、第２モータ２４ｆ、作業ユニット支持部２５、及び作業ユニット３０が第２方向Ｙに移動する。

そして、第１モータ２４ｂと第２モータ２４ｆの両方が駆動すると、第１方向及び第２方向を含む平面内を移動することが可能となる。

すなわち、回転ターンテーブル２３及び２軸平面移動テーブル２４によって、作業ユニット３０を回転可能及び平面内で移動可能にすることが可能となる。

作業ユニット支持部２５は、第２テーブル２４ｅに取り付けられ、作業ユニット３０を支持する。

作業ユニット３０は、ドラム部３１と、作業ユニット基体３２と、ガイドブラケット３３と、ガイドパイプ３４と、スコープカメラ部３５と、を有する。作業ユニット３０は、作業ユニット支持部２５に支持され、第２テーブル２４ｅと一体に移動可能である。すなわち、作業ユニット３０は、回転ターンテーブル２３及び２軸平面移動テーブル２４によって、回転可能及び平面内で移動可能である。

ドラム部３１は、ケース３１ａと、ケース３１ａに対して回転軸を中心に回転し、スコープカメラ部３５を巻き取り及び送り出しするドラム３１ｂと、を有する。ドラム３１ｂの回転は、遠隔操作でモータ等を作動することによって行われる。

作業ユニット基体３２は、作業ユニット支持部２５に設置され、ドラム３１を支持する部材である。また、作業ユニット基体３２は、ガイドブラケット３３を回転可能に軸支している。

ガイドブラケット３３は、作業ユニット基体３２に回転可能に軸支されており、角度調節が可能なガイドブラケット本体３３ａと、ガイドブラケット本体３３ａの先端でガイドパイプ３４を支持する作業ツール取付部材支持部３３ｂと、作業ツール取付部材支持部３３ｂを操作し、ガイドパイプ３４のガイドブラケット３３に対する角度を変更する作業ツール取付部材角度調節部３３ｃと、を有する。

ガイドブラケット本体３３ａは、作業ユニット基体３２に対して回転軸を中心に回転し、角度を調節される。ガイドブラケット本体３３ａの作業ユニット基体３２に対する回転は、遠隔操作でモータ等を作動することによって行われる。

作業ツール取付部材支持部３３ｂは、ガイドブラケット本体３３ａの先端に軸支され、ガイドパイプ３４を支持する。作業ツール取付部材支持部３３ｂは、一例として、２つのアームを回転可能に軸で連結した構造としてもよい。

作業ツール取付部材角度調節部３３ｃは、作業ツール取付部材支持部３３ｂを作動させ、ガイドパイプ３４のガイドブラケット本体３３ａに対する角度を調節する。一例として、作業ツール取付部材支持部３３ｂの２つのアームを連結した軸を引いたり押したりして移動させる構造としてもよい。

ガイドパイプ３４は、第１ガイドパイプ３４ａと、第２ガイドパイプ３４ｂと、を有する。第１ガイドパイプ３４ａは、ガイドブラケット本体３３ａ及び作業ツール取付部材支持部３３ｂに支持される筒状の部材であって、ドラム３１ｂによって巻き取り及び送り出しするスコープカメラ部３５を内側に挿通する。第２ガイドパイプ３４ｂは、第１ガイドパイプ３４ａに対して伸縮可能に収納される。

スコープカメラ部３５は、スコープカメラ３５ａと、ケーブル３５ｂを有する。スコープカメラ部３５は、ドラム３１ｂに巻かれるケーブル３５ｂの先端にスコープカメラ３５ａを取り付けている。

スコープカメラ３５ａを装備することによって、ガレキ内部の映像を得ることが可能となる。

なお、スコープカメラ部３５は、温度センサや放射線量計等を装備してもよい。温度センサや放射線量計等を装備することによって、ガレキ内部の映像以外に温度や放射線量等の種々の情報を得ることが可能となる。

次に、作業装置１の作業ツールについて説明する。

図５は、ガイドパイプ３４先端のカメラツール４０を示す図である。図６は、カメラツール４０の作動状態を示す図である。

図５に示すように、スコープカメラ部３５は、通常、ガイドパイプ３４の内部に収納されている。カメラツール４０は、ガイドパイプ３４の先端を覆うように取り付けられる。カメラツール４０は、筒部材４１と、加力ライナー４２と、を有する。

作動時のカメラツール４０は、ガイドパイプ３４の第２ガイドパイプ３４ｂを伸ばし、加力ライナー４２を押圧することによって、筒部４１を拡開する。その後、ケーブル３５ｂを延伸してスコープカメラ３５ａを探査位置まで引き出す。

次に、作業装置１を作業位置に配置する制御について説明する。

図７は、本発明にかかる一実施形態の作業装置１の制御ブロックを示す図である。

図７に示すように、制御部１３は、操作部２、及び作業位置検出部１４を入力部として用い、ワイヤ駆動部１６、ファン１５、回転ターンテーブル２３、２軸平面移動テーブル２４、作業ユニット３０、及びカメラユニット４０を出力部として制御する。

作業ユニット３０は、制御部１３によって、ドラム３１ｂの回転、ガイドブラケット３３の回転、作業ツール取付部材角度調節部３３ｃの作動によるガイドパイプ３４の角度調節、第２ガイドパイプ３４ｂの伸縮、等が制御される。

図８は、本実施形態の作業装置１の姿勢制御のフローチャートを示す図である。

はじめに、作業装置１は、図１に示すようにクレーン１０１で懸垂され、構造物１０２のガレキ１０３の上方に配置した状態とする。

まず、ステップ１で、ガレキ１０３の状態を作業位置検出部１４で写し、作業位置を探索する（ＳＴ１）。作業位置は、図１に示した操作部２の画面２ｂや図示しないコントロールルーム等の画面で探索することが好ましい。なお、作業位置は、あらかじめ決められた位置を制御部１４に内蔵された記憶部に記憶させておき、作業位置検出部１４によってその位置を検出する仕様であってもよい。

続いて、ステップ２で、制御部１３は、作業位置が決定したか否かを判定する（ＳＴ２）。

ステップ２において、作業位置が決定していない場合、ステップ１に戻る。

ステップ２において、作業位置が決定した場合、ステップ３で、制御部１３は、ファン１５を作動させる（ＳＴ３）。ファン１５が作動すると、作業装置１は、図３に示した中
心軸１ａを中心に回転し姿勢を変更する。

続いてステップ４で、旋回姿勢が完了したか否かを判定する（ＳＴ４）。旋回姿勢が完了したか否かの判定は、作業位置検出部１４が検出した作業位置の画像等により、制御部１３によって判定されることが好ましい。

ステップ４において、旋回姿勢が完了していない場合、ステップ３に戻る。

ステップ４において、旋回姿勢が完了した場合、ステップ５で、制御部１３は、昇降ワイヤ１７、回転ターンテーブル２３、２軸平面移動テーブル２４、及び作業ユニット３６を制御する（ＳＴ５）。

次に、ステップ６で、作業姿勢が完了したか否かを判定する（ＳＴ６）。

ステップ６において、作業姿勢が完了していない場合、ステップ５に戻る。

ステップ６において、作業姿勢が完了した場合、制御を終了し、作業ユニット４０を作動させる。

なお、本実施形態では、昇降ワイヤ１７、回転ターンテーブル２３、２軸平面移動テーブル２４、及び作業ユニット３６のどれを先に制御してもよい。また、同じ部材を複数回制御してもよい。一例として、まず回転ターンテーブル２３を制御し、続いて２軸平面移動テーブル２４を制御し、続いて作業ユニット３６を制御した後、再び２軸平面移動テーブル２４を制御してもよい。

図９は、本発明にかかる一実施形態の作業装置１の作業状態を示す図である。

図９に示すように、作業姿勢が完了した後、まず、ガイドパイプ３４をガレキの隙間又は予め開けられた孔に差し込み位置決めする。続いて、図６に示したように、ガイドパイプ３４の第２ガイドパイプ３４ｂを伸ばし、カメラユニット４０の加力ライナー４２を押圧することによって、筒部４１を拡開する。その後、作業ユニット３６のドラム部３１に巻かれているケーブル３５ｂを延伸してスコープカメラ３５ａをガレキ内の探査位置まで引き出す。この時、作業装置１の下部昇降フレーム２０は、図３に示した昇降ワイヤ１７の巻き取りと送り出しを調節することで、傾斜して配置してもよい。

このように、作業装置１を用いることによって、ガレキ１０３の崩壊を最小限に抑え、ガレキ１０３の内部及びガレキ１０３の下方の空間の様子を探査することが可能となる。

図１０は、ガレキ１０３に孔をあける作業ツールを示す図である。

作業ツールの他の例として、削孔ツール５０を用いてもよい。削孔ツール５０は、保持部５１と、削孔部５２と、を有する。

保持部５１は、作業装置１のガイドパイプ３４の先端に取り付けられる。削孔部５２は、先端に刃を有するドリル等から形成される。削孔時には、保持部５１に取り付けられるモータ等によって削孔部５２を回転させる。削孔ツール５０の削孔部５２は、制御部１３によって制御される。

このように、作業装置１は、クレーン１０１によって懸垂されるので、ガレキ１０３にかかる荷重を最小限にすることができる。そして、削孔ツール５０を用いることによって
、ガレキ１０３の崩壊を最小限に抑え、ガレキ１０３に孔をあけることが可能となる。

なお、削孔ツール５０の他の例として、ウォータージェット等を用いてもよい。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１は、クレーン１０１によって吊り下げられる上部ユニット１０と、上部ユニット１０に連結される下部昇降フレーム２０と、下部昇降フレーム２０に対して、移動可能に取り付けられる作業ユニット３０と、を備え、上部ユニット１０は、懸垂基体１１と、懸垂基体１１に対して下部昇降フレーム２０を昇降可能に連結する昇降ワイヤ１７と、懸垂基体１１に取り付けられ昇降ワイヤ１７を駆動するワイヤ駆動部１６と、を有し、下部昇降フレーム２０は、フレーム本体２１と、フレーム本体２１に対して作業ユニット３０を所定の平面内で移動可能に取り付ける移動部２３，２４と、を有し、作業ユニット３０は、移動部２３，２４に取り付けられる作業ユニット基体３２と、作業ユニット基体３２に対して伸縮可能に取り付けられる作業ツール取付部材３４と、を有するので、ガレキ等が堆積している崩れやすい場所であっても、クレーン１０１に吊り下げられることで、作業箇所に的確に配置され、作業をすることが可能となると共に、ガレキ等の崩れやすい箇所にかかる荷重を最小限にすることが可能となり、作業時のガレキ等の崩壊を低減させることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、作業ユニット３０は、作業ツール取付部材３４を支持し、作業ユニット基体３２に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット３３を有するので、ガイドブラケット３３の角度を調節することでガレキ等の堆積状態にあわせて作業ツール取付部材３４をさらに的確に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、ガイドブラケット３３は、作業ユニット基体３２に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット本体３３ａと、ガイドブラケット本体３３ａに取り付けられ、作業ツール取付部材３４を支持する作業ツール取付部材支持部３３ｂと、作業ツール取付部材支持部３３ｂを作動させ、作業ツール取付部材３３ｂのガイドブラケット本体３３ａに対する角度を調節する作業ツール取付部材角度調節部３３ｃと、を有するので、作業ツール取付部材角度調節部３３ｃの角度を調節することでガレキ等の堆積状態にあわせて作業ツール取付部材３４をさらに精密に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、作業ツール取付部材３４は、筒状であって、作業ユニット３０は、作業ツール取付部材３４を挿通するケーブル３５ｂと、ケーブル３５ｂの先端に取り付けられるスコープカメラ３５ａと、を有するので、ガレキ内部の映像を得ることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、作業ユニット３０は、ケーブル３５ｂを巻き取り送り出しするドラム部３１を有するので、ケーブル３５ｂの巻き取り送り出しを円滑に行うことが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、移動部２３，２４は、フレーム本体２１に対して作業ユニット３０を所定の中心軸１ａを中心に回転移動可能に取り付ける回転ターンテーブル２３と、フレーム本体２１に対して作業ユニット３０を所定の平面内で移動可能に取り付ける２軸平面移動テーブル２４と、を有するので、作業ツール取付部材３０をさらに的確に作業箇所に配置することが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、上部ユニット１０は、懸垂基体１１に取り付けられ懸垂基体１１の姿勢を変更するファン１５を有するので、作業箇所にあわせて
姿勢を変更することができ、より安定した位置に配置させることが可能となる。

本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、上部ユニット１０は、懸垂基体１１に取り付けられ作業する地点を検出する作業位置検出部１４を有するので、作業地点を的確に検出することができ、的確な位置に配置させることが可能となる。

また、本発明にかかる一実施形態の作業装置１では、上部ユニット１０は、作業位置検出部１４からの信号に応じて、ファン１５、ワイヤ駆動部１６、及び作業ユニット３０を制御する制御部１３を有するので、よりよい位置に安定して配置させることが可能となる。

さらに、本発明にかかる一実施形態の作業システム１００は、作業装置１と、作業装置１を操作する信号を生成する操作部２と、操作部２に取り付けられ作業装置１を操作する信号を送信する操作アンテナ２ａと、作業装置１を吊り下げるクレーン１０１の先端に取り付けられ作業装置１を操作する信号を中継する中継アンテナ３と、作業装置１に取り付けられ作業装置１を操作する信号を受信し制御部１３に送信する作業アンテナ４と、を備えるので、危険な区域に近寄ることなく、作業装置を操作することが可能となる。また、作業装置１をクレーン１０１で懸垂しているため、作業装置１がトラブル等で作動不可能となった場合であっても、クレーン１０１によって容易に回収することが可能となる。さらに、クレーン１０１の先端に中継アンテナ３を取り付けることで、操作アンテナ２ａ及び作業アンテナ４から中継アンテナ３の見通しがよくなり、障害物を回避することができ、信号を安定に送受信することが可能となる。

なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。

１…作業装置、２…操作部、２ａ…操作アンテナ、３…中継アンテナ、４…作業アンテナ１０…上部ユニット
１１…懸垂基体、１２…懸垂ワイヤ（懸垂部材）、１３…制御部、１４…作業位置検出部、１５…ファン（姿勢変更部材）、１６…ワイヤ駆動部（昇降駆動部）、１７…昇降ワイヤ（昇降部材）
２０…下部昇降フレーム
２１…フレーム本体、２２…昇降ワイヤ支持部（昇降部材支持部）、２３…回転ターンテーブル（移動部）、２４…２軸平面移動テーブル（移動部）、２５…作業ユニット支持部３０…作業ユニット
３１…ドラム部、３２…作業ユニット基体、３３…ガイドブラケット、３４…作業パイプ（作業ツール取付部材）、３５…スコープカメラ部
４０…カメラツール、４１…筒部材、４２…加力ライナー
５０…削孔ツール、５１…保持部、５２…削孔部
１００…作業システム、１０１…クレーン、１０２…構造物、１０３…ガレキ

Claims (10)

1. クレーンによって吊り下げられる上部ユニットと、
   前記上部ユニットに連結される下部昇降フレームと、
   前記下部昇降フレームに対して、移動可能に取り付けられる作業ユニットと、
   を備え、
   前記上部ユニットは、
   懸垂基体と、
   前記懸垂基体に対して前記下部昇降フレームを昇降可能に連結する昇降部材と、
   前記懸垂基体に取り付けられ前記昇降部材を駆動する昇降駆動部と、
   を有し、
   前記下部昇降フレームは、
   フレーム本体と、
   前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける移動部と、
   を有し、
   前記作業ユニットは、
   前記移動部に取り付けられる作業ユニット基体と、
   前記作業ユニット基体に対して伸縮可能に取り付けられる作業ツール取付部材と、
   を有する
   ことを特徴とする作業装置。
2. 前記作業ユニットは、
   前記作業ツール取付部材を支持し、前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット
   を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業装置。
3. 前記ガイドブラケットは、
   前記作業ユニット基体に対して角度を調節可能に取り付けられるガイドブラケット本体と、
   前記ガイドブラケット本体に取り付けられ、前記作業ツール取付部材を支持する作業ツール取付部材支持部と、
   前記作業ツール取付部材支持部を作動させ、前記作業ツール取付部材の前記ガイドブラケット本体に対する角度を調節する作業ツール取付部材角度調節部と、
   を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の作業装置。
4. 前記作業ツール取付部材は、筒状であって、
   前記作業ユニットは、
   前記作業ツール取付部材を挿通するケーブルと、
   前記ケーブルの先端に取り付けられるスコープカメラと、
   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つに記載の作業装置。
5. 前記作業ユニットは、
   前記ケーブルを巻き取り送り出しするドラム部を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の作業装置。
6. 前記移動部は、
   前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の中心軸を中心に回転移動可能に取り付ける回転ターンテーブルと、
   前記フレーム本体に対して前記作業ユニットを所定の平面内で移動可能に取り付ける２軸平面移動テーブルと、
   を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の作業装置。
7. 前記上部ユニットは、
   前記懸垂基体に取り付けられ前記懸垂基体の姿勢を変更する姿勢変更部材
   を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の作業装置。
8. 前記上部ユニットは、
   前記懸垂基体に取り付けられ作業する地点を検出する作業位置検出部
   を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の作業装置。
9. 前記上部ユニットは、
   前記作業位置検出部からの信号に応じて、前記姿勢変更部材、前記昇降駆動部、及び前記作業ユニットを制御する制御部
   を有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の作業装置。
10. 請求項９に記載の作業装置と、
    前記作業装置を操作する信号を生成する操作部と、
    前記操作部に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を送信する操作アンテナと、
    前記作業装置を吊り下げる前記クレーンの先端に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を中継する中継アンテナと、
    前記作業装置に取り付けられ前記作業装置を操作する信号を受信し前記制御部に送信する作業アンテナと、
    を備える
    ことを特徴とする作業システム。

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