JP2016074060A - 遠隔作業自動機及びその作業方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行のための脚による作業を可能とすること。【解決手段】胴部１２に複数本設けられると共に複数の関節２１〜２４を備えたリンク機構からなる脚１１と、胴部内に収容されて脚の動作を制御する制御ユニット１３と、胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとしての加速度センサ１４、角速度センサ１５とを有し、脚の動作により移動する多脚ロボット１０であって、脚１１は、第３リンク２７の脚先２８の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、この冗長自由度脚の第３リンクには、リンク軸Ｏに沿う方向の荷重とリンク軸Ｏに垂直な方向の荷重とを計測する第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１が設置されたものである。【選択図】 図９

Description

本発明の実施形態は、複数の関節を備えた脚の動作により移動すると共に、前記脚を用いて作業を行う遠隔作業自動機及びその作業方法に関する。

悪路または災害現場などのようにガレキが散乱した路面を移動する手段としては、大口径の車輪や無限軌道（クローラ）が広く用いられ、このような環境で活動するロボットにもこれらの移動手段が適用されている。一方、人間の活動環境である建物内の廊下や階段での移動、または段差や傾斜地等の不整地での移動を哺乳動物のような歩行によって実現する脚機構も、ロボットにおいて有効な解決手段である。

２脚以上の多脚機構を備えるロボット等の遠隔作業自動機は、車輪式やクローラ等の無限軌道式の移動機構を有するものに比べて踏破性に優れ、段差や路面状態が悪い環境では車輪式や無限軌道式に比較して優位性を持つ。

特に、４脚以上の脚を有する脚式移動（歩行）ロボット等の遠隔作業自動機は、３本の脚が常時設置する状態（３点支持状態）を保ちつつ移動できるため、階段や不整地での移動に適している。また、積載可能な運搬物の質量が２脚ロボットに比して大きく、傾斜地における重量物運搬時の姿勢安定性においても優れている。更に、足裏を平面にして自立のための支持面積を確保する必要もないため、脚先を尖頭形状または半球形状にすることにより、凹凸形状の路面における着地位置選定に自由度が高い点でも優位である。

特開２００５−１６１４２７号公報

多脚機構を用いて歩行する遠隔作業自動機が、設備内のスイッチやブレーカ等の入切操作、床面に落下した物体の排除、または自らに積載した積載物の積み下ろし等の作業を行う場合には、一般にマニピュレータ等の機構を追加して搭載する必要がある。しかしながら、マニピュレータ等の機構の追加搭載は、その機構の重量増加分だけ、遠隔作業自動機の運搬可能な重量を減少させ、また、積載物のない作業を実施する場合でも遠隔作業自動機の自重が増加するため消費エネルギが増大し、更に、バッテリを搭載する遠隔作業自動機の場合には活動時間が短くなるという課題がある。

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、歩行のための脚による作業が可能な遠隔作業自動機及びその作業方法を提供することを目的とする。

本発明に係る実施形態の遠隔作業自動機は、胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動する遠隔作業自動機であって、前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置されて構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明に係る実施形態の遠隔作業自動機の作業方法は、胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動し、前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置された遠隔作業自動機の作業方法であって、前記胴部を床または地面に着座させ、この着座状態で、前記冗長自由度脚を前記床または地面から離反させ、この離反した前記冗長自由度脚を動作させることで作業を行うこと特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、歩行のための脚による作業を可能とすることができる。

本発明に係る遠隔作業自動機の第１実施形態を示す斜視図。 図１のII矢視図。 図１及び図２の第３リンクを拡大に示す斜視図。 図３の第３リンクを軸方向に沿って切断して示す断面図。 図１及び図２の着座構造体の一例を示す部分側断面図。 図１及び図２の着座構造体の他の例を示す部分側断面図。 図１及び図２の着座構造体の更に他の例を示す部分側面図。 図１の遠隔作業自動機を操作指令装置と共に示すブロック図。 図１の遠隔作業自動機による作業状況を説明する説明図。 図１の遠隔作業自動機による作業時の姿勢制御の一例を示す説明図。 図１の遠隔作業自動機による作業時の姿勢制御の他の例を説明する説明図。 本発明に係る遠隔作業自動機の第２実施形態を示す平面図。 図１２の固定機構部を示し、（Ａ）がその固定状態における側断面図、（Ｂ）がその固定状態における平面図、（Ｃ）が動作途中状態における側断面図。 図１２における固定機構部の他の例を示す概略側面図。 図１２における各脚の第３リンクを軸方向に沿って切断して示す断面図。 図１２の遠隔作業自動機による作業状況を示し、（Ａ）が積載物を持ち上げる前の状態を、（Ｂ）が積載物を持ち上げた状態をそれぞれ示す側面図。 図１２の遠隔作業自動機による作業状態を示し、（Ａ）が姿勢を崩した状態を、（Ｂ）が姿勢を安定にした状態をそれぞれ示す側面図。 図１２の遠隔作業自動機における第３リンクの他の例を示す斜視図。 本発明に係る遠隔作業自動機の第３実施形態における各脚の第３リンクを示す斜視図。 図１９の第３リンクにおける突起部を断面状態で示す平面図。 本発明に係る遠隔作業自動機の第４実施形態による作業状況(押し付け作業)の示す側面図。 図２１の遠隔作業自動機による作業状況（引き寄せ作業）を示す側面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図１１）
図１は、本発明に係る遠隔作業自動機の第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１のII矢視図であり、更に、図９は、図１の遠隔作業自動機による作業状況を説明する説明図である。本第１実施形態におけるＸ、Ｙ、Ｚの方向指示は、遠隔作業自動機としての多脚ロボット１０の向きを示す相対座標である。＋Ｘ方向が前方を、−Ｘ方向が後方を、＋Ｙ方向が右方を、−Ｙ方向が左方を、＋Ｚ方向が上方を、−Ｚ方向が下方をそれぞれ示す。

図１に示すように、多脚ロボット１０は、胴部１２に設けられた移動手段としての脚１１と、この脚１１の動作を制御する制御装置としての制御ユニット１３と、胴部１２の姿勢を検知する姿勢センサとしての加速度センサ１４及び角速度をセンサ１５と、多脚ロボット１０の周囲環境を監視する監視カメラ１６と、胴部１２を床または地面１に着座させる着座構造体１７とを有し、脚１１の動作により移動可能に構成される。この多脚ロボット１０の制御ユニット１３は、オペレータにより操作される操作指令装置１８との間で、多脚ロボット１０の動作に必要な信号を送受信する。

脚１１は、２本以上（実施形態では４本）が胴部１２に設けられ、複数の関節２１、２２、２３、２４を備えたリンク機構として構成される。つまり、各脚１１は、胴部１２の下部のコーナー部分に第１関節２１が取り付けられ、この第１関節２１に第２関節２２が取り付けられ、この第２関節２２に第１リンク２５を介して第３関節２３が連結され、この第３関節２３に第２リンク２６を介して第４関節２４が連結され、この第４関節２４に先端リンクとしての第３リンク２７が連結されて、リンク機構として構成される。

第１関節２１の回転軸ｇはＹ方向に沿って設けられ、Ｘ方向に沿う第２関節２２の回転軸ｈと直交する。この第２関節２２の回転軸ｈは、Ｚ方向に沿う第３関節２３の回転軸ｉと直交し、この第３関節２３の回転軸ｉは、Ｙ方向に沿う第４関節２４の回転軸ｋと直交する。

各脚１１のうち少なくとも２本、本第１実施形態では４本の全てが、第３リンク２７の脚先２８の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚として構成されている。つまり、脚１１は、歩行時に第３リンク２７の脚先２８を位置決めするためには第１関節２１、第２関節２２及び第４関節２４を有して関節自由度が３であれば足りるが、第３関節２７の脚先２８の位置に加えて姿勢をも決定するために第１関節２１、第２関節２２、第３関節２３及び第４関節２４を有して関節自由度が４に設定されている。

具体的には、第１関節２１及び第４関節２４の回転により、多脚ロボット１０は前後方向(Ｘ方向)に前進または後進する。また、第２関節２２の回転により、多脚ロボット１０は左右方向(Ｙ方向)に左移動または右移動（横歩き）する。更に、第１関節２１、第２関節２２及び第４関節２４の回転を組み合わせることにより、多脚ロボット１０は上下方向(Ｚ方向)回りに旋回する。

このように、脚１１を歩行させるべく第３リンク２７の脚先２８を位置決めさせるためには、脚１１は、第１関節２１、第２関節２２及び第４関節２４を有する３つの関節自由度であれば足りる。これに対し、例えば図９に示すように、第２リンク２６及び第３リンク２７を屈曲させた状態で、これらの第２リンク２６及び第３リンク２７を旋回させて第３リンク２７の脚先２８の姿勢を変化させるためには、脚１１に第３関節２３が必要になる。このように、第３リンク２７の脚先２８の位置及び姿勢を決定するために、脚１１は４個の関節２１〜２４を有して、４つの関節自由度を備えた冗長自由度脚となっている。

ここで、脚１１の第１関節２１、第２関節２２、第３関節２３及び第４関節２４は、ともに図示しない電動モータ、エンコーダ（例えばアブソリュート式エンコーダ）、減速機、歯車及び軸受を具備する関節駆動機構により構成される。各関節２１〜２４の回転角度は、アブソリュート式エンコーダやポテンショメータによって絶対角度が計測される。また、各関節２１〜２４では、回転限界近傍に図示しないリミットスイッチ等が配置されることで、過回転による関節駆動機構の損傷が防止される。

また、各脚１１における第３関節２７の脚先２８は、凹凸形状の床または地面１の着地位置選定の自由度を高めるために、半球形状または尖頭形状に形成されている。尚、多脚ロボット１０は、脚１１が４本あるものを述べたが、６本または８本等であってもよい。

また、各脚１１の第３リンク２７は、図３及び図４に示すように、第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１が設置されている。ここで、第３リンク２７の脚先２８は、第３リンク２７のリンク本体２９に対し、コイルスプリング３３及び衝撃吸収材３４を介して、第３リンク２７のリンク軸Ｏに沿う方向（Ｚ方向）に進退可能に配置され、リンク本体２９内に設置された第１ロードセル３１にコイルスプリング３３及び衝撃吸収材３４が当接する。従って、脚先２８に第３リンク２７のリンク軸Ｏに沿うＺ方向の荷重（力）が作用したとき、この荷重がコイルスプリング３３及び衝撃吸収材３４を経て第１ロードセル３１に付与されることで、この第３リンク２７のリンク軸Ｏに沿うＺ方向の荷重が第１ロードセル３１により計測される。

第３リンク２７のリンク本体２９には、第３リンク２７のリンク軸Ｏに垂直なＸ方向の側面にＸ方向歪ゲージ３０が、第３リンク２７のリンク軸Ｏに垂直なＹ方向の側面にＹ方向歪ゲージ３２がそれぞれ貼付される。Ｘ方向歪ゲージ３０は、第３リンク２７のリンク軸Ｏに対して垂直方向（Ｘ方向）の荷重（力）による曲げ歪を測定することで、このＸ方向の荷重（力）を計測する。また、Ｙ方向歪ゲージ３２は、第３リンク２７のリンク軸Ｏに対して垂直方向（Ｙ方向）の荷重（力）による曲げ歪を測定することで、このＹ方向の荷重（力）を計測する。

尚、Ｘ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１は、いずれか一方が設置されるものでもよい。また、衝撃吸収材３４はダンパとして機能し、脚１１による多脚ロボット１０の歩行時に、コイルスプリング３３と共に床または地面１からの接地衝撃荷重を吸収する。

姿勢センサとしての加速度センサ１４及び角速度をセンサ１５は、図１に示すように、胴部１２に設置されてこの胴部１２の姿勢を検知する。つまり、加速度センサ１４は、胴部１２の水平２方向（Ｘ方向及びＹ方向）並びに垂直１方向（Ｚ方向）の加速度を検知する。また、角速度センサ１５は例えばジャイロセンサであり、胴部１２におけるロール、ピッチ及びヨーの３軸の角速度を検知する。加速度センサ１４により検知された加速度と、角速度センサ１５により検知された角速度とによって胴部１２の傾斜角度が求められる。

監視カメラ１６は、図１及び図２に示すように、胴部１２の前側面３５に設置される前方監視カメラ、及び後側面３６に設置される後方監視カメラの他、図示しないが、左側面３７に設置される左側方監視カメラ、右側面３８に設置される右側方監視カメラ、例えば底面３９に設置される前下方監視カメラ、及び例えば底面３９に設置される後下方監視カメラが用いられる。これらの監視カメラ１６によって、多脚ロボット１０の歩行時または後述の作業時における多脚ロボット１０の周囲の状況が動画や静止画として取得される。

監視カメラ１６のうち、前方監視カメラ及び後方監視カメラ２は、図示しないパンチルト機構を備えて、各脚１１における脚先２８の動作と多脚ロボット１０周囲の外部環境との干渉を監視する。また、監視カメラ１６は、通常ＣＣＤカメラが用いられるが、ＣＭＯＳカメラ、赤外線カメラ、撮像管カメラなどが用いられてもよい。また、レーザもしくは超音波を３次元的にスキャンして距離を測定し、この距離情報を３次元データとする測定器を、監視カメラ１６として用いてもよい。

胴部１２の底面３９には、動力源としてのバッテリ４１が設置されると共に、このバッテリ４１の周囲に複数の着座構造体１７が配置される。バッテリ４１は、通常二次電池が用いられるが、一次電池や燃料電池、太陽光パネルと二次電池とが組み合わせされたもの等であってもよい。また、着座構造体１７は、図９に示すように、脚１１が持ち上げられたときに胴部１２を床または地面１に着座させるものであり、胴部１２の荷重を支持する。

この着座構造体１７の一例としては、図５に示すように弾性樹脂４３から構成され、この弾性樹脂４３が、第２力センサとしての第２ロードセル４２を介して胴部１２の底面３９に取り付けられる。弾性樹脂４３は、床または地面１に接触したときの荷重を吸収し、第２ロードセル４２は、着座構造体１７（弾性樹脂４３）に作用する荷重（接地反力）を計測する。着座構造体１７が胴部１２の底面３９に複数設置され、この着座構造体１７に対応して第２ロードセル４２が複数設けられることで、接地反力の分布が計測される。

尚、図示しないが、第２ロードセル４２に代えて弾性体及び歪ゲージを用い、弾性体にひずみゲージを貼付し、弾性体に作用する荷重によりこの弾性体に生ずる歪を歪ゲージが測定することで、この歪から弾性体に作用する荷重（即ち、着座構造体１７に作用する荷重）を計測してもよい。また、図示しないが、第２ロードセル４２に代えて、コイルスプリング及び変位センサを用い、このコイルスプリングに作用する荷重により伸縮するコイルスプリングの伸縮量を変位センサが測定することで、この伸縮量からコイルスプリングに作用する荷重（即ち、着座構造体１７に作用する荷重）を計測してもよい。

着座構造体１７の他の例としては、図６に示すように、着座部材４４と支持部材４５との間にコイルスプリング４６及び衝撃吸収樹脂４７が介在されて構成されたものでもよい。この場合にコイルスプリング４６が用いられることで着座構造体１７の耐摩耗性が向上すると共に、着座構造体１７のばね定数及び減衰率の調整が容易になる。また、着座構造体１７の更に他の例として、図５または図６に記載の着座構造体１７が、図７に示すように、胴部１２の底面３９に設置されてバッテリ４１を下方から覆うバッテリ保護フレーム４８の底部に設置されてもよい。

制御ユニット１３は、図１に示すように、胴部１２内に収容されて脚１１の動作を制御するものであり、図８に示すように、制御コンピュータ５０、モータドライバ５１、センサユニット５２、無線ＬＡＮアダプタ５３及び映像信号変換装置５４を有して構成され、バッテリ４１から給電される。

センサユニット５２は、加速度センサ１４、角速度センサ１５、Ｘ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１及び第２ロードセル４２からの信号を増幅処理して制御コンピュータ５０へ送信すると共に、これらの各センサ１４、１５、３０、３２、３１、４２へ電力を供給する。また、監視カメラ１６からの映像情報は、制御コンピュータ５０へ直接送信されると共に、映像信号をＬＡＮ回線で転送するビデオエンコーダなどの映像信号変換装置５４を経て無線ＬＡＮアダプタ５３へ送信される。この映像信号は、加速度センサ１４、角速度センサ１５、Ｘ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１のロードセル３１及び第２ロードセル４２からのセンサ情報と共に、多脚ロボット１０のアンテナ５５を経て操作指令装置１８へ無線伝送される。

操作指令装置１８に無線伝送された映像情報及びセンサ情報は、操作指令装置１８のアンテナ５６、無線ＬＡＮアダプタ５７及びハブ５８を経て、操作指令装置１８の制御コンピュータ６０へ送信されると共に、操作指令装置１８のモニタ６１に表示される。オペレータが、無線指令装置１８のマウス６２、キーボード６３またはジョイスティック６４を操作することで制御コンピュータ６０が操作指令を作成し、この操作指令はハブ５８及び無線ＬＡＮアダプタ５７を経てアンテナ５６から多脚ロボット１０のアンテナ５５へ無線伝送される。

制御コンピュータ５０は、加速度センサ１４、角速度センサ１５、Ｘ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１及び第２ロードセル４２からのセンサ情報、並びに監視カメラ１６からの映像情報などに基づいて、または操作指令装置１８からの操作指令に基づいて、４本の脚１１の各関節２１〜２４の回転角度を決定し、モータドライバ５１を経て各脚１１を動作させることで、脚１１による歩行動作と後述の作業動作を制御する。

次に、多脚ロボット１０の制御ユニット１３（特に制御コンピュータ５０）が制御する脚１１による作業動作について、図９〜図１１を用いて以下に説明する。

脚１１による作業を行なう際には、４本の脚１１の第１関節２１及び第４関節２４を回転駆動して脚１１を屈曲させ、胴部１２の底面３９の着座構造体１７を床または地面１に着座させる。図９では、４本の脚１１のうち、床または地面１から離反し且つ胴部１２の前側面３５側に位置する第１脚１１Ａと第４脚１１Ｄの少なくとも１本が作業を行う。胴部１２の後側面３６側に位置する第２脚１１Ｂ及び第３脚１１Ｃは、作業を行わず、後述の如く胴部１２の姿勢安定のために用いられる。

図１０に示すように、障害物２を手前に倒すまたは引き寄せるために、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先２８を−Ｘ方向に移動させる場合、この第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８には＋Ｘ方向の力が作用する。このため、着座構造体１７のうち、胴部１２の前側面３５側に位置する前方着座構造体１７Ａを支点に、胴部１２の後側面３７に位置する後方着座構造体１７Ｂが浮き上がる方向にモーメントＭ１が多脚ロボット１０に発生する。この場合には、第２脚１１Ｂと第３脚１１Ｃの少なくとも一方の脚先２８を、前方着座構造体１７Ａよりも前方（＋Ｘ方向）の床または地面１に接触して、力点（第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８）と支点（第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの脚先２８）との距離を短く設定する。これにより、モーメントＭ１を減少させて、後方着座構造体１７Ｂの浮き上がりを抑制する。

この場合には更に、第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの脚先２８が床または地面１を押圧する。つまり、前方着座構造体１７Ａ回りのモーメントＭ１は、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８の位置と、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７のＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１で測定したＸ、Ｙ、Ｚ方向の力とから算出される。そして、この前方着座構造体１７Ａ回りのモーメントＭ１に釣り合うモーメントＭ２を発生させるように、第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの脚先２８により床または地面１を押圧させる。これにより、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄによってより重い障害物２の撤去が可能になる。

垂直な壁面に設置されたブレーカ等を第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８で押し上げる場合のように、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８により対象物を押し上げる上昇動作においても、図１０と同様にして、前方着座構造体１７Ａ回りのモーメントＭ１を制御する。これにより、重いブレーカ等の対象物を持ち上げ（押し上げる）作業が可能になる。

また、図１１に示すように、障害物２を押し付けるまたは奥側に倒すために第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先２８を＋Ｘ方向へ移動させる場合、この第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８には−Ｘ方向の力が作用する。このため、このときには多脚ロボット１０に、後方着座構造体１７Ｂを支点に前方着座構造体１７Ａが浮き上がる方向にモーメントＭ３が発生する。この場合には、第２脚１１Ｂ及び第３脚１１Ｃの脚先２８で、床または地面１における後方着座構造体１７Ｂによりも後方（−Ｘ方向）を押圧することで、前述の後方着座構造体１７Ｂ回りのモーメントＭ３に釣り合うモーメントＭ４が発生する。これにより、より重い障害物２の撤去が可能になる。

垂直な壁面に設置されたブレーカ等を第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８で押し下げる場合のように、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄにより対象物を押し下げる下降作業においても、図１１と同様にして、後方着座構造体１７Ｂ回りのモーメントＭ３を制御する。これにより、主にブレーカ等の対象物を下降させる（押し下げる）作業が可能になる。

図１０に示す引き寄せまたは押し上げ等の作業や、図１１に示す押し付けまたは押し下げ等の作業は、これらの作業を実行する第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７にＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１の少なくとも１つが設置され、これらのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１により第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７に作用する荷重（力）を計測することにより、この第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先２８が障害物２や対象物に作用している荷重（力）の計測が可能になる。このため、この第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄが障害物２や対象物を引き寄せまたは押し付け等の作業を実行する際に力の制御が可能になって、障害物２の移動開始、移動途中、停止などの状態に応じた力を障害物２や対象物に作用することができ、この結果、作業後の障害物２や対象物の移動位置を制御することが可能になる。

また、図１０または図１１の作業において前方着座構造体１７Ａまたは後方着座構造体１７Ｂが浮き上がる状況を把握するためには、胴部１２に設置された加速度センサ１４、角速度センサ１５にてそれぞれ計測された加速度、角速度、及びこれらから算出された胴部１２の傾斜角度を用い、更に、着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）に内蔵された第２ロードセル４２による計測荷重を用いる。

つまり、図１０または図１１の作業において前方着座構造体１７Ａまたは後方着座構造体１７Ｂが浮き上がって胴部１２がこれに応じた方向に傾斜したときには、加速度センサ１４、角速度センサ１５によりそれぞれ計測される胴部１２が傾斜したときの加速度、角速度、並びにこれらの加速度及び角速度から算出した胴部１２の傾斜角度から、胴部１２の傾斜状況を認識する。これにより、作業を行う第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの動作、または作業を行わず例えば床または地面１を押圧する第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの動作を、胴部１２の上述の傾斜を戻す方向に操作することが可能になる。

また、図１０または図１１の作業中において着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）に作用する荷重を、着座構造体１７に設置された第２ロードセル４２が計測することで、これらの前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂに作用する荷重（力）のバランスを監視することができ、これにより、前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂの浮き上がりを事前に予測することが可能になる。従って、作業を行う第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの動作、または作業を行わず例えば床または地面１を押圧する第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの動作を、胴部１２に傾斜が発生する前に実行させることで、多脚ロボット１０の姿勢を安定化できる。

以上に構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果が（１）及び（２）を奏する。
（１）図１及び図９に示すように、４個の関節２１〜２４を有して４つの関節自由度を備えた冗長自由度脚としての脚１１には、その第３リンク２７に、この第３リンク２７に作用する荷重を計測する第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１が設置されている。このため、胴部１２を着座構造体１７を介して床または地面１に着座させた状態で、脚１１を用いて障害物２等に作用する力を制御できるので、この障害物２等を移動させる作業を脚１１により好適に実施できる。従って、多脚ロボット１０に作業を実施させるためのマニュピュレータを搭載する必要がないので、その重量増加分だけ、多脚ロボット１０の運搬性能の低下及び消費エネルギの増大を共に回避できる。

（２）冗長自由度脚としての脚１１を用いた作業中に、胴部１２の姿勢を検知する姿勢センサとしての加速度センサ１４、角速度センサ１５からの検知情報や、着座構造体１７内の第２ロードセル４２からの荷重情報を用いて、作業を行う第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの動作と、作業を行わない第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃの動作とを制御することで、多脚ロボット１０の作業中における姿勢の安定を確保できる。

［Ｂ］第２実施形態（図１２〜図１８）
図１２は、本発明に係る遠隔作業自動機の第２実施形態を示す平面図である。また、図１５は、図１２における各脚の第３リンクを軸方向に沿って切断して示す断面図である。更に、図１６は、図１２の遠隔作業自動機による作業状況を示し、（Ａ）が積載物を持ち上げる前の状態を、（Ｂ）が積載物を持ち上げた状態をそれぞれ示す側面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態の遠隔作業自動機としての多脚ロボット７０が第１実施形態と異なる点は、図１２に示すように、多脚ロボット７０の胴部１２における底面３９に対向する天面４０に、積載物３を固定するための固定機構部７１が設けられると共に、図１５に示すように、４本の脚１１の脚先７２が回転自由度を有して構成された点等である。

つまり、本第２実施形態の多脚ロボット７０では、図１２及び図１６に示すように、胴部１２の天面４０に、積載物３を積載して運搬するため、この障害物３の両側に形成された耳部４をそれぞれ拘束する固定機構部７１が、胴部１２の天面４０に設置されている。ここで、積載物３は、多脚ロボット１０の作業に必要なツールや資材などである。

固定機構部７１は、例えば図１３に示すように、胴部１２の天面４０に対向して立設された弾性変形可能な一対のフック板７３Ａ及び７３Ｂである。これらのフック板７３Ａ及び７３Ｂは、積載物３の耳部４に形成された貫通孔６に挿入されると共に、外側に上側斜面７４及び下側斜面７５を有する山部を備える。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フック板７３Ａ及び７３Ｂが積載物３の耳部４の貫通孔６に挿入されたときに、フック板７３Ａ、７３Ｂのそれぞれの下側斜面７５が積載物３の耳部４の上縁７６を係止することで、積載物３がフック板７３Ａ及び７３Ｂにより垂直方向に拘束されて固定される。また、この固定状態で積載物３が上方へ持ち上げられたときには、図１３（Ｃ）に示すように、フック板７３Ａ及び７３Ｂは、積載物３の耳部４の上縁７６により押圧されて互いに接近するように弾性変形し、これにより、積載物３がフック板７３Ａ及び７３Ｂの拘束から外れる。

積載物３の耳部４をフック板７３Ａ及び７３Ｂにより固定する際には、積載物３の耳部４の下縁７７がフック板７３Ａ及び７３Ｂの上側斜面７４を押圧して、これらのフック板７３Ａ及び７３Ｂを互いに接近させるように弾性変形させることで、フック板７３Ａ及び７３Ｂが積載物３の耳部４の貫通孔５内に挿入される。

また、固定機構部７１は、例えば図１４に示すように、胴部１２の天面４０に立設片７８を立設させ、１枚のフック板７９をピン８０を介して立設片７８に回転自在に軸支させ、このフック板７９と天面４０との間に介装された圧縮コイルスプリング８１が、フック板７９を積載物３の耳部４に係止させるべく付勢して、積載物３を垂直方向に拘束するものであってもよい。

この場合にも、積載物３は垂直方向に持ち上げられることでフック板７９による拘束が解除され、垂直方向に下降されることでフック板７９により拘束される。尚、圧縮コイルスプリング８１に代えて捩りコイルスプリングや板ばね等を用いてもよい。また、圧縮コイルスプリング８１等のばねによる弾性力に代えて、図示しない回転モータやリニアモータ、ボイスコイルモータ、ソレノイド等のアクチュエータを用いてフック板７９を回転させてもよい。

また、図１５に示すように、多脚ロボット７０における４本の脚１１の第３リンク２７における脚先７２は、その軸部７２Ａが第３リンク２７のリンク本体２９内に収容されるが、この軸部７２Ａは、軸受８２及び８３を介してリンク本体２９、コイルスプリング３３及び衝撃吸収材３４に対し、第３リンク２７のリンク軸Ｏ回りに回転自在に配設されている。これにより、脚先７２は、第３リンク２７のリンク本体２９に対し進退可能に設けられて、コイルスプリング３３及び衝撃吸収材３４を介して第１ロードセル３１に荷重を付与可能に構成されると共に、第３リンク２７のリンク軸Ｏ回りに回転自在な回転自由度を有して構成される。

図１６及び図１７に後述の如く示すように、積載物３の例えばアーチ形状の把手５内に脚１１の第３リンク２７の脚先７２を挿入し、脚１１を動作させることで積載物３を持ち上げて所定位置に降ろす際には、積載物３の把手５に対して脚１１の第３リンク２７の位置が刻々と変化する。このとき、積載物３の把手５に接する第３リンク２７の脚先７２が第３リンク２７のリンク軸Ｏ回りに回転することで、脚先７２による把手５の支持点が、積載物３の重心位置の鉛直上方に常時位置づけられる。これにより、脚１１により持ち上げられた積載物３が傾いて回転する不具合が防止される。

次に、図１６及び図１７に示すように、多脚ロボット７０の胴部１２の天面４０に積載された積載物３を所定位置に移動させる動作を説明する。この動作も、図８に示す制御ユニット１３（特に制御コンピュータ５０）が脚１１を制御することで実行される。

この積載物３を移動させる際にも、まず、多脚ロボット７０における４本の脚１１を屈曲させて、胴部１２の底面３９の着座構造体１７を床または地面１に着座させる。この状態で、図１６（Ａ）に示すように、胴部１２の天面４０に積載された積載物３の把手５内に、多脚ロボット７０の第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄにおける第３リンク２７の脚先７２を挿入して引っ掛ける。尚、積載物３の把手５は、アーチ形状に形成されて積載物３の略直上へ向かって例えば一対延出され、それぞれに脚先７２が挿入されるものであるが、板形状に形成されて積載物４から両側方へ突設され、それぞれが脚先７２により係止されるものでもよい。

次に、図１６（Ｂ）に示すように、積載物３の把手５内に第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先７２を挿入した状態で、この第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄを動作させて積載物３を持ち上げ、この積載物３を胴部１２の天面４０の固定機構部７１から離脱させる。上述の動作で第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄを作業に用いるのは、積載物３を多脚ロボット７０の前方に移動させる場合であり、積載物３を多脚ロボット７０の後方に移動させる場合には第２脚１１Ｂ及び第３脚１１Ｃを用い、積載物３を多脚ロボット７０の左方に移動させる場合には第１脚１１Ａ及び第２脚１１Ｂを用い、積載物３を多脚ロボット３０の右方に移動させる場合には第３脚１１Ｃ及び第４脚１１Ｄを用いる。

例えば、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄを用いて積載物３を移動させる場合、この第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７に設置されたＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１によって、この第３リンク２７に作用する荷重（力）を計測することで、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先２８が積載物３の把手５に接触したか否かの検知が可能になる。更に、上述のＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１により計測された第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７に作用する荷重（力）の方向と、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの各関節２１〜２４の回転角度とから認識される第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７の向きとによって、この第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７の脚先２８が、積載物３を確実に持ち上げるために把手５の適切な位置に接触しているか否かを判断することが可能になる。

更に、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄが積載物３を持ち上げる際に、この第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄの第３リンク２７に作用する荷重（力）を、この第３リンク２７のＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１が計測することで、この計測された荷重（力）が積載物３の重心位置に応じた荷重配分及び荷重方向になっているかの判断が可能になる。この荷重配分や荷重方向が適切でない場合には、第１脚１１Ａと第４脚１１Ｄのそれぞれの第３リンク２７に作用する荷重が略同等となるように、第１脚１１Ａと第４脚１１Ｄの動作軌道を修正することで、積載物３の落下等の不具合を未然に防止することが可能になる。

図１７（Ａ）に示すように、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄにより積載物３を持ち上げた状態でこの積載物３を多脚ロボット７０の前方へ移動させると、多脚ロボット７０及び積載物３を一体とした物体の重心位置が前方着座構造体１７Ａの前方（＋Ｘ方向）になった段階で転倒モーメントが発生し、多脚ロボット７０が前方へ転倒する。これを避けるために、多脚ロボット７０の胴部１２に設置された加速度センサ１４及び角速度センサ１５、または前方着座構造体１７Ａ及び後方着座構造体１７Ｂに設置された第２ロードセル４２を用いて、転倒防止操作を行う。

つまり、加速度センサ１４及び角速度センサ１５によって多脚ロボット７０の胴部１２が前方に傾斜し始めたことを検知したとき、図１７（Ｂ）に示すように、後側面３６側の第２脚１１Ｂ及び第３脚１１Ｃの少なくとも一方の第３リンク２７の脚先７２を床または地面１に接触させると共に、この接触点を、前方着座構造体１７Ａよりも前方に位置づけ、更に、この脚先７２により床または地面１を押圧することで上述の転倒モーメントを解消する。それでも、転倒が抑制されない場合には、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄによって積載物３を降ろす位置を多脚ロボット７０の近傍位置に変更する。

また、前方着座構造体１７Ａ及び後方着座構造体１７Ｂにそれぞれ設置された第２ロードセル４２の計測値によって、積載物３を持ち上げた多脚ロボット７０の重心位置を求め、例えば後方着座構造体１７Ｂが持ち上げる前に多脚ロボット７０の転倒を予測して、第２脚１１Ｂ及び第３脚１１Ｃの脚先７２を、床または地面１における前方着座構造体１７Ａの前方に接触させて押圧させたり、第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄによる積載物３の降ろす位置を多脚ロボット７０近傍に変更する。

床または地面１に設置された積載物３等を、多脚ロボット７０の例えば第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄを用いて持ち上げ、胴部１２の天面４０に積載する場合には、胴部１２の天面４０に積載された積載物３を床または地面１に移動させる動作と逆の手順で、動作を実行する。

以上に構成されたことから、本第２実施形態によれば、胴部１２の天面４０と床または地面１との間で積載物３を移動させる作業に関して、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（３）及び（４）を奏する。

（３）多脚ロボット７０における胴部１２の天面４０には、この天面４０に積載される積載物３を垂直方向に拘束して固定する固定機構部７１が設置されているので、多脚ロボット７０の脚１１による歩行中に、積載物３が胴部１２から脱落することを確実に防止できる。

（４）積載物３の把手５内に挿入されて積載物３を持ち上げる脚１１（例えば第１脚１１Ａ及び第４脚１１Ｄ）の第３リンク２７における脚先７２は、第３リンク２７のリンク軸Ｏ回りに回転自在な回転自由度を有して構成されている。このため、脚１１が積載物３を持ち上げて移動させる間に、脚１１の第３リンク２７の積載物３に対する位置が変化する場合であっても、積載物３の把手５に接する第３リンク２７の脚先７２が第３リンク２７のリンク軸Ｏ回りに回転することで、脚先２８が把手５を支持する支持点を、積載物３の重心の直上位置に常に位置づけることができる。この結果、積載物３を、脚１１の第３リンク２７の脚先２８から落下させることなく所定位置まで確実に移動させることができる。

尚、図１８に示すように、脚１１の第３リンク２７のリンク本体２９には、第３リンク２７の脚先７２と外部環境との干渉を確認するためのＣＣＤカメラ８４が、脚先位置認識センサとして設置されてもよい。このＣＣＤカメラ８４は、第３リンク２７の脚先７２を積載物３の把手５に接近させる際に脚先７２と把手５とを監視し、また、脚１１により持ち上げられた積載物３を降ろす際に周囲環境を監視する。更に、このＣＣＤカメラ８４は、脚１１による積載物３の移動動作中に脚先７２による把手５の支持状態をも監視する。この場合には、積載物３を落下させないように脚先７２による把手５の支持位置を変更することが可能になる。ここで、脚先位置確認センサとしてはＣＣＤカメラ８４が用いられたが、ＣＭＯＳカメラ、撮像管カメラ、レーザレンジファインダ、その他の撮像素子であってもよい。

［Ｃ］第３実施形態（図１９、図２０）
図１９は、本発明に係る遠隔作業自動機の第３実施形態における各脚の第３リンクを示す斜視図である。この第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態における遠隔作業自動機としての多脚ロボット９０が第１及び第２実施形態と異なる点は、冗長自由度脚としての脚１１の第３リンク２７のリンク本体２９に、この第３リンク２７のリンク軸Ｏに直交して積載物３の把手５に挿入される突起部９１が突設され、この突起部９１がリンク軸Ｏに直交する直交軸Ｐ回りに回転自在に構成された点である。

つまり、図２０に示すように、脚１１の第３リンク２７におけるリンク本体２９の側面には、リンク軸Ｏに直交する直交軸Ｐに沿って突起軸部９２が設置され、この突起軸部９２に軸受９３を介して突起部９１が、直交軸Ｐ回りに回転自在に取り付けられる。突起部９１を積載物３の把手５に挿入させて脚１１が積載物３を持ち上げて移動させる間に、脚１１の第３リンク２７の位置が積載物３に対して変化する場合であっても、積載物３の把手５に接する突起部９１が突起軸部９２（直交軸Ｐ）回りに回転することで、突起部９１が把手５を支持する支持点が、積載物３の重心の直上位置に常に位置づけられることになる。これにより、積載物３が傾いて回転する不具合が防止される。

また、本第３実施形態では、脚１１の第３リンク２７におけるリンク本体２９の側面に、例えばＸ方向歪ゲージ３０に隣接してＺ方向歪ゲージ９４が貼付されている。突起部９１に積載物３の把手５が引っ掛けられたときに第３リンク２７に作用する第３リンク２７のリンク軸Ｏに沿うＺ方向の荷重（力）は、Ｚ方向歪ゲージ９４が測定するＺ方向の曲げ歪の測定値から計測される。

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、胴部１２の天面４０と床または地面１との間で積載物３を移動させる作業に関して、第１及び第２実施形態の効果（１）、（２）及び（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

（５）脚１１における第３リンク２７にリンク軸Ｏに直交して配置された突起部９１が、積載物３の把手５に挿入されてこの積載物３を引っ掛け、脚１１の動作により、胴部１２の天面４０と床または地面１との間で積載物３を移動させる。このため、この積載物３の移動動作において、脚１１における第４関節２４の位置が胴部１２の外側に張り出すことが防止または抑制される。この結果、脚１１を動作させて積載物３を移動させる過程において、脚１１の第４関節２４が外部環境と干渉するリスクを低減できる。

［Ｄ］第４実施形態（図２１、図２２）
図２１は、本発明に係る遠隔作業自動機の第４実施形態による作業状況(押し付け作業)の示す側面図である。また、図２２は、図２１の遠隔作業自動機による作業状況（引き寄せ作業）を示す側面図である。この第４実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第４実施形態の遠隔作業自動機としての多脚ロボット１００が第１実施形態と異なる点は、胴部１０の長さ寸法（前側面３５、後側面３６間距離）Ｌが高さ寸法（底面３９、天面４０間距離）Ｈよりも長い場合に、胴部１２を床または地面１に着座させる着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）が胴部１２の後側面３６に設置された点である。

つまり、本第４実施形態では、胴部１２の後側面３６において、底面３９側に前方着座構造体１７Ａが、天面４０側に後方着座構造体１７Ｂがそれぞれ設置されている。従って、多脚ロボット１００を床または地面１に着座させる際には、胴部１２の後側面３６を床または地面１側に向け、胴部１２の底面３９を障害物２等の対象物に対向させた状態で、前方着座構造体１７Ａ及び後方着座構造体１７Ｂにより胴部１２を床または地面１に着座させる。

従って、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）を奏する。

（６）多脚ロボット１００では、胴部１２の長さ寸法Ｌが高さ寸法Ｈよりも大きい場合に、胴部１２の後側面３６に着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ及び後方着座構造体１７Ｂ）が設置され、この着座構造体１７を介して胴部１２を床または地面１に着座させ、脚１１を用いて作業を実施するよう構成されている。このため、図２１に示すように、障害物２を奥側へ押し倒す作業において、胴部１２の長さ寸法Ｌだけ第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄを障害物２のより高い位置に設定できるので、障害物２を押すために大きな転倒モーメントを得ることができる。また、図２２に示すように、第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄの脚先２８を障害物２の奥側（＋Ｘ方向側）へアプローチできるので、脚１１の脚先２８を鉤爪や把持機構に交換する必要がなく、障害物２を容易に手前に引き寄せることができる。

［Ｅ］第５実施形態（図３、図４、図１０、図１１等参照）
この第５実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

第１実施形態では、脚１１を用いて行う例えば図１０及び図１１に示す作業中に、前方着座構造体１７Ａまたは後方着座構造体１７Ｂが浮き上がる状況を把握するために、胴部１２に設置された加速度センサ１４、角速度センサ１５(図１)にて計測等された加速度、角速度、胴部１２の傾斜角度を用いて胴部１２の傾斜状況を認識し、更に、着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）に設置された第２ロードセル４２(図５)が計測する前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂに作用する荷重の計測値により、前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂの浮き上がり（即ち胴部１２の傾斜）を予測している。

これに対し、本第５実施形態では、上述の着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）の第２ロードセル４２に代えて、脚１１の第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２及び第１ロードセル３１(図３、図４)を用いることで、この第１力センサが計測する荷重（力）により胴部１２の傾斜を予測しており、この点が第１実施形態と異なる。

図１０、図１１、図１６及び図１７等に示すように、床または地面１から離反した脚１１（例えば第１脚１１Ａ、第４脚１１Ｄ）を用いて障害物２や積載物３に対して作業を行う場合には、作業中における胴部１２の転倒を防止するために、非作業中の脚１１（例えば第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃ）は、その脚先２８、７２が床または地面１に接触している。従って、このとき、非作業中の脚１１（例えば第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃ）の第３リンク２７に設置された第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１の計測荷重を用いることで、胴部１２の傾斜を予測することが可能になる。この予測結果に基づいて、非作業中の脚１１（例えば第２脚１１Ｂ、第３脚１１Ｃ）における脚先２８、７２により床または地面１を押圧すること等によって、胴部１２の転倒を防止することが可能になる。

以上のように構成されたことから、本第５実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（７）を奏する。

（７）本第５実施形態では、脚１１を用いた作業中における胴部１２の傾斜（転倒）を予測するために、着座構造体１７（前方着座構造体１７Ａ、後方着座構造体１７Ｂ）の第２ロードセル４２に代えて、脚１１の第１力センサとしてのＸ方向歪ゲージ３０、Ｙ方向歪ゲージ３２、第１ロードセル３１が用いられるので、着座構造体１７の第２ロードセル４２を省略できる。この結果、第５実施形態における多脚ロボットの重量を減少でき、多脚ロボットの運搬性能の向上及び消費エネルギの低減を実現できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 床または地面
２ 障害物
３ 積載物
１０ 多脚ロボット（遠隔作業自動機）
１１ 脚
１２ 胴部
１３ 制御ユニット（制御装置）
１４ 加速度センサ（姿勢センサ）
１５ 角速度センサ（姿勢センサ）
１７ 着座構造体
２１ 第１関節
２２ 第２関節
２３ 第３関節
２４ 第４関節
２７ 第３リンク（先端リンク）
２８ 脚先
３０ Ｘ方向歪ゲージ（第１力センサ）
３１ 第１ロードセル（第１力センサ）
３２ Ｙ方向歪ゲージ（第１力センサ）
３６ 後側面
３９ 底面
４０ 天面
４２ 第２ロードセル（第２力センサ）
７０ 多脚ロボット（遠隔作業自動機）
７１ 固定機構部
７２ 脚先
８２、８３ 軸受
８４ ＣＣＤカメラ（脚先位置認識センサ）
９０ 多脚ロボット（遠隔作業自動機）
９１ 突起部
９３ 軸受
１００ 多脚ロボット（遠隔作業自動機）
Ｏ リンク軸
Ｐ 直交軸

Claims (10)

1. 胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動する遠隔作業自動機であって、
   前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、
   この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置されて構成されたことを特徴とする遠隔作業自動機。
2. 前記胴部には、底面または側面に、前記胴部を床または地面に着座させるための着座構造体が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機。
3. 前記着座構造体には、この着座構造体に作用する荷重を計測する第２力センサが設置されたことを特徴とする請求項２に記載の遠隔作業自動機。
4. 前記胴部の天面には、この天面に積載される積載物を固定するための固定機構部が設置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機。
5. 前記冗長自由度脚の先端リンクにおける脚先は、前記先端リンクの軸回りに回転自在な回転自由度を有して構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機。
6. 前記冗長自由度脚の先端リンクには、この先端リンクの脚先と外部環境との干渉を確認するための脚先位置認識センサが設置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機。
7. 前記冗長自由度脚の先端リンクには、この先端リンクのリンク軸に直交して突出し、この突出方向の軸回りに回転自在な突起部が設置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機。
8. 胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動し、
   前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置された遠隔作業自動機の作業方法であって、
   前記胴部を床または地面に着座させ、
   この着座状態で、前記冗長自由度脚を前記床または地面から離反させ、この離反した前記冗長自由度脚を動作させることで作業を行うこと特徴とする遠隔作業自動機の作業方法。
9. 胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動し、
   前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚を有し、この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置され、
   前記胴部に設置されて前記胴部を床または地面に着座させるための着座構造体には、この着座構造体に作用する荷重を計測する第２力センサが設置された遠隔作業自動機の作業方法であって、
   前記着座構造体を床または地面に着座させ、
   この着座状態で、前記冗長自由度脚を前記床または地面から離反させ、この離反した前記冗長自由度脚を動作させることで作業を行い、
   この作業中に、前記第２力センサの計測値に基づいて非作業中の前記脚を前記床または地面に接触させることで、前記作業中の前記胴部の姿勢を制御することを特徴とする遠隔作業自動機の作業方法。
10. 胴部に複数本設けられると共に複数の関節を備えたリンク機構からなる脚と、前記胴部内に収容されて前記脚の動作を制御する制御装置と、前記胴部に設置されてこの胴部の姿勢を検知する姿勢センサとを有し、前記脚の動作により移動し、
    前記脚は、先端リンクの脚先の位置及び姿勢を決定するために４以上の関節自由度を備えた冗長自由度脚であり、この冗長自由度脚の前記先端リンクには、この先端リンクの軸方向の荷重とこの軸方向に垂直な方向の荷重との少なくとも一方を計測する第１力センサが設置された遠隔作業自動機の作業方法であって、
    前記胴部を床または地面に着座させ、
    この着座状態で、前記冗長自由度脚を前記床または地面から離反させ、この離反した前記冗長自由度脚を動作させることで作業を行い、
    この作業中に、前記床または地面に接触した非作業中の前記冗長自由度脚における前記第１力センサの計測値に基づいて前記非作業中の前記冗長自由度脚を動作させることで、前記作業中の前記胴部の姿勢を制御することを特徴とする遠隔作業自動機の作業方法。

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