JP2016172613A - 遠隔作業自動機の運搬装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔作業自動機を移動可能な領域まで運搬することで、この遠隔作業自動機による現場作業を迅速且つ低コストに実現できること。
【解決手段】複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬装置４４であって、遠隔作業自動機を搭載する基板５５と、基板５５を懸架し昇降させる昇降手段としてのワイヤ５７及び電動ホイスト５８と、基板５５の下面に設けられ、下階床の障害物に対し移動して基板５５を障害物から離反させる移動手段としてのローラ６０と、を有して構成されたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬装置及び方法に関する。

有線または無線によって遠隔地から操作して移動する遠隔作業自動機は、温度、湿度、放射線、粉塵、騒音、悪臭などの環境条件や、崩落の危険性などにより人が近づくことの困難な場所での調査、探査、捜索などに有効な装置である。特に、２脚以上の多脚機構を備えた歩行ロボット（例えば特許文献１参照）や、無限軌道（クローラ）式の移動機構を有するクローラ型ロボット等の遠隔作業自動機は、その踏破性が優れていることから災害現場などで段差や階段を移動し、また、ガレキの散乱した場所などを移動するのに有効である。

特開２００５−１６１４２７号公報

このような踏破性の高い多脚歩行ロボット、クローラ型ロボット等の遠隔作業自動機は、建物内で階を移動するために階段やエレベータ、エスカレータを経路として用いる。しかし、これらの経路が健全でない災害現場では、遠隔作業自動機が他の階へ移動することが困難になってしまうという課題がある。

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、遠隔作業自動機を移動可能な領域まで運搬することで、この遠隔作業自動機による現場作業を迅速且つ低コストに実現できる遠隔作業自動機の運搬装置及び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の運搬装置は、複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬装置であって、前記遠隔作業自動機を搭載する基板と、前記基板を懸架し昇降させる昇降手段と、前記基板の下面に設けられ、障害物に対し移動して前記基板を前記障害物から離反させる移動手段と、を有し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運搬方法は、複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬方法であって、前記遠隔作業自動機を基板に搭載して上階から下階へ向かって下降させ、この下降過程で前記基板が障害物と干渉したときに、前記基板の下面に設けられた移動手段を前記障害物に対し移動させることで、前記基板を前記障害物から離反させて前記下階の床に着地させることを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、遠隔作業自動機を移動可能な領域まで運搬することで、この遠隔作業自動機による現場作業を迅速且つ低コストに実現できる。

本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第１実施形態を示す斜視図。 図１の運搬装置の基板に遠隔作業自動機である多脚ロボットが搭載された状態を示す斜視図。 図２の多脚ロボットを示す斜視図。 図１の運搬装置におけるシステム構成を示すブロック図。 図３の多脚ロボットにおけるシステム構成を示すブロック図。 図１の運搬装置による運搬状況を説明する説明図。 図６の運搬状況において運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図。 本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第２実施形態を、遠隔作業自動機としての多脚ロボットと共に示す斜視図。 図８の運搬装置による運搬状況を示し、運搬装置と障害物とが干渉した状況を説明する説明図。 図９の運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図。 本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第３実施形態であり、（Ａ）がスロープ板の収納状態を、（Ｂ）がスロープ板の展開状態をそれぞれ示す斜視図。 本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第４実施形態を示し、運搬装置と障害物とが干渉した状況を説明する説明図。 図１２の運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図。 本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第５実施形態を示し、運搬装置と障害物とが干渉した状況を説明する説明図。 図１４の錘とガイド部材との関係を示す概略構成図。 図１４の運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図。 本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第６実施形態を、遠隔作業自動機としての多脚ロボットと共に示す斜視図。 図１７の円柱支持体により生成される進行波を説明するグラフ。 図１７の運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図。

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７）
図１は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１の運搬装置の基板に遠隔作業自動機である多脚ロボットが搭載された状態を示す斜視図である。更に、図３は、図２の多脚ロボットを示す斜視図である。本第１実施形態におけるＸ、Ｙ、Ｚの方向指示は、運搬装置により運搬される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３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、操作者により操作されるロボット用操作指令装置１８（図４）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の位置決めのためには、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、例えば胴部１２の着座構造体１７を床などに着座させた状態で、第２リンク２６及び第３リンク２７を屈曲させ、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、この脚先２８により作業を実施するためには、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、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、図示しない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で計測される。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へ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、２本、６本または８本等であってもよい。

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、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、胴部１２の前側面３０に設置される前方監視カメラ、及び後側面３１に設置される後方監視カメラの他、図示しないが、左側面３２に設置される左側方監視カメラ、右側面３３に設置される右側方監視カメラ、例えば底面３４に設置される前下方監視カメラ、及び例えば底面３４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、作業時における各脚１１の脚先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３４には、動力源としてのバッテリ３５が設置されると共に、このバッテリ３５の周囲に複数の着座構造体１７が配置される。バッテリ３５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、脚１１が持ち上げられたときに胴部１２を床または地面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には、胴部１２が着座構造体１７を介して床または地面に着座したときに床または地面から受ける荷重（接地反力）を計測するロードセル３６（図５）が設けられている。このロードセル３６は、例えば圧電素子などを用いて構成される。

制御ユニット１３は、図３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５に示すように、制御コンピュータ３７、モータドライバ３８、センサユニット３９、無線ＬＡＮアダプタ４０及び映像信号変換装置４１を有して構成され、バッテリ３５から給電される。

センサユニット３９は、加速度センサ１４、角速度センサ１５及びロードセル３６からの信号を増幅処理して制御コンピュータ３７へ送信すると共に、これらの加速度センサ１４、角速度センサ１５及びロードセル３６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３７へ直接、またはビデオサーバ等の映像信号変換装置４１を経て送信される。

監視カメラ１６からの映像情報は、加速度センサ１４、角速度センサ１５及びロードセル３６からのセンサ情報と共に、多脚ロボット１０のアンテナ４２から図４に示す運搬装置４４のアクセスポイント（中継基地）４６へ無線で伝送され、このアクセスポイント４６から第２ハブ４８及び第１ハブ４７を経てロボット用操作指令装置１８へ有線で伝送される。

ロボット用操作指令装置１８に伝送された映像情報及びセンサ情報は、ロボット用操作指令装置１８の制御コンピュータ５０へ送信された後、ロボット用操作指令装置１８のモニタ５１に表示される。操作者がロボット用操作装置１８のマウス５２、キーボード５３またはジョイスティック５４を操作することで、制御コンピュータ５０が操作指令を作成する。この作成された操作指令は、第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経てアクセスポイント４６へ有線で伝送され、アクセスポイント４６から多脚ロボット１０のアンテナ４２へ無線で伝送される。

多脚ロボット１０の制御コンピュータ３７は、図５に示すように、加速度センサ１４、角速度センサ１５及びロードセル３６からのセンサ情報、並びに監視カメラ１６からの映像情報等に基づいて、またはロボット用操作指令装置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３８を経て各脚１１を動作させることで、脚１１による歩行動作と作業動作を制御する。

上述のように構成された多脚ロボット１０は、図１及び図２に示す運搬装置４４により、建物の上階から下階の移動可能な領域まで運搬される。この運搬装置４４は、基板５５と、この基板５５から立設されたフレーム５６と、このフレーム５６に連結されたワイヤ５７と、このワイヤ５７と共に昇降手段を構成する電動ホイスト５８と、監視手段としての監視カメラ５９と、移動手段としてのローラ６０と、を有して構成される。

基板５５は、多脚ロボット１０を搭載するものである。この基板５５の中央位置に充電器６１が設置され、この充電器６１の周囲に、多脚ロボット１０の脚１１の本数に対応した数の保持具６２が設置されている。充電器６１は、図示しない電源ケーブルに接続される。また、保持具６２は、ばね等の弾性体による弾性力で、多脚ロボット１０の脚１１における脚先２８を保持する。多脚ロボット１０は、全ての脚１１を屈曲させて、胴部１２の着座構造体１７を基板５５の上面に着座させ、バッテリ３５を充電器６１に接続させ、脚１１の脚先２８が保持具６２により保持された状態で、基板５５に搭載される。

多脚ロボット１０の脚１１における脚先２８が保持具６２に保持されることで、多脚ロボット１０は基板５５からの落下が防止される。保持具６２による脚１１の脚先２８の保持は、多脚ロボット１０が脚１１を持ち上げることで解除される。また、基板５５への多脚ロボット１０の搭載時に多脚ロボット１０のバッテリ３５が充電器６１に接続されることで、運搬装置４４による多脚ロボット１０の運搬中に充電器６１を介してバッテリ３５が充電される。なお、保持具６２は、モータ駆動のクランク機構により構成されてもよい。

ワイヤ５７は、フレーム５６を介して基板５５を懸架し、このワイヤ５７を電動ホイスト５８が巻き取りまたは送り出すことで基板５５が昇降される。ここで、ワイヤ５７に代えてチェーン、ロープまたはベルトなどが用いられてもよい。

フレーム５６にはアクセスポイント４６、第２ハブ４８及び監視カメラ５９が取り付けられている。この監視カメラ５９は、電動ホイスト５８により昇降される基板５５の状態、つまり基板５５の傾斜状態や基板５５と下階床６３（図６、図７）との距離などを監視する。これらの電動ホイスト５８、アクセスポイント４６、監視カメラ５９は、充電器６１と同様に図示しない電源ケーブルに接続されて、電力が供給される。

ローラ６０は、基板５５の下面の全ての領域に複数本、例えばそれぞれが回転（転動）自在に配設される。これらのローラ６０は、図７に示す障害物６４に接触したとき、運搬装置４４及び多脚ロボット１０全体の重心Ｇが運搬装置４４と障害物６４との接触位置よりも外側にあるときに、障害物６４に対し自由に回転して、基板５５を障害物６４から滑り下ろして離反させる機能を果たす。

上述の図１及び図２に示す運搬装置４４は、図４に示すように、第２ハブ４８及び第１ハブ４７を介して運搬装置用操作指令装置４５に有線で接続される。また、運搬装置４４内では、第２ハブ４８に電動ホイスト５８、監視カメラ５９及び充電器６１が有線接続される。従って、監視カメラ５９にて監視された映像情報は、第２ハブ４８及び第１ハブ４７を経て運搬装置用操作指令装置４５の制御コンピュータ６５へ送信された後、運搬装置用操作指令装置４５のモニタ６６に表示される。なお、第１ハブ４７と第２ハブ４８間は、無線ＬＡＮアダプタ及びアンテナを介して無線接続されてもよい。

操作者は、モニタ６６に表示される映像情報（監視画像）を確認しながら、運搬装置用操作指令装置４５のマウス６７、キーボード６８またはジョイスティック６９を操作することで、制御コンピュータ５０が、電動ホイスト５８及び充電器６１を制御するための操作指令を作成する。この作成された操作指令は、第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経て電動ホイスト５８、充電器６１へ送信され、ワイヤ５７が巻き取られまたは送り出されて基板５５が昇降し、充電器６１による多脚ロボット１０のバッテリ３５への充電が開始または停止される。

次に、上述の運搬装置４４の作用を説明する。
図６に示す上階床７０に運搬装置４４を配設した状態で、この運搬装置４４の基板５５に多脚ロボット１０を、胴部１２の着座構造体１７を基板５５に着座させ、脚１１の脚先２８を保持具６２に保持させた状態で搭載する。

次に、操作者が運搬装置用操作指令装置４５を用いて電動ホイスト５８を動作させることで、運搬装置４４の基板５５は、上階床７０に形成された開口部７１から吊り降ろされる。このとき、下階床６３に障害物６４が存在すると、運搬装置４４のローラ６０がこの障害物６４に干渉してしまう。この場合、運搬装置４４と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇ（図７）が運搬装置４４と障害物６４との接触位置よりも外側にあるときには、図７に示すように、運搬装置４４の基板５５は障害物６４に対して傾斜する。

操作者が監視カメラ５９からの監視画像を運搬装置用操作指令装置４５のモニタ６６で確認し、運搬装置４４の基板５５の傾斜状態や基板５５と下階床６３との距離などを監視しながら、電動ホイスト５８を動作させて運搬装置４４の基板５５を吊り降ろすことで、運搬装置４４のローラ６０が障害物６４に接触した状態で矢印α方向に自由に回転する。これにより、運搬装置４４の基板５５は、矢印Ａの方向に障害物６４から滑り下り、この障害物６４から離反して下階床６３に着地し、多脚ロボット１０を移動可能な領域まで運搬する。

以上のよう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（１）を奏する。
（１）運搬装置４４の基板５５に多脚ロボット１０を搭載し、電動ホイスト５８及びワイヤ５７により基板５５を上階床７０から下階床６３へ向かって吊り降ろし、この吊り降ろし過程で基板５５下面のローラ６０が障害物６４と干渉しても、この障害物６４に対するローラ６０の回転により、運搬装置４４の基板５５が障害物６４から離反して下階床６３に着地する。このように、多脚ロボット１０が下階床６３における移動可能な領域まで運搬装置４４により運搬されることで、多脚ロボット１０の自力での上下階移動が困難な環境でも、多脚ロボット１０を上階床６０から下階床６３まで確実に移動させることができ、また、多脚ロボット１０そのものに、上下階の移動が困難な環境でも踏破できるだけの構成や機能を持たせる必要がない。したがって、多脚ロボット１０による現場作業を迅速且つ低コストで実現できる。

［Ｂ］第２実施形態（図８〜図１０）
図８は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第２実施形態を、遠隔作業自動機としての多脚ロボットと共に示す斜視図である。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実施形態における遠隔作業自動機の運搬装置７５が第１実施形態と異なる点は、基板５５の下面に設けられる移動手段が、駆動源としての駆動モータ７６の駆動力により回転するローラ６０Ａと、このローラ６０Ａを含む複数のローラ６０に巻き掛けられてローラ６０Ａ及び６０と共に回転する履帯７７と、を有して構成された点である。

基板５５の両端に位置する２本のローラ６０のうち、１本のローラ６０Ａが、ベルト７８等の伝動機構を介して駆動モータ７６に連結される。このローラ６０Ａが駆動モータ７６の駆動力によりベルト７８を介して回転することで、履帯７７が他の複数のローラ６０と共に、図９に示す矢印β方向に回転する。駆動モータ７６の起動、停止は、図４に示すように、運搬装置用操作指令装置４５のマウス６７、キーボード６８またはジョイスティック６９の操作により制御コンピュータ６５が操作指令を作成し、この操作指令が第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経て駆動モータ７６へ送信されることでなされる。

本第２実施形態の運搬装置７５の基板５５が、運搬装置用操作指令装置４５を用いた操作者の電動ホイスト５８の操作により、図９に示すように上階床７０の開口部７１から吊り降ろされ、運搬装置７５の履帯７７が下階床６３の障害物６４と干渉したとき、このときの履帯７７と障害物６４との接触状態が監視カメラ５９からの監視画像で確認されることで、操作者が運搬装置用操作指令装置４５を操作して駆動モータ７６が起動させる。

これにより、障害物６４に接触した履帯７７が駆動モータ７６の駆動力により矢印β方向に回転して、運搬装置７５の基板５５が障害物６４に対して矢印Ｂ方向に水平移動する。そして、運搬装置７５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置７５と障害物６４との接触位置の外側に至ったとき、図１０に示すように、運搬装置７５の基板５５は障害物６４に対して傾斜する。

操作者がこの基板５５の傾斜状態を運搬装置用操作指令装置４５の監視画像で監視しつつ、履帯７７の回転状態下で、運搬装置７５の基板５５を引き続き吊り降ろすことで、運搬装置７５の基板５５は、矢印Ａ方向に障害物６４から滑り下り、この障害物６４から離反して下階床６３に着地し、多脚ロボット１０を移動可能な領域まで運搬する。

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

（２）複数本のローラ６０Ａ及び６０に履帯７７が巻き掛けられることで、運搬装置７５の基板５５の吊り降ろし時に、障害物６４がローラ６０Ａ、６０間に挟まれることを防止できる。

更に、ローラ６０Ａ及び６０に巻き掛けられた履帯７７が駆動モータ７６により回転駆動されることから、吊り降ろし過程の運搬装置７５の履帯７７が障害物６４と干渉し、運搬装置７５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置７５と障害物６４との接触位置の内側にある場合でも、履帯７７が回転することで、運搬装置７５の基板５５を障害物６４に対し水平方向に移動させて傾斜させ、障害物６４から離反させて下階床６３に着地させることができる。また、一つの駆動源で複数のローラ６０を駆動することができる。

ここで、本第２実施形態の履帯７７は１条である必要はなく、複数条（例えば２条）配設し、それぞれの履帯７７の回転方向を個別に制御することで、障害物６４上で、運搬装置７５の基板５５の向きを任意に変化させることが可能になる。

［Ｃ］第３実施形態（図１１）
図１１は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第３実施形態であり、（Ａ）がスロープ板の収納状態を、（Ｂ）がスロープ板の展開状態をそれぞれ示す斜視図である。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の運搬装置８０が第２実施形態と異なる点は、基板５５に、多脚ロボット１０の移動を補助するためのスロープ板８１が配置された点である。

つまり、運搬装置８０では、複数本のローラ６０Ａ、６０に履帯７７が巻き掛けられたため、多脚ロボット１０が搭載される基板５５の上面が、床（上階床７０や下階床６３）から高い位置になっている。このため、基板５５の上面と前記床との間に、展開状態（図１１（Ｂ））のスロープ板８１が架け渡され、このスロープ板８１上を多脚ロボット１０が移動することで、基板５５と床間の多脚ロボット１０の移動が容易になる。

スロープ板８１は、基板５５の上面に接触する収納状態（図１１（Ａ））と、上述の展開状態との間で回転し、この回転は図示しない駆動モータの駆動力によってなされる。そして、この駆動モータの起動、停止は、図４に示す運搬装置用操作指令装置４５を用いて操作者により操作される。

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、第１及び第２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）を奏する。

（３）運搬装置８０の基板５５に、床（上階床７０、下階床６３）との間に渡されるスロープ板８１が設けられたことから、このスロープ板８１上を多脚ロボット１０が移動することで、運搬装置８０の基板５５と床間を多脚ロボット１０に容易に移動させることができる。

［Ｄ］第４実施形態（図１２、図１３）
図１２は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第４実施形態を示し、運搬装置と障害物とが干渉した状況を説明する説明図である。この第４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４実施形態の遠隔作業自動機の運搬装置８５が第２実施形態と異なる点は、駆動モータ７６、ベルト７８及びローラ６０Ａが削除されて履帯７７が複数のローラ６０と共に回転自在に構成され、且つ、基板５５の上方のフレーム５６に、錘８７を構成要素とする振り子８６が配置され、この振り子８６が駆動源としての駆動モータ８８の駆動力により所定の振れ角θで回動するよう構成された点である。

つまり、駆動モータ８８はフレーム５６に設置される。また、振り子８６は、アーム８９の下端に錘８７が固定され、このアーム８９の上端がフレーム５６に揺動自在に支持されると共に、駆動モータ８８に連結される。この駆動モータ８８の駆動力により、錘８７を含む振り子８６が履帯７７の回転方向と同一の方向に回動して、この振り子８６の振れ角θが所定値に設定される。駆動モータ８８の起動、停止は、図４に示すように、運搬装置用操作指令装置４５のマウス６７、キーボード６８またはジョイスティック６９の操作により制御コンピュータ６５が操作指令を作成し、この操作指令が第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経て駆動モータ８８へ送信されることでなされる。

第４実施形態の運搬装置８５の基板５５が、運搬装置用操作指令装置４５を用いた操作者の電動ホイスト５８の操作により、図１２に示すように上階床７０の開口部７１から吊り降ろされ、運搬装置７５の履帯７７が下階床６３の障害物６４と干渉したとき、このときの履帯７７と障害物６４との接触状態が、監視カメラ５９からの監視画像を用いて操作者に確認される。この履帯７７と障害物６４との干渉状態で、運搬装置８５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置８５と障害物６４との接触位置の内側にあるときには、電動ホイスト５８によりワイヤ５７が送り出されても、運搬装置８５の基板５５は障害物６４に対して傾斜しない。そこで、操作者が運搬装置用操作指令装置４５を操作して電動ホイスト５８を停止させると共に、駆動モータ８８を起動させる。

駆動モータ８８の起動による駆動力によって、振り子８６の錘８７が矢印γ方向へ回動して振り子８６が所定の振れ角θ（図１３）に設定されると、運搬装置８５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが、運搬装置８５と障害物６４との接触位置よりも外側へ矢印Ｃのように移動する。この状態で操作者が運搬装置用操作指令装置４５を操作することで、電動ホイスト５８が作動してワイヤ５７が送り出され、これにより、図１３に示すように、運搬装置８５の基板５５は、障害物６４に対して傾斜し、履帯７７がローラ６０と共に障害物６４に対して自由に回転することで、矢印Ａ方向に障害物６４から滑り下りる。

これにより、運搬装置８５の基板５５は、障害物６４から離反して下階床６３に着地し、多脚ロボット１０を移動可能な領域まで運搬する。ここで、運搬装置８５の基板５５が下階床６３に着地した後に、駆動モータ８８の出力を低下させまたは駆動モータ８８を停止させることで、振り子８６は、重力の作用で鉛直方向、つまり基板５５に対し垂直な元位置に復帰する。

以上のように構成されたことから、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。

（４）複数本のローラ６０に履帯７７が巻き掛けられることで、運搬装置８５の基板５５の吊り降ろし時に、障害物６４がローラ６０間に挟まれることを防止できる。

更に、錘８７を備えた振り子８６が駆動モータ８８の駆動力により所定の振れ角θで回動することから、吊り降ろし過程の運搬装置８５の履帯７７が障害物６４と干渉し、運搬装置８５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置８５と障害物６４との接触位置の内側にある場合でも、振り子８６を所定の振れ角θに設定することで、運搬装置８５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇを、運搬装置８５と障害物６４との接触位置の外側に設定できる。この結果、ワイヤ５７が電動ホイスト５８により送り出されることで、運搬装置８５の基板５５を障害物６４に対して傾斜させることができ、この運搬装置８５の基板５５を矢印Ａ方向へ移動させて下階床６３に着地させることができる。

［Ｅ］第５実施形態（図１４〜図１６）
図１４は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第５実施形態を示し、運搬装置と障害物とが干渉した状況を説明する説明図である。また、図１５は、図１４の錘とガイド部材との関係を示す概略構成図である。この第５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。

この第５実施形態における遠隔作業自動機の運搬装置７０が第２実施形態と異なる点は、駆動モータ７６、ベルト７８及びローラ６０Ａが削除され、履帯７７が複数のローラ６０と共に回転自在に構成され、且つ、基板５５の上方のフレーム５６にガイド部材９１が設置され、このガイド部材９１に配設された錘９２が駆動源としての駆動モータ９３の駆動力により、ガイド部材９１に沿って所定の移動量Ｌで移動するよう構成された点である。

つまり、図１４に示すように、フレーム５６の上部には、履帯７７の回転方向に沿って延在するガイド部材９１が架設されている。このガイド部材９１は、板状部材、円柱部材または円筒部材にて構成され、基板５５に向かって下に凸のＶ字形状またはアーチ形状（本実施形態では、下に凸のアーチ形状）に形成される。このガイド部材９１の形状により、ガイド部材９１に沿って移動する錘９２は、少なくとも水平方向（即ち水平方向及び垂直方向）に案内される。

錘９２には、図１５に示すように、一対のピンチローラ９４Ａ及び９４Ｂが回転自在に支持され、これらのピンチローラ９４Ａ及び９４Ｂによりガイド部材９１が上下に挟まれることで、錘９２がガイド部材９１に移動可能に配設される。ピンチローラ９４Ａ、９４Ｂの一方、例えば上方に位置するピンチローラ９４Ａが、錘９２に設置された駆動モータ９３に連結される。従って、駆動モータ９３の駆動力によりピンチローラ９４Ａが回転することで、錘９２は、ガイド部材９１に沿って所定の移動量Ｌだけ移動する。駆動モータ９３の起動、停止は、図４に示すように、運搬装置用操作指令装置４５のマウス６７、キーボード６８またはジョイスティック６９の操作により制御コンピュータ６５が操作指令を作成し、この操作指令が第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経て駆動モータ９３へ送信されることでなされる。

第５実施形態の運搬装置９０の基板５５が、運搬装置用操作指令装置４５を用いた操作者の電動ホイスト５８の操作により、図１４に示すように上階床７０の開口部７１から吊り降ろされ、運搬装置９０の履帯７７が下階床６３の障害物６４と干渉したとき、このときの履帯７７と障害物６４との接触状態が、監視カメラ５９からの監視画像を用いて操作者に確認される。この履帯７７と障害物６４との干渉状態で、運搬装置９０と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置９４と障害物６４との接触位置の内側にあるときには、電動ホイスト５８によりワイヤ５７が送り出されても、運搬装置９０の基板５５は障害物６４に対して傾斜しない。そこで、操作者が運搬装置用操作指令装置４５を操作して電動ホイスト５８を停止させると共に、駆動モータ９３を起動させる。

駆動モータ９３の起動による駆動力によって、錘９２がガイド部材９１に沿って矢印δ方向へ移動して錘９２が所定の移動量Ｌ（図１６）に設定されると、運搬装置９０と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが、運搬装置９０と障害物６４との接触位置の外側へ矢印Ｄ方向に移動する。この状態で、操作者が運搬装置用操作指令装置４５を操作することで、電動ホイスト５８が作動してワイヤ５７が送り出され、これにより、図１６に示すように、運搬装置９０の基板５５は、障害物６４に対して傾斜し、履帯７７がローラ６０と共に障害物６４に対して自由に回転することで、矢印Ａ方向に障害物６４から滑り下りる。

これにより、運搬装置９０の基板５５は、障害物６４から離反して下階床６３に着地し、多脚ロボット１０を移動可能な領域まで運搬する。ここで、運搬装置９０が下階床６３に着地した後に、駆動モータ９３の出力を低下させまたは駆動モータ９３を停止させることで、錘９２は、重力の作用でガイド部材９１の最下位置までガイド部材９１に沿って移動して、元位置に復帰する。

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）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

（５）複数本のローラ６０に履帯７７が巻き掛けられることで、運搬装置９０の基板５５の吊り降ろし時に、障害物６４がローラ６０間に挟まれることを防止できる。

更に、駆動モータ９３の駆動力により錘９２が、ガイド部材９１に沿って少なくとも水平方向に案内されて所定の移動量Ｌだけ移動することから、吊り降ろし過程の運搬装置９０の履帯７７が障害物６４と干渉し、運搬装置９０と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置９０と障害物６４との接触位置の内側にある場合でも、錘９２をガイド部材９１に沿って所定の移動量Ｌだけ移動させることで、運搬装置９０と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇを、運搬装置９０と障害物６４との接触位置の外側に設定できる。この結果、ワイヤ５７が電動ホイスト５８により送り出されることで、運搬装置９０の基板５５を障害物６４に対して傾斜させることができ、この運搬装置９０の基板５５を矢印Ａ方向へ移動させて下階床６３に着地させることができる。

なお、ガイド部材９１をラック形状に形成し、一対のピンチローラ９４Ａ、９４Ｂのうちの一方をピニオンギアとし、このピニオンギアを駆動モータ９３により駆動させることで、錘９２をガイド部材９１に沿って所定の移動量Ｌだけ移動させてもよい。

［Ｆ］第６実施形態（図１７〜図１９）
図１７は、本発明に係る遠隔作業自動機の運搬装置における第６実施形態を、遠隔作業自動機としての多脚ロボットと共に示す斜視図である。また、図１９は、図１７の運搬装置が障害物から離反する状況を説明する説明図である。この第６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６実施形態における遠隔作業自動機の運搬装置９５が第１実施形態と異なる点は、基板５５の下面に設けられる移動手段が、駆動源としての駆動モータ９６の駆動力により、進行波９８（図１９）を生成すべく基板５５に対して垂直な方向εに往復移動する複数本の円柱支持体９７（９７Ａ、９７Ｂ、９７Ｃ…）を有して構成された点である。

円柱支持体９７を基板５５に対し垂直な方向ε（例えば上下方向）に往復移動させる駆動源としての駆動モータ９６は、ボイスコイルモータが好ましい。但し、この駆動源は、例えば圧電素子、回転モータとクランクとの組合せ機構、電磁ソレノイド、またはエアシリンダと空気ポンプとの組合せ機構などであってもよい。

この駆動モータ９６の起動、停止は、図４に示すように、運搬装置用操作指令装置４５のマウス６７、キーボード６８またはジョイスティック６９の操作により制御コンピュータ６５が操作指令を作成し、この操作指令が第１ハブ４７及び第２ハブ４８を経て駆動モータ９６へ送信されることでなされる。

また、円柱支持体９７の往復移動によって生成される進行波９８は、図１８に示すように、円柱支持体９７Ａ、９７Ｂ．９７Ｃ…のそれぞれが、時間ｔ＝ｔ０、ｔ１、ｔ２、…において基板５５に対し垂直な方向εに変化することで生成される横波の正弦波であり、矢印Ｅの方向に進行する。この進行波９８を生成する円柱支持体９７が障害物６４に接触することで、運搬装置９９の基板５５は、進行波９８の進行方向Ｅと反対の矢印Ｂ（図１９）方向に移動して障害物６４から離反する。

第６実施形態の運搬装置９５の基板５５が、運搬装置用操作指令装置４５を用いた操作者の電動ホイスト５８の操作により、図１９に示すように上階床７０の開口部７１から吊り降ろされ、運搬装置９５の円柱支持体９７が下階床６３の障害物６４と干渉したとき、このときの円柱支持体９７と障害物６４との接触状態を操作者が監視カメラ５９からの監視画像で確認して、運搬装置用操作指令装置４５を操作することで、駆動モータ９６を起動させる。

これにより、障害物６４に接触していた円柱支持体９７が駆動モータ９６の駆動力により基板５５に対し垂直な方向εに往復移動して進行波９８を生成し、運搬装置９５の基板５５が障害物６４に対して矢印Ｂ方向に水平移動する。そして、運搬装置９５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置９５と障害物６４との接触位置の外側に至ったときに、運搬装置９５の基板５５は障害物６４に対して傾斜する。

操作者が運搬装置９５の基板５５の傾斜状態を運搬装置用操作指令装置４５のモニタ６６の監視画像で監視つつ、円柱支持体９７の往復移動下で、運搬装置９５の基板５５を引き続き吊り降ろすことで、運搬装置９５の基板５５は、障害物６４から滑り下り、障害物６４から離反して下階床６３に着地し、多脚ロボット１０を移動可能な領域まで運搬する。なお、円柱支持体９７は、基板５５に対し平行な水平方向に往復移動して、縦波の進行波を生成してもよい。

以上のように構成されたことから、本第６実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）を奏する。

（６）基板５５の下面に設けられた円柱支持体９７が、駆動モータ９６により往復移動することで進行波９８が生成されることから、吊り降ろし過程の運搬装置９５の円柱支持体９７が障害物６４と干渉し、運搬装置９５と多脚ロボット１０の全体の重心Ｇが運搬装置９５と障害物６４との接触位置の内側にある場合でも、円柱支持体９７が往復移動して進行波９８を生成することで、運搬装置９５の基板５５を障害物６４に対し水平方向に移動させて傾斜させ、障害物６４から離反させて下階床６３に着地させることができる。

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。

例えば、第１実施形態における運搬装置４４のローラ６０は、回転自在に構成されたものを述べたが、第２実施形態における運搬装置７５のローラ６０Ａの如く、運搬装置４４が下階床６３の障害物６４と干渉したときに、駆動源の駆動力により回転駆動されるよう構成されてもよい。

また、多脚ロボット１０は、ロボット用操作指令装置１８を用いて、第１ハブ４７、第２ハブ４８及びアクセスポイント４６を介し無線で遠隔操作されるものを述べたが、有線で遠隔操作されてもよい。更に、上述の第１〜第６実施形態において、遠隔作業自動機は、脚１１により歩行移動する多脚ロボット１０の場合を述べたが、車輪または無限軌道により移動するものであってもよい。

１０ 多脚ロボット（遠隔作業自動機）
１１ 脚
２１、２２、２３、２４ 関節
４４ 運搬装置
４５ 運搬装置用操作指令装置
５５ 基板
５７ ワイヤ（昇降手段）
５８ 電動ホイスト（昇降手段）
５９ 監視カメラ（監視手段）
６０、６０Ａ ローラ（移動手段）
６３ 下階床
６４ 障害物
７０ 上階床
７５ 運搬装置
７６ 駆動モータ（駆動源）
７７ 履帯（移動手段）
８５ 運搬装置
８６ 振り子
８７ 錘
８８ 駆動モータ（駆動源）
９０ 運搬装置
９１ ガイド部材
９２ 錘
９３ 駆動モータ（駆動源）
９５ 運搬装置
９６ 駆動モータ（駆動源）
９７ 円柱支持体（支持体）
９８ 進行波
Ｌ 移動量
θ 振れ角

Claims (10)

1. 複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬装置であって、
   前記遠隔作業自動機を搭載する基板と、
   前記基板を懸架し昇降させる昇降手段と、
   前記基板の下面に設けられ、障害物に対し移動して前記基板を前記障害物から離反させる移動手段と、を有して構成されたことを特徴とする遠隔作業自動機の運搬装置。
2. 前記移動手段は、回転自在に設けられたローラであることを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
3. 前記移動手段は、駆動源の駆動力により回転するローラと、このローラを含む複数のローラに巻き掛けられて前記ローラと共に回転する履帯と、を有して構成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の運搬装置。
4. 前記基板の上方には、駆動源の駆動力により移動する錘が配置されて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
5. 前記錘は振り子の構成要素であり、駆動源の駆動力により、前記振り子が所定の振れ角で回転するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
6. 前記基板の上方に、錘を少なくとも水平方向に案内するガイド部材が設置され、駆動源の駆動力により、前記錘が前記ガイド部材に沿って所定の移動量で移動するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
7. 前記ガイド部材は、基板に向かって凸のＶ字形状またはアーチ形状に形成されたことを特徴とする請求項６に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
8. 前記移動手段は、駆動源の駆動力により、進行波を生成すべく基板に対し垂直または平行な方向に往復移動する複数の支持体であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
9. 前記基板には、昇降手段により昇降される前記基板の状態を監視する監視手段が設置され、この監視手段の監視画像に基づいて前記昇降手段及び駆動源が制御されるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の遠隔作業自動機の運搬装置。
10. 複数の関節を備えたリンク機構からなる脚、車輪または無限軌道の動作により移動する遠隔作業自動機を運搬する遠隔作業自動機の運搬方法であって、
    前記遠隔作業自動機を基板に搭載して上階から下階へ向かって下降させ、
    この下降過程で前記基板が障害物と干渉したときに、前記基板の下面に設けられた移動手段を前記障害物に対し移動させることで、前記基板を前記障害物から離反させて前記下階の床に着地させることを特徴とする遠隔作業自動機の運搬方法。

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