JP2017065924A

JP2017065924A - 作業用自走ロボット及びそれを備えた作業車両

Info

Publication number: JP2017065924A
Application number: JP2016162677A
Authority: JP
Inventors: 史暁永幡; Fumiaki Nagahata
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-04-06

Abstract

【課題】作業用自走ロボットがバケットで被運搬物を受け、収容部に収容できるようにする。【解決手段】作業用自走ロボット１０を作業車両に対して搭載と分離とが可能であると共に、遠隔操作可能に構成する。作業用自走ロボット１０に、被運搬物を受けるバケット１１と、上方開口部を有しバケット１１で受けた被運搬物が上方開口部から収容される収容部１３と、遠隔操作されるマニピュレータ３０とを設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、作業車両から遠く離れた狭小な場所でマニピュレータを使用して作業を行うのに好適な作業用自走ロボット及びそれを備えた作業車両に関する。

従来より、マニピュレータを備えた作業車両として、高所に設けられた架空配電線の工事に用いるためのマニピュレータ付高所作業装置を備えた高所作業車が知られている（例えば、特許文献１参照）。この高所作業車では、作業員は伸縮ブームの先端に設けられた作業台に搭乗し、ブームを伸長させて架空配電線に近付いた後、作業台に取り付けられた一対のマニピュレータを操作して作業するようになっている。

また、特許文献１のような高所作業車の他の車種にも、マニピュレータといえるものを備えた作業車両がある。例えば、従来、塵芥収集車には、自由端にコンテナ保持用のフォークを有するアームを車台に回動自在に取り付け、運転室前方から運転室後方の塵芥収容箱内にゴミ（塵芥）を積み込む、いわゆるフロントローダと呼ばれるタイプのものがある（例えば、特許文献２参照）。また、従来の塵芥収集車には、自由端にコンテナ把持部を有するアームを車台に回動自在取り付け、車両の車幅方向から車台上の塵芥収容箱内にゴミを積み込む、いわゆるサイドローダと呼ばれるタイプのものもある（例えば、特許文献３参照）。

上記特許文献１のような高所作業車では、マニピュレータを使用することにより、作業員が感電を心配することなく作業できるというメリットがある。また、上記特許文献２及び３のような塵芥収集車では、マニピュレータを使用することにより、作業員が運転室にいながら一人でゴミの収集作業を行えるというメリットがある。

実開平４−３５８８７号公報特開昭５１−４３５１８号公報特公平７−５３５２１号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３のような従来の作業車両では、マニピュレータの水平方向の可動範囲は車両から最大でも１０メートル程度に制限されていた。そのため、車両からより遠く離れた場所でマニピュレータを使用したいという作業員の要望に応えられるものではなかった。

特に、塵芥収集車においては車両から遠く離れた場所のゴミを効率よく収集することに対し、今後必要性が高まると考えられる。

具体的には、上記フロントローダやサイドローダと呼ばれるタイプの塵芥収集車は欧米諸国において一般的であり、大型の車両を使用することが多い。一方、現在の日本では、塵芥投入箱が車両後部にあり、作業員が手でゴミ袋を持って塵芥投入箱内に投げ入れるという、いわゆるリヤローダタイプが主流である。車両の大きさも、狭い路地に車両自体を進入させることができるように欧米諸国に比べて小さくなっている。日本の収集業者は、同時に多くのゴミを収集するために多くの車両を必要とし、それに合わせて多くの作業員を必要とする。また、車両の運転とゴミの積み込みとを安全かつ効率よく行うために１台につき複数の作業員を必要とすることも多い。日本の塵芥収集車の作業員は、収集場所に着くと車両後方に回って近くのゴミ袋を塵芥投入箱内に投げ入れるという作業を繰り返すが、足腰に負担のかかる作業となっている。また、収集場所によっては車両が入り込めない場所もあり、その場合は作業員が車両と車両から遠く離れた場所とを徒歩で往復することになり、これも負担となる。今後、少子高齢化が進む日本では、塵芥収集車の作業員が高齢化し、人数の確保も難しくなってくると考えられる。そうすると、個々の作業員の作業負担をなるべく減らし、なるべく車両自体を大型化して車両数を減らすことによってその対応を行う必要性が出てくる。

しかしながら、車両を単純に大型化するだけでは車両が狭い路地にますます入れなくなってしまうので好ましくない。また、作業員の負担軽減のため従来のフロントローダやサイドローダを使用しようとしても、狭い路地の奥にはマニピュレータが届かないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業員に負担をかけることなく、作業員の乗った車両の位置周辺と車両から遠く離れた場所との両方で効率よく作業を行い得る作業用自走ロボット及び作業車両を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、遠隔操作可能な作業用自走ロボットが受け部で被運搬物を受け、収容部に収容できるようにした。

具体的には、第１の発明では、作業車両に対して該作業車両からはみ出ないような搭載と分離とが可能であると共に、遠隔操作可能な作業用自走ロボットを対象とし、
上記作業用自走ロボットは、
被運搬物を受ける受け部と、
上方開口部を有し上記受け部で受けた上記被運搬物が上記上方開口部から収容される収容部と、
遠隔操作されるマニピュレータとを備えている。

上記の構成によると、作業員は、作業車両の停車位置に留まりながら作業車両よりも小さい作業用自走ロボットを作業車両から遠く離れた作業位置に移動させ、そこで作業を行うことができる。作業員自身が作業位置まで移動することなく受け部により被運搬物を受けることができるので、作業員に負担をかけることなく、車両の停車位置から遠く離れた狭い路地内等の狭小な場所で作業を行うことができる。また、作業用自走ロボットが収容部を有するので、受け部で受けた被運搬物を収容部に入れて作業車両まで効率よく運搬することができる。

また、作業員は、作業車両から遠く離れた作業位置において、マニピュレータを通じて作業できる。マニピュレータは、受け部では対応できない細かい作業を行うことができる。この細かい作業としては、例えば、作業用自走ロボットをゴミ収集に利用する場合のカラスネットの取り外しやゴミ収納ボックスの扉の開閉作業やゴミ袋が破れて道路上に散乱したゴミの収集等である。その結果、より作業性を高めることができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記マニピュレータは、マスタースレーブ型である。

上記の構成によると、作業用自走ロボットのマニピュレータをマスタースレーブ型としたことにより、作業員の直感的かつ人間的な動きでマニピュレータを動作させることができる。特に塵芥収集車では不定形の被運搬物を扱うので、仮にマニピュレータを自動で動かそうとすると必要とされる動作パターンが多すぎて対応するのが難しい。その点、作業員自身が直接的にマニピュレータを動作させることにより、どのような不定形の被運搬物であっても効率よく収集することができる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記作業車両への搭載状態で上記マニピュレータが操作される第１作業形態と、
上記分離した状態で上記マニピュレータが操作される第２作業形態とを有する。

上記の構成によると、作業車両から分離した状態で必ずしも作業用自走ロボットを使用する必要がなく、作業車両の近くにある被運搬物は、搭載状態の作業用自走ロボットのマニピュレータを動かすことにより収集できる。これにより、作業車両に対する遠近両方で作業用自走ロボットのマニピュレータを使用した収集作業を行うことができ、より作業性を高めることができる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記作業車両の運転室に設けられたロボット操縦装置によって遠隔操作可能に構成されている。

上記の構成によると、作業車両には、作業車両の運転と作業用自走ロボットの操縦とを兼用する運転室が設けられているので、作業員は車両を運転して目的地に着くと、運転室から移動することなく連続して作業用自走ロボットの操縦に入ることができる。これにより、一人で効率的に作業を行うことができる。また、運転室のロボット操縦装置によって運転室にいながら作業用自走ロボットを遠隔操作できるので、作業員は運転室から出なくても遠くの被運搬物を収集することができる。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、
上記受け部の昇降及び上方位置での反転を行う昇降反転機構をさらに備え、
上記昇降反転機構は、上記受け部を下端位置から反転開始位置まで上昇させる間の所定区間において、上記受け部における上記被運搬物の載置面の角度を上記下端位置よりも奥側に向かって下方の所定角度で傾斜させるように構成されている。

上記の構成によると、受け部の上昇動作中に受け部上の被運搬物が地面に落下しにくいので、受け部の上昇動作制御が容易となる。

第６の発明では、第５の発明において、
上記受け部は、上記昇降反転機構により反転されると、上記収容部の上記上方開口部を塞ぐ蓋になるように構成されている。

上記の構成によると、受け部使用中には、上方開口部の蓋は必要がなく、また、受け部を収容部の上方開口部の蓋と兼用させているので、別途蓋を設ける必要がない。これにより、別途蓋を設ける場合と比較して部品点数を減らすことができるので、軽量化とコスト削減とを図ることができる。また、受け部を上昇反転させて被運搬物を上方開口部から収容した後、わずかな受け部の動きで上方開口部を閉じることができる。これにより、作業性を高めることができる。

第７の発明では、第５又は第６の発明において、
上記収容部の一側面には、上記上方開口部よりも下方に設けられると共に該収容部内の被運搬物を排出するための排出口を備え、
上記排出口は、排出扉により開閉自在であり、
上記排出扉の開状態で、上記受け部を上記下端位置から上昇させると、該受け部が該排出扉に干渉すると共に上記受け部の上昇駆動力によって上記排出扉が閉じられるように構成されている。

上記の構成によると、排出扉を開くことで収容部の排出口が開かれ、内部の被運搬物を排出できる。一方、この開状態で受け部を上昇させると、自動で排出扉が閉じるので、受け部上の被運搬物を収容部に収容する際や、受け部で収容物の蓋をする際に、排出扉を閉じ忘れることはない。また、受け部を上昇させるための駆動源と排出扉を閉じるための駆動源とを１つにできるので、軽量化とコスト削減とを図ることができる。

第８の発明では、第７の発明において、
上記収容部の内部には、上記排出口に対向する方向に進退自在な排出板が配設され、
上記排出板には、上記排出扉の開閉動作と連係するリンク部材が接続されている。

上記の構成によると、リンク部材によって排出板を排出扉の回動動作と連係させることにより、排出扉を開いたときに収容部内の被運搬物を排出板によって受け部側へ移動させることができる。このため、被運搬物の排出が効率よく行われる。

第９の発明では、第１から第８のいずれか１つの発明において、
上記収容部は、略直方体状であり、
上記受け部は、上記収容部の長手方向に沿って設けられると共に、上記収容部の底面側には駆動車輪が設けられ、
上記駆動車輪の向きは、上記収容部の長手方向と短手方向とのいずれにも変更可能に構成されている。

上記の構成によると、駆動車輪の向きを変えて作業用自走ロボットを収容部の長手方向に進行させることで、短手方向に進行させると通りにくいような狭い通路でも安全に通過することができる。また、受け部が収容部の長手方向に沿って設けられているので、受け部の被運搬物収容面積を確保しつつ、狭い通路でも通過することができる。これにより、作業性を高めることができる。

第１０の発明では、第１から第９のいずれか１つの発明において、
上記受け部には、貯留コンテナを取り付けるコンテナ保持部が設けられ、
上記コンテナ保持部に上記貯留コンテナを取り付けた状態で該受け部を上昇させることにより、上記貯留コンテナ内の被運搬物を上記収容部に収容するように構成されている。

上記の構成によると、貯留コンテナに被運搬物を入れたまま、貯留コンテナを受け部のコンテナ保持部に取り付けた状態で上昇させて収容部に被運搬物を収容できるので、作業効率がよい。また、受け部が、被運搬物を直接収容部に収容する機能と、貯留コンテナを昇降反転させる機能とを兼用できるので、貯留コンテナを昇降反転させるための機構を別途設ける場合と比較して、軽量化とコスト削減とを図ることができる。

第１１の発明では、第１から第１０のいずれか１つの発明において、
上記収容部の一の側面側には上記受け部が配設され、
上記収容部の他の側面側には、被運搬物を引掛ける部分となると共に長手方向長さが上記収容部の長手方向長さよりも短く形成された引掛部を先端部に有して上記被運搬物を上記受け部に引き寄せる引寄体が配設されている。

上記の構成によると、収容部の一の側面に設けた引寄体によって他の側面に設けた受け部上に被運搬物を載せることで、受け部だけの場合よりもより遠くの被運搬物を効率よく収集できる。また、引掛部の長手方向長さが収容部の長手方向長さよりも短く形成されているので、下端位置にある受け部を直接進入させることができない被運搬物置場に対しても、引掛部を被運搬物置場に進入させて、そこにある被運搬物を収集することができる。これにより、作業性を高めることができる。

第１２の発明では、第１から第１１のいずれか１つの発明において、
上記作業車両に搭載可能に構成され、上記被運搬物の収容部が設けられる一方、該被運搬物を受ける受け部を有さない容積増量ロボットが追随するように構成されている。

上記の構成によると、容積増量ロボットを作業用自走ロボットに追随させることで、作業用自走ロボットのみで作業する場合に比べて被運搬物の運搬量を増やして作業効率を上げることができる。

第１３の発明では、第１から第１２のいずれか１つの発明の作業用自走ロボットを備えた作業車両において、
トラクタと、
上記トラクタに牽引されるトレーラとを備え、
上記トレーラに上記作業用自走ロボットが搭載可能に構成されている。

上記の構成によると、作業車両のトラクタ側に直接ロボットを搭載する場合に比べ、トラクタ側の積載量が減らないので、例えば、作業車両が塵芥収集車の場合、積み込めるゴミの量が減らない。このため、ゴミの回収効率がよい。

第１４の発明では、第１３の発明において、
上記トレーラには、上記作業用自走ロボットが載置された状態で上記作業用自走ロボットの向きを変える回転テーブル部が設けられており、
走行状態で上記作業用自走ロボットが上記回転テーブル部にロック可能に構成されている。

上記の構成によると、回転テーブル部により、ロボットを回転させてその向きを自由に変えることで、作業用自走ロボット自体を動かさなくても作業用自走ロボットの向きを容易に変えられるので、作業性を高めることができる。また、走行状態では、作業用自走ロボットを回転テーブル部にロックできるので、作業用自走ロボットを載せた状態で作業車両が安全に走行できる。

第１５の発明では、第１３又は第１４の発明において、
上記トレーラの前端部には、上記作業用自走ロボットの載置部と上記トラクタとの間に掛け渡される前側歩み板部が設けられている。

上記の構成によると、前側歩み板部により、作業用自走ロボットをトラクタ側に容易に移動可能となる。また、作業用自走ロボットに収容した被運搬物を作業車両のトラクタの荷台に排出するときには、作業用自走ロボットを地面よりも高いトレーラの前側歩み板部に載った状態から排出することになるので、地面上にいる作業用自走ロボットがトラクタの荷台に被運搬物を入れる場合と比較して、再度被運搬物を荷台の上まで持ち上げる動作を省くことができる。これにより、作業効率がよい。

第１６の発明では、第１５の発明において、
上記トラクタは、後端部に上記被運搬物が投入される投入口を有する塵芥収集装置を備え、
上記前側歩み板部の使用状態における先端部の位置は、上記投入口の下縁部の近傍となるように構成されている。

上記の構成によると、前側歩み板部を使用状態としたときにその先端部の位置が投入口の下縁部の近傍となるので、作業用自走ロボットが、その被運搬物を投入口へ投入しやすい。

以上説明したように、本発明によれば、作業用自走ロボットに被運搬物を受ける受け部と、上方開口部を有し受け部で受けた被運搬物が上方開口部から収容される収容部と、遠隔操作されるマニピュレータとを設けたことにより、作業員に負担をかけることなく、作業員の乗った作業車両の位置周辺と車両から遠く離れた場所との両方で効率よく作業を行うことができる。

本発明の実施形態に係る作業用自走ロボットを示す斜視図である。ゴミを収集中の作業用自走ロボットを示す斜視図である。バケット上昇中の作業用自走ロボットを示す斜視図である。バケット反転中の作業用自走ロボットを示す斜視図である。ゴミ貯留コンテナを保持しつつバケット上昇中の作業用自走ロボットを示す斜視図である。ゴミ貯留コンテナを保持しつつバケット反転中の作業用自走ロボットを示す斜視図である。排出扉を開いた状態の作業用自走ロボットを示す斜視図である。作業用自走ロボットを示す正面図である。作業用自走ロボットを示す背面図である。作業用自走ロボットを示す側面図である。作業用自走ロボットを示す平面図である。作業用自走ロボットを示す底面図である。バケット及び昇降反転装置を拡大して示す斜視図である。底開き扉を閉じた状態のバケット及びバケット底開きロック部を拡大して示す側面図である。底開き扉を開いてゴミ貯留コンテナを取り付けるときのバケット及びバケット底開きロック部を拡大して示す側面図である。コンテナ保持装置がロック状態のときのバケットを拡大して示す背面図である。コンテナ保持装置が非ロック状態のときのバケットを拡大して示す背面図である。非ロック状態のコンテナ保持装置を拡大して示す斜視図である。ロック状態のコンテナ保持装置を拡大して示す斜視図である。保持部ロック解除部の作動を拡大して示す斜視図である。ゴミ貯留コンテナをバケットに取り付ける様子を拡大して示す斜視図である。ゴミ貯留コンテナの非ロック状態からロック状態に移行中のバケットを示す斜視図である。ロック用ローラがロックブロックに当接してゴミ貯留コンテナのロックがかかる様子を示す斜視図である。バケット底開き扉ロック解除部の動作を拡大して示す斜視図である。排出扉を開いた状態の作業用自走ロボットの下部を切断して示す斜視図である。排出扉を閉じた状態の作業用自走ロボットの下部を切断して示す斜視図である。排出扉を開いた状態かつバケットが下側にある状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。排出扉を開いた状態かつバケットが下側にあり若干傾斜した作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。バケットが傾斜した状態で上昇する状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。バケットがさらに上昇した状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。バケットが排出扉誘導ローラを用いて第２排出扉部を押し上げる状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。バケットが排出扉を閉じた後、さらに上昇する作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。バケットが上方開口部を閉じた状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。排出扉を開いた状態かつバケットが下側にある状態の作業用自走ロボットを破断して示す側面図である。作業用自走ロボット及び容積増量ロボットが搭載されていない状態の作業車両を示す斜視図である。作業用自走ロボット及び容積増量ロボットが搭載された状態の作業車両を示す斜視図である。作業用自走ロボットが前側歩み板部上を移動中の作業車両を示す斜視図である。作業用自走ロボット及び容積増量ロボットが搭載された回転テーブル部を回転中の作業車両を示す斜視図である。作業用自走ロボットの第１作業形態を示す斜視図である。作業用自走ロボット及び容積増量ロボットが狭小路を通過する様子を示す斜視図である。作業車両のシステム構成図である。作業車両及び作業用自走ロボットの収集ルートを示す概略平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−作業用自走ロボットの構成−
図３６及び図４１は、本発明の実施形態の作業車両１を示し、この作業車両１は、トラクタとしての塵芥収集車１ａと、塵芥収集車１ａに牽引されるトレーラ１ｂとを備え、トレーラ１ｂに作業用自走ロボット１０が搭載可能に構成されている。

塵芥収集車１ａは、前方に運転室３を備えている。その後方には、塵芥収容箱４と、この塵芥収容箱４の後端に連設される塵芥投入箱５とが設けられている。塵芥投入箱５の投入口５ａに投入されたゴミは、圧縮されて塵芥収容箱４に収容されるようになっている。塵芥投入箱５には、作業装置としての塵芥積込装置６が内蔵され、それを操作するための塵芥積込装置操作端末７も設けられている。塵芥積込装置操作端末７は、運転室３にも設けられている。塵芥収集車１ａは、車両全体を制御する車両側制御ユニット８を有し、この車両側制御ユニット８は、例えば、塵芥積込装置６を制御する塵芥積込装置制御部８ａ、ロボット制御部８ｂ、システム制御部８ｃ及び記憶部８ｄを備えている。さらに、車両側制御ユニット８は、車両側通信装置８ｆを備え、無線通信網Ｉ２とインターネットＩ１とを介して塵芥収集車１ａを管理する管理センタＩ３と通信できるようになっている。また、車両側制御ユニット８は、車両側ＧＰＳ受信装置８ｅを備え、自身の位置を取得できるようになっている。

塵芥収集車１ａの運転室３の中には、作業用自走ロボット１０の操縦用のロボット操縦装置３１が設けられている。ロボット操縦装置３１は、作業員Ｍの座席近傍に取り付けられるマスターアーム３１ａと、フットペダル３１ｂと、運転室３の天井に設けられたプロジェクタ３１ｃと、プロジェクタ３１ｃからの投影映像を映すスクリーン３１ｄとを有している。

作業用自走ロボット１０は、図２、図３６、図４０、図４１等に示すように、作業車両１に対して作業車両１からはみ出ないような搭載と分離とが可能であると共に、遠隔操作可能に構成されている。この作業用自走ロボット１０は、例えば家庭ゴミなどの被運搬物５１を収集する可動式で受け部としてのバケット１１と、上方開口部１３ａを有する例えば略直方体状の収容部１３と、収容部１３の正面側の側面かつ上方開口部１３ａよりも下方に設けられると共に収容部１３内の被運搬物５１を排出するための排出口１３ｃとを備えている。排出口１３ｃは、排出扉１５により開閉自在となっている。

収容部１３は、ロボット本体２０に設けられてバケット１１に収集された被運搬物５１を上方開口部１３ａから収容するものであり、例えば、従来から塵芥収集車の後部コンテナ反転装置用に使用されている０．７ｍ^３のゴミ貯留コンテナ５０の約３個分のゴミを収容できるようになっている。収容部１３に収容した被運搬物５１は、上方開口部１３ａよりも下方の排出口１３ｃから排出可能になっているので、上方開口部１３ａから被運搬物５１を再度取り出す場合と比較して効率よく排出作業を行うことができるようになっている。

図２に示すように、収容部１３の正面側に、その長手方向に沿ってバケット１１が配設されており、収容部１３の長手方向両側の側面側にマニピュレータ３０が配設されている。作業用自走ロボット１０は、作業車両１への搭載状態でマニピュレータ３０が操作される第１作業形態Ａ（図３９に示す）と、分離した状態でマニピュレータ３０が操作される第２作業形態Ｂ（図２等に示す）とを有する。

ロボット本体２０は、図７〜図１１等に示すように、収容部１３が設けられる中央ブロック部２０ａと、中央ブロック部２０ａの長手方向両側を挟み込むように設けられるサイドブロック部２０ｂとを備えている。

各サイドブロック部２０ｂには、上端部にカメラ部２２、側面部に塵芥収集車１ａからマスターアーム３１ａにより遠隔操作可能なマニピュレータ３０と引寄体３３、下端部には伸長部材２３、正面部に昇降反転機構１７とバケット底開き扉ロック解除部２１と排出扉ロック装置２８と保持部ロック解除部１６ｈとが配設されている。また、各サイドブロック部２０ｂの内部には、バケット底開き扉ロック解除部２１、排出扉ロック装置２８、保持部ロック解除部１６ｈの駆動機構（図示省略）と、昇降反転機構１７や駆動車輪ユニット２５の電源となる蓄電装置３５（図９参照）とが設けられている。さらに、一方のサイドブロック部２０ｂの内部には、制御ユニット３９（図９参照）が設けられている。

制御ユニット３９は、図４１に示すように、ロボット側ＧＰＳ受信装置３９ａと、ロボット側通信装置３９ｂと、制御部３９ｃと、記憶部３９ｄとを有している。

ロボット側ＧＰＳ受信装置３９ａは、自身の位置を取得し、制御部３９ｃにその位置情報を送る。ロボット側通信装置３９ｂは、無線通信網Ｉ２とインターネットＩ１とを介して塵芥収集車１ａや管理センタＩ３と通信するための装置である。

制御部３９ｃは、塵芥収集車１ａや管理センタＩ３からロボット側通信装置３９ｂに送信された操作信号、ロボット側ＧＰＳ受信装置３９ａからの位置情報、各種の検知センサ群４０から得られる周囲の環境情報や各部の駆動情報をもとに、作業用自走ロボット１０全体の制御を行う。制御部３９ｃは、自身の稼働状況を記憶部３９ｄに記憶し、必要に応じてその情報を塵芥収集車１ａや管理センタＩ３に送信する。

カメラ部２２は、鉛直軸心回りに首振り可能となっている。カメラ部２２には、カメラ２２ａと照明２２ｂとが内蔵されている（図８参照）。図４１にも示すように、カメラ部２２で得られた映像は、塵芥収集車１ａの運転室３のプロジェクタ３１ｃからスクリーン３１ｄに投影される。これにより、作業用自走ロボット１０からの情報は、塵芥収集車１ａの運転室３にいる作業員Ｍに随時送信されるようになっている。そして、運転室３のマスターアーム３１ａの操作信号を作業用自走ロボット１０のロボット側通信装置３９ｂに送り、マニピュレータ３０にマスターアーム３１ａの動きを伝達するように構成されている。

図３、図１２等に示すように、各サイドブロック部２０ｂの下端には、サイドブロック部２０ｂに対して作業用自走ロボット１０の短手方向に伸縮自在な伸長部材２３が設けられている。伸長部材２３の下面側先端部には、ロック装置付キャスタ部２４が設けられている。また、サイドブロック部２０ｂの背面側端部の下面には、ロック装置無しキャスタ部２６が設けられている。伸長部材２３を伸長させることで、ロック装置付キャスタ部２４とロック装置無しキャスタ部２６との距離を広げることができ、バケット１１使用時に作業用自走ロボット１０がバランスを崩して転倒しないようにすることができる。

次に、図７〜図９及び図２７に示すように、中央ブロック部２０ａには、その正面側に排出口１３ｃが設けられている。中央ブロック部２０ａには、収容部１３の収容底壁部１３ｅと作業用自走ロボット１０のロボット底壁部１０ａとの間にできた空間である機器収納空間２７が設けられている。この機器収納空間２７には、昇降反転機構１７や駆動車輪ユニット２５の電源となる蓄電装置３５が配設されている。蓄電装置３５は、この機器収納空間２７のうち、中央ブロック部２０ａの背面側端部に配設されて、重量バランスに配慮している。なお、中央ブロック部２０ａの背面下端部には、メンテナンス用扉２０ｃが設けられており、内部の点検が容易となっている。

図１〜図４等に示すように、バケット１１は、昇降反転機構１７により、その昇降及び上方位置での反転が行われるようになっている。バケット１１は、昇降反転機構１７により反転されると、収容部１３の上方開口部１３ａを塞ぐ蓋になるように構成されている。

バケット１１は、図５及び図１３に示すように、作業用自走ロボット１０の長手方向に延びる基端壁部１１ｂと、基端壁部１１ｂの両端に連設されると共に作業用自走ロボット１０の短手方向に延びる側壁１１ａとを有し、底部に開閉可能な第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄとを備えている。基端壁部１１ｂの内面側には、ゴミ貯留コンテナ５０を保持するための一対のコンテナ保持部１１ｆが設けられている。コンテナ保持部１１ｆは長円状であり、基端壁部１１ｂの長手方向両端部に設けられている。

バケット１１の基端壁部１１ｂにおける各コンテナ保持部１１ｆの位置には、図１７に示すように、貫通された窓部１１ｊが設けられている。

また、図１３に示すように、基端壁部１１ｂの内面側であってコンテナ保持部１１ｆよりも基端壁部１１ｂの長手方向中央よりには、一対のコンテナ支持ローラ１１ｇが配設されている。各コンテナ支持ローラ１１ｇの上方位置であって、基端壁部１１ｂの上端には、排出扉支持ローラ１１ｈが配設されている。各排出扉支持ローラ１１ｈの隣には、基端壁部１１ｂの上端が切り欠かれて切欠部１１ｉが形成されている。

バケット１１の基端壁部１１ｂの背面側の長手方向両端部には、補強板１１ｋが固着されている。また、補強板１１ｋには、角パイプ状で基端壁部１１ｂの長手方向に延びる連結部材１１ｌが固着されている。連結部材１１ｌの長手方向両端部には、チェーン連結部１７ｉが取り付けられている。

また、バケット１１の先端部には、一対の側壁１１ａ同士を連結する先端底板部１１ｔが設けられている。先端底板部１１ｔには、例えば複数の被運搬物誘導爪１１ｅが等間隔で配置されている。

第１底開き扉１１ｃは、作業用自走ロボット１０の長手方向軸心回りに回動自在となるように先端底板部１１ｔに取り付けられている。また、第２底開き扉１１ｄは、作業用自走ロボット１０の長手方向軸心回りに回動自在となるように基端壁部１１ｂの下端に取り付けられている。

そして、図５に示すように、第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄとが開いてできたバケット底開口部１２に下方からゴミ貯留コンテナ５０が差し込まれるようになっている。このように、バケット１１の底部に設けた開き扉を第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄの２つに分けることにより、図１５及び図２３に示すように、開状態でバケット１１を第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄの先端が地面と干渉する直前まで下降させたときに、底開き扉を一枚で形成する場合と比較してバケット１１の高さ位置を低くすることができる。これにより、バケット１１に設けられたコンテナ保持部１１ｆをゴミ貯留コンテナ５０の係合バー５０ａに係合させる場合の上下調整代を確保できるようになっている。また、第１底開き扉１１ｃの基端から先端までの長さＬ１が、第２底開き扉１１ｄの基端から先端までの長さＬ２よりも長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。このことで、バケット１１の底部の被運搬物５１の載置面を傾斜させた状態でバケット１１を上昇させるときに、開状態の第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄの先端高さ位置が大きくずれないようにすることができる。これにより、第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄが開いてできたバケット底開口部１２にゴミ貯留コンテナ５０を配置する操作が容易である。また、バケット底開口部１２にゴミ貯留コンテナ５０を配置する際に第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄがガイド部材として機能するようになっている。

図１１、図１５、及び図１７に示すように、第１底開き扉１１ｃの先端には、膨出部１１ｃ１が設けられており、この膨出部１１ｃ１により、第１底開き扉１１ｃが地面に接地するときに扉へのダメージが軽減される。また、膨出部１１ｃ１には地面転動ローラ１１ｃ２が設けられて、第１底開き扉１１ｃの先端が地面へ接地した後もバケット１１を下降させる際に、第１底開き扉１１ｃを閉方向へスムーズに回動させることができるようになっている。膨出部１１ｃ１の長手方向両端部には、外方突出状の第１掛止片１１ｃ３が設けられている。また、第２底開き扉１１ｄの先端には、第１底開き扉１１ｃの膨出部１１ｃ１の同様の機能を有する膨出部１１ｄ１及び地面転動ローラ１１ｄ２が設けられている。膨出部１１ｄ１の長手方向両端部には、外方突出状の第２掛止片１１ｄ３が設けられている。

また、バケット１１の側壁１１ａには、図１５に示すように、閉鎖状態の第１底開き扉１１ｃの第１掛止片１１ｃ３及び閉鎖状態の第２底開き扉１１ｄの第２掛止片１１ｄ３に干渉しないようにするための掛止片干渉防止用切欠部１１ｑが設けられている。

図１３〜図１６に示すように、バケット１１の一対の側壁１１ａには、それぞれ、バケット底開き扉ロック部１４が側壁１１ａの外側の面に沿うようにして設けられている。

バケット底開き扉ロック部１４は、第１底開き扉１１ｃの先端に設けられた第１掛止片１１ｃ３に引掛けられる第１ロックフック１４ａと、第２底開き扉１１ｄの先端に設けられた第２掛止片１１ｄ３に引掛けられる第２ロックフック１４ｂとを有する。各ロックフック１４ａ，１４ｂは上端部にギヤ部１４ｃが設けられており、ロックフック１４ａ，１４ｂ同士が当該ギヤ部１４ｃで噛み合っている。これにより、一対のロックフック１４ａ，１４ｂは連動して回動するようになっている。第２ロックフック１４ｂの上端部には、第３コントロールロッド１４ｄの一端部が接続されている。第３コントロールロッド１４ｄは、バケット１１の左右側壁１１ａに取り付けられた支持具１４ｇにより、軸方向に移動可能に支持されている。第３コントロールロッド１４ｄにはスプリング１４ｅが外嵌されている。このスプリング１４ｅは、第３コントロールロッド１４ｄがロックフック１４ａ，１４ｂのロック解除方向に押されたときに、ロックフック１４ａ，１４ｂをロック方向に戻すように付勢する。第３コントロールロッド１４ｄの他端部にはロック解除用ローラ１４ｆが設けられている。

次に、コンテナ保持部１１ｆについて詳しく説明する。図１８及び図１９にも示すように、コンテナ保持部１１ｆは、バケット１１の基端壁部１１ｂの正面側に固定される固定部１１ｆ１と、固定部１１ｆ１よりも下方位置で基端壁部１１ｂに固定されヒンジ部１１ｆ２を介して上下軸心回りに回動自在な可動部１１ｆ３とを有する。可動部１１ｆ３は、ゴミ貯留コンテナ５０の係合バー５０ａ（図２３参照）に係合する切欠１１ｆ５が設けられた主板部１１ｆ４と、主板部１１ｆ４の基端部側に連設されるとともにバケット１１の窓部１１ｊを貫通する突出片１１ｆ６とを有する。突出片１１ｆ６は、主板部１１ｆ４に対して可動部１１ｆ３の回動方向に折り曲げられている。可動部１１ｆ３は、ヒンジ部１１ｆ２に取り付けられたねじりコイルスプリング１１ｆ７（図１９に示す）により、ロック解除方向に回動するように付勢されている。可動部１１ｆ３の突出片１１ｆ６は、基端壁部１１ｂの窓部１１ｊを通じて基端壁部１１ｂの背面側に伸びている。

また、図１６〜図１９に示すように、バケット１１の基端壁部１１ｂの背面側の長手方向両端部であって窓部１１ｊに対応する位置には、基端壁部１１ｂに沿って保持部ロック装置１６が設けられている。保持部ロック装置１６は、コンテナ保持部１１ｆの可動部１１ｆ３の突出片１１ｆ６に当接する当接部１６ａが一端に設けられた第１コントロールロッド１６ｂと、第１コントロールロッド１６ｂの他端に連結される中継部材１６ｃと、この中継部材１６ｃに連結される第２コントロールロッド１６ｄとを備えている。第１コントロールロッド１６ｂと第２コントロールロッド１６ｄとは、基端壁部１１ｂに取り付けられた支持具１６ｅにより、軸方向に移動可能に支持されている。当接部１６ａは、例えばゴム製であり、コンテナ保持部１１ｆの可動部１１ｆ３の突出片１１ｆ６に当接するものの、この突出片１１ｆ６とは連結されていない。第２コントロールロッド１６ｄの先端には、ロック用ローラ１６ｆが設けられている。ロック用ローラ１６ｆは、バケット１１の長手方向外方に突出状に配設されている。

中継部材１６ｃは、支持軸１６ｃ１によりバケット１１の基端壁部１１ｂに回動自在に取り付けられている。中継部材１６ｃの長手方向に対して支持軸１６ｃ１は偏って配置されており、第２コントロールロッド１６ｄの動きよりも第１コントロールロッド１６ｂの動きを大きくする役割を果たしている。

バケット１１の基端壁部１１ｂの長手方向両端部には、保持部ロック装置１６の一部を構成するロッド掛止部１８が設けられている。このロッド掛止部１８は、上下方向にスライド移動可能な掛止片１８ａを有する。掛止片１８ａは、スプリング１８ｂにより下方向に付勢されている。第２コントロールロッド１６ｄをロック方向に動かしたときに、第２コントロールロッド１６ｄの被掛止部１６ｇが、掛止片１８ａのテーパ面１８ａ１に当接し、掛止片１８ａを上方向に押しのけながら移動する。そして、図１９に示すように、被掛止部１６ｇが掛止片１８ａを超えたところまで第２コントロールロッド１６ｄの軸方向に動いたときに、掛止片１８ａが被掛止部１６ｇを掛止することによりロックがかかる。逆にロック解除は、図２０に示すように、掛止片１８ａの延長部１８ａ２がバケット１１の下降に伴って保持部ロック解除部１６ｈにより上方へ持ち上げられて、掛止片１８ａが被掛止部１６ｇから外れることで行われる。保持部ロック解除部１６ｈはＬ字状となっており、一方の直線部の軸心回りに回動自在となっている。図１８に示すように、掛止片１８ａが被掛止部１６ｇから外れると、第２コントロールロッド１６ｄに外嵌されたスプリング１６ｉの付勢力により、第１コントロールロッド１６ｂ、中継部材１６ｃ及び第２コントロールロッド１６ｄがロック解除の方向に動くようになっている。

次に、バケット１１の昇降反転機構１７について詳しく説明する。昇降反転機構１７は、図８及び図１３に示すように、バケット１１の長手方向両端部を支持する第１昇降反転機構部１７１及び第２昇降反転機構部１７２と、第１昇降反転機構部１７１と第２昇降反転機構部１７２とを連動してバケット１１を昇降させるバケット昇降モータ部１７ｇとを備えている。

第１昇降反転機構部１７１と第２昇降反転機構部１７２とは、それぞれ、駆動チェーン１７ｂと、駆動チェーン１７ｂを駆動する駆動スプロケット１７ａと、駆動チェーン１７ｂの軌道を決定するスプロケット１７ｃと、駆動スプロケット１７ａ及びスプロケット１７ｃを支持すると共に駆動チェーン１７ｂの側面を覆って保護する一対のチェーン保護板１７ｄとを備えている。

駆動チェーン１７ｂには、バケット１１の連結部材１１ｌの端部に設けられたチェーン連結部１７ｉが２箇所で接続されている。

駆動スプロケット１７ａは、作業用自走ロボット１０の下部に配設されるように、チェーン保護板１７ｄの下端部に支持されている。第１昇降反転機構部１７１の駆動スプロケット１７ａは、第２昇降反転機構部１７２の駆動スプロケット１７ａと連動軸部材１７ｈで連結されて連動するようになっている。この連動軸部材１７ｈは、ロボット本体２０の長手方向に沿って延びるように配設されている。連動軸部材１７ｈは、ロボット本体２０の中央ブロック部２０ａに取り付けられた排出口１３ｃ開閉用の排出扉１５の開閉動作に干渉しないように配設されている。

スプロケット１７ｃは、駆動チェーン１７ｂの下端部の軌道が作業用自走ロボット１０の背面側に傾斜するようにチェーン保護板１７ｄに支持されている。

一対のチェーン保護板１７ｄは、ロボット本体２０のサイドブロック部２０ｂと、連結フレーム１７ｆにより連結されている。一対のチェーン保護板１７ｄうち、バケット１１に対向するものには、その下端部にロックブロック１７ｅが設けられている。ロックブロック１７ｅは、図２２及び図２３に示すように、バケット１１のコンテナ保持部１１ｆがロック解除状態で上方位置からバケット１１を下降させた場合に、バケット１１に配設されたロック用ローラ１６ｆをロック方向に押すために設けられている。このロックブロック１７ｅでロック用ローラ１６ｆをロック方向に押すことにより、図１６及び図１９に示すように、コンテナ保持部１１ｆのロックが行われるようになっている。

バケット昇降モータ部１７ｇは、作業用自走ロボット１０の下部で、第１昇降反転機構部１７１の近傍に配設され、連動軸部材１７ｈを駆動するようになっている。

上述の構成により、昇降反転機構１７はバケット１１の昇降と反転を行うようになっている。また、バケット１１のコンテナ保持部１１ｆでゴミ貯留コンテナ５０を保持することにより、昇降反転機構１７は、ゴミ貯留コンテナ５０の昇降と反転とを行えるようになっている。また、後述するように、昇降反転機構１７は、バケット１１を下端位置から反転開始位置まで上昇させる間の所定区間において、バケット１１における被運搬物５１の載置面の角度を下端位置よりも奥側（作業用自走ロボット１０の背面側）に向かって下方に所定角度（例えば１５°）で傾斜させるように構成されている。

次に、図２７等に示すように、ロボット本体２０の収容部１３の上方開口部１３ａの後縁部には、ガイド蓋部１３ｄが上下回動可能に取り付けられており、図示省略のねじりコイルスプリングにより上方回動方向に付勢されている。このガイド蓋部１３ｄは、被運搬物５１を収容部１３へ投入する際に被運搬物５１が作業用自走ロボット１０の背面側へ飛び出ないようにガイドする。また、図３３に示すように、バケット１１を収容部１３の蓋状態になるまで反転させたときに、収容部１３の上方開口部１３ａのうち覆いきれない部分を補助して覆う蓋となる。バケット１１とガイド蓋部１３ｄが共に蓋状態となったときには、ガイド蓋部１３ｄは、上方への付勢力によりそれら先端同士の隙間できるだけ小さくして臭気漏れを防ぐようになっている。

図２５〜図２７に示すように、ロボット本体２０の収容部１３の底部を構成する収容底壁部１３ｅは、作業用自走ロボット１０の背面側から排出扉１５のある正面側に向かって下方へ傾斜する形状となっている。収容部１３に収容されたゴミから出た汚水は傾斜した収容底壁部１３ｅにより正面側に流れ、収容底壁部１３ｅの正面側端部に設けた排水孔１３ｆから樋部１３ｈをつたって汚水貯留部１３ｇに入り、そこで貯留される。

排出扉１５は、図１、図７、図２５〜図２７に示すように、収容部１３の正面側側面で昇降反転機構１７の一対の駆動チェーン１７ｂ間に配設されている。この排出扉１５は、基端ヒンジ１５ｇにより作業用自走ロボット１０の長手方向軸心回りに回動自在に取り付けられて、排出口１３ｃに対向する方向に進退自在になっている。排出扉１５は、中間ヒンジ１５ｃによって第１排出扉部１５ａと第２排出扉部１５ｂとの２つに分かれている。第１排出扉部１５ａ及び第２排出扉部１５ｂは、作業用自走ロボット１０の長手方向を長手方向としている。

第１排出扉部１５ａと第２排出扉部１５ｂとには、これらを跨ぐように、長手方向に所定の間隔を空けてローラレール部１５ｅが設けられている。ローラレール部１５ｅは上下方向に延びており、その上下端部には、面取り部１５ｆが形成されている。

また、図７、図２５〜図３２に示すように、収容部１３内には、リンク部材１５ｄの働きにより排出扉１５の開閉に連動する排出板１９が設けられている。この排出板１９は、作業用自走ロボット１０の長手方向を長手方向としている。また、排出板１９には、排出扉１５の開閉動作と連係するリンク部材１５ｄが接続されている。

図２５に示すように、第１排出扉部１５ａには、収容部１３内の排出板１９と連結されるリンク部材１５ｄの枢結部１５ｄ１が設けられている。図２７に示すように、第２排出扉部１５ｂは、排出扉１５の開状態では第１排出扉部１５ａよりも下傾状となり、バケット１１内に収まるようになっている。そして、排出扉１５の開状態で、バケット１１を下端位置から上昇させると、このバケット１１が排出扉１５に干渉すると共にバケット１１の上昇駆動力によって排出扉１５が閉じられるように構成されている。

図２７等に示すように、排出板１９の上端部における長手方向両端部と、下端部の長手方向両端部、全４箇所にガイドローラ１９ａが設けられている。下端部のガイドローラ１９ａは、収容部１３の長手方向両端部の内側面において収容底壁部１３ｅに沿うように形成された第１ガイド溝部１３ｉに嵌め込まれている。また、上端部のガイドローラ１９ａは、収容部１３の長手方向両端部の内側面において収容背壁部１３ｋに沿うように形成された第２ガイド溝部１３ｊに嵌め込まれている。第１ガイド溝部１３ｉと第２ガイド溝部１３ｊの下端は、溝に入ったゴミが容易に排出されるようにテーパ部１３ｉ１，１３ｊ１が形成されている。

次に、図８、図２２及び図２７に示すように、排出扉ロック装置２８は、第１昇降反転機構部１７１と第２昇降反転機構部１７２との間に一対配設されている。各排出扉ロック装置２８は、係合部材２８ａと被係合部２８ｂとを有する。

係合部材２８ａは、ロボット本体２０のサイドブロック部２０ｂにおいて、第１昇降反転機構部１７１（又は第２昇降反転機構部１７２）と排出扉１５（排出口１３ｃ）との間に配設されている。係合部材２８ａは、サイドブロック部２０ｂの内部に設けられた駆動機構によって、上下移動可能となっている。係合部材２８ａは、図２７に示すように、倒立Ｊ字型のフック部２８ａ１と、フック部の下端部に連設されて下方に向かうほど排出口１３ｃから離れる傾斜のテーパ部２８ａ２とを有している。

また、被係合部２８ｂは、第２排出扉部１５ｂの上端部の長手方向両端部に設けられている。

排出扉１５の閉状態では、排出扉ロック装置２８は、第２排出扉部１５ｂの被係合部２８ｂを係合部材２８ａのフック部２８ａ１に係合させることにより、第２排出扉部１５ｂが開方向に動くのを規制するようになっている。排出扉１５の閉状態から排出扉１５を開く場合には、係合部材２８ａのフック部２８ａ１と被係合部２８ｂとの係合状態から係合部材２８ａを上方に移動させる。すると、当該係合状態が解除され、さらに係合部材２８ａのテーパ部２８ａ２によって第２排出扉部１５ｂの被係合部２８ｂが開く方向に押し出されるようになっている。これを契機として重力により第２排出扉部１５ｂと第１排出扉部１５ａとが順次開かれるように構成されている。

図９、図１２及び図２６に示すように、ロボット本体２０の下面には、駆動車輪ユニット２５が設けられている。この駆動車輪ユニット２５は、第１駆動車輪２５ａ及びその駆動用の第１走行モータ部２５ｂと、第２駆動車輪２５ｃ及びその駆動用の第２走行モータ部２５ｄと、第１走行モータ部２５ｂ及び第２走行モータ部２５ｄが収められるモータ用筺体２５ｅと、モータ用筺体２５ｅの上面部に立設される回動軸２５ｆとを有している。

第１走行モータ部２５ｂと第２走行モータ部２５ｄとを同方向に同回転数で回転させることにより作業用自走ロボット１０を直進させることができる。また、第１走行モータ部２５ｂと第２走行モータ部２５ｄとの回転数に差を設けることにより、作業用自走ロボット１０は左右方向に曲がることができる。

また、ロック装置付キャスタ部２４をロックしないで第１走行モータ部２５ｂと第２走行モータ部２５ｄとを逆方向に回転させればその場で作業用自走ロボット１０は旋回するようになっている。

回動軸２５ｆは、断面円形であってストッパ部２５ｇと回り止め片２５ｈとの働きにより、９０°しか回動できないようになっている。回動軸２５ｆの先端部は中央ブロック部２０ａの底面部に設けられた軸支持部の軸受部２５ｉに支持されている。軸受部２５ｉは、作業用自走ロボット１０の底面のボス部２５ｏに嵌め込まれており、回動軸２５ｆをスムーズに回動させる役割をしている。回動軸２５ｆは鍔部２５ｆ１を有し、軸受部２５ｉを支持している。

また、回動軸２５ｆは、図示省略の円周溝を有し、この円周溝には、外嵌部材２５ｊが嵌め込まれている。外嵌部材２５ｊは、地面の凹凸に対するバウンド等で第１駆動車輪２５ａ及び第２駆動車輪２５ｃが地面から浮いたときに回動軸２５ｆがボス部２５ｏから脱落するのを防ぐものである。外嵌部材２５ｊは、２つの半円環部材により構成され、その２つの半円環部材は締結具で締結されている。

回り止め片２５ｈは、回動軸２５ｆの上端部に設けられた縦溝２５ｎに嵌め込まれており、例えば、回動軸２５ｆの周方向に９０°間隔で合計３個設けられている。

また、ストッパ部２５ｇは、断面円形の回動軸２５ｆの円周の約４分の１程度の略円弧状断面の部材であり、回動軸２５ｆの外周面に沿うように、ボス部２５ｏに取り付けられている。ストッパ部２５ｇは、回り止め片２５ｈが当接することによりそれ以上の回動軸２５ｆの回動を規制するようになっている。

合計３個設けられた回動軸２５ｆの回り止め片２５ｈは、両端の２個のうちいずれか一方をストッパ部２５ｇに当接させるが、その状態を維持するために、本実施形態では、回動ロック片２５ｌが設けられている。回動ロック片２５ｌは、例えばロータリソレノイド２５ｋにより回動可能であり、ストッパ部２５ｇに当接されていない回り止め片２５ｈを挟み込むことにより、回動軸２５ｆが回動しないようにロックすることができる。

上記構成により、駆動車輪ユニット２５における第１駆動車輪２５ａ及び第２駆動車輪２５ｃの向きは、収容部１３の長手方向と短手方向とのいずれにも変更可能に構成されている。

ロック装置付キャスタ部２４は、駆動車輪ユニット２５の走行方向転換時にキャスタの回転を止めて、駆動車輪ユニット２５だけが方向転換できるようにする。また、伸長部材２３の伸長時にキャスタの回転を止めて駆動車輪ユニット２５でロボット本体２０だけ後進させることにより、相対的に伸長部材２３をロボット本体２０に対して伸長させることができるようになっている。

マニピュレータ３０は、このマニピュレータ３０がスレーブアームとなるマスタースレーブ型である。マニピュレータ３０自体は、公知のものを使用すればよく、例えば、人間と同じく、ハンドに５本指及び手首を有し、さらに肘、肩等を有するものであれば、マスターアームの動きを追随できて望ましいが、２本指や３本指でもよい。図１に示すように、マニピュレータ３０は、使用しないときは小さく折り畳まれる。マニピュレータ３０は、主にバケット１１では対応できない細かい作業を行う。例えばカラスネットの取り外しやゴミ収納ボックスの扉の開閉作業や、ゴミ袋が破れて道路上に散乱したゴミの収集等を行うことができる。

次に、本実施形態では、図２、図９及び図１０に示すように、収容部１３の一の側面側（正面側）に上記バケット１１が配設されているが、収容部１３の他の側面側には、被運搬物５１をバケット１１に引き寄せる引寄体３３が配設されている。引寄体３３は、引掛部３４と、一対の伸縮管３６と、一対のリンク部材３７と、第１操作グリップ３３ａと、第２操作グリップ３３ｂと、連結管３８とを有している。引掛部３４は、引寄体３３の先端部に設けられて被運搬物５１を引掛ける部分を構成している。この引掛部３４は、その長手方向長さがバケット１１の長手方向長さよりも短く形成されている。一対の伸縮管３６と一対のリンク部材３７とは、これらで四節リンク機構を形成している。各伸縮管３６の先端は、引掛部３４に枢結されている。リンク部材３７は、一対の伸縮管３６の基端側及び先端側を連結する役割を果たす。この四節リンク機構のため、引掛部３４を左右に動かした際、被運搬物５１に当接する角度を大きく変えないようにできる。第１操作グリップ３３ａは、マニピュレータ３０のハンドが掴む部分を構成している。主に収納状態から使用状態へ、又は使用状態から収納状態へと引寄体３３を伸縮させるために使用する。第２操作グリップ３３ｂは、折畳み式で、マニピュレータ３０のハンドが掴む部分を構成している。主に引寄体３３の使用状態で引寄体３３をハンドリングするために使用する。連結管３８は、その一端部が伸縮管３６と連結し、他端部がロボット本体２０と連結されている。第２操作グリップ３３ｂが折畳み式なのは、未使用時、マニピュレータ３０の動きに干渉しないようにするためである。

図９に示すように、サイドブロック部２０ｂの下端部側面に略コの字状の部材よりなる揺動抑制部材３２が取り付けられており、この揺動抑制部材３２に形成された孔に引寄体３３の１つの伸縮管３６の下端部が差し込まれるようになっている。これにより、引寄体３３を使用しないときに、作業用自走ロボット１０の走行等により引寄体３３が大きく揺動しないようにしている。

次に、図３５から図３９に示すように、トレーラ１ｂには、作業用自走ロボット１０が載置された状態で作業用自走ロボット１０の向きを変える回転テーブル部４１が設けられている。また、走行状態で作業用自走ロボット１０が回転テーブル部４１にロック可能に構成されている。回転テーブル部４１には、作業用自走ロボット１０が回転テーブル４１上を走行する際にトレーラ１ｂから転落しないようにするための車幅方向一対のレール部６４が設けられている。

また、トレーラ１ｂの前端部には、作業用自走ロボット１０の載置部と塵芥収集車１ａとの間に掛け渡される前側歩み板部６２が設けられている。なお、トレーラ１ｂの後端部には、後側歩み板部６３が設けられている。塵芥収集車１ａは、後端部に被運搬物５１が投入される投入口５ａを有する塵芥積込装置６を備えているが、この前側歩み板部６２の使用状態における先端部の位置は、投入口５ａの下縁部の近傍となっている。

回転テーブル部４１上には容積増量ロボット６０が搭載可能に構成されている。この容積増量ロボット６０は、被運搬物５１の収容部１３が設けられる一方、被運搬物５１を収集するバケット１１を有さず、作業用自走ロボット１０に追随するように構成されている。容積増量ロボット６０は、例えば、従来から塵芥収集車の後部コンテナ反転装置用に使用されている０．７ｍ^３のゴミ貯留コンテナ５０の約６個分のゴミを収容できるようになっている。

−作業用自走ロボットの作動−
次に、本実施形態に係る作業用自走ロボット１０の作動について説明する。作業用自走ロボット１０は、作業車両１への搭載状態でマニピュレータ３０が操作される第１作業形態Ａと、分離状態でマニピュレータ３０が操作される第２作業形態Ｂとを有する。このため、作業車両１に搭載状態であってもマニピュレータ３０を有効に使って作業車両１の位置周辺の作業を行うことができる。

（第１作業形態Ａ）
具体的には、図３７に示すように、作業用自走ロボット１０を運搬する場合には、後側歩み板部４３を降ろした状態で作業用自走ロボット１０が自走してトレーラ１ｂ上の回転テーブル部４１に載せられる。場合によって容積増量ロボット６０を追随させてもよい。運搬時には、図３６に示すように、トレーラ１ｂの前側歩み板部４２は起立されている。作業用自走ロボット１０は、トレーラ１ｂの回転テーブル部４１に固定されている。

図３９に示すように、第１作業形態Ａでは、作業用自走ロボット１０の作業車両１への搭載状態でマニピュレータ３０が操作される。作業用自走ロボット１０は、回転テーブル部４１上に固定されていたままでも、マニピュレータ３０により汎用貯留コンテナ５２を持ち上げて反転させて被運搬物を収容部１３内部に投入することができる。

また例えば、図３８に示すように、前側歩み板部４２を降ろして投入口５ａの近くまで延ばし、作業用自走ロボット１０を前進させる。次いで、バケット１１を下降させて上方開口部１３ａを開き、バケット１１及びマニピュレータ３０を利用して収容部１３内部の被運搬物５１を投入口５ａから投入する。

（第２作業形態Ｂ）
図４２は、市街地における作業車両１及び作業用自走ロボット１０の収集ルートの例を示す概略背面図である。破線の矢印は作業車両１の走行ルートを示し、実線の矢印は作業用自走ロボット１０の走行ルートを示している。また、四角印のＳ１は作業車両１の停車地点を示し、丸印のＳ２はゴミ収集ステーションを示している。また、Ｐ１は大通り、Ｐ２は狭い路地である。

本実施形態では、作業用自走ロボット１０が、作業車両１に対して分離可能であると共に遠隔操作可能なマニピュレータ３０を有することから、図４０及び図４２に示すように、作業員Ｍは、作業車両１の停車する大通りＰ１に留まりながら作業用自走ロボット１０を作業車両１から遠く離れた作業位置（狭い路地Ｐ２におけるゴミ収集ステーションＳ２）に移動させ、そこで作業を行うことができる。作業員Ｍ自身が作業位置まで移動することなくマニピュレータ３０を通じて作業できるので、作業員Ｍに負担をかけることなく、車両の停車位置Ｐ１から遠く離れた狭い路地Ｐ２内等の狭小な場所で作業を行うことができる。

−バケットの使用手順−
バケット１１は、被運搬物５１を収集する際には、まず、昇降反転機構１７により下端位置まで下降する。この際、図２及び図２７に示すように、バケット１１における被運搬物５１の載置面の向きは、水平方向になる。

バケット１１は、被運搬物５１が載置面に十分に載置されると、バケット１１を上昇させるが、その際、図３、図２８〜図３２に示すように、載置面の角度はバケット１１の先端から作業用自走ロボット１０の背面側（奥側）に向かって下傾状となるように変化する。本実施形態では、例えば１５°傾いた状態となる。

そして、図４に示すように、バケット１１が昇降反転機構１７の上端部にきたところで被運搬物５１が収容部１３内に落下するが、バケット１１をさらに反転させると、図１及び図３３に示すように、収容部１３の蓋になる。

図２４に示すように、昇降反転機構１７の上端部であってバケット１１の載置面が垂直方向になる手前までバケット１１を上昇させたときに、バケット底開き扉ロック部１４のロック解除用ローラ１４ｆが、バケット底開き扉ロック解除部２１の押当片２１ａに対向する高さ位置になる。このときに押当片２１ａでロック解除用ローラ１４ｆを押すと、ロックフック１４ａ，１４ｂが開き、第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄとが開状態となる。この動作は、例えば、バケット１１に集められた被運搬物５１を持ち上げて当該被運搬物５１を直接塵芥収集車１ａの投入口５ａに投入したり、容積増量ロボット６０の収容部に被運搬物５１を投入したりする際に使用される。また、ゴミ貯留コンテナ５０をコンテナ保持部１１ｆに保持するときにもこの動作は使用される。

なお、バケット底開き扉ロック部１４のロックフック１４ａ，１４ｂは、ロック解除用ローラ１４ｆがロック解除方向に押されない位置では、図１４に示すように、スプリング１４ｅの付勢力により閉じた状態（ロック位置）になる。第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄを閉じる場合は、バケット１１を反転させるか、バケット１１を下降させて底開き扉１１ｃ，１１ｄの先端を接地させるかする。この際、底開き扉１１ｃ，１１ｄの掛止片１８ａがロックフック１４ａ，１４ｂをスプリング１４ｅの付勢力に抗して図１５に示すように、一旦開かせることにより底開き扉のロックが行われる。

図１３及び図２７に示すように、排出扉１５が完全に開いた状態では、第１排出扉部１５ａの前面部が、排出扉支持ローラ１１ｈによって支持されている。また、このとき、ローラレール部１５ｅは、バケット１１の基端壁部１１ｂの切欠部１１ｉに遊嵌状となっている。また、第２排出扉部１５ｂの先端は、バケット１１の載置面に当接する。

図２８に示すように、バケット１１が下端位置かつ排出扉１５が完全に開いた状態から、バケット１１を上昇させると、バケット１１が排出扉支持ローラ１１ｈを介して第１排出扉部１５ａを押し上げる。すると、第１排出扉部１５ａに連結されたリンク部材１５ｄが排出扉１５を作業用自走ロボット１０の背面側に押し、排出板１９の下端側のガイドローラ１９ａが当該背面側へ移動し、上端側のガイドローラ１９ａが上方へ移動する。第１排出扉部１５ａに連結された第２排出扉部１５ｂはその連結部が持ち上げられ、重力により先端部が下方に回動する。ただし、第２排出扉部１５ｂと第１排出扉部１５ａとのなす角度が９０°になったところで、第２排出扉部１５ｂのローラレール部１５ｅの面取り部１５ｆと第１排出扉部１５ａのローラ部の面取り部１５ｆが当接し、それ以上折れ曲がらないようになっている。

図２９に示すように、バケット１１をさらに上昇させると、排出扉誘導ローラ１１ｒが第１排出扉部１５ａのローラレール部１５ｅに当接し、第１排出扉部１５ａを支持していた排出扉支持ローラ１１ｈから第１排出扉部１５ａが離れる。その後、バケット１１の上昇に伴って、排出扉誘導ローラ１１ｒが第１排出扉部１５ａを押し上げていく。その際、第２排出扉部１５ｂは、第１排出扉部１５ａとのなす角度を９０°に保ったまま、第１排出扉部１５ａに連動する。

バケット１１をさらに上昇させると、図３０に示すように、第１排出扉部１５ａが垂直になる。その状態からバケット１１をさらに上昇させると、第２排出扉部１５ｂにバケット１１の排出扉支持ローラ１１ｈが接触する。その後は、バケット１１が排出扉支持ローラ１１ｈを介して第２排出扉部１５ｂを押し上げていく。

図３１に示すように、バケット１１の排出扉誘導ローラ１１ｒが第１排出扉部１５ａと第２排出扉部１５ｂの連結部の高さ位置になった以降は、バケット１１が、排出扉誘導ローラ１１ｒを介して第２排出扉部１５ｂを押し上げていく。

図３２に示すように、第２排出扉部１５ｂが排出口を完全に塞いだときには第１排出扉部１５ａ及び第２排出扉部１５ｂは鉛直方向に延びた状態となり、排出扉誘導ローラ１１ｒは、第２排出扉部１５ｂが再度開くことを抑制する。この状態で、排出扉ロック装置２８の係合部材２８ａを下方へ移動させて、係合部材２８ａのフック部２８ａ１を被係合部２８ｂに係合させることにより、排出扉１５は閉状態でロックされる。

−ゴミ貯留コンテナの保持手順−
ゴミ貯留コンテナ５０を保持させる際は、図２０に示すように、まずバケット１１の上昇位置で第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄとを開いた後、バケット１１を下降させるが、この際にコンテナ保持部１１ｆのロック解除を行う。具体的には、図１８〜図２０に示すように、Ｌ字状の保持部ロック解除部１６ｈを回動させて他方の直線部が保持部ロック装置１６の掛止片１８ａの延長部１８ａ２に平面視で干渉する位置にする。そして、バケット１１を上昇位置から下降させているときに当該延長部１８ａ２に当接させて、バケット１１に対して相対的に延長部１８ａ２を上方に移動させる。すると、コンテナ保持部１１ｆの可動部１１ｆ３が開かれる。

図２１に示すように、保持部ロック解除部１６ｈは、バケット１１を上昇位置から下降させているときに当該延長部１８ａ２に当接させて可動部１１ｆ３が開かれた後、バケット１１のバケット底開口部１２の下にゴミ貯留コンテナ５０を配置し、さらにバケット１１を下降させる。このとき、保持部ロック解除部１６ｈをＬ字状の他端部軸心方向が下方を向くように回動させてもとの位置に戻す。保持部ロック解除部１６ｈのＬ字状の他端部軸心方向が下方を向いた状態を維持すると、コンテナ保持部１１ｆは一旦ロック状態になればその後は常時ロック状態を保ち、バケット１１の昇降によってコンテナ保持部１１ｆのロックとロック解除が繰り返されることがない。これにより、ゴミ貯留コンテナ５０を保持する場合のみにコンテナ保持部１１ｆの可動部１１ｆ３を回動させることができるので、コンテナ保持部１１ｆを壊れにくくできる。

−本実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、作業用自走ロボット１０のマニピュレータ３０をマスタースレーブ型としたことにより、作業員Ｍの直感的かつ人間的な動きでマニピュレータ３０を動作させることができる。特に塵芥収集車１ａでは不定形の被運搬物５１を扱うので、仮にマニピュレータ３０を自動で動かそうとすると必要とされる動作パターンが多すぎて対応するのが難しい。その点、作業員Ｍ自身が直接的にマニピュレータ３０を動作させることにより、どのような不定形の被運搬物５１であっても効率よく収集することができる。また、作業車両１には、作業車両１の運転と作業用自走ロボット１０の操縦とを兼用する運転室３が設けられているので、作業員Ｍは車両を運転して目的地に着くと、運転室３から移動することなく連続して作業用自走ロボット１０の操縦に入ることができる。これにより、一人で効率的に作業を行うことができる。

本実施形態では、作業用自走ロボット１０が収容部１３を有するので、バケット１１で受けた被運搬物５１を収容部１３に入れて作業車両１まで効率よく運搬することができる。

したがって、本実施形態に係る作業用自走ロボット１０によると、作業車両１に対して搭載と分離が可能な作業用自走ロボット１０に遠隔操作可能なマニピュレータ３０を設け、作業車両１への搭載状態でマニピュレータ３０が操作される第１作業形態Ａと、分離状態でマニピュレータ３０が操作される第２作業形態Ｂとを有するようにしたことにより、作業員Ｍに負担をかけることなく、作業員Ｍの乗った車両の位置周辺と車両から遠く離れた場所との両方で効率よく作業を行うことができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

例えば、上記実施形態における駆動車輪ユニット２５をクローラで構成したり、オムニホイールで構成したりしてもよい。本実施形態では、高所作業車のような上下方向の移動ではなく、主として地面Ｇでの走行を対象としている。

また、上記実施形態では、作業用自走ロボット１０は、トレーラ１ｂの上に載置して運搬するようにしているが、塵芥収集車１ａの後端に取り付けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、作業車両１のトラクタとして塵芥収集車１ａを使用する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、様々な車種に使用することができる。被運搬物もゴミに限らない。例えば、作業車両として物流用の荷物運搬車両を使用し、作業用自走ロボットは、荷物運搬車両と倉庫との間で被運搬物としての荷物を運搬するために使用してもよい。

また、上記実施形態では、受け部として第１底開き扉１１ｃと第２底開き扉１１ｄとを備えたバケット１１を使用する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、種々の形状や構造の受け部を使用することが可能である。例えば、受け部としてフォーク状のものや板状のものを使用してもよい。

また、上記実施形態では、昇降反転機構１７として、一対の駆動チェーン１７ｂにより受け部としてのバケット１１を昇降反転させる場合を例示したが、本発明はこれに限らず、受け部とロボット本体とを昇降アームで連結し、この昇降アームを回動させて受け部を昇降反転させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、作業車両１の運転室３の中に、作業用自走ロボット１０の操縦用のロボット操縦装置３１を設けたが、本発明はこれに限らず、作業用自走ロボットのロボット操縦装置を作業車両の運行を管理する管理センタに設けてもよい。その場合、作業車両は人が操縦するものではなく、無人で自動走行するものであってもよい。つまり、作業現場に到着するまでは無人で運用し、作業現場に到着した後、人の判断で繊細な動作が必要とされるときだけ作業員が作業用自走ロボットを管理センタからマスタースレーブ方式で無線遠隔操縦する。このように構成すれば、自動化できない作業のみ人が作業用自走ロボットを介して行うことで、人件費を抑えつつ作業効率を高めることができる。

また、上記実施形態では、作業用自走ロボット１０に、マスタースレーブ型のマニピュレータ３０を一対設けたが、本発明はこれに限らず、マニピュレータがマスタースレーブ型でないものであったり、１つだけ設けたりしてもよい。

１作業車両
１ａトラクタ（塵芥収集車）
１ｂトレーラ
３運転室
１０作業用自走ロボット
１１バケット
１１ｆコンテナ保持部
１３収容部
１３ａ上方開口部
１３ｃ排出口
１５排出扉
１５ｄリンク部材
１７昇降反転機構
２５駆動車輪ユニット
２５ａ第１走行車輪（駆動車輪）
２５ｃ第２走行車輪（駆動車輪）
３０マニピュレータ
３３引寄体
３４引掛部
４１回転テーブル部
４２前側歩み板部
５０ゴミ貯留コンテナ
５１被運搬物
６０容積増量ロボット
６１回転テーブル部
６２前側歩み板部

Claims

作業車両に対して該作業車両からはみ出ないような搭載と分離とが可能であると共に、遠隔操作可能な作業用自走ロボットであって、
被運搬物を受ける受け部と、
上方開口部を有し上記受け部で受けた上記被運搬物が上記上方開口部から収容される収容部と、
遠隔操作されるマニピュレータとを備えている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１に記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記マニピュレータは、マスタースレーブ型である
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１又は２に記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記作業車両への搭載状態で上記マニピュレータが操作される第１作業形態と、
上記分離した状態で上記マニピュレータが操作される第２作業形態とを有する
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から３のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記作業車両の運転室に設けられたロボット操縦装置によって遠隔操作可能に構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から４のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記受け部の昇降及び上方位置での反転を行う昇降反転機構をさらに備え、
上記昇降反転機構は、上記受け部を下端位置から反転開始位置まで上昇させる間の所定区間において、上記受け部における上記被運搬物の載置面の角度を上記下端位置よりも奥側に向かって下方に所定角度で傾斜させるように構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項５に記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記受け部は、上記昇降反転機構により反転されると、上記収容部の上記上方開口部を塞ぐ蓋になるように構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項５又は６に記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記収容部の一側面には、上記上方開口部よりも下方に設けられると共に該収容部内の被運搬物を排出するための排出口を備え、
上記排出口は、排出扉により開閉自在であり、
上記排出扉の開状態で、上記受け部を上記下端位置から上昇させると、該受け部が該排出扉に干渉すると共に上記受け部の上昇駆動力によって上記排出扉が閉じられるように構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項７に記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記収容部の内部には、上記排出口に対向する方向に進退自在な排出板が配設され、
上記排出板には、上記排出扉の開閉動作と連係するリンク部材が接続されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から８のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記収容部は、略直方体状であり、
上記受け部は、上記収容部の長手方向に沿って設けられると共に、上記収容部の底面側には駆動車輪が設けられ、
上記駆動車輪の向きは、上記収容部の長手方向と短手方向とのいずれにも変更可能に構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から９のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記受け部には、貯留コンテナを取り付けるコンテナ保持部が設けられ、
上記コンテナ保持部に上記貯留コンテナを取り付けた状態で上記受け部を上昇させることにより、上記貯留コンテナ内の被運搬物を上記収容部に収容するように構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から１０のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記収容部の一の側面側には上記受け部が配設され、
上記収容部の他の側面側には、被運搬物を引掛ける部分となると共に長手方向長さが上記収容部の長手方向長さよりも短く形成された引掛部を先端部に有して上記被運搬物を上記受け部に引き寄せる引寄体が配設されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から１１のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットにおいて、
上記作業車両に搭載可能に構成され、上記被運搬物の収容部が設けられる一方、該被運搬物を受ける受け部を有さない容積増量ロボットが追随するように構成されている
ことを特徴とする作業用自走ロボット。
請求項１から１２のいずれか１つに記載の作業用自走ロボットを備えた作業車両であって、
トラクタと、
上記トラクタに牽引されるトレーラとを備え、
上記トレーラに上記作業用自走ロボットが搭載可能に構成されている
ことを特徴とする作業車両。
請求項１３に記載の作業車両において、
上記トレーラには、上記作業用自走ロボットが載置された状態で上記作業用自走ロボットの向きを変える回転テーブル部が設けられており、
走行状態で上記作業用自走ロボットが上記回転テーブル部にロック可能に構成されている
ことを特徴とする作業車両。
請求項１３又は１４に記載の作業車両において、
上記トレーラの前端部には、上記作業用自走ロボットの載置部と上記トラクタとの間に掛け渡される前側歩み板部が設けられている
ことを特徴とする作業車両。
請求項１５に記載の作業車両において、
上記トラクタは、後端部に上記被運搬物が投入される投入口を有する塵芥収集装置を備え、
上記前側歩み板部の使用状態における先端部の位置は、上記投入口の下縁部の近傍となるように構成されている
ことを特徴とする作業車両。