JP2017154217A - 先端ツール及び移動ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】移動ロボットの動力を低減しつつ、はしご昇降を好適に行うことができる先端ツール等を提供する。【解決手段】胴体ユニットと、胴体ユニットに基端部が接続される複数の肢体ユニットと、を備える移動を行う移動ロボットの各肢体ユニットの先端部に接続される先端ツール１３ａにおいて、各肢体ユニットに接続される側の部位を甲側部位４５とし、甲側部位４５の反対側の部位を裏側部位４６とすると、甲側部位４５には、棒状部材に引っ掛けられる鈎溝５５が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、先端ツール及び移動ロボットに関するものである。

従来、移動ロボットとして、はしごを昇降するはしご昇降ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。このはしご昇降ロボットは、はしごの踏桟を把持可能な複数のグリッパを備えている。グリッパは、２つのグリッパ片が開閉することで、はしごの踏桟を把持する。

特開昭６１−７５０７４号公報

ところで、移動ロボットとしては、移動環境に応じて、複数種の異なる移動形態を有するものがある。移動形態としては、例えば、四足歩行、二足歩行、及びはしごの昇降等がある。このような移動ロボットは、先端ツールを手または足として機能させる必要がある。特許文献１は、はしご昇降ロボットであることから、グリッパは、四足歩行または二足歩行に適した形状となっていない。また、複数種の異なる移動形態を有する移動ロボットがはしご昇降を行う場合、移動ロボットの動作を小さな動作とすることで、移動ロボットの動力を抑制することが望ましく、動力の低減を図ることが可能な先端ツールが要求されている。

そこで、本発明は、移動ロボットの動力を低減しつつ、はしご昇降を好適に行うことができる先端ツール及び移動ロボットを提供することを課題とする。

本発明の先端ツールは、胴体ユニットと、前記胴体ユニットに基端部が接続される複数の肢体ユニットと、を備える移動を行う移動ロボットのそれぞれの前記肢体ユニットの先端部に接続される先端ツールにおいて、前記肢体ユニットに接続される側の部位を甲側部位とし、前記甲側部位の反対側の部位を裏側部位とすると、前記甲側部位には、棒状部材に引っ掛けられる鈎溝が設けられることを特徴とする。

この構成によれば、甲側部位に鈎溝を設けることで、鈎溝が裏側部位に設けられる場合に比べて、鈎溝を棒状部材に引っ掛けるまでの移動ロボット（特に肢体ユニット）の可動を小さいものとすることができる。具体的に、棒状部材が水平方向に沿って設けられ、裏側部位が上方を向いており、甲側部位が下方を向いている場合について説明する。鈎溝が裏側部位に設けられる場合、裏側部位の鈎溝は上方を向いていることから、鈎溝を棒状部材に引っ掛けるためには、裏側部位を下方に向ける必要があるため、肢体ユニットの可動が大きいものとなる。これに対して、鈎溝が甲側部位に設けられる場合、鈎溝はすでに下方を向いていることから、鈎溝を棒状部材に引っ掛けるためには、裏側部位を下方に向ける必要がないため、肢体ユニットの可動が小さいものとなる。このように、鈎溝を棒状部材に引っ掛けるまでの肢体ユニットの可動を小さいものとすることができるため、移動ロボットの動力を低減することができる。なお、この鈎溝は、肢体ユニットが移動ロボットの腕部として用いられるときに使用される。

また、前記甲側部位から突出して形成される一方の把持片と、前記一方の把持片の基端部から突出して形成され、前記一方の把持片と対向して設けられる他方の把持片とからなる一対の把持片を有し、前記鈎溝は、前記一対の把持片によって形成されることが好ましい。

この構成によれば、鈎溝が裏側部位に形成される場合に比べて、鈎溝の形状に制約を受けることなく、鈎溝を形成することができる。つまり、裏側部位は、移動ロボットの移動時において地面に接地されることから、鈎溝の形状に制約を受ける。一方で、甲側部位は、移動ロボットの移動時において地面に接地することがないことから、鈎溝に制約を受けることなく、一方の把持片を甲側部位から突出して形成することで、鈎溝を大きく形成することが可能となる。

また、前記鈎溝は、前記一対の把持片が相互に対向する対向面によって形成されるＶ溝であり、前記鈎溝が延在する方向に直交する面で切った断面において、前記一方の把持片に形成される前記対向面と、前記他方の把持片に形成される前記対向面とは、面対称に形成され、前記鈎溝が延在する方向に亘って同じ形状に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、一対の対向面が面対称となり、また、鈎溝が延在する方向に同じ形状となるＶ溝となることから、Ｖ溝の加工を容易に行うことができる。

また、前記一対の把持片の一対の前記対向面は、突出方向の基端部側の面が、前記突出方向の先端部に向かうにつれて広がるように形成され、前記突出方向の先端部側の面が、前記突出方向の基端部側の面に比して広がりが小さくなるように形成されていることが好ましい。

この構成によれば、鈎溝の形状を、鈎溝に引っ掛けられた棒状部材が鈎溝から逸脱し難い形状とすることができる。

また、前記一対の把持片には、肉抜き部が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、軽量化を図ることができる。

また、前記裏側部位には、水平方向に伸びる棒状部材に係止可能な係止溝が複数並べて形成され、前記鈎溝が延在する方向と、前記各係止溝が延在する方向とは、平行となっていることが好ましい。

この構成によれば、肢体ユニットが移動ロボットの脚部として用いられる場合、裏側部位に係止溝を設けることで、水平方向に伸びる棒状部材に、係止溝を好適に引っ掛けることができる。つまり、肢体ユニットが脚部として用いられる場合、裏側部位が下方を向いており、甲側部位が上方を向いていることから、係止溝はすでに下方を向いているため、移動ロボットは、棒状部材に係止溝を好適に引っ掛けることができる。

また、前記鈎溝と複数の前記係止溝とは、Ｖ溝であり、前記係止溝の溝角度は、前記鈎溝の溝角度に比して大きい角度となっていることが好ましい。

この構成によれば、係止溝の溝角度を、鈎溝に比して大きくすることで、係止溝が鈎溝に比して小さく形成される場合であっても、係止溝により棒状部材を好適に捉えることが可能となる。

本発明の移動ロボットは、胴体ユニットと、前記胴体ユニットに、基端部が接続される複数の肢体ユニットと、それぞれの前記肢体ユニットの先端部に接続される、上記の先端ツールと、前記胴体ユニット及び複数の前記肢体ユニットの動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、先端ツールの鈎溝を、はしごの横桟及び支柱等の棒状部材に引っ掛けることで、転倒時に発生するモーメントを打ち消すことができ、移動ロボットの転倒の可能性を低くすることができる。

また、複数の前記肢体ユニットのうち、脚部として機能する複数の前記肢体ユニットに接続される前記先端ツールは、複数の係止溝を有する先端ツールであり、前記先端ツールは、前記肢体ユニットに接続される接続部と、前記接続部を挟んで一方側に設けられるつま先部と、前記接続部を挟んで他方側に設けられるかかと部と、を有し、複数の前記係止溝は、接地側の部位に、前記つま先部から前記接続部まで並べて形成され、前記制御部は、複数の前記肢体ユニットを制御して、支柱及び横桟を有するはしごを昇降させるはしご昇降制御を実行しており、前記はしご昇降制御において、前記はしごの前記横桟同士の間隔が狭く、前記接続部側の前記係止溝を使用することで前記肢体ユニットが前記はしごに干渉する第１の条件である場合、前記つま先部側の前記係止溝を使用して、前記はしごを昇降する第１はしご昇降モードを実行し、前記はしごの前記横桟同士の間隔が前記第１の条件に比して広く、前記接続部側の前記係止溝を使用することで前記肢体ユニットが前記はしごに干渉しない第２の条件である場合、前記接続部側の前記係止溝を使用する第２はしご昇降モードを実行することが好ましい。

この構成によれば、はしごの横桟同士の間隔が狭く、肢体ユニットがはしごに干渉し易い場合、制御部は、つま先部側の係止溝を使用することで、はしごの横桟から肢体ユニットを遠ざけることができる。このため、制御部は、肢体ユニットを干渉させることなく、移動ロボットをはしご昇降させることができる。一方で、はしごの横桟同士の間隔が広く、肢体ユニットがはしごに干渉し難い場合、制御部は、接続部側の係止溝を使用することで、はしごの横桟に肢体ユニットを近づけることができる。肢体ユニットをはしごの横桟に近づけると、肢体ユニットに設けられるアクチュエータをはしごの横桟に近づけることができることから、はしごと先端ツールとの接点と、アクチュエータとの間の長さを短くでき、アクチュエータ周りのモーメントを小さくすることができる。このため、制御部は、肢体ユニットのアクチュエータの駆動トルクを小さくできるため、移動ロボットの動力を低減することができる。

また、前記制御部は、複数の前記肢体ユニットを制御して、支柱及び横桟を有するはしごを昇降させるはしご昇降制御を実行しており、前記はしご昇降制御時において、複数の前記肢体ユニットのうち、腕部として機能する複数の前記肢体ユニットに接続される前記先端ツールの前記鈎溝を、前記支柱に引っ掛け、前記支柱に沿って前記先端ツールを移動させることが好ましい。

この構成によれば、先端ツールの鈎溝を支柱に引っ掛け、支柱に沿って先端ツールを移動させることで、先端ツールをはしごから離すことなく、移動ロボットをはしご昇降させることができる。このため、先端ツールがはしごから逸脱することを抑制できることから、移動ロボットの転倒の可能性を低くすることができる。

図１は、本実施形態の移動ロボットの外観斜視図である。 図２は、本実施形態の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの一例を示す外観斜視図である。 図３は、本実施形態の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの一例を示す外観斜視図である。 図４は、従来の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの動作に関する説明図である。 図５は、本実施形態の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの動作に関する説明図である。 図６は、本実施形態の移動ロボットのはしご昇降に関する動作の一例を示す説明図である。 図７は、本実施形態の移動ロボットのはしご昇降に関する動作の一例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

［実施形態］
図１は、本実施形態の移動ロボットの外観斜視図である。図２及び図３は、本実施形態の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの一例を示す外観斜視図である。図４は、従来の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの動作に関する説明図である。図５は、本実施形態の移動ロボットに取り付けられる先端ツールの動作に関する説明図である。図６及び図７は、本実施形態の移動ロボットのはしご昇降に関する動作の一例を示す説明図である。

図１に示す移動ロボット１は、複数種の異なる移動形態を有するロボットであり、移動形態としては、例えば、二足歩行、三足歩行、四足歩行、はしご昇降及び腹這い歩行等が実行可能となっている。この移動ロボット１は、移動環境に応じた移動形態で、予め指定された移動先に移動する。

図１に示すように、移動ロボット１は、胴体ユニット１１と、４つの肢体ユニット１２と、４つの先端ツール１３とを備えている。また、移動ロボット１は、胴体ユニット１１及び４つの肢体ユニット１２の動作を制御する制御部１４を備えている。

胴体ユニット１１は、正面、背面、上面、下面、左側面及び右側面を有する略長方体形状に形成されている。ここで、胴体ユニット１１の正面及び背面が対向する方向を厚さ方向とする。また、厚さ方向に直交すると共に胴体ユニット１１の上面及び下面が対向する方向を長さ方向とする。さらに、厚さ方向及び長さ方向に直交する方向を幅方向とする。この胴体ユニット１１は、長さ方向において並べて設けられる２つの胴体フレーム２１と、２つの胴体フレーム２１の間に設けられる胴体側駆動軸２２と、を有している。

各胴体フレーム２１は、左側面及び右側面にそれぞれ１つの肢体ユニット１２が接続されている。また、各胴体フレーム２１は、ほぼ同一の構成となっている。

胴体側駆動軸２２は、胴体ユニット１１の長さ方向周りに回転すると共に、胴体ユニット１１の幅方向周りに回転する。このため、胴体側駆動軸２２は、胴体ユニット１１を捻るように駆動すると共に、胴体ユニット１１を折り曲げるように駆動する。

４つの肢体ユニット１２は、胴体ユニット１１の左側面及び右側面に対して、２つの肢体ユニット１２がそれぞれ取り付けられている。具体的には、上記のように、２つの肢体ユニット１２が、一方の胴体フレーム２１の左側面及び右側面に接続され、残りの２つの肢体ユニット１２が、他方の胴体フレーム２１の左側面及び右側面に接続されている。この４つの肢体ユニット１２は、同一の構成となっている。

次に、各肢体ユニット１２について説明する。なお、４つの肢体ユニット１２は、同一の構成となっていることから、下記の説明では、１つの肢体ユニット１２について説明し、残りの３つの肢体ユニット１２については説明を省略する。また、実施形態１では、４つの肢体ユニット１２を用いたが、複数の肢体ユニット１２であればよく、個数は特に限定されない。

肢体ユニット１２は、その基端部が胴体ユニット１１に取り付けられ、その先端部に先端ツール１３が取り付けられている。このため、肢体ユニット１２は、その先端側が地面に接地する側となっている。この肢体ユニット１２は、複数の肢体側駆動軸３２を有しており、所定の自由度を持って、腕部または脚部としての動作を行うことが可能となっている。

４つの先端ツール１３は、４つの肢体ユニット１２に対して、着脱自在となっており、使用環境に応じて複数種用意されている。４つの先端ツール１３は、腕部として機能する肢体ユニット１２に取り付けられるものと、脚部として機能する肢体ユニット１２に取り付けられるものとが、同一の構成となっていることから、下記の説明では、腕部の先端ツール１３ａと、脚部の先端ツール１３ｂとについてそれぞれ説明する。なお、この先端ツール１３は、エンドエフェクタとも呼称されている。図２では、腕部の先端ツール１３ａを説明し、図３では、脚部の先端ツール１３ｂを説明する。

図２に示す先端ツール１３ａは、移動ロボット１が二足歩行、または、はしごを昇降する際に、手として機能する。先端ツール１３ａは、肢体ユニット１２に着脱自在に取り付けられ、肢体ユニット１２に接続される側が甲側部位４５となっており、甲側部位４５の反対側で地面に接地される部位が裏側部位４６となっている。つまり、先端ツール１３ａの甲側部位４５が、手の甲側となり、先端ツール１３ａの裏側部位４６が、手のひら側となっている。なお、甲側部位４５と裏側部位４６とが対向する方向を厚さ方向とする。この先端ツール１３ａは、ツール本体５０と、ツール本体５０から突出して設けられる一対の把持片５１とを有している。

ツール本体５０は、所定の方向が長辺方向となる長方体形状に形成されている。ツール本体５０は、肢体ユニット１２に着脱自在に取り付けられる接続部５０ａと、接続部５０ａの長辺方向の一方側（図２の左側）に設けられるつま先部５０ｂと、を有する。つまり、移動ロボット１の四足歩行時において、先端ツール１３ａの長辺方向の一方側がつま先部５０ｂとして機能する。

一対の把持片５１は、ツール本体５０の接続部５０ａを挟んで、接続部５０ａの長辺方向の他方側（図２の右側）に設けられるかかと部５３として機能している。つまり、移動ロボット１の四足歩行時において、先端ツール１３ａの長辺方向の他方側がかかと部５３として機能する。

一対の把持片５１は、一方の把持片５１ａが、先端ツール１３ａの甲側部位４５から、裏側部位４６とは反対側となる厚さ方向に突出して設けられ、他方の把持片５１ｂが、一方の把持片５１ａの基端部から長辺方向の他方側に突出して設けられている。そして、一方の把持片５１ａと他方の把持片５１ｂとは、対向して設けられている。

先端ツール１３ａは、ツール本体５０と他方の把持片５１ｂとの裏側部位４６が、地面に接する部位となっており、地面に接する部位は、平坦面が形成されている。この平坦面は、先端ツール１３ａのつま先部５０ｂから接続部５０ａを経てかかと部５３に亘って形成されている。

先端ツール１３ａのかかと部５３における甲側部位４５には、一対の把持片５１により鈎溝５５が形成されている。この鈎溝５５は、棒状部材に引っ掛けられ、棒状部材としては、鉛直方向に沿って延びるはしご７１の支柱７２（図６及び図７参照）、及び水平方向に沿って延びるはしご７１の横桟７３（図４及び図５参照）がある。つまり、鈎溝５５は、移動ロボット１のはしご昇降時において使用される。

鈎溝５５は、一対の把持片５１が相互に対向する一対の対向面５６によって形成されるＶ溝である。この鈎溝５５は、先端ツール１３ａの長辺方向及び先端ツール１３ａの厚さ方向に直交する短辺方向に亘って形成されている。短辺方向に直交する面で切った鈎溝５５の断面において、一方の把持片５１ａに形成される対向面５６ａと、他方の把持片５１ａに形成される対向面５６ｂとは、所定の面を挟んで、面対称に形成されている。また、対向面５６ａ，５６ｂは、短辺方向に亘って同じ形状となっている。

この一対の対向面５６ａ，５６ｂは、突出方向の基端部側における対向面５６ａ，５６ｂが、突出方向の先端部に向かうにつれて広がるように形成される。一方で、一対の対向面５６ａ，５６ｂは、突出方向の先端部側における対向面５６ａ，５６ｂが、突出方向の基端部側に比して広がりが小さくなるように形成されている。つまり、鈎溝５５は、その先端側（溝の浅い側）が、基端側（溝の底側）に比して絞られた形状となっている。また、この鈎溝５５は、基端側の溝角度、つまり、一対の対向面５６ａ，５６ｂが為す角度が、９０°よりも小さい角度となっている。

また、一対の把持片５１には、一対の肉抜き部５７がそれぞれ形成されている。各肉抜き部５７ａ，５７ｂは、一対の把持片５１ａ，５１ｂの中央において矩形状に形成されている。なお、各肉抜き部５７ａ，５７ｂの形状は特に限定されるものではなく、一対の把持片５１ａ，５１ｂの剛性が、移動ロボット１の移動に耐え得る剛性であれば、いずれの形状であってもよい。

次に、図３に示す先端ツール１３ｂについて説明する。図３に示す先端ツール１３ｂは、移動ロボット１が二足歩行、または、はしごを昇降する際に、足として機能する。先端ツール１３ｂは、先端ツール１３ａとほぼ同様の構成となっているため、先端ツール１３ａと異なる部位についてのみ説明し、先端ツール１３ａと同様の部位については、同じ符号を用いて説明する。先端ツール１３ｂは、その甲側部位４５が、足の甲側となり、その裏側部位４６が、足の裏側となっている。

先端ツール１３ｂのつま先部５０ｂにおける裏側部位４６には、複数の係止溝５４が形成されている。この係止溝５４は、棒状部材に引っ掛けられ、棒状部材としては、水平方向に沿って延びるはしご７１の横桟７３（図４及び図５参照）である。つまり、係止溝５４は、移動ロボット１のはしご昇降時において使用される。

複数の係止溝５４は、先端ツール１３ｂの長辺方向に並べて設けられており、本実施形態では２本並べて設けられている。また、各係止溝５４は、先端ツール１３ｂの短辺方向に亘って形成されている。このため、複数の係止溝５４と鈎溝５５とは、平行に設けられている。２本の係止溝５４のうち、その１本の係止溝５４は、接続部５０ａに設けられ、その他の１本の係止溝５４は、つま先部５０ｂに設けられている。

各係止溝５４は、短辺方向に直交する面で切った係止溝５４の断面において、Ｖ字状となるＶ溝となっている。つまり、各係止溝５４は、溝の底部から裏側部位４６へ向かって広がる溝となっている。また、各係止溝５４は、その溝角度、つまり、溝の底部における角度が、略９０°となっている。このため、各係止溝５４の溝角度は、鈎溝５５の溝角度に比して大きい角度となっている。さらに、鈎溝５５の大きさは、各係止溝５４に比して大きく形成され、特に、鈎溝５５の溝深さは、各係止溝５４に比して深く形成されている。

次に、図４及び図５を参照して、従来の先端ツール１００を用いたときの肢体ユニット１２の動作と、本実施形態の先端ツール１３ａを用いたときの肢体ユニット１２の動作との比較について説明する。

図４に示す従来の先端ツール１００は、鈎溝１０１が、ツール本体のつま先部における裏側部位に形成されたものである。この先端ツール１００は、腕部として機能する肢体ユニット１２の肢体側駆動軸３２を中心に可動させられることで、鈎溝１０１をはしごの横桟７３に引っ掛けられる。ここで、図４において、先端ツール１００の裏側部位が鉛直方向の上方を向いており、この状態から、先端ツール１００を肢体側駆動軸３２を中心に可動させて、横桟７３に先端ツール１００の鈎溝１０１を引っ掛ける場合、肢体側駆動軸３２の可動角θａは、９０°よりも大きい可動角となる。これは、鈎溝１０１が裏側部位に設けられる場合、裏側部位の鈎溝１０１は上方を向いていることから、鈎溝１０１をはしごの横桟７３に引っ掛けるためには、裏側部位を下方に向ける必要があるからである。

これに対し、図５に示す本実施形態の先端ツール１３ａは、腕部として機能する肢体ユニット１２の肢体側駆動軸３２を中心に可動させられることで、鈎溝５５をはしごの横桟７３に引っ掛けられる。ここで、図５において、先端ツール１３ａの裏側部位４６が鉛直方向の上方を向いており、この状態から、先端ツール１３ａを肢体側駆動軸３２を中心に可動させて、横桟７３に先端ツール１３ａの鈎溝５５を引っ掛ける場合、肢体側駆動軸３２の可動角θｂは、９０°よりも小さい可動角となる。これは、鈎溝５５が甲側部位４５に設けられる場合、鈎溝５５はすでに下方を向いていることから、鈎溝５５をはしごの横桟７３に引っ掛けるためには、裏側部位４６を下方に向ける必要がないからである。

次に、図６及び図７を参照して、脚部として機能する肢体ユニット１２に、図３に示す先端ツール１３ｂを取り付けたときの移動ロボット１のはしご昇降動作に関する制御について説明する。

制御部１４は、胴体ユニット１１の胴体側駆動軸２２、及び各肢体ユニット１２の肢体側駆動軸３２を制御することで、胴体ユニット１１及び各肢体ユニット１２の動作を制御している。制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の集積回路と、作業領域となるメモリとを含み、これらのハードウェア資源を用いて移動ロボット１の動作に関するプログラムを実行することによって、移動ロボット１の動作を制御している。

この制御部１４は、移動ロボット１の動作として、はしごを昇降させるはしご昇降制御を実行している。制御部１４は、はしご昇降制御の実行時において、４つの肢体ユニット１２のうち、上面側の２つの肢体ユニット１２を腕部として機能させ、下面側の２つの肢体ユニット１２を脚部として機能させる。また、制御部１４は、はしご昇降制御の実行時において、脚部として機能させる２つの肢体ユニット１２を、所定の条件に基づいて、図６に示す第１はしご昇降モードまたは図７に示す第２はしご昇降モードで動作させている。

図６の第１はしご昇降モードは、はしご７１の横桟７３同士の間隔Ｌａが狭く、接続部５０ａ側の係止溝５４ｂを使用することで肢体ユニット１２がはしご７１に干渉する第１の条件である場合に実行される。一方で、図７の第２はしご昇降モードは、はしご７１の横桟７３同士の間隔Ｌｂが第１の条件に比して広く、接続部５０ａ側の係止溝５４ｂを使用することで肢体ユニット１２がはしご７１に干渉しない第２の条件である場合に実行される。より具体的に、制御部１４は、はしご７１の横桟７３の間隔に基づいて、第１の条件であるか、第２の条件であるかを判定している。つまり、第１の条件または第２の条件を判定するためのしきい値が予め設定されており、制御部１４は、はしご昇降を行うはしごの横桟７３の間隔が、しきい値以上である場合、第２の条件であるとして、第２はしご昇降モードを実行する。一方で、制御部１４は、はしご昇降を行うはしごの横桟７３の間隔が、しきい値未満である場合、第１の条件であるとして、第１はしご昇降モードを実行する。

制御部１４は、第１はしご昇降モードではしご昇降制御を実行すると、はしご７１の横桟７３の間隔が狭い場合であっても、肢体ユニット１２をはしご７１に干渉させることなく、移動ロボット１にはしご昇降を行わせることが可能となる。また、制御部１４は、第２はしご昇降モードではしご昇降制御を実行すると、はしご７１の横桟７３に肢体ユニット１２を近づけることができるため、肢体ユニット１２に設けられる肢体側駆動軸３２をはしご７１の横桟７３に近づけることができる。この場合、はしご７１と先端ツール１３ｂとの接点と、肢体側駆動軸３２との間の長さを短くでき、肢体側駆動軸３２周りのモーメントを小さくすることができる。このため、制御部１４は、肢体ユニット１２の肢体側駆動軸３２の駆動トルクを小さくできるため、移動ロボット１の動力を低減することができる。

また、制御部１４は、はしご昇降制御時において、腕部として機能させる２つの肢体ユニット１２に接続される先端ツール１３ａの鈎溝５５を、はしご７１の支柱７２に引っ掛け、支柱７２に沿って先端ツール１３ａを鉛直方向に移動させている。

以上のように、本実施形態によれば、先端ツール１３の甲側部位４５に鈎溝５５を設けることで、鈎溝５５が裏側部位４６に設けられる場合に比べて、鈎溝５５をはしご７１の横桟７３に引っ掛けるまでの移動ロボット１の肢体ユニット１２の可動を小さいものとすることができる。このため、移動ロボット１の動力を低減することができる。

また、本実施形態によれば、鈎溝５５を甲側部位４５に設けることで、鈎溝５５が裏側部位４６に設けられる場合に比べて、鈎溝５５の形状に制約を受けることなく、係止溝５４に比して鈎溝５５を大きく形成することができる。特に、一方の把持片５１ａを甲側部位４５から突出して形成することで、鈎溝５５を大きく形成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、鈎溝５５の先端側の形状を絞るように形成したため、鈎溝５５の形状を、引っ掛けられた支柱７２または横桟７３から逸脱し難い形状とすることができる。

また、本実施形態によれば、一対の把持片５１に肉抜き部５７を形成することで、先端ツール１３の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、肢体ユニット１２が移動ロボット１の脚部として用いられる場合、裏側部位４６に係止溝５４を設けることで、はしご７１の横桟７３に、係止溝５４を好適に引っ掛けることができる。

また、本実施形態によれば、係止溝５４の溝角度を、鈎溝５５に比して大きくすることで、係止溝５４が鈎溝５５に比して小さく形成される場合であっても、係止溝５４によりはしご７１の横桟７３を好適に捉えることが可能となる。

また、本実施形態によれば、先端ツール１３ａの鈎溝５５を、はしご７１の横桟７３及び支柱７２に引っ掛けることで、移動ロボット１の転倒時に発生するモーメントを打ち消すことができるため、移動ロボット１の転倒の可能性を低くすることができる。

また、本実施形態によれば、制御部１４は、第１はしご昇降モード及び第２はしご昇降モードを選択的に実行することで、肢体ユニット１２をはしご７１に干渉させることなく、また、移動ロボット１の動力の低減を図りつつ、移動ロボット１をはしご昇降させることができる。

また、本実施形態によれば、制御部１４は、先端ツール１３ａの鈎溝５５を支柱７２に引っ掛け、支柱７２に沿って先端ツール１３ａを移動させることで、先端ツール１３ａをはしご７１から離すことなく、移動ロボット１をはしご昇降させることができる。このため、先端ツール１３ａがはしご７１から逸脱することを抑制できることから、移動ロボット１の転倒の可能性を低くすることができる。

なお、本実施形態において、制御部１４は、はしご昇降制御において、はしご７１の最上段の横桟７３から降りる登り切り時において、第２はしご昇降モードを実行してもよい。つまり、はしご７１の登り切り時には、肢体ユニット１２に干渉するはしご７１の横桟７３がないため、第２はしご昇降モードを実行することで、移動ロボット１の動力の低減をさらに図ることができる。

１ 移動ロボット
１１ 胴体ユニット
１２ 肢体ユニット
１３ 先端ツール
１４ 制御部
２１ 胴体フレーム
２２ 胴体側駆動軸
３２ 肢体側駆動軸
４５ 甲側部位
４６ 裏側部位
５０ ツール本体
５０ａ 接続部
５０ｂ つま先部
５１ 把持片
５３ かかと部
５４ 係止溝
５５ 鈎溝
５６ 対向面
５７ 肉抜き部

Claims (10)

1. 胴体ユニットと、前記胴体ユニットに基端部が接続される複数の肢体ユニットと、を備える移動を行う移動ロボットのそれぞれの前記肢体ユニットの先端部に接続される先端ツールにおいて、
   前記肢体ユニットに接続される側の部位を甲側部位とし、前記甲側部位の反対側の部位を裏側部位とすると、
   前記甲側部位には、棒状部材に引っ掛けられる鈎溝が設けられることを特徴とする先端ツール。
2. 前記甲側部位から突出して形成される一方の把持片と、前記一方の把持片の基端部から突出して形成され、前記一方の把持片と対向して設けられる他方の把持片とからなる一対の把持片を有し、
   前記鈎溝は、前記一対の把持片によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の先端ツール。
3. 前記鈎溝は、前記一対の把持片が相互に対向する対向面によって形成されるＶ溝であり、
   前記鈎溝が延在する方向に直交する面で切った断面において、前記一方の把持片に形成される前記対向面と、前記他方の把持片に形成される前記対向面とは、同じ形状に形成され、前記鈎溝が延在する方向に亘って同じ形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の先端ツール。
4. 前記一対の把持片の一対の前記対向面は、突出方向の基端部側の面が、前記突出方向の先端部に向かうにつれて広がるように形成され、前記突出方向の先端部側の面が、前記突出方向の基端部側の面に比して広がりが小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の先端ツール。
5. 前記一対の把持片には、肉抜き部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の先端ツール。
6. 前記裏側部位には、水平方向に伸びる棒状部材に係止可能な係止溝が複数並べて形成され、
   前記鈎溝が延在する方向と、前記各係止溝が延在する方向とは、平行となっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の先端ツール。
7. 前記鈎溝と複数の前記係止溝とは、Ｖ溝であり、
   前記係止溝の溝角度は、前記鈎溝の溝角度に比して大きい角度となっていることを特徴とする請求項６に記載の先端ツール。
8. 胴体ユニットと、
   前記胴体ユニットに、基端部が接続される複数の肢体ユニットと、
   それぞれの前記肢体ユニットの先端部に接続される、請求項１から７のいずれか１項に記載の先端ツールと、
   前記胴体ユニット及び複数の前記肢体ユニットの動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする移動ロボット。
9. 複数の前記肢体ユニットのうち、脚部として機能する複数の前記肢体ユニットに接続される前記先端ツールは、請求項６または７に記載の先端ツールであり、
   前記先端ツールは、
   前記肢体ユニットに接続される接続部と、
   前記接続部を挟んで一方側に設けられるつま先部と、
   前記接続部を挟んで他方側に設けられるかかと部と、を有し、
   複数の前記係止溝は、接地側の部位に、前記つま先部から前記接続部まで並べて形成され、
   前記制御部は、複数の前記肢体ユニットを制御して、支柱及び横桟を有するはしごを昇降させるはしご昇降制御を実行しており、
   前記はしご昇降制御において、
   前記はしごの前記横桟同士の間隔が狭く、前記接続部側の前記係止溝を使用することで前記肢体ユニットが前記はしごに干渉する第１の条件である場合、前記つま先部側の前記係止溝を使用して、前記はしごを昇降する第１はしご昇降モードを実行し、
   前記はしごの前記横桟同士の間隔が前記第１の条件に比して広く、前記接続部側の前記係止溝を使用することで前記肢体ユニットが前記はしごに干渉しない第２の条件である場合、前記接続部側の前記係止溝を使用する第２はしご昇降モードを実行することを特徴とする請求項８に記載の移動ロボット。
10. 前記制御部は、複数の前記肢体ユニットを制御して、支柱及び横桟を有するはしごを昇降させるはしご昇降制御を実行しており、前記はしご昇降制御時において、複数の前記肢体ユニットのうち、腕部として機能する複数の前記肢体ユニットに接続される前記先端ツールの前記鈎溝を、前記支柱に引っ掛け、前記支柱に沿って前記先端ツールを移動させることを特徴とする請求項８または９に記載の移動ロボット。

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