JP2019211343A - 遠隔制御作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】作業区域を高所から観察したり、高所の放射線量などの空間物理量を計測したり、被運搬物を上げ下げしたりすることができる遠隔制御作業車を提供する。【解決手段】所要作業を遠隔操作によって行う遠隔制御作業車１０の車体は、遠隔操作によって走行及び操舵される。車体上に立設された伸縮支柱１３が遠隔操作によって上下に伸縮される。伸縮支柱１３の上端部に撮影手段５１、照明手段、物理量計測手段、被運搬物搭載手段などの作業手段を着脱可能に設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、所要作業を遠隔操作によって行う遠隔制御作業車に関し、特に高放射線量区域での状況撮影、放射線量計測、被運搬物の上げ下げその他の作業に適した遠隔制御作業車に関する。

例えば、原子力発電所において大事故が発生した場合、放射性汚染物の除染が課題となる。しかし、特に高線量区域等には立ち入ることができなかったり、短時間しか作業を行なえなかったりする。そこで、例えば特許文献１では、区域内に小型の遠隔制御作業車を導入して、遠隔制御作業車の遠隔操作によって除染作業を行なっている。遠隔制御作業車の車体には柱状部が設けられ、該柱状部の上端部に照明及び撮影を含む観察装置が設けられている。

特開２０１６−００３８５６号公報

前掲特許文献の遠隔制御作業車は小型であることからして、観察装置の高さは、せいぜい大人の腰の高さあたりと考えられる。したがって、作業区域を例えば数ｍの高所から俯瞰で観察することはできない。また、高所における放射線量などの空間物理量を把握したり、被運搬物を上げ下げしたりしたいとの要請もある。
本発明は、前記事情に鑑み、高放射線量区域その他の作業区域を高所から観察したり、高所の空間物理量を計測したり、被運搬物を上げ下げしたりするなどの高所における所要作業が可能な遠隔制御作業車を提供することを目的とする。

前記の目的のために、本発明は、所要作業を行う遠隔制御作業車であって、
遠隔操作によって走行及び操舵される車体と、
前記車体上に立設され、遠隔操作によって上下に伸縮される伸縮支柱と、
前記伸縮支柱の上端部に着脱可能に設けられた作業手段と、
を備えたことを特徴とする。
当該遠隔制御作業車を使用する際は、所要作業に応じた作業手段を伸縮支柱の上端部に設置する。そして、遠隔操作によって車体を走行制御させる。かつ遠隔操作によって伸縮支柱を伸縮させることで、作業手段の高さを調節できる。適切な高さにおいて、前記作業手段による所要作業を実行することができる。
前記所要作業としては、撮影、照明、各種計測、物の上げ下げなどが挙げられる。

前記作業手段が、撮影手段を含むことが好ましい。これによって、作業区域を高所から俯瞰で撮影でき、作業区域の状況を全体的に把握することができる。
前記撮影手段が全方位カメラを含むことがより好ましい。全方位カメラは、水平全方向及び垂直全方向を同時撮影可能であることが好ましい。これによって、全方向を撮影でき、作業区域の状況を一層把握しやすくできる。
前記作業手段が、照明手段を含むことが好ましい。これによって、作業区域を高所から照明できる。

前記作業手段が、空間物理量を計測する物理量計測手段を含むことが好ましい。前記空間物理量としては、空間中の放射線量、酸素その他の特定ガス成分の濃度、温度などが挙げられる。前記物理量計測手段としては、例えば放射線計測手段、ガス濃度計測手段、温度計測手段などが挙げられる。

前記作業手段が、被運搬物を搭載可能な搭載手段を含むことが好ましい。被運搬物としては、例えば資材、機材、廃棄物、不要物などが挙げられる。搭載手段に被運搬物を載せることによって、被運搬物を上げ下げできる。被運搬物の搭載手段は、箱状ないしは容器状でもよく、カゴ状でもよく、台座状でもよく、トレー状でもよい。

前掲特許文献１においては、遠隔操作のためのリモートコントローラと遠隔制御作業車とはケーブルで繋がっており、制御信号や電力等を有線で遠隔制御作業車へ送ることができる。しかし、ケーブルが障害物に引っ掛かったりケーブルの長さが足らずに遠隔制御作業車の走行可能範囲が制限されたりするおそれがある。これに対し、発明者は、無線で遠隔操作可能な遠隔制御作業車を発案した（特願２０１７−０６２７９７、特願２０１７−０６２７９８）。一方、遠隔制御作業車にデジタル制御回路を搭載して、遠隔操作室からの無線指令を前記デジタル制御回路で処理して走行モータなどを作動させる構成としたところ、放射線量が高いと動作不良を起こした。
そこで、前記遠隔制御作業車が、前記車体又は前記伸縮支柱を含む遠隔操作対象を無線制御指令に基づいて作動させる作動手段を備え、前記作動手段が、
前記無線制御指令を受信する受信部と、
前記制御指令に応じて作動される作動モータと
前記作動モータの作動によって変位される可動端子と、
前記可動端子の変位経路に沿って並べられ、前記可動端子の位置に応じてそれぞれ入切される複数の感知素子と、
前記感知素子の入切に応じて前記遠隔操作対象を作動させる作動実行部と
を含むことが好ましい。これによって、高放射線量区域その他の作業区域において、遠隔制御作業車を良好に遠隔操作することができる。
前記遠隔操作対象としては、前記車体、伸縮支柱の他、伸縮支柱上の作業手段（撮影手段、照明手段、物理量計測手段など）であってもよく、前記車体に付加した吸引手段、除染手段、フィルタ交換手段、電池交換手段などであってもよい。

前記作動手段が、前記可動端子を案内する案内レールと、
前記作動モータの回転出力軸と前記可動端子との間に設けられ、前記回転出力軸の回転を前記案内レールの延び方向に沿う直線移動に変換するカム機構と、
を更に含み、前記感知素子が前記延び方向に一列に並べられていることが好ましい。

本発明によれば、遠隔制御作業車を走行させながら高所における所要作業を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る遠隔作業システムの概略構成図である。 図２は、前記遠隔作業システムの遠隔制御作業車の側面図である。 図３は、前記遠隔制御作業車の回路図である。 図４は、前記遠隔制御作業車の支柱延長アタッチメントの正面図である。 図５（ａ）は、図４のＶａ−Ｖａ線に沿う、接続ピースの平面図である。 図５（ｂ）は、図４のＶｂ−Ｖｂ線に沿う、機器接続フランジの平面図である。 図６（ａ）は、作業手段としてカメラが取り付けられた支柱延長アタッチメントの上端部の正面図である。図６（ｂ）は、作業手段としてライトが取り付けられた支柱延長アタッチメントの上端部の正面図である。図６（ｃ）は、作業手段として放射線センサが取り付けられた支柱延長アタッチメントの上端部の正面図である。図６（ｄ）は、作業手段として収容器が取り付けられた支柱延長アタッチメントの上端部の正面図である。 図７は、前記遠隔制御作業車の走行制御部を走行停止指令位置で示す正面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う、前記走行制御部の縦断面図である。 図９は、図７のＩＸ−ＩＸに沿う、前記走行制御部の平面断面図である。 図１０は、前記遠隔制御作業車の操舵制御部を旋回停止指令位置で示す正面図である。 図１１は、前記遠隔制御作業車のカメラ昇降制御部を昇降停止指令位置で示す正面図である。 図１２（ａ）は、前記走行制御部を前進指令位置で示す正面図である。図１２（ｂ）は、前記走行制御部を高速前進指令位置で示す正面図である。図１２（ｃ）は、前記走行制御部を後進指令位置で示す正面図である。図１２（ｄ）は、前記走行制御部を高速後進指令位置で示す正面図である。 図１３（ａ）は、前記操舵制御部を左カーブ指令位置で示す正面図である。図１３（ｂ）は、前記操舵制御部を左ターン指令位置で示す正面図である。図１３（ｃ）は、前記走行制御部を右カーブ指令位置で示す正面図である。図１３（ｄ）は、前記操舵制御部を右ターン指令位置で示す正面図である。 図１４（ａ）は、前記カメラ昇降制御部を上昇指令位置で示す正面図である。図１４（ｂ）は、前記カメラ昇降制御部を下降指令位置で示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、例えば高放射線量の作業区域９において撮影や除染等の所要作業を遠隔的に行なう遠隔作業システム１を示したものである。遠隔操作は、作業区域９から離れた操作室８において行なう。
遠隔作業システム１は、作業区域９側の遠隔制御作業車１０と、操作室８側の遠隔操作設備８ｂを備えている。

＜遠隔制御作業車１０＞
図２に示すように、遠隔制御作業車１０は、車体１１と、左右のクローラ１２と、伸縮支柱１３と、制御盤１４を備えている。
図３に示すように、車体１１には、直流電源１５と、送受信部１８と、各クローラ１２の回転駆動用の直流モータからなる走行モータ１６と、伸縮支柱１３の伸縮用の直流モータからなるモータ１７が搭載されている。
直流電源１５によって遠隔制御作業車１０のすべての電力が賄われている。
送受信部１８は、送受信機１８ａ（受信部）と、デコーダ１８ｂ（復号器）を含む。

左右の直流の走行モータ１６によって左右のクローラ１２がそれぞれ回転制御される。これによって、前進、後進、高速前進、高速後進、左カーブ、右カーブ、左ターン、右ターンなどの走行及び操舵が実行される。
左右の走行モータ１６及び左右のクローラ１２によって、車体１１（遠隔操作対象）の走行及び操舵用の作動実行部が構成されている。
以下、左右のクローラ１２を互いに区別するときは、それぞれ符号に左側を示すＬ、右側を示すＲを付して表記する。左右のモータ１６についても同様とする。

図２に示すように、車体１１の上面部には伸縮支柱１３が伸縮可能に立設されている。伸縮支柱１３は、例えば３段の柱部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを含む。詳細な図示は省略するが、遠隔制御作業車１０には、伸縮支柱１３（遠隔操作対象）の伸縮動作を実行する作動実行部として、カメラ昇降用モータ１７、該モータ１７によって駆動されるウィンチ１３ｄ、該ウィンチ１３ｄの巻き力を柱部１３ｂ，１３ｃに伝えるプーリや連繋条体が設けられている。モータ１７は直流モータである。該直流モータ１７の正転駆動によって伸縮支柱１３が上方へ伸長される。モータ１７の反転駆動によって伸縮支柱１３が下方へ収縮される。

図４に示すように、伸縮支柱１３の上端部には接続ピース１３ｅが設けられている。接続ピース１３ｅは、例えば円柱形状に形成されている。図５（ａ）に示すように、接続ピース１３ｅの上端面には、複数のねじ穴１３ｇ（機器接続部）が形成されている。ねじ穴１３ｇは、接続ピース１３ｅの上端面に一定のパターンをなすように分散して配置されている。

図２に示すように、伸縮支柱１３の上端部には、支柱延長アタッチメント６０が着脱可能に設けられている。支柱延長アタッチメント６０は、伸縮支柱１３の３段の柱部１３ａ，１３ｂ，１３ｃだけでは昇降高さが足らないときに上端柱部１３ｃに継ぎ足される。

図４に示すように、支柱延長アタッチメント６０は、下側からホルダ６１、ロッド６２、上端ホルダ６３、機器接続フランジ６４を含む。
ホルダ６１が、接続ピース１３ｅの上端部に連結されている。接続ピース１３ｅにおける幾つかのねじ穴１３ｇが、ホルダ６１のねじ止めに用いられている。
ロッド６２は鉛直に向けられる。該ロッド６２の下端部がホルダ６１に保持されている。ロッド６２の上端部には上端ホルダ６３が取り付けられている。上端ホルダ６３の上面に機器接続フランジ６４（機器接続部）が設けられている。

図５（ｂ）に示すように、機器接続フランジ６４は、接続ピース１３ｅの上端部と同一形状の円板状に形成されている。詳しくは、機器接続フランジ６４には、複数のねじ穴６４ｇが形成されている。ねじ穴６４ｇは、一定のパターンをなすように互いに分散して配置されている。しかも、ねじ穴６４ｇの大きさ及び配置パターンは、ねじ穴１３ｇの大きさ及び配置パターンと同一である。

図６（ａ）〜同図（ｄ）に示すように、機器接続フランジ６４上には、所要作業を行うための作業手段が着脱可能に設けられている。作業手段としては、メインカメラ５１（撮影手段）、ライト５２（照明手段）、放射線量センサ５３（物理量計測手段）、収容器５４（搭載手段）などが挙げられる。これら各種作業手段５１〜５４の中から所要の作業内容に応じて１又は複数の機器が選択されて機器接続フランジ６４に取り付けられる。前記選択された作業手段５１〜５４が、ボルト５９によって１又は複数のねじ穴６４ｇにねじ止め可能である。

伸縮支柱１３を上下に伸縮させることによって、作業手段５１〜５４が昇降される。支柱延長アタッチメント６０によって作業手段５１〜５４の上昇可能高さを増大させることができる。
例えば、伸縮支柱１３だけの場合の上昇可能高さは、１．９ｍ〜５ｍ程度である。１．９ｍは装置最小高さであり、通常の入口扉を通過できる高さとなっている。支柱延長アタッチメント６０を付加した場合の上昇可能高さは、５ｍを超えることができる。

図示は省略するが、作業手段５１〜５４は、伸縮支柱１３の上端部に直接取り付けることも可能である。すなわち、伸縮支柱１３から支柱延長アタッチメント６０を取り外し、かつ前記選択された作業手段５１〜５４をボルト５９によって接続ピース１３ｅの１又は複数のねじ穴１３ｇにねじ止めすることができる。

図４及び図６（ａ）に示すように、以下の説明では、特に断らない限り、作業手段としてメインカメラ５１が選択されているものとする。かつ伸縮支柱１３の上端部には支柱延長アタッチメント６０が設けられ、該支柱延長アタッチメント６０の上端部にメインカメラ５１が設けられているものとする。
好ましくは、メインカメラ５１は、水平方向及び垂直方向の全方位を撮影可能な全方位カメラである。

さらに、車体１１の後側部にはサブカメラ７１が設けられている。サブカメラ７１は、特定の方向（例えば後方）を撮影する。なお、サブカメラ７１の配置場所は、メインカメラ５１では見にくい場所を撮影可能な場所であることが好ましく、サブカメラ７１の配置場所等に応じて適宜設定できる。メインカメラ５１及びサブカメラ７１は、切り替え手段（図示省略）を介して送受信機１８ａに接続されている。サブカメラ７１の向きが遠隔操作で変更可能であってもよい。

図３に示すように、制御盤１４には、走行制御部２０（前進・後退制御部）と、操舵制御部３０と、カメラ昇降制御部４０（支柱伸縮制御部）が設けられている。
図７に示すように、走行制御部２０は、作動モータ２１と、可動端子２２と、４つ（複数）の感知素子２３と、案内レール２４と、カム機構２５を備えている。

作動モータ２１は、直流サーボモータによって構成されている。作動モータ２１は、送受信部１８からの制御指令に応じて回転出力軸２１ｃが所定角度になるように作動される。

図７〜図９に示すように、作動モータ２１の近くに直線状の案内レール２４が配置されている。案内レール２４にスライダ２６がスライド可能に係合されている。スライダ２６に端子ベース２９が固定されている。端子ベース２９は、スライダ２６の手前側（図８において右側）に離れて配置され、かつ連結ピン２９ｃを介してスライダ２６と連結されている。端子ベース２９の上端部の中央部には、可動端子２２が手前側（図９において下側）へ突出するように形成されている。端子ベース２９ひいては可動端子２２が、案内レール２４に沿ってスライダ２６と一体になって案内される。

作動モータ２１の回転出力軸２１ｃと、スライダ２６ひいては可動端子２２との間にカム機構２５が設けられている。カム機構２５は、回転出力軸２１ｃの回転を案内レール２４の延び方向に沿う直線移動に変換する。
例えば、カム機構２５は、回転レバー２７と、案内ローラ２８と、案内溝２６ｄを含む。回転レバー２７が、回転出力軸２１ｃとスライダ２６を結ぶように延びている。回転レバー２７の基端部が回転出力軸２１ｃに回転可能に連結されている。回転レバー２７の延び方向は、回転出力軸２１ｃに対して直交されている。回転レバー２７の先端部が、スライダ２６と端子ベース２９との間に差し入れられている。回転レバー２７の先端部には、案内ローラ２８が回転可能に設けられている。案内ローラ２８の回転軸は、回転出力軸２１ｃと平行になっている。スライダ２６の手前側（図９において下側）の面には、案内溝２６ｄが形成されている。案内溝２６ｄは、スライダ２６のスライド方向に対して直交する向き（図８において上下）に延びている。該案内溝２６ｄに案内ローラ２８が移動可能に嵌め入れられている。これによって、回転レバー２７の先端部が、案内ローラ２８を介してスライダ２６に係止されている。
作動モータ２１の回転出力軸２１ｃの回転と共に回転レバー２７が回転される。該回転に伴って、案内ローラ２８が案内溝２６ｄの延び方向に案内され、スライダ２６が案内レール２４の延び方向にスライドされる。したがって、作動モータ２１の作動によって、可動端子２２が案内レール２４の延び方向に変位される。

４つの感知素子２３が、案内レール２４の延び方向すなわち可動端子２２の変位経路に沿って一列に並べられている。各感知素子２３は、発光部と受光部を有する近接センサによって構成されている。感知素子２３は、可動端子２２との相対位置に応じてそれぞれ入切される。つまり、可動端子２２が当該感知素子２３から外れた位置に配置されているときは、発光部からのセンサ光が受光部へ反射されず、感知素子２３がオフとなる。可動端子２２が対向する位置に配置されたとき、発光部からのセンサ光が可動端子２２で反射され、該反射光が受光部に入射されることで、感知素子２３がオンとなる。
以下、４つの感知素子２３を互いに区別するときは、図７において左側のものから順次符号にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを付す。

前記作動モータ２１の回転出力軸２１ｃの回転角度（出力角度）を調節することによって、可動端子２２が、感知素子２３Ｂ，２３Ｃの中間に位置する走行停止指令位置（中立位置、図７）と、感知素子２３Ｂと対向する前進指令位置（図１２（ａ））と、感知素子２３Ａ，２３Ｂ間に跨る高速前進指令位置（図１２（ｂ））と、感知素子２３Ｃと対向する後進指令位置（図１２（ｃ））と、感知素子２３Ｃ，２３Ｄ間に跨る高速後進指令位置（図１２（ｄ））の何れかに選択的に配置される。

可動端子２２が停止指令位置（図７）のとき、すべての感知素子２３がオフとなる。
可動端子２２が前進指令位置（図１２（ａ））のとき、感知素子２３Ｂがオン、感知素子２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｄがオフとなる。
可動端子２２が高速前進指令位置（図１２（ｂ））のとき、感知素子２３Ａ，２３Ｂがオン、感知素子２３Ｃ，２３Ｄがオフとなる。
可動端子２２が後進指令位置（図１２（ｃ））のとき、感知素子２３Ｃがオン、感知素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄがオフとなる。
可動端子２２が高速後進指令位置（図１２（ｄ））のとき、感知素子２３Ｃ，２３Ｄがオン、感知素子２３Ａ，２３Ｂがオフとなる。
各感知素子２３の出力信号線が走行モータ駆動回路１９に接続されている。走行モータ駆動回路１９が、左右の走行モータ１６の個別駆動回路１６ｄに接続されている。

図１０に示すように、操舵制御部３０は、作動モータ３１と、可動端子３２と、４つ（複数）の感知素子３３と、案内レール３４と、カム機構３５を備えている。

作動モータ３１は、直流サーボモータによって構成されている。作動モータ３１は、送受信部１８からの制御指令に応じて回転出力軸３１ｃが所定角度になるように作動される。

作動モータ３１の近くに直線状の案内レール３４が配置されている。案内レール３４にスライダ３６がスライド可能に係合されている。スライダ３６に端子ベース３９が連結ピン３９ｃを介して固定されている。端子ベース３９に可動端子３２が設けられている。

作動モータ３１の回転出力軸３１ｃと、スライダ３６ひいては可動端子３２との間にカム機構３５が設けられている。カム機構３５は、回転出力軸３１ｃの回転を案内レール３４の延び方向に沿う直線移動に変換する。詳しくは、カム機構３５は、前記カム機構２５と同様に、回転レバー３７と、その先端の案内ローラ３８と、スライダ３６の案内溝３６ｄとを含む。案内溝３６ｄに案内ローラ３８が移動可能に嵌め入れられている。作動モータ３１の回転出力軸３１ｃの回転と共に回転レバー３７が回転され、案内ローラ３８が、案内溝３６ｄの延び方向に沿って移動され、スライダ３６が案内レール３４の延び方向にスライドされる。この結果、作動モータ３１の作動により可動端子３２が案内レール３４の延び方向に変位される。

４つの感知素子３３が、案内レール３４の延び方向すなわち可動端子３２の変位経路に沿って一列に並べられている。感知素子３３は、前記感知素子２３と同様に、発光部と受光部を有する近接センサによって構成され、可動端子３２との相対位置に応じてそれぞれ入切される。
以下、４つの感知素子３３を互いに区別するときは、図１０において左側のものから順次符号にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを付す。

前記作動モータ３１の回転出力軸３１ｃの回転角度（出力角度）を調節することによって、可動端子３２が、感知素子３３Ｂ，３３Ｃの中間に位置する旋回停止指令位置（中立位置、図１０）と、感知素子３３Ｂと対向する左カーブ指令位置（図１３（ａ））と、感知素子３３Ａ，３３Ｂ間に跨る左ターン指令位置（図１３（ｂ））と、感知素子３３Ｃと対向する右カーブ指令位置（図１３（ｃ））と、感知素子３３Ｃ，３３Ｄ間に跨る右ターン指令位置（図１３（ｄ））の何れかに選択的に配置される。

可動端子３２が旋回停止指令位置（図１０）のとき、すべての感知素子３３がオフとなる。
可動端子３２が左カーブ指令位置（図１３（ａ））のとき、感知素子３３Ｂがオン、感知素子３３Ａ，３３Ｃ，３３Ｄがオフとなる。
可動端子３２が左ターン指令位置（図１３（ｂ））のとき、感知素子３３Ａ，３３Ｂがオン、感知素子３３Ｃ，３３Ｄがオフとなる。
可動端子３２が右カーブ指令位置（図１３（ｃ））のとき、感知素子３３Ｃがオン、感知素子３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｄがオフとなる。
可動端子３２が右ターン指令位置（図１３（ｄ））のとき、感知素子３３Ｃ，３３Ｄがオン、感知素子３３Ａ，３３Ｂがオフとなる。
各感知素子３３の出力信号線が走行モータ駆動回路１９に接続されている。
送受信部１８と、走行及び操舵制御部２０，３０と、モータ駆動回路１９と、走行モータ１６と、クローラ１２によって、車体１１（遠隔操作対象）を無線制御指令に基づいて作動（走行及び操舵）させる作動手段１０ａが構成されている。

図１１に示すように、カメラ昇降制御部４０は、作動モータ４１と、可動端子４２と、２つ（複数）の感知素子４３と、案内レール４４と、カム機構４５を備えている。

作動モータ４１は、直流サーボモータによって構成されている。作動モータ４１は、送受信部１８からの制御指令に応じて回転出力軸４１ｃが所定角度になるように作動される。

作動モータ４１の近くに直線状の案内レール４４が配置されている。案内レール４４にスライダ４６がスライド可能に係合されている。スライダ４６に端子ベース４９が連結ピン４９ｃを介して固定されている。端子ベース４９に可動端子４２が設けられている。

作動モータ４１の回転出力軸４１ｃと、スライダ４６ひいては可動端子４２との間にカム機構４５が設けられている。カム機構４５は、回転出力軸４１ｃの回転を案内レール４４の延び方向に沿う直線移動に変換する。詳しくは、カム機構４５は、前記カム機構２５，３５と同様に、回転レバー４７と、その先端の案内ローラ４８と、スライダ４６の案内溝４６ｄとを含む。案内溝４６ｄに案内ローラ４８が移動可能に嵌め入れられている。作動モータ４１の回転出力軸４１ｃの回転と共に回転レバー４７が回転され、案内ローラ４８が、案内溝４６ｄの延び方向に沿って移動され、スライダ４６が案内レール４４の延び方向にスライドされる。この結果、作動モータ４１の作動により可動端子４２が案内レール４４の延び方向に変位される。

２つの感知素子４３が、案内レール４４の延び方向に互いに離れて配置されている。すなわち、感知素子４３が、可動端子４２の変位経路に沿って一列に並べられている。感知素子４３は、前記感知素子２４と同様に、発光部と受光部を有する近接センサによって構成され、可動端子４２との相対位置に応じてそれぞれ入切される。
以下、２つの感知素子４３を互いに区別するときは、図１１において左側のものを上昇用感知素子４３Ａと称し、右側のものを下降用感知素子４３Ｂと称す。

前記作動モータ４１の回転出力軸４１ｃの回転角度（出力角度）を調節することによって、可動端子４２が、２つの感知素子４３の中間に位置する昇降停止指令位置（中立位置、図１１）と、上昇用感知素子４３Ａと対向する上昇指令位置と（図１４（ａ））、下降用感知素子４３Ｂと対向する下降指令位置（図１４（ｂ））の何れかに選択的に配置される。

可動端子４２が昇降停止指令位置（図１１）のとき、すべての感知素子４３がオフとなる。
可動端子４２が上昇指令位置（図１４（ａ））のとき、上昇用感知素子４３Ａがオン、下降用感知素子４３Ｂがオフとなる。
可動端子４２が下降指令位置（図１４（ｂ））のとき、上昇用感知素子４３Ａがオフ、下降用感知素子４３Ｂがオンとなる。
各感知素子４３の出力信号線がカメラ昇降用モータ１７のモータ駆動回路１７ｄに接続されている。
送受信部１８と、昇降制御部４０と、昇降用モータ１７と、ウィンチ１３ｄと、前記不図示のプーリや連繋条体によって、伸縮支柱１３（遠隔操作対象）を無線制御指令に基づいて作動（伸）させる作動手段１０ｂが構成されている。

＜遠隔操作設備８ｂ＞
図１に示すように、遠隔操作設備８ｂは、操作側送受信機２ａと、映像出力システム３と、操作デバイス７を含む。

操作側送受信機２ａは、車両側送受信機１８ａとの間で例えば５ＧＨｚ帯電波によって無線送受信可能である。操作側送受信機２ａと、車両側送受信機１８ａと、これを繋ぐ無線ネットワーク２ｃによって無線伝送システム２が構成されている。
詳しくは、車両側送受信機１８ａから操作側送受信機２ａへカメラ５１，７１の映像信号がリアルタイムで無線伝送される。伝送には、例えば５ＧＨｚ帯電波が使用される。５ＧＨｚ帯電波を用いることで、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像の高速伝送が可能である。
また、操作側送受信機２ａから車両側送受信機１８ａへ遠隔制御作業車１０の制御信号が無線伝送される。
操作側送受信機２ａと車両側送受信機１８ａとの間に、１又は複数の基地局又は中継局が介在されていてもよい。これによって、操作室８が作業区域９から遠方に設けられていても、遠隔制御作業車１０を操作室８において遠隔操作可能である。

映像出力システム３は、パーソナルコンピュータ４（映像処理部）と、ヘッドマウントディスプレイ５と、テレビモニター６を含む。操作側送受信機２ａに信号処理部（図示せず）を介して、パーソナルコンピュータ４及びテレビモニター６が接続されている。パーソナルコンピュータ４には、映像信号の高速処理プログラムが組み込まれている。パーソナルコンピュータ４にヘッドマウントディスプレイ５が接続されている。ヘッドマウントディスプレイ５は、三次元の仮想現実映像を表示可能である。ヘッドマウントディスプレイ５には、ヘッドトラッキングセンサー５ｃが設けられている。
操作デバイス７は、例えばジョイスティックによって構成されている。操作デバイス７には、遠隔制御作業車１０の走行、操舵、カメラ昇降その他の動作を指示するためのレバー、ボタンなどの指令入力部７ａが設けられている。好ましくは、指令入力部７ａは、走行、操舵、昇降その他の動作ごとに複数設けられている。

遠隔作業システム１は、次のようにして作動される。
メインカメラ５１の撮影映像信号は、リアルタイムで送受信部１８から送信される。該映像信号が操作側送受信機２ａに受信され、信号処理を経てパーソナルコンピュータ４に入力される。パーソナルコンピュータ４は、映像信号を高速処理してヘッドマウントディスプレイ５に送る。これによって、ヘッドマウントディスプレイ５に、メインカメラ５１の撮影映像が、略リアルタイムで三次元の仮想現実映像として表示される。
通信電波に５ＧＨｚ帯を用い、かつパーソナルコンピュータ４によって映像信号を高速処理することによって、ヘッドマウントディスプレイ５の表示映像の時間遅れを１秒未満（例えば０．３秒程度）にすることができる。
ヘッドマウントディスプレイ５は、操作者Ａの頭部に装着されて使用される。該操作者Ａによって操作デバイス７が操作される。
操作者Ａの頭部の動きをヘッドトラッキングセンサー５ｃで検知することによって、操作者Ａの動きと、ヘッドマウントディスプレイ５の表示映像とが連係される。例えば、操作者Ａが前方を向くと、遠隔制御作業車１０の前方の映像がヘッドマウントディスプレイ５に表示される。操作者Ａが後方を向くと、遠隔制御作業車１０の後方の映像がヘッドマウントディスプレイ５に表示される。
これによって、操作者Ａは、ヘッドマウントディスプレイ５の三次元仮想現実映像を観ながら、操作デバイス７を仮想現実的に操作することができる。つまり、遠隔制御作業車１０をあたかも操縦しているような感覚で遠隔操作できる。

テレビモニター６には、メインカメラ５１の映像と、サブカメラ７１の映像とが切り替え表示可能である。メインカメラ映像を選択すると、パーソナルコンピュータ４で処理されたメインカメラ５１の撮影映像がテレビモニター６に二次元表示される。サブカメラ映像を選択すると、サブカメラ７１の撮影映像がテレビモニター６に表示される。テレビモニター６の表示画面によって、操作者Ａ以外の人が作業区域９の状況を把握できる。

図７〜図１１に示すように、操作デバイス７の走行、操舵、カメラ昇降など用の各指令入力部は、通常、中立位置ないしは停止指令位置にある。これに応じて、遠隔制御作業車１０の各作動モータ２１，３１，４１の出力軸２１ｃ，３１ｃ，４１ｃの角度は停止指令角度（中立角度）にあり、各可動端子２２，３２，４２は停止指令位置（中立位置）にあり、各感知素子２３，３３，４３はオフになっている。遠隔制御作業車１０の各作業動作は停止されている。

操作者Ａが操作デバイス７を操作すると、その指令信号が操作側送受信機２ａから無線送信される。該指令信号が、車両側送受信機１８ａによって受信され、デコーダ１８ｂで復号されたうえで所定の制御部２０，３０，４０に入力される。指令信号には、走行、操舵、カメラ昇降その他の作業動作の指令信号が含まれる。

詳しくは走行指令には、前進、高速前進、後進、高速後進の制御指令が含まれる。
例えば前進指令が送受信されたときは、その指令信号がデコーダ１８ｂから走行制御部２０へ入力される。図１２（ａ）に示すように、走行制御部２０においては、前記前進指令信号によって作動モータ２１の回転出力軸２１ｃひいては回転レバー２７が前進指令角度になるよう調節される。回転レバー２７の回転に伴って、カム機構２５のカム作用によってスライダ２６がスライドされ、可動端子２２が前進指令位置に配置される。これによって感知素子２３Ｂがオンとなる。感知素子２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｄはオフのままである。前記感知素子２３Ｂのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左右の走行モータ１６が正転駆動され、左右のクローラ１２が前進回転される。この結果、遠隔制御作業車１０が通常速度で前進される。

同様にして、高速前進指令が送受信されたときは、図１２（ｂ）に示すように、作動モータ２１の回転出力軸２１ｃひいては回転レバー２７が高速前進指令角度になるよう調節され、カム機構２５のカム作用によって可動端子２２が高速前進指令位置に配置される。これによって、２つの感知素子２３Ａ，２３Ｂがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左右の走行モータ１６が高速で正転駆動され、左右のクローラ１２が高速で前進回転される。この結果、遠隔制御作業車１０が高速前進される。

後進指令が送受信されたときは、図１２（ｃ）に示すように、作動モータ２１の回転出力軸２１ｃひいては回転レバー２７が後進指令角度になるよう調節され、カム機構２５のカム作用によって可動端子２２が後進指令位置に配置される。これによって、感知素子２３Ｃがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左右の走行モータ１６が逆転駆動される。走行モータ１６は直流モータであるため、正負の切り替えによって簡単に逆転駆動させることができる。この結果、左右のクローラ１２が後進回転され、遠隔制御作業車１０が後進される。

高速後進指令が送受信されたときは、図１２（ｄ）に示すように、作動モータ２１の回転出力軸２１ｃひいては回転レバー２７が高速後進指令角度になるよう調節され、カム機構２５のカム作用によって可動端子２２が高速後進指令位置に配置される。これによって、２つの感知素子２３Ｃ，２３Ｄがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左右の走行モータ１６が高速で正転駆動され、左右のクローラ１２が高速で後進回転される。この結果、遠隔制御作業車１０が高速後進される。

操舵指令には、左カーブ、左ターン、右カーブ、右ターンの制御指令が含まれる。
例えば左カーブ指令が送受信されたときは、その指令信号がデコーダ１８ｂから操舵制御部３０へ入力される。図１３（ａ）に示すように、操舵制御部３０においては、前記左カーブ指令信号によって作動モータ３１の回転出力軸３１ｃひいては回転レバー３７が左カーブ指令角度になるよう調節される。回転レバー３７の回転に伴って、カム機構３５のカム作用によってスライダ３６がスライドされ、可動端子３２が左カーブ指令位置に配置される。これによって感知素子３３Ｂがオンとなる。感知素子３３Ａ，３３Ｃ，３３Ｄはオフのままである。前記感知素子３３Ｂのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左走行モータ１６Ｌが正転駆動されることで左クローラ１２Ｌが前進回転される。かつ右走行モータ１６Ｒひいては右クローラ１２Ｒは停止される。この結果、遠隔制御作業車１０が左方向へ曲がりながら前進する。

同様にして、左ターン指令が送受信されたときは、図１３（ｂ）に示すように、作動モータ３１の回転出力軸３１ｃひいては回転レバー３７が左ターン指令角度になるよう調節され、カム機構３５のカム作用によって可動端子３２が左ターン指令位置に配置される。これによって、２つの感知素子３３Ａ，３３Ｂがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、左走行モータ１６Ｌが正転駆動されることで左クローラ１２Ｌが前進回転される。かつ右走行モータ１６Ｒが逆転駆動されることで右クローラ１２Ｒが後進回転される。この結果、遠隔制御作業車１０が一箇所に止まりながら左旋回する。

右カーブ指令が送受信されたときは、図１３（ｃ）に示すように、作動モータ３１の回転出力軸３１ｃひいては回転レバー３７が右カーブ指令角度になるよう調節され、カム機構３５のカム作用によって可動端子３２が右カーブ指令位置に配置される。これによって、感知素子３３Ｃがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、右走行モータ１６Ｒが正転駆動されることで右クローラ１２Ｒが前進回転される。かつ左走行モータ１６Ｌひいては左クローラ１２Ｌは停止される。この結果、遠隔制御作業車１０が右方向へ曲がりながら前進する。

右ターン指令が送受信されたときは、図１３（ｄ）に示すように、作動モータ３１の回転出力軸３１ｃひいては回転レバー３７が右ターン指令角度になるよう調節され、カム機構３５のカム作用によって可動端子３２が右ターン指令位置に配置される。これによって、２つの感知素子３３Ｃ，３３Ｄがオンとなり、そのオン信号がモータ駆動回路１９へ出力される。これによって、右走行モータ１６Ｒが正転駆動されることで右クローラ１２Ｒが前進回転される。かつ左走行モータ１６Ｌが逆転駆動されることで左クローラ１２Ｌが後進回転される。この結果、遠隔制御作業車１０が一箇所に止まりながら右旋回する。
これによって、遠隔制御作業車１０は小回りが利き、作業区域９内の狭隘な場所でも所要作業を行なうことができる。

カメラ昇降指令には、上昇と下降の制御指令が含まれる。
例えば上昇指令が送受信されたときは、その指令信号がデコーダ１８ｂからカメラ昇降制御部３０へ入力される。図１４（ａ）に示すように、カメラ昇降制御部４０においては、上昇指令信号によって作動モータ４１の回転出力軸４１ｃひいては回転レバー４７が上昇指令角度になるよう調節される。回転レバー４７の回転に伴って、カム機構４５のカム作用によってスライダ４６がスライドされ、可動端子４２が上昇指令位置に配置される。これによって感知素子４３Ａがオンとなる。感知素子４３Ｂはオフのままである。前記感知素子４３Ａのオン信号がモータ駆動回路１７ｄへ出力される。これによって、カメラ昇降用モータ１７が正転駆動されることでウィンチ１３ｄが正転され、伸縮支柱１３が上方へ伸長し、メインカメラ５１が上昇される。これにより、作業区域９を高所から撮影することができ、作業区域９を俯瞰的に観察することができる。

同様にして、下降指令が送受信されたときは、図１４（ｂ）に示すように、作動モータ４１の回転出力軸４１ｃひいては回転レバー４７が下降指令角度になるよう調節され、カム機構４５のカム作用によって可動端子４２が下降指令位置に配置される。これによって、これによって感知素子４３Ｂがオンとなる。感知素子４３Ａはオフのままである。前記感知素子４３Ｂのオン信号がモータ駆動回路１７ｄへ出力される。これによって、カメラ昇降用モータ１７が逆転駆動される。該カメラ昇降用モータ１７は直流モータであるため、正負の切り替えによって簡単に逆転駆動させることができる。この結果、ウィンチ１３が逆方向へ回転され、伸縮支柱１３が下方へ収縮し、メインカメラ５１が下降される。

遠隔制御作業車１０によれば、受信した各種指令信号を、機械的機構を含む制御部２０，３０，４０によって処理することで、良好に遠隔操作できる。デジタル制御回路を省略又は減らすことで、高放射線環境でも動作不良が起きるのを防止又は抑制できる。

遠隔制御作業車１０によれば、伸縮支柱１３の伸縮制御によってメインカメラ５１などの作業手段を高さ調節できる。
さらに作業手段５１〜５４を適宜取り換えることで、高所における各種所要作業を行うことができる。例えば、図６（ｂ）に示すように、機器接続フランジ６４にライト５２を取り付けることで、作業区域９を高所から照明できる。機器接続フランジ６４にメインカメラ５１とライト５２を取り付けることで、作業区域９を高所から照明しながら撮影することができる。
図６（ｃ）に示すように、機器接続フランジ６４に放射線量センサ５３（物理量計測手段）を取り付けることで、作業区域９の高所における放射線量（空間物理量）を計測できる。
図６（ｄ）に示すように、機器接続フランジ６４に収容器５４（搭載手段）を取り付けることで、収容器５に資材、機材、廃棄物、不要物などの種々の被運搬物５５を収容して上げ下げできる。したがって、例えば被運搬物５５を上階から降ろしたり、低階から上階へ上げたりできる。図６（ｄ）においては、被運搬物５５の搭載手段として箱状の収容器５４が用いられているが、これに限られず、搭載手段がトレー状、台座状、カゴ状などであってもよい。
伸縮支柱１３だけで作業手段５１〜５４を所望の高さまで上げられるときは、支柱延長アタッチメント６０を取り外し、伸縮支柱１３の上端部の接続ピース１３ｅに作業手段５１〜５４を直接取り付けてもよい。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、モータとしてリニアモータを用いてもよい。サーボ機構として直動（リニア）サーボモータを用いてもよい。サーボモータに代えてステッピングモータを用いてもよい。
作業区域は、人の立ち入りが制限された場所であればよく、高放射線量区域に限らない。物理量計測手段としては、放射線量センサ５３に限らず、温度センサ、酸素センサ、一酸化炭素その他の危険ガスセンサなどであってもよい。
遠隔制御作業車１で行う所要作業は、伸縮支柱１３上の作業手段５１〜５４による作業に限らない。遠隔制御作業車１には、吸引、除染、フィルタ交換手段、電池交換などの所要作業を行う所要作業実行手段が搭載されていてもよい。該吸引、除染などの所要作業実行手段（遠隔操作対象）が、無線制御指令に基づいて、走行・操舵用の作動手段１０ａや支柱伸縮用の作動手段１０ｂなどと同様の作動手段によって作動されるようになっていてもよい。
さらに伸縮支柱１３上のカメラなどの作業手段（遠隔操作対象）５１〜５３が、無線制御指令に基づいて、作動手段１０ａ，１０ｂと同様の作動手段によって作動されるようになっていてもよい。

本発明は、例えば高放射線量区域の撮影ひいては除染作業システムに適用できる。

１ 遠隔作業システム
２ 無線伝送システム
７ 操作デバイス（遠隔操作手段）
９ 作業区域
１０ 遠隔制御作業車
１０ａ 走行及び操舵用の作動手段
１０ｂ 支柱伸縮用の作動手段
１１ 車体（遠隔操作対象）
１２ クローラ（作動実行部）
１３ 伸縮支柱（遠隔操作対象）
１３ｄ ウィンチ（作動実行部）
１６ 走行モータ（作動実行部）
１７ カメラ昇降用モータ（作動実行部）
１８ａ 送受信機（受信部）
２０ 走行制御部
２１ 作動モータ
２１ｃ 回転出力軸
２２ 可動端子
２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ） 感知素子
２５ カム機構
３０ 操舵制御部
３１ 作動モータ
３１ｃ 回転出力軸
３２ 可動端子
３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ） 感知素子
３５ カム機構
４０ カメラ昇降制御部
４１ 作動モータ
４１ｃ 回転出力軸
４２ 可動端子
４３（４３Ａ，４３Ｂ） 感知素子
４５ カム機構
１３ｅ 接続ピース
１３ｇ ねじ穴（機器接続部）
５０ 作業手段
５１ メインカメラ（撮影手段）
５２ ライト（照明手段）
５３ 放射線量センサ（物理量計測手段）
５４ 収容器（搭載手段）
５５ 被運搬物
６０ 支柱延長アタッチメント
６１ ホルダ
６２ ロッド
６３ 上端ホルダ
６４ 機器接続フランジ
６４ｇ ねじ穴

Claims (8)

1. 所要作業を行う遠隔制御作業車であって、
   遠隔操作によって走行及び操舵される車体と、
   前記車体上に立設され、遠隔操作によって上下に伸縮される伸縮支柱と、
   前記伸縮支柱の上端部に着脱可能に設けられた作業手段と、
   を備えたことを特徴とする遠隔制御作業車。
2. 前記作業手段が、撮影手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御作業車。
3. 前記撮影手段が全方位カメラを含むことを特徴とする請求項２に記載の遠隔制御作業車。
4. 前記作業手段が、照明手段を含むことを特徴とする請求項１〜３に何れか１項に記載の遠隔制御作業車。
5. 前記作業手段が、空間物理量を計測する物理量計測手段を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の遠隔制御作業車。
6. 前記作業手段が、被運搬物を搭載可能な搭載手段を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の遠隔制御作業車。
7. 前記車体又は前記伸縮支柱を含む遠隔操作対象を無線制御指令に基づいて作動させる作動手段を備え、前記作動手段が、
   前記無線制御指令を受信する受信部と、
   前記制御指令に応じて作動される作動モータと
   前記作動モータの作動によって変位される可動端子と、
   前記可動端子の変位経路に沿って並べられ、前記可動端子の位置に応じてそれぞれ入切される複数の感知素子と、
   前記感知素子の入切に応じて前記遠隔操作対象を作動させる作動実行部と
   を含むことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の遠隔制御作業車。
8. 前記作動手段が、前記可動端子を案内する案内レールと、
   前記作動モータの回転出力軸と前記可動端子との間に設けられ、前記回転出力軸の回転を前記案内レールの延び方向に沿う直線移動に変換するカム機構と、
   を更に含み、前記感知素子が前記延び方向に一列に並べられていることを特徴とする請求項７に記載の遠隔制御作業車。

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