JP2022043867A - 物体拾得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体を拾得するためのエンドエフェクタが走行体に設けられてなる物体拾得装置において、局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、効果的に物体の拾得が行なえるようにする。【解決手段】物体拾得装置は、走行体と、走行体の走行に伴って走行面に沿うように移動させられることで走行面１００上の物体２００を拾得するエンドエフェクタ２０Ａと、走行体に組付けられるとともに、エンドエフェクタ２０Ａを支持する支持部３０とを備える。支持部３０は、エンドエフェクタ２００Ａが組付けられるとともに、少なくともエンドエフェクタ２００Ａによる拾得動作時において走行体に対する相対的な位置が保持されるベースフレーム３１と、ベースフレーム３１に設けられるとともに、エンドエフェクタ２００Ａを走行面１００に向けて付勢する付勢機構３５とを有する。【選択図】図１６

Description

本発明は、走行体に設けられたエンドエフェクタによって走行面である地面や床面上の物体を拾得する物体拾得装置に関し、特に、樹木から落下することで地面に散乱した堅果（椿の実、銀杏、ナッツ、未熟果（摘果みかん等））や、地面あるいは床面上に散乱したゴルフボールやテニスボール等の競技用ボールあるいは固形ゴミ等を拾得する物体拾得装置に関する。

たとえば、特開２０１７－１２３８８５号公報（特許文献１）には、専らゴルフボールやテニスボール等の競技用ボールあるいは固形ゴミ等の物体を拾得して回収する物体回収装置として、左右両側に駆動車輪が設けられた移動体と、この移動体に搭載された回収容器と、当該物体を拾得するとともに回収容器に向けてこれを搬送する揚上コンベヤとを備えたものが開示されている。

また、米国特許出願公開第２０１４／０１６１５７４号明細書（特許文献２）には、複数のワイヤを籠状に張り巡らせることで構成されたナッツ拾得部を柄の先端に回転可能に設け、作業者が柄を持って当該ナッツ拾得部を地面に沿って移動させることにより、複数のワイヤの隙間から地面上のナッツをナッツ拾得部の内部に取り込むように構成されたナッツ拾得装置が開示されている。

特開２０１７－１２３８８５号公報 米国特許出願公開第２０１４／０１６１５７４号明細書

上記特許文献１に開示の物体回収装置においては、揚上コンベヤを駆動する駆動源が移動体の駆動車輪の駆動源と共用されており、これに起因して揚上コンベヤは、駆動車輪の回転軸を回転中心として回動自在に構成されている。これにより、揚上コンベヤの拾得部は、上方に向けて移動できることになり、当該拾得部が、地面に対して所定の距離を保って配置されるように構成されている。

そのため、整地や上述した拾得部と地面との間の距離が確保可能な程度のなだらかな起伏の不整地であれば、物体の回収動作を行なうことができ、大きな支障は生じない。しかしながら、上記距離の確保が阻害される局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においては、物体の回収動作が行なえない問題が発生してしまう。

また、上記特許文献２に開示のナッツ拾得装置においては、上述したように作業者自らが柄を持って操作するように構成されたものであるため、局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、作業者がその操作を工夫する（たとえば方向を変えて繰り返し操作する）こと等により、ある程度のナッツの拾得作業は行なえ得るものの、そもそも拾得作業自体が作業者に相当程度の負担を強いるものである。

この作業者の負担を解消するためには、上記特許文献１に開示される如くの移動体との組み合わせが想定されるが、単にこれを組み合わせたのみでは、上述したような局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地における拾得動作がままならなくなってしまう。

したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、物体を拾得するためのエンドエフェクタが走行体に設けられてなる物体拾得装置において、局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、効果的に物体の拾得が行なえるようにすることを目的とする。

本発明に基づく物体拾得装置は、走行体と、エンドエフェクタと、支持部とを備えている。上記走行体は、走行面上を走行するものである。上記エンドエフェクタは、上記走行体の走行に伴って走行面に沿うように移動させられることで走行面上の物体を拾得するものである。上記支持部は、上記走行体に組付けられるとともに、上記エンドエフェクタを支持している。上記支持部は、上記エンドエフェクタが組付けられるとともに、少なくとも上記エンドエフェクタによる拾得動作時において上記走行体に対する相対的な位置が保持されるベースフレームと、上記ベースフレームに設けられるとともに、上記エンドエフェクタを走行面に向けて付勢する付勢機構とを有している。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記エンドエフェクタが、回転することによって走行面上の物体を拾得するものであってもよい。その場合には、上記支持部が、上記エンドエフェクタを回転自在に支持するとともに、上記ベースフレームに組付けられた支持シャフトを有していてもよい。また、その場合には、上記付勢機構が、上記支持シャフトを走行面側に向けて付勢することで上記エンドエフェクタを走行面に向けて付勢してもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記エンドエフェクタが、上記拾得動作時における上記走行体の進行方向の前方側に配置されるものであってもよい。その場合には、上記支持シャフトが、当該支持シャフトから見て上記進行方向の前方側にオフセット配置された回転軸を回転中心として上記ベースフレームに対して回動可能に組付けられていてもよい。また、その場合には、上記付勢機構が、上記支持シャフトと上記ベースフレームとに接続された弾性付勢部材にて構成されていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置は、上記支持シャフトの上記ベースフレームに対する回転角度を検出する回転角度検出部をさらに備えていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記エンドエフェクタが、上記拾得動作時において上記走行体の走行に伴って走行面との摩擦によって従動回転するものであってもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記エンドエフェクタが、上記支持シャフトの延在方向に沿って張設されるとともに上記支持シャフトを取り囲むように配置された複数のワイヤを含んでいてもよい。その場合には、上記拾得動作時において、上記複数のワイヤの各々が回転しつつ走行面に押し当てられることで弾性的に変形することにより、上記複数のワイヤの間隔が増減することで走行面上の物体が上記エンドエフェクタの内部に取り込まれ、これにより上記エンドエフェクタによって走行面上の物体が拾得されてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記ベースフレームが、上記拾得動作時における位置よりも上方の待避位置に位置変更可能であってもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置は、上記走行体に組付けられるとともに、上記エンドエフェクタによって拾得された物体を上記エンドエフェクタから排出させることで回収する回収部をさらに備えていてもよい。その場合には、上記回収部が、上記エンドエフェクタによって拾得された物体を収容する回収容器と、上記エンドエフェクタによって拾得された物体を上記エンドエフェクタから上記回収容器に移載する移載機構とを有していてもよい。また、その場合には、上記エンドエフェクタによって拾得された物体を上記回収容器に移載するために上記エンドエフェクタが上記回収容器の上方に配置される回収位置に、上記ベースフレームが位置変更可能であってもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記移載機構が、上記回収容器の上方に配置された突起状部材を含んでいてもよい。その場合には、上記エンドエフェクタによって拾得された物体を上記エンドエフェクタから上記回収容器に移載する回収動作時において、上記突起状部材が上記複数のワイヤの間に差し込まれることで上記複数のワイヤの少なくとも一部が弾性的に変形することにより、当該突起状部材が差し込まれた部分の上記複数のワイヤの間隔が増加し、これにより上記エンドエフェクタによって拾得された物体が上記エンドエフェクタから落下することで上記回収容器に収容されてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置は、上記回収容器に収容された物体の重量を検出する回収重量検出部をさらに備えていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記拾得動作時における位置から上記ベースフレームが位置変更するに際して、上記ベースフレームの姿勢が常に維持されてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記支持部が、上記走行体に回動可能に支持されるとともに、上記ベースフレームを支持するアームと、上記アームを駆動することで上記ベースフレームを位置変更させるアーム駆動機構とを有していてもよい。その場合には、上記アーム駆動機構が、駆動源と、上記駆動源にて発生する動力を上記アームに伝達する動力伝達機構を含んでいてもよい。また、その場合には、上記動力伝達機構の一部にウォームギヤが含まれていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記エンドエフェクタを複数有していてもよい。その場合には、上記複数のエンドエフェクタが、上記ベースフレームに組付けられていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記拾得動作時における上記走行体の進行方向から見た場合に、上記複数のエンドエフェクタが、互いに重なり合うこととなるように上記進行方向の異なる位置に配置されていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置にあっては、上記複数のエンドエフェクタが、拾得が可能な物体のサイズが異なるものを含んでいてもよい。その場合には、上記拾得動作時における上記走行体の進行方向の後方側に向かうにつれて、拾得が可能な物体のサイズがより小さいものが位置することとなるように、上記複数のエンドエフェクタが、上記進行方向の異なる位置に配置されていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置は、上記エンドエフェクタによって拾得された物体の重量を検出する拾得重量検出部をさらに備えていてもよい。

上記本発明に基づく物体拾得装置は、上記拾得動作時における上記走行体の進行方向の前方側を少なくとも視野に含む撮像部をさらに備えていてもよい。その場合には、上記撮像部が、任意の高さに配置が可能となるように伸縮自在な支持マストによって上記走行体に組付けられていてもよい。

本発明によれば、物体を拾得するためのエンドエフェクタが走行体に設けられてなる物体拾得装置において、局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、効果的に物体を拾得することが可能になる。

実施の形態に係る物体拾得装置の拾得動作時の状態を示す斜視図である。 図１に示す状態における物体拾得装置の平面図である。 図１に示す状態における物体拾得装置の側面図である。 図１に示す物体拾得装置の回収動作時の状態を示す斜視図である。 図４に示す状態における物体拾得装置の平面図である。 図４に示す状態における物体拾得装置の側面図である。 図１に示すエンドエフェクタおよび支持シャフトの拡大斜視図である。 図１に示す状態において、エンドエフェクタによって物体が拾得される様子を示す模式図である。 図４に示す状態において、エンドエフェクタから物体が回収される様子を示す模式図である。 図１に示すアーム駆動機構の要部の正面図である。 図１に示すアーム駆動機構の要部の斜視図である。 図１に示すアーム駆動機構の他の要部の斜視図である。 図１に示す物体拾得装置において、ベースフレームが待避位置に配置された状態を示す側面図である。 図１に示すエンドエフェクタおよびベースフレームの近傍の拡大斜視図である。 図１４に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。 図１４に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。 図１に示す物体拾得装置において、エンドエフェクタの一部を取り換えた場合における拾得動作時の状態を示す斜視図である。 図１７に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。 図１７に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。 図１に示す物体拾得装置において、撮像部の位置を高所に変更した場合の状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係る物体拾得装置の拾得動作時の状態を示す斜視図であり、図２および図３は、それぞれ図１に示す状態における物体拾得装置の平面図および側面図である。また、図４は、本実施の形態に係る物体拾得装置の回収動作時の状態を示す斜視図であり、図５および図６は、それぞれ図４に示す状態における物体拾得装置の平面図および側面図である。まず、これら図１ないし図６を参照して、本実施の形態に係る物体拾得装置１の概略的な構成および動作について説明する。なお、本実施の形態に係る物体拾得装置１は、自走式のものである。

図１ないし図６に示すように、物体拾得装置１は、走行体１０と、エンドエフェクタ２０Ａと、支持部３０と、回収部４０とを主として備えている。物体拾得装置１は、走行体１０が走行する走行面１００（図３および図６参照）である地面や床面上に散乱した物体を、当該走行体１０に付設された支持部３０によって支持されたエンドエフェクタ２０Ａを用いることによって拾得するとともに、エンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体を、走行体１０に付設された回収部４０に移載することで回収するものである。

ここで、物体拾得装置１によって拾得および回収される物体は、特にこれが制限されるものではないが、たとえば、樹木から落下することで地面に散乱した堅果（椿の実、銀杏、ナッツ、未熟果（摘果みかん等））や、地面あるいは床面上に散乱したゴルフボールやテニスボール等の競技用ボールあるいは固形ゴミ等が想定される。

走行体１０は、躯体となる走行体フレーム１１を有している。走行体フレーム１１は、複数のフレームが組み合わされることで略直方体形状の外形を有している。この走行体フレーム１１には、動輪１２と、キャスタ１３と、動輪駆動用モータ１４と、電装部１５とが主として設けられている。

動輪１２は、走行体フレーム１１の前方寄りの下端側の位置に左右一対設けられており、キャスタ１３は、走行体フレーム１１の後方寄りの下端側の中央部に１つ設けられている。動輪駆動用モータ１４は、左右一対の動輪１２に対応して走行体フレーム１１の下端側の位置に左右一対設けられており、その各々が、対応する動輪１２を駆動する。キャスタ１３は、動輪１２が駆動されることで走行体１０が走行することに伴い、従動回転する。

このような構成を採用することにより、走行体１０は、動輪１２が駆動されることによって走行面１００上を前進および後退することができ、また、左右一対の動輪１２に速度差が与えられることにより、左右に旋回することも可能である。当該構成の走行方式は、種々ある走行方式の中でも構成が簡易であり、高い走行性能を実現しつつもコスト面において優位なものである。

なお、必ずしも上述した走行方式を採用する必要はなく、他の走行方式を採用してもよい。たとえば２つの駆動モータを用いて駆動と操舵を可能にしたオフセット駆動輪を３輪設けることとすれば、真横の方向を含む任意の方向に直進させることが可能になり、切り返しが不要になるばかりでなく進行方向の微修正も可能になり、さらに高い走行性能を実現することができる。

電装部１５には、物体拾得装置１に含まれる各種機能ブロックに必要な指令を行なうことによって各種の動作を集中的に制御する制御部や、ＩＭＵ（慣性計測装置）付きＧＰＳモジュール、バッテリ等が設けられており、走行体フレーム１１の下端側の位置に配置されている。このうち、ＩＭＵ付きＧＰＳモジュールは、物体拾得装置１の重心位置に配置されており、これにより当該ＩＭＵ付きＧＰＳモジュールによって取得された情報に基づき、物体拾得装置１の３軸方向の傾斜角（ピッチング、ローリングおよびヨーイング）を検出することが可能である。

エンドエフェクタ２０Ａは、複数のワイヤを籠状に張り巡らせることで構成されたものからなり、走行面１００に押し当てられつつ回転することによって走行面１００上の物体を拾得する。このエンドエフェクタ２０Ａは、支持部３０の一部である支持シャフト３４に回転可能に組付けられることで支持部３０によって支持されている。

ここで、本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、支持部３０に複数のエンドエフェクタ２０Ａが組付けられている。より詳細には、支持シャフト３４が前後方向に一対設けられており、そのうちの前方に配置された支持シャフト３４に左右一対のエンドエフェクタ２０Ａが組付けられており、後方に配置された支持シャフト３４の中央部に１つのエンドエフェクタ２０Ａが組付けられている。なお、エンドエフェクタ２０Ａの具体的な構成およびこれを用いた拾得動作の詳細については、後述することとする。

支持部３０は、上述した支持シャフト３４に加えて、ベースフレーム３１と、アーム３６とを主として有している。ベースフレーム３１は、平面視略矩形状の枠状部材からなり、このベースフレーム３１には、上述した支持シャフト３４が組付けられている。アーム３６は、左右に一対設けられており、いずれも棒状の部材からなる。各々のアーム３６の一端は、走行体１０の走行体フレーム１１の前方寄りの上端側の位置に組付けられており、各々のアーム３６の他端は、ベースフレーム３１の左右の中央部に組付けられている。

ここで、詳細については後述するが、支持部３０には、アーム３６を駆動することによってベースフレーム３１の位置を変更可能にするアーム駆動機構３７が設けられている。これにより、アーム３６は、走行体フレーム１１に組付けられた上記一端を回転中心として回動可能に構成されており、これによりベースフレーム３１は、拾得位置（図１ないし図３参照）と回収位置（図４ないし図６参照）との間で移動可能に構成されている。

図１ないし図３を参照して、拾得位置は、拾得動作時において当該ベースフレーム３１が配置される位置であり、具体的には、走行体１０の下端側の前方の位置である。この拾得位置にベースフレーム３１が配置されることにより、拾得動作時においては、走行体１０の走行に伴ってエンドエフェクタ２０Ａが走行面１００に沿うように移動させられることになり、これによってエンドエフェクタ２０Ａによって走行面１００上の物体が拾得されることになる。

図４ないし図６を参照して、回収位置は、回収動作時において当該ベースフレーム３１が配置される位置であり、具体的には、走行体１０の上方の位置である。ここで、走行体１０の上部には、後述するように回収部４０が設けられている。この回収位置にベースフレーム３１が配置されることにより、回収動作時においては、エンドエフェクタ２０Ａがこの回収部４０の上方に位置することになり、これによってエンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体が、回収部４０によって回収可能になる。

なお、上述したベースフレーム３１の移動可能な範囲には、上述した回収位置とは別の位置であって、かつエンドエフェクタ２０Ａが走行面１００に押し当てられない待避位置（図１３参照）が含まれるが、その詳細については後述することとする。

図１ないし図６を参照して、回収部４０は、上述したように走行体１０の上部に設けられている。回収部４０は、エンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体を収容する回収容器４１と、エンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体を当該エンドエフェクタ２０Ａから回収容器４１に移載する移載機構としての突起状部材４２Ａとを含んでいる。

回収容器４１は、上面開口の箱形状を有しており、走行体フレーム１１によって支持されている。回収容器４１は、走行体フレーム１１に着脱自在に設けられており、物体の回収後においては、回収容器４１を走行体フレーム１１から取り外すことにより、回収した物体を外部に取り出すことができる。

突起状部材４２Ａは、回収容器４１の内部の所定位置に配置されており、折り曲げられた棒状の部材にて構成されている。この突起状部材４２Ａは、回収容器４１に着脱自在に取付けられる。ここで、上述したように、本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、支持部３０に複数のエンドエフェクタ２０Ａが組付けられているため、これに対応して回収部４０においても、複数の突起状部材４２Ａが設けられている。なお、突起状部材４２Ａの具体的な構成およびこれを用いた回収動作については、後において詳述することとする。

また、走行体１０の後方寄りの左右方向の略中央部には、撮像部１６が設けられている。撮像部１６は、走行体１０の進行方向の前方側を視野に含むものであり、走行体１０の前方の走行面１００を撮像することができる。この撮像部１６は、走行体フレーム１１に組付けられた伸縮自在な支持マスト１７の先端に固定されている。

以上の構成を有する本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、図１ないし図３において示す拾得位置にベースフレーム３１が配置された状態において、走行体１０が走行面１００上を自走することにより、エンドエフェクタ２０Ａによって走行面１００上の物体が拾得される。

一定量の物体がエンドエフェクタ２０Ａによって拾得された後には、アーム駆動機構３７が動作することによってアーム３６が図６に示す矢印ＤＲ１方向に回動し、これによりベースフレーム３１が図４ないし図６において示す回収位置に配置された状態とされ、これに伴ってエンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体が、回収部４０によって回収される。

その後、アーム駆動機構３７が動作することによってアーム３６が図６において示す矢印ＤＲ１方向とは逆方向に回動し、これによりベースフレーム３１が再び図１ないし図３において示す拾得位置に配置された状態とされ、走行体１０が走行面１００上を自走することにより、エンドエフェクタ２０Ａによって走行面１００上の物体が引き続き拾得される。

上述した動作は、回収部４０によって回収された物体が所定量に達するまで繰り返され、これにより効率的に物体の拾得および回収が行なわれる。なお、回収部４０によって回収された物体は、上述したように回収容器４１が走行体フレーム１１から取り外されることで最終的に物体拾得装置１から取り出される。

図７は、図１に示すエンドエフェクタおよび支持シャフトの拡大斜視図である。図８は、図１に示す状態において、エンドエフェクタによって物体が拾得される様子を示す模式図である。また、図９は、図４に示す状態において、エンドエフェクタから物体が回収される様子を示す模式図である。次に、これら図７ないし図９を参照して、エンドエフェクタ２０Ａの具体的な構成およびこれを用いた拾得動作、ならびに、突起状部材４２Ａの具体的な構成およびこれを用いた回収動作について、詳細に説明する。

図７に示すように、エンドエフェクタ２０Ａは、複数のワイヤ２１と、一対のハブ２２とを有している。複数のワイヤ２１は、互いに並行するように張り巡らされることにより、外形が楕円体の籠状となるように形作られており、複数のワイヤ２１の両端は、一対のハブ２２に固定されている。一対のハブ２２には、支持シャフト３４が貫通するように挿通されており、これによりエンドエフェクタ２０Ａは、図中に示す回転軸Ｏ１を回転中心として支持シャフト３４によって回転自在に支持されている。

このように構成されたエンドエフェクタ２０Ａにおいては、支持シャフト３４の延在方向に沿って複数のワイヤ２１が張設されるとともに、当該複数のワイヤ２１によって支持シャフト３４が取り囲まれることになる。そのため、エンドエフェクタ２０Ａの外周面には、周方向に沿って複数のワイヤ２１が互いに離間して位置することになり、これら複数のワイヤ２１の間に所定の大きさの隙間が形成されることになる。

図８に示すように、拾得動作時においては、エンドエフェクタ２０Ａの下端が走行面１００に押し当てられた状態とされる。そのため、走行体１０が前方に向けて走行することにより、エンドエフェクタ２０Ａも走行面１００に沿って前方（すなわち図中に示す矢印ＤＲ２方向）に向けて移動することになる。これにより、エンドエフェクタ２０Ａは、走行面１００との間の摩擦によって図中に示す矢印ＤＲ３方向に従動回転することになる。

このエンドエフェクタ２０Ａの従動回転に伴い、複数のワイヤ２１は、順次、走行面１００押し当てられることで弾性変形することになり、これにより複数のワイヤ２１の間隔が増減する。すなわち、走行面１００に押し当てられたワイヤ２１が弾性変形することにより、当該ワイヤ２１と隣り合うワイヤとの間の間隔が広がることになり、当該ワイヤ２１の走行面１００への押し当てが解除されることにより、当該ワイヤ２１が元の形状に復帰することで当該ワイヤ２１と隣り合うワイヤとの間の間隔が狭まることになる。

その際、走行面１００上の物体２００が複数のワイヤ２１の間を通過することで当該物体２００がエンドエフェクタ２０Ａの内部に取り込まれることになり、これによりエンドエフェクタ２０Ａによって物体２００が拾得されることになる。エンドエフェクタ２０Ａの内部に取り込まれた物体２００は、基本的には上述した拾得動作中においてエンドエフェクタ２０Ａの外部に排出されることはなく、エンドエフェクタ２０Ａの内部は、拾得された物体２００によって徐々に満たされていくことになる。

ここで、効果的に走行面１００上の物体２００を拾得するためには、エンドエフェクタ２０Ａが走行面１００に対して（すなわち、図中に示す矢印ＤＲ４方向に向けて）適切な付勢力をもって押し当てられていることが必要になる。このエンドエフェクタ２０Ａの走行面１００に対する適切な付勢力をもっての押し当ては、何らの工夫もしなかった場合には、走行面１００の起伏の状態によって左右されされることになり、特に走行面１００が局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地である場合等には、当該適切な付勢力をもっての押し当てが実現され得ず、結果として効果的な物体２００の拾得が行なえないことになってしまう。

この点、本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、後述する付勢機構を支持部３０に設けることにより、上述した適切な付勢力をもっての押し当てを実現可能にしているが、この点については後において詳述することとする。

図９に示すように、回収動作時においては、アーム駆動機構３７によってアーム３６が駆動されることでエンドエフェクタ２０Ａが図中に示す矢印ＤＲ５方向に移動させられることにより、エンドエフェクタ２０Ａの下端が突起状部材４２Ａに押し付けられた状態とされる。これにより、突起状部材４２Ａが複数のワイヤ２１の間に差し込まれることになる。

ここで、突起状部材４２Ａは、先端（すなわち上端）に向かうにつれてその幅が小さくなる先細り形状を有しており、その根元（すなわち下端）側の部分は、エンドエフェクタ２０Ａの複数のワイヤ２１の間隔よりも十分に大きく構成されている。

そのため、突起状部材４２Ａが複数のワイヤの間に差し込まれることで複数のワイヤ２１の一部が弾性的に変形することになり、突起状部材４２Ａが差し込まれた部分の複数のワイヤ２１の間隔が増加する。これにより、エンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体２００がエンドエフェクタ２０Ａから落下することで回収容器４１に収容される。

なお、エンドエフェクタ２０Ａの内部の物体２００が全て排出された後には、アーム駆動機構３７によってアーム３６が駆動されることでエンドエフェクタ２０Ａが図中に示す矢印ＤＲ５方向とは逆方向に移動させられることにより、エンドエフェクタ２０Ａから突起状部材４２Ａが引き抜かれる。これにより、エンドエフェクタ２０Ａの複数のワイヤ２１が元の形状へと復帰し、広がっていた部分の複数のワイヤ２１の間隔が狭まることになる。

図１０および図１１は、それぞれ図１に示すアーム駆動機構の要部の正面図および斜視図である。また、図１２は、図１に示すアーム駆動機構の他の要部の斜視図である。次に、これら図１０ないし図１２と前述の図１ないし図６を参照して、アーム駆動機構３７について詳細に説明する。ここで、図１０は、アーム駆動機構３７の一部を覆うように設けられたギヤボックス３９の前側パネルを取り外した状態の図であり、図１１においては、当該ギヤボックス３９の図示を全て省略している。なお、ギヤボックス３９は、走行体１０の前方寄りの中央部に設けられている。

図１ないし図６、図１０および図１１に示すように、アーム駆動機構３７は、アーム駆動用モータ３７ａと、ウォームギヤ３７ｂと、ウォームホイール３７ｃと、伝達シャフト３７ｄとを含んでいる。

アーム駆動用モータ３７ａは、走行体１０の前方寄りの中央部に設けられている。アーム駆動用モータ３７ａは、走行体１０の走行体フレーム１１と支持部３０のベースフレーム３１とを接続する左右一対のアーム３６を駆動するための駆動源となるものである。アーム駆動用モータ３７ａの出力軸は、ギヤボックス３９の内部に挿入されている。

ウォームギヤ３７ｂおよびウォームホイール３７ｃは、いずれもギヤボックス３９の内部に配置されている。一方、伝達シャフト３７ｄは、走行体１０の前方寄りの上端側の位置に左右方向に延びるように設けられており、その一部がギヤボックス３９の内部を挿通するように配置されている。これらウォームギヤ３７ｂ、ウォームホイール３７ｃおよび伝達シャフト３７ｄは、駆動源としてのアーム駆動用モータ３７ａにて発生する駆動力を一対のアーム３６に伝達する動力伝達機構に相当する。

図１０および図１１に示すように、アーム駆動用モータ３７ａの出力軸には、ウォームギヤ３７ｂが固定されている。ウォームギヤ３７ｂは、その回転軸が上下方向に延在するように配置されており、スラストベアリング３９ａを介することによってギヤボックス３９の上側パネルと下側パネルとによって挟み込まれて保持されている。これにより、アーム駆動用モータ３７ａの出力軸が回転することにより、ウォームギヤ３７ｂも回転する。

伝達シャフト３７ｄは、走行体フレーム１１によって回転自在に支持されている。伝達シャフト３７ｄの中央部には、ウォームホイール３７ｃが固定されており、伝達シャフト３７ｄの両端部には、一対のアーム３６がそれぞれ固定されている（図１等参照）。ウォームホイール３７ｃは、ウォームギヤ３７ｂに噛合している。

これにより、アーム駆動用モータ３７ａの出力軸が回転することによって発生する回転駆動力は、ウォームギヤ３７ｂおよびウォームホイール３７ｃを介して伝達シャフト３７ｄに伝達されることになる。そのため、アーム駆動機構３７により、一対のアーム３６が、伝達シャフト３７ｄの回転軸Ｏ２（図１２参照）を回転中心として回動することになる。

ここで、上述したように駆動力伝達機構の一部にウォームギヤ３７ｂを含ませることにより、ウォームギヤ３７ｂおよびウォームホイール３７ｃによって大きな減速比が得られることになる。したがって、伝達シャフト３７ｄには、大きな回転トルクが発生することになり、この伝達シャフト３７ｄによって一対のアーム３６が回動させられることにより、当該一対のアーム３６を用いての重量物の揚上が可能になる。

ここで、上述したスラストベアリング３９ａは、ウォームギヤ３７ｂを用いることで発生するスラスト荷重を逃がすためのものであり、このスラストベアリング３９ａを設けることにより、アーム駆動機構３７の耐久性が大幅に向上することになる。

また、上述したように駆動力伝達機構の一部にウォームギヤ３７ｂを含ませることにより、当該ウォームギヤ３７ｂが有するセルフロック機能を利用することが可能になる。すなわち、ウォームギヤ３７ｂを用いることにより、アーム駆動用モータ３７ａが駆動していない状態において、当該ウォームギヤ３７ｂが所定の角度で機械的に保持されることになるため、他のロック手段等を設けずともアーム３６を所定の角度に保持することが可能になる。

さらに、ウォームギヤ３７ｂを用いることにより、アーム駆動用モータ３７ａに印加される負荷トルクを電流値から推定することが可能になるため、これを用いることでエンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体２００の重量を検出することが可能な拾得重量検出部を構成することが可能になる。したがって、この拾得重量検出部を用いてエンドエフェクタ２０Ａによって拾得された物体２００の重量を検出することにより、拾得動作を停止して回収動作へと移行するための判断を行なうことができる。

一方で、ウォームギヤ３７ｂは、駆動伝達効率が低いため、アーム駆動用モータ３７ａに直結させたエンコーダを用いてアーム３６の回転角度を精度よく検出することが困難である。そのため、本実施の形態に係に係る物体拾得装置１においては、伝達シャフト３７ｄにアーム３６の回転角度を検出するための回転角度検出用ポテンショメータ３８ａを設けることとしている。これにより、アーム３６の回転角度を精度よく検出することが可能になる。

また、伝達シャフト３７ｄには、一対のカム３８ｂが固定されており、この一対のカム３８ｂの各々には、リミットセンサ３８ｃが付設されている。一方のカム３８ｂおよびリミットセンサ３８ｃは、アーム３６の回動方向における一方の回動限界を検出するものであり、他方のカム３８ｂおよびリミットセンサ３８ｃは、アーム３６の回動方向における他方の回動限界を検出するものである。このように構成することにより、アーム３６の回動範囲を制限することが可能になり、安全性を高めることが可能になる。

図１ないし図６および図１２に示すように、アーム駆動機構３７は、伝達シャフト側プーリ３７ｅと、ベースフレーム側プーリ３７ｆと、タイミングベルト３７ｇとをさらに含んでいる。

伝達シャフト側プーリ３７ｅは、一対のアーム３６が固定された伝達シャフト３７ｄの両端部のさらに外側の部分に一対設けられており、いずれも伝達シャフト３７ｄに固定されている。一方、ベースフレーム側プーリ３７ｆは、一対のアーム３６のうちの伝達シャフト３７ｄに固定された端部とは反対側の端部の各々に回転自在に組付けられており、当該ベースフレーム側プーリ３７ｆは、さらにベースフレーム３１に固定されている。タイミングベルト３７ｇは、これら伝達シャフト側プーリ３７ｅとベースフレーム側プーリ３７ｆとに張設されている。

このように構成することにより、伝達シャフト３７ｄの回転駆動力は、伝達シャフト側プーリ３７ｅおよびタイミングベルト３７ｇを介してベースフレーム側プーリ３７ｆに伝達されることになり、これにより一対のアーム３６に対して相対的にベースフレーム３１が図１２中に示す回転軸Ｏ３を回転中心として回動することになる。

ここで、伝達シャフト側プーリ３７ｅの回転角度と、ベースフレーム側プーリ３７ｆの回転角度とを同期させるとともに、左右一対のタイミングベルト３７ｇの位相を合わせることにより、アーム３６の回動範囲内の全域において、ベースフレーム３１の姿勢を維持することができる。すなわち、当該構成を採用することにより、拾得動作時における位置からベースフレーム３１の位置変更を行なうに際して、ベースフレーム３１の姿勢（すなわち水平姿勢）が常に維持されることになる。

このように構成すれば、拾得位置から回収位置にベースフレーム３１を移動させるに際して、ベースフレーム３１が裏返る等の大掛かりな移動が不要になり、アーム駆動機構３７に加わる負荷を大幅に軽減することが可能になり、アーム駆動機構３７の耐久性を向上させることができる。また、ベースフレーム３１が位置変更する際に当該ベースフレーム３１が通過する空間を小さくすることができるため、安全性が向上するとともに、物体拾得装置１がバランスを崩して転倒することが未然に防止できることになる。

図１３は、図１に示す物体拾得装置において、ベースフレームが待避位置に配置された状態を示す側面図である。図１３を参照して、前述したように、ベースフレーム３１の移動可能な範囲には、上述した回収位置とは別の位置であって、かつエンドエフェクタ２０Ａが走行面１００に押し当てられない待避位置が含まれる。

この待避位置にベースフレーム３１が配置されることにより、エンドエフェクタ２０Ａが走行面１００から十分な距離をもって配置されることになるため、たとえば極端に大きな起伏を有する走行面１００に差し掛かった場合には、アーム駆動機構３７を駆動させることでベースフレーム３１を待避位置に配置し、走行体１０がこれを乗り越えられるようにすることも可能である。

したがって、この待避動作を実現可能にすることにより、必要以上に走行体１０を切り返しさせる等の非効率的な動作を回避することが可能になる。

図１４は、図１に示すエンドエフェクタおよびベースフレームの近傍の拡大斜視図であり、図１５および図１６は、いずれも図１４に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。次に、これら図１４ないし図１６を参照して、本実施の形態に係る物体拾得装置１におけるベースフレーム３１に対するエンドエフェクタ２０Ａの組付構造ならびに当該組付構造を採用することによるエンドエフェクタ２０Ａの拾得動作時の動きについて詳細に説明する。

図１４ないし図１６に示すように、本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、支持部３０が、拾得動作時においてエンドエフェクタ２０Ａを走行面１００に向けて付勢する付勢機構を有している。具体的には、付勢機構は、弾性付勢部材としての引張コイルバネ３５によって構成されている。

上述したように、エンドエフェクタ２０Ａを回転自在に支持する支持シャフト３４は、ベースフレーム３１に組付けられている。より詳細には、支持シャフト３４は、左右方向に沿って延びるように延在しており、その両端部が回動ブラケット３２に固定されており、当該回動ブラケット３２がベースフレーム３１の左右の部分に回動可能に支持されている。

回動ブラケット３２は、側面視略Ｌ字状の形状を有しており、その屈曲方向に延びる一対の先端部の一方に支持シャフト３４が固定されており、他方が軸支ピン３３を介してベースフレーム３１に回動可能に組付けられている。これにより、支持シャフト３４は、当該支持シャフト３４から見て物体拾得装置１の進行方向の前方側にオフセット配置された回転軸Ｏ４（すなわち、軸支ピン３３が設けられた位置）を回転中心としてベースフレーム３１に対して回動することができる。

ここで、回動ブラケット３２は、その上端の一部が側方に向けて折り曲げられており、この側方に折り曲げられた部分がベースフレーム３１の上面に対向するように配置されている。これにより、この折り曲げられた部分がストッパとして機能するため、回動ブラケット３２は、その回動方向が当該ストッパがベースフレーム３１に当接した位置から上方に向かう方向に制限されている。

上述した付勢機構としての引張コイルバネ３５は、一端が回動ブラケット３２に固定されるとともに、他端がベースフレーム３１に固定されている。これにより、回動ブラケット３２は、下方側（すなわち走行面１００側）に向けて付勢されることになり、回動ブラケット３２のストッパがベースフレーム３１から離れる方向（すなわち走行面１００側とは反対方向）に向けて回動した場合に、当該回動ブラケット３２を弾性的に走行面１００側に向けて引き戻す。

したがって、回動ブラケット３２によって支持された支持シャフト３４も引張コイルバネ３５によって走行面１００側に向けて付勢されることになり、さらには、当該支持シャフト３４によって回転自在に支持されたエンドエフェクタ２０Ａも、走行面１００側に向けて付勢されることになる。なお、回動ブラケット３２および引張コイルバネ３５は、支持シャフト３４の両端部に設けられている。

このように構成することにより、図１５および図１６に示すように、エンドエフェクタ２０Ａは、引張コイルバネ３５の図中矢印ＤＲ６方向に向けての引っ張り力に起因し、拾得動作時において常時走行面１００側に向けて（すなわち、図中矢印ＤＲ４方向に向けて）弾性付勢された状態となり、前述の適切な付勢力をもってエンドエフェクタ２０Ａが走行面１００に対して押し当てられることになる。なお、拾得位置に配置されたベースフレーム３１は、上述したウォームギヤ３７ｂの作用により、走行体１０に対してその位置が保持された状態にある。

したがって、図１５に示す如くの起伏が殆どない整地においては当然のことながら、図１６に示す如くの局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、エンドエフェクタ２０Ａが走行面１００の形状に追従して上下方向に移動しつつ、常時走行面１００に対して押し当てられた状態となる。そのため、効果的な物体２００の拾得が実現可能になる。

さらには、上記構成を採用することにより、走行方向に沿った起伏にエンドエフェクタ２０Ａが追従して移動するのみでなく、支持シャフト３４の両端部の各々に付勢機構が設けられているため、走行方向と交差する方向の起伏に対しても支持シャフト３４および当該支持シャフト３４によって回転自在に支持されたエンドエフェクタ２０Ａがロール方向に傾くことになるため、より効果的に走行面１００上の物体２００を拾得することが可能になる。

また、本実施の形態においては、図１４に示すように、上述した回動ブラケット３２の回転軸Ｏ４を規定する軸支ピン３３に回転角度検出部としての回転角度検出用ポテンショメータ３４ａが組付けられている。このように構成すれば、支持シャフト３４および当該支持シャフト３４によって回転自在に支持されたエンドエフェクタ２０Ａの回動角度を常時検出することが可能になる。そのため、回転角度検出用ポテンショメータ３４ａによって取得された情報に基づいて、進行方向の前方に大きな起伏がある可能性を検知した場合等において、ベースフレーム３１を待避位置に配置させる必要性の有無の判断等を行なうこともできる。

図１７は、図１に示す物体拾得装置において、エンドエフェクタの一部を取り換えた場合における拾得動作時の状態を示す斜視図であり、図１８および図１９は、いずれも図１７に示す装置構成におけるエンドエフェクタの動きを示す模式図である。

本実施の形態に係る物体拾得装置１においては、エンドエフェクタを交換して取付けることが可能である。上述した図１４ないし図１６において示した装置構成においては、前方に配置された支持シャフト３４に左右一対のエンドエフェクタ２０Ａが組付けられており、後方に配置された支持シャフト３４の中央部に１つのエンドエフェクタ２０Ａが組付けられている場合を例示した。ここで、当該構成においては、合計で３つのエンドエフェクタ２０Ａが、いずれも同様の仕様のものである。

一方、図１７ないし図１９に示す装置構成においては、前方に配置された支持シャフト３４に左右一対のエンドエフェクタ２０Ａが組付けられている点において上述した図１４ないし図１６において示した装置構成と同じであるものの、後方に配置された支持シャフト３４には、左右一対のエンドエフェクタ２０Ｂが組付けられている。このエンドエフェクタ２０Ｂは、エンドエフェクタ２０Ａと比較した場合に、拾得が可能な物体２００のサイズがより小さいものである。なお、これに伴い、走行体１０の上部に設けられた回収部４０の移載機構についても、当該エンドエフェクタ２０Ｂに対応するものについては、その幅が小さい突起状部材４２Ｂに交換されている。

ここで、エンドエフェクタ２０Ｂは、エンドエフェクタ２０Ａに比較して、複数のワイヤ２１の配置間隔が狭く、また、全体として直径も小さい。このような直径が小さいエンドエフェクタ２０Ｂを支持シャフト３４を介してベースフレーム３１に組付けるに場合には、エンドエフェクタ２０Ａと同じ位置にこれを組付けた場合に、走行面１００との間に距離が生じてしまう。

そのため、この距離を調整するために、図１８および図１９に示す如くの補助ブラケット３２ａを用いる。当該補助ブラケット３２ａは、回動ブラケット３２に付加的に固定されるものであり、この補助ブラケット３２ａを介して支持シャフト３４を回動ブラケット３２に組付けることにより、直径が小さいエンドエフェクタ２０Ｂを付勢機構としての引張コイルバネ３５によって走行面１００に対して付勢することが可能になる。

したがって、図１８および図１９に示すように、このような直径の小さいエンドエフェクタ２０Ｂを用いる場合にも、図１８に示す如くの起伏が殆どない整地においては当然のことながら、図１９に示す如くの局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、エンドエフェクタ２０Ｂが走行面１００の形状に追従して上下方向に移動しつつ、常時走行面１００に対して押し当てられた状態となる。そのため、効果的な物体２００の拾得が実現可能になる。

なお、エンドエフェクタを支持部に複数組付ける場合には、拾得動作時における走行体の進行方向から見た場合に、複数のエンドエフェクタが、互いに重なり合うこととなるように当該進行方向の異なる位置に配置されていることが好ましい。このように構成することにより、走行面に散乱した物体を漏れなくエンドエフェクタによって拾得することが可能になるとともに、一度により広い範囲において物体の拾得が可能になり、作業時間の短縮化も可能になる。なお、このような配置の一例としては、平面視した場合にエンドエフェクタが千鳥状に位置するように配置することが想定される。

また、拾得が可能な物体のサイズが異なるエンドエフェクタを支持部に混在して組付ける場合には、拾得動作時における走行体の進行方向の後方側に向かうにつれて、拾得が可能な物体のサイズがより小さいものが位置することとなるように、複数のエンドエフェクタが、当該進行方向の異なる位置に配置されていることが好ましい。このように構成することにより、サイズの大きい物体をより進行方向の上流側において拾得することが可能になるため、拾得が可能な物体のサイズが小さいエンドエフェクタの破損を未然に防止することができる。なお、このような配置の一例としては、上述した図１７ないし図１９における装置構成の如くの配置例が想定される。

図２０は、図１に示す物体拾得装置において、撮像部の位置を高所に変更した場合の状態を示す側面図である。上述したように、本実施の形態における物体拾得装置１においては、走行体１０に伸縮自在な支持マスト１７を介して撮像部１６が設けられている。この支持マスト１７を伸張させることとすれば、撮像部１６を任意の高さに配置させることができる。

図２０においては、支持マスト１７を最大限伸張させて撮像部１６を最も高所に配置した状態を示している。このように撮像部１６を高所に配置することとすれば、たとえば本実施の形態に係る物体拾得装置１を作業者が遠隔操作する場合において、撮像部１６にて撮像した映像を作業者が装着したＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）にＶＲ映像として投影することにより、高い臨場感を得ることができる。また、撮像部１６を高所に配置することにより、図中に符号３００で示すように広い視野を確保することも可能になる。

ここで、撮像部１６によって撮像された映像は、作業者が行なうべき走行体１０の走行方向の決定や、走行体１０の走行速度の決定、ベースフレーム３１を待避位置に配置させる必要性の有無の判断、エンドエフェクタ２０Ａ，２０Ｂにて拾得された物体２００の量の推定、回収部４０にて回収された物体２００の量の推定、回収動作を行なう必要性の有無の判断等に利用することができる。また、撮像部１６によって撮像された映像を制御部等において解析することにより、上述した決定、判断、推定等を制御部が自動化して行なうように構成することも可能である。

なお、撮像部１６によって撮像された映像を用いてエンドエフェクタ２０Ａ，２０Ｂにて拾得された物体２００の量の推定を行なうように構成した場合には、上述したアーム駆動用モータ３７ａへの負荷を用いての拾得重量の検出に代えて、これを拾得重量検出部として利用することができる。

また、撮像部１６によって撮像された映像を用いて回収部４０にて回収された物体２００の量の推定を行なうように構成した場合には、これを回収重量検出部として利用することができる。なお、これに代えて、動輪駆動用モータ１４に印加される負荷トルクを電流値から推定することにより、これを、回収部４０にて回収された物体２００の重量を検出することが可能な回収重量検出部としてもよい。

以上において説明したように、本実施の形態に係る物体拾得装置１とすることにより、走行面に散乱した物体を拾得する拾得動作と、これを走行体に設けた回収部に移載することで回収する回収動作とが、互いに一連に繋がって行ない得る利便性の高い物体拾得装置とすることができる。

また、本実施の形態に係る物体拾得装置１とすることにより、局所的な起伏や大きな起伏を有する不整地においても、エンドエフェクタを走行面に柔軟に沿わせることが可能になり、効果的に物体の拾得が行なえるようになる。

また、本実施の形態に係る物体拾得装置１とすることにより、エンドエフェクタが走行体の走行に伴って従動回転することで物体を拾得することになるため、エンドエフェクタを駆動する駆動源を独立して設ける必要もなく、低コストに製造ができる物体拾得装置とすることができる。

さらには、本実施の形態に係る物体拾得装置１とすることにより、簡便な構成にてエンドエフェクタにて拾得した物体を回収部に移載して回収することができるため、簡素な構成でかつ低コストに製造ができる物体拾得装置とすることができる。

なお、上述した実施の形態においては、走行体に回収部を設けた場合を例示して説明を行なったが、回収部を設ける必要性は必ずしもなく、エンドエフェクタのみを備えて物体を拾得するように装置を構成してもよい。

また、上述した実施の形態においては、アームが回動するように構成するとともに、アームの回動によってもベースフレームの姿勢が変わらないように構成した場合を例示して説明を行なったが、アームの回動に伴ってベースフレームの姿勢が変化するように構成してもよく、また、アームが回動しないように構成することとしてもよい。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ 物体拾得装置、１０ 走行体、１１ 走行体フレーム、１２ 動輪、１３ キャスタ、１４ 動輪駆動用モータ、１５ 電装部、１６ 撮像部、１７ 支持マスト、２０Ａ，２０Ｂ エンドエフェクタ、２１ ワイヤ、２２ ハブ、３０ 支持部、３１ ベースフレーム、３２ 回動ブラケット、３２ａ 補助ブラケット、３３ 軸支ピン、３４ 支持シャフト、３４ａ 回転角度検出用ポテンショメータ、３５ 引張コイルバネ、３６ アーム、３７ アーム駆動機構、３７ａ アーム駆動用モータ、３７ｂ ウォームギヤ、３７ｃ ウォームホイール、３７ｄ 伝達シャフト、３７ｅ 伝達シャフト側プーリ、３７ｆ ベースフレーム側プーリ、３７ｇ タイミングベルト、３８ａ 回転角度検出用ポテンショメータ、３８ｂ カム、３８ｃ リミットセンサ、３９ ギヤボックス、３９ａ スラストベアリング、４０ 回収部、４１ 回収容器、４２Ａ，４２Ｂ 突起状部材、１００ 走行面、２００ 物体。

Claims (17)

1. 走行面上を走行する走行体と、
   前記走行体の走行に伴って走行面に沿うように移動させられることで走行面上の物体を拾得するエンドエフェクタと、
   前記走行体に組付けられるとともに、前記エンドエフェクタを支持する支持部とを備え、
   前記支持部が、前記エンドエフェクタが組付けられるとともに、少なくとも前記エンドエフェクタによる拾得動作時において前記走行体に対する相対的な位置が保持されるベースフレームと、前記ベースフレームに設けられるとともに、前記エンドエフェクタを走行面に向けて付勢する付勢機構とを有している、物体拾得装置。
2. 前記エンドエフェクタが、回転することによって走行面上の物体を拾得するものであり、
   前記支持部が、前記エンドエフェクタを回転自在に支持するとともに、前記ベースフレームに組付けられた支持シャフトを有し、
   前記付勢機構が、前記支持シャフトを走行面側に向けて付勢することで前記エンドエフェクタを走行面に向けて付勢する、請求項１に記載の物体拾得装置。
3. 前記エンドエフェクタが、前記拾得動作時における前記走行体の進行方向の前方側に配置されるものであり、
   前記支持シャフトが、当該支持シャフトから見て前記進行方向の前方側にオフセット配置された回転軸を回転中心として前記ベースフレームに対して回動可能に組付けられ、
   前記付勢機構が、前記支持シャフトと前記ベースフレームとに接続された弾性付勢部材からなる、請求項２に記載の物体拾得装置。
4. 前記支持シャフトの前記ベースフレームに対する回転角度を検出する回転角度検出部をさらに備えている、請求項３に記載の物体拾得装置。
5. 前記エンドエフェクタが、前記拾得動作時において前記走行体の走行に伴って走行面との摩擦によって従動回転するものである、請求項２から４のいずれかに記載の物体拾得装置。
6. 前記エンドエフェクタが、前記支持シャフトの延在方向に沿って張設されるとともに前記支持シャフトを取り囲むように配置された複数のワイヤを含み、
   前記拾得動作時において、前記複数のワイヤの各々が回転しつつ走行面に押し当てられることで弾性的に変形することにより、前記複数のワイヤの間隔が増減することで走行面上の物体が前記エンドエフェクタの内部に取り込まれ、これにより前記エンドエフェクタによって走行面上の物体が拾得される、請求項５に記載の物体拾得装置。
7. 前記ベースフレームが、前記拾得動作時における位置よりも上方の待避位置に位置変更可能である、請求項６に記載の物体拾得装置。
8. 前記走行体に組付けられるとともに、前記エンドエフェクタによって拾得された物体を前記エンドエフェクタから排出させることで回収する回収部をさらに備え、
   前記回収部が、前記エンドエフェクタによって拾得された物体を収容する回収容器と、前記エンドエフェクタによって拾得された物体を前記エンドエフェクタから前記回収容器に移載する移載機構とを有し、
   前記エンドエフェクタによって拾得された物体を前記回収容器に移載するために、前記エンドエフェクタが前記回収容器の上方に配置される回収位置に、前記ベースフレームが位置変更可能である、請求項７に記載の物体拾得装置。
9. 前記移載機構が、前記回収容器の上方に配置された突起状部材を含み、
   前記エンドエフェクタによって拾得された物体を前記エンドエフェクタから前記回収容器に移載する回収動作時において、前記突起状部材が前記複数のワイヤの間に差し込まれることで前記複数のワイヤの少なくとも一部が弾性的に変形することにより、当該突起状部材が差し込まれた部分の前記複数のワイヤの間隔が増加し、これにより前記エンドエフェクタによって拾得された物体が前記エンドエフェクタから落下することで前記回収容器に収容される、請求項８に記載の物体拾得装置。
10. 前記回収容器に収容された物体の重量を検出する回収重量検出部をさらに備えている、請求項８または９に記載の物体拾得装置。
11. 前記拾得動作時における位置から前記ベースフレームが位置変更するに際して、前記ベースフレームの姿勢が常に維持される、請求項７から１０のいずれかに記載の物体拾得装置。
12. 前記支持部が、前記走行体に回動可能に支持されるとともに、前記ベースフレームを支持するアームと、前記アームを駆動することで前記ベースフレームを位置変更させるアーム駆動機構とを有し、
    前記アーム駆動機構が、駆動源と、前記駆動源にて発生する動力を前記アームに伝達する動力伝達機構を含み、
    前記動力伝達機構の一部にウォームギアが含まれている、請求項７から１１のいずれかに記載の物体拾得装置。
13. 前記エンドエフェクタを複数有し、
    前記複数のエンドエフェクタが、前記ベースフレームに組付けられている、請求項１から１２のいずれかに記載の物体拾得装置。
14. 前記拾得動作時における前記走行体の進行方向から見た場合に、前記複数のエンドエフェクタが、互いに重なり合うこととなるように前記進行方向の異なる位置に配置されている、請求項１３に記載の物体拾得装置。
15. 前記複数のエンドエフェクタが、拾得が可能な物体のサイズが異なるものを含み、
    前記拾得動作時における前記走行体の進行方向の後方側に向かうにつれて、拾得が可能な物体のサイズがより小さいものが位置することとなるように、前記複数のエンドエフェクタが、前記進行方向の異なる位置に配置されている、請求項１３または１４に記載の物体拾得装置。
16. 前記エンドエフェクタによって拾得された物体の重量を検出する拾得重量検出部をさらに備える、請求項１から１５のいずれかに記載の物体拾得装置。
17. 前記拾得動作時における前記走行体の進行方向の前方側を少なくとも視野に含む撮像部をさらに備え、
    前記撮像部が、任意の高さに配置が可能となるように伸縮自在な支持マストによって前記走行体に組付けられている、請求項１から１６のいずれかに記載の物体拾得装置。

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