JP5061356B2 - 移動ロボット - Google Patents
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Description
該移動ロボットは、
所定の長さを前記移動ロボットから伸展することが可能な少なくとも4つの腕と、
前記腕を収容するハウジングと、
前記腕の前記ハウジングからの引き出し及び前記腕の前記ハウジングへの引き込みを制御して前記腕の長さを調整する腕長調整手段とを備えており、
前記腕の各々は、作業領域近傍に位置する固定部材に結合するための結合手段を有しており、前記腕の端部の各々が前記固定部材にそれぞれ結合された状態で、前記腕長調整手段によって前記腕の各々の長さを調整することにより、前記移動ロボットは、固定部材に結合された複数の前記腕の端部間によって囲まれる領域内で移動可能であり、
前記結合手段の少なくとも1つは、前記移動ロボットの移動可能な領域を変更するために、作業領域近傍に位置する固定部材に結合されている他の前記腕の端部を把持し、前記固定位置における固定部材との結合を解除し、作業領域近傍に位置する他の固定位置の固定部材に結合する付け替え手段として更に機能することを特徴とする移動ロボットが提供される。
該移動ロボットは、
所定の長さを前記作業ロボットから伸展することが可能な少なくとも4つの腕と、
前記腕を収容するハウジングと、
前記腕の各々の前記ハウジングからの引き出し及び前記腕の前記ハウジングへの引き込みを制御して前記腕の各々の長さを調整する腕長調整手段と、
前記腕の各々が作業領域近傍の所望の方向に位置する固定部材へ向かって伸展することができるように、前記腕の各々の伸展方向を制御する腕伸展方向制御手段と、
前記移動ロボットの移動位置に関する指令を受信する移動指令受信手段とを備えており、
前記腕の各々は、作業領域近傍に位置する固定部材に結合するための結合手段を有しており、前記腕の端部の各々が前記固定部材にそれぞれ結合された状態で、前記腕長調整手段によって前記腕の各々の長さを調整することにより、前記移動ロボットは、固定部材に結合された複数の前記腕の端部間によって囲まれる領域内で移動可能であり、
前記結合手段の少なくとも1つは、前記移動ロボットの移動可能な領域を変更するために、作業領域近傍に位置する固定部材に結合されている他の前記腕の端部を把持し、前記固定位置における固定部材との結合を解除し、作業領域近傍に位置する他の固定位置の固定部材に結合する付け替え手段として更に機能し、
前記移動指令受信手段によって受信された指令に基づいて、前記腕伸展方向制御手段は、前記腕の各々の伸展方向を決定し、前記腕長調整手段は、前記腕の各々の長さを決定し、前記結合手段は、前記腕の各々を固定部材に結合し、前記付け替え手段は、前記腕の各々を別の固定部材へ付け替えることを特徴とする移動ロボットが提供される。
図1は、本発明の一実施形態に係るロボットの概略図を示している。本発明に係る移動ロボットは、ロボット本体100と、伸縮可能なテザー式の腕110、120、130及び140と、衛星のアンテナ等に利用されているSTEM(Storable Tubular Extendible Member)等の構造体を利用した伸展式の腕150と、伸展式の腕の長さを制御可能な伸展腕伸展/収縮装置160と、テザー式の腕の長さ及び張力をテザーが弛まないように制御可能なテザー伸展/巻取り装置170と、これらを収容するハウジング180とから構成されている。
図2は、本発明に係るロボット本体100が大型宇宙構造物上を移動し、構造物の組立保守などの各種作業を行うときの典型的なロボットの動作の手順を示したものである。前提として、ロボット本体100は、大型宇宙構造物上或いはロボットを輸送してきた輸送機上に安定的に置かれているものとする。また、この状態で、ロボット本体に外部から送られてきたロボットの移動範囲に関する指令に基づいて、ロボット内部の制御により、テザー式の腕を結合する複数の目標位置を特定した上で、まず、1本目のテザー式の腕(例えば、図1の腕110)を目標位置に取り付けるためにテザー式腕を伸展すべき方向を決定する(ステップ200)。次に、1本目のテザー式の腕(例えば、図1の腕110)を構造物の目標位置に取り付けるために必要となる伸展する長さを決定する(ステップ210)。なお、これは、例えば、ロボット本体や伸展式の腕に装備されたセンサやカメラ等により識別された取り付け目標位置とそのテザー式の腕との距離を算出することにより実現できる。次に、伸展式の腕150でテザー式の腕110の端部を把持し、伸展式の腕150を伸展させると共にテザー式の腕110も伸展させて、テザー式の腕110の端部にある固定用金具(フック)を構造物の目標位置にある固定部材に取り付ける(ステップ220)。これは、伸展式の腕が取り付けの対象となるテザー式の腕の位置をカメラ等により認識して、伸展式の腕が当該テザー式の腕を把持した上で、ステップ210で決定されたテザー式の腕を伸展する長さに基づいて、伸展腕伸展/収縮装置160及びテザー伸展/巻取り装置170を制御し、テザー式の腕110及び伸展式の腕150を伸展させることによって実現可能である。次に、伸展式の腕150を一旦収納した後に、ステップ210と同様の方法で、他のテザー式の腕(例えば、図1の腕120)の端部を把持してテザー式の腕120の端部の固定用金具を構造物上の別の場所に取り付ける(ステップ230)。そして、ステップ200から230を繰り返し、全てのテザー式の腕(例えば、図1では腕110、120、130及び140)の端部をそれぞれ構造物上の別の目標位置に取り付ける(ステップ240)。ステップ240が完了すれば、ロボットが構造物上を移動可能な状態になり、各テザー式の腕の長さを調整することによって、ロボット本体100を各テザー式の腕の端部により囲まれる領域内で移動させて各種作業を行うことができる(ステップ250)。ステップ250においてロボット本体100が移動可能な範囲を超えてロボットを移動させて作業を行わせる場合には、上記ステップを繰り返して、ロボットの移動可能範囲を変えることができる(ステップ260)。ステップ260では、実際には、まず、付け替えの対象となるテザー式の腕をカメラ等により認識し、その方向に伸展式の腕を向けて、伸展し、伸展式の腕でテザー式の腕を把持する。そして、テザー式の腕を構造物から取り外し、一旦、テザー式の腕をハウジングに収容する。この状態で、ステップ200及び210によってテザー式の腕の伸展方向及び伸展する長さを決定し、ステップ220によって構造物上の別の位置にテザー式の腕を結合することに基づいてステップ260は実現され得る。
図3は、本発明の一実施形態に係るロボットのシステム構成を示している。ロボット本体300は、伸展式の腕の伸展及び収容を制御するための移動用伸展式腕伸展部310、テザー式の腕の伸展及び収容を制御するためのテザー伸展部320、伸展式の腕及びテザー式の腕を所望の伸展方向に向けるための回転制御部330、作業用腕の伸展を制御する作業用腕伸展部340、及び上記の各種機構を制御するための本体制御部350を備えている。なお、移動用伸展式腕伸展部310及びテザー伸展部320は、伸展式の腕及びテザー式の腕の本数に対応する数が必要となるが、ここでは、説明を簡単にするために、1本の伸展式の腕及び1本のテザー式の腕のみを図示している。なお、テザー式の腕、あるいは伸展式の腕の固定位置を変更するため、これらの固定位置を付け替える途中においても構造物に対してロボット本体が安定的に固定されているためには、構造物に結合されているテザー式の腕、及び伸展式の腕を併せた本数は3本以上であることが必要である。
110、120、130、140、620、860 テザー式の腕
150、610、850 伸展式の腕
160 伸展腕伸展/収縮装置
170 テザー伸展/巻取り装置
180 ハウジング
310 移動用伸展式腕伸展部
320 テザー伸展部
330 回転制御部
910 輸送機
810、920 構造物
Claims (5)
- 目標物に対する所定の作業を行うために該目標物の所定位置の近傍まで移動可能な移動ロボットであって、
該移動ロボットは、
所定の長さを前記移動ロボットから伸展することが可能な少なくとも4つの腕と、
前記腕を収容するハウジングと、
前記腕の前記ハウジングからの引き出し及び前記腕の前記ハウジングへの引き込みを制御して前記腕の長さを調整する腕長調整手段とを備えており、
前記腕の各々は、作業領域近傍に位置する固定部材に結合するための結合手段を有しており、前記腕の端部の各々が前記固定部材にそれぞれ結合された状態で、前記腕長調整手段によって前記腕の各々の長さを調整することにより、前記移動ロボットは、固定部材に結合された複数の前記腕の端部間によって囲まれる領域内で移動可能であり、
前記結合手段の少なくとも1つは、前記移動ロボットの移動可能な領域を変更するために、作業領域近傍に位置する固定部材に結合されている他の前記腕の端部を把持し、前記固定位置における固定部材との結合を解除し、作業領域近傍に位置する他の固定位置の固定部材に結合する付け替え手段として更に機能し、
前記腕の各々が作業領域近傍の所望の方向に位置する固定部材へ向かって伸展することができるように、前記腕の各々の伸展方向を制御する腕伸展方向制御手段をさらに備えたことを特徴とする移動ロボット。 - 前記付け替え手段として機能しない前記固定部材に固定される前記腕は、テザー式の腕であることを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記付け替え手段として機能する腕は、伸展式の機構を利用した腕であることを特徴とする請求項1又は2に記載の移動ロボット。
- 前記腕長調整手段は、前記腕の各々を収容するための複数の巻取り機構を備えており、該巻取り機構の各々は、前記ハウジング内で階層的に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の移動ロボット。
- 目標物に対する所定の作業を行うために該目標物の所定位置の近傍まで移動可能な移動ロボットであって、
該移動ロボットは、
所定の長さを前記作業ロボットから伸展することが可能な少なくとも4つの腕と、
前記腕を収容するハウジングと、
前記腕の各々の前記ハウジングからの引き出し及び前記腕の前記ハウジングへの引き込みを制御して前記腕の各々の長さを調整する腕長調整手段と、
前記腕の各々が作業領域近傍の所望の方向に位置する固定部材へ向かって伸展することができるように、前記腕の各々の伸展方向を制御する腕伸展方向制御手段と、
前記移動ロボットの移動位置に関する指令を受信する移動指令受信手段とを備えており、
前記腕の各々は、作業領域近傍に位置する固定部材に結合するための結合手段を有しており、前記腕の端部の各々が前記固定部材にそれぞれ結合された状態で、前記腕長調整手段によって前記腕の各々の長さを調整することにより、前記移動ロボットは、固定部材に結合された複数の前記腕の端部間によって囲まれる領域内で移動可能であり、
前記結合手段の少なくとも1つは、前記移動ロボットの移動可能な領域を変更するために、作業領域近傍に位置する固定部材に結合されている他の前記腕の端部を把持し、前記固定位置における固定部材との結合を解除し、作業領域近傍に位置する他の固定位置の固定部材に結合する付け替え手段として更に機能し、
前記移動指令受信手段によって受信された指令に基づいて、前記腕伸展方向制御手段は、前記腕の各々の伸展方向を決定し、前記腕長調整手段は、前記腕の各々の長さを決定し、前記結合手段は、前記腕の各々を固定部材に結合し、前記付け替え手段は、前記腕の各々を別の固定部材へ付け替えることを特徴とする移動ロボット。
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