JP5292610B2

JP5292610B2 - 移動装置用アクチュエータおよびロボット用移動装置

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Publication number: JP5292610B2
Application number: JP2009163765A
Authority: JP
Inventors: 英雄富田; 一寿菊池
Original assignee: Tokyo Denki University
Current assignee: Tokyo Denki University
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP2011016492A; WO2011004633A1

Description

この発明は、壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータ、および、壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置に関するものである。

壁面に沿って移動するロボットのロボット用移動装置として、真空吸着を利用したものが種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

この真空吸着を利用したロボット用移動装置は、多自由度を有するものの、構成が複雑になり、多数の動力源を必要とすることにより、重量の重いものとなる。

そこで、ロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータに接着剤、例えば、熱可塑性接着剤を利用することにより、簡単な構成で、小型軽量化が可能なロボット用移動装置が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。

特開平１１−５８２８２号公報特開２００６−３２６７１２号公報

「熱可塑性接着剤による着脱アクチュエータと形状記憶合金を用いた壁登りロボットの基礎的研究」平成２０年電気学会産業応用部門大会２００８／８／２７〜２９高知Ｐ５２

しかしながら、非特許文献１に記載されている、熱可塑性接着剤を利用した移動装置用アクチュエータは、未だ研究段階で、様々な検討が必要である。

この発明は、簡単な構成で、小型軽量化が可能な移動装置用アクチュエータおよびロボット用移動装置を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータであって、移動体駆動手段と、この移動体駆動手段により、前記壁面に対して接近、離反する方向へ移動させられる移動体と、この移動体の前記壁面と対向する面に配置、保持され、温度変化に応じて接着力が変化することによって前記移動体を前記壁面に接着させまたは前記壁面から引き剥がし可能な接着体と、前記移動体に設けられ、前記接着体の温度を調整する温度調整手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、前記移動体駆動手段および前記温度調整手段を制御することにより、第１所定温度にした前記接着体を介して前記移動体を前記壁面に押し付けた後に前記接着体を第２所定温度にして前記移動体および前記接着体を前記壁面に接着させ、前記壁面に前記移動体を接着させている前記接着体を前記第１所定温度にして前記移動体および前記接着体を前記壁面から引き剥がす接着剥離制御手段を設けたことを特徴する。

請求項３に記載の発明は、壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータであって、移動体駆動手段と、この移動体駆動手段により、前記壁面に対して接近、離反する方向へ移動させられる移動体と、この移動体と前記壁面との間に配置され、温度変化に応じて接着力が変化することによって前記移動体を前記壁面に接着させまたは前記壁面から引き剥がし可能な接着シートと、前記移動体と前記壁面との間に位置する接着シートを交換する接着シート交換手段と、前記移動体に設けられ、接着シートの温度を調整する温度調整手段と、前記接着シートを介して前記移動体を前記壁面に接着させることによって後退位置へ移動し、この後退位置から前進位置へ移動して前記移動体から前記接着シートを引き剥がすとともに、接着シートに所定のテンションを与える接着シート引き剥がしテンション付与手段とを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、前記接着シートは、金属シートと、この金属シートの厚さ方向の両面に設けられた温度変化に応じて接着力が変化する接着剤とで構成され、前記温度調整手段は、電磁誘導加熱によって前記金属シートを加熱して前記接着シートの温度を前記第１所定温度に調整し、非加熱によって前記接着シートの温度を前記第２所定温度に調整することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、前記温度調整手段は、温度調整素子を選択することによって温度調整面積、温度調整時間、調整温度の少なくとも１つを可変可能であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、前記移動体駆動手段、前記接着シート交換手段および前記温度調整手段を制御することにより、第１所定温度にした前記接着シートを介して前記移動体を前記壁面に押し付けた後に前記接着シートを第２所定温度にして前記移動体および前記接着シートを前記壁面に接着させ、前記壁面に前記移動体を接着させている前記接着シートを前記第１所定温度にして前記移動体を前記接着シートから引き剥がした後に前記接着シートを前記壁面から引き剥がすとともに、前記壁面から引き剥がされた接着シートに所定のテンションを与え、前記移動体と前記壁面との間に位置する接着シートを未使用の接着シートに交換する接着剥離制御手段を設けたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、フレーム本体に揺動可能に中央部分が支持された支持部材の両端に請求項６に記載の移動装置用アクチュエータを備えた脚を少なくとも１組有し、壁面に沿って移動するロボット用移動装置であって、前記壁面に接着している前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させ、前記壁面に接着している前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させる駆動手段と、この駆動手段を制御することにより、前記脚の移動装置用アクチュエータを交互に移動させる移動制御手段とを設けたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、フレーム本体に揺動可能に中央部分が支持された支持部材の両端に請求項６に記載の移動装置用アクチュエータを備えた脚を複数組有し、壁面に沿って移動するロボット用移動装置であって、前記壁面に接着している前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させ、前記壁面に接着している前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させる駆動手段と、この駆動手段を制御することにより、前記脚の移動装置用アクチュエータを交互に移動させる移動制御手段とを設け、隣接する前記脚の回動中心となる移動装置用アクチュエータが前記フレーム本体を挟む位置に位置していることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７または請求項８に記載のロボット用移動装置において、前記支持部材は平行リンク機構であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、前記壁面に接着される移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記接着シートが前記第１所定温度を第１所定時間維持した後に前記第２所定温度を第２所定時間維持すると、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの引き剥がしを可能とする引き剥がし許可信号を出力し、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記引き剥がし許可信号が供給されると、前記壁面から移動装置用アクチュエータを引き剥がすことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、前記壁面に接着される移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、予め設定されたデータにしたがって前記移動体駆動手段および前記温度調整手段を制御して移動装置用アクチュエータを前記壁面に接着させると、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの引き剥がしを可能とする引き剥がし許可信号を出力し、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記引き剥がし許可信号が供給されると、予め設定されたデータにしたがって前記移動体駆動手段、前記接着シート交換手段および前記温度調整手段を制御して移動装置用アクチュエータを前記壁面から引き剥がすことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、外部コントローラによって前記各制御手段を制御することを特徴とする。

この発明によれば、接着体または接着シートを用いて移動装置用アクチュエータを構成したので、制御手段が簡単になることにより、移動装置用アクチュエータの構成が簡単になるとともに、移動装置用アクチュエータの小型軽量化が可能になる。

この発明によれば、接着シートを用いた移動装置用アクチュエータでロボット用移動装置を構成したので、制御手段が簡単になることにより、ロボット用移動装置の構成が簡単になるとともに、ロボット用移動装置の小型軽量化が可能になる。

この発明の一実施例であるロボット用移動装置の概略構成を示す平面図に相当する説明図である。図１に示した移動装置用アクチュエータの構成を示す説明図である。移動装置用アクチュエータの動作を示す説明図である。移動装置用アクチュエータの動作を示す説明図である。移動装置用アクチュエータの動作を示す説明図である。ロボット用移動装置の動作を示す説明図である。ロボット用移動装置の動作を示す説明図である。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１はこの発明の一実施例であるロボット用移動装置の概略構成を示す平面図に相当する説明図、図２は図１に示した移動装置用アクチュエータの構成を示す説明図、図３〜図５は移動装置用アクチュエータの動作を示す説明図、図６および図７はロボット用移動装置の動作を示す説明図である。

図１を参照してロボット用移動装置の構成について説明する。

搭載（載置）したロボット本体（図示省略）を移動させるロボット用移動装置１１は、ロボット本体が搭載（載置）される直線状に延びた平板状のフレーム本体１２と、このフレーム本体１２の前後に取り付けられた複数（２）組の脚１３Ｆ，１３Ｒと、脚１３Ｆを動作させる駆動手段（流体圧シリンダ）としての直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲと、脚１３Ｒを動作させる駆動手段（流体圧シリンダ）としての直動エアーシリンダ１６ＲＬ，１６ＲＲと、フレーム本体１２に搭載され、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲを制御する移動制御手段（図示省略）などとで構成されている。

上記した脚１３Ｆは、中央部分に長軸方向を長手（左右）方向に向けて設けた長孔１５ｈでフレーム本体１２の揺動支持軸１２ｆｆ，１２ｆｒに、フレーム本体１２と平行に揺動可能に支持された所定の剛性を有した平板状のリンク部材１５Ｆ，１５Ｒからなる支持部材としてのリンク機構１４Ｆと、このリンク機構１４Ｆの両端部、すなわち、リンク部材１５Ｆ，１５Ｒの両端部に取り付けられた移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲとで構成されている。そして、リンク機構１４Ｆは、平行リンク機構となっている。

また、脚１３Ｒは、中央部分に長軸方向を長手（左右）方向に向けて設けた長孔１５ｈでフレーム本体１２の揺動支持軸１２ｒｆ，１２ｒｒに、フレーム本体１２と平行に揺動可能に支持された所定の剛性を有した平板状のリンク部材１５Ｆ，１５Ｒからなる支持部材としてのリンク機構１４Ｒと、このリンク機構１４Ｒの両端部、すなわち、リンク部材１５Ｆ，１５Ｒの両端部に取り付けられた移動装置用アクチュエータ２１ＲＬ，２１ＲＲとで構成されている。そして、リンク機構１４Ｒは、平行リンク機構となっている。

上記した直動エアーシリンダ１６ＦＬは、揺動支持軸１２ｆｒと移動装置用アクチュエータ２１ＦＬとの間のリンク部材１５Ｒに一端（例えば、ロッドの先端）が回動可能に取り付けられ、揺動支持軸１２ｆｒと揺動支持軸１２ｒｆとの間のフレーム本体１２に他端（例えば、ロッドが突出するシリンダの端と反対側の端）が回動可能に取り付けられている。また、直動エアーシリンダ１６ＦＲは、揺動支持軸１２ｆｒと移動装置用アクチュエータ２１ＦＲとの間のリンク部材１５Ｒに一端（例えば、ロッドの先端）が回動可能に取り付けられ、揺動支持軸１２ｆｒと揺動支持軸１２ｒｆとの間のフレーム本体１２に他端（例えば、ロッドが突出するシリンダの端と反対側の端）が回動可能に取り付けられている。また、直動エアーシリンダ１６ＲＬは、揺動支持軸１２ｒｆと移動装置用アクチュエータ２１ＲＬとの間のリンク部材１５Ｆに一端（例えば、ロッドの先端）が回動可能に取り付けられ、直動エアーシリンダ１６ＦＬの他端と揺動支持軸１２ｒｆとの間のフレーム本体１２に他端（例えば、ロッドが突出するシリンダの端と反対側の端）が回動可能に取り付けられている。また、直動エアーシリンダ１６ＲＲは、揺動支持軸１２ｒｆと移動装置用アクチュエータ２１ＲＲとの間のリンク部材１５Ｆに一端（例えば、ロッドの先端）が回動可能に取り付けられ、直動エアーシリンダ１６ＦＲの他端と揺動支持軸１２ｒｆとの間のフレーム本体１２に他端（例えば、ロッドが突出するシリンダの端と反対側の端）が回動可能に取り付けられている。

次に、図２を参照して移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲの構成について説明する。

移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲは、リンク部材１５Ｆ，１５Ｒの端部の下側に取り付けられ、リンク部材１５Ｆ，１５Ｒを支持する平板状の支持体２２と、壁面Ｆに対向する接着面２４ｆがほぼ平面とされ、壁面Ｆに対して接近、離反する方向へ移動させられる移動体２４と、支持体２２の下側にジョイント２３で回動可能に取り付けられ、ロッドの先端に移動体２４が取り付けられた移動体駆動手段（流体圧シリンダ）としてのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂと、移動体２４を壁面Ｆに対して接着、固定する接着シート２６と、移動体２４と壁面Ｆとの間に接着シート２６を位置させるとともに、移動体２４と壁面Ｆとの間に位置する接着シート２６を交換する接着シート交換手段２８と、移動体２４に設けられ、接着シート２６を電磁誘導加熱によって加熱する温度調整手段としての加熱コイル４３と、移動体２４に設けられ、例えば、接着シート２６と非接触状態で接着シート２６の温度を検出する接着シート温度検出器（接着シート温度検出手段）（図示省略）と、移動体２４に接着した接着シート２６を移動体２４から引き剥がすとともに、接着シート２６に所定のテンションを与える接着シート引き剥がしテンション付与手段４７と、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂ、接着シート交換手段２８、コイル４３および後述するギヤドモータなど制御する接着剥離制御手段（図示省略）とで構成されている。

上記した接着シート２６は、金属箔、例えば、アルミ箔の両面に温度変化に応じて接着力が変化する接着剤、例えば、熱可塑性接着剤が塗布されてシート状に構成されている。

また、接着シート交換手段２８は、移動体２４の壁面Ｆに対する非対向面（接着面２４ｆと反対側の面）に取り付けられた供給軸支え２９と、この供給軸支え２９に取り付けられ、接着シート２６にテンションを与えるためのクラッチ機構（図示省略）と、供給軸支え２９に取り外し可能に取り付けられ、クラッチ機構によって回転を制約される接着シート２６が巻かれた供給軸３１と、移動体２４の壁面Ｆに対する非対向面の端に取り付けられ、壁面Ｆ側へく字状に傾斜した先端部が移動体２４の接着面２４ｆよりも壁面Ｆ側へ突出（接近）して移動体２４に当接した前進位置（図２に示す位置）と、先端部がほぼ移動体２４の接着面２４ｆに位置する後退位置（図３に示す位置）との間で回動可能な第１アーム３２と、この第１アーム３２の先端部に回転可能に取り付けられ、供給軸３１からの接着シート２６を移動体２４の接着面２４ｆ側、すなわち、移動体２４と壁面Ｆとの間へ案内する第１ローラ３３と、第１アーム３２を前進位置へ移動するように付勢する第１トーションコイルスプリング（第１付勢部材）３４と、移動体２４の壁面Ｆに対する非対向面の端に第１アーム３２と対峙するように取り付けられ、壁面Ｆ側へく字状に傾斜した先端部が移動体２４の接着面２４ｆよりも壁面Ｆ側へ突出（接近）した前進位置と、先端部がほぼ移動体２４の接着面２４ｆに位置する後退位置との間で回動可能な第２アーム３５と、この第２アーム３５の先端部に回転可能に取り付けられ、第１ローラ３３からの接着シート２６を移動体２４の壁面Ｆに対する非対向面側へ案内する第２ローラ３６と、第２アーム３５を前進位置へ移動するように付勢する第２トーションコイルスプリング（第２付勢部材）３７と、移動体２４の壁面Ｆに対する非対向面側に、供給軸支え２９と対峙するように取り付けられた巻き取り軸支え３８と、この巻き取り軸支え３８に取り外し可能に取り付けられ、第２ローラ３６からの接着シート２６を巻き取る巻き取り軸（図示省略）と、巻き取り軸支え３８に取り付けられ、巻き取り軸を回転させるギヤドモータ４０とで構成されている。

また、加熱コイル４３は、複数のコイル（温度調整素子）の中から所定のコイル（温度調整素子）を、例えば、選択スイッチの操作で選択することにより、接着シート２６を接着させる接着面積に相当する温度調整面積、接着シート２６を第１所定温度に加熱する時間に相当する温度調整時間、接着シート２６の第１所定温度に相当する調整温度の少なくとも１つを可変可能な構成とされている。

また、接着シート引き剥がしテンション付与手段４７は、第１アーム３２、第１ローラ３３、第１トーションコイルスプリング３４、第２アーム３５、第２ローラ３６、および、第２トーションコイルスプリング３７によって構成されている。

次に、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの壁面Ｆへの接着、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの壁面Ｆからの引き剥がしの一例、すなわち、接着剥離制御手段の制御について説明する。なお、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲは、図２に示すように、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが収縮状態となって壁面Ｆから移動体２４が離れているものとする。また、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬは、図３に示すように、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが伸長状態となって壁面Ｆに移動体２４が接着シート２６によって接着しているものとする。そして、加熱コイル４３は、温度調整面積、温度調整時間、調整温度に対応したコイルが加熱コイル４３として選定されているものとする。

まず、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの加熱コイル４３への通電を開始すると、接着シート２６のアルミ箔が電磁誘導加熱で加熱されることによって接着シート２６が加熱される。これと同時に移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂを収縮させると、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲが壁面Ｆへ近づき、図４に示すように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの接着シート２６が壁面Ｆに接触する状態になる。さらに、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが収縮すると、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの第１、第２ローラ３３，３６を支持する第１、第２アーム３２，３５が第１、第２トーションコイルスプリング３４，３７の付勢力に抗して後退位置へと回動することにより、図５に示すように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの移動体２４（接触面２４ｆ）が接着シート２６を介して壁面Ｆに接触する状態になる。

一方、加熱コイル４３への通電開始から接着シート温度検出器の出力に基づいて接着シート２６の温度を監視し、接着シート２６の温度が第１所定温度、例えば、１８０℃を内蔵したタイマを参照して第１所定時間、例えば、５秒維持すると、熱可塑性接着剤が確実に液状化し、移動体２４を壁面Ｆに確実に接着させることが可能になるので、接着シート２６が第１所定温度を第１所定時間維持するのを待機する。

そして、接着シート２６が第１所定温度を第１所定時間維持した時点で移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの加熱コイル４３への通電を遮断すると、壁面Ｆを形成する壁Ｗおよび大気によって移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの接着シート２６、移動体２４などが冷やされる。この接着シート２６の温度が第２所定温度、例えば、１３０℃を内蔵したタイマを参照して第２所定時間、例えば、５秒維持すると、熱可塑性接着剤が確実に固化し、移動体２４を壁面Ｆに確実に接着、固定させることができるので、接着シート２６が第２所定温度を第２所定時間維持するのを待機する。

そして、接着シート２６が第２所定温度を第２所定時間維持した時点で移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲの移動体２４は接着シート２６によって壁面Ｆに接着、固定されるので、移動させる移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの引き剥がし可能とする引き剥がし可能信号を出力する。

このようにして移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲの各移動体２４が壁面Ｆに接着、固定され、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲから引き剥がし信号が出力されると、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲの各エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂを伸長させて図３に示す状態にするとともに、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの加熱コイル４３への通電を開始する。

そして、加熱コイル４３への通電開始から接着シート温度検出器の出力に基づいて接着シート２６の温度を監視し、接着シート２６の温度が第１所定温度を第１所定時間維持すると、熱可塑性接着剤が確実に液状化し、移動体２４および接着シート２６を壁面Ｆから引き剥がすことが可能になるので、接着シート２６が第１所定温度を第１所定時間維持するのを待機する。

そして、接着シート２６が第１所定温度を第１所定時間維持した時点で移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂを収縮させると、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂのロッドに取り付けられた移動体２４が壁面Ｆから離れる方向へ移動するとともに、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの第１、第２アーム３２，３５が第１、第２トーションコイルスプリング３４，３７の付勢力によって前進位置へと回動することにより、図４に示すように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの接着シート２６が壁面Ｆに接触し、接着シート２６から移動体２４が剥がれた状態になる。さらに、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが収縮すると、図２に示すように、接着シート２６が壁面Ｆから引き剥がされるとともに、接着シートに２６に所定のテンションが与えられる。

この状態で、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの加熱コイル４３への通電を遮断すると、大気によって移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの接着シート２６、移動体２４などが常温に冷やされ、接着シート２６が第２所定温度を第２所定時間維持すると、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの接着シート２６の熱可塑性接着剤が固化する。そして、クラッチ機構を作動させて供給軸３１の回転を可能にするとともに、ギヤドモータ４０を作動させて接着シート２６を供給軸３１から繰り出して巻き取り軸に所定長巻き取り、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬの移動体２４と壁面Ｆとの間に未使用の接着シート２６を位置させた後、ギヤドモータ４０を停止させるとともに、クラッチ機構を作動させて供給軸３１の回転を制限することにより、接着シート２６の繰り出しを防止するとともに、接着シート２６に与えた所定のテンションを保持する。

以後は同様に各部を作動させることにより、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬを壁面Ｆへ接着、固定させ、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲを壁面Ｆから引き剥がすことができる。

次に、ロボット用移動装置１１の動作（歩行）の一例、すなわち、移動制御手段の制御について説明する。なお、各移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲは、図６に実線で示す位置に位置するものとする。そして、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲは、図２に示すように、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが収縮状態となって壁面から離れているものとする。また、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬは、図３に示すように、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが伸長状態となって壁面に移動体２４が接着、固定されているものとする。さらに、脚１３Ｆ，１３Ｒを回動させる直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＲＬは収縮し、脚１３Ｆ，１３Ｒを回動させる直動エアーシリンダ１６ＦＲ，１６ＲＲは、伸長しているものとする。

まず、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＲＬを伸長させるとともに、直動エアーシリンダ１６ＦＲ，１６ＲＲを収縮させると、壁面から離れている移動装置用アクチュエータ２１ＦＬは、図６に二点鎖線で示すように、壁面に接着、固定されている移動装置用アクチュエータ２１ＦＲを中心にしてほぼリンク機構１４Ｆの半径で回動し、また、壁面から離れている移動装置用アクチュエータ２１ＲＲは、図６に二点鎖線で示すように、壁面に接着、固定されている移動装置用アクチュエータ２１ＲＬを中心にしてほぼリンク機構１４Ｒの半径で回動する。

このように移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲを回動させた状態で、前述したように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを作動させ、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲを壁面に接着、固定することにより、ロボット用移動装置１１を１歩移動（前進）させることができる。

そして、前述したように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを作動させ、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬを壁面から離した後、接着シート交換手段を作動させて接着シートを交換すると、図７に実線で示す状態となる。

次に、図７に実線で示す状態で、直動エアーシリンダ１６ＦＲ，１６ＲＲを伸長させるとともに、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＲＬを収縮させると、壁面から離れている移動装置用アクチュエータ２１ＦＲは、図７に二点鎖線で示すように、壁面に接着、固定されている移動装置用アクチュエータ２１ＦＬを中心にしてほぼリンク機構１４Ｆの半径で回動し、また、壁面から離れている移動装置用アクチュエータ２１ＲＬは、図７に二点鎖線で示すように、壁面に接着、固定されている移動装置用アクチュエータ２１ＲＲを中心にしてほぼリンク機構１４Ｒの半径で回動する。

このように移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬを回動させた状態で、前述したように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを作動させ、移動装置用アクチュエータ２１ＦＲ，２１ＲＬを壁面に接着、固定することにより、ロボット用移動装置１１を１歩移動（前進）させることができる。

そして、前述したように、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを作動させ、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＲＲを壁面から離した後、接着シート交換手段を作動させて接着シートを交換すると、図６に実線で示す状態となる。

以後は同様に各部を作動させることにより、ロボット用移動装置１１を移動（前進）させることができる。また、各部を反対に作動させることにより、ロボット用移動装置１１を移動（後退）させることもできる。

上記したように、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲを伸長させたり、収縮させる場合、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲが伸長しているのか、収縮しているのかを検出する必要があるが、移動制御手段が直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲへ送っているエアーの状態、すなわち、エアーを直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲの基端側へ送っているのを伸長状態とすると、エアーを直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲの先端（ロッド）側へ送っているのが収縮状態となることにより、移動制御手段は、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲのどこへエアーを送っているかによって伸長状態、収縮状態を検出（認識）することができる。また、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲのピストンの位置を検出することによっても、直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲの伸長状態、収縮状態を検出（認識）することができる。

また、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１Ｒｌ，２１ＲＲのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂを伸長させたり、収縮させる場合、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂが収縮しているのか、伸長しているのかを検出する必要があるが、接着剥離制御手段がエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂへ送っているエアーの状態、すなわち、エアーをエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂの基端側へ送っているのを伸長状態とすると、エアーをエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂの先端（ロッド）側へ送っているのが収縮状態となることにより、接着剥離制御手段は、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂのどこへエアーを送っているかによって伸長状態、収縮状態を検出（認識）することができる。また、エアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂのピストンの位置を検出することによっても、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲのエアーシリンダ２５Ａ，２５Ｂの伸長状態、収縮状態を検出（認識）することができる。また、各部の制御は、移動制御手段、接着剥離制御手段に予め設定したデータにしたがって制御することができる。

上述したように、この発明の一実施例によれば、接着シート２６を用いて移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを構成し、この移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲでロボット用移動装置１１を構成したので、移動制御手段が簡単になることにより、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲおよびロボット用移動装置１１の構成が簡単になるとともに、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲおよびロボット用移動装置１１の小型軽量化が可能になる。そして、接着シート引き剥がしテンション付与手段４７を設けたので、接着シート２６を移動体２４から確実に引き剥がせるとともに、壁面Ｆから引き剥がした接着シート２６に所定のテンションを与えることができる。

そして、接着シート２６を、金属シートと、この金属シートの両面に設け（配置し）た熱可塑性接着剤とで構成したので、接着シート２６を簡単に、安価で製造することができる。そして、加熱コイル４３は複数のコイルから選択できるので、温度調整面積などに応じたコイルを選択することにより、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを確実に壁面Ｆへ接着、固定させて移動することができる。そして、接着剥離制御手段を設けたので、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを確実に壁面Ｆへ接着、固定させて移動することができる。

また、複数の脚１３Ｆ，１３Ｒを有するとともに、隣接する脚１３Ｆ，１３Ｒの回動中心となる移動装置用アクチュエータがフレーム本体１２を挟む位置に位置しているロボット用移動装置１１としたので、移動する移動装置用アクチュエータを確実に壁面Ｆへ接着、固定させることができる。そして、２つの直動エアーシリンダ１６ＦＬ，１６ＦＲ（１６ＲＬ，１６ＲＲ）を拮抗的に動作させて脚１３Ｆ（１３Ｒ）を回動させるので、脚１３Ｆ（１３Ｒ）をスムーズに回動させることができる。さらに、リンク機構１４Ｆ，１４Ｒを平行リンク機構としたので、移動装置用アクチュエータ２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲを壁面Ｆに対して平行になるようにして接着、固定させることができる。また、壁面Ｆへ接着させた移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段が引き剥がし可能信号を出力するので、供給される引き剥がし可能信号が引き剥がし開始信号となるため、壁面Ｆからの移動装置用アクチュエータの引き剥がしを時間を無駄にすることなく効率よく、すなわち、引き剥がし可能信号が供給された時点から短時間で開始することができる。

上記した実施例では、移動体２４と壁面Ｆとの間に接着シート２６を配置する例を示したが、壁面と対向する移動体の面（接着面）に接着体、例えば、熱可塑性接着剤、熱可塑性接着シートなどを配置、保持させることにより、実施例と同様に動作、機能させることができる。また、接着シート２６を第１所定温度に加熱することによって接着性、固定性を喪失し、接着シート２６を第２所定温度に冷却することによって接着性、固定性を発揮させる例を示したが、第１所定温度に加熱することによって接着性、固定性を発揮し、第２所定温度に冷却することによって接着性、固定性を喪失する接着剤を利用した接着シートとしてもよい。また、温度調整手段として電磁誘導加熱（加熱コイル）の例を示したが、ヒータなどで加熱したり、ペルチェ素子などで冷却してもよい。また、第２所定温度を常温とした例を示したが、第１所定温度および第２所定温度を常温以外の温度とし、接着体、接着シートを第１所定温度または第２所定温度となるように加熱したり、第２所定温度または第１所定温度となるように冷却してもよい。また、２組の脚１３Ｆ，１３Ｒを有するロボット用移動装置１１の例を示したが、脚が１組であっても、壁面Ｆにぶら下がりながら移動するロボット用移動装置とすることができる。また、移動制御手段、接着剥離制御手段に予め設定したデータにしたがって各部を制御するロボット用移動装置１１の例を示したが、各部の制御、温度調整素子の選択を外部コントローラで制御する構成としても、実施例と同様に動作、機能させることができる。

１１ロボット用移動装置
１２フレーム本体
１２ｆｆ，１２ｆｒ揺動支持軸
１２ｒｆ，１２ｒｒ揺動支持軸
１３Ｆ，１３Ｒ脚
１４Ｆ，１４Ｒリンク機構（支持部材）
１５Ｆ，１５Ｒリンク部材
１５ｈ長孔
１６ＦＬ，１６ＦＲ直動エアーシリンダ（駆動手段、流体圧シリンダ）
１６ＲＬ，１６ＲＲ直動エアーシリンダ（駆動手段、流体圧シリンダ）
２１ＦＬ，２１ＦＲ移動装置用アクチュエータ
２１ＲＬ，２１ＲＲ移動装置用アクチュエータ
２２支持体
２３ジョイント
２４移動体
２４ｆ接着面
２５Ａ，２５Ｂエアーシリンダ（移動体駆動手段、流体圧シリンダ）
２６接着シート
２８接着シート交換手段
２９供給軸支え
３１供給軸
３２第１アーム
３３第１ローラ
３４第１トーションコイルスプリング（第１付勢部材）
３５第２アーム
３６第２ローラ
３７第２トーションコイルスプリング（第２付勢部材）
３８巻き取り軸支え
４０ギヤドモータ
４３加熱コイル（温度調整手段）
４７接着シート引き剥がしテンション付与手段
Ｗ壁
Ｆ壁面

Claims

壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータであって、
移動体駆動手段と、
この移動体駆動手段により、前記壁面に対して接近、離反する方向へ移動させられる移動体と、
この移動体の前記壁面と対向する面に配置、保持され、温度変化に応じて接着力が変化することによって前記移動体を前記壁面に接着させまたは前記壁面から引き剥がし可能な接着体と、
前記移動体に設けられ、前記接着体の温度を調整する温度調整手段とを備えた、
ことを特徴とする移動装置用アクチュエータ。
請求項１に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、
前記移動体駆動手段および前記温度調整手段を制御することにより、第１所定温度にした前記接着体を介して前記移動体を前記壁面に押し付けた後に前記接着体を第２所定温度にして前記移動体および前記接着体を前記壁面に接着させ、前記壁面に前記移動体を接着させている前記接着体を前記第１所定温度にして前記移動体および前記接着体を前記壁面から引き剥がす接着剥離制御手段を設けた、
ことを特徴する移動装置用アクチュエータ。
壁面に沿ってロボット本体を移動させるロボット用移動装置を構成する移動装置用アクチュエータであって、
移動体駆動手段と、
この移動体駆動手段により、前記壁面に対して接近、離反する方向へ移動させられる移動体と、
この移動体と前記壁面との間に配置され、温度変化に応じて接着力が変化することによって前記移動体を前記壁面に接着させまたは前記壁面から引き剥がし可能な接着シートと、
前記移動体と前記壁面との間に位置する接着シートを交換する接着シート交換手段と、
前記移動体に設けられ、接着シートの温度を調整する温度調整手段と、
前記接着シートを介して前記移動体を前記壁面に接着させることによって後退位置へ移動し、この後退位置から前進位置へ移動して前記移動体から前記接着シートを引き剥がすとともに、接着シートに所定のテンションを与える接着シート引き剥がしテンション付与手段とを備えた、
ことを特徴とする移動装置用アクチュエータ。
請求項３に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、
前記接着シートは、金属シートと、この金属シートの厚さ方向の両面に設けられた温度変化に応じて接着力が変化する接着剤とで構成され、
前記温度調整手段は、電磁誘導加熱によって前記金属シートを加熱して前記接着シートの温度を前記第１所定温度に調整し、非加熱によって前記接着シートの温度を前記第２所定温度に調整する、
ことを特徴とする移動装置用アクチュエータ。
請求項３または請求項４に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、
前記温度調整手段は、温度調整素子を選択することによって温度調整面積、温度調整時間、調整温度の少なくとも１つを可変可能である、
ことを特徴とする移動装置用アクチュエータ。
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の移動装置用アクチュエータにおいて、
前記移動体駆動手段、前記接着シート交換手段および前記温度調整手段を制御することにより、第１所定温度にした前記接着シートを介して前記移動体を前記壁面に押し付けた後に前記接着シートを第２所定温度にして前記移動体および前記接着シートを前記壁面に接着させ、前記壁面に前記移動体を接着させている前記接着シートを前記第１所定温度にして前記移動体を前記接着シートから引き剥がした後に前記接着シートを前記壁面から引き剥がすとともに、前記壁面から引き剥がされた接着シートに所定のテンションを与え、前記移動体と前記壁面との間に位置する接着シートを未使用の接着シートに交換する接着剥離制御手段を設けた、
ことを特徴とする移動装置用アクチュエータ。
フレーム本体に揺動可能に中央部分が支持された支持部材の両端に請求項６に記載の移動装置用アクチュエータを備えた脚を少なくとも１組有し、壁面に沿って移動するロボット用移動装置であって、
前記壁面に接着している前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させ、前記壁面に接着している前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させる駆動手段と、
この駆動手段を制御することにより、前記脚の移動装置用アクチュエータを交互に移動させる移動制御手段とを設けた、
ことを特徴とするロボット用移動装置。
フレーム本体に揺動可能に中央部分が支持された支持部材の両端に請求項６に記載の移動装置用アクチュエータを備えた脚を複数組有し、壁面に沿って移動するロボット用移動装置であって、
前記壁面に接着している前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させ、前記壁面に接着している前記脚の他方の移動装置用アクチュエータを中心にして前記壁面から離れている前記脚の一方の移動装置用アクチュエータを前記壁面の所定位置へ移動させる駆動手段と、
この駆動手段を制御することにより、前記脚の移動装置用アクチュエータを交互に移動させる移動制御手段とを設け、
隣接する前記脚の回動中心となる移動装置用アクチュエータが前記フレーム本体を挟む位置に位置している、
ことを特徴とするロボット用移動装置。
請求項７または請求項８に記載のロボット用移動装置において、
前記支持部材は平行リンク機構である、
ことを特徴とするロボット用移動装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、
前記壁面に接着される移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記接着シートが前記第１所定温度を第１所定時間維持した後に前記第２所定温度を第２所定時間維持すると、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの引き剥がしを可能とする引き剥がし許可信号を出力し、
前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記引き剥がし許可信号が供給されると、前記壁面から移動装置用アクチュエータを引き剥がす、
ことを特徴とするロボット用移動装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、
前記壁面に接着される移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、予め設定されたデータにしたがって前記移動体駆動手段および前記温度調整手段を制御して移動装置用アクチュエータを前記壁面に接着させると、前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの引き剥がしを可能とする引き剥がし許可信号を出力し、
前記壁面から引き剥がす移動装置用アクチュエータの接着剥離制御手段は、前記引き剥がし許可信号が供給されると、予め設定されたデータにしたがって前記移動体駆動手段、前記接着シート交換手段および前記温度調整手段を制御して移動装置用アクチュエータを前記壁面から引き剥がす、
ことを特徴とするロボット用移動装置。
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のロボット用移動装置において、
外部コントローラによって前記各制御手段を制御する、
ことを特徴とするロボット用移動装置。