JP5679108B2

JP5679108B2 - 連結移動装置

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Publication number: JP5679108B2
Application number: JP2010291791A
Authority: JP
Inventors: 周平江本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012135859A

Description

本発明は、不整地上を移動（例えば、走行）する装置に関する。なお、本願において、不整地は、地球、あるいは、火星、月などの不整地をいう。

不整地上を移動させる移動体として、例えば、月や火星で利用する探査車（ローバ）がある。

移動体には、エネルギーを蓄えたバッテリーが搭載されている。このエネルギーを用いて、移動体は不整地上を移動する。

移動体が移動の途中で、バッテリーに蓄えられているエネルギー（以下、バッテリー残量という）がなくなると、移動体は移動できなくなる。

この問題に関連して、下記の特許文献１では、目標地点までの移動に要するバッテリー量とバッテリー残量との差が、しきい値以下になると警告信号を生成する。このようにして、バッテリー残量の低下により、移動が継続できなくなることを防止している。

特開２００６−２８５５４７号公報

しかし、不整地面を移動体が移動する場合には、目標地点までの移動に要するバッテリー量を見積もることは難しい。移動経路の不整地面の状態によって、目標地点までの移動に要するバッテリー量が変わり、不整地面の状態を予め把握しておくことは困難となるからである。

そのため、不整地面の移動の場合、特許文献１の手段によっても、移動体が目標地点へ移動している途中で、バッテリー残量がゼロになる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、移動体が目標地点へ移動している途中で、バッテリー残量が低下しても、当該移動体が継続して移動できるようにすることにある。

上述の目的を達成するため、本発明によると、不整地上を移動する複数の移動体と、これらの移動体を連結し電力を伝達可能な線状体とを備え、前記複数の移動体が、前記線状体で連結された状態で移動する連結移動装置であって、
各移動体は、不整地上を移動するための移動手段と、給電されることにより該移動手段を駆動する駆動装置と、移動用エネルギーを蓄積し該エネルギーを用いて駆動装置に給電する給電装置と、を有し、
前記各移動体の給電装置は、他の移動体の給電装置から前記線状体を介して電力を受けられるようになっている、ことを特徴とする連結移動装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によると、前記給電装置は、移動用エネルギーを蓄積し前記駆動装置に給電するバッテリーと、該バッテリーに充電を行う充電器とを有し、
前記各移動体の前記充電器は、他の移動体の前記バッテリーから前記線状体を介して電力を受けられるようになっている。

本発明の別の実施形態によると、前記給電装置は、移動用エネルギーを蓄積し前記駆動装置に給電するバッテリーと、該給電装置が設けられた移動体とは別の移動体のバッテリーを電源として前記駆動装置に給電する外部バッテリー利用装置とを有し、
前記各移動体の前記外部バッテリー利用装置は、他の移動体の前記バッテリーから前記線状体を介して電力を受けられるようになっている。

好ましくは、前記各移動体は、
該移動体の前記バッテリーが蓄積する移動用エネルギーの残量を検出し、該残量がしきい値より小さくなったら、バッテリー残量低下信号を出力するバッテリー残量検出部と、
前記バッテリー残量低下信号が入力されることにより、該移動体の給電装置に対し、他の移動体の給電装置から給電する制御を行う給電制御部と、を有する。

さらに好ましくは、前記バッテリー残量低下信号が入力された給電制御部は、
該給電制御部が設けられた前記移動体とは別の複数の前記移動体のバッテリー残量検出部から、当該別の複数の移動体の前記バッテリーが蓄積する移動用エネルギーの残量を示す信号を受け、これらの信号に基づいて、前記残量が最も多い移動体の前記バッテリーから、該給電制御部が設けられた前記移動体の給電装置に電力を供給する制御を行う。

上述した本発明によると、各移動体の給電装置は、他の移動体の給電装置から前記線状体を介して電力を受けられるようになっているので、いずれかの移動体の給電装置に蓄積された移動用エネルギーが低下しても、当該移動体は、他の移動体の給電装置から給電されることにより、移動を継続することができる。

本発明の第１実施形態または第２実施形態による連結移動装置を示す平面図である。図１の各移動体の構成図である。本発明の第１実施形態による連結移動装置の給電系統を示すブロック図である。本発明の第１実施形態による連結移動方法を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態による連結移動装置の給電系統を示すブロック図である。本発明の第２実施形態による連結移動方法を示すフローチャートである。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による連結移動装置１０を示す平面図である。図２（Ａ）は、図１の各移動体３を示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ矢視図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の部分拡大図である。

連結移動装置１０は、不整地上を移動する複数の移動体３と、これらの移動体３を互いに連結し電力を伝達可能な複数の線状体５と、を備える。

各移動体３は、不整地上を移動するための構成として、移動手段７、駆動装置９、および給電装置１１（図３を参照）を備える。

移動手段７は、不整地上を移動するため手段である。図２の例では、移動手段７は、不整地面に接触する複数の走行車輪７である。走行車輪７が回転駆動されることにより、移動体３は、不整地上を移動（走行）する。
駆動装置９は、給電されることにより移動手段７を駆動する。図２の例では、駆動装置９は、走行車輪７を回転駆動する電動モータである。
給電装置１１は、移動用エネルギーを蓄積し該エネルギーを用いて、該給電装置１１が設けられた移動体３の駆動装置９に給電する。

各移動体３の給電装置１１は、線状体５（すなわち、線状体５を構成する給電線）により他の移動体３の給電装置１１と電気的に接続されている。すなわち、各移動体３の給電装置１１は、他の移動体３の給電装置１１から線状体５を介して電力を受けられるようになっている。

なお、線状体５は、給電線と、この給電線を覆って保護するカバー部材とを有していてよい。線状体５は、可撓性を有する。

第１実施形態では、各移動体３の給電装置１１は、前記駆動装置９に給電するバッテリー１１ａと、該バッテリー１１ａに充電を行う充電器１１ｂとを有する。
この場合、各移動体３の充電器１１ｂは、他の移動体３のバッテリー１１ａから前記線状体５を介して電力を受けられるようになっている。従って、各移動体３の充電器１１ｂは、他の移動体３のバッテリー１１ａから電力を受けることにより、該充電器１１ｂが設けられた移動体３のバッテリー１１ａの充電を行うことができる。

各移動体３は、移動体３間の給電を制御する構成として、図３のように、バッテリー残量検出部１３および給電制御部１５を有する。図３で、複数の移動体３を、それぞれ符号３ａ，３ｂ，３ｃにより区別して示している。

バッテリー残量検出部１３は、該バッテリー残量検出部１３が設けられた移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）が蓄積している移動用エネルギーの残量（バッテリー残量）を検出する。バッテリー残量検出部１３は、当該移動用エネルギーの残量がしきい値より小さくなったことを検出したら、その旨を示すバッテリー残量低下信号を、該バッテリー残量検出部１３が設けられた移動体３の給電制御部１５に出力する。
給電制御部１５は、バッテリー残量低下信号を受けると、該給電制御部１５が設けられた移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）に対し、他の移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）から給電する制御を行う。すなわち、給電制御部１５は、図３において、該給電制御部１５が設けられた移動体３ａ，３ｂまたは３ｃのスイッチＳＷ１を動作させることにより接点Ｘ３と接点Ｙ１またはＹ２とを接続する制御を行いつつ、他の移動体の給電制御部１５に制御信号を送信することにより、当該他の移動体の給電制御部１５は、当該他の移動体３のスイッチＳＷ１またはＳＷ２を動作させることにより接点Ｘ１またはＸ２を接点Ｙ１またはＹ２に接続する制御を行う（詳しくは、後述のステップＳ６を参照）。

各移動体３は、他の移動体３と該移動体３とを線状体５で連結するための構成として、巻き取り繰り出し装置１７、保持装置１９およびロボットハンド２１を有する。

巻き取り繰り出し装置１７は、図２において、線状体５を巻き取り可能であるとともに、線状体５を繰り出し可能である。巻き取り繰り出し装置１７は、移動体３の本体２５に対し回転軸Ｃ１回りに回転自在になっている。回転軸Ｃ１は、移動体３が不整地上に水平に置かれた状態で鉛直方向を向き、巻き取り繰り出し装置１７の中央を貫通する。そのために、図２の例では、巻き取り繰り出し装置１７は、回転軸Ｃ１を中心軸とする回転支持部２３に設置されており、回転支持部２３は、移動体３の本体２５に対し回転軸Ｃ１回りに回転自在に本体２５に設けられている。図２の例では、巻き取り繰り出し装置１７は、水平軸Ｃ２回りに回転自在な回転ドラムである。この水平軸Ｃ２は、回転支持部２３に固定されている。回転ドラム１７には、線状体５が巻き付けられており、該回転ドラム１７の回転数に応じた長さの線状体５を巻き取りまたは繰り出す。

巻き取り繰り出し装置１７は、該巻き取り繰り出し装置１７が設けられた移動体３のバッテリー１１ａから、接点Ｘ１またはＸ３と接点Ｙ１を経由して延びている電線との接点Ｚ１（図３を参照）を有する。すなわち、接点Ｚ１は、スイッチＳＷ１の動作により接点Ｘ１またはＸ２と接点Ｙ１とが接続されると、バッテリー１１ａまたは充電器１１ｂと電気的に接続される。また、接点Ｚ１は、巻き取り繰り出し装置１７に巻き取られる線状体５の前記給電線に電気的に接続されている。

保持装置１９は、線状体５を保持する。保持装置１９が保持する線状体５は、この保持装置１９が設置された移動体３とは別の移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から繰り出された線状体５である。
保持装置１９は、図２の例では、線状体５の端部５ａを挟み込んで保持する。
保持装置１９は、図２の例では、回転支持部２３に対して、回転軸Ｃ１回りに回転可能に回転支持部２３に設けられている。図１の例では、保持装置１９は、１対の挟持部材２７、２９と、近接離間装置３１とを有する。１対の挟持部材２７、２９は、回転軸Ｃ１方向に隙間を置いて、回転支持部２３に対して、回転軸Ｃ１回りに回転可能に回転支持部２３に設けられている。近接離間装置３１は、回転軸Ｃ１方向に関して、１対の挟持部材２７、２９を互いに近接または離間させる。
図２の例では、近接離間装置３１は、一方の挟持部材２７に固定されたサーボモータ３１ａと、サーボモータ３１ａの出力軸に螺合し他方の挟持部材２９に固定されたナット３１ｂと、を有する。この構成で、サーボモータ３１ａの出力軸の回転により、１対の挟持部材２７、２９を互いに近接または離間させる。

保持装置１９は、該保持装置１９が設けられた移動体３のバッテリー１１ａから延びている電線との接点Ｚ２（図３を参照）を有する。この接点Ｚ２に、当該保持装置１９が保持した線状体５は電気的に接続される。例えば、線状体５を挟み込んで保持した１対の挟持部材２７、２９が接点Ｚ２となってよい。すなわち、１対の挟持部材２７、２９は、接点Ｚ２を構成する導電性材料で形成されており、１対の挟持部材２７、２９が挟持する線状体５の端部５ａは、導電性材料で形成されているとともに当該線状体５の前記給電線と電気的に接続されている。

ロボットハンド２１は、保持装置１９が線状体５の端部５ａを保持できる保持位置に線状体５を持っていく。この状態で、保持装置１９は、（例えば、１対の挟持部材２７、２９で線状体５の端部５ａを挟み込む動作をして）線状体５の端部５ａを保持する。
例えば、ロボットハンド２１は、該ロボットハンド２１が設置された移動体３とは別の移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から延びている線状体５を把持（例えば、挟んで把持）し、把持した線状体５を、該ロボットハンド２１が設置された移動体３の保持装置１９が保持できる保持位置へ持っていく。

なお、ロボットハンド２１は、図２（Ａ）に示す認識装置３３とハンド制御装置３５により制御されてよい。認識装置３３は、カメラまたは３次元レーザ距離計（図２（Ａ）の例ではカメラ３７）を利用して、線状体５の位置および姿勢を認識する装置である。（後述の移動制御装置４５により移動体３同士を近接させた上で）認識装置３３により認識した線状体５の位置および姿勢に基づいて、ハンド制御装置３５は、ロボットハンド２１の動作を制御する。これにより、ロボットハンド２１は、線状体５を把持して、保持装置１９が線状体５の端部５ａを保持できる前記保持位置に該端部５ａを持っていく。次いで、当該ハンド制御装置３５から線状体設置完了信号を、当該保持装置１９の制御部が受けることにより、当該保持装置１９は、線状体５の端部５ａを（図２の例では、挟み込んで）保持するように当該制御部に制御される。なお、移動体３において前記保持位置がどの位置にあるかは、予め求められており、ハンド制御装置３５に利用される。

各移動体３は、図２（Ｂ）に示すように、角度センサ３９ａ、線状体繰り出し長さセンサ４１、通信装置４３、および移動制御装置４５を有する。
角度センサ３９ａは、当該センサが設けられた移動体３の本体２５に対する当該移動体の巻き取り繰り出し装置１７（すなわち、回転支持部２３）の回転軸Ｃ１回りの回転角を検出する。図２の例では、角度センサ３９ａは、回転支持部２３の基準姿勢（基準回転角）に対する当該回転支持部２３の回転軸Ｃ１回りの回転角を検出する。この回転角は、移動体３から線状体５が延びている方向を示す。
線状体繰り出し長さセンサ４１は、当該センサが設けられた移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から延びている（繰り出されている）線状体５の長さを検出する。巻き取り繰り出し装置１７が回転ドラムである場合には、線状体繰り出し長さセンサ４１は、回転ドラム１７の回転数を回転センサ３９ｂにより計測し、当該計測値に基づいて線状体５の長さを算出する。
通信装置４３は、当該通信装置４３が設けられた移動体３の角度センサ３９ａが検出した回転角と、当該移動体３の線状体繰り出し長さセンサ４１が算出した線状体５の長さとを、他の全ての移動体３の通信装置４３に送信する。

各移動体３の移動制御装置４５は、各移動体３の通信装置４３の前記送信により、各移動体３の角度センサ３９ａが検出した回転角と、各移動体３の線状体繰り出し長さセンサ４１が検出した線状体５の長さとを得ることができ、これらの回転角および線状体５の長さに基づいて、複数の移動体３の相対位置を求める。各移動体３の移動制御装置４５は、求めた相対位置と、予め定められた設定相対位置に基づいて、複数の移動体３の相対位置が設定相対位置（例えば、図１に示す複数の移動体３の相対位置）になるように、該移動制御装置４５が設けられた移動体３の移動方向および移動速度を制御する（以下、この制御を相対位置制御という）。

各移動体３の移動制御装置４５は、上述の相対位置制御を行いつつ、移動制御を行う。各移動体３の移動制御では、当該移動体３の移動制御装置４５は、当該移動体３に設けられた走行用のカメラまたは３次元レーザ距離計などにより前方の移動可能部分を判断し、この移動可能部分を当該移動体３が移動する制御を行う。また、各移動体３の移動制御では、当該移動体３の移動制御装置４５は、予め設定された目標位置へ向かうように当該移動体３の移動を制御してよい。
代わりに、各移動体３の移動制御を、次のように、遠隔位置から行ってもよい。この場合、移動体３に設けられた走行用のカメラまたは３次元レーザ距離計などにより前方の画像データや障害物データを取得する。このデータを、移動体３に対する遠隔位置に送信する。遠隔位置では、送信されてきたデータをディスプレイに表示する。表示されたデータに基づいて、人が、移動体３の移動に関する指令を入力装置により入力する。入力された指令は、移動体３の移動制御装置２７に送信される。移動制御装置２７は、送信されてきた指令に基づいて、移動体３の移動を制御する。

なお、角度センサ３９ａ，３９ｂと線状体繰り出し長さセンサ４１は、複数の移動体３のうちの一部に設けられてもよく、これら一部の移動体３の角度センサ３９ａ，３９ｂと線状体繰り出し長さセンサ４１により複数の移動体３の相対位置を求めるようにしてもよい。この場合、この相対位置に基づいて、各移動体３の移動制御装置４５は、上述の相対位置制御を行う。

図４は、上述した連結移動装置１０を用いた連結移動方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、次のように、複数の移動体３を上述のように線状体５で互いに連結した状態にする。線状体５で連結されていない２台の移動体３からなる組について、両者を互いに近づけて、一方の移動体３のロボットハンド２１により、他方の移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から延びている線状体５を把持し、把持した線状体５を、一方の移動体３の保持装置１９が保持できる位置へ持っていく。この状態で、保持装置１９が線状体５を保持することにより、移動体３同士を線状体５を用いて連結する。このような連結動作を、ステップＳ１において、線状体５で連結されていない２台の移動体３からなる複数の組について行う。これにより、複数の移動体３を上述のように線状体５で互いに連結した状態にする。

なお、ステップＳ１において、各移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から線状体５が繰り出し自在になっていてよい。従って、線状体５で連結されていない移動体３を互いに近づける時に、これら移動体３の一方または両方が、他の移動体３と線状体５で連結されている場合には、この線状体５は、移動体３の移動に伴い、他の移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から繰り出される。

ステップＳ１は、認識装置３３とハンド制御装置３５と移動制御装置４５を用いて行われる。なお、各移動体３の移動制御装置４５は、１つまたは複数のカメラまたは３次元レーザ距離計などを用いて複数の移動体３の相対位置を把握して、上述の連結動作を行ってよい。なお、各移動体３の移動制御装置４５により、予め設定された比較的狭い基準領域内に各移動体３を移動させておいてから、ステップＳ１を行ってよい。

ステップＳ２において、線状体５の張力制御を開始する。各移動体３の巻き取り繰り出し装置１７から繰り出されている線状体５の張力が一定値（以下、張力設定値という）となるように線状体５の張力を制御する。

この張力制御は、図示しない張力制御装置により行われる。張力制御装置は、張力センサを用いて各線状体５の張力を計測して、次のように張力制御を行う。
計測した線状体５の張力が張力設定値より小さくなった場合には、張力制御装置は、当該張力を前記張力設定値にするように、巻き取り繰り出し装置１７が当該線状体５を巻き取る力を制御する。例えば、当該張力が前記張力設定値になるように回転ドラム１７のトルクを制御する。
一方、計測した線状体５の張力が張力設定値より大きくなった場合には、張力制御装置は、当該張力が前記張力設定値になるように、巻き取り繰り出し装置１７が当該線状体５を繰り出すように当該巻き取り繰り出し装置１７を制御する。例えば、当該線状体５を繰り出すように回転ドラム１７を回転させる。

上述の張力制御において、複数の移動体３の相対位置にかかわらず、線状体５が、撓まないように移動体３の間で張られる。従って、線状体５が不整地面に接触しないようにすることができ、線状体５が、不整地上にある背の低い障害物に引っ掛からないようにすることができる。
また、上述の張力制御において、ステップＳ２以降で、複数の移動体３の相対位置が変化することにより、線状体５の張力が張力設定値を超えると、線状体５が巻き取り繰り出し装置１７から繰り出される。従って、複数の移動体３の相対位置が、後述の設定相対位置からずれた場合に、移動体３同士が線状体５により引っ張り合って、接地状態の悪いほうの移動体３が転倒することが回避される。

ステップＳ３において、上述した相対位置制御により、線状体５で連結された複数の移動体３の相対位置を、予め定めておいた設定相対位置にする。好ましくは、この設定相対位置にある複数の移動体３は、移動体３の移動方向と直交する水平方向に互いにずれている。従って、複数の移動体３は、次のステップＳ４で互い異なる経路（例えば、図１の破線矢印で示す経路）上を移動する。

ステップＳ４において、複数の移動体３が線状体５で互いに連結され、複数の移動体３の相対位置が設定相対位置になった状態で、この状態を維持するように複数の移動体３が不整地上を移動する。すなわち、上述した相対位置制御を行いつつ、上述した移動制御を行う。

ステップＳ５において、いずれかの移動体３のバッテリー残量検出部１３が、給電装置１１（バッテリー１１ａ）に蓄積された移動用エネルギーの残量がしきい値より小さくなったことを検出したとする。この場合、当該バッテリー残量検出部１３は、バッテリー残量低下信号を出力する。

ステップＳ６において、バッテリー残量低下信号に基づいて、移動用エネルギーの残量がしきい値より小さくなった給電装置１１に電力を供給する。
直前のステップＳ５で出力されたバッテリー残量低下信号は、当該信号を出力したバッテリー残量検出部１３が設けられた移動体３の給電制御部１５に出力される。これにより、当該給電制御部１５は、該給電制御部１５が設けられた移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）に対し、別の移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）から給電する制御を行う。この制御は、当該２つの移動体３のスイッチＳＷ１またはＳＷ２を動作させる制御である。

好ましくは、ステップＳ５でバッテリー残量低下信号を受けた給電制御部１５は、該給電制御部１５が設けられた移動体３とは別の各移動体３のバッテリー残量検出部１３からバッテリー残量を示す信号を受け、これらの信号に基づいて、最もバッテリー残量が多い移動体３のバッテリー１１ａから、該給電制御部１５が設けられた移動体３の給電装置１１に電力を供給する制御を行う。
例えば、図３において、移動体３ａのバッテリー残量検出部１３がステップＳ５でバッテリー残量低下信号を出力したとし、他の移動体３ｂ、３ｃのバッテリー１１ａのうち、移動体３ｂのバッテリー１１ａのほうがバッテリー残量が多いとする。この場合、移動体３ａの給電制御部１５は、スイッチＳＷ１により接点Ｘ３と接点Ｙ１とを接続するとともに、移動体３ｂの給電制御部１５に、スイッチＳＷ２により接点Ｘ２と接点Ｙ２とを接続する旨の信号を出力する。当該信号に基づいて、移動体３ｂの給電制御部１５は、スイッチＳＷ２を動作させて接点Ｘ２と接点Ｙ２とを接続する。その結果、移動体３ｂのバッテリー１１ａから移動体３ａの充電器１１ｂに給電され、これにより、当該充電器１１ｂは、移動体３ａのバッテリー１１ａに充電を行う。

好ましくは、ステップＳ６は、複数の移動体３の移動を継続しながらなされる。すなわち、上述した相対位置制御および移動制御を行いながら、ステップＳ６を行う。この場合、ステップＳ５で移動用エネルギーの残量がしきい値より小さくなったバッテリー１１ａは、駆動装置９に給電しつつ、充電器１１ｂにより充電される。一方、当該充電器１１ｂに給電しているバッテリー１１ａは、該バッテリー１１ａが設けられた駆動装置９にも給電する。

ステップＳ７において、ステップＳ６で開始した給電を終了する。この給電を終了するタイミングは、例えば、次の（１）（２）または（３）であってよい。
（１）ステップＳ６で給電を開始した時点から設定時間だけ経過したタイミング。
（２）給電されている給電装置１１のバッテリー残量が、許容値以上になったタイミング。
（３）給電を行っている給電装置１１のバッテリー残量と、給電されている給電装置１１のバッテリー残量との差が、設定値以下になったタイミング。当該設定値は、ゼロであってもよい。

ステップＳ７で給電を終了したらステップＳ４へ戻る。

なお、移動体３間の各信号の送受信は、無線通信により行ってもよいし、線状体５により有線通信により行ってもよい。
後者の場合、線状体５は、有線通信用の信号線を有し、この信号線と上述の給電線とを束ねたものが給電線５を構成する。また、図示を省略するが、線状体５の端部５ａは、コネクタを構成し、当該コネクタは、保持装置１９のコネクタに接続される。上述の保持位置は、両コネクタが接続された位置である。また、両コネクタは、給電端子と信号端子を有する。線状体５のコネクタの給電端子と信号端子は、それぞれ、前記給電線と前記信号線に接続されている。保持装置１９のコネクタの給電端子は、上述の接点Ｚ１およびＺ２に接続されており、当該コネクタの信号端子は、移動体２に設けた信号線に接続されている。

［第２実施形態］
第２実施形態において、以下で説明しない他の点は、第１実施形態と同じである。例えば、第２実施形態を示す図１、図２および図５において、第１実施形態の各構成要素と同じ符号を有する構成要素は、第１実施形態の対応する当該構成要素と同じである。

第２実施形態では、給電系統は、第１実施形態による図３のブロック図に代えて、図５のブロック図の構成を有する。第２実施形態では、図５のように、第１実施形態の充電器１１ｂが省略される。

第２実施形態では、図５に示すように、各移動体３の給電装置１１は、該給電装置が設けられた移動体３とは別の移動体３のバッテリー１１ａを電源として前記駆動装置９に給電する外部バッテリー利用装置１１ｃを有する。すなわち、各移動体３の外部バッテリー利用装置１１ｃは、他の移動体のバッテリー１１ａから線状体５を介して電力を受けられるようになっている。

外部バッテリー利用装置１１ｃは、図５に示すように、接点Ｘ１と、スイッチＳＷとから構成される。

図５に関して、巻き取り繰り出し装置１７は、該巻き取り繰り出し装置１７が設けられた移動体３のバッテリー１１ａから、接点Ｘ１と接点Ｙ１を経由して延びている電線との接点Ｚ１を有する。すなわち、接点Ｚ１は、スイッチＳＷの動作により接点Ｘ１と接点Ｙ１とが接続されると、バッテリー１１ａと電気的に接続される。また、接点Ｚ１は、巻き取り繰り出し装置１７に巻き取られる線状体５の前記給電線に電気的に接続されている。
一方、保持装置１９は、該保持装置１９が設けられた移動体３のバッテリー１１ａから延びている電線との接点Ｚ２を有する。この接点Ｚ２に、当該保持装置１９が保持した線状体５は電気的に接続される。

給電制御部１５は、該給電制御部１５が設けられた移動体３のバッテリー残量検出部１３からバッテリー残量低下信号を受けると、当該移動体３の外部バッテリー利用装置１１ｃに対し、別の移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）から給電する制御を行う。これにより、この外部バッテリー利用装置１１ｃは、該外部バッテリー利用装置１１ｃが設けられた移動体３の駆動装置９に対し給電する。
すなわち、給電制御部１５は、図５において、該給電制御部１５が設けられた移動体３ａ，３ｂまたは３ｃのスイッチＳＷにより接点Ｘ１と接点Ｙ１またはＹ２とを接続する制御を行いつつ、他の移動体３の給電制御部１５を介して当該他の移動体３のスイッチＳＷにより接点Ｘ１と接点Ｙ１またはＹ２とを接続する制御を行う（詳しくは、後述のステップＳ６を参照）。

従って、バッテリー残量が低下した移動体３の駆動装置９は、他の移動体３のバッテリー１１ａから電力を受けて、移動手段７を駆動する。当該他の移動体３のバッテリー１１ａは、当該他の移動体３の駆動装置９だけでなく、バッテリー残量が低下した移動体３の駆動装置９にも電力を供給する。これにより、複数の移動体３は、移動を継続することができる。

図６は、第２実施形態の連結移動装置１０を用いた連結移動方法を示すフローチャートである。

第２実施形態では、ステップＳ６において、ステップＳ５で出力したバッテリー残量低下信号に基づいて、移動用エネルギーの残量がしきい値より小さくなった給電装置１１に電力を供給する。
直前のステップＳ５で出力されたバッテリー残量低下信号は、当該信号を出力したバッテリー残量検出部１３が設けられた移動体３の給電制御部１５に出力される。これにより、この給電制御部１５は、該給電制御部１５が設けられた移動体３の駆動装置９に対し、別の移動体３の給電装置１１（バッテリー１１ａ）を電源として給電する制御を行う。この制御は、当該２つの移動体３のスイッチＳＷを動作させる制御である。

好ましくは、ステップＳ５でバッテリー残量低下信号を受けた給電制御部１５は、該給電制御部１５が設けられた移動体３とは別の各移動体３のバッテリー残量検出部１３からバッテリー残量を示す信号を受け、これらの信号に基づいて、最もバッテリー残量が多い移動体３のバッテリー１１ａから、該給電制御部１５が設けられた移動体３の給電装置１１（外部バッテリー利用装置１１ｃの接点Ｘ１）に給電する制御を行う。

例えば、図５において、移動体３ａのバッテリー残量検出部１３がバッテリー残量低下信号を出力したとし、他の移動体３ｂ、３ｃのバッテリー１１ａのうち、移動体３ｂのバッテリー１１ａのほうがバッテリー残量が多いとする。この場合、移動体３ａの給電制御部１５は、スイッチＳＷにより接点Ｘ１と接点Ｙ１とを接続するとともに、移動体３ｂの給電制御部１５に、スイッチＳＷにより接点Ｘ１と接点Ｙ２とを接続する旨の信号を出力する。当該信号に基づいて、移動体３ｂの給電制御部１５は、スイッチＳＷを動作させて接点Ｘ１と接点Ｙ２を接続する。その結果、移動体３ｂのバッテリー１１ａから移動体３ａの駆動装置９に給電され、これにより、当該駆動装置９は、上述の移動手段７を駆動する。
従って、移動体３ｂのバッテリー１１ａは、移動体３ａの駆動装置９と移動体３ｂの駆動装置９の両方に電力を供給する。これにより、複数の移動体３ａ，３ｂ，３ｃは移動を継続することができる。

第２実施形態では、ステップＳ７が省略される。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変形例１〜８のいずれかを単独で、または、以下の変形例１〜８を任意に組み合わせて採用してよい。この場合、他の点は上述と同じである。

（変形例１）
図１や図２の例では、移動体３は、走行車輪により不整地面を走行する車両（ローバ）であったが、移動体３が不整地面を移動する移動手段７は、走行車輪に限定されず他のもの（例えば、歩行脚やキャタピラー）であってもよい。

（変形例２）
線状体５で互いに連結される移動体３の数は、３つに限定されず、２つまたは４つ以上であってもよい。

（変形例３）
ロボットハンド２１の代わりに、人により、複数の移動体３を線状体５で連結させてもよい。

（変形例４）
上述では、ロボットハンド２１は、各移動体３に設けられていたが、線状体５で連結する複数の移動体３のうちの一部（例えば、１台または２台）にのみ設けられてもよい。このようなロボットハンド２１により、上述のステップＳ１を行ってよい。この場合、線状体５を最大限に巻き取った時における当該線状体５の端部５ａの位置を待機位置として、同じ移動体３における待機位置とロボットハンド２１との位置関係を予め求めておき、この位置関係に基づいて上述のステップＳ１を行ってよい。

（変形例５）
回転支持部２３または巻き取り繰り出し装置１７は、回転軸Ｃ１（ヨー軸）回りに回転自在になっているだけでなく、水平軸（ピッチ軸）回りに回転自在になっていてもよい。
これにより、線状体５の巻き取りまたは繰り出しをより円滑にしやすいので、上述した相対位置制御の精度を高く維持できる。また、不整地の起伏が大きい場合に、相対位置制御の精度を高く維持できる。

（変形例６）
上述の例では、巻き取り繰り出し装置１７は、線状体５の張力に応じて受動的に線状体５を繰り出していたが、各移動体３の移動制御装置４５が、複数の移動体３の相対位置を取得し、この相対位置の変化に応じて、能動的に線状体５を繰り出しまたは巻き取るようにしてもよい。ここで、巻き取り繰り出し装置１７が回転ドラムである場合には、移動制御装置４５は、前記相対位置の変化に応じて能動的に線状体５を繰り出しまたは巻き取るように回転ドラム１７を回転させる。

（変形例７）
移動方向において先頭となる１つの移動体３をマスターとし、他のすべての移動体３をスレーブとし、マスターの移動に合わせて、上述の設定相対位置を維持するようにスレーブの移動がその移動制御装置４５により制御されてもよい。この場合、マスターの移動制御装置４５は、上述の相対位置制御を行わずに上述の移動制御を行い、各スレーブの移動制御装置４５は、上述の移動制御を行わずに上述の相対位置制御を行う。

３移動体、５線状体、７移動手段（走行車輪）、９駆動装置、１１給電装置、１１ａバッテリー、１１ｂ充電器、１１ｃ外部バッテリー利用装置、１３バッテリー残量検出部、１５給電制御部、１７巻き取り繰り出し装置（回転ドラム）、１９保持装置、２１ロボットハンド、２３回転支持部、２５本体、２７、２９挟持部材、３１近接離間装置、３１ａサーボモータ，３１ｂナット、３３認識装置、３５ハンド制御装置、３７カメラ、３９ａ，３９ｂ角度センサ、４１線状体繰り出し長さセンサ、４３通信装置、４５移動制御装置

Claims

不整地上を移動する複数の移動体と、これらの移動体を連結し電力を伝達可能な線状体とを備え、前記複数の移動体が、前記線状体で連結された状態で移動する連結移動装置であって、
前記複数の移動体は、３つ以上の移動体であり、
各移動体は、不整地上を移動するための移動手段と、給電されることにより該移動手段を駆動する駆動装置と、移動用エネルギーを蓄積し該エネルギーを用いて駆動装置に給電する給電装置と、を有し、
前記各移動体の給電装置は、他の移動体の給電装置から前記線状体を介して電力を受けられるようになっており、
前記各移動体の前記給電装置は、移動用エネルギーを蓄積し前記駆動装置に給電するバッテリーを有し、
前記各移動体は、
該移動体の前記バッテリーが蓄積する移動用エネルギーの残量を検出し、該残量がしきい値より小さくなったら、バッテリー残量低下信号を出力するバッテリー残量検出部と、
前記バッテリー残量低下信号が入力されることにより、該移動体の給電装置に対し、他の移動体の給電装置から給電する制御を行う給電制御部と、を有し、
前記バッテリー残量低下信号が入力された前記給電制御部は、
該給電制御部が設けられた前記移動体とは別の複数の前記移動体のバッテリー残量検出部から、当該別の複数の移動体の前記バッテリーが蓄積する移動用エネルギーの残量を示す信号を受け、これらの信号に基づいて、当該別の複数の移動体のうち前記残量が最も多い移動体の前記バッテリーから、該給電制御部が設けられた前記移動体の給電装置に電力を供給する制御を行う、ことを特徴とする連結移動装置。
前記線状体は、移動体間で電力を送るための給電線と、前記残量を示す信号を移動体間で送受信するための信号線と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の連結移動装置。
各前記移動体は、線状体を巻き取り可能であるとともに線状体を繰り出し可能である巻き取り繰り出し装置を備え、
前記移動体には、ロボットハンドと認識装置とハンド制御装置と保持装置が設けられ、
該移動体において、
前記認識装置は、該移動体とは別の前記移動体の前記巻き取り繰り出し装置から延びている線状体の位置および姿勢を認識し、前記認識装置により認識した該線状体の位置および姿勢に基づいて、前記ハンド制御装置は、前記ロボットハンドの動作を制御し、これにより、前記ロボットハンドは、該線状体を把持して、前記保持装置が該線状体の端部を保持できる保持位置に該端部を持っていき、この状態で、前記保持装置が該端部を保持することにより、移動体同士を該線状体を用いて連結する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の連結移動装置。
前記給電装置は、前記バッテリーに充電を行う充電器を有し、
前記各移動体の前記充電器は、他の移動体の前記バッテリーから前記線状体を介して電力を受けられるようになっている、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の連結移動装置。
前記給電装置は、該給電装置が設けられた移動体とは別の移動体のバッテリーを電源として前記駆動装置に給電する外部バッテリー利用装置とを有し、
前記各移動体の前記外部バッテリー利用装置は、他の移動体の前記バッテリーから前記線状体を介して電力を受けられるようになっている、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の連結移動装置。