JP6925070B2 - 筒型回転体を備える作業装置 - Google Patents

筒型回転体を備える作業装置 Download PDF

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Description

本発明は、筒型回転体を備える作業装置(たとえば筒型回転体を有する農作業車、車玩具、台車、および飛行体)に関する。
従来より、複数の回転体を連結した複合走行体が知られている(たとえば特許文献1参照)。
また、植木を剪定するための多数のナイフ20を備えた整形機構が知られている(たとえば特許文献2参照)。
特開2015−95987号公報 米国特許第4383401号公報 特開平7−152336号公報 実用新案登録出願48−43254号のマイクロフィルム
従来技術では、駆動輪或いは作業部材として機能する表面部を有する筒型回転体を備えた装置は存在しなかった。
特許文献2に開示される整形機構は、同一形状の植木を剪定することができるが、植木の高さや形状が一定以上異なる場合には、所望の整形を行うことができなかった。
本発明は、上記課題を解決することができる筒型回転体を備えた装置を提供することを目的とする。
本発明の作業装置は、同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第1の接地作業機構と、同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第2の接地作業機構と、第1の接地作業機構および第2の接地作業機構を並列に配置するフレームと、前記筒型回転体の駆動を制御する制御装置と、を備えた作業装置であって、前記複数の筒型回転体のそれぞれが、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備え、前記外装体の表面に刃または爪が設けられており、前記第1および第2の接地作業機構により草刈り、枝切り、伐採、耕うんまたは除雪を行うことができること、または、前記筒型回転体をロードローラーとして利用できることを特徴とする。
上記作業装置において、前記フレームが、第1の接地作業機構および第2の接地作業機構の距離を調整可能とする前後方向伸縮機構を備えることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記第1の接地作業機構が、同一直線上に配置された第1A回転機構および第1B回転機構を備えて構成され、前記第2の接地作業機構が、同一直線上に配置された第2A回転機構および第2B回転機構を備えて構成され、前記フレームが、第1A回転機構および第1B回転機構の距離を調整可能とする第1幅方向伸縮機構と、第2A回転機構および第2B回転機構の距離を調整可能とする第2幅方向伸縮機構を備えることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記第1A回転機構、前記第1B回転機構、前記第2A回転機構および前記第2B回転機構のそれぞれが、可とう性のある連結部材を介して角度をもって連結された複数の筒型回転体からなることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、さらに、前記第1の接地作業機構および/または前記第2の接地作業機構から斜め方向に延出される畝整形用筒型回転体を備え、前記畝整形用筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備えることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、荷物を置くための台部と、台部と直接または間接的に連結された複数の台部用伸縮筒体を備え、台部用伸縮筒体により、前記台部の前記複数の車輪に対する距離を調整することができることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体が、ヘリコイドが形成され、入れ子式に配置された第1および第2の外装体を備え、長手方向に伸縮可能であることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体の伸縮用アクチュエーターを備え、当該伸縮用アクチュエーターにより長手方向に自動で前記外装体を伸縮可能であることを特徴としてもよい。
本発明の第2の観点の作業装置は、荷物を置くための台部と、台部の下方に配置された筒型回転体と、駆動輪として機能する複数の車輪と、複数の車輪を駆動させる車輪用モーターと、台部と直接または間接的に連結された複数の車輪用伸縮機構と、台部と直接または間接的に連結された筒型回転体用伸縮機構と、を備え、車輪用伸縮機構により、前記台部の前記複数の車輪に対する距離を調整することができ、筒型回転体用伸縮機構により、前記筒型回転体の台部に対する距離を調整することができることを特徴とする。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体のそれぞれが、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備えることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体が、ヘリコイドが形成され、入れ子式に配置された第1および第2の外装体を備え、長手方向に伸縮可能であることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体の伸縮用アクチュエーターを備え、当該伸縮用アクチュエーターにより長手方向に自動で前記外装体を伸縮可能であることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体は、可とう性のある連結部材を介して直列方向に接続された複数の筒型回転体を含んで構成されることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記複数の車輪と直接または間接的に連結された複数の車輪用伸縮筒体を備え、車輪用伸縮筒体により、前記複数の車輪間の幅方向の距離を調整することができることを特徴としてもよい。
本発明の第3の観点の作業装置は、上方に張架された細長部材Rに沿って移動することができる本体部と、本体部の下方に配置された開度調整装置と、開度調整装置に、開閉角度を調節可能に連結された2つの回転体集合体と、2つの回転体集合体の下方にそれぞれ配置された車輪と、を備えた作業装置であって、前記回転体集合体が、複数の筒型回転体を直列方向に接続して構成されており、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、外装体の外周に設けられた剪定用刃を備え、前記本体部および前記開度調整装置が回転盤を介して連結されており、回転盤により前記開度調整装置を回転することで前記車輪の軌跡が円形となるように2つの回転集合体を回転させることで樹木の形を整える剪定機構を構成することを特徴とする。
上記作業装置において、前記回転盤および前記開度調整装置が高さ調整装置を介して連結されており、高さ調整装置により前記開度調整装置の高さを調整することができることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記車輪と前記回転体集合体との上下方向の距離を調節する伸縮機構を備えることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記回転体集合体を構成する複数の筒型回転体が、複数の筒型回転体の角度を調節可能に連結する連結部材を介して連結されていることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記本体部が、離間可能な左側可動部および右側可動部と、左側可動部および右側可動部をスライド可能に支持するスライド機構とを備えており、前記開度調整装置が、前記スライド機構が支持される離間可能な左側開度調整部および右側開度調整部とから構成されており、左側可動部および右側可動部が離間すると、左側開度調整部および右側開度調整部ならびに開度調整装置に連結された2つの回転体集合体が離間することを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体が、ヘリコイドが形成され、入れ子式に配置された第1および第2の外装体を備え、長手方向に伸縮可能であることを特徴としてもよい。
上記作業装置において、前記外装体の伸縮用アクチュエーターを備え、当該伸縮用アクチュエーターにより長手方向に自動で前記外装体を伸縮可能であることを特徴としてもよい。
本発明の変形例に係る作業装置は、本体と、本体の下方に配置された複数の筒型回転体と、前記筒型回転体の駆動を制御する制御装置と、を備えた作業装置であって、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、駆動輪として機能する複数の車輪と、複数の車輪を駆動させる車輪用モーターと、を備え、前記複数の筒型回転体の少なくとも1個が、外装体の表面に設けられた、設地する刃、爪またはブラシを備える第1の筒型回転体である作業装置である。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体は、可とう性のある連結部材を介して直列方向に接続された複数の筒型回転体を含んで構成されるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記筒型回転体を4個以上備え、前記筒型回転体が、等間隔にマトリクス状または千鳥状に配置されているように構成してもよい。
上記作業装置において、前記筒型回転体と直接または間接的に連結された複数の伸縮筒体を備え、前記伸縮筒体により、前記複数の筒型回転体の前記本体に対する距離を調整することができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記第1の筒型回転体は、前記外装体の表面に刃または爪が設けられており、前記筒型回転体により草刈り、枝切り、伐採、耕うんまたは除雪を行うことができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体の少なくとも1個が、植物の種を収納する収納室と、植物の種を撒くための開閉吐き出し口を有し、前記第1の筒型回転体と並列に配置された第2の筒型回転体であるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体の少なくとも1個が、水、消毒液、除草剤、肥料または農薬を散布するための吐出口を有し、前記第1の筒型回転体と並列に配置された第3の筒型回転体であるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記第1の筒型回転体は、前記外装体の表面にブラシが設けられており、掃除を行うことができるブラシ付き筒型回転体であり、前記外装体を覆うカバー部材を備え、カバー部材にゴミを吸引する吸引口が設けられており、ブラシ付き筒型回転と並列に配置された吸引口付き筒型回転と、を含んで構成されるようにしてもよい。
上記作業装置において、前記筒型回転体が3個以上の筒型回転体からなり、うち少なくとも2個が、駆動輪として機能するように構成してもよい。
上記作業装置において、玩具として用いることができる大きさであるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第2の観点の作業装置は、同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第1の接地作業機構と、同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第2の接地作業機構と、第1の接地作業機構および第2の接地作業機構を並列に配置するフレームと、前記筒型回転体の駆動を制御する制御装置と、を備えた作業装置であって、前記複数の筒型回転体のそれぞれが、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備え、前記フレームが、第1の接地作業機構および第2の接地作業機構の距離を調整可能とする前後方向伸縮機構を備え、前記外装体の表面に刃または爪が設けられており、前記第1および第2の接地作業機構により草刈り、枝切り、伐採、耕うんまたは除雪を行うことができる作業装置である。
上記作業装置において、前記第1の接地作業機構が、同一直線上に配置された第1A回転機構および第1B回転機構を備えて構成され、前記第2の接地作業機構が、同一直線上に配置された第2A回転機構および第2B回転機構を備えて構成され、前記フレームが、第1A回転機構および第1B回転機構の距離を調整可能とする第1幅方向伸縮機構と、第2A回転機構および第2B回転機構の距離を調整可能とする第2幅方向伸縮機構を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記第1A回転機構、前記第1B回転機構、前記第2A回転機構および前記第2B回転機構のそれぞれが、可とう性のある連結部材を介して角度をもって連結された複数の筒型回転体からなるように構成してもよい。
上記作業装置において、さらに、前記第1の接地作業機構および/または前記第2の接地作業機構から斜め方向に延出される畝整形用筒型回転体を備え、前記畝整形用筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、荷物を置くための台部と、台部と直接または間接的に連結された複数の台部用伸縮筒体を備え、台部用伸縮筒体により、前記台部の前記複数の車輪に対する距離を調整することができるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第3の観点の作業装置は、荷物を置くための台部と、台部の下方に配置された筒型回転体と、駆動輪として機能する複数の車輪と、複数の車輪を駆動させる車輪用モーターと、台部と直接または間接的に連結された複数の車輪用伸縮機構と、台部と直接または間接的に連結された筒型回転体用伸縮機構と、を備え、車輪用伸縮機構により、前記台部の前記複数の車輪に対する距離を調整することができ、筒型回転体用伸縮機構により、前記筒型回転体の台部に対する距離を調整することができる作業装置である。
上記作業装置において、前記複数の車輪と直接または間接的に連結された複数の車輪用伸縮筒体を備え、車輪用伸縮筒体により、前記複数の車輪間の幅方向の距離を調整することができるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第4の観点の作業装置は、上方に張架された細長部材Rに沿って移動することができる本体部と、本体部の下方に配置された開度調整装置と、開度調整装置に、開閉角度を調節可能に連結された2つの回転体集合体と、2つの回転体集合体の下方にそれぞれ配置された車輪と、を備えた作業装置であって、前記回転体集合体が、複数の筒型回転体を直列方向に接続して構成されており、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、外装体の外周に設けられた剪定用刃を備え、前記本体部および前記開度調整装置が回転盤を介して連結されており、回転盤により前記開度調整装置を回転することで前記車輪の軌跡が円形となるように2つの回転集合体を回転させることで樹木の形を整える剪定機構を構成するである。
上記作業装置において、前記回転盤および前記開度調整装置が高さ調整装置を介して連結されており、高さ調整装置により前記開度調整装置の高さを調整することができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記車輪と前記回転体集合体との上下方向の距離を調節する伸縮機構を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記回転体集合体を構成する複数の筒型回転体が、複数の筒型回転体の角度を調節可能に連結する連結部材を介して連結されているように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体部が、離間可能な左側可動部および右側可動部と、左側可動部および右側可動部をスライド可能に支持するスライド機構とを備えており、前記開度調整装置が、前記スライド機構が支持される離間可能な左側開度調整部および右側開度調整部とから構成されており、左側可動部および右側可動部が離間すると、左側開度調整部および右側開度調整部ならびに開度調整装置に連結された2つの回転体集合体が離間するように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第5の観点の作業装置は、筒型回転体と、筒型回転体と連結される根元部と、を備え、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される外装体と、を備え、前記根元部に設けられた穴に指先を装着することができる作業装置である。
上記作業装置において、前記外装体の表面にブラシが設けられており、前記筒型回転体を回転させることにより口腔内をブラッシングすることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記筒型回転体が3個以上の筒型回転体からなり、さらに、2つの前記筒型回転体を、それらのなす角度が180°未満となるように連結する複数の連結部材を備えるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第6の観点の作業装置は、第1の方向に延びる本体と、第1の方向と交わる第2の方向に延びる第1の筒型回転体と、第1の方向と交わる第3の方向に延びる第2の筒型回転体と、本体に対すると第1の筒型回転体の角度を調節可能に連結する第1の連結部材と、本体に対すると第2の筒型回転体の角度を調節可能に連結する第2の連結部材と、を備え、前記第1および第2の筒型回転体のそれぞれが、駆動部と、駆動部により回転される表面にブラシが設けられた外装体と、を備え、前記第1および第2の筒型回転体を回転させることにより口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
上記作業装置において、前記本体が、駆動部と、駆動部により回転される表面にブラシが設けられた外装体と、を備える第3の筒型回転体により構成されており、前記第1ないし第3の筒型回転体がコの字形に配置されており、歯を囲繞してブラッシングすることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記第1の筒型回転体と対向する第4の筒型回転体と、前記第2の筒型回転体と対向する第5の筒型回転体と、を備え、前記本体に対する第4および第5の筒型回転体の角度を調節可能であり、前記第4および第5の筒型回転体が、駆動部と、駆動部により回転される表面にブラシが設けられた外装体と、を備え、前記第4および第5の筒型回転体を回転させることにより口腔内をブラッシングすることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体、前記第1の筒型回転体および/または前記第2の筒型回転体がバキューム管、ニードルノズル、カテーテルまたはファイバーカメラを挿通するための貫通孔を有しており、前記貫通孔に挿通されたバキューム管、ニードルノズル、カテーテルまたはファイバーカメラを備えているように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体、前記第1の筒型回転体、前記第1の筒型回転体の先端部材、前記第2の筒型回転体および/または前記第2の筒型回転体の先端部材が超音波振動子を備えているように構成してもよい。
上記作業装置において、装着時に前記本体の喉側に位置するバルーンを備え、前記バルーンにエアーを供給することで膨張させ、前記バルーン内のエアーを排気することで収縮させることができるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第7の観点の作業装置は、マウスピース型の本体と、本体から直立するように延出される第1の筒型回転体(310a)と、本体から直立するように延出される第2の筒型回転体(310b)と、第1の筒型回転体を本体の内周線に沿って移動させる内側移動機構(320)と、第2の筒型回転体を本体の外周線に沿って移動させる外側移動機構(330)と、を備え、前記第1および第2の筒型回転体のそれぞれが、駆動部と、駆動部により回転される表面にブラシが設けられた外装体と、を備え、前記第1および第2の筒型回転体を回転させ、かつ、前記内側移動機構および前記外側移動機構により移動させながら口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
本発明の変形例に係る第8の観点の作業装置は、マウスピース型の第1の本体と、第1の本体の内周側に配置されるマウスピース型の第2の本体と、第1および第2の本体から延出される複数の筒型回転体と、を備え、前記複数の筒型回転体が、駆動部と、駆動部により回転される表面にブラシが設けられた外装体と、を備え、前記第1および第2の本体の内周線または外周線に沿って前記複数の筒型回転体が配置されており、前記筒型回転体を回転させることにより口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体(410)が、前記第1および第2の本体から実質的に上方向または下方向に延出されるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記複数の筒型回転体(617,619)が、前記第1および第2の本体から実質的に水平方向に延出されており、延出する前記複数の筒型回転体の端面にブラシが設けられているように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第9の観点の作業装置は、マウスピース型の第1の本体と、第1の本体の内周側に配置されるマウスピース型の第2の本体と、第1の本体および第2の本体を連結する柄部材と、第1の本体および第2の本体を振動させる振動装置と、を備え、前記第1の本体の内周面と前記第2の本体の外周面とが略等間隔の隙間Gを構成し、前記第1の本体の内周面および前記第2の本体の外周面にそれぞれブラシが設けられており、口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
上記作業装置において、前記振動装置からの振動を前記第1の本体および前記第2の本体に伝達する振動板が、前記第1の本体の内周面、前記第2の本体および前記柄部材に埋設されているように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第10の観点の作業装置は、マウスピース型の第1の本体と、第1の本体の側面を構成する、表面にブラシが設けられた第1の環状弾性体と、第1の環状弾性体を回動させる駆動部を有する、第1の本体に設けられた第1の回転体集合体と、第1の本体の内周側に配置されるマウスピース型の第2の本体と、第2の本体の側面を構成する、表面にブラシが設けられた第2の環状弾性体と、第2の環状弾性体を回動させる駆動部を有する、第2の本体に設けられた第2の回転体集合体と、を備え、前記第1および第2の回転体集合体を回転させることにより口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
本発明の変形例に係る第11の観点の作業装置は、マウスピース型の本体と、可とう性のある連結部材を介して直列に接続された3つ以上の筒型回転体からなるU字形の歯裏側洗浄用回転機構と、可とう性のある連結部材を介して直列に接続された3つ以上の筒型回転体からなるU字形の歯表側洗浄用回転機構と、前記歯裏側洗浄用回転機構を前記歯表側洗浄用回転機構の側へ押圧する第1の押圧部材と、前記歯表側洗浄用回転機構を前記歯裏側洗浄用回転機構の側へ押圧する第2の押圧部材と、を備え、前記歯裏側洗浄用回転機構および前記歯表側洗浄用回転機構を駆動することにより口腔内をブラッシングすることができる作業装置である。
上記作業装置において、前記本体が、センサーと、センサーの計測値を記憶する記憶装置と、センサーの計測値を外部に送信する無線通信装置と、を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、装着時に前記本体の喉側に位置する肉厚の円盤形または略しずく形であり、顎、舌または喉をトレーニングするための弾性部材を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記弾性部材が、貫通孔を有しており、前記貫通孔に挿通されたバキューム管、ニードルノズル、カテーテル、内視鏡、綿棒またはファイバーカメラを備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、装着時に前記本体の喉側に位置するバルーンを備え、前記バルーンにエアーを供給することで膨張させ、前記バルーン内のエアーを排気することで収縮させることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記バルーンが、貫通孔を有しており、前記バルーンの貫通孔に挿通されたバキューム管、ニードルノズル、カテーテル、内視鏡、綿棒またはファイバーカメラを備えているように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第12の観点の作業装置は、マスク部材と、マスク部材内に配置された複数の回転体集合体と、を備え、前記回転体集合体が、駆動部および駆動部により回転される表面に刃が設けられた外装体を備える複数の筒型回転体と、複数の筒型回転体を可動に連結する連結部材とから構成され、前記筒型回転体を回転させることにより髭または毛髪を剃ることができる作業装置である。
本発明の変形例に係る第13の観点の作業装置は、歯磨き装置と、髭または毛髪剃り装置と、からなる作業装置であって、前記歯磨き装置が、上記ブラシを備えた作業装置であり、前記髭または毛髪剃り装置が、上記髭または毛髪を剃ることができる作業装置であり、前記マスク部材に前記歯磨き装置を配置して、歯磨きと髭または毛髪剃りを同時に行うことができる作業装置である。
本発明の変形例に係る第14の観点の作業装置は、2本以上の筒型回転体と、2本以上の筒型回転体の角度を調節可能に連結する連結部材と、耳掛け部材を有し、筒型回転体と連結される複数の伸縮筒体と、を備え、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される表面に刃が設けられた外装体と、を備え、前記筒型回転体を回転させることにより髭または毛髪を剃ることができる作業装置である。
本発明の変形例に係る第15の観点の作業装置は、本体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第1の筒型回転体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第2の筒型回転体と、第1の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第1の連結部材と、第2の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第2の連結部材と、電源部と、加速度センサーを備える制御部と、を備え、前記第1および第2の筒型回転体を回転させることにより飛行することができる作業装置であって、前記第1および第2の筒型回転体が、モーターおよびモーターにより回転される外装体を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第1および第2の連結部材による前記第1および第2の筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記第1および第2の筒型回転体のプロペラの回転速度を調節する作業装置である。
上記作業装置において、前記第1の連結部材と前記本体とを接続する第3の筒型回転体と、前記第2の連結部材と前記本体とを接続する第4の筒型回転体と、第3の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第3の連結部材と、第4の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第4の連結部材と、を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第3および第4の連結部材による前記第3および第4の筒型回転体の本体に対する角度を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体を支持するベース(1102)を備え、前記ベースの前方部には、前記ベースの前記第3の筒型回転体に対する角度を調節可能とする前方連結部材が設けられており、前記ベースの後方部には、前記ベースの前記第4の筒型回転体に対する角度を調節可能とする後方連結部材が設けられており、前記ベースを、前記第1ないし第4の筒型回転体に対して任意の角度に配置することができるようにしてもよい。
上記作業装置において、前記ベースが、一対の翼を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第3の筒型回転体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第4の筒型回転体と、第3の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第3の連結部材と、第4の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第4の連結部材と、前記第1ないし第3の筒型回転体を同一直線上に、且つ、前記第1の筒型回転体および前記第3の筒型回転体の間に前記第2の筒型回転体が位置するように配置する第1の連結棒部材と、前記第3の連結部材と直交して配置されており、前記第2の筒型回転体および前記第4の筒型回転体を連結する第2の連結棒部材(1210g)と、を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第3および第4の連結部材による前記第3および第4の筒型回転体の本体に対する角度を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第3ないし第6の筒型回転体と、第3ないし第6の筒型回転体の前記本体に対する角度をそれぞれ調節可能とする第3ないし第6の連結部材と、前記第1ないし第3の筒型回転体を同一直線上に、且つ、前記第1の筒型回転体および前記第3の筒型回転体の間に前記第2の筒型回転体が位置するように配置する第1の連結棒部材(1310g,1310h)と、前記第4ないし第6の筒型回転体を同一直線上に、且つ、前記第4の筒型回転体および前記第6の筒型回転体の間に前記第5の筒型回転体が位置するように配置する第2の連結棒部材(1310i,1310j)と、前記第2の筒型回転体および前記第5の筒型回転体を連結する第3の連結棒部材(1310k)と、を備え、前記第4の連結部材に配置されており、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第3ないし第6の連結部材による前記第3ないし第4の筒型回転体の本体に対する角度を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第3の筒型回転体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第4の筒型回転体と、第3の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第3の連結部材と、第4の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第4の連結部材と、前記第1ないし第4の筒型回転体を長方形または正方形の四隅に配置するフレームと、前記フレームに設けられた本体と、を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第3および第4の連結部材による前記第3および第4の筒型回転体の本体に対する角度を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、前記フレームが、一対の翼を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体が、前記第1ないし第4の筒型回転体が備えるプロペラの水平方向の距離を調節すること可能とする前記プロペラと同数の幅方向伸縮機構を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体が、前記第1ないし第4の筒型回転体が備えるプロペラの上下方向の距離を調節すること可能とする前記プロペラと同数の上下方向伸縮機構を備え、前記制御部が、加速度センサーからの信号に基づき自動で上下方向伸縮機構の伸縮を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、前記制御部が、前記第1ないし第4の連結部材による前記第1ないし第4の筒型回転体の角度および前記プロペラの回転方向を個別に制御することで、上昇モードおよび水平移動モードを切り換えることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記第1ないし第4の筒型回転体のプロペラを、根元部から外方に屈曲させることができる根元部連結部材を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、外部の自動車、飛行機または船舶と連結するためのアタッチメントを備え、前記第1ないし第4の連結部材により前記プロペラを屈曲させることにより水平方向の推進力を生じさせることができるように構成してもよい。
上記作業装置において、水中艇としても利用できるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第16の観点の作業装置は、胴部と、主翼と、主翼に設けられた、プロペラを備える複数の主翼用筒型回転体と、複数の主翼用筒型回転体の主翼に対する角度を個別に調節可能とする複数の主翼用連結部材と、尾翼と、加速度センサーを備える制御部と、を備え、前記主翼用筒型回転体を回転させることにより飛行することができる作業装置であって、前記主翼用筒型回転体が、モーターおよびモーターにより回転される外装体を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記主翼用連結部材による前記主翼用筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記主翼用筒型回転体のプロペラの回転速度を調節する作業装置である。
上記作業装置において、前記尾翼に設けられた、プロペラを備える複数の尾翼用筒型回転体と、複数の尾翼用筒型回転体の尾翼に対する角度を個別に調節可能とする複数の尾翼用連結部材と、を備え、前記尾翼用筒型回転体が、モーターおよびモーターにより回転される外装体を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記尾翼用連結部材による前記尾翼用筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記尾翼用筒型回転体のプロペラの回転速度を調節するように構成してもよい。
上記作業装置において、前記主翼の底面に設けられた主翼連結部材と、前記尾翼の底面に設けられた尾翼連結部材と、を備え、前記主翼連結部材の前方側および後方側に、前記複数の主翼用筒型回転体および前記複数の主翼用連結部材がそれぞれ設けられており、前記尾翼連結部材の前方側および後方側に、前記複数の尾翼用筒型回転体および前記複数の尾翼用連結部材がそれぞれ設けられているように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第17の観点の作業装置は、本体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える筒型回転体と、筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする連結部材と、電源部と、加速度センサーおよび無線通信装置を備える制御部と、を備え、前記筒型回転体が、モーターおよびモーターにより回転される外装体を備え、前記プロペラが、羽根部材が設けられた外装体を備える筒型回転体により構成され、前記筒型回転体を回転させることにより飛行することができ、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記連結部材による前記筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記筒型回転体のプロペラの回転速度を調節する作業装置である。
上記作業装置において、前記本体に対する相対位置を可変とする可動部を備え、前記筒型回転体が、可動部の上部に直接または間接的に接続されており、さらに、プロペラを備え、可動部の下部に直接または間接的に接続された第2の筒型回転体と、第2の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第2の連結部材と、を備えて構成され、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第2の連結部材による前記第2の筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記第2の筒型回転体のプロペラの回転速度を調節するように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第18の観点の作業装置は、載置部を有する本体と、本体に直接または間接的に接続された、プロペラを備える第1ないし第3の筒型回転体と、第1ないし第3の筒型回転体の前記本体に対する角度を調節可能とする第1ないし第3の連結部材と、第1ないし第3の連結棒部材と本体とを連結する第1ないし第3の根元部連結部材と、第1ないし第3の根元部連結部材と第1ないし第3の連結部材とを連結する第1ないし第3の連結棒部材と、電源部と、加速度センサーを備える制御部と、を備え、前記第1ないし第3の筒型回転体を回転させることにより飛行することができる作業装置であって、前記第1ないし第3の筒型回転体が、モーターおよびモーターにより回転される外装体を備え、前記制御部が、前記加速度センサーからの信号に基づき前記第1ないし第3の連結部材による前記第1ないし第3の筒型回転体の本体に対する角度、並びに、前記第1ないし第3の筒型回転体のプロペラの回転速度を調節することができ、前記第1ないし第3の連結部材、および/または、前記第1ないし第3の根元部連結部材を曲げることにより、前記載置部に載置された物体を把持することができる作業装置である。
上記作業装置において、前記本体が、前記第1ないし第3の根元部連結部材のうち、少なくとも複数本の根元部連結部材をスライド移動可能とするスライド機構を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体が、一対の翼を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体が、第1本体部材および第2本体部材から構成されており、第1本体部材および第2本体部材を折り曲げて谷部を構成することができるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第19の観点の作業装置は、第1の作業装置と、第2の作業装置とから構成される作業装置であって、前記第1および第2の作業装置は、細長部材上を回転する回転部材と、回転部材と連結された本体と、本体の下方に位置し、本体と着脱自在に連結されたアーチ形のフレームと、フレームを支持する複数個の車輪と、車輪を回転させる駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置と、無線通信装置と、を備え、前記第1および第2の作業装置の各フレームにカバー部材をかぶせることによりドームを構成することができ、前記無線通信装置を介して前記制御装置に制御信号を送信することにより前記第1および第2の作業装置の距離を調整することができる作業装置である。
上記作業装置において、前記本体が、センサーと、センサーの計測値を記憶する記憶装置と、を備え、センサーの計測値を無線通信装置を介して外部に送信することができるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記カバー部材がビニールであり、前記ドームが農業用トンネルを構成するように構成してもよい。
上記作業装置において、前記回転部材が、前記フレームに等間隔に離れて連結された複数の回転部材からなり、前記車輪が、伸縮機構を介して前記フレームに連結されているように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第20の観点の作業装置は、本体と、本体を風呂桶の側壁に沿って走行させる本体駆動部と、筒型回転体と、本体と筒型回転体とをそれらの角度を可変に固定する連結部材と、を備えた風呂掃除用の作業装置であって、前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される表面にブラシが設けられた外装体とを備える作業装置である。
上記作業装置において、前記筒型回転体が、第1の方向に延出する第1の筒型回転体と、第1の方向と異なる第2の方向に延出する第2の筒型回転体とから構成され、さらに、第1の筒型回転体と第2の筒型回転体とをそれらの角度を可変に固定する連結部材を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、モーターと、モーターにより回転される表面にブラシが設けられた外装体とを備える第3の筒型回転体と、前記第2の筒型回転体と前記第3の筒型回転体とをそれらの角度を可変に固定する第2の連結部材を備えるように構成してもよい。
上記作業装置において、前記本体が、伸縮機構を介して子機と連結されており、前記子機が、前記第1の方向に延出する外側面掃除用筒型回転体を備え、前記外側面掃除用筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される表面にブラシが設けられた外装体とを備えるように構成してもよい。
本発明の変形例に係る第21の観点の作業装置は、床面を自律走行可能な自走部と、第1および第2の筒型回転体と、自走部と間接的に接続される伸縮機構と、第1および第2の筒型回転体を可動に連結する第1の連結部材と、第2の筒型回転体および伸縮機構を可動に連結する第2の連結部材と、を備えたトイレ掃除用の作業装置であって、前記第1の前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される表面にブラシが設けられた外装体とを備え、前記第2の前記筒型回転体が、モーターと、モーターにより回転される表面にブラシ、スポンジまたは清掃用布が設けられた外装体とを備える作業装置である。
本発明によれば、駆動輪或いは作業部材として機能する筒型回転体を備えた作業装置を提供することができる。
第1実施形態に係る回転体集合体の一例を示す斜視図である。 筒型回転体の連結と、回転動作とを説明するための図であり、(A)は連結される前の筒型回転体を示す側面図、(B)は連結して回転動作をする筒型回転体を示す側面図であり、(C)は連結して回転動作をする筒型回転体の変形例を示す側面図である。 本実施形態に係る筒型回転体の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る筒型回転体を備える台車の一例を示す図であり、(A)は4つの筒型回転体を車輪として備える台車を示す側面図、(B)は4つの筒型回転体を車輪として備える台車を示す側面図、(C)は底面に筒型回転体が取り付けられた回転盤を備える台車を示す側面図である。 第2実施形態に係る筒型回転体の構成を示すブロック図であり、(A)は収縮状態を図、(B)は伸長状態を示す図である。 第3実施形態に係る筒型回転体の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係る回転体集合体の一例を示す斜視図である。 第5実施形態に係る回転体集合体の一例を示す斜視図である。 第5実施形態に係る回転体集合体の一例を示す斜視図である。 第6実施形態に係る回転体集合体を備えるロボットハンドの一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は把持した状態を示す側面図、(C)は刃物を付けた回転体集合体の側面図である。 第7実施形態に係る回転体集合体を備えた作業装置を示す図である。 第7実施形態に係る回転体集合体を備えた作業装置の変形例を示す図であり、2つの筒型回転体からなる草刈り機構を示す側面図である。 第8実施形態に係る回転体集合体を備えた作業装置を示す図であり、(A)は3つの筒型回転体からなる草刈り機構を備える草刈り装置を示す斜視図、(B)は側面図、(C)は平面図、(D)は変形例の側面図である。 (A)は第8実施形態に係る回転体集合体を備える農作業車(農機具)の第1の変形例を示す正面図であり、(B)第2の変形例を示す正面図、(C)は草刈り機構の正面図である。 第9実施形態に係る回転体集合体を備える農作業車(農機具)の一例を示す図である。 第10実施形態に係る筒型回転体または回転体集合体を備える作業装置(指サック)の一例を示す図であり、(A)は単一の筒型回転体を備える構成例、(B)は回転体集合体を備える構成例、(C)は屈曲部を備える構成例である。 (A)は第11実施形態に係る連結部材を示す平面図、(B)は連結部材に筒型回転体を連結した状態を示す平面図である。 (A)は第11実施形態に係る回転体集合体を備えた作業装置を示す平面図、(B)は斜視図、(C)は自動車を搭載した状態を示す側面図である。 第12実施形態に係る回転体集合体を備えた作業装置を示す図である。 第13実施形態に係る筒型回転体を備えた作業装置を説明するための図であり、(A)は台部の下方に筒型回転体を備える第1の台車の正面図、(B)は台部の下方に筒型回転体を備える第2の台車の正面図、(C)は車輪駆動用筒型回転体を備える第3の台車の正面図である。 第13実施形態に係る作業装置の変形例を説明する図である。 (A)は第14実施形態に係る筒型回転体を備えた作業装置の側面図、(B)は(A)の変形例の平面図である。 (A)は第15実施形態に係る筒型回転体を備えた作業装置の平面図、(B)は(A)の変形例の平面図である。 (A)は第5実施形態の変形例に係る作業装置を説明する側面図、(B)は回転体集合体の第一の姿勢を説明する側面図、(C)は回転体集合体の第二の姿勢を説明する側面図である。 (A)は第8実施形態の第1の変形例に係る作業装置を説明する側面図、(B)は第2の変形例に係る作業装置を説明する側面図である。 (A)は第5実施形態の変形例に係る回転体集合体を備えた作業装置の底面図、(B)は側面図である。 第2実施形態の回転体集合体に接続される伸縮筒体の側面図である。 図27の伸縮筒体と接続された筒型回転体の側面図である。 両端部に伸縮筒体が接続された回転体集合体を備える昇降装置の平面図である。 筒型回転体に耕うん爪を付して構成した耕うん機構を示す側面図である。 図30の耕うん機構の要部を示す平面図である。 図30の筒型回転体の連結態様を示す図であり、(A)は連結された筒型回転体の側面図、(B)は連結具の側面図である。 筒型回転体をロードローラーとして利用する場合の構成例を示す底面図である。 第6実施形態の変形例に係る作業装置を説明するための図である。 第16実施形態に係る筒型回転体を備える作業装置の側面図である。 第16実施形態に係る筒型回転体の第1の変形例を示す側面要部断面図である。 第16実施形態の第2の変形例を示す作業装置の側面図である。 (A)は第17実施形態に係る筒型回転体を備える作業装置の側面図、(B)は(A)のAA線断面図である。 (A)は第17実施形態に係る内側移動機構の側面図、(B)は(A)の変形例の側面図である。 第18実施形態に係る筒型回転体を備える作業装置の底面図である。 第19実施形態に係る作業装置の平面図である。 第19実施形態に係る作業装置の変形例の平面図である。 (A)は第20実施形態に係る作業装置の底面図、(B)は側面図である。 第21実施形態に係る筒型回転体を備える作業装置の側面図である。 第18実施形態および第21実施形態に係る作業装置の使用態様を説明する側面図である。 (A)は第22実施形態に係る作業装置の第一の状態を示す正面図、(B)は第二の状態を示す正面図である。 (A)は第23実施形態に係る作業装置の斜視図、(B)は第23実施形態に係る作業装置の変形例に係る斜視図である。 (A)は第24実施形態に係る作業装置(上昇モード)の側面図、(B)は水平移動モードの側面図、(C)積荷搭載モードの側面図である。 第24実施形態に係る作業装置の変形例の側面図である。 自動車のルーフ部分に第24実施形態に係る作業装置を取り付けるためのアタッチメントの一例を示す側面図である。 第24実施形態に係る作業装置の平面図である。 第25実施形態に係る作業装置の斜視図である。 第26実施形態に係る作業装置の斜視図である。 (A)は第27実施形態に係る作業装置を示す側面図、(B)は作業装置870の側面図であり、(C)は(A)のAA線断面図である。 (A)は第28実施形態に係る作業装置の洗浄部を示す側面図、(B)は作業装置の平面図、(C)は変形例に係る側面図である。 (A)は第29実施形態に係る作業装置の斜視図、(B)は変形例に係る斜視図である。 (A)は第30実施形態に係る作業装置の側面図、(B)は(A)の変形例に係る作業装置の第一の姿勢を示す側面図、(C)は第二の姿勢を示す側面図、(D)は第三の姿勢を示す側面図である。 (A)は第31実施形態に係る作業装置の第一の姿勢を示す側面図、(B)は第二の姿勢を示す側面図、(C)は変形例に係る側面図である。 第32実施形態に係る作業装置の斜視図である。 第33実施形態に係る作業装置の斜視図である。 (A)第34実施形態に係る作業装置の平面図、(B)は(A)の変形例の平面図である。 (A)は第35実施形態に係る作業装置の側面図、(B)は平面図である。 (A)は第36実施形態に係る内側移動機構の側面図、(B)は(A)の変形例の側面図である。 (A)は第37実施形態に係る作業装置の斜視図、(B)は(A)の変形例の斜視図である。 第38実施形態に係る作業装置の斜視図である。 (A)は第39実施形態に係る作業装置の第一の姿勢を説明する側面図、(B)は第二の姿勢を説明する側面図、(C)は第39実施形態の変形例に係る作業装置の側面図である。 (A)は第12実施形態の変形例に係る作業装置の第一の姿勢を説明する側面図、(B)は第二の姿勢を説明する側面図である。 は第40実施形態に係る作業装置の側面図である。 は第41実施形態に係る作業装置の平面図である。 は第42実施形態に係る作業装置の斜視図である。 は第43実施形態に係る作業装置の斜視図である。 (A)は第44実施形態の側面図、(B)は底面図である。
以下に、本発明に係る筒型回転体および回転体集合体、並びに、筒型回転体を有する作業装置(農作業車、車玩具、台車、および飛行体であるともいえる)を図に基づいて説明する。
≪第1実施形態≫
図1は、第1実施形態に係る回転体集合体1の斜視図である。図2は、筒型回転体10の連結と、回転動作とを説明するための図である。図3は、第1実施形態に係る筒型回転体10の構成を示すブロック図である。
第1実施形態に係る回転体集合体1は、図1に示すように、複数の筒型回転体10が連結されて構成される。具体的には、回転体集合体1は、図1および図2に示すように、筒型回転体10の第1の連結部14を、他の筒型回転体10の第2の連結部15と連結させて構成される。本実施形態において、凹型の第1の連結部14の内面と凸型の第2の連結部15の外面には、螺旋状の溝(ヘリコイド)が形成されており、これにより、筒型回転体10の第1の連結部14と他の筒型回転体10の第2の連結部15とを螺合して連結させることができる。なお、第1の連結部14および第2の連結部15は螺旋状の溝(ヘリコイド)に限定されず、第1の連結部14および第2の連結部15が互いに嵌合できる構造であればよく、例えば、第1の連結部14および第2の連結部15を雄具および雌具からなるアタッチメント(連結ジョイント)により構成してもよい。
回転体集合体1は、図2に示すように、一方の端部(連結部14または連結部15)が回転体固定部材70の連結部71に連結して使用される場合もある。固定部材70は、たとえば農作業車、車玩具、台車などの作業装置の一部分である。
筒型回転体10は、図3に示すように、ステーター(固定子)11、芯12、外装体13、第1の連結部14、および第2の連結部15を備える。本実施形態では、第1の連結部14および第2の連結部15は、芯12と一体的に形成されており、芯12の内部には、ステーター11が固定されている。
ステーター11は、外装体(ローター、回転子)13とともにモーター機構を構成する。ステーター11は図示しない電流制御装置および複数のステーターコイルを有しており、内部または外部から供給される電力により、磁力を得てステーター11の外側に配置された外装体13を回転させる。上述したように、ステーター11は芯12の内部に固定されており、芯12と一体的に形成されている第1の連結部14は、図2(B)または(C)に示すように、回転体固定部材70に固定されている。これにより、ステーター11は固定され、外装体13を回転させることが可能となっている。図2(B)は、連結された筒型回転体10,10の外装体13,13が独立して回転する構成を示しており、図2(C)は、連結された筒型回転体10,10の外装体13,13が連動して回転する構成を示している。図2(C)の変形例では、外装体13,13の連結される側の端面130,130がジグザグ面により構成されており、端面130,130が噛合することにより外装体13,13が連結される。
また、本実施形態では、第1の連結部14および第2の連結部15には図示しない電気接点を有しており、第1の連結部14および芯12を介して、内部または外部からステーター11に電力を供給することが可能となっている。また、筒型回転体10は、電源側に連結された外部装置(回転体固定部材70)や筒型回転体10から電力の供給を受け、電源側とは反対側に連結された筒型回転体10に電力を供給することができる。たとえば、図2(B)および(C)に示す例では、電源(回転体固定部材70)側の筒型回転体10(図2(B)および(C)中、左側の筒型回転体10)から、反対側の筒型回転体10(図2(B)および(C)中、右側の筒型回転体10)に電力を供給することで、2つの筒型回転体を同時に回転させることができる。なお、本実施形態では、モーター機構として電気モーターを例示しているが、外装体13を回転させることができれば、モーター機構の構成は限定されず、油圧モーターとしてもよいし、空気モーターとしてもよいし、水素を利用した燃料電池式の電気モーターとすることもできる。1つの筒型回転体の駆動源として複数個のモーターを採用してもよく、さらにはエンジンとモーターを備えるハイブリッド駆動源を採用してもよい。
外装体13は、芯12の外周を覆うように、かつ、回転可能に形成されている。外装体13は、たとえば磁石を有しており、ステーター11に対して回転子(ローター)として機能する。
端部に設けられた第1の連結部14および第2の連結部15は、それぞれ他の筒型回転体10の第2の連結部15および第1の連結部14と連結するための部材であり、他の筒型回転体10の第2の連結部15および第1の連結部14と互いに嵌合するための構造を備える。たとえば、図1に示す例では、第1の連結部14および第2の連結部15には、螺旋状の溝(ヘリコイド)が形成されており、これにより、第1の連結部14と他の筒型回転体10の第2の連結部15とを螺合することができる。また、第1の連結部14および第2の連結部15には、他の筒型回転体10の第2の連結部15および第1の連結部14と連結する場合に加えて、図2(A),(B)に示すように回転体固定部材70の連結部71と連結する場合や、また後述する附属物と連結する場合などもある。
ここで、図4は、第1実施形態に係る筒型回転体10を備える作業装置の一例である台車6aを示す図である。図4(A)に示す台車6aは、荷物を置くための台部(本体)80の底面に、正方形または長方形の頂点に配置された4つの筒型回転体10と、制御装置(不図示)と、を備えている。制御装置は、台車6aの車輪として用いられる4つの筒型回転体10の個別に駆動することができ、各筒型回転体10の駆動および停止を制御することにより方向転換を行うことができる。なお、台部81の底面に配置する筒型回転体10の数は4つに限定されず、たとえば3個、5個、6個、8個、10個であってもよい。
また、図4(B)に示すように、筒型回転体10を連結部材2を介して2つ連結させた回転体集合体1をそれぞれ台車6bの各車輪として構成してもよく、これにより十分な駆動力を有する回転体集合体1を提供することができる。連結部材2は可とう性があることから、地面の凹凸がある部分を通過する際に変形することで、走行時の安定性を高めることができる。また、図4(B)に示す台車6bは、各脚部82を水平方向に移動可能とするスライド機構81a〜81cと、各脚部82と各筒型回転体10との間に設けられた伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)とを備えている。これらにより、台部80に対する回転体集合体1の相対位置を調整することが可能となっている。
さらに、図4(C)に示すように、台車6cの台部80の底面に回転盤(ターンテーブル)83を複数設け、各回転盤83に筒型回転体10または回転体集合体1を取りつける構成としても良い。これにより、台車6cを前後方向だけではなく、左右方向など、いずれの方向にも移動させることができる。なお、図4(A)に示す台車6aにおいて、脚部82は、筒型回転体10と連結するための連結部を有し、筒型回転体10を固定する回転体固定部材(図1の符号70)として機能する。また、脚部82は、水平方向における位置を自在に調整可能となっており、図4(B)に示すように、2以上の筒型回転体10からなる回転体集合体1と連結することも可能となっている。
以上のように、第1実施形態に係る筒型回転体10は、モーター(11,13)を内蔵した筒型回転体であって、他の筒型回転体と直接連結可能な第1の連結部14および第2の連結部15を備え、これにより、他の筒型回転体10と一体的に回転することが可能となっている。これにより、たとえば、図4(B)に示すように、複数の筒型回転体10を連結して回転体集合体1として、これを1つの車輪として使用した作業装置を構成することができる。
第1実施形態では、図4に示す台車のように、筒型回転体10を車輪として利用する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば筒型回転体10の外装体13を車輪と連結し、この車輪を回転させることで、回転体集合体1を回転走行させる構成とすることもできる。
≪第2実施形態≫
続いて、第2実施形態に係る筒型回転体10aについて説明する。図5は、第2実施形態に係る筒型回転体10aの構成を示すブロック図である。第2実施形態に係る筒型回転体10aは長手方向に伸縮可能となっている(すなわち、伸縮機構を有する)こと以外は、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様に構成される。
第2実施形態において、芯12aは、第1の芯121および第2の芯122から構成されており、第1の芯121と第2の芯122とが入れ子式になっている。第1の芯121および第2の芯122には、互いが接触する面に螺旋状の溝(ヘリコイド)が形成されており、第1の芯121に対して、第2の芯122を回転させることで、芯12aを長手方向に伸縮することができる。
また、外装体13aは、図5に示すように、第1の外装体131および第2の外装体132から構成され、第1の外装体131と第2の外装体132とが入れ子式になっている。外装体13aは、芯12aと同様に、第1の外装体131および第2の外装体132には、互いが接触する面に螺旋状の溝(ヘリコイド)が形成されており、第1の外装体131に対して、第2の外装体132を回転させることで、外装体13aを長手方向に伸縮することができる。
なお、第2実施形態では、第1の芯121および第2の芯122、並びに、第1の外装体131および第2の外装体132に、ヘリコイド溝を設けることで、芯12aおよび外装体13aを長手方向に伸縮可能とする伸縮機構を構成し、これにより、筒型回転体10aを長手方向に伸縮可能としたが、伸縮機構はこの構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、筒型回転体10aの伸縮を手動で行う行為を例示しているが、この構成に限定されず、筒型回転体10a伸縮用のアクチュエーター(たとえばモーターや油圧シリンダ)により伸縮機構を構成し、筒型回転体10aの伸縮を自動で行う構成とすることもできる。
図27は、第2実施形態の回転体集合体に接続される伸縮筒体90の側面図である。同図に示すように、筒体本体91内には、伸縮制御装置92、アキュムレータ93および油圧シリンダ96のシリンダチューブ96aが上方から下方に並んで配置されている。また、筒体本体91内には、切替スイッチ(図示略)も内蔵されている。
油圧シリンダ96は、シリンダチューブ96aと、シリンダチューブ96a内に進退可能に挿入されるとともに筒体本体91から突出して入れ子を構成するピストンロッド96bとを備えている。シリンダチューブ96a内の空間は、ピストンロッド96bのピストン96cを境に、ピストンロッド96bを縮退させるための第一油室96eと、ピストンロッド96bを伸長させるための第二油室96fとに隔てられる。
アキュムレータ93と油室96e,96fとはそれぞれ配管で接続されており、これらの配管にはそれぞれバルブが介装されている(配管およびバルブはいずれも図示略)。
伸縮制御装置92から切替スイッチに制御信号が入力されると、切替スイッチによりバルブの開閉が制御される。これにより油室96e,96fとアキュムレータ93との間で作動油(油圧)の給排を制御してピストンロッド96bの伸長量を調整することができる。
筒体本体91の上端部には、ねじ部94が設けられており、ピストンロッド96bの下端部にはねじ部95が設けられている。ねじ部94およびねじ部95は、筒型回転体10の第2の連結部15と同径に構成されており、図28に示すように、筒型回転体10の第1の連結部14に螺合して連結させることができる。このように、伸縮筒体90が連結された筒型回転体10も、本明細書にいう伸縮機構を有する筒型回転体に含まれる。同図に例示の構成とは異なり、ねじ部94およびねじ部95の一方または両方を、筒型回転体10の第1の連結部14と同様、内面に螺旋状の溝(ヘリコイド)が形成された凹型の連結部に構成し、筒型回転体10の第2の連結部15と螺合可能に構成してもよい。
以上のように、第2実施形態に係る筒型回転体10aは、長手方向に伸縮が可能となっている。これにより、筒型回転体10aを、ユーザが希望する長さに調整して、使用することが可能となる。
≪第3実施形態≫
続いて、第3実施形態に係る筒型回転体10bについて説明する。図6は、第3実施形態に係る筒型回転体10bの構成を示すブロック図である。第3実施形態に係る筒型回転体10bは、図6に示すように、バッテリー16、制御装置17、および通信装置18を筒型回転体10bに内蔵すること以外は、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様に構成され動作する。
バッテリー16は、ステーター11、制御装置17、および通信装置18と電気的に接続しており、これら部材に電力を供給する。なお、バッテリー16は、二次電池を用いることができ、この場合、商用電源または発電機と直接接続して給電する構成としてもよいし、公知の方法で無線電波により充電を行う構成としてもよい。また、太陽光発電装置から電源供給を受ける構成としてもよいし、自動車のバッテリーから電源供給を受ける構成としてもよい。
制御装置17は、図示しないCPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されており、ROMに予め記憶している走行プログラムに基づいて、筒型回転体10の走行を制御する。また、制御装置17は、通信装置18を介して外部の機器(不図示)からユーザが入力した走行プログラムを取得してRAMに記憶することができる。そして、制御装置17は、RAMに記憶したユーザの走行プログラムに応じて走行制御を行うこともできる。
通信装置18は、たとえば、無線通信規格の1つであるBluetooth(登録商標)や、無線LAN(Local Area Network)通信、無線WAN(Wide Area Network)通信が可能な無線通信モジュールである。通信装置18は、外部の機器(不図示)からユーザが入力した走行プログラムなどの信号を受信し、制御装置17に送信する。これにより、遠隔操作により、筒型回転体10bの動作を制御することもできる。
以上のように、第3実施形態に係る筒型回転体10bは、バッテリー16を備える。これにより、筒型回転体10bは、固定部材などの外部から電力供給がない場合でも、単独で回転することができる。また、本実施形態に係る筒型回転体10は、制御装置17を有し、通信装置18から受信した、ユーザが入力した走行プグラムに基づいて回転制御を行うことができる。これにより、筒型回転体10bおよびそれから構成される回転体集合体1をプログラミング学習のための知育玩具としての車玩具として利用することもできる。
≪第4実施形態≫
続いて、第4実施形態に係る回転体集合体1aについて説明する。図7は、第4実施形態に係る回転体集合体1aの構成を示す斜視図である。第4実施形態に係る回転体集合体1aでは、筒型回転体10同士が直接連結するのではなく、筒型回転体10が連結部材20を介して連結される。
連結部材20は、2以上の筒型回転体10を連結するための筒型の部材である。本実施形態において、連結部材20は、図7に示すように、胴部21の両端に、筒型回転体10の第1の連結部14および第2の連結部15とそれぞれ連結するための凸連結部20aおよび凹連結部20bを備えている。
連結部材20により複数の筒型回転体10を連結させることで、複数の筒型回転体10を連結して回転させることができる。また、連結部材20は、筒型回転体10よりも小さく、かつ、長手方向の長さが筒型回転体10よりも短くなっている。言い換えれば、胴部21の直径は、筒型回転体10の直径と同じかそれ以下とすることが好ましい。
なお、連結部材20は、凸連結部20aおよび凹連結部20bに電気接点を有しており、当該電気接点を介して、電源側に連結された筒型回転体10から供給された電力を、反対側に連結された筒型回転体10に供給することが可能となっている。好ましい態様の連結部材20は、連結部材20を介して連結される筒型回転体10,10を通信可能に接続する。連結部材20に、筒型回転体10のモーターの回転を扶助するモーターを設けてもよい。別の観点からは、連結部材20を、モーター機構を内蔵した短い筒型回転体10により構成してもよい。
このように、第4実施形態に係る回転体集合体1aでは、筒型回転体10を連結部材20で連結されており、複数の筒型回転体10を一体的に回転させることが可能となっている。
≪第5実施形態≫
続いて、第5実施形態に係る回転体集合体1bを備える作業装置である昇降装置100について説明する。図8は、第5実施形態に係る回転体集合体1bの、筒型回転体10を連結する前の態様を示す図であり、図9は、第5実施形態に係る回転体集合体1bの、筒型回転体10を連結した後の態様を示す図である。第5実施形態に係る回転体集合体1bは、連結部材22が軸23を有し、図8および図9に示すように、軸23を中心に回動可能となっていること以外は、第4実施形態に係る回転体集合体1aと同様に構成され動作する。
図8に示すように、連結部材22は、胴部21a,21bの中央部に軸23を有する。軸23は、一軸または複数軸を中心として回動可能となっている。また、連結部材22は、第4実施形態と同様に、両端の連結部22a,22bにおいて、筒型回転体10の連結部14,15と連結可能となっている。さらに、第5実施形態においては、連結部材22は、軸23を中心として回動するためのアクチュエーター(不図示)を有しており、外部からの制御に基づいて、軸23が回動可能となっている。なお、このような回動制御信号は、たとえば図1で前述の回転体固定部材70および筒型回転体10を介して、外部から連結部材22に電気的に伝達される構成となっている。
そして、連結部材22の軸23が回動することで、図9に示すように、2つの筒型回転体10(すなわち、胴部21a,21b)のなす角度θを180°未満とすることができる。これにより、たとえば図24(A)および(B)に示すように、回転体集合体1bをフック形状(コ型形状またはO型形状(ロック機構付き))とすることができ、人間の指のように物を把持させる動作を行なわせながら移動する作業装置52を構成することができる。
ここで作業装置52に、撮像装置(カメラ)、処理装置、および通信装置を設け、電線Wやレールの破損部分、レール上の障害物の有無などを検査する電線等検査装置として利用することもできる。作業装置52と回転体集合体1bとを連結する連結具43は、固定長としてもよいし伸縮可能な構成としてもよい。またこの場合、電線Wの繋ぎ目部分以外では、図24(B)に示すように、電線Wを回転体集合体1bでしっかりと把持し、様々な部材が取り付けられる電線Wの繋ぎ目部分では、図24(C)に示すように、電線Wと回転体集合体1bとの間に部材を避けるための隙間を作ったり、また、図24(A)に示すように進行方向に並ぶ複数の回転体集合体1bのうち、電線Wの繋ぎ目部分の直前の回転体集合体1bを電線Wから離したりすることができる。なお、図24(B)および(C)では、電線Wの外周の全部を覆う態様を図示していないが、電線Wの外周の全部を覆う態様とすることも当然に可能である。
図24では、電線Wを把持する態様を例示しているが、電線Wに代わりワイヤー、鉄筋、棒などであってもよい。たとえば、ワイヤーを把持する態様として、図24(A)の作業装置52は、ハーネス等の器具を取り付けることで、逆走も可能なジップラインとして利用することもできる。撮像装置(カメラ)に代え、或いは撮像装置(カメラ)と共にレーザー検査装置を作業装置52に搭載し、道路、電線、レール、構造物などの検査をするようにしてもよい。これらの撮像画像をスマートフォンで確認できるようにしてもよい。
図29は、両端部に伸縮筒体90が接続された筒型回転体10を備える昇降装置100の平面図である。図29では簡略して描画しているが、伸縮筒体90は、図27の伸縮筒体90と同様の構成である。各伸縮筒体90は、一方の端部が筒型回転体10に連結されており、他方の端部が連結部材27に接続されることで、ポール等柱状部材Pを把持する三角形の空間を構成している。連結部材27は、接続される2つの伸縮筒体90が構成する角度を可変とする可動軸として機能する。連結部材27および伸縮筒体90を備える昇降装置100は、6つの伸縮筒体90の長さを可変とすることで、ポール等柱状部材Pの太さが一様でなくとも、三角形の空間の大きさを変化させることでポール等柱状部材Pとの接触を維持して昇降動作を行うことが可能である。このため、ポール等柱状部材Pが、たとえば天然の木や電柱のように長手方向の太さが変化する場合であっても、昇降動作を行うことが可能である。
以上のように、第5実施形態に係る回転体集合体1bでは、2つの筒型回転体10のなす角度を180°未満とすることができるため、たとえば図24に示すように、ロープやワイヤーなどの紐状部材ないし細長部材Wを回転体集合体1bに把持させることができ、回転体集合体1bにロープやワイヤー上を回転走行させることができる。加えて、このような回転体集合体1bに、籠、取っ手、フックなどを取り付けることで、紐状部材に沿って荷物や人、ロボット、農業機械、建設土木機械などを運搬するリフトとして利用することができる。
第5実施形態では、図9に示すように、連結部材22が軸23を回動させるアクチュエーターを有しており、外部の制御装置の制御により、連結部材22の回動制御を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば手動により連結部材22を回動させる構成とすることもできる。また、上述した実施形態では、回転体固定部材70などの外部側に、または、筒型回転体10自体がモーターを回転させるための電源(バッテリー)や、制御装置、通信装置を有する構成を例示したが、連結部材20が、バッテリー16、制御装置17、通信装置18を有する構成とすることもできる。
≪第6実施形態≫
続いて、第6実施形態では、ロボットハンド101およびロボットハンドの指を構成する先端に刃物103を取り付けた回転体集合体101について説明する。図10(A)に示す第6実施形態に係るロボットハンド101は、それぞれの指部分(110a〜110e)が、第5実施形態に係る回転体集合体1bと同様の構成を有しており、下端部に配置された連結部材120a〜120eが、甲部102に設けられた5つの連結部と連結している。連結部材120a〜120eは、連結部材27と同様の構成を有しており、接続される2つの指部分110が構成する角度を可変とする可動軸として機能する。
図10(A)では、ロボットの甲部102のみを本体として表示しているが、当該甲部102は作業用の多軸ロボットアームに連結している構成としてもよいし、また人型ロボットのロボットアームに連結している構成としてもよい。
また、人型ロボットのロボットハンドの甲部に回転体集合体1bを着脱可能とし、必要に応じて、ロボットに回転体集合体1bを装着させる構成とすることができる。指部分(110a〜110e)は任意の複数本とすることができ、親指(110e)を設けない構成とすることもできる。ロボットハンドの指部分である、回転体集合体110a〜110eを動作させるための電力や制御信号は甲部102側から供給され、これにより、ロボットハンドの各指を構成する複数の筒型回転体110a〜120eをそれぞれ自在に回転させることができる。
また、連結部材120a〜120eは、可動軸を回動させて指部分110の角度を調整するアクチュエーターを有しており、甲部102側から供給される電力や制御信号に基づいて、連結部材120a〜120eを回動させることで、図10(B)に示すように、ロープなど紐状部材Rを掴むなどの動作を自在に行うことができる。ロボットハンド101にロープなど紐状部材Rを回転体集合体1bに把持させ、このロボットハンド101を有するロボット自体を、地面から浮かして、ロープなど紐状部材Rを渡って移動させることができる。また、連結部材120a〜120eの角度を調整して、当該ロボットハンド101に雑草を掴ませて(たとえば、ロボットハンドの指に相当する筒型回転体110と筒型回転体110との間に雑草を挟み、或いは、ロボットハンドの指および手の平に相当する部分で雑草を挟み)、各筒型回転体110を回転させることで、掴んでいる雑草を地面から引き抜くという動作を行うこともできる。
図10(C)は、第6実施形態に係る刃物103を取り付けた回転体集合体110の側面図である。図10(C)に示す回転体集合体110は、ロボットハンド101の指部として用いることもできれば、単体で用いることもできる。第6実施形態に係る回転体集合体110は、第5実施形態に係る回転体集合体1bの一方の端部に刃物103が取り付けられており、他方の端部は根元部102に取り付けられている。連結部材120d〜120dは、連結部材27と同様の構成を有しており、各筒型回転体110が構成する角度を可変とする可動軸として機能する。
先端部分に刃、鎌、爪、ハサミ、カッター、トリマー、ミキサー刃、ドライバー、ペンチ、ニッパー、ハンダごて、溶接トーチ、ドリル、鉄筋用ハッカーなどの工具を取り付けることで、土を掘る(穿つ)、土を軟らかくする、土を捏ねるなどの動作や、工作などの作業を行わせることもできる。第6実施形態では、先端部分(筒型回転体110d〜110dの先端部)に刃物103を取り付けることで、筒型回転体110の回転により刃物103を回転させて、果物や野菜の付け根を刃物103で切り取り、果実や野菜を収穫することもできる。例示の刃物103に替えて、先端部分に鎌、爪、ハサミ、カッター、トリマー、ミキサー刃、ドライバー、ペンチ、ニッパー、ハンダごて、溶接トーチ、ドリル、鉄筋用ハッカーなどの工具を取り付けることで、土を掘る(穿つ)、土を軟らかくする、土を捏ねるなどの動作や、工作などの作業を行わせることもできる。また、例示の刃物103に替えて、先端部分にブラシを取り付けることで、清掃作業を行わせることもできるし、合わせて筒型回転体110の外装体にブラシを設けることもできる。
さらには、先端部分に粉体、液体、薬剤(漢方薬を含む)などの撹拌を行わせる器具を取り付けることもできるし、陶芸用粘土、麺やパン生地等を捏ねる動作を行わせる器具を取り付けることもできる。この際、筒型回転体110の表面に凹凸または撹拌羽根をつけるようにしてもよい。
なお、連結部材120d〜120dの角度調整は、たとえば根元部102側に設置された制御部からの指示により行うことができる。また、このような回転集合体101は、筒型回転体110を回転させることで、動植物を撫でるなどの動作も行うことができ、さらにはワークを加工するための擦る動作(たとえば、バリとりの動作、研磨・面取りの動作)も行うことができる。
≪第7実施形態≫
続いて、第7実施形態に係る作業装置について説明する。ここで、図11は、第7実施形態に係る作業装置4の一例を示す図である。作業装置4は、本体(不図示)の底面に取り付けられる細長い2つの長尺連結部材25a,25bと、3つの筒型回転体10とを備えた走行体である。図11に示すように、長尺連結部材25a,25bにより、複数の筒型回転体10が、筒型回転体10の短手幅方向に等間隔で並んで連結されている。たとえば、図11に示す例では、長尺連結部材25a,25bが、連結する筒型回転体10の数だけ凸連結部26a,26bを有しており、各凸連結部26a,26bに各筒型回転体10を連結させることで、3つの筒型回転体10を駆動輪として機能させている。長尺連結部材25a,25bは、本体に設置された筒型回転体10に電力を供給するための電源(不図示)や制御信号を伝達するための制御装置(不図示)と接続されている。各凸連結部26a,26bは電気接点を有しており、当該電気接点を介して、各筒型回転体10に電力を供給することが可能となっている。
以上のように、第7実施形態に係る作業装置4では、複数の筒型回転体10を筒型回転体10の短手幅方向に並んで連結させることで、走行させることができる。
図12は、第7実施形態の変形例に係る作業装置4’を示す図である。作業装置4’では、2本の筒型回転体10dが、連結部材2を介して直列に接続されている。筒型回転体10dは、上述の筒型回転体10と同様であるが、外装体の外周面に刃19が取り付けられており、外装体が回転することで草刈り機構41を構成する点で相違する。連結部材2は、可とう性があり、地面の凹凸にあわせて変形することで、筒型回転体10dの接地性を高めている。
筒型回転体10dの連結部材2と連結されていない方の端部は、長尺連結部材25a,25bに連結されている。長尺連結部材25a,25bは、電源(不図示)や制御信号を伝達するための制御装置(不図示)を備える台部80に連結されている。点線で図示された凸連結部26a,26bは、草刈り機構41を電源(不図示)および制御装置(不図示)と電気的に接続している。長尺連結部材25a,25bの外側面には、6個の車輪30が凸連結部26a,26bと対応する位置に取り付けられている。車輪30は、駆動装置と連結されており、車輪30を回転させることで走行することが可能である。車輪30は、例えば、ホイルインモータを備えるものを採用することが好ましい。作業装置4’の台部80に、自動車を載せて搬送することもできる。大きな凹凸やぬかるみのある悪路では、自動車は走行不能となるが、悪路に強い作業装置4’を災害時の車両運搬装置として利用することもできる。
作業装置4は、本体を改変することにより、他の用途の装置として用いることができる。たとえば、回転体集合体1cにおいて、回転する筒型回転体10の間に、麺やパンの生地などを通すことで、生地を捏ねる混捏装置とすることができる。また、同様に、回転する筒型回転体10の間に、陶芸に用いる粘土などを通すことで、陶芸用に粘土を捏ねる混捏装置とすることもできる。さらに、回転体集合体1cにおいて、2つある長尺連結部材25a,25bのうち一方を取り外した構成とすることもできる。また、筒型回転体10の表面に凹凸をつけることで、粉体や液体などの撹拌装置、ガラスやフローリングの表面を清掃する清掃車、食器や食材を洗う洗浄装置、野菜などを洗う洗浄機、魚のうろこ取り作業装置、人体のマッサージ器具(装置)として用いることもできる。また、赤外センサーにより自動で回転動作が始まる構成とし、防犯セキュリティ用品(装置)として利用したり、害獣よけのための器具(装置)として利用したりしてもよい。
≪第8実施形態≫
続いて、第8実施形態に係る回転体集合体により構成した草刈り機構41および草刈り装置40について説明する。図13は、第8実施形態に係る回転体集合体を備える作業装置である草刈り装置40の一例を示す図である。第8実施形態に係る筒型回転体10dには、図12と同様に、外装体13の外周面に刃19が取り付けられており、草刈り機構を構成する例を図示している。
図13(A)は、3つの筒型回転体10dからなる草刈り機構を備える草刈り装置40を示す斜視図であり、(B)は側面図であり、(C)は平面図であり、(D)は変形例の側面図である。図13に示すように、刃19を有する複数の筒型回転体10dを連結することで、回転体集合体1dを、たとえば草刈り機構として利用することができる。図13(D)に示すように、各草刈り機構を複数の筒型回転体10dにより構成してもよい。草刈り装置40は、回転体集合体1dの両端に車輪30を取り付けて、車輪30を車輪用モーター(不図示)で駆動させることで、自走式の作業装置として草刈り装置40を構成している。また、筒型回転体10dの大きさや筒型回転体10dが有する刃19の大きさを変えることで、草刈り装置40を耕うん機、枝切り機、伐採機(特に低木または小低木の伐採機)として利用することもできる。
図30は、筒型回転体10hに耕うん爪(34,35)を付して構成した耕うん機構48を示す側面図であり、図31は、耕うん機構48の要部を示す平面図である。
耕うん機構48は、外装体13に固設された複数のフランジ33と、複数組の左右耕うん爪(34,35)とを備えている。各フランジ33には、ボルトBを挿通するための貫通孔38が複数設けられており、ボルトBおよびナットNにより複数組の左右耕うん爪(34,35)が着脱自在に固設されている。左右耕うん爪(34,35)は、ボルト挿通孔37が形成された取付基部36をそれぞれ備えており、ボルト挿通孔37および貫通孔38にボルトBが挿通され、ナットNにより固定される。外装体13には、1つ以上の任意の数のフランジ33を設けることができ、フランジ33に取り付ける左右耕うん爪(34,35)の数も例示の3組に限定されない。
図32(A)は連結された筒型回転体10hの側面図、(B)は連結具57の側面図である。なお、図32では、外装体13に設けられたフランジ33は図示省略している。
筒型回転体10hの両端部には、端部フランジ39が設けられており、連設する端部フランジ39は連結具57により着脱自在に固定される。
連結具57は、ヒンジ58を有するリング形の部材であり、ヒンジ58を中心に上片57aおよび下片57bを開閉することが可能である。上片57aおよび下片57bの内周部には、一対の端部フランジ39,39を格納するための溝が設けられており、図示しない係止具により上片57aおよび下片57bを閉じた状態で固定することが可能である。
左右耕うん爪(34,35)は、田や畑の除草作業を行うために交換することもできる。田の除草作業を行うにあたっては、筒型回転体10hに浮き具を連結してもよい。
さらに、苗や穂などの栽培植物が一定間隔で植えられている田や畑の除草作業を行うために、たとえば図13(A)ないし(C)に示すように、支柱24および連結バー28a,28bを有する構成とすることができる。この場合、連結バー28a,28b高さを栽培植物の高さよりも高く設定し、刃19の付いた筒型回転体10dを栽培植物と栽培植物との間の路を回転走行させることで、栽培植物と栽培植物との間に生えた雑草などを、筒型回転体10dに除草させることができる。このように、連結バー28a,28bの高さを支柱24の高さを調節して栽培植物の高さよりも高くすることで、連結バー28a,28bが栽培植物に当たってしまうことを防止することができる。また、図13(B)に示す例においては、高さ方向に延びる支柱24は単なる棒状部材となっているが、支柱24の一部または全部を、筒型回転体10または伸縮筒体90で構成することもできる。
図13(D)は、連結部材28aに設けられた伸縮筒体機構aにより、車輪30,30間の幅方向の距離を自動調節できる変形例である。また、図13(D)の変形例では、支柱24に設けられた伸縮機構90bを自動で伸縮可能となっているため、地面の凹凸に応じて伸縮筒体90bを伸縮することで支柱の高さを調整することが可能である。ここで、伸縮筒体90a,90bは、図27に記載の伸縮筒体と同様の構成である。さらに、筒型回転体10dに直交する連結部材28bに水平方向に伸縮する伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設け、制御装置(不図示)により自動で車輪30,30間の前後方向(進退方向)の距離を調節できるように構成してもよい。
さらに、図14(A)に示すように、畝45に合わせて筒型回転体10dおよび10eを取り付けた草刈り装置(農作業車)40とすることもできる。すなわち、草刈り装置40では、畝45と畝45との溝において草刈りを行う筒型回転体10dと、畝45の傾斜において草刈りや畝の成形を行う筒型回転体10eを備える草刈り装置40を構成とすることができる。筒型回転体10dは、草刈り用の刃19を備えた外装体13を備えており、基台49a〜49cの下方に配設されている。基台49a〜49cは、支柱42a〜42cに連結されている。基台49a〜49cに回転盤(ターンテーブル)を設け、支柱42a〜42cに対し、基台49a〜49cを回転可能に構成してもよい。このような構成とすることにより、縦方向の走行のみならず、斜め方向や横方向への走行をすることが可能となる。
畝45の斜面に当接する筒型回転体10eは、筒型回転体10dと同様の刃19を備えており、連結部材27により連結バー44a〜44cに対する角度を可変とすることができる。たとえば、図14の草刈り機構41cの左側に位置する筒型回転体10eは、連結部材27により畝45の頂部に当接しないように持ち上げられている。連結部材27は、たとえばボールジョイントであり、モータ等のアクチュエーター(不図示)により、草刈り装置40の制御装置(不図示)または外部からの制御に基づいて、接続される2つの筒型回転体10eが構成する角度を変えることが可能である。このように畝45に対する筒型回転体10eの位置を可変とすることができるので、たとえば畝45の頂部に作物が植えられている場合には作物を避けて除草作業を行うことを可能としている。
なお、畝45の傾斜において畝45の成形を行う場合には、筒型回転体10eは刃19を有しない構成とすることができる。また、図14に示す例では、畝45の両方の斜面に、筒型回転体10eを対向させて配置させているが、この構成に限定されず、畝45の一方の斜面のみに筒型回転体10eを対向させて配置させる構成とすることもできる。図14では、3台の草刈り機構41a〜41cを連結する構成を例示しているが、連結台数は例示の3台に限定されず、2台であってもよいし4台以上であってもよい。図13(C)に示すように、草刈り機構41をマトリクス状に配置(n行m列配置)してもよい。
草刈り機構41a〜41cが備える連結バー44a〜44cは、支柱42a〜42cに沿って昇降動することができ、作業者のボタン操作或いは自動制御により筒型回転体10eを昇降動させたり、畝45に対する角度を変えたりすることができる。これにより、畝45に作物が植えられている場合でも、作物をよけることが可能である。草刈り機構41a〜41cや支柱42a〜42cなどに光電センサーなどの物体検出センサーを取り付け、筒型回転体10eを自動で昇降動させたり、畝45に対する角度を変えたりするように構成してもよい。筒型回転体10eを筒型回転体10dの両端部に連結するように構成してもよい。
図14(B)に示すように、連結バー44dに水平方向に伸縮する伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を複数設け、筒型回転体10d, 10d, 10d,間の距離を調節できるように構成してもよい。上述の物体検出センサーにより畝45の位置を検出することにより、制御装置(不図示)が草刈り機構41a〜41cの距離を自動調節できるように構成してもよい。
図14(C)は、変形例に係る草刈り機構41’の正面図である。変形例に係る草刈り機構41’は、可とう性のある連結部材2により直列に連結された筒型回転体10d,10dが接地する構成である。筒型回転体10d,10dは地面に押圧されており、地面の凹凸に応じて連結部材2が変形することで接地性を高めている。また、基台49は、両側部に設けられた伸縮筒体90,90を介して連結部材27,27に連結されている。伸縮筒体90,90は、草刈り装置40(図示省略)の制御装置または外部からの制御により伸縮させることができ、これにより筒型回転体10d,10dの角度を調節することが可能である。変形例に係る草刈り機構41’は、畝45間の凹部が略三角形の断面を有する場合に好適であり、また凹部の深さが異なる場合においても伸縮筒体90,90を伸縮させることにより常に高い接地性を得ることが可能である。
以上のように、第8実施形態では、筒型回転体10dが刃19を有する構成とすることで、回転体集合体を用いて農機具(農作業車)を構成することができる。
≪第9実施形態≫
続いて、第9実施形態に係る回転体集合体1gについて説明する。ここで、図15は、第9実施形態に係る回転体集合体1gを備える作業装置である農作業車(農機具)5の一例を示す図である。第9実施形態に係る農作業車(農機具)5は、3種類の筒型回転体10d,10g1,10g2を有しており、長尺連結部材25a,25bを介して、複数の筒型回転体10d,10g1,10g2が回転体の長手方向および幅方向に連結している。筒型回転体10d,10g1,10g2同士を連結する3つの連結部材2a〜2cは、可とう性があり、地面の凹凸にあわせて変形する。長尺連結部材25a,25bの各側面には、各2つの車輪30が設けられており、図示しない本体に設置された電源からの電力供給を受けて車輪30により自走することができる。筒状の連結部材2a〜2cに水平方向に伸縮する伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設け、制御装置(不図示)により自動で車輪30,30間の距離を調節できるように構成してもよい。
筒型回転体10dは、第8実施形態と同様に、表面に刃19を備え、草刈り機構41として機能する。筒型回転体10g1は、植物の種を筒型回転体10g1内に入れるための開閉弁(開閉投入口)と、種を収納するための収納室と、収納室内の種を撒くための開閉吐き出し口とを有しており、播種機構46として機能する。また、筒型回転体10g2は、水を筒型回転体10g2内に取り入れるための開閉弁と水を散布するための開口(吐出口)とを有しており、散水機構47として機能する。散水機構47には外部からホースなどを連結して水などを供給しながら散水をすることもできる。これにより、回転体集合体1gを備える農作業車(農機具)5は移動をしながら、耕うん、播種、および散水を同時に行うことができる。
なお、図15では、耕うん、播種、および散水を同時に行う農作業車(農機具)を例示したが、この構成に限定されず、それぞれの筒型回転体に様々な機能を持たせることで、様々な動作を同時に行う農作業車(農機具)を構成することができる。たとえば、水に代わり消毒液、肥料、除草剤、(受粉作業等のための)花粉などを散水機構47により散布するように構成してもよい。
≪第10実施形態≫
続いて、第10実施形態について説明する。ここで、図16(A)は、筒型回転体10を備える作業装置3の一例を示す図であり、図16(B)は、回転体集合体1eを備える作業装置3aの一例を示す図であり、図16(C)は、屈曲部を有する回転体集合体1fを備える作業装置3bの一例を示す図である。第10実施形態に係る作業装置3,3a,3bは、図16(A),(B),(C)に示すように、根元部(サック下部)31と筒型回転体10または回転体集合体1とから構成される。また、円錐台形の内部空間(穴)を有する根元部31は、人間の指に嵌めることができ、それぞれの指の大きさに応じて設計することができる指サックとして機能する。また、作業装置3の先端部は、筒型回転体10または回転体集合体1となっている。作業装置3bは、可動性のある連結部材27により構成された屈曲部を有している。
作業装置3に供給する電力は、根元部31に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
作業装置3,3a,3bは、たとえば、以下のように用いることができる。たとえば、筒型回転体10の外装体13の外周に汚れを拭くための布を取り付けることで、人間の体、特に、口腔内を拭くための衛生用の道具として使用することができる。また、筒型回転体10の外装体13の外周に汚れを落とすためのブラシを取り付けることで、歯ブラシとして使用することもでき、特に作業装置3bによれば回転体集合体1fにより歯Tの表側と裏側を同時に(歯茎も同時に)ブラッシングすることができる。また、筒型回転体10の外装体13の端部にドリル刃を取り付けることで、ドリルとして使用することもできる。さらに、作業装置3の先端部にスプーンを取り付けて、介護を必要とする人の食事を支援することもできる。また、作業装置3に公知の痰を喉から吸引するための吸引機構を備えさせることで、要介護者の痰を容易に吸引することもできる。筒型回転体10の外装体13の表面をゴム等の弾性体で覆い、作業装置3を薬を塗布する用途に用いてもよい。
以上のように、第10実施形態に係る作業装置3,3a,3bは、先端部に筒型回転体10または回転体集合体1を取り付け、これにより、衛生維持や介護の場面において利用することができる。なお、上述した例では、指の先端部に嵌めて使用する指サックとしての構成を例示したが、指サックに限定されず、たとえば、手袋の指先端部に根元部31を介して筒型回転体10または回転体集合体1を取り付ける構成としてもよい。
≪第11実施形態≫
続いて、第11実施形態に係る回転体集合体1hについて説明する。図17(A)は、第11実施形態に係る回転体集合体1hを構成する連結部材50を示す図であり、図17(B)は、第11実施形態に係る回転体集合体1hを示す図である。第11実施形態に係る回転体集合体1hは、連結部材50を備えること以外は、第1実施形態に係る回転体集合体1と同様に構成され動作する。
連結部材50は、図17(A)に示すように、立方体となっており、凸連結部50aおよび凹連結部50bを複数有する。なお、図17に示す例では、立方体の6面のうち3面に凸連結部50aを有し、残りの3面に凹連結部50bを備える構成を例示しているが、この構成に限定されず、凸連結部50aおよび凹連結部50bの数は適宜変更できる。また、本実施形態では、連結部材50を立方体で例示しているが、この構成に限定されず、直方体であってもよい。さらに、6面体に限定されず、5面体や4面体、7面体以上であってもよい。さらに、球体などとしてもよい。
図17(B)では、図17(A)に示す連結部材50に、筒型回転体10を連結させた構成を例示している。図17(A)に示す連結部材50では、最大6つの筒型回転体10を連結することができる。なお、図17(B)では、連結部材50の凹連結部50bは、連結部材20を介して、筒型回転体10と連結しているが、筒型回転体10と直接連結する構成としてもよい。本実施形態では、凸連結部50aおよび凹連結部50bと筒型回転体10とを固定連結しているが、ボールジョイントの如く構成し、筒型回転体10の取付角度を可動に構成してもよい。
このように、複数の筒型回転体10を連結部材50を介して連結することで多様な形状を実現することができ、たとえば、図18(A)に示すように、筒型回転体10が二次元状に配列された回転体集合体1iや、筒型回転体10が三次元状に配列された回転体集合体1jを構成することができる。回転体集合体1jの下面には、4つの車輪30が設置されている。この車輪30は、ロードローラーやキャタピラに置き換えることも可能であるし、車輪30を設けずに筒型回転体10を車輪として走行するように構成してもよい。また、図18(B)に示すように、筒型回転体10を三次元状に配列した場合、高さ方向に延伸する筒型回転体10を伸縮することで、回転体集合体1jの高さを調整することができる。
また、図18(B)に示すように、複数の筒型回転体10を三次元状に連結した回転体集合体1jをパレット(物流に用いる、荷物を載せるための荷役台)として利用することもできる。また、複数の筒型回転体10の枠内に籠(ボックス)を配置し、最上部の筒型回転体10を回転させて収穫作業を自動で行う装置として利用することもできる。また、図示していないが、通常のパレットの下面に回転体集合体1iを取り付けることで、自走可能なパレットとすることもできる。この場合、複数の筒型回転体10は、静置時にはパレット内に格納しておき、走行時のみにパレットから展開させる構成とすることができる。なお、複数の筒型回転体10を用いたパレットは、パレット同士が積み重なるように設計することが好ましい。
また、図18(C)に示すように、回転体集合体1jには、自動車を搭載することもできる。自動車を搭載する場合には、回転体集合体1jの上面に板を設置してもよいし、自動車のタイヤが設置できる程度に筒型回転体10を狭ピッチで配置してもよい。設置した自動車のバッテリーを電源として、回転体集合体1jを駆動させることもできる。回転体集合体1jは、防水仕様としてもよく、この場合、洪水などで床上浸水が生じた際に車を水没させることなく移動させることが可能である。
このように、第11実施形態に係る回転体集合体1h〜1jでは、複数の面に連結部を有する連結部材50を用いることで、図18(A),(B)に示すように、回転体集合体1h〜1jをユーザが自在に組み立てて、作業装置を構成することができる。この作業装置は、大きさを小型に構成すれば、回転体集合体1h〜1jをブロックのように組み立てる車玩具として遊ぶこともできる。また、ユーザの用途に応じてブロックのように筒型回転体10を組み立てて、回転体集合体を構成することができる。なお、連結部材50は一例に過ぎず、筒型回転体10をブロックのように組み合わせることができるものであれば、どのような形状の連結部材も利用することができる。
≪第12実施形態≫
続いて、第12実施形態に係る回転体集合体1kを備える作業装置60について説明する。図19は、第12実施形態に係る回転体集合体1kの一例を示す図である。図19に示す例では、回転体集合体1kを西洋庭園などの樹木をシンメトリーに整えるための枝切り機に利用することのできる作業装置60を説明する。
図19に示すように、第12実施形態の作業装置60は、複数の筒型回転体10を直線状に連結し、さらに、上部をロープやレール等の細長部材Rおよびターンテーブル(回転盤)63で安定させて、三角形のアーチとして構成する。複数個のプーリー62を備えた本体部61は、細長部材Rに沿って移動することが可能である。本体部61と回転体集合体1kとは、ターンテーブル63、高さ調整装置64および開度調整装置65を介して連結されている。開度調整装置65の高さは、高さ調整装置64によるワイヤーの巻き取り量を調整することに調整可能である。図示の例では高さ調整装置64を2台のウィンチにより構成しているが、1台でもよいし3台以上でもよい。また、高さ調整装置64は、ウィンチ以外の装置(たとえば、図27に記載の伸縮筒体)により構成してもよい。開度調整装置65は、2つの回転体集合体1kからなる剪定機構66の左右の辺の開閉角度を調整可能とする駆動装置を備えている。剪定機構66の各辺は、回転体集合体1kにより構成されている。回転体集合体1kを構成する筒型回転体10の数は例示の4つに限定されず、1つであってもよいし複数であってもよい。回転体集合体1kは地面と接する下端部に車輪30を有するキャスター台67と可動する連結部材27を介して連結されている。車輪30は駆動源と連結されない補助輪の場合もあれば、駆動源と接続され自走可能な車輪である場合もある。ターンテーブル61を回動させることにより、回転体集合体1kを回転させることも可能である。第12実施形態の作業装置60は、キャスター台67に長さ方向に伸縮する伸縮機構90(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90と同じもの)を設けており、制御装置(不図示)により開度調整装置65の開度に応じて自動で伸縮機構90の長さを調節できる。
回転体集合体1kを構成する各筒型回転体10の外装体13には刃19が取り付けられている。そして、回転体集合体1kを車輪30の軌跡が円形となるように中心線Lを中心として回転させることで、回転体集合体1kで囲った樹木の余分な枝を取り除くことができ、樹木を円錐形に整えることができる。
以上のように、第12実施形態に係る回転体集合体1kでは、複数の筒型回転体10を連結して、三角形状のアーチとすることで、樹木の形を整えるための装置とすることができる。なお、図19に示す例では、回転体集合体1kを三角形状のアーチとする構成としたが、この形状に限定されず、たとえば山型のアーチ形、コ型のアーチ形、台形、直方体形としてもよい。別の言い方をすれば、開度調整装置65を長く構成し、開度調整装置65の下方に水平方向に延びる刃19が取り付けられた筒型回転体または回転体集合体を設置することで、コの字形の剪定機構を構成してもよい。コの字形の剪定機構を備える作業装置によれば、断面が直方体形の垣根や葡萄棚の剪定作業を効率的に行うことが可能となる。
また、下端部に車輪30を有するキャスターを備える代わりに、回転体集合体1kを回転させるターンテーブルを備える構成としてもよいし、車輪30に代えて駆動輪としての筒型回転体または回転体集合体を備える構成としてもよい。
図67(A)は第12実施形態の変形例に係る作業装置160の第一の姿勢を説明する側面図、(B)は第二の姿勢を説明する側面図である。作業装置160の回転体集合体1kを構成する各筒型回転体10は、可動する連結部材27を介して連結されている。そのため、連結部材27を介して連結され筒型回転体10同士の角度を可変とすることが可能である。たとえば、図67(B)に示すように、各筒型回転体10がジグザグに配置することができる。
また、作業装置160は、本体部161a,161bと、プーリー162a,162bと、高さ調整装置164a,164bおよび開度調整装置165a,165bを、開閉用レール163a,16bに沿って移動させることができる。そのため、たとえば、図67(A)に示す閉位置から図67(B)に示す開位置まで、本体部161a,161b等を離間する方向に移動させることが可能である。
このような構成を備える作業装置160は、本体部161a,161b等を離間させたり、筒型回転体10同士の角度を可変させたりすることにより、樹木を様々な形状に整えることが可能である。なお、プーリー162a,162bを筒型回転体10に置き換えてもよい。
≪第13実施形態≫
続いて、第13実施形態に係る筒型回転体10を備える台車80aおよび80bについて説明する。
図20(A)は、複数の車輪30を有する台車8aの台部81の下に伸縮筒体90および車輪固定具84を介して筒型回転体10を取り付けた台車8aの正面図である。伸縮筒体90の伸長時は車輪30と筒型回転体10が地面に接地し、伸縮筒体90の収縮時は車輪30のみが接地する。台車8aに電源装置を設け、台車8aから筒型回転体10に給電をするようにしてもよい。この際、台車8aの電源装置に商用電源、ソーラーパネル等からあるいは電波充電可能なバッテリーを備えるようにしてもよい。なお、図20(A)では、筒型回転体10が1つの場合を例示しているが、複数の筒型回転体10を取り付ける構成とすることもできる。このように、台車8aの下に筒型回転体10を取り付ける構成とすることで、台車8aの走行補助や転倒防止を図ることができる。また、筒型回転体10の外装体13に一定間隔で突起を設けることで、足場の悪い土の上などにおける台車の走行補助や転倒防止をより図ることができる。また、筒型回転体10の外装体13に刃19(不図示)を取り付けることで、荷物を運搬しながら除草が可能な台車とすることもできる。伸縮筒体90および車輪固定具84からなる脚部は、伸縮可能となっており、台車8bの走行環境に応じて筒型回転体10の高さを調整可能となっている。
筒型回転体10は、樹脂フィルムからなるシートを貼る装置(たとえばマルチシーダー)として利用することもできる。たとえば、除草シート、農業用シート(マルチシート)、テニスコートやゴルフ場等を覆うシートを自動で敷設する用途に用いることができる。
図20(B)に示すように、車輪30と台部80とを連結する車輪支柱85に伸縮筒体90aを連結した台車8bの正面図である。台車8bは、伸縮筒体90aを伸縮させることで、台部80と車輪30との距離(台車の高さ)を自在に変更することができる。図示とは異なり、車輪支柱85伸縮筒体90aを複数連結する構成とすることもできる。また、図20(B)に示す構成では、図20(A)に示す例と同様に、台車の台部80の下に筒型回転体10を備え、台車8bの走行補助や転倒防止を図っている。回転体支柱86は、伸縮筒体90bと連結されており、台車8bの下に水平方向に設置された筒型回転体10と連結部材50を介して連結している。これにより、伸縮筒体90bを伸縮することで、台車8bの下の筒型回転体10の地面からの高さ位置を変えることができる。また、台車8bの下の筒型回転体10の地面からの高さ位置を変えることができるため、台車8bの下の筒型回転体10に取り付ける爪(突起)や刃の長さや大きさなども変更することができる。なお、台車8bの下の筒型回転体10には、爪や刃に代わりブラシ、ローラー(掃除用・ペイント用)等の部材を取り付けることも可能である。また、車輪30に代わり、ロードローラーやキャタピラを設けるようにしてもよい。
図20(C)に示すように、車輪30を駆動する筒型回転体10を設け、連結部材59を介して伸縮筒体90aに連結する構成を採用してもよい。台車8cは、台部80の両側部に伸縮筒体90cを備えており、対向して配置された複数の車輪30の幅方向の距離を調節することができる。 台車8cにおいて、車輪30を2輪以上備える構成とすることができる。たとえば、図21に示すように、車輪30a〜30cを連結部材20から放射状に伸びるシャフト29a〜29cに配置する3輪機構を構成とすることもできる。この構成においては、車輪30aおよび30bが接地する第一の位置、車輪30cおよび30aが接地する第二の位置、車輪30cおよび30bが接地する第三の位置を取ることができるので、階段を登ることも可能である。対向配置された2台の3輪機構の間に籠を配置することで、カートとして利用することが可能である。車輪30a〜30cは、ホイルインモータを備えるものを採用することが好ましい。車輪30a〜30cに代えて、3つの筒型回転体10をシャフト29a〜29cのそれぞれに設けるようにしてもよく、このような構成とすることにより、たとえば、階段部分の掃除をする用途に用いることができる。
シャフト29a〜29cに伸縮機構90a〜90c(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設けてもよく、この場合、伸縮機構90a〜90cを自動で伸縮させることにより段差を吸収させることが可能である。
≪第14実施形態≫
続いて、第14実施形態に係る筒型回転体10を備える作業装置である搬送装置153について説明する。図22(A)は、第14実施形態に係る筒型回転体10を備える搬送装置153の側面図である。
図22(A)に示すように、第14実施形態では、筒型回転体10の両端に、ロープRの太さに応じた溝を有するプーリー62a,62bを連結する。そして、2本のロープR1,R2とプーリー62a,62bの溝とを嵌合させて、2本のロープR1,R2に沿って筒型回転体10を回転走行させる構成としている。また、2本のロープR1,R2を垂直方向ないし斜め方向に垂らし、この2本のロープR1,R2を筒型回転体10の両端に取り付けた把持機構で把持させることで、筒型回転体10を垂直方向ないし斜め方向に回転走行させることもできる。本実施形態では、2本のロープR1,R2間を1つの筒型回転体10が架橋する構成を開示したが、これとは異なり、図22(B)に示すように、可とう性のある連結部材2を介して連結した複数の筒型回転体10により2本のロープR1,R2間を架橋するようにしてもよい。連結部材2を介して連結する筒型回転体10は例示の数に限定されず、2本であってもよいし、4本以上であってもよい。図22(B)に示す変形例に係る作業装置153においては、可とう性のある連結部材2が変形して走行時の揺れを吸収するので、走行時の安定性を高めることが可能である。さらに、図22(B)に示す変形例に係る作業装置153においては、プーリー62a,62bと筒型回転体10との間に伸縮機構90a,90b(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を備えていることから、ロープR1,R2間の距離が変化した場合であっても、伸縮機構90a,90bが伸縮することで、走行時の安定性を高めることが可能である。
≪第15実施形態≫
続いて、第15実施形態に係る筒型回転体10を備える作業装置である走行装置54について説明する。図23(A)は、第15実施形態に係る筒型回転体10を備える走行装置54の平面図、(B)は(A)の変形例の平面図である。
図23(A)に示すように、複数の筒型回転体10を、ムカデの足のように、本体部55に連結して、走行装置54を構成することもできる。この場合、本体部55にバッテリー16や制御装置17を備え、可動の連結部材27を介して、本体部55から各筒型回転体10に制御信号や電力を供給する構成とすることもできる。また、本体部55は連結部材27と連結する部位を複数有し、筒型回転体10を自在に着脱することができる。ここで、図23(B)に示すように、連結部材27を介して直列に接続した複数の筒型回転体10からなる回転体集合体1を、連結部材27を介して本体部55に連結してもよい。また、連結部材27を介さずに、本体部55に筒型回転体10または回転週当該1を自在に着脱させる構成とすることもできる。走行装置54を車玩具として用いることができる大きさであるように構成してもよい。
≪第16実施形態≫
第16実施形態に係る作業装置203aは、図35に示すように、本体204と、柄205と、筒型回転体210a〜210bと、連結部材220a〜220bと、先端部材221a〜221bとを備えて構成される。
筒型回転体210a〜210bは、表面に多数の毛材213(図35では図示省略)が植えられており、筒型回転体210a〜210bが回転することによりブラッシングを行うことが可能である。連結部材220a〜220bを連結する本体204は、樹脂等の可撓性の材料により構成された棒状の部材である。本体204に吸引管などを挿通させるための貫通孔を設けてもよく、この構成によれば唾液や痰を喉から吸引させることが可能となる。
本体204を表面に多数の毛材が植えられた筒型回転体により構成してもよく、この場合、筒型回転体210a〜210bおよび本体204により歯Tを囲んだ状態でブラッシングを行うため、歯Tの表面、端面および裏面を同時にブラッシングすることができる。
筒型回転体210a〜210bの先端にはゴム等の弾性体により構成された先端部材221a〜221bが取り付けられており、ブラッシング時に歯茎を傷つけないようになっている。筒型回転体210a〜210bまたは先端部材221a〜221bに超音波振動子を配設し、音波振動で歯垢を除去可能に構成してもよい。
連結部材220a〜220bに取り付けられた筒型回転体210a〜210bは、本体204(または柄205)に対する角度を調整することができる。そのため、毛材(ブラシ)213の毛先を歯茎と歯の境目に向け45度の角度にあててバス法を行ったり、毛材213(ブラシ)の毛先を歯に垂直にあててスクラビング法を行ったりすることも可能である。
柄205には接続部材230を介して保護部材231が連結されている。保護部材231は、唇の内側に毛材(ブラシ)213が接触して皮膚を傷つけるのを防止しており、たとえば可撓性のある樹脂素材により構成される。保護部材231に吸引機構を設けてもよく、この構成によれば保護部材231からも唾液や痰を喉から吸引させることが可能となる。連結部材220aには、保護部材231と同様の保護部材232が設けられている。
作業装置203aに供給する電力は、本体204または柄205に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。電池を設ける構成においては、公知の充電方式(電波によるワイヤレス充電含む)により充電することができる。また、柄205の部分に太陽光パネルを設けて給電する構成としてもよい。柄205は、本体204と着脱可能に構成し、後述の実施形態の装置と本体204を交換可能に構成してもよい。或いは、柄205に本体204の機能を備えさせ、本体204を設けない構成(連結部材220aと220bを一つの連結部材で兼用とする構成)としてもよい。
筒型回転体210a〜210bは、上述の筒型回転体10と同様の構成とすることができる。これとは異なり、図36に示すように、筒型回転体210を、駆動部211と、回転部212とを備える構成としてもよい。駆動部211は、回転軸241を回動させるモーター240を内蔵している。回転軸241は軸受け242から外方に延出されており、その端部は回転部212が有する固定部材251に連結されている。固定部材251は、外装体252に固定されており、モーター240の回転により固定部材251が回転すると外装体252も一緒に回転する。モーター240は、中空モーターにより構成することもでき、この場合、回転体241は貫通孔を有するので、この貫通孔に吸引管やライト付きファイバーカメラなどを挿通させることが可能となる。貫通孔に吸引管を挿通させる構成によれば、先端部材221a〜221bに吸引口を設け、唾液や痰を吸引させることが可能となり、ライト付きファイバーカメラを挿通させる構成によれば、口腔内を撮像し、スマートフォン等で撮像した画像を確認することも可能となる。
また、図37に示すように、上方に延出する筒型回転体210c〜210dを設けた作業装置203bを構成としてもよい。筒型回転体210a〜210bは、連結部材220aに対し可動に取り付けられており、筒型回転体210c〜210dは、連結部材220bに対し可動に取り付けられており、本体204(または柄205)に対する角度を調整することができる。作業装置203bによれば、上下の歯を同時にブラッシングすることが可能となる。作業装置203bにおいても、本体204を表面に多数の毛材が植えられた筒型回転体により構成することができる。なお、作業装置203bにおいても、上方および下方に延出する上述の保護部材231と同様の保護部材231〜234が設けられている。
さらに、連結部材220aには、本体204とは反対側にバルーン206が設けられている。バルーン206は、連結部材220aを介して加圧エアーを供給したり排気したりすることにより、膨張させたり縮ませたりすることが可能である。バルーン206は、蛇腹式のものを採用してもよい。バルーン206によれば、口の開閉運動を補助したり、舌や顎を動かす筋肉のトレーニングを行ったりすることが可能となる。バルーン206は、通常は舌の上に配置されるが、舌の下側に配置して使用されることもある。バルーン206には貫通孔が設けられており、この貫通孔にはチューブ部材207が挿通されている。チューブ部材207は、カメラとして機能するファイバースコープを採用することもできれば、口腔外吸引装置として機能するバキューム管を採用することもできれば、水や薬剤などを吐出したり塗布したりするためのニードルノズルや先端部を遠隔操作可能なカテーテル、内視鏡、咽頭を刺激するための綿棒などの医療器具を採用することもできる。ここで、バルーン206に代えて、装着時に前記本体の喉側に位置する肉厚の円盤形または略しずく形であり、顎、舌および/または喉をトレーニングするための弾性部材(ゴム等でできた口ジャッキ機構)を設けてもよい。さらに、前記弾性部材が、貫通孔を有しており、前記バルーンの貫通孔に挿通されたバキューム管、ニードルノズル、カテーテル、内視鏡、綿棒またはファイバーカメラを備えるように構成してもよい。
≪第17実施形態≫
第17実施形態に係る作業装置303aは、本体304と、柄305と筒型回転体310a,310bと、内側移動機構320と、外側移動機構330とを備えて構成される。図38(A)は、作業装置303aの側面図であり、図38(B)は、図38(A)のAA線断面図である。
本体304は、上面視マウスピース形であり(図38(B)参照)、弾性を有する樹脂部材と変形可能な金属ワイヤーフレームにより構成されおり、装着者の顎の大きさ応じて変形させて使用することが可能である。本体304の底面側には筒型回転体310a,310bが設けられている。本体304には、内側移動機構320と、外側移動機構330とが設けられている。本実施形態の内側移動機構320は、ラックピニオン機構により構成されており、略C字形の曲線を構成するラック321に沿って、ピニオン322aを有するピニオン部322が往復移動可能となっている。
図39(A)に示すように、内側移動機構320のピニオン部322の下方には、筒型回転体310aが連結されており、ピニオン部322と共にラック321に沿って移動される。筒型回転体310aは、第16実施形態と同様、駆動部311と、回転部312とを備えている。回転部312の表面には多数の毛材(図示省略)が植えられており、回転部312が回転することによりブラッシングを行うことが可能である。
外側移動機構330は、ラックピニオン機構により構成されており、略C字形の曲線を構成するラック331に沿って、ピニオン332aを有するピニオン部332が往復移動可能となっている。外側移動機構330のピニオン部332の下方には、筒型回転体310bが連結されており、ピニオン部332と共にラック331に沿って移動される。筒型回転体310bは、筒型回転体310aと同様であり、回転部312が回転することにより表面の毛材によりブラッシングを行うことが可能である。
作業装置303aに供給する電力は、柄304に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。本体304に電子温度計、記憶装置および通信装置を内蔵させ、記憶した口腔内温度を外部のコンピュータに送信可能に構成してもよい。
なお、内側移動機構320および外側移動機構330は、例示のラックピニオン機構に限定されず、たとえばボールねじ機構の電動スライダにより構成してもよい。
以上に説明した第17実施形態に係る作業装置303aによれば、一方の奥歯から他方の奥歯までの表面および裏面のブラッシングを、自動で行うことが可能である。
また、ピニオン部322,332から上方に延出する筒型回転体310c〜310dを設けた作業装置303bを構成としてもよい(図39(B)参照)。すなわち、筒型回転体310aと対向する筒型回転体310cおよび筒型回転体310bと対向する筒型回転体310dを設けてもよい。作業装置303bによれば、上下の歯のそれぞれの表面および裏面を同時にブラッシングすることが可能となる。なお、上述のバルーン206および/またはチューブ部材207を本体304の喉側(内側面)に設けるようにしてもよい。
≪第18実施形態≫
第18実施形態に係る作業装置403は、本体404a,404bと、柄405と筒型回転体410a〜410lとを備えて構成される。図40は、作業装置403の底面図である。図40に示すように、本体404の底面には、12本の筒型回転体410a〜410lが実質的に上下方向に直立するように配置されている。筒型回転体410a〜410vは、第16実施形態と同様、駆動部411と、回転部412とを備えている(図示省略)。回転部412の表面には多数の毛材が植えられており、回転部412が回転することによりブラッシングを行うことが可能である。本体404aは、隙間Gが調整可能となるように柄405に取り付けられており、本体404aを動かすことにより隙間Gの大きさを調整して固定することができる。
本体404a,404bの底面に設ける筒型回転体の本数は、例示の数に限定されず、複数本であれば何本であってもよい。また、各筒型回転体410に駆動部を設けず、一部の筒型回転体410にだけ駆動部を設け、他の筒型回転体410については歯車等で駆動力を伝達して回転させるように構成してもよい。柄405に音波振動発生装置を設け、本体404a,404bおよび筒型回転体410a〜410vを介して音波振動を歯に伝達可能に構成してもよい。ここで、音波振動発生装置は、たとえば1200〜40000回/分の振動を発生させるリニアモーターを備えるものである。作業装置403に供給する電力は、柄405に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
≪第19実施形態≫
第19実施形態に係る作業装置603は、本体604a,604bと、柄605と、グリップ部606とを備えて構成される。図41は、作業装置603の底面図である。図41に示すように、本体604aの本体604bと対向する側面(内側面)には、多数の毛材607aが植えられており、本体604bの本体604aと対向する側面(外側面)には、多数の毛材607bが植えられている。グリップ部606は振動装置608を内蔵しており、柄605を介して柄605と直交する方向に本体604a,604bを振動させることによりブラッシングを行うことが可能である。振動装置608からの振動は、柄605に埋設された振動板609、本体604aに埋設された振動板610aおよび本体604bに埋設された振動板610bにより本体604a,604bの端部にまで効率的に伝達される。振動板609,610a,610bは、金属板により構成することができる。上述のバルーンを設け、バルーン内に振動板を設けるようにしてもよい。
ここで、振動装置はグリップ部606ではなく、柄605に設けてもよい。振動装置608は、たとえば1200〜40000回/分の振動を発生させる音波振動発生装置により構成してもよい。
本体604aは、隙間Gが調整可能となるように柄605に取り付けられており、本体604aを動かすことにより隙間Gの大きさを調整して固定することができる。柄605とグリップ部606とは、離脱可能に連結してもよく、この構成によれば第22実施形態の作業装置503の挿通孔507に柄605を挿通させて使用させることが容易となる。作業装置603に供給する電力は、グリップ部606に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
第19実施形態の変形例に係る作業装置613は、本体614a,614bと、柄615と、グリップ部616とを備えて構成される。図42は、作業装置613の底面図である。図42に示すように、本体614aの本体614bと対向する側面(内側面)には、筒型回転体617a〜617oが埋設されており、本体604bの本体604aと対向する側面(外側面)には、筒型回転体619a〜619nが埋設されている。筒型回転体617a〜617oの端部には、毛材618a〜617oが植えられており、筒型回転体619a〜619nの端部には、毛材620a〜620nが植えられており、筒型回転体617a〜617oおよび筒型回転体619a〜619nが回転することによりブラッシングを行うことが可能である。筒型回転体617a〜617oおよび筒型回転体619a〜619nの構成は、端部に毛材が植えられた面を有する以外は上述の筒型回転体と同様の構成である。
作業装置613には、第19実施形態と同様の振動装置および振動板を設けてもよい。
本体614aは、本体614bとの隙間が調整可能となるように柄615に取り付けられており、本体614aを動かすことにより隙間の大きさを調整して固定することができる。作業装置613に供給する電力は、グリップ部616に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
≪第20実施形態≫
第20実施形態に係る作業装置633は、ベルト支持部材631,632と、本体634と、筒型回転体635a〜635f,637a〜637eと、ベルト部材636,638と、柄639と、グリップ部640とを備えて構成される。図43(A)は、作業装置633の底面図、(B)は外側面側から見た場合の側面図である。
図43に示すように、本体634の両側端には筒型回転体635a,635b,637a,637bが配置されている。筒型回転体635a〜635fを第1の回転体集合体と呼称し、筒型回転体637a〜637eを第2の回転体集合体と呼称する。ベルト支持部材631および第1の回転体集合体(筒型回転体635a〜635f)の外周には、多数の毛材が植えられたベルト部材636が巻回されており、第1の回転体集合体が回転することによりブラッシングを行うことが可能である。同様に、ベルト支持部材632および第2の回転体集合体(筒型回転体637a〜637e)の外周には、多数の毛材が植えられたベルト部材638が巻回されており、第2の回転体集合体が回転することによりブラッシングを行うことが可能である。本体634の外側面側および内側面側には図示しない保護部材が設けられており、毛材に唇の内側や舌が接触して皮膚を傷つけるのを防止している。保護部材は、たとえば可撓性のある樹脂素材により構成することができる。
作業装置613に供給する電力は、グリップ部616に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
≪第21実施形態≫
第21実施形態に係る作業装置503は、図44に示すように、基台504と、コネクタ505と、マスク部材506と、挿通孔507と、端部部材508a〜508jと、筒型回転体510a〜510pと、連結部材520a〜520iとを備えて構成される。
筒型回転体510a〜510pの表面には多数の刃(図示省略)が設けられており、筒型回転体510a〜510pが回転することにより髭剃りを行うことが可能である。連結部材520が位置する部分は髭剃りを行うことができないので、マスク部材506を移動してそり残しがないようにする。マスク部材506を頭部に移動して毛髪を剃ることもできる。
筒型回転体510a〜510pまたは連結部材520a〜520iに、音波振動を発生させる音波振動装置を内蔵させてもよい。相互に連結される筒型回転体510の端部には端部部材508が設けられている。端部部材508は、マスク部材506に対して可動に取り付けられており、端部部材508が移動することによりマスク部材506の幅方向に筒型回転体510は往復動作することが可能である。本実施形態とは異なり、端部部材508をマスク部材506に移動不可に固定してもよい。図44ではマスク部材506を透過的に図示しているが、実際には非透過的である。
マスク部材506は、コネクタ505を介して着脱自在に基台504に取り付けられている。作業装置503に供給する電力は、基台504またはマスク部材506に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。いずれの態様においても、マスク部材506および筒型回転体510a〜510pを基台504から取り外して使用できるように構成することが好ましい。図45は、マスク部材506および筒型回転体510a〜510pを基台504から取り外し、マスク部材506に設けられた挿通孔507に第18実施形態の作業装置403の柄405を挿通させて使用した状態を説明する図である。図45の使用態様によれば、髭剃りと歯磨きを同時に行うことが可能となり、たとえば老人ホームや病院での介護作業を効率化することが可能である。
本実施形態とは異なり、筒型回転体510a〜510nの表面にブラシや刷毛を配設し、マッサージ、化粧落とし、薬の塗布などに用いるための作業装置を構成してもよい。
≪第22実施形態≫
図46(A)は第22実施形態に係る作業装置533の第一の状態を示す正面図、(B)は第二の状態を示す正面図である。第22実施形態に係る作業装置533は、図46に示すように、筒型回転体540a〜540cと、連結部材550a〜550dと、耳掛け部材580a,580bと、伸縮筒体590a,590bとを備えて構成されている。
筒型回転体540a〜540cは、第21実施形態に係る筒型回転体510と同様の構成であり、表面に髭等を剃るための刃が設けられている。
連結部材550a〜550dは、第21実施形態に係る連結部材520と同様の構成である。
伸縮筒体590は、上述の伸縮筒体90と同様の構成であり、筒体本体内には、伸縮制御装置、アキュムレータおよび油圧シリンダが配置されている。
伸縮筒体590a,590bの上端部には、耳掛け部材580a,580bが設けられている。耳掛け部材580a,580bは、たとえば弾性体からなる環状体であり、両耳にかけることで、作業装置533を顔面に装着することが可能となる。耳掛け部材580a,580bを耳に掛けず、首に固定するためのU字形器具と組み合わせて首の部分で固定するようにしてもよい。
作業装置533は、筒型回転体540または伸縮筒体590に制御装置が設けられており、外部から無線コントローラ(図示せず)により操作することが可能である。無線コントローラにより筒型回転体540a〜540cを回転させることにより、顔面上を走査させることで髭等を自動で剃ることが可能である。この際、伸縮筒体590a,590bを伸縮させながら筒型回転体540a〜540cを回転させることにより、連結部材550a〜550dが位置する部分の剃り残しを無くすことが可能である。
作業装置533に供給する電力は、筒型回転体540または伸縮筒体590に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
本実施形態とは異なり、筒型回転体540a〜540cの表面にブラシ、パフ、布、コットン、筆、刷毛などを配設し、マッサージ、化粧落とし、薬の塗布などに用いるための作業装置を構成してもよい。また、連結部材550bおよび550cを架橋する架橋部に連結された柄を設け、柄を握って筒型回転体540a〜540cを上下左右方向に移動させることを可能に構成してもよい。また、本実施形態では筒型回転体540a〜540cを連結することにより1本の回転体集合体を構成しているが、耳掛け部材580a,580bから分岐する2本の並列配置された回転体集合体により構成するようにしてもよい。筒型回転体540a〜540cの表面からミストやスチームを放出する機構を設けてもよい。さらに、筒型回転体540a〜540cに超音波振動機能、空気清浄機能、酸素放出機能を設けてもよい。
≪第23実施形態≫
第23実施形態に係る作業装置801は、図47(A)に示すように、台部80と、制御部806と、電源部807と、筒型回転体810a〜810dと、連結部材820a〜820dと、羽根部材811a〜811bおよび812a〜812b、連結部フレーム813とを備えた、飛行型の装置である。
第23実施形態の変形例に係る作業装置802は、図47(B)に示すように、台部80と、制御部806と、電源部807と、筒型回転体810a〜810fと、連結部材820a〜820fと、羽根部材811a〜811bおよび812a〜812b、連結部フレーム813とを備えた、飛行型の装置である。 筒型回転体810は、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体810a〜810bは表面に羽根部材811a〜811bおよび812a〜812bが設けられている。
各筒型回転体810の回転速度および方向は、台部80に設けられた制御部806によりそれぞれ個別に制御することができる。筒型回転体810は、可動の連結部材820を介して相互に連結されており、連結部材820の部分で相対角度を動的に変えることができる。たとえば、上昇時は図47(A)に示すように、筒型回転体810をまっすぐな位置関係とし、前進時には図47(B)に示すように、筒型回転体810の一部を台部80に対して屈曲させた状態とすることができる。
台部80には、制御部806と、電源部807とが内蔵されている。制御部806は、加速度センサーと、水平センサーと、各筒型回転体810の動作を制御するためのプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備える。また、制御部806は、GPSと無線通信装置を有しており、無線通信装置を介して外部から受信した指令に基づいて、各筒型回転体810の回転速度をそれぞれ制御することで、所定のルートに沿って作業装置801を飛行させることができる。
電源部807は、繰り返しの充電が可能な二次電池を有しており、筒型回転体810等を駆動するための電力を供給する。
図47では、連結部フレーム813は、台部80を連通する構成を例示しているが、台部80の上面側に連結してもよいし、下面側に連結してもよい。
第23実施形態に係る作業装置801は、連結部材820の部分で各筒型回転体810の相対角度を動的に変えることで、上昇時も前進時も台部80を実質的に水平に維持することができる。すなわち、制御部806は、水平センサーにより作業装置801の姿勢を検出し、姿勢が変化した場合には、各筒型回転体810の回転速度および連結部材820で連結された各筒型回転体810の角度をそれぞれ制御することで、作業装置801の姿勢を常に水平に維持させることもできる。ヘリコプターでは前進時に回転面を傾斜させる必要があるが、作業装置801は常時水平として前進するので、人間が登場した際の乗り心地も良好である。台部80は例示の形状に限定されず、あらゆる改変が可能である。たとえば、台部80にアタッチメントを設け、車両(自動車、トラック、農作業車など)、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、飛行機、船舶、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい。また、台部80の側部に連結機構を設け、複数の作業装置801同士を連結可能に構成してもよい。台部80の下部に車輪や直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。
なお、作業装置801を小型に構成し、玩具として使用してもよい。この際、台部80にアタッチメントを設け、ロボットなどの玩具と組み合わせ可能に構成してもよい。
≪第24実施形態≫
第24実施形態に係る作業装置803は、図48〜図51に示すように、本体804と、固定部材805a〜805dと、制御部806と、電源部807と、筒型回転体810a〜810hと、羽根部材811a〜811hおよび812a〜812hと、連結部材820a〜820hと、検出機構830とを備えて構成されており、ドローンとしてもオートジャイロとしても機能する飛行型の装置である。
筒型回転体810a〜810hは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成であり、表面に羽根部材811a〜811hおよび812a〜812hが設けられている。各筒型回転体810の回転速度および方向は、制御部806によりそれぞれ個別に制御することができる。筒型回転体810a〜810hのうち、特定のもののみを動作させることも可能である。筒型回転体810a〜810hは、可動の連結部材820a〜820hを介して相互に連結されており、連結部材820a〜820hの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。たとえば、図48(B)に示すように、連結部材820a,820c,820e,820gの部分で筒型回転体810a,810c,810e,810gを90度屈曲させることにより、水平方向への推進力を羽根部材811a,811c,811e,811gおよび812a,812c,812e,812gにより発生させることもできる(水平移動モード)。この場合、走行方向側に端部が位置する筒型回転体と走行方向側と反対方向側に端部が位置する筒型回転体の回転方向は逆方向となる。なお、水平移動モードにおいては、連結部材820による筒型回転体810の屈曲角度は必ずしも90度である必要はなく、たとえば60〜120度の範囲で角度を調節することで斜め上方へ移動したり斜め下方に移動したりすることも可能である。図48(A)の例では、筒型回転体810aが連結部材820aの部分で外側に屈曲し、筒型回転体810cが連結部材820cの部分で外側に屈曲しているが、内側に屈曲することもできるし、屈曲せずに鉛直方向に延びるようにしてもよい。また、鉛直方向に隣接する各筒型回転体810a〜810hの各中心線が真っ直ぐな直線を構成するような配置とすることも当然可能である。
図48(C)は、作業装置803の積荷搭載モードを示す側面図である。本体804の近傍に設けられた4つの連結部材820b,820d,820f,820は根元部連結部材とも呼称され、制御部806からの指令に基づき筒型回転体810a〜810hを外方に屈曲させることで本体804の上面に積荷を行う際に羽根部材811a〜811hおよび812a〜812hを邪魔にならない位置に配置することを可能としている。
連結部材820b,820d,820fおよび820hは、固定部材805a〜805dを介して本体804に固定されている。ここで、図49に示す変形例のように、本体804の固定部材805a〜805dを連結する部分に水平方向に伸縮する横方向伸縮機構841(たとえば図27に記載の伸縮筒体)を設け、固定部材805a〜805dの距離を相互に調節可能に構成してもよい。このような構成とすることにより、本体804の上面のスペースの大きさを調節することが可能となり、また重心調整が可能となる。また、図49に示す変形例では、連結部材820a〜820hと本体804との距離を調節可能とする上下方向伸縮機構842(たとえば図27に記載の伸縮筒体)を設けている。このような構成とすることにより、本体804の上面に荷物を搭載する際に、羽根部材811および812を邪魔にならない位置まで上昇させることが可能となり、また重心調整が可能となる。
筒型回転体810aおよび810b、並びに、連結部材820aおよび820bが第1プロペラ808aを構成し、筒型回転体810cおよび810d、並びに、連結部材820cおよび820dが第2プロペラ808bを構成し、筒型回転体810eおよび810f、並びに、連結部材820eおよび820fが第2プロペラ808cを構成し、筒型回転体810gおよび810j、並びに、連結部材820gおよび820hが第4プロペラ808dを構成する。図51に示すように、第1プロペラ808aは、第4プロペラ808dと点対称に配置されており、第2プロペラ808bは、第3プロペラ808cと点対称に配置されている。別の観点からは、第1プロペラ808aおよび第2プロペラ808bは、第3プロペラ808cおよび第4プロペラ808dと線対称に配置されている。
本体804には、制御部806と、電源部807とが内蔵されている。制御部806は、加速度センサー(後述の検出機構830に設置してもよい)と、各筒型回転体810の動作を制御するためのプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備える。また、制御部806は、GPS(後述の検出機構830に設置してもよい)と無線通信装置を有しており、無線通信装置を介して外部から受信した指令に基づいて、各筒型回転体810の回転速度をそれぞれ制御することで、所定のルートに沿って作業装置803を飛行させることができる。さらに、制御部806は、加速度センサーおよびジャイロセンサーにより作業装置803の姿勢を検出し、風などにより作業装置803の姿勢が変化した場合には、各筒型回転体810の回転速度をそれぞれ制御することで、作業装置803の姿勢を安定化させることもできる。また、作業装置803に距離センサーを設け、距離センサーの検出値に基づき衝突を回避する機能を制御部806に設けてもよい。
電源部807は、繰り返しの充電が可能な二次電池を有しており、筒型回転体810等を駆動するための電力を供給する。
検出機構830は、各種センサーや、飛行体の周囲を撮影するためのカメラなどが含まれる。各種センサーには、例えば、GPS、加速度センサー、速度センサー、ジャイロセンサー、高度計、風量計、飛行航路上に存在する障害物等を認識するためのレーダーなど、飛行状況に関する情報を検出するセンサーが含まれる。
制御部806は、検出機構830が検出した加速度の変化や風などの状況の変化に応じて、連結部材820による筒型回転体810の屈曲度を自動制御し、最適な推進力および重心を実現することが可能である。また、図49に示す変形では、制御部806は、横方向伸縮機構841および上下方向伸縮機構842の伸縮を、検出機構830が検出した加速度の変化や風などの状況の変化に応じて個別に自動制御し、最適な重心を実現することが可能である。
図48ないし図49に示した形態は例示であり、様々な改変が可能である。たとえば、筒型回転体810の数は例示の8本に限定されず、1本ずつ4箇所に配置してもよし、3本以上ずつ4箇所に配置してもよい。また、筒型回転体810を配置する箇所は例示の4箇所に限定されず、3箇所以上であればよく、たとえば5箇所、6箇所、8箇所に点対称または線対称に配置するようにしてもよい。また、1つの筒型回転体810に設ける羽根部材811および812は2組以上としてもよい。また、作業装置803は、自動車や船舶を飛行させるための装置に改変することもでき、本体804の底部側に自動車に取り付けるためのアタッチメントを設け、自動車や船舶に取り付け可能に構成してもよい。さらには、既存の飛行機をドローン化し、或いは搬送するためのアタッチメントを本体804の底部側に設けてもよい。図50は、自動車のルーフ部分に作業装置803を取り付けるためのアタッチメント821の一例を示す側面図である(なお、自動車のルーフ部分は車体重量を支えられるように補強することが必要である。)。この際、自動車や船舶のバッテリーから作業装置803に供電するための給電ポートを本体804に設けてもよい。アタッチメント821を、トラック、農作業車などの車両、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、船舶、飛行機、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい
≪第25実施形態≫
第25実施形態に係る作業装置830は、図52に示すように、胴部831と、主翼832a〜832bと、水平尾翼833a〜833bと、垂直尾翼834と、筒型回転体835a〜835pと、羽根部材836a〜836pおよび837a〜837pと、連結部材838a〜838pと、支持柱839a〜839dと、翼連結部材840a〜840fとを備える飛行型の装置である。
筒型回転体835a〜835pは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成であり、表面に羽根部材836a〜836pおよび837a〜837pが設けられている。各筒型回転体835の回転速度および方向は、それぞれ個別に制御することができる。筒型回転体835の数は例示の数に限定されず、たとえば主翼832a〜832bにそれぞれ筒型回転体835、羽根部材836および837並びに連結部材838を1組ずつ設けたオスプレイと同様の構成としてもよい。
第25実施形態の作業装置830も、第24実施形態の作業装置803と同様、連結部材838a〜838pの部分で、筒型回転体835a〜835pを少なくとも前方または後方90度の範囲で屈曲させる(角度を調節すること)ことが可能である。したがって、たとえば上昇時は筒型回転体835a〜835pの大部分または全部を鉛直方向に延ばし、飛行時は筒型回転体835a〜835pの大部分または全部を前方または後方90度に延ばすことで、滑走路がない場所でも上昇する上昇モードと、上昇後に飛行する飛行モードを切り換えることが可能である。ここで、飛行モードにおいては、進行方向側に羽根部材が位置する筒型回転体と進行方向側と反対方向側に羽根部材が位置する筒型回転体の回転方向は逆方向となる。作業装置830は、胴部831にコックピットを設けて人が操作する有人タイプとすることもできれば、無線通信装置を介して外部から受信した指令に基づいて飛行する無人タイプとすることもできる。
図52では、翼連結部材840a〜840dは主翼832a〜832bを覆い、翼連結部材840e〜840fは水平尾翼833a〜833bを覆う構成を例示したが、翼連結部材840の構成は例示の態様に限定されない。たとえば、主翼および水平尾翼にフラップ、スポイラー、昇降舵等を設ける場合には、これらの邪魔とならないように、主翼および/または水平尾翼の底面から突出する翼連結部材を設け、翼連結部材の側面に連結部材838を設けるように構成してもよい。この際、翼の前端または後端を超えて延びる支持柱を介して連結部材を設けるように構成してもよい。
なお、本実施形態の筒型回転体835、羽根部材836および837、並びに、連結部材838は、既存のジェット機やプロペラ機に付加的に設けることも可能である。
≪第26実施形態≫
図53は、第26実施形態に係る作業装置700を示す斜視図である。第26実施形態の作業装置700は、ロープやレール等の細長部材Rに沿って移動することが可能であり、カバー部材であるビニール(図示せず)を取り付けることにより農業用トンネルを構成する。作業装置700を構成する単位作業装置703の数は例示の3台に限定されず、複数台であれば任意の数とすることができる。
単位作業装置703は、本体704と、支持部材705と、回転部材706と、フレーム707と、車輪731,732とを備えている。
本体704は、筐体内に制御装置と、電源と、無線通信装置とを備えており、スマートフォン等の外部コンピュータと通信をすることにより、車輪731,732の回転を制御することができる。本体704a〜704cを棒状部材により連結し、一体的に移動するように構成してもよい。本体704に、撮像センサー、温度センサー、COセンサー、光度センサー、湿度センサー等のセンサーを設け、無線通信装置を介して外部のコンピュータにセンサーの測定値を送信するように構成してもよい。本体704の上方には、一対の支持部材705に支持された回転部材706が配置されている。回転部材706は、底面が細長部材Rに当接する位置関係にあり、単位作業装置703の荷重の一部は細長部材Rにより支持される。細長部材Rは、一本である必要はなく、複数本の細長部材Rにより支持されるように複数系統の回転部材706を設ける構成を採用してもよい。本実施形態の回転部材706はプーリーであるが、これとは異なり上述の筒型回転体により回転部材706を構成してもよい。回転部材706を上述の筒型回転体10で構成した場合、車輪731,732は常に地面に接地している必要はなく、細長部材Rにより吊り下げられた状態となっても、移動することが可能となる。回転部材706を筒型回転体10構成する態様は、細長部材Rが一定の幅を有するレールやロープである場合などに有効である。
本体704の底面には、アーチ形のフレーム707の上端部が着脱自在に連結されている。本体704をフレーム707の上端部から離脱させた状態でフレーム707にビニール(図示せず)をかぶせ、ビニールがかぶされたフレーム707に本体704を取り付けることによりビニールの頂部を固定することが可能である。
フレーム707の下端部は、車輪支持部711,712と連結されている。車輪支持部711は、留め具713と車輪731を有しており、車輪支持部712は、留め具714と車輪732を有している。留め具713,714は、ビニールを固定するための器具であり、たとえば車輪支持部712,713が備える雄ネジに螺合される雌ネジを備えて構成される。車輪支持部712,713は、車輪731,732を回転させるための車輪駆動装置(図示せず)を備えているが、これとは異なり上述の筒型回転体により車輪駆動装置(図示せず)を構成してもよいし、車輪731,732を上述の筒型回転体により構成してもよい。車輪731,732を、単軸または複数軸駆動のキャタピラ、砂漠用タイヤ、バギー用タイヤ、宇宙探査機用タイヤ、或いは金属製周面を有するタイヤにより構成してもよい。
本体704に設けられた制御装置により、車輪731,732の回転を制御することで単位作業装置703は自走可能となっている。単位作業装置703は自走させることにより、フレーム707a〜707cの距離を変えずに農業用トンネルを移動させることもできるし、フレーム707a〜707cの距離を変えてトンネルの長さを調整することもできる。本体704に、第12実施形態で説明した高さ調整装置64を設けて、細長部材Rとフレーム707a〜707cとの距離を調節可能に構成してもよい。細長部材Rは例示の1本に限られず、細長部材Rを2本または3本以上とし、対応する車輪を増設することにより強度を高めるようにしてもよい。
第26実施形態では、農業用トンネルの例を説明したが、温室、建物、倉庫、パーゴラ(日よけ)に加え、テニスなどの球技用ドーム、防災テントなどにも本実施形態の技術思想は適用可能であり、カバー部材は布材などに置き換えが可能である。
第26実施形態の変形例として、フレーム707の下端部と車輪支持部711,712とを連結する部分に伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設けてもよい。このような構成を採用することにより、地面の段差を吸収することが可能となる。
≪第27実施形態≫
図54(A)は第27実施形態に係る作業装置850を示す側面図、(B)は作業装置870の側面図であり、(C)は(A)のAA線断面図である。図54(A)および(B)では、カバー部材857,877を透過的に図示し、カバー部材857の背面側にある部材を点線で図示している。
第27実施形態の作業装置850は、本体851と、表面にブラシが設けられた筒型回転体852a,852bと、車輪853a〜853dと、連結部材854a〜854dと、中間部材855と、側端部材856a,856bと、カバー部材857と、吸引口858とを備えて構成されている。
本体851の底面に配置された筒型回転体852a,852bは、第1実施形態と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材(図示省略)が設けられている。筒型回転体852a,852bの数は例示の2つに限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。本体851は、図示しない制御装置、電源および無線通信装置を備えており、筒型回転体852a,852bの回転を個別に制御することができる。筒型回転体852a,852bが回転すると車輪853a〜853dも連動して或いは独立して回転し、作業装置850が走行する。なお、車輪853a〜853dはオムニホイールにより構成してもよい。本体851は、可とう性のある中間部材855で屈曲可能に構成されているため、障害物にぶつかっても変形しながら走行することが可能である。本体851にジャイロセンサーを設け、回転角速度の測定しながら走行するように構成してもよい。
図54(A)で透過的に図示されたカバー部材857は、筒型回転体852a,852b、車輪853a〜853dおよび連結部材854a〜854dを覆うように設けられており、図54(C)に示すように、側面視U字形となっている。カバー部材857の内周空間857aの頂部には吸引口858が幅方向(図54(A)の左右方向)設けられており、筒型回転体852a,852bが掻き上げたゴミを吸引する。吸引口858を設ける位置はカバー部材857の内周空間857aの頂部に限定されるものではなく、内周空間857aの任意の箇所に設けることができる。本体851に外部の吸引装置を連結し、外部の吸引装置から吸引口858に吸引力を作用させるようにしてもよい。作業装置850に供給する電力は、本体851に電池を設けて供給することもできるし、商用電源などから電源ケーブルを介して直接給電する構成としてもよい。
第27実施形態の作業装置870は、本体871と、表面にブラシが設けられた筒型回転体872a〜872cと、車輪873a〜873fと、駆動部874a〜874dと、中間部材875a,875bと、側端部材876a,876bと、カバー部材877と、可動部878a,878bとを備えて構成されている。本体871、車輪873a〜873fおよびカバー部材877の構成は、作業装置850の対応する要素と同じであるので、説明を省略する。中間部材875a,875bは、中間部材855と同様の可とう性のある素材で構成されているため、地面の凹凸に応じて変形し、障害物にぶつかっても変形しながら走行することが可能である。
筒型回転体872a〜872cは、第1実施形態と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材(図示省略)が設けられている。作業装置870は、作業装置850と異なり、車輪873a〜873fを筒型回転体872a〜872cと独立して回転させるためのモーターを備えた駆動部879a〜879fが設けられている。本体871が備える制御装置(図示せず)は、駆動部879a〜879fにより、車輪873a〜873fの回転速度を個別に制御することができるので、作業装置870の任意の方向に走行させることが可能である。制御装置にAI(人工知能)を使った地図作成機能を組み込み、掃除場所の地理を学習させれば、作業装置870を自動走行させ、無人で掃除を行うことも可能である。制御装置にGPSと無線通信装置を組み込み、無線通信装置を介して外部から受信した指令に基づいて、所定のルートに沿って作業装置870を屋外で無人走行させるように構成してもよい。なお、前進のみならず後進できることはもちろんのこと、車輪873a〜873fの回転数を個別に制御することにより、左右方向への方向転換も可能である。なお、車輪873a〜873fを設けず、筒型回転体872a〜872cを駆動輪とする構成とすることもできる。
筒型回転体872a〜872cの外装体の表面に設けた掃除用ブラシに代えて、草刈り、枝切り、伐採、耕うんまたは除雪を行うための刃または爪を外装体の表面に設けてもよい。
筒型回転体872a〜872の数は例示の3個に限定されず、4個以上であってもよい。図54では、筒型回転体872a〜872cを1列配置する構成を例示したが、たとえば図15に示す如く、筒型回転体872a〜872cを複数列配置することもできる。
≪第28実施形態≫
図55(A)は第28実施形態に係る作業装置900の洗浄部901を示す側面図、(B)は作業装置900の平面図である。
第28実施形態の作業装置900は、洗浄部901と、洗浄部支持部902とを備えて構成され、風呂桶の自動掃除を行うための装置である。
洗浄部910は、本体911と、筒型回転体910a,910bと、根元部連結部材914と、連結部材920aとを備えて構成される。筒型回転体910a,910bは、第1実施形態と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材が設けられている。
筒型回転体910aは、第1実施形態と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材が設けられている。筒型回転体910aは、根元部連結部材914を介して本体911から下方に延出しており、連結部材920aの部分で本体911に対する角度を変えた状態で固定することができる。これにより、風呂桶の内側面が傾斜している場合でも、傾斜に合わせて筒型回転体910aの角度を可変とすることが可能である。
筒型回転体910bは、第1実施形態と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材が設けられている。筒型回転体910bは、連結部材920aを介して筒型回転体910aに連結されており、略水平方向に延出している。筒型回転体910bは、連結部材920aの部分で筒型回転体910aに対する角度を変えた状態で固定することができる。これにより、風呂桶の底面が傾斜している場合でも、傾斜に合わせて筒型回転体910bの角度を可変とすることが可能である。
本体911は、枠体である洗浄部支持部902上を移動するための本体駆動部916と、制御装置(図示せず)と、電源(図示せず)とを備えている。本体駆動部916は、洗浄部支持部902の上面を走行するための車輪とモーターとから構成されている。本体911は、洗浄部支持部902の側面に設けられた溝(図示せず)に係合部917を係合して取り付けられている。風呂桶の外側面(入桶側)および床面を掃除可能とするべく、筒型回転体910a,910bが風呂桶の外側に位置する方向に取り付け可能に構成してもよい。また、筒型回転体910a,910bに乾燥のための温風吹き出し機能を設けてもよい。筒型回転体910a,910bおよび連結部材920の数は例示の2つずつに限定されるものではなく、任意の本数とすることができる。本体911には、図示しない操作ボタンが設けられており、操作ボタンを操作することにより筒型回転体910a,910bを回転させながら本体911を洗浄部支持部902に沿って予め定められた距離だけ走行させることができる。本体911に無線通信装置を設け、スマートフォン等から遠隔操作可能に構成してもよい。
図55(C)は第28実施形態の変形例に係る作業装置の洗浄部903を示す側面図である。洗浄部903は、筒型回転体910c〜910dおよび連結部材920b〜920cを備える点で洗浄部901と相違する。洗浄部903の筒型回転体910c〜910dは、筒型回転体910a〜910bと同様である。洗浄部903によれば、筒型回転体910cにより風呂桶の複数の側面を同時に洗浄することが可能であり、また筒型回転体910dにより洗浄部支持部902を同時に洗浄することが可能である。大きさの異なる風呂桶にも対応できるように、連結部材920aおよび/または920bと筒型回転体910bとの間に伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設けてもよい。
第28実施形態に係る作業装置900は、風呂掃除用であるが、洗浄部910の大きさを変え、洗浄部支持部902の形状を弁座と同様の形状とすることで、便器掃除用に改変することも可能である。この際、トイレの床面も掃除できるように構成してもよい。
≪第29実施形態≫
図56(A)は第29実施形態に係る作業装置930の斜視図である。
第29実施形態に係る作業装置930は、便器Tを掃除するための装置であり、図56に示すように、筒型回転体931〜934と、連結部材941〜944と、自走部950と、伸縮機構951,952と、を備えて構成されている。
筒型回転体931〜934は、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成であるが、筒型回転体931は外装体の表面にブラシ毛が植毛されており、筒型回転体932〜933は外装体の外周に清掃用布が設置されている点で相違する。
筒型回転体931は、外装体の表面にブラシ毛が植毛されており、外装体が回転することで便器のボウル部T3を洗浄することが可能である。筒型回転体932〜934は外装体の外周に清掃用布が設置されており、外装体が回転することで弁座、便器T(ボウル部T3)の外周面、床面を洗浄することが可能である。筒型回転体932〜934の外装体に設置する清掃用布は、使い捨ての不織布であってもよいし、洗濯して再利用が可能な布を採用してもよい。また、清掃用布に代えて、外装体の表面にブラシ毛を植毛したり、スポンジを設けてもよい。図56(A)では、4本の筒型回転体を用いる構成を例示したが、筒型回転体は複数本であれば足り、任意の数に変更が可能である。さらには、筒型回転体931に替えて、直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンドの指または手の平にブラシを設けたもの)を取り付けるようにしてもよい。ロボットハンドを採用した場合、細かな溝部についてまで人手と同様に清掃することが可能となる。
各筒型回転体931〜934の回転速度および方向は、自走部950が内蔵する制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることも可能である。筒型回転体931〜934は、連結部材941〜944の部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。
伸縮機構951,952は、たとえば図27に記載の伸縮筒体であり、商品毎に異なる弁座載置面T1の高さの違いを伸縮して調整することを可能としている。なお、筒型回転体932または933に同様の伸縮機構を設けてもよい。
自走部950は、筒型回転体931〜934、連結部材941〜944および伸縮機構951,952の駆動を制御する制御部と、電源と、トイレの床面を自走する車輪(図示せず)とを備えている。制御部に人工知能を搭載し、充電スポット(図示せず)まで自律的に帰還するように構成してもよい。
図56(B)は第29実施形態の変形例に係る作業装置960の斜視図である。この作業装置960は、小便器MTを掃除するための装置であり、図56(B)に示すように、筒型回転体961〜963と、連結部材971〜973と、自走部980と、伸縮機構963,964と、を備えて構成されている。図56(B)は不使用時の待機状態を示す図であり、自立状態で待機する。小便器MTを掃除する際にはピストンロッド964がシリンダ963内に収納されるので、小便器MTの底部を清掃することが可能である。
筒型回転体961は、筒型回転体931と同様であり、外装体の表面にブラシ毛が植毛されている。筒型回転体962,963は、筒型回転体932,933と同様であり、外装体の外周に清掃用布が設置されている。伸縮機構964,965は、伸縮機構951,952と同様である。自走部980は、自走部950と同様である。作業装置960によれば、小便器MTを自動で清掃することが可能である。
図56(B)では、3本の筒型回転体を用いる構成を例示したが、筒型回転体は複数本であれば足り、任意の数に変更が可能である。さらには、筒型回転体961に替えて、直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンドの指または手の平にブラシを設けたもの)を取り付けるようにしてもよい。ロボットハンドを採用した場合、細かな溝部についてまで人手と同様に清掃することが可能となる。
≪第30実施形態≫
図57(A)は第30実施形態に係る作業装置1000の側面図、(B)は(A)の変形例に係る作業装置の第一の姿勢を示す側面図、(C)は第二の姿勢を示す側面図、(D)は第三の姿勢を示す側面図である。
第30実施形態に係る作業装置1000は、図57(A)に示すように、搭乗部1001と、固定部1002と、可動部1003と、筒型回転体1010a〜1010bと、羽根部材1011aおよび1012aと、連結部材1020aとを備えて構成された飛行体である。
搭乗部1001は、人が登場する空間であり、1名または複数名の人が登場可能である。気球のように開放型としてもよいし、雨風を防ぐことが可能な閉鎖型としてもよい。搭乗者は必須ではなく、無人状態で荷物を運ぶ用途に利用することも可能である。
固定部1002の筐体内には、加速度センサーおよびGPSを備えたコンピュータからなる制御部と、通信部と、電源とが収納されており、筒型回転体1010および連結部材1020の駆動の制御を遠隔操作することが可能である。
筒型回転体1010a〜1010dは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1010aは、先端部に羽根部材1011aおよび1012aが設けられている。図57に例示する作業装置1000は、羽根部材1011aおよび1012aにより構成される一つのプロペラを備えているが、図57(B)〜(D)に示すように、二つのプロペラを備える構成としてもよい。また、プロペラの数を3個または4個以上とするとスロットル、ピッチ、ロール、ラダーなどの動作をより柔軟に行うことが可能となる。また、図57では、二つのプロペラは同じ大きさに図示されているが、異なる大きさであってもよく、たとえば、羽根部材1011aおよび1012aを羽根部材1011bおよび1012bと比べて大きく構成してもよい。
各筒型回転体1010の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることも可能である。特に、複数のプロペラを備える構成で効果的であり、たとえば、図57(B)〜(D)に示す変形例において筒型回転体1010aおよび1010dは、連結部材1020aおよび1020bの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。たとえば、上昇時は、図57(C)に示すように、上方プロペラ(1011a,1012a)と下方プロペラ(1011b,1012b)が直線上に配置されるよう制御し、空中で水平または斜め方向に移動したい時には、図57(A)に示すように、上方プロペラ(1011a,1012a)と下方プロペラ(1011b,1012b)が直角に配置されるよう制御することが開示される。ここで、空中で水平方向に移動する際に上方プロペラ(1011a,1012a)と下方プロペラ(1011b,1012b)とは必ずしも直角に配置される必要はなく、たとえば60〜120度の範囲で角度を調節することも可能である。連結部材1020により連結する筒型回転体1010は例示の本数に限定されず、任意の本数の筒型回転体1010を連結部材1020により連結することが可能である。
また、可動部1003は、固定部1002に対する位置を可動に構成されている。たとえば、変形例に係る作業装置1000が地面Gに着地する際には、制御部が可動部1003を最上昇位置に移動させることで、下方プロペラ(1011b,1012b)を地面Gに接触しない位置に移動まで上昇させることができる。他方で、空中で水平または斜め方向に移動したい時には、制御部が可動部1003を最上昇位置から所定距離下方に移動させることで、加速度の変化や風などの状況の変化に応じて、水平または斜め方向の移動に最適な重心とした状態で移動することが可能となる。可動部1003は、固定部1002に脱着可能であり、複数の異なるパターンの筒型回転体1010およびプロペラ(1011,1012)の組み合わせを選択して、固定部1002に取り付けることが可能である。
≪第31実施形態≫
図58(A)は第31実施形態に係る作業装置1100の第一の姿勢を示す側面図、(B)は第二の姿勢を示す側面図である。
第31実施形態に係る作業装置1100は、図58に示すように、搭乗部(1101〜1105)と、筒型回転体1110a〜1110hと、羽根部材1111a〜1111bおよび1112a〜1112bと、連結部材1120a〜1120fとを備えて構成された有人型飛行体である。
搭乗部は、カバー1101と、ベース1102と、座席1103と、操作部1104と、コックピットフレーム1105とから構成される。カバー1101には図示しない開閉扉が設けられており、開閉扉からカバー1101内に操縦者が搭乗することが可能である。1101内は水密構造となっており、作業装置1100を潜水艦として利用することも可能となっている。
ベース1102には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部および電源が収納されている。ベース1102は、筒型回転体1110gおよび1110hに対して360度回転可能に構成されており、たとえば、図58(A)のようにコックピットフレーム1105が上方に位置するポジショニングをとったり、図58(B)のようにコックピットフレーム1105が下方に位置するポジショニングをとったりすることができる。
コックピットフレーム1105内には、座席1103および操作部1104が配置されている。コックピットフレーム1105内の座席1103および操作部1104は、ベース1102の回動に伴い周面をスライド移動し、常に座席1103の座面が地面と水平となるように構成されている。また、制御部は、外部の機器から飛行プログラムなどの信号を受信するための通信装置(図示せず)を備えており、これにより、遠隔操作により、作業装置1000の動作を制御することもできる。制御部は、スマートフォン等から遠隔操作可能に構成してもよい。
筒型回転体1110a〜1110hは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1110aおよび1110dは、先端部に羽根部材1111a〜1111bおよび1112a〜1112bが設けられている。図58に例示する作業装置1100は、羽根部材1111a〜1111bおよび1112a〜1112bにより構成される二つのプロペラを備えているが、プロペラの数は複数個であれば足りるが、3個または4個以上とするとスロットル、ピッチ、ロール、ラダーなどの動作をより柔軟に行うことが可能となる。
各筒型回転体1110の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることも可能である。筒型回転体1110a〜1110fは、連結部材1120a〜1120fの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。たとえば、上昇時は、図58(A)に示すように、筒型回転体1110aおよび1110dが鉛直方向に沿って配置されるよう制御し、空中で水平または斜め方向に移動したい時には、図58(B)に示すように、筒型回転体1110dが筒型回転体1110eに対して直角に配置されるよう制御することが開示される。
なお、ベース1102には、底面に車輪や台車を設けてもよい。また、図58(C)に示すように、ベース1102の側面に一対の主翼1106,1106を設けてもよい。この際、一対の主翼1106,1106を収納可能に構成してもよいし、取り外し可能に構成してもよい。ベース1102の底面にアタッチメントを設け、車両(自動車、トラック、農作業車など)、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、船舶、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい。ベース1102に車輪や直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。
≪第32実施形態≫
図59は第32実施形態に係る作業装置1200の斜視図である。
第32実施形態に係る作業装置1200は、図59に示すように、搭乗部(1201〜1205)と、筒型回転体1210a〜1210gと、羽根部材1211a〜1211dおよび1212a〜1212dと、連結部材1220a〜1220dとを備えて構成された有人型飛行体である。
搭乗部は、カバー1201と、ベース1202と、座席1203と、操作部1204と、底部1205とから構成される。カバー1201には図示しない開閉扉が設けられており、開閉扉からカバー1201内に操縦者が搭乗することが可能である。
ベース1202には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部および電源が収納されている。底部1202の底面には、4つの車輪1206a〜1206dが設けられている。
筒型回転体1210a〜1210gは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1210a〜1210dは、先端部に羽根部材1211a〜1211dおよび1212a〜1212dが設けられている。筒型回転体1210a〜1210cは、連結棒部材として機能する筒型回転体1210eおよび1210fにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1210bおよび1210dは、連結棒部材として機能する筒型回転体1210gにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1210gは、筒型回転体1210eおよび1210fと直交する配置にあり、本体である搭乗部(1201〜1205)に配置されている。筒型回転体1210e〜1210fおよび1210gは、必ずしも筒型回転体により構成する必要はなく、駆動力を有しない棒部材により構成してもよい。
各筒型回転体1210の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることでピッチ、ロールなどの動作を行うことも可能である。筒型回転体1210a〜1210dは、連結部材1220a〜1220dの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。
≪第33実施形態≫
図60は第33実施形態に係る作業装置1300の斜視図である。
第33実施形態に係る作業装置1300は、後方に3つのプロペラ(1311d〜1311fおよび1312d〜1312f)を備える点で第32実施形態に係る作業装置1200と相違するが、その他の構成は同様の有人型飛行体である。
筒型回転体1310a〜1310jは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1310a〜1310fは、表面に羽根部材1311a〜1311fおよび1312a〜1312fが設けられている。筒型回転体1310a〜1310cは、連結棒部材として機能する筒型回転体1310gおよび1310hにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1310d〜1310fは、連結棒部材として機能する筒型回転体1310iおよび1310jにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1310d〜1310fは、連結棒部材として機能する筒型回転体1310iおよび1310jにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1310bおよび1310eは、連結棒部材として機能する筒型回転体1310kにより、同一直線上に配置されている。筒型回転体1310kは、筒型回転体1310gおよび1310hと直交する配置にあり、本体である搭乗部1301に配置されている。筒型回転体1310g〜1310kは、必ずしも筒型回転体により構成する必要はなく、駆動力を有しない棒部材により構成してもよい。
各筒型回転体1310の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることでピッチ、ロールなどの動作を行うことも可能である。筒型回転体1310a〜1210fは、連結部材1320a〜1320fの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。第33実施形態に係る作業装置1300は、後方に3つのプロペラ(1311d〜1311fおよび1312d〜1312f)を備えるので、第32実施形態と比べ、スロットル、ピッチ、ロール、ラダーなどの動作をより柔軟に行うことが可能となる。
≪第34実施形態≫
図61(A)は第34実施形態に係る作業装置1400の平面図である。
第34実施形態に係る作業装置1400は、図61(A)に示すように、搭乗部(1401〜1406)と、筒型回転体1410a〜1410dと、羽根部材1411a〜1411dおよび1412a〜1412dとを備えて構成された有人型飛行体である。
搭乗部は、カバー1401と、コックピットベース1402と、座席1403と、操作部1404と、床部1405と、内フレーム1406とから構成される。カバー1401には図示しない開閉扉が設けられており、開閉扉からカバー1401内に操縦者が搭乗することが可能である。
コックピットベース1402には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部および電源が収納されている。
円盤状の床部1405の裏側には回動装置が組み込まれており、内フレーム1406に対して床部1405を360度回転させることが可能である。内フレーム1406は、外側フレーム1407a,1407b、前フレーム1408および後フレーム1409の上に設置されている。
各筒型回転体1410の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることでピッチ、ロールなどの動作を行うことも可能である。
筒型回転体1410a〜1410gは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成であり、上端部分に羽根部材1411a〜1411dおよび1412a〜1412dが設けられている。筒型回転体1410a〜1410gは、外側フレーム1407aおよび1407bの両端部にそれぞれ設けられており、上面視直方体形に配置されている。
図61(B)は作業装置1400の変形例の側面図であり、一対の主翼1430a,1430bを備えている。一対の主翼1408a,1408bにジェットエンジンを設けてもよいし、外側フレーム1407a,1407bに収納可能に構成してもよいし、取り外し可能に構成してもよい。なお、外側フレーム1407a,1407b、前フレーム1408および後フレーム1409を筒型回転体1410により構成してもよい。
≪第35実施形態≫
図62(A)は第34実施形態に係る作業装置1500の平面図であり、(B)は側面図である。
第35実施形態に係る作業装置1500は、図62に示すように、搭乗部(1501〜1505)と、筒型回転体1510a〜1510iと、羽根部材1511a〜1511dおよび1512a〜1512dと、連結部材1520a〜1520fとを備えて構成された有人型飛行体である。
搭乗部は、カバー1501と、コックピットベース1502と、座席1503と、操作部1504と、床部1505と、内フレーム1506とから構成される。カバー1501には図示しない開閉扉が設けられており、開閉扉からカバー1501内に操縦者が搭乗することが可能である。1501内は水密構造となっており、作業装置1500を潜水艦として利用することも可能となっている。
ベース1502には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部および電源が収納されている。
円盤状の床部1505の裏側には回動装置が組み込まれており、内フレーム1506に対して床部1505を360度回転させることが可能である。内フレーム1506は、外側フレーム1507の上に設置されている。外側フレーム1507の下部に車輪や作業用の直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。外側フレーム1507の下部にアタッチメントを設け、車両(自動車、トラック、農作業車など)、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、船舶、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい。外側フレーム1507の下部に車輪や直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。
筒型回転体1510a〜1510iは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1510a〜1510dは、上端部分に羽根部材1511a〜1511dおよび1512a〜1512dが設けられている。筒型回転体1510a〜1510gは、十字形の外側フレーム1507の各端部にそれぞれ設けられている。筒型回転体1510a〜1510fは、連結部材1520a〜1520fの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。したがって、たとえば上昇時は、図62(B)のように、筒型回転体1510a〜1510fを鉛直方向に位置させ、水平または斜め方向への移動時は、図62(A)のように、筒型回転体1510の一部を水平または斜め方向に位置させることができる。
≪第36実施形態≫
図63(A)は第36実施形態に係る作業装置1600の側面図であり、(B)は(A)の変形例の側面図である。
第36実施形態に係る作業装置1600は、図63(A)に示すように、収容部1601と、開閉扉1602と、車輪1603a〜1603dと、フレーム1604と、筒型回転体1610a〜1610bと、羽根部材1611a〜1611bおよび1612a〜1612bと、連結部材1620a〜1620bとを備えて構成された無人型飛行体である。
収容部1601は、搬送対象となる荷物を収容する空間である。収容部1601への荷物の収容は、開閉扉1602を開閉して行うことができる。収容部1601の底部には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部、通信部および電源が収納されている。車輪1603a〜1603dは、駆動源(図示せず)により自走可能に構成されている。
筒型回転体1610a〜1610cは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1610a〜1610bは、先端部に羽根部材1611a〜1611bおよび1612a〜1612bが設けられており、根元部は連結部材1620a〜1620bに連結されている。筒型回転体1610a〜1610bは、連結部材1620a〜1620bの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。たとえば上昇時は、筒型回転体1610a〜1610bを鉛直方向に位置させ、水平または斜め方向への移動時は、図63(A)のように、筒型回転体1610bを水平または斜め方向に位置させることができる。
収容部1601の上端に設けられたフレーム1604には、連結部材1620a〜1620bが可動に連結されている。フレーム1604を収容部1601に対し、相対移動可能に構成してもよい。
図63(B)に示す変形例では、フレーム1604が収容部1601の側面に設けられている。図63(B)において、図63(A)と同一の番号を付された部材は、同一の構成であるので説明を省略する。図63(B)に示す変形例においても、たとえば上昇時は、筒型回転体1610a〜1610bを鉛直方向に位置させ、水平または斜め方向への移動時は、図63(B)のように、筒型回転体1610bを水平または斜め方向に位置させることができる。なお、収容部1601を、人が搭乗できるように構成し、有人型の飛行体にもなる自動車を構成してもよい。作業装置1600は、農業作業機械(農業作業車)、建築作業機械(建築作業車)、運送作業機械(運送作業車)としても利用することができる。
≪第37実施形態≫
図64(A)は第37実施形態に係る作業装置1700の斜視図である。
第37実施形態に係る作業装置1700は、図64(A)に示すように、本体1701と、筒型回転体1710a〜1710oと、羽根部材1711a〜1711eおよび1712a〜1712eと、連結部材1720a〜1720jと、根元部連結部材1730a〜1730eとを備えて構成された飛行体である。
本体1701は、荷物が積載される積載部1702と、根元部連結部材1730a〜1730eが装着されるレール1703と、根元部連結部材1730a〜1730eをレール1703に沿って移動させる移動装置(図示せず)が埋設される環状溝部1704と、検出機構(図示せず)を備えている。
本体1701の筐体内には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部と、通信部と、電源とが収納されており、筒型回転体1710および連結部材1720および根元部連結部材1730の駆動の制御を遠隔操作することが可能である。検出機構(図示せず)は、第24実施形態に係る検出機構830と同様である。
筒型回転体1710a〜1710oは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体1710a〜1710eは、先端部に羽根部材1711a〜1711eおよび1712a〜1712eが設けられている。
各筒型回転体1710の回転速度および方向は、制御部によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることも可能である。筒型回転体1710a〜1710oは、連結部材1720a〜1720jおよび根元部連結部材1730a〜1730eの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。
図64(B)に示す変形例のように、一対の主翼1741,1742を備える構成としてもよく、この際、収容可能または取り外し可能に構成してもよい。なお、主翼1741,1742にジェットエンジンやプロペラを備える構成を採用することもできる。
第37実施形態に係る作業装置1700では、筒型回転体1710a、1710fおよび1710kが第1の指を構成し、筒型回転体1710b、1710gおよび1710lが第2の指を構成し、筒型回転体1710c、1710hおよび1710mが第3の指を構成し、筒型回転体1710d、1710iおよび1710nが第4の指を構成し、筒型回転体1710e、1710jおよび1710oが第5の指を構成する。すなわち、作業装置1700は、あたかも5本の指を備えるロボットハンドのような使い方をすることができ、積載部1702に積載された荷物を、連結部材1720f〜1720jおよび/または根元部連結部材1730a〜1730eの箇所で筒型回転体1710f〜1710oを屈曲させることにより、把持することが可能である。この場合においても、連結部材1720a〜1720eの箇所で、羽根部材が付いた筒型回転体1710a〜1710eの角度を調節することで、作業装置1700を飛行させることが可能である。なお、図64では5本の指を備える構成を例示したが、指の本数は複数本であれば足り、変更が可能である。
また、根元部連結部材1730a〜1730eをレール1703に沿って移動させることにより、第1ないし第5の指の位置関係を調整することができるので、荷物の大きさや形状に応じて、適切な荷物の固定をすることが可能である。
本実施形態では、積載部1702に荷物を積載する構成を例示したが、積載部1702をソーラーパネル面により構成してもよい。この場合、本体1701の下方に荷物を積載するための積載空間を設けることが好ましい。本体1701の下方に荷物を運ぶためのかごを設けてもよい。本体1701の底面にアタッチメントを設け、車両(自動車、トラック、農作業車など)、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、船舶、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい。本体1701の下方に車輪や直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。
≪第38実施形態≫
図65は第38実施形態に係る作業装置1800の斜視図である。
第38実施形態に係る作業装置1800は、図65(A)に示すように、本体(1801,1802)と、筒型回転体1810a〜1810oと、羽根部材1811a〜1811eおよび1812a〜1812eと、連結部材1820a〜1820jと、根元部連結部材1830a〜1830eとを備えて構成された飛行体である。
本体は、上部本体1801および下部本体1802から構成されており、折り曲げ部1803で折り曲げ、本体に谷部を形成することが可能である。上部本体1801の側面には、根元部連結部材1830a〜1830dがスライド可能に装着されるスライド機構(図示せず)が設けられている。下部本体1802には、根元部連結部材1830eがスライド可能に装着されるスライド機構1804と、を備えている。上部本体1801および下部本体180において網掛けで図示している部分は、凹みである。
本体(1801,1802)の筐体内には、GPSを備えたコンピュータからなる制御部と、通信部と、電源とが収納されており、筒型回転体1810および連結部材1820および根元部連結部材1830の駆動の制御を遠隔操作することが可能である。また、本体(1801,1802)は、第24実施形態に係る検出機構830と同様の検出機構(図示せず)を備えている。
第38実施形態に係る作業装置1800は、飛行体としての利用はもちろん、ロボットハンドとしても利用することができる。ここで、図65は5本の指を備える構成としているが、指の本数は複数本であれば足り、変更が可能である。なお、本体(1801,1802)に一対の主翼を備える構成としてもよく、この際、収容可能または取り外し可能に構成してもよい。本体1701の下方に荷物を運ぶためのかごを設けてもよい。本体1801の底面にアタッチメントを設け、車両(自動車、トラック、農作業車など)、工事用重機、作業機械、土木機械、農作業用機械(チェーンソーなど)、建築機械、コンテナ、カゴ、船舶、人型ロボット、作業用ロボットなどに取り付け可能に構成してもよい。本体1801に車輪や直列に接続された筒型回転体により構成された指を複数本備えるロボットハンド(たとえば、図10に示す第6実施形態のロボットハンド)を設けてもよい。
≪第39実施形態≫
図66(A)は第39実施形態に係る作業装置1900の第一の姿勢を説明する側面図、(B)は第二の姿勢を説明する側面図である。
第39実施形態に係る作業装置1900は、図66(A)に示すように、揚力発生機構を備え、飛行することができる自動車1902である。作業装置1900の揚力発生機構は、ベース1901と、筒型回転体1910a〜1910dと、羽根部材1911a〜1911bおよび1912a〜1912bと、連結部材1920a〜1920dとを備えて構成される。
作業装置1900は、筒型回転体1910および連結部材1920の駆動を制御する制御部(図示せず)を備えている。各筒型回転体1910は、各連結部材1920の箇所で任意の方向に曲げることができ、走行時と飛行時とで異なる姿勢を取ることができる。たとえば、走行時には、図66(B)に示すように、プロペラ(1911a〜1911b,1912a〜1912b)を内側に折り曲げて、走行の邪魔にならないようにすることができる。
図66(C)は第39実施形態の変形例に係る作業装置1900’の側面図である。変形例に係る作業装置1900’は、筒型回転体1910e〜1910fおよび連結部材1920e〜1920fを備える点で、第39実施形態に係る作業装置1900と相違する。変形例に係る作業装置1900’も、走行時と飛行時とで異なる姿勢を取ることができ、走行時には、図66(C)に示すように、プロペラ(1911a〜1911b,1912a〜1912b)を自動車側に折り曲げて、走行の邪魔にならないようにすることができる。ベース1901の側面に、一対の主翼を設けてもよく、この際、一対の主翼を収納可能に構成してもよいし、取り外し可能に構成してもよい。
≪第40実施形態≫
図68は、第40実施形態に係る作業装置890の側面図である。第40実施形態に係る作業装置870は、図54(B)に示す作業装置870の変形例であり、伸縮機構90a〜90cを備える点で主に相違する。
上下方向伸縮機構90aは、上下方向の高さを調整する機構であり、たとえば、図27に記載の油圧による伸縮筒体90、或いは、サスペンション、空気ばね、弾性体、アクチュエーター、モーターである。図68では、4つの上下方向伸縮機構90aを設けているが、上下方向伸縮機構90aの数は複数であれば足り、これより3個または5個以上でもよい。
本体幅方向伸縮機構90bは、本体871の幅を調整する機構であり、たとえば、図27に記載の伸縮筒体90である。
車輪幅方向伸縮機構90cは、側端部材876,876bの幅方向の距離を調整する機構であり、たとえば、図27に記載の伸縮筒体90である。
第40実施形態に係る作業装置890によれば、伸縮機構90b〜90cを備えるので、長さの異なる筒型回転体872を装着することが可能となるし、筒型回転体872の数を減らしたり、増やしたりすることも可能である。また、伸縮機構90aを備えるので、異なる形状の外装体を備える筒型回転体を装着することが可能となる。
中間部材875a,875bは、中間部材855と同様の可とう性のある素材で構成されているため、地面の凹凸に応じて変形し、障害物にぶつかっても変形しながら走行することが可能である。
≪第41実施形態≫
図69は、第41実施形態に係る作業装置2000の平面図である。第41実施形態に係る作業装置2000は、本体2001と、歯の裏側を磨くための裏側洗浄用回転機構2010と、歯の表側を磨くための表側洗浄用回転機構2020とを備えたマウスピース型の作業装置である。本体2001のU字の底面(押圧部材2022c)付近に柄を設けてもよく、第三者による被介助者への脱着を容易にしてもよい。
裏側洗浄用回転機構2010は、筒型回転体2011a〜2011jと、押圧部材2012a〜2012eと、連結部材2013a〜2013iと、端部連結部材2014a,2014bと、を備えている。
筒型回転体2011a〜2011jは、図35に示す第16実施形態に係る筒型回転体210と同様であり、表面に多数の毛材(図示省略)が植えられており、筒型回転体2011a〜2011jが回転することによりブラッシングを行うことが可能である。筒型回転体2011a〜2011jは、可とう性のある連結部材2013a〜2013iにより連結されている。連結部材2013b,2013c,2013e,2013g,2013hは、押圧部材2012a〜2012eにより押圧される。本体2001には図示しない電源ボタンが設けられており、この電源ボタンを押すと押圧部材2012a〜2012eが突出して筒型回転体2011a〜2011jが歯の裏側に押しつけられ、筒型回転体2011a〜2011jが回転する。押圧部材2012a〜2012eを突出させる駆動装置は、たとえば、ボールネジとモーターにより構成される。端部連結部材2014a,2014bは、可とう性があり、本体2001が備える電源(図示せず)から筒型回転体2011a〜2011jに電力を供給する。
表側洗浄用回転機構2020は、筒型回転体2021a〜2021hと、押圧部材2022a〜2022eと、連結部材2023a〜2023mと、端部連結部材2024a,2024bと、を備えている。筒型回転体2021a〜2021hは、筒型回転体2011と同様であり、表面に多数の毛材(図示省略)が植えられており、筒型回転体2021a〜2021hが回転することによりブラッシングを行うことが可能である。筒型回転体21a〜2021hは、可とう性のある連結部材2023a〜2023mにより連結されている。連結部材2023c,2023e,2023g,2023i,2023kは、押圧部材2022a〜2022eにより押圧される。本体2001の電源ボタン(図示せず)を押すと押圧部材2022a〜2022eが突出して筒型回転体2021a〜2021hが歯の表側に押しつけられ、筒型回転体2021a〜2021hが回転する。
作業装置2000は、マウスピースのように上の歯または下の歯を、溝部2030に装着して使用される。図69に示した筒型回転体2011、押圧部材2012、筒型回転体2021および押圧部材2022の数は例示であり、多くすることもできれば、少なくすることもできる(最小限の構成としては、裏側洗浄用回転機構2010および表側洗浄用回転機構2020を、それぞれ3本の筒型回転体2011により構成できる。)。
≪第42実施形態≫
図70は、第42実施形態に係る作業装置2100の側面図である。第42実施形態に係る作業装置2100は、井型に配置されたプロペラ機構を備える有人型飛行体である。
筒型回転体2110a〜2110hは、第1実施形態に係る筒型回転体10と同様の構成である。筒型回転体2110a〜2110hは、表面に羽根部材2111a〜2111hおよび2112a〜2112hが設けられている。筒型回転体2110a〜2210bは、連結棒部材2113aおよび2215a,2115bにより、同一直線上に配置されており、筒型回転体2110c〜2110dは、連結棒部材2113bおよび2215c,2115dにより、同一直線上に配置されている。
筒型回転体2110eおよび2210gは、連結棒部材2114aにより、同一直線上に配置されており、筒型回転体2110fおよび2110hは、連結棒部材2114bにより、同一直線上に配置されている。
連結棒部材2114aには主翼2116aが設けられ、連結棒部材2114bには主翼2116bが設けられている。一対の主翼2116a,2116bにジェットエンジンを設けてもよいし、連結棒部材2114a,2114bに収納可能に構成してもよいし、取り外し可能に構成してもよい。
連結棒部材2113a,2113b,2114a,2114bに積載部を構成する台部を取り付けてもよいし、人が乗るための搭乗部を設けてもよい。
各筒型回転体2110の回転速度および方向は、制御部(図示せず)によりそれぞれ個別に制御することができ、また特定のもののみを動作させることでピッチ、ロールなどの動作を行うことも可能である。筒型回転体2110a〜2110hは、連結部材2120a〜2120hの部分で相対角度を変えた状態で固定することができる。たとえば、全ての筒型回転体2110a〜2110hの羽根部材2111a〜2111hおよび2112a〜2112hを上方に向けて固定することもできるし、水平方向に向けて固定することもできる。
≪第43実施形態≫
図71(A)は、第41実施形態に係る作業装置2200の斜視図である。第43実施形態に係る作業装置2200は、図53に示す第26実施形態に係る作業装置703の変形例であり、作業装置703と同じ構成要素については同じ符号を振り、説明を省略する。
第43実施形態の作業装置2200は、3本の細長部材R1〜R3に沿って移動することが可能であり、カバー部材であるビニール(図示せず)を取り付けることにより農業用トンネルを構成する。フレーム707に連結する単位作業装置703の数は、例示の3台に限定されず、複数台であれば任意の数とすることができる。単位作業装置703a〜703cの本体704a〜704cを棒状部材により連結してもよい。
単位作業装置703a〜703cは、車輪支持部711a〜711cに伸縮機構2201a〜2201cを備え、車輪支持部712a〜712cに伸縮機構2202a〜2202cを備えている。地面に凹凸がある場合でも、伸縮機構2201a〜2201cおよび2202a〜2202cが凹凸を吸収するので、安定した走行が可能である。
≪第44実施形態≫
図72(A)は、第44実施形態に係る作業装置2300の側面図、(B)は底面図である。第44実施形態に係る作業装置2300は、図55に示す第28実施形態に係る作業装置903の変形例であり、作業装置903と同じ構成要素については同じ符号を振り、説明を省略する。
筒型回転体910a〜910fは、筒型回転体10と同様のモーター機構を有し、外装体の表面に掃除用ブラシとして機能する毛材が設けられている。連結部材920a〜920dは、連結された筒型回転体910同士の角度を変えた状態で固定することができる。
本体2301は、筒型回転体2303と、車輪2304a,2304bと、伸縮機構2305と、取っ手2306と、制御装置(図示せず)と、電源(図示せず)とを備えている。子機となる島部2032は、伸縮機構2305を介して本体2301と連結されている。伸縮機構2305は、本体2301と島部2032との距離を調整するための機構であり、たとえば、図27に示す伸縮筒体により構成される。伸縮機構2305により、根元部連結部材914a,914b間の距離を調節することができるので、側壁の厚さが異なる風呂桶にも取り付けることが可能である。車輪2304aと根元部連結部材914aとの間に伸縮機構2305と同様の伸縮機構を設けてもよい。
車輪2304a,2304bは、風呂桶の側壁の上面を走行するための車輪であり、図示しないモーターにより駆動する。筒型回転体2303は、筒型回転体910と同様、モーター機構と外装体の表面に設けられた掃除用ブラシとを備えており、風呂桶の側壁の上面を掃除することができる。筒型回転体910aおよび910cは、風呂桶の側壁の内側面を掃除するためのものであり、筒型回転体910dは、風呂桶の側壁の上面を掃除するためのものであり、筒型回転体910eは、風呂桶の側壁の外側面を掃除するためのものであり、筒型回転体910fは、洗い場の床面を掃除するためのものである。筒型回転体910fの先端側に自走式の掃除機をジョイントできるように構成してもよい。根元部連結部材914a,914bに上下方向の高さを調節するための伸縮機構(たとえば、図27に記載の伸縮筒体90)を設けてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
上述したいずれの実施形態においても、電源として二次電池を用いることができ、この場合、公知の方法で無線電波により充電を行う構成とすることもできる。また、太陽光発電装置から電源供給を受ける構成としてもよいし、自動車等のアタッチメントで連結する機械が備えるバッテリーから電源供給を受ける構成とすることもできる。商用電源または発電機と直接接続して給電する構成とすることもできる。たとえば、飛行体である実施形態においても、災害時に電波局として利用する場合などには、電源ケーブルを介して充電しながら飛行させることもできる。
上述したいずれの実施形態の制御部においても、人口知能を用いたルート生成機能およびマップ更新機能を適用することができる。ルート生成機能は、制御部の記憶装置に記憶された環境地図を利用して、外部サーバと通信を行うことなく、自律走行用のルートを制御部の処理装置に生成させる。マップ更新機能は、周辺の物体の位置および形状情報を距離センサー(たとえば、超音波センサー)からの信号に基づき把握し、走行しながら自身の周辺にある周辺マップを制御部の処理装置にリアルタイム更新させる。上述した実施形態の装置のうち、無線通信装置を備えない全ての装置において、無線通信装置を設けることにより、遠隔操作可能に改変することができる。また、上述したいずれの実施形態の制御部においても、無線通信を介してスマートフォン等から遠隔操作可能に構成することができる。
また、筒型回転体10または回転体集合体1に、連結部材20とは異なる付属品(アタッチメント)を取り付けることで、筒型回転体10または回転体集合体1を様々な用途に利用することができる。たとえば、筒型回転体10が回転することで巻き取り可能なロープを、筒型回転体10に取り付ける構成とすることができる。これにより、筒型回転体10をウィンチとして利用することができる。また、筒型回転体10に、吸引口と吸引機構とを取り付けることで、筒型回転体10を、ゴミ等を吸引する掃除機として利用することもできる。さらに、筒型回転体10の外装体13にブラシを取り付けることで、筒型回転体10を、加圧エアーを吹き出してゴミ等を掃く、或いは、吸引する掃除機として使用することもできる。筒型回転体10を、このような掃除機として利用する装置の例として、ブラシを取り付けた筒型回転体10が太陽パネルの表面を往復移動することで、太陽パネルの表面の埃等を掃き取るための装置、屋根の雪下ろしをするための装置が挙げられる。この場合、筒型回転体10が太陽パネルの表面を一定時間ごとに往復移動するように、プログラムを入力しておくことで、太陽パネルの表面を一定時間ごとに往復して清掃する掃除ロボットとして利用することができる。また、筒型回転体10を細長く構成することで、家具の隙間などの掃除に有効に利用することもできる。加えて、一部の筒型回転体10に刃19を取り付けておくことで、カーペットや洋服の毛玉と埃とを同時に除去することもできる。加えて、筒型回転体10にエアー噴出や放水のための機構を取り付けえてもよい。さらに、筒型回転体10に吸水(排水)機構や除雪機構を取り付けた構成とすることもできる。また、筒型回転体10の外装体13に刃19を取り付けて、ロータリー除雪機のオーガ(雪かき機構)として利用することもできる。
また、刃19を取り付けた筒型回転体10に、ロープやレールを把持する附属物を取り付けることで、ロープやレールに沿って移動する、屋根上の雪かき装置としても利用することができる。さらに、筒型回転体10の大きさおよび重量を大きくすることで、筒型回転体10をロードローラーとして利用することもできる。図33は、筒型回転体10をロードローラー74として利用する場合の構成例を示す底面図である。例示のロードローラー74は、3つの筒型回転体10iからなる第1列と、2つの筒型回転体10iからなる第2列ローラー群と、第1列ローラー群と第2列ローラー群とを連結するローラー連結枠75とを備えている。第2列ローラー群は、第1列ローラー群の連結部材20iと重なる位置に筒型回転体10iが位置するように千鳥状に配置されている。なお、第1列ローラー群および第2列ローラー群を構成する筒型回転体10iの数は例示のものに限定されず、またローラー群の数は3つ以上であってもよい。
また、筒型回転体10の外装体13にスポンジを取り付けることで、筒型回転体10を塗装用装置として利用することもできる。また、筒型回転体10の外装体13に破砕用の突起を取り付けることで、筒型回転体10を、粉砕機のローラーとして利用することもできる。さらに、筒型回転体10の一方の端部に、掘削用または農業用の利器を取り付けることで、筒型回転体10を、筒型回転体10の回転により掘削や耕作、除草等を行う、掘削機または耕作機、あるいは農機具として利用することもできる。
また、筒型回転体10の先端に取り付ける付属品によっては、動物のトリミング、ブラッシング、マッサージ、スキンケア、頭皮ケア、洗髪等を行うこともできる。加えて、筒型回転体10にねじ回し、ドライバー、ラジェット、レンチ、スパナ、トリマー、チェンソー、カッター、ドリル、電動のこぎり、鉄筋用ハッカー、ブラシなどの工具を取り付けることで、筒型回転体10を電動式の工具として利用することもできる。さらに、筒型回転体10の外装体13に調理器具を取り付けて利用することもできる。たとえば、筒型回転体10に攪拌羽根を取り付けることで攪拌機として利用することもできるし、また、筒型回転体10の外装体13に刃を取り付けることでミキサーとして利用することもできる。なお、これらの構成は、公知の技術を用いて行うことができる(以下においても同様。)。また、上述した付属品は、連結部材20と同様に、筒型回転体10の第2の連結部15と連結可能な連結部を備える(以下においても同様。)。
加えて、上述した第1実施形態では、筒型回転体10を台車の車輪として利用する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、筒型回転体10を、人や物を運ぶ移動体の車輪として利用することもできる。たとえば、担架やストレッチャーの接地部に筒型回転体10を取り付けることで、移動式の担架やストレッチャーを構成することができる。また、介護用のベッドの接地部に筒型回転体10を取り付けることで、移動式の介護ベッドを構成することができる。さらに、介護用ベッドの上面に筒型回転体10を取り付けることで、寝返り等行うことができない患者にマッサージを行う機能を有する介護用ベッドとすることもできる。さらに、複数の筒型回転体10にブラシを取り付け、組み立てることで、組み立て式洗車機としても、風呂掃除機としても、トイレ掃除機としても利用することもできる。
また、上述した第7実施形態では、図11に示すように、長尺連結部材25a,25bにより、複数の筒型回転体10を幅方向に連結した作業装置4を例示したが、この構成に加えて、回転体集合体1cに無限軌道(またはチェーンでもよい)を取り付ける構成としてもよい。これにより、凹凸のある道路であっても比較的容易に回転走行が可能となり、たとえば災害用ロボットとして利用することもできる。また、上述した第5実施形態では、筒型回転体10を長さ方向に複数連結し、複数の連結部材22において回動可能な回転体集合体1bを例示したが、この構成に加えて、回転体集合体1bを、ヘビ型の災害用ロボットとして利用することもできる。たとえば、このようなヘビ型の災害用ロボットでは、連結部材22で体全体をくねらせるように制御するとともに、筒型回転体10の回転制御を行うことで、自在に移動することが可能であり、また、筒型回転体10にカメラやセンサーを取り付けることで、パイプの中を点検する用途に用いることもできる。
加えて、上述した第8,9実施形態では、筒型回転体10または回転体集合体1を農機具またはその構成要素として利用する構成を例示したが、たとえば、筒型回転体10に消毒や農薬を散布するための機構を取り付けることで、筒型回転体10または回転体集合体1を消毒や農薬散布用に利用することができる。この場合、一方向のみに散布するように筒型回転体10の動作(農薬散布のタイミング)を制御することで、農薬が意図しない場所まで散布されることを防止することができる。また、筒型回転体10にエアーを発生させる機構を取り付けることで、農薬を特定の方向に散布する構成としてもよい。また、人が装着可能な手袋の指部分に、筒型回転体10または回転体集合体1を取り付ける構成としてもよい。これにより、作業者が草を掴み、筒型回転体10を回転させることで草を地面からむしり取ったり、作業者が果実や野菜を掴み、筒型回転体10を回転させることで果実や野菜をもぎ取ったりすることができる。さらに、林業の分野においては、回転体集合体1を輪のようにして樹木の幹に取り付け、さらに筒型回転体10に刃19を取り付けて、樹木に沿って回転走行(昇降)させることで、樹木から枝を切り払い(枝払い)、または樹の皮を剥いで、樹木を木材として加工することができる。また、刃19を取り付けた筒型回転体10で構成した回転体集合体1を長さ方向に連結してヘビ型とし、当該回転体集合体1を、樹木を這い上がるように動作させることで、枝払いを行う構成とすることもできる。加えて、筒型回転体10に、カメラ並びにスピーカーまたは光源を取り付けることで、防犯機器或いは害獣避けに利用することもできる。なお、上述した筒型回転体10を取り付けたロボットハンドによっても木材加工や枝払いなどを行うことができる。
さらに、上述した実施形態に加えて、人が装着可能な靴の底部分に、筒型回転体10または回転体集合体1を取り付ける構成としてもよい。これにより、人が歩行しなくとも移動することができる。また、靴の底部分に回転体集合体1を取り付ける場合には、人が転倒しないように、制御装置により各筒型回転体10の制動を制御することが好ましい。
また、上述した実施形態に加えて、セグウェイやドローンなどの移動体に筒型回転体10または回転体集合体1を取り付けて作業装置を構成してもよい。たとえば、セグウェイの車輪に代えて、またはセグウェイの車両に加えて、筒型回転体10または回転体集合体1を利用することもでき、また、ドローンに筒型回転体10を取り付ける場合には、筒型回転体10に除草機能、収穫機能、散水機能などを取り付けることで、足場の悪い環境においても、空中から農業支援を行うことができる。また除草機、農耕機、農業機械、掃除機、産業用ロボットなどの車両に代えて、筒型回転体10または回転体集合体1を利用することもできる。
さらに、筒型回転体10または回転体集合体1を医療用器具として利用することもできる。たとえば、筒型回転体10を小さく構成し、当該筒型回転体10に医療用メス(電気メスを含む)の刃を取り付けることで、医療用メスとして使用することができる。また、筒型回転体10の一部からレーザー光を照射できるようにすることで、筒型回転体10を、レーザーメスとして利用することができる。この場合、筒型回転体10を回転させることで、360°自由な位置にレーザー光を照射することができる。また、筒型回転体10を棒状部座の先端に取り付け回転させることで、たとえば背中などに薬を塗布する用途にも利用することができる。加えて、筒型回転体10または回転体集合体1を美容器具として利用することもできる。たとえば、筒型回転体10に刃19を取り付けることで髭剃りとして利用することもできる。また、図11に示すように、複数の筒型回転体10に、髭、もみあげなどにそれぞれ応じた刃を取り付けることで、髭ともみあげを同時に剃ることもできる。さらに、複数の筒型回転体10を用いて鼻から全体を包むように回転体集合体を構成することで、一度に顔全体の髭を剃ることが可能な髭剃りとすることもできる。このようにすることで、たとえば介護者は手軽に要介護者の髭を剃ることが可能となる。また、髭剃りに限定されず、頭髪の散髪や、ささくれの除去にも利用することができる。また、筒型回転体10が刃を備えない構成とすることで、顔や体のマッサージに利用することもできる。さらに、筒型回転体10を化粧やスキンケアに利用することもできる。顔のマッサージや化粧、スキンケアに利用する場合には、顔全体を覆うように回転体集合体を構成することで、顔全体を一度にマッサージ等を行うことができるし、回転体集合体の表面にパフをつけて化粧落としやクレンジングを行うこともできる。さらには、枕に筒型回転体10を組み込むことで頭部、首、肩、背中のマッサージ機として利用することもでき、これに加えバイブレーション機能を設けるようにしてもよい。
加えて、上述した第3実施形態では、筒型回転体10または回転体集合体1の動作をプログラミングすることで、筒型回転体10または回転体集合体1を知育玩具として利用する構成を例示したが、この構成に加えて、回転体集合体1の一方の端部に皿またはそれに相当する部材を取り付けて、皿回し用の玩具とすることもできる。これにより、皿回しができる筒型回転体10の連結数を競うことができる。また、筒型回転体10から水が出るような構成とすることで、水芸のための器具として利用することもできる。さらに、回転体集合体1を、プログラミングおよび組み立て可能なヘビ型のロボットとすることもできる。また、ジェットコースターなどの遊具の車輪として利用することもできる。さらに、映像に合わせて振動する椅子や乗り物などのアトラクション装置に、回転体集合体1を利用して、観客または乗客を振動等させることもできる。
また、上述した実施形態に加えて、形の大きい筒型回転体10の内部に、形の小さい筒型回転体10を配置する構成とすることもできる。また、筒型回転体10は、水中および空中においても利用することができる。たとえば、筒型回転体10にスクリューを取り付けることで、水中走行用または水上走行用のモーターとして利用すること、筒型回転体10に複数の羽根を取り付けてプロペラとして利用することができる(水中ドローンとすることも可能であり、さらにはプロペラを海藻取り機として利用することも可能である。)。また、筒型回転体10の取り付け方向(水平方向、鉛直方向を含む)に応じて、水平方向または垂直方向に水中走行するためのモーターとして利用することができる。また、筒型回転体10は、ソーラーパネルを備え、太陽発電により電力を供給する構成とすることもできる。また、道路や荷物の運搬路に複数の筒型回転体10を連続して配設してもよい。これにより、筒型回転体10が回転することで、人、車、荷物等をベルトコンベアーのように搬送することもできる。
加えて、上述した実施形態に加えて、筒型回転体10または回転体集合体1にカメラやスピーカーを取り付けて、防犯用の装置として利用することができる。この場合、たとえば、垂直方向に立てたポールを、第5実施形態のようにポールを回転体集合体1で把持させることで、移動式の防犯用カメラ・スピーカーとすることができる。また、発熱機構を取り付けることで、自走式のアイロンとして利用することもできる。さらに、筒型回転体10は、内燃機関、エンジン(ハイブリッドエンジン、ロケットエンジン、水素エンジンを含む)、発電機に利用することもできる。
さらに、筒型回転体10または回転体集合体1を漁具に取り付けて利用することもできる。たとえば、網を巻き上げる巻き揚げ機のローラーを筒型回転体10とすることができる。また、釣り竿に取り付けるリール、漁具、網を巻き上げるためのウィンチ等を筒型回転体10により構成することもできる。
また、筒型回転体10または回転体集合体1は、車両のタイヤ(車輪)に利用してもよいし、キャタピラとして利用することもできるし、電車(または電車型の移動体)の車輪に利用することもできる。また、このような電車型の移動体は、コンテナを運搬するものでもよく、道路を走行させることもできる。また、上述した第6実施形態では、筒型回転体10または回転体集合体1をロボットハンドに利用する構成を例示したが、この構成に代えてまたはこの構成に加えて、筒型回転体10または回転体集合体1をロボットの足部に利用することができる。たとえば、ロボットの足の底部に筒型回転体10または回転体集合体1を取り付けることで、ロボットを移動可能とすることができる。なお、この場合、ロボットが転倒しないように、制御装置により各筒型回転体10の制動を制御することができる。また、ロボットが備える足の数は特に限定されない。さらに、ロボットのアーム、胴部または脚部を筒型回転体10としてもよい。
加えて、上述した回転体集合体1は、全てが同じ方向に回転する必要はなく、回転体集合体1を構成する筒型回転体10が独立して制御された方向に回転することができる。また、回転速度や回転の有無なども、それぞれの筒型回転体10が独立して行うことができる。
また、上述した第6実施形態では、ロープRを把持しロープR上を回転走行する回転体集合体1bを例示したが、これに限定されず、たとえば図34に示すように、上下または左右に対向して設けられた一組のロボットハンド101を連結具43を介して本体部57に複数組設けるようにしてもよい。本体部57は、ロボットハンド101の駆動を制御する制御装置と、電源と、無線通信装置とを備えている。本体部57は、検査装置の場合もあれば、搬送空間を有する搬送部の場合もある。
ロープRは、上下方向ではなく左右方向に平行して設けられる場合もある。また、ロープRは、ワイヤー、電線、鉄筋棒、レール、ポールであってもよい。
また、上述した第8実施形態では、筒型回転体10の外装体13に刃19を取り付ける構成を例示したが、この構成に加えて、連結部材20の表面にも刃19を取り付ける構成としてもよい。このように連結部材20にも、筒型回転体10と同様の機能を備えさせることで、連結部材20で筒型回転体10を連結している場合も、ムラなく、草刈り等を行うことができる。
また、図25(A)に示すように、取り付け具を介して、筒型回転体10を垂直に立てたポールに取り付けることができる。また、図25(B)に示すように、取り付け具を介して、筒型回転体10を、地面から離れて水平方向に延びるポールPに取り付けることもできる。なお、取り付け具56は、特に限定されず、公知の取り付け具を利用することができる。このように、筒型回転体10は、取り付け具56を用いることで、どのような部材にも取り付けることができる。ここで、筒型回転体10のモーターを油圧モーターにより構成し、空洞部分に油圧ポンプ、油圧タンクまたはエンジンの燃料を内蔵するタンクを設けてもよいし、エンジンとモーターの両方を備えるハイブリッド駆動源を設けるようにしてもよい。また、筒型回転体10に農薬等を散布するための散布装置(スプレー)を取り付けてもよい。図25では、単一の筒型回転体10を備える構成を例示したが、複数の筒型回転体10を直列に接続してもよい。
さらに、上述した実施形態では、筒型回転体10に刃19を取り付ける構成を例示したが、刃19の形状は特に限定されず、たとえば、カミソリのように複数枚の刃を備えたリール式の構造としてもよいし、いわゆる「電動丸のこ」のように、外縁を刃とした円盤を筒型回転体10の端部に取り付けて回転させることで切断を行うロータリー式の構造としてもよいし、グラインダーの研削盤を筒型回転体10の端部に取り付けて回転させる構成としてもよい。また、チェンソーのように刃である縁部のみを筒型回転体10で回転させる構造としてもよい。さらに、外装体13に、櫛状の複数の突起を有する櫛を取り付け、筒型回転体10で回転させることで、動物や人間の頭等をトリミングを行う構造としてもよい。また、扇風機のように、筒型回転体10に羽根を取り付けることで、筒型回転体10を乾燥機や送風機として利用することもできる。筒型回転体10を乾燥機として利用する場合には、熱風を送風するように構成することもできる。さらに、UV光を照射するように構成することで、殺菌機能も備えたハンドドライヤーとして利用することもできる。また、筒型回転体10に羽根を付けることで、風力発電および水力発電にも利用することができる。さらに、筒型回転体10が羽根を備え熱風を送風するように構成することで、バイオトイレにも利用することができる。加えて、筒型回転体10に羽根を備えることで、養殖所などで水を撹拌して空気を含ませる攪拌機、農業用肥料の攪拌機、風力発電機、水力発電機として利用することもできる。
また、上述した第5実施形態(図8および図9)では、軸23を有する連結部材22で筒型回転体10を連結する構成を例示したが、これに加えて、たとえば、図26(A)に示すように、連結部材22で複数の筒型回転体10を連結する構成とすることもできる。ここで、図26(B)は、図26(A)に示す回転体集合体1oに、筒型回転体10を介して、台部81を取り付けた構成を例示している。連結部材22で複数の筒型回転体10を連結することで、図26(B)に示すように、地面に凹凸がある場面でも、地面に沿って滑らかに回転移動をすることができる。この際、個々の筒型回転体10の回転数を異ならせることにより、進行方向を変えることも可能である。また、階段なども移動することができる。特に、図26(B)に示す例では、垂直方向に延びる支柱として筒型回転体10を利用し、筒型回転体10の伸縮を制御することで、地面が凹凸している場合でも、台部81を略水平とすることができる。そのため、たとえば、回転体集合体1oに人や荷物などを載せて、凹凸のある道路を移動させる構成とすることもできる。また、たとえば、回転体集合体1oにコンテナや車(搬送対象の車)を乗せて移動することもできる。さらに、ベビーカーの車輪やスーツケースの車輪、車いすの車輪を、回転体集合体1oに変えることで、ベビーカーやスーツケース、車いすを滑らかに移動させることもできる。加えて、回転体集合体1oにサスペンションを備える構成とすることで、より衝撃を吸収することができる。回転体集合体1oを複数台準備し、これらを前後に連結して利用することもできる。
さらに、上述した実施形態では、筒型回転体10がモーター11,13を有する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図11に示すように、複数の筒型回転体10を並列に連結させた場合に、一部の筒型回転体10においてはモーター11,13を備えず、モーター11,13を有する他の筒型回転体10に従動して回転する構成としてもよい。
1…回転体集合体
2…可変連結部材
3…作業装置(指サック)
4…作業装置
5…作業装置(農作業者)
6…作業装置(台車)
8…作業装置(台車)
10…筒型回転体
11…ステーター
12…芯
13…外装体(ローター)
14…第1の連結部
15…第2の連結部
16…バッテリー
17…制御装置
18…通信装置
19…刃
20…連結部材
21…胴部
22…連結部材(可動軸)
23…軸
24…支柱
25…長尺連結部材
26…連結部
27…連結部材(可動軸)
28…連結バー
29…シャフト
30…車輪
31…根元部(サック下部)
33…フランジ
34…耕うん爪(右)
35…耕うん爪(左)
36…取付基部
37…ボルト挿通孔
38…貫通孔
39…端部フランジ
40…草刈り装置(農作業車)
41…草刈り機構
42…支柱
43…連結具
44…連結バー
45…畝
46…播種機構
47…散水機構
48…耕うん機構
49…基台
50…連結部材
52…作業装置
54…走行装置
55…本体部
56…取り付け具
57…連結具
58…ヒンジ
59…連結部材
60…作業装置
61…本体部
62…プーリー
63…ターンテーブル(回転盤)
64…高さ調整装置(ウィンチ)
65…開度調整装置
66…剪定機構
67…キャスター台
70…回転体固定部材
71…連結部
74…ロードローラー
75…ローラー連結枠
80…台部
81…スライド機構
82…脚部
83…回転盤
84…車輪固定部
85…車輪支柱
86…回転体支柱
90…伸縮筒体
91…筒体本体
92…伸縮制御装置
93…アキュムレータ
94,95…ねじ部
96…油圧シリンダ
100…昇降装置
101…回転体集合体
102…根元部
110…筒型回転体
120…連結部材
203…作業装置
204…本体
205…柄
206…バルーン
207…チューブ部材
210…筒型回転体
220…連結部材
221…先端部材
230…接続部材
231…保護部材
303…作業装置
304…本体
305…柄
310…筒型回転体
311…駆動部
312…回転部
320…内側移動機構
321…ラック
322…ピニオン部
330…外側移動機構
404…本体
405…柄
410…筒型回転体
411…駆動部
412…回転部
504…基台
505…コネクタ
506…マスク部材
507…挿通孔
508…端部部材
510,540…筒型回転体
520,550…連結部材
580…耳掛け部材
590…伸縮筒体
603,613,633…作業装置
604,614,634…本体
605,615…柄
606,616…グリップ部
607,618,620…毛材
608…振動装置
609,610…振動板
617,619…筒型回転体
635…筒型回転体
636…ベルト部材
637…保護部材
638…電池
700…作業装置
703…単位作業装置
704…本体
705…支持部材
706…回転部材
707…フレーム
711,712…車輪支持部
713,714…留め具
731,732…車輪
803…作業装置
804…本体
805…固定部材
806…制御部
807…電源部
810…筒型回転体
811,812…羽根部材
820…連結部材
821…アタッチメント
830…作業装置
831…胴部
832…主翼
833…水平尾翼
834…垂直尾翼
835…筒型回転体
836,837…羽根部材
838…連結部材
839…支持柱
840…翼連結部材
850,870…作業装置
851,871…本体
852,872…筒型回転体
853,873…車輪
854,874…連結部材
855,875…中間部材
856,876…側端部材
857,877…カバー部材
858…吸引口
890…作業装置
900…作業装置
901…洗浄部
902…洗浄部支持部
910…筒型回転体
911…本体
914…根元部連結部材
916…本体駆動部
917…係合部
920…連結部材
931〜934…筒型回転体
941〜944…連結部材
950…自走部
961,963…シリンダ
962,964…ピストンロッド
961〜963…筒型回転体
971〜973…連結部材
980…自走部

Claims (8)

  1. 同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第1の接地作業機構と、
    同一直線上に配置された複数の筒型回転体からなる第2の接地作業機構と、
    第1の接地作業機構および第2の接地作業機構を並列に配置するフレームと、
    前記筒型回転体の駆動を制御する制御装置と、を備えた作業装置であって、
    前記複数の筒型回転体のそれぞれが、モーターと、前記モーターにより回転される外装体と、を備え、
    前記フレームが、前記第1の接地作業機構の複数の筒型回転体と接続され、上下方向伸縮機構(90b)を備える複数の第1支柱(24)と、前記第2の接地作業機構の複数の筒型回転体と接続され、上下方向伸縮機構(90b)を備える複数の第2支柱(24)と、前記第1の接地作業機構および前記第2の接地作業機構を連結する進行方向連結部材(28b)と、を備え、
    前記外装体の表面に刃または爪が設けられており、前記第1および第2の接地作業機構により草刈り、枝切り、伐採、耕うんまたは除雪を行うことができること、または、前記筒型回転体をロードローラーとして利用できることを特徴とする作業装置。
  2. 前記フレームが、前記進行方向連結部材(28b)に設けられ、前記第1の接地作業機構および前記第2の接地作業機構の水平方向の距離を調整可能とする水平方向伸縮機構(90a)を備える請求項1に記載の作業装置。
  3. 前記第1の接地作業機構が、同一直線上に配置された第1A回転機構および第1B回転機構を備えて構成され、
    前記第2の接地作業機構が、同一直線上に配置された第2A回転機構および第2B回転機構を備えて構成され、
    前記フレームが、第1A回転機構および第1B回転機構の距離を調整可能とする第1幅方向伸縮機構と、第2A回転機構および第2B回転機構の距離を調整可能とする第2幅方向伸縮機構を備える請求項1または2に記載の作業装置。
  4. 前記第1A回転機構、前記第1B回転機構、前記第2A回転機構および前記第2B回転機構のそれぞれが、可とう性のある連結部材を介して角度をもって連結された複数の筒型回転体からなる請求項3に記載の作業装置。
  5. さらに、前記第1の接地作業機構および/または前記第2の接地作業機構から斜め方向に延出される畝整形用筒型回転体を備え、
    前記畝整形用筒型回転体が、モーターと、当該モーターにより回転される外装体と、を備える請求項1ないし4のいずれかに記載の作業装置。
  6. 前記フレームと連結された第1の台部と、
    前記フレームと連結された第2の台部と、
    前記第1の台部とその下方に設けられた前記第1A回転機構および前記第1B回転機構を連結する複数の第1台部用伸縮筒体と、
    前記第2の台部とその下方に設けられ前記第2A回転機構および前記第2B回転機構を連結する複数の第2台部用伸縮筒体と、を備える請求項4に記載の作業装置。
  7. 前記第1の接地作業機構の外装体、前記第2の接地作業機構の外装体および/または前記畝整形用筒型回転体の外装体が、ヘリコイドが形成され、入れ子式に配置された第1および第2の外装体を備え、長手方向に伸縮可能である請求項に記載の作業装置。
  8. 前記第1の接地作業機構の外装体の伸縮用アクチュエーター、前記第2の接地作業機構の外装体の伸縮用アクチュエーターおよび/または前記畝整形用筒型回転体の外装体の伸縮用アクチュエーターを備え、当該伸縮用アクチュエーターにより長手方向に自動で前記外装体を伸縮可能である請求項に記載の作業装置。
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