JPH04226881A - 航空機用作業マニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航空機の機体を点検・
整備するための航空機用作業マニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日の高度情報社会においては、人間や
物品の遠距離移動が速やかに行われることが絶対条件と
なりつつある。そのため、高速道路や鉄道などの交通手
段の整備・開発が不可欠なものとなっている。

【０００３】このような情勢の中で航空機は、人員の大
量，高速，遠距離移動を可能とする交通手段として忘れ
てはならない存在である。しかしながら航空機も次第に
その発着回数が多くなる傾向にあり、従来以上に安全性
を重視する必要が生じている。そのためには、航空機が
飛行場に駐機している時間内に、確実に点検・整備を終
了しなければならない。点検・整備の項目の中でも、従
来以上に重要となってくるものは、コックピットの風防
ガラス（Ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ　Ｇｌａｓｓ）の清掃で
ある。

【０００４】風防ガラスには、航空機の飛行中に衝突し
た鳥や虫の死骸がこびりついてしまうことが多い。その
ため、航空機の駐機中にこういった汚物を除去しないで
飛行を続けることは、特に離着陸時に一点を長時間見つ
めることを余儀なくされるパイロットの精神衛生面上、
好ましいものとは言えない。今後、パイロットの飛行回
数，飛行時間が多くなるにつれ、精神衛生面からの問題
は安全性の面からも極力解決されなければならない。

【０００５】一般に、航空機の風防ガラスは開閉構造に
はなっていない。また、風防ガラスにはワイパが備え付
けられているものの、このワイパでは汚物を完全に除去
することはできない。従って、風防ガラスの清掃は、従
来、駐機中の航空機にリフト車が近づいてリフト車のゴ
ンドラに乗った清掃員によって行われていた。しかしな
がら、発着頻度の増加に伴って航空機の駐機時間が今後
どんどん短くなってゆくのを考えると、この清掃方法に
要する清掃時間はまだまだ長く、十分に改良の必要があ
る。また、高所での作業であるためにリフト高を十分（
３０フィート以上）に高くする必要がある一方、清掃員
の安全を考えると高所作業は危険であり好ましくない。 従って今後は、リフト車による清掃作業という作業形態
自体を見直す必要もある。

【０００６】こういった中、風防ガラスの汚物を安全か
つ確実に除去することができるのは、空港敷地内の整備
工場にて定期的に行われる機体全体の清掃時だけという
のが現状となっている。そして、こういった風防ガラス
の清掃作業に限らず、航空機機体の点検・整備作業全般
にわたって安全性，確実性が求められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来では
、風防ガラスの清掃に代表される航空機機体の点検・整
備作業には時間がかかるなどの問題がある。そのため、
航空機の駐機時間が今後どんどん短くなってゆくのを考
えると新たな作業方式を採用する必要がある。

【０００８】本発明はこういった課題を解決するために
なされたものであり、航空機の機体の点検・整備作業を
短時間で安全かつ確実に行うことのできる航空機用作業
マニピュレータの提供を目的とするものである。［発明
の構成］

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、

【００１０】（１）　分離可能な複数の関節部とアーム
部とを接続してなるマニピュレータ部と、このマニピュ
レータ部に接続され、航空機に対して所定の作業動作を
行う作業部とを具備してなる航空機用作業マニピュレー
タとした。また、 （２）　マニピュレータ部には、作業部を所定位置に位
置決めするために航空機に接触しながら移動する移動機
構を設けた。

【００１１】

【作用】以上のような構成からなる航空機用作業マニピ
ュレータは、以下のような特徴を有する。

【００１２】（１）　航空機用作業マニピュレータを関
節部やアーム部で分離可能とすることにより、航空機の
内部へ持ち込むことができる。航空機の内部でマニピュ
レータ部を組み立てれば、作業対象（例えば風防ガラス
）付近の開口部（例えば操縦室の上部に設けられたハッ
チなど）から容易に作業を行わせることができるので作
業が安全である。

【００１３】また、マニピュレータ部のアーム長や関節
数などを任意に選択して組み立てることにより、航空機
の機種によって開口部と作業対象との距離が異なるよう
な場合にも対応させることができる。

【００１４】（２）　マニピュレータ部に移動機構を設
けることにより、複雑な曲面形状をなす機体に沿って機
体に傷をつけることなく作業部を作業対象まで確実に移
動することができる。

【００１５】また、前述のようにマニピュレータ部が任
意の形状に組み立て可能であるとマニピュレータ部の固
有振動数が一定せず制御が難しいが、移動機構によりマ
ニピュレータの一部が機体に接触する構成であれば振動
がそれ程問題にならず制御が容易に行える。そして、振
動が各構成部品に与える悪影響が除去され、マニピュレ
ータ全体として長寿命化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

【００１７】図１，図２は本発明に係る航空機用作業マ
ニピュレータ（以下、「作業マニピュレータ」と言う）
の動作の一例を示す斜視図であり、ここでは作業マニピ
ュレータ１によって航空機の風防ガラス２０３　を清掃
している状態を示している。同図に示すように作業マニ
ピュレータ１は、マニピュレータ部１０と、作業部５１
（後述する）とに大別される。マニピュレータ部１０は
、航空機の機体２００　に固定されるベース部２と、こ
のベース部２に固定される回転可能な肩関節部３と、肩
関節部３に一端を固定してなる第１アーム部４と、第１
アーム部４の他端に固定される回転可能な肘関節部５と
、肘関節部５に一端を固定してなる第２アーム部６と、
第２アーム部６の他端に固定される回転可能な手首関節
部７とを有している。また、手首関節部７の先端には、
前記作業部５１が固定される。

【００１８】また図３に示すように、この作業マニピュ
レータ１を駆動，制御するための信号や電気を供給する
制御装置８は機体２００　内部に配置され、着脱可能な
ケーブル９を介して作業マニピュレータ１と接続してい
る。

【００１９】なお、この実施例においてベース部２が据
え付けられる位置は、機体２００　の操縦室２０１　の
天井部に設けられたハッチ２０２　付近である。そして
ケーブル９は、このハッチ２０２　を通じて機体２００
　外部の作業マニピュレータ１と接続している。

【００２０】図４は、作業マニピュレータ１およびその
周辺機器の構成を示す図である。ケーブル９によって作
業マニピュレータ１と接続する制御装置８は、各関節部
３，５，７および作業部５１を駆動制御するための制御
部１１と、制御信号を演算するための演算部１２と、マ
ニピュレータ部１０を操縦するための操縦信号を出力す
る操縦部１３とで構成されている。

【００２１】演算部１２は例えば小型のコンピュータか
らなり、操縦者（清掃員）がキーボードを介して制御信
号を入力できるようになっている。操縦部１３は例えば
ジョイスティック・レバーからなり、ジョイスティック
・レバーを操縦することによってマニピュレータ部１０
を駆動し、作業部５１を所定位置に位置決めできるよう
になっている。制御部１１は、着脱可能なケーブル１４
，１５によってこれら演算部１２，操縦部１３と接続さ
れる。図５から図７は、作業マニピュレータ１を示す正
面図，側面図，および平面図である。なお、図６，図７
は肘関節部５を直角に曲げた様子を示している。

【００２２】作業マニピュレータ１は、ここでは床１６
上に設置された架台１７に固定されている。架台１７の
下部四隅にはストッパ付きのボールキャスタ１８が取り
付けられており、任意の位置に固定することができる。 また、ボールキャスタ１８により作業マニピュレータ１
を容易に移動運搬することができるようになっている。 なお、架台１７上部はベース部２と着脱自在に接続され
ている。

【００２３】肩関節部３には、第１関節１９と第２関節
２０とが設けられている。第１関節１９は図７に示され
るように、矢印ａ方向へ回転自在となっている。第２関
節２０は図６に示されるように、矢印ｂ方向へ回転自在
となっている。

【００２４】また、肩関節部３の下部には着脱機構２１
が配置されている。この着脱機構２１は図１４に示され
るように、ベース部２に固着された着脱部材２１ａ　と
第１関節１９の下部に固着された着脱部材２１ｂとから
なる。そして、ベース部２に固着された着脱部材２１ａ
　の先端部に形成された縮径部２２を第１関節１９の下
部に固着された着脱部材２１ｂ　の中空部２３へ挿入す
ることにより、肩関節部３をベース部２に連結すること
ができる。

【００２５】図１４に示すように、着脱部材２１ａ　の
縮径部２２にはねじ穴２４ｂ　が形成されており、着脱
部材２１ｂ　には中空部２３を貫通する貫通穴２５が形
成されている。着脱部材２１ａ　と着脱部材２１ｂ　が
連結された状態で貫通穴２５にボルト２４ａ　を挿通さ
せ、ねじ穴２４ｂ　に螺合させることにより、着脱部材
２１ａ　と着脱部材２１ｂ　とが固定される。これによ
り、肩関節部３をベース部２に固定することができる。

【００２６】また、肩関節部３を構成する第１関節１９
，第２関節２０には、第１アーム部４を回転駆動するた
めの駆動機構が内蔵されており、この駆動機構への信号
伝達を行うケーブル２６の端部には、雌コネクタ２６ａ
　が接続されている。雌コネクタ２６ａ　は、制御部１
１から引き出されたケーブル９の端部の雄コネクタ９ａ
と嵌合する。

【００２７】これらのコネクタ９ａ，２６ａ　は、肩関
節部３を外す場合すなわち着脱部材２１ａ　と着脱部材
２１ｂ　の連結状態を外す場合に、嵌合状態から分離す
ることが可能である。このように、ケーブル２６とケー
ブル９を雌コネクタ２６ａ　と雄コネクタ９ａで接続し
たので、着脱部材２１ａ　と着脱部材２１ｂ　とを分割
する際に、第１アーム部４をベース部２から容易に取り
外すことができる。

【００２８】また、図５に示すように、肩関節部３と第
１アーム部４との間には着脱機構２１と同構成の着脱機
構２７が設けられている。この着脱機構２７は、第２関
節２０に固着された着脱部材２７ａ　と、第１アーム部
４に固着された着脱部材２７ｂ　とで構成され、肩関節
部３と第１アーム部４とを連結する。

【００２９】第１アーム部４の他方の端部にも着脱機構
２１と同構成の着脱機構２８が設けられている。着脱機
構２８は、第１アーム部４に固着された着脱部材２８ａ
　と、肘関節部５に固着された着脱部材２８ｂ　とで構
成され、第１アーム部４と肘関節部５とを連結する。

【００３０】第１アーム部４の先端部には肘関節部５を
介して第２アーム部６が連結されている。肘関節部５は
第３関節２９からなり、この第３関節２９は図６に示す
ように、矢印ｃ方向へ回転自在となっている。また第２
アーム部６の肘関節部５側には、着脱機構２１と同構成
の着脱機構３０が設けられている。着脱機構３０は、第
３関節２９に固着された着脱部材３０ａ　と、第２アー
ム部６に固着された着脱部材３０ｂ　とで構成され、肘
関節部２５と第２アーム部６とを連結する。

【００３１】図９に示すように、第２アーム部６と手首
関節部７との間には着脱機構２１と同構成の着脱機構３
２が設けられている。この着脱機構３２は、第２アーム
部６に固着された着脱部材３２ａ　と、手首関節部７の
一端に固着された着脱部材３２ｂ　とで構成され、第２
アーム部６と手首関節部７とをボルト５０にて連結する
。

【００３２】手首関節部７は、第４関節３３と第５関節
３４とを有している。第４関節３３は、手首関節部７に
軸回りの回転を発生させる。一方第５関節３４は、手首
関節部７に傾きを発生させる。そして手首関節部７と作
業部５１とは、着脱機構３６によって連結されている。

【００３３】作業部５１は図９，図１０に示されるよう
に、中心部に連結アーム５２を立設している。この連結
アーム５２は前記着脱機構３６を介して手首関節部７と
連結される。また、連結アーム５２が固定されるギヤボ
ックス５３には、モータ５４が配設されている。

【００３４】そして、モータ５４の回転駆動力がギヤボ
ックス５３内の図示しないギヤを介して一対の回転ブラ
シ５５ａ，５５ｂ　に伝達される。回転ブラシ５５ａ，
５５ｂ　は風防ガラスの清掃を行う。

【００３５】また、連結アーム５２と着脱機構３６との
間には、力覚センサ５６が配置されている。この力覚セ
ンサ５６は、作業部５１の機体２００　面への押し付け
力を測定するものであり、図示しないケーブルを介して
信号を制御装置８へ伝達する。

【００３６】上記第１関節１９，第２関節２０，第３関
節２９は、作業マニピュレータ１の手首関節部７の位置
を制御する関節として機能する。一方、第４関節３３、
第５関節３４は作業マニピュレータ１の作業部５１の姿
勢を制御する関節として機能する。これらの関節を備え
た作業マニピュレータ１の自由度構成を示したものが図
８（ａ）　である。続いて、図５を用いてケーブルの接
続方法について説明する。

【００３７】制御部１１から引き出されたケーブル９は
、コネクタ３７を介してケーブル３８，３９，４０と連
結される。 ケーブル３８は第１関節１９の駆動信号の伝達用であり
、ケーブル３９は第２関節２０の駆動信号の伝達用であ
る。またケーブル４０はコネクタ４１を介してケーブル
４２と接続されている。ケーブル４２は第１アーム部４
の内部に配設され、一部はケーブル４２ａ　として第１
アーム部４内部に固定され、一部はケーブル４２ｂ　と
して着脱機構２８の手前で再び外部に引き出され、コネ
クタ４３を介しケーブル４４と連結される。ケーブル４
４ａ　は第３関節２９の駆動信号の伝達用である。また
ケーブル４４はコネクタ４５を介してケーブル４６と接
続されている。ケーブル４６は第２アーム部６の内部に
配設され、着脱機構３２の手前で再び外部に引き出され
、コネクタ４７を介してケーブル４８，４９と連結され
る。ケーブル４８は第４関節３３の駆動信号の伝達用で
あり、ケーブル４９は第５関節３４の駆動信号の伝達用
である。以上の構成の作業マニピュレータ１により航空
機の風防ガラス２０３　を清掃する手順を説明する。

【００３８】まず、マニピュレータ部１０を各関節部，
各アーム部単位に複数に分割するとともに、作業部５１
、制御装置８を分離した状態で、機体２００　内部の操
縦室２０１　にそれぞれ搬入する。マニピュレータ部１
０は小さく分解してあるので、操縦室２０１　の入口か
らでも容易に内部に搬入することができる。

【００３９】次に、操縦室２０１　の天井部に設けられ
たハッチ２０２　から操縦室２０１　の床まで降ろされ
た図示しないガイドレールの最下部に作業マニピュレー
タ１固定用のベース部２を組み立てる。そして、このベ
ース部２上でマニピュレータ部１０を順次組み立てる。

【００４０】この組み立ては、ベース部２上にまず肩関
節部３を取り付け、この肩関節部３と第１アーム部４と
を着脱機構２１で連結する要領で行う。同様にして第１
アーム部４，肘関節部５，第２アーム部６を着脱機構２
８，３０で連結する。

【００４１】そして、さらに第２アーム部６に手首関節
部７、力覚センサ５６を介して連結アーム５２を連結し
、先端に作業部５１を連結する。また、各関節部や各ア
ーム部，制御装置にケーブルを取り付ける。このように
して組み立てられた作業マニピュレータ１は、まず、各
関節部で折り畳まれた小さな状態に設定される。

【００４２】そして前記ガイドレールを用いることによ
って、作業マニピュレータ１をベース部２ごとハッチ２
０２　から機外に出す。作業マニピュレータ１は、ハッ
チ２０２　のエッジを利用してハッチ２０２　の脇の機
体面に固定される。

【００４３】そして清掃員は、位置検出器（図示せず）
でその動作を確認しつつ、操縦部１３を操縦してマニピ
ュレータ部１０を駆動して、作業マニピュレータ１の先
端に装着された回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　の位置を制
御する。

【００４４】このようにして、回転ブラシ５５ａ，５５
ｂ　が機体２００面上に接触しない状態（中空に吊り上
げられた状態）を保ちながら、作業部５１を風防ガラス
２０３　へ向けて移動する。

【００４５】作業部５１が風防ガラス２０３　上の所定
位置に位置決めされたら、マニピュレータ部１０を操縦
して回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　の宙吊り状態を解除し
、回転ブラシ５５ａ，５５ｂを風防ガラス２０３に接触
させる。

【００４６】このとき、機体２００　面に対する回転ブ
ラシ５５ａ，５５ｂ　の接触力が過大となると機体２０
０　面を傷付けてしまう。そのため、力覚センサ５６か
らの信号を用いて機体２００　への押し付け力を制御す
る。

【００４７】この押し付け力の制御は、検出した力信号
や関節指令信号の座標変換計算を演算部１２にてリアル
タイムで行うことにより行われる。そして制御部１１か
らマニピュレータ部１０の各関節部に関節駆動信号を与
えることにより、風防ガラス２０３　に対する回転ブラ
シ５５ａ，５５ｂ　押し付け力を常に最適の状態に保つ
。

【００４８】なお、航空機のハッチ２０２　から風防ガ
ラス２０３　に至る表面形状があらかじめわかっている
場合は、この形状をあらかじめ制御部１１にプログラム
しておくようにすることが好ましい。このようにすれば
、作業部５１を風防ガラス２０３　まで自動的に位置決
めすることができる。

【００４９】そして、回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　を回
転駆動するとともに作業部５１の位置，姿勢，および風
防ガラス２０３　への押し付け方向や押し付け力を制御
することにより、風防ガラス２０３　に付着している付
着物を除去する。

【００５０】このような本実施例の作業マニピュレータ
によれば、作業マニピュレータが関節部やアーム部で分
離可能であるので、航空機の内部に容易に運搬すること
ができる。そして、航空機の内部でこれらを組み立て、
ベース部をハッチ付近に設置することにより、風防ガラ
スの清掃作業を容易に実行することができる。

【００５１】次に図１１から図１３を用いて本発明に係
る作業部の第１の変形例について説明する。なお、図９
，図１０に示した作業部５１と同一構成要素には同一符
号を付し、詳細な説明を省略する。

【００５２】図１１は作業部６１を示す斜視図である。 同図に示す作業部６１は、回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　
が機体と非接触となるように支持する４個の車輪６２（
移動機構）が設けられている点が図９，図１０に示す作
業部５１と異なる。

【００５３】これら車輪６２は作業部６１の左右に２個
づつ配置され、車輪固定部材６３ａ，６３ｂ　の両端に
回転自在に支持されている。それぞれの車輪固定部材６
３ａ，６３ｂ　は、クランク６４ａ，６４ｂ　と共に一
対のクランク機構６５ａ，６５ｂ　を構成している。そ
して、ギヤボックス５３に固定されたモータ６６の回転
駆動力によりクランク機構６５ａ，６５ｂ　が作動し、
車輪６２はギヤボックス５３に対して上下動を行う。

【００５４】以上の構成の作業部６１を有する作業マニ
ピュレータ１によって航空機の風防ガラス２０３　を清
掃する場合、操縦室２０１　への搬入、および組立ての
手順については先の実施例で説明したのと同様に行われ
る。しかしながら、本実施例では、作業部６１が移動す
る際に車輪６２を用いる点が異なる。

【００５５】つまり清掃員は、まずモータ６６を回転駆
動させることによりクランク機構６５ａ，６５ｂ　を作
動させ、車輪６２を機体に接触させる。この時、回転ブ
ラシ５５ａ，５５ｂ　は機体とは非接触に保たれる。

【００５６】そして清掃員は、位置検出器（図示せず）
でその動作を確認しつつ、操縦部１３を操縦してマニピ
ュレータ部１０を駆動して、作業マニピュレータ１の先
端に装着された回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　の位置を制
御する。

【００５７】作業部６１が風防ガラス２０３　上の所定
位置に位置決めされたら、再びモータ６６を回転駆動さ
せることによりクランク機構６５ａ，６５ｂ　を作動さ
せ、車輪６２を上方に持ち上げる。そして、回転ブラシ
５５ａ，５５ｂ　を風防ガラス２０３　に接触させる。 この状態から風防ガラス２０３　の清掃作業が行われる
。

【００５８】清掃作業が終了したら、今度は上述したの
とは逆の手順で作業マニピュレータ１を機体内部に収納
する。まず、車輪６２を機体に接触させると同時に回転
ブラシ５５ａ，５５ｂ　を機体と非接触の状態とする。 そして、車輪６２で機体面を倣うようにしてハッチ２０
２　方向に移動させながら、マニピュレータ部１０を序
々に畳んでゆく。そして、ハッチ２０２　からマニピュ
レータ部１０を操縦室内に収納する。操縦室内に取り込
んだ作業マニピュレータ１０は、各関節部や各アーム部
ごとに分割し、操縦室から運び出す。

【００５９】このように作業部に車輪を設けた本実施例
によれば、複雑な曲面形状をなす機体に沿って機体に傷
をつけることなく作業部を作業対象まで確実に移動する
ことができる。

【００６０】また、前述のようにマニピュレータ部が任
意の形状に組み立て可能であるとマニピュレータ部の固
有振動数が一定せず制御が難しいが、車輪によりマニピ
ュレータの一部が機体に接触する構成であれば振動がそ
れ程問題にならず制御が容易に行える。そして、振動が
各構成部品に与える悪影響（例えば機械的接続部分の固
定ネジが緩むことによるガタの発生）が除去され、マニ
ピュレータ全体として長寿命化を図ることができる。な
お、車輪６２の代わりに例えばボールキャスタのような
移動機構を用いて機体面上での移動を行わせることも可
能である。

【００６１】また、こういった移動機構の少なくとも表
面を弾性体で構成すれば、作業マニピュレータの振動を
より確実に防止できるばかりか、機体表面が傷付く心配
もなくなる。図１２は、作業部の第２の変形例を示す斜
視図である。

【００６２】本変形例に係る作業部７１は、その中心部
にモータ７２を固定している。モータ７２の回転軸７３
にはネジ山が形成されており、対応するネジ溝を有する
ナット部材７４と螺合している。

【００６３】一方、ナット部材７４には４本の車輪固定
部材７５の一端が回動自在に支持されている。車輪固定
部材７５の他端には、それぞれ車輪６２が回転自在に固
定されている。また、それぞれの車輪固定部材７５は、
クランク７６と共にクランク機構７７を構成している。

【００６４】このような構成の作業部７１によれば、モ
ータ７２を回転駆動してナット部材７４を上方に移動さ
せることにより車輪６２を機体に接触させることができ
る。また、ナット部材７４を下方に移動させることによ
り今度は回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　を風防ガラス２０
３　に接触させることができる。次に、図１３を参照し
て作業部の第３の変形例について説明する。

【００６５】本変形例に係る作業部８１は、４つの車輪
固定部材８２が回転自在に固定され、一端には車輪６２
が、そして他端には長孔８３が形成されている。長孔８
３は、それぞれ２つの車輪固定部材８２ごとに重ねられ
、共通の軸部材８４を挿通している。また、軸部材８４
には、モータ８５の回転軸に固定されたアーム８６が挿
通されている。モータ８５が回転駆動力を発生するとア
ーム８６が回動し、軸部材８５は上下方向に移動するよ
うに構成される。

【００６６】このような構成とすれば、モータ８５を回
転駆動してアーム８６を回動させると、作業部８１に対
する車輪固定部材８２の角度が変化する。そして、先の
変形例と同様に、回転ブラシ５５ａ，５５ｂ　に対する
車輪６２の位置を上下方向に移動させることができる。

【００６７】以上、図９から図１３に示した各作業部は
、航空機の風防ガラスの清掃作業に用いられるものであ
る。しかし、これらの作業部に代えて、様々な用途の作
業部（例えばスプレーガンやワイパ，超音波探傷装置な
ど）に付け替えることができることは言うまでもない。

【００６８】このような作業部に付け替えることにより
、マニピュレータ部１のその他の装置構成を変化させる
ことなく、種々の作業形態に応じた航空機用作業を実現
させることが可能となる。続いて、図１５，図１６を用
いて本発明に係る着脱機構の第１の変形例について説明
する。

【００６９】図１５は、着脱機構１０１　を示す斜視図
である。同図に示す着脱機構１０１　は、対向する２つ
の着脱部材１０２，１０３　を結合するものであり、各
着脱部材１０２，１０３　の端部にはそれぞれフランジ
部１０２ａ，１０３ａ　が形成されている。

【００７０】フランジ部１０２ａの前記着脱部材１０３
　に対向する位置には、一対の突起１０４ａ，１０４ｂ
　が形成されている。一方、フランジ部１０３ａの前記
着脱部材１０２　に対向する位置には、一対の貫通穴１
０５ａ，１０５ｂ　が形成されている。これら貫通穴１
０５ａｓ，１０５ｂは、突起１０４ａ，１０４ｂ　に対
応するように形成されており、互いに嵌合するようにな
っている。突起１０４ａ，１０４ｂ　と貫通穴１０５ａ
，１０５ｂ　との嵌合により、着脱部材１０２　と着脱
部材１０３　との正確な位置決めがなされる。

【００７１】着脱部材１０２　の中空内部にはケーブル
１０６　が配設され、その端部には雄コネクタ１０６ａ
が連結されている。また、着脱部材１０３　の中空内部
にはケーブル１０７　が配設され、その端部には雌コネ
クタ１０７ａが連結されている。そして、着脱部材１０
２の突起１０４ａ，１０４ｂ　と着脱部材１０３　の貫
通穴１０５ａ，１０５ｂとが嵌合された状態において、
雄コネクタ１０６ａと雌コネクタ１０７ａは互いに接続
するようになっている。

【００７２】また、フランジ部１０２ａ，１０３ａ　に
は複数の孔１０８，１０９　が設けられている。これら
孔１０８，１０９　にはボルト１１０ａが挿通されるよ
うになっており、ナット１１０ｂと螺合することにより
着脱部材１０２，１０３　どうしが締結される。

【００７３】このように着脱機構の内部にケーブルを配
設した本実施例によれば、ケーブルが外部に露出する場
合に比べてケーブルに不要な引っ張り力が作用してしま
う心配がなくなる。図１６は、着脱機構の第２の変形例
を示したものである。

【００７４】同図に示す着脱機構１１１　では、各着脱
部材１１２，１１３　の端部に形成されたフランジ部１
１２ａ，１１３ａ　の一部に、ケーブル１１４，１１５
　端部の雄コネクタ１１４ａ，雌コネクタ１１５ａが取
り付けられている。なお、ケーブル１１４，１１５　は
各着脱部材１１２，１１３　に形成された孔１１２ｂ，
１１３ｂ　によって内部から外部に引き出されている。 このような着脱機構１１１　であっても上記の変形例と
同様の効果を期待することができる。次に、マニピュレ
ータ部の動作範囲を変更するための手法について説明す
る。図１７は、マニピュレータ部を構成するアーム部の
寸法を変化させることによって動作範囲を変更した例で
ある。

【００７５】同図に示すように、本実施例に係るマニピ
ュレータ部９０は、ベース２に着脱機構２１を介して肩
関節部３が固定されている。肩関節部３には、図５から
図７に示す第１アーム部４より寸法が短い第１アーム部
９１が着脱機構２７を介して連結されている。第１アー
ム部９１の他端には、着脱機構２８を介して肘関節部５
が取り付けられている。肘関節部５には着脱機構３０を
介して第２アーム部９２が連結されている。なお、ここ
で第２アーム部９２は、図５から図７に示す第２アーム
部６より寸法が短いものとなっている。そして、第２ア
ーム部９２の他端には、着脱機構３２を介して手首関節
部７が取り付けられている。

【００７６】このとき、第１アーム部９１は、前述の第
１アーム部４と比較してその寸法が短く構成されている
が、第１アーム部４両端の着脱機構２７，２８　と同一
の着脱機構が利用されている。

【００７７】同様に、第２アーム部９２は、前述の第２
アーム部６と比較してその寸法が短く構成されているが
、第１アーム部６両端の着脱機構３０，３２　と同一の
着脱機構が利用されている。

【００７８】このように、作業マニピュレータ１の動作
範囲を変更するには、作業マニピュレータ１を構成する
いくつかのアーム部を、両端に同一の着脱機構を具備し
た異なる長さのアーム部に付け替えればよい。

【００７９】そして、目的とする整備作業もしくは航空
機の形態（例えば開口部から作業対象までの距離の違い
など）に合わせて最適なアームを選択することにより、
目的とする整備作業もしくは航空機の形態に適合した作
業マニピュレータ１を構成することができる。

【００８０】さらに、マニピュレータ部の着脱機構の接
続方向を変えて結合したり、あるいは異なる運動の関節
部（例えば、回転関節に代えて直動関節）に交換して結
合することによってマニピュレータ部の自由度構成を変
化させることも可能である。このように、マニピュレー
タ部を構成する関節部の形態を変化させる手法を採用し
ても、マニピュレータ部の動作範囲を変更することがで
きる。

【００８１】例えば、図８（ｂ）　はマニピュレータ部
の自由度構成の変形例であり、図８（ａ）に示す作業マ
ニピュレータ１の第１アーム部４と肘関節５を、着脱機
構２８を境として９０°回転させた状態で固定したもの
である。具体的には、図１４においてボルト２５を、ね
じ穴２４と直角方向に形成されたねじ穴５０に螺合させ
ればよい。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の航空機用作
業マニピュレータによれば、マニピュレータを関節部や
アーム部で分離可能とすることにより、航空機の内部へ
持ち込むことができる。航空機の内部でマニピュレータ
部を組み立てれば、作業対象（例えば風防ガラス）付近
の開口部（例えば操縦室の上部に設けられたハッチなど
）から容易に作業を行わせることができるので作業が安
全である。

【００８３】また、マニピュレータ部のアーム長や関節
数などを任意に選択して組み立てることにより、航空機
の機種によって開口部と作業対象との距離が異なるよう
な場合にも対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る航空機用作業マニピュレータの動
作を示す斜視図。

【図２】本発明に係る航空機用作業マニピュレータの動
作を示す斜視図。

【図３】航空機の操縦室内部の様子を表した図。

【図４】航空機用作業マニピュレータおよびその周辺機
器の構成を示す図。

【図５】航空機用作業マニピュレータを示す正面図。

【図６】航空機用作業マニピュレータを示す側面図。

【図７】航空機用作業マニピュレータを示す平面図。

【図８】航空機用作業マニピュレータの自由度構成を示
した図。

【図９】航空機用作業マニピュレータの作業部を示す断
面図。

【図１０】航空機用作業マニピュレータの作業部を示す
斜視図。

【図１１】航空機用作業マニピュレータの作業部を示す
斜視図。

【図１２】航空機用作業マニピュレータの作業部を示す
斜視図。

【図１３】航空機用作業マニピュレータの作業部を示す
斜視図。

【図１４】航空機用作業マニピュレータの着脱機構を示
す斜視図。

【図１５】航空機用作業マニピュレータの着脱機構を示
す斜視図。

【図１６】航空機用作業マニピュレータの着脱機構を示
す斜視図。

【図１７】可動範囲の異なる航空機用作業マニピュレー
タを示す側面図。

【符号の説明】

１…航空機用作業マニピュレータ ２…ベース部 ３…肩関節部 ４…第１アーム部 ５…肘関節部 ６…第２アーム部 ７…手首関節部 ８…制御装置 １０…マニピュレータ部 １１…制御部 １２…演算部 １３…操縦部 １９…第１関節 ２０…第２関節 ２１，２７，２８，３０，３１，３２，３６…着脱機構
２９…第３関節 ３３…第４関節 ３４…第５関節 ５１，６１，７１，８１　…作業部 ５５…回転ブラシ ５６…力覚センサ ２００…（航空機の）機体 ２０１…操縦室 ２０２…ハッチ ２０３…風防ガラス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離可能な複数の関節部とアーム部とを接
   続してなるマニピュレータ部と、前記マニピュレータ部
   に接続され、航空機に対して所定の作業動作を行う作業
   部と、を具備してなることを特徴とする航空機用作業マ
   ニピュレータ。
2. 【請求項２】前記マニピュレータ部には、前記作業部を
   所定位置に位置決めするために航空機に接触しながら移
   動する移動機構が設けられていることを特徴とする請求
   項１記載の航空機用作業マニピュレータ。
3. 【請求項３】前記移動機構により前記作業部が位置決め
   されるときには前記作業部を航空機と非接触の状態に保
   ち、前記移動機構による位置決めの後には前記移動機構
   に代わって前記作業部を航空機に接触させるように構成
   したことを特徴とする請求項２記載の航空機用作業マニ
   ピュレータ。