WO1992021484A1 - Working device - Google Patents

Description

明 糊 作 業 用 装 置

< 技 術 分 野 >

本発明 は、 作業用装置 に係 り 、 と り わ け マ 二 ュ レ一 タ を有す る 作業用装置 に関す る 。

ぐ 背 景 技 術 >

従来、 マ ニ ピ ュ レ ー タ と 、 こ の先端 に設け ら れた例え ば研磨用 ュニ ッ ト ゃ清掃用 ュニ ッ 卜 等の作業用 ユニ ッ ト と を備え 、 こ の作業用 ユニ ッ ト を作業対象面 に押 し 付 け なが ら 作業す る 作業用装置が知 ら れて い る 。

こ の よ う な 作業用装置を用 い て任意の平面や曲面を清 掃や塗装等の作業を行 う 場合、 5 自 由度ま た は 6 自 由度 の 自 由度を有す る マ ニ ピ ュ レ ー タ が用 い ら れて い る O れ ら の マ ニ ピ ュ レ ー タ は、 2 乃至 3 軸 の多関節形、 直交 座標形、 円筒座標形、 あ る い は 円筒座標形か ら な る 基本 構成 と 、 2 乃至 3 軸の姿勢軸 と を備え て い る 。 そ し て マ ニ ピ ュ レ ー 夕 の先端に作業用 ュニ ッ 卜 が取 り 付け ら れて い る 。 ま た 、 作業用 ュニ ッ 卜 が作業面を押 し 付け る 強 さ を制御す る た め に 、 作業用 ュニ ッ 卜 が作業面を押す力 を 測定す る カ セ ン サが必要に応 じ て設け ら れて い る 0

図 4 8 に壁な ど の作業面を清掃す る 従来の作業用装置 を示す。 図 4 8 において、 マニ ピ ュ レ ー タ 2 0 0 は、 3 個の関 節軸 R l 、 R 2 、 R 3 と 2個の姿勢軸 R 4 、 R 5 と を有 す る 5 自 由度の多関節形マニ ピ ュ レ ー タ であ る 。 マニ ピ ユ レ 一 夕 2 0 0 の先端の近傍に は、 姿勢軸 R 4 、 R 5 を 駆動す る た めの モ 一 夕 2 0 2が取 り 付け られてい る 。 ま た、 マニ ピュ レ ー タ 2 0 0 の先端に は回転軸 2 0 4 が取 り 付け ら れてお り 、 こ の回転軸 に は作業面 2 0 5 に接触 す る 作業部であ る ブラ シ 2 0 1 が固着さ れてい る 。 ブラ シ 2 0 1 は、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 2 0 0 の ア ー ム 2 0 8、 2 0 9 の作動に よ っ て作業面 2 0 5 の所定の位置に導か れる 。 ま た ブラ シ 2 0 1 の姿勢は、 姿勢軸 R 4 、 R 5 の 制御に よ っ て作業面 2 0 5 を鉛直に押 し付け る よ う に制 御 さ れ る 。 そ し て、 ブラ シ 2 0 1 は、 回転軸 2 0 4 の回 り に回転 さ せ ら れなが ら清掃作業を行 う 。 なお、 マニ ピ ユ レ ー タ 1 の基部 2 0 6 はベー ス 2 0 7 に固定さ れて い る o

上述の よ う な作業用装置を用 いて清掃用ュニ ッ ト ゃ塗 装用ュニ ヅ ト 等の作業用ュ ニ ッ ト を任意の平面や曲面に 押 し付けなが ら作業す る 場合、 作業用 ュニ ッ ト の作業部 は作業面の法線方向に対 し て一定の方向か ら一定の力で 押 し付け られて作業面に接触す る こ と が作業効率上望ま し い。 こ の た め に、 従来の作業用装置の マニ ピ ュ レ ー タ は、 多 く の 自 由度を必要 と し 、 5 乃至 6 の 自 由度を有す る も のが通例であ る 。 こ の場合、 2 乃至 3軸の姿勢軸の 重量を支持す る た め に基本構成体の 2 乃至 3 $由の重量 も 大 き く な り 、 マニ ピ ュ レ ー タ や そ の制御部が複雑化 し て 大型 に な る と い う 問題があ る 。

ま た、 作業部を作業面の法線方向 に対 し て一定の方向 か ら 押 し 付け よ う と す る 場合、 作業面の形状が知 ら れて い る と き に は、 作業面の形状を予め教示す る こ と が考え ら れ る 。 し か し こ の作業 に は多大な労力を要す る と い う 問題があ る 。

ま た、 作業面の形状が予め知 ら れて い な い と き に は、 5 乃至 6 軸の各軸 に力 セ ン サや ト ル ク セ ン サを装備 さ せ て作業面の形状を推測す る こ と が考え ら れ る 。 し か し 、 こ の た め に は高価な セ ン サ と 高度な制御技術が必要であ る

さ ら に、 図 4 9 に示すよ う に 、 3 個の関節軸 R l 、 R 2 、 R 3 を有す る 基本構成体の先端に、 2 個の姿勢軸 R 4 、 R 5 を介 し て作業用 ユニ ッ ト 3 0 1 が取 り 付け ら れ、 作業用 ュニ ッ ト 3 0 1 の先端に あ る ブラ シ 3 0 2 が作業 面 3 0 3 に押 し付け ら れなが ら 作業が行われ る 場合 も 考 え ら れ る 。 し か し な力《 ら 、 図 4 9 に示す作業用装置の場 合、 次の よ う な 問題が あ る 。

すな わ ち 図 4 9 に お い て、 作業用 ュニ ッ 卜 3 0 1 の ブ ラ シ 3 0 2 は作業面 3 0 3 に対 し て常に一定の姿勢を保 つ よ う に制御 さ れ る 。 こ の場合、 ブラ シ 3 0 2 の姿勢を 一定に保 っ た状態で長い ス ト ロ ー ク を移動 さ せ る と き 、 姿勢軸の動作方向が不定の状態と い う 特異姿勢に な る こ とがあ る 。 例えば図 4 9 の位置 （ A ) か ら 位置 （ B ) を 経て位置 （ C ) へ連続作業す る 場合に、 途中で特異姿勢 を通過する こ と があ る 。 姿勢軸 R 4 、 R 5が特異姿勢に な る と 、 姿勢軸 R 4 、 R 5 が急激に動作 し た り し て姿勢 を一定に保つ こ とがで き な く な り 、 ス ム ー ズな作業がで き な く な っ て し ま う 。 そ し て、 作業面 3 ◦ 3がガラ ス な どの場合に は、 作業面 3 0 3 を破損 し て し ま う と い う 問 題があ る 。 一方、 姿勢軸 R 4 、 R 5が特異姿勢を通過す る こ と を避け る た め に 自 由度の大 き い マニ ピ ュ レ ー 夕 を 用 い る こ と も考え ら れる が、 制御の た めの計算が非常に 複雑にな る と い う 問題があ っ た。 従っ て、 通常の マニ ピ ユ レ 一 タでは、 作業面 3 0 3 に対 し て作業用 ュニ ッ ト 3 0 1 の姿勢を一定に保っ てス ム ー ズに作業をする こ と は不可能であ る 。

他方、 図 5 0 Aおよ び図 5 0 B に示すよ う に、 作業面 3 0 3 に コ ー ナ部 3 0 4があ る 場合に は作業を一時中断 し、 作業面 3 0 3 の傾き に あ わせて姿勢軸 R 4 、 R 5 の 姿勢を と り 直 し てい る。 こ の た め、 コ ー ナ部 3 0 4 を含 めた作業面 3 0 3で連続的かつ ス ム ー ズに作業をで き な い と い う 問題があ る。 さ ら に、 鋭角 の コ ー ナ部があ る 場 合に は、 作業用 ュニ ッ ト 3 0 1 や姿勢軸 R 4 、 R 5 が障 害 と な っ て作業で き な い と い う 問題があ る 。 く 発明の開示 >

本発明 の第 1 の 目 的 は、 作業部を作業面 に対 し て な じ む姿勢 と な る よ う に 自 在に動作す る こ と がで き る 作業用 装置を提供す る こ と であ る 。

本発明 の第 2 の 目 的は、 マニ ピ ュ レ ー タ の セ ッ テ ィ ン グを容易 に行な う こ と がで き る 作業用装置を提供す る こ と で あ る 。

本発明 の第 3 の 目 的 は、 マニ ピ ュ レ ー タ を分離 自 在 と す る こ と がで き る 作業用装置を提供す る こ と であ る 。 ( 1 ) 本発明の第 1 の特徴は、

2 乃至 4 軸構成の マニ ピ ュ レ ー タ と 、 作業面に 回転 自 在 に面接触す る 作業部を有す る 作業用 ュニ ッ 卜 と 、 前記 マ ニ ピ ュ レ ー タ と 前記作業用 ュニ ッ ト を連結す る と と も に任意の 2 軸に対 し て回転 自在の 自在維手 と を備え た こ と を特徴 と す る 作業用装置であ る 。

( 2 ) 本発明 の第 2 の特徴は、

マ ニ ピ ュ レ ー タ と 、 こ の マニ ピ ュ レ ー タ の先端部 に設 け ら れた作業用 ュニ ッ 卜 と 、 前記マニ ピ ュ レ ー タ の基端 部を保持す る 保持治具 と を備え、 こ の保持治具を航空機 の ハ ッ チ開 口部に 固定 し た こ と を特徴 と す る 作業用装置 め る 。

( 3 ) 本発明 の第 3 の特徴は、

複数の ア ー ム部 と 、 少な く と も 1 つ の関節部 と を有す る マニ ピ ュ レ ー タ と 、 航空機に対 し て所定の作業動作を 行 う 作業用ュニ ッ ト が取付け ら れる マニ ピ ュ レ ー タ先端 部と 、 前記航空機の機体に固定され る マニ ピ ュ レ ー タ 基 端部 と 、 前記マニ ピ ュ レ ー タ およ び前記作業用 ュニ ッ ト を駆動制御す る 制御部 と を備え た こ と を特徵と す る 作業 用装置であ る。

< 図面の簡単な説明 >

図 1 は作業面に対 し て作業部を 自在に な じ ま せ る こ と がで き る 本発明に よ る 作業用装置の第 1 の実施例を示す 斜視図。

図 2 は、 同第 1 の実施例の作業用ュニ ッ ト を示す斜視 図。

図 3 は、 本発明に よ る 作業用装置の第 2 の実施例を示 す斜視図。

図 4 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 3 の実施例を示 す図。

図 5 は、 同第 3 の実施例の他の支持方法を示す図。 図 6 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 4 の実施例を示 す図。

図 7 は、 同第 4 の実施例の他の支持方法を示す図。 図 8 は、 本発明に よ る 作業用装置の第 5 の実施例の作 業用ュニ ッ 卜 を示す斜視図。

図 9 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 6 の実施例の概 略図。

図 1 0 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 7 の実施例 に よ る 航空機の フ ロ ン ト ガ ラ ス の清掃作業の状況を示す斜 視図。

図 1 1 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 7 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 1 2 は、 同第 7 の実施例の作業状況を示す図。

図 1 3 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 8 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 1 4 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 9 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 1 5 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 0 の実施例 の作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 1 6 A お よ び図 1 6 B は本発明 に よ る 作業用装置の 第 1 1 の実施例の作業用 ュニ ッ ト を示す図。

図 1 7 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 2 の実施例 の作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 1 8 A お よ び図 1 8 B は本発明 に よ る 作業用装置の 第 1 3 の実施例の作業用 ュニ ッ ト を示す図。

図 1 9 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 4 の実施例 の作業用 ュニ ッ 卜 を示す断面図。

図 2 0 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 5 の実施例 の作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 2 1 は、 セ ッ テ ィ ン グを容易 に行な う こ と がで き る 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 の実施例を示す斜視図。

図 2 2 は、 同第 1 の実施例 に よ る 作業の様子を示す図。 図 2 3 は、 同第 1 の実施例におけ る機体の 内部を示す 図。

図 2 4 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 2 の実施例を 示す斜視図。

図 2 5 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 3 の実施例を 示す斜視図。

図 2 6 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 4 の実施例を 示す斜視図。

図 2 7 は、 同第 4 の実施例の押圧部材の変形例を示す. 斜視図。

図 2 8 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 5 の実施例を 示す斜視図。

図 2 9 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 6 の実施例を 示す斜視図。

図 3 0 は、 比較例 と し て示 し た従来の作業用装置を示 す斜視図。

図 3 1 は、 分離自 在 と する こ とがで き る 本発明に よ る 作業用装置の第 1 の実施例の動作を示す斜視図。

図 3 2 は、 同第 1 の実施例の動作を示す斜視図。

図 3 3 は、 同第 1 の実施例の航空機の操縦室内部の様 子を表 し た図。

図 3 4 は、 同第 1 の実施例およ びそ の周辺機器の構成 を示す図。

図 3 5 は、 同第 1 の実施例を示す正面図。 図 3 6 は、 同第 1 の実施例を示す側面図。

図 3 7 は、 同第 1 の実施例を示す平面図。

図 3 8 A お よ び図 3 8 B は、 同第 1 の実施例の マニ ピ ュ レ ー 夕 の 自 由度構成を示 し た 図。

図 3 9 は、 同第 1 の実施例の マ ニ ピ ュ レ ー タ の作業用 ュニ ッ ト を示す断面図。

図 4 0 は、 同第 1 の実施例の マ ニ ピ ュ レ ー タ の作業用 ュニ ッ ト を示す斜視図。

図 4 1 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 2 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す斜視図。

図 4 2 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 3 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す斜視図。

図 4 3 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 4 の実施例の 作業用 ュニ ッ ト を示す斜視図。

図 4 4 は、 本発明 に よ る 作業用装置の着脱機構を示す 斜視図。

図 4 5 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 5 の実施例の 着脱機構を示す斜視図。

図 4 6 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 6 の実施例の 着脱機構を示す斜視図。

図 4 7 は、 本発明 に よ る 作業用装置の第 7 の実施例の 可動範囲の異な る 状態を示す側面図。

図 4 8 は、 従来の作業用装置を示す図。

図 4 9 は、 従来の作業用装置の作業状況を示す図。 図 5 O A およ び図 5 0 B は従来の作業用装置に よ っ て、 互い に直交する 作業面に対 し て作業す る 状況を示す図。

ぐ 発明を実施す る た めの最良の形態 〉 § 1 作業面に対 し て作業部を 自在に な じ ま せ る こ と が で き る 作業用装置の実施例

1 . 1 第 1 の実施例

以下、 作業面に対 し て作業部を 自在に な じ ま せる こ と がで き る 本発明 に よ る 作業用装置の実施例を図 1 乃至図 2 0 を参照 し て説明する 。

ま ず第 1 の実施例を図 1 乃至図 2 を参照 し て説明する。 図 1 におい て、 作業用装置は、 R l 、 R 2 、 R 3 の 3 軸 の関節軸を基本構成 と す る 多関節形のマニ ピ ュ レ ー タ 1 を備え てい る 。 3 軸 R l 、 R 2 、 R 3 の関節部 2 a 、 2 b 、 2 c に は、 通常の マニ ピ ュ レ ー タ と 同様にサー ボモ ー タ と エ ン コ ー ダな どの位置検出装置、 減速機、 リ ミ ッ ト セ ン サ、 ブ レ ー キな どか ら な る駆動機構が設け られて い る 。 ま たマニ ピ ュ レ ー タ 1 は長い ア ー ムであ る第 1 ァ ー ム 3 と第 2 ア ー ム 4 と を有 し、 マニ ピ ュ レ ー タ 1 はべ — ス 5 に保持され、 こ のベー ス 5 は取 り 付け面 6 に固定 さ れてい る 。 さ ら に第 2 ア ー ム 4 の先端に は、 自在維手 7 が取 り 付け られてい る 。 自在雜手 7 は、 ボー ルべァ リ ン グま た はすベ り 軸受な どで支持 さ れてお り 、 2 軸 T 1 、 T 2 の 回 り に回動 自在 と な っ てい る 。 自在継手 7 の 2 軸 T 1 , T 2 は、 基本構成の 3 軸 R l 、 R 2 、 R 3 の方向 と 独立 に方向を設定可能であ り 、 こ こ で は、 軸 T 2 は第 2 ア ー ム 4 の軸 に平行に 、 ま た軸 T 1 は軸 T 2 に垂直に 設定 さ れてい る 。

ま た 図 2 に示す よ う に、 自 在継手 7 は軸部 7 a と U 字 部 7 b と 力、 ら な っ てい る 。 こ の う ち 、 車由部 7 a は第 2 ァ ー ム の先端 に軸 T 2 の 回 り に 回動 自 在に接続 さ れ、 軸部 7 a と 第 2 ア ー ム 4 と の接続部に は、 軸部 7 a が軸 T 2 の 回 り に 回転す る 回転角 を検出す る た めの ポ テ ン シ ョ メ 一 夕 8 a が設け ら れて い る 。 ま た、 U字部 7 b の先端に は、 研磨用 ュニ ッ ト ゃ清掃用 ュニ ッ ト 等の作業用 ュニ ッ 卜 1 0 力 取 り 付け ら れて い る 。

な お、 作業面の位置や形状があ ら か じ めわか っ てい る 場合、 あ る い は姿勢を正確に制御す る 必要の な い場合に は、 ポ テ ン シ ョ メ 一 夕 を取 り 付け る 必要 はな い。

こ の作業用 ュニ ッ 卜 1 0 は、 図示 し な い 回転軸 に 固着 さ れた ブ ラ シ等の作業部 1 2 と 、 作業部 1 2 が取 り 付け ら れた取 り 付け具 1 3 と 、 取 り 付け具 1 3 に接続 さ れ作 業部 1 2 が作業面 1 9 を押圧す る 力を検出す る 力検出手 段 1 1 と を有 し て い る 。

取 り 付け具 1 3 は、 円盤状 と な っ てお り 、 ま た力検出 手段 1 1 に は軸部 1 3 a が接続 さ れてい る 。 こ の軸部 1 3 a の側部に は、 U 字部 7 b の先端が揺動 自 在に取 り 付け ら れて い る 。 ま た U 字部 7 b に は揺動角 を検出す る た めの ポ テ ン シ ョ メ 一 夕 8 b 力 取 り 付 け ら れてい る 。 ま た取 り 付け具 1 3 の上面に は小型モー タ 1 4 が載置 さ れ てお り 、 こ の小型モ ー タ 1 4 に よ っ て取 り 付け具 1 3 の 中心に あ る 回転軸が、 図示 し な い歯車機構を介 し て回転 する よ う に な つ てい る 。 ま た取 り 付け具 1 3 と 作動部 1 2 と は、 略同径と な っ てい る。

次に こ の よ う な構成か ら な る 第 1 の実施例の作用 につ い て説明する 。

ジ ョ イ ス テ ィ ッ ク （図示せず） を手動操作す る こ と に よ り マニ ピ ュ レ ー タ 1 を作動 さ せて作業部 1 2 を作業面 1 9 の所定の位置に移動 さ せ る 。 そ し て作業部 1 2 が作 業面 1 9 を押圧す る 力を力検出手段 1 1 に よ っ て検出 し、 こ の押圧力が常に所定の範囲内 に あ る よ う に図示 し な い 制御部に よ り 制御 さ れる。 こ の よ う に作業部 1 2 を作業 面 1 9 に適当な力で押 し付けなが ら 、 作業部 1 2 を作業 面 1 9 の上に移動 さ せて清掃や塗装等の作業を行 う 。

こ こ で作業面 1 9 の曲面形状が変化す る 場合に は、 作 業部 1 2 は所定の広 さ の接触面で作業面 1 9 と面接触す る ので、 作業部 1 2 は作業面 1 9 に最 も な じ む姿勢を取 る 。 具体的に は作業部 1 2 の法線方向が作業面 1 9 の法 線方向 と一致す る よ う な姿勢を取 る 。 こ の場合、 作業部 1 2 か ら取 り 付け部 1 3 を介 し て 自 在維手 7 に力が加わ り 、 その力の方向 に応 じ て 自在继手 7 は軸 T 1 およ び T 2 の回 り に回動す る 。

上述の よ う に本実施例に よれば、 大型化 し て し ま う 5 乃至 6 軸の マニ ピ ュ レ ー 夕 の代わ り に 3 軸の マニ ピ ュ レ — 夕 を用 い、 作業用 ュニ ッ ト 1 0 を 自 在継手 7 を介 し て マニ ピ ュ レ ー タ 1 の先端に設け た ので、 作業用装置を小 型にす る こ と がで き る 。

ま た、 作業用 ュニ ッ 卜 1 0 は力検出手段 1 1 を有 し て い る ので、 作業部 1 2 を作業面 1 9 に対 し て常に所定の 力で押 し 付 け なが ら 安全に作業をす る こ と がで き る 。

ま た、 自 在継手 7 の 回転角 を検出す る た め の ポ テ ン シ ョ メ ー タ 8 a 、 8 b 力《設け ら れて い る ので、 マニ ピ ユ レ — 夕 1 の軸 R l 、 R 2、 R 3 の 回 り の関節角 の情報 と 併 せ る こ と に よ り 、 複雑な形状を有す る 作業面 1 9 を作業 す.る 場合であ っ て も こ の作業面 1 9 の法線方向 を容易に 計算す る こ と がで き る 。

1 . 2 第 2 の実施例

次に 図 3 を参照 し て、 本発明 に よ る 作業用装置の第 2 の実施例を説明す る 。 図 2 に示す第 1 の実施例 と 同一の 部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 を省略す る 。

図 3 に お い て作業用 ュニ ッ ト 2 0 は、 取 り 付 け具 1 3 に設け ら れた 4 個の 回転軸 S l 、 S 2、 S 3、 S 4 (符 号 S 4 は図示せず） と 、 こ れ ら の 回転軸 に 固着 さ れた ブ ラ シ等の作業部 2 2 a 、 2 2 b 、 2 2 c 、 2 2 d (符号 2 2 d は図示せず） と 、 取 り 付け具 1 3 に接続 さ れ作業 部 2 2 a 、 2 2 b 、 2 2 c 、 2 2 d が作業面 1 9 を押 し 付 け る 力 を検出す る 力検出手段 1 1 と を有 し て い る 。 回転軸 S I 、 S 2 > S 3、 S 4 は、 取 り 付け具 1 3 の 上に載置 さ れた小型モ ー 夕 1 4 に よ り 図示 し な い歯車機 構を介 し て回転する。 こ の歯車機構は、 互い に隣接す る 回転軸、 例え ば S 1 と S 2、 S 2 と S 3 等の 回転方向が 逆方向 に な る よ う に構成 さ れてい る 。

本実施例に よれば、 互い に隣接する 回転軸 S l 、 S 2、 S 3、 S 4 に固着 さ れた各作業部 2 2 a 、 2 2 b 、 2 2 c 、 2 2 d は逆方向 に回転す る ので、 作業部 2 2 a 、 2 2 b 、 2 2 c 、 2 2 d が作業面 1 9 に及ぼす摩擦力を 相殺す る こ と がで き 、 作業面 1 9 の振動等を防止す る こ と 力《で き る 。

ま た、 作業用 ュニ ッ ト 2 0 は小 さ な複数の作業部 2 2 a 、 2 2 b 、 2 2 c 、 2 2 d を有す る の で、 作業用ュニ ッ 卜 2 0 は作業面 1 9 の曲面の形状の変化に倣っ て姿勢 の変化を し やす く な る 。

1 . 3 第 3 の実施例

次に本発明 に よ る 作業用装置の第 3 の実施例を図 4 お よ び図 5 を参照 し て説明す る 。 図 2 に示す第 1 実施例 と 同一部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 は省略す る 。 第 3 の実施例 は 自 在継手の支持方法が異な る の みで、 他 は第 1 ま た は第 2 の実施例 と 同様であ る。

図 4 において、 ス プ リ ン グ 3 0 a 、 3 0 b はそれぞれ 伸 びた状態で、 一端が自 在継手 7 に取 り 付け ら れ、 他端 力《軸部 1 3 a に取 り 付け ら れて い る 。 ス プ リ ン グ 3 0 a , 3 0 b は軸部 1 3 a の軸 T 1 の 回 り の回転を規制す る よ う に作用す る 。 な お、 図示 し てい な いが、 U 字部 7 b の 軸 T 2 の 回 り の 回転に対 し て も 同様の ス プ リ ン グを設け て も よ い。

本実施例 に よ れば、 非作業時に作業用 ュニ ッ ト 1 0 が 不用意に振れた り す る こ と を防止す る こ と がで き 、 自 在 継手 7 を安定に支持す る こ と がで き る 。

図 5 は、 軸部 1 3 a の上部 に適当 な重量 （例え ば取 り 付 け具 1 3 の重量 + 作業部 1 2 の重量） の カ ウ ン タ ゥ ェ ィ ト 3 5 を取 り 付け た場合を示す。 こ の場合、 取 り 付け 具 1 3 + 作業部 1 2 の重量がカ ウ ン タ ウ ェ イ ト 3 5 の重 量 と 相殺す る ので、 作業面 1 9 が どの よ う な方向 を向 い て い て も 作業部 1 2 を作業面 1 9 に対 し て容易 に所定の 姿勢に し て作業す る こ と がで き る 。

1 . 4 第 4 の実施例

次に本発明 に よ る 作業用装置の第 4 の実施例を図 6 お よ び図 7 を参照 し て説明す る 。 図 2 に示す第 1 実施例 と 同一部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 は省略す る 。 第 4 の実施例は 自 在継手 7 を他の支持方法に よ っ て支持 す る も の で あ る 。

図 6 に お い て、 マ ニ ピ ュ レ ー タ の第 2 ア ー ム 4 の先端 に 、 自 在継手 7 を所望の姿勢で取 り 付け る 取 り 継 ぎ治具 4 0 が設け ら れて い る 。 すな わ ち取 り 継 ぎ治具 4 0 の先 端に は、 自 在継手 7 の軸部 7 a が軸 T 2 の 回 り に 回動 自 W /21484

一 1 6 - 在に接続さ れ、 ま た取 り 継ぎ治具 4 0 の他端部に は、 軸 部 7 a の軸方向 と垂直な方向に第 2 ア ー ム 4 の先端が取 り 付け ら れてい る 。

本実施例に よれば、 取 り 維 ぎ治具 4 0 を設け た の で、 作業用 ュニ ッ ト 1 0 を作業面 1 9 の向 き や形状に応 じ た 好適な向 き に予め設定す る こ と がで き 、 作業効率を上げ る こ と 力《で き る 。

ま た図 7 に お い て、 マニ ピ ュ レ ー タ の第 2 ア ー ム 4 の 先端に、 取 り 維 ぎ治具 4 5 が設け ら れてい る 。 取 り 継 ぎ 治具 4 5 は、 軸 T 3 と 同軸の揺動軸 （図示せず） を有 し、 自在継手 7 の軸部 7 a は こ の揺動軸に軸支 されて い る 。 そ し て作業面 1 9 の曲面の向 き に合わせて予め軸部 7 a の向 き を設定 し た後、 止め具 4 6 を閉めて軸部 7 a を取 り 維 ぎ治具 4 5 に固定す る 。

本実施例に よ れば、 軸 T 3 と 同軸の揺動軸を有する取 り 継ぎ治具 4 5 を設けた の で、 作業用ュニ ッ ト 1 0 を作 業面 1 9 の向 き や形状に応 じ た好適な 向 き に予め設定す る こ とがで き る と 同時に、 作業面 1 9 の曲面の向 き の応 じ て 自在維手 7 の取 り 付け方向を容易に設定 し なおす こ とがで き 、 作業効率を上げる こ と がで き る 。

ま た、 揺動軸をモ ー タ で駆動可能 と すれば、 作業中 に 取 り 付け方向を容易 に設定 し 直す こ と がで き る。 ま た、 軸 T 3 を作業用装置の構成軸の 1 つ と し て利用す る こ と も で き る 。 1 . 5 第 5 の実施例

次に 図 8 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 5 の 実施例を説明す る 。 図 2 に示す第 1 の実施例 と 同一の部 材に は同一の符号を付 し て詳細 な説明 は省略す る 。

第 1 の実施例に お い て は、 力検出手段 1 1 が作業用 ュ ニ ッ ト 1 0 に取 り 付け ら て い る の に対 し 、 本実施例に お い て は図 8 に示すよ う に、 力検出手段 1 1 は、 マニ ピ ュ レ 一 タ 1 の第 2 ア ー ム 4 の先端 に取 り 付 け ら れて い る 。

本実施例 に よ れば、 力検出手段 1 1 は第 2 ア ー ム 4 の 先端 に取 り 付け ら れて い る の で、 第 2 ア ー ム 4 の下端 4 a と 作業部 1 2 と の距離を小 さ く す る こ と 力 で き 、 そ の 結果作業部 1 2 を作業面 1 9 に対 し て安定 し て押 し 付け る こ と がで き る 。

1 . 6 第 6 の実施例

次に 図 9 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 6 の 実施例を説明す る 。

図 9 に お い て、 符号 6 0 は 3 個の 回転軸 U l 、 U 2、 U 3 と 1 個の 直線軸 V I と を有 し 自 由度力《 4 と な る ス カ ラ ロ ボ ッ ト を示す。 こ の ス カ ラ ロ ボ ッ ト 6 0 はべ一 ス 6 1 に よ っ て保持 さ れて お り 、 ス カ ラ ロ ボ ッ ト 6 0 の先 端に 自 在継手 7 を介 し て作業用 ュニ ッ ト 7 0 が取 り 付け ら れて い る 。 作業用 ュニ ッ ト 7 0 の先端 に は、 複数の 回 転砥石 7 2 が装着 さ れて い る 。 こ の 回転砥石 7 2 は、 自 在継手 7 の作用 に従 っ て作業面 7 9 の 曲面を倣い なが ら 研磨す る。 ま た作業用ユニ ッ ト 7 0 に設け られた力検出 手段 1 1 か ら 図示 し な い制御部に送 られる 出力信号に応 じ て、 作業用ユニ ッ ト 7 0 は直線軸 V I に沿 っ て上下動 する 。 ま た、 直線軸 V I が他の軸 と 協調 し て作用する こ と に よ っ て、 回転砥石 7 2 は作業面 7 9 を常に一定の力 で押 し付け る よ う にな っ てい る。 なお、 ス カ ラ ロ ボ ッ ト 6 0 の構成 と し ては、 自 由度が 2 乃至 4 と な る 2 乃至 4 軸構成 と する こ と がで き る 。

本実施例 に よれば、 作業用装置は、 ス カ ラ ロ ボ ッ 卜 6 0 の先端に 自在継手 7 を介 し て作業用 ュニ ッ ト 7 0 を 設けた の で、 回転砥石 7 2 を作業面 7 9 に対 し て一定の 力で押 し付けなが ら効率的に研磨作業をす る こ と がで き る。 なお、 図 6 およ び図 7 に示すよ う に、 取 り 継 ぎ治具 を設け回転砥石 7 2 の 回転軸を作業面 7 9 の曲面の向 き に合わせて予め傾けてお く こ と に よ り 作業能率を上げ る こ と も で き る 。

1 . 7 第 7 の実施例

次に図 1 0 乃至図 1 2 を参照 し て本発明 に よ る 作業用 装置の第 7 の実施例を説明す る 。

図 1 0 は作業用装置が航空機の コ ッ ク ピ ッ ト の フ ロ ン ト ガラ ス を清掃作業 し てい る様子を示す図であ る 。 こ こ で、 マニ ピュ レ ー タ 1 0 0 は、 3 個の関節軸 R l 、 R 2、 R 3 を基本構成とする 多関節形の マニ ピュ レ ー タ であ る 。 マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 の基端部は、 航空機のハ ッ チ開 口 ― l 一 部 1 0 1 に取 り 付け ら れた保持治具 1 0 2 に保持 さ れて い る 。 マ ニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 は第 1 ア ー ム 1 0 3 と 第 2 ア ー ム 1 0 4 を有 し 、 第 2 ア ー ム 1 0 4 の先端に は作業 用 ュニ ッ ト 1 1 0 が装着 さ れてい る 。

図 1 1 に示すよ う に 、 作業用 ュニ ッ ト 1 1 0 は、 マ 二 ピ ユ レ 一 夕 1 0 0 の第 2 ア ー ム 1 0 4 の先端の 回転軸 1 1 1 に 固着 さ れた枠体 1 1 2 と 、 こ の枠体 1 1 2 の外 側に取 り 付け ら れた作業部 1 1 3 と を有 し て い る 。 枠体 1 1 2 は、 回転軸 1 1 1 に 固着 さ れ る 枠体軸部 1 1 2 a と 、 こ の枠体軸部 1 1 2 a に連結 さ れた球面状の球面部 1 1 2 b と を有 し てい る 。 作業部 1 1 3 は、 球面部 1 1 2 b の外側に取 り 付け ら た ス ポ ン ジ材カ、 ら な り 、 外 形が球面状 と な っ て い る 。

ま た、 第 2 ア ー ム 1 0 4 の先端内部に はモ ー タ 1 0 5 が設け ら れてお り 、 回転拳も 1 1 1 はモ ー タ 1 0 5 に 回転 速度を調節す る 減速器 1 0 6 を介 し て取 り 付 け られて い る 。 こ の た め作業用 ュニ ッ ト 1 1 0 は、 第 2 ア ー ム 1 0 4 と 同軸の軸 W 1 の 回 り を回転す る よ う に な っ てい 0

次に こ の よ う な構成か ら な る 本実施例の作用 につ い て 図 1 2 を参照 し て説明す る 。

図 1 2 に おい て作業面 1 0 8 は、 直交す る 作業面 1 0 8 a と 1 0 8 b と で形成 さ れ る コ ー ナ部 1 0 9 を有 し て い る 。 マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 は、 作業部 1 0 3 が一 定の強さ で作業面 1 0 8 を押 し付け る よ う に し て位置 ( A ) 、 位置 （ B ) 、 位置 （ C ) 、 位置 （ D ) を順次通 過 し て作業部 1 1 3 を移動 さ せ る。

こ の場合、 作業部 1 1 3 は球面状の形状を有す る の で、 作業面 1 0 8 に コ ー ナ部 1 0 9 があ っ て も、 球面状の作 業部 1 1 3 の いずれかの部分が常に作業面 1 0 8 を押 し 付け る こ と に な る 。 こ の結果、 マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 は 作業部 1 1 3 を作業面 1 0 8 に倣わせ る た めに大幅な姿 勢変更を行 う 必要がな く 、 従 っ て、 マニ ピ ュ レ ー タ

1 0 0 の アー ム 1 0 3、 1 0 4 は不安定な特異姿勢に な る こ と はな い。 こ の よ う に 、 作業面 1 0 8 に コ ー ナ部 1 0 9 があ る場合であ っ て も 、 作業用装置は作業面

1 0 8 をス ム ー ズに連続的に作業する こ と がで き る。

ま た、 作業部 1 1 3 は球面状の形状を有す る ので、 上 述の よ う に大幅な姿勢変更を行 う 必要がな く 、 こ の た め 図 5 0 、 図 5 0 A およ び図 5 0 B に示 し た場合の よ う に マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 は姿勢軸 R 4、 R 5 を有す る必要 がな い。 こ の結果、 作業用装置が特異姿勢を と る危険が な く な る と 同時に、 種々 の制御演算 も 単純に な り 、 軽量 小型で安価な作業用装置を提供する こ と ができ る 。

なお、 作業部 1 1 3 は枠体 1 1 2 か ら容易に脱着自 在 と な っ てい る。

1 . 8 第 8 の実施例

次に図 1 3 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 8 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 の実施例 と 同一 部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 を省略す る 。

図 1 3 に示すよ う に、 作業用 ュニ ッ ト 1 2 0 の作業部 1 2 3 は、 枠体 1 1 2 に取 り 付け ら れた複数の小 さ な ス ポ ン ジ 1 2 4 力、 ら 構成 さ れて い る。

本実施例に よ れば、 小 さ な ス ポ ン ジ 1 2 4 は作業面 1 0 8 の 曲面の局部的な形状に も 倣い やすい ので効率的 な作業をす る こ と がで き る 。 ま た、 消耗 し た ス ポ ン ジ 1 2 4 の みを交換す る こ と が可能であ る ので、 作業 コ ス ト を低下 さ せ る こ と がで き る 。

1 . 9 第 9 の実施例

次に 図 1 4 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 9 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 実施例 と 同一部 材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 は省略す る 。

図 1 4 に示す よ う に 、 作業用 ュニ ッ 卜 1 3 0 の枠体 1 3 2 は、 軸部 1 3 2 a と 、 枠体軸部 1 3 2 a 外方の球 状部 1 3 2 b と 、 マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 側の底部 1 3 2 c と か ら な る 。 そ し て枠体 1 3 2 は洗剤や潤滑油等の作 業用溶液を収容す る 内部空間 1 3 4 を形成 し て い る 。 作 業用溶液 は必要に応 じ て底部 1 3 2 c に あ る 図示 し な い ロ カ、 ら 補充す る こ と がで き る 。 ま た、 球状部 1 3 2 b に は複数の穴 1 3 6 が開 け ら れてお り 、 枠体 1 3 2 の外側 に取 り 付 け ら た作業部 1 3 3 に し み 出 る よ う に な つ て い る o 本実施例に よれば、 作業を し なが ら作業部 1 3 3 に 自 動的に作業用溶液 1 3 4 が し み出 る ので、 作業効率を高 め る こ と 力《で き る 。

1 . 1 0 第 1 0 の実施例

次に図 1 5 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 1 0 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 実施例 と 同 —部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 は省略する 。

図 1 5 に示すよ う に、 作業用 ュニ ッ 卜 1 4 0 の作業部 1 4 3 は枠体 1 1 2 の外方に取付け られた ブラ シで形成 さ れてい る。

本実施例は、 ス ポ ン ジ等よ り も ブラ シ の方が作業 し や すい場合、 例えば作業面 1 0 8 (図 1 2 参照） を塗装す る場合等に好適であ る 。 ま た、 ブラ シ材の太 さ や長 さ 等 を選択す る こ と に よ り 、 作業面 1 0 8 の材質や作業種類 に合わせて最 も適当な作業部 1 4 3 を容易に形成す る こ と力 で き る。

1 . 1 1 第 1 1 の実施例

次に図 1 6 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 1 1 の実施例を説明する 。 図 1 1 に示す第 7 の実施例 と 同一部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明を省略する 。 こ こ で図 Γ 6 Α は作業用 ュニ ッ ト 1 5 0 の靳面図であ つ て図 1 6 B の A — Α線断面図であ り 、 図 1 6 B はそ の側 断面図であ る 。

図 1 6 A およ び図 1 6 B において作業用ュニ ッ ト 1 5 0 の作業部 1 5 3 は、 円筒形の外形を有 し 、 こ の底 面 1 5 3 a と 側面 1 5 3 b と はな め ら 力、な 曲面 1 5 3 c で連結 さ れて い る 。 ま た枠体 1 5 2 は、 回転軸 1 1 1 に 固着 さ れ る 枠体軸部 1 5 2 a と 、 枠体軸部 1 5 2 a に連 結 さ れた 円筒状の筒部 1 5 2 b と か ら な り 、 作業部 1 5 3 は こ の筒部 1 5 2 b に取 り 付け ら れて い る 。 作業 部 1 5 3 は ス ポ ン ジであ っ て も ブラ シであ っ て も 構わ な い o

本実施例 は、 作業面 1 0 8 (図 1 2 参照） と 、 作業部

1 5 3 と の接触が全方位的 にでは な く 、 主に作業部

1 5 3 の底面 1 5 3 a ま た は側面 1 5 3 b で生 じ る 場合 に好適であ る。

1 . 1 2 第 1 2 の実施例

次に 図 1 7 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 1 0 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 実施例 と 同 —部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 を省略す る 。

図 1 7 に示すよ う に 、 作業用 ュニ ッ ト 1 6 0 の作業部

1 6 3 は枠体 1 1 2 の外方に取付け ら れ、 楕円形の外形 を有 し てい る 。

本実施例の作業部 1 6 3 の形状は、 図 1 1 に示す作業 部 1 1 3 の形状 と 、 図 1 6 A お よ び図 1 6 B に示す作業 部 1 5 3 の形状 と の 中間的な も の であ り 、 断面が略楕円 形状 と な っ てい る 。 本実施例 に よ れば、 作業面 1 0 8 (図 1 2 参照） の 曲面の形状 に応 じ て用 い る こ と がで き る o

1 . 1 3 第 1 3 の実施例

次に図 1 8 を参照 して本発明 に よ る 作業用装置の第 1 3 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 の実施例 と 同一部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明 は省略する 。 こ こ で図 1 8 A は作業用 ュニ ッ ト 1 7 0 の断面図であ つ て図 1 8 B の A — A線断面図、 図 1 8 B は そ の側断面図 'あ 。

図 1 8 Aおよ び図 1 8 B に示すよ う に、 本実施例の作 業部 1 7 3 は、 角型の外形を有す る。

本実施例 に よれば、 図 1 7 の場合 と 同様に、 作業面 1 0 8 (図 1 2参照） の 曲面の形状に応 じ て用 い る こ と がで き る 。

1 . 1 4 第 1 4 の実施例

次に、 図 1 9 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 1 4 の実施例を説明する 。 図 1 1 に示す第 7 実施例 と 同 —部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明を省略す る 。

図 1 9 において、 第 2 ア ー ム 1 0 4 の先端に、 筒体 1 8 0 が軸 1 8 1 を介 し て軸支さ れてい る。 筒体 1 8 0 は図 1 9 に示す W 2 の方向 に旋回可能であ り 、 止め具 1 8 2 を締め付け る こ と に よ り 、 適当な角度で固定す る こ とがで き る 。 ま た、 筒体 1 8 0 の 内部に は、 モー 夕 1 0 5 と減速器 1 0 6 (図 1 1 参照） と が収納 さ れて い 本実施例 に よ れば、 筒体 1 8 0 が軸 1 8 1 の 回 り に旋 回可能であ る ので回転軸 1 1 1 を第 2 ア ー ム 1 0 4 の方 向 に対 し て任意に設定す る こ と がで き る 。 こ の結果、 マ ニ ピ ユ レ ー タ 1 0 0 が作業面 1 0 8 (図 1 2 参照） や他 の障害物に接触す る よ う な事態を回避す る こ と がで き る 。 1 . 1 5 第 1 5 の実施例

次に 、 図 2 0 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 1 5 の実施例を説明す る 。 図 1 1 に示す第 7 実施例 と 同 一部材に は同一の符号を付 し て詳細な説明を省略す る 。

図 2 0 に お い て、 第 2 ア ー ム 1 0 4 の先端近傍に は力 検出手段 1 9 4 が装着 さ れてい る 。 こ の力検出手段

1 9 4 は、 直交す る 3 軸 X、 Y > Z の方向の各々 に対 し て、 作業部 1 9 3 が作業面 1 0 8 を押 し 付け る 力の強 さ を検出す る こ と がで き る も のであ る 。 な お、 作業部

1 9 3 の形状 は、 力検出手段 1 9 4 に よ る 測定結果を解 折 し やすい よ う に球面状 と な っ て い る 。

本実施例 に よ れば、 力検出手段 1 9 4 に よ っ て得 ら れ る 力の 3軸 X、 Y、 Ζ の各方向成分の大 き さ を演算す る こ と に よ り 、 作業面 1 0 8 (図 1 2参照） の法線方向 と 作業部 1 9 3 の姿勢 と の関係を求め る こ と がで き る 。 そ し て こ の演算結果に基づ き 、 作業部 1 9 3 を作業面

1 0 8 の法線方向 に所望の強 さ で押 し 付け る よ う に マ二 ピ ユ レ ー タ 1 0 0 を制御す る こ と がで き る 。 ま た 、 同様 に し て作業部 1 9 3 が作業面 1 0 8 の接線方向 に一定の 速度で送 られる よ う に マニ ピ ュ レ ー タ 1 0 0 を制御す る こ と も容易にで き る 。 こ の結果、 任意の形状の作業面 1 0 8 に対 し て、 複雑な装置を用 いてマニ ピ ュ レ ー タ 1 0 8 に形状を予め教示 し ておかな く と も 、 同等の作業 を ス ム ー ズに行 う こ と がで き る 。

§ 2 セ ッ テ ィ ン グを容易に行な う こ と がで き る 作業用 装置

2. 1 第 1 の実施例

以下、 セ ッ テ ィ ン グを容易 に行な う こ と がで き る本発 明 に よ る 作業用装置の第 1 の実施例を、 図 2 1 乃至図 2 3 およ び図 3 0 に よ り 説明す る。 こ こ で図 2 1 乃至図 2 3 は第 1 の実施例を示す図であ り 、 図 3 0 は比較例を 示す図であ る。

図 2 1 におい て、 作業用装置は、 先端部 4 0 2 に清掃 用ュニ ッ ト 等の作業用 ュニ ッ ト 4 0 3 が装着 さ れたマ二 ピユ レ 一 夕 4 0 1 と 、 こ のマニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端 部 4 0 4 を保持する保持治具 4 0 6 と を備えてい る。 こ の保持洽具 4 0 6 は航空機の コ ッ ク ピ ッ 卜 4 0 8 の天上 部に あ る ハ ッ チ 4 0 9 の ノヽ ツ チ開 口部 4 1 0 に固定さ れ てい る。

すなわ ち保持治具 4 0 6 は、 ハ ッ チ 4 0 9 の 図示 し な い上げ蓋を留め る た めの ビ ン穴 4 1 2 に装着 さ れた複数 の脚 4 1 3 か ら な る 保持脚 4 1 1 を有 し、 こ の保持脚 4 1 1 の中央部 4 1 4 か ら下方に支柱 4 2 0 が延びてい る 。 ま た、 支柱 4 2 0 の基部柱 4 2 5 に 、 マニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 の基端部 4 0 4 を延在部 4 2 2 を介 し て側方か ら 支持す る 支持管 4 2 1 が嵌着 さ れて い る 。

上述の よ う に保持脚 4 1 1 は複数、 例え ば 4 個の脚 4 1 3 力、 ら な り 、 各々 の脚 4 1 3 は固定脚 4 1 5 と 可動 脚 4 1 6 と 力、 ら な っ て い る 。 こ の う ち可動脚 4 1 6 の一 端 は ピ ン穴 4 1 2 に揷入 さ れ、 ま た、 可動脚 4 1 6 の他 端は、 固定脚 4 1 5 の 内側 に挿入 さ れて い る 。 さ ら に可 動脚 4 1 6 は固定脚 4 1 5 に 内包 さ れた 図示 し な い ばね 部材に よ っ て ピ ン穴 4 1 2方向へ付勢 さ れて い る 。 各々 の 固定脚 4 1 5 は互い に 中央部 4 1 4 に お い て結合 さ れ、 保持脚 4 1 1 は全体 と し て十字状を な し て い る 。 な お、 ばね部材を用 い る 代わ り に、 い わ ゆ る カ メ ラ 三脚の脚の 伸縮に通常用 い ら れ る 方法に従 っ て、 可動脚 4 1 6 を固 定脚 4 1 5 力、 ら 入子状 に 引 延ば し て固定 し て も よ い。

支柱 4 2 0 は中央部 4 1 4 に取付け ら れた基部柱

4 2 5 と 、 こ の基部柱 4 2 5 の 内側へ進退 自 在に挿入 さ れた延長柱 4 2 6 と力、 ら な っ てい る 。 こ の場合、 延長柱 4 2 6 が基部柱 4 2 2 内 に進退す る こ と に よ り 支柱

4 2 0 が伸縮す る よ う に な っ て い る。 延長柱 4 2 6 の下 端は コ ッ ク ピ ッ 卜 の床面 4 0 7 を押圧 し て中央部 4 1 4 を支持 し てい る 。

上述の よ う に支持管 4 2 1 は、 保持脚 4 1 1 の中央部 4 1 4 に立設 さ れた支柱 4 2 0 の基部柱 4 2 5 に上下動 自 在に嵌着 さ れて い る 。 こ の支持管 4 2 1 に は、 そ の軸 心か ら 側方に所定の長 さ延在す る 延在部 4 2 2 が取付け られ、 こ の延在部 4 2 2 の端部に おいて、 マニ ビ ユ レ一 夕 4 0 1 の基端部 4 0 4 が固着 さ れ支持されてい る 。 こ の よ う に 延在部 4 2 2が支持管 4 2 1 の軸心か ら延在 し てい る た め に、 保持脚 4 1 1 と 干渉 さ せ る こ と な く マ二 ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 を機上へ持ち上げる こ と がで き る よ う に な っ てい る。

次に図 2 2 に、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の作業用ュニ ッ ト 4 0 3力 コ ッ ク ピ ッ ト 4 0 8 の前方部に あ る 風防ガラ ス 4 3 1 を清掃する 状態を示す。 図 2 2 に お い てマニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 は垂直多関節型の マニ ピ ュ レ ー 夕 であ り 、 こ の マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 は第 1 ア ー ム 4 0 1 a の 曲 げ B 1 と、 第 2 アー ム 4 0 1 b の 曲げ B 2 と 、 旋回軸 1 c の旋回 R と の計 3 自 由度を有す る 。

さ ら に図 2 3 に、 コ ッ ク ピ ッ ト 4 0 8 の 内部の状態を 示す。 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 は駆動電源や制御計算装置 な ど力、 ら成 る コ ン ト ロ ー ラ 4 3 2 に接続 さ れてい る 。 そ し て、 清掃作業はプロ グラ ム に よ る 自動作業あ る い は ジ ョ イ ス テ ィ ッ ク 4 3 3 に よ る マニ ュ ア ル作業に よ り 行わ れ る よ う に な っ てい る。

次に こ の よ う な構成か ら な る 本実施例の作用 につ いて 説明す る 。

ま ずは じ め に マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を床面 4 0 7 に置 き 、 延長柱 4 2 6 を基部 4 2 5 か ら抜 き 去 っ た状態で、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 に取 り 付け ら れた 支持管 4 2 1 を支柱 4 2 0 の基部柱 4 2 5 の適当 な位置 に嵌着 し 、 そ の後、 延長柱 4 2 6 を基部柱 4 2 5 に挿入 す る 。

次に、 上述の よ う に保持治具 4 0 6 に一時的 に保持 さ れた マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を保持治具 4 0 6 と 共に 、 ノヽ ツ チ開 口部 4 1 0 の下方の床面 4 0 7 に立て、 保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口 部 4 1 0 に 固定す る 作業を行 う 。

すな わ ち 、 保持脚 4 1 1 をハ ッ チ開 口部 4 1 0 の ピ ン 穴 4 1 2 に装着す る た め に 、 可動脚 4 1 6 を固定脚 4 1 5 の 内方に押 し込めて縮め た状態で、 可動脚 4 1 6 の先端力 ピ ン穴 4 1 2 へ揷入 さ れ る よ う に し て、 こ の縮 め た状態を解放す る 。 こ れに よ つ て、 可動脚 4 1 6 は固 定脚 4 1 5 に 内包 さ れ る ばね部材に よ っ て付勢 さ れて ピ ン穴 4 1 2 に揷入 さ れ、 保持脚 4 1 1 はハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定 さ れ る 。 な お、 こ の作業の 間、 マニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 の基端部 4 0 4 を支柱 4 2 0 の最下端の位置 に移動 し てお き 、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を床面 4 0 7 に 載置 し てお く 。 こ の場合、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の重量 の影響を受け る こ と な く 、 保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口 部 4 1 0 に容易 に 固定す る こ と 力《で き る 。

次に延長柱 4 2 6 を下方 に伸 ば し 、 延長柱 4 2 6 の端 部力《 コ ッ ク ピ ッ ト 4 0 8 の床面 4 0 7 を押圧す る よ う に O 21

- 30 - す る。 こ の状態で、 図示 し な い止め具に よ り 側部か ら 延 長柱 4 2 6 と 基部柱 4 2 5 と を固定す る 。

次に、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の第 1 ア ー ム 4 0 1 a お よ び第 2 アー ム 4 0 1 b を旋回軸 1 c と 平行に な る よ う に折 り た たみ、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を脚 4 1 3 等に干 渉 し な い よ う に し てハ ッ チ開口部 4 1 0 力、 ら機体の外に 出す。 こ の場合、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を手で直接持ち 上げて も よ く 、 ま た は手動や電動の ホ イ ス ト な どで持ち 上げて も よ い。

次に支持管 4 2 1 を支柱 4 2 0 に対 し上下動 さ せ、 マ ニ ピ ユ レ ー タ 4 0 1 に所定の作業を さ せやすい よ う な適 当な高 さ の位置で支持管 4 2 1 を固定す る 。

こ の状態でマニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を コ ン ト ロ ー ラ

4 3 2 に結線さ せ、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 に所定の作業 を させる 。

本実施例に よれば、 航空機の作業用装置の マニ ピ ユ レ ー タ 4 0 1 の保持治具 4 0 6 を ハ ッ チ開 口部 4 1 0 に固 定 し たので、 大型かつ大重量の保持ベー ス を用 い な く と も 、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 を安定 し て保 持する こ とができ る。

ま た、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 を ノ、 ツ チ 開口部 4 1 0 の近傍で強固に保持す る こ とがで き る ので、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 の動作支点はハ ッ チ開 口部 4 1 0 の近傍に存在する こ と に な る 。 こ の た め、 図 3 0 に示す よ う な床面 4 0 7 に載置 さ れた保持ベー ス 1 0 4 に よ り 支柱 5 0 3 を介 し てマニ ピ ュ レ ー タ 5 0 1 を保持す る 比 較例 に比べて、 本発明 の場合 （図 2 1 ) 、 マニ ピ ユ レ一 タ 4 0 1 が保持 さ れ る 保持治具 4 0 6 の位置 と 作業用 ュ ニ ッ ト 4 0 3 の位置 と の 間の距離を非常に短 く す る こ と がで き る 。 こ の結果、 本発明 に よ れば保持治具 4 0 6 は マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 力、 ら モ ー メ ン ト を受け に く く 、 マ ニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 の作業中 に振動が生 じ に く い。 し た が っ て 、 マニ ピ ュ レ ー 夕 4 0 1 の正確で安定 し た動作が 実現す る 。

ま た、 保持治具 4 0 6 の保持脚 4 1 1 はハ ッ チ 4 0 9 の上げ蓋を留め る た め の ピ ン穴 4 1 2 を利用 し て装着 さ れ る ので、 機体に新た な加工をす る こ と な く マニ ピ ュ レ 一 夕 4 0 1 を容易 に保持す る こ と がで き る 。

ま た、 支柱 4 2 0 は延長柱 4 2 6 を有 し てお り 、 延長 柱 4 2 6 の下端は コ ッ ク ピ ッ ト 4 0 8 の床面 4 0 7 を押 圧 し て中央部 4 1 4 を支持す る こ と がで き る ので、 マ二 ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 の重量が大 き い場合で も 、 マニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 を支柱 4 2 ◦ で有効に支持す る こ と がで き る 。 ま た、 こ の場合、 ピ ン 穴 4 1 2 の強度負担を軽減す る こ と 力《で き る 。

ま た 、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を支持管 4 2 1 に 固定 し た状態で、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を支柱 4 2 0 に対 し上 下動す る こ と がで き る の で、 支柱 4 2 ◦ がガイ ド と な つ て容易に人間の頭上ほ どの高 さ ま で持ち上げる こ と も で き る。 ま た、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を持ち上げる途中で 風な どの影響で転倒 し そ う に な つ て も 、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 は支柱 4 2 0 にガイ ドさ れ る のでマニ ピュ レ ー 夕 4 0 1 が転倒 し て機体を損傷 さ せ る 心配がな い。

なお、 保持脚 4 1 1 等をパイ プ材で構成す る こ と に よ り 、 保持洽具 4 0 6 全体を十分に軽量化す る こ と がで き る o

2 . 2 第 2 の実施例

次に、 図 2 4 を参照 し て本発明 に よ る 作業用装置の第 2 の実施例を説明す る 。

なお、 図 2 4 において図 2 1 に示す第 1 の実施例 と 同 一部分に は同一符号を付 し て詳細な説明 を省略する 。

本実施例は、 支柱 4 2 0 の構造が異な る のみであ り 、 他は第 1 の実施例 と略同様であ る 。 図 2 4 におい て支柱 4 2 0 の長 さ は短 く な つ てお り 、 支柱 4 2 0 に嵌着す る 以前の状態の支持管 4 2 1 と、 こ の支軸管 4 2 1 に延在 部 4 2 2 を介 し て固着された マニ ピ ュ レ ー タ の基端部 4 0 4 と を点線で示 してあ る 。

本実施例においては、 支持管 4 2 1 の延在部 4 2 2 に マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 を固着 し た後に、 支持管 4 2 1 を支柱 4 2 0 に嵌着する 。

本実施例に よれば、 支柱 4 2 0 が短 く な っ てい る ので、 作業用装置のセ ッ テ ィ ン グの前 と 同様に コ ッ ク ピ ッ ト 4 0 8 の 中を広 く 利用す る こ と がで き る 。

ま た、 支柱 4 2 0 が短い の で、 セ ッ テ ィ ン グゃ運搬を 容易 に行 う こ と がで き る 。

ま た、 本実施例 は、 支柱 4 2 0 を延長 し て床面を押圧 す る 必要がな い ので、 持 ち 上げが容易であ り 、 ピ ン穴 4 1 2 が強度的 に 問題がな い よ う な場合、 すな わ ち 、 マ ニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 が非常に軽量であ る 場合 に 、 特に有 効であ る 。 こ の場台、 保持治具 4 0 6 と マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を一体化す る こ と に よ り 、 一度 の作業でマニ ピ ュ レ ― タ をハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定す る こ と がで き 、 作 業装置の セ ッ テ ィ ン グが容易 に な る 。

2 . 3 第 3 の実施例

次に 図 2 5 に よ り 本発明 に よ る 作業用装置の第 3 の実 施例を説明す る 。

図 2 5 に示すよ う に 、 本実施例 に お け る 保持治具 4 0 6 は、 ハ ッ チ 4 0 9 の上げ蓋を留め る た めの ピ ン穴 4 1 2 に装着 さ れ、 複数 （ 4 本） の脚 4 1 3 力、 ら な る 保 持脚 4 1 1 と 、 こ の保持脚 4 1 1 の 中央 に設け ら れマ二 ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 の基端部 4 0 4 が挿入 さ れて保持 さ れ る 保持環 4 4 1 と を有 し て い る 。

保持環 4 4 1 は円筒状の形状を し た外環 4 4 1 a と 内 環 4 4 1 b と 力、 ら な り 、 内環 4 4 1 b は外環 4 4 1 a の 内側 に揷入 さ れ る 。 外環 4 4 1 a と 内環 4 4 1 b は、 側 部 に脚 4 1 3 力《揷入 さ れ る 4 個の穴 4 4 2 a 、 4 4 2 b を有 し、 内環 4 4 1 b の開口部 4 4 3 に マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 が揷入 さ れ保持さ れ る よ う に な つ てい る。

次に こ の よ う な構成か ら な る 本実施例の作用 につ い て 説明する。

ま ず、 保持環 4 4 1 の う ち外環 4 4 l a をハ ッ チ開 口 部 4 1 0 に固定す る 。 すな わち 、 ピ ン穴 4 1 2 と外環 4 4 1 a の穴 4 4 2 a に 4 本の脚 4 1 3 を揷入 し、 そ の 後外環 4 4 1 a をハ ッ チ開 口部 4 1 0 の中央部 に固定す る 。 次に、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 に 内環 4 4 l b を嵌着す る。 次に こ の マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を 図 2 5 の矢印で示すよ う に下方よ り 持ち上げ、 マニ ピュ レ ー 夕 4 0 1 の ア ー ム 4 0 1 a 、 4 0 1 b を外環 4 4 1 a に通過 さ せ る。 内環 4 4 1 b が外環 4 4 1 a に揷入さ れる 位置ま でマニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を持ち上げた後、 さ ら にマニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を多少力を入れてわずかだけ 持ち上げる 。 こ の場合、 外環 4 4 l a の穴 4 4 2 a を貫 通 し てい た脚 4 1 3 の 内側端部 は、 球状面と な っ てお り 、 内環 4 4 1 b の外壁に 当接 し て一度引 っ 込め られた後、 脚 4 1 3 の内部に設け ら れたばね部材 （図示せず） の力 に よ っ て内環 4 4 1 b の穴 4 4 2 b の中 に揷入 さ れる 。 こ の よ う に し て、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 を固定治具

4 0 6 に保持する こ と力 で き る。

本実施例に よれば、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の ア ー ム 4 0 1 a 、 4 0 l b は外環 4 4 1 a を揷通 し て セ ッ テ ィ ン グ さ れ る の で、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 力 セ ッ テ ィ ン グ の途中で傾斜 し た場合で も 、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 は外 環 4 4 l a に よ っ て支持 さ れ る こ と に な り 、 こ の た め転 倒 し て機体を損傷 さ せ る 恐れがな い。

2 . 4 第 4 の実施例

次に本発明 に よ る 作業用装置の第 4 の実施例 につ い て 図 2 6 に よ り 説明す る 。

図 2 6 に お い て、 保持治具 4 0 6 は、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を保持す る 保持本体 4 5 1 と 、 こ の保持本体 4 5 1 の側部に設け ら れ、 ハ ッ チ開 口部 4 1 0 の周縁 4 1 0 a に 向か っ て進退す る 押圧部材 4 5 2 と を有 し て い る o

保持治具 4 0 6 は前述の実施例 と 異な り 、 ピ ン穴で は な く 押圧部材 4 5 2 に よ っ てハ ッ チ開 口 部 4 1 0 に 固定 さ れ る 。 すな わ ち 、 保持本体 4 5 1 は、 四角形の形状を 有す る 板部材 4 5 3 と 、 こ の板部材 4 5 3 の 中央に形成 さ れた穴 4 5 3 b 内 に嵌着 さ れた補助材 4 5 4 力、 ら な つ て い る 。 マ ニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 は こ の補 助材 4 5 4 に よ っ て固定 さ れ る 。 ま た、 板部材 4 5 3 の 側部 に はね じ 4. 5 5 の一端部が挿入 さ れて い る 。

押圧部材 4 5 2 は、 角柱の形状を有 し 、 保持本体 4 5 1 の互 い に 直交す る 2 側縁に設け ら れて い る 。 押圧 部材 4 5 2 の側部 に は扳部材 4 5 3 に嵌着 さ れたね じ 4 5 5 の他端部が螺着さ れ、 こ のね じ 4 5 5 を回動 さ せ る こ と に よ り 押圧部材 4 5 2 の側面を開 口部 4 1 0 の周 縁 4 1 0 a に向力、 つ て進退 さ せ る こ と 力 で き る 。 そ し て 押圧部材 4 5 2 をハ ツ チ開 口部 4 1 0 の周縁 4 1 0 a に 押 し付け る こ と に よ り 、 押圧部材 4 5 2 と周縁 4 1 0 a と の 間の摩擦力 に よ っ て保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定する こ と 力《で き る 。

本実施例に よれば、 ハ ッ チ開 口部 4 1 0 の周縁 4 1 0 a を押圧す る押圧部材 4 5 2 に よ っ て、 保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定 し た の で、 保持治具 4 0 6 の押圧部材 4 5 2 と ハ ッ チ開 口部 4 1 0 の周緣 4 1 0 a と の間の接触面積を多 く と る こ と がで き る 。 そ の結果、 機体に無理な力を局部的 に加え る こ と な く 、 強固に マ二 ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 をノ、 ツ チ開 口部 4 1 0 に保持さ せ る こ と 力《で き る 。

なお、 押圧部材 4 5 2 と し て、 角柱の形状の も の に限 ら ず図 2 7 に示すよ う な コ字状の押圧部材 4 5 6 を用 い て も よ い。 こ の押圧部材 4 5 6 はハ ッ チ開口部 4 1 0 の 周縁 4 1 0 a の厚さ に ほぼ等 し い幅を有する溝部 4 5 6 a を有 し てい る 。 そ し てハ ッ チ開口部 4 1 0 の周緣

4 1 0 a に押圧部材 4 5 6 の溝部 4 5 6 a が嵌め込ま れ る よ う に な っ てい る 。 コ 字状の押圧部材 4 5 6 を用 い る 場合に は、 角柱状の押圧部材 4 5 2 の摩擦力 に よ り 保持 す る場合に比較 し て、 押圧部材 4 5 6 の溝部 4 5 6 a に よ り 確実 に保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定 す る こ と 力くで き る 。

ま た、 本実施例 に お い て、 例え ば扳部材 4 5 3 の側部 と 、 図 2 1 に示す ピ ン穴 4 1 2 を脚部材 （図示せず） で 固定 し て、 ピ ン穴 4 1 2 を併用す る こ と も 可能で あ る 。 こ の場合、 押圧部材 4 5 2 の み に よ る 場合 に比べて よ り 強固 に保持治具 4 0 6 をハ ッ チ開 口部 4 1 0 に 固定す る こ と がで き る 。

2 . 5 第 5 の実施例

次に、 本発明 に よ る 作業用装置の第 5 の実施例を図 2 8 に よ り 説明す る 。

図 2 8 に おい て、 保持治具 4 0 6 は、 内側に開 口 4 6 4 を有す る 枠体 4 6 1 と 、 こ の枠体 4 6 1 力、 ら ハ ツ チ開 口部 4 1 0 力、 ら外方に延在す る と と も に マニ ピ ユ レ 一 夕 4 0 1 を保持す る 保持部 4 6 2 と 、 枠体 4 6 1 の側 縁 4 6 1 a に設け ら れハ ッ チ開 口部 4 1 0 の側縁 4 1 0 a に 向か っ て進退す る 押圧部材 4 5 2 と を有 し て い る 。

すな わ ち 、 枠体 4 6 1 の外側に は連結部材 4 6 3 の一 側が固着 さ れ、 こ の連結部材 4 6 3 の他側に は保持部 4 6 2 が固着 さ れて い る 。 ま た マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の 基端部 4 0 4 は保持部 4 6 2 の 中央に形成 さ れた開 口 4 6 5 に 固定 さ れ保持 さ れ る 。 さ ら に、 押圧部材 4 5 2 は、 図 2 6 に示す第 4 の実施例 と 同様の機能を有す る 。

本実施例 に よ れば、 枠体 4 6 1 が開 口 4 6 4 を有 し て い る の で、 開口 4 6 4 を通 っ て作業者が身を乗 り 出す こ とがで き る。 ま た、 マニ ピュ レ ー タ 4 0 1 〖こ異常が生 じ た場合等に作業者が開口 4 6 4 か ら 出入 り し てマニ ピ ュ レ 一 タ 4 0 1 を容易 に修理 し た り 調整 し た り す る こ と 力《 で き る 。

2 . 6 第 6 の実施例

次に、 本発明 に よ る 作業用装置の第 6 の実施例につ い て図 2 9 に よ り 説明す る 。

図 2 9 に お い て、 保持治具 4 0 6 は、 マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 を保持す る 保持本体 4 7 1 と 、 保持本体 4 7 1 に 固着 さ れた 2 個の L 字状部材 4 7 2 を有 し てい る 。 L 字 状部 4 7 2 は保持本体 4 7 1 に固着 さ れた側部 4 7 2 a と 、 保持部材 4 7 1 と の 間でハ ッ チ開口部 4 1 0 の周縁 4 1 0 a が入 り 込む隙間 4 7 3 を形成す る 底部 4 7 2 b と 力、 ら な っ てい る 。 ま た L 字状部材 4 7 2 の底部 4 7 2 b に は周縁 4 1 0 a を締め付け る締め付けね じ 4 7 4 力 取 り 付け られてい る 。

マニ ピ ュ レ ー タ 4 0 1 の基端部 4 0 4 は、 補助部材 4 5 4 を介 し て保持本体 4 7 1 の中央に形成 さ れた開口 4 7 5 に揷入保持 さ れてい る 。 なお、 保持本体 4 7 1 と 周緣 4 1 0 a と の 間の隙間 4 7 3 に ゴム 等の弾性部材を 揷入 し て締め付けね じ 4 7 4 に よ り ク ラ ン プす る こ と に よ り 、 航空機の機体に損傷を与え な い よ う にす る こ と 力《 で き る 。 本実施例 に お い て、 保持本体 4 7 1 に よ り マニ ピ ュ レ 一 夕 4 0 1 をハ ッ チ開口 部 4 1 0 の外方で保持す る こ と がで き る の で、 ハ ッ チ開 口部 4 1 0 を広 く あ け る こ と が で き る 。 こ の結果、 ハ ッ チ開 口部 4 1 0 力、 ら 必要に 応 じ て作業者が出入 り す る こ と がで き る 。

§ 3 分離 自 在 と す る こ と がで き る 作業用装置

3. 1 第 1 の実施例

以下、 図面を参照 し て、 分離 自 在 と す る こ と がで き る 本発明 に よ る 作業用装置の第 1 の実施例 に つ い て説明す る 。 図 3 1 お よ び図 3 2 に お い て、 作業用装置 6 0 1 に よ っ て航空機の風防ガ ラ ス 8 0 3 が清掃 さ れて い る 。 図 3 1 お よ び図 3 2 に示す よ う に、 作業用装置 6 0 1 は、 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 と 、 作業用 ユニ ッ ト 6 5 1 (後述 す る ） と に大別 さ れ る 。 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 は、 航空 機の機体 8 0 0 に 固定 さ れ る ベ ー ス 6 0 2 と 、 こ の べ一 ス 6 0 2 に 固定 さ れ る 回転可能な肩関節部 6 0 3 と 、 肩 関節部 6 0 3 に一端を固定 し てな る 第 1 ア ー ム部 6 0 4 と 、 第 1 ア ー ム部 6 0 4 の他端に 固定 さ れ る 回転可能な 肘関節部 6 0 5 と 、 肘関節部 6 0 5 に一端を固定 し て な る 第 2 ア ー ム部 6 0 6 と 、 第 2 ア ー ム部 6 0 6 の他端に 固定 さ れ る 回転可能な手首調節部 6 0 7 と を有 し てい る 。 ま た、 手首関節部 6 0 7 の先端に は、 前記作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 が固定 さ れ る 。

ま た 図 3 3 に 示す よ う に 、 こ の作業用装置 6 0 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

6 0 8 は機体 8 0 0 内部に配置 さ れ、 着脱可能な ケ ー プ ル 6 0 9 を介 し て作業用装置 6 0 1 と接続 し てい る 。

なお、 こ の実施例におい てベー ス 6 0 2 が据え付け ら れる 位置は、 機体 8 0 0 の操縦室 8 0 1 の天井部に設け ら れたハ ッ チ 8 0 2 付近であ る 。 そ し てケ ー ブル 6 0 9 は、 こ の ハ ッ チ 8 0 2 を通 じ て機体 8 0 0外部の作業用 装置 6 0 1 と接続 し てい る 。

図 3 4 は、 作業用装置 6 0 1 およ びそ の周辺機器の構 成を示す図であ る 。 ケ ー ブル 6 0 9 に よ っ て作業用装置 6 0 1 と接続す る 制御装置 6 0 8 は、 各関節部 6 0 3 、 6 0 5 、 6 0 7 およ び作業用 ユニ ッ ト 6 5 1 を駆動制御 す る た めの制御部 6 1 1 と 、 制御信号を演算す る た めの 演算部 6 1 2 と 、 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を操縱す る た め の操縦信号を出力す る操縱部 6 1 3 と で構成 さ れて い る 。

演算部 6 1 2 は例えば小型の コ ン ビ ユ ー タ カ、 ら な り 、 操縦者 （清掃員） がキー ボ— ドを介 し て制御信号を入力 で き る よ う に な っ てい る。 操縱部 6 1 3 は例えばジ ョ イ ス テ ィ ッ ク ♦ レ バ一 力、 ら な り 、 ジ ョ イ ス テ ィ ッ ク · レ ノ 一を操縱す る こ と に よ っ てマニ ピュ レ ー タ 6 1 0 を駆動 し 、 作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 を所定位置に位置決めで き る よ う に な つ てい る 。 制御部 6 1 1 は、 着脱可能なケ ー プ ル 6 1 4 、 6 1 5 に よ っ て こ れ ら演算部 6 1 2 、 操縦部 6 1 3 と接続 さ れる 。 図 3 5 か ら 図 3 7 は、 作業用装置 6 0 1 を示す正面図、 側面図、 お よ び平面図で あ る 。 な お、 図 3 6 、 図 3 7 は 肘関節部 6 0 5 を直角 に 曲 げた様子を示 し て い る 。

作業用装置 6 0 1 は、 こ こ で は床 6 1 6 上に設置 さ れ た架台 6 1 7 に 固定 さ れて い る 。 架台 6 1 7 の下部四隅 に は ス ト ッ ノ、。付 き の ボー ノレ キ ャ ス 夕 6 1 8 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 夕 6 1 8 に よ り 作業用装置 6 0 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 6 1 7 上部はベー ス 6 0 2 と 着脱 自在に接続 さ れて い る 0

肩関節部 6 0 3 に は、 第 1 関節 6 1 9 と 第 2 関節

6 2 0 と が設け ら れて い る 。 第 1 関節 6 1 9 は図 3 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 6 2 0 は図 3 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 。

ま た、 肩関節部 6 0 3 の下部に は着脱機構 6 2 1 が配 置 さ れてい る 。 こ の着脱機構 6 2 1 は図 4 4 に示 さ れ る よ う に、 ベー ス 6 0 2 に 固着 さ れた着脱部材 6 2 l a と 第 1 関節 6 1 9 の下部に 固着 さ れた着脱部材 6 2 1 b と か ら な る ₀ そ し て、 ベー ス 6 0 2 に 固着 さ れた着脱部材 6 2 1 a の先端部 に形成 さ れた縮径部 6 2 2 を第 1 関節 6 1 9 の下部に 固着 さ れた着脱部材 6 2 1 b の 中空部 6 2 3 へ揷入す る こ と に よ り 、 肩関節部 6 0 3 をベー ス 6 0 2 に連結す る こ と 力《で き る 。

図 4 4 に示すよ う に、 着脱部材 6 2 1 a の縮径部 6 2 2 に はね じ穴 6 2 4 b が形成 されてお り 、 着脱部材 6 2 1 b に は中空部 6 2 3 を貫通する 貫通穴 6 2 5 が形 成 さ れてい る。 着脱部材 6 2 1 a と 着脱部材 6 2 1 b 力く 連結 さ れた状態で貫通穴 6 2 5 に ボル ト 6 2 4 a を揷通 させ、 ね じ穴 6 2 4 b 〖こ嫘合 さ せる こ と に よ り 、 着脱部 材 6 2 1 a と着脱部材 6 2 1 b と が固定さ れ る 。 こ れに よ り 、 肩関節部 6 0 3 をベー ス 6 0 2 に固定す る こ と が で き る。

ま た、 肩関節部 6 0 3 を構成する 第 1 関節 6 1 9 、 第 2 関節 6 2 0 に は、 第 1 ア ー ム部 6 0 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 6 2 6 の端部に は、 雌 コ ネ ク タ 6 2 6 a 力 接続 さ れてい る 。 雌 コ ネ ク タ 6 2 6 a は、 制 御部 6 1 1 か ら 引 き 出 さ れたケ ー ブル 6 0 9 の端部の雄 コ ネ ク タ 6 0 9 a と 嵌合す る 。

こ れ ら の コ ネ ク タ 6 0 9 a 、 6 2 6 a は、 肩関節部 6 0 3 を外す場合すなわ ち着脱部材 6 2 1 a と 着脱部材 6 2 1 b 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 6 2 6 と ケ 一ブル 6 0 9 を雌 コ ネ ク タ 6 2 6 a と雄 コ ネ ク タ 6 0 9 a で接続 し た の で、 着脱部材 6 2 1 a と着脱部材 6 2 1 b と を分離す る 際に、 第 1 ア ー ム部 6 0 4 をベー ス 6 0 2 力、 ら容易 に取 り 外す こ と 力'で き る 。

ま た、 図 3 5 に示すよ う に 、 肩関節部 6 0 3 と 第 1 ァ — ム部 6 0 4 と の 間 に は着脱機構 6 2 1 と 同構成の着脱 機構 6 2 7 が設け ら れて い る 。 こ の着脱機構 6 2 7 は、 第 2 関節 6 2 0 に 固着 さ れた着脱部材 6 2 7 a と 、 第 1 ア ー ム部 6 0 4 に 固着 さ れた着脱部材 6 2 7 b と で構成 さ れ、 肩関節部 6 0 3 と 第 1 ア ー ム部 6 0 4 と を連結す 第 1 ア ー ム部 6 0 4 の他方の端部 に も 着脱機構 6 2 1 と 同構成の着脱機構 6 2 8 が設け ら れて い る 。 着脱機構 6 2 8 は、 第 1 ア ー ム部 6 0 4 に 固着 さ れた着脱部材 6 2 8 a と 、 肘関節部 6 0 5 に 固着 さ れた着脱部材

6 2 8 b と で構成 さ れ、 第 1 ア ー ム部 6 0 4 と 肘関節部 6 0 5 と を連結す る 。

第 1 ア ー ム部 6 0 4 の先端部 に は肘関節部 6 0 5 を介 し て第 2 ア ー ム部 6 0 6 が連結 さ れて い る 。 肘関節部 6 0 5 は第 3 関節 6 2 9 力、 ら な り 、 こ の第 3 関節 6 2 9 は図 3 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 0 6 の肘関節部 6 0 5 側に は、 着脱機構 6 2 1 と 同構成の着脱機構 6 3 0 が設け ら れて い る 。 着脱機構 6 3 0 は、 第 3 関節 6 2 9 に 固着 さ れた 着脱部材 6 3 0 a と 、 第 2 ア ー ム部 6 0 6 に 固着 さ れた 着脱部材 6 3 0 b と で構成 さ れ、 肘関節部 6 2 5 と 第 2 ア ー ム部 6 0 6 と を連結す る 。 図 3 9 に示すよ う に 、 第 2 ア ー ム部 6 0 6 と手首関節 部 6 0 7 と の 間に は着脱機構 6 2 1 と 同構成の着脱機構 6 3 2 が設け ら れてい る。 こ の着脱機構 6 3 2 は、 第 2 ア ー ム部 6 0 6 に固着さ れた着脱部材 6 3 2 a と 、 手首 関節部 6 0 7 の一端に固着 さ れた着脱部材 6 3 2 b と で 構成 さ れ、 第 2 ア ー ム部 6 0 6 と 手首関節部 6 0 7 と を ボル ト 6 5 0 にて連結する 。

手首関節部 6 0 7 は、 第 4 関節 6 3 3 と第 5 関節

6 3 4 と を有 し てい る 。 第 4 関節 6 3 3 は、 手首関節部 6 0 7 に軸回 り の回転を発生 させ る 。 一方第 5 関節

6 3 4 は、 手首関節部 6 0 7 に傾 き を発生 さ せ る 。 そ し て手首関節部 6 0 7 と 作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 と は、 着脱 機構 6 3 6 に よ っ て連結さ れて い る 。

作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 は図 3 9 、 図 4 0 に示 さ れ る よ う に、 中心部に連結ア ー ム 6 5 2 を立設 し てい る 。 こ の 連結ア ー ム 6 5 2 は前記着脱機構 6 3 6 を介 し て手首関 節部 6 0 7 と連結さ れる。 ま た、 連結ア ー ム 6 5 2 が固 定さ れる ギヤボ ッ ク ス 6 5 3 に は、 モ ー タ 6 5 4 が配設 さ れてい る 。

そ し て、 モー タ 6 5 4 の 回動駆動力がギヤボ ッ ク ス 6 5 3 内の図示 し な いギヤを介 し て一対の回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b に伝達さ れ る 。 回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b は風防ガ ラ ス の清掃を行 う 。

ま た、 連結ア ー ム 6 5 2 と 着脱機構 6 3 6 と の 間 に は、 カ覚セ ン サ 6 5 6 が配置 さ れて い る 。 こ のカ覚セ ン サ

6 5 6 は、 作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 の機体 8 0 0 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 6 0 8へ伝達す る 。

上記第 1 関節 6 1 9 、 第 2 関節 6 2 0 、 第 3 関節

6 2 9 は 、 作業用装置 6 0 1 の手首関節部 6 0 7 の位置 を制御す る 関節 と し て機能す る 。 一方、 第 4 関節 6 3 3、 第 5 関節 6 3 4 は作業用装置 6 0 1 の作業用 ュニ ッ 卜

6 5 1 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 た作業用装置 6 0 1 の 自 由度構成を示 し た も のが図 3 8 A であ る 。

続い て、 図 3 5 に よ り ケ ー ブルの接続方法につ い て説 明す る 。

制御部 6 1 1 力、 ら 弓 I き 出 さ れた ケ ー ブル 6 0 9 は、 コ ネ ク タ 6 3 7 を介 し てケ ー プノレ 6 3 8、 6 3 9 、 6 4 0 と 連結 さ れ る 。 ケ ー ブル 6 3 8 は第 1 関節 6 1 9 の駆動 信号の伝達用 であ り 、 ケ ー ブル 6 3 9 は第 2 関節 6 2 0 の駆動信号の伝達用であ る 。 ま た ケ ー ブル 6 4 0 は コ ネ ク タ 6 4 1 を介 し てケ ー ブル 6 4 2 と 接続 さ れて い る 。 ケ ー ブル 6 4 2 は第 1 ア ー ム部 6 0 4 の 内部 に配設 さ れ、 —部は ケ ー ブル 6 4 2 a と し て第 1 ア ー ム部 6 0 4 内部 に 固定 さ れ、 一部はケ ー ブル 6 4 2 b と し て着脱機構 6 2 8 の手前で再び外部に 引 き 出 さ れ、 コ ネ ク タ 6 4 3 を介 し てケ ー ブル 6 4 4 と 連結 さ れ る 。 ケ ー ブル 6 4 4 a は第 3関節 6 2 9 の駆動信号の伝達用であ る 。 ま たケ 一ブル 6 4 4 は コ ネ ク タ 6 4 5 を介 し てケ ー ブル 6 4 6 と接続 さ れてい る。 ケ ー ブル 6 4 8 は第 2 ア ー ム部

6 0 6 の 内部に配設 さ れ、 着脱機構 6 3 2 の手前で再び 外部に引 き 出 さ れ、 コ ネ ク タ 6 4 7 を介 し てケ ー ブル 6 4 8、 6 4 9 と連結 さ れる 。 ケ ー ブル 6 4 8 は第 4 関 節 6 3 3 の駆動信号の伝達用であ り 、 ケ ー ブル 6 4 9 は 第 5関節 6 4 3 の駆動信号の伝達用であ る 。

以上の構成の作業用装置 6 0 1 に よ り 航空機の風防ガ ラ ス 8 0 3 を清掃する 手順を説明す る。

ま ず、 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を各関節部、 各ア ー ム部 単位に複数に分割する と と も に、 作業用ュニ ッ ト 6 5 1 、 制御装置 6 0 8を分離 し た状態で、 機体 8 0 0 内部の操 縱室 8 0 1 に それぞれ搬入する。 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 は小さ く 分解 し てあ る ので、 操縦室 8 0 1 の入口 か ら で も容易に 内部に搬入す る こ とがで き る 。

次に、 操縱室 8 0 1 の天井部に設け ら れた ハ ッ チ

8 0 2 か ら操縦室 8 0 1 の床ま で降ろ さ れた 図示 し な い ガイ ド レ ー ルの最下部に作業用装置 6 0 1 固定用のベ— ス 6 0 2 を組み立て る。 そ し て、 こ のベ ー ス 6 0 2上で マニ ピュ レ ー タ 6 1 0 を順次組み立て る 。

こ の組み立ては、 ベー ス 6 0 2上に ま ず肩関節部

6 0 3 を取 り 付け、 こ の肩関節部 6 0 3 と第 1 ア ー ム部 6 0 4 と を着脱機構 6 2 1 で連結す る 要領で行 う 。 同様 に し て第 1 ア ー ム 部 6 0 4 、 肘関節部 6 0 5 、 第 2 ァ ー ム部 6 0 6 を着脱機構 6 2 8、 6 3 0 で連結す る 。

そ し て 、 さ ら に第 2 ア ー ム部 6 0 6 に手首関節部

6 0 7 、 カ覚セ ン サ 6 5 6 を介 し て連結ア ー ム 6 5 2 を 連結 し 、 先端に作業部 6 5 1 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 れた作業用装置 6 0 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 。

そ し て前記ガイ ド レ ー ルを用 い る こ と に よ っ て、 作業 用装置 6 0 1 をベー ス 6 0 2 ご とノ、 ツ チ 8 0 2 力、 ら 機外 に 出す。 作業用装置 6 0 1 は、 ハ ッ チ 8 0 2 の エ ッ ジ を 利用 し てハ ッ チ 8 0 2 の脇の機体面 に 固定 さ れ る。

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、 操縱部 8 1 3 を操縦 し てマニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を駆動 し て、 作業用装置 6 0 1 の先端 に装着 さ れ た 回転 ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b の位置を制御す る 。

こ の よ う に し て、 回転ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b が機 体 8 0 0 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 、 作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 を風防ガラ ス 8 0 3 へ向 け て移動す る 。

作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 が風防ガ ラ ス 8 0 3 上の所定位 置 に位置決め さ れた ら 、 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を操縦 し て回転ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b の宙吊 り 状態を解除 し 、 回転ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b を風防ガ ラ ス 8 0 3 に接 触さ せ る 。

こ の と き 、 機体 8 0 0 面に対す る 回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b の接触力が過大と な る と 機体 8 0 0 面を傷付け て し ま う 。 そ の た め、 カ覚セ ン サ 6 5 6 か ら の信号を用 い て機体 8 0 0 への押 し付け力を制御す る 。

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 6 1 2 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 6 1 1 力、 ら マニ ピユ レ ー タ 6 1 0 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 8 0 3 に対する 回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b 押 し付け力を常に最適の状態に保つ。

なお、 航空機のハ ッ チ 8 0 2 か ら風防ガラ ス 8 0 3 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 8 1 1 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、 作業用 ュニ ッ ト 6 5 1 を風防ガラ ス 8 0 3 ま で 自動的 に位置決めす る こ と 力《で き る 。

そ し て、 回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b を回転駆動す る する と と も に作業用ュニ ッ ト 6 5 1 の位置、 姿勢、 お よ び風防ガラ ス 8 0 3 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 8 0 3 に付着 し てい る 付着物を除去す る 。

こ の よ う な本実施例の作業用装置に よ れば、 マニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 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 。

3 . 2 第 2 の実施例 （作業用 ユ ニ ッ ト の第 1 変形例） 次に 図 4 1 を用 い て作業用 ュ ニ ッ 卜 の第 1 の変形例 に つ いて説明す る 。 な お、 図 3 9 お よ び図 4 0 に示 し た作 業用 ュニ ッ 卜 6 5 1 と 同一構成要素に は同一符号を付 し 、 詳細な説明 を省 ¾す る 。

図 4 1 は作業用 ュニ ッ ト 6 6 1 を示す斜視図であ る 。 同図 に示す作業用 ュ ニ ッ ト 6 6 1 は、 回転 ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b が機体 と 非接触 と な る よ う に支持す る 4 個 の車輪 6 6 2 (移動機構） が設け ら れてい る 点で図 3 9 、 図 4 0 に示す作業用 ュニ ッ 卜 と 異な る 。

こ れ ら車輪 6 6 2 は作業用 ュニ ッ ト 6 6 1 の左右に 2 個づっ配置 さ れ、 車輪固定部材 6 6 3 a 、 6 6 3 b 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 6 3 a 、 6 6 3 b は、 ク ラ ン ク 6 6 4 a 、 6 6 4 b と 共に一対の ク ラ ン ク 機構 6 6 5 a 、 6 6 5 b を構成 し て い る 。 そ し て、 ギヤ ボ ッ ク ス 6 5 3 に 固定 さ れた モ ー 夕 6 6 6 の回転駆動力 に よ り ク ラ ン ク 機構 6 6 5 a 、

6 6 5 b 力 作動 し 、 車輪 6 6 2 はギヤ ボ ッ ク ス 6 5 3 に 対 し て上下動を行 う 。

以上の構成の作業用 ュ ニ ッ ト 6 6 1 を有す る 作業用装 置 6 0 1 に よ っ て航空機の風防ガラ ス 8 0 3 を清掃す る 場合、 操縱室 8 0 1 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、 作業用ュニ ッ ト 6 6 1 が移動する 際に車輪 6 6 2 を用 い る点が異な る 。

つ ま り 清掃員は、 ま ずモー タ 6 6 6 を回転駆動 さ せる こ と に よ り ク ラ ン ク 機構 6 6 5 a 、 6 6 5 b を作動 さ せ、 車輪 6 6 2 を機体に接触 さ せ る 。 こ の時、 回転ブラ シ 6 5 5 a . 6 5 5 b は機体と は非接触に保たれ る。

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、 操縱部 6 1 3 を操縦 し てマニ ピュ レ ー タ 6 1 0 を駆動 し て、 作業用装置 6 0 1 の先端に装着され た回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b の位置を制御する 。

作業用 ュニ ッ ト 6 6 1 が風防ガラ ス 8 0 3 上の所定位 置に位置決め さ れた ら 、 再びモー タ 6 6 6 を回転駆動 さ せ る こ と に よ り ク ラ ン ク 機構 6 6 5 a 、 6 6 5 b を作動 さ せ、 車輪 6 6 2 を上方に持ち上げ る 。 そ し て、 回転ブ ラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b を風防ガラ ス 8 0 3 に接触さ せ る 。 こ の状態か ら風防ガラ ス 8 0 3 の清掃作業が行われ る o

清掃作業が終了 し た ら 、 今後は上述 し た の と は逆の手 順で作業用装置 6 0 1 を機体内部に収納す る 。 ま ず、 車 輪 6 6 2 を機体に接触 さ せ る と 同時に回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b を機体と 非接触の状態 と する 。 そ し て、 車 輪 6 6 2 で機体面を倣 う よ う に し てハ ッ チ 8 0 2 方向 に 移動 さ せな力《 ら 、 マ ニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を序 々 に畳んで ゆ く 。 そ し て、 ノ、 ツ チ 8 0 2 力、 ら マ ニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 を操縦室内 に収納す る 。 操縦室内 に取 り 込ん だマニ ピ ュ レ ー 夕 6 1 0 は、 各関節分や各ア ー ム分 ご と に分割 さ れ、 操縦室か ら運び出す。

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 0

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 夕 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 夕 の —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 夕 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 6 6 2 の代わ り に例え ばボー ルキ ャ ス 夕 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 。

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、 作動マ 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 。 3. 3 第 3 の実施例 （作業用 ユニ ッ ト の第 2変形例） 図 4 2 は、 作業用 ュニ ッ 卜 の第 2 の変形例を示す斜視 図であ る 。

本変形例に係 る 作動部 6 7 1 は、 その中心部にモ 一 夕 6 7 2 を固定 し てい る。 モー タ 6 7 2 の回転軸 6 7 3 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 6 7 4 と螺合 し てい る。

—方、 ナ ツ 卜 部材 6 7 4 に は 4本の車輪固定部材 6 7 5 の一端が回動 自在に支持さ れてい る。 車輪固定部 材 6 7 5 の他端に は、 それぞれ車輪 6 6 2 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 6 7 5 は、 ク ラ ン ク 6 7 6 と共に ク ラ ン ク 機構 6 7 7 を構成 し てい る 。

こ の よ う な構成の作業部 6 7 1 に よれば、 モー タ 6 7 2 を回転駆動 し てナ ツ ト 部材 6 7 4 を上方に移動 さ せ る こ と に よ り 車輪 6 6 2 を機体に接触 さ せ る こ とがで き る。 ま た、 ナ ッ ト 部材 6 7 4 を下方に移動さ せ る こ と に よ り 今度は回転ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b を風防ガラ ス 8 0 3 に接触さ せ る こ とがで き る。

3. 4 第 4 の実施例 （作業用 ュニ ッ 卜 の第 3変形例） 次に、 図 4 3 を参照 し て作業用 ュニ ッ 卜 の第 3 の変形 例 につ いて説明す る 。

作業用ユニ ッ ト 6 8 1 は、 4 つ の車輪固定部材 6 8 2 が回転自在に固定 さ れ、 一端に は車輪 6 6 2が、 そ し て 他端に は長孔 6 8 3が形成 さ れて い る 。 長孔 6 8 3 は、 そ れぞれ 2 つ の車輪固定部材 6 8 2 ご と に重ね ら れ、 共 通の軸部材 6 8 4 を揷通 し てい る 。 ま た、 軸部材 6 8 4 に は、 モ ー タ 6 8 5 の 回転軸 に 固定 さ れた ア ー ム 6 8 6 が揷通 さ れて い る 。 モ ー タ 6 8 5 が回転駆動力を発生す る と ア ー ム 6 8 6 が回動 し 、 軸部材 6 8 5 は上下方向 に 移動す る よ う に構成 さ れ る 。

こ の よ う な構成 と すれば、 モ ー タ 6 8 5 を回転駆動 し てア ー ム 6 8 6 を回動 さ せ る と 、 作業用 ュニ ッ ト 6 8 1 に対す る 車輪固定部材 6 8 2 の 角度が変化す る 。 そ し て、 上述の第 3 の実施例で述べた変形例 と 同様に 、 回転 ブラ シ 6 5 5 a 、 6 5 5 b に対す る 車輪 6 6 2 の位置を上下 方向 に移動 さ せ る こ と がで き る 。

以上、 図 3 9 か ら 図 4 3 に示 し た各作業用 ュニ ッ ト 5 1 、 6 1 、 7 1 、 8 1 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 の作業用 ュニ ッ 卜 に代え て、 様 々 な用途の作業用 ュニ ッ ト （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 力 で き る こ と は言 う ま で も な い。

こ の よ う な作業用 ュニ ッ ト に付け替え る こ と に よ り 、 マ ニ ピ ュ レ ー タ.6 1 0 やそ 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 。

3 . 5 第 5 の実施例 （着脱機構の第 1 変形例） 続いて、 図 4 5 に よ り 着脱機構の第 1 の変形例につ い て説明す る。

図 4 5 は、 着脱機構 7 0 1 を示す斜視図であ る 。 同図 に示す着脱機構 7 0 1 は、 対向する 2 つ の着脱部材

7 0 2、 7 0 3 を結合する も の であ り 、 各着脱部材

7 0 2、 7 0 3 の端部に はそれぞれフ ラ ン ジ部 7 0 2 a 、 7 0 3 a が形成さ れてい る 。

フ ラ ン ジ部 7 0 2 a の前記着脱部材 7 0 3 に対向する 位置に は、 一対の突起 7 0 4 a 、 7 0 4 b が形成 さ れて い る。 一方、 フ ラ ン ジ部 7 0 3 a の前記着脱部材 7 0 2 に対向する 位置に は、 一対の貫通穴 7 0 5 a 、 7 0 5 b が形成さ れてい る 。 こ れ ら貫通穴 7 0 5 a 、 7 0 5 b は、 突起 7 0 4 a、 7 0 4 b 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 7 0 4 a 、 7 0 4 b と 貫通穴 7 0 5 a 、 7 0 5 b と の嵌合に よ り 、 着脱部材 7 0 2 と着脱部材 7 0 3 と の正確な位置決めが な さ れる。

着脱部材 7 0 2 の 中空内部に はケ ー ブル 7 0 6 が配設 さ れ、 そ の端部に は雄コ ネ ク タ 7 0 6 a が連結 さ れてい る。 ま た、 着脱部材 7 0 3 の 中空内部に はケ ー ブル

7 0 3 が配設さ れ、 そ の端部に は雌コ ネ ク タ 7 0 7 a カ《 連結 さ れてい る。 そ し て、 着脱部材 7 0 2 の突起 7 0 4 a 、 7 0 4 b と 着脱部材 7 0 3 の貫通穴 7 0 5 a 、

7 0 5 b と が嵌台 さ れた状態に おいて、 雄 コ ネ ク タ 7 0 6 a と 雌 コ ネ ク タ 7 0 7 a は互い に接続す る よ う に な っ てい る 。

ま た、 フ ラ ン ジ部 7 0 2 a 、 7 0 3 a に は複数の孔 7 0 8、 7 0 9 が設け ら れてい る 。 こ れ ら孔 7 0 8、

7 0 9 に は ボノレ ト 7 1 0 a が揷通 さ れ る よ う に な つ てお り 、 ナ ツ ト 7 1 0 b と 嫘合す る こ と に よ り 着脱部材

7 0 2、 7 0 3 同志が締結 さ れ る 。

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 。

3 . 6 第 6 の実施例 （着脱機構の第 2 変形例）

図 4 6 は、 着脱機構の第 2 の変形例を示 し た も のであ 図 4 6 に示す着脱機構 7 1 1 で は、 各着脱部材 7 1 2、 7 1 3 の端部に形成 さ れた フ ラ ン ジ部 7 1 2 a 、 7 1 3 a の一部 に 、 ケ ー ブル 7 1 4、 7 1 5 端部の雄コ ネ ク タ 7 1 4 a 、 雌 コ ネ ク タ 7 1 5 a が取 り 付け ら れて い る 。 な お、 ケ ー ブル 7 1 4 、 7 1 5 は各着脱部材 7 1 4 、

7 1 3 に形成 さ れた孔 7 1 2 b 、 7 1 3 b に よ っ て内部 力、 ら外部に 引 き 出 さ れてい る 。

こ の よ う な着脱機構 7 1 1 であ っ て も上述の第 5 の実 施例で述べた変形例 と 同様の効果を期待す る こ と がで き o 3. 7 第 7 の実施例

次に、 マニ ピュ レー タ部の動作範囲を変更す る た めの 実施例につ いて説明す る 。

図 4 7 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 o

図 4 7 に示すよ う に、 本実施例に係 る マニ ピ ュ レ ー タ 部 6 9 0 は、 ベー ス 6 0 2 に着脱機構 6 2 1 を介 し て肩 関節部 6 0 3 が固定さ れてい る 。 肩関節部 6 0 3 に は、 図 3 5力、 ら 図 3 7 に示す第 1 ア ー ム部 6 0 4 よ り 寸法が 短い第 1 ア ー ム部 6 9 1 が着脱機構 6 2 7 を介 し て連結 さ れてい る。 第 1 ア ー ム部 6 9 1 の他端に は、 着脱機構 6 2 8を介 し て肘関節部 6 0 5 が取 り 付け られてい る 。 肘関節部 6 0 5 に は着脱機構 6 3 0 を介 し て第 2 ア ー ム 部 6 9 2が連結さ れてい る 。 な お、 こ こ で第 2 ア ー ム部 6 9 2 は、 図 3 5 か ら 図 3 7 に示す第 2 ア ー ム部 6 0 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 6 9 2 の他端に は、 着脱機構 6 3 2 を介 し て手首関節 部 6 0 7 が取 り 付け られてい る。

こ の と き 、 第 1 ア ー ム部 6 9 1 は、 前述の第 1 ア ー ム 部 6 0 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 6 0 4両端の着脱機構 6 2 7 、 6 2 8 と 同

—の着脱機構が利用 さ れてい る 。

同様に、 第 2 ア ー ム部 6 9 2 は、 前述の第 2 ア ー ム部 6 0 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 0 6 両端の着脱機構 6 3 0 、 6 3 2 と 同一 の着脱機構が利用 さ れて い る 。

こ の よ う に 、 作業用装置 6 0 1 の動作範囲を変更す る に は、 作業用装置 6 0 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 ァ ー ム部に付け替えればよ い。

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 た作業用装置 6 0 1 を構成す る こ と がで き る 。

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 ユ レ ー タ 部の動作範囲を変更す る こ と がで き る 。

例え ば、 図 3 8 B はマニ ピ ュ レ ー タ 6 1 0 の 自 由度構 成の変形例であ り 、 図 3 8 A に示す作業用装置 6 0 1 の 第 1 ア ー ム部 6 0 4 と 肘関節 6 0 5 を、 着脱機構 6 2 8 を境 と し て 9 0 ^β 回転 さ せた状態で固定 し た も のであ る 。 具体的 に は、 図 4 4 に お い てボル ト 6 2 5 を、 ね じ穴 6 2 4 と 直角方向 に形成 さ れたね じ穴 6 5 0 に螺合 さ せ ればよ い。

上記実施例に おいて分離 自在と する こ と がで き る 作業 用装置につ いて説明 し たが、 分離自在 と な ら な い作業用 装置の構成につ い て も考え る こ とがで き る 。

< 産業上の利用可能性 〉

本発明 に よ る 作業用装置は、 航空機の窓ガラ ス の清掃 作業のみな らず、 建築構造物の清掃作業およ び塗装作業 に も用 い る こ と がで き る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 2 乃至 4 軸構成の マニ ピ ュ レ ー タ と 、 作業面に 回転 自 在 に面接触す る 作業部を有す る 作業用 ュニ ッ 卜 と 、 前記マニ ピ ュ レ ー タ と 前記作業用 ュニ ッ 卜 を連結す る と と も に任意の 2 軸 に対 し て回転 自 在の 自 在継手 と を備え た こ と を特徵 と す る 作業用装置。

2 . 作業用 ュニ ッ ト は、 作業部が作用面を押 し 付け る 力 を検出す る 力検出手段を有す る こ と を特徴 と す る 請 求項 1 記載の作業用装置。

3 . マニ ピ ュ レ ー タ は、 作業部が作用面を押 し 付け る 力 を検出す る 力検出手段を有す る こ と を特徴 と す る 請 求項 1 記載の作業用装置。

4 . 作業部は複数並んで配置 さ れ、 隣 り 合 う 作業部 は互い に逆方向 に 回転す る こ と を特徴 と す る 請求項 1 記 載の作業用装置。

5 . 作業用 ュニ ッ 卜 と 自在継手 と の 間 に、 作業用 ュ ニ ッ 卜 の位置を定め る ス プ リ ン グを設け た こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の作業用装置。

6 . 作業用 ュニ ッ ト は、 作業部 と 逆側 に取付け ら れ た カ ウ ン タ ウ ェ イ ト を有す る こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の作業用装置。

7 . マニ ピ ュ レ ー タ と 自 在継手 と の 間 に、 自 在継手 を所望の姿勢で取付け る 取 り 継 ぎ治具を設け た こ と を特 徴と する 請求項 1 記載の作業用装置。

8 . 取 り 継ぎ洽具は、 回動軸を中心 と し て回動 自在 と な っ てい る こ と を特徵とす る 請求項 7 記載の作業用装 £ o

9 . 2 乃至 4 軸構成の ス カ ラ ロ ボ ッ 卜 と 、 作業面に 回転自在に面接触す る 作業部を有す る 作業用 ュニ ッ ト と 、 前記ス カ ラ ロ ボ ッ ト を保持す る ベ ー ス と 、 前記ス カ ラ ロ ボ ッ 卜 と 前記作業用ュニ ッ ト を連結す る と と も に任意の

2 軸に対 し て回転自在の 自在継手 と を備え た こ と を特徴 と する作業用装置。

1 0 . 2 乃至 4 軸構成の マニ ピ ュ レ ー タ と 、 こ の マ ニ ピユ レ 一 夕 に接続さ れた作業用 ュニ ッ ト を備え、 こ の 作業用 ュニ ッ ト はマニ ピ ュ レ ー タ 先端の回転軸 に 固着 さ れた枠体 と 、 枠体の外周 に取付け ら れ少な く と も先端側 およ び側方側において作業面 と 接触す る 作業部 と を有す る こ と を特徴とす る 作業用装置。

1 1 . 作業部は略球状をな し て い る こ と を特徴 と す る 請求項 1 0 記載の作業用装置。

1 2 . 作業部は略円筒状をな し てい る こ と を特徴 と す る 請求項 1 0 記載の作業用装置。

1 3 . 枠体は内部空間を有 し 、 こ の 内部空間に作業 用溶液を充填 し た こ と を特徴 と す る 請求項 1 0 記載の作 業用装置。

1 4 . マニ ピュ レ ー タ と 作業用 ユニ ッ ト と の間に、 作業部が作用面を押 し 付 け る 力を検出す る 力検出手段を 設け た こ と を特徴 と す る 請求項 1 0 記載の作業用装置。

1 5 . マニ ピ ュ レ ー タ と 、 こ の マニ ピ ュ レ ー タ の先 端部に設け ら れた作業用 ュニ ッ 卜 と 、 前記マニ ピ ユ レ 一 夕 の基端部を保持す る 保持治具 と を備え 、 こ の保持治具 を航空機のハ ッ チ開 口 部 に 固定 し た こ と を特徴 と す る 作 業用装置。

1 6 . 保持治具 は、 ハ ッ チ開 口部の蓋を留 め る た め の ピ ン穴に装着 さ れた複数の脚か ら な る 保持脚 と 、 こ の 保持脚の 中央部に立設 さ れた支柱 と 、 こ の支柱に嵌着 さ れ前記マニ ピ ュ レ 一 夕 の基端部を側方か ら支持す る 支持 管 と を有す る こ と を特徴 と す る 請求項 1 5 記載の作業用 装置。

1 7 . 支柱は、 伸縮 自 在であ っ て、 そ の一端が航空 機の床面を押圧 し て前記保持脚の 中央部を支持す る こ と を特徴 と す る 請求項 1 6 記載の作業用装置。

1 8 . 保持治具は、 ハ ッ チ開 口部の蓋を留め る た め の ピ ン穴に装着 さ れ複数の脚を有す る 保持脚 と 、 こ の保 持脚の中央部に設け ら れマニ ピ ュ レ ー タ の基端部が揷入 さ れ保持 さ れ る保持環 と を有す る こ と を特徴 と す る 請求 項 1 5 記載の作業用装置。

1 9 . 保持治具 は、 マニ ピ ュ レ ー タ を保持す る 保持 本体 と 、 こ の保持本体の側部に設け ら れハ ッ チ開 口部の 周縁 に 向か っ て進退す る 押圧部材 と を有す る こ と を特徴 と する請求項 1 5 記載の作業用装置。

2 0 . 保持治具は、 枠体と 、 こ の枠体に側縁を固着 さ れハ ッ チ開口部力、 ら外方に延在 し てマニ ピ ュ レ ー 夕 を 保持す る保持部 と 、 前記枠体の側部に設け ら れ前記ハ ツ チ開口部の側縁に向か っ て進退す る押圧部材 と を有す る こ と を特徵とす る 請求項 1 5 記載の作業用装置。

2 1 . 保持治具は、 マニ ピ ュ レ ー タ を保持す る 保持 本体と 、 側部が前記保持本体に固着 さ れ、 底部が前記保 持部材 と の 間で前記ハ ッ チ開 口部の側縁が入 り 込む隙間 を形成する L 字部材 と、 前記 L 字部材に取 り 付け ら れ前 記側緣を締め付け る締め付け手段 と を有す る こ と を特徴 とする請求項 1 5 記載の作業用装置。

2 2 . 複数の ア ー ム部 と 、 少な く と も 1 つ の関節部 と を有す る マニ ピ ュ レ ー タ と、 航空機に対 し て所定の作 業動作を行 う 作業用ュニ ッ 卜 が取付け られ る マニ ピ ユ レ — 夕先端部 と 、 前記航空機の機体に固定 さ れ る マニ ピュ レ ー タ 基端部 と 、 前記マニ ピ ュ レ ー タ およ び前記作業用 ュニ ッ ト を駆動制御する 制御部と を備え た こ と を特徴と す る 作業用装置。

2 3 . 航空機の機体に接触 し なが ら 作業用 ュニ ッ ト を所定位置ま で移動 さ せ る た めの移動機構を更に備え た こ と を特徴とする 請求項 2 2 記載の作業用装置。

2 4 . 移動機構に よ り 作業用ュニ ッ ト が所定位置ま で移動 さ せ ら れる 間 は作業用 ュニ ッ ト を航空機 と 非接触 の状態に保ち 、 所定位置ま で移動 さ せた後は作業用 ュニ ッ 卜 が航空機 と 接触す る こ と を特徴 と す る 請求項 2 3 記 載の作業用装置。

2 5 . 移動機構は車輪 と 、 車輪を上昇 さ せ る 上昇機 構 と を有す る こ と を特徴 と す る 請求項 2 4 記載の作業用 装置。

2 6 . ア ー ム部 と 関節部 と の 間に、 前記ア ー ム部 と 前記関節部 と に着脱 自 在に取付け ら れた着脱機構を設け た こ と を特徴 と す る 請求項 2 2 記載の作業用装置。

2 7 . ア ー ム部 と マニ ピ ュ レ ー タ 基端部 と の間に、 前記ア ー ム部 と 前記マニ ピ ュ レ ー タ 基端部 と に着脱 自 在 に取付け ら れた着脱機構を設け た こ と を特徴 と す る 請求 項 2 2 記載の作業用装置。

2 8 . 着脱機構 は互い に着脱 さ れ る 2 つ の部材か ら な り 、 そ の一方に ケ ー ブル用 の雄 コ ネ ク 夕 が設け ら れ、 他方に ケ ー ブル用 の雌 コ ネ ク 夕 が設け ら れて い る こ と を 特徴 と す る 請求項 2 6 ま た は 2 7 の いずれかに記載の作 業用装置。

2 9 . ア ー ム部は少な く と も 1 つ の ケ ー ブルを 内蔵 し てい る こ と を特徴 と す る 請求項 2 4 記載の作業用装置。

3 0 . マニ ピ ュ レ ー タ 基端部 は航空機に着脱 自 在に 取付け ら れてい る こ と を特徴 と す る 請求項 2 4 記載の作 業用装置。