(57)【要約】【課題】移動体をより安定して保持できる、保持装置、制御システム、及び検査システムを提供する。【解決手段】実施形態に係る保持装置は、第１方向に延びる柱状体の表面を前記第１方向に沿って移動可能な移動体を保持し、前記柱状体の表面に垂直な第２方向における前記移動体の位置を変化させる。前記保持装置は、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向において互いに離れた第１保持部及び第２保持部を備える。前記第１保持部は、前記第２方向において互いに離れた第１部分及び第２部分と、第３部分と、を有する。前記第２保持部は、前記第２方向において互いに離れた第４部分及び第５部分と、第６部分と、を有する。前記保持装置は、前記移動体が、前記第２方向において前記第１部分と第２部分との間及び前記第４部分と前記第５部分との間にあり、且つ前記第３方向において前記第３部分及び前記第６部分と対向する保持位置にある状態で、前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延びる柱状体の表面を前記第１方向に沿って移動可能な移動体を保持し、前記柱状体の表面に垂直な第２方向における前記移動体の位置を変化させる保持装置であって、
前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向において互いに離れた第１保持部及び第２保持部を備え、
前記第１保持部は、前記第２方向において互いに離れた第１部分及び第２部分と、第３部分と、を有し、
前記第２保持部は、前記第２方向において互いに離れた第４部分及び第５部分と、第６部分と、を有し、
前記移動体が、前記第２方向において前記第１部分と第２部分との間及び前記第４部分と前記第５部分との間にあり、且つ前記第３方向において前記第３部分及び前記第６部分と対向する保持位置にある状態で、前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を保持する保持装置。
【請求項２】
前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で、前記第１保持部及び前記第２保持部を前記第３方向に移動可能である請求項１記載の保持装置。
【請求項３】
前記柱状体の表面を前記第３方向に移動可能な移動機構と、
前記第１保持部と前記移動機構とを連結する第１連結部と、
前記第２保持部と前記移動機構とを連結する第２連結部と、
をさらに備え、
前記柱状体は、前記第１保持部と前記移動機構との間及び前記第２保持部と前記移動機構との間に位置し、
前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で、前記移動機構が前記第３方向に移動することで、前記第１保持部及び前記第２保持部が前記第３方向に移動する請求項１又は２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記移動体が前記保持位置にあることを検出する検出器をさらに備え、
前記検出器により前記移動体が前記保持位置へ移動したことが検出されると、前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離れる方向へ動かす請求項１〜３のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項５】
前記第１保持部は、前記第１部分と前記第２部分との間の前記第３方向における第１距離を変更可能であり、
前記第２保持部は、前記第４部分と前記第５部分との間の前記第３方向における第２距離を変更可能であり、
前記移動体が前記保持位置にあることを前記検出器が検出すると、前記第１保持部は前記第１距離を短くし、前記第２保持部は前記第２距離を短くする請求項４記載の保持装置。
【請求項６】
前記第１保持部及び前記第２保持部を前記第１方向に沿って移動させる摺動部をさらに備え、
前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で前記摺動部を動作させることで、前記移動体を前記第１方向に沿って移動させる請求項１〜５のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項７】
前記柱状体は、前記第１方向に並んだ第１柱状部及び第２柱状部を有し、
前記第１柱状部の前記第２方向における寸法は、前記第２柱状部の前記第２方向における寸法よりも長く、
前記移動体は、前記第２柱状部の表面を前記第１方向に沿って移動し、
前記保持装置は、前記第１柱状部に取り付けられる請求項１〜６のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体の周りに設けられた筒状体と前記柱状体との間を移動する前記移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記筒状体に接触可能な接触部を有し、前記接触部を前記筒状体に接触させながら前記柱状体の前記表面を移動する制御システム。
【請求項９】
前記移動体は、前記接触部を前記筒状体に接触させた接触状態と、前記接触部を前記筒状体から離した離間状態と、を切り替え可能であり、
前記移動体は、前記保持位置へ移動すると、前記接触部を前記接触状態から前記離間状態へ切り替える請求項８記載の制御システム。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体の周りに設けられた筒状体と前記柱状体との間を移動する前記移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記柱状体又は前記筒状体の検査するための検査器を有し、前記柱状体の表面を前記第１方向に沿って移動しながら、前記柱状体又は前記筒状体を検査する検査システム。
【請求項１１】
第１面上に設けられた物体を保持する保持機構と、
前記保持機構を駆動させる、第１駆動部、第２駆動部、及び第３駆動部と、
前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記保持機構により前記物体を保持した状態で前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を動作させることで、前記第１面に垂直な方向における前記物体の位置を変化させる保持装置であって、
前記制御部は、
前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を動作させる際、前記第１駆動部の状態と、前記第２駆動部の状態と、前記第３駆動部の状態と、を用いて前記保持機構の姿勢を示す仮想平面を生成し、
前記仮想平面の前記垂直な方向における位置に基づいて前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を制御する
保持装置。
【請求項１２】
生成された前記仮想平面は、
前記第１駆動部の状態と、前記第２駆動部の状態と、前記第３駆動部の状態と、が実質的に同じであることを示す第１仮想平面と、
前記第１仮想平面と異なる第２仮想平面と、
を含み、
前記制御部は、前記第１仮想平面の前記垂直な方向における位置が所定の軌道に沿い、且つ前記第２仮想平面の前記垂直な方向における位置の変化を抑えるように、前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を制御する請求項１１記載の保持装置。
【請求項１３】
生成された前記仮想平面は、
前記第１駆動部の状態と、前記第２駆動部の状態と、前記第３駆動部の状態と、が実質的に同じであることを示す第１仮想平面と、
前記第１仮想平面と異なる第２仮想平面と、
を含み、
前記第２仮想平面の前記垂直な方向における位置の変化が所定の条件を満たした場合、前記制御部は、前記保持機構の速度を低減するように前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を制御する請求項１１記載の保持装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部の動作中に、前記第１仮想平面の前記垂直な方向における位置が変化しなくなった点を、接地点として記憶する請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を動作させた後、前記第１仮想平面の前記垂直な方向における位置が記憶した前記接地点に達する前に、前記保持機構の速度を低減するように前記第１駆動部、前記第２駆動部、及び前記第３駆動部を制御する請求項１４記載の保持装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の前記保持装置と、
前記第１面を有する第１方向に延びる柱状体と、前記柱状体の周りに設けられた筒状体と、の間を前記第１方向に沿って移動する、前記物体としての移動体と、
を備えた制御システム。
【請求項１７】
前記移動体は、前記筒状体に接触可能な接触部を有し、前記接触部を前記筒状体に接触させながら前記柱状体の前記表面を移動する請求項１６記載の制御システム。
【請求項１８】
前記移動体は、前記接触部を前記筒状体に接触させた接触状態と、前記接触部を前記筒状体から離した離間状態と、を切り替え可能であり、
前記移動体は、前記保持位置へ移動すると、前記接触部を前記接触状態から前記離間状態へ切り替える請求項１７記載の制御システム。
【請求項１９】
請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の前記保持装置と、
前記第１面を有する第１方向に延びる柱状体と、前記柱状体の周りに設けられた筒状体と、の間を前記第１方向に沿って移動する、前記物体としての移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記柱状体又は前記筒状体の検査するための検査器を有し、前記柱状体の表面を前記第１方向に沿って移動しながら、前記柱状体又は前記筒状体を検査する検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、保持装置、制御システム、及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の方向に移動可能な移動体と、この移動体を保持する保持装置と、がある。移動体が狭隘空間（ギャップ）内を移動する際、保持装置も狭隘空間に設けることができるように、保持装置は小型であることが望ましい。保持装置の小型化のためには、保持装置が備える駆動部の小型化が有効である。しかし、駆動部を小型化すると、保持装置の出力が低下し、移動体の保持が不安定となる可能性がある。そこで、保持装置の出力が小さい場合にも、移動体をより安定して保持できる技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−７５９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、移動体をより安定して保持できる、保持装置、制御システム、及び検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る保持装置は、第１方向に延びる柱状体の表面を前記第１方向に沿って移動可能な移動体を保持し、前記柱状体の表面に垂直な第２方向における前記移動体の位置を変化させる。前記保持装置は、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向において互いに離れた第１保持部及び第２保持部を備える。前記第１保持部は、前記第２方向において互いに離れた第１部分及び第２部分と、第３部分と、を有する。前記第２保持部は、前記第２方向において互いに離れた第４部分及び第５部分と、第６部分と、を有する。前記保持装置は、前記移動体が、前記第２方向において前記第１部分と第２部分との間及び前記第４部分と前記第５部分との間にあり、且つ前記第３方向において前記第３部分及び前記第６部分と対向する保持位置にある状態で、前記第１保持部及び前記第２保持部により前記移動体を保持する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る保持装置を表す斜視図である。
【図２】実施形態に係る保持装置を表す斜視図である。
【図３】実施形態に係る保持装置を表す斜視図である。
【図４】実施形態に係る保持装置を表す斜視図である。
【図５】実施形態に係る保持装置の一部を表す平面図である。
【図６】実施形態に係る保持装置を表す正面図である。
【図７】実施形態に係る保持装置が適用される設備の一例を表す斜視断面図である。
【図８】移動体を表す模式的側面図である。
【図９】移動体を表す模式的平面図である。
【図１０】移動体の動作を表す模式図である。
【図１１】実施形態に係る保持装置と移動体の動作を表す模式図である。
【図１２】実施形態に係る保持装置における第１駆動部〜第４駆動部の動作を例示する模式図である。
【図１３】実施形態に係る保持装置において参照される式である。
【図１４】移動体を動かした際の各仮想平面の第２方向における位置の変化を表すグラフである。
【図１５】実施形態に係る保持装置における制御を模式的に表すブロック図である。
【図１６】変形例に係る保持装置における第１駆動部〜第３駆動部の動作を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
図１〜図４は、実施形態に係る保持装置を表す斜視図である。
図５は、実施形態に係る保持装置の一部を表す平面図である。
図１〜図４に表したように、実施形態に係る保持装置１００は、保持機構１１０を備える。保持機構１１０は、図２〜図４に表した移動体２００を保持可能に構成されている。保持機構１１０は、移動体２００を保持するための第１保持部１１１及び第２保持部１１２を有する。移動体２００は、第１保持部１１１と第２保持部１１２との間で保持される。
【０００９】
図２〜図４は、保持装置１００が柱状体Ｃに取り付けられた状態を表す。柱状体Ｃは、第１方向Ｄ１に延びている。例えば、柱状体Ｃは、円柱形であり、柱状体Ｃの中心は、第１方向Ｄ１に平行である。又は、柱状体Ｃは、角柱形であっても良い。柱状体Ｃの周りには、例えば、不図示の筒状体が設けられる。筒状体は、円筒形又は角筒形である。保持装置１００及び移動体２００は、例えば、柱状体Ｃと筒状体との隙間に設けられる。
【００１０】
移動体２００は、柱状体Ｃの表面を第１方向Ｄ１に沿って移動する。例えば、柱状体Ｃは、第１柱状部Ｃ１及び第２柱状部Ｃ２を有する。第１柱状部Ｃ１と第２柱状部Ｃ２は、第１方向Ｄ１において並んでいる。第１方向Ｄ１に垂直な方向における第１柱状部Ｃ１の寸法は、前記垂直な方向における第２柱状部Ｃ２の寸法よりも長い。例えば、第１柱状部Ｃ１の表面は、第２柱状部Ｃ２の表面と連なっている。第１柱状部Ｃ１の表面と第２柱状部Ｃ２の表面との間には、段差が存在する。
【００１１】
例えば、保持装置１００は、第１柱状部Ｃ１に取り付けられる。移動体２００は、第２柱状部Ｃ２の表面を第１方向Ｄ１に沿って移動する。保持装置１００は、第１保持部１１１及び第２保持部１１２を第２柱状部Ｃ２の表面に配する。移動体２００は、第２柱状部Ｃ２の表面に配された第１保持部１１１及び第２保持部１１２の間へ移動し、第１保持部１１１及び第２保持部１１２に保持される。
【００１２】
保持機構１１０には、複数の駆動部が接続される。図５（ａ）は、保持機構１１０の第２保持部１１２を表し、図５（ｂ）は、保持機構１１０の第１保持部１１１を表している。例えば図５（ａ）及び図５（ｂ）に表したように、保持装置１００は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４及び第１リンク１４１〜第４リンク１４４を備える。第１駆動部１３１及び第２駆動部１３２は、それぞれ第１リンク１４１及び第２リンク１４２を介して第１保持部１１１と接続されている。第３駆動部１３３及び第４駆動部１３４は、それぞれ第３リンク１４３及び第４リンク１４４を介して第２保持部１１２と接続されている。
【００１３】
第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４が動作すると、第１リンク１４１〜第４リンク１４４を介して駆動力が第１保持部１１１及び第２保持部１１２に伝達される。移動体２００を保持した状態で第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を動作させることで、柱状体Ｃの表面に垂直な第２方向Ｄ２における移動体２００の位置を変化させることができる。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に垂直である。図面には、第２方向Ｄ２の一例が示されている。
【００１４】
例えば、保持装置１００は、移動体２００の第２方向Ｄ２における位置を、第１位置と第２位置との間で切り替える。第１位置では、移動体２００が柱状体Ｃの表面に近接しており、移動体２００は第１保持部１１１及び第２保持部１１２の間から柱状体Ｃの表面へ移動可能である。図２は、移動体２００が第１位置にあるときの状態を表している。
【００１５】
第２位置では、第１位置に比べて、移動体２００が柱状体Ｃの表面から離れている。すなわち、第２位置と柱状体Ｃの表面との間の距離は、第１位置と柱状体Ｃの表面との間の距離よりも長い。図３は、移動体２００が第２位置にあるときの状態を表している。
【００１６】
例えば、移動体２００が第１位置にあるとき、第１保持部１１１及び第２保持部１１２は、柱状体Ｃの表面の一部に接している。保持装置１００は、移動体２００を、柱状体Ｃの表面の前記一部に垂直な方向へ動かす。移動体２００が第２位置にあるとき、第１保持部１１１及び第２保持部１１２は、柱状体Ｃの表面の前記一部から離れている。
【００１７】
図１〜図５に表した例では、保持装置１００は、一対のベース１５１及び１５２と、接続部１５３と、一対の摺動部（スライダ）１５４及び１５５と、接続部１５６と、をさらに有する。
【００１８】
第１駆動部１３１及び第２駆動部１３２は、摺動部１５４に固定されている。摺動部１５４は、ベース１５１に対して、第１方向Ｄ１に沿って摺動可能である。同様に、第３駆動部１３３及び第４駆動部１３４は、摺動部１５５に固定されている。摺動部１５５は、ベース１５２に対して、第１方向Ｄ１に沿って摺動可能である。
【００１９】
ベース１５１及び１５２は、後述する移動機構１６０の動作時以外は、移動しない。従って、摺動部１５４及び１５５がベース１５１及び１５２に対して摺動すると、保持機構１１０が第１方向Ｄ１に沿って移動する。保持機構１１０に移動体２００が保持されている場合、移動体２００も第１方向Ｄ１に沿って移動する。
【００２０】
摺動部１５４及び１５５の動作により、図３に表した状態から図４に表した状態へ保持機構１１０及び移動体２００が移動する。すなわち、摺動部１５４及び１５５の動作により、保持機構１１０及び移動体２００が第２方向Ｄ２において第２柱状部Ｃ２と対向する状態と、保持機構１１０及び移動体２００が第２方向Ｄ２において第１柱状部Ｃ１と対向する状態と、を切り替えることができる。
【００２１】
例えば、保持装置１００は、図２及び図３に表した状態を経て、図４に表した状態から保持機構１１０を第１柱状部Ｃ１に向けて移動させる。保持装置１００は、第１保持部１１１及び第２保持部１１２を、第１柱状部Ｃ１の表面に接触させる。これにより、移動体２００が第１保持部１１１と第２保持部１１２との間から第１柱状部Ｃ１の表面へ移動可能な状態となる。以上の動作により、移動体２００を、第２柱状部Ｃ２の表面から第１柱状部Ｃ１の表面に移動させることができる。
【００２２】
又は、保持装置１００は、第１保持部１１１及び第２保持部１１２を第１柱状部Ｃ１の表面に接近させ、移動体２００が第１柱状部Ｃ１の表面から第１保持部１１１と第２保持部１１２との間へ移動可能な状態とする。保持装置１００は、第１柱状部Ｃ１の表面上で移動体２００を保持すると、図４及び図３に表した状態を経て、図２に表したように、第１保持部１１１及び第２保持部１１２を第２柱状部Ｃ２の表面に接触させる。以上の動作により、移動体２００を、第１柱状部Ｃ１の表面から第２柱状部Ｃ２の表面に移動させることができる。
【００２３】
ベース１５１及び１５２は、剛性を有する。従って、摺動部１５４及び１５５の動作や、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の動作などでは、ベース１５１とベース１５２との間の位置関係は、実質的に変化しない。また、図１〜図４に表したように、ベース１５１及び１５２は、剛性を有する接続部１５３によって互いに接続されている。ベース１５１とベース１５２が接続部１５３により接続されることで、ベース１５１とベース１５２との間の位置関係の変化をさらに抑制できる。
【００２４】
同様に、摺動部１５４及び１５５は、剛性を有する。従って、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の動作などでは、摺動部１５４と摺動部１５５との間の位置関係は、実質的に変化しない。さらに、摺動部１５４及び１５５は、剛性を有する接続部１５６によって互いに接続されている。摺動部１５４と摺動部１５５が接続部１５６により接続されることで、摺動部１５４と摺動部１５５との間の位置関係の変化をさらに抑制できる。
【００２５】
図１に表したように、保持装置１００は、移動機構１６０をさらに備える。移動機構１６０は、保持機構１１０を第３方向Ｄ３に沿って移動させる。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に垂直である。保持機構１１０が第３方向Ｄ３に沿って移動することで、保持された移動体２００の第３方向Ｄ３における位置が変化する。例えば、柱状体Ｃが円柱状である場合、第１方向Ｄ１は、中心軸に平行である。第２方向Ｄ２は、柱状体Ｃの径方向に対応する。第３方向Ｄ３は、柱状体Ｃの周方向に対応する。
【００２６】
保持装置１００は、移動体２００を柱状体Ｃから離した状態で保持したまま、移動機構１６０を動作させる。これにより、移動体２００の第３方向Ｄ３における位置が変化する。移動体２００の位置が変化すると、保持装置１００は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を動作させ、移動体２００を柱状体Ｃに向けて動かす。これにより、移動体２００は、保持される前とは異なる場所を第１方向Ｄ１に沿って移動できるようになる。例えば、移動体２００の第１方向Ｄ１の移動と、保持装置１００による移動体２００の第３方向Ｄ３の移動と、が交互に繰り返される。
【００２７】
例えば、移動機構１６０は、保持機構１１０から離して設けられ、柱状体Ｃは、保持機構１１０と移動機構１６０との間に位置している。移動機構１６０は、第１連結部１７１によりベース１５１と連結され、第２連結部１７２によりベース１５２と連結されている。保持機構１１０、移動機構１６０、第１連結部１７１、及び第２連結部１７２は、環状に連結されており、柱状体Ｃに巻き付けられている。
【００２８】
例えば、第１連結部１７１の長さは、第２連結部１７２の長さと実質的に同じである。柱状体Ｃが保持機構１１０と移動機構１６０との間に位置するように保持機構１１０及び移動機構１６０を設けることで、移動機構１６０及び保持機構１１０が互いにカウンターウェイトとして働く。例えば、保持機構１１０又は移動機構１６０の重さにより、保持機構１１０又は移動機構１６０の第３方向Ｄ３における位置が変化することを抑制できる。
【００２９】
移動機構１６０は、例えば、ローラ１６１、モータ１６２、及びエンコーダ１６３を有する。ローラ１６１は、モータ１６２に接続され、柱状体Ｃの表面に接触している。モータ１６２が動作すると、ローラ１６１が回転する。ローラ１６１の回転により、移動機構１６０が柱状体Ｃの表面上を第３方向Ｄ３に沿って移動する。移動機構１６０は、第１連結部１７１及び第２連結部１７２によりベース１５１及び１５２と連結されている。このため、移動機構１６０が移動すると、保持機構１１０も第３方向Ｄ３に沿って移動する。
【００３０】
エンコーダ１６３は、モータ１６２又はローラ１６１の回転数（又は回転角度）を検出する。エンコーダ１６３は、検出した回転数に基づいて、第３方向Ｄ３における移動機構１６０の移動距離を算出する。移動機構１６０の移動距離は、換言すると、保持機構１１０の移動距離である。保持機構１１０が移動体２００を保持しているときには、移動機構１６０の移動距離は、移動体２００の移動距離に対応する。
【００３１】
ベース１５１及び１５２には、それぞれローラ１７３及び１７４が設けられている。ローラ１７３及び１７４は、柱状体Ｃの表面に接触している。例えば、ローラ１７３及び１７４は、第１柱状部Ｃ１の表面と第２柱状部Ｃ２の表面との間の段差に接触している。移動機構１６０の移動に応じて、ローラ１７３及び１７４が回転する。これにより、ベース１５１及び１５２は、柱状体Ｃの周りを第３方向Ｄ３に沿って滑らかに移動する。
【００３２】
図６は、実施形態に係る保持装置を表す正面図である。
図６は、図２に表した矢印Ａ１の方向から保持装置１００及び移動体２００を見たときの様子を表している。
【００３３】
図５及び図６に表したように、第１保持部１１１は、第１部分１１１ａ、第２部分１１１ｂ、及び第３部分１１１ｃを有する。第１部分１１１ａと第２部分１１１ｂは、第２方向Ｄ２において離れている。第３部分１１１ｃの第２方向Ｄ２における位置は、第１部分１１１ａの第２方向Ｄ２における位置と、第２部分１１１ｂの第２方向Ｄ２における位置と、の間にある。第１部分１１１ａ及び第２部分１１１ｂは、第３部分１１１ｃと繋がっていても良いし、第３部分１１１ｃから分離していても良い。
【００３４】
第２保持部１１２は、第４部分１１２ｄ、第５部分１１２ｅ、及び第６部分１１２ｆを有する。第４部分１１２ｄと第５部分１１２ｅは、第２方向Ｄ２において離れている。第６部分１１２ｆの第２方向Ｄ２における位置は、第４部分１１２ｄの第２方向Ｄ２における位置と、第５部分１１２ｅの第２方向Ｄ２における位置と、の間にある。第４部分１１２ｄ及び第５部分１１２ｅは、第６部分１１２ｆと繋がっていても良いし、第６部分１１２ｆから分離していても良い。
【００３５】
第１部分１１１ａ〜第３部分１１１ｃ及び第４部分１１２ｄ〜第６部分１１２ｆは、例えば、薄い板状であり、第１方向Ｄ１に延びている。第１部分１１１ａ〜第３部分１１１ｃ及び第４部分１１２ｄ〜第６部分１１２ｆのそれぞれの第１方向Ｄ１における長さは、移動体１００を安定して保持するため、移動体１００の第１方向Ｄ１における長さと同程度かそれ以上であることが望ましい。また、移動体１００を保持した際、第１部分１１１ａ〜第３部分１１１ｃ及び第４部分１１２ｄ〜第６部分１１２ｆに変形が生じないよう、これらの部分は、剛性を有する。
【００３６】
図６に表したように、移動体２００は、保持装置１００に保持される際、第１保持部１１１と第２保持部１１２との間の保持位置に収納される。保持位置では、移動体２００は、第２方向Ｄ２において第１部分１１１ａと第２部分１１１ｂとの間及び第４部分１１２ｄと第５部分１１２ｅとの間にあり、且つ第３方向Ｄ３において第３部分１１１ｃ及び第６部分１１２ｆと対向する。換言すると、移動体２００の第３方向Ｄ３における両端が、コの字状である第１保持部１１１及び第２保持部１１２の内側にそれぞれ位置する。これにより、保持装置１００によって移動体２００を動かした際、振動等により移動体２００が第１保持部１１１と第２保持部１１２との間で移動することを抑制できる。
【００３７】
制御部１９０は、保持装置１００の各構成要素を制御する。例えば、制御部１９０は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４、摺動部１５４及び１５５、及び移動機構１６０に指令を送信し、これらの構成要素を動作させる。制御部１９０は、例えば、各構成要素とケーブル１９１を介して有線接続される。又は、制御部１９０は、各構成要素に無線で信号を送信しても良い。あるいは、ベース１５１又は１５２などに制御部１９０が組み込まれていても良い。
【００３８】
実施形態の効果を説明する。
実施形態に係る保持装置１００では、保持機構１１０が第１保持部１１１及び第２保持部１１２を備える。そして、第１保持部１１１は、第１部分１１１ａ、第２部分１１１ｂ、及び第３部分１１１ｃを有する。第２保持部１１２は、第４部分１１２ｄ、第５部分１１２ｅ、及び第６部分１１２ｆを有する。保持機構１１０は、第１保持部１１１及び第２保持部１１２により、保持位置にある移動体２００を保持する。
保持位置では、移動体２００は、第２方向Ｄ２において第１部分１１１ａと第２部分１１１ｂとの間及び第４部分１１２ｄと第５部分１１２ｅとの間にあり、且つ第３方向Ｄ３において第３部分１１１ｃ及び第６部分１１２ｆと対向する。これにより、保持装置１００が移動体２００の第２方向Ｄ２における位置を変化させた際に、第１保持部１１１と第２保持部１１２との間で移動体２００が第２方向Ｄ２又は第３方向Ｄ３に移動することを抑制できる。すなわち、実施形態に係る保持装置１００、又は保持装置１００及び移動体２００を備える制御システムによれば、移動体２００をより安定して保持した状態で、移動体２００の第２方向Ｄ２における位置を変化させることができる。
【００３９】
また、保持装置１００は、移動機構１６０により移動体２００の第３方向Ｄ３における位置を変化させることができる。移動体２００を第３方向Ｄ３に沿って動かす際にも、上述した保持位置で移動体２００が保持される。このため、移動体２００をより安定して保持した状態で、移動体２００の第３方向Ｄ３における位置を変化させることができる。
【００４０】
第１保持部１１１は、第１部分１１１ａと第２部分１１１ｂとの間の第２方向Ｄ２における距離（第１距離）を変更可能に構成されていても良い。例えば、第１保持部１１１は、第１距離を変化させる駆動部を有する。また、第２保持部１１２は、第４部分１１２ｄと第５部分１１２ｅとの間の第２方向Ｄ２における距離（第２距離）を変更可能に構成されていても良い。例えば、第２保持部１１２は、第２距離を変化させる駆動部を有する。これらの駆動部は、アクチュエータ（例えばモータ）を含む。
【００４１】
移動体２００が第１保持部１１１と第２保持部１１２との間の保持位置に移動すると、第１保持部１１１は第１距離を短くし、第２保持部１１２は第２距離を短くする。例えば、第１保持部１１１は、第１部分１１１ａ及び第２部分１１１ｂを移動体２００に接触させ、第１部分１１１ａ及び第２部分１１１ｂにより移動体２００を挟み込む。第２保持部１１２は、第４部分１１２ｄ及び第５部分１１２ｅを移動体２００に接触させ、第４部分１１２ｄ及び第５部分１１２ｅにより移動体２００を挟み込む。第１距離及び第２距離が短くなることで、移動体２００を保持している間、第１保持部１１１と第２保持部１１２との間で移動体２００が第２方向Ｄ２に移動することをさらに抑制できる。
【００４２】
第１保持部１１１は、第３部分１１１ｃの第３方向Ｄ３における位置を変更可能に構成されていても良い。例えば、第１保持部１１１の上記駆動部は、第３部分１１１ｃの第３方向Ｄ３における位置を変化させる。第２保持部１１２は、第６部分１１２ｆの第３方向Ｄ３における位置を変更可能に構成されていても良い。例えば、第２保持部１１２の上記駆動部は、第６部分１１２ｆの第３方向Ｄ３における位置を変化させる。
【００４３】
移動体２００が第１保持部１１１と第２保持部１１２との間の保持位置に移動すると、第１保持部１１１は、第３部分１１１ｃを動かし、第３部分１１１ｃと移動体２００との間の第３方向Ｄ３における距離（第３距離）を短くする。第２保持部１１２は、第６部分１１２ｆを動かし、第３部分１１１ｃと移動体２００との間の第３方向Ｄ３における距離（第４距離）を短くする。例えば、第１保持部１１１は、第３部分１１１ｃを移動体２００に接触させ、第２保持部１１２は、第６部分１１２ｆを移動体２００に接触させる。第３距離及び第４距離が短くなることで、移動体２００を保持している間、第１保持部１１１と第２保持部１１２との間で移動体２００が第３方向Ｄ３に移動することをさらに抑制できる。
【００４４】
図５に表したように、保持装置１００は、検出器１８０を備えていても良い。検出器１８０は、移動体２００が保持位置にあることを検出する。例えば、検出器１８０は、赤外線センサを含む。赤外線センサは、発光部と受光部を含む。例えば、移動体２００の表面の一部の反射率は、表面の他の部分の反射率よりも大きくなるように構成されている。移動体２００が保持位置に移動すると、発光部から放射された赤外線が移動体２００の表面の前記一部に当たる。より強い赤外線が受光部に向けて反射され、受光部で検出される反射光の強度が変化する。赤外線センサは、この反射光強度の変化に基づき、移動体２００が保持位置に移動したことを検出する。
【００４５】
検出器１８０は、透過センサ、レーザセンサ、マグネットセンサ、超音波センサ、圧力センサ、イメージセンサ、及び光位置センサの少なくともいずれかを含んでも良い。又は、検出器１８０は、カメラを含んでいても良い。カメラは、保持機構１１０及び移動体２００を撮影し、画像を取得する。検出器１８０は、画像に基づき、移動体２００が保持位置にあることを検出する。このように、移動体２００が保持位置にあることを検出できれば、検出器１８０の具体的な構成は、適宜変更可能である。
【００４６】
移動体２００が望ましい保持位置からずれた位置にある状態で保持装置１００が動作すると、移動体２００を安定して保持できない可能性がある。例えば、移動体２００を動かしている間に、移動体２００が保持機構１１０から落下する可能性がある。制御部１９０は、例えば、検出器１８０により移動体２００が保持位置にあることが検出されると、保持機構１１０により移動体２００を動かす。これにより、移動体２００を保持機構１１０によってより安定して保持できる。
【００４７】
図７（ａ）は、実施形態に係る保持装置が適用される設備の一例を表す斜視断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の部分Ｐの拡大図である。
図７（ａ）に表した設備Ｅは、柱状体Ｃと、柱状体Ｃの周りに設けられた筒状体Ｔと、を備える。設備Ｅにおいて、柱状体Ｃは、円柱状である。筒状体Ｔは、円筒状である。柱状体Ｃは、筒状体Ｔの内側で回転する。柱状体Ｃの回転軸Ａｘは、第１方向Ｄ１に平行である。例えば、設備Ｅは、発電機である。
【００４８】
図７（ｂ）に表したように、保持装置１００は、柱状体Ｃと筒状体Ｔとの間の隙間Ｇに設けられる。移動体２００は、隙間Ｇを第１方向Ｄ１に沿って移動する。柱状体Ｃの表面には、多数の孔Ｈが存在する。例えば、移動体２００は、柱状体Ｃの表面を移動しながら、孔Ｈの内部を検査する。又は、移動体２００は、柱状体Ｃの表面を移動しながら、筒状体Ｔを検査する。例えば、保持装置１００及び移動体２００を備える制御システムは、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔを検査する検査システムとして用いられる。
【００４９】
例えば、移動体２００は、第３方向Ｄ３において或る点で、柱状体Ｃの表面上を第１方向Ｄ１に沿って移動しながら、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔを検査する。第３方向Ｄ３における前記点で柱状体Ｃ又は筒状体Ｔの検査が完了すると、移動体２００は保持装置１００により第３方向Ｄ３に動かされる。その後、移動体２００は、第３方向Ｄ３において別の点で、柱状体Ｃの表面上を第１方向Ｄ１に沿って移動しながら、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔを検査する。移動体２００の第１方向Ｄ１の移動と、保持装置１００による移動体２００の第３方向Ｄ３の移動と、が交互に繰り返され、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔが広範囲に検査される。
【００５０】
保持装置１００が移動体２００をより安定して保持可能であると、移動体２００を所定の位置へより正確に動かすことができる。例えば、移動体２００の第３方向Ｄ３における位置ずれを抑制できる。これにより、柱状体Ｃの各点又は筒状体Ｔの各点をより正確に検査できる。移動体２００の第３方向Ｄ３における位置ずれが生じ、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔの一部が検査されないことを抑制できる。
【００５１】
図８は、移動体を表す模式的側面図である。
図９は、移動体を表す模式的平面図である。
移動体２００は、例えば、図８及び図９に表したように、車体２０１、クローラ２０２、接触部２１０、弾性部材２２０、アクチュエータ２３０、検出器２４０、及び制御部２６０を備える。
【００５２】
クローラ２０２は、複数の車輪及びベルトを有する。ベルトが柱状体Ｃの表面に接した状態で、複数の車輪が回転することで、車体２０１が前進又は後退する。クローラ２０２は、左右にそれぞれ設けられる。各クローラ２０２の車輪の回転数を調整することで、移動体２００の進行方向を、左側又は右側に向けることもできる。移動体２００は、無限軌道であるクローラ２０２に代えて、車輪だけを有していても良い。
【００５３】
接触部２１０は、筒状体Ｔに接触可能である。移動体２００は、接触部２１０が筒状体Ｔに接触した接触状態と、接触部２１０が筒状体Ｔから離れた離間状態と、を切り替えることができる。
【００５４】
例えば、接触部２１０は、アーム２１１及びローラ２１２を有する。アーム２１１の一端は、車体２０１に軸支されている。アーム２１１は、車体２０１対して回動可能である。ローラ２１２は、アーム２１１の他端に設けられている。ローラ２１２は、筒状体Ｔに接触する。ローラ２１２が設けられることで、移動体２００は、接触部２１０を筒状体Ｔの表面に接触させながら、柱状体Ｃの表面を滑らかに移動できる。
【００５５】
弾性部材２２０は、車体２０１及びアーム２１１に連結されている。弾性部材２２０は、車体２０１とアーム２１１との間の角度に応じた弾性力を発生させる。例えば、弾性部材２２０は、アーム２１１の回動方向に沿った弾性力を、アーム２１１に発生させる。弾性力の向きは、任意である。ある角度において、弾性部材２２０により生じる弾性力は、角度θを大きくする向きであっても良いし、角度θを小さくする向きであっても良い。
【００５６】
アクチュエータ２３０は、図９に表したように、車体２０１及びアーム２１１に連結されている。アクチュエータ２３０は、車体２０１に対して固定された駆動機構である。アクチュエータ２３０が駆動することで、アーム２１１に力が加えられる。アクチュエータ２３０は、例えば、車体２０１とアーム２１１との角度が大きくなる方向及び小さくなる方向のいずれにも、トルクを発生させることができる。
【００５７】
アクチュエータ２３０は、例えば、アーム２１１の一端に連結された電動モータである。弾性部材２２０は、車体２０１及びアーム２１１に連結されたねじりコイルばねである。例えば、アーム２１１の一端に連結されたアクチュエータ２３０の回転軸２３１は、アーム２１１の反対側まで突き出ている。突き出た回転軸２３１は、弾性部材２２０の少なくとも一部の内側に設けられている。
【００５８】
検出器２４０は、車体２０１に対するアーム２１１の角度を検出する。検出器２４０は、例えば、アクチュエータ２３０に設けられたロータリーエンコーダである。
【００５９】
接触部２１０の具体的な構成は、適宜変更可能である。例えば、アーム２１１は、互いに連結された複数のリンクを有し、第２方向Ｄ２に伸縮可能であっても良い。弾性部材２２０及びアクチュエータ２３０の具体的な構成も、接触部２１０の構成に応じて、適宜変更可能である。
【００６０】
検査器２５１は、柱状体Ｃ及び筒状体Ｔの少なくともいずれかを検査する。検査器２５１は、例えば、これらの構造物における傷などを検査する、超音波センサ、打撃装置、またはカメラを含む。
【００６１】
これらの他に、移動体２００は、例えば、カメラ２５２、計測器２５３、検出器２５４、照明器２５５、及びカメラ２５６を含む。カメラ２５２は、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔの表面を撮影する。計測器２５３は、車体２０１と筒状体Ｔの表面との間の距離を計測する。検出器２５４は、柱状体Ｃの表面における凹凸を検出する。照明器２５５は、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔを照らす。カメラ２５６は、移動体２００の進行方向を撮影する。
【００６２】
アーム２１１が筒状体Ｔの表面へ押し付けられることで、筒状体Ｔの表面から移動体２００へ抗力が生じる。この抗力により、移動体２００が柱状体Ｃの表面に向けて押さえ付けられる。制御部２６０は、アクチュエータ２３０を制御し、アクチュエータ２３０からアーム２１１へ働くトルクを調整する。これにより、アーム２１１を筒状体Ｔの表面に押し付ける力（以下、押し付け力という）が調整され、移動体２００に働く抗力を調整できる。具体的には、制御部２６０は、押し付け力が、予め設定された力となるように、アクチュエータ２３０を制御する。
【００６３】
この他に、制御部２６０は、カメラ２５２、計測器２５３、検出器２５４、照明器２５５、カメラ２５６などの動作を制御しても良い。制御部２６０は、例えば、隙間Ｇの外に配され、車体２０１とケーブル２６１を介して有線接続される。又は、車体２０１は、制御部２６０と無線で接続されても良い。あるいは、車体２０１に制御部２６０が搭載されていても良い。
【００６４】
図１０は、移動体の動作を表す模式図である。
移動体２００は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に表したように、柱状体Ｃの表面の鉛直部分を横向きに移動する場合がある。換言すると、移動体２００及び柱状体Ｃの接触部分と、移動体２００及び筒状体Ｔの接触部分と、を結ぶ線方向が、水平となった状態で、移動体２００は柱状体Ｃの表面を移動しうる。
【００６５】
又は、移動体２００は、図１０（ｃ）に表したように、柱状体Ｃの表面の水平部分を下向きに移動する場合がある。換言すると、移動体２００及び筒状体Ｔの接触部分から、移動体２００及び柱状体Ｃの接触部分へ向かう方向が、重力方向と逆の状態で、移動体２００は柱状体Ｃの表面を移動しうる。
【００６６】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に表したように、重力方向に対する前記線方向の角度は、移動体２００の第３方向Ｄ３における位置に応じて変化する。移動体２００は、いずれの位置においても落下しないように、接触部２１０を筒状体Ｔへ接触させる。
【００６７】
図７（ａ）に表した設備Ｅでは、柱状体Ｃと筒状体Ｔとの間の隙間Ｇが微小である。このような微小な隙間Ｇに保持装置１００を設けるためには、保持装置１００は小さいことが望ましい。保持装置１００の小型化のためには、特に第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の小型化が有効である。第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を小型化すると、これらの駆動部の出力が小さくなり、移動体２００の保持が不安定になりうる。しかし、実施形態に係る保持装置１００では、上述した第１保持部１１１の構造及び第２保持部１１２の構造により、移動体２００をより安定して保持できる。従って、実施形態に係る保持装置１００は、特に微小な隙間Ｇに好適に設けられる。
【００６８】
また、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に表したように、保持する際の移動体２００の姿勢は、様々に変化する。換言すると、移動体２００及び柱状体Ｃの接触部分と、移動体２００及び筒状体Ｔの接触部分と、を結ぶ線方向は、第１方向Ｄ１に垂直な面内において、様々に変化する。移動体２００の姿勢が変化すると、重力によって移動体２００に対して第２方向Ｄ２に働く力と第３方向Ｄ３に働く力が変化する。
実施形態に係る保持装置１００によれば、第１保持部１１１及び第２保持部１１２により、いずれの姿勢においても、第１方向Ｄ１に垂直な方向（第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３）における移動体２００の移動を抑制できる。
【００６９】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、実施形態に係る保持装置と移動体の動作を表す模式図である。
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、移動体２００が保持機構１１０に保持されるときの様子を表している。図１１（ａ）に表したように、移動体２００は、接触部２１０を筒状体Ｔに接触させながら、柱状体Ｃの表面を移動する。その後、移動体２００は、図１１（ｂ）に表したように、接触部２１０を筒状体Ｔに接触させながら、保持位置へ移動する。
【００７０】
例えば図１１（ｂ）の状態において、保持装置１００の検出器１８０（図５（ｂ）に示す）は、移動体２００が保持位置にあることを検出する。制御部１９０は、検出器１８０から出力された検出結果を受け、移動体２００へ信号を送信する。移動体２００の制御部２６０は、この信号を受信すると、図１１（ｃ）に表したように、接触部２１０を筒状体Ｔの表面から離す。
【００７１】
接触部２１０を筒状体Ｔの表面から離した後、制御部２６０は、保持装置１００へ信号を送信する。保持装置１００の制御部１９０は、この信号を受信すると、図１１（ｄ）に表したように、移動体２００の第２方向Ｄ２における位置を変化させる。
【００７２】
図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に表した方法では、保持装置１００は、接触部２１０が筒状体Ｔから離れた後に、移動体２００を柱状体Ｃの表面から離れる方向へ動かす。この方法に代えて、保持装置１００は、接触部２１０を筒状体Ｔに接触させた状態で、移動体２００の第２方向Ｄ２における位置を変化させても良い。例えば、保持装置１００が移動体２００を動かす際、制御部２６０は接触部２１０の押し付け力を弱める。
【００７３】
ただし、接触部２１０を筒状体Ｔに接触させた状態で移動体２００を動かす場合、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４は、より大きな力を出力する必要がある。第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の出力を増大させると、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４が大型化する。この結果、保持装置１００が大型化する。従って、保持装置１００の小型化のためには、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に表した方法が実行されることが望ましい。
【００７４】
実施形態に係る保持装置１００における第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の制御方法について説明する。
保持機構１１０により移動体２００を動かす際、保持機構１１０及び移動体２００の揺れなどが小さく、より安定していることが望ましい。移動体２００を動かすときに保持機構１１０又は移動体２００が揺れると、移動体２００が保持機構１１０から落下する可能性がある。あるいは、保持機構１１０及び移動体２００が、柱状体Ｃ又は筒状体Ｔに接触し、損傷する可能性がある。
【００７５】
保持機構１１０及び移動体２００の揺れを抑えるためには、保持機構１１０による保持を開始したときの移動体２００の姿勢が、移動体２００を動かしている間も維持されることが望ましい。すなわち、移動体２００を動かしている間の姿勢と、移動体２００の保持を開始したときの姿勢と、の差が小さいことが望ましい。
【００７６】
なお、保持機構１１０の姿勢とは、保持機構１１０に含まれる特定の複数の構成要素を結んで生成される仮想の平面と、重力方向と、の関係に相当する。保持機構１１０の仮想平面は、例えば、第１保持部１１１と第２保持部１１２とを通る。保持機構１１０の姿勢の変化とは、この仮想平面と重力方向との間の角度が変化することを意味する。
同様に、移動体２００の姿勢とは、移動体２００に含まれるある特定の複数の構成要素を結んで生成される仮想の平面と、重力方向と、の関係に相当する。移動体２００の仮想平面は、例えば、各クローラ２０２の車輪を通る。移動体２００の姿勢の変化とは、この仮想平面と重力方向との間の角度が変化することを意味する。
【００７７】
図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、実施形態に係る保持装置における第１駆動部〜第４駆動部の動作を例示する模式図である。
第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４は、それぞれ第１リンク１４１〜第４リンク１４４に接続されている。そして、第１リンク１４１〜第４リンク１４４のそれぞれの一端は、保持機構１１０に接続されている。ここで、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に表したように、第１リンク１４１〜第４リンク１４４のそれぞれの一端を結ぶ仮想平面を考える。保持機構１１０及び移動体２００の姿勢は、この仮想平面の傾き（仮想平面と重力方向との間の角度）に対応する。仮想平面の傾きが変化すると、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢が変化する。従って、移動体２００を動かしている間、仮想平面の傾きの変化を小さくすることで、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢の変化を抑制できる。
【００７８】
ここでは、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４がモータである例を説明する。図１２（ａ）は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のモータの状態が実質的に同じ場合を表している。図１２（ａ）の仮想平面ＩＰ１の傾きは、移動体２００の保持を開始したときの傾きと実質的に同じである。
【００７９】
図１２（ｂ）は、第１駆動部１３１の状態及び第３駆動部１３３の状態が、第２駆動部１３２の状態及び第４駆動部１３４の状態と異なる場合を表している。図１２（ｂ）に表した仮想平面ＩＰ２は、第２リンク１４２及び第４リンク１４４から第１リンク１４１及び第３リンク１４３に向けて、下方に傾斜している。
【００８０】
図１２（ｃ）は、第１駆動部１３１の状態及び第２駆動部１３２の状態が、第３駆動部１３３の状態及び第４駆動部１３４の状態と異なる場合を表している。図１２（ｃ）に表した仮想平面ＩＰ３は、第３リンク１４３及び第４リンク１４４から第１リンク１４１及び第２リンク１４２に向けて、下方に傾斜している。
【００８１】
図１２（ｄ）は、第２駆動部１３２の状態及び第３駆動部１３３の状態が、第１駆動部１３１の状態及び第４駆動部１３４の状態と異なる場合を表している。図１２（ｄ）の仮想平面ＩＰ４には、ねじれが生じている。すなわち、第１駆動部１３１、第２駆動部１３２、及び第４駆動部１３４により生成される仮想平面と、第１駆動部１３１、第３駆動部１３３、及び第４駆動部１３４により生成される仮想平面と、が存在する。
【００８２】
例えば、移動体２００の保持開始時からの駆動部の回転量を、駆動部の状態として用いる。各駆動部の回転量が同じであれば、図１２（ａ）に表したように、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢が保持開始時から実質的に変化しない。又は、各駆動部への負荷が、駆動部の状態として用いられる。各駆動部から保持機構１１０へ同じ力が出力されていれば、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢が保持開始時から実質的に変化せず、各駆動部への負荷は実質的に同じとなる。例えば、制御部１９０は、各駆動部の回転量又は負荷を検出する。
【００８３】
なお、実施形態に係る保持装置１００では、第１駆動部１３１及び第２駆動部１３２が、摺動部１５４、摺動部１５５、及び接続部１５６を介して、第３駆動部１３３及び第４駆動部１３４と接続されている。従って、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に表した仮想平面ＩＰ３及びＩＰ４に対応する保持機構１１０及び移動体２００の姿勢は、実際には生じない。第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の動作時に、第１駆動部１３１の状態は第３駆動部の状態と同じとなり、第２駆動部１３２の状態は第４駆動部１３４の状態と同じになるためである。しかし、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のそれぞれの状態に基づく計算では、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に表した仮想平面ＩＰ３及びＩＰ４が考慮される。
【００８４】
制御部１９０は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のそれぞれの状態に基づき、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に表した仮想平面を生成する。例えば、第１リンク１４１の一端の第２方向Ｄ２における位置をｚ１とする。第２リンク１４２の一端の第２方向Ｄ２における位置をｚ２とする。第３リンク１４３の一端の第２方向Ｄ２における位置をｚ３とする。第４リンク１４４の一端の第２方向Ｄ２における位置をｚ４とする。
【００８５】
例えば、各リンクについて、長さ（駆動部に接続された部分と、保持機構１１０に接続された部分と、の間の距離）が予め設定される。この場合、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のそれぞれの回転量が分かれば、第１リンク１４１〜第４リンク１４４のそれぞれの一端の位置ｚ１〜ｚ４が算出できる。これらｚ１〜ｚ４と、直交行列と、を用いて、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に表した仮想平面のそれぞれの位置は、図１３に表した式により算出される。
【００８６】
図１３は、実施形態に係る保持装置において参照される式である。
図１３の式において、ｐ１は、図１２（ａ）に示す仮想平面ＩＰ１の第２方向Ｄ２における位置を表す。ｐ２は、図１２（ｂ）に示す仮想平面ＩＰ２の第２方向Ｄ２における位置を表す。ｐ３は、図１２（ｃ）に示す仮想平面ＩＰ３の第２方向Ｄ２における位置を表す。ｐ４は、図１２（ｄ）に示す仮想平面ＩＰ４の第２方向Ｄ２における位置を表す。位置ｐ１〜ｐ４の算出が、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に表した仮想平面ＩＰ１〜ＩＰ４の生成に相当する。
【００８７】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、移動体を動かした際の各仮想平面の第２方向における位置の変化を表すグラフである。
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、横軸は、時間ｔを表す。縦軸は、各仮想平面の第２方向Ｄ２における位置ｐを表す。実線は、仮想平面ＩＰ１の位置ｐの変化を表す。破線は、仮想平面ＩＰ２の位置ｐの変化を表す。点線は、仮想平面ＩＰ３の位置ｐの変化を表す。鎖線は、仮想平面ＩＰ４の位置ｐの変化を表す。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）のグラフでは、保持機構１１０が移動体２００を保持したときに算出される各仮想平面の位置ｐを、０としている。
【００８８】
図１４（ａ）は、移動体２００の保持開始時の姿勢を維持したまま、移動体２００を動かしたときの結果を表している。この場合、図１４（ａ）から分かるように、仮想平面ＩＰ１の位置のみが変化する。仮想平面ＩＰ２〜ＩＰ４のそれぞれの位置は、実質的に変化しない。これは、移動体２００を動かした際、保持機構１１０及び移動体２００の揺れなどが小さく、安定していることを示す。
【００８９】
図１４（ｂ）は、移動体２００を動かした際、保持機構１１０及び移動体２００に揺れが生じたときの結果を表している。図１４（ｂ）の例では、仮想平面ＩＰ１の位置と仮想平面ＩＰ２の位置が変化している。これは、図１２（ｂ）に表した仮想平面ＩＰ２のように、第１駆動部１３１の状態及び第３駆動部１３３の状態が、第２駆動部１３２及び第４駆動部１３４の状態と異なっていることを示す。
【００９０】
図１５は、実施形態に係る保持装置における制御を模式的に表すブロック図である。
移動体２００をより安定して動かすためには、仮想平面ＩＰ２〜ＩＰ４のそれぞれの位置の変化が小さいことが望ましい。制御部１９０は、仮想平面ＩＰ２〜ＩＰ４のそれぞれの位置の変化を抑制するように、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。
【００９１】
図１５では、第１駆動部１３１の状態１３１ａ、第２駆動部１３２の状態１３２ａ、第３駆動部１３３の状態１３３ａ、第４駆動部１３４の状態１３４ａ、及び変換行列Ｌを用いて、第１リンク１４１〜第４リンク１４４のそれぞれの一端の位置ｚ１〜ｚ４が決定される様子を表している。変換行列Ｌは、状態１３１ａ〜１３４ａから位置ｚ１〜ｚ４を算出するための、第１リンク１４１〜第４リンク１４４のパラメータを表す。
【００９２】
例えば、制御部１９０は、状態１３１ａ〜１３４ａと変換行列Ｌとの積により、位置ｚ１〜ｚ４を算出する。制御部１９０は、位置ｚ１〜ｚ４と、図１３に表した直交行列Ｒと、の積により、各仮想平面の位置ｐ１〜ｐ４を算出する。位置ｐ１〜ｐ４には、それぞれ目標値が入力される。図１５に表したように、位置ｐ１には、目標値Ｖが入力される。目標値Ｖは、各時刻ｔにおける仮想平面ＩＰ１の望ましい第２方向Ｄ２における位置を示す。例えば、仮想平面ＩＰ１の第２方向における位置が、図１４（ａ）に表した軌道で変化するよう、目標値Ｖが設定される。位置ｐ２〜位置ｐ４には、それぞれ目標値として０が入力される。
【００９３】
制御部１９０は、位置ｐ１〜ｐ４と目標値との間の偏差ｃ１〜ｃ４をそれぞれ算出する。偏差ｃ１〜ｃ４は、それぞれ、仮想平面ＩＰ１〜ＩＰ４のそれぞれの位置と目標値との差を表す。制御部１９０は、偏差ｃ１〜ｃ４と転置行列Ｒ−１との積を計算する。これにより、偏差ｃ１〜ｃ４が、第１リンク１４１〜第４リンク１４４の一端の位置と、各リンクの一端の目標位置と、の差をそれぞれ表す偏差ｓ１〜ｓ４に変換される。
【００９４】
制御部１９０は、さらに、偏差ｓ１〜ｓ４と、変換行列Ｌの逆行列Ｌ−１と、を用いて、操作量ｕ１〜ｕ４をそれぞれ算出する。制御部１９０は、第１リンク１４１〜第４リンク１４４の一端の位置を目標位置に近づけるために、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４にそれぞれ操作量ｕ１〜ｕ４を入力する。
【００９５】
以上の制御により、仮想平面ＩＰ１の位置が所望の軌道に沿い、且つ仮想平面ＩＰ２〜ＩＰ４の位置が変化しないように、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４が動作する。すなわち、保持装置１００により移動体２００を動かす際、保持機構１１０及び移動体２００の揺れを抑制し、移動体２００をより安定して保持できる。
【００９６】
上述したように、保持装置１００の小型化のためには、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の小型化が望まれる。第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を小型化すると、これらの駆動部の出力が小さくなり、移動体２００の保持が不安定になりうる。移動体２００をより安定して保持するためには、保持機構１１０又は移動体２００の姿勢を検出する検出器を、保持装置１００又は移動体２００に設けることが考えられる。しかし、この場合、検出器を設けることにより保持装置１００又は移動体２００が大型化する。保持装置１００及び移動体２００を隙間Ｇに設ける場合、保持装置１００及び移動体２００のいずれも小型であることが望ましい。
そこで、実施形態に係る保持装置１００では、制御部１９０が、第１駆動部１３１の状態、第２駆動部１３２の状態、第３駆動部１３３の状態、及び第４駆動部１３４の状態を用いて、保持機構１１０の姿勢を示す仮想平面を生成する。仮想平面を生成することで、移動体２００の姿勢を検出する検出器等を用いずに、移動体２００の姿勢を推測できる。制御部１９０は、仮想平面の第２方向Ｄ２における位置に基づいて、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。これにより、移動体２００を動かした際の姿勢の変化を抑制し、移動体２００をより安定して保持できる。
【００９７】
特に、柱状体Ｃの表面を移動しているときの移動体２００の姿勢は、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に表したように、様々に変化する。移動体２００の姿勢が変化すると、移動体２００を保持するときの第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のそれぞれに加わる負荷も変化する。上述した制御方法によれば、各駆動部への負荷が変化する場合でも、移動体２００を動かした際の姿勢の変化を抑制できる。
【００９８】
制御部１９０は、具体的には、少なくとも第１仮想平面と第２仮想平面を生成する。第１仮想平面は、図１２（ａ）に表した仮想平面ＩＰ１のように、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４のそれぞれの状態が実質的に同じであることを示す。第２仮想平面は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の少なくとも１つの状態が、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の別の１つの状態と異なることを示す。第２仮想平面は、例えば図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）に表した仮想平面ＩＰ２〜ＩＰ４のいずれかである。制御部１９０は、第１仮想平面の第２方向Ｄ２における位置が所定の軌道に沿い、且つ第２仮想平面の第２方向における位置の変化を抑えるように、第１駆動部１３１、第２駆動部１３２、第３駆動部１３３、及び第４駆動部１３４を制御する。
第１仮想平面の第２方向Ｄ２における位置が所定の軌道に沿って移動し、且つ第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化が抑えられることで、移動体２００を動かしている間、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢の変化を抑制できる。
【００９９】
又は、制御部１９０は、第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化を抑える代わりに、第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化を、所定の条件と比較しても良い。例えば、第２方向Ｄ２における位置の閾値が予め設定される。制御部１９０は、移動体２００の保持開始時と比べた第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化を、閾値と比較する。制御部１９０は、位置の変化が閾値を超えている場合、保持機構１１０の速度を低減するように、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。速度の低減により、保持機構１１０が停止しても良い。例えば、制御部１９０は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の動作を止め、保持機構１１０を停止させても良い。閾値は、保持機構１１０から移動体２００が落下しない範囲で設定される。位置の変化が閾値を超えると、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢が、保持開始時に比べて大きく変化していることを示す。位置の変化が閾値を超えたときに保持機構１１０の速度を低減することで、移動体２００が保持機構１１０から落下する可能性を低減できる。
【０１００】
第２仮想平面の第２方向Ｄ２における速度の閾値が予め設定されても良い。制御部１９０は、単位時間あたりの第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化を、閾値と比較する。単位時間あたりの第２仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化は、換言すると、第２仮想平面の第２方向Ｄ２における速度である。制御部１９０は、第２仮想平面の速度が閾値を超えている場合、保持機構１１０の速度を低減するように、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。速度が閾値を超えると、保持機構１１０及び移動体２００の姿勢が急激に変化していることを示す。速度が閾値を超えたときに保持機構１１０の速度を低減することで、移動体２００が保持機構１１０から落下する可能性を低減できる。
【０１０１】
制御部１９０は、第１仮想平面の第２方向Ｄ２における位置の変化から、保持機構１１０が柱状体Ｃの表面に接する接地点を記憶しても良い。例えば、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の動作中にも拘わらず、第１仮想平面の第２方向Ｄ２における位置が変化しなくなったとき、制御部１９０は、その点を、保持機構１１０が柱状体Ｃの表面に接する接地点と判断する。制御部１９０は、接地点の第２方向Ｄ２における位置を記憶する。
【０１０２】
例えば、制御部１９０は、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を動作させた後、第１仮想平面の第２方向Ｄ２における位置が記憶した接地点に達する前に、保持機構１１０の速度を低減するように第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。こうすることで、保持機構１１０が柱状体Ｃの表面に接触したときの衝撃を小さくできる。これにより、各駆動部や、保持機構１１０、移動体２００などの損傷を抑えることができる。
【０１０３】
上述した第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４の制御方法は、保持装置１００が柱状体Ｃと筒状体Ｔとの間以外に設けられる場合にも適用可能である。保持装置１００は、任意の面（第１面）の上に設けられた物体を保持機構１１０により保持する。保持装置１００は、保持機構１１０により物体を保持した状態で、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を動作させることで、第１面に垂直な方向における物体の位置を変化させる。このとき、制御部１９０は、仮想平面の前記垂直な方向における位置に基づいて、第１駆動部１３１〜第４駆動部１３４を制御する。この制御方法を実行することで、保持機構１１０又は物体の姿勢を検出する検出器が不要となり、保持装置１００を小型化できる。また、検出器が無くても、物体を動かした際の姿勢の変化を抑制し、物体をより安定して保持できる。
【０１０４】
また、上述した例では、４つの駆動部にそれぞれ接続された４つのリンクにより仮想平面が生成される場合について説明した。上述した制御方法は、少なくとも３つの駆動部を備える他の形態の保持装置にも適用できる。３つの駆動部及び３つのリンクを備える保持装置であれば、３つのリンクのそれぞれの一端を通る仮想平面が生成される。従って、上記と同様の制御方法を実行可能である。
【０１０５】
図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、変形例に係る保持装置における第１駆動部〜第３駆動部の動作を例示する模式図である。
例えば図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に表したように、変形例に係る保持装置は、第１駆動部１３１〜第３駆動部１３３と、第１リンク１４１〜第３リンク１４３と、を備える。この保持装置では、第１駆動部１３１〜第３駆動部１３３のそれぞれの状態を用いて、３つの仮想平面ＩＰ１〜ＩＰ３が生成される。図１６（ａ）に表した仮想平面ＩＰ１の傾きは、図１２（ａ）と同様に、移動体２００の保持を開始したときの傾きと実質的に同じである。図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）は、移動体２００の保持を開始したときに比べて、傾斜した仮想平面ＩＰ２及びＩＰ３を表している。仮想平面ＩＰ１は、第１仮想平面の一例である。仮想平面ＩＰ２又はＩＰ３は、第２仮想平面の一例である。
【０１０６】
図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に表した場合も、上述した制御方法と同様に、制御部１９０は、仮想平面ＩＰ１の位置が所定の軌道に沿い、且つ仮想平面ＩＰ２及びＩＰ３の位置の変化を抑えるように、第１駆動部１３１〜第３駆動部１３３を制御する。これにより、移動体２００を動かす際、保持機構１１０及び移動体２００の揺れを抑制し、移動体２００をより安定して保持できる。保持装置が５つ以上の駆動部を備える場合についても同様である。
【０１０７】
また、上述した制御方法は、図１〜図６に表した保持機構１１０以外にも適用可能である。例えば、保持機構１１０は、板状のステージを備えていても良い。保持機構１１０は、このステージに移動体２００を吸着させることで、移動体２００を保持する。保持装置１００は、ステージに接続された各駆動部を動作させることで、ステージ上の移動体２００を第２方向Ｄ２に沿って移動させる。このステージ及び移動体２００の保持開始時の姿勢を維持するために、上述した制御方法を実行しても良い。
【０１０８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００ 保持装置、  １１０ 保持機構、  １１１ 第１保持部、  １１１ａ 第１部分、  １１１ｂ 第２部分、  １１１ｃ 第３部分、  １１２ 第２保持部、  １１２ｄ 第４部分、  １１２ｅ 第５部分、  １１２ｆ 第６部分、  １３１ 第１駆動部、  １３２ 第２駆動部、  １３３ 第３駆動部、  １３４ 第４駆動部、  １４１ 第１リンク、  １４２ 第２リンク、  １４３ 第３リンク、  １４４ 第４リンク、  １５１、１５２ ベース、  １５３ 接続部、  １５４、１５５ 摺動部、  １５６ 接続部、  １６０ 移動機構、  １６１ ローラ、  １６２ モータ、  １６３ エンコーダ、  １７１ 第１連結部、  １７２ 第２連結部、  １７３、１７４ ローラ、  １８０ 検出器、  １９０ 制御部、  ２００ 移動体、  ２０１ 車体、  ２０２ クローラ、  ２１０ 接触部、  ２１１ アーム、  ２１２ ローラ、  ２２０ 弾性部材、  ２３０ アクチュエータ、  ２３１ 回転軸、  ２４０ 検出器、  ２５１ 検査器、  ２５２ カメラ、  ２５３ 計測器、  ２５４ 検出器、  ２５５ 照明器、  ２５６ カメラ、  ２６０ 制御部、  ２６１ ケーブル、  Ａｘ 回転軸、  Ｃ 柱状体、  Ｃ１ 第１柱状部、  Ｃ２ 第２柱状部、  Ｄ１ 第１方向、  Ｄ２ 第２方向、  Ｄ３ 第３方向、  Ｅ 設備、  Ｇ 隙間、  Ｈ 孔、  ＩＰ１〜ＩＰ４ 仮想平面、  Ｔ 筒状体
【図１】
2020116657.tif 000003
【図２】
2020116657.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020116657.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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