(57)【要約】【課題】より高い自由度で移動することを可能にする。【解決手段】車体の一部領域に一端が接続され、伸縮自在に構成されるアームと、前記アームの前記車体と接続される側とは逆側の端に設けられる構造物保持ユニットと、前記車体に設けられ、前記構造物保持ユニットとの間に張設される前記牽引部材を巻き取る牽引部材巻き取り機構と、を備えることを特徴とする、移動車両が提供される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の一部領域に一端が接続され、伸縮自在に構成されるアームと、
前記アームの前記車体と接続される側とは逆側の端に設けられる構造物保持ユニットと、
前記車体に設けられ、前記構造物保持ユニットとの間に張設される牽引部材を巻き取る牽引部材巻き取り機構と、
を備えることを特徴とする、移動車両。
【請求項２】
前記構造物保持ユニットの少なくとも一部には、構造物の表面に吸着する吸着機構が設けられる
ことを特徴とする、請求項１に記載の移動車両。
【請求項３】
前記構造物保持ユニットの少なくとも一部には、構造物を把持するフック機構が設けられる
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の移動車両。
【請求項４】
前記アームは、複数のアーム部材と、複数の前記アーム部材の互いの端同士を回転可能に接続する複数のアーム関節部と、を有する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動車両。
【請求項５】
前記牽引部材と前記アームとの離隔距離を調整する干渉回避機構を更に備える
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動車両。
【請求項６】
前記干渉回避機構は、前記牽引部材が掛止される滑車と、前記滑車と前記アームの一部領域との間に張設される干渉回避部材とを有する
ことを特徴とする、請求項５に記載の移動車両。
【請求項７】
前記干渉回避機構は、前記干渉回避部材を巻き取る干渉回避部材巻き取り機構を更に有する
ことを特徴とする、請求項６に記載の移動車両。
【請求項８】
前記移動車両の転倒を防止する転倒防止部材を更に備える
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動車両。
【請求項９】
前記転倒防止部材は、前記移動車両の車輪部に設けられるフラッパーユニットである
ことを特徴とする、請求項８に記載の移動車両。
【請求項１０】
前記吸着機構は、磁力吸着、真空吸着及び化学吸着の少なくともいずれかの吸着手段を有する
ことを特徴とする、請求項２に記載の移動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や火力発電所、化学プラント、製鉄プラント、各種タンク、船舶等においては、機器の保全状態を検査し、必要に応じて補修作業を行う必要がある。しかしながら、補修作業を行う現場が、例えば凹凸が激しかったり、急傾斜があったり、狭隘であったり、高所であったりする場合には、作業者が近づくことが難しく、効率的な作業を行うことができない。また、作業現場によっては、安全上の観点から作業者が作業現場に近づくことができない場合もある。
【０００３】
また、例えば災害現場においては、災害発生後迅速に、要救護者の探索や、被害状況の確認等の作業を行う必要がある。しかし、例えば火事や地震が発生した直後においては、災害現場は、作業者が立ち入ることが困難な状況である可能性が高い。
【０００４】
そこで、近年では、補修作業用の装置や状況確認用の各種センサ等を搭載し、遠隔操作又は自動制御によって動作する、無人の移動車両が提案されている。例えば、下記特許文献１には、車両の進行方向に並設された複数の車体節並びにこれら車体節を折り畳み及び展開動作可能に支持する支軸を有する車両本体と、磁力を有する６輪以上の車輪とを備えた、磁性体表面上を走行することを特徴とする磁性体移動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
橋梁のような鋼構造物をはじめとする磁性体構造物の表面（路面）は、曲面もあるが、多くは平坦な面にリブ板が付設されているような凹凸構造である。例えば、磁性体構造物の表面において補修作業等を行う場合には、上記特許文献１に示すような、これらの凹凸や鉛直面、底面を磁力吸着走行可能な磁性体移動車が有効である。しかし、磁性体構造物の表面を移動する場合であっても、例えば入隅や出隅等の構造物の隅部を通過する場合や、自車の車高以上の高さを有する段差を乗り越える場合等においては、磁性吸着力の低下や摩擦係数の低減により、磁性体移動車の吸着走行が困難になる可能性があった。
【０００７】
また、例えば庇状に形成された出っ張りや、空中に敷設された配管等、自車の上方に設けられた構造物に移動しようとする場合、磁性体移動車は、例えば磁性体で形成された壁面等を垂直に移動して、当該構造物まで到達する必要がある。しかし、目的地である構造物までの移動経路によっては、移動距離や移動時間が長大化し、作業効率が低下する可能性があった。
【０００８】
また、磁性体移動車は、塔槽類、各種機器、配管、建物等の非金属製の構造物の表面においては、磁性体による吸着走行を行うことができず、移動の自由度が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より高い自由度で移動することが可能な、新規かつ改良された移動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車体の一部領域に一端が接続され、伸縮自在に構成されるアームと、前記アームの前記車体と接続される側とは逆側の端に設けられる構造物保持ユニットと、前記車体に設けられ、前記構造物保持ユニットとの間に張設される牽引部材を巻き取る牽引部材巻き取り機構と、を備えることを特徴とする、移動車両が提供される。
【００１１】
また、前記構造物保持ユニットの少なくとも一部には、構造物の表面に吸着する吸着機構が設けられてもよい。
【００１２】
また、前記構造物保持ユニットの少なくとも一部には、構造物を把持するフック機構が設けられてもよい。
【００１３】
また、前記アームは、複数のアーム部材と、複数の前記アーム部材の互いの端同士を回転可能に接続する複数のアーム関節部と、を有してもよい。
【００１４】
また、前記移動車両は、前記牽引部材と前記アームとの離隔距離を調整する干渉回避機構を更に備えてもよい。
【００１５】
また、前記干渉回避機構は、前記牽引部材が掛止される滑車と、前記滑車と前記アームの一部領域との間に張設される干渉回避部材とを有してもよい。
【００１６】
また、前記干渉回避機構は、前記干渉回避部材を巻き取る干渉回避部材巻き取り機構を更に有してもよい。
【００１７】
また、前記移動車両は、前記移動車両の転倒を防止する転倒防止部材を更に備えてもよい。
【００１８】
前記転倒防止部材は、前記移動車両の車輪部に設けられるフラッパーユニットであってもよい。
【００１９】
前記吸着機構は、磁力吸着、真空吸着及び化学吸着の少なくともいずれかの吸着手段を有してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、アームの先端部に設けられた構造物保持ユニットによって、移動先にある所望の構造物を保持することができる。例えば、アームの先端部に設けられた構造物保持ユニットが、段差や障害物を越えて、当該段差や当該障害物を挟んで自車体と反対側にある構造物を保持することができる。そして、構造物を保持した状態で、アームを縮める、牽引部材を巻き取る、又は、アームを縮めながら牽引部材を巻き取ることによって、自車体を牽引する。従って、アームの駆動力をより小さくすることができ、アームの重量をより軽量化することができるため、より軽量な装置で移動が可能となり、より高い自由度で移動することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る移動車両の一構成例を示す概略斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る移動車両の一構成例を示す概略斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示すＡ−Ａ切断線で切断した際の、本実施形態に係る移動車両の車体の内部の様子を示す略斜視図である。移動車両の、図１Ａに示すＡ−Ａ切断線での断面の様子を示す概略斜視図である。
【図２Ａ】本実施形態に係る構造物保持ユニットが構造物に吸着している様子を示す斜視図である。
【図２Ｂ】本実施形態に係る構造物保持ユニットが構造物に吸着している様子を示す側面図である。
【図２Ｃ】本実施形態に係る構造物保持ユニットが構造物を把持している様子を示す斜視図である。
【図２Ｄ】本実施形態に係る構造物保持ユニットが構造物を把持している様子を示す側面図である。
【図３Ａ】本実施形態に係る移動車両の一構成例の変形例を示す側面図である。
【図３Ｂ】本実施形態に係る移動車両の一構成例の変形例を示す側面図である。
【図４Ａ】本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図４Ｂ】本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図４Ｃ】本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図４Ｄ】本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図４Ｅ】本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ａ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ｂ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ｃ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ｄ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ｅ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図５Ｆ】本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を示す概略図である。
【図６Ａ】本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法を示す概略図である。
【図６Ｂ】本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法を示す概略図である。
【図６Ｃ】本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法を示す概略図である。
【図６Ｄ】本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
＜１．移動車両の構成＞
まず、図１Ａ〜Ｃを参照して、本発明の一実施形態に係る移動車両の概略構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る移動車両の構成を示す概略斜視図であり、後述するアームを伸ばした状態を示している。また、図１Ｂは、本実施形態に係る移動車両の構成を示す概略斜視図であり、後述するアームを折り畳んだ（縮めた）状態を示している。更に、図１Ｃは、図１Ａに示すＡ−Ａ切断線で切断した際の、本実施形態に係る移動車両の車体の内部の様子を示す概略斜視図である。
【００２４】
図１Ａ〜Ｃを参照すると、本実施形態に係る移動車両１０は、車体１００、アーム２００、構造物保持ユニット３００、牽引部材４００、車輪部５００及び牽引部材巻き取り機構６００を備える。ここで、移動車両１０は、例えば、遠隔操作又は自動制御によって動作する無人の移動車両である。
【００２５】
なお、以下の説明において、車体１００からアーム２００が延伸している方向を、移動車両１０の進行方向とする。また、進行方向のことを「前」と呼ぶこととする。また、「前」を向いた状態における左右方向を、それぞれ、移動車両１０の「左」、「右」と呼ぶこととする。また、床面と垂直な方向において、床面に対して移動車両１０が存在する方向を「上」、その逆方向を「下」と呼ぶこととする。
【００２６】
また、以下の説明においては、図１Ａ〜Ｃに示すように、各図面に座標軸を定める。ここで、移動車両１０の「前」方向がｘ軸の正方向であり、移動車両１０の「右」から「左」に向かう方向がｙ軸の正方向であり、移動車両１０の「上」方向がｚ軸の正方向である。
【００２７】
以下、移動車両１０の各構成部材の構造について説明する。車体１００は、シャーシ１０１及びアーム取付け部１０２を有する。シャーシ１０１は、移動車両１０の基台を構成する部材であり、例えば、図１Ａに示すように略直方体の形状を有する。シャーシ１０１の内部には空間が形成されてよく、当該空間には、例えば、牽引部材巻き取り機構６００、移動車両１０を駆動するためのモータ、当該モータに電力を供給するバッテリ、当該モータの出力を車輪部５００に伝達するギアボックス、後述する車輪５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄの中心に接続され回転中心となる車軸、移動車両１０の駆動を統括的に制御する制御装置等が配設される。ここで、シャーシ１０１は内部に空間を有していなくてもよく、その場合、上記牽引部材巻き取り機構６００、モータ、バッテリ、ギアボックス、車軸、制御装置等は、移動車両１０の任意の場所に設置可能である。また、シャーシ１０１の形状は、略直方体に限定されず、内部の空間にこれらの構成を有することが可能であれば、作業現場における移動性等を考慮して、適宜変更されてよい。ここで、図１Ａ〜Ｃにおいては、モータ、バッテリ、ギアボックス、車軸、制御装置については図示を省略している。
【００２８】
シャーシ１０１の上面の略中央には、アーム取付け部１０２が設けられる。アーム取付け部１０２は、アーム２００の一端が接続される領域であり、例えば略円形の台座であってよい。ここで、アーム取付け部１０２が設けられる位置は、シャーシ１０１の上面の略中央に限定されず、シャーシ１０１の任意の部位であってよい。アーム取付け部１０２が設けられる位置は、アーム２００が延伸される方向等を考慮して、適宜決定することができる。
【００２９】
アーム２００は、ｘ軸とｚ軸とで規定される面内において伸縮自在に構成され、その一端が、車体１００のアーム取付け部１０２に接続される。更に、例えばアーム取付け部１０２がｚ軸方向を回転軸として回転可能であれば、移動車両１０は、車体を移動させなくても、アーム２００を任意の方向に伸ばすことができる。
【００３０】
アーム２００は、例えば、棒状の部材であるアーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ及びアーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄから構成される。
【００３１】
アーム部材２０１ａの一端は、アーム関節部２０２ａを介してアーム取付け部１０２に接続される。ここで、アーム関節部２０２ａは、回転軸を有するジョイント機構であり、アーム部材２０１ａは、アーム関節部２０２ａを基点としてアーム取付け部１０２に対して回転可能に接続される。ここで、アーム関節部２０２ａの回転軸は、例えば、図１Ａ〜Ｃに示すように、ｙ軸方向であってよい。
【００３２】
アーム部材２０１ａの他端には、アーム関節部２０２ｂを介してアーム部材２０１ｂの一端が接続される。アーム関節部２０２ｂの機能は、アーム関節部２０２ａの機能と同様である。従って、アーム部材２０１ｂは、アーム関節部２０２ｂを基点としてアーム部材２０１ａに対して回転可能に接続される。更に、アーム部材２０１ｂの他端には、アーム関節部２０２ｃを介してアーム部材２０１ｃの一端が接続され、アーム部材２０１ｃの他端には、アーム関節部２０２ｄを介してアーム部材２０１ｄの一端が接続される。
【００３３】
つまり、棒状のアーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは、アーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄをそれぞれ介して、互いの端同士が回転可能に順に接続される。従って、アーム２００は、図１Ａに示すようにアーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを展開したり、図１Ｂに示すようにアーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを折り畳んだりすることで、伸縮自在に構成される。ここで、アーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄは、それぞれ自身を中心として、アーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを回転動作させるためのアクチュエータの機能を有していてもよく、当該アクチュエータを駆動することによって、アーム２００の伸縮を実現することができる。また、アーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄには、その回転範囲を規制する回転規制部材（図示せず。）が更に設けられてもよい。
【００３４】
アーム部材２０１ｄの先端、すなわち、アーム２００の先端部には、構造物保持ユニット３００が設けられる。構造物保持ユニット３００は、構造物に吸着する又は構造物を把持することで、当該構造物を保持する機能を有する。ここで、構造物保持ユニット３００が保持する構造体とは、例えば、配管、壁面、床面等であってよい。構造物保持ユニット３００の構造については、図２Ａ〜Ｄを参照して、後で詳しく説明する。
【００３５】
構造物保持ユニット３００と、車体１００の内部に設けられる牽引部材巻き取り機構６００との間には、牽引部材４００が張設される。牽引部材４００は、牽引部材巻き取り機構６００によって巻き取り可能な可撓性の線状の部材であればよく、その構造や種類は限定されない。例えば、牽引部材４００は、ワイヤー、ひも、ロープ、チェーン、リンク等であってもよい。なお、図１Ａ〜Ｃ及びその他の図面においては、牽引部材４００の一例として、牽引部材４００がロープである場合の実施例について図示しているが、牽引部材４００はかかる実施例に限定されず、上述したような他の構造であってもよい。また、牽引部材４００は、自車重による引っ張り荷重を支持できる程度の強度を有する素材で形成され、例えば、ケブラー繊維や鋼線等によって形成される。牽引部材４００の一端は、構造物保持ユニット３００に接続され、他端は、牽引部材巻き取り機構６００に接続されてよい。
【００３６】
ここで、移動車両１０のアーム２００を用いた移動方法について説明する。移動車両１０は、移動する際に、アーム２００の先端部に設けられる構造物保持ユニット３００によって構造物を保持することで、自車体を支持することができる。例えば、移動車両１０が段差を越えようとする場合、アーム２００を伸ばし、構造物保持ユニット３００を移動先、つまり段差の上段の床面に吸着させ、アーム２００を縮める（折り畳む）ことで、自車体を段差の上に持ち上げることが可能になる。また、例えば、移動車両１０が自車の上方に敷設された配管等の構造物に移動しようとする場合、アーム２００を伸ばし、構造物保持ユニット３００を移動先、つまり配管の表面に吸着させ、アーム２００を縮める（折り畳む）ことで、自車体を浮上させて、配管の上まで移動することができる。
【００３７】
ここで、移動車両１０が、上述したような段差を乗り越えようとする場合又は配管に向かって浮上移動しようとする場合、アーム２００だけを利用して移動しようとすると、アーム２００を縮めながら（折り畳みながら）自車体を引き上げるためには、自車体の重量及びアーム２００自身の重量を引き上げるに足りる、比較的大きな関節トルクが必要となる。また、アーム２００の到達可能範囲を広げるためにアーム２００の長さを増加させると、アーム２００の重量は指数関数的に増加する。
【００３８】
一方、本実施形態に係る移動車両１０は、アーム２００を用いてこれらの移動を行う際に、牽引部材４００を利用することができる。つまり、移動車両１０は、アーム２００を縮めながら（折り畳みながら）、牽引部材巻き取り機構６００が牽引部材４００を巻き取ることにより、段差を乗り越えたり、浮上移動したりすることができる。牽引部材４００を利用することにより、アーム２００は、構造物保持ユニット３００と牽引部材４００とを支持できる駆動力を有すればよいため、牽引部材４００を利用しない場合と比較して、アーム２００の重量を、例えば数分の一から十数分の一程度に減少することができる。
【００３９】
また、後述するように、牽引部材巻き取り機構６００が牽引部材４００を巻き取る駆動力は、例えば、車輪部５００を駆動するためのモータから供給される。従って、本来走行機構が持つ駆動力を牽引部材４００の巻き取りに利用することができるため、追加の機構が不要となる。また、牽引部材４００を利用した牽引においては、牽引部材４００、例えばロープの自重に比して牽引能力が高いため、牽引部材４００の重量もより小さく設計することができる。よって、本実施形態に係る移動車両１０においては、車重の増加を最小限に抑えることができ、上述した段差の乗り越え移動や浮上移動がより容易になる。
【００４０】
ここで、アーム２００の駆動力は、移動車両１０の使用環境や用途等に応じて、自在に設定可能であってよい。従って、アーム２００は、構造物保持ユニット３００と牽引部材４００とを支持する駆動力以外にも、自車体を牽引するための駆動力を有していてもよい。つまり、アーム２００の重量の増加を許容できる範囲で、アーム２００と牽引部材４００とで、適度に負荷を分散する構造としてもよい。
【００４１】
このように、牽引部材４００及び牽引部材巻き取り機構６００を用いることで、アーム２００の駆動力が比較的小さくても、移動車両１０の移動が可能になる。なお、上記説明したようなアーム２００を用いた移動車両１０の移動方法については、＜３．アームを用いた浮上移動＞及び＜４．アームを用いた段差乗り越え移動＞で詳しく説明する。
【００４２】
ここで、アーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの素材としては、上述したような移動方法においてアーム２００に掛かる負荷に耐え得るだけの、充分な強度を有する素材が用いられる。例えばアーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは、各種の鋼板で形成されてもよい。また、アーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）及びＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）等で形成されてもよい。
【００４３】
また、アーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄが有するアクチュエータは、上述したようなアーム２００の動作を実現できればよく、その種類や構成は限定されない。各種の公知のアクチュエータが利用されてもよいし、本実施形態に係る移動車両１０に特化したアクチュエータが利用されてもよい。また、当該アクチュエータが有する駆動力も、牽引部材４００の構造や素材、移動車両１０の使用環境や用途等に応じて、適宜設定可能である。
【００４４】
牽引部材巻き取り機構６００は、上述したように、例えばシャーシ１０１の内部に形成される空間内に配設され、牽引部材４００を巻き取るものである。図１Ｃを参照すれば、牽引部材巻き取り機構６００は、例えば円柱形のドラムを有してもよい。当該ドラムの表面の一部領域には、牽引部材４００の一端が固定される。従って、当該ドラムが回転することで、牽引部材４００が巻き取られる。ここで、ドラムを回転させる駆動力を得るためにドラム駆動用のモータが更に設けられてもよいが、例えば上述した車輪部５００の駆動用モータが、ドラムを回転させる駆動力を供給してもよい。このように、車輪部５００の駆動力と牽引部材巻き取り機構６００の駆動力とを同一のモータによって供給することで、追加の機構が不要となり、移動車両１０の軽量化を図ることができる。
【００４５】
車輪部５００は、上述した車輪部５００の駆動用モータによって駆動され、移動車両１０を移動させる機能を果たす。図１Ａ〜Ｃを参照すれば、本実施形態に係る車輪部５００は、例えば、２対の車輪５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄを有する。ここで、車輪５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄは、それぞれ、移動車両１０の右前輪部、右後輪部、左前輪部、左後輪部を構成している。これら右前輪部、右後輪部、左前輪部、左後輪部は、同一の構造を有するため、以下の説明では、主に左前輪部の構造について説明する。
【００４６】
図１Ａ〜Ｃを参照すれば、本実施形態に係る車輪部５００の左前輪部は、車輪５０１ａ、小車輪５０２ａ、支持部材５０３ａ及び第１のベルト５０４ａを有する。ここで、車輪部５００の左前輪部は、フラッパーユニットを有してもよい。フラッパーユニットは、例えば、車輪５０１ａの中心と小車輪５０２ａの中心とが、支持部材５０３ａで結合され、更に、車輪５０１ａの周回と小車輪５０２ａの周回とに跨るように第１のベルト５０４ａが設けられることにより構成される。このフラッパーユニットは、移動車両１０の転倒防止部材の一例であり、当該フラッパーユニットを有することで、移動車両１０の接地面積が増加し、安定性を増すことができる。
【００４７】
また、車輪５０１ａの中心には、車軸が接続されており、当該車軸には、上述したモータからの動力を伝達するギアボックスの最終段に配設される最終ギアが係合していてもよい。従って、車輪５０１ａは、当該車軸を回転中心として回転駆動される。ここで、車輪５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄの回転駆動は、各々制御されてもよいし、前輪同士（車輪５０１ａと車輪５０１ｃ）、後輪同士（車輪５０１ｂと車輪５０１ｄ）でそれぞれ車軸を共有し、前輪と後輪とが別々に制御されてもよい。また、前輪又は後輪のいずれかのみが駆動されてもよい。
【００４８】
更に、左前輪部の車輪５０１ａの周回と左後輪部の５０１ｂの周回とに跨るように、第２のベルト５０５ａが設けられてもよい。すなわち、左前輪部の車輪５０１ａと左後輪部の５０１ｂとが、第２のベルト５０５ａで連結され、クローラー構造が構成されていてもよい。クローラー構造を有することで、移動車両１０の接地面積が更に増加し、より安定性を増すことができる。
【００４９】
以上の説明では、主に、車輪部５００の左前輪部の構造について説明したが、左後輪部、右前輪部、右後輪部も同様な構造を有していてよい。すなわち、例えば、左後輪部は、車輪５０１ｂ、小車輪５０２ｂ、支持部材５０３ｂ及び第１のベルト５０４ｂを有し、右前輪部は、車輪５０１ｃ、小車輪５０２ｃ、支持部材５０３ｃ及び第１のベルト５０４ｃを有し、右後輪部は、車輪５０１ｄ、小車輪５０２ｄ、支持部材５０３ｄ及び第１のベルト５０４ｄを有している。また、右前輪部の車輪５０１ｃと右後輪部の５０１ｄとは、第２のベルト５０５ｂで連結されていてもよい。
【００５０】
また、上記の説明においては、車輪部５００が車輪を４つ有する場合について説明したが、本実施形態はこの例に限定されない。移動車両１０が有する車輪の数は、４つでなくてもよく、移動車両１０は、例えば６輪車のように、より多くの車輪を有してもよい。また、移動車両１０が有する車輪の数は偶数個に限定されず、例えば３輪車のように、奇数個であってもよい。
【００５１】
次に、図２Ａ〜Ｄを参照して、本実施形態に係る構造物保持ユニット３００の概略構成について説明する。図２Ａは、構造物保持ユニット３００が構造物に吸着している様子を示す斜視図、図２Ｂは、構造物保持ユニット３００が構造物に吸着している様子を示す側面図である。また、図２Ｃは、構造物保持ユニット３００が構造物を把持している様子を示す斜視図、図２Ｄは、構造物保持ユニット３００が構造物を把持している様子を示す側面図である。また、図２Ａ〜Ｄには、アーム２００と構造物保持ユニット３００との接続状態を示すために、アーム部材２０１ｄの一部も図示している。
【００５２】
図２Ａ〜Ｄを参照すれば、本実施形態に係る構造物保持ユニット３００は、吸着部３０１及びフック３０３ａ、３０３ｂを有する。ここで、吸着部３０１は、構造物の表面に吸着するための吸着機構の一例であり、フック３０３ａ、３０３ｂは、構造物を把持するためのフック機構の一例である。構造物保持ユニット３００は、吸着部３０１及びフック３０３ａ、３０３ｂの少なくともいずれかを有し、構造物に吸着する又は構造物を把持することで、当該構造物を保持する機能を有する。
【００５３】
吸着部３０１は、例えば板状の部材であり、そのｚ軸負方向に対応する面には吸着面が形成されている。当該吸着面を、構造物の表面、例えば床面や壁面等に接触させることで、吸着部３０１を構造物に吸着させることができる。ここで、図２Ａ、Ｂは、吸着部３０１の吸着面が、構造物８００、例えば配管の表面に吸着している様子を示している。
【００５４】
また、吸着部３０１の一辺には、ヒンジ３０２が設けられており、吸着部３０１とアーム部材２０１ｄとは、当該ヒンジ３０２を介して接続される。従って、吸着部３０１は、ヒンジ３０２を回転中心として、アーム部材２０１ｄに対して回転可能に構成される。このような構成を有することで、アーム部材２０１ｄを動かさなくても、吸着面と構造物の表面とが略平行になるように、吸着部３０１の角度を調整することができる。ここで、例えば、ヒンジ３０２の回転軸は、ｙ軸方向であってよい。
【００５５】
フック３０３ａ、３０３ｂは、例えば棒状の部材が略Ｌ字状に屈曲されて形成される。また、フック３０３ａ、３０３ｂの一端は、それぞれ、ヒンジ３０４ａ、３０４ｂを介して、吸着部３０１と接続される。つまり、フック３０３ａ、３０３ｂは、それぞれ、ヒンジ３０４ａ、３０５を回転中心として、吸着部３０１に対して回転可能に構成される。ここで、ヒンジ３０４ａ、３０５の回転軸は、例えば、ヒンジ３０２の回転軸と略平行であってよい。ヒンジ３０４ａ、３０５の回転軸がヒンジ３０２の回転軸と略平行である場合、図２Ｃ、Ｄに示すように、フック３０３ａ、３０３ｂと、吸着部３０１の吸着面と対向する面（ｚ軸正方向に対応する面）とで、構造物を挟持することができる。ここで、以下の説明においては、このように、フック３０３ａ、３０３ｂと、吸着部３０１とで構造物を挟持することを、フック３０３ａ、３０３ｂが構造物を把持すると呼ぶこととする。図２Ｃ、Ｄは、フック３０３ａ、３０３ｂが、構造物９００、例えば配管を把持している様子を示している。
【００５６】
また、フック３０３ａ、３０３ｂは、吸着部３０１を構造物の表面から引き離す役割も果たす。つまり、吸着部３０１の吸着面が、構造物の表面に吸着しているときに、フック３０３ａ、３０３ｂの先端が当該構造物の表面を押圧するようにフック３０３ａ、３０３ｂを駆動することで、吸着部３０１を構造物の表面から引き離すことができる。
【００５７】
以上、図２Ａ〜Ｄを参照して、本実施形態に係る構造物保持ユニット３００の概略構成について説明した。ここで、上記の説明においては、構造物保持ユニット３００が、吸着機構及びフック機構を両方有する場合について説明したが、本実施形態に係る構造物保持ユニット３００は、吸着機構及びフック機構の少なくともいずれかを有してもよい。
【００５８】
ここで、吸着部３０１が有する吸着手段は、例えば、磁力吸着、真空吸着又は化学吸着等であってよい。例えば、吸着部３０１の吸着機構が磁力吸着である場合、吸着部３０１の吸着面は電磁石、永久磁石等で構成されてよい。更に、吸着部３０１の吸着機構が電磁石である場合、電磁石から発生する磁力を制御することで、吸着部３０１の構造物表面への脱着を制御することが可能になる。
【００５９】
また、吸着部３０１の吸着機構が真空吸着だった場合、移動車両１０は、吸着部３０１の吸着面近傍を負圧状態にするために、エアーポンプ等の機構を更に備えてもよい。
【００６０】
また、吸着部３０１の吸着機構が化学吸着だった場合、吸着部３０１の吸着面の表面には、例えばゲル状の粘性体の化学物質が塗布されていてもよい。その場合、吸着部３０１に電流等を印加する機構が更に設けられ、吸着面の温度を制御できるようにしてもよい。吸着部３０１の吸着面の温度を制御することで、当該化学物質の粘性を調整することができ、吸着部３０１の構造物表面への脱着を制御することが可能になる。
【００６１】
ここで、例えば、上記説明したような、アームを用いた移動においては、段差を乗り越える移動をするか、あるいは、自車体を浮上させる移動をするかに応じて、吸着部３０１に求められる吸着力は異なる。また、例えば、上述した吸着方法（磁力吸着、真空吸着又は化学吸着等）の違いや、吸着する構造物表面の素材、自車体の重量等によっても、吸着部３０１に求められる条件は異なる。従って、吸着部３０１の面積や、吸着力は、特に限定されるものではなく、これらの状況を考慮して、適宜設計されてよい。
【００６２】
ここで、上述したように、移動車両１０は、移動車両１０の駆動を統括的に制御する制御装置（図示せず。）を備える。以下では、当該制御装置の機能及び構成について説明する。
【００６３】
制御装置は、例えば、モータの回転数、回転方向等を調整し、車輪部５００による移動車両１０の移動を制御してもよい。
【００６４】
また、制御装置は、例えば、アーム２００の動作を制御してもよい。ここで、アーム２００の動作とは、例えば、アーム関節部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄを個別に駆動し、アーム部材２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄをそれぞれ回転駆動させることで、アーム２００を伸縮させる動作であってよい。
【００６５】
また、制御装置は、構造物保持ユニット３００の動作を制御してもよい。ここで、構造物保持ユニット３００の動作とは、例えば、吸着部３０１が構造物表面に吸着する動作であってよい。制御装置は、吸着部３０１が構造物表面に吸着する際に、例えば磁力吸着における電流量、真空吸着におけるエアーの吸引量、化学吸着における温度等を調整することで、吸着部３０１の吸着力の制御をしてもよい。また、構造物保持ユニット３００の動作とは、例えば、フック３０３ａ、３０３ｂが構造物を把持する動作であってよい。制御部は、例えばフック３０３ａ、３０３ｂを個別に駆動し、構造物を把持することができる。
【００６６】
また、移動車両１０は、機器補修用の装置や状況確認用の各種センサ等を更に備えてもよく、制御装置がそれらの駆動を制御してもよい。ここで、各種センサとは、例えばカメラ等の映像取得機器を含んでもよく、また、加速度センサ、角速度センサ、ＧＰＳセンサ、温度計、湿度計及び気圧計等の公知の測定機器を含んでもよい。また、移動車両１０が自動制御によって動作する無人車両である場合、制御装置は、これらの各種センサによって、自車の周囲の構造物等の位置や形状等に関する情報や、自車の現在位置に関する情報等を取得してもよい。更に、制御装置は、各種センサによって取得されたこれらの情報に基づいて、例えば、移動経路やアーム２００を用いた移動方法について判断することができる。
【００６７】
また、移動車両１０が遠隔操作によって動作する無人車両である場合、制御装置は、外部に設けられる通信機器と相互に通信可能な通信部を更に備えてもよい。操作者は、当該通信機器を介して、移動車両１０を遠隔操作することができる。ここで、制御装置は、例えば、上述した各種センサによって取得される、自車の周囲の構造物等の位置や形状等に関する情報や、自車の現在位置に関する情報等を、当該通信部を介して、外部の通信機器に送信してもよい。操作者は、これらの情報を参照することで、作業現場の状況を把握しながら、移動車両１０を遠隔操作することができる。
【００６８】
更に、制御装置は、例えば各種データ格納用の記憶部を有してもよい。記憶部は、例えば、上述した各種センサによって取得される、自車の周囲の構造物等の位置や形状等に関する情報や、自車の現在位置に関する情報等を記憶してもよい。また、記憶部には、例えば、上記説明したような制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されてもよい。制御装置は、当該コンピュータプログラムに基づいて、各種の制御を行うことができる。ここで、当該コンピュータプログラムは、記憶部に記憶されずに、通信部を介して配信されてもよい。
【００６９】
以上、図１Ａ〜Ｃ及び図２Ａ〜Ｄを参照して、本実施形態に係る移動車両１０の概略構成について説明した。かかる説明によれば、本実施形態に係る移動車両１０は、車体１００と、伸縮自在のアーム２００と、アーム２００の先端に設けられる構造物保持ユニット３００と、牽引部材４００と、牽引部材巻き取り機構６００とを備える。そして、移動車両１０は、アーム２００を伸ばして構造物保持ユニット３００によって構造物を保持した状態で、アーム２００を縮めながら（折り畳みながら）、牽引部材巻き取り機構６００によって牽引部材４００を巻き取ることで、車体１００を構造物に向かって引き寄せるように移動することができる。従って、構造物の隅部を走行する場合や自車体の車高以上の高さを有する段差を乗り越える場合等においても、より安定的に移動することができ、移動の自由度が向上する。
【００７０】
また、本実施形態に係る移動車両１０の構造物保持ユニット３００は、構造物を保持する際に、当該構造物の表面の素材を問わない。従って、移動の自由度がより向上する。
【００７１】
また、本実施形態に係る移動車両１０は、自車の上方に設けられた構造物に移動しようとする場合、アーム２００の先端に設けられた構造物保持ユニット３００によって当該構造物を保持することで、直接当該構造物に移動することができる。従って、壁面等を経由する必要がないため、より効率的に移動することが可能になる。
【００７２】
また、本実施形態に係る移動車両１０は、アームを用いて移動する際に、アーム２００を縮める力と、牽引部材４００を巻き取る力とを併用する。従って、アーム２００の駆動力が比較的小さくても、移動車両１０の移動がより容易に可能となる。
【００７３】
また、車輪部５００の駆動力と牽引部材巻き取り機構６００の駆動力とを同一の駆動源（例えばモータ）で供給することで、追加の機構が不要になり、車重の軽量化を図ることができる。
【００７４】
＜２．移動車両の構成の変形例＞
次に、図３Ａ、Ｂを参照して、本実施形態に係る移動車両の一構成例の変形例として、移動車両が干渉回避機構を更に備える実施例について説明する。図３Ａ、Ｂは、本実施形態に係る移動車両の概略構成の変形例を示す側面図である。ここで、図３Ａ、Ｂに示す移動車両の構成は、干渉回避機構を備えること以外は、図１Ａ〜Ｃに示す移動車両の構成と同様であるため、以下では、主に、相違点である干渉回避機構について説明する。
【００７５】
図３Ａ、Ｂを参照すると、本実施形態に係る移動車両２０は、牽引部材４００とアーム２００との離隔距離を調整する、干渉回避機構７００を備える。干渉回避機構７００は、牽引部材４００とアーム２００との離隔距離を調整する機能を有し、例えば牽引部材４００をアーム２００に沿うように張設することにより、牽引部材４００が牽引部材４００の下方の物体と接触する（干渉する）ことを防止することができる。
【００７６】
干渉回避機構７００は、例えば滑車（プーリー）７０１、干渉回避部材７０２及び干渉回避部材巻き取り機構７０３を有する。滑車７０１は動滑車であり、滑車７０１には、構造物保持ユニット３００と牽引部材巻き取り機構６００との間に張られた牽引部材４００の一部位が掛止される。また、滑車７０１と、アーム２００の一部位に設けられる干渉回避部材巻き取り機構７０３との間には、干渉回避部材７０２が張設される。
【００７７】
ここで、干渉回避部材７０２は、干渉回避部材巻き取り機構７０３によって巻き取り可能な可撓性の線状の部材であればよく、その構造や種類は限定されない。例えば、干渉回避部材７０２は、ワイヤー、ひも、ロープ、チェーン、リンク等であってもよい。なお、図３Ａ、Ｂ及びその他の図面においては、干渉回避部材７０２の一例として、干渉回避部材７０２がロープである場合の実施例について図示しているが、干渉回避部材７０２はかかる実施例に限定されず、上述したような他の構造であってもよい。また、干渉回避部材７０２は、容易には切断されにくい素材で形成され、例えば、牽引部材４００と同様、ケブラー繊維や鋼線等によって形成される。また、干渉回避部材巻き取り機構７０３が設けられる部位は、例えば、図３Ａ、Ｂに示すように、アーム関節部２０２ｃ付近であってよいし、その他の任意の部位であってもよい。
【００７８】
干渉回避部材７０２の一端は、滑車７０１に接続され、他端は、干渉回避部材巻き取り機構７０３に接続されている。干渉回避部材巻き取り機構７０３は、例えば、牽引部材巻き取り機構６００と同様、円柱形のドラムを有してもよい。当該ドラムを回転させることで、干渉回避部材７０２を巻き取ることができる。すなわち、干渉回避部材巻き取り機構７０３は、滑車７０１と自身との間に張られる干渉回避部材７０２の長さを調整する機能を果たす。干渉回避部材７０２の長さを適宜調整することで、干渉回避機構７００は、張られた牽引部材４００の一部位を、滑車７０１を介して持ち上げることができる。
【００７９】
干渉回避機構７００を備えることで、アームを伸ばしたときに、牽引部材４００と障害物とが接触する（干渉する）ことを防止することができる。具体的には、例えば、アーム２００を伸ばして構造物保持ユニット３００で構造物を保持しようとするとき、車体１００と対象とする構造物との間に障害物が存在する場合を想定する。その場合、例えば図３Ａに示すように、アーム２００を略逆Ｕ字形状に伸ばすことで、アーム２００は障害物を回避することができる。しかし、干渉回避機構７００がない場合、すなわち、牽引部材４００が、構造物保持ユニット３００と車体１００の内部に設けられる牽引部材巻き取り機構６００との間に、一直線に最短距離で張られている場合には、牽引部材４００が障害物に接触してしまう可能性がある。牽引部材４００が障害物に接触した状態でアーム２００を縮めると、牽引部材４００と障害物とが互いに擦れ合い、障害物の形状によっては、牽引部材４００が損傷することも考えられる。
【００８０】
本実施形態に係る干渉回避機構７００は、このような牽引部材４００と障害物との接触、干渉を回避する機能を果たす。例えば、図３Ａに示すように、干渉回避部材７０２の長さを調整し、牽引部材４００とアーム２００との離隔距離を調整することで、牽引部材４００が、アーム２００の形状に沿うように延設されるため、牽引部材４００と障害物との干渉が回避される。
【００８１】
また、干渉回避機構７００は、上述したように、干渉回避部材巻き取り機構７０３によって、干渉回避部材７０２の長さを調整することができる。ここで、干渉回避部材７０２の長さは、アーム２００を伸縮させた際のアーム形状や、避けようとする障害物の形状に応じて、適宜調整されてよい。例えば、図３Ｂに示すように、アーム２００を略Ｍ字状に伸ばす場合には、図３Ａに示すアーム形状が略逆Ｕ字状の場合と比べて、干渉回避部材７０２の長さが、より短く調整されてよい。このように、干渉回避機構７００によって、牽引部材４００と障害物との接触や干渉が防止されるので、アーム２００の動作の自由度がより向上する。
【００８２】
ここで、干渉回避部材巻き取り機構７０３は、例えばアーム２００に沿って配設されるケーブル（図示せず。）等によって車体１００の内部に設けられる制御装置と接続され、その駆動が制御されてよい。
【００８３】
以上図３Ａ、Ｂを参照して説明したように、本変形例に係る移動車両２０は、車体１００と、伸縮自在のアーム２００と、アーム２００の先端に設けられる構造物保持ユニット３００と、牽引部材４００と牽引部材巻き取り機構６００と、干渉回避機構７００とを備える。従って、移動車両２０は、アーム２００を伸ばしたときに、牽引部材４００と障害物とが接触する（干渉する）ことを回避することができる。従って、牽引部材４００と障害物とが互いに擦れあって牽引部材４００が損傷することを回避することができるため、アーム２００をより自由に動作させることができる。従って、移動車両２０の移動の自由度を向上させることができる。
【００８４】
ここで、干渉回避機構７００は、干渉回避部材巻き取り機構７０３を有さなくてもよい。干渉回避機構７００が、干渉回避部材巻き取り機構７０３を有さない場合、干渉回避部材７０２は、滑車７０１と、アーム２００の一部位、例えばアーム関節部２０２ｃとの間に一定の長さで張設されてよい。その場合、例えば、移動車両１０の使用方法や作業現場の状況等に応じて、予め干渉回避部材７０２の長さが適切に設計されることで、牽引部材４００と障害物とが接触する（干渉する）ことを回避することができる。
【００８５】
また、上記の説明では、干渉回避機構７００が、滑車７０１、干渉回避部材７０２及び干渉回避部材巻き取り機構７０３をそれぞれひとつずつ有する場合について説明したが、本実施形態はかかる実施例に限定されない。干渉回避機構７００は、滑車７０１、干渉回避部材７０２及び干渉回避部材巻き取り機構７０３をそれぞれ複数有してもよい。その場合、例えば、複数の滑車７０１が設けられる位置は、牽引部材４００上の互いに異なる複数の部位であってもよく、また、干渉回避部材７０２の一端が接続される位置は、アーム２００の互いに異なる複数の部位であってもよい。つまり、牽引部材４００の互いに異なる複数の部位が滑車７０１によって支持されることにより、牽引部材４００とアーム２００との離隔距離が調整されてもよい。複数の干渉回避部材７０２の長さを個別に制御することで、牽引部材４００とアーム２００との離隔距離をより詳細に調整することが可能となる。
【００８６】
更に、上記の説明では、干渉回避機構７００が、滑車７０１を用いて牽引部材４００を支持する場合について説明したが、本実施形態はかかる実施例に限定されない。牽引部材４００を掛止する部材（掛止部材）は滑車でなくてもよく、例えばリングや中空の管等であってもよい。
【００８７】
＜３．アームを用いた浮上移動＞
ここからは、アームを利用した移動車両の移動方法について説明する。本実施形態に係る移動車両は、アームの構造物保持ユニットで自車の上方に存在する構造物を保持し、アームを縮めることで、自車体を構造物まで引き上げることができる。つまり、本実施形態に係る移動車両は、自車の上方に存在する構造物まで浮上移動することができる。以下では、図４Ａ〜Ｅ及び図５Ａ〜Ｆを用いて、このような、本実施形態に係る移動車両のアームを用いた浮上移動について説明する。
【００８８】
ここで、以下の説明においては、図１Ａ〜Ｃに示す移動車両１０の移動方法について説明するが、図３Ａ、Ｂに示す移動車両２０においても同様の移動が可能である。また、移動車両１０、２０の構成については、＜１．移動車両の構成＞及び＜２．移動車両の構成の変形例＞で説明しているため、ここでは説明を省略する。
【００８９】
また、以下の説明に用いる図４Ａ〜Ｅ及び図５Ａ〜Ｆにおいては、移動車両から構造物に向かう方向を鉛直方向とし、ｚ軸で示している。ここで、構造物から移動車両に向かう方向（ｚ軸の負の方向）が重力方向である。
【００９０】
［３．１．アームの吸着部を用いた浮上移動］
まず、図４Ａ〜Ｅを参照して、アームの吸着部を用いた浮上移動方法について説明する。図４Ａ〜Ｅは、本実施形態に係る移動車両のアームの吸着部を用いた浮上移動方法を説明するための説明図である。
【００９１】
まず、移動車両１０は、図４Ａに示すように、対象とする構造物８００の下方の位置まで移動する。移動車両１０の車輪部５００はフラッパーユニットを有してもよいため、移動車両１０は、例えば図４Ａに示すように、左後輪部及び右後輪部のみを接地させるように自車体を起こしてもよい。ここで、構造物８００は、例えば工場内に敷設されている配管であってよい。
【００９２】
次に、移動車両１０は、図４Ｂに示すように、アーム２００を構造物８００に向かって伸ばし、構造物保持ユニット３００の吸着部３０１を構造物８００の表面に吸着させる。吸着部３０１が構造物８００の表面に吸着したら、移動車両１０は、アーム２００を縮めるとともに、牽引部材巻き取り機構６００によって牽引部材４００を巻き取る。アーム２００を縮める力と、牽引部材４００を巻き取る力とにより、移動車両１０は構造物８００に向かって、すなわち、ｚ軸の正の方向に浮上し、図４Ｃに示すように、構造物８００まで移動することができる。
【００９３】
移動車両１０は、図４Ｄに示すように、構造物８００の表面に車輪部５００が接地するまで、アーム２００を更に縮めるとともに、牽引部材巻き取り機構６００によって牽引部材４００を更に巻き取る。構造物８００の表面に車輪部５００が接地したら、移動車両１０は、車輪部５００を駆動させ、図４Ｅに示すように、構造物８００上の比較的安定な場所まで移動することができる。ここで、車輪部５００の接地部と構造物８００の表面とが十分な摩擦力を有するように、第１のベルト５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ及び第２のベルト５０５ａ、５０５ｂの材質は適宜選択されてよい。
【００９４】
［３．２．アームのフックを用いた浮上移動］
次に、図５Ａ〜Ｆを参照して、アームのフックを用いた浮上移動方法について説明する。図５Ａ〜Ｆは、本実施形態に係る移動車両のアームのフックを用いた浮上移動方法を説明するための説明図である。ここで、アームのフックを用いた浮上移動方法は、［３．１．アームの吸着部を用いた浮上移動］で説明した移動方法と、構造物保持ユニットの構造物の保持方法が異なるだけであるため、以下の説明では、主に相違点についてのみ説明を行う。
【００９５】
まず、移動車両１０は、図５Ａに示すように、対象とする構造物９００の下方の位置まで移動する。移動車両１０は、例えば図５Ａに示すように、車輪部５００のフラッパーユニットを利用して、左後輪部及び右後輪部のみを接地させるように自車体を起こしてもよい。ここで、構造物９００は、例えば工場内に敷設されている配管であってよい。ただし、ここで、構造物９００は、図４Ａ〜Ｅに示す構造物８００と比較して、外径の小さい配管である。
【００９６】
次に、移動車両１０は、図５Ｂに示すように、アーム２００を構造物９００に向かって伸ばし、構造物保持ユニット３００のフック３０３ａ、３０３ｂによって構造物９００を把持する。構造物保持ユニット３００が構造物９００を把持したら、移動車両１０は、アーム２００を縮めるとともに、牽引部材巻き取り機構６００によって牽引部材４００を巻き取る。アーム２００を縮める力と、牽引部材４００を巻き取る力とにより、移動車両１０は構造物９００に向かって、すなわち、ｚ軸の正の方向に浮上し、図５Ｃに示すように、構造物９００まで移動することができる。
【００９７】
移動車両１０は、アーム２００と牽引部材巻き取り機構６００とを更に駆動し、例えば図５Ｄに示すように、車体１００の略中央に構造物９００が位置するまで、自車体を引き上げることができる。更に、移動車両１０は、例えば図５Ｅに示すように、車輪部５００を駆動することで、前後輪に設けられたフラッパーユニットによって、構造物９００を更に把持することができる。
【００９８】
フラッパーユニットによって構造物９００を把持することで、移動車両１０は、構造物保持ユニット３００を構造物９００から離しても、自車体を構造物９００に安定的に固定することができる。従って、フラッパーユニットによって自車体を構造物９００に固定した状態で、構造物９００とは異なる別の構造物９０１に更にアーム２００を伸ばすことができる。そして、移動車両１０は、構造物保持ユニット３００のフック３０３ａ、３０３ｂによって、別の構造物９０１を把持することで、別の構造物９０１に更に移動することができる。
【００９９】
以上、図４Ａ〜Ｅを参照して説明したように、本実施形態に係る移動車両は、アームの吸着部を構造物の表面に吸着させた状態で、アームを縮め、牽引部材を巻き取ることで、自車体を持ち上げ、当該構造物まで浮上移動することができる。また、図５Ａ〜Ｆを参照して説明したように、本実施形態に係る移動車両は、アームのフックで構造物を把持した状態で、アームを縮め、牽引部材を巻き取ることで、自車体を持ち上げ、当該構造物まで浮上移動することができる。従って、例えば壁面等を利用して移動する場合と比較して、目的地までより短時間で移動することが可能になり、より効率的な移動を実現することができる。
【０１００】
ここで、例えばアームのみを用いて浮上移動をしようとすると、アームには、自重を支え、持ち上げるだけの関節出力や頑強さが要求される。また、アームが有する特性として、その到達距離に比例して重量が大きくなる一方、車体を引き付ける力は低下してしまう。従って、アームのみを利用して浮上移動をしようとする場合、アームの重量が増加し、結果的に、車両の重量が増加する可能性がある。車両の重量が増加すると、アームで支持しなければならない重量が更に増すことになるため、アームの設計が困難なものになる。これに対して、本実施形態に係る移動車両は、浮上移動する際に、アームと牽引部材とを併用する。すなわち、アームを縮める力と、牽引部材を巻き取る力とにより、移動車両を浮上移動させることができる。従って、アームの駆動力が比較的小さくても、移動車両の浮上移動を行うことが可能になる。また、本実施形態に係る移動車両は、牽引部材を巻き取る駆動力を、車輪部を駆動するモータによって供給することで、牽引部材巻き取り機構の追加の機構を必要としない。従って、より車体の重量を軽減することができ、浮上移動をより容易に行うことができる。
【０１０１】
また、本実施形態に係る移動車両は、移動した構造物から、更に別の構造物に対して、繰り返し浮上移動を行うことができる。ここで、上記説明した、アームの吸着部を用いた浮上移動と、アームのフックを移動した浮上移動とは、互いに組み合わされてもよい。つまり、本実施形態に係る移動車両は、構造物の大きさや形状によって、構造物保持ユニットの保持方法を使い分けて浮上移動をすることができる。従って、移動の自由度がより向上する。
【０１０２】
＜４．アームを用いた段差乗り越え移動＞
以上、本実施形態に係るアームを用いた浮上移動方法について説明した。次に、アームを用いて段差を乗り越える移動方法について説明する。
【０１０３】
以下では、図６Ａ〜Ｄを参照して、本実施形態に係る、アームを用いた段差乗り越え移動方法について説明する。図６Ａ〜Ｄは、本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法を説明するための説明図である。ここで、以下の説明においては、図３Ａ、Ｂに示す移動車両２０の移動方法について説明するが、図１Ａ〜Ｃに示す移動車両１０においても同様の移動が可能である。移動車両１０、２０の構成については、＜１．移動車両の構成＞及び＜２．移動車両の構成の変形例＞で説明しているため、ここでは説明を省略する。また、説明を簡単にするため、図６Ａ〜Ｄにおいては、移動車両２０の構造や動作はポンチ絵で示す。更に、図６Ａ〜Ｄにおいては、アーム２００の構成も簡略化し、アーム２００がアーム部材２本から構成される場合について示す。
【０１０４】
まず、移動車両１０は、図６Ａに示すように、段差の下段に位置している。段差を乗り越えようとする場合、まず、移動車両１０は、図６Ｂに示すように、アームを段差の上段の方向に伸ばし、構造物保持ユニット３００の吸着部３０１を、上段の床面に吸着させる。ここで、干渉回避機構７００によって、牽引部材４００が段差に接触しないように、牽引部材４００がアーム２００に沿って延設されてもよい。
【０１０５】
吸着部３０１が上段の床面に吸着した状態で、移動車両２０は、車輪部５００を段差の方向に回転駆動させながら、アーム２００を縮めるとともに、牽引部材巻き取り機構６００によって牽引部材４００を巻き取る。車輪部５００の駆動力、アーム２００を縮める力及び牽引部材４００を巻き取る力により、移動車両２０は、図６Ｃに示すように、段差の上段の方向に移動する。車輪部５００、アーム２００及び牽引部材巻き取り機構６００を更に駆動することで、移動車両２０は、図６Ｄに示すように、段差の上段に移動することができる。
【０１０６】
以上、図６Ａ〜Ｄを参照して、本実施形態に係る移動車両のアームを用いた段差乗り越え移動方法について説明した。一般的に、移動車両にとっては、例えば、段差の高さが自車体の高さよりも大きい場合には、車輪部の駆動力だけでは段差を乗り越えることが困難であることが多い。また、浮上移動と同様、アームのみを用いて段差乗り越え移動をしようとすると、アームには比較的大きな駆動力が要求されるため、アーム自身の重量増加に加えて、アームを駆動するためのモータやバッテリ等も大型化する可能性があり、車両全体の重量が増加してしまう可能性がある。車両の重量が増加すると、アームで支持しなければならない重量が更に増すことになるため、アームの設計が困難なものになる。これに対して、本実施形態に係る移動車両は、段差乗り越え移動をする際に、アームを縮める力と、牽引部材を巻き取る力とを併用する。従って、アームの駆動力が比較的小さくても、段差乗り越え移動を行うことが可能となる。よって、車両の重量増加を抑えながら、移動の自由度をより向上させることができる。
【０１０７】
＜５．まとめ＞
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る移動車両においては、以下の効果を得ることができる。
【０１０８】
本発明の一実施形態に係る移動車両は、アームを伸ばして構造物保持ユニットによって構造物を保持した状態で、アームを縮めながら（折り畳みながら）、牽引部材巻き取り機構によって牽引部材を巻き取ることで、移動車両を構造物に向かって引き寄せるように移動することができる。従って、構造物の隅部を走行する場合や自車体の車高以上の高さを有する段差を乗り越える場合等においても、より安定的に移動することができ、移動の自由度が向上する。
【０１０９】
また、本実施形態に係る移動車両の構造物保持ユニットは、構造物を保持する際に、当該構造物の表面の材質を問わない。従って、移動の自由度がより向上する。
【０１１０】
また、本実施形態に係る移動車両は、例えば自車の上方に設けられた構造物に移動しようとする場合、アームの先端に設けられた構造物保持ユニットによって当該構造物を保持することで、直接当該構造物に移動することができる。従って、壁面等を経由する必要がないため、より効率的に移動することが可能になる。
【０１１１】
また、本実施形態に係る移動車両は、アームを用いて移動する際に、アームを縮める力と、牽引部材を巻き取る力とを併用する。従って、アームの駆動力が比較的小さくても、移動車両の移動がより容易に可能となる。
【０１１２】
また、本実施形態に係る移動車両においては、車輪部の駆動力と牽引部材巻き取り機構の駆動力とを同一の駆動源（例えばモータ）で供給することで、追加の機構が不要になり、車重の軽量化を図ることができる。
【０１１３】
また、本実施形態に係る移動車両は、上述した構成に加えて、更に干渉回避機構を備えてもよい。干渉回避機構を備えることで、アームを伸ばしたときに、牽引部材と障害物とが接触する（干渉する）ことを回避することができる。従って、牽引部材と障害物とが摺動して、牽引部材が損傷することを防止することができるため、アームをより自由に動作させることができる。従って、移動車両の移動の自由度を向上させることができる。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１５】
例えば、上記実施形態では、移動車両がアームを１本のみ備える実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されない。例えば、移動車両はアームを複数本備えてもよく、これらのアームによって交互に構造物を保持しながら移動することで、より自由度の高い移動を実現することができる。
【０１１６】
また、例えば、上記実施形態では、アームが、複数のアーム部材が複数のアーム関節部によって接続されて構成される場合について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されない。本発明に係るアームは伸縮自在な構造であればどのような構成を有してもよい。例えば、本発明に係るアームは、互いに径の異なる複数の管状の部材が、順に入れ子状に内挿された構造を有し、各部材が互いにスライドすることで、その伸縮が実現されてもよい。
【０１１７】
また、例えば、上記実施形態では、車輪部がフラッパーユニットを有する実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されない。当該フラッパーユニットは、移動車両の転倒防止部材の一例であり、転倒防止部材は他の構造であってもよい。例えば、移動車両は上述のようにアームを複数本備え、構造物を保持しているアームとは異なるアームで床面を支持することで、安定性を得てもよい。
【０１１８】
また、本発明に係る移動車両は、上記説明した構成に限定されず、あらゆる種類の車両であってもよい。例えば、本発明に係る移動車両は、車輪部が磁力を有する車輪を備え、磁性体表面上を走行することが可能な磁性体移動車であってもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１０、２０    移動車両
１００    車体
１０１    シャーシ
１０２    アーム取付け部
２００    アーム
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ    アーム部材
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ    アーム関節部
３００    構造物保持ユニット
３０１    吸着部
３０２    ヒンジ
３０３ａ、３０３ｂ    フック
３０４ａ、３０４ｂ    ヒンジ
４００    牽引部材
５００    車輪部
６００    牽引部材巻き取り機構
７００    干渉回避機構
７０１    滑車
７０２    干渉回避部材
７０３    干渉回避部材巻き取り機構
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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