(57)【要約】【課題】推力発生装置を用いて観測を行うのに好適なマニピュレータを提供する。【解決手段】ベースリンクと、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタと前記ベースリンクとを連結する紐状部材と、前記エンドエフェクタに設けられ、前記ベースリンクから離れる方向に推力を発生させる推力発生装置と、を備え、前記エンドエフェクタの可動範囲は、前記紐状部材の長さによって制限されることを特徴とするマニピュレータである。【選択図】図１
2019123025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースリンクと、
エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタと前記ベースリンクとを連結する紐状部材と、
前記エンドエフェクタに設けられ、前記ベースリンクから離れる方向に推力を発生させる推力発生装置と、
を備え、
前記エンドエフェクタの可動範囲は、前記紐状部材の長さによって制限されることを特徴とするマニピュレータ。
【請求項２】
前記ベースリンクを複数備え、
前記紐状部材は、前記エンドエフェクタと前記複数のベースリンクのそれぞれとの間に三つ以上並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のマニピュレータ。
【請求項３】
前記紐状部材の長さを調節する調節部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のマニピュレータ。
【請求項４】
前記調節部は、前記各紐状部材の長さを独立して調節することを特徴とする請求項３に記載のマニピュレータ。
【請求項５】
前記調節部は、前記推力発生装置に異常が発生した場合には、前記紐状部材を巻き取ることを特徴とする請求項３又は４に記載のマニピュレータ。
【請求項６】
前記エンドエフェクタに設けられ、前記ベースリンクから前記エンドエフェクタに向かう方向を回転軸として前記エンドエフェクタを回転させる回転機構部をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
【請求項７】
前記エンドエフェクタが多段で設けられており、
上段の前記エンドエフェクタに接続されている前記紐状部材は、中段又は下段の少なくともいずれかの前記エンドエフェクタを介して前記ベースリンクに接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のマニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定点カメラを用いて特定の箇所や構造物を監視する技術が知られている。ただし、定点カメラの位置は固定されているため、撮像範囲が狭い。そのため、監視したい方向の全てに定点カメラを設置する必要がある。
【０００３】
そこで、下記特許文献１には、カメラを搭載した無人航空機（例えば、ドローン）を用いて構造物を撮像する方法が提案されている。この方法では、無人航空機を所望の位置へ移動させることで、カメラの撮像箇所を柔軟に変更させることができ、広い撮像範囲を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０３９０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無人航空機等の推力発生装置を用いた場合には、突風や気流の乱れ等の外乱により飛行中の推力発生装置が流されてしまい、当該推力発生装置が周囲の構造物や人に接触する危険性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、推力発生装置を用いて観測を行うのに好適なマニピュレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ベースリンクと、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタと前記ベースリンクとを連結する紐状部材と、前記エンドエフェクタに設けられ、前記ベースリンクから離れる方向に推力を発生させる推力発生装置と、を備え、前記エンドエフェクタの可動範囲は、前記紐状部材の長さによって制限されることを特徴とするマニピュレータである。
【０００８】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記紐状部材の長さを調節する調節部をさらに備える。
【０００９】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記ベースリンクを複数備え、前記紐状部材は、前記エンドエフェクタと前記複数のベースリンクのそれぞれとの間に三つ以上並列に接続されている。
【００１０】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記紐状部材の長さを調節する調節部をさらに備える。
【００１１】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記調節部は、前記各紐状部材の長さを独立して調節する。
【００１２】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記調節部は、前記推力発生装置に異常が発生した場合には、前記紐状部材を巻き取る。
【００１３】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記エンドエフェクタに設けられ、前記ベースリンクから前記エンドエフェクタに向かう方向を回転軸として前記エンドエフェクタを回転させる回転機構部をさらに備える。
【００１４】
本発明の一態様は、上述のマニピュレータであって、前記エンドエフェクタが多段で設けられており、上段の前記エンドエフェクタに接続されている前記紐状部材は、中段又は下段の少なくともいずれかの前記エンドエフェクタを介して前記ベースリンクに接続されている。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、推力発生装置を用いて観測を行うのに好適なマニピュレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡの概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御装置６の概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡの動作の流れを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡを用いた構造物１００の状態監視の様子を模式的に示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る推力発生装置２ａに異常が発生した場合におけるマニピュレータＡの動作の流れを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡを移動体に設けた場合を模式的に示した図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡを用いて通信システムの通信障害を解消する場合を模式的に示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタ２を多段で用いる場合におけるエンドエフェクタの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係るマニピュレータを、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、マニピュレータＡは、複数のベースリンク１（ベースリンク１−１，１−２，…１−Ｎ（Ｎは１以上の整数））、エンドエフェクタ２、複数の紐状部材３（紐状部材３−１，３−２，…３−Ｎ）、複数の調節部４（調節部４−１，４−２，…４−Ｎ）、複数のケーブル５（ケーブル５−１，５−２，…５−（Ｎ＋１））、及び制御装置６を備える。なお、Ｎは３以上であることが望ましく、本実施形態ではＮは３である場合について説明する。
【００１９】
複数のベースリンク１−１〜１−３は、地面や床面等の設置面に固定される。また、複数のベースリンク１−１〜１−３は、車両等の移動体に設けられてもよい。この車両とは、一般車両でもよいし、ショベルカー、ブルドーザあるいはクレーン車等の建設機械でああってもよい。
【００２０】
例えば、複数のベースリンク１−１〜１−３は、車両における車体の上面を設置面として、その上面に設置される。また、複数のベースリンク１−１〜１−３は、構造物に固定されてもよい。例えば、ベースリンク１−１〜１−３は、紐状部材が挿通することができるアンカー（例えば、ワイヤーアンカー）である。なお、複数のベースリンク１−１〜１−３のそれぞれを区別しない場合には、単に「ベースリンク１」と標記する。
【００２１】
エンドエフェクタ２は、推力発生装置２ａを備える。
推力発生装置２ａは、ベースリンク１から離れる方向Ｓに推力を発生させる。推力発生装置２ａは、推力を発生させるものであれば特に限定されないが、例えば、ヘリコプターや無人航空機（例えば、ドローン）であってもよいし、空中に浮上する気球や飛行船であってもよい。この推力発生装置２ａは、制御装置６からの制御により推力が調節される。なお、推力発生装置２ａは、制御装置６からの制御により空中における移動方向や移動速度が制御されてもよい。
【００２２】
複数の紐状部材３−１〜３−３は、各ベースリンク１とエンドエフェクタ２とをそれぞれ連結する。例えば、紐状部材３−１は、ベースリンク１−１とエンドエフェクタ２とを連結する。紐状部材３−２は、ベースリンク１−２とエンドエフェクタ２とを連結する。紐状部材３−３は、ベースリンク１−３とエンドエフェクタ２とを連結する。紐状部材３−１〜３−３のそれぞれは、各ベースリンク１を挿通して調節部４にガイドされる。
【００２３】
例えば、紐状部材３−１〜３−３は、弾性部材であってもよい。また、紐状部材３−１〜３−３は、金属製等のワイヤーでもよく、合成樹脂製等の紐でもよく、ロープでもよく、ローラチェーンやボールチェーンを含むチェーンでもよく、その他の細長部材でもよい。また、紐状部材３−１〜３−３は、モータの駆動力や空気圧を利用した機構によって、伸縮可能なものであってもよい。
【００２４】
ここで、紐状部材３−１〜３−３のみでは空間的にエンドエフェクタ２の位置や姿勢を保持することができない。ただし、本実施形態では、エンドエフェクタ２に推力発生装置２ａの推力を付与することで、空間的にエンドエフェクタ２の位置と姿勢を維持する。通常、紐状部材３−１〜３−３のみで空間的なエンドエフェクタ２の位置や姿勢を保持させようとすると、紐状部材３−１〜３−３は高い剛性を有しなければならず、この剛性がエンドエフェクタ２の可動範囲を狭める一因となる。本実施形態では、紐状部材３−１〜３−３に高い剛性を必要とせず、推力発生装置２ａの推力を用いてエンドエフェクタ２の空間的な位置や姿勢を保持させる。これにより、エンドエフェクタ２の可動範囲を広げることができる。なお、複数の紐状部材３−１〜３−３のそれぞれを区別しない場合には、単に「紐状部材３」と標記する。
【００２５】
調節部４は、各紐状部材３の長さを独立して調節可能である。すなわち、複数の調節部４−１〜４−３は、それぞれ紐状部材３−１〜３−３の長さを調節する機能を有する。調節部４−１〜４−３は、それぞれ制御装置６に電気的に接続されており、制御装置６と情報を送受する。調節部４−１〜４−３は、それぞれの調節対象である紐状部材３−１〜３−３の長さを調節する調節信号を制御装置６から取得する。この調節信号とは、紐状部材３の長さを延長する延長信号と短縮する短縮信号とがある。
【００２６】
例えば、調節部４−１は、制御装置６から延長信号又は短縮信号を取得する。そして、調節部４−１は、その延長信号又は短縮信号に基づいてベースリンク１とエンドエフェクタ２との間の紐状部材３−１の長さを調節する。
調節部４−２は、制御装置６から延長信号又は短縮信号を取得する。そして、調節部４−２は、その延長信号又は短縮信号に基づいてベースリンク１とエンドエフェクタ２との間の紐状部材３−２の長さを調節する。
調節部４−３は、制御装置６から延長信号又は短縮信号を取得する。そして、調節部４−３は、その延長信号又は短縮信号に基づいてベースリンク１とエンドエフェクタ２との間の紐状部材３−３の長さを調節する。
なお、複数の調節部４−１〜４−３のそれぞれを区別しない場合には、単に「調節部４」と標記する。
【００２７】
例えば、調節部４は、紐状部材３を巻き取るモータ（不図示）を有し、このモータの回転を制御することで、紐状部材３の長さを調節する。具体的には、調節部４は、制御装置６から短縮信号を取得した場合には、このモータを正回転させることで紐状部材３を巻き取る。これにより、紐状部材３の長さを短縮する。一方、調節部４は、制御装置６から延長信号を取得した場合には、このモータを逆回転させることで紐状部材３を巻き出す。これにより、紐状部材３の長さを延長する。
【００２８】
ここで、調節部４は、モータの回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダを備える。したがって、調節部４は、このエンコーダからのパルス信号のカウント値に基づいて、紐状部材３の長さを認識可能である。
【００２９】
例えば、調節部４は、モータが正回転すれば、パルス信号に応じてカウント値をカウントダウンし、モータが逆回転すれば、パルス信号に応じてカウント値をカウントアップさせる。したがって、調節部４は、制御装置６から調節信号を取得しない場合（紐状部材３の長さの調節が終わった場合）には、現在のカウント値を目標値に設定し、カウント値が常にその目標値になるようにフィードバック制御することで紐状部材３の長さを制御する。これにより、調節部４は、フィードバック制御することで紐状部材３の長さを現在の長さに制限することになる。したがって、エンドエフェクタ２の可動範囲が紐状部材３の長さによって制限されることになる。
【００３０】
調節部４は、制御装置６から回収信号を取得した場合には、モータを急速に正回転させることで紐状部材３を巻き取る。ここで、回収信号を取得した場合におけるモータの回転速度は、延長信号を取得した場合おけるモータの回転速度よりも大きい。この回収信号とは、エンドエフェクタ２を回収する場合に取得する信号であり、例えば、推力発生装置２ａに異常が発生している場合に取得する。
【００３１】
なお、調節部４は、上記モータの回転速度を制御することで、紐状部材３の巻き取り速度又は巻き出し速度や加速度を制御することができる。
【００３２】
複数のケーブル５−１〜５−４は、それぞれ信号ケーブル及び電力ケーブルを備える。
【００３３】
次に、本発明の一実施形態に係る制御装置６について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る制御装置６の概略構成の一例を示す図である。
【００３４】
図２に示すように、制御装置６は、電源装置６１、操作部６２、制御部６３、及び駆動部６４を備える。
【００３５】
電源装置６１は、調節部４、制御装置６、及び推力発生装置２ａの動作電源である。電源装置６１は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池であってもよいし、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）であってもよい。
【００３６】
操作部６２は、使用者からの操作を受け付け、その操作に応じた指令信号を制御部６３に送信する。この操作部６２は、エンドエフェクタ２を所望の位置に移動させる場合に使用者により操作される。操作部６２は、例えば、ジョイスティック等である。
【００３７】
制御部６３は、操作部６２から指令信号を取得する。そして、制御部６３は、その取得した指令信号に基づいて、紐状部材３−１〜３−３のそれぞれの長さを延長するか短縮するかを決定し、その決定結果を駆動部６４に送信する。
【００３８】
また、制御部６３は、推力発生装置２ａに異常が発生した場合には、駆動部６４を介して各調節部４に回収信号を出力する。
【００３９】
駆動部６４は、ケーブル５−１を介して調節部４−１に接続されている。駆動部６４は、ケーブル５−１を介して電源装置６１の電力を調節部４−１に供給する。また、駆動部６４は、ケーブル５−１を介して調節部４−１と情報を送受する。具体的には、駆動部６４は、制御部６３の決定結果に応じて延長信号又は短縮信号を、ケーブル５−１を介して調節部４−１に出力する。
【００４０】
駆動部６４は、ケーブル５−２を介して調節部４−２に接続されている。駆動部６４は、ケーブル５−２を介して電源装置６１の電力を調節部４−２に供給する。また、駆動部６４は、ケーブル５−２を介して調節部４−２と情報を送受する。具体的には、駆動部６４は、制御部６３の決定結果に応じて延長信号又は短縮信号を、ケーブル５−２を介して調節部４−２に出力する。
【００４１】
駆動部６４は、ケーブル５−３を介して調節部４−３に接続されている。駆動部６４は、ケーブル５−３を介して電源装置６１の電力を調節部４−３に供給する。また、駆動部６４は、ケーブル５−３を介して調節部４−３と情報を送受する。具体的には、駆動部６４は、制御部６３の決定結果に応じて延長信号又は短縮信号を、ケーブル５−３を介して調節部４−３に出力する。
【００４２】
駆動部６４は、ケーブル５−４を介して推力発生装置２ａに接続されている。駆動部６４は、ケーブル５−４を介して電源装置６１の電力を推力発生装置２ａに供給する。また、駆動部６４は、ケーブル５−４を介して推力発生装置２ａと情報を送受する。具体的には、駆動部６４は、ケーブル５−４を介して推力発生装置２ａに起動信号を送信する。これにより、推力発生装置２ａは、ベースリンク１から離れる方向Ｓに推力を発生させる。
また、駆動部６４は、推力発生装置２ａの状態を示す信号（以下、「状態信号」という。）を、推力発生装置２ａからケーブル５−４を介して取得する。状態信号とは、例えば、推力発生装置２ａが正常に動作しているか否かを示す信号である。駆動部６４は、取得した状態信号を制御部６３に送信する。
【００４３】
次に、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡの動作について、図３，図４を用いて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡの動作の流れを示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡを用いた構造物１００の状態監視の様子を模式的に示した図である。構造物１００とは、例えば、鉄道用の橋梁である。なお、構造物１００の状態監視の一例としてエンドエフェクタ２には、撮像装置２ｂが設けられている。
【００４４】
構造物１００の状態監視を行う場合には、制御装置６は、推力発生装置２ａに電力を供給するとともに、起動信号を送信する。これにより、推力発生装置２ａは、ベースリンク１から離れる方向Ｓに推力を発生させる（ステップＳ１０１）。したがって、この推力により、エンドエフェクタ２が浮上する。
【００４５】
次に、使用者は、構造物１００における所望の位置を撮像装置２ｂで撮像するために、操作部６２を操作する。制御装置６は、その操作部６２への操作に応じた指令信号に基づいて各調節部４に調節信号を出力する。そして、各調節部４は、制御装置６から出力された調節信号に基づいて、調節対象の紐状部材３の長さを調節する（ステップＳ１０２）。これにより、エンドエフェクタ２を所望の位置まで移動させることができる。なお、本実施形態では、三つ以上の紐状部材３がベースリンク１とエンドエフェクタ２との間において並列に配置されている。したがって、制御装置６は、エンドエフェクタ２の５自由度を制御することができる。
【００４６】
調節部４は、紐状部材３の長さの調節が終了すると、現在の紐状部材３の長さを目標値として、紐状部材３の長さをフィードバック制御する（ステップＳ１０３）。この紐状部材３の長さは、例えば、モータの回転に同期してエンコーダから出力されるパルス信号のカウント数から計測することができる。これにより、突風や気流の乱れ等の外乱が発生した場合であっても、エンドエフェクタ２に可動範囲は、フィードバック制御されている紐状部材３の長さに制限される。したがって、エンドエフェクタ２が周囲の構造物や人に接触することを防止することができる。
【００４７】
撮像装置２ｂは、構造物１００における所望の位置の撮像を開始する。なお、撮像装置２ｂは、ケーブル５−４を介して電力を取得し、その取得した電力を動作電源として撮像を開始してもよい。また、撮像装置２ｂは、撮像画像を制御装置６に有線で送信してもよいし、使用者の通信端末に無線で送信してもよい。
【００４８】
次に、本発明の一実施形態に係る推力発生装置２ａに異常が発生した場合におけるマニピュレータＡの動作について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る推力発生装置２ａに異常が発生した場合におけるマニピュレータＡの動作の流れを示す図である。
【００４９】
制御装置６は、推力発生装置２ａが動作している間、当該推力発生装置２ａから状態信号を一定周期ごとに取得する（ステップＳ２０１）。そして、制御装置６は、取得した状態信号に基づいて、推力発生装置２ａに異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この状態信号とは、推力発生装置２ａが無人航空機の場合であってはプロペラの回転数であってもよいし、推力発生装置２ａの高度情報であってもよいし、推力発生装置２ａ自身が異常の有無を判定した場合の判定結果を示す情報であってもよい。
【００５０】
制御装置６は、推力発生装置２ａに異常が発生したと判定した場合には、調節部４に回収信号を出力する。そして、調節部４は、制御装置６から回収信号を取得した場合には、モータを急速に正回転させることで紐状部材３を巻き取る（ステップＳ２０３）。これにより、推力発生装置２ａが故障した場合でも周囲への影響を避け、且つ推力発生装置２ａの紛失を避けることができる。また、推力発生装置２ａが落下する場合でもその落下場所を限定できるため被害が広がることを防ぐことができる。これにより、推力発生装置２ａを用いて観測を行うのに好適なマニピュレータを提供可能となる。
【００５１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００５２】
（変形例１）上記実施形態では、地面にベースリンク１を固定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ベースリンク１は、図６に示すように、移動体として車両２００に固定されてもよい。この場合には、車両２００の動きに従属してエンドエフェクタ２の位置を変えることができる。これにより、本実施形態に係るエンドエフェクタ２は、車両２００を含む周囲のエリアを監視対象とする場合において、車両２００と別に外部監視用のドローン等の無人航空機を飛ばす従来の方法と比較して、紐状部材３と推力発生装置２ａの推力とで動きが拘束されている。したがって、マニピュレータＡを用いることで、突風や気流の乱れ等の外乱が発生した場合であっても、従来よりも安全に監視対象を監視することができる。
【００５３】
（変形例２）上記実施形態では、エンドエフェクタ２に撮像装置２ｂを搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、マニピュレータＡに中継アンテナ２ｃ等の中継装置を搭載してもよい。例えば、通信装置３０１と通信装置３０２との間に障害物３０３が存在することで、通信装置３０１と通信装置３０２との間で通信障害が発生する場合がある。この場合には、エンドエフェクタ２に中継アンテナ２ｃ等の中継装置を搭載し、紐状部材３を延長するとともに推力発生装置２ａにより推力を発生させることで、当該エンドエフェクタ２を障害物３０３よりも高い位置まで移動させる。これにより、通信装置３０１と通信装置３０２との間の通信障害を解消することができる。
また、エンドエフェクタ２に金属部材を設置してもよい。これにより、このエンドエフェクタ２に設置された金属部材が避雷針の役割を果たし、避雷針を設置できないような場所において意義を有する。
【００５４】
（変形例３）上記実施形態において、ベースリンク１からエンドエフェクタ２に向かう方向Ｓを回転軸としてエンドエフェクタ２を回転させる回転機構部をエンドエフェクタ２に設けてもよい。この回転機構部は、制御装置６にケーブルを介して接続され、エンドエフェクタ２を回転させる角度が制御装置６により制御される。これにより、制御装置６は、エンドエフェクタ２の６自由度を制御することができる。
【００５５】
（変形例４）上記実施形態において、マニピュレータＡは、ベースリンク１が固定されている位置を変更する機構やエンドエフェクタ２と紐状部材３との接続位置を変更する機構を設けてもよい。これにより、制御装置６は、上記回転機構部が無くてもエンドエフェクタ２の６自由度を制御することができる。
【００５６】
（変形例５）上記実施形態において、図８に示すように、マニピュレータＡは、エンドエフェクタ２が多段で設けられており、上段のエンドエフェクタ２Ｕに接続されている紐状部材３は、中段又は下段の少なくともいずれかのエンドエフェクタ２Ｌを介してベースリンク１に接続されていてもよい。これにより、上段のエンドエフェクタ２Ｕに６自由度を持たせることができる。さらに、この場合においては、エンドエフェクタ２Ｕの可動範囲がより広くなるだけでなく、エンドエフェクタ２Ｕに接続されている紐状部材３を中段のエンドエフェクタ２Ｌで中継しているため、エンドエフェクタ２Ｕの位置精度を向上させることができる。
【００５７】
（変形例６）上記実施形態では、紐状部材３の長さを調節することでエンドエフェクタ２を所定の位置まで移動させたが、本発明はこれに限定されない。例えば、推力発生装置２ａの移動を制御することで、エンドエフェクタ２を所定の位置まで移動させてもよい。例えば、推力発生装置２ａの移動は、制御装置６から有線又は無線で制御されてもよいし、制御装置６とは別の通信装置から無線で制御されてもよい。
【００５８】
上述したように、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡは、複数のベースリンク１と、エンドエフェクタ２に設けられ、ベースリンク１から離れる方向Ｓに推力を発生させる推力発生装置２ａと、エンドエフェクタ２と複数のベースリンク１のそれぞれとを連結する複数の紐状部材３と、紐状部材３の長さを調節可能な調節部４と、を備える。このように、マニピュレータＡは、ベースリンク１とエンドエフェクタ２との間が複数の紐状部材３のみで接続された柔軟な構造となる。そして、エンドエフェクタ２にはベースリンク１から離れる方向Ｓに推力を発生させる推力発生装置２ａが取り付けられていることで、紐状部材３のみによる構造でありながら、マニピュレータとして成立させている。すなわち、マニピュレータＡは、紐状部材３−１〜３−３の張力と推力発生装置２ａの推力とを用いてエンドエフェクタ２の位置や姿勢を保持する。
【００５９】
このような構成によれば、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡは、従来のマニピュレータやワイヤー無しで単に空中浮遊する無人航空機と比べて位置制御精度や応答性、外乱に対するロバスト性が高い。これにより、マニピュレータＡは、安全で且つエンドエフェクタ２の位置を柔軟に変更することができ、エンドエフェクタ２の可動範囲を広げることができる。
【００６０】
また、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡでは、エンドエフェクタ２の位置が明確に認識することができる。これにより、無人航空機による検査点検作業において用いられる、点検場所の計測のためのセンサ（トータルステーションなど）が不要となる。
【００６１】
また、本発明の一実施形態に係るマニピュレータＡは、ベースリンク１とエンドエフェクタ２との間が複数の紐状部材３のみで接続された簡易な構造であるため、広範囲のストロークを有することができる。例えば、ベースリンク１を地面に固定した場合には、紐状部材３の長さに応じて、数十ｍないしは数百ｍの範囲でエンドエフェクタ２とベースリンク１との間の距離を設定することができる。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ  マニピュレータＡ
１  ベースリンク
２  エンドエフェクタ
２ａ  推力発生装置
３  紐状部材
４  調節部
６  制御装置
【図１】
2019123025.tif 000003
【図２】
2019123025.tif 000004
【図３】
2019123025.tif 000005
【図４】
2019123025.tif 000006
【図５】
2019123025.tif 000007
【図６】
2019123025.tif 000008
【図７】
2019123025.tif 000009
【図８】
2019123025.tif 000010