(57)【要約】【課題】ワイヤーロープ等の経路部材が固定的に配置されるものであっても、走行体の向きを目標方向に維持することが容易な自走式移動装置を実現する。【解決手段】ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚを中心に回転可能な状態でワイヤーロープに沿って走行する走行体２と、走行体上に配置されるフライホイール１１Ａ，１１Ｂと、フライホイールのホイール中心軸Ｏｘ回りでフライホイールを自転させるホイール駆動モータ１２Ａ，１２Ｂと、所定の姿勢変更命令に従って、軸Ｏｚ及びホイール中心軸Ｏｘを含む仮想平面と交差する方向へ延びる所定の回動軸Ｏｙを中心に当該ホイール中心軸が回動するように、フライホイールの姿勢を変更させるフライホイール姿勢変更手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い経路部材に沿って移動する自走式移動装置において、
所定の走行体回転軸を中心に回転可能な状態で前記経路部材に沿って走行する走行体と、
前記走行体上に配置されるフライホイールと、
前記フライホイールのホイール中心軸回りで該フライホイールを自転させるフライホイール駆動手段と、
所定の姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸を含む仮想平面と交差する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させるフライホイール姿勢変更手段とを有することを特徴とする自走式移動装置。
【請求項２】
請求項１の自走式移動装置において、
前記走行体は、前記経路部材の長手方向中心軸を前記走行体回転軸とし、該経路部材の長手方向中心軸回りを回転可能な状態で該経路部材に沿って走行することを特徴とする自走式移動装置。
【請求項３】
請求項２の自走式移動装置において、
前記経路部材は、断面が略円形状の部材であることを特徴とする自走式移動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
前記フライホイールは、前記ホイール中心軸が前記走行体回転軸に対して直交する方向と略平行になるように配置され、
前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸の何れにも略直交する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする自走式移動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
前記フライホイールは、複数配置されており、
前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、各フライホイールのホイール中心軸が連動して回動するように各フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする自走式移動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
前記経路部材の長手方向に対して直交する方向の撮像領域を撮像可能に配置された撮像手段を有することを特徴とする自走式移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤロープやベルトなどの細長い経路部材に沿って、鉛直方向、水平方向又はこれらの方向に傾斜する傾斜方向へ移動する自走式移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自走式の移動装置としては、例えば、特許文献１に開示されている昇降装置などが挙げられる。自走式移動装置は、例えば、人や物を収容する籠体を鉛直方向に沿って又は鉛直方向に対して傾斜した方向に沿って移動させるエレベータ（昇降装置）、ロープウェイ、ケーブルカー、ゴンドラリフトなどに利用される。一般に、エレベータ等の移動装置としては、籠体には移動用の駆動装置を設けず、籠体を支持するロープ（ワイヤー）等の経路部材を駆動させることで籠体を移動させるロープ式（トラクション式）のものが広く利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロープ式の移動装置は、経路部材を駆動させる関係で、例えば移動距離が長いケース（例えば、地球上から静止軌道以上まで延びる経路部材に沿って移動する宇宙エレベータあるいは軌道エレベータとして使用するケース）においては、採用が困難である。これに対し、ロープ（ワイヤー）等の経路部材に沿って籠体（走行体）を走行させる自走式の移動装置は、籠体に設けられる移動用の駆動装置によって経路部材に沿って籠体が走行するので、経路部材を固定的に配置することが可能である。そのため、上述したロープ式の移動装置が不得手とする昇降距離の長いケースでも、採用が比較的容易である。
【０００５】
このような自走式移動装置は、予め決められた経路を移動する簡易な手段であり、人や物を収容する籠体（走行体）を移動させるエレベータ等のほかにも、様々な分野での利用が期待されている。例えば、高層ビル等の外壁面に沿って走行体を移動させて清掃を行ったり損傷箇所を確認したりするメンテナンス装置、撮像手段を搭載した走行体を移動させながらスポーツ競技を撮像する移動式の撮像装置などへの利用が挙げられる。
【０００６】
本発明者らの研究によれば、様々な分野で自走式移動装置を利用する上で、経路部材に沿って走行する走行体の向き（所定の走行体回転軸回りにおける走行体の回転角度）を制御できることが有利であるという知見が得られた。例えば、走行体に撮像手段を搭載して撮像する場合に走行体の向きを制御できれば、走行体の向きを変えて撮像手段の撮像方向を変更することができ、広い撮像範囲をカバーすることが可能となる。
【０００７】
走行体の向きを制御する方法としては、例えば、走行体に可動フィンを設け、経路部材上を走行する際に可動フィンが受ける空気抵抗等を利用して、走行体の向きを変える方法が考えられる。しかしながら、この方法では、走行体の向きを目標方向に維持することが難しいという問題がある。また、例えば、経路部材を回転駆動させるなどして走行体の向きを変える方法も考えられる。しかしながら、この方法では、経路部材を固定的に配置できるという自走式移動装置の利点が損なわれるという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、経路部材が固定的に配置されるものであっても、走行体の向きを目標方向に維持することが容易な自走式移動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、細長い経路部材に沿って移動する自走式移動装置において、所定の走行体回転軸を中心に回転可能な状態で前記経路部材に沿って走行する走行体と、前記走行体上に配置されるフライホイールと、前記フライホイールのホイール中心軸回りで該フライホイールを自転させるフライホイール駆動手段と、所定の姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸を含む仮想平面と交差する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させるフライホイール姿勢変更手段とを有することを特徴とするものである。
本発明は、ホイール中心軸を中心に自転するフライホイールのジャイロ効果を利用して、走行体の向き（所定の走行体回転軸回りにおける走行体の回転角度）を制御するものである。詳しくは、フライホイール姿勢変更手段によりフライホイールの姿勢が変更され、所定の回動軸を中心にフライホイールのホイール中心軸（自転軸）が回動すると、当該ホイール中心軸と当該所定の回動軸とに直交する軸回りにフライホイールを回動させるトルク（ジャイロモーメント）が生じる。本発明においては、当該所定の回動軸が、走行体が回転可能な走行体回転軸とホイール中心軸とを含む仮想平面と交差する方向へ延びているため、フライホイールの姿勢変更により生じるトルクは、走行体回転軸回りのトルク成分を有する。よって、フライホイール姿勢変更手段によりフライホイールの姿勢を変更することで、走行体回転軸回りに走行体を回転させて走行体の向きを変えることができる。その後、フライホイール姿勢変更手段によるホイール中心軸（自転軸）の所定の回動軸回りの回動を停止させ、フライホイールの姿勢を維持すると、自転するフライホイールの回転軸保存性により、ホイール中心軸の軸方向が保たれる効果が得られる。これにより、走行体回転軸回りの走行体の回転が停止して、走行体を変更後の向きで維持することができる。
このように、自転するフライホイールのジャイロ効果を利用して走行体の向きを制御する本発明によれば、経路部材が固定的に配置されるものであっても、走行体の向きを目標方向に維持することが容易に実現できる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の自走式移動装置において、前記走行体は、前記経路部材の長手方向中心軸を前記走行体回転軸とし、該経路部材の長手方向中心軸回りを回転可能な状態で該経路部材に沿って走行することを特徴とする。
経路部材の長手方向中心軸を走行体回転軸とする走行体は、経路部材の捩れにより経路部材の長手方向中心軸回りの回転が発生しやすく、走行体の向きを維持することが難しい。そのため、このような走行体においては、走行体の向きを目標方向に維持することが特に難しい。本発明によれば、自転するフライホイールの回転軸保存性により、走行体回転軸回りの走行体の回転が抑止される結果、そのような走行体であっても、走行体の向きを目標方向に維持することを容易に実現できる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の自走式移動装置において、前記経路部材は、断面が略円形状の部材であることを特徴とする。
例えば、当該自走式移動装置を屋外環境で使用する場合、経路部材が風を受けて過大な張力が加わって経路部材が破断するなどのおそれがあり、経路部材としては、風の影響を受けにくい断面が略円形状の部材が用いられることが多い。経路部材として断面が略円形状の部材を用いると、経路部材の捩れによる経路部材の回りの走行体の回転は特に発生しやすい。本発明によれば、このような経路部材であっても、走行体の向きを目標方向に維持することを容易に実現できる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、前記フライホイールは、前記ホイール中心軸が前記走行体回転軸に対して直交する方向と略平行になるように配置され、前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸の何れにも略直交する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする。
本発明においては、走行体回転軸とホイール中心軸と所定の回動軸とが互いに直交する関係となる。そのため、フライホイール姿勢変更手段によるフライホイールの姿勢変更により所定の回動軸を中心にホイール中心軸が回動するときに生じるトルク（ジャイロモーメント）の軸は、走行体が回転可能な走行体回転軸に略一致する。よって、生じたトルクを、走行体の向きを変えるための力として効率的に利用することができる。その結果、フライホイールや駆動モータの軽量化、小型化を実現できる。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、前記フライホイールは、複数配置されており、前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、各フライホイールのホイール中心軸が連動して回動するように各フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする。
走行体の重量バランスを考慮すると、フライホイールは走行体の中心付近に配置することが望ましい。しかしながら、走行体上に搭載される他の部品のレイアウトなどが理由で、フライホイールを走行体の中心付近に配置することが難しい場合が多い。本発明によれば、フライホイールを複数配置するため、フライホイールを走行体の中心付近に配置しなくても、走行体の重量バランスをとることが容易である。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、前記経路部材の長手方向に対して直交する方向の撮像領域を撮像可能に配置された撮像手段を有することを特徴とする。
本発明によれば、走行体の向きを変えて撮像手段の撮像方向を変更することができ、広い撮像範囲をカバーできる移動式の撮像装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、経路部材が固定的に配置されるものであっても、走行体の向きを目標方向に維持することが容易な自走式移動装置を実現することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る昇降装置を示す斜視図である。
【図２】同昇降装置における走行体を示す斜視図である。
【図３】同走行体の従動ローラをＺ軸方向から見たときの模式図である。
【図４】同昇降装置に搭載されるジャイロ装置を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、フライホイールの姿勢がホームポジション（基本姿勢）であるときのジャイロ装置をＹ軸方向から見たときの正面図である。（ｂ）は、フライホイールの姿勢がホームポジションから変化した後のジャイロ装置をＹ軸方向から見たときの正面図である。
【図６】同昇降装置の姿勢制御に関わる制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る自走式移動装置を、経路部材であるワイヤーロープ上を移動する昇降装置に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る昇降装置１を示す斜視図である。
図２は、本昇降装置１における走行体２を示す斜視図である。
本昇降装置１は、所定の昇降経路に沿って配置される経路部材として、断面が略円形状の部材であるワイヤーロープ１００を用い、このワイヤーロープ１００に沿って移動して上昇及び下降が可能なものである。本実施形態においては、ワイヤーロープ１００が鉛直方向に沿って配置された例であるが、鉛直方向に対して斜め方向に配置される場合でも、水平方向に配置される場合でもよい。ただし、鉛直方向以外では重量バランスを考慮する必要がある。
【００１８】
本昇降装置１は、昇降距離が長いケースを想定したものであり、そのため、ワイヤーロープ１００は強いテンションで張られている。このようなケースとしては、昇降装置を用いて高層ビルやタワーなどの清掃、検査等を行うケースや、地球上から静止軌道以上まで延びる昇降経路を昇降する宇宙エレベータあるいは軌道エレベータとして昇降装置を使用するケースなど、様々なケースが挙げられる。昇降装置１は、その用途に応じて、走行体２Ａ，２Ｂ上に、清掃部材、撮像装置、籠体（ゲージ）などの各種部品が取り付けられるが、それらの部品についての説明は省略する。
【００１９】
昇降装置１の走行体２は、第１走行体フレーム２Ａと第２走行体フレーム２Ｂとから構成され、蝶番部材５によって図２に示すような展開状態にすることができる。走行体２には、ワイヤーロープ１００を挟持する駆動回転体としての４つの駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと従動回転体としての４つの従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄとを備えた駆動装置が設けられている。駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、第１走行体フレーム２Ａ側に設けられており、従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、第２走行体フレーム２Ｂ側に設けられている。
【００２０】
４つの駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのうちの２つの駆動ローラ３Ａ，３Ｂは、駆動源である図示しない１つの駆動モータからの駆動力を、動力伝達ベルト６Ａを介して分配し、それぞれ回転駆動する。同様に、残りの２つの駆動ローラ３Ｃ，３Ｄは、別の駆動源である図示しない１つの駆動モータからの駆動力を、動力伝達ベルト６Ｂを介して分配し、それぞれ回転駆動する。従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、それぞれ、駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄとの間にワイヤーロープ１００を挟み込むように配置されている。各従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、図３に示すように、それぞれ、スプリング７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄによって駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ側に付勢されており、その付勢力によって駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄとの間にワイヤーロープ１００を挟持している。
【００２１】
本実施形態における駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ及び従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、ワイヤーロープ１００との接触面（ローラ外周面）が、ワイヤーロープ１００の断面形状（断面円形状）に沿って湾曲している。これにより、ワイヤーロープ１００の周面と駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ及び従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄとの接触面積を増やし、高い摩擦力を確保して、滑りの発生を抑制している。
【００２２】
また、第２走行体フレーム２Ｂには、走行方向前方部と後方部にそれぞれガイド部８Ａ，８Ｂが設けられている。これらのガイド部８Ａ，８Ｂは、ワイヤーロープ１００を３面でガイドしており、これにより、駆動ローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ及び従動ローラ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによる挟持部へワイヤーロープ１００が適正に送り込まれるようにガイドされる。また、昇降装置１には、各種制御を行う電気回路基板や電源等も適宜設けられる。
【００２３】
次に、本実施形態の昇降装置１に搭載されているジャイロ装置の構成について説明する。
図４は、昇降装置１に搭載されるジャイロ装置１０を示す斜視図である。
図５（ａ）は、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの姿勢がホームポジション（基本姿勢）であるときのジャイロ装置１０をＹ軸方向から見たときの正面図である。
図５（ｂ）は、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの姿勢がホームポジションから変化した後のジャイロ装置１０をＹ軸方向から見たときの正面図である。
本実施形態のジャイロ装置１０は、図１に示したように、走行体２の走行方向前方部に取り付けられているが、走行体２の走行方向中央部や後方部に取り付けてもよい。また、本実施形態におけるジャイロ装置１０には、それぞれホイールケースに収納された状態の２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂが設けられている。２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの自転軸であるホイール中心軸Ｏｘに沿って延びる各ホイール軸部には、フライホイール駆動手段としてのホイール駆動モータ１２Ａ，１２Ｂが個別に接続されている。各ホイール駆動モータ１２Ａ，１２Ｂは互いに同期して駆動し、各ホイール駆動モータ１２Ａ，１２Ｂの駆動力により、各フライホイール１１Ａ，１１Ｂはそのホイール中心軸Ｏｘを中心に回転駆動（自転）する。
【００２４】
各フライホイール１１Ａ，１１Ｂは、図４や図５（ａ）に示すようなホームポジション（基本姿勢）に姿勢が維持されているときには、そのホイール中心軸Ｏｘが互いに同軸となるように、かつ、そのホイール中心軸Ｏｘがワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚに対して直交する方向に延びるように、ホイール支持機構１３に支持されている。
【００２５】
ホイール支持機構１３は、各フライホイール１１Ａ，１１Ｂのホイール中心軸方向外側でそのホイール中心軸Ｏｘに沿って延びるホイール軸部を回転可能に支持する外側支持アーム１３ａと、各フライホイール１１Ａ，１１Ｂのホイール中心軸方向内側でそのホイール中心軸Ｏｘに沿って延びるホイール軸部を回転可能に支持する内側支持アーム１３ｂと、各外側支持アーム１３ａ及び各内側支持アーム１３ｂの両端を互いに連結する連結アーム１３ｃとを備えている。各ホイール駆動モータ１２Ａ，１２Ｂは、各内側支持アーム１３ｂにそれぞれ固定支持されている。
【００２６】
各連結アーム１３ｃは、回動軸Ｏｙに沿って延びる回動軸部を備えている。各連結アーム１３ｃの回動軸部は、その回動軸方向外側から、コの字状の２つの回動軸支持アーム１３ｅの各端部に対して回動可能に取り付けられている。２つの回動軸支持アーム１３ｅは、第２走行体フレーム２Ｂにホイール支持機構１３を固定するための固定フレーム１３ｄに取り付けられている。このようなホイール支持機構１３の構成により、連結アーム１３ｃ並びにこれによって連結される外側支持アーム１３ａ及び内側支持アーム１３ｂは、回動軸Ｏｙを中心に回動可能である。したがって、外側支持アーム１３ａ及び内側支持アーム１３ｂによって保持されている２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂは、回動軸Ｏｙを中心に回動可能な状態で、ホイール支持機構１３に支持される。
【００２７】
また、本実施形態におけるジャイロ装置１０には、回動軸Ｏｙを中心に２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂを回動させるためのホイール回動機構１４が設けられている。ホイール回動機構１４は、回動軸Ｏｙの一端側（図４中紙面手前側）に位置する２つの連結アーム１３ｃ上の突出部１３ｆ間を連結するスライドシャフト１４ａを備えている。このスライドシャフト１４ａの長手方向各端部は、当該２つの連結アーム１３ｃ上の突出部１３ｆに対し、回動軸Ｏｙと平行な軸回りに回転可能な状態で連結されている。また、ホイール回動機構１４は、ホイール姿勢制御モータ１４ｂを備えており、そのホイール姿勢制御モータ１４ｂのモータ軸には、回動アーム１４ｃが固定されている。回動アーム１４ｃの端部は、スライドシャフト１４ａの中央部に対し、回動軸Ｏｙと平行な軸回りに回転可能な状態で連結されている。
【００２８】
ホイール姿勢制御モータ１４ｂは、制御手段としての制御部２０からの回転角度指令に従ってモータ軸の回転角度を制御できるものであり、例えばステッピングモータで構成することができる。ホイール姿勢制御モータ１４ｂのモータ軸の回転角度を変更すると、そのモータ軸に固定された回動アーム１４ｃがモータ軸を中心に回動し、これによりスライドシャフト１４ａの中央部がモータ軸回りで回動する。このとき、スライドシャフト１４ａの長手方向各端部は、ホイール支持機構１３における２つの連結アーム１３ｃの突出部１３ｆに取り付けられている。そのため、スライドシャフト１４ａは、その長手方向中央軸の軸方向を保持しながら、モータ軸を中心に回動する動きを示す。このようなスライドシャフト１４ａの動きに連動して、スライドシャフト１４ａの各端部に取り付けられた２つの連結アーム１３ｃは、回動軸Ｏｙを中心に回動する。その結果、当該２つの連結アーム１３ｃに固定されている外側支持アーム１３ａ及び内側支持アーム１３ｂに保持されている各フライホイール１１Ａ，１１Ｂが、回動軸Ｏｙを中心に回動する。これにより、図５（ｂ）に示すように、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂのホイール中心軸Ｏｘが回動軸Ｏｙ回りを回動するように、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの姿勢が変更される。
【００２９】
以上のように、本実施形態では、ホイール支持機構１３、ホイール回動機構１４及び制御部２０によって、フライホイール姿勢変更手段が構成されている。
【００３０】
次に、昇降装置１の姿勢制御について説明する。
図６は、昇降装置１の姿勢制御に関わる制御ブロック図である。
制御部２０には、昇降装置１における走行体２の姿勢変更を指示する姿勢変更命令が、外部装置から入力される。この外部装置は、例えば、当該走行体２上に搭載されている上位制御装置（昇降装置１の姿勢制御プログラムを実行するＣＰＵ等で構成される制御装置等）や、昇降装置１の操作を担当する操作オペレータが操作する外部コンピュータなどが挙げられる。
【００３１】
姿勢変更命令が制御部２０に入力されると、制御部２０は、当該姿勢変更命令から、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ（走行体回転軸）回りにおける走行体２の目標回転角度を把握する。そして、制御部２０は、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りの走行体２の回転角度を当該目標回転角度とするための回転角度指令を、ホイール姿勢制御モータ１４ｂへ出力する。これにより、ホイール姿勢制御モータ１４ｂは、そのモータ軸の回転角度がその回転角度指令に従った回転角度となるように駆動する。その結果、例えば、図５（ａ）に示すホームポジションの姿勢から図５（ｂ）に示す姿勢へ、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの姿勢が変更される。
【００３２】
このように、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂのホイール中心軸Ｏｘが回動軸Ｏｙ回りに回動すると、ホイール中心軸Ｏｘを中心に自転している２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂのジャイロ効果により、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りに走行体２を回転させるトルクが発生する。詳しくは、２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの姿勢が変更され、各フライホイール１１Ａ，１１Ｂのホイール中心軸Ｏｘがそれぞれ回動軸Ｏｙを中心に回動すると、ホイール中心軸Ｏｘと回動軸Ｏｙとに直交する軸回りに、各フライホイール１１Ａ，１１Ｂを回動させるトルク（ジャイロモーメント）が生じる。このトルクにより、走行体２は、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りに回動し、走行体２の向きを変えることができる。
【００３３】
このようにして走行体２の向きが変わると、走行体２上に搭載されている姿勢検知手段としてのジャイロセンサ２１が、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りにおける走行体２の回転角度を検知する。その検知結果は、制御部２０へ送られる。そして、制御部２０は、その検知結果に基づく回転角度が姿勢変更命令に係る目標回転角度に近づくように回転角度指令を出力して、ホイール姿勢制御モータ１４ｂを制御する。このようなフィードバック制御を実行することにより、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りにおける走行体２の回転角度が姿勢変更命令に係る目標回転角度となるように、走行体２の向きを変えることができる。
【００３４】
検知結果に基づく回転角度が目標回転角度に達すると、制御部２０は、ホイール姿勢制御モータ１４ｂのモータ軸の回転角度を維持させるように制御する。これにより、フライホイール１１Ａ，１１Ｂの回動軸Ｏｙ回りの回動が停止して、フライホイールの姿勢が静止状態になる。これにより、ホイール中心軸Ｏｘを中心に自転している２つのフライホイール１１Ａ，１１Ｂの回転軸保存性によって、ホイール中心軸Ｏｘの軸方向を保つ効果が得られる。これにより、ワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚ回りにおける走行体２の回転が目標回転角度となったときに停止し、走行体２の向きは、その目標回転角度で維持される。
【００３５】
なお、本実施形態の昇降装置１は、断面が円形状であるワイヤーロープ１００を鉛直方向に延ばした経路部材とした自走式移動装置の例であるが、ベルト状等の他の形状の経路部材や、水平方向あるいは鉛直方向に対して傾斜方向する方向に延ばした経路部材などに対応する自走式移動装置であってもよい。
また、本実施形態の昇降装置１におけるジャイロ装置１０は、フライホイールを２つ備えた例であるが、フライホイールの数には特に制限はなく、フライホイールを１つだけ備えたものでも、３以上のフライホイールを備えたものでもよい。ただし、走行体２の安定した走行を実現する上では、ワイヤーロープ１００等の経路部材に対する走行体２の重量バランスがとれるようにフライホールを配置することが好ましい。
【００３６】
また、本実施形態の昇降装置１は、ジャイロ装置１０のジャイロ効果によって回転する走行体２の回転軸がワイヤーロープ１００の長手方向中心軸Ｏｚと一致している例であるが、これらが一致していない構成であってもよい。例えば、水平方向に延ばした経路部材にぶら下がるようにして走行体が経路部材に沿って走行するような自走式移動装置においては、走行体の回転軸は鉛直方向に平行な方向となり、走行体の回転軸が経路部材の長手方向中心軸とは一致しないが、このような構成であっても同様である。
また、本実施形態においては、ホイール中心軸Ｏｘと回動軸Ｏｙとが互いに直交する配置関係であるが、必ずしもこの配置関係に限らず、ホイール中心軸Ｏｘとワイヤーロープの長手方向中心軸Ｏｚとを含む仮想平面に対して回動軸Ｏｙが交差する関係であればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  昇降装置
２  走行体
２Ａ  第１走行体フレーム
２Ｂ  第２走行体フレーム
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  駆動ローラ
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  従動ローラ
６Ａ，６Ｂ  動力伝達ベルト
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  スプリング
８Ａ，８Ｂ  ガイド部
１０  ジャイロ装置
１１Ａ，１１Ｂ  フライホイール
１２Ａ，１２Ｂ  ホイール駆動モータ
１３  ホイール支持機構
１３ａ  外側支持アーム
１３ｂ  内側支持アーム
１３ｃ  連結アーム
１３ｄ  固定フレーム
１３ｅ  回動軸支持アーム
１３ｆ  突出部
１４  ホイール回動機構
１４ａ  スライドシャフト
１４ｂ  ホイール姿勢制御モータ
１４ｃ  回動アーム
２０  制御部
２１  ジャイロセンサ
１００  ワイヤーロープ
Ｏｘ  ホイール中心軸
Ｏｙ  回動軸
Ｏｚ  ワイヤーロープの長手方向中心軸
【図１】
2015093619.tif 000003
【図２】
2015093619.tif 000004
【図３】
2015093619.tif 000005
【図４】
2015093619.tif 000006
【図５】
2015093619.tif 000007
【図６】
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