(57)【要約】【課題】  重量物の階段揚重作業時の重心位置を低くでき、重量物の階段揚重を安定して行える階段揚重装置を提供する。【解決手段】  下段移動台１０と、中段フレーム２０と、荷台３０と、からなる３層構造の装置本体を備え、中段前部脚２２，２３および中段後部脚２４，２５が、上端が中段フレーム２０より上方に位置するように、中段フレームを貫通して昇降駆動される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の中段前部脚を有し、且つ後部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の中段後部脚を有し、前記中段前部脚の群の最大幅および前記中段後部脚の群の最大幅が、階段の踏み面寸法の２〜３倍の範囲内に設定された中段フレームと、
前記中段フレームの下方に配置され、前部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の下段前部脚を有し、且つ後部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の下段後部脚を有すると共に、前記下段前部脚の群の最大幅および前記下段後部脚の群の最大幅が、階段の踏み面寸法の１〜２倍の範囲内に設定され、前記中段フレームの前記中段前部脚と前記中段後部脚との間で水平方向に移動できるように前記中段フレームに連結された下段移動台と、
前記中段フレームの上方に配置され、且つ前記中段フレームおよび前記下段移動台に対して水平方向に相対移動できるように連結された、重量物が載置される荷台と、
前記中段フレーム、前記下段移動台、および荷台を水平方向に相対移動させる水平駆動装置と、
前記中段前部脚、前記中段後部脚、前記下段前部脚、および前記下段後部脚の前記中段フレームもしくは前記下段移動台から下方へ伸びる長さを変化させる垂直駆動装置と、
前記水平駆動装置および前記垂直駆動装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記下段前部脚の下端部の上下方向の移動距離をαとしたときに、前記下段後部脚の下端部の上下方向の移動距離が、階段の蹴上げ寸法にαを加えた長さに設定され、
前記中段前部脚の上下方向の移動距離が階段の蹴上げ寸法にαを加えた長さに設定されれ、且つ中段後部脚の上下方向の移動距離が、階段の蹴上げ寸法の２倍にαを加えた長さに設定され、
前記中段前部脚および前記中段後部脚の上端が、前記中段フレームより上方に位置するように、前記中段前部脚および前記中段後部脚が前記中段フレームを貫通して昇降駆動されることを特徴とする階段揚重装置。
【請求項２】
前記下段移動台と前記中段フレームとの間、および前記中段フレームと前記荷台との間に、それぞれ独立して階段の進行方向に水平移動可能とするスライド機構を備えることを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項３】
前記スライド機構は、前記中段フレームの前部と後部との間に亘って前後方法に沿って延在されたスライドレールと、前記下段移動台に設けられて前記スライドレールを離脱不能に走行する下段側回転走行体と、前記荷台に設けられて前記スライドレールを離脱不能に走行する荷台側回転走行体と、を備え、
前記水平駆動装置は、前記下段移動台と前記中段フレームと前記荷台とをそれぞれ互いに独立し移動させる２つの水平駆動装置でなり、
一方の前記水平駆動装置は前記下段移動台と前記中段フレームとの間に設けられ、他方の前記水平駆動装置は前記中段フレームと前記荷台との間に設けられていることを特徴とする請求項２記載の階段揚重装置。
【請求項４】
前記スライドレールは、前記中段フレームの幅方向に間隔を隔てて平行に延在された一対からなることを特徴とする請求項３記載の階段揚重装置。
【請求項５】
前記垂直駆動装置は、複数の前記下段後部脚の群および複数の前記中段後部脚の群は、それぞれの群毎に１つ備えられ、前記下段前部脚および前記中段前部脚はそれぞれの脚毎に独立して備えられ、前記下段後部脚もしくは前記中段前部脚の長さを任意に設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項６】
前記下段後部脚は、伸縮して出没するテレスコピックな構造であることを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記下段前部脚、前記下段後部脚、前記中段前部脚、および前記中段後部脚の垂直駆動制御、ならびに前記下段移動台と前記中段フレームと前記荷台とをそれぞれ互いに独立して水平駆動制御する場合に、所定の時間差をおいて次工程に進む動作制御指令を出すように設定されていることを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項８】
前記中段前部脚および前記中段後部脚もしくはこれらの前記垂直駆動装置は、中段フレームの側部に外付けできるように着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項９】
前記中段前部脚と前記中段後部脚の全部が着地している場合は、水平制御を行わないことを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項１０】
前記荷台と前記中段フレームとの間のスライド機構には、遊びが設定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載された階段揚重装置。
【請求項１１】
前記下段移動台と前記中段フレームとの間、前記中段フレームと前記荷台との間には、スライド方向に沿って間欠的に光透過部が形成された位置検出用板が配置され、前記下段移動台と前記中段フレームのうちの一方、および前記中段フレームと前記荷台のうちの一方に、前記位置検出用板を挟むように一対の位置検出用センサが設けられていることを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【請求項１２】
階段の両側もしくは片側に進行方向に沿って設けられたガイド基準線に従って、進行方向を決定することを特徴とする請求項１記載の階段揚重装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階段を利用して重量物を運搬する階段揚重装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、階段はビルなどの高層建築物や駅を始めとして至る処に設置されている。階段を利用して荷物を運搬するニーズは高く、労働力軽減を目的として、各種の階段用運搬ロボットが開発されている。たとえば、荷物運搬用には、特開２００４−２７６８９２号公報（特許文献１）、特開２００２−１９６１６号公報（特許文献２）、特開２００２−１２７９０９号公報（特許文献３）、特開２００２−２２５７２０号公報（特許文献４）、特開２００１−５５１７８号公報（特許文献５）、特開２００１−２２５７５４号公報（特許文献６）、特開２００１−２３３６００号公報（特許文献７）、特開平１０−１０９６５３号公報（特許文献８）、特開平９−６６８３９号公報（特許文献９）、特開平８−５８６４１号公報（特許文献１０）、また車椅子移動用には特開２００４−１８１０４０号公報（特許文献１１）、特開２００２−１７８９３０号公報（特許文献１２）にそのような荷物運搬用の装置が提案されている。
【０００３】
また、移動時の安定性を保つための工夫として特開平８−７３１９７号公報（特許文献１３）に見られるようにガイドレールを安定して支持する装置が提案されている。
【０００４】
さらに、特開平６−６３８７６号公報（特許文献１４）においては、階段などの着地位置が制約される環境を移動するときに、目標位置と実際の着地位置との誤差を検出し歩容（歩幅）を修正する方法が提案されている。また、特開平６−１３４６８１号公報（特許文献１５）においては、歩行ロボット装置の安定性を増すためにロボット本体に補助脚を設ける方法が提案されている。さらに、階段歩行を目的として２足歩行ロボットも考案され一部は既に公開されている。
【特許文献１】特開２００４−２７６８９２号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６１６号公報
【特許文献３】特開２００２−１２７９０９号公報
【特許文献４】特開２００２−２２５７２０号公報
【特許文献５】特開２００１−５５１７８号公報
【特許文献６】特開２００１−２２５７５４号公報
【特許文献７】特開２００１−２３３６００号公報
【特許文献８】特開平１０−１０９６５３号公報
【特許文献９】特開平９−６６８３９号公報
【特許文献１０】特開平８−５８６４１号公報
【特許文献１１】特開２００４−１８１０４０号公報
【特許文献１２】特開２００２−１７８９３０号公報
【特許文献１３】特開平８−７３１９７号公報
【特許文献１４】特開平６−６３８７６号公報
【特許文献１５】特開平６−１３４６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のいずれの従来技術にあっても、数百ｋｇを超える重量物を階段を利用して安全性を確保しながら昇降できる能力を持たせることはできない。また、２足歩行ロボットの場合には、重量物に対する重心の移動が難しく、荷物の運搬には不向きである。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、重量物の階段揚重作業時の重心位置を低くする構造を採用することにより、重量物の階段揚重を安定して行える階段揚重装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、階段揚重装置であって、前部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の中段前部脚を有し、且つ後部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の中段後部脚を有し、前記中段前部脚の群の最大幅および前記中段後部脚の群の最大幅が、階段の踏み面寸法の２〜３倍の範囲内に設定された中段フレームと、前記中段フレームの下方に配置され、前部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の下段前部脚を有し、且つ後部に上下方向に長さが可変駆動される少なくとも２本の下段後部脚を有すると共に、前記下段前部脚の群の最大幅および前記下段後部脚の群の最大幅が、階段の踏み面寸法の１〜２倍の範囲内に設定され、前記中段フレームの前記中段前部脚と前記中段後部脚との間で水平方向に移動できるように前記中段フレームに連結された下段移動台と、前記中段フレームの上方に配置され、且つ前記中段フレームおよび前記下段移動台に対して水平方向に相対移動できるように連結された、重量物が載置される荷台と、前記中段フレーム、前記下段移動台、および荷台を水平方向に相対移動させる水平駆動装置と、前記中段前部脚、前記中段後部脚、前記下段前部脚、および前記下段後部脚の前記中段フレームもしくは前記下段移動台から下方へ伸びる長さを変化させる垂直駆動装置と、前記水平駆動装置および前記垂直駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前記下段前部脚の下端部の上下方向の移動距離をαとしたときに、前記下段後部脚の下端部の上下方向の移動距離が、階段の蹴上げ寸法にαを加えた長さに設定され、前記中段前部脚の上下方向の移動距離が階段の蹴上げ寸法にαを加えた長さに設定されれ、且つ中段後部脚の上下方向の移動距離が、階段の蹴上げ寸法の２倍にαを加えた長さに設定され、前記中段前部脚および前記中段後部脚の上端が、前記中段フレームより上方に位置するように、前記中段前部脚および前記中段後部脚が前記中段フレームを貫通して昇降駆動されることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えばエレベータ昇降路の上方に位置する機械室への階段を用いた機器の搬入搬出や、階段を用いた荷物搬送において、重心位置を低くすることができ、安全且つ簡便に重量物の移動が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る階段揚重装置の詳細を図面に基づいて説明する。図１は階段揚重装置の側面図、図２は装置を前方から見た正面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は平面図である。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１０】
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る階段揚重装置１は、下段移動台１０と、中段フレーム２０と、荷台３０と、からなる３層構造の装置本体を備えている。本実施の形態において、これら下段移動台１０、中段フレーム２０、および荷台３０は、中段フレーム２０に設けられた一対のガイドレール４０に沿ってスライド移動可能に連結され、互いに独立して水平一軸方向（図中矢印ＦＲで示す。）に互いに独立して移動することができる。
【００１１】
下段移動台１０は、長方形状の台板１１に、長さが可変とされた複数の脚が取り付けられている。なお、本実施の形態では４本の脚が取り付けられており、台板１１の装置進行方向前側の角部に下段前部脚１２，１３が、台板１１の装置後退方向の角部に下段後部脚１４，１５が取り付けられている。なお、本実施の形態では、下段後部脚１４，１５が２段のテレスコピック構造となっており、内部に嵌合した状態で更に伸縮動作を行う突出脚１４ａ，１５ａ（図１１参照）を備えている。図１〜図３に示すように、これら下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５の基部には、例えば油圧機構などを利用した垂直駆動装置としての下段脚駆動装置５１〜５４が順次設けられており、伸縮駆動される。
【００１２】
また、中段フレーム２０は、下段移動台１０の輪郭をなす長方形よりも大きな長方形状の輪郭をなす枠組み体でなる。中段フレーム２０は、少なくとも４辺が剛性の高い枠材２１で構成されている。中段フレーム２０のほぼ四隅に位置する部分には、有効長（枠材２１よりも下方に伸びる脚の長さ）が可変とされた複数の脚が取り付けられている。本実施の形態では、中段フレーム２０の脚の数が下段移動台１０と同様に４本であり、中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５が取り付けられている。中段前部脚２２，２３は、階段の蹴上げ寸法（１段分の段差）に、下段前部脚１２，１３の最大上下移動距離（以下、αという。）を加えた長さよりも長い棒状の脚である。また、中段後部脚２４，２５は、階段の蹴上げ寸法（１段分の段差）の２倍にαを加えた長さよりも長い棒状の脚である。これら中段移動台２０の中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５は、例えば油圧機構などを利用した中段脚駆動装置６１〜６４により昇降駆動されて有効長を変化する。
【００１３】
なお、下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５、中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５の先端（下端）には、各脚が接地したか否かを検出する接地センサが設けていてもよい。
【００１４】
中段フレーム２０の中間部には、上記した一対のガイドレール４０，４０が、ほぼ下段移動台１０の幅寸法に近似した間隔を隔てて、それぞれ前後方向（矢印ＦＲの方向）に伸びるように架設されている。図３に示すように、このガイドレール４０は、鉄道レールと同様の断面Ｈ型の鋼材でなり、両側の凹状のガイド溝のうち、一方側のガイド溝に下段移動台１０側に設けられたローラ５５が転動可能に収納され、他方側のガイド溝に荷台３０側のローラ３１が転動可能に収納されている。このように、下段移動台１０と中段フレーム２０との間はローラ５５が転動することにより、中段フレーム２０と荷台３０との間はローラ３１が転動することにより、互いに独立して前後方向（矢印ＦＲの方向）に移動可能にしている。
【００１５】
上記したように、下段移動台１０の脚１２〜１５は、中段フレーム２０の脚２２〜２５より内側にあり、下段移動台１０の全体が中段フレーム２０により包み込まれる形をしている。また、下段移動台１０と中段フレーム２０とはガイドレール４０、４０の凹溝に収容されたローラ５５により互いに離脱することなく保持され、互いに水平方向に独立して移動することができる。同様に、ガイドレール４０に対して荷台３０側のローラ３１も離脱することなく保持された状態で、中段フレーム２０と荷台３０とが互いに独立して水平移動を可能にしている。したがって、ガイドレール４０，４０と、これらの凹溝に収容されたローラ３１，５５により脱輪は防止される。
【００１６】
下段脚駆動装置５１〜５４及び中段脚駆動装置６１〜６４は、例えば、下段移動台１０に取り付けられた各脚１２〜１５や中段フレーム２０に取り付けられた各脚２２〜２５に対応したインバータ回路と図示しない駆動モータ（油圧モータ）とを有し、制御装置９０（図２および図３参照）によってその動作が個別に制御される。すなわち、制御装置９０は、下段脚駆動装置５１〜５４や中段脚駆動装置６１〜６４の個々の目標駆動力を速度に変換した速度指令信号を、各駆動装置５１〜５４、６１〜６４が備えるインバータ回路を介して駆動モータに各々入力することで、各駆動装置５１〜５４、６２〜６４の動作を制御する。
【００１７】
また、図２および図３に示すように、下段移動台１０と中段フレーム２０との水平方向の相対移動は下段移動台１０に固定された水平方向駆動装置７０の駆動によって行われる。また、中段フレーム２０には水平方向駆動装置８０が具備され、中段フレーム２０と荷台３０との水平方向の相対移動はこの水平方向駆動装置８０の駆動により行われる。これら水平方向駆動装置７０や水平方向駆動装置８０の動作は、下段脚駆動装置５１〜５４及び中段脚駆動装置６１〜６４とともに、制御装置９０により制御される。なお、制御装置９０は、装置本体に設置する場合には、水平方向駆動装置７０又は８０の近傍のスペース、例えば、図２および図３に示すような下段移動台１０の上の他に、中段フレーム２０、荷台３０の間の隙間スペースあるいは下段移動台１０の下部に設けることができる。しかしながら、この制御装置９０は、有線又は無線を介して水平方向駆動装置７０、８０に接続して使用者が手元で遠隔操作できる構成にすることも可能である。
【００１８】
なお、荷台３０には、この荷台３０のピッチ角とロール角とを検知する図示しない荷台水平度検出器（傾斜角検知手段）が取り付けてある。この荷台水平度検出器は、荷台３０の少なくとも２箇所に設置された複数のセンサからなり、これら複数のセンサのうちの１つで荷台３０のピッチ角を検知し、他の１つで荷台３０のロール角を検知する。なお、荷台３０のピッチ角は、荷台３０の水平移動方向を基準とした前後の傾斜角であり、荷台３０のロール角は、荷台３０の水平移動方向を基準とした左右の傾斜角である。また、それぞれの脚の下端から各移動台の底面までの距離、つまり有効長を測定するため、それぞれの脚１２〜１５、２２〜２５毎に、図示しない脚伸縮長検出器が取り付けてある。また、水平移動方向の前方側の脚１２，１３，２２，２３には、これらの脚が階段と衝突するのを避けるための近接センサあるいはリミットスイッチを用いた図示しない近接検出器が取り付けてある。加えて、必要に応じて、重量物Ｗに加わる加速度を低減するために適切な場所、例えば荷台３０に図示しない加速度検出器を取り付ける。
【００１９】
そして、制御装置９０には、図示しない水平度検出器や脚１２〜１５、２２〜２５毎の図示しない脚伸縮長検出器、前側の脚１２，１３、２２，２３のそれぞれが階段と衝突するのを避けるための図示しない近接検出器や、図示しない加速度検出器などからの信号が入力され、これらの信号をもとに脚並びに下段移動台１０、中段フレーム２０、荷台３０のフィードバック制御を行う。
【００２０】
特に、本実施の形態では、制御装置９０は、下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５、中段前部脚２２，２３、および中段後部脚２４，２５の垂直駆動制御、ならびに下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０とをそれぞれ互いに独立して水平駆動制御する場合に、所定の時間差をおいて次工程に進む動作制御指令を出すように設定されている。その理由は、下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５、中段前部脚２２，２３、および中段後部脚２４，２５の垂直駆動、ならびに下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０とを独立に水平駆動をシーケンシャルに行う場合、所定の時間差を置くことにより装置本体が動くことによって生じる機械的振動が減衰した状態から、次の動作を開始することができるためである。この結果、制御によって発生しがちな過渡応答による過大な振動を未然に抑制することが可能になる。
【００２１】
下段移動台１０の下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５は、上記したようにテレスコピックな構造となっている。そして、それぞれの脚が、例えば油圧機構を利用した下段脚駆動装置５１〜５４により上下方向に伸縮してその有効長の調整を可能にしている。これら下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５ならびに下段脚駆動装置５１〜５４は、下段移動台１０にボルトなどで着脱可能に固定されている。
【００２２】
また、上記した水平方向駆動装置７０，８０は、例えば油圧機構を利用した駆動装置であってもよいし、ボールネジ又はラックとピニオンを用いたサーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構により下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０とを相対移動させるものであってもよい。
【００２３】
なお、下段移動台１０の脚間距離は使用する階段の踏み面の幅より大きく、かつ過剰に大きくしないために踏み面の２倍以内の寸法、すなわち階段の踏み面寸法の１〜２倍の範囲内に設定されている。
【００２４】
以上、本実施の形態の階段揚重装置１の構成について説明した。この階段揚重装置１によれば、中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３と中段後部脚２４，２５とがテレスコピックな構造を採用せず、中段フレーム２０の上方へ突き出る構成であるため、中段フレーム２０の下に突出する脚の長さを必要以上に長くする必要が無く、装置全体の重心位置を低くすることができる。このため、本実施の形態の階段揚重装置１では、重量物を荷台３０上に重心位置を低く置くことができるため、安定性が良く安全な荷物搬送を行うことができる。
【００２５】
また、本実施の形態では、下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５、中段前部脚２２，２３、および中段後部脚２４，２５の垂直駆動制御、ならびに下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０とをそれぞれ互いに独立して水平駆動制御する場合に、所定の時間差をおいて次工程に進む動作制御指令を出すように設定しているため、所定の時間差を置くことにより装置本体が動くことによって生じる機械的振動が減衰した状態から、次の動作を開始することができ、制御によって発生しがちな過渡応答による過大な振動を未然に抑制する効果がある。
【００２６】
以下、図１ならびに図５〜図１１を用いて、本実施の形態に係る階段揚重装置１で階段２００を利用して重量物１００を上階側へ搬送する動作を説明する。
【００２７】
（ステップ１）
図１に示すように、下段移動台１０、中段フレーム２０、荷台３０は、下段移動台１０と中段フレーム２０との間に取り付けられた水平方向駆動装置７０、ならびに中段フレーム２０と荷台３０との間に取り付けられた水平方向駆動装置８０により、ほぼ同一の荷台中心線上に固定されている。すなわち、この状態で重量物１００は、重心の位置が荷台３０あるいは下段移動台１０のほぼ中央になるように積載する。
【００２８】
（ステップ２）
上記ステップ１の状態で荷台３０の中央に重量物１００が積載された状態で、図５に示すように、中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３と中段後部脚２４，２５を用いて荷台３０の水平度を保ちながら、下段移動台１０の下段前部脚１２，１３と下段後部脚１４，１５を下段脚駆動装置５１〜５４により、予め設定しておいた下段前部脚１２，１３の最大上下移動距離α縮短させる。このときは、荷台３０と接地している中段フレーム２０とは中央部分が一致した状態にあるため、荷台３０に積載された重量物１００は安定した状態にある。
【００２９】
なお、本実施の形態では、この工程において下段後部脚１４，１５もαだけ縮短させている。その後、下段移動台１０を水平方向駆動装置７０により階段２００の方向へ水平移動させる。続いて、下段移動台１０の下段脚駆動装置５１〜５４を作動させて、下段前部脚１２，１３と下段後部脚１４，１５を接地させて安定させる。
【００３０】
（ステップ３）
次に、図６に示すように、水平方向駆動装置８０によって、荷台３０を階段進行方向に第１段目の踏み面２０１の長さに合わせて水平移動させる。なお、荷台３０の移動後の重量物１００の重心位置は、下段移動台１０の下段前部脚１２，１３と下段後部脚１４，１５で保持される安定範囲内に収まるように水平移動の制御がなされる。
【００３１】
（ステップ４）
次に、図７に示すように、中段フレーム２０の中段脚駆動装置６１〜６４を駆動して脚の有効長を縮短させる。具体的には、中段前部脚２２，２３についてはその下端が階段２００の蹴上げの高さよりも少し高くなるまで縮め、中段後部脚２４，２５については水平移動で床面や踏み面と干渉しなくなる分だけ縮める。続いて、荷台３０ならびに下段移動台１０を位置固定したまま中段フレーム２０のみを階段２００の第１段目の踏み面２０１の長さまで水平方向駆動装置７０，８０により水平移動させる。すなわち、荷台３０は、下段移動台１０と中段フレーム２０との間に取り付けられた水平方向駆動装置７０と、中段フレーム２０と荷台３０との間に取り付けられた水平方向駆動装置８０と、を同時に逆方向に駆動することにより、重量物１００の位置を変えることなく中段フレーム２０のみを水平移動させる。
【００３２】
この際、下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０とは、ガイドレール４０と、これを転動するローラ３１，５５とによって、互いに逆方向への水平移動をガイドされる。
【００３３】
中段フレーム２０の水平移動が完了した後、中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５を中段脚駆動装置６１〜６４を用いて降下させて着地させて安定させる。
【００３４】
（ステップ５）
次に、図８に示すように、中段フレーム２０をガイドとして利用しながら階段２００の第１段目の踏み面２０１相当の距離分だけ、荷台３０を水平方向駆動装置８０により進行方向へ水平移動させる。
【００３５】
（ステップ６）
次に、図９に示すように、荷台３０の水平度を確認しながら、中段フレーム２０の脚の有効長を中段脚駆動装置６１〜６４により伸張させ重量物１００ならびに下段移動台１０とともに装置全体を階段２００の蹴上げ相当分の距離だけ持ち上げる。
【００３６】
（ステップ７）
次に、図１０に示すように、下段移動台１０を水平方向駆動装置７０により進行方向へ踏み面２０１の長さ相当分だけ移動させる。
【００３７】
（ステップ８）
図１１に示すように、下段移動台１０の下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５を下段脚駆動装置５１〜５４により着地させて安定化させる。このとき、下段後部脚１４，１５はテレスコピック構造として内部に嵌合されている突出脚１４ａ，１５ａを突出させて着地させる。このように下段移動台１０の下段後部脚１４，１５をテレスコピック構造としたことにより、突出脚１４ａ，１５ａを突出させな状態での下段移動台１０の高さを低くすることができ、結果として階段揚重装置１全体の重心位置を低くできる。
【００３８】
（ステップ９）
次に、中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５を縮短させた後、下段移動台１０をガイドとして中段フレーム２０を階段２００の第２段目の踏み面２０２相当の距離分だけ水平方向駆動装置７０により水平移動させる。
【００３９】
上記したステップ１〜９の動作を１サイクルとする揚重動作を階段揚重装置１に行わせることにより、階段２００を上ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、次ステップに移行する際に所定の時間差を置いている。このように所定時間差を置くことにより、装置本体が動くことによって生じる機械的振動が減衰した状態から、次の動作を開始することができ、制御によって発生しがちな過渡応答による過大な振動を未然に抑制できる。
【００４１】
以上、階段揚重装置１の階段２００を上る動作を説明したが、階段２００を下る場合は、これら一連の動作の逆の動作を行えばよいため、説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態の階段揚重装置１は、階段の３段差を利用して昇降するため、安定した搬送が可能である。同時に中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５が棒状であり中段フレーム２０の上方に突き出ているため、装置全体の重心位置を低くできる。
【００４３】
また、本実施の形態の階段揚重装置１においては、下段移動台１０と中段フレーム２０と荷台３０との平行移動のガイドを断面Ｈ型のガイドレール４０の両側の凹溝を利用して行わせているため、凹溝内に収容されたローラ３１，５５が離脱にくく、また多くのガイドレールを必要としない。また、断面Ｈ型のガイドレール４０は、剛性が高いため、中段フレーム２０の撓みや変形を防止する機能を有する。このように、本実施の形態では、円滑で安定した水平移動が行える利点がある。
【００４４】
さらに、中段フレーム２０の中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５が棒状の脚であり、これらを軸方向へ駆動するように並列的に配置した中段脚駆動装置６１〜６４を用いることにより、機械的強度ならびに安全性を向上できる。
【００４５】
また、本実施の形態の階段揚重装置１では、水平方向駆動装置７０，８０を中段フレーム２０の内部に収めて配置しているため、装置高さを低く抑えることができ、重心位置を低くできる。このため、装置の安定性を高め、しかもコンパクトな構造とすることができる。
【００４６】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００４７】
例えば、下段移動台１０や中段フレーム２０において脚の取付部付近に応力が集中するため、脚構造が荷重を支える主脚とこれに並列的に駆動装置を設ける構成としてもよい。さらには、主脚を上下方向に駆動する脚を、下段移動台１０あるいは中段フレーム２０の近傍で支えるために、例えばアングルのような補強材を配した構造したり、脚に対する梁や桁あるいは筋交いを追加した構成としてもよい。
【００４８】
また、図１２に示すように、本発明に係る階段揚重装置における中段フレーム２０の中段前部脚２４を例に示すと、中段脚駆動装置６２と中段前部脚２４を支持する固定用ブロック２６に一対の固定用ロッド２６ａを突設させ、中段フレーム２０側にこれら固定用ロッド２６ａを嵌合、固定する装着口２８を設けた構成としてもよい。なお、中段フレーム２０の他の脚も同様である。さらには、図１３に示すように、中段脚駆動装置６２と中段前部脚２４を支持する略直方体状の固定用ブロック２６に固定用突部２６ｂを突設させ、中段フレーム２０側にこの固定用突部２６ｂを嵌合、固定する装着用凹部２９を設けた構成としてもよい。なお、中段フレーム２０の他の脚も同様である。
【００４９】
図１２もしくは図１３に示すように、中段前部脚２２，２３、中段後部脚２４，２５およびこれらの中段脚駆動装置６１〜６４を、中段フレーム２０に対して外付けできるようにすることにより、図１４に示すように、階段揚重装置１の幅寸法をドアの開口幅Ｗまで拡大することが可能となる。この結果、階段揚重装置１で幅寸法の大きな重量物も積載可能となる。
【００５０】
上述の実施の形態では、階段揚重装置１の中段フレーム２０に対してガイドレール４０を架設したが、装置の撓み等が発生してもガイドレール４０をローラ３１，５５が円滑に走行できるように、ガイドレール４０の固定部に遊び寸法を設定する構成としてもよい。具体的には、中段フレーム２０にガイドレール４０をボルトナットにより固定する場合には、中段フレーム２０側に形成するボルト穴をガイドレール４０の延在方向に直交する方向に長い長穴とするなどの構成を挙げることができる。
【００５１】
また、上述の実施の形態では、下段移動台１０の下段前部脚１２，１３、下段後部脚１４，１５は、下段脚駆動装置５１〜５４により上下軸方向に脚が出没する構成としたが、図１５〜図１７に示すように、パンタグラフ状の前脚１６と後脚１７とで構成してもよい。これら前脚１６および後脚１７は、それぞれ１つの例えば油圧シリンダを備えた駆動装置１８を備えていればよいため、駆動系統を簡略化することができる。また、これら前脚１６および後脚１７の下端部には、図１９に示すような接地面積（図中斜線で示す領域の面積）の大きい例えばＨ形状の底板１９を設けてもよい。
【００５２】
さらに、上述の実施の形態において、下段移動台１０と中段フレーム２０との位置関係、中段フレーム２０と荷台３０との位置関係を、図１８（ａ）に示す、多数の検出穴９１が短い間隔で間欠的に開口された検出板９２と、この検出板９２を挟むように両側に対向配置した図１８（ｂ）に示す一対の光電スイッチ９３，９４とを用いて検出することができる。すなわち、各検出穴９１と検出穴９１同士の間部との位置情報に基づいて制御動作モードＭが設定される構成である。特に、本発明においては、階段の踏み面寸法に柔軟に対応できるように、検出穴９１の間隔を細かく設定することが有効である。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、下段移動台１０および中段フレーム２０の各脚をそれぞれ独立の駆動装置で出没状態を個々に行ったが、後側の脚を１つの駆動装置で駆動して、前側の脚を左右独立した駆動装置で駆動する構成してもよい。このような構成にすることにより、以下に図１９および図２０用いて説明するような姿勢制御が可能となる。なお、図１９および図２０は、説明の便宜上、荷台３０を省略するとともに、中段前部脚２２，２３の中段フレーム２０上に突出する部分も省略して示す。
【００５４】
すなわち、図１９（ａ）に示すように、中段フレーム２０が左右の一方側（図面では右側）に傾いている場合、図１９（ｂ）に示すように、下段移動台１０の他方側（図面では左側）を下段後部脚１４が伸びるように先に始動させる。そして、下段後部脚１４が傾斜分伸びた時点で他方の下段後部脚１５の伸びる動作を始動させる。そして、図１９（ｃ）のように下段後部脚１４，１５が同じ速度で伸びていくと、図２０（ａ）に示すように、他方側（左側）の下段後部脚１４が先に接地する。そして、図２０（ｂ）に示すように、一方側（右側）の下段後部脚１５も接地した時点で装置の水平がとれる。このとき、中段フレーム２０の中段前部脚２３は浮き上がる。その後、中段前部脚２３が接地することにより装置全体が安定して水平を保った状態となる。
【００５５】
以上、装置の傾斜制御について説明したが、他の制御方法を用いることも当然本発明の適用範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る階段揚重装置が階段を上る場合の動作を示す側面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る階段揚重装置の要部を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る階段揚重装置の要部を示す分解斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る階段揚重装置の要部を示す平面説明図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態に係る階段揚重装置の脚を示す正面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施の形態に係る階段揚重装置の脚を示す側面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施の形態に係る階段揚重装置の脚を示す底面図である。
【図１８】（ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係る階段揚重装置における位置検出手段を構成する検出板示す説明図、（ｂ）は、検出板と光電スイッチを示す断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の階段揚重装置における姿勢制御方法の一例の各工程を示す正面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の階段揚重装置における姿勢制御方法の一例の各工程を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  下段移動台
１２，１３  下段前部脚
１４，１５  下段後部脚
１４ａ，１５ａ  突出脚
２０  中段フレーム
２２，２３  中段前部脚
２４，２５  中段後部脚
３０  荷台
３１  ローラ
４０  ガイドレール
５１，５２，５３，５４  下段駆動装置
５５  ローラ
６１，６２，６３，６４  中段駆動装置
７０，８０  水平方向駆動装置
９０  制御装置
１００  重量物
２００  階段
２０１，２０２，２０３  踏み面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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