(57)【要約】【課題】車両を左右へ操舵した場合にも、ケーブルの巻取り・繰出しの速度を、正確に制御できるケーブル巻取繰出装置を搭載した遠隔操縦車両を提供する。【解決手段】車体１上にケーブル巻取繰出装置４を備えた車両に於て、このケーブル巻取繰出装置４が、ケーブルＣを巻設するケーブルドラム５と、このケーブルドラム５に巻設されたケーブルＣの繰出し巻取りを行うための駆動モータ付きのピンチローラ６と、このピンチローラ６から繰出されたケーブルＣの前後及び左右の位置を検出してこのピンチローラ６の回転数の補正を行う制御手段７とを、具備する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体上にケーブル巻取繰出装置を備えた遠隔操縦車両に於て、該ケーブル巻取繰出装置が、ケーブルを巻設するケーブルドラムと、該ケーブルドラムに巻設されたケーブルの繰出し巻取りを行うための駆動モータ付きのピンチローラと、該ピンチローラから繰出されたケーブルの前後及び左右の位置を検出して上記ピンチローラの回転数の補正を行う制御手段とを、具備し、さらに、上記ピンチローラが、駆動モータに連動連結された駆動ローラと、ケーブルを挟んで該駆動ローラ側へ弾発機構にて押圧される押えローラと、を有し、かつ、上記押えローラの回転数を検出してケーブル送出量を測定する回転検出器を付設し、さらに、上記ピンチローラの回転数の補正を行う制御手段が、ピンチローラから繰出されたケーブルに接触して全体が前後に揺動自在でありかつ下半部が左右に揺動自在なスウィングアームと、該スウィングアームの上記前後と左右の揺動角度を夫々検出する角度計と、該角度計からの検出信号によってピンチローラの回転数の補正値を演算する電子演算部と、を備えていることを特徴とする遠隔操縦車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上にケーブル巻取繰出装置を備えた遠隔操縦車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両として、例えば、産業廃棄物処理場、放射線区域、有毒ガス区域等で使用される有線遠隔操縦車両が知られている。
【０００３】
ところで、車両の前進・後退及び走行速度に対応して、ケーブル巻取繰出装置のケーブルドラムを速度制御して、自動的にケーブルを繰出したり巻取っていた。
しかしながら、ケーブルドラムではケーブル巻設径が刻々変動し、車両走行速度と同調させることは困難である。
【０００４】
そこで、従来、図１２に示すように、比較的重量のある金属棒を門型に折曲げた検知棒１４１　を使用し、その基端１４２，　１４２を左右水平軸心廻りに回転自在に枢着し、ケーブルドラム１４３　から繰出されたケーブルＣの張力をリミットスイッチ１４４，
１４５等で検出して、ケーブルドラム１４３　の回転数を増減制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示したような従来の簡易的な検知棒１４１　では、ケーブルＣの張力を上下方向１４６　のみで検出するだけで、車両が左右に操舵した場合では、精度良く車両走行速度と、ケーブルドラム１４３　の繰出し又は巻取速度とを、同調させることは、難しい。
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題を解決して、車両の前進・後退・曲がり等に合わせて、自動的に、かつ、高精度に、ケーブルを繰出したり巻取ったりすることを、可能としたケーブル巻取繰出装置を搭載した車両を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、車体上にケーブル巻取繰出装置を備えた車両に於て、該ケーブル巻取繰出装置が、ケーブルを巻設するケーブルドラムと、該ケーブルドラムに巻設されたケーブルの繰出し巻取りを行うための駆動モータ付きのピンチローラと、該ピンチローラから繰出されたケーブルの前後及び左右の位置を検出して上記ピンチローラの回転数の補正を行う制御手段とを、具備している。
【０００８】
また、ピンチローラが、駆動モータに連動連結された駆動ローラと、ケーブルを挟んで該駆動ローラ側へ弾発機構にて押圧される押えローラと、を有し、さらに、上記押えローラの回転数を検出してケーブル送出量を測定する回転検出器を付設して構成されている。
【０００９】
また、ピンチローラの回転数の補正を行う制御手段が、ピンチローラから繰出されたケーブルに接触して全体が前後に揺動自在でありかつ下半部が左右に揺動自在なスウィングアームと、該スウィングアームの上記前後と左右の揺動角度を夫々検出する角度計と、該角度計からの検出信号によってピンチローラの回転数の補正値を演算する電子演算部と、を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明に係る遠隔操縦車両（救援車両）を詳説する。
【００１１】
図１に示した側面図に於て、１は複数の車輪２，３…を有する車体であり、この車体１は、図１では、右側が前方であり、左側が後方であるが、この車体１の後方側上部には、ケーブル巻取繰出装置４が搭載されている。
なお、前方側の車輪２，２は駆動輪とし、後方側の車輪３は操舵輪である。
【００１２】
図２の側面図と、図３の平面図と、図４の正面図、及び、図１に於て、ケーブル巻取繰出装置４は、ケーブルＣを巻設するケーブルドラム５と、このケーブルドラム５に巻設されたケーブルＣの繰出し巻取りを行うための駆動モータＭ１　付きのピンチローラ６と、このピンチローラ６から（後方へ）繰出されたケーブルＣの前後及び左右の位置を（車両走行時に）検出してピンチローラ６（の駆動モータＭ１　）の回転数の補正を行う制御手段７とを、具備している。
【００１３】
図５，図６，図７は、夫々、ピンチローラ６とその近傍要部の正面図、断面正面図、側面図であり、これ等の図５，図６，図７から明らかなように、ピンチローラ６は、駆動モータＭ１　に連動連結された駆動ローラ８と、ケーブルＣを挟んで駆動ローラ８側へ弾発機構９にて押圧される（空転自在な）押えローラ１０と、を有する。
【００１４】
また、押えローラ１０には、その回転数を検出してケーブル送出量を測定する（計尺用の）アブソリュートタイプの回転検出器１１を付設する。このアブソリュートタイプの回転検出器１１は、押えローラ１０の回転数を検出するが、この押えローラ回転数と、駆動ローラ８の回転数───つまりモータＭ１　の回転数───とを、比較して、ケーブルＣが正常に送り出されているか否か（つまりケーブル滑りが発生していないかどうか）を、確認できる。
【００１５】
具体的には、基板１２上に、左右一対の支脚部１３，　１３を立設し、天板１４にてこの一対の支脚部１３，　１３の上端を橋絡する。各支脚部１３には、天板１４を固着した状態で上下方向に細長い取付窓部１５が形成され、この取付窓部１５の下端に、駆動ローラ８の軸８ａを枢支する軸受ブロック１６が固着され、他方、取付窓部１５の中間高さには、押えローラ１０の軸１０ａを枢着する軸受ブロック１７が上下動可能に保持され、しかも、天板１４のネジ孔に螺進退自在にボルト１８が挿通されて該ボルト１８の下端に押下プレート１９が連結されて、この押下プレート１９と上方の軸受ブロック１７との間に圧縮コイルバネ等の弾発機構９が介装されている。
【００１６】
ボルト１８の下端は、その軸心廻りに回転自在として、押下プレート１９の孔部に、挿入保持されており、この押下プレート１９は、取付窓部１５，　１５に沿って上下に案内されつつ移動し、弾発機構９を介して、上方の軸受ブロック１７及び押えローラ１０を、下方へ押圧し、押えローラ１０と駆動ローラ８の間に、ケーブルＣを弾発的に挾圧する。
【００１７】
なお、押えローラ１０と駆動ローラ８の外周面にはＶ字形凹周溝を形成し、かつ、その凹周溝を形成する部位を、弾性部材（ゴムや軟質プラスチック）とする。回転検出器１１は、そのケーシングを取付具２０を介して（上方の）軸受ブロック１７に固着し、かつ、回転軸を軸１０ａに、連動連結して、取付けられる。
【００１８】
なお、図２〜図７に示すように、ピンチローラ６の前方───ケーブルドラム５側───に前ガイドローラ群２１が配設され、また、ピンチローラ６の後方に後ガイドローラ群２２が配設されている。この両ガイドローラ群２１，　２２の各々は、水平左右軸心廻りに回転自在な水平ローラと、この水平ローラよりも上端が上方に位置する（鉛直軸心廻りに回転自在な）一対の縦ローラと、から成る。後ガイドローラ群２２は実線と２点鎖線にて示すように、前後位置調整可能として、取付部材２３に設けられている。
【００１９】
次に、ケーブルドラム５について説明すると、図２と図３に示すように、左右方向の２本のレール部材２４，　２４に沿って左右方向Ａにトラバースする。具体的には、移動台２５上にケーブルドラム５を水平軸心Ｂ廻りに回転自在に枢支し、移動台２５上のモータＭ２　にて正逆回転させる。このモータＭ２　は常時巻取方向へ定トルクをかけるもので、詳しくは、後述する。そして、移動台２５の下面にはリニアベアリング部が付設され上記レール部材２４，　２４と共にリニアガイドを構成し、移動台２５が左右方向Ａへ往復動自在に、基板２６上に搭載されている。
【００２０】
２７はスクリューシャフト・ナット機構であり、基板２６上のトラバース用駆動モータＭ３　の回転を、無端チェーンやベルト等を介して伝達し、左右方向Ａに、ケーブルドラム５を搭載した移動台２５をトラバース（左右往復動）させる。前述のピンチローラ６の運転（回転）時に、ケーブルドラム５の回転速度に合わせて左右方向Ａにトラバースする。図３に於て、左右の各リミットスイッチ２８，　２８がＯＮすると、移動方向が逆転する。
【００２１】
次に、ピンチローラ６から繰出されたケーブルＣの（その直後の位置に於ける）前後及び左右の位置を検出して、ピンチローラ６の駆動モータＭ１　の回転数を、補正する制御手段７について、説明する。
【００２２】
図８〜図１０、及び、図１〜図４に示すように、制御手段７は、ピンチローラ６から繰出されたケーブルＣに接触して全体が前後に揺動自在であり、かつ、下半部が左右に揺動自在なスウィングアーム２９を有し、かつ、このスウィングアーム２９の前後揺動角度・左右揺動角度を夫々検出する第１・第２角度計３１，　３２を、有する。
【００２３】
具体的には、ピンチローラ６を保持した前記基板１２を支持する支持枠３０の後面に、取付部材３３を固着し、この取付部材３３の後端に、軸受ボス部３４を付設して、この軸受ボス３４によって、左右水平方向の支軸３５をその軸心Ｌ１　廻りに揺動自在に、枢支する。
【００２４】
スウィングアーム２９はこの支軸３５に取付けられた上半アーム２９ａと、この上半アーム２９ａの下部に、前後方向の支軸３６にてその軸心Ｌ２　廻りに揺動自在に枢結された下半アーム２９ｂと、を有する。
【００２５】
言い換えると、下半アーム２９ｂは、上半アーム２９ａに対して、矢印Ｄの如く、下端が左右に揺動可能であるが、この下半アーム２９ｂは上半アーム２９ａと共に前後方向へ一体状に、矢印Ｅの如く揺動する。
【００２６】
上半アーム２９ａの上端近傍は２股に分岐した２股部３７を有すると共に、この２股部３７の上端には、バランスウェイト３８…が、ボルト３９にて、増減自在かつ後方水平方向に突出状に、付設されている。
【００２７】
また、ケーブルＣを摺接案内する上下ガイド孔４０，　４１を夫々有する上下ガイド片４２，　４３が、スウィングアーム２９の上端近傍、下端に、夫々付設されている。即ち、上半アーム２９ａの２股部３７の下部近傍に、上ガイド片４２が後方突出状に固着され、他方、下半アーム２９ｂの下端に、下ガイド片４３が後方突出状に固着されている。
【００２８】
図８から明らかな如く、支軸３５は、スウィングアーム２９の前方に偏在するので、スウィングアーム２９が自由状態で略鉛直状を保ち、軽快にかつスムースに矢印Ｅのように前後方向にスウィング（揺動）しやすくするため、バランスウェイト３８の重心が後方へ偏在するように、後方突出状に、付設されている。なお、図８と図９に於て、１点鎖線はケーブルＣ（の中心線）を示しており、上ガイド孔４０と下ガイド孔４１を、挿通して、下方へ繰出される。
【００２９】
ところで、図２と図３に於て、４４は、車両（本体）の前進・後退、車速、ハンドル角等の入力信号Ｉ１　を基準として、ケーブルＣの（送出又は巻取の）方向、ケーブルＣの送出速度又は巻取速度を、演算して、ピンチローラ６の駆動モータＭ１　へ指令信号Ｉ２　を送信する基本演算指令部である。つまり、車両（本体）の走行状況に合わせて、基本的には、この基本演算指令部４４からの指令で、自動的にケーブルＣの送出と巻取りを行う。このように、本発明では、基本的に、車両の走行軌跡に応じて、ケーブルＣを繰出して行く、また、巻取ってゆく。
【００３０】
しかも、本発明にあっては、前記第１・第２角度計３１，　３２からのスウィングアーム前後揺動角度・左右揺動角度の検出信号Ｉ３　を受けて、補正値を演算して、上記基本演算指令部４４へ補正指令信号Ｉ４　を送る電子演算部４５を、具備する。
【００３１】
なお、この補正値を演算する電子演算部４５と基本演算部４４とは、図２と図３のブロック図では、区別して描いたが、現実には、一体状に電子回路を構成するも、自由である。
【００３２】
このように、制御手段７は、ピンチローラ６から繰出されたケーブルＣに（上下の）先端（近傍）が接触して、前後・左右に揺動するスウィングアーム２９と、その前後・左右の揺動角度を夫々検出する角度計３１，　３２と、この角度計３１，　３２からの角度検出信号によってピンチローラ６の回転数───ケーブル送出速度───の補正値を演算する電子演算部４５と、を備えている。
【００３３】
図１１に模式的に示した説明図（平面図）に於て、右側が前方であり、前輪２輪、後輪１輪（操舵輪）として、ケーブル送出速度は、次式（１）　で示される。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
但し、Ｖ：車速、θ：ハンドル角、ｄ：ホイールベース、ｘ：ケーブル送出位置、Ｖｃ　：ケーブル送出速度、θ１　：スウィングアームの前後角（第１角度計３１による計測値）、θ２　：スウィングアームの左右角（第２角度計３２による計測値）、Ｋ１　，Ｋ２　：定数，但しＫ１　＞Ｋ２　。
【００３６】
本発明では、スウィングアーム２９と角度計３１，　３２等によって、上記θ１　とθ２　の値を計測して、上記式（１）　により、ケーブル送出速度Ｖｃ　を演算できる。
上記式（１）　を演算式として、前述の電子演算部４５及び／又は基本演算指令部４４へ予め入力しておけばよい。
【００３７】
次に、ケーブルドラム５の作動等について説明すると、上述のように、ケーブルＣの送出・巻取はピンチローラ６にて行い、その送出・巻取の各速度もピンチローラ６で決定され、ケーブルドラム５は、このピンチローラの動作に関係なく、常時巻取方向へ定トルクＴｄ　をかけている。つまり、Ｔｄ　＝（一定）とする。これによって、ピンチローラ６とケーブルドラム５の間で、ケーブルＣを弛ませないようにできる。
【００３８】
ドラム巻取トルクＴｄ　は、ピンチローラ６の引取力よりも小さく設定する。これによって、ケーブル送出時、ケーブルドラム５は、ピンチローラ６に引張られる形で、送出方向に回転する。逆に、ケーブル巻取時、ケーブルドラム５は、ピンチローラ６が巻き取った分だけ、ケーブルＣを順次巻取方向に回転する。
【００３９】
次に、本発明に係る救援用遠隔操縦車両の自動運転で前進する場合を説明すると、ピンチローラ６は車速とハンドル角を基準とし、スウィングアーム２９の第１・第２角度計３１，　３２による検出角度（振れ角の検出信号Ｉ３　）によって、電子演算部４５で補正を行いながら、回転してケーブルＣを送出す。このとき、ケーブルドラム５は、ピンチローラ６の引取力よりも小さい定トルクＴｄ　を巻取方向に常時かけて、ケーブルＣを弛まないようにする。このように、ピンチローラ６に引張られる形で、ケーブルドラム５はケーブル送出方向へ回転する。
【００４０】
このとき、ケーブルドラム５の回転速度に合わせて、左右交互にケーブルドラム５はレール部材２４，　２４に沿ってトラバース（移動）する。左右のリミットスイッチ２８がＯＮすると、モータＭ３　が逆転して、反対方向へ移動する。
このようにして、ケーブル巻取繰出装置４は自動送出運転を行う。
【００４１】
次に、車両を自動運転で後進させる場合を説明すると、ピンチローラ６は、車速とハンドル角を基準とし、スウィングアーム２９の振れ角（検出信号Ｉ３　）によって、電子演算部４５で補正をかけながら、ケーブルＣを巻取る。このとき、ケーブルドラム５は、ピンチローラ６の引取力よりも小さい定トルクＴｄ　を巻取方向にかけて、ピンチローラ６との間でケーブルＣが弛まない。このようにして、ピンチローラ６にて引き戻されるケーブルＣをケーブルドラム５にて巻取る。なお、トラバースは同様に作動する。
このようにして、ケーブル巻取繰出装置４は、自動巻取運転を行う。
【００４２】
このように、本発明は、ケーブルドラム付遠隔操縦車両であり、３個乃至４個等の複数の車輪２，３…を備え、ケーブルドラム５が能動的に巻取・繰出を行うのではなく、ピンチローラ６が主として巻取り・繰出を行って、ケーブルドラム５がそれに追随する。
【００４３】
スウィングアーム２９は、ピンチローラ６から繰出されたケーブルＣの前後及び左右の位置、及び、緊張状態と弛緩状態を、判別（検出）する。このスウィングアーム２９は、通常、中立姿勢を保ち、図２と図９と図８のように、鉛直状を保持する。
【００４４】
このような構成にて、ケーブルＣのテンション（張力）を略零に近い状態で床面へ接触させ得るので、車両の軌道に沿ったケーブル布設が可能となる。
また、ケーブルＣが光ファイバ等の軽いものであっても、また、床面状態に関係なく、車両の軌道に沿った布設が可能となるが、仮に、ケーブルＣが車両旋回方向内側へ引き寄せられたとしても、スウィングアーム２９の下半アーム２９ｂ等によってそれを検出して、巻取・繰出速度を正確に、コントロールできる利点がある。
【００４５】
なお、この車両を放射線環境下や有毒ガス等の悪環境下でも、操縦基地の操縦装置により、使用可能である。
また、ケーブルＣは、自走のための動力ケーブルであっても、あるいは、測定や観察や検査用の通信ケーブルであっても、若しくは、両者を兼ねたものであっも、適用自由である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は次のような著大な効果を奏する。
▲１▼　車両の走行状況に合わせて、高精度にケーブルＣを送出したり巻取ることが可能となる。特に、車両が左右に操舵した場合にも、車両から緊張し過ぎず、かつ、緩み過ぎずに、適正な状態に、ケーブルＣを送出したり巻取ることが、できる。
▲２▼　ケーブルＣの高精度の検尺（送出量測定）が可能となり、これによって、一層正確に、ケーブルＣの送出しと巻取りの速度を、制御可能となる。
▲３▼　比較的コンパクトかつ簡易な構造とでき、かつ、ケーブルＣの左右方向への位置ずれを、正確に検出できて、正確なケーブルＣの送出・巻取りの速度制御を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す側面図である。
【図２】ケーブル巻取繰出装置の側面図及び構成説明図である。
【図３】ケーブル巻取繰出装置の平面図及び構成説明図である。
【図４】ケーブル巻取繰出装置の正面図である。
【図５】要部正面図である。
【図６】要部一部断面正面図である。
【図７】要部側面図である。
【図８】要部側面図である。
【図９】要部正面図である。
【図１０】要部平面図である。
【図１１】作用説明用平面図である。
【図１２】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　車体
４　ケーブル巻取繰出装置
５　ケーブルドラム
６　ピンチローラ
７　制御手段
８　駆動ローラ
９　弾発機構
１０　押えローラ
１１　回転検出器
２９　スウィングアーム
３１　第１角度計
３２　第２角度計
４５　電子演算部
Ｃ　ケーブル
【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】
2004091111.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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