(57)【要約】      （修正有）【課題】  地中または地表の対象物を正確に取り扱うことができ、車両が安定して走行移動できる多関節アーム及びそれを備えた作業機械を提供する。【解決手段】  車両１に取り付けられ、油圧駆動により各関節を回転動作させる多関節アーム３であって、垂直軸周りに所定の回転自由度を有する第一関節１１と、上方向に立設された第一のアーム部材１２と、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第二関節１３と、第二アーム部材１５と、水平軸周りに下方に所定の回転自由度を有する第三関節１６と、第三アーム部材１７と、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第四関節１８と、第四アーム部材２２と、垂直軸回りに所定の回転自由度を有する第五関節２１と、第五アーム部材２２と、水平軸周りに所定の回転自由度を有する第六関節２３と、作業ツール部２５とを備える。【選択図】  図２
2005344954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付けられ、油圧駆動により各関節を中心軸として回転動作する多関節アームを備えた作業機械であって、
前記車両を基準とする垂直軸周りに所定の回転自由度を有する第一の関節と、前記第一の関節を介して、上方向に立設された第一のアーム部材と、前記第一のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第二の関節と、前記第二の関節を介して設けられた第二のアーム部材と、前記第二のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに下方に所定の回転自由度を有する第三の関節と、前記第三の関節を介して設けられた第三のアーム部材と、前記第三のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第四の関節と、前記第四の関節を介して設けられた第四のアーム部材と、前記第四のアーム部材に設けられ、垂直軸回りに所定の回転自由度を有する第五の関節と、前記第五の関節を介して設けられた第五のアーム部材と、前記第五のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに所定の回転自由度を有する第六の関節と、前記第六の関節を介して設けられた作業ツール部とを含むことを特徴とする多関節アームを備えた作業機械。
【請求項２】
前記第四のアーム部材と第五の関節によりスイベル構造を形成することを特徴とする請求項１に記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項３】
前記第一乃至第六の関節を中心軸として、それぞれのアーム部材を回転動作させる第一乃至第六のアクチュエータと、前記アクチュエータに油圧供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプによる油圧供給量を制御する油圧流量制御手段とを備えると共に、前記第一のアーム部材を回転させる第一のアクチュエータには、前記第一のアクチュエータの動作速度を減速させる減速機が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項４】
前記第一乃至第六関節におけるアーム部材、作業ツール部の回転角度を検出する第一乃至第六の角度センサと、前記角度センサが検出した回転角度から油圧流量の補正値を関節毎に求める補正手段と、前記油圧流量制御手段の動作制御を行うコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記補正手段が求めた補正値を取り入れて前記油圧流量制御手段を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項５】
前記作業ツール部は、作業対象を把持するグリッパと、土壌を崩す土壌ブレーカとを備え、
前記第六の関節を介して作業ツール部を回転させることにより、前記グリッパと土壌ブレーカのいずれかを使用可能な状態に切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項６】
前記第五の関節を介して第五のアーム部材を回転させることにより、前記グリッパと前記土壌ブレーカのいずれかを前記車両側に向けて使用可能な状態とすることを特徴とする請求項５に記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項７】
前記作業ツール部を車両に固定する固定手段を備え、
前記第二の関節と第三の関節と第四の関節とを回転させることにより、前記作業ツール部を前記車両に近接させ、前記固定手段により固定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項８】
前記第五の関節を介して第五のアーム部材を回転させることにより、前記グリッパ及び前記土壌ブレーカを車両進行方向に対して直交方向に向け、前記固定手段により前記作業ツール部を前記車両に固定することを特徴とする請求項７に記載された多関節アームを備えた作業機械。
【請求項９】
前記多関節アームを備えた作業機械は、地雷除去作業に用いられる作業機であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された多関節アームを備えた作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に取り付けられ、油圧駆動により動作する多関節アームを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、紛争後、埋設放置された地雷は全世界で膨大な数に上る。従来、このような地雷除去作業は、作業員の手作業により行うことが多く、効率が悪いばかりか、誤って地雷が爆発することもあり大変危険であった。
このため、特許文献１（特開平１０−２４５８６４号公報）には、地雷の除去を安全に、かつ効率よく行うためのアーム式作業機械が開示されている。図１３に、この特許文献１に開示された作業機械の側面図を示す。
【０００３】
図１３に示す作業機械２００においては、垂直軸周りに回転自由度を有する関節部２０２を介して、下部走行体２０１と上部旋回体２０３とが取り付けられている。
また、上部旋回体２０３には、関節部２０４を介して上方に延びるアーム部材２０５が取り付けられ、またアーム部材２０５先端の関節部２０６を介してアーム部材２０７が取り付けられている。
更に、アーム部材２０７の先端の関節部２０８を介してアーム部材２０９が取り付けられ、このアーム部材２０９の先端に探知器２１０が取り付けられている。
尚、関節部２０４、２０６、２０８は、それぞれのアーム部材が上下方向に所定の角度回転することができるように構成されている。
【０００４】
この作業機械２００においては、上部旋回体２０３及び各アーム部材の回転動作を操作し、探知器２１０により地雷を探知する。そして、探知した地雷を除去する際には、一旦、探知器２１０に換えてアーム部材２０９先端に掘削手段（図示せず）を取り付け、掘削することにより積極的に地雷に衝撃を与え、地雷を爆破させる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４５８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に示される作業機械は、前記したように、地雷除去の際、掘削手段により地雷に対し積極的に衝撃を与え、爆破させることによって除去するものである。
しかしながら、このような方法では、爆破の衝撃により掘削手段がダメージを受け破損する確率が高く、破損した場合には修理のための費用が嵩み、しかも修理などの工数も要し、効率が悪いという問題があった。
かかる問題を解決するものとして、地雷を爆破せずに除去する方法、また地雷を爆破せず除去する装置が望まれていた。
【０００７】
本願発明者らは、特許文献１に示されるような作業機を用いて、地雷を爆破せずに除去する方法、装置を鋭意研究したが、かかる作業機のアーム機構が４自由度であるため、アーム部材の先端に取り付けられるツールに対して細かな動作を付与できず、爆破させることなく地雷を除去することは困難であることを知見した。
即ち、地雷は上方向からの衝撃に対して爆発するため、背景技術で示したような４自由度のアーム機構では、掘削の段階から地雷に対し上方向からの衝撃を与え易く、しかも爆破させることなく地雷を把持することは困難であった。
【０００８】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、車両に取り付けられ、油圧駆動により各関節を回転動作させる多関節アームを備える作業機械であって、地中または地表の対象物を正確に取り扱うことができる多関節アームを備えた作業機械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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる多関節アームを備えた作業機械は、車両に取り付けられ、油圧駆動により各関節を中心軸として回転動作する多関節アームを備えた作業機械であって、前記車両を基準とする垂直軸周りに所定の回転自由度を有する第一の関節と、前記第一の関節を介して、上方向に立設された第一のアーム部材と、前記第一のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第二の関節と、前記第二の関節を介して設けられた第二のアーム部材と、前記第二のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに下方に所定の回転自由度を有する第三の関節と、前記第三の関節を介して設けられた第三のアーム部材と、前記第三のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに上方に所定の回転自由度を有する第四の関節と、前記第四の関節を介して設けられた第四のアーム部材と、前記第四のアーム部材に設けられ、垂直軸回りに所定の回転自由度を有する第五の関節と、前記第五の関節を介して設けられた第五のアーム部材と、前記第五のアーム部材の先端に設けられ、水平軸周りに所定の回転自由度を有する第六の関節と、前記第六の関節を介して設けられた作業ツール部とを含むことを特徴としている。
【００１０】
このように、本発明に係る多関節アームを備えた作業機械は、６つの関節により６自由度を有しているため、広範囲にアーム先端を移動させることが可能である。また、アーム部材先端（作業ツール部）の向きにも自由度を与えることができ、作業対象（地雷等）や車両の姿勢に拘らず、作業対象を把持することができる。
特に、作業ツール部を地中あるいは地表に対して水平に移動させることができるため、例えば、地雷の上面に対して衝撃を与えることなく、地雷を側方から掘削し、把持することができる。
【００１１】
また、前記第二の関節と第三の関節と第四の関節とを回転させることにより、前記作業ツール部を前記車両に近接させることができ、車両の転倒を防止することができる。
例えば、傾斜地で地雷除去を行う場合、従来のように、複数のアーム部材が連結されて全体的に大きなアームを有する作業機械にあっては、重心の制御が困難であり、転倒の危険性があった。しかしながら、この作業機のように、前記第二の関節と第三の関節と第四の関節とを回転させ、作業ツール部と車両との距離を短くすることによって、車両の転倒を防止することができる。
【００１２】
ここで、前記第四のアーム部材と第五の関節によりスイベル構造を形成することが望ましい。このようにスイベルを用いることにより、スイベル構造の筐体が第四のアーム部材として、またスイベル構造の回転軸部分が第５の関節として機能する。
【００１３】
また、前記第一乃至第六の関節を中心軸として、それぞれのアーム部材を回転動作させる第一乃至第六のアクチュエータと、前記アクチュエータに油圧供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプによる油圧供給量を制御する油圧流量制御手段とを備えると共に、前記第一のアーム部材を回転させる第一のアクチュエータには、前記第一のアクチュエータの必要な回転トルクを保ち且つ動作速度を減速させる減速機が設けられていることが望ましい。
このように構成すれば、アームが長尺であっても、アーム部材先端（作業ツール部）の動作速度が微速に抑えられ、滑らかで正確な作業が可能となる。ここでの減速機としては、例えば油圧モータを使用する場合は、出力軸に設置する高減速比のギアによる減速手段、油圧直動シリンダを使用する場合は、より大口径のシリンダを用いることによる減速手段等、油圧流量制御手段より後に、且つ駆動するアーム部材より前に設置する機構、回路等である。尚、アーム部材先端を正確に制御するには、アームの根元に近い部材のアクチュエータほど減速機を設けるのが望ましい。
【００１４】
前記第一乃至第六関節におけるアーム部材、作業ツール部の回転角度を検出する第一乃至第六の角度センサと、前記角度センサが検出した回転角度から油圧流量の補正値を関節毎に求める補正手段と、前記油圧流量制御手段の動作制御を行うコントローラとを備え、前記コントローラは、前記補正手段が求めた補正値を取り入れて前記油圧流量制御手段を制御することが望ましい。
このように構成することにより、作業者の操作とアーム部材先端（作業ツール部）の動作との誤差の発生を抑制することができる。
【００１５】
また、前記作業ツール部は、作業対象を把持するグリッパと、土壌を崩す土壌ブレーカとを備え、前記第六の関節を介して作業ツール部を回転させることにより、前記グリッパと土壌ブレーカのいずれかを使用可能な状態に切り替えることが望ましい。
このように構成することにより、作業ツールの切り替えを容易にすることができる。すなわち、前記第六の関節の可動角を大きくすることにより、ツール切り替えのためのアクチュエータを新たに設ける必要がない。
【００１６】
また、前記第五の関節を介して第五のアーム部材を回転させることにより、前記グリッパと前記土壌ブレーカのいずれかを前記車両側に向けて使用可能な状態とすることが望ましい。このようにすれば、車両により近い場所においても作業を行うことができ、その作業範囲を広範囲のものとすることができる。
【００１７】
また、前記作業ツール部を車両に固定する固定手段を備え、前記第二の関節と第三の関節と第四の関節とを回転させることにより、前記作業ツール部を前記車両に近接させ、前記固定手段により固定することが望ましい。
このように作業ツール部を車両に固定することによって、油漏れ等によるアーム部材の降下を防止することができる。しかも、走行中にアームが揺動することがなく、車両の安定走行を可能にする。また、このように作業ツール部を前記車両に近接させることにより、より重心を車両側に移動させ車両姿勢を安定させることができる。更に、アーム部材が前方に伸びていないため、傾斜地に進入する際のアプローチアングルを大きく確保することができ、急な傾斜地に車両が進入する際、アーム部材が障害になることはない。
【００１８】
また、前記第五の関節を介して第五のアーム部材を回転させることにより、前記グリッパ及び前記土壌ブレーカを車両進行方向に対して直交方向に向け、前記固定手段により前記作業ツール部を前記車両に固定することが望ましい。
このように、前記グリッパ及び前記土壌ブレーカが、車両進行方向に対して直交方向に向けられて車両に固定されるため、より重心を車両側に移動させ車両姿勢を安定させることができる。また、傾斜地での登坂時において、作業ツール部の突起部が前に向けられないため、傾斜地に進入するアプローチアングルをより大きく確保することができ、車両は急な傾斜地に進入することができる。
なお、この多関節アームを備えた作業機械は、地雷除去作業において好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、車両に取り付けられ、油圧駆動により各関節を回転動作させる多関節アームを備える作業機械において、地中または地表の対象物を正確に取り扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明に係る一実施の形態について、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る多関節アームを備えた作業機械の全体を示す平面図、および側面図である。すなわち図１（ａ）は、作業機械の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ矢視側面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視側面図である。
【００２１】
図１に示す作業機械１００は、例えば地中に埋設された、または地表に設置された地雷を探知し、除去するために好適に用いられる。図１（ａ）に示すように、作業機械１００は、４つのクローラ１ａを車体の左右前後に備えた車両１の前部に、地雷を探知するためのセンサアーム２と、本発明に係る多関節アームとしてのプロッディングアーム３とを備えている。
【００２２】
前記センサアーム２は、図１（ｃ）の側面図に示すように、関節として機能するジョイント２ａ、２ｂによって、アーム部材２ｃ、２ｄが左右に所定の回転自由度を有し、先端に設けられたセンサ２ｅが車両１前方の所定のエリアを検知可能に構成されている。前記センサ２ｅは、地中または地表における金属を探知する機能を有するか、または、地中に存在する物体を電波により可視化する地中レーダ機能を有している。
尚、検知した場所には、例えばセンサアーム２が有するカラースプレー（図示せず）等によって、地表にマーキング処理が施される。
【００２３】
続いて図２乃至図９に基づきプロッディングアーム３について詳細に説明する。図２は、プロッディングアームの側面図、図３はプロッディングアームの平面図、図４はプロッディングアームの正面図である。また、図５はプロッディングアームの関節の回転自由度を説明するための模式図、図６は、プロッディングアームの先端部の移動範囲を説明するための模式図、図７は図６に基づいて測定した移動範囲を示す図、図８はプロッディングアームが有するツールチェンジャの使用形態を示す図、図９はプロッディングアームを折り畳んだ状態を示す図である。尚、図２乃至図４において、センサアーム２は図示を省略する。
【００２４】
図２〜図４に示すように、プロッディングアーム３は、車両１の前部に取り付けられる。すなわち、プロッディングアーム３の第一の関節として機能する第一ジョイント１１が、取付部材１０に一体形成され、この取付部材１０は車両１に対し強固且つ一体的に取り付けられている。
この第一ジョイント１１は、図５に示すように車両１を基準とする垂直軸周りに例えば±７０°の回転自由度を有し、支柱となる第一のアーム部材１２が第一ジョイント１１に連結されることで、第一のアーム部材１２が垂直軸周りに回動するようになされている。
【００２５】
なお、第一のアーム部材１２にはレバー１２ａが一体に設けられており、このレバー１２ａに一端が固定され、他端が車両に固定されたアクチュエータが設けられている。このアクチュエータとしては、油圧により直動動作するアームシリンダ１ｃが用いられる。したがって、このアームシリンダ１ｃが伸縮することにより、第一のアーム部材１２は垂直軸周りに回動する。
【００２６】
また、前記第一のアーム部材１２の先端には、第二の関節としての第二ジョイント１３が取り付けられている。前記第二ジョイント１３は、図５に示すように水平軸周りに例えば０°〜６０°（上方に６０°）の回転自由度を有し、第二のアーム部材１５が連結されることで、この第二のアーム部材１５が第二ジョイント１３を中心軸として回動するようになされている。
尚、前記第二のアーム部材１５を回転動作させるアクチュエータとして、油圧により直動動作するアームシリンダ３０が第一のアーム部材１２に沿って取り付けられている。
【００２７】
また、前記第二のアーム部材１５の先端には、第三関節としての第三ジョイント１６が取り付けられている。前記第三ジョイント１６は、図５に示すように水平軸周りに例えば０°〜−１１０°（下方に１１０°）の回転自由度を有し、第三のアーム部材１７が連結されることで、この第三のアーム部材１７が第三ジョイントを中心軸として回動するようになされている。
尚、前記第三のアーム部材１７を回転動作させるアクチュエータとして、油圧により直動動作するアームシリンダ３１が第二のアーム部材１５に沿って取り付けられている。
【００２８】
更に、前記第三のアーム部材１７の先端には、第四の関節としての第四ジョイント１８が取り付けられている。前記第四ジョイント１８は、図５に示すように水平軸周りに例えば０°〜５０°（上方に５０°）の回転自由度を有し、第四のアーム部材としてのスイベル部２０の筐体が連結されることで、このスイベル部２０が第四ジョイント１８を中心軸として回動するようになされている。
尚、前記スイベル部２０の筐体を回転動作させるアクチュエータとして、油圧により前後方向に直動動作するアームシリンダ３２が第三のアーム部材１７に沿って取り付けられている。
【００２９】
前記スイベル部２０は、作業ツール等を油圧制御するための油配管が接続されるいわゆるロータリジョイントである。
即ち、このスイベル部２０は、その下部先端に第五の関節としての第五ジョイント２１を有し、この第五ジョイント２１は、図５に示すように垂直軸周りに例えば±１８０°の回転自由度を有し、第五のアーム部材２２が連結されることで、この第五のアーム部材２２が垂直軸周りに回転可能になされる。尚、前記第五のアーム部材２２を垂直軸周りに回転動作させるアクチュエータとして、油圧により回転動作する油圧回転シリンダ３４が前記スイベル部２０の上方に取り付けられている。
このように前記スイベル部２０は、第四のアーム部材と第五の関節としての機能を有するものである。
【００３０】
さらに、前記第五のアーム部材２２の先端には、第六の関節としての第六ジョイント２３が取り付けられている。この第六ジョイント２３は、図５に示すように水平軸周りに例えば−１６０°〜２０°（上方に２０°、下方に１６０°）の回転自由度を有している。
この第六ジョイント２３には、フロントアタッチメントとしてツールチェンジャ２５（作業ツール部）が取り付けられており、このツールチェンジャ２５は、前記第六ジョイント２３を中心軸として回動するようになされている。
尚、前記ツールチェンジャ２５を回動させるアクチュエータとして、油圧により前後方向に直動動作するアームシリンダ３３が第五アーム部材２２に沿って取り付けられている。
【００３１】
このように、プロッディングアーム３は、６つのジョイントにより６自由度を有しているため、広範囲にアーム先端（ツールチェンジャ２５）を移動させることが可能である。なお、車両進行方向に延設される第二のアーム部材１５と第三のアーム部材１７との間に第三の関節１６が設けられているため、車両進行方向のアーム部材の総長さを伸縮させることができる。その結果、傾斜面走行時などにおいて、前記アーム部材の総長さを縮め、重心を車両側に移行させることにより、車両を安定させることができる。
【００３２】
また、第三のアーム部材１７の先端部にスイベル部２０を有し、このスイベル部２０の第三のアーム部材１７に対する角度を換えることができるため、広範囲にアーム先端（ツールチェンジャ２５）を移動させることが可能である。
更に、前記スイベル部２０によって、アーム部材の先端（ツールチェンジャ２５）の向きにも広範囲の自由度を与えることができるため、作業対象（地雷等）や車両１の姿勢に拘らず、作業対象を把持することができる。
【００３３】
次に、図６に基づいて、前記したアーム部材の先端（ツールチェンジャ２５）を移動範囲について更に詳述する。
図６の実線で示すように、ツールチェンジャ２５を進行方向に固定した場合（第五の関節２１を０度に固定した場合）には、図７（ａ）に示すように車両前方（第一のアーム部材１２の前方）１０００ｍｍから２４００ｍｍの範囲において地表と平行に、ツールチェンジャ２５を移動させることができる。
なお、このときの第一のアーム部材１２の長さは、６００ｍｍ、第二のアーム部材１５の長さは、８００ｍｍ、第三のアーム部材１７の長さは、６６０ｍｍ、第四のアーム部材２０の長さは、１４０ｍｍ、第五のアーム部材２２の長さは、８５０ｍｍとした。また、図７のグラフの横軸は第一のアーム１２の位置を原点とし、縦軸は地表を原点とした。
【００３４】
次に、前記の場合と同様に、図６の点線で示すように、ツールチェンジャ２５を進行方向と逆に固定した場合（第五の関節２１を１８０度回転させ固定した場合）には、図７（ｂ）に示すように車両前方（第一のアーム部材前方）―６００ｍｍから２４００ｍｍの範囲において地表と平行に、ツールチェンジャ２５を移動させることができる。
このように、前記スイベル部２０によって、アーム部材先端（ツールチェンジャ２５）の向きを換えることができるため、広い範囲において地表と平行に、ツールチェンジャ２５を移動させることができる。
【００３５】
また、前記した第二のアーム部材１５、第三のアーム部材１７が連結されているため、第一の関節である第一ジョイント１１の回転角度変位が微小であっても、アーム先端のツールチェンジャ２５の移動は大きなものとなる。すなわち、第一ジョイント１１の速度に対し、ツールチェンジャ２５の速度は大きくなる。
このため、前記アームシリンダ１ｃには、その動作速度を減速させるための減速機（図示せず）が設けられている。なお、前記アームシリンダ３０〜３３、および油圧回転シリンダ３４のそれぞれにも、その動作速度を減速させるための減速機（図示せず）を設けても良い。
また、各シリンダに供給する油圧量を制御する油圧流量制御手段（図示せず）を有する油圧バルブユニット４０が、前記第三ジョイント１６の上方に設けられている。
【００３６】
この構成により、アーム部材の先端（ツールチェンジャ２５）に微速度、滑らかさ、正確さ等が求められる地雷除去処理の際には、前記油圧流量制御手段が油圧ポンプからシリンダに供給される油圧量を可能な限り最少量にした上で、前記減速機を介すことにより制御する。
その結果、アーム先端（ツールチェンジャ２５）の動作速度は、例えば３〜８ｃｍ／ｓ程度に抑えられ、アーム先端のツールチェンジャ２５を微速度で移動させることができるため、滑らかで正確な作業が可能となる。
一方、地雷除去作業後等において、プロッディングアーム３を折り畳む際には、前記油圧流量制御手段により油圧ポンプからシリンダに供給される油圧量を増加させることによりアーム部材の動作が加速され、また、適正な速度に制御される。
【００３７】
また、前記ツールチェンジャ２５は、土砂を突いて崩す土壌ブレーカ２５ａと、地雷を把持するグリッパ２５ｂの２つのツールを備えている。
使用するツールの変更は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、アームシリンダ３３が直動動作し、第六ジョイント２３を中心軸としてツールチェンジャ２５を回転させることによってなされる。すなわち、図８（ａ）は、グリッパ２５ｂを使用する際の状態を示すものであり、図８（ｂ）は、土壌ブレーカ２５ａを使用する際の状態を示すものである。
【００３８】
図８は、車両１の進行方向に各ツールが向けられている状態を示しているが、油圧回転シリンダ３４の駆動により第五ジョイント２１を介して第五のアーム部材２２を回転させ、グリッパ２５ｂまたは土壌ブレーカ２５ａを車両１側に向けることもできる。このようにすれば、車両１により近い場所において作業を行うことができる。
また、ツールチェンジャ２５には、それぞれのツールを使用する際の補助手段として、図２に示すように、ＣＣＤカメラ２５ｃ，２５ｄ、エアノズル２５ｅ，２５ｆがそれぞれ備えられている。
すなわち、ＣＣＤカメラ２５ｃ、２５ｄは、ツールチェンジャ２５前方を映し出す手段であり、エアノズル２５ｅ、２５ｆは、土壌ブレーカ２５ａにより解された土砂を吹き飛ばして除去する手段である。
【００３９】
また、図８に示すように、土壌ブレーカ２５ａ及びグリッパ２５ｂには、プロテクタ２５ｈ、２５ｉが設けられている。更に、土壌ブレーカ２５ａ及びグリッパ２５ｂの作業領域の上方空間Ｓ１，Ｓ２には、何らの部材も配置していないため、誤って地雷を爆破させたとしても、土壌ブレーカ２５ａ及びグリッパ２５ｂの被害を最小限に抑制することができる。
【００４０】
また、前記プロッディングアーム３は、作業機械１００の走行移動時においては、図９に示すようにツールチェンジャ２５が車両１前方に近接するよう折り畳まれた状態とされる。その際、第五ジョイント２１を中心軸として、ツールチェンジャ２５が車両１の進行方向に対し横向きに９０°回転された状態とされ、土壌ブレーカ２５ａ及びグリッパ２５ｂが車両に対し直交するようになされる。
また、車両１前方にはアーム固定用フック１ｂが形成され、ツールチェンジャ２５にはアーム固定用ハンドル２５ｇが形成されており、プロッディングアーム３を折り畳んだ際、前記アーム固定用ハンドル２５ｇを前記アーム固定用フック１ｂに係止させることにより固定される。
【００４１】
このように作業機械１００の走行移動時においては、車両１前方へのオーバーハングが小さく抑えられ、重心が車両１側に移動し車両姿勢が安定する。
このため、平地においては、より走行安定性を向上することができ、傾斜地においては、転倒角（傾斜地での１８０°旋回時における最大安定傾斜角）を大きくすることができる。また、傾斜地での登坂時において、アームが前方に伸びておらず、ツールチェンジャ２５の突起部が前に向けられていないため、アプローチアングルを大きく確保することができる。すなわち、平地から大きな角度を有する傾斜地に車両を進入させることができる。
また、プロッディングアーム２５を折り畳んだ際に、プロッディングアーム２５は、アーム固定用フック１ｂとアーム固定用ハンドル２５ｇとにより固定されるため、シリンダ等からの油漏れがあったとしても、アーム部材の降下を防止することができる。しかも、走行中にアームが揺動することがなく、安定走行を維持することができる。
【００４２】
続いて、作業機械１００におけるプロッディングアーム３の制御動作について図１０のブロック図に基づき説明する。
車両１に設けられたジョイスティック等を操作すると、図１０に示すように動作指示信号がコントローラ４１に入力される。そして、コントローラ４１は、油圧バルブユニット４０が有する油圧ポンプ４０ａ及び油圧流量制御手段４０ｂの動作制御を行う。油圧バルブユニット４０においては、油圧ポンプ４０ａによって供給される油が、油圧流量制御手段４０ｂにおいて弁により流量制御され、アクチュエータＣに送られる。
そして、各アクチュエータ、すなわちアームシリンダ３０等は送られた油（油圧）により動作し、各ジョイントＪを回転動作させる。
【００４３】
また、第一ジョイント１１をはじめ、各ジョイントＪには、その回転角度を検出するセンサＭが設けられている。このセンサＭは、検出したジョイントの回転角度を信号としてコントローラ４１の補正手段４１ａにフィードバックするようになされている。
そして、補正手段４１ａにおいては回転角度の誤差から油圧流量の補正値を演算し、コントローラ４１は、その補正値を取り入れて前記油圧流量制御手段４０ｂを制御するようになされている。
【００４４】
続いて、以上の構成による作業機械１００を用いて、地中に埋設された地雷を検知して除去する作業手順について図１１のフローに基づき説明する。
先ず、作業地において、作業機械１００は、センサアーム２により埋設地雷の位置を探知して特定し、カラースプレー等により地表にマーキング処理を施す（図１１のステップＳ１）。
尚、位置特定の結果は、カラースプレー等によるマーキング処理以外にも、Ｘ、Ｙ軸の座標で把握し、一時記憶するようにしてもよい。但し、以下の説明においては、マーキング処理を行った場合について説明する。
【００４５】
次いで、前記ステップＳ１の位置特定結果に基づき、車両１に設けられたジョイスティック等（図示せず）によりプロッディングアーム３を遠隔操作し、ツールチェンジャ２５の土壌ブレーカ２５ａを埋設地雷に対し略水平方向からアプローチさせる（図１１のステップＳ２）。その際、作業者は、ＣＣＤカメラ２５ｃの映像を通じてマーキング位置を確認しながら、プロッディングアーム３の操作を行う。
【００４６】
次いで、地表下を土壌ブレーカ２５ａにより土砂を崩し、さらにエアノズル２５ｅにより土砂を吹き飛ばして除去しながら進み、地雷の側方から地雷に接近する（図１１のステップＳ３）。これにより、埋設されていた地雷は、地表に露呈した状態とされる。
次いで、第六ジョイント２３を中心軸としてツールチェンジャ２５を回転させ、作業ツールをグリッパ２５ｂに変更する（図１１のステップＳ４）。
そして、プロッディングアーム３を遠隔操作し、グリッパ２５ｂを地雷に対し略水平方向からアプローチさせる（図１１のステップＳ５）。その際、作業者は、ＣＣＤカメラ２５ｄの映像を通じて地雷位置を確認しながら、プロッディングアーム３の操作を行う。
次いで、グリッパ２５ｂを略水平方向から接近させ、該グリップ２５ｂによって地雷を把持し、プロッディングアーム３を操作して所定の場所に地雷を除去する（図１１のステップＳ６）。
【００４７】
尚、前記ステップＳ２及びステップＳ５においてツールチェンジャ２５を地雷に対し略水平方向からアプローチさせる操作は、図１２に破線で示すようにアームを折り畳んだ状態から、ツールチェンジャ２５を略平行に前方に移動させることによりなされる。
このように、ツールチェンジャ２５を、地雷に対して横方向（側方）からアプローチすることによって、地雷上面に衝撃を与える危険、すなわち地雷を爆破させる危険を回避するようになされている。また、誤って地雷を爆破させた場合、土壌ブレーカ２５ａ及びグリッパ２５ｂの上方は空間が形成されているため、爆破による被害を最小限に抑制することができる。
【００４８】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、プロッディングアーム３は、６つのジョイントにより６自由度を有しているため、広範囲にアーム先端（ツールチェンジャ２５）を移動させることが可能である。また、アーム先端の向きにも広範囲の自由度を与えることができるため、作業対象（地雷等）や車両１の姿勢に拘らず、作業対象を把持することができる。
特に、ツールチェンジャ２５を略水平方向からアプローチさせることができるため、例えば、地雷上面に衝撃を与える危険、すなわち地雷を爆破させる危険を回避することができる。
【００４９】
また、前記したように、本発明に係る実施の形態によれば、アーム根元に近いアクチュエータに減速機を設置し、減速するため、長尺アーム先端（ツールチェンジャ２５）の動作速度が、微速に抑えられる。したがって、地雷除去処理の際には、微速なアーム先端動作により、滑らか及び正確な作業が可能となる。
【００５０】
更に、本発明に係る実施の形態によれば、走行移動時において、折り畳まれたプロッディングアーム２５は、アーム固定用フック１ｂとアーム固定用ハンドル２５ｇとにより固定されるため、油漏れによるアームの降下を防止することができる。しかも、走行中にアームが揺動することがなく、安定走行を維持することができる。
【００５１】
尚、前記実施の形態においては、作業対象として、地雷を例に説明したが、本発明に係る多関節アームを備えた作業機械にあっては、地雷除去作業に限らず、農作業、地中のガス管作業、水道管作業等、広範囲に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる多関節アームを備えた作業機械は、地雷除去作業機械に限らず、例えば、農作業機、ガス管、水道管の敷設作業機、土木作業機に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明に係る多関節アームとしてのプロッディングアームを備えた作業機械の全体を示す平面図、および側面図である。
【図２】図２は、図１のプロッディングアームの側面図である。
【図３】図３は、図１のプロッディングアームの平面図である。
【図４】図４は、図１のプロッディングアームの正面図である。
【図５】図５は、図１のプロッディングアームの関節の回転自由度を説明するための模式図である。
【図６】６は、プロッディングアームの先端部の移動範囲を説明するための模式図である。
【図７】図７は、プロッディングアームの先端部の移動範囲を示す図である。
【図８】図８は、図１のプロッディングアームが有するツールチェンジャの使用形態を示す図である。
【図９】図９は、図１のプロッディングアームを折り畳んだ状態を示す図である。
【図１０】図１０は、図１のプロッディングアームの制御動作を説明するためのブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る作業機械を用いて、地中に埋設された地雷を検知して除去する作業手順を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、図１のプロッディングアームが有するツールチェンジャを、作業対象に対して平行にアプローチする際のプロッディングアームの動作を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、従来の作業機械の側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１        作業機械
１ｂ      アーム固定用フック（固定手段）
２        センサアーム
３        プロッディングアーム
４        下部補強部材
１１      第一ジョイント（第一の関節）
１２      第一のアーム部材
１３      第二ジョイント（第二の関節）
１５      第二のアーム部材
１６      第三ジョイント（第三の関節）
１７      第三のアーム部材
１８      第四ジョイント（第四の関節）
２０      スイベル部（第四のアーム部材）
２１      第五ジョイント（第五の関節）
２２      第五のアーム部材
２３      第六ジョイント（第六の関節）
２５      ツールチェンジャ（作業ツール部）
２５ａ    土壌ブレーカ
２５ｂ    グリッパ
２５ｇ    アーム固定用ハンドル（固定手段）
３０      アームシリンダ（アクチュエータ）
３１      アームシリンダ（アクチュエータ）
３２      アームシリンダ（アクチュエータ）
３３      アームシリンダ（アクチュエータ）
３４      油圧回転シリンダ（アクチュエータ）
４０      油圧バルブユニット
４０ａ    油圧ポンプ
４０ｂ    油圧流量制御手段
４１      コントローラ
４１ａ    補正手段
Ｍ        センサ（角度センサ）
１００    作業機械
【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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