(57)【要約】【課題】重量物の階段揚重が可能な階段揚重装置を提供する。【解決手段】本発明の階段揚重装置は、下段移動台１０と、その上方の中段移動台２０と、さらにその上の荷台３０とを互いに独立に水平移動できるように配置して３段構造とし、中段移動台と下段移動台とのそれぞれに複数本の脚１〜８を取り付け、複数本の脚それぞれに、若しくは水平移動方向において同じ位置となる脚群ごとに、それらの下端から中段移動台又は下段移動台までの距離（有効長）を変化させるための上下方向駆動装置１１１〜１１４を設け、荷台と下段移動台とのそれぞれを、中段移動台を介して独立に水平方向に駆動する水平方向駆動装置４０、５０を荷台、中段移動台又は下段移動台に設け、上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を制御装置１００にて制御し、階段の自動揚重を行わせるものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下段移動台と、その上方の中段移動台と、さらにその上の荷台とを互いに独立に水平移動できるように配置して３段構造とし、
前記中段移動台と下段移動台とのそれぞれに複数本の脚を取り付け、
前記複数本の脚それぞれに、若しくは水平移動方向において同じ位置となる脚群ごとに、それらの下端から前記中段移動台又は下段移動台までの距離（有効長）を変化させるための上下方向駆動装置を設け、
前記荷台と下段移動台とのそれぞれを、前記中段移動台を介して独立に水平方向に駆動する水平方向駆動装置を前記荷台、中段移動台又は下段移動台に設け、
前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする階段揚重装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記荷台に重量物を載せた後、前記上下方向駆動装置により前記下段移動台の脚の有効長を伸長させることによって当該階段揚重装置全体を階段の蹴上げ位置まで上昇させ、続いて前記荷台並びに下段移動台を固定したまま前記中段移動台のみを階段の踏み面の長さまで前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて前記荷台を、前記中段移動台をガイドとして利用しながら階段の踏み面相当の距離分、前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて、前記下段移動台の脚の有効長を前記上下方向駆動装置により縮短させた後、前記中段移動台をガイドとして前記下段移動台を階段の踏み面相当の距離分だけ前記水平方向駆動装置により水平移動させる動作を１サイクルとする揚重動作を、当該階段揚重装置に行わせることを特徴とする請求項１に記載の階段揚重装置。
【請求項３】
前記制御装置を前記階段揚重装置から離れた位置に設け、前記階段揚重装置の前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置との間で無線あるいは有線を介して接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項４】
前記中段移動台、下段移動台それぞれの前記脚の有効長を検出する脚有効長検出器を備え、
前記制御装置は、前記上下方向駆動装置の駆動により前記脚有効長検出器の検出する前記脚の有効長が予め設定した限界値に到達した時に、前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項５】
警報装置と、前記中段移動台、下段移動台それぞれの前記脚の有効長を検出する脚有効長検出器とを備え、
前記制御装置は、前記上下方向駆動装置の駆動により前記脚有効長検出器の検出する前記脚の有効長が予め設定した限界値に到達した時に、前記警報装置により警報を報知させることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項６】
前記荷台、中段移動台及び下段移動台それぞれの水平方向移動位置を検出する移動台位置検出器を備え、
前記制御装置は、前記水平方向駆動装置の駆動により前記移動台位置検出器の検出する前記荷台、中段移動台又は下段移動台の水平方向移動位置が予め設定した限界値に到達した時に、前記水平方向駆動装置を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項７】
警報装置と、前記荷台、中段移動台及び下段移動台それぞれの水平方向移動位置を検出する移動台位置検出器とを備え、
前記制御装置は、前記水平方向駆動装置の駆動により前記移動台位置検出器の検出する前記荷台、中段移動台又は下段移動台の水平方向移動位置が予め設定した限界値に到達した時に、前記警報装置により警報を報知させることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項８】
前記複数本の脚それぞれは、複数段で上下に伸縮して有効長を変化させる構造を具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項９】
前記上下方向駆動装置は、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１０】
前記水平方向駆動装置は、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１１】
前記複数本の脚は、前記下段移動台、中段移動台それぞれの、当該階段揚重装置の進行方向の前方と後方に相当する位置に少なくとも２本ずつ平行に配置し、
当該階段揚重装置の進行方向の前後に隣接する脚の間の距離を可変するための脚移動ガイドと、脚位置を移動させる脚位置移動装置とを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１２】
前記脚位置移動装置による前記脚の移動により確保される前後に隣接する脚間の距離は、階段の踏み面の幅より大きく、かつ２倍以内の寸法に制限したことを特徴とする請求項１１に記載の階段揚重装置。
【請求項１３】
前記下段移動台及び中段移動台それぞれの当該階段揚重装置の進行方向の後側に位置する脚の有効長の最大伸長距離は、階段蹴上げの３倍以上であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の階段揚重装置。
【請求項１４】
移動中、重量物又は階段揚重装置の重心近傍の位置を支えると共に、逆方向への移動を防止するための補助脚を具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１５】
前記複数本の脚それぞれを、交換可能なように着脱自在に取り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１６】
前記複数本の脚それぞれの下端部に底板を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１７】
前記下段移動台又は中段移動台に側脚を取り付け、当該側脚に平地での移動を行う水平移動機構を設けたことを特徴とする請求項１５に記載の階段揚重装置。
【請求項１８】
前記下段移動台と中段移動台との摺動部において、それらの一方にベアリングを設け、それらの他方に上下方向の変位を所定の幅内に収め、かつ水平方向の移動をガイドするガイドレールを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項１９】
前記中段移動台と荷台との摺動部において、当該荷台側にベアリングを設け、前記中段移動台に、前記ベアリングに対するガイドレールを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項２０】
前記荷台の水平度を検出する水平度検出器を備え、
前記制御装置は、前記水平度検出器の水平度検出信号に基づいて前記上下方向駆動装置による前記複数本の脚それぞれの有効長を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の階段揚重装置。
【請求項２１】
前記複数本の脚のうち、少なくとも進行方向の前方側に位置する脚の下部に、障害物の接触又は近接を検出する近接検出器を設け、
前記制御装置は、当該階段揚重装置の水平移動中に、前記近接検出器によって前記脚が階段蹴上げ面に接触あるいは近接したことを検出した時に、水平移動を停止させることを特徴とする請求項１又は２に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を提供することを目的とする。
【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。
【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。
【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】
【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、重量物の階段揚重が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】
本発明の階段揚重装置は、下段移動台と、その上方の中段移動台と、さらにその上の荷台とを互いに独立に水平移動できるように配置して３段構造とし、前記中段移動台と下段移動台とのそれぞれに複数本の脚を取り付け、前記複数本の脚それぞれに、若しくは水平移動方向において同じ位置となる脚群ごとに、それらの下端から前記中段移動台又は下段移動台までの距離（有効長）を変化させるための上下方向駆動装置を設け、前記荷台と下段移動台とのそれぞれを、前記中段移動台を介して独立に水平方向に駆動する水平方向駆動装置を前記荷台、中段移動台又は下段移動台に設け、前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を制御する制御装置を備えたものである。
【０００８】
本発明の階段揚重装置において、前記制御装置は、前記荷台に重量物を載せた後、前記上下方向駆動装置により前記下段移動台の脚の有効長を伸長させることによって当該階段揚重装置全体を階段の蹴上げ位置まで上昇させ、続いて前記荷台並びに下段移動台を固定したまま前記中段移動台のみを階段の踏み面の長さまで前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて前記荷台を、前記中段移動台をガイドとして利用しながら階段の踏み面相当の距離分、前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて、前記下段移動台の脚の有効長を前記上下方向駆動装置により縮短させた後、前記中段移動台をガイドとして前記下段移動台を階段の踏み面相当の距離分だけ前記水平方向駆動装置により水平移動させる動作を１サイクルとする揚重動作を、当該階段揚重装置に行わせるものとすることができる。
【０００９】
本発明の階段揚重装置において、前記上下方向駆動装置には、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を採用することができる。また、本発明の階段揚重装置において、前記水平方向駆動装置には、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を採用することができる。
【００１０】
本発明の階段揚重装置において、前記下段移動台と中段移動台との摺動部には、それらの一方にベアリングを設け、それらの他方に上下方向の変位を所定の幅内に収め、かつ水平方向の移動をガイドするガイドレールを設けることができる。また、本発明の階段揚重装置において、前記中段移動台と荷台との摺動部には、当該荷台側にベアリングを設け、前記中段移動台に、前記ベアリングに対するガイドレールを設けることができる。
【００１１】
さらに本発明の階段揚重装置において、重量物の階段揚重動作を安全に行わせるために水平度検出器、脚有効長検出器、リミットスイッチ、撮像装置あるいは加速度検出器を具備させ、それらの信号に基づいて制御装置に階段揚重動作を制御させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の階段揚重装置によれば、エレベータ機械室の機器の搬入搬出や階段における荷物搬送において、コンパクトに重量物の移動が可能であり、これによって、段差のある作業場所で短時間に安定した状態を維持しながら効率良く重量物を移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の１つの実施の形態の平面図及び正面図、図２は側面図である。同図に示されるように、本実施の形態の階段揚重装置は下段移動台１０、中段移動台２０、荷台３０からなる３段構造を有している。下段移動台１０と中段移動台２０は手前側と後側のガイドレール４５、４６並びに手前、後側それぞれの左右に配置されたローラ４１〜４４により互いに保持され、水平一軸方向（図１における左右方向）にガイドされながら互いに独立して動くことができる。
【００１４】
下段移動台１０には油圧機構により伸縮可能にした脚１〜４が、また中段移動台２０には、油圧機構により伸縮可能にした脚５〜８がそれぞれ取り付けてある。尚、各脚の先端には、階段での安定性を増すために後述するように底板を取り付けるのが好ましい。また、水平移動を可能とするために、キャスターやローラを取り付けられる構造とすることも望ましい。
【００１５】
中段移動台２０と荷台３０との間には、ローラ５１〜５４があり、これによって互いに独立して水平一軸方向（図１において左右方向）に移動可能にしている。
【００１６】
下段移動台１０と中段移動台２０の水平方向の移動は下段移動台１０に固定された水平方向駆動装置４０により駆動される。また、中段移動台２０には水平方向駆動装置５０が具備され、中段移動台２０と荷台３０とを水平方向に駆動する。尚、制御装置１００は、水平方向駆動装置４０又は５０の近傍のスペース、例えば、荷台３０、中段移動台２０、下段移動台１０それぞれ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。しかしながら、この制御装置１００は、有線又は無線を介して水平方向駆動装置４０、５０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が可能である。
【００１７】
中段移動台２０の一端には補助脚６０が、さらに、下段移動台１０あるいは脚１〜４には着脱可能な側脚７０、７２が取り付けてある。荷台３０の近傍に水平度を検出する水平度検出器８０が取付けてある。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１〜４、５〜８ごとに、図１６に示したように脚有効長検出器８１〜８４、８５〜８８が取り付けてあり、また、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近接検出器９１、９２、９３、９４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、例えば図示した荷台３０に加速度検出器９９を取り付ける。
【００１８】
図１６に示すように、制御装置１００には水平度検出器８０や脚１〜４、５〜８毎の脚有効長検出器８１〜８４、８５〜８８、前側の脚１、２また脚５、６それぞれが階段と衝突するのを避けるための近接検出器９１、９２また近接検出器９３、９４、加速度検出器９９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移動台のフィードバック制御を行う。
【００１９】
下段移動台１０の脚１〜４は、中段移動台２０の脚５〜８より内側にあり、下段移動台１０の全体が中段移動台２０により包み込まれる形をしている。また、下段移動台１０と中段移動台２０とはガイドレール４５、４６により互いに保持され、ローラ４１〜４４により水平方向にガイドされながら独立して動くことができる。すなわち、中段移動台２０側にはガイドレール４５、４６が取り付けられており、ローラ４１、４３はガイドレール４５と下段移動台１０によって挟み込まれ、また、ローラ４２、４４はガイドレール４６と下段移動台１０によって挟み込まれており、互いに独立して水平移動を可能にしている。
【００２０】
中段移動台２０と荷台３０との水平移動は、中段移動台２０の上面の両端それぞれに取り付けられたガイドレール５５、５６上を、荷台１０の下面に取り付けられたローラ５１〜５４が移動することにより行われる。このガイドレール５５、５６により、ローラ５１〜５４の脱輪は防止される。
【００２１】
図３（ａ）、（ｂ）は下段移動台１０の詳細図である。下段移動台１０にはそれぞれ上下に伸縮可能な４本の脚１〜４が取り付けてある。これらの各脚の最大有効長が使用する階段の蹴上げの３倍以上の長さを有し、テレスコピックな構造となっている。そして、それぞれの脚が油圧装置のような上下方向駆動装置１１１〜１１４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。これらの脚は座１５１〜１５４により下段移動台１０にボルトなどで着脱可能に固定されている。
【００２２】
下段移動台１０の下部には、これらの脚の駆動、並びに下段移動台１０と中段移動台２０の水平駆動用の駆動装置４０が具備されている。ここで、駆動装置４０は油圧装置の外に、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中段移動台２０を駆動するものとすることもできる。下段移動台１０あるいは脚１〜４には着脱可能な側脚７０、７２が取り付けてある。
【００２３】
移動方向の前側となる脚１には近接センサ又はリミットスイッチで成る近接検出器９１が、同じく脚２には近接検出器９２が取り付けてある。尚、駆動装置４０が油圧システムの場合には、下段移動台１０の一部に駆動用油タンクが装備される。それぞれの脚の下端には、底板１６１〜１６４が取り付けてある。
【００２４】
図４（ａ）、（ｂ）は、中段移動台２０の詳細図である。この中段移動台２０の横幅（図４（ｂ）において紙面垂直な方向の幅）は水平移動時に脚が走行するため、下段移動台１０の横幅より広くなっている。中段移動台２０には、座１５５〜１５８を介して、それぞれ上下に伸縮可能な４本の脚５〜８がボルトなどにより取り付けてある。これらの脚は下段移動台１０の脚１〜４と同様に最大有効長が使用する階段の蹴上げの３倍以上の長さを有し、かつテレスコピックな構造を有している。そして、それぞれの脚は油圧装置のような上下方向駆動装置１１５〜１１８により上下方向に伸縮して有効長を調整可能にしている。これらの脚は座１５５〜１５７により中段移動台２０にボルトなどで着脱可能に固定されている。さらに、それぞれの脚の下端には底板１６５〜１６８が取り付けてある。
【００２５】
中段移動台２０には、これらの脚５〜８並びに荷台３０を水平駆動するための水平方向駆動装置５０が取り付けてある。水平方向駆動装置５０は前述の下段移動台１０を駆動するための水平方向駆動装置４０と同様に、油圧装置の外に、ボールネジあるい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荷台３０を駆動するものとすることができる。また、この水平方向駆動装置５０が油圧装置の場合には、中段移動台２０の一部に駆動用油タンクが装備される。
【００２６】
移動方向の前側となる脚５には階段の蹴上げに近接したことを検出する近接センサ又はそれに対して接触したことを検出するリミットスイッチのような近接検出器９３が取り付けてあり、同じく脚６には近接検出器９４が取り付けてある。さらに、移動方向の後部となる位置に補助脚６０を設けて安定性を増している。この補助脚６０は必要に応じて設けるものである。尚、７４、７６は中段移動台用側脚であり、平地走行において使用するものである。
【００２７】
図５は下段移動台１０の別の構成を示している。この下段移動台１０では、階段の踏み面にあわせて、脚１、３間、脚２、４間の距離を調整することを目的として、脚１と脚２を固定し、脚３並びに脚４をそれぞれガイドレール１２０、１２２に沿ってスライドできるよう取り付けると共に、駆動装置１２１、１２３により脚間の距離を調整可能としたものである。ここで、駆動装置１２１、１２３は油圧シリンダ、油圧ジャッキなどによる油圧装置、あるいはボールネジあるい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を用いる。尚、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倍以内の寸法となるよう設定される。
【００２８】
図６は、中段移動台２０の別の構成を示している。この中段移動台２０では、階段の踏み面にあわせて、脚５、７間、脚６、８間の距離を調整することを目的として、脚５と脚６を固定し、脚７並びに脚８をそれぞれガイドレール１３０、１３２に沿ってスライドできるよう取り付けると共に、駆動装置１３１、１３３により脚間の距離を調整可能としたものである。ここで、駆動装置は油圧シリンダ、油圧ジャッキなどによる油圧装置、あるいはボールネジあるい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を用いる。脚間距離は下段移動台の脚間寸法とほぼ同じとなるよう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２倍以内の寸法となるよう調整される。
【００２９】
制御装置１００による階段揚重動作の制御機構は、図１６に示す構成である。すなわち、制御装置１００は、水平方向駆動装置４０、５０の動作位置により下段移動台１０、中段移動台２０、荷台３０それぞれの位置を検出する移動台位置検出器３００、荷台３０の水平度を検出する荷台水平度検出器８０、各脚１〜８それぞれの駆動装置１１１〜１１８の駆動位置より有効長を検出する脚有効長検出器８１〜８８、下段移動台１０の脚１、２、また中段移動台２０の脚５、６が階段の蹴上げ面へ近接したことを検出する近接検出器９１〜９４、加速度を検出する加速度検出器９９それぞれからの信号を入力して所定の演算制御を実行し、重量物Ｗの階段揚重動作の自動制御を行う。制御装置１００により制御される要素群は、下段移動台１０の脚１〜４それぞれを伸縮動作させる下段脚駆動装置１１１〜１１４、中段移動台２０の脚５〜８それぞれを伸縮動作させる中段脚駆動装置１１５〜１１８、下段移動台１０と中段移動台２０を独立に水平駆動する水平方向駆動装置４０、中段移動台２０と荷台３０を独立に水平駆動する水平方向駆動装置５０である。
【００３０】
以下、上記制御装置１００により重量物Ｗを、階段を利用して持ち上げる場合の揚重動作制御について、図７〜図１５を参照しながら説明する。
【００３１】
（ステップ１）図７（ａ）、（ｂ）において、本装置全体は初めに下段移動台１０に取り付けられた脚１〜４によって水平に保たれる。また、必要に応じて中段移動台２０に取り付けられた脚５〜８を補助的に使用し水平に安定して固定される。この水平保持は、水平度検出器８０からの出力をもとに制御装置１００により指令が出され、各脚１〜４、脚５〜８の下端から各移動台の底面までの有効長の調整へフィードバックされる。
【００３２】
下段移動台１０、中段移動台２０、荷台３０は、下段移動台１０と中段移動台２０との間に取り付けられた水平方向駆動装置４０、並びに中段移動台２０と荷台３０との間に取り付けられた水平方向駆動装置５０により、ほぼ同一の荷台中心線上に固定される。すなわち、この状態で重量物は重心の位置が荷台あるいは下段移動台のほぼ中央になるよう積載される。
【００３３】
重量物の積載が完了したなら、脚の移動時に脚が階段に衝突しないよう脚下端の高さを脚用の駆動装置１１１〜１１４を用いて上下に調整する。この際、必要に応じて駆動装置１１５〜１１８を併用する。
【００３４】
（ステップ２）続いて、図８（ａ）、（ｂ）に示すように下段移動台１０の脚１〜４により水平度を保ち、重量物Ｗを支えながら、中段移動台２０の脚５〜８を、駆動装置１１５〜１１８を用いて縮める。この時、移動方向の前側の脚５、６についてはその下端が階段の蹴上げの高さよりも少し高くなるまで縮め、後側の脚７、８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。
【００３５】
（ステップ３）続いて、図９（ａ）、（ｂ）に示すように中段移動台２０を階段方向に水平移動させる。この時、荷台３０は、下段移動台１０と中段移動台２０間に取り付けられた水平方向駆動装置４０並びに中段移動台２０と荷台３０間に取り付けられた水平方向駆動装置５０とを同時に逆方向に駆動することにより、重量物Ｗは重心の位置を変えることなくほぼその位置にとどまらせておく。すなわち、下段移動台１０と中段移動台２０は、ガイドレール４５、４６並びにローラ４１〜４４によって、また、中段移動台２０と荷台３０は、ローラ５１〜５４並びにガイド５５、５６により、互いに逆方向への水平移動を行う。
【００３６】
同時に、水平度検出器８０、脚有効長検出器８１〜８８、台位置検出器３００、近接検出器９１〜９４からの信号を基に制御装置１００で、脚１〜４の水平移動距離の設定並びにバランスを保つよう制御を行う。これにより、中段移動台２０は安定を保ちながら水平移動する。尚、本実施の形態では、いずれの制御工程においても、加速度検出器９９からの信号により過大な加速度が働いた場合には直ちに動作を停止させる。
【００３７】
（ステップ４）中段移動台２０が所定位置に水平移動したなら、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように中段移動台２０に取り付けられた脚駆動装置１１５〜１１８によりそれぞれ脚５〜８を降下させて有効長を伸ばし、中段移動台２０を水平に固定する。
【００３８】
（ステップ５）続いて、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、荷台３０を中段移動台２０との間に取り付けられた水平方向駆動装置５０により、階段の踏み面の長さにあわせて水平移動させる。この際、水平度検出器８０、脚有効長検出器８１〜８８、台位置検出器３００、近接検出器９１〜９４からの信号を基に制御装置１００で、本体のバランスを保つよう全ての脚１〜４、５〜８に対する制御を行う。荷台３０の水平移動が完了したなら、荷台３０の水平度を確認しながら、必要に応じて全脚又は脚５〜８のみの伸縮操作により荷台３０を含む本体全体を持ち上げる。尚、この操作時の安定性を保つために、補助手段として補助脚６０を用いることもある。
【００３９】
（ステップ６）続いて、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、中段移動台２０の脚５〜８で荷台３０を水平に支えながら、下段移動台１０の脚１〜４を縮める。
【００４０】
（ステップ７）引き続き、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、下段移動台１０と中段移動台２０との間に取り付けられた水平方向駆動装置４０により下段移動台１０を階段方向に踏み面の長さだけ水平移動させる。
【００４１】
（ステップ８）そして下段移動台１０の水平移動が完了したなら、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、水平度を確認しながら脚１〜４を伸ばす。
【００４２】
これにより、階段１段分の揚重動作が完了する。続いて、図１５に示すステップ１から揚重動作を再開し、上述したステップ１〜８の揚重動作を繰り返すことによって重量物Ｗを階段１段ずつ揚重する。尚、階段を下りる時は、上記と逆の動作を行う。
【００４３】
これらの一連の動作においては、前述したように水平度検出器８０、脚有効長検出器８１〜８８、台位置検出器３００、近接検出器９１〜９４からの信号を基に制御装置１００で、本体のバランスを保つよう全ての脚１〜４、５〜８に対する制御を行う。
【００４４】
尚、図１７に示したように、水平方向の駆動装置４０、５０、また脚駆動装置９１〜９８それぞれに対してストッパー３１０〜３２０を設け、移動距離が限界値を超えないように配慮し、さらに、これらのストッパー３１０〜３２０への接触を検出して制御装置１００が該当駆動装置を停止させるようにすることで、機械を保護することができる。また、ストッパーに代えて、あるいはストッパーと共にリミットスイッチ３２１〜３３１を設け、リミットスイッチに接触することで移動限界に近いことを検出し、警報器３３２により警報を出力させるようにすることもできる。
【００４５】
尚、本装置は重量物の階段移動を目的とするため、荷物の重心は低いほうが良い。そこで上記実施の形態のように、水平方向駆動装置４０並びに水平方向駆動装置５０を下段移動台１０又は中段移動台２０の内部に取り付けることにより、高さ方向の寸法を短くすることができ、これにより、重心位置を低くすることができると共に装置をコンパクトにできる。
【００４６】
また、下段移動台１０、中段移動台２０の各脚１〜４、５〜８を着脱可能にし、かつ、下段移動台１０に側脚７０、７２、中段移動台２０に側脚７４、７６を設けることによって、脚の歩行時の上下移動を実現するほか、本階段揚重装置を使用しないときに、大きさを極力小さくすることができ、階段の蹴上げ寸法以下に小さくすることで、収納スペースの削減とともに、持ち運びも容易とすることができる。
【００４７】
また、重量物Ｗの移動には大きなパワーを必要とする。そこで、駆動装置４０、５０、また脚駆動装置９１〜９８それぞれには、油圧機構を例示したが、ボールネジ、あるいは、リニア駆動によるサーボ機構を採用することもできる。また、油圧装置の適用に当たり動作油の格納タンクが必要になるが、下段移動台１０あるいは中段移動台２０の一部を動作油タンクとすることにより空間を有効に利用することが可能となる。
【００４８】
実際の階段においては、踏み面や蹴上げの寸法が種々異なる。このような問題に対処するため、本発明においては脚の有効長、つまりその下端から各移動台の底面までの距離を任意に可変できる駆動機構を備えている。また、別の実施の形態として図５、図６に示したように、ガイドレール並びに駆動機構を取り付けることにより、踏み面の寸法に応じて脚の幅を可変とできる。ここで、脚の幅を可変とするために、移動台にボルト用ネジ穴を複数箇所に設け、踏み面の寸法に応じて各脚は取付位置を変更できるようにしてもよい。さらにまた、予め階段寸法が既知である場合には、図２、図３に示したように、それぞれの脚に座を設け、例えば移動台に複数箇所にネジ穴を設けることにより、階段寸法に対応した位置のネジ穴を用いてネジ止めすることにより、所望の脚長さあるいは脚幅を得るようにすることもできる。
【００４９】
また、脚の取り付け部付近は応力が集中する。そこで、脚を中段移動台、あるいは下段移動台の近傍に支えるためにアングルのような補強材を配した構造にすることもできる。この他にも脚に対する梁や桁あるいは筋交いを追加することも同様な効果を有する。
【００５０】
また、本発明の階段揚重装置において、最大有効長は少なくとも階段蹴上げの３倍以上の長さにするのが良い。そして実際にはこの長さに余裕を加えた寸法とする。
【００５１】
本装置による重量物Ｗの移動中の重心の移動に伴う不安定性の問題を解決するため、移動中、重量物又は階段揚重装置の重心近傍の位置、あるいはこれに代わる位置を支える、あるいは逆方向への移動を防止できる補助脚を取り付けることが好ましい。具体的には、図１に示すように、進行方向に対し横方向に側脚７０、７２を設けたり、あるいは図３に示すように中段移動台２０に進行方向に垂直な方向にアームを設け、これに補助脚６０を取り付けることにより安定性を増すことができる。これらの方法により、より安定した重量物の移送が可能となる。
【００５２】
本階段揚重装置は重量物Ｗの階段揚重だけではなく、それに引き続き平床の移動にも利用するものである。そこで、脚を階段揚重のための歩行用と平地移動のための回転機能を併せ持つ構造とするために、歩行用脚と共にその側にキャスターあるいはローラの付いた側脚を設け、歩行用脚を最短まで短くすることで側脚の方を長くし、これによって平地移動させる構造にすることができる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、各脚の下部に幅広の底板を設けたが、これにより、脚の自立を可能とすることができ、より安定した移動が可能になる。
【００５４】
また、本実施の形態では、中段移動台２０と下段移動台１０との摺動部の構造に関して、図２に示すように下段移動台１０側がローラ４１〜４４を有し、中段移動台２０側が前記ローラの上下方向の移動を所定の幅内に収めながら水平方向に移動させるガイドレール４５、４６を有している。これによって、中段移動台２０と下段移動台１０との間の滑らかな水平移動が可能である。尚、本実施の形態の構造とは逆に、中段移動台２０と下段移動台１０との摺動部が、下段移動台１０側がスライドできる板状の構造物であり、中段移動台２０側に取り付けたガイドレールの上下面にローラを有し、中段移動台２０の水平方向の移動に伴う上下方向の移動を所定の幅内に収まるよう上下にガイドレールを有した構造にすることもできる。
【００５５】
また、本実施の形態では、中段移動台２０と荷台３０との摺動部が、荷台３０側がローラ５１〜５３を有し、中段移動台２０側が前記ローラに対するガイドレール５５、５６を有する構造にしてあり、これによって両者間の滑らかな水平移動が可能である。
【００５６】
本装置の操作を容易ならしめるため、図１８に示すように駆動装置の制御装置１００には自動と手動の切り替えスイッチ１０１と共に各駆動装置を手動操作する操作器群１０２を設け、また、移動速度を可変する速度設定器１０３を設けることにより、より安全かつ安定した動作を実現できる。
【００５７】
また、本実施の形態では装置に加速度検出器９９が設置してあり、制御装置１００はこの加速度検出器９９の検出する加速度が所定値を超える異常な値となった場合に走行動作を停止する、あるいは警報器３３２にて警告を報知するようにしており、これによってより安全な移動が可能である。
【００５８】
また、各脚にそれに掛かる荷重を検出する荷重検出器を取り付け、制御装置１００には各荷重検出器から出力される信号から、動作中の装置全体の重心位置を算出し、重心位置が、着地している脚から水平方向外側にはみ出さないように制御する制御機能を具備させ、脚の着地位置や、脚の間隔、補助脚を制御するようにすれば、本装置が転倒することなく、安定に動作できるようになる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、下段移動台１０、中段移動台２０それぞれの移動方向の前側の脚１、２、脚５、６の下部に階段の蹴上げ面への接触若しくは近接を検出する近接検出器９１〜９４を設けたことにより、脚が階段蹴上げ面に衝突あるいは接近した時、水平移動を停止させることができ、より安全な移動が可能である。
【００６０】
さらに、装置全体の自動運転を行わせる場合のために、図４に示したように進行方向や周囲を撮像する撮像手段２００を取り付け、この撮像信号を制御装置１００に入力し、これらの信号をもとに階段上の脚の着地点を設定しながら歩行制御を行うようにすれば、より正確かつ安全な自動運転が可能となる。また、画像信号は手動操作においても有効である。
【００６１】
さらにまた、進行方向側の先端に、衝突防止のためのダンパを設けることによって、衝突時の重量物の運搬にともなう不安定な状態を回避できる。加えて、荷台３０にころがり防止装置を取り付ければ、重量物Ｗの移動に伴う不安定な状態を予め回避できる。さらに、制御システムの中には非常時停止装置などの安全装置を組み込むとにより安全性を向上できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第1の実施の形態の階段揚重装置の平面図及び正面図
【図２】上記実施の形態の階段揚重装置の側面図。
【図３】上記実施の形態の階段揚重装置における下段移動台の平面図及び正面図。
【図４】上記実施の形態の階段揚重装置における中段移動台の平面図及び正面図。
【図５】本発明の他の実施の形態の階段揚重装置における下段移動台の正面図。
【図６】本発明の他の実施の形態の階段揚重装置における中段移動台の正面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その１の平面図及び正面図。
【図８】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その２の平面図及び正面図。
【図９】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その３の平面図及び正面図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その４の平面図及び正面図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その５の平面図及び正面図。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その６の平面図及び正面図。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その７の平面図及び正面図。
【図１４】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その８の平面図及び正面図。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置による階段揚重動作状態その９の正面図。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置における制御装置の機能ブロック図。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置における制御装置の他の機能例のブロック図。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の階段揚重装置における制御装置の外観を示す平面図。
【符号の説明】
【００６３】
１０：下段移動台、２０：中段移動台、３０：荷台、１〜４：下段移動台に取り付けられた脚、５〜８：中段移動台に取り付けられた脚、４０：水平方向駆動装置、４１〜４４：ローラ、４５、４６：ガイドレール、５０：水平方向駆動装置、５１〜５４：ローラ、５５、５６：ガイドレール、６０：補助脚、７０、７２：下段移動台用側脚、７４、７６：中段移動台用側脚、８０：水平度検出器、８１〜８８：脚有効長検出器、９１〜９４：近接検出器、９９：加速度検出器、１００：制御装置、１１１〜１１４：下段脚駆動装置、１１５〜１１８：中段脚駆動装置、１２０、１２２：ガイドレール、１２１、１２３：駆動装置、１３０、１３２：ガイドレール、１３１、１３３：駆動装置、１５１〜１５４：脚用座、１５５〜１５８：脚用座、１６１〜１６４：脚用底板、１６５〜１６８：脚用底板、２００：撮像装置、３００：台位置検出器。
【図１】
2007153521.tif 000003
【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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