(57)【要約】【課題】棒状構造物に機器を着脱自在に装着することができる機器着脱装置を提供する。【解決手段】機器４に設けた機器着脱装置２の係合片１４を脚式歩行ロボット１の胴体に係合載置させ、胴体を上方に移動させることで、把持部１２の可動片部に連結した動作伝達部１５を牽引して、可動片部を把持部１２の開口側に回動させる。把持部１２を開口させた状態で、脚式歩行ロボット１を前進させて機器着脱装置２を棒状構造物３側に移動させ、把持部１２を棒状構造物３に係合させる。その後、胴体を降下させることで、可動片部を把持方向に回動させ、把持部１２で棒状構造物を把持する。これにより、脚式歩行ロボット１の歩行と胴体を上下方向に移動させるだけで、機器４を簡単に棒状構造物３に対して着脱させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔走行機により運搬され、棒状構造物に機器を着脱自在に装着する機器着脱装置であって、
前記機器着脱装置は、前記機器に取付けられた、前記棒状構造物を上下方向から挟んで把持する係止片部及び可動片部を有した把持部と、
前記可動片部を前記把持部の閉口方向に付勢する付勢部材と、
前記遠隔走行機の上下動に応じて、前記遠隔走行機との係合離脱が可能な係合片と、
前記可動片部と前記係合片とを連結する動作伝達部と、
を有することを特徴とする機器着脱装置。
【請求項２】
前記棒状構造物の軸回りでの回転を防止する回転防止部材が、前記機器に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の機器着脱装置。
【請求項３】
前記可動片部が、一端部を中心に他端部が回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機器着脱装置。
【請求項４】
前記可動片部が、直線摺動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機器着脱装置。
【請求項５】
前記機器着脱装置を取付けた機器の代わりに装置取付体を用い、
前記装置取付体が、前記機器を着脱自在に取付け可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の機器着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遠隔走行機を用いて機器を棒状構造物に対して着脱自在に装着する機器着脱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有線や無線によって操縦できる遠隔走行機は、人が入れない場所や人が近づくことが困難な場所に進入していくことができ、進入した場所において調査や作業などを行うことができる装置である。上述したような場所に遠隔走行機を用いて、機器を目標位置まで搬送する際には、遠隔走行機としては、運搬機能だけでなく、機器の装着・回収を行う機能も併せ持っていることが必要になる。
【０００３】
しかも、装着した機器が遠隔走行機の走行の障害とならないように、遠隔走行機が走行する通路に沿って配設された手すりなどの棒状構造物に機器を固定しておくことが望ましいことになる。なお、以下では、棒状構造物の代表例として手すりを例に挙げて説明していくことにする。
【０００４】
遠隔走行機を用いて、機器を手すりに引掛けて固定した状態に装着しておいたり、装着した機器を手すりから取外す作業を行わせたりすることは、単に遠隔走行機を改良しておくだけでは困難な作業となっている。
【０００５】
従来から円筒状や円柱状の構造物に機器を装着する締結ツールとして、二つの円弧形状の帯板で円筒状や円柱状の箇所を挟み付けて締結する電柱用ワンタッチバンドなどが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１１３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、遠隔走行機を用いて手すりに機器を装着する場合、遠隔走行機に保持された機器を手すりに近づけることは容易であるが機器を手すりに装着するため、また取外して回収するための精密な作業を行わせるには、そのような動作を可能とするための構成（例えばマニュプレータ）や高精度の制御を要する。
【０００８】
本発明に係る実施形態は、上述した従来からの課題に鑑み、遠隔操作機を用いて、棒状構造物に機器を着脱自在に装着することが容易に可能な機器着脱装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る実施形態の機器着脱装置は、遠隔走行機により運搬され、棒状構造物に機器を着脱自在に装着する機器着脱装置であって、前記機器着脱装置は、前記機器に取付けられた、前記棒状構造物を上下方向から挟んで把持する係止片部及び可動片部を有した把持部と、前記可動片部を前記把持部の閉口方向に付勢する付勢部材と、前記遠隔走行機の上下動に応じて、前記遠隔走行機との係合離脱が可能な係合片と、前記可動片部と前記係合片とを連結する動作伝達部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、機器を運搬する遠隔走行機を用いて、棒状構造物に機器を着脱自在に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】遠隔操作機として脚式ロボットを用いて、機器着脱装置を棒状構造物に装着するまでの状態をイメージした図であり、把持部を開口させた状態（Ａ）、把持部の係合片部を棒状構造物に係合させた状態（Ｂ）、把持部を閉口させて棒状構造物を把持した状態（Ｃ）を示している。（実施形態１）
【図２】側面視において把持部を開口させた状態の要部拡大図（Ａ）、把持部を閉口させた状態の要部拡大図（Ｂ）である。（実施形態１）
【図３】把持部の係止片部と一対の可動片部の配置関係を示す平面図である。（実施形態１）
【図４】機器着脱装置と機器とを別体に構成して、側面視において把持部を開口させた状態を示す要部拡大図（Ａ）、把持部を閉口させた状態を示す要部拡大図（Ｂ）である。（実施形態２）
【図５】他の把持部の構成において、側面視での把持部を開口させた状態を示す要部拡大図（Ａ）、把持部を閉口させた状態を示す要部拡大図（Ｂ）である。（実施形態３）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る機器着脱装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下では、図１〜図５で示した構成を用いて説明を行うが、機器着脱装置の構成を分かり易く説明するため、一部の構成についてその構成の図示を省略した図面を用いている。
【００１３】
［実施形態１］
以下では、遠隔走行機として脚式歩行ロボット１を用いて、機器着脱装置２と脚式歩行ロボット１を介して機器４を棒状構造物３に対して着脱自在に装着させる構成について説明する。
【００１４】
なお、遠隔走行機として、以下では脚式歩行ロボット１を用いた構成を例に挙げて説明を行うが、本実施形態に係る遠隔走行機としては、脚式歩行ロボット１の構成に限定されるものではない。機器着脱装置２の把持部１２を開閉させるため、把持部１２の係合片１４を上下方向に移動させることが行える機構を備えた自走式の走行機であれば、本実施形態に係る遠隔走行機として用いることができる。
【００１５】
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、脚式歩行ロボット１を用いて機器着脱装置２により、棒状構造物３に機器４を装着するまでの各作業状態を示している。図１（Ａ）は、遠隔走行機としての脚式歩行ロボット１における胴体に係合片１４を係合させ、機器４及び機器着脱装置２の自重により動作伝達部１５を牽引状態にして、把持部１２を開口させた状態を示している。図１（Ｂ）は、把持部１２の係止片部２１を棒状構造物３に引掛けた状態を示している。図１（Ｃ）は、脚式歩行ロボット１における胴体を下降させて、胴体と係合片１４との係合状態を解除し、可動片部２２を閉方向に付勢する付勢力によって把持部１２を閉口させ、棒状構造物３を把持した状態を示している。
【００１６】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）では、脚式歩行ロボット１の側面図を示しているので、２脚の脚部１ｃのみを図示しているが、脚式歩行ロボット１は、前脚に２本の脚部１ｃ、後脚に２本の脚部１ｃをそれぞれ備えた構成になっている。また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示している回転防止部１８の図示、回転防止部１８が当接して吊り下げ状態の機器の回転を規制する構造物の図示は省略している。
【００１７】
脚式歩行ロボット１では、各脚部１ｃの関節部を介して４本の脚部１ｃをそれぞれ屈伸制御することにより、前進や後退、階段の上り降り、脚式歩行ロボット１の胴体の昇降動、段差のある場所を跨いだり、段差のある場所に乗ったり下りたりすることができる。
【００１８】
図示例の脚式歩行ロボット１は、原子炉におけるキャットウォークの通路を走行する場合を想定しているが、脚式歩行ロボット１は、上述したキャットウォークを走行するものに限定されるものではない。人が入れない場所や近づくことが困難な場所に機器等を搬送したりするのに有効な搬送手段として、脚式歩行ロボット１を用いることができる。
【００１９】
また、棒状構造物３に装着する機器４としては、測定や計測、監視等を行うセンサや機械類の他に、棒状構造物３に装着しておくことが求められる電力や無線の中継器、遮熱板等の部品類も包含しているものである。更に、棒状構造物３としては、手すりに限定されるものではなく、後述するように機器着脱装置２によって機器４を着脱自在に装着させることができる棒状構造物であれば、水平方向に配設された配管等の棒状構造物を用いることができる。
【００２０】
更に、図示例では、機器着脱装置２が機器４に備えられた構成を示しているが、詳しくは図４を用いて実施形態２に関する構成として後述するが、機器着脱装置２と機器４とを別体に構成し、機器着脱装置２の装置取付体３０に対して機器４を着脱自在に取付ける構成にしておくこともできる。
【００２１】
以下では、機器着脱装置２を機器４に備えさせた構成を基にして説明を行う。
（機器着脱装置の構成、機器を棒状構造物に取付ける構成）
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、機器着脱装置２は、構造物の棒状構造物３を上下方向から把持する把持部１２と、把持部１２を開閉状態に操作する動作伝達部１５と、動作伝達部１５を作動させる係合片１４と、把持部１２の可動片部２２を閉方向に付勢する図示せぬ付勢部材を備えた構成になっている。
【００２２】
最初に、機器着脱装置２の構成を説明するため、図１（Ａ）に示した機器着脱装置２の把持部１２を開口させた状態の要部拡大図を示している図２（Ａ）と、図１（Ｃ）に示した機器着脱装置２の把持部１２を閉口させた状態の要部拡大図を示している図２（Ｂ）を用いて説明する。
【００２３】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、棒状構造物３側に面した機器４の裏面には、開閉軸２３を介して係止片部２１と可動片部２２が設けられている。係止片部２１は固定片として構成されており、可動片部２２は、開閉軸２３に設けた図示せぬ捩じりバネによって、開閉軸２３を中心として係止片部２１側に回動付勢された構成になっている  。
捩じりバネのバネ力は、機器着脱装置２及び機器４の自重によって生じる力よりも弱い力が発生するように構成されている。
【００２４】
図３に把持部１２の平面形状を示しているように、機器４の中央部には係止片部２１が配設されており、係止片部２１の両側である機器４の側面側には、係止片部２１の下方側の領域で回動する一対の可動片部２２ａ、２２ｂが配設されている。このように係止片部２１及び一対の可動片部２２ａ、２２ｂを配設しておくことにより、一対の可動片部２２ａ、２２ｂ（以下では、可動片部を総称して符号２２で表す。）と係止片部２１とによって３点支持の状態で棒状構造物３を上下方向から把持することができる。そして、機器４を安定した状態で棒状構造物３に対して着脱自在に装着することができる。
【００２５】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、機器４の裏面には、棒状構造物３に装着した機器４が回動しないようにするため、棒状構造物３等の構造部材に当接して機器の回動を防止する回転防止部１８が設けられている。しかし、把持部１２で棒状構造物３を把持した状態だけで、機器４の回動を防止しておくことができる構成のときには、回転防止部１８を設けておかない構成にしておくこともできる。なお、図１（Ａ）〜（Ｃ）では、回転防止部１８の図示は省略している。
【００２６】
可動片部２２には、動作伝達部１５の一端部が連結しており、動作伝達部１５の他端部は、係合片１４が連結されている。動作伝達部１５は、ワイヤやロープ等の紐状体から構成されており、係合片１４を上方に移動させることにより、把持部１２を開口させる方向に可動片部２２を牽引することができる。
【００２７】
動作伝達部１５の摺動方向を変えるため、機器４の表面には支持片２９が立設されており、支持片２９には回転軸２９ａに軸支された伝達方向変更部１６が設けられている。伝達方向変更部１６は、溝付きプーリーとして構成しておくことができる。
【００２８】
伝達方向変更部１６の構成としては、溝付きプーリーの形状に限定されるものではなく、摩擦抵抗の少ない滑らかな曲面を有する部材で構成しておくこともできる。また、動作伝達部１５を紐状体に構成せずに、可動片部２２を回動させることができる図示せぬリンク機構等を用いて紐状体の代わりに動作伝達部１５を構成しておくこともできる。
【００２９】
機器４の表面には、ドブテール溝等のスライド機構を表面に有した接続部１３が設けられており、係合片１４は、接続部１３に対して上下方向に摺動可能に係合している。接続部１３には、係合片１４がスライド機構から落下しないようにするため、ストッパ等が設けられている。係合片１４は、側面視の断面形状がコ字状で、コ字状の開放面を下方に向けた形状に形成されている。コ字状を形成する接続部１３から離れた一端面は、図２に示した脚式歩行ロボット１の胴体の端縁側に形成した突起部または係合凹部１ａに係合することができる。
【００３０】
係合片１４の内面には、胴体との当接状態を検知する固定検知部１９が設けられており、係合片１４と胴体との係合状態を確認することができる。固定検知部１９としては、光センサや接触センサ、近接センサなどの係合片１４と胴体との係合状態を確認できるセンサを用いることができる。
【００３１】
機器４の表面には、把持部１２の把持状態を検出する表示部１７が設けられている。表示部１７での表示状態を確認することにより、機器着脱装置２が棒状構造物３を確実に把持しているか否かの状態を確認することができる。表示部１７としては、脚式歩行ロボット１を操作する操作者が確認することができる表示部として構成されており、把持部１２の把持状態を光や音で伝えることのできる表示器を用いることができる。
【００３２】
（把持部の開閉操作）
図１（Ａ）、図２（Ａ）に示すように、係合片１４を脚式歩行ロボット１の胴体に載置するとともに、胴体に形成した係合凹部１ａに係合させる。胴体を上方に移動させることにより、係合片１４は接続部１３のスライド面上を上方に向かって摺動する。そして、係合片１４の上方への摺動によって、動作伝達部１５は可動片部２２を開閉軸２３に設けた捩じりバネのバネ力に抗して上方に引張り上げられ、可動片部２２を把持部１２の開口方向に回動させる牽引力を発生する。  
そして、可動片部２２を大きく回動させて、棒状構造物３を把持する把持部１２の開口を大きくした状態では、把持部１２内に棒状構造物３が挿入し易くなる。
【００３３】
可動片部２２を大きく回動させた状態において、脚式歩行ロボット１を前進させて図１（Ｂ）に示すように、棒状構造物３の上方から係止片部２１を引掛ける。このとき、機器４に設けた回転防止部１８が、図２（Ｂ）に示すように棒状構造物３等の構造物に当接して、機器４の吊り下げ状態を維持することができる。このとき回転防止部１８が当接する棒状構造物３は、把持部１２で把持する棒状構造物３とは別のものである。
【００３４】
次に、図１（Ｃ）に示すように、脚式歩行ロボット１の胴体を更に下降させることで、動作伝達部１５からの牽引力が解除され、可動片部２２は開閉軸２３に設けた図示せぬ捩じりバネのバネ力によって、把持部１２を閉口させる方向に回動する。そして、把持部１２は、棒状構造物３を上下方向から把持することができる。
【００３５】
また、図１（Ｃ）の状態から胴体を上昇させて図１（Ｂ）の状態にし、更に胴体を上昇させ、図１（Ａ）に示すように、脚式歩行ロボット１を後退させることで、機器４を棒状構造物３から取外すことができる。
【００３６】
このようにして、機器４を棒状構造物３に着脱自在に装着させることができる。また、機器着脱装置２と機器４との関係は、図１、図２に示すように機器着脱装置２を機器４に設けた構成にしておくことも、図４を用いて後述するように、機器着脱装置２と機器４とを別体に構成しておくこともできる。そしてこの別体に構成した場合には、各種機器４を選択的に機器着脱装置２に取付けることができ、上述した機器着脱装置２と機器４とを一体的に構成した場合と同様に、機器４を棒状構造物３に対して着脱自在に装着させることができる。
【００３７】
（効果）
本発明の実施形態１によれば、脚式歩行ロボット１の胴体に係合片１４を係合載置した状態で、胴体を上下動させることにより把持部１２を開口状態や閉口状態にすることができる。しかも、把持部１２を開口状態にすれば、把持部１２の係止片部２１を棒状構造物３に対して簡単に引掛けておくことができる。
【００３８】
その後、係合片１４を係合載置した胴体を下降させると、開閉軸２３に設けた捻じれバネのバネ力によって、可動片部２２は閉じる方向に回動して、把持部１２で棒状構造物３を把持することができる。これによって、機器４を棒状構造物３に対して簡単に装着することができる。
【００３９】
しかも、把持部１２が閉口した状態では、一対の可動片部２２と固定状態とした係止片部２１とで上下方から把持した状態になり、３点支持で棒状構造物３を把持することができる。これにより、機器４を安定した状態で棒状構造物３に装着しておくことができる。
【００４０】
また、機器４を棒状構造物３から取外す際には、脚式歩行ロボット１の胴体で係合片１４を係合載置して、胴体を上方に移動させることで簡単に棒状構造物３から取外すことができる。
【００４１】
可動片部２２を開口方向側に回動させる際には、把持部１２の開口が最大に開いた状態にしておくことができ、棒状構造物３の把持、把持状態からの解除を簡単に行える。また、把持部１２における最大の開口量を規制するため、開放方向に回動する可動片部２２に当接するストッパを設けておくことができる。
【００４２】
また、機器４が棒状構造物３の軸方向回りでの回転は、回転防止部１８によって防止しておくことができるので、機器４を所望の配置状態で棒状構造物３に対して確実に装着させておくことができる。しかも、回転防止部１８によって棒状構造物３に装着した機器４の向きが装着時の状態を維持することができるので、機器４を棒状構造物３から取外す際には脚式歩行ロボット１による回収作業を容易にできる。
【００４３】
更に、脚式歩行ロボット１に係合片１４が係合載置された状態は、固定検知部１９で確認することができ、また、把持部１２による棒状構造物３の把持状態を表示部１７で確認することができるので、遠隔操作する作業者の確認作業を確実に行うことができる。
【００４４】
［実施形態２］
図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて、本発明の実施形態２の構成を説明する。実施形態２では、機器着脱装置２に対して機器４を着脱自在に装着することができる構成になっている。他の構成は、実施形態１における構成と同様の構成になっており、実施形態１における構成と同様の構成については、同一の部材符号を用いることでその部材の説明を省略する。
【００４５】
（機器着脱装置の構成）
実施形態２における機器着脱装置２は、実施形態１として図２（Ａ）、（Ｂ）に示した機器４に設けられた構成の代わりに、装置取付体３０に設けた構成になっている。装置取付体３０の構成としては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示した機器４と同様の構成にしておくことができ、機器４は装置取付体３０に対して着脱自在に取付けることができる。図示例では、装置取付体３０の表面側に機器４を取付けた構成を示しているが、装置取付体３０の側面側などに機器４を取付けた構成にしておくこともできる。
【００４６】
また、機器４を装置取付体３０に対して着脱自在に取付ける構成としては、従来から公知の着脱自在に取付けることができるフック構成やネジ固定構成等の取付構造を採用することができる。
【００４７】
（効果）
機器４と装置取付体３０とを別体に構成し、装置取付体３０に対して機器４を着脱自在に装着させることにより、各種の機器４ごとに機器着脱装置２を設けておくことが不要になり、機器４及び機器着脱装置２の保管スペースを狭く構成しておくことができる。
【００４８】
［実施形態３］
図５（Ａ）、（Ｂ）を用いて、本発明の実施形態３の構成を説明する。実施形態３では、把持部１２における可動片部２６の構成が、実施形態１における可動片部２２の構成と異なっている。他の構成は、実施形態１における構成と同様の構成になっており、実施形態１における構成と同様の構成については、同一の部材符号を用いることでその部材の説明を省略する。また、図５（Ａ）、（Ｂ）には、脚式歩行ロボット１の胴体の図示や、棒状構造物３の図示は省略している。
【００４９】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）では、機器着脱装置２に機器４を取付けた構成を示しているが、実施形態２で説明したように、機器着脱装置２の装置取付体３０に対して機器４を着脱自在に取付ける構成にしておくこともできる。
【００５０】
（把持部の構成）
図５（Ａ）には、把持部１２が閉じた状態を示しており、図５（Ｂ）には、把持部１２が開放された状態を示している。可動片部２６には、動作伝達部１５の一端部が固定されており、動作伝達部１５の他端部は係合片１４に固定されている。また、動作伝達部１５の動作方向を変更するため、機器４の表面に立設した支持片２９の回転軸２９ａに軸支された伝達方向変更部１６が設けられている。
【００５１】
可動片部２６は、機器４に設けたガイド部２８に摺動方向を規制されており、ガイド部２８によって機器４の前後方向に対して摺動可能に配設されている。また、可動片部２６の端部とガイド部２８のフランジ部との間には、可動片部２６を前方側に付勢する圧縮コイルバネ２７が設けられている。圧縮コイルバネ２７のバネ力は機器着脱装置２の自重と機器４の自重とを合わせた合計重量により発生する力よりも弱く構成されている。
【００５２】
脚式歩行ロボット１の胴体で係合片１４を係合載置することにより、図５（Ｂ）に示すように、可動片部２６を圧縮コイルバネ２７の付勢力に抗して把持部１２を開口させる方向に移動させることができる。係止片部２５を棒状構造物３に引掛けたあとで、脚式歩行ロボット１の胴体を係合片１４との係合載置状態を解除することで、可動片部２６を圧縮コイルバネ２７のバネ力によって把持部１２を閉じた状態にすることができる。
【００５３】
（効果）
可動片部２６の前後方向の移動量をガイド部２８のガイド面の長さ寸法によって調整することができるので、棒状構造物３を挿入するための把持部１２の開口量を簡単に調整することができる。そして、実施形態１と同様の効果を奏することができるので、機器４を簡単に棒状構造物に対して着脱させることができる。
【００５４】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１…脚式歩行ロボット、２…機器着脱装置、３…棒状構造物、４…機器、１２…把持部、１４…係合片、１５…動作伝達部、１７…表示部、１８…回転防止部、１９…固定検知部、２１…係止片部、２２…可動片部、２３…開閉軸、２５…係止片部、２６…可動片部、２７…圧縮コイルバネ、３０…装置取付体
【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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