(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ下方に延び、アーム駆動装置により互いの間隔を広げた開放位置と、同開放位置から互いに近づいて対象物を抱え込む抱え込み位置に駆動される一対のアームを備えた抱え込み装置であって、
上記一対のアームの少なくとも一方は、上記抱え込み位置に向けて変位されるに従って、対象物と同対象物が置かれた載置面との間に挿入される挿入部を有し、
上記挿入部は、該挿入方向に関して並列に配設された複数の挿入部材を有すると共に、同複数の挿入部材は複数のグループに分けられ、
上記複数の挿入部材の先端の上下変位をグループ毎に順番に繰り返す駆動機構を備え、
更に上記駆動機構は、最も上にあって上記対象物の下面を支えている１つのグループの挿入部材が、次に上昇して同対象物の下面を支える他のグループの挿入部材の上昇に伴い、上記アームに対して上記挿入方向と逆方向に変位するように、各グループの挿入部材を駆動することを特徴とする抱え込み装置。
【請求項２】
上記駆動機構は、上記各挿入部材の先端が上記アームの駆動軌跡と平行な平面において同アームに対し円運動を行うように各挿入部材を駆動し、
該円運動は、同円運動の最下点から上記対象物へ向かうときに上昇する方向に回転することを特徴とする請求項１記載の抱え込み装置。
【請求項３】
上記駆動機構は、上記アームに支持され上記アームの駆動軌跡と平行な平面において駆動源により回転される第１連結部材と、同第１連結部材からオフセットした位置で上記アームに回転可能に支持される第２連結部材とを少なくとも上記各グループ毎に備え、各第１及び第２連結部材は各グループの挿入部材に回動可能に連結されたことを特徴とする請求項２記載の抱え込み装置。
【請求項４】
上記駆動機構における上記第２連結部材は、駆動源により回転されることを特徴とする請求項３記載の抱え込み装置。
【請求項５】
上記複数の挿入部材の少なくとも先端部は、フレキシブルな素材により形成されたことを特徴とする請求項１記載の抱え込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体・物品等の対象物の抱え込み装置、特に載置面上に置かれた状態にある対象物を持ち上げて移動する際に用いて好適な抱え込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば災害現場において被災者を救助するときに、その災害現場が依然として危険な状態にある場合、救助者が被災者に近づくことができない状況がある。このような状況において、カメラやマイクを搭載したロボットを使用し、遠隔操作による救助活動の支援が提案されているが、被災者を発見した際に、現場に横たわって動けない被災者を移動する手段を備えていない。
【０００３】
他方、病院内においてベッド上の患者を担架に移動する際に用いる移載装置が提案されている（特許文献１）。この移載装置は、それぞれ互いに独立して正逆方向に周回される無端状ベルトを有する上部機構と下部機構を備えている。そして、下部機構の無端状ベルトの駆動により患者とベッドとの間に移載装置を前進させると共に、上部機構の無端状ベルトの駆動により患者を上部機構上に移動させるものである。
【特許文献１】特開２００５−１０２７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この移載装置は、構造上の理由により、ベッド上のように平らな面での使用に限られてしまうという問題点がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、平らな面でない場所においても、対象物を上方から容易に抱え込むことができる抱え込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の抱え込み装置は、それぞれ下方に延び、アーム駆動装置により互いの間隔を広げた開放位置と、同開放位置から互いに近づいて対象物を抱え込む抱え込み位置に駆動される一対のアームを備えた抱え込み装置であって、上記一対のアームの少なくとも一方は、上記抱え込み位置に向けて変位されるに従って、対象物と同対象物が置かれた載置面との間に挿入される挿入部を有し、上記挿入部は、該挿入方向に関して並列に配設された複数の挿入部材を有すると共に、同複数の挿入部材は複数のグループに分けられ、上記複数の挿入部材の先端の上下変位をグループ毎に順番に繰り返す駆動機構を備え、更に上記駆動機構は、最も上にあって上記対象物の下面を支えている１つのグループの挿入部材が、次に上昇して同対象物の下面を支える他のグループの挿入部材の上昇に伴い、上記アームに対して上記挿入方向と逆方向に変位するように、各グループの挿入部材を駆動することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の抱え込み装置は、請求項１において、上記駆動機構が、上記各挿入部材の先端が上記アームの駆動軌跡と平行な平面において同アームに対し円運動を行うように各挿入部材を駆動し、該円運動は、同円運動の最下点から上記対象物へ向かうときに上昇する方向に回転することを特徴とする。
請求項３の抱え込み装置は、請求項２において、上記駆動機構が、上記アームに支持され上記アームの駆動軌跡と平行な平面において駆動源により回転される第１連結部材と、同第１連結部材からオフセットした位置で上記アームに回転可能に支持される第２連結部材とを少なくとも上記各グループ毎に備え、各第１及び第２連結部材は各グループの挿入部材に回動可能に連結されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４の抱え込み装置は、請求項３において、上記駆動機構における上記第２連結部材が、駆動源により回転されることを特徴とする。
請求項５の抱え込み装置は、請求項１において、上記複数の挿入部材の少なくとも先端部が、フレキシブルな素材により形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の抱え込み装置によれば、まず対象物の上方にて上記アーム駆動装置により一対のアームを開放位置に駆動する。次いで、上記挿入部が対象物と同対象物が置かれた載置面との間に挿入されるように、上記アーム駆動装置により上記アームを上記抱え込み位置に向けて変位させると同時に、上記駆動機構により、各挿入部材の先端の上下変位をグループ毎に順番に繰り返す。このとき、更に上記駆動機構は、最も上にあって上記対象物の下面を支えている１つのグループ挿入部材が、次に上昇して同対象物の下面を支える他のグループの挿入部材の上昇に伴い、上記アームに対して上記挿入方向と逆方向に変位するように、各グループの挿入部材を駆動する。
【０００９】
これにより、最初は対象物と同対象物が載置された載置面との間に、１つのグループの挿入部材が挿入され、同グループの挿入部材により対象物を支えながら、アームに対して上記挿入方向と逆方向に変位する。つまりこれにより上記アームが容易に該挿入方向へ前進し、そして次に別のグループの挿入部材が上昇して同対象物を支える。このように、各グループの挿入部材が、対象物の端部を順番に少しずつ持ち上げながら、挿入方向に前進していくので、対象物を損傷することなく、アームの挿入部を、対象物と載置面との間へスムースに挿入することができる。したがって、この抱え込み装置は、特に対象物が被災者等、傷つきやすい場合に大変有用である。
【００１０】
請求項２の抱え込み装置によれば、上記駆動機構が、各挿入部材をアームに対して円運動を行うように駆動し、かつ該円運動は、同円運動の最下点から上記対象物へ向かうときに上昇する方向に回転することにより、上記駆動機構の機能を達成しているので、各挿入部材とアームとを簡単な構造で連結することで実現でき、これにより、低コストで十分な強度を得るように設計することが容易となる。
【００１１】
請求項３の抱え込み装置によれば、上記アームに支持され回転駆動源により回転される第１連結部材と、同第１連結部材とオフセットした位置で同アームに回転可能に支持された第２連結部材により、平行リンク機構が構成されるので、その先端部と共に挿入部材全体が平行に移動しながら円運動する。このため、該挿入部材の寸法を長く設定しても、両連結部材の寸法を小さく設定することにより、挿入部材の先端部が小さな半径で円運動することが可能となる。したがって、抱え込み作業において、各グループの挿入部材が対象物の端部を少しずつ順番に持ち上げて前進するときに、持ち上げる量を小さく設定し、かつ対象物を支える面積を大きく設定することができることになり、対象物の損傷を防止することができる。
【００１２】
請求項４の抱え込み装置によれば、第１連結部材及び第２連結部材の両方ともそれぞれ駆動源により回転されるので、よりスムースな回転運動を得られると共に、挿入部材の上昇時のトルクも容易に大きなものとすることができる。
請求項５の抱え込み装置によれば、挿入部材の先端部が少なくともフレキシブルな部材により構成されているので、挿入の際に対象物を損傷することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る抱え込み装置を示す正面図、図２は図１の平面図、図３は図２の要部拡大図、図４は上記一実施形態における左右アームの作動を示す説明図、図５は上記一実施形態における挿入部材の作動を示す説明図、図６は上記一実施形態における抱え込み作動を示す説明図、図７は上記一実施形態に係る抱え込み装置を適用した負傷者の救出装置を示す概念図、図８は別の実施形態を示す正面図、図９は図８の矢印IXに沿う矢視図である。
【００１４】
先ず、一実施形態を図１〜図６に従って説明する。抱え込み装置２は、基体４にそれぞれブラケット６及び軸部材８を介して回動可能に支持された一対のアーム１０を有している。左右のアーム１０は、円弧形を成すと共に、それぞれアーム駆動装置であるアクチュエータ１２により、互いに開いた格納位置と同格納位置から閉じるように変位した抱え込み位置に駆動される（図４（Ａ）〜（Ｃ）参照）。各アクチュエータ１２は、一端を図示しないブラケットを介して基体４に、他端を各アーム１０にそれぞれ連結されている。
【００１５】
各アーム１０は、対象物Ｓと同対象物Ｓが置かれた載置面Ｅとの間に挿入可能な挿入部１４を有している。各挿入部１４は、該挿入方向に関して互いに並列に並べられた複数の円弧形の挿入部材を有しており、これら挿入部材は第１のグループの挿入部材１６ａと第２のグループの挿入部材１６ｂに分けられている。
これら挿入部材１６ａ及び１６ｂは、以下に説明するように構成された駆動機構によって駆動される。図３は図２の軸部材８及び左側のアーム１０について拡大したものであるが、特にこの図３に明らかなように、軸部材８は、その軸線８Ａに対してオフセットした位置に交互に１８０度位相がずれた連結部材としての第１連結ピン１８ａ及び１８ｂを各グループに対応して備えている。第１グループの挿入部材１６ａの一端部は第１連結ピン１８ａに回動可能に連結され、第２グループの挿入部材１６ｂの一端部は第１連結ピン１８ｂに回動可能に連結されている。またやはり図３に明らかなように、アーム１０の先端部には、軸部材８と平行な軸線２０Ａを有する軸部材２０が回転可能に支持されている。この軸部材２０は、その軸線２０Ａに対してオフセットした位置で交互に１８０度位相がずれた連結部材としての第２連結ピン２２ａ及び２２ｂを各グループに対応して備えている。そして第１グループの挿入部材１６ａの他端部が第２連結ピン２２ａに回動可能に連結され、第２グループの挿入部材１６ｂの他端部は第２連結ピン２２ｂに回動可能に連結されている。
【００１６】
なお、図３に明らかなように、第１連結ピン１８ａと第２連結ピン２２ａの位相は同じに設定されており、また第１連結ピン１８ｂと第２連結ピン２２ｂの位相は同じに設定されている。これにより、挿入部材１６ａ及び１６ｂは、アーム１０と平行リンク機構を構成されるので、各挿入部材１６ａ及び１６ｂはその先端部と共に挿入部材全体が平行に移動しながら円運動する。しかも第１グループに対応する第１連結ピン１８ａ及び第２連結ピン２２ａと第２グループに対応する第１連結ピン１８ｂ及び第２連結ピン２２ｂとは１８０度の位相のずれがあるので、第１グループの挿入部材１６ａと第２グループの挿入部材１６ｂは、アーム１０に対して、平行にかつ互いに１８０度位相のずれた円運動を行うことが可能となる。
【００１７】
軸部材８の端部には、歯車２４が固定されており、他方、この歯車にかみ合う歯車２６を備えた回転駆動源２８が基体４に設けられている。この回転駆動源２８は、電動モータ及び適宜必要に応じて減速機構が組み入れられている。なお、各挿入部材１６ａ及び１６ｂの円運動は、同円運動の最下点から対象物Ｓへ向かうときに上昇する方向に回転するように構成されている（図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６（Ａ）の矢印参照）。
【００１８】
次に、本抱え込み装置２の作用効果について説明する。
まず対象物Ｓの抱え込みに際し、対象物Ｓの上方に抱え込み装置２を位置させると共に、図４（Ａ）に示すように、アクチュエータ１２により一対のアーム１０を広げて開放位置に変位させる。次いで、図６（Ａ）に示すように、挿入部材１６ａ及び１６ｂが対象物Ｓと同対象物が置かれた載置面Ｅとの間に挿入できるように抱え込み装置２を下降させると共に、アクチュエータ１０により左右のアーム１０をその抱え込み位置に向けて変位させる。同時に、回転駆動源２４により軸部材８を回転させ、第１グループの挿入部材１６ａ及び第２グループの挿入部材１６ｂが順に上述した円運動を行う。
【００１９】
第１グループの挿入部材１６ａ及び第２グループの挿入部材１６ｂの一方が最初に対象物Ｓの端部と載置面Ｅとの間に挿入されると、その一方の挿入部材は上昇して対象物Ｓを支えながらアーム１０に対してその挿入方向と逆方向に変位する。これによりアーム１０が容易に該挿入方向へ変位し、そして次に他方の挿入部材が上昇して同対象物Ｓを支える。このように、両グループの挿入部材１６ａ及び１６ｂが、対象物Ｓの端部を順番に少しずつ持ち上げながら、挿入方向に前進していくので、対象物Ｓを損傷することなく、アーム１０の挿入部１４を、対象物Ｓと載置面Ｅとの間へスムースに挿入することができる。そして最終的に図６（ｂ）に示すように対象物Ｓの抱え込みが完了する。したがって、抱え込み装置２は、特に対象物が被災者等、傷つきやすい場合に大変有用である。
【００２０】
また上述から明らかなように、また抱え込み装置２には、挿入部１４が対象物Ｓと載置面Ｅとの間にスムースに挿入できるように、挿入部材１６ａ及び１６ｂに、対象物Ｓを支えるために上昇する動作と、対象物Ｓを支えた状態でアーム１０挿入方向と反対方向へ変位する動作とを要求される。この点、抱え込み装置２においては、上述した平行リンク機構により挿入部材１６ａ及び１６ｂがアーム１０に対して円運動を行うことで達成しているので、十分な強度を得るように設計することができる。また上述した平行リンク機構により、挿入部材１６ａ及び１６ｂの長さに関係なく、第１連結ピン１８ａ及び第２連結ピン１８ｂの軸線８Ａに対する回転半径を小さく設定することによって、各挿入部材１６ａ及び１６ｂの先端部が小さな半径で円運動することが可能である。したがって、抱え込み作業において、第１グループ及び第２グループの挿入部材１６ａ及び１６ｂが対象物Ｓの端部を少しずつ順番に持ち上げてアーム１０と共に前進するときに、持ち上げる量を小さく設定し、かつ対象物を支える長さを大きく設定することができる。これにより対象物の損傷をより効果的に防止することができる。
【００２１】
なお、図６において、片側毎に計４つの挿入部材１６ａ及び１６ｂが示されているが、これは各挿入部材１６ａ及び１６ｂの円運動による変位を、より分かりやすくするために、便宜上、円運動の９０度毎に示したものである。
図７は、抱え込み装置２を適用した負傷者Ｓの救出装置を概念的に示すものであるが、無人式の車両３０に搭載されたロボットアーム３２に抱え込み装置２が装着されている。これら車両３０、ロボットアーム３２及び抱え込み装置２は、遠隔操作により制御されるように構成されている。そして、図７に示すように、負傷者Ｓの近くまで車両を移動し、ロボットアーム３２により抱え込み装置２を負傷者Ｓの上方に位置させ、負傷者Ｓを抱え込む。次いで、ロボットアーム２により負傷者Ｓを車両３０上に持ち上げる。そして、負傷者Ｓを車両３０上に積載して車両３０を安全な場所に移動するものである。
【００２２】
次に、別の実施形態を図８及び図９に従って説明する。なお、上述の図１〜図７に示す実施形態に対応する部材または部分については上述で用いたものと同一の符合を付して詳細な説明を省略する。
基体４に軸部材８が回動可能に支持されており、同軸部材８にはアーム１０がブラケット４０を介して回動可能に支持されている。アーム１０の先端部にはブラケット４２を介して軸部材２０が回動可能に支持されている。基体４の上方に延びた部分と左右の各アーム１０との間にはそれぞれアクチュエータ１２が設けられている。各アーム１０は挿入部１４を有しており、各挿入部１４は、第１グループの挿入部材１６ａと、第２グループの挿入部材１６ｂとを有している。
【００２３】
軸部材８は、特に図９に明らかなように、その軸線８Ａに対してオフセットした位置に交互に１８０度位相がずれた第１連結ピン１８ａ及び１８ｂを格グループに対応して備えている。第１グループの挿入部材１６ａの一端部は第１連結ピン１８ａに回動可能に連結され、第２グループの挿入部材１６ｂの一端部は第１連結ピン１８ｂに回動可能に連結されている。またやはり図９に明らかなように、アーム１０の先端部の軸部材２０は、その軸線２０Ａに対してオフセットした位置で交互に１８０度位相がずれた連結部材としての第２連結ピン２２ａ及び２２ｂを各グループに対応して備えている。そして第１グループの挿入部材１６ａの他端部が第２連結ピン２２ａに回動可能に連結され、第２グループの挿入部材１６ｂの他端部は第２連結ピン２２ｂに回動可能に連結されている。
【００２４】
軸部材８及び２０にはそれぞれプーリ４４及び４６が取り付けられている。他方、アーム４０に支持された電動モータからなる回転駆動源４５にプーリ４８が取り付けられている。そしてこのプーリ４８とプーリ４４の間、及びプーリ４８とプーリ４６の間には、それぞれベルト５０及び５２が張架されており、回転駆動源４５により軸部材８及び２０が回転されるように構成されている。これにより、上記第１図〜第６図に示す実施形態と同様に、第１グループの挿入部材１６ａと第２グループの挿入部材１６ｂは、アーム１０に対して、平行にかつ互いに１８０度位相のずれた円運動を行うことができる。特に、軸部材８のみならず軸部材２０も回転駆動源４５により駆動されるので、挿入部材１６ａ及び１６ｂの回転運動を、よりスムースに行うことができる。
【００２５】
また各挿入部材１６ａ及び１６ｂの先端部には、フレキシブルな材料により形成されたフィンガ５４が装着されており、抱え込み作業における対象物Ｓに対する損傷を防止することができる。
以上で本発明に係る実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００２６】
例えば、上記各実施形態では、挿入部材１６ａ及び１６ｂが円運動を行うように構成されているが、代わりにカム機構あるいはガイドにより、対象物を支えるように挿入部材を上昇させる変位と、上昇して対象物を支えた状態でアームの挿入方向とは反対方向に後退する変位とを繰り返し行う非円運動とすることも可能である。
また上記各実施形態では、挿入部材を２つのグループに分け、第１のグループの挿入部材１６ａと第２のグループの挿入部材１６ｂとが順に円運動を行うように構成されているが、代わりに挿入部材を３つ以上のグループに分けることも可能である。例えば、３つのグループに分けた場合、各グループ間で１２０度位相がずれた円運動を行うように構成される。いずれにしても、最も上にあって対象物の下面を支えている１つのグループの挿入部材が、次に上昇して同対象物の下面おを支える他のグループの挿入部材の上昇に伴い、アームに対してその挿入方向とは逆方向に変位するように構成することが必要である。
【００２７】
更に上記各実施形態では、一対のアーム１０それぞれ挿入部１４を有しているが、代わりに一方のアーム１０のみに複数の挿入部材１６ａ及び１６ｂを有する挿入部１４を設けることも可能である。その場合、他方のアームには対象物Ｓの一側部のみを支える構造か、あるいは対象物Ａの一側部及びその一側部に連続する下面部の一部のみに挿入する構造とし、抱え込み作業においては、主にその一方のアーム１０の挿入部材１６ａ及び１６ｂが対象物Ｓとその載置面Ｅとの間に少しずつ侵入して行くことになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る抱え込み装置を示す正面図である。
【図２】図２は図１の平面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】上記一実施形態における左右アームの作動を示す説明図である。
【図５】上記一実施形態における挿入部材の作動を示す説明図である。
【図６】上記一実施形態における抱え込み作動を示す説明図である。
【図７】上記一実施形態に係るか抱え込み装置を適用した負傷者の救出装置を示す概念図である。
【図８】別の実施形態を示す正面図である。
【図９】図８の矢印IXに沿う矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
２  抱え込み装置
４  基体
１０  アーム
１２  アクチュエータ
１４  挿入部
１６ａ、１６ｂ  挿入部材
【図１】
0005009215.tif 000002
【図２】
0005009215.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005009215.tif 000005
【図５】
0005009215.tif 000006
【図６】
0005009215.tif 000007
【図７】
0005009215.tif 000008
【図８】
0005009215.tif 000009
【図９】
0005009215.tif 000010