JPH02224986A

JPH02224986A - 多脚移動機構

Info

Publication number: JPH02224986A
Application number: JP1040193A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okada; 敏岡田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1990-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、原子力発電所その他の各種プラントにおいて
使用される作業ロボット等に好適する移動機構に関する
。

（従来の技術）保安上あるいは作業環境に対する要求の増大に伴い、人
手による点検や作業が困難な各種プラント、例えば原子
力発電プラントにおいては、当該プラント内に点在する
点検場所や作業場所に移動して点検や各種の作業を行う
作業ロボットの必要性が増大してきている。

しかしながら、従来の作業ロボットでは、必要とされる
全ての機能を満足する移動機構か備えられていないため
、移動式の作業ロボットの実用化を図る上で大きな障害
になっていた。

即ち、プラント内は通路が非常にｔ（雑てあったり、堰
や階段などの段差があったり、あるいは配管や機器など
の障害物が広い分野に分散して設置されているため、プ
ラント内で使用される移動機構としては、４輪のｒｌＬ
を用いることはできない。

そこで、複数の脚を用いた多脚移動機構の採用が提案さ
れ、多くの開発かなされている。

（発明が解決しようとする課題）多脚式の移動機構においては、移動に際して重心を保ち
ながら脚を順次持上げて前に進める動作を必要とし、制
御が非常に複雑である。

このため、現状では床面の状態として平地を対象とする
等の限定条件を付けたものが実用化されているに過ぎな
い。

本発明はこのような１を情に鑑みてなされたもので、移
動する通路の状態や路面状態を谷易かっ」１確に把握し
つる機能をイ・ｊ加した多脚移動機構を提供することを
目的とするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の多脚移動機構は、移動機構本体に取付けられ、
旋回、上下前゛振りを行う雲台と、この雲台に搭載され
、周囲の状態を撮影するテレビカメラと、移動機構の脚
先端部に取付けられ、前方の障害物や段差を検出する距
離センサと、床面に脚部が着地した状態を検出する近接
センサおよび感圧センサと、前記テレビカメラからの画
像信号と前記距離センサ、近接センサおよび感圧センサ
からの状態信号を取込み、移動機構の移動経路を把握す
る状態認識装置と、上記経路状態の把握結果に基づいて
前記脚部の着地位置および歩行モードを決定する移動機
構制御装置とを６１ｕえることを特徴とするものである
。

（作用）上述のように構成した本発明の移動機＋１−１において
は、通路が非常に複雑であったり、堰や階段等の段差、
あるいは配管が多数あるブラントにおいても、それらの
状態に応じた脚部のる他位置や歩行モードに基づいて歩
行を確実に実行することができる。

（実施例）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の多脚移動機構のシステム構成を示すも
ので、多脚移動機構１の本体２の上には旋回および上下
首振り機構を備えた雲台３か取付けられている。この雲
台には多脚移動機構１の周囲の状態を撮影するテレビカ
メラ４と無線送受信器５が搭載されている。

無線送受信器５は地上局６側の操作盤７の無線送受信器
８と電波を介して結合し、各種検出ｆ。号や制御信号の
送受信を行う。

多脚移動機構１の本体２のド面四隅には４本の脚部１０
ａ、１０ｂ　（他の２本は図示されていない。）が設け
られている。

これらの脚部は、それぞれの根元と途中の関節に、モー
タによって駆動される脚アクチュエータ１１ａ、ｌｌｂ
、１２ａ、１２ｂを備えており、また、各脚部１０ａ、
１０ｂの下端と脚先端部１３ａ、１３ｂの間の関節には
、パウダブレーキを備えた脚アクチュエータ１４ａ、１
４ｂが設けられている。

多脚移動機構１の本体２の下面中央には、アクチュエー
タサーボ回路２０、センサ回路２１および制御コントロ
ーラ２２が設けられている。

脚先端部１３ａ、１３ｂ　（これらは同一構造につき、
以下の説明ではサフィックスａ、ｂを省略し、単に１３
として表示する。これは他の同−構造部祠についても同
じ′Ｃある。）には、第２図に示すように、下面に感圧
センサ３０，３１および近接センサ３２．３３が設けら
れ、また移動方向前面に距離センサ３４が設けられてい
る。３５はパウダブレーキを示す。

上述のように構成した本発明の多脚移動機構においては
、地上局に設置された操作盤７からの指令を無線送受信
器８．５を介して受信すると、その指令に基づいて制御
コントローラ２２が制御信号を生成し、脚アクチュエー
タ１１８％１１ｂ％１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂを
駆動し、各脚部１０ａ、１０ｂを上下動させて多脚移動
機構１を移動させる。

この場合、多脚移動機構１の移動方向前方の障害物や段
差は距離センサ３４によって検出され、また、床面に脚
部が着地した状態は近接センサ３２．３Ｂおよび感圧セ
ンサ３０．３１によって検出される。これらのセンサ３
０〜３４からの信号およびテレビカメラ４からの信号は
センサ回路２１によって信号処理され、それぞれの状態
が求められる。

上記した多脚移動機構の移動に際しては、第３図（ａ）
に示すような状態になると、距離センサ３４へ反射波が
入力しなくなるので、前方の階段や障害物を適確に検出
することができず、また脚部か床面に着地しているかど
うかを正確に検出することができない。これらの状態を
正確に検出するためには、第３図（ｂ）に示すように、
脚先端部１３が検出時に常に水平状態になっている必要
がある。そのため、脚先端部１３に傾斜計を取付け、検
出した傾斜角に基づいて、脚先端部１３が水平になるよ
う関節角度を制御する方法も検討されているが、その場
合には、傾斜計が大きいため脚先端部１３が大きくなる
上、制御が複雑になるという欠点があり、現実的でない
。

そこで、本発明の実施例においては、傾斜計を用いずに
脚先端部１３を水平に保つため、次のような方法が採用
されている。

■　脚先端部１３が床面から離れた状態（近接センサ３
２．３３がオフ）のとき、脚先端部の関節に設けたパウ
ダブレーキ３５を解放（アンロック）にする。

一脚先端部はパウダブレーキ３５を解放すると安定な水
平姿勢を保つ機構とされているので、パウダブレーキ３
５を解放すると脚先端部１３は水平となり、その姿勢を
保つ。

■　脚先端部１３が床面に近接した状態（近接センサ３
２．３３がオン）のとき、脚先端部の関節に設けたパウ
ダブレーキ３５を励起（ロック）にする。

→これにより、脚先端部１３はパウダブレーキ３５を励
起する前の水平状態を保つ。

このように、本発明の実施例によれば、第４図（ａ）、
（ｂ）に示すように床面の状態が水平でなくとも、脚先
端部１３はパウダブレーキ３５を励起する前の水平状態
を保っているため、前方の階段や障害物４０の距離を正
確に測定できる。

また、テレビカメラ４は旋回および上下首振りの２自由
度の雲台３に搭載されているので、多脚移動機構１の周
囲や前方の状態を撮影することができ、移動経路上にあ
る段差や障害物４０の状態は撮影される。その映像信号
はセンサ回路２１に取込まれて画像処理され、段差や障
害物４０の有無、移動経路の状態（平地か凹凸か等）を
検出する。従って、多脚移動機構１の移動を円滑に行う
ことができる。

なお、以上の説明では脚部と脚先端部の間の関節にパウ
ダブレーキを用いた脚アクチュエータを適用した例につ
いて述べたか、本発明はこれに限定されるものではなく
、例えばパウダブレーキに代えてソレノイド・コイルに
よる吸着方式を用いでもよい。

［発明の効果コ本発明に係る多脚移動機構によれば、段差や障害物の有
無を脚先端部に取付けた距離センサによって床面の状態
や脚の姿勢に関係なく１１確に検出できる。しかも、雲
台上のテレビカメラによって多脚移動機構の周囲や前方
の状態を撮影でき、その映像を取込んで画像処理を行う
ことによって、脚先端部の距離センサで段差や障害物を
検出する以前に把握できるため、経路の状態把握がより
正確になり、システム構成が容易になる上、高い信頼性
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多脚移動機構の実施例を示すシステム
構成図、第２図は第１図における脚先端部の具体的構成
例を示す一部縦断説明図、第３図（ａ）、（ｂ）は従来
装置の作動を説明する説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は
本発明装置の作動を説明する説明図である。ｌ・・・・・・・・・多脚移動機構２・・・・・・・・・本体３・・・・・・・・・雲台４・・・・・・・・・テレビカメラ５．８・・・無線送受信器６・・・・・・・・地上局７・・・・・・・・操作盤１０ａ、１０ｂ−・・脚部１１ａ、　　ｌｌｂ、　　１２ａｓ　　１２ｂｓ　　１
４ａ。１４ｂ・・・脚アクチュエータ１３．１３ａ、１３ｂ−脚先端部２０・・・・・・・・・アクチュエータサーボ回路２１
・・・・・・・・・センサ回路２２・・・・・・・・・制御コントローラ３０．３１・
・・感圧センサ３２．３３・・・近接センサ３４・・・・・・・・・距離センサ３５・・・・・・・・・パウダブレーキ４０・・・・・
・・・・障害物代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　第子丸　　健

Claims

【特許請求の範囲】

移動機構本体に取付けられ、旋回、上下首振りを行う雲
台と、この雲台に搭載され、周囲の状態を撮影するテレ
ビカメラと、移動機構の脚先端部に取付けられ、前方の
障害物や段差を検出する距離センサと、床面に脚部が着
地した状態を検出する近接センサおよび感圧センサと、
前記テレビカメラからの画像信号と前記距離センサ、近
接センサおよび感圧センサからの状態信号を取込み、移
動機構の移動経路を把握する状態認識装置と、上記経路
状態の把握結果に基づいて前記脚部の着地位置および歩
行モードを決定する移動機構制御装置とを備えることを
特徴とする多脚移動機構。