JPH02276407A - 重心移動型架線移動ロボット - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発咀は、架線の周囲に存在する接続面。

電柱、引き落し線等の障害物を、自律的にあるいはオペ
レータの操作にしたがって回避しながら、架線周囲に存
在する装置２通信ケーブル、通信ケーブルを吊っている
吊り線、接続面等の劣化状態等の点検ならびに通線作業
を行う重心移動型架線移動ロボットに関するものである
。

なお「自律的に回避する」とは、オペレータの助けを必
要とせず、ロボット自体が自己の持つセンサにより障害
物の検知・認識を行い、その情報に基づき障害物を回避
するという意味である。

〈従来の技術〉 通信ケーブル等の保守点検に用いる従来の架線移動ロボ
ットとしては、第７図に示すものが、特願昭６２−１９
８２９２号にて提案されている。この架線移動ロボット
は、第７図に示すように、架線０１上を走行するための
車輪走行手段０２と、水平旋回手段０３と、垂直可動手
段０４との３機構を１ユニツト０５として、このユニッ
ト０５を複数連結し、上記３つの手段０２，０３，０４
の図示しないアクチユエータをコントローラ０６で個別
ζこ制御することにより、接続面、ケーブルリングの回
避のみならず、電柱の回避や分岐線。

平行線間の移動を行う乙とができ、不規則に存在する障
害物や架線の左右方向の障害物を回避できる。

ここで、従来の架線移動ロボットによる障害物回避態様
を、具体的に２つ示す。

第８図は電柱の回避の仕方を示している。

第８　図ｆａ）、　（ｂｌにおいて、複数組のユニット
０５の先頭のものが電柱に近づくと、このユニット０５
のアーム０７を上げると共に旋回させて車輪走行手段０
２を架１ｊ１０１から外して電柱を回避し、後続のユニ
ット０５を次々に同様に動かす。そして、第８図（ｅ）
、（ｄ）に示すように電柱を越えたユニット０５は今度
は逆に旋回してアーム０７を下げ架線０１上の移動に戻
るような動きをする。このようにして、電柱は回避され
る。

第９図は架線移動ロボットが平行線間の移動をする場合
を示している。この場合には、同図（ｂ）に示すように
、まず先頭と２番目のユニット０５のアーム０７を上げ
て旋回させ、車輪走行手段０２を架線から外した後アー
ム０７を下げ、次いで両ユニット０５を同じように旋回
させ、先頭のユニット０５のアーム０７を上げて隣りの
架線まで至ったとき（第９図（Ｃ１）、アーム０７を下
げて先頭のユニット０５を隣りの架線上に吊る。こうし
て、２番目、３番目と次々に同じ動作をさせて平行線上
に移動ロボットを移す（第９図（ｄ））。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが第７図に示す従来の架線移動ロボットでは、第
１０図に平面図で示すように、先頭のユニット０５が第
２以降のユニット０５に対し９０１回転すると重心が大
きく変化し、各ユニット０５は、第１１図に正面図で示
すように、大きく傾く。もちろん、他の態様における回
避動作のときにも傾きが生じる。

このような傾きをできるだけ小さくしたり、あらゆる障
害を回避できるようにしたりするためには、従来の架線
移動ロボットでは、上述したユニット０５を多数連結す
る必要があり、これに伴い、アクチュエータの数が非常
に多く必要になるという問題が残っていた。

また、従来の架線移動ロボットは架線上において方向転
換をすることができなかった。

そのため、電柱０８が第１２図のように架線の側方に建
てられている場合には、架線移動ロボットのアーム０７
の突出部０９がじゃまになり片側に建てられた電柱０８
しか回避することができなかっな。すなわち、第１２図
において、状態Ａのようにアーム０７の突出部０９が架
線０１を中心とし、電柱０８と反対側に位置して吊り下
げられている場合、電柱０８はアーム０７の上下逆ｌ１
ｌｉｂｔ！けで回避できるが、状態Ｂのようにアーム０
７の突出部０９が架線０１を中心とし電柱０８と同じ側
に位置して吊り下げられている場合、該突出部０９がじ
ゃまになって電柱０８を回避することができないという
欠点があった。

本発明の目的は、架空線上に不規則に存在する障害物や
架線左右方向に存在する障害物の位置、形状、大きさ２
分岐線の位置２分岐線の分岐角度などを測定できるセン
サを有し、自律的に障害物回避１分岐線の移動が行える
と共に、さらに、ロボットの前後方向の転換を可能にす
ることで、架線の両側に電柱が建てられている場合でも
、すべての電柱を回避しながら進むことができる、より
単純でコンパクトな構成を有する重心移動型架線移動ロ
ボットを提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明は、架空線上にてそ
の長手方向に車輪を走行させる車輪駆動機構と、上記車
輪に支持されて吊り下がるアームに連結されてこのアー
ムを相対的に垂直方向に動かす垂直可動機構と、上記車
輪、車輪駆動機構、アーム、垂直可動機構からなる組を
２つ並べて、この２つの組どうしを連結する連結回転機
構と、この連結回転機構の下部に水平に回転可能に取り
付けられた重りと、この重りを回転させる重り回転機構
と、上記車輪駆動機構、垂直可動機構、連結回転機構及
び重り回転機構を個別に制御するコントローラとを有す
ることを特徴とし、さらにはまた、前記連結回転機構を
作動させ前記垂直可動機構を重ね合わせた場合前記車輪
の夫々が非接触で位置するように前記車輪を前記アーム
に設けたことを特徴とするものである。

く作　　　用〉 本発明では、重心を移動させるための重りを装置下部に
備えた重り旋回手段で回転させることにより、回避動作
時の傾きを防止でき、以て、コンパクトで１クチユエー
タ数が少ない機構で、自律的に障害物を回避したり、分
岐線の移動を行うことができる。

く実　施　例〉 以下に本発明による重心移動型架線移動ロボットの一実
施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図（ａ）はとの一実施例の概略構成を表す正面図で
あり、同図（ｂ）はその側面図、同図（Ｃ）は（１１図
中の１部を示す平面図である。

これらの図において、架線１は通信ケーブルを吊る役割
をする吊り線である。走行用の車輪２は、車輪駆動機構
３によって駆動される。アーム４は第１図（ｂ）のよう
な形状をしており、その上端部４Ａの先端に車輪２が回
転自在に連結されており、このアーム４は車輪２の回転
に伴なって移動する。アーム４の上端部には、第１図（
ｂ）に示す如くコの字形状の屈曲部が形成されていると
共に、とのアーム４はアーム４の下部に配設された垂直
可動機構５によって上下動可能な状態で保持されている
。さらにアーム４を備えた前記垂直可動機構５の２つが
連結回転機構６を介して回転自在に連結されている。即
ちこの連結回転機構６は、本体フレーム７に備えられて
おり、図中のＡ　−Ａ’軸を回転中心として水平に回転
できるようになっている。

一方のアーム４の上部には超音波センサ８゜９が取り付
けられており、超音波センサ８は進行方向前方αに、ま
た超音波センサ９は進行方向後方βに、それぞれ超音波
を放射する。

また、一方の垂直可動機構５には反射板支持棒１１が水
平に固定されており、反射板支持棒１１の基端側では超
音波センサ１０が垂直可動機構５に設置され、反射板支
持棒１１の先端には上方に４５°傾いて円板状の反射板
１２が設置されている。そして超音波センサ１０から反
射板１２に向い放射された超音波γは、反射板１２で反
射されて上方に向う。

超音波センサ８，９．１０は、コントローラ１６により
制御されるものであり、超音波センサ８，９，１０によ
りセンシングすることで、障害物の幅や高さの測定、分
岐綿の分岐角度の測定を行う。なおこのような測定。

制御に係る詳細は、特願昭６２−３１４２６９号公報等
において開示されており、従ってここでの説明は省略す
る。

また本体フレーム７の下部には、重り１４が、該重り１
４を回転駆動させる重り回転機構１３を介して取り付け
られている。つまりこの重り回転機構１３は、図中Ａ　
−Ａ’軸を回転中心として、重り１４を水平に回転させ
るようになっている。

そして上記車輪駆動機構３．垂直可動機構５、連結回転
機構６１重り回転機構１３は、それぞれ個別に、コント
ローラ１５で制御される。

上述した構成となっている本発明の重心移動型架線移動
ロボットによる、障害物回避動作及び分岐線への移動動
作を、第２図及び第３図を参照して説明する。なお、第
２図、第３図においては、簡単のため超音波センサは省
略しである。また、実際のアームはコの字型をしている
が略してまっすぐに描いである。

はじめに第２図を参照して障害物２０の回避動作を説明
する。まず、第２図（ａ）のようにして架線１上をロボ
ットが移動する。そして、障害物２０に接近したら、第
２図（ｂ）のように前部のアーム４を上げ、後方の車輪
２を回転させ、第２図（ｃ）のような状態にする。そし
て、次に第２図（ｄｌのように前部のアーム４を下げ障
害物２０の上に車輪２を接触させ、重す１４を第２図（
ｃｌの状態から１８０°回転させ第２図ｆｄｌのような
状態にする。この時、重心は前部の車輪２の方に移動す
るので、車輪２と障害物２０との間には十分な摩擦力が
働くため、前部の車輪２を回転させることにより、本体
を前進させることができろ。

次に、後部のアーム４を上げて本体を更に前進させると
第２図（ｅｌの状態になる。後は、同様にして、重り１
４を第２図（ｅ）の状態から１８０゛回転させ、後部車
輪２の方に重心をもっていくと共に本体を前進させ、前
部アーム４が障害物２０を回避した時点で前部のアーム
４を下げ、架線１に前部の車輪２を接触させ、第２図（
ｆｌのような状態にする。そして、前部車輪２を回転さ
せて本体を前進させ、後部車輪２が障害物２０を完全に
回避した第２図（ｇ）のような状態にした後、後部アー
ム４を下げ、後部車輪２を架線１上に接触させることに
より障害物２０の回避が完了する。

次に第３図を参照して架線１から分岐ｓ３０への移動動
作を説明する。まず、分岐点Ｐの位置及び架線１と分岐
線３０との分岐角度θを、超音波センサ８，９．１０に
より測定する。次に前部のアーム４を上げ、それらの測
定値をもとに連結回転機構６を回転させて第３図（ａ）
のような状態にし、回転中心Ａ　−Ａ’の延長線上に分
岐点Ｐが一致するように本体を移動する。次に、第３図
（ｂｌのように前部のアーム４を下げて前部の車輪２を
分岐線３０に接触させる。次に、第３図（ｃｌのように
重す１４を回転させ前部の車輪２の方に重心を移動させ
る。次に、第３図（ｄ）のように前部車輪２を回転させ
、本体を前進させる。そして、第３図（ｅ）のように連
結回転機構６を回転させ、後部のアーム４を下げて後部
の車輪２を分岐綿３０に接触させることにより、架線１
から分岐線３０への移動が完了する。

なお、本ロボットは第１図の各機構３，５゜６．１３を
個別に制御するコントローラ１５と、センサ８，９，１
０を個別に制御するコントローラ１６とをラジオコント
ローラにすることにより、第４図のように、無線で、オ
ペレータの操作により、点検２通線作業などが行える。

また、本体にワンボードマイコンを搭載し、障害物回避
プログラムを組み込んでおけば、オペレータの操作を必
要とせず、自律的に点検、通線作業などが行文る。

また、他の一実施例の概略構成を表す正面図を第５図（
ａｌに、その側面図を同図（ｂ）に夫々表した。これら
の図から明らかなように、本実施例と、第１図に示した
第１の実施例との相異点は、２つのアーム４の上端部４
Ａ、　４Ｂの形状が異っていることである。

即ち第１図に示した移動ロボットにより該移動ロボット
の前後方向の転換を行おうとする場合には、連結回転機
構６を作動させて、アーム４を取り付けた垂直可動機構
５を水平方向に１８０°回転させ、一方のアーム４を他
方のアーム４の位置する側に移動させ且つ他方のアーム
４を一方のアーム４が位置した側に移動させることによ
り行う。しかるに第１の実施例においては、連結回転機
構６の回転中心から測ったアーム４の夫々の回転半径が
同じ大きさであるため、連結回転機構６を１８０°回転
させると車輪２Ａ、２Ｂがお互いに重なり合ってしまい
、方向転換を行うことができない。そのため本実施例に
おいては、第５図に示したように、方向転換の際車輪２
Ａ。

２Ｂがお互いに重なり合わないようアーム４の上端部４
Ａ、４Ｂの長さを異ならせて設定しである。またこの他
の構成は、第１図に示した既述の実施例と同様なので詳
細な説明は省略する。

次に第６図を用いて本実施例による移動ロボットの作用
を説明する。なお、第６図中の実施例では、移動ロボッ
トの姿勢制御をより安定化させるなめ、前部と後部の車
輪２Ａ。

２Ｂの数を各々２個としたが、もちろん他の複数個でも
また第５図の如く１個であってもよい。

従ってまず、第６図（ａ）に示すように、重り１４を図
中左側に回転させて重心を左側の車輪２Ａの方に移動す
る。次いで図中右側のアーム４を上げて右側の車輪２Ｂ
を架線１からはずし、右側の垂直可動機構５を反時計回
９に少し回転させる。次いで、第６図（ｂ）のように右
側のアーム４を下げてから第６図（Ｃ）に示すように右
側の垂直可動機構５を時計回りに回転させながら右側の
車輪２Ｂを架線１の下をくぐらせる。

そして、第６図［ｄ）に示すように右側のアーム４を上
げてから、右側の垂直可動機構５をさらに回転させて左
右の垂直可動機構５同志を重ね、第６図［６）のように
右側のアーム４を下げて右側の車輪２Ｂを架線１に接触
させ第６図（ｆ）の状態とする。この際、左右のアーム
上端部４Ａ、４Ｂの長さが異なるため、車輪２Ａ、２Ｂ
は重なり合うことはない。

次いで、第６図（ｇ）のように左側のアーム４を上げて
左側の車輪２人を架線１からはずし、第６図（ｈ）のよ
うに左側の垂直可動機構５を時計回りに少し回転させて
から左側のアーム４を下げ、第６図［ｉ）のように左側
の垂直可動機構５をさらに時計回りに回転させて左側の
車輪２Ａを架線１の下にくぐらせる。

次いで第６図（Ｈのように左側のアームを上げてから第
６図（□□□のように、左側の垂直可動機構５を反時計
回りに少し回転させ、左側のアーム４を下げて左側の車
輪２Ａを架Ｉｌｌに接触させ、第６図（ｊ）のような状
態にしてロボットの方向転換が完了する。

ところで本実施例においては、夫々のアーム４の形状、
長さを異ならせることにより、方向転換時に車輪２が相
互に接触せぬようにしたが、他にアーム４の形状、長さ
は同じ（してその代わり夫々の車輪２の取り付は位置を
ずらした９、或いはまた車輪２の大きさを変えるなどし
て同様の効果をもたらすようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、連結回転機構の下部に備えた重りを障害物回避態
様に応じて、重り回転手段で回転させるようにしたので
、障害物回避の際の重心が架線の鉛直下方から離れるこ
とによる本体の傾きを、従来のように、ユニットを多数
連結することで、最小限に食い止めるのではなく、重り
を重心の変化に合わせて適応的に回転させることにより
、本体の傾きを抑えているため、従来の装置のように多
数のアクチュエータを搭載する必要がなく、非常にコン
パクトな装置が実現できるという効果がある。

また、連結回転機構を作動させ垂直可動機構を重ね合わ
せた場合車輪の夫々が非接触で位置するよう前記車輪を
前記垂直可動機構のアームに設けたことにより、従来の
技術では実現できなかったロボットの方向転換が可能に
なり、架線の両側に電柱が建てられている場合でもすべ
ての電柱を回避しながら進んで行くことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図［ａ）は本発明による重心移動型架線移動ロボッ
トの第１の実施例を表す正面図、第１図ｆｂ）はその側
面図、第１図［０）は第１図（ａｌ中の１部を表す平面
図、第２図は本実施例による障害物回避過程を表す説明
図、第３図は本実施例による分岐線移動過程を表す説明
図、第４図は本実施例の変形例を示す構成図、第５図（
ａ）は本発明の第２の実施例を表す正面図、第５図（ｂ
ｌはその側面図、第５図（Ｃ１は第５図（ａ）中の１部
を示す平面図、第６図は本実施例による方向転換過程を
表す説明図、第７図は従来の移動ロボットを表す概略構
成図、第８図は従来の移動ロボットによる障害物回避過
程を表す説明図、第９図は従来の移動ロボットによる平
行線移動過程を表す説明図、第１０図は従来の移動ロボ
ットを表す平面図、第１１図は従来の移動ロボットの傾
き状態を表す正面図、第１２図は電柱が介在する場合の
回避法を表す説明図である。 図　面　中、 は架線１ ．２Ａ、２Ｂは車輪、 は車輪駆動機構１ ．４Ａ、４Ｂはアーム、 は垂直可動機構、 は連結回転機構、 は本体フレーム１ ．９，１０は超音波センサ、 １は反射板支持棒、 ２は反射板、 ３は重り回転機構、 ４は重り、 ５は駆動機構を個別に制御するコントローラ、 １６はセンサを個別に制御するコントローラである。 第１ズ 第３図 （σ） （ｄ） （ａノ （ｄ） 第２ （Ｃツ ク 第２ト （ｉン （）】 第６ 図 第６ 図 （ｋ） （ｅ） 第６ 図 第 図 （９ン （ｈ） 第８図 第１０図 −二２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）架空線上にてその長手方向に車輪を走行させる車
   輪駆動機構と、 上記車輪に支持されて吊り下がるアームに 連結されてこのアームを相対的に垂直方向に動かす垂直
   可動機構と、 上記車輪、車輪駆動機構、アーム、垂直可 動機構からなる組を２つ並べて、この２つの組どうしを
   連結し、水平に回転させる連結回転機構と、 この連結回転機構の下部に、回転可能に取 り付けられた重りと、 この重りを回転させる重り回転機構と、 上記車輪駆動機構、垂直可動機構、連結回 転機構及び重り回転機構を個別に制御するコントローラ
   と、を有することを特徴とする重心移動型架線移動ロボ
   ット。
2. （２）前記連結回転機構を作動させ前記垂直可動機構を
   重ね合わせた場合前記車輪の夫々が非接触で位置するよ
   うに前記車輪を前記アームに設けたことを特徴とする請
   求項（１）記載の重心移動型架線移動ロボット。