JPS6130385A

JPS6130385A - ロボツト

Info

Publication number: JPS6130385A
Application number: JP14700984A
Authority: JP
Inventors: 白岩　孝則; 渡辺　光寛; 健竹原; 佐々木　正祥; 蜂須賀　良明; 隆内山; 哲司林; 稲荷　隆彦
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1986-02-12

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】〔発明の技術分野〕〔発明の技術的背景とその問題点〕一般に、原子力発電所においては、安全運転をどころが
、このような巡視点検や定期点検は放射線量の高い環境
下で行なわれることが多く、作業者が直接点検作業を行
なうことは好ましくない。

また、万全の注意を払って作業者が保守点検を実施する
場合にも、近年の原子力発電所の建設−増加に伴い作業
者が不足する恐れもある。

以上の理由から、クローラ型走行車に一腕の作業マニピ
ュレータを搭載した作業用ロボットが開発されており、
この作業用ロボットで、作業者に代って原子力発電プラ
ン１〜の保守点検作業を実施している。しかし、そのよ
うな保守点検作業の中には、多様でしかも複雑な作業も
存在し、従来の作業用ロボットでは、人が近付ける程度
の場所へ自由に移動したり、両手を使って人間並の作業
をしたりする要求に充分対応できない場合もある。

また、対応できる場合にも、従来の作業用ロボットは専
用作業機としての作業上の限界から作業の信頼性や作業
効率の点で問題を生ずる恐れがあつた。

〔発明の目的〕

°−−−−　本発明の他の目的は原子力発電プラント等
の放繭線被暉下での極限作業に適したロボットを提供′
することにある。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために、本発明に係るロボット
は、目標対象物に向って進退し、上記目標対象物に所要
の作業を論ず作業用ロボットと、この作業用ロボットを
操作可能な中央操作盤と、上記作業用ロボットと中央操
作盤との間で情報を伝送し、交換する情報伝送システム
とを有し、上記作業用ロボットは、視覚情報による自律
制御機能を備えたロボット本体と、このロボット本体を
移動させる移動ｌ１４１１ｉと、上記ロボット本体に取
付けられた多自由度多関節マニピュレータおよび多関節
機構を備えた環境センサＩＪＩ構とからなることを特徴
とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係るロボットの一実施例について添付図
面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る歩行式知能型ロボットの能に設定
される。

作業用ロボット１０は保守・点検や組立・分解作業を必
要とする目標対象物１３に向って進退し、この目標対象
物１３に保守・点検・分解・組立作業等の所要の作業を
施すようになっている。作業用ロボット１０はロボット
本体１５の下部に多足歩行式の移動機構１６が設けられ
るとともに、ロボット本体１５には多自由度多関節マニ
ピュレータ１７および多関節機構１８を備えた環境セン
サ機構１９が取付けられる。

移動機構１６は多関節歩行脚機構からなり、ロボット本
体１５の下部に４本（５本以上であってもよい。）の多
関節歩行脚２０が取付けられている。歩行脚２０の各関
節部には駆動モータなどの動力源を備えたダイレクトド
ライブ機構２１が介装され、このダイレクトドライブ機
構２１の作動により人間の脚関節に近似した歩行運動を
するようになっており、各歩行脚２０の先端に足部材２
３がダイレクトドライブ機構２１を介して設けら、　部
にはスタビライザ２６が支軸層りに揺動自在に！ネ、持
される。このスタビライザ２６もダイレクトドライブ機
構２１により駆動され、」−記スタビラ′・イザ２６に
より、各歩行脚２０の足部材２３は接地面２８の形状に
沿って変形し、歩行機能を向上させている。

なお、ダイレクトドライブ機構は知能型ロボットには適
したものであるが、ロボットの形状や用途に応じて従来
からある通常のドライブ機構、動力伝達ｍｆＩを備えた
駆動方式を採用してもよい。

また、ロボット本体１５に取付けられる多自由度多関節
マニピュレータ１７は、例えば２本の多自由度多関節ア
ーム機構３０とこれらのアーム機構３０の先端に取付け
られた手指機構３１どを有する。アーム機構３０の各関
節部にはダイレクトドライブ機構３２が介装され、これ
らのダイレクトドライブ機構によりアーム機構３０は人
間のアームに近似した６自由痩以上の運動をするように
なっている。手指機構３１は例えば３本の多関節作業術
を有し、この作業術３３には圧覚や触覚、指先での繊細
な作業を行ない得るようになっている。ここのドライブ
機構もダイレクトドライ７１ｆｉ１構が推奨されるが、
これに限定されるものではない。

また、多関節マニピュレータ１７や移動ｎ椙１６はアー
ム機構３０−１′Ｊ多足歩行脚機構１６の関節部をダイ
レクトドライブ’ａ４Ｍで連結することによる利点は、
モジュール（規格）化することができ、リンク機構やチ
ェーンベルト機構、カップリング機構を用いなくても、
使用目的に応じ自由度や長さ等を適宜組み合ｔ！工、作
業を行なうことができる。

さらに、ロボット本体１５に取イ・ＪＩＪられる環境セ
ンサ機構１９は、ダイレクトドライブ機構３５を介して
互いに連結された条間ｍ１４１５１８とこの多関節機構
１８の先端の雲台３６に設置された視覚センサ３７およ
び聴覚センサ３８と、上記視覚センサ３７の前方あるい
は周辺を照らす平行照明機構３９とを有する。視覚セン
サ３７は単眼であせることができる。視覚センサ３７は
ステレオ方式や他の方式の複眼を使用して立体視できる
ようにしてもよい。

ところで、作業用ロボット１０のロボット本体１５には
、バッテリ等のエネルギ源４０が搭載される。このエネ
ルギ源４０は小形軽量でかつ高出力のものが望ましく、
短時間でエネルギ補給できるタイプのものがよい。エネ
ルギ８４０はロボット本体１５に内蔵する代りに、ロボ
ット本体１５外に設置し、コネクタを介してロボット本
体に接続してもよい。また、ロボット本体１５内には多
自由度多関節マニピュレータ１７や環境センサ機構１９
、移動機構２０等の自律制御用制御信号を出力する知能
型運動制御装置４１と、この運動制御装置４１からの制
御信号を入力するマニピル−タ制御装置４２、環境セン
サ機構作動用制御装置（図示せず）および人間あるいは
それ以上の重量物を取り扱えるように設計された重作業
用アクチュエータ制御装置４３と、上記多関節マニピュ
レータ１７や環境センサ機構１９、移動機構２０の行動
を個別に指示する局所統括管理制御装置４４と、作業用
ロボッ１−１０の異常・故障を自己診は、−個所の故障
によってロボット全体の機能喪失が生ずる設計となって
いる。さらに、ロボット本体１５は視覚センサ３゛７か
らの情報により自律制御を行なわせるための視覚フィー
ドバックシス置テム４８やイメージプロセッサ４９を備
えている。

゛視覚フィードバックシステム４８は知能型運動−１１
［ｉ装置４１を介して視覚センサ３７がらの視覚情報を
受ける。この視覚情報はイメージプロセッサ４９で前処
理され、中央操作盤１１側の後述するロー゛カルプロセ
ッサおよび視覚情報認識装置で′対象物を認識し、その
認識情報を視覚フィードバックシステム４８に入力さぜ
、このシステムで現在位置を予め記憶されたルートマツ
プ情報や慣性航゛法装置（図示せず）からの情報と照合
することにより判断し、目的地まで作業用ロボット１０
を誘導するために、各駆動系に制御信号を与える他、作
業用ロボット１０の位置誤差の補正、そ′の重心位置の
管理、障害物の自動検出および障害物の回避動作指示、
さらに多関節マニピュレータ１７による作業−１および
そのためのロボット安定化やロボット異常時にホームス
テーションまでへの帰還誘導などを行なう機能を有する
。

また、局所統括管理制御装置４４や故障修復制御□ψ 一□□□□□ 断するものであり、作業用ロボット１０の故障箇所は故
障修復装置装＠４６により自己修復される。

故障修復装置４６は例ｉばある連結部分のコネクタが外
れたとき、多関節マニピュレータ１７を′用いて上記コ
ネクタを正常位置にセットするものである。しかし、故
障の中には故障修復装置４６では手に負えない場合が生
ずる。この場合には、機能縮退制御装置４７により故障
した重要機能を一時的に他の正常機能で代替し、伯の正
常機能の機能を犠牲にするものである。この機能ＩｉＩ
退制御装置４７は例えば多関節マニピュレータ１７用制
御装置が故障した場合、移動ｍ８４２０の多足歩行脚２
０作動用制御装置を使用して多関節マニピュレ伝送シス
テム１２は近赤外線などの光を利用した光空間伝送シス
テム５０どローカルプロセッサ５１とを有する。光空間
伝送システム５０　＄；Ｌロボット本体１５に取付４Ｊ
られた光送受信装置５２とこの光送受信装置５２から−
１れて設置された中継局５３とを有し、上記光送受信装
置５２　ｄ３　Ｊ、び中継局５３は光電変換器（０／Ｆ
変換器）および電光変換器（Ｅ１０変挽器）をそれぞれ
備えている。

これらの変換器により電気信号（情報）は光情報に変換
されて空間を伝搬される。なお、中継局５３はガイドレ
ールに沿って移動可能な移動局としごとにローカルネッ
１−ワークを形成し、ロボット本体１５に搭載される。

ローカルプロセッサ５１１はイメージプロセッサ４９と
同等の機能を有し、イメージプロセッサ４９で処理でき
ない視覚情報をイメージプロセッサ４９に代替して処理
し、中央操作盤１１の視覚情報認識装置５６に送り、対
象物を認識するものである。

また、中央操作１１１はへルスケアシステム５５、視覚
情報認識装置５６、画像表示装置５７、中央統括管理制
御装置５８、マスターアーム５９、計算機システム６０
などから構成される。このうち、ヘルスケアシステム５
５は作業用ロボット１０のロボット本体１５内蔵の自己
診断装置４５および故障診断計測機器を内蔵した外部設
置のヘルスケアスタンド（図示せず）により、作業用ロ
ボット１０の機能の健全性を管理し、原子力発電プラン
ト施設に悪彰電を及ぼすことなく、作業用ロボット１０
の自己修復を行なうものである。ヘルスケアスタンドは
へルスクアシステム５５からの指令信号を受けて作動し
、作業用ロボッ１−１０の機能の健全性（人間の脈搏や
面圧等に相当する）、電　視覚情報認識装置５６は視覚
セン吠３７およびイメージプロセッサ４９からの視覚情
報を認識、判断し、それを表示づ゛るものであり、例え
ば、視・覚情報認識装置５６は作業現場に設置された特
定のメータのみを認識し、そのメータ指示が正しいか否
かまでを判断し、表示する機能を有する。また、この認
識装置５６は工具箱（図示せ′？１″）の中から必要な
工具だけを認識してその認識信号を一連のルーチンを介
し□て多関節マニピュレータ１７に指示し、このマニピ
ュレータ１７で把持し、取り出す指示を行なうことかで
きる。

その際、画像表示装置５７には多関節マニピュレータ１
７による作業状況を映像表示するだけではなく、作業用
［１ボッ１−１０へ必要なデータやアドバイス情報、他
のシステムからのニュースを多重化し、選択的に表示す
ることもできる。

また、中央統括管理制御装置５８は多関節マニピュレー
タ１７や多足歩行脚機構１６、環境センサ機Ｍ４１９相
互の干渉を防止するための判断教示を行なう他、知識デ
ータベースを基準にして・作業ものである。画像表示や
音声、マスタアーム、操作ペダル、キーボード操作ある
いは操縦枠などの操作により、作業用ロボット１０と臨
場感あふれる対話をすることができ、結果的に作業用ロ
ボット１０を遠隔操作できるようになっている。

さらに、作業用ロボット１０に設置された視覚センサ３
７、視覚フィードバックシステム４８およびイメージプ
ロセッサ４９、またローカルプロセッサ５１、中央操作
盤１１側の視覚情報認識装１１２５６により作業用ロボ
ット１ｏの自律制御を可能とする視覚情報処理装置が構
成される。

しかして、視覚センサ３７で検出された視覚情報はイメ
ージプロセッサ４９に送られて高速画像処理され、この
イメージプロセッサ４９で対象物の形状、色等の特徴事
項の抽出が行なわれ、対象物が概略的に判別され、その
画像処理情報が視覚情報認識装＠５６に送られる。イメ
ージプロセッサ４９で画像処理を行なうことができなか
った視覚情報はローカルプロセッサ５１に送られ、ここ
で各ジャンル別に大別され、画像処理され、同様てこヒ
で対象物の特定化が前もって有しているデータベースを
基準にして判断される。視覚情報認識装置５６で対象物
が特定されると、その認識信号が光空間伝送トステム５
０を介して視覚フィードバックシステム４８にｇ還され
る。この視覚フ、イードバックシステム４８は作業用の
ロボット１Ｏに次の行動を起こさせるため、対象物認識
信号を制御信号に変換して知能型運動制御装置４１に入
力し、各作動要素を駆動せしめる。

このように、前述した視覚情報処理装置は、種々の作業
を効率よ〈実施するため、作業環境（作業対象物）を認
識し、作業用ロボット１０の行動を自律的に行なわしめ
るための自律制御運転・を可能にするための装置である
。

次に、本発明に係るロボットの具体的作業例を第３図に
示すフローチャートを参照して説明する。

初めに、作業用ロボット１０を目標対象物１３に移動接
近させる操作手順の一例を順を負って説明する。

作業用ロボット１０を目標対象物１３に移動させる操作
は中央操作盤１１の電源をオペレータがＯＮすることに
より行なわれ、この電源投入により中央統括管理制御装
置５８によって作業用ロボット１０の０業行動計画が立
案され、この行動計示の要請が行なわれる。この指示要
請に基づいてオペレータが指示すると、視覚フィードバ
ックシステム４８から知能型運動制御装置４１を介して
重作業用アクチュエータ制御装置４３を作動させ、移動
機構１６を作動させる。

この移動機構１６の作動により多足歩行脚（Ｉｍ構）２
０が歩行運動を開始し、作動用ロボットは目標対象物１
３に向って移動を開始する。その際、移動３機構１６は
４本以上の多足歩行脚２０により安定的に移動され、途
中に移動のための目標物や障害物２５が存在すると、視
覚情報処理装置により３７で位に認識用目標対象物をキ
１７ツチし、その視覚情報をイメージプロセラν４９に
送って高速画像処理させる。その処理画像は光空間伝送
システム５０を経て視覚情報認識装置５６に送られ、こ
の認識装置５６で途中の目標対象物が特定され、認識さ
れる。その際、イメージプロセッサ４９で画像処理が行
なわれないとき、あるいはイメージプロセッサ４９では
手に負えないとき、視覚センサ３７からの視覚情報はロ
ーカルプロセッサ５１に送られてここで画像処理され、
その処理信号が視覚情報認識装置５６に送られ、途中の
目岬対象物が認識される。

視覚情報認識装置５６で認識された途中の目標対象物の
認識信号は光空間伝送システム５０を経て視覚フィード
バックシステム４８に送られ、ここで制御信号に変換さ
れて、知能型運動制御装置４１に入力される。この知能
型運動制御装置４１は環境セン＋ｊ機構１９の多ｆｕｌ
ｆｉｌｌ構１８や、移動機構１６のアクチュエータ制御
装置４３に作動信号を送り、情況に適した行動を指示さ
せる。こり行動指示により、多関節機構や移動機構１６
が作動制御され、情況に応じた行動が反復される。例え
ば、移動機構１６の多足歩行機構（歩行脚２０）は目標
対象物１３に向って一歩一歩前進せしめられる。

この移動機構１６による移動の際、移動機構１６の多足
歩行脚同士が相互に干渉したり、移動機作業用ロボット
１ｏによる作業時にも同様にして行なわれる。

しかして、移動ｍ構１６による歩行作用により、作業用
ロボット１ｏが目標対象物１３に接近し、作業対象位置
に到着すると、この位置が視覚センサ３７により検出さ
れ、その検出信号はイメージプロセラ勺４９、光空間伝
送システム５ｏを経て視覚情報認識装＠５６に送られ、
続いて中央統括管理１１ｉ１Ｊｉｌｌ装置５８に入力さ
れ、ここで作業用［１ボツト１０の移動機構１６、多１
５ｇ節マニピュレータ１７および環境センサｉ横１９等
の各作業要素が全て計画通りの位置、状態にあるが否が
が確認され、計画通りの位置、状態にセラＩ−されてい
る場合に、オペレータに作業用ロボット１ｏによる作業
開始指示要請を出力する。この指示要請を受けてオペレ
ータが作業開始指示を与えると、その指示信号を受けて
、作業用ロボット１０は視覚情報認識装置により、作業
（目標）対象物や周囲環境および作業のための道具や工
具類を認識し、視覚フィードバックシステム４８により
変換された作業のための制御信号を知能型運動制御装置
４１に入力させ、この制御装置４１により多関節マニピ
ュレータ１７および環境センサ機構１９の多関節われる
。

視覚センサ３７で検出した視覚情報はイメージプロセッ
サ４８で画像処理され、この画像処理では処理しきれな
い視覚情報はローカルプロセッシ５１で画像処理される
。これらの画像処理信号は視覚情報認識装置５６に入力
され、ここで目標対象物１３を認識しながら、作業が進
められ、ぞの認識結果は視覚フィードバックシステム４
８や中央統括管理制御装置５８および局所統括管理制御
装置４４に入力される。このうち、視覚フィードバック
システム４８では制御信号に変換されて知能型運動制御
装置４１に入力され、その作業情況に応じて多関節マニ
ピュレータ１７および環境ヒンサ機横１９の行動を指示
し、それらの作動を制御する。

これらの作動制御が反復継続されて作業、例えばバルブ
の分解・組立作業が進められる。このようにして、目標
対象物１３に対する分解組立等の作業の進行により、作
業完了ヂエツクが視覚センサ３７から視覚情報認＠装置
５６で行なわれると、その認識信号が局所統括管理制御
装置４４および中央統括管理制御装置５８に出力され、
作業完了が入力される。

この作業完了信号の入力を受けて両統括管理制御装置４
４，５８は作業完了を既知の行動計画（作業計画）と対
照し、チェック覆ることで作業完了が確認される。この
作業完了が確認されると、作業用ロボツ１−１０を作業
開始前のホームポジション（常時待機場所）への復旧操
作に入ることが確認され、続いてホームポジションへの
帰還指示がオペレータに要請される。この要請に基づい
てオペレータが帰還指示を与えると、視覚フィードバッ
クシステム４８や知能型運動制御装置４１を経て移動機
構１６などが作動され、作業用口・ポット１０は出動時
と逆のルーチンを経てホームポジションに帰還され、こ
の帰還が確認されると、作業用ロボット１０による目標
対象物１３の−・連の作業が終了せしめられ、作業用ロ
ボット１０は次の作業に備えられる。

なお、本発明では視覚センサ３７からのイメージ情報を
イメージプロセッサ４９に入力させる例について説明し
たが、視覚センサ３８や多関節マニピュレータ１７の手
指機構３１からの感覚センサや、移動機構１６の外界認
識用センサ２４からのセンサ信号は第２図に示すように
知能型運動制御装置４１に入力され、必要に応じて中央
および局所統括管理制御装置５８．４４に入力させるよ
うにしてもよい。

次に、ロボット故障時における修復玉−ドについて説明
する。

作業用ロボット１０の異常あるいは故障は、ロボット本
体１５内に内蔵された自己診断装置４５により自己診断
され、検出される。自己診断装置４５により自己診断で
きない場合に、中央操作盤１１に設置されたヘルスケア
システム５５からの指令を受りてヘルスケアスタンドで
診断し、その診断信号をヘルスケアシステム５５に入力
させ、ここで作業用ロボット１０の機能の叶全性を判別
し、その判別結果が中央統括管理制御装置５８に入力さ
れる。この中央統括管理制御装置５８は診断判別結果か
ら故障モードの分析を行ない、故障箇所の修復計画の立
案および故障箇所修復のための作業指示を局所統括管理
制御装＠４４に入力させる。

局所統括管理１ｌＩＩＪＩｊ装置４４は多ｐｊＪ節マニ
ピュレータ１７や移動機構１６、環境センサ機構１９の
多関節機構１８毎に中央統括管理制御装置５８の計画に
より具体的な故障箇所修復計画を立案し、その指示信号
を故障修復制御装置４６および機能縮退制御装置４７に
出力する。この出力信号を受け、故障修復制御装置４６
は多関節マニピュレータ１７による修復が可能なとき、
マニピュレータによる修復行動を制御信号に変換して知
能型運動制御装置４１に入力させ、この知能型運動制・
御装ｗ４１によりマニピュレータ制御装置４２を作動さ
せて多関節マニピュレータ１７を動かし、故障箇所の自
己修復作業を行なう。

一方、故障修復制御装置４６では手に負えないときには
、機能縮退制御装置４７に入力し、故障した重要機能を
他の正常機能で一時的に代替すべく、その旨の機能縮退
信号が知能型運動制御装置４１に入力される。このとき
、正常機能の機能は一時的に縮退あるいは失われる。知
能型運動制御装置４１は機能縮退信号を受けて、制御信
号をアクチュエータ制御装置４３やマニピュレータ制御
装置４２、環境セン勺機構用多関節機構作動制御装置（
図示せず）に出力し、例えばマニピュレータ制御装置４
２が故障したとき、この故Ｆｉ！機能をアクチュエータ
制御装置４３が一時的に補足し、このアクチュエータ制
御装置４３からの作動信号により多関節マニピュレータ
１７を補足的に作動制御し得る。このようにして、故障
修復制御装置４６の作動による自己修復や機能縮退制御
装置４７の作動によって重要機能に代替機能を持たせる
ことにより、事態の悪化を未然に防止することができる
。

なお、作業用ロボット１０による多関節マニピュレータ
１７の自律操作が非常に複雑になるとき、あるいは多関
節マニピュレータ１７への教示が困難なとき、中央制御
盤１１に設置されたマスタアーム５９にオペレータが入
り、画像表示具ＦＪ５７をウォッチしながら作業用ロボ
ット１ｏを遠隔操作させるように切換使用してもＪ、い
。この場合、作業用ロボット１０の多関節マニピュレー
タ１７はスレーブアームとしてＩ！ｌ能し、マスタアー
ムの作動をシミュレート（実Ｕｉ　Ｎｌ模擬ンし、パイ
ラテラルサーボ性（双方向力帰還性）を持って追従移動
せしめられる。これにより、作業用ロボット１０による
複雑な作業を遠隔操作により、臨場感を持って容易に行
なうことができる。

第５図は、本発明の他の実施例を示すものである。

この実施例に示されたロボットは第１実施例に示したも
のとは移動機構１６Ａの構成を基本・的に異にし、そ以
外の構成は第１図に示すものと同様であるので同じ符号
を付し、説明を省略する。

移動機構１６Ａはロボット本体１５Ａの両側に取付けら
れた取付脚２ＯＡを有し、これらの取付脚２０Ａの自由
端側に吸着盤６３が設けられる。

前記取付脚２ＯＡは床面や壁面に沿って伸縮可能なテレ
スコピックタイプに構成され、取付ｍ２０△の伸縮作用
と、吸着盤６３による吸着作用とにより、作業用ロボッ
トＩＯＡを床面あるいは壁面に沿って移動させ得るよう
にしたものである。

その際、吸着盤６３による吸着圧力は外界認識用センサ
２４Ａなどからの認識情報を基にして、吸着圧コントロ
ーラ６５により制御される。

なお、作業用ロボット１０Ａを床面や壁面に沿って移動
させるのに伸縮機構に代え、あるいは伸縮機構と併用す
る形で、吸着盤６３の内部に推進用移動車輪６６を収容
し、この移動車輪６６の作動により作業用ロボットを床
面や壁面に沿って移動させ得るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係るロボツ１−において、
作業用ロボットは自律制御機能を備えたロボット本体と
、このロボット本体を移動さける移動機構と、上記ロボ
ットに取付【フられた多自由麿多関節マニピュレータと
多関節機構を備えた環境センサ機構どからなるので、環
境セン４ｊＩ幾構で作業環境を認識判断しながら保守・
点検・組立・分解作業などの作業を自律的（外部情報を
理解し、次の動作を１１ボッ１−自身が１＝でた計画に
従って行動すること）に行なうことができ、このため、
原子力発電プラントなどの作業環境が厳しい極限作業下
でも、作業員を巡視点検や定期検査作業、組立分解作業
から解放さゼ、拘束させること’Ｊ　＜、推進さけるこ
とができるので、多様で複雑な作業を作業効率よ〈実施
でき、作業の信頼性を向上させることができ、プラント
の稼動率を向上させることがＣぎる。

また、作業用ロボットにより作業環境の厳しい極限作業
下での作業を作業員に代って行な−うことかできるので
、作業員による危険作業を確実に回避させることができ
、作業員の被曝を著しく低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボットの一実施例を示す全体図
、第２図は上記ロボットの基本的な自律制御系を示すフ
ローチャート、第３図（Ａ）。（Ｂ）および（Ｃ）は上記ロボットによる具体的作業の
一例を示すフローチャー１〜、第４図はロボット故障時
におりる修復モードの原理を示す図、第５図は本発明の
他の実施例を示すもので作業用ロボットの斜視図である
。１０・・・作業用ロボット、１１・・・中央操作盤、１
２・・・情報（空間）伝送システム、１３・・・［］標
対象物、１５．１５Ａ・・・ロボット本体、１６，１６
Ａ・・・移動機構、１７・・・多関節マニピュレータ、
１８・・・多関節機構、１９・・・環境センサ機構、２
０・・・歩行脚、２３・・・足部材、２４，２４Δ・・
・外界認識用センサ、２６・・・スタビライザ、３０・
・・アーム機構、３１・・・手指機構、３３・・・多重
相、３７・・・視覚センサ、３８・・・聴覚センサ、４
０・・・■ネルギ源、４１・・・知能型運動制御装置、
４４・・・局所統括管理制御装置、４５・・・故障修復
制御装置、４６・・・機能縮退制御装置、４７・・・自
己診断装置、４８・・・視覚フィードバックシステム、
４９・・・イメージプロセッサ、５０・・・光空間伝送
システム、５１・・・ローカルプロセッサ、５５・・・
ヘルスケアシステム、５６・・・視覚情報認識装置、５
７・・・画像表示装置、５８・・・中央統括管理制御装
置、６３・・・吸着盤。第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、目標対象物に向って進退し、上記目標対象物に所要
の作業を施す作業用ロボットと、この作業用ロボットを
操作可能な中央操作盤と、上記作業用ロボットと中央操
作盤との間で情報を伝送し、交換する情報伝送システム
とを有し、上記作業用ロボットは、視覚情報による自律
制御機能を備えたロボット本体と、このロボット本体を
移動させる移動機構と、上記ロボット本体に取付けられ
た多自由度多関節マニピュレータおよび多関節機構を備
えた環境センサ機構とからなることを特徴とするロボッ
ト。２、多自由度多関節マニピュレータはロボット本体に取
付けられた多自由度多関節アーム機構と、このアーム機
構の自由端部に設けられた手指機構とを備え、手指機構
の各作業指は感覚機能を有するとともに、上記アーム機
構の各関節部にはダイレクトドライブ機構が介装された
特許請求の範囲第１項に記載のロボット。３、多自由度多関節マニピュレータは先端部に手指機構
を備え、この手指機構には３本以上の作業指が設けられ
た特許請求の範囲第２項に記載のロボット。４、環境センサ機構はロボット本体に取付けられた多関
節機構とこの多関節機構の雲台に設けられた視覚センサ
とを有する特許請求の範囲第１項に記載のロボット。５、環境センサ機構には多関節機構の雲台に視覚センサ
とともに聴覚センサおよび平行照明機構が設けられた特
許請求の範囲い第４項に記載のロボット。６、ロボット本体は、多自由度多関節マニピュレータや
環境センサ機構、移動機構等を自律制御させる知能型運
動制御装置と、エネルギ源と、上記知能型運動制御装置
からの制御信号により作動制御されるマニピュレータ制
御装置、移動機構用アクチュエータ制御装置および環境
センサ機構作動制御装置を内蔵した特許請求の範囲第１
項に記載のロボット。７、ロボット本体は多自由度多関節マニピュレータや環
境センサ機構、移動機構の行動を個別に指示する局所統
括管理制御装置と、作業用ロボットの異常・故障を自己
診断する自己診断装置と、故障箇所を自己修復させる故
障修復制御装置と、故障した重要機能を他の正常機能で
一時的に代替する機能縮退制御装置とをさらに備えた特
許請求の範囲第６項に記載のロボット。８、情報伝送システムは光空間伝送システムからなり、
この光空間伝送システムはロボット本体に取付けられた
光送受信装置と、この光送受信装置から離間した位置に
設置され、中央操作盤に接続された中継局とを有する特
許請求の範囲第１項に記載のロボット。９、移動機構は４本以上の歩行脚を有し、各歩行脚の関
節部にはダイレクトドライブ機構が介装された特許請求
の範囲第１項に記載のロボット。１０、各歩行脚には足部材が揺動自在に支持され、この
足部材には揺動可能なスタビライザおよび外界認識セン
サが備えられた特許請求の範囲第９項に記載のロボット
。１１、移動機構はロボット本体の両側に取付脚を有し、
各取付脚の先端に吸着盤および移動車輪が設けられた特
許請求の範囲第１項に記載のロボット。１２、ロボット本体には、視覚フィードバックシステム
、イメージプロセッサおよび知能型運動制御装置ならび
に局所統括管理制御装置が備えられ、また、中央操作盤
側には、ローカルプロセッサ、視覚情報認識装置、およ
び中央統括管理制御装置が備えられ、環境センサ機構か
らの視覚情報を前記イメージプロセッサまたはローカル
プロセッサを経て視覚情報認識装置に入力し、この視覚
情報認識装置で目標対象物を認識させ、これらの認識結
果を視覚フィードバックシステムで制御信号に変換、こ
の制御信号を知能型運動制御装置に入力し、この運動制
御装置からの制御信号によって多関節マニピュレータ、
移動機構または環境センサ機構の作動をコントロールし
た特許請求の範囲第１項に記載のロボット。１３、中央操作盤は作業用ロボットの機能の健全性を管
理するヘルスケアシステムを有し、このヘルスケアシス
テムはロボット本体に内蔵された自己診断装置やロボッ
ト本体外に設置のヘルスケアスタンドからの診断信号を
受けて作業用ロボットの機能の健全性を分析、判断し、
精密検査や自己修復を行なうように設定した特許請求の
範囲第１項に記載のロボット。