JP6042698B2 - ケーブルラックを走行路とした自走式ロボット - Google Patents

Description

本発明は、自走ロボットに関する。

例えば、道路等のトンネルの維持管理業務では、トンネル内に設置されている照明機器、保安機器、ケーブル、ケーブルを敷設するためのケーブルラック、さらにはトンネル内壁面の状態等の多様な検査が必要となる。

このような検査業務は、従来では、トンネルの車道を移動する高所作業車等を用い、作業員が直接、目視により点検を実施していた。
また、特許文献１には、ケーブルラックに沿って移動するロボットによってケーブルの引き回し作業を行わせる技術が開示されている。

特開平８−１６８１３１号公報

ところが、高所作業車等を用いた目視確認による検査では、走行路の車線規制を伴うため、道路の利用者の利便性が低下するとともに、高所作業による作業効率の低下、人件費等による検査の高コスト化が懸念される。

また、引用文献１の技術では、ケーブルラックの周囲の障害物の回避やケーブルラックの幅寸法等の形状変化への配慮がなく、トンネル内壁等に沿って配置されたケーブルラックへの適用は困難となることが予想される。

すなわち、トンネル内壁に設けられるケーブルラックは、支持金具や懸垂金具等がケーブルラックの周囲に存在し、これらの障害物を回避できない引用文献１の技術は、適用が困難である。

本発明の目的は、ケーブルラックの周辺の障害物や形状変化等に影響されることなく、検査等の移動手段としてケーブルラックを有効に活用することが可能な技術を提供することにある。

態様のひとつである自走ロボットは、複数の筐体、車輪、車輪退避手段、リンク機構、第１センサおよび第２センサ、制御部を含む。
前記筐体の各々に設けられ、走行路を構成するケーブルラックを把持して走行方向に推力を発生させる複数の車輪と、
前記車輪を、前記ケーブルラックを挟む把持位置と前記ケーブルラックを解放する退避位置との間で変位させる車輪退避手段と、
複数の前記筐体を前記ケーブルラックに対して平行移動可能に接続し、個々の前記筐体と前記ケーブルラックとの距離を個別に変化させるリンク機構と、
前記筐体を挟んで進行方向の前方および後方にそれぞれ配置される、前記筐体の進行方向における前記ケーブルラックの外周の障害物および前記ケーブルラックの形状変化の有無を検知する第１センサおよび第２センサと、
前記第１センサおよび前記第２センサから得られる前記障害物および前記形状変化の有無に基づいて前記車輪退避手段および前記リンク機構を駆動することで、前記障害物の回避および前記形状変化への追従を行わせる制御部と、
を含むことを特徴とする自走ロボット。

本発明によれば、ケーブルラックの周辺の障害物や形状変化等に影響されることなく、検査等の移動手段としてケーブルラックを有効に活用することが可能な技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態である自走ロボットの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの制御系の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を示す正面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を進行方向から見た側面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの車輪の解放状態を進行方向から見た側面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの状況センサの作用例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットの制御系の作用の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックのトンネルにおける取付状態の一例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックのトンネルにおける取付状態の変形例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットがケーブルラックの周囲の障害物を回避して走行する状態の一例を動作順に例示した略平面図である。 本発明の一実施の形態である自走ロボットがケーブルラックのラック幅段差部に追従して走行する状態の一例を動作順に例示した略平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの構成の一例を示す斜視図である。
図２は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの制御系の構成の一例を示すブロック図である。

図３は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を示す平面図である。
図４は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を示す正面図である。

図５は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの走行状態の一例を進行方向から見た側面図である。
図６は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの車輪の解放状態を進行方向から見た側面図である。

図７は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの状況センサの作用例を示す平面図である。
図８は、本発明の一実施の形態である自走ロボットの制御系の作用の一例を示すフローチャートである。

なお、以下の本実施の形態の説明では、各図において、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は図示の通りとし、左右方向（自走ロボット１の進行方向）をＸ方向、上下方向をＺ方向、紙面に垂直な方向（ケーブルラック１００の幅方向）をＹ方向として説明する。また、一例として、Ｚ方向は鉛直方向、Ｘ−Ｙ平面は水平面とする。

図１に例示されるように、本実施の形態の自走ロボット１は、複数の走行ユニット１０を、平行リンク１７を介して走行方向（Ｘ方向）に連結して構成されている。
複数の走行ユニット１０の各々は、互いに等価な構成であり、区別する場合には、先頭側から走行ユニット１０Ａ、走行ユニット１０Ｂ、走行ユニット１０Ｃと記すこととする。

自走ロボット１において、走行ユニット１０は一例として３台以上連結する。ただし、使用する後述の検査ユニット３０におけるセンサのサイズ等により、走行ユニット１０の連結数を増減させる。

個々の走行ユニット１０は、走行機構筐体１１と、この走行機構筐体１１の下端にL字形に接続される制御筐体１２で構成されている。
走行ユニット１０には、後述の走行モータＭ１、リンク駆動モータＭ２、車輪開閉モータＭ３や図示しないギヤ等のトルク伝達機構等で構成される障害物回避駆動装置１６が実装されている。

走行機構筐体１１の制御筐体１２側の側面には、走行駆動輪１３および従動把持輪１４が上下に配置され、この走行駆動輪１３および従動把持輪１４によって、走行経路となる後述のケーブルラック１００の片方の桁枠部材１０１を把持し、当該ケーブルラック１００に沿って走行する。

走行機構筐体１１には、走行モータＭ１によって駆動される走行駆動輪１３および従動把持輪１４の各々の回転軸が突出する可動スリット１１ａおよび可動スリット１１ｂが上下方向に細長く開口して設けられている。そして、走行駆動輪１３および従動把持輪１４の各々は車輪開閉モータＭ３に駆動されて、図５に例示されるケーブルラック１００の把持状態と、図６に例示されるケーブルラック１００の解放状態との間で回転軸がＺ−Ｙ平面内で回動変位することが可能になっている。

すなわち、車輪開閉モータＭ３は、障害物回避駆動装置１６に設けられたギア等を介して、走行ユニット１０の走行駆動輪１３および従動把持輪１４の回転軸を互いに逆方向に傾動させることで、図６に例示されるような解放動作を行わせる。

走行機構筐体１１の進行方向の両側面の各々には、走行駆動輪１３および従動把持輪１４によって把持されるケーブルラック１００の高さ位置に一対の状況センサ１５が設けられている。以下の説明では、必要に応じて、進行方向の先頭側に位置する状況センサ１５を前方センサＳＦと記し、後方側を後方センサＳＲと記して区別する。

すなわち、図７に例示されるように、本実施の形態の状況センサ１５は、ケーブルラック１００の側面に沿って転動するローラ１５ｂと、このローラ１５ｂをケーブルラック１００の桁枠部材１０１に常時押圧する方向に付勢しつつ、Ｘ−Ｙ平面内で回動可能な回動アーム１５ａと、走行機構筐体１１の内部に設けられ、回動アーム１５ａの回動角度を検出する角度検出部１５ｃで構成されている。

この場合、角度検出部１５ｃは、Ｙ軸（＋）方向（ケーブルラック１００の幅方向）を基準とした回動アーム１５ａの回動角度の絶対値を計測して出力する。
これにより、状況センサ１５は、ケーブルラック１００の周囲の凹凸の障害物Ａや、ケーブルラック１００の幅変化のラック幅段差部Ｂを、回動アーム１５ａの角度変化として検知することが可能になっている。

走行機構筐体１１の他ユニットと対向する側面の上下の端部には、可動スリット１１ｃが水平方向に細長く開口して設けられ、走行ユニット１０の上下部分を相互に連結する平行リンク１７の上下のペアが、走行機構筐体１１に対して水平面（Ｘ−Ｙ平面）内で回動可能になっている。

上下の平行リンク１７は、障害物回避駆動装置１６の図示しないギヤ等を介してリンク駆動モータＭ２によって同期して回動変位し、相手側の走行ユニット１０を離間変位および接近変位させる。

これにより、個々の走行ユニット１０に対する平行リンク１７の水平面内での相対的な回動変位により、後述のように、相互に連結された複数の走行ユニット１０のうち、任意の一つの、ケーブルラック１００に対する離間変位および接近変位が可能になっている。

走行機構筐体１１にＬ字形に接続される制御筐体１２は、図５および図６に例示されるように、ケーブルラック１００の下側に位置し、内蔵した後述の電源２１としてのバッテリ等の重量により、ケーブルラック１００において走行ユニット１０に把持される片側の桁枠部材１０１に作用するＸ軸の回りの捻りモーメントを緩和するバランスウェイトを兼ねている。

個々の走行ユニット１０の制御筐体１２には、図２に例示される制御システム２０が実装されている。
本実施の形態の制御システム２０は、電源２１、制御部２２、モータドライバ２５、センサインターフェイス２６、ユーザインターフェイス２７、通信インターフェイス２８、これらを相互に接続する情報伝送路２９を備えている。

電源２１は、バッテリ等で構成され、システムの各部に動作電力を供給する。
制御部２２は、マイクロプロセッサ２３、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリからなるメモリ２４、等で構成され、マイクロプロセッサ２３が、メモリ２４に格納された制御プログラム２４ｐを実行することで、個々の走行ユニット１０の動作、および他の走行ユニット１０と連携した後述の図８のフローチャートに例示される制御動作を実現する。

モータドライバ２５は、制御部２２からの指令に基づいて障害物回避駆動装置１６を構成する上述の走行モータＭ１、リンク駆動モータＭ２、車輪開閉モータＭ３を制御する。
本実施の形態の場合、一例として、走行モータＭ１、リンク駆動モータＭ２、車輪開閉モータＭ３の各々は、各々が回転角等の情報をモータドライバ２５に出力する図示しないエンコーダを備えたサーボモータやステップモータで構成され、制御部２２が、各モータの回転方向、回転角度（回転量）、回転速度等を精密に制御および把握することが可能になっている。

センサインターフェイス２６は、状況センサ１５を制御し、状況センサ１５を構成する前方センサＳＦおよび後方センサＳＲの各々から出力される回動アーム１５ａの回動角度を制御部２２に伝達する。

ユーザインターフェイス２７は、走行機構筐体１１や制御筐体１２の外面等に設けられ、制御部２２を外部から作業者が制御するための図示しないディスプレイ、タッチパネル、キーパッド、スピーカ、ランプ等で構成され、制御部２２の制御プログラム２４ｐ等の保守管理が可能になっている。

通信インターフェイス２８は、相互に連結される複数の走行ユニット１０の間における情報通信を行う。通信媒体は、平行リンク１７の内部に敷設された信号ケーブルでもよいし、近距離無線や赤外線通信（ＩＲ）でもよい。

また、ユーザインターフェイス２７の代わりに、通信インターフェイス２８を利用して、外部の情報処理機器から制御部２２にアクセスして保守管理を行う構成でもよい。
次に、本実施の形態の自走ロボット１が走行経路として使用するケーブルラック１００について説明する。

図９は、本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックのトンネルにおける取付状態の一例を示す断面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックの構成の一例を示す斜視図である。

図１１は、本発明の一実施の形態である自走ロボットが走行するケーブルラックのトンネルにおける取付状態の変形例を示す斜視図である。
図９に例示されるように、例えば、トンネル２００の内部には、内壁面２０１に取付金具２１１を介して照明／設備機器２１０が設置され、これらの機器への給電や情報通信等のケーブルを敷設する等の目的で、ケーブルラック１００が、車両の通行に支障のないトンネル２００の天井付近に設けられる場合がある。

ケーブルラック１００の構造仕様としては、一例として、幅が１５０mm、２００mm、３００mm、４００mm、５００mmである。また、取付金具１０５、懸垂金具１０６等の支持金具の設置間隔は、一例として、２０００mm、２５００mm、３０００mmである。

ケーブルラック１００は、一対の桁枠部材１０１が複数の桟部材１０２によって底部が連結された構成であり、一対の桁枠部材１０１と底部の桟部材１０２で構成される樋状の空間に図示しないケーブルが敷設される。

図１０Ａに例示されるように、このケーブルラック１００は、下端部がトンネル２００の内壁面２０１に所望の間隔で固定された取付金具１０５に一対の桁枠部材１０１が水平に支持され、個々の桁枠部材１０１は、取付金具１０５に螺着される逆さＪ形ボルト等の支持金具１０４によって固定されている。

また、桁枠部材１０１は、当金やボルト等で構成される桁枠接続金具１０３によって連結されている。
従って、ケーブルラック１００の周囲の桁枠接続金具１０３や支持金具１０４は、本実施の形態の自走ロボット１の走行における障害物Ａとなり得る。

また、図１０Ｂに例示されるように、一対の桁枠部材１０１の一方が幅方向に屈曲することで、桁枠部材１０１の対向幅が変化し、幅変化の境界部にはラック幅段差部Ｂが生じる。

また、図１１に例示されるように、トンネル２００の内部におけるケーブルラック１００の支持構造としては、ケーブルラック１００を下側から支持する取付金具１０５の両端部を、トンネル２００の天井から吊り下げられた懸垂金具１０６を介して支持する構造も考えられる。この図１１の場合、桁枠部材１０１の外側近傍に位置する懸垂金具１０６が障害物Ａとなり得る。

本実施の形態の自走ロボット１は、これらの障害物Ａやラック幅段差部Ｂ等のケーブルラック１００の状態の変化を検知し、後述のように、ケーブルラック１００の状態の変化に追従して走行する。

なお、例えば、ケーブルラック１００の幅寸法（変化の前後）は、既定情報として制御システム２０のメモリ２４に予めユーザインターフェイス２７等によって設定されているものとする。

また、必要に応じて、先頭の走行ユニット１０Ａの制御筐体１２には、工業用カメラ等の検査ユニット３０が一体または別体に搭載される。
そして、検査ユニット３０は、通信インターフェイス２８等を介した制御部２２の制御下で、自走ロボット１が走行するケーブルラック１００の外観や内部に敷設された図示しないケーブルの状況、さらには、後述のトンネル２００の内部に備えられた照明／設備機器２１０、トンネル２００の内壁面２０１の状況等の動画や静止画の撮影検査および記録を、例えば、ケーブルラック１００の走行方向における位置情報等とともに記録する。

走行ユニット１０Ａ、以外の走行ユニット１０Ｂ、走行ユニット１０Ｃの各々に異なる検査ユニット３０を個別に搭載することもできる。
以下、図８のフローチャート、および図１２、図１３等を参照して、本実施の形態の自走ロボット１の作用の一例を説明する。

図１２は、本発明の一実施の形態である自走ロボットがケーブルラックの周囲の障害物を回避して走行する状態の一例を動作順に例示した略平面図である。
図１３は、本発明の一実施の形態である自走ロボットがケーブルラックのラック幅段差部に追従して走行する状態の一例を動作順に例示した略平面図である。

なお、図１２および図１３では、図示が煩雑になることを避けるため、参照符号は必要箇所のみに付すとともに、自走ロボット１の外観形状も模式化／簡略化されている。
また、図１２および図１３では、図８のフローチャートのステップ番号を括弧着きで付して、フローチャートの各動作との対応を示している。

まず、図３、図４等に例示されるように、ケーブルラック１００の片側の桁枠部材１０１を、自走ロボット１の複数の走行ユニット１０の走行駆動輪１３および従動把持輪１４で挟持させ（図５の状態）、ケーブルラック１００に沿って走行可能な状態とする。

次に、図８のフローチャートに例示されるように、まず、自走ロボット１の個々の走行ユニット１０の制御システム２０における制御部２２（すなわち、制御プログラム２４ｐを実行するマイクロプロセッサ２３）は、外部から指令に基づいて前進を開始し（ステップ３０１）（図１２（ａ）、図１３（ａ）の右方向に前進）、必要に応じて上述の検査ユニット３０を走行と同期して作動させる。

この時、個々の走行ユニット１０の走行駆動輪１３と従動把持輪１４は、ケーブルラック１００（桁枠部材１０１）を把持するように閉じており、走行ユニット１０Ａの制御部２２が、走行駆動輪１３の回転を指令することにより、自走ロボット１は前進する（図５）。

また、状況センサ１５である前方センサＳＦおよび後方センサＳＲは、図７のように、平坦な桁枠部材１０１の側面にローラ１５ｂが密着し、後方センサＳＲおよび前方センサＳＦの回動アーム１５ａの角度である前方センサ検出角度θＦ、後方センサ検出角度θＲは、平常状態の角度θ１となっている。

すなわち、本実施の形態の場合、角度θ１＜角度θ２＜角度θ３とするとき、一例として、後述のように、前方センサ検出角度θＦ（後方センサ検出角度θＲも同様）が角度θ１と等しい時に通常走行状態と判定し、角度θ１＜前方センサ検出角度θＦ≦角度θ２の時に障害物Ａを検知したと判定し、角度θ２＜前方センサ検出角度θＦ≦角度θ３のとき、ラック幅段差部Ｂが広がる方向に変化したと判定し、前方センサ検出角度θＦ＜角度θ１のとき、ラック幅段差部Ｂが狭まる方向に変化したと判定する。

そして、進行方向で先頭に位置する走行ユニット１０Ａの前方センサＳＦの前方センサ検出角度θＦが変化すると（ステップ３０２）、走行ユニット１０Ａの制御部２２が他の走行ユニット１０Ｂ、走行ユニット１０Ｃに指令して自走ロボット１が停止する（ステップ３０３）（図１２（ｂ）、図１３（ｂ））。

次に、走行ユニット１０Ａの制御部２２は、他の走行ユニット１０Ｂ、走行ユニット１０Ｃの走行駆動輪１３、従動把持輪１４が図５のように閉じてケーブルラック１００を把持していることを確認した後（ステップ３０４）、すなわち自走ロボット１全体がケーブルラック１００から脱落しないことを確認した後、自分の走行ユニット１０Ａの走行駆動輪１３、従動把持輪１４を図６のように解放する（ステップ３０５）（図１２（ｃ）、図１３（ｃ））。

次に、走行ユニット１０Ａの制御部２２は、前方センサ検出角度θＦの変化の大きさを判定する。
すなわち、まず、
角度θ１＜前方センサ検出角度θＦ≦角度θ２
の場合には（ステップ３０６）、障害物Ａを検出したと判別し、走行ユニット１０Ａが障害物Ａを通過するまで前進し（ステップ３１６）、後方センサＳＲによる後方センサ検出角度θＲの変化検知または走行駆動輪１３による前進距離等の情報により、通過が確認されると（ステップ３１７）、自走ロボット１を一旦停止させる（ステップ３０９）（図１２（ｄ））。

そして、走行ユニット１０Ａの制御システム２０は、自分の走行駆動輪１３および従動把持輪１４を、図６から図５のように閉じる（ステップ３１０）（図１２（ｅ））。
そして、ケーブルラック１００の終端等の目的の位置に到達したか否か判定し（ステップ３１１）、未到達の場合には、ステップ３０１に戻って走行を継続する。

走行ユニット１０Ａの後続の走行ユニット１０Ｂ、走行ユニット１０Ｃ（の制御部２２）においても障害物Ａの通過に際して同様の動作が行われる。
次に、上述のステップ３０６の角度判定が成立しない場合、
角度θ２＜前方センサ検出角度θＦ≦角度θ３
を判別し（ステップ３０７）、成立する場合には、ケーブルラック１００の幅が広がる方向に変化するラック幅段差部Ｂに遭遇したと判別する。

そして、走行ユニット１０Ａの制御部２２は、隣接する後続の走行ユニット１０Ｂの制御部２２に対して、両者の間を連結する平行リンク１７をケーブルラック１００から離間する方向に作動させるように依頼し、走行ユニット１０Ａは、Ｙ方向に、次の幅増加後のケーブルラック１００の幅寸法における桁枠部材１０１に対応する位置まで平行移動する（ステップ３１２）（図１３（ｄ））。

なお、中央の走行ユニット１０Ｂの場合には、同様の平行リンク１７の動作では、両隣の走行ユニット１０Ａおよび走行ユニット１０Ｃの制御部２２に同時に依頼する。
その後、自走ロボット１の全体はラック幅段差部Ｂを走行ユニット１０Ａが通過し、ケーブルラック１００の幅の広い部分に到達するまで前進し（ステップ３１３、ステップ３１４）、その後、一旦停止する（ステップ３０９）（図１３（ｅ））。

そして、現在の図６の状態から図５のように、走行ユニット１０Ａの走行駆動輪１３および従動把持輪１４を閉じ、走行駆動輪１３および従動把持輪１４は、ケーブルラック１００を再び把持した状態となる（図１３（ｆ））。以後は、上述と同様である。

次に上述のステップ３０７の角度判定が不成立の場合には、さらに、
前方センサ検出角度θＦ＜角度θ１
を判定する（ステップ３０８）。これは、ステップ３０７の判定とは逆に、ケーブルラック１００の幅が減少方向の変化するラック幅段差部Ｂに遭遇したか否かを、前方センサ検出角度θＦで判別している。

そして、ステップ３０８が成立した場合、走行ユニット１０Ａの制御部２２は、上述のように、接続相手側の走行ユニット１０Ｂの制御部２２に平行リンク１７をケーブルラック１００に接近する方向（Ｙ方向）に所定の距離だけ作動させるように依頼する（ステップ３１５）。

以降は、上述と同様に、走行ユニット１０Ａの制御部２２は、ステップ３１３、ステップ３１４、ステップ３０９、ステップ３１０、ステップ３１１を実行する。
また、上述のステップ３０４の判定で、走行ユニット１０Ａ以外の走行ユニット１０Ｂや走行ユニット１０Ｃの走行駆動輪１３、従動把持輪１４が解放されていると判明した場合には、自走ロボット１の全体の脱落を防止すべく、動作を中止して、ユーザインターフェイス２７による音声や、通信インターフェイス２８よる通信等により、エラー警報を管理者に伝達する（ステップ３１８）。

また、前方センサＳＦの前方センサ検出角度θＦが、
角度θ３＜前方センサ検出角度θＦ
の場合には、同様に、回避困難な障害物Ａやラック幅段差部Ｂに遭遇したと判定し、エラー警報を管理者に伝達して（ステップ３１８）、動作を中止する。

また、逆方向への走行の場合には、走行ユニット１０Ｃが先頭になり、後方センサＳＲと前方センサＳＦの作用等は逆になるが、動作は同じである。
このように、本実施の形態の自走ロボット１の場合には、連携して動作する複数の走行ユニット１０が平行リンク１７で相互に独立に可動に連結して構成され、各々に備えられた状況センサ１５により、走行経路であるケーブルラック１００の状況を判別し、個々の走行ユニット１０が個別に走行経路であるケーブルラック１００から離脱および復帰を可能にした構成となっている。

これにより、本実施の形態の自走ロボット１は、ケーブルラック１００の周囲の障害物Ａや、ケーブルラック１００自体の幅の変化（ラック幅段差部Ｂ）等の状況に的確に対応してケーブルラック１００を走行経路とする走行動作を継続することができる。

この結果、ケーブルラック１００の周辺の障害物Ａやラック幅段差部Ｂ等の形状変化等に影響されることなく、例えば、トンネル２００における検査ユニット３０等の移動手段として、トンネル２００等に備えられた既設のケーブルラック１００を有効に活用することが可能となる利点がある。

すなわち、トンネル２００における既設のケーブルラック１００を移動手段として効果的に活用したトンネル２００等の構造物の保守管理を、効率よく、低コストにて行うことができる。

また、本実施の形態の場合、自走ロボット１を、複数の互いに機能が等価で構成が共通な走行ユニット１０を連結して構成するので、自走ロボット１の設計や製造が容易になる利点がある。

さらに、自走ロボット１における走行ユニット１０の増設や、保守管理における交換作業、構成部品の使い回し、保守用の予備部品としての走行ユニット１０のストックの効率化を実現できる。

また、多様な検査の規模や用途等に応じて、走行ユニット１０を増減することで、効率的かつ柔軟な自走ロボット１の構成を実現できる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、状況センサ１５としては、機械式の角度センサを用いる場合を例示したが、非接触の光センサや、カメラによる画像処理装置によって状況センサ１５を構成し、障害物Ａやラック幅段差部Ｂ等を検出してもよい。

また、ケーブルラック１００としては、トンネル２００に設置されたものに限らず、一般のケーブルラック１００に広く適用できる。

１ 自走ロボット
１０ 走行ユニット
１０Ａ 走行ユニット
１０Ｂ 走行ユニット
１０Ｃ 走行ユニット
１１ 走行機構筐体
１１ａ 可動スリット
１１ｂ 可動スリット
１１ｃ 可動スリット
１２ 制御筐体
１３ 走行駆動輪
１４ 従動把持輪
１５ 状況センサ
１５ａ 回動アーム
１５ｂ ローラ
１５ｃ 角度検出部
１６ 障害物回避駆動装置
１７ 平行リンク
２０ 制御システム
２１ 電源
２２ 制御部
２３ マイクロプロセッサ
２４ メモリ
２４ｐ 制御プログラム
２５ モータドライバ
２６ センサインターフェイス
２７ ユーザインターフェイス
２８ 通信インターフェイス
２９ 情報伝送路
３０ 検査ユニット
１００ ケーブルラック
１０１ 桁枠部材
１０２ 桟部材
１０３ 桁枠接続金具
１０４ 支持金具
１０５ 取付金具
１０６ 懸垂金具
２００ トンネル
２０１ 内壁面
２１０ 照明／設備機器
２１１ 取付金具
Ａ 障害物
Ｂ ラック幅段差部
Ｍ１ 走行モータ
Ｍ２ リンク駆動モータ
Ｍ３ 車輪開閉モータ
ＳＦ 前方センサ
ＳＲ 後方センサ
θ１ 角度
θ２ 角度
θ３ 角度
θＦ 前方センサ検出角度
θＲ 後方センサ検出角度

Claims (5)

1. 複数の筐体と、
   前記筐体の各々に設けられ、走行路を構成するケーブルラックを把持して走行方向に推力を発生させる複数の車輪と、
   前記車輪を、前記ケーブルラックを挟む把持位置と前記ケーブルラックを解放する退避位置との間で変位させる車輪退避手段と、
   複数の前記筐体を前記ケーブルラックに対して平行移動可能に接続し、個々の前記筐体と前記ケーブルラックとの距離を個別に変化させるリンク機構と、
   前記筐体を挟んで進行方向の前方および後方にそれぞれ配置される、前記筐体の進行方向における前記ケーブルラックの外周の障害物および前記ケーブルラックの形状変化の有無を検知する第１センサおよび第２センサと、
   前記第１センサおよび前記第２センサから得られる前記障害物および前記形状変化の有無に基づいて前記車輪退避手段および前記リンク機構を駆動することで、前記障害物の回避および前記形状変化への追従を行わせる制御部と、
   を含むことを特徴とする自走ロボット。
2. 請求項１記載の自走ロボットにおいて、
   前記制御部は、
   個々の前記筐体の前方の前記第１センサにて前記障害物が検出されたことを契機に、前記障害物を通過する当該筐体の前記車輪を前記把持位置から前記退避位置に変位させ、当該筐体の後方の前記第２センサで前記障害物の通過が検出されたことを契機に前記把持位置に復帰させる、
   ことを特徴とする自走ロボット。
3. 請求項１記載の自走ロボットにおいて、
   前記制御部は、
   個々の前記筐体の前方の前記第１センサにて前記ケーブルラックの形状変化が検出されたことを契機に、当該筐体の前記車輪を前記把持位置から前記退避位置に変位させた後、当該筐体を前記形状変化に追随する方向に平行移動させ、
   当該筐体の後方の前記第２センサで前記形状変化の領域の通過が検出されたことを契機に前記把持位置に復帰させる、
   ことを特徴とする自走ロボット。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自走ロボットにおいて、
   前記第１センサおよび前記第２センサは、回動アームと、前記回動アームの先端に設けられ、前記ケーブルラックの外周部に接する方向に常時押圧されるローラと、前記回動アームの回動角度を検出する角度検出部とで構成され、
   前記回動角度の変化によって、前記ケーブルラックの外周の前記障害物および前記ケーブルラックの前記形状変化の有無を検知することを特徴とする自走ロボット。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自走ロボットにおいて、
   複数の前記筐体の少なくとも一つには、前記ケーブルラック自体または前記ケーブルラックが設置された構造物の状況を検査する検査機器が搭載されることを特徴とする自走ロボット。