特開 2024-139332 天井裏走行ロボットおよび天井裏配線支援システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139332

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】天井裏走行ロボットおよび天井裏配線支援システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20241002BHJP

   H02G 1/06 20060101ALI20241002BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 K

H02G1/06

B25J5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050222

(22)【出願日】2023-03-27

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和 ４年 ８月 １日に、２０２２年（第４０回）電気設備学会 全国大会 講演論文集にて公開 令和 ４年 ９月 ２日に、２０２２年（第４０回）電気設備学会 全国大会にて公開 令和 ４年１１月１０日に、第５５回 ２０２２建築設備技術会議にて公開 令和 ５年 ２月 ３日に、２０２２年度技術開発報告会にて公開

(71)【出願人】

【識別番号】000141060

【氏名又は名称】株式会社関電工

(71)【出願人】

【識別番号】504237050

【氏名又は名称】独立行政法人国立高等専門学校機構

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】武本 純平

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 勇治

【テーマコード（参考）】

3C707

5G352

5H301

【Ｆターム（参考）】

3C707AS14

3C707CS08

3C707HS27

3C707KS12

3C707KT01

3C707KT05

3C707WA16

5G352CA07

5G352CH05

5H301AA03

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD05

5H301DD13

5H301GG06

5H301GG07

5H301GG09

(57)【要約】

【課題】遠方まで撮影可能な天井裏走行ロボット等を提供すること。
【解決手段】天井裏走行ロボット４０は、複数の車輪４６が取り付けられたフレーム４３と、先端部に全天球カメラ４４が取り付けられたカメラ支持柱４４１と、前記カメラ支持柱４４１を、前記フレーム４３に対して直立状態と水平状態とに回動させる回動部４４５とを備える。天井裏走行ロボット４０は、前記カメラ支持柱４４１が水平状態になったことを検出する水平検知センサ４４８を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の車輪が取り付けられたフレームと、
先端部に全天球カメラが取り付けられたカメラ支持柱と、
前記カメラ支持柱を、前記フレームに対して直立状態と水平状態とに回動させる回動部と
を備える天井裏走行ロボット。

【請求項2】

前記カメラ支持柱が水平状態になったことを検出する水平検知センサを備える
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項3】

前記フレームに取り付けられた第１照明部を備える
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項4】

前記カメラ支持柱に取り付けられた第２照明部を備える
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項5】

前記フレームは、
多角形の支持枠と、
前記支持枠のそれぞれの頂点から前記支持枠から斜め下向きに延びるモータ保持枠と、
それぞれの前記モータ保持枠に保持されたモータと、
前記支持枠の下面に取り付けられた台座と
を備え、
前記車輪は、それぞれのモータのモータ軸に取り付けられており、
前記回動部は、前記台座の上に配置されている
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項6】

前記フレームは、絶縁体で覆われている
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項7】

前記車輪は、障害物を踏んだ場合に前記障害物を包み込むように変形する
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項8】

前記車輪は、
円筒形の車軸と、
前記車軸と同じ高さを有する円筒形のリムと、
前記車軸と前記リムとを接続する複数のスポークとを備え、
前記スポークは、前記車軸の高さと同一長さの短辺を有する長方形板状であり、
一体のゴム製である
請求項１に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項9】

前記リムは、ラバーコーティングされている
請求項８に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項10】

前記モータ軸の側面を覆い、該モータ軸に固定された車輪保持具を備え、
前記車輪保持具は、
前記モータ軸と同軸に配置された柱状部と、
前記柱状部の前記モータ保持枠側の端部に配置された鍔部と、
前記鍔部から前記柱状部を挟んで延びる一組のレバー部とを備え、
前記レバー部を互いに近づけるように弾性変形させた場合に、前記車輪を着脱可能であり、
前記レバー部を弾性復帰させた場合に、前記車輪を保持する
請求項５に記載の天井裏走行ロボット。

【請求項11】

コントローラと、ケーブルにより前記コントローラに接続された天井裏走行ロボットとを備える天井裏配線支援システムにおいて、
前記天井裏走行ロボットは、
複数の車輪が取り付けられたフレームと、
先端部に全天球カメラが取り付けられたカメラ支持柱と、
前記カメラ支持柱を、前記フレームに対して直立状態と水平状態とに回動させる回動部とを有し、
前記コントローラは、
前記全天球カメラにより撮影された画像をリアルタイムで表示する表示部と、
前記回動部を動作させる第１スイッチとを備える
天井裏配線支援システム。

【請求項12】

第１ドラムと、前記第１ドラムよりも小径であり、前記第１ドラムに同軸に固定された第２ドラムとを有するケーブルリールを備え、
前記ケーブルは、途中で前記第１ドラムの縁に固定されている
請求項１１に記載の天井裏配線支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井裏走行ロボットおよび天井裏配線支援システムに関する。

【背景技術】

【0002】

障害物を乗り越えながら天井裏を移動して、配線材を敷設できるロボットが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０８９０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のロボットは、周囲を撮影するカメラを有する。ユーザは、カメラにより撮影された画像を見て、ロボットをリモートコントロールする。

【0005】

しかしながら特許文献１のロボットは、天井裏の狭い空間を移動できるように、低背に構成されている。カメラも低い位置に配置されているため、たとえば障害物の向こう側は撮影できない。したがってロボットを操縦するユーザは、必ずしも最適なルートを選択できない。

【0006】

一つの側面では、遠方まで撮影可能な天井裏走行ロボット等の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

天井裏走行ロボットは、複数の車輪が取り付けられたフレームと、先端部に全天球カメラが取り付けられたカメラ支持柱と、前記カメラ支持柱を、前記フレームに対して直立状態と水平状態とに回動させる回動部とを備える。

【発明の効果】

【0008】

一つの側面では、遠方まで撮影可能な天井裏走行ロボット等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】天井裏配線支援システムの構成を説明する説明図である。

【図2】カメラ支持柱を直立状態にした天井裏走行ロボットの外観写真である。

【図3】カメラ支持柱を直立状態にした天井裏走行ロボットの外観写真である。

【図4】カメラ支持柱を水平状態にした天井裏走行ロボットの外観写真である。

【図5】コントローラの外観を説明する説明図である。

【図6】ケーブルリールの構成を説明する説明図である。

【図7】フレームの骨格を説明する説明図である。

【図8】骨格に外装部材である絶縁カバーを取り付けたフレームを説明する説明図である。

【図9】プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図10】実施の形態２の天井裏走行ロボットの一部を拡大した外観写真である。

【図11】車輪を取り外した状態を示す外観写真である。

【図12】車輪保持具の斜視図である。

【図13】車輪保持具の半断面図である。

【図14】車輪保持具の上面図である。

【図15】車輪の変形例の斜視図である。

【図16】変形例の車輪保持具の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態１］
図１は、天井裏配線支援システム１０の構成を説明する説明図である。天井裏配線支援システム１０は、コントローラ２０と、天井裏走行ロボット４０とを備える。コントローラ２０と天井裏走行ロボット４０とは、ケーブル１５で接続されている。ケーブル１５は、信号線と電源線とを含む多芯ケーブルである。ケーブル１５の途中にケーブルリール６０が接続されている。

【0011】

天井裏走行ロボット４０は、全天球カメラ４４、カメラ支持柱４４１、回動部４４５、水平検知センサ４４８、通知ライト４４９、第１照明部４１、第２照明部４２、右前モータ４５１、左前モータ４５２、右後モータ４５３および左後モータ４５４を含む。以後の説明では、４個のモータを特に区別する必要がない場合には、単にモータ４５と記載する場合がある。それぞれのモータ４５のモータ軸４５８（図８参照）には、車輪４６（図２参照）が取り付けられている。

【0012】

第１照明部４１は、第１ライト４１１および第２ライト４１２を含む。全天球カメラ４４と回動部４４５とは、カメラ支持柱４４１により連結されている。カメラ支持柱４４１の側面は、絶縁性熱収縮チューブ、絶縁シート、または絶縁性塗装等により覆われている。それぞれの構成要素の配置および機能については、後述する。

【0013】

コントローラ２０は、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３、照明スイッチ２４、電源スイッチ２５、および情報処理装置３０を含む。第１スイッチ２１は、ケーブル１５を介して回動部４４５に接続されている。第２スイッチ２２は、ケーブル１５を介して右前モータ４５１および右後モータ４５３に接続されている。第３スイッチ２３は、ケーブル１５を介して左前モータ４５２および左後モータ４５４に接続されている。

【0014】

なお、それぞれのスイッチと、モータ４５等との間に配置されて、モータ４５等に駆動電力を供給するドライバについては、図示を省略する。ドライバは、コントローラ２０内に配置されていても、天井裏走行ロボット４０内に配置されていても、コントローラ２０と天井裏走行ロボット４０との間に配置されていてもよい。

【0015】

照明スイッチ２４は、ケーブル１５を介して第１照明部４１および第２照明部４２に接続されている。電源スイッチ２５は、コントローラ２０の電源のＯＮ－ＯＦＦを切り替える。それぞれのスイッチの機能については後述する。

【0016】

情報処理装置３０は、制御部３１、主記憶装置３２、補助記憶装置３３、通信部３４、およびタッチパネル３５を含む。制御部３１は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部３１には、一または複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはマルチコアＣＰＵ等が使用される。制御部３１は、バスを介して情報処理装置３０を構成するハードウェア各部と接続されている。

【0017】

主記憶装置３２は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置３２には、制御部３１が行なう処理の途中で必要な情報および制御部３１で実行中のプログラムが一時的に保存される。

【0018】

補助記憶装置３３は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置３３には、制御部３１に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。通信部３４は、情報処理装置３０とネットワークとの間の通信を行なうインターフェイスである。

【0019】

タッチパネル３５は、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示パネル等の表示部３５１と、表示部３５１に積層された入力部３５２とを含む。本実施の形態の情報処理装置３０は、汎用のタブレットまたはスマートフォン等の、いわゆるスレート型の情報機器である。情報処理装置３０は、コントローラ２０用の専用ハードウェアであってもよい。

【0020】

図２および図３は、カメラ支持柱４４１を直立状態にした天井裏走行ロボット４０の外観写真である。図２は、天井裏走行ロボット４０を斜め上から撮影した写真であり、図３は天井裏走行ロボット４０をほぼ真横から撮影した写真である。図４は、カメラ支持柱４４１を水平状態にした天井裏走行ロボット４０の外観写真である。図１から図４を使用して、天井裏走行ロボット４０の構成を説明する。

【0021】

天井裏走行ロボット４０は、図１を使用して説明した構成要素に加えて、フレーム４３を備える。フレーム４３は、略長方形枠である支持枠４３１（図８参照）のそれぞれの頂点から斜め下向きに４本の脚が延びた形状である。それぞれの脚は略長円板状のモータ保持枠４３３（図８参照）である。支持枠４３１の短辺を挟むモータ保持枠４３３同士は平行に配置されている。支持枠４３１の長辺を挟む２本のモータ保持枠４３３は、支持枠４３１に対して略垂直な平面上に、下向きに広がる角度で配置されている。支持枠４３１の下面に、長方形板状の台座４３８が取り付けられている。

【0022】

それぞれのモータ保持枠４３３に、モータ４５（図８参照）と、車輪４６とが取り付けられている。４個の車輪４６は、回転軸が支持枠４３１の短辺に平行になるように配置されている。すなわち天井裏走行ロボット４０が単に直進または後退する場合には、支持枠４３１の長辺に平行な向きに走行する。すべての車輪４６が床面に置かれて静止した状態では、支持枠４３１は略水平に保持される。

【0023】

以後の説明では、図２に示す座標軸により、天井裏走行ロボット４０の走行方向および向きを説明する場合がある。すなわち、図２において手前側の車輪４６が左前輪であり、右端の車輪４６が左後輪である。

【0024】

回動部４４５は、台座４３８の上に固定されている。回動部４４５は、モータを含む。モータの軸に、カメラ支持柱４４１の一端が取り付けられている。カメラ支持柱４４１は、角筒形状であり、先端部に全天球カメラ４４が取り付けられている。

【0025】

全天球カメラ４４は、複数の魚眼レンズ備えており、画像処理により全天球画像をリアルタイムで生成する。全天球カメラ４４で生成された全天球画像は、無線または有線の通信により情報処理装置３０にリアルタイムで転送されて、表示部３５１に表示される。全天球カメラ４４、および、全天球カメラ４４で撮影された全天球画像を表示部３５１にリアルタイムで表示するソフトウェアは従来から使用されているため、詳細については説明を省略する。

【0026】

カメラ支持柱４４１の各面に、第２照明部４２が取り付けられている。第２照明部４２は、たとえば白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。カメラ支持柱４４１の前面および後面に、通知ライト４４９が取り付けられている。通知ライト４４９は、たとえば赤色ＬＥＤ等の、非白色ＬＥＤである。全天球カメラ４４、第２照明部４２および通知ライト４４９に接続される各種配線材は、カメラ支持柱４４１の内部に挿通されている。

【0027】

フレーム４３を構成する長方形枠の前側の短辺上面に、水平検知センサ４４８が配置されている。水平検知センサ４４８は、たとえば図４に示すようにカメラ支持柱４４１が水平になった場合にＯＮ状態になるリミットスイッチである。水平検知センサ４４８は、磁気または光等によりカメラ支持柱４４１が接近または接触したことを検出する、接触センサまたは近接センサであってもよい。水平検知センサ４４８は、カメラ支持柱４４１の傾きを検出する傾斜センサであってもよい。

【0028】

水平検知センサ４４８が設置された短辺の前側に、第１ライト４１１が配置されている。第１ライト４１１は、たとえば白色ＬＥＤであり、天井裏走行ロボット４０の前方を照明する。反対側の短辺の後側に、第２ライト４１２が配置されている。第２ライト４１２は、たとえば白色ＬＥＤであり、天井裏走行ロボット４０の後方を照明する。第１ライト４１１と第２ライト４１２と、第２照明部４２との、３つの光源を同時に使用することにより、全天球カメラ４４の視野全体を明るく照明できる。

【0029】

車輪４６は、車軸４６５、リム４６６およびスポーク４６７を備える。車軸４６５とリム４６６とは、同じ高さを有する円筒形である。リム４６６は、車軸４６５の外側に、車軸４６５と略同心に配置されている。スポーク４６７は車軸４６５の高さと略同一長さの短辺を有する長方形板状である。スポーク４６７の一方の短辺は車軸４６５の外周面に、他方の短辺はリム４６６の内周面にそれぞれ接続されている。

【0030】

リム４６６の厚さと、スポーク４６７の厚さとは略同一である。車軸４６５の厚さは、リム４６６の厚さの３倍程度である。車輪４６は、たとえばシリコーンゴム、またはウレタンゴム等の柔軟な絶縁材料製である。車輪４６は、たとえばモールド成形等の成形技術を用いて一体に作製されている。車輪４６は、三次元プリンタにより一体に作製されてもよい。車輪４６は、たとえば車軸４６５の内部に硬質プラスチック製または金属製の補強材を埋め込んだインサート成形により作製されてもよい。

【0031】

リム４６６の外面は、ラバーコーティングされていてもよい。ラバーコーティングは、たとえばスプレータイプのコーティング剤により行なえる。ラバーコーティングによる滑り止め効果により、滑りやすい場所でも円滑に走行する天井裏走行ロボット４０を実現できる。

【0032】

車輪４６は、全体が柔軟である。たとえば図３の左後輪は、床面と接する部分が床面の形状にならって平坦になっている。車輪４６が回転した場合、リム４６６の平坦になっている部分は、弾性復帰して円筒形に戻る。

【0033】

天井裏走行ロボット４０の進路に、たとえば車輪４６の直径の四割以下程度の高さの障害物が存在する場合、車輪４６は障害物の表面を包み込むように変形しながら、当該障害物を乗り越える。障害物の高さに比べて、車輪４６の中心軸の高さの変化量が少ないため、障害物を乗り越える際の天井裏走行ロボット４０の転倒を防止できる。全天球カメラ４４の高さの変動も少ないため、画面の揺れが少なく、ユーザが疲れにくい天井裏配線支援システム１０を実現できる。

【0034】

図５は、コントローラ２０の外観を説明する説明図である。コントローラ２０は、箱型の筐体の中央部に市販のスレート型の情報処理装置３０が、タッチパネル３５を露出させた状態で取り付けられた形状である。タッチパネル３５の左側に第２スイッチ２２が、右側に第３スイッチ２３がそれぞれ配置されている。第１スイッチ２１は、第３スイッチ２３の上側に配置されている。照明スイッチ２４は、第３スイッチ２３の下側に配置されている。電源スイッチ２５は、第２スイッチ２２の下側に配置されている。

【0035】

第１スイッチ２１、第２スイッチ２２および第３スイッチ２３は、それぞれＯＦＦ状態、第１接続状態、および第２接続状態の３通りの状態に切り替え可能な、いわゆる三投式のロッカスイッチである。第２スイッチ２２を例にして説明する。第２スイッチ２２がＯＦＦ状態である場合、右前モータ４５１および右後モータ４５３は回転しない。

【0036】

第２スイッチ２２が第１接続状態である場合、右前モータ４５１および右後モータ４５３はたとえば天井裏走行ロボット４０を前進させる方向に回転する。第１スイッチ２１が第２接続状態である場合、右前モータ４５１および右後モータ４５３はたとえば天井裏走行ロボット４０を後退させる方向に回転する。

【0037】

なおコントローラ２０は、右前モータ４５１、左前モータ４５２、右後モータ４５３および左後モータ４５４をそれぞれ個別に前進方向または後退方向に回転させるスイッチを有してもよい。

【0038】

照明スイッチ２４および電源スイッチ２５は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え可能な、いわゆる単投式のスイッチである。照明スイッチ２４がＯＮ状態である場合、第１照明部４１および第２照明部４２は点灯し、照明スイッチ２４がＯＦＦ状態である場合、第１照明部４１および第２照明部４２は消灯する。なお、コントローラ２０は第１ライト４１１、第２ライト４１２および第２照明部４２を個別に点灯および消灯させるスイッチを有してもよい。

【0039】

電源スイッチ２５がＯＮ状態である場合、コントローラ２０は動作状態になり、ケーブル１５を介して天井裏走行ロボット４０に電源および制御信号を供給する。電源スイッチ２５がＯＦＦ状態である場合、コントローラ２０は動作しない。照明スイッチ２４および電源スイッチ２５は、コントローラ２０の表面からの突出量が少なく、ユーザの手が不用意に触れないように構成されていることが望ましい。照明スイッチ２４および電源スイッチ２５は、ＯＮ状態のときに点灯し、ＯＦＦ状態のときに消灯することにより、ユーザが動作状態を容易に把握できるように構成されていることが望ましい。

【0040】

コントローラ２０の筐体には、たとえば肩掛け用のベルトが装着されており、ユーザが立ったまま、または、歩きながらでも操作できることが望ましい。

【0041】

図６は、ケーブルリール６０の構成を説明する説明図である。ケーブルリール６０は、第１ドラム６１、第２ドラム６２、ハンドル６５、リール枠６６およびステップ６７を備える。第２ドラム６２は第１ドラム６１よりも小径である。第１ドラム６１と第２ドラム６２とは、同軸に固定されている。第１ドラム６１の端面、第１ドラム６１と第２ドラム６２との間、および第２ドラム６２の端面には、それぞれ鍔が設けられている。

【0042】

第１ドラム６１および第２ドラム６２に固定された中心軸は、リール枠６６に支持されている。中心軸にハンドル６５が接続されている。リール枠６６の接地部には、第１ドラム６１および第２ドラム６２の軸と略平行に延びるステップ６７が固定されている。

【0043】

前述のとおり、コントローラ２０と天井裏走行ロボット４０とは、多芯ケーブルであるケーブル１５により接続されている。ケーブル１５は、第２ドラム６２との間の鍔に設けられたケーブル固定部６３に固定されている。ケーブル固定部６３は、たとえば鍔に設けられ貫通孔と、貫通孔の縁にケーブル１５を結びつける結束バンドにより構成される。ケーブル固定部６３は、鍔にケーブル１５を接着固定する接着部であってもよい。
。

【0044】

ケーブル固定部６３から天井裏走行ロボット４０までのケーブル１５の長さと、ケーブル固定部６３からコントローラ２０までのケーブル１５の長さとの比は、第１ドラム６１の直径と第２ドラム６２との直径との比とほぼ一致していることが望ましい。

【0045】

図７は、フレーム４３の骨格を説明する説明図である。フレーム４３の骨格は、２本の長辺パイプ４９１、２本の短辺棒４９２、４本の脚パイプ４９３、４本のモータ保持筒４９４、および４個のジョイント４９５を含む。長辺パイプ４９１は、角型パイプである。短辺棒４９２は、丸棒である。脚パイプ４９３は、円形パイプである。

【0046】

モータ保持筒４９４は、外周面がテーパ状の筒型である。ジョイント４９５は、略円盤形状である。モータ保持筒４９４およびジョイント４９５は、外周面の一か所に平坦部を有する。平坦部に、脚パイプ４９３の両端がそれぞれ接続されている。すなわち、ジョイント４９５は、長辺パイプ４９１と、短辺棒４９２と、脚パイプ４９３とを連結する連結部品の機能を有する。モータ保持筒４９４には、半径方向にスリ割りと、図示を省略するネジ穴が設けられており、内側に挿入されたモータ４５を強固に保持できる。

【0047】

長辺パイプ４９１と短辺棒４９２とは、ジョイント４９５を介して接続されて、長方形の枠型を構成している。脚パイプ４９３は、それぞれのジョイント４９５から斜め下向きに延びている。骨格の段階では、前側の構造と後ろ側の構造とは同一である。

【0048】

図８は、骨格に外装部材である絶縁カバー４３２を取り付けたフレーム４３を説明する説明図である。絶縁カバー４３２は、複数の部品に分かれた絶縁性プラスチック製である。絶縁カバー４３２は、たとえばスナップフィットにより互いに結合する。ここでスナップフィットとは、プラスチック等の弾性材料製部品同士の結合に用いられる機械的接合手法の一種である。スナップフィットによる部品同士の結合は従来から広く使用されているため、詳細については説明を省略する。絶縁カバー４３２と骨格とは、たとえばネジ止めにより固定される。絶縁カバー４３２は、フレーム４３を覆う絶縁体の例示である。

【0049】

図７を使用して説明した骨格と、絶縁カバー４３２との間には、各種配線材を収容する空洞が形成されている。絶縁カバー４３２には、複数のケーブル孔４３５が設けられており、配線材の引き回しに使用される。絶縁カバー４３２と骨格との間の空間を使用して、配線材が天井裏走行ロボット４０の表面に露出しないようにすることにより、走行中に配線材が障害物に引っ掛かるトラブルを防止できる。

【0050】

絶縁カバー４３２のうち、一方の短辺棒４９２を覆う部分には、コネクタ４８が設けられている。コネクタ４８は、ケーブル１５と天井裏走行ロボット４０との接続に使用される。

【0051】

図８の左端に例示するように、モータ保持筒４９４にモータ４５が、モータ軸４５８を左右方向外側に向けて取り付けられる。骨格に絶縁カバー４３２を固定するネジに金属製ネジが使用された場合には、ネジの頭は絶縁性シート等で覆われることが望ましい。絶縁カバー４３２の一部は、絶縁性の熱収縮チューブ、または、絶縁性シート等で代用されてもよい。

【0052】

絶縁カバー４３２の２本の長辺パイプ４９１を覆う部分の下側に、台座４３８が取り付けられて、フレーム４３が完成する。なお、台座４３８の下面には、天井裏走行ロボット４０の制御用基板が取り付けられてもよい。

【0053】

図１から図８を使用して、天井裏配線支援システム１０の使用法の概要および動作を説明する。ユーザは、事前にケーブルリール６０に巻き付けられていたケーブル１５をほどく。ユーザは、コントローラ２０を商用電源または外部バッテリーに接続する。ユーザは、電源スイッチ２５を押して、天井裏配線支援システム１０を起動させ、天井裏配線支援システム１０の動作確認を行う。

【0054】

ユーザは、たとえば結束バンド等を使用して、通線ワイヤを天井裏走行ロボット４０に固定する。ユーザは、たとえば点検口または工事用通路を介して天井裏に天井裏走行ロボット４０を置く。ユーザは、照明スイッチ２４を操作して第１照明部４１および第２照明部４２を点灯させ、第１スイッチ２１を操作してカメラ支持柱４４１を直立させる。

【0055】

ユーザは、タッチパネル３５に表示される画像を見ながら、第２スイッチ２２および第３スイッチ２３を操作して天井裏走行ロボット４０を制御する。たとえばユーザが、第２スイッチ２２と第３スイッチ２３との両方を前進方向に操作した場合、天井裏走行ロボット４０は直進する。同様にユーザが第２スイッチ２２と第３スイッチ２３との両方を後退方向に操作した場合、天井裏走行ロボット４０は後退する。

【0056】

ユーザが、第３スイッチ２３のみを前進方向に操作した場合、天井裏走行ロボット４０の左前モータ４５２および左後モータ４５４のみが前進方向に回転し、天井裏走行ロボット４０は右折する。ユーザが第３スイッチ２３を前進方向に、第２スイッチ２２を後退方向に操作した場合、天井裏走行ロボット４０は小さい回転半径で右折する。

【0057】

進行方向の上部に障害物がある場合、ユーザは第１スイッチ２１を操作する。回動部４４５がカメラ支持柱４４１を前側に回動させる。カメラ支持柱４４１が水平になったことを水平検知センサ４４８が検出した場合、通知ライト４４９が点滅する。通知ライト４４９の点滅光は、全天球カメラ４４により撮影された画像に映り込む。表示部３５１を見て通知ライト４４９が点滅していることに気が付いた場合、ユーザは第１スイッチ２１の操作をやめる。回動部４４５およびカメラ支持柱４４１が静止する。

【0058】

カメラ支持柱４４１が水平になったことを水平検知センサ４４８が検出した場合に、自動的に回動部４４５の動作が停止するように、ハードウェア的に配線が行われていてもよい。

【0059】

ユーザは、タッチパネル３５に表示される画面に映りこむ通知ライト４４９の点滅光により、カメラ支持柱４４１が水平になっていることを認識できる。したがって、ユーザが天井裏走行ロボット４０の状態を誤解して、操作を誤ることを防止できる。

【0060】

カメラ支持柱４４１が水平になったことを水平検知センサ４４８が検出した場合、第１ライト４１１が消灯してもよい。全天球カメラ４４と第１ライト４１１とが近接した状態で、第１ライト４１１の照明光が全天球カメラ４４に入射することによる、ハレーションおよびフレア等の発生を防止できる。

【0061】

障害物のある場所を通過したのち、ユーザは第１スイッチ２１を操作する。全天球カメラ４４がカメラ支持柱４４１を後ろ側に回動させて、直立状態に戻す。図４に示すように、カメラ支持柱４４１の根本にはストッパ４４６が配置されており、カメラ支持柱４４１が後方に倒れすぎることが防止されている。カメラ支持柱４４１が水平状態ではなくなったことは、水平検知センサ４４８により検出されて、通知ライト４４９は消灯する。

【0062】

なお天井裏走行ロボット４０は、水平検知センサ４４８の動作を検出して、通知ライト４４９、回動部４４５および第２照明部４２を適切に制御するプロセッサを搭載していてもよい。

【0063】

ユーザは、必要に応じて第２スイッチ２２および第３スイッチ２３を操作して天井裏走行ロボット４０を後退させる。制御部３１は、表示部３５１に表示する画像を１８０度回転させる。これにより、ユーザが見る画像の向きと、第２スイッチ２２および第３スイッチ２３の操作による右折および左折の向きが一致するため、後退中もユーザはストレスなく天井裏走行ロボット４０を操作できる。

【0064】

天井裏走行ロボット４０が目的地に到着した後、ユーザは出発地とは別の点検口等から天井裏走行ロボット４０を取り出す。ユーザは、通線ワイヤを天井裏走行ロボット４０から取り外す。ユーザは、通線ワイヤに配線材を取り付ける。その後ユーザは、出発地側から通線ワイヤを引き戻すことにより、配線材を敷設する。

【0065】

なお、敷設する配線材が短く、天井裏走行ロボット４０の牽引力で配線材自体を運べる場合には、通線ワイヤの代わりに敷設する配線材が天井裏走行ロボット４０に取り付けられてもよい。

【0066】

ユーザは、コントローラ２０および天井裏走行ロボット４０をケーブルリール６０の近くに置く。ユーザがハンドル６５を回すことにより、第１ドラム６１と第２ドラム６２とが一体に回転する。ケーブル１５が第１ドラム６１および第２ドラム６２に巻き取られる。ユーザは、ハンドル６５を回す際に、片足でステップ６７を踏むことにより、ケーブルリール６０の転倒を防止できる。

【0067】

以上により、使用後の天井裏配線支援システム１０の片づけが完了する。なお、コントローラ２０および天井裏走行ロボット４０は、ケーブル１５から取り外しされた状態で保管されてもよい。

【0068】

ケーブル１５を、天井裏走行ロボット４０側とコントローラ２０側とに分けて巻き取ることにより、ケーブル１５の絡まりを防止し、必要なときに速やかに使用可能な天井裏配線支援システム１０を提供できる。

【0069】

図９は、プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。フローチャートへの記載は省略するが、図９を使用して説明するプログラムの動作中、制御部３１は全天球カメラ４４により撮影された画像をリアルタイムで取得して、リアルタイムで表示部３５１に表示し続ける。さらに制御部３１は、たとえばユーザによる画像の拡大、縮小、画質調整等の操作を受け付けて、表示を変更する。

【0070】

制御部３１は、天井裏走行ロボット４０が前進中であるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。判定は、たとえば第２スイッチ２２および第３スイッチ２３の操作状態に基づいて行われる。判定は、全天球カメラ４４により撮影された画像中の被写体が動く向きに基づいて行われてもよい。

【0071】

前進中であると判定した場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、制御部３１は全天球カメラ４４により撮影された画像を通常の態様で表示部３５１に表示する（ステップＳ５０２）。前進中ではないと判定した場合（ステップＳ５０１でＮＯ）、制御部３１は天井裏走行ロボット４０が後退中であるか否かを判定する（ステップＳ５０３）。

【0072】

後退中であると判定した場合（ステップＳ５０３でＹＥＳ）、制御部３１は全天球カメラ４４に撮影された画像を１８０度回転させた態様で表示部３５１に表示する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０２の終了後、ステップＳ５０４の終了後、または後退中ではないと判定した場合（ステップＳ５０３でＮＯ）、制御部３１は処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ５０５）。たとえばユーザから天井裏走行ロボット４０の動作を終了する旨の指示を受け付けた場合、制御部３１は処理を終了すると判定する。

【0073】

処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ５０５でＮＯ）、制御部３１はステップＳ５０１に戻る。処理を終了すると判定した場合（ステップＳ５０５でＹＥＳ）、制御部３１は処理を終了する。

【0074】

図９を使用して説明したプログラムによると、たとえば天井裏走行ロボット４０が停止中または右左折中である場合には、表示部３５１の表示状態は変化しない。天井裏走行ロボット４０が前進中である場合と、後退中である場合とでは、表示部３５１の表示状態が１８０度回転する。以上により、ユーザが見る画像の向きと、第２スイッチ２２および第３スイッチ２３の操作による右折および左折の向きが一致する天井裏配線支援システム１０を実現できる。

【0075】

図９を使用して説明したプログラムは、たとえばネットワークを介して補助記憶装置３３にダウンロードされて、情報処理装置３０にインストールされて動作する。

【0076】

なお制御部３１は、カメラ支持柱４４１が水平状態である場合に、全天球カメラ４４により撮影された全天球画像を回転させて、進行方向が表示部３５１の中央になるように表示を制御してもよい。

【0077】

回動部４４５は、ユーザによる操作に基づいて直立状態と水平状態との間の任意の角度でカメラ支持柱４４１を停止させてもよい。たとえばユーザは、全天球カメラ４４で撮影された画像を見ながら、全天球カメラ４４が上方の障害物に衝突しないギリギリの高さになるように回動部４４５を制御できる。

【0078】

本実施の形態によると、カメラ支持柱４４１を直立させることにより、遠方まで俯瞰した画像を撮影可能な天井裏走行ロボット４０を提供できる。ユーザは、広い範囲を確認して、適切な走行経路を選択できる。本実施の形態によると、カメラ支持柱４４１を倒置させることにより、上部に障害物がある場所でも使用可能な天井裏走行ロボット４０を提供できる。

【0079】

全天球カメラ４４を使用することにより、天井裏走行ロボット４０自身の状態、および天井裏走行ロボット４０と周囲の設備類等との位置関係を表示する天井裏配線支援システム１０を提供できる。ユーザは、遠方と足元との両方をみて、適切に天井裏走行ロボット４０を制御できる。

【0080】

フレーム４３の骨格がパイプにより構成されているため、軽量な天井裏走行ロボット４０を提供できる。軽量であるため、ユーザが天井裏から天井裏走行ロボット４０を出し入れする作業を安全に行える。

【0081】

車輪４６は絶縁性のゴム製であり、フレーム４３は絶縁カバー４３２で覆われているため、工事中でむき出しになっている通電箇所に接触してもショート等を引き起こさない天井裏配線支援システム１０を提供できる。したがって、たとえば建設中の建物の天井裏でも安全に使用できる天井裏配線支援システム１０を提供できる。

【0082】

全天球カメラ４４は、天井裏走行ロボット４０の上部に配置されているため、天井裏走行ロボット４０および天井裏走行ロボット４０周囲の床面の状態を撮影できる。前述のとおり、全天球カメラ４４により撮影された画像はリアルタイムで表示部３５１に表示される。ユーザは、タッチパネル３５を操作して、表示された画像の拡大、縮小および回転等を行なえる。

【0083】

それぞれの車輪４６に駆動用のモータ４５が取り付けられた、いわゆる四輪駆動方式であるため、凸凹の大きい場所であっても安定して走行可能な天井裏走行ロボット４０を提供できる。たとえば、牽引中の配線リードが外れた、または天井裏走行ロボット４０が異物をひっかけた等のトラブルが生じた場合であっても、ユーザは天井裏走行ロボット４０の状態を確認して、対応策を検討できる。

【0084】

通知ライト４４９は、フレーム４３に取り付けられていてもよい。天井裏走行ロボット４０は、３個または５個以上の車輪４６を有してもよい。支持枠４３１は、車輪４６の数に対応する頂点を有する多角形枠であることが望ましい。フレーム４３の左右に照明用のＬＥＤ等が取り付けられていてもよい。

【0085】

第２スイッチ２２および第３スイッチ２３の代わりに、ジョイスティック型の入力インターフェイスが設けられていてもよい。電源スイッチ２５以外のスイッチは、タッチパネル３５の画面に表示されても良い。

【0086】

天井裏走行ロボット４０は、たとえば天井裏の点検作業にも使用できる。天井裏走行ロボット４０は、たとえば床下への配線材の敷設および床下の点検作業にも利用できる。天井裏走行ロボット４０は、たとえば電車、船舶、または飛行機等の大型移動体の天井裏または床下への配線材の敷設および点検作業に利用できる。

【0087】

［実施の形態２］
本実施の形態は、車輪４６を容易に交換できる天井裏走行ロボット４０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0088】

図１０は、実施の形態２の天井裏走行ロボット４０の一部を拡大した外観写真である。車軸４６５からレバー部４７６の先端が２個突出している。図１１は、車輪４６を取り外した状態を示す外観写真である。なお、図１１に移りこんでいる車輪４６は、後述する変形例の車輪４６である。図８を使用して説明したモータ４５の外側に、レバー部４７６を備える車輪保持具４７が取り付けられている。

【0089】

図１２は、車輪保持具４７の斜視図である。図１３は、車輪保持具４７の半断面図である。図１４は、車輪保持具４７の上面図である。図１２から図１４を使用して、車輪保持具４７の構造を説明する。

【0090】

車輪保持具４７は、前述のレバー部４７６に加えて、角柱部４７５および鍔部４７３を有する。角柱部４７５は、略正方形柱状である。角柱部４７５は、本実施の形態の柱状部の例示である。角柱部４７５の一方の端部に、略円盤上の鍔部４７３が設けられている。鍔部４７３から、略長方形板状のレバー部４７６が２枚、角柱部４７５を挟んで突出している。レバー部４７６は、角柱部４７５の４つの側面のうち、たがいに隣接しない２つの側面とそれぞれ略並行である。

【0091】

レバー部４７６は、先端および二つの長辺の中間に、角柱部４７５とは反対側に突出するリブを有する。先端に設けられたリブと、長辺の中間に設けられたリブとは、略Ｔ字形を形成している。角柱部４７５には長手方向に貫通するモータ軸孔４７８が設けられている。

【0092】

図１３に示すように、モータ軸孔４７８は角柱部４７５側が太くなった段付き孔である。モータ軸孔４７８は、モータ４５を収容可能な寸法である。モータ軸孔４７８の細径部は、モータ軸４５８とゆるみ嵌めで勘合する寸法である。車輪保持具４７は、硬質プラスチックの射出成型により、一体に形成されている。

【0093】

図１１に示すように、モータ軸４５８は平面部を有するＤカット軸になっており、止ネジ孔４７７に挿入されたネジによりモータ軸４５８と車輪保持具４７とが結合されている。モータ軸孔４７８の太径部の内径は、モータ４５の外形よりも大きい。そのため、モータ軸４５８を回転させた場合、車輪保持具４７はモータ軸４５８と共に回転する。

【0094】

図１４に二点鎖線で車軸４６５の内面を図示する。鍔部４７３の部分を除く車輪保持具４７は、車軸４６５の内径よりも僅かに太い。ユーザは、２つのレバー部４７６の先端を指でつまむことにより、レバー部４７６を弾性変形させて車軸４６５の内径よりも細い状態にできる。ユーザが指を離した場合、レバー部４７６が弾性復帰して、車軸４６５の内面に押し付けられる。そのため、車輪４６と車輪保持具４７とが連結される。

【0095】

本実施の形態によると、ユーザが車輪４６を用意に着脱可能な天井裏走行ロボット４０を提供できる。ユーザは、たとえば破損した車輪４６を速やかに交換できる。ユーザは、使用する場所に応じた車輪４６を選択して、容易に交換できる。

【0096】

［車輪の変形例］
図１５は、車輪４６の変形例の斜視図である。本変形例の車輪４６は、リム４６６の表面に複数のリム爪４６９を備える。車軸４６５の内面には、４本の保持溝４６８が設けられている。図１５に示す車輪４６は例示である。たとえば車輪４６は、リム４６６の表面にリム爪４６９を備えなくてもよい。たとえば車輪４６は保持溝４６８を備えなくてもよい。

【0097】

保持溝４６８の効果について説明する。保持溝４６８に設けられたリブと、保持溝４６８の位置とを合わせた状態で取り付けることにより、車輪保持具４７と車輪４６との間の滑りが防止される。

【0098】

リム爪４６９の効果について説明する。たとえば床材に細かい凸凹が存在するような場所では、リム爪４６９により車輪４６の滑りが防止されるため、天井裏走行ロボット４０はスムーズに走行できる。

【0099】

車輪４６が有する保持溝４６８の数は、図示した４本に限定しない。車輪４６は、２本または４本以上の任意の偶数の保持溝４６８を有してもよい。保持溝４６８の数が多い場合、車輪保持具４７に車輪４６を嵌め込む際の向き合わせが容易である。

【0100】

車輪４６が有するスポーク４６７の数は、図示した８枚に限定しない。車輪４６は７枚以下、または９枚以上のスポーク４６７を有してもよい。車輪４６は、たとえば中央に貫通孔を有する円板状のスポンジであってもよい。

【0101】

［車輪保持具の変形例］
図１６は、変形例の車輪保持具４７の斜視図である。本変形例の車輪保持具４７は、角柱部４７５の代わりに円柱部４７４を有する。円柱部４７４は、本実施の形態の柱状部の例示である。円柱部４７４の周囲に４本のレバー部４７６が等間隔に配置されている。

【0102】

４本のレバー部４７６を有するため、車輪４６と車輪保持具４７とが強固に結合した天井裏走行ロボット４０を提供できる。

【0103】

［天井裏走行ロボットとコントローラとの接続形態の変形例］
天井裏走行ロボット４０は、電池を搭載していてもよい。十分な容量の電池を搭載している場合、ケーブル１５には電源線が含まれていなくてもよい。

【0104】

天井裏走行ロボット４０とコントローラ２０とは、たとえばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ＬＡＮ（Local Area Network）または商用通信回線等の無線通信を介して接続されていてもよい。天井裏走行ロボット４０の制御に必要なすべての信号を無線通信を介して送受信できる場合、ケーブル１５には信号線が含まれていなくてもよい。

【0105】

天井裏走行ロボット４０が十分な容量の電池を搭載しており、無線通信を介して制御可能である場合、天井裏配線支援システム１０は、ケーブル１５およびケーブルリール６０を備えなくてもよい。

【0106】

プログラムは、プログラム製品の例示である。
コンピュータプログラムは、単一のコンピュータ上で、または一つのサイトにおいて配置されるか、もしくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。

【0107】

各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0108】

特許請求の範囲に記載した独立請求項および従属請求項は、引用形式に関わらずあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。

【符号の説明】

【0109】

１０ 天井裏配線支援システム
１５ ケーブル
２０ コントローラ
２１ 第１スイッチ
２２ 第２スイッチ
２３ 第３スイッチ
２４ 照明スイッチ
２５ 電源スイッチ
３０ 情報処理装置
３１ 制御部
３２ 主記憶装置
３３ 補助記憶装置
３４ 通信部
３５ タッチパネル
３５１ 表示部
３５２ 入力部
４０ 天井裏走行ロボット
４１ 第１照明部
４１１ 第１ライト
４１２ 第２ライト
４２ 第２照明部
４３ フレーム
４３１ 支持枠
４３２ 絶縁カバー
４３３ モータ保持枠
４３５ ケーブル孔
４３８ 台座
４４ 全天球カメラ
４４１ カメラ支持柱
４４５ 回動部
４４６ ストッパ
４４８ 水平検知センサ
４４９ 通知ライト
４５ モータ
４５１ 右前モータ
４５２ 左前モータ
４５３ 右後モータ
４５４ 左後モータ
４５８ モータ軸
４６ 車輪
４６５ 車軸
４６６ リム
４６７ スポーク
４６８ 保持溝
４６９ リム爪
４７ 車輪保持具
４７３ 鍔部
４７４ 円柱部
４７５ 角柱部
４７６ レバー部
４７７ 止ネジ孔
４７８ モータ軸孔
４８ コネクタ
４９１ 長辺パイプ
４９２ 短辺棒
４９３ 脚パイプ
４９４ モータ保持筒
４９５ ジョイント
６０ ケーブルリール
６１ 第１ドラム
６２ 第２ドラム
６３ ケーブル固定部
６５ ハンドル
６６ リール枠
６７ ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】