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(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】P2024007187
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】作業ユニット制御システム
(51)【国際特許分類】
E04G 3/30 20060101AFI20240111BHJP
B66D 1/40 20060101ALI20240111BHJP
A47L 3/00 20060101ALI20240111BHJP
【ＦＩ】
E04G3/30 301B
E04G3/30 ESW
B66D1/40 A
A47L3/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022108481
(22)【出願日】2022-07-05
(71)【出願人】
【識別番号】000202361
【氏名又は名称】綜合警備保障株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114306
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 史郎
(72)【発明者】
【氏名】竹▲崎▼ 大輔
(72)【発明者】
【氏名】井下田 吉男
【テーマコード（参考）】
2E003
【Ｆターム（参考）】
2E003EB01
2E003EB03
2E003EB05
2E003EB06
(57)【要約】
【課題】高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処することを課題とする。
【解決手段】作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置２、第２制御装置３及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有し、第１制御装置２のウィンチ２１と作業ユニット５をワイヤ４１で接続し、第２制御装置３のウィンチ３１と作業ユニット５をワイヤ４２で接続し、さらに第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部とを補助ワイヤ４３で接続し、補助ワイヤ４３に作業ユニット５を吊り下げている。そして、ワイヤ４１が破断した場合は、補助ワイヤ４３により作業ユニット５が第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の補助ワイヤ４３の固定部との中間の位置に停止させるように、作業ユニットの動きを制限する。
【選択図】図３
【解決手段】作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置２、第２制御装置３及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有し、第１制御装置２のウィンチ２１と作業ユニット５をワイヤ４１で接続し、第２制御装置３のウィンチ３１と作業ユニット５をワイヤ４２で接続し、さらに第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部とを補助ワイヤ４３で接続し、補助ワイヤ４３に作業ユニット５を吊り下げている。そして、ワイヤ４１が破断した場合は、補助ワイヤ４３により作業ユニット５が第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の補助ワイヤ４３の固定部との中間の位置に停止させるように、作業ユニットの動きを制限する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の施設に対する高所作業に使用され、所定の位置にジョイント部及び懸架部が設けられた作業ユニットと、
前記所定の施設の第１の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第１のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第１のウィンチと、
前記所定の施設の第２の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第２のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第２のウィンチと、
前記所定の施設の前記第１の位置の周囲に設けられ、前記所定の施設の前記第２の位置の周囲に一端に固定されるとともに前記懸架部にかけられた補助ワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う補助ウィンチと
を備え、
前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤが破断したならば、前記補助ワイヤにより前記作業ユニットの動きを制限する
ことを特徴とする作業ユニット制御システム。
前記所定の施設の第１の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第１のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第１のウィンチと、
前記所定の施設の第２の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第２のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第２のウィンチと、
前記所定の施設の前記第１の位置の周囲に設けられ、前記所定の施設の前記第２の位置の周囲に一端に固定されるとともに前記懸架部にかけられた補助ワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う補助ウィンチと
を備え、
前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤが破断したならば、前記補助ワイヤにより前記作業ユニットの動きを制限する
ことを特徴とする作業ユニット制御システム。
【請求項2】
前記作業ユニットを操作する操作者により所持された端末装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチ及び前記補助ウィンチを制御する第１の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業ユニット制御システム。
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチ及び前記補助ウィンチを制御する第１の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項3】
前記端末装置に対する操作内容に基づいて、前記第１のワイヤ、前記第２のワイヤ及び前記補助ワイヤのワイヤ長、巻き取り量及び送り出し量を算出するワイヤ制御量算出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項4】
前記ワイヤ制御量算出手段は、
前記補助ワイヤの張力が所定範囲内となるように前記補助ワイヤのワイヤ長を算出することを特徴とする請求項３に記載の作業ユニット制御システム。
前記補助ワイヤの張力が所定範囲内となるように前記補助ワイヤのワイヤ長を算出することを特徴とする請求項３に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項5】
前記端末装置は、
前記作業ユニットに配設された工具を制御する工具制御装置に対して所定の作業指示を行う作業指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の作業ユニット制御システム。
前記作業ユニットに配設された工具を制御する工具制御装置に対して所定の作業指示を行う作業指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項6】
前記第１の制御装置は、
前記第１のワイヤの張力を検知する第１の張力センサと、
前記第１の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第１の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第１のワイヤが破断したと判定する第１の破断判定手段と
を備え、
前記第２の制御装置は、
前記第２のワイヤの張力を検知する第２の張力センサと、
前記第２の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第２の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第２のワイヤが破断したと判定する第２の破断判定手段と
を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の作業ユニット制御システム。
前記第１のワイヤの張力を検知する第１の張力センサと、
前記第１の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第１の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第１のワイヤが破断したと判定する第１の破断判定手段と
を備え、
前記第２の制御装置は、
前記第２のワイヤの張力を検知する第２の張力センサと、
前記第２の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第２の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第２のワイヤが破断したと判定する第２の破断判定手段と
を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項7】
前記端末装置は、
前記第１の制御装置又は前記第２の制御装置から前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤの破断の通知を受け付ける破断受付手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の作業ユニット制御システム。
前記第１の制御装置又は前記第２の制御装置から前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤの破断の通知を受け付ける破断受付手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項8】
前記端末装置は、
前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示する自動降下指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の作業ユニット制御システム。
前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示する自動降下指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項9】
前記端末装置は、
前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示する移動指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の作業ユニット制御システム。
前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示する移動指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の作業ユニット制御システム。
【請求項10】
前記作業ユニットを操作する操作者により所持された端末装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチを制御する第１の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記補助ウィンチを制御する第３の制御装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業ユニット制御システム。
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチを制御する第１の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置と、
前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記補助ウィンチを制御する第３の制御装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業ユニット制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高所作業を行う作業員が作業するためのゴンドラ又は作業装置を搭載したワーク（以下、「作業ユニット」と言う）を支える複数のワイヤの一部が破断し、補助ワイヤで作業ユニットを支える場合に、安全かつ円滑に対処することができる作業ユニット制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ビルの壁面や窓の清掃をはじめとした高所作業を自動で行う場合には、例えばビルの屋上の２点にそれぞれウィンチＡとウィンチＢを設け、作業ユニットは、ウィンチＡから伸びるワイヤＡ１とウィンチＢから伸びるワイヤＢ１で吊り下げられる。そして、ウィンチＡから伸びるワイヤＡ１とウィンチＢから伸びるワイヤＢ１の巻き取り量と送り出し量を変化させることにより、作業ユニットの位置が移動制御される。
【0003】
ここで、ワイヤＡ１又はワイヤＢ１が破断したならば、作業ユニットが落下するおそれがあるため、作業ユニットの落下を防止するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、ワイヤＡ１及びワイヤＢ１により作業ユニットを横移動させるとともに、作業ユニットが横移動した後に作業ユニットの上部に補助用のウィンチＣを移動させ、ウィンチＣから伸びる補助ワイヤＣ１により作業ユニットの落下を防止する全域移動ゴンドラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－３５０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１のものは、ワイヤＡ１及びワイヤＢ１により作業ユニットを横移動させる途中でワイヤＡ１が破断したならば、補助ワイヤＣ１が十分に機能せず、ワイヤＢ１のみによって作業ユニットが支えられることになる。このため、作業ユニットが大きく振り子運動をし、壁面や窓と衝突する可能性がある。
【0006】
また、上記特許文献１では、作業ユニットの落下を防ぐために補助ワイヤＣ１をロックしてしまうため、作業ユニットを人手で回収するしかない。さらに、ビルの屋上の状況によっては、貯水槽や塔屋（階段室やエレベータ室等で屋上を突き出した箇所）により移動可能な補助ウィンチを設置できない場合もある。
【0007】
これらのことから、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、いかに安全かつ円滑に対処するかが重要な課題となっている。
【0008】
本発明は、上記従来技術による問題点（課題）を解決するためになされたものであって、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処することができる作業ユニット制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、所定の施設に対する高所作業に使用され、所定の位置にジョイント部及び懸架部が設けられた作業ユニットと、前記所定の施設の第１の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第１のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第１のウィンチと、前記所定の施設の第２の位置に設けられ、前記作業ユニットの前記ジョイント部に一端が固定された第２のワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う第２のウィンチと、前記所定の施設の前記第１の位置の周囲に設けられ、前記所定の施設の前記第２の位置の周囲に一端に固定されるとともに前記懸架部にかけられた補助ワイヤの巻き上げ又は送り出しを行う補助ウィンチとを備え、前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤが破断したならば、前記補助ワイヤにより前記作業ユニットの動きを制限することを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、上記発明において、前記作業ユニットを操作する操作者により所持された端末装置と、前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチ及び前記補助ウィンチを制御する第１の制御装置と、前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置とをさらに備えたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、上記発明において、前記端末装置に対する操作内容に基づいて、前記第１のワイヤ、前記第２のワイヤ及び前記補助ワイヤのワイヤ長、巻き取り量及び送り出し量を算出するワイヤ制御量算出手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、上記発明において、前記ワイヤ制御量算出手段は、前記補助ワイヤの張力が所定範囲内となるように前記補助ワイヤのワイヤ長を算出することを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、上記発明において、前記端末装置は、前記作業ユニットに配設された工具を制御する工具制御装置に対して所定の作業指示を行う作業指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0014】
また、本発明は、上記発明において、前記第１の制御装置は、前記第１のワイヤの張力を検知する第１の張力センサと、前記第１の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第１の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第１のワイヤが破断したと判定する第１の破断判定手段とを備え、前記第２の制御装置は、前記第２のワイヤの張力を検知する第２の張力センサと、前記第２の張力センサにより検知された張力が所定値未満となった場合、又は、前記第２の張力センサにより検知された張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、前記第２のワイヤが破断したと判定する第２の破断判定手段とを備えたことを特徴とする。
【0015】
また、本発明は、上記発明において、前記端末装置は、前記第１の制御装置又は前記第２の制御装置から前記第１のワイヤ又は前記第２のワイヤの破断の通知を受け付ける破断受付手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0016】
また、本発明は、上記発明において、前記端末装置は、前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの自動降下を指示する自動降下指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、上記発明において、前記端末装置は、前記破断受付手段により前記第１のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置及び前記第２の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示し、前記破断受付手段により前記第２のワイヤの破断の通知を受け付けたならば、前記第１の制御装置に対して前記作業ユニットの所定の高さへの移動を指示する移動指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0018】
また、本発明は、上記発明において、前記作業ユニットを操作する操作者により所持された端末装置と、前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第１のウィンチを制御する第１の制御装置と、前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記第２のウィンチを制御する第２の制御装置と、前記端末装置と無線通信可能であり、前記端末装置に対する操作内容に応じて前記補助ウィンチを制御する第３の制御装置とをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下に、本発明に係る作業ユニット制御システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、ここでは、壁面の窓清掃作業を行うワークを作業ユニットとする場合を中心について説明することとする。
【0022】
［実施形態１］
＜作業ユニット制御システムの概要＞
まず、本実施形態１に係る作業ユニット制御システムの概要について説明する。図１は、実施形態１に係る作業ユニット制御システムの概要を示す図である。作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置２、第２制御装置３及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有する。また、第１制御装置２は、ウィンチ２１及び補助ウィンチ２２を有する。第２制御装置３は、ウィンチ３１を有する。
＜作業ユニット制御システムの概要＞
まず、本実施形態１に係る作業ユニット制御システムの概要について説明する。図１は、実施形態１に係る作業ユニット制御システムの概要を示す図である。作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置２、第２制御装置３及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有する。また、第１制御装置２は、ウィンチ２１及び補助ウィンチ２２を有する。第２制御装置３は、ウィンチ３１を有する。
【0023】
また、作業ユニット制御システムは、作業ユニット５をビル１の壁面に平行に上下左右に移動させるために、ワイヤ４１、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３を有する。ワイヤ４１は、第１制御装置２のウィンチ２１に配設されたモータ２１ａに駆動されるドラム２１ｂと作業ユニット５とを接続する。また、ワイヤ４２は、第２制御装置３のウィンチ３１に配設されたモータ３１ａに駆動されるドラム３１ｂと作業ユニット５とを接続する。そして、補助ワイヤ４３は、第１制御装置２の補助ウィンチ２２に配設された補助モータ２２ａに駆動されるドラム２２ｂと第２制御装置３の固定部とを接続する。
【0024】
図２に示すように、作業ユニット５に接続するワイヤ４１及びワイヤ４２は、作業ユニット５の上部に設置された固定金具５１に固定リング５３等を用いて固定する。また、補助ウィンチ２２のドラム２２ｂに接続する補助ワイヤ４３は、作業ユニット５の上部に設置された滑車５２を通して第２制御装置３の固定部に固定する。作業ユニット５は、操作者が図示しない端末装置１０を操作して清掃等を行うために、カメラ５４、カメラ５５、スポンジ５６、スクイジー５７及びモータ５８等を有する。なお、上記固定リング５３は特許請求の範囲の「ジョイント部」に対応し、滑車５２は特許請求の範囲の「懸架部」に対応する。
【0025】
作業ユニット制御システムは、操作者が図示しない端末装置１０を操作することにより、ウィンチ２１のワイヤ４１の巻き取り又は送り出しを行うモータ２１ａ、ウィンチ３１のワイヤ４２を巻き取り又は送り出しを行うモータ３１ａ及び補助ワイヤ４３の巻き取り又は送り出しを行う補助モータ２２ａを制御し、作業ユニット５をビル１の壁面に平行に上下左右に移動させる。
【0026】
次に、ワイヤ４１が破断した場合の作業ユニット制御システムの作業ユニット５の挙動について説明する。図３は、実施形態１に係る作業ユニット制御システムの作業ユニット５の挙動を説明するための説明図である。図３に示すように、作業ユニット制御システムの作業ユニット５は、ワイヤ４１が破断した場合に、ワイヤ４１が破断するまえの作業ユニット５ａの位置から、作業ユニット５の位置に移動する。この位置は、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から補助ウィンチ２２の補助ワイヤ４３が巻き取られるドラム２２ｂまでの長さと、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から第２制御装置３の補助ワイヤ４３を固定する固定部までの長さとが等しくなる位置である。また、作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１又はワイヤ４２が破断した場合に、補助ワイヤ４３により作業ユニット５の墜落を防止することができる。
【0027】
また、作業ユニット制御システムは、操作者からの操作に応じて補助ウィンチ２２の補助モータ２２ａ及びウィンチ３１のモータ３１ａを制御することにより、作業ユニット５を安全に地上に降ろすことができる。
【0028】
＜ワイヤが破断した場合の作業ユニット５の可動範囲について＞
次に、ワイヤが破断した場合の作業ユニット５の可動範囲について説明する。図４は、作業ユニット５の挙動を算出するための算出モデルを示す図である。位置座標として、Ｐ１を原点、水平右向きをｘ軸、鉛直下向きをｙ軸とするｘｙ座標を置く。図４に示すように、２本のワイヤで作業ユニット５を吊り下げて構成する吊下げモデルでは、ビル１の屋上等に設置した巻き取り用のウィンチを用いてワイヤ長ｌ1、ｌ2を変化させることにより作業ユニット５の壁面の位置ｘ、ｙを制御する。
次に、ワイヤが破断した場合の作業ユニット５の可動範囲について説明する。図４は、作業ユニット５の挙動を算出するための算出モデルを示す図である。位置座標として、Ｐ１を原点、水平右向きをｘ軸、鉛直下向きをｙ軸とするｘｙ座標を置く。図４に示すように、２本のワイヤで作業ユニット５を吊り下げて構成する吊下げモデルでは、ビル１の屋上等に設置した巻き取り用のウィンチを用いてワイヤ長ｌ1、ｌ2を変化させることにより作業ユニット５の壁面の位置ｘ、ｙを制御する。
【0029】
ワイヤ駆動系において移動の自由度ｎを実現させるためのワイヤの本数ｍはｍ＞ｎを満たす必要がある。ここでは、重力を３本目のワイヤと見なすことでｘ、ｙの自由度２の移動が実現できる。
【0030】
図４（ａ）の吊下げモデルでは、一方のワイヤが破断する場合に、残りのワイヤのウィンチの位置を支点とした単振り子として動作する。この場合、作業ユニット５は、上下左右へ大きく移動し得るため、地面、壁面及び窓への衝突等の危険性がある。これらの衝突の危険性をなくすためには、ワイヤが破断した場合に、作業ユニット５の位置が残されたワイヤによって大きく移動せずに静止する必要がある。
【0031】
一方、図４（ｂ）に示すように、１本のワイヤを補助ウィンチ２２の位置Ｐ１と第２制御装置３の固定部の位置Ｐ２との間に配設し、作業ユニット５を吊り下げる補助ワイヤを追加した吊下げモデルについて説明する。ここで、該吊下げモデルは、補助ウィンチ２２と第２の固定部の位置の中間位置（ｘ＝Ｌ／２）を基準として左右対称な系であるため、作業ユニット５の位置（ｘ＜Ｌ／２）において、位置Ｐ１に接続されているワイヤが破断した場合の作業ユニット５の可動範囲について説明する。
【0032】
補助ワイヤ４３なしの図４（ａ）の吊下げモデルの場合は、作業ユニット５の位置の変化の軌道は、位置Ｐ２を中心に円弧を描き、次の関係を満たす。
【0033】
【数1】
【0034】
補助ワイヤ４３を追加した図４（ｂ）の吊下げモデルの場合は、作業ユニット５の吊下げ滑車の半径が十分小さく、直角に近似しても問題ないと仮定する。また、補助ワイヤ４３の固定点は位置Ｐ１及び位置Ｐ２と一致していると仮定したならば、補助ワイヤ長ｌ3は、式（２）で表わされる。
【0035】
【数2】
【0036】
【数3】
【数4】
【0037】
【数5】
【0038】
次に、ワイヤが破断した場合の作業ユニット５の挙動について説明する。図５は、図４に示した算出モデルにより算出された作業ユニット５の挙動を説明するための説明図である。ここで、位置Ｐ１は、補助ウィンチ２２が設置されている位置を、位置Ｐ２は、第２制御装置３の固定部が設置されている位置を示す。また、補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部との距離Ｌ＝１０ｍ、破断が発生した時の作業ユニット５の位置を（ｘ、ｙ）＝（０．０、５．０）としている。
【0039】
図５に示すように、補助ワイヤ４３なしの場合は、作業ユニット５は、左右方向（ｘ軸方向）の可動域が第２制御装置３の固定部の位置Ｐ２を通り越した領域まで到達する。壁面作業において、作業ユニット５が作業領域（補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部との間）を越えた場所まで移動してしまうのは、安全確保を行う上でも好ましくない。
【0040】
一方、補助ワイヤ４３を追加した（補助ワイヤ４３あり）場合は、ｘ軸方向の可動域が補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部との間に収まっている。また、高さ方向についても、補助ワイヤ４３がない場合よりも補助ワイヤ４３がある場合の方が、位置変動が抑えられていることが分かる。
【0041】
＜第１制御装置２の構成＞
次に、図１に示した第１制御装置２の構成について説明する。図６は、図１に示した第１制御装置２の構成を説明する説明図である。図６に示すように、第１制御装置２は、ウィンチ２１、補助ウィンチ２２、制御部２３及び送受信部２４を有する。また、ウィンチ２１は、モータ２１ａ及びドラム２１ｂを、補助ウィンチ２２は、補助モータ２２ａ及びドラム２２ｂを有する。
次に、図１に示した第１制御装置２の構成について説明する。図６は、図１に示した第１制御装置２の構成を説明する説明図である。図６に示すように、第１制御装置２は、ウィンチ２１、補助ウィンチ２２、制御部２３及び送受信部２４を有する。また、ウィンチ２１は、モータ２１ａ及びドラム２１ｂを、補助ウィンチ２２は、補助モータ２２ａ及びドラム２２ｂを有する。
【0042】
ウィンチ２１のモータ２１ａとモータ２１ａに駆動されるドラム２１ｂとは、作業ユニット５を移動させるためのワイヤ４１の巻き取り又は送り出しを行う。補助ウィンチ２２の補助モータ２２ａと補助モータ２２ａに駆動されるドラム２２ｂとは、補助ワイヤ４３の巻き取り又は送り出しを行う。
【0043】
制御部２３は、端末装置１０から送受信部２４を介してワイヤ４１の巻き取り量又は送り出し量と、補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量とを受信し、モータ２１ａ及び補助モータ２２ａにより巻き取り又は送り出し制御を行う。
【0044】
送受信部２４は、端末装置１０と無線通信で接続し、操作者の操作に基づくワイヤ４１及び補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量等のデータを受信する。なお、無線通信の方式は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等である。
【0045】
＜第２制御装置３の構成＞
次に、図１に示した第２制御装置３の構成について説明する。図７は、図１に示した第２制御装置３の構成を説明する説明図である。図７に示すように、第２制御装置３は、ウィンチ３１、制御部３２及び送受信部３３を有する。また、ウィンチ３１は、モータ３１ａ及びドラム３１ｂを有する。
次に、図１に示した第２制御装置３の構成について説明する。図７は、図１に示した第２制御装置３の構成を説明する説明図である。図７に示すように、第２制御装置３は、ウィンチ３１、制御部３２及び送受信部３３を有する。また、ウィンチ３１は、モータ３１ａ及びドラム３１ｂを有する。
【0046】
ウィンチ３１のモータ３１ａとモータ３１ａに駆動されるドラム３１ｂとは、作業ユニット５を移動させるためのワイヤ４２の巻き取り又は送り出しを行う。制御部３２は、端末装置１０から送受信部３３を介してワイヤ４２の巻き取り量又は送り出し量を受信し、モータ３１ａにより巻き取り又は送り出し制御を行う。
【0047】
送受信部３３は、端末装置１０と無線通信で接続し、操作者の操作に基づくワイヤ４２の巻き取り量又は送り出し量のデータを受信する。なお、無線通信方式は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ等である。また、第２制御装置３には、図示しない補助ワイヤ４３を固定する固定部を有する。
【0048】
＜作業ユニット５の構成＞
次に、作業ユニット５の構成について説明する。図８は、図１に示した作業ユニット５の構成を示す機能ブロック図である。図８に示すように、作業ユニット５は、カメラ５４、カメラ５５、スポンジ５６、スクイジー５７、モータ５８、モータ５９、通信Ｉ／Ｆ部６０、記憶部６１及び制御部６２を有する。
次に、作業ユニット５の構成について説明する。図８は、図１に示した作業ユニット５の構成を示す機能ブロック図である。図８に示すように、作業ユニット５は、カメラ５４、カメラ５５、スポンジ５６、スクイジー５７、モータ５８、モータ５９、通信Ｉ／Ｆ部６０、記憶部６１及び制御部６２を有する。
【0049】
カメラ５４及びカメラ５５は、作業ユニット５の窓清掃の作業状況を撮像する撮像装置である。スポンジ５６は、水拭き又は洗剤を塗布し、窓の汚れを落とす工具である。スクイジー５７は、窓についた洗剤や水滴を拭う工具である。
【0050】
モータ５８は、スポンジ５６に接続されており、例えばパンタグラフ型の治具を用いることにより、モータ５８を正回転させるとスポンジ５６を押し出し、逆回転させるとスポンジ５６を収納することができる。また、モータ５８は、スポンジ５６の向きを変える制御も行う。
【0051】
モータ５９は、スクイジー５７に接続されており、例えばパンタグラフ型の治具を用いることにより、モータ５９を正回転させるとスクイジー５７を押し出し、逆回転させるとスクイジー５７を収納することができる。また、モータ５９は、スクイジー５７の向きを変える制御も行う。
【0052】
通信Ｉ／Ｆ部６０は、端末装置１０と通信をするためのインターフェース部である。記憶部６１は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスである。
【0053】
制御部６２は、作業ユニット５の全体を制御する制御部であり、工具制御受付部６２ａ、モータ制御部６２ｂ及びカメラ画像送信部６２ｃを有する。実際には、これらプログラムをＣＰＵにロードして実行することにより、工具制御受付部６２ａ、モータ制御部６２ｂ及びカメラ画像送信部６２ｃにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
【0054】
工具制御受付部６２ａは、端末装置１０から送信された工具制御のデータを通信Ｉ／Ｆ部６０を介して受信し、モータ５８及びモータ５９の制御を行うモータ制御部６２ｂにデータを送信する。
【0055】
モータ制御部６２ｂは、工具制御受付部６２ａからのデータに従って、モータ５８の正回転／逆回転及びモータ５９の正回転／逆回転を制御する。また、モータ制御部６２ｂは、モータ５８及びモータ５９を制御しスポンジ５６及びスクイジー５７の向きも制御する。カメラ画像送信部６２ｃは、カメラ５４及びカメラ５５で撮像された画像を端末装置１０に送信する処理を行う。
【0056】
＜端末装置１０の構成＞
次に、端末装置１０の構成について説明する。図９は、端末装置１０の構成を示す機能ブロック図である。図９に示すように、端末装置１０は、入力部１１、表示部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３、記憶部１４及び制御部１５を有する。
次に、端末装置１０の構成について説明する。図９は、端末装置１０の構成を示す機能ブロック図である。図９に示すように、端末装置１０は、入力部１１、表示部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３、記憶部１４及び制御部１５を有する。
【0057】
入力部１１は、キーボード、マウスや操作ボタン等の入力デバイスであり、表示部１２は、液晶パネル又はディスプレイ装置などの表示デバイスである。通信Ｉ／Ｆ部１３は、第１制御装置２、第２制御装置３及び作業ユニット５などの他の装置と無線通信を行うためのインターフェース部である。記憶部１４は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスである。
【0058】
制御部１５は、端末装置１０の全体を制御する制御部であり、移動動作受付部１５ａと、ワイヤ制御量算出部１５ｂと、ワイヤ制御量送信部１５ｃと、工具制御処理部１５ｄと、表示処理部１５ｅとを有する。実際には、これらプログラムをＣＰＵにロードして実行することにより、移動動作受付部１５ａと、ワイヤ制御量算出部１５ｂと、ワイヤ制御量送信部１５ｃと、工具制御処理部１５ｄと、表示処理部１５ｅとにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
【0059】
移動動作受付部１５ａは、操作者が作業ユニット５を移動するために操作指示を与えた場合に、その操作指示を受け付ける処理を行う。なお、ここで操作指示は、例えば、移動方向ボタンを押下やスティックを用いて移動方向を指示することである。
【0060】
ワイヤ制御量算出部１５ｂは、操作者の操作指示に基づいて、第１制御装置２のウィンチ２１のモータ２１ａ及び補助ウィンチ２２の補助モータ２２ａと、第２制御装置３のウィンチ３１のモータ３１ａとのワイヤ巻き取り量又は送り出し量を算出する処理部である。例えば、作業ユニット５を右に平行に移動させる場合には、ワイヤ制御量算出部１５ｂは、第１制御装置２のモータ２１ａ及び補助モータ２２ａに送信するワイヤ４１及び補助ワイヤ４３の送り出し量を算出し、第２制御装置３のモータ３１ａに送信するワイヤ４２の巻き取り量を算出する。また、補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量を算出する場合には、補助ワイヤ４３がたるまないように、張力が所定範囲内となるように補助ワイヤ４３のワイヤ長を算出する。
【0061】
ここで、ワイヤの巻き取り量又は送り出し量は、操作者の操作指示（例えば作業ユニットを現在の位置から１ｍ左へ移動する）に基づいて算出する。具体的には、現在の作業ユニット５の位置座標があらかじめ分かっていたならば、操作指示から作業ユニット５が移動する位置座標を特定する。そして、それぞれの位置座標からピタゴラスの定理を用いてそれぞれのワイヤ長を求め、そのワイヤ長の差分から巻き取り量又は送り出し量を算出する。
【0062】
ワイヤ制御量送信部１５ｃは、ワイヤ制御量算出部１５ｂで算出されたワイヤ４１、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量を、通信Ｉ／Ｆ部１３を介して第１制御装置２及び第２制御装置３に送信する処理を行う。
【0063】
工具制御処理部１５ｄは、操作者が選択した作業ユニット５の窓を清掃するための工具ボタンを押下した場合に、その選択された工具を押し出し、他の工具を収納するデータを通信Ｉ／Ｆ部１３を介して送信する処理を行う。
【0064】
表示処理部１５ｅは、作業ユニット５に配設されたカメラ５４及びカメラ５５の画像を通信Ｉ／Ｆ部１３を介して受信して所定の表示部１２に表示制御する。
【0065】
＜端末装置１０の処理手順＞
次に、端末装置１０の処理手順について説明する。図１０及び図１１は、図９に示した端末装置１０の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、端末装置１０は、作業ユニット５から送信されたカメラ画像を受信する（ステップＳ１０１）。そして、端末装置１０は、受信したカメラ画像を所定の表示部１２に表示制御する（ステップＳ１０２）。
次に、端末装置１０の処理手順について説明する。図１０及び図１１は、図９に示した端末装置１０の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、端末装置１０は、作業ユニット５から送信されたカメラ画像を受信する（ステップＳ１０１）。そして、端末装置１０は、受信したカメラ画像を所定の表示部１２に表示制御する（ステップＳ１０２）。
【0066】
その後、端末装置１０は、操作者の操作により作業ユニット５の移動制御を行う（ステップＳ１０３）。そして、端末装置１０は、清掃ボタンが押されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。清掃ボタンが押されていない場合は、ステップＳ１０３に移行する（ステップＳ１０４；Ｎｏ）。これに対して、清掃ボタンが押されたならば（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、端末装置１０は、窓ガラスに洗剤を塗布するためにスポンジ５６を押し出すデータを作業ユニット５に送信する（ステップＳ１０５）。
【0067】
その後、端末装置１０は、操作者の操作により作業ユニット５の移動制御を行う（ステップＳ１０６）。そして、端末装置１０は、拭取りボタンが押されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。拭取りボタンが押されていない場合は、ステップＳ１０６に移行する（ステップＳ１０７；Ｎｏ）。これに対して、拭取りボタンが押されたならば（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、スポンジ５６を格納するデータを送信し、その後、拭取りを行うためにスクイジー５７を押し出すデータを作業ユニット５に送信する（ステップＳ１０８）。
【0068】
そして、端末装置１０は、操作者の操作により作業ユニット５の移動制御を行う（ステップＳ１０９）。その後、端末装置１０は、拭取りが完了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。拭取りが完了していない場合は、ステップＳ１０９に移行する（ステップＳ１１０；Ｎｏ）。これに対して、拭取りが完了した場合は（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、端末装置１０は、スクイジー５７を格納するデータを作業ユニット５に送信する（ステップＳ１１１）。
【0069】
そして、端末装置１０は、清掃が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。清掃が完了していない場合は、ステップＳ１０３に移行し（ステップＳ１１２；Ｎｏ）、清掃を継続する。これに対して、清掃が完了した場合は（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【0070】
次に、図１０及び図１１の移動制御の処理手順について説明する。図１２は、移動制御の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、端末装置１０は、操作指示が与えられたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。操作指示が与えられていない場合は、図１０及び図１１のメインフローに戻る（ステップＳ２０１；Ｎｏ）。
【0071】
これに対して、操作指示が与えられたならば（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、端末装置１０は、移動方向に基づいてウィンチ２１のワイヤ４１と、ウィンチ３１のワイヤ４２と、補助ウィンチ２２の補助ワイヤ４３との巻き取り量又は送り出し量等の制御量を算出する（ステップＳ２０２）。
【0072】
その後、端末装置１０は、算出したワイヤ４１、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量等の制御量を第１制御装置２及び第２制御装置３に送信する（ステップＳ２０３）。そして、ステップＳ２０１へ移行する。
【0073】
上述してきたように、本実施形態１では、作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置２、第２制御装置３及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有し、第１制御装置２のウィンチ２１と作業ユニット５をワイヤ４１で接続し、第２制御装置３のウィンチ３１と作業ユニット５をワイヤ４２で接続し、さらに第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の固定部とを補助ワイヤ４３で接続し、補助ワイヤ４３に作業ユニット５を吊り下げている。そして、ワイヤ４１が破断した場合は、補助ワイヤ４３により作業ユニット５が第１制御装置２の補助ウィンチ２２と第２制御装置３の補助ワイヤ４３の固定部との中間の位置に停止させるように、作業ユニットの動きを制限するようにしたため、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処することができる。
【0074】
なお、上記実施形態１では、ワイヤ４１が破断した場合について説明したが、ワイヤ４２が破断した場合も作業ユニット５は同様な挙動を示し、端末装置１０から第１制御装置２のウィンチ２１のモータ２１ａ及び補助ウィンチ２２の補助モータ２２ａを制御し、ワイヤ４１及び補助ワイヤ４３を送り出すことにより、作業ユニット５を安全に地上に降ろすことができる。
【0075】
＜変形例１＞
上記実施形態１では、端末装置１０においてワイヤ制御量を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。このため、変形例１では、第１制御装置２においてワイヤ制御量を算出する場合について説明する。
上記実施形態１では、端末装置１０においてワイヤ制御量を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。このため、変形例１では、第１制御装置２においてワイヤ制御量を算出する場合について説明する。
【0076】
変形例１に係る作業ユニット制御システムは、端末装置１０が操作量（例えば現在の位置から１ｍ左）を受け付けた場合に、この操作量が端末装置１０の通信Ｉ／Ｆ部１３を介して第１制御装置２に送信される。そして、第１制御装置２は、現在の作業ユニット５の座標及び受信した操作量に従って、作業ユニット５の移動先の座標を算出する。そして、算出した作業ユニット５の移動先の座標から、作業ユニット５の移動先でのワイヤ４１のワイヤ長を算出する。
【0077】
その後、現時点でのワイヤ４１のワイヤ長と、作業ユニット５の移動先でのワイヤ４１のワイヤ長との差分を算出し、この差分に応じてワイヤ４１の制御量（巻き取り量又は送り出し量）を算出する。
【0078】
同様に、第２制御装置３は、作業ユニット５の移動先でのワイヤ４２のワイヤ長を算出した後、現時点でのワイヤ４２のワイヤ長と、作業ユニット５の移動先でのワイヤ４２のワイヤ長との差分に応じてワイヤ４２の制御量（巻き取り量又は送り出し量）を算出する。
【0079】
なお、上記変形例１では、第１制御装置２及び第２制御装置３のそれぞれでワイヤ制御量を算出する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１制御装置２又は第２制御装置３でワイヤ４１及びワイヤ４２の制御量を算出することもできる。
【0080】
なお、上記実施形態１では、作業ユニット５の位置情報を利用してワイヤ長を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ウィンチ２１及びウィンチ３１に角度センサを配設し、ウィンチ２１とウィンチ３１のそれぞれの角度情報からワイヤ４１及びワイヤ４２のワイヤ長を三角関数により算出することもできる。また、ワイヤ長の算出は、ウィンチに配設したモータの回転量から算出することもできる。
【0081】
また、上記実施形態１では、第１制御装置２に補助ウィンチ２２を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１制御装置２とは別の独立した制御装置に補助ウィンチ２２を設けることもできる。
【0082】
［実施形態２］
＜作業ユニット制御システムの概要＞
ところで、上記実施形態１では、ワイヤ４１又はワイヤ４２が破断した場合に、操作者が手動で作業ユニット５を回収する場合について説明したが、実施形態２では、ワイヤ４１又はワイヤ４２が破断した事を検知し、作業ユニット５を自動的に回収する場合について説明する。
＜作業ユニット制御システムの概要＞
ところで、上記実施形態１では、ワイヤ４１又はワイヤ４２が破断した場合に、操作者が手動で作業ユニット５を回収する場合について説明したが、実施形態２では、ワイヤ４１又はワイヤ４２が破断した事を検知し、作業ユニット５を自動的に回収する場合について説明する。
【0083】
本実施形態２に係る作業ユニット制御システムの概要を説明する。図１３は、実施形態２に係る作業ユニット制御システムの概要を示す図である。なお、実施形態１と同様の箇所には、同一の符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【0084】
図１３に示すように、作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置７、第２制御装置８及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有する。また、第１制御装置７は、ウィンチ７５及び補助ウィンチ２２を有する。第２制御装置８は、ウィンチ８５を有する。
【0085】
また、作業ユニット制御システムは、作業ユニット５をビル１の壁面に平行に上下左右に移動させるために、ワイヤ４１、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３を有する。ワイヤ４１は、第１制御装置７のウィンチ７５に配設された張力センサ７１が接続されたモータ２１ａに駆動されるドラム２１ｂと作業ユニット５とを接続する。また、ワイヤ４２は、第２制御装置８のウィンチ８５に配設された張力センサ８１が接続されたモータ３１ａに駆動されるドラム３１ｂと作業ユニット５とを接続する。そして、補助ワイヤ４３は、第１制御装置７の補助ウィンチ２２に配設された補助モータ２２ａに駆動されるドラム２２ｂと第２制御装置８の固定部に固定されている。
【0086】
次に、ワイヤ４１が破断した場合の作業ユニット制御システムの作業ユニット５の挙動について説明する。図１４は、実施形態２に係る作業ユニット制御システムの作業ユニット５の挙動を説明するための説明図である。図１４に示すように、作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１が破断すると第１制御装置７のウィンチ７５のワイヤ４１の巻き取り又は送り出しを行うモータ２１ａに接続された張力センサ７１が破断を検知し、図示しない端末装置９０に通知する。具体的には、張力センサ７１の張力が所定値未満となった場合、又は、張力センサ７１の張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、図示しない制御部７３の破断判定部７３ａによりワイヤ４１が破断したと判定し、図示しない送受信部２４を介して、図示しない端末装置９０に通知する。
【0087】
作業ユニット制御システムの作業ユニット５は、ワイヤ４１が破断すると、ワイヤ４１が破断するまえの作業ユニット５ａの位置から、作業ユニット５ｂの位置に移動する。この位置は、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から補助ウィンチ２２の補助ワイヤ４３が巻き取られるドラム２２ｂまでの長さと、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から第２制御装置８の補助ワイヤ４３を固定する固定部までの長さとが等しくなる位置である。
【0088】
その後、作業ユニット制御システムは、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａのワイヤ送り出し量を図示しない端末装置９０から受信し、作業ユニット５を自動的に地上に降ろすことができる。
【0089】
＜第１制御装置７の構成＞
次に、図１３に示した第１制御装置７の構成について説明する。図１５は、図１３に示した第１制御装置７の構成を説明するための説明図である。図１５に示すように、第１制御装置７は、補助ウィンチ２２、送受信部２４、制御部７３及びウィンチ７５を有する。また、ウィンチ７５は、張力センサ７１，モータ２１ａ及びドラム２１ｂを有する。
次に、図１３に示した第１制御装置７の構成について説明する。図１５は、図１３に示した第１制御装置７の構成を説明するための説明図である。図１５に示すように、第１制御装置７は、補助ウィンチ２２、送受信部２４、制御部７３及びウィンチ７５を有する。また、ウィンチ７５は、張力センサ７１，モータ２１ａ及びドラム２１ｂを有する。
【0090】
ウィンチ７５の張力センサ７１は、モータ２１ａに接続されワイヤ４１の張力を計測するデバイスである。制御部７３は、端末装置９０から送受信部２４を介してワイヤ４１の巻き取り量又は送り出し量と、補助ワイヤ４３の巻き取り量又は送り出し量とを受信し、モータ２１ａ及び補助モータ２２ａにより巻き取り又は送り出し制御を行う。
【0091】
また、制御部７３は、破断判定部７３ａを有する。破断判定部７３ａは、ワイヤ４１の破断を判定し、ワイヤ４１が破断した場合は、送受信部２４を介して端末装置９０にワイヤ４１の破断を通知する。具体的には、張力センサ７１からの張力が所定値未満になった場合、又は、張力センサ７１からの張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、ワイヤ４１が破断したと判定し、破断判定部７３ａは、端末装置９０にワイヤ４１の破断を通知する。
【0092】
＜第２制御装置８の構成＞
次に、図１３に示した第２制御装置８の構成について説明する。図１６は、図１３に示した第２制御装置８の構成を説明するための説明図である。図１６に示すように、第２制御装置８は、送受信部３３、制御部８２及びウィンチ８５を有する。ウィンチ８５は、張力センサ８１、モータ３１ａ及びドラム３１ｂを有する。
次に、図１３に示した第２制御装置８の構成について説明する。図１６は、図１３に示した第２制御装置８の構成を説明するための説明図である。図１６に示すように、第２制御装置８は、送受信部３３、制御部８２及びウィンチ８５を有する。ウィンチ８５は、張力センサ８１、モータ３１ａ及びドラム３１ｂを有する。
【0093】
ウィンチ８５の張力センサ８１は、モータ３１ａに接続されワイヤ４２の張力を計測するデバイスである。制御部８２は、ワイヤ４２の巻き取り量又は送り出し量を、送受信部３３を介して端末装置９０から受信し、モータ３１ａにより巻き取り又は送り出し制御を行う。
【0094】
また、制御部８２は、破断判定部８２ａを有する。破断判定部８２ａは、ワイヤ４２の破断を判定し、ワイヤ４２が破断した場合は、送受信部３３を介して端末装置９０にワイヤ４２の破断を通知する。具体的には、張力センサ８１からの張力が所定値未満になった場合、又は、張力センサ８１からの張力の所定時間あたりの変化量が所定値以上となった場合に、ワイヤ４２が破断したと判定し、破断判定部８２ａは、端末装置９０にワイヤ４２の破断を通知する。
【0095】
＜端末装置９０の構成＞
次に、端末装置９０の構成について説明する。図１７は、実施形態２に係る端末装置９０の構成を示す機能ブロック図である。図１７に示すように、端末装置９０は、入力部１１、表示部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３、記憶部１４及び制御部９５を有する。
次に、端末装置９０の構成について説明する。図１７は、実施形態２に係る端末装置９０の構成を示す機能ブロック図である。図１７に示すように、端末装置９０は、入力部１１、表示部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３、記憶部１４及び制御部９５を有する。
【0096】
制御部９５は、端末装置９０の全体を制御する制御部であり、移動動作受付部１５ａと、ワイヤ制御量算出部１５ｂと、ワイヤ制御量送信部１５ｃと、工具制御処理部１５ｄと、表示処理部１５ｅと、破断通知受付部９５ａと緊急処理部９５ｂとを有する。実際には、これらプログラムをＣＰＵにロードして実行することにより、移動動作受付部１５ａと、ワイヤ制御量算出部１５ｂと、ワイヤ制御量送信部１５ｃと、工具制御処理部１５ｄと、表示処理部１５ｅと、破断通知受付部９５ａと、緊急処理部９５ｂとにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
【0097】
破断通知受付部９５ａは、第１制御装置７又は第２制御装置８から通信Ｉ／Ｆ部１３を介してワイヤの破断通知を受け付ける処理を行う。緊急処理部９５ｂは、第１制御装置７から破断通知を受信した場合は、ワイヤ４１が破断したと判定し、作業ユニット５を自動的に地上に降ろすために、第１制御装置７の補助ワイヤ４３の送り出し量及び第２制御装置８のワイヤ４２の送り出し量を、それぞれ通信Ｉ／Ｆ部１３を介して第１制御装置７及び第２制御装置８へ送信する。
【0098】
また、緊急処理部９５ｂは、第２制御装置８から通信Ｉ／Ｆ部１３を介して破断通知を受信した場合は、ワイヤ４２が破断したと判定し、作業ユニット５を自動的に地上に降ろすために、第１制御装置７のワイヤ４１及び補助ワイヤ４３の送り出し量を通信Ｉ／Ｆ部１３を介して第１制御装置７へ送信する。
【0099】
＜緊急処理部９５ｂの処理手順＞
次に、緊急処理部９５ｂの処理手順について説明する。図１８は、図１７に示した端末装置９０の緊急処理部９５ｂの処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、緊急処理部９５ｂは、ワイヤの破断通知の受信を待機する（ステップＳ３０１；Ｎｏ）。
次に、緊急処理部９５ｂの処理手順について説明する。図１８は、図１７に示した端末装置９０の緊急処理部９５ｂの処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、緊急処理部９５ｂは、ワイヤの破断通知の受信を待機する（ステップＳ３０１；Ｎｏ）。
【0100】
そして、緊急処理部９５ｂは、ワイヤの破断通知を受信したならば（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、破断したワイヤがワイヤ４１か否かを判定する（ステップＳ３０２）。破断したワイヤがワイヤ４１であった場合は（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して制御データを送信する（ステップＳ３０３）。具体的には、ワイヤ４２の送り出し量を第２制御装置８のモータ３１ａに、補助ワイヤ４３の送り出し量を第１制御装置７の補助モータ２２ａにそれぞれ送信する。
【0101】
その後、緊急処理部９５ｂは、作業ユニット５が地上に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０４）。作業ユニット５が地上に到達していない場合は（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、ステップＳ３０３に移行し、作業ユニット５の降下を継続する。これに対して、作業ユニット５が地上に到達した場合は（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して、停止（送り出し量０）の制御データを送信し（ステップＳ３０５）、一連の処理を終了する。
【0102】
これに対して、破断したワイヤがワイヤ４１でない場合は（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、破断したワイヤがワイヤ４２であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。破断したワイヤがワイヤ４２であった場合は（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、第１制御装置７のモータ２１ａ及び補助モータ２２ａに対して制御データを送信する（ステップ３０７）。具体的には、ワイヤ４１の送り出し量のデータを第１制御装置７のモータ２１ａに、補助ワイヤ４３の送り出し量のデータを補助モータ２２ａに対して送信する。
【0103】
その後、緊急処理部９５ｂは、作業ユニット５が地上に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。作業ユニット５が地上に到達していない場合は（ステップＳ３０８；Ｎｏ）、ステップＳ３０７に移行し、作業ユニット５の降下を継続する。これに対して、作業ユニット５が地上に到達した場合は（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）、第１制御装置７のモータ２１ａ及び補助モータ２２ａに対して、停止（送り出し量０）の制御データを送信し（ステップＳ３０９）、一連の処理を終了する。
【0104】
これに対して、破断したワイヤがワイヤ４２でない場合は（ステップＳ３０６；Ｎｏ）、破断通知が誤送信である可能性が高いので、エラー処理を行い（ステップＳ３１０）、一連の処理を終了する。なお、エラー処理は、例えば端末装置９０の所定の表示部１２に「破断通知エラー」等の文字を表示制御する。
【0105】
上述してきたように、本実施形態２では、作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置７、第２制御装置８、清掃等の作業を行う作業ユニット５及び操作者が操作を行う端末装置９０を有し、ワイヤ４１の長さを調整するモータ２１ａに張力センサ７１を接続し、ワイヤ４２の長さを調整するモータ３１ａに張力センサ８１を接続し、これら張力センサ７１及び張力センサ８１からの破断通知を受信することにより、端末装置９０が、第１制御装置７又は第１制御装置７及び第２制御装置８にワイヤを送り出す制御データを送り、作業ユニット５を自動的に地上に降ろすことができるようにしたため、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処することができる。
【0106】
＜変形例２＞
上記の実施形態２では、ウィンチ７５に配設された張力センサ７１の計測値に基づいてワイヤ４１が破断したと判定する場合について説明したが、変形例２では、ワイヤ４１の破断を、ワイヤ４１の角度を計測する角度センサを第１制御装置に設け、計測されるワイヤ４１の角度に基づいてワイヤ４１の破断を判定する場合について説明する。
上記の実施形態２では、ウィンチ７５に配設された張力センサ７１の計測値に基づいてワイヤ４１が破断したと判定する場合について説明したが、変形例２では、ワイヤ４１の破断を、ワイヤ４１の角度を計測する角度センサを第１制御装置に設け、計測されるワイヤ４１の角度に基づいてワイヤ４１の破断を判定する場合について説明する。
【0107】
変形例２に係る作業ユニット制御システムは、第１制御装置７のウィンチ７５にワイヤ４１の角度を計測する角度センサが設けられる。そして、第１制御装置７の制御部７３において、計測された角度センサからの角度情報から張力センサ７１で計測されるべき張力値を推定する。その後、制御部７３は、推定された張力値と張力センサ７１で計測された張力値を比較し、その差分が所定値範囲外であるならば、ワイヤ４１が破断したと判定する。
【0108】
なお、上記変形例２では、ワイヤ４１が破断した場合を説明したが、ワイヤ４２が破断した場合も、第２制御装置８のウィンチ８５にワイヤ４２の角度を計測する角度センサを設け、第２制御装置８の制御部８２においてワイヤ４１が破断した場合と同様に処理することにより、ワイヤ４２の破断を判定することができる。
【0109】
＜変形例３＞
上記の実施形態１及び実施形態２では、作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１が破断した場合に、作業ユニット５が補助ワイヤ４３に吊り下げられ、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から第１制御装置７の補助ワイヤ４３が巻き取られるドラム２２ｂの長さと、補助ワイヤ４３の作業ユニット５と第２制御装置８の補助ワイヤ４３を固定する固定部までの長さとが等しくなる位置に静止する場合について説明したが、作業ユニット５が静止する位置がビル１の窓部である場合は、ビル１の内側から窓越しにワイヤが破断した作業ユニット５が見えることとなる。そこで、変形例３では、作業ユニット制御システムがワイヤの破断を検知したならば、第１制御装置７又は第１制御装置７及び第２制御装置８のワイヤ長を調整するようにモータを制御し、一次的に作業ユニット５が窓と窓の間の壁面部に停止する場合について説明する。
上記の実施形態１及び実施形態２では、作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１が破断した場合に、作業ユニット５が補助ワイヤ４３に吊り下げられ、補助ワイヤ４３の作業ユニット５から第１制御装置７の補助ワイヤ４３が巻き取られるドラム２２ｂの長さと、補助ワイヤ４３の作業ユニット５と第２制御装置８の補助ワイヤ４３を固定する固定部までの長さとが等しくなる位置に静止する場合について説明したが、作業ユニット５が静止する位置がビル１の窓部である場合は、ビル１の内側から窓越しにワイヤが破断した作業ユニット５が見えることとなる。そこで、変形例３では、作業ユニット制御システムがワイヤの破断を検知したならば、第１制御装置７又は第１制御装置７及び第２制御装置８のワイヤ長を調整するようにモータを制御し、一次的に作業ユニット５が窓と窓の間の壁面部に停止する場合について説明する。
【0110】
変形例３に係る作業ユニット制御システムのワイヤ４１が破断した場合について説明する。図１９は、変形例３の概要を示す図である。なお、実施形態１及び実施形態２と同様の箇所には、同一の符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【0111】
図１９に示すように、作業ユニット制御システムは、ビル１の屋上に設置された第１制御装置７、第２制御装置８及び清掃等の作業を行う作業ユニット５を有する。
【0112】
ワイヤ４１が破断すると、ワイヤ４１の巻き取り又は送り出しを行っているモータ２１ａに接続されている張力センサ７１の張力に基づいて第１制御装置７が、ワイヤ４１の破断を検知し、破断通知を図示しない端末装置９０に送信する。破断通知を受信した端末装置９０は、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して、作業ユニット５が破断前の作業ユニット５ａの位置からビル１の窓と窓の間の作業ユニット５ｃの位置になるように、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３の送り出し量を算出し、その送り出し量を第１制御装置７及び第２制御装置８に送信する。その後、端末装置９０は、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して、作業ユニット５が地上に降りるようにワイヤの送り出し量を送信する。
【0113】
この結果、作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１が破断しても、ビル１の内側から不安定な作業ユニット５の挙動を見られることなく、安全に作業ユニット５を回収することができる。
【0114】
なお、上記変形例３では、ワイヤ４１が破断した場合を説明したが、ワイヤ４２が破断しても端末装置９０から、第１制御装置７のモータ２１ａ及び補助モータ２２ａを制御することにより、ビル１の内側から不安定な作業ユニット５の挙動を見られることなく、安全に作業ユニット５を回収することができる。
【0115】
＜変形例４＞
上記変形例３では、作業ユニット５が窓と窓の間の壁面に停止する場合について説明したが、変形例４では、ワイヤ４１が破断した場合に、作業ユニット５を一定時間上昇させて落下のリスクを低減する場合について説明する。
上記変形例３では、作業ユニット５が窓と窓の間の壁面に停止する場合について説明したが、変形例４では、ワイヤ４１が破断した場合に、作業ユニット５を一定時間上昇させて落下のリスクを低減する場合について説明する。
【0116】
変形例４に係る作業ユニット制御システムは、ワイヤ４１の破断を検知すると、端末装置９０は、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して、作業ユニット５を上昇させるように、ワイヤ４２及び補助ワイヤ４３の巻き取り量を算出し、その巻き取り量を第１制御装置７及び第２制御装置８に送信する。その後、端末装置９０は、第１制御装置７の補助モータ２２ａ及び第２制御装置８のモータ３１ａに対して、作業ユニット５が地上に降りるようにワイヤの送り出し量を送信する。
【0117】
なお、上記変形例４では、ワイヤ４１が破断した場合を説明したが、ワイヤ４２が破断しても端末装置９０から、第１制御装置７のモータ２１ａ及び補助モータ２２ａを制御することにより、同様の挙動を示し、作業ユニット制御システムは、安全に作業ユニット５を回収することができる。
【0118】
なお、上記実施形態２では、張力センサを用いてワイヤ４１又はワイヤ４２の破断を検知する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、ワイヤ４１の角度を計測する角度センサを第１制御装置７に設け、ワイヤ４２の角度を計測する角度センサを第２制御装置８に設けることもできる。この場合は、これらの角度センサにより検知された角度が急激に変化した場合にワイヤ４１又はワイヤ４２が破断したと判定することになる。
【0119】
上記の各実施形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明に係る作業ユニット制御システムは、高所作業を行う作業ユニットを支える複数のワイヤの一部が破断した場合に、安全かつ円滑に対処する場合に適している。
【符号の説明】
【0121】
１ ビル
２ 第１制御装置
３ 第２制御装置
５、５ａ、５ｂ、５ｃ 作業ユニット
７ 第１制御装置
８ 第２制御装置
１０ 端末装置
１１ 入力部
１２ 表示部
１３ 通信Ｉ／Ｆ部
１４ 記憶部
１５ 制御部
１５ａ 移動動作受付部
１５ｂ ワイヤ制御量算出部
１５ｃ ワイヤ制御量送信部
１５ｄ 工具制御処理部
１５ｅ 表示処理部
２１ ウィンチ
２１ａ モータ
２１ｂ ドラム
２２ 補助ウィンチ
２２ａ 補助モータ
２２ｂ ドラム
２３ 制御部
２４ 送受信部
３１ ウィンチ
３１ａ モータ
３１ｂ ドラム
３２ 制御部
３３ 送受信部
４１ ワイヤ
４２ ワイヤ
４３ 補助ワイヤ
５１ 固定金具
５２ 滑車
５３ 固定リング
５４、５５ カメラ
５６ スポンジ
５７ スクイジー
５８ ５９ モータ
６０ 通信Ｉ／Ｆ部
６１ 記憶部
６２ 制御部
６２ａ 工具制御受付部
６２ｂ モータ制御部
６２ｃ カメラ画像送信部
７１、８１ 張力センサ
７３、８２ 制御部
７３ａ、８２ａ 破断判定部
７５、８５ ウィンチ
９０ 端末装置
９５ 制御部
９５ａ 破断通知受付部
９５ｂ 緊急処理部
２ 第１制御装置
３ 第２制御装置
５、５ａ、５ｂ、５ｃ 作業ユニット
７ 第１制御装置
８ 第２制御装置
１０ 端末装置
１１ 入力部
１２ 表示部
１３ 通信Ｉ／Ｆ部
１４ 記憶部
１５ 制御部
１５ａ 移動動作受付部
１５ｂ ワイヤ制御量算出部
１５ｃ ワイヤ制御量送信部
１５ｄ 工具制御処理部
１５ｅ 表示処理部
２１ ウィンチ
２１ａ モータ
２１ｂ ドラム
２２ 補助ウィンチ
２２ａ 補助モータ
２２ｂ ドラム
２３ 制御部
２４ 送受信部
３１ ウィンチ
３１ａ モータ
３１ｂ ドラム
３２ 制御部
３３ 送受信部
４１ ワイヤ
４２ ワイヤ
４３ 補助ワイヤ
５１ 固定金具
５２ 滑車
５３ 固定リング
５４、５５ カメラ
５６ スポンジ
５７ スクイジー
５８ ５９ モータ
６０ 通信Ｉ／Ｆ部
６１ 記憶部
６２ 制御部
６２ａ 工具制御受付部
６２ｂ モータ制御部
６２ｃ カメラ画像送信部
７１、８１ 張力センサ
７３、８２ 制御部
７３ａ、８２ａ 破断判定部
７５、８５ ウィンチ
９０ 端末装置
９５ 制御部
９５ａ 破断通知受付部
９５ｂ 緊急処理部
【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】
【図17】
【図18】
【図19】