特開 2025-16897 ロボットアーム及びロボットアームの駆動方法

(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】P2025016897

(43)【公開日】2025-02-05

(54)【発明の名称】ロボットアーム及びロボットアームの駆動方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20250129BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20250129BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 Z

B25J5/00 E

B25J13/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023119692

(22)【出願日】2023-07-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-12-11

(71)【出願人】

【識別番号】319009222

【氏名又は名称】オングリットホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114627

【弁理士】

【氏名又は名称】有吉 修一朗

(74)【代理人】

【識別番号】100140051

【弁理士】

【氏名又は名称】藤岡 靖和

(74)【代理人】

【識別番号】100182501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100175271

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 宣圭

(74)【代理人】

【識別番号】100190975

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 聡子

(72)【発明者】

【氏名】森川 歩

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS26

3C707ES05

3C707ET03

3C707WA21

(57)【要約】

【課題】照明柱や標識柱等の柱状の構造物に沿って移動するロボットアームについて、対象となる構造物に沿って、自由度が高く、かつ、安定した移動が可能であり、脱落等の不具合が生じにくいロボットアーム及びロボットアームの駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明を適用したロボットアームの一例であるロボットアームＡは、本体部１と、ハンド部２を備えている。本体部１は、ボディ１０、ボディ１１、ボディ１２及びボディ１３を有している。また、本体部１は、ボディ屈伸ジョイント３０、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２を有している。また、本体部１は、ボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１を有している。第１ハンド２０と、第２ハンド２０は、柱状構造物の外周面を把持する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿って移動するロボットアームであって、
第１のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第１の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの一端側に接続された第２のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第２の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの他端側に接続された第３のボディと、
前記第２のボディとなす角度を変える第３の屈伸接続部を介して、前記第２のボディの一端側に接続された第４のボディと、
前記第３のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドと、
前記第１のハンドに取り付けられ、前記第１のハンドを開閉する第１のハンド開閉接続部と、
前記第１のハンド開閉接続部と、前記第３のボディの間に配置され、前記第３のボディに対して、前記第１のハンド及び前記第１のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第１のハンド回転接続部と、
前記第４のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドと、
前記第２のハンドに取り付けられ、前記第２のハンドを開閉する第２のハンド開閉接続部と、
前記第２のハンド開閉接続部と、前記第４のボディの間に配置され、前記第４のボディに対して、前記第２のハンド及び前記第２のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第２のハンド回転接続部とを備える
ロボットアーム。

【請求項2】

前記第１のハンド及び前記第２のハンドは、前記所定の構造物の外周面を把持した際に、前記第１のハンド及び前記第２のハンドの内周面で略筒状の空間を形成して、その内周面の一部が、前記所定の構造物の外周面に当接し、
前記第１のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持した際には、前記第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、前記所定の構造物のうち、前記第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になり、
前記第２のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持した際には、前記第２のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、前記所定の構造物のうち、前記第２のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になる
請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項3】

前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部、前記第３の屈伸接続部、前記第１のハンド開閉接続部、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド開閉接続部及び前記第２のハンド回転接続部の駆動を制御する駆動制御部を備える
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項4】

前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部、前記第３の屈伸接続部、前記第１のハンド開閉接続部、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド開閉接続部及び前記第２のハンド回転接続部の７つの部材の駆動を介して、全体の姿勢を変える
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項5】

前記第１のハンド開閉接続部による前記第１のハンドの開閉動作及び前記第２のハンド開閉接続部による前記第２のハンドの開閉動作と、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド回転接続部による回転動作と、前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部及び前記第３の屈伸接続部による角度調節を連動させて、前記所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項6】

前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第１のハンドの基部から前記第２の屈伸接続部までの部位と、前記第２の屈伸部から前記第１の屈伸部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第１のハンドを、前記第２のハンドが越える動作を行い、
または、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第２のハンドの基部から前記第３の屈伸接続部までの部位と、前記第３の屈伸部から前記第１の屈伸部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第２のハンドを、前記第１のハンドが越える動作を行うように構成された
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項7】

前記第１のボディと、前記第２の屈伸接続部との間に設けられ、前記第１のボディに対して、前記第３のボディ及び第２の屈伸接続部を回転可能に接続する第１のボディ回転接続部と、
前記第２のボディと、前記第３の屈伸接続部との間に設けられ、前記第２のボディに対して、前記第４のボディ及び第３の屈伸接続部を回転可能に接続する第２のボディ回転接続部とを備える
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項8】

前記第１のハンド開閉接続部による前記第１のハンドの開閉動作及び前記第２のハンド開閉接続部による前記第２のハンドの開閉動作と、前記第１のハンド回転接続部、前記第１のボディ回転接続部、前記第２のハンド回転接続部及び前記第２のボディ回転接続部による回転動作を連動させて、前記所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された
請求項７に記載のロボットアーム。

【請求項9】

前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第１のハンドの基部から前記第２の屈伸接続部までの部位と、前記第１の屈伸部から前記第３の屈伸部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第１のハンドを、前記第２のハンドが越える動作を行い、
または、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第２のハンドの基部から前記第３の屈伸接続部までの部位と、前記第１の屈伸部から前記第２の屈伸部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第２のハンドを、前記第１のハンドが越える動作を行うように構成された
請求項７に記載のロボットアーム。

【請求項10】

前記第１のハンド及び前記第２のハンドは、一対の第１の爪部と、前記一対の第１の爪部と略平行、かつ、前記一対の第１の爪部と間隔を設けて形成された、一対の第２の爪部を有する
請求項７に記載のロボットアーム。

【請求項11】

少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿ってロボットアームを移動させるロボットアームの駆動方法であって、
前記ロボットアームの端部に形成され、開閉可能に構成された第１のハンド及び第２のハンドの少なくともいずれか一方で、前記所定の構造物の外周面を把持すると共に、前記ロボットアームを構成する４つのボディと、それぞれの前記ボディの間の角度を調整する３つの屈伸部を介して、前記ボディの角度を変えて、前記ロボットアームを移動させる
ロボットアームの駆動方法。

【請求項12】

前記第１のハンドの内周面に形成される略筒状の空間の軸心を、前記所定の構造物のうち、前記第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾けることで、前記第１のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持して、前記ロボットアームを前記所定の構造物に取り付けた状態を支持し、
または、
前記第２のハンドの内周面に形成される略筒状の空間の軸心を、前記所定の構造物のうち、前記第２のハンドで把持した領域の軸心に対して傾けることで、前記第２のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持して、前記ロボットアームを前記所定の構造物に取り付けた状態を支持する
請求項１１に記載のロボットアームの駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はロボットアーム及びロボットアームの駆動方法に関する。詳しくは、照明柱や標識柱等の柱状の構造物に沿って移動するロボットアームについて、対象となる構造物に沿って、自由度が高く、かつ、安定した移動が可能であり、脱落等の不具合が生じにくいロボットアーム及びロボットアームの駆動方法に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従前、道路において、照明柱や標識柱または情報装置柱等の柱状の構造物が設置されている。特に高速道路においては、これらの柱状の構造物が多数設置され、安全な車両の運行に利用されている。

【0003】

また、これらの照明柱等の構造物については、設置後、相当の年数を経ている物も多数存在し、その大部分が屋外に設置されていることから、気象等の外的要因による損傷や老朽化を調べるべく、定期的な点検を実施する必要がある。

【0004】

しかしながら、高速道路または一般道の照明柱や標識柱等は、道路上に間隔を空けて、膨大な数が設置されており、１つずつ点検する作業には多大な時間と労力を要する。

【0005】

そのため、照明柱や標識柱等の点検において、作業時間の短縮及び作業効率を向上すべく、検査装置を搭載した移動ロボットを活用した点検作業の開発が望まれている。

【0006】

また、従前、移動ロボットの一種として、対象物に対して昇降動作が可能な昇降ロボットが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【0007】

ここで、特許文献１に記載された昇降ロボットは、高層ビルの各階のベランダに設けられた手すりを把持しながら、各階を昇降するように構成されている。

【0008】

また、特許文献１に記載された昇降ロボットでは、アーム間関節軸及び先端側関節軸の各々を回動させ、複数のアームの姿勢を変化させながら、一方の把持部が把持した位置を、他方の把持部が超えて、昇降動作が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】第２８９９６９４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、特許文献１に記載された昇降ロボットを、道路に設置された照明柱等に沿って移動する移動ロボットとして適用しようとすると、以下のような不具合が生じる。

【0011】

まず、特許文献１に記載された昇降ロボットでは、ベランダの各階に設けられた手すりを把持しながら、鉛直方向に沿って昇降するのみで、手すりの横方向への移動手段が開示されていない。

【0012】

また、特許文献１に記載された昇降ロボットでは、照明柱等の外周面に沿った周方向への移動を行うこともできない。即ち、特許文献１に記載された昇降ロボットは、移動の自由度が低い問題があった。

【0013】

今回、対象とする照明柱等の構造物では、ミラーや標識板、または、これらを取り付けるための締結具等が、柱の途中に設けられている構造がある。

【0014】

しかし、特許文献１に記載された昇降ロボットでは、こうした柱の途中にある障害物を、柱の外周面における横方向または周方向に沿って移動して、障害物を回避しながら、柱の長手方向に沿って移動することが困難である。

【0015】

また、特許文献１に記載された昇降ロボットが昇降する際、１つの把持部のみがベランダの手すりを把持した状態で、アーム間関節軸及び先端側関節軸の各々を回動させ、複数のアームの姿勢を変化させる際に、複数のアームが、ベランダの手すりから大きく離れた姿勢を経由することになる。

【0016】

この場合、複数のアームが、ベランダの手すりから大きく離れた姿勢となることで、昇降ロボットの自重による負担が大きくなり、把持部がベランダの手すりを把持した状態を維持できず、脱落してしまうおそれがあった。

【0017】

また、特許文献１に記載された昇降ロボットに限らず、道路に設置された照明柱等に沿って、安定した移動を可能にするような移動ロボットは、これまでにほとんど提案されていなかった。

【0018】

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、照明柱や標識柱等の柱状の構造物に沿って移動するロボットアームについて、対象となる構造物に沿って、自由度が高く、かつ、安定した移動が可能であり、脱落等の不具合が生じにくいロボットアーム及びロボットアームの駆動方法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】

【0019】

上記の目的を達成するために、本発明のロボットアームは、少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿って移動するロボットアームであって、第１のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第１の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの一端側に接続された第２のボディと、前記第１のボディとなす角度を変える第２の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの他端側に接続された第３のボディと、前記第２のボディとなす角度を変える第３の屈伸接続部を介して、前記第２のボディの一端側に接続された第４のボディと、前記第３のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドと、前記第１のハンドに取り付けられ、前記第１のハンドを開閉する第１のハンド開閉接続部と、前記第１のハンド開閉接続部と、前記第３のボディの間に配置され、前記第３のボディに対して、前記第１のハンド及び前記第１のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第１のハンド回転接続部と、前記第４のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドと、前記第２のハンドに取り付けられ、前記第２のハンドを開閉する第２のハンド開閉接続部と、前記第２のハンド開閉接続部と、前記第４のボディの間に配置され、前記第４のボディに対して、前記第２のハンド及び前記第２のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第２のハンド回転接続部とを備える。なお、ここでいう柱状とは、円柱状や角柱状の形状を含むものを意味する。また、少なくとも一部が柱状とは、構造物の全体構造の一部が、柱状の真っすぐな形状に該当し、その他の部分に、例えば、湾曲した形状等が含まれうることを意味する。

【0020】

ここで、第１のボディと、第２のボディと、第３のボディ及び第４のボディによって、ロボットアームの本体に相当する部分を構築することができる。

【0021】

また、第３のボディに支持され、所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドによって、所定の構造物を第１のハンドで掴み、対象となる構造物にロボットアームを取り付けることができる。また、第３のボディで、第１のハンドの手首となる部分を構築することができる。

【0022】

また、第４のボディに支持され、所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドによって、所定の構造物を第２のハンドで掴み、対象となる構造物にロボットアームを取り付けることができる。また、第４のボディで、第２のハンドの手首となる部分を構築することができる。

【0023】

また、所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドと、所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドによって、２つの把持部の両方を介して、対象となる構造物にロボットアームを取り付けることができる。

【0024】

また、第２のボディが、第１のボディとなす角度を変える第１の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの一端側に接続され、第３のボディが、第１のボディとなす角度を変える第２の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの他端側に接続され、第４のボディが、第２のボディとなす角度を変える第３の屈伸接続部を介して、前記第２のボディの一端側に接続されたことによって、第１のボディ、第２のボディ、第３のボディ及び第４のボディが連結した構造の中で、各ボディ間の角度を細かく変えることができる。即ち、ロボットアームの本体を構成する各部材の接続部の角度を細かく曲げて、本体に複雑な形状を取らせることが可能となる。また、第１のボディ、第２のボディ、第３のボディ及び第４のボディが連結した構造について、柔軟な姿勢制御が可能となる。

【0025】

また、第１のハンド回転接続部が、第１のハンド開閉接続部と、第３のボディの間に配置され、第３のボディに対して、第１のハンド及び第１のハンド開閉接続部を回転可能に接続し、第２のハンド回転接続部が、第２のハンド開閉接続部と、第４のボディの間に配置され、第４のボディに対して、第２のハンド及び第２のハンド開閉接続部を回転可能に接続することによって、第１のハンド及び第２のハンドを回転させ、所定の構造物の把持したい箇所の向きに合わせて、第１のハンド及び第２のハンドで把持しやすくなる。また、所定の構造物の外周面に沿って、周方向に沿って移動する際に、第１のハンドまたは第２のハンドを回転させ、第１のハンドまたは第２のハンドで、所定の構造物の把持する位置をずらしやすくなる。

【0026】

また、第１のハンド及び第２のハンドが、所定の構造物の外周面を把持した際に、第１のハンド及び第２のハンドの内周面で略筒状の空間を形成して、その内周面の一部が、所定の構造物の外周面に当接し、第１のハンドのみで所定の構造物の外周面を把持した際には、第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、所定の構造物のうち、第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になる場合には、第１のハンドのみで、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を維持することができる。即ち、ロボットアーム全体の自重がかかることで、第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心の向きが変わる。そして、第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心の向きが、所定の構造物のうち、第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾くことになる。この結果、第１のハンドの内周面の中に、所定の構造物に強く接する箇所と、弱く接する箇所が生じ、接触する圧力の違いによりバランスがとれ、第１のハンドが所定の構造物から外れにくくなる。つまり、２つのハンドのうち、１つの第１のハンドのみで、ロボットアームが所定の構造物を把持した状態を維持し、ロボットアームが脱落することを抑止できる。

【0027】

また、第１のハンド及び第２のハンドが、所定の構造物の外周面を把持した際に、第１のハンド及び第２のハンドの内周面で略筒状の空間を形成して、その内周面の一部が、所定の構造物の外周面に当接し、第２のハンドのみで所定の構造物の外周面を把持した際には、第２のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、所定の構造物のうち、第２のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になる場合には、第１のハンドと同様に、第２のハンドのみで、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を維持することができる。

【0028】

また、第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部、第３の屈伸接続部、第１のハンド開閉接続部、第１のハンド回転接続部、第２のハンド開閉接続部及び第２のハンド回転接続部の駆動を制御する駆動制御部を備える場合には、駆動制御部を介して動作を制御することで、自律的な移動をロボットアームに行わせることが可能となる。

【0029】

また、第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部、第３の屈伸接続部、第１のハンド開閉接続部、第１のハンド回転接続部、第２のハンド開閉接続部及び第２のハンド回転接続部の７つの部材の駆動を介して、全体の姿勢を変える場合には、比較的少ない数の部材の駆動を組み合わせて、ロボットアームの本体に複雑な形状を取らせることが可能となる。即ち、ロボットアームの本体を複雑な形状に変形させて、所定の構造物の長手方向や周方向に沿った移動を実現することができる。

【0030】

また、第１のハンド開閉接続部による第１のハンドの開閉動作及び第２のハンド開閉接続部による第２のハンドの開閉動作と、第１のハンド回転接続部、第２のハンド回転接続部による回転動作と、第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部及び第３の屈伸接続部による角度調節を連動させて、所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された場合には、２つのハンドの開閉動作及び回転動作と、各ボディ間の角度調節を組み合わせて、周方向への細かい移動が可能となるように、ロボットアームの全体形状を少しずつ変形させることができる。この結果、ロボットアームの移動を精度高く制御して、周方向への移動をより確実に行うことが可能となる。

【0031】

また、所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、第１のハンドの基部から第２の屈伸接続部までの部位と、第２の屈伸部から第１の屈伸部までの部位が延び出した状態で、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、ロボットアームを所定の構造物の外周面に取り付けた状態での、ロボットアームの自重により生じる重力モーメントを、半径方向に延び出した距離に基づく大きさにすることができる。即ち、例えば、ロボットアームの全長に渡って半径方向に延び出した態様に比べて、重力モーメントを小さくすることができる。この結果、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行う際に、ロボットアームが脱落しにくくすることができる。

【0032】

また、所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第２のハンドの基部から前記第３の屈伸接続部までの部位と、前記第３の屈伸部から前記第１の屈伸部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第２のハンドを、前記第１のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、ロボットアームを所定の構造物の外周面に取り付けた状態での、ロボットアームの自重により生じる重力モーメントを、半径方向に延び出した距離に基づく大きさにすることができる。即ち、例えば、ロボットアームの全長に渡って半径方向に延び出した態様に比べて、重力モーメントを小さくすることができる。この結果、所定の構造物の外周面を把持した第２のハンドを、第１のハンドが越える動作を行う際に、ロボットアームが脱落しにくくすることができる。

【0033】

また、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行い、または、所定の構造物の外周面を把持した第２のハンドを、第１のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、２つの動作を組み合わせて、所定の構造物の外周面に取り付けられた、移動の障害となる物体を乗り越えて、ロボットアームが進行方向に移動可能となる。

【0034】

また、第１のボディ回転接続部が、第１のボディと、第２の屈伸接続部との間に設けられ、第１のボディに対して、第３のボディ及び第２の屈伸接続部を回転可能に接続し、第２のボディ回転接続部が、第２のボディと、第３の屈伸接続部との間に設けられ、第２のボディに対して、第４のボディ及び第３の屈伸接続部を回転可能に接続する場合には、第１のボディと第３のボディの間と、第２のボディと第４のボディの間のそれぞれを回転させ、それぞれのボディの間でひねりを入れた形状へと変形させることができる。これにより、第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部、及び、第３の屈伸接続部を介した角度の調整と合わせて、より一層、ロボットアームの本体に複雑な形状を取らせることが可能となる。即ち、ロボットアームの本体を複雑な形状に変形させて、所定の構造物の長手方向や周方向に沿った移動を実現することができる。

【0035】

また、第１のハンド開閉接続部による第１のハンドの開閉動作及び第２のハンド開閉接続部による第２のハンドの開閉動作と、第１のハンド回転接続部、第１のボディ回転接続部、第２のハンド回転接続部及び第２のボディ回転接続部による回転動作を連動させて、所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された場合には、２つのハンドの開閉動作及び回転動作と、各ボディ間の回転動作を組み合わせて、周方向への細かい移動が可能となるように、ロボットアームの全体形状を少しずつ変形させることができる。この結果、ロボットアームの移動を精度高く制御して、周方向への移動をより確実に行うことが可能となる。

【0036】

また、所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、第１のハンドの基部から第２の屈伸接続部までの部位と、第１の屈伸部から第３の屈伸部までの部位が延び出した状態で、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、ロボットアームを所定の構造物の外周面に取り付けた状態での、ロボットアームの自重により生じる重力モーメントを、半径方向に延び出した距離に基づく大きさにすることができる。即ち、例えば、ロボットアームの全長に渡って半径方向に延び出した態様に比べて、重力モーメントを小さくすることができる。この結果、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行う際に、ロボットアームが脱落しにくくすることができる。

【0037】

また、所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、第２のハンドの基部から第３の屈伸接続部までの部位と、第１の屈伸部から第２の屈伸部までの部位が延び出した状態で、所定の構造物の外周面を把持した第２のハンドを、第１のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、ロボットアームを所定の構造物の外周面に取り付けた状態での、ロボットアームの自重により生じる重力モーメントを、半径方向に延び出した距離に基づく大きさにすることができる。即ち、例えば、ロボットアームの全長に渡って半径方向に延び出した態様に比べて、重力モーメントを小さくすることができる。この結果、所定の構造物の外周面を把持した第２のハンドを、第１のハンドが越える動作を行う際に、ロボットアームが脱落しにくくすることができる。

【0038】

また、所定の構造物の外周面を把持した第１のハンドを、第２のハンドが越える動作を行い、または、所定の構造物の外周面を把持した第２のハンドを、第１のハンドが越える動作を行うように構成された場合には、２つの動作を組み合わせて、所定の構造物の外周面に取り付けられた、移動の障害となる物体を乗り越えて、ロボットアームが進行方向に移動可能となる。

【0039】

また、第１のハンド及び第２のハンドが、一対の第１の爪部と、一対の第１の爪部と略平行、かつ、一対の第１の爪部と間隔を設けて形成された、一対の第２の爪部を有する場合には、１つのハンドにおいて、一定の間隔を設けた２組の爪部で、所定の構造物の外周面を充分に把持することが可能となる。

【0040】

また、上記の目的を達成するために、本発明のロボットアームの駆動方法は、少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿ってロボットアームを移動させるロボットアームの駆動方法であって、前記ロボットアームの端部に形成され、開閉可能に構成された第１のハンド及び第２のハンドの少なくともいずれか一方で、前記所定の構造物の外周面を把持すると共に、前記ロボットアームを構成する４つのボディと、それぞれの前記ボディの間の角度を調整する３つの屈伸部を介して、前記ボディの角度を変えて、前記ロボットアームを移動させるように構成されている。

【0041】

ここで、ロボットアームの端部に形成され、開閉可能に構成された第１のハンド及び第２のハンドの少なくともいずれか一方で、所定の構造物の外周面を把持することによって、第１のハンドまたは第２のハンドを介して、対象となる構造物にロボットアームを取り付けることができる。

【0042】

また、ロボットアームを構成する４つのボディと、それぞれのボディの間の角度を調整する３つの屈伸部を介して、ボディの角度を変えて、ロボットアームを移動させることによって、各ボディ間の角度を細かく曲げて、ロボットアームの本体に複雑な形状を取らせて、移動の自由度を高めることができる。

【0043】

また、第１のハンドの内周面に形成される略筒状の空間の軸心を、所定の構造物のうち、第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾けることで、第１のハンドのみで所定の構造物の外周面を把持して、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を支持する場合には、第１のハンドのみで、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を維持することができる。即ち、ロボットアーム全体の自重がかかることで、第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心の向きが変わる。そして、第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心の向きが、所定の構造物のうち、第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾くことになる。この結果、第１のハンドの内周面の中に、所定の構造物に強く接する箇所と、弱く接する箇所が生じ、接触する圧力の違いによりバランスがとれ、第１のハンドが所定の構造物から外れにくくなる。つまり、２つのハンドのうち、１つの第１のハンドのみで、ロボットアームが所定の構造物を把持した状態を維持し、ロボットアームが脱落することを抑止できる。

【0044】

また、第２のハンドの内周面に形成される略筒状の空間の軸心を、所定の構造物のうち、第２のハンドで把持した領域の軸心に対して傾けることで、第２のハンドのみで所定の構造物の外周面を把持して、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を支持する場合には、第１のハンドと同様に、第２のハンドのみで、ロボットアームを所定の構造物に取り付けた状態を維持することができる。

【発明の効果】

【0045】

本発明に係るロボットアーム及びロボットアームの駆動方法は、照明柱や標識柱等の柱状の構造物に沿って移動するロボットアームについて、対象となる構造物に沿って、自由度が高く、かつ、安定した移動が可能であり、脱落等の不具合が生じにくいものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明を適用したロボットアームの一例であるロボットアームＡの全体構造を示す概略斜面図である。

【図2】（ａ）は、図１に示すロボットアームＡを側面から見た概略図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示すロボットアームＡを簡略化して図示した概略図である。

【図3】（ａ）は、２つのハンドで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図であり、（ｂ）は、上方に位置するハンドのみで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図である。

【図4】（ａ）は、２つのハンドで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図であり、（ｂ）は、下方に位置するハンドのみで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図である。

【図5】水平方向に移動する際に、一方のハンドのみで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図である。

【図6】（ａ）～（ｄ）は、柱状構造物に沿ってロボットアームＡが上昇する工程を示す概略図である。

【図7】（ａ）～（ｃ）は、柱状構造物の周方向に沿ってロボットアームＡが移動する工程を示す概略図である。

【図8】（ａ）～（ｆ）は、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＡが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図9】（ａ）～（ｆ）は、図８に続いて、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＡが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図10】（ａ）～（ｆ）は、図９に続いて、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＡが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図11】（ａ）及び（ｂ）は、図１０に続いて、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＡが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図12】（ａ）及び（ｂ）は、柱状構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、ロボットアームＡの延び出した部分を示す概略図である。

【図13】本発明を適用したロボットアームの一例であるロボットアームＢの全体構造を示す概略斜面図である。

【図14】図１３に示すロボットアームＢを側面から見た概略図である。

【図15】（ａ）は、２つのハンドで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図であり、（ｂ）は、上方に位置するハンドのみで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図である。

【図16】（ａ）は、２つのハンドで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図であり、（ｂ）は、下方に位置するハンドのみで柱状構造物を把持した状態を示す概略側面図である。

【図17】（ａ）～（ｄ）は、柱状構造物に沿ってロボットアームＢが上昇する工程を示す概略図である。

【図18】（ａ）～（ｆ）は、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＢが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図19】（ａ）～（ｆ）は、図１８に続いて、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＢが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図20】（ａ）～（ｂ）は、図１９に続いて、柱状構造物に取り付けられた障害物を、ロボットアームＢが乗り越えて移動する工程を示す概略図である。

【図21】（ａ）及び（ｂ）は、柱状構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、ロボットアームＢの延び出した部分を示す概略図である。

【図22】（ａ）～（ｅ）は、柱状構造物の周方向に沿ってロボットアームＢが移動する工程を示す概略図である。

【図23】（ａ）～（ｅ）は、図２２に続いて、柱状構造物の周方向に沿ってロボットアームＢが移動する工程を示す概略図である。

【図24】（ａ）～（ｅ）は、柱状構造物の形状に一例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

［本発明の第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下に示す構造は、本発明を適用したロボットアームの一例であり、本発明の内容はこれに限定されるものではなく、適宜設定変更することが可能である。

【0048】

また、以下に示す内容では、図１を基準にして、鉛直方向と略平行な方向をＺ軸方向とする。また、図１を基準に、第２ハンド２１とボディ１３を結ぶ方向と略平行な方向、かつ、Ｚ軸方向と直交する方向をＸ軸方向と称し、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の双方と略直交する方向をＹ軸方向と称する。

【0049】

また、ここでいう「図１を基準にして」とは、図１に示したロボットアームＡの形状（ロボットアームＡを側面視した状態で略コの字）を基準にＸＹＺ軸方向を設定したことを意味しており、ロボットアームＡの全体形状が変化した場合にも、図１で設定したＸＹＺ軸方向に基づき説明を行うことがある。

【0050】

図１に示すように、本発明を適用したロボットアームの一例であるロボットアームＡは、本体部１と、ハンド部２を備えている。

【0051】

このロボットアームＡは、高速道路等に設置された照明柱、標識柱または情報装置柱等の柱状の構造物（以下、「柱状構造物」と称する）に対して、自律して保守点検を行う点検装置の一部を構成する部材であり、点検装置の移動を担う部分となる。

【0052】

即ち、ロボットアームＡは、柱状構造物に取り付けられ、その長手方向や外周面に沿って移動する移動装置である。また、図示しないが、ロボットアームＡのハンド部２（後述する２つのハンド）には、柱状構造物を点検する各種検査装置を搭載可能となっている。

【0053】

この各種検査装置とは、例えば、柱状構造物の内部構造を検査するための振動計測器や板厚計測器である。また、検査装置として赤外線サーモグラフィーを搭載して、柱状構造物の内部に、雨水等が溜まった滞水の有無を検査することが可能である。さらには、カメラを搭載して、撮像画像に対してＡＩによる画像解析を行うことも可能である。このように、ロボットアームＡは、人の目視検査に変えて、各種検査装置で柱状構造物を検査するための自律式の点検装置の移動部として機能する。なお、ハンド部に各種検査装置を搭載可能である点は、後述するロボットアームＢについても同様である。

【0054】

また、以下の説明では、ロボットアームＡを取り付けて、その外周面に沿って移動する柱状構造物に符合Ｐを付して示している（図１～図２１）。また、各図に示した柱状構造物Ｐは、説明の便宜上、柱状構造物の構造の一部を示したものとなっている。

【0055】

また、本体部１は、ロボットアームＡの本体を構成する部分である。また、本体部１は、後述するハンド開閉ジョイント、ハンド回転ジョイント、ボディ屈伸ジョイント、ボディ回転ジョイントの各部材を介して、その形状を変化させる部材である。

【0056】

この本体部１の形状の変化により、柱状構造物に対する昇降動作、周方向への移動、水平方向への移動等の際に、ロボットアームＡの全体形状が、各移動動作に適した形状に変化するものとなる。また、本体部１の形状の変化により、ハンド部２における、柱状構造物を把持する位置を変えることができる。

【0057】

また、ハンド部２は、柱状構造物を把持する把持部材である。ハンド部２は、本体部１の形状の変化に合わせて、柱状構造物を把持する位置や、把持するタイミングを変えて、柱状構造物の外周面上でのロボットアームＡの移動を担う部分である。

【0058】

ここで、本体部１及びハンド部２の大きさは、ロボットアームＡを取り付ける柱状構造物の大きさや形状に合わせて、適宜設計することができる。

【0059】

また、ロボットアームＡを取り付ける柱状構造物の形状は、高速道路等に設置された照明柱、標識柱または情報装置柱等の既知の形状が対象となる。例えば、逆Ｌ字型の標識柱（図２４（ａ）参照）、単柱式の標識柱（図２４（ｂ）参照）、照明柱（図２４（ｃ）参照）、Ｆ型の情報装置柱（図２４（ｄ）参照）、共架型の照明（図２４（ｅ）参照）等、各種の形状が対象となる。

【0060】

また、本体部１は、ボディ１０、ボディ１１、ボディ１２及びボディ１３を有している（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

【0061】

また、本体部１は、ボディ屈伸ジョイント３０、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２を有している（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

【0062】

また、本体部１は、ボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１を有している（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）

【0063】

また、本体部１は、ハンド回転ジョイント５２及びハンド回転ジョイント５３を有している（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

【0064】

ここで、ボディ屈伸ジョイント３０は、ボディ１０とボディ１１のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント３０を介して、ボディ１０とボディ１１がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１０及びボディ１１を回動させることができる。

【0065】

また、ボディ屈伸ジョイント３１は、ボディ１０とボディ１２のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント３１を介して、ボディ１０とボディ１２がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１０及びボディ１２を回動させることができる。

【0066】

また、ボディ屈伸ジョイント３２は、ボディ１１とボディ１３のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント３２を介して、ボディ１１とボディ１３がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１１及びボディ１３を回動させることができる。

【0067】

なお、ここでいうボディ１０、ボディ１１、ボディ１２及びボディ１３が、本願請求項における第１のボディ、第２のボディ、第３のボディ及び第４のボディに相当する部材である。

【0068】

また、ここでいうボディ屈伸ジョイント３０、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２が、本願請求項における第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部及び第３の屈伸接続部に相当する部材である。

【0069】

また、ボディ回転ジョイント５０は、ボディ１０とボディ屈伸ジョイント３１の間に設けられ、ボディ１０に対して、ボディ１２及びボディ屈伸ジョイント３１を回転可能に接続する部材である。

【0070】

また、ボディ回転ジョイント５１は、ボディ１１とボディ屈伸ジョイント３２の間に設けられ、ボディ１１に対して、ボディ１３及びボディ屈伸ジョイント３２を回転可能に接続する部材である。

【0071】

なお、ここでいうボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１が、本願請求項における第１のボディ回転接続部及び第２のボディ回転接続部に相当する部材である。

【0072】

また、ハンド回転ジョイント５２は、ボディ１２と、後述するハンド開閉ジョイント４０の間に設けられ、ボディ１２に対して、後述する第１ハンド２０及びハンド開閉ジョイント４０を回転可能に接続する部材である。

【0073】

また、ハンド回転ジョイント５３は、ボディ１３と、後述するハンド開閉ジョイント４１の間に設けられ、ボディ１３に対して、後述する第２ハンド２１及びハンド開閉ジョイント４１を回転可能に接続する部材である。

【0074】

なお、ここでいうハンド回転ジョイント５２及びハンド回転ジョイント５３が、本願請求項における第１のハンド回転接続部及び第２のハンド回転接続部に相当する部材である。

【0075】

図１に示すように、ハンド部２は、第１ハンド２０と、第２ハンド２１を有している。第1ハンド２０と、第２ハンド２１は、柱状構造物の外周面を把持する部分である。また、第１ハンド２０と、第２ハンド２１は図示しない制御装置を介して、互いに独立して駆動可能に構成されている。

【0076】

なお、ここでいう第１ハンド２０及び第２ハンド２１が、本願請求項における第１のハンド及び第２のハンドに相当する部材である。

【0077】

また、第１ハンド２０は、一対の第１爪部２００と、一対の第２爪部２０１を有している。また、第１爪部２００及び第２爪部２０１は、ボディ１２に取り付けられたハンド開閉ジョイント４０（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）を介して開閉可能に構成されている。

【0078】

この第１爪部２００及び第２爪部２０１が開閉することで、柱状構造物の外周面に当接または離間して、第１ハンド２０が柱状構造物を把持した状態と、第１ハンド２０が柱状構造物から離れた状態を切り替えることができる。

【0079】

また、第２ハンド２１は、第１ハンド２０と同様に、一対の第１爪部２１０と、一対の第２爪部２１１を有している。また、第１爪部２１０及び第２爪部２１１は、ボディ１３に取り付けられたハンド開閉ジョイント４１（図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）を介して開閉可能に構成されている。

【0080】

この第１爪部２１０及び第２爪部２１１が開閉することで、柱状構造物の外周面に当接または離間して、第２ハンド２１が柱状構造物を把持した状態と、第２ハンド２１が柱状構造物から離れた状態を切り替えることができる。

【0081】

また、第１爪部２００及び第２爪部２０１で、柱状構造物の外周面を把持した際には、各爪部の内周面に略筒状の空間が形成される。この略筒状の空間の内側に、柱状構造物の一部が位置し、第１爪部２００及び第２爪部２０１で柱状構造物が把持される。

【0082】

また、同様に、第１爪部２１０及び第２爪部２１１で、柱状構造物の外周面を把持した際には、各爪部の内周面に略筒状の空間が形成される。この略筒状の空間の内側に、柱状構造物の一部が位置し、第１爪部２１０及び第２爪部２１１で柱状構造物が把持される。

【0083】

なお、ここでいう、第１爪部２００及び第２爪部２０１の内周面に形成される略筒状の空間、または、第１爪部２１０及び第２爪部２１１の内周面に形成される略筒状の空間が、本願請求項における略筒状の空間に相当する部分である。

【0084】

また、ボディ屈伸ジョイント３０、ボディ屈伸ジョイント３１、ボディ屈伸ジョイント３２、ボディ回転ジョイント５０、ボディ回転ジョイント５１、ハンド回転ジョイント５２、ハンド回転ジョイント５３、ハンド開閉ジョイント４０、ハンド開閉ジョイント４１はそれぞれ、図示しないサーボモータを介して、各駆動が制御されている。

【0085】

また、これらの各部材を駆動するサーボモータは、図示しない制御装置に、有線または無線で接続され、回転角度が制御可能に構成されている。なお、ここでいう制御装置が、本願請求項における駆動制御部に相当する部材である。

【0086】

［１つのハンドのみで取り付け状態を維持する構造］
続いて、ロボットアームＡが移動する際、１つのハンドのみで、柱状構造物を把持して、ロボットアームＡが柱状構造物に取り付いた状態を維持する構造について説明する。

【0087】

ロボットアームＡでは、柱状構造物Ｐに沿った移動、即ち、昇降動作、周方向への移動、または、水平方向への移動等の際、本体部１の形状を変化させながら、これに、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の開閉動作を組み合わせて、所望の方向に移動することが可能である。

【0088】

また、各種移動の際、一方のハンドのみで柱状構造物Ｐを把持しつつ、他方のハンドは開いた状態で柱状構造物Ｐを把持せず、移動方向に合わせた目標位置に、他方のハンドが位置するように、本体部１の各部分を変形させる。

【0089】

つまり、ロボットアームＡの移動時には、２つあるハンドのうち、一方のみで、柱状構造物ＰにロボットアームＡが取りついた状態を維持する、言い換えれば、自重を支えながら、脱落することなく、柱状構造物ＰにロボットアームＡがしがみついた状態を維持する。

【0090】

この際、柱状構造物を把持したハンドにおける各爪部の内周面に略筒状の空間が形成されることで、１つのハンドのみで、柱状構造物ＰにロボットアームＡが取りついた状態を維持することが可能となる。

【0091】

図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて、鉛直方向と略平行な部分を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡのうち、上側に位置したハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持する例を説明する。

【0092】

まず、図３（ａ）に示すように、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方が、それぞれのハンドの各爪部を閉じて、いずれもが柱状構造物Ｐを把持した状態を初期状態とする。

【0093】

この第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方で、柱状構造物Ｐを把持した状態では、２つのハンドを介して柱状構造物Ｐを把持するために、柱状構造物ＰにロボットアームＡが取りついた状態をしっかりと維持することができる。

【0094】

また、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方で、柱状構造物Ｐを把持した状態では、第１ハンド２０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１と、第２ハンド２１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２のそれぞれの向きは、柱状構造物（正確には、柱状構造物のうち各ハンドで把持された領域の軸心）の軸心Ｐ１と、略平行な位置関係にある（図３（ａ）参照）。

【0095】

ここから、図３（ｂ）に示すように、下側に位置する第２ハンド２１を開いて、第２ハンド２１が柱状構造物Ｐから離れ、上側に位置する第１ハンド２０のみが閉じたままとし、第１ハンド２０だけで柱状構造物Ｐを把持した状態とする。

【0096】

この状態では、ロボットアームＡの全体に自重がかかり、その自重により、ロボットアームＡの姿勢が一部斜めに傾く。また、これにより、第１ハンド２０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１も斜めに傾く。図３（ｂ）で見るところ、軸心Ｔ１の向きは、鉛直方向（軸心Ｐ１の方向）から、やや左側に傾いた向きとなる。

【0097】

この第１ハンド２０の姿勢では、その姿勢が斜めに傾いたことで、第１ハンド２０の内周面のうち、符合Ｓ１及び符合Ｓ２で示す箇所が、柱状構造物Ｐに強く接することになる。一方、第１ハンド２０の内周面のうち、符合Ｓ１で示す箇所よりもハンド基部側（ボディ１２側）の箇所と、符合Ｓ２で示す箇所よりもハンド先部側（符号Ｓ１よりも下方）の箇所では、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成されることになる。

【0098】

このように第１ハンド２０の姿勢が斜めに傾いて、第１ハンド２０の内周面の中で、柱状構造物Ｐに強く接する箇所（符号Ｓ１及び符合Ｓ２）と、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成される箇所が生じ、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れることで、第１ハンド２０が、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となる。

【0099】

即ち、１つの第１ハンド２０のみでも、ロボットアームＡが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。この状態から、本体部１を変形させ、第２ハンド２１を移動方向に合わせた目標位置に移動させることで、ロボットアームＡを移動させることができる。

【0100】

このような１つのハンドのみで、柱状構造物を把持できる点は、図４（ｂ）に示すように、鉛直方向と略平行な部分を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡのうち、下側に位置したハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持する場合でも同様である。

【0101】

即ち、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方が柱状構造物Ｐを把持した初期状態では、図３（ａ）と同様に、第１ハンド２０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１と、第２ハンド２１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２のそれぞれの向きは、柱状構造物（正確には、柱状構造物のうち各ハンドで把持された領域の軸心）の軸心Ｐ１と、略平行な位置関係にある（図４（ａ）参照）。

【0102】

ここから、図４（ｂ）に示すように、上側に位置する第１ハンド２０を開いて、第１ハンド２０が柱状構造物Ｐから離れ、下側に位置する第２ハンド２１のみが閉じたままとし、第２ハンド２１だけで柱状構造物Ｐを把持した状態とする。

【0103】

この状態でも、ロボットアームＡの自重により、ロボットアームＡの姿勢が一部斜めに傾く。また、これにより、第２ハンド２１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２も斜めに傾く。図４（ｂ）で見るところ、軸心Ｔ２の向きは、鉛直方向（軸心Ｐ１の方向）からやや左側に傾いた向きとなる。

【0104】

この第２ハンド２１の姿勢も、その姿勢が斜めに傾いたことで、第２ハンド２１の内周面のうち、符合Ｓ１及び符合Ｓ２で示す箇所が、柱状構造物Ｐに強く接することになる。一方、第２ハンド２１の内周面のうち、符合Ｓ１で示す箇所よりもハンド基部側（ボディ１３側）の箇所と、符合Ｓ２で示す箇所よりもハンド先部側（符号Ｓ１よりも下方）の箇所では、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成されることになる。

【0105】

このように第２ハンド２１の姿勢が斜めに傾いて、第２ハンド２１の内周面の中で、柱状構造物Ｐに強く接する箇所（符号Ｓ１及び符合Ｓ２）と、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成される箇所が生じ、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れることで、第２ハンド２１が、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となる。

【0106】

即ち、このように、鉛直方向において、下側に位置した第２ハンド２１のみでも、ロボットアームＡが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。この状態から、本体部１を変形させ、第１ハンド２０を移動方向に合わせた目標位置に移動させることで、ロボットアームＡを移動させることができる。

【0107】

さらに、柱状構造物Ｐが水平方向に延びた形状に沿って、ロボットアームＡを取り付けた際にも、ロボットアームＡのうち、一方のハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持して、ロボットアームＡを、柱状構造物Ｐに取り付けた状態を維持することができる。

【0108】

図５には、水平方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐを、第１のハンド２０のみが把持した状態を示している。また、第２のハンド２１を開いて、第２ハンド２１は柱状構造物Ｐから離れている。

【0109】

この状態でも、ロボットアームＡの自重により、ロボットアームＡの姿勢が一部斜め（図５において本体部１の右側が下がる方）に傾く。また、これにより、第１ハンド２０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１も斜めに傾く。図５で見るところ、軸心Ｔ１の向きは、水平方向（軸心Ｐ１の方向）からやや右下側に傾いた向きとなる。

【0110】

即ち、第１ハンド２０の姿勢が斜めに傾いたことで、第１ハンド２０の内周面のうち、符合Ｓ１及び符合Ｓ２で示す箇所が、柱状構造物Ｐに強く接することになる。一方、第１ハンド２０の内周面のうち、符合Ｓ１で示す箇所よりもハンド基部側（ボディ１２側）の箇所と、符合Ｓ２で示す箇所よりもハンド先部側（符号Ｓ１よりも左方）の箇所では、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成されることになる。

【0111】

このように、水平方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐに対しても、第１ハンド２０の姿勢が斜めに傾いて、第１ハンド２０の内周面の中で、柱状構造物Ｐに強く接する箇所（符号Ｓ１及び符合Ｓ２）と、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成される箇所が生じ、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れることで、第１ハンド２０が、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となる。

【0112】

つまり、鉛直方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐだけでなく、水平方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡを取り付けて移動する際にも、一方のハンドのみで、ロボットアームＡが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。

【0113】

なお、水平方向において、第２のハンドのみで柱状構造物Ｐを把持した際にも同様の状態となるが説明は省略する。また、ロボットアームＡが、柱状構造物Ｐの外周面の周方向に沿って移動する際や、曲がった形状を有する柱状構造物Ｐに沿って移動する際にも同様に、１つのハンドのみで、取り付け状態を維持できる。

【0114】

以上のとおり、ロボットアームＡが移動する際、１つのハンドのみで、柱状構造物を把持して、ロボットアームＡが柱状構造物に取り付いた状態を維持することができる。これにより、ロボットアームＡが、柱状構造物から脱落することなく、安定した移動を行うことが可能となる。

【0115】

続いて、ロボットアームＡによる移動の具体的な内容について説明する。

【0116】

［昇降動作］
図６（ａ）～図６（ｄ）を用いて、ロボットアームＡの昇降動作の一例を説明する。ここでは、鉛直方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡが上昇する動きを示す。

【0117】

図６（ａ）に示す定常状態では、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方で、柱状構造物Ｐを把持している。

【0118】

ここから、ハンド開閉ジョイント４１を介して、第２ハンド２１を開く。また、これに合わせて、符合Ｒ１で示す角度が９０度になるように、ボディ屈伸ジョイント３０でボディ１０とボディ１１を回動させる（図６（ｂ）参照）。さらに、符合Ｒ２及び符合Ｒ３で示す角度が１３５度となるように、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２を介して、ボディ１０及びボディ１２と、ボディ１１及びボディ１３を、それぞれ回動させる（図６（ｂ）参照）。

【0119】

図６（ａ）に示す定常状態から、図６（ｂ）に示す屈折状態へと変形する際、鉛直方向に沿って、各ボディで構成される本体部１が縮んだ形状となり、柱状構造物Ｐから離れた第２ハンド２１が、図６（ａ）における高さ位置から上方（図６（ｂ）の符合Ｚ１で示す方向）に移動する。

【0120】

また、続いて、図６（ｃ）に示すように、ハンド開閉ジョイント４１を介して、第２ハンド２１を閉じて、第２ハンド２１で柱状構造物Ｐを把持する。さらに、ハンド開閉ジョイント４０を介して、第１ハンド２０を開く。

【0121】

また、これに合わせて、符合Ｒ１で示す角度が１８０度になるように、ボディ屈伸ジョイント３０でボディ１０とボディ１１を回動させる（図６（ｃ）参照）。さらに、符合Ｒ２及び符合Ｒ３で示す角度が９０度となるように、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２を介して、ボディ１０及びボディ１２と、ボディ１１及びボディ１３を、それぞれ回動させる（図６（ｃ）参照）。

【0122】

図６（ｂ）に示す屈折状態から、図６（ｃ）に示す状態へと変形する際、鉛直方向に沿って、各ボディで構成される本体部１が延びた形状となり、柱状構造物Ｐから離れた第１ハンド２０が、図６（ａ）及び図６（ｂ）における高さ位置から上方（図６（ｃ）の符合Ｚ２で示す方向）に移動する。

【0123】

そして、図６（ｄ）に示すように、ハンド開閉ジョイント４０を介して、第１ハンド２０を閉じて、第１ハンド２０で柱状構造物Ｐを把持する。ここまでで、ロボットアームＡの形状は、図６（ａ）と同じ定常状態に戻る。

【0124】

また、一連の動作により、ロボットアームＡ全体が、柱状構造物Ｐに沿って、鉛直上方に移動する。ロボットアームＡを上昇させる際には、図６（ａ）～図６（ｄ）の動作を繰り返すことで、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って、ロボットアームＡを上昇させることができる。

【0125】

また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、１つのハンドのみで柱状構造物Ｐを把持した際には、上述したように、１つのハンドの内周面の中で、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れ、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となり、１つのハンドのみで、ロボットアームＡが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することができる。

【0126】

また、ハンド開閉ジョイント４０、ハンド開閉ジョイント４１、ボディ屈伸ジョイント３０、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２の各駆動は、制御装置を介して制御することができる。

【0127】

ここで、必ずしも、ボディ屈伸ジョイント３０で調整する角度が９０度及び１８０度に限定される必要はない。また、必ずしも、ボディ屈伸ジョイント３１及びボディ屈伸ジョイント３２で調整する角度が１３５度及び９０度に限定される必要はない。ここで示す角度は一例であり、ロボットアームＡが、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って上昇可能であれば、調整する角度は適宜設定することができる。

【0128】

また、図示は省略するが、図６（ａ）～図６（ｄ）の動作と同様の動きにより、鉛直方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡが下降する動きが可能となる。

【0129】

ロボットアームＡを下降させる際には、定常状態から、上方に位置するハンド（図６（ａ）であれば第１ハンド２０）を開いて、屈折状態として、上方に位置するハンドを下降させて柱状構造物Ｐを把持する。続いて、下方に位置するハンド（図６（ａ）であれば第２ハンド２１）を開いて、各ボディで構成される本体部１が延びた形状に戻し、下方に位置するハンドを下降させて柱状構造物Ｐを把持することで、ロボットアームＡを下降させることができる。

【0130】

また、図示は省略するが、図６（ａ）～図６（ｄ）の動作と同様の動きにより、水平方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡが横方向に移動する動きが可能となる。さらに、曲がった形状を有する柱状構造物Ｐ（例えば、図２４（ｅ）の構造）に対しても、やはり、図６（ａ）～図６（ｄ）の動作と同様の動きにより、曲線に沿ってロボットアームＡを移動させることができる。

【0131】

［周方向への移動］
次に、図７（ａ）～図７（ｃ）を用いて、ロボットアームＡが、柱状構造物Ｐの外周面に沿って、その周方向に移動する動きの一例を説明する。

【0132】

ここで示す周方向への移動とは、図７（ａ）～図７（ｃ）の各図の上側の図を基準にして、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＡの位置が反時計回りの方向に向かう移動である。

【0133】

図７（ａ）に示す定常状態では、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方で、柱状構造物Ｐを把持している。

【0134】

ここから、ハンド開閉ジョイント４１を介して、第２ハンド２１を開く。また、これに合わせて、ハンド回転ジョイント５２を介してボディ１２を、ハンド回転ジョイント５３を介してボディ１３を、それぞれ、図７（ｂ）に示す向きに２０度回転させる。また、これに合わせて、ボディ回転ジョイント５０を介してボディ１０を、ボディ回転ジョイント５１を介してボディ１１を、それぞれ、図７（ｂ）に示す向きに５０度回転させる。

【0135】

なお、図７（ａ）～図７（ｃ）の上側の図では、図の構成上、ハンド回転ジョイント５２及びハンド回転ジョイント５３のうち、ハンド回転ジョイント５２のみが図に現れている。また、図７（ａ）～図７（ｃ）の上側の図では、図の構成上、ハンド回転ジョイント５２及びハンド回転ジョイント５３が図中で見えなくなっている。

【0136】

この図７（ｂ）に示す各部材の回転動作を行うことで、柱状構造物Ｐから離れた第２ハンド２１の位置が、周方向における反時計回りの進行方向に移動する。また、移動した後、第２ハンド２１を閉じて、柱状構造物Ｐを把持させる。

【0137】

こうした、図７（ａ）から図７（ｂ）への一連の動きにより、第２ハンド２１の長手方向が、図７（ａ）の上側の図に示すＸ軸方向に略平行な向きから、図７（ｂ）の上側の図の符合αで示す角度分移動して、第２ハンド２１の長手方向は、符合Ｒ１で示す向きとなる。

【0138】

続いて、図７（ｂ）に示す状態から、ハンド開閉ジョイント４０を介して、第１ハンド２０を開く。また、これに合わせて、ハンド回転ジョイント５２を介してボディ１２を、ハンド回転ジョイント５３を介してボディ１３を、それぞれ、図７（ｂ）に示すと反対向きに２０度回転させる。また、これに合わせて、ボディ回転ジョイント５０を介してボディ１０を、ボディ回転ジョイント５１を介してボディ１１を、それぞれ、図７（ｂ）に示す向きと反対向きに５０度回転させる。

【0139】

このように、各部材を、図７（ｂ）に示す向きと反対向きに回転させる回転動作を行うことで、柱状構造物Ｐから離れた第１ハンド２０の位置が、周方向における反時計回りの進行方向に移動する（図７（ｃ）参照）。また、移動した後、第１ハンド２０を閉じて、柱状構造物Ｐを把持させる。

【0140】

第１ハンド２０の移動した位置は、第２ハンド２１の鉛直上方となり、ロボットアームＡの全体が、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＡの位置が反時計回りの方向に移動する。図７（ｃ）では、ロボットアームＡは、図７（ａ）と同様、定常状態に戻る。

【0141】

また、ロボットアームＡをさらに周方向に沿って、反時計回りの方向に移動させる際には、図７（ａ）～図７（ｃ）の動作を繰り返すことで、ロボットアームＡを進行方向に移動させることができる。

【0142】

また、ハンド開閉ジョイント４０、ハンド開閉ジョイント４１、ボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１の各駆動は、制御装置を介して制御することができる。

【0143】

ここで、必ずしも、ハンド開閉ジョイント４０及びハンド開閉ジョイント４１で調整する角度が２０度に限定される必要はない。また、必ずしも、ボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１で調整する角度が５０度に限定される必要はない。ここで示す角度は一例であり、ロボットアームＡが、柱状構造物Ｐの周方向に沿って移動可能であれば、調整する角度は適宜設定することができる。

【0144】

また、図示は省略するが、図７（ａ）～図７（ｃ）の動作と同様の動きにより、図７（ａ）～図７（ｃ）の各図の上側の図を基準にして、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＡの位置が時計回りの方向に向かう、周方向への移動を行うことも可能である。

【0145】

この際には、ハンド開閉ジョイント４０及びハンド開閉ジョイント４１と、ボディ回転ジョイント５０及びボディ回転ジョイント５１が最初に回転する向きを、図７（ｂ）に示す向きと反対方向にすればよい。また、その後、次の回転動作で、各ジョイントが回転する向きを、図７（ｂ）に示す向きと同じ向きにすればよい。

【0146】

このように、ロボットアームＡは、柱状構造物Ｐの外周面に沿って、その周方向に移動することができる。

【0147】

このことによれば、例えば、柱状構造物Ｐの一部に、標識やミラー等の大きな構造物（移動を妨げる障害物）が設けられていた場合に、柱状構造物Ｐの周方向において、障害物がない位置にロボットアームＡを移動させ、これを回避することができる。また、ロボットアームＡを周方向に移動させ、再度、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って昇降動作させることが可能となる。

【0148】

［障害物の乗り越え］
続いて、図８～図１２を用いて、柱状構造物Ｐの一部に、ロボットアームＡの移動を妨げる障害物が取り付けられており、この障害物を乗り越える動作の一例について説明する。

【0149】

ここでは、柱状構造物Ｐが、ミラーＭ及びミラーＭを取り付けるための取り付け金具Ｍ１を有している。また、ロボットアームＡは、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って、鉛直方向において上昇する移動を行うものとする。

【0150】

動作開始前には、第１ハンド２０及び第２ハンド２１が、柱状構造物Ｐを把持した定常状態にある。ここでは、ロボットアームＡは、取り付け金具Ｍ１の下方に位置している。ここから、第２ハンド２１の上方への移動が開始される。

【0151】

まず、ハンド開閉ジョイント４１を介して、第２ハンド２１を開いて、第２ハンド２１から柱状構造物Ｐを離す（図８（ａ）参照）。

【0152】

また、ボディ屈伸ジョイント３０を介して、ボディ１０とボディ１１がなす角度が９０度となるように、ボディ１０に対して、ボディ１１を回動させる（図８（ｂ）参照）。

【0153】

また、ボディ回転ジョイント５０を介して、ボディ屈伸ジョイント３１を中心として、ボディ１０を９０度回動させる（図８（ｃ）参照）。

【0154】

また、ボディ屈伸ジョイント３２を介して、第２ハンド２１が下方を向いた向きから、上方を向くように、ボディ１３を１８０度回動させる（図８（ｄ）及び図８（ｅ）参照）。

【0155】

また、図中に現れないハンド回転ジョイント５２を介して、ボディ１２を１８０度回転させる（図８（ｆ）及び図９（ａ）参照）。また、この動作に伴い、ボディ屈伸ジョイント３２を介して、ボディ１３及びボディ１１のなす角度が１８０度となるように、ボディ１３を回動させる（図８（ｆ）及び図９（ａ）参照）。

【0156】

また、ボディ屈伸ジョイント３２を介して、ボディ１３及びボディ１１のなす角度が９０度となるように、ボディ１３を回動させる（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。

【0157】

また、ボディ回転ジョイント５０を介して、ボディ屈伸ジョイント３１を中心として、ボディ１０を９０度回動させる（図９（ｃ）参照）。

【0158】

また、ボディ屈伸ジョイント３０を介して、ボディ１０及びボディ１１のなす角度が１８０度となるように、ボディ１１を回動させる（図９（ｄ）参照）。

【0159】

また、ハンド開閉ジョイント４１を介して、第２ハンド２１を閉じて、第２ハンド２１で柱状構造物Ｐを把持する。

【0160】

ここまでの動作により、当初、図８（ａ）に示す状態で、第１ハンド２０よりも下方にあった第２ハンド２１が、上方に移動して、第１ハンド２０を超えて、第２ハンド２１が第２ハンド２０よりも上方に位置する。

【0161】

また、ここまでの動作により、第２ハンド２１は、取り付け金具Ｍ１よりも上方に位置することになる。また、ここでは、取り付け金具Ｍ１は、鉛直方向において、第２ハンド２１と第１ハンド２０の間に位置する。

【0162】

次に、第１ハンド２０の上方への移動が行われる。

【0163】

まず、ハンド開閉ジョイント４０を介して、第１ハンド２０を開いて、第１ハンド２０から柱状構造物Ｐを離す（図９（ｅ）参照）。

【0164】

また、ボディ屈伸ジョイント３０を介して、ボディ１０とボディ１１がなす角度が９０度となるように、ボディ１１に対して、ボディ１０を回動させる（図９（ｅ）参照）。

【0165】

また、ボディ回転ジョイント５１を介して、ボディ屈伸ジョイント３２を中心として、ボディ１１を９０度回動させる（図９（ｆ）参照）。

【0166】

また、ボディ屈伸ジョイント３１を介して、第１ハンド２０が下方を向いた向きから、上方を向くように、ボディ１２を１８０度回動させる（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）。

【0167】

また、図中に現れないハンド回転ジョイント５３を介して、ボディ１３を１８０度回転させる（図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）参照）。

【0168】

また、ボディ屈伸ジョイント３１を介して、第１ハンド２０が下方を向いた向きから、上方を向くように、ボディ１２を１８０度回動させる（図１０（ｅ）及び図１０（ｆ）参照）。

【0169】

また、ボディ回転ジョイント５１を介して、ボディ屈伸ジョイント３２を中心として、ボディ１１を９０度回動させる（図１１（ａ）参照）。

【0170】

また、ボディ屈伸ジョイント３０を介して、ボディ１０及びボディ１１のなす角度が１８０度となるように、ボディ１０を回動させる（図１１（ｂ）参照）。

【0171】

また、ハンド開閉ジョイント４０を介して、第１ハンド２０を閉じて、第１ハンド２０で柱状構造物Ｐを把持する。

【0172】

ここまでの動作により、図９（ｄ）に示す状態で、第２ハンド２１よりも下方にあった第１ハンド２０が、上方に移動して、第２ハンド２１を超えて、第１ハンド２０が再び、第２ハンド２１よりも上方に位置する。

【0173】

また、ここまでの動作により、第１ハンド２０及び第２ハンド２１の両方が、取り付け金具Ｍ１よりも上方に位置することになる。即ち、ロボットハンドＡが、取り付け金具Ｍ１を乗り越えて、上方に移動することができる。

【0174】

この図８～図１１に示す動作を行うことで、柱状構造物Ｐの一部に、ロボットアームＡの移動を妨げる障害物が取り付けられていたとしても、この障害物を乗り越えて、ロボットアームＡは、さらに上方へ移動することが可能となる。

【0175】

また、詳細な説明は省略するが、図８～図１１に示す動作を同様の動作を行うことで、ロボットアームＡは、上方から下方に向けて、障害物を乗り越えて移動することができる。また、水平方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＡが横方向に移動する際も、図８～図１１に示す動作を同様の動作を行うことで、ロボットアームＡは、横方向に向けて、障害物を乗り越えて移動することができる。

【0176】

また、ロボットアームＡでは、図８～図１１に示す一連の動作を行う際に、柱状構造物Ｐを把持しないハンドが柱状構造物Ｐから離れたる距離が、なるべく小さくなるように、ロボットアームＡの形状が変形するように構成されている。

【0177】

例えば、具体的には、図１２（ａ）に示す状態（図８（ｂ）の状態に相当）では、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向（図１２（ａ）における柱状構造物Ｐから右側に向かう方向）では、ロボットアームＡにおける同方向に延び出した部分の部材は、第１ハンド２０の基部からボディ屈伸ジョイント３１までの部位と、ボディ屈伸ジョイント３０からボディ屈伸ジョイント３２までの部位となっている。

【0178】

また、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向で、ロボットアームＡにおける同方向に延び出した部分の距離は、図１２（ａ）に示す符合Ｘ１及び符合Ｘ２を合わせた距離の範囲となっている。

【0179】

なお、符合Ｘ１に示す距離は、第１ハンド２０の基部からボディ屈伸ジョイント３１の回転中心３１ｃまでの距離であり、符合Ｘ２に示す距離は、ボディ屈伸ジョイント３０の回転中心３０ｃからボディ屈伸ジョイント３２までの距離である。

【0180】

この符合Ｘ１及び符合Ｘ２の各距離を合わせた長さは、言い換えれば、柱状構造物Ｐから最も離れた位置にあるハンド２１に働く、ロボットアームＡの重さに基づく重力モーメントの腕の長さに相当する。

【0181】

そして、Ｘ１及びＸ２を合わせた長さは、ボディ１０、ボディ１１、ボディ１２及びボディ１３を、図１２（ａ）における右方向に、一列に並べた際の長さよりも充分に短くなっている。即ち、ボディ１０、ボディ１１、ボディ１２及びボディ１３を、図１２（ａ）における右方向に、一列に並べた状態より、ハンド２１に働く、ロボットアームＡの重さに基づく重力モーメントが小さくなっている。

【0182】

このことによれば、第１ハンド２０のみで柱状構造物Ｐを把持した際に、重力モーメントに基づきロボットアームＡに働く負荷が比較的小さくなっているものと言える。そのため、図８～図１１に示す一連の動作を行う際に、ロボットアームＡが、柱状構造物Ｐから脱落しにくく、安定した移動が実現できる構造となっている。

【0183】

なお、図１２（ｂ）には、例えば、図９（ｃ）に相当する状態を示している。ここでも同様に、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向で、ロボットアームＡにおける同方向に延び出した部分の距離は、図１２（ｂ）に示す符合Ｘ３及び符合Ｘ４を合わせた距離の範囲となり、重力モーメントに基づきロボットアームＡに働く負荷が比較的小さくなっている。

【0184】

［本発明の第２の実施の形態］
続いて、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。

【0185】

なお、以下で説明する本発明の第２の実施の形態における、上述した本発明の第１の実施の形態との違いは、本発明の第１の実施の形態が、９つの駆動部（３つのボディ屈伸ジョイント、２つのハンド開閉ジョイント、２つのボディ回転ジョイント及び２つのハンド回転ジョイント）で、ロボットアームの全体の姿勢を変形させるのに対して、本発明の第２の実施の形態では、７つの駆動部（３つのボディ屈伸ジョイント、２つのハンド開閉ジョイント及び２つのハンド回転ジョイント）で、ロボットアームの全体の姿勢を変形させる点にある。以下、詳細を説明する。

【0186】

図１３に示すように、本発明を適用したロボットアームの一例であるロボットアームＢは、本体部１００と、ハンド部６を備えている。

【0187】

このロボットアームＢは、ロボットアームＡと同様に、高速道路等に設置された柱状構造物に対して、自律して保守点検を行う点検装置の一部を構成する部材であり、点検装置の移動を担う部分となる。

【0188】

また、本体部１００は、ロボットアームＢの本体を構成する部分である。また、ハンド部６は、柱状構造物を把持する把持部材である。

【0189】

ここで、本体部１００及びハンド部６の大きさは、ロボットアームＢを取り付ける柱状構造物の大きさや形状に合わせて、適宜設計することができる。

【0190】

また、本体部１００は、ボディ１１０、ボディ１１１、ボディ１１２及びボディ１１３を有している（図１３及び図１４参照）。

【0191】

また、本体部１００は、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２を有している（図１３及び図１４参照）。

【0192】

また、本体部１００は、ハンド回転ジョイント９０及びハンド回転ジョイント９１を有している（図１３及び図１４参照）。

【0193】

ここで、ボディ屈伸ジョイント７０は、ボディ１１０とボディ１１１のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０とボディ１１１がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１１０及びボディ１１１を回動させることができる。

【0194】

また、ボディ屈伸ジョイント７１は、ボディ１１０とボディ１１２のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント７１を介して、ボディ１１０とボディ１１２がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１１０及びボディ１１２を回動させることができる。

【0195】

また、ボディ屈伸ジョイント７２は、ボディ１１１とボディ１１３のなす角度を変更するための接続部材である。このボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１１とボディ１１３がなす角度が所望の角度となるように、ボディ１１１及びボディ１１３を回動させることができる。

【0196】

なお、ここでいうボディ１１０、ボディ１１１、ボディ１１２及びボディ１１３が、本願請求項における第１のボディ、第２のボディ、第３のボディ及び第４のボディに相当する部材である。

【0197】

また、ここでいうボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２が、本願請求項における第１の屈伸接続部、第２の屈伸接続部及び第３の屈伸接続部に相当する部材である。

【0198】

また、ハンド回転ジョイント９０は、ボディ１１２と、後述するハンド開閉ジョイント８０の間に設けられ、ボディ１１２に対して、後述する第１ハンド６０及びハンド開閉ジョイント８０を回転可能に接続する部材である。

【0199】

また、ハンド回転ジョイント９１は、ボディ１１３と、後述するハンド開閉ジョイント８１の間に設けられ、ボディ１１３に対して、後述する第２ハンド６１及びハンド開閉ジョイント８１を回転可能に接続する部材である。

【0200】

なお、ここでいうハンド回転ジョイント９０及びハンド回転ジョイント９１が、本願請求項における第１のハンド回転接続部及び第２のハンド回転接続部に相当する部材である。

【0201】

図１３に示すように、ハンド部６は、第１ハンド６０と、第２ハンド６１を有している。第１ハンド６０と、第２ハンド６１は、柱状構造物の外周面を把持する部分である。また、第１ハンド６０と、第２ハンド６１は図示しない制御装置を介して、互いに独立して駆動可能に構成されている。

【0202】

なお、ここでいう第１ハンド６０及び第２ハンド６１が、本願請求項における第１のハンド及び第２のハンドに相当する部材である。

【0203】

また、第１ハンド６０は、２本の爪から構成された第１爪部６００と、１本の爪から構成された第２爪部６０１を有している。また、第１爪部６００及び第２爪部６０１は、ボディ１１２に取り付けられたハンド開閉ジョイント８０（図１３及び図１４参照）を介して開閉可能に構成されている。

【0204】

この第１爪部６００及び第２爪部６０１が開閉することで、柱状構造物の外周面に当接または離間して、第１ハンド６０が柱状構造物を把持した状態と、第１ハンド６０が柱状構造物から離れた状態を切り替えることができる。

【0205】

また、第２ハンド６１は、１本の爪から構成された第１爪部６１０と、２本の爪から構成された第２爪部６１１を有している。また、第１爪部６１０及び第２爪部６１１は、ボディ１１３に取り付けられたハンド開閉ジョイント８１（図１３及び図１４参照）を介して開閉可能に構成されている。

【0206】

この第１爪部６１０及び第２爪部６１１が開閉することで、柱状構造物の外周面に当接または離間して、第２ハンド６１が柱状構造物を把持した状態と、第２ハンド６１が柱状構造物から離れた状態を切り替えることができる。

【0207】

また、第１爪部６００及び第２爪部６０１で、柱状構造物の外周面を把持した際には、各爪部の内周面に略筒状の空間が形成される。この略筒状の空間の内側に、柱状構造物の一部が位置し、第１爪部６００及び第２爪部６０１で柱状構造物が把持される。

【0208】

また、同様に、第１爪部６１０及び第２爪部６１１で、柱状構造物の外周面を把持した際には、各爪部の内周面に略筒状の空間が形成される。この略筒状の空間の内側に、柱状構造物の一部が位置し、第１爪部６１０及び第２爪部６１１で柱状構造物が把持される。

【0209】

なお、ここでいう、第１爪部６００及び第２爪部６０１の内周面に形成される略筒状の空間、または、第１爪部６１０及び第２爪部６１１の内周面に形成される略筒状の空間が、本願請求項における略筒状の空間に相当する部分である。

【0210】

また、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１、ボディ屈伸ジョイント７２、ハンド回転ジョイント９０、ハンド回転ジョイント９１、ハンド開閉ジョイント８０、ハンド開閉ジョイント８１はそれぞれ、図示しないサーボモータを介して、各駆動が制御されている。

【0211】

また、これらの各部材を駆動するサーボモータは、図示しない制御装置に、有線または無線で接続され、回転角度が制御可能に構成されている。なお、ここでいう制御装置が、本願請求項における駆動制御部に相当する部材である。

【0212】

［１つのハンドのみで取り付け状態を維持する構造］
続いて、ロボットアームＢ移動する際、１つのハンドのみで、柱状構造物を把持して、ロボットアームが柱状構造物に取り付いた状態を維持する構造について説明する。

【0213】

ロボットアームＢでは、柱状構造物Ｐに沿った移動、即ち、昇降動作、周方向への移動、または、水平方向への移動等の際、本体部１の形状を変化させながら、これに、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の開閉動作を組み合わせて、所望の方向に移動することが可能である。

【0214】

また、各種移動の際、ロボットアームＡと同様に、一方のハンドのみで柱状構造物Ｐを把持しつつ、他方のハンドは開いた状態で柱状構造物Ｐを把持せず、移動方向に合わせた目標位置に、他方のハンドが位置するように、本体部１００の各部分を変形させる。

【0215】

つまり、ロボットアームＢの移動時には、２つあるハンドのうち、一方のみで、柱状構造物ＰにロボットアームＢが取りついた状態を維持する、言い換えれば、自重を支えながら、脱落することなく、柱状構造物ＰにロボットアームＢがしがみついた状態を維持する。

【0216】

この際、柱状構造物を把持したハンドにおける各爪部の内周面に略筒状の空間が形成されることで、１つのハンドのみで、柱状構造物ＰにロボットアームＢが取りついた状態を維持することが可能となる。

【0217】

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）を用いて、鉛直方向と略平行な部分を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢのうち、上側に位置したハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持する例を説明する。

【0218】

まず、図１５（ａ）に示すように、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方が、それぞれのハンドの各爪部を閉じて、いずれもが柱状構造物Ｐを把持した状態を初期状態とする。

【0219】

この第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方で、柱状構造物Ｐを把持した状態では、２つのハンドを介して柱状構造物Ｐを把持するために、柱状構造物ＰにロボットアームＡが取りついた状態をしっかりと維持することができる。

【0220】

また、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方で、柱状構造物Ｐを把持した状態では、第１ハンド６０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１と、第２ハンド６１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２のそれぞれの向きは、柱状構造物（正確には、柱状構造物のうち各ハンドで把持された領域の軸心）の軸心Ｐ１と、略平行な位置関係にある（図１５（ａ）参照）。

【0221】

ここから、図１５（ｂ）に示すように、下側に位置する第２ハンド６１を開いて、第２ハンド６１が柱状構造物Ｐから離れ、上側に位置する第１ハンド６０のみが閉じたままとし、第１ハンド６０だけで柱状構造物Ｐを把持した状態とする。

【0222】

この状態では、ロボットアームＢの全体に自重がかかり、その自重により、ロボットアームＢの姿勢が一部斜めに傾く。また、これにより、第１ハンド６０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１も斜めに傾く。図１５（ｂ）で見るところ、軸心Ｔ１の向きは、鉛直方向（軸心Ｐ１の方向）から、やや左側に傾いた向きとなる。

【0223】

この第１ハンド６０の姿勢では、その姿勢が斜めに傾いたことで、第１ハンド６０の内周面のうち、符合Ｓ１及び符合Ｓ２で示す箇所が、柱状構造物Ｐに強く接することになる。一方、第１ハンド６０の内周面のうち、符合Ｓ１で示す箇所よりもハンド基部側（ボディ１１２側）の箇所と、符合Ｓ２で示す箇所よりもハンド先部側（符号Ｓ１よりも下方）の箇所では、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成されることになる。

【0224】

このように第１ハンド６０の姿勢が斜めに傾いて、第１ハンド６０の内周面の中で、柱状構造物Ｐに強く接する箇所（符号Ｓ１及び符合Ｓ２）と、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成される箇所が生じ、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れることで、第１ハンド６０が、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となる。

【0225】

即ち、１つの第１ハンド６０のみでも、ロボットアームＢが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。この状態から、本体部１００を変形させ、第２ハンド６１を移動方向に合わせた目標位置に移動させることで、ロボットアームＢを移動させることができる。

【0226】

このような１つのハンドのみで、柱状構造物を把持できる点は、図１６（ｂ）に示すように、鉛直方向と略平行な部分を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢのうち、下側に位置したハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持する場合でも同様である。

【0227】

即ち、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方が柱状構造物Ｐを把持した初期状態では、図１５（ａ）と同様に、第１ハンド６０の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ１と、第２ハンド６１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２のそれぞれの向きは、柱状構造物（正確には、柱状構造物のうち各ハンドで把持された領域の軸心）の軸心Ｐ１と、略平行な位置関係にある（図１６（ａ）参照）。

【0228】

ここから、図１６（ｂ）に示すように、上側に位置する第１ハンド６０を開いて、第１ハンド６０が柱状構造物Ｐから離れ、下側に位置する第２ハンド６１のみが閉じたままとし、第２ハンド６１だけで柱状構造物Ｐを把持した状態とする。

【0229】

この状態でも、ロボットアームＢの自重により、ロボットアームＢの姿勢が一部斜めに傾く。また、これにより、第２ハンド６１の内周面に形成された略筒状の空間の軸心Ｔ２も斜めに傾く。図１６（ｂ）で見るところ、軸心Ｔ２の向きは、鉛直方向（軸心Ｐ１の方向）からやや左側に傾いた向きとなる。

【0230】

この第２ハンド６１の姿勢も、その姿勢が斜めに傾いたことで、第２ハンド６１の内周面のうち、符合Ｓ１及び符合Ｓ２で示す箇所が、柱状構造物Ｐに強く接することになる。一方、第２ハンド６１の内周面のうち、符合Ｓ１で示す箇所よりもハンド基部側（ボディ１１３側）の箇所と、符合Ｓ２で示す箇所よりもハンド先部側（符号Ｓ１よりも下方）の箇所では、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成されることになる。

【0231】

このように第２ハンド６１の姿勢が斜めに傾いて、第２ハンド６１の内周面の中で、柱状構造物Ｐに強く接する箇所（符号Ｓ１及び符合Ｓ２）と、柱状構造物Ｐに弱く接するか、柱状構造物Ｐの外周面との間に隙間が形成される箇所が生じ、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れることで、第２ハンド６１が、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となる。

【0232】

即ち、このように、鉛直方向において、下側に位置した第２ハンド６１のみでも、ロボットアームＢが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。この状態から、本体部１００を変形させ、第１ハンド６０を移動方向に合わせた目標位置に移動させることで、ロボットアームＢを移動させることができる。

【0233】

さらに、柱状構造物Ｐが水平方向に延びた形状に沿って、ロボットアームＢを取り付けた際にも、ロボットアームＢのうち、一方のハンドのみで、柱状構造物Ｐを把持して、ロボットアームＢを、柱状構造物Ｐに取り付けた状態を維持することができる。

【0234】

つまり、鉛直方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐだけでなく、水平方向に延びた形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢを取り付けて移動する際にも、一方のハンドのみで、ロボットアームＢが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することが可能となる。

【0235】

なお、水平方向において、一方のハンドのみで柱状構造物Ｐを把持できる点については、ロボットアームＡと同様であり、図を用いた説明は省略する。また、ロボットアームＢが、柱状構造物Ｐの外周面の周方向に沿って移動する際や、曲がった形状を有する柱状構造物Ｐに沿って移動する際にも同様に、１つのハンドのみで、取り付け状態を維持できる。

【0236】

以上のとおり、ロボットアームＢが移動する際、１つのハンドのみで、柱状構造物を把持して、ロボットアームＢが柱状構造物に取り付いた状態を維持することができる。これにより、ロボットアームＢが、柱状構造物から脱落することなく、安定した移動を行うことが可能となる。

【0237】

続いて、ロボットアームＢによる移動の具体的な内容について説明する。

【0238】

［昇降動作］
図１７（ａ）～図１７（ｄ）を用いて、ロボットアームＢの昇降動作の一例を説明する。ここでは、鉛直方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢが上昇する動きを示す。

【0239】

図１７（ａ）に示す定常状態では、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方で、柱状構造物Ｐを把持している。

【0240】

ここから、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を開く。また、これに合わせて、符合Ｒ１で示す角度が９０度になるように、ボディ屈伸ジョイント７０でボディ１１０とボディ１１１を回動させる（図１７（ｂ）参照）。さらに、符合Ｒ２及び符合Ｒ３で示す角度が１３５度となるように、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１０及びボディ１１２と、ボディ１１１及びボディ１１３を、それぞれ回動させる（図１７（ｂ）参照）。

【0241】

図１７（ａ）に示す定常状態から、図１７（ｂ）に示す屈折状態へと変形する際、鉛直方向に沿って、各ボディで構成される本体部１００が縮んだ形状となり、柱状構造物Ｐから離れた第２ハンド６１が、図１７（ａ）における高さ位置から上方（図１７（ｂ）の符合Ｚ１で示す方向）に移動する。

【0242】

また、続いて、図１７（ｃ）に示すように、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を閉じて、第２ハンド６１で柱状構造物Ｐを把持する。さらに、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を開く。

【0243】

また、これに合わせて、符合Ｒ１で示す角度が１８０度になるように、ボディ屈伸ジョイント７０でボディ１１０とボディ１１１を回動させる（図１７（ｃ）参照）。さらに、符合Ｒ２及び符合Ｒ３で示す角度が９０度となるように、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１０及びボディ１１２と、ボディ１１１及びボディ１１３を、それぞれ回動させる（図１７（ｃ）参照）。

【0244】

図１７（ｂ）に示す屈折状態から、図１７（ｃ）に示す状態へと変形する際、鉛直方向に沿って、各ボディで構成される本体部１００が延びた形状となり、柱状構造物Ｐから離れた第１ハンド６０が、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）における高さ位置から上方（図１７（ｃ）の符合Ｚ２で示す方向）に移動する。

【0245】

そして、図１７（ｄ）に示すように、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を閉じて、第１ハンド６０で柱状構造物Ｐを把持する。ここまでで、ロボットアームＢの形状は、図１７（ａ）と同じ定常状態に戻る。

【0246】

また、一連の動作により、ロボットアームＢ全体が、柱状構造物Ｐに沿って、鉛直上方に移動する。ロボットアームＢを上昇させる際には、図１７（ａ）～図１７（ｄ）の動作を繰り返すことで、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って、ロボットアームＢを上昇させることができる。

【0247】

また、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）に示すように、１つのハンドのみで柱状構造物Ｐを把持した際には、上述したように、１つのハンドの内周面の中で、柱状構造物Ｐに対する接触する圧力のバランスが取れ、柱状構造物Ｐに強く係合した状態となり、１つのハンドのみで、ロボットアームＢが柱状構造物Ｐに取りついた状態を維持することができる。

【0248】

また、ハンド開閉ジョイント８０、ハンド開閉ジョイント８１、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２の各駆動は、制御装置を介して制御することができる。

【0249】

ここで、必ずしも、ボディ屈伸ジョイント７０で調整する角度が９０度及び１８０度に限定される必要はない。また、必ずしも、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２で調整する角度が１３５度及び９０度に限定される必要はない。ここで示す角度は一例であり、ロボットアームＢが、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って上昇可能であれば、調整する角度は適宜設定することができる。

【0250】

また、図示は省略するが、図１７（ａ）～図１７（ｄ）の動作と同様の動きにより、鉛直方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢが下降する動きが可能となる。

【0251】

ロボットアームＢを下降させる際には、定常状態から、上方に位置するハンド（図１７（ａ）であれば第１ハンド６０）を開いて、屈折状態として、上方に位置するハンドを下降させて柱状構造物Ｐを把持する。続いて、下方に位置するハンド（図１７（ａ）であれば第２ハンド６１）を開いて、各ボディで構成される本体部１００が延びた形状に戻し、下方に位置するハンドを下降させて柱状構造物Ｐを把持することで、ロボットアームＢを下降させることができる。

【0252】

また、図示は省略するが、図１７（ａ）～図１７（ｄ）の動作と同様の動きにより、水平方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢが横方向に移動する動きが可能となる。さらに、曲がった形状を有する柱状構造物Ｐ（例えば、図２２（ｅ）の構造）に対しても、やはり、図１７（ａ）～図１７（ｄ）の動作と同様の動きにより、曲線に沿ってロボットアームＢを移動させることができる。

【0253】

［障害物の乗り越え］
続いて、図１８～図２１を用いて、柱状構造物Ｐの一部に、ロボットアームＢの移動を妨げる障害物が取り付けられており、この障害物を乗り越える動作の一例について説明する。

【0254】

ここでは、柱状構造物Ｐが、ミラーＭ及びミラーＭを取り付けるための取り付け金具Ｍ１を有している。また、ロボットアームＢは、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って、鉛直方向において上昇する移動を行うものとする。

【0255】

動作開始前には、第１ハンド６０及び第２ハンド６１が、柱状構造物Ｐを把持した定常状態にある。ここでは、ロボットアームＢは、取り付け金具Ｍ１の下方に位置している。ここから、第２ハンド６１の上方への移動が開始される。

【0256】

まず、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を開いて、第２ハンド６１から柱状構造物Ｐを離す（図１８（ａ）参照）。

【0257】

また、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０とボディ１１１がなす角度が９０度となるように、ボディ１１１に対して、ボディ１１０を回動させる（図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７１を介して、ボディ１１０とボディ１１２がなす角度が１８０度となるように、ボディ１１２に対して、ボディ１１０を回動させる。

【0258】

また、ハンド回転ジョイント９０を１８０度回転させ、鉛直方向において、ボディ１１０の下方にあるボディ１１１、ボディ１１３及び第２ハンド６１を、ボディ１１０よりも上方に位置させる（図１８（ｃ）、図１８（ｄ）及び図１８（ｅ）参照）。

【0259】

また、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０及びボディ１１１のなす角度が１８０度となるように、ボディ１１１に対して、ボディ１１０を回動させる（図１８（ｆ）及び図１９（ａ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７１を介して、ボディ１１０とボディ１１２がなす角度が９０度となるように、ボディ１１２に対して、ボディ１１０を回動させる。

【0260】

また、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を閉じて、第２ハンド６１で柱状構造物Ｐを把持する（図１９（ａ）及び図１９（ｂ）参照）。

【0261】

ここまでの動作により、当初、図１８（ａ）に示す状態で、第１ハンド６０よりも下方にあった第２ハンド６１が、上方に移動して、第１ハンド６０を超えて、第２ハンド６１が第２ハンド６０よりも上方に位置する。

【0262】

また、ここまでの動作により、第２ハンド６１は、取り付け金具Ｍ１よりも上方に位置することになる。また、ここでは、取り付け金具Ｍ１は、鉛直方向において、第２ハンド６１と第１ハンド６０の間に位置する。

【0263】

次に、第１ハンド６０の上方への移動が行われる。

【0264】

まず、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を開いて、第１ハンド６０から柱状構造物Ｐを離す（図１９（ｂ）参照）。

【0265】

また、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０とボディ１１１がなす角度が９０度となるように、ボディ１１０に対して、ボディ１１１を回動させる（図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１１とボディ１１３がなす角度が１８０度となるように、ボディ１１３に対して、ボディ１１１を回動させる。

【0266】

また、ハンド回転ジョイント９１を１８０度回転させ、鉛直方向において、ボディ１１１の下方にあるボディ１１０、ボディ１１２及び第１ハンド６０を、ボディ１１１よりも上方に位置させる（図１９（ｄ）、図１９（ｅ）及び図１９（ｆ）参照）。

【0267】

また、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０及びボディ１１１のなす角度が１８０度となるように、ボディ１１０に対して、ボディ１１１を回動させる（図２０（ａ）及び図２０（ｂ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１１とボディ１１３がなす角度が９０度となるように、ボディ１１３に対して、ボディ１１１を回動させる。

【0268】

また、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を閉じて、第１ハンド６０で柱状構造物Ｐを把持する（図２０（ｂ）参照）。

【0269】

ここまでの動作により、図１９（ｂ）に示す状態で、第２ハンド６１よりも下方にあった第１ハンド６０が、上方に移動して、第２ハンド６１を超えて、第１ハンド６０が再び、第２ハンド６１よりも上方に位置する。

【0270】

また、ここまでの動作により、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方が、取り付け金具Ｍ１よりも上方に位置することになる。即ち、ロボットハンドＢが、取り付け金具Ｍ１を乗り越えて、上方に移動することができる。

【0271】

この図１８～図２０に示す動作を行うことで、柱状構造物Ｐの一部に、ロボットアームＢの移動を妨げる障害物が取り付けられていたとしても、この障害物を乗り越えて、ロボットアームＢは、さらに上方へ移動することが可能となる。

【0272】

また、詳細な説明は省略するが、図１８～図２０に示す動作を同様の動作を行うことで、ロボットアームＢは、上方から下方に向けて、障害物を乗り越えて移動することができる。また、水平方向に沿った形状を有する柱状構造物Ｐに対して、ロボットアームＢが横方向に移動する際も、図１８～図２０に示す動作を同様の動作を行うことで、ロボットアームＢは、横方向に向けて、障害物を乗り越えて移動することができる。

【0273】

また、ロボットアームＢでは、図１８～図２０に示す一連の動作を行う際に、柱状構造物Ｐを把持しないハンドが柱状構造物Ｐから離れたる距離が、なるべく小さくなるように、ロボットアームＢの形状が変形するように構成されている。

【0274】

例えば、具体的には、図２１（ａ）に示す状態（図１８（ｃ）の状態に相当）では、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向（図２１（ａ）における柱状構造物Ｐから右側に向かう方向）では、ロボットアームＢにおける同方向に延び出した部分の部材は、第１ハンド６０の基部からボディ屈伸ジョイント７１の中心までの部位と、ボディ屈伸ジョイント７１の中心からボディ屈伸ジョイント７０の端部までの部位となっている。

【0275】

また、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向で、ロボットアームＡにおける同方向に延び出した部分の距離は、図２１（ａ）に示す符合Ｘ１及び符合Ｘ２を合わせた距離の範囲となっている。

【0276】

なお、符合Ｘ１に示す距離は、第１ハンド６０の基部からボディ屈伸ジョイント７１の中心までの距離であり、符合Ｘ２に示す距離は、ボディ屈伸ジョイント７１の中心からボディ屈伸ジョイント７０の端部までの距離である。

【0277】

この符合Ｘ１及び符合Ｘ２の各距離を合わせた長さは、言い換えれば、柱状構造物Ｐから最も離れた位置にあるハンドボディ１１１に働く、ロボットアームＢの重さに基づく重力モーメントの腕の長さに相当する。

【0278】

そして、Ｘ１及びＸ２を合わせた長さは、ボディ１１０、ボディ１１１、ボディ１１２及びボディ１１３を、図２１（ａ）における右方向に、一列に並べた際の長さよりも充分に短くなっている。即ち、ボディ１１０、ボディ１１１、ボディ１１２及びボディ１１３を、図２１（ａ）における右方向に、一列に並べた状態より、ロボットアームＢに働く、その重さに基づく重力モーメントが小さくなっている。

【0279】

このことによれば、第１ハンド６０のみで柱状構造物Ｐを把持した際に、重力モーメントに基づきロボットアームＢに働く負荷が比較的小さくなっているものと言える。そのため、図１８～図２０に示す一連の動作を行う際に、ロボットアームＢが、柱状構造物Ｐから脱落しにくく、安定した移動が実現できる構造となっている。

【0280】

なお、図２１（ｂ）には、例えば、図１８（ｅ）に相当する状態を示している。ここでも同様に、柱状構造物Ｐの軸心Ｐ１を基準とした半径方向、かつ、同一の方向で、ロボットアームＢにおける同方向に延び出した部分の距離は、図２１ｂ）に示す符合Ｘ３及び符合Ｘ４を合わせた距離の範囲となり、重力モーメントに基づきロボットアームＢに働く負荷が比較的小さくなっている。

【0281】

［周方向への移動］
次に、図２２（ａ）～図２２（ｅ）及び図２３（ａ）～図２３（ｅ）を用いて、ロボットアームＢが、柱状構造物Ｐの外周面に沿って、その周方向に移動する動きの一例を説明する。

【0282】

ここで示す周方向への移動とは、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＢの位置が時計回りの方向に向かう移動である。

【0283】

まず、図示しない定常状態では、第１ハンド６０及び第２ハンド６１の両方で、柱状構造物Ｐを把持している。

【0284】

ここから、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を開く。また、これに合わせて、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０とボディ１１１がなす角度が９０度となるように、ボディ１１１に対して、ボディ１１０を回動させる（図２２（ａ）及び図２２（ｂ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７１を介して、ボディ１１０とボディ１１２がなす角度が１８０度となるように、ボディ１１２に対して、ボディ１１０を回動させる。

【0285】

次に、ハンド回転ジョイント９０を介して、ボディ１１２、ボディ屈伸ジョイント７１、ボディ１１０、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ１１１、ボディ屈伸ジョイント７２、ボディ１１３、ハンド回転ジョイント９１、ハンド開閉ジョイント８１及び第２ハンド６１を回転させる（図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）参照）。この回転動作により、鉛直方向において、ボディ１１０の高さ位置よりやや下の位置まで、ボディ１１１、ボディ１１３及び第２ハンド６１の高さ位置が上昇する。

【0286】

続いて、ハンド回転ジョイント９１を介して、ハンド開閉ジョイント８１及び第２ハンド６１を回転させ、第２ハンド６１が柱状構造物Ｐの外周面を掴める向きにする（図２２（ｃ）及び図２２（ｄ）参照）。

【0287】

また、ボディ屈伸ジョイント７１を介して、ボディ１１０とボディ１１２がなす角度が９０度となるように、ボディ１１２に対して、ボディ１１０を回動させる（図２２（ｄ）及び図２２（ｅ）参照）。

【0288】

そして、ハンド開閉ジョイント８１を介して、第２ハンド６１を閉じることで、第２ハンド６１が柱状構造物Ｐの外周面を把持した状態となる（図２２（ｅ）参照）。

【0289】

この図２２（ｅ）までの動作を行うことで、柱状構造物Ｐから離れた第２ハンド６１の位置が、周方向における時計回りの進行方向に移動する。

【0290】

続いて、図２２（ｅ）に示す状態から、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を開く（図２３（ａ）参照）。

【0291】

また、ボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１１とボディ１１３がなす角度が１８０度となるように、ボディ１１３に対して、ボディ１１１を回動させる（図２３（ａ）及び図２３（ｂ）参照）。

【0292】

次に、ハンド回転ジョイント９１を介して、ボディ１１３、ボディ屈伸ジョイント７２、ボディ１１１、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ１１０、ボディ屈伸ジョイント７１、ボディ１１２、ハンド回転ジョイント９０、ハンド開閉ジョイント８０及び第１ハンド６０を回転させる（図２３（ｂ）及び図２３（ｃ）参照）。この回転動作により、鉛直方向において、ボディ１１１の高さ位置より下の位置に、ボディ１１０、ボディ１１２及び第１ハンド６０の高さ位置が下降する。

【0293】

続いて、ハンド回転ジョイント９０を介して、ハンド開閉ジョイント８０及び第１ハンド６０を回転させ、第１ハンド６０が柱状構造物Ｐの外周面を掴める向きにする（図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）参照）。

【0294】

また、ボディ屈伸ジョイント７０を介して、ボディ１１０とボディ１１１がなす角度が１８０度となるように、ボディ１１０に対して、ボディ１１１を回動させる（図２３（ｄ）及び図２３（ｅ）参照）。また、この際、ボディ屈伸ジョイント７２を介して、ボディ１１１とボディ１１３がなす角度が９０度となるように、ボディ１１３に対して、ボディ１１１を回動させる。

【0295】

そして、図示しないが、ハンド開閉ジョイント８０を介して、第１ハンド６０を閉じることで、第１ハンド６０が柱状構造物Ｐの外周面を把持した状態となる。

【0296】

ここまでの動作を行うことで、柱状構造物Ｐから離れた第１ハンド６０の位置が、周方向における時計回りの進行方向に移動する。そして、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＢの位置が時計回りの方向に移動したものとなる。

【0297】

また、ロボットアームＢをさらに周方向に沿って、時計回りの方向に移動させる際には、図２２（ａ）～図２３（ｅ）の動作を繰り返すことで、ロボットアームＢを進行方向に移動させることができる。

【0298】

また、ハンド開閉ジョイント８０、ハンド開閉ジョイント８１、ハンド回転ジョイント９０、ハンド回転ジョイント９１、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２の各駆動は、制御装置を介して制御することができる。

【0299】

ここで、必ずしも、ボディ屈伸ジョイント７０、ボディ屈伸ジョイント７１及びボディ屈伸ジョイント７２で調整する角度が９０度または１８０度に限定される必要はない。また、必ずしも、ハンド回転ジョイント８０及びハンド回転ジョイント８１で調整する角度が上述した内容に限定される必要はない。ここで示す角度は一例であり、ロボットアームＢが柱状構造物Ｐの周方向に沿って移動可能であれば、調整する角度は適宜設定することができる。

【0300】

また、図示は省略するが、図２２（ａ）～図２３（ｅ）の動作と同様の動きにより、柱状構造物Ｐを中心に、ロボットアームＢの位置が反時計回りの方向に向かう、周方向への移動を行うことも可能である。

【0301】

このように、ロボットアームＢは、柱状構造物Ｐの外周面に沿って、その周方向に移動することができる。

【0302】

このことによれば、例えば、柱状構造物Ｐの一部に、標識やミラー等の大きな構造物（移動を妨げる障害物）が設けられていた場合に、柱状構造物Ｐの周方向において、障害物がない位置にロボットアームＢを移動させ、これを回避することができる。また、ロボットアームＢを周方向に移動させ、再度、柱状構造物Ｐの長手方向に沿って昇降動作させることが可能となる。

【0303】

以上のように、本発明のロボットアーム及びロボットアームの駆動方法は、照明柱や標識柱等の柱状の構造物に沿って移動するロボットアームについて、対象となる構造物に沿って、自由度が高く、かつ、安定した移動が可能であり、脱落等の不具合が生じにくいものとなっている。

【符号の説明】

【0304】

Ａ ロボットアーム
Ｐ 柱状構造物
１ 本体部
１０ ボディ
１１ ボディ
１２ ボディ
１３ ボディ
２ ハンド部
２０ 第１ハンド
２００ （一対の）第１爪部
２０１ （一対の）第２爪部
２１ 第２ハンド
２１０ （一対の）第１爪部
２１１ （一対の）第２爪部
３０ ボディ屈伸ジョイント
３１ ボディ屈伸ジョイント
３２ ボディ屈伸ジョイント
４０ ハンド開閉ジョイント
４１ ハンド開閉ジョイント
５０ ボディ回転ジョイント
５１ ボディ回転ジョイント
５２ ハンド回転ジョイント
５３ ハンド回転ジョイント

Ｂ ロボットアーム
Ｐ 柱状構造物
１００ 本体部
１１０ ボディ
１１１ ボディ
１１２ ボディ
１１３ ボディ
６ ハンド部
６０ 第１ハンド
６００ 第１爪部
６０１ 第２爪部
６１ 第２ハンド
６１０ 第１爪部
６１１ 第２爪部
７０ ボディ屈伸ジョイント
７１ ボディ屈伸ジョイント
７２ ボディ屈伸ジョイント
８０ ハンド開閉ジョイント
８１ ハンド開閉ジョイント
９０ ハンド回転ジョイント
９１ ハンド回転ジョイント

【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】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿って移動するロボットアームであって、
第１のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第１の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの一端側に接続された第２のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第２の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの他端側に接続された第３のボディと、
前記第２のボディとなす角度を変える第３の屈伸接続部を介して、前記第２のボディの一端側に接続された第４のボディと、
前記第３のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドと、
前記第１のハンドに取り付けられ、前記第１のハンドを開閉する第１のハンド開閉接続部と、
前記第１のハンド開閉接続部と、前記第３のボディの間に配置され、前記第３のボディに対して、前記第１のハンド及び前記第１のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第１のハンド回転接続部と、
前記第４のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドと、
前記第２のハンドに取り付けられ、前記第２のハンドを開閉する第２のハンド開閉接続部と、
前記第２のハンド開閉接続部と、前記第４のボディの間に配置され、前記第４のボディに対して、前記第２のハンド及び前記第２のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第２のハンド回転接続部とを備え、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第１のハンドの基部から前記第２の屈伸接続部までの部位と、前記第２の屈伸接続部から前記第１の屈伸接続部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第１のハンドを、前記第２のハンドが越える動作を行い、
または、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第２のハンドの基部から前記第３の屈伸接続部までの部位と、前記第３の屈伸接続部から前記第１の屈伸接続部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第２のハンドを、前記第１のハンドが越える動作を行うように構成された
ロボットアーム。

【請求項2】

前記第１のハンド及び前記第２のハンドは、前記所定の構造物の外周面を把持した際に、前記第１のハンド及び前記第２のハンドの内周面で略筒状の空間を形成して、その内周面の一部が、前記所定の構造物の外周面に当接し、
前記第１のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持した際には、前記第１のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、前記所定の構造物のうち、前記第１のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になり、
前記第２のハンドのみで前記所定の構造物の外周面を把持した際には、前記第２のハンドの内周面における略筒状の空間の軸心が、前記所定の構造物のうち、前記第２のハンドで把持した領域の軸心に対して傾いた位置関係になる
請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項3】

前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部、前記第３の屈伸接続部、前記第１のハンド開閉接続部、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド開閉接続部及び前記第２のハンド回転接続部の駆動を制御する駆動制御部を備える
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項4】

前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部、前記第３の屈伸接続部、前記第１のハンド開閉接続部、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド開閉接続部及び前記第２のハンド回転接続部の７つの部材の駆動を介して、全体の姿勢を変える
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項5】

前記第１のハンド開閉接続部による前記第１のハンドの開閉動作及び前記第２のハンド開閉接続部による前記第２のハンドの開閉動作と、前記第１のハンド回転接続部、前記第２のハンド回転接続部による回転動作と、前記第１の屈伸接続部、前記第２の屈伸接続部及び前記第３の屈伸接続部による角度調節を連動させて、前記所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された
請求項１または請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項6】

少なくとも一部が柱状に形成された所定の構造物に沿って移動するロボットアームであって、
第１のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第１の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの一端側に接続された第２のボディと、
前記第１のボディとなす角度を変える第２の屈伸接続部を介して、前記第１のボディの他端側に接続された第３のボディと、
前記第２のボディとなす角度を変える第３の屈伸接続部を介して、前記第２のボディの一端側に接続された第４のボディと、
前記第３のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第１のハンドと、
前記第１のハンドに取り付けられ、前記第１のハンドを開閉する第１のハンド開閉接続部と、
前記第１のハンド開閉接続部と、前記第３のボディの間に配置され、前記第３のボディに対して、前記第１のハンド及び前記第１のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第１のハンド回転接続部と、
前記第４のボディに支持され、前記所定の構造物の外周面を把持可能な第２のハンドと、
前記第２のハンドに取り付けられ、前記第２のハンドを開閉する第２のハンド開閉接続部と、
前記第２のハンド開閉接続部と、前記第４のボディの間に配置され、前記第４のボディに対して、前記第２のハンド及び前記第２のハンド開閉接続部を回転可能に接続する第２のハンド回転接続部と、
前記第１のボディと、前記第２の屈伸接続部との間に設けられ、前記第１のボディに対して、前記第３のボディ及び前記第２の屈伸接続部を回転可能に接続する第１のボディ回転接続部と、
前記第２のボディと、前記第３の屈伸接続部との間に設けられ、前記第２のボディに対して、前記第４のボディ及び前記第３の屈伸接続部を回転可能に接続する第２のボディ回転接続部とを備え、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第１のハンドの基部から前記第２の屈伸接続部までの部位と、前記第１の屈伸接続部から前記第３の屈伸接続部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第１のハンドを、前記第２のハンドが越える動作を行い、
または、
前記所定の構造物の軸心を基準とした半径方向、かつ、同一の方向に向けて、前記第２のハンドの基部から前記第３の屈伸接続部までの部位と、前記第１の屈伸接続部から前記第２の屈伸接続部までの部位が延び出した状態で、前記所定の構造物の外周面を把持した前記第２のハンドを、前記第１のハンドが越える動作を行うように構成された
ロボットアーム。

【請求項7】

前記第１のハンド開閉接続部による前記第１のハンドの開閉動作及び前記第２のハンド開閉接続部による前記第２のハンドの開閉動作と、前記第１のハンド回転接続部、前記第１のボディ回転接続部、前記第２のハンド回転接続部及び前記第２のボディ回転接続部による回転動作を連動させて、前記所定の構造物の外周面の周方向に沿って移動可能に構成された
請求項６に記載のロボットアーム。