JP7280700B2 - 保持装置、制御システム、及び検査システム - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図5は、実施形態に係る保持装置の一部を表す平面図である。
図1~図4に表したように、実施形態に係る保持装置100は、保持機構110を備える。保持機構110は、図2~図4に表した移動体200を保持可能に構成されている。保持機構110は、移動体200を保持するための第1保持部111及び第2保持部112を有する。移動体200は、第1保持部111と第2保持部112との間で保持される。
図6は、図2に表した矢印A1の方向から保持装置100及び移動体200を見たときの様子を表している。
実施形態に係る保持装置100では、保持機構110が第1保持部111及び第2保持部112を備える。そして、第1保持部111は、第1部分111a、第2部分111b、及び第3部分111cを有する。第2保持部112は、第4部分112d、第5部分112e、及び第6部分112fを有する。保持機構110は、第1保持部111及び第2保持部112により、保持位置にある移動体200を保持する。
保持位置では、移動体200は、第2方向D2において第1部分111aと第2部分111bとの間及び第4部分112dと第5部分112eとの間にあり、且つ第3方向D3において第3部分111c及び第6部分112fと対向する。これにより、保持装置100が移動体200の第2方向D2における位置を変化させた際に、第1保持部111と第2保持部112との間で移動体200が第2方向D2又は第3方向D3に移動することを抑制できる。すなわち、実施形態に係る保持装置100、又は保持装置100及び移動体200を備える制御システムによれば、移動体200をより安定して保持した状態で、移動体200の第2方向D2における位置を変化させることができる。
図7(a)に表した設備Eは、柱状体Cと、柱状体Cの周りに設けられた筒状体Tと、を備える。設備Eにおいて、柱状体Cは、円柱状である。筒状体Tは、円筒状である。柱状体Cは、筒状体Tの内側で回転する。柱状体Cの回転軸Axは、第1方向D1に平行である。例えば、設備Eは、発電機である。
図9は、移動体を表す模式的平面図である。
移動体200は、例えば、図8及び図9に表したように、車体201、クローラ202、接触部210、弾性部材220、アクチュエータ230、検出器240、及び制御部260を備える。
移動体200は、図10(a)及び図10(b)に表したように、柱状体Cの表面の鉛直部分を横向きに移動する場合がある。換言すると、移動体200及び柱状体Cの接触部分と、移動体200及び筒状体Tの接触部分と、を結ぶ線方向が、水平となった状態で、移動体200は柱状体Cの表面を移動しうる。
実施形態に係る保持装置100によれば、第1保持部111及び第2保持部112により、いずれの姿勢においても、第1方向D1に垂直な方向(第2方向D2及び第3方向D3)における移動体200の移動を抑制できる。
図11(a)~図11(d)は、移動体200が保持機構110に保持されるときの様子を表している。図11(a)に表したように、移動体200は、接触部210を筒状体Tに接触させながら、柱状体Cの表面を移動する。その後、移動体200は、図11(b)に表したように、接触部210を筒状体Tに接触させながら、保持位置へ移動する。
保持機構110により移動体200を動かす際、保持機構110及び移動体200の揺れなどが小さく、より安定していることが望ましい。移動体200を動かすときに保持機構110又は移動体200が揺れると、移動体200が保持機構110から落下する可能性がある。あるいは、保持機構110及び移動体200が、柱状体C又は筒状体Tに接触し、損傷する可能性がある。
同様に、移動体200の姿勢とは、移動体200に含まれるある特定の複数の構成要素を結んで生成される仮想の平面と、重力方向と、の関係に相当する。移動体200の仮想平面は、例えば、各クローラ202の車輪を通る。移動体200の姿勢の変化とは、この仮想平面と重力方向との間の角度が変化することを意味する。
第1駆動部131~第4駆動部134は、それぞれ第1リンク141~第4リンク144に接続されている。そして、第1リンク141~第4リンク144のそれぞれの一端は、保持機構110に接続されている。ここで、図12(a)~図12(d)に表したように、第1リンク141~第4リンク144のそれぞれの一端を結ぶ仮想平面を考える。保持機構110及び移動体200の姿勢は、この仮想平面の傾き(仮想平面と重力方向との間の角度)に対応する。仮想平面の傾きが変化すると、保持機構110及び移動体200の姿勢が変化する。従って、移動体200を動かしている間、仮想平面の傾きの変化を小さくすることで、保持機構110及び移動体200の姿勢の変化を抑制できる。
図13の式において、p1は、図12(a)に示す仮想平面IP1の第2方向D2における位置を表す。p2は、図12(b)に示す仮想平面IP2の第2方向D2における位置を表す。p3は、図12(c)に示す仮想平面IP3の第2方向D2における位置を表す。p4は、図12(d)に示す仮想平面IP4の第2方向D2における位置を表す。位置p1~p4の算出が、図12(a)~図12(d)に表した仮想平面IP1~IP4の生成に相当する。
図14(a)及び図14(b)において、横軸は、時間tを表す。縦軸は、各仮想平面の第2方向D2における位置pを表す。実線は、仮想平面IP1の位置pの変化を表す。破線は、仮想平面IP2の位置pの変化を表す。点線は、仮想平面IP3の位置pの変化を表す。鎖線は、仮想平面IP4の位置pの変化を表す。図14(a)及び図14(b)のグラフでは、保持機構110が移動体200を保持したときに算出される各仮想平面の位置pを、0としている。
移動体200をより安定して動かすためには、仮想平面IP2~IP4のそれぞれの位置の変化が小さいことが望ましい。制御部190は、仮想平面IP2~IP4のそれぞれの位置の変化を抑制するように、第1駆動部131~第4駆動部134を制御する。
そこで、実施形態に係る保持装置100では、制御部190が、第1駆動部131の状態、第2駆動部132の状態、第3駆動部133の状態、及び第4駆動部134の状態を用いて、保持機構110の姿勢を示す仮想平面を生成する。仮想平面を生成することで、移動体200の姿勢を検出する検出器等を用いずに、移動体200の姿勢を推測できる。制御部190は、仮想平面の第2方向D2における位置に基づいて、第1駆動部131~第4駆動部134を制御する。これにより、移動体200を動かした際の姿勢の変化を抑制し、移動体200をより安定して保持できる。
第1仮想平面の第2方向D2における位置が所定の軌道に沿って移動し、且つ第2仮想平面の第2方向D2における位置の変化が抑えられることで、移動体200を動かしている間、保持機構110及び移動体200の姿勢の変化を抑制できる。
例えば図16(a)~図16(c)に表したように、変形例に係る保持装置は、第1駆動部131~第3駆動部133と、第1リンク141~第3リンク143と、を備える。この保持装置では、第1駆動部131~第3駆動部133のそれぞれの状態を用いて、3つの仮想平面IP1~IP3が生成される。図16(a)に表した仮想平面IP1の傾きは、図12(a)と同様に、移動体200の保持を開始したときの傾きと実質的に同じである。図16(b)及び図16(c)は、移動体200の保持を開始したときに比べて、傾斜した仮想平面IP2及びIP3を表している。仮想平面IP1は、第1仮想平面の一例である。仮想平面IP2又はIP3は、第2仮想平面の一例である。
Claims (19)
- 第1方向に延びる柱状体の表面を前記第1方向に沿って移動可能な移動体を保持し、前記柱状体の表面に垂直な第2方向における前記移動体の位置を変化させる保持装置であって、
前記第1方向及び前記第2方向に垂直な第3方向において互いに離れた第1保持部及び第2保持部と、
前記柱状体の表面を前記第3方向に移動可能な移動機構と、
前記第1保持部と前記移動機構とを連結する第1連結部と、
前記第2保持部と前記移動機構とを連結する第2連結部と、
を備え、
前記第1保持部は、前記第2方向において互いに離れた第1部分及び第2部分と、第3部分と、を有し、
前記第2保持部は、前記第2方向において互いに離れた第4部分及び第5部分と、第6部分と、を有し、
前記柱状体は、前記第1保持部と前記移動機構との間、前記第2保持部と前記移動機構との間、及び前記第1連結部と前記第2連結部との間に位置し、
前記移動体が、前記第2方向において前記第1部分と前記第2部分との間及び前記第4部分と前記第5部分との間にあり、且つ前記第3方向において前記第3部分及び前記第6部分と対向する保持位置にある状態で、前記第1保持部及び前記第2保持部により前記移動体を保持し、
前記柱状体の表面において、前記柱状体の周方向に沿って、前記第1保持部、前記第1連結部、前記移動機構、前記第2連結部、及び前記第2保持部の順番で配置され、
前記第1保持部及び前記第2保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で、前記移動機構が前記第3方向に移動することで、前記第1保持部及び前記第2保持部が前記第3方向に移動する、保持装置。
- 前記第1保持部及び前記第2保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で、前記第1保持部及び前記第2保持部を前記第3方向に移動可能である請求項1記載の保持装置。
- リンクを介して前記第1保持部を駆動させる駆動部と、
別のリンクを介して前記第2保持部を駆動させる別の駆動部と、
をさらに備え、
前記駆動部が前記リンクを前記第3方向まわりに回転させ、前記別の駆動部が前記別のリンクを前記第3方向まわりに回転させることで、前記第2方向における前記移動体の位置を変化させる、請求項1又は2に記載の保持装置。 - 前記移動体が前記保持位置にあることを検出する検出器をさらに備え、
前記検出器により前記移動体が前記保持位置へ移動したことが検出されると、前記第1保持部及び前記第2保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離れる方向へ動かす請求項1~3のいずれか1つに記載の保持装置。 - 前記第1保持部は、前記第1部分と前記第2部分との間の前記第2方向における第1距離を変更可能であり、
前記第2保持部は、前記第4部分と前記第5部分との間の前記第2方向における第2距離を変更可能であり、
前記移動体が前記保持位置にあることを前記検出器が検出すると、前記第1保持部は前記第1距離を短くし、前記第2保持部は前記第2距離を短くする請求項4記載の保持装置。 - 前記第1保持部及び前記第2保持部を前記第1方向に沿って移動させる摺動部をさらに備え、
前記第1保持部及び前記第2保持部により前記移動体を前記柱状体の表面から離した状態で前記摺動部を動作させることで、前記移動体を前記第1方向に沿って移動させる請求項1~5のいずれか1つに記載の保持装置。 - 前記柱状体は、前記第1方向に並んだ第1柱状部及び第2柱状部を有し、
前記第1柱状部の前記第2方向における寸法は、前記第2柱状部の前記第2方向における寸法よりも長く、
前記移動体は、前記第2柱状部の表面を前記第1方向に沿って移動し、
前記保持装置は、前記第1柱状部に取り付けられる請求項1~6のいずれか1つに記載の保持装置。 - 請求項1~7のいずれか1つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体の周りに設けられた筒状体と前記柱状体との間を移動する前記移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記筒状体に接触可能な接触部を有し、前記接触部を前記筒状体に接触させながら前記柱状体の前記表面を移動する制御システム。 - 前記移動体は、前記接触部を前記筒状体に接触させた接触状態と、前記接触部を前記筒状体から離した離間状態と、を切り替え可能であり、
前記移動体は、前記保持位置へ移動すると、前記接触部を前記接触状態から前記離間状態へ切り替える請求項8記載の制御システム。 - 請求項1~7のいずれか1つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体の周りに設けられた筒状体と前記柱状体との間を移動する前記移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記柱状体又は前記筒状体の検査するための検査器を有し、前記柱状体の表面を前記第1方向に沿って移動しながら、前記柱状体又は前記筒状体を検査する検査システム。 - 第1リンクを介して前記第1保持部を駆動させる第1駆動部と、
第2リンクを介して前記第1保持部を駆動させる第2駆動部と、
第3リンクを介して前記第2保持部を駆動させる第3駆動部と、
前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記第1保持部及び前記第2保持部を含む保持機構により前記移動体を保持した状態で前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を動作させることで、前記第2方向における前記移動体の位置を変化させ、
前記制御部は、
前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を動作させる際、前記第1駆動部の状態と、前記第2駆動部の状態と、前記第3駆動部の状態と、を用いて前記保持機構の姿勢を示す仮想平面を生成し、
前記仮想平面の前記第2方向における位置に基づいて前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を制御する
請求項1記載の保持装置。
- 生成された前記仮想平面は、
前記第1駆動部の状態と、前記第2駆動部の状態と、前記第3駆動部の状態と、が実質的に同じであることを示す第1仮想平面と、
前記第1仮想平面と異なる第2仮想平面と、
を含み、
前記制御部は、前記第1仮想平面の前記第2方向における位置が所定の軌道に沿い、且つ前記第2仮想平面の前記第2方向における位置の変化を抑えるように、前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を制御する請求項11記載の保持装置。 - 生成された前記仮想平面は、
前記第1駆動部の状態と、前記第2駆動部の状態と、前記第3駆動部の状態と、が実質的に同じであることを示す第1仮想平面と、
前記第1仮想平面と異なる第2仮想平面と、
を含み、
前記第2仮想平面の前記第2方向における位置の変化が所定の条件を満たした場合、前記制御部は、前記保持機構の速度を低減するように前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を制御する請求項11記載の保持装置。 - 前記制御部は、前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部の動作中に、前記第1仮想平面の前記第2方向における位置が変化しなくなった点を、接地点として記憶する請求項12又は13に記載の保持装置。
- 前記制御部は、前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を動作させた後、前記第1仮想平面の前記第2方向における位置が記憶した前記接地点に達する前に、前記保持機構の速度を低減するように前記第1駆動部、前記第2駆動部、及び前記第3駆動部を制御する請求項14記載の保持装置。
- 請求項11~15のいずれか1つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体と、前記柱状体の周りに設けられた筒状体と、の間を前記第1方向に沿って移動する前記移動体と、
を備えた制御システム。 - 前記移動体は、前記筒状体に接触可能な接触部を有し、前記接触部を前記筒状体に接触させながら前記柱状体の前記表面を移動する請求項16記載の制御システム。
- 前記移動体は、前記接触部を前記筒状体に接触させた接触状態と、前記接触部を前記筒状体から離した離間状態と、を切り替え可能であり、
前記移動体は、前記保持位置へ移動すると、前記接触部を前記接触状態から前記離間状態へ切り替える請求項17記載の制御システム。 - 請求項11~15のいずれか1つに記載の前記保持装置と、
前記柱状体と、前記柱状体の周りに設けられた筒状体と、の間を前記第1方向に沿って移動する前記移動体と、
を備え、
前記移動体は、前記柱状体又は前記筒状体を検査するための検査器を有し、前記柱状体の表面を前記第1方向に沿って移動しながら、前記柱状体又は前記筒状体を検査する検査システム。
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