WO1992002398A1

WO1992002398A1 - Robot de secours en cas de catastrophe et unite associee de commande des manoeuvres

Info

Publication number: WO1992002398A1
Application number: PCT/JP1991/001061
Authority: WO
Inventors: Koji Ogaki; Tomowo Matsuda; Kimihiko Takagi; Takuya Sakamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 1992-02-20
Also published as: EP0541810B1; EP0541810A1; DE69122872D1; US5337846A; CA2088356A1; ATE144474T1; EP0541810A4; DE69122872T2

Description

明細害災害救援ロボット及びその操縦制御装置技術分野

本発明は、地農や ¾雨あるいは土砂崩れ等の広域災害に際し、救援器材や医薬品 · 食料品等の救援物资を野外運搬する場合に、崖等からの転落事故を未然に防止し、オペレータの安全も確保できる災害救援ロボット及びその操縦制御装置に関する。背景技術

従来、遠隔操縦式の走行ロボットであって、走行用としての 4個のクロ一ラを備え、原子力設備や平坦地の危険物処理用に用いられているものがある（例えば特公昭 6 3 — 2 7 0 3号参照）。これは第 1 8図に示すように、口ボット本体 1 の 4隅に独立したクローラ 2を設けたもので、各クロ一ラ 2 はロボット本体】に対して旋回軸 2 aを介して取付けられ、相互に独立して旋面できるようになっている。このため、各クローラ 2を横置き状態にして通常走行するほか、各クローラ 2を起立させて狭い空間內を自由に移動し、或いは各クローラ 2を傾斜させて段差部を乗り越えることができる。

ところが、従来の走行ロボットを屋外の不整地、特に広域災害の被災地周辺で使用する場合、第 1 9図（ a ) に示すように、陥没地域では後クローラ 2 Rを傾斜させ、ロボット本体 1 に搭載したステレオカメラ 3が前方下部を向くような警戒姿勢で遠隔操縦している。屋内ではカメラ 3の視野を遮るものがないため注意して運転すればよいが、屋外の被災地周辺では雑草等のために視野を阻まれることが多く、第 1 9図（b ) に示すように、前クローラ 2 Fが逸朕してもそのまま前進し続けることがある。前進を链続すると、前クローラ 2 Fの全体が逸朕して本体重心が前方に傾くので、オペレータが急いで後退を指令するが（同図（ c ) ) 、本体重心が陥没地側に移行しているためそのまま転落してしまう（同図（d ) ) 。或いは、第 1 9図（ e ) のようにロボット本体 1が前傾したことを発見するが、最初は路面の Cfl凸であるか陷没地であるかが判定できない。このため、監視を続けながら前進するが、傾斜の増大があるとして後退指令を出すものの、前傾した本体重心が前クローラ 2に移動しているためスリップし（同図（ f ) ) 、逐に転落してしまう（同図（d ) ) 。特に路面が泥や砂地、あるいは草地であると大きなダリッブ力が得られず、スリップする傾向が強い。

また、段差部を登坂する場合は、第 2 0図（a ) に示すように通常走行して前クロ一ラ 2 Fが段差に接岸する。そして前クロ一ラ 2 Fを旋面上昇させながら更に前進し（同図（b ) ) 、次いで前後クローラ 2 F , 2 Rを下向きに旋面させてロボット本体 1を持上げ（同図（c ) ) 、後クローラ 2 Rを段差斜面にできるだけ密着させるように前進する（同図（d ) ) 。しかし、本体重心が段上で安定しているとは限らないので、後クローラ 2 Rを段差傾斜面に接した状態で登坂を強行させ（同図（e ) ) 、後グローラ 2 Rを上昇旋面させると本体重心が後方に傾いて、ロボットが転落してしまう（同図（ f ) )。

このように、従来の走行ロボットでは、広域災害現場のように陥没地や段差のある自然環境のもとでは、転落の危険性があり、実際の活動に大きな制限がある。しかも、転落事故に逮遇すると動力伝達系や構造部材が破損し、走行ロボットが使用不能になるという問題点がある。

また、かかるロボットの遠隔操縦は、オペレータが操縦器上の平板面に並べられた各ク口一ラ姿勢操作用の 4つのつまみを面転して行われている。これらつまみの各面転角度はそれぞれ 4つのク口一ラの旋面角度を表している。

しかし、平面配置のつまみによって立体的な形状のロボットを遠隔操縦しょうとすれば、オペレータはロボットの運動姿勢を想起しつつ各クロ一ラの姿勢操作を行わなければならない。特に、ロボッ卜が被災地等のように不整地で稼働する場合、かかる想起操作では一瞬の操作遅れや操作ミスに対し直ちに対応することができない。また、実際の各クローラの旋面角度と、これらに対応する各つまみ ϋ の囬転角度とに食い違いが生じたり、各クローラが旋回抵抗のため指令旋回角度に至る前に停止しても、この情報がつまみにフィードバックされないため、オペレータは微妙かつタイムリ一な遠隔操縦をすることができない。即ち、各クローラの姿勢を直観的に体感しつつロボットを遠隔操縦することができず、ロボットは稼働時に転落事故や横転事故に陥るという問題点がある。

さらに、こうした不整地を走行する塡合、オペレータは崖等から転落しないよう常に細心の注意を払って傾斜計等を監視しつつ遠隔操縦する必要がある。つまり、ロボットが転落するか否かはオペレータの監視能力および手動操作能力にかかっているため、オペレータに多大な緊張を強いることになる。しかも、ロボットの安全運行以外に自分自身も転落しないように注意しなければならない。このため、広域災害の被災地を县距離にわたってオペレータが随伴してロボットを遠隔操縦するときは、著しく疲労してしまい自分自身が崖から転落する等の事故に卷き込まれる恐れがあるほか、監視能力および手動操作能力が减退し、誤って口ボットを転落させてしまうという問題点がある。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、広域災害を受けた不整地を走行するときに陥没地や段差部の走行にも全く支障がなく、また、転落等の衝撃に対しても動力系の破損しない災害救援ロボット、及び各クローラの姿勢を直感的に把握して応答性よく遠隔操縦をするこができ、また、オペレータの監視能力等によらずに確実に転落事故を未然に囬避でき、もってオペレータに多大な緊張を強いることなしに安全を確保できる災害救援ロボットの操縦制御装置を提供することを目的としている。発明の開示

本発明に係る災害救援ロボットは、左右一対のクローラがロボット本体の前側および後側に設けられ、各クローラのスブロケットがそれぞれ独立して駆動制御されて走行するロボットにおいて、各クロ一ラのトラックフレームを旋面軸を介してロボット本体に対し旋回自在に取り付けるとともに、前後クローラの旋回軸 — — 間距離を各最大旋面円軌跡が干渉しない距離に設定し、かつ前後クローラの旋面軸間距離の中間位置にロボット本体の重心を設定している。

また、クローラののトラックフレームの旋面動力伝達系の途中にトルクリミッタを配置し、トラックフレーム側からの旋面反力が設定値以上のときにトルク伝達を遮断可能としている。さらに、トルクリミッタからトラックフレームまでの旋面動力伝達系に、旋面角度を検出するセンサーを取付けてもよい。

かかる構成により、前後クローラの旋回先端がロボット本体の外側にある最大伸張状態と、互に先端を近接させた最小状態をとることができる。したがって、陥没地や段差部を走行するときには前クローラのみを前方に伸張させた状態にし、前クローラが陥没地の傾斜面から朕落した場合にこれを反転させて逆進させることにより転落を防止できる。また、段差部を登坂する場合には、同様に前ク α 一ラが段差上部に移動してから後クローラを下向き傾斜させて本体を持上げ前進させることにより、本体重心を段差頂上の向こう側へ移動させ、後クロ一ラを更に旋回させてロボット本体を原姿勢に復帰させ、登坂させることができる。さらに、トルクリミッタを設けることにより、旋回されるクローラに衝撃力が加わつても直接動力源には作用せず、転落時の衝擊力によって強制的に旋面方向の外力を受けてもモータゃ髙ギア比の動力伝達系を保護できる。旋面角度を検出する角度センサを設けることにより、駆動側の旋面角とトラックフレーム側の旋面角の対応に狂いが生じても実際の旋面角を計測でき、転落等によりトラックフレームに不測の角度変動が起きても運転制御は链続できる。

次に、本発明に係る災害救援ロボットの操縦制御装置は、ロボットの操縦器に各クローラのトラックフレーム姿勢操作用の 4つの面転角度検出器とつまみを備え、これら 4つのつまみの配置を各クローラのトラックフレームと相似な立体的配置にすると共に、各クローラのトラックフレームの旋面用モータは、 4つの回転角度検出器からの面転角度信号を旋面角度目標値信号とし、かつ各旋回用モータに付設された旋面角度検出器からのフィ一ドバック信号との差を演算 · 出力する制御面路により制御している。この操縦器に備えられた 4つの面転角度検出器はそれぞれ付設されたモータで駆動すると共に、これら 4つのモータは、各旋面角度検出器からの旋回角度信号を囬転角度目標値信号とし、かつ 4つの面転角度検出器からのフィ一ドバック信号との差を演算 · 出力する制御囬路によりバイラテラル制御（Bi lateral Control)してもよい。

かかる構成により、オペレータは各つまみの面転角度から各トラックフレームの姿勢を直感でき、且つ旋面抵抗も体感できるため、遠隔操縦における応答性が向上する。

加えて、本発明に係る災害救援ロボットの操縦制御装置は、ロボット本体の前クローラと後クローラとが干渉しないように各クロ一ラのトラックフレームを旋面軸を介してロボット本体の前後方向に旋回自在に配設するとともに、ロボット本体の前傾角度を検出する傾斜検出手段と、前クローラにかかる負荷を左右クローラごとに検出する負荷検出手段と、候斜検出手段によりロボット本体が所定角度以上前候したことが検出された場合、または負荷検出手段により左右クローラのうち少なくとも一方のクローラの負荷が所定値以下になつたことが検出された場合に、このロボット本体が転落しないように旋面軸を駆動制御するとともに、スプロケットを駆動制御する駆動制御手段とを備えている。かかる構成によれば、各クローラのトラックフレームの旋面自由度が 3 6 0 ' と大きく、任意の旋面姿勢をとることができる。したがって崖等が存在する陥没地帯を走行するときには、前クロ一ラを前方に伸張させた旋面姿勢にして容易にロボット本体が転落しない姿勢をとることができる。仮に前クローラのみが崖等の慷面に脱輪しても、本体重心が傾斜面手前にあるので、容易に転落しない。

そして、傾斜検出手段の検出僮が所定轤以上になった場合、または前記負荷検出手段の検出値が所定植以下になった場合に、ロボットが転落する恐れのあることが自動的にかつ正確に判定される。すなわち、オペレータの監視能力によらずに自動的かつ正確に転落の恐れの有無が判定できる。

この判定がなされると旋面軸およびスブロケッ卜が駆動制御されて、自動的に口ボッ卜が転落しないような旋回姿勢がとられるとともに走行制御がおこなわれる。すなわち、オペレータの手動操作能力によらずに自動的かつ確実な転落面避動作が行なわれる。たとえば、前クローラをロボット本体の前方から上方を介して後方へ旋面させて、前後クローラが近接した基準姿勢に復帰させれば、前クローラは傾斜面の手前に戻ることができ、これと同時にロボットを後退走行させて、転落前の状態に復帰する。図面の簡単な説明

第 1図は本発明に係る災害救援ロボットの駆動機構を示す構成図、第 2図は同ロボットの側面図、第 3図は同ロボッ卜の平面図、第 4図は同ロボットの正面図、第 5図は同ロボットの操縦制御系統のプロック線図、第 6図は同ロボットの陥没地での動作説明図、第 7図は同ロボットの越堤動作の説明図、第 8図は同ロボットの取り得る代表的姿勢の説明図である。

第 9図は本発明に係る操縦制御装置の第 1実施例を説明する操縦器の簡単な斜視図、第 1 0図はロボット本体の簡単な外観図、第 1 1図は同操縦制御装置に係る操縦器と制御装置とロボット本体との相互接続図、第 1 2図は第 1 1図に基づく操縦制御系統のプロック線図、第 1 3図は同操縦制御装置をマイコンで操作した場合のフローチヤ一ト、第 1 4図は本発明に係る操縦制御装置の第 2実施例を説明する操縦器の簡単な斜視図、第 1 5図は第 1 4図に基づく遠隔制御系統のブロック線図である。

第 1 6図は本発明に係る操縦制御装置の第 3実施例を鋭明するフローチヤ一ト、第 1 7図は第 1 6図の処理に対応する同ロボットの動作説明図である。

第 1 8図は従来の走行ロボットの斜視図、第 1 9図は従来の走行ロボットによる陥没地での動作説明図、第 2 0図は従来の走行ロボットによる越堤動作の説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明に係る災害救援ロボット及びその操縦制御装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に鋭明する。

第 1図は本発明に係る災害救援ロボットの駆動機構を示す構成図であり、第 2 図〜第 4図は同ロボットの外観図である。このロボットはロボット本体 1 0の 4 隅にそれぞれ独立した駆動涯により旋面されるクロ一ラ 1 2 F (R) を備えている。各クローラ 1 2 F (R) のトラックフレーム 1 6は旋回軸 1 4を備え、これを中心にして 3 6 0度旋面できるようにロボット本体 1 0に取付けられている。この場合、ロボット本体 1 0の片側に位置する前後のクローラ 1 2 F、 1 2 Rは各最大旋面軌跡 C F， CRがオーバラッブしないように各旋面軸 1 4の閭隔を離してロボット本体 1 0に取付けられている。すなわち、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの旋面軸間距離 Lは、これらの最大旋面軌跡 C F, CRの半径の和より大きくなるように設定してある。そして、ロボット本体 1 0の重心 Gがこれらの最大旋面軌跡 C F, CRの中間を通るように設定し、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの接地位置が常に本体重心 Gより外側となるようにしてある。このため、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rはロボット本体 1 0の前後端寄りの位置に配置され、それらの旋面動作により、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの旋面先端をロボット本体 1 0 の前方および後方にそれぞれ延した最大伸張状態と、逆にそれらの旋面先端を本体重心側に向けた最小縮小状態を採り得るようになっている。

このようなロボット本体 1 0に取付けられたクローラ 1 2 F (R) の駆動機構を鋭明する。クロ一ラ 1 2 F (R) は、トラックフレーム 1 6 と、その一端側に配置された駆動用スプロケット 2 0と、他嬸側に配蠹されたアイドラ 2 1 と、両者の中間に配置された面転輪 2 2と、これらの周囲に卷き掛けられたゴムトラック 1 8によって構成されている。スブロケット 2 0の旋囬軸 1 4は、ロボット本体 1 0内に貫通しており、走行用モータ 2 6により减速機 2 8 とチューン 3 0を介して面転駆動される。そして、ゴムトラック 1 8がトラックフレーム 1 6の外周を面転するように駆動され、ロボットが走行する。

また、旋面軸 1 4は走行用の面転軸 2 4を内包するようにした円筒軸であって、ロボット本体 1 0の側面端部から軸受けを介して内部に貫通している。この旋面軸 1 4の外周面は歯車 3 2を面転自在に装着し、この歯車 3 2はトルクリミッタ 3 4を介して旋面軸 1 4と一体化されている。一方、ロボット本体 1 0内には前記歯車 3 2に面転駆動力を与える旋回用モータ 3 6および缄速機 3 8が設置され、その出力軸に取付けた駆動歯車 4 0 と前記歯車 3 2とを中間歯車 4 2を介して連結している。したがって、旋面用モータ 3 6の面転動力は、减速機 3 8、駆動歯車 4 0、中間歯車 4 2、歯車 3 2、トルクリミッタ 3 4を経て旋面軸 1 4に伝達され、クローラ 1 2 F ( R ) のトラックフレーム 1 6を旋面駆勤するようになっている。前記トルクリミッタ 3 4は、転落などによってクローラ 1 2 F ( R ) に強制的な旋回力が与えられたときに動力伝達経路を遮断するもので、旋面衝擎カによる過度のトルクが発生した場合に旋回軸 1 4に装着された歯車 3 2 との接合を解除するようになっている。

また、旋面軸 1 4にはロータリエンコーダ 4 4が取付けられ、旋面軸 1 4の面転位置ひいてはトラックフレーム 1 6の旋回角を検出するようにしている。これは特に前記トルクリミッタ 3 4からトラックフレーム 1 6に至る旋面伝達経路に設けるようにしている。

このような駆動機構は各クローラ 1 2 F ( R ) 独立して設けられ、単独で走行駆動と旋回動作をする。第 5図は、かかる σボットの操縦制御系統のブロック線図である。このロボットはリモコン送信機 4 6の操縦信号によつて遠隔操縦される。このため οボット本体 1 0にはリモコン受信機 4 8 と、制御装置 5 0が搭載されている。この制御装置 5 0は操縦信号を受けて燃料制御信号をヱンジン制御装置 5 2に出力し、エンジン 5 4を制御する。エンジン 5 4は走行用モータ 2 6 、旋面用モータ 3 6の動力源となる発電機 5 5を駆動している。また、制御装置 5 0は各モータ 2 6、 3 6の回転動力を調整するモータ駆動用電源装置 5 6、 5 8に制御信号を出力し、他方、各モータ 2 6、 3 6に付設した速度制御用ヱンコ —ダ 6 0、 6 2の計測信号を入力してフイードバック制御しており、前記操縦信号に基づく走行速度や旋回角度を設定している。また、制御装置 5 0は旋面軸 1 4の面転角を検出するェンコーダ 4 4の出力信号を直接取込むとともに、ロボット本体 1 0の傾きを検出する賴斜計 6 4の計測信号も入力するようにしている。このように構成された災害救援ロボットの作用は次のようになる。このロボットは、災害地で崖や陥没地による転落事故が予想される場合には、目視によらずに搭載した傾斜計 6 4の出力信号を利用して前進中のロボット本体 1 0の異常な傾斜を検出し、異常警報を発してオペレータに注意を喚起するとともに、前クローラ 1 2 Fが陥没地に転落してしまった場合でも姿勢を立て直して全体の転落事故を防ぐことができる。

即ち、第 6図（ a ) に示すように、転落事故が予想される地域では、前ク口— ラ 1 2 Fを旋面させてその先端がロボット本体 1 0の前方に位置するようにし、後クロ一ラ 1 2 Rは先端が本体 1 0の重心側に位置するような探査姿勢で走行させる。走行中に前クローラ 1 2 Fが逸朕すると、ロボット本体 1 0が前のめりに慷斜する（同図（ b ) ) 。この時点では傾斜の原因が陥没逸朕か、路面の凹凸によるものかは明らかでない。そこで、そのまま前進を链続すると、陥没逸朕であれば前クローラ 1 2 Fは完全に陥没地に転落し、ロボット本体 1 0の前部が陥没地手前の地面に着地する（同図（ c ) ) 。この状態では、前クローラ 1 2 Fが空転あるいは異常な軽負荷となるとともに、傾斜計 6 も異常な傾斜状態を示しているため、自動判定をすることができる。この時発せられる異常 ¾報を闉いたォペレータは、走行用モータ 2 6を逆転させて急制動をかけ、ロボット本体 1 0を停止させる。次いで、前クロ一ラ 1 2 Fを上向きに旋囬させて、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの旋面先端が接近した状態の基準姿勢に戻す（同図（ d ) ) 。前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの旋回軌跡は相互にオーバラップしないので、この旋面動作は容易にできる。この場合、陥没地点の手前が前方に傾斜していると本体重量の大半が前クローラ 1 2 Fに加わり、前クローラ 1 2 Fの前半分が陥没地に突出していると、荷重を支えるだけのグリッブカを発揮できない。そこで、前クロ —ラ 1 2 Fを更に旋面して口ボット本体 1 0の前部を持上げ、本体重心を後方に移動して後クローラ 1 2 Rに荷重を加えた状態にし、安定したグリップ力が得られるようにする（同図（ e ) ) 。そこで、十分に安全な地点へ後退した後（同図一 1 ϋ一

( f ) ) . 再度探査姿勢に戻してから、別の進路をとるようにすればよい。次に、この災害救援ロボットによる段差部を走行する越堤動作を第 7図を参照して説明する。

まず、第 7図（a ) に示すように探査姿勢で段差部に接岸すると、前クローラ 1 2 Fを上方に旋面させて先端を段差部頂上に掛ける（同図（b ) ) 。次いで前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rを下向きに旋回させることによりロボット本体 1 0を持上げ（同図（c ) ) 、ロボット本体 1 0の底部が段差の頂上より髙くなった時に旋面を停止し、そのまま前進する（同図（ d ) ) _β そして後クローラ 1 2 Rが段差傾斜面に到達した段階で、後クローラ 1 2 Rの後端を上向きに旋面させ、その先端部側を斜面に密着させつつ前進させる（同図（ e ) ) 。この段階では本体重心は段差上に充分侵入して安定しているので、後クローラ 1 2 Rを更に上向きに旋面させても、ロボット本体 1 0の胴体後部が地面に接触した状態で本体重量を支えるので、ロボツト本体 1 0が後方にずり落ちることはない（同図（ f ) ) 。そこで、上昇旋面を続けて原姿勢に復帰し（同図（g ) ) 、再び前進すればよい（同図（h ) ) 。

また、仮に転落事故が発生した場合、クローラ 1 2に大きな衝擊力が加わってこれを強制的に旋面させようとする。この旋面外力は、旋回軸 1 4を強制面転させようとして過大なトルクを生じるが、動力伝達系の途中にはトルクリミッタ 3 4が介在されているため、動力源に衝撃力は伝わらない。従って、旋回用モータ 3 6ゃ髙ギヤ比の伝達機構の破損を確実に防止できる。更に、旋面軸 1 4には旋面角度の検出用エンコーダ 4 4を取付けているので、クローラ 1 2 と動力源との間の伝達系が遮断されても、旋面角度を検出できるようになつている。このため、旋囬用モータ 3 6の面転角度とクローラ 1 2との対応関係に狂いが生じても、口ボットの制御系はクローラ 1 2の最新の旋面角をありのままに計測することができる。従って、不意の転落事故に遼遇してクローラ 1 2が予期せぬ角度に強制的に旋回させられても、その直後から直ちに運転制御を継続することができる。このように構成された災害救援ロボットは、上記動作の他に前後クローラ 1 2 F, 1 2 Rの旋面軸 1 4の間隔を大きくしているので、第 8図（a ) に示すように、ロボットの县さ及び髙さが最小の格納姿勢と、基準姿勢（同図（ b) ) と、渡渉姿勢（同図（ c ) ) と、急傾料登降姿勢（同図（d) ) 等の各種姿勢をとることができる。なお、急斜面の登降をより安全に行なうために、ロボット本体 1 0の前部または後部に卷取りゥィンチを設け、ワイヤローブの一端を樹木や岩石に卷き付け、他端を卷取りウィンチによって卷取り（登り）または卷戻し（降り ) して、登降を補助したり、落下を防止することもできる。

本発明に係る災害救援ロボットは、段差を乗越える能力が大幅に向上し、従来のものに比較して数倍の能力向上が得られるとともに、陥没地に還遇しても、耘落事故を囬避できるので、屋外の災害現場での救援资材の運搬が安全にできる。また、転落事故にあっても駆動機構の破損を防止し、簡単な補修によって復帰できるので、多くの救援资材を短時間で安全、確実に運搬することができる。

次に、本発明に係る操縦制御装置の第 1実施例について第 9図〜第 1 3図を参照して詳細に説明する。第 9図において、遠隔操縦する際の操縦器 7 1 は、 4つの面転角度検出器 7 2 a、 7 2 b. 7 2 c . 7 2 dを内蔵し、それぞれの面転軸にクロ一ラ姿勢操作用のつまみ 7 3 a、 7 3 b . 7 3 c、 7 3 dを取り付けている。 4つの面転角度検出器 7 2 a、 7 2 b、 7 2 c、 7 2 d は、オペレータが口ボット本体 1 0の 4つのクローラ 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c、 1 2 dの各旋回角度を手操作で遠隔操縦する際の各旋面角度の目標僂を設定するものである。 4つのつまみ 7 3 a、 7 3 b、 7 3 c、 7 3 dは、偏平な形状で、これらの县手方向の一端にマーク 7 4 a、 7 4 b、 7 4 c、 7 4 dを有しており、操縦器 7 1 の両側面に 2 力所づっ配置されている。オペレータは、操縦器 7 1の 4つのつまみ 7 3 a、 7 3 b , 7 3 c . 7 3 dを観察すれば、 4つのクロ一ラ 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c、 1 2 dの各旋面角度を直感的に把握することができるため、遠隔操縦の応答性が向上する。

I装置の第 1実施例の動作を鋭明する。 4つのクロ一ラ 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c. 1 2 dは、第 1 0図に示すように、各旋面用モータ 3 6 a、 3 6 b 、 3 6 c、 3 6 dによって 3 6 0度旋面する。これらの実際の旋面角度を検出するために、旋面角度検出器 44 a、 4 4 b、 4 4 c、 44 dが取付けられている。第 1 1図は本操縦制御装置に係る操縦器 7 1 と制御装置 8 2とロボット本体 1 0との相互接続を示す図である。操縦器 7 1の各つまみの面転に基づき各面転角度検出器 7 2 a、 7 2 b. 7 2 c、 7 2 dで発生した各クロ一ラの旋面角度目標値信号 7 5 a、 7 5 b. 7 5 c、 7 5 dが制御装置 8 2の入力信号となる。この制御装置 8 2は各旋回用モータ 3 6 a、 3 6 b. 3 6 c. 3 6 dに対して各旋回駆動用電圧信号 8 0 as 8 0 b. 8 0 c、 8 0 dを出力する。各旋面用モータの旋面角度は各旋面角度検出器 4 4 a、 4 4 b. 4 c. 4 4 dによって検出され、これら旋面角度信号 8 l a、 8 1 b、 8 1 c、 8 1 dは制御装置 8 2の入力信号となる。

これら 4つの操縦制御系統の中の任意の一つの系統について、第 1 2図のプロック線図を参照して説明する。同図において、回転角度検出器 7 2から発生したクローラの旋面角度目標値信号 7 5と、旋面角度検出器 4 4からフィ一ドバックされる旋面角度信号.8 1 との差が制御面路 8 8に入力される。制御回路 8 8は例えば P I D制御等を行なうアンプであって、その出力は旋回モータ 3 6を駆動するに足る電圧を発生するパワーァンプを内蔵している。

第 1 3図は、本操縦制御装置をマイコンを利用して操作した場合のフローチヤートである。先ず、ステップ 1 0 1では面転角度検出器 7 2から旋面角度目標値信号 7 5を入力する。この面転角度検出器 7 2が多面転のポテンショメータであるならば、その出力信号は電圧であり、 AZD変換器を用いて旋面目標値信号 7 5を入力する。また、面転角度検出器 7 2がィンクリメント形の 2相出力のパルスエンコーダであるならば、その出力信号は論理出力電圧（または電流）を持つシリアルなバルス信号であり、力ゥンタを用いて旋面目標値信号 7 5を入力する。さらに、面転角度検出器 7 2がアブソリュート形のパルスェンコーダであるならば、その出力信号は論理出力電圧（または電流）を持つパラレルなパルス信号であり、並列なペリフユラル入力を用いて旋面目標镀信号 7 5を入力する。これらの組合せは、前記囬転角度を検出できる機能を持つものであれば何であってもよい。次にステップ 1 0 2では、旋回角度検出器 4 4からクローラの実際の旋回角度をフィードバック信号 8 1 として入力する。この旋面角度検出器 4 4 と入力面路についても、前記面転角度検出器 7 2の場合と同様の組合せが可能である。次にステップ 1 0 3では、旋面角度目標値信号 7 5 とフィードバック信号 8 1 とを比較してその角度差を演算する。この角度差は、時計回りに計って 1 8 0度以内であるならば正、反時計面りに計って 1 8 0度未瀵であるならば負とする。ステツブ 1 0 4 は、操縦制御系に不感帯を設けたものである。角度差の絶対値か不感帯として設定した所定の数値よりも小さい場合には、ステップ 1 0 5へ進み、旋回用モータ 3 6へは何も出力しない。逆に大きい場合にはステップ 1 0 6へ進み、角度差の正負の値を調べる。角度差が正の値であればステツブ 1 0 7へ進み、旋回用モータ 3 6に正の電圧を供給して正転させる。逆に角度差が負の値であれぱステップ 1 0 8へ進み、旋面用モータ 3 6に負の電圧を供給して逆転させる。ステップ 1 0 9では、異常発生の信号を受けて継続とするか、又は終了の指令を受けて終了とするかを翻べる。 ί«続の場合はステップ 1 0 1 に戻って上記動作を操り返すが、終了の場合は本プログラムを終了する。

次に、前記操縦制御装置にパイラテラル制御手段を適用した第 2実施例について、第 1 4図、第 1 5図により鋭明する。尚、ロボット本体 1 0の構成は第 1 0 図と同じであり、鋭明を簡単にするため 4つの制御系統の中任意の一つの制御系統について以下鋭明する。

操縦器 9 1 の両側斜面には、第 1 4図に示すとおりク口ーラ姿勢操作用のつまみ 9 3が、面転角度検出器 9 2の軸を面転するように取り付けられている。この面転角度検出器 9 2 はギヤ 9 5、 9 7を介して小型モータ 9 6によって駆動される。つまみ 9 3の县手方向の一端にはマーク 9 4が記されている。そこで、第 1 5図のブロック線図も参照しつつ本実施例を説明する。操縦器 9 1 に內蔵された面転角度検出器 9 2により発生した出力信号 9 9は、制御装置 8 9においてロボット本体 1 0に內蔵された旋面角度検出器 4 4の旋面角度信号 8 1 と比較される。その差の信号は、ロボッ本体 1 0の旋面用モータ 3 6の制御回路 8 8と、操縦器 9 1の小型モータ 9 6の制御面路 9 8とにそれぞれ出力される。前者の制御回路 8 8では、面転角度検出器 9 2からの出力信号 9 9を旋面角度目標値信号として扱い、旋面角度検出器 4 4からの旋面角度信号 8 1をフィードバック信号として扱う。それ故、ロボット本体 1 0に取り付けられた旋面用モータ 3 6は、クローラを操縦器 9 1の面転角度検出器 9 2で設定された角度に向かせる力を発生する。逆に、後者の制御面路 9 8では、旋面角度検出器 4 4からの旋回角度信号 8 1を回転角度検出器 9 2の面転角度目標値信号として扱い、面転角度検出器 9 2からの出力信号 9 9をフィ一ドバック信号として扱う。それ故、操縦器 9 1 に取り付けられた小型モータ 9 6は、旋囿角度検出器 4 4の現在値から離れれば離れるほど、ロボット本体 1 0のクローラの姿勢の現在値に引き戻すような力を発生する。この第 2実施例においてマイコンを利用して操縦する場合のフローチヤ一トは、前記第 1 3図のフローチャートと互いに類似である。つまり、目標植信号とフィ一ドバック信号との関係が、制御回路 9 8の場合は制御回路 8 8の場合の丁度逆になることを配慮すれば、第 1 3図で説明した制御面路 8 8の場合のフ口一チャートと同じとなる。即ち、ロボット本体 1 0の旋面用モータ 3 6が軽負荷状態であって、操縦器 9 1のつまみ 9 3を面すと旋面用モータ 3 6がこれにに従って直ちに面転する場合には、操縦器 9 1の小型モータ 9 6がつまみ 9 3をクローラの角度の現在値に向けて逆面転させる力も弱まる。逆に、旋面用モータ 3 6が重負荷状態であって、操縦器 9 1 のつまみ 9 3を回しても旋面用モータ 3 6 がこれに従って面転し難い場合には、操縦器 9 1の小型モータ 9 6がつまみ 9 3 をクローラの角度の現在値に向けて逆面転させる力も強まり、オペレータは力を入れて該つまみ 9 3を面す必要がある。即ち、前記操縦制御装置にバイラテラル制御手段を適用したことによって、操縦器 9 1 のつまみ 9 3の面転角度からロボット本体 1 0のクローラの姿勢を直感できるとともに、クローラの負荷状況もつまみ 9 3を面す時の旋面抵抗として体感できる。尚、第 1 5図で説明したバイラテラル方式は学会等では対称型として公知のものであるが、その他のバイラテラル制御方式である力帰還型ゃィンビーダンス型等を上記実施例の対称型に置換して、本操縦制御装置を構成することもできる。

このように、災害救援ロボットが崖や斜面で滑ったり、または石や木などにつまずいてその姿勢を崩した場合、垓ロボットの姿勢を応答性よく把握することができ、その運行を確実かつ安全に行うことができる。

次に、本発明に係る操縦制御装置の第 3実施例について、第 1 6図、第 1 7図を中心として詳細に説明する。但し、災害救援ロボットの旋面および走行の駆動機構は、前記第 1図乃至第 8図に示したものと同じである。

( 1 ) 探査姿勢処理

災害救援ロボットが崖等がある陥没地帯を走行しており、オペレータが万一の転落に備えて転落防止の準備をすべきであると判断したならば、リモコン送信機 4 6 . に付設された図示しない「転落防止用スィッチ」が投入される。この時点で第 1 6図に示す処理がスタートされる。先ず、ロボット本体 1 0の前後クローラ 1 2 F , 1 2 Rの旋回角度が旋回モータ駆動用電源装置 5 8により制御され、第 1 7図（ a ) に示すように前クローラ 1 2 Fがロボット本体】 0の前方に伸張された旋面角度 1 にされるとともに、後クローラ 1 2 Rは本体重心 G方向に伸張された旋面角度 2 にされる。こうした旋面姿勢を探査姿勢と称する（ステツプ 2 0 1 ) 。なお、前後クローラ 1 2 F、 1 2 Rの县手方向が水平線 H Lと平行で、かつこれらの先端 1 2 a、 1 2 aがそれぞれ本体重心 G側に向いている状態のときの旋 E角度 /9を零としている。このときの旋面姿勢を基準姿勢と称する。かかる探査姿勢でロボットは前進走行されるが、制御装置 5 0は平坦な路面を走行している間、前クローラ 1 2 Fの速度制御系の偏差および傾斜計 6 4の出力をサンプリングして、前クローラ 1 2 Fにかかる負荷およびロボット本体 1 0の前後方向の慷斜角度を取り込む。

ここで、前クローラ 1 2 Fの速度制御系の偏差から前クローラ 1 2 Fにかかる一 1 b 一負荷を検出する原理について説明する。

第 1 6図に示す処理がスタートされた時点で、前クロ一ラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6の速度制御系の制御ループにおけるゲインが著しく低い値に設定される。この場合、具体的には、走行用モータ 2 6の制御ループの比例ゲインゃ積分ゲインを低く調整したり、走行モータ駆動用サーボ電源装置 5 6 の電流制限やトルク制限を設けて一定植以上の面転トルクを発生できないようにすること等が考えられる。ただし、後クローラ 1 2 Rの走行モータ 2 6の制御ループゲインは、後クローラ 1 2 Rにかかる負荷に関係なく制御装置 5 0から与えられる目標速度となるのに十分な値に設定される。これにより、走行制御は主に後クローラ 1 2 Rの走行モータ 2 6の駆動力によつて行われ、前クロ一ラ 1 2 Fの走行モータ 2 6 は、例えば減速機 2 8のメカロス分を補僙する程度のトルクのみを出力することになる。言い替えれば、前クローラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6が目標速度に応じた速度で面転するのは、主に前クロ一ラ 1 2 Fが地面に接地しており、後クロ一ラ 1 2 Rの走行モータ 2 6の ¾動力によつてロボット本体 1 0が推進され、これにより前クローラ 1 2 Fが地面との摩擦によって強制的に駆動され、前クローラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6が強制的に面されているという場合である。このため、走行中において、前クローラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6の面転を検出する速度制御用エンコーダ 6 0を監視していれば、前クローラ 1 2 Fが接地しているか否かが判定できる。すなわち、速度制御系に対する目標速度指令に速度制御用ェンコーダ 6 0の検出囬転速度が十分に追従しているならば、前クローラ 1 2 Fは地面との間に十分な摩擦力を維持していることがわかる。

逆に、たとえば前クローラ 1 2 Fの一方が崖や陥没地にさしかかり、他の 3つのクローラで姿勢の崩れはくい止めながらも、前クローラ 1 2 Fの一方が宙に淳いて十分に口ボット重量を支えられなくなったとき、この前クローラ 1 2 Fの一方は地面との間の摩擦力を失い、地面から駆動されなくなる。しかして、走行用モータ 2 6の面転速度は制御ループゲインが低く設定されているので、検出面転速度は、目標速度指令値に比べ正または負の大きな回転数偏差を持ってしまう（ここで、モータパワーがメ力ロスよりも弱ければ検出面転数は目標速度指令値よりも低下する。逆にモータパワーがメカロスよりも強ければ地面というブレーキを失った状態になり検出面転数は目標速度指令植よりも上昇する）。このように、前クローラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6の速度制御系の制御ループゲインを下げることにより、前クローラ 1 2 Fの路面との接地状態に応じて速度制御系の偏差が大きく変化するので、この偏差の大きさを監視することにより逆に前クローラ 1 2 Fの路面との接地状態、つまり前クロ一ラ 1 2 Fにかかる負荷が検出され、これにより前クローラ 1 2 Fが崖等にさしかかったか否かが判定される。

さて、ロボットが崖等にさしかかったとき、前クローラ 1 2 F全体が地面から逸朕して前傾することがある。かかる状態はロボット本体 1 0の慷斜を検出する慷斜計 6 4の出力を監視することで判断することができる。しかし、ロボットが崖等にさしかかったときロボット本体 1 0が必ずしも傾斜しない場合がある。すなわち、上述するように、前クロ一ラ 1 2 Fの一方（たとえば左側）が地面から逸朕して他の 3クローラで姿勢の崩れをくい止めている場合である。このときは、当該左前クローラ 1 2 Fの速度制御系の偏差を監視することにより左前クローラ 1 2 Fが崖等にさしかかったことが検出される。このように慷斜計 6 4 の出力以外に前クローラ 1 2 Fの左右速度制御系の偏差を監視するようにしているためにロボット本体 1 0の前傾が明確に検出されない場合でも、ロボットが崖等にさしかかったことを正確に検出することができる。

制御装置 5 0でサンプリングされた傾斜計 6 4の出力および速度制御系の偏差に基づき所定の演算処理がなされ、ロボットが崖等にさしかかり前クローラ 1 2 Fが地面から逸朕したことを判定するための慷斜角度のしきい値？ J 0 および前クローラ負荷 Tのしきい値 T O がそれぞれ求められ、所定のメモリに記憶される。なお、上記しきい値は、一定期閽の平均値を算出することにより求めたり、一定期間の分散や標準偏差を算出することにより求める（ステップ 2 0 2 ) 。

( 2 ) 朕輪検出処理

以後、制御装置 5 0は前クローラ 1 2 Fの負荷 Tが上記しきい値 T O 以下であるか否かを判定するとともに（ステップ 2 0 3 ) 、傾斜計 6 4の検出角度が上記しきぃ植 0 以上であるか否かを判定する（ステップ 2 0 4 ) 。

この結果、左右前ク α—ラ 1 2 Fのうち少なくとも一方のクローラの負荷丁がしきい値 T O 以下であると判定された場合、または慷斜計 6 4の検出傾斜角度がしきい値以上であると判定された場合には、ロボットが転落する虞があるものと判断して、つぎのステップ 2 0 5に移行される。

すなわち、第 1 7図（b ) に示すように前クローラ 1 2 Fにしきい値 T O よりも大きい負荷がかかっている場合でも、傾斜角度^がしきい値以上であれば、口ボットが転落する恐れがあるものと判断する。また、傾斜角度がしきい値 0 よりも小さい場合でも左右前クローラ 1 2 Fのいずれか一方にかかる負荷 Tがしきい値 TO 以下である場合にはロボットが転落する恐れがあると判断する。この場合は、上述するように左右前クローラ 1 2 Fの一方が朕輪して他の 3クロ一ラで姿勢の崩れをくい止めている状態を意味している。

さらに、前クローラ 1 2 F全体が朕輪してしまい、傾斜計 6 4の検出値がしきい値 0 以上になるとともに、負荷 Tがしきい値 T O 以下になる場合がある（同図（ c ) 参照）。しかし、口ボットとしては前クローラ 1 2 Fが前方に伸張された探査姿勢にあるので、仮に前クローラ 1 2 Fのみが崖等の傾斜面に脱輪してもロボット本体 1 0の腹が傾斜手前に引つかかり、本体重心 Gが傾斜面手前にあるので、容易には転落しないこととなる。

( 3 ) 着地判定処理

この時点では、まだ前方の陥没はロボットが前進して着地できるような浅いくぼみであるか、それとも前進することにより転落してしまう深い崖なのかがわからない。そこで、これ以上の転落の危険を面避すべく、ロボットを減速させるための面転指令が走行モータ駆動用電源装置 5 6に出力され、走行用モータ 2 6 駆動制御される。この結果、ロボットは減速される。これと同時に前クローラ 1 2 Fを直立させ先端 1 2 aを鉛直下方に位置させるための旋面指令が旋面用モ— タ駆動用電源装置 5 8に出力され、旋面用モータ 3 6が駆動制御される。この結 1 果、第 1 7図（d ) の矢印 Dに示すように前クローラ 1 2 Fが本体重心 G側に所定角度旋面され、前クローラ 1 2 Fの县手方向が鉛直方向となる直立姿勢にされる（ステップ 2 0 5 ) 。

次に、微速度で所定距離だけ前進走行する処理と微速度で所定距離だけ後退走行する処理とが連続して行われるよう走行用モータ 2 6が駆動制御される。かかる微速度前進と微速度後退の連続処理は 1面以上緣り返し行われる（ステップ 2 0 6 ) 。かかる処理が実行されている間、左右前クロ一ラ 1 2 Fの負荷 Tがそれぞれしきい植 T O よりも大きいか否かの判定を行なう（ステップ 2 0 7 ) 。この結果、左右前クローラ 1 2 Fの負荷 Tがしきい値 T O よりも大きいと判定されたならば、左右前クローラ 1 2 Fを直立させた姿勢で接地される程度の浅いくぼみか低い崖であるとして、第 1 7図（ f ) に示すように前進して着地可能と判断される。そして手 KIはステップ 2 0 8に移行される。

一方、左右前クローラ 1 2 Fのいずれか一方の負荷 Tがしきい値 T O 以下である場合には、左右前クローラ 1 2 Fを直立させても両輪が接地されることがない深いくぼみか高い崖であるとして、第 1 7図（ e ) に示すように前進したら落すると判断される。そして手噸はステップ 2 0 9に移行される。

( 4 ) 着地処理。

ステップ 2 0 8では、まず後クローラ 1 2 Rにエンジンブレーキをかけるための指令が走行モータ駆動用電源装置 5 6に出力されて、後クローラ 1 2 Rの走行用モータ 2 6がオフされる。これと同時に前クローラ 1 2 Fにより微速度前進走行させるための指令が出力される。このため、ロボットは後クローラ 1 2 Rにェンジンブレーキがかかった状態で微速度前進される。一方、この前進走行の際、第 1 7図（ f ) の矢印 Fに示すように前クローラ 1 2 Fが直立姿勢からさらに本体重心 G側に徐々に旋回されるよう旋面用モータ 3 6が駆動制御される。このため、ロボットとしては、口ボット本体 1 0が異常に前傾することなく安定した姿勢で降下し、安全に着地することができる（ステップ 2 0 8 ) 。

( 5 ) 転落囬避処理一方、ステップ 2 0 9では、まずロボットが停止されるよう走行用モータ 2 6 が駆動制御され、一旦停止される。つぎに、ロボットが後退走行されるよう走行用モータ 2 6が駆動制御され、ロボットが後退走行される。この後退走行と同時に、第 1 7図（g ) の矢印 Eに示すようにロボット本体 1 0の前方に伸張されている前クロ一ラ 1 2 Fの先端 1 2 aがロボット本体 1 0の上方を介して本体重心 G側に徐々に位置されるよう前クローラ 1 2 Fの旋面角度が制御され、やがて前クローラ 1 2 Fの旋面角度 6は零とされる。すなわち前クローラ 1 2 Fは基準姿勢にされる。かかる処理が行われることにより前クローラ 1 2 Fとしては崖等の傾斜面に突出された状態から傾斜面手前の地面に接地された状態に復帰され、転落が面避される。そして傾斜面手前の地面に前ク口ーラ 1 2 Fが接地された時点で、ロボットは停止されるように走行用モータ 2 6が駆動制御される。

なお、ステップ 2 0 9の処理に移行された時点で、オペレータに注意を喚起すベく、警報信号をリモコン受信機 4 8を介してリモコン送信機 4 6 に送出してこの送信機 4 6に設けられた図示せぬブザーを鳴動させたり、ランプを点灯させたりするようにしてもよい。

前クローラ 1 2 Fが傾斜面の手前の地面に接地され、ロボットが停止されたならば、あとはオペレータによる手動制御に切り替えられる。オペレータとしては崖の髙さを自ら鑭査する等して、リモコン手動操作で降下可能か、別の経路を選択すべきか、あるいは、ロボット本体 1 0に取付けられた図示せぬ急斜面昇降用卷取りウインチを利用してでもその進路を強行突破すべきかどうかを判断して、この判断に応じてリモコン送信機 4 6を操作してロボットを安全走行させる。以上説明したように本実施例によれば、口ボット本体 1 0の傾斜角度と前ク口ーラ 1 2 Fにかかる負荷に基づいてロボットが転落する恐れがあることが自動的かつ正確に判定されるとともに、転落が面避されるようロボットの走行、クローラの旋面が自動的かつ確実に制御される。このため、オペレータの監視能力および手動操作能力によらずに自動的かつ確実にロボットの転落事故が回避される。さらにオペレータとしては従来に比べてロボッ卜の監視、操作に注意を払わなくてもよくなり、オペレータの疲労が軽減される。このため疲労によるオペレータの転落等の事故が防止され、オペレータの安全が確保される。

なお、本実施例では、ロボッ卜が転落する恐れがあると判定された後に、さらに前方が前進できる低い崖等であるか、または前進したら転落してしまう高い崖等であるかを判定するようにしているが、かかる判定処理は場合によっては省略することも可能である。すなわち、転落する虞があると判定された時点で一義的に車両を第 1 7図（ f ) に示す状態に復帰させ、あとはオペレータの手動操作に委ねるようにしてもよい。また、転落面避動作を、ロボットを後退させつつ、前方に伸張させた前クロ一ラ 1 2 Fの前部を後方に旋面させるようにしている力;、かかる動作は一例であり、旋面の自由度が 3 6 0 ' と大きく、任意の旋面姿勢をとることができるクローラの特性を利用して、転落面避が確実に行われるのであれば旋囬動作の態様は任意である。

また、本実旃例では、前クローラ 1 2 Fにかかる負荷を、前クロ一ラ 1 2 F © 走行用モータ 2 6の速度制御系の制御ループゲインを低下させて、この速度制御系の偏差に基づき検出するようにしているが、走行モータが D Cモータてあれば電機子電流、 A Cサ一ボモータなら A Cサ一ボアンブの出力信号に基づき検出することも可能である。また、前クローラ 1 2 Fにかかるトルクをトルクセンサて直接検出することも可能である。さらに、前クローラ 1 2 Fの走行用モータ 2 6 の電流を切り、前クローラ 1 2 Fの連れ面りによってこのモータ 2 6が面されるか否かにより負荷を検出することも可能である。この場合、負荷の大きさは速度制御用エンコーダ 6 0により検出される。

Claims

請求の範囲

1 . 左右一対のクローラがロボット本体の前側および後側に設けられ、各クローラのスプロケットがそれぞれ独立して駆動制御されて走行するロボットにおいて、前記各クローラのトラックフレームを旋面軸を介して口ボット本体に対し旋回自在に取り付けるとともに、前後ク口一ラの旋面軸間距離を各最大旋面円軌跡が干渉しない距離に設定し、かつ前後ク口一ラの旋面軸間距離の中間位置に口ボット本体の重心を設定したことを特徵とする災害救援ロボット。

2 . 前記クローラののトラックフレームの旋回動力伝達系の途中にトルクリミッタを配置し、トラックフレーム側からの旋回反力が設定値以上のときにトルク伝達を遮断可能としたことを特徵とする請求の範囲 1に記載の災害救援ロボット。

3 . 前記トルクリミッタからトラックフレームまでの旋面動力伝達系に、旋面角度を検出するセンサーを取付けたことを特徵とする請求の範囲 2に記載の災害救援ロボット。

4 . 左右一対のクローラがロボット本体の前側および後側に設けられ、各クローラのスプロケットがそれぞれ独立して駆動制御されて走行するロボッ卜において、前記ロボットの操縦器は各クローラのトラックフレーム姿勢操作用の 4つの面転角度検出器とそれぞれの面転軸につまみを備え、これら 4つのつまみの配置を前記各クローラのラックフレームと相似な立体的配置にすると共に、前記各クローラのトラックフレームの旋面用モータは、前記 4つの回転角度検出器からの面転角度信号を旋面角度目標値信号とし、かつ前記各旋回用モータに付設された旋面角度検出器からのフィ一ドバック信号との差を演算 · 出力する制御回路により制御するものであることを特徵とする災害救援ロボットの操縦制御装置。

5 . 前記操縦器に備えられた各クローラのトラックフレーム姿勢操作用の 4つの面転角度検出器は、それぞれ付設されたモータで駆動すると共に、これら 4つのモータは、前記各旋面角度検出器からの旋面角度信号を面転角度目標値信号とし、かつ前記 4つの面転角度検出器からのフィ一ドバック信号との差を演算 · 出力する制御回路によりバイラテラル制御するものであることを特徴とする請求の範囲 4に記載の災害救援ロボットの操縦制御装置。

6 . 左右一対のクローラがロボット本体の前側および後側に設けられ、各クロ一ラのスプロケッ卜がそれぞれ独立して駆勖制御されて走行するロボットにおいて、前記ロボット本体の前クローラと後クローラとが干渉しないように各クローラのトラックフレームを旋回軸を介してロボット本体の前後方向に旋面自在に配設するとともに、前記ロボット本体の前傾角度を検出する慷斜検出手段と、前記前クローラにかかる負荷を左右クローラごとに検出する食荷検出手段と、前記傾斜検出手段により前記ロボット本体が所定角度以上前傾したことが検出された場合、または前記負荷検出手段により左右クローラのうち少なくとも一方のクローラの負荷が所定値以下になったことが検出された塲合に、前記ロボット本体が転落しないように前記旋面軸を駆動制御すると共に、前記スブロケットを駆動制御する駆動制御手段とを備えたことを特徴とする災害救援ロボットの操縦制御装置。

7 . 前記ロボットは、前記ロボット本体の前クローラがロボット本体の前方に伸張された旋面姿勢で前進走行され、前記駆動制御手段は、前記傾斜検出手段により前記ロボット本体が所定角度以上前傾したことが検出された場合、または前記食荷検出手段により左右クローラのうち少なくとも一方のクローラの負荷が所定植以下になったことが検出された場合に、前記ロボットを後退させつつ前記ロボット本体の前クローラの前部がロボット本体前方からその上方を介して後方に旋面するように駆動制御するものであることを特徴とする請求の範囲 6に記載の災害救援ロボットの操縦制御装置。 — 6 4 ~

8 . 前記口ボットは、前記口ボット本体の前クローラが口ボット本体の前方に伸張された旋面姿勢で前進走行され、前記駆動制御手段は、前記傾斜検出手段により前記ロボット本体が所定角度以上前傾したことが検出された場合、または前記負荷検出手段により左右クローラのうち少なくとも一方のクロ一ラの負荷が所定値以下になったことが検出された場合に、前記ロボット本体の前クロ一ラの前部を下方に旋面させて直立した旋面姿勢にし、この直立した旋面姿勢で微速度前進および微速度後退を緣り返し行い、この間前記負荷検出手段の検出値が所定値以下になったか否かを判定して、この結果、前記負荷検出手段の検出値が所定値よりも大きいと判定された場合に前記ロボットを前進させると共に、前記負荷検出手段の検出値が所定値以下であると判定された場合には、前記ロボットを後退させつつ前記ロボット本体の前クローラの前部がロボット本体前方からその上方を介して後方に旋面するように駆動制御するものであることを特徴とする請求の範囲 6に記載の災害救援ロボットの操縦制御装置。

9 . 前記ロボット本体の前クロ一ラのスブロケットを駆動するモータは、目標速度と現在の速度との俸差に応じた駆動指令が加えられて速度制御されるものであり、前記負荷検出手段は、前記モータの速度制御系におけるゲインを予め所定の値に設定しておくことにより、前記目標速度と現在の速度との偏差の大きさに応じて前記ロボット本体の前クロ一ラの負荷を検出するものであることを特徴とする請求の範囲 6に記載の災害救援ロボットの操縦制御装置。