ロボットおよびロボットの制御方法
【課題】ドアを開けて出入口を通過することができるロボットおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】制御手段は、次の工程を順に実行する。係合部３０をドア取手１０１に係合させた状態で、走行体１０の後退とロボットアーム２０によるドア引き寄せ制御を実行し、ドア１００を開く。この際、ドアの手先側の側縁１００ｂがドアの回動中心と走行体１０のドア側の側面の前端部１０ｘとを結ぶ線を通過する。図３（Ｂ）〜（Ｄ）参照。次に、係合部３０のドア取手１０１に対する係合状態を維持しながら、走行体１０の旋回と前進を実行することにより、走行体１０の前端部１０ｘを、ドア１００の回動軌跡と干渉する領域に位置させる。図３（Ｅ）参照。次に、係合部３０のドア取手１０１に対する係合状態を解除する。図３（Ｆ）参照。次に、走行体１０を前進させて出入口２０１を通過させる。図３（Ｉ），（Ｊ）参照。
【解決手段】制御手段は、次の工程を順に実行する。係合部３０をドア取手１０１に係合させた状態で、走行体１０の後退とロボットアーム２０によるドア引き寄せ制御を実行し、ドア１００を開く。この際、ドアの手先側の側縁１００ｂがドアの回動中心と走行体１０のドア側の側面の前端部１０ｘとを結ぶ線を通過する。図３（Ｂ）〜（Ｄ）参照。次に、係合部３０のドア取手１０１に対する係合状態を維持しながら、走行体１０の旋回と前進を実行することにより、走行体１０の前端部１０ｘを、ドア１００の回動軌跡と干渉する領域に位置させる。図３（Ｅ）参照。次に、係合部３０のドア取手１０１に対する係合状態を解除する。図３（Ｆ）参照。次に、走行体１０を前進させて出入口２０１を通過させる。図３（Ｉ），（Ｊ）参照。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアを開いて出入口を通過することができるロボットおよびロボット制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建造物内で事故が発生し、有毒ガスが充満しているような環境で、ロボットにより探査を行う場合、ドアを開けて部屋に入ることが求められることがある。
【０００３】
特許文献１のロボットは、走行体と、走行体に設けられたロボットアームと、ロボットアームの先端に設けたノブ回しモジュール（係合部）を備え、このノブ回しモジュールでドアのノブ（取手）を掴んで回すことによりドアのラッチ状態を解除し、ノブ回しモジュールに装備された固定手段でドア面を固定した状態で、ドアを手前に引いて開けることができるようになっている。
【特許文献１】特許３６４５４６０号公報（段落０２２９〜０２５０、図３１〜図３４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１では、ドアを開いた後、どのようにしてロボットを通過させるのか、具体的な制御は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部とを備えたロボットを、ドア通り抜けのために制御する方法であって、
（ア）ドア閉じ状態において上記係合部をドア取手に係合させる第１工程と、
（イ）上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる第２工程と、
（ウ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる第３工程と、
（エ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、第５工程での走行体前進時にドアと干渉しない位置まで退避させる第４工程と、
（オ）上記走行体を前進させて出入口を通過させる第５工程と、
を順に実行することを特徴とする。
【０００６】
上記方法によれば、ドア取手への係合部の係合、係合解除と、走行体のドア回動軌跡への干渉の制御を組み合わせることにより、ロボットがドアを開けて出入口を通過させるまでを円滑に行うことができる。
【０００７】
好ましくは、上記第３工程において、上記走行体を、上記ドアの手先側の側縁を回り込むように超信地旋回させることにより、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの開閉軌跡と干渉させる。
これによれば、簡単な制御により走行体のドアとの干渉制御を行うことができる。
【０００８】
好ましくは、上記第４工程において、上記ロボットアームを水平回動させることによりドアと干渉しない位置まで退避させる。
これによれば、簡単な制御でロボットアームの退避制御を行うことができる。
【０００９】
好ましくは、上記ロボットアームの水平回動をさらに続けて上記係合部を上記ドアの出入口側の側面またはその近傍へ移動させ、その後、走行体の旋回とロボットアームのさらなる水平回動の少なくとも一方を実行することにより、上記係合部でドアを押してドアの開き角度を増大させる。
これによれば、走行体の通り抜けをより一層円滑に行うことができる。
【００１０】
好ましくは、上記係合部によるドアの押し開き後、上記第５の工程の前または途中で、上記ロボットアームをクローラ幅内に収めるように水平回動させる。
この特徴は、後述する第２実施形態に対応するものであり、これによれば、ロボットアームがドアに接しない状態で走行体を出入口に向かって前進させることができる。
【００１１】
好ましくは、上記第２工程において、上記係合部をドアに対して垂直に維持するように、上記走行体とロボットアームを制御する。
これによれば、係合部をドアに垂直に維持しながらドアを開くので、係合部とドア取手の係合状態を確実に維持することができる。
なお、本願において「垂直」の語は、高精度で垂直な場合のみならず、比較的広い許容範囲をもって垂直である場合も含む。
【００１２】
好ましくは、上記第１工程において、走行体の中心軸線をドアおよび壁と垂直にした状態で係合部をドアと垂直にしてドア取手に係合させる。
これによれば、比較的簡単に係合部をドア取手に係合させることができる。
【００１３】
好ましくは、上記第２工程で走行体を壁に対して傾斜させる。
これによれば、ロボットアームを過剰に長くすることなく、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させることができる。
【００１４】
好ましくは、上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、壁に対する傾斜を増大させるようにしてドアの手先側の側縁の円弧軌跡の外側を回る湾曲軌跡に沿って後退させ、かつ上記ロボットアームのドア引き寄せ制御を実行することにより、上記走行体のドア側の側面の前端部をドアの手先側の側縁の近傍に位置させ、上記第２工程の第２段階で、上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御を実行することにより、ドアの手先側の側縁がドアの回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を通過するように、ドアをさらに開く。
この特徴は後述の第１実施形態に対応するものであり、これによれば走行体の移動軌跡が比較的狭くて済む。すなわち、ドア手前側のスペースが比較的狭い場合でも、ロボットがドアを開いて出入口を通過できる。
【００１５】
好ましくは、上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、上記走行体の前後方向の中心軸線をドアに対して垂直に維持しながら、ドアの手先側の側縁の円弧軌跡から徐々に遠ざかるような湾曲した軌跡を描くようにして、後退させる。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、狭い移動軌跡での走行体の具体的制御を提示する。しかも、第２段階でのロボットアームによるドア引き寄せ制御を始める段階で、走行体がドアと垂直をなしているので、ドアの手先側先端が走行体のドア側の側面の前端部を円滑に通過することができる。
【００１６】
好ましくは、上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、上記第２工程の第１段階で、上記第２水平アーム部をドアに対して垂直に維持しながら第１水平アーム部を走行体に対して水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行し、上記第２工程の第２段階で、上記第１水平アーム部を水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行する。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、走行体の狭い移動スペースにおいて、係合部によるドア取手係合を安定して維持しながら、ドア開きを行うことができる。また、アーム部は高強度を要求されない。
【００１７】
好ましくは、上記第２工程の上記第１、第２段階において、上記第１水平アーム部に対して上記第２水平アーム部をフリーにした状態で、第１水平アーム部を水平回動することにより、上記ドア引き寄せ制御を実行する。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、これによれば、第１水平アーム部の回動制御だけでロボットアームのドア引き寄せ制御を行うことができるので、制御を簡単にすることができる。
【００１８】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、上記第２工程の第１段階では、上記第１、第２水平アーム部を真直状態に維持するとともにドアに対して垂直に維持しながら、上記走行体を、ドア回動中心を中心とした第１円弧に沿って後退させつつ旋回させ、上記第２工程の第２段階では、第２アーム部の回動中心を中心とする第２円弧に沿って前進させつつ旋回させるとともに、上記第２アーム部をドアに対して垂直に維持するように上記第１アーム部を水平回動させる。
この特徴は第２実施形態に対応するものであり、走行体を円弧に沿って移動させるので、制御が比較的簡単である。
【００１９】
好ましくは、上記走行体には距離計と制御手段が装備され、上記制御手段は、上記距離計によりドアおよびその近傍の壁までの距離を水平方向に所定角度範囲にわたって計測させ、この計測距離データから、壁に対するドアの位置および壁およびドアに対する走行体の位置および向きを演算し、この演算結果をフィードバックしながら少なくとも上記第２、第３の工程を実行する。
これによれば、壁およびドアに対する現在の走行体の位置および向きに応じた制御を実行することができ、確実にロボットがドアを開き出入口を通過することができる。
【００２０】
好ましくは、上記第１、第２工程間において、上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記走行体の後退または上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御の少なくとも一方を実行することにより、ドアを少し開き、この状態での上記距離計による計測距離データから、上記制御手段はドアおよび壁を認識する。
これによれば、ドアを認識してから本格的なドア開き制御を実行するので、ドア開き制御を円滑に行うことができる。
【００２１】
好ましくは、上記制御手段は、ドアが閉じた状態での上記距離計による計測距離データを得、この計測距離データと上記のドアを少し開けた状態での計測距離データの比較により、上記ドアおよび壁を認識する。
これによれば、ドア閉じ状態とドアが少し開いた状態での計測距離データを比較することにより、ドアおよび壁を正確に認識することができる。
【００２２】
本発明の他の態様は、ドアを開き、ドアによって閉じられていた出入口を通過するロボットであって、走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部と、上記走行体、ロボットアームおよび係合部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段が、
（ア）上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる工程と、
（イ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる工程と、
（ウ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、上記走行体が出入口に向かって前進する際に、ドアと干渉しない位置まで退避させる工程と、
を順に実行する。
【００２３】
上記構成によれば、走行体のドア回動軌跡への干渉の制御とドア取手に対する係合部の係合解除とを組み合わせることにより、ロボットがドアを開けて出入口を通過させるまでを円滑に行うことができる。
上記ロボットの制御手段は、上述した方法の種々の工程を実行することもできる。
【００２４】
好ましくは、上記ロボットアームが、複数のアーム部により構成され、これらアーム部はそれぞれ関節およびリンクを有している。
さらに好ましくは、上記ロボットアームが、上記走行体に支持された垂直アーム部と、この垂直アーム部の先端に連結され、垂直アーム部に対して水平回動可能または垂直アーム部とともに走行体に対して水平回動可能に連結された水平アーム部とを備え、水平アーム部の先端に、上記係合部が連結されている。
さらに好ましくは、上記係合部が上記水平アーム部のリンク軸に対して回動可能である。これによれば、ドア取手を回してドアのラッチ状態を解除することができる。
さらに好ましくは、上記垂直アーム部が垂直軸線を中心に回動することにより、上記水平アーム部が水平回動するようになっており、上記水平アーム部は垂直アーム部に対して上下方向に首振り可能である。
これによれば、ドア取手の高さの変化に対応して係合部をドア取手に確実に係合させることができる。この構成の代わりに、垂直アーム部を上下方向に移動可能（伸縮可能）にして、水平アーム部を垂直アーム部に対して水平回動させるようにしても、同様の作用効果が得られる。
さらに好ましくは、上記水平アーム部が、上記垂直アーム部に連結された第１水平アーム部と、この第１水平アーム部の先端に水平回動可能に連結された第２水平アーム部を有し、この第２水平アーム部の先端に上記係合部が連結されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ロボットがドアを開けて出入口を通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係わるロボットの第１実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１、図２に示すようにロボットＡは、クローラ１０（走行体）と、このクローラ１０に装備されたロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の先端に設けられたロボットハンドとしての係合部３０とを備えている。
【００２７】
上記クローラ１０は本体１１とその左右に設けられたベルト駆動式の走行部１２とを有しており、左右幅寸法より前後方向の寸法が長い形状をなしている。これら左右の走行部１２は独立したモータ等の駆動手段により駆動されるようになっているため、クローラ１０は単なる前進、後退のみならず、方向を変えながらの前進、後退、超信地旋回（位置を殆ど変えずにその場で向きを変える）等を行うことができる。
【００２８】
上記ロボットアーム２０は、上記クローラ１０の本体１１に垂直に起立した状態で設けられた垂直アーム部２１と、この垂直アーム部２１の上端からほぼ水平に延びる第１水平アーム部２２と、この第１水平アーム部２２の先端から水平に延び第１水平アーム部２２と同一平面に配置された第２水平アーム部２３（先端側水平アーム部）とを有している。 この第２水平アーム部２３の先端に上記係合部３０が設けられている。上記第１水平アーム部２２の回動中心となる上記垂直アーム部２１は、クローラ１０の前後方向に延びる中心軸線Ｙ１上に位置しており、より好ましくは、クローラ１０の中心に位置している。
各アーム部２１〜２３は、少なくとも1つの関節とリンクより構成されている。以下では、各アーム部２１〜２３は、走行体に近い側にある関節とそれに繋がるリンクで構成されているとする。
【００２９】
上記クローラ１０の本体１１には、上記垂直アーム部２１を垂直軸線を中心にして回動させるモータ等の回動手段（図示しない）が設けられている。この垂直アーム部２１の回動により、上記第１水平アーム部２２が水平回動するようになっている。
【００３０】
上記第１水平アーム部２２の関節には、第１水平アーム部２２を上下方向に回動させる回動手段（図示しない）が設けられている。この第１水平アーム部２２の回動により、上記係合部３０の高さを変更できるようになっている。なお、この上下回動範囲は狭くてもよい。
【００３１】
上記第２の水平アーム部２３の関節には、第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対して水平に（厳密には第１水平アーム部２２と同一平面上に）回動させる回動手段（図示しない）が設けられている。
【００３２】
さらに上記ロボットアーム２０には、クローラ１０の前後方向に延びる中心軸線Ｙ１に対する第１水平アーム部２２の水平方向の角度を検出する角度センサ、第１水平アーム部２２の垂直アーム部２１に対する上下方向の角度を検出する角度センサ、第１水平アーム２２に対する第２水平アーム部２３の水平方向の角度を検出する角度センサ（いずれも図示せず）が設けられている。
【００３３】
上記係合部３０は、一対のチャック部３１を有している。第２水平アーム部２３の先端とチャック部３１の間には、係合部３０の関節として一対のチャック部３１を開閉するための開閉手段および係合部３０全体を係合部３０の中心軸線（第２水平アーム部２３の中心軸線と一直線または平行をなす）を中心にして回動させる回動手段（いずれも図示せず）が設けられている。
【００３４】
上記クローラ１０の本体１１には、上記クローラ１０、ロボットアーム２０、係合部３０の制御を行う制御手段４０が設けられており、この本体１１の上面の前部にはレーザー距離計５０が搭載されている。
【００３５】
上記レーザー距離計５０は、クローラ１０の前方の所定角度範囲（図１においてΘで示す）にわたってレーザーＬを照射し、対象物から反射されたレーザーが戻るまでの時間から、対象物までの距離を計測するものである。上記角度範囲Θは、水平方向に１８０°より広く、本実施形態では２４０°となっている。したがって、クローラ１０に対して左右に位置する対象物までの距離も測定できる。
【００３６】
上記ロボットＡのクローラ１０の本体１１には、ビデオカメラ５５（図２にのみ示す）が搭載されるとともに、各種センサや通信機（図示しない）が搭載されている。このビデオカメラ５５は、垂直アーム部２１とレーザー距離計５０との間で支持され、レーザー距離計５０より高い位置に配置されている。
【００３７】
上記ロボットＡの通信機と遠隔操作装置Ｂの通信機との間での通信により、遠隔操作装置Ｂから上記制御手段４０に指令信号が送られ、ビデオカメラ５５の映像信号や各種センサの検出信号が遠隔制御装置Ｂへと送られるようになっている。
なお、上記ロボットＡと遠隔制御装置Ｂとの間の通信は、無線通信、光ファイバー等による有線通信のいずれであってもよい。
【００３８】
上記構成をなすロボットＡが壁２００の出入口２０１を閉じているドア１００を開き、出入口２０１を通過するまでの作用について、図３、図４を参照しながら詳述する。
【００３９】
ドア１００一方の側縁は、ヒンジ１００ａ（ドア１００の回動中心）により出入口２０１の側縁に回動可能に支持されており、他方の側縁すなわち手先側の側縁１００ｂの近傍に設けられたノブ１０１（取手）を引くことにより、開くようになっている。
【００４０】
なお、本実施形態では、ドア１００にはドアクローザー（図示しない）が付設され、ドア１００が常に閉じ方向に付勢されていることを想定した制御を行うが、ドアクローザーが無い場合も同様の制御を行えばよい。また、ドア１００はヒンジ１００ａを中心に反時計回りに開くものと想定した制御を行うが、時計回りに開く場合にも対応可能である。
【００４１】
本実施形態では、ロボットＡの制御は手動遠隔制御と、自動制御の２段階で行われる。まず手動遠隔制御について説明する。
操作者は、遠隔制御装置Ｂのモニター画面におけるビデオカメラ５５の映像を見ながら遠隔操作し、その操作信号を制御手段４０に送ることにより、下記の制御を行う。
【００４２】
遠隔操作により、クローラ１０をドア１００に向かって進める。ドア１００に近づいたら、クローラ１０の中心軸線Ｙ１がドア１００と垂直になるように、かつこの中心軸線Ｙ１とドア１００のノブ１０１が同一の垂直面上に位置するように（垂直アーム部２１とノブ１０１が同一の垂直面上に位置するように）、クローラ１０の位置および向きを制御する。このクローラ１０の位置、姿勢は高い精度を要求されない。
【００４３】
次に、垂直アーム部２１の回動制御（すなわち第１水平アーム部２２を水平回動させる制御）により、第１水平アーム部２２をクローラ１０の中心軸線Ｙ１と平行（ドア１００と垂直）に前方へ延ばし、第２水平アーム部２３を回動制御して、第１水平アーム部２２と一直線にし、この状態でクローラ１０を前進させる。
【００４４】
上記クローラ１０の前進により、開き状態の係合部３０がドア１００のノブ１０１に達する。なお、係合部３０の高さとノブ１０１の高さが異なる場合には、第１水平アーム部２２を上下方向に回動して、係合部３０の高さをノブ１０１の高さに合わせる。
【００４５】
係合部３０がノブ１０１に達したら、図３（Ａ）に示すように係合部３０の一対のチャック部３１を閉じ、ノブ１０１を掴む（図４のステップＳ１）。このノブ１０１を掴んだ時に、水平アーム部２２，２３は一直線をなし、ドア１００と垂直をなすが、高い精度を要求されず、比較的広い許容範囲を有する。
【００４６】
次に、係合部３０を回動させて、ノブ１０１を回わすことにより、ドア１００のラッチ機構によるラッチ状態を解除する（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、操作者は自動制御指令信号を制御手段４０に送る。これにより、制御手段４０は上記のような遠隔操作によらずに下記の自動制御を実行する。
【００４８】
最初に、図３（Ａ）に示すように、レーザー距離計５０によりクローラ１０の前方の周囲状況を認識する。すなわち、レーザー距離計５０から上記所定角度範囲Θにわたって、レーザーＬを照射し、ドア１００およびこのドア１００の左右に隣接する壁２００までの距離を計測し、この計測距離データから、ドア１００および壁２００を含む対象物の面の形状および位置を認識する（ステップＳ３）。なお、ドア１００の閉じ状態では、ドア１００と壁２００が面一ないしは平行をなしているため、通常はドア１００と壁２００の判別を正確に行うことはできない。
【００４９】
これ以降、制御手段４０はレーザー距離計５０による角度範囲Θの距離計測を短時間間隔で周期的に実行し、リアルタイムで計測距離データを取り込んで、後述のように壁２００に対するドア１００の位置（角度）、ドア１００や壁２００に対するクローラ１０の位置および向き（姿勢）等を把握し、この情報をフィードバックして制御を行う。
【００５０】
次に、図３（Ｂ）に示すように、水平アーム部２２，２３の関節をフリーにした状態でクローラ１０を後退させ（ステップＳ４）、この後退の最中にレーザー距離計５０による計測距離データからドア１００が少し開いたかどうかを判断する（ステップＳ５）。
なお、水平アーム部２２，２３は上記関節フリーによりクローラ１０の後退の際に真直状態を維持される。
【００５１】
上記ステップＳ３，Ｓ４の意味について説明する。ドア１００が少し開かれると、ステップＳ３で認識したドア１００および壁２００の位置と、少し開かれた時のドア１００および壁２００の位置との比較から、ドア１００および壁２００を正確に識別することができる。
【００５２】
上記ドア１００が少し開いた状態か否かの判断は、例えばドア１００の手先側の側縁１００ｂが、壁２００に対して手前に所定量変位したかどうか、あるいはドア１００の開き角度が所定角度に達したか否かを基準とする。この開き量は、上記ドア１００を正確に認識できる量であればよく、係合部３０のノブ１０１の把持状態を良好に維持するために、ドア１００と第２水平アーム部２３の角度が垂直から大きく外れない程度に抑えるのが好ましい。例えば開き角度にして２°〜１０°が好ましい。この開き角度は、自動制御におけるドア１００の最大開き角度に比べて遥かに小さい。
【００５３】
上記ステップＳ５で否定判断する場合にはステップＳ４のクローラ１０の後退を継続し、肯定判断した時には、ステップＳ６に進み、計測距離データから壁２００の位置と、上記ヒンジ１００ａ（すなわちドア１００の回動中心）の位置と手先側の側縁１００ｂの位置（またはドア１００の幅寸法）を演算し、認識する。
【００５４】
さらに、上記ステップＳ６で認識した位置情報から、ドア１００の開閉に伴う軌跡を演算するとともに、このドア１００の開閉軌跡に基づいて、クローラ１０（より具体的にはクローラ１０の中心点（所定点））の移動軌跡（後退および旋回の軌跡）を演算する（ステップＳ７）。
このクローラ１０の移動軌跡は、ドア１００の側縁１００ｂの円弧軌跡にほぼ沿ってその外側を回る。正確にはこの円弧軌跡から徐々に外側に離れるような湾曲した軌跡を描く。
【００５５】
次に、本格的なドア１００の開き動作を行う。この開き動作はクローラ１０の後退、旋回制御（ステップＳ８）とロボットアーム２０のドア引き寄せ制御（ステップＳ９）を含む。
【００５６】
上記ステップＳ８のクローラ１０の後退制御では、クローラ１０の中心点が上記演算された移動軌跡上を移動するようにクローラ１０を後退させる。この際、クローラ１０の軸線Ｙ１がドア１００と垂直をなすようにクローラ１０の向きも制御される（旋回制御）。
【００５７】
上記クローラ１０の制御により、図３（Ｃ）に示すように、クローラ１０はその中心軸線Ｙ１が壁２００と垂直をなす姿勢から、壁２００の法線との角度を増大させるようにして傾くとともに、ドア１００の手先側の側縁１００ｂの円弧軌跡（換言すればドア１００の回動中心）から徐々に離れる。
【００５８】
上記ステップＳ９のロボットアーム２０のドア引き寄せ制御では、第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対してフリー（自由に水平回動可能）にし、垂直アーム２１の回動制御により第１水平アーム２２を水平回動することにより、第２水平アーム部２３のドア１００に対する垂直状態（すなわち係合部３０のドア１００に対する垂直状態）を維持する。これにより、係合部３０によるドアノブ１０１の把持状態（係合状態）を良好に維持できる。
【００５９】
上記ロボットアーム２０のドア引き寄せ制御は、必然的に第１水平アーム部２２と第２水平アーム部２３を真直状態から屈曲状態に変え、クローラ１０のドア１００側の側面の前端部１０ｘをドア１００の手先側の側縁１００ｂに近づけることになる。
【００６０】
上記クローラ１０の後退制御は、ドア１００および壁２００に対するクローラ１０の位置および向きのフィードバック情報を用いながら、実行する。
上記ロボットアーム２０の制御は、クローラ１０の中心軸線Ｙ１に対する第１水平アーム部２２の水平方向の角度の情報及び第２水平アーム部２３の第１水平アーム部２２に対する水平方向の角度の情報をフィードバックしながら実行される。
以下でのクローラ１０の制御、ロボットアーム２０の制御でも同様のフィードバック制御を実行する。
【００６１】
上記ステップＳ８，Ｓ９は理解を容易にするために分離して示したが、実際には同時に実行される。すなわち、クローラ１０を上記移動軌跡に沿って後退制御するとともに、クローラ１０をドア１００に対して垂直にすべくクローラ１０の姿勢制御を行い、これと同時に、第２水平アーム部２３をドア１００に対して垂直にすべく第１水平アーム部２３の回動制御を行う。
【００６２】
次に、クローラ１０がステップＳ６で演算されたドア１００の開閉軌跡と干渉しているか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この開閉軌跡は、ドア１００の現在の開き位置からさらに開いた時の軌跡を含む。したがって、ステップＳ１０の判断は、クローラ１０の位置および向きをそのまま維持した状態でドア１００を更に開いた時にドア１００がクローラ１０に当たるか否かを判断することになる。ここで肯定判断した時には、ステップＳ７，Ｓ８を継続して実行する。
【００６３】
クローラ１０の移動軌跡が、前述したようにドア１００の手先側の側縁１００ｂの円弧軌跡から徐々に遠ざかるように描かれるため、上記クローラ１０と第２水平アーム部２３がドア１００と垂直な状態を維持しながらクローラ１０を後退させると、やがて図３（Ｃ）に示すように、クローラ１０が上記ドア１００の開閉軌跡から外れる位置および姿勢に至る。この時、ステップＳ１０で否定判断し、ロボットアーム２０の水平回動制御に進む（ステップＳ１１）。具体的には、第２水平アーム２３の第１水平アーム部２２に対するフリー状態を維持しながら、垂直アーム部２１を回動して第１水平アーム部２２を時計回りに水平回動させ、ドア１００を引き寄せる。
【００６４】
上記ステップＳ１１でのロボットアーム２０の制御により、ドア１００はさらに開かれる。この際、図３（Ｄ）に示すように、ドア１００の手先側の側縁１００ｂが、ドア１００の回動中心とクローラ１０のドア１００側の側面の前端部１０ｘとを結ぶ線を通過する。これにより、ドア１００の側縁１００ｂがクローラ１０の側方において前端部１０ｘの近傍に位置することになる。
【００６５】
上記ドア１００の引き寄せが完了したか否かを判断し（ステップＳ１２）、肯定判断したら、ステップＳ１３に進む。なお、この引き寄せ完了は、手先側の側縁１００ｂがクローラ１０の前端部１０ｘに対する後方への変位量が一定量以上になった時、または水平アーム部２２，２３の交差角度が所定角度（例えば９０°）に達した時に、肯定判断する。
【００６６】
上記ステップＳ１３では、クローラ１０を制御して、ドア１００の側縁１００ｂを回り込むようにする。具体的には、クローラ１０を時計回りに超信地旋回させるか、同方向の旋回とともに若干前進させる。この際、ドア１００の開き位置をそのまま維持するために、アーム２０の制御をも行う（ステップＳ１４）。具体的には第２水平アーム部２３をフリーにしたまま第１水平アーム部２２を時計回り方向に回動させる。
【００６７】
なお、このクローラ１０の回り込み制御の際に、ロボットアーム２０の制御により、ドア１００をさらに開くように制御してもよい。
【００６８】
上記ステップＳ１３におけるクローラ１０の回り込み制御およびステップＳ１４におけるロボットアーム２０の制御は、クローラ１０のドア側の側面の前端部１０ｘが、ドア１００の開閉軌跡と干渉する位置に達するまで行う。図３（Ｅ）に示すように、前端部１０ｘが干渉位置に達した時にはステップＳ１５で肯定判断し、図３（Ｆ）に示すように、係合部３０のチャック部３１を開いてドア１００のノブ１０１の把持状態を解除するとともに、垂直アーム部２１を回動して第１水平アーム部２２を水平回動させて係合部３０をノブ１０１から離す（ステップＳ１６）。
【００６９】
上記のようにノブ１０１の把持状態を解除した後、図３（Ｇ）に示すように、クローラ１０が壁と垂直になるまでクローラ１０の旋回を継続する（ステップＳ１７）。この旋回により、ドア１００はクローラ１０に押されてさらに開き角度が増大する。なお、ここでのクローラ１０の旋回は、超信地旋回が好ましい。
【００７０】
上記クローラ１０が壁１００と垂直な姿勢に達した時には、ステップＳ１８で肯定判断して、クローラ１０の旋回を終了する（ステップＳ１９）。
【００７１】
次に、第２水平アーム部２３のフリー状態を解除し、この第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対して所定交差角度になるように時計回りに旋回させるとともに、第１水平アーム部２２を時計回りに旋回させ、図３（Ｈ）に示すように、その先端の係合部３０をドア１０に押し当てて、このドア１０の開き角度をさらに増大させる（ステップＳ２０）。これら水平アーム部２２，２３の旋回制御は、クローラ１０の前進時にロボットアーム２０がドア１００と干渉するのを回避するための動作でもある。
【００７２】
最後に、図３（Ｉ）、（Ｊ）に示すように、クローラ１０を前進させ、壁２００の出入口２０１を通過させる（ステップＳ２１）。ロボットアーム２０の先端の係合部３０がドア１００に当たっているので、ドア１００がクローラ１０に接することがなく、このクローラ１０の前進を円滑に行うことができる。なお、ロボットアーム２０は、クローラ１０の前進時にクローラ１０の幅内に収まるように退避させてもよい。
【００７３】
上記のようにして、ロボットＡがドア１００を開き、出入口２０１を通過してドア１００の向こうの部屋に入るまでの自動制御が終了する。
【００７４】
本実施形態では、ビデオカメラ５５及びレーザー距離計５０を装備しているので、ロボットＡが自動制御を実行しているときに人等の侵入を検出した時には、ビデオカメラの映像及び／又はレーザー距離計５０の計測距離データから侵入を検出して、自動制御を中止することもできる。
【００７５】
次に、図５，図６を参照しながら本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では第１実施形態と略同様の構造のロボットＡが用いられる。ただし、第１水平アーム部２２、第２水平アーム部２３は、フリー状態にはならない。ステップＳ１〜Ｓ６までの制御（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）は第１実施形態と同じである。
【００７６】
第２実施形態では、第１実施形態のステップＳ７〜Ｓ２１の代わりに下記のステップＳ３０〜Ｓ４４の自動制御を実行する。
ステップＳ６を実行した後、ステップＳ３０に進み、ここでクローラ１０を超信地旋回（その場旋回）させ、ステップＳ３１で、クローラ１０の中心軸線Ｙ１がドア１００のヒンジ１００ａを中心とした第１円弧Ｃ１の接線上に位置するか否かを判断する。ステップＳ３１で否定判断した時にはステップＳ３０を継続して実行する。図３（Ｂ）、図５（Ａ）参照。
【００７７】
ステップＳ３０では、上記クローラ１０の旋回と同時に、第１水平アーム部２２をクローラ１０と逆方向に同角度量回動制御し、常に第１水平アーム部２２と第２水平アーム２３を、ドア１００と垂直に維持する。なお、第２水平アーム２３は第１水平アーム部２２に対して一直線になるように維持されており、実質的に固定状態にある。
【００７８】
やがて、クローラ１０が図５（Ａ）に示すように、クローラ１０の中心軸線Ｙ１が上記第１円弧Ｃ１の接線上に位置するようになり、この時、上記ステップＳ３１で肯定判断したらステップＳ３２に進み、ここでクローラ１０を上記第１円弧Ｃ１に沿って後退、旋回させる。この際、クローラ１０は軸線Ｙ１が当該円弧Ｃ１の接線上に位置する姿勢を維持される。図５（Ａ）、（Ｂ）参照。
【００７９】
ステップＳ３２において、第１水平アーム部２２、第２水平アーム部２３をそれぞれ実質的な固定状態にしてもドア１００に対して垂直な状態を維持できる。ただし、クローラ１０の姿勢制御が不安定である場合には、必要に応じて第１水平アーム部２２を水平回動制御して、ドア１００に対する垂直状態を維持するようにしてもよい。
【００８０】
次のステップＳ３３では、ドア１００が、クローラ１０が通り抜けられるのに十分な所定量だけ開いたか否かを判断する。ここで否定判断した場合には上記ステップＳ３２を継続して実行する。
【００８１】
上記ステップＳ３３で肯定判断した場合にはステップＳ３４に進み、ここでクローラ１０を超信地旋回させる。図５（Ｂ）、（Ｃ）参照。次のステップＳ３５では、クローラ１０の軸線Ｙ１が真直状態をなすアーム部２２，２３と垂直をなすか否か、換言すれば第２水平アーム部２２の基端（回動中心）を中心とした第２円弧Ｃ２の接線上に位置するか否かを判断する。
【００８２】
クローラ１０が図５（Ｃ）に示す姿勢になり、ステップＳ３５で肯定したら、ステップＳ３６に進み、ここで上記第２円弧Ｃ２を描くように、クローラ１０を前進、旋回させる。この旋回によりクローラ１０の軸線Ｙ１は、上記第２円弧Ｃ２の接線上に維持される。このクローラ１０制御の際、第１水平アーム部２２は実質的な固定状態にあり、第２水平アーム部２３はドア１００と垂直な姿勢を維持するように回動制御される。これにより、水平アーム部２２，２３は屈曲状態となる。図５（Ｃ）、（Ｄ）参照。
【００８３】
次のステップ３７では、クローラ１０がドア１００を引っ掛けられる位置に達したか否かを判断する。すなわち、この位置でクローラ１０を超信地旋回させることにより、クローラ１０のドア側の側面の前端部１０ｘがドア１００に引っ掛かるか否か（クローラ１０のドア側の前端部１０ｘが、ドア１００の開閉軌跡の領域に入ることができるか否か）を判断する。ステップ３７で否定判断した場合にはステップＳ３６を継続して実行する。
【００８４】
クローラ１０が図５（Ｄ）の位置に達し、ステップ３７で肯定判断した時には、ステップＳ３８に進み、クローラ１０を超信地旋回させる。図５（Ｄ）、（Ｅ）参照。この際、第２水平アーム部２３を固定状態にし、第１水平アーム部２２をクローラ１０と同角度量回動制御することにより、第２水平アーム部２３とドア１００との垂直状態を維持する。
【００８５】
次のステップＳ３９では、クローラ１０のドア側の前端部１０ｘがドア１００の開閉軌跡の領域に入ったか否か、より具体的にはドア１００の手先側の側縁１００ｂがクローラ１０の側面に当たるかその近傍に位置した状態になったか否かを判断する。ここで否定判断した場合にはステップＳ３８を継続して実行する。
【００８６】
クローラ１０が図５（Ｅ）に示す位置になり、ステップＳ３９で肯定判断した時にはステップＳ４０に進み、ここで係合部３０によるドアノブ１０１の把持状態を解除し、第１水平アーム部２２を水平回動させる。この第１水平アーム部２２の水平回動の過程で第２水平アーム部２３も水平回動させる。図５（Ｅ）〜（Ｇ）参照。
【００８７】
次のステップＳ４１では、水平アーム部２２，２３がドア押さえ位置に達したか否か、換言すれば第２水平アーム部２３の先端の係合部３０がドア１００の側面またはその近傍に達したか否かを判断する。ここで否定判断した場合にはステップ４０を継続して実行する。
【００８８】
図５（Ｇ）に示すように係合部３０がドア押さえ位置に達したら、ステップＳ４２に進み、ここで、クローラ１０を超信地旋回させる。すると、クローラ１０の壁２００に対する姿勢が変わるとともに、ドア１００が係合部３０に押されてさらに開かれる。図５（Ｇ）、（Ｈ）参照。
【００８９】
次のステップＳ４３では、クローラ１０を前進したと仮定した時に出入口を通り抜けられる角度に達したか否かを判断する。ここで否定判断したらステップＳ４２を継続して実行する。
【００９０】
クローラ１０が図５（Ｈ）の姿勢になり通り抜け可能となったら、ステップＳ４３で肯定判断してステップＳ４４に進み、第２アーム部２３を回動させてロボットアーム２０全体をクローラ１０の幅内に収納し、さらにクローラ１０を前進させて出入口２０１を通り抜ける。図５（Ｈ）、（Ｉ）参照。
【００９１】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態に比べてクローラ１０の移動軌跡が長くなるが、ドア１００の手前のスペースが広い場合には実行可能である。この実施形態では、クローラ１０の制御が、円弧軌跡での移動制御と超信地旋回制御の組み合わせなので、比較的制御が簡単である。また、円弧軌跡での移動により、クローラ１０のスリップ量が少なくて済み、安定したクローラ１０の制御を行える。また、クローラ１０の制御の際に、基本的には水平アーム部２２，２３のうちの一方の水平回動制御で済むので、この点からも制御が簡単である。
【００９２】
図７は、本発明の第３実施形態を示す。この実施形態では、第２水平アーム部２３の関節の構造、即ち第１水平アーム部２２と第２水平アーム部２３の連結構造だけが、第１実施形態と異なる。詳述すると、第１水平アーム部２２の先端と第２水平アーム部２３の基端の一方が凹球面をなし、他方が凸球面をなし、両者が接合して連結する構造（いわゆるカップとコーンの連結構造）の関節となっている。
【００９３】
第２水平アーム部２３の基端にはワイヤ６０の先端が連結されており、このワイヤ６０は第１水平アーム部２２と垂直アーム部２１を通り、クローラ１０の本体１１内で、巻取装置６５により巻き取られている。
【００９４】
上記巻取装置６５によりワイヤ６０を巻き取ってワイヤ６０を緊張させると、第２水平アーム部２３が第１水平アーム部２２と真直な状態で固定され、巻取装置６５がワイヤ６０を巻き出すとワイヤ６０が緩んで第２水平アーム部２３がフリーとなる。
【００９５】
図７のロボットでも第１実施形態と同様の制御を行うことができる。ワイヤ６０が緩んでも係合部３０がドアノブを掴んでいる状態では第２水平アーム部２３が第１水平アーム部２２から垂れ下がることはない。
【００９６】
なお、図７のロボットの場合、ドア開きの制御の他に、ワイヤ６０を繰り出して第２水平アーム部２３を吊り下げることにより、係合部３０で床に落ちているものを拾うこともできる。
【００９７】
ロボットの係合部は、ドアノブを把持せずに引っ掛ける構造を採用してもよい。その一例を図８に示す。図８に示す係合部７０は、基端部が第２水平アーム部２３の先端に固定される本体７１と、本体７１の外周に対して回動可能に設けられた回動筒部７２と、本体７１の先端に設けられた係止爪７３とを有している。摩擦係数が高く弾力のある素材からなる回動筒部７２の外周をドアノブの外周に押し当てた状態で、回動筒部７２をモータで回動することにより、ドアノブを回し、ドアのラッチ状態を解除する。この係合部７０では、係止爪７３をドアノブの裏面に引っ掛けることにより係合状態を得ることができる。
【００９８】
上記係合部７０を用いる場合には、ロボットアーム２０を上下に首振りさせることにより、係合部７０の係止爪７３をドアノブに引っ掛けたり、この引っ掛け状態を解除する制御は、係合部７０の制御に含まれる。
【００９９】
上述した構成のロボットは、ドアを引いて開けることができるが、押して開けることも可能である。すなわち、係合部３０でドアのラッチを外した後、そのまま走行体１０を前進させてドアを押し開く。なお、走行体１０が壁の出入口に達したら、係合部３０とドア取手との係合状態を解除してもよい。この際、ロボットアームによりドアを押し当てながら走行体１０を前進させてもよいし、ロボットアームを後退させて走行体１０をドアに直接押し当てながら前進させてもよい。
【０１００】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。
例えば、ロボットアームは、関節とリンクにより連結された複数のアーム部により構成するもののみならず、１つのアーム部の先端に係合部を有するワイヤを備え、このワイヤを引っ張ることにより、ドアを開ける構成であってもよい。
【０１０１】
第１、第２実施形態のロボット制御において、遠隔操作によりドアを引いて少しだけ開く制御を実行し、この後自動制御を実行するようにしてもよい。
第１、第２実施形態において、上述した自動制御を手動による遠隔制御に置き換えることもできる。例えば最終段階の制御（第１実施形態のステップＳ２１や第２実施形態のステップ４４）を遠隔制御により実行してもよい。
ロボットアームがより多い関節を有している場合や係合部３０をドアに対して垂直に維持せずに済む場合には、クローラ１０を図５（Ａ）に示す向きにした後でロボットアームの引き寄せ制御することより第２工程を実行してもよい。
さらに、係合部３０をドアに対して垂直に維持せずに済む場合には、第１工程において、走行体を閉じ状態のドアに対して傾斜させた状態で、係合部をドア取手に係合させてもよい。
第３工程において、走行体を前進するだけで、走行体のドア側の前端部をドアの開閉軌跡と干渉させることができる場合もある。
【０１０２】
ドア取手位置が一定である場合とか垂直アーム部が伸縮する構造の場合には、第１水平アーム部２２は上下回動せずに垂直アーム部２１に固定してもよい。
また、垂直アーム部をクローラに固定し、垂直アーム部に対して第１水平アーム部を回動させるようにしてもよい。
ドアの取手がレバー形状の場合にも、これに適応した係合部を用いることにより本願発明を適用することができる。
走行体に角速度センサを設け、走行体の角度（姿勢）を認識して、状態認識の精度を向上させてもよい。
走行体はクローラの代わりにタイヤ式のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態をなすロボットの側面図である。
【図２】同ロボットの平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｊ）は、同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を順を追って説明する概略平面図である。
【図４】同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を実行する制御のフローチャートである。
【図５】（Ａ）〜（Ｉ）は本発明の第２実施形態において、ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を順を追って説明する概略平面図である。
【図６】同第２実施形態において、同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を実行する制御のフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態をなすロボットの概略側面図である。
【図８】ロボット先端の係合部の他の態様を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ クローラ（走行体）
２０ ロボットアーム
２１ 垂直アーム部
２２ 第１水平アーム部
２３ 第２水平アーム部
３０、７０ 係合部（ロボットハンド）
４０ 制御手段
５０ レーザー距離計（距離計）
１００ ドア
１００ａ ヒンジ側の側縁（ドアの回動中心）
１００ｂ 手先側の側縁
１０１ ノブ（取手）
２００ 壁
２０１ 出入口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアを開いて出入口を通過することができるロボットおよびロボット制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建造物内で事故が発生し、有毒ガスが充満しているような環境で、ロボットにより探査を行う場合、ドアを開けて部屋に入ることが求められることがある。
【０００３】
特許文献１のロボットは、走行体と、走行体に設けられたロボットアームと、ロボットアームの先端に設けたノブ回しモジュール（係合部）を備え、このノブ回しモジュールでドアのノブ（取手）を掴んで回すことによりドアのラッチ状態を解除し、ノブ回しモジュールに装備された固定手段でドア面を固定した状態で、ドアを手前に引いて開けることができるようになっている。
【特許文献１】特許３６４５４６０号公報（段落０２２９〜０２５０、図３１〜図３４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１では、ドアを開いた後、どのようにしてロボットを通過させるのか、具体的な制御は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部とを備えたロボットを、ドア通り抜けのために制御する方法であって、
（ア）ドア閉じ状態において上記係合部をドア取手に係合させる第１工程と、
（イ）上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる第２工程と、
（ウ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる第３工程と、
（エ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、第５工程での走行体前進時にドアと干渉しない位置まで退避させる第４工程と、
（オ）上記走行体を前進させて出入口を通過させる第５工程と、
を順に実行することを特徴とする。
【０００６】
上記方法によれば、ドア取手への係合部の係合、係合解除と、走行体のドア回動軌跡への干渉の制御を組み合わせることにより、ロボットがドアを開けて出入口を通過させるまでを円滑に行うことができる。
【０００７】
好ましくは、上記第３工程において、上記走行体を、上記ドアの手先側の側縁を回り込むように超信地旋回させることにより、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの開閉軌跡と干渉させる。
これによれば、簡単な制御により走行体のドアとの干渉制御を行うことができる。
【０００８】
好ましくは、上記第４工程において、上記ロボットアームを水平回動させることによりドアと干渉しない位置まで退避させる。
これによれば、簡単な制御でロボットアームの退避制御を行うことができる。
【０００９】
好ましくは、上記ロボットアームの水平回動をさらに続けて上記係合部を上記ドアの出入口側の側面またはその近傍へ移動させ、その後、走行体の旋回とロボットアームのさらなる水平回動の少なくとも一方を実行することにより、上記係合部でドアを押してドアの開き角度を増大させる。
これによれば、走行体の通り抜けをより一層円滑に行うことができる。
【００１０】
好ましくは、上記係合部によるドアの押し開き後、上記第５の工程の前または途中で、上記ロボットアームをクローラ幅内に収めるように水平回動させる。
この特徴は、後述する第２実施形態に対応するものであり、これによれば、ロボットアームがドアに接しない状態で走行体を出入口に向かって前進させることができる。
【００１１】
好ましくは、上記第２工程において、上記係合部をドアに対して垂直に維持するように、上記走行体とロボットアームを制御する。
これによれば、係合部をドアに垂直に維持しながらドアを開くので、係合部とドア取手の係合状態を確実に維持することができる。
なお、本願において「垂直」の語は、高精度で垂直な場合のみならず、比較的広い許容範囲をもって垂直である場合も含む。
【００１２】
好ましくは、上記第１工程において、走行体の中心軸線をドアおよび壁と垂直にした状態で係合部をドアと垂直にしてドア取手に係合させる。
これによれば、比較的簡単に係合部をドア取手に係合させることができる。
【００１３】
好ましくは、上記第２工程で走行体を壁に対して傾斜させる。
これによれば、ロボットアームを過剰に長くすることなく、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させることができる。
【００１４】
好ましくは、上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、壁に対する傾斜を増大させるようにしてドアの手先側の側縁の円弧軌跡の外側を回る湾曲軌跡に沿って後退させ、かつ上記ロボットアームのドア引き寄せ制御を実行することにより、上記走行体のドア側の側面の前端部をドアの手先側の側縁の近傍に位置させ、上記第２工程の第２段階で、上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御を実行することにより、ドアの手先側の側縁がドアの回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を通過するように、ドアをさらに開く。
この特徴は後述の第１実施形態に対応するものであり、これによれば走行体の移動軌跡が比較的狭くて済む。すなわち、ドア手前側のスペースが比較的狭い場合でも、ロボットがドアを開いて出入口を通過できる。
【００１５】
好ましくは、上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、上記走行体の前後方向の中心軸線をドアに対して垂直に維持しながら、ドアの手先側の側縁の円弧軌跡から徐々に遠ざかるような湾曲した軌跡を描くようにして、後退させる。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、狭い移動軌跡での走行体の具体的制御を提示する。しかも、第２段階でのロボットアームによるドア引き寄せ制御を始める段階で、走行体がドアと垂直をなしているので、ドアの手先側先端が走行体のドア側の側面の前端部を円滑に通過することができる。
【００１６】
好ましくは、上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、上記第２工程の第１段階で、上記第２水平アーム部をドアに対して垂直に維持しながら第１水平アーム部を走行体に対して水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行し、上記第２工程の第２段階で、上記第１水平アーム部を水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行する。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、走行体の狭い移動スペースにおいて、係合部によるドア取手係合を安定して維持しながら、ドア開きを行うことができる。また、アーム部は高強度を要求されない。
【００１７】
好ましくは、上記第２工程の上記第１、第２段階において、上記第１水平アーム部に対して上記第２水平アーム部をフリーにした状態で、第１水平アーム部を水平回動することにより、上記ドア引き寄せ制御を実行する。
この特徴も第１実施形態に対応するものであり、これによれば、第１水平アーム部の回動制御だけでロボットアームのドア引き寄せ制御を行うことができるので、制御を簡単にすることができる。
【００１８】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、上記第２工程の第１段階では、上記第１、第２水平アーム部を真直状態に維持するとともにドアに対して垂直に維持しながら、上記走行体を、ドア回動中心を中心とした第１円弧に沿って後退させつつ旋回させ、上記第２工程の第２段階では、第２アーム部の回動中心を中心とする第２円弧に沿って前進させつつ旋回させるとともに、上記第２アーム部をドアに対して垂直に維持するように上記第１アーム部を水平回動させる。
この特徴は第２実施形態に対応するものであり、走行体を円弧に沿って移動させるので、制御が比較的簡単である。
【００１９】
好ましくは、上記走行体には距離計と制御手段が装備され、上記制御手段は、上記距離計によりドアおよびその近傍の壁までの距離を水平方向に所定角度範囲にわたって計測させ、この計測距離データから、壁に対するドアの位置および壁およびドアに対する走行体の位置および向きを演算し、この演算結果をフィードバックしながら少なくとも上記第２、第３の工程を実行する。
これによれば、壁およびドアに対する現在の走行体の位置および向きに応じた制御を実行することができ、確実にロボットがドアを開き出入口を通過することができる。
【００２０】
好ましくは、上記第１、第２工程間において、上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記走行体の後退または上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御の少なくとも一方を実行することにより、ドアを少し開き、この状態での上記距離計による計測距離データから、上記制御手段はドアおよび壁を認識する。
これによれば、ドアを認識してから本格的なドア開き制御を実行するので、ドア開き制御を円滑に行うことができる。
【００２１】
好ましくは、上記制御手段は、ドアが閉じた状態での上記距離計による計測距離データを得、この計測距離データと上記のドアを少し開けた状態での計測距離データの比較により、上記ドアおよび壁を認識する。
これによれば、ドア閉じ状態とドアが少し開いた状態での計測距離データを比較することにより、ドアおよび壁を正確に認識することができる。
【００２２】
本発明の他の態様は、ドアを開き、ドアによって閉じられていた出入口を通過するロボットであって、走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部と、上記走行体、ロボットアームおよび係合部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段が、
（ア）上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる工程と、
（イ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる工程と、
（ウ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、上記走行体が出入口に向かって前進する際に、ドアと干渉しない位置まで退避させる工程と、
を順に実行する。
【００２３】
上記構成によれば、走行体のドア回動軌跡への干渉の制御とドア取手に対する係合部の係合解除とを組み合わせることにより、ロボットがドアを開けて出入口を通過させるまでを円滑に行うことができる。
上記ロボットの制御手段は、上述した方法の種々の工程を実行することもできる。
【００２４】
好ましくは、上記ロボットアームが、複数のアーム部により構成され、これらアーム部はそれぞれ関節およびリンクを有している。
さらに好ましくは、上記ロボットアームが、上記走行体に支持された垂直アーム部と、この垂直アーム部の先端に連結され、垂直アーム部に対して水平回動可能または垂直アーム部とともに走行体に対して水平回動可能に連結された水平アーム部とを備え、水平アーム部の先端に、上記係合部が連結されている。
さらに好ましくは、上記係合部が上記水平アーム部のリンク軸に対して回動可能である。これによれば、ドア取手を回してドアのラッチ状態を解除することができる。
さらに好ましくは、上記垂直アーム部が垂直軸線を中心に回動することにより、上記水平アーム部が水平回動するようになっており、上記水平アーム部は垂直アーム部に対して上下方向に首振り可能である。
これによれば、ドア取手の高さの変化に対応して係合部をドア取手に確実に係合させることができる。この構成の代わりに、垂直アーム部を上下方向に移動可能（伸縮可能）にして、水平アーム部を垂直アーム部に対して水平回動させるようにしても、同様の作用効果が得られる。
さらに好ましくは、上記水平アーム部が、上記垂直アーム部に連結された第１水平アーム部と、この第１水平アーム部の先端に水平回動可能に連結された第２水平アーム部を有し、この第２水平アーム部の先端に上記係合部が連結されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ロボットがドアを開けて出入口を通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係わるロボットの第１実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１、図２に示すようにロボットＡは、クローラ１０（走行体）と、このクローラ１０に装備されたロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の先端に設けられたロボットハンドとしての係合部３０とを備えている。
【００２７】
上記クローラ１０は本体１１とその左右に設けられたベルト駆動式の走行部１２とを有しており、左右幅寸法より前後方向の寸法が長い形状をなしている。これら左右の走行部１２は独立したモータ等の駆動手段により駆動されるようになっているため、クローラ１０は単なる前進、後退のみならず、方向を変えながらの前進、後退、超信地旋回（位置を殆ど変えずにその場で向きを変える）等を行うことができる。
【００２８】
上記ロボットアーム２０は、上記クローラ１０の本体１１に垂直に起立した状態で設けられた垂直アーム部２１と、この垂直アーム部２１の上端からほぼ水平に延びる第１水平アーム部２２と、この第１水平アーム部２２の先端から水平に延び第１水平アーム部２２と同一平面に配置された第２水平アーム部２３（先端側水平アーム部）とを有している。 この第２水平アーム部２３の先端に上記係合部３０が設けられている。上記第１水平アーム部２２の回動中心となる上記垂直アーム部２１は、クローラ１０の前後方向に延びる中心軸線Ｙ１上に位置しており、より好ましくは、クローラ１０の中心に位置している。
各アーム部２１〜２３は、少なくとも1つの関節とリンクより構成されている。以下では、各アーム部２１〜２３は、走行体に近い側にある関節とそれに繋がるリンクで構成されているとする。
【００２９】
上記クローラ１０の本体１１には、上記垂直アーム部２１を垂直軸線を中心にして回動させるモータ等の回動手段（図示しない）が設けられている。この垂直アーム部２１の回動により、上記第１水平アーム部２２が水平回動するようになっている。
【００３０】
上記第１水平アーム部２２の関節には、第１水平アーム部２２を上下方向に回動させる回動手段（図示しない）が設けられている。この第１水平アーム部２２の回動により、上記係合部３０の高さを変更できるようになっている。なお、この上下回動範囲は狭くてもよい。
【００３１】
上記第２の水平アーム部２３の関節には、第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対して水平に（厳密には第１水平アーム部２２と同一平面上に）回動させる回動手段（図示しない）が設けられている。
【００３２】
さらに上記ロボットアーム２０には、クローラ１０の前後方向に延びる中心軸線Ｙ１に対する第１水平アーム部２２の水平方向の角度を検出する角度センサ、第１水平アーム部２２の垂直アーム部２１に対する上下方向の角度を検出する角度センサ、第１水平アーム２２に対する第２水平アーム部２３の水平方向の角度を検出する角度センサ（いずれも図示せず）が設けられている。
【００３３】
上記係合部３０は、一対のチャック部３１を有している。第２水平アーム部２３の先端とチャック部３１の間には、係合部３０の関節として一対のチャック部３１を開閉するための開閉手段および係合部３０全体を係合部３０の中心軸線（第２水平アーム部２３の中心軸線と一直線または平行をなす）を中心にして回動させる回動手段（いずれも図示せず）が設けられている。
【００３４】
上記クローラ１０の本体１１には、上記クローラ１０、ロボットアーム２０、係合部３０の制御を行う制御手段４０が設けられており、この本体１１の上面の前部にはレーザー距離計５０が搭載されている。
【００３５】
上記レーザー距離計５０は、クローラ１０の前方の所定角度範囲（図１においてΘで示す）にわたってレーザーＬを照射し、対象物から反射されたレーザーが戻るまでの時間から、対象物までの距離を計測するものである。上記角度範囲Θは、水平方向に１８０°より広く、本実施形態では２４０°となっている。したがって、クローラ１０に対して左右に位置する対象物までの距離も測定できる。
【００３６】
上記ロボットＡのクローラ１０の本体１１には、ビデオカメラ５５（図２にのみ示す）が搭載されるとともに、各種センサや通信機（図示しない）が搭載されている。このビデオカメラ５５は、垂直アーム部２１とレーザー距離計５０との間で支持され、レーザー距離計５０より高い位置に配置されている。
【００３７】
上記ロボットＡの通信機と遠隔操作装置Ｂの通信機との間での通信により、遠隔操作装置Ｂから上記制御手段４０に指令信号が送られ、ビデオカメラ５５の映像信号や各種センサの検出信号が遠隔制御装置Ｂへと送られるようになっている。
なお、上記ロボットＡと遠隔制御装置Ｂとの間の通信は、無線通信、光ファイバー等による有線通信のいずれであってもよい。
【００３８】
上記構成をなすロボットＡが壁２００の出入口２０１を閉じているドア１００を開き、出入口２０１を通過するまでの作用について、図３、図４を参照しながら詳述する。
【００３９】
ドア１００一方の側縁は、ヒンジ１００ａ（ドア１００の回動中心）により出入口２０１の側縁に回動可能に支持されており、他方の側縁すなわち手先側の側縁１００ｂの近傍に設けられたノブ１０１（取手）を引くことにより、開くようになっている。
【００４０】
なお、本実施形態では、ドア１００にはドアクローザー（図示しない）が付設され、ドア１００が常に閉じ方向に付勢されていることを想定した制御を行うが、ドアクローザーが無い場合も同様の制御を行えばよい。また、ドア１００はヒンジ１００ａを中心に反時計回りに開くものと想定した制御を行うが、時計回りに開く場合にも対応可能である。
【００４１】
本実施形態では、ロボットＡの制御は手動遠隔制御と、自動制御の２段階で行われる。まず手動遠隔制御について説明する。
操作者は、遠隔制御装置Ｂのモニター画面におけるビデオカメラ５５の映像を見ながら遠隔操作し、その操作信号を制御手段４０に送ることにより、下記の制御を行う。
【００４２】
遠隔操作により、クローラ１０をドア１００に向かって進める。ドア１００に近づいたら、クローラ１０の中心軸線Ｙ１がドア１００と垂直になるように、かつこの中心軸線Ｙ１とドア１００のノブ１０１が同一の垂直面上に位置するように（垂直アーム部２１とノブ１０１が同一の垂直面上に位置するように）、クローラ１０の位置および向きを制御する。このクローラ１０の位置、姿勢は高い精度を要求されない。
【００４３】
次に、垂直アーム部２１の回動制御（すなわち第１水平アーム部２２を水平回動させる制御）により、第１水平アーム部２２をクローラ１０の中心軸線Ｙ１と平行（ドア１００と垂直）に前方へ延ばし、第２水平アーム部２３を回動制御して、第１水平アーム部２２と一直線にし、この状態でクローラ１０を前進させる。
【００４４】
上記クローラ１０の前進により、開き状態の係合部３０がドア１００のノブ１０１に達する。なお、係合部３０の高さとノブ１０１の高さが異なる場合には、第１水平アーム部２２を上下方向に回動して、係合部３０の高さをノブ１０１の高さに合わせる。
【００４５】
係合部３０がノブ１０１に達したら、図３（Ａ）に示すように係合部３０の一対のチャック部３１を閉じ、ノブ１０１を掴む（図４のステップＳ１）。このノブ１０１を掴んだ時に、水平アーム部２２，２３は一直線をなし、ドア１００と垂直をなすが、高い精度を要求されず、比較的広い許容範囲を有する。
【００４６】
次に、係合部３０を回動させて、ノブ１０１を回わすことにより、ドア１００のラッチ機構によるラッチ状態を解除する（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、操作者は自動制御指令信号を制御手段４０に送る。これにより、制御手段４０は上記のような遠隔操作によらずに下記の自動制御を実行する。
【００４８】
最初に、図３（Ａ）に示すように、レーザー距離計５０によりクローラ１０の前方の周囲状況を認識する。すなわち、レーザー距離計５０から上記所定角度範囲Θにわたって、レーザーＬを照射し、ドア１００およびこのドア１００の左右に隣接する壁２００までの距離を計測し、この計測距離データから、ドア１００および壁２００を含む対象物の面の形状および位置を認識する（ステップＳ３）。なお、ドア１００の閉じ状態では、ドア１００と壁２００が面一ないしは平行をなしているため、通常はドア１００と壁２００の判別を正確に行うことはできない。
【００４９】
これ以降、制御手段４０はレーザー距離計５０による角度範囲Θの距離計測を短時間間隔で周期的に実行し、リアルタイムで計測距離データを取り込んで、後述のように壁２００に対するドア１００の位置（角度）、ドア１００や壁２００に対するクローラ１０の位置および向き（姿勢）等を把握し、この情報をフィードバックして制御を行う。
【００５０】
次に、図３（Ｂ）に示すように、水平アーム部２２，２３の関節をフリーにした状態でクローラ１０を後退させ（ステップＳ４）、この後退の最中にレーザー距離計５０による計測距離データからドア１００が少し開いたかどうかを判断する（ステップＳ５）。
なお、水平アーム部２２，２３は上記関節フリーによりクローラ１０の後退の際に真直状態を維持される。
【００５１】
上記ステップＳ３，Ｓ４の意味について説明する。ドア１００が少し開かれると、ステップＳ３で認識したドア１００および壁２００の位置と、少し開かれた時のドア１００および壁２００の位置との比較から、ドア１００および壁２００を正確に識別することができる。
【００５２】
上記ドア１００が少し開いた状態か否かの判断は、例えばドア１００の手先側の側縁１００ｂが、壁２００に対して手前に所定量変位したかどうか、あるいはドア１００の開き角度が所定角度に達したか否かを基準とする。この開き量は、上記ドア１００を正確に認識できる量であればよく、係合部３０のノブ１０１の把持状態を良好に維持するために、ドア１００と第２水平アーム部２３の角度が垂直から大きく外れない程度に抑えるのが好ましい。例えば開き角度にして２°〜１０°が好ましい。この開き角度は、自動制御におけるドア１００の最大開き角度に比べて遥かに小さい。
【００５３】
上記ステップＳ５で否定判断する場合にはステップＳ４のクローラ１０の後退を継続し、肯定判断した時には、ステップＳ６に進み、計測距離データから壁２００の位置と、上記ヒンジ１００ａ（すなわちドア１００の回動中心）の位置と手先側の側縁１００ｂの位置（またはドア１００の幅寸法）を演算し、認識する。
【００５４】
さらに、上記ステップＳ６で認識した位置情報から、ドア１００の開閉に伴う軌跡を演算するとともに、このドア１００の開閉軌跡に基づいて、クローラ１０（より具体的にはクローラ１０の中心点（所定点））の移動軌跡（後退および旋回の軌跡）を演算する（ステップＳ７）。
このクローラ１０の移動軌跡は、ドア１００の側縁１００ｂの円弧軌跡にほぼ沿ってその外側を回る。正確にはこの円弧軌跡から徐々に外側に離れるような湾曲した軌跡を描く。
【００５５】
次に、本格的なドア１００の開き動作を行う。この開き動作はクローラ１０の後退、旋回制御（ステップＳ８）とロボットアーム２０のドア引き寄せ制御（ステップＳ９）を含む。
【００５６】
上記ステップＳ８のクローラ１０の後退制御では、クローラ１０の中心点が上記演算された移動軌跡上を移動するようにクローラ１０を後退させる。この際、クローラ１０の軸線Ｙ１がドア１００と垂直をなすようにクローラ１０の向きも制御される（旋回制御）。
【００５７】
上記クローラ１０の制御により、図３（Ｃ）に示すように、クローラ１０はその中心軸線Ｙ１が壁２００と垂直をなす姿勢から、壁２００の法線との角度を増大させるようにして傾くとともに、ドア１００の手先側の側縁１００ｂの円弧軌跡（換言すればドア１００の回動中心）から徐々に離れる。
【００５８】
上記ステップＳ９のロボットアーム２０のドア引き寄せ制御では、第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対してフリー（自由に水平回動可能）にし、垂直アーム２１の回動制御により第１水平アーム２２を水平回動することにより、第２水平アーム部２３のドア１００に対する垂直状態（すなわち係合部３０のドア１００に対する垂直状態）を維持する。これにより、係合部３０によるドアノブ１０１の把持状態（係合状態）を良好に維持できる。
【００５９】
上記ロボットアーム２０のドア引き寄せ制御は、必然的に第１水平アーム部２２と第２水平アーム部２３を真直状態から屈曲状態に変え、クローラ１０のドア１００側の側面の前端部１０ｘをドア１００の手先側の側縁１００ｂに近づけることになる。
【００６０】
上記クローラ１０の後退制御は、ドア１００および壁２００に対するクローラ１０の位置および向きのフィードバック情報を用いながら、実行する。
上記ロボットアーム２０の制御は、クローラ１０の中心軸線Ｙ１に対する第１水平アーム部２２の水平方向の角度の情報及び第２水平アーム部２３の第１水平アーム部２２に対する水平方向の角度の情報をフィードバックしながら実行される。
以下でのクローラ１０の制御、ロボットアーム２０の制御でも同様のフィードバック制御を実行する。
【００６１】
上記ステップＳ８，Ｓ９は理解を容易にするために分離して示したが、実際には同時に実行される。すなわち、クローラ１０を上記移動軌跡に沿って後退制御するとともに、クローラ１０をドア１００に対して垂直にすべくクローラ１０の姿勢制御を行い、これと同時に、第２水平アーム部２３をドア１００に対して垂直にすべく第１水平アーム部２３の回動制御を行う。
【００６２】
次に、クローラ１０がステップＳ６で演算されたドア１００の開閉軌跡と干渉しているか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この開閉軌跡は、ドア１００の現在の開き位置からさらに開いた時の軌跡を含む。したがって、ステップＳ１０の判断は、クローラ１０の位置および向きをそのまま維持した状態でドア１００を更に開いた時にドア１００がクローラ１０に当たるか否かを判断することになる。ここで肯定判断した時には、ステップＳ７，Ｓ８を継続して実行する。
【００６３】
クローラ１０の移動軌跡が、前述したようにドア１００の手先側の側縁１００ｂの円弧軌跡から徐々に遠ざかるように描かれるため、上記クローラ１０と第２水平アーム部２３がドア１００と垂直な状態を維持しながらクローラ１０を後退させると、やがて図３（Ｃ）に示すように、クローラ１０が上記ドア１００の開閉軌跡から外れる位置および姿勢に至る。この時、ステップＳ１０で否定判断し、ロボットアーム２０の水平回動制御に進む（ステップＳ１１）。具体的には、第２水平アーム２３の第１水平アーム部２２に対するフリー状態を維持しながら、垂直アーム部２１を回動して第１水平アーム部２２を時計回りに水平回動させ、ドア１００を引き寄せる。
【００６４】
上記ステップＳ１１でのロボットアーム２０の制御により、ドア１００はさらに開かれる。この際、図３（Ｄ）に示すように、ドア１００の手先側の側縁１００ｂが、ドア１００の回動中心とクローラ１０のドア１００側の側面の前端部１０ｘとを結ぶ線を通過する。これにより、ドア１００の側縁１００ｂがクローラ１０の側方において前端部１０ｘの近傍に位置することになる。
【００６５】
上記ドア１００の引き寄せが完了したか否かを判断し（ステップＳ１２）、肯定判断したら、ステップＳ１３に進む。なお、この引き寄せ完了は、手先側の側縁１００ｂがクローラ１０の前端部１０ｘに対する後方への変位量が一定量以上になった時、または水平アーム部２２，２３の交差角度が所定角度（例えば９０°）に達した時に、肯定判断する。
【００６６】
上記ステップＳ１３では、クローラ１０を制御して、ドア１００の側縁１００ｂを回り込むようにする。具体的には、クローラ１０を時計回りに超信地旋回させるか、同方向の旋回とともに若干前進させる。この際、ドア１００の開き位置をそのまま維持するために、アーム２０の制御をも行う（ステップＳ１４）。具体的には第２水平アーム部２３をフリーにしたまま第１水平アーム部２２を時計回り方向に回動させる。
【００６７】
なお、このクローラ１０の回り込み制御の際に、ロボットアーム２０の制御により、ドア１００をさらに開くように制御してもよい。
【００６８】
上記ステップＳ１３におけるクローラ１０の回り込み制御およびステップＳ１４におけるロボットアーム２０の制御は、クローラ１０のドア側の側面の前端部１０ｘが、ドア１００の開閉軌跡と干渉する位置に達するまで行う。図３（Ｅ）に示すように、前端部１０ｘが干渉位置に達した時にはステップＳ１５で肯定判断し、図３（Ｆ）に示すように、係合部３０のチャック部３１を開いてドア１００のノブ１０１の把持状態を解除するとともに、垂直アーム部２１を回動して第１水平アーム部２２を水平回動させて係合部３０をノブ１０１から離す（ステップＳ１６）。
【００６９】
上記のようにノブ１０１の把持状態を解除した後、図３（Ｇ）に示すように、クローラ１０が壁と垂直になるまでクローラ１０の旋回を継続する（ステップＳ１７）。この旋回により、ドア１００はクローラ１０に押されてさらに開き角度が増大する。なお、ここでのクローラ１０の旋回は、超信地旋回が好ましい。
【００７０】
上記クローラ１０が壁１００と垂直な姿勢に達した時には、ステップＳ１８で肯定判断して、クローラ１０の旋回を終了する（ステップＳ１９）。
【００７１】
次に、第２水平アーム部２３のフリー状態を解除し、この第２水平アーム部２３を第１水平アーム部２２に対して所定交差角度になるように時計回りに旋回させるとともに、第１水平アーム部２２を時計回りに旋回させ、図３（Ｈ）に示すように、その先端の係合部３０をドア１０に押し当てて、このドア１０の開き角度をさらに増大させる（ステップＳ２０）。これら水平アーム部２２，２３の旋回制御は、クローラ１０の前進時にロボットアーム２０がドア１００と干渉するのを回避するための動作でもある。
【００７２】
最後に、図３（Ｉ）、（Ｊ）に示すように、クローラ１０を前進させ、壁２００の出入口２０１を通過させる（ステップＳ２１）。ロボットアーム２０の先端の係合部３０がドア１００に当たっているので、ドア１００がクローラ１０に接することがなく、このクローラ１０の前進を円滑に行うことができる。なお、ロボットアーム２０は、クローラ１０の前進時にクローラ１０の幅内に収まるように退避させてもよい。
【００７３】
上記のようにして、ロボットＡがドア１００を開き、出入口２０１を通過してドア１００の向こうの部屋に入るまでの自動制御が終了する。
【００７４】
本実施形態では、ビデオカメラ５５及びレーザー距離計５０を装備しているので、ロボットＡが自動制御を実行しているときに人等の侵入を検出した時には、ビデオカメラの映像及び／又はレーザー距離計５０の計測距離データから侵入を検出して、自動制御を中止することもできる。
【００７５】
次に、図５，図６を参照しながら本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では第１実施形態と略同様の構造のロボットＡが用いられる。ただし、第１水平アーム部２２、第２水平アーム部２３は、フリー状態にはならない。ステップＳ１〜Ｓ６までの制御（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）は第１実施形態と同じである。
【００７６】
第２実施形態では、第１実施形態のステップＳ７〜Ｓ２１の代わりに下記のステップＳ３０〜Ｓ４４の自動制御を実行する。
ステップＳ６を実行した後、ステップＳ３０に進み、ここでクローラ１０を超信地旋回（その場旋回）させ、ステップＳ３１で、クローラ１０の中心軸線Ｙ１がドア１００のヒンジ１００ａを中心とした第１円弧Ｃ１の接線上に位置するか否かを判断する。ステップＳ３１で否定判断した時にはステップＳ３０を継続して実行する。図３（Ｂ）、図５（Ａ）参照。
【００７７】
ステップＳ３０では、上記クローラ１０の旋回と同時に、第１水平アーム部２２をクローラ１０と逆方向に同角度量回動制御し、常に第１水平アーム部２２と第２水平アーム２３を、ドア１００と垂直に維持する。なお、第２水平アーム２３は第１水平アーム部２２に対して一直線になるように維持されており、実質的に固定状態にある。
【００７８】
やがて、クローラ１０が図５（Ａ）に示すように、クローラ１０の中心軸線Ｙ１が上記第１円弧Ｃ１の接線上に位置するようになり、この時、上記ステップＳ３１で肯定判断したらステップＳ３２に進み、ここでクローラ１０を上記第１円弧Ｃ１に沿って後退、旋回させる。この際、クローラ１０は軸線Ｙ１が当該円弧Ｃ１の接線上に位置する姿勢を維持される。図５（Ａ）、（Ｂ）参照。
【００７９】
ステップＳ３２において、第１水平アーム部２２、第２水平アーム部２３をそれぞれ実質的な固定状態にしてもドア１００に対して垂直な状態を維持できる。ただし、クローラ１０の姿勢制御が不安定である場合には、必要に応じて第１水平アーム部２２を水平回動制御して、ドア１００に対する垂直状態を維持するようにしてもよい。
【００８０】
次のステップＳ３３では、ドア１００が、クローラ１０が通り抜けられるのに十分な所定量だけ開いたか否かを判断する。ここで否定判断した場合には上記ステップＳ３２を継続して実行する。
【００８１】
上記ステップＳ３３で肯定判断した場合にはステップＳ３４に進み、ここでクローラ１０を超信地旋回させる。図５（Ｂ）、（Ｃ）参照。次のステップＳ３５では、クローラ１０の軸線Ｙ１が真直状態をなすアーム部２２，２３と垂直をなすか否か、換言すれば第２水平アーム部２２の基端（回動中心）を中心とした第２円弧Ｃ２の接線上に位置するか否かを判断する。
【００８２】
クローラ１０が図５（Ｃ）に示す姿勢になり、ステップＳ３５で肯定したら、ステップＳ３６に進み、ここで上記第２円弧Ｃ２を描くように、クローラ１０を前進、旋回させる。この旋回によりクローラ１０の軸線Ｙ１は、上記第２円弧Ｃ２の接線上に維持される。このクローラ１０制御の際、第１水平アーム部２２は実質的な固定状態にあり、第２水平アーム部２３はドア１００と垂直な姿勢を維持するように回動制御される。これにより、水平アーム部２２，２３は屈曲状態となる。図５（Ｃ）、（Ｄ）参照。
【００８３】
次のステップ３７では、クローラ１０がドア１００を引っ掛けられる位置に達したか否かを判断する。すなわち、この位置でクローラ１０を超信地旋回させることにより、クローラ１０のドア側の側面の前端部１０ｘがドア１００に引っ掛かるか否か（クローラ１０のドア側の前端部１０ｘが、ドア１００の開閉軌跡の領域に入ることができるか否か）を判断する。ステップ３７で否定判断した場合にはステップＳ３６を継続して実行する。
【００８４】
クローラ１０が図５（Ｄ）の位置に達し、ステップ３７で肯定判断した時には、ステップＳ３８に進み、クローラ１０を超信地旋回させる。図５（Ｄ）、（Ｅ）参照。この際、第２水平アーム部２３を固定状態にし、第１水平アーム部２２をクローラ１０と同角度量回動制御することにより、第２水平アーム部２３とドア１００との垂直状態を維持する。
【００８５】
次のステップＳ３９では、クローラ１０のドア側の前端部１０ｘがドア１００の開閉軌跡の領域に入ったか否か、より具体的にはドア１００の手先側の側縁１００ｂがクローラ１０の側面に当たるかその近傍に位置した状態になったか否かを判断する。ここで否定判断した場合にはステップＳ３８を継続して実行する。
【００８６】
クローラ１０が図５（Ｅ）に示す位置になり、ステップＳ３９で肯定判断した時にはステップＳ４０に進み、ここで係合部３０によるドアノブ１０１の把持状態を解除し、第１水平アーム部２２を水平回動させる。この第１水平アーム部２２の水平回動の過程で第２水平アーム部２３も水平回動させる。図５（Ｅ）〜（Ｇ）参照。
【００８７】
次のステップＳ４１では、水平アーム部２２，２３がドア押さえ位置に達したか否か、換言すれば第２水平アーム部２３の先端の係合部３０がドア１００の側面またはその近傍に達したか否かを判断する。ここで否定判断した場合にはステップ４０を継続して実行する。
【００８８】
図５（Ｇ）に示すように係合部３０がドア押さえ位置に達したら、ステップＳ４２に進み、ここで、クローラ１０を超信地旋回させる。すると、クローラ１０の壁２００に対する姿勢が変わるとともに、ドア１００が係合部３０に押されてさらに開かれる。図５（Ｇ）、（Ｈ）参照。
【００８９】
次のステップＳ４３では、クローラ１０を前進したと仮定した時に出入口を通り抜けられる角度に達したか否かを判断する。ここで否定判断したらステップＳ４２を継続して実行する。
【００９０】
クローラ１０が図５（Ｈ）の姿勢になり通り抜け可能となったら、ステップＳ４３で肯定判断してステップＳ４４に進み、第２アーム部２３を回動させてロボットアーム２０全体をクローラ１０の幅内に収納し、さらにクローラ１０を前進させて出入口２０１を通り抜ける。図５（Ｈ）、（Ｉ）参照。
【００９１】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態に比べてクローラ１０の移動軌跡が長くなるが、ドア１００の手前のスペースが広い場合には実行可能である。この実施形態では、クローラ１０の制御が、円弧軌跡での移動制御と超信地旋回制御の組み合わせなので、比較的制御が簡単である。また、円弧軌跡での移動により、クローラ１０のスリップ量が少なくて済み、安定したクローラ１０の制御を行える。また、クローラ１０の制御の際に、基本的には水平アーム部２２，２３のうちの一方の水平回動制御で済むので、この点からも制御が簡単である。
【００９２】
図７は、本発明の第３実施形態を示す。この実施形態では、第２水平アーム部２３の関節の構造、即ち第１水平アーム部２２と第２水平アーム部２３の連結構造だけが、第１実施形態と異なる。詳述すると、第１水平アーム部２２の先端と第２水平アーム部２３の基端の一方が凹球面をなし、他方が凸球面をなし、両者が接合して連結する構造（いわゆるカップとコーンの連結構造）の関節となっている。
【００９３】
第２水平アーム部２３の基端にはワイヤ６０の先端が連結されており、このワイヤ６０は第１水平アーム部２２と垂直アーム部２１を通り、クローラ１０の本体１１内で、巻取装置６５により巻き取られている。
【００９４】
上記巻取装置６５によりワイヤ６０を巻き取ってワイヤ６０を緊張させると、第２水平アーム部２３が第１水平アーム部２２と真直な状態で固定され、巻取装置６５がワイヤ６０を巻き出すとワイヤ６０が緩んで第２水平アーム部２３がフリーとなる。
【００９５】
図７のロボットでも第１実施形態と同様の制御を行うことができる。ワイヤ６０が緩んでも係合部３０がドアノブを掴んでいる状態では第２水平アーム部２３が第１水平アーム部２２から垂れ下がることはない。
【００９６】
なお、図７のロボットの場合、ドア開きの制御の他に、ワイヤ６０を繰り出して第２水平アーム部２３を吊り下げることにより、係合部３０で床に落ちているものを拾うこともできる。
【００９７】
ロボットの係合部は、ドアノブを把持せずに引っ掛ける構造を採用してもよい。その一例を図８に示す。図８に示す係合部７０は、基端部が第２水平アーム部２３の先端に固定される本体７１と、本体７１の外周に対して回動可能に設けられた回動筒部７２と、本体７１の先端に設けられた係止爪７３とを有している。摩擦係数が高く弾力のある素材からなる回動筒部７２の外周をドアノブの外周に押し当てた状態で、回動筒部７２をモータで回動することにより、ドアノブを回し、ドアのラッチ状態を解除する。この係合部７０では、係止爪７３をドアノブの裏面に引っ掛けることにより係合状態を得ることができる。
【００９８】
上記係合部７０を用いる場合には、ロボットアーム２０を上下に首振りさせることにより、係合部７０の係止爪７３をドアノブに引っ掛けたり、この引っ掛け状態を解除する制御は、係合部７０の制御に含まれる。
【００９９】
上述した構成のロボットは、ドアを引いて開けることができるが、押して開けることも可能である。すなわち、係合部３０でドアのラッチを外した後、そのまま走行体１０を前進させてドアを押し開く。なお、走行体１０が壁の出入口に達したら、係合部３０とドア取手との係合状態を解除してもよい。この際、ロボットアームによりドアを押し当てながら走行体１０を前進させてもよいし、ロボットアームを後退させて走行体１０をドアに直接押し当てながら前進させてもよい。
【０１００】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。
例えば、ロボットアームは、関節とリンクにより連結された複数のアーム部により構成するもののみならず、１つのアーム部の先端に係合部を有するワイヤを備え、このワイヤを引っ張ることにより、ドアを開ける構成であってもよい。
【０１０１】
第１、第２実施形態のロボット制御において、遠隔操作によりドアを引いて少しだけ開く制御を実行し、この後自動制御を実行するようにしてもよい。
第１、第２実施形態において、上述した自動制御を手動による遠隔制御に置き換えることもできる。例えば最終段階の制御（第１実施形態のステップＳ２１や第２実施形態のステップ４４）を遠隔制御により実行してもよい。
ロボットアームがより多い関節を有している場合や係合部３０をドアに対して垂直に維持せずに済む場合には、クローラ１０を図５（Ａ）に示す向きにした後でロボットアームの引き寄せ制御することより第２工程を実行してもよい。
さらに、係合部３０をドアに対して垂直に維持せずに済む場合には、第１工程において、走行体を閉じ状態のドアに対して傾斜させた状態で、係合部をドア取手に係合させてもよい。
第３工程において、走行体を前進するだけで、走行体のドア側の前端部をドアの開閉軌跡と干渉させることができる場合もある。
【０１０２】
ドア取手位置が一定である場合とか垂直アーム部が伸縮する構造の場合には、第１水平アーム部２２は上下回動せずに垂直アーム部２１に固定してもよい。
また、垂直アーム部をクローラに固定し、垂直アーム部に対して第１水平アーム部を回動させるようにしてもよい。
ドアの取手がレバー形状の場合にも、これに適応した係合部を用いることにより本願発明を適用することができる。
走行体に角速度センサを設け、走行体の角度（姿勢）を認識して、状態認識の精度を向上させてもよい。
走行体はクローラの代わりにタイヤ式のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態をなすロボットの側面図である。
【図２】同ロボットの平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｊ）は、同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を順を追って説明する概略平面図である。
【図４】同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を実行する制御のフローチャートである。
【図５】（Ａ）〜（Ｉ）は本発明の第２実施形態において、ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を順を追って説明する概略平面図である。
【図６】同第２実施形態において、同ロボットがドアを開けて出入口を通過するまでの工程を実行する制御のフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態をなすロボットの概略側面図である。
【図８】ロボット先端の係合部の他の態様を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ クローラ（走行体）
２０ ロボットアーム
２１ 垂直アーム部
２２ 第１水平アーム部
２３ 第２水平アーム部
３０、７０ 係合部（ロボットハンド）
４０ 制御手段
５０ レーザー距離計（距離計）
１００ ドア
１００ａ ヒンジ側の側縁（ドアの回動中心）
１００ｂ 手先側の側縁
１０１ ノブ（取手）
２００ 壁
２０１ 出入口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部とを備えたロボットを、ドア通り抜けのために制御する方法であって、
（ア）ドア閉じ状態において上記係合部をドア取手に係合させる第１工程と、
（イ）上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる第２工程と、
（ウ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる第３工程と、
（エ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、第５工程での走行体前進時にドアと干渉しない位置まで退避させる第４工程と、
（オ）上記走行体を前進させて出入口を通過させる第５工程と、
を順に実行することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項２】
上記第３工程において、上記走行体を、上記ドアの手先側の側縁を回り込むように超信地旋回させることにより、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの開閉軌跡と干渉させることを特徴とする請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項３】
上記第４工程において、上記ロボットアームを水平回動させることによりドアと干渉しない位置まで退避させることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットの制御方法。
【請求項４】
上記ロボットアームの水平回動をさらに続けて上記係合部を上記ドアの出入口側の側面またはその近傍へ移動させ、その後、走行体の旋回とロボットアームのさらなる水平回動の少なくとも一方を実行することにより、上記係合部でドアを押してドアの開き角度を増大させることを特徴とする請求項３に記載のロボットの制御方法。
【請求項５】
上記係合部によるドアの押し開き後、上記第５の工程の前または途中で、上記ロボットアームをクローラ幅内に収めるように水平回動させることを特徴とする請求項４に記載のロボットの制御方法。
【請求項６】
上記第２工程において、上記係合部をドアに対して垂直に維持するように、上記走行体とロボットアームを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
上記第１工程において、ドア閉じ状態において走行体の中心軸線をドアおよび壁と垂直にした状態で係合部をドアと垂直にしてドア取手に係合させることを特徴とする請求項６に記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
上記第２工程で走行体を壁に対して傾斜させることを特徴とする請求項７に記載のロボットの制御方法。
【請求項９】
上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、壁に対する傾斜を増大させるようにしてドアの手先側の側縁の円弧軌跡の外側を回る湾曲軌跡に沿って後退させ、かつ上記ロボットアームのドア引き寄せ制御を実行することにより、上記走行体のドア側の側面の前端部をドアの手先側の側縁の近傍に位置させ、
上記第２工程の第２段階で、上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御を実行することにより、ドアの手先側の側縁がドアの回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を通過するように、ドアをさらに開くことを特徴とする請求項８に記載のロボットの制御方法。
【請求項１０】
上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、上記走行体の前後方向の中心軸線をドアに対して垂直に維持しながら、ドアの手先側の側縁の円弧軌跡から徐々に遠ざかるような湾曲した軌跡を描くようにして、後退させることを特徴とする請求項９に記載のロボットの制御方法。
【請求項１１】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、
上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、
上記第２工程の第１段階で、上記第２水平アーム部をドアに対して垂直に維持しながら第１水平アーム部を走行体に対して水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行し、
上記第２工程の第２段階で、上記第１水平アーム部を水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行することを特徴とする請求項９または１０に記載のロボットの制御方法。
【請求項１２】
上記第２工程の上記第１、第２段階において、上記第１水平アーム部に対して上記第２水平アーム部をフリーにした状態で、第１水平アーム部を水平回動することにより、上記ドア引き寄せ制御を実行することを特徴とする請求項１１に記載のロボットの制御方法。
【請求項１３】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、
上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、
上記第２工程の第１段階では、上記第１、第２水平アーム部を真直状態に維持するとともにドアに対して垂直に維持しながら、上記走行体を、ドア回動中心を中心とした第１円弧に沿って後退させつつ旋回させ、
上記第２工程の第２段階では、第２アーム部の回動中心を中心とする第２円弧に沿って前進させつつ旋回させるとともに、上記第２アーム部をドアに対して垂直に維持するように上記第１アーム部を水平回動させることを特徴とする請求項７に記載のロボットの制御方法。
【請求項１４】
上記走行体には距離計と制御手段が装備され、上記制御手段は、上記距離計によりドアおよびその近傍の壁までの距離を水平方向に所定角度範囲にわたって計測させ、この計測距離データから、壁に対するドアの位置および壁およびドアに対する走行体の位置および向きを演算し、この演算結果をフィードバックしながら少なくとも上記第２、第３の工程を実行することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のロボットの制御方法。
【請求項１５】
上記第１、第２工程間において、上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記走行体の後退または上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御の少なくとも一方を実行することにより、ドアを少し開き、この状態での上記距離計による計測距離データから、上記制御手段はドアおよび壁を認識することを特徴とする請求項１４に記載のロボットの制御方法。
【請求項１６】
上記制御手段は、ドアが閉じた状態での上記距離計による計測距離データを得、この計測距離データと上記のドアを少し開けた状態での計測距離データの比較により、上記ドアおよび壁を認識することを特徴とする請求項１５に記載のロボットの制御方法。
【請求項１７】
ドアを開き、ドアによって閉じられていた出入口を通過するロボットであって、
走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部と、上記走行体、ロボットアームおよび係合部を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段が、
（ア）上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる工程と、
（イ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる工程と、
（ウ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、上記走行体が出入口に向かって前進する際に、ドアと干渉しない位置まで退避させる工程と、
を順に実行することを特徴とするロボット。
【請求項１】
走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部とを備えたロボットを、ドア通り抜けのために制御する方法であって、
（ア）ドア閉じ状態において上記係合部をドア取手に係合させる第１工程と、
（イ）上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる第２工程と、
（ウ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる第３工程と、
（エ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、第５工程での走行体前進時にドアと干渉しない位置まで退避させる第４工程と、
（オ）上記走行体を前進させて出入口を通過させる第５工程と、
を順に実行することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項２】
上記第３工程において、上記走行体を、上記ドアの手先側の側縁を回り込むように超信地旋回させることにより、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの開閉軌跡と干渉させることを特徴とする請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項３】
上記第４工程において、上記ロボットアームを水平回動させることによりドアと干渉しない位置まで退避させることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットの制御方法。
【請求項４】
上記ロボットアームの水平回動をさらに続けて上記係合部を上記ドアの出入口側の側面またはその近傍へ移動させ、その後、走行体の旋回とロボットアームのさらなる水平回動の少なくとも一方を実行することにより、上記係合部でドアを押してドアの開き角度を増大させることを特徴とする請求項３に記載のロボットの制御方法。
【請求項５】
上記係合部によるドアの押し開き後、上記第５の工程の前または途中で、上記ロボットアームをクローラ幅内に収めるように水平回動させることを特徴とする請求項４に記載のロボットの制御方法。
【請求項６】
上記第２工程において、上記係合部をドアに対して垂直に維持するように、上記走行体とロボットアームを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
上記第１工程において、ドア閉じ状態において走行体の中心軸線をドアおよび壁と垂直にした状態で係合部をドアと垂直にしてドア取手に係合させることを特徴とする請求項６に記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
上記第２工程で走行体を壁に対して傾斜させることを特徴とする請求項７に記載のロボットの制御方法。
【請求項９】
上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、壁に対する傾斜を増大させるようにしてドアの手先側の側縁の円弧軌跡の外側を回る湾曲軌跡に沿って後退させ、かつ上記ロボットアームのドア引き寄せ制御を実行することにより、上記走行体のドア側の側面の前端部をドアの手先側の側縁の近傍に位置させ、
上記第２工程の第２段階で、上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御を実行することにより、ドアの手先側の側縁がドアの回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を通過するように、ドアをさらに開くことを特徴とする請求項８に記載のロボットの制御方法。
【請求項１０】
上記第２工程の第１段階において、上記走行体を、上記走行体の前後方向の中心軸線をドアに対して垂直に維持しながら、ドアの手先側の側縁の円弧軌跡から徐々に遠ざかるような湾曲した軌跡を描くようにして、後退させることを特徴とする請求項９に記載のロボットの制御方法。
【請求項１１】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、
上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、
上記第２工程の第１段階で、上記第２水平アーム部をドアに対して垂直に維持しながら第１水平アーム部を走行体に対して水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行し、
上記第２工程の第２段階で、上記第１水平アーム部を水平回動させることにより、上記ドア引き寄せ制御を実行することを特徴とする請求項９または１０に記載のロボットの制御方法。
【請求項１２】
上記第２工程の上記第１、第２段階において、上記第１水平アーム部に対して上記第２水平アーム部をフリーにした状態で、第１水平アーム部を水平回動することにより、上記ドア引き寄せ制御を実行することを特徴とする請求項１１に記載のロボットの制御方法。
【請求項１３】
上記ロボットアームは、走行体に水平回動可能に支持された第１水平アーム部と、この第２水平アーム部の先端に水平回動可能に支持された第２水平アーム部を含み、第２水平アーム部の先端に上記係合部が設けられており、
上記第１工程において、第１水平アーム部と第２水平アーム部を真直にし、ドアに対して垂直にした状態で、上記係合部をドア取手に係合させ、
上記第２工程の第１段階では、上記第１、第２水平アーム部を真直状態に維持するとともにドアに対して垂直に維持しながら、上記走行体を、ドア回動中心を中心とした第１円弧に沿って後退させつつ旋回させ、
上記第２工程の第２段階では、第２アーム部の回動中心を中心とする第２円弧に沿って前進させつつ旋回させるとともに、上記第２アーム部をドアに対して垂直に維持するように上記第１アーム部を水平回動させることを特徴とする請求項７に記載のロボットの制御方法。
【請求項１４】
上記走行体には距離計と制御手段が装備され、上記制御手段は、上記距離計によりドアおよびその近傍の壁までの距離を水平方向に所定角度範囲にわたって計測させ、この計測距離データから、壁に対するドアの位置および壁およびドアに対する走行体の位置および向きを演算し、この演算結果をフィードバックしながら少なくとも上記第２、第３の工程を実行することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のロボットの制御方法。
【請求項１５】
上記第１、第２工程間において、上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記走行体の後退または上記ロボットアームによるドア引き寄せ制御の少なくとも一方を実行することにより、ドアを少し開き、この状態での上記距離計による計測距離データから、上記制御手段はドアおよび壁を認識することを特徴とする請求項１４に記載のロボットの制御方法。
【請求項１６】
上記制御手段は、ドアが閉じた状態での上記距離計による計測距離データを得、この計測距離データと上記のドアを少し開けた状態での計測距離データの比較により、上記ドアおよび壁を認識することを特徴とする請求項１５に記載のロボットの制御方法。
【請求項１７】
ドアを開き、ドアによって閉じられていた出入口を通過するロボットであって、
走行体と、この走行体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたロボットハンドとしてのドア取手係合用の係合部と、上記走行体、ロボットアームおよび係合部を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段が、
（ア）上記係合部をドア取手に係合させた状態で、上記ロボットアームの制御又は上記ロボットアームと上記走行体の制御により、ドアを手前に開くとともに、ドア回動中心と上記走行体のドア側の側面の前端部とを結ぶ線を、ドアの手先側の側縁に対して、壁寄りに位置させる工程と、
（イ）上記走行体とロボットアームの制御により、上記走行体のドア側の側面の前端部を、ドアの回動軌跡と干渉する領域に位置させる工程と、
（ウ）上記係合部のドア取手に対する係合状態を解除し、上記ロボットアームを、上記走行体が出入口に向かって前進する際に、ドアと干渉しない位置まで退避させる工程と、
を順に実行することを特徴とするロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−９５９７２（Ｐ２００９−９５９７２Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５６０５（Ｐ２００８−２４５６０５）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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