JP6252029B2 - Remote control robot system - Google Patents
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Description
本発明は、人間が入ることができない箇所の作業や調査を行う遠隔操作ロボットシステムに関する。 The present invention relates to a remote control robot system that performs work and investigation of a place where a human cannot enter.
例えば、原子力発電所においては放射線が高い箇所や狭隘部があり、人間が入ることができない箇所がある。そこで、狭隘な場所において、安全、確実に狭隘部での点検やハンドリングなどの作業ができて、かつ必要最小限の機器から構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。また、枝管内を自由に移動できる装置本体と、装置本体を内部に格納し幹管内を自由に移動できる輸送体とを有し、幹管と複数の枝管からなる配管であっても枝管内での走行を確実としたものもある(例えば、特許文献2参照)。 For example, in a nuclear power plant, there are places where radiation is high and there are narrow areas where humans cannot enter. Therefore, there is a device that is configured from the minimum necessary equipment that can safely and reliably perform inspection and handling operations in a narrow space in a narrow space (for example, see Patent Document 1). In addition, there is a device main body that can freely move in the branch pipe, and a transporter that can store the device main body in the branch pipe and can freely move in the trunk pipe. Even if the pipe is composed of a trunk pipe and a plurality of branch pipes, There is also a vehicle that is sure to travel on the road (for example, see Patent Document 2).
しかし、原子力発電所の事故対応ロボットは、階段等の走破性を重視したり各種調査装置を搭載するため小型化が難しい。特許文献1のものでは必要最小限の機器として視覚装置を搭載しているが、その場合であってもイーサネット(登録商標)に画像信号を載せるには、ビデオサーバーとアナログカメラあるいはIPカメラが必要となり、いずれも大きなスペースを要する。
However, it is difficult to reduce the size of an accident response robot at a nuclear power plant because it places importance on running performance such as stairs and is equipped with various investigation devices. Although the visual device is mounted as the minimum necessary device in
また、特許文献2のものでは、幹管は装置本体を内部に格納した輸送体が移動し、枝管は輸送体から分離した装置本体を移動させるので、枝管が鉛直な行止まり管など狭隘な部位である場合であっても装置本体を移動できるが、装置本体は索線で接続して輸送体から分離及び回収するのでその制御が複雑になる。また、装置本体にカメラや照明からなる監視手段と超音波センサなどの作業手段とを搭載するので小型化が難しい。 Moreover, in the thing of patent document 2, since the transport body which stored the apparatus main body inside the trunk pipe moves, and the branch pipe moves the apparatus main body separated from the transport body, the branch pipe is narrow such as a dead end pipe. Even if it is a case where it is a site, the apparatus main body can be moved, but since the apparatus main body is connected by a cable and separated and recovered from the transporter, its control becomes complicated. In addition, it is difficult to reduce the size of the apparatus because monitoring means including a camera and illumination and working means such as an ultrasonic sensor are mounted on the apparatus main body.
本発明の目的は、人間が入ることができない狭隘箇所の作業や調査を安全で確実に行うことができる遠隔操作ロボットシステムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a remote-controlled robot system that can safely and reliably perform a narrow-area work and survey that cannot be entered by humans.
本発明の遠隔操作ロボットシステムは、当初の配置通りではない事故が発生した現場の目的箇所の近傍まで移動する無限軌道を備えた親ロボットと、前記親ロボットに搭載されて前記目的箇所の近傍まで運搬され前記目的箇所の近傍で降ろされて前記目的箇所の所定範囲を移動し前記親ロボットが入り込めない狭隘部を走行する無限軌道を備えた子ロボットと、前記親ロボットとの間を有線通信手段で接続して前記親ロボットを遠隔操作する一方前記親ロボットと前記子ロボットとの間を無線通信手段で接続し前記親ロボットを中継して前記子ロボットを遠隔操作する遠隔操作部と、前記親ロボットに設けられ前記子ロボットを昇降するための昇降部と、前記子ロボットに取り付けられ前記目的箇所の所定範囲の情報を収集するための多機能携帯端末とを備えたことを特徴とする。 The remote control robot system of the present invention includes a parent robot having an endless track that moves to the vicinity of a target location on the site where an accident that does not follow the initial arrangement occurs, and the proximity of the target location mounted on the parent robot. Wired communication between a parent robot and a child robot having an endless track that travels in a narrow area where the parent robot cannot enter by moving around a predetermined range of the destination and transported and lowered near the destination A remote operation unit for remotely operating the child robot by connecting the parent robot and the child robot by wireless communication means and connecting the child robot by a wireless communication means and remotely operating the child robot; Elevator for raising and lowering the child robot provided in the parent robot, and a multi-function for collecting information on a predetermined range of the target location attached to the child robot Characterized in that a strip terminal.
本発明によれば、親ロボットと子ロボットとを有し、子ロボットは親ロボットに搭載されて目的箇所の近傍まで運搬され、その目的箇所の近傍で降ろされて目的箇所の所定範囲を移動し、親ロボットと子ロボットとの間は無線通信手段で接続するので、狭隘部であっても子ロボットは移動できる。また、子ロボットは各種センサ機能を有した多機能携帯端末を搭載するので小型化が可能となる。 According to the present invention, the robot has a parent robot and a child robot, and the child robot is mounted on the parent robot and transported to the vicinity of the target location, and is lowered near the target location to move within a predetermined range of the target location. Since the parent robot and the child robot are connected by wireless communication means, the child robot can move even in a narrow space. Further, since the child robot is equipped with a multifunctional mobile terminal having various sensor functions, it can be miniaturized.
以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態に係る遠隔操作ロボットシステムの一例を示す構成図である。遠隔操作ロボットシステムは、親ロボット11と子ロボット12とを有し、親ロボット11及び子ロボット12は遠隔操作部13により遠隔操作される。以下の説明では、親ロボット11及び子ロボット12は、人間が入ることができない箇所として事故が発生した原子力発電所の原子炉建屋に入り、作業や調査を行う場合を例に取り説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a remote control robot system according to an embodiment of the present invention. The remote operation robot system includes a
遠隔操作部13は、親ロボット遠隔操作部14及び子ロボット遠隔操作部15を有し、例えば原子力発電所の免震重要棟に設置される。親ロボット遠隔操作部14及び子ロボット遠隔操作部15は有線通信手段で親ロボット11に接続される。すなわち、LANケーブル16で親ロボット11のモデム17に接続される。
The
一方、子ロボット12は無線通信手段で親ロボット11と接続される。すなわち、親ロボット11のモデム17に無線LANの無線親機18が接続され、子ロボット12には無線親機18と無線で通信を行う無線LANの無線子機19が設けられる。無線LANとしては、例えばWiFiを用いる。
On the other hand, the
これにより、親ロボット11は有線通信手段で接続された親ロボット遠隔操作部14により遠隔操作され、子ロボット12は親ロボット11のモデム17を中継して有線通信手段及び無線通信手段で接続された子ロボット遠隔操作部15により遠隔操作される。
Thereby, the
親ロボット11は子ロボット12を搭載して、親ロボット遠隔操作部14により遠隔操作され、原子炉建屋内の現場の目的箇所の近傍まで移動する。親ロボット11は無限軌道20を備えた装軌車両であり、不整地での移動を可能にしている。 原子炉建屋内は中央部に原子炉圧力容器が配置され、周囲は壁で仕切られて複数の部屋が形成されており、また、電気設備や配管設備や機械設備などが設置されている。これら設備や壁の間は狭隘部となっている。事故が発生した原子炉建屋内の場合には、当初の配置通りではないので、各所にさらに多くの狭隘部が発生している。
The
そこで、親ロボット11は子ロボット12を搭載して、目的箇所に向けて原子炉建屋内で移動可能な箇所まで移動する。つまり、目的箇所の近傍まで移動する。そして、目的箇所の近傍で親ロボット11は昇降部21にて子ロボット12を降ろす。降ろされた子ロボット12は自走で目的箇所の所定範囲を移動し、親ロボット11が入り込めない狭隘部に向けて走行する。
Therefore, the
子ロボット12も親ロボット11と同様に無限軌道22を備えた装軌車両であり、不整地での移動を可能にしている。また、子ロボット12には多機能携帯端末23が装着されている。多機能携帯端末23としては、例えば、スマートフォンやタブレットを用いる。スマートフォンやタブレットなどの多機能携帯端末23は、カメラ、マイク、加速度センサ、温度センサなどの各種のセンサを装備しており、また、ライト(照明要素)、WiFi、スピーカも装備している。従って、多機能携帯端末23は無線通信手段であるWiFiを装備し各種センサを装備しているので、無線通信手段や各種センサを個別に子ロボット12に搭載する場合に比較して大幅に小型化が図れる。
Similar to the
子ロボット12による情報の収集は、多機能携帯端末23のライトを点灯し、多機能携帯端末23のカメラにより目的箇所の所定範囲の映像を取得する。取得した映像は、無線通信手段の無線子機19から親ロボット11の無線親機18に送信し、さらに無線親機18から有線通信手段のモデム17及びLANケーブル16を介して遠隔操作部13の子ロボット遠隔操作部15に送信する。これにより目的箇所の所定範囲の状況を子ロボット遠隔操作部15で把握できる。
Information is collected by the
また、多機能携帯端末23のマイクは、例えば子ロボット12の周囲の音を収集し、同様に子ロボット遠隔操作部15に音情報を送信する。これは、例えば、水漏れがしている場合には水の流れる音がするので、このような情報を得るためである。また、多機能携帯端末23の加速度センサは子ロボット12の3次元方向の加速度検出するので、これにより子ロボット12の姿勢を把握できる。多機能携帯端末23の温度センサは、多機能携帯端末23の基板の温度を測定するために設けられているが、この温度センサの情報を得ることにより、子ロボット12の周囲の温度を把握できる。なお、多機能携帯端末23は放射線の線量計を装備しているものもあるが、線量計を装備していない多機能携帯端末23の場合には、線量計を別途搭載するようにしてもよい。
Further, the microphone of the multi-function
図2は、親ロボット11の昇降部21により子ロボット12を降ろす作業の一例の説明図であり、図2(a)は親ロボット11に子ロボット12を搭載した状態を示す説明図、図2(b)は親ロボット11の昇降部21で子ロボット12を把持した状態を示す説明図、図2(c)は昇降部21で把持した子ロボット12を壁上部(高所)に降ろす場合の説明図、図2(d)は昇降部21で把持した子ロボット12を狭隘部に降ろす場合の説明図である。図2では昇降部21は先端に把持部を有したアーム式のものを示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of lowering the
図2(a)に示すように、親ロボット11に子ロボット12を搭載した状態ではアーム式の昇降部21は折り畳まれている。そして、図2(a)の状態から子ロボット12を降ろすには、図2(b)に示すように、昇降部21のアームを伸ばし先端の把持部で子ロボット12を把持する。そして、子ロボット12を把持した状態で昇降部21のアームを駆動して子ロボット12を降ろす箇所まで移動する。そして、目的箇所の所定範囲での子ロボット12による情報の収集が終了すると、子ロボット12は親ロボット11から降ろされた場所の近傍に戻り、親ロボット11の昇降部21により親ロボット11に搭載され回収される。
As shown in FIG. 2A, the arm
昇降部21で把持した子ロボット12を壁上部(高所)に降ろす場合には、図2(c)に示すように、昇降部21のアームを伸ばし、壁24の上部に子ロボット12を降ろす。これにより、子ロボット12は壁24の上部を自走することになる。また、昇降部21で把持した子ロボット12を狭隘部25の入口に降ろす場合には、図2(d)に示すように、昇降部21のアームを伸ばし、狭隘部25の入口に子ロボット12を降ろす。これにより、子ロボット12は狭隘部25を自走し、壁24の向こう側に移動し壁24の向こう側を自走することになる。そして、目的箇所の所定範囲での子ロボット12による情報の収集が終了すると、前述したように、子ロボット12は親ロボット11から降ろされた場所の近傍に戻り、親ロボット11の昇降部21により親ロボット11に搭載され回収される。
When the
以上の説明では、昇降部21としてアーム式のものを示したが、ジャッキとスロープ板とを有し、水平に保ったスロープ板に子ロボット12を搭載し、子ロボット12を高所に降ろす場合はジャッキで持ち上げ、スロープ板を傾けて降ろすようにしてもよい。なお、高所でない場所に降ろす場合はジャッキで持ち上げる必要はない。
In the above description, the lifting / lowering
図3は子ロボットの斜視図であり、図3(a)は多機能携帯端末23を固定で装着した場合の子ロボットの斜視図、図3(b)は多機能携帯端末23をパンチルト機構で装着した場合の子ロボットの斜視図である。
3 is a perspective view of the child robot. FIG. 3A is a perspective view of the child robot when the multi-function
図3(a)に示すように、子ロボット12は、子ロボット本体26の両側に無限軌道22を備えた装軌車両であり、不整地での移動を可能にしている。子ロボット本体26の内部には、子ロボット遠隔操作部15からの指令に基づき子ロボットを駆動するための図示省略の駆動機構やバッテリを搭載している。そして、子ロボット本体26の上面には多機能携帯端末23を固定で垂直に装着し、この多機能携帯端末23により前述したように目的箇所の所定範囲の情報を収集する。多機能携帯端末23を垂直に装着するのは、多機能携帯端末23のカメラでその周囲を容易に撮影できるようにするためである。
As shown in FIG. 3A, the
また、子ロボット本体26の上面に多機能携帯端末23を垂直に固定で装着することに代えて、図3(b)に示すように、多機能携帯端末23をパンチルト機構部27で装着するようにしてもよい。パンチルト機構部27は、矢印Vに示すように多機能携帯端末23を左右振りしたり、矢印Wに示すように多機能携帯端末23を上下振りしたりする機能を有する。パンチルト機構部27の左右振りにより多機能携帯端末23は左右方向に向きを変えることができるので、子ロボット本体26の向きを変えなくても所望の左右方向の情報を収集できる。
Further, instead of mounting the multi-function
同様に、パンチルト機構部27の上下振りにより多機能携帯端末23は上下方向に向きを変えることができるので、所望の俯角や仰角で情報を収集できる。また、子ロボット12が走行するときは、パンチルト機構部27により多機能携帯端末23を折り畳み、子ロボット本体26の上面に形成された収納部28に収納する。これにより、子ロボット12が狭隘部を走行する際に多機能携帯端末23が邪魔になって走行できなくなることを防止できる。
Similarly, the multifunction
以上の説明では、親ロボット11に1台の子ロボット12を搭載した場合について説明したが、複数台の子ロボット12を搭載し複数の子ロボットを目的箇所の所定範囲で移動させるようにしてもよい。図4は複数の子ロボットを目的箇所の所定範囲で移動させる場合の説明図であり、図4(a)は2台の子ロボットの場合の一例を示す説明図、図4(b)は2台の子ロボットの場合の他の一例を示す説明図である。
In the above description, the case where one
図4(a)において、いま、親ロボット11が2台の子ロボット12a、12bを搭載して目的箇所の近傍まで運搬し、目的箇所で2台の子ロボット12a、12bを降ろし、1台の子ロボット12bが壁24の向こう側に位置し、親ロボット11と無線通信できない位置を移動しているとする。この場合、もう1台の子ロボット12aを壁24の上面に配置し、子ロボット12aを親ロボット11と子ロボット12bとの中継局とする。これにより、子ロボット12bは親ロボット11と無線通信できない位置であっても移動することが可能となる。
In FIG. 4 (a), the
図4(b)において、いま、親ロボット11が2台の子ロボット12a、12bを搭載して目的箇所の近傍まで運搬し、目的箇所で2台の子ロボット12a、12bを降ろし、2台の子ロボット12a、12bが壁24の狭隘部25を移動しているとする。この場合、2台の子ロボット12a、12bで周囲の情報を取得することになるので視野が広がり、また、一方の子ロボット12bの多機能携帯端末23bは他方の子ロボット12aを含んだ映像を取得できるので、他方の子ロボット12aを監視することができる。
In FIG. 4 (b), the
このように、複数台の子ロボット12を搭載した場合には、親ロボット11と無線通信できない子ロボットの中継局として別の子ロボット12を使用でき、親ロボット11と直接的に無線通信できない位置である子ロボット12に対しても無線通信が可能となる。また、複数の子ロボット12で取得する映像の視野が広がり、互いに子ロボット12同士で監視し合うこともできる。
As described above, when a plurality of
このように、本発明の実施形態によれば、子ロボット12に各種センサを備えた多機能携帯端末23を搭載するので、子ロボット12を小型化できる。多機能携帯端末23が装備していないセンサ、例えば、放射線の線量計や湿度計を必要とする場合には、必要に応じてそれらのセンサを別置すればよいので、個別に各種のセンサを設置する場合に比較し子ロボット12を小型化ができる。これにより、親ロボット11が入れない狭隘部の情報を安全に確実に収集できる。多機能携帯端末23は安価で高信頼であるので、安価で高信頼性のある遠隔操作ロボットシステムとすることができる。
Thus, according to the embodiment of the present invention, since the multi-function
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11…親ロボット、12…子ロボット、13…遠隔操作部、14…親ロボット遠隔操作部、15…子ロボット遠隔操作部、16…LANケーブル、17…モデム、18…無線親機、19…無線子機、20…無限軌道、21…昇降部、22…無限軌道、23…多機能携帯端末、24…壁、25…狭隘部、26…子ロボット本体、27…パンチルト機構部、28…収納部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記親ロボットに搭載されて前記目的箇所の近傍まで運搬され前記目的箇所の近傍で降ろされて前記目的箇所の所定範囲を移動し前記親ロボットが入り込めない狭隘部を走行する無限軌道を備えた子ロボットと、
前記親ロボットとの間を有線通信手段で接続して前記親ロボットを遠隔操作する一方前記親ロボットと前記子ロボットとの間を無線通信手段で接続し前記親ロボットを中継して前記子ロボットを遠隔操作する遠隔操作部と、
前記親ロボットに設けられ前記子ロボットを昇降するための昇降部と、
前記子ロボットに取り付けられ前記目的箇所の所定範囲の情報を収集するための多機能携帯端末とを備えたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。 A parent robot with an endless trajectory that moves to the vicinity of the target location at the site where the accident occurred ,
Provided with an endless track mounted on the parent robot, transported to the vicinity of the target location, lowered in the vicinity of the target location, moved within a predetermined range of the target location, and traveling in a narrow portion where the parent robot cannot enter With a child robot,
The parent robot is connected by wired communication means to remotely control the parent robot, while the parent robot and the child robot are connected by wireless communication means to relay the parent robot to connect the child robot. A remote control unit for remote control;
An elevating unit provided in the parent robot for elevating the child robot;
A remote operation robot system comprising a multi-function portable terminal attached to the child robot and collecting information of a predetermined range of the target location.
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