JP2003270384A - 救助用ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射線にさらされる恐れのある原子力関連施設
内の災害現場等の人が近づきにくい災害現場において、
負傷者を安全な場所まで搬出する。 【解決手段】救助用ロボットシステムは、内部に液状物
質または粒状物質を充填可能な袋状部材３を搭載したロ
ボット１５を複数台備えている。このロボットは、自律
走行と遠隔手動走行のモードを選択可能である。各袋状
部材ホース２および配管４に接続されており、配管およ
びホースは連結手段である１対のコネクタで連結されて
いる。連結された袋状部材に液状物質または粒状物質を
ポンプを用いて供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の接近が困難
な災害現場から自力退避が困難な負傷者を救助する救助
用ロボットシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】作業員の安全を確保するとともに様々な
事故に対して迅速にまた柔軟に対応する事故対応ロボッ
トシステムの例が、特開２００１−１７９６６８号公報
に記載されている。この公報に記載のロボットシステム
では、環境情報を収集するセンサを搭載し事故地点まで
の移動経路と周辺状況を調査するモニタ用ロボットと、
マニピュレータを搭載した作業用ロボットを含む複数の
移動ロボットとを有している。そして、モニタ用ロボッ
トの調査結果に基づいて、作業ロボットが選定され、指
令者が選定されたロボットを事故現場に出動させてい
る。

【０００３】また、原子力関連施設で事故が発生した際
に、放射線を安全かつ迅速に遮蔽するため、搬送装置を
用いて遮蔽体を設置する例が、特開２００１−２８９９
８０号公報に記載されている。この公報では、放射線遮
蔽部剤を放射線遮蔽体に封入し、遠隔装置で操作される
搬送装置がこの放射線遮蔽体を搬送している。

【０００４】さらに、２０００年７月２１日付けの朝日
新聞の第１３版の第３面には、「原子力災害に防災ロ
ボ」と題した記事において、被災地の周りに防護壁ロボ
ットを配置して、放射線を遮蔽することが記載されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】原子力関連施設内にお
いては、事故防止のため現在予見できるあらゆる現象に
対し、防護手段が施されている。そして、予見できない
火災や臨界事故等により負傷者が災害現場に取り残され
て放射線にさらされるおそれがある場合をも想定して、
各種の予防策が計画および実施されている。

【０００６】このような対策の例が、記特開２００１−
２８９９９０号公報に記載されている。この公報では、
負傷者を救助するためであっても人が安全に負傷者に接
近することが困難な場合を想定して、操縦者が搭乗した
比較的大型の搬送装置を、放射線遮蔽体の搬送のために
主に屋外の現場で使用している。この装置を建屋内のよ
うな狭隘な環境で用いようとすると、障害物に阻まれる
おそれがあり必ずしもその能力を発揮できない。

【０００７】また、上記特開２００１-１７９６６８号
公報には、機能の異なる複数のロボットを事故現場の状
況に適応して運用することが記載されている。しかしこ
の公報では、屋内作業の場合に遭遇する狭隘な通路を通
っての負傷者の救出等については、十分には考慮されて
いない。

【０００８】さらに、上記新聞記事は概要のみであり、
複数の小型の防護壁ロボットにより放射線遮蔽壁を形成
することについては記載があるものの、具体的に質量の
大きな多数の防護壁部材を素速く現場に運搬することに
ついては開示されていない。

【０００９】本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みな
されたものであり、その目的は、放射線にさらされる恐
れのある原子力関連施設内の災害現場等の人が近づきに
くい災害現場において、負傷者を安全な場所まで搬出す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、救助用ロボットシステムが、内部に
液状物質または粒状物質を充填可能な袋状部材を搭載し
自律走行と遠隔手動走行のモードを選択可能なロボット
を複数台有し、各袋状部材を連結する手段とこの連結さ
れた袋状部材に液状物質または粒状物質を供給する供給
手段とを備えたものである。

【００１１】そしてこの特徴において、複数のロボット
を予め定めた位置に配置して各袋状部材を配管を用いて
連結した後に、供給手段が液状物質または粒状物質を供
給して放射線防護壁を形成するか、複数のロボットに搭
載された袋状部材を配管接続した後に、各ロボットを隊
列走行して所定位置に配置し、その後に供給手段が液状
物質または粒状物質を袋状部材に供給して防護壁を形成
するかしてもよい。

【００１２】上記目的を達成するための本発明の他の特
徴は、救助用ロボットシステムが自律走行と遠隔手動走
行のモードを選択可能な複数台のクローラ式ロボットと
このクローラ式ロボットが搬送可能な担架とを有し、複
数台のロボットの各々は走行方向の前側にカメラと遠隔
操作可能なアームとを有し、このアームを遠隔操作して
負傷者を担架に載せることを可能としたものである。

【００１３】そしてこの特徴において、担架は左右に分
割可能な形状可変担架であり、この担架に載せた負傷者
を移動可能にする担架台車を有し、この担架台車の両側
部に庇を設けこの庇の下に複数のクローラ式ロボットを
位置させることにより、担架台車を移動可能にするか、
担架は左右に分割可能な形状可変担架であり、この担架
に装架するロープと、このロープの一端が固定され災害
現場から離れた位置に据え置かれたウインチとを設け、
ロープを牽引することにより負傷者を災害現場から搬送
可能にするようにしてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
を図面を用いて説明する。原子力関連施設内において
は、事故防止のため現在予見できるあらゆる現象に対
し、防護手段が施されている。そして、予見できない火
災や臨界事故等により負傷者が災害現場に取り残されて
放射線にさらされるおそれがある場合をも想定して、各
種の予防策が計画および実施されている。

【００１５】図１に本発明に係る救助用の自走ロボット
システム１を用いて、放射線源１６を有する事故現場１
１から負傷者を搬送する様子を示す。自走ロボットシス
テム１は、同時に走行可能な複数台の自走車両を備えて
いる。そして、自走ロボットシステム１は１台の親機９
と少なくとも１台の子機１０とを有している。略直方体
上の複数の袋３、３、…が防護壁を形成するように設け
られている。各袋３には、給水用のホース２が連結され
ており、このホース２はコネクタ対８、１８を介して延
長配管４に接続されている。延長配管は最終的に１本に
纏められて親機９に搭載したポンプ７に接続されてい
る。

【００１６】各子機１０にはカメラ１５が、親機９には
カメラ１４が搭載されている。負傷者１３は専用の担架
５に載置され、ベルト３３で腹部近くと足首部とを固定
される。負傷者１３を載置した担架５は、子機１０の上
部に形成した庇２６を利用して、子機１０上にその端辺
を保持される。合計６個の子機１０が、担架５の角部お
よび長手方向中間部を支えている。子機１０はクローラ
式になっており、複数の車輪が無端ベルトを回転駆動す
る。事故現場１１から離れた安全な場所１２には、親機
９および各子機１０を制御する制御装置６が置かれてい
る。

【００１７】このように構成した救助ロボットシステム
の動作を、図２ないし図１１を用いて説明する。初め
に、自走ロボットシステム１、複数の袋３、担架５およ
びポンプ７を事故現場１１の近くであって、放射線被曝
に関しては安全な場所１２まで、人手または運搬車両等
を用いて運搬する。この安全な場所１２を、建屋内であ
って事故現場１１と同一のフロア上に確保している。

【００１８】安全な場所１２に自走ロボットシステム１
が届いたら、図２に示すように、負傷者１３のいる位置
を目標として、自走ロボットシステム１を隊列をなして
走行させる。その際、親機９を隊列の先頭車両とする。
複数の子機１０、１０、…は、この親機９の後続車両と
なる。親機９に車載された無線式のカメラ１４から得ら
れた画像情報を基に、安全な場所にいる図示しない操縦
者が、周囲環境を確認しながら遠隔操縦により自走ロボ
ットシステム１を走行させる。

【００１９】子機１０は制御装置を備えており、それぞ
れに搭載された無線式のカメラ１５が認識したその直前
の親機９または子機１０の位置を目標にして自律的に追
従走行するよう制御される。先頭車両である親機９は複
数本の延長配管４を運搬する。後続の子機１０は、端部
にコネクタ８が取付けられたホース２を連結した袋３を
搬送する。

【００２０】自走ロボットシステム１が負傷者１３の近
くまで順次到着すると、自走ロボットシステム１は図３
に示すように、袋３を負傷者１３と放射線源１６との間
の床上に一列に並べる。次に、子機１０の中の少なくと
も１台は先頭車両である親機９が搬送した延長配管４の
先端部１７を、いずれか１つの袋３に接続されたホース
２近くまで搬送する。そして延長配管４の先端部１７に
設けたコネクタ１８を、ホース２のコネクタ８に接続す
る。このような動作を繰り返すかまたは複数台の子機９
が一斉にこの動作を行うことにより、図４に示すように
親機９に搭載されたポンプ７と複数の袋３、３、…との
間に流路が形成される。

【００２１】流路が形成されたら、ポンプ７から親機
９、各延長配管４および各ホース２を介して複数の袋
３、３、…に水を一斉に送給する。水が蓄えられた袋３
は、放射線防護壁２０を形成する。次に、複数の子機１
０は子機前部に取付けた姿勢制御用部材１５ａを用い
て、負傷者の姿勢が仰向けに伸びた姿勢になるように、
負傷者１３の手足の姿勢を共同して整える（図５参
照）。

【００２２】姿勢を整えた負傷者１３を事故現場１１か
ら搬出可能にするため、子機１０が担架５を準備する。
図６に示すように、担架５は左側部材５ａ、右側部材５
ｂおよび引き寄せ機構２１を備えている。これらの左側
部材５ａと右側部材５ｂとを、複数の子機１０、１０、
…に分けて積載する。左側部材５ａと右側部材５ｂは、
引き寄せ機構２１により連結されており、長手方向であ
る身長方向には複数の板状部分が隙間をおいて配置され
ている。複数の板状部品は、最内側部分でつながってい
る。

【００２３】手足を揃えられた負傷者１３の周りに、ス
ペースをおいて担架５の左側部材５ａと右側部材５ｂと
を、略負傷者１３に沿って配置する。その後、引き寄せ
機構２１を用いて担架５の左側部材５ａと右側部材５ｂ
とを、負傷者１３の中心方向に引き寄せる。担架５の左
側部材５ａと右側部材５ｂとの引き寄せの詳細を、図７
を用いて説明する。

【００２４】図７は、負傷者１３の頭部側から見た図で
ある。初めに子機１０が、負傷者１３の一方の肩甲骨の
下方に姿勢制御用部材１５ａを挿入する（同図
（ａ））。次に子機１０が姿勢制御用部材１５ａを上方
に持ち上げることにより、負傷者１３の半身を持ち上げ
る。それとともに、図示しない引き寄せ機構２１を用い
て右側部材５ｂを負傷者１３の背骨付近まで引き寄せる
（同図（ｂ））。次に左側半身についても、子機１０が
同様の動作を行う（同図（ｃ））。この動作を交互に行
い、担架５の左側部材５ａと右側部材５ｂとを接近させ
ていく。これにより、最終的に負傷者１３を担架５の上
に乗せる。この作業において、複数の子機１０、１０、
…を左右に配置し、負傷者の各半身を持ち上げるのに異
なる子機１０を用いれば、救助に要する時間を短縮でき
る。

【００２５】担架５に載置された負傷者１３を移動可能
にするため、２台ないし４台の子機１０が車輪２３とウ
インチ２４とを備えた担架台車２５を、負傷者１３の近
くに搬入する（図９参照）。担架台車２５は、中央部に
担架５を乗せる載置部が形成されている。この載置部の
両側には、長手方向の複数箇所に間隔をおいて庇２６が
形成されている。車輪２３は、載置部の長手方向両端部
に取付けられている。

【００２６】ウインチ２４は、担架台車２５の退避時の
前進方向に当たる先端部に取付けられている。ウインチ
２４からロープ３０を引き出し、負傷者１３が載置され
た担架５の引き寄せ機構２１に装架する。担架台車２５
のウインチ２４を駆動して、負傷者１３の乗った担架５
を担架台車２５の上に載せる。なお、引き寄せ機構２１
は担架５の前後部にあり、その形状が円筒形であるの
で、担架５を担架台車２５に載せる際には車輪としても
動作する。

【００２７】担架５が担架台車２５の所定位置に位置決
めされたら、子機１０が担架台車２５とともに搬送した
ベルト３３を、負傷者１３の体に巻きつけ、負傷者１３
を担架台車２５に固定する（図１０参照）。その後、担
架台車２５に形成した庇２６の下側に複数の子機１０が
入り込み、担架台車２５を支持する。複数の子機１０を
一斉に同じ方向に走行させ、負傷者１３を担架５ごと安
全な場所まで搬送する（図１１参照）。

【００２８】本実施例によれば、袋３を搬送した後に袋
３に給水して放射線防護壁２０を形成したので、鉛板な
どの固形物を搬送する場合と比較して可搬質量の比較的
軽い自走ロボットシステム１を用いて作業を実行でき
る。したがって、原子力施設の屋内のような複雑で狭隘
な事故現場でも、進入が容易になる。

【００２９】また、放射線防護壁２０を搬送する作業と
負傷者１３を担架５上に乗せる作業とに、同一の自走ロ
ボットシステム１を用いているので、自走ロボットシス
テムに必要な車両の台数を少なくできる。さらに、ロボ
ットを小型軽量化できるので、作業中に誤ってロボット
が負傷者に触れても、負傷者を傷つける恐れが無い。な
お、上記実施例においては防護壁を形成する袋に水を供
給していたが、水の代わりに様々な物質の水溶液や粒径
が５ｍｍ以下程度の鉄等の粒状物質を用いても同様の効
果が得られる。

【００３０】本発明の他の実施例を、図１２を用いて説
明する。上記実施例では担架台車２５にウインチを載置
していたが、本実施例では安全な場所１２の床面に据え
置いたウインチ２９で直接担架台車２５を引き寄せるよ
うにしている。担架台車２５に担架５を搭載するまでは
上記実施例と同様の手順で進める。その後ウインチ２９
から子機１０がロープ３０を引き出し、ロープ３０を頭
部側の引き寄せ機構２１に装架する。ウインチ２９を巻
き上げることにより、迅速に負傷者１３を安全な場所１
２へと退避させる。

【００３１】本実施例によれば、事故現場から離れた場
所に設置されたウインチ２９が担架台車２８を牽引する
ので、比較的に床面が平坦で単純な配置の事故現場にお
いては、単純な動作により効率的に負傷者を遠隔救出で
きる。なお、以上の各実施例、防護壁を形成するのに水
を使用しているが、水の代わりに水溶液等を使用しても
良い。

【００３２】本発明のさらに他の実施例を、図１３ない
し図１５を用いて説明する。図１３は、救助ロボットシ
ステムの中で防護壁を形成するロボット群３５Ａの図で
あり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）はその側面
図である。また、図１４は救助ロボットシステムの中で
送水用に用いられるロボット群３５Ｂの側面図である。
本実施例は、防護壁を形成する各ロボットが、事故現場
に着いてから、防護壁を形成する点において、上記各実
施例と相違する。

【００３３】防護壁を形成する各ロボット３６は、幅方
向略中央であって上部にパイプ３７を積載しながら走行
する。このロボット群３５Ａの最後部のロボット３６Ａ
は上部にリール３９を備えている。さらにこのロボット
３６Ａは、リール３９の側面部中央に一端が接続され、
直前を走行するロボット３６が備えるパイプ３７に他端
が接続されるパイプ３７Ａを積載している。

【００３４】一方、送水用のロボット群３５Ｂの各ロボ
ット３８には、リール３９が搭載されている。そして、
隣り合うロボット３８、３８間をリール３９に巻かれた
ホース４０で距離をあけて接続することにより、複数の
ロボット３８により災害現場までホースを搬送可能にな
っている。

【００３５】防護壁を形成するロボット群３５Ａのロボ
ット３６、３６Ａは、隊列走行する。そして、放射線源
１６の近くにいる負傷者１３の近傍まで接近すると、積
載したパイプ３７、３７Ａを、図１５に示すように直列
に連結する。その後、ポンプ１９を用いてホース４０に
送水すると、各ロボット３６に搭載した袋３に水が満た
される。水が満たされた袋は、一体になって防護壁４１
を形成する。

【００３６】本実施例によれば、走行する複数のロボッ
トを連結して防護壁４１の一部としたので、より効率的
に防護壁４１を形成できる。なお、上記各実施例では特
定の放射線源により放射線被ばくの恐れがある環境につ
いて述べたが、建屋内が放射性物質に汚染されたような
場合には、防護壁を形成しないで負傷者の搬出を優先す
ることにより、人命確保を図るようにしても良いことは
言うまでも無い。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
の無人の自走車を遠隔操作するようにしたので、負傷者
を安全な場所まで速やかに搬出することができる。その
結果、救助者が危険な現場に立ち入ることによる二次災
害を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る救助用ロボットシステムの一実施
例の稼動状態を説明する図。

【図２】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明する図。

【図３】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明する他の図。

【図４】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図５】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図６】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図７】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図８】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図９】図１に示した救助用ロボットシステムの動作方
法を説明するさらに他の図。

【図１０】図１に示した救助用ロボットシステムの動作
方法を説明するさらに他の図。

【図１１】図１に示した救助用ロボットシステムの動作
方法を説明するさらに他の図。

【図１２】本発明に係る救助用ロボットシステムの他の
実施例の稼動状態を説明する図。

【図１３】本発明に係る救助用ロボットシステムのさら
に他の実施例の上面図および側面図。

【図１４】図１３に示した救助用ロボットシステムが備
える送水作業用ロボットの詳細図。

【図１５】図１３に示した救助用ロボットシステムの動
作を説明する図。

【符号の説明】

１…自走ロボットシステム、２…ホース、３…袋、４…
延長配管、５…担架、６…制御装置、７…送水装置、８
…コネクタ、９…親機、10…子機、11…事故現場、12…
安全な場所、13…負傷者、14…カメラ、15…カメラ、16
…放射線源、17…延長配管の先端部、18…コネクタ、20
…防護壁、21…引き寄せ機構、23…車輪、24…ウイン
チ、25…担架台車、26…庇、27…車輪、28…担架台車、
29…巻き上げ機構、30…ロープ、31…車両、33…ベル
ト、34…制御装置、36…ロボット、39…リール、40…ホ
ース、41…防護壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細田 祐司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 菊池 孝司 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 天野 久徳 東京都三鷹市中原３丁目14番１号 独立行 政法人消防研究所 基盤研究部内 (72)発明者 大須賀 公一 京都府相楽郡木津町兜台５−１−13 Ｆターム(参考） 2E184 JA10 LC02 LC04 MA06 MA07 3C007 AS27 AS32 CS08 KT01 KT04 WA17 WC11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に液状物質または粒状物質を充填可能
   な袋状部材を搭載し、自律走行と遠隔手動走行のモード
   を選択可能なロボットを複数台有し、前記各袋状部材を
   連結する手段とこの連結された袋状部材に液状物質また
   は粒状物質を供給する供給手段とを備えたことを特徴と
   する救助用ロボットシステム。
2. 【請求項２】前記複数のロボットを予め定めた位置に配
   置して各袋状部材を配管を用いて連結した後に、前記供
   給手段が液状物質または粒状物質を供給して放射線防護
   壁を形成することを特徴とする請求項１に記載の救助用
   ロボットシステム。
3. 【請求項３】前記複数のロボットに搭載された袋状部材
   を配管接続した後に、各ロボットを隊列走行して所定地
   位に配置し、その後に前記供給手段が液状物質または粒
   状物質を袋状部材に供給して防護壁を形成したことを特
   徴とする請求項１に記載の救助用ロボットシステム。
4. 【請求項４】自律走行と遠隔手動走行のモードを選択可
   能な複数台のクローラ式ロボットとこのクローラ式ロボ
   ットが搬送可能な担架とを有し、前記複数台のロボット
   の各々は走行方向の前側にカメラと遠隔操作可能なアー
   ムとを有し、このアームを遠隔操作して負傷者を前記担
   架に載せることを可能としたことを特徴とする救助用ロ
   ボットシステム。
5. 【請求項５】前記担架は左右に分割可能な形状可変担架
   であり、この担架に載せた負傷者を移動可能にする担架
   台車を有し、この担架台車の両側部に庇を設けこの庇の
   下に前記複数のクローラ式ロボットを位置させることに
   より、前記担架台車を移動可能にしたことを特徴とする
   請求項４に記載の救助用ロボットシステム。
6. 【請求項６】前記担架は左右に分割可能な形状可変担架
   であり、この担架に装架するロープと、このロープの一
   端が固定され災害現場から離れた位置に据え置かれたウ
   インチとを設け、前記ロープを牽引することにより負傷
   者を災害現場から搬送可能にしたことを特徴とする請求
   項４に記載の救助用ロボットシステム。