JP2862096B2 - 水路清掃用水中ロボツトの制御装置 - Google Patents
水路清掃用水中ロボツトの制御装置Info
- Publication number
- JP2862096B2 JP2862096B2 JP2228738A JP22873890A JP2862096B2 JP 2862096 B2 JP2862096 B2 JP 2862096B2 JP 2228738 A JP2228738 A JP 2228738A JP 22873890 A JP22873890 A JP 22873890A JP 2862096 B2 JP2862096 B2 JP 2862096B2
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- JP
- Japan
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- underwater robot
- cable
- composite cable
- motor
- tension
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火力、原子力発電所等の取排水路に付着し
た貝類を流水状態で除去清掃する水路清掃用水中ロボッ
トの制御装置に関する。
た貝類を流水状態で除去清掃する水路清掃用水中ロボッ
トの制御装置に関する。
第３図斜視図は、火力，原子力発電所等の取水又は排
水用の暗渠水路１の壁面に付着成育した貝，藻類を、流
水２が通っている状ち状態で、水中ロボット３により除
去清掃している状況を示す。
水用の暗渠水路１の壁面に付着成育した貝，藻類を、流
水２が通っている状ち状態で、水中ロボット３により除
去清掃している状況を示す。
すなわち、水中ロボット３のFRP製本体４には、４個
の水中遊泳用スラスター5,4個のアイドル車輪6,照明灯
7,水中テレビカメラ８及び図示せざる除貝用清掃ブラシ
が取付けられている。スラスター５は電動ポンプによる
吐出噴流の反力によって、水中ロボット３を水路壁面に
当接させるとともに、各ポンプの回転方向や回転速度を
独立して調整することにより、水中ロボット３を自在に
水中遊泳させる。
の水中遊泳用スラスター5,4個のアイドル車輪6,照明灯
7,水中テレビカメラ８及び図示せざる除貝用清掃ブラシ
が取付けられている。スラスター５は電動ポンプによる
吐出噴流の反力によって、水中ロボット３を水路壁面に
当接させるとともに、各ポンプの回転方向や回転速度を
独立して調整することにより、水中ロボット３を自在に
水中遊泳させる。
また照明灯７と水中テレビカメラ８による清掃状態の
撮像は、モーター駆動用ケーブル，照明用ケーブル，テ
レビ送信用ケーブル及び牽引用ケーブルを集合し１本に
包括した複合ケーブル９を介し、地上に設置された制御
装置10へ送信される。
撮像は、モーター駆動用ケーブル，照明用ケーブル，テ
レビ送信用ケーブル及び牽引用ケーブルを集合し１本に
包括した複合ケーブル９を介し、地上に設置された制御
装置10へ送信される。
しかして暗渠水路１の上流側にあるマンホール11に立
設された昇降用架台12に、牽引台車13が昇降可能及び左
右移動可能に装架されており、複合ケーブル９は、この
牽引台車13に取付けられた牽引滑車14を介して、地上の
巻き取り，巻き戻し用ケーブルドラム15に連結され、複
合ケーブル９の水中での長さの調節をすることによっ
て、流水２に押圧された水中ロボット３の前後方向の位
置が調節される。なお牽引台車13の架台12に沿う昇降に
より、水中ロボット３の上下方向の位置が調節される。
設された昇降用架台12に、牽引台車13が昇降可能及び左
右移動可能に装架されており、複合ケーブル９は、この
牽引台車13に取付けられた牽引滑車14を介して、地上の
巻き取り，巻き戻し用ケーブルドラム15に連結され、複
合ケーブル９の水中での長さの調節をすることによっ
て、流水２に押圧された水中ロボット３の前後方向の位
置が調節される。なお牽引台車13の架台12に沿う昇降に
より、水中ロボット３の上下方向の位置が調節される。
このような複合ケーブル９の操作により、水中ロボッ
ト３はアイドル車輪６の回転によって、下流側へ前進し
たり上流側へ後進したりしながら、暗渠水路１の全壁面
に沿って移動し、水中テレビカメラ８で清掃度を監視し
ながら清掃を行う。
ト３はアイドル車輪６の回転によって、下流側へ前進し
たり上流側へ後進したりしながら、暗渠水路１の全壁面
に沿って移動し、水中テレビカメラ８で清掃度を監視し
ながら清掃を行う。
しかしながら、このような水中ロボットには次のよう
な問題点がある。
な問題点がある。
（１） 水中ロボット３を前進させるためケーブルドラ
ム15を急速に巻き戻すときには、複合ケーブル９が緩み
流水２に乗ってロボット本体４に絡みつき、位置の制御
を妨げるとともに複合ケーブル９を損傷する場合があ
る。
ム15を急速に巻き戻すときには、複合ケーブル９が緩み
流水２に乗ってロボット本体４に絡みつき、位置の制御
を妨げるとともに複合ケーブル９を損傷する場合があ
る。
（２） 水中ロボット３を後進させるためケーブルドラ
ム15を急速に巻き取るときには、複合ケーブル９に過大
な張力が発生し、この張力が許容値を上回るときには複
合ケーブル９が損傷する場合がある。
ム15を急速に巻き取るときには、複合ケーブル９に過大
な張力が発生し、この張力が許容値を上回るときには複
合ケーブル９が損傷する場合がある。
（３） これらのトラブルは単に事後の運転を不能とす
るのみ止まらず、複合ケーブル９の被覆が損傷するとき
には、ケーブル内に侵入した海水は毛細管現象によって
長距離にわたって浸透し、全ケーブルを使用不能とする
場合がある。
るのみ止まらず、複合ケーブル９の被覆が損傷するとき
には、ケーブル内に侵入した海水は毛細管現象によって
長距離にわたって浸透し、全ケーブルを使用不能とする
場合がある。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもの
で、水中ロボットの稼動中に複合ケーブルがロボット本
体に絡みついて運転を不能にしたり、過大な張力が複合
ケーブルにかかってケーブルを損傷したりするトラブル
を防止することができ、ひいては水中ロボット清掃作業
の信頼性を向上することができる水路清掃用水中ロボッ
トの制御装置を提供することを目的とする。
で、水中ロボットの稼動中に複合ケーブルがロボット本
体に絡みついて運転を不能にしたり、過大な張力が複合
ケーブルにかかってケーブルを損傷したりするトラブル
を防止することができ、ひいては水中ロボット清掃作業
の信頼性を向上することができる水路清掃用水中ロボッ
トの制御装置を提供することを目的とする。
そのために本発明は、水路外のケーブルドラムにより
巻き取り、巻き戻しされる複合ケーブルを介し駆動力を
受けて流水状態の水路内を壁面に沿い前進，後進しなが
ら清掃作業を行う水中ロボットにおいて、上記水中ロボ
ットと複合ケーブルと連結部に取付けられた張力センサ
ーと、上記張力センサーからの信号により上記ケーブル
ドラムを駆動するモーターの速度調節または発停制御を
行う手段を有する制御装置とを具えたことを特徴とす
る。
巻き取り、巻き戻しされる複合ケーブルを介し駆動力を
受けて流水状態の水路内を壁面に沿い前進，後進しなが
ら清掃作業を行う水中ロボットにおいて、上記水中ロボ
ットと複合ケーブルと連結部に取付けられた張力センサ
ーと、上記張力センサーからの信号により上記ケーブル
ドラムを駆動するモーターの速度調節または発停制御を
行う手段を有する制御装置とを具えたことを特徴とす
る。
本発明水路清掃用ロボットにおいては、水中ロボット
と複合ケーブルとの連結部に設置した張力センサーから
の電気信号によって、張力の値が一定の範囲内にあるよ
うに、複合ケーブルの巻き取り，巻き戻し用ケーブルド
ラムを駆動するモーターの回転速度を調節するか、又は
発停を制御する。
と複合ケーブルとの連結部に設置した張力センサーから
の電気信号によって、張力の値が一定の範囲内にあるよ
うに、複合ケーブルの巻き取り，巻き戻し用ケーブルド
ラムを駆動するモーターの回転速度を調節するか、又は
発停を制御する。
本発明水路清掃用水中ロボットの制御装置の一実施例
を図面について説明すると、第１図は装置全体の概略の
模式図、第２図はケーブルドラムの回転数制御の場合の
フローチャートで、同図（Ａ）は前進のとき、同図
（Ｂ）は後進のときをそれぞれ示す。
を図面について説明すると、第１図は装置全体の概略の
模式図、第２図はケーブルドラムの回転数制御の場合の
フローチャートで、同図（Ａ）は前進のとき、同図
（Ｂ）は後進のときをそれぞれ示す。
第１図において、流水２が通っている暗渠水路１の壁
面に沿って前進，後進する水中ロボット３には、制御装
置10により速度調節又は発停制御が行われるケーブルド
ラム15から繰り出される複合ケーブル９の連結部に、張
力センサー16が取り付けられている。なお制御装置10内
には、ケーブルドラム15のモーターの回転速度の制御回
路又はモーターの発停に係るインターロック回路が収蔵
されている。
面に沿って前進，後進する水中ロボット３には、制御装
置10により速度調節又は発停制御が行われるケーブルド
ラム15から繰り出される複合ケーブル９の連結部に、張
力センサー16が取り付けられている。なお制御装置10内
には、ケーブルドラム15のモーターの回転速度の制御回
路又はモーターの発停に係るインターロック回路が収蔵
されている。
しかして、張力センサーは一般に検出しようとする力
を変位や電磁気的な量など変換するもが多く、前者には
ばねねどの弾性体の変形を利用するものがあり、後者に
は弾性体の微小なひずみケージ又はキャパシタンス変化
で検出するロードセル，金属線の電気抵抗値がひずみに
よって変化することを利用した抵抗線ひずみ計，半導体
の圧電抵抗効果を利用した半導体にひずみ計や変位を相
互インダクタンスを用いて電圧に換える差動変圧器等が
あるか、本装置の張力センサー16は、信号の増巾が容易
で伝達に有利な電磁気的センサーが使われ、なおコス
ト，精度，寸法及び水中ロボット３への取付け容易性を
考慮して、ひずみゲージ式ロードセルが主として使われ
る。
を変位や電磁気的な量など変換するもが多く、前者には
ばねねどの弾性体の変形を利用するものがあり、後者に
は弾性体の微小なひずみケージ又はキャパシタンス変化
で検出するロードセル，金属線の電気抵抗値がひずみに
よって変化することを利用した抵抗線ひずみ計，半導体
の圧電抵抗効果を利用した半導体にひずみ計や変位を相
互インダクタンスを用いて電圧に換える差動変圧器等が
あるか、本装置の張力センサー16は、信号の増巾が容易
で伝達に有利な電磁気的センサーが使われ、なおコス
ト，精度，寸法及び水中ロボット３への取付け容易性を
考慮して、ひずみゲージ式ロードセルが主として使われ
る。
このひずみケージ式ロードセルは通常1Vの入力電圧当
たり２〜3mVの出力が得られ、容量も10kg f以下から100
0tf以上まであり、精度は±0.1％から最高±0.03％程度
に達するものであり、標準的な水中ロボット静止時の牽
引張力は約600kgであり、運用面ではさほど高精度の張
力計を必要としないので、十分にセンサー機能を発揮で
きる。
たり２〜3mVの出力が得られ、容量も10kg f以下から100
0tf以上まであり、精度は±0.1％から最高±0.03％程度
に達するものであり、標準的な水中ロボット静止時の牽
引張力は約600kgであり、運用面ではさほど高精度の張
力計を必要としないので、十分にセンサー機能を発揮で
きる。
また複合ケーブル９の巻き取り、巻き戻し用のケーブ
ルドラム15を駆動するモーターには、一般に３相遊動電
動機が使われる。その速度制御方法には、かご型電動
機，巻線型電動機とも極めて多くの方法がある。しかし
本装置においては、性能と制御特性の見地から、かご型
電動機の場合は、１次周波数をコンバーターインバータ
ー半導体を使ったインバーター回路によって変化させ
て、同期速度を変換調節する方法が採られ、また巻線計
電動機の場合は、最も簡便な方式である２次抵抗制御方
式が採用される。
ルドラム15を駆動するモーターには、一般に３相遊動電
動機が使われる。その速度制御方法には、かご型電動
機，巻線型電動機とも極めて多くの方法がある。しかし
本装置においては、性能と制御特性の見地から、かご型
電動機の場合は、１次周波数をコンバーターインバータ
ー半導体を使ったインバーター回路によって変化させ
て、同期速度を変換調節する方法が採られ、また巻線計
電動機の場合は、最も簡便な方式である２次抵抗制御方
式が採用される。
このような張力センサー16が検出する張力信号によ
り、ケーブルドラム15のモーターの回転速度を調節する
にあたっては、まず水中ロボット３を前進させる場合
は、第２図（Ａ）に示すように、ケーブルドラム15を巻
き戻したとき複合ケーブル９の張力が予め設定された許
容値の下限に達すると、モーターの回転速度は張力セン
サー16からの信号を受けた制御装置10の指令により自動
的に低下し、その上限に達すると、張力センサー16から
の信号により自動的に定格速度へ復帰する。従って複合
ケーブル９が一定範囲の張力を保持しながら水中ロボッ
ト３は前進し、複合ケーブル９が緩むことはない。
り、ケーブルドラム15のモーターの回転速度を調節する
にあたっては、まず水中ロボット３を前進させる場合
は、第２図（Ａ）に示すように、ケーブルドラム15を巻
き戻したとき複合ケーブル９の張力が予め設定された許
容値の下限に達すると、モーターの回転速度は張力セン
サー16からの信号を受けた制御装置10の指令により自動
的に低下し、その上限に達すると、張力センサー16から
の信号により自動的に定格速度へ復帰する。従って複合
ケーブル９が一定範囲の張力を保持しながら水中ロボッ
ト３は前進し、複合ケーブル９が緩むことはない。
また、水中ロボットを後進させる場合は、第２図
（Ｂ）に示すように、ケーブルドラム15を巻き取ったと
き複合ケーブル９の張力が予め設定された許容値の上限
に達すると、張力センサー16からの信号によりモーター
の回転速度は自動的に低下し、その下限に達すると、張
力センサー16からの信号により自動的に上昇する。従っ
て複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しながら水中
ロボットは後進し、複合ケーブル９に過大な張力が発生
することはない。
（Ｂ）に示すように、ケーブルドラム15を巻き取ったと
き複合ケーブル９の張力が予め設定された許容値の上限
に達すると、張力センサー16からの信号によりモーター
の回転速度は自動的に低下し、その下限に達すると、張
力センサー16からの信号により自動的に上昇する。従っ
て複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しながら水中
ロボットは後進し、複合ケーブル９に過大な張力が発生
することはない。
次に張力センサー16が検出する張力信号により、ケー
ブルドラム15のモーターの発停を制御するにあたって
は、まず水中ロボットを前進させる場合は、ケーブルド
ラム15を巻き戻したとき複合ケーブル９の張力が予め設
定された許容値の下限に達すると、張力センサー16から
の信号を受けた制御装置10の指令により制動機付モータ
ーは直ちに停止する。
ブルドラム15のモーターの発停を制御するにあたって
は、まず水中ロボットを前進させる場合は、ケーブルド
ラム15を巻き戻したとき複合ケーブル９の張力が予め設
定された許容値の下限に達すると、張力センサー16から
の信号を受けた制御装置10の指令により制動機付モータ
ーは直ちに停止する。
張力が復帰して予め設定された許容値の上限に達する
と、張力センサー16からの信号によりモーターは回転す
る。従って複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しな
がら水中ロボット３は前進し、複合ケーブルが緩むこと
はない。
と、張力センサー16からの信号によりモーターは回転す
る。従って複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しな
がら水中ロボット３は前進し、複合ケーブルが緩むこと
はない。
また水中ロボットを後進させる場合は、ケーブルドラ
ム15を巻き取ったとき複合ケーブル９の張力が予め設定
された許容値の上限に達すると、張力センサー16からの
信号によりモーターは直ちに停止する。
ム15を巻き取ったとき複合ケーブル９の張力が予め設定
された許容値の上限に達すると、張力センサー16からの
信号によりモーターは直ちに停止する。
張力が低下して予め設定された許容値の下限に達する
と、張力センサー16からの信号によりモーターは回転す
る。従って複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しな
がら水中ロボット３は後進し、複合ケーブル９に過大な
張力を発生することはない。
と、張力センサー16からの信号によりモーターは回転す
る。従って複合ケーブル９が一定範囲の張力を保持しな
がら水中ロボット３は後進し、複合ケーブル９に過大な
張力を発生することはない。
要するに本発明によれば、水路外のケーブルドラムに
より巻き取り，巻き戻しされる複合ケーブルを介し駆動
力を受けて流水状態の水路内を壁面に沿い前進，後進し
ながら清掃作業を行う水中ロボットにおいて、上記水中
ロボットと複合ケーブルとの連結部に取付けられた張力
センサーと、上記張力センサーからの信号により上記ケ
ーブルドラムを駆動するモーターの速度調節又は発停制
御を行う手段を有する制御装置とを具えたことにより、
水中ロボットの稼動中に複合ケーブルがロボット本体に
絡みついて運転を不能にしたり、過大な張力が複合ケー
ブルにかかってケーブルを損傷したりするトラブルを防
止することができ、ひいては水中ロボットの清掃作業の
信頼性を向上することができる水路清掃用水中ロボット
の制御装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なも
のである。
より巻き取り，巻き戻しされる複合ケーブルを介し駆動
力を受けて流水状態の水路内を壁面に沿い前進，後進し
ながら清掃作業を行う水中ロボットにおいて、上記水中
ロボットと複合ケーブルとの連結部に取付けられた張力
センサーと、上記張力センサーからの信号により上記ケ
ーブルドラムを駆動するモーターの速度調節又は発停制
御を行う手段を有する制御装置とを具えたことにより、
水中ロボットの稼動中に複合ケーブルがロボット本体に
絡みついて運転を不能にしたり、過大な張力が複合ケー
ブルにかかってケーブルを損傷したりするトラブルを防
止することができ、ひいては水中ロボットの清掃作業の
信頼性を向上することができる水路清掃用水中ロボット
の制御装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なも
のである。
第１図は本発明水路清掃用水中ロボットの制御装置の一
実施例における装置全体の概略の模式図、第２図はケー
ブルドラムの回転数制御の場合のフローチャートで、同
図（Ａ）は前進のとき、同図（Ｂ）は後進のときをそれ
ぞれ示す。 第３図は公知の水路清掃用水中ロボットの斜視図であ
る。 １……暗渠水路、２……流水、３……水中ロボット、４
……本体、５……スラスター、６……アイドル車輪、７
……照明灯、８……水中テレビカメラ、９……複合ケー
ブル、10……制御装置、11……マンホール、12……架
台、13……牽引台車、14……牽引滑車、15……ケーブル
ドラム、16……張力センサー。
実施例における装置全体の概略の模式図、第２図はケー
ブルドラムの回転数制御の場合のフローチャートで、同
図（Ａ）は前進のとき、同図（Ｂ）は後進のときをそれ
ぞれ示す。 第３図は公知の水路清掃用水中ロボットの斜視図であ
る。 １……暗渠水路、２……流水、３……水中ロボット、４
……本体、５……スラスター、６……アイドル車輪、７
……照明灯、８……水中テレビカメラ、９……複合ケー
ブル、10……制御装置、11……マンホール、12……架
台、13……牽引台車、14……牽引滑車、15……ケーブル
ドラム、16……張力センサー。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 一夫 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 浅田 稔 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 内田 俊志 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−302985（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B08B 1/00 - 1/04 B08B 5/00 - 13/00 E02B 9/00 - 13/02 E02B 3/02 E02B 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】水路外のケーブルドラムにより巻き取り、
巻き戻しされる複合ケーブルを介し駆動力を受けて流水
状態の水路内を壁面に沿い前進，後進しながら清掃作業
を行う水中ロボットにおいて、上記水中ロボットと複合
ケーブルと連結部に取り付けられた張力センサーと、上
記張力センサーからの信号により上記ケーブルドラムを
駆動するモーターの速度調節又は発停制御を行う手段を
有する制御装置とを具えたことを特徴とする水路清掃用
水中ロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228738A JP2862096B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 水路清掃用水中ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228738A JP2862096B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 水路清掃用水中ロボツトの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04108906A JPH04108906A (ja) | 1992-04-09 |
| JP2862096B2 true JP2862096B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16881048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2228738A Expired - Lifetime JP2862096B2 (ja) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | 水路清掃用水中ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862096B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523160C1 (ru) * | 2013-02-07 | 2014-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Устройство для управления подводным роботом |
| RU2524034C1 (ru) * | 2013-02-07 | 2014-07-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Устройство для управления подводным роботом |
| WO2020231966A1 (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Drain cleaning device |
-
1990
- 1990-08-30 JP JP2228738A patent/JP2862096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04108906A (ja) | 1992-04-09 |
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