JP3477543B2

JP3477543B2 - 壁面防護用ロボット設備

Info

Publication number: JP3477543B2
Application number: JP07679195A
Authority: JP
Inventors: 雅之中村
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JPH08266670A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、壁面防護用ロボット
設備に関するもので、特に、トンネルなどの構造物の壁
面を火災時に火災から防護する壁面防護用ロボット設備
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車トンネル内で火災が発生すると、
火災用ロボットは火災地点に向かって移動するととも
に、該火災地点近傍に停止する。そして、消火ノズルを
該火災地点に向けながら放水をし、消火する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、火災が発生す
るとその火災地点近傍のトンネル壁面は加熱されて高温
となるので、破損したり、くずれたりするので、大変危
険である。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑み、火災時にお
けるトンネルなどの構造物の壁面の熱による損壊を防止
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、移動式のロ
ボットに、壁面防護用ノズルを備えることにより、前記
目的を達成しようとするものである。

【０００６】

【作用】火災が発生すると、火災用ロボットは火災発生
地点に向かって移動すると共に、所定位置に到達すると
停止する。該火災用ロボットは壁面防護用ノズルから壁
面に向けて放水を開始する。

【０００７】

【実施例】この発明の第１実施例を図１〜図１１により
説明する。トンネルの走行路の側壁上部あるいは真上に
移動経路としてのモノレール３０を設け、該モノレール
３０に車輪１１を介して火災用ロボット１０を設ける。

【０００８】この火災用ロボット１０は、例えば、壁面
防護並びに消火、火災監視を兼ねた消火用ロボットであ
り、間隔をおいて複数配設されている。前記モノレール
３０は、火災用ロボットの走行を案内する移動経路で、
例えば、前記トンネルの他、石油化学工場などのプラン
ト設備の敷地、工場内、ビルなどの建物内、などの消火
対象物に沿って配設される。

【０００９】このモノレール３０には前記火災用ロボッ
ト１０を待機させるロボットステーション３１が間隔を
あけて複数設けられている。このロボットステーション
３１は開閉自在なボックスである。

【００１０】モノレール３０には、所定間隔、例えば、
２５ｍ間隔、に移動定点３２が設けられている。この移
動定点３２は火災用ロボット１０が壁面防護消火、或い
は火災監視のため移動する時の停止位置である。

【００１１】火災用ロボット（移動式ロボット本体）１
０には、充電式蓄電池２０が設けられており、この蓄電
池２０は、電動モータ１２、モニタノズル１３の方向制
御用モータ２１、電動ポンプ１５、制御装置１７、アン
テナ１９付きの送受信機１８などに電源を供給する。

【００１２】前記電動モータ１２はチェーンなどを介し
て車輪１１を正転／逆転させ火災用ロボット１０を走行
させる。又、電動ポンプ１５は、連結配管１６に設けら
れているが、該連結配管１６は延伸装置２３を介して受
給管体１３０に接続されている。前記受給管体１３０の
先端部には、接触式流体継手１１０が設けられている。

【００１３】２２は監視用テレビカメラ、４０は例えば
泡原液などの消火剤の貯蔵部、４１は火災受信機４４と
アンテナ４３を有する送受信機４２とが接続されている
制御盤、４５は火災受信機４４に接続され、かつ、トン
ネルの側壁に間隔をおいて複数配設された火災感知器、
をそれぞれ示す。この火災感知器４５として、例えば、
熱、煙、炎の光、ガス、臭いなどによる各種感知器があ
るが、必要に応じて適宜選択される。なお、４７は連絡
管３３を介して供給配管１００に接続され、かつ、制御
盤４１により制御される給水ポンプである。

【００１４】６０は制御弁６３ａ，６３ｂを介して受給
管体１３０に連通する壁面防護ノズルで、高圧パイプ６
１に回動自在に設けられた複数のノズル６２を備えてい
る。６５は、壁面及び周辺温度監視装置であり、例え
ば、この装置として、赤外線センサや温度センサが用い
られる。この温度センサ６５の情報は制御装置１７を介
して制御盤４１に送られる。

【００１５】供給配管１００は、モノレール３０に沿っ
て配設され、該配管１００には移動定点３２に対応して
複数の供給管体１２０が設けられている。この供給管体
１２０には、弁１３５と接触式流体継手１１０が設けら
れている。

【００１６】前記接触式流体継手１１０は図４に示す様
に、供給管体１２０と受給管体１３０とから構成されて
いる。

【００１７】供給管体１２０の供給路１２３は直径Ｄに
形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円錐
台状をなしている。放出口１２１の直径ｄは、前記直径
Ｄに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ／Ｄは
必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ／Ｄは１／
５が選ばれる。

【００１８】供給管体１２０の先端にはフランジ１２２
が設けられている。この供給管体１２０の先端面は接触
面１２４をなしているが、この接触面１２４は、平滑
に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。

【００１９】受給管体１３０には受給路１３３が設けら
れているが、この受給路１３３は、出口１３６に向って
次第に広がっている。受給口１３１の直径ｗは前記放出
口１２１の直径ｄより若干大きく形成されている。該両
直径の割合ｄ／ｗは必要に応じて適宜選択され、例え
ば、ｄ／ｗは０．９が選ばれる。前記放出口１２１と受
給口１３１とは対向しており、両口１２１、１３１の軸
心は該流体継手１１０の軸心Ｃ上に位置している。

【００２０】受給管体１３０の後端には、フランジ１３
２が設けられている。この受給管体１３０の後端面は、
接触面１３４をなしているが、この接触面１３４は平滑
に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。

【００２１】この接触面１３４は、Ｏリング１３７を介
して前記接触面１２４に当接しているが、両接触面１２
４、１３４間にはわずかな隙間があり、この隙間が吸引
部Ｇを形成している。

【００２２】この吸引部Ｇは放出口１２１、受給口１３
１と連通し、通水時には両口１２１、１３１間における
圧力と同圧、即ち、負圧となる。なお、両接触面１２
４、１３４の面積の大きさは、必要に応じて適宜選択さ
れるが、その面積が大きくなるに従って吸引力が増大す
る。

【００２３】モノレール３０に間隔をおいて配設された
ロボットステーション３１と移動定点３２には、それぞ
れ非接触式給電装置４０１、４０２が設けられている。

【００２４】この給電装置４０１は、図３に示す様に、
コ字状の磁性体４０２ａに巻かれた給電用配線４０２ｂ
を備えている。この配線４０２ｂは腐食を防止するため
樹脂により被覆されているとともに、高周波電源装置４
１１を介して制御盤４１に接続されている。

【００２５】非接触式給電装置はモノレール３０に沿っ
て所定間隔、例えば、全長２０００ｍのモノレールに２
５ｍおきに設けられており、その給電装置の全長は、例
えば、３ｍであり火災用ロボット１０の停止位置が多少
ずれても火災用ロボット１０に給電ができるようになっ
ている。この給電装置は第１の非接触式給電装置４０１
と第２の非接触式給電装置４０２とから構成されてい
る。

【００２６】第１の非接触式給電装置４０１は、ロボッ
トステーション３１内に設けられ、かつ、給電回路Ｃ1
に配設されている。第２の非接触式給電装置４０２は、
移動定点３２に設けられ、かつ、前記給電回路Ｃ1と別
個に形成された給電回路Ｃ2に配設されている。

【００２７】第１及び第２の非接触式給電装置４０１、
４０２を高周波電流の供給先切り替え装置４１２を介し
て高周波電源装置４１１に接続している。

【００２８】火災用ロボット（移動式ロボット本体）１
０には、非接触式受電装置３２１が設けられている。こ
の装置３２１は、図３に示す様に、コ字状の磁性体３２
１ａに巻かれた受電コイル３２１ｂを備えている。この
受電コイル３２１ｂは電源変換装置３２２に接続されて
いる。

【００２９】この電源変換装置３２２は、受電コイル３
２１ｂによって受電された高周波電流を直流電流に変換
して蓄電池（充電式電池）２０を充電したり、電動モー
タ１２、モニタノズル１３の方向制御用モータ２１、電
動ポンプ１５、制御装置１７、アンテナ１９付きの送受
信器１８などに電源を供給する。

【００３０】火災用ロボット１０のブロック回路図を図
５により説明する。図５において、ＭＰＵ１０はマイク
ロコンピュータ、ＲＯＭ１１は図７〜図１０にフローチ
ャートで示す動作プログラムを記憶するリードオンリメ
モリ、ＥＥＰＲＯＭ１１は火災用ロボット１０の自己ア
ドレス、制御に必要なロボット毎に異なる設定値等を記
憶した電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭをそれぞれ
示す。なお、ＥＥＰＲＯＭ１１の代わりにディップスイ
ッチ等を用いてもよい。

【００３１】ＲＡＭ１１は作業領域としてのランダムア
クセスメモリ、ＣＢ１１は電動モータ１２の制御回路、
ＣＢ１２はモニタノズル１３の方向制御モータ２１の制
御回路、ＣＢ１３は電動ポンプ１５の制御回路、ＣＢ１
４は、延伸装置２３の制御回路、ＣＢ１５は弁１３５の
放水制御回路、ＣＢ１６は監視用テレビカメラ２２の制
御回路、ＣＢ１７は蓄電池の充電監視回路、ＣＢ１８は
制御弁６３ａ，６３ｂ，６３ｃの制御回路、ＰＮ１１は
各種スイッチやテンキー等（図示せず）が設けられた入
力操作部、ＤＰ１１は各種表示灯やＬＣＤ等の表示器
（図示せず）が設けられた表示部、ＭＳ１１は定点カウ
ント用のマイクロスイッチ、ＩＦ１１〜ＩＦ１９、ＩＦ
１０１、ＩＦ１０２はインターフェース、をそれぞれ示
す。なお、ＩＦ１９は送受信機１８接続用インターフェ
ースである。

【００３２】制御盤４１のブロック回路図を図６により
説明する。図６において、ＭＰＵ２０はマイクロコンピ
ュータ、ＲＯＭ２１は図９、図１０にフローチャートで
示す動作プログラムを記憶するリードオンリメモリ、Ｅ
ＥＰＲＯＭ２１は複数のロボット１０の各アドレス、火
災用ロボット１０ごとに必要な火災用ロボット毎に異な
る設定値等を記憶した電気的に書き換え可能なＥＥＰＲ
ＯＭ、をそれぞれ示す。尚、ＥＥＰＲＯＭ２１の代わり
にディップスイッチ等を用いてもよい。

【００３３】ＲＡＭ２１は作業領域としてのランダムア
クセスメモリ、ＴＲＸ２１は火災受信機４４と信号の授
受を行う火災情報送受信回路、ＣＢ２１は高周波電源装
置４１１の制御回路、ＣＢ２２は制御盤４１により制御
される給水ポンプ４７の制御装置、ＰＮ２１は各種スイ
ッチやテンキー等（図示せず）が設けられた入力操作
部、ＤＰ２１は各種表示灯やＬＣＤ等の表示器や監視用
テレビカメラ２２からの映像信号に基づき表示するブラ
ウン管、等（図示せず）が設けられた表示部、ＩＦ２１
〜ＩＦ２８はインターフェース、をそれぞれ示す。尚、
ＩＦ２８は送受信器４２接続用インターフェースであ
る。

【００３４】本実施例の作用について説明する。火災用
ロボット１０は、電圧監視回路ＣＢ１４が充電式電池
（蓄電池）２０の充電電圧を監視しており（Ｓ１０
２）、電圧が所定電圧に低下したことを検出すると、制
御装置１７は送受信機１８を介して制御盤４１に給電要
求信号を送信する（Ｓ１０４）。

【００３５】制御盤４１は給電要求信号を受信すると、
給電要求信号を送信した火災用ロボット１０を判別し、
要求した火災用ロボット１０が停止しているロボットス
テーション３１の非接触式給電装置４０１の給電用配線
４０１ｂに高周波電源装置４１１と切り替え装置４１２
を通じて高周波電流を給電する（Ｓ２０４、Ｓ２０
５）。

【００３６】火災用ロボット１０は、給電用配線４０１
ｂに流れる高周波電流を非接触式受電装置３２１の受電
コイル３２１ｂによって電磁誘導により受電するととも
に、受電した高周波電流を電源変換装置３２２で直流電
流に変換し、充電式電池２０を充電する。

【００３７】電圧監視回路ＣＢ１４が充電式電池２０の
電圧が規定電圧に回復したことを検出すると（Ｓ１０２
のＹ）、制御装置１７は制御盤４１に給電完了信号を出
力する（Ｓ１０３）。これにより、制御盤４１は高周波
電源装置４１１の動作を停止し、給電を停止する（Ｓ２
０７、Ｓ２０２）。

【００３８】火災受信機４４が、火災感知器４５から火
災情報、例えば火災信号を受信すると、その火災信号に
基づいて火災発生地点を判別し、その情報を制御盤４１
に出力する。

【００３９】制御盤４１は、火災発生地点の情報に基づ
き（Ｓ２０３のＹ、Ｓ２０６のＹ、Ｓ２０８）、火災用
ロボット１０を停止させる移動定点３２ａを判別し、火
災用ロボット１０を特定して火災発生地点の情報と移動
定点３２ａの情報、並びに移動指令を送受信機１８、４
２を通じ無線で送信する（Ｓ２０９）。

【００４０】ここで、例えば、火災用ロボット１０の特
定方法としては、制御盤４１から出力したアドレスと各
火災用ロボット１０に記憶されている自己アドレスが一
致した場合に、その火災用ロボット１０が火災発生地点
の情報と移動指令を受け取る方法が用いられる。

【００４１】又、制御盤４１は、送信した移動定点３２
ａ並びにその前後の移動定点（即ち火災発生地点近傍の
移動定点）に設けられた給電用配線４０２ｂに高周波電
源装置４１１と切り替え装置４１２を通じて高周波電流
を給電する（Ｓ２１０）。

【００４２】制御盤４１によって指定された火災用ロボ
ット１０は、その制御装置１７が火災発生地点情報と移
動命令を受信すると（Ｓ１０５のＹ、Ｓ１０６）、充電
式電池２０の電流を用いて、電動モータ１２を正転もし
くは逆転して（Ｓ１０９），ロボットステーション３１
から制御盤４１によって指定された移動定点３２ａまで
移動する（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。制御装置１７は、火
災用ロボット１０が指定された移動定点３２ａまで移動
すると電動モータ１２を停止させる（Ｓ１１３）。この
とき、停止した移動定点３２ａの位置を制御盤４１に送
信するようにしてもよい。

【００４３】停止位置の判別方法として、フローチャー
トに示した様に、各移動定点３２に突起を設け、一方、
火災用ロボット１０には移動定点３２の突起を検出する
マイクロスイッチＭＳ１１を設け、該マイクロスイッチ
が移動定点３２を通過する毎に定点信号を出力する。こ
の通過した移動定点の数をカウントして（Ｓ１１０、Ｓ
１１１）、そのカウントされた数と火災用ロボットが移
動命令とともに読込んだ火災地点情報としての通過すべ
き移動定点の数Ｋとの大小の比較を行って、移動停止点
３２ａを判別する（Ｓ１１２）。

【００４４】別方法としては、電動モータ１２が何回転
したかを回転計などで計測することにより、移動停止点
を判別する方法もある。又、カウント方法としては、発
光素子及び受光素子を設ける方法をとってもよい。

【００４５】そして、移動定点３２ａに停止した火災用
ロボット１０は、その受電コイル３２１ｂによって移動
定点３２ａに設けられた第２の非接触式給電装置４０２
の給電用配線４０２ｂに流れる高周波電流を電磁誘導に
よって受電し、電源変換装置２２によって直流や交流に
変換し搭載している各種機器に供給する。

【００４６】火災用ロボット１０が停止した場合に、制
御盤４１が停止信号を受信したならば、操作者が制御盤
４１を操作し、無線で、監視用テレビカメラ２２の回動
命令を火災用ロボット１０に送る。そして、上下左右に
回動している監視用テレビカメラ２２が火災地点を写し
た場合には制御盤４１から監視用テレビカメラ２２の回
動停止命令を送出する。

【００４７】ここで、上下左右に監視用テレビカメラ２
２を首振りさせて火災地点を監視用テレビカメラ２２の
中央に映し出させる。このとき、操作者が映像から火災
と判断した場合には、制御盤４１から火災確定命令を送
出する。

【００４８】火災用ロボット１０の制御装置１７は、そ
の火災確定命令によって、監視用テレビカメラ２２の回
転角と俯角を検出して火災位置を判断し（Ｓ１１５）、
モニタノズル１３の方向制御を行う。なお、操作者が制
御盤４１を操作し、無線で、監視用テレビカメラ２２の
回動命令を火災用ロボット１０に送る代わりに、火災用
ロボット１０が停止したら監視用テレビカメラ２２が自
動的に回動を開始するようにしてもよく、又、回動停止
命令と火災確定命令とを１つの信号で行うようにしもよ
い。

【００４９】又、このとき、制御装置１７は停止してい
る移動定点３２ａの位置情報信号を映像信号に重畳させ
て送信し、映像の中に表示させるようにしても良い。

【００５０】また、火災用ロボット１０が移動停止点３
２ａで停止すると、制御装置１７はジョイント接続命令
（Ｓ１１４）を発して延伸装置２３を駆動させ、一点鎖
線の位置にある受給管体１３０Ａを移動して、フランジ
１３２を供給管体１２０のフランジ１２２に当て、接触
面１２４、１３４を当接させる。

【００５１】制御装置１７はモニタノズル１３の方向制
御モータ２１を回転制御してモニタノズル１３を火災地
点に指向させるとともに（Ｓ１１６）、放水制御部に弁
開放命令（Ｓ１１７）を送出し、火災用ロボット１０に
設けられた部材（図示せず）を供給管体１２０に設けら
れた弁１３５を開放させる。制御装置１７は電動ポンプ
１５を始動させると共に、送受信機１８、４２を介して
制御盤４１にモニタノズル１３及び壁面防護用ノズル６
０からの放出開始命令を送信し（Ｓ１１８）、制御盤４
１から給水ポンプ４７を始動させ（Ｓ２１１のＹ、Ｓ２
１２）、接触式流体継手１１０を通じて消火剤、例えば
泡混合液をモニタノズル１３及び壁面防護用ノズル６０
から放出させる。

【００５２】なお、制御装置１７には温度センサ６５か
ら壁面６６及び周辺温度の情報が出力され、該制御装置
１７はその出力に基づいて冷却の必要な壁面を判断する
とともに、その判断に基づいて該壁面を冷却できるよう
に制御回路ＣＢ１８を通じて制御弁６３ａまたは６３ｂ
を開放して壁面防護用ノズル６０の方向、並びに通水を
制御する。なお、ノズル６０の方向制御用モータを設
け、このモータによってノズル６０を旋回させ方向制御
するようにしてもよい。なお、制御弁６３ａ，６３ｂは
常時閉じており、一方制御弁６３ｃは常時開いている。
またこのとき、接触式流体継手１１０を通じて消火用水
が供給されるとモニタノズル１３から消火用水が放出さ
れ消火活動を行うことができる。

【００５３】この時、制御盤４１に放出開始を送信する
ようにしてもよい。又、弁開放命令は、例えば供給管体
１２０側にマイクロスイッチを、受給管体１３０側にレ
バーを設けておき、このレバーを倒してマイクロスイッ
チを動作させるようにしても良い。

【００５４】供給管体１２０の入口１２６に流体、例え
ば、消火用水Ｓを圧力Ｐ1で供給すると、該水Ｓは供給
路１２３を通りながら放出口１２１で絞り込まれ、該水
の圧力Ｐ1は速度水頭に変換された後、放出口１２１か
ら受給管体１３０の受給口１３１に供給されるととも
に、受給路１３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ
3で出口１３６から排出される。

【００５５】この時の放出口１２１からの放水圧力Ｐ2
は、ベルヌーイの定理に基いて次式により求められる。Ｐ2＝Ｐ1−Ｑ²／２ｇＳ₁ ²

【００５６】この式において、Ｑは放出口１２１の流
量、Ｓ1は放出口１２１の断面積、ｇは重力加速度、を
それぞれ示す。従って、流量Ｑ、圧力Ｐ1が一定の場合
には放出圧力Ｐ2は放出口１２１の断面積Ｓ1の関数とな
り、断面積Ｓ1を選択することにより放水圧力Ｐ2の値を
負にすることができる。

【００５７】この様に放出口１２１の放水圧力Ｐ2は、
供給路１２３及び受給路１３３中で最も小さな圧力とな
る。例えば、供給路１２３の圧力Ｐ1が１０ｋｇ／ｃｍ²
であり、受給路１３３の圧力Ｐ3が８ｋｇ／ｃｍ²である
時には、放水圧力Ｐ2は−１ｋｇ／ｃｍ²となる。

【００５８】この放水圧力Ｐ2は、接触面１２４、１３
４間の吸引部Ｇの圧力となるので、両接触面１２４、１
３４は吸引部Ｇを介して強く引き合い吸着する。これに
より両管体１２０、１３０は強固に接続されて一体とな
る。

【００５９】給水中に両管体１２０、１３０を互いに反
対方向に引っ張っても、前記吸引部Ｇにおける吸引力の
ため両者１２０、１３０を引き離すことはできない。し
かし、供給管体１２０への給水を停止すると、前記吸引
部Ｇにおける吸引力はなくなるので、両管体１２０、１
３０は自動的に吸着が解除され、離れてしまう。

【００６０】なお、火災用ロボットに消火剤、例えば泡
混合液を貯蔵したタンク及びそのタンクに貯蔵された消
火剤量を検出する消火剤量検出部を設け、消火初期にお
いてはタンクから消火剤をモニタノズル１３に供給し、
消火剤量検出部によって消火剤がないと判別された場合
に、消火剤の貯蔵部４０から消火剤を供給するようにし
てもよい。

【００６１】また、タンクに泡原液のみを貯蔵し、消火
剤の貯蔵部からは消火用水のみを供給するようにして、
それらを例えば、ラインプロポーションのような混合器
を用いて混合した後にモニタノズル１３から放出するよ
うにしてもよい。ここで、タンクを設ける場合にはタン
クの出口の部分に弁を設けるようにし、それを制御する
放水制御部も制御装置１７に設ける。

【００６２】消火活動中は、監視用テレビカメラ２２か
ら送出される火災発生地点の映像信号を制御盤４１のブ
ラウン管（図示せず）に表示し、操作者が鎮火されたか
否かを監視し（Ｓ１１９）、鎮火されたと判断した場合
には、火災消火完了命令を制御盤４１から制御装置１７
に送出する（Ｓ１１９のＮ）。そうすると、電動ポンプ
１５を停止させると共に、制御装置１７から制御盤４１
に放出停止命令（Ｓ１２０）が発信され、給水ポンプ４
７を停止させる（Ｓ２１４）。

【００６３】一方、制御装置１７は、延伸装置２３を駆
動させ、火災用ロボット１０の受給管体１３０を縮ま
せ、その移動定点３２ａに対応して設けられた供給管体
１２０から切り離すとともに（Ｓ１２１）、火災用ロボ
ット１０に設けられた部材（図示せず）をマイクロスイ
ッチから離させることにより弁１３５を閉じさせ、消火
剤のモニタノズル１３及び壁面防護用ノズル６０からの
放出を停止させる。

【００６４】その後電動モータ始動命令（Ｓ１２２）に
より電動モータ１２を逆転もしくは正転させて火災用ロ
ボット１０を走行させ前記ロボットステーション３１ま
で到達した時点で電動モータ停止命令（Ｓ１２６）を発
信し、電動モータ１２を停止し該火災用ロボット１０を
元の位置に戻すと共に、次の火災に備える。制御装置１
７が戻った旨を制御盤４１に送信する（Ｓ１２７、Ｓ２
１５）と、移動定点の給電部がオフとなり給電を停止す
る（Ｓ２１６）。

【００６５】火災用ロボット１０がロボットステーショ
ン３１まで戻ったことを判別する方法としては、フロー
チャートに示したように、停止した移動停止点３２ａを
起点として通過した移動定点の数をカウントして、その
数と移動命令とともに読込んだ火災地点情報としての通
過すべき移動定点の数Ｋとの差が０となった場合にロボ
ットステーション３１まで戻ったとする方法が採用され
る（Ｓ１２３〜Ｓ１２５）。

【００６６】別方法としては、電動モータ１２が何回転
逆回転したかを回転計などで計測することにより、ロボ
ットステーション３１に戻ったことを判別する方法もあ
る。又、カウント方法としては前記発光素子及び受光素
子を設ける方法を採用しても良い。

【００６７】また、火災用ロボット１０が移動停止点３
２ａまで移動して電動モータ１２を停止した後、更に所
定位置に停止したか否かを判定し、否の場合には位置修
正を行うプログラムを設けても良い。

【００６８】更に、火災用ロボット１０を正確に指定し
た移動定点に停止させる為の移動微調整手段を設けても
良い。この移動微調整手段として、例えば、火災用ロボ
ット１０がロボットステーション３１から目標の移動定
点に向う場合に、火災用ロボット１０の移動速度をその
途中迄高速で行い、該移動定点近傍に到達したら低速で
行って、その移動定点に停止し易い様に速度を制御する
方法が用いられる。

【００６９】また、火災用ロボット１０の受給管体１３
０と移動定点３２ａに対応して設けられた給水管体１２
０との接続が完了したことを圧力水が送液されたことを
感知する圧力センサを用いて判別し、接続が不十分と判
別される場合には、消火ロボット１０の位置修正を行な
い、再度接続を試みるようにしてもよい。

【００７０】この発明の第２実施例を図１２により説明
するが、図１〜図１１と同一図面符号はその名称も機能
も同一である。この実施例と第１実施例との相違点はモ
ノレール３０に消火用ノズル１３と壁面防護用ノズル６
０とを備えた火災用ロボットを配設するかわりに、消火
用ノズル１３を備えた消火用ロボット７０と壁面防護用
ノズル６０を備えた壁面防護ロボット７１とをそれぞれ
別個に配設したことである。

【００７１】このように両種のロボット７０、７１を設
けると、消火用ノズル１３と壁面防護用ノズル６０とを
互いに自由に移動できるので、より適切に消火及び壁面
防護が可能となる。

【００７２】この発明の第３実施例を図１３〜図１６に
より説明するが、図１〜図１１と同一図面符号はその名
称も機能も同一である。この実施例と第１実施例との相
違点は次の通りである。（１）流体継手として、接触式流体継手の代わりに、非
接触式流体継手が用いられていること。

【００７３】（２）給受電装置として、スポット式給受
電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイル
と、移動経路に沿って複数配設されたコ字状の磁性体に
巻かれた給電用配線と、を用いる代わりに、全線式給受
電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイル
と、移動経路に沿って延伸配設された給電用ループ配線
と、を用いることである。

【００７４】この発明の非接触式流体継手を図１６によ
り説明する。非接触式流体継手５１０は供給管体５２０
と受給管体５３０とから構成されている。両管体５２
０、５３０は連通間隔ＷＤを介して対向しているが、こ
の連通間隔ＷＤは必要に応じて適宜決定され、例えば、
３０ｍｍが選択される。

【００７５】供給管体５２０の供給路５２３は直径Ｄａ
に形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円
錐台状をなしている。放出口５２１の直径ｄａは、前記
直径Ｄａに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ
ａ／Ｄａは必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ
ａ／Ｄａは１／５が選ばれる。

【００７６】供給管体５２０は、移動定点３２に対向す
るように壁面や地上面に設けられた支持部材５２４に固
定され、その先端部の外周面は円錐台状に形成されてい
る。

【００７７】受給管体５３０は火災用ロボット１０の支
持部材５３４により支持されているが、この受給管体５
３０には受給路５３３が設けられている。この受給路５
３３は、デフューザ部であり、出口５３６に向って次第
に広がっている。受給口５３１には、放出口５２１に向
かって広がる受給ガイド５３２が設けられている。

【００７８】この受給口５３１の直径ｗａは前記放出口
５２１の直径ｄａより若干大きく形成されている。該両
直径の割合ｄａ／ｗａは必要に応じて適宜選択され、例
えば、ｄａ／ｗａは０．９が選ばれる。前記放出口５２
１と受給口５３１とは対向しており、両口５２１、５３
１の軸心は該流体継手５１０の軸心Ｃ上に位置してい
る。

【００７９】次に非接触式給受電装置を図１３〜図１５
により説明する。モノレール３０に沿って給電区画毎に
ループ状の給電用配線６２０が配設されている。この給
電用配線６２０は耐腐蝕性の樹脂でコーティングされる
とともに、高周波電流の供給先切り替え装置４１２を介
して高周波電源装置４１１に接続されている。

【００８０】火災用ロボット１０には、前記給電用配線
６１０、６２０から給電を受けるための受電体６５０が
設けられている。該受電体５５０で受電した高周波電流
は、必要に応じて直流、又は交流に変換され電動モータ
６４２、制御装置１７、充電式蓄電池２０、監視用モニ
タカメラ２２等に供給される。この受電体６５０とし
て、例えば、受電コイルが用いられる。

【００８１】図１５は、給電用配線６２０と受電コイル
６５０との位置関係を説明する図で、６６０はループ状
に配線された給電用配線６２０の支持部材、６６１は火
災用ロボット１０のアーム６６３に設けられた補助輪、
６６２は火災用ロボット１０の上部に設けられ、上端に
車輪６４１と電動モータ６４２を有するアームである。
その給電用配線６２０の間に、間隙を空けて挿入される
ように、受電コイル６５０が火災用ロボット１０のアー
ム６６２に固定されている。

【００８２】また、火災用ロボット１０の電源変換装置
３２２は、例えば、受電コイル６５０と並列に、この受
電コイル６５０と給電用配線６２０の周波数に共振する
共振回路を構成するコンデンサと、この共振回路のコン
デンサと並列に接続された整流用ダイオードと、このダ
イオードに接続され、出力を所定電圧に制御する安定化
電源回路と、直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣコンバー
タ等とから構成されている。なお、安定化電源回路は、
例えば、電流制限用のコイルと出力調整用トランジスタ
とフィルタを構成するダイオード及びトランジスタから
構成されている。

【００８３】本実施例の作動を説明するが、第１実施例
と相違する非接触式流体継手及び全線式給受電装置の作
動を中心に説明する。

【００８４】制御盤４１は、火災受信機４４から火災情
報を受信すると、電源供給装置から給電用配線６２０に
高周波電流を供給し、火災用ロボット１０に電源を無接
触で供給するとともに、火災用ロボット１０に火災位置
情報と移動命令を無線で送信する。火災用ロボット１０
は受電コイル６５０で無接触で受電し電源変換装置３２
２で変換された電源により電動モータ１２を駆動し、停
止予定移動定点まで移動し、テレビカメラ２２を動作さ
せ、火災地点の状況を撮影して制御盤４１に無線で送信
する。

【００８５】なお、給電用配線６２０と受電コイル６５
０との間の無接触による電源の供給は、給電用配線６２
０を流れる高周波電流により、図１５に点線Ｍで示すよ
うに給電用配線６２０の周囲に交番磁界を生じ、受電コ
イル６５０に起電力を発生させる。この起電力により発
生した交流電流は電源変換装置３２２のダイオードで整
流され、安定化電源回路により所定の直流電圧にされて
出力され、またＤＣ−ＡＣコンバータによって交流電圧
として出力され、各種搭載機器６４２、２０、２２等に
供給される。

【００８６】前述の様に火災用ロボット１０が停止予定
移動定点３２ａで停止した後、第１実施例と同様にして
受給管体５３０を伸長させ、受給管体５３０と供給管体
５２０との間隔を設計通りにする。

【００８７】供給管体５２０の入口５２６に流体、例え
ば、消火用水Ｓを圧力Ｐ1で供給すると、該水Ｓは供給
路５２３を通りながら放出口５２１で絞り込まれ、該水
の圧力Ｐ1は速度水頭に変換され、所定速度となる。

【００８８】このようにして所定の速度を得た該流体は
放出口５２１から噴射され、連通間隔ＷＤを通って受給
ガイド５３２に案内されながら受給口５３１に供給され
る。受給管体５３０内に流入した該流体Ｓは、受給路５
３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ3で出口５３
６から排出される。

【００８９】この時、ベルヌーイの定理及び速度エネル
ギから圧力エネルギへの変換効率を考慮することにより
次のような関係式が得られる。Ｐ2＝Ｐ1−Ｑ²／２ｇＳ₁ ² Ｐ3＝ε（Ｐ2＋Ｑ²／２ｇＳ₁ ²）

【００９０】この式において、Ｐ2は放出口５２１にお
ける消火用水の圧力、Ｐ3は受給管体５３０にとりこま
れ定常状態となった場合の消火用水の圧力、Ｑは放出口
５２１の流量、Ｓ₁は放出口５２１の断面積、ｇは重力
加速度、ε＝０．７〜０．８、をそれぞれ示す。

【００９１】この結果、受給管体５３０にとりこまれ定
常状態となった場合の消火用水Ｓの圧力Ｐ3は、供給管
体５２０に消火用水Ｓが供給されたときの消火用水の圧
力Ｐ1の７０〜８０％が得られる。

【００９２】消火後火災用ロボットが第１実施例と同様
な要領で元のロボットステーション３１に戻り、戻った
旨の信号を制御盤４１に発信すると、供給先切り替え装
置４１２が切り替わり給電用配線６２０への給電が中止
されると共に、ロボットステーション３１の給電用配線
６１０に給電を開始する。これにより火災用ロボットの
受電部を介して充電式蓄電池２０が充電される。

【００９３】この発明の第３実施例を説明するが、この
実施例と第１実施例との相違点は次の通りである。即
ち、流体継手として接触式流体継手の代わりに非接触式
流体継手を用いたことである。この非接触式流体継手
は、第２実施例で用いたものと同様なので説明を省略す
る。

【００９４】この発明の第４実施例を説明するが、この
実施例と第２実施例との相違点は次の通りである。即
ち、流体継手として、非接触式流体継手の代わりに、接
触式流体継手を用いたことである。この非接触式流体継
手は第１実施例で用いたものと同様なので説明を省略す
る。

【００９５】

【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、火
災発生時には消火用ノズルと壁面防護用ノズルから消火
剤が放出される。そのため、消火と同時に壁面の冷却も
行なわれるため、壁面が高温になることがないので、該
壁面の熱による破損を防止することができる。

【００９６】更に述べれば、（１）スポット式給受電装置、又、全線式の給受電手段
を設けたので、火災用ロボットは簡単に、かつ、確実
に、常時必要な電源を確保することができる。そのた
め、火災用ロボットの行動範囲や消火あるいは火災監視
などの能力に制約を受けることがないので、設計通りに
火災用ロボットを働かすことができる。

【００９７】（２）接触式流体継手を設けたので、供給
管体に圧力流体を供給すると、放出口近傍が負圧とな
り、吸引部は負圧となる。そのため、両接触面は互いに
引き合うので供給管体と受給管体とは強固に接続され一
体となる。又、供給管体への圧力液体の供給を停止する
と、吸引部は大気圧となるので吸引力がなくなり両管体
は分離する。このように、簡単に、しかも確実に流体継
手の着脱をすることができる。

【００９８】（３）非接触式流体継手を設けたので、供
給管体に供給された圧力流体の圧力エネルギは放出口に
より速度エネルギに変換された後、所定速度で連通間隔
を通って受給口に供給されるとともに、受給管体内で再
び圧力エネルギに変換される。そのため、供給管体に供
給された圧力流体を効率良く受給管体に渡すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す火災用ロボット設備
の概略図である。

【図２】火災用ロボットの拡大縦断面図である。

【図３】スポット式給受電装置の概略図である。

【図４】接触式流体継手の拡大断面図である。

【図５】火災用ロボットのブロック回路図である。

【図６】制御盤のブロック回路図である。

【図７】火災用ロボットのプログラムのフローチャート
の前半部を示す図である。

【図８】火災用ロボットのプログラムのフローチャート
の後半部を示す図である。

【図９】制御盤のプログラムのフローチャートの前半部
を示す図である。

【図１０】制御盤のプログラムのフローチャートの後半
部を示す図である。

【図１１】使用状態を示す斜視図である。

【図１２】第２実施例を示す斜視図で、図１１に相当す
る図である。

【図１３】本発明の第３実施例を示す火災用ロボット設
備の概略図である。

【図１４】火災用ロボットの拡大断面図である。

【図１５】全線式給受電装置の概略図である。

【図１６】非接触式流体継手の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０火災用ロボット１３消火用ノズル６０壁面防護用ノズル１１０接触式流体継手１２０供給管体１２４接触面１３０受給管体１３４接触面３２１非接触式受電装置４０１非接触式給電装置４０２非接触式給電装置５１０非接触式流体継手５２０供給管体５３０受給管体６１０非接触式給電装置６２０非接触式給電装置６５０非接触式受電装置Ｇ吸引部ＷＤ連通間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−327785（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−81359（ＪＰ，Ａ) 特開平６−189403（ＪＰ，Ａ) 特開平６−79011（ＪＰ，Ａ) 特開平６−285180（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−88754（ＪＰ，Ｕ) 実開平６−66206（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−17800（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 27/00 507 A62C 31/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動式ロボットは壁面防護用ノズルを備え
ている移動経路に配設された移動式ロボットと、該移動
式ロボットを制御する制御装置と、該ロボットに給電す
るための給受電装置と、を備えた壁面防護用ロボット設
備。
【請求項２】前記移動式ロボットが、消火用ノズルを有
することを特徴とする請求項１記載の壁面防護用ロボッ
ト設備。
【請求項３】移動経路に配設された移動式ロボットと、
該移動式ロボットを制御する制御装置と、該移動式ロボ
ットに給電するための給受電装置と、を備えたロボット
設備であって；前記移動式ロボットが、互いに独立な消
火用ノズル付き消火用ロボットと壁面防護用ノズル付き
壁面防護ロボットとからなることを特徴とする壁面防護
用ロボット設備。
【請求項４】前記給受電装置が、移動式ロボットに設け
られた充電式電池を充電する非接触式受電手段と、前記
移動経路に沿って配設され、かつ、該非接触式受電手段
に給電する非接触式給電手段と、からなるスポット式給
受電装置であることを特徴とする請求項１、２又は、３
記載の壁面防護用ロボット設備。
【請求項５】前記給受電装置が、該移動経路に沿って延
伸して設置された給電用配線と、該移動式ロボットに設
けられ、かつ、該給電用配線に流れる電流を無接触で検
出する受電コイルと、からなる全線式給受電装置である
ことを特徴とする壁面防護用ロボット設備。
【請求項６】移動経路に配設され、かつ、受給管体を有
する移動式ロボットと、該移動式ロボットを制御する制
御装置と、該受給管体と該移動経路に沿って配設された
供給管体とを連通せしめる流体継手と、を備えた移動式
ロボット設備であって；前記移動式ロボットが、壁面防
護用ノズルを備えており、前記流体継手が、該供給管体の接触面と受給管体の接触
面とを当接させ、該供給管体の縮径された放出口と受給
管体の受給口とを連通せしめた接触式流体継手であっ
て、前記両管体の接触面間に前記放出口及び受給口と連
通する吸引部を備えていることを特徴とする壁面防護用
ロボット設備。
【請求項７】移動経路に配設され、かつ、受給管体を有
する移動式ロボットと、該移動式ロボットを制御する制
御装置と、該受給管体と該移動経路に沿って配設された
供給管体とを連通せしめる流体継手と、を備えた移動式
ロボット設備であって；前記移動式用ロボットが、壁面
防護用ノズルを備えており、前記流体継手が、縮径された放出口を備え、圧力流体の
圧力エネルギを速度エネルギに変換する供給管体と、該
放出口と連通間隔を介して対向する受給口を備え、前記
圧力流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換する受給
管体と、からなる非接触式流体継手であることを特徴と
する壁面防護用ロボット設備。
【請求項８】前記移動式ロボットが、消火用ノズルを有
することを特徴とする請求項６又は７記載の壁面防護用
ロボット設備。
【請求項９】移動式ロボットが、壁面及び周囲温度監視
装置を備えていることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、又は７記載の壁面防護用ロボット設備。
【請求項１０】制御装置が、壁面及び周囲温度監視装置
の検出結果に基づいて壁面防護ノズルを制御することを
特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、又は７記載
の壁面防護用ロボット設備。