JP3905051B2 - Repair inspection system for structure surface - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は構造物の表面を検査し、欠陥部の存在状況に応じて補修を可能とした構造物表面の補修検査システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
構造物の表面を検査し、補修するシステムとして利用できる技術に構造物の表面に沿って移動する装置がある。
【0003】
従来の構造物の表面で移動する装置では、特許第3175052号公報に記載された表面に沿って移動可能な装置が代表的である。
【0004】
図12は従来の構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置を示す平面図であり、図13は図12で示す構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置に備えられる吸着ユニットの断面図である。
【0005】
従来の構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置1は2個の吸着ユニット3をシリンダ機構2等の伸縮可能な連結手段で連結した構成である。各吸着ユニット3はそれぞれ逆皿状をなす吸盤状フランジを備えた円筒形部材4、連通管5およびシリンダ機構6を締結した本体7で構成される。連通管5は真空ポンプやエゼクタ等の減圧源に接続され、空気等の流体を吸引することにより、円筒形部材4は構造物表面8との間に負圧空間9を形成する。また、シリンダ機構6の負圧空間9に突き出した作動ロッド部位には車輪やボールキャスタ等の走行手段10が連結される。
【0006】
次に従来の構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置1の移動方法について説明する。
【0007】
シリンダ機構2が収縮された状態で真空ポンプやエゼクタ等の減圧源を作動させ、円筒形部材4と構造物表面8との間に負圧空間9を形成させる。このとき走行手段10はシリンダ機構6を収縮させることにより、構造物表面8から後退して隔離される。これにより各吸着ユニット3の円筒形部材4は構造物表面8に吸着され。すなわち各吸着ユニット3は不動の固着状態となる。
【0008】
次に、一方の吸着ユニット3の減圧源を解放させシリンダ機構6により走行手段10を押し出して構造物表面8に密接させる。これにより、円筒形部材4と構造物表面8との吸着面積が減少し、摩擦力が低減させられるため、一方の吸着ユニット3が走行可能状態になる。この走行可能状態でシリンダ機構2を伸長させることにより走行手段10が構造物表面8に接触し、走行可能状態となった側の吸着ユニット3は移動する。
【0009】
また、走行可能状態となった側の吸着ユニット3のシリンダ機構6を収縮させ、走行手段10を構造物表面8から後退させて隔離させる。さらに真空ポンプやエゼクタ等の減圧源により円筒形部材4と構造物表面8との間に負圧空間9を形成させ、吸着ユニット3を構造物表面8に密着させ、固着される。
【0010】
次に、移動してない側の吸着ユニット3の走行手段10をシリンダ機構6により押し出すことにより構造物表面8に密接させ走行可能状態にする。走行可能状態となった側の吸着ユニット3はシリンダ機構2を収縮することにより移動する。これらの動作を繰り返すことにより、両吸着ユニット3、3は交互に間欠的に移動し、構造物の表面に沿って移動可能な装置1全体はシリンダ機構2の伸縮方向に移動することができる。
【0011】
また、対をなすシリンダ機構2の伸縮ストローク量に差をつければ伸縮方向の移動みならず旋回移動をすることができ、任意の方向への移動が可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
補修対象構造物表面の検査、補修例として、原子炉内構造物であるシュラウドの溶接部近傍で発生する応力腐食割れを検査し、レーザ溶接による補修を施工するような溶接機がある。
【0013】
従来、この溶接機では原子炉上部に移動式の台車を設置し、この台車からワイヤ等の吊設手段で溶接機を吊り下げて台車の移動によって施工部へ接近させて補修工事をしていた。
【0014】
しかし、この補修方法ではシュラウド外面の様にジェットポンプが全周に配置された狭隘な場所や、特に溶接機を吊り降ろした後、前後左右への移動が必要な入り組んだ場所への接近ができないという問題があった。
【0015】
そこで、構造物の表面に沿って移動可能な作業ロボット装置を利用することが考えられるが、次の問題がある。
【0016】
シュラウド外周面側にジェットポンプが全周に複数個配置された狭隘な場所や屈曲部の補修検査では、作業ロボットを吊り降ろしただけではシュラウド外周面上に作業ロボットを配置できない。すなわち、補修対象構造物表面が不連続であるため、作業ロボットが検査補修箇所まで移動できない。
【0017】
作業ロボットをワイヤ等の吊設手段で吊り降ろし補修対象構造物表面に配置できたとしても作業ロボットの移動によりワイヤが弛み補修対象構造物と干渉する恐れがある。このため、移動範囲が制限される。
【0018】
作業ロボットが移動中に補修対象構造物表面から脱落した場合や狭隘部に入り込んだ場合に作業ロボットの回収が不可能となる。
【0019】
作業ロボットの走行性、操作性あるいは狭隘部への接近性等が不十分であると作業性が悪く、作業時間が長くなり工期の増加につながる。特に原子炉内環境では作業環境が悪く、作業時間が長くなると、作業者の被爆量が増加する恐れがあり、人体に悪影響を及ぼす。
【0020】
本発明は上述した従来の事情に対処するためになされたものであり、補修対象構造物、具体的には炉内構造物の外表面、例えばジェットポンプが配置されたシュラウド外周面側の狭隘な場所、環境での作業を可能とする構造物表面の補修検査システムを提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る構造物表面の補修検査システムは、上述した課題を解決するために、検査対象である構造物の上方に設置されたホイストと、このホイストによって上下駆動されるロープの下部に接続される作業ロボットと、この作業ロボットよりも上部でロープを案内する移動可能な支援装置とを有し、この作業ロボット及び支援装置は前記構造物の表面に吸着するそれぞれ複数の吸着脚と、これらの吸着脚を伸縮駆動する作動シリンダと、前記吸着脚を構成する吸着パッドの内部に、前記構造物の表面に進退可能に設けられて前記吸着脚の吸着力を減じて走行可能状態とするローラと、前記作業ロボットおよび支援装置にそれぞれ推進力を発生させる水中推進機構を備え、前記支援装置は作業ロボットを上下駆動する前記ロープを案内する案内ガイドを備え、前記作業ロボットは検査手段を備えたことを特徴とするものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明に係る構造物表面の補修検査システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【0030】
図1は、本発明に係る構造物表面の補修検査システムの実施の形態を示す構成図である。
【0031】
この構造物表面の補修検査システム20は補修対象構造物として、例えば原子炉内構造物であるシュラウド21の外表面側を補修検査する装置に適用した例を示す。
【0032】
作業エリアである原子炉建屋内のオペレーションフロア22上には制御盤23、液圧ポンプ24およびテンション式巻取装置25が設置される。テンション式巻取装置25からホースおよびケーブル26が一定の張力で繰り出され、ホースおよびケーブル26の先には自走支援装置27を介して検査補修機である作業ロボットとしての補修検査ロボット28が接続される。また、制御盤23ではホースおよびケーブル26を利用して自走支援装置27と補修検査ロボット28の移動量、移動方向および傾斜を遠隔操作により制御できる。
【0033】
一方、オペレーションフロア22上には支持構造物である移動可能な燃料交換機29が設けられ、この燃料交換機29にはホイスト30が設置される。ホイスト30には落下防止装置31が設けられており、この落下防止装置31を介してワイヤ32が繰り出される。ワイヤ32の先もホースおよびケーブル26と同様に自走支援装置27を介して補修検査ロボット28に接続される。落下防止装置31は補修検査ロボット28と自走支援装置27を下降させた際、荷重を検知してワイヤ32をロックさせる機能を有する。
【0034】
原子炉圧力容器33の内部には円筒状のシュラウド21が設置され流体である炉水34で満たされる。またシュラウド21は上部胴36と中間部胴35と図示しない下部胴とを備え、シュラウド21外周側に、シュラウド21と原子炉圧力容器33の間にアニュラス部37が形成される。アニュラス部37にはジェットポンプ38が周方向に複数台設置されるが、原子炉方位0度と180度の部分には設置されていない。
【0035】
シュラウド21と原子炉圧力容器33の間のアニュラス部37に沿ってジェットポンプ38が設置される一方、これらジェットポンプ38が設置されていない部分に自走支援装置27と補修検査ロボット28が設置される。自走支援装置27と補修検査ロボット28は燃料交換機29に設置されたホイスト30およびワイヤ32にて吊り降ろされる。シュラウド21の上部胴36の外径は中間部胴35の外径より大きいので、燃料交換機29に設置されたホイスト30およびワイヤ32にて吊り降ろしただけでは補修検査ロボット28を中間部胴35付近に沿って移動させること困難である。
【0036】
補修検査ロボット28には炉水34を吸引して、ジェット水として排出し炉水34中で推進力を得る推進機能とシュラウド21の外表面に吸着する機能を有する。これら両機能により炉水34を利用して発生した推進力にて補修検査ロボット28を中間部胴35に接近させ、吸着機能により中間部胴35の表面に吸着させる。自走支援装置27も同様の手段で中間部胴35に吸着させる。
【0037】
このようにしてアニュラス部34のシュラウド21の中間部胴35表面に吸着した補修検査ロボット28を補修検査を実施する箇所、例えば、中間部胴35の水平溶接線部分に沿って移動させ溶接等の補修作業を実施する。
【0038】
図2は図1に示す自走支援装置27と補修検査ロボット28の構成を示す平面図であり、図3は図2に示す補修検査ロボット28の側面図である。
【0039】
ワイヤ32とホースおよびケーブル26の先には、自走支援装置27を経由して補修検査ロボット28が接続される。ボディ40の長手方向両側の側面のワイヤ32接続側とワイヤ32と非接続側の4箇所には伸縮機能および吸着機能を有する吸着脚41が配置される。またボディ40の中央にも、吸着脚41取付用の孔があり、この取付孔に吸着脚41が設けられる。
【0040】
さらに、ボディ40の自走支援装置27側には吊り耳42が、ボディ40の例えばほぼ中央には傾斜角検出器43が、またボディ40の別の部位にはシュラウド21の外表面を補修する補修手段としてのレーザ溶接機44と、シュラウド21の外表面を検査する検査手段としての水中カメラ45が配置される。また、吊り耳42には対をなすアクチュエータとしての作動シリンダ47で構成した遠隔吊具46が着脱自在に装着される。
【0041】
ワイヤ32は、この遠隔吊具46に接続される。また、遠隔吊具46が具備する作動シリンダ47を遠隔作動させることでワイヤ32を吊り耳42に着脱させることができる。
【0042】
補修検査ロボット28は吸着脚41の吸着機能と伸縮機能によりシュラウド21の外表面に吸着され、かつシュラウド21の外表面に沿って移動することができる。さらに、レーザ溶接機44と水中カメラ45により検査および補修作業を実施することができる。また、ワイヤ32とホースおよびケーブル26は弛まないよう自走支援装置27により定位置に保持される。
【0043】
図4は補修検査ロボット28に備えられる吸着脚41の平面図であり、図5は図4に示す吸着脚41の断面図である。
【0044】
吸着脚41は、液圧シリンダ50と吸引機構51が作動ロッド52の片端に固定された取付金具53で接続された構成である。作動ロッド52は液圧シリンダ50の作動により往復ストロークされる例えばピストンロッドで構成される。
【0045】
ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41では、液圧シリンダ50の伸縮方向がボディ幅方向、例えば図4および図5において左右方向になる向きで、液圧シリンダ50は、補修検査ロボット28に取り付けられる。ボディ40の中央の吸着脚41はワイヤ32接続側が吸引機構51、非接続側が液圧シリンダ50となる向きで、補修検査ロボット28の取付孔に接続される。ボディ40の中央の吸着脚41の向きは、逆であっても、あるいは吸着脚41を並設したものでもよい。
【0046】
また吸引機構51には吸着力調整機構54が接続される。吸引機構51は吸着盤としての逆皿状、吸盤状の吸着パッド55とこの吸着パッド55に吸着力を発生させる吸引手段としてのエゼクタ56で構成される。このエゼクタ56で吸引力を発生することによりシュラウド外表面57と吸着パッド55との間に負圧空間58が形成される。この負圧空間58の負圧力により吸着パッド55をシュラウド外表面57に吸着させることができる。すなわち吸着脚41をシュラウド外表面57上に固定し、不動の固着状態とすることができる。また、吸引機構51は吸着パッド55の内面を経由して炉水34が通過するよう配管経路を具備する。さらに、エゼクタ56は吸着パッド55が吸着する面と直角方向に設置された排気口からジェット水を噴出し推進力を得る推進機能を有する。
【0047】
吸着力を調整する吸着力調整機構54は、吸着パッド55の中央凸側に配置された作動シリンダ59と、作動シリンダ59から吸着パッド55の中央内を貫通させたロッド60を具備する。ロッド60先端には軸押さえ61が接続され、軸押さえ61にはローラ62を回転自在に軸支した支軸63が支持される。吸着パッド55がシュラウド外表面57に吸着するときは、作動シリンダ59は動作ストロークの上限収納位置側にされ、ローラ62は吸着パッド55の接触面とほぼ同一位置にある。これはローラ62が吸着パッド55を押し上げて吸着力を低下させないようにするためである。また、作動シリンダ59を伸長させてローラ62を押し出すことによりシュラウド外表面57と吸着パッド55との摩擦力を減少させ吸着脚41をシュラウド外表面57上で走行可能状態とすることができる。
【0048】
また、液圧シリンダ50にはリニアゲージ64が具備され、伸縮量を制御する際に利用される。
【0049】
次に、補修検査ロボット28の制御方法について、図1乃至図5を用いて説明する。
【0050】
図4および図5に示す液圧シリンダ50のリニアゲージ64により吸着脚41の動作量を図1に示す制御盤23にて確認、調整することができる。また、吸着脚41の吸着タイミングを図1に示す制御盤23にてプログラマブルコントローラ等によるタイミング発生機能で制御することができる。さらに図2に示す補修検査ロボット28に具備された傾斜角検出器43により傾斜量を電圧変換させることができる。この出力を図1に示す制御盤23にて一定値に制御することで姿勢制御ができる。
【0051】
図6は図2に示す自走支援装置27の平面図であり、図7は図6に示す自走支援装置27の側面図である。
【0052】
自走支援装置27は、補修検査ロボット28の走行移動をアシストするアシスト機である。
【0053】
自走支援装置27は、吸着力調整機構70を設けた2個の吸着機構71を対をなす2つの伸縮機構72により連結した構成である。吸着機構71は吸着パッド73と吸引手段としてのエゼクタ74で構成される。
【0054】
さらに吸着パッド73には取付座75が設けられる。伸縮機構72は作動シリンダ76の両端に球面付きロッド77の球面側を接続した構成である。一方、球面付きロッド77の固定側は吸着パッド73の取付座75に接続される。
【0055】
また、対をなす2つの伸縮機構72には支軸78が設けられる。支軸78には軸受け79で回転自在に支持された案内ガイド80が設けられる。さらに支軸78にはフレーム81が固定される。このフレーム81には支軸82で回転自在に支持された押えローラ83が設けられる。この案内ガイド80と押えローラ83の間にホースおよびケーブル26とワイヤ32が挟持される。
【0056】
自走支援装置27は、吸着力調整機構70と吸着機構71により補修検査ロボット28と同様にシュラウド21の外表面に吸着し、走行可能状態あるいは不動の固着状態とすることができる。また、伸縮機構72によりシュラウド外表面57に沿って移動することが可能である。さらにシュラウド外表面57以外では、エゼクタ74が炉水34中で発生する推進力により原子炉圧力容器の炉水34内を遊泳しつつ移動することができる。
【0057】
次に補修検査ロボット28の移動方法ついて説明する。
【0058】
まず、アニュラス部37のジェットポンプ38が設置されていない部分に自走支援装置27と補修検査ロボット28が吊設される。次にエゼクタ74が発生する推進力により自走支援装置27がシュラウド21の中間部胴36に接近し吸着機構71により補修目的となる位置より上部のシュラウド21の外表面に吸着する。そして、補修検査ロボット28が自走支援装置27と同様な手段で自走支援装置27よりも下部の補修検査すべき位置付近に吸着する。このとき全ての吸着脚41の液圧シリンダ50は収縮した状態にしておく。
【0059】
次に補修検査ロボット28は吸着脚41により、シュラウド外表面57に沿って補修検査すべき位置に移動させる。補修検査ロボット28のシュラウド外表面57に沿った移動方法について説明する。
【0060】
補修検査ロボット28をシュラウド外表面57の円周方向、例えばボディ40の幅方向に移動する場合は、まず、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41のうち移動方向側の2つの吸着脚41とボディ40の中央の吸着脚41の走行手段である5つのローラ62を押し出すことにより、走行可能状態になるまで吸着力を低下させる。そして、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41に備えられる液圧シリンダ50を伸張させ移動方向側とボディ40の中央の3つの吸着脚41を走行移動させる。その後、移動方向側とボディ40の中央の3つの吸着脚41のローラ62を引き上げて、吸着脚41とシュラウド外表面57とで囲まれる空間を負圧にし、吸着脚41が固定され不動の固着状態になるまで吸着力を増加させる。
【0061】
次に、移動方向と反対側の吸着脚41のローラ62を押し出すことにより、走行可能状態になるまで吸着力を低下させる。そして、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41に備えられる液圧シリンダ50を収縮させ移動方向と反対側の吸着脚41を走行移動させる。その後、移動方向と反対側の吸着脚41のローラ62を引き上げて、吸着脚41とシュラウド外表面57とで囲まれる空間を負圧にし、吸着脚41が固定され不動の固着状態になるまで吸着力を増加させる。
【0062】
この動作を繰り返すことによりシュラウド外表面57の円周方向に補修検査ロボット28を間欠的に走行移動させることができる。
【0063】
補修検査ロボット28をシュラウド外表面57の下方に移動させる場合は、まず、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41の走行手段としての、4箇所のローラ62が走行可能状態になるまで押し出し、シュラウド外表面57に接触させる。
【0064】
そして、ボディ40の中央の吸着脚41に備えられる液圧シリンダ50を作動させて伸張させ、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41をシュラウド外表面57の下方へ走行移動させる。その後、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41のローラ62を引き上げることにより、吸着脚41をシュラウド外表面57に吸着、固定させ不動の固着状態にする。
【0065】
次に、ボディ40の中央の吸着脚41のローラ62を押し出すことにより、走行可能状態になるまで吸着力を低下させる。そして、ボディ40の中央の吸着脚41に備えた液圧シリンダ50を収縮させボディ40の中央の吸着脚41を走行移動させる。その後、ボディ40の中央の吸着脚41のローラ62を引き上げることにより、補修検査ロボット28は下方位置に固着され、不動の固着状態になる。
【0066】
この動作を繰り返すことによりシュラウド外表面57の下方向に補修検査ロボット28を間欠的に走行移動させることができる。
【0067】
補修検査ロボット28をシュラウド外表面57の上方向に移動する場合は、例えば、まず、ボディ40の中央の吸着脚41のローラ62を押し出すことにより、走行可能状態になるまで吸着力を低下させ、ローラ62を走行可能にセットする。そして、ボディ40の中央の吸着脚41に備えられた液圧シリンダ50を伸張させボディ40の中央の吸着脚41を走行移動させる。その後、ボディ40の中央の吸着脚41のローラ62を引き上げることにより、不動の固着状態になるまで吸着力を増加させる。
【0068】
次に、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41のローラ62を押し出すことにより、走行可能状態になるまで吸着力を低下させ、各ローラを走行可能にセットする。そして、ボディ40の中央の吸着脚41に備えられた液圧シリンダ50を収縮させ、各ローラ62を転動させ、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41を走行移動させる。その後、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41のローラ62を引き上げることにより、不動の固着状態になるまで吸着力を増加させる。
【0069】
この動作を繰り返すことによりシュラウド外表面57の上方向に補修検査ロボット28を間欠的に走行移動させることができる。
【0070】
また、ボディ40の長手方向側面の4つの吸着脚41に備えられた液圧シリンダ50の伸縮ストロークを変化させることで斜め方向への移動あるいは補修検査ロボット28の向きを変化させることも可能である。
【0071】
次に補修検査ロボット28の補修検査方法ついて説明する。
【0072】
補修検査ロボット28を補修検査すべき位置に移動させた後、補修検査ロボット28に設けられた水中カメラ45により、補修検査部を検査する。検査の結果補修が必要である場合、補修検査ロボット28に設けられたレーザ溶接機44で溶接を実施し補修作業を行う。
【0073】
補修作業が終了すると、さらに水中カメラ45により、補修後の部位を検査し施工状況を確認する。補修後の補修部位の検査が終了すると次に補修検査すべき位置に補修検査ロボット28は移動せしめられる。
【0074】
このように、補修検査ロボット28は移動と補修検査を繰り返すことによりシュラウド21の外表面の必要な補修検査作業を実施することができる。
【0075】
図8は自走支援装置27と補修検査ロボット28の変形例を示す平面図であり、図9は図8の補修検査ロボット28の側面図である。
【0076】
補修検査ロボット28には、ボディ40の中央とボディ40の長手方向側面のワイヤ32接続側に2つの吸着脚41が配置される。さらに、ボディ40の長手方向側面のワイヤ32と非接続側に、旋回吸着機構として旋回吸着脚90が2つ配置される。その他は図2および図3と同様にボディ40の例えばほぼ中央に傾斜角検出器43、自走支援装置27側に吊り耳42が配置される。また、吊り耳42には対をなす作動シリンダ47で構成した遠隔吊具46が着脱自在に装着される。この遠隔吊具46に自走支援装置27を経由してホースおよびケーブル26とワイヤ32が接続されることにより補修検査ロボット28が吊設される。
【0077】
この変形例では任意に旋回吸着脚90を旋回させることにより、吸着脚41で走行移動する場合よりも少ない動作で斜め方向への走行移動や旋回移動することができる。
【0078】
図10は図8に示す旋回吸着脚90の平面図であり、図11は図10に示す旋回吸着脚90の側面図である。
【0079】
旋回吸着脚90は吸着脚41の構成部品である液圧シリンダ50に旋回駆動機構91を接続した構成である。旋回駆動機構91は補修検査ロボット28に取り付けられる。旋回駆動機構91は、モータ92を配置した凹型のボディー93にフレーム94の凸部が勘合された構成である。フレーム94は吸着脚41の液圧シリンダ50の固定側に接続される。モータ92の出力軸にはギア95が接続され、このギア95と噛み合うように、フレーム94の凸部には支軸96でギア97が回転自在に支持される。
【0080】
旋回駆動機構91は、そのモータ92の回転力をギア97により伝達し吸着脚41を旋回させることができる。
【0081】
また、図8および図9において、旋回吸着脚90を補修検査ロボット28のボディ40の長手方向側面のワイヤ32接続側に装備すれば、吸着脚41が装備された場合よりさらに少ない動作で斜め方向への走行移動や旋回移動ができるのみならず、旋回吸着脚90を旋回させ補修検査ロボット28のワイヤ32接続側とワイヤ32と非接続側に移動すれば、補修検査ロボット28の幅を狭くすることができる。このため、狭隘部の接近性が向上するばかりでなく吸着時の姿勢を安定したものにでき、施工部の状態を至近距離から検査し補修工事を行うことができる。
【0082】
本発明に係る構造物表面の補修検査システムにおいては、補修対象構造物、具体的には炉内構造物の外表面、例えばジェットポンプが配置されたシュラウド外周面側の狭隘な場所でも、補修検査作業を実施する補修検査ロボットを吸着機構と伸縮機構により補修対象構造物表面に沿って移動させることが可能であるため、補修対象構造物の補修検査作業が可能である。
【0083】
また、ワイヤ、ロープ等の吊設手段による補修検査ロボットの吊り降ろしだけでは直接接近できないような屈曲部位、狭隘部位であっても、水等の液体中であればワイヤ、ロープの可動範囲に制限されること無く補修検査ロボット内蔵のエゼクタにより発生する排水ジェット推進力によって補修対象構造物の表面に接近することができる。
【0084】
また、補修検査ロボットの旋回吸着脚により吸着させた状態で壁面上を旋回移動することが可能であるばかりでなく、任意に吸着脚を旋回させることにより少ない動作でストローク走行することができる。
【0085】
また、補修検査ロボットの吸着脚は液圧シリンダに具備されたリニアゲージにより動作量を制御盤にて確認、調整することができ、吸着タイミングをプログラマブルコントローラ等によるタイミング発生機能で制御することができる。このほか補修検査ロボットには姿勢を検知する傾斜角検出器が具備され、傾斜量を電圧変換させることができる。この出力を一定値に制御することで任意の位置決め精度が向上する。さらに旋回軸を有した旋回吸着脚を制御すれば補修検査ロボットの素早い姿勢制御が可能となる。
【0086】
また、自走支援装置が、補修検査ロボットと併走して構造物表面に静止した状態を維持することにより、補修検査ロボットが移動中に構造物表面から離れ下降した場合でも、ホイストと落下防止装置により瞬時に停止させることができる。更に狭隘部に入り込んでも回収が可能となる。自走支援装置は起動性がすぐれ支援機としての機能もあるため補修検査ロボットの起動性が向上する。
【0087】
自走支援装置から繰り出されるワイヤ、ケーブル及びホースは、一定の張力で弛むことがないため補修対象あるいは他の構造物に干渉せず安定走行できる。このため、狭隘部への接近性が向上し、補修検査ロボットに搭載した水中カメラ等の検査手段やレーザ溶接機等の補修手段のみを駆動させて補修検査作業を行うことが可能となる。これは作業時間の短縮にもつながる。
【0088】
また、装置にTVカメラ等の検査手段を具備により、至近距離から施工部の目視確認が作業エリア内で可能となるため、レーザ溶接等の補修前後に補修作業の施工の要否、施工条件の決定を行うことができる。このため、工期短縮が可能である。作業時間が短縮されると、電磁波が発生する原子炉内のような場所での作業では作業員の作業時間が短縮され、被爆低減につながる。
【0089】
【発明の効果】
本発明に係る構造物表面の補修検査システムにおいては、補修対象構造物、具体的には炉内構造物の外表面、例えばジェットポンプが配置されたシュラウド外周面側の狭隘な場所でも、補修検査作業を実施する作業ロボットを、その上部でロープを介して移動可能な支援装置により補修対象構造物表面に沿って移動させることが可能であるため、補修対象構造物の補修検査作業が可能であり、支援装置から繰り出されるロープは一定の張力で緩むことがないため補修対象あるいは他の構造物に干渉せず安定走行させることができ、ロープによる作業ロボットの吊り降ろしだけでは直接接近できない屈曲部位、狭隘部位にスムーズにアクセスして補修検査作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る構造物表面の補修検査システムの実施の形態を示す構成図。
【図2】図1に示す自走支援装置と補修検査ロボットの構成を示す平面図。
【図3】図2に示す補修検査ロボットの側面図。
【図4】補修検査ロボットに備えられる吸着脚の平面図。
【図5】図4に示す吸着脚の断面図。
【図6】図2に示す自走支援装置の平面図。
【図7】図6に示す自走支援装置の側面図。
【図8】自走支援装置と補修検査ロボットの変形例を示す平面図。
【図9】図8の補修検査ロボットの側面図。
【図10】図8に示す旋回吸着脚の平面図。
【図11】図10に示す旋回吸着脚の側面図。
【図12】従来の構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置を示す平面図。
【図13】図12で示す構造物の表面に沿って移動可能な補修検査装置に備えられる吸着ユニットの断面図。
【符号の説明】
20 構造物表面の補修検査システム
21 シュラウド
22 オペレーションフロア
23 制御盤
24 液圧ポンプ
25 テンション式巻取装置
26 ホースおよびケーブル
27 自走支援装置
28 補修検査ロボット
29 燃料交換機
30 ホイスト
31 落下防止装置
32 ワイヤ
33 原子炉圧力容器
34 炉水
35 中間部胴
36 上部胴
37 アニュラス部
38 ジェットポンプ
40 ボディ
41 吸着脚
42 吊り耳
43 傾斜角検出器
44 レーザ溶接機
45 水中カメラ
46 遠隔吊具
47 作動シリンダ
50 液圧シリンダ
51 吸引機構
52 作動ロッド
53 取付金具
54 吸着力調整機構
55 吸着パッド
56 エゼクタ
57 シュラウド外表面
58 負圧空間
59 作動シリンダ
60 ロッド
61 軸押さえ
62 ローラ
63 支軸
64 リニアゲージ
70 吸着力調整機構
71 吸着機構
72 伸縮機構
73 吸着パッド
74 エゼクタ
75 取付座
76 作動シリンダ
77 球面付きロッド
78 支軸
79 軸受け
80 案内ガイド
81 フレーム
82 支軸
83 ローラ
90 旋回吸着脚
91 旋回駆動機構
92 モータ
93 ボディー
94 フレーム
95 ギア
96 支軸
97 ギア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a repair inspection system for a surface of a structure that inspects the surface of the structure and enables repair according to the presence of a defect.
[0002]
[Prior art]
A technique that can be used as a system for inspecting and repairing the surface of a structure is a device that moves along the surface of the structure.
[0003]
A typical device that moves on the surface of a structure is a device that can move along the surface described in Japanese Patent No. 3175052.
[0004]
FIG. 12 is a plan view showing a repair inspection apparatus movable along the surface of a conventional structure, and FIG. 13 is a suction unit provided in the repair inspection apparatus movable along the surface of the structure shown in FIG. FIG.
[0005]
A
[0006]
Next, the movement method of the
[0007]
A vacuum source such as a vacuum pump or an ejector is operated while the
[0008]
Next, the decompression source of one of the
[0009]
In addition, the
[0010]
Next, the traveling means 10 of the
[0011]
Further, if a difference is made in the amount of expansion / contraction stroke of the paired
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As an example of inspection and repair of the surface of a structure to be repaired, there is a welding machine that inspects stress corrosion cracks that occur in the vicinity of a welded portion of a shroud that is a reactor internal structure, and performs repair by laser welding.
[0013]
Conventionally, in this welding machine, a movable carriage is installed on the upper part of the reactor, and the welding machine is suspended from this carriage by means of suspending means such as a wire, and repair work is performed by moving the carriage closer to the construction site. .
[0014]
However, this repair method does not allow access to confined places where the jet pump is placed all around, such as the outer surface of the shroud, and especially to the complicated places that need to move back and forth and right and left after the welding machine is suspended. There was a problem.
[0015]
Therefore, it is conceivable to use a working robot apparatus that can move along the surface of the structure, but has the following problems.
[0016]
In a narrow place where a plurality of jet pumps are arranged on the outer peripheral surface side of the shroud or in a repair inspection of a bent portion, the work robot cannot be arranged on the outer surface of the shroud simply by hanging it down. That is, since the surface of the structure to be repaired is discontinuous, the work robot cannot move to the inspection / repair location.
[0017]
Even if the work robot can be hung down by a suspending means such as a wire and placed on the surface of the structure to be repaired, the wire may be loosened and interfere with the structure to be repaired by the movement of the work robot. For this reason, the movement range is limited.
[0018]
If the work robot falls off the surface of the structure to be repaired while moving or enters a narrow space, the work robot cannot be collected.
[0019]
Insufficient travelability, operability, or accessibility to a narrow part of the work robot results in poor workability, long work time, and an increased construction period. In particular, when the working environment is bad in the environment inside the reactor and the working time is prolonged, the amount of exposure of the worker may increase, which adversely affects the human body.
[0020]
The present invention has been made in order to cope with the above-described conventional situation. The structure to be repaired, specifically, the outer surface of the in-furnace structure, for example, the narrow surface on the outer peripheral surface side of the shroud where the jet pump is arranged. An object of the present invention is to provide a repair inspection system for a surface of a structure that enables work in a place and environment.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The structure surface repair inspection system according to the present invention is:In order to solve the above-described problems, a hoist installed above the structure to be inspected, a work robot connected to the lower part of the rope driven up and down by the hoist, and a rope above the work robot The work robot and the support device each have a plurality of suction legs that are attracted to the surface of the structure, an operating cylinder that drives the suction legs to extend and contract, and the suction legs. A suction pad that is configured to move forward and backward on the surface of the structure to reduce the suction force of the suction legs and to be able to run, and generates a propulsive force to the work robot and the support device. An underwater propulsion mechanism, and the support device includes a guide for guiding the rope that drives the work robot up and down, and the work robot includes an inspection unit. And said that there was eIs.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a repair inspection system for a structure surface according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0030]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a structure surface repair inspection system according to the present invention.
[0031]
This structure surface
[0032]
A
[0033]
On the other hand, a
[0034]
A
[0035]
While a
[0036]
The
[0037]
In this way, the
[0038]
2 is a plan view showing the configuration of the self-propelled
[0039]
A
[0040]
Further, a hanging
[0041]
[0042]
The
[0043]
4 is a plan view of the
[0044]
The
[0045]
In the four
[0046]
Further, the
[0047]
The suction
[0048]
Further, the
[0049]
Next, a control method of the
[0050]
The operation amount of the
[0051]
6 is a plan view of the self-propelled
[0052]
The self-propelled
[0053]
The self-propelled
[0054]
Further, the
[0055]
Further, a
[0056]
The self-propelled
[0057]
Next, a method for moving the
[0058]
First, the self-propelled
[0059]
Next, the
[0060]
When the
[0061]
Next, the suction force is reduced until the vehicle is ready to run by pushing the
[0062]
By repeating this operation, the
[0063]
When the
[0064]
Then, the
[0065]
Next, the attracting force is reduced by pushing the
[0066]
By repeating this operation, the
[0067]
In the case where the
[0068]
Next, by pushing out the
[0069]
By repeating this operation, the
[0070]
It is also possible to change the direction of the
[0071]
Next, a repair inspection method for the
[0072]
After the
[0073]
When the repair work is completed, the repaired part is inspected by the
[0074]
As described above, the
[0075]
FIG. 8 is a plan view showing a modification of the self-propelled
[0076]
In the
[0077]
In this modified example, the
[0078]
10 is a plan view of the
[0079]
The
[0080]
The turning
[0081]
8 and 9, if the
[0082]
The present inventionIn the repair inspection system for the structure surface according to the above, the repair inspection work is performed even on the outer surface of the structure to be repaired, specifically, the outer surface of the furnace structure, for example, the narrow side of the outer surface of the shroud where the jet pump is arranged. Since the repair inspection robot to be implemented can be moved along the surface of the structure to be repaired by the suction mechanism and the expansion / contraction mechanism, the repair inspection work of the structure to be repaired is possible.
[0083]
In addition, even if it is in a bent or narrow area that cannot be accessed directly by hanging the repair inspection robot by means of hanging means such as wires and ropes, it is limited to the movable range of the wires and ropes if it is in a liquid such as water. The surface of the structure to be repaired can be approached by the drain jet propulsion generated by the ejector built in the repair inspection robot.
[0084]
In addition, it is possible not only to turn on the wall surface while being attracted by the swivel suction leg of the repair inspection robot, but also to travel with less motion by arbitrarily swiveling the suction leg.
[0085]
In addition, the suction leg of the repair inspection robot can check and adjust the amount of operation on the control panel by means of a linear gauge provided in the hydraulic cylinder, and the suction timing can be controlled by a timing generation function such as a programmable controller. . In addition, the repair inspection robot is provided with an inclination angle detector for detecting the posture, and the amount of inclination can be converted into a voltage. Arbitrary positioning accuracy is improved by controlling this output to a constant value. Furthermore, if the swing suction leg having the swing axis is controlled, the posture of the repair inspection robot can be quickly controlled.
[0086]
In addition, the self-propelled support device runs together with the repair inspection robot and keeps it stationary on the surface of the structure, so that even if the repair inspection robot moves down from the structure surface while moving, the hoist and fall prevention device Can be stopped instantaneously. Further, even if it enters the narrow part, it can be recovered. Since the self-propelled support device has excellent startability and functions as a support machine, the startability of the repair inspection robot is improved.
[0087]
Self-propelled support deviceSince the wire, cable and hose drawn out from the wire do not loosen with a constant tension, they can stably run without interfering with the repair target or other structures. For this reason, the accessibility to the narrow portion is improved, and it becomes possible to perform the repair inspection work by driving only the inspection means such as the underwater camera and the repair means such as the laser welding machine mounted on the repair inspection robot. This also leads to a reduction in work time.
[0088]
In addition, since the equipment is equipped with inspection means such as a TV camera, visual confirmation of the construction part can be performed in the work area from a short distance, so whether or not repair work is necessary before and after repair such as laser welding. A decision can be made. For this reason, the construction period can be shortened.When the work time is shortened, the work time of workers is shortened in work such as in a nuclear reactor where electromagnetic waves are generated, leading to a reduction in exposure.
[0089]
【The invention's effect】
In the repair inspection system for the structure surface according to the present invention,Even on the outer surface of the structure to be repaired, specifically the outer surface of the furnace structure, for example, a narrow place on the outer peripheral surface side of the shroud where the jet pump is installed, the work robot that performs the repair inspection work is routed via a rope above it. It is possible to move along the surface of the structure to be repaired by the support device that can be moved, so that the repair inspection work of the structure to be repaired is possible, and the rope fed out from the support device is loosened with a constant tension Because there is no interference, it can be stably run without interfering with the repair target or other structures, and the repair inspection work is performed by smoothly accessing the bent and narrow parts that cannot be accessed directly by simply hanging the work robot with a rope. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a structure surface repair inspection system according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of the self-propelled support device and the repair inspection robot shown in FIG.
3 is a side view of the repair inspection robot shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a plan view of a suction leg provided in a repair inspection robot.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the suction leg shown in FIG. 4;
6 is a plan view of the self-propelled support apparatus shown in FIG.
7 is a side view of the self-propelled support apparatus shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a modification of the self-propelled support device and the repair inspection robot.
9 is a side view of the repair inspection robot of FIG. 8. FIG.
10 is a plan view of the swing suction leg shown in FIG. 8. FIG.
11 is a side view of the swivel suction leg shown in FIG.
FIG. 12 is a plan view showing a repair inspection apparatus that can move along the surface of a conventional structure.
13 is a cross-sectional view of a suction unit provided in a repair inspection apparatus that can move along the surface of the structure shown in FIG. 12;
[Explanation of symbols]
20 Repair inspection system for structure surface
21 Shroud
22 Operation floor
23 Control panel
24 Hydraulic pump
25 Tension type winding device
26 Hose and cable
27 Self-propelled support device
28 Repair inspection robot
29 Refueling machine
30 Hoist
31 Fall prevention device
32 wires
33 Reactor pressure vessel
34 Reactor water
35 Middle torso
36 Upper trunk
37 Annulus
38 Jet pump
40 body
41 Adsorption legs
42 Hanging ears
43 Inclination angle detector
44 Laser welding machine
45 Underwater camera
46 Remote Suspension
47 Actuating cylinder
50 Hydraulic cylinder
51 Suction mechanism
52 Actuating rod
53 Mounting bracket
54 Adsorption force adjustment mechanism
55 Suction pad
56 Ejector
57 Shroud outer surface
58 Negative pressure space
59 Actuating cylinder
60 rods
61 Shaft holder
62 Laura
63 Spindle
64 linear gauge
70 Adsorption force adjustment mechanism
71 Adsorption mechanism
72 Telescopic mechanism
73 Suction pad
74 Ejector
75 Mounting seat
76 Actuating cylinder
77 Spherical rod
78 Spindle
79 Bearing
80 Guide
81 frames
82 Spindle
83 Laura
90 Swivel suction legs
91 Swiveling drive mechanism
92 Motor
93 body
94 frames
95 gear
96 spindle
97 Gear
Claims (1)
この作業ロボット及び支援装置は前記構造物の表面に吸着するそれぞれ複数の吸着脚と、これらの吸着脚を伸縮駆動する作動シリンダと、前記吸着脚を構成する吸着パッドの内部に、前記構造物の表面に進退可能に設けられて前記吸着脚の吸着力を減じて走行可能状態とするローラと、前記作業ロボットおよび支援装置にそれぞれ推進力を発生させる水中推進機構を備え、
前記支援装置は作業ロボットを上下駆動する前記ロープを案内する案内ガイドを備え、前記作業ロボットは検査手段を備えたことを特徴とする構造物表面の補修検査システム。 A hoist installed above the structure to be inspected, a work robot connected to the lower part of the rope driven up and down by the hoist, and a movable support device for guiding the rope above the work robot; Have
The work robot and the support device each include a plurality of suction legs that are attracted to the surface of the structure, an operation cylinder that drives the suction legs to extend and contract, and a suction pad that constitutes the suction legs. A roller which is provided on the surface so as to be able to advance and retreat, and reduces the suction force of the suction legs so that it can run;
The support apparatus includes a guide for guiding the rope that drives the work robot up and down, and the work robot includes inspection means .
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