JP4131511B2 - 水中歩行式作業機および水中歩行式作業機の作業方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中歩行式作業機および水中歩行式作業機の作業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は従来の水中歩行式作業機の一例である水中掘削機を示す図である。該水中掘削機２１０は、歩行脚２１１ａ，２１１ｂを備えた掘削機本体に、ツインドラムのカッター２１２と、吸泥管２１３とを備えたラダー２１４が配設され、ラダー２１４の先端には超音波ソナー２１５が設けてあり、掘削の状況を監視し、母船２３０から超音波通信による遠隔操作で掘削が制御される。掘削ズリは吸泥管２１３を通して浚渫ポンプ２１６および送泥ホース２１７を介して、水中ズリ処理機２２０に送られる。掘削機本体の移動は海底基点トランスポンダー２２１，２２１からの信号を掘削機トランスポンダー２１８が受信して歩行脚２１１ａ、２１１ｂによって移動する。
【０００３】
一方、水中ズリ処理機２２０に送り込まれたズリは、ズリ処理袋２２２に取り込まれ、充填される。ズリ処理機２２０は、クローラ機構で海底を移動しながらズリを充填したズリ処理袋２２２を海底に置いていく（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１２７３４号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の水中掘削機２１０に適した作業は、主に海底掘削作業であり、例えば橋脚ケーソンを設置する場所の海底掘削作業などである。従って、水中掘削機２１０は、掘削した砂や小石を全てズリ処理機２２０に送り、ズリ処理機２２０は、該ズリをズリ処理袋２２２に充填し、廃棄されるように構成されているので、掘削された砂や小石を選別する選別機は備えられていない。このため、水中掘削機２１０は、掘削した砂や小石から必要なサイズを選別して取り出す作業には適用できないという問題がある。
【０００６】
また、海底の表層の砂や小石を採掘し、さらに該表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を採掘する作業を行う場合、水中掘削機２１０のツインドラムのカッター２１２は大きすぎて前記溝に入らないので、水中掘削機２１０によって前記溝に存在する砂や小石を採掘する作業はほとんど不可能である。
【０００７】
更に、歩行脚２１１ａ、２１１ｂを海底の表層の砂や小石に貫通させ、その下にある岩盤に接地させることにより、水中掘削機を安定させて作業する必要がある場合は、フートパッドを取外すことにより、歩行脚２１１ａ、２１１ｂの先端の接地圧を高めて歩行脚２１１ａ、２１１ｂを表層に貫通させることが要求されるが、水中掘削機２１０の歩行脚２１１ａ、２１１ｂの先端に取付けられているフートパッドは着脱不能であるので、このような要求には対応できない。
【０００８】
また、水中掘削機２１０は、採掘が完了した地域と未完了地域を明確に識別する手段を備えていないので、採掘作業の工程管理に支障をきたし、作業効率を低下させる恐れがある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、海底の表層の砂や小石、および表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘し、それらをサイズによって選別し、選別された砂や小石を搬送し、かつ採掘が完了した地域と未完了地域を明確に識別する手段を備えた水中歩行式作業機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明に係わる第１の発明は、水中歩行式作業機において、プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第１の発明によると、前記水中歩行式作業機は、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する作業能力の大きい大口径作業装置を備えているので、該大口径作業装置によって、海底の表層の砂や小石を短時間に効率良く採掘することができると同時に、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えているので、前記小口径作業装置によって、海底の表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘することができる。
【００１２】
第２の発明は、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径吸入ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明によると、前記水中歩行式作業機は、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する作業能力の大きい大口径作業装置を備えているので、該大口径作業装置によって、海底の表層の砂や小石を短時間に効率良く採掘することができると同時に、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えているので、前記小口径作業装置によって、海底の表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置は、前記プラットフォームの一端部に取付け、前記小口径作業装置は、前記プラットフォームに前記大口径作業装置の左側および右側に並設して取付けたことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明によると、前記水中歩行式作業機は、前記プラットフォームの一端部に取付けた前記大口径作業装置と、該大口径作業装置の左側および右側に並設した前記小口径作業装置とを備えたので、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に対して直角方向に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業機を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、該水中歩行作業機を、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向に直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に進行させることを特徴とする前記水中歩行作業機を用いた作業方法である。
【００１７】
第４の発明によると、第３の発明の水中歩行式作業機を、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向に直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に進行させるので、この作業方法によれば、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の砂や小石を採掘し、次に前記小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、前記水中歩行式作業機の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、前記水中歩行式作業機は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００１８】
第５の発明は、第３の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向と反対方向に排出するコンベヤを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第５の発明によると、第３の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向と反対側方向に排出するコンベヤを備えたので、前記水中歩行式作業機は、前記コンベアが砂や小石を廃棄した領域を移動することなく、第４の発明による作業方法によって作業を行うことができる。
【００２０】
第６の発明は、第２の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および他端部に前記小口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたことを特徴とする。
【００２１】
第６の発明によると、第２の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および他端部に前記小口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたので、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に平行に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業機を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、前記水中歩行式作業機を、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させることを特徴とする前記水中歩行式作業機を用いた作業方法である。
【００２３】
第７の発明によると、第６の発明の水中歩行式作業機を、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させるので、この作業方法によれば、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘し、次に前記小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、前記水中歩行式作業機の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、前記水中歩行式作業機は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００２４】
第８の発明は、第６の発明の水中歩行式作業機において、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付方向と直角の方向に排出するコンベヤを備えたことを特徴とする。
【００２５】
第８の発明によると、第６の発明の水中歩行式作業機において、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付方向と直角の方向に排出するコンベヤを備えたので、前記水中歩行式作業機は、前記コンベヤが小石や砂を廃棄した領域を移動することなく、第７の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法によって作業を行うことができる。
【００２６】
第９の発明は、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の大口径作業装置を備えるとともに、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００２７】
第９の発明によると、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の大口径作業装置を備えるとともに、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の小口径作業装置を備えたので、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００２８】
第１０の発明は、第９の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および／または他端部に前記小口径作業装置および前記大口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたことを特徴とする。
【００２９】
第１０の発明によれば、第９の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および／または他端部に前記小口径作業装置および前記大口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたので、前記大口径作業装置と、前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に直角、または平行に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。即ち、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は水中歩行式作業機の実施例を示す平面図であり、図２は側面図である。水中歩行式作業機１は上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０と、これらを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレーム３０、３０、…と、上部プラットフォーム１０の支持部１０ａに立設した４本の歩行脚１１、１１、…と下部プラットフォーム２０の支持部２０ａに立設した歩行脚２１、２１、…を備えている。
【００４９】
図３により歩行脚１１、１１、…、１２、１２、…の昇降動作と歩行動作を説明する。上部プラットフォーム１０の四隅に設けられた支持部１０ａは、内部に歩行脚１１を挿通し、歩行脚１１の両側に昇降シリンダ１１１、１１１を備えている。昇降シリンダ１１１、１１１のロッドの先端は脚ロックブラケット１１２に結合され、脚ロックブラケット１１２に脚ロックシリンダ１１４が取付けられ、脚ロックシリンダ１１４のロッドの先端に脚ロックピン１１３が結合されている。さらに、支持部１０ａは、上部にプラットフォーム側ロックシリンダ１１５を備え、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５のロッドの先端にプラットフォーム側ロックピン１１６が結合されている。
【００５０】
水中歩行式作業機本体１が静止状態のとき、歩行脚１１、１１、…に穿設された複数の脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつにプラットフォーム側ロックピン１１６が挿入され、このプラットフォーム側ロックピン１１６を介して、上部プラットフォーム１０の荷重が四隅の支持部１０ａにおいて歩行脚１１、１１、…に支持されている。
【００５１】
歩行動作を開始するため、まず昇降シリンダ１１１、１１１により脚ロックブラケット１１２をＡ点の脚ロックピン穴１１７の位置まで上昇させ、脚ロックピン穴１１７に脚ロックピン１１３を挿入し、ロックする。そして、昇降シリンダ１１１、１１１を約２０ｍｍ伸ばすことにより、脚ロックピン穴１１７と脚ロックピン１１３のガタ１５ｍｍを吸収し、さらにプラットフォーム側ロックピン１１６にかかっていた上部プラットフォーム１０の荷重が脚ロックピン１１３に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重は脚ロックピン１１３を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５を縮小してプラットフォーム側ロックピン１１６を抜取る。
【００５２】
次に、脚ロックピン穴１１７、１１７、…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の複数ピッチの所定の長さだけ昇降シリンダ１１１、１１１、を伸ばし、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５によってプラットフォーム側ロックピン１１６を脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつに挿入する。そして昇降シリンダ１１１，１１１を１０ｍｍ縮めることにより、上部プラットフォーム１０の荷重がプラットフォーム側ロックピン１１６に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重はプラットフォーム１０側ロックピン１１６を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、脚ロックシリンダ１１４を縮小して脚ロックピン１１３を抜取る。
【００５３】
前記操作によって、上部プラットフォーム１０が脚ロックピン穴１１７、１１７…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の所定の長さだけ上昇したことにより、図４(ａ)に示すスライドフレーム３０を介して下部プラットフォーム２０も同じ長さだけ上昇したので、下部プラットフォーム２０の歩行脚２１、２１…の先端部の接地部は、海底面などの接地面から離れた状態になる。このとき、図４（ａ）に示すように、上部プラットフォーム１０に一端の支点ｐ、ｐ、…を有し、スライドフレーム３０に他端の支点ｑ、ｑ、…を有する歩行用シリンダ１２，１２、…を作動させてスライドフレーム３０，３０、…を移動させ、スライドフレーム３０，３０を介して下部プラットフォーム２０を移動させる。
【００５４】
そして、次のようにして、上部プラットフォーム１０を下降させる。即ち、昇降シリンダ１１１、１１１により脚ロックブラケット１１２をＡ点の脚ロックピン穴１１７の位置まで上昇させ、脚ロックピン穴１１７に脚ロックピン１１３を挿入し、ロックする。そして、昇降シリンダ１１１、１１１を約２０ｍｍ伸ばすことにより、脚ロックピン穴１１７と脚ロックピン１１３のガタ１５ｍｍを吸収し、さらにプラットフォーム側ロックピン１１６にかかっていた上部プラットフォーム１０の荷重が脚ロックピン１１３に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重は脚ロックピン１１３を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５を縮小してプラットフォーム側ロックピン１１６を抜取る。
【００５５】
次に、脚ロックピン穴１１７、１１７、…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の複数ピッチの所定の長さだけ昇降シリンダ１１１、１１１、を縮小し、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５によってプラットフォーム側ロックピン１１６を脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつに挿入する。そして昇降シリンダ１１１，１１１を１０ｍｍ縮めることにより、上部プラットフォーム１０の荷重がプラットフォーム側ロックピン１１６に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重はプラットフォーム１０側ロックピン１１６を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、脚ロックシリンダ１１４を縮小して脚ロックピン１１３を抜取る。これにより上部フレーム１０が下降し、スライドフレーム３０と共に下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…の先端部が接地する。
【００５６】
そして、下部プラットフォーム２０の支持部２０ａは、上部プラットフォーム１０の支持部１０ａと同じ構造であるので、下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…について、同様に前記の昇降動作を行い、同様に歩行用シリンダ１２、１２、…を作動させて上部プラットフォーム１０を移動させる。即ち、上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０を交互に繰返し移動させることにより歩行動作が行われる。一方、同様に前記の昇降動作を行い、図４(ｂ)に示す下部プラットフォーム２０に一端の支点ｒ、ｒ、…を有し、スライドフレーム３０、３０、…に他端の支点ｕ，ｕ、…を有する歩行用シリンダ１２，１２、…を作動させ、同様に上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０を交互に繰返し移動させることにより、前記歩行動作に対して直角の方向に歩行動作が行われる。
【００５７】
なお、歩行動作のための、前記歩行脚１１、１１、…、２１、２１、…の昇降操作と上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０の交互の移動操作は、コンピュータ（図示せず）のプログラムに基づいて、自動により行われる。
【００５８】
また、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０は，水平を検知するレベルセンサ（図示せず）を備え、該レベルセンサのデータと、上部プラットフォーム１０の歩行脚１１、１１…の昇降シリンダ１１１、１１１、…および下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…の昇降シリンダ１１１、１１１の保持油圧のデータと、脚ロックピン穴検知センサ（図示せず）によって検出される各歩行脚１１、１１…、２１、２１、…の長さのデータとによって、コンピュータ（図示せず）により前記各歩行脚の長さ１１、１１…、２１、２１、…が自動制御され、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０が規定の水平レベルと規定の高さに保持される。
【００５９】
次に、図１の平面図および図２の側面図に示す水中歩行式作業機１の作業装置について説明する。水中歩行式作業機１の上部プラットフォーム１０の一端部１０ｂに、大口径作業装置４と、該大口径作業装置４の左側および右側に小口径作業装置５とが並設されている。小口径作業装置５のブーム５２は、基端部をシリンダ５７，５７により矢印Ｄのように横方向に回動自在に軸支されているブラケット５１に、シリンダ５２ａにより矢印Ａのように縦方向に回動自在に軸支され、ブーム５２の先端部にはシリンダ５３ａにより矢印Ｂのように縦方向に回動自在にアーム５３が軸支され、更にアーム５３の先端部にはシリンダ５４ａにより矢印Ｃのように縦方向に回動自在に小口径ノズル５４が軸支されている。そして、小口径ノズル５４はアーム５３に内臓された浚渫ポンプ５５の吸込み口に連通し、浚渫ポンプ５５の吐出口はデリバリホース５６によってブラケット５１を経由して選別機６に連通している。
【００６０】
大口径作業装置４のブーム４２は、基端部をシリンダ４７，４７により横方向に回動自在に軸支されているブラケット４１に、シリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在に軸支され、ブーム４２の先端部にはシリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在にアーム４３が軸支され、更にアーム４３の先端部にはシリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在に大口径ノズル４４が軸支されている。そして、大口径ノズル４４はアーム４３に内臓された浚渫ポンプ４５の吸込み口に連通し、浚渫ポンプ４５の吐出口はデリバリホース４６によってブラケット４１を経由して選別機６に連通している。
【００６１】
選別機６には、選別された鉱石をホッパー６２から陸地に搬送する搬送ポンプ６１と搬送ホース８が接続されるとともに、選別された不要な小石を排出するコンベヤ７が連接されている。また、水中歩行式作業機１は、その動力に電力を使用しているので、電力を受電する受電装置９と、電源用および制御信号用ケーブル９１を備えている。更に、故障や不測の事態が発生した場合に備え、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０の両端部には、緊急用浮上タンク１０ｔ、１０ｔ…を装備している。
【００６２】
図５は、水中歩行式作業機１の作業方法の一例であり、矢印Ｅ１、Ｅ２、…で示すようにジグザグに移動しながら、海底の砂や小石を採掘する方法を示している。図１と図２を参照して説明すると、まず大口径作業装置４が、ブーム４２、アーム４３、および大口径ノズル４４を回動させて大口径ノズル４４の先端を海底面に近接させ、浚渫ポンプ４５により海底の表層の砂や小石を吸込んで採掘する。その後、水中歩行式作業機１の移動する方向に対して後方にある小口径作業装置５が、ブーム５２、アーム５３、および小口径ノズル５４を回動させ、小口径ノズル５４の先端を海底の表層の下にある岩盤の狭い溝部に入れて、大口径作業装置４では採掘できない砂や小石を採掘する。このとき、水中歩行式作業機１は静止状態であっても、大口径作業装置４および小口径作業装置５を、図５のように横方向に回動させることによって、斜線部で示す扇形の範囲を採掘できる。
【００６３】
また、図５のように、水中歩行式作業機１を大口径作業装置４および小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に直角に、つまり水中歩行式作業機１の中心点１Ｃを考えると、中心点１Ｃをｔ１から矢印Ｅ１の方向にｔ２まで移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に、つまりｔ２から矢印Ｅ２の方向にｔ３まで移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に、つまりｔ３から矢印Ｅ３の方向にｔ４まで移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に、つまりｔ４から矢印Ｅ４の方向にｔ５まで移動するジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に、つまり矢印Ｆの方向に進行させながら作業を行うとき、大口径作業装置４の左側および右側に小口径作業装置５が並設されているので、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の砂や小石を採掘し、次に小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、水中歩行式作業機１の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある小口径作業装置５を選択して使用することにより、水中歩行式作業機１は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００６４】
一方、コンベヤ７は上部プラットフォーム１０の上面に取付けられ、採掘された砂や小石は選別機６に送られ、選別された不要な砂や小石はコンベヤ７によって海中に廃棄されるが、コンベヤ７は、大口径作業装置４および小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向と反対側方向に排出する、即ち、図１に示すように、図１の右側方向に向いた大口径作業装置４および小口径作業装置５の取付け方向と反対側方向である図１の左側方向に向けて排出するコンベヤ７であるので、水中歩行式作業機１は、コンベヤ７が不要な砂や小石を廃棄した領域を採掘作業中に移動することはない。従って、廃棄した小石や砂を再度採掘するなどの無駄な作業を避けることができる。
【００６５】
次に、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機２の平面図を図６に、側面図を図７に示す。水中歩行式作業機２は、上部プラットフォーム１０の一端部および他端部に小口径作業装置５，５を設けるとともに、下部プラットフォーム２０に大口径作業装置４を設けている。従って大口径作業装置４と、小口径作業装置５のプラットフォームへの取付側方向に平行に、水中歩行式作業機２を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある小口径作業機５を選択して使用することにより、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘する作業を行うことができる。更に、水中歩行式作業機２は、大口径ノズル４４、および小口径ノズル５４に超音波を用いたソナー１５７、１５７、…を備えており、該ソナー１５７、１５７、…により前記ノズル４４，５４の先端部の吸込み口と海底面Ｇの距離Ｄを測定し、砂や小石の吸込み効率の最もよい一定の距離Ｄに保持する制御機構を備えている。
【００６６】
また、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機３の平面図を図８に示す。図８において、水中歩行式作業機３は、上部プラットフォーム１０の一端部１０ｂに小口径作業装置５と大口径作業装置４を設け、他端部１０ｃに小口径作業装置５を設けるとともに、下部プラットフォーム２０に、前記実施例と同様に、図７に示すように大口径作業装置４を設けている。従って大口径作業装置４と、小口径作業装５のプラットフォームへの取付側方向に直角、または平行に、水中歩行式作業機３を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある小口径作業機５を選択して使用することにより、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘する作業を行うことができる。即ち、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００６７】
図９は、前記水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３を用いた作業方法の実施例を示すものである。即ち、水中歩行作業機２または水中歩行式作業機３を、小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させる。この作業方法によれば、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘し、次に小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある小口径作業装置５を選択して使用することにより、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００６８】
また、水中歩行作業機２または水中歩行式作業機３は、図６および図８に示すように、小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に直角の方向に排出するコンベヤ７ａ、７ｂを備え、かつ排出方向によりコンベヤ７ａまたはコンベヤ７ｂを選択して切換える図示しない切換え装置を備えている。従って図９に示す作業方法によれば、進行方向の後方に排出するコンベヤ７ａまたは７ｂを選択することによって、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、不要な小石を廃棄した領域を移動することはないので、廃棄した小石を再度採掘するなどの無駄な作業を避けることができる。
【００６９】
更に、図９の作業方法によれば、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、海岸線Ｓに沿って略平行にジグザグ運動をしながら移動し、陸地Ｌの方へ進行しながら作業するので、搬送ホース８の布設は潮流の影響による動きを最小限に止めることが可能である。
【００７０】
次に、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機１、２、３の上部プラットフォーム１０に備えられた選別装置６について、図１０、１１および１２により説明する。図１０に示す選別装置６は、一般にトロンメルと呼ばれる回転ふるいであり、通常は陸上で使用されるが、本実施例では水中での使用を可能としたものである。
【００７１】
大口径作業装置４の浚渫ポンプ４５、および小口径作業装置５の浚渫ポンプ５５により海水と共に吸込まれ吐出された砂や小石は、デリバリホース４６、５６によって、傾斜させた軸のまわりに低速回転する円筒状のスクリーン６０の内部に供給される。スクリーン６０の網目は、本実施例においては、所定の最大直径以上の石を選別して廃棄するスクリーン６０を適用しているが、細かい網目から粗い網目まで、選別する石の大きさによって決めることができる。
【００７２】
スクリーン６０は、ローラガイド６９、６９、…においてガイドローラ６８、６８、…によって回転自在に支承され、スクリーン６０の一端部に設けられたリングギヤ６４ｂと噛合うピニオン６４ａが油圧モータ６３によって駆動せれることにより回転する。また、スクリーン６０の外周には、内部に洗浄水を噴出する洗浄ジェットノズル６７，６７とジェットポンプ６６を備えている。
【００７３】
選別された所定の最大直径以下の砂や小石は、ホッパー６２に落とし込まれ、搬送ポンプ６１により作られる水流によって強制的に吸込まれ、海水と共に搬送ホース８により陸地に搬送される。所定の最大直径以上の小石は、選別されてコンベヤ用シュータ６５に落とし込まれ、コンベヤ７、７ａ、７ｂによって海中に廃棄される。このように水中歩行式作業装置１、２，３の上部プラットフォーム１０に設けられた選別装置６は、採掘された砂や小石を水中で直ちに選別し、不要な小石はその場で海中に廃棄できるので、これを陸上まで搬送してから選別して廃棄する必要がなく、採鉱コストが大幅に低減するという効果を奏する。
【００７４】
また、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機１、２、３は、海底の砂地などの軟弱な地盤の作業現場において、歩行脚１１、１１、…、２１、２１…が軟弱地盤にもぐらないように、または逆に軟弱地盤を貫通し、その下にある岩盤に立脚するように、歩行脚１１，２１の先端にフートパッド１３を、リモートコントロールによって着脱可能としている。図１３、１４，１５、１６により、フートパッド１３およびその着脱機構を説明する。図１４はフ―トパッドの斜視図である。フートパッド１３は、パッド１３ａの中央部にスライド部１３ｄを設け、スライド部１３ｄの外面に固着され、ロックピン穴１３ｅを有するロックピンボス１３ｂと、ロックピンボス１３ｂの上部に固着され、保持ピン穴１３ｆを有する保持ピンボス１３ｃと、ロックピンボス１３ｂの両側面に固着され、二股を有するピンホルダ１３ｇ、１３ｇを備えている。
【００７５】
歩行脚１１がフートパッド１３を装着していないときは、図１６の部分側面図に示すように、フートパッド１３はスライド部１３ｄに歩行脚１１を挿通した状態で、上部プラットフォーム１０側の保持ピン穴１３ｈとフートパッド１３側の保持ピン穴１３ｆに、シリンダ１３６によって保持ピン１３３が挿通され、フートパッド１３が上部プラットフォーム１０に支承されている。
【００７６】
また、図１３および図１５に示すように、ロックピン１３１のロックピン穴１３１ａにガイドピン１３２を嵌脱するシリンダ１３５が取付けられているリンク１３７は、シリンダ１３４の伸縮によって上部フレーム１０に設けられたガイドレール１３７ｇに沿って動く。
【００７７】
歩行脚１１がフートパッド１３を装着するときは、図１３の正面図と図１５の断面図に示すように、リンク１３７のガイドピン穴１３７ａとロックピン１３１のガイドピン穴１３１ａに、シリンダ１３５によってガイドピン１３２を挿通してロックピン１３１をリンク１３７と結合してから、シリンダ１３４によって、ロックピン１３１に設けられたロッド１３１ｂがピンホルダ１３ｇ、１３ｇの二股に挟持されるまで、ロックピン１３１を歩行脚１１のロックピン穴１１８に挿通する。次にシリンダ１３５を縮めてガイドピン１３２をロックピン１３１のガイドピン穴１３１ａから抜取る。これによりフートパッド１３がロックピン１３１によって歩行脚１１に支承される。なお、フートパッド１３を取外すときは、前述の各工程を逆に行えばよい。また、前述の説明は上部フレーム１０の歩行脚１１、１１、…について行ったが、下部フレームの２０歩行脚２１、２１…についても同様である。なお、各シリンダ１３４、１３５，１３６は、全てストローク検知シリンダを用いて、常に作動確認を行いながらリモートコントロールにより操作される。
【００７８】
次に、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置について図１７により説明する。該識別装置１５０は、海底の表面および海底の内部を探索するソナー１５７により得られたデータと、スラリーに含まれる固体の濃度を計測する濃度センサ１５２により得られたデータとを解析用コンピュータ１５３に入力し、海底の状態と砂や小石の有無を判定し、採掘完了地域および採掘未完了地域を識別するものである。更に、該識別装置１５０は、ＧＰＳによる作業装置４，５のノズル４４，５４の位置検出手段１５４のデータを同時に解析用コンピュータ１５３に入力することにより、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を表示装置１５５に表示し、これを記録装置１５６により記録することができる。
【００７９】
図１８は前記識別装置１５０を備えた水中歩行式作業機２の実施例を示している。水中歩行式作業機２は、大口径作業装置４の大口径ノズル４４および小口径作業装置５、５の小口径ノズル５４、５４にソナー１５７、１５７、１５７を設け、海底の表面および海底の内部を探索し、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。また大口径作業装置４のデリバリホース４６と小口径作業装置５のデリバリホース５６、５６の中間に濃度センサ１５２、１５２、１５２を設け、海水と共に採取された砂や小石の濃度を計測し、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。更にＧＰＳ信号を受信するアンテナ１５９とその信号処理手段（図示せず）および作業装置４，５のノズル４４，５４の位置検出手段１５４を設け、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。陸上の管制部に設けられた解析用コンピュータ１５３は、前記各データを受信し、処理して結果を表示装置１５５に表示する。これにより管制部は海底の採掘作業の進捗状況を常時監視しながら、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を識別することができ、その結果、採掘作業の工程管理を確実に実行することができるので作業効率が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図２】本発明に係わる水中歩行式作業機の側面図である。
【図３】水中歩行式作業機の歩行脚部の部分拡大斜視図である。
【図４】上部および下部プラットフォームの歩行用シリンダ取付け部の部分拡大図である。
【図５】本発明に係わる水中歩行式作業機の作業方法を示す平面図である。
【図６】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図７】本発明に係わる水中歩行式作業機の側面図である。
【図８】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図９】本発明に係わる水中歩行式作業機の作業方法を示す平面図である。
【図１０】選別装置の側面図である。
【図１１】選別装置のスクリーンの斜視図である。
【図１２】選別装置の断面図である。
【図１３】フートパッド取付け部の部分側面図である。
【図１４】フートパッドの斜視図である。
【図１５】フートパッド取付け部の部分断面図である。
【図１６】フートパッド取付け部の部分側面図である。
【図１７】採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置のブロック図である。
【図１８】採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置を備えた水中歩行式作業機の側面図である。
【図１９】従来の水中歩行式作業機の一例である水中掘削機を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３…水中歩行式作業機、４…小口径作業装置、５…大口径作業装置、６…選別装置、７，７ａ，７ｂ…コンベヤ、８…搬送ホース、１０…上部プラットフォーム、１１…歩行脚、１３…フートパッド、２０…下部プラットフォーム、２１…歩行脚、１５０…識別装置、１５７…ソナー、２１０…水中掘削機。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中歩行式作業機および水中歩行式作業機の作業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は従来の水中歩行式作業機の一例である水中掘削機を示す図である。該水中掘削機２１０は、歩行脚２１１ａ，２１１ｂを備えた掘削機本体に、ツインドラムのカッター２１２と、吸泥管２１３とを備えたラダー２１４が配設され、ラダー２１４の先端には超音波ソナー２１５が設けてあり、掘削の状況を監視し、母船２３０から超音波通信による遠隔操作で掘削が制御される。掘削ズリは吸泥管２１３を通して浚渫ポンプ２１６および送泥ホース２１７を介して、水中ズリ処理機２２０に送られる。掘削機本体の移動は海底基点トランスポンダー２２１，２２１からの信号を掘削機トランスポンダー２１８が受信して歩行脚２１１ａ、２１１ｂによって移動する。
【０００３】
一方、水中ズリ処理機２２０に送り込まれたズリは、ズリ処理袋２２２に取り込まれ、充填される。ズリ処理機２２０は、クローラ機構で海底を移動しながらズリを充填したズリ処理袋２２２を海底に置いていく（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１２７３４号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の水中掘削機２１０に適した作業は、主に海底掘削作業であり、例えば橋脚ケーソンを設置する場所の海底掘削作業などである。従って、水中掘削機２１０は、掘削した砂や小石を全てズリ処理機２２０に送り、ズリ処理機２２０は、該ズリをズリ処理袋２２２に充填し、廃棄されるように構成されているので、掘削された砂や小石を選別する選別機は備えられていない。このため、水中掘削機２１０は、掘削した砂や小石から必要なサイズを選別して取り出す作業には適用できないという問題がある。
【０００６】
また、海底の表層の砂や小石を採掘し、さらに該表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を採掘する作業を行う場合、水中掘削機２１０のツインドラムのカッター２１２は大きすぎて前記溝に入らないので、水中掘削機２１０によって前記溝に存在する砂や小石を採掘する作業はほとんど不可能である。
【０００７】
更に、歩行脚２１１ａ、２１１ｂを海底の表層の砂や小石に貫通させ、その下にある岩盤に接地させることにより、水中掘削機を安定させて作業する必要がある場合は、フートパッドを取外すことにより、歩行脚２１１ａ、２１１ｂの先端の接地圧を高めて歩行脚２１１ａ、２１１ｂを表層に貫通させることが要求されるが、水中掘削機２１０の歩行脚２１１ａ、２１１ｂの先端に取付けられているフートパッドは着脱不能であるので、このような要求には対応できない。
【０００８】
また、水中掘削機２１０は、採掘が完了した地域と未完了地域を明確に識別する手段を備えていないので、採掘作業の工程管理に支障をきたし、作業効率を低下させる恐れがある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、海底の表層の砂や小石、および表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘し、それらをサイズによって選別し、選別された砂や小石を搬送し、かつ採掘が完了した地域と未完了地域を明確に識別する手段を備えた水中歩行式作業機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明に係わる第１の発明は、水中歩行式作業機において、プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第１の発明によると、前記水中歩行式作業機は、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する作業能力の大きい大口径作業装置を備えているので、該大口径作業装置によって、海底の表層の砂や小石を短時間に効率良く採掘することができると同時に、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えているので、前記小口径作業装置によって、海底の表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘することができる。
【００１２】
第２の発明は、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径吸入ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明によると、前記水中歩行式作業機は、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する作業能力の大きい大口径作業装置を備えているので、該大口径作業装置によって、海底の表層の砂や小石を短時間に効率良く採掘することができると同時に、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えているので、前記小口径作業装置によって、海底の表層の下にある岩盤の狭い溝に存在する砂や小石を、容易に、かつ効率良く採掘することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置は、前記プラットフォームの一端部に取付け、前記小口径作業装置は、前記プラットフォームに前記大口径作業装置の左側および右側に並設して取付けたことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明によると、前記水中歩行式作業機は、前記プラットフォームの一端部に取付けた前記大口径作業装置と、該大口径作業装置の左側および右側に並設した前記小口径作業装置とを備えたので、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に対して直角方向に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業機を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、該水中歩行作業機を、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向に直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に進行させることを特徴とする前記水中歩行作業機を用いた作業方法である。
【００１７】
第４の発明によると、第３の発明の水中歩行式作業機を、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向に直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に進行させるので、この作業方法によれば、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の砂や小石を採掘し、次に前記小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、前記水中歩行式作業機の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、前記水中歩行式作業機は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００１８】
第５の発明は、第３の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向と反対方向に排出するコンベヤを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第５の発明によると、第３の発明の水中歩行式作業機において、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向と反対側方向に排出するコンベヤを備えたので、前記水中歩行式作業機は、前記コンベアが砂や小石を廃棄した領域を移動することなく、第４の発明による作業方法によって作業を行うことができる。
【００２０】
第６の発明は、第２の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および他端部に前記小口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたことを特徴とする。
【００２１】
第６の発明によると、第２の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および他端部に前記小口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたので、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に平行に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業機を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、前記水中歩行式作業機を、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させることを特徴とする前記水中歩行式作業機を用いた作業方法である。
【００２３】
第７の発明によると、第６の発明の水中歩行式作業機を、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させるので、この作業方法によれば、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘し、次に前記小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、前記水中歩行式作業機の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、前記水中歩行式作業機は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００２４】
第８の発明は、第６の発明の水中歩行式作業機において、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付方向と直角の方向に排出するコンベヤを備えたことを特徴とする。
【００２５】
第８の発明によると、第６の発明の水中歩行式作業機において、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付方向と直角の方向に排出するコンベヤを備えたので、前記水中歩行式作業機は、前記コンベヤが小石や砂を廃棄した領域を移動することなく、第７の発明の水中歩行式作業機を用いた作業方法によって作業を行うことができる。
【００２６】
第９の発明は、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の大口径作業装置を備えるとともに、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の小口径作業装置を備えたことを特徴とする。
【００２７】
第９の発明によると、上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の大口径作業装置を備えるとともに、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の小口径作業装置を備えたので、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００２８】
第１０の発明は、第９の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および／または他端部に前記小口径作業装置および前記大口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたことを特徴とする。
【００２９】
第１０の発明によれば、第９の発明の水中歩行式作業機において、前記上部プラットフォームの一端部および／または他端部に前記小口径作業装置および前記大口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けたので、前記大口径作業装置と、前記小口径作業装置のプラットフォームへの取付側方向に直角、または平行に、前記水中歩行式作業機を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある前記小口径作業装置を選択して使用することにより、最初に前記大口径作業装置によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置によって表層の下にある岩盤の狭い溝部を採掘する作業を行うことができる。即ち、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は水中歩行式作業機の実施例を示す平面図であり、図２は側面図である。水中歩行式作業機１は上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０と、これらを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレーム３０、３０、…と、上部プラットフォーム１０の支持部１０ａに立設した４本の歩行脚１１、１１、…と下部プラットフォーム２０の支持部２０ａに立設した歩行脚２１、２１、…を備えている。
【００４９】
図３により歩行脚１１、１１、…、１２、１２、…の昇降動作と歩行動作を説明する。上部プラットフォーム１０の四隅に設けられた支持部１０ａは、内部に歩行脚１１を挿通し、歩行脚１１の両側に昇降シリンダ１１１、１１１を備えている。昇降シリンダ１１１、１１１のロッドの先端は脚ロックブラケット１１２に結合され、脚ロックブラケット１１２に脚ロックシリンダ１１４が取付けられ、脚ロックシリンダ１１４のロッドの先端に脚ロックピン１１３が結合されている。さらに、支持部１０ａは、上部にプラットフォーム側ロックシリンダ１１５を備え、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５のロッドの先端にプラットフォーム側ロックピン１１６が結合されている。
【００５０】
水中歩行式作業機本体１が静止状態のとき、歩行脚１１、１１、…に穿設された複数の脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつにプラットフォーム側ロックピン１１６が挿入され、このプラットフォーム側ロックピン１１６を介して、上部プラットフォーム１０の荷重が四隅の支持部１０ａにおいて歩行脚１１、１１、…に支持されている。
【００５１】
歩行動作を開始するため、まず昇降シリンダ１１１、１１１により脚ロックブラケット１１２をＡ点の脚ロックピン穴１１７の位置まで上昇させ、脚ロックピン穴１１７に脚ロックピン１１３を挿入し、ロックする。そして、昇降シリンダ１１１、１１１を約２０ｍｍ伸ばすことにより、脚ロックピン穴１１７と脚ロックピン１１３のガタ１５ｍｍを吸収し、さらにプラットフォーム側ロックピン１１６にかかっていた上部プラットフォーム１０の荷重が脚ロックピン１１３に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重は脚ロックピン１１３を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５を縮小してプラットフォーム側ロックピン１１６を抜取る。
【００５２】
次に、脚ロックピン穴１１７、１１７、…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の複数ピッチの所定の長さだけ昇降シリンダ１１１、１１１、を伸ばし、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５によってプラットフォーム側ロックピン１１６を脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつに挿入する。そして昇降シリンダ１１１，１１１を１０ｍｍ縮めることにより、上部プラットフォーム１０の荷重がプラットフォーム側ロックピン１１６に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重はプラットフォーム１０側ロックピン１１６を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、脚ロックシリンダ１１４を縮小して脚ロックピン１１３を抜取る。
【００５３】
前記操作によって、上部プラットフォーム１０が脚ロックピン穴１１７、１１７…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の所定の長さだけ上昇したことにより、図４(ａ)に示すスライドフレーム３０を介して下部プラットフォーム２０も同じ長さだけ上昇したので、下部プラットフォーム２０の歩行脚２１、２１…の先端部の接地部は、海底面などの接地面から離れた状態になる。このとき、図４（ａ）に示すように、上部プラットフォーム１０に一端の支点ｐ、ｐ、…を有し、スライドフレーム３０に他端の支点ｑ、ｑ、…を有する歩行用シリンダ１２，１２、…を作動させてスライドフレーム３０，３０、…を移動させ、スライドフレーム３０，３０を介して下部プラットフォーム２０を移動させる。
【００５４】
そして、次のようにして、上部プラットフォーム１０を下降させる。即ち、昇降シリンダ１１１、１１１により脚ロックブラケット１１２をＡ点の脚ロックピン穴１１７の位置まで上昇させ、脚ロックピン穴１１７に脚ロックピン１１３を挿入し、ロックする。そして、昇降シリンダ１１１、１１１を約２０ｍｍ伸ばすことにより、脚ロックピン穴１１７と脚ロックピン１１３のガタ１５ｍｍを吸収し、さらにプラットフォーム側ロックピン１１６にかかっていた上部プラットフォーム１０の荷重が脚ロックピン１１３に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重は脚ロックピン１１３を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５を縮小してプラットフォーム側ロックピン１１６を抜取る。
【００５５】
次に、脚ロックピン穴１１７、１１７、…の１ピッチまたは２ピッチまたは３ピッチ以上の複数ピッチの所定の長さだけ昇降シリンダ１１１、１１１、を縮小し、プラットフォーム側ロックシリンダ１１５によってプラットフォーム側ロックピン１１６を脚ロックピン穴１１７、１１７、…のひとつに挿入する。そして昇降シリンダ１１１，１１１を１０ｍｍ縮めることにより、上部プラットフォーム１０の荷重がプラットフォーム側ロックピン１１６に移動する。これによって上部プラットフォーム１０の荷重はプラットフォーム１０側ロックピン１１６を介して歩行脚１１、１１、…で支持されるようになるので、上部プラットフォーム１０の４本の歩行脚１１、１１、…について同様の操作を同時に行った後、脚ロックシリンダ１１４を縮小して脚ロックピン１１３を抜取る。これにより上部フレーム１０が下降し、スライドフレーム３０と共に下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…の先端部が接地する。
【００５６】
そして、下部プラットフォーム２０の支持部２０ａは、上部プラットフォーム１０の支持部１０ａと同じ構造であるので、下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…について、同様に前記の昇降動作を行い、同様に歩行用シリンダ１２、１２、…を作動させて上部プラットフォーム１０を移動させる。即ち、上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０を交互に繰返し移動させることにより歩行動作が行われる。一方、同様に前記の昇降動作を行い、図４(ｂ)に示す下部プラットフォーム２０に一端の支点ｒ、ｒ、…を有し、スライドフレーム３０、３０、…に他端の支点ｕ，ｕ、…を有する歩行用シリンダ１２，１２、…を作動させ、同様に上部プラットフォーム１０と下部プラットフォーム２０を交互に繰返し移動させることにより、前記歩行動作に対して直角の方向に歩行動作が行われる。
【００５７】
なお、歩行動作のための、前記歩行脚１１、１１、…、２１、２１、…の昇降操作と上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０の交互の移動操作は、コンピュータ（図示せず）のプログラムに基づいて、自動により行われる。
【００５８】
また、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０は，水平を検知するレベルセンサ（図示せず）を備え、該レベルセンサのデータと、上部プラットフォーム１０の歩行脚１１、１１…の昇降シリンダ１１１、１１１、…および下部プラットフォーム２０の歩行脚２１，２１、…の昇降シリンダ１１１、１１１の保持油圧のデータと、脚ロックピン穴検知センサ（図示せず）によって検出される各歩行脚１１、１１…、２１、２１、…の長さのデータとによって、コンピュータ（図示せず）により前記各歩行脚の長さ１１、１１…、２１、２１、…が自動制御され、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０が規定の水平レベルと規定の高さに保持される。
【００５９】
次に、図１の平面図および図２の側面図に示す水中歩行式作業機１の作業装置について説明する。水中歩行式作業機１の上部プラットフォーム１０の一端部１０ｂに、大口径作業装置４と、該大口径作業装置４の左側および右側に小口径作業装置５とが並設されている。小口径作業装置５のブーム５２は、基端部をシリンダ５７，５７により矢印Ｄのように横方向に回動自在に軸支されているブラケット５１に、シリンダ５２ａにより矢印Ａのように縦方向に回動自在に軸支され、ブーム５２の先端部にはシリンダ５３ａにより矢印Ｂのように縦方向に回動自在にアーム５３が軸支され、更にアーム５３の先端部にはシリンダ５４ａにより矢印Ｃのように縦方向に回動自在に小口径ノズル５４が軸支されている。そして、小口径ノズル５４はアーム５３に内臓された浚渫ポンプ５５の吸込み口に連通し、浚渫ポンプ５５の吐出口はデリバリホース５６によってブラケット５１を経由して選別機６に連通している。
【００６０】
大口径作業装置４のブーム４２は、基端部をシリンダ４７，４７により横方向に回動自在に軸支されているブラケット４１に、シリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在に軸支され、ブーム４２の先端部にはシリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在にアーム４３が軸支され、更にアーム４３の先端部にはシリンダ（図示せず）により縦方向に回動自在に大口径ノズル４４が軸支されている。そして、大口径ノズル４４はアーム４３に内臓された浚渫ポンプ４５の吸込み口に連通し、浚渫ポンプ４５の吐出口はデリバリホース４６によってブラケット４１を経由して選別機６に連通している。
【００６１】
選別機６には、選別された鉱石をホッパー６２から陸地に搬送する搬送ポンプ６１と搬送ホース８が接続されるとともに、選別された不要な小石を排出するコンベヤ７が連接されている。また、水中歩行式作業機１は、その動力に電力を使用しているので、電力を受電する受電装置９と、電源用および制御信号用ケーブル９１を備えている。更に、故障や不測の事態が発生した場合に備え、上部プラットフォーム１０および下部プラットフォーム２０の両端部には、緊急用浮上タンク１０ｔ、１０ｔ…を装備している。
【００６２】
図５は、水中歩行式作業機１の作業方法の一例であり、矢印Ｅ１、Ｅ２、…で示すようにジグザグに移動しながら、海底の砂や小石を採掘する方法を示している。図１と図２を参照して説明すると、まず大口径作業装置４が、ブーム４２、アーム４３、および大口径ノズル４４を回動させて大口径ノズル４４の先端を海底面に近接させ、浚渫ポンプ４５により海底の表層の砂や小石を吸込んで採掘する。その後、水中歩行式作業機１の移動する方向に対して後方にある小口径作業装置５が、ブーム５２、アーム５３、および小口径ノズル５４を回動させ、小口径ノズル５４の先端を海底の表層の下にある岩盤の狭い溝部に入れて、大口径作業装置４では採掘できない砂や小石を採掘する。このとき、水中歩行式作業機１は静止状態であっても、大口径作業装置４および小口径作業装置５を、図５のように横方向に回動させることによって、斜線部で示す扇形の範囲を採掘できる。
【００６３】
また、図５のように、水中歩行式作業機１を大口径作業装置４および小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に直角に、つまり水中歩行式作業機１の中心点１Ｃを考えると、中心点１Ｃをｔ１から矢印Ｅ１の方向にｔ２まで移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に、つまりｔ２から矢印Ｅ２の方向にｔ３まで移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に、つまりｔ３から矢印Ｅ３の方向にｔ４まで移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に、つまりｔ４から矢印Ｅ４の方向にｔ５まで移動するジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に、つまり矢印Ｆの方向に進行させながら作業を行うとき、大口径作業装置４の左側および右側に小口径作業装置５が並設されているので、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の砂や小石を採掘し、次に小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、水中歩行式作業機１の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある小口径作業装置５を選択して使用することにより、水中歩行式作業機１は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００６４】
一方、コンベヤ７は上部プラットフォーム１０の上面に取付けられ、採掘された砂や小石は選別機６に送られ、選別された不要な砂や小石はコンベヤ７によって海中に廃棄されるが、コンベヤ７は、大口径作業装置４および小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向と反対側方向に排出する、即ち、図１に示すように、図１の右側方向に向いた大口径作業装置４および小口径作業装置５の取付け方向と反対側方向である図１の左側方向に向けて排出するコンベヤ７であるので、水中歩行式作業機１は、コンベヤ７が不要な砂や小石を廃棄した領域を採掘作業中に移動することはない。従って、廃棄した小石や砂を再度採掘するなどの無駄な作業を避けることができる。
【００６５】
次に、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機２の平面図を図６に、側面図を図７に示す。水中歩行式作業機２は、上部プラットフォーム１０の一端部および他端部に小口径作業装置５，５を設けるとともに、下部プラットフォーム２０に大口径作業装置４を設けている。従って大口径作業装置４と、小口径作業装置５のプラットフォームへの取付側方向に平行に、水中歩行式作業機２を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある小口径作業機５を選択して使用することにより、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘する作業を行うことができる。更に、水中歩行式作業機２は、大口径ノズル４４、および小口径ノズル５４に超音波を用いたソナー１５７、１５７、…を備えており、該ソナー１５７、１５７、…により前記ノズル４４，５４の先端部の吸込み口と海底面Ｇの距離Ｄを測定し、砂や小石の吸込み効率の最もよい一定の距離Ｄに保持する制御機構を備えている。
【００６６】
また、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機３の平面図を図８に示す。図８において、水中歩行式作業機３は、上部プラットフォーム１０の一端部１０ｂに小口径作業装置５と大口径作業装置４を設け、他端部１０ｃに小口径作業装置５を設けるとともに、下部プラットフォーム２０に、前記実施例と同様に、図７に示すように大口径作業装置４を設けている。従って大口径作業装置４と、小口径作業装５のプラットフォームへの取付側方向に直角、または平行に、水中歩行式作業機３を移動して採掘作業を行うとき、移動方向の後方にある小口径作業機５を選択して使用することにより、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘した後、小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘する作業を行うことができる。即ち、作業条件に適合した作業装置の適用が可能となり、多様な作業条件に対応することができる。
【００６７】
図９は、前記水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３を用いた作業方法の実施例を示すものである。即ち、水中歩行作業機２または水中歩行式作業機３を、小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させる。この作業方法によれば、最初に大口径作業装置４によって海底の表層の小石や砂を採掘し、次に小口径作業装置５によって表層の下にある岩盤の狭い溝部の砂や小石を採掘するように、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３の移動方向に応じて、該移動方向の後方にある小口径作業装置５を選択して使用することにより、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、ジグザグ運動を繰返しつつ連続して採掘作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００６８】
また、水中歩行作業機２または水中歩行式作業機３は、図６および図８に示すように、小口径作業装置５の上部プラットフォーム１０への取付側方向に直角の方向に排出するコンベヤ７ａ、７ｂを備え、かつ排出方向によりコンベヤ７ａまたはコンベヤ７ｂを選択して切換える図示しない切換え装置を備えている。従って図９に示す作業方法によれば、進行方向の後方に排出するコンベヤ７ａまたは７ｂを選択することによって、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、不要な小石を廃棄した領域を移動することはないので、廃棄した小石を再度採掘するなどの無駄な作業を避けることができる。
【００６９】
更に、図９の作業方法によれば、水中歩行式作業機２または水中歩行式作業機３は、海岸線Ｓに沿って略平行にジグザグ運動をしながら移動し、陸地Ｌの方へ進行しながら作業するので、搬送ホース８の布設は潮流の影響による動きを最小限に止めることが可能である。
【００７０】
次に、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機１、２、３の上部プラットフォーム１０に備えられた選別装置６について、図１０、１１および１２により説明する。図１０に示す選別装置６は、一般にトロンメルと呼ばれる回転ふるいであり、通常は陸上で使用されるが、本実施例では水中での使用を可能としたものである。
【００７１】
大口径作業装置４の浚渫ポンプ４５、および小口径作業装置５の浚渫ポンプ５５により海水と共に吸込まれ吐出された砂や小石は、デリバリホース４６、５６によって、傾斜させた軸のまわりに低速回転する円筒状のスクリーン６０の内部に供給される。スクリーン６０の網目は、本実施例においては、所定の最大直径以上の石を選別して廃棄するスクリーン６０を適用しているが、細かい網目から粗い網目まで、選別する石の大きさによって決めることができる。
【００７２】
スクリーン６０は、ローラガイド６９、６９、…においてガイドローラ６８、６８、…によって回転自在に支承され、スクリーン６０の一端部に設けられたリングギヤ６４ｂと噛合うピニオン６４ａが油圧モータ６３によって駆動せれることにより回転する。また、スクリーン６０の外周には、内部に洗浄水を噴出する洗浄ジェットノズル６７，６７とジェットポンプ６６を備えている。
【００７３】
選別された所定の最大直径以下の砂や小石は、ホッパー６２に落とし込まれ、搬送ポンプ６１により作られる水流によって強制的に吸込まれ、海水と共に搬送ホース８により陸地に搬送される。所定の最大直径以上の小石は、選別されてコンベヤ用シュータ６５に落とし込まれ、コンベヤ７、７ａ、７ｂによって海中に廃棄される。このように水中歩行式作業装置１、２，３の上部プラットフォーム１０に設けられた選別装置６は、採掘された砂や小石を水中で直ちに選別し、不要な小石はその場で海中に廃棄できるので、これを陸上まで搬送してから選別して廃棄する必要がなく、採鉱コストが大幅に低減するという効果を奏する。
【００７４】
また、本発明の実施例に係わる水中歩行式作業機１、２、３は、海底の砂地などの軟弱な地盤の作業現場において、歩行脚１１、１１、…、２１、２１…が軟弱地盤にもぐらないように、または逆に軟弱地盤を貫通し、その下にある岩盤に立脚するように、歩行脚１１，２１の先端にフートパッド１３を、リモートコントロールによって着脱可能としている。図１３、１４，１５、１６により、フートパッド１３およびその着脱機構を説明する。図１４はフ―トパッドの斜視図である。フートパッド１３は、パッド１３ａの中央部にスライド部１３ｄを設け、スライド部１３ｄの外面に固着され、ロックピン穴１３ｅを有するロックピンボス１３ｂと、ロックピンボス１３ｂの上部に固着され、保持ピン穴１３ｆを有する保持ピンボス１３ｃと、ロックピンボス１３ｂの両側面に固着され、二股を有するピンホルダ１３ｇ、１３ｇを備えている。
【００７５】
歩行脚１１がフートパッド１３を装着していないときは、図１６の部分側面図に示すように、フートパッド１３はスライド部１３ｄに歩行脚１１を挿通した状態で、上部プラットフォーム１０側の保持ピン穴１３ｈとフートパッド１３側の保持ピン穴１３ｆに、シリンダ１３６によって保持ピン１３３が挿通され、フートパッド１３が上部プラットフォーム１０に支承されている。
【００７６】
また、図１３および図１５に示すように、ロックピン１３１のロックピン穴１３１ａにガイドピン１３２を嵌脱するシリンダ１３５が取付けられているリンク１３７は、シリンダ１３４の伸縮によって上部フレーム１０に設けられたガイドレール１３７ｇに沿って動く。
【００７７】
歩行脚１１がフートパッド１３を装着するときは、図１３の正面図と図１５の断面図に示すように、リンク１３７のガイドピン穴１３７ａとロックピン１３１のガイドピン穴１３１ａに、シリンダ１３５によってガイドピン１３２を挿通してロックピン１３１をリンク１３７と結合してから、シリンダ１３４によって、ロックピン１３１に設けられたロッド１３１ｂがピンホルダ１３ｇ、１３ｇの二股に挟持されるまで、ロックピン１３１を歩行脚１１のロックピン穴１１８に挿通する。次にシリンダ１３５を縮めてガイドピン１３２をロックピン１３１のガイドピン穴１３１ａから抜取る。これによりフートパッド１３がロックピン１３１によって歩行脚１１に支承される。なお、フートパッド１３を取外すときは、前述の各工程を逆に行えばよい。また、前述の説明は上部フレーム１０の歩行脚１１、１１、…について行ったが、下部フレームの２０歩行脚２１、２１…についても同様である。なお、各シリンダ１３４、１３５，１３６は、全てストローク検知シリンダを用いて、常に作動確認を行いながらリモートコントロールにより操作される。
【００７８】
次に、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置について図１７により説明する。該識別装置１５０は、海底の表面および海底の内部を探索するソナー１５７により得られたデータと、スラリーに含まれる固体の濃度を計測する濃度センサ１５２により得られたデータとを解析用コンピュータ１５３に入力し、海底の状態と砂や小石の有無を判定し、採掘完了地域および採掘未完了地域を識別するものである。更に、該識別装置１５０は、ＧＰＳによる作業装置４，５のノズル４４，５４の位置検出手段１５４のデータを同時に解析用コンピュータ１５３に入力することにより、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を表示装置１５５に表示し、これを記録装置１５６により記録することができる。
【００７９】
図１８は前記識別装置１５０を備えた水中歩行式作業機２の実施例を示している。水中歩行式作業機２は、大口径作業装置４の大口径ノズル４４および小口径作業装置５、５の小口径ノズル５４、５４にソナー１５７、１５７、１５７を設け、海底の表面および海底の内部を探索し、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。また大口径作業装置４のデリバリホース４６と小口径作業装置５のデリバリホース５６、５６の中間に濃度センサ１５２、１５２、１５２を設け、海水と共に採取された砂や小石の濃度を計測し、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。更にＧＰＳ信号を受信するアンテナ１５９とその信号処理手段（図示せず）および作業装置４，５のノズル４４，５４の位置検出手段１５４を設け、データを解析用コンピュータ１５３に送信する。陸上の管制部に設けられた解析用コンピュータ１５３は、前記各データを受信し、処理して結果を表示装置１５５に表示する。これにより管制部は海底の採掘作業の進捗状況を常時監視しながら、海底採掘作業地域の採掘完了地域および採掘未完了地域を識別することができ、その結果、採掘作業の工程管理を確実に実行することができるので作業効率が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図２】本発明に係わる水中歩行式作業機の側面図である。
【図３】水中歩行式作業機の歩行脚部の部分拡大斜視図である。
【図４】上部および下部プラットフォームの歩行用シリンダ取付け部の部分拡大図である。
【図５】本発明に係わる水中歩行式作業機の作業方法を示す平面図である。
【図６】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図７】本発明に係わる水中歩行式作業機の側面図である。
【図８】本発明に係わる水中歩行式作業機の平面図である。
【図９】本発明に係わる水中歩行式作業機の作業方法を示す平面図である。
【図１０】選別装置の側面図である。
【図１１】選別装置のスクリーンの斜視図である。
【図１２】選別装置の断面図である。
【図１３】フートパッド取付け部の部分側面図である。
【図１４】フートパッドの斜視図である。
【図１５】フートパッド取付け部の部分断面図である。
【図１６】フートパッド取付け部の部分側面図である。
【図１７】採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置のブロック図である。
【図１８】採掘完了地域および採掘未完了地域を識別する識別装置を備えた水中歩行式作業機の側面図である。
【図１９】従来の水中歩行式作業機の一例である水中掘削機を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３…水中歩行式作業機、４…小口径作業装置、５…大口径作業装置、６…選別装置、７，７ａ，７ｂ…コンベヤ、８…搬送ホース、１０…上部プラットフォーム、１１…歩行脚、１３…フートパッド、２０…下部プラットフォーム、２１…歩行脚、１５０…識別装置、１５７…ソナー、２１０…水中掘削機。
Claims (10)
- 水中歩行式作業機において、
プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、
前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する大口径作業装置を備えるとともに、一つまたは複数の、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する一つまたは複数の浚渫ポンプとを有する小口径作業装置を備えた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 請求項１または請求項２記載の水中歩行式作業機において、
前記大口径作業装置は、前記プラットフォームの一端部に取付け、前記小口径作業装置は、前記プラットフォームに前記大口径作業装置の左側および右側に並設して取付けた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 請求項３記載の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、
該水中歩行作業機を、前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付側方向に直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に直角に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に平行に進行させる
ことを特徴とする水中歩行作業機を用いた作業方法。 - 請求項３記載の水中歩行式作業機において、
前記大口径作業装置および前記小口径作業装置の前記プラットフォームへの取付け方向と反対方向に排出するコンベヤを備えた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 請求項２記載の水中歩行式作業機において、
前記上部プラットフォームの一端部および他端部に前記小口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 請求項６記載の水中歩行式作業機を用いた作業方法において、
前記水中歩行式作業機を、前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付側方向に対して平行に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して直角に移動させ、然る後、前記取付側方向に対して平行に移動させるジグザグ運動を繰返しつつ、前記取付側方向に対して直角に進行させる
ことを特徴とする水中歩行式作業機を用いた作業方法。 - 請求項６記載の水中歩行式作業機において、
前記小口径作業装置の前記上部プラットフォームへの取付方向と直角の方向に排出するコンベヤを備えた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 上部プラットフォームと、下部プラットフォームと、前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームを互いに直角方向に滑動自在に支持するスライドフレームとを有するプラットフォームと、
前記上部プラットフォームおよび前記下部プラットフォームに立設した歩行脚とを備えた水中歩行式作業機において、
前記プラットフォームに、大口径ノズルと、前記大口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の大口径作業装置を備えるとともに、前記大口径ノズルよりも口径が小さい小口径ノズルと、前記小口径ノズルに連通する浚渫ポンプとを有する複数の小口径作業装置を備えた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。 - 請求項９記載の水中歩行式作業機において、
前記上部プラットフォームの一端部および／または他端部に前記小口径作業装置および前記大口径作業装置を設けるとともに、前記下部プラットフォームに前記大口径作業装置を設けた
ことを特徴とする水中歩行式作業機。
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