JP5044199B2 - 水中遠隔操作機器の制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数台の水中遠隔操作機器を制御する水中遠隔操作機器の制御装置及びその制御方法に関する。

近年、原子力発電プラントの炉内構造物に対して応力腐食割れの発生が報告され、炉内構造物の溶接部を中心とした各部位について、検査、保全及び補修等を施工する必要性が高まっている。

従来、この種の検査、保全及び補修等を施工するときに、作業ロボットを遠隔操作することにより、満水した原子炉内部においてケーブルの巻き取り、繰り出し等を行って上述の作業を施工することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方で、軽水炉、例えば沸騰水型原子炉の炉内構造物の検査、保全及び補修等の作業については、オペレーティングフロア上を走行する燃料取替機、補助台車及び炉内構造物等との干渉を避けるため、燃料取替機及び補助台車を用いる燃料交換等の炉内作業とは並行作業を行わずにシリーズ作業を施工するために、沸騰水型原子炉の定期検査におけるクリチカル工程の中で作業が施行されるのが一般的である。このために、炉内の保全及び補修等の作業システムについても、定期検査におけるクリチカル工程の確保を前提としたシステムが開発されている。
特開平１０−１２３２８７号公報

上述した従来の原子力発電プラントの炉内構造物の検査、保全及び補修等を施工するときに、作業ロボットを遠隔操作することにより、満水した原子炉内部においてケーブルの巻き取り、繰り出し等を行って上述の作業を施工している。

しかしながら、炉内構造物の溶接部を中心とした各部位は比較的に炉底部に集中し、しかも、炉内機器の狭隘部にも存在する。さらに、作業員の放射線による被曝低減の目的で、満水した原子炉内部において検査、保全及び補修等の作業を施工しなければならない。このために、水中を遊泳するビークル等の水中遠隔操作機器が炉内機器の狭隘部に挟まって身動き取れない状況に陥る可能性がある、という課題があった。

また、これらの原子炉内部において検査、保全及び補修等の作業を施工する上での上述の不具合に対処する期間が長期化し、沸騰水型原子炉の定期検査におけるクリチカル工程に影響を与える、という課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、原子力発電プラントの炉内機器の狭隘部においても、水中を遊泳するビークル等の水中遠隔操作機器が自在に走行し作業ができるように取扱い性に優れ、信頼性が高くしかも作業期間の短縮化を図れる水中遠隔操作機器の制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の水中遠隔操作機器の制御装置においては、原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器と、この水中遠隔操作機器に共通する通信ラインである通信バスラインと、前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報を多重化するセンサ情報多重化手段と、前記水中遠隔操作機器それぞれを連結する連結手段と、前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を監視する操作監視機器と、を有し、前記水中遠隔操作機器は、この水中遠隔操作機器それぞれに設けたレーザマーカと、このレーザマーカのレーザ光で照射された面を映像として監視するカメラと、を備え、第１の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、第２の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、かつ、前記第２の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、前記第１の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、位置及び姿勢を移動させ、任意の位置及び姿勢に誘導することを特徴とするものである。
また、本発明の水中遠隔操作機器の制御装置においては、原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器と、この水中遠隔操作機器に共通する通信ラインである通信バスラインと、前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報を多重化するセンサ情報多重化手段と、前記水中遠隔操作機器それぞれを連結する連結手段と、前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を監視する操作監視機器と、を有し、前記通信バスライン及び前記センサ情報多重化手段の少なくとも一方が故障したときに、前記水中遠隔操作機器と操作監視機器との間に設けられ給電する電源ラインにスラスタを駆動するスラスタ駆動信号を重畳する手段を具備することを特徴とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の水中遠隔操作機器の制御方法においては、原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器それぞれを連結手段で連結するステップと、この水中遠隔操作機器を共通の通信ラインである通信バスラインを介して通信するステップと、前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報をセンサ情報多重化手段を介して多重化するステップと、前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を操作監視機器を介して監視するステップと、を有し、前記操作監視機器を介して監視するステップは、第１の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、第２の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、かつ、前記第２の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、前記第１の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、位置及び姿勢を移動させ、任意の位置及び姿勢に誘導するステップを有することを特徴とするものである。
また、本発明の水中遠隔操作機器の制御方法においては、原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器それぞれを連結手段で連結するステップと、この水中遠隔操作機器を共通の通信ラインである通信バスラインを介して通信するステップと、前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報をセンサ情報多重化手段を介して多重化するステップと、前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を操作監視機器を介して監視するステップと、前記通信バスライン及び前記センサ情報多重化手段の少なくとも一方が故障したときに、前記水中遠隔操作機器と操作監視機器との間に設けられ給電する電源ラインにスラスタを駆動するスラスタ駆動信号を重畳するステップと、を有することを特徴とするものである。

本発明の水中遠隔操作機器の制御装置及びその制御方法によれば、複数台の水中遠隔操作機器に共通する通信バスラインを設けることにより、搭載するセンサの仕様変更を容易に行うことができ、また、水中遠隔操作機器複数台を容易に連結することができるので水中遠隔操作機器を相互監視し操作性を高めることが可能である。かくして、原子力発電プラントの炉内機器の狭隘部においても、点検や検査等の作業を同時に行うことができ、取扱い性に優れ、信頼性が高くしかも作業時間の短縮を図ることができる。

以下、本発明に係る水中遠隔操作機器の制御装置及びその制御方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置の構成を示すブロック図である。

本図に示すように、原子力発電プラントの原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器を有している。ここでは、２台の水中遠隔操作機器１ａ,１ｂを例示し、水中遠隔操作機器１ａのみを具体的に図示して説明する。この水中遠隔操作機器１ａ,１ｂの複数のセンサ１４ａ，１４ｂ〜１４ｎのセンサ情報を多重化するセンサ情報多重化手段が設けられている。また、これらの水中遠隔操作機器１ａ,１ｂには、各水中遠隔操作機器１ａ,１ｂを連結するための連結手段が設けられている。この連結手段として、例えば、上記ケーブル３やチェーンを用いることも可能である。

また、この水中遠隔操作機器１ａ,１ｂの相互の位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を監視するために操作監視機器２が備えられている。この水中遠隔操作機器１ａ,１ｂと操作監視機器２とはケーブル３により接続されている。このケーブル３は、共通の通信ラインである通信バスライン４、給電ケーブルである電源ライン５及び映像信号等を伝達する信号ライン６を有している。

また、このケーブル３は、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂのそれぞれのコネクタ７ａ，７ｂに接続されている。この水中遠隔操作機器１ａのコネクタ７ａには、送受信回路８、電源回路９及び切換回路１０が接続されている。この電源回路９は、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂのそれぞれの回路に対応した電気を供給している。

送受信回路８には、駆動コントローラ１１が接続されている。この駆動コントローラ１１には、ドライバ回路１２ａ，１２ｂ〜１２ｎが接続されている。このドライバ回路１２ａ，１２ｂ〜１２ｎには、それぞれモータ１３ａ，１３ｂ〜１３ｎ及びセンサ１４ａ，１４ｂ〜１４ｎが接続されている。このモータ１３ａ，１３ｂ〜１３ｎは、スラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎ内に内蔵されている。

また、駆動コントローラ１１にはレンズドライバ回路１６、監視するテレビカメラ１７、このテレビカメラ１７のレンズを駆動するレンズ駆動モータ１８、原子炉内の水中における深度を計測する深度計１９、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂの傾きを計測する傾斜計としてのジャイロスコープ２０、加速度計及び所定箇所からの水中遠隔操作機器１ａ、１ｂの距離を計測する距離計２１が接続されている。この駆動コントローラ１１や図９に示すシリアル伝送器７７ａ,７７ｂ等を用いて、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂに共通の通信バスライン４で通信を行う多重通信の信号処理を行っている。

さらに、上述の操作監視機器２は、コネクタ２２を介してケーブル３に接続されている。このコネクタ２２には、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂとの信号を伝送する送受信回路２３、それぞれの回路に対応した電気を供給する電源発生器２４及び監視モニタ２８が接続されている。この送受信回路２３には、操作コントローラ２５が接続されている。この操作コントローラ２５には、制御状態表示器２６及び操作器２７が接続されている。

このように構成された本実施の形態において、ケーブル３の通信バスライン４を共通化することにより複数台の水中遠隔操作機器１ａ，１ｂのケーブル数を増加することなく接続することができる。また、それぞれの水中遠隔操作機器１ａ，１ｂに搭載するセンサの仕様変更や個数増加があってもケーブル３の仕様を変更する必要が生じない。

本実施の形態によれば、複数台の水中遠隔操作機器に共通する通信バスラインを設けることにより、搭載するセンサの仕様変更を容易に行うことができる。また、水中遠隔操作機器複数台を容易に連結することができるので、水中遠隔操作機器を相互監視し操作性を高めることが可能である。かくして、原子力発電プラントの炉内機器の狭隘部においても、点検や検査等の作業を同時に行うことができ、取扱い性に優れ、信頼性が高くしかも作業時間の短縮を図ることができる。

図２は、本発明の第２の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図であり、図３は、本発明の第２の実施の形態の３台連結した水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図であり、図４は、本発明の第２の実施の形態の直接連結した水中遠隔操作機器の制御装置の構成を示す説明図で、（ａ）はその分離した状態を示す斜視図、（ｂ）はその連結した状態を示す斜視図である。本図は、図１の装置にレーザマーカ３０ａを追加して設けたものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

本図に示すように、水中遠隔操作機器１ａと水中遠隔操作機器１ｂをケーブル３介して操作監視機器２に接続している。この水中遠隔操作機器１ａにはテレビカメラ１７ａとレーザマーカ３０ａ, ３０ｂを設けて、炉内構造物３１の検査作業等を施工している。一方、水中遠隔操作機器１ｂにはテレビカメラ１７ｂとレーザマーカ３０ｂが同様に設けられている。この水中遠隔操作機器１ａ及び炉内構造物３１を監視エリア３２の範囲に収まる位置に配置し、作業監視を行うことができる。

図３は、水中遠隔操作機器１ａ，１ｂ，１ｃの３台を連結した実施例である。このような構成においても、炉内構造物３１の狭隘な箇所に潜り込むことが可能である。

図４は、水中コネクタを用いて水中遠隔操作機器１ａ，１ｂを直接連結する例を示す。この水中遠隔操作機器１ａの下部には給電端子４９が設けられている。水中遠隔操作機器１ｂの上部には、給電端子４９に合致する受電端子３４が設けられている。水中遠隔操作機器１ｂの内部には、充電器３５、バッテリ３６が内蔵されている。

このように構成された本実施の形態において、原子力発電プラントの原子炉内の水中を移動し検査しかつ作業を行う水中遠隔操作機器１ａを水中に残し引き上げることなく、水中遠隔操作機器１ｂを介して充電することができる。

本実施の形態によれば、水中遠隔操作機器１ａを引き上げることなく、原子力発電プラントの炉内機器の狭隘部においても、点検や検査等の作業が継続して行われ、作業時間の短縮を図れ、さらに水中遠隔操作機器１ａの移動距離を格段に短縮化して信頼性を高めることができる。

図５は、本発明の第３の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図であり、図６は、本発明の第３の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置の変形例を示す構成図ある。本図は、図１の水中遠隔操作機器１ａ,１ｂの代わりに薄型水中遠隔操作機器４０ａ，４０ｂの交互教示方法を示すものである。

本図に示すように、炉内構造物３１の一部であるシュラウド４４の外壁に薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂが配置されている。この薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂそれぞれにレーザマーカ４２ａ,４２ｂと、このレーザマーカ４２ａ,４２ｂのレーザ光４１ａで照射された面を映像として監視するテレビカメラ４３ａ,４３ｂとを備えている。なお、図６においては、薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂには、レーザマーカ４２ａ,４２ｂと、レーザマーカ４２ａ,４２ｂのレーザ光４１ａで照射された面を映像として監視するテレビカメラ４３ａ,４３ｂが上下２段に設けられている。

また、この薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂそれぞれに原子炉内の水中における深度を計測する深度計１９が設けられている。この深度計１９は、例えば、フォトダイオード位置検出素子を利用した位置センサ（ＰＳＤ）が用いられる。薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂの傾きを計測するために、一例としてジャイロスコープ２０が傾斜計として配置されている。また、薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂそれぞれの距離や炉内構造物３１の所定箇所からの距離を計測する距離計２１を有している。

このように構成された本実施の形態において、一方の薄型水中遠隔操作機器４０ａが備えたレーザマーカ４２ａからのレーザ光４１ａが照射される。このレーザ光４１ａが照射された他方の薄型水中遠隔操作機器４０ｂの映像をカメラ４３ｂで撮影する。すなわち、薄型水中遠隔操作機器４０ａ,４０ｂのレーザマーカ４２ａ,４２ｂのレーザ光４１ａで照射された面を映像として監視するテレビカメラ４３ａ,４３ｂを介して、それぞれの映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように位置及び姿勢を移動させ、任意の位置及び姿勢に誘導することができる。

本実施の形態によれば、薄型水中遠隔操作機器４０ａからレーザ光４１ａを任意の位置に向けてレーザマーカ４２ａから照射し、他方の薄型水中遠隔操作機器４０ｂがこのレーザ光で照射された面の映像をテレビカメラ４３ｂで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように炉内構造物３１（例えば、シュラウド４４）外壁に沿って位置や姿勢を移動させる構成とし、任意の位置や姿勢に誘導することを可能としている。

本実施の形態によれば、水中遠隔操作機器１ａを水中に残したまま引き上げることなく、原子力発電プラントの炉内機器の狭隘部においても、薄型水中遠隔操作機器４０ａ，４０ｂの交互教示を実現でき、信頼性を高めることができる。

図７は、本発明の第４の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いたナビゲーションシステムを示す構成図であり、図８は、本発明の第４の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いたナビゲーションシステムの変形例を示す構成図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いたナビゲーションシステムを示すものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

本図に示すように、水中遠隔操作機器の制御装置において、水中遠隔操作機器１ａには、監視するテレビカメラ１７、このレンズを駆動するレンズ駆動モータ１８、対象物を照明する照明具３７が雲台３８を介して送信器３９に取り付けられている。水中遠隔操作機器１ｂを監視する水中遠隔操作機器１ａのテレビカメラ１７からの画像から水中遠隔操作機器１ｂの座標を検知することができる。この座標データを基にして水中遠隔操作機器１ｂの動作範囲を制限したり、目標位置に移動制御することができる。

このように構成された本実施の形態の操作監視機器２において、水中遠隔操作機器１ａに搭載したテレビカメラ１７は雲台・ＺＯＯＭ・ＦＯＣＵＳ操作器４５より操作されて、適切な画像が得られる。このテレビカメラ画像は、映像キャプチャー４６を介して画像処理装置４７に伝達される。画像処理装置４７において、テレビカメラ画像は制御状態表示器２６で観察しながら座標データとして処理される。この処理された座標データは、ビークル駆動制御装置４８に伝達され、水中遠隔操作機器１ｂは、動作範囲を制限され、目的位置に移動制御される。

すなわち、図８に示すように、操作監視機器２において、画像入力手段５０より画像が入力され、また教示位置入力手段５２により教示位置が入力されて、画像処理装置５１によって画像処理が行われる。この画像処理は、制御状態表示器２６で観察しながら、動作エリア５４内の水中遠隔操作機器１ｂの位置を移動目標位置５５に接近するように処理し、座標データとして処理される。また、この画像処理装置５１により生成される座標データは、ビークル駆動制御装置５３に伝達され、水中遠隔操作機器１ｂの動作範囲の制限及び目的位置への移動制御に使用される。

本実施の形態によれば、水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いることにより、ナビゲーションシステムとして、原子力発電プラントの炉内機器おける３次元測位として位置情報を入手することができる。すなわち、水中遠隔操作機器を監視するテレビカメラ画像から水中遠隔操作機器の座標を検知し、この座標データを基に水中遠隔操作機器の動作範囲を制限し、目標位置に移動制御することができる。かくして、炉内機器の狭隘部においても、点検や検査等の作業を同時に行うことができ、取扱い性に優れ、信頼性が高くしかも作業時間の短縮を図ることができる。

図９は、本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例の基本構成を示す説明図で、（ａ）はその従来例の構成図、（ｂ）はその対応例の構成図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例を示すものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

従来は、駆動コントローラ１１と操作コントローラ２５との間は、シリアル伝送器７７ａ，７７ｂを介してケーブル３が接続されている。また、電源発生器２４と電源回路９とは、ケーブル３が接続されている。

これに対して、本実施の形態においては、操作コントローラ２５と電源回路９とは、変復調器７８を介してケーブル３が接続されている。

すなわち、この駆動コントローラ１１やシリアル伝送器７７ｂ等から構成される通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障した場合を考慮する。このときは、操作コントローラ２５からの指示に基づき、ケーブル３を経由して変復調器７９を介してリレー回路８０に伝達される。この操作コントローラ２５からリレー回路８０に信号を伝達する仕方には、下記の３種類の方法がある。

（１）供給電源の電圧レベルを操作信号に準じて変え、ビークル内のリレーを切替え、ビークルの移動及び回転を制御する。

（２）供給電源ラインに操作信号に準じて周波数変調した信号を重畳し、フィルタで信号分別してリレーを切替えて、ビークルの移動や回転を制御する。

（３）供給電源ラインにパルス幅の変えた信号を重畳し、パルス幅に準じてリレーを切替えて、ビークルの移動や回転を制御する。

この水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例の具体例について図１０〜図１２に基づいて説明する。

図１０は、本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図であり、図１１は、本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理の変形例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図であり、図１２は、本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理の変形例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例を示すものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

一例として、図１０においては、水中遠隔操作機器の一種であるビークル６９の通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障したときに、指令信号変換回路５７から電圧変換器５８を経由してスラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎを駆動させるスラスタ駆動信号を、水中遠隔操作機器１と操作監視機器２との間に設けられた電源ライン６４に供給している。

このように構成された本実施の形態の操作監視機器２おいて、供給電源の電圧レベルを操作信号に準じて変更し、ビークル６９内のリレーを切替えて、ビークル６９の移動、回転を制御している。

他の例として、図１１においては、通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障したときに、指令信号変換回路５７から周波数変換器５９を経由して重畳回路６１にスラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎを駆動させるスラスタ駆動信号を、ビークル６９と操作監視機器２との間に設けられ給電ケーブルである電源ライン６４に重畳している。この周波数変換器５９には、発信器６０が接続されている。

このように構成された本実施の形態の操作監視機器２において、供給電源ラインに操作信号に準じて周波数変調した信号を重畳し、バンドパスフィルタ６２ａ、６２ｂ〜６２ｎで信号分別してリレーを切替え、ビークル６９の移動、回転を制御している。

また、他の例として、図１２においては、通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障したときに、指令信号変換回路５７からパルス幅変換回路６３，６３ａ，６３ｂ〜６３ｎを経由して重畳回路６１にスラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎを駆動させるスラスタ駆動信号を、ビークル６９と操作監視機器２との間に設けられ給電する電源ライン６４に重畳している。

このように構成された本実施の形態の操作監視機器２において、供給電源ラインにパルス幅の変えた信号を重畳し、パルス幅に準じてリレーを切替え、ビークル６９内のリレーを切替えて、ビークル６９の移動、回転を制御している。

本実施の形態によれば、通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障したときに、水中遠隔操作機器１と操作監視機器２との間に設けられ給電ケーブルである電源ライン６４にスラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎを駆動するスラスタ駆動信号を重畳する。かくして、通信バスライン及びセンサ情報多重化手段５６の少なくとも一方が故障したときでも、スラスタ１５ａ，１５ｂ〜１５ｎを駆動させて、図２に示す炉内構造物３１の狭隘部から水中遠隔操作機器１を容易に引き上げることができるので、保守点検に要する時間を短縮することができ、取扱い性に優れ、信頼性の向上を図ることができる。

図１３は、本発明の第６の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る説明図で、（ａ）はその脱出シリンダの構成図、（ｂ）はその励振機を内蔵した状態を示す外形図、（ｃ）はその励振機を振動している状態を示す外形図ある。本図は、図１の水中遠隔操作機器１ａ,１ｂの代わりに適用されるビークル６９の脱出方法を示すものである。

本図に示すように、水中遠隔操作機器１の一種であるビークル６９が、例えば、図２に示す炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときに、この狭隘部等から脱出する脱出方法を示す。図１３（ａ）には、この脱出方法として、脱出シリンダ６５が例示されている。この脱出シリンダ６５は、シリンダ６６と、このシリンダ６６に圧縮して内蔵されているバネ６７とを備えている。

このように構成された本実施の形態のビークル６９において、炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときには、圧縮して内蔵されているバネ６７を解除して蹴るようにして、狭隘部等に挟まれたビークル６９を開放することができる。

図１３（ｂ）には、この脱出方法として、励振機６８が例示されている。

このように構成された本実施の形態のビークル６９において、炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときには、図１３（ｃ）に示すように、励振機６８を稼動させてビークル６９を矢印のように振動させて、狭隘部等に挟まれたビークル６９を開放することができる。

本実施の形態によれば、ビークル６９が図２に示す炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときでも、脱出シリンダ６５又は励振機６８を稼動させて、この狭隘部等から解放することができるので、保守点検に要する時間を短縮することができ、取扱い性に優れ、信頼性の向上を図ることができる。

図１４は、本発明の第７の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に適用されるビークル６９の浮力調整シリンダ７０の説明図で、（ａ）はそのピストン７２を押し込んだ状態を示す構成図、（ｂ）はそのピストン７２を押し出した状態を示す構成図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器の制御装置に係る浮力調整シリンダ７０を示すものである。

本図に示すように、水中遠隔操作機器１の一種のビークル６９内部又は外部に連結して、このビークル６９の浮力を調整する浮力調整シリンダ７０を備えている。浮力調整シリンダ７０は、シリンダ７１と、このシリンダ７１内を移動するピストン７２とを有している。このピストン７２は、図示しない形状記憶合金やシャフトモータで移動する構造となっている。また、シリンダ７１内には、ヒータ７３を設け、シリンダ７１内の液体７４を加熱することにより、形状記憶合金を変形させることができる。 このように構成された本実施の形態のビークル６９おいて、通常の保守点検作業のときには、図１４（ｂ）に示すように、このピストン７２は押し出され、シリンダ入口７１ａから炉水が排出された状態にあり、浮力を作用させている。

もしビークル６９が図２に示す炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときには、図１４（ａ）に示すように、このピストン７２は押し込まれ、シリンダ入口７１ａから炉水を取り入れた状態にし、浮力が作用しない状態にする。または、これとは逆に、炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときには、このピストン７２は押し出され、シリンダ入口７１ａから炉水が排出された状態にし、浮力が作用する状態とすることも可能である。

本実施の形態によれば、ビークル６９が図２に示す炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときでも、ビークル６９の内部または外部に連結して浮力調整シリンダ７０を設けることにより、ビークル６９の浮力を調整して、狭隘部等に挟まれたビークル６９を開放することができる。かくして、狭隘部等に挟まれたビークル６９の保守点検に要する時間を短縮することができ、取扱い性に優れ、信頼性の向上を図ることができる。

図１５は、本発明の第８の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置にシャフトモータ７５ａ，７５ｂを内蔵した状態を示す説明図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器の制御装置にシャフトモータ７５ａ，７５ｂを内蔵した状態を示すものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

本図に示すように、水中遠隔操作機器１の一種であるビークル６９は、このビークル６９内部に設けた移動及び位置を保持するスライド機構、バランスを調整するバランス調整並びに衝撃力を利用する衝撃力利用手段として機能するシャフトモータ７５ａ，７５ｂを内蔵している。

このように構成された本実施の形態のビークル６９において、この内蔵するシャフトモータ７５ａ，７５ｂは、ビークル６９の移動及び位置を保持するスライド機構、バランスを調整するバランス調整、衝撃力を利用する衝撃力利用手段として機能する。

本実施の形態によれば、ビークル６９が図２に示す炉内構造物３１の狭隘部等に挟まれたときでも、ビークル６９に左右方向に設置されたシャフトモータ７５ａ、上下方向に設置された７５ｂを設けることにより、ビークル６９の移動及び位置を保持するスライド機構、バランスを調整するバランス調整、衝撃力を利用する衝撃力利用手段として機能させることができる。このように、シャフトモータ７５ａ，７５ｂを設けることにより、狭隘部等に挟まれたビークル６９を解放することができる。かくして、狭隘部等に挟まれたビークル６９の保守点検に要する時間を短縮することができ、取扱い性に優れ、信頼性の向上を図ることができる。

図１６は、本発明の第９の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係るケーブル屈曲ユニット７６の説明図で、（ａ）はその基本構成を示す構成図、（ｂ）はその実施例を示す斜視図である。本図は、図１の水中遠隔操作機器１の制御装置にケーブル屈曲ユニット７６を設けた状態を示すものである。

本図に示すように、図１の水中遠隔操作機器の制御装置のケーブル３にはケーブル屈曲ユニット７６が外装されている。例えば、このケーブル屈曲ユニット７６は、ケーブル３の外側に、形状記憶合金８１を３本等配分配置することにより構成されている。

このように構成された本実施の形態の水中遠隔操作機器において、ケーブル３の外側に配置した形状記憶合金８１に通電することによって収縮することができる。この収縮によって、ケーブル３を矢印が示すように２自由度方向の任意姿勢に屈曲可能である。本実施の形態によれば、水中遠隔操作機器の制御装置のケーブル３に形状記憶合金８１より作製されたケーブル屈曲ユニット７６が外装され、１自由度又は２自由度の能動屈曲を行えるようにすることにより、ケーブル３の障害物干渉を回避することができる。かくして、水中遠隔操作機器の取扱い性を向上させ、信頼性の向上を図ることができる。

次に、本発明の第１０の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置について説明する。例えば、図１に示す水中遠隔操作機器１には、搭載電子部品の一種であるテレビカメラ１７より放射線耐久性能の弱い材料で形成した図示しない照射レベル検知用部材が内蔵されている。また必要に応じて、この照射レベル検知用部材が劣化したことを検知してテレビカメラ１７が故障する前に水中遠隔操作機器１を回収する図示しない回収手段が設けられている。

本実施の形態によれば、搭載電子部品より放射線耐久性能の弱い材料で構成した照射レベル検知用部材を搭載し、その照射レベル検知用部材が劣化したことを検知して搭載電子部品が故障する前に水中遠隔操作機器を回収することにより、水中遠隔操作機器の信頼性の向上を図ることができる。

さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の各実施例を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図。 本発明の第２の実施の形態の３台連結した水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図。 本発明の第２の実施の形態の直接連結した水中遠隔操作機器の制御装置の構成を示す説明図で、（ａ）はその分離した状態を示す斜視図、（ｂ）はその連結した状態を示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置を示す構成図。 本発明の第３の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置の変形例を示す構成図。 本発明の第４の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いたナビゲーションシステムを示す構成図。 本発明の第４の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る画像処理を用いたナビゲーションシステムの変形例を示す構成図。 本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例の基本構成を示す説明図で、（ａ）はその従来例の構成図、（ｂ）はその対応例の構成図。 本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図。 本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理の変形例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図。 本発明の第５の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る異常発生対応処理の変形例を示す説明図で、（ａ）はその構成図、（ｂ）はブロック図。 本発明の第６の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る説明図で、（ａ）はその脱出シリンダの構成図、（ｂ）はその励振機を内蔵した状態を示す外形図、（ｃ）はその励振機を振動している状態を示す外形図。 本発明の第７の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係る説明図で、（ａ）はその浮力調整シリンダのピストンを押し込んだ状態を示す構成図、（ｂ）はそのピストンを押し出した状態を示す構成図。 本発明の第８の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置にシャフトモータを内蔵した状態を示す説明図。 本発明の第９の実施の形態の水中遠隔操作機器の制御装置に係るケーブル屈曲ユニットの説明図で、（ａ）はその基本構成を示す構成図、（ｂ）はその実施例を示す斜視図。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…水中遠隔操作機器、２…操作監視機器、３…ケーブル、４…通信バスライン、５…電源ライン、６…信号ライン、７ａ，７ｂ…コネクタ、８…送受信回路、９…電源回路、１０…切換回路、１１…駆動コントローラ、１２，１２ａ，１２ｂ〜１２ｎ…ドライバ回路、１３ａ，１３ｂ〜１３ｎ…モータ、１４，１４ａ，１４ｂ〜１４ｎ…センサ、１５ａ，１５ｂ〜１５ｎ…スラスタ、１６…レンズドライバ回路、１７，１７ａ，１７ｂ…テレビカメラ、１８…レンズ駆動モータ、１９…深度計、２０…ジャイロスコープ、２１…距離計、２２…コネクタ、２３…送受信回路、２４…電源発生器、２５…操作コントローラ、２６…制御状態表示器、２７…操作器、２８…監視モニタ、３０ａ，３０ａ…レーザマーカ、３１…炉内構造物、３２…監視エリア、３４…受電端子、３５…充電器、３６…バッテリ、３７…照明具、３８…雲台、３９…送信器、４０ａ,４０ｂ…薄型水中遠隔操作機器、４１ａ…レーザ光、４２ａ,４２ｂ…レーザマーカ、４３ａ,４３ｂ…テレビカメラ、４４…シュラウド、４５…雲台・ＺＯＯＭ・ＦＯＣＵＳ操作器、４６…映像キャプチャー、４７…画像処理装置、４８…ビークル駆動制御装置、４９…給電端子、５０…画像入力手段、５１…画像処理装置、５２…教示位置入力手段、５３…ビークル駆動制御装置、５４…動作エリア、５５…移動目標位置、５６…通信バスライン及びセンサ情報多重化手段、５７…指令信号変換回路、５８…電圧変換器、５９…周波数変換器、６０…発信器、６１…重畳回路、６２ａ，６２ｂ〜６２ｎ…バンドパスフィルタ、６３，６３ａ，６３ｂ〜６３ｎ…パルス幅変換回路、６４…電源ライン、６５…脱出シリンダ、６６…シリンダ、６７…バネ、６８…励振機、６９…ビークル、７０…浮力調整シリンダ、７１…シリンダ、７１ａ…シリンダ入口、７２…ピストン、７３…ヒータ、７４…液体（水）、７５ａ，７５ｂ…シャフトモータ、７６…ケーブル屈曲ユニット、７７ａ，７７ｂ…シリアル伝送器、７８，７９…変復調器、８０…リレー回路、８１…形状記憶合金。

Claims (4)

1. 原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器と、
   この水中遠隔操作機器に共通する通信ラインである通信バスラインと、
   前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報を多重化するセンサ情報多重化手段と、
   前記水中遠隔操作機器それぞれを連結する連結手段と、
   前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を監視する操作監視機器と、
   を有し、
   前記水中遠隔操作機器は、この水中遠隔操作機器それぞれに設けたレーザマーカと、このレーザマーカのレーザ光で照射された面を映像として監視するカメラと、を備え、第１の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、第２の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、かつ、
   前記第２の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、前記第１の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、位置及び姿勢を移動させ、任意の位置及び姿勢に誘導することを特徴とする水中遠隔操作機器の制御装置。
2. 原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器と、
   この水中遠隔操作機器に共通する通信ラインである通信バスラインと、
   前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報を多重化するセンサ情報多重化手段と、
   前記水中遠隔操作機器それぞれを連結する連結手段と、
   前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を監視する操作監視機器と、
   を有し、
   前記通信バスライン及び前記センサ情報多重化手段の少なくとも一方が故障したときに、前記水中遠隔操作機器と操作監視機器との間に設けられ給電する電源ラインにスラスタを駆動するスラスタ駆動信号を重畳する手段を具備することを特徴とする水中遠隔操作機器の制御装置。
3. 原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器それぞれを連結手段で連結するステップと、
   この水中遠隔操作機器を共通の通信ラインである通信バスラインを介して通信するステップと、
   前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報をセンサ情報多重化手段を介して多重化するステップと、
   前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を操作監視機器を介して監視するステップと、
   を有し、
   前記操作監視機器を介して監視するステップは、第１の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、第２の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、かつ、前記第２の水中遠隔操作機器が備えたレーザマーカからのレーザ光を、前記第１の水中遠隔操作機器が前記レーザ光で照射された面の映像をカメラで撮影し、映像の任意の位置にレーザ光が映し出されるように、位置及び姿勢を移動させ、任意の位置及び姿勢に誘導するステップを有することを特徴とする水中遠隔操作機器の制御方法。
4. 原子炉内の水中を移動し、検査しかつ作業を行う複数台の水中遠隔操作機器それぞれを連結手段で連結するステップと、
   この水中遠隔操作機器を共通の通信ラインである通信バスラインを介して通信するステップと、
   前記水中遠隔操作機器の複数のセンサ情報をセンサ情報多重化手段を介して多重化するステップと、
   前記水中遠隔操作機器それぞれの位置及び姿勢並びに前記原子炉内の炉内構造物との位置及び姿勢を操作監視機器を介して監視するステップと、
   前記通信バスライン及び前記センサ情報多重化手段の少なくとも一方が故障したときに、前記水中遠隔操作機器と操作監視機器との間に設けられ給電する電源ラインにスラスタを駆動するスラスタ駆動信号を重畳するステップと、
   を有することを特徴とする水中遠隔操作機器の制御方法。

Images