JP6855206B2 - 瓦礫内部調査装置および瓦礫内部調査方法 - Google Patents

Description

本発明は、瓦礫の内部状況などを調査するための瓦礫内部調査装置に関し、特に放射能汚染したコンクリート構造物の解体などに伴って発生する放射性瓦礫の内部状況などを調査するのに好適な瓦礫内部調査装置、および、この瓦礫内部調査装置を用いた瓦礫内部調査方法に関するものである。

従来、放射能汚染されたコンクリート構造物の解体などに伴って発生する放射性瓦礫の内部状況などを調査できる装置として、例えば内視鏡のような索状ロボットや（例えば、特許文献１を参照）、車輪のついた自走式ロボットなど種々のタイプが存在している。

しかし、こうした装置は一般に機構が複雑で、信頼性に乏しい、コストが高いなどの問題を抱えている。さらに、放射性瓦礫の堆積場所のような人が近づき難い場所への遠隔操作となるとさらにハードルは高く、また装置が瓦礫に直接触れることで、堆積した瓦礫の崩落リスクが高くなるなど作業安全性の確保に関しても問題を抱えている。

特開２０１６−９４１３７号公報

このため、堆積した瓦礫の崩落リスクを回避でき、瓦礫の内部状況をより安全に調査することが可能な装置の開発が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査することのできる瓦礫内部調査装置および瓦礫内部調査方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る瓦礫内部調査装置は、瓦礫の内部を調査するための装置であって、揚重機に懸垂支持された本体と、前記本体から出没自在に設けられ、先端を前記瓦礫の内部に挿入可能なアーム手段と、前記アーム手段に設けられ、遠隔操作により前記瓦礫の内部を調査するための調査手段と、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てるために前記本体の外側に設けられ、前記瓦礫の崩落を防止する緩衝手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置は、上述した発明において、前記調査手段は、遠隔操作により前記瓦礫の内部を撮影する撮影手段、遠隔操作により前記瓦礫を採取する採取手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の形状データを取得する３Ｄスキャナー手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の放射線の線量を計測する線量計測手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部のダストをサンプリングするダストサンプリング手段のうち少なくとも一つであることを特徴とする。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置は、上述した発明において、前記緩衝手段は、前記本体における位置を可変に構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置は、上述した発明において、前記本体は、前記揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニットに懸垂支持されることを特徴とする。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置は、上述した発明において、前記調査手段の電源ケーブルおよび通信ケーブルは、前記アーム手段の内部に配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る瓦礫内部調査方法は、上述した瓦礫内部調査装置を用いて瓦礫の内部を調査する方法であって、前記揚重機を操作して前記本体を調査対象の瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、前記緩衝手段を、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てて前記本体の安定化を図る安定化ステップと、安定化ステップの後、前記アーム手段の先端を前記瓦礫の内部に挿入して、前記調査手段により前記瓦礫の内部を調査する調査ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る瓦礫内部調査装置によれば、瓦礫の内部を調査するための装置であって、揚重機に懸垂支持された本体と、前記本体から出没自在に設けられ、先端を前記瓦礫の内部に挿入可能なアーム手段と、前記アーム手段に設けられ、遠隔操作により前記瓦礫の内部を調査するための調査手段と、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てるために前記本体の外側に設けられ、前記瓦礫の崩落を防止する緩衝手段とを備えるので、揚重機に懸垂支持された本体は緩衝手段を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記調査手段は、遠隔操作により前記瓦礫の内部を撮影する撮影手段、遠隔操作により前記瓦礫を採取する採取手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の形状データを取得する３Ｄスキャナー手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の放射線の線量を計測する線量計測手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部のダストをサンプリングするダストサンプリング手段のうち少なくとも一つであるので、瓦礫内部についての多様な調査が可能になるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記緩衝手段は、前記本体における位置を可変に構成されているので、押し当てる構造体の位置の変化に柔軟に対応することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記本体は、前記揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニットに懸垂支持されるので、駆動・制御ユニットにより本体の旋回方向を調整することができる。また、アーム手段および調査手段の動作を駆動・制御することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記調査手段の電源ケーブルおよび通信ケーブルは、前記アーム手段の内部に配置されているので、これらのケーブルが周辺の瓦礫などに引っ掛かる事態を防止することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る瓦礫内部調査方法によれば、上述した瓦礫内部調査装置を用いて瓦礫の内部を調査する方法であって、前記揚重機を操作して前記本体を調査対象の瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、前記緩衝手段を、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てて前記本体の安定化を図る安定化ステップと、安定化ステップの後、前記アーム手段の先端を前記瓦礫の内部に挿入して、前記調査手段により前記瓦礫の内部を調査する調査ステップとを備えるので、揚重機に懸垂支持された本体は緩衝手段を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る瓦礫内部調査装置の実施の形態を示す概略斜視図である。 図２は、本発明に係る瓦礫内部調査装置の実施の形態を示す概略斜視図である。 図３は、駆動・制御ユニットの概略斜視図である。 図４は、伸縮ツノユニットを前側から見た概略斜視図である。 図５は、本発明による瓦礫内部調査状況を示す概略平断面図である。 図６は、本発明による瓦礫内部調査状況を示す概略側断面図である。

以下に、本発明に係る瓦礫内部調査装置および瓦礫内部調査方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（瓦礫内部調査装置）
まず、本発明に係る瓦礫内部調査装置の実施の形態について説明する。
図１および図２に示すように、本発明に係る瓦礫内部調査装置１０は、瓦礫の内部を調査するための装置であって、クレーン（揚重機）のフック１にワイヤー２で吊り下げられた駆動・制御ユニット１２と、この駆動・制御ユニット１２の底面１４の四隅にワイヤー３で吊り下げられた伸縮ツノユニット１６（本体）とを備える。駆動・制御ユニット１２と伸縮ツノユニット１６は、電源ケーブルおよび通信ケーブルからなるケーブル４で接続されている。

なお、本実施の形態では、駆動・制御ユニット１２の総重量が３．６ｔ程度のものを想定している。また、伸縮ツノユニット１６の総重量が１．３ｔ程度、横幅が４．５ｍ、高さが２ｍ、奥行きが２ｍ程度のものを想定しているが、重量、寸法はこれに限るものではない。

駆動・制御ユニット１２は、アーム３０および調査装置３２の動作を駆動・制御するためのものであり、図３に示すように、直方体状の枠体１８と、枠体１８の上部に設けられた旋回装置２０とからなる。枠体１８内にはエンジン発電機２４と、制御盤２６が設けられている。なお、枠体１８の底面１４に位置確認用のプリズムや下方監視カメラを設けてもよい。

旋回装置２０は、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整制御する旋回ファン２２（旋回手段）を有する。旋回ファン２２は旋回装置２０の左右２カ所に配置され、水平方向の推力を発生する。各旋回ファン２２の回転速度、回転方向等を駆動・制御することで駆動・制御ユニット１２の旋回方向を所望の方向（鉛直軸回りに３６０°）に調整可能となっている。

エンジン発電機２４は、本装置を駆動する電源であり、図示しない電源ケーブルを介して旋回装置２０、伸縮ツノユニット１６、後述のカメラや通信機器などに駆動電力を供給する。制御盤２６は、本装置を制御する装置であり、図示しない通信機器および通信ケーブルによるデータの送受信によって旋回装置２０、伸縮ツノユニット１６、後述のカメラ５４、５６等の動作を制御する。また、制御盤２６はカメラから受信した映像信号を自身に備わるレコーダーに記録することもできる。

伸縮ツノユニット１６は、図４に示すように、枠体２８と、アーム３０（アーム手段）と、調査装置３２（調査手段）と、上下のバンパー３４、３６（緩衝手段）とを備える。

枠体２８は、平面視でバンパー３４、３６が設けられる前側部分が長く、後側部分が短い略台形状を呈しており、その中央部分には矩形状の仕切板３８が設けられている。この仕切板３８によって枠体２８の中央部分は上下２室に仕切られている。この上室の上面には天板４０が設けられ、下室の下面には底板４２が設けられる。

枠体２８の下室には制御盤５０が設けられる。この制御盤５０は、図示しない通信機器および通信ケーブルによるデータの送受信によって旋回装置２０の動作、アーム３０の伸縮動作、調査装置３２、後述の照明装置５２、カメラ５４、５６の動作などを制御可能である。また、枠体２８の前側には、左右方向に間隔をあけて４つの照明装置５２が設けられる。照明装置５２は例えばＬＥＤ光源等を用いて構成することができる。また、天板４０上には監視用のカメラ５４、５６が設けられている。カメラ５４、５６による映像は、制御盤５０、図示しない通信機器および通信ケーブルを介して制御盤２６に送信されるようになっている。前側のカメラ５４はバンパー３４、３６監視用あるいは前方俯瞰用として、後側のカメラ５６は後方俯瞰用として使用することができる。なお、この他の部位にカメラや照明装置を配置して、本装置を構成する機器やその周囲との距離等を監視したり、照明するようにしてもよい。

アーム３０は、図５および図６に示すように、前後方向に長い長尺パイプ構造であり、仕切板３８上面に対して前後方向水平に相対移動可能に固定されている。一方、仕切板３８上面には、図示しないモーターで駆動する電動ウインチ４６が設けられており、この電動ウインチ４６にはワイヤー４８が巻き付けられている。ワイヤー４８はアーム３０の上面に沿って前後方向に張設されており、その両端はアーム３０の前後端側に連結している。本実施の形態では、電動ウインチ４６によるワイヤー牽引力をアーム３０伸縮機構の動力源としている。このため、例えば電動ウインチ４６でワイヤー４８を繰り出すことでアーム３０を後方移動（収縮）し、ワイヤー４８を巻き取ることでアーム３０を前方移動（伸張）することができる。したがって、アーム３０は、枠体２８から前後方向に伸縮可能であり、伸張したその先端を瓦礫Ｇの内部に挿入可能となっている。

調査装置３２は、遠隔操作により瓦礫の内部を調査するためのものであり、アーム３０の前方先端に設けられている。調査装置３２としては、調査内容や調査位置の開口の大きさに合わせて様々な装置を用いることができ、例えば、遠隔操作により瓦礫の内部を撮影する撮影手段としての３６０°静止画カメラ、遠隔操作により瓦礫を採取する採取手段としてのスコップ、遠隔操作により瓦礫の内部の形状データを取得する３Ｄスキャナー手段としての３Ｄスキャナー、遠隔操作により瓦礫の内部の放射線の線量を計測する線量計測手段としてのハンディ線量計、遠隔操作により瓦礫の内部のダストをサンプリングする手段としてのダストサンプリング装置などを用いることができる。このようにすれば、瓦礫内部についての多種多様な調査が可能になる。なお、図では調査装置３２を簡略的に示している。本実施の形態では、調査装置３２の電源ケーブルおよび通信ケーブル（ケーブル４）は、アーム３０の内部に配置されている。このため、これらのケーブルが周辺の瓦礫などに引っ掛かる事態を防止することができる。

バンパー３４、３６は、それぞれ左右方向に長いロール状のものであり、枠体２８の左右前側の上下からそれぞれ前方に張り出した固定部４４に着脱可能に固定され、枠体２８における位置を可変に構成されている。バンパー３４、３６は、図５および図６に示すように、瓦礫Ｇの崩落を防止するために、瓦礫Ｇの周辺の安定した構造体（例えば安定した動かない鉄骨や躯体など）に押し当てるためのものである。バンパー３４、３６は、枠体２８における位置を可変に構成されているので、例えば調査直前に現場にて所望の位置に取付けることが可能である。このため、調査地点の特性の違いなど、押し当てる構造体の位置の変化に柔軟に対応することができる。

上記の構成によれば、クレーンのフック１に懸垂支持される伸縮ツノユニット１６がバンパー３４、３６を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況をより安全に調査することができる。また、動力はアーム３０を伸縮動作する電動ウインチ４６用のモーターのみというシンプルな構造のため信頼性が高く、アーム３０先端に種々の調査装置３２を取付けることができるので、幅広い調査が可能である。

例えば、調査装置３２としてカメラや採取用スコップを用いた場合、人が近づき難い放射性瓦礫に対してクレーンで伸縮ツノユニット１６を吊り下げ移動して、遠隔操作により瓦礫内部の映像取得や、瓦礫サンプル取得を行うことができる。

なお、上記の実施の形態においては、瓦礫内部調査装置１０が本体としての伸縮ツノユニット１６を懸垂支持する駆動・制御ユニット１２を備える場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、駆動・制御ユニット１２を備えない構成であってもよい。すなわち伸縮ツノユニット１６がクレーンのフック１にワイヤーを介して直接吊り下げられた構成であってもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

（瓦礫内部調査方法）
次に、本発明に係る瓦礫内部調査方法の実施の形態について説明する。
本発明に係る瓦礫内部調査方法は、上述した瓦礫内部調査装置１０を用いて瓦礫の内部を調査する方法であって、クレーンを操作して伸縮ツノユニット１６を調査対象の瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、図５および図６に示すように、クレーン操作にてバンパー３４、３６を、瓦礫Ｇの周辺の安定した構造体に押し当てて伸縮ツノユニット１６の安定化を図る安定化ステップと、安定化ステップの後、アーム３０の先端を瓦礫Ｇの内部に挿入して、調査装置３２により瓦礫Ｇの内部を調査する調査ステップとを備える。この場合、例えば調査装置３２としてカメラやサンプル採取用スコップを先端に搭載したアーム３０をスライドさせ、瓦礫Ｇの横より瓦礫Ｇの内部に挿入し、映像やサンプルを取得する。

本実施の形態によれば、クレーンに懸垂支持された伸縮ツノユニット１６はバンパー３４、３６を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況をより安全に調査することができる。

以上説明したように、本発明に係る瓦礫内部調査装置によれば、瓦礫の内部を調査するための装置であって、揚重機に懸垂支持された本体と、前記本体から出没自在に設けられ、先端を前記瓦礫の内部に挿入可能なアーム手段と、前記アーム手段に設けられ、遠隔操作により前記瓦礫の内部を調査するための調査手段と、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てるために前記本体の外側に設けられ、前記瓦礫の崩落を防止する緩衝手段とを備えるので、揚重機に懸垂支持された本体は緩衝手段を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査することができる。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記調査手段は、遠隔操作により前記瓦礫の内部を撮影する撮影手段、遠隔操作により前記瓦礫を採取する採取手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の形状データを取得する３Ｄスキャナー手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の放射線の線量を計測する線量計測手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部のダストをサンプリングするダストサンプリング手段のうち少なくとも一つであるので、瓦礫内部についての多様な調査が可能になる。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記緩衝手段は、前記本体における位置を可変に構成されているので、押し当てる構造体の位置の変化に柔軟に対応することができる。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記本体は、前記揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニットに懸垂支持されるので、駆動・制御ユニットにより本体の旋回方向を調整することができる。また、アーム手段および調査手段の動作を駆動・制御することができる。

また、本発明に係る他の瓦礫内部調査装置によれば、前記調査手段の電源ケーブルおよび通信ケーブルは、前記アーム手段の内部に配置されているので、これらのケーブルが周辺の瓦礫などに引っ掛かる事態を防止することができる。

また、本発明に係る瓦礫内部調査方法によれば、上述した瓦礫内部調査装置を用いて瓦礫の内部を調査する方法であって、前記揚重機を操作して前記本体を調査対象の瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、前記緩衝手段を、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てて前記本体の安定化を図る安定化ステップと、安定化ステップの後、前記アーム手段の先端を前記瓦礫の内部に挿入して、前記調査手段により前記瓦礫の内部を調査する調査ステップとを備えるので、揚重機に懸垂支持された本体は緩衝手段を周辺の構造体に押し当てることで安定するため、荷振れなどして瓦礫に過剰な外力を与えるおそれがなくなる。したがって、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査することができる。

以上のように、本発明に係る瓦礫内部調査装置および瓦礫内部調査方法は、瓦礫の崩落リスクを回避しながら、瓦礫の内部状況を調査するのに有用であり、特に、放射能汚染したコンクリート構造物の解体などに伴って発生する放射性瓦礫の内部状況などを調査するのに適している。

１ フック
２，３ ワイヤー
４ ケーブル
１０ 瓦礫内部調査装置
１２ 駆動・制御ユニット
１４ 底面
１６ 伸縮ツノユニット（本体）
１８ 枠体
２０ 旋回装置
２２ 旋回ファン（旋回手段）
２４ エンジン発電機
２６ 制御盤
２８ 枠体
３０ アーム（アーム手段）
３２ 調査装置（調査手段）
３４，３６ バンパー（緩衝手段）
３８ 仕切板
４０ 天板
４２ 底板
４４ 固定部
４６ 電動ウインチ
４８ ワイヤー
５０ 制御盤
５２ 照明装置
５４，５６ カメラ（撮影手段）
Ｇ 瓦礫

Claims (6)

1. 瓦礫の内部を調査するための装置であって、
   揚重機に懸垂支持された本体と、
   前記本体から出没自在に設けられ、先端を前記瓦礫の内部に挿入可能なアーム手段と、
   前記アーム手段に設けられ、遠隔操作により前記瓦礫の内部を調査するための調査手段と、
   前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てるために前記本体の外側に設けられ、前記瓦礫の崩落を防止する緩衝手段とを備え、
   前記緩衝手段は、前記本体から前方に張り出した固定部に着脱可能に固定されることを特徴とする瓦礫内部調査装置。
2. 前記調査手段は、遠隔操作により前記瓦礫の内部を撮影する撮影手段、遠隔操作により前記瓦礫を採取する採取手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の形状データを取得する３Ｄスキャナー手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部の放射線の線量を計測する線量計測手段、遠隔操作により前記瓦礫の内部のダストをサンプリングするダストサンプリング手段のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の瓦礫内部調査装置。
3. 前記緩衝手段は、前記本体における位置を可変に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の瓦礫内部調査装置。
4. 前記本体は、前記揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニットに懸垂支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の瓦礫内部調査装置。
5. 前記調査手段の電源ケーブルおよび通信ケーブルは、前記アーム手段の内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の瓦礫内部調査装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の瓦礫内部調査装置を用いて瓦礫の内部を調査する方法であって、
   前記揚重機を操作して前記本体を調査対象の瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、
   配置ステップの後、前記緩衝手段を、前記瓦礫の周辺の安定した構造体に押し当てて前記本体の安定化を図る安定化ステップと、
   安定化ステップの後、前記アーム手段の先端を前記瓦礫の内部に挿入して、前記調査手段により前記瓦礫の内部を調査する調査ステップとを備えることを特徴とする瓦礫内部調査方法。

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