JP6877746B2 - 高所遠隔点検装置 - Google Patents

Description

原子力発電所や火力発電所においては配管貫通部や支持構造物などの高所あるいは高放射線量により人が長時間立ち入れない箇所に多量にある設備を定期的に点検する必要がある。従来は高所にある設備に対しては仮設足場を設置し人が直接目視試験で点検をし、高放射線のエリアにある設備に対しては仮設の遮へいを施したり、時間制限をして人が直接目視試験で点検をしていた。またこれらの記録は現場でデジタルカメラで撮影して事務所に帰ってからメモと照合しながら撮影画像を点検記録に入力するなど、手間がかかり、正確性にも不安があった。また前回の点検記録との照合も困難で経年変化をとらえにくかった。本発明はこれら人が容易に近づきにくい箇所にある設備の外観目視点検を、長尺のロボットアームとその先端に取り付けたカメラを使用して、タブレット端末で画像により外観目視点検を行い、前回記録を参照しながら判定してその場で点検記録が作成できる高所遠隔点検装置に関するものである。

従来、高所にある構築物を近傍で撮影する装置として、垂直に立てられた伸縮できるポールの先端に略直角状に取り付けられた棒状の撮影ユニット支持部上を、遠隔操作によって下向きのカメラを有する撮影ユニットが移動し、高所にある構築物を撮影する構造の高所点検装置が知られている。（例えば、特許文献1参照。）

また、地上に立てた伸縮ポールの上端に着脱自在に取り付けられて水平方向に張り出されるアームと、電子式カメラと照明装置とが組み込まれてアームの先端に着脱自在に取り付けられているカメラボックスと、前記カメラに接続されるモニターよりなり、カメラ角度を調整しながら前記モニターに撮影画像を表示させて地上から高所の点検を行えるようにしたことを特徴とする高所点検装置が知られている。（例えば特許文献2参照。）

また、支柱上端にカメラを備え、強風時等に転倒やカメラの揺れを防止するため、軒下等の構築物の下向きの受面と当接して押圧することにより支柱本体に作用する応力で支柱本体を保持する突っ張り具を備えた高所点検装置が知られている。（例えば特許文献3参照）

特開２０１６−９０７６２ 特開２００２−１３１２３４ 特開２００２−２６２１３３

特許文献１の高所点検装置には構築物の上方からの撮影は可能であるが複雑な形状の配管貫通部や支持構造物の周囲全周から撮影することはできないという課題があった。

特許文献２の高所点検装置においては、構築物の下方や側方からの撮影が可能ではあるが、高所に設置された配管の壁貫通部や支持構造物を点検する際にはその構造物の全周から撮影する必要があり、撮影角度に応じてその都度ポールの高さを調整し、ポールを一旦縮めてアームの張り出しを変更するかポールの位置を横方向に変えてカメラの位置を変更する必要があり、効率が悪い。また、配管等が密集している個所では撮影位置が確保できないケースがあり、さらに、どの部分を点検しているかを同定することが困難で、画像が目視試験の条件を満たしていることの確認も困難である。

特許文献３の高所点検装置においては、支柱を保持しカメラの揺れを防止するため構築物の下向きの受面が必要となり、必ずしも下向きの受面が存在するとは限らない原子力発電所等における壁面の貫通部の点検に適用することは困難である。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、原子力発電所等において高所や近接できない箇所に密集して配置されている配管壁貫通部や支持構造物等を効率よく、かつ、所定の基準に適合する条件で点検する高所遠隔点検装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る高所遠隔点検装置は、伸縮可能なポールの先端に手元の操作用アームの直接的な操作あるいはタブレット端末での単純な操作により操縦される複数の関節あるいは伸縮するアームを持ったロボットアームが装着され、その先端にカメラが取り付けられ、手元のタブレット端末の画像により、目視試験の要件への適合性を確認できるとともに点検対象の確認およびあらかじめタブレット端末内に記憶している前回点検記録を参照しながら良否判定を行い、その画像を記録し、その場で点検記録の作成ができる構造を持つ。

また、当該ポール先端付近に装着された保持器を壁面や配管表面等に吸着させることによって、当該ポールが揺れないように保持する構造を持つ。

これにより密集して配置された配管等の隙間からロボットアームをポールに沿って直線上に伸ばした状態で点検対象箇所の近傍まで差し込み、保持器を近傍の壁面や配管表面等に吸着させてポールを安定させ、その後ロボットアームを遠隔で操作して点検対象箇所にカメラを向けることができる。

また、例えばスライドアームを持った３軸の伸縮式ロボットアームを操作することにより、あるいは、例えば６軸のロボットアームの各関節を操作することにより、配管の壁貫通部に施工されたシール材の状況を配管の全周にわたって撮影することができる。

また、カメラ画像で点検対象付近に貼られた銘板上の試験条件確認スリットあるいは前記スリットを兼ねたバーコードを読み取ることで、カメラ画像の解像度が発電用原子力設備規格の設計・建設規格に規定された目視試験の試験方法に適合していることが確認でき、さらに、銘板上のバーコードを読み取ることで当該観察箇所があらかじめ計画した点検対象箇所であることが確認できる。

カメラ画像を手元のタブレット端末で確認し、間接目視試験を行い、あらかじめタブレット端末内に記憶している前回点検記録の画像と比較し、良否判定を行い、必要な部分を撮影してその場で検査記録を作成することができる。

手元に設置された操作用アームを操作することで、ポール先端の伸縮式ロボットアームに同じ動きをさせ、カメラを目標箇所に移動してスムーズに点検を行うことができる。

また、タブレット端末の画像上でタップ操作等によりカメラの移動方向または移動目標場所を指示することでロボットアームの動作をコントロールし、複雑なロボットアーム操縦をすることなしにカメラを目標箇所に移動させロボットアーム操縦の熟練者でなくともスムーズに点検を行うことができる。

本発明を使用することにより、通常では近接できない高所あるいは高放射線エリアにある設備の目視点検を遠隔で正確に適正に効率よく実施することができるようになる。

本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例を説明するための全体模式図である。 本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の保持器の模式図である。 本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の伸縮式ロボットアームの模式図である。 本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の伸縮式ロボットアームの操作用アームの模式図である。 本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の電動ロボットアームの模式図である。 本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例のタブレット画面の模式図である。

以下本発明を実施するための形態を説明する。なお本例では無線が使用できない環境を想定して各機器間を有線接続としているが、無線での接続も可能である。

図１は本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例を説明するための全体模式図である。

伸縮ポール１の下部に三脚２が装着され、閉じた状態でも開いた状態でも使用できる。高所の場合は開いて使用したほうが安定する。伸縮ポール１の先端にロボットアーム３が装着され、その先端にカメラ６が装着されている。

ロボットアーム３はコントロールワイヤー５で操作用アーム４と繋がれ、カメラ６はカメラケーブル８でタブレット端末７に繋がれている。

図１において、配管Aが壁を貫通する部分に貫通部シールBが施され、その近傍にバーコードDと試験条件確認スリットEが印刷された銘板Cが貼り付けられている。図１ではロボットアーム３を操作して配管Aをまたいで伸縮ポール１と反対側の貫通部シールBと銘板Cを観察している状況を示している。同様にロボットアーム３を操作することで、配管Aの貫通部シールBの全周を点検することができる。

また、伸縮ポール先端部分は保持器９により大気圧を利用して壁面に固定されており、ロボットアームが動作してもカメラの揺動が最小限に抑えられる。

図２は本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の保持器の模式図である。固定用負圧パッド１３を壁面に押し当て、空気吸引ホース１０を通じて空気吸引機９により固定用負圧パッド内の空気を吸引することで、大気圧により固定足１４が壁面に強く押し当てられ、固定足と伸縮ポールを接続する固定サポート１２により伸縮ポール先端部分が固定された状態で保持される。

図３及び図４は本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の伸縮式ロボットアームとその操作用アームの模式図である。

図４の操作第１段アーム２７を引き上げるとアーム首振りワイヤーa２１が引っ張られ、これに接続された図３の第１段アーム１５が引き上げられる。同様に図４の操作第１段アーム２７を押し下げるとアーム首振りワイヤーb２２が引っ張られ、これに接続された図３の第１段アーム１５が押し下げられる。

図４の操作第3段アーム２９を引き出すと、アーム伸縮ワイヤーa２３が引っ張られ、これに接続された図３の第3段アーム１７が引き出される。同様に図４の操作第3段アーム２９を押し込むと、アーム伸縮ワイヤーb２４が引っ張られ、これに接続された図３の第3段アーム１７が押し込まれる。

図４の操作回転盤３０を時計方向に回すと回転アームワイヤーa２５が引っ張られ、これに接続された図３の回転盤１８が時計方向に回転する。同様に図４の操作回転盤３０を半時計方向に回転させると回転アームワイヤーb２６が引っ張られ、これに接続された図３の回転盤１８が半時計方向に回転する。

図４のモータースイッチ３３を操作しダミーカメラ３４に繋がった操作モーター３２を回転させると、同時にモーターケーブル３５に電流が流れて、これに接続された図３のモーター２０が同様の動きをする。

図５は本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例の電動ロボットアームの模式図である。本例では６軸のロボットアームを示している。

伸縮ポール１の先端に取り付けバンド４９によって取り付けられたベース３８に３６０度回転する回転盤３９が取り付けられている。回転盤３９と一体のショルダー４０の先端にショルダー軸４６を介して第１アーム４１が取り付けられており、その先端にエルボー軸４７を介して第２アーム４２が取り付けられている。これらは各々軸を中心に回転する。第３アーム４３は第２アーム４２の長手軸を中心に回転し、第４アーム４４はリスト軸４８を中心に回転する。先端にカメラ６が取り付けられた第５アーム４５は第４アーム４４の長手軸を中心に回転する。これらのアームを操作することで配管等の障害物の裏側にもカメラ６を位置させることができる。

図６は本発明を適用した高所遠隔点検装置の一例のタブレット画面の模式図である。タブレット端末の画面の中にカメラで撮影中のカメラ画像５０が表示される。この中に写り込んだ銘板Cに印刷された試験条件確認スリットEで０．８ｍｍ以下の線が確認できれば条件適合表示５２に表示し、バーコードDを読み込んで観察箇所があらかじめ計画されていた点検対象箇所と一致する場合はその対象箇所の名称および番号を点検対象表示５１に表示する。この試験条件確認スリットとバーコードは兼用しても良い。

カメラ画像５０を観察し、あらかじめタブレット端末内に記憶していた当該箇所の前回点検画像５３と比較して良否判定を行うことができる。

カメラの方向を変える場合は首振りマーク５４をタップし、カメラを平行移動させたい場合はスライドマーク５５をタップし、カメラを対象物に近づけたり遠ざけたりする場合は前進マーク５６、後退マーク５７をタップすることで簡単にカメラに位置変更ができる。またカメラ画像５０内で任意の場所をタップすればその位置がカメラ画像５０の中心になるように自動でカメラが移動する。

A配管
B貫通部シール
C銘板
Dバーコード
E試験条件確認スリット
１伸縮ポール
２三脚
３ロボットアーム
４操作用アーム
５コントロールワイヤー
６カメラ
７タブレット端末
８カメラケーブル
９保持器
１０空気吸引ホース
１１空気吸引機
１２固定サポート
１３固定用負圧パッド
１４固定足
１５第１段アーム
１６第２段アーム
１７第３段アーム
１８回転盤
１９回転アーム
２０モーター
２１アーム首振りワイヤーa
２２アーム首振りワイヤーb
２３アーム伸縮ワイヤ―a
２４アーム伸縮ワイヤb
２５回転アームワイヤーa
２６回転アームワイヤーb
２７操作第１段アーム
２８操作第２段アーム
２９操作第３段アーム
３０操作回転盤
３１操作回転アーム
３２操作モーター
３３モータースイッチ
３４ダミーカメラ
３５モーターケーブル
３６操作ポール
３７操作台
３８ベース
３９回転盤
４０ショルダー
４１第１アーム
４２第２アーム
４３第３アーム
４４第４アーム
４５第５アーム
４６ショルダー軸
４７エルボー軸
４８リスト軸
４９取り付けバンド
５０カメラ画像
５１点検対象表示
５２条件適合表示
５３前回点検画像
５４首振りマーク
５５スライドマーク
５６前進マーク
５７後退マーク

Claims (1)

1. 原子力発電所や火力発電所において高所あるいは高放射線量により人の接近が困難な箇所に設置された配管貫通部や支持構造物を遠隔で目視点検する装置で、伸縮自在なポールと、その先端に、手元の３個の関節と２本の伸縮アームを持った操作用アームを手で操作することによってコントロールワイヤーを介して操作用アームと同じ動きをする機能を持った操作用アームと同形状のロボットアームと、その先端にカメラを備え、手元のタブレット端末の画像で高所あるいは人の接近が困難な箇所に設置された配管貫通部や支持構造物をその全周にわたって目視点検ができる機能を持ち、ポール先端近傍に、壁面または配管に当接した固定用負圧パッドの内部の空気を吸引して大気圧により固定足を壁面または配管表面に押し付けることによって固定サポートを介してポール先端近傍を保持してカメラの揺動を防止する構造の保持器を備えた、高所遠隔点検装置。
   

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