以下、添付図面を参照しながら各実施形態について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。
(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置1の概要図であって、排水槽の槽内無人化清掃方法を説明する図である。
図1を用いて、排水槽の槽内無人化清掃装置1、排水槽の槽内無人化清掃装置1の手動ロボットアーム2、手動ロボットアーム3について説明する。
図1において、排水槽5は、ビルなどの地下部分で発生した排水を一時的に貯留する汚水槽である。排水槽5は、上面51、側面52(側面52a、側面52b、側面52c、側面52d)、底面53(底面53a、底面53b、底面53c)などで周囲を囲まれた槽である。側面52a、側面52b、側面52c、側面52dは、底面53a、底面53b、底面53に立設して設けられている。
上面51には、図1に示す例では、開口であるマンホール54a、開口であるマンホール54bの2つのマンホールが設けられている。マンホール54a、マンホール54bからは、作業者が排水槽5の中に入ることもできる。
排水槽5の最深部には、側面52c、側面52d、底面53aなどに囲まれた吸い込みビットと呼ばれる窪みが設けられている。吸い込みビットには、排水ポンプ55の吸水口が設けられており、排水槽5に貯留された排水を吸い込み、排水管56を通して、排水槽5より上部に設けられている接続桝57に排出されて一旦受け、この接続桝57から接続桝57より低い位置に設置されている下水管に排出される。この排水の設備により排水槽5に貯留された排水を殆ど全て接続桝57、更に、下水管に排出して、排水槽5をほぼ空の状態にすることができる。
排水槽5には、水位計60a、水位計60b、水位計60cの3つの水位計が深さを変えて設けられている。最も浅い位置に設けられている水位計60aは、警報水位を検出する。警報水位を検出した場合には、アラートが出る。中位の深さの位置に設けられている水位計60bは、始動水位を検出する。始動水位を検出した場合には、排水槽5に貯留された排水の排出を開始する。最も深い位置に設けられている水位計60cは、停止水位を検出する。停止水位を検出した場合には、排水槽5に貯留された排水の排出を停止する。これらの3つの水位計の検出信号は、排水槽5の外部に設けられている制御盤61に送信されて、制御盤61によって排水流出、排水流入などの管理を行う。
高圧液体供給機10は、液体Wを高圧で外部に送り出すものである。図1は、車両に設けられた高圧液体供給機10を示しており、高圧洗浄車11を高圧液体供給機10に用いた例を示している。高圧液体供給機10は、高圧洗浄車11に限定されるものではなく、液体Wを高圧で外部に送り出す機能を有していればよく、据え付け型のものでもよい。
高圧液体供給機10は、望ましくは15MPa以上、より望ましくは20MPa以上の圧力で液体Wを外部に送り出すことができる。また、高圧液体供給機10が送り出す液体Wの量は、40リットル/分程度であることが望ましい。
高圧液体供給機10には、高圧ホース18が接続されており、高圧ホース18は排水槽5の近くまで配設される。高圧ホース18の高圧液体供給機10に接続されている側とは反対側の端部には、ジョイント28が高圧ホース18に接続されている。
ジョイント28には、高圧配管26が接続されている。高圧配管26はマンホール54bを通って排水槽5の中に延設されており、その先端には洗浄ノズル22が接続されている。
高圧液体供給機10から送り出された液体Wは、高圧ホース18の中を通りジョイント28、高圧配管26を介して洗浄ノズル22に供給される。そして、洗浄ノズル22からは、図1の破線で示す液体W1、液体W2のように液体Wが噴出する。洗浄ノズル22は、液体Wの圧力により連続回転しながら液体Wを噴出するように構成されていてもよい。
洗浄ノズル22は、図1で示すとおり、液体W1、液体W2の方向に液体Wを噴射するように配置されており、高圧配管26が接続されている部分を中心にして回転しながら噴射することで360°の全域の円盤状及び中空円柱状に液体Wを噴射することができる。また、洗浄ノズル22を上下方向及び水平方向に移動させながら噴射することで、底面53a、底面53bのほぼ全域を洗浄することができる。
マンホール54a、マンホール54bは排水槽5の両端部付近に設けられている。これは作業者が排水槽5の中に入るために用いるステップが、側面52a、側面52bに設けられているためである。
洗浄ノズル22に接続されている高圧配管26は、図1に示す例では、くの字形状をしている。このようにすることで、マンホール54bを通って、排水槽5の中央よりに洗浄ノズル22を配置することができるとともに、高圧配管26を回転することで、洗浄ノズル22を、例えば、図1の洗浄ノズル22Aのように配置することができ、液体Wの噴射方向を適宜変えることができるため、底面53cなど、排水槽5のより広い範囲を確実に洗浄することができる。このように、手動ロボットアーム2は、洗浄ノズル22と、高圧配管26と、を有している。また、図1に示す例では、手動ロボットアーム2は、高圧配管26を取り付けるポール20を有している。高圧配管26が柔軟性のある状態の場合に、高圧配管26を剛性のあるポール20に固定して支持することで、高圧配管26が所定の形態を維持することができる。そして、手動ロボットアーム2は、例えば、伸縮自在に構成してもよく、人(作業者)が操作するものである。なお、ポール20は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有するようにしてもよい。また、ポール20は、ジョイント28に対して回転可能に支持されるようにしてもよい。
ジョイント28には、高圧配管26、ある場合にはポール20を上下に移動したり、回転させたりする駆動部及びこの駆動部を制御する制御部を有する自動制御装置が組み込まれているようにしてもよい。これにより、高圧配管26やポール20を上下に移動したり、回転させたりして洗浄ノズル22の位置や噴射方向を伸縮自在の手動ロボットアーム2で操作するが、人手を用いないで自動で行うことができ、排水槽5の全体の洗浄を行うことができる。
ジョイント28の駆動部には、高圧配管26などを上下に移動したり、回転させたりするアクチュエータ、高圧配管26などを移動及び回転可能に支持する軸受、高圧配管26を固定する把持部、高圧配管26の位置や角度を検出するセンサーなどが設けられている。
また、ジョイント28の制御部には、センサーから発信された信号を受信する入力部、入力部からの信号を処理し、これに基づいてアクチュエータに対して駆動指令を送信するCPU、CPUが送信する駆動指令のパターンを記憶するメモリが設けられている。
予め、メモリに洗浄する排水槽5に合わせた動作パターンを記憶させておき、CPUはこのパターンとセンサーから入力される信号に基づいてアクチュエータの駆動指令を発信する。このようにすることで、人が操作する手動ロボットアーム2を、自動で操作できるようになり、排水槽5を自動で洗浄することができる。
なお、自動制御装置は、ジョイント28とは別に設けられてもよい。この場合、ジョイント28は、高圧ホース18と高圧配管26を接続するために設けられており、高圧配管26の支持、固定、駆動、制御などは自動制御装置が行う。このように構成しても、人が操作する手動ロボットアーム2を、自動で操作できるようになる。
高圧配管26やポール20の形状や洗浄ノズル22の噴射方向は例示である。例えば、高圧配管26やポール20をクランク形状にしてもよく、これ以外の形状にしてもよい。
図1で示すように、洗浄ノズル22は、複数の方向である液体W1と液体W2に同時に噴射する。洗浄ノズル22は、液体Wを複数の方向である液体W1と液体W2に同時に噴射することで、排水槽5の底面53aなど及び側面52aなどに同時に液体Wを噴射して洗浄することができる。このようにすることで、排水槽5の洗浄をより確実かつ効率的に行うことができる。
また、高圧配管26やポール20の形状を排水槽5に合わせて適宜変更することで、更に確実な洗浄をすることができる。また、図1に示すように、排水槽5が大きく、複数のマンホール54a、マンホール54bを備えている場合には、複数のマンホール54a及びマンホール54bから洗浄ノズル22を排水槽5に入れて全体を洗浄するようにしてもよい。
図1において、マンホール54aから手動ロボットアーム3が設置されている。手動ロボットアーム3は、バキュームホース75の先端に設けられた液体吸込口76が排水槽5の底面53aに近接して配置されている。液体吸込口76は、バキュームホース75、バキュームホース71により図2で示すバキュームポンプ70に接続されている。バキュームホース75とバキュームホース71は、ジョイント78により接続されている。バキュームホース75が、柔軟性のある状態の場合に、バキュームホース75を剛性のあるポール80に固定して支持することでバキュームホース75が所定の形態を維持することができる。そして、手動ロボットアーム3は、例えば、伸縮自在に構成してもよく、人(作業者)が操作するものである。ジョイント78は、手動ロボットアーム2のジョイント28と基本的に同じ構成、同じ作用をするものである。なお、ポール80は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有するようにしてもよい。また、ポール80は、ジョイント78に対して回転可能に支持されるようにしてもよい。
液体吸込口76は、排水槽5に貯留された貯留液体Vを吸い込んでバキュームポンプ70に送るものである。すなわち、液体吸込口76は、液体Wを洗浄ノズル22から排水槽5に噴射して排水槽5を洗浄した後に、排水槽5の中に貯留した貯留液体Vを吸い込んで抜くためのものである。また、液体吸込口76は、液体Wを洗浄ノズル22から排水槽5に噴射して排水槽5を洗浄した後に、洗浄に用いた液体Wは貯留液体Vになるため、これを吸い込んで抜くためのものである。
バキュームホース75、ある場合にはポール80は、図1ではクランク形状であり、バキュームポンプ70、ジョイント78の側の端部と液体吸込口76の側の端部が排水槽5の底面53aなど及び側面52aなどの方向に向けて離れて配置されている。このため、ジョイント78を中心に回転することで、排水槽5における液体吸込口76の水平方向の位置を変更できる。排水槽5の最も深い場所である底面53aの上の水平方向の位置に設定し、順次降ろして底面53aに近接した位置に配置する。この位置で液体吸込口76が貯留液体Vを吸い込むことで、排水槽5の中の全ての貯留液体Vを吸い込んで抜くことができる。
図2は、本発明の実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置1の高圧洗浄車11の概要図である。
図2を用いて、高圧洗浄車11について説明する。
高圧洗浄車11は、自動車に液体タンク12、加温器15、高圧ポンプ17などを設置したものであり、通常の自動車と同じように走ることができる。このようにすることで、様々な場所に設けられている建築物の排水槽5の洗浄をより機動的に、利便性高く行うことができる。また、排水槽5に貯留された排水を接続桝57に排出することができない施設の場合には、高圧洗浄車11は、更に、バキュームポンプ70、回収タンク73などを設置してもよい。
液体タンク12と加温器15は、配管13で接続されている。配管13にはポンプ14が設けられている。また、配管13には、液体接触板31が配置されている。液体タンク12には、液体Wが貯留される。
加温器15は、その中に液体Wを貯留し、貯留された液体Wを加温することができる。加温器15は、例えば、燃料を燃焼させて加温するボイラーを用いてもよく、電気を用いて加温する電気温水器でもよい。加温器15は、液体Wを沸騰させることが可能であるが、所定の温度を設定し、設定温度になると保温して設定温度を維持するようにしてもよい。
加温器15と高圧ポンプ17は、配管16で接続されており、所定の温度の液体Wが高圧ポンプ17に吸引されて、高圧ポンプ17に接続された高圧ホース18の中に高圧の液体Wが送り出される。高圧ポンプ17には、例えば、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプなどが用いられてもよい。
バキュームポンプ70は、回収タンク73と配管72で接続されている。そして、バキュームポンプ70は、液体吸込口76から排水槽5に貯留された貯留液体Vを吸い込んでバキュームホース75、バキュームホース71、更に、配管72を通して回収タンク73の中に貯留液体Vを回収する。
図3は、本発明の実施形態に係る手動ロボットアーム2の洗浄ノズル22、高圧配管26の概要図である。
図3を用いて、洗浄ノズル22、高圧配管26について説明する。なお、図3に示す手動ロボットアーム2は、ポール20が設けられていない場合を示している。
図3において、高圧配管26は、端部26a、26g、配管26c、26eが接続部26b、26d、26fによって接続されている。接続部26dは、くの字状に曲がった形状であり、これにより、全体として、くの字形状の高圧配管26を構成している。なお、高圧配管26は、1本の管を曲げて構成してもよい。
端部26aは、ジョイント28に接続されている。すなわち、端部26aは、高圧液体供給機10の側に設けられている。一方、端部26gは、洗浄ノズル22に接続されている。すなわち、端部26gは、洗浄ノズル22の側に設けられている。そして、図1に示すように、高圧液体供給機10の側の端部26aと洗浄ノズル22の側の端部26gが排水槽5の底面53aなど及び側面52aなどの方向に向けて離れて配置されている。
洗浄ノズル22は、接続部22aによって、高圧配管26の端部26gと接続されている。接続部22aから配管22bが接続され、更に、胴体22cに接続されている。胴体22cは、配管22dを介して洗浄ノズル先端部22e、22fが一体的に設けられている。図3においては、洗浄ノズル先端部22e、22fが各2つ設けられた場合を示しているが、これに限定されず、洗浄ノズル先端部22e、22fはそれぞれ1つや3つでもよく、4つ以上でもよい。
高圧液体供給機10から送り出された液体Wは、高圧ホース18、ジョイント28を介して高圧配管26に送られて、更に、洗浄ノズル22に至る。そして、液体Wは、洗浄ノズル先端部22e、22fから図3の破線に示すようにほぼ水平方向の液体W1及び斜め下方向の液体W2に噴射される。液体Wの噴射方向は、水平方向及び斜め下方向に限定されず、例えば、斜め上方向や真下方向に向けて噴射してもよい。
手動ロボットアーム2の洗浄ノズル22において、胴体22c、洗浄ノズル先端部22eは、接続部22aに対して、接続部22aの中心軸、すなわち、洗浄ノズル先端部22e、22fから離れた中心軸を中心にして回転可能に設けられている。そして、液体Wの圧力により胴体22c、洗浄ノズル先端部22e、22fは、R方向に回転しながら液体Wを噴射する。
すなわち、図1に示すように、洗浄ノズル22は、洗浄ノズル先端部22e、22fから離れた中心軸、すなわち、洗浄ノズル先端部22e、22fを通らない中心軸を中心に回転しながら液体Wを排水槽5の底面53a、底面53b、底面53cなど及び側面52a、側面52bなどに向けて同時に噴射する。これによって、洗浄ノズル22は、排水槽5の底面53a、底面53b、底面53cなど及び側面52a、側面52bなどを確実かつ効率的に洗浄することができる。
洗浄ノズル22、高圧配管26は、図3においてX方向、Y方向、Z方向に移動することができる。また、洗浄ノズル22は、ジョイント28の中心軸を中心にして、S方向に回転可能に設けられている。このようにすることで、排水槽5の底面53a、底面53b、底面53cなど及び側面52a、側面52bなどの全域を確実に洗浄することができる。
図4は、本発明の実施形態に係る液体接触板31の正面図及び側面図である。図4(A)が正面図であり、図4(B)が側面図である。
液体Wには、水流通路内に配設されたハイブリッドセラミックを有する水改質装置、例えば、都市拡業株式会社製の「ザ・バイオウォーター(登録商標)」により製造することができる改質水を使用することができる。ハイブリッドセラミックは、4.4μm以上15.4μm以下の波長の遠赤外線を92%以上の積分放射率で放射するセラミックである。このハイブリッドセラミックが積分放射率で遠赤外線を放射することは、神奈川県産業技術センターにより「産セ第033-00132号」に係る「分析、試験等成績書」により明らかにされている。
都市拡業株式会社製の水改質装置に代表される水改質装置は、水を流通させる鋼管、例えば円筒管内に配置される水接触板を有する。本実施形態において、水接触板は、例えば、図4(A)及び図4(B)に示す液体接触板31である。
図4(A)及び図4(B)に示されるように、液体接触板31において、32は円盤基体であり、この円盤基体32は円盤状に形成されている。円盤基体32の直径は、円盤基体32の外縁とこの円盤基体32を配置する円筒管体である配管13の内周面との間に僅かの間隙が生じるように、適宜に決定されることができる。なお、配管13が円筒管体でない場合には、その軸直角断面形状に合わせて、液体接触板31の形状は適宜選択されることになり、円盤基体32は、例えば、多角形とされることもある。
33は液流通堰堤部であり、この液流通堰堤部33はこの液流通堰堤部33に向かって流通する液体Wを塞き止める作用を有する。液流通堰堤部33は、液体接触板31の中心に設けられた貫通孔34の周囲縁辺に形成されたボス35の外周面から液体接触板31の外縁に向かって形成される3個の湾曲凸状板36を有する。この湾曲凸状板36は、円盤基体32の水向流面から所定の一定の高さを有する湾曲板部36aとその湾曲板部36aの頂上部から円盤基体32の平面へと向かって傾斜する傾斜板部36bとを備える。また、この円盤基体32には、液流通堰堤部33に囲繞される領域それぞれに、9個の貫通流通孔37が設けられる。
このように形成された液体接触板31の表面にはハイブリッドセラミックの薄膜が形成されている。すなわち、液体接触板31はセラミックを含んでいる。
この液体接触板31の貫通孔34には挿通軸(図示せず。)が挿通される。挿通軸を貫通孔34に挿通することにより挿通軸に液体接触板31が固定される。挿通軸には適宜の数の液体接触板31が固定的に装着される。挿通軸に挿通された液体接触板31は、図2で示すとおり、液体Wが流通する配管13の内部に装入配置される。
これら単体又は複数の液体接触板31を配置した配管13の中に液体Wが流通すると、流通する液体Wがハイブリッドセラミックの薄膜と接触することにより、改質される。液体接触板31に接触する液体Wは貫通流通孔37を通過し、また液体接触板31における傾斜板部36bと配管13の内壁とで形成される間隙、及び液体接触板31の外縁と配管13の内周面とで形成される間隙を通過して行く。この液体接触板31は邪魔板の作用を発揮することにより、液体接触板31の水向流面で激しい乱流が形成され、この乱流による水分子のハイブリッドセラミックの薄膜に対する激しい衝突によっても、液体Wの改質が促進される。
液体接触板31は図2において、配管13の中に配置されているが、これに限定されるものではなく、例えば、液体タンク12や加温器15に配置してもよく、配管16の中に配置してもよい。また、液体接触板31は、図4(A)及び図4(B)に示される形状に限定されず、例えば、単なる円形や多角形の板でもよく、孔が板の全域に設けられていてもよいものであり、液体接触板31が配置される状況に応じて適宜選択される。
液体Wをこのハイブリッドセラミックで処理することにより、「制菌力」、「洗浄力」、「環境浄化力」及び「改質持続力」のうちの少なくとも1つ以上の改質効果が達成される。このように改質された液体Wにより排水槽5の洗浄を行うことで、より確実な洗浄を行うことができる。
液体Wは、35℃以上80℃以下であることが望ましく、より好適には40℃以上65℃以下であることが望ましく、更には50℃以上60℃以下であることが望ましい。このようにすることで、油脂を含んだ排水槽5の付着物を溶融させたり、柔らかしたりして剥離し易くして、より確実な洗浄が行えるようになる。
油脂を分解して、バキュームで吸引するには、完全に液状化する必要があり、そのためには、35℃以上80℃以下の温水で洗浄することが重要である。
液体Wは、水を主成分とし、これにアルカリビルダーを含有することでもよい。このようにすることで、界面活性が向上し、排水槽5の付着物が剥離し易くなり、より確実な洗浄が行えるようになる。アルカリビルダーとしては、例えば、無機系のアルカリビルダーは炭酸塩(炭酸ナトリウムなど)、珪酸塩、硼酸塩など、有機系のアルカリビルダーはジエタノールアミンなどが用いられる。
また、液体Wは金属封鎖剤(キレート剤)を含有することでもよい。このようにすることで、排水にカルシウム、マグネシウム、鉄、銅などの多価の金属イオンが含まれている場合であっても、これらの金属イオンを取り囲むようにして配位を起こして、界面活性を維持することができ、排水槽5の付着物が剥離し易くなり、より確実な洗浄が行えるようになる。金属封鎖剤としては、例えば、グルコン酸ナトリウム、エチレンジアミンアトラ酢酸、ポリリン酸のナトリウム塩などが用いられる。
更に、液体Wは、次亜塩素酸ナトリウムを含有することでもよい。このようにすることで、酸化作用により有機物を酸化することにより有機物の除去、汚れの除去、殺菌消毒などにより、排水槽5の付着物が剥離し易くなり、より確実な洗浄が行えるようになる。
アルカリビルダー、金属封鎖剤、次亜塩素酸ナトリウムは、これらを適宜組み合わせて液体Wに含有することでもよい。すべてを含有することでもよく、2つを組み合わせることでもよい。それぞれが有する効果を発揮することで、排水槽5のより確実な洗浄が行えるようになる。これらの含有割合は適宜決定されるが、アルカリビルダー、金属封鎖剤、次亜塩素酸ナトリウムのいずれが主成分としてもよく、また、これらを等量含有することでもよい。
図2において、高圧洗浄車11に設けられた液体タンク12に液体Wを注入して貯留する。この液体Wにアルカリビルダー、金属封鎖剤、次亜塩素酸ナトリウムを適宜組み合わせて含有する。この液体Wを、配管13に設けられたポンプ14で吸引して加温器15に送り出す。この際、液体Wは、配管13に設けられた液体接触板31と接触して改質される。改質された液体Wは、加温器15によって35℃以上80℃以下の設定温度に加温されて、その後保温され、設定温度に維持されて貯留される。
排水槽5の洗浄を行う場合には、加温器15に貯留された液体Wは、高圧ポンプ17に吸引されて、高圧ポンプ17に接続された高圧ホース18の中に高圧の液体Wが送り出される。
液体Wは、高圧ホース18の中を通りジョイント28、高圧配管26を介して洗浄ノズル22に供給される。そして、洗浄ノズル22からは、図1の破線で示すように液体Wが高い圧力で噴射される。洗浄ノズル22は、液体Wの圧力により連続回転しながら水平方向あるいは下方向に向けて液体Wを噴射する。また、洗浄ノズル22を上下方向及び水平方向に移動させながら、更に、高圧配管26を回転させながら液体Wを噴射することで、排水槽5の全体に液体Wを噴射することができるため、排水槽5を確実に洗浄、清掃することができる。
また、高圧配管26をくの字形状に構成することで、マンホール54a、マンホール54bから排水槽5の中に入れ洗浄ノズル22を中央付近に配置することができるため、排水槽5の全域の洗浄がより確実に行える。
そして、液体接触板31により改質され、設定温度に維持された液体Wは、更に適宜組み合わせて含有するアルカリビルダー、金属封鎖剤、次亜塩素酸ナトリウムの効果により、排水槽5に付着した様々な汚れを効果的に洗浄、清掃する。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、排水槽5を液体Wで洗浄する手動ロボットアーム2、3を用いた排水槽の槽内無人化清掃方法であって、液体Wを送り出す高圧液体供給機10から液体Wを送り出す高圧液体供給工程と、先端に洗浄ノズル22を保持し長さが変化するように伸縮可能なポール20の長さを変化させて洗浄ノズル22を位置決めする位置決め工程と、長尺状に形成されたポール20の先端に回転可能に保持された洗浄ノズル22が、液体を噴射する洗浄ノズル先端部22e、22fから離れた中心軸を中心に回転しながら高圧液体供給機10から送り出された液体Wを噴射して洗浄する洗浄工程と、を有する。また、例えば図1に示す例のように高圧液体供給機10と洗浄ノズル22を接続し、高圧液体供給機10の側の端部と洗浄ノズル22の側の端部が底面53(底面53a、底面53bなど)及び側面52(側面52a、52bなど)の方向に離れて配置された高圧配管26を高圧液体供給機10の側の端部を中心に回転させて、洗浄ノズル22を位置決めする位置決め工程を有するようにしてもよい。更に、洗浄ノズル22が、液体Wを噴射する洗浄ノズル先端部22e、22fから離れた中心軸を中心に回転しながら高圧液体供給機10から送り出された液体Wを、同時に排水槽5の底面53及び側面52に向けて噴射して洗浄する洗浄工程を有するようにしてもよい。すなわち、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、上記の高圧液体供給工程と、位置決め工程と、洗浄工程と、を有する。また、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、手動ロボットアーム2、3を用いた排水槽の槽内無人化清掃方法であって、一端に排水槽5において貯留液体Vを吸い込む液体吸込口76を備え、他端に貯留液体Vを吸い取るバキュームポンプ70が接続されたバキュームホース71、75により貯留液体Vを吸い込んで液体吸込口76からバキュームポンプ70に送る液体吸込み工程と、長さが変化するように伸縮可能なポール80の長さを変化させて液体吸込口76の位置を変える位置変更工程と、を有するようにしてもよい。更に、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、手動ロボットアーム3によりバキュームホース71、75などを用いて実行される液体吸込み工程の前に、手動ロボットアーム2及び手動ロボットアーム3に含まれない構成である排水ポンプ55によって排水槽内の貯留液体Vを吸い込む前処理液体吸込み工程を有するようにしてもよい。この前処理液体吸込み工程は、手動ロボットアーム2による洗浄工程及び手動ロボットアーム3による液体吸込み工程の前に実行され、排水ポンプ55、排水管56により貯留液体Vを接続桝57に排水して、更に下水管に排水するものである。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100の、手動ロボットアーム101の排水槽5への設置を示す図である。第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100は、第1実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置1に対して高圧液体供給機10からジョイント28までは共通であり、ジョイント28から洗浄ノズル120までが異なるものであり、以下、主に、第1実施形態と異なる内容について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
図5において、排水槽5の上面51には排水槽5の外部と内部をつなぐ貫通孔であり開口であるマンホール160が設けられている。一般的にマンホール160は様々な大きさ、形状で設けられ、例えば、一辺が70cmから100cm程度の正方形に設けてもよく、直径が70cmから100cm程度の丸形状に設けてもよい。
排水槽5への手動ロボットアーム101の設置について説明する。まず、排水槽5の上面51に設けられたマンホール160(図5で破線で示す)の上に、ステージ150を設置する。ステージ150はマンホール160に対して、動かないように固定することが望ましい。
手動ロボットアーム101は、このステージ150に、洗浄ノズル120が排水槽5の底面53の側に取り付けられた状態で設置する。洗浄ノズル120を高圧液体供給機10と接続して洗浄ノズル120に液体を供給可能にして設置が完了する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る手動ロボットアーム101の斜視図である。
図6に示すように、ステージ150に対して、手動ロボットアーム101が略垂直に設置されている。ステージ150は、中央に軸受固定孔150aと、その周辺に窓150bが設けられており、窓150bからは、排水槽5の内部が見えるようになっている。窓150bは、透明な樹脂等を設けて、排水槽5の中に物を落とすのを防止するようにしてもよい。
手動ロボットアーム101は、カバー102と、カバー102に上下動可能であってステージ150に対して高さを変更可能に設けられたアーム130と、アーム130の下部アーム133の端部に取り付けられた洗浄ノズル120と、を有している。洗浄ノズル120は、高圧配管121によってジョイント28を介して高圧ホース18と接続されており、高圧液体供給機10から液体Wが供給されるようになっている。
カバー102は、上部カバー103と、中間カバー104と、下部カバー105と、を有しており、下部カバー105の下側には、下部プレート106が設けられており、カバー102の全体がステージ150に回転可能に設けられている。
図7は、本発明の第2実施形態に係るカバー102の上部を示す図である。
図7に示すように、カバー102の上部において、アーム130を上下動させるための昇降ワイヤー109が昇降ワイヤー用滑車110に掛けられている。昇降ワイヤー109は、アーム130の上部に設けられた昇降ワイヤー取付部138に一方の端部が取り付けられており、反対側の端部はウインチ107によって巻き取りと放出が行われ、昇降ワイヤー109の長さを変化させることでアーム130の上下方向の位置が調整できるようになっている。ウインチ107は、カバー102に設けられたウインチ取付部108に取り付けられており、ハンドル107aを回すことによって昇降ワイヤー109の巻き取りと放出が行われる。
図8は、本発明の第2実施形態に係る洗浄ノズル120が上端位置にある場合を示す図である。
図8に示すように、アーム130が昇降ワイヤー109によって上端位置に引き上げられており、図6に示す下端位置との間でカバー102、したがって、ステージ150に対して、上下動可能になっている。これにより、アーム130の下部アーム133の端部に取り付けられた洗浄ノズル120が上端位置と下端位置の間で矢印Lに示すように上下動可能になっている。
カバー102には、側面孔102aが上部から下部に亘って設けられており、側面孔102aからカバー102の中に設けられたアーム130の引上げワイヤー取付部141がカバー102の外部に突出して上下動可能になっている。
図9は、本発明の第2実施形態に係る洗浄ノズル120の回転を示す図である。
カバー102は、ステージ150に対して回転可能に設けられており、カバー102に設けられたアーム130も同様にステージ150に対して回転可能に設けられている。図9では、アーム130が湾曲して先端に取り付けられた洗浄ノズル120が引き上げられた状態を示しており、アーム130が回転することで洗浄ノズル120が矢印Mで示すように両方向に2点鎖線で示す円周上を360°回転可能になっている。
図10は、本発明の第2実施形態に係るカバー102の回転の構造を示す概略図である。
図10において、ステージ150の軸受固定孔150aに軸受115の外輪115aの外周面が嵌合してステージ150に軸受115が固定されている。更に、外輪115aの下部に設けられた外輪凸部115aaがステージ150の一部であるベース150cに設けられた孔に嵌合して、外輪115aがステージ150に対して回転できないように固定されている。
カバー102の下部カバー105には下部プレート106が固定されている。下部プレート106の下に回転板114が下部プレート106の孔106aにピン114aが嵌合することで下部プレート106と一体に設けられている。軸受115の内輪115bの上部に設けられた内輪凸部115baが回転板114に設けられた孔に嵌合して、内輪115bがカバー102に対して一体的に回転するように固定されている。
軸受115の内輪115bは外輪115aに対して回転可能なため、内輪115bに固定された回転板114と、内輪115bに回転板114によって固定されたカバー102は、外輪115aに固定されたステージ150に対して回転可能に設けられている。なお、軸受115に取り付け孔を設けて、軸受115をステージ150及びカバー102に対して、例えば、ねじによって固定するようにしてもよい。
図11は、本発明の第2実施形態に係るカメラ116の設置を示す図である。
図11は、排水槽5の内部からステージ150を見た図であり、カメラ116は、排水槽5の内部を撮影するように設けられている。図11に示すようにカメラ116は、カバー102の下部プレート106に取り付けられており、ステージ150に対して回転可能に設けられている。カバー102は、ステージ150に対して360°回転可能に設けてもよく、この場合、カメラ116は、排水槽5の内部を全周、全域に亘って撮影することができ、洗浄作業の状況を常時監視することができる。
なお、図10において、回転板114と下部プレート106は別体として示されているが、これらを一体化して、回転板114にカメラ116とカバー102の下部カバー105を取り付けて設けるようにしてもよい。すなわち、ステージ150に回転可能に設けられた回転部である回転板114が、カメラ116を備えるようにして、ステージ150に対してカメラ116を、回転可能に設けるようにしてもよい。回転板114は、ステージ150に対して、例えば、360°回転可能に設けてもよく、この場合、カメラ116は、排水槽5の内部を全周、全域に亘って撮影することができ、洗浄作業の状況を常時監視することができる。また、回転部が軸受115の内輪115bであり、回転部である内輪115bにカバー102やカメラ116を取り付けるように構成してもよい。
図12は、本発明の第2実施形態に係るアーム130の上部を示す図である。
アーム130には、上部アーム131の上部に昇降ワイヤー109を掛ける昇降ワイヤー取付部138が設けられている。昇降ワイヤー取付部138は、例えば、凹状に設けられた2枚のプレート138a、プレート138bに設けられた貫通孔にピン138cを通して装着し、このピン138cに昇降ワイヤー109を掛けるようにしてもよい。
上部アーム131は下側の上部連接部135において中間アーム132と相互に回動可能に連接されている。上部連接部135は、例えば、上部アーム131の下端に設けられた下部凸部131bを中間アーム132の上端に設けられた上部凹部132bに挿入し、下部凸部131b及び上部凹部132bに設けられた貫通孔に連接ピン135aを通して装着し、回動可能に連接するようにしてもよい。
上部アーム131は上部に引上げワイヤー取付部141を有している。引上げワイヤー取付部141は、対向して設けられたプレート141aとプレート141bに長穴141aaと長穴141baが設けられており、長穴141aaと長穴141baにワイヤー取付ピン142が装着され、長穴141aaと長穴141baの最下部の位置におけるワイヤー取付ピン142Aと最上部におけるワイヤー取付ピン142Bの間で上下動が可能に設けてもよい。
上部アーム131はワイヤー掛け部131aを備え、中間アーム132はワイヤー掛け部132aを備えており、ワイヤー取付ピン142に端部が取り付けられた引上げワイヤー140がワイヤー掛け部131aとワイヤー掛け部132aに掛けられて、反対側の端部が下部アーム133に取り付けられる。
引上げワイヤー140は、最下部の位置におけるワイヤー取付ピン142Aと最上部の位置におけるワイヤー取付ピン142Bの間の距離に相当する長さが変化可能になっている。ワイヤー取付ピン142は図示しない駆動部により上下動をするように駆動される。引上げワイヤー140の長さを変化させる手段は、図12に示す構成に限定されず、例えば、図7に示すウインチ107のように、巻き取り及び放出により引上げワイヤー140の長さを変化させるようにしてもよい。
ワイヤー掛け部131a、ワイヤー掛け部132aは、図12に示すように滑車を用いて滑らかに引上げワイヤー140が上下動するようになっているが、これに限定されるものではない。例えば、ワイヤー掛け部131a、132aをリング状に設けて、この中に引上げワイヤー140を通すようにしてもよい。
図13は、本発明の第2実施形態に係るアーム130の下部を示す図である。
図13において、下部アーム133は、下部連接部137おいて中間アーム132と相互に回動可能に連接されている。下部連接部137は、上部連接部135と同様に、例えば、中間アーム132の下端に設けられた下部凸部132cを下部アーム133の上端に設けられた上部凹部133bに挿入し、下部凸部132c及び上部凹部133bに設けられた貫通孔に連接ピン135aを通して装着し、回動可能に連接するようにしてもよい。
下部アーム133は、中間アーム132に連接される側と反対側に洗浄ノズル120が取り付けられている。下部アーム133の中で洗浄ノズル120と高圧配管121が接続されている。また、ワイヤー取付部133aには、ワイヤー掛け部132aに掛けられた引上げワイヤー140が取り付けられている。
図14は、本発明の第2実施形態に係る洗浄ノズル120の引き上げを示す図である。
図14において、ステージ150に対して略垂直に取り付けられたカバー102に同様に垂直に取り付けられたアーム130が破線で示されている。この状態において、アーム130の下側(図5において排水槽5の底面53の側)の端部に取り付けられた洗浄ノズル120は、下側(図5において排水槽5の底面53の側)に向けた方向を向いており、液体Wを排水槽5の底面53の方向に噴射する洗浄ノズル120Aの配置になっている。
洗浄ノズル120Aの配置において、図12において、ワイヤー取付ピン142を、最下部のワイヤー取付ピン142Aの位置から最上部のワイヤー取付ピン142Bの位置に上げると、引上げワイヤー140がワイヤー取付ピン142Aとワイヤー取付ピン142Bの間の距離に相当する長さだけ変化する。
すなわち、上部アーム131のワイヤー掛け部131aと下部アーム133のワイヤー取付部133aの間に係る引上げワイヤー140の長さが、ワイヤー取付ピン142Aとワイヤー取付ピン142Bの間の距離に相当する長さだけ短くなる。これによって、中間アーム132のワイヤー掛け部132a、下部アーム133のワイヤー取付部133aに上方に引き上げる力が作用し、中間アーム132と下部アーム133が引き上げられ、これによって、矢印Nで示すように、下部アーム133に取り付けられ下側を向き略垂直方向の洗浄ノズル120Aから略水平方向(図16において排水槽5の側面52bに向けた方向)の洗浄ノズル120Bに回動させて側面52bに近接させるように動作する。
図12において、ワイヤー取付ピン142Bからワイヤー取付ピン142Aに位置を戻すことによって、ワイヤー掛け部131aからワイヤー取付部133aの引上げワイヤー140の長さが変化する(長くなる)ため、図14において、洗浄ノズル120Bの位置から洗浄ノズル120Aの位置に戻る。
図14に示すように、中間アーム132は、複数のジョイントアーム132dと、複数のジョイントアーム132dを回動可能に連接する中間連接部136と、を有するようにしてもよい。ジョイントアーム132dと中間連接部136の数は、排水槽5の大きさに応じて適宜選択される。図13では、ジョイントアーム132dが5つ、中間連接部136が4つの場合を示しているが、これに限定されるものではない。中間連接部136は、上部連接部135などと同じように、凸部を凹部に挿入し、凸部及び凹部に設けられた貫通孔に連接ピンを通して装着し、回動可能に連接するようにしてもよい。
上部連接部135の連接ピン135aと中間連接部136の連接ピン136aと下部連接部137の連接ピン137aは相互に平行にすることで、上部アーム131に対して中間アーム132と下部アーム133が同じ方向に回動するようになり、図14に示すようにスムーズに湾曲して洗浄ノズル120を引き上げることができる。
図15は、本発明の第2実施形態に係る洗浄ノズル120の動作を示す上面図である。
図16は、本発明の第2実施形態に係る洗浄ノズル120の動作を示す正面図である。
図15、図16により、洗浄ノズル120の動作について説明する。
図15、図16に示すように、洗浄ノズル120は、排水槽5に対して、矢印Lで示す底面53から上面51の方向への上下動、矢印Mで示す回転、及び、矢印Nで示す引き上げ・引き下げの3つの動作が可能に構成されている。この3つの動作を組み合わせることで、排水槽5のほぼ全域に洗浄ノズル120から液体Wを噴射して、洗浄することができる。
洗浄ノズル120が底面53を向いた洗浄ノズル120Aから側面52(側面52bなど)を向いた洗浄ノズル120Bに引き上げることで、洗浄ノズル120を側面52bなどに近接させるように構成されているため、例えば、マンホール160から離れた側面52bに強い勢いで液体Wを噴射することができる。この状態で、矢印Mの方向に回転することで、側面52b、52e、52fを洗浄することができる。
洗浄ノズル120Aと洗浄ノズル120Bの間の位置である洗浄ノズル120Cに引き上げることで、図15に示すように360°全周に亘って回転することができるため、側面52(52a、52b、52e、52f)や底面53(53a、53b、53c)のほぼ全域を洗浄することができる。なお、洗浄ノズル120を略水平方向の洗浄ノズル120Bより更に上向きにするように構成してもよい。
第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101は、底面53と、底面53に対して立設する側面52と、底面53に対向する上面51と、上面51に設けられたマンホール160と、を有する排水槽5を液体Wで洗浄するものである。この排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101は、液体Wを送り出す高圧液体供給機10と、高圧液体供給機10から送り出された液体Wを排水槽5に噴射する洗浄ノズル120と、高圧液体供給機10と洗浄ノズル120を接続して液体Wを高圧液体供給機10から洗浄ノズル120に供給する高圧配管121と、マンホール160の上に設置されたステージ150と、ステージ150に対して上下動可能及び回転可能に設けられ、底面53の側の端部に洗浄ノズル120が取り付けられたアーム130と、を有している。そして、このアーム130は、洗浄ノズル120を底面53に向けた方向から側面52に向けた方向に回動させて側面52に近接させるように構成されている。このようにすることで、洗浄ノズル120を図15、図16に示すように、矢印Lで示す上下方向、矢印Mで示す回転、矢印Nで示す引き上げ・引き下げの3つの動作を可能とし、引き上げにより側面52に近接させるようにできるため、人(作業者)が排水槽5の中に入らないで、排水槽5のほぼ全域、全周の洗浄、清掃をすることができる。
また、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101は、ステージ150に回転可能に設けられた回転部と、回転部である回転板114に取り付けられてステージ150に対して回転可能であって、アーム130が上下動可能に設けられたカバー102と、を有している。このアーム130は、上部アーム131と、下部アーム133と、引上げワイヤー140と、を有している。下部アーム133は、上部アーム131に回動可能に連接され、上部アーム131に連接される側と反対側に洗浄ノズル120が取り付けられている。上部アーム131は、引上げワイヤー140を掛けるワイヤー掛け部131aを備えている。そして、引上げワイヤー140は、上部アーム131のワイヤー掛け部131aに掛けられて下部アーム133に取り付けられている。この引上げワイヤー140の長さを変化させることで、下部アーム133が回動して、洗浄ノズル120を底面53に向けた方向から側面52に向けた方向に回動させて側面52に近接させるように構成されている。すなわち、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101は、中間アーム132を含まないようにしても含むようにしてもよい。
第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101は、アーム130が、ワイヤー掛け部132aを備える中間アーム132を有するようにしてもよい。そして、中間アーム132の一方の端に上部アーム131を回動可能に連接し、他方の端に下部アーム133を回動可能に連接してもよい。引上げワイヤー140は、上部アーム131及び中間アーム132のワイヤー掛け部131a、132aに掛けられて下部アーム133に取り付けられている。そして、この引上げワイヤー140の長さを変化させることで、中間アーム132及び下部アーム133が回動して、洗浄ノズル120を底面53に向けた方向から側面52に向けた方向に回動させて側面52に近接させるように構成してもよい。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、排水槽5を液体Wで洗浄する方法であって、液体Wを送り出す高圧液体供給機10から液体Wを送り出す高圧液体供給工程と、高圧液体供給機10から送り出された液体Wを、高圧配管121により高圧液体供給機10と接続された洗浄ノズル120から排水槽5に噴射して洗浄する洗浄工程と、マンホール160の上に設置されたステージ150に対して高さを変更可能及び回転可能に設けられ、底面53の側の端部に洗浄ノズル120が取り付けられたアーム130を、洗浄ノズル120が底面53に向いた方向から側面52に向いた方向に回動させて側面52に近接させる洗浄ノズル回動工程と、を有するものである。
(第3実施形態)
図17、図18は、本発明の第3実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置200の、手動ロボットアーム201の排水槽5への設置を示す図である。第3実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201は、第1実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置1、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101に対して高圧液体供給機10から図6におけるジョイント28までは共通であり、ジョイント28から洗浄ノズル120までが異なるものであり、以下、主に、第1実施形態、第2実施形態と異なる内容について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。また、排水槽5への設置は、図5に示す第2実施形態と基本的に同様である。
手動ロボットアーム201の設置は、まず、図5に示す場合と同様に、排水槽5の上面51に設けられた開口であるマンホール260の上にステージ250を設置する。ステージ250は、マンホール260に対して動かないように固定することが望ましい。ステージ250に対して略垂直に手動ロボットアーム201を設置する。
図17において、ステージ250の上に支柱ベース205を設置する。支柱ベース205の上に、支柱202と支柱203を、これらの下側に設けられた取付部202b、取付部203bによって取り付ける。支柱ベース205への取付部202b、取付部203bの取り付けは、例えば、ねじによることでもよい。
支柱202と支柱203には、略U字形状のバー懸架溝202a、203aが上下方向に複数設けられている。バー懸架溝202a、203aは相互に同じ高さに設けられており、一対で使用される。
手動ロボットアーム201は、アーム230と、アーム230の下部アーム233の端部に取り付けられた洗浄ノズル220と、を有している。また、アーム230は、上部アーム231と、下部アーム233と、を有する。図17において、上部アーム231の下側に中間アーム232が連接され、中間アーム232の下側に下部アーム233が連接され、下部アーム233に洗浄ノズル220が取り付けられている。中間アーム232は必須の要素ではなく、上部アーム231の下側に下部アーム233が連接されるようにしてもよい。
上部アーム231の上側には、引き上げウインチ241がウインチベース242によって取り付けられている。引き上げウインチ241から引上げワイヤー240がウインチベース242のワイヤー掛け部242a、上部アーム231のワイヤー掛け部231d、中間アーム232のワイヤー掛け部232aなどに掛けられて、下部アーム233に取り付けられている。
図17に示すように、上部アーム231には、相互に平行に設けられた2本の懸架バー231eが設けられている。懸架バー231eを、支柱202と支柱203に設けられた略U字形状のバー懸架溝202a、203aに掛けることで、上部アーム231は支柱202と支柱203に安定的に支持される。このようにすることで、手動ロボットアーム201を排水槽5の上に安定的に設置することができる。洗浄ノズル220を図1に示す高圧液体供給機10に接続し、洗浄ノズル220に液体Wを供給可能にして設置が完了する。
図17において、上部アーム231の懸架バー231eは、最上部のバー懸架溝202a、203aに掛けられており、手動ロボットアーム201が最上部に設置された状態を示している。
図18において、上部アーム231の懸架バー231eは、最下部のバー懸架溝202a、203aに掛けられており、手動ロボットアーム201が最下部に設置された状態を示している。このように、懸架バー231eを掛けるバー懸架溝202a、203aの位置を変えることによって、手動ロボットアーム201の設置の高さを極めて簡便、容易に変えることができるようになっている。
図17において、ステージ250の上に、図10で示す第2実施形態の回転部である回転板114を介して、支柱ベース205を設置してもよい。そして、第2実施形態と同様に、図10で示す回転板114をステージ250に対して回転可能に設け、回転板114に取り付けられた支柱ベース205を、ステージ250に対して回転可能に設けるようにしてもよい。支柱ベース205をステージ250に対して回転可能に設けることで、第2実施形態と同様に、支柱ベース205に取り付けられた支柱202と支柱203、支柱202と支柱203に支持されたアーム230、アーム230の下部アーム233に取り付けられた洗浄ノズル220をステージ250に対して回転可能にしてもよい。回転可能にする構造は、第2実施形態の図10に示す構造と同様でもよい。そして、回転部である回転板114には、図10、図11で示すカメラ116を備えるようにしてもよい。あるいは、回転部が軸受115の内輪115bであり、回転部である内輪115bに支柱202、支柱203やカメラ116を取り付けるように構成してもよい。
上部アーム231を支柱202と支柱203により支持し、固定する構成は、上部アーム231の懸架バー231eを支柱202と支柱203に設けられた略U字形状のバー懸架溝202a、203aに掛ける組み合わせに限定されるものではない。上部アーム231を支柱202と支柱203により支持して固定し、支持して固定する高さを変更できる構成であればよい。すなわち、排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201が、アーム230を支持する支持部を有し、この支持部の高さを変更することで、アーム230に取り付けられた洗浄ノズル220のステージ250に対する高さを変更できるようにしてもよい。
例えば、支柱202と支柱203を1つの部品としてステージ250に対して垂直の平面を備え、この平面に孔を高さ方向に複数設け、この孔に上部アーム231に設けたフックを掛けて支持するようにしてもよい。フックを掛ける孔を変えることで、上部アーム231の高さを変更することができる。フックは垂直の平面の上部にこの平面に対して鋭角の曲げ部を有するようにしてもよい。また、孔を同じ高さに複数設け、これに対応して複数のフックを設けて、掛けるようにしてもよい。このように、排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201は、アーム230の高さを変更可能に支持する支持部を備える支柱202、支柱203を有し、アーム230の上部アーム231は、この支持部に支持される被支持部、例えば、バー懸架溝202a、203aに掛ける懸架バー231eや平面に設けた孔に掛けるフックなど、を有するようにしてもよい。
高さの変更は、例えば、支柱202と支柱203を支柱ベース205に対して上下方向にスライドできるようにして、複数の高さで支柱202と支柱203を支柱ベース205に対して固定できるようにしてもよい。固定は、ねじによって固定してもよく、支柱ベース205と支柱202、支柱203に貫通孔を設けて、この貫通孔にピンを挿入するようにしてもよい。この場合、支柱202と支柱203に高さ方向に複数の貫通孔を設けて、高さに応じてねじやピンを入れる貫通孔を選択するようにしてもよい。
図19は、本発明の第3実施形態に係る上部アーム231を示す図である。
図19に示すように、上部アーム231は、第1アーム231aと、第2アーム231bと、第3アーム231cと、を備えており、第1アーム231aに対して、第2アーム231bと第3アーム231cが収納できるようになっている。
図19において、上部アーム231Aは、第1アーム231aに対して、第2アーム231bと第3アーム231cの両方が収納されており、最も長さが短い状態を示している。上部アーム231Bは、第1アーム231aに対して、第2アーム231bが収納され、第3アーム231cが引き出されており、中間の長さの状態を示している。上部アーム231Cは、第1アーム231aに対して、第2アーム231bと第3アーム231cの両方が引き出されており、最も長い状態を示している。
このように、上部アーム231は、上部アーム231Aから上部アーム231Cの間でその長さを変化させることができ、伸縮可能な伸縮部を有する伸縮棒になっている。このようにすることで、上部アーム231に対して下部アーム233などを介して取り付けられている洗浄ノズル220の位置を変化させることができる。
図19に示すように、上部アーム231には、引上げワイヤー240を掛けるワイヤー掛け部231dと、バー懸架溝202a、203aに掛ける懸架バー231eと、が設けられている。また、第1アーム231a、第2アーム231bの先端側に支持部231fを設け、引き出される第2アーム231bと第3アーム231cを支持するとともに、任意の引き出し長さで固定することができるようにしてもよい。また、第3アーム231cの先端に中間アーム232又は下部アーム233と連接するための、下部取付部231gを備えるようにしてもよい。
図20、図21、図22は、本発明の第3実施形態に係る洗浄ノズル220の取り付けを示す図である。
図20に示すように、洗浄ノズル220は、取付部220aを有している。取付部220aの両端は段状になって取付部220aより細くなっている。この取付部220aを挟み込むように、洗浄ノズル取付具225を取り付ける。
洗浄ノズル取付具225は、ケース225aとケース225bがヒンジなどで相互に回動可能に連接されており、洗浄ノズル取付具225は、開閉可能に構成されている。また、ケース225aとケース225bの両端の内側の距離が洗浄ノズル220の取付部220aの両端の距離とほぼ同じになっており、ケース225aとケース225bの両端が取付部220aの両端に内接するようにしてもよい。このようにすることで、洗浄ノズル取付具225を洗浄ノズル220の取付部220aに取り付けた際のガタの発生を無くすことができる。
図20に示すように洗浄ノズル取付具225を洗浄ノズル220の取付部220aにセットし、図21に示すようにケース225aとケース225bを閉じて固定バー225cをスライドさせて受部225dに貫入することで、洗浄ノズル220に洗浄ノズル取付具225が固定される。ガタが発生しないようにするために、図20に示すように、ケース225a、ケース225bの内側に弾性体225eを設けて、閉じたときに弾性体225eが洗浄ノズル220の取付部220aの外周部を押圧するようにしてもよい。
図22に示すように、洗浄ノズル取付具225を下部アーム233に取り付けることで洗浄ノズル220を下部アーム233に取り付けるようにしてもよい。そして、洗浄ノズル220を図示しない高圧配管によって高圧液体供給機10に接続することで、洗浄ノズル220から液体Wが噴射できるようになる。
図22に示す状態で、洗浄ノズル取付具225のケース225aとケース225bを開くことで、洗浄ノズル220を下部アーム233から簡単に取り外すことでできる。このようにすることで、洗浄ノズル220のメンテナンスや交換、別の種類の洗浄ノズル220への変更などの作業を非常に容易、簡便に行うことができる。
図22に示すように、下部アーム233のワイヤー取付部233aには、中間アーム232のワイヤー掛け部232aなどに掛けられた引上げワイヤー240が取り付けられている。すなわち、引上げワイヤー240が、図17に示す引き上げウインチ241と下部アーム233のワイヤー取付部233aにその両端が取り付けられている。
図23、図24は、本発明の第3実施形態に係る洗浄ノズル220の動作を示す正面図である。
図23は、図17に示すように、上部アーム231の懸架バー231eが最上部のバー懸架溝202a、203aに掛けられており、手動ロボットアーム201が最上部に設置された状態を示している。
図24は、図18に示すように、上部アーム231の懸架バー231eが最下部のバー懸架溝202a、203aに掛けられており、手動ロボットアーム201が最下部に設置された状態を示している。
図23において、上部アーム231と中間アーム232は、上部連接部235において、相互に回動可能に連接されている。中間アーム232と下部アーム233は、下部連接部237において、相互に回動可能に連接されている。上部連接部235、下部連接部237は、第2実施形態の上部連接部135などと同様に、端部に設けられた凸部を凹部に挿入し、凸部及び凹部に設けられた貫通孔に連接ピンを通して装着し、回動可能に連接するようにしてもよい。
図23に示すように、中間アーム232は、複数のジョイントアーム232dと、複数のジョイントアーム232dを回動可能に連接する中間連接部236と、を有するようにしてもよい。ジョイントアーム232dと中間連接部236の数は、排水槽5の大きさに応じて適宜選択される。図23では、ジョイントアーム232dが4つ、中間連接部236が3つの場合を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、図17に示すように、ジョイントアーム232dを5つ設けるようにしてもよい。中間連接部236は、上部連接部235などと同じように、凸部を凹部に挿入し、凸部及び凹部に設けられた貫通孔に連接ピンを通して装着し、回動可能に連接するようにしてもよい。また、ジョイントアーム232dは、ワイヤー掛け部232aを備えるようにしてもよい。
図23に破線で示すように、上部連接部235などが真っすぐになり、洗浄ノズル220が底面53の方向に向いている状態において、引き上げウインチ241によって引上げワイヤー240を巻き取ると、引上げワイヤー240の長さが変化する(短くなる)。
引上げワイヤー240の長さを変化させる(短くする)と、中間アーム232(ジョイントアーム232d)と下部アーム233を引上げワイヤー240が掛かるワイヤー掛け部232a、ワイヤー取付部233aの方向に曲げる力が発生する。この力により、上部連接部235、中間連接部236、下部連接部237において、中間アーム232(ジョイントアーム232d)と下部アーム233を回動させ、洗浄ノズル220を底面53に向けた方向から側面52に向けた方向に回動させて側面52(側面52aなど)に近接させるようになる。すなわち、図23において、下側を向き略垂直方向の洗浄ノズル220Aから略水平方向(図23において排水槽5の側面52aに向けた方向)の洗浄ノズル220Bに回動させて側面52aに近接させるように動作する。このようにすることで、例えば、マンホール260から離れた側面52aに強い勢いで液体Wを噴射することができる。
また、洗浄ノズル220Bの位置において、引き上げウインチ241によって引上げワイヤー240を放出することで、引上げワイヤー240の長さが変化する(長くなる)ため、洗浄ノズル220Bの位置から洗浄ノズル220Aの位置に戻る。また、引き上げる場合も、引き下げる場合も、洗浄ノズル220Aと洗浄ノズル220Bの間の任意の位置にすることができる。
上部連接部235などが連接ピンを用いる場合には、上部連接部235の連接ピンと中間連接部236の連接ピンと下部連接部237の連接ピンは相互に平行にすることで、上部アーム231に対して中間アーム232と下部アーム233が同じ方向に回動するようになり、図23に示すようにスムーズに湾曲して洗浄ノズル220を引き上げることができる。
図24に示すように、手動ロボットアーム201が最下部に設置することで、図23に示す洗浄ノズル220Bより低い位置に向けて洗浄ノズル220から液体Wを噴射することができるようになる。このように、排水槽5に合わせて支柱202と支柱203にバー懸架溝202a、203aを適切な位置に複数設けて、このバー懸架溝202a、203aに上部アーム231の懸架バー231eを掛けて洗浄作業をし、洗浄作業に合わせて掛ける位置を変えることで、排水槽5の高さ方向の全域に対して液体Wを噴射することができる。
また、図19に示すように、上部アーム231を伸縮させ、その長さを変化させることによって洗浄ノズル220の高さ方向の位置を適宜変化させるようにしてもよい。
第2実施形態と同様に、図17においてステージ250に対して支柱ベース205を回転可能に設けることで、洗浄ノズル220を回転可能にしてもよい。そして、図15、図16に示す第2実施形態の洗浄ノズル120と同様に、洗浄ノズル220を、排水槽5に対して、図15、図16において矢印Lで示す底面53から上面51の方向への上下動、矢印Mで示す回転、及び、矢印Nで示す引き上げ・引き下げの3つの動作が可能に構成するようにしてもよい。この3つの動作を組み合わせることで、人(作業者)が排水槽5の中に入らないで、排水槽5のほぼ全域、全周に洗浄ノズル220から液体Wを噴射して、洗浄、清掃することができる。
(第4実施形態)
図25は、本発明の第4実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置300の、手動ロボットアーム301の斜視図である。
図26は、本発明の第4実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置300の手動ロボットアーム301が有する洗浄ノズル320の周辺の拡大図である。
図25、図26を用いて、手動ロボットアーム301について説明する。なお、第4実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置300、手動ロボットアーム301は、基本的な構成が第1実施形態と同様であり、以下では、主に異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
排水槽の槽内無人化清掃装置300、手動ロボットアーム301は、洗浄ノズル320を回転可能に保持する保持部310と、先端に保持部310を装着し長尺状に形成された長尺状装着部330(ポール330)と、を有している。洗浄ノズル320は、液体W1、液体W2を噴射する洗浄ノズル先端部321、洗浄ノズル先端部322から離れた中心軸を中心に回転しながら液体W1、液体W2を同時に排水槽5の底面53aなど及び側面52aなどに向けて噴射するものである。以下、具体的に説明する。
図25において、手動ロボットアーム301は、保持部310に洗浄ノズル320が、矢印Kの方向に回転可能に保持されている。保持部310には、高圧配管325が接続されており、洗浄ノズル320は、この高圧配管325によってジョイント28を介して高圧ホース18と接続されており、図1に示す高圧液体供給機10から液体Wが供給されるようになっている。図25に示すように、手動ロボットアーム301は、矢印Kのなす回転平面と略平行となる方向の液体W1と矢印Kのなす回転平面と略垂直となる方向の液体W2を噴射するようにしてもよい。すなわち、手動ロボットアーム301は、複数の異なる方向に液体Wを噴射するようにしてもよい。
保持部310は、長尺状に形成された長尺状装着部330の一方の先端に装着されている。そして、操作者が、長尺状装着部330の他方の先端付近を手で持って、操作するようにしてもよい。
図25に示すように、長尺状装着部330(ポール330)は、第1ロッド331(第1ポール331)と、第2ロッド332(第2ポール332)と、第3ロッド333(第3ポール333)と、の複数のロッドを有し、これらを接続部335で接続するようにしてもよい。
長尺状装着部330は、長さが変化するように伸縮可能にしてもよい。例えば、接続部335を反時計回りに回転させると、第1ロッド331と第2ロッド332の接続が緩んで第2ロッド332が第1ロッド331に対してスライド可能になり、第1ロッド331の中に第2ロッド332が収納されるようにしてもよい。そして、接続部335を時計回りに回転させると第2ロッド332が第1ロッド331に対して固定されるようにしてもよい。同様にして、第2ロッド332の中に第3ロッド333が収納されるようにしてもよい。このようにすることで、手動ロボットアーム301を使用していないときは、長尺状装着部330が、第1ロッド331より少し長い程度の長さになり、コンパクトにして収納したり、運搬したりすることができる。このように、長尺状装着部330は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有するようにしてもよい。そして、伸縮可能部は、第1ロッド331、第2ロッド332、第3ロッド333などの複数のロッドと、接続部335などを有するようにしてもよい。
図25で示す例では、長尺状装着部330は、第1ロッド331と、第2ロッド332と、第3ロッド333と、の3つのロッドを有しているが、これに限定されるものではない。例えば、1つのロッドで構成してもよく、2つ、3つ、4つ、5つなど複数のロッドで構成してもよい。長尺状装着部330を伸ばしたときの長さと縮めたときの長さに応じて、ロッドの数やそれぞれのロッドの長さなどを適宜決定するようにしてもよい。
図26で示すように、保持部310には、固定部材312と、固定部材312に取り付けられた固定部材314と、が設けられている。長尺状装着部330は、固定部材314に設けられた図示しない孔に挿入されて、その先端が固定具337で固定されるようにして、保持部310を装着するようにしてもよい。例えば、長尺状装着部330の先端に雄ねじが設けられており、固定具337に雌ねじが設けられており、固定部材314を挟んだ状態で長尺状装着部330の雄ねじと固定具337の雌ねじが螺合することで、長尺状装着部330を固定部材314に固定するようにしてもよい。
図26において、洗浄ノズル320は、2つの洗浄ノズル先端部321と、2つの洗浄ノズル先端部322と、を有している。洗浄ノズル先端部321は、図25において、矢印Kのなす回転平面と略平行となる方向の液体W1を噴射する。また、洗浄ノズル先端部322は、図25において、矢印Kのなす回転平面と略垂直となる方向の液体W2を噴射する。そして、洗浄ノズル320は、洗浄ノズル先端部321及び洗浄ノズル先端部322から離れた中心軸を中心に回転するように構成されているようにしてもよい。
図27は、本発明の第4実施形態に係る手動ロボットアーム301の概要図である。
図27を用いて、手動ロボットアーム301による排水槽5の洗浄作業の概要について説明する。
図27において、作業者は、排水槽5の上面51の上に配置される。作業者は、図27で示す手動ロボットアーム301Aのように、左のマンホール54aから手動ロボットアーム301をほぼ垂直に排水槽5の中に挿入する。そして、洗浄ノズル320から液体W1を側面52aなどに噴射し、液体W2を底面53bなどに噴射して、洗浄していく。そして、手動ロボットアーム301を順次下げていき、側面52aなどと底面53bなどの全域を洗浄する。この際、作業者は、手動ロボットアーム301を垂直状態から少し斜めに方向を変えたり、マンホール54aの中において手動ロボットアーム301の位置を変えたりして、液体W1、液体W2の噴射の方向や位置を変えて、より広い範囲の洗浄作業をしてもよい。
なお、図27において、排水槽5の側面は、側面52a、側面52bが記載されているが、これらを繋ぐ図示されていない側面にも、洗浄ノズル320から液体W1が噴射されて同時に洗浄される。洗浄ノズル320が、洗浄ノズル先端部321及び洗浄ノズル先端部322から離れた中心軸を中心に回転しながら、液体Wを360°の円弧状に噴射することによるものである。このように、洗浄ノズル320が、回転しながら液体Wを噴射することで、広範囲の洗浄作業を効率良く行える。
洗浄ノズル320は、洗浄ノズル先端部321、洗浄ノズル先端部322から離れた中心軸を中心に回転しながら液体W1、液体W2を同時に底面53b、側面52aなどに向けて噴射することで、底面53b、側面52aなどの広い範囲を同時に洗浄するようになっている。このため、効率の良い洗浄作業を行うことができる。そして、作業者は排水槽5の外である上面51の上において洗浄作業を行うため、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置300、手動ロボットアーム301は、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄、清掃を確実に行えるものである。
図27に示すように、排水槽5が、複数のマンホール54a、マンホール54bを備える比較的大きな排水槽5である場合には、手動ロボットアーム301Aのように、手動ロボットアーム301をマンホール54bからほぼ垂直に排水槽5の中に挿入して、同様に、底面53c及び側面52bの広い範囲を同時に洗浄する。図示されない側面の洗浄についても同様である。
そして、図27に示す場合において、排水槽5の最も深い位置にあり、マンホール54a、マンホール54bの双方から最も遠い位置の底面53aなどを洗浄する場合は、図27で示す手動ロボットアーム301Bのように、マンホール54bから排水槽5の中央付近に向けて手動ロボットアーム301を斜めにして排水槽5の中に挿入する。そして、液体W2を底面53aに向けて噴射して、底面53aを洗浄する。この際、液体W1は、側面52aや底面53cなどに向けて噴射されて、側面52aや底面53cなどを洗浄する。同様にして、側面52c、側面52dなども洗浄する。
このように、本実施形態に係る洗浄ノズル320は、洗浄ノズル先端部321、322から離れた中心軸を中心に回転しながら、例えば、液体W1、液体W2のように、複数の異なる方向に液体Wを噴射するようにしてもよい。このようにすることで、広い範囲を同時に洗浄するため、効率良く洗浄作業を行うことができる。
また、洗浄ノズル320を回転可能に保持する保持部310を装着する長尺状装着部330は、長さが変化するように伸縮可能にしてもよい。排水槽5の大きさに合わせて長尺状装着部330の長さを調節することで、様々な大きさの排水槽5について、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄を確実に行えるものである。また、手動ロボットアーム301を使用しない場合には、長尺状装着部330を縮めて短くすることで、コンパクトにして収納したり、運搬したりすることができ、便利である。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、上記の実施形態1に係る排水槽の槽内無人化清掃方法に加えて、先端に洗浄ノズル320を保持し長さが変化するように伸縮可能な長尺状装着部330(ポール330)の長さを変化させて洗浄ノズル320を位置決めする位置決め工程と、長尺状に形成されたポール330の先端に装着された保持部310により回転可能に保持された洗浄ノズル320が、液体Wを噴射する洗浄ノズル先端部321、322から離れた中心軸を中心に回転しながら高圧液体供給機10から送り出された液体Wを噴射して洗浄する洗浄工程と、を有する。また、洗浄工程は、長尺状に形成された長尺状装着部330(ポール330)の先端に装着された保持部310により回転可能に保持された洗浄ノズル320が、液体Wを噴射する洗浄ノズル先端部321、322から離れた中心軸を中心に回転しながら液体Wを同時に底面53及び側面52に向けて噴射するものである。
(第5実施形態)
図28は、本発明の第5実施形態に係る手動ロボットアーム401の正面図である。
図29は、本発明の第5実施形態に係る手動ロボットアーム401の側面図である。
図30は、本発明の第5実施形態に係る手動ロボットアーム401の平面図である。
図28、図29、図30を用いて、手動ロボットアーム401について説明する。なお、第5実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置400、手動ロボットアーム401は、基本的な構成が第1実施形態と同様であり、以下では、主に異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
排水槽の槽内無人化清掃装置400、手動ロボットアーム401は、排水槽5の上面51の上に設置されるベース450と、ベース450に回転可能に設けられるフレーム410と、フレーム410に回動可能であって任意の回動角度で保持可能に設けられるポール430と、ポール430の先端に設けられ排水槽5に液体Wを噴射する洗浄ノズル420と、を有するものである。以下、具体的に説明する。
ポールベース440には、ポール430が、ポール取付具441とポール支持具444、ポール取付具442とポール支持具445によって取り付けられている。
ポール430は、ポールベース440に固定されている第1ポール431と、第1ポール431に対して出し入れ可能な第2ポール432を備えるようにしてもよい。そして、第1ポール431に対して第2ポール432を第2ポール保持部435と蝶ナット436で保持するようにしてもよい。
蝶ナット436を緩めると第2ポール保持部435による保持が緩んで、第1ポール431に対して第2ポール432を出し入れして伸縮させることができるようになる。ポール430を所望する長さにしたら、蝶ナット436を締めて、第1ポール431に対して第2ポール432を強く保持して固定する。このようにすることで、ポール430の長さを変化させて必要な長さに調整することができる。このように、ポール430は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部、例えば、第1ポール431と第1ポール431に対して出し入れ可能な第2ポール432など、を有するようにしてもよい。
ポール430の先端には、洗浄ノズル420が、取付具448とノズル取付具447によって取り付けられている。この洗浄ノズル420には、高圧配管425が接続されている。洗浄ノズル420は、この高圧配管425によってジョイント28を介して高圧ホース18及び図1に示す高圧液体供給機10と接続されている。そして、高圧液体供給機10から洗浄ノズル420に液体Wが供給されるようになっている。
高圧液体供給機10から供給された液体Wは、洗浄ノズル420の洗浄ノズル先端部421から噴射される。洗浄ノズル420は、図28に示すように複数の洗浄ノズル先端部421を備えるようにしてもよい。このようにすることで、広い範囲に液体Wを噴射することができる。また、洗浄ノズル420が、例えば、ノズル取付具447に対して回転しながら液体Wを噴射するようにしてもよい。すなわち、洗浄ノズル420が、液体Wを噴射する洗浄ノズル先端部421から離れた中心軸を中心に回転しながら液体Wを噴射するようにしてもよい。このようにすることで、更に、広い範囲に均一に液体Wを噴射することができる。
図28、図29に示すように、高圧配管425とジョイント28の間にバルブ480を設けるようにしてもよい。バルブ480は、バルブ取付具481に蝶ナット485によって固定されている。図30などに示すように、このバルブ取付具481は、ポールベース440に取り付けられている。そして、バルブ480は、配管427によってジョイント28と接続されている。バルブ480は、洗浄ノズル420に供給される液体Wの供給量を調節する機能を有している。そして、バルブ480に設けられたバルブ操作部483を回転させることで、液体Wの供給量を調節するようにしてもよい。
図28、図29で示すように、トルクヒンジ416の一方側が、ポールベース440に固定されている。ポールベース440には、ポールベース440に固定された取付具440aと取付具440aに固定された取付具440bが設けられている。そして、トルクヒンジ416の一方側は、ねじ417によって取付具440bに固定されている。トルクヒンジ416の他方側は、保持手段412のスライド支持部413にねじ417で固定されている。トルクヒンジ416は、一方側と他方側が最大回動角度と最小回動角度の間において任意の回動角度で保持されるように構成されており、ポールベース440は、保持手段412が設けられたフレーム410に対して任意の回動角度で保持されるように構成されている。
したがって、ポールベース440に固定されているポール430は、フレーム410に対して回動可能であって、任意の回動角度で保持されるように構成されている。そして、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420は、フレーム410に対して、更には、フレーム410が設けられているベース450に対して、回動可能であって、任意の回動角度で保持されるように構成されている。このようにすることで、洗浄ノズル420は、ベース450に対して任意の回動角度に保持した状態で液体Wを噴射することができ、更に、別の回動角度に回動させて保持し、液体Wを噴射することができる。
手動ロボットアーム401は、ベース450を有している。ベース450の下側にはゴム足458が、例えば、4つ設けられており、これらのゴム足458が設置面に接するように設置される。
ベース450には、軸受455の外輪455bが、ねじ456で固定されている。そして、軸受455の内輪455aには、回転プレート452が、ねじ456で固定されている。内輪455aは、外輪455bに対して回転可能であり、したがって、回転プレート452も外輪455b、更には、ベース450に対して回転可能である。
回転プレート452には、フレーム410が、フレーム取付具453によってねじ454で固定されている。図28で示すように、フレーム取付具453を複数設け、異なる方向からフレーム410を固定するようにしてもよい。このようにすることで、回転プレート452に対してフレーム410をより安定して固定することができる。そして、ベース450に対して回転可能である回転プレート452に固定されているフレーム410は、ベース450に対して回転可能に設けられている。
図29、図30で示すように、フレーム410にはレール溝411が設けられている。このレール溝411はフレーム410の上端から下端まで直線状に設けられている。そして、保持手段412が、図29で示すレール溝411に沿って上下動可能に設けられている。したがって、保持手段412は、フレーム410の上端から下端までの範囲で上下動が可能である。
保持手段412は、レール溝411に上下動可能に設けられているスライド支持部413とスライド支持部413が上下動できないようにロックするスライドロック414を備えている。例えば、スライドロック414が、図28に示すスライド支持部413の孔413aに回転可能に支持されて設けられており、スライドロック414を一定以上回転させるとフレーム410に対して動かないようにロックが掛かり、これを逆方向に戻すとロックが解除されるようにしてもよい。このように、保持手段412は、フレーム410に対して上下動可能に設けられ、任意の高さで保持できるようにしてもよい。
このように、フレーム410は、ベース450に対して回転可能に設けられている。また、フレーム410にスライド支持部413を介して設けられているポールベース440は、フレーム410に対して上下動可能に設けられ、任意の高さで保持されるように構成されている。したがって、ポールベース440に設けられているポール430、そして、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420は、ベース450に対して回転可能であって、上下動可能に設けられ、任意の高さで保持されるように構成されている。また、先に説明したように、先端に洗浄ノズル420が設けられたポール430は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有している。
図31は、本発明の第5実施形態に係る手動ロボットアーム401の概要図である。
図31を用いて、手動ロボットアーム401による排水槽5の洗浄作業の概要について説明する。
図31において、作業者は、排水槽5の上面51の上に配置される。そして、手動ロボットアーム401のベース450を上面51の上に設置し、上面51に設けられたマンホール54の開口からポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420を排水槽5の中に挿入する。
ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420は、ベース450、すなわち、排水槽5の上面51に対して、回転方向Dの方向に回転可能に設けられている。作業者は、排水槽5の中で、洗浄ノズル420を回転させながら、洗浄作業を行うことで、より広い範囲の洗浄を行うことができる。
作業者は、マンホール54の開口の範囲で、垂直に近く、垂直となす回動角度Aの手動ロボットアーム401A、水平に近く、垂直となす回動角度Cの手動ロボットアーム401C及びこれらの中間で、垂直となす回動角度Bの手動ロボットアーム401Bのように回動させて、任意の回動角度で保持して洗浄作業を行う。そして、洗浄ノズル420から液体Wを側面52aや底面53などに噴射して、排水槽5を洗浄していく。このように、ポール430、そして、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420を、フレーム410及びベース450に対して回動方向Eの方向に任意の回動角度に回動して保持可能にすることで、より広い範囲の洗浄を良好な作業性により行うことができる。
手動ロボットアーム401Aの場合、ベース450、すなわち、排水槽5の上面51からの高さ方向Fを高い位置にして、マンホール54の開口の範囲で、垂直となす回動角度Aが最も小さくなるようにする。一方、手動ロボットアーム401Cの場合、排水槽5の上面51からの高さ方向Fを低い位置にして、マンホール54の開口の範囲で、垂直となす回動角度Cが最も大きくなるようにする。このように、高さ方向Fを任意の高さにして保持することで、より広い範囲の洗浄を行うことができる。
手動ロボットアーム401において、ポール430は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有している。図31において、長さ方向Gの長さを適宜変化させて洗浄作業を行うことで、洗浄ノズル420を、側面52a、底面53などに近づけて洗浄することができる。このため、液体Wを、勢いが強い状態で側面52a、底面53などに噴射することができ、高い洗浄力を発揮することができる。したがって、様々な大きさの排水槽5をより確実に洗浄、清掃することができる。
このように、手動ロボットアーム401は、ポール430、そして、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420について、回転方向D、回動方向E、高さ方向F及び長さ方向Gを適宜変化させ、その状態で保持して洗浄作業を行うことで、人が排水槽5に入らないで、より広い範囲の洗浄作業を、より確実に行うことができる。なお、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420がベース450に対して回転する回転方向Dと、ポール430、そして、ポール430の先端に設けられている洗浄ノズル420がフレーム410及びベース450に対して回動する回動方向Eは、異なる方向である。例えば、回転方向Dがなす回転平面と回動方向Eがなす回動平面は、相互に略垂直となる関係にしてもよい。
なお、図31において、排水槽5の上面51に設置された手動ロボットアーム401を、マンホール54の開口の反対側に設置することで、排水槽5の側面52bや底面53の手動ロボットアーム401Aで洗浄できる範囲の右側の領域を洗浄することができる。このように、手動ロボットアーム401を設置する位置を適宜変えながら洗浄作業を行うことで、より広い範囲の洗浄を行うことができる。
図28で示すように、手動ロボットアーム401は、ライト470をライト取付具471で取り付けるようにしてもよい。このようにすることで、排水槽5の中を照らしながら洗浄作業を行うことができるため、視認性が良くなり、作業性が向上する。
また、図28、図30に示すように、手動ロボットアーム401は、グリップ490やグリップ491を備えるようにしてもよい。回転方向D、回動方向Eなどを変化させながら洗浄作業を行う際に、作業性が向上する。また、ベース450の上にフットプレート457を固定して設けてもよい。洗浄作業を行う際に足場として使用することで、作業性が良くなる。
また、図10、図11に示すカメラ116と同様に、ベース450に対して回転可能に設けられているフレーム410にカメラを設けるようにしてもよい。すなわち、フレーム410は、排水槽5の内部を撮影するカメラを備え、このカメラは、ベース450に対して回転可能に設けられているようにしてもよい。これにより、排水槽5の中をモニタリングしながら手動ロボットアーム401を操作することができ、操作性が向上する。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、上記の実施形態1に係る排水槽の槽内無人化清掃方法に加えて、洗浄工程は、排水槽5の上面51の上に設置されるベース450に回転可能に設けられるフレーム410に回動可能であって任意の回動角度で保持可能に設けられるポール430の先端に設けられた洗浄ノズル420により液体Wを噴射するものである。また、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、フレーム410が備えベース450に対して回転可能に設けられるカメラにより排水槽5の内部を撮影する内部撮影工程を有するものである。
(第6実施形態)
図32は、本発明の第6実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置500、手動ロボットアーム501を示す正面図である。
図32を用いて、手動ロボットアーム501について説明する。なお、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501は、基本的な構成は第4実施形態と同様であり、以下では、主に異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
例えば、第4実施形態の手動ロボットアーム301は、高圧液体供給機10から送り出された液体Wを洗浄ノズル320から排水槽5に噴射して、排水槽5を洗浄、清掃するものである。
第6実施形態の手動ロボットアーム501は、排水槽5に貯留された貯留液体Vを吸い込んで送るバキュームホース510を操作するものである。すなわち、手動ロボットアーム5010は、液体Wを洗浄ノズル320から排水槽5に噴射して排水槽5を洗浄した後に、排水槽5の中に貯留した貯留液体Vを吸い込んで抜くためのものである。また、手動ロボットアーム501は、液体Wを洗浄ノズル320から排水槽5に噴射して排水槽5を洗浄した後に、洗浄に用いた液体Wは貯留液体Vになるため、これを吸い込んで抜くためのものである。
図32は、第4実施形態の図27に相当する図である。すなわち、図27において、洗浄ノズル320を液体吸込口520に置き換えたものである。なお、洗浄ノズル320が、液体Wを噴射するとともに、貯留液体Vを吸い込むように構成されていてもよい。
手動ロボットアーム501は、貯留液体Vを吸い取る図示しないバキュームポンプに接続されたバキュームホース510を有している。このバキュームホース510は、一端に排水槽5において貯留液体Vを吸い込む液体吸込口520を備え、他端にバキュームポンプが接続されており、吸い込んだ貯留液体Vを液体吸込口520からバキュームポンプに送るものである。
排水槽の槽内無人化清掃装置500、手動ロボットアーム501は、先端に液体吸込口520を装着し長尺状に形成された長尺状装着手段530を有している。また、長尺状装着手段530は、長さが変化するように伸縮可能に構成されている。以下、具体的に説明する。
図32に示すように、長尺状装着手段530(ポール530)は、第1ロッド531(第1ポール531)と、第2ロッド532(第2ポール532)と、第3ロッド533(第3ポール533)と、の複数のロッド(ポール)を有し、これらを接続部535で接続するようにしてもよい。
長尺状装着手段530は、長さが変化するように伸縮可能にしてもよい。例えば、接続部535を反時計回りに回転させると、第1ロッド531と第2ロッド532の接続が緩んで第2ロッド532が第1ロッド531に対してスライド可能になり、第1ロッド531の中に第2ロッド532が収納されるようにしてもよい。そして、接続部535を時計回りに回転させると第2ロッド532が第1ロッド531に対して固定されるようにしてもよい。同様にして、第2ロッド532の中に第3ロッド533が収納されるようにしてもよい。このようにすることで、手動ロボットアーム501を使用していないときは、長尺状装着手段530が、第1ロッド531より少し長い程度の長さになり、コンパクトにして収納したり、運搬したりすることができる。このように、長尺状装着手段530は、長さが変化するように伸縮可能な伸縮可能部を有するようにしてもよい。そして、伸縮可能部は、第1ロッド531、第2ロッド532、第3ロッド533などの複数のロッドと、接続部535などを有するようにしてもよい。
図32で示す例では、長尺状装着手段530は、第1ロッド531と、第2ロッド532と、第3ロッド533と、の3つのロッドを有しているが、これに限定されるものではない。例えば、1つのロッドで構成してもよく、2つ、3つ、4つ、5つなど複数のロッドで構成してもよい。長尺状装着手段530を最も伸ばしたときの長さと最も縮めたときの長さに応じて、ロッドの数やそれぞれのロッドの長さなどを適宜決定するようにしてもよい。
手動ロボットアーム501は、長尺状装着手段530の先端に設けられている固定手段537により、バキュームホース510を固定する固定手段538に取り付けられている。これにより、長尺状装着手段530は、先端にバキュームホース510及びバキュームホース510の先端に設けられた液体吸込口520が固定されて装着される。
また、長尺状装着手段530は、後端側に固定具541、固定具542によって長尺状装着手段を操作するための操作部540が取り付けられて設けられている。操作部540には、図32に示す例では、ハンドル545とハンドル545に垂直に設けられたハンドル546が設けられている。また、操作部540には、肩掛けベルト547を設けてもよい。ハンドル545、ハンドル546及び肩掛けベルト547により、作業者は手動ロボットアーム501をより快適に操作することができる。
図32において、作業者は、排水槽5の上面51の上に配置される。作業者は、マンホール160から液体吸込口520を排水槽5の中に挿入する。そして、液体吸込口520を順次下げていき、排水槽5において最も深い部分である底面53aに近接するように位置を変える。長尺状装着手段530は、長さが変化するように伸縮可能であり、排水槽5において最も深い位置までの距離に合わせて、長尺状装着手段530の長さを変化させて液体吸込口520の位置を変えるようにしてもよい。
このようにして、液体吸込口520を、底面53aに近接した位置まで降ろして貯留液体Vを吸い込む作業を行う。また、液体吸込口520を降ろしていきながら液体吸込口520から貯留液体Vを吸い込んでもよい。手動ロボットアーム501によれば、排水槽5において最も深い位置に液体吸込口520の位置を変えて貯留液体Vを吸い込む作業を行うことができるため、排水槽5の全ての貯留液体Vを確実に吸い込むことができる。
このように、第6実施形態の手動ロボットアーム501によれば、排水槽5の形態や深さに合わせて液体吸込口520の位置を変えることで、様々な形態や深さの排水槽5の貯留液体Vを確実に吸い込むことができるため、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄、清掃を確実に行うことができる。
なお、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101及び第3実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201は、洗浄ノズル120、洗浄ノズル220を液体吸込口520に置き換えてバキュームホース510でバキュームポンプに接続することで、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501と同様の機能を発揮し、同様の作用効果を奏するものである。また、洗浄ノズル120、洗浄ノズル220が、液体Wを噴射するとともに、貯留液体Vを吸い込むように構成されていてもよい。このようにすることで、貯留液体Vを吸い込む作業と液体Wを噴射して洗浄する作業を連続して行うことができる。
同様に、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501は、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101、第3実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201において、洗浄ノズル120、洗浄ノズル220を液体吸込口520に置き換えてバキュームホース510でバキュームポンプに接続するようにしてもよい。
また、第5実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置400、手動ロボットアーム401は、洗浄ノズル420を液体吸込口520に置き換えてバキュームホース510でバキュームポンプに接続することで、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501と同様の機能を発揮し、同様の作用効果を奏するものである。また、洗浄ノズル420が、液体Wを噴射するとともに、貯留液体Vを吸い込むように構成されていてもよい。このようにすることで、貯留液体Vを吸い込む作業と液体Wを噴射して洗浄する作業を連続して行うことができる。
同様に、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501は、第5実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置400、手動ロボットアーム401において、洗浄ノズル420を液体吸込口520に置き換えてバキュームホース510でバキュームポンプに接続するようにしてもよい。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、上記の実施形態1に係る排水槽の槽内無人化清掃方法に加えて、一端に排水槽5において貯留液体Vを吸い込む液体吸込口520を備え、他端に貯留液体Vを吸い取るバキュームポンプが接続されたバキュームホース510により貯留液体Vを吸い込んで液体吸込口520からバキュームポンプに送る液体吸込み工程と、先端に液体吸込口520を装着し、後端側に操作するための操作部540が設けられ、長尺状に形成され長さが変化するように伸縮可能な長尺状装着手段530の長さを変化させて液体吸込口520の位置を変える位置変更工程と、を有するものである。
なお、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、第5実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法において、洗浄ノズル420をバキュームホース510の液体吸込口520に置き換えて、液体吸込口520からバキュームポンプに送る液体吸込み工程を有するようにしてもよい。例えば、本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、排水槽5の上面51の上に設置されるベース450に回転可能に設けられるフレーム410に回動可能であって任意の回動角度で保持可能に設けられるポール430の先端に設けられた液体吸込口520により貯留液体Vを吸い込んで液体吸込口520からバキュームポンプに送る液体吸込み工程を有するようにしてもよい。また、フレーム410が備えベース450に対して回転可能に設けられるカメラにより排水槽5の内部を撮影する内部撮影工程を有するようにしてもよい。
(第7実施形態)
図33は、本発明の第7実施形態に係るマジックハンド610の動作を示す正面図である。
図33を用いて、排水槽の槽内無人化清掃装置600、手動ロボットアーム601について説明する。なお、第7実施形態に係る手動ロボットアーム601は、基本的な構成は第2実施形態、第3実施形態と同様であり、以下では、主に異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
手動ロボットアーム601は、排水槽5の中の夾雑物Zを除去するためのマジックハンド610を操作するものである。例えば、第6実施形態に係る手動ロボットアーム501によって排水槽5の中に貯留した貯留液体Vを吸い込んで抜いた後に、排水槽5の中に残留している夾雑物Zを除去するのに用いるものである。
手動ロボットアーム601は、夾雑物Zを把持する把持部611を先端に備えるマジックハンド610を有している。把持部611は、図33に示すように、回動可能に設けられた一対の把持部材612と把持部材613を備えており、先端が閉じた状態と開いた状態になる。すなわち、把持部611は、通常は先端が閉じた状態になっており、夾雑物Zを把持する場合には、一旦開いた状態になり、夾雑物Zを把持部材612と把持部材613の間に入れて閉じて夾雑物Zを把持するようにしてもよい。把持部611の開閉は、例えば、図示しないワイヤーなどで排水槽5の外部から操作するようにしてもよい。
また、手動ロボットアーム601は、マンホール160の上に設置されたステージ150と、ステージ150に対して高さを変更可能及び回転可能に設けられ、底面53(底面53a、53b、53cなど)の側の端部にマジックハンド610が取り付けられたアーム630と、を有している。そして、このアーム630は、第2実施形態のアーム130と同様に、引上げワイヤー140(図12、図13参照)の長さが変化することで回動し、マジックハンド610を一緒に回動させてマジックハンド610の位置を変えるように構成されている。
マンホール160から排水槽5の中にマジックハンド610を挿入した状態で手動ロボットアーム601を設置する。そして、矢印Lの下向き方向に底面53bに向けてマジックハンド610を降ろしていく。この際、図10、図11に示すカメラ116により排水槽5の中をモニタリングしながらマジックハンド610を操作してもよい。
夾雑物Zを見つけたら、その方向にマジックハンド610を移動させる。そして、マジックハンド610の把持部611を開いて、夾雑物Zを把持部材612と把持部材613の間に入れる。把持部611がきちんと位置決めされたら、把持部611を閉じて夾雑物Zを把持する。夾雑物Zを把持した状態で、マジックハンド610を上方に引き上げて夾雑物Zを排水槽5の外に取り出す。
図15、図16に示す洗浄ノズル120と同様に、マジックハンド610は、排水槽5に対して、矢印Lで示す底面53から上面51の方向への上下動、矢印Mで示す回転、及び、矢印Nで示す引き上げ・引き下げの3つの動作が可能に構成されている。この3つの動作を組み合わせることで、排水槽5のほぼ全域にマジックハンド610を移動することができる。このようにして、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄及び清掃を確実に行うことができる。
例えば、図33に示すように、マンホール160の下方の底面53bの上にある夾雑物Zを取り除くマジックハンド610Aの位置や、底面53aの上にある夾雑物Zを取り除くマジックハンド610Bの位置や、底面53cの上にある夾雑物Zを取り除くマジックハンド610Cの位置にマジックハンド610を移動させて、夾雑物Zを確実に取り除くことができる。
なお、第2実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置100、手動ロボットアーム101及び第3実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃装置200、手動ロボットアーム201は、洗浄ノズル120、洗浄ノズル220をマジックハンド610に置き換えることで、第7実施形態に係る手動ロボットアーム601と同様の機能を発揮し、同様の作用効果を奏するものである。
本実施形態に係る排水槽の槽内無人化清掃方法は、上記の実施形態1に係る排水槽の槽内無人化清掃方法に加えて、夾雑物Zを把持する把持部611を先端に備えるマジックハンド610により夾雑物Zを把持する把持工程と、開口160の上に設置されたステージ150に対して高さを変更可能及び回転可能に設けられ、底面53の側の端部に取り付けられたマジックハンド610を回動させるアーム630によりマジックハンド610を回動させて位置を変える位置変更工程と、を有するものである。
以上の説明のとおり、本発明によれば、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄、清掃を確実に行える排水槽の槽内無人化清掃装置1、排水槽の槽内無人化清掃装置100、排水槽の槽内無人化清掃装置200、排水槽の槽内無人化清掃装置300、排水槽の槽内無人化清掃装置400、排水槽の槽内無人化清掃装置500、排水槽の槽内無人化清掃装置600、手動ロボットアーム2、手動ロボットアーム3、手動ロボットアーム101、手動ロボットアーム201、手動ロボットアーム301、手動ロボットアーム401、手動ロボットアーム501及び手動ロボットアーム601を用いた排水槽の槽内無人化清掃方法を提供することができる。また、人が排水槽5に入らないで排水槽5の洗浄、清掃を確実に行える排水槽の槽内無人化清掃装置1、排水槽の槽内無人化清掃装置100、排水槽の槽内無人化清掃装置200、排水槽の槽内無人化清掃装置300、排水槽の槽内無人化清掃装置400、排水槽の槽内無人化清掃装置500、排水槽の槽内無人化清掃装置600、手動ロボットアーム2、手動ロボットアーム3、手動ロボットアーム101、手動ロボットアーム201、手動ロボットアーム301、手動ロボットアーム401、手動ロボットアーム501及び手動ロボットアーム601を提供することができる。
以上、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を実施しても良い。
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。