JP7448936B2

JP7448936B2 - 水道管の漏水修繕方法

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Publication number: JP7448936B2
Application number: JP2020022801A
Authority: JP
Inventors: 泰一岩本
Original assignee: NEURON JAPAN CO., LTD.
Current assignee: NEURON JAPAN CO., LTD.
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2024-03-13
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: JP2021128061A; JP2024019438A

Description

本発明は、血管の傷を自動修復して出血を止める血小板システムのように、通水中の水道管の漏水箇所を人手を介さずに自動検出して自動修繕する水道管の漏水検出方法、漏水修繕方法及びそれらの装置に関する。なお、本発明における水道とは上水道と中水道と下水道を含む概念であり、また水道管とは上水道管と中水道管と下水道管を含む概念であり、更に水道水とは上水道水と中水道水と下水道水を含む概念である。ここで、上水道水とは飲料水であり、中水道水とは下水を浄化消毒してきれいにした水で例えば工業用水や農業用水などの水道水であり、下水道水とは下水道管を通る水道水であることは云うまでもない。

水道管の漏水を発見する第１の従来技術として、発明の名称が「録音式漏水発見器」である特開昭５５－１０３４４３号（特許文献１）が存在する。一般に、地下に埋設された水道管は有圧管路によって構成されているから、漏水が生じると特有の音を発生する。旧来は、高度の経験を積んだ熟練者が地面に高感度の聴音器を当て微弱な音を聴いて漏水を判断していたのに対し、特許文献1では、漏水による地面の微弱振動を電気信号に変換して検出するものである。

第２の従来技術として、発明の名称が「漏水点発見装置」である特開昭６３－９８５３９号（特許文献２）が存在する。この特許文献２は、水道管の漏水音の集音地点から水道管の漏水点までの水道管の管延長を推測する発明である。集音地点における漏水音の全周波数帯域成分のパワーおよび低周波数帯域成分のパワーをそれぞれ測定し、この二つのパワー測定値に基づいて管延長を推測することにより、集音地点から漏水点までの水道管の管延長の推測を機械的に行えるようにしたものである。

第３の従来技術として、発明の名称が「携帯型時間積分式漏水発見装置」である特開２０１３－６８５８７号（特許文献３）が存在する。この特許文献３は、携帯型漏水発見装置にＳＤメモリードライブ回路、ＳＤメモリー等の記憶装置及びＧＰＳモジュールを内蔵させ、漏水信号及び位置情報をＳＤメモリー等に記録し、それを本部にて専門家が再生してチェックすることにより、専門家が現地に行って漏水チェックをする必要がなくなり、ＧＰＳにより漏水箇所も正確に分析できる発明である。

第４の従来技術として、発明の名称が「漏水検知器」である特開２０１４－２３８３８０号（特許文献４）が存在する。この特許文献４は、水道の漏水検知を行う際に、騒音の多い昼間の時間帯や場所でも雑音除去ができる装置で漏水箇所を容易に発見できる方法の発明である。本発明は、水平方向より到来するノイズ波と垂直方向から到来する漏水波の到来方向の特徴を複数のセンサ配置方法によって到来する波の時間差（位相差）がセンサ信号間に現れ、この信号をアンプユニットで位相処理することにより漏水波とノイズ波に分離することに特徴を有している。

特開昭５５－１０３４４３号公報特開昭６３－９８５３９号公報特開２０１３－６８５８７号公報特開２０１４－２３８３８０号公報

特許文献１では、水道管からの漏水による地中振動を電気信号として検出して漏水箇所を発見するにも電気技術者の人手でしなければならず、まして漏水箇所を修繕するには地面を掘削して水道管の漏水箇所を人手で修繕する以外に方法が無い。

また、特許文献２では、集音地点から水道管の漏水点までの水道管の管延長を人手で推測しなければならず、そして漏水箇所を発見できても漏水箇所を修繕するには、特許文献１と同様に地面を掘削して水道管の漏水箇所を人手で修繕する以外に方法が無い。

更に、特許文献３では、ＳＤメモリードライブ回路、ＳＤメモリー等の記憶装置及びＧＰＳモジュールを駆使して漏水箇所を特定できても、漏水箇所の発見に専門家の人手を必要とし、特に漏水箇所の修繕には、地面を掘削して人手で修繕する以外に方法が無いのである。

また更に、特許文献４では、複数のセンサ配置方法によって漏水箇所を正確に検出できても、結局、漏水箇所の発見には専門家の人手を要しており、その漏水箇所の修繕には、地面を掘削して水道管を交換するなど人手で修繕する以外に手だてが無いのである。

本発明の目的は、地中に埋設された水道管の漏水箇所を検出し、且つその漏水箇所を修繕するために、水道管中にロボット群を投入して漏水箇所の自動検出と自動修繕を行うものであり、人手を全く要しない画期的な水道管の漏水検出方法、漏水修繕方法及びそれらの装置を提供することである。
上記ロボット群は水道管中を移動する監視ロボットと修繕ロボットから構成され、本発明は、監視ロボットにより漏水箇所を検出する検出方法と、検出された漏水箇所を修繕ロボットにより被覆密閉する修繕方法から構成され、同時に検出装置及び修繕装置から構成されるものである。

本発明は前記課題を解決する為になされたものであり、本発明の第1形態は、水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら監視ロボットを移動させ、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を前記監視ロボットが受信して前記漏水箇所を検出する水道管の漏水検出方法である。

本発明の第２形態は、水道管の中に複数の修繕ロボットを移動させておき、前記水道管に漏水箇所があるとき前記修繕ロボットを前記漏水個所に集合させ、前記修繕ロボットは前記漏水個所の漏水孔を被覆して前記漏水孔を密閉する水道管の漏水修繕方法である。

本発明の第３形態は、水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら監視ロボットを移動させるとともに、前記水道管の中に複数の修繕ロボットを移動させておき、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を前記監視ロボットが受信して前記漏水箇所を検出し、この検出により前記監視ロボットは前記修繕ロボットに対し修繕ロボット集合信号を発信し、前記修繕ロボット集合信号を受信すると前記修繕ロボットは前記漏水箇所に集合し、前記修繕ロボットは前記漏水箇所の漏水孔を被覆して前記漏水孔を密閉する水道管の漏水修繕方法である。

本発明の第４形態は、前記第３形態において、前記修繕ロボット集合信号は前記漏水箇所の漏水位置信号を含んで発信されるか、又は前記修繕ロボット集合信号の発信と同時に前記漏水位置を示す漏水位置信号も発信され、前記漏水位置に向かって前記修繕ロボットが集合する水道管の漏水修繕方法である。

本発明の第５形態は、前記第２～４形態のいずれかにおいて、前記修繕ロボットは前記漏水孔の周縁の水道管内面に密着しながら次第に内方に向かって被覆する水道管の漏水修繕方法である。

本発明の第６形態は、監視ロボット移動制御装置と漏水監視信号発信装置を備えて水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら移動する監視ロボットと、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を受信する漏水信号受信装置を前記監視ロボットに設け、前記漏水箇所を検出する水道管の漏水検出装置である。

本発明の第７形態は、修繕ロボット移動制御装置により水道管の中を移動する複数の修繕ロボットと、前記水道管の漏水箇所の漏水位置を通知する漏水位置信号を受信する漏水位置信号受信装置を前記修繕ロボットに設け、前記修繕ロボットを前記漏水箇所に集合させて前記漏水箇所の漏水孔を被覆して前記漏水孔を密閉する水道管漏水孔閉塞装置を前記修繕ロボットに設ける水道管の漏水修繕装置である。

本発明の第８形態は、漏水監視信号発信装置を備えて水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら移動する監視ロボットと、前記水道管の中を移動する複数の修繕ロボットとから構成され、前記監視ロボットは、前記漏水監視信号により前記水道管の漏水箇所を発見したとき複数の前記修繕ロボットに対し修繕ロボット集合信号を発信する修繕ロボット集合信号発信装置を備え、前記修繕ロボットは、前記修繕ロボット集合信号を受信すると前記漏水箇所に集合する修繕ロボット移動制御装置を備え、前記修繕ロボットは前記漏水箇所の漏水孔を被覆して前記漏水孔を密閉する水道管の漏水修繕装置である。

本発明の第９形態は、前記第８形態において、前記修繕ロボット集合信号は前記漏水箇所の漏水位置信号を含んで発信されるか、又は前記修繕ロボット集合信号の発信とともに前記漏水位置を示す漏水位置信号も発信され、前記漏水位置に向かって前記修繕ロボットが集合する水道管の漏水修繕装置である。

本発明の第１０形態は、前記第７～９形態のいずれかにおいて、前記修繕ロボットは前記漏水孔の周縁の水道管内面に密着しながら次第に内方に向かって被覆する水道管の漏水修繕装置である。

本発明の第１形態によれば、水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら監視ロボットを移動させるから、地中に埋設された水道管の中で監視ロボットが移動した全内面が隈なくチェックされ、未チェック領域を残さずに人手が全くかからず、完全に自動的に調査できる。しかも、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を前記監視ロボットが受信するから、漏水箇所を見逃すことが無く、漏水箇所を完全且つ確実に無人方式で自動検出することが可能になる。
漏水監視信号には、音波、電磁波、光波などの信号波、触覚センサなどのセンサ信号なども利用でき、具体的にはエコー、レーダー、赤外線、白色光などが使用できる。光照射下でビデオカメラやテレビ撮影などで反射映像を観察することなども可能になる。
前記監視ロボットの移動手段として、スクリュー方式、べん毛方式、魚のようなヒレ方式などの水中の泳動方式に限らず、水道管内面をタイヤやキャタピラーや車輪などの移動方式や電磁移動方式もあり、水道水の水流による揚力でロボットを水道管内面に押し付けて移動することもできる等、種々の方式を採用することができる。従って、移動手段はロボットを移動させる手段であれば現有の全ての移動技術を適用できる。
このように、監視ロボットをＡＩ化すれば、全自動で漏水箇所を識別することが可能になる。

本発明の第２形態によれば、水道管の中に複数の修繕ロボットを移動させておくから、この修繕ロボットをＡＩ化すれば、人手を介さずに全自動で水道管の漏水修繕が可能になる。前記水道管に漏水箇所があるとき、何らかの手段で漏水位置などを受信できれば前記修繕ロボットを全自動で前記漏水個所に集合させることができる。この修繕ロボットで前記漏水個所の漏水孔を被覆することにより、前記漏水孔を密閉して全自動で水道管の漏水修繕が可能になり、全く人手を介さずに水道管の漏水修繕を実行することができる。
漏水孔が小さい場合には１台の修繕ロボットで漏水孔を密閉できるし、漏水孔が大きい場合には複数の修繕ロボットを重なり合わせることにより漏水孔を密閉できる。修繕ロボットの表面に水道水中では溶解しない接着剤を塗着させておけば、修繕ロボット同士の接触面で相互の接着剤同士が反応して接着させることができる。この接着剤同士の接着により、漏水孔を密閉することができる。
また、修繕ロボットの内部に接着剤を保留させておき、修繕ロボット同士が相互に接触したときに、その接触面に内部から接着剤を注出させて、修繕ロボットを相互に接着する方式も存在する。従って、漏水孔の周縁から水道管内面に修繕ロボットを接着させ、次第に内方に向かって修繕ロボット同士を重畳接着させてゆけば、漏水孔を完全に密閉することが可能になる。
また別の方法として、修繕ロボットは厚みを有した三角形、四角形、六角形などの平板体に形成され、内部に接着剤が内蔵されている。漏水孔に到達すると、平板体の厚さ面が相互に当接してその接触端面から耐水・速乾・無害の接着剤が滲みだし、漏水孔を面状に密閉しながら相互に固着させることもできる。
修繕ロボットの移動手段として、スクリュー方式、べん毛方式、魚のようなヒレ方式などの水中の泳動方式に限らず、水道管内面をタイヤやキャタピラーや車輪などの移動方式や電磁移動方式もあり、水道水の水流による揚力でロボットを水道管内面に押し付けて移動することもできる等、種々の方式を採用することができる。従って、移動手段はロボットを移動させる手段であれば現有の全ての移動技術を適用できる。
また、監視ロボットをＡＩ化すれば、全自動で漏水箇所の修繕が可能になる。

本発明の第３形態によれば、水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら監視ロボットを移動させるから、第１形態と同様に全自動で漏水箇所を検出することができる。
また、水道管の中に複数の修繕ロボットを移動させておくから、第２形態と同様にこれらの修繕ロボットの協同動作により効率的に修繕することができる。
更に、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を前記監視ロボットが受信して前記漏水箇所を検出する。そして、この検出により前記監視ロボットは前記修繕ロボットに対し修繕ロボット集合信号を発信するから、前記修繕ロボット集合信号を受信することによって前記修繕ロボットは効率的且つ集団的に前記漏水箇所に集合することが可能になる。
また更に、第２形態と同様に、前記修繕ロボットは前記漏水箇所の漏水孔を１台又は複数台が協同しながら被覆して、漏水孔を完全に且つ全自動で高速に密閉するすることが可能になる。

本発明の第４形態によれば、前記修繕ロボット集合信号は前記漏水箇所の漏水位置信号を含んで発信されると、修繕ロボットは集団的に漏水箇所に集合できるだけでなく、漏水位置が特定されているから多数の修繕ロボットが高速に漏水位置に集合できる作用効果を有する。
また、別形態として、前記修繕ロボット集合信号の発信と同時に前記漏水位置を示す漏水位置信号が発信されると、多数の修繕ロボットが集団的に且つ高速に漏水位置に向かって集合することができる作用効果がある。

本発明の第５形態によれば、前記修繕ロボットは前記漏水孔の周縁の水道管内面に密着しながら次第に内方に向かって被覆する水道管の漏水修繕方法が提供される。
詳説すると、修繕ロボットの内部に接着剤を保留させておき、修繕ロボット同士が相互に接触したときに、その接触面同士に内部から耐水・速乾・無害の接着剤を滲出させ、修繕ロボットを相互に接着することができる。従って、漏水孔の周縁から水道管内面に修繕ロボットを接着させ、次第に内方に向かって修繕ロボット同士を重畳接着させてゆけば、漏水孔を完全に自動的に密閉することが可能になる。
また上述したように、別案として、修繕ロボットは厚みを有した三角形、四角形、六角形などの平板体に形成され、内部に接着剤が内蔵されている。漏水孔に到達すると、平板体の厚さ面が相互に当接してその接触端面から接着剤が滲みだし、漏水孔を面状に密閉しながら相互に固着させて、漏水孔を完全に且つ全自動で密閉することもできる。

本発明の第６形態によれば、監視ロボット移動制御装置と漏水監視信号発信装置を備えて水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら移動する監視ロボットを使用するから、監視ロボットが移動する水道管の全内面の漏水を完全に且つ全自動で検出することができる。
また、前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を受信する漏水信号受信装置を前記監視ロボットに設けるから、漏水監視信号が水道管内面に照射されると、その反射信号を受信するだけで漏水かどうかを即座に判断でき、漏水箇所を完全且つ全自動で確実に検出することが可能になる。
上述したように、第１形態で説明した全ての作用効果をこの第６形態の作用効果とすることができることは云うまでもない。

本発明の第７形態によれば、修繕ロボット移動制御装置により水道管の中を移動する複数の修繕ロボットを使用するから、対象とする水道管の全内面を隈なく修繕することが可能である。
前記水道管の漏水箇所の漏水位置を通知する漏水位置信号を受信する漏水位置信号受信装置を前記修繕ロボットに設けるから、複数の前記修繕ロボットを集団的にしかも高速で前記漏水箇所に集合させることができ、更に前記漏水箇所の漏水孔を全自動で高速に被覆して、前記漏水孔を完全確実に全自動で密閉できる水道管の漏水修繕装置を提供できる。
前記修繕ロボットの移動手段として、スクリュー方式、べん毛方式、魚のようなヒレ方式などの水中の泳動方式に限らず、水道管内面をタイヤやキャタピラーや車輪などの移動方式や電磁移動方式もあり、水道水の水流による揚力でロボットを水道管内面に押し付けて移動することもできる等、種々の方式を採用することができる。従って、移動手段はロボットを移動させる手段であれば現有の全ての移動技術を適用できる。
また、修繕ロボットをＡＩ化すれば、全自動で漏水箇所の修繕を無人且つ全自動で実行することが可能になる。
上述したように、第２形態で説明した全ての作用効果をこの第７形態の作用効果とすることができることは云うまでもない。

本発明の第８形態によれば、漏水監視信号発信装置を備えて水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら移動する監視ロボットと、前記水道管の中を移動する複数の修繕ロボットとから構成されるから、監視ロボットが移動する水道管の全内面の漏水箇所をもれなく完全に全自動で検出することができ、同時に検出された全ての漏水箇所の漏水孔を複数の修繕ロボットにより全自動で完全に密閉修繕することが可能になる。
また、前記監視ロボットは、前記漏水監視信号により前記水道管の漏水箇所を発見したとき複数の前記修繕ロボットに対し修繕ロボット集合信号を発信する修繕ロボット集合信号発信装置を備え、前記修繕ロボットは、前記修繕ロボット集合信号を受信すると前記漏水箇所に集合する修繕ロボット移動制御装置を備えから、漏水箇所に多数の修繕ロボットを高速に集合させて漏水孔を密閉修繕することができる。
上述したように、第３形態で説明した全ての作用効果をこの第８形態の作用効果とすることができることは云うまでもない。

本発明の第９形態によれば、前記第８形態において、前記修繕ロボット集合信号は前記漏水箇所の漏水位置信号を含んで発信されるか、又は前記修繕ロボット集合信号の発信とともに前記漏水位置を示す漏水位置信号も発信され、前記漏水位置に向かって前記修繕ロボットが集合する水道管の漏水修繕装置を提供することができる。
前記修繕ロボット集合信号は前記漏水箇所の漏水位置信号を含んで発信されると、修繕ロボットは集団的に漏水箇所に集合できるだけでなく、漏水位置が特定されているから多数の修繕ロボットが高速に漏水位置に集合できる作用効果を有する。
また、前記修繕ロボット集合信号の発信と同時に前記漏水位置を示す漏水位置信号が発信されると、多数の修繕ロボットが集団的に且つ高速に漏水位置に向かって集合することができる作用効果がある。

本発明の第１０形態によれば、前記修繕ロボットは前記漏水孔の周縁の水道管内面に密着しながら次第に内方に向かって被覆する水道管の漏水修繕装置を提供することができる。
具体的には、修繕ロボットの内部に接着剤を保留させておき、修繕ロボット同士が相互に接触したときに、その接触面同士に内部から耐水・速乾・無害の接着剤を滲出させ、修繕ロボットを相互に接着することができる。従って、漏水孔の周縁から水道管内面に修繕ロボットを接着させ、次第に内方に向かって修繕ロボット同士を重畳接着させてゆけば、漏水孔を完全に自動的に密閉することが可能になる。
また上述したように、修繕ロボットは厚みを有した三角形、四角形、六角形などの平板体に形成され、内部に接着剤が内蔵されている。漏水孔に到達すると、平板体の厚さ面が相互に当接してその接触端面から接着剤が滲みだし、漏水孔を面状に密閉しながら相互に固着させて、漏水孔を完全に且つ全自動で密閉することもできる。

図１は、本発明に係る漏水修繕方法において、埋設された水道管１の漏水孔３を密閉完了した漏水修繕完了段階を示す模式図である。図２は、本発明に係る漏水修繕方法において、水道管１の漏水状態を示す模式図である。図３は、本発明に係る漏水修繕方法の前段階として、水道管１の漏水状態を監視ロボット１０によって発見する漏水検出方法において漏水調査段階の模式図である。図４は、上記漏水検出方法により漏水箇所４を発見して監視ロボット１０が修繕ロボット３０に対して修繕ロボット集合信号１３を発信する漏水検出段階の模式図である。図５は、上記漏水修繕方法において、監視ロボット１０が発信する修繕ロボット集合信号１３により修繕ロボット３０が漏水箇所４の近傍に集合し始めた修繕ロボット集合段階の模式図である。図６は、上記漏水修繕方法において、監視ロボット１０が発信する漏水位置信号１４により修繕ロボット３０が水道管内面１ａの漏水孔周縁３ａを被覆し始める修繕ロボット被覆段階の模式図である。図７は、本発明に係る漏水検出方法及び漏水修繕方法に使用される監視ロボット１０の構成図である。図８は、本発明に係る漏水検出方法及び漏水修繕方法に使用される監視ロボット１０の動作処理図である。図９は、本発明に係る漏水修繕方法に使用される修繕ロボット３０の構成図である。図１０は、本発明に係る漏水修繕方法に使用される修繕ロボット３０の動作処理図である。

以下に、本発明に係る漏水検出方法及び漏水修繕方法及びそれらの装置の実施形態を図面に従って詳細に説明する。

図１は、本発明に係る漏水修繕方法において、埋設された水道管１の漏水孔３を密閉完了した漏水修繕の完了段階を示す模式図である。
水道管１は地中に埋設された水道管であり、地上からは目視することができない。この水道管１には水道水２が流通している。水道管１の中には監視ロボット１０と複数の修繕ロボット３０が泳動している。漏水孔３を検出（又は発見）した監視ロボット１０は周囲に修繕ロボット集合信号１３と漏水位置信号１４を発信し、これらの信号により漏水孔３の近傍に複数の修繕ロボット３０が集合している。漏水位置信号１４は修繕ロボット３０に漏水孔３をピンポイントに知らせる信号である。

水道管１には漏水孔３が空いており、修繕前には、水道水２がこの漏水孔３から地中に漏水していた。この漏水を遮断するために、複数の修繕ロボット３０が漏水孔３を被覆して完全に密閉し、漏水の修繕完了状態が示されている。この漏水孔３を取り囲む水道管内面側の周縁部である漏水孔周縁部３ａから漏水孔３の開口の全面を複数の修繕ロボット３０が相互に外周面を接着させて漏水孔３を完全密閉し、漏水修繕が完了した状態である。

修繕ロボット３０の表面に水道水２の中では溶解しない接着剤を塗着させておけば、修繕ロボット３０同士の接触面で相互の接着剤同士が反応して接着させることができる。この接着剤同士の接着により、漏水孔３を完全に密閉することができる。
また、修繕ロボット３０の内部に接着剤を保留させておき、修繕ロボット同士が相互に接触したときに、その接触面に内部から接着剤を吐出させて、修繕ロボットを相互に接着する方式も存在する。従って、漏水孔３の周縁部３ａから水道管１の内面に修繕ロボット３０を接着させ、次第に内方に向かって修繕ロボット同士を重畳接着させてゆけば、漏水孔３を完全に密閉することが可能になる。
また別の方法として、修繕ロボットは厚みを有した三角形、四角形、六角形などの平板体に形成され、内部に接着剤が内蔵されている。漏水孔に到達すると、平板体の側面（厚み面）が相互に当接してその接触端面から耐水・速乾・無害の接着剤が滲みだし、漏水孔を面状に密閉しながら相互に固着させて完全密閉することもできる。

監視ロボット１０や修繕ロボット３０の移動手段として、スクリュー方式、べん毛方式、魚のようなヒレ方式などの水中の泳動方式に限らず、水道管内面をタイヤやキャタピラーや車輪などの移動方式や電磁移動方式もあり、水道水の水流による揚力でロボットを水道管内面に押し付けて移動することもできる等、種々の方式を採用することができる。従って、移動手段はロボットを移動させる手段であれば現有の全ての移動技術を適用できる。
また、監視ロボットをＡＩ化すれば、全自動で漏水箇所の修繕が可能になる。

図２は、本発明に係る漏水修繕方法において、水道管１の漏水状態を示す模式図である。水道管１には水道水２が流通しており、この水道管１に漏水孔周縁部３ａで取り囲まれた漏水孔３が破断などで開口しておれば、この漏水孔３から水道水２が外部へ漏水し、地中に浸透したり、場合によっては地上に吹き上げる等の現象が生じる。このような事態を漏水現象と呼び、地上に吹き上げる場合には漏水箇所４は直ちに分かるが、地中に浸透する場合には漏水箇所４の発見は困難である。漏水音や漏水振動を外部から計測して漏水箇所４を検出することも可能であるが、人的操作を必要とし、多大な労力を要していた。

図３は、本発明に係る漏水修繕方法の前段階として、水道管の漏水状態を監視ロボット１０によって発見する漏水検出方法における漏水調査段階の模式図である。
この発明では、漏水箇所４を人的作業で発見検出するのではなく、ＡＩ化された監視ロボット１０により漏水箇所４を自動発見する方式を採用する。監視ロボット１０を水道水２が流通する水道管１の中に移動させる。監視ロボット１０は移動しながら周囲に漏水監視信号１１を送信する。図３の状態では、漏水監視信号は水道管内面１ａにより反射されるだけで、漏水箇所４は検出（発見）できていない。
しかし、その左側には、漏水孔周縁部３ａで取り囲まれた漏水孔３が破断開口しており、その漏水孔３からは水道水２が地中に滲出している漏水箇所４が存在している。

図４は、上記漏水検出方法により漏水箇所４を発見して監視ロボット１０が修繕ロボット３０に対して修繕ロボット集合信号１３を発信する漏水検出段階の模式図である。
図３の状態から監視ロボット１０が左方向に少しだけ移動すると、漏水監視信号１１が漏水箇所４から反射して、その反射信号である漏水信号１２を受信する。この漏水信号１２の受信により監視ロボット１０は漏水箇所４を検出し、同時に漏水箇所４の位置である漏水位置を特定する。漏水箇所４では漏水孔３から多量の水道水２が地中に滲出している。この漏水箇所４の発見により、監視ロボット１０は周囲に修繕ロボット集合信号１３を発信し、同時に漏水位置を示す漏水位置信号１４を周囲に発信する。
漏水位置情報は修繕ロボット集合信号１３の中に組み込まれてもよく、この場合には修繕ロボット集合信号１３は漏水位置信号１４も兼ねることになり、別個の信号として漏水位置信号１４を発信する必要は無い。

図５は、上記漏水修繕方法において、監視ロボット１０が発信する修繕ロボット集合信号１３により修繕ロボット３０が漏水箇所４の近傍に集合し始めた修繕ロボット集合段階の模式図である。
水道水２の中を移動する複数の修繕ロボット３０が、前記修繕ロボット集合信号１３や漏水位置信号１４を受信すると、修繕ロボット３０が漏水箇所４の近傍に集合し始め、修繕ロボット３０は当然に漏水位置信号１４により漏水位置を正確に知っている。
この段階でも、漏水監視信号１１の反射信号である漏水信号１２が発信されているから、修繕ロボット集合信号１３や漏水位置信号１４の発信は継続されている。

図６は、上記漏水修繕方法において、監視ロボット１０が発信する漏水位置信号１４により修繕ロボット３０が水道管内面１ａの漏水孔周縁３ａを被覆し始める修繕ロボット被覆段階の模式図である。
漏水箇所４の周辺に集合した修繕ロボット３０は、まず漏水孔周縁部３ａに当接して水道管内面１ａに接着して漏水孔３を小さくし、更にその修繕ロボット３０の内方側に接着して漏水孔３を更に小さくする。図６では、漏水孔３が小さくなった状態が示されている。修繕ロボット同士の接着を繰り返しながら漏水孔３を被覆して完全に密閉してしまう。完全密閉が達成されると、漏水孔３からの水道水の滲出は消失して修繕が完了する。
一番先に説明した図１では、完全密閉により修繕が完了した状態が示されている。

図７は、本発明に係る漏水検出方法及び漏水修繕方法に使用される監視ロボット１０の構成図である。
監視ロボット１０は、Ｉ／Ｏポート回路１６を介して、右側にＲＯＭ１７、ＲＡＭ１８及びＣＰＵ１９が接続され、左側に監視ロボット移動制御装置２０、漏水監視信号発信装置２１、漏水信号受信装置２２、修繕ロボット集合信号発信装置２３及び漏水位置信号発信装置２４が接続されている。

ＲＯＭ１７は監視ロボット用プログラムが格納されたメモリであり、監視ロボット１０を作動制御するプログラムである。ＲＡＭ１８は作動制御の過程で生じる一時情報を保存したり、書き換えられた情報を保存するメモリである。ＣＰＵは監視ロボット１０の中央演算処理装置である。
監視ロボット移動制御装置２０は監視ロボット１０の駆動部を制御して、監視ロボット１０の移動・停止・移動速度の制御などを実行している。漏水監視信号発信装置２１は漏水箇所を発見するために周囲に漏水監視信号１１を発信する装置である。漏水信号受信装置２２は水道管内面１ａや漏水箇所４による漏水監視信号１１の反射信号である漏水信号１２を受信する装置である。この漏水信号１２の受信により漏水箇所４が検出される。
修繕ロボット集合信号発信装置２３は、漏水信号１２が受信されて漏水箇所４が検出されたときに、周囲に存在する修繕ロボット３０に対し漏水箇所４に集合せよとの修繕ロボット集合信号１３を発信するものである。漏水位置信号発信装置２４は、漏水信号１２が受信されて漏水箇所４が検出されたときに、修繕ロボット３０に対し漏水箇所の位置、即ち位置座標を漏水位置信号１４として発信するものである。
漏水位置、即ち漏水位置座標を修繕ロボット集合信号１３の中に組み込む場合には修繕ロボット集合信号１３の発信だけでよく、漏水位置信号１４の発信は不要と考えてよい。

図８は、本発明に係る漏水検出方法及び漏水修繕方法に使用される監視ロボット１０の動作処理図である。
監視ロボット１０の動作処理Ａは、動作処理Ａ１～Ａ５の５段階から構成される。動作処理Ａ１では、水道管１内の水道水２中に監視ロボット１０が投入される。
動作処理Ａ２では、監視ロボット１０は漏水監視信号発信装置２１により漏水監視信号１１を水道水２中の周囲に発信しながら監視ロボット移動制御装置２０により駆動部が制御されて水道管１内を移動する。
動作処理Ａ３では、漏水監視信号１１が漏水箇所４から反射される漏水信号１２を監視ロボット１０が受信して、漏水位置である漏水箇所４を検出し、同時に漏水孔３の大きさを特定する。
動作処理Ａ４では、監視ロボット１０は漏水箇所４近傍に滞在して、水道管１内の周囲に修繕ロボット集合信号発信装置２３により修繕ロボット集合信号１３を発信する。
動作処理Ａ５では、漏水箇所４を特定したときに得られた漏水位置、特にその漏水位置座標を示す漏水位置信号１４を漏水位置信号発信装置２４により周囲に発信する。但し、漏水位置を修繕ロボット集合信号１３に組み込んで修繕ロボット集合信号１３として発信したときには動作処理Ａ５は不要となる。
動作処理Ａ６では、漏水箇所４の近傍に複数又は多数の修繕ロボット３０を集合させ、修繕ロボット３０を漏水孔周縁部３ａから内方に接着させて漏水孔３を被覆して完全に密閉閉塞させる。この完全密閉により修繕が完了し、修繕完了信号を発信する。

図９は、本発明に係る漏水修繕方法に使用される修繕ロボット３０の構成図である。
修繕ロボット３０は、Ｉ／Ｏポート回路３１を介して、右側にＲＯＭ２（３２）、ＲＡＭ２（３５）及びＣＰＵ２（３６）が接続され、左側に修繕ロボット集合信号受信装置３３、漏水位置信号受信装置３４、修繕ロボット移動制御装置３７及び水道管漏水孔閉塞装置３８が接続されている。

ＲＯＭ２（３２）は修繕ロボット用プログラムが格納されたメモリであり、修繕ロボット３０を作動制御するプログラムである。ＲＡＭ２（３５）は作動制御の過程で生じる一時情報を保存したり、書き換えられた情報を保存するメモリである。ＣＰＵ２（３６）は修繕ロボット３０の中央演算処理装置である。
修繕ロボット集合信号受信装置３３は水道管１内の監視ロボット１０により発信される修繕ロボット集合信号１３を受信する装置である。漏水位置信号受信装置３４は水道管１内の監視ロボット１０により発信される漏水孔３の位置座標である漏水位置信号１４を受信する装置である。修繕ロボット移動制御装置３７は修繕ロボット３０の駆動部を制御して、修繕ロボット３０の移動・停止・移動速度の制御などを実行して漏水箇所４に移動することができる。
水道管漏水孔閉塞装置３８は修繕ロボット３０により漏水孔３を密閉するための装置であり、まず漏水孔周縁部３ａに修繕ロボット３０を接着させ、次にこの修繕ロボット３０に別の修繕ロボット３０を接着させて漏水孔３のより内方に延出させ、これを繰り返して漏水孔３を完全に密閉することができる。

図１０は、本発明に係る漏水修繕方法に使用される修繕ロボット３０の動作処理図である。
修繕ロボット３０の動作処理Ｂは、動作処理Ｂ１～Ｂ４の４段階から構成される。動作処理Ｂ１では、水道管１内の水道水２中に修繕ロボット３０が投入される。
動作処理Ｂ２では、修繕ロボット３０が水道管１内で修繕ロボット集合信号１３を受信すると、修繕ロボット３０は監視ロボット１０が存在する方向、即ち漏水箇所４の方向へ移動する。
動作処理Ｂ３では、漏水位置信号１４を受信すると修繕ロボット３０は漏水位置、即ち漏水箇所４の近傍に集合する。但し、漏水位置が修繕ロボット集合信号１３に組み込まれて修繕ロボット集合信号１３として発信されている場合には、漏水位置は修繕ロボット集合信号１３から得られるから、動作処理Ｂ３は不要となる。
動作処理Ｂ４では、修繕ロボット３０は水道管漏水孔閉塞装置３８により漏水孔３の周辺部から内方へと接着接合してゆき、最終的に漏水孔３の全面を完全密閉するまで継続し、全体を閉塞密閉して完了する。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において種々の変形例や設計変更を包含するものであることは云うまでもない。

本発明は、生体において血管の傷を自動修復して出血を止める血小板システムのように、通水中の水道管の漏水箇所を人手を介さずにＡＩ化された監視ロボットと修繕ロボットにより自動検出して自動修繕する水道管の漏水検出方法、漏水修繕方法、及びそれらの装置を提供するものである。装置としては漏水検出装置と漏水修繕装置が提供される。
また、本発明における水道とは上水道と中水道と下水道を含む概念であり、また水道管とは上水道管と中水道管と下水道管を含む概念であり、更に水道水とは上水道水と中水道水と下水道水を含む概念である。ここで、上水道水とは飲料水であり、中水道水とは下水を浄化消毒してきれいにした水で例えば工業用水や農業用水などの水道水であり、下水道水とは下水道管を通る水道水であることは云うまでもない。

従って、人手を全く介さずに、水道管の漏水を完全自動で検出し修繕する画期的な方法と装置を提供するものである。

１水道管
１ａ水道管内面
２水道水
３漏水孔
３ａ漏水孔周縁部
４漏水箇所
１０監視ロボット
１１漏水監視信号
１２漏水信号
１３修繕ロボット集合信号
１４漏水位置信号
１６Ｉ／Ｏポート回路
１７ＲＯＭ
１８ＲＡＭ
１９ＣＰＵ
２０監視ロボット移動制御装置
２１漏水監視信号発信装置
２２漏水信号受信装置
２３修繕ロボット集合信号発信装置
２４漏水位置信号発信装置
３０修繕ロボット
３１Ｉ／Ｏポート回路
３２ＲＯＭ２
３３修繕ロボット集合信号受信装置
３４漏水位置信号受信装置
３５ＲＡＭ２
３６ＣＰＵ２
３７修繕ロボット移動制御装置
３８水道管漏水孔閉塞装置
Ａ監視ロボットの動作処理
Ａ１動作処理
Ａ２動作処理
Ａ３動作処理
Ａ４動作処理
Ａ５動作処理
Ｂ修繕ロボットの動作処理
Ｂ１動作処理
Ｂ２動作処理
Ｂ３動作処理
Ｂ４動作処理

Claims

水道管の中で漏水監視信号を前記水道管の内面に向けて発信しながら監視ロボットを移動させるとともに、
前記水道管の中に複数の修繕ロボットを移動させておき、
前記漏水監視信号が前記水道管の漏水箇所に照射されると前記漏水箇所から反射される漏水信号を前記監視ロボットが受信して前記漏水箇所を検出し、
この検出により前記監視ロボットは前記修繕ロボットに対し修繕ロボット集合信号を発信し、
前記修繕ロボット集合信号を受信すると前記修繕ロボットは前記漏水箇所に集合し、
前記修繕ロボットは前記漏水箇所の漏水孔を被覆して前記漏水孔を密閉することを特徴とする水道管の漏水修繕方法。
前記修繕ロボット集合信号は、前記漏水箇所の漏水位置を通知する漏水位置信号を含んで発信されるか、又は前記修繕ロボット集合信号の発信と同時に前記漏水位置を示す漏水位置信号も発信され、前記漏水位置に向かって前記修繕ロボットが集合する請求項１に記載の水道管の漏水修繕方法。
前記修繕ロボットは前記漏水孔の周縁の水道管内面に密着しながら次第に内方に向かって被覆する請求項１又は２に記載の水道管の漏水修繕方法。