JPH0227407A - 点検ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は軌道に沿って走行する各種の点検機能を具えた
複数台のロボットを制御下に走行させることができる点
検ロボットシステムに係る。

（従来の技術） 原子カプラント内では、作業員の安全上立ち入りのでき
ない場所があり、そのような場所の保守、点検にはロボ
ットが使用されている。原子カプラントは点検環境が複
雑に入り組んでいるため、各点検部位を経由するロボッ
ト走行用の軌道を予め布設しておき、この軌道上をＴＶ
カメラ、赤外線カメラ、マイクロフォン等の各種点検用
機器を搭載したロボットを走行させ、点検を行うシステ
ムとしている。この種の点検ロボットの軌道の−例を第
６図に示す。第６図において、原子炉容器３０の周囲に
は、点検を必要とする部位、例えばＰＬＲポンプ３２ａ
、３２ｂ、主蒸気隔離弁３３、主蒸気配管３４の基部、
ローカルクーラ３５ａ〜３５ｅ、ＳＲ弁３６等を経由す
る点検ロボット軌道３１が布設され、この軌道３１上を
図示省略の点検ロボットが所要の箇所で停止しながら走
行し、定められた点検を実施する。

なお、図示は省略したが軌道３１には点検ロボットと５
これを制御し各点検位置まで誘導するホストコンピュー
タとの間の通信を行う信号伝送路が埋設されている。ま
た、軌道３１には複雑な点検ルートに対処するため多数
の、分岐装置が設けられている。

（発明が解決しようとする課り 上記概略説明した従来の点検システムにおいては、点検
箇所、分岐装置が増大するに伴いホストコンピュータに
対する入出力が増加し、コンピュータの対応が困難とな
る。また、同一軌道上を複数台の点検ロボットを制御下
に走行させることも前記と同様の理由で困難である。つ
まり、従来のシステムにおいては、各種点検ロボット、
各分岐装置、軌道、コンピュータを一括して１つのシス
テムとしているため、システム（点検ロボット）の自由
度が小さく、その上制御量の変更も困難となっているの
である。

上記の問題を解決するものとして、信号伝送方式を周波
数多重方式とすることが考えられるが、周波数多重方式
を採用した場合点検ロボットの数だけのチャンネル数を
必要とし、システム全体が大規模のものとなる（例えば
、同一伝送路を使用して周波数多重方式を採用すれば、
ロボットの数だけの周波数多重装置が必要となる）。同
時に、点検ロボット自体も大きくなってその通過断面積
が増大するので、空間の制限された複雑な点検環境にお
いては前記周波数多重方式の採用は困難である。また、
この方式を採用したシステムは点検ロボットを追加！！
する場合、追加したロボットの制御量を生成することが
困難であり、拡張性が非常に乏しいものであった。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので。

複数のロボットを同一軌道上でホストコンピュータの制
御下に走行させて点検を実施させることができ、通過断
面積の小さな点検ロボットを走行させることができ、し
かも拡張性に優れた点検ロボットシステムを提供するこ
とを目的としている。

［発明の構成］ （！Ｉ題を解決するための手段） 本発明の点検ロボットシステムは１点検ルートに沿って
布設され複数箇の分岐装置を具えた軌道と、この軌道に
懸架され走行機構、点検装置、それ等を作動させる電気
回路を具えた少なくとも１台のロボットと、点検対象物
および点検項目を指定する操作盤と、前記指定された点
検対象物から点検ルート上の点検位置の決定、前記点検
ロボットのホームポジションから前記点検位置に至る最
短ルートの決定、点検位置に到達した前記点検ロボット
の点検位置における所要の作動等のロボットの制御量を
生成するホストコンピュータとを有するものにおいて、
前記ホストコンピュータから前記軌道に具えられた信号
伝送路に送出する前記制御量に関する単一周波数による
信号には各ロボットを識別する識別子を付与し、前記各
点検ロボットは前記周波数とは異なる単一周波数で前記
ホストコンピュータに送信するものとし、さらに各点検
ロボットには前記信号伝送路に自己の発信する周波数と
同一周波数の信号が存在する時は送信できないようにし
たことを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明点検ロボットシステムにおいては、操
作盤において点検対象物、点検項目を指定し、これをホ
ストコンピュータに入力することによって、ホストコン
ピュータは点検ルート上に点検位置を定め、点検ロボッ
トのホームポジションから点検位置に至る最適、最短の
ルートを定めて、指定点検項目等によって選択した点検
ロボットを点検位置に送り込み、必要な点検を行わせる
ことができる。また、信号伝送路には各点検ロボットか
ら単一信号周波数によってホストコンピュータに信号が
伝送されるが、各点検ロボットには信号伝送路上の前記
キャリヤの有無を検知し、前記キャリヤのない場合にの
み伝送を行う機能を持たせであるので、信号間の干渉に
よりエラーを生じるおそれはない。

（実施例） 第１図は本発明一実施例の全体を示す概略構成図、第２
図はそのロボットを拡大して示す斜視図である。第１図
において、点検ルートに沿って布設された軌道１には２
台の視覚点検ロボット２．３が懸架され、これ等の視覚
点検ロボット２．３は、操作盤５の操作によってホスト
コンピュータ４を介して制御される。なお、図中６は軌
道１に設置され前記ホストコンピュータ４に接続された
信号伝送路、７は信号伝送器を示す。

第２図は視覚点検ロボット２，３の斜視図である。この
図において、視覚点検ロボット２．３は電気回路を内包
する車体２０と、車体２ｏ上面に車体と一体化して設け
られた駆動機構２１と、この駆動機構により回転される
図示しないラックピニオンと、ガイド車軸２２と、前記
車体２０下面に設けられ成る範囲内で水平旋回、俯仰旋
回の可能な雲台２３と、この雲台に取り付けられたＩＴ
Ｖカメラ２４とを有する。車体２ｏ内の電気回路は雲台
を制御する制御回路、ＩＴＶカメラの信号を周波数変調
して伝送する信号伝送回路、駆動機構の起動、停止を制
御する回路、信号伝送路６と接触してこれに対して信号
の授受を行う接触集電子等が含まれている。また、前記
制御回路には信号伝送路６と信号の授受を行う信号伝送
回路およびマイクロコンピュータが含まれている。

また、軌道１の断面は底辺の一部を欠如した長方形とさ
れ、第２図に示す走行機構２１のガイド車輪２２は底辺
の両側内面に載置され、図示しないラックピニオンは同
じく図示しないラック軌条に噛合される。さらに、軌道
１には図には現れていないが分岐装置が多数設置され、
視覚点検ロボット２，３は軌道上の所望の位置に向けて
移動することができるようにしである。

第３図は上記構成の視覚点検ロボットの複数台を運行す
る点検ロボットシステムの制御体系を示す。ホストコン
ピュータ４のディスク４ａには３次元環境データが入力
されているものとする。操作盤５は点検対象物、点検項
目についての制御量を生成し、その制御プロセスをホス
トコンピュータ４内に記述する。ホストコンピュータ４
内には、点検項目にしたがって必要なセンサと・、どの
ロボットにどのようなセンサが搭載されているかが予め
記述されている０例えば点検項目としては蒸気漏洩、液
滴落下等が記述される。而して、蒸気漏洩点検に関する
点検ロボットとしては視覚点検ロボット、熱点検ロボッ
ト、音点検ロボット等が記述され、また液滴落下点検に
関するロボットとしては視覚点検ロボット、熱点検ロボ
ット等と記述される。

第４図はディスク４ａ内に予め入力された３次元環境デ
ータ内の軌道（ルート）データの一例が示されている。

操作盤５により点検対象物４０が指定され、点検項目が
指示されると、ホストコンピュータ４のディスク４ａ内
の３次元環境データに基づき、ホストコンピュータ４は
点検ルート４１上における点検位置４２を生成する０次
に、前記点検項目の指定により、点検ロボットの選定４
ｂを行う。つまり、点検位置４２に視覚点検、音点検、
熱点検等の各種ロボットの中で、最適の１または複数の
何れの点検ロボットを送り込むかを選定する６次に、前
記のようにして得られた点検位ｉ！４２と前記の３次元
環境データとから、ホームポジション４３にある前記選
定された点検ロボットを、どのようなルートを通って点
検位置４２に到達させるかのルート選定４０ｃがなされ
る。

このルート選定においては、複数の各分岐装置（図には
４４．４５として２箇のみ示す）を節として、またその
間の軌道部分（図には４６〜５０として示す）を連とし
てそれぞれ取り扱い、ホームポジション４３から点検位
置４２に至るルートはトリー構造として現されることと
なる。ルート決定４０ｃにおいては、前記３次元環境デ
ータにより各連の長さ、節の配置を勘案し、また各連に
おける他の点検ロボットの有無を考慮に入れて、最短経
路決定法によってルートを決定する。

ホストコンピュータ４は、前記の決定によって点検ロボ
ットがそのホームポジション４３から点検位置４２に至
るまでに必要な制御量生成（４０ｄ）を行う。この制御
量は１例えばホームポジション４３から点検位置４２に
至るに必要なものとして、軌道部分４６上の走行、分岐
４４到達時におけるその切替の要、不要、切替が必要で
あればその完了時までのロボットの一旦停止と再起動、
切替が不要であればロボットのそのままの進行。

軌道部分４８上の走行、分岐装置４５における分岐装置
４４におけるのと全く同様の判断と走行、軌道部分５０
上の走行、点検位置４２への到達の確認とロボットの停
止等の諸制御を含んでいる。

これ等の生成された制御量は、各点検ロボットの識別子
、動作コマンドに変換され、各点検ロボットに伝送され
る。

ここに、各コマンドには下表に示すように点検ロボット
を識別するもの、各点検ロボットを所定の位置に誘導す
るもの、各ロボットに搭載されたセンサ類を所要の特定
方向に向けるためのもの等が準備されている。

表１ （制御コマンド） 移動コマンド　Ｍ　　　俯仰コマンＦＴ旋回コマンド　
Ｐ 識別コマンド　Ｒ 旋回角度　　　ｅ　　　移動量　　　　Ｑ速度　　　　
　Ｖ 表２ （制御コマンド列） Ｒ１、Ｍ、Ω、ｖ−ＣＲ，Ｒ１、Ｐ、ｅ、ｖ、ＣＲホス
トコンピュータ４は上記のようにして生成されたコマン
ド列に変換した制御信号を、信号伝送器７に入力する。

第５図はホストコンピュータ４による複数台ロボット制
御の場合の信号送受信のブロック図を示している。この
場合において。

信号伝送器７は入力されたコマンド列に周波数ｆ工の周
波数変調を行い、軌道１に設けた信号伝送路６に送出す
る。軌道１上には複数台（図には点検ロボット２．〜２
ｏのｎ台）の点検ロボット２が存在するものとする。信
号伝送路６に送出された信号ｆ□は、各点検ロボット２
１〜２ｎに搭載された信号伝送器（１）〜（ｎ）によっ
て受信される。なお、ホストコンピュータ４から送出さ
れた前記信号には１点検ロボット識別子が含まれている
から、各点検ロボットは自己に関りのある信号のみを解
読する。また、各点検ロボットがホストコンピュータ４
に信号を伝送する場合には、前記と同様に伝送すべき信
号とともに自己の識別子を信号伝送器（１）〜（ｎ）を
介して信号伝送路６に送出する。なお、この場合には信
号は周波数ｆ２のに周波数変調されている。

複数の点検ロボットから同一の軌道、すなわち同一の信
号伝送路６にそれぞれ信号が伝送された場合には、信号
の干渉が起こりエラー状態となってしまうが、これは次
のようにして防止される。

すなわち、各点検ロボットは信号伝送路６上にｆ２周波
数のキャリヤの有無を検知する機能を具え、信号伝送路
６上にｆ２周波数のキャリヤがある時は、信号伝送を行
わないようにしておくのである。

このようにしてあれば、信号伝送路６上には常時１箇の
信号のみが存在することとなり、干渉によるエラーは避
けることができる。

本発明点検ロボットシステムにおいては、上記の信号伝
送方式とすることにより、各点検ロボットは自己の識別
子の付されたコマンド列にのみ反応して動作し、その動
作結果のホストコンピュータへの出力は信号伝送路に他
の信号が乗っていない時にのみなされるから、各ロボッ
トは混乱なく正確に動作することができる。

なお、各ロボットにおいてはその内蔵マイクロコンピュ
ータ（１）〜（ｎ）が制御コマンド列に従って必要なア
クチュエータを作動させ、各点検ロボットはそれ等の内
蔵マイクロコンピュータの管理下におかれ、自律走行が
可能となる。

上記から明らかなように本発明の点検ロボットシステム
においては、操作盤５において点検対象物、点検項目を
指定し、これをホストコンピュータに入力することによ
って、ホストコンピュータは点検ルート上に点検位置を
定め、点検ロボットのホームポジションから点検位置に
至る最適、最短のルートを定めて、指定点検項目等によ
って選択した点検ロボットを点検位置に送り込み、必要
な点検を行わせることができる。なお、各点検ロボット
は指定された点検を行った後、この結果をホストコンピ
ュータに向けて伝送し、ホームポジションに復帰する。

また、信号伝送路には各点検ロボットから単一信号周波
数によってホストコンピュータに信号が伝送されるが、
各点検ロボットには信号伝送路上のｆ２キャリヤの有無
を検知し、前記キャリヤのない場合にのみ伝送を行う機
能を持たせであるので、信号間の干渉によりエラーを生
じるおそれはない。

〔発明の効果〕

上記から明らかなように本発明の点検ロボットシステム
においては、次のような効果が得られる。

（１）各点検ロボットは単一周波数によりホストコンピ
ュータに信号を伝送するので、ロボッシステムの小型化
を図ることができる。

（２）信号伝送に単一周波数を使用しているので、各点
検ロボット間の互換性がある。

（３）複数台の点検ロボット運行を行うに際し、詳細な
制御データを扱うことなく１点検項目、点検対象を指定
すればよいので運行が容易である。

（４）本発明点検ロボットシステムにおいては、同一の
信号伝送形態、制御コマンドを使用することによって点
検ロボットを容易に増設することができる。

（５）前項において点検ロボット（ハードウェア）の増
設が容易である点を指摘したが、ソフトウェアの面でも
ホストコンピュータ内のロボットに関する記述を増加す
るだけで容易に対応できる。

（６）本発明の点検ロボットシステムにおいては、各ロ
ボットはモジュール化されており他の点検ロボットに与
える影響が少ない。

（７）操作盤における点検対象物の指定により１点検位
置、そこに至る最短ルートの生成が自動的になされ知能
化されたシステムとすることができる。

（８）上記各項の特性および各構成部分がモジュール化
されていることから、保守性に優れた点検ロボットシス
テムとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の概略構成図、第２図はそのロ
ボットを拡大して示す斜視図、第３図は本発明ロボット
システムの制御体系を示す流れ図、第４図はホストコン
ピュータ内に記述された３次元環境データ中の点検ルー
トの一例を示す図、第５図は点検ロボット複数台運行の
場合の信号送受信のブロック図、第６図は従来の点検ロ
ボットの点検ルートの模式的斜視図である。 １・・・・・・軌道　２．３・・・・・・ロボット　４
・・・・・・ホストコンピュータ　５・・・・・・操作
盤　６・・・・・・信号伝送路　７・・・・・・信号伝
送器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点検ルートに沿って布設され複数箇の分岐装置を具えた
   軌道と、この軌道に懸架され走行機構、点検装置、それ
   等を作動させる電気回路を具えた少なくとも１台のロボ
   ットと、点検対象物および点検項目を指定する操作盤と
   、前記指定された点検対象物から点検ルート上の点検位
   置の決定、前記点検ロボットのホームポジションから前
   記点検位置に至る最短ルートの決定、点検位置に到達し
   た前記点検ロボットの点検位置における所要の作動等の
   ロボットの制御量を生成するホストコンピュータとを有
   するものにおいて、前記ホストコンピュータから前記軌
   道に具えられた信号伝送路に送出する前記制御量に関す
   る単一周波数による信号には各ロボットを識別する識別
   子を付与し、前記各点検ロボットは前記周波数とは異な
   る単一周波数で前記ホストコンピュータに送信するもの
   とし、さらに各点検ロボットには前記信号伝送路に自己
   の発信する周波数と同一周波数の信号が存在する時は送
   信できないようにしたことを特徴とする点検ロボットシ
   ステム。