JPH04290996A - 容器及び走行ガイド装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行ガイドを備えた容
器及び圧力容器、配管などの構造物に沿って走行して作
業をする走行体の走行ガイド装置に関し、特に、走行面
あるいはその近傍に設けた走行体の位置基準のためのガ
イド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特開昭５１−９５８８８
　号公報のように、音波の送信センサを走行体に装着し
、走行体が走行する容器の外表面に複数の受信センサを
配置して、音波の各々の伝播時間から三角測量法により
走行体の位置を検出していた。また、特開昭６０−１０
２５８０号公報のように軌道上を走る親の走行体の位置
を基準にして、容器上を自走して検査作業をする子の位
置を音波の伝播時間と光の方位角から算出するものであ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、走
行面と一体になった走行ガイドがなく、走行体の位置を
相対的に検出するものであったので、検出誤差などによ
って目標とする走行ラインから逸脱して走行させる可能
性があった。また、距離を検出して位置を演算しながら
走行制御するので、時間遅れによって走行速度を高くで
きなかったり、走行精度を維持するのが難しくなるなど
の問題があった。

【０００４】本発明の目的は、目標とする走行ライン上
あるいはその近傍に走行ガイドを恒久設置し、走行体に
搭載したセンサでこれを検出し、走行体がこの走行ガイ
ドを検出しながら走行することにより、目標とする走行
ラインに沿って精度良く走行体を走行させることにある
。また、走行位置に応じて走行ガイドの形状、大きさを
変えることにより、絶対位置も認識できることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の容器及び走行ガ
イド装置は、走行面、あるいは、その近傍の表面に密着
させて設置された走行ガイドと、走行体に搭載したこの
走行ガイドを検出する検出部及び検出結果に基づいて走
行体を走行制御し、目的の作業指令をだす制御部とから
なる。特に、走行ガイドの設置場所が狭隘、高温、高放
射線などの個所もあるため作業員が接近するのが難しい
こともあって、保守作業をせず三十〜四十年間にわたっ
て恒久的に走行ガイドを使用できることが望ましい。そ
こで、この目的に合った材貭の走行ガイドを走行面に設
置することにある。また、この走行ガイドの形状、大き
さなどからその走行体の位置を判断できるようにするた
め、走行ガイドを走行位置特有の形状、大きさなどにす
ることにある。

【０００６】

【作用】本発明によれば、走行面に設置された走行ガイ
ドを走行体に搭載されたセンサで検出しながら移動する
ので目標とする走行ラインから逸脱せずに確実に移動で
きる。また設置される走行ガイドは、厳しい環境に長期
間耐える材質を選択するとともに適用する構造材に悪影
響を与えずに長期間安定に設置できる適切な設置方法を
選択することにより、保守作業をせずに恒久的に利用で
きる。また、走行ライン、あるいは、走行位置ごとに走
行ガイドの形状、大きさなどを変えることによりその走
行体の走行位置を確実に特定することができる。

【０００７】

【実施例】本発明を原子炉圧力容器の胴体部に適用した
場合の一実施例を図１に示す。図において、圧力容器の
胴体部１の溶接部表面に設置した走行ガイドにするマー
カ２０Ａ〜２０Ｄ，２１Ａ〜２１Ｅ、これに追従して走
行し超音波検査をする走査装置１０、これとケーブル１
１を介して接続される走行制御装置１２，探傷装置１３
からなる。

【０００８】圧力容器の胴体部１は、半円状の鋼板をリ
ング状に溶接し、これを数段積層しながら溶接して容器
にしている。このため、各リングごとに長手溶接部と周
溶接部がある。この溶接部とその近傍が検査対象である
。この検査結果を正しく評価するには各溶接部に沿って
走査装置１０を確実に走行させその走行位置（検査位置
）を正確に検出する必要がある。一般には溶接部を、直
接、検出する方法が有効と考えられるが、この場合は余
盛部の段差がないこと、溶接部と母材部の金属粒界の差
が小さいことなどから溶接部を、直接、検出することは
困難である。そこで溶接部上に走行ガイドにするマーカ
２０Ａ〜２０Ｄ，２１Ａ〜２１Ｅを設置する。しかし、
圧力容器の胴体部１の周囲には保温材３と放射線遮蔽体
２が設置されているので、作業員が近づけるスペースが
ない。また、原子炉運転中は高温度、放射線雰囲気にな
る。さらに、原子炉は長期間使用される。この使用条件
があるため圧力容器を据え付ける前に図２に示すように
溶接部４の表面に金蒸着したマーカ２０を設置し、これ
を走査装置１０に搭載したセンサで検出し、母材部６と
溶接部４とを識別しながらこのマーカ２０をガイドとし
て走査装置１０が圧力容器胴体部の溶接部全面を走行す
る。したがって、このようにマーカ２０を圧力容器胴体
部の溶接部全面に沿って設置するので、マーカを設置し
た形状は円筒面に沿った格子状になる。

【０００９】さらに、図３で詳細に説明する。走査装置
１０は両側に磁石を多数配列した磁気クローラ方式で、
圧力容器の胴体部１に吸着しながら走査装置１０に搭載
した工業用テレビカメラ１７でマーカ２０Ｃを検出し、
マーカ２０Ｃに沿って磁気クローラ１４をモータ駆動し
て走行する。また走査装置１０にはアーム１５があり、
これに沿って超音波探触子１６をマーカ２０Ｃと直交し
た方向に走査する。また、走査装置１０には傾斜角セン
サを内蔵してあり姿勢も制御する。各センサ信号、モー
タ駆動電圧などはケーブル１１を介して図１の走行制御
装置１２、探傷装置１３と送受信され、走査装置１０の
走行制御と超音波検査をする。この超音波検査は全溶接
部について行なう必要があるため、圧力容器の胴体部１
の上部あるいは下部に走査装置１０を取付け、マーカ２
０Ａ，２１Ａ，２０Ｂ，２１Ｂ，２０Ｃに沿って、順次
、走行させる。例えば、検査位置がマーカ２０Ｃの設置
された溶接部とすると、マーカ２０Ｂとマーカ２１Ｂと
の交点をテレビカメラ１７で検出し、この信号に基づい
た走行制御装置１２からの制御指令により、走査装置１
０の磁気クローラ１４の右側を後進回転させ、他方の左
側を前進回転させて走査装置１０の方向を変え、マーカ
２１Ｂ方向に方向変換する。また、マーカ２１Ｂとマー
カ２０Ｃとの交点で走査装置１０の左右の磁気クローラ
１４の回転方向を変え、走査装置１０の方向を、再び、
マーカ２０Ｃ方向に方向変換する。この後、このマーカ
２０Ｃを検出しながら走査装置１０の左右の磁気クロー
ラ１４を前進回転させ、これに沿って走行させる。 この場合のマーカ２０Ｃ上の走査装置１０は、磁気クロ
ーラ１４の一方の回転速度を高くすると、反対側の方向
に姿勢を変え、その方向に位置が徐々に移動する。逆に
、一方の回転方向を低くすると、それと同じ側に姿勢を
変え、その方向に位置が移動する。従って、マーカ２０
Ｃに追従させて走査装置１０を走行制御するためにマー
カ２０Ｃをテレビカメラ１７で検出し、この信号に基づ
き走行制御装置１２で基準ラインからのずれ量を計算し
、これが無くなるように左右の磁気クローラ１４の回転
速度を制御する。検査をする場合は、マーカ２０Ｃに沿
った走行とともにアーム１５の長さ方向にも超音波探触
子１６を交互に動作させる。これらの一連の動作は走行
制御装置１２に予めプログラム設定されており、これに
基づいて自動制御される。また、超音波信号は探傷装置
１３で送受信され、検査結果は信号処理し、検査員が見
易い形にして出力する。

【００１０】このようにマーカの交点（すなわち溶接部
の交点）で走査装置１０の方向を変えながら目標のマー
カまで走行してゆき超音波による検査をする。走査装置
１０を取付け位置まで戻す場合は目的に応じて、同様に
マーカを検出しながらこれに沿って走行させる場合とマ
ーカと関係なく戻す場合がある。

【００１１】走行ガイドとなるマーカを溶接部の表面に
設置する方法について説明したがこれに限定されるもの
でなく、例えば、図４に示すように長手溶接部４Ｂ〜４
Ｃ，周溶接部５Ｂ〜５Ｃから両側の離れた位置にマーカ
２５，２４，２６を設置してこれをアーム１５端に取り
付けたテレビカメラで検出し走査装置１０を走行制御す
ることもできる。またマーカ２４の一定間隔ごとに目盛
２８を付け、これを計数すれば走査装置１０の移動距離
、すなわち、位置が分かる。また、マーカの形状など（
例えばマーカの太さ，連続線と断続線，断続線間隔）を
各溶接部ごとに異なるように配置すれば、どの溶接部に
走査装置１０があるかを容易に特定できる。

【００１２】この実施例ではマーカをライン状にするす
ることで説明したが、目的によっては長手溶接部と周溶
接部の交点だけにマーカを設置するなどマーカをポイン
トにすることもできる。

【００１３】この実施例ではマーカを溶接部の両側に設
置する方法にしたが、テレビカメラ１７をアーム１５の
両側に付ける方法、走行方向を前進、後進ごとに一定に
限定する方法などにすればマーカは片側だけでもよい。 また、目的の作業によっては検査作業と走行とを兼用す
るガイドに限定せず、溶接部に関係ない位置に走行専用
のガイドを設置することも可能である。

【００１４】マーカを金を蒸着する方法について説明し
たが、耐熱性，耐放射線性，耐腐食性などの点で目的に
合致していれば他の銀，銅，鋼，ニッケル，タングステ
ンなどの金属を蒸着，溶着，焼付けあるいは接着などで
密着させてもよい。さらに、セラミック、合成樹脂等の
非金属材料も目的によっては使用できる。この他、圧力
容器胴体部の溶接部に沿って、その真上、あるいは、そ
の近傍の母材部に凹部または凸部を設け、この段差をセ
ンサで検出しこれを走行ガイドにすることもできる。

【００１５】マーカを検出するセンサを実施例では工業
用テレビカメラを使用した例について説明したが、これ
に限定されるものでなく他のセンサを使用できることは
いうまでもない。例えば輝度の差を利用して検出するセ
ンサには半導体レーザとフォトセンサ組合せた光電セン
サなどがあり、この他電気伝導度を利用した伝導度セン
サ，段差を検出する磁気センサ，超音波センサ等も利用
できる。

【００１６】圧力容器の胴体部に適用した例について説
明したが、適用対象はこれに限定されず、図５に示すよ
うに、ノズル部８や配管部９にも同様な方法で適用する
ことができる。ノズル部８の傾斜端にマーカ４８を付け
、この真上の位置に周方向の基準点となるマーカ４９を
付ける。これを基準にして胴体部１とのノズルコーナ部
４６あるいは配管部９との接続部付近に取付けた走査装
置（図示せず）を走行させる。また、必要に応じて周方
向の角度、例えば９０度ごとに目盛４９を付けることも
できる。

【００１７】この他、図６に示すように、角形の鋼製容
器５０の壁面５１に水平方向のマーカ５４Ａ，５４Ｂと
垂直方向のマーカ５５を設置する。この壁面に磁気車輪
で吸着してケーブル５３を介して走行制御される検査用
走行体５２を取付ける。これを搭載したセンサでマーカ
５４Ａ，５４Ｂ，５５を検出し、これを基準として走行
させるとともに別に搭載した超音波センサで板厚などの
点検をする。この場合、マーカ５４Ａ，５４Ｂ，５５を
検出することにより壁面５１上の領域を知ることができ
、かつ、これを基準として車輪に連結したエンコーダの
回転数から距離を計数して走行体５２の位置を算出する
。また、マーカの交点５６Ａ（または交点５７Ａ）を検
出し、この位置情報を利用してエンコーダから得られた
相対的な位置情報を修正することもできる。

【００１８】高温、放射線などの使用環境の厳しい個所
に本発明を適用するのが特に有効である。しかしこれに
適用条件を限定されるものでなく、例えば、単なる高所
作業の個所にも適用できることはいうまでもない。この
場合は耐熱性，耐放射線性などを考慮しなくてもよいの
で、マーカ材としてはフッ素樹脂の焼付け、ワニス、ペ
ンキなどの合成樹脂の塗装など幅広いものが選択できる
。また、実施例ではマーカの設置を圧力容器の据付け前
に行なうように説明したが、これに限定されるものでな
く構造物の据付け後に、例えば、高所の個所であれば足
場を組んでマーカを取付けておけば、次の作業からその
都度足場を組むことなく走行体を目標位置に正確に移動
させて目的の作業ができる。さらに、走行ガイドが走行
体の走行などによって摩耗するなどがあるため、これに
対処して走行体がこの走行ガイドの軌跡をたどりながら
新たな走行ガイドを上重ねすることもできる。

【００１９】本発明は磁気クローラ、磁気車輪方式の走
行体だけに限定されるものでなく、真空吸着方式、構造
材を把持する方式などの非磁性体の構造材にも適用でき
る走行体にも何等問題なく適用することができる。また
、本発明は検査作業だけに適用するものではなく、清掃
，点検，補修などの作業をする場合にも有効な走行基準
にすることできる。

【００２０】本実施例によれば、次のような効果がある
。

【００２１】（１）　　目標とする走行ラインに沿って
走行ガイドになるマーカを設けることにより、走行体が
これに基づいて走行位置を認識しながら確実に走行でき
るので、目標の位置を正確に検査できる。従って検査結
果の再現性も大幅に向上する。

【００２２】（２）　　走行のガイドになるマーカを耐
熱性，耐放射線性，耐腐食性などの材料にすることによ
り、厳しい作業環境でも走行体の位置決めが恒久的にで
きる。

【００２３】（３）　　マーカ（走行ガイド）の形状，
大きさ，長さ，輝度，色調などをその位置特有のものに
することにより、その走行ライン、あるいは、その絶対
位置を正確に認識できる。また、マーカに目盛を設ける
ことにより、走行体の移動距離も正確に検出できる。

【００２４】（４）　　マーカ（走行ガイド）を縦横に
設けるとともに走行体にマーカの検出機能と移動量検出
機能を持たせることにより、走行体の走行領域と走行位
置が分かる。また、移動量の点検、修正もできる。

【００２５】（５）　　走行ガイドが恒久的に設置され
ているので、検査の都度に目標の検査位置まで走行体を
短時間で移動できる。従って作業時間を短縮できる。

【００２６】（６）　　走行体を目標の位置に正確に移
動できるので、位置確認のための足場などをかけること
なく目的の作業ができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、走行体が検出できる走
行ガイドを目標とする走行ラインに沿って恒久設置する
ことにより、走行体を高位置決め精度に維持して走行で
きる効果がある。また、走行位置に応じて走行ガイドの
形状、大きさなどを変えることにより走行体が走行して
いる走行ラインや絶対位置も認識できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を原子炉圧力容器の胴体部に適用した実
施例の斜視図。

【図２】胴体部に本発明を設置した断面図。

【図３】図１を部分的に拡大した平面図。

【図４】本発明の他の実施例を示す平面図。

【図５】本発明の変形例を示す斜視図。

【図６】他の変形例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…圧力容器の胴体部、１０…走査装置、１２…走行制
御装置、１３…探傷装置、１７…テレビカメラ（検出部
）、２０，２１…マーカ（走行ガイド）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定期的な作業が実施される容器において、
   溶接部の表面あるいは溶接部の近傍に沿って恒久使用が
   可能な走行体の走行ガイドを容器表面に容器と一体にな
   るように設置したことを特徴とする容器。
2. 【請求項２】請求項１において、走行ラインあるいは走
   行変換位置ごとに走行体の走行ガイドを形状、大きさ、
   長さ、輝度、色調のいずれかが異なるようにして設置し
   た容器。
3. 【請求項３】請求項１において、前記容器の表面に設置
   された前記走行体の走行ガイドに、一定間隔ごとに目盛
   を設けた容器。
4. 【請求項４】立体的な構造物の表面に密着して縦横に走
   行しながら検査などの作業をする装置において、構造物
   の表面に密着して縦横に走行して作業をする走行体と、
   構造物の走行面に設置された走行ガイドと、前記走行体
   に搭載されて前記走行ガイドを検出する検出部と、前記
   検出部からの信号に基づいた走行制御指令と作業指令を
   出す制御部からなる走行ガイド装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記構造物の走行面に
   設置された前記走行ガイドを検出し、前記走行体が走行
   する走行ラインあるいは走行位置を特定できる検出部と
   制御部とを設けた走行ガイド装置。
6. 【請求項６】請求項４において、走行面に設置された前
   記走行ガイドの検出と前記走行体の移動量の検出とが可
   能な検出部と、この検出結果から前記走行体の走行位置
   を算出する制御部とを設けた走行ガイド装置。